JP2021010881A - 吸着材を製造するためのシステム、および吸着材を製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リンやヒ素を含む化合物を吸着、回収することが可能な吸着材として機能する金属担持多孔質材料を高効率、かつ低コストで製造すると同時に発電を行うことで電気エネルギーを供給するための方法、およびこの方法を実現するためのシステムを提供する。【解決手段】このシステムは、ガス化発電装置、金属塩を含む液体に炭化物を浸漬するための浸漬装置、および浸漬された炭化物上の金属塩を還元するための還元装置を備える。ガス化発電装置は、有機物をガス化して乾留ガスと炭化物を生成するためのガス化装置、および乾留ガスを用いて発電するための発電装置を有する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態の一つは、吸着材の製造システム、および吸着材の製造方法に関する。例えば本発明の実施形態の一つは、吸着材として機能する、金属が担持された多孔質材料を製造するためのシステム、およびその製造方法に関する。

近年、植物や動物に由来する有機性廃棄物を含む有機物を有効に活用することで環境に対する負荷を軽減する試みが様々な分野で検討されている。例えば特許文献１では、籾殻にカルシウムを担持した炭化物をリン酸塩の吸着材として利用して水質を改善することが開示されている。特許文献２や３では、有機性廃棄物をガス化して得られる可燃性ガス（以下、乾留ガスと呼ぶ）を用いて発電を行うことが開示されている。

特開２００７−７５７０６号公報 特開２００４−３５２９６０号公報 特開２００６−８７２２１号公報

本発明の実施形態の一つは、リンやヒ素を含む化合物を吸着することが可能な吸着材として機能する金属担持多孔質材料を高効率、かつ低コストで製造すると同時に発電を行うことで電気エネルギーを供給するための方法、およびこの方法を実現するためのシステムを提供することを課題の一つとする。

本発明の実施形態の一つは、吸着材を製造するためのシステムである。このシステムは、ガス化発電装置、金属塩を含む液体に炭化物を浸漬するための浸漬装置、および浸漬された炭化物上の金属塩を還元するための還元装置を備える。ガス化発電装置は、有機物をガス化して乾留ガスと炭化物を生成するためのガス化装置、および乾留ガスを用いて発電するための発電装置を有する。

本発明の実施形態の一つは、吸着材を製造する方法である。この方法は、有機物をガス化して乾留ガスと炭化物を生成すること、金属塩を含む液体に炭化物を浸漬して金属塩を炭化物に担持すること、乾留ガスを用いて発電すること、担持された金属塩を乾留ガスの一部を用いて還元装置により還元することを含む。

本発明の実施形態により、リンや窒素、あるいはヒ素などを含む化合物を吸着することが可能な金属担持多孔質材料を効率よく、かつ低コストで製造すると同時に電気エネルギーを供給することが可能となり、大気中の二酸化炭素の利用・固定に寄与することができる。

本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムによって実現される有機物の活用と二酸化炭素の利用・固定を示す概念図。 本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムのブロック図。 本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムに含まれるガス化装置の模式的断面図。 本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムに含まれるガス化装置の模式的断面図。 本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムに含まれるガス化装置の模式的断面図。 本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムに含まれる発電装置のブロック図。 本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムに含まれる熱交換器の模式的断面図。 本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムに含まれる浸漬装置の模式的断面図。 本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムに含まれる乾燥装置の模式的断面図。 本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムに含まれる還元装置の模式的断面図。 本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムに含まれる還元装置の模式的断面図。 本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムに含まれる還元装置の模式的断面図。 本発明の実施形態の一つである、吸着材を製造するためのシステムに含まれる還元装置の模式的断面図。

以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。

以下、本明細書では、バイオマスとは有機物の一種であり、生体由来の物質とその代謝物を指す。例えば木に由来する材料が挙げられる。具体的には、板状や柱状の木材、間伐材、剪定廃材、建築廃木材、粉末状のおがくず、パーティクルボートなどの木製成形品が挙げられる。木の種類に制約はなく、スギやヒノキ、竹でもよい。あるいは籾殻、バガス、トウモロコシの軸や葉などの農業廃棄物、藁や麦わら、乾草などの農業副産物が例として挙げられる。あるいは麻や亜麻、綿、サイザル麻、アバカ、ヤシ毛などの繊維の原料となる植物が挙げられる。あるいは海藻などの藻類でもよい。あるいは、食品残渣や動物の糞尿に由来するサイレージなどが挙げられる。

１．概要
図１は、本発明の実施形態の一つである、リンや窒素、あるいはヒ素を含む化合物を吸着可能な金属担持多孔質材料（以下、吸着材と記す）を製造するためのシステム（以下、システムと記す）１００を通じて二酸化炭素の利用・固定を説明するための概念図である。植物は光合成によって二酸化炭素を還元し、様々な有機物として固定することで生物資源を創り出す。生物資源は他の生物のエネルギー源（食料）として利用されるのみならず、天然繊維や木材などの機能材料・構造材料として様々な用途で利用される。システム１００は、種々の態様で利用された有機物の残渣や副生物、すなわち、バイオマスを有効活用することで吸着材を製造し、同時に電気エネルギーを創成する。これにより、吸着材の利用による水質改善だけでなく、大気中の二酸化炭素の固定と利用に寄与することができる。

具体的には、システム１００ではバイオマスをガス化し、炭化物と乾留ガスを生成する。炭化物は炭素を主成分とする多孔質体であり、吸着材に含まれる金属の担持体として機能する。詳細は後述するが、炭化物に金属塩を吸着させて金属塩が担持された炭化物（前駆体炭化物）を得たのち、担持された金属塩を金属（０価の金属）へ還元することで吸着材が得られる。この吸着材は、河川、湖沼、または海などの水域における水質汚染物質、特にリン酸、カルシウム、鉄、アルミニウムなどの金属のリン酸塩、メタリン酸塩、ピロリン酸塩、あるいはリン酸エステルなどの有機リン酸に例示されるリンを含む化合物、ヒ酸の金属塩、亜ヒ酸の金属塩、ヒドロヒ酸の金属塩、メタ亜ヒ酸の金属塩、あるいは有機アルシン酸などの有機ヒ素に例示されるヒ素を含む化合物を効率よく吸着、固定可能である。

