JP2021071241A - 多孔質物質の乾燥装置及びこれを備えた水素製造装置並びに多孔質物質の乾燥方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】燃焼ガスを発生させることなく、水分を含む多孔質物質を中心部分まで十分に乾燥させる。【解決手段】多孔質物質の乾燥装置は、水分を含んだ多孔質物質を密閉容器３０に収容し、該多孔質物質を減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を前記密閉容器に投入し、該微生物を前記多孔質物質の細孔に入り込ませて、該微生物の発酵熱によって前記多孔質物質の水分を蒸発させて乾燥する減圧発酵乾燥機３を備える。【選択図】図２
Description
本発明は、褐炭や活性炭のような多孔質物質の乾燥装置、及びこれを備えた水素製造装置並びに多孔質物質の乾燥方法に関するものである。
従来、多孔質物質である褐炭は、炭素の含有量が少なく、水分を多く含むため、火力発電に使用する瀝青炭に比べて、発電効率が良くない。このため、炭鉱近傍での発電のみに使用されていたが、昨今、褐炭をガス化して水素を製造する技術が開発されつつある。この水素製造技術では、褐炭を予め乾燥してガス化炉に投入している。そして、この褐炭の乾燥処理では、従来、熱風乾燥や炭化装置を用いた乾燥が行われる。
しかしながら、褐炭の熱風乾燥では、褐炭の燃焼が生じないよう乾燥させると、褐炭の表面部分のみが乾燥し、中心部分まで十分に乾燥できない欠点があった。また、炭化装置を用いた乾燥では、燃焼ガスが発生する欠点があった。
本願出願人は、先に、例えば特許文献１に記載するように、有機性廃棄物をタンクなどの密閉容器に収容し、減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌することによって、効率的に水分を除去し乾燥させるとともに、こうして処理する有機性廃棄物に所定の微生物を添加し、有機物の発酵を促進させることができる減圧発酵乾燥機を特許出願している。
本発明は、上述したような実情を考慮してなされたものであって、その目的は、水分を多く含んだ褐炭などの多孔質物質の乾燥に際し、燃焼ガスを発生することなく、多孔質物質の中心部分まで十分に乾燥させることが可能な多孔質物質の乾燥装置、及びこれを利用した水素製造装置並びに多孔質物質の乾燥方法を提供することにある。
本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明の多孔質物質の乾燥装置は、水分を含んだ多孔質物質を密閉容器に収容し、該多孔質物質を減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を前記密閉容器に投入し、該微生物を前記多孔質物質の細孔に入り込ませて、該微生物の発酵熱によって前記多孔質物質の水分を蒸発させて乾燥する減圧発酵乾燥機を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、減圧発酵乾燥機の密閉容器内では、多孔質物質が撹拌されながら、当初はその多孔質物質の表面部分において微生物が多数の細孔に入り込んだ状態で発酵し、その発酵熱でその周囲に存在する水分が蒸発する。更に、微生物は前記表面部分よりも多孔質物質の中心側の細孔に入り込んで発酵し、その発酵熱でその周囲に存在する水分が蒸発することが繰り返されて、最終的には多孔質物質の中心部分に存在する水分が微生物の発酵熱で蒸発する。従って、従来のように燃焼ガスを発生することなく、多孔質物質の中心部分まで十分に乾燥させることが可能である。
本発明では、前記多孔質物質は褐炭であることが好ましい。この構成によれば、水素製造用の原料として、中心部分まで十分に乾燥した褐炭を得ることが可能である。
