JPH01129095A - 地熱を利用した燃料ガス製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、地熱を利用した燃料ガス製造方法、特に原
料形態の制限を受けないバイオマスのガス化に適した燃
料ガス製造方、法に関する。

（従来技術） 長期的に見れば、化石燃料の枯渇は避けることが出来な
いことは明かであり、再生可能なエネルギー源の１つと
して、バイオマスが注目されている。このため、ジャイ
アントケルプ、幾種かの芋類等、この目的に適した作物
の栽培が試みられているが、我国においては、これらの
作物のために利用出来る土地の余裕は殆ど無い。

しかし、一方、我国においても、農林業における産業廃
棄物として、籾殻、稲藁、とうもろこしの茎、葉、更に
は木材加工の木屑等が大量に生じている。例えば、籾殻
は重量にして玄米の２０〜３０％、容量にして４０〜５
０％にも及ぶが、その殆どは圃場等で焼却処分され、利
用される場合でもゴミ焼却炉で燃やし、その熱を利用す
るのが精精であった。

（この発明が解決しようとする問題点）一般に、バイオ
マスをエネルギー源として利用しようとする場合は、こ
れをガス化するのが普通である。バイオマスを５００℃
〜８００℃の高温に保持すると、数分間で熱分解反応に
よりＣＨ４、Ｃ２ＨいＣ，Ｈ，などの炭化水素系ガスの
他、Ｈ２、Ｃ○など都市ガスあるいはプロパンガスとし
て利用可能な可燃ガスが生成することは知られている。

しかしながら、この熱分解のための熱源をどのように確
保するか、上記のように品質、形態が区々であるバイオ
マスをどのように取り扱うかが問題であった。

この発明は、上記の問題を総て解決できる極めて実用性
の高い燃料ガスの製造方法を得ようとするものである。

（問題を解決するための手段） この発明の燃料ガス製造方法は、バイオマス、木片１紙
等の有機体を、非酸化性雰囲気中に、地下熱源によって
１００℃以上３５０℃の高温に長時間保持することを特
徴とする。

非酸化性雰囲気としては、アルゴン、水素等のガスの他
、脱気した地下熱水を直接用いることが出来る。

このように、地下熱水を用いた場合は、水熱分解反応を
利用することが出来、ガスの生成効率が向上する。

さらに、高温岩体中の地下空間で反応をさせると、熱水
利用に好適であるだけでなく、高圧雰囲気での反応とな
り、生成効率はさらに向上する。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明を実施例によって詳細に
説明する。

第１図は、地下熱水との水熱分解反応を利用した場合の
反応装置の構成を概念的に示す、地表１から深部熱水源
に達するまで、例えば１０００米以上にまでケーシング
パイプ２を挿入し１反応部を形成する。３はケーシング
パイプ２の底部にまで達する原料投入管で、投入された
原料は破砕帯８からの熱水とその高温と高圧によって水
熱分解反応を生じる。生成ガスを含んだ、熱水と残滓は
ポンプ９によって汲み上げられ、ガスと残滓を分離した
熱水は注水管６、坑井管７を経て地中に還流される。こ
の実施例の方法は、反応装置の構成が簡単であり、必要
に応じて汲み上げた熱水を更に利用することも出来る。

第２図に示す実施例は、直接地下熱水を反応に利用する
のではなく、その熱だけを利用する場合を示す、この例
においては、ケーシングパイプ２中に挿入された原料ス
ラッジパイプ１０の底は密閉されており、原料スラッジ
は投入口１０’からパイプ中に送入される。熱水の高温
による反応によって生じたガスと残滓を含むスラッジは
、取だしパイプ４から回収される０分解反応は吸熱反応
であり、反応部位の周辺の地温が低下する。この低下を
防ぐため、場合によりケーシングパイプ２を通じて地下
熱水を汲み上げ、反応部周辺への熱水の流入を促すこと
によって熱の補給をすることが出来る。この実施例のよ
うに、地下熱水との直接の反応を避けることによって、
地下熱水中の亜硫酸ガス、炭酸ガス等の無用な成分が製
品ガス中に混入するのを防ぐことが出来る。また、原料
スラッジ中の水分を必要最小限に止め、製品ガスからの
熱水分離を簡単に出来る効果もある。原料が適当な水分
を含む場合には、雰囲気ガスを水素或いはアルゴン等の
非酸化性ガスにし、特に水分を加えることなく、反応を
行なわせることが出来る。

