2009 年 12 月 2 日 報 道 機 関 各 位 神 奈 川 大 学 産 官 学 連 携 プ ロ ジ ェ ク ト “ 未 来 環 境 対 応 型 ” ス ー パ ー ・ エ マ ル シ ョ ン 燃 料 に よ る
廃油エマルション燃料の実用化へ
！ 学 校 法 人 神 奈 川 大 学 （理 事 長 伊 藤 文 保 ）の産 官 学 連 携 プロジェクトチー ムは、田 嶋 和 夫 特 別 招 聘 教 授 らが開 発 した「三 相 乳 化 技 術 」をもとに、工 場 から排 出 される廃 油 ・廃 食 油 などの油 剤 をエマルション燃 料 化 し、燃 焼 性 の 向 上 化 の研 究 に取 り組 んできました。 その結 果 、工 場 から排 出 される利 用 価 値 の低 い油 剤 を、効 率 よくエマルシ ョン燃 料 化 することに成 功 し、本 学 が設 立 したベンチャー企 業 「未 来 環 境 テク ノロジー株 式 会 社 」を通 じ、前 田 建 設 工 業 株 式 会 社 ・月 島 機 械 株 式 会 社 と 共 同 して、フジミ工 研 株 式 会 社 において、実 用 化 に向 けて、この新 しいエマル ション燃 料 の実 機 ボイラーによる試 験 運 用 を開 始 しました。 エ マ ル シ ョ ン 製 造 パ イ ロ ッ ト プ ラ ン ト「 三 相 乳 化 法 」 よ る 技 術 的 応 用
三 相 乳 化 技 術 は 田 嶋 特 別 招 聘 教 授 を 中 心 と し て 、2004 年 以 来 多 く の 学 会 ・ 企 業 研 究 の 分 野 に 関 心 を 持 っ て 頂 き 、 研 究 発 展 し て き ま し た 。 「 三 相 乳 化 技 術 」 は 油 の 種 類 を 問 わ ず に 安 定 な 乳 化 系 を 作 る こ と が で き る の で 、 さ ま ざ ま な 機 能 性 有 機 材 （ 農 薬 、 防 バ イ 剤 、 食 用 油 な ど ） の 乳 化 系 に も 使 用 す る こ と が で き ま す 。 現 在 ， 図 に 示 す よ う に 、 多 岐 の 分 野 に 亘 っ て 応 用 研 究 が 進 め ら れ て い ま す 。 特 に 、 石 油 系 燃 料 を エ マ ル シ ョ ン 化 し た エ マ ル シ ョ ン 燃 料 で は 、 自 動 車 、 デ ィ ー ゼ ル 発 電 機 、 ボ イ ラ ー 燃 焼 な ど 広 範 に 及 ぶ 検 証 を 行 い ま し た 。 燃 料 を エ マ ル シ ョ ン 化 す る こ と で 、 窒 素 酸 化 物(NOx)の 削 減 や 排 煙 中 の 炭 素 微 粒 子(PM)の 激 減 な ど 環 境 に 適 し た 燃 料 に 改 善 で き る こ と を 実 験 に よ っ て 検 証 し 、2006 年 7 月 に そ の 結 果 を 公 表 し ま し た 。 2008 年 度 に は 、横 浜 市 の「 未 来 環 境 テ ク ノ ロ ジ ー(株)」に 対 す る 研 究 助 成 を 得 て 、 地 球 温 暖 化 問 題 に 取 り 組 み 、 バ イ オ マ ス 燃 料 を 有 効 に 用 い た エ マ ル シ ョ ン 燃 料 の 作 成 や そ の 性 能 テ ス ト を 積 極 的 に 進 め ま し た 。 特 に 、 バ イ オ マ ス を 軽 油 に50%混 合 し た エ マ ル シ ョ ン 燃 料 に よ る 自 動 車 、 デ ィ ー ゼ ル 発 電 機 、 ボ イ ラ ー な ど に よ る 排 気 ガ ス に つ い て 詳 細 な 測 定 を 行 い 、下 表 に 示 す よ う な 優 れ た 環 境 適 応 性 を 確 認 し ま し た 。 軽 油 バ イ オ 油 バ イ オ エ マ ル シ ョ ン 油 NOx 1 35.1 %削 減 83.4 %削 減 PM （ 黒 煙 ） 1 66.2 %削 減 96.5 %削 減 CO2 1 39.6 %削 減 39.6 %削 減 バ イ オ 油 ： 軽 油 と BDF を 50%ず つ の 混 合 油 。 BDF ： 植 物 由 来 の 燃 料 油 三相乳化法 食料油脂 石油燃料 脂 溶 性 薬 香 粧 品 油 剤 潤 滑 洗 浄 三相乳化法 食料油脂 石油燃料 脂 溶 性 薬 脂 溶 性 薬 香 粧 品 油 剤 潤 滑 洗 浄廃 油 エ マ ル シ ョ ン 燃 料
