JP2018203842A - 燃料製造方法および燃料製造装置 - Google Patents
燃料製造方法および燃料製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018203842A JP2018203842A JP2017108904A JP2017108904A JP2018203842A JP 2018203842 A JP2018203842 A JP 2018203842A JP 2017108904 A JP2017108904 A JP 2017108904A JP 2017108904 A JP2017108904 A JP 2017108904A JP 2018203842 A JP2018203842 A JP 2018203842A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction vessel
- stirring
- manure
- mpa
- temperature
- 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
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 157
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 92
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 79
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims abstract description 64
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 46
- 238000010793 Steam injection (oil industry) Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims description 126
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 66
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 claims description 25
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 25
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 25
- 241000282898 Sus scrofa Species 0.000 claims description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 16
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 72
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 abstract description 34
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 8
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 abstract description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 5
- 238000013019 agitation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 2
- 244000144972 livestock Species 0.000 abstract 4
- 239000011368 organic material Substances 0.000 abstract 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 45
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 29
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 13
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 13
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 11
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 9
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 9
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 9
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 8
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 7
- 238000005576 amination reaction Methods 0.000 description 5
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 4
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 241001494479 Pecora Species 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
- C12P5/023—Methane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
- B09B3/40—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving thermal treatment, e.g. evaporation
- B09B3/45—Steam treatment, e.g. supercritical water gasification or oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B5/00—Operations not covered by a single other subclass or by a single other group in this subclass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/06—Treatment of sludge; Devices therefor by oxidation
- C02F11/08—Wet air oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
-
- 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
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/06—Means for pre-treatment of biological substances by chemical means or hydrolysis
-
- 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
-
- 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
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Zoology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
【解決手段】燃料の製造方法は、反応容器内に家畜糞尿を投入すると共に、前記家畜糞尿の投入量の5倍以上20倍以下の水を反応容器内に注入する工程と、前記家畜糞尿及び水の投入後、前記反応容器内に、0.62MPa以上1.9MPa以下の飽和水蒸気を注入する工程と、前記水蒸気注入を続けた状態で、反応容器内の攪拌を開始し、アンモニアを除去すると共に、前記家畜糞尿に含まれる有機物の結合分子を分離することにより微細化する工程と、前記反応容器内の下部温度が125℃以上まで上昇した時点で攪拌を終了する工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】なし
Description
しかしながら、燃料とする廃棄物が生ゴミや下水道汚泥等のように高湿潤な資材である場合、含水率が80%以上と高いために非常に熱分解させ難く、熱分解ガスを十分に発生させられないという問題があった。
この特許文献2記載された燃料の製造方法によれば、前記燃料を発酵させることにより、発電に利用できるメタンガスを得ることができる。
しかしながら、燃料とする廃棄物が家畜糞尿の場合、生ゴミや下水道汚泥等の場合と異なる技術的課題があった。
即ち、燃料とする廃棄物が家畜糞尿の場合、含水率が高く、燃料を固形物化することは困難であり、固形化するためのエネルギーを必要とするため、不経済である。また、糞尿から生じるアンモニアによって発酵が阻害され、円滑にメタンガスを得ることができないという課題があった。
そのため、家畜糞尿を燃料として、メタン発酵を行うには商業的に困難であるという技術的課題があった。
その結果、投入した家畜糞尿が低分子化、糖化、アミノ化、イオン積の変化を起こし、また発酵阻害物質であるアンモニアが減少することを知見した。また、家畜糞尿の低分子化、糖化、アミノ化と、発酵阻害物質であるアンモニアの減少によって、メタン発酵速度の上昇、発生ガス量の増大が図られることを知見した。
このように、特定量の水および特定圧の飽和水蒸気を注入し、下部温度が特定温度になるまで、攪拌することにより、アンモニアが除去されると共に、前記糞尿に含まれる有機物の結合分子が分離され、微細化される。即ち、糞尿を原料とする燃料から発酵阻害物質であるアンモニアが除去されると共に、燃料の低分子化、糖化、アミノ化、イオン積変化を図ることができる。
その結果、前記燃料を用いて、発酵槽において迅速なメタン発酵を行うことができ、メタン発酵速度の上昇と発生ガス量の増大を図ることができる。
尚、家畜糞尿とは、鶏糞、豚糞尿、牛糞尿、馬糞尿、羊糞尿等をいう。
即ち、家畜糞尿の投入量の5倍未満の場合には、COD数値に対する有機物濃度(TOC)が高く、発酵速度が遅くなり好ましくない。一方、特定量の水が家畜糞尿の投入量の20倍を越える場合には、有機物濃度(TOC)が低く、発酵速度が遅なり、経済性が失われるため、好ましくない。
このように、125℃まで上昇した時点で、既に家畜糞尿の低分子化、アミノ化、糖化が終了するため、攪拌を終了する。
このように、反応容器内の下部温度を基準としたのは、糞尿を含む液体において、反応容器内の下部に位置する領域の温度が低く、その温度を測定することにより、液体中の全有機物の温度が100℃以上であることを確認することができるためである。
また、反応容器内の下部温度が100℃に達した時点で、攪拌を開始するのは、糞尿に含まれる有機物の結合分子を分離し、微細化する(撹拌を開始しその羽根に衝突させ分子運動を高める)ためである。
前記家畜糞尿が鶏糞の場合には、水の投入量が鶏糞の投入量の5倍以上10倍以下、反応容器内に投入される飽和水蒸気の圧力が0.69MPa以上0.84MPa以下、攪拌終了が反応容器内の下部温度が135℃〜140℃の温度まで上昇した時点とするのが、好ましい。
