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公開番号2025100680
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2025064802,2021546021
出願日2025-04-10,2019-10-10
発明の名称炭素質材料を処理する方法およびそのための装置
出願人シータホールディングスピーティーワイリミテッド
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類C10J 3/54 20060101AFI20250626BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】炭素質材料を処理するための方法を提供する。
【解決手段】炭素質材料を反応器に送る工程と、触媒を反応器に送る工程と、炭素質材料を反応器内で比較的低温で処理して、炭素質材料を基部化合物に分解する工程と、を含む、方法を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
炭素質材料を処理するための方法であって、
前記炭素質材料を反応器へ送り、
前記反応器へ触媒を送り、
前記反応器内で比較的低い温度で前記炭素質材料を処理して、前記炭素質材料を基部化合物に分解する
方法。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
出力材料から前記触媒の少なくとも一部を回収し、再使用のために前記触媒を再生することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記触媒が酸化鉄系触媒を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記触媒がイルメナイトを含む請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項５】
高温砂または他の固体媒体の砂の形態で前記触媒を送ることを含む請求項１～４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記触媒が、前記反応器の長さに沿って設けられた複数の入力部を通して送られる請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記触媒および前記炭素質材料が前記反応器中で機械的に混合される請求項５または請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記炭素質材料が、汚染物質としてパーフルオロアルキル化合物およびポリフルオロアルキル化合物を含む請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記炭素質材料が汚染された有機材料を含む請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記反応器により処理された出力材料から合成ガスを回収する工程をさらに含む請求項１～９のいずれか１項に記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、炭素質材料、特にハロゲン化物要素を含有する材料を処理する方法に関し、より詳細には反応器および関連するシステムにおいて炭素質材料を処理する方法に関し、この方法は、その場でのまたは別個のステップでの接触部分酸化を伴う低温熱分解反応と、方法の生成物の少なくとも一部を回収する方法とを含む。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
熱分解反応器は、酸素またはハロゲンの非存在下で、高温で有機材料の熱化学的分解を提供する。熱分解は化学組成および物理相の同時変化を伴い、不可逆的である。反応器の設計は熱化学変換のためのエネルギーを提供するために、２つの主要な熱伝達モードとして、直接、間接、または両方の組み合わせを用いることができる。間接加熱は金属伝熱面に依存し、これがこの種の装置を拡張する際の制限因子であり、その結果、合理的なプラントスループットを達成するために複数のユニットが並列運転される。この結果、資本コストが高く、保守コストが高く、運転コストが高く、熱効率が低い。この種の設備の例は、ロータリーキルン、ドラムキルン、レトルト（固定床）、オーガ、融除および真空反応器である。幾つかの新規な間接加熱方法は、電気（放射および／または伝導）、プラズマ、マイクロ波および太陽エネルギーを含む。これらの方法は、典型的には安価な電気および不活性キャリアガスを必要とする。さらに、これらの複雑な加熱方法は、高い運転コストおよび資本コストを有する。
【０００３】
直接的な熱伝達は、高温の使用済み燃焼ガスの流れ又は不活性ガス（通常は合成ガス）の再循環を用いて達成することができる。高温の使用済み燃焼ガスを使用すると、合成ガスが二酸化炭素および窒素で著しく希釈され、その結果、非常に低カロリーの合成ガスが得られる。これは、一旦冷却されると自己燃焼に十分な燃料価値を有さないため、利用価値が薄い。合成ガスの再循環を使用することは、余分な再循環ガス体積を取り扱うためにオフガス洗浄システムをはるかに大きくする必要があり、ガスを再圧縮しなければならないという欠点を有する。さらに、熱分解オフガス（原合成ガス）は、タールおよび油を凝縮および除去するために湿式洗浄（冷却）されなければならない。従って、リサイクルガスは８０℃程度から＋８００℃までサイクル毎に再圧縮・再加熱しなければならず、その結果、熱効率が低く、運転費が高くなる。さらに、再循環合成ガスは、間接熱交換器を使用して再加熱されなければならず、その結果、資本コストが高くなる。熱分解反応器を通る高いガス流は、バイオチャーの収率を低下させる。この技術の例は、固定床レトルト、多炉床炉、流体床および混入流反応器である。
【０００４】
背景技術に対する上記の参照は、当該技術が当業者の共通の一般的知識の一部を形成することを承認するものではない。上記参照はまた、本明細書に開示されるようなアクチュエータ、アクチュエータの製造方法、およびその組成物への適用を限定することを意図していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は一般に、汚染された有機材料、ＰＦＡＳ、およびハロゲン化物要素を含有する他の廃棄材料を含む炭素質材料の処理に関する。また、開示された方法は、他の炭素質材料にも適用できることを理解されたい。
【０００６】
幾つかの形態では、方法が有機材料原料を基材成分に分解するために熱分解を使用して有機材料を処理するために利用される。幾つかの形態では、方法は、炭素などの処理の生
成物または出力の幾つかの回収を含む有機材料の低熱コスト処理である。この方法は、ＰＦＡＳ、ＰＶＣ、亜炭、動物廃棄物、木材チップ、わら、バイオソリッドなどの多様な範囲の有機組成物を処理するために使用することができる。方法の幾つかの形態では、方法が廃棄物／汚染物質（ＰＦＡＳ、バイオソリッド、ＰＶＣなど）の処理、熱の回収、エネルギーの回収、清浄合成ガスの回収、バイオチャーの回収、水の回収、水素の回収、および土壌の回収をもたらす。
【０００７】
しかし、この方法は、これらの応用または出力に限定されないことが理解されるであろう。この方法は供給原料の変動性を取り扱い、広範囲の条件にわたって適用することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様によれば、炭素質材料を処理するための方法が開示され、この方法は、炭素質材料を反応器に送る工程と、触媒を反応器に送る工程と、炭素質材料を反応器内で比較的低温で処理して、炭素質材料内の有機化合物を遊離および分解する工程とを含む。
【０００９】
幾つかの形態では、本方法が高温砂の形態の触媒を送ることを含む。幾つかの形態では砂は緩いまたは細かい粒状物質を含む。幾つかの形態では、高温砂または触媒が反応器の長さに沿って複数の離間した点で送られる。幾つかの形態では、高温砂又は触媒が供給原料と機械的に混合される。
【００１０】
幾つかの形態において、触媒は、酸化鉄ベースの触媒を含む。幾つかの形態では、触媒はイルメナイトを含む。この方法は、より安定な化合物を形成し、安全な廃棄を可能にする目的でハロゲン化物要素を捕捉するように調整された、熱伝達媒体触媒と共にその場での吸収剤の使用を含むことができる。この例は、気体塩素の存在下で反応して、非常に安定な固体塩化カルシウムを形成する酸化カルシウムである。
（【００１１】以降は省略されています）

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