JPS6114200B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はセルロース系廃棄物質を含めたセルロ
ース系物質から造られた粒状固形燃料と燃料油残
油との混合物を含む液体燃料に関するものであ
る。 米国特許第4052168号は褐炭、亜炭および亜瀝
青炭を含めた亜炭−型石炭を、それらの熱的再組
織化の結果安定な、風化に耐えそして発熱量が増
加して瀝青炭のそれに近づいた品質の向上した炭
素質生成物を生じさせるという固形燃料としてよ
り適したものとする品質向上方法を開示してい
る。そのような方法の結果として亜炭−型石炭の
巨大な国内埋蔵量は有用な燃料に変換されそして
現在のエネルギー危機の可能な解決法を与える。 亜炭−型石炭の大きな国内埋蔵量に加えて、泥
炭、ならびに製材作業から引き出される廃材およ
び農業廃棄物のような巨大な量のセルロース系物
質は天然に発生するものと共に毎年生じ、それら
は商品燃料としての効率のよい用途には不適当な
形で得られる。おが屑、樹皮、木屑、枝および製
材作業からの切れ端のような廃棄セルロース系物
質、ならびに棉の木の茎および同種のもののよう
な種々の農業廃棄物質はこれまで廃棄物処理問題
の見本であつた。従つて、そこにはそのようなセ
ルロース系物質を価値の高い燃料製品に変換さ
せ、それによつて燃料不足および現在のエネルギ
ー危機に対する可能な解決を与えるだけでなく、
またそのような廃棄物質の処理用費用を削除する
ための方法について長い間切実な要求があつた。 上述の問題に加えて、環境保護庁ならびにカリ
ホルニヤ州によつて制作されたような連邦政府お
よび州の規則は公共企業によつて電気および蒸気
力の発生のために燃やされる加熱油中の硫黄の量
について比較的厳しい制限を課した。現在の環境
保護庁の規正は加熱油１ポンドにつき約0.7％の
最大硫黄含量を許すのに対して、カリホルニヤ州
はある区域においては0.3％硫黄の最大水準に硫
黄含量を制限する規則を課した。これらの規則に
従うためには、許容限度内の硫黄含有量を有する
残与配合物を与えるために国内の比較的高硫黄含
量加熱用油を海外から輸入される低−硫黄燃料油
と混合してしまうことがこれまでは必要であつ
た。そのような外国の低−硫黄燃料油の割増原価
はこの実施を原価高にするばかりでなく、また外
国油源に対する我々の依存を増加させる。上述の
問題は本発明によつて極端に低硫黄で低灰分のコ
ークス様生成物を提供しこれを微粉化すると高硫
黄燃料油と混合することができ、硫黄含有量に関
して規正要求値に合致する残与液体スラリー配合
物を与えることによつて打勝つことができる。 本発明の恩恵と利益は泥炭、森林および農業廃
棄物およびこれに類するもののような種々のセル
ロース系物質を原料として使用しそしてオートク
レーブ中に装入しその中で原料を少なくとも約
750〓の高温度および少なくとも約1000psiの圧力
で管理された時間加熱して水分およびその中に含
まれる有機成分の一部をガス相に変えそして供給
原料の炭素質コークス様生成物へ熱的に再組織化
することをなし遂げることにより達成される。オ
ートクレーブ操作中に形成されるガス相を引出し
てその非凝縮部分は燃料ガスを与えるのでこれを
回収して工程中で使用する。生成した固形コーク
ス製品はオートクレーブ段階が終結したときに燃
焼することなく大気中に暴露させうる温度まで冷
却しそして希望に従つて微粉砕して微粒化燃料用
に提供することができる。 さらに本発明の実施態様に従えば、オートクレ
ーブ中で生成するコークス生成物は約48メツシユ
よりも小さい粒度に、そして望ましくは約200メ
ツシユよりも小さい粒度に微粉砕し、その後これ
を高硫黄燃料油と全混合物の約１重量％の少量か
ら50重量％の多量までの範囲で混合し、液体スラ
リーを生成する。粒状化コークスの特性は何も化
学的懸濁剤の添加をせずに安定な懸濁の生成を可
能になしそして僅かに約0.1％程度の低硫黄含有
量および僅かに約１％ないし約４％の灰分含有量
は満足すべき燃料配合物を与える。 用意した図面と実施例とを関連させた望ましい