前記家畜糞尿が豚糞尿の場合には、水の投入量が鶏糞の投入量の10倍以上12倍以下、反応容器内に投入される飽和水蒸気の圧力が0.76MPa以上0.85MPa、攪拌終了が反応容器内の下部温度が135℃〜140℃の温度まで上昇した時点とするのが、好ましい。
本発明に係る燃料製造方法は、図1に示すように、まず、収集した家畜糞尿(S1)を水熱反応処理する(S2)。
この燃料製造方法は、この水熱反応処理を特定の条件下で行う点に特徴がある。即ち、特定量の水および特定圧の飽和水蒸気を注入し、反応容器内の下部温度が特定温度になるまで、攪拌することにより、家畜糞尿におけるアンモニア生成を抑制すると共に、前記家畜糞尿に含まれる有機物の結合分子を分離することにより微細化し、低分子化、アミノ化、糖化した燃料を得る点に特徴がある。尚、水熱反応処理の条件については、後に詳しく述べる。
この固液分離機は、公知の機械を用いることができる。分離された有機物含有液体は、発酵槽に移送され(S4)、発酵槽に収容される。この有機物含有液体の移送についても、公知の移送機械を用いることができる。
そして、前記有機物含有液体は、発酵槽は所定温度に維持され、メタン菌による発酵処理(メタンガス化)がなされる。この発酵処理も従来と同様に行うことができる。
図2に示すように、本実施形態の燃料製造装置1は、家畜糞尿を収容して処理するための反応容器2と、前記反応容器2に家畜糞尿と、水(水道水)を投入するための投入口2aと、この反応容器2に投入された、家畜糞尿と水(水道水)を混合した液体を攪拌するための攪拌手段3とを備えている。
また、燃料製造装置1は、反応容器2内の家畜糞尿と水(水道水)を混合した液体に対して高圧水蒸気を注入するための水蒸気注入手段4と、反応容器2内の圧力を調節するための圧力調節手段5と、前記攪拌手段3、前記水蒸気注入手段4および前記圧力調節手段5を制御するための制御手段6とを備えている。
前記反応容器2は、耐圧性を備えた第一種圧力容器により構成されており、その内部で家畜糞尿と水(水道水)を混合した液体を処理するものである。
この反応容器2の上部には投入口2aが設けられるとともに、下部には水熱処理をした低分子有機物を含有する液体を外部に導出する導出口2bが設けられている。
これら投入口2aおよび導出口2bは、前記液体を処理する際に反応容器2内の高温高圧に耐えられるパッキンが使用された密閉構造を備えている。
尚、投入口2aおよび導出口2bは、安全性を考慮して、反応容器2内の圧力が0.015MPa以下に達しない限り、開閉操作が反応しないシステム制御を備えている。
特に、温度センサ7が反応容器2の内部下部に設けられているため、反応容器2の内部下部に位置する、温度が低くなる下層の有機物含有液体の温度を測定することができる。
即ち、反応容器2下部に位置するか液体下層の温度を検出することによって、有機物含有液体全体の温度が、温度センサ7で検出した温度以上であることを確認することができる。
また水平回動軸3aには駆動モータ3cが連結され、前記撹拌羽根3bを駆動モータ3cによって回転駆動するように構成されている。
前記ボイラー4aで発生する水蒸気(飽和水蒸気)の圧力は一定値に保持されており、反応容器2内の圧力は、高圧水蒸気(高圧飽和水蒸気)の注入量で調節される。
この高圧水蒸気(高圧飽和水蒸気)の圧力によって反応容器内の温度が定まり、反応容器2内は高温に保持される。
また、前記送気管4bは、反応容器2に対して水平回動軸3aよりも上方位置であって略水平方向に連結されている。
そして、反応容器2内の圧力が所定値を越えると圧力調整バルブ5aを開放し、反応容器2内の圧力を抜いて所定の圧力に保持するようになっている。
また、排気管5bにはサイレンサー9を介して冷却装置10が連結されており、反応容器2からの水蒸気を冷却して液化し、排水処理設備11に供給されるように構成されている。さらに、サイレンサー9により、騒音防止条例の規制値をクリアして市街地などに設置できるよう設計されている。
具体的には、反応容器2内の温度や圧力が所定の温度、圧力から低下した場合には、前記制御手段6によって、水蒸気注入手段4からの高圧水蒸気の注入量を増加させて温度および圧力を上昇させるように制御する。逆に、反応容器2内の温度や圧力が所定の温度、圧力以上に上昇した場合には、前記制御手段6によって、圧力調節手段5の圧力調整バルブ51を開放して高圧水蒸気を排気し温度および圧力を低下させるように制御する。
まず、家畜糞尿を投入口2aから反応容器2内に投入する。また、投入した家畜糞尿量に応じた、特定量の水(水道水)を反応容器内に注入する。
この特定量の水が家畜糞尿の投入量の5倍未満の場合には、COD数値に対する有機物濃度(TOC)が高く、発酵速度が遅くなり好ましくない。
一方、特定量の水が家畜糞尿の投入量の20倍を越える場合には、有機物濃度(TOC)が低く、メタン菌の世代交代に必要な栄養素が不足し、発酵速度が遅なり、経済性が失われるため、好ましくない。また、多量の水により、家畜糞尿に含まれる有機物の結合分子の分離が阻害され、低分子化、アミノ化、糖化を困難するため、好ましくない。
そのため、反応容器内に家畜糞尿を投入する際、家畜糞尿の投入量の5倍以上20倍以下の水を反応容器内に注入するのが望ましい。
また、前記家畜糞尿が豚糞尿の場合も、豚糞尿の投入量の5倍以上20倍以下の水を反応容器内に注入するのが望ましいが、特に、豚糞尿の投入量の10倍以上12倍以下の水を注入するのが望ましい。
この場合、設定される反応容器内圧力は、家畜糞尿がガス化発電用燃料に適した性状に変換するのに必要な圧力である。
鶏糞の場合も、反応容器内の圧力を0.62MPa以上1.9MPa以下になすのが望ましいが、特に0.69MPa以上0.84MPa以下になすのが好ましい。
また豚糞尿の場合も、反応容器内の圧力を0.62MPa以上1.9MPa以下になすのが望ましいが、特に0.76MPa以上0.85MPa以下になすのが好ましい。
