JP2017216992A - 有機物質の製造システム及び有機物質の製造方法 - Google Patents
有機物質の製造システム及び有機物質の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017216992A JP2017216992A JP2016244617A JP2016244617A JP2017216992A JP 2017216992 A JP2017216992 A JP 2017216992A JP 2016244617 A JP2016244617 A JP 2016244617A JP 2016244617 A JP2016244617 A JP 2016244617A JP 2017216992 A JP2017216992 A JP 2017216992A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- synthesis gas
- purification unit
- unit
- purification
- organic substance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/32—Purifying combustible gases containing carbon monoxide with selectively adsorptive solids, e.g. active carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
- C01B3/56—Separation of hydrogen or hydrogen containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification by contacting with solids; Regeneration of used solids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/20—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by treating with solids; Regenerating spent purifying masses
- C10K1/28—Controlling the gas flow through the purifiers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/18—Gas cleaning, e.g. scrubbers; Separation of different gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
- C12P7/065—Ethanol, i.e. non-beverage with microorganisms other than yeasts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/04—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
- C01B2203/042—Purification by adsorption on solids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/06—Integration with other chemical processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/1205—Composition of the feed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/14—Details of the flowsheet
- C01B2203/146—At least two purification steps in series
-
- 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
- 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
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
【解決手段】炭素源を含む廃棄物を部分酸化させることにより合成ガスを生成させる合成ガス生成炉と、前記合成ガス生成炉に接続され、前記合成ガス生成炉で生成された合成ガスを精製し、前記合成ガス中の不純物濃度を低減させる合成ガス精製部と、前記合成ガス精製部に接続され、前記合成ガス精製部で精製された合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成部と、を備え、前記合成ガス精製部は、前記合成ガスに含まれる不純物濃度を検出する検出部を有する、有機物質の製造システム。
【選択図】なし
Description
前記合成ガス生成炉において、一般廃棄物を部分酸化して得られる合成ガスには、硫化水素、芳香族有機化合物、酸素等の合成ガス以外の不純物が含まれる。これらの不純物のうちのいくつかは、微生物にとっては有害であるため、前記合成ガス精製部で除去することが望ましい。
一方、上記問題を避ける目的で、通常よりも遥かに多い不純物の発生に備えて前記精製部を構成する精製装置を過剰に設置すると、設備コストが過大となり、商業的な実用化が困難になる。
