JPS63199288A - 有機物を含有する廃棄物の処理方法 - 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】 ｉ豆豆±！ 本発明は有機物を含有する廃棄物を転化させ、高い燃焼
熱を有する可燃性の流体を製造する方法に関する。

本方法は、専−的ではないが、例えば、油脂物質と同様
に工場汚泥の処理に応用される。

Ａ　び゛　雪 浄化施設汚泥の「液化」方法として、もしくは「再生」
方法としても同様に知られているこの種の方法によって
、水、−酸化炭素、及び炭酸塩類のようなアルカリ金属
塩類の存在下、シビアな条件下、すなわち、高圧及び高
温下で、汚泥の温度を上昇せしめることによって、汚泥
を、容易に液化することができる可燃性の油もしくはワ
ックスに転化させることは公゛知である。このような方
法は、例えば、１９８４年１２月１４日付のＣｈｅｍｉ
ｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ及び１９８２年３月８
日付のＣｈｅ＋５ｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ
ｉｎｇ　Ｎｅｗｓに記載されている。

しかしながら、この種の方法は、特に、−酸化炭素を除
去しようと試みる場合、またとりわけ、６０気圧程度の
高圧下及び少なくとも３００００程度の高温下で行なわ
なければならない場合に、転化率が制限されるという欠
点を有する。

「水添液化」技術、すなわち加圧水素によって処理する
方法もまた公知であるが、上記記載のものと同様の欠点
を有する。このような技術は、例えば、合衆国環境保護
局（シンシナティ市立環境研究所）報告、参照番号ＥＰ
Ａ−６００１５２８４，０１０研究概要（１９８４年１
月）に記載されている。

多くの熱分解方法の中で、ヨーロッパ特許出願第０　１
４　８１１号、ＰＣＴ特許出願第８５７０２６０６号及
びフランス特許公開第２　３８４　２０７号に記載され
たものが、参照として引用される。後者においては、固
体の廃棄物は、自動車油が分離されて固体状態で熱分解
される前に、自動車油、主として重質のパラフィンもし
くはエンジンオイルによって前処理される。

発１１と区！ 本発明は有機物を含有する廃棄物を処理する方法に関す
る。該廃棄物は、ヒドロ芳香族化合物［芳香族化水素化
合物（ｈｙｄｒｏａｒｏｍａｔｉｃ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ
）］と合わせて加熱されて、その結果、ヒドロ芳香族化
合物を消費しない反応によって可燃性物質を製造する。

制限を意図しない実例としては、該ヒドロ芳香族化合物
は、テトラリン、ナフタレン。

メチルナフタレン、クレオソート、アントラセン、クリ
セン及び油類及びこれらの混合物からなる群より選択す
ることができる。

本発明の好ましい実施態様において、加熱は、はぼ大気
圧下で約２００〜２８０℃の間の温度で行なわれる。

加熱は一般に用いられるヒドロ芳香族化合物の還流温度
、もしくはその付近で行なわれ、可燃性物質の製造が完
了するまでに通常展〜５時間の加熱を要する。

本発明を行なうためのプロセスとしては、ヒドロ芳香族
化合物及び該ヒドロ芳香族化合物に不溶の廃棄物の残香
のすべてを除去することによる可燃性物質の回収を挙げ
ることができる。本発明における、ヒドロ芳香族化合物
の再循環を包含する。更なる使用のためのヒドロ芳香族
化合物の回収もまた、本発明の範囲内であり、開始段階
の廃棄物とヒドロ芳香族溶媒との反応混合物中に、ある
量の、本発明により製造される可燃性物質を包含せしめ
ることによって可燃性物質の収率を向上せしめる方法で
ある。

本発明は更に、本発明方法を行なうことによって製造さ
れる可燃性物質に及ぶ。

い−、１ 本発明は、その実質的な有利性が、常圧、及び比較的低
い温度で行なわれるが、それにもかかわらず、約４０〜
５０％の間の転化率を確保し、約６０％程度の高い転化
率を達成できる方法を用いて、先行技術の欠点を克服し
ている０本方法は、上記記載のように汚泥浄化のみなら
ず、例えば屠殺場からの副産物といった、有機物を含有
するどのような廃棄物の処理にも適用される。

