2007 Fiscal Year Annual Research Report
熱分解ガス化-改質によるリサイクルプロセスにおける環境安全
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17360438
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
川本 克也 National Institute for Environmental Studies, 循環型社会・廃棄物研究センター, 室長 (50257325)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 潤 独立行政法人国立環境研究所, 循環型社会・廃棄物研究センター, 研究員 (60314035)
葛西 栄輝 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50134044)
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| Keywords | 熱分解ガス化-改質 / リサイクルプロセス / 環境負荷物質 / 環境安全 / 揮発性有機化合物 / 芳香族化合物 / ダイオキシン類 / 触媒 |
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| Research Abstract |
本研究では、ガス化プロセスにおける環境負荷またはガス利用阻害物質の発生挙動とそれに対する影響因子の解明を行い、有効なガス精製プロセスを開発することを目的とした。19年度は、ニッケル系改質触媒と酸化カルシウム(CaO)を複合的に利用したガス化-改質プロセスにおいて水素ガス等の主要成分とともに生成するダイオキシン類、多環芳香族化合物(PAH)および揮発性有機化合物(VOC)の発生特性解明と抑制技術に関する研究を詳細に行った。
廃木材またはRPF(紙-廃プラスチック由来燃料)試料という異なる原料をガス化対象に用いて、改質触媒層の再生行程の影響を試験する条件のもとに熱分解と改質両プロセスによる物質挙動を把握した。その結果、木質バイオマスの場合ダイオキシン類は全般的に生成濃度が低いこと、一方RPFを用いる場合には、ガス化ガス中には0.8ng-TEQ/m^3_Nを超える濃度で含まれるが改質後は1/4以下の濃度に低下することが示された。これに対し、PAHはガス化および改質プロセス後ともに1mg/m^3〜数百mg/m^3_Nにわたる広い濃度範囲で存在し、低酸素雰囲気下で生成しやすい物質群であることが改めて明らかになった。
さらにRPFを原料としてガス化-改質した場合、数千ppmのベンゼンが生成することから改質ガス中に高濃度で含まれるVOCを水素添加触媒により低減する方法について検討した。模擬ガスを用いてニッケル系触媒の試験を行ったところ、300℃程度で3,500ppmのベンゼンの全量がメタンに変換でき、模擬ガス中に水分やVOC(エチレン、プロピレンなど)が共存した場合でも全量のベンゼンおよび共存VOCがメタンに変換できることを明らかにした。改質炉から排出されたガスの温度が低下した場合でも、タールの生成抑制および発電等における被毒成分の低減が可能なガス精製方法に関する知見を明らかにした。
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