[6] 前記第1の精製部が、圧力変動吸着装置または温度変動吸着装置である、[1]〜[5]の何れか一項に記載の有機物質の製造システム。
[7] 前記第2の精製部が活性炭を含む、[1]〜[6]の何れか一項に記載の有機物質の製造システム。
前記不純物濃度の任意の値が、前記有機物質合成部において前記有機物質を生成する嫌気性菌に悪影響を及ぼす濃度範囲であることを特徴とする、[8]〜[11]の何れか一項に記載の有機物質の製造方法。
<有機物質の製造システム10>
本発明の第一実施形態の有機物質の製造システム10は、図1に示すように、炭素源を含む廃棄物を部分酸化させることにより合成ガスを生成させる合成ガス生成炉11と、合成ガス生成炉11に接続され、合成ガス生成炉11で生成された合成ガスを精製し、前記合成ガス中の不純物濃度を低減させる合成ガス精製部12と、合成ガス精製部12に接続され、合成ガス精製部12で精製された合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成部14と、を備えている。
ここで、前記不純物濃度の任意の値は、例えば、有機物質合成部14において前記有機物質を生成する微生物に悪影響を与えることが既知の、種々の不純物ごとの濃度範囲として定めることができる。その濃度範囲は、不純物の種類とその微生物の種類の組合せによって定められる。ここで、悪影響とは、微生物の死滅、増殖能低下、資化率の低下、目的物質の生産性低下など、あらゆる望ましくない現象を指す。
例えばClostridium属に悪影響を与える具体的な不純物と濃度としては、アセチレン:5pppm以上、エチレン:50ppm以上、HCN:2ppm以上、ベンゼン:1ppm以上(US9011578 B2)、NOx:150ppm以上(AIMS Bioengineering, 3(2):188-210)等が挙げられる。ただし、これらの不純物と濃度範囲は一例であり、他の不純物と濃度範囲も適用可能である。
従って、製造システム10によれば、合成ガスに含まれる不純物の濃度が極端に高くなったときに対応するための高性能又は大規模な精製部を1つ設ける場合よりも、合成ガス精製部12のランニングコストを低減することができる。
Clostridium属細菌としては、例えば、Clostridium ljungdahlii、Clostridium autoethanogenum、Clostridium carboxidivorans、Clostridium ragsdalei(Kopke M. et al., Appl. Environ. Microbiol. 2011, 77(15), 5467-5475)、Clostridium thermoaceticum等が挙げられる。Moorella属細菌としては、例えば、Moorella thermoacetica (Pierce EG. Et al., Environ. Microbiol. 2008, 10, 2550-2573)等が挙げられる。Acetobacterium属細菌としては、例えば、Acetobacterium woodii(Dilling S. et al., Appl. Environ. Microbiol. 2007, 73(11), 3630-3636)等が挙げられる。
以上で説明した製造システム10における検出部12bを構成する検出器は、第1の精製部12aと第2の精製部12cの間に接続されている。しかし、前記検出器は第1の精製部12aで精製された合成ガスの不純物濃度を検出(測定)できるように接続されていればよく、第1の精製部12aと第2の精製部12cの間に接続される形態に限定されない。例えば、前記検出器は第1の精製部12aのみに接続され、第1の精製部12aで精製された合成ガスの分配は、前記検出器とは別の、検出部12bを構成する制御器が行ってもよい。
有機物質の製造システム10を用いて有機物質を製造する実施形態の一例として、合成ガス生成炉11で前記合成ガスを生成させる工程と、合成ガス精製部12で前記合成ガスを精製する合成ガス精製工程と、有機物質合成部14で前記精製された前記合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成工程と、
を備えた有機物質の製造方法10が挙げられる。
検出された前記不純物濃度が任意の値以下である場合には、第1の精製部12aで精製された前記合成ガスを、第2の精製部12cをスキップして、第2の精製部12cよりも後段の有機物質合成部14の発酵器に供給する。一方、検出された前記不純物濃度が前記任意の値より高い場合には、第1の精製部12aで精製された前記合成ガスを、第2の精製部12cに供給し、第2の精製部12cで前記合成ガスを精製し、第2の精製部12cで精製された前記合成ガスを第2の精製部12cよりも後段の有機物質合成部14の発酵器に供給する。
前記不純物濃度の任意の値は、例えば、前述したように、微生物に対する悪影響を考慮して設定することができる。
<有機物質の製造システム20>
本発明の第二実施形態の有機物質の製造システム20は、図2に示すように、合成ガス生成炉11と、合成ガス精製部12と、有機物質合成部14と、を備えている。この点では、製造システム10と同様である。
検出部12bは、合成ガス生成炉11からの合成ガスにおける不純物濃度を検出する。検出された前記不純物濃度が任意の値(任意に定めた基準値)以下である場合には、検出部12bは、第2の精製部12cよりも低い不純物濃度低減能を有する第1の精製部12aに前記合成ガスを送入する。一方、検出された前記不純物濃度が前記任意の値よりも高い場合には、相対的に高い不純物濃度低減能を有する第2の精製部12cに前記合成ガスを送入する。
従って、製造システム20によれば、合成ガスに含まれる不純物の濃度が極端に高くなったときに対応するための高性能又は大規模な精製部を1つ設ける場合よりも、合成ガス精製部12のランニングコストを低減することができる。