乾留ガスには水素や一酸化炭素、メタンやプロパン、ブタンなどに代表されるアルカンなどの可燃性、または還元力を有するガスが含まれる。システム１００では、乾留ガスの可燃性と還元力の両者が利用される。前者の可燃性ガスは、燃焼させることで発電に利用され、電気エネルギーの創成に寄与する。さらに、発電時の排熱は前駆体炭化物の乾燥などに利用することができる。一方、後者の高温の乾留ガスは、前駆体炭化物に担持された金属塩の還元に利用される。これにより、前駆体炭化物を効率よく吸着材へ変換することが可能となる。

一般にバイオマスのガス化発電では、後述するガス化炉１２４において５００〜１３００℃程度の高温の乾留ガスが発生する。したがって乾留ガスは大きな熱エネルギーを有する。システム１００では、この熱エネルギーも吸着材の製造に利用される。例えば、金属塩の還元反応に利用する乾留ガスは全体の数パーセントであるため、余剰の乾留ガスから熱エネルギーを取り出し、この熱エネルギー利用することで、前駆体炭化物の乾燥や金属塩の還元を加速することができる。これにより、乾留ガスのエネルギーを効率よく利用することができる。以下、システム１００の詳細について説明する。

２．システム
図２にシステム１００の構成を説明するためのブロック図を示す。システム１００は、ガス化発電装置１１０、浸漬装置１８０、および還元装置２２０を基本的な構成として備える。システム１００はさらに乾燥装置２００や還元性ガス源２５０、フレアスタック２７０を有してもよい。

２−１．ガス化発電装置
ガス化発電装置１１０は、バイオマス１０２を炭化し、炭化物と乾留ガスを生成するとともに乾留ガスを用いて発電することを主な機能として有し、ガス化装置１２０と発電装置１７０を有する。ガス化発電装置１１０はさらに、熱交換器（第１の熱交換器）１５０、ガス精製装置１６０、ガスホルダ１６６、熱交換器（第２の熱交換器）１６８などを任意の構成として備えてもよい。

（１）ガス化装置
ガス化装置１２０は、バイオマス１０２を炭化して乾留ガスと多孔質性の炭化物１０４を生成するための装置である。ガス化装置１２０の構造に特に制約はない。ガス化装置１２０として内燃式のガス化装置の模式的断面図を図３に示す。ここで示したガス化装置１２０は一例であり、後述するようにガス化炉１２４は外熱式でも構わなく、その構造もバッチ式の密閉型の炭窯炉や連続式のロータリーキルン、揺動式ガス化炉、スクリュー炉、固定床炉（ダウンドラフト、アップドラフト）などでも構わない。いずれの形式でも、炭化によって発生した乾留ガスを還元装置２２０に導入する流路を有する。

図３に示すように、ガス化装置１２０は円筒形状を有する回転式のガス化炉１２４を有し、さらにバイオマス１０２を炭化するための熱エネルギーを供給するバーナー１３０が備えられた加熱チャンバー１２２がガス化炉１２４を覆うように設けられる。ガス化装置１２０には、炭化するバイオマス１０２を投入するためのホッパー１３４やホッパー１３４の下に位置するスクリューフィーダー１３６を設けてもよい。スクリューフィーダー１３６によってバイオマス１０２がガス化炉１２４内へ連続的に供給される。

ここで例示されるガス化炉１２４はロータリーキルン型のガス化炉であり、ガス化炉１２４と加熱チャンバー１２２は、バイオマス１０２を投入する側が炭化物１０４を搬出する側よりも高い位置になるよう水平面から傾斜している。ガス化炉１２４は駆動部１２６によって加熱チャンバー１２２内で回転するように構成される。駆動部１２６は、例えばチェーン、ベルト、歯車などを用いてガス化炉１２４を加熱チャンバー１２２の中心軸を中心として回転させる。ガス化炉１２４に供給されるバイオマス１０２は、ガス化炉１２４が連続的に回転することによってホッパー１３４側からバーナー１３０側へ輸送され、その間、低酸素濃度の条件下（例えば１％以下の酸素濃度）、バーナー１３０による熱によって約４００℃から１３００℃の温度で加熱される。これにより、バイオマス１０２の炭化が進行して乾留ガスが発生する。乾留ガスは排気ダクト１３８から取り出され、その後、第１のガス供給管１２８を介して還元装置２２０や発電装置１７０へ供給される。得られる炭化物１０４はガス化炉１２４の下部からガス漏洩防止用のロータリーバルブ１３２を介し、ガス化装置１２０の外へ搬出され、浸漬装置１８０内で浸漬に供される。ロータリーバルブ１３２は場合により、上下２段となるよう設置してもよく、その場合、上段と下段のロータリーバルブが交互に開いて炭化物が排出される。また、ロータリーバルブ１３２の周囲に、ロータリーバルブ１３２を冷却できる機構を設けても良い。

乾留ガスの温度を維持するため、第１のガス供給管１２８を断熱材などの保温手段１４０で覆ってもよい。あるいは、ガス化装置１２０で生成する乾留ガスの加熱、あるいは温度維持のための加熱装置（図示しない）を第１のガス供給管１２８に設けてもよい。保温手段１４０、および／または加熱装置を設けることで、高い温度を維持したまま乾留ガスを還元装置２２０へ供給することができ、効率よく金属塩の還元を行うことができる。

任意の構成として、生成する乾留ガスに酸素を供給するための機構を備えてもよい。図３では、この機能として酸素または空気を導入するための導入口１４８がバルブ１４２を介して排気ダクト１３８に設けられる例が示されている。微量の酸素を乾留ガスに加えることで、ガス化装置１２０の温度を制御、代表的には上昇させることができるとともに、乾留ガスに含まれるタールを燃焼し、乾留ガス中のタールの濃度を低減することができる。なお、酸素供給量が多すぎると、バイオマス１０２が燃焼してしまい炭化物を得ることができないため、酸素供給量を制御することが好ましい。また、図示しないが、タールを水蒸気改質反応によって除去するための改質炉をタール分離装置として第１のガス供給管１２８に接続し、タールを除去した後に乾留ガスを熱交換器１５０や発電装置１７０、還元装置２２０などへ供給してもよい。