また、本発明の水素製造装置は、前記多孔質物質である褐炭の乾燥装置と、前記乾燥装置の減圧発酵乾燥機により得られた乾燥した褐炭をガス化し、一酸化炭素と水素を主成分とするガスを生成するガス化装置とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、中心部分まで十分に乾燥した褐炭は、含まれる水分量が極めて少なくて発生熱量が高く、加熱時には高温となるので、その褐炭を効率良くガス化できて、褐炭から一酸化炭素及び水素を含む混合ガスを良好に生成することができる。
本発明では、前記ガス化装置により生成されたガスに含まれる不純物を除去するガス精製装置を備えることが好ましい。また、前記ガス精製装置により不純物を除去されたガス中の一酸化炭素をシフト反応して二酸化炭素を生成し、該二酸化炭素を前記水素から分離する二酸化炭素分離装置を備えることが好ましい。これらの構成によれば、一酸化炭素及び水素を含むガスから水素を良好に取り出すことが可能である。
本発明では、更に、前記二酸化炭素分離装置により二酸化炭素と分離された水素を液化した液体水素を貯留する貯留装置を備えることが好ましい。この構成によれば、製造された水素を液体水素として貯留するので、水素を効率良くまた省スペースで貯留できる。
本発明では、前記二酸化炭素分離装置により分離された二酸化炭素は、陸又は海底の地層中に封じ込められることが好ましい。この構成によれば、褐炭からの水素製造に際して分離された二酸化炭素を、枯渇したガス田や油田の地層中に封じ込めて、二酸化炭素の有効利用を図ることが可能であり、実質的に二酸化炭素の排出を無くすことができる。
本発明では、前記貯留装置に貯留された液体水素を所定場所に運搬する運搬機関を備えることが好ましい。この構成によれば、褐炭の採掘地とは距離の離れた地域や国に液体水素を運搬して、それら地域や国で液体水素を例えば燃料電池などの製造に利用することが可能である。
本発明は、水分を含んだ多孔質物質を密閉容器に収容し、該多孔質物質を減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物を前記密閉容器に投入し、該微生物を前記多孔質物質の細孔に入り込ませて、該微生物の発酵熱によって前記多孔質物質の水分を蒸発させて乾燥する減圧発酵乾燥工程を備えたことを特徴とする多孔質物質の乾燥方法であり、前記多孔質物質の乾燥装置と同じ効果を期待することができる。
本発明に係る多孔質物質の乾燥装置及びこれを備えた水素製造装置並びに多孔質物質の乾燥方法によれば、微生物の発酵熱を利用して、中心部分まで十分に乾燥した多孔質物質を得ることができる。また、多孔質物質を褐炭とすれば、その中心部分まで十分に乾燥した褐炭は加熱時に高温となって、ガス化の反応速度が速くなるので、効率良く水素を製造することが可能であり、その製造した水素を利用して燃料電池などを製造することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、褐炭の乾燥装置として減圧発酵乾燥機を備えた水素製造装置の全体構成を示すブロック図である。
図１に示した水素製造装置１は、水素の発生源として多孔質物質の褐炭を乾燥させる減圧発酵乾燥機３を備える。
＜減圧発酵乾燥機＞
図１において、減圧発酵乾燥機３は、多孔質物質として褐炭が投入口３０ａから内部に投入される。この投入口３０ａから投入される褐炭は、瀝青炭に比べて、石炭化度が低く、炭素含有量も少ない一方、水分含有量が３０〜６０％と多く、発電効率が悪いため、未利用資源として残る場合が多いものである。
図１において、減圧発酵乾燥機３は、多孔質物質として褐炭が投入口３０ａから内部に投入される。この投入口３０ａから投入される褐炭は、瀝青炭に比べて、石炭化度が低く、炭素含有量も少ない一方、水分含有量が３０〜６０％と多く、発電効率が悪いため、未利用資源として残る場合が多いものである。
前記減圧発酵乾燥機３の構成は、例えば特許文献１などに記載されているように公知のものであり、処理対象物を減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、微生物の発酵を利用して処理対象物を乾燥させ、減容した乾燥物を得るものである。
