JP2012228683A - 熱帯植物廃棄物、又は木質系廃棄物の処理方法と、そのリサイクル方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 パーム椰子廃棄物を、蒸気蒸工程、切断(剪断)破砕工程、造粒工程、並びに乾燥工程、高熱処理し、炭化物と、タールと木酢水溶液(有機酸液)を含むガスに分留する高熱処理工程、高温炭化物を、有機酸液で冷却し、炭化物表面のカリウム、ナトリウム、マグネシウム等を除去した高品位の炭化物・有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム等を含む木酢水溶液を得る炭化物生成工程、分離工程で構成した熱帯植物廃棄物の処理方法。
【選択図】 図1
Description
輸入カリウム
1,200,000(t)×0.6(純度)×19/36(分子量)=380,000(t)
空果房(EFB)廃棄カリウム(空果実含有カリウムを3%とする。)
17,000,000(t)×0.03=510,000(t)
差し引き
510,000−380,000=130,000(t)
これを一般土壌面積に換算すると、(1m3 17kgのカリウムが含有され、深さ1mとすると)
130,000×1,000÷17=7,647,000(m2)
単純に空果房(EFB)と輸入塩化カリウムの差だけをみても年間7.6haが砂漠化しているのである。
炭化物を製造する過程において、原料時における脱カリウムの限界は0.48%前後と考えられる。
1,000(kg)×0.0048=4.8(kg)
炭化物の生成量は
1,000(kg)×0.25(生成率)=250(kg)
炭化物のカリウム含有量は
4.8(kg)÷250(kg)×100=1.92(%)(限界値と考えられる。)
そして、製鋼における炭化物(加炭材)として要求されるカリウム含有量は、0.5%以下である。従って、この炭化物において原料時に脱カリウムを行ってもあまり意味をもたないと考えられる。その理由は、アルカリ金属類はイオン化した状態で細胞液中に存在し、切断、破砕、蒸す等では細胞破壊が微少なため、細胞膜を介した浸透浸出でしか取り出すことができないためと考えられる。
1) CO2対策として、熱帯地方で栽培されている、例えば、パーム椰子、又はファルカタ、或いはユーカリ、アカシア、アブラギリ、マングローブ等の熱帯植物を、有効利用して生成した炭化物を、プランテーション栽培(大規模工場生産の方式を取り入れて、熱帯、亜熱帯地域の広大な農地に大量の資本を投入し、先住民や黒人奴隷等の安価な労働力を使って単一作物を大量に栽培する方法)に使用すること、又は油の抽出、食用果実として、その数量と多品質栽培の特徴を利用し、土壌の砂漠化防止と、肥沃化を確保すること(地球の全ての環境維持、さらに、農業先進国である日本の優良農家と同様に、有機酸カリウム(木酢液:木酢水溶液)を使用し、生産性、安全性等の向上と、塩害の低減等に役立てること、
2) 炭化装置から排出する炭化物(高温)を有機酸液(木酢水溶液)で冷却し、炭化物の表面に付着しているカリウム、ナトリウム、マグネシウム、及び、リン等を除去し、高品位の炭化物を得ること、
3) 油分除去、及び、燃料として使用するときに炉壁障害となる、例えば、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、及び、リン酸等を、浸透圧を利用して除去した後に発生する有機酸液(木酢水溶液)を使用することにより、この油分除去効果を図り、かつ燃料として使用するときに炉壁障害を少なくすること、
4) 乾燥機では、炭化装置の負荷を抑えるために、含水率10%〜15%程度、望ましくは、10%〜12%程度まで乾燥すること、又は熱源は、炭化装置で発生する廃熱を利用すること、
5) 外熱式炭化装置にて炭化熱源燃料としては、炭化排ガス(乾留ガス)の分留で取り出せるタール、又は希ガスを利用すること、
