渕 端
学,井 田 民 男,水 野 (近 畿 大 学 バ イ オ コー クス研 究 所)諭
【は じ め に 】
近 年,地 球 環境 問 題 や 化石 燃 料 の 急 激 な 需 要 増 加 に よ る価 格 高騰 お よび枯 渇 問 題 に 対 し,再 生 可 能 お よび廃 棄 物 リサ イク ル の観 点 か ら,新 エ ネ ル ギ ー の 一 つ と して バ イ オ マ ス が 注 目 され て お り,そ の 一 つ に植 物性 由 来 の 固 形 燃 料 で あ る バ イ オ コ ー クス(以 下BICと 表 記)が あ る 。BICは 鉄 鋼 溶解 時 に用 い る石 炭 コー ク ス や 木 炭 の代 替燃 料 と して期 待 され て お り,ま た 鉄 鋼 業 に 限 らず 農 業 用 の温 室 ボ イ ラー や ごみ焼 却 等 の 幅 広 い 熱 源 と して の 利 用 が期 待 され て い る 。 現 在,BICの 実用 化 に 向 け て 鉄 溶 解 炉 内 にお け る燃 焼 実 験1)や 農 業 用 ボ イ ラ ー な ど で の 実 証 試験 が 行 わ れ て い る が,そ の燃 焼 特性 に 関 す る研 究 例 は 少 な く,大 気 圧 下 に お け る そ の 一 般 的 な 着 火 お よび 燃 焼 挙 動 な どは ほ とん ど明 らか に な っ て い な い 。 特 に, BICの 成型 条件 が,種 々 の バ イ オ マ ス を原 料 とす るBIC の 着 火 お よび燃 焼 挙 動 に 及 ぼ す 影響 に つ い て の 定 量 的 な デ ー タは ほ とん ど見 られ な い 。 今 後,BICの さ らな る 実 用 化,普 及 を図 る 上 で,実 用燃 焼 炉 に お い て想 定 され る 幅 広 い 運転 状 況 下 で の燃 焼 特性 を的確 に把 握 す る こ とは 必 要不 可 欠 で あ る 。 さ らに,一 般 の バ イ オ マ ス 燃料 の 燃 焼 に 関 して も,熱 天秤,微 粒 子 や ペ レ ッ トの ス トー カ ー 炉 燃 焼 や流 動床 燃 焼,強 制 流 れ を伴 わ な い 炉 内 燃 焼 な ど が あ る が,バ イ オ マ ス塊 の 炉 内燃 焼 を想 定 した 高 温 空気 中 に お け る燃 焼 特 性 を調 べ た研 究 は 少 な い2β)。
【目 的 】
本研 究 で は,飲 料 メ ー カ ー か ら安 定 的 に廃 棄 され る 草 本系 バ イオ マ ス の緑 茶 残 渣 お よび 国 内 に お け る バ イ オ マ ス 賦 存 量 の 約8割 を 占 め る 木 質 系 バ イ オ マ ス の ヒ ノ キ (幹部)を 原 料 と したBICを 成 型 し,そ の 成 型 時 の 成 型
Tablel.BICproductionconditions
Sample GreenteaCypress
Moldingtemperature[℃] 110,130,150,170
Watercontent[%] 7 9
Weight[9] 8.5 8.0
温 度 が,強 制 流 れ 場 で の 高 温 空 気 燃 焼 室 内 にお け るBIC の 着 火 お よび 燃 焼挙 動 に及 ぼ す 影 響 につ い て 調 査 した 。 また,代 替 目標 で あ る石 炭 コー クス な らび に他 の バ イ オ マ ス 燃料 の 燃 焼挙 動 との 差 異 につ い て も検 討 した 。
【 実験装置 および実験方法】
・BIC成 型 方 法
BIC成 型 に は バ ッチ 式 ホ ッ トプ レ ス 装 置 を 使 用 し た4)。
BIC成 型 条 件 をTable1に,本 実 験 で 使 用 し たBIC成 型 装 置 の 概 略 をFiglに 示 す 。 本 実 験 装 置 の 主 要 部 分 は 油 圧 プ レ ス 機(ASTROPRODUCTS,プ レ ス ・ポ ー トパ ワ ー ・ベ ン ダ ー),シ リ ン ダ,ピ ス ト ン,電 気 管 状 炉,温 度 コ ン ト ロ ー ラ に よ り構 成 さ れ て い る 。