このように、100℃に達した時点で攪拌を開始するは、液体に含有される有機物まで100℃の温度が伝達され、更に分子レベルの分解を容易にするため、撹拌を開始し、攪拌羽根に有機物を衝突させ分子運動を激しく高めるためである。
また、125℃まで上昇した時点で攪拌を終了するは、投入された液体に含有される有機物は、既に、糖化、アミノ化、低分子化されているためである。
そして、低分子有機物を含有する液体は導出口2bから導出され、固液分離機12を介して発酵槽に供給され、メタンガス化処理(発酵処理)がなされ、メタンガスが抽出される。
尚、固液分離機12を介することなく、発酵槽に供給し、メタンガス化処理をなしても良いが、固液分離機12を用いることにより、ビニール、小石等の異物を除去できるため、固液分離機12を用いた方が好ましい。
実施例1では、鶏糞を処理し、アンモニア臭気、メタンガス量を検証した。
まず、鶏糞750Kgを反応容器内に投入すると共に、鶏糞投入量の6倍にあたる水道水4550Kgを反応容器に投入した。そして、表1の実験1〜9に示すように、反応容器2内の液体温度、反応容器内の圧力、攪拌回転数を変化させて、水熱処理を行った。
そして、水熱処理後のCODcr、PH,アンモニア臭気を測定すると共に、水熱処理を行った液体を発酵槽に供給し、発生したメタンガス量を測定した。その結果を表1に示す。尚、実験1〜9において、発酵槽温度(使用した発酵槽の発酵条件温度)は30〜44℃とした。
表1の評価では、アンモニア臭気が有る場合には×を記し、アンモニア臭気が減少し、ガス発生量が多い場合に△を記し、アンモニア臭気が無く、ガス発生量が多い場合に◎を記した。尚、実験6〜9は、アンモニア臭気が無く、ガス発生量が多いが、水蒸気を多量に使用することから経済性を考慮して、○を記した。
特に、反応容器2内の液体温度が135℃以上、反応容器内の圧力が0.76Mpa以上である場合に、PHが5.6〜7以下であり、アンモニア臭気が無く、発生したメタンガス量が102m3/日以上であり、好ましいことが確認された。
ここで、反応容器2内の液体温度が160℃以上の場合にも、アンモニア臭気がなく、発生したメタンガス量が102m3/日以上であり、好ましいが、水蒸気を多量に使用するため、不経済である。またPH5.6と酸性を呈する場合もあり、この場合には、中和処理が必要となる。
実施例2では、鶏糞の投入量に対して、水(希釈水)の投入量を変えて、アンモニア臭気、メタンガス量を検証した。
鶏糞750Kgを反応容器2内に投入すると共に、表2の実験10〜18に示すように、鶏糞投入量の4倍〜20倍にあたる水道水(希釈水)を反応容器に投入した。
そして、反応容器2内の液体温度112℃〜180℃、反応容器内の圧力0.38〜1.5Mpa、攪拌回転数3〜6rpmとして、水熱処理を行った。
そして、実施例1の実験1〜9と同様に、水熱処理後のCODcr、PH,アンモニア臭気を測定すると共に、水熱処理を行った液体を発酵槽に供給し、発生したメタンガス量を測定した。その結果を表2に示す。尚、実験10〜18において、実験1〜9と同様に、発酵槽温度(使用した発酵槽の発酵条件温度)は30〜44℃とした。
実施例3では、豚糞尿を処理し、アンモニア臭気、メタンガス量を検証した。
表3の実験19〜25に示すように、反応容器2内の液体温度、反応容器内の圧力、希釈液量、攪拌回転数を変化させて、水熱処理を行った。
そして、水熱処理後のCODcr、PH,アンモニア臭気を測定すると共に、水熱処理を行った液体を発酵槽に供給し、発生したメタンガス量を測定した。その結果を表3に示す。尚、実験19〜25において、実験1〜9と同様に、発酵槽温度(使用した発酵槽の発酵条件温度)は30〜44℃とした。
特に、反応容器内の圧力が0.76MPa以上0.85MPa以下、PHが6.8〜7.5であり、アンモニア臭気がなく(アンモニア臭気が減少し)、発生したメタンガス量が99m3/日以上であり、好反応容器内の下部温度が135℃〜140℃が好ましいことが確認された。尚、反応容器2内の液体温度が160℃以上の場合にも、アンモニア臭気がなく好ましいが、水蒸気を多量に使用するため、不経済である。
2 反応容器
2a 投入口
2b 導出口
3 攪拌手段
3a 水平回動軸
3b 撹拌羽根
3c 駆動モータ
4 水蒸気注入手段
4a ボイラー
4b 送気管
5 圧力調節手段
5a 圧力調整バルブ
5b 排気管
6 制御手段
7 温度センサ
8 圧力センサ
9 サイレンサー
10 冷却装置
11 排水処理設備
12 固液分離機
Claims (7)
- 反応容器内に家畜糞尿を投入すると共に、前記家畜糞尿の投入量の5倍以上20倍以下の水を反応容器内に注入する工程と、
前記家畜糞尿及び水の投入後、前記反応容器内に、0.62MPa以上1.9MPa以下の飽和水蒸気を注入する工程と、
前記水蒸気注入を続けた状態で、反応容器内の攪拌を開始し、アンモニアを除去すると共に、前記家畜糞尿に含まれる有機物の結合分子を分離することにより微細化する工程と、
前記反応容器内の下部温度が125℃以上まで上昇した時点で攪拌を終了する工程と、
を含むことを特徴とする燃料の製造方法。 - 前記攪拌が、反応容器内の下部温度が100℃に達した時点で開始されることを特徴とする請求項1記載の燃料の製造方法。
- 前記家畜糞尿が鶏糞であって、
反応容器内に鶏糞を投入すると共に、前記鶏糞の投入量の5倍以上10倍以下の水を反応容器内に注入する工程と、
前記鶏糞及び水の投入後、前記反応容器内に、0.69MPa以上0.84MPa以下の飽和水蒸気を注入する工程と、
前記水蒸気注入を続けた状態で、反応容器内の攪拌を開始し、アンモニアを除去すると共に、前記家畜糞尿に含まれる有機物の結合分子を分離することにより微細化する工程と、
前記反応容器内の下部温度が135℃〜140℃の温度まで上昇した時点で攪拌を終了する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の燃料の製造方法。 - 前記家畜糞尿が豚糞尿であって、
反応容器内に豚糞尿を投入すると共に、前記豚糞尿の投入量の10倍以上12倍以下の水を反応容器内に注入する工程と、
