バイオマス廃棄物を原料とする機能性炭素材料の開発

生物质废弃物功能碳材料的开发

• 批准号: 11J10970
• 负责人: 松下 清文
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J10970/
• 关键词: ペーパースラッジ; メカノケミカル反応; ポリ塩化ビニル; 炭化; 脱塩素; バイオマス; 古紙; グラファイト; ボール; 脱塩素化; PVC; 塩化カルシウム

塩素系化合物は焼却処理される過程で有害な塩化水素ガス等の発生原因とされ,環境への影響が問題となっている。平成24年度は,製紙工程から排出されるペーパースラッジ2種類(トイレットペーパー,板紙)を用いて炭化処理を施し,メカノケミカル(MC)反応を応用したPVC(ポリ塩化ビニル)からの脱塩素法について検討した。2種類のペーパースラッジを500℃、800℃で炭化処理を行い、炭化物及びPVCの混合比を4:1でボールミルの回転数を100、200、300、400rpmとしてMC処理を施した。200rpm以下の回転数では脱塩素化反応が生じず、300rpmの回転数で段階的に脱塩素化反応が生じた。その結果、MC処理は,PVCに対する炭化物の混合比が大きいほど高い脱塩素効果があり,遊星型ボールミルの回転数が高くなるほど脱塩素効果が顕著となった。これは、回転数の高いほうが摩擦抵抗が大きくなり、混合粉末の粉砕及びMC反応が生じやすいことによると推測された。800℃で炭化して回転数400rpmで行った実験から、トイレットペーパー及び板紙とも1時間のMC処理による脱塩素率は30%以下であった。MC処理の時間を2時間にすると、炭化物及びPVCの混合比が2:1及び4:1の場合に脱塩素率が急激に上昇した。従って、1時間のMC処理では炭化物中の無機成分とPVCの混合粉末が粉砕過程にあり、MC反応にまで至っていないことが推測された。しかし、2時間のMC処理を行うと、粉砕による粒子径の減少が起こり、MC反応が進行して脱塩素反応が急激に進むことが示唆された。

据说基于氯的化合物是焚化过程中有害氯化物气体的原因，它们对环境的影响是一个问题。在2012财年中，对从造纸过程中排出的两种纸污泥（卫生纸，纸板）进行了碳化，并研究了使用机械化学（MC）反应的PVC（聚氯化物）的脱氯方法。在500°C和800°C上碳碳碳碳和PVC的混合比以4：1的混合比进行，并在4：1的混合比进行MC处理，并进行100、200、300和400 rpm的球磨机旋转速度，并进行MC处理。以200 rpm或更低的旋转速度，没有发生脱氯化反应，并且在300 rpm的旋转速度下，脱氯率反应分阶段发生。结果，碳化物与PVC的混合率越高，脱氯效应越高，行星球磨坊的旋转速度越高，脱氯效应就越明显。这被认为是因为旋转速度越高，摩擦电阻增加，并且混合粉末更可能引起粉碎和MC反应。从在800°C进行碳碳酸化并以400 rpm的旋转速度进行的实验中，厕纸和纸板都表明，通过MC处理1小时的脱氯率低于30％。当MC处理为2小时时，当碳化物和PVC的混合比为2：1和4：1时，脱氯率急剧增加。因此，据推测，碳化物中无机成分和PVC的混合粉末处于研磨过程中，未达到MC反应。但是，当MC处理进行2小时时，粒径由于研磨而减小，表明MC反应进展了，脱氯反应迅速发展。

项目成果

メカノケミカル反応に基づくペーパースラッジ炭化物によるPVCからの脱塩素法

基于机械化学反应的造纸污泥电石脱氯方法

• 发表时间: 2012
• 作者: 松下清文;岡山隆之;島田勝広
• 通讯作者: 島田勝広