もみ殻焼却灰から
シリカ・炭素素材の抽出
もみ殻焼却灰の成分
SiO2 | AL2O3 | Na2O | K2O | TiO2 | MnO | Fe2O3 | MgO | P2O5 | LOI |
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91.70% | 0.80% | 0.10% | 1.80% | 0.05% | 0.20% | 0.55% | 0.50% | 1.20% | 2.90% |
産業界が求めるSiO2
シリカ(SiO2)の使用先は性質・形状は違うが、農業を含め自動車業界、半導体、化粧品、医療品、食品、フィルム業界、塗料等、多岐に渡ります。
シリカ(SiO2)の市場規模も年々増加し、2030年までの予測で複合成長率が年5.4%と見込まれる素材です。
もみ殻焼却灰シリカ粒度分析データ
もみ殻焼却灰シリカ画像
もみ殻焼却灰シリカ濃度データ(SQX分析結果)
もみ殻焼却灰残渣物データ(SQX分析結果)
もみ殻からシリカ・炭素素材
もみ殻
もみ殻は、年200万トン排出され、おもに土地改良材、たい肥、畜産敷材等に使用されていますが、約20%の40万トンが廃棄されています。(1haあたり、1t排出)
もみ殻は固く、分解されにくい性質のため、もみ殻を焼き(燻炭)にして、田んぼに撒く方法も行われておりますが、肥料の効能が安定せず、安全性の問題もあり、普及には至っていません。また野焼きは、基本的に禁止行為となっております。
もみ殻の成分
もみ殻は、有ケイ酸植物のイネ由来であるため20%のシリカが含まれていて、さらに炭水化物75%、カリウム、カルシウム、マンガン等のミネラルが分が5%になります。
今までの、もみ殻
近年まで、もみ殻がバイオマス燃料として利用が少ないのは、ボイラー内でのクリンカ(固まる現象)、燃焼灰の多さ、運搬コストの増大などが問題となっていた為です。
なぜ、もみ殻シリカ(ボタニカルシリカ)が注目
シリカとは、世界第2位の埋蔵量を誇る天然の鉱物ですが、鉱物性シリカは、WHOや厚生労働省によって安全性が認められておらず、厚生労働省がその使用を禁止いたしました。また、国際がん研究機関によって、人に対する「発がん分類」にも指定されています。
一方、植物性シリカは、多孔質で老廃物の排出機能が比較的高く、鉱物性シリカに比べて約1/60の大きさであるため、人体への吸収率が比較的に高く、カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛などの栄養が豊富です。WHOや厚生労働省によって、植物性シリカの安全性も認められています。
バイオマスボイラーの現在状況
自社が、販売するバイオマスボイラーでは、炉内や配管中に焼却灰のクリンカ、シリカのクリンカが殆んど発生しません。
(福島県いわき市で確認済み)
もみ殻の燃焼カロリー
もみ殻の燃焼カロリーは、約3,000kcalで、有効な燃焼能力があります。
ペレット化することで、燃焼カロリーが増大します。
参考:燃焼カロリー
もみ殻 | 3,000Kcal/㎏ |
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木チップ | 2,100kcal/㎏ |
木材ペレット | 3,800~5,000kcal/㎏ |
RPF燃料 | 7,000~7,500kcal/㎏ |
石炭 | 6,000~7,000kcal/㎏ |
LNG | 11,000~13,000kcal/㎏ |
重油 | 8,600~9,200kcal/L |
灯油 | 8,200~8,800kcal/L |
もみ殻・木質系ボイラー(500,000kcal/h)製品
ボイラー熱・温水利用
温水の販売事業が始まってきている。
今までは、自社で温水・蒸気を使わない会社では、温水ボイラー等の設置に興味がない会社が殆んどでしたが、温水供供給等の経営に乗り出す会社も、国内でも少しずつ増え始めてきております。
自社で使用する場合でも、化石燃料からの入替えで、CO2削減効果が生まれます。
もみ殻シリカ・炭素素材の製造
もみ殻・木質系ボイラーから排出される2種類(ボトムAsh・フライAsh)の焼却灰を利用します。
沈降シリカの実験方法
沈降シリカは、弱酸性の状態なので、中和作業と脱水作業の工程を繰り返し、PH7.0の中和状態にします。強アルカリカーボンも、同じ工程をし中和状態にします。
シリカ・炭素素材製造装置(半自動、バッチ式)
基本スペック製造能力:500㎏/4h
※製造工程を変える事により、品質の変更も可能です。
もみ殻ペレット装置
特許・技術協力
- TECH UNIVERSITY OF KOREA Kyo-Seon Kim教授
- 東北大学(リサーチプロフェッサー)工学博士
阿尻名誉教授 - BIO NANO KOREA
- KW-TECH
- 東宇機械産業
- ALS GLOBAL