WO2014157553A1 - 高発熱量ガスの製造方法 - Google Patents

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賢二 朝見
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a high calorific value gas. More specifically, the present invention relates to a method for producing a high calorific value gas utilizing decomposition of glycerin.
  • Glycerin is known to decompose into carbon monoxide and hydrogen by a group VIII metal catalyst.
  • Non-Patent Documents 1 to 4 report decomposition reactions of glycerin using various Group VIII metal catalysts.
  • Ru Rh>Ni>Ir>Co>Pt>Pd> Fe is reported as an activity permutation of the Group VIII metal catalyst, and Ru is the most active, It has been reported that Ni is highly active among relatively inexpensive Group VIII metals.
  • the present inventors examined the catalysts described in Non-Patent Documents 1 to 4 above.
  • the yield of hydrogen produced by steam reforming of glycerin was about 20 to 70%, and carbon monoxide.
  • the selectivity of methane and carbon dioxide was 20-30%, 5-10%, and 60-75%, respectively, and it was clarified that the ratio of carbon dioxide was the highest.
  • the hydrogen yield is defined as 100% when the reaction of the following formula (1) (steam reforming reaction of glycerin) has completely progressed. Calculated.
  • the lower heating values of hydrogen, carbon monoxide and methane are 2580 kcal / m 3 , 3020 kcal / m 3 and 8560 kcal / m 3 , respectively. Therefore, in the above gas composition with a small amount of methane and a large amount of carbon dioxide, the lower calorific value is low and can be estimated to be about 1800 kcal / m 3 .
  • an object of the present invention is to provide a method for producing a high calorific value gas, in which glycerin is decomposed to obtain a high calorific value gas.
  • the present inventors have found that high calorific gas can be obtained by decomposing glycerin using iron ore and completed the present invention. That is, the present invention provides the following (1) to (5).
  • the method for producing a high calorific value gas of the present invention can also be used for the decomposition of glycerin produced as a by-product in the production of biomass diesel fuel (BDF), which has attracted attention in recent years.
  • BDF biomass diesel fuel
  • the origin of glycerin is not particularly limited, but if BDF is a by-product glycerin produced in large quantities, high calorific gas can be obtained without increasing carbon dioxide emission. This is a very useful method.
  • FIG. 1 is a graph showing X-ray diffraction images of iron ore before and after the reaction used for decomposition of glycerol (steam reforming reaction).
  • the method for producing a high calorific value gas of the present invention is a method for producing a high calorific value gas in which glycerin is decomposed using iron ore to obtain a high calorific value gas having a low calorific value of 3,000 kcal / m 3 or more. .
  • the selectivity of methane is remarkably increased and the selection of carbon dioxide is performed as shown in the examples described later. It can be seen that the rate is much lower. As a result, the lower heating value of the gas produced is greater than 3,000 kcal / m 3, it can be seen that increased to approximately 3,900kcal / m 3. From this fact, it can be inferred that methane is directly generated in the decomposition of glycerin using iron ore.
  • the iron ore used in the method for producing a high calorific gas of the present invention is not particularly limited.
  • the iron ore in the decomposition of glycerin, the iron ore may be used alone, or may be used as a mixture of the sintered ore mixed and fired with coal or lime and the iron ore.
  • iron ore examples include lobe river ore (pisolite ore), yandi cousiner ore, carajas ore, and these may be used alone or in combination of two or more. May be.
  • iron ore in which several kinds of iron ores are mixed may be used like a pill para blend ore.
  • the specific surface area of the iron ore by the BET method is preferably 10 m 2 / g or more, and 15 m 2 / g. More preferably, it is 200 m 2 / g or less. If the BET specific surface area of the iron ore is in the above range, the selectivity of methane will be higher, and the mechanical strength of the iron ore itself will be good, so a gas with a higher calorific value should be produced stably. Can do.
  • the iron content (iron concentration) of the iron ore is preferably 50% or more, and more preferably 60% or more. It is preferable for the iron content of the iron ore to be in the above range because the gas yield tends to increase.
  • FIG. 1 shows X-ray diffraction images of iron ore before and after the reaction used for decomposition of glycerin (steam reforming reaction).
  • the iron ore before decomposition of glycerol was mainly composed of hematite (Fe 2 O 3 ), whereas the iron ore after decomposition of glycerol was reduced to magnetite (Fe 3 O 4 ).
  • the iron ore used in the method for producing a high calorific value gas of the present invention is used as an iron-making material after use, thereby using a reducing agent such as coke to reduce iron ore to metallic iron. Can be reduced.
  • disassembly of glycerol in the manufacturing method of the high calorific value gas of this invention is not specifically limited, from the reason which can suppress the selectivity of a carbon dioxide and can manufacture gas with a higher calorific value.
  • the temperature is preferably from 600 to 900 ° C, more preferably from 650 to 800 ° C.
  • the reaction for generating the gas having the above-described composition by the decomposition of glycerin is an endothermic reaction with a slight amount of 60 kcal / mol. Therefore, a heat source for proceeding with the reaction is required.
  • the heat source is not particularly limited. For example, it is preferable to use exhaust heat of a steel mill, specifically, sensible heat of red hot coke or slag.
  • the pressure at the time of decomposition of glycerin is not particularly limited, but it is preferably from atmospheric pressure to 0.5 MPa from the viewpoint of economy and decomposition time.
  • the method for producing a high calorific value gas of the present invention is glycerin produced as a by-product during the production of biomass diesel fuel (BDF) that has been attracting attention in recent years (hereinafter referred to as “by-product glycerin” It can also be used for the decomposition.
  • by-product glycerin is by-produced in the form of an aqueous solution (glycerin aqueous solution) or as a mixture with methanol.
  • the molar ratio of water to glycerin (water / glycerin) in the glycerin aqueous solution is preferably about 2 to 10 from the viewpoint of economy and workability. 3 to 5 is more preferable.
  • BDF may be produced without using water.
  • by-product glycerin is a mixture of glycerin and methanol. Methanol is more easily decomposed than glycerin by the following formula (3).
  • CH 3 OH ⁇ CO + 2H 2 (3) Since the lower calorific value of the gas generated by the equation (3) is 2,730 kcal / m 3 , the calorific value of the generated gas tends to decrease when the amount of methanol is large. However, if the content of glycerin in the by-product glycerin is 30% or more, the lower calorific value of the generated high calorific gas is 3,000 kcal / m 3 or more.
  • the actual glycerin content in the by-product glycerin is 70% or more, there is no problem even if methanol is substantially contained, and the object of the present invention can be achieved even if water is not added during the production of BDF. it can.
  • the residence time (W / F) represented by the mass (W) of the iron ore with respect to the gas flow rate (F) is 2 to 20 g ⁇ hr / mol. It is preferably 5 to 10 g ⁇ hr / mol.
  • Example 1 The glycerin aqueous solution was decomposed using lobe river ore (iron content: 57%, BET specific surface area: 16 m 2 / g) as iron ore.
  • the molar ratio of water to glycerin in water is 3.4
  • the residence time (W / F) is 18 g ⁇ hr / mol
  • the decomposition temperature is 800 ° C.
  • the pressure was atmospheric pressure.
  • the gas yield was 96.3%
  • the selectivity of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and methane was 31.4%, 48.8%, 0.7%, respectively. % And 19.0%
  • the lower heating value of the product gas was 3,910 kcal / m 3 .
  • Example 2 Glycerol was decomposed by the same method as in Example 1 except that the residence time (W / F) was 6.0 g ⁇ hr / mol. As a result of analyzing the gas generated by the decomposition, the gas yield was 69.6%, and the selectivity of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and methane was 31.4%, 50.2%, 0.6, respectively. % And 17.9%, and the lower heating value of the product gas was 3,860 kcal / m 3 .
  • Example 3 Glycerol was decomposed by the same method as in Example 1 except that the residence time (W / F) was changed to 3.0 g ⁇ hr / mol.
  • the gas yield was 39.9%
  • the selectivity of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and methane was 31.3%, 51.3%, 0.5%, respectively.
  • % And 16.9% and the lower heating value of the product gas was 3,800 kcal / m 3 .
