高温水蒸気改質プロセスを用いた廃プラスチックからの水素製造に関する研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17560750
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 吉川 邦夫 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (70134848)
• Keywords: 水素 / 廃棄物再資源化 / 再生可能エネルギー / 環境技術

Research Abstract

本研究ではプラスチックの大半を占めるポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)及びポリスチレン(PS)の三種類のプラスチックを用い、改質温度、触媒層での滞留時間、水蒸気投入量の三つの運転パラメータが、ガス化・改質特性に与える影響を明らかにした。Ru/Al_2O_3触媒を用いた水蒸気改質実験によって、無触媒条件下より、約400℃低い温度でプラスチックの熱分解ガスの水蒸気改質が十分可能であることがわかった。よって、触媒被毒が少ないプラスチックの水蒸気改質において、触媒の使用は効果的である。また、本実験では改質温度、触媒層での滞留時間、水蒸気投入量の三つの運転パラメータが改質炉内での反応に与える影響を調べた。その結果、温度上昇は炭化水素の水蒸気改質に極めて有効であることがわかった。但し、Ru/Al_2O_3触媒は重質炭化水素(油)の水蒸気改質には効果があるが、軽質炭化水素(C_2、C_3ガス)の水蒸気改質には効果が少ない。水蒸気比の増加は600℃における芳香族炭化水素(油)改質に対しては効果がないが、水素生成量の増加に対して有効であることがわかった。また、すす析出抑制に対して有効であり、触媒の活性維持という観点からは重要な知見が得られた。本年度の実験結果によって、改質温度600℃、触媒層での滞留時間約0.9s、水蒸気比3に設定することが、本システムに対して適切であると考えられる。