研究者詳細 - 成瀬　一郎

論文 - 成瀬　一郎

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Pyrolysis and steam gasification properties of mangroves

Sakurai Y., Kobayashi J., Sakai Y., Naruse I.

Chemosphere 345 巻頁： 140388 2023年12月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Chemosphere

The rising atmospheric CO2 emissions from the burning of fossil fuels remains a global concern. Mangrove forests, which are important for global biodiversity, are known for their high carbon fixation capacity. However, the characteristics of the pyrolysis and gasification of mangroves remain unclear. Thus, this study focused on mangroves' basic pyrolysis and steam gasification properties for use as a gasification fuel. Three mangrove species: Rhizophora mucronata, Bruguiera cylindrica, and Avicennia marina, were used as experimental samples. In addition, three species of land wood were used for comparison: Eucalyptus, Japanese cedar, and Japanese cypress. In addition to the raw sample, a demineralized sample was used for each sample to account for the influence of the alkali and alkaline earth metals (AAEMs) on pyrolysis and steam gasification. Thermogravimetric analysis was performed to obtain thermogravimetric curves of mangroves and land wood. A laboratory-scale instrument for pyrolysis and gasification using a batch-type horizontal electric furnace was also used at 800 °C in an inert and steam atmosphere. The char yield of raw mangroves was high and independent of the Klason lignin content, suggesting that AAEMs influence char formation during the initial pyrolysis of the mangroves. The results of pyrolysis and gasification under steam atmosphere showed that the H2 production ratio (Steam/Inert) from mangroves was 2.52–5.33, compared to 1.76–2.35 for land woods, the addition of steam significantly enhanced the steam gasification of mangroves. Mangroves contain relatively large amounts of AAEMs, which indicates their potential as a gasification feedstock.

DOI： 10.1016/j.chemosphere.2023.140388

Scopus

PubMed

O-11　木質バイオマスチャーのガス化挙動に及ぼすチャー粒径の影響

重吉晟之介, 義家亮, 植木保昭, 成瀬一郎, 中島充幸, 遠藤好弘, 梁川哲

バイオマス科学会議発表論文集 19 巻 ( 0 ) 頁： 25 - 26 2023年11月

O-16　木質バイオマスのCO2ガス化挙動におけるCO2濃度依存性

伊藤典紘, 義家亮, 植木保昭, 成瀬一郎

バイオマス科学会議発表論文集 19 巻 ( 0 ) 頁： 35 - 36 2023年11月

1-01　コークスのガス化反応過程における粉化挙動に及ぼす温度の影響

鄭振傑, 義家亮, 植木保昭, 成瀬一郎

石炭科学会議発表論文集 60 巻 ( 0 ) 頁： 2 - 3 2023年10月

2-17　廃棄物燃焼条件における高温腐食機構の速度論的考察

長沼宏, 後藤妙子, 澤田晃宏, 森岳人, 渡邉章, 成瀬一郎, 義家亮, 植木保昭

石炭科学会議発表論文集 60 巻 ( 0 ) 頁： 58 - 59 2023年10月

2-16　NaCl存在下における高温加速酸化機構の速度論的解析

澤田晃宏, 長沼宏, 後藤妙子, 森岳人, 渡邉章, 成瀬一郎, 義家亮, 植木保昭

石炭科学会議発表論文集 60 巻 ( 0 ) 頁： 56 - 57 2023年10月

1-04　燃焼場におけるバイオマス中シリカ粒子の生成挙動

末澤諒, 義家亮, 成瀬一郎, 植木保昭, 岡高憲

石炭科学会議発表論文集 60 巻 ( 0 ) 頁： 8 - 9 2023年10月

3-2-1　木質バイオマスのCO2 ガス化時のタール及びすすの生成挙動

岡田拓己, 義家亮, 植木保昭, 成瀬一郎

日本エネルギー学会大会講演要旨集 32 巻 ( 0 ) 頁： 40 - 41 2023年8月

5-2-3　一般廃棄物処理炉内における灰付着制御

粟田洋祐, 義家亮, 植木保昭, 成瀬一郎

日本エネルギー学会大会講演要旨集 32 巻 ( 0 ) 頁： 114 - 115 2023年8月

Defossilization and decarbonization of hydrogen production using plastic waste: Temperature and feedstock effects during thermolysis stage 査読有り

Andrei Veksha, Yuxin Wang, Jun Wei Foo, Ichiro Naruse Grzegorz Lisak

Journal of Hazardous Materials 452 巻 ( 131270 ) 2023年6月

Effect of temperature on behavior and mechanism of biochar gasification in the mixed CO2 and H2O atmosphere 査読有り

Yuxin Wang, Ryo Yoshiie, Yasuaki Ueki, Ichiro Naruse

Journal of the Energy Institute 108 巻 ( 101238 ) 2023年6月

Characteristics of biomass gasification by oxygen-enriched air in small-scale auto-thermal packed-bed gasifier for regional distribution 査読有り

Yuxin Wang, Ryo Yoshiie, Yasuaki Ueki, Ichiro Naruse

Fuel 342 巻 ( 127852 ) 2023年2月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：The Japan Institute of Energy

This study focuses on the operation of Ni-YSZ-based SOFC fueled with artificial fuel gas simulating syngas from biomass gasification. H2, CO, CO2 and H2O were mixed to make up artificial fuel gas with various compositions. Electrochemical behaviors were investigated under constant current conditions at 1073K during 8h using Galvano-stat. Cyclic voltammetry was also conducted to assess the stability of SOFC. Measurement results showed that CO2 and H2O have significant impacts on power generation performance. In particular, the performance degradation was significant in the absence of CO2.

