JP2997779B1 - Method for producing gaseous fuel from algae - Google Patents

Method for producing gaseous fuel from algae

Info

Publication number
JP2997779B1
JP2997779B1 JP25533698A JP25533698A JP2997779B1 JP 2997779 B1 JP2997779 B1 JP 2997779B1 JP 25533698 A JP25533698 A JP 25533698A JP 25533698 A JP25533698 A JP 25533698A JP 2997779 B1 JP2997779 B1 JP 2997779B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
algae
gasification
gaseous fuel
water
culturing
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP25533698A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000087054A (en
Inventor
智朗 美濃輪
茂樹 澤山
Original Assignee
工業技術院長
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 工業技術院長 filed Critical 工業技術院長
Priority to JP25533698A priority Critical patent/JP2997779B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2997779B1 publication Critical patent/JP2997779B1/en
Publication of JP2000087054A publication Critical patent/JP2000087054A/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

【要約】 【課題】 藻類の培養工程と、この培養工程で得られた
高含水率の藻類をガス化する工程からなる気体燃料の製
造方法において、そのガス化工程で得られる副生水の有
効利用を図ることにより、気体燃料の生産コストを低減
化させる方法を提供する。 【解決手段】 藻類を培養する工程と、この培養工程で
得られた高含水率の藻類を水素活性化金属触媒の存在下
で高温高圧に保持して直接ガス化する工程からなる気体
燃料の製造方法において、該ガス化工程で得られる窒素
化合物等の栄養塩を含む副生水を該藻類培養工程におけ
る培養液として用いることを特徴とする藻類からの気体
燃料の製造方法。
Abstract: PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a gaseous fuel comprising a step of cultivating algae and a step of gasifying the algae having a high water content obtained in the culturing step, the efficiency of by-product water obtained in the gasification step A method for reducing the production cost of gaseous fuel by utilizing it is provided. SOLUTION: The production of gaseous fuel comprising a step of culturing algae and a step of directly gasifying the algae having a high water content obtained in the culturing step at a high temperature and a high pressure in the presence of a hydrogen-activated metal catalyst. A method for producing gaseous fuel from algae, wherein by-product water containing nutrients such as nitrogen compounds obtained in the gasification step is used as a culture solution in the algal culture step.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は藻類からの気体燃料
の製造方法に関するものであり、その利用分野はエネル
ギー産業の他、ガス化工程で得られる副生水を藻類培養
工程の培養液として利用することから、藻類利用産業の
廃棄藻類処理、廃水処理等、藻類を用いた様々な分野で
利用できる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing gaseous fuel from algae, and its field of application is to use the by-product water obtained in a gasification step as a culture solution in an algal culture step in addition to the energy industry. Therefore, it can be used in various fields using algae, such as waste algae treatment and wastewater treatment in the algae utilization industry.

【0002】[0002]

【従来の技術】化石燃料の大量使用による大気中の二酸
化炭素濃度の増加とそれに伴う地球温暖化問題が深刻化
しており、再生可能エネルギーであるバイオマスに注目
が集まってきている。藻類はバイオマスの中でも成長速
度が速く、有望なバイオマス資源の一つである。しかし
ながら、藻類は水を多く含むことから、乾燥した原料を
用いる従来の熱化学的変換方法(燃焼、熱分解、ガス化
等)では、乾燥のために大量の蒸発潜熱が必要であり、
エネルギー収支の観点から問題がある。また、藻類は高
等植物に比べて大量の栄養塩を必要とすることから、栄
養塩の供給の問題、すなわち培養時におけるエネルギー
消費の問題がある。藻類のメタン発酵によるエネルギー
化も検討されているが、生物化学的変換方法は反応速度
が遅いと言う問題があり、さらに、栄養塩の回収の問題
も残されている。
2. Description of the Related Art The increase in the concentration of carbon dioxide in the atmosphere due to the large use of fossil fuels and the accompanying problem of global warming have become serious, and biomass, which is a renewable energy, has been attracting attention. Algae are one of the promising biomass resources because of their fast growth rate among biomass. However, since algae are rich in water, conventional thermochemical conversion methods (combustion, pyrolysis, gasification, etc.) using dried raw materials require a large amount of latent heat of vaporization for drying,
There is a problem in terms of energy balance. Also, since algae require a larger amount of nutrients than higher plants, there is a problem of supply of nutrients, that is, a problem of energy consumption during culture. The conversion of algae to energy by methane fermentation is also being studied, but the biochemical conversion method has a problem that the reaction rate is slow, and further, there is a problem of recovering nutrients.