実施態様の記述を読めばさらに付加される本発明
の恩恵と利益とは明らかになつてくるであろう。 添付した図面は本発明の望ましい実施態様に従
つた工程段階の概畧流れ図である。 本発明を含む工程中に包含される一連の段階は
図面を含む流れ図中に概畧例解される。そこに示
されるように、セルロース系原料物質または種々
のセルロース系原料物質の混合物を前処理段階に
装入してそこで原料物質を適当な細断、微粉化お
よび選別に供して希望する粒度の供給原料を用意
し、次いで微粉化された原料物質を高温度で高圧
力の反応器中に装入しその中で加圧下で熱して含
有水分および揮発性有機成分およびその中の熱分
解生成物をガス相中に抽出しそしてさらに炭素質
原料の化学的構造の調節した熱的再組織化の目的
を達成する。ガス状副生物は反応器から引き出し
て凝縮器中に導きその中で凝縮し得る相は凝縮物
として回収し、一方実質的非凝縮性相は副生燃料
ガスとして回収しこれは工程中の用途および補充
動力の発生用に都合よく循環させることができ
る。反応生成物は反応器の反応帯域から冷却帯域
に通過しそこで燃焼を招きまたは逆の影響を与え
ることなく大気中に暴露させうるより低い温度に
冷やされる。冷却帯域から固形反応生成物または
コークス生成物を貯蔵に移す。本発明の望ましい
実施態様に従えば、コークス生成物は貯槽から磨
砕または微粉砕段階に移しその中でコークス生成
物は希望する粒度までさらに微粉化してその用途
に用いるべき特殊な型の炉およびバーナーに使う
粒状化固体燃料成分用に好適なものにする。微粉
化コークス生成物の一部は磨砕機から配合機に移
送しそこで燃料油の供給原料と混合してその中に
懸濁した粒状化した木材コークスの調節された分
量を含む液体スラリーを形成させることもまた企
図される。その結果得られた燃料油およびコーク
ススラリー生成物を配合機から製品貯槽に移送す
る。 流れ図に従えば、原料物質は製材作業および農
業廃棄物から得られる廃棄セルローズ系物質を含
むセルローズ系物質の種々のものまたは混合物の
何れのものも含むことができる。例えば、泥炭の
ような天然に発生するセルローズ系物質、ならび
に製材および製材のこぎり作業から得られるおが
屑、樹皮、木屑、枝および木片のような廃棄セル
ロース系物質、ならびに棉の木の茎、堅果の穀、
とうもろこしの皮およびこれに類するもののよう
な種々の農業廃棄物質は満足に使うことができ
る。 原料物質はオートクレーブに装入する前に、場
合によつては予備処理段階に供され、これは物質
を事前処理に供して、その中の残留湿分を取扱い
容易な水準にまで減じ並びに引続く反応段階にお
いて除去すべき湿分の量を減じるために過剰水分
の抽出を行う段階を含む。原料物質中の実質的に
総ての湿分はオートクレーブ操作中に除去される
のであるから、そのような事前処理段階はほとん
どの農業および製材の廃棄物質に対しては通常は
必要としない。事前処理段階は原料物質を適当な
細断または微粉砕作業に供し、それによつて原料
物質の性質に応じてその粒度を取扱いおよび加工
が容易な粒度まで小さくすることをさらに含める
ことができる。細断または微粉砕段階はさらに適
当な級別または篩分によつて過大粒子を分離し細
断装置を通して再循環させる段階を含んでもよ
い。 任意の前処理を行ないまたは行なわなかつた原
料物質は次に反応器入口の端に導入しその中で少
なくとも750〓の温度と少なくとも1000psiの圧力
に調節された時間処理しそれらの化学的構造の調
節された熱的再組織化を達成し、そして湿分およ
びその中の揮発性有機成分の一部、ならびにそれ
らの熱分解生成物をガス相に変換しこれを反応器
から引出しそして好都合に分離のために凝縮器を
通過させそして価値のある化学副生−生成物の成
分を含む凝縮性相の回収を達成する。凝縮器から
引出した実質的に非凝縮性ガス相は反応器を加熱
するためおよび商業的規模でそれらから過剰分と
してこの工程を運転するための補助動力の発生の
ためのガス状燃料として好都合に使用することが
できる。 オートクレーブ反応中は少なくとも約750〓の