6) 炭化物を選択して利用する、例えば、燃料炭として利用であれば、そのままとすること(高タールにて高熱量が得られる)、また、還元炭として利用であれば、再度、高温処理し、低タール炭とすること、さらには、吸着剤として利用であれば、蒸気賦活を行い、多ポーラス炭(活性炭)とすること、
7) 有酢酸液(木酢水溶液)により、分留ガスを冷却装置による処理した際に生成される、ガス燃料と、有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム、及び、リン酸塩等の肥料成分は、植物の吸収に最も優れ、市販肥料のような塩害等を無くすこと、
8) カリウム肥料に関しては、通常、流通と取扱いが問題となり、個々に取引割合が決められている。この流通と取扱いの対象は、塩化カリウム(70%〜80%)、硫酸カリウム(10%〜15%)、硝酸カリウム(5%〜10%)、有機酸カリウム(5%以下)である。また、その数値は、植物の吸収度合い、安全性を考慮すると、有機酸カリウム>硝酸カリウム>硫酸カリウム>塩酸カリウムの順序が望ましいことに鑑み、本発明は、この順位を確保すること、
9) 木酢水溶液の固形化と、炭化工程より作られた木酢水溶液(液体有機肥料)のハンドリングとその脆弱性(酸性毒の発生)を回避するために、現状産業廃棄物化中の捌け口がない、例えば、高炉スラグ(スラグ)、フライアッシュ等を有効利用とすること、例えば、木酢水溶液を、固形化した(木酢水溶液)肥料とする。そのために、PH4.8以下で現れる酢酸酸毒性を中和することを目的に、スラグ、フライアッシュ、又は人工ゼオライトは有効な中和剤、及び/又は、乾燥剤となる(尚、使用pHは、その数値を、8〜10に調整するが、好ましくは、スラグ等のpHは、数値を12前後なので、このスラグ等に、木酢水溶液の分量を、適宜、検討しながら、調整する)。
この蒸し上り原料を、破砕機で、望ましくは、100mm長程度に切断破砕し、粒子原料を生成する切断(剪断)破砕工程と、
この粒子原料を、所定の大きさに造粒し、造粒原料を生成する造粒工程と、
この造粒原料を、乾燥機で乾燥し、かつ木酢水溶液のガス化を促進する乾燥工程と、
この乾燥済み造粒原料を炭化炉に導き、高熱処理して、炭化物と、タールと木酢水溶液(有機酸液)を含有するガスに分留する高熱処理工程と、
この高温の炭化物を、有機酸液(木酢水溶液)で冷却し、炭化物の表面に付着しているカリウム、ナトリウム、マグネシウム、リンを除去した高品位の炭化物と、有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム、及び、リン酸塩を含有する木酢水溶液を得る炭化物生成工程と、
前記タールを含有するガスを冷却処理し、ガス燃料と、タール燃料とに分離処理する分離工程と、
で構成した熱帯植物廃棄物(木質系廃棄物を含む)の処理方法である。
前記乾燥機による乾燥工程において、炭化炉での負荷を抑えるために、含水率10%〜15%程度まで乾燥する構成とした熱帯植物廃棄物の処理方法である。
前記ガスを冷却装置で冷却処理し、ガス燃料と、木酢水溶液、又はタール燃料とに分離処理する分離工程において、油分除去、及び、燃料として使用するときに炉壁障害となる、有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム、及び、リン酸塩を浸透圧と、木酢水溶液とを利用して効率的に除去する構成とした熱帯植物廃棄物の処理方法である。
蒸し上り原料を、破砕機で、望ましくは、100mm長程度に切断破砕し、粒子原料を生成する切断(剪断)破砕工程と、
粒子原料を、所定の大きさに造粒し、造粒原料を生成する造粒工程と、
造粒原料を、乾燥機で乾燥し、かつ木酢水溶液のガス化を促進する乾燥工程と、
乾燥済み造粒原料を炭化炉に導き、高熱処理して、炭化物と、タールと木酢水溶液(有機酸液)を含有するガスに分留する高熱処理工程と、
高温の炭化物を、有機酸液(木酢水溶液)で冷却し、炭化物の表面に付着しているカリウム、ナトリウム、マグネシウム、及び、リンを除去した高品位の炭化物と、有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム、及び、リン酸塩を含有する木酢水溶液を得る炭化物生成工程と、