前記豚糞尿及び水の投入後、前記反応容器内に、0.76MPa以上0.85MPa以下の飽和水蒸気を注入する工程と、
前記水蒸気注入を続けた状態で、反応容器内の攪拌を開始し、アンモニアを除去すると共に、前記豚糞尿に含まれる有機物の結合分子を分離することにより微細化する工程と、
前記反応容器内の下部温度が135℃〜140℃の温度まで上昇した時点で攪拌を終了する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1または請求項2記載の燃料の製造方法。 - 前記請求項1乃至請求項2に記載された燃料の製造方法に用いられる燃料製造装であって、
攪拌手段を備えた反応容器と、
前記反応容器内に投入された家畜糞尿に対して高圧飽和水蒸気を注入する水蒸気注入手段と、
前記反応容器内の下部温度を測定する温度センサと、
前記水蒸気注入手段による飽和水蒸気の注入を制御し、前記反応容器内の圧力が0.62MPa以上1.9MPa以下になすと共に、反応容器内の下部温度が100℃を通過した時点で攪拌手段の動作を開始し、前記下部温度が125℃以上まで上昇した時点で攪拌を終了するように制御する制御手段と、
を有することを特徴とする燃料製造装置。 - 前記家畜糞尿が鶏糞であって、
前記水蒸気注入手段による飽和水蒸気の注入を制御し、前記反応容器内の圧力が0.69MPa以上0.84MPa以下になすと共に、反応容器内の下部温度が100℃を通過した時点で攪拌手段の動作を開始し、前記下部温度が135℃〜140℃の温度まで上昇した時点で攪拌を終了するように制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項5記載の燃料製造装置。 - 前記家畜糞尿が豚糞尿であって、
前記水蒸気注入手段による飽和水蒸気の注入を制御し、前記反応容器内の圧力が0.76MPa以上0.85MPa以下になすと共に、反応容器内の下部温度が100℃を通過した時点で攪拌手段の動作を開始し、前記下部温度が135℃〜140℃の温度まで上昇した時点で攪拌を終了するように制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項5記載の燃料製造装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
MA045482A MA45482A (fr) | 2017-06-01 | Procédé de production d'un combustible et dispositif de production d'un combustible | |
JP2017108904A JP6725148B2 (ja) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | 燃料製造方法および燃料製造装置 |
MX2018013965A MX2018013965A (es) | 2017-06-01 | 2018-05-16 | Metodo de produccion de combustible y aparato de produccion de combustible. |
PCT/JP2018/018878 WO2018221215A1 (ja) | 2017-06-01 | 2018-05-16 | 燃料製造方法および燃料製造装置 |
ES18796814T ES2979250T3 (es) | 2017-06-01 | 2018-05-16 | Método para producir combustible y dispositivo para producir combustible |
EP18796814.4A EP3444321B1 (en) | 2017-06-01 | 2018-05-16 | Method for producing fuel and device for producing fuel |
TW107118124A TWI782027B (zh) | 2017-06-01 | 2018-05-28 | 燃料製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017108904A JP6725148B2 (ja) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | 燃料製造方法および燃料製造装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018203842A true JP2018203842A (ja) | 2018-12-27 |
JP6725148B2 JP6725148B2 (ja) | 2020-07-15 |
Family
ID=64454771
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017108904A Active JP6725148B2 (ja) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | 燃料製造方法および燃料製造装置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3444321B1 (ja) |
JP (1) | JP6725148B2 (ja) |
ES (1) | ES2979250T3 (ja) |
MA (1) | MA45482A (ja) |
MX (1) | MX2018013965A (ja) |
TW (1) | TWI782027B (ja) |
WO (1) | WO2018221215A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110484298A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-22 | 天津大学 | 一种利用堆肥羊粪气化制备合成气的方法 |
