メタン発酵残渣の超臨界水酸化による無害化処理の研究ー分解条件の決定と触媒を用いた2段処理法の検討ー
メタン発酵施設の普及課題となっている発酵残渣の新たな処理方法として、超臨界水酸化を提案し、実験により最適な処理条件を決定した。さらに、処理装置の初期コストを低減するための触媒を用いた2段処理法を検討した。完全分解条件の検討ではバッチ式の反応管で行い、メタン発酵残渣の有機成分は反応条件923K、15MPa、15min、酸素比1.2で二酸化炭素と窒素ガスおよび水に完全分解された。また、より穏やかな反応条件723K、15MPa、20min、酸素比1.2では、窒素成分の約80%がアンモニア体として残存していたが、炭素成分は99%以上が二酸化炭素に分解された。このことから、穏やかな反応条件で分解後、残存するアンモニアを触媒で分解する二段工程にすることで、超臨界水酸化装置をより安価な材質で製作できると考え、触媒を用いた分解も検討した。
Safely Treating Methane Fermentation Residue using Supercritical Water Oxide-A two-step processing method using a catalystt-
Ninety-one million tons of livestock excrement are discharged annually in Japan. A fast and effective process for treating it is needed. Methane fermentation is a promising technique for converting organic waste into fuel. However, an economically viable process for treating the fermentation residue has yet to be developed. The purpose of this study was to develop a technique for detoxifying fermentation residue using water at high temperature and pressure. The methane fermentation residue was decomposed using supercritical water oxidation. Carbon atoms in the residue were converted into CO2 through total incineration at 723K and 15 MPa for 20 min. in a 1:5 oxygen supply ratio. On the other hand, nitrogen atoms were efficiently converted into harmless nitrogen gas through incineration at 923K and 15 MPa for 15 min. in a 1:2 oxygen supply ratio. Judging from the results, methane fermentation residue can be optimally (completely and cleanly) incinerated at 923K and 15 MPa for 15 min. in a 1:2 oxygen supply ratio.
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