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2017.12.01

【生物炭】從所有植物都擁有的潛能到以生物炭開拓的全新可能性

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Kindai Picks編集部

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台灣

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所有植物都擁有的潛能:從生物量到生物炭的進化


植物(生物量)的魅力在於借助太陽能,利用空氣中的二氧化碳生長枝幹等的“光合作用”。但這其中存在的課題就是固定在枝幹等中的碳含量較低。另一方面,憑藉植物的光合作用生成的組織,纖維素、半纖維素、木質素等,具有大分子且聚合度較高的組織結構。但遺憾的是,這種低碳素與高度組織結構的有機結合,在現有概念中是不存在的。因此,我們經過探索得到的答案就是 “生物炭”。它是指從樹木以及馬鈴薯皮、橘子皮、茶葉渣等廚房的植物性廢棄物垃圾中製造而成的可再生生物固體燃料。這些生物炭具有巨大的潛能。
手掌中的生物炭

什麼是生物炭技術?


植物(生物量)的魅力在於借助太陽能,利用空氣中的二氧化碳生長枝幹等的“光合作用”。但這其中存在的課題就是固定在枝幹等中的碳含量較低。另一方面,憑藉植物的光合作用生成的組織,纖維素、半纖維素、木質素等,具有大分子且聚合度較高的組織結構。但遺憾的是,這種低碳素與高度組織結構的有機結合,在現有概念中是不存在的。因此,我們經過探索得到的答案就是 “生物炭”。它是指從樹木以及馬鈴薯皮、橘子皮、茶葉渣等廚房的植物性廢棄物垃圾中製造而成的可再生生物固體燃料。這些生物炭具有巨大的潛能。
最新生物炭連續製造裝置(協助:(株)NANIWA爐機研究所)

利用生物炭實現的全新高溫熔化


那麼生物炭在產業領域中的實用性如何呢?比如,鋼鐵領域中的主要燃料煤焦炭必須具備以下的三種作用。
1. (1)熔鐵所需的約1500℃的熔化熱
2. (2)1500℃左右的滲碳性能
3. (3)在高爐900℃左右還原生鐵所需的還原性能
如果套用到作為生物炭的特性所必需的性能上,從使用熔煉爐和直接高溫氣化熔煉爐的實證試驗成果中可以看出,相關特性與實際熔煉爐類型的組合是多樣化的。而這種組合又將成為驅使生物炭技術發展的原動力。
1500℃高溫環境下生物炭的燃燒

生物炭開拓的全新可能性


生物炭是作為脫化石資源,尤其是作為煤焦炭的代替燃料開發的,並推進了實際使用,但311東日本大地震後,必須在其方針中加入長期保存性、穩定性等新的關鍵字。生物炭憑藉其高密度的特性,可應用於“碎片”、“放射性污染物”的減容技術中,並有望實現以100年為單位的長期保存。尤其從在直接高溫氣化熔煉爐中,代替煤焦炭的結果來看,可以將“碎片”轉化為生物炭,並利用直接熔煉爐進行“碎片”減容,從而盡可能避免在“碎片”處理中使用化石資源,將“碎片”轉化為能源,同時解決能源問題和環境問題。而在“放射性污染物資”的去汙作業中生成的生物量,也有很大的可能性作為實現減容和長期穩定保管的技術來應用。



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