BIC成 型 装 置 の 電 気 管 状 炉 お よ び シ リ ン ダ 内 部 の 詳 細 をFig.2に 示 す 。 内 径20mmの シ リ ン ダ 内 に,成 型
後 の ア ス ペ ク ト比 が1:1と な る よ う粒 度250〜500μ mの 緑 茶 残 渣 ま た は ヒ ノ キ を 一 定 量 充 填 す る 。 試 料 充
填 後,油 圧 ジ ャ ッ キ に よ っ て21.7MPaで 加 圧 し た 状 態
Fig.2.SummaryofBICInoldingdevice
渕 端 学,井 田 民 男,水 野 諭
で 電 気 管 状 炉(ア サ ヒ 理 化 製 作 所,ARF‑50M)を 温 度 コ ン トロ ー ラ(ア サ ヒ 理 化 製 作 所 ,AMF‑2PT)に よ っ て 制 御 し,所 定 の 成 型 温 度 に 到 達 後6.25分 間 保 持 し, そ の 後 室 温 ま で 冷 却 し,シ リ ン ダ よ り取 り 出 し た 。 成 型 温 度 は シ リ ン ダ 壁 に 設 け た 穴 に シ ー ス 熱 電 対(Kタ イ プ,シ ー ス 径3.2mm)を 設 置 し,シ リ ン ダ 中 央 部 で モ ニ タ し た 。 試 料 含 水 率 は 予 備 実 験 に よ り最 も 成 型 後 比 重 が 高 く な る 条 件 と し て,緑 茶 残 渣 で7.0%,ヒ ノ キ で9.0%と し た 。 本 研 究 で は,一 度 の 成 型 工 程 に お い て 3つ のBICを 同 時 成 型 し,そ れ ら を 同 一 条 件 下 で 成 型 し た 試 料 と し た 。
・熱 重 量分 析
BICの 原料 に使 用 した緑 茶 残 渣 お よび ヒノ キ の基 礎 的 な 熱分 解 特 性 を得 る た め に,高 温 型 示 差 熱 熱 重 量 同 時 測 定 装 置(セ イ コー 電 子 工 業,TG/DTA320)を 用 い て 熱 重 量 分 析 を 行 っ た5)。 燃 焼 反 応 お よ び熱 分 解 反 応 時 の デ ー タ を得 る た め に,空 気 また は 窒 素 雰 囲気 下 で ガス 流 量200cm3/min,最 高 加 熱 温 度750℃,昇 温 速 度10℃/
minに 設 定 した。 なお,試 料 は風 乾 状 態 の もの を使 用 し た 。
・燃 焼 実験
BICの 成 型 条件 が燃 焼 挙 動 に 及 ぼ す 影響 を調 べ る た め に使 用 した燃 焼 実験 装 置 の概 略 図 をFig3に 示 す 。 燃 焼 室 内 温 度 は ±5℃ の範 囲 で温 度 設 定 が 可 能 で あ り,燃 焼 室 上 部 に 設 け た 挿 入 口 か ら試 料 を挿 入 し,燃 焼 させ る 。 側 面 か らは 石 英 ガ ラス を通 して 内 部観 察 が 可 能 で,ビ デ オ カ メ ラに よっ て燃 焼 挙 動 を撮 影 す る 。 コ ンプ レ ッサ に よ り圧 縮 され た 空気 は 流 量 を調節 され た 後 電 熱 ヒー タ (東洋 テ ク ニ カ ル,NCH‑IML100V/250W)に よ り加 熱 され,電 気 管 状 炉(ア サ ヒ理 化 製 作 所ARF‑50M)内 へ 流 入 す る 。 さ らに 電気 管状 炉 で加 熱 整 流 され た 高 温
蹴 響(
\11、1VideocamerapressuregaugeC ompressor
)図 烏 。1
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Electricbalance
Fi昏3.ExperirnentalapParatus
Voltageconverter