  • Example 4 As iron ore, Yanty Cousiner ore (iron content: 58%, BET specific surface area: 20 m 2 / g) was used in place of the lobe river ore, and the residence time (W / F) was 12.0 g ⁇ hr / mol. Except that, glycerol was decomposed by the same method as in Example 1. As a result of analyzing the gas generated by the decomposition, the gas yield is 70%, and the selectivity of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and methane is 31.5%, 50.0%, 0.5% and It was 18.0%, and the lower heating value of the product gas was 3,860 kcal / m 3 .
  • Example 5 Glycerol was decomposed by the same method as in Example 1 except that the decomposition temperature was 900 ° C. and the residence time (W / F) was 12.0 g ⁇ hr / mol. As a result of analyzing the gas generated by the decomposition, the gas yield is 80%, and the selectivity of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and methane is 39%, 23%, 21% and 17%, respectively. The lower heating value of the gas was 3,160 kcal / m 3 .
  • Example 6 As iron ore, pill para blend ore (iron content: 62%, BET specific surface area: 6 m 2 / g) was used instead of lobe river ore, and the residence time (W / F) was 12.0 g ⁇ hr / mol. Except that, glycerin was decomposed by the same method as in Example 1. As a result of analyzing the gas produced by the decomposition, the gas yield was 76%, and the selectivity of hydrogen, carbon monoxide and methane was 49.7%, 35.0% and 15.3%, respectively. Carbon was not detected. The lower heating value of the product gas was 3,650 kcal / m 3 .
  • Example 7 Instead of lobe river ore, Calajas ore (iron content: 67%, BET specific surface area: 2 m 2 / g) was used as the iron ore, and the residence time (W / F) was 12.0 g ⁇ hr / mol.
  • glycerol was decomposed.
  • the gas yield was 81%, and the selectivity of hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide and methane was 46.2%, 34.3%, 3.5% and It was 16.0%, and the lower heating value of the product gas was 3,600 kcal / m 3 .
  • Example 1 A method similar to that of Example 1 was used except that the precipitated iron catalyst (iron content: 70%, BET specific surface area: 4.1 m 2 / g) was used instead of the robbrib ore, and the following decomposition conditions were used. Glycerol was decomposed. As decomposition conditions, the residence time (W / F) represented by the mass (W) of the iron catalyst with respect to the gas flow rate (F) was 18 g ⁇ hr / mol, the decomposition temperature was 800 ° C., and the decomposition pressure was atmospheric pressure. .
  • the residence time (W / F) represented by the mass (W) of the iron catalyst with respect to the gas flow rate (F) was 18 g ⁇ hr / mol
  • the decomposition temperature was 800 ° C.
  • the decomposition pressure was atmospheric pressure. .
  • the gas yield is 51.3%, and the selectivity of hydrogen, carbon monoxide and methane is 67.5%, 23.7% and 8.8%, respectively.
  • the lower heating value of the product gas was 3,210 kcal / m 3 . Carbon dioxide was not detected in the generated gas.
  • Example 2 Glycerol was obtained in the same manner as in Example 1 except that a silica-supported iron catalyst (iron content: 10%, BET specific surface area: 254 m 2 / g) was used instead of the robbrib ore, and the following decomposition conditions were used.
  • the residence time (W / F) represented by the mass (W) of the iron catalyst with respect to the gas flow rate (F) was 18 g ⁇ hr / mol
  • the decomposition temperature was 800 ° C.
  • the decomposition pressure was atmospheric pressure. .
  • the gas yield was 50%, and the selectivity of hydrogen, carbon monoxide and methane was 29.4%, 52.5% and 18.1%, respectively.
  • the lower heating value of the gas was 3,890 kcal / m 3 . Carbon dioxide was not detected in the generated gas.
  • Example 6 to 7 have a lower calorific value of the product gas than Example 4, but the iron content is 60% or more. It was found that the yield was high. From these results, in the method for producing a high calorific value gas of the present invention, the reaction rate is 1.8 times higher than the conventional decomposition of glycerin using an iron catalyst, and the yield of methane is increased. Thus, it can be seen that a gas having a higher calorific value can be obtained.