タールを含有するガスを冷却処理し、ガス燃料と、タール燃料とに分離処理する分離工程と、
で構成した熱帯植物廃棄物の処理方法である。
乾燥機による乾燥工程において、炭化炉での負荷を抑えるために、含水率10%〜15%程度まで乾燥する構成とした熱帯植物廃棄物の処理方法である。
ガスを冷却装置で冷却処理し、ガス燃料と、木酢水溶液、又はタール燃料とに分離処理する分離工程において、油分除去、及び、燃料として使用するときに炉壁障害となる、有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム、及び、リン酸塩を浸透圧と、木酢水溶液とを利用して効率的に除去する構成とした熱帯植物廃棄物の処理方法である。
「あ」 木酢水溶液(有機酸液)により、アルカリ金属類、第2族類、及びリンを抽出し、かつリン酸との置換が図れる。
「い」 他地域からの異物の流入(化学肥料等)を防ぐことにより、土壌劣化を防げる。
「う」 肥料の3大要素(窒素・リン酸・カリウム)の内、リン酸・カリウムを補うことが出来る。(パーム椰子農園において、窒素固定菌の存在が確認出来ているので、窒素を補う必要がないことも考えられる。また、豆類の作付けにより窒素固定菌の増殖を図る等の農業指導が必要の場合も発生する。
「え」 酢酸塩を使用する時は、アルカリ領域を確保する、アジア、熱帯地域の土地は、一般的に酸性土壌であることが理由である。さらに、酸性土壌を、アルカリ領域とするためには、例えば、炭、石灰等で中和することが望ましい。
1a 蒸し上り原料
100 粒子原料
100a 脱水済み粒子原料
101 造粒原料
101a 乾燥済み造粒原料
2 ヤード
3 蒸気釜
5 破砕機
6 造粒機
7 搬送手段
8 乾燥炉
10 流路
11 熱交換器
12 炭化炉
13 加熱ガス発生炉
1300 流路
18 木酢水溶液を含有する炭化物
20 炭化物
21 タール
22 木酢水溶液
23 ガス
2300 希ガス燃料
25 流路
26 スクリューフィダー
2600 スクリュー
27 流路
28 ジャケット
30 熱風発生炉
31 排ガス冷却装置
32 クーラーコンデンサー
33 流路
34 上水
35 フィルター
36 脱水機
37 水浸水洗
40 箱
41 材料
42 固形化した肥料
42a 粒径肥料
45 破砕機
輸入カリウム
1,200,000(t)×0.6(純度)×19/36(分子量)=380,000(t)
空果房(EFB)廃棄カリウム(空果実含有カリウムを3%とする。)
17,000,000(t)×0.03=510,000(t)
差し引き
510,000−380,000=130,000(t)
これを一般土壌面積に換算すると、(1m3 17kgのカリウムが含有され、深さ1mとすると)
130,000×1,000÷17=7,647,000(m2)
単純に空果房(EFB)と輸入塩化カリウムの差だけをみても年間7.6haが砂漠化しているのである。
炭化物を製造する過程において、原料時における脱カリウムの限界は0.48%前後と考えられる。
1,000(kg)×0.0048=4.8(kg)
炭化物の生成量は
1,000(kg)×0.25(生成率)=250(kg)
炭化物のカリウム含有量は
4.8(kg)÷250(kg)×100=1.92(%)(限界値と考えられる。)
そして、製鋼における炭化物(加炭材)として要求されるカリウム含有量は、0.5%以下である。従って、この炭化物において原料時に脱カリウムを行ってもあまり意味をもたないと考えられる。その理由は、アルカリ金属類はイオン化した状態で細胞液中に存在し、切断、破砕、蒸す等では細胞破壊が微少なため、細胞膜を介した浸透浸出でしか取り出すことができないためと考えられる。
1) CO2対策として、熱帯地方で栽培されている、例えば、パーム椰子、又はファルカタ、或いはユーカリ、アカシア、アブラギリ、マングローブ等の熱帯植物を、有効利用して生成した炭化物を、プランテーション栽培(大規模工場生産の方式を取り入れて、熱帯、亜熱帯地域の広大な農地に大量の資本を投入し、先住民や黒人奴隷等の安価な労働力を使って単一作物を大量に栽培する方法)に使用すること、又は油の抽出、食用果実として、その数量と多品質栽培の特徴を利用し、土壌の砂漠化防止と、肥沃化を確保すること(地球の全ての環境維持、さらに、農業先進国である日本の優良農家と同様に、有機酸カリウム(木酢液:木酢水溶液)を使用し、生産性、安全性等の向上と、塩害の低減等に役立てること、
2) 炭化装置から排出する炭化物(高温)を有機酸液(木酢水溶液)で冷却し、炭化物の表面に付着しているカリウム、ナトリウム、マグネシウム、及び、リン等を除去し、高品位の炭化物を得ること、
3) 油分除去、及び、燃料として使用するときに炉壁障害となる、例えば、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、及び、リン酸等を、浸透圧を利用して除去した後に発生する有機酸液(木酢水溶液)を使用することにより、この油分除去効果を図り、かつ燃料として使用するときに炉壁障害を少なくすること、
4) 乾燥機では、炭化装置の負荷を抑えるために、含水率10%〜15%程度、望ましくは、10%〜12%程度まで乾燥すること、又は熱源は、炭化装置で発生する廃熱を利用すること、
5) 外熱式炭化装置にて炭化熱源燃料としては、炭化排ガス(乾留ガス)の分留で取り出せるタール、又は希ガスを利用すること、
6) 炭化物を選択して利用する、例えば、燃料炭として利用であれば、そのままとすること(高タールにて高熱量が得られる)、また、還元炭として利用であれば、再度、高温処理し、低タール炭とすること、さらには、吸着剤として利用であれば、蒸気賦活を行い、多ポーラス炭(活性炭)とすること、
7) 有酢酸液(木酢水溶液)により、分留ガスを冷却装置による処理した際に生成される、ガス燃料と、有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム、及び、リン酸塩等の肥料成分は、植物の吸収に最も優れ、市販肥料のような塩害等を無くすこと、
8) カリウム肥料に関しては、通常、流通と取扱いが問題となり、個々に取引割合が決められている。この流通と取扱いの対象は、塩化カリウム(70%〜80%)、硫酸カリウム(10%〜15%)、硝酸カリウム(5%〜10%)、有機酸カリウム(5%以下)である。また、その数値は、植物の吸収度合い、安全性を考慮すると、有機酸カリウム>硝酸カリウム>硫酸カリウム>塩酸カリウムの順序が望ましいことに鑑み、本発明は、この順位を確保すること、
9) 木酢水溶液の固形化と、炭化工程より作られた木酢水溶液(液体有機肥料)のハンドリングとその脆弱性(酸性毒の発生)を回避するために、現状産業廃棄物化中の捌け口がない、例えば、高炉スラグ(スラグ)、フライアッシュ等を有効利用とすること、例えば、木酢水溶液を、固形化した(木酢水溶液)肥料とする。そのために、PH4.8以下で現れる酢酸酸毒性を中和することを目的に、スラグ、フライアッシュ、又は人工ゼオライトは有効な中和剤、及び/又は、乾燥剤となる(尚、使用pHは、その数値を、8〜10に調整するが、好ましくは、スラグ等のpHは、数値を12前後なので、このスラグ等に、木酢水溶液の分量を、適宜、検討しながら、調整する)。
この蒸し上り原料を、破砕機で、切断破砕し、粒子原料を生成する切断(剪断)破砕工程と、
この粒子原料を、所定の大きさに造粒し、造粒原料を生成する造粒工程と、
この造粒原料を、乾燥機で乾燥し、かつ木酢水溶液のガス化を促進する乾燥工程と、
この乾燥済み造粒原料を炭化炉に導き、高熱処理して、炭化物と、タールと木酢水溶液(有機酸液)を含有するガスに分留する高熱処理工程と、
この高温の炭化物を、木酢水溶液で冷却し、炭化物の表面に付着しているカリウム、ナトリウム、マグネシウム、及び、リンを除去した高品位の炭化物と、有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム、及び、リン酸塩を含有する木酢水溶液を得る炭化物生成工程と、