具体的に、減圧発酵乾燥機３は、図２に模式的に示すように、内部を大気圧以下に保持するように気密に形成された略円筒状の耐圧のタンク３０を備えている。このタンク３０は、投入口３０ａから投入される処理対象物、すなわち多孔質物質である褐炭を収容する密閉容器である。このタンク３０の周壁部には、加熱ジャケット３１が設けられ、蒸気制御装置９２から加熱用蒸気が加熱ジャケット３１に供給されるようになっており、この蒸気循環経路９２ａの加熱用蒸気は加熱ジャケット３１を循環し、ドレン水となって蒸気制御装置９２に回収される。尚、蒸気制御装置９２から供給される蒸気の温度は、例えば１４０℃程度が好ましい。
また、加熱ジャケット３１に取り囲まれるようにして、タンク３０の内部にはその長手方向（図２の左右方向）に延びる撹拌シャフト３２が設けられている。撹拌シャフト３２は、電動モーター３２ａによって所定の回転速度で回転される。撹拌シャフト３２には、その軸方向に離間して複数の撹拌板３２ｂが設けられており、これら撹拌板３２ｂによって、褐炭が撹拌されるとともに、この褐炭から発酵乾燥処理された乾燥物（後述する微粉砕炭４８）がタンク３０の長手方向に送られるようになっている。
タンク３０の長手方向側部の上側には、褐炭の投入口３０ａが設けられており、この投入口３０ａから投入された褐炭が、加熱ジャケット３１によって加熱されながら、撹拌シャフト３２の回転によって撹拌される。そして、所定時間経過した後、処理後の乾燥物（微粉砕炭４８）がタンク３０の下部に設けられた排出口３０ｂから排出される。尚、電動モーター３２ａの代わりに、油圧モーターを用いてもよい。
タンク３０の上部には、加熱された褐炭から発生する蒸気を凝縮部３３へ案内する案内部３０ｃが突設されている。本実施形態では、案内部３０ｃは２つ設けられており、各案内部３０ｃは、タンク３０の長手方向に所定距離離れて配置されている。前記案内部３０ｃを介して接続路３４に支持された凝縮部３３の内部には、一対のヘッド３３ａによって支持された複数の冷却管３３ｂが備えられており、これら複数の冷却管３３ｂと、クーリングタワー３８との間には、冷却水経路３８ａが設けられている。本実施形態では、凝縮部３３は、タンク３０の長手方向に沿って平行に延びており、案内部３０ｃの後方側に配置されている。
そして、凝縮部３３において冷却管３３ｂ内を流通し、高温の蒸気との熱交換によって温度が上昇した冷却水は、図２に模式的に矢印で示すように冷却水経路３８ａを流通してクーリングタワー３８の受水槽３８ｂに流入する。クーリングタワー３８には、その受水槽３８ｂから冷却水を汲み上げる汲み上げポンプ３８ｃと、汲み上げた冷却水を噴射するノズル３８ｄとが設けられている。このノズル３８ｄから噴射された冷却水は、流下部３８ｅを流下する間にファン３８ｆからの送風を受けて温度が低下し、再び受水槽３８ｂに流入するようになっている。
クーリングタワー３８で冷却された冷却水は、冷却水ポンプ３８ｇによって送水され、冷却水経路３８ａによって凝縮部３３に送られて、再び複数の冷却管３３ｂ内を流通する。そして、上述のようにタンク３０の内部で発生した蒸気との熱交換によって温度が上昇した後に、再び冷却水経路３８ａを流通して、クーリングタワー３８の受水槽３８ｂに流入する。つまり、冷却水は凝縮部３３とクーリングタワー３８との間の冷却水経路３８ａを循環する。
上述のように循環する冷却水の他に、クーリングタワー３８では、加熱された褐炭から発生する蒸気が凝縮部３３において凝縮した凝縮水も注水される。尚、図示しないが、凝縮部３３の下方に、高温の蒸気と熱交換することによって生成した凝縮水が集められるようになっている。