WO2022138201A1 (ja) * | 2020-12-21 | 2022-06-30 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | 水熱処理システム |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109848187B (zh) * | 2019-03-25 | 2020-05-05 | 和县世宏肉鸽养殖家庭农场 | 一种鸽子粪便自动化处理装置 |
TWI745698B (zh) * | 2019-05-29 | 2021-11-11 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 廢棄物轉化裝置及其操作方法 |
CN112250270A (zh) * | 2020-09-10 | 2021-01-22 | 浙江科技学院 | 一种沼液在厌氧发酵中高值回用的方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006028272A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Nishimuragumi:Kk | 燃料製造方法および燃料製造装置 |
JP2007203213A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Nishimuragumi:Kk | 高湿潤廃棄物の脱水前処理方法、脱水前処理装置およびこれを備えた脱水処理システム |
WO2008128466A1 (fr) * | 2007-04-18 | 2008-10-30 | Shenzhen Eco-Solution Technology Corporation | Unité d'élimination de déchets |
JP2009119378A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Kurimoto Ltd | 有機性廃棄物のメタン発酵処理方法及びメタン発酵処理システム |
JP2016215145A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | 株式会社三和商会 | 微細分散複合化装置及び微細分散複合化方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1590776A (en) | 1977-03-16 | 1981-06-10 | Atomic Energy Authority Uk | Forming of materials by extrusion |
JP3613567B1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-01-26 | 株式会社西村組 | 燃料製造装置および燃料製造方法 |
TW200710214A (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-16 | Livestock Res Inst Council Of Agriculture Executive Yuan | Method of converting animal feces to biofuel and reaction tank structure |
CN101448582B (zh) * | 2007-03-20 | 2014-10-29 | 杨军 | 生物源废弃物处理方法及装置 |
CN104511031B (zh) * | 2013-09-29 | 2017-04-19 | 林州中农颖泰生物肽有限公司 | 一种天蚕素抗菌肽发酵灭菌设备及其灭菌方法 |
JP2016121253A (ja) | 2014-12-24 | 2016-07-07 | キヤノンマーケティングジャパン株式会社 | 炭化炉、水性ガス生成システム、および炭化炉の制御方法 |
-
0
- MA MA045482A patent/MA45482A/fr unknown
-
2017
- 2017-06-01 JP JP2017108904A patent/JP6725148B2/ja active Active
-
2018
- 2018-05-16 MX MX2018013965A patent/MX2018013965A/es unknown
- 2018-05-16 ES ES18796814T patent/ES2979250T3/es active Active
- 2018-05-16 EP EP18796814.4A patent/EP3444321B1/en active Active
- 2018-05-16 WO PCT/JP2018/018878 patent/WO2018221215A1/ja unknown
- 2018-05-28 TW TW107118124A patent/TWI782027B/zh active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006028272A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Nishimuragumi:Kk | 燃料製造方法および燃料製造装置 |
JP2007203213A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Nishimuragumi:Kk | 高湿潤廃棄物の脱水前処理方法、脱水前処理装置およびこれを備えた脱水処理システム |
WO2008128466A1 (fr) * | 2007-04-18 | 2008-10-30 | Shenzhen Eco-Solution Technology Corporation | Unité d'élimination de déchets |
