JPS59105079A - アルカリ熱水を利用した有機物質の処理法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は各種有機材料とアルカリ水溶液の混合体を高
温高圧下におくことによって、これらを気体あるいは液
体に変換せしめる方法に関する。

各種有機拐旧を粉砕してアルカリ水溶液で泥状とし高温
高圧下で処理することにより、有機物の加水分解反応を
促進し、含有炭素と酸素を結合せしめて有機拐料から除
去することにより、有機材８１−１の分解及び液化を計
り、低価値又は廃棄物とみなされる拐料から燃料又は有
機合成用累月として有用なガス体又は油状液体の物質を
回収するのが目的である。

従来石炭類のガス化法としては、赤熱した石炭層に水蒸
気を通ずることにより石炭と水を水素及び−酸化炭素の
混合ガスに変換するいわゆる水性ガスの製造法がある。

また石炭の液化に関しては油類と石炭粉末の混合スラリ
ーを高温高圧下におくか、あるいは更に水素ガスを導入
添加し液体成分を増す方法が検討されている。

水性ガス製造方式は、発熱量の多い炭種には適用できる
か、亜炭等の低発熱素炭や廃棄物については実施かむつ
かしく、石炭液化に関する従来の方法は石炭中の油類可
溶成分を高温高圧処理により増加するか、あるいは油類
可溶成分である飽和炭化水素にかえる目的で水素を添加
する。この方法の問題点はスラリー剤として大量の油類
が必要であり、丑だ水素添加を行う場合は、燃料価値の
高い水素を用いて燃料油を製造する意義が少なく寸た反
応装置等も複雑になりコストが高く々る。

本発明は、有機材料とアルカリ水溶液の混合スラリーを
高温高圧下におくことにより有機材料の加水分解反応を
促進し、水素及び水酸基を附加し元 、ついで成分無索である炭素、酸素１、水素のうち炭素
及び酸素を二酸化炭素の形で有機材料から分離すること
により成分比は相対的に水素含有率が増加する。石油と
石炭の基本的な違いは炭素と水素の組成比であり、無煙
炭等では炭素と水素の組成モル比はほぼ１に近く、石油
では水素がその２倍になる。石炭の水素添加による液化
は、此の水素組成比を高める方法である。

しかし炭素含量に比例して水素含量を増加させる／ζめ
には組成中の炭、素と酸素を二酸化炭素として成分中か
ら除去してもよく、その結果として石油状物質である飽
第１」脂肪属系炭化水素が生成する本発明を実施例によ
り説明する。

亜炭を原料とした場合のアルカリ熱水下のガス化・液化
についての実施例を図に従って説明する第１図は１２０
”−以下に粉砕した亜炭粉末０５ノを内容積１０°０の
オートクレーブに入れ反応液を夫々５°０加えかきまぜ
ながら１０分間加熱した場合の１００　′Ｃ以上の高沸
点油状物質の収率を示したグラフである。

縦軸に油状物質の収率１をとり横軸に加熱温度をとり反
応溶液の種類毎に加熱温度を変えて油状物質の収量を測
定した。曲線３は１モル水酸化ナトリウｚ、　５°０を
加えた場合の反応温度別の収率で、約４００　’Ｃに加
熱した場合、原料亜炭の６量係以上の油状物質が得られ
たことを示している。２００〜３００℃の低温度では反
応か不充分で油化は充分進行せず、又４５０　”Ｃ以上
ではカス化反応廿ま が起り油状物質の収干４０係程度に減少する。

曲線４は上述の水酸化ナトリウム５ＣＣ添加した条件に
加え水素ガス封入し、圧力を５　ｏ　ＫｑＡａとした後
加；鳩を開始した。此の場合水素添加による油状物質の
増加は認められず、逆に加熱各温度共収書は減少してい
る。

曲線５は原料亜炭粉末０．５ノに水５　ｃｃを加え、消
石灰０．１８５　ｊ’を加えた後各温変に加熱した結果
である。油状物質の収量は温度の上昇に従って増加し、
４００　”Ｃで最大値を示すと共に、亜炭中の炭素と酸
素が二酸化炭素として分離された後、消石灰と反応して
カルザイトとして固定されるため液化率は約８０係まで
上昇する。これは脱炭酸による液化の進行も示すもので
ある。

曲線６は上記曲線５の条件の配合に加え水素ガスを封入
し、圧力を５’　Ｑ　Ｋ９／、１　＝ｊで上げた後加熱
を開始した。此の場合も油状物質の呑収率は各温度共曲
線５に示す結果より低く本発明の有利性を実て 証す紗る。

第２図は亜炭粉末０５ノを内容積１０”ｃｃのオートク
レーブに採り第１図と同一条件で脱炭酸液化実、験を行
っ／こ場合の固体残渣を１量、分析した結果から逆算し
た有機物質のガスと液体入の転換率を示し／ヒ。縦＋ｔ
Ｑｆ＋　７には残渣から逆算した転換率をとり、横軸８
に反応温度をとった。昇温速度５００ノ分、高温保持時
間の１０分間は第１図と同じである。