前記タールを含有するガスを冷却処理し、ガス燃料と、木酢水溶液、又はタール燃料とに分離処理する分離工程と、
で構成した熱帯植物廃棄物、又は木質系廃棄物の処理方法である。
前記乾燥機による乾燥工程において、炭化炉での負荷を抑えるために、含水率10%〜15%まで乾燥する構成とした熱帯植物廃棄物、又は木質系廃棄物の処理方法である。
蒸し上り原料を、破砕機で、切断破砕し、粒子原料を生成する切断(剪断)破砕工程と、
粒子原料を、所定の大きさに造粒し、造粒原料を生成する造粒工程と、
造粒原料を、乾燥機で乾燥し、かつ木酢水溶液のガス化を促進する乾燥工程と、
乾燥済み造粒原料を炭化炉に導き、高熱処理して、炭化物と、タールと木酢水溶液(有機酸液)を含有するガスに分留する高熱処理工程と、
高温の炭化物を、木酢水溶液で冷却し、炭化物の表面に付着しているカリウム、ナトリウム、マグネシウム、及び、リンを除去した高品位の炭化物と、有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム、及び、リン酸塩を含有する木酢水溶液を得る炭化物生成工程と、
タールを含有するガスを冷却処理し、ガス燃料と、木酢水溶液、又はタール燃料とに分離処理する分離工程と、
で構成した熱帯植物廃棄物、又は木質系廃棄物の処理方法である。
乾燥機による乾燥工程において、炭化炉での負荷を抑えるために、含水率10%〜15%まで乾燥する構成とした熱帯植物廃棄物、又は木質系廃棄物の処理方法である。
「あ」 木酢水溶液(有機酸液)により、アルカリ金属類、第2族類、及びリンを抽出し、かつリン酸との置換が図れる。
「い」 他地域からの異物の流入(化学肥料等)を防ぐことにより、土壌劣化を防げる。
「う」 肥料の3大要素(窒素・リン酸・カリウム)の内、リン酸・カリウムを補うことが出来る。(パーム椰子農園において、窒素固定菌の存在が確認出来ているので、窒素を補う必要がないことも考えられる。また、豆類の作付けにより窒素固定菌の増殖を図る等の農業指導が必要の場合も発生する。
「え」 酢酸塩を使用する時は、アルカリ領域を確保する、アジア、熱帯地域の土地は、一般的に酸性土壌であることが理由である。さらに、酸性土壌を、アルカリ領域とするためには、例えば、炭、石灰等で中和することが望ましい。
1a 蒸し上り原料
100 粒子原料
100a 脱水済み粒子原料
101 造粒原料
101a 乾燥済み造粒原料
2 ヤード
3 蒸気釜
5 破砕機
6 造粒機
7 搬送手段
8 乾燥炉
10 流路
11 熱交換器
12 炭化炉
13 加熱ガス発生炉
1300 流路
18 木酢水溶液を含有する炭化物
20 炭化物
21 タール
22 木酢水溶液
23 ガス
2300 希ガス燃料
25 流路
26 スクリューフィダー
2600 スクリュー
27 流路
28 ジャケット
30 熱風発生炉
31 排ガス冷却装置
32 クーラーコンデンサー
33 流路
34 上水
35 フィルター
36 脱水機
37 水浸水洗
40 箱
41 材料
42 固形化した肥料
42a 粒径肥料
45 破砕機
Claims (7)
- パーム椰子の殻(PKS)、空果房(EFB)、果肉ファイバー、パーム椰子の剪定枝、パーム椰子の古木(トランク)、又はファルカタの殻、樹皮(バーク)、ファルカタの剪定枝、ファルカタの古木、或いはユーカリ、アカシア、アブラギリ、マングローブの樹皮(バーク)、その他、木質チップ取得後の心材、剪定枝、或いはバナナの空果房、バナナの剪定枝、バナナの葉、バナナの古木、又はパイナップル、大豆の草部分でなる熱帯植物の廃棄物、又は木片、木皮の木質系廃棄物を原料とし、この原料を、蒸気釜(乾燥機との併用)により蒸し、後の破砕・水浸水洗・乾燥効率を上げるための蒸気蒸工程と、
この蒸し上り原料を、破砕機で、望ましくは、100mm長程度に切断破砕し、粒子原料を生成する切断(剪断)破砕工程と、
この粒子原料を、所定の大きさに造粒し、造粒原料を生成する造粒工程と、