本発明による方法は、とドロ芳香族溶媒の存在下、大気
圧下、及び約２００〜２８０℃の間の温度で、有機物を
含有する廃棄物を熱処理する方法によって特徴付けられ
ている。可燃性の流体は、不溶物の除去、及び溶媒の分
離後の反応系において回収される。この溶媒は、例えば
蒸留によって分離される。

上記に示したように、有機物は８５００〜９５００　Ｋ
ｃａ１７Ｋｇの程度の燃焼熱を有する液状油もしくは瀝
青状の生成物に転化する（本発明の目的のために、燃焼
熱は、一定量の液体を燃焼させることによって得られた
熱量として定義される）。

本発明によって処理することができる、有機物を含有す
る廃棄物の種類は、どのような生活もしくは産業廃棄物
でもよく、特に、浄化施設もしくはごみ処理装置の汚泥
、同様に、屠殺場からの副産物、更に一般的には、蛋白
質、脂質及び／又は糖質系のすべての滓である。

用いられるヒドロ芳香族溶媒は、化学的に芳香族由来で
、かつ、水素原子を含有し、約２００〜２８０℃の間の
使用温度で使用することができる溶媒の中から選択され
る０例として、溶媒は、テトラリン、ナフタレン、メチ
ルナフタレン、クレオソート、アントラセン、クリセン
及び油類及び上記のものの混合物からなる群から選択す
ることができる。

溶媒は、水素ドナーとして作用することにより化学的に
、かつ、化学量論的形態で転化プロセス中に介入してい
ると考えられている。この仮説は正確に証明されてはい
ない、すなわち、ナフタレン及びメチルナフタレンのよ
うな非水素ドナー芳香族炭化水素を用いた系統的試験に
おいて、水素ドナーとして考えられるテトラシンを用い
て、同様の操作条件下で得られたものと同等の転化率が
得られた。

したがって、本発明方法において、水素転位反応が果た
す重要な役割については明らかとなっていないが、それ
にもかかわらず、これらヒドロ芳香族溶媒が、有機物の
化学的転化プロセスにおいて熱移動媒体及び触媒として
作用することは明らかである。他の系統的試験も同様に
、溶媒が消費されず、転化プロセスの終了時点において
完全に、もしくは、はぼ完全に回収することができるこ
とを示した。

しか゛しながら溶媒の性質、すなわち、「ヒドロ芳香族
」特性は、他の非芳香族溶媒では、類似した操作条件下
で適当な転化を達成できないような条件範囲を決定する
。したがって、溶媒としてシリコーン油及び純パラフィ
ン油を用いると、工業目的では不十分な、劣った結果（
液化が約１５〜３０％に制限される）しか得られない。

出発化合物として利用される有機物を含有する廃棄物は
、その無機含有分が灰分中に転化され、容易に除去する
ことができる、比較的低い水分含有量を有する生成物１
例えば予め脱水された汚泥が好適である。

処理される物質の溶媒に対する重量比は、約り、Ｏ〜１
．５の間であるように選択されることが好ましい。

本発明方法は、大気圧で操作されるので、特に工業的規
模において簡単に行なうことができる。廃棄物を処理す
る最も簡単な方法の一つは。

溶媒が約２００〜２８０℃の沸点を有している場合は還
流下のヒドロ芳香族溶媒中の分散液中に廃棄物を配置す
ることである。アントラセンのようなより高い沸点を有
する溶媒の場合は、該プロセスは、約２００〜２８０℃
の予め定められた程度の一定温度に保持することにより
、還流状態になることなしに操作される。

ある方法は、固定型（ａｎｃｈｏｒ−ｔｙｐｅ）撹拌機
のような撹拌装置、及び温度調節機を具備する通常の化
学反応器中で操作される。

処理時間は約坏時間〜数時間の程度であり、転化率がそ
れ以上増加しなくなるまで延長される。転化の終了時に
おいて、不溶物は灰分を、例えば濾過によって除去する
ことにより処理され、溶媒はどのような適当な方法によ
っても除去されるが、溶媒の沸点が２８０℃より大きな
際は、所望の場合減圧下で、特に蒸留によって除去され
る。この溶媒は、好ましくは、次に更なる操作において
再楯環される。

該プロセスは、特に、溶媒が蒸留によって除去される場
合は、個々のものを充填することにより、すなわち不連
続操作においても、また同様に、溶媒が除去される過程
で再楯環される連続操作においても、使用に付すことが
できる。

