超臨界水酸化を要素技術とする物質・エネルギー循環システムの構築

以超临界氢氧化物为基础技术构建物质/能量循环系统

• 批准号: 09247232
• 负责人: 後藤 元信
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09247232/
• 关键词: 超臨界水酸化; 廃棄物処理; 物質循環; エネルギー循環

超臨界水酸化を要素技術として廃棄物のクローズド処理による物質循環と反応熱の回収によるエネルギーの有効利用を組み込んだ都市・産業におけるゼロエミッションシステムの構築を検討することを目的として、特に、エネルギーの回収および金属などの資源の回収に重点を置いたシステムの構築を目指した。超臨界水酸化プロセスにおいて炭素を含む有機物は完全酸化され二酸化炭素に変換され、ヘテロ原子を含む無機物は固体として回収され、各成分に分離されることにより資源としてリサイクルされ使われる。一方、反応熱は予熱に使われるほか、エネルギーとして回収される。この様な物質とエネルギーの循環システムについて解析を進めた。これまでに超臨界水酸化技術を核とした廃棄物処理・資源/エネルギー回収システムのフローならびに解析のための各物性値の推算法を確立した。超臨界水酸化による廃棄物の処理実験として、ステンレス製の回分反応器ならびに流通反応器を用いて酸化分解実験を行った。試料としては実廃棄物として下水処理場から排出される余剰汚泥、焼酎廃液、糖蜜のアルコール蒸留廃液、酢酸、アンモニアを用いた。酸素源として過酸化水素を用いた。反応後の液相の生成物について全有機炭素量(TOC)の測定、残存するアンモニアおよび有機酸の分析を行った。バッチ反応の結果、10分程度の反応時間でほぼ完全にTOCを測定限界以下にすることができ、反応中間体として生成する酢酸とアンモニアの分解が律速であることがわかった。特に、アンモニアのN_2への完全分解は600℃程度の高温を必要とした。バッチ反応器の結果を汚泥、焼酎廃液、酢酸についてTOCに対して1次反応を仮定して求めた速度定数を算出した。廃棄物中の炭素分は直接二酸化炭素を生成する反応と酢酸等の難分解性中間体を経て最終生成物になる反応とからなると仮定した並発逐次反応で解析を行い、良好に実験データを表すことができた。

Supercritical water acidification を elements と し て 廃 outcast の ク ロ ー ズ ド 処 Richard に よ る material circulation と anti 応 hot の back 収 に よ る エ ネ ル ギ ー の services using を group み 込 ん だ urban, industrial に お け る ゼ ロ エ ミ ッ シ ョ ン シ ス テ ム の build を beg す 検 る こ と を purpose と し て, に, エ ネ ル ギ ー の back 収 お よ び metal な ど の resources の 収 back The に key point を set the に たシステム たシステム を construct the を objective point is the た. Supercritical water acidification プ ロ セ ス に お い て contains carbon を む organic は completely acidification さ れ two acidification carbon に variations in さ れ, ヘ テ を ロ atoms contain む inorganic solid と は し て back 収 さ れ separation, each component に さ れ る こ と に よ り resources と し て リ サ イ ク ル さ れ make わ れ る. One party, the counterheat 応 is used to heat に, causing われるほ エネ, エネ ギ, と, と, て to return される. The <s:1> <s:1> type な substance とエネ とエネ ギ ギ <s:1> <s:1> <s:1> cycle システムに システムに て て て analysis を into めた. こ れ ま で に supercritical water acidification technology を nuclear と し た 廃 outcast 処 manage resources / エ ネ ル ギ ー back 収 シ ス テ ム の フ ロ ー な ら び に parsing の た め の numerical を の calculated method to establish the various physical properties し た. Supercritical water acidification に よ る 廃 outcast の 処 principle be 験 と し て, ス テ ン レ ス system の back points against 応 apparatus な ら び に circulation anti を 応 device with い て acidification decomposition be 験 を line っ た. Sample と し て は be 廃 outcast と し て 処 manage water field か ら discharge さ れ る more than turning sludge, 焼 Zhou 廃 fluid, molasses の ア ル コ ー ル distillation 廃 liquid, boggy acid, ア ン モ ニ ア を with い た. Acidin source と て peracidified hydrolysin を use と た. の liquid after the 応 の products に つ い て full amount of organic carbon (TOC) の determination, residual す る ア ン モ ニ ア お よ び organic acid の line analysis を っ た. バ ッ チ anti 応 の results, 10 degree の 応 time で ほ ぼ completely に TOC を determination limit the following に す る こ と が で き, anti 応 intermediates と し て generated す る boggy acid と ア ン モ ニ ア の decomposition speed で が law あ る こ と が わ か っ た. It is necessary for に, ア モニア モニア <s:1> N_2へ へ to completely decompose <s:1> to the degree of 600℃ <s:1> high temperature を to と た た. バ ッ チ anti 応 の results を sludge, 焼 Zhou 廃 fluid, boggy acid に つ い て TOC に し seaborne て 1 times the 応 を 仮 set し て o め た speed constant を calculate し た. 廃 outcast は の carbon in direct acidification two carbon を generated す る anti 応 と boggy acid の hard decomposition intermediates を 経 て product に な る anti 応 と か ら な る と 仮 set し た and 発 successive anti 応 で parsing を い, good に be 験 デ ー タ を table す こ と が で き た.