前記不純物濃度の任意の値は、例えば、前述したように、微生物に対する悪影響を考慮して設定することができる。
以上で説明した製造システム20における検出部12bを構成する検出器は、合成ガス生成炉11と2つの精製部12a,12cとの間に接続されている。しかし、前記検出器は2つの精製部12a,12cで精製される前の合成ガスの不純物濃度を検出(測定)できるように接続されていればよく、合成ガス生成炉11と2つの精製部12,12cとの間に接続される形態に限定されない。例えば、前記検出器は合成ガス生成炉11のみに接続され、合成ガス生成炉11で生成された合成ガスの分配は、前記検出器とは別の、検出部12bを構成する制御器が行ってもよい。
有機物質の製造システム20を用いて有機物質を製造する実施形態の一例として、合成ガス生成炉11で前記合成ガスを生成させる工程と、合成ガス精製部12で前記合成ガスを精製する合成ガス精製工程と、有機物質合成部14で前記精製された前記合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成工程と、を備えた有機物質の製造方法20が挙げられる。
検出工程において検出された前記不純物濃度が任意の値以下である場合には、前記合成ガスを第1の精製部12aに送入して前記合成ガスを精製する。一方、検出工程において検出された前記不純物濃度が前記任意の値よりも高い場合には、前記合成ガスを、第1の精製部12aよりも高い不純物濃度低減能を有する第2の精製部12cに送入し、前記合成ガスの不純物濃度を精製する。
前記不純物濃度の任意の値は、例えば、前述したように、微生物に対する悪影響を考慮して設定することができる。
<有機物質の製造システム30>
本発明の第三実施形態の有機物質の製造システム30は、図3に示すように、合成ガス生成炉11と、合成ガス精製部12と、有機物質合成部14と、を備えている。この点では、製造システム10と同様である。
スクラバー1に使用する溶液としては、例えば、水、酸、アルカリ、有機溶媒が挙げられ、特に好ましい溶媒として水が挙げられる。
有機物質の製造システム30を用いて、前述した製造システム10と同様に、有機物質を製造することができる。
具体的には、まず、合成ガス生成炉11から送入された合成ガスをスクラバー1で処理し、合成ガスに含まれていたHCN、NH3、煤等の不純物濃度を低減する。次いで、ガスチラー2で処理し、前段のスクラバー1で混入した水分、凝固し易いナフタレン等の不純物濃度を低減する。
続いて、ガスチラー2で処理された合成ガスに含まれるH2S等の不純物濃度を検出器D1で検出する。
ここで例示した方法においては、スクラバー1及びガスチラー2の少なくとも一方が第1の精製部12aであり、脱硫槽3が第2の精製部12cである。
前記不純物濃度の任意の値は、例えば、前述したように、微生物に対する悪影響を考慮して設定することができる。
ここで、高濃度のH2SをPSA4に供給すると、PSA4の装置や後段の活性炭の性能劣化につながるため、避けるべきである。
<有機物質の製造システム40>
本発明の第四実施形態の有機物質の製造システム40は、図4に示すように、合成ガス生成炉11と、合成ガス精製部12と、有機物質合成部14と、を備えている。この点では、前述した製造システム20と同様である。
有機物質の製造システム40を用いて、前述した製造システム20と同様に、有機物質を製造することができる。
具体的には、まず、合成ガス生成炉11からの合成ガスをスクラバー1及びガスチラー2で処理した後、得られた合成ガスに含まれるH2S等の不純物濃度を検出器D1で検出する。
ここで例示した方法においては、H2S低減能を基準として、PSA4が第1の精製部12aであり、脱硫槽3が第2の精製部12cである。
前記不純物濃度の任意の値は、例えば、前述したように、微生物に対する悪影響を考慮して設定することができる。
<有機物質の製造システム50>
本発明の第五実施形態の有機物質の製造システム50は、図5に示すように、合成ガス生成炉11と、合成ガス精製部12と、有機物質合成部14と、を備えている。この点では、前述した製造システム10〜40と同様である。
前記不純物濃度の任意の値は、例えば、前述したように、微生物に対する悪影響を考慮して設定することができる。
有機物質の製造システム50を用いて有機物質を製造する実施形態として、合成ガス生成炉11で前記合成ガスを生成させる工程と、合成ガス精製部12で前記合成ガスを精製する合成ガス精製工程と、有機物質合成部14で前記精製された前記合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成工程と、を備えた有機物質の製造方法50が挙げられる。
検出工程において検出された前記不純物濃度が任意の値以下である場合には、前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを前記第2の精製部又は前記混合部に送入する。一方、検出工程において検出された前記不純物濃度が前記任意の値よりも高い場合には、前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを前記混合部に送入して、前記不純物濃度が任意の値以下である合成ガスと混合する。
まず、合成ガス生成炉11からの合成ガスをスクラバー1、ガスチラー2及び脱硫槽3で処理した後、得られた合成ガスに含まれるH2S等の不純物濃度を第一検出器D1で検出する。
検出された前記不純物濃度が前記任意の値よりも高い場合には、前記合成ガスを第一希釈槽B1に送入して、前記不純物濃度が任意の値以下である合成ガスと混合する。ここで混合する前記不純物濃度が任意の値以下である合成ガスは、予め第一希釈槽B1に送入した合成ガスでもよいし、後続の前記不純物濃度が任意の値以下である合成ガスを後追いで第一希釈槽B1に送入した合成ガスでもよい。