場合に応じて、油状物もしくはワックスもしくはが青物
（雰囲気温度の場合に得られる）の形態で存在する、得
られた可燃性の流体は、そのままで、特にボイラーにお
いて利用することができる０例えば、得られた流体の一
部が燃焼し、それによって得られた熱を溶媒の温度を上
昇させ、それを約２００〜２８０℃の間に保持するのに
用いることが可能である。更に、得られた可燃性の流体
を、新しい廃物とヒドロ芳香族溶媒との分散液中に導入
することによって、収率を更に改良することが可能であ
る。これは転化した有機物の約５０〜６０％の間の収率
に安定してしまうが、実質的に有機物の液化率を上昇さ
せる。

核磁気共鳴によって行なわれた可燃性の流体の分析は、
脂肪族炭化水素鎖の特徴を示しており、水素原子が実質
的にメチル基に属することが示される。これらの油類の
平均燃焼熱は約８５００〜９５００　Ｋｃａｌ　７Ｋｇ
の間で変化している。

−過によって除去された液化されていない残香は、反応
溶媒に溶解しない有機物と、無機物との、おのおのの割
合が５０〜６０％及び５０〜４０％である混合物である
。低い燃焼熱を有するこの残香は、開始時において汚泥
中に存在していた無機物のみかけの全量を濃縮している
。

本発明を、制限されない実施例を参照して以下に示す、
これらの実施例において、また他に注記しない限り、パ
ーセントは重量値で示されている。

実１２１ユ ５００−のガラス製反応容器内において、浄化施設の汚
泥の乾燥物（灰分３０％）１００ｇとテトラリン１００
ｇとを混合した。混合物を、テトラリンの好適な還流温
度である２００℃で、３時間撹拌した０次に、反応混合
物を保温濾過し、炉別した残香を溶媒で洗浄した０次に
炉液を一つにまとめてテトラリンを蒸留し、テトラリン
に溶解された有機物である油状物（２９ｇ）を回収した
。！Ｐ別した残香（７１ｇ）は灰分のみかけの全量（９
ｇ）及び液化されなかった有機物（４２ｇ）を含有して
いた。これらの結果から、有機物の液化率が４０．８％
であることが判明した。得られた可燃性の油状物は、９
０００　Ｋｃａｌ／Ｋｇ（平均値）という優れた燃焼熱
、及び、以下の原子組成を有していた。

Ｃ：８２．７％ Ｈ：１０．０％ Ｎ：１．８％ ０：１．７％ Ｓ：３．８％ 無機物二　〇 １施１」 テトラリンを１−メチル−ナフタレンにかえ。

実施例１と同じ種類の汚泥を用いて、液化を２３０℃で
５時間行なった。汚泥１００ｇで開始して、得られた液
化油の量から、有機物の液化率が５５．２％であること
が判明し、これは、より長時間及びより高温での処理の
結果として、前記実施例よりも大きかった。これらの条
件下で、他の有機フラクションも同様に得られた。すな
わち、２３０’Ｃにおける揮発性生成物（７、０ｇ）は
凝縮によって一部回収可能であった。水溶性生成物は７
．７ｇ、液化されなかった有機物は１６．１ｇであった
。

実」１江】 テトラリンをフレオン−）ＡＷＰＡにかえた。液化条件
は以下のとおりであった。すなわち、脱水した汚泥をク
レオソート６６ｇ中に分散させた。混合物を２５０℃（
クレオソートの軽質フラクションの還流温度）で５時間
加熱した。この条件下で、有機物の液化率５７％、ある
いは、８６００　Ｋｃａｌ　７Ｋｇという優れた燃焼熱
を有する油状物３９．９ｇを得た。核磁気共鳴分析は、
この油状物が脂肪族性の生成物からなることを示してい
た。

実ＪＵ殊Ａ 処理した有機物はもっばら、例えば廃水もしくは洗浄装
置の汚泥から回収することができる。異なる起源の脂肪
物及びワックス状の脂質からなっていた。

このような脂肪物（ＰＦ４５℃）１００ｇを、実施例３
の条件下、すなわち２３０℃で５時間。

１−メチルナフタレン１００ｇで処理した。燃焼熱の上
限が９２００　ＫｃａＪｌ　７Ｋｇである流体及び液体
の油状物を、雰囲気温度で回収した。液化率は６２％で
あった。

