(57)【要約】【課題】  本発明は、熱分解ガスの乾式精製方法を提供する。  【解決手段】  廃棄物の熱分解ガスを熱分解炉出口に設けた熱回収器（多孔質物質からなる吸着剤を充填した熱交換器）に導いてガス温度を集塵機の操作温度（好ましくは１８０℃以下）にまで下げながら凝縮する高沸点成分・タ−ル状物質を多孔質物質で吸着除去し、高沸点成分・タ−ル状物質を吸収した多孔質物質は熱分解炉で生成したチャ−と共に再生器で燃やして再生し、燃焼排ガスは熱分解炉に導いて熱分解炉の熱源にし、次いで熱回収器から出た熱分解ガスを集塵機に導き粒子の細かい飛灰を熱分解ガスから分離してクリーンな燃料として好適なガスを得る。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高沸点成分・タ−ル状物質を含有する熱分解ガスを、多孔質物質が充填された熱回収器に導き、熱分解ガスの温度を集塵機の操作温度域まで下げながら凝縮する高沸点成分・タ−ル状物質を多孔質物質に吸着させて除去し、次いで当該熱分解ガス中の微粒子は集塵機を用いて除去することを特徴とする熱分解ガスの乾式精製方法。
【請求項２】
高沸点成分・タ−ル状物質を吸着した多孔質物質を熱分解炉で生成したチャ−と共に再生器で燃焼させて再生し、燃焼によって生じる熱を熱分解炉の熱源とすることを特徴とする請求項１記載の熱分解ガスの乾式精製方法。
【請求項３】
熱分解ガスとアルカリ性物質とを接触させ、熱分解ガス中の酸性ガスをアルカリ塩として固定することを特徴とする請求項１、または２記載の熱分解ガスの乾式精製方法。
【請求項４】
熱回収器が移動床式熱回収器であることを特徴とする請求項１、２または３記載の熱分解ガスの乾式精製方法。
【請求項５】
多孔質物質がミクロンオーダの細孔径を持つ多孔質物質であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の熱分解ガスの乾式精製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低コストでダイオキシン等の環境に有害な物質の発生を抑制しつつ、高効率発電をすることを目的とする廃棄物処理技術等に有用に採用し得る熱分解ガスの乾式精製方法に関わる。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物はダイオキシンやHCl、SO2、NOxと有害重金属の発生源として嫌われ、減量化のために焼却し、その際に発生するダイオキシンやHCl、SO2、NOxと有害
金属の対処療法的な後始末に多くの労力を注いで来たが、これらを一元的に処理し、廃棄物を有用な資源として積極的に活用するための技術は未だ開発されていない。      
ダイオキシンと飛灰・焼却灰の究極的な処理方法として、１４００〜１５００℃の高温で処理する事が推奨され、そのために廃棄物を一旦熱分解して燃焼性のよいガスに変換して低い過剰空気率で燃やし、１４００〜１５００℃の高温を発生させる方式（ガス化溶融炉方式）が一般化している。
【０００３】
しかし、この方式は処理工程が複雑であり、且つ１４００〜１５００℃の過酷な温度条件下での操作を含むために、炉材の寿命が短かったり、また除塵工程での所謂de novo合成を避けるために一旦排ガス温度を急冷し、その後ＮＯｘを除去するために排ガス温度を再度上げると言った煩雑な操作が必要である。そのために建設費のみならず維持管理費も高くつき、見かけ以上にコスト高になる。
【０００４】
近年厄介物の廃棄物からエネルギ−資源として見直そうと言う動きがあるが、その際の最大の問題点は廃棄物から発生するHCl によるボイラ伝熱管の高温腐蝕のために発電効率が１０数％を越えられないことである。このガス化溶融炉方式でもボイラ伝熱管の高温腐蝕問題が改善されることなく、また力ずくでダイオキシン・焼却灰を押さえ込もうとするためにエネルギ−多消費型の技術となっている。