上記の構成によれば、脱硫槽3を通過した高濃度の不純物が後段の精製装置に回復不能な損傷を与えることを防止することができる。
検出された前記不純物濃度が任意の値以下である場合には、前記合成ガスを活性炭槽5に送入するか、或いは、前記合成ガスを第二希釈槽B2に送入する。
検出された前記不純物濃度が前記任意の値よりも高い場合には、前記合成ガスを第二希釈槽B2に送入して、前記不純物濃度が任意の値以下である合成ガスと混合する。ここで混合する前記不純物濃度が任意の値以下である合成ガスは、予め第二希釈槽B2に送入した合成ガスでもよいし、後続の前記不純物濃度が任意の値以下である合成ガスを後追いで第二希釈槽B2に送入した合成ガスでもよい。
前記不純物濃度の任意の値は、例えば、前述したように、微生物に対する悪影響を考慮して設定することができる。
上記の構成によれば、PSA4を通過した高濃度の不純物が後段の精製装置に回復不能な損傷を与えることを防止することができる。
<有機物質の製造システム60>
本発明の第六実施形態の有機物質の製造システム60は、図6に示すように、合成ガス生成炉11と、合成ガス精製部12と、有機物質合成部14と、を備えている。この点では、前述した製造システム10〜50と同様である。
前記不純物濃度の任意の値は、例えば、前述したように、微生物に対する悪影響を考慮して設定することができる。
有機物質の製造システム60を用いて有機物質を製造する実施形態として、合成ガス生成炉11で前記合成ガスを生成させる工程と、合成ガス精製部12で前記合成ガスを精製する合成ガス精製工程と、有機物質合成部14で前記精製された前記合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成工程と、を備えた有機物質の製造方法60が挙げられる。
検出工程において検出された前記不純物濃度が任意の値以下である場合には、前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを前記第2の精製部に送入し、前記合成ガスを精製する。一方、検出工程において検出された前記不純物濃度が任意の値よりも高い場合には、前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを前記第1の精製部又は前記合成ガス生成炉に返送する。
前記不純物濃度の任意の値は、例えば、前述したように、微生物に対する悪影響を考慮して設定することができる。
まず、合成ガス生成炉11からの合成ガスをスクラバー1、ガスチラー2及び脱硫槽3で処理した後、得られた合成ガスに含まれるH2S等の不純物濃度を第一検出器D1で検出する。
一方、検出された前記不純物濃度が前記任意の値よりも高い場合には、前記合成ガスを第一希釈槽B1に送入して、前記不純物濃度が任意の値以下である合成ガスと混合するか、或いは、第一返送配管R1を介して、前記合成ガスを合成ガス生成炉11に返送する。
前記不純物濃度の任意の値は、例えば、前述したように、微生物に対する悪影響を考慮して設定することができる。
ただし、第一検出器D1が、第一希釈槽B1における希釈能力を上回る不純物濃度を検出した場合には、第一返送配管R1を介して、前記合成ガスを合成ガス生成炉11へ返送する。
上記の方法によれば、脱硫槽3を通過した高濃度の不純物が後段の精製装置に回復不能な損傷を与えることを防止することができる。
検出された前記不純物濃度が任意の値以下である場合には、前記合成ガスを活性炭槽5に送入するか、或いは、有機物質合成部14へ供給する。
検出された前記不純物濃度が前記任意の値よりも高い場合には、前記合成ガスを、第二返送配管R2を介してPSA4へ返送する。次いで、返送した合成ガスをPSA4で再度処理し、その不純物濃度を低減した後、再び第二検出器D2で合成ガスに含まれる不純物濃度を検出し、任意の値よりも低い場合には、前記合成ガスを活性炭槽5又は有機物質合成部14へ供給する。
上記の構成によれば、PSA4を通過した高濃度の不純物が後段の精製装置に回復不能な損傷を与えることを防止することができる。また、活性炭槽5の無駄な使用を避けて、活性炭槽5の使用寿命を延ばし、ランニングコストの低減を図ることができる。
前記不純物濃度の任意の値は、例えば、前述したように、微生物に対する悪影響を考慮して設定することができる。
以上で説明した各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、公知の構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
図1の製造システム10と同様の製造システム用いて、エタノールを製造するために合成ガスの生成、精製を行った。
第1の精製部及び第2の精製部の容量は、それぞれ90Lとした。第1の精製部及び第2の精製部には、それぞれ、株式会社ツルミコール社製の活性炭(型式:4GS−S)を充填した。
廃棄物を部分酸化して得た合成ガスを第1の精製部へ送入する流量は、5Nm3/minとした。
下記の表1に、時間1〜4におけるポイントA,B,Cでのベンゼン濃度を示す。表1の空欄は、ポイントCに合成ガスが送入されていないことを示す。
図3の製造システム30と同様の製造システム用いて、エタノールを製造するために合成ガスの生成、精製を行った。
上記製造システムにおいて、脱硫槽3の後にPSA4を設置し、さらにその下流に活性炭槽5を設けた。さらに脱硫槽3の上流に硫化水素濃度を検知する検出器D1と、脱硫槽3につながる流路と、脱硫槽3をパスして(スキップして)PSA4に直接つながる流路を設けた。