ガス化装置１２０の他の例として、外燃式のガス化装置を図４に示す。図４に示すように、外燃式のガス化装置１２０はガス化炉１２４、およびガス化炉１２４の周囲を覆う加熱チャンバー１２２を基本的な構成として有している。加熱チャンバー１２２はガス化炉１２４との間に空間が形成されるように設けられ、この空間に接続される熱媒体導入口１４４と熱媒体排出口１４６が加熱チャンバー１２２に設けられる。前者を介して外部で加熱された熱媒体がこの空間内に導入され、後者から熱媒体が排出される。これにより、加熱された熱媒体がガス化炉１２４の外壁と接し、ガス化炉１２４が加熱される。熱媒体としては電気ヒータなどによって加熱されたガスでもよく、軽油、重油、炭化物などの燃料を燃焼させて得られる高温のガスを用いてもよい。もしくは、ガス化で発生する乾留ガスを用いてもよい。このような外燃式のガス化装置１２０を用いる場合、熱媒体を加熱するためのエネルギー源が必要ではあるものの、比較的高い収量で炭化物１０４を得ることができる。

ガス化装置１２０の他の例として、固定床型のガス化装置を図５に示す。図５に示すガス化装置１２０は、連続炉タイプのガス化炉１２４を有し、ガス化炉１２４の周囲にはガス化炉１２４を加熱するためのヒータ１３１が設けられる。ガス化炉１２４の上にはロータリーバルブ１３３が設けられる。ロータリーバルブ１３３の替わりにスクリューフィーダー１３６（図３、図４参照）を設けてもよい。酸素または空気を導入するための導入口１４８は任意の場所に設置可能であり、図５に示した例ではガス化炉１２４の下側に設けられている。ガス化炉１２４の底部は傾斜していてもよく（図５の点線参照）、この構造により、ガス化炉１２４内で生成する炭化物１０４をガス化炉１２４の底部に集めることができる。

ホッパー１３４からガス化炉１２４へバイオマス１０２を導入し、導入口１４８から酸素または空気をガス化炉１２４へ導入する。ヒータ１３１からの熱によってバイオマス１０２が炭化され、乾留ガスと多孔質性の炭化物１０４が生成する。乾留ガスは、ガス化炉１２４に接続される第１のガス供給管１２８から取り出され、熱交換器１５０、および／または還元装置２２０に導入される。図５に示すガス化装置１２０を用いることで、乾留ガスに随伴するタール含有量を低減することができる。ガス化に際し、ガス化炉１２４の内部が十分な温度になる場合、ヒータ１３１は省略することができる。

（２）発電装置
発電装置１７０の構造や形式に制約はなく、ガスタービン方式やガスエンジン方式、デュアルフューエルエンジン方式の発電装置を適宜用いることができる。例えばガスエンジン方式の場合、図６のブロック図に示すように、レシプロ型のガスエンジン１７２、ガスエンジン１７２に接続される発電機１７４、発電機１７４で得られる電流の電圧を変換するための変圧器１７６などによって発電装置１７０が構成される。電気エネルギーは変圧器１７６から出力される。任意の構成として発電装置１７０は、ガスエンジン１７２を冷却することでガスエンジン１７２が生成する熱エネルギーを得るための冷却器１７８を備えてもよい。冷却器１７８で得られる熱エネルギーは、気体や液体の熱伝達媒体を介して乾燥装置２００、あるいは還元装置２２０へ供給することができる。図示しないが、乾留ガスを圧縮してガスエンジン１７２に供給するための圧縮装置を設けてもよい。なお、ここではガスエンジン１７２と発電機１７４が分離した構成を説明したが、発電装置１７０は発電機とガスエンジンが一体型となった構成であってもよい。

（３）熱交換器
熱交換器１５０は、ガス化装置１２０の第１のガス供給管１２８と接続され、高温の乾留ガスを冷却して熱エネルギーを取り出すために設けられる。熱交換器１５０の形式や構造に制約はなく、例えばプレート式、シェル−チューブ式、フィンチューブ式などの様々な形式を適用することができる。図７に例示された熱交換器１５０はシェル−チューブ式の熱交換器である。熱交換器１５０はアウターシェル１５２を有し、アウターシェル１５２には乾留ガスを導入、排出するためのインレット１５４とアウトレット１５６がそれぞれ設けられる。アウターシェル１５２内には乾留ガスのための流路が構成され、この流路がインレット１５４とアウトレット１５６に接続される。アウターシェル１５２内には熱伝達媒体が効率よく流路と接触するためのフィン１５８を設けてもよい。

熱伝達媒体としては空気や窒素などのガスでも良く、水、エチレングリコールなどのアルコール、シリコーンオイル、あるいはビフェニルやジフェニルエーテルなどの芳香族化合物でもよい。これらの熱伝達媒体はアウターシェル１５２内に注入され、流路と接触することで乾留ガスと熱交換を行い、その後外部に取り出される。熱伝達媒体が空気や窒素などの気体の場合、熱交換によって加熱された熱伝達媒体を直接乾燥装置２００のチャンバー２０２や還元装置２２０の還元炉２２２（後述）へ導入することができる。一方、熱伝達媒体が液体の場合、チャンバー２０２の周囲に設けられるチューブヒータ２１６内を循環するように乾燥装置２００や還元装置２２０へ供給される。熱伝達媒体が液体の場合、熱交換した液体の熱伝達媒体を再び熱交換器１５０とは別の熱交換器にて、空気や窒素などの気体と熱交換し、加熱された気体を乾燥装置２００のチャンバー２０２や還元装置２２０の還元炉２２２へ導入することができる。

（４）その他の構成
ガス精製装置１６０の構成にも制約はなく、例えば水蒸気濃縮器１６２やダストフィルタ１６４、図示しないスクラバーや脱硫装置などを備えることができる。これらの構成を適宜設けることで、乾留ガス中に含まれるアンモニアやシアン化水素、塩酸、煤塵、ダイオキシン、硫黄酸化物、窒素酸化物、硫化水素などが除去される。ガスホルダ１６６は乾留ガスを貯蔵するために設けることができ、容積可変型、あるいは定積型のガスホルダを用いて構成される。ガスホルダ１６６の形式や容量はシステム１００の規模に応じて適宜調整される。熱交換器１６８は発電装置１７０へ供給される乾留ガスを冷却する機能を有し、その構造も任意に選択できる。例えば熱交換器１６８は熱交換器１５０と同一、類似する構造を有してもよい。