【０００５】
【非特許文献１】第１２回日本エネルギー学会大会講演要旨集（０３年７月３０〜３１日）２１６〜２１７、２２０〜２２１、４０４〜４０５ページ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ダイオキシン等の有害物質の環境中へのゼロエミッションと高効率発電を実現するためには、廃棄物をガス化した後のガス精製（塩化水素、硫化水素や固形分の除去）が必須であるが、そのガス精製の障害になっているのが熱分解ガス中の高沸点成分・タ−ル状物質の存在である。本発明はこの障害を克服しつつゼロエミッションと高効率発電に好適な熱分解ガスの精製を目指すものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は焼却炉におけるダイオキシン生成メカニズムを研究する中で、ダイオキシンの生成量は炉内のHCl濃度の２〜３乗に比例すること、また、燃焼ガス中のHClによるボイラ伝熱管の高温腐蝕のために発電効率が上がらない事はよく知られているが、伝熱管の腐蝕速度もダイオキシン同様HCl濃度の２〜３乗に比例することを見いだした。数式で表すと次式の関係になる。
【０００８】
[ダイオキシンの生成量]  ∝  [ HCl濃度 ]２〜３ 
[伝熱管の腐蝕速度]  ∝  [ HCl濃度 ]２〜３
ガス化熔融法ではダイオキシン抑制は１４００〜１５００℃の過酷な温度条件下で強引に焼き尽くすことによって、ようやく０．０１ng(TEQ)/m３Nのレベルが達成されるのであるが、本発明者の研究によると極く普通の焼却炉において炉内のHCl濃度を迅速に１／１０にするだけの方法で、ダイオキシン排出量は０．０１〜０．００１になり、ボイラ伝熱管の寿命は１００〜１０００倍に延びる。この原理を廃棄物処理に応用すれば環境に優しい廃棄物の資源化が実現できる。
【０００９】
熱分解では、可燃性の熱分解ガスの他に、塩化水素、硫化水素、煤塵、高沸点成分・タ−ル状物質、金属、その他不燃物などが発生する。熱分解ガスを高効率発電用の燃料ガスとして利用するためには排水処理コストの負担と熱エネルギ−の損失を伴わない乾式法で、これらの夾雑物を除去する必要がある。
【００１０】
塩化水素や硫化水素等の酸性ガスの除去には、炉内に重炭酸ソ−ダ、炭酸ソ−ダ、生石灰、消石灰などのアルカリ性物質を吹き込んでアルカリ塩として固定し、煤塵と共に集塵機で除去すればよいが、この方法の最大の問題点は熱分解ガスに含まれる高沸点成分・タ−ル状物質のために除塵操作に支障を来すことであった。
【００１１】
高温集塵機はセラミック・フィルタ−の高温に対する信頼性の点でガス温度を５００℃以下に下げることが好ましいとされているが、６５０℃の分解温度から５００℃以下に下げた場合に高温集塵でもタ−ル状物質による障害が考えられる。また通常のバグフィルタ−ではガス温度を２００℃以下に下げる必要があるためにタール状物質以外にも凝縮してミスト化する高沸点成分があり、それが熱回収と集塵操作の障害になる。
【００１２】
本発明者はこの高沸点成分・タ−ル状物質を除去する目的で珪藻土や軽石で吸着させる方法を研究していたが、最近類似の研究が日本エネルギー学会で発表された（第１２回日本エネルギー学会大会講演要旨集（０３年７月３０〜３１日）２１６〜２１７、２２０〜２２１、４０４〜４０５ページ）。
【００１３】
講演要旨によるとバイオマス・プラスティクの熱分解において熱分解炉の流動媒体に多孔質の活性アルミナや活性ボーキサイトを用いることによってタ−ル状物質の発生量を約７５％抑制することが出来る。活性アルミナ上に析出したコークは再生塔で焼却することによって除去することが出来る。そしてその排ガスを熱分解炉の熱源にすると言うものである。活性アルミナ・ボーキサイト以外の多孔質物質も同様の特性があると述べているが、具体的な実験データは示されていない。上記技術では活性アルミナ・ボーキサイトの分解触媒能でタ−ル状物質を分解することを期待して、活性アルミナ・ボーキサイトを高温の熱分解炉での流動媒体として用いているためにタ−ル状物質の抑制率は７５％止まりになっていると推察される。一方、本発明では後述の実験から得られた多孔質物質の油吸収特性に基づいて、多孔質物質を熱回収器に充填して比較的低い温度範囲で操作し、９９％以上の高い抑制率を得る点で上記技術とは本質的に異なっている。