【0003】特開平5−213778号、特開平8−5
9202号、United States Paten
t5,019,135には、セルロース系バイオマス
を、水性媒体の存在下、水素活性化金属触媒を用いて、
高温高圧に保持することにより、ガス化する方法が示さ
れている。このような水の蒸発を伴わない高圧プロセス
は、水の蒸発潜熱が不要であることから、エネルギー収
支の観点から好ましく、水を多く含むバイオマス、すな
わち藻類に適した方法である。さらに、この方法によれ
ば、特表平8−501115号に示されているように、
原料中の窒素分はアンモニアに変換され、副生水に溶存
する。すなわち、栄養塩の一つである窒素をアンモニア
の形態で回収することができる。とは言うものの、副生
水中には有機物や微量の金属等が含まれており、副生水
で藻類が生育できるかどうかは不明である。後記する本
発明の実施例で詳述するが、本発明者らは、藻類が高温
高圧下でガス化処理できること、さらに、このガス化処
理で得られるアンモニアを含んだ副生水を用いることに
より、藻類を死滅させることなく、直接培養可能である
ことを見出した。また、アンモニアの他、カリウム等の
栄養塩も回収できることを見出した。
JP-A-5-213778, JP-A-8-5
Issue 9202, United States Pattern
At t5,019,135, the cellulosic biomass was treated with a hydrogen-activated metal catalyst in the presence of an aqueous medium.
A method for gasification by holding at high temperature and high pressure is shown. Such a high-pressure process without water evaporation is preferable from the viewpoint of energy balance because latent heat of water evaporation is unnecessary, and is a method suitable for biomass containing a large amount of water, that is, algae. Further, according to this method, as shown in JP-T 8-501115,
Nitrogen in the raw material is converted to ammonia and dissolved in by-product water. That is, nitrogen, which is one of the nutrients, can be recovered in the form of ammonia. Nevertheless, the by-product water contains organic substances and trace metals, and it is unclear whether algae can grow in the by-product water. As will be described in detail in Examples of the present invention described later, the present inventors have found that algae can be subjected to gasification under high temperature and pressure, and further, by using by-product water containing ammonia obtained by this gasification. It was found that direct cultivation was possible without killing algae. It has also been found that nutrients such as potassium can be recovered in addition to ammonia.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、藻
類の培養工程と、この培養工程で得られた高含水率の藻
類をガス化する工程からなる気体燃料の製造方法におい
て、そのガス化工程で得られる副生水の有効利用を図る
ことにより、気体燃料の生産コストを低減化させる方法
を提供することをその課題とする。
Accordingly, the present invention relates to a method for producing gaseous fuel comprising a step of culturing algae and a step of gasifying algae having a high water content obtained in the culturing step. An object of the present invention is to provide a method for reducing the production cost of gaseous fuel by effectively utilizing by-product water obtained in the process.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、藻類を培養する工程
と、この培養工程で得られた高含水率の藻類を水素活性
化用金属触媒(以下、水素活性化金属触媒とも言う。)
の存在下で反応温度を300〜450℃、反応圧力を反
応温度における水の飽和蒸気圧以上に保持して直接ガス
化する工程からなる気体燃料の製造方法において、該ガ
ス化工程で得られる窒素化合物等の栄養塩を含む副生水
を該藻類培養工程における培養液として用いることを特
徴とする藻類からの気体燃料の製造方法が提供される。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have completed the present invention. That is, according to the present invention, the step of culturing algae and the step of culturing the algae having a high water content obtained in the culturing step with hydrogen activity
Metal catalyst (hereinafter also referred to as hydrogen-activated metal catalyst)
At a reaction temperature of 300 to 450 ° C and a reaction pressure in the presence of
A gaseous fuel production method comprising the step of directly gasifying while maintaining the saturated vapor pressure of water at a reaction temperature or higher, wherein the by-product water containing nutrients such as nitrogen compounds obtained in the gasification step is subjected to the algal culture step. A method for producing a gaseous fuel from algae, wherein the method is used as a culture solution in the above.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本明細書でいう藻類とは、水性植
物一般のことであり、微細藻類(クロレラ、スピルリ
ナ、ドナリエラ、ボツリオコッカス等)や大型藻類(コ
ンブ、ホテイアオイ等)などが包含される。本明細書で
言う副生水とは、藻類のガス化生成物から分離された液
体成分を意味する。本明細書で言う気体燃料とは、藻類
のガス化生成物から分離されたガス状成分及びそのガス
状成分から分離された可燃性成分(H2、CH4等)を意
味する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The algae referred to in the present specification are aqueous plants in general, and include microalgae (chlorella, spirulina, donaliella, botuliococcus, etc.) and macroalgae (kelp, water hyacinth, etc.). Is done. By-product water as used herein refers to liquid components separated from the gasification products of algae. As used herein, gaseous fuel refers to gaseous components separated from gasification products of algae and combustible components (H 2 , CH 4, etc.) separated from the gaseous components.