フレアスタック２７０は、還元装置２２０に導入された余剰の乾留ガスを燃焼させるために設けられる。本システム１００では、還元装置２２０に供給される余剰の乾留ガスを熱交換器１６８を介して発電装置１７０に導入し、燃焼させることで発電に再利用してもよい（図２参照）。金属塩の還元反応に利用する乾留ガスは全体の数パーセントであるため、余剰の乾留ガスを熱交換器１６８を介して発電装置１７０に導入することで、乾留ガスの熱エネルギーを効率よく利用することができる。さらに、還元装置２２０から排出されたガスは温度が低下しているので、熱交換器１６８の負荷を削減することが可能であると共に、熱交換器１６８の小型化が可能である。

２−２．浸漬装置
炭化によって得られる炭化物１０４は、浸漬装置１８０において浸漬され、金属塩が細孔内、および／または炭化物１０４表面に吸着される。浸漬装置１８０の構造に制約はなく、浸漬に用いる金属塩を含む懸濁液、もしくは溶液（以下、これらを総じて金属塩を含む液体、あるいは浸漬液と記す）を貯留するためのタンク１８２を基本的な構成として備える（図８）。タンク１８２の底部には排出口を設けてもよく、排出口に接続されるバルブ１９０の開閉により浸漬液の貯留、排出を行うことができる。任意の構成としてタンク１８２はさらに攪拌装置１９２や浸漬液を加熱するためのヒータ１９６、浸漬液を冷却するための冷却装置、超音波照射装置（図示しない）などを備えてもよい。攪拌装置１９２を用いることで浸漬液が攪拌され、浸漬液中の金属塩の濃度分布を減少させることができる。浸漬液の攪拌は、浸漬液を循環することによって行ってもよい。ヒータ１９６は内部に発熱素子を有し、電気的に加熱ができるように構成されていてもよく、あるいは中空構造を有し、内部に熱交換器１５０、１６８から供給される熱伝達媒体を循環できるよう構成されていてもよい。浸漬時に超音波照射装置によって超音波を浸漬液に照射することで、炭化物１０４の細孔内部へ効率よく浸漬液を浸透させることができる。浸漬装置１８０はさらに蓋１８４を有していてもよく、蓋１８４には一つ、あるいは複数の貫通孔１８６が設けられる。貫通孔１８６には、例えば窒素やアルゴン、空気などの気体を導入するためのガス源、タンク１８２内を排気するための減圧装置、タンク１８２内を加圧するための加圧装置、タンク１８２内の圧力や温度を計測するための圧力計や温度計などを接続してもよい。

なお、炭化物１０４は水よりも比重が低いため、浸漬液に浮く。このため、タンク１８２に収容可能なケース１９４を浸漬装置１８０と組み合わせて使用してもよい。ケース１９４には複数の開口が設けられ、浸漬液よりも比重が高くなるように材料と構造が構成される。複数の開口は、炭化物１０４より目開きが小さくなるように設定される。これにより、炭化物１０４が浸漬液に浮いて十分に浸漬液と接触できなくなることを防ぐことができるだけでなく、浸漬された炭化物１０４を容易に回収することができ、さらに炭化物１０４がケース１９４の外に漏れ出ることを防止できる。炭化物１０４と浸漬液の分離は、浸漬装置１８０の後段に設置される、脱水機などにより行われる。脱水機としては、例えば、遠心脱水機など、従来公知の脱水機を適宜使用することができる。

２−３．乾燥装置
炭化物１０４を浸漬することで金属塩が担持された前駆体炭化物１０６が得られる。乾燥装置２００は前駆体炭化物１０６を乾燥する機能を有する装置であり、その構造に制約はない。例えば図９に示すように、乾燥装置２００は前駆体炭化物１０６を収容するチャンバー２０２を有し、チャンバー２０２には一つ、あるいは複数の乾燥ガス供給口２０６、ガス排出口２１０が設けられる。乾燥ガス供給口２０６は熱交換器１５０、あるいは熱交換器１６８と接続され、これにより、熱交換器１５０、あるいは熱交換器１６８から供給される気体の熱伝達媒体がチャンバー２０２内に導入される。気体の熱伝達媒体は、バルブ２０８を用いてその流量が制御される。これにより、ガス化装置１２０で生成する高温の乾留ガスの熱エネルギーを乾燥装置２００へ供給することができ、ガス化の際のエネルギーを効率よく再利用することができる。このことは吸着材の製造コストの低減に寄与する。なお、冷却器１７８で得られる熱エネルギーを熱伝達媒体を介して乾燥装置２００へ供給するよう、システム１００を構成してもよい。

あるいは、別途加熱された熱伝達媒体、または熱交換器１５０、１６８などから供給される熱伝達媒体を環流させるためのチューブヒータ２１６をチャンバー２０２の外部、または内部に設けてもよい。図９ではチューブヒータ２１６がチャンバー２０２の外部に設置された例が示されている。この場合、熱交換器１５０、１６８において液体の熱伝達媒体を用いることができる。任意の構成として乾燥装置２００は、チャンバー２０２の底部と前駆体炭化物１０６の接触を防止するセパレータ２１４、蓋２０４、あるいは図示しない排水口などを備えてもよい。蓋２０４には一つ、あるいは複数の貫通孔２１２を設けてもよい。貫通孔２１２には、例えば温度計や圧力計を設置してもよく、乾燥を促進するための減圧装置を貫通孔２１２を介してチャンバー２０２と接続してもよい。

２−４．還元装置
還元装置２２０は、乾燥後の前駆体炭化物１０６に担持された金属塩を金属へ還元する機能を有する。還元装置２２０の構成にも特に制約はなく、例えば図１０に模式的に示した連続炉型の構造を採用することができる。ここに示した還元装置２２０は、還元炉２２２、還元炉２２２を加熱するためのヒータ２２８、およびガス化装置１２０から供給される乾留ガスを還元炉２２２に導入するための第１のガス供給管１２８を備える。第１のガス供給管１２８には、還元性ガスの流量を制御するためのバルブ２３４が設けられる。任意の構成として、乾留ガスを加熱するためのヒータ２４６を第１のガス供給管１２８を覆うように設けてもよい。

還元炉２２２には、前駆体炭化物１０６を投入するためのロータリーバルブ２２６やホッパー２２４を設けてもよい。還元炉２２２の底部には、得られる吸着材を取り出すためのロータリーバルブ２３０を設けることができる。また、ロータリーバルブ２２６、２３０それぞれは、２段階式の構造を有するように２つのロータリーバルブによって構成されていてもよい。二つのロータリーバルブ２２６、２３０を設けることで、還元炉２２２内部に導入される乾留ガスの漏洩を防止することができ、安全に金属塩の還元を行うことができる。また、これらを設置することで、連続的に前駆体炭化物１０６を還元炉２２２に投入し、還元によって得られる吸着材を取り出すことができる。なお、還元炉２２２の底部は傾斜していてもよく（図１０の点線参照）、この構造により、吸着材を還元炉２２２の底部に集めることができる。還元炉２２２にはさらにガス捕集管２４４が設けられ、前駆体炭化物１０６と反応した乾留ガス、あるいは過剰の乾留ガスなどがガス捕集管２４４を介して排出される。

