環境負荷低減・資源高効率利用技術の開発プロジェクト

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1 環境負荷低減・資源高効率利用技術の開発プロジェクト
A practical project for reducing environmental impact and　development technology of high　efficiency utilization of resources プロジェクト履修学生：柏木信明、仲村慎一、キョウ秀民、 胡舜尭、 　　　　　　　タリプトオフティ、　呉迪、孫楊、 陳啓宇 プロジェクト担当教員：王　青躍 プロジェクトNO, 9 関連学外組織　 　　 ：金子農機(株)， ＳＣＳ(株), 上海大学， 環境保護局， 環境科学研究院他 　As part of development project to reducing environmental impact and high efficiency of resources utilization technology. Received the cooperation of research and government　agencies in Japan and China. Through a field survey on the waste　treatment, wastewater treatment, waste coal issues and environ mental　impact, will be deepen. Their understanding of environmental issues in developing countries. Issues were the theme of development and　technology transfer. 　環境負荷低減・資源高効率利用技術の開発と技術転換の一環として、共同研究などを通して、国内の研究・行政機関や民間企業および中国の研究・行政機関等の協力を受け、大学院生主体の現場支援型プロジェクトとして、廃棄物処理、廃水処理、廃棄石炭問題、環境影響に関するフィールド実態調査を通じて、途上国や我が国の環境問題に関する理解を深め、開発研究や技術 移転論をテーマとする課題を実施した。 　現在、籾殻や稲ワラ、オガ粉などのバイオマスは一部の有効利用はなされているものの産業廃棄物として処理に多大な経費を要しており、不法な焼却などにより大気汚染の原因にもなっているのが現状である。また、これらの有機物が生産される農家では石油を燃焼させて穀物の乾燥や温室の暖房を行っているが、石油機器に代わる利便性の高い低コストの燃焼装置として、バイオマス燃料を有効活用できれば、農業生産の低コスト化と共に廃棄物を有価物化して農村地域活性化が促進されると考えられる。そのため、今回のプロジェクトでは籾殻等のバイオマスをより効率的に利用することを目的として、今回は、企業と共同で開発を 行っている「バイオマス有効利用装置」で使用する籾殻の成分分析および燃焼特性を基礎調査として行った。 共同研究結果：籾殻の基礎分析 籾殻の燃焼特性結果 ・灰分、水分、揮発分、固定炭素は工業分析により測定 ・C、H、NはCHNコーダーにより測定 籾殻の組成分析　 Ash (wt%) Moi (wt%) VM (wt%) FC (wt%) C (%) H (%) N (%) コシヒカリ宮崎 14.3 9.9 61.3 14.6 38.7 5.1 0.36 キラリ宮崎 13.3 10.0 61.9 14.8 39.0 0.34 新潟 18.9 8.4 58.2 14.5 37.4 4.7 0.29 北海道 16.7 9.7 60.9 12.7 39.2　 0.46　 Temperature Temperature Moi: Moisture, VM: Volatile matter, FC: Fixed carbon Temperature(℃) Temperature(℃) 籾殻の燃焼特性評価方法 320℃程度熱分解がピークに達し、さらに、400℃以上で着火 320℃程度で熱分解がピークに達し、さらに、420℃以上で着火 【試料】 【装置】 籾殻 宮崎産 キラリ、コシヒカリ 示差熱・熱重量（TG-DTA）同時測定装置 加熱炉 試料受皿 天秤部 試料量　　　　　約 30 mg 試料粒径　　　 1 ~ 2 mm 初期温度　　　　 25 ℃ 最終温度　　　500, 900 ℃ 昇温速度　10, 40, 90 ℃/min Ar or O2流量　　250 ml/min Temperature Temperature TG-DTA同時測定装置 試料を加熱していった際に生じた減量時における発熱・吸熱反応が測定できる。 Temperature(℃) 燃焼性評価の例 (炭化物の着火温度測定) Temperature(℃) 350℃程度で熱分解がピークに達し、　　さらに、450℃以上で着火 350℃程度で熱分解がピークに達し、　　　さらに、440℃で着火 【装置】 TG-DTA同時測定装置 試料量　　　　　 約 1 mg 昇温速度　初期5 ℃/min Air流量　　 ml/min 【条件】 【試料】 もみ殻、稲わら等 （10, 40, 90 ℃/min、 500 ℃までに昇温） 籾殻の燃焼現象 籾殻の燃焼特性 排気ガスの評価 タールの発生 100 200 300 400 500 10 20 30 40 時間 [min] DTA [mV] 350 450 温度 [℃] -1 -0.5 TG [mg] 粒子の温度 空気 + バイオマス 着火(320℃以上) 揮発分の放出 火炎 400℃以上 フライアッシュ 飛灰(未燃分) リグニン熱分解 セルロース熱分解 揮発分 放出終了 チャー 燃焼開始 発熱 チャー 燃焼終了 火炎部(揮発分燃焼領域) 火炎後流部(チャー燃焼領域)