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成果報告書詳細
管理番号20160000000630
タイトル平成27年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(バイオマス) バイオマス2段ガス化設備の自動制御による高品質水性ガスの高効率生成と長期安定供給
公開日2017/11/14
報告書年度2015 - 2015
委託先名株式会社高橋製作所 国立大学法人埼玉大学
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約2段ガス化設備の自動制御システムを構築し、設備内の温度条件等を一定に保つことによりガス化条件を一定にすることができ、水性ガスの生成量の安定供給および品質の均一化を実証した。<目標と成果>目標1.自動制御システムの構築による連続稼働の実施と安全・安定性の実証(a)自動制御システムの構築による連続稼働(168h)の実証<高橋製作所>自動制御システムを構築する前は、投入原料の含水率および形状のばらつきにより炭化炉排ガス(熱源)の温度等の変動を余儀なくされてきたが、各部温度等を監視し自動制御システムを構築することによって、炭化炉排ガス(熱源)温度を一定に保つことが可能となり、ガス化条件にバラツキのないガス組成が均一な水性ガスの長期安定供給が実証された。目標としていた(1)炭塵爆発が起こらない(2)タール付着がないことを実証した。(b)水性ガス製造過程で発生する各組成分析<埼玉大学>連続運転中に未反応炭(熱分解炉排出)のサンプリングを行い、未反応炭(熱分解炉排出)の炭素含有率92.1%を得られた。また、設備内にサンプルピースを設け、水性ガス及び排ガス中のタール含有について調査し、結果タール成分の検出はされず本設備のタールフリーを実証した。目標2.炭化収率20%確保のための条件設定(a)炭化収率20%確保のための条件設定試験<高橋製作所>炭化収率試験を行い炭化収率20%を確認。条件:燃焼部1,072.5℃、炭化物30kg/h<2.5kg/5min>÷150kg/h<投入原料>=20%(目標値確保)(b)炭化物の元素分析<埼玉大学>連続運転中に炭化物(炭化炉排出)のサンプリングを行い、炭化物の炭素含有率91.5%を得られた。分析結果に殆どバラツキは無く安定して炭化物を製造していることを実証した。目標3.熱分解炉反応効率80%以上確保のための条件設定<高橋製作所>投入原料130kg/h、投入蒸気量100kg/h、100%-(未反応炭6kg/h<0.5kg/5min>÷炭化物25.2kg/h<2.1kg/5min>)=76.2%、目標の80%には僅か足りなかったが、事業委託前は約60%だったので16%向上を可能とした。目標4.ビジネスブランの作成<高橋製作所、埼玉大学>・カタログ作成による設備アピールポイントの明確化・競合他社比較表作成による設備特徴の明確化・既往の失敗事例の検証・顧客ニーズの調査
英文要約Title: New Energy Venture Business Technology Innovation Program / New Energy Venture Business Technology Innovation Program(Biomass) High-efficiency and long-term stable supply of high quality water gas by the automatic control of two-step biomass gasification facility FY2015 Final Report

The automatic control system of the two-step gasification facility that makes it possible to constant the gasification conditions by keeping the temperature of each stage, was constructed. Stable supply of the aqueous gas and the homogenization of the quality has been demonstrated.<Objectives and outcomes>1. Safety and stability of the automatic control system, and implementation of continuous operation(a) Demonstration of 168h continuous operation Before installing an automatic control system, the temperature of the carbonization furnace had been varied due to variations in moisture content and shape of the raw materials to be introduced. The automatic control system monitors both the temperature and the suppling air amount in each unit, and keeps the quality of carbonization furnace constant. Stable supply of uniform gas composition and uniform water gas amount was demonstrated.(1)Conditions under which coal dust explosion does not occur is satisfied, and(2)there is no tar adhesion in the plant system.(b) Composition analysis during water gas production process Carbon content of each produced from carbonizing furnace and unreacted charcoal from gasification react furnace during operation, was 91.5% and 92.1%, respectively. From the sample piece provided within the equipment, to investigate the tar content in water gas and the exhaust gas, tar component was not detected. Tar free of this equipment was demonstrated.2. Conditions to ensure the 20% mass carbonization yield(a) Condition test to ensure the 20% mass carbonization yield Temperature of combustion portion: 1,072.5 ℃, Carbide 30kg / h <2.5kg / 5min> ÷ 150kg / h < material input > = 20% (target value)(b) Elemental analysis of carbide Carbon content of the carbides from carbonizing furnace during continuous operation is 91.5% with low variations.3. Condition to ensure the 80% of pyrolysis furnace reaction efficiency Material input 130kg/h, put the amount of steam 100kg/h,100% - (unreacted coal 6kg/h <0.5kg / 5min> ÷ carbide 25.2kg / h <2.1kg / 5min>) = 76.2% It was not enough slightly to 80% of the target, however 16% improvement were achieved before the project commissioned that was about 60%.Goal 4. Creating a business plan ・Creating a production catalog: clarification of appeal point of equipment ・Review and comparison of other related plant system ・Verification of the past failure case ・Research for customer needs
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