JP2984795B2 - 熱分解生成オイルの精製方法 - Google Patents
熱分解生成オイルの精製方法Info
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- JP2984795B2 JP2984795B2 JP2019970A JP1997090A JP2984795B2 JP 2984795 B2 JP2984795 B2 JP 2984795B2 JP 2019970 A JP2019970 A JP 2019970A JP 1997090 A JP1997090 A JP 1997090A JP 2984795 B2 JP2984795 B2 JP 2984795B2
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- acid
- pyrolysis oil
- pyrolysis
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、有機性排水処理に伴って生じる窒素成分含
有有機質汚泥を熱分解する方法に関し、さらに詳しくは
同熱分解によって生成したオイルを精製する方法に関す
る。
有有機質汚泥を熱分解する方法に関し、さらに詳しくは
同熱分解によって生成したオイルを精製する方法に関す
る。
［従来技術および解決すべき課題］ 従来から上記の如き有機質汚泥よりエネルギーを回収
する方法として、熱分解法が行なわれている。これらの
技術のうち、主にオイルの形態でエネルギーを回収する
方法として、反応温度200〜600℃で大気圧ないし加圧下
（50〜180気圧）で汚泥を熱分解する方法が行なわれて
いた。しかし、この方法では、生成したオイルは、水分
の含有率が高くそのため燃焼熱も低いものであった。ま
たこのオイルは、粘度がそれ程低くなく、産業的な利用
たとえばエンジンの燃料として利用するには十分な品質
を有していなかった。
する方法として、熱分解法が行なわれている。これらの
技術のうち、主にオイルの形態でエネルギーを回収する
方法として、反応温度200〜600℃で大気圧ないし加圧下
（50〜180気圧）で汚泥を熱分解する方法が行なわれて
いた。しかし、この方法では、生成したオイルは、水分
の含有率が高くそのため燃焼熱も低いものであった。ま
たこのオイルは、粘度がそれ程低くなく、産業的な利用
たとえばエンジンの燃料として利用するには十分な品質
を有していなかった。
本発明は、こうした点に鑑みてなされたもので、オイ
ルの上記の如き欠点を解消し、オイルの品質を向上させ
ることができる熱分解生成オイルの精製方法を提供する
ことを目的とするものである。
ルの上記の如き欠点を解消し、オイルの品質を向上させ
ることができる熱分解生成オイルの精製方法を提供する
ことを目的とするものである。
［課題の解決手段］ 本発明は、窒素成分を含んだ有機質汚泥を大気圧下な
いし加圧下で200〜600℃で加熱し、チャーおよびオイル
に熱分解する方法において、生成したオイルを酸で中和
することを特徴とする熱分解生成オイルの精製方法であ
る。
いし加圧下で200〜600℃で加熱し、チャーおよびオイル
に熱分解する方法において、生成したオイルを酸で中和
することを特徴とする熱分解生成オイルの精製方法であ
る。
中和用の酸としては、無機酸、有機酸のいずれもが使
用可能である。ただし、硝酸およびリン酸は、富栄養化
物質であるＮまたはＰを含有しており、また硫酸はオイ
ルと反応してオイルのスルホン化を生じさせ、オイル中
の硫黄分が増加する可能性もあるので、これら無機酸は
適当とはいえない。一方、有機酸はBOD源となることか
ら適当とはいえない。最も好ましい酸は塩酸である。
用可能である。ただし、硝酸およびリン酸は、富栄養化
物質であるＮまたはＰを含有しており、また硫酸はオイ
ルと反応してオイルのスルホン化を生じさせ、オイル中
の硫黄分が増加する可能性もあるので、これら無機酸は
適当とはいえない。一方、有機酸はBOD源となることか
ら適当とはいえない。最も好ましい酸は塩酸である。
［作 用］ 窒素成分を含んだ有機質汚泥は、大気圧下でも加圧下
でも200〜600℃の温度で熱分解を行なうと、その分解生
成物としてNH3および脂肪酸を生成する。こうした脂肪
酸としては、炭素数２〜３個の低分子のものから炭素数
15個以上の高分子のものまで各種あるが、低分子の脂肪
酸は反応生成物中に存在する水層に溶解し、高分子の脂
肪酸は長い炭化水素鎖のため疎水性となり、オイル層に
移行する。そして、この高分子の脂肪酸は、同時に生成
したNH3により中和され、下式に示すように脂肪酸の第
４級アンモニウム塩となり、その塩の形態でオイル中に