空 気 は 円 筒 型 断 熱 材(外 径90mm,内 径64mm)に 覆 わ れ た燃 焼 室 へ 供 給 され,試 料 支 持 台 に載 せ られ た試 料 を 急 速 に 加 熱 し,燃 焼 さ せ る。 試 料 支 持 台 中 央 か ら上 流10mmに お け る流 路 断 面 中心(高 温 空 気 温 度 とす る) お よび 中心 か ら半 径15mm地 点 にK型 裸 熱 電 対 を設 置 し,炉 内温 度 を モ ニ タ した。 ま た,同 様 に試 料 支 持 台 中 央 か ら下 流10mm地 点 に ガ ス温 度 を計 測 す るK型 裸 熱 電 対 を設 置 した。 計 測 した温 度 測 定 デ ー タは デ ー タロ ガ (YOKOGAWA,Datum‑Y)に よ り記 録 した 。 熱 電 対 の 測 定 値 に はふ く射 等 の補 正 は行 っ て い な い。
本 実 験 装 置 は熱 天 秤 方 式(読 み取 り精 度0.01g)と な っ て お り,電 子 天 秤(エ ー ア ン ドデ ィー,GX‑4000)の 質 量 測 定 デ ー タを直 接 的 にパ ソ コ ンへ 取 り込 む こ とで,燃 焼 中 の試 料 の質 量 変 化 を測 定 した。 本 実 験 で は,試 料 投 入 か らチ ャー燃 焼 終 了 ま で の着 火 お よび燃 焼 挙 動 を撮 影 した ビデ オ映 像 か ら,試 料 投 入 か らの着 火 遅 れ 時 間 お よ び有 炎燃 焼 時 間 を算 出 した。 また,測 定 した 質量 変 化 履 歴 か ら質量 減 少 速 度 を計 算 し,直 近5分 間 の平 均 重 量 減 少 率 が 毎 分0.2%を 下 回 っ た 時 点 をチ ャー 燃 焼 終 了 と し て,有 炎 燃 焼 終 了 か らチ ャー燃 焼 終 了 ま で の 時 間 と して チ ャー燃 焼 時 間 を算 出 した。
実 験 条 件 は,供 給 空 気 流 量QAI,=10NL/min一 定,空 気 温 度Tc=600,700℃ と して着 火 お よび燃 焼 挙 動 の観 察 を行 っ た。 試 料 に は,緑 茶 残 渣 お よび ヒ ノキ を原 料 と し たBIC,石 炭 コ ー クス,備 長 炭,木 質ペ レ ッ トを使 用 し た。
【 実験 結 果 および考 察 】
・BIC成 型
成 型 した 緑 茶 残 渣BICお よ び ヒ ノ キBICの 外 観 を Fig4に 示 す 。 緑 茶 残 渣Blcで は成 型 温 度 の違 い に よ り 外 観 に変 化 は ほ と ん ど見 られ な い が,ヒ ノ キBICで は 成 型 温 度 が 高 くな る につ れ て黒 色 を帯 び て くる。Fig.5 に 成 型 温 度 の 違 い に よ るBICの 比 重 変 化 を示 す 。 緑 茶 残 渣BICで は 成 型 温 度 に よ る 圧 密 効 果 へ の 影 響 は ほ と ん ど見 られず,ど の成 型 条 件 に お い て も比 重 は ほ ぼ一 定 で あ る の に対 して,ヒ ノ キBICで は,成 型 温 度 と圧 密 効 果 に は強 い相 関 関係 が 存 在 し,成 型 温 度 が 高 くな る ほ ど比 重 は増 大 して い る こ とが 分 か る。 こ れ は,緑 茶 は草 で あ る た め ヒノ キ に比 べ てヘ ミセ ル ロ ー スが 多 く含 まれ てお り,成 型 温 度 が 低 い場 合 に お い て もヘ ミセ ル ロ ー ス の低 軟 化 点 成 分 が 高 融 点 繊 維 成 分 の隙 間 を十 分 に充 填 し た の に対 して,ヒ ノ キ は成 型 温 度 の上 昇 につ れ てヘ ミセ ル ロ ー スお よび リグ ニ ンの軟 化 量 が 徐 々 に増 加 し,高 融
Fi替4.PhotographsofBICs
点 繊 維 分 の 隙 間 を充 填 して い った た め と考 え られ る。
1.4
1.35
35(∠.(∠. L
[‑]畜﹀田bD︒田8qの
1.15
1.1
一
,','ゴ ,"
ノ
,"
,"
'GreenteaBIC
' CypressBIC
110130150170
Moldingtemperature[°C]
Fi昏5.SpecificgravityofeachBIC
・熱 分 解 特 性
BICの 原料 に 使 用 した緑 茶 残 渣 お よび ヒ ノキ の 熱 重 量 分 析 結 果 をFig.6に 示 す 。TG曲 線 よ り,そ れ ぞ れ の 試 料 にお い て,窒 素 雰 囲気,空 気 雰 囲 気 と も に100℃ に 到 達 す る まで に3〜15%の 重 量 減 少 が 見 られ る が,そ の 割 合 や 温 度 域 か らバ イオ マ ス に含 まれ て い た 自由水 分 の 蒸 発 に よる もの だ と考 え られ る。 こ こで,窒 素 雰 囲 気 にお い て 自由水 分 の 蒸 発 量 が 少 な く見 受 け られ るが ,こ れは 分 析 機 内 に 充 填 す る窒 素 ガ ス が 乾 き ガ ス で あ る こ とか ら,昇 温 前 の ガス パ ー ジ 中 に 自由水 分 の 一 部 が 蒸 発 した こ と に よる も の と考 え られ る 。 次 に,220℃ 付 近 を越 え る と急 激 な 重 量 減 少 が 生 じて い る。
これ は 温 度 上 昇 に伴 い バ イ オ マ ス の 熱 分 解 反 応 が 進 行 し,220℃ 付 近 を超 え る と急 激 に ガ ス化 反 応 を生 じた こ
渕 端 学,井 田 民 男,水 野 諭
とに よる もの と考 え られ る 。 特 に,ヒ ノキ で は ガス 化 が 進行 す る温 度 範 囲 が狭 く,緑 茶 残 渣 に 比 べ 急 峻 な ガス 化 が 生 じて い る とい え る 。
そ の 後,340〜370℃ で 急 激 な 重 量 減 少 は 終 了 し,そ の 間 の 重 量 減 少 は,絶 乾 質 量 ベ ー ス(150℃ に お け るTG 数 値 を使 用)で,窒 素 雰 囲気 下 の 緑 茶 残 渣 で 約46%,
ヒ ノ キ で約68%,空 気 雰 囲 気 下 の 緑 茶 残 渣 で 約45%, ヒ ノ キ で 約60%で あ る 。 そ して 最 終 的 に は緩 や か な 重 量 減 少へ と遷移 す る 。 窒 素 雰 囲気 下 の最 終 残存 割 合 か ら み る と揮 発 分 は緑 茶 残 渣 で約74%,ヒ ノ キ で 約82%で あ る。 一 方,灰 分 は緑 茶 残 渣 で 約1%,ヒ ノ キ で 約4%
と な っ て お り,固 定 炭 素 分 は緑 茶 残 渣 で 約26%,ヒ ノ キ で約18%で あ る。
次 にDTA曲 線 に 着 目す る と,い ず れ の試 料,雰 囲気 に お い て も250℃ 以 下 で はバ イ オ マ ス 中 に含 ま れ る 自由 水 の 蒸 発 潜 熱 に よ る と考 え られ る 吸 熱 反 応 を示 して い る 。 そ れ 以 上 の 温 度 域 にお い て は,空 気 雰 囲気 で は2段 の 大 き な発 熱 反 応 が 生 じて い る。1段 目が バ イ オ マ ス の ガ ス 化 に よ る燃 焼 反応 が 主 要 因 で あ り,2段 目は チ ャー 燃 焼 に よる 発 熱 反 応 で あ る と考 え られ る。 窒 素 雰 囲 気 中 で は,ガ ス 化 燃 焼 や チ ャー 燃 焼 現 象 は 酸 素 が 存 在 しな い の で 生 じな い 。 また,両 者 の 曲 線 形 状 は 類 似 して い る が,揮 発 分 含 有 量 と ガス 化 す る温 度 領 域 か ら緑 茶 残 渣 の 方 が 比 較 的 緩慢 な ガス 化 反 応 また は 燃 焼 反 応 で あ る こ と が 分 か る 。
Fig.7.Weightreductioncurvesforeachmoldingtelnperature
(a)GreenteaBIC (b)CypressBIC
Fig.8.Combustioncharacteristictimesforeachmoldingtemperature
・燃 焼 実験
BICの 成 型 温 度 が 燃 焼 特 性 に 及 ぼ す 影 響 に つ い て 調 査 す る た め,Tc=600℃,QAIr=10.OL/minに お い て 燃 焼 実 験 を行 っ た 。緑 茶 残 渣BICお よ び ヒ ノ キBICの 熱 重 量 変 化 をFig7に,着 火 遅 れ,有 炎 燃 焼 期 間 お よ び チ ャー燃 焼 期 間 をFig8に 示 す 。
Fig7の 熱 重 量 曲線 よ り,両 者 と も成 型 温 度 が 高 温 側 に な る ほ ど試 料 投 入 後 か ら着 火 に至 る ま で の重 量 減 少 率,す な わ ち揮 発 成分 の ガス化 速 度 が低 下 して い る こ と が 分 か る。BICは 通 常 の 木 質 ブ リケ ッ トに比 べ て 熱 的 に厚 く3),表面 に比 べ て 内 部 の 温 度 上 昇 が 遅 い こ とが 報 告 さ れ て い る。 よ り高 温 で 成 型 され たBICの 方 が この 傾 向 が 強 く出 た た め,ガ ス 化 温 度 に達 す る領 域 がBIC表 面 近 くに 限 定 され た こ とで 熱 分 解領 域 が狭 くな り,熱 分 解 ガ ス化 速 度 が緩 慢に な っ た と推 察 され る 。
Fig8に 見 られ る よ う に,成 型 温 度 と各 燃 焼 特 性 時 間 の 関 係 は,ほ ぼ 直 線 近 似 で き る結 果 と な っ た 。 ま た, BIC成 型 温 度 に よ る 燃 焼 特 性 へ の 影 響 は,緑 茶 残 渣 BIC,ヒ ノ キBICの 両 者 と も,成 型温 度 が 高温 側 に な る ほ ど着 火 遅 れ,チ ャー 燃焼 時 間 は 延 長 され,有 炎 燃 焼 時 間 は や や 短縮 され る傾 向 が 見 られ た 。 また,全 体 の 燃 焼 寿 命(有 炎燃 焼 時 間 とチ ャー燃 焼 時 間 の和)は 成 型 温 度 が 高 温側 に な る ほ ど延 長 され る とい う結 果 が 得 られ た 。 次 に,両 者 の 燃 焼 挙 動 に 着 目す る。 こ こ で,各 試 料 の燃 焼 速 度 に つ い てFig9に 示 す 。 有 炎燃 焼 期 間 に お け る 燃 焼 速 度 に 着 目す る と,緑 茶 残 渣BICで は そ の 値 は ほ ぼ一 定 で あ る こ と に対 し,ヒ ノ キBICで は 成 型 温 度 が 高 温 側 に な る ほ ど燃 焼 速 度 が 増 大 して い る こ とが 分 か る 。BICは 着 火 遅 れ が 長 い ほ ど,そ れ に 続 く有 炎 燃 焼
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201510
冒日ま]器旨︒屑誓ρヨ︒︒b︒口唱邸匡
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冒娼ま]Φ義8題3ヨo︒毎δ
87/050000
0.45 110130150170
Moldingtemperature[°C]
Fi昏9.Combustionrateofflamingandcharcombustion periodsforeachBIC