更に、前記凝縮部３３には、連通路３５を介して真空ポンプ３６が接続され、タンク３０内を減圧するようになっている。すなわち、真空ポンプ３６の作動によって、連通路３５を介して凝縮部３３から空気及び凝縮水が吸い出され、更に接続路３４及び案内部３０ｃを介してタンク３０内の空気及び蒸気が吸い出される。こうして、凝縮部３３からは凝縮水が真空ポンプ３６に吸い出され、この真空ポンプ３６から導水管によって、クーリングタワー３８の受水槽３８ｂに導かれる。尚、前記接続路３４には、開閉バルブ３０ｄが設けられており、減圧発酵乾燥機３を停止している際には、その内部から空気などが吸引されないようにしている。また、前記真空ポンプ３６の近傍には、図示しないが、タンク３０内を大気に開放する大気開放バルブが配置されている。
こうしてクーリングタワー３８の受水槽３８ｂに導かれた凝縮水は、冷却水と混ざり合って上述のように汲み上げポンプ３８ｃに汲み上げられ、ノズル３８ｄから噴射された後に、流下部３８ｅを流下しながら冷却される。尚、凝縮水には、タンク３０内の褐炭に添加されたものと同じ微生物が含まれており、この凝縮水に含まれる臭気成分等が分解されているので、臭気はタンク３０の外部へ発散しないようになっている。
次に、前記構成の減圧発酵乾燥機３の作動について説明する。タンク３０内に収容された褐炭は、後述する微生物を添加された状態で、加熱ジャケット３１に供給される加熱用蒸気によって加熱されながら、撹拌シャフト３２の回転に伴い撹拌される。そして、タンク３０内を取り囲む加熱ジャケット３１による外側からの加熱と、撹拌シャフト３２などによる内側からの加熱とを受けて、タンク３０内に収容された褐炭が効果的に昇温して加熱されるとともに、撹拌シャフト３２によって褐炭が撹拌される。この褐炭の撹拌に伴い、添加された微生物が褐炭の細孔に入り込み、褐炭に含まれる有機物や死滅した微生物（有機物）及び褐炭中の一部水分を栄養源として発酵して、その発酵熱によって褐炭の水分が蒸発することが繰り返されて、褐炭は中心部分まで十分に乾燥する。加えて、タンク３０内は真空ポンプ３６の作動によって減圧されているため、タンク３０内では沸点が低下して、褐炭に含まれる水分の発酵熱による蒸発が早まり、褐炭の乾燥が促進される。そして、このように中心部分まで十分に乾燥した褐炭は、水分がほとんど消失しているため、発生熱量が高くて、加熱時には高温になる乾燥物となっている。
尚、減圧発酵乾燥機３による減圧発酵乾燥工程では１工程（１サイクル）が、例えば３時間であることが好ましく、先ず３０分かけて褐炭が投入され、２時間かけて褐炭の細孔を経て微生物を発酵させる発酵工程と同時に、その微生物の発酵熱によって褐炭を中心部分まで乾燥させる乾燥工程とを設け、この間に褐炭は攪拌板３２ｂにより粉砕され、またこれら粉砕炭同士が衝突し合って微粉砕され、更に３０分かけて微粉砕炭として排出口３０ｂから排出している。その間、タンク３０内を−０．０６〜−０．０７ＭＰａ（ゲージ圧；以下、ゲージ圧は省略する）に減圧すると、タンク３０内の水分温度は７６〜６９℃（飽和蒸気温度）に維持される。尚、この温度領域では微生物が活発に活動する。その結果、褐炭は、後述する微生物によって発酵、乾燥が促進される。そして、そのような発酵乾燥処理を行う際に、タンク３０内の褐炭に添加する微生物としては、例えば特許文献２に記載されているように、複数種類の土着菌をベースとし、これを予め培養した複合有効微生物群が好ましく、通称、SHIMOSE １／２／３群がコロニーの中心になる。
尚、SHIMOSE １は、FERM BP-7504（経済産業省産業技術総合研究所生命工学工業技術研究所特許微生物寄託センター（日本国茨城県つくば市東１丁目１−３）に、２００３年３月１４日に国際寄託されたもの）である。また、SHIMOSE ２は、FERM BP-7505（SHIMOSE １と同様に国際寄託されたもの）、塩に耐性を有するピチアファリノサ（Pichiafarinosa）に属する微生物であり、SHIMOSE ３は、FERM BP-7506（SHIMOSE １と同様に国際寄託されたもの）、スタフィロコッカス（Staphylococcus）に属する微生物である。
ここで、前記減圧発酵乾燥機３による褐炭の減圧発酵乾燥処理の手順（減圧発酵乾燥工程）について説明する。
