酢酸カルシウムマグネシウム

酢酸カルシウムマグネシウム（ CMA、化学式C12H18CaMg2O12 [ 1 ] ）は凍結防止剤であり、道路用塩の代替品として使用できます。通常の水道水とほぼ同じ腐食性があり、濃度を変えることで、約-27.5℃（-17.5°F）（共晶温度[ 2 ] ）まで路面の凍結を防ぐ効果があります。CMAはH2S捕捉剤 としても使用できます

生産

CMAは、マグネシウム/カルシウム化合物と氷酢酸の反応によって生産できます。[ 3 ]ドロマイトまたはドロマイト石灰と反応させる場合、CMAを生成するために酢酸を濃縮する必要はありません。酢酸の生産には有機物の発酵が必要であり、pH約6.0で行わなければなりません。したがって、酢酸を回収するために使用される分離剤は、このpH範囲内で高い能力を維持する必要があります。1-オクタノール希釈液中のアンバーライトLA-2は、pH値6.0までほぼ完全な能力を維持し、水性消石灰によって容易に再生されてCMAを形成するため、CMA生産に適した酢酸分離剤となります。[ 4 ]

道路凍結防止剤として使用

塩化ナトリウム道路用塩の製造コストは1トンあたり50ドル未満だが、高速道路構造物の金属を腐食させ、飲料水中のナトリウム濃度を高め、健康への悪影響につながる可能性がある。これらの問題を軽減するため、代替の融氷剤が求められてきた。CMAは効果的な融氷剤であり、環境にも優しいことがわかっているが、その製造コストは1トンあたり650ドルと、融氷剤のコストよりもはるかに高い。ニューヨーク州のデータに基づく推計に基づき、1992年にJournal of Policy Analysis and Management誌に掲載された報告書では、州の高速道路管理局が融氷剤として塩化ナトリウム岩塩の代わりにCMAを使用することで、車両の腐食で1トンあたり615ドル、街路樹の美観を損なうことで1トンあたり75ドルの節約が可能になると結論付けており、これは初期の製造コストをはるかに上回る。この報告書はまた、CMAに対する連邦政府の過剰な補助金が、その非効率的な過剰使用を促す可能性があると警告している。[ 5 ]

空港の除氷

米国連邦航空局は、 1989年に米国の空港における航空機以外の除氷作業（滑走路、誘導路など）にCMAを使用することを承認しました。[ 6 ]

H 2 S除去に使用

CMAは高温加熱により高度に凝縮した酸化物粒子を形成する能力を有し、その薄い多孔質壁は700～1100℃の温度で最大90%の硫化水素を捕捉するのに効果的です。石炭ガス化複合発電（IGCC）システムは、石炭をクリーンで使用可能な燃料ガスに変換し、この燃料ガスをガスタービン発電システムに利用します。この変換プロセスにおける重要なステップは、石炭に含まれる硫黄から生成されるガスから、環境に有害なH 2 SとCOSを除去することです。 [ 7 ] [ 8 ]

脱硫機構

CMA（CaMg₂ （ CH₂COO ） ₂ ）は約380 ～ 400℃で分解し、CaCO₂、MgO、CH₂COCH₂、CO₂を生成します。CaCO₂はさらに約700 ℃でCaOとCO₂に分解します。その後、ガス化炉内で還元条件下でCaOがH₂Sと反応すると硫化反応が起こり、CaSとH₂Oが生成されます。CaSは最終的にO₂と反応して不活性なCaSO₄を生成し、これは処分可能です。[ 7 ]

参考文献

  1. ^ 「酢酸カルシウムマグネシウム」 PubChem . 2025年1月9日閲覧
  2. ^ 「除氷液 - 米国特許6436310号明細書」 。 2011年6月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年12月20日閲覧。
  3. ^ Althous, JW; Lawrence, TL (1992). 「酢酸マグネシウムカルシウム製造のための酢酸除去のための有機抽出システムの分析」Ind. Eng. Chem. Res. 31 (8): 1971– 1981. doi : 10.1021/ie00008a019 .
  4. ^ Reisinger H.; King, CJ (1995). 「pKaを超えるpHでの酢酸の抽出と吸着による酢酸カルシウムマグネシウムの生成」. Ind. Eng. Chem. Res. 34 (3): 845– 852. doi : 10.1021/ie00042a016 .
  5. ^ Vitaliano, Donal F. (1992). 「高速道路への塩撒きの社会的コストと新しい融氷材への代替の効率性に関する経済評価」『政策分析・管理ジャーナル』11 (3): 397–418 . doi : 10.2307/3325069 . JSTOR 3325069 . 
  6. ^空港の冬季安全および運用に関する勧告回覧（報告書）. ワシントンD.C.：米国連邦航空局. 1989年10月25日 [1988年4月20日]. doi : 10.21949/1513662 . AC 150/5200-30.
  7. ^ a b Adanez, J.; Garcia-Labiano, F.; De Diego, LF; Fierro, V. (1999). 「高温石炭ガス洗浄におけるH 2 S除去のための酢酸カルシウムおよび酢酸カルシウムマグネシウムの利用」. Energy & Fuels . 13 (2): 440– 448. doi : 10.1021/ef9801367 .
  8. ^ Garcia-Labiano, F.; De Diego, LF; Adanez, J. (1999). 「高温におけるH 2 S除去剤としての天然、市販、および改質カルシウム系吸着剤の有効性」 Environ. Sci. Technol. 33 (2): 288– 293. Bibcode : 1999EnST...33..288G . doi : 10.1021/es980702c .

さらに詳しい情報

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