期 間 に お け る 燃 焼 速 度 が 速 く な る こ とが 報 告 され て い る3>。 こ れ は,着 火 遅 れが 長 い ほ ど,そ の 間 にBIC表 面 近 傍 の 予 熱 が 進 行 す るた め,有 炎 燃 焼 開 始 に よ る発 熱 に よっ て 広 い 領 域 で 急 速 に ガス 化 温 度 に達 す る こ とが 原 因 で あ る と考 え られ る。 緑 茶 残 渣BICで は,そ の 比 重 は 成 型 温 度 に 依 らず ほ ぼ 一 定 で あ った こ とか ら,試 料 の 内 部 熱 伝 導 特 性 に つ い て も ほ と ん ど影 響 が な か っ た と考 え られ る 。 一 方,ヒ ノ キBICで は,成 型 温 度 が 高 温 側 に な る ほ ど圧 密 効 果 が 増 大 して お り,成 型 温 度110℃ と 170℃ で は比 重 に約17%の 差 が あ っ た 。 比重 の 増 大 傾 向 が 顕 著 に 表 れ て い た こ と に伴 い,内 部 熱伝 導 特 性 が 変 化 し,前 記 の 傾 向 が 表 れ た と考 え られ る。
最 後 に,チ ャー 燃 焼 期 間 に着 目す る と,成 型 温 度 が 高 温 側 に な る ほ どチ ャー 燃 焼 速 度 が 緩慢 に な る傾 向 が あ る こ とが 分 か る。BICは 炉 内投 入 後,揮 発 成 分 の 急 激 な ガ
渕 端 学,井 田 民 男,水 野 諭
ス 化 に伴 う試 料 の 内 部圧 力 上 昇 に よっ て 発 生 す る ク ラ ッ クに よ り,試 料 は 縦 方 向 に膨 張 し,反 応 表 面積 を拡 大 さ せ る 。 しか し,成 型 温 度 が 高 い場 合,表 面積 拡 大 の 要 因 で あ る ク ラ ッ クが 発 生 し難 く,反 応 表 面積 の 拡 大 が 抑 制 され る こ とに よ り,燃 焼 反応 は 緩 漫 とな り,チ ャー 燃 焼 時 間 を延 長 した と考 え られ る 。
BICに 対 し て,そ の 代 替 目標 で あ る石 炭 コ ー ク ス, 木 炭 の 一 種 で 高 硬 度 を 有 す る 備 長 炭,競 合 が 予 想 さ れ るバ イ オ マ ス を圧 縮 成 型 した 木 質 ペ レ ッ トとの 燃 焼
挙 動 の 差 異 を 検 討 す る た め,実 験 条 件 をTc=700℃, QAi,=10.OL/rninと 設 定 し,燃 焼 実 験 を 行 っ た 。 そ れ ぞ れ の 熱 重 量 変 化 をFigloに 示 す 。
石 炭 コ ー ク ス お よ び 備 長 炭 に は 揮 発 成 分 が ほ と ん ど 含 ま れ て い な い こ と か ら,有 炎 燃 焼 期 間 が 存 在 せ ず,試 料 は 炉 内 投 入 後,上 流 側 か ら 徐 々 に チ ャ ー 燃 焼 が 進 行 して い く と い う 燃 焼 形 態 と な っ て い る 。 一 方 ,BICや 木 質 ペ レ ッ ト に お い て は,そ の 成 型 過 程 に お い て バ イ オ マ ス に 含 ま れ る揮 発 成 分 の ガ ス 化 は 生 じて お ら ず,揮 発 成 分 の
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(b)Close‑upviewoftherectanglein(a) Fi昏10.Weightreductioncurvesatairtemperature700℃
含 有 量 が 非 常 に 多 い こ とか ら,着 火 遅 れ お よび 有 炎 燃 焼 期 間 が存 在 す る 。BICと 木 質 ペ レ ッ トは,成 型段 階 に お け る 重 量損 失 が ほ とん どな い こ とか ら,そ の 元 素 組 成 は ほ ぼ 同等 と考 え られ る が,両 者 の 熱 重 量 曲 線 に 着 目す る と,BICで は,そ の特 徴 で あ る ヘ ミセ ル ロー ス,リ グニ ンが軟 化 す る こ とに よる圧 密化 の 効 果 に よ り,揮 発 成 分 の ガ ス化 速 度 が低 下 して お り,木 質 ペ レ ッ トと比 べ て 燃 焼 速 度 が 緩 慢 に な っ て い る。 ま た,Figlo(b)に 示 し た チ ャー燃 焼 期 間 に 着 目す る と,チ ャー 燃焼 に 移 行 す る 時 の残 存 重 量 が 木 質 ペ レ ッ トよ りも多 く,よ り多 くの 部 分 が チ ャ ー燃 焼 の 形 態 に よ り燃 焼 して い る こ とが 分 か る 。
【 結 言 】
BICの 成 型 条件 が,そ の 着 火 お よび燃 焼 挙動 に 及 ぼ す 影響 に つ い て 調査 す る た め に燃 焼 実験 を行 い,以 下 の 結 果 を得 た 。
(1)BICの 燃 焼 挙 動 は,原 料 の 熱 分析 結 果 と定 性 的 な 傾 向 は 変 わ らな い 。
(2)BICは そ の 成 型温 度 の 上 昇 に伴 い,着 火 遅 れ と有 炎燃 焼 期 間 は 短縮 され る 。 また,圧 密 効 果 の 増 大 に よ り,燃 焼 中 の亀 裂 発 生 が 抑 制 され る こ とに よ る 反応 表 面積 の 減 少 か ら,チ ャー 燃焼 期 間 は 延 長 され,全 体 の燃 焼 寿 命 は 延 長 され る 。
(3)木 質 バ イ オ マ ス をBIC化 す る こ と に よ り全 体 的 に燃 焼 速 度 は低 下 し,チ ャー燃 焼 の 形 態 で の 燃 焼 量 が 増 え る 。 この た め,燃 焼 時 の 重 量 減 少 曲 線 は 石 炭 コー ク ス や 備 長 炭 に 近 づ く。
【 謝 辞 】
本 研 究 の 一 部 は,平 成22年 度 地 域 イ ノ ベ ー シ ョ ン創 出研 究 開 発 事 業 の 助 成 に よ り行 わ れ た 。 こ こ に謝 意 を表 す る 。 また,本 実験 は 近 畿 大 学 大 学 院 総 合 理 工 学 研 究 科 学 生(当 時)中 井 真伍 君,赤 藤 雄 也 君 の協 力 を得 て 実 行 され た 。 こ こ に記 し,感 謝 の 意 を表 す る。
【 文 献 】
1)石 井 一 義,村 田 博 敏 桑 名 一 徳 水 野 諭,森 田 明 宏,井 田 民 男,"茶 津 を 原 料 と す る バ イ オ コ ー ク ス に よ る 溶 解 炉 内 観 察 と 燃 焼 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン",高 温 学 会 誌,Vol.35, No,2(2009),pp.91‑96.
2)伊 東 弘 行,酒 井 雄 人,藤 田 修,中 村 祐 二,井 田 民 男,"高 温 空 気 流 中 に 置 か れ た バ イ オ コ ー ク ス 燃 料 の 着 火 お よ び 燃 焼 挙 動",熱 工 学 コ ン フ ァ レ ン ス 講 演 論 文 集2010(2010), pp.319‑320.
3)Ito,Y,Sakai,TJda,YNakamuraOFujita"COMBUSTION OFBIO‑COKE(HIGHLYDENSIFIEDBIOMASSFUEL) BLOCKINHIGH‑TEMPERATUREAIRFLOW",Proc.
ASME/JSME8thThermalEngineeringJointConference AJTEC2011(2011),AJTEC2011‑44145.
4)加 子 坂 篤 志,井 田 民 男,渕 端 学,"草 本 バ イ オ マ ス に お け る 熱 分 解 特 性 と 石 炭 コ ー ク ス 代 替 技 術 の 開 発",第44回 燃 焼 シ ン ポ ジ ウ ム 講 演 論 文 集(2006),pp.288‑289.
5)水 野 諭,森 田 明 宏,井 田 民 男,難 波 邦 彦,渕 端 学,澤 井 徹"多 様 な バ イ オ マ ス 資 源 の 組 成 ・熱 分 解 分 析 か ら 抽 出 し た 特 性 と そ の 相 関",高 温 学 会 誌,Vol,34No.4 (2008),pp.153‑159.
6)中 井 真 伍,"高 硬 度 バ イ オ マ ス 燃 料 の 炭 化 お よ び 燃 焼 挙 動", 近 畿 大 学 大 学 院 修 士 学 位 論 文(2012).