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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-11
(45)【発行日】2022-07-20
(54)【発明の名称】含窒素有機物の処理システム及び処理方法
(51)【国際特許分類】
C02F 11/08 20060101AFI20220712BHJP
B01J 3/00 20060101ALI20220712BHJP
B01J 20/02 20060101ALI20220712BHJP
B01J 20/34 20060101ALI20220712BHJP
B01D 53/04 20060101ALI20220712BHJP
B01D 53/047 20060101ALI20220712BHJP
C01C 3/11 20060101ALI20220712BHJP
【ＦＩ】
C02F11/08 ZAB
B01J3/00 A
B01J20/02 A
B01J20/34 E
B01J20/34 H
B01D53/04 220
B01D53/047
B01J20/02 C
C01C3/11
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2018113027
(22)【出願日】2018-06-13
(65)【公開番号】P2019214025
(43)【公開日】2019-12-19
【審査請求日】2021-04-05
(73)【特許権者】
【識別番号】000002299
【氏名又は名称】清水建設株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】301021533
【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100161506
【弁理士】
【氏名又は名称】川渕 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(72)【発明者】
【氏名】小島 啓輔
(72)【発明者】
【氏名】川口 正人
(72)【発明者】
【氏名】隅倉 光博
(72)【発明者】
【氏名】加藤 雄大
(72)【発明者】
【氏名】中村 徹
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 顕
(72)【発明者】
【氏名】川本 徹
【審査官】富永 正史
(56)【参考文献】
【文献】特開平１０－０５２６９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１５／１８６８１９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－０３０１０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０３９０３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２００６５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１０５８５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５８２０７６１（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０２Ｆ １１／００－１１／２０
Ｂ０１Ｄ ５３／０２－５３／１２
Ｂ０１Ｊ ２０／００－２０／３４
Ｂ０１Ｊ ３／００
Ｃ０１Ｃ ３／１１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
含窒素有機物を３７４℃超５００℃以下で水の亜臨界条件とし、アンモニアを含む第一の流体を生成する酸化分解装置と、吸着剤を有し、前記第一の流体を前記吸着剤に接触させ、前記第一の流体に含まれるアンモニアを前記吸着剤に吸着させる吸着部を有するアンモニア分離装置とを備え、前記吸着剤が、下記一般式（１）で表される化合物である、含窒素有機物の処理システム。
ＡｘＭ［Ｍ’（ＣＮ）６］ｙ・ｚＨ２Ｏ ・・・（１）［式（１）中、ｘは０～３、ｙは０．１～１．５、ｚは０～６の数値を表し、Ａは、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種の陽イオンを表し、Ｍ、Ｍ’は、それぞれ独立に原子番号３～８３の原子からなる群より選択される少なくとも１種の陽イオン（ただし、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンを除く。）を表す。］
【請求項2】
前記酸化分解装置は、前記含窒素有機物を５ＭＰａ超２２ＭＰａ未満で水の亜臨界条件とする、請求項１に記載の含窒素有機物の処理システム。
【請求項3】
前記アンモニア分離装置は、２０℃以上３００℃以下の温度条件下で、前記第一の流体を前記吸着剤に接触させる、請求項１又は２に記載の含窒素有機物の処理システム。
【請求項4】
前記アンモニア分離装置は、２２ＭＰａ未満の圧力条件下で、前記第一の流体を前記吸着剤に接触させる、請求項１～３のいずれか一項に記載の含窒素有機物の処理システム。
【請求項5】
含窒素有機物を３７４℃超５００℃以下で水の亜臨界条件とし、アンモニアを含む第一の流体を生成する酸化分解工程と、吸着剤を有する吸着部で前記第一の流体を前記吸着剤に接触させ、前記第一の流体に含まれるアンモニアを前記吸着剤に吸着させる吸着操作を有するアンモニア分離工程とを備え、前記吸着剤が、下記一般式（１）で表される化合物である、含窒素有機物の処理方法。
ＡｘＭ［Ｍ’（ＣＮ）６］ｙ・ｚＨ２Ｏ ・・・（１）［式（１）中、ｘは０～３、ｙは０．１～１．５、ｚは０～６の数値を表し、Ａは、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種の陽イオンを表し、Ｍ、Ｍ’は、それぞれ独立に原子番号３～８３の原子からなる群より選択される少なくとも１種の陽イオン（ただし、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンを除く。）を表す。］
【請求項6】
前記吸着操作の後に、前記吸着部を減圧し、アンモニアを脱離する減圧操作を有し、
前記減圧操作は前記吸着部の内部圧力を２２ＭＰａ未満とする、請求項５に記載の含窒素有機物の処理方法。
【請求項7】
前記吸着操作の後に、前記吸着部を加熱し、アンモニアを脱離する加熱操作を有し、
前記加熱操作は前記吸着部の内部温度を１００℃以上３５０℃以下とする、請求項５又は６に記載の含窒素有機物の処理方法。
【請求項8】
前記酸化分解工程は、前記含窒素有機物を５ＭＰａ超２２ＭＰａ未満で水の亜臨界条件とする、請求項５～７のいずれか一項に記載の含窒素有機物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、含窒素有機物の処理システム及び処理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
下水汚泥や畜産汚泥等の含窒素有機物を処理する方法としては、焼却処理や微生物を用いた生物的処理により減容後に焼却処理する方法等が知られている。
近年では、水の臨界点（３７４℃、２２ＭＰａ）以上の高温高圧の条件（超臨界条件）下で含窒素有機物を処理する技術が検討されている。超臨界条件下で含窒素有機物を処理すると、含窒素有機物を完全に分解し、無害化することが可能となる。
近年では、水の臨界点（３７４℃、２２ＭＰａ）以上の高温高圧の条件（超臨界条件）下で含窒素有機物を処理する技術が検討されている。超臨界条件下で含窒素有機物を処理すると、含窒素有機物を完全に分解し、無害化することが可能となる。
【0003】
しかし、超臨界条件下での処理は、腐食の激しい高温高圧条件下で行われるため、装置の耐久性が問題となる。そこで、超臨界条件よりも低温又は低圧である亜臨界条件下で含窒素有機物を処理する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【0004】
特許文献１では、まず、最初の工程で含窒素有機物中の比較的酸化されやすい炭素成分及び水素成分等を二酸化炭素と水に酸化し、窒素成分をアンモニアや低分子量の含窒素有機物に変換する。その後、第二の工程でアンモニアと残存窒素有機物を無害な窒素、二酸化炭素、水に分解している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第４８３８０１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、近年、アンモニアが、水素エネルギーの貯蔵、輸送媒体（エネルギーキャリア）として注目されている。
特許文献１の発明では、含窒素有機物中の窒素をアンモニアの形態で利用することについて考慮されていない。
特許文献１の発明では、含窒素有機物中の窒素をアンモニアの形態で利用することについて考慮されていない。
【0007】
そこで、本発明は、含窒素有機物からアンモニアをより容易に分離できる含窒素有機物の処理システム及び処理方法を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明は以下の態様を有する。
［１］含窒素有機物を水の亜臨界条件とし、アンモニアを含む第一の流体を生成する酸化分解装置と、吸着剤を有し、前記第一の流体を前記吸着剤に接触させ、前記第一の流体に含まれるアンモニアを前記吸着剤に吸着させる吸着部を有するアンモニア分離装置とを備え、前記吸着剤が、下記一般式（１）で表される化合物である、含窒素有機物の処理システム。