【0007】本発明におけるガス化工程は、藻類を水素
活性化触媒の存在下、高温高圧に保持して反応させる工
程である。この場合、藻類はその培養工程から回収した
ものを直接用いることができるが、通常98重量%以上
の含水率を有しているので、処理効率やエネルギー収支
の観点からは脱水して90重量%以下の含水率に調整す
ることが好ましい。また、脱水しすぎると固形状になる
ので、ハンドリングの観点からは70重量%以上の含水
率が好ましい。即ち、本発明では、70〜90重量%、
好ましくは75〜85重量%の高含水率の藻類をガス化
用原料として用いる。水素活性化触媒としては、通常の
工業用のニッケル、コバルト、鉄、白金、ルテニウム、
ロジウム等の水素活性化用の金属触媒各種を用いること
ができる。ガス化の反応温度は300〜450℃、反応
圧力は、水の蒸発を抑えるため、反応温度における飽和
蒸気圧力以上が採用される。なお、反応温度374℃以
上では水は超臨界流体となるので、この場合の反応圧力
は臨界圧力226気圧以上を採用する。反応時間は、反
応温度あるいは藻類の含水率(有機物濃度)や処理量
(水素活性化触媒の量との比率)などに依存するが、装
置の設計や制御の観点からは5〜180分の範囲が好ま
しい。
The gasification step in the present invention is a step in which algae are reacted at a high temperature and a high pressure in the presence of a hydrogen activating catalyst. In this case, the algae recovered from the culturing step can be used directly, but usually have a water content of 98% by weight or more, so that 90% by weight is dehydrated from the viewpoint of treatment efficiency and energy balance. It is preferable to adjust the water content to the following. Moreover, since it will become solid if dehydrated too much, a water content of 70% by weight or more is preferable from the viewpoint of handling. That is, in the present invention, 70 to 90% by weight,
Algae having a high water content of preferably 75 to 85% by weight are used as a raw material for gasification. Examples of the hydrogen activating catalyst include ordinary industrial nickel, cobalt, iron, platinum, ruthenium,
Various metal catalysts for hydrogen activation such as rhodium can be used. The gasification reaction temperature is 300 to 450 ° C., and the reaction pressure is equal to or higher than the saturated vapor pressure at the reaction temperature in order to suppress evaporation of water. Since water becomes a supercritical fluid at a reaction temperature of 374 ° C. or higher, a reaction pressure of 226 atm or more is adopted as the reaction pressure in this case. The reaction time depends on the reaction temperature, the water content of the algae (organic matter concentration), the treatment amount (ratio to the amount of the hydrogen activation catalyst), and the like, but from the viewpoint of apparatus design and control, it is in the range of 5 to 180 minutes. Is preferred.