この造粒原料を、乾燥機で乾燥し、かつ木酢水溶液のガス化を促進する乾燥工程と、
この乾燥済み造粒原料を炭化炉に導き、高熱処理して、炭化物と、タールと木酢水溶液(有機酸液)を含有するガスに分留する高熱処理工程と、
この高温の炭化物を、有機酸液(木酢水溶液)で冷却し、炭化物の表面に付着しているカリウム、ナトリウム、マグネシウム、及び、リンを除去した高品位の炭化物と、有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム、及び、リン酸塩を含有する木酢水溶液を得る炭化物生成工程と、
前記タールを含有するガスを冷却処理し、ガス燃料と、タール燃料とに分離処理する分離工程と、
で構成した熱帯植物廃棄物の処理方法。 - 請求項1に記載の熱帯植物廃棄物の処理方法において、
前記乾燥機による乾燥工程において、炭化炉での負荷を抑えるために、含水率10%〜15%程度まで乾燥する構成とした熱帯植物廃棄物の処理方法。 - 請求項1に記載の熱帯植物廃棄物の処理方法において、
前記ガスを冷却装置で冷却処理し、ガス燃料と、木酢水溶液、又はタール燃料とに分離処理する分離工程において、油分除去、及び、燃料、若しくは還元炭として使用するときに炉壁障害となる、有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム、及び、リン酸塩を浸透圧と、木酢水溶液とを利用して効率的に除去する構成とした熱帯植物廃棄物の処理方法。 - 請求項1に記載の熱帯植物廃棄物の処理方法において生成された有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム、及び、リン酸塩を含有する木酢水溶液を、有効な液体肥料として、土壌に散布、浸漬、又は施す構成とした熱帯植物廃棄物のリサイクル方法。
- 請求項1に記載の熱帯植物廃棄物の処理方法において生成された有機酸カリウム、有機酸ナトリウム、有機酸マグネシウム、及び、リン酸塩を含有する木酢水溶液を、有効な液体肥料として、土壌に散布、浸漬、又は施し、もって、植物の吸収に最も優れ、市販肥料の塩害を生じない構成とした熱帯植物廃棄物のプランテーションとしてのリサイクル方法。
- 請求項1に記載の熱帯植物廃棄物の処理方法において生成された炭化物を、燃料炭としてはそのまま利用(高タールにて高熱量が得られる)するか、又は還元炭としての利用であれば、再度、高温処理し、低タール炭とするか、或いは吸着剤としての利用であれば、蒸気賦活を行い、多ポーラスの活性炭とするかを、選択可能とする構成とした熱帯植物廃棄物の炭化物としてのリサイクル方法。
- 請求項1に記載の熱帯植物廃棄物の処理方法において生成された木酢水溶液に、中和剤、及び/又は、乾燥剤として役立つ、スラグ、フライアッシュ、又は人工ゼオライトの材料の何れか一つ、又は二つ以上を添加し、PH調整と、固形化を図る構成とした熱帯植物廃棄物の炭化物としてのリサイクル方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011115604A JP4849650B1 (ja) | 2011-04-12 | 2011-05-24 | 熱帯植物廃棄物、又は木質系廃棄物の処理方法と、そのリサイクル方法 |
MYPI2012001086A MY158282A (en) | 2011-04-12 | 2012-03-09 | Method for treating tropical plant waste or woody waste and method for recycling the same |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011088150 | 2011-04-12 | ||
JP2011088150 | 2011-04-12 | ||
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