PSA4は、その内部に様々なタイプの吸脱着剤を装着できる。吸脱着剤を選定し、圧力をスイングさせることによって、少量の硫化水素を吸脱着することも可能とした。従って、PSA4に送入する合成ガス中に数十ppmの硫化水素が残存していても、脱硫槽3を使用せずに、PSA4のみで処理が可能である。
前記製造システムを用いて、検出器D1で脱硫槽3の入口において合成ガスに含まれる硫化水素濃度を計測し、例えば50ppm(任意に定めた基準値)を超える濃度が検出された場合のみ、脱硫槽3へ送入した。一方、50ppm以下の濃度が検出された場合には、合成ガスをPSA4へ送入した。
[比較例2A]
脱硫槽3をパスする流路及び検出器D1を設けない以外は、実施例2と同様の製造システムでエタノールを製造するために合成ガスの生成、精製を行った。
[評価]
実施例2の製造システムでは、合成ガス中に硫化水素が高濃度に含まれない限り、脱硫槽3に合成ガスが流れないので、脱硫槽3を経由してガスが流れる時間は、比較例2Aに比べて少なかった。
一方、比較例2Aの製造システムでは、合成ガスは絶えず脱硫槽3を通過し、脱硫槽3においてほぼ完全に硫化水素を除去した。この結果、比較例2Aにおける脱硫槽3の寿命は、実施例2の脱硫槽3に比べて、約1/3倍に短縮された。
11…合成ガス生成炉
12…合成ガス精製部
12a…第1の精製部
12b…検出部
12c…第2の精製部
14…有機物質合成部
15…精製機
D1,D2…検出器
B1,B2…希釈槽
R1,R2…返送配管
1…スクラバー
2…ガスチラー
3…脱硫槽
4…圧力変動吸着装置(PSA)
5…活性炭槽
Claims (8)
- 炭素源を含む廃棄物を部分酸化させることにより合成ガスを生成させる合成ガス生成炉と、前記合成ガス生成炉に接続され、前記合成ガス生成炉で生成された合成ガスを精製し、前記合成ガス中の不純物濃度を低減させる合成ガス精製部と、前記合成ガス精製部に接続され、前記合成ガス精製部で精製された合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成部と、を備え、
前記合成ガス精製部は、
前記合成ガスを精製する第1の精製部と、
前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを精製する第2の精製部と、
前記第1の精製部で精製された前記合成ガスに含まれる不純物濃度を検出する検出部と、を有し、
前記検出部は、
検出された前記不純物濃度が任意の値以下である場合には、前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを、前記第2の精製部をスキップして、前記第2の精製部よりも後段に送入し、
検出された前記不純物濃度が前記任意の値より高い場合には、前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを前記第2の精製部に送入する、有機物質の製造システム。 - 炭素源を含む廃棄物を部分酸化させることにより合成ガスを生成させる合成ガス生成炉と、前記合成ガス生成炉に接続され、前記合成ガス生成炉で生成された合成ガスを精製し、前記合成ガス中の不純物濃度を低減させる合成ガス精製部と、前記合成ガス精製部に接続され、前記合成ガス精製部で精製された合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成部と、を備え、
前記合成ガス精製部は、
前記合成ガスを精製する第1の精製部と、
前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを精製する第2の精製部と、
前記第1の精製部からの合成ガスを順次受け入れ、先に受け入れた合成ガスと後に受け入れた合成ガスとを混合し、得られた合成ガスを前記第2の精製部へ送入する混合部と、
前記第1の精製部で精製された前記合成ガスに含まれる不純物濃度を検出する検出部と、を有し、
前記検出部は、
検出された前記不純物濃度が任意の値以下である場合には、前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを前記第2の精製部又は前記混合部に送入し、
検出された前記不純物濃度が前記任意の値よりも高い場合には、前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを前記混合部に送入して、前記不純物濃度が前記任意の値以下である合成ガスと混合する、有機物質の製造システム。 - 前記不純物濃度の任意の値が、前記有機物質合成部において前記有機物質を生成する嫌気性菌に悪影響を及ぼす濃度範囲であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の有機物質の製造システム。
- 前記第1の精製部が、圧力変動吸着装置または温度変動吸着装置である、請求項1〜3の何れか一項に記載の有機物質の製造システム。
- 前記第2の精製部が活性炭を含む、請求項1〜4の何れか一項に記載の有機物質の製造システム。
- 請求項1に記載の有機物質の製造システムを用いて有機物質を製造する方法であって、
前記合成ガス生成炉で前記合成ガスを生成させる工程と、前記合成ガス精製部で前記合成ガスを精製する合成ガス精製工程と、前記有機物質合成部で前記精製された前記合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成工程と、を備え、
前記合成ガス精製工程は、
前記第1の精製部で前記合成ガスを精製する工程と、
前記第1の精製部で精製された前記合成ガス中の不純物濃度を前記検出部で検出する工程と、
検出された前記不純物濃度が任意の値以下である場合には、前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを、前記第2の精製部をスキップして、前記第2の精製部よりも後段に供給し、
検出された前記不純物濃度が前記任意の値より高い場合には、前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを、前記第2の精製部に供給し、前記第2の精製部で前記合成ガスを精製し、前記第2の精製部で精製された前記合成ガスを前記第2の精製部よりも後段に供給する工程と、
を含む、有機物質の製造方法。 - 請求項2に記載の有機物質の製造システムを用いて有機物質を製造する方法であって、
前記合成ガス生成炉で前記合成ガスを生成させる工程と、前記合成ガス精製部で前記合成ガスを精製する合成ガス精製工程と、前記有機物質合成部で前記精製された前記合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成工程と、を備え、
前記合成ガス精製工程は、
前記第1の精製部で前記合成ガスを精製する工程と、
前記第1の精製部で精製された前記合成ガス中の不純物濃度を前記検出部で検出する工程と、
検出された前記不純物濃度が任意の値以下である場合には、前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを前記第2の精製部又は前記混合部に送入し、
検出された前記不純物濃度が前記任意の値よりも高い場合には、前記第1の精製部で精製された前記合成ガスを前記混合部に送入して、前記不純物濃度が前記任意の値以下である合成ガスと混合する工程と、
を含む、有機物質の製造方法。 - 前記不純物濃度の任意の値が、前記有機物質合成部において前記有機物質を生成する嫌気性菌に悪影響を及ぼす濃度範囲であることを特徴とする、請求項6又は7に記載の有機物質の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPPCT/JP2016/067225 | 2016-06-09 | ||
PCT/JP2016/067225 WO2017212605A1 (ja) | 2016-06-09 | 2016-06-09 | 廃棄物から有機物質を製造する装置及び廃棄物から有機物質を製造する方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016574021A Division JP6097895B1 (ja) | 2016-06-09 | 2016-09-16 | 有機物質の製造システム及び有機物質の製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017101651A Division JP2017216997A (ja) | 2016-06-09 | 2017-05-23 | 有機物質の製造システム及び有機物質の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6225239B1 JP6225239B1 (ja) | 2017-11-01 |
JP2017216992A true JP2017216992A (ja) | 2017-12-14 |
Family
ID=60213998
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016244617A Expired - Fee Related JP6225239B1 (ja) | 2016-06-09 | 2016-12-16 | 有機物質の製造システム及び有機物質の製造方法 |
JP2017101651A Ceased JP2017216997A (ja) | 2016-06-09 | 2017-05-23 | 有機物質の製造システム及び有機物質の製造方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017101651A Ceased JP2017216997A (ja) | 2016-06-09 | 2017-05-23 | 有機物質の製造システム及び有機物質の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10865425B2 (ja) |
EP (1) | EP3470497B1 (ja) |
JP (2) | JP6225239B1 (ja) |
CN (1) | CN109563421A (ja) |
WO (2) | WO2017212605A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3069787B1 (fr) * | 2017-08-03 | 2019-08-09 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Procede de production continue d'un flux gazeux d'hydrogene |
AU2019218392A1 (en) * | 2018-02-12 | 2020-10-01 | Lanzatech, Inc. | Integrated process for filtering constituents from a gas stream |
CN108676707A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-10-19 | 苏州爱绿环保科技有限公司 | 一种生活垃圾生产沼气系统及沼气生产方法 |
US20220347624A1 (en) * | 2019-09-24 | 2022-11-03 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Method for producing purified gas, method for producing valuable material, gas purification device, and device for producing valuable material |
CN115003822A (zh) * | 2020-01-23 | 2022-09-02 | 积水化学工业株式会社 | 有机物质的制造方法和有机物质制造装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006095485A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Toshiba Corp | 廃棄物処理システム |
JP2012001441A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Sekisui Chem Co Ltd | エタノール製造方法、およびエタノール製造システム |
JP2012184367A (ja) * | 2011-03-07 | 2012-09-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 生成ガス中のcos処理装置及びcos処理方法 |
WO2016017551A1 (ja) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | 積水化学工業株式会社 | 廃棄物から有機物質を製造する装置及び廃棄物から有機物質を製造する方法 |
JP2016059296A (ja) * | 2014-09-16 | 2016-04-25 | 積水化学工業株式会社 | 有機物質を製造する装置、有機物質を製造する方法、合成ガスの製造方法及び合成ガスの製造装置 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA22A (en) * | 1869-08-25 | A. Frechette | Improvements in the gig saw | |
CN101190893B (zh) | 2006-11-20 | 2010-04-14 | 中国石油化学工业开发股份有限公司 | 一种纯化粗己内酰胺水溶液的设备与方法 |
WO2009105664A2 (en) * | 2008-02-20 | 2009-08-27 | Gtlpetrol Llc | Systems and processes for processing hydrogen and carbon monoxide |
US8211679B2 (en) | 2008-02-25 | 2012-07-03 | Coskata, Inc. | Process for producing ethanol |
CN101538483B (zh) * | 2009-04-03 | 2013-04-17 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺 |
EP2267102A1 (de) * | 2009-06-24 | 2010-12-29 | CTU - Conzepte Technik Umwelt AG | System und Verfahren zur Aufbereitung von Gas aus einer Biomasse-Vergasung |
EP3070170B1 (en) | 2010-01-14 | 2018-08-01 | Lanzatech New Zealand Limited | Fermentation of co2 by using an electrical potential |
US8752390B2 (en) * | 2010-07-13 | 2014-06-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method and apparatus for producing power and hydrogen |
US9155988B2 (en) * | 2013-03-14 | 2015-10-13 | Universal Laser Systems, Inc. | Multi-stage air filtration systems and associated apparatuses and methods |
CN103146760A (zh) | 2013-03-18 | 2013-06-12 | 张其标 | 一种高效节能环保沼气发酵及净化提纯技术 |
JP6523959B2 (ja) | 2013-09-13 | 2019-06-05 | 積水化学工業株式会社 | 有機物質の製造装置及び有機物質の製造方法 |
-
2016
- 2016-06-09 WO PCT/JP2016/067225 patent/WO2017212605A1/ja active Application Filing
- 2016-09-16 US US16/307,674 patent/US10865425B2/en active Active
- 2016-09-16 EP EP16904696.8A patent/EP3470497B1/en active Active
- 2016-09-16 CN CN201680088125.1A patent/CN109563421A/zh active Pending
- 2016-09-16 WO PCT/JP2016/077516 patent/WO2017212662A1/ja unknown
- 2016-12-16 JP JP2016244617A patent/JP6225239B1/ja not_active Expired - Fee Related
-
2017
- 2017-05-23 JP JP2017101651A patent/JP2017216997A/ja not_active Ceased
-
2020
- 2020-11-05 US US17/090,164 patent/US11525147B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006095485A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-13 | Toshiba Corp | 廃棄物処理システム |
JP2012001441A (ja) * | 2010-06-14 | 2012-01-05 | Sekisui Chem Co Ltd | エタノール製造方法、およびエタノール製造システム |
JP2012184367A (ja) * | 2011-03-07 | 2012-09-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 生成ガス中のcos処理装置及びcos処理方法 |
WO2016017551A1 (ja) * | 2014-07-29 | 2016-02-04 | 積水化学工業株式会社 | 廃棄物から有機物質を製造する装置及び廃棄物から有機物質を製造する方法 |
JP2016059296A (ja) * | 2014-09-16 | 2016-04-25 | 積水化学工業株式会社 | 有機物質を製造する装置、有機物質を製造する方法、合成ガスの製造方法及び合成ガスの製造装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20190256874A1 (en) | 2019-08-22 |
US10865425B2 (en) | 2020-12-15 |
CN109563421A (zh) | 2019-04-02 |
EP3470497A4 (en) | 2019-12-18 |
EP3470497A1 (en) | 2019-04-17 |
JP6225239B1 (ja) | 2017-11-01 |
US20210054419A1 (en) | 2021-02-25 |
WO2017212605A1 (ja) | 2017-12-14 |
US11525147B2 (en) | 2022-12-13 |
WO2017212662A1 (ja) | 2017-12-14 |
JP2017216997A (ja) | 2017-12-14 |
EP3470497B1 (en) | 2021-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6225239B1 (ja) | 有機物質の製造システム及び有機物質の製造方法 | |
JP6097895B1 (ja) | 有機物質の製造システム及び有機物質の製造方法 | |
US11713443B2 (en) | Integrated process for filtering constituents from a gas stream | |
JP7479847B2 (ja) | 生成物回収および細胞再利用のためのプロセスおよびシステム | |
AU2017214573B2 (en) | Product management in biological conversion processes | |
JP2011500100A5 (ja) | ||
JP2012525145A5 (ja) | ||
CA3090411A1 (en) | A process for improving carbon conversion efficiency | |
AU2019428656B2 (en) | Process for recovering close boiling products | |
WO2020067181A1 (ja) | ガス処理方法及びガス処理装置 | |
JP2019088240A (ja) | 有機物質の製造方法 | |
US9676624B2 (en) | Processes for selectively reducing the concentration of hydrogen cyanide in syngas | |
JPWO2019188730A1 (ja) | 有機物質の製造方法 | |
JP6795707B2 (ja) | 有機物質の製造装置 | |
JP6907112B2 (ja) | 一酸化炭素含有基質の発酵の制御方法 | |
JP2020049406A (ja) | ガス配管装置、ガス処理システムおよび管の洗浄方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170606 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170810 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20170818 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170912 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171006 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6225239 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |