JP4257847B2 - 二酸化炭素変換方法および二酸化炭素変換装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る二酸化炭素変換方法は、嫌気性微生物を培養した培養物(槽内バイオマス)に二酸化炭素含有ガスを導入して、二酸化炭素をメタンに変換することを特徴とするものである。
この二酸化炭素変換装置100は、主要な構成として、嫌気性微生物の作用により二酸化炭素をメタンに変換する変換槽10と、嫌気性微生物の培養に用いるバイオマスを変換槽10に導入するバイオマス導入手段12と、バイオマスに二酸化炭素含有ガスを導入することによってバイオマスと共に気液混合状態で二酸化炭素を変換槽10に導入するガス導入手段11を備えている。
<実施条件>
図1に示した二酸化炭素変換装置100を使用して、以下の実施例等を行った。
バイオマスとしての各種食品残渣を破砕・混合処理し、さらに超音波処理による加水分解処理を行った。これに二酸化炭素含有ガスを導入して二酸化炭素を吸収させた後、酸素を10%程度含む内容量1m3の変換槽に導入した。バイオマスの導入量は0.10m3/日、発酵温度(変換槽の内部温度)は65℃に設定した。
図2に示すように、二酸化炭素導入量を高めるに伴い生成ガス中のメタン濃度が向上していること、および二酸化炭素導入量の増加に伴いメタン濃度が向上していることが確認できる。一方、二酸化炭素濃度を導入しない場合では、メタン濃度の有意な向上は認められなかった。
<実施条件>
図1に示した二酸化炭素変換装置100を使用して、以下の実施例を行った。
バイオマスとしての各種食品残渣を破砕・混合処理し、さらに超音波処理による加水分解処理を行った。これに酸素を含まない二酸化炭素含有ガスを導入し、その一部の二酸化炭素を吸収させた後、バイオマスと未吸収の二酸化炭素含有ガスからなる気液混合状態のまま内容量1m3の変換槽に導入した。バイオマスの導入量は0.10m3/日、二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素濃度は50体積%に設定した。
図3に示すように、発酵温度を高めるに伴い生成ガス中のメタン濃度が向上していること、および二酸化炭素導入量の増加に伴いメタン濃度が向上していることが確認できる。
<実施条件>
図1に示した二酸化炭素変換装置100を使用して、以下の実施例を行った。
バイオマスとしての各種食品残渣を破砕・混合処理し、さらに超音波処理による加水分解処理を行った。これをバイオガスのガスエンジン排ガスと接触させて二酸化炭素を吸収させた後、変換槽に導入した。発酵温度(変換槽の内部温度)は65℃、電極と培養物(槽内バイオマス)との接触時間(すなわち、発酵の保持時間)は5日に設定した。
図4に示すように、電位制御しない実施例11と比し、電位を保持した電極に槽内バイオマスを接触させた実施例12〜15では、メタン濃度が向上していることが確認できる。また、電極電位が−1.0Vである実施例15では、水素ガスの生成が確認された。
11 ガス導入手段
12 バイオマス導入手段
18 生成ガス
19 培養物(槽内バイオマス)
21 バイオマス処理装置
22 バルブ
23 pHメーター
24 電位制御装置
28 撹拌手段
40 制御装置
41 メタン濃度計
100 二酸化炭素変換装置
Claims (8)
- 嫌気性微生物を培養した培養物に二酸化炭素含有ガスを導入して、二酸化炭素をメタンに変換する二酸化炭素変換方法であって、
前記嫌気性微生物の培養に用いるバイオマスは、固形物濃度を5重量%以上、揮発性固形物濃度を2重量%以上含有し、
前記二酸化炭素含有ガスを前記バイオマスと接触させ、二酸化炭素を当該バイオマスに吸収させて、前記培養物を収容する変換槽内において、二酸化炭素をメタンに変換する嫌気性微生物によって前記二酸化炭素をメタンに変換することを特徴とする、二酸化炭素変換方法。 - 請求項1において、前記バイオマスの炭素元素/窒素元素の重量比が10〜50、炭素元素/リン元素の重量比が50〜500であることを特徴とする、二酸化炭素変換方法。
- 請求項1または請求項2において、前記バイオマスは、少なくとも5分間の静止状態において二層に分離することなく擬均一系を維持するものであることを特徴とする、二酸化炭素変換方法。
- 請求項1において、前記培養物の当該培養物を収容する変換槽での保持時間が、3〜20日であることを特徴とする、二酸化炭素変換方法。
- 請求項1において、前記二酸化炭素含有ガス中の二酸化炭素が前記培養物に対して1日以上の保持時間となるように当該二酸化炭素含有ガスを導入することを特徴とする、二酸化炭素変換方法。
- 請求項1において、前記培養物の温度が、50〜85℃の間で設定されることを特徴とする、二酸化炭素変換方法。
- 請求項1において、前記培養物が、水素電極電位基準で0.0Vより卑側に保持された電極と接触していることを特徴とする、二酸化炭素変換方法。
- 嫌気性微生物の作用により二酸化炭素をメタンに変換する変換槽と、
前記変換槽内の培養物に前記嫌気性微生物の培養に用いる固形物濃度が5重量%以上、揮発性固形物濃度を2重量%以上含有しているバイオマスを導入するバイオマス導入手段と、
前記変換槽内に導入される前の前記バイオマスに二酸化炭素含有ガスを接触させ、二酸化炭素を当該バイオマスに吸収させた状態にして該変換槽に二酸化炭素を導入するガス導入手段と、を備えていること特徴とする二酸化炭素変換装置。
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