還元装置２２０はさらに、還元性ガスを別途供給するための第２のガス供給管２４０を有してもよい。第２のガス供給管２４０には還元性ガス源２５０が接続され（図２）、還元性ガスの流量はバルブ２４２によって制御される。これにより、例えばガス化装置１２０で生成する還元性ガスの量が不足する場合、あるいはガス化装置１２０が駆動していないときでも、還元装置２２０内に十分な還元性ガスを供給して前駆体炭化物１０６に対して還元処理を行うことができる。還元性ガス源２５０から供給される還元性ガスは、水素や一酸化炭素、アルカンの単体でも良く、これらの混合物でも良い。あるいは還元性ガスに窒素やアルゴンなどの不活性ガスが混合されていてもよい。または、無酸素雰囲気または不活性ガス雰囲気で前駆体炭化物１０６を加熱処理してもよい。当該加熱処理により、前駆体炭化物１０６に含まれる炭素、酸素、水素、もしくは硫黄が反応し、還元ガスとなる。当該還元ガスによって、前駆体炭化物１０６に対して還元処理が行われる。

還元装置２２０はさらに、還元炉２２２内の雰囲気（ガス）を置換するためのガス置換装置（図示しない）と連結される第３のガス供給管２３６を備えてもよい。乾留ガスには水素やアルカンなどの可燃性ガスや一酸化炭素などの有毒ガスが含まれるため、還元後にガス置換装置から第３のガス供給管２３６を介して、空気、窒素、あるいは希ガス（ヘリウム、アルゴンなど）を供給することで、残留する乾留ガスを還元炉２２２から排出することができる。ガス置換装置には図示しない空気や窒素、アルゴンなどのガス源が接続される。あるいはガス置換装置は、外気を導入するためのファンやコンプレッサーでもよい。さらに、第１のガス供給管１２８、第２のガス供給管２４０、第３のガス供給管２３６をそれぞれ独立に還元炉２２２に接続せずに、一本の供給管として還元炉２２２に接続しても構わない。この場合、還元炉２２２の外部でこれらのガス供給管を接続し、バルブの切り替えによってこれらのガスの供給が制御される。

還元装置２２０は連続型である必要はなく、バッチ式でもよい。例えば図１１に示すように、ロータリーバルブ２２６に代わって還元炉２２２の開口部に開閉扉２２３を設け、これを用いて還元炉２２２へ前駆体炭化物１０６を投入し、生成する吸着材を取り出してもよい。図示しないが、開口部を複数設け、前駆体炭化物１０６の投入と吸着材の取出しを異なる開口部を経由して行ってもよい。また、図１１に示した例では、還元装置２２０は開口部を介して前駆体炭化物１０６の投入を還元炉２２２の上から行うように構成されているが、開口部が水平方向に向くよう還元装置２２０を構成してもよい。

あるいは図１２に示すように、還元装置２２０はロータリーキルン型の還元装置でもよい。すなわち、還元装置２２０は円筒形状を有する回転式の還元炉２２２、および還元炉２２２を覆う加熱チャンバー２２１を備え、還元炉２２２は駆動部２３２によって加熱チャンバー２２１内で回転するように構成してもよい。還元炉２２２内の温度は加熱チャンバー２２１に備えられるバーナー２３１によって制御される。乾留ガスは第１のガス供給管１２８を介してガス化炉１２４から供給される。また、還元装置２２０は還元性ガス源２５０から還元性ガスの供給を受けるように構成されてもよい。前駆体炭化物１０６と乾留ガスが反応した後に生じるガス、あるいは過剰の乾留ガスなどが排出されるガス捕集管２４４が加熱チャンバー２２１に設けられる。

還元炉２２２にスクリューフィーダー２２５を介して供給される前駆体炭化物１０６は、還元炉２２２が連続的に回転することによってホッパー２２４側からバーナー２３１側へ輸送される。乾留ガスの雰囲気において、バーナー２３１による熱によって前駆体炭化物１０６が加熱されることで、前駆体炭化物１０６上に担持された金属塩が還元され、吸着材が生成される。

あるいは図１３に示すように、外燃式の還元装置２２０を用いることができる。図１３に示す外燃式の還元装置２２０は、駆動部２３２によって回転される還元炉２２２とそれを覆う加熱チャンバー２２１を有する。還元炉２２２と加熱チャンバー２２１の間に空間が形成され、この空間に熱媒体導入口２２７と熱媒体排出口２２９が加熱チャンバー２２１に設けられる。還元炉２２２の加熱は上述した外燃式のガス化装置１２０と同様に行ってよく、あるいは還元炉２２２の内側、および加熱チャンバー２２１と還元炉２２２との間にそれぞれに乾留ガスを導入してもよい。後者の場合、乾留ガスは第１のガス供給管１２８、および／または熱媒体導入口２２７からそれぞれ導入される。

後述するようにシステム１００では、還元装置２２０において還元処理に用いられた後の乾留ガスを発電装置１７０に導入し、発電を行うことができる。ガスを用いて発電するためには、乾留ガスを熱交換器１６８で５０℃程度まで冷却する必要がある。加熱チャンバー２２１と還元炉２２２との間に導入された乾留ガスは温度が低下しているので、熱媒体排出口２２９から排出されたガスを熱交換器１６８に導入することで、熱交換器１６８の負荷を低減することができるため好ましい。すなわち、還元装置２２０を熱交換器のように使用できることも、本システム１００の優れた点の一つである。

図示しないが、乾燥装置２００と同様、熱交換器１５０などから供給される熱伝達媒体を環流させるためのチューブヒータを還元炉２２２の外部に設けて還元炉２２２を加熱できるようにシステム１００を構成してもよい。これにより、熱伝達媒体を介して乾留ガスの熱エネルギーを前駆体炭化物１０６の還元に利用することも可能となる。なお、システム１００において乾燥装置２００を設けず、前駆体炭化物１０６の乾燥と還元を還元装置２２０において行ってもよい。

３．システムフロー
システム１００を利用する発電、ならびに吸着材の製造のフローを以下に具体的に説明する。

３−１．炭化
まず、ホッパー１３４やスクリューフィーダー１３６を用いてバイオマス１０２をガス化装置１２０に配置する（図３から図５）。ガス化炉１２４において、酸素の非存在下、あるいは低濃度の酸素の存在下、バーナー１３０、あるいは加熱された熱媒体によって得られるエネルギーによりバイオマス１０２が炭化される。炭化の過程でバイオマス１０２の一部は、少なくとも水蒸気、一酸化炭素、水素、またはアルカンを含む高温（７００℃から１３００℃）の乾留ガスとなり、残存物が炭化物１０４となる。乾留ガスは、水素や一酸化炭素などが有する還元力と可燃性、および高温状態に起因する熱エネルギーを有する。炭化物１０４は、バイオマス１０２の構造に起因する孔と、乾留ガスの脱離によって生成する細孔が複雑に混ざり合った大小様々な孔が形成された多孔質材料である。得られる炭化物１０４は、その全量、あるいは一部が浸漬処理へ供される。炭化物１０４の全量を用いない場合には、他の一部は様々な用途に用いることができる。

この炭化の際に発生する乾留ガスは、一部は第１のガス供給管１２８を介して還元装置２２０の還元炉２２２へ輸送される。これにより、乾留ガスの熱エネルギーと還元力が還元装置２２０へ供給される。一方、残りの乾留ガスは熱交換器１５０へ導入されて冷却され、同時に熱交換器１５０で用いられる熱伝達媒体を加熱する。すなわち、乾留ガスの熱エネルギーの一部が熱伝達媒体へ移動する。

３−２．発電
冷却された乾留ガスはガス精製装置１６０などを介して発電装置１７０へ供給される（図２参照）。乾留ガスは発電装置１７０内のガスエンジン１７２を駆動するために用いられ、これにより発電が行われる。したがってシステム１００では、バイオマス１０２から乾留ガスが取り出され、乾留ガスの可燃性を利用して電気エネルギーが創成される。バイオマス１０２は光合成、すなわち二酸化炭素の固定によって得られる有機物であることを考慮すると、この発電というプロセスは固定化された二酸化炭素を間接的に利用したエネルギーの創成であると言える。

３−３．浸漬と乾燥
バイオマス１０２の炭化によって得られる炭化物１０４の全て、あるいは一部は、浸漬装置１８０において浸漬処理に供される。これにより、炭化物１０４の細孔壁や表面に金属塩が吸着し、前駆体炭化物１０６が得られる。

その後、前駆体炭化物１０６は乾燥装置２００を用いて乾燥される。上述したように、乾留ガスの熱エネルギーの一部は熱交換器１５０において熱伝達媒体に移動する。加熱された熱伝達媒体は乾燥装置２００のチャンバー２０２内に導入される、あるいはチャンバー２０２に設けられるチューブヒータ２１６へ導入される。したがってシステム１００では、乾留ガスの熱エネルギーの一部を熱伝達媒体を介して前駆体炭化物１０６の乾燥に利用される。なお、この時に利用される熱エネルギーは、乾燥に供される前駆体炭化物１０６の原料であるバイオマス１０２の炭化とは異なるバッチの炭化で得られる乾留ガスの熱エネルギーである。したがって、バイオマス１０２の炭化の際に他のバッチの前駆体炭化物１０６の乾燥を行わない場合には、乾留ガスの全量を熱交換器１５０に供給し、ガスホルダ１６６に貯蔵する、あるいは発電装置１７０において発電に利用すればよい。これに対し、前駆体炭化物１０６の乾燥時に炭化を行わない場合には、別途加熱した熱伝達媒体をチャンバー２０２やチューブヒータ２１６へ供給すればよい。

３−４．還元
乾燥された前駆体炭化物１０６は、還元装置２２０において還元処理に供され、金属塩が金属へ還元されて吸着材が得られる。還元は還元炉２２２を加熱し、還元性ガスを供給することで行われる。この時、ガス化装置１２０で生成する乾留ガスの一部を利用することができる。具体的には、バルブ２３４を開放し、第１のガス供給管から乾留ガスを還元炉２２２内に導入する。生成直後の乾留ガスは高温であり、かつ、水素や一酸化炭素などの還元力を有するガスを含む。したがって、乾留ガスを還元炉２２２内に供給することで、乾留ガスの熱エネルギーと還元力を前駆体炭化物１０６の還元において利用することができる。システム１００ではさらに、熱交換器１５０、１６８で得られる熱伝達媒体が有する熱エネルギーを還元炉２２２の加熱に用いてもよい。以上のプロセスにより、吸着材を製造することができる。

なお、乾燥装置２００を設けず、乾燥を還元装置２２０を用いて行ってもよい。この場合には、不活性ガスを還元炉２２２内に導入して前駆体炭化物１０６を乾燥させる。あるいは、還元炉２２２のスクリューフィーダー２２５側を乾燥領域、バーナー２３１側を還元領域とし、還元装置２２０内で乾燥工程と還元工程を同時に行ってもよい。さらには、二つの還元装置２２０を直列接続し、一方の還元装置２２０において乾燥処理を行い、他方の還元装置２２０において還元処理を行ってもよい。

不活性ガス雰囲気、あるいは低酸素濃度の雰囲気下で前駆体炭化物１０６の還元処理を行う場合、加熱によって前駆体炭化物１０６中の金属塩の金属の対イオンが前駆体炭化物１０６を構成する炭素と反応して、一酸化炭素あるいは水素が生成される。例えば、硫酸鉄を含む前駆体炭化物１０６の場合、加熱によって生じた亜硫酸ガスと前駆体炭化物１０６中の炭素が反応し、一酸化炭素と三酸化硫黄が生成される。あるいは、前駆体炭化物１０６中の酸素と炭素が反応して一酸化炭素が生成される。あるいは、前駆体炭化物１０６に含まれる水が熱分解し、メタンや水素が生成される。これらの一酸化炭素や二酸化硫黄、三酸化硫黄、メタン、あるいは水素を利用して前駆体炭化物１０６を還元してもよい。ただし、硫黄酸化物ガスの存在下で前駆体炭化物１０６の還元処理を行うと副生成物が生成される場合があるため、副生成物の生成を抑制する場合には、還元処理の前に還元炉２２２内を不活性ガスで置換した後に還元処理を行えばよい。

