JP2003221203A - 廃棄物を原料とする水素の製造方法 - Google Patents
廃棄物を原料とする水素の製造方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 廃棄物を処理しながら、効率よく水素を製造
することができる。又、水素が分離された残りのガスを
熱分解工程の加熱用熱源として使用すれば、加熱用熱源
が節減される。 【解決手段】 有機物を含む廃棄物を無酸素状態で加熱
して熱分解ガスを発生させる熱分解炉１と、熱分解炉１
で発生した熱分解ガスを水蒸気の存在下で所定温度に保
持して、熱分解ガス中の炭化水素を水素に変換させる反
応を行わせる熱分解ガスの改質炉２と、改質されたガス
から水素を分離するガス分離装置４とを有する。
することができる。又、水素が分離された残りのガスを
熱分解工程の加熱用熱源として使用すれば、加熱用熱源
が節減される。 【解決手段】 有機物を含む廃棄物を無酸素状態で加熱
して熱分解ガスを発生させる熱分解炉１と、熱分解炉１
で発生した熱分解ガスを水蒸気の存在下で所定温度に保
持して、熱分解ガス中の炭化水素を水素に変換させる反
応を行わせる熱分解ガスの改質炉２と、改質されたガス
から水素を分離するガス分離装置４とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、廃プラスチッ
ク、廃木材、間伐材などの有機物を含む廃棄物を原料と
する水素の製造方法であり、廃棄物を処理すると共に水
素を製造することができる方法に関する。
ク、廃木材、間伐材などの有機物を含む廃棄物を原料と
する水素の製造方法であり、廃棄物を処理すると共に水
素を製造することができる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水素は、燃料電池用、燃料電池を搭載し
た自動車用、あるいは各種動力に利用できる燃料として
将来の需要の増大が見込まれている。水素の製造は、従
来から、主として石油系原料を分解することによって行
われている。又、コークス炉ガスを分離精製する方法も
知られている。
た自動車用、あるいは各種動力に利用できる燃料として
将来の需要の増大が見込まれている。水素の製造は、従
来から、主として石油系原料を分解することによって行
われている。又、コークス炉ガスを分離精製する方法も
知られている。
【０００３】一方、廃棄物の処理においては、資源回収
を行う技術の開発が進められている。この廃棄物の資源
回収技術については、現状では、可燃性ガスを発生さ
せ、これを熱エネルギーとして回収する段階にとどまっ
ている。その技術としては、廃棄物をガス化溶融処理す
る方法と、コークス炉を使用する処理方法がある。
を行う技術の開発が進められている。この廃棄物の資源
回収技術については、現状では、可燃性ガスを発生さ
せ、これを熱エネルギーとして回収する段階にとどまっ
ている。その技術としては、廃棄物をガス化溶融処理す
る方法と、コークス炉を使用する処理方法がある。
【０００４】廃棄物ガス化溶融処理においては、コーク
スを燃焼させると共に廃棄物を部分燃焼させることによ
りその熱分解を行っている。
スを燃焼させると共に廃棄物を部分燃焼させることによ
りその熱分解を行っている。
【０００５】コークス炉を使用する処理においては、コ
ークスを製造する場合と同様の方法により廃棄物を加熱
し、熱分解ガスを発生させている。
ークスを製造する場合と同様の方法により廃棄物を加熱
し、熱分解ガスを発生させている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
資源回収を行う廃棄物処理においては、可燃性ガスを得
ることを目的に行われており、水素などの特定のガス成
分を取り出す工程は設けられていない。
資源回収を行う廃棄物処理においては、可燃性ガスを得
ることを目的に行われており、水素などの特定のガス成
分を取り出す工程は設けられていない。
【０００７】そして、仮に、上記従来の廃棄物処理で発
生した熱分解ガスから水素を取り出そうとしても、廃棄
物ガス化溶融処理の場合には、ガス中に酸素や多量の不
純物が含まれていると言う問題があり、又、コークス炉
を使用する処理の場合には、コークス炉が設置されてい
るところでしか実施できないと言う問題があり、その実
施は困難である。
生した熱分解ガスから水素を取り出そうとしても、廃棄
物ガス化溶融処理の場合には、ガス中に酸素や多量の不
純物が含まれていると言う問題があり、又、コークス炉
を使用する処理の場合には、コークス炉が設置されてい
るところでしか実施できないと言う問題があり、その実
施は困難である。
【０００８】この発明は、上記の問題を解決し、有機物
を含む廃棄物を処理すると共に水素を製造することがで
きる方法を提供することを目的とする。
を含む廃棄物を処理すると共に水素を製造することがで
きる方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するためになされたものであって、下記を特徴と
する。
を解決するためになされたものであって、下記を特徴と
する。
【００１０】請求項１に係る発明は、有機物を含む廃棄
物を無酸素状態で加熱して熱分解ガスを発生させる熱分
解工程と、熱分解工程で発生した熱分解ガスを水蒸気の
存在下で所定温度に保持して、熱分解ガス中の炭化水素
を水素に変換させる反応を行わせる熱分解ガスの改質工
程と、改質されたガスから水素を分離するガス分離工程
とを有することに特徴を有するものである。
物を無酸素状態で加熱して熱分解ガスを発生させる熱分
解工程と、熱分解工程で発生した熱分解ガスを水蒸気の
存在下で所定温度に保持して、熱分解ガス中の炭化水素
を水素に変換させる反応を行わせる熱分解ガスの改質工
程と、改質されたガスから水素を分離するガス分離工程
とを有することに特徴を有するものである。
【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、前記熱分解工程での前記廃棄物の加熱温度
は、７００℃〜１２００℃の範囲内であり、前記改質工
程での前記熱分解ガスの保持温度は、７００℃〜１００
０℃の範囲内であることに特徴を有するものである。
明において、前記熱分解工程での前記廃棄物の加熱温度
は、７００℃〜１２００℃の範囲内であり、前記改質工
程での前記熱分解ガスの保持温度は、７００℃〜１００
０℃の範囲内であることに特徴を有するものである。
【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１または２
に係る発明において、前記ガス分離工程で水素が分離さ
れた残りのガスを熱分解工程の加熱用熱源として使用す
ることに特徴を有するものである。
に係る発明において、前記ガス分離工程で水素が分離さ
れた残りのガスを熱分解工程の加熱用熱源として使用す
ることに特徴を有するものである。
【００１３】なお、有機物を含む廃棄物としては、特
に、有機物がプラスチック類である場合に、効率よく水
素を製造することができる。
に、有機物がプラスチック類である場合に、効率よく水
素を製造することができる。
【００１４】この発明においては、熱分解工程で、有機
物を含む廃棄物を無酸素状態で７００〜１２００℃に加
熱することにより、廃棄物中の有機物を熱分解し、水素
と炭化水素を含むガスを発生させる。
物を含む廃棄物を無酸素状態で７００〜１２００℃に加
熱することにより、廃棄物中の有機物を熱分解し、水素
と炭化水素を含むガスを発生させる。
【００１５】この熱分解ガスは、次の改質工程で、水蒸
気の存在下で７００〜１０００℃に保持され、炭化水素
と水蒸気の反応によって水素が生成する。この反応の進
行によってガス中の水素の含有率が増加する。
気の存在下で７００〜１０００℃に保持され、炭化水素
と水蒸気の反応によって水素が生成する。この反応の進
行によってガス中の水素の含有率が増加する。
【００１６】次いで、ガス中の水分や有害ガスを除去す
る処理をした後、ガス分離工程で、熱分解ガスの分離処
理を行い、精製された水素を得る。
る処理をした後、ガス分離工程で、熱分解ガスの分離処
理を行い、精製された水素を得る。
【００１７】水素が分離された後に残ったガスは、炭化
水素や一酸化炭素などを含む可燃性ガスであるので、熱
分解工程へ送り、熱分解炉を加熱する熱源として使用す
る。
水素や一酸化炭素などを含む可燃性ガスであるので、熱
分解工程へ送り、熱分解炉を加熱する熱源として使用す
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、この発明を実施するため
の装置に係る実施の形態の一例を示す図である。この装
置は、熱分解工程、改質工程、及びガス分離工程を有し
ている。なお、処理する廃棄物が硫化水素、シアン、ア
ンモニアなどの有害ガスを発生するものである場合に
は、改質工程とガス分離工程の間にガス清浄化工程を設
ける。
の装置に係る実施の形態の一例を示す図である。この装
置は、熱分解工程、改質工程、及びガス分離工程を有し
ている。なお、処理する廃棄物が硫化水素、シアン、ア
ンモニアなどの有害ガスを発生するものである場合に
は、改質工程とガス分離工程の間にガス清浄化工程を設
ける。
【００１９】熱分解工程には、熱分解炉１があり、この
炉は間接加熱によって内部が高温に保持され、密閉状態
にすることができる構造になっている。改質工程には、
改質炉２があり、この炉は必要に応じて加熱可能に構成
されている。ガス分離工程には、ＰＳＡ方式によるガス
分離装置４が設けられており、このガス分離装置４で水
素が分離されて精製水素ガスとして取り出される。
炉は間接加熱によって内部が高温に保持され、密閉状態
にすることができる構造になっている。改質工程には、
改質炉２があり、この炉は必要に応じて加熱可能に構成
されている。ガス分離工程には、ＰＳＡ方式によるガス
分離装置４が設けられており、このガス分離装置４で水
素が分離されて精製水素ガスとして取り出される。
【００２０】上記のように構成された装置による水素の
製造は、次のように行われる。廃棄物を連続的又は間欠
的に熱分解炉１へ装入し、空気の流入を遮断しつつ７０
０〜１２００℃に保持する。廃棄物が熱分解されて熱分
解ガスが生成し、次工程へ送られる。この熱分解によっ
て、廃棄物中の不燃物や熱分解時に生成した炭素質のも
のからなる残渣が炉内に残留する。この残渣は連続的又
は間欠的に抜き出され、その炭素分が有効利用される。
製造は、次のように行われる。廃棄物を連続的又は間欠
的に熱分解炉１へ装入し、空気の流入を遮断しつつ７０
０〜１２００℃に保持する。廃棄物が熱分解されて熱分
解ガスが生成し、次工程へ送られる。この熱分解によっ
て、廃棄物中の不燃物や熱分解時に生成した炭素質のも
のからなる残渣が炉内に残留する。この残渣は連続的又
は間欠的に抜き出され、その炭素分が有効利用される。
【００２１】熱分解炉１から排出されたガスは改質炉２
へ導入される。この際、高温の水蒸気が吹き込まれると
共に、炉内の温度が７００〜１０００℃に保持される。
炉内では、炭化水素と水蒸気の反応が進行し、新たな水
素が生成する。
へ導入される。この際、高温の水蒸気が吹き込まれると
共に、炉内の温度が７００〜１０００℃に保持される。
炉内では、炭化水素と水蒸気の反応が進行し、新たな水
素が生成する。
【００２２】改質されたガスは、ガス冷却器３で冷却さ
れて、水分や油分が分離された後、ガス分離装置４へ送
られ、水素が分離されて精製された水素が取り出され
る。水素分離後の残ガスは、炭化水素類、一酸化炭素、
炭酸ガスなどからなる可燃性ガスである。この残ガスは
熱分解炉１を加熱するための熱源として供給される。
れて、水分や油分が分離された後、ガス分離装置４へ送
られ、水素が分離されて精製された水素が取り出され
る。水素分離後の残ガスは、炭化水素類、一酸化炭素、
炭酸ガスなどからなる可燃性ガスである。この残ガスは
熱分解炉１を加熱するための熱源として供給される。
【００２３】
【発明の効果】この発明によれば、有機物を含む廃棄物
を無酸素状態で加熱して熱分解ガスを発生させ、このガ
スを改質して水素含有率を増加させた後、水素を分離し
て取り出すので、廃棄物を処理しながら、効率よく水素
を製造することができる。又、水素が分離された残りの
ガスを熱分解工程の加熱用熱源として使用すれば、加熱
用熱源が節減される。
を無酸素状態で加熱して熱分解ガスを発生させ、このガ
スを改質して水素含有率を増加させた後、水素を分離し
て取り出すので、廃棄物を処理しながら、効率よく水素
を製造することができる。又、水素が分離された残りの
ガスを熱分解工程の加熱用熱源として使用すれば、加熱
用熱源が節減される。
【図１】この発明の一実施態様を示すフロー図である。
１：熱分解炉
２：改質炉
３：ガス冷却器
４：ガス分解装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 休井 正人
東京都中央区日本橋３−14−１ 株式会社
日本エコエネルギー研究所内
Ｆターム(参考） 4D004 AA07 AA12 BA03 CA26 CA27
CA47 CB04 CB34 DA03 DA06
4G040 EA03 EA06 EA09 EB14 EB16
EB44
5H027 AA02 BA01 DD05 DD09
Claims (3)
- 【請求項１】 有機物を含む廃棄物を無酸素状態で加熱
して、熱分解ガスを発生させる熱分解工程と、熱分解工
程で発生した熱分解ガスを水蒸気の存在下で所定温度に
保持して、熱分解ガス中の炭化水素を水素に変換させる
反応を行わせる熱分解ガスの改質工程と、改質されたガ
スから水素を分離するガス分離工程とを有することを特
徴とする、廃棄物を原料とする水素の製造方法。 - 【請求項２】 前記熱分解工程での前記廃棄物の加熱温
度は、７００℃〜１２００℃の範囲内であり、前記改質
工程での前記熱分解ガスの保持温度は、７００℃〜１０
００℃の範囲内であることを特徴とする、請求項１記載
の、廃棄物を原料とする水素の製造方法。 - 【請求項３】 前記ガス分離工程で水素が分離された残
りのガスを前記熱分解工程の加熱用熱源として使用する
ことを特徴とする、請求項１または２記載の、廃棄物を
原料とする水素の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002023223A JP2003221203A (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 廃棄物を原料とする水素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002023223A JP2003221203A (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 廃棄物を原料とする水素の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003221203A true JP2003221203A (ja) | 2003-08-05 |
Family
ID=27745994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002023223A Pending JP2003221203A (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 廃棄物を原料とする水素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003221203A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005298264A (ja) * | 2004-04-12 | 2005-10-27 | Toshiba Corp | 熱分解ガス化改質装置 |
| KR100887137B1 (ko) * | 2008-06-12 | 2009-03-04 | 김현영 | 탄화물 열분해 개질 방법 및 그 장치 |
| WO2009048312A1 (en) * | 2008-04-08 | 2009-04-16 | Young-Mok Kim | A method for treating waste plastic |
| KR101166177B1 (ko) * | 2010-05-20 | 2012-07-18 | 일솜 주식회사 | 개질기, 이를 구비한 유기성 폐기물을 이용한 수소 생산장치 및 그 생산방법 |
-
2002
- 2002-01-31 JP JP2002023223A patent/JP2003221203A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005298264A (ja) * | 2004-04-12 | 2005-10-27 | Toshiba Corp | 熱分解ガス化改質装置 |
| WO2009048312A1 (en) * | 2008-04-08 | 2009-04-16 | Young-Mok Kim | A method for treating waste plastic |
| KR100887137B1 (ko) * | 2008-06-12 | 2009-03-04 | 김현영 | 탄화물 열분해 개질 방법 및 그 장치 |
| KR101166177B1 (ko) * | 2010-05-20 | 2012-07-18 | 일솜 주식회사 | 개질기, 이를 구비한 유기성 폐기물을 이용한 수소 생산장치 및 그 생산방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060118 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060613 |