【0008】上記ガス化工程から得られる副生水には植
物の3大栄養素である窒素、リン、カリウムのうち、窒
素とカリウムが含まれている。本発明では、その副生水
を直接・間接あるいは希釈して藻類の培養液として用い
る。この場合の希釈量は副生水中のアンモニア濃度に依
存し、これはガス化工程時での藻類濃度による。例え
ば、培養して得られた藻類を100倍に濃縮してガス化
処理した場合は、副生水を100倍に希釈して用いるこ
とが好ましい。一般的には、培養液として用いるために
は、副生水中のアンモニア濃度が5〜200mg/l、
好ましくは10〜100mg/lになるように希釈す
る。希釈水としては、藻類濃縮工程時での返流水を用い
ることができる。また、リンや微量金属が不足するの
で、必要に応じて補給する。補給量は藻類の種類により
異なり、最適N/P比にすることが好ましい。
[0008] By-product water obtained from the gasification step contains nitrogen and potassium among nitrogen, phosphorus and potassium, which are the three major nutrients of plants. In the present invention, the by-product water is directly, indirectly or diluted and used as a culture solution of algae. The dilution in this case depends on the ammonia concentration in the by-product water, which depends on the algal concentration during the gasification step. For example, when algae obtained by culturing are concentrated 100 times and gasified, it is preferable to dilute by-product water 100 times. Generally, in order to use as a culture solution, the ammonia concentration in the by-product water is 5 to 200 mg / l,
The dilution is preferably made to be 10 to 100 mg / l. As the dilution water, water returned in the algal concentration step can be used. In addition, since phosphorus and trace metals are insufficient, replenish as necessary. The replenishment amount varies depending on the type of algae, and it is preferable to set the optimum N / P ratio.

【0009】本発明では、前記のように、副生水を藻類
培養液として有効利用することから、藻類からの気体燃
料の生産コストを大幅に低減させることができる。ま
た、本発明では、そのガス化工程で高温高圧のガス化生
成物が得られることから、そのガス化生成物が保有する
高温熱量と高圧のガス圧を有効利用することにより、藻
類からの気体燃料の生産コストを大幅に低減させること
ができる。例えば、ガス化生成物の保有する高圧のガス
圧(膨張エネルギー)は、ガスタービンを介して電気に
変換することができる他、そのガス圧を、培養液の撹拌
エネルギー等の機械エネルギーに変換することができ
る。また、ガス化生成物の保有する高温熱量は、培養工
程における熱源等として利用することができる。本発明
で得られるガス化生成物中の水素ガスは、燃料電池の燃
料として利用することができる。また、ガス化生成物中
の二酸化炭素は、水中に溶解させて培養工程に循環し、
藻類用栄養物として利用することができる。
In the present invention, as described above, by-product water is effectively used as an algal culture solution, so that the production cost of gaseous fuel from algae can be significantly reduced. In the present invention, since a gasification product of high temperature and high pressure is obtained in the gasification step, the gas from algae is effectively used by effectively utilizing the high temperature calorie and the high gas pressure of the gasification product. Fuel production costs can be significantly reduced. For example, a high-pressure gas pressure (expansion energy) held by a gasification product can be converted to electricity through a gas turbine, and the gas pressure is converted to mechanical energy such as stirring energy of a culture solution. be able to. Further, the high-temperature calorie held by the gasification product can be used as a heat source or the like in the culturing step. The hydrogen gas in the gasification product obtained in the present invention can be used as a fuel for a fuel cell. Also, carbon dioxide in the gasification product is dissolved in water and circulated to the cultivation process,
It can be used as nutrients for algae.

【0010】次に、本発明の実施態様の1例を図面を参
照して具体的に説明する。本発明を実施する場合のフロ
ーシートの1例を図1に示す。図1において、1は藻類
培養装置であり、ここで藻類が培養される。培養された
藻類はライン8を通して藻類濃縮装置2に供給される。
大型藻類の場合、必要に応じて破砕を行う。濃縮時の返
流水はライン9を介して藻類培養装置1に戻される。濃
縮して含水率を70〜90重量%に調整した原料はライ
ン10を通して圧入ポンプ3に送られ、ここで加圧され
てライン11を通してガス化反応装置4に送られる。ガ
ス化反応装置4の加熱は熱媒で行われ、熱媒はライン1
2を通して供給される。さらにライン13を介して回収
された熱媒はガス化反応装置4の予熱に利用することも
できる。冷えた熱媒はライン14を介して回収される。
回収した熱媒は藻類培養装置1の保温のために利用する
ことができる。ガス化反応装置4の内部には触媒が詰め
られており、触媒作用によりガス化される。ガス化反応
装置4でガス化されたガス化生成物はライン15を介し
て抜き出され、冷却器5に送られる。冷却器5はライン
16から熱媒あるいは冷却水を供給して冷却され、回収
された熱媒あるいは冷却水はライン17を介して回収さ
れる。回収された熱媒あるいは温水はガス化処理装置4
の予熱のために利用できる。冷却されたガス化生成物は
ライン18を通って減圧弁6に送られ、大気圧まで減圧
される。減圧されたガス化生成物はライン19を通って
気液分離装置7に送られる。この場合の高圧気体(ガス
化生成物)の膨張のエネルギーを藻類培養装置1に伝達
することで培養液の攪拌を行うこともできる。気液分離
装置7では気体生成物と副生水に分離され、気体生成物
はライン20を介して回収され、副生水は藻類培養装置
1に戻される(ライン21)。気体生成物は気体燃料あ
るいは化学原材料として利用される。藻類の培養におい
て、不足した栄養塩はライン22を通して供給する。
Next, an example of an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a flow sheet for implementing the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an algae culture apparatus, in which algae are cultured. The cultured algae are supplied to the algae concentration device 2 through the line 8.
In the case of large algae, crush as necessary. The return water at the time of concentration is returned to the algal culture apparatus 1 via the line 9. The raw material whose concentration is adjusted to a water content of 70 to 90% by weight is sent to a press-in pump 3 through a line 10, where it is pressurized and sent to a gasification reactor 4 through a line 11. Heating of the gasification reactor 4 is performed by a heating medium, and the heating medium
2 is supplied. Further, the heat medium recovered via the line 13 can be used for preheating the gasification reactor 4. The cooled heat carrier is recovered via line 14.
The collected heat medium can be used for keeping the algae culture device 1 warm. The inside of the gasification reaction device 4 is packed with a catalyst, and is gasified by a catalytic action. The gasification product gasified by the gasification reactor 4 is withdrawn via the line 15 and sent to the cooler 5. The cooler 5 is cooled by supplying a heating medium or cooling water from a line 16, and the recovered heating medium or cooling water is recovered via a line 17. The recovered heat medium or hot water is supplied to the gasification
Available for preheating. The cooled gasification product is sent to the pressure reducing valve 6 through the line 18 and the pressure is reduced to the atmospheric pressure. The decompressed gasification product is sent to the gas-liquid separator 7 through the line 19. In this case, the culture liquid can be stirred by transmitting the energy of expansion of the high-pressure gas (gasification product) to the algae culture apparatus 1. In the gas-liquid separation device 7, the gas product and the by-product water are separated, the gas product is recovered through the line 20, and the by-product water is returned to the algae culture device 1 (line 21). Gaseous products are used as gaseous fuels or chemical raw materials. In the algal culture, the nutrients deficient are supplied through line 22.

【0011】本プロセスは、特開平9−241001号
に示されているようなガス化反応装置に気液分離機能を
備えた装置を採用することもできる。この場合、ガス化
効率が向上すると共に水素を選択的に製造することがで
きると期待される。また、冷却器5と減圧弁6の間に高
圧の気液分離装置を採用することもでき、この場合、気
体の溶解度の差異から高濃度の水素、メタンを回収する
ことができると同時に、二酸化炭素を高濃度溶解させた
副生水が得られ、藻類の培養に利用できると期待され
る。また、特開平9−255303号に示されているよ
うに、プロセスに必要な熱の全部あるいは一部に太陽熱
を利用することも可能である。いずれにせよ、図1のフ
ローシートは、本発明の実施態様の一例であり、これに
限定されるものではない。
In this process, an apparatus having a gas-liquid separation function in a gasification reaction apparatus as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-241001 can be adopted. In this case, it is expected that gasification efficiency is improved and hydrogen can be selectively produced. In addition, a high-pressure gas-liquid separation device may be employed between the cooler 5 and the pressure reducing valve 6. In this case, high-concentration hydrogen and methane can be recovered from the difference in gas solubility, and at the same time, carbon dioxide can be recovered. It is expected that by-product water with a high concentration of dissolved carbon can be obtained and used for algae culture. Further, as shown in JP-A-9-255303, solar heat can be used for all or a part of the heat required for the process. In any case, the flow sheet of FIG. 1 is an example of an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this.

【0012】[0012]

【発明の効果】本発明は前記のような構成であり、高含
水率の藻類から、乾燥することなく直接気体燃料を製造
できる。この場合、藻類の乾燥が不要であるのでエネル
ギー効率が高くなる。さらに、副生水中にアンモニア態
としての窒素分やカリウム等の栄養塩を回収でき、副生
水を直接藻類の培養液として利用できる。これらの効果
により、藻類からのエネルギー生産の実用化を図ること
ができる。さらに、現在藻類を利用している産業では、
有用物を取り出した後の残渣分を本方法により処理する
ことで、エネルギーと栄養塩の回収を同時に行うことが
できる。
The present invention has the above-mentioned structure, and can directly produce gaseous fuel from algae having a high water content without drying. In this case, drying of algae is not required, so that energy efficiency is increased. Furthermore, nutrients such as nitrogen and potassium as ammonia can be recovered in the by-product water, and the by-product water can be directly used as a culture solution of algae. By these effects, practical use of energy production from algae can be achieved. In addition, in industries that currently use algae,
By treating the residue after taking out useful substances by this method, energy and nutrient recovery can be simultaneously performed.

【0013】[0013]

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

【0014】実施例1 藻類として市販されている生クロレラ(含水率87重量
%)を、水素活性化金属触媒として市販の工業用ニッケ
ル触媒(使用前に水素で還元)をそれぞれ用いた。生ク
ロレラ33mlとニッケル触媒15gを回分式の加圧反
応容器に投入し、水の蒸発を抑えるために、予め窒素ガ
スで30気圧まで加圧した後、電気炉で約10℃/分の
昇温速度で350℃まで加熱し、この温度で15分間保
持した。この場合、反応圧力は水の飽和蒸気圧力以上に
保たれた。冷却後、生成ガスを回収し、ガスクロマトグ
ラフで分析した。さらに、副生水と触媒をろ過により分
離、回収した。生成ガス(予め加圧した窒素ガスを除い
て)は水素、メタンと二酸化炭素を主成分とする気体
で、約3.7g生成した。炭素基準でのガス化率は70
%に達した。ガス組成は水素10容積%、メタン38容
積%、二酸化炭素49容積%、炭素数2以上の炭化水素
ガス4容積%であった。副生水は無色透明で、pH7、
有機炭素(TOC)258ppm、無機炭素6288p
pm、アンモニア8700ppm、K1050ppm、
Na990ppmの性状であり、TOC除去率としては
99%以上であった。さらに、回収された触媒にはター
ルや炭状生成物の析出は僅かであった。副生水を300
倍(藻類濃度0.5g/L相当)に希釈し、クロレラを
添加し、25℃、光度約50μE/秒/平方メートルで
2週間培養した。分光光度計(660nm)で藻類濃度
を測定したところ、2週間で約30倍増殖した。対照と
して蒸留水中で培養したものの増殖は1週間で2倍にな
った後、増殖が止まった。この結果より、副生水を用
い、藻類が培養できることが分かる。
Example 1 Raw chlorella commercially available as algae (water content 87% by weight) was used as a hydrogen-activating metal catalyst, and a commercially available industrial nickel catalyst (reduced with hydrogen before use) was used. 33 ml of raw chlorella and 15 g of nickel catalyst are charged into a batch-type pressurized reaction vessel, pressurized to 30 atm with nitrogen gas in advance to suppress water evaporation, and then heated in an electric furnace at about 10 ° C./min. Heated at a rate to 350 ° C. and held at this temperature for 15 minutes. In this case, the reaction pressure was kept above the saturated vapor pressure of water. After cooling, the product gas was collected and analyzed by gas chromatography. Further, the by-product water and the catalyst were separated and collected by filtration. The generated gas (excluding the pre-pressurized nitrogen gas) was a gas containing hydrogen, methane and carbon dioxide as main components, and produced about 3.7 g. The gasification rate on a carbon basis is 70
% Has been reached. The gas composition was 10% by volume of hydrogen, 38% by volume of methane, 49% by volume of carbon dioxide, and 4% by volume of a hydrocarbon gas having 2 or more carbon atoms. By-product water is colorless and transparent, pH 7,
Organic carbon (TOC) 258 ppm, inorganic carbon 6288p
pm, ammonia 8700 ppm, K1050 ppm,
The content of Na was 990 ppm, and the TOC removal rate was 99% or more. In addition, tar and char-like products were slightly precipitated on the recovered catalyst. 300 by-product water
The mixture was diluted by a factor of 2 (corresponding to an algal concentration of 0.5 g / L), chlorella was added, and the cells were cultured at 25 ° C. at a luminous intensity of about 50 μE / sec / square meter for 2 weeks. When the algal concentration was measured with a spectrophotometer (660 nm), it grew about 30 times in 2 weeks. The growth of those cultured in distilled water as a control doubled in one week and then stopped growing. From this result, it can be seen that algae can be cultured using by-product water.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の好ましい実施態様についてのフローシ
ートの一例である。
FIG. 1 is an example of a flow sheet for a preferred embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 藻類培養装置 2 濃縮装置 3 圧入ポンプ 4 ガス化反応装置 5 冷却器 6 減圧弁 7 気液分離装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Algae cultivation apparatus 2 Concentration apparatus 3 Injection pump 4 Gasification reaction apparatus 5 Cooler 6 Pressure reducing valve 7 Gas-liquid separation apparatus

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10L 3/00 - 9/00 C07C 9/00 C01B 3/00 B01J 21/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C10L 3/00-9/00 C07C 9/00 C01B 3/00 B01J 21/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】藻類を培養する工程と、この培養工程で得
られた高含水率の藻類を水素活性化用金属触媒の存在下
反応温度を300〜450℃、反応圧力を反応温度に
おける水の飽和蒸気圧以上に保持して直接ガス化する工
程からなる気体燃料の製造方法において、該ガス化工程
で得られる窒素化合物等の栄養塩を含む副生水を該藻類
培養工程における培養液として用いることを特徴とする
藻類からの気体燃料の製造方法。
The present invention relates to a step of culturing algae and the step of culturing the algae having a high water content obtained in the culturing step in the presence of a metal catalyst for hydrogen activation at a reaction temperature of 300 to 450 ° C and a reaction pressure of reaction temperature.
A gaseous fuel production method comprising the step of directly gasifying while maintaining the saturated vapor pressure of water or higher, wherein the by-product water containing nutrients such as nitrogen compounds obtained in the gasification step is cultured in the algal culture step. A method for producing gaseous fuel from algae, which is used as a liquid.
【請求項2】該ガス化工程で得られる気体燃料の保有す
るエネルギーの一部を電気及び/又は熱に変換すること
を特徴とする請求項1の方法。
2. The method according to claim 1, wherein a part of the energy of the gaseous fuel obtained in the gasification step is converted into electricity and / or heat.
【請求項3】該ガス化工程で得られる高圧気体の保有す
る膨張エネルギーの一部を、該藻類培養工程での攪拌エ
ネルギーとして利用することを特徴とする請求項1又は
2の方法。
3. The method according to claim 1, wherein part of the expansion energy of the high-pressure gas obtained in the gasification step is used as stirring energy in the algal culture step.
【請求項4】該ガス化工程で得られる高温気体の保有す
る熱エネルギーの一部を該藻類培養工程の熱源として利
用することを特徴とする請求項1〜3のいずれかの方
法。
4. The method according to claim 1, wherein a part of the heat energy of the high-temperature gas obtained in the gasification step is used as a heat source in the algal culture step.
【請求項5】該ガス化工程で副生ガスとして得られる二
酸化炭素を、該藻類培養工程で栄養物として利用するこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれかの方法。
5. The method according to claim 1, wherein carbon dioxide obtained as a by-product gas in the gasification step is used as a nutrient in the algal culture step.
JP25533698A 1998-09-09 1998-09-09 Method for producing gaseous fuel from algae Expired - Lifetime JP2997779B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25533698A JP2997779B1 (en) 1998-09-09 1998-09-09 Method for producing gaseous fuel from algae