先ず、褐炭を減圧発酵乾燥機３のタンク３０の投入口３０ａに投入する。そして、タンク３０内を大気圧状態で密閉する。
その後、タンク３０内の褐炭に所定の微生物を添加した後に、真空ポンプ３６近傍に設けた大気開放バルブを閉じてタンク３０内を密閉する。そして、後述する蒸気制御装置９２から加熱用蒸気を供給し、タンク３０内を減圧下で加熱する。
具体的には、加熱用蒸気によってタンク３０内を加熱するとともに、撹拌シャフト３２を所定の回転速度（例えば、８ｒｐｍ程度）で回転させて褐炭を撹拌しながら、真空ポンプ３６の作動によってタンク３０内を減圧する。この減圧により、タンク３０内の温度が微生物の活動至適環境となり、微生物による有機物の分解が好適に促進される状態となる。尚、撹拌シャフト３２の回転速度（８ｒｐｍ）は一例であって、有機物の分解が可能であれば他の値であってもよい。
その結果、減圧下のタンク３０内では、撹拌シャフト３２の撹拌によって褐炭の細孔に微生物が入り込んで発酵すると、その発酵熱によって褐炭の水分が蒸発することが繰り返されて、褐炭の乾燥が行われる。以下、その乾燥の進行の様子を図３に基づいて説明する。
図３において、同図（ａ）は褐炭４０の投入前の状態を示している。同図では、含まれる水分に斜線を施して図示しており、褐炭４０の全体中に水分が分布している。同図（ｂ）では、褐炭４０の表面部分において微生物が細孔４０ａ内に入り込み、褐炭４０の有機物や周囲の一部水分を栄養源に代謝して発酵し、その発酵熱で褐炭４０の表面部分の水分が蒸発している。尚、細孔４０ａは、図３では模式的に記載しているが、褐炭４０の内部には無数の細孔４０ａが存在している。同図（ｃ）では、微生物は更に褐炭４０の表面部分から中心部分に向かって細孔４０ａ内に入り込み、褐炭４０の有機物や死滅した微生物（有機物）及び周囲の一部水分を栄養源に代謝して発酵し、その発酵熱で褐炭４０の表面部分よりも内方側（中心部分側）に存在する水分が蒸発し、褐炭４０の表面部分から中心部分までの約半分程度までが乾燥した状態となっている。同図（ｄ）では、微生物は更に細孔４０ａ内を進んで褐炭４０の中心部分近傍にまで到達し、この中心部分近傍において褐炭４０の有機物や死滅した微生物及び周囲の一部水分を栄養源に代謝して発酵し、その発酵熱で褐炭４０の中心部分近傍に存在する水分が蒸発している。そして、同図（ｅ）では、微生物は細孔４０ａ内を一層進んで、褐炭４０の中心部分で前記と同様に発酵し、その発酵熱で褐炭４０の中心部分に存在する水分も蒸発して、褐炭４０の全体からほぼ水分が蒸発して、その全てが乾燥した状態となる。この状態では、微生物の発酵は停止する。同図（ｆ）では、褐炭４０はその中心部分まで乾燥して脆くなっており、この褐炭４０が撹拌シャフト３２の撹拌によって容易に粉砕されて粉砕炭４７となっている。更に、同図（ｇ）では粉砕炭４７同士が衝突し合って更に微粉砕された微粉砕炭４８となっている。この粉微砕炭４８の粒径は例えば０．１ｍｍ以下である。また、この微粉砕炭４８は、微生物の発酵によって褐炭４０から改質しており、瀝青炭よりも良質の石炭となっている。
このように、タンク３０内に投入された褐炭４０は、その表面部分から微生物が細孔４０ａ内に入り込み、中心部分に向かって進行しつつ、発酵して、その発酵熱によって褐炭４０の水分が次第に表面部分から中心部分に向かって徐々に蒸発することが繰り返されて、最終的に、褐炭４０の中心部分まで水分が十分に蒸発し、乾燥して、微粉砕された微粉砕炭４８が得られることになる。
このようにしてタンク３０内の温度及び圧力を維持しつつ、所定の時間が経過して、投入した褐炭４０が中心部分まで乾燥し、微粉砕されて微粉砕炭４８となった後は、真空ポンプ３６及び蒸気制御装置９２からの加熱用蒸気の供給を停止し、大気開放バルブを開放して大気圧状態とする。一方、撹拌シャフト３２を逆回転させ、タンク３０の排出口３０ｂの蓋を開いて、タンク３０から乾燥物、すなわち、中心部分まで十分に乾燥して微粉砕された褐炭（微粉砕炭４８）を排出する。
＜水素製造装置＞