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Abstract

　本発明の目的は、グリセリンを分解して高発熱量ガスを得る、高発熱量ガスの製造方法を提供することである。本発明の高発熱量ガスの製造方法は、鉄鉱石を用いてグリセリンを分解し、低位発熱量が３，０００ｋｃａｌ／ｍ3以上の高発熱量ガスを得る、高発熱量ガスの製造方法である。

Description

高発熱量ガスの製造方法
　本発明は、高発熱量ガスの製造方法に関する。より詳しくは、グリセリンの分解を利用した高発熱量ガスの製造方法に関する。
　グリセリンはVIII族金属触媒によって一酸化炭素と水素に分解することが知られている。
　例えば、非特許文献１～４には、種々のVIII族金属触媒を用いたグリセリンの分解反応が報告されている。
　また、これらの非特許文献には、VIII族金属触媒の活性順列として、Ｒｕ＝Ｒｈ＞Ｎｉ＞Ｉｒ＞Ｃｏ＞Ｐｔ＞Ｐｄ＞Ｆｅが報告されており、更に、Ｒｕが最も高活性であり、比較的廉価なVIII族金属の中ではＮｉが高い活性を持つことが報告されている。
平井寿英、他３名、「グリセリン水蒸気改質反応用触媒の開発」、石油・石油化学討論会講演要旨、第３４巻、第２４８頁（２００４年） 平井寿英、他４名、「Ｒｕ担持触媒を用いたグリセリンの水蒸気改質による水素製造」、日本エネルギー学会・大会講演要旨集、第１４巻、第２６４－２６５頁（２００５年） 末永卓哉、他４名、「Ｎｉ担持触媒を用いたグリセリンの水蒸気改質による水素製造」、石油学会年会講演要旨、第４９巻、第９３頁（２００６年） 北村丞、他５名、「Ｎｉ／ＣａＯ－ＺｒＯ2触媒を用いたグリセリンの水蒸気改質による水素製造」、石油・石油化学討論会講演要旨、第３８巻、第２２９頁（２００８年）
　本発明者らは、上記非特許文献１～４に記載された触媒について検討したところ、グリセリンの水蒸気改質により製造される水素の収率は２０～７０％程度であり、また、一酸化炭素、メタンおよび二酸化炭素の選択率は、それぞれ２０～３０％、５～１０％および６０～７５％となっており、二酸化炭素の割合が最も多くなっていることを明らかとした。なお、水素の収率とは、上記非特許文献１に記載されている通り、下記式（１）の反応（グリセリンの水蒸気改質反応）が完全に進行した時の水素収率を１００％として算出した。
　　Ｃ3Ｈ8Ｏ3＋Ｈ2Ｏ（水蒸気）→３ＣＯ＋４Ｈ2　　　（１）
　一方、水素、一酸化炭素およびメタンの低位発熱量は、それぞれ２５８０ｋｃａｌ／ｍ3、３０２０ｋｃａｌ／ｍ3および８５６０ｋｃａｌ／ｍ3である。
　そのため、メタンが少なく、二酸化炭素の多い上記ガス組成では、その低位発熱量は低く、１８００ｋｃａｌ／ｍ3程度と推定することができる。
　そこで、本発明は、グリセリンを分解して高発熱量ガスを得る、高発熱量ガスの製造方法を提供することを課題とする。
　本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、鉄鉱石を用いてグリセリンを分解することにより、高発熱量ガスが得られることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、下記（１）～（５）を提供する。
　（１）鉄鉱石を用いてグリセリンを分解し、低位発熱量が３，０００ｋｃａｌ／ｍ3以上の高発熱量ガスを得る、高発熱量ガスの製造方法。
　（２）上記グリセリンの分解が、６００～９００℃の温度で行われる上記（１）に記載の高発熱量ガスの製造方法。
　（３）上記グリセリンが、バイオマス・ディーゼル燃料を生成した際に副生するグリセリンである上記（１）または（２）に記載の高発熱量ガスの製造方法。
　（４）上記鉄鉱石が、ＢＥＴ法による比表面積が１０ｍ2／ｇ以上の鉄鉱石である、上記（１）～（３）のいずれかに記載の高発熱量ガスの製造方法。
　（５）上記鉄鉱石が、鉄含有率が５０％以上の鉄鉱石である、上記（１）～（４）のいずれかに記載の高発熱量ガスの製造方法。
　以下に示すように、本発明によれば、グリセリンを分解して高発熱量ガスを得る、高発熱量ガスの製造方法を提供することができる。
　また、本発明の高発熱量ガスの製造方法は、近年注目されているバイオマス・ディーゼル燃料（ＢＤＦ）の製造の際に副生されるグリセリンの分解にも利用することができる。
　ここで、本発明においては、グリセリンの起源は特に限定されないが、大量に生産されているＢＤＦの副生グリセリンであれば、二酸化炭素排出量を増やすことなく高発熱量ガスを得ることができるため、大変有用な方法である。
図１は、グリセリンの分解（水蒸気改質反応）に用いた反応前後の鉄鉱石のＸ線回折像を示すグラフである。
　本発明の高発熱量ガスの製造方法は、鉄鉱石を用いてグリセリンを分解し、低位発熱量が３，０００ｋｃａｌ／ｍ3以上の高発熱量ガスを得る、高発熱量ガスの製造方法である。
　このような鉄鉱石を用いてグリセリンを分解することによって高発熱量ガスが得られる理由は詳細には明らかではないが、以下のように推測することができる。
　まず、グリセリンの８００℃での分解反応の反応率は１００％であり、化学平衡計算によれば、生成ガスの組成（乾燥ガスベース）は、水素が６２．６％、一酸化炭素が２４．６％、二酸化炭素が１２．８％、メタンが０．０５％となる。なお、この組成の低位発熱量は、２，３６０ｋｃａｌ／ｍ3程度である。
　この化学平衡計算により算出される組成に比べて、鉄鉱石を用いて８００℃でグリセリンを分解すると、後述する実施例に示す通り、メタンの選択率が格段に高くなり、かつ、二酸化炭素の選択率が格段に低くなることが分かる。この結果、生成したガスの低位発熱量は、３，０００ｋｃａｌ／ｍ3を超え、３，９００ｋｃａｌ／ｍ3程度まで増加することが分かる。
　この事実から、鉄鉱石を用いたグリセリンの分解では、直接メタンが生成しているものと推測することができる。
　以下に、本発明の高発熱量ガスの製造方法に用いられる鉄鉱石およびグリセリンの分解条件等について詳述する。
　＜鉄鉱石＞
　本発明の高発熱量ガスの製造方法に用いられる鉄鉱石は特に限定されない。
　本発明においては、グリセリンの分解において、上記鉄鉱石を単独で用いてもよく、石炭や石灰と混合・焼成した焼結鉱などと上記鉄鉱石との混合物として用いてもよい。
　上記鉄鉱石としては、具体的には、例えば、ローブリバー鉱石（ピソライト鉱石）、ヤンディークージナー鉱石、カラジャス鉱石などが挙げられ、これらを１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、ピルパラブレンド鉱石のように、数種の鉄鉱石が混合された鉄鉱石でもよい。
　本発明の高発熱量ガスの製造方法においては、上記鉄鉱石のＢＥＴ法による比表面積（以下、「ＢＥＴ比表面積」と略す。）が１０ｍ2／ｇ以上であることが好ましく、１５ｍ2／ｇ以上であるのがより好ましく、また、２００ｍ2／ｇ以下であるのが好ましい。
　鉄鉱石のＢＥＴ比表面積が上記範囲であると、メタンの選択率がより高くなり、また、鉄鉱石自体の機械的強度も良好であるため、より高発熱量のガスを安定して製造することができる。
　また、本発明の高発熱量ガスの製造方法においては、上記鉄鉱石の鉄含有率（鉄濃度）が、５０％以上であるのが好ましく、６０％以上であるのがより好ましい。
　鉄鉱石の鉄含有率が上記範囲であると、ガス収率が高くなる傾向があるため好ましい。
　図１に、グリセリンの分解（水蒸気改質反応）に用いた反応前後の鉄鉱石のＸ線回折像を示す。
　図１に示すように、グリセリンの分解前の鉄鉱石はヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）が主成分であったのに対し、グリセリンの分解後の鉄鉱石はマグネタイト（Ｆｅ3Ｏ4）に還元されていることが分かる。
　そのため、本発明の高発熱量ガスの製造方法で用いた上記鉄鉱石は、使用後においては、製鉄材料として用いることにより、鉄鉱石を金属鉄に還元するためのコークス等の還元剤の使用量を低減することが可能となる。
　＜分解条件＞
　本発明の高発熱量ガスの製造方法におけるグリセリンの分解時の温度（分解温度）は特に限定されないが、二酸化炭素の選択率を抑制し、より高い発熱量のガスを製造することができる理由から、６００～９００℃であるのが好ましく、６５０～８００℃であるのがより好ましい。
　ここで、グリセリンの分解により上述した組成のガスを生成する反応は、６０ｋｃａｌ／ｍｏｌと僅かながら吸熱反応であるため、反応の進行させる熱源が必要となる。
　本発明においては、上記熱源は特に限定されず、例えば、製鉄所の排熱、具体的には、赤熱コークスの顕熱やスラグの顕熱を利用することが好適に挙げられる。
　また、グリセリンの分解時の圧力（分解圧力）は特に限定されないが、経済性および分解時間等の観点から、大気圧～０．５ＭＰａであるのが好ましい。
　本発明の高発熱量ガスの製造方法は、上述した通り、近年注目されているバイオマス・ディーゼル燃料（ＢＤＦ）の製造の際に副生されるグリセリン（以下、本段落においては「副生グリセリン」と略す。）の分解にも利用することができる。
　ここで、副生グリセリンは、水溶液の形態（グリセリン水溶液）またはメタノールとの混合物として副生されるものである。
　そして、鉄鉱石を用いたグリセリンの分解においては、上述した通り、二酸化炭素の選択率が低いため、水溶液を用いたとしても、共存する水により進行する下記式（２）の反応（シフト反応）による二酸化炭素の生成が殆ど進行しない。
　そのため、本発明の高発熱量ガスの製造方法は、副生グリセリンの分解に好適に用いることができる。
　　ＣＯ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋Ｈ2　　　（２）
　また、本発明の高発熱量ガスの製造方法においては、グリセリン水溶液における水とグリセリンとのモル比（水／グリセリン）は、経済性および作業性の観点から、２～１０程度とするのが好ましく、３～５であるのがより好ましい。
　一方、ＢＤＦは、水を使わずに製造されることがあるが、この場合、副生グリセリンは、グリセリンとメタノールの混合物となる。メタノールは、下記式（３）によって、グリセリンよりも容易に分解される。
　　ＣＨ3ＯＨ→ＣＯ＋２Ｈ2　　　　（３）
　（３）式によって生成するガスの低位発熱量は、２，７３０ｋｃａｌ／ｍ3であるため、メタノールが多いと生成するガスの発熱量が低下する傾向にある。しかしながら副生グリセリン中のグリセリンの含有量が３０％以上であれば、生成する高熱量ガスの低位発熱量が３，０００ｋｃａｌ／ｍ3以上となる。実際の副生グリセリン中のグリセリン含有率は７０％以上なので、実質的にメタノールが含有されても問題はなく、ＢＤＦ製造時に水が添加されていなくても、本発明の目的を達成することができる。
　更に、本発明の高発熱量ガスの製造方法においては、ガス流量（Ｆ）に対する上記鉄鉱石の質量（Ｗ）で表される滞留時間（Ｗ／Ｆ）は、２～２０ｇ・ｈｒ／ｍｏｌであるのが好ましく、５～１０ｇ・ｈｒ／ｍｏｌであるのがより好ましい。
　以下、実施例を用いて、本発明の高発熱量ガスの製造方法について詳細に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
　（実施例１）
　鉄鉱石としてローブリバー鉱石（鉄含有率：５７％，ＢＥＴ比表面積：１６ｍ2／ｇ）を用いて、グリセリン水溶液の分解を行った。
　分解条件として、グリセリン水溶液中の水とグリセリンとのモル比（水／グリセリン比）を３．４とし、滞留時間（Ｗ／Ｆ）を１８ｇ・ｈｒ／ｍｏｌとし、分解温度を８００℃とし、分解圧力を大気圧とした。
　分解により生成したガスを分析した結果、ガス収率は９６．３％であり、水素、一酸化炭素、二酸化炭素およびメタンの選択率は、それぞれ３１．４％、４８．８％、０．７％および１９．０％であり、生成ガスの低位発熱量は３，９１０ｋｃａｌ／ｍ3であった。
　（実施例２）
　滞留時間（Ｗ／Ｆ）を６．０ｇ・ｈｒ／ｍｏｌとした以外は、実施例１と同様の方法により、グリセリンの分解を行った。
　分解により生成したガスを分析した結果、ガス収率は６９．６％であり、水素、一酸化炭素、二酸化炭素およびメタンの選択率は、それぞれ３１．４％、５０．２％、０．６％および１７．９％であり、生成ガスの低位発熱量は３，８６０ｋｃａｌ／ｍ3であった。
　（実施例３）
　滞留時間（Ｗ／Ｆ）を３．０ｇ・ｈｒ／ｍｏｌとした以外は、実施例１と同様の方法により、グリセリンの分解を行った。
　分解により生成したガスを分析した結果、ガス収率は３９．９％であり、水素、一酸化炭素、二酸化炭素およびメタンの選択率は、それぞれ３１．３％、５１．３％、０．５％および１６．９％であり、生成ガスの低位発熱量は３，８００ｋｃａｌ／ｍ3であった。
　（実施例４）
　鉄鉱石として、ローブリバー鉱石に代えてヤンティークージナー鉱石（鉄含有率：５８％，ＢＥＴ比表面積：２０ｍ2／ｇ）を用い、滞留時間（Ｗ／Ｆ）を１２．０ｇ・ｈｒ／ｍｏｌとした以外は、実施例１と同様の方法により、グリセリンの分解を行った。
　分解により生成したガスを分析した結果、ガス収率は７０％であり、水素、一酸化炭素、二酸化炭素およびメタンの選択率は、それぞれ３１．５％、５０．０％、０．５％および１８．０％であり、生成ガスの低位発熱量は３，８６０ｋｃａｌ／ｍ3であった。
　（実施例５）
　分解温度を９００℃とし、滞留時間（Ｗ／Ｆ）を１２．０ｇ・ｈｒ／ｍｏｌとした以外は、実施例１と同様の方法により、グリセリンの分解を行った。
　分解により生成したガスを分析した結果、ガス収率は８０％であり、水素、一酸化炭素、二酸化炭素およびメタンの選択率は、それぞれ３９％、２３％、２１％および１７％であり、生成ガスの低位発熱量は３，１６０ｋｃａｌ／ｍ3であった。
　（実施例６）
　鉄鉱石として、ローブリバー鉱石に代えてピルパラブレンド鉱石（鉄含有率：６２％，ＢＥＴ比表面積：６ｍ2／ｇ）を用い、滞留時間（Ｗ／Ｆ）を１２．０ｇ・ｈｒ／ｍｏｌとした以外は、実施例１と同様の方法により、グリセリンの分解を行った。
　分解により生成したガスを分析した結果、ガス収率は７６％であり、水素、一酸化炭素およびメタンの選択率は、それぞれ４９．７％、３５．０％および１５．３％であり、二酸化炭素は検出されなかった。生成ガスの低位発熱量は３，６５０ｋｃａｌ／ｍ3であった。
　（実施例７）
　鉄鉱石として、ローブリバー鉱石に代えてカラジャス鉱石（鉄含有率：６７％，ＢＥＴ比表面積：２ｍ2／ｇ）を用い、滞留時間（Ｗ／Ｆ）を１２．０ｇ・ｈｒ／ｍｏｌとした以外は、実施例１と同様の方法により、グリセリンの分解を行った。
　分解により生成したガスを分析した結果、ガス収率は８１％であり、水素、一酸化炭素、二酸化炭素およびメタンの選択率は、それぞれ４６．２％、３４．３％、３．５％および１６．０％であり、生成ガスの低位発熱量は３，６００ｋｃａｌ／ｍ3であった。
　（比較例１）
　ローブリバー鉱石に代えて、沈殿鉄触媒（鉄含有率：７０％，ＢＥＴ比表面積：４．１ｍ2／ｇ）を用い、以下の分解条件とした以外は、実施例１と同様の方法により、グリセリンの分解を行った。
　分解条件として、ガス流量（Ｆ）に対する鉄触媒の質量（Ｗ）で表される滞留時間（Ｗ／Ｆ）を１８ｇ・ｈｒ／ｍｏｌとし、分解温度を８００℃とし、分解圧力を大気圧とした。
　分解により生成したガスを分析した結果、ガス収率は５１．３％であり、水素、一酸化炭素およびメタンの選択率は、それぞれ６７．５％、２３．７％および８．８％であり、生成ガスの低位発熱量は３，２１０ｋｃａｌ／ｍ3であった。なお、生成したガス中に二酸化炭素は検出されなかった。
　（比較例２）
　ローブリバー鉱石に代えて、シリカ担持鉄触媒（鉄含有率：１０％，ＢＥＴ比表面積：２５４ｍ2／ｇ）を用い、以下の分解条件とした以外は、実施例１と同様の方法により、グリセリンの分解を行った。
　分解条件として、ガス流量（Ｆ）に対する鉄触媒の質量（Ｗ）で表される滞留時間（Ｗ／Ｆ）を１８ｇ・ｈｒ／ｍｏｌとし、分解温度を８００℃とし、分解圧力を大気圧とした。
　分解により生成したガスを分析した結果、ガス収率は５０％であり、水素、一酸化炭素およびメタンの選択率は、それぞれ２９．４％、５２．５％および１８．１％であり、生成ガスの低位発熱量は３，８９０ｋｃａｌ／ｍ3であった。なお、生成したガス中に二酸化炭素は検出されなかった。
　比較例１の結果から、沈殿鉄触媒を用いてグリセリンを分解すると、メタンの選択率が少なく、グリセリンの分解率（ガス収率）も低くなるため、高発熱量ガスが効率よく製造できないことが分かった。
　また、比較例２の結果から、担持鉄触媒を用いてグリセリンを分解すると、グリセリンの分解率（ガス収率）が低くなるため、高発熱量ガスが効率よく製造できないことが分かった。
　これに対し、実施例１～７の結果から、鉄鉱石を用いてグリセリンを分解することにより、メタンの選択率が１０％以上となり、グリセリンの分解率（ガス収率）も高くなるため、低位発熱量が３，０００ｋｃａｌ／ｍ3以上となる高発熱量ガスが効率よく製造できることが分かった。
　特に、実施例１～５と実施例６～７との対比から、使用する鉄鉱石のＢＥＴ比表面積が１０ｍ2／ｇ以上であると、メタンの選択率が高くなり、より高発熱量のガスが効率よく製造できる傾向があることが分かった。
　また、実施例４と実施例６～７との対比から、実施例６～７は、実施例４よりも生成ガスの低位発熱量は低いが、鉄含有率が６０％以上であるため、ガス収率が高くなることが分かった。
　これらの結果から、本発明の高発熱量ガスの製造方法では、従来の鉄触媒を用いたグリセリンの分解と比較して、１．８倍の反応速度が得られ、メタンの収率が高まることから、より高発熱量のガスが得られることが分かる。

Claims (5)

  1. 　鉄鉱石を用いてグリセリンを分解し、低位発熱量が３，０００ｋｃａｌ／ｍ3以上の高発熱量ガスを得る、高発熱量ガスの製造方法。
  2. 　前記グリセリンの分解が、６００～９００℃の温度で行われる請求項１に記載の高発熱量ガスの製造方法。
  3. 　前記グリセリンが、バイオマス・ディーゼル燃料を生成した際に副生するグリセリンである請求項１または２に記載の高発熱量ガスの製造方法。
  4. 　前記鉄鉱石が、ＢＥＴ法による比表面積が１０ｍ2／ｇ以上の鉄鉱石である、請求項１～３のいずれかに記載の高発熱量ガスの製造方法。
  5. 　前記鉄鉱石が、鉄含有率が５０％以上の鉄鉱石である、請求項１～４のいずれかに記載の高発熱量ガスの製造方法。
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