金属リサイクル炉における非化石燃料によるエネルギーリカバリ

渡邊宏満, 植木保昭, 義家亮, 成瀬一郎, 大嶋祐介, 中川原聡

廃棄物資源循環学会研究発表会講演集 34 巻 ( 0 ) 頁： 295 2023年

記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：一般社団法人廃棄物資源循環学会

カーボンニュートラル実現に向けて、非鉄製錬業界ではリサイクル原料の処理拡大に向けての取り組みが加速しているが、金属リサイクル炉として重要な役割を担っているTop Submerged Lance(TSL)炉では、熱量当たりのCO2排出量が多い石炭を多量に消費している。今後は石炭の使用量の削減が急務であるため、本研究では、代替燃料の候補として、廃基板、廃プラ、廃タイヤ、バイオマス燃料等を検討し、発熱量が低いバイオマス燃料においては、半炭化によって使用燃料の大同精炭と同程度の発熱量が得られるかを確認した。6種類のバイオマス燃料の試料性状および半炭化後の発熱量を大同精炭と比較した結果、いずれの試料も大同精炭に比べ揮発分の割合が高く、固定炭素分の割合は低かったが、灰分の割合は試料によって差が見られた。また、いずれの試料も半炭化することにより発熱量を大幅に増加させることができた。

DOI： 10.14912/jsmcwm.34.0_295

CiNii Research

産業廃棄物によるエネルギーリカバリ時の灰付着制御

向本舜, 植木保昭, 義家亮, 成瀬一郎, 永津伸治

廃棄物資源循環学会研究発表会講演集 34 巻 ( 0 ) 頁： 435 2023年

記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：一般社団法人廃棄物資源循環学会

廃棄物由来の燃料を用いる焼却炉やボイラにおいて生じる伝熱管表面への灰付着は，伝熱阻害による発電効率の低下や焼却炉の運転阻害，ボイラ蒸気の高温および高圧化の阻害等の問題を発生させている．本研究では，灰付着を低減できる伝熱管表面への溶射材料の検討を行った．熱力学平衡計算を用いて，各材料について灰付着現象に関わりのある溶融塩生成割合を比較・評価し，各材料を用いて接触角測定実験を実施することで計算および実験の両面から溶射材料の難灰付着性について検討した．開発材料Ni-2は他2つの材料と比べ、溶融塩の生成が大幅に抑制されていることが見て取れ，高温腐食に対して優れた材料であることが予想される．接触角については，Ni-2は他の基板より高い値を示し，灰付着抑制・低減できると考察できる．Ni-2は双方で比較材料より優れた結果を示し，高い耐食性・難灰付着性が期待できる溶射材料であることが分かった．

DOI： 10.14912/jsmcwm.34.0_435

CiNii Research

Reduction of Nitrogen Oxides by Calcium Ferrites in an Iron Ore Sintering Plant Open Access

Katayama, K; Ueki, Y; Yoshiie, R; Naruse, I; Nagata, J; Higuchi, K

ISIJ INTERNATIONAL 63 巻 ( 10 ) 頁： 1647 - 1657 2023年

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：一般社団法人日本鉄鋼協会

In iron ore sintering plants, the emissions of nitrogen oxides (NOx) must be reduced. Previous studies have shown that calcium ferrites could significantly reduce NOx emissions. However, the reaction paths between calcium ferrites and NOx have not been clarified yet. In this study, NOx reduction tests were conducted at 1 073 K–1 373 K with a CO/CO2 ratio of 0.03–0.10. Accordingly, the phase compositions of calcium ferrites before and after NOx reduction were investigated. CaO·FeO·Fe2O3 (CWF), which had a significant effect on NOx reduction, was formed with a CO/CO2 ratio of 0.03–0.10. Based on the phase compositions of the calcium ferrites before and after NOx reduction, we determined that the CWF reduced the amounts of NOx, and CaO·Fe2O3 (CF), 2CaO·Fe2O3 (C2F), and Fe3O4 are produced from the CWF. The NOx reduction behavior during coke combustion tests was also investigated. By coating a mixture of iron ore and quicklime around the coke, NOx formation was decreased during coke combustion. This phenomenon may have been caused by the formation of reduced calcium ferrites from a mixture of iron ore and quicklime on the coke surface.

DOI： 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2023-210

Degradation Behaviors of Coke in CO2 and H2O Gasification Reactions at Low Temperatures Open Access

Zheng, ZJ; Ueki, Y; Yoshiie, R; Naruse, I

ISIJ INTERNATIONAL 63 巻 ( 11 ) 頁： 1810 - 1816 2023年

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：一般社団法人日本鉄鋼協会

This study aims to investigate the degradation behavior of coke during CO2 and H2O gasification reactions. Gasification experiments were conducted in CO2 and H2O atmospheres at 1 000°C using cokes with different coke reaction indices (CRIs) at 20% reaction ratio. After gasification, the shrinkage ratio in CO2 gasification was higher than that in H2O gasification. Moreover, the shrinkage ratio increased with increasing CRI, indicating that the ratio of the surface reaction became larger than that of the internal reaction with increasing CRI at same reaction ratio. The increase value in porosity by gasification reaction decreased with increasing CRI. Owing to the faster diffusion rate of water vapor at 1 000°C, water vapor diffuses into the inner part of coke faster, whereas CO2 gasification reacted from the outer to the inner slowly. Therefore, the increase in porosity of the inner part of coke by H2O gasification is larger than that by CO2 gasification. In addition, the degradation behavior in same coke by CO2 or H2O gasification did not have obviously difference at same reaction ratio in 1 000°C.

DOI： 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2023-207

1-03　コークスのガス化反応過程における灰粒子挙動

鄭振傑, 植木保昭, 義家亮, 成瀬一郎

石炭科学会議発表論文集 59 巻 ( 0 ) 頁： 6 - 7 2022年10月