曲線９は１モル水酸化すトリウム溶液５ｃｃを加え、初
圧５０に７・寸で水素を封入した後に所定温度捷で加熱
反応せしめた結果である。曲線１０は１モル水酸叱ナト
ｌ）ラム溶液５ｃｃを加えた加熱結果を示す。曲線１１
は消石灰０．１８５’及び水５００を加えた場合て初圧
５０に〜−１で水素を封入した結果で、曲線１２は消石
灰と水を加えた条件下の反応結果である。曲線１３は水
５°０を加えたのみでアルカリ成分は添加せず、水素ガ
スを初圧５０に９％前寸で封入した結果である。曲線１
４は水５００を添加した場合の反応結果であり、分解率
は７９０％以上を示し、原料亜炭中の無機成分３〜５係
以外の有機物は殆んどガス又は液体に転換された。

第３図には第１図、第２図の反応例中代表的な水と水酸
化すｌ−ＩＪウム及び消石灰を添加し加熱分解した場合
の発生ガス総量を温度別に示した。縦軸１５に発生ガス
総量を、横軸１６に反応温度をとり反応液性と反応温度
別のガス発生量を比較′した。曲線１７−２亜炭粉末０
５ノに水５°０を添加した場合で、曲線１８は１モル水
酸化ナトリウム液５°０を添加し、曲線１９は消石灰０
．１８５ノと水５°０を加えた場合である。ガス成分は
ガスクロマトグラフ分析を行ったところ、水素、メタン
、エタン、プロパン、ブタンを主成分とする混合ガスで
あった。ガス発生量は加熱温度の上昇とともに増加する
が、成分比は温度の上昇に従って炭素数の少ない化合物
の含有量が多くなり、４．　ＯＯ℃以上では水素ガスが
発生しはじめる。これは反応液中の水分か石炭中の炭素
により直接還元されて水性ガス発生機構と類似の反応が
始まったことを意味している。

次表にｄ、亜炭以外の各種有機化合物の分解実験例を示
す。アニソール、アセトン、酢酸、イソプロピルアルコ
ール等を夫々０．００８モル内容積４ｏｃｃのλ−トク
レープに採り水酸化すｌ−１）ラム１規定液２０°０、
又は水２０００を加えて４００℃及び４５０℃で加熱分
解した結果である。亜炭分解時と同じようにメタン、エ
タン、プロパン、水素ガスが生成している。亜炭以外の
各種有機物質も同じように分解反応が起ることを示して
いる。

表 以上の実験例から工業化した場合の効果を類推すると、
０．５７の亜炭をアルカリ水溶液５ｃｃを加え４００℃
に加熱した場合７５Ｃ０の混合カス（メタン、エタン、
プロパン）と０４ノの２山（沸力、　１００′Ｃ以上）
を回収できることから、亜炭１　を処理すると１５０　
ｎＭｌのガスと８００にりの油状物質が得らノ土、残渣
約３　Ｋ９程度発生する計算となる。実際にはこれに１
００℃以下の沸点を有する軽質油が加えられるのて更に
効率は良くなる。

本発明は有機物質をア／ｌ、カリ水溶液てスラｌ）−状
とし、密閉容器中で８５０℃前後の高温度に保つことで
有機物がガス化あるいは液化することを見出したことに
よるもので従来の水素添加法に比べてスラリー剤が油に
替る水溶液であり、高価な水素ガスは使用せずに液化が
進行し、加熱条件を制御ずれは回収物の成分組成を変化
させることができるので２５０〜３５０″Ｃ加熱による
油状物質の増収と４００℃：加熱による天然カス類似ガ
スの増収に区分した目的に応した条件設定が可能であり
、反応温度も従来の石炭液化法に比して低いことはエネ
ルギー消費Ｉ１１．が少なくてよいことや創！媒を使用
１〜ない点も有利であって、各種の有機物質を簡単に有
用なガスや油状物質に変えることには著しい効果がある
。

示すグラフ図である。第２図は反応残渣から計算した亜
炭のガスと液体への転換率を示すクラブ図である。第３
図は亜炭処理時の加熱温度変イユにともなう生成ガス分
の総量の変化を示すクラブ図である。

主要部分の名称と符号は、油状物質の収率１、曲線４．
５．６．９．１０．１１．１２．１３．１７．１８．１
９等である。

牙１　図 矛２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 有機材料例えは石炭、バルブ廃液・汚水・下水汚泥等の
   有機質廃棄物、木材、稲わら、竹等と、アルカリ水溶液
   の混合物を高温、高圧下におき、加水分解脱炭酸反応を
   生ぜしめることによって、これらの有機材料を可燃性の
   気体或は液体に変換することを特徴としたアルカリ熱水
   を利用した有機物質の処理法。