成果報告書詳細
管理番号20110000001569
タイトル平成22年度成果報告書 研究協力事業 未利用バイオマス燃料の混焼による発電技術の開発
公開日2011/10/12
報告書年度2010 - 2010
委託先名中国電力株式会社
プロジェクト番号P93048
部署名新エネルギー部
和文要約概  要(和文)
平成22年度は,カンボジアにおいてパイロット試験装置(送電出力20 kW級)にバイオマスガス化装置を追設し,ジャトロファ油と搾油残渣ともみ殻の混合ブリケットから製造したバイオガスによる混焼発電試験を行い,運転特性,燃焼特性,環境特性を確認すると共に,長時間発電試験を実施し「カンボジアの農村部で環境に影響を与えず,安定運転可能なバイオマス発電技術の開発」を実現した。
平成22年度の研究成果の概要は以下のとおりである。
1.ジャトロファ種子からの燃料油製造の改良
平成21年度に開発したジャトロファ油製造プロセスは時間と手間がかかるため,作業時間の短縮を目的に脱リン技術の改良に取り組み,搾油直後の油を一次ろ過等せずに直接脱リン処理する簡易脱リン法を開発し実証した。
2.ジャトロファ種子搾油残渣等からのバイオガス製造
ガス化装置で使用するブリケットは,搾油残渣を70%~90%を含む原料からバイオガスを製造することが可能であり,搾油残渣:もみ殻の混合割合が8:2と4:6のブリケットから製造されるバイオガスは4.53MJ/m3N(LHV)の熱量を有し,冷ガス効率もほぼ同等であった。
3.ジャトロファ油バイオガスの混焼による発電技術の開発
 バイオマスとジャトロファ油によるディーゼルエンジンでの混焼発電試験で燃料噴射圧力の上昇により燃焼特性が向上すること,混焼に起因すると思われる異常なカーボンの堆積や損傷は認められなかったことを確認した。
4.長時間運転試験による評価
油分を多く含むブリケットを使用したガス化では,反応炉の異常な温度上昇により反応炉内部でのクリンカ生成や溶接部にクラックが発生する場合がある。
また,長時間の運転には定期的なメンテナンスが必要であり,安定運転に必要なメンテナンス頻度をまとめた。
5.取扱プロセスにおける毒性物質の挙動把握
ホルボールエステルが存在する工程は,ジャトロファ油製造工程とブリケット製造工程のみであることを確認した。また,エンジン排気に,ホルボールエステルのリスクはなく,通常の排気ガスとして管理できることが明らかになった。
しかし,ジャトロファ由来物質(植物全体,特に種子,種子油,残渣等)には毒性物質が含まれ下剤的作用があるので,このリスクを(特に種子を経口摂取しないこと)家族を含めて作業従事者に教育し管理する必要がある。
6.成果の普及等
ジャトロファを燃料とした電気事業の経営は可能であるが,費用における設備費の比率が高く装置の価格低減が望まれる。また,収支はジャトロファ種子の購入価格に左右されることから,低価格種子の安定供給体制確立が必要である。
英文要約In FY2010, biomass gasification devices was installed in pilot test equipment (Electric transmission output 20kW class) in Cambodia, and mixed combustion generation by Jatropha oil and the bio-gas which is produced from mixed briquette from of Jatropha seed cake and the chaff, was examined. As a result, operation characteristic, combustion characteristic and environment characteristic were confirmed. Subsequently, long-term generation test was conducted, and consequently “The biomass power generation for Cambodian rural area that stable operation is possible without environmental ramifications” was substantiated
The summary of results of research of FY2010 is as follows.
1. Improvement of the fuel oil production from a Jatropha seed
To shorten the processing time of the fuel oil production from Jatropha oil, the improvement of the dephosphorization technology was conducted because the fuel oil production technology which was developed in FY2009 take amount of time and effort. As a result, simple dephosphorization technology in which Jatropha oil just after squeezing is dephosphorized without primary filtration was developed and was substantiated.
2. Biogas production from Jatropha seed cake
Briquette that is used in gasification device was made biogas from materials including Jatropha seed cake 90% from 70%.
Both of calorific value of bio-gas using briquette whose mixture ratio of the Jatropha seed cake to chaff is 80% to 20% and 40% to 60% are 4.53 MJ/m3N (LHV), and both of the gasification efficiency was approximately equal.
3. Development of the generation technology by the mixed combustion of the Jatropha oil and biogas
In mixed combustion generation examination with the diesel engine by the Jatropha oil and bio-gas, improvement of combustion characteristic was confirmed by raising fuel injection pressure and no abnormal carbon deposition due to mixed combustion was confirmed.
4. Evaluation of the long time driving examination
In the gasification of briquette including a lot of oils, there is the case that a crack of the weld and clinker generation inside the reaction furnace occur by an abnormal temperature rise.
In addition, it was confirmed that periodical maintenance is necessary for the long time operating. From this result, the maintenance frequency for stable operating was verified.
5. The behavior grasp of the toxic material in the handling process
It was confirmed that phorbol esters are only exist in the Jatropha oil production process and briquette production process. Phorbol esters, the main toxins of Jatropha, were not detected in the diesel exhausts of Jatropha bio-oil /biogas. Therefore, this result indicates that we can treat the diesel exhausts of Jatropha bio-oil /biogas in the same way normal diesel exhausts of light oil. But, the Jatropha material is a strong purgative. Therefore, to prevent this risk, educational campaigns to make worker aware of the risk is needed.
6. The spread of results
Electricity enterprises using Jatropha fuel is assumed to be possible. But, the ratio of the cost of equipments in the expense is high. Therefore, the price reduction of the device is expected. In addition, establishment of stable supply system of the low-priced seed is needed because the income and expenditure of electricity
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