家畜糞の液体燃料化

[要約]
水分を含んだままの牛糞を300℃，10MPaで高温高圧処理することによって，牛糞に含まれる有機物の27％を液体燃料（オイル）化できる。生成したオイルの 熱量は約30MJkg-1であり，C重油の熱量の70％程度に相当する。
農業環境技術研究所 資材動態部 肥料動態科 有機資源利用研究室
[部会名]　環境資源特性
[専門]　　資源利用
[対象]
[分類]　　研究
[背景・ねらい]
　畜産物及びその加工品の需要が増大した結果，畜産廃棄物の量が増加し，適切な処理が困難になりつつあることから，新たな用途の開拓が急務となっている。 そこで，家畜糞を熱エネルギー源として利用できるように，糞の液体燃料（オイル）化技術を開発する。
[成果の内容・特徴]
  1. 水分を含む牛糞を高温高圧反応槽（図１）で300℃，10MPa程度の高温高圧で処理し，ジクロロメタンで抽出することにより 高粘度のオイルが得られる。
  2. 牛糞の含水率が75〜90％の範囲内では，オイル収率は良好で一定している。
  3. 反応温度が250℃のときのオイル収率は20％（対有機物）程度であるが，280℃，300℃，320℃でのオイル収率は25％前後に高まる。
  4. 急速加熱して約10分間で300℃まで昇温させると，オイル収率は300℃を保持した時間によって変化し，300℃を10分間保持したとき， 27％で最も高い（図２）。
  5. 触媒として炭酸ナトリウムや水酸化ナトリウム，塩化亜鉛を添加してもオイル収率の向上は認められないことから，原料牛糞中にオイル化に 必要な触媒作用をする物質が含まれていると考えられる。
  6. オイルの元素組成から，オイルの熱量は約30MJ kg-1と推定される（表１）。これは一般的なC重油の熱量の70％程度に相当する。
  7. オイルの13C NMRスペクトルから，オイルを構成している炭素の主要な構造はアルカンと考えられる（図３）。
[成果の活用面・留意点]
  1. 牛糞の有機物の一部はオイル化して燃料利用できる。
  2. オイル収率の改善及び得られたオイルの質の向上（低粘度化，高熱量化，不純物の除去）のための技術開発が必要である。
  3. オイル以外の副生成物の処理利用技術の開発が必要である。

具体的データ

[その他]
研究課題名：家畜糞の熱エネルギーの高度利用技術の開発
予算区分　：総合的開発〔家畜排泄物〕
研究期間　：平成8年度（平成６〜８年）
発表論文等：川崎，新井，畜産廃棄物の油化処理の検討，化学工学会
　　　　　　第60年会研究発表講演講演要旨集〔第１分冊〕，p.81(1995)
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