| 研究課題/領域番号 |
17360438
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| 研究機関 | 独立行政法人国立環境研究所 |
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研究代表者 |
川本 克也 独立行政法人国立環境研究所, 循環型社会形成推進・廃棄物研究センター, 室長 (50257325)
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| 研究分担者 |
倉持 秀敏 独立行政法人国立環境研究所, 循環型社会形成推進, 廃棄物研究センター・主任研究員 (50353537)
呉 畏 独立行政法人国立環境研究所, 循環型社会形成推進, 廃棄物研究センター・NIESポスドクフェロー (20391097)
葛西 栄輝 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50134044)
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| キーワード | 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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| 研究概要 |
熱分解ガス化-改質プロセスという水素製造をねらいとした低酸素ポテンシャル雰囲気における種々の環境負荷物質発生挙動の解明を目的とし、原料供給系、ガス化-改質用反応管、水蒸気・酸素注入系からなる実験装置を用いて、廃木材、RDFまたはRPFを原料に用いた各種実験を行った。これら原料の種類とともに、ガス化-改質工程に関する比較的低い温度設定(650〜850℃)、水蒸気注入(水蒸気/炭素量比〜8程度まで)、酸素の注入(理論燃焼酸素量比〜0.2程度まで)に関する操作条件、改質触媒の適用等のプロセス操作因子との関連性の観点から検討した。その結果、揮発性有機化合物(VOC)としては、エチレン、エタンほか炭素数2〜4の低級炭化水素(アルカン、アルケン)およびベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン類等の芳香族および塩素化芳香族化合物等の生成が認められた。一方ダイオキシン類が低酸素雰囲気においても生成し、これについてはガス化-改質温度が高温になるほど低減する温度依存性が明瞭に認められた。また、硫化水素の生成も認められた。いずれの物質の発生挙動も温度、水蒸気、酸素の影響を複合的に受けること、ニッケルを主とし酸化カルシウムを含む改質触媒等の適用によって発生抑制が効果的に達成できる可能性があることを明らかにした。このことから、ガス化-改質に基づく廃棄物リサイクルプロセスを環境に対して安全な技術とする観点から、今後さらに詳細な実験およびより有効な対策技術への展開をはかる基盤的データを得た。
一方、上記環境負荷物質のうちダイオキシン類を除く比較的高濃度の物質の発生挙動に関し、原料として供する廃棄物の元素組成、物質個々の熱力学データおよびガス化-改質の操作条件等を入力パラメータとして、化学平衡計算によって生成ガス組成を出力とするシミュレーションを行い、上記実験データの妥当性を検証した。
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