栄養と食品科学ジャーナル
オープンアクセス
ISSN: 2090-4541
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フェルッチオ・ピッタルーガ
2011 年以来、革新的な中小企業 Tecnoforest Ltd. (以前はジェノバ大学の教育部門のスピンオフ) は、既存の小規模木材チップガス化技術のテスト、ひいては最新の小規模木材チップガス化技術の開発に取り組んでおり、森林および農業部門の地方企業の電気および熱の自給自足の確保を目指しています (www.tecnoforest.wordpress.com)。その一方で、ダウンドラフト型およびアップドラフト型のガス化装置に共通する、製品 (合成ガスおよびバイオ炭) の高汚染物質含有量は、ほとんど手頃な削減措置がない中で、農業部門および再生可能エネルギー部門の両方への広範な普及を妨げる主な障害として明らかになっています。 Tecnoforest Ltd. で最近開発された新しい「バッチ」ガス化プロセスにより、タールを含まない合成ガスがガス化装置の上部ノズルから放出され、非常にクリーンなバイオ炭から作られた固形残留物が底部で生成されます。公式認証によって証明されているように、農業用途とその他の非常に多様な用途の両方に最も適しています。このプロセスは、バッチ方式で、傾斜機能を備えたリアクター内で行われるため、プロセスの上部で最新のバイオ炭を排出でき、その後、代わりの「ガス化サイクル」をすぐに再開できます。詳細は参考文献 [6,7] に記載されています。バイオ炭を生成するガス化装置の名前は SynChar で、Web サイト [8] でオンライン購入できます。SynChar では自然対流に依存する同じ基本プロセスが、底部エアブロワーと側面に取り付けられたウッドチップ フィーダー、つまりホッパー オーガー モーター ユニットをリアクターに提供することで、強制空気連続操作に変換されることがよくあります。この場合、タールを含まない合成ガスは、通常、温水器バーナーに供給されるか、または空気ユニットヒーターに送られます。最も適した用途は温室暖房で、周囲の空気の炭酸肥料化を誘発できるという明確な利点があるかもしれませんが、もちろん、日照時間に制限されます。木材チップの寸法が1〜3 cmの範囲内に保たれ、湿度が25％を超えない場合、きれいな灰から作られた固形残留物が著しく少ないことからもわかるように、ガス化プロセスは非常に効率的であると思われます。熱用途の合成ガス発生器の名前はSynBurnerです。詳細な性能データを含むその主な特徴は、文献[6,7]に記載されています。これもWebサイト[8]でオンライン購入できます。リアクターSynBurnerで行われるブロワー駆動のわずかに加圧されたガス化プロセスは、最近、吸引操作構成に再設計されました。この後者の方式は、圧力（現在は大気圧より低い）を除けば、設計と機能の点で以前の方式とほぼ同様ですが、最も重要なのは、これにより、熱電併給発電（CHP）用の定置式燃焼エンジンに直接燃料を供給できることです。上記の規定を実装する反応器は SynGen という名前が付けられています。現在の木材チップガス化装置の技術的状況において特別なその特徴の 1 つは、火花点火エンジンだけでなく圧縮点火 (ディーゼル) エンジンにも合成ガスを供給するのに適していることです。実際、Tecnoforest Ltd. が現在追求しているのは、この後者の方式です。より単純なケースでは、ディーゼル エンジンは通常、デュアル燃料タイプであり、バルブの前で空気が合成ガスと事前に混合され、点火目的のみで少量の液体燃料 (廃植物油など) が注入されます。現在調査中の、非常に独特だが非常に困難な代替方式は、合成ガス流が空気と予混合される直前に遭遇する酸化鉄ウールの触媒効果により、ガス-液体 FP 反応 (フィッシャー・トロプシュ) の初期段階を誘発することによって、合成ガスの自己着火傾向、すなわちセタン価を加速するという目的に依存しています。今説明した着火特性 (上記の両方のケース、つまり「デュアル燃料」および FP 方式) に加えて、合成ガスの「エンジングレード」品質の達成を確認するために、さらなる実験が必要です。この後者の問題は、タール濃度が非常に低いことが確実に確認されているため、タールの存在を問うものではなく、合成ガス流内に炭化微粒子が巻き込まれる可能性があることを問うものです。この問題に対処するために、エンジン吸気口の前に非常に効率的なマルチボルテックスサイクロンセパレーターが設置されています。むしろ、合成ガス流内に炭化微粒子が混入する可能性が懸念されます。この問題に対処するために、エンジン吸気口の前に非常に効率的なマルチボルテックスサイクロンセパレーターが設置されています。むしろ、合成ガス流内に炭化微粒子が混入する可能性が懸念されます。この問題に対処するために、エンジン吸気口の前に非常に効率的なマルチボルテックスサイクロンセパレーターが設置されています。
• テクノフォレストの木材チップガス化技術：
• 左側は「SynChar」反応器（バイオ炭製造装置）
• 「SynBurner」反応炉が中央にあります（合成ガス製造装置）
• 右側には小型の「ミニシンチャー」が見える
ディーゼル駆動式CHP発電用「Syngen」ガス化装置（140kWth、1500rpm、30kWel） 多くの点で、SynGen反応器は非常に独特な「適切なイノベーション」のように見えます。実際、より複雑な設計に頼ることなく、むしろ技術の堅牢な簡素化を実装することで、通常のダウンドラフト（およびアップドラフト）ガス化装置の文書化された制限を克服することに成功しています。このようにして、標準的なガス化装置を操作するときに通常発生する合成ガスの品質の悪さと、それに伴う面倒で頻繁なメンテナンスの必要性は、非常にシンプルな設計と特に堅牢な構造により、SynGen技術によって適切に解決されます。合成ガス内の熱分解汚染物質の形成に対抗する最も重要な機能は、「フローティング炉」の提供と、反応器内でウッドチップカラムによって占められる小さな容積です[6,7]。最近、テクノフォレストガス化研究所では、反応器 SynGen に関連する上記のすべての側面、特に長期間にわたって安全に連続運転を維持できる優れた信頼性が、生成されたガスをディーゼル発電機を駆動する装置に供給する正当性があると考えられています。施設の発電ユニットは現在、詳細なプレゼンテーションで報告および議論できるパフォーマンステストを受けています。