温度が必要あるけれども、揮発速度の増加および
より高い固定炭素をうるための原料物質の熱的再
組織化のためには約1000〓の温度が望ましく、そ
れによつてオートクレーブ中の滞留時間を減少さ
せそして作業の能率を改良する。オートクレーブ
反応の温度は約1250〓までの高温にまで及ぶこと
ができ、そしてこの水準以上の温度は品位が向上
した固形コークス生成物に対する非凝縮性ガスの
割合が高くなりすぎるため普通は好ましくない。
約1000〓ないし約1200〓の範囲の温度を約
1000psiないし約3000psiの範囲の圧力において使
用して特に満足な結果が得られた。使用しうる最
高圧力は約3300psiの高さであろう。一般に約
3300psiより高い圧力はこの大きさの圧力に耐え
る耐圧容器の製作原価が増加するためおよびより
低い約3000psiの圧力水準で得られるもの以上の
利益はそのような高い圧力においては認めうる程
は存在しないので望ましくない。 オートクレーブ中における原料物質の滞留時間
は含有湿分の実質的に完全な気化および揮発性有
機成分のある程度の揮発およびセルロース系原料
物質の調節した熱的再組織化を達成するために前
文に述べたような媒介変数内に調節される特殊な
温度−圧力−時間の関係に依存して変化するであ
ろう。 熱的再組織化ということは完全には理解されな
いがしかし熱分解生成物とセルロース系原料物質
の細胞構造内に存在するガスとの間に発生する二
つまたは二つ以上の同時的化学反応から成るもの
と信じられる。これらの再組織化反応の正味の効
果はコークス生成物の最終分析によつて測定され
る炭素−水素比率の増加および硫黄と酸素の減少
からもたらされる化学的特性における変化であ
る。オートクレーブ操作中に、調節された程度で
熱的再組化および／または化学的組織の分解がま
た起り、これに伴つてガス状成分の追加発生があ
りこれもまたガス相の中に入る。 反応器中の必要な滞留時間はオートクレーブ中
の温度と圧力の増加と共に減少する；ところが逆
に、より低い温度と圧力が使われる場合には増加
した滞留時間が必要になる。通常は、約900〓な
いし約1200〓の範囲の温度において約1000psiな
いし約3000psiの圧力下で約15分から約１時間に
及ぶ範囲の滞留時間が申し分がない。ある種の物
質では約５分程の短時間を用いて許容水準の上限
範囲の温度と圧力を使用して有利な結果が得られ
るが、しかし１時間以上の滞留時間を用いること
もできる。一般に、約１時間以上の滞留時間の使
用は約15分ないし約１時間の滞留時間を使用して
得られるもの以上の認めうる程の利益を与えず、
そしてそのような過度の滞留時間に伴つて得られ
る減少した処理量と工程の効率とは経済的観点か
ら見て好ましいものではない。 オートクレーブ内部の加圧は装入物の湿分含有
量を考慮したオートクレーブの内容積との関係で
装入するセルロース系原料物質の量を調節し、そ
れらを高温度に加熱したときに過熱蒸気および揮
発性有機物質を含むガス相の形成が希望する圧力
範囲内でオートクレーブの加圧をもたらすように
して都合よく達成することができる。オートクレ
ーブの追加の加圧は、もしも必要ならば、加圧し
た非酸化性または還元性ガスならびに加圧水蒸気
をオートクレーブ中に導入することによつて達成
することができる。 オートクレーブ処理段階の終において、本発明
の一実施態様に従えば、オートクレーブは空冷に
よるかまたは、例えば、冷却水のような冷却液体
の使用によつて、オートクレーブで品質の向上し
た固形コークス生成物を逆の効果を伴わずに空気
にさらすことができる温度以下に冷却することが
許される。通常は、オートクレーブの冷却は約
300〓より下の温度が適当である。ガス相の存在
において212〓附近またはそれ以下の温度までオ
ートクレーブを冷却することはコークス生成物を
濡らしてその湿分含有量を増加させそしてそれに
よつてその発熱量を低下させるガス状水相の凝縮
を招くので一般に望ましくない。望ましくは冷却
作業は比較的重量の炭化水素溜分およびタールを
含めて揮発した有機成分がコークスの表面および