また、上記のように反応部位を地下深くに設けず５反応
容器を地表或いは浅い地下に設け、地下熱水を組上げて
その熱を利用することも出来る。

この場合は、地下深くまで挿入するのは熱水汲み上げ用
パイプだけとなるので、設備は簡単となる。

また、地熱発電設備と組み合わせることにより。

発電とガス製造とを同時に行なうことが出来る。

第３図に既設の地熱発電設備に半地下方式の燃焼ガス製
造装置を併設した場合の１例を示す。

地熱発電所においては、地熱生産井１１から取り出した
蒸気・熱水の混相流体を気水分離器１２を用いて蒸気と
熱水に分離し、蒸気のみをタービン１３に導き、発電機
１４を駆動する。

一方、分離された熱水は、通常はそのまま還元用配管か
ら地下へ導かれているが、この実施例では、気水分離器
１２と還元井の間に半地下式のガス発生装置１５を設置
して燃料ガスを連続的に製造することが出来る。

ガス発生装Ｍ１５は、気水分離器１２からの還元用熱水
を熱交換システム１６に供給して２００〜２５０℃に装
置全体を保温する。水熱分解反応に使用される熱水は、
抽水弁１７から熱水の１部を取だし、熱水スプレー１８
から装置内に噴出させ、バイオマス注入口１９から送入
された原料への水分添加と撹拌効果とを同時に与える。

生産されたガスは、ガス分離器２ｏを経て送り出され、
反応残滓はスラリーポンプ２１によって排出される。

この実施例においては、既設の地熱発電所に併設したの
で、生産井から組み上げた熱水を利用したが、最初から
併設するときは、第１実施例のように地下で反応させ、
生成ガスを熱水と共に組み上げ、気水分離器で熱水と分
離した後、蒸気と生成ガスの混合体をタービンの駆動に
利用してもよいことは言うまでもない。

この方法によってガス化された原料と生成ガスの成分の
１例を次表に示す。

発生ガス（原料２ｇあたり） （発明の効果） この発明は、上記のように産業廃棄物として扱われてき
た有機物を、地熱によって分解ガス化するので１反応を
維持す為ためのエネルギーを考慮する必要がない、また
、水熱反応を利用するので、原料の乾燥状態にも気を使
う必要がなく１粒状。

塊状等、その形状にも左右されないため、極めて実用性
に富む製造方法であり、原料をスラリー状にすれば、さ
らにその取り扱いが容易となる等、従来法には見られな
い顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の燃料ガス製造方法を実施するための
製造装置の１実施例を示す概念図、第２図は製造装置の
他の実施例を示す概念図、第３図は地熱発電所にこの発
明の燃料ガス製造装置を併設した実施例であり、図中の
符号はそれぞれ１：地表　２：ケーシングパイプ ３：［斜設入管　４：タービン　５：燃焼器６：注水管
　７：坑井管　８：破砕帯 ９：ポンプ　１０：原料スラッジパイプ１１：地熱生産
井　１２：気水分離器 １３：タービン　１４：発電機 １５：半地下式のガス発生装置 １６：熱交換システム　１７：抽水弁 １８：熱水スプレー　１９：バイオマス注入口２０：ガ
ス分離器　２１ニスラリ−ポンプを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）バイオマス、木片、紙等の有機体を、非酸化性雰囲
   気中に、地下熱源によって１００℃以上３５０℃の高温
   に長時間保持して水熱分解反応を行なわせることを特徴
   とする地熱を利用した燃料ガス製造方法。 ２）上記非酸化性雰囲気は、アルゴン、水素等の非酸化
   性ガスあるいは脱気した地下熱水であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の地熱を利用した燃料ガス
   製造方法。 ３）バイオマス、木片、紙等の有機体を、非酸化性雰囲
   気中で、地下熱水の滞留部位に保持することによって１
   ００℃以上３５０℃の高温に長時間保持して水熱分解反
   応を行なわせることを特徴とする地熱を利用した燃料ガ
   ス製造装置。 ４）バイオマス、木片、紙等の有機体を、非酸化性雰囲
   気中で、地表付近に設置した反応容器中で地下熱水によ
   って１００℃以上３５０℃の高温に長時間保持して水熱
   分解反応を行なわせることを特徴とする地熱を利用した
   燃料ガス製造装置。 ５）バイオマス、木片、紙等の有機体を、非酸化性雰囲
   気中で、地下熱水によって１００℃以上３５０℃の高温
   に長時間保持して水熱分解反応を行なわせるための反応
   容器を、地熱発電設備に併設したことをことを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項あるいは第４項の地熱を利用し
   た燃料ガス製造装置。