「 三 相 乳 化 技 術 」 に よ っ て 、 難 燃 性 で 再 利 用 が 困 難 な 廃 油 を エ マ ル シ ョ ン 化 す る こ と で 燃 焼 性 を 向 上 さ せ 、 排 気 ガ ス 性 状 の 改 善 を 図 る に よ り 、 廃 油 の 利 用 価 値 を 高 め る こ と を 目 的 と し て 検 討 を 進 め ま し た 。 １ ． 農 業 用 ボ イ ラ ー （ ハ ウ ス 加 温 機 ） で の 燃 焼 実 験 写 真 に 示 すA 重 油 燃 焼 可 能 な ハ ウ ス 加 温 機 で 燃 焼 実 験 を 行 い ま し た 。 農 業 用 ハ ウ ス 加 温 機 廃 油 ・ 乳 化 分 散 液 ・ エ マ ル シ ョ ン 上 の 表 に 示 す よ う に 、 廃 油 単 独 で は 燃 焼 性 が 悪 く 排 気 ガ ス 性 状 も 劣 悪 で あ っ た が 、 助 燃 剤 と し て 多 量 の 灯 油 等 を 添 加 す る こ と に よ り 燃 焼 可 能 と な り ま す 。 し か し 、灯 油 を ７ 割添 加 し て も 排 気 ガ ス 性 状 は 改 善 し ま せ ん で し た 。 一 方 、 三 相 乳 化 法 に よ っ て エ マ ル シ ョ ン 燃 料 化 す る こ と で 、廃 油 を ７ 割添 加 し た 燃 料 で も 排 気 ガ ス 性 状 はA 重 油 燃 焼 の 場 合 と 大 き な 差 異 は 見 ら れ ま せ ん で し た 。 以 上 の こ と よ り 、 廃 油 を エ マ ル シ ョ ン 化 す る こ と で ボ イ ラ ー 燃 料 と し て 使 用 可 能 で あ る こ と を 確 認 し ま し た 。 10 10 10 10 10 10 10 10 7 3 7 3 7 3 7 7 3 7 3 7 7 3 ○ ○ （廃油＋灯油） エマルション化 × ○ （廃油＋灯油） × × 廃油 ○ ○ A重油 排ガス性状 燃焼性 燃料の組成 燃料の種類 ○ ○ （廃油＋灯油） エマルション化 × ○ （廃油＋灯油） × × 廃油 ○ ○ A重油 排ガス性状 燃焼性 燃料の組成 燃料の種類 ２ ． フ ジ ミ 工 研 （ 株 ） 貫 流 ボ イ ラ ー に よ る 燃 焼 実 験 フ ジ ミ 工 研（ 株 ）で 実 機 と し て 使 用 さ れ て い るIHI 製 2 ト ン 貫 流 ボ イ ラ ー を 用 い て 、 廃 油 エ マ ル シ ョ ン 燃 料 の 燃 焼 性 、 排 気 ガ ス 特 性 、 及 び 蒸 気 発 生 量 の 検 証 を 行 い ま し た 。 貫 流 ボ イ ラ ー 仮 設 燃 料 タ ン ク 排 気 ガ ス 中 のNOｘ 濃 度 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 20 40 60 80 100 120 7:3Oil(低燃) 7:3Oil(中燃) 7:3Oil(高燃) 7:3W/O(低燃) 7:3W/O(中燃) 7:3W/O(高燃)NO
x
(pp
m
)
燃焼時間 (min)
灯油：廃油＝3:7
埼玉県
規制値