組縮の孔中に凝縮しそして付着するのを防ぐため
にガス相を引き抜いた後に行う。 品位が向上したコークス生成物は一般に多孔質
構造の光沢のない黒色外観でありそして約１ない
し約５重量％の範囲の残留湿分を有する。 本発明の望ましい実施態様に従えば、オートク
レーブ作業の終局において、オートクレーブ内の
残留高圧はオートクレーブの作業温度において緩
めそして炭化水素成分を凝縮によつて回収しそし
て有機の非凝縮性ガス状成分は副生燃料ガスとし
て回収する。この状態においてコークス生成物上
にはごく僅かな揮発した有機成分の付着が見られ
るだけである。このようにして生成したコークス
生成物はやはり改良された発熱量を有する熱的に
変換された組縮を有することで特徴づけられる。 ２段階のオートクレーブ処理および冷却作業を
実施することができることも意図するものであつ
てその際オートクレーブからなおその高温のまま
で排出するガス相を第二のオートクレーブ室に移
しその中で加工処理すべき原料物質をガス相中の
タールおよび油の凝縮のための冷却媒体として使
用する。 冷却した固形コークス生成物を流れ図に従つて
冷却帯域からコークス製品貯槽に移送しそこから
包装しそしてコンテナーに入れまたはばら荷の形
で出荷し、または別法として、それを適当な微粉
砕または磨砕作業に供してオートクレーブ処理作
業中に形成された何等かの団塊を破砕し、ならび
に生成物を希望する平均粒子寸法までさらに微粉
砕することによつてさらに加工することができ
る。コークス生成物の微粉砕の大きさはその意図
される最終用途および粒状固形燃料としてその燃
焼を達成するために使用されるべき特殊なバーナ
ー設計に応じて変わるであろう。例えば、もしも
コークス生成物が微粉石炭および同種のものの燃
焼に利用される型のバーナー設計で使用される場
合には米国標準篩寸法で約48メツシユより小さく
そして望ましくは約200メツシユよりも小さい粒
度が使用可能である。別法として、もしもコーク
ス製品を炉の自動燃料供給装置で使用する場合に
は、より大きな粒度を都合よく使用することがで
きる。 粒度に係わりなく、コークス生成物は価値の高
い加熱燃料を含みそして直接そのまゝの形でまた
は他の通例の燃料に添加して使用することができ
る。コークス製品は極めて低い硫黄含有量、通常
は約１重量％よりも低く、そしてより普通には約
0.2重量％ないし約0.06重量％までを有すること
で特徴づけられる。その上、このコークス製品は
極めて低い灰分含有量、通常は約５％より低くな
いしは約１％またはそれ以下の低灰分によつて特
徴づけられる。棉の木の茎のようなある種の農業
廃棄原料物質は、例えば、20％までの灰分と１％
より少ない硫黄を有するコークス製品を生じる。
典型的には、コークス製品は約11000ないし
15000btu／ポンドの範囲内の発熱量を有する。 コークス製品の硫黄および灰分含有量が極度に
低いために、他の高硫黄燃料と混合してその結果
生じる実質的により低い平均硫黄含有量を有しそ
してEPAおよびその他の州および地方規則によ
つて規定される許容水準に合致する配合燃料を生
産するのに有利に使用することができる。微粉砕
したコークス製品は種々の瀝青炭および無煙炭の
ような粒状化した固形燃料と都合よく配合するこ
とができるけれども、燃料油と配合して約１重量
％の少量ないし約50重量％のコークスを含む液体
スラリーを造る場合には特に好都合な結果が得ら
れる。液体燃料と混合できるコークスの最大量は
粒状化コークスの濃度が増加するためのスラリー
の粘度増加を考慮して指示される。一般にコーク
ス濃度の上限はスラリーのポンプ扱いを可能にす
る必要な粘度のスラリーが得られ、そしてその粘
度において現存する種々の型の市販のバーナーノ
ズルを通してスラリーの適切な分裂が達成できる
ような水準である。約１重量％ほどの少量のコー
クスを含むスラリー濃度が意図されても、そのよ
うな低水準の濃度は低硫黄および灰分コークスの
混合によつて得られる利益を認めうる程は増加さ
せないので、通常は約25重量％ないし約50重量％
までの濃度が望まれる。約50重量％の濃度水準に
おいて、スラリー配合物の平均硫黄含有量は使用
する燃料油のそれのおよそ1/2であり、それによ
つてEPA、州および地方の硫黄規正に合致する
受容可能な燃料油スラリー配合物の生産のために
各種の高硫黄燃料油の使用を可能とする。 約150メツシユよりも小さい粒度そして望まし
くは80％が約200メツシユよりも小さい粒度にお
ける微粉砕コークスの混合は50％コークスと50％
燃料油のような高濃度において、安定なスラリー
配合を与えるための補助の懸濁剤の認めうる程の
量を何等使用する必要もなく比較的安定なスラリ
ーを生じることが発見された。通常の瀝青炭およ
び無煙炭−油スラリー配合の場合にはそのような
薬剤が必要だが、通常本発明のコークス製品の使
用においては何等補助的懸濁剤は必要としない。
従つて、スラリーの形成における実質的簡易化と
最終スラリーにおける原価の低減が本発明によつ
て与えられる。 本発明の方法をさらに例解するために、下記の
特殊な実施例を用意する。実施例は例解の目的に
対して与えられるものであつてそしてここに記載
しかつ付加される特許請求の範囲に述べられる本
発明の範囲を制限する意図でないことはいうまで
もないであろう。実施例 １ 59.5ｇの乾燥オーク材ともみ材の混合物を含む
セルロース系原料を23.4ｇの水と共に試験反応器
中に入れる。木材装入物は1/4インチ角と1/2イン
チ角の形で呼称長さ８インチの木片である。 試験反応器系は内径１3/8インチおよび長さ12
インチを有する不銹鋼から成る円筒室で構成され
18立方インチの全容量を備える。反応器は水冷凝
縮器および水置換ガス捕集器に接続される導管を
備えている。圧力の連続監視のために5000psiの
圧力計が反応器に接続され、そしてＫ型熱電対が
温度の連続監視のために反応器の穴の中に挿入さ
れる。この系は反応室内の希望する圧力を維持す
るために反応器からガス相を流出させる目的で反
応器とガス凝縮器の間の導管内に円垂ポイントの
高圧バルブを含む。 反応器に装入しそして密閉した後にこれを熱マ
ツフル炉中に水平位置に据付ける。５分間後に反
応器の圧力は1500psigにそして熱電対によつて示
される内部温度は563〓になる。この時点で、出
口の弁を少し開きそして反応器内の圧力を実質的
に1500psigに一定に保つために凝縮器系を通して
十分なガスを放出する。次の５分間のうちに、ま
たは反応器をマツフル炉中に据付た後全部で10分
後に反応器内の温度は熱電対の示すところで1030
〓になる。その後に反応器を炉から取出しておよ
そ200〓まで冷却する。 18.9ｇのコークス生成物が反応器から回収され
そして20c.c.の液体が凝縮器系から回収される。生
成するガスは7800c.c.の容積を有するガス集収瓶の
容量よりも過剰である。 生成した固形コークスを目で観察すると黒色を
していてセルロース系木材原料の当初の組織に主
として相当するはちの巣状構造を有しそして数個
所にコークス化した液体の様子を有することを示
している。オークともみの当初の個々の棒状は反
応工程中に変形し、それによつて回収された固形
コークス生成物は反応室の直径よりも小さい直径
の１本の円筒形である。 回収されたガス相は水素、一酸化炭素およびメ
タノールの混合物の典型的である淡青色炎で燃焼
する。固形生成物の分析は次のようである： 湿 分（重量％） 3.93 揮発分（ 〃 ） 8.47 8.82 灰 分（ 〃 ） 1.09 1.13 固定炭素（ 〃 ） 86.5 90.1 発熱量、BTU／ポンド 14.311 14.898 化学分析 Ｃ （重量％） 88.8 92.4 Ｈ （ 〃） 2.06 2.14 Ｓ （ 〃 ） 0.12 0.12 Ｎ （ 〃 ） 0.18 0.19 Ｏ（ 〃 ） 3.82 4.02 実施例 ２ カナダのスパグナム（spagnum）泥炭の100ｇ
装入物を水蒸気冷却および水冷却の凝縮器を取付
けた第１図と関連して前に記載した試験反応器系
中に入れる。装入物質の分析によれば約75重量％
の湿分含有量が示される。 反応器に装入後実施例１に関連して前に記載し
たようにして熱マツフル炉中に水平位置に置き、
そして11分後に反応器の圧力は1650psigにそして
熱電対の示す内部温度は508〓になる。この時点
で出口ガス弁を僅かに開きそして圧力を実質的に
1500psigに一定に維持するために凝縮器系を通し
て十分なガスを反応器から放出する。 さらに23分間加熱を続けた後または反応器をマ
ツフル炉中に置いて34分後に、反応器の温度は
1011〓になる。次いで反応器を炉から取出しそし
て反応室が大気圧に達するまで圧力弁を開いて総
てのガス相を放出する。次いで弁を閉じそして反
応器を環境温度まで冷却させる。 試験の完結したときに、蒸気で熱した凝縮器は
74ｇの液体を含み、これに対して水冷凝縮器は５
ｇの液体を含みそしてガス捕集器は4.25の非凝
縮性ガスを集めた。固形コークス反応生成物は
6.99ｇあり、これは目視により観察すると脆い黒
色固形生成物を示し、これは酸化すると0.256ｇ
の灰分を生じる。 点火すると青い炎で燃える捕集ガスの分析は次
のようである：捕集ガスの分析 成 分 モル％ 水素 4.96 水 0.24 酸素 1.23 硫化水素 0.00 アルゴン 0.11 二酸化炭素 52.51 メタン 19.24 エタン 2.13 エチレン 0.12 プロパン 0.29 プロピレン 0.14 イソブタン 0.02 ｎ−ブタン 0.05 ブテン 0.03 イソペンテン 0.01 ｎ−ペンテン 0.01 ペンテン 0.02 ヘキサン 0.00 ヘプタン 0.05 ベンゼン 0.38 オクタン 0.00 トルエン 0.09 ノナン 0.00 キシレン 0.00 窒素 14.44 一酸化炭素 3.93 BTU／Scf 299.1 実施例 ３ 実施例１に記載したような試験を173ｇの同一
泥炭装入物質を用い同一装置を使用して繰返し
た。反応器をマツフル炉中に置いた８分後に反応
器の圧力は1500psigであり、そして反応室内の温
度は450〓である。その温度における追加の21分
の滞留時間の後、または加熱サイクルの開始後全
部で29分の後に反応器内の温度は1005〓でありそ
して圧力はガス相を凝縮系に放出することにより
実質的に1500psigに一定に維持する。 全部で58c.c.の濃褐色の液体が水蒸気加熱凝縮器
中に回収され、それに対して63c.c.の黄色の水が水
冷凝縮器中に回収される。全部で11.2のガスが
ガス捕集系に集められる。固形コークス生成物は
19.2ｇを含み実施例２で得たものと同様のものを
回収する。ガスは燃焼すると実施例２の場合と同
じ青い炎が観察される。 回収した固形コークス生成物は0.41重量％の湿
分を含みそして無水ベースで下表中に示す近似分
析値および元素分析値である：

【表】 固形コークス生成物は、無水ベースにおいて、
発熱量が原料物質より66％の大きさで改良された
ことを明示しそして高品質の低灰分、低硫黄固体
燃料である。この生成物は引続き約200メツシユ
の粒度に磨砕すると高硫黄含有の残燃料油と混合
して適度な低硫黄スラリー型バーナー燃料を造る
のに理想的に採用される。 燃料油スラリーは泥炭から造つた微粉砕コーク
ス生成物を使用し等重量のコークス製品と１％硫
黄を含む残燃料油とを混合して造る。燃料油中の
コークス粒の懸濁は高剪断ミキサーで撹拌しなが
ら粒状コークス製品を燃料油に添加して達成す
る。コークス製品は約40重量％の濃度の全スラリ
ーを与えるように添加する。 得られる燃料油スラリーは平均正味硫黄含有量
0.66％を有し、電力発生用の公益事業の燃料とし
て好適なものとなりそして最高硫黄含量について
のEPA規則の要求にも合致する。得られるスラ
リーはさらに補助的懸濁および／または分散剤を
使用することなく実質的に均質に懸濁した固形コ
ークス粒子を伴つて実質的に安定に保たれること
が観察される。実施例 ４ 松およびもみの樹皮を含む典型的森林廃棄生産
物の原料物質51.76ｇを実施例２に前記したよう
な反応器系に装入する。７分の後に圧力は1500ポ
ンドに達しそして一定圧力に保つためにガスを排
出させる。反応器内の温度は541〓であつた。13
分間の追加滞留時間後に反応器内の温度は990〓
になりそしてガス相を凝縮器系に流出させて圧力
を実質的に約1500psiに一定に維持する。17.9ｇ
の固形コークス生成物が回収される。液体は15.8
ｇが回収される。 水蒸気凝縮器は上層に0.6mlのタール状物質が
浮ぶ5.3mlの黄色液体から成る。水凝縮器は油の
痕跡を伴つた10.5mlの透明液体から成る。両凝縮
器からの液体を合体して14.6mlの水を分離する。
0.254ｇのヘキサン可溶性タールを回収する。
0.28ｇのベンゼン可溶性タールも回収する。およ
そ9000c.c.の非凝縮性ガスが回収される。固形コー
クス生成物の組成と発熱量および非凝縮性ガス相
の組成を下表中に示す：固型生成物組成と発熱量 生成固形物（Kg／Kg原料） 0.346 湿 分 ％ 0.27 近似分析値（無水で） 揮発分、％ 11.04 固定炭素、％ 84.09 灰分、％ 4.87 元素分析（無水で） Ｃ，％ 88.58 Ｈ，％ 2.71 Ｓ，％ 0.06 Ｎ，％ 1.36 Ｏ，％ 2.42 発熱量 BTU／ポンド 14.279 Kcal／ｇ 7.932生成ガス組成 生成ガス容積 ／Kg原料 180.4 （SCF／トン） （5784） 平均分子量 31.9 発熱量 Kcal／M³ 4483 （BTU／SCF） （503.7） 組成のモル％（無水で） （％） H₂ 5.87 CH₄ 29.32 CO 7.55 C₂成分 4.65 CO₂ 50.19 C₃成分 0.99 C₄成分 0.47 C₅成分 0.26 C₆成分 0.40 実施例 ５ 実施例２に記載した反応器装置を使用し棉の茎
および穀の農業廃棄物を含むセルロース系原料物
質51.8ｇを用いて試験を繰返した。反応器の圧力
はマツフル炉中に据付けた７分後に1500psiが得
られ反応器の内部温度は422〓である。この時点
で弁を開きそして反応器の圧力を約1500psiに一
定に保つためにガス相を流出させる。マツフル炉
中でさらに17分間加熱後に、全反応時間23分間で
温度は1006〓に達しそしてガスは圧力を1500psi
に維持するために連続的に流出させる。この時間
の終に、反応器を炉から取出しそして圧力を大気
圧に開放する。全回収ガスは11240c.c.である。全
固形生成物は16.1ｇでありそして回収した全ター
ルは0.6ｇである。 固形コークス生成物の組成と発熱量および非凝
縮性ガス相の組成を次表に示す：固形生成物組成と発熱量 生成固形物（Kg／Kg原料） 0.310 湿 分 ％ 1.58 近似分析値（無水物で） 揮発分、 ％ 17.45 固定炭素、％ 62.00 灰 分、 ％ 20.55 元素分析（無水） Ｃ，％ 72.28 Ｈ，％ 2.62 Ｓ，％ 0.69 Ｎ，％ 1.20 Ｏ，％ 2.66 発熱量 BTU／ポンド 11.510 Kcal／ｇ 6.394生成ガス組成 生成ガス容積 ／Kg原料 217.0 （SCF／トン） （6966） 平均分子量 29.2 発熱量 Kcal／M³ 4759 （BTU／SCF） （534.8） 組成のモル％（無水で） （％） H₂ 10.30 CH₄ 34.44 CO 3.66 C₂成分 4.01 CO₂ 44.97 C₃成分 1.40 C₄成分 0.87 C₅成分 0.18 C₆成分 0.17 実施例 ６ 60ｇの木のかんな屑と15c.c.の水を含む装入物を
試験反応器に入れる。試験反応器系は1.25インチ
の直径および13.5インチの長さを有し16.3立方イ
ンチの容量を与える不銹鋼から成る円筒で構成さ
れる。反応器は水−冷却の凝縮器および水で置換
するガス捕集器に接続される導管を備える。圧力
の連続監視のために5000psiの圧力計か反応器に
接続され、そしてＫ型熱電対が温度の連続監視の
ために反応器の穴の中に挿入される。この系は反
応室内の希望する圧力を維持するために反応器か
らガス相を流出させる目的で反応器とガス凝縮器
の間の導管内に円垂ポイントの高圧バルブを含
む。 反応器に原料を装入し密閉した後これを熱マツ
フル炉中に水平位置に据付ける。９分間の後に反
応器の圧力は1750psigにそして熱電対によつて示
