有機塩素への選択的エネルギー注入による廃棄物の高効率脱塩処理

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15206102
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 森 滋勝 名古屋大学, 先端技術共同研究センター, 教授 (90024306)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 信介 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (30345920) ; 小林 潤 名古屋大学, 先端技術共同研究センター, 助手 (60314035) ; 板谷 義紀 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (50176278)
• Keywords: マイクロ波 / 有機塩素 / 事前脱塩素処理 / 選択性 / PVC / 有機廃棄物 / ガス化技術 / 高効率化

Research Abstract

現在有機廃棄物処理の解決策として、地域ごとに回収された廃棄物を高温ガス化し電力や熱エネルギーとして再利用しようとする有機廃棄物高温ガス変換プロセスが提案されている。そのプロセスでガス化炉に廃棄物を投入する際、有機廃棄物に含まれる有機塩素によってガス化炉が腐食し、ダイオキシンが発生するので事前脱塩素処理が必要である。本研究では事前脱塩素処理において、有機塩素に対するマイクロ波の選択的励起作用に着目し、マイクロ波加熱方式を提案する。廃プラスチックの中で有機塩素はほとんどポリ塩化ビニル(PVC)の形で含まれているので、ここでは研究対称をPVCとした。
まず、熱重量分析装置を用いてPVC試料の熱分解特性について調べた。その結果PVCの熱分解反応は二段階反応であり、第一段階反応の起こる温度は約483K〜573Kで、当該温度下において脱塩素反応が起きていることがわかった。
次に、PVCの脱塩素反応特性について、マイクロ波照射時と対流加熱時の相違について検討した。実験は463K〜493Kの各温度において、等温条件となるようにマイクロ波出力またはガス温度を調整することで脱塩素反応を行った。その結果463K〜483Kの温度範囲では脱塩素反応はマイクロ波照射の方が反応速度が大きく、脱塩素率も高いことが明らかとなった。固体側の質量減少分に対する脱塩素量(脱塩素効率)を求めた結果、いずれの条件においてもマイクロ波照射時の方が脱塩素効率が高く、マイクロ波照射による選択的な脱塩素反応が可能であることが示された。