バイオエネルギー有効利用のための高性能吸着剤による消化ガス吸着貯蔵システムの開発

开发利用高性能吸附剂的消化气体吸附储存系统，有效利用生物能源

基本信息

批准号：
15760405
负责人：
姫野修司
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760405/
关键词：
吸着バイオガス貯蔵技術吸着剤

项目摘要

初年度(平成15年度)に様々な吸着剤に対する消化ガスの吸着貯蔵性能の評価を行い、適した活性炭を決定し、その際の貯蔵条件を明確化した。最終年度の16年度においては、5種類のメタンなどのガス吸着に適していると考えられる活性炭を用いて消化ガスの吸着貯蔵量の評価について、消化ガス貯蔵における吸着熱の貯蔵量へ与える影響を明らかにし、活性炭の発熱による温度上昇を考慮した消化ガス吸着貯蔵量の評価を行った。さらに、下水処理場に設置したパイロット試験機を用いての基本性能の確認、不純物の影響把握、長期安定性等の評価を行い下記のような知見を得た。(1)広い圧力範囲、温度範囲のメタンと二酸化炭素のそれぞれの吸着等温線はToth式、拡張Toth式により解析可能であり、2成分吸着量はIASTを用いて正確に予測可能であった。(2)IASTおよび単成分等量吸着熱を用いた多成分吸着熱による温度上昇を考慮した貯蔵量の評価方法を提示した。(3)5種類の活性炭の断熱状態での温度上昇を考慮した消化ガス貯蔵量を求めた結果、最も貯蔵量が高かった活性炭では、従来の圧縮貯蔵に比べ、2気圧で16倍、5気圧で10倍高いことを明らかにした。(4)断熱曲線による温度上昇の予測値とパイロット試験機の実験結果とを比較した結果両者は3K以内で一致し、断熱曲線を用いることで消化ガスの吸着熱による温度上昇および温度変化を考慮した貯蔵性能の評価が可能であることを明らかにした。

第一年（2003年度），我们评估了各种吸附剂对消化气体的吸附和储存性能，确定了最合适的活性炭，并明确了储存条件。在最后一年的2016年度，我们评估了使用活性炭的消化气体的吸附和储存量，活性炭被认为适合吸附甲烷等五种气体我们澄清了这一点，并评估了消化气体的吸附和储存量。考虑到活性炭发热导致的温度升高。此外，我们使用安装在污水处理厂的中试机来确认基本性能、了解杂质的影响以及评估长期稳定性等，并获得了以下发现。 (1)利用Toth方程和扩展Toth方程可以分析甲烷和二氧化碳在较宽压力和温度范围内各自的吸附等温线，并利用IAST可以准确预测两种组分的吸附量。 (2)提出了一种利用IAST和单组分等静压吸附热评估储存容量的方法，同时考虑了多组分吸附热引起的温升。 (3) 考虑绝热状态下的温升，计算五种活性炭的消化气体储存容量，结果显示，储存容量最高的活性炭在2个大气压下是传统压缩储存的16倍， 5个大气压显示其值高出10倍。 (4) 将基于绝热曲线的温升预测值与中试机的实验结果进行比较，两者一致在3K以内，并利用绝热曲线计算出由于吸附热引起的温升和温度变化。据透露，可以评估存储性能。