図１の水素製造装置１において、減圧発酵乾燥機３で得られた微粉砕炭４８は、ガス化炉（ガス化装置）５０に供給される。
図１の水素製造装置１において、減圧発酵乾燥機３で得られた微粉砕炭４８は、ガス化炉（ガス化装置）５０に供給される。
前記ガス化炉５０の内部構成を図４に示す。同図は、ガス化炉５０の内部の概略概念を示す構成図である。同図において、ガス化炉５０は、内部にガス化室５１を有し、該ガス化室５１の側部には、その上側及び下側に上段バーナ５２ａ及び下段バーナ５２ｂが設けられ、これらバーナ５２ａ、５２ｂに、各々、微粉砕炭４８と、酸化剤（ガス化剤）としての酸素４９とが供給される２段構成となっている。微粉砕炭４８及び酸素４９は上段及び下段のバーナ５２ａ、５２ｂに供給された後、ガス化室５１内で旋回流を与えられながら加熱される噴流床形式の構成である。この旋回流により、微粉砕炭４８はガス化室５１内での滞留時間が長くなってガス化反応が促進され、高いガス化効率が得られる。
前記ガス化炉５０において、上段バーナ５２ａと下段バーナ５２ｂに供給する酸素の比率は、上段バーナ５２ａ側が低く、下段バーナ５２ｂ側が高く設定される。これにより、ガス化室５１の上側部分では温度が高く（例えば１６００℃程度）、下側部分では温度が幾分低く（例えば１２００℃）なる。その結果、ガス化室５１の下側部分では、微粉砕炭４８と酸素（ガス化剤）４９とが反応して、二酸化炭素ＣＯ2と水蒸気Ｈ2Ｏのガスが発生する。一方、ガス化室５１の上側部分では、微粉砕炭４８と酸素（ガス化剤）４９とが供給されて燃焼し、更に高温に加熱されて、この高温加熱下で前記ガス化室５１の下側部分で発生した二酸化炭素ＣＯ2と水蒸気Ｈ2Ｏとがガス化室５１の上側部分に上昇して加熱分解され、一酸化炭素ＣＯと水素Ｈ2とのガスが生成される。生成されたガス中の一酸化炭素ＣＯ及び水素Ｈ2は上昇流に乗って上端部の取出口５０ａから上方に取り出された後、ガスクーラー（図示せず）によって冷却される。また、生じたスラグは下端部から排出され、排出容器５５（図１参照）に貯留される。
前記ガス化炉５０で生成された一酸化炭素ＣＯ及び水素Ｈ2を含むガスは、取出口５０ａからガスクーラーに供給されて冷却された後、次にガス精製装置７０に供給される。このガス精製装置７０は、前記生成ガス中の主要成分以外の不純物、例えば硫黄化合物（硫化水素Ｈ2Ｓや硫化カルボニルＣＯＳ）などを除去する。具体的には、図示しないが、硫化水素Ｈ2Ｓ除去用では、主としてＣＯＳ変換器及びＨ2Ｓ吸収器を有する。ＣＯＳ変換器は触媒反応により硫化カルボニルＣＯＳを硫化水素Ｈ2Ｓに変換する。また、Ｈ2Ｓ吸収器は吸収液としてアミン溶液などのアルカリ性溶液を貯留し、アルカリ性溶液中に生成ガスを通過させて硫化水素Ｈ2Ｓを吸収する。他の構成は周知であるので省略する。
前記不純物を除去されたガスは、次にＣＯ2分離・回収装置７５に供給される。該ＣＯ2分離・回収装置（二酸化炭素分離装置）７５は、不純物を除去された一酸化炭素ＣＯを二酸化炭素ＣＯ2にするシフト反応を起こさせ、その後にガス中から二酸化炭素ＣＯ2を分離して回収する。前記ＣＯ2分離・回収装置７５は、セラミック膜などを用いて二酸化炭素ＣＯ2と水素Ｈ2を分離する膜分離形式である。
更に、前記ＣＯ2分離・回収装置７５には、図示しないパイプラインが接続されており、このパイプラインは陸又は海底の枯渇した油田やガス田の地層中に連通しており、この油田やガス田に前記分離した二酸化炭素ＣＯ2を輸送し、この油田やガス田の地層中に封じ込められる。更には、このように二酸化炭素ＣＯ2の供給によって復活した油田やガス田から油やガスを再度供給できるようにすることも可能である。
前記ＣＯ2分離・回収装置７５では、前記二酸化炭素ＣＯ2の分離、回収によって水素Ｈ2のみが得られ、この水素Ｈ2は水素液化機７９に供給される。水素液化機７９は、供給された水素Ｈ2を液化して液体水素ＬＨ2に変換し、この液体水素ＬＨ2を褐炭採掘地の液体水素タンク（採掘地）８０に貯留する。この液体水素タンク（採掘地）（貯留装置）８０は、液体水素ＬＨ2の蒸発を抑制する断熱性能を有している。液体水素ＬＨ2は大気圧状態の水素Ｈ2に比して数百倍も容積効率が良い。従って、このように水素Ｈ2を液体水素ＬＨ2に変換して液体水素タンク（採掘地）８０に貯留することにより、小規模で水素Ｈ2を貯留することが可能である。
