JP2002216829A - 家畜用糞尿処理消化ガスを用いた発電システム - Google Patents
家畜用糞尿処理消化ガスを用いた発電システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】家畜糞尿処理により発生する消化ガスを用いて
水素を得、自然発生する水素と合せて該水素を燃料電池
に供給して発電する発電システム 【解決手段】主として家畜糞尿を、前処理としてメタン
菌を用いて嫌気性発酵処理し、上記糞尿中の有機物を有
機酸に変えた後光合成細菌を投入して消化ガスを得る発
酵工程と、該発酵工程で発生した消化ガスから有害物を
除去する除害工程と、除害した消化ガスを水素に改質す
る改質工程と、改質して得た水素ガスを精製する水素精
製工程と、精製された水素ガスを用いて発電する燃料電
池とから構成される発電システムにおいて、改質工程に
用いる装置として流動床式反応塔４を用い、水素精製工
程と燃料電池との間に該水素精製工程を経た水素ガスを
貴金属系水素分離膜とを接触させる水素再精製工程を設
けた。
水素を得、自然発生する水素と合せて該水素を燃料電池
に供給して発電する発電システム 【解決手段】主として家畜糞尿を、前処理としてメタン
菌を用いて嫌気性発酵処理し、上記糞尿中の有機物を有
機酸に変えた後光合成細菌を投入して消化ガスを得る発
酵工程と、該発酵工程で発生した消化ガスから有害物を
除去する除害工程と、除害した消化ガスを水素に改質す
る改質工程と、改質して得た水素ガスを精製する水素精
製工程と、精製された水素ガスを用いて発電する燃料電
池とから構成される発電システムにおいて、改質工程に
用いる装置として流動床式反応塔４を用い、水素精製工
程と燃料電池との間に該水素精製工程を経た水素ガスを
貴金属系水素分離膜とを接触させる水素再精製工程を設
けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光合成細菌を用い
た家畜糞尿処理により発生する消化ガスの有効利用に関
し、具体的には該消化ガスを用いて発電を行うシステム
に関する。
た家畜糞尿処理により発生する消化ガスの有効利用に関
し、具体的には該消化ガスを用いて発電を行うシステム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】家畜の糞尿処理に伴って発生する消化ガ
スは多くの場合、そのまま大気中に放出されている。こ
の消化ガスには多量のメタン、水素、硫化物、アンモニ
ア等が含まれるため、そのまま大気中に放出することは
大気を汚染することになり、好ましくない。
スは多くの場合、そのまま大気中に放出されている。こ
の消化ガスには多量のメタン、水素、硫化物、アンモニ
ア等が含まれるため、そのまま大気中に放出することは
大気を汚染することになり、好ましくない。
【０００３】そのため、多量に含まれるメタン及び水素
を有効利用すべく各種の検討がなされている。例えば、
該メタンを冬季等の暖房用燃料として用いるものがあ
る。この場合、含まれる硫化物が燃焼し亜硫酸ガスを生
じ、そのまま大気中に放出することができないので、亜
硫酸ガスを除去する設備を設けることが必要となる。
を有効利用すべく各種の検討がなされている。例えば、
該メタンを冬季等の暖房用燃料として用いるものがあ
る。この場合、含まれる硫化物が燃焼し亜硫酸ガスを生
じ、そのまま大気中に放出することができないので、亜
硫酸ガスを除去する設備を設けることが必要となる。
【０００４】また、例えば該メタンを火力発電用燃料と
するものがある。しかし、この方法でも上記と同様に亜
硫酸ガスの除去設備が必要となり、単純にＬＰＧの置き
換えとすることはできない。加えて、発電効率は最大で
も２８％程度といわれており、必ずしも十分な活用がさ
れているとはいえない。
するものがある。しかし、この方法でも上記と同様に亜
硫酸ガスの除去設備が必要となり、単純にＬＰＧの置き
換えとすることはできない。加えて、発電効率は最大で
も２８％程度といわれており、必ずしも十分な活用がさ
れているとはいえない。
【０００５】また、例えば燃料電池用燃料とすることが
検討されている。燃料電池、例えば固体高分子型燃料電
池では発電効率は４５％といわれるように発電効率が高
いからである。これはメタン中の臭気・硫化物等の有害
物を除去した後、改質反応により水素を得、この水素を
燃料電池用燃料とするものである。しかしながら、この