JP2009119378A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Kurimoto Ltd | 有機性廃棄物のメタン発酵処理方法及びメタン発酵処理システム |
JP2016215145A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | 株式会社三和商会 | 微細分散複合化装置及び微細分散複合化方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110484298A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-22 | 天津大学 | 一种利用堆肥羊粪气化制备合成气的方法 |
WO2022138201A1 (ja) * | 2020-12-21 | 2022-06-30 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | 水熱処理システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6725148B2 (ja) | 2020-07-15 |
MX2018013965A (es) | 2019-03-21 |
EP3444321A4 (en) | 2020-01-15 |
TWI782027B (zh) | 2022-11-01 |
EP3444321B1 (en) | 2024-05-22 |
EP3444321A1 (en) | 2019-02-20 |
WO2018221215A1 (ja) | 2018-12-06 |
ES2979250T3 (es) | 2024-09-25 |
TW201905188A (zh) | 2019-02-01 |
MA45482A (fr) | 2019-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2018221215A1 (ja) | 燃料製造方法および燃料製造装置 | |
JP6472125B2 (ja) | 有機物含有廃棄物の処理方法 | |
JPS5940518B2 (ja) | セルロ−ス含有廃棄物の嫌気性消化方法 | |
KR101616323B1 (ko) | 가축분뇨 및 음식물의 바이오메스를 통한 전기, 액비 및 퇴비의 제조시스템 | |
WO2006117934A1 (ja) | 有機性廃棄物の処理設備および処理方法 | |
JP2007203213A (ja) | 高湿潤廃棄物の脱水前処理方法、脱水前処理装置およびこれを備えた脱水処理システム | |
JP5190320B2 (ja) | メタンガス回収方法及びエネルギー変換システム | |
KR101276758B1 (ko) | 연속식 호기,혐기 건식발효시스템 및 방법 | |
JP6893380B2 (ja) | 生ごみ廃棄物のメタン発酵処理方法及びシステム | |
JP2014124614A (ja) | メタンガス発電システム | |
BR112015017052A2 (pt) | oxidação de biomassa por via úmida | |
JP2007075659A (ja) | 燃料製造装置および燃料製造方法 | |
JP4590613B2 (ja) | メタンガスの製造方法 | |
KR101565704B1 (ko) | 슬러지를 이용한 고체 연료 생산 장치 | |
JP2016203153A (ja) | 有機性廃棄物からのメタン製造方法 | |
JP2014213268A (ja) | 有機性廃棄物の処理システム | |
JP4917507B2 (ja) | 生ゴミ等の有機性廃棄物からメタンガスを生成するメタンガス生成システム | |
CN106635757B (zh) | 一种餐厨废弃物高温厌氧发酵系统 | |
JP4355109B2 (ja) | 有機性廃棄物の嫌気性消化方法及び装置 | |
JP2005324184A (ja) | 有機廃棄物の嫌気消化法 | |
KR20150048991A (ko) | 유기성 폐기물 처리 방법 및 처리 장치 | |
WO2005110633A1 (ja) | 籾殻等変性材料および籾殻等変性材料の製造方法 | |
JP4248865B2 (ja) | 乾式メタン発酵用有機性廃棄物の前処理方法 | |
JP2010269223A (ja) | 有機性廃棄物の処理方法及び装置 | |
JP7055916B1 (ja) | 有機系廃棄物の処理システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170627 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170719 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20180307 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180307 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200217 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200428 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200528 |
|
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: 20200616 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200622 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6725148 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |