JP2013128885A - 摩耗低減機能付き減圧システム及びそれを備える反応装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 入口から流入する摩耗性粉粒状物を含む超臨界状態又は亜臨界状態の液体の圧力を減圧して出口から液体として排出する第1減圧弁12と、第1減圧弁12の出口から排出される液体を冷却して液体として排出する冷却器13と、冷却器13から排出される液体の圧力をフラッシュ減圧して、少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして排出する第2減圧弁14とを備える。
【選択図】 図1
Description
図4に示すように、まず、セルロース系バイオマス(例えば、バガス、甜菜かす、又はわらのような草木系バイオマス)を、前処理として数mm以下に粉砕する。粉砕後のセルロース系バイオマスは、混合槽31に供給され、水及び酸を加えて攪拌され、スラリー化される。
次に、スラリーは、必要に応じて予熱された後、ヘミセルロース糖化反応器(反応槽)27へと供給される。ヘミセルロース糖化反応器27内で、スラリーは、圧力1MPa以上5MPa以下で熱水処理される。この熱水処理によって、セルロース系バイオマス中のヘミセルロースは、酸の触媒作用によってC5単糖に効率よく糖化分解(加水分解)される。
次に、摩耗性粉粒状物を含むスラリーは、フラッシュタンク32から固液分離装置33へと供給され、C5糖化液と脱水ケーキ1とに分離される。C5糖化液は、後続するアルコール発酵工程へと供給される。一方、脱水ケーキ(脱水ケーキ1)は、加圧式反応器(反応槽)28の反応室へと供給される。
脱水ケーキ1が供給された後、加圧式反応器28の反応室には、外部の蒸気発生装置(図示せず)から蒸気が供給される。その後、反応室は、所定の圧力範囲内となるまで加圧される。
次に、摩耗性粉粒状物を含むスラリーは、フラッシュタンク34から固液分離装置35へと供給され、C6糖化液と脱水ケーキ2とに分離される。C6糖化液は、後続するアルコール発酵工程へと供給される。一方、脱水ケーキ2は、適宜系外に取り出される。
次に、C5糖化液及びC6糖化液は、発酵工程において、酵母を利用してエタノールへと変換される。発酵工程は、公知の発酵方法を採用することができる。
次に、発酵工程によって得られたアルコール発酵液は、蒸留され、エタノールが濃縮される。
12 第1減圧弁
13 冷却器
14 第2減圧弁
15、16、17、18 第1配管、第2配管、第3配管、第4配管
19 冷却管
20 冷却媒体管
20a 出口側配管
21 流量調節弁
22 制御部
24、25 第1及び第2反応装置
26 エタノール製造設備
27 反応器(反応槽)
28 加圧式反応器(反応槽)
29、30 取出し部
31 混合槽
32、34 フラッシュタンク
33、35 固液分離装置
T1〜T4 第1〜第4温度検出器
P1〜P4 第1〜第4圧力検出器
t1〜t4 第1〜第4測定温度信号
p1〜p4 第1〜第4測定圧力信号
p1ts、p2ts 第1及び第2減圧弁の設定圧力制御信号
Qts 設定流量制御信号
p1t、p2t 第1及び第2減圧弁の設定圧力
tse 冷却器の設定温度
K1 第1減圧弁の開度
K2 第2減圧弁の開度
K3 流量調節弁の開度
p1s、p2s 飽和圧力
Claims (6)
- 入口から流入する摩耗性粉粒状物を含む超臨界状態又は亜臨界状態の液体の圧力を減圧して出口から液体として排出する第1減圧弁と、
前記第1減圧弁の出口から排出される液体を冷却して液体として排出する冷却器と、
前記冷却器から排出される液体の圧力をフラッシュ減圧して少なくとも気体及び摩耗性粉粒状物を含むものとして排出する第2減圧弁とを備えることを特徴とする摩耗低減機能付き減圧システム。 - 前記第1減圧弁の入口に設けられ、前記第1減圧弁の入口から流入する液体の温度を検出して第1測定温度信号を生成する第1温度検出器、及び当該液体の圧力を検出して第1測定圧力信号を生成する第1圧力検出器と、
前記第1減圧弁の入口の液体の圧力が、前記第1測定温度信号における第1飽和圧力よりも高くなるように、前記第1測定温度信号及び前記第1測定圧力信号に基づいて、前記第1減圧弁の開度を制御する第1制御手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の摩耗低減機能付き減圧システム。 - 前記冷却器の出口から前記第2減圧弁の入口までの間に設けられ、前記冷却器の出口から流出する液体の温度を検出して第2測定温度信号を生成する第2温度検出器と、
前記冷却器に使用される冷却媒体の流量を調節するための流量調節弁と、
前記冷却器の出口の液体の温度が所定の設定温度となるように、前記第2測定温度信号に基づいて、前記流量調節弁の開度を制御する第2制御手段とを備えることを特徴とする請求項1又は2記載の摩耗低減機能付き減圧システム。 - 前記冷却器の出口から前記第2減圧弁の入口までの間に設けられ、前記冷却器の出口から流出する液体の圧力を検出して第2測定圧力信号を生成する第2圧力検出器と、
前記冷却器の出口から排出される液体の圧力が、前記第2測定温度信号における第2飽和圧力よりも高くなるように、前記第2測定温度信号及び前記第2測定圧力信号に基づいて、前記第2減圧弁の開度を制御する第3制御手段とを備えることを特徴とする請求項3記載の摩耗低減機能付き減圧システム。 - 前記第3制御手段は、前記冷却器の出口から排出される液体の圧力が、前記第2測定温度信号における第2飽和圧力よりも高くなるように、前記第2測定温度信号及び前記第2測定圧力信号に基づいて、前記第1減圧弁の開度を制御することを特徴とする請求項4記載の摩耗低減機能付き減圧システム。
- 超臨界状態又は亜臨界状態において被処理物を熱水処理するための反応槽と、
前記反応槽に設けられ、前記反応槽で被処理物を熱水処理して得られた摩耗性粉粒状物を含む液体を、液体、気体及び摩耗性粉粒状物として取り出すための取出し部とを備え、
前記取出し部に請求項1乃至5のいずれかに記載の摩耗低減機能付き減圧システムが設けられていることを特徴とする反応装置。
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