方法では、改質反応時に、用いる改質触媒表面に多量の
炭素が析出し、改質触媒が急速に劣化するという問題、
その結果、十分な水素転換効率が得られないという問題
がある。さらに、改質反応により発生する一酸化炭素と
水素との十分な分離が得られず、一酸化炭素を含んだ水
素が燃料電池に供給されることとなり、燃料電池の白金
電極が被毒し、燃料電池の寿命を短くするという問題も
ある。また、消化ガス中に多量に含まれるメタン及び水
素をそれぞれ分離して有効に利用する総合的な利用シス
テムも開発されていない。
検討されている。燃料電池、例えば固体高分子型燃料電
池では発電効率は４５％といわれるように発電効率が高
いからである。これはメタン中の臭気・硫化物等の有害
物を除去した後、改質反応により水素を得、この水素を
燃料電池用燃料とするものである。しかしながら、この
方法では、改質反応時に、用いる改質触媒表面に多量の
炭素が析出し、改質触媒が急速に劣化するという問題、
その結果、十分な水素転換効率が得られないという問題
がある。さらに、改質反応により発生する一酸化炭素と
水素との十分な分離が得られず、一酸化炭素を含んだ水
素が燃料電池に供給されることとなり、燃料電池の白金
電極が被毒し、燃料電池の寿命を短くするという問題も
ある。また、消化ガス中に多量に含まれるメタン及び水
素をそれぞれ分離して有効に利用する総合的な利用シス
テムも開発されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記状況に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは家
畜糞尿処理により発生する消化ガスを用いて水素を得、
自然発生する水素と合せて該水素を燃料電池に供給して
発電し、あるいはガス使用型内燃機関に用いるにに際
し、上記問題の無い発電システムの提供である。
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは家
畜糞尿処理により発生する消化ガスを用いて水素を得、
自然発生する水素と合せて該水素を燃料電池に供給して
発電し、あるいはガス使用型内燃機関に用いるにに際
し、上記問題の無い発電システムの提供である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明は、主として家畜糞尿を、前処理としてメタン菌を用
いて嫌気性発酵処理し、上記糞尿中の有機物を有機酸に
変えた後光合成細菌を投入して消化ガスを得る発酵工程
と、該発酵工程で発生した消化ガスから有害物を除去す
る除害工程と、除害した消化ガスを水素に改質する改質
工程と、改質して得た水素ガスを精製する水素精製工程
と、精製された水素ガスを用いて発電する燃料電池とか
ら構成される発電システムにおいて、改質工程に用いる
装置として流動床式反応塔を用い、水素精製工程と燃料
電池との間に該水素精製工程を経た水素ガスを貴金属系
水素分離膜とを接触させる水素再精製工程を設けたこと
を特徴とする家畜糞尿処理消化ガスを用いた発電システ
ムである。
明は、主として家畜糞尿を、前処理としてメタン菌を用
いて嫌気性発酵処理し、上記糞尿中の有機物を有機酸に
変えた後光合成細菌を投入して消化ガスを得る発酵工程
と、該発酵工程で発生した消化ガスから有害物を除去す
る除害工程と、除害した消化ガスを水素に改質する改質
工程と、改質して得た水素ガスを精製する水素精製工程
と、精製された水素ガスを用いて発電する燃料電池とか
ら構成される発電システムにおいて、改質工程に用いる
装置として流動床式反応塔を用い、水素精製工程と燃料
電池との間に該水素精製工程を経た水素ガスを貴金属系
水素分離膜とを接触させる水素再精製工程を設けたこと
を特徴とする家畜糞尿処理消化ガスを用いた発電システ
ムである。
【０００８】また、本発明は、主として家畜糞尿を、前
処理としてメタン菌を用いて嫌気性発酵処理し、上記糞
尿中の有機物を有機酸に変えた後光合成細菌を投入して
消化ガスを得る発酵工程と、該発酵工程で発生した消化
ガスから有害物を除去する除害工程と、除害した消化ガ
ス中のメタンを触媒により水素と一酸化炭素とに改質す
る改質工程と、改質して得た水素ガスを精製する水素精
製工程と、精製された水素ガスを用いて発電する燃料電
池とから構成される発電システムにおいて、改質工程に
用いる装置として流動床式反応塔を用い、水素精製工程
と燃料電池との間に該水素精製工程を経た水素ガスを貴
金属系水素分離膜とを接触させる水素再精製工程を設け
たことを特徴とする家畜糞尿処理消化ガスを用いた発電
システムである。
処理としてメタン菌を用いて嫌気性発酵処理し、上記糞
尿中の有機物を有機酸に変えた後光合成細菌を投入して
消化ガスを得る発酵工程と、該発酵工程で発生した消化
ガスから有害物を除去する除害工程と、除害した消化ガ
ス中のメタンを触媒により水素と一酸化炭素とに改質す
る改質工程と、改質して得た水素ガスを精製する水素精
製工程と、精製された水素ガスを用いて発電する燃料電
池とから構成される発電システムにおいて、改質工程に
用いる装置として流動床式反応塔を用い、水素精製工程
と燃料電池との間に該水素精製工程を経た水素ガスを貴
金属系水素分離膜とを接触させる水素再精製工程を設け
たことを特徴とする家畜糞尿処理消化ガスを用いた発電
システムである。
【０００９】また、本発明は、主として家畜糞尿を、前
処理としてメタン菌を用いて嫌気性発酵処理し、上記糞
尿中の有機物を有機酸に変えた後光合成細菌を投入して
消化ガスを得る発酵工程と、該発酵工程で発生した消化
ガスから有害物を除去する除害工程と、除害した消化ガ
ス中の水素ガスを精製する水素精製工程と、精製された
水素ガスを用いて発電する燃料電池とから構成される発
電システムにおいて、水素精製工程と燃料電池との間に
該水素精製工程を経た水素ガスを貴金属系水素分離膜と
を接触させる水素再精製工程を設けたことを特徴とする
家畜糞尿処理消化ガスを用いた発電システムである。
処理としてメタン菌を用いて嫌気性発酵処理し、上記糞
尿中の有機物を有機酸に変えた後光合成細菌を投入して
消化ガスを得る発酵工程と、該発酵工程で発生した消化
ガスから有害物を除去する除害工程と、除害した消化ガ
ス中の水素ガスを精製する水素精製工程と、精製された
水素ガスを用いて発電する燃料電池とから構成される発
電システムにおいて、水素精製工程と燃料電池との間に
該水素精製工程を経た水素ガスを貴金属系水素分離膜と
を接触させる水素再精製工程を設けたことを特徴とする
家畜糞尿処理消化ガスを用いた発電システムである。
【００１０】さらに、本発明は、主として家畜糞尿を、
前処理としてメタン菌を用いて嫌気性発酵処理し、上記
糞尿中の有機物を有機酸に変えた後光合成細菌を投入し
て消化ガスを得る発酵工程と、該発酵工程で発生した消
化ガスから有害物を除去する除害工程と、除害した消化
ガスをガス使用型内燃機関に用いる発電システムであ
る。
前処理としてメタン菌を用いて嫌気性発酵処理し、上記
糞尿中の有機物を有機酸に変えた後光合成細菌を投入し
て消化ガスを得る発酵工程と、該発酵工程で発生した消
化ガスから有害物を除去する除害工程と、除害した消化
ガスをガス使用型内燃機関に用いる発電システムであ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明のシステム例を図により説
明する。図１は本発明のシステム概要をフローシートと
して例示したものである。
明する。図１は本発明のシステム概要をフローシートと
して例示したものである。
【００１２】図１のシステムは発酵槽１と、発生ガスの
膜分離装置３、除害工程として脱臭・脱硫槽２と、流動
床式改質反応塔４と、水素精製装置５と、貴金属系水素
分離膜としてパラジウム製水素分離膜を用いた水素再精
製装置６と、燃料電池７としての固体高分子型燃料電池
とからなる発電システムである。
膜分離装置３、除害工程として脱臭・脱硫槽２と、流動
床式改質反応塔４と、水素精製装置５と、貴金属系水素
分離膜としてパラジウム製水素分離膜を用いた水素再精
製装置６と、燃料電池７としての固体高分子型燃料電池
とからなる発電システムである。
【００１３】本システムでは、予め木くず等の粗大ゴミ
が分離された家畜糞尿が発酵槽１に供給される。醗酵槽
１では前処理としてメタン菌を用いて嫌気性発酵処理
し、上記糞尿中の有機物を有機酸に変えた後に光合成細
菌を投入する。光合成細菌が水素を発生する点の説明こ
れにより、メタン菌によるメタンと光合成細菌による水
素を主体とする消化ガスが発生する。
が分離された家畜糞尿が発酵槽１に供給される。醗酵槽
１では前処理としてメタン菌を用いて嫌気性発酵処理
し、上記糞尿中の有機物を有機酸に変えた後に光合成細
菌を投入する。光合成細菌が水素を発生する点の説明こ
れにより、メタン菌によるメタンと光合成細菌による水
素を主体とする消化ガスが発生する。
【００１４】なお、光合成細菌としては、紅色非硫黄細
菌Rhodospirillaceae 科R.カプシュラータChromateatia
ceae科クロマチウム等の光合成細菌類を選択すればよ
い。なお、紅色非硫黄細菌には完全なTCA サイクルが存
在し、種々の有機物を利用して好気・暗条件で呼吸によ
り、また嫌気・明条件では光合成による、両条件で生育
増殖できる。
菌Rhodospirillaceae 科R.カプシュラータChromateatia
ceae科クロマチウム等の光合成細菌類を選択すればよ
い。なお、紅色非硫黄細菌には完全なTCA サイクルが存
在し、種々の有機物を利用して好気・暗条件で呼吸によ
り、また嫌気・明条件では光合成による、両条件で生育
増殖できる。
【００１５】光合成細菌の行う光合成の特性は、酸素で
はなく水素ガスを産出することにある。したがって、光
合成細菌の増殖に伴って発生する水素分子ガスや水素イ
オンが処理水中に溶け込む。
はなく水素ガスを産出することにある。したがって、光
合成細菌の増殖に伴って発生する水素分子ガスや水素イ
オンが処理水中に溶け込む。
【００１６】発酵槽１で発酵終了した汚泥は堆肥として
使用可能であり、溶液は液肥としても使用可能である。
むろん廃水処理して放流することも可能である。発酵槽
１で発生した消化ガス中には臭気成分や硫黄化合物が含
まれており、これらが除去されないまま後工程に流入す
ると各種トラブルの原因となるため流動床式改質塔４に
入る前に消化ガスより除去することが好ましい。なお、
脱臭・脱硫塔２としては従来のものがそのまま使用でき
る。
使用可能であり、溶液は液肥としても使用可能である。
むろん廃水処理して放流することも可能である。発酵槽
１で発生した消化ガス中には臭気成分や硫黄化合物が含
まれており、これらが除去されないまま後工程に流入す
ると各種トラブルの原因となるため流動床式改質塔４に
入る前に消化ガスより除去することが好ましい。なお、
脱臭・脱硫塔２としては従来のものがそのまま使用でき
る。
【００１７】消化ガスから水素とメタンが分離されねば
ならない。これらの分離にはパラジウム膜、高分子膜等
から成る膜分離装置３が好適である。脱臭・脱硫塔から
出た消化ガスは主としてメタンと水素からなるので膜分
離装置３によってそれぞれ分離される。分離された水素
は水素精製装置５へ、またメタンは流動床式改質反応塔
４に移される。
ならない。これらの分離にはパラジウム膜、高分子膜等
から成る膜分離装置３が好適である。脱臭・脱硫塔から
出た消化ガスは主としてメタンと水素からなるので膜分
離装置３によってそれぞれ分離される。分離された水素
は水素精製装置５へ、またメタンは流動床式改質反応塔
４に移される。
【００１８】メタンは流動床式改質反応塔４内に充填さ
れた触媒と接触し、メタンが水素と一酸化炭素とに改質
される。用いる触媒は従来使用されているもので支障は
ないが、流動させうる形状であることは必要である。
れた触媒と接触し、メタンが水素と一酸化炭素とに改質
される。用いる触媒は従来使用されているもので支障は
ないが、流動させうる形状であることは必要である。
【００１９】流動床式の改質塔を用いるのは、そうする
ことにより局部的な過剰反応が抑えられ、均一に反応す
るようになるためカーボンの析出量が微小となり、触媒
寿命も長くなり、かつ高反応率得られるからである。
ことにより局部的な過剰反応が抑えられ、均一に反応す
るようになるためカーボンの析出量が微小となり、触媒
寿命も長くなり、かつ高反応率得られるからである。
【００２０】流動床式改質塔から得られるガスは未反応
のメタンと水素と一酸化炭素との混合物となっている。
このため、水素を分離することが必要となる。そのため
水素精製装置５を用いるが、水素の分離精製結果は満足
のいくものとならない。本発明では、従来の水素精製装
置５を用いて粗方水素を分離回収した後にパラジウム製
水素分離膜を用いた水素再精製装置６で水素の分離を完
全にする。貴金属系水素分離膜を用いれば高純度の水素
を得ることができ、例えばＰｄ製の水素分離膜を用いれ
ば、純度９９．９９９％の水素を得ることが可能であ
る。
のメタンと水素と一酸化炭素との混合物となっている。
このため、水素を分離することが必要となる。そのため
水素精製装置５を用いるが、水素の分離精製結果は満足
のいくものとならない。本発明では、従来の水素精製装
置５を用いて粗方水素を分離回収した後にパラジウム製