乾燥処理と同様、還元時に利用される熱エネルギーと還元力は、還元に供される前駆体炭化物１０６の原料であるバイオマス１０２の炭化とは異なるバッチの炭化で得られる乾留ガスの熱エネルギーと還元力である。したがって、バイオマス１０２の炭化の際に他のバッチの前駆体炭化物１０６の還元を行わない場合には、乾留ガスの全量を熱交換器１５０に供給し、ガスホルダ１６６に貯蔵する、あるいは発電装置１７０において発電に利用すればよい。これに対し、前駆体炭化物１０６の還元時に炭化を行わない場合には、ヒータ２２８を用いて還元炉２２２を加熱し、還元性ガス源２５０から還元性ガスを還元炉２２２へ供給すればよい。

上述したようにシステム１００では、バイオマス１０２の炭化によって生成する炭化物のみならず、乾留ガスが有する熱エネルギーを前駆体炭化物１０６の乾燥と還元に、還元力を前駆体炭化物１０６の還元に利用することができる。このため、前駆体炭化物１０６の乾燥や還元のために別途外部から熱エネルギーや還元性ガスの供給を受ける必要がない、あるいは供給を受ける場合にもそのコストを大幅に低減することができる。このため、低コストで効率よく吸着材を製造することができる。さらにシステム１００では、熱エネルギーを利用した後の乾留ガスが有する可燃性を利用して発電行い、電気エネルギーを創成することができる。

システム１００のフローを別の視点から見ると、このフローは、バイオマス１０２が無酸素条件下で熱分解することで生成する乾留ガスが金属化合物の還元や発電に利用され、ガス化しない残存物である炭化物１０４が吸着材へ変換されるプロセスである。バイオマスなどの有機物は、光エネルギーと電子供与体である水を利用して大気中の二酸化炭素を固定することで生成される。また、このフローで製造される吸着材は、水質改善に利用した後にはリンを含む化合物を吸着しているため、農地などに埋設することで土壌の肥沃化のために再利用することができる。したがって、システム１００は水質改善に寄与するだけでなく、大気中の二酸化炭素を固定することができ、温室効果対策のための有力な手段の一つとして位置づけることができる。

４．吸着材の製造
以下、システム１００を用いる吸着材の製造方法について具体的に説明する。

４−１．炭化
まず、ガス化装置１２０のガス化炉１２４に原料となるバイオマス１０２を設置する。バイオマス１０２は、ホッパー１３４を介して導入することができ、スクリューフィーダー１３６によってガス化炉１２４の内部へ輸送される。バイオマス１０２としては、炭化することで多孔質の炭化物を与えるものであればよく、木材や繊維廃棄物などが典型例として挙げられる。ガス化炉１２４内の温度が４００℃以上１３００℃以下となるよう、バーナー１３０を用いて、あるいは熱媒体を供給することで加熱を行う。炭化によって生成する乾留ガスの少なくとも一部は熱交換器１５０を介して発電装置１７０へ供給され、発電に利用される。なお、バイオマス１０２の炭化の前に、熱交換器１５０、１６８において生じた熱を用いてバイオマス１０２を乾燥させてもよい。これにより、ガス化装置１２０において、少ないエネルギーによって、バイオマス１０２を炭化することが可能である。

４−２．浸漬
得られる炭化物を浸漬液に浸漬する。金属塩としては、鉄、ニッケル、コバルト、バナジウム、マンガン、マグネシウム、カルシウムなどの硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩が挙げられ、中でもリンまたはヒ素含む化合物を効率よく固定可能な金属を与える鉄の硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩が好ましい。具体的には、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、硝酸第一鉄、硝酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄が典型例として挙げられる。また、ポリ硫酸第二鉄溶液を用いることができる。浸漬液中における金属塩の濃度は、例えば１％以上８０重量％以下、１５重量％以上６０重量％以下とすることができる。浸漬液の溶媒としては、水やアルコールが挙げられるが、毒性が低く、可燃性が無く、安価な水が好ましい。浸漬する際の浸漬液の温度は、０℃以上１５０℃以下、０℃以上１００℃以下、、あるいは０℃以上７０℃以下に調整してもよい。浸漬液は一つのバッチごとに交換してもよいが、複数のバッチごとに交換してもよい。すなわち、複数のバッチで浸漬液を再利用してもよい。

炭化物１０４の浸漬を繰り返すことで、徐々に金属塩濃度が低下する。このため、浸漬後の浸漬液を濃縮してもよい。この時、濃縮に必要な熱エネルギーとして、熱交換器１５０や１６８から供給される熱伝達媒体を利用してもよい。この場合、例えば熱交換器１５０や１６８から供給される熱伝達媒体をヒータ１９６内に循環させることで浸漬液を加熱することで濃縮を行う。これにより、乾留ガスが有する熱エネルギーを間接的に利用して浸漬液が濃縮される。

浸漬は、炭化物１０４を室温に冷却した後に行ってもよく、高温のまま行ってもよい。例えば、浸漬温度は、０℃以上１５０℃以下、０℃以上１００℃以下、０℃以上９０℃以下、あるいは０℃以上７０℃以下が好ましい。浸漬時間は、任意の時間を選択することができ、１分以上が好ましい。浸漬液に対して超音波を照射しながら浸漬を行ってもよく、減圧後に浸漬し、加圧を行ってもよい。浸漬は常圧で行っても良く、減圧または加圧しながら浸漬を行ってもよい。例えばチャンバー２０２内の圧力は、ゲージ圧（大気圧に対する圧力差）で、−０．１ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下、−０．１ＭＰａ以上０．４０ＭＰａ以下、あるいは−０．１ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下とすればよい。また、減圧後に加圧する場合は、通常大気圧をゼロとしたゲージ圧で０ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下、または０ＭＰａ以上０．４ＭＰａ以下で行うことができる。

４−３．乾燥
浸漬後、得られる前駆体炭化物１０６を乾燥させる。乾燥は室温でもよいが、上述したように他のバッチのバイオマス１０２の炭化で得られる乾留ガスの熱エネルギーを利用して室温よりも高い温度で行ってもよい。すなわち、熱交換器１５０や１６８、あるいは冷却器１７８で得られる熱伝達媒体の熱エネルギーを利用し、チャンバー２０２を任意の温度に設定すれば良い。例えば、５０℃以上２５０℃以下、あるいは６０℃以上２００℃以下の範囲から選択される温度に設定することで乾燥を行ってもよい。

