17,資源有効利用国際環境協力プロジェクト

資源有効利用国際環境協力プロジェクト
A practical project for the international environmental cooperation
背景近年、燃料価格の上昇、需給が
実験結果
TG-DTAによる燃焼特性の評価
0.1
280
-0.1
-0.3
StageⅡ
-0.5
130
a
-20
0
100
200
300
400
500
Temperature (℃)
600
-0.5
130
-0.7
80
-0.9
30
-1.1
-20
700
-0.7
b
-0.9
-1.1
0
Standard coal
100
200
StageⅡ
DTA
TG
StageⅢ
-0.1
-0.5
-0.7
80
c
30
-20
0
100
200
300
400
500
600
DTA (mV/mg)
DTA (mV/mg)
-0.3
-0.3
180
-0.5
130
-0.7
80
d
-0.9
30
-0.9
-1.1
-20
-1.1
700
0
100
200
280
Agitation ②
Filtration
Washed with ethanol
and diethyl ether
Fig. 3. Schematic diagram for steps of a procedure of oil agglomeration.
【試料】
標準石炭、廃棄石炭、凝集体、
各種植物油
※標準石炭および廃棄石炭、
凝集体は乾燥器で1時間以上
放置し、乾燥
100
-1
300
10
20
Time [min]
30
【示差熱・熱重量同時測定装置】
(TG-DTA)
基準物質と試料の間の温度差および質
量を温度の関数で測定
350
0
0
Temperature [℃]
Exothermic reaction
DTA [mV]
TG [mg]
-0.5
200
40
Ignition
temperature
100
200
300
400
500
Temperature (℃)
600
DTA (mV/mg)
-1.1
-20
700
f
-0.9
-1.1
0
100
200
300
400
500
Temperature (℃)
600
700
Clean coal with colza heating oil
StageⅡ：多価不飽和脂肪酸の酸化3)、トリグリセリドの二量体や三量体の生成
StageⅢ：モノ不飽和脂肪酸の酸化3)
StageⅣ：炭素分の燃焼
加熱していない植物油と加熱した植物油を比較→400℃で最もピークが高い
3日間加熱した植物油ではモノ不飽和脂肪酸が多く含有していると考えられる
・加熱していない菜種油(e)：発熱ピークが別々に発生→燃焼は別々に発生
・加熱した菜種油(f)：470 ℃で発熱ピークが発生→燃焼が発生
⇒より着火しやすい状態
まとめ
・加熱していない植物油：発熱が別々に発生→燃焼は別々に発生
・加熱した植物油：470 ℃で発熱→燃焼が効率よく発生
500
400
0
30
凝集体の燃焼 (e, f)
凝集体の燃焼性評価（TG-DTA）
300
-20
-0.9
植物油の燃焼 (c, d)
Analysis of
clean coal
0
e
-0.7
80
StageⅢ：石炭チャーの燃焼 → 燃焼後、無機物の分解
Drying
450
-0.7
-0.5
130
StageⅡ：石炭表面の酸化
Still
standing
400
-0.5
130
-0.3
180
StageⅠ：石炭中の水分の放出、脱H・O反応、揮発分放出
Screening (30 s)
500
-0.1
石炭の燃焼 (a, b)
Vegetable oil addition
【測定例】
-0.3
180
Clean coal with original colza oil
油凝集実験
DTA
TG
-0.1
TG
DTA (mV/mg)
0, 1, 3, 5, 日間と加熱時間を変化させ調査
試料量： 3.5~4.0 mg
最終温度： 750 ℃
昇温速度： 15 ℃/min
クリーンガス流量： 50 ~60 mL/min
280
230
30
植物油(菜種油、大豆油)を金属製の鍋に約1 L入れ、180 ℃で加熱
【条件】
DTA
TG
80
実験方法廃棄植物油による油凝集実験
Table 1 Experimental conditions
700
0.1
230
Fig. 2. Schematic diagram for principle oil agglomeration.
Water
600
0.1
Vegetable oils are selected as alternative agglutinative agents.
Agitation ①
300
400
500
Temperature (℃)
Heating colza oil
Separation
In this oil agglomeration process, petroleum oil has been used.
Coal
-0.1
DTA
TG
230
StageⅠ
230
Aggregate formation
280
TG
280
Original colza oil
Oil droplet
700
0.1
Temperature (℃)
Organic
matter
600
0.1
石炭および水の懸濁液に油を添加すると、疎水性である可燃成分に油が付着し、さ
らに、撹拌を行うと可燃成分同士が衝突して凝集が起こる。 (Fig. 2)。
Bridging Oil
300
400
500
Temperature (℃)
Waste coal
130
Agitation
-0.3
180
TG
180
180
植物油凝集選炭法
-0.1
DTA ( mV/mg)
StageⅢ
StageⅠ
30
Fig. 1. World coal production by type
in the reference scenario 2).
DTA
TG
230
StageⅣ
Agitation
280
DTA
TG
80
研究目的廃棄石炭から可燃成分を効率的に回収し、油凝集選炭法のプロセス
を確立するためのデータを蓄積することを目的とした。そこで廃棄物有効利用の観
点およびコスト面から、廃棄植物油を凝集剤として使用した場合の影響を調査した。
Ash
0.1
230
DTA (mV/mg)
逼迫しているため、安価な石炭の需要が
多く見込まれている。世界の石炭生産量
のFig. 1に予測を示す。それに伴い微粉
炭(<500 mm)が産出されるが、微粉炭は
高灰分、低発熱量のため利用価値が乏し
く廃棄されている。廃棄された微粉炭(微
粉廃棄石炭)は、可燃成分を含有し、集積
場での自然発火や大気汚染等の環境問
題を引き起こす可能性がある1)。
As part of development project to reducing environmental impact and high
efficiency of resources utilization technology. Received the cooperation of
research and government agencies in China. Through a field survey on the
waste treatment, waste coal issues and environmental impact, will be deepen.
Their understanding of environmental issues in developing countries. Issues
w e r e t h e t h e m e o f d e v e l o p m e n t a n d t e c h n o l o g y t r a n s f e r.
TG
プロジェクト概要
環境負荷低減・資源高効率利用技術の開発と技術転換の一環として、中国（上海、
北京）などの研究・行政機関の協力を受け、大学院生主体の現場支援型プロジェクト
として、廃棄物処理、廃棄石炭問題、環境影響に関するフィールド実態調査を通じて、
途上国環境問題に関する理解を深め、開発研究や技術移転論をテーマ
とする課題を実施した。
TG
17
TG
プロジェクトNo.
プロジェクト履修学生：柏木信明、前薗拓矢、王イ敏
プロジェクト担当教員：王青躍
関連学外組織
：環境保護局、環境科学研究院他
※着火温度：試料を空気雰囲気下で加
熱したときに、急激な酸化
反応（発熱反応）ときの温
度とする
廃棄植物油による選炭により精炭の燃焼特性が改善する可能性
今後の予定
廃棄植物油に含有する極性基の影響をより詳細に調査するため、モデル油（新鮮な
植物油にカルボニル化合物を混合) し、油凝集を行う
参考文献
1) Adolfo F. Valdes, M. Dolores Gonzalez-Azpiroz, Calros G. Blanco, Ana B. Garcia, Experiment prediction of the agglomeration capability of waste
vegetable oils (WVO) in relation to the recovery of coal from coal fines cleaning wastes (CFCW), Fuel, 86, 1345-1350 (2007)
2) World Energy Outlook 2007 - Chapter 1 - Global Energy Trends
3) A. Gouveia de Souza, J. C. Oliveira Santos, M. M. Conceição, M. C. Dantas Silva and S. Prasad, A thermoanalytic and kinetic study of sunflower oil,
2004, Brazilian Journal of Chemical Engineering, Vol. 21, No. 02 pp. 265 - 273, April - June

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