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25533698A JP2997779B1 (en) 1998-09-09 1998-09-09 Method for producing gaseous fuel from algae

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2997779B1 true JP2997779B1 (en) 2000-01-11
JP2000087054A JP2000087054A (en) 2000-03-28

Family

ID=17277379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25533698A Expired - Lifetime JP2997779B1 (en) 1998-09-09 1998-09-09 Method for producing gaseous fuel from algae

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2997779B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2875501A1 (en) * 2012-06-04 2013-12-12 Western Hydrogen Limited System for hydrogen production and carbon sequestration

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000087054A (en) 2000-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Atif et al. Fed batch production of hydrogen from palm oil mill effluent using anaerobic microflora
Lam et al. Biohydrogen production from algae
Chen et al. Perspectives on cultivation strategies and photobioreactor designs for photo-fermentative hydrogen production
Han et al. Biohydrogen production by anaerobic fermentation of food waste
Basak et al. The prospect of purple non-sulfur (PNS) photosynthetic bacteria for hydrogen production: the present state of the art
US5464539A (en) Process for the production of hydrogen by microorganisms
CN101760432B (en) Method for producing bioenergy through microalgae two-step method
Nath et al. Biohydrogen production as a potential energy resource–Present state-of-art
JPH06169783A (en) Method for producing energy and useful substance, and apparatus therefor
Guo et al. Solar hydrogen production and its development in China
Wang et al. Bioconversion characteristics of Rhodopseudomonas palustris CQK 01 entrapped in a photobioreactor for hydrogen production
JP3935197B2 (en) Method and apparatus for removing carbon dioxide using biomass
Padovani et al. BioH2 photoproduction by means of Rhodopseudomonas palustris sp. cultured in a lab-scale photobioreactor operated in batch, fed-batch and semi-continuous modes
Goria et al. Insights into biohydrogen production from algal biomass: Challenges, recent advancements and future directions
US8343749B2 (en) Method and apparatus for membrane-based, two-stage gas production from solid biomaterials
Najafpour et al. Assessment of biological hydrogen production processes: A review
Gürtekin Biological hydrogen production methods
Ayub et al. Sustainable hydrogen production via microalgae: Technological advancements, economic indicators, environmental aspects, challenges, and policy implications
JP2997779B1 (en) Method for producing gaseous fuel from algae
KR101181834B1 (en) Pre-thermal treatment of microalgae and high temperature and high efficiency hydrogen/methane fermentation process using waste heat of power-plant effluent gas
KR101299115B1 (en) Method for producing hydrogen gas using thermophilic granulated microorganism complex and hydrogen produced thereby
JP2000140621A (en) Treatment of biomass pyrolysis gas and device therefor
JP3224992B2 (en) Hydrogen-producing photosynthetic microorganism and method for producing hydrogen using the same
JPS5860992A (en) Preparation of hydrogen from green alga utilizing light and darkness cycle
CN101748154A (en) Hydrogen manufacturing method for high-density culture and hydrogen production integration of platymanas subcordiformis

Legal Events

Date Code Title Description
S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term