４−４．還元
乾燥後、前駆体炭化物１０６を還元装置２２０の還元炉２２２に投入する。また、ガス化装置１２０のガス化炉１２４内に別のバッチのバイオマス１０２を設置し、ガス化を開始する。ガス化によって得られる乾留ガスの一部を第１のガス供給管１２８を介して還元炉２２２に導入する。必要に応じ、ヒータ２２８を駆動して還元炉２２２を加熱する。還元炉２２２の温度は、２００℃以上１２００℃以下、４００℃以上１２００℃以下、あるいは６００℃以上９００℃以下の温度となるよう、乾留ガスの導入量やヒータ２２８を調整する。乾留ガスの量が不足する場合には、別途還元性ガス源２５０から還元性ガスを導入すればよい。

還元は、ガス捕集管２４４からの排出ガス中の還元ガスの濃度を利用してモニター、管理することができる。具体的には、排出ガス中の還元ガスの濃度が低い場合、乾留ガスの導入量の増大、もしくは還元性ガス源２５０からの還元性ガスの導入が必要であると判断すればよい。また、還元ガスの濃度が一定となった場合に、還元が終了したと判断してもよい。この還元処理により、炭化物中の金属塩の少なくとも一部が還元されて０価の金属となり、吸着材が得られる。

以上述べた方法により、バイオマスなどの有機物を出発原料とし、リンまたはヒ素を含む化合物を吸着可能な金属担持多孔質材料を効率よく、かつ、低コストで製造できると同時に、電気エネルギーを供給することが可能となる。

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。

１００：システム、１０２：バイオマス、１０４：炭化物、１０６：前駆体炭化物、１１０：ガス化発電装置、１２０：ガス化装置、１２２：加熱チャンバー、１２４：ガス化炉、１２６：駆動部、１２８：第１のガス供給管、１３０：バーナー、１３１：ヒータ、１３２：ロータリーバルブ、１３３：ロータリーバルブ、１３４：ホッパー、１３６：スクリューフィーダー、１３８：排気ダクト、１４０：保温手段、１４２：バルブ、１４４：熱媒体導入口、１４６：熱媒体排出口、１４８：導入口、１５０：熱交換器、１５２：アウターシェル、１５４：インレット、１５６：アウトレット、１５８：フィン、１６０：ガス精製装置、１６２：水蒸気濃縮器、１６４：ダストフィルタ、１６６：ガスホルダ、１６８：熱交換器、１７０：発電装置、１７２：ガスエンジン、１７４：発電機、１７６：変圧器、１７８：冷却器、１８０：浸漬装置、１８２：タンク、１８４：蓋、１８６：貫通孔、１９０：バルブ、１９２：攪拌装置、１９４：ケース、１９６：ヒータ、２００：乾燥装置、２０２：チャンバー、２０４：蓋、２０６：乾燥ガス供給口、２０８：バルブ、２１０：ガス排出口、２１２：貫通孔、２１４：セパレータ、２１６：チューブヒータ、２２０：還元装置、２２１：加熱チャンバー、２２２：還元炉、２２３：開閉扉、２２４：ホッパー、２２５：スクリューフィーダー、２２６：ロータリーバルブ、２２７：熱媒体導入口、２２８：ヒータ、２２９：熱媒体排出口、２３０：ロータリーバルブ、２３１：バーナー、２３２：駆動部、２３４：バルブ、２３６：第３のガス供給管、２４０：第２のガス供給管、２４２：バルブ、２４４：ガス捕集管、２４６：ヒータ、２５０：還元性ガス源、２７０：フレアスタック

Claims (17)

1. 有機物をガス化して乾留ガスと炭化物を生成するためのガス化装置、および前記乾留ガスを用いて発電するための発電装置を有するガス化発電装置、
   金属塩を含む液体に前記炭化物を浸漬するための浸漬装置、ならびに
   浸漬された前記炭化物上の前記金属塩を還元するための還元装置を備える、吸着材を製造するためのシステム。
2. 前記ガス化発電装置は、前記乾留ガスの一部を前記還元装置に供給するように構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 浸漬された前記炭化物を乾燥させるための乾燥装置をさらに備え、
   前記ガス化発電装置は、前記乾留ガスの熱エネルギーを前記乾燥装置へ供給するように構成される第１の熱交換器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
4. 前記第１の熱交換器はさらに、前記熱エネルギーを前記還元装置へ供給するように構成される、請求項３に記載のシステム。
5. 浸漬された前記炭化物を乾燥させるための乾燥装置をさらに備え、
   前記ガス化発電装置は、ガスエンジンと第２の熱交換器を有し、
   前記第２の熱交換器は、前記ガスエンジンが生成する熱エネルギーを前記乾燥装置へ供給するように構成される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記還元装置は、供給された前記乾留ガスの一部を前記ガス化発電装置に供給するように構成される、請求項１に記載のシステム。
7. 還元性ガスを前記還元装置へ供給するための還元性ガス源をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
8. 有機物をガス化して乾留ガスと炭化物を生成すること、
   金属塩を含む液体に前記炭化物を浸漬し、前記金属塩を前記炭化物に担持すること、
   前記乾留ガスを用いて発電すること、
   担持された前記金属塩を乾留ガスの一部を用いて還元装置により還元することを含む、吸着材を製造する方法。
9. 前記還元は、前記乾留ガスの一部を前記還元装置に供給することで行われる、請求項８に記載の方法。
10. 前記金属塩が担持された前記炭化物を乾燥装置を用いて乾燥することをさらに含み、
    前記乾燥は、前記乾留ガスの熱エネルギーを前記乾燥装置に供給することで行われる、請求項８に記載の方法。
11. 前記乾留ガスの前記熱エネルギーを前記還元装置に供給することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記金属塩が担持された前記炭化物を乾燥装置を用いて乾燥することをさらに含み、
    前記発電によって生じる熱エネルギーを前記乾燥装置へ供給することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
13. 前記還元は、還元性ガスを前記還元装置にさらに供給することで行われる、請求項８に記載の方法。
14. 前記還元装置に供給された前記乾留ガスの一部を用いて発電することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
15. 前記金属塩は鉄塩である、請求項８に記載の方法。
16. 前記液体を濃縮することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
17. 前記濃縮は、前記乾留ガスの熱エネルギーを前記液体に供給することで行われる、請求項１６に記載の方法。

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