【００１４】
本発明者は高沸点成分・タール状物質の代わりに重質油・アスファルトを用いて各種多孔質物質の吸収特性に関する実験を行った。その結果、活性アルミナやゼオライトは油吸収速度が小さく且つ分解・コーキングを伴い、再生には通常７００℃近い温度を要するのに対し珪藻土は油吸収速度が大きく、油を吸収した珪藻土を空気中で加熱すると５００〜６００℃で炎を上げて燃えてヴァージン並の吸収力を回復し再生できること、また重質油・アスファルトを吸収した活性アルミナ、ゼオライト、珪藻土、軽石はいずれも表面がサラサラの乾燥状態であり油でベタ付くことはないが、シリカゲルは油吸収速度が小さく且つ表面が油でベタベタ状態であること、活性アルミナ、ゼオライト、シリカゲルの油吸収速度が小さく、分解・コーキングを伴うのは細孔径が分子オーダ（１０〜１ナノメータ）であるためであり、就中シリカゲルは細孔径が特に小さいために表面がベタベタ状態になっていること、特に分子量の大きいアスファルトやタール状物質を除去する目的には細孔径が小さい活性アルミナ、ゼオライト、就中シリカゲルよりも
細孔径がミクロンオーダである珪藻土が最も適していることを見出した。
【００１５】
また、多孔質物質単位重量当たりの油吸収率は温度上昇と共に著しく低下すること、一方、高沸点成分ミストは高温の熱分解工程よりも集塵温度にまで下がる熱回収工程でより多く発生するので熱分解工程よりもむしろ熱回収工程での高沸点成分・タール状物質の除去操作が重要であることを明らかにした。
【００１６】
つまり、高沸点成分・タール状物質の熱回収・集塵操作への悪影響を排除するためには伝熱管を備えた容器に多孔質物質からなる吸着剤を充填した熱回収器で熱を回収してガス温度を下げながら、凝縮する高沸点成分・タール状物質を多孔質物質に吸収させることが特に重要であることを見出した。
【００１７】
本発明の方法によると、熱エネルギーを損失することなく完全にクリーンな燃料ガスに転換することが出来る。このことによってダイオキシン問題に煩わされることなく廃棄物による高効率発電が可能となる。この技術は一般に熱分解ガスの乾式精製に有効であり、その波及効果は大変大きい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明者はタール状物質の吸着除去には分子オーダの細孔を持つ活性アルミナ、ゼオライト、シリカゲルなどよりもミクロンオーダの細孔を持つ多孔質物質すなわち珪藻土、軽石や微粉炭燃焼の飛灰などを焼結したものなどの方が適していること、並びに油吸収率は温度上昇と共に著しく低下することを油吸収特性に関する実験で明らかにし、その油吸収特性を活かすために多孔質物質を充填した熱回収器でガス温度を下げながら凝縮する高沸点成分・タ−ル状物質吸収を吸収除去する方法を考案した。
【００１９】
この方法によると、高沸点成分・タ−ル状物質の除去率が９９％以上になることが期待できる。かくして熱エネルギ−の損失のない熱分解ガスの乾式精製技術を確立した。
【００２０】
この原理を工業的に利用して、廃棄物を４００〜６５０℃の還元雰囲気下の熱分解炉で分解するに際して、発生する高沸点成分・タ−ル状物質を多孔質物質で吸着除去すると共にアルカリ性物質を吹き込み、HCl、H2S等の酸性ガスを固定した後、集塵装置を通して塩化水素、硫化水素等を含まないクリ−ンガスと固形分に分け、得られたクリ−ンガスは発電用に供して３０％以上の効率で発電を行う一方、固形物は水洗等でアルカリ塩を除去した後、セメント原材料等とし、酸化されていない金属類は資源として回収する有害物質ゼロエミッションの画期的な廃棄物処理方法が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明において、対象となる熱分解ガスは、高沸点成分・タ−ル状物質を含有するガスであれば特に限定されることなく、如何なるガスにも適用できる。特に廃棄物の熱分解ガスが好適である。
【００２２】
対象となる廃棄物としては、一般の都市ごみや産業廃棄物などである。具体的な廃棄物の種類としては厨芥、食品残飯、塵埃、繊維類、紙類、草木、木材、汚泥、プラスチック類、廃油等が挙げられる。
【００２３】
これらの廃棄物は熱分解炉への投入に先立ち、あらかじめ一般に用いられる破砕機等を用いて細片化、粒状化し、調整槽で均一化しておくことが好ましい。
【００２４】
熱分解炉は、流動床方式、キルン方式、シャフト炉方式の何れでもよく、熱分解炉の出口側には熱回収器（多孔質吸着剤を充填した熱交換器）を設ける。熱分解炉の加熱方式には間接加熱方式と炉内での部分燃焼方式があるが仕組みの簡単な部分燃焼方式が適している。
【００２５】
廃棄物を熱分解して生じる熱分解ガスには、通常、水素、一酸化炭素、塩化水素や硫化水素等の酸性ガス、メタン、エタン等の軽質可燃ガスの他に高沸点成分・タ−ル状物質が含まれているが、熱分解ガスから熱を回収し、固形分を除去する際にこの高沸点成分・タ−ル状物質が障害になる。特に通常のバグフィルタで除塵を行う場合には高沸点成分・タ−ル状物質を除去しなければならない。
【００２６】
そのために本発明では高沸点成分・タ−ル状物質を珪藻土、軽石、ゼオライト、活性アルミナなどの多孔質物質、好ましくはミクロンオーダの細孔径を持つ多孔質物質すなわち珪藻土、軽石、微粉炭燃焼の飛灰などを焼結したものなどを主体とする吸着剤に吸収させる。これら多孔質物質の中でも、高沸点成分・タ−ル状物質の吸収能やその再生能の点で特に珪藻土が好ましい。
【００２７】
高沸点成分・タ−ル状物質を吸収した多孔質物質は熱分解工程で発生したチャ−と共に再生工程で空気で燃焼させて再生する。再生は５００℃以上で行われるが、その排ガスは熱分解炉に吹き込んで、熱分解炉の熱源の一部とすることが好ましい。
【００２８】
多孔質物質を充填した熱回収器の充填様式としては流動床、移動床、固定床があるが、熱分解ガス精製システムの構成要素として考えると、移動床は流動床に比べて機械操作が多くなる欠点はあるが、負荷変動への追随性、所要動力、吸収剤の摩耗、高除去率の点で優れている。また固定床では移動床よりも機械操作が更に複雑になる欠点があり、吸収剤の摩耗の点では優れているものの負荷変動への追随性、所要動力、高除去率の点では同等である。従って熱分解ガス精製システムとしては移動床式の熱回収器が最も優れている。熱回収器が移動床の場合、多孔質物質の再生工程はキルン方式等で行われるが、固定床の場合には内部に伝熱管を備えた複数の固定床を吸収→再生→スタンバイ工程を切り替えながら運用する。
【００２９】
熱回収器で熱分解ガス温度を集塵機の操作温度域、例えば１８０℃以下に下げた後集塵機に導いて微粒子を除去する。集塵機で回収した飛灰・脱塩剤などの微粒子は熱分解炉の炉底から回収した粗大不燃物（Fe、Al、Cu などの金属以外の）と共に水洗によって水溶性分を除去した後にセメント原材料等として利用することができる。
【００３０】
熱分解炉の操作温度は熱分解ガス中の夾雑物の特性、例えばAlの融点（６６０．２℃）、NaやKと炉材のSiO2との反応温度（約８００℃）を考慮して決められるべきであるが、有機性塩素量を1％以下にするためには熱分解温度は４５０℃以上である事が好ましい。従って、操作温度は４５０〜６５０℃が特に好ましい。従来法による高沸点成分・タ−ル状物質による障害の回避策は１０００℃近い温度で熱分解を行うことであったが、本発明では多孔質物質からなる吸着剤を充填した熱回収器を組み込む事によって熱エネルギ−の損失を伴うことなく高沸点成分・タ−ル状物質を除去することが出来る。このことによって冷ガス効率は大幅に向上する。
【００３１】
一方集塵操作では集塵機の技術的制約（フィルタ−の高温に対する信頼性、固体物質の融着トラブル）とガスの取扱い量（集塵機の容量に関係する）および塩化水素除去率（Ca系のアルカリ性物質を用いる場合）の点では温度が低い方が有利である。つまり集塵機として通常のバグフィルタ−を使う場合には１８０℃以下で且つ、熱分解ガスの露点（熱分解ガス中の水蒸気濃度が３０％の時には７０℃）以上にしなければならないし、セラミックフィルタ−の場合でも５００℃以下が好ましいとされている。
【００３２】
そこで本発明では熱分解ガス中の高沸点成分・タ−ル状物質を除去する目的で伝熱管を備えた容器に多孔質物質を充填した熱回収器を４００〜６５０℃の熱分解炉の出口に設けて、熱分解ガス温度を７０〜５００℃に下げる。この熱回収器で熱回収と高沸点成分・タ−ル状物質の除去が同時に達成出来る。
【００３３】
熱分解ガスが特に塩化水素ガス等の酸性ガスを含むガスの場合には、ダイオキシンの発生を効果的に抑制するために熱分解炉またはその出口にアルカリ性物質をエアロゾル状で添加することが好ましい。なお、アルカリ性物質の添加方法はこれに限定されるものではない。
【００３４】
アルカリ性物質とは、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、重炭酸カリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム、酸化カルシウム及び水酸化カルシウム等のアルカリ性を示すアルカリ金属の炭酸塩、水酸化物、酸化物であり、これらは単独でのみならず、数種混合して用いてもよく、更に、これらを含む鉱物資源、例えば石灰石、ドロマイト、天然ソーダなどであってもよい。
【００３５】
また多孔質物質の一部を鉄鉱石粒に置き換えることによって（１）式の反応に従って熱分解ガス中のH2Sを硫化鉄として除去することが出来る。
【００３６】
FeO  +  H2S  ＝  FeS  +  H2O                      (１)
更に廃棄物中に含まれる微量のZn、Pb、Mn、Cu、Cr、Ni、Cdなどは従来の廃棄物焼却炉では揮発性の塩化物になるために通常の乾式HCl除去装置では除去することが困難であったが、H2S が存在し、HCl 濃度が低く且つ温度が比較的低い集塵機の中では例えば揮発性の塩化鉛は（２）、（３）式の様に不揮発性の硫化鉛、酸化鉛になる。
【００３７】
PbCl2  +  H2S  ＝  PbS  +  2  HCl                （２）
PbCl2  +  H2O  ＝  PbO  +  2  HCl                （３）
Zn、Mn、Cu、Cr、Ni、Cdについても（２）、（３）式と同様の反応で不揮発性の硫化物や酸化物になるために煤塵として集塵機で除去することができる。これらの重金属類の大気中への放出量を低くするためには集塵機の温度は可能な限り低い温度、つまり７０℃（熱分解ガスの露点）近くであることが好ましい。
【００３８】
熱分解ガスから回収された固形分中には分解残滓、粉化した多孔質物質の他、酸性ガス除去を目的にアルカリ性物質を添加した場合には未反応アルカリ性物質およびアルカリ塩が含まれるが、この未反応アルカリ性物質およびアルカリ塩を除去して工業用原料として利用することができる。
【００３９】
アルカリ塩の除去方法は特に限定されないが、これらは水溶性であるので、水洗により取り除くことが出来る。水洗の方法も何んら制限がなく適宜条件を設定して実施すればよい。アルカリ塩を除去した固形分はセメントの原材料等に利用できる。
【００４０】
熱分解炉底から回収される粗大不燃物は、酸化されていない金属類を資源として回収した後、熱分解ガスから回収された飛灰と同様に水洗処理してセメントの原材料等に利用することが出来る。
【００４１】
本発明を応用した他の発明は、以下のとおりである。
１．廃棄物を４００〜６５０℃の還元雰囲気下の熱分解炉で分解するに際して、アルカリ性物質を添加して熱分解ガス中に含まれる塩化水素等の酸性ガスをアルカリ塩として固定する一方、熱分解ガスを熱回収器に導いて熱エネルギ−を回収しながら熱分解ガス中の高沸点成分・タ−ル状物質を多孔質物質で吸着除去して、７０〜５００℃の集塵機の操作温度域まで温度を下げ、次いで集塵機を用いて熱分解ガス中の固形分を除去し、得られたクリ−ンガス成分を発電用燃料とすることによって高効率発電を行うことを特徴とする廃棄物の資源化方法である。
【００４２】
２．熱分解炉出口に多孔質物質を充填した熱回収伝熱管付き移動床を設置する事を特徴とする上記１．記載の廃棄物の資源化方法である。
【００４３】
３．熱分解炉出口に多孔質物質を充填した熱回収伝熱管付き固定床を設置する事を特徴とする上記１．記載の廃棄物の資源化方法である。
【００４４】
４．多孔質物質が、ミクロンオーダの細孔径を持つ多孔質物質であることを特徴とする上記１．２．又は３．記載の廃棄物の資源化方法である。  
５．高沸点成分・タ−ル状物質を吸着した多孔質物質を、５００〜７５０℃の空気（酸素富化空気）で燃焼させて再生し、発生した高温の燃焼排ガスを熱分解炉の熱源とすることを特徴とする上記１．２．３．又は４．記載の廃棄物の資源化方法である。
【００４５】
本発明の応用例として流動床式熱回収器を用いた場合の熱分解ガス精製システムの概念図を図１に示す。また、移動床式熱回収器を用いた場合の熱分解ガス精製システムの概念図を図２に示す。
【００４６】
従来の廃棄物焼却方式と比べると、燃焼工程が熱分解部（低温部）と主燃焼部（高温部）の二段に分かれていて仕組みがやや複雑であるが、熱分解部の出口に熱回収部を設けて熱分解ガスを７０〜２００℃に冷却する点と、過剰空気率が従来のスト−カ炉よりも遙かい小さいために設備がコンパクトになる。本発明方法ではそのために設備の建設費は従来のスト−カ−炉方式とあまり差がない。
【００４７】
一方ダイオキシン、HCl、SOx、Zn 、Pb、Mn、Cu、Cr、Ni、Cd の環境への排出量が極めて低く、エネルギ−回収効率が高いのが本発明の特徴である。
廃棄物には可燃成分以外の各種の夾雑物が含まれているが、以上は環境とエネルギ−回収に特に有害と思われる物質（Cl,S,Pb,Zn）を含む廃棄物から発生する熱分解ガスの精製法について説明した。しかし、その様な有害物質を含まないか或いはほんの微量しか含まない廃棄物については当然のことながら以上の操作の幾つかは不要となる。例えば塩素を含まない繊維類、紙類、草木、木材、汚泥、プラスチック類、廃油の場合には熱分解炉またはその出口にアルカリ性物質を吹き込む操作は不要となる。
【実施例】
【００４８】
油吸収特性に関する実験
１．実験方法
30mm径×200mmのパイレックス（登録商標）試験管に油（重質油＋アスファルト）を注入し、この試験管を環状電気炉に入れて所定温度に加熱する。金網製の籠に秤量した吸着剤（多孔質物質）を入れて、試験管の油に浸けて一定時間後に引き上げて、油を吸収させたサンプルを秤量する。サンプル量は約3.5ｇとした。
２．実験条件
（１）吸着剤（多孔質物質）の種類
珪藻土CG4A（イソライト工業製、約4mmに成形し１１５０℃で焼成したもの、
嵩比重：0.68g/cm3）
珪藻土CG4  （イソライト工業製、約4mmに成形し１０００℃で焼成したもの  
嵩比重：0.55g/cm3、細孔容積：0.57cm3/ｇ、平均細孔径：1000nm）
磁器微粉焼結品（岩尾磁器工業製、粉砕して約4mmに篩分したもの、嵩比重
：1.65g/cm3、細孔容積：0.27cm3/ｇ、平均細孔径：210nm）
シルビードN（水澤化学製、約２mm球状シリカゲル、嵩比重：0.82g/cm3、
細孔容積：0.30cm3/ｇ、平均細孔径：2nm ）
活性アルミナ（住友化学製球状活性アルミナKHO-46、サイズ：約４mm、
嵩比重：0.80g/cm3、細孔容積：0.43cm3/ｇ、平均細孔径：10nm）
（２）吸収油の種類
重質油（減圧蒸留留出油  脱硫済み）＋１０％アスファルトの混合物
重質油（減圧蒸留留出油  脱硫済み）＋２０％アスファルトの混合物
（３）試験温度
１８０℃、  ２6０℃、３５０℃、４２０℃、４６０℃
３．実験結果
実験結果を表１〜４にまとめて示す。
油吸収率の算出方法
油吸収率（B−A）／A ＝[ 油吸収後 B（g）− 吸着剤 A（g）]／吸着剤 A（g）
【００４９】
【表１】
2005154722.tif 000002
【００５０】
【表２】
2005154722.tif 000003
【００５１】
【表３】
2005154722.tif 000004
【００５２】
【表４】
2005154722.tif 000005
【００５３】
４．考察
（１）重質油-１０%アスファルトを珪藻土CG4Aに吸収させる実験では１８０℃、２６０℃、３５０℃、４２０℃、４６０℃の４段階の温度で測定したが、温度が上がるに従って重質油-アスファルトの吸収量は著しく少なくなった。温度と吸収量の関係を図３に示した。また油吸収率はアスファルトの％に関係なく１８０℃、２６０℃、３５０℃、４２０℃、４６０℃の値は一つの線上に乗ることが分かった。
（２）多孔性物質の吸収特性の違い
珪藻土に対する重質油-アスファルトの吸収は１〜３分で飽和点に達する。また１８０℃での吸収率は１０００℃で焼成した珪藻土で約４９％、１１５０℃で焼成した珪藻土（対摩耗性が大きい）で約３３％に達する。活性アルミナ、シリカゲルでは吸収速度が遅く２０分経っても飽和点に達しないが、平衡吸収率は約３０％と推定される。時間と吸収量の関係を図４に示した。なお、油を吸収した珪藻土と活性アルミナの表面は粘着性がなくサラサラ状態であったがシリカゲルの表面はベトベトしていた。
【００５４】
珪藻土と活性アルミナ、シリカゲルの吸収特性のこの差は珪藻土の細孔径がミクロン（メータ）オーダであるのに対して活性アルミナ、シリカゲルの細孔径がナノメータオ−ダであることによるものと思われる。油吸収後のシリカゲルの表面がベトベトしているのは細孔径が特に小さく吸収速度が小さいことによるものと思われる。
（３）油種の影響
重質油＋１０％アスファルトと重質油＋２０％アスファルトの吸収特性は変わらないことが分かった。つまり１８０℃以上ではアスファルトも重質油並の充分な流動性を持っていると言うことである。
（４）再生について
活性アルミナやゼオライトの細孔は分子オーダ（１０〜１ナノメータ）であるのに対して珪藻土の細孔はミクロンオーダである。活性アルミナやゼオライトは化学吸着のウエイトが大きく、分解・コーキングを伴う。コークが表面に析出した活性アルミナやゼオライトの再生には通常７００℃近い温度を要するが、重質油・アスファルトを吸収した珪藻土は空気中で加熱すると５００〜６００℃で炎を上げて燃えて元の重量とヴァージン並みの吸収力を回復し、再生が完了することが分かった。これは珪藻土が化学吸着力の弱い物理吸着が主体であることによるものと思われる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の応用例：流動床式熱回収器を用いた場合の熱分解ガス精製システムの概念図
【図２】本発明の応用例：移動床式熱回収器を用いた場合の熱分解ガス精製システムの概念図
【図３】温度と油吸収量の関係を示した図
【図４】時間と油吸収量の関係を示した図
【図１】
2005154722.tif 000006
【図２】
2005154722.tif 000007
【図３】
2005154722.tif 000008
【図４】
2005154722.tif 000009