される内部温度は480〓である。この時点で、反
応器の弁を少し開きそして反応器内の圧力を実質
的に1500psigに一定に保つために凝縮器系を通し
て十分なガスを放出する。次の21分のうちに、ま
たは反応器をマツフル炉中に据付けてから全部で
30分後に、反応器の温度は1004〓になり、その後
反応器を炉から出して、圧力を15psigに減らし、
そして反応器を空冷する。 14.6ｇのコークス生成物が回収され、それと共
に11200c.c.の非凝縮性の可燃性ガスが回収され全
固形物回収率24％を表わす。固形コークス生成物
は脆い多孔質構造を有するコークス様外観で特徴
づけられる。回収された非凝縮性燃料ガスは頂部
が黄色の炎をもつて燃える。 固形生成物は研究室寸法のボールミル中で10分
間磨砕し次いで200メツシユの篩を通して篩分け
る。超200メツシユ画分は10分間磨砕して再度篩
う。超200メツシユ画分は５分間追加して磨砕
し、その後で12.75ｇは100メツシユを通りそして
8.69ｇは200メツシユを通過する。12.75ｇの磨砕
固形物を8.52ｇのＣ燃料油を添加して60％固形物
を含有する堅いペーストを形成する。堅いペース
トの空〓が充たされるまでペーストに追加の油を
加える。この時点で組成物は56％固形物になる。
この混合物が室温で流動することが観察されるま
で追加の油を加える。この組成物は52％の固形物
を含む。 木材から造りボーミル中で磨砕しそして200メ
ツシユ篩を通してあつた同様のコークス固形生成
物から第二の油−固形物スラリーを造る。この固
形コークス生成物を同重量のＣ燃料油と混合する
場合得られるスラリーはブルツクフイールド粘度
計上で6RPMで測定した場合に200〓において
20500cps単位そして60RPMで測定した場合
12100cps単位である。 これまでに提供された特殊実施例においては、
オートクレーブはバツチ型の原料物質用オートク
レーブを与える研究室規模の型式から成つたい
た。本発明の実施において要求される高い温度お
よび圧力に耐えうるこの技術で知られている如何
なる型のオートクレーブも申し分なく使用できる
ことは認められるであろう。ここに提供された記
述は主としてバツチ型のオートクレーブに向けら
れたけれども、原料物質が適当な圧力閉鎖−ホツ
パーまたは弁装置を通つて反応器の入口端に連続
的に装入され、そしてコークス生成物が同様の圧
力閉鎖−ホツパーまたは弁装置を通つて反応器の
冷却帯域から連続的に引出される連続式オートク
レーブもまた使用できることは理解されるであろ
う。 ここに記載された発明は示された恩恵と利益を
達成するためによく計画されていることは明らか
であるが、本発明はその精神から外れることなく
修正、変化および変更を受けることが認められる
であろう。

【図面の簡単な説明】

添付した図面は本発明の望ましい実施態様に従
つた各工程段階の概畧流れ図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セルロース系原料物質をオートクレーブ中に
   装入し、その原料物質を少なくとも約750〓から
   約1250〓までの高温度および少なくとも約
   1000psiの圧力で、湿分およびその中の揮発性有
   機成分の少なくとも一部をガス相に変換させそし
   てそれらの化学的構造の部分的熱的再組織化およ
   びその化学的組成における変化を行わせて固形反
   応生成物を生成させるまで加熱し、そしてその後
   その反応生成物を冷却しそして品位が向上した固
   形コークス生成物を回収し、粉砕することによつ
   て造られた粒状固形燃料と燃料油残油との混合物
   を含む液体燃料であつて、その固体燃料が燃料ス
   ラリーの約１〜約50重量％までの量で存在し、そ
   の固形コークスは実質的に均質に分散しそして約
   48メツシユよりも小さい平均粒度を有する懸濁し
   た粒子の形で存在する液体燃料。 ２ 前記の懸濁した粒子が大部分は約200メツシ
   ユよりも小さい粒度である特許請求の範囲第１項
   に記載の液体燃料。