前記液体水素タンク（採掘地）８０に貯留された液体水素ＬＨ2は、液体水素運搬船８５により運搬される。液体水素運搬船（運搬機関）８５は、海を隔てた他の地域、国などに液体水素ＬＨ2を運搬する。例えば、褐炭が所定国の炭鉱地域で採掘された場合には、この所定国にて褐炭から本水素製造装置１を用いて水素Ｈ2を製造し、液体水素タンク（採掘地）８０に貯留した後、この水素Ｈ2の利用国である他国に液体水素運搬船８５を使用して液体水素タンク８０（採掘地）の液体水素ＬＨ2を運搬する。尚、液体水素ＬＨ2を所定国内で陸上から陸上へ運搬する際には、液体水素運搬船８５に代えて車両が用いられる。
前記液体水素運搬船８５で運搬された液体水素ＬＨ2は、例えば褐炭の採掘地とは異なる他国に設置された他国の液体水素タンク（他国）９０に貯留される。この液体水素タンク（他国）９０に貯留された液体水素ＬＨ2は、必要に応じて例えば燃料電池などの製造用としてその他国内の所定場所に運搬される。
以上のように、本実施形態では、多孔質物質として褐炭４０を用い、この褐炭４０を減圧発酵乾燥機３のタンク３０に投入し、このタンク３０内で褐炭４０を撹拌しながら、褐炭４０の細孔に微生物を入り込ませて、微生物の発酵熱によって褐炭４０を中心部分まで十分乾燥させ、微粉砕された微粉砕炭４８を得た。従来では、図５（ａ）に示す乾燥処理前の褐炭４０を熱風乾燥すると燃焼してしまうため、燃焼しないように乾燥した場合には、同図（ｂ）に示すように、褐炭４０の表面部分だけが乾燥し、表面部分より中心側では水分が未だ多く存在する結果となる。また、褐炭４０を炭化装置で乾燥させる場合には、燃焼ガスが発生する問題が生じる。従って、本実施形態では、従来のように燃焼ガスを発生することなく、微生物の発酵熱によって中心部分まで十分に乾燥して微粉砕された褐炭４０（微粉砕炭４８）を得ることが可能である。
また、そのような微粉砕炭４８を水素製造装置１のガス化炉５０に供給し、微粉砕炭４８をガス化したので、そのガス化に際して、水分がほとんど無い微粉砕炭４８は発生熱量が高くて、加熱時には従来よりも高温になる。従って、微粉砕炭４８から、一酸化炭素ＣＯと水素Ｈ2を主成分とするガスへの反応速度を速めて、ガス化を促進することが可能である。
更に、ガス化炉５０でガス化したガス中の不純物（硫黄化合物など）をガス精製装置７０によって除去したので、ガス中の水素Ｈ2を純度高く製造することが可能である。
加えて、不純物が除去されたガス中の一酸化炭素ＣＯをＣＯ2分離・回収装置７５により二酸化炭素ＣＯ2に変換して分離したので、ガス中から水素Ｈ2のみを取り出すことができる。その際、分離された二酸化炭素ＣＯ2は、陸又は海底のガス田などにパイプラインなどを使用して輸送し、そのガス田の地層中に封じ込められるので、微粉砕炭４８から水素Ｈ2を製造するに際して二酸化炭素ＣＯ2が発生しても、実質的に二酸化炭素ＣＯ2の排出を無くすことができる。
また、取り出された水素Ｈ2は水素液化機７９により液化され、容積効率の高い液体水素ＬＨ2として液体水素タンク（採掘地）８０に貯留されるので、水素Ｈ2の貯留規模を小規模化することが可能である。
更に、液体水素タンク（採掘地）８０に貯留された液体水素ＬＨ2を液体水素運搬船８５により他国の水素利用国に運搬できるので、我が国日本が水素利用国として燃料電池などを安価に製造することが可能になる。
尚、本実施形態では、減圧発酵乾燥機３に褐炭を投入、収容したが、多孔質物質の乾燥装置としての減圧発酵乾燥機３には、多孔質物質として褐炭の他に、水分を含んだ活性炭やコーヒー滓などの多孔質物質を収容して、それら活性炭などを乾燥させても良いのは勿論である。水分を含んだ活性炭では、減圧発酵乾燥機３を使用すれば、再生するのに燃焼装置を用いる必要がなくなる。
