JP2020023923A5

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Publication number: JP2020023923A5
Application number: JP2018148605A
Authority: JP
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2038-08-07

Description

上記の構成に関して、前記第１設備は、前記燃料を燃焼して加熱ガスを生じさせる燃焼設備と、加熱ガスの熱を前記作動流体に回収させる熱回収装置と、を有しているとともに、前記作動流体に回収させた熱で前記所定の仕事を実行するように構成されていてもよい。前記第２設備は、前記所定の仕事の後において前記作動流体に残る熱を用いて前記多糖類から前記リグニンを分離した後、前記リグニンの分離処理後の前記木質系バイオマスを発酵し水素を作り出すように構成されてもよい。前記第２設備によって作り出された水素を含むガスは、前記燃焼設備に供給されてもよい。

上記の構成によれば、第２設備によって作り出された水素を含むガスは、第１設備の燃焼設備に供給されるので、第１設備は、水素をも燃焼させ加熱ガスを作り出すことができる。水素の供給の結果、燃料の使用量は、低減される。

上記の構成において、前記第１設備は、前記燃焼設備において二酸化炭素を排出しながら前記燃料を燃焼して前記加熱ガスを生成するとともに、前記熱回収装置において加熱ガスの熱を前記作動流体に回収させた熱で発電するように構成されていてもよい。
上記の構成によれば、第１設備は、発電のために、二酸化炭素を排出しながら燃料を燃焼して加熱ガスを生成するが、燃焼設備には、第２設備で作り出された水素が供給されるので、二酸化炭素の排出量が低減される。

上記の構成において、前記第１設備は、前記作動流体として蒸気を生成するボイラと、前記蒸気の熱膨張圧によって駆動されるタービンと、前記タービンの駆動下で電力を作り出す発電機と、を有していてもよい。前記第２設備は、前記発電機での発電に利用された蒸気に残る熱を用いて前記多糖類から前記リグニンを分離した後、前記リグニンの分離処理後の前記木質系バイオマスを発酵し水素を作り出すように構成されていてもよい。
上記の構成によれば、ボイラで生成された蒸気がタービン及び発電機の駆動に用いられると、蒸気の圧力が低下する。減圧された蒸気からは、もはや低い発電効率しか期待できない。しかしながら、発電機での発電に利用されて減圧された蒸気の熱がリグニンの分離に利用されるので、蒸気は、有効に利用される。

上記の構成に関して、前記第２設備は、圧力変動吸着法に基づいて水素の精製を行う水素精製部を有してもよい。前記水素精製部は、前記木質系バイオマスの発酵の下で発生した発酵ガスから水素以外の不純成分を吸着剤に吸着させ水素を精製するとともに、前記精製された水素の一部を、前記不純成分を吸着した後の前記吸着剤に供給することによって前記吸着剤から前記不純成分を分離し前記不純成分に対する前記吸着剤の吸着能力を回復させてもよい。前記吸着剤からの前記不純成分の分離に用いられた水素及び前記吸着剤から分離された前記不純成分の混合気体は、前記第２設備から前記燃焼設備に供給されてもよい。

上記の構成によれば、吸着剤からの不純成分の分離に用いられた水素及び吸着剤から分離された不純成分の混合気体は、第２設備から燃焼設備に供給されるので、混合気体中の水素は、加熱ガスを作り出すための燃焼に有効に利用される。混合気体中の水素が燃焼されるので、燃料の使用量は低減される。

上記の構成に関して、前記燃焼設備は、前記木質系バイオマスを発酵させた結果生じた発酵残渣を前記燃焼設備で前記燃料とともに燃焼してもよい。

上記の構成によれば、木質系バイオマスはカーボンニュートラルな材料であるので、木質系バイオマスの発酵の結果生じた発酵残渣もカーボンニュートラルな材料である。発酵残渣は、燃焼設備で燃焼されるので、燃焼設備は、カーボンニュートラルな発酵残渣を燃焼し、蒸気を作り出すことができる。発酵残渣が燃焼される結果、燃料の使用量は低減されるし、発酵残渣は、カーボンニュートラルであるので、二酸化炭素の排出量を増加させない。

Claims

燃料を燃焼して得られた加熱ガスと熱交換した作動流体に所定の仕事を実行させる第１設備と、
前記所定の仕事の後に前記第１設備から排出された前記作動流体を前記第１設備から受け取るとともに前記作動流体に残る熱を利用して木質系バイオマスに含まれる多糖類からリグニンを分離し、前記リグニンが分離された後の前記木質系バイオマスを発酵させる第２設備と、を備える
統合型設備。
前記第１設備は、前記燃料を燃焼して加熱ガスを生じさせる燃焼設備と、加熱ガスの熱を前記作動流体に回収させる熱回収装置と、を有しているとともに、前記作動流体に回収させた熱で前記所定の仕事を実行するように構成されており、
前記第２設備は、前記所定の仕事の後において前記作動流体に残る熱を用いて前記多糖類から前記リグニンを分離した後、前記リグニンの分離処理後の前記木質系バイオマスを発酵し水素を作り出すように構成されており、
前記第２設備によって作り出された水素を含むガスは、前記燃焼設備に供給される、請求項１に記載の統合型設備。
前記第１設備は、前記燃焼設備において二酸化炭素を排出しながら前記燃料を燃焼して加熱ガスを生成するとともに、前記熱回収装置において加熱ガスの熱を前記作動流体に回収させた熱で発電するように構成されている、請求項２に記載の統合型設備。
前記第１設備は、前記作動流体として蒸気を生成するボイラと、蒸気の熱膨張圧によって駆動されるタービンと、前記タービンの駆動下で電力を作り出す発電機と、を有し、
前記第２設備は、前記発電機での発電に利用された蒸気に残る熱を用いて前記多糖類から前記リグニンを分離した後、前記リグニンの分離処理後の前記木質系バイオマスを発酵し水素を作り出すように構成されている、請求項１に記載の統合型設備。
前記第２設備は、圧力変動吸着法に基づいて水素の精製を行う水素精製部を有し、
前記水素精製部は、前記木質系バイオマスの発酵の下で発生した発酵ガスから水素以外の不純成分を吸着剤に吸着させ水素を精製するとともに、前記精製された水素の一部を、前記不純成分を吸着した後の前記吸着剤に供給することによって前記吸着剤から前記不純成分を分離し前記不純成分に対する前記吸着剤の吸着能力を回復させ、
前記吸着剤からの前記不純成分の分離に用いられた水素及び前記吸着剤から分離された前記不純成分の混合気体は、前記第２設備から前記燃焼設備に供給される
請求項２に記載の統合型設備。
前記燃焼設備は、前記木質系バイオマスを発酵させた結果生じた発酵残渣を前記燃焼設備で前記燃料とともに燃焼する
請求項２、３又は５に記載の統合型設備。
燃料を燃焼して得られた加熱ガスと熱交換した作動流体に所定の仕事を実行させる工程と、
前記所定の仕事の後に前記作動流体に残る熱を木質系バイオマスに供給し、前記木質系バイオマスに含まれる多糖類からリグニンを分離する工程と、
前記リグニンが分離された前記木質系バイオマスを発酵させる工程と、を備える
木質系バイオマスの発酵方法。