ＡｘＭ［Ｍ’（ＣＮ）６］ｙ・ｚＨ２Ｏ ・・・（１）
［式（１）中、ｘは０～３、ｙは０．１～１．５、ｚは０～６の数値を表し、Ａは、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種の陽イオンを表し、Ｍ、Ｍ’は、それぞれ独立に原子番号３～８３の原子からなる群より選択される少なくとも１種の陽イオン（ただし、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンを除く。）を表す。］
［２］前記吸着部を減圧する減圧部を備える、［１］に記載の含窒素有機物の処理システム。
［３］前記吸着部を加熱する加熱部を備える、［１］又は［２］に記載の含窒素有機物の処理システム。
［４］分離したアンモニアをエネルギー源として供給するアンモニア供給装置をさらに備える、［１］～［３］のいずれかに記載の含窒素有機物の処理システム。
［１］含窒素有機物を水の亜臨界条件とし、アンモニアを含む第一の流体を生成する酸化分解装置と、吸着剤を有し、前記第一の流体を前記吸着剤に接触させ、前記第一の流体に含まれるアンモニアを前記吸着剤に吸着させる吸着部を有するアンモニア分離装置とを備え、前記吸着剤が、下記一般式（１）で表される化合物である、含窒素有機物の処理システム。
ＡｘＭ［Ｍ’（ＣＮ）６］ｙ・ｚＨ２Ｏ ・・・（１）
［式（１）中、ｘは０～３、ｙは０．１～１．５、ｚは０～６の数値を表し、Ａは、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種の陽イオンを表し、Ｍ、Ｍ’は、それぞれ独立に原子番号３～８３の原子からなる群より選択される少なくとも１種の陽イオン（ただし、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンを除く。）を表す。］
［２］前記吸着部を減圧する減圧部を備える、［１］に記載の含窒素有機物の処理システム。
［３］前記吸着部を加熱する加熱部を備える、［１］又は［２］に記載の含窒素有機物の処理システム。
［４］分離したアンモニアをエネルギー源として供給するアンモニア供給装置をさらに備える、［１］～［３］のいずれかに記載の含窒素有機物の処理システム。
【0009】
［５］含窒素有機物を水の亜臨界条件とし、アンモニアを含む第一の流体を生成する酸化分解工程と、吸着剤を有する吸着部で前記第一の流体を前記吸着剤に接触させ、前記第一の流体に含まれるアンモニアを前記吸着剤に吸着させる吸着操作を有するアンモニア分離工程とを備え、前記吸着剤が、下記一般式（１）で表される化合物である、含窒素有機物の処理方法。
ＡｘＭ［Ｍ’（ＣＮ）６］ｙ・ｚＨ２Ｏ ・・・（１）
［式（１）中、ｘは０～３、ｙは０．１～１．５、ｚは０～６の数値を表し、Ａは、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種の陽イオンを表し、Ｍ、Ｍ’は、それぞれ独立に原子番号３～８３の原子からなる群より選択される少なくとも１種の陽イオン（ただし、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンを除く。）を表す。］
［６］前記吸着操作の後に、前記吸着部を減圧し、アンモニアを脱離する減圧操作を有する、［５］に記載の含窒素有機物の処理方法。
［７］前記吸着操作の後に、前記吸着部を加熱し、アンモニアを脱離する加熱操作を有する、［５］又は［６］に記載の含窒素有機物の処理方法。
［８］分離したアンモニアをエネルギー源として供給するアンモニア供給工程をさらに備える、［５］～［７］のいずれかに記載の含窒素有機物の処理方法。
ＡｘＭ［Ｍ’（ＣＮ）６］ｙ・ｚＨ２Ｏ ・・・（１）
［式（１）中、ｘは０～３、ｙは０．１～１．５、ｚは０～６の数値を表し、Ａは、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種の陽イオンを表し、Ｍ、Ｍ’は、それぞれ独立に原子番号３～８３の原子からなる群より選択される少なくとも１種の陽イオン（ただし、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンを除く。）を表す。］
［６］前記吸着操作の後に、前記吸着部を減圧し、アンモニアを脱離する減圧操作を有する、［５］に記載の含窒素有機物の処理方法。
［７］前記吸着操作の後に、前記吸着部を加熱し、アンモニアを脱離する加熱操作を有する、［５］又は［６］に記載の含窒素有機物の処理方法。
［８］分離したアンモニアをエネルギー源として供給するアンモニア供給工程をさらに備える、［５］～［７］のいずれかに記載の含窒素有機物の処理方法。
【発明の効果】
【0010】
本発明の含窒素有機物の処理システム及び処理方法によれば、含窒素有機物からアンモニアをより容易に分離できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の第一実施形態に係る含窒素有機物の処理システムの模式図である。
【図2】本発明の第二実施形態に係る含窒素有機物の処理システムの模式図である。
【図3】吸着剤の種類によるアンモニアの吸着量の違いを示すグラフである。
【図4】本発明の一実施形態に係る吸着剤のアンモニアの吸着量と圧力との関係を示すグラフの一例である。
【図5】本発明の他の実施形態に係る吸着剤のアンモニアの吸着量と圧力との関係を示すグラフの一例である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本明細書において、水の亜臨界条件は、水の臨界温度（３７４℃）未満かつ水の臨界圧力（２２ＭＰａ）未満、水の臨界温度以上かつ水の臨界圧力未満、又は水の臨界温度未満かつ水の臨界圧力以上のいずれをも含む。
本明細書では、上記の水の亜臨界条件での有機汚泥等の含窒素有機物の酸化分解を亜臨界水酸化処理という。
本明細書では、上記の水の亜臨界条件での有機汚泥等の含窒素有機物の酸化分解を亜臨界水酸化処理という。
【0013】
［第一実施形態］
＜含窒素有機物の処理システム＞
本発明の含窒素有機物の処理システムは、酸化分解装置と、アンモニア分離装置とを備える。
以下に、本発明の含窒素有機物の処理システムの第一実施形態について、図１に基づき詳細に説明する。
＜含窒素有機物の処理システム＞
本発明の含窒素有機物の処理システムは、酸化分解装置と、アンモニア分離装置とを備える。
以下に、本発明の含窒素有機物の処理システムの第一実施形態について、図１に基づき詳細に説明する。
【0014】
図１に示すように、本実施形態の含窒素有機物の処理システム１（以下、単に処理システム１ともいう。）は、供給源１０と、酸化分解装置２０と、アンモニア分離装置３０と、高圧ポンプＰ１と、排出ポンプＰ２と、圧力調整バルブＢ１と、配管Ｌ０、Ｌ１、Ｌ８～Ｌ１１とを備える。
【0015】
供給源１０と酸化分解装置２０とは、配管Ｌ０によって接続されている。配管Ｌ０には、高圧ポンプＰ１が設けられている。酸化分解装置２０とアンモニア分離装置３０とは、配管Ｌ１によって接続されている。配管Ｌ１には、圧力調整バルブＢ１が設けられている。酸化分解装置２０には、配管Ｌ１１が接続されている。配管Ｌ１１には、排出ポンプＰ２が設けられている。アンモニア分離装置３０には、配管Ｌ８と、配管Ｌ９と、配管Ｌ１０とが接続されている。
【0016】
酸化分解装置２０は、酸化処理部２０１と、第一ヒーター２２と、第一測定部２４とを備える。酸化処理部２０１には、第一測定部２４が接続されている。
【0017】
アンモニア分離装置３０は、吸着部３０１と、吸着部３０２と、気液分離器３０５と、第二ヒーター３２と、第三ヒーター３６と、第二測定部３４と、第三測定部３８と、開閉バルブＢ２、Ｂ３と、圧力調整バルブＢ４～Ｂ７と、配管Ｌ２～Ｌ７とを備える。
【0018】
配管Ｌ１は、分岐１０１で配管Ｌ２と配管Ｌ３とに接続されている。配管Ｌ２は、吸着部３０１に接続されている。配管Ｌ３は、吸着部３０２に接続されている。吸着部３０１には、第二測定部３４が接続されている。吸着部３０２には、第三測定部３８が接続されている。吸着部３０１と気液分離器３０５とは、配管Ｌ６によって接続されている。吸着部３０１には、配管Ｌ４が接続されている。吸着部３０２には、配管Ｌ５が接続されている。配管Ｌ４は、分岐１０２で配管Ｌ８と接続されている。配管Ｌ５は、分岐１０２で配管Ｌ８と接続されている。気液分離器３０５には、配管Ｌ９と配管Ｌ１０とが接続されている。吸着部３０２には、配管Ｌ７が接続されている。配管Ｌ７は、分岐１０３で配管Ｌ６と接続されている。
【0019】
配管Ｌ２には、開閉バルブＢ２が設けられている。配管Ｌ３には、開閉バルブＢ３が設けられている。
【0020】
配管Ｌ４には、圧力調整バルブＢ４が設けられている。配管Ｌ５には、圧力調整バルブＢ５が設けられている。配管Ｌ６には、圧力調整バルブＢ６が設けられている。配管Ｌ７には、圧力調整バルブＢ７が設けられている。
【0021】
供給源１０は、含窒素有機物を酸化分解装置２０の酸化処理部２０１に供給する。供給源１０としては、含窒素有機物を供給できればよく、下水処理施設の配水管の一部や有機汚泥を一時貯留することができるタンクや、有機汚泥を積載する車両等が挙げられる。
【0022】
酸化処理部２０１としては、例えば、ステンレスやニッケル合金等の金属製の耐圧容器が挙げられる。
【0023】
吸着部３０１としては、例えば、第一の流体中のアンモニアを吸着する吸着剤を有する耐圧容器が挙げられる。耐圧容器は、例えば、ステンレスやニッケル合金等の金属製の容器が挙げられる。
吸着部３０１の内部には、アンモニアを選択的に吸着する吸着剤（不図示）が充填されている。
吸着部３０１の内部には、アンモニアを選択的に吸着する吸着剤（不図示）が充填されている。
【0024】
吸着剤は、下記一般式（１）で表される化合物である。
ＡｘＭ［Ｍ’（ＣＮ）６］ｙ・ｚＨ２Ｏ ・・・（１）
式（１）中、ｘは０～３、ｙは０．１～１．５、ｚは０～６の数値を表し、Ａは、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種の陽イオンを表し、Ｍ、Ｍ’は、それぞれ独立に原子番号３～８３の原子からなる群より選択される少なくとも１種の陽イオン（ただし、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンを除く。）を表す。
ＡｘＭ［Ｍ’（ＣＮ）６］ｙ・ｚＨ２Ｏ ・・・（１）
式（１）中、ｘは０～３、ｙは０．１～１．５、ｚは０～６の数値を表し、Ａは、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種の陽イオンを表し、Ｍ、Ｍ’は、それぞれ独立に原子番号３～８３の原子からなる群より選択される少なくとも１種の陽イオン（ただし、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンを除く。）を表す。
【0025】
式（１）で表される化合物は、いわゆるプルシアンブルー及びプルシアンブルー類似体から選ばれる１種以上の化合物である。プルシアンブルー（以下、「ＰＢ」ともいう。）は、式（１）におけるＭが第一鉄イオン（Ｆｅ２＋）又は第二鉄イオン（Ｆｅ３＋）であり、式（１）におけるＭ’がＦｅ２＋又はＦｅ３＋である化合物である。ＰＢは、いわゆる紺青と呼ばれる濃青色の錯体である。プルシアンブルー類似体（以下、「ＰＢ類似体」ともいう。）は、プルシアンブルーと同様の構造を有し、式（１）におけるＭ又はＭ’を鉄以外の遷移金属元素の陽イオンに置き換えた化合物である。ＰＢ類似体は、ヘキサシアノ金属イオンを有する金属シアノ錯体である。
【0026】
式（１）において、ｘは０～３であり、０．１～２．５が好ましく、０．１～２．０がより好ましい。ｘが０の場合、ＰＢ又はＰＢ類似体が、アルカリ金属イオン又はアルカリ土類金属イオンを含有しないことを意味する。
式（１）において、ｙは０．１～１．５であり、０．２～１．３が好ましく、０．３～１．０がより好ましい。
式（１）において、ｚは０～６であり、０～５が好ましく、０～４がより好ましい。
式（１）において、ｙは０．１～１．５であり、０．２～１．３が好ましく、０．３～１．０がより好ましい。
式（１）において、ｚは０～６であり、０～５が好ましく、０～４がより好ましい。
【0027】
ＰＢ又はＰＢ類似体は、特定の結晶構造を有し、その結晶構造の内部に、対象となる化学物質を取り込むことができるナノ空隙構造を有する。ナノ空隙構造、すなわち空孔サイズの大きさは、０．３～０．６ｎｍの範囲にあり、これらのナノ空隙構造が規則的に繰り返されているため、ＰＢ又はＰＢ類似体は、非常に大きな表面積を有する。このため、ＰＢ又はＰＢ類似体は、対象となる化学物質を効率よく取り込むことができる。対象となる化学物質としては、アンモニア、アミン等の臭気ガスが挙げられ、ＰＢ又はＰＢ類似体に取り込まれる効率が高いことから、アンモニアが好ましい。
【0028】
式（１）において、Ａは、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンからなる群より選択される少なくとも１種の陽イオンである。Ａとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、ラジウムイオン等が挙げられる。Ａとしては、製造コストの観点から、ナトリウムイオン、カリウムイオンが好ましい。
【0029】
式（１）において、Ｍは、原子番号３～８３の原子からなる群より選択される少なくとも１種の陽イオン（ただし、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンを除く。）である。Ｍとしては、バナジウムイオン、クロム（ＩＩＩ）イオン、マンガン（ＩＩ）イオン、第一鉄イオン、第二鉄イオン、ルテニウムイオン、コバルト（ＩＩ）イオン、コバルト（ＩＩＩ）イオン、ロジウムイオン、ニッケルイオン、パラジウムイオン、白金イオン、銅（ＩＩ）イオン、銀イオン、亜鉛イオン、カドミウムイオン、インジウムイオン、ランタンイオン、ユーロピウム（ＩＩＩ）イオン、ガドリニウム（ＩＩＩ）イオン、ルテチウムイオン等が挙げられる。Ｍとしては、対象となる化学物質の吸着を制御しやすい観点から、マンガン（ＩＩ）イオン、第一鉄イオン、第二鉄イオン、コバルト（ＩＩ）イオン、コバルト（ＩＩＩ）イオン、ニッケルイオン、銅（ＩＩ）イオン、亜鉛イオン、カドミウムイオンが好ましく、ニッケルイオン、亜鉛イオンがより好ましい。また、アンモニアを低濃度から高濃度まで定量的、安定的に吸着し、吸着と脱離のための吸着剤として好ましい観点から、Ｍとしては、インジウムイオンが好ましい。
【0030】
式（１）において、Ｍ’は、原子番号３～８３の原子からなる群より選択される少なくとも１種の陽イオン（ただし、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類金属イオンを除く。）である。Ｍ’としては、バナジウムイオン、クロム（ＩＩＩ）イオン、モリブデンイオン、タングステンイオン、マンガンイオン、第一鉄イオン、第二鉄イオン、ルテニウムイオン、コバルト（ＩＩ）イオン、コバルト（ＩＩＩ）イオン、ニッケルイオン、白金イオン、銅（ＩＩ）イオン等が挙げられる。Ｍ’としては、シアン化合物の安定性の観点から、マンガンイオン、第一鉄イオン、第二鉄イオン、コバルト（ＩＩ）イオン、コバルト（ＩＩＩ）イオン、ニッケルイオン、銅イオンが好ましく、第二鉄イオン、コバルト（ＩＩＩ）イオンがより好ましい。
【0031】
式（１）におけるＭとＭ’との組合せとしては、様々な組み合わせが可能である。ＭとＭ’との組合せとしては、例えば、ＭがＦｅ３＋、Ｍ’がＦｅ２＋の組合せ、Ｍが銅（ＩＩ）イオン（Ｃｕ２＋）、Ｍ’がＦｅ２＋の組合せ、Ｍが亜鉛イオン（Ｚｎ２＋）、Ｍ’がコバルト（ＩＩＩ）イオン（Ｃｏ３＋）の組合せ、Ｍがコバルト（ＩＩ）イオン（Ｃｏ２＋）、Ｍ’がＣｏ３＋の組合せが挙げられる。
【0032】
ＰＢ又はＰＢ類似体は、式（１）で表される化合物を含有していればよく、例えば、高分子や樹脂との混合物、ガラスウール、ゼオライトやモレキュラーシーブ等の他の無機物との混合物であってもよい。また、有機物ポリマー又は金属や酸化物の無機物から成るフィルターや板材に固定した態様であってもよい。この他、多孔性容器又はガスを通すことができる二次元状のシートに詰めた態様、もしくは包んで容器とした態様、ジェル、インク、フィルム、プラスチック、樹脂、粉、砂、水やアルコールの液体に混ぜた態様であってもよい。
【0033】
吸着部３０２としては、吸着部３０１と同様の耐圧容器が挙げられる。吸着部３０２と吸着部３０１とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
吸着部３０２の内部には、アンモニアを選択的に吸着する吸着剤（不図示）が充填されている。
吸着部３０２の内部の吸着剤は、式（１）で表される化合物である。吸着部３０２の内部の吸着剤と吸着部３０１の内部の吸着剤とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
吸着部３０２の内部には、アンモニアを選択的に吸着する吸着剤（不図示）が充填されている。
吸着部３０２の内部の吸着剤は、式（１）で表される化合物である。吸着部３０２の内部の吸着剤と吸着部３０１の内部の吸着剤とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
【0034】
気液分離器３０５としては、熱交換器を備える凝縮器等、従来公知の機器が挙げられる。
【0035】
第一ヒーター２２としては、酸化処理部２０１の内部を加熱可能なヒーターであればよく、高温の水蒸気を通流させるスチームヒーターや、ガスボイラー等が挙げられる。
第二ヒーター３２としては、第一ヒーター２２と同様のヒーターが挙げられる。第二ヒーター３２と第一ヒーター２２とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
第二ヒーター３２は、吸着部３０１を加熱する加熱部として機能する。
第三ヒーター３６としては、第一ヒーター２２と同様のヒーターが挙げられる。第三ヒーター３６と第一ヒーター２２とは、異なっていてもよく、同じでもよい。第三ヒーター３６と第二ヒーター３２とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
第三ヒーター３６は、吸着部３０２を加熱する加熱部として機能する。
第二ヒーター３２としては、第一ヒーター２２と同様のヒーターが挙げられる。第二ヒーター３２と第一ヒーター２２とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
第二ヒーター３２は、吸着部３０１を加熱する加熱部として機能する。
第三ヒーター３６としては、第一ヒーター２２と同様のヒーターが挙げられる。第三ヒーター３６と第一ヒーター２２とは、異なっていてもよく、同じでもよい。第三ヒーター３６と第二ヒーター３２とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
第三ヒーター３６は、吸着部３０２を加熱する加熱部として機能する。
【0036】
第一測定部２４としては、酸化処理部２０１の内部の温度、圧力、アンモニア濃度等を測定できればよく、公知の温度計、圧力計、濃度測定計等を例示できる。
第二測定部３４としては、第一測定部２４と同様の計器が挙げられる。第二測定部３４と第一測定部２４とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
第三測定部３８としては、第一測定部２４と同様の計器が挙げられる。第三測定部３８と第一測定部２４とは、異なっていてもよく、同じでもよい。第三測定部３８と第二測定部３４とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
第二測定部３４としては、第一測定部２４と同様の計器が挙げられる。第二測定部３４と第一測定部２４とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
第三測定部３８としては、第一測定部２４と同様の計器が挙げられる。第三測定部３８と第一測定部２４とは、異なっていてもよく、同じでもよい。第三測定部３８と第二測定部３４とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
【0037】
高圧ポンプＰ１としては、供給源１０から含窒素有機物を酸化分解装置２０へと圧送できればよく、高圧送液ポンプやコンプレッサー等が挙げられる。
【0038】
排出ポンプＰ２としては、酸化分解装置２０から含窒素有機物の固形分を外部へと圧送できればよく、吸引ポンプや真空ポンプ等が挙げられる。
【0039】
圧力調整バルブＢ１としては、公知のバルブや圧力調整弁等を例示できる。圧力調整バルブＢ１は、開閉バルブとしての機能を有していてもよい。
圧力調整バルブＢ４～Ｂ７としては、圧力調整バルブＢ１と同様のバルブが挙げられる。圧力調整バルブＢ４～Ｂ７と圧力調整バルブＢ１とは、異なっていてもよく、同じでもよい。また、圧力調整バルブＢ４～Ｂ７は、それぞれが異なっていてもよく、同じでもよい。
圧力調整バルブＢ４は、吸着部３０１を減圧する減圧部として機能する。
圧力調整バルブＢ５は、吸着部３０２を減圧する減圧部として機能する。
圧力調整バルブＢ４～Ｂ７としては、圧力調整バルブＢ１と同様のバルブが挙げられる。圧力調整バルブＢ４～Ｂ７と圧力調整バルブＢ１とは、異なっていてもよく、同じでもよい。また、圧力調整バルブＢ４～Ｂ７は、それぞれが異なっていてもよく、同じでもよい。
圧力調整バルブＢ４は、吸着部３０１を減圧する減圧部として機能する。
圧力調整バルブＢ５は、吸着部３０２を減圧する減圧部として機能する。
【0040】
開閉バルブＢ２としては、公知のバルブや開閉弁等を例示できる。
開閉バルブＢ３としては、開閉バルブＢ２と同様のバルブが挙げられる。開閉バルブＢ３と開閉バルブＢ２とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
開閉バルブＢ３としては、開閉バルブＢ２と同様のバルブが挙げられる。開閉バルブＢ３と開閉バルブＢ２とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
【0041】
第一ヒーター２２、第二ヒーター３２、第三ヒーター３６、第一測定部２４、第二測定部３４、第三測定部３８、高圧ポンプＰ１、排出ポンプＰ２、圧力調整バルブＢ１、Ｂ４～Ｂ７、開閉バルブＢ２、Ｂ３は、外部に設けられた制御部（不図示）によって、ＯＮ、ＯＦＦ、開閉等を一括して制御することが好ましい。
【0042】
配管Ｌ０としては、ステンレス等の金属製の配管等が挙げられる。
配管Ｌ１～Ｌ１１としては、配管Ｌ０と同様の配管が挙げられる。配管Ｌ１～Ｌ１１と配管Ｌ０とは、異なっていてもよく、同じでもよい。また、配管Ｌ１～Ｌ１１は、それぞれが異なっていてもよく、同じでもよい。
配管Ｌ１～Ｌ１１としては、配管Ｌ０と同様の配管が挙げられる。配管Ｌ１～Ｌ１１と配管Ｌ０とは、異なっていてもよく、同じでもよい。また、配管Ｌ１～Ｌ１１は、それぞれが異なっていてもよく、同じでもよい。
【0043】
アンモニア分離装置３０へと流入する第一の流体の温度を制御する観点から、処理システム１は、配管Ｌ１の圧力調整バルブＢ１と分岐１０１との間に冷却部（不図示）を備えることが好ましい。処理システム１が冷却部を備えることにより、吸着部３０１又は３０２に流入する第一の流体の温度を下げることができる。その結果、吸着部３０１又は３０２の内部の吸着剤の吸着能を維持しやすい。
冷却部としては、配管Ｌ１を覆う冷却ジャケット、水流ジャケット等が挙げられる。
冷却部としては、配管Ｌ１を覆う冷却ジャケット、水流ジャケット等が挙げられる。
【0044】
＜含窒素有機物の処理方法＞
本発明の含窒素有機物の処理方法は、含窒素有機物を水の亜臨界条件とし、アンモニアを含む第一の流体を生成する酸化分解工程と、第一の流体に含まれるアンモニアを分離するアンモニア分離工程とを備える。
アンモニア分離工程は、第一の流体を吸着剤に接触させ、第一の流体に含まれるアンモニアを吸着剤に吸着させる吸着操作を有する。
処理システム１を用いた含窒素有機物の処理方法について、図１に基づいて説明する。
本発明の含窒素有機物の処理方法は、含窒素有機物を水の亜臨界条件とし、アンモニアを含む第一の流体を生成する酸化分解工程と、第一の流体に含まれるアンモニアを分離するアンモニア分離工程とを備える。
アンモニア分離工程は、第一の流体を吸着剤に接触させ、第一の流体に含まれるアンモニアを吸着剤に吸着させる吸着操作を有する。
処理システム１を用いた含窒素有機物の処理方法について、図１に基づいて説明する。
【0045】
まず、開閉バルブＢ２、Ｂ３及び圧力調整バルブＢ１、Ｂ４～Ｂ７を閉とする。
次に、含窒素有機物を含む混合物と水のスラリー混合物とを供給源１０から高圧ポンプＰ１を介して、それぞれ酸化分解装置２０に供給する。
次に、含窒素有機物を含む混合物と水のスラリー混合物とを供給源１０から高圧ポンプＰ１を介して、それぞれ酸化分解装置２０に供給する。
【0046】
（酸化分解工程）
含窒素有機物を含む混合物と水のスラリー混合物とを酸化処理部２０１に供給した後、第一ヒーター２２を加熱し、かつ、高圧ポンプＰ１を加圧し、含窒素有機物を水の亜臨界条件とする。
含窒素有機物を水の亜臨界条件とすることで、含窒素有機物は、二酸化炭素、水、アンモニア、窒素等に酸化分解され、第一の流体が生成する。
含窒素有機物を含む混合物と水のスラリー混合物とを酸化処理部２０１に供給した後、第一ヒーター２２を加熱し、かつ、高圧ポンプＰ１を加圧し、含窒素有機物を水の亜臨界条件とする。
含窒素有機物を水の亜臨界条件とすることで、含窒素有機物は、二酸化炭素、水、アンモニア、窒素等に酸化分解され、第一の流体が生成する。
【0047】
酸化分解工程における酸化処理部２０１の内部温度（以下、第一処理温度ともいう。）は、第一測定部２４により測定できる。
第一処理温度は、水の臨界温度（３７４℃）以上であり、３７４℃以上５００℃以下が好ましく、４００℃以上４５０℃以下がより好ましい。第一処理温度が上記下限値以上であると、含窒素有機物を十分に酸化分解することができる。第一処理温度が上記上限値以下であると、第一の流体に含まれるアンモニアへの転化率を向上しやすく、第一ヒーター２２を加熱する際のエネルギーを節約しやすい。
第一処理温度は、第一ヒーター２２により調整できる。
第一処理温度は、水の臨界温度（３７４℃）以上であり、３７４℃以上５００℃以下が好ましく、４００℃以上４５０℃以下がより好ましい。第一処理温度が上記下限値以上であると、含窒素有機物を十分に酸化分解することができる。第一処理温度が上記上限値以下であると、第一の流体に含まれるアンモニアへの転化率を向上しやすく、第一ヒーター２２を加熱する際のエネルギーを節約しやすい。
第一処理温度は、第一ヒーター２２により調整できる。
【0048】
酸化分解工程における酸化処理部２０１の内部圧力（以下、第一処理圧力ともいう。）は、第一測定部２４により測定できる。
第一処理圧力は、水の臨界圧力（２２ＭＰａ）未満であり、５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下が好ましく、１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下がより好ましく、１０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下がさらに好ましい。第一処理圧力が上記下限値以上であると、含窒素有機物を十分に酸化分解することができる。第一処理圧力が上記上限値以下であると、酸化処理部２０１にかかる負荷を低減しやすい。
第一処理圧力は、高圧ポンプＰ１により調整できる。
第一処理圧力は、水の臨界圧力（２２ＭＰａ）未満であり、５ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下が好ましく、１０ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下がより好ましく、１０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下がさらに好ましい。第一処理圧力が上記下限値以上であると、含窒素有機物を十分に酸化分解することができる。第一処理圧力が上記上限値以下であると、酸化処理部２０１にかかる負荷を低減しやすい。
第一処理圧力は、高圧ポンプＰ１により調整できる。
【0049】
含窒素有機物とは、窒素成分を含む有機物を指す。含窒素有機物としては、メタン発酵工程から排出されるアンモニア含有消化液、食品廃棄物、家畜排泄物、有機汚泥等のバイオマス廃棄物等が挙げられる。有機汚泥としては、下水処理によって得られる有機汚泥が挙げられ、生汚泥、余剰汚泥、濃縮汚泥、消化汚泥の他、下水汚泥や活性汚泥、畜産汚泥等が挙げられる。
【0050】
含窒素有機物は水分を含んでおり、通常、脱水してから焼却等が行われる。
本実施形態の処理システム１では、酸化処理部２０１を高温高圧にして含窒素有機物を酸化分解するため、脱水工程及び焼却工程が不要である。
なお、酸化分解工程で生成する含窒素有機物の固形分は、排出ポンプＰ２を用いて、配管Ｌ１１を介して酸化分解装置２０の外部へと排出できる。
本実施形態の処理システム１では、酸化処理部２０１を高温高圧にして含窒素有機物を酸化分解するため、脱水工程及び焼却工程が不要である。
なお、酸化分解工程で生成する含窒素有機物の固形分は、排出ポンプＰ２を用いて、配管Ｌ１１を介して酸化分解装置２０の外部へと排出できる。
【0051】
含窒素有機物の含水率は、９０質量％以上が好ましい。含窒素有機物の含水率が上記下限値以上であると、供給源１０から酸化分解装置２０への流動性に優れ、処理システム１を連続して運転できるため、処理システム１の処理効率を向上しやすい。
【0052】
酸化分解工程では、酸化剤として空気、空気中の酸素、過酸化水素水等が利用可能である。酸化剤は、含窒素有機物の酸化分解反応に必要な酸素量よりも過剰に供給し、含窒素有機物を完全に酸化分解することが好ましい。このため、酸化分解工程で酸化処理部２０１に供給する酸化剤は、例えば、酸化処理部２０１の内部の酸素比を目安に設定できる。酸化処理部２０１の酸素比は、１．０以上２．５以下が好ましく、１．２以上２．０以下がより好ましく、１．２以上１．５以下がさらに好ましい。酸化処理部２０１の酸素比が上記下限値以上であると、第一の流体に含まれるアンモニアへの転化率を向上しやすい。酸化処理部２０１の酸素比が上記上限値以下であると、酸化剤の余剰な供給を抑制できる。
【0053】
酸化分解工程における加熱加圧時間（以下、第一処理時間ともいう。）は、１分以上３０分以下が好ましく、１分以上２０分以下がより好ましく、１分以上１５分以下がさらに好ましい。第一処理時間が上記下限値以上であると、含窒素有機物を十分に酸化分解することができる。第一処理時間が上記上限値以下であると、第一の流体に含まれるアンモニアへの転化率を向上しやすく、第一ヒーター２２を加熱する際のエネルギーを節約しやすい。
【0054】
酸化分解工程で生成された第一の流体は、圧力調整バルブＢ１を開とすることにより、配管Ｌ１を介してアンモニア分離装置３０へと流入する。
【0055】
（アンモニア分離工程）
アンモニア分離工程は、第一の流体に含まれるアンモニアを分離する工程である。
開閉バルブＢ２及び圧力調整バルブＢ６を開とする。開閉バルブＢ３及び圧力調整バルブＢ４、Ｂ５、Ｂ７を閉とする。
アンモニア分離装置３０へと流入した第一の流体は、配管Ｌ２を介して吸着部３０１へと流入する。
吸着部３０１へと流入した第一の流体は、吸着部３０１の内部に充填された吸着剤と接触する。第一の流体に含まれるアンモニアは、吸着剤によって選択的に吸着され、分離される（吸着操作）。
アンモニア分離工程は、第一の流体に含まれるアンモニアを分離する工程である。
開閉バルブＢ２及び圧力調整バルブＢ６を開とする。開閉バルブＢ３及び圧力調整バルブＢ４、Ｂ５、Ｂ７を閉とする。
アンモニア分離装置３０へと流入した第一の流体は、配管Ｌ２を介して吸着部３０１へと流入する。
吸着部３０１へと流入した第一の流体は、吸着部３０１の内部に充填された吸着剤と接触する。第一の流体に含まれるアンモニアは、吸着剤によって選択的に吸着され、分離される（吸着操作）。
【0056】
吸着操作における吸着部３０１の内部温度（以下、第二処理温度ともいう。）は、第二測定部３４により測定できる。
第二処理温度は、２０℃以上３００℃以下が好ましく、２０℃以上２００℃以下がより好ましく、２０℃以上１００℃以下がさらに好ましい。第二処理温度が上記下限値以上であると、第一の流体に含まれるアンモニアが吸着剤に吸着されやすい。第二処理温度が上記上限値以下であると、吸着剤の吸着能を維持しやすい。
第二処理温度は、第二ヒーター３２又は冷却部（不図示）により調整できる。
第二処理温度は、２０℃以上３００℃以下が好ましく、２０℃以上２００℃以下がより好ましく、２０℃以上１００℃以下がさらに好ましい。第二処理温度が上記下限値以上であると、第一の流体に含まれるアンモニアが吸着剤に吸着されやすい。第二処理温度が上記上限値以下であると、吸着剤の吸着能を維持しやすい。
第二処理温度は、第二ヒーター３２又は冷却部（不図示）により調整できる。
【0057】
吸着操作における吸着部３０１の内部圧力（以下、第二処理圧力ともいう。）は、第二測定部３４により測定できる。
第二処理圧力は、水の臨界圧力（２２ＭＰａ）未満であり、１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下が好ましく、１ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下がより好ましく、１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下がさらに好ましい。第二処理圧力が上記下限値以上であると、第一の流体に含まれるアンモニアが吸着剤に吸着されやすい。第二処理圧力が上記上限値以下であると、吸着部３０１にかかる負荷を低減しやすい。
第二処理圧力は、圧力調整バルブＢ６により調整できる。
第二処理圧力は、水の臨界圧力（２２ＭＰａ）未満であり、１ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下が好ましく、１ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下がより好ましく、１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下がさらに好ましい。第二処理圧力が上記下限値以上であると、第一の流体に含まれるアンモニアが吸着剤に吸着されやすい。第二処理圧力が上記上限値以下であると、吸着部３０１にかかる負荷を低減しやすい。
第二処理圧力は、圧力調整バルブＢ６により調整できる。
【0058】
アンモニアが吸着された後の第一の流体（第二の流体）は、配管Ｌ６を介して気液分離器３０５へと流入する。
【0059】
次に、開閉バルブＢ２及び圧力調整バルブＢ６を閉とし、開閉バルブＢ３及び圧力調整バルブＢ４、Ｂ７を開とする。
アンモニア分離装置３０へと流入した第一の流体は、配管Ｌ３を介して吸着部３０２へと流入する。
吸着部３０２へと流入した第一の流体は、吸着部３０２の内部に充填された吸着剤と接触する。第一の流体に含まれるアンモニアは、吸着剤によって選択的に吸着され、分離される（吸着操作）。
アンモニア分離装置３０へと流入した第一の流体は、配管Ｌ３を介して吸着部３０２へと流入する。
吸着部３０２へと流入した第一の流体は、吸着部３０２の内部に充填された吸着剤と接触する。第一の流体に含まれるアンモニアは、吸着剤によって選択的に吸着され、分離される（吸着操作）。
【0060】
吸着操作における吸着部３０２の内部温度（以下、第三処理温度ともいう。）は、第三測定部３８により測定できる。
第三処理温度は、第二処理温度と同様である。第三処理温度は、第二処理温度と異なっていてもよく、同じでもよい。
第三処理温度は、第三ヒーター３６又は冷却部（不図示）により調整できる。
第三処理温度は、第二処理温度と同様である。第三処理温度は、第二処理温度と異なっていてもよく、同じでもよい。
第三処理温度は、第三ヒーター３６又は冷却部（不図示）により調整できる。
【0061】
吸着操作における吸着部３０２の内部圧力（以下、第三処理圧力ともいう。）は、第三測定部３８により測定できる。
第三処理圧力は、第二処理圧力と同様である。第三処理圧力は、第二処理圧力と異なっていてもよく、同じでもよい。
第三処理圧力は、圧力調整バルブＢ７により調整できる。
第三処理圧力は、第二処理圧力と同様である。第三処理圧力は、第二処理圧力と異なっていてもよく、同じでもよい。
第三処理圧力は、圧力調整バルブＢ７により調整できる。
【0062】
第二の流体は、配管Ｌ７、分岐１０３、配管Ｌ６を介して気液分離器３０５へと流入する。
【0063】
圧力調整バルブＢ４を開とすることにより、吸着部３０１の内部は減圧される。吸着部３０１を減圧することで（減圧操作）、吸着部３０１の内部の吸着剤に吸着されたアンモニアが脱離する（脱離操作）。
脱離操作は、第二ヒーター３２で吸着部３０１を加熱することによって行ってもよい。吸着部３０１を加熱することで（加熱操作）、吸着部３０１の内部の吸着剤に吸着されたアンモニアが脱離する。
エネルギーを節約してアンモニアを脱離できる観点から、脱離操作は、減圧操作により行うことが好ましい。
脱離操作は、第二ヒーター３２で吸着部３０１を加熱することによって行ってもよい。吸着部３０１を加熱することで（加熱操作）、吸着部３０１の内部の吸着剤に吸着されたアンモニアが脱離する。
エネルギーを節約してアンモニアを脱離できる観点から、脱離操作は、減圧操作により行うことが好ましい。
【0064】
減圧操作における吸着部３０１の内部圧力（以下、第四処理圧力ともいう。）は、第二測定部３４により測定できる。
第四処理圧力は、水の臨界圧力（２２ＭＰａ）未満であり、１５ＭＰａ以下が好ましく、１０ＭＰａ以下がより好ましく、５ＭＰａ以下がさらに好ましい。第四処理圧力が上記上限値以下であると、吸着剤に吸着されたアンモニアがより脱離しやすい。第四処理圧力の下限値は特に限定されず、常圧（０．１ＭＰａ）であってもよく、真空ポンプやアスピレーター等（不図示）を用いて０．０２ＭＰａ程度まで減圧してもよい。この場合、真空ポンプやアスピレーター等は、減圧部として機能する。
なお、脱離したアンモニアを液体として供給する場合、第四処理圧力は、０．８ＭＰａ以上が好ましい。
第四処理圧力は、圧力調整バルブＢ４により調整できる。
第四処理圧力は、水の臨界圧力（２２ＭＰａ）未満であり、１５ＭＰａ以下が好ましく、１０ＭＰａ以下がより好ましく、５ＭＰａ以下がさらに好ましい。第四処理圧力が上記上限値以下であると、吸着剤に吸着されたアンモニアがより脱離しやすい。第四処理圧力の下限値は特に限定されず、常圧（０．１ＭＰａ）であってもよく、真空ポンプやアスピレーター等（不図示）を用いて０．０２ＭＰａ程度まで減圧してもよい。この場合、真空ポンプやアスピレーター等は、減圧部として機能する。
なお、脱離したアンモニアを液体として供給する場合、第四処理圧力は、０．８ＭＰａ以上が好ましい。
第四処理圧力は、圧力調整バルブＢ４により調整できる。
【0065】
加熱操作における吸着部３０１の内部温度（以下、第四処理温度ともいう。）は、第二測定部３４により測定できる。
第四処理温度は、１００℃以上３５０℃以下が好ましく、１５０℃以上３００℃以下がより好ましく、２００℃以上２５０℃以下がさらに好ましい。第四処理温度が上記下限値以上であると、吸着剤に吸着されたアンモニアがより脱離しやすい。第四処理温度が上記上限値以下であると、吸着剤の吸着能を維持しやすい。加えて、第四処理温度が上記上限値以下であると、第二ヒーター３２を加熱する際のエネルギーを節約しやすい。
第四処理温度は、第二ヒーター３２により調整できる。
第四処理温度は、１００℃以上３５０℃以下が好ましく、１５０℃以上３００℃以下がより好ましく、２００℃以上２５０℃以下がさらに好ましい。第四処理温度が上記下限値以上であると、吸着剤に吸着されたアンモニアがより脱離しやすい。第四処理温度が上記上限値以下であると、吸着剤の吸着能を維持しやすい。加えて、第四処理温度が上記上限値以下であると、第二ヒーター３２を加熱する際のエネルギーを節約しやすい。
第四処理温度は、第二ヒーター３２により調整できる。
【0066】
吸着剤から脱離したアンモニアは、配管Ｌ４、分岐１０２、配管Ｌ８を介して処理システム１の外部へと供給される。
この際、アンモニアは、気体であってもよく、液体であってもよい。外部へと供給されるアンモニアは、エネルギー源としての利用において取り扱いが容易となる観点から、液体であることが好ましい。例えば、吸着部３０１の内部の圧力を０．８ＭＰａ以上となるように圧力調整バルブＢ４を調整することにより、液体としてアンモニアを供給できる。
この際、アンモニアは、気体であってもよく、液体であってもよい。外部へと供給されるアンモニアは、エネルギー源としての利用において取り扱いが容易となる観点から、液体であることが好ましい。例えば、吸着部３０１の内部の圧力を０．８ＭＰａ以上となるように圧力調整バルブＢ４を調整することにより、液体としてアンモニアを供給できる。
【0067】
次に、開閉バルブＢ３及び圧力調整バルブＢ４、Ｂ７を閉とし、開閉バルブＢ２及び圧力調整バルブＢ５、Ｂ６を開とする。
圧力調整バルブＢ５を開とすることにより、吸着部３０２の内部は減圧される。吸着部３０２を減圧することで（減圧操作）、吸着部３０２の内部の吸着剤に吸着されたアンモニアが脱離する（脱離操作）。
脱離操作は、第三ヒーター３６で吸着部３０２を加熱することによって行ってもよい。吸着部３０２を加熱することで（加熱操作）、吸着部３０２の内部の吸着剤に吸着されたアンモニアが脱離する。
エネルギーを節約してアンモニアを脱離できる観点から、脱離操作は、減圧操作により行うことが好ましい。
圧力調整バルブＢ５を開とすることにより、吸着部３０２の内部は減圧される。吸着部３０２を減圧することで（減圧操作）、吸着部３０２の内部の吸着剤に吸着されたアンモニアが脱離する（脱離操作）。
脱離操作は、第三ヒーター３６で吸着部３０２を加熱することによって行ってもよい。吸着部３０２を加熱することで（加熱操作）、吸着部３０２の内部の吸着剤に吸着されたアンモニアが脱離する。
エネルギーを節約してアンモニアを脱離できる観点から、脱離操作は、減圧操作により行うことが好ましい。
【0068】
減圧操作における吸着部３０２の内部圧力（以下、第五処理圧力ともいう。）は、第三測定部３８により測定できる。
第五処理圧力は、第四処理圧力と同様である。第五処理圧力は、第四処理圧力と異なっていてもよく、同じでもよい。
第五処理圧力は、圧力調整バルブＢ５により調整できる。
第五処理圧力は、第四処理圧力と同様である。第五処理圧力は、第四処理圧力と異なっていてもよく、同じでもよい。
第五処理圧力は、圧力調整バルブＢ５により調整できる。
【0069】
加熱操作における吸着部３０２の内部温度（以下、第五処理温度ともいう。）は、第三測定部３８により測定できる。
第五処理温度は、第四処理温度と同様である。第五処理温度は、第四処理温度と異なっていてもよく、同じでもよい。
第五処理温度は、第三ヒーター３６により調整できる。
第五処理温度は、第四処理温度と同様である。第五処理温度は、第四処理温度と異なっていてもよく、同じでもよい。
第五処理温度は、第三ヒーター３６により調整できる。
【0070】
吸着剤から脱離したアンモニアは、配管Ｌ５、分岐１０２、配管Ｌ８を介して処理システム１の外部へと供給される。
例えば、吸着部３０２の内部の圧力を０．８ＭＰａ以上となるように圧力調整バルブＢ５を調整することにより、液体としてアンモニアを供給できる。
例えば、吸着部３０２の内部の圧力を０．８ＭＰａ以上となるように圧力調整バルブＢ５を調整することにより、液体としてアンモニアを供給できる。
【0071】
アンモニア分離工程で、二つの吸着部３０１と３０２とを交互に用いることで、一方の吸着部でアンモニアを吸着している間に、他方の吸着部を減圧し、アンモニアを吸着剤から脱離させることができる。
脱離操作においては、一方の吸着部でアンモニアを吸着している間に、他方の吸着部を加熱し、アンモニアを吸着剤から脱離させてもよい。
このように、二つの吸着部３０１と３０２とを交互に用いることで、効率よくアンモニアを分離できる。
なお、本実施形態では、二つの吸着部を用いているが、吸着部の数は二つに限られず、一つでもよく、三つ以上でもよい。
脱離操作においては、一方の吸着部でアンモニアを吸着している間に、他方の吸着部を加熱し、アンモニアを吸着剤から脱離させてもよい。
このように、二つの吸着部３０１と３０２とを交互に用いることで、効率よくアンモニアを分離できる。
なお、本実施形態では、二つの吸着部を用いているが、吸着部の数は二つに限られず、一つでもよく、三つ以上でもよい。
【0072】
アンモニアの状態は、吸着部３０１又は３０２の内部の温度及び圧力によって制御できる。
吸着部３０１の内部の温度は、第二ヒーター３２によって制御できる。吸着部３０２の内部の温度は、第三ヒーター３６によって制御できる。吸着部３０１の内部の圧力は、圧力調整バルブＢ４によって制御できる。吸着部３０２の内部の圧力は、圧力調整バルブＢ５によって制御できる。
吸着部３０１の内部の温度は、第二ヒーター３２によって制御できる。吸着部３０２の内部の温度は、第三ヒーター３６によって制御できる。吸着部３０１の内部の圧力は、圧力調整バルブＢ４によって制御できる。吸着部３０２の内部の圧力は、圧力調整バルブＢ５によって制御できる。
【0073】
第二ヒーター３２の熱源としては、酸化分解工程における亜臨界水酸化処理による反応熱を利用できる。前記反応熱を利用することにより、第二ヒーター３２の消費エネルギーを節約できる。
第三ヒーター３６の熱源としては、酸化分解工程における亜臨界水酸化処理による反応熱を利用できる。前記反応熱を利用することにより、第三ヒーター３６の消費エネルギーを節約できる。
第三ヒーター３６の熱源としては、酸化分解工程における亜臨界水酸化処理による反応熱を利用できる。前記反応熱を利用することにより、第三ヒーター３６の消費エネルギーを節約できる。
【0074】
気液分離器３０５へと流入した第二の流体は、気体と液体とに分離される。
第二の流体から分離された気体は、配管Ｌ９を介して処理システム１の外部へと排出される。
第二の流体から分離された液体は、配管Ｌ１０を介して処理システム１の外部へと排出される。
第二の流体から分離された気体は、配管Ｌ９を介して処理システム１の外部へと排出される。
第二の流体から分離された液体は、配管Ｌ１０を介して処理システム１の外部へと排出される。
【0075】
本実施形態の処理システム１によれば、亜臨界水酸化処理によって速やかに含窒素有機物を処理できる。
本実施形態の処理システム１によれば、吸着剤に式（１）で表される化合物を用いているため、含窒素有機物からアンモニアをより容易に分離できる。
本実施形態の処理システム１によれば、吸着剤に式（１）で表される化合物を用いているため、含窒素有機物からアンモニアをより容易に分離できる。
【0076】
［第二実施形態］
＜含窒素有機物の処理システム＞
図２に、本発明の第二実施形態に係る含窒素有機物の処理システムの模式図を示す。第一実施形態と同じ構成には、同じ符号を付して、その説明を省略する。
図２に示すように、本実施形態の含窒素有機物の処理システム２（以下、単に処理システム２ともいう。）は、アンモニア分離装置３０の後段に、アンモニア供給装置４０と、アンモニア利用装置５０とを備える。
＜含窒素有機物の処理システム＞
図２に、本発明の第二実施形態に係る含窒素有機物の処理システムの模式図を示す。第一実施形態と同じ構成には、同じ符号を付して、その説明を省略する。
図２に示すように、本実施形態の含窒素有機物の処理システム２（以下、単に処理システム２ともいう。）は、アンモニア分離装置３０の後段に、アンモニア供給装置４０と、アンモニア利用装置５０とを備える。
【0077】
アンモニア分離装置３０とアンモニア供給装置４０とは、配管Ｌ８によって接続されている。配管Ｌ８には、圧力調整バルブＢ１０が設けられている。アンモニア供給装置４０とアンモニア利用装置５０とは、配管Ｌ１２によって接続されている。配管Ｌ１２には、圧力調整バルブＢ１１が設けられている。
【0078】
アンモニア供給装置４０は、分離されたアンモニアをアンモニア利用装置５０へと供給できる装置であればよい。アンモニア供給装置４０としては、例えば、高圧ポンプやコンプレッサー、配管や貯留槽等が挙げられる。
【0079】
アンモニア利用装置５０としては、例えば、アンモニアボイラーや燃料電池等、アンモニアをエネルギー源として利用できる装置が挙げられる。
【0080】
圧力調整バルブＢ１０、Ｂ１１としては、圧力調整バルブＢ１と同様のバルブが挙げられる。圧力調整バルブＢ１０、Ｂ１１と圧力調整バルブＢ１とは、異なっていてもよく、同じでもよい。また、圧力調整バルブＢ１０、Ｂ１１は、それぞれが異なっていてもよく、同じでもよい。
【0081】
第一ヒーター２２、第一測定部２４、アンモニア分離装置３０、高圧ポンプＰ１、排出ポンプＰ２、圧力調整バルブＢ１、Ｂ１０、Ｂ１１は、外部に設けられた制御部（不図示）によって、ＯＮ、ＯＦＦ、開閉等を一括して制御することが好ましい。
【0082】
配管Ｌ１２としては、配管Ｌ０と同様の配管が挙げられる。配管Ｌ１２と配管Ｌ０とは、異なっていてもよく、同じでもよい。
【0083】
＜含窒素有機物の処理方法＞
処理システム２を用いた含窒素有機物の処理方法について、図２に基づいて説明する。
処理システム２を用いた含窒素有機物の処理方法について、図２に基づいて説明する。
【0084】
（アンモニア供給工程）
アンモニア供給工程は、分離したアンモニアをエネルギー源として供給する工程である。
アンモニア供給装置４０へと流入したアンモニアは、圧力調整バルブＢ１１を開とすることにより、配管Ｌ１２を介してアンモニア利用装置５０へと供給される。アンモニア利用装置５０へと供給されるアンモニアは、アンモニアボイラーや燃料電池等のアンモニア利用装置５０でエネルギー源として利用される。また、アンモニア利用装置５０へと供給されるアンモニアは、水素キャリアとして利用される。
この際、アンモニアは、気体であってもよく、液体であってもよい。アンモニア利用装置５０へと供給されるアンモニアは、取り扱いが容易となる観点から、液体であることが好ましい。アンモニアの状態は、アンモニア供給装置４０の内部の温度及び圧力によって制御できる。
アンモニア供給工程は、分離したアンモニアをエネルギー源として供給する工程である。
アンモニア供給装置４０へと流入したアンモニアは、圧力調整バルブＢ１１を開とすることにより、配管Ｌ１２を介してアンモニア利用装置５０へと供給される。アンモニア利用装置５０へと供給されるアンモニアは、アンモニアボイラーや燃料電池等のアンモニア利用装置５０でエネルギー源として利用される。また、アンモニア利用装置５０へと供給されるアンモニアは、水素キャリアとして利用される。
この際、アンモニアは、気体であってもよく、液体であってもよい。アンモニア利用装置５０へと供給されるアンモニアは、取り扱いが容易となる観点から、液体であることが好ましい。アンモニアの状態は、アンモニア供給装置４０の内部の温度及び圧力によって制御できる。
【0085】
本実施形態の処理システム２によれば、含窒素有機物中の窒素成分をアンモニアとして分離し、エネルギー源として利用できる。このため、含窒素有機物中の未利用エネルギーを有効活用できる。
【0086】
以上、本発明の含窒素有機物の処理システム及び処理方法について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
アンモニア分離装置は、上述したアンモニア分離装置３０以外の態様であってもよい。例えば、アンモニア分離装置３０は、気液分離器３０５を備えるが、アンモニア分離装置は、気液分離器を備えなくてもよい。
アンモニア分離装置３０は、圧力調整バルブＢ４～Ｂ７を備えるが、アンモニア分離装置は、圧力調整バルブに加えて、真空ポンプやアスピレーターを備えていてもよい。
上述の実施形態では、高圧ポンプＰ１は配管Ｌ０に設けられているが、他の配管中の任意の箇所に設けられてもよい。
高圧ポンプは、一つに限られず、二つ以上設けられてもよい。
装置間の流体の移動には、高圧ポンプの代わりに真空ポンプを用いてもよい。
開閉バルブは、他の配管中の任意の箇所に設けられてもよい。
圧力調整バルブは、他の配管中の任意の箇所に設けられてもよい。
本実施形態の吸着剤は、繰り返し使用可能である。しかし、吸着剤は、吸着能に応じて未使用の吸着剤に換えてもよい。
アンモニア分離装置は、上述したアンモニア分離装置３０以外の態様であってもよい。例えば、アンモニア分離装置３０は、気液分離器３０５を備えるが、アンモニア分離装置は、気液分離器を備えなくてもよい。
アンモニア分離装置３０は、圧力調整バルブＢ４～Ｂ７を備えるが、アンモニア分離装置は、圧力調整バルブに加えて、真空ポンプやアスピレーターを備えていてもよい。
上述の実施形態では、高圧ポンプＰ１は配管Ｌ０に設けられているが、他の配管中の任意の箇所に設けられてもよい。
高圧ポンプは、一つに限られず、二つ以上設けられてもよい。
装置間の流体の移動には、高圧ポンプの代わりに真空ポンプを用いてもよい。
開閉バルブは、他の配管中の任意の箇所に設けられてもよい。
圧力調整バルブは、他の配管中の任意の箇所に設けられてもよい。
本実施形態の吸着剤は、繰り返し使用可能である。しかし、吸着剤は、吸着能に応じて未使用の吸着剤に換えてもよい。
【0087】
本実施形態の酸化分解工程では、第一処理温度は水の臨界温度以上で、かつ、第一処理圧力は水の臨界圧力未満であるが、水の亜臨界条件を満たす第一処理温度、かつ、第一処理圧力であってもよい。水の亜臨界条件を満たす温度と圧力の組合せとしては、第一処理温度が水の臨界温度未満で、かつ、第一処理圧力が水の臨界圧力以上、第一処理温度が水の臨界温度未満で、かつ、第一処理圧力が水の臨界圧力未満の組合せが挙げられる。
【0088】
本発明の含窒素有機物の処理システムによれば、酸化分解装置で高い転化率でアンモニアを生成できる。
本発明の含窒素有機物の処理システムによれば、アンモニア分離装置で吸着剤を用いてアンモニアを分離できる。アンモニアを分離することで、高い効率でアンモニアを得ることができ、含窒素有機物中の窒素を有効利用できる。
本発明の含窒素有機物の処理システムによれば、含窒素有機物を確実に処理することができる。
本発明の含窒素有機物の処理システムによれば、アンモニア分離装置で吸着剤を用いてアンモニアを分離できる。アンモニアを分離することで、高い効率でアンモニアを得ることができ、含窒素有機物中の窒素を有効利用できる。
本発明の含窒素有機物の処理システムによれば、含窒素有機物を確実に処理することができる。
【実施例】
【0089】
以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0090】
＜プルシアンブルー類似体（ＰＢ類似体）の調製＞
ヘキサシアノコバルト（ＩＩＩ）酸カリウム（Ｋ３［ＣｏＩＩＩ（ＣＮ）６］）０．３ｍｍｏｌを５ｍＬの純水に添加し、濃度６０ｍＭの水溶液を得た。なお、以下で、［ＣｏＩＩＩ（ＣＮ）６］３－を「ＨＣＣ」と称する。次に、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）０．４５６ｍｍｏｌを５ｍＬの純水に添加し、濃度９１．２ｍＭの水溶液を得た。筒状の遠心分離用のプラスチックチューブに上記Ｋ３ＨＣＣ水溶液を５ｍＬ入れ、室温（２０℃）で、上記塩化亜鉛水溶液５ｍＬを一気に添加し、振盪機（Ｓｈａｋｉｎｇ Ｉｎｃｕｂａｔｏｒ ＳＩ－３００Ｃ （ＡｓＯｎｅ））により、室温にて２４時間振盪した。
ヘキサシアノコバルト（ＩＩＩ）酸カリウム（Ｋ３［ＣｏＩＩＩ（ＣＮ）６］）０．３ｍｍｏｌを５ｍＬの純水に添加し、濃度６０ｍＭの水溶液を得た。なお、以下で、［ＣｏＩＩＩ（ＣＮ）６］３－を「ＨＣＣ」と称する。次に、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）０．４５６ｍｍｏｌを５ｍＬの純水に添加し、濃度９１．２ｍＭの水溶液を得た。筒状の遠心分離用のプラスチックチューブに上記Ｋ３ＨＣＣ水溶液を５ｍＬ入れ、室温（２０℃）で、上記塩化亜鉛水溶液５ｍＬを一気に添加し、振盪機（Ｓｈａｋｉｎｇ Ｉｎｃｕｂａｔｏｒ ＳＩ－３００Ｃ （ＡｓＯｎｅ））により、室温にて２４時間振盪した。
【0091】
振盪後のプラスチックチューブを取り出し、遠心分離機（テーブルトップ高速冷却遠心機、Ｓｉｇｍａ（Ｒ） ３－３－Ｋ）により、沈殿と上澄み液とを分離し、上澄み液を除去した。上澄み液を除去したプラスチックチューブに超純水を加え、振盪し、沈殿を洗浄した。この操作を３回繰り返し、得られた沈殿物をオーブン（Ｏｖｅｎ ＯＦＷ－４５０Ｂ （ＡｓＯｎｅ））にて、１００ｋＰａ、２０℃の環境下で７２時間乾燥して、ヘキサシアノコバルト（ＩＩＩ）酸亜鉛（以下、「ＺｎＨＣＣ」と称する。）を９０ｍｇ得た。ＺｎＨＣＣは、式（１）におけるｘが０．１９で、ｙが０．６３で、ｚが３．０で、ＡがＫ＋で、ＭがＺｎ２＋で、Ｍ’がＣｏ３＋の化合物（ＰＢ類似体）である。
【0092】
ガラス製のビーカーに濃度４０ｍＭのＫ３ＨＣＣ水溶液を５ｍＬ入れ、室温で、濃度６０ｍＭの塩化コバルト（ＩＩ）水溶液５ｍＬを一気に添加し、マグネティックスターラー（ＡｓＯｎｅ社製、ＳＬＩＭ ＳＴＩＲＲＥＲ、品番ＫＩＳ－１２）により、室温にて１６時間攪拌した。
【0093】
ＺｎＨＣＣを得たときと同様の手順により沈殿物を得た。得られた沈殿物を上記オーブンにて、１００ｋＰａ、６０℃の環境下で２時間乾燥して、ヘキサシアノコバルト（ＩＩＩ）酸コバルト（ＩＩ）（以下、「ＣｏＨＣＣ」と称する。）を６０ｍｇ得た。ＣｏＨＣＣは、式（１）におけるｘが０で、ｙが０．６で、ｚが４．２で、ＭがＣｏ２＋で、Ｍ’がＣｏ３＋の化合物（ＰＢ類似体）である。以上の調整を必要に応じて繰り返す、もしくはスケールアップを行い、ＰＢ類似体を準備した。
【0094】
＜アンモニア吸着量の測定＞
ＣｏＨＣＣ１０～５０ｍｇをガス吸脱着装置（ＢｅｌｓｏｒｐＭａｘ、マイクロトラックベル社製）用のサンプル管に入れ、圧力０～１００ｋＰａ、温度１００℃の環境下で、アンモニアの分圧を制御しながら接触させた。アンモニアの吸着量は、吸着曲線において、温度１００℃、アンモニアの分圧９０ｋＰａにおいて、１４ｍｍｏｌ／ｇであり、温度１００℃、アンモニアの分圧１０ｋＰａにおいて、１０ｍｍｏｌ／ｇであった。
ＣｏＨＣＣ１０～５０ｍｇをガス吸脱着装置（ＢｅｌｓｏｒｐＭａｘ、マイクロトラックベル社製）用のサンプル管に入れ、圧力０～１００ｋＰａ、温度１００℃の環境下で、アンモニアの分圧を制御しながら接触させた。アンモニアの吸着量は、吸着曲線において、温度１００℃、アンモニアの分圧９０ｋＰａにおいて、１４ｍｍｏｌ／ｇであり、温度１００℃、アンモニアの分圧１０ｋＰａにおいて、１０ｍｍｏｌ／ｇであった。
【0095】
ＣｏＨＣＣの代わりに、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸亜鉛１０～５０ｍｇを用いた以外は、上記と同じ条件でアンモニアを接触させた。アンモニアの吸着量は、吸着曲線において、温度１００℃、アンモニアの分圧９０ｋＰａにおいて、１０.５ｍｍｏｌ／ｇであり、温度１００℃、アンモニアの分圧１０ｋＰａにおいて、３.５ｍｍｏｌ／ｇであった。
【0096】
ＣｏＨＣＣの代わりに、イオン交換樹脂（Ａｍｂｅｒｌｙｓｔ－１５、オルガノ株式会社製）１０～５０ｍｇを用いた以外は、上記と同じ条件でアンモニアを接触させた。アンモニアの吸着量は、吸着曲線において、温度１００℃、アンモニアの分圧９０ｋＰａにおいて、６ｍｍｏｌ／ｇであり、温度１００℃、アンモニアの分圧１０ｋＰａにおいて、５ｍｍｏｌ／ｇであった。
【0097】
ＣｏＨＣＣの代わりに、活性炭を用いた場合、公知のデータとして、アンモニアの吸着量は、温度７０℃、アンモニアの分圧１００ｋＰａにおいて、１.２ｍｍｏｌ／ｇであり、温度１２０℃、アンモニアの分圧１００ｋＰａにおいて、０.５ｍｍｏｌ／ｇである。このデータは、下記の非特許文献の１５４６ページ（Ｆｉｇｕｒｅ３．参照。）に記載されている。
非特許文献：J. Helminen, J. Helenius, E. Paatero and I. Turunen, AIChE Journal, 2000, 46, 1541-1555.。
非特許文献：J. Helminen, J. Helenius, E. Paatero and I. Turunen, AIChE Journal, 2000, 46, 1541-1555.。
【0098】
これらの結果を図３に示す。図３では、ＣｏＨＣＣ（Ｃｏ置換ＰＢ）、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸亜鉛（Ｚｎ置換ＰＢ）、イオン交換樹脂、活性炭の、温度１００℃、アンモニアの分圧９０ｋＰａにおけるアンモニアの吸着量を棒グラフで示した。ただし、活性炭のアンモニアの吸着量は、温度１２０℃、アンモニアの分圧１００ｋＰａにおける吸着量である。図３に示すように、吸着剤としてＣｏ置換ＰＢやＺｎ置換ＰＢ（ＰＢ類似体）を用いた場合、活性炭やイオン交換樹脂よりもアンモニアの吸着量が多いことが分かった。
このようにＰＢ類似体は、活性炭やイオン交換樹脂よりもアンモニアの吸着能に優れる吸着剤であることが分かった。
このようにＰＢ類似体は、活性炭やイオン交換樹脂よりもアンモニアの吸着能に優れる吸着剤であることが分かった。
【0099】
＜アンモニア吸脱着の評価＞
得られた各ＰＢ類似体について、理想的な真空下におけるアンモニア吸脱着の評価を、ガス吸脱着装置（ＢｅｌｓｏｒｐＭａｘ、マイクロトラックベル社製）により行った。ＰＢ類似体の粉末１０ｍｇをＢｅｌｓｏｒｐＭａｘ装置用のサンプル管に入れ、純アンモニアガスボンベから供給されるアンモニアガスを用い、サンプル管内のアンモニアガスの圧力を少しずつ変化させ、その直後からサンプル管内のアンモニアガスの圧力変化の測定を行った。
得られた各ＰＢ類似体について、理想的な真空下におけるアンモニア吸脱着の評価を、ガス吸脱着装置（ＢｅｌｓｏｒｐＭａｘ、マイクロトラックベル社製）により行った。ＰＢ類似体の粉末１０ｍｇをＢｅｌｓｏｒｐＭａｘ装置用のサンプル管に入れ、純アンモニアガスボンベから供給されるアンモニアガスを用い、サンプル管内のアンモニアガスの圧力を少しずつ変化させ、その直後からサンプル管内のアンモニアガスの圧力変化の測定を行った。
【0100】
ＺｎＨＣＣ１０ｍｇの粉をＢｅｌｓｏｒｐＭａｘ装置用のサンプル管に入れ、アンモニア吸脱着の評価を行った。アンモニアの圧力は０から１００ｋＰａの間で変化させ、その際のアンモニア吸脱着の量を測定した。始めに、０から１００ｋＰａへアンモニアの圧力を増加させアンモニア吸着量を測定した（１ａ）。その後、１００ｋＰａから０へアンモニアの圧力を減少させアンモニア脱離量を測定した（１ｂ）。この吸脱着の測定温度は、１００℃で行った。結果を図４に示す。
図４に示すように、ＺｎＨＣＣは、１００℃の条件において、アンモニアが吸着した後、２０ｋＰａに減圧すると、アンモニアが大幅に約４０％脱離することが分かった。すなわち、ＰＢ類似体の一種であるＺｎＨＣＣに吸着したアンモニアの脱離する有効な条件が、圧力低下（減圧）であることが分かった。
図４に示すように、ＺｎＨＣＣは、１００℃の条件において、アンモニアが吸着した後、２０ｋＰａに減圧すると、アンモニアが大幅に約４０％脱離することが分かった。すなわち、ＰＢ類似体の一種であるＺｎＨＣＣに吸着したアンモニアの脱離する有効な条件が、圧力低下（減圧）であることが分かった。
【0101】
ＣｏＨＣＣ１０ｍｇの粉をＢｅｌｓｏｒｐＭａｘ装置用のサンプル管に入れ、アンモニア吸脱着の評価を行った。アンモニアの圧力は０から１００ｋＰａの間で変化させ、その際のアンモニア吸脱着の量を測定した。始めに、０から１００ｋＰａへアンモニアの圧力を増加させアンモニア吸着量を測定した（２ａ、２ｃ、２ｅ）。その後、１００ｋＰａから０へアンモニアの圧力を減少させアンモニア脱離量を測定した（２ｂ、２ｄ、２ｆ）。この吸脱着の測定温度は、２０℃（２ａ、２ｂ）、１００℃（２ｃ、２ｄ）、２５０℃（２ｅ、２ｆ）の３通りで行った。結果を図５に示す。
図５に示すように、ＣｏＨＣＣは、２０ｋＰａから１００ｋＰａの間の圧力において、温度を２０℃から１００℃に変化させることでアンモニアの吸着量が約４０％、大幅に減少することが分かった。また、ＣｏＨＣＣは、温度を２０℃から２５０℃に変化させることでアンモニアの吸着量が約９０％、大幅に減少することが分かった。なお、ＣｏＨＣＣは、Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ測定により、２５０℃に温度を上昇させても分解することはなく、２５０℃付近の高温において安定であることが分かった。すなわち、ＰＢ類似体の一種であるＣｏＨＣＣに吸着したアンモニアの脱離する有効な条件が、温度上昇（加熱）であることが分かった。
図５に示すように、ＣｏＨＣＣは、２０ｋＰａから１００ｋＰａの間の圧力において、温度を２０℃から１００℃に変化させることでアンモニアの吸着量が約４０％、大幅に減少することが分かった。また、ＣｏＨＣＣは、温度を２０℃から２５０℃に変化させることでアンモニアの吸着量が約９０％、大幅に減少することが分かった。なお、ＣｏＨＣＣは、Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ測定により、２５０℃に温度を上昇させても分解することはなく、２５０℃付近の高温において安定であることが分かった。すなわち、ＰＢ類似体の一種であるＣｏＨＣＣに吸着したアンモニアの脱離する有効な条件が、温度上昇（加熱）であることが分かった。
【0102】
以上のように、ＰＢ又はＰＢ類似体は、アンモニアを吸着する吸着能に優れることが分かった。特に、ＰＢ類似体は、アンモニアを吸着する吸着能に著しく優れることが分かった。
ＰＢ類似体に吸着したアンモニアは、減圧によりＰＢ類似体から容易に脱離することが分かった。ＰＢ類似体に吸着したアンモニアは、加熱によりＰＢ類似体から容易に脱離することが分かった。
以上のことから、本発明の含窒素有機物の処理システムによれば、含窒素有機物からアンモニアをより容易に分離できることが分かった。
ＰＢ類似体に吸着したアンモニアは、減圧によりＰＢ類似体から容易に脱離することが分かった。ＰＢ類似体に吸着したアンモニアは、加熱によりＰＢ類似体から容易に脱離することが分かった。
以上のことから、本発明の含窒素有機物の処理システムによれば、含窒素有機物からアンモニアをより容易に分離できることが分かった。
【符号の説明】
【0103】
１，２…含窒素有機物の処理システム、１０…供給源、２０…酸化分解装置、２２…第一ヒーター、２４…第一測定部、３０…アンモニア分離装置、３２…第二ヒーター、３４…第二測定部、３６…第三ヒーター、３８…第三測定部、４０…アンモニア供給装置、５０…アンモニア利用装置、２０１…酸化処理部、３０１，３０２…吸着部、３０５…気液分離器、Ｐ１…高圧ポンプ、Ｐ２…排出ポンプ、Ｂ１，Ｂ４～Ｂ７，Ｂ１０，Ｂ１１…圧力調整バルブ、Ｂ２，Ｂ３…開閉バルブ、Ｌ０，Ｌ１～Ｌ１２…配管
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】