| 研究課題/領域番号 |
16310063
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| 研究機関 | 宇部工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
村上 定瞭 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (00035065)
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| 研究分担者 |
深川 勝之 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (20043870)
竹内 正美 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 助教授 (30043889)
山崎 博人 宇部工業高等専門学校, 物質工学科, 助教授 (20300618)
今井 剛 山口大学, 工学部, 助教授 (20263791)
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| キーワード | 亜臨界水 / 有機廃棄物の資源化 / 副反応機構の解明 / 副反応の抑制 / スケールの抑制 |
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| 研究概要 |
1.研究の目的
本研究グループでは、有機性廃棄物を亜臨界水により加水分解して溶解し、この溶解液中の溶出リンを析出させて回収し、次に有機物をメタン発酵によりバイオガスに変換する技術開発を行っている。ところが、亜臨界水中では、加水分解に加えて、副反応である熱分解も同時進行し、ガス状物質や炭化物質・タール状物質を生成し、亜臨界水装置の閉塞の原因となる。本研究の目的は、(1)亜臨界水における固形有機物の熱分解の機構を解明し、その抑制法を確立すること、(2)熱分解を抑制する安価で操作性のよい添加剤の開発すること、及び(3)本技術を事業化するための亜臨界装置の最適設計と運転指針の作成することである。
2.研究の成果
(1)有機性廃棄物の熱分解とその抑制:下水汚泥及び生ごみを亜臨界水装置で処理し、過熱部・反応部・冷却部の鋼管内壁への不溶性塩及び炭化物質・タール状物質の付着状況を定量的に把握した。下水汚泥及び生ごみにアルカリ等を添加して、添加量と操作温度から熱分解抑制の最適操作条件を決定した。
(2)有機性廃棄物からのリン溶出最適化:下水汚泥及び生ごみに熱分解抑制剤を添加し、亜臨界水装置内壁への不溶性塩スケールの抑制効果を定量的に把握し、リン溶出の最適化を行った。
(3)油脂の加水分解とその促進:下水汚泥及び生ごみに加水分解促進剤を添加して亜臨界水処理し、油脂の加水分解率に対する操作温度と促進剤添加量との相関から最適加水分解条件を決定した。
(4)有機性廃棄物の亜臨界水処理における最適操作条件:(1)〜(3)の結果を総合的に評価して、熱分解を最大に抑制する亜臨界水処理の最適設計・操作条件を決定した。
3.今後の課題
最適操作条件において、下水汚泥及び生ごみを連続投入して連続式亜臨界装置を稼動し、スケール対策フリーの連続稼動日数を確定すること。下水汚泥及び生ごみのエネルギー・リン資源の回収効率及びプラント建設・運転コストを試算し、他の資源化技術との性能及び経済性を総合的に評価すること。
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