ル絞」ユニ」 以下に示した結果は、汚泥中の有機物の転化が、単純に
熱条件によるものではなく、「反応性溶媒」による有機
物の化学的転化をも包含していることを示している。

この結果によれば、（パラフィン、シリコーン油及び汚
泥の液化による油状物のような）非芳香族炭化水素は、
芳香族炭化水素と比べて比較的不活性な溶媒を構成し、
より高い反応温度を用いたにもかかわらず、比較的低い
（３５％未満）液化率しか得られなかった。

３００　パラフィン　　３　　　　　３４３００　　シ
リコーン油　３　　　　　１６１−メチル−ナフタレン
を用い、わずか２３０℃で、上記の比較例において記載
された操作条件で引き続き実験を行なった。

温度は相当に低く、３時間の反応時間は同一であったに
もかかわらず、収率は、比較例のわずか１６％〜３４％
と比べて、５５％であった。

比オＵ性Ａ 乾燥した汚泥物質１００ｇをシリコーン油２２０ｇと混
合した。混合物を３００℃に加熱し、この温度で３時間
混合した。：濾過後、不溶の残香（８８，８ｇ）が回収
され、これらすべての灰分（約６０ｇ）、もしくは更に
大部分の有機物（ｓａ、ａｇ）を含有していた。この残
香の組成により、有機物の最大液化率は１６％であるこ
とが判明した。

上記記載をとおして１本発明のプロセスを行な　゛うた
めの特定の物質及び条件を参照としてあげた。これら参
照例は例示の目的のみのものであり、本発明の範囲を決
して限定もしくは制限せず、本発明の範囲は、本発明を
実施するために用いてよい他の物質及び条件を含んでい
ることが理解されるべきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、廃棄物にヒドロ芳香族化合物［芳香族化水素化合物
   （ｈｙｄｒｏａｒｏｍａｔｉｃ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ）］
   を配合したものを加熱し、それによって、該ヒドロ芳香
   族化合物を消費しない反応で可燃性物質を製造すること
   を特徴とする有機物を含有する廃棄物の処理方法。 ２、更に、該配合物を大気圧下で加熱する特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３、更に、該配合物を約２００〜２８０℃の温度に加熱
   する特許請求の範囲第１項もしくは２項記載の方法。 ４、更に、該ヒドロ芳香族化合物、及び該ヒドロ芳香族
   化合物に不溶の該廃棄物の残査をすべて除去することに
   よって、該可燃性物質を回収する特許請求の範囲第１項
   〜３項のいずれか１項に記載の方法。 ５、該ヒドロ芳香族化合物が、テトラリン、ナフタレン
   、メチルナフタレン、クレオソート、アントラセン、ク
   リセン及び油類及びこれらの混合物からなる群より選択
   される特許請求の範囲第１項〜４項のいずれか１項に記
   載の方法。 ６、該廃棄物が、浄化施設汚泥、ごみ処理設備廃棄物及
   び屠殺場の副産物からなる群より選択される特許請求の
   範囲第１項〜４項のいずれか１項に記載の方法。 ７、更に、該加熱を、ほぼ、該ヒドロ芳香族化合物の還
   流温度において行なう特許請求の範囲第１項〜４項のい
   ずれか１項に記載の方法。 ８、更に、該廃棄物を、約１／２〜５時間の間、加熱す
   る特許請求の範囲第１項〜４項のいずれか１項に記載の
   方法。 ９、更に、該廃棄物中の有機物の約４０〜６０％を可燃
   性の流体に転化せしめる特許請求の範囲第１項〜４項の
   いずれか１項に記載の方法。 １０、該流体が約８５００〜９５００Ｋｃａｌ／Ｋｇの
   燃焼熱を有する特許請求の範囲第１項〜４項のいずれか
   １項に記載の方法。 １１、更に、該方法中における更なる使用を含む更なる
   使用のために該ヒドロ芳香族化合物を回収し再循環する
   特許請求の範囲第１項〜４項のいずれか１項に記載の方
   法。 １２、更に、該方法によって得られた可燃性物質の一部
   を、該廃棄物及びヒドロ芳香族化合物に、加熱する前に
   添加する特許請求の範囲第１項〜４項のいずれか１項に
   記載の方法。