存在しているものと考えられる。
でも200〜600℃の温度で熱分解を行なうと、その分解生
成物としてNH3および脂肪酸を生成する。こうした脂肪
酸としては、炭素数２〜３個の低分子のものから炭素数
15個以上の高分子のものまで各種あるが、低分子の脂肪
酸は反応生成物中に存在する水層に溶解し、高分子の脂
肪酸は長い炭化水素鎖のため疎水性となり、オイル層に
移行する。そして、この高分子の脂肪酸は、同時に生成
したNH3により中和され、下式に示すように脂肪酸の第
４級アンモニウム塩となり、その塩の形態でオイル中に
存在しているものと考えられる。
Ｒ−COOH＋NH3→ Ｒ−COO-NH4 + ところが、オイル中にこうしたイオンが存在すると、
通常はオイル中にはほとんど存在できない水分子が、こ
のイオンの周囲に層状に安定して存在できるようにな
る。脂肪酸の第４級アンモニウム塩の形成が、窒素成分
を含んだ有機質汚泥の熱分解により生成したオイル中に
水分が非常に多く含有されている原因と考えられる。
通常はオイル中にはほとんど存在できない水分子が、こ
のイオンの周囲に層状に安定して存在できるようにな
る。脂肪酸の第４級アンモニウム塩の形成が、窒素成分
を含んだ有機質汚泥の熱分解により生成したオイル中に
水分が非常に多く含有されている原因と考えられる。
そこで、こうした脂肪酸のアンモニウム塩を含有する
オイルを酸で中和すると、下式に示すように脂肪酸塩は
フリーの脂肪酸になり、この周囲の水分子は安定的にオ
イル中に存在できなくなる。その結果、水分は中和によ
って生じたNH4Clと共にオイルから分離してくる。
オイルを酸で中和すると、下式に示すように脂肪酸塩は
フリーの脂肪酸になり、この周囲の水分子は安定的にオ
イル中に存在できなくなる。その結果、水分は中和によ
って生じたNH4Clと共にオイルから分離してくる。
Ｒ−COO-NH4 +＋HCl→ RCOOH-NH4Cl このような現象が生じることは、オイルを中和して分
離してきた水に多量のアンモニウムイオンが存在してい
ることからも推察することができる。
離してきた水に多量のアンモニウムイオンが存在してい
ることからも推察することができる。
オイルを酸で中和することにより、上述のごとく、オ
イル中の水分はほとんど除去される。その結果、オイル
の燃焼熱が大きく増加し、動粘度が低下し、さらに流動
点も低下する。かくしてオイルの品質はＡ重油並の品質
に改善される。
イル中の水分はほとんど除去される。その結果、オイル
の燃焼熱が大きく増加し、動粘度が低下し、さらに流動
点も低下する。かくしてオイルの品質はＡ重油並の品質
に改善される。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、窒素成分を含ん
だ有機質汚泥を大気圧下ないし加圧下で200〜600℃で加
熱し、チャーおよびオイルに熱分解する方法において、
生成したオイルを酸で中和して精製することにより、オ
イル中の水分をほとんど除去することができ、その結果
オイルの燃焼熱を大きく増加させ、動粘度を低下させ、
さらに流動点も低下させることができる。かくして熱分
解生成オイルの品質を著しく向上させることができ、一
般にディーゼル発電等に利用されているＡ重油並とする
ことができる。
だ有機質汚泥を大気圧下ないし加圧下で200〜600℃で加
熱し、チャーおよびオイルに熱分解する方法において、
生成したオイルを酸で中和して精製することにより、オ
イル中の水分をほとんど除去することができ、その結果
オイルの燃焼熱を大きく増加させ、動粘度を低下させ、
さらに流動点も低下させることができる。かくして熱分
解生成オイルの品質を著しく向上させることができ、一
般にディーゼル発電等に利用されているＡ重油並とする
ことができる。
［実施例］ つぎに、本発明の実施例とこれと比較すべき比較例を
挙げる。
挙げる。
実施例 脱水した下水汚泥を十分に乾燥し、無酸素下、大気圧
下で温度430℃の連続式熱分解炉に導入して、熱分解し
た。3kgの乾燥汚泥から0.74kgのオイルが得られた。こ
のオイル0.50kgをとって分液漏斗に移し、これに35mlの
濃塩酸を添加してよく振盪した。分液漏斗を静置して水
層をオイル層から完全に分離した後、水層を下から取り
出したところ、140mlの水が得られ、0.39kgのオイルが
残った。得られた中和水のpHは5.8であり、NH3−性窒素
の濃度は48000mg/であった。精製オイルの分析結果は
表１に示すとおりである。
下で温度430℃の連続式熱分解炉に導入して、熱分解し
た。3kgの乾燥汚泥から0.74kgのオイルが得られた。こ
のオイル0.50kgをとって分液漏斗に移し、これに35mlの
濃塩酸を添加してよく振盪した。分液漏斗を静置して水