水素分離膜を用いた水素再精製装置６で水素の分離を完
全にする。貴金属系水素分離膜を用いれば高純度の水素
を得ることができ、例えばＰｄ製の水素分離膜を用いれ
ば、純度９９．９９９％の水素を得ることが可能であ
る。
【００２１】膜分離装置３で予め分離されていた水素
を、流動床改質等から出てきた水素と合せて燃料電池へ
供給できる。光合成細菌によって発生するメタンと水素
の量を測定しながら上記の並行した工程を適宜稼動させ
れば良い。
を、流動床改質等から出てきた水素と合せて燃料電池へ
供給できる。光合成細菌によって発生するメタンと水素
の量を測定しながら上記の並行した工程を適宜稼動させ
れば良い。
【００２２】本発明に用いる燃料電池としては、水素を
燃料としうるものであれば良く、その限りにおいて限定
はしないが、固体高分子型が簡便であり、好ましい。
燃料としうるものであれば良く、その限りにおいて限定
はしないが、固体高分子型が簡便であり、好ましい。
【００２３】この様にして得られた水素ガスを用いるた
め、本発明の発電システムでは改質反応時に、用いる改
質触媒表面に多量の炭素が析出し、改質触媒が急速に劣
化するという問題、その結果、十分な水素転換効率が得
られないという問題、さらに、改質反応により発生する
一酸化炭素と水素との十分な分離が得られず、一酸化炭
素を含んだ水素が燃料電池に供給されることとなり、燃
料電池の白金電極が被毒し、燃料電池の寿命を短くする
という問題が解消される。
め、本発明の発電システムでは改質反応時に、用いる改
質触媒表面に多量の炭素が析出し、改質触媒が急速に劣
化するという問題、その結果、十分な水素転換効率が得
られないという問題、さらに、改質反応により発生する
一酸化炭素と水素との十分な分離が得られず、一酸化炭
素を含んだ水素が燃料電池に供給されることとなり、燃
料電池の白金電極が被毒し、燃料電池の寿命を短くする
という問題が解消される。
【００２４】また、図２に示されるように、発酵槽１か
ら発生した消化ガスを除害工程として脱臭・脱硫槽２に
よって脱臭・脱硫した後の水素・メタン混合ガスはその
ままでガス使用型内燃機関８に用いることが可能であ
る。ガス使用型内燃機関としてはガスエンジンとガスタ
ービンが挙げられるが、この限りではない。ガス使用型
内燃機関で発生した熱を利用して適宜発電システムとす
ることが可能である。
ら発生した消化ガスを除害工程として脱臭・脱硫槽２に
よって脱臭・脱硫した後の水素・メタン混合ガスはその
ままでガス使用型内燃機関８に用いることが可能であ
る。ガス使用型内燃機関としてはガスエンジンとガスタ
ービンが挙げられるが、この限りではない。ガス使用型
内燃機関で発生した熱を利用して適宜発電システムとす
ることが可能である。
【００２５】
【発明の効果】本発明では光合成細菌を用いるので、消
化ガス中にメタンと水素を発生できる。また、メタンと
水素とを分離した後、メタンを改質して水素に変換でき
るので総合的に消化ガスを利用できる。
化ガス中にメタンと水素を発生できる。また、メタンと
水素とを分離した後、メタンを改質して水素に変換でき
るので総合的に消化ガスを利用できる。
【００２６】また、改質反応装置として流動床式反応塔
を用いるため、反応の均一化が図れ、改質反応時に、用
いる改質触媒表面に多量の炭素が析出し、改質触媒が急
速に劣化するという問題がない。さらに、新たにパラジ
ウム製の水素分離膜を用いて水素ガスを再精製するた
め、一酸化炭素と水素との十分な分離が得られず、一酸
化炭素を含んだ水素が燃料電池に供給されることとな
り、燃料電池の白金電極が被毒し、燃料電池の寿命を短
くするという問題がない。
を用いるため、反応の均一化が図れ、改質反応時に、用
いる改質触媒表面に多量の炭素が析出し、改質触媒が急
速に劣化するという問題がない。さらに、新たにパラジ
ウム製の水素分離膜を用いて水素ガスを再精製するた
め、一酸化炭素と水素との十分な分離が得られず、一酸
化炭素を含んだ水素が燃料電池に供給されることとな
り、燃料電池の白金電極が被毒し、燃料電池の寿命を短
くするという問題がない。
【図１】本発明のシステム概要をフローシートとして例
示したものである。
示したものである。
【図２】本発明の他のシステム概要をフローシートとし
て例示したものである。
て例示したものである。
１ 発酵槽 ２ 脱臭・脱硫槽 ３ 膜分離装置 ４ 流動床式改質反応塔 ５ 水素精製装置 ６ 水素再精製装置 ７ 燃料電池 ８ ガス使用型内燃機関
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１２Ｍ 1/00 Ｃ１２Ｍ 1/00 Ｈ ４Ｈ０６１ Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｚ ５Ｈ０２６ Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｚ ５Ｈ０２７ 8/10 8/10 //(Ｃ１２Ｍ 1/00 (Ｃ１２Ｍ 1/00 Ｈ Ｃ１２Ｒ 1:01） Ｃ１２Ｒ 1:01） (Ｃ１２Ｎ 1/20 (Ｃ１２Ｎ 1/20 Ｚ Ｃ１２Ｒ 1:01） Ｃ１２Ｒ 1:01） Ｆターム(参考） 4B029 AA02 BB02 CC01 DA10 4B065 AA01X AC09 AC14 BB23 BC21 CA01 CA03 CA55 4D059 AA01 BA14 BA15 BA22 BA34 CA11 CA16 CC01 4G040 EA01 EA03 EA06 EA07 EB25 FA02 FB09 FC01 FD04 FE01 4G140 EA01 EA03 EA06 EA07 EB25 FA02 FB09 FC01 FD04 FE01 4H061 AA01 AA02 CC36 EE66 GG43 GG50 5H026 AA06 5H027 AA06 BA01 BA16
Claims (8)
- 【請求項１】 主として家畜糞尿を、前処理としてメタ
ン菌を用いて嫌気性発酵処理し、上記糞尿中の有機物を
有機酸に変えた後光合成細菌を投入して消化ガスを得る
発酵工程と、該発酵工程で発生した消化ガスから有害物
を除去する除害工程と、除害した消化ガスを水素に改質
する改質工程と、改質して得た水素ガスを精製する水素
精製工程と、精製された水素ガスを用いて発電する燃料
電池とから構成される発電システムであって、改質工程
に用いる装置として流動床式反応塔を用い、水素精製工
程と燃料電池との間に該水素精製工程を経た水素ガスを
貴金属系水素分離膜とを接触させる水素再精製工程を設
けたことを特徴とする家畜糞尿処理消化ガスを用いた発
電システム。 - 【請求項２】 主として家畜糞尿を、前処理としてメタ
ン菌を用いて嫌気性発酵処理し、上記糞尿中の有機物を
有機酸に変えた後光合成細菌を投入して消化ガスを得る
発酵工程と、該発酵工程で発生した消化ガスから有害物
を除去する除害工程と、除害した消化ガス中のメタンを
触媒により水素と一酸化炭素とに改質する改質工程と、
改質して得た水素ガスを精製する水素精製工程と、精製
された水素ガスを用いて発電する燃料電池とから構成さ
れる発電システムであって、改質工程に用いる装置とし
て流動床式反応塔を用い、水素精製工程と燃料電池との
間に該水素精製工程を経た水素ガスを貴金属系水素分離
膜とを接触させる水素再精製工程を設けたことを特徴と
する家畜糞尿処理消化ガスを用いた発電システム。 - 【請求項３】 主として家畜糞尿を、前処理としてメタ
ン菌を用いて嫌気性発酵処理し、上記糞尿中の有機物を
有機酸に変えた後光合成細菌を投入して消化ガスを得る
発酵工程と、該発酵工程で発生した消化ガスから有害物
を除去する除害工程と、除害した消化ガス中の水素ガス
を精製する水素精製工程と、精製された水素ガスを用い
て発電する燃料電池とから構成される発電システムであ
って、水素精製工程と燃料電池との間に該水素精製工程
を経た水素ガスを貴金属系水素分離膜とを接触させる水
素再精製工程を設けたことを特徴とする家畜糞尿処理消
化ガスを用いた発電システム。 - 【請求項４】貴金属系水素分離膜がパラジウム製水素分
離膜である請求項1、２ないし３記載の発電システム。 - 【請求項５】燃料電池が固体高分子型燃料電池である請
求項１、２、３又は４記載の発電システム。 - 【請求項６】主として家畜糞尿を、前処理としてメタン
菌を用いて嫌気性発酵処理し、上記糞尿中の有機物を有
機酸に変えた後光合成細菌を投入して消化ガスを得る発
酵工程と、該発酵工程で発生した消化ガスから有害物を
除去する除害工程と、除害した消化ガスをガス使用型内
燃機関に用いる発電システム。 - 【請求項７】消化ガスがメタンと水素ガスを含む請求項
６記載の発電システム。 - 【請求項８】ガス使用型内燃機関はマイクロガスタービ
ンおよび／またはガスエンジンである請求項６または７
記載の発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001007371A JP2002216829A (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 家畜用糞尿処理消化ガスを用いた発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001007371A JP2002216829A (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 家畜用糞尿処理消化ガスを用いた発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002216829A true JP2002216829A (ja) | 2002-08-02 |
Family
ID=18875133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001007371A Pending JP2002216829A (ja) | 2001-01-16 | 2001-01-16 | 家畜用糞尿処理消化ガスを用いた発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002216829A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004303482A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 燃料電池発電プロセス、および燃料電池システム |
| CN102227383B (zh) * | 2008-10-21 | 2014-04-09 | 蓝色大理石能源公司 | 用于厌氧消化和产物收集的系统和方法 |
| CN106315825A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-01-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种通过投加接种物启动微生物燃料电池处理牛粪发酵沼液的方法 |
| CN114378105A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-04-22 | 重庆大学 | 一种餐厨垃圾与纤维素生物质协同的多级处理系统及方法 |
-
2001
- 2001-01-16 JP JP2001007371A patent/JP2002216829A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004303482A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 燃料電池発電プロセス、および燃料電池システム |
| JP4605992B2 (ja) * | 2003-03-28 | 2011-01-05 | 三井造船株式会社 | 燃料電池発電プロセス、および燃料電池システム |
| CN102227383B (zh) * | 2008-10-21 | 2014-04-09 | 蓝色大理石能源公司 | 用于厌氧消化和产物收集的系统和方法 |
| CN106315825A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-01-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种通过投加接种物启动微生物燃料电池处理牛粪发酵沼液的方法 |
| CN106315825B (zh) * | 2016-09-21 | 2019-04-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种通过投加接种物启动微生物燃料电池处理牛粪发酵沼液的方法 |
| CN114378105A (zh) * | 2022-01-19 | 2022-04-22 | 重庆大学 | 一种餐厨垃圾与纤维素生物质协同的多级处理系统及方法 |
| CN114378105B (zh) * | 2022-01-19 | 2024-04-12 | 重庆大学 | 一种餐厨垃圾与纤维素生物质协同的多级处理系统及方法 |
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