排 気 ガ ス 中 のCO 濃 度 低 、 中 、 高 燃 焼 の い ず れ も NOｘ は 大 幅 に 低 減 し 、 高 燃 焼 で は 埼 玉 県 条 例 の 規 制 値 を ク リ ア し ま し た 。CO 濃 度 も 問 題 な い と 判 断 し ま し た 。ま た 、実 機 試 験 に お け る 蒸 気 発 生 量 の 測 定 結 果 を 下 図 に 示 し ま す 。 蒸 気 発 生 量 1 10 100 1000 0 20 40 60 80 100 120 7:3Oil(低燃) 7:3Oil(中燃) 7:3Oil(高燃) 7:3W/O(低燃) 7:3W/O(中燃) 7:3W/O(高燃) CO ( p pm ) 燃焼時間 (min) 灯油：廃油＝3:7 燃料消費カロリー量 (cal) 0 500 1000 1500 2000 2500 0 500000 1000000 1500000 2000000 A重油蒸気生成 7:3 Oil 7:3W/O 0 500 1000 1500 2000 2500 0 500000 1000000 1500000 2000000 A重油蒸気生成 7:3 Oil 7:3W/O 蒸気 生成 量 (L) 結 果 が 示 す よ う に 、廃 油 エ マ ル シ ョ ン 燃 料 の 蒸 気 発 生 量 は A 重 油 の 規 格 値 と 大 き な 差 異 は な く 、 む し ろ 幾 分 多 い こ と を 確 認 し ま し た 。 こ れ ら の こ と を ま と め ま す と 、 三 相 乳 化 法 に よ っ て 廃 油 を エ マ ル シ ョ ン 燃 料 化 す る こ と の 利 点 は 以 下 の よ う に な り ま す 。 廃 油 を エ マ ル シ ョ ン 化 す る こ と の 利 点 ・ 従 来 の ボ イ ラ ー 設 備 の ま ま で 、廃 油 の 混 合 比 率 を 高 め 、排 気 ガ ス 性 状 を 改 善 で き ま す 。 廃 油 エ マ ル シ ョ ン 調 製 に 対 す る 三 相 乳 化 法 の 利 点 ・ 廃 油 の 成 分 組 成 に よ ら ず エ マ ル シ ョ ン 化 す る こ と が 可 能 。 ・ エ マ ル シ ョ ン 調 製 法 が 簡 便 で 、 長 期 安 定 性 が 保 持 で き ま す 。 こ れ ら の 結 果 が 得 ら れ た こ と か ら 、 フ ジ ミ 工 研 （ 株 ） に お い て 、 廃 油 エ マ ル シ ョ ン 燃 料 の 長 期 試 験 運 用 を 開 始 し ま し た 。 田た 嶋じ ま 和か ず 夫お ［ 専 門 分 野 ］ コ ロ イ ド お よ び 界 面 化 学 生 年 月 日 ： 昭 和13 年 2 月 9 日 現 職 ： 神 奈 川 大 学 特 別 招 聘 教 授 学 位 ： 理 学 博 士 昭 和 38 年 東 京 都 立 大 学 大 学 院 理 学 研 究 科 卒 業 。 昭 和 38 年 東 京 都 立 大 学 助 手 。 昭 和 46 年 理 学 博 士 （ 東 京 都 立 大 学 ）。 昭 和 52 年 神 奈 川 大 学 工 学 部 非 常 勤 講 師 と な り 、助 教 授 を 経 て 、昭 和 59 年 教 授 。 平 成 8年 神 奈 川 大 学 大 学 院 工 学 研 究 科 応 用 化 学 専 攻 教 授 平 成20年 神 奈 川 大 学 名 誉 教 授 平 成20 年 神 奈 川 大 学 特 別 招 聘 教 授 日 本 学 術 会 議 化 学 研 究 連 絡 委 員 会 委 員 、経 済 産 業 省 環 境 計 量 士 国 家 試 験 委 員 ， 日 本 油 化 学 会 会 長 な ど を 歴 任 現 在 日 本 油 化 学 会 名 誉 会 員 お問 い合 わせ先 〒221-8686 横 浜 市 神 奈 川 区 六 角 橋 3-27-1 神 奈 川 大 学 広 報 部 電 話 (045)481-5661(代 ) FAX(045)481-9300 E-mail ： [email protected]