層をオイル層から完全に分離した後、水層を下から取り
出したところ、140mlの水が得られ、0.39kgのオイルが
残った。得られた中和水のpHは5.8であり、NH3−性窒素
の濃度は48000mg/であった。精製オイルの分析結果は
表１に示すとおりである。
比較例 下水汚泥を実施例１と同様に操作して熱分解によって
オイルを生成させた。この生成オイルをそのまま中和せ
ずに分析した（このオイルを非精製オイルと呼ぶ）。分
析結果を同じく表１に示す。
オイルを生成させた。この生成オイルをそのまま中和せ
ずに分析した（このオイルを非精製オイルと呼ぶ）。分
析結果を同じく表１に示す。
実施例および比較例の分析 HClによる中和によって、約105mlの水が生成オイルか
ら除去できた。また、この中和水には48000mg/という
多量のNH3 -性窒素が存在すると共に、HClのH+イオンが
消費したことから、オイル中に脂肪酸アンモニウム塩の
存在が推測できた。
ら除去できた。また、この中和水には48000mg/という
多量のNH3 -性窒素が存在すると共に、HClのH+イオンが
消費したことから、オイル中に脂肪酸アンモニウム塩の
存在が推測できた。
また表１を見ると非精製オイルと精製オイルでは品質
に非常に大きな差が認められた。非精製オイルを精製す
ると、水分は22.7％から0.2％に低下するとともに燃焼
熱は32％増加した。その他、C.H.N％の含有率、流動
点、動粘度等も著しく改善され、比重等もＡ重油に近い
ものであった。
に非常に大きな差が認められた。非精製オイルを精製す
ると、水分は22.7％から0.2％に低下するとともに燃焼
熱は32％増加した。その他、C.H.N％の含有率、流動
点、動粘度等も著しく改善され、比重等もＡ重油に近い
ものであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−179489（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−249600（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−159887（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C02F 11/00 - 11/20 B09B 3/00 C10G 17/02
Claims (1)
- 【請求項１】窒素成分を含んだ有機質汚泥を大気圧下な
いし加圧下で200〜600℃で加熱し、チャーおよびオイル
に熱分解する方法において、生成したオイルを酸で中和
することを特徴とする熱分解生成オイルの精製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019970A JP2984795B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 熱分解生成オイルの精製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019970A JP2984795B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 熱分解生成オイルの精製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03224699A JPH03224699A (ja) | 1991-10-03 |
| JP2984795B2 true JP2984795B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=12014055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019970A Expired - Fee Related JP2984795B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 熱分解生成オイルの精製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2984795B2 (ja) |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP2019970A patent/JP2984795B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03224699A (ja) | 1991-10-03 |
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