また、本実施形態では、水素製造装置１のガス化炉５０は、噴流床形式の構成のものを使用したが、その他の形式、例えば、微粉砕炭４８をガス化炉の上端部から投入する一方、酸素などの酸化剤をガス化炉の下端部から供給する固定床形式のガス化炉を使用したり、微粉砕炭４８を空気などで流動化してガス化する流動床形式のガス化炉を使用してもよい。
今回、開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、前記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味範囲内での全ての変更が含まれる。
本発明は、褐炭などの多孔質物質の乾燥装置及びこれを備えた水素製造装置並びに多孔質物質の乾燥方法に利用することができる。
１ 水素製造装置
３ 減圧発酵乾燥機
３０ タンク（密閉容器）
４０ 褐炭（多孔質物質）
４８ 微粉砕炭
５０ ガス化炉（ガス化装置）
７０ ガス精製装置
７５ ＣＯ2分離・回収装置（二酸化炭素分離装置）
７９ 水素液化機
８０ 液体水素タンク（採掘地）（貯留装置）
８５ 液体水素運搬船（運搬機関）
３ 減圧発酵乾燥機
３０ タンク（密閉容器）
４０ 褐炭（多孔質物質）
４８ 微粉砕炭
５０ ガス化炉（ガス化装置）
７０ ガス精製装置
７５ ＣＯ2分離・回収装置（二酸化炭素分離装置）
７９ 水素液化機
８０ 液体水素タンク（採掘地）（貯留装置）
８５ 液体水素運搬船（運搬機関）
Claims (9)
- 水分を含んだ多孔質物質を密閉容器に収容し、該多孔質物質を減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、
微生物を前記密閉容器に投入し、該微生物を前記多孔質物質の細孔に入り込ませて、該微生物の発酵熱によって前記多孔質物質の水分を蒸発させて乾燥する減圧発酵乾燥機を備えた
ことを特徴とする多孔質物質の乾燥装置。 - 請求項１に記載の多孔質物質の乾燥装置において、
前記多孔質物質は褐炭である
ことを特徴とする多孔質物質の乾燥装置。 - 請求項２に記載の多孔質物質の乾燥装置と、
前記乾燥装置の減圧発酵乾燥機により得られた乾燥した褐炭をガス化し、一酸化炭素と水素を主成分とするガスを生成するガス化装置とを備えた
ことを特徴とする水素製造装置。 - 請求項３に記載の水素製造装置において、
前記ガス化装置により生成されたガスに含まれる不純物を除去するガス精製装置を備えた
ことを特徴とする水素製造装置。 - 請求項４に記載の水素製造装置において、
前記ガス精製装置により不純物を除去されたガス中の一酸化炭素をシフト反応して二酸化炭素を生成し、該二酸化炭素を前記水素から分離する二酸化炭素分離装置を備えた
ことを特徴とする水素製造装置。 - 請求項５に記載の水素製造装置において、
前記二酸化炭素分離装置により二酸化炭素と分離された水素を液化した液体水素を貯留する貯留装置を備えた
ことを特徴とする水素製造装置。 - 請求項５又は６に記載の水素製造装置において、
前記二酸化炭素分離装置により分離された二酸化炭素は、陸又は海底の地層中に封じ込められる
ことを特徴とする水素製造装置。 - 請求項６に記載の水素製造装置において、
前記貯留装置に貯留された液体水素を所定場所に運搬する運搬機関を備えた
ことを特徴とする水素製造装置。 - 水分を含んだ多孔質物質を密閉容器に収容し、該多孔質物質を減圧下において所定の温度範囲に加熱しながら撹拌するとともに、
微生物を前記密閉容器に投入し、該微生物を前記多孔質物質の細孔に入り込ませて、該微生物の発酵熱によって前記多孔質物質の水分を蒸発させて乾燥する減圧発酵乾燥工程を備えた
ことを特徴とする多孔質物質の乾燥方法。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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