JPH04356433A - 有機廃棄物からメタノールを合成する方法 - Google Patents
有機廃棄物からメタノールを合成する方法Info
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- JPH04356433A JPH04356433A JP3008473A JP847391A JPH04356433A JP H04356433 A JPH04356433 A JP H04356433A JP 3008473 A JP3008473 A JP 3008473A JP 847391 A JP847391 A JP 847391A JP H04356433 A JPH04356433 A JP H04356433A
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Classifications
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
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Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は有機廃棄物を原料として
メタノールを合成する方法に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、都市ごみ等の有機廃棄物は埋設処
理あるいは焼却処理されており、有機廃棄物を原料とし
てメタノールを合成する方法は他に類例がない。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】近年、家庭から排出さ
れる有機系各種ごみ(都市ごみ)の増加対策が社会的課
題となっており、従来、都市ごみの処理は埋設処理ある
いは焼却処理が主流となっている。 【0004】埋設処理では埋設用地の確保難は勿論、都
市ごみ中のプラスチック類の残存で、埋設地の地盤が安
定せず、埋立地の再利用ができない問題がある。また、
焼却処理においては焼却炉から発生する有害ガス(NO
x等)の処理対策の問題ばかりでなく、最近においては
地球温暖化の元凶とされる炭酸ガス発生抑制の観点から
、この焼却処理法は見直す必要がある。一方、炭酸ガス
発生抑制の観点からは燃料源を見直す必要があり、炭素
成分の少ない燃料が望まれている。 【0005】本発明の目的は、かかる従来の問題点を一
掃するとともに廃棄物から炭素成分の少ない燃料を合成
する廃プラスチックを含む都市ごみの処理方法を提供す
ることにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明は都市ごみ等の有
機廃棄物を熱分解及び改質して得られた水素及び一酸化
炭素を含有するガス(以下、合成ガスという)からメタ
ノールを合成する方法であって、その特徴は下記の通り
である。 【0007】(1) 有機廃棄物を温度が400〜1
200℃,好ましくは500〜1000℃,になるよう
に、かつ、該廃棄物からの生成ガスの全炭素成分に対す
る全水素成分のモル比が1以上、好ましくは2〜5、に
なるように、酸素含有ガス及び水蒸気を吹込んで該廃棄
物を熱分解及び改質する第1工程、該廃棄物からの生成
ガス中に混在する固形分及び不純物を除去して精製合成
ガスとする第2工程及び該精製合成ガスを直接メタノー
ル合成させる第3工程よりなる有機廃棄物からメタノー
ル合成する方法。 (2) 有機廃棄物からの生成ガスの1部を、該廃棄
物の熱分解及び改質帯域に循環する上記1記載の有機廃
棄物からメタノールを合成する方法。 【0008】有機廃棄物又は熱分解生成物をCm Hn
と表示した場合、改質反応としては以下の反応式が考
えられる。 Cm Hn +m/2 O2 → mCO+
n/2 H2 Cm Hn +mO2 →
mCO2 +n/2 H2 Cm Hn +mH2
O → mCO+(m+n/2)H2 Cm
Hn +2mH2 O → mCO2 +(2m
+n/2)H2 Cm Hn +mCO2 → 2mCO+n
/2 H2 【0009】 【作用】次に、図1に示した実施態様に基づき、本発明
の方法を詳細に説明する。図1中、1は有機系廃棄物の
部分酸化炉を示し、その操作圧力は常圧から50気圧、
好ましくは1気圧〜25気圧の範囲であり、操作温度は
400℃〜1200℃、好ましくは500℃〜1000
℃で操作される。2は有機系廃棄物の投入経路を示し、
該廃棄物は図示省略の二重切出しホッパー等の適当な手
段を用いて炉内に投入される。3は固形炭素を主成分と
する廃棄物の熱分解残渣物の抜出し経路を示し、該残渣
物はカーボンファイバー等の原料として使用してもよく
、また減容された廃棄物として埋設してもよい。この場
合、従来法に比較して埋設地の縮減のみならず、埋設地
地盤の安定化に役立つことは容易に理解できよう。4は
部分酸化炉1への酸素含有ガス供給経路を示し、5は水
蒸気の供給経路を示し、6は酸化炉からでる廃棄物の熱
分解生成ガスを炉1に循環させる経路を示し、図示省略
のブロワー等の手段で循環させる。 【0010】炉1に供給される酸素含有ガスは空気又は
空気を図示省略のPSA(PressureSwing
Adsorption) 法等で酸素濃度を高めたガ
スが使用できる。酸素含有ガスの投入量は炉1の出口ガ
ス温度が400℃〜1200℃になるように投入し、投
入経路は実施態様に示すように炉1に直接投入してもよ
く、また熱分解ガスの循環経路6に投入してもよい。ま
た、炉1に投入する水蒸気も循環経路6に投入してもよ
く、その投入量は炉出口ガスの組成が全炭素成分に対す
る水素のモル比、すなわち(H2 /C)比が1以上、
好ましくは2〜5となるよう投入する。この水蒸気投入
の意図するところは炉出口ガスの成分比をメタノール合
成に適したものにすることにあり、ガスの成分比、すな
わち(H2 /CO)比は2〜5に調節される。 【0011】炉1からの生成ガスの取出しは、導管11
を用いて行い、必要ならば導管7を介して廃熱回収装置
8で熱回収を行った後、除塵装置12に投入し、ガス中
の固形炭素分等のダストを除去する。除塵装置12とし
ては、スクラバー、電気集塵器等が採用できる。除塵装
置12で除塵されたガスは不純物除去装置14で生成ガ
ス中の不純物、たとえばハロゲンガス等の除去を行う。 【0012】不純物除去装置14で不純物が除去された
合成ガスは、導管15を経てコンプレッサー16を介し
て導管17を経てメタノール合成塔18に供給される。 【0013】メタノール合成塔18としてはメタノール
の反応熱の除去に適した多管式反応器が適当であり、反
応促進のため触媒が使用される。 【0014】メタノール合成塔18で合成ガスの1部は
メタノールとなり、そのメタノールと未反応ガスの混合
物は導管20を経て冷却器19を介し、更に導管20で
気液分離器21に導入されて、メタノールと未反応ガス
に分離される。分離されたメタノールは粗製メタノール
として導管22から取り出される。 【0015】また、気液分離器21で分離された未反応
ガスの1部は、リサイクルコンプレッサ23を用いて、
導管24を介してメタノール合成塔18に循環するとと
もに、1部は導管25を通って部分酸化炉1へ循環され
る。 【0016】以上説明した本発明の方法によれば、従来
、埋設処理あるいは焼却処理されていた有機廃棄物から
、炭素分の少ない燃料であるメタノールが製造されるば
かりでなく、地球温暖化の元凶とされる炭酸ガスの発生
が抑制できる。次に、実施例に基づき、本発明の効果を
説明する。 【0017】 【実施例1】有機廃棄物の代表例としてポリエチレンを
選定した。ポリエチレンを約1kg/hの速度で、流動
層式部分酸化炉に投入し、熱分解を行った。部分酸化炉
の操作圧力は炉の出口ガス量を加減することで10気圧
に調節した。部分酸化炉の出口ガス温度が約830℃に
なるように、また、炉出口ガスの組成が全炭素成分に対
する水素のモル比が約1対3.2になるように酸素及び
水蒸気を注入した結果、乾燥基準で 水素:55.5容量%,メタン:5.6容量%,一酸化
炭素:17.3容量%,C2 以上の炭化水素化合物8
.2容量%,炭酸ガス:13.4容量%,NOx:検出
されずの組成のガスを約2.13m3 N/h得ること
ができた。このガスを水洗した後、約−20℃に冷却し
て重質炭化水素化合物を分離した。 【0018】このように精製したガスをCuO(40重
量%)−ZnO(40重量%)−Al2 O3 (20
重量%)の組成で、16〜28メッシュの粒状触媒を充
填したメタノール合成塔に通し、圧力40気圧、温度2
30℃の条件でメタノール合成を行った結果、約210
g/hのメタノールが得られた。 【0019】この実施例では、メタノール合成塔の未反
応ガスをメタノール合成塔に循環させたり、また回収し
たりはしなかったが、かかる方法は工業的に容易にとり
得る手段であり、この手段をとることによりメタノール
の収率が向上することは容易に理解できよう。 【0020】 【実施例2】実施例1の実験で、部分酸化炉の出口ガス
の20%を炉に循環させ、他の操作条件は実施例1とほ
とんど同じ条件で実験を行った結果、部分酸化炉におい
て、乾燥基準で 水素:61.0容量%,メタン:4.8容量%,一酸化
炭素:18.0容量%,C2 以上の炭化水素化合物3
.6容量%,炭酸ガス:12.6容量%,NOx:検出
されずの組成のガスを約2.8m3 N/hを得ること
ができた。また、メタノールの収量は約311g/hで
あった。 【0021】実施例2の実験結果は、実施例1の結果に
比較して、部分酸化炉からの熱分解ガス量が増している
ばかりでなく、メタノール合成用原料としてのガス組成
が著しく改善されており、メタノール合成でのメタノー
ル取得量も大巾に増加している。また、実施例1及び実
施例2の実験結果から明らかのようにNOxは全く生成
されていない。 【0022】 【発明の効果】本発明は従来、埋設処理あるいは焼却処
理されていた都市ごみ等の有機廃棄物から炭素含有量の
少ないメタノールを、環境破壊源である炭酸ガス,NO
xを発生させることなく製造するものであり、環境保全
に寄与する効果は大である。また、有機廃棄物の熱分解
及び改質条件、すなわち温度を400℃〜1200℃に
すること、生成ガスの組成を全炭素成分に対する水素の
モル比が1以上になるように調節することで、メタノー
ル合成に直接使用できるガスが得られるためその経済的
効果も大である。
メタノールを合成する方法に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、都市ごみ等の有機廃棄物は埋設処
理あるいは焼却処理されており、有機廃棄物を原料とし
てメタノールを合成する方法は他に類例がない。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】近年、家庭から排出さ
れる有機系各種ごみ(都市ごみ)の増加対策が社会的課
題となっており、従来、都市ごみの処理は埋設処理ある
いは焼却処理が主流となっている。 【0004】埋設処理では埋設用地の確保難は勿論、都
市ごみ中のプラスチック類の残存で、埋設地の地盤が安
定せず、埋立地の再利用ができない問題がある。また、
焼却処理においては焼却炉から発生する有害ガス(NO
x等)の処理対策の問題ばかりでなく、最近においては
地球温暖化の元凶とされる炭酸ガス発生抑制の観点から
、この焼却処理法は見直す必要がある。一方、炭酸ガス
発生抑制の観点からは燃料源を見直す必要があり、炭素
成分の少ない燃料が望まれている。 【0005】本発明の目的は、かかる従来の問題点を一
掃するとともに廃棄物から炭素成分の少ない燃料を合成
する廃プラスチックを含む都市ごみの処理方法を提供す
ることにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明は都市ごみ等の有
機廃棄物を熱分解及び改質して得られた水素及び一酸化
炭素を含有するガス(以下、合成ガスという)からメタ
ノールを合成する方法であって、その特徴は下記の通り
である。 【0007】(1) 有機廃棄物を温度が400〜1
200℃,好ましくは500〜1000℃,になるよう
に、かつ、該廃棄物からの生成ガスの全炭素成分に対す
る全水素成分のモル比が1以上、好ましくは2〜5、に
なるように、酸素含有ガス及び水蒸気を吹込んで該廃棄
物を熱分解及び改質する第1工程、該廃棄物からの生成
ガス中に混在する固形分及び不純物を除去して精製合成
ガスとする第2工程及び該精製合成ガスを直接メタノー
ル合成させる第3工程よりなる有機廃棄物からメタノー
ル合成する方法。 (2) 有機廃棄物からの生成ガスの1部を、該廃棄
物の熱分解及び改質帯域に循環する上記1記載の有機廃
棄物からメタノールを合成する方法。 【0008】有機廃棄物又は熱分解生成物をCm Hn
と表示した場合、改質反応としては以下の反応式が考
えられる。 Cm Hn +m/2 O2 → mCO+
n/2 H2 Cm Hn +mO2 →
mCO2 +n/2 H2 Cm Hn +mH2
O → mCO+(m+n/2)H2 Cm
Hn +2mH2 O → mCO2 +(2m
+n/2)H2 Cm Hn +mCO2 → 2mCO+n
/2 H2 【0009】 【作用】次に、図1に示した実施態様に基づき、本発明
の方法を詳細に説明する。図1中、1は有機系廃棄物の
部分酸化炉を示し、その操作圧力は常圧から50気圧、
好ましくは1気圧〜25気圧の範囲であり、操作温度は
400℃〜1200℃、好ましくは500℃〜1000
℃で操作される。2は有機系廃棄物の投入経路を示し、
該廃棄物は図示省略の二重切出しホッパー等の適当な手
段を用いて炉内に投入される。3は固形炭素を主成分と
する廃棄物の熱分解残渣物の抜出し経路を示し、該残渣
物はカーボンファイバー等の原料として使用してもよく
、また減容された廃棄物として埋設してもよい。この場
合、従来法に比較して埋設地の縮減のみならず、埋設地
地盤の安定化に役立つことは容易に理解できよう。4は
部分酸化炉1への酸素含有ガス供給経路を示し、5は水
蒸気の供給経路を示し、6は酸化炉からでる廃棄物の熱
分解生成ガスを炉1に循環させる経路を示し、図示省略
のブロワー等の手段で循環させる。 【0010】炉1に供給される酸素含有ガスは空気又は
空気を図示省略のPSA(PressureSwing
Adsorption) 法等で酸素濃度を高めたガ
スが使用できる。酸素含有ガスの投入量は炉1の出口ガ
ス温度が400℃〜1200℃になるように投入し、投
入経路は実施態様に示すように炉1に直接投入してもよ
く、また熱分解ガスの循環経路6に投入してもよい。ま
た、炉1に投入する水蒸気も循環経路6に投入してもよ
く、その投入量は炉出口ガスの組成が全炭素成分に対す
る水素のモル比、すなわち(H2 /C)比が1以上、
好ましくは2〜5となるよう投入する。この水蒸気投入
の意図するところは炉出口ガスの成分比をメタノール合
成に適したものにすることにあり、ガスの成分比、すな
わち(H2 /CO)比は2〜5に調節される。 【0011】炉1からの生成ガスの取出しは、導管11
を用いて行い、必要ならば導管7を介して廃熱回収装置
8で熱回収を行った後、除塵装置12に投入し、ガス中
の固形炭素分等のダストを除去する。除塵装置12とし
ては、スクラバー、電気集塵器等が採用できる。除塵装
置12で除塵されたガスは不純物除去装置14で生成ガ
ス中の不純物、たとえばハロゲンガス等の除去を行う。 【0012】不純物除去装置14で不純物が除去された
合成ガスは、導管15を経てコンプレッサー16を介し
て導管17を経てメタノール合成塔18に供給される。 【0013】メタノール合成塔18としてはメタノール
の反応熱の除去に適した多管式反応器が適当であり、反
応促進のため触媒が使用される。 【0014】メタノール合成塔18で合成ガスの1部は
メタノールとなり、そのメタノールと未反応ガスの混合
物は導管20を経て冷却器19を介し、更に導管20で
気液分離器21に導入されて、メタノールと未反応ガス
に分離される。分離されたメタノールは粗製メタノール
として導管22から取り出される。 【0015】また、気液分離器21で分離された未反応
ガスの1部は、リサイクルコンプレッサ23を用いて、
導管24を介してメタノール合成塔18に循環するとと
もに、1部は導管25を通って部分酸化炉1へ循環され
る。 【0016】以上説明した本発明の方法によれば、従来
、埋設処理あるいは焼却処理されていた有機廃棄物から
、炭素分の少ない燃料であるメタノールが製造されるば
かりでなく、地球温暖化の元凶とされる炭酸ガスの発生
が抑制できる。次に、実施例に基づき、本発明の効果を
説明する。 【0017】 【実施例1】有機廃棄物の代表例としてポリエチレンを
選定した。ポリエチレンを約1kg/hの速度で、流動
層式部分酸化炉に投入し、熱分解を行った。部分酸化炉
の操作圧力は炉の出口ガス量を加減することで10気圧
に調節した。部分酸化炉の出口ガス温度が約830℃に
なるように、また、炉出口ガスの組成が全炭素成分に対
する水素のモル比が約1対3.2になるように酸素及び
水蒸気を注入した結果、乾燥基準で 水素:55.5容量%,メタン:5.6容量%,一酸化
炭素:17.3容量%,C2 以上の炭化水素化合物8
.2容量%,炭酸ガス:13.4容量%,NOx:検出
されずの組成のガスを約2.13m3 N/h得ること
ができた。このガスを水洗した後、約−20℃に冷却し
て重質炭化水素化合物を分離した。 【0018】このように精製したガスをCuO(40重
量%)−ZnO(40重量%)−Al2 O3 (20
重量%)の組成で、16〜28メッシュの粒状触媒を充
填したメタノール合成塔に通し、圧力40気圧、温度2
30℃の条件でメタノール合成を行った結果、約210
g/hのメタノールが得られた。 【0019】この実施例では、メタノール合成塔の未反
応ガスをメタノール合成塔に循環させたり、また回収し
たりはしなかったが、かかる方法は工業的に容易にとり
得る手段であり、この手段をとることによりメタノール
の収率が向上することは容易に理解できよう。 【0020】 【実施例2】実施例1の実験で、部分酸化炉の出口ガス
の20%を炉に循環させ、他の操作条件は実施例1とほ
とんど同じ条件で実験を行った結果、部分酸化炉におい
て、乾燥基準で 水素:61.0容量%,メタン:4.8容量%,一酸化
炭素:18.0容量%,C2 以上の炭化水素化合物3
.6容量%,炭酸ガス:12.6容量%,NOx:検出
されずの組成のガスを約2.8m3 N/hを得ること
ができた。また、メタノールの収量は約311g/hで
あった。 【0021】実施例2の実験結果は、実施例1の結果に
比較して、部分酸化炉からの熱分解ガス量が増している
ばかりでなく、メタノール合成用原料としてのガス組成
が著しく改善されており、メタノール合成でのメタノー
ル取得量も大巾に増加している。また、実施例1及び実
施例2の実験結果から明らかのようにNOxは全く生成
されていない。 【0022】 【発明の効果】本発明は従来、埋設処理あるいは焼却処
理されていた都市ごみ等の有機廃棄物から炭素含有量の
少ないメタノールを、環境破壊源である炭酸ガス,NO
xを発生させることなく製造するものであり、環境保全
に寄与する効果は大である。また、有機廃棄物の熱分解
及び改質条件、すなわち温度を400℃〜1200℃に
すること、生成ガスの組成を全炭素成分に対する水素の
モル比が1以上になるように調節することで、メタノー
ル合成に直接使用できるガスが得られるためその経済的
効果も大である。
【図1】本発明の一実施例の説明図
Claims (2)
- 【請求項1】 有機廃棄物を温度が400〜1200
℃になるように、かつ、該廃棄物からの生成ガスの全炭
素成分に対する全水素成分のモル比が1以上になるよう
に、酸素含有ガス及び水蒸気を吹込んで該廃棄物を熱分
解及び改質する第1工程、該廃棄物からの生成ガス中に
混在する固形分及び不純物を除去して精製合成ガスとす
る第2工程及び該精製合成ガスを直接メタノール合成さ
せる第3工程よりなることを特徴とする有機廃棄物から
メタノールを合成する方法。 - 【請求項2】 有機廃棄物からの生成ガスの1部を、
該廃棄物の熱分解及び改質帯域に循環することを特徴と
する請求項1記載の有機廃棄物からメタノールを合成す
る方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3008473A JPH04356433A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 有機廃棄物からメタノールを合成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3008473A JPH04356433A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 有機廃棄物からメタノールを合成する方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04356433A true JPH04356433A (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=11694086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3008473A Pending JPH04356433A (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 有機廃棄物からメタノールを合成する方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04356433A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008506721A (ja) * | 2004-07-19 | 2008-03-06 | ウッドランド バイオフュールズ インコーポレイテッド | 炭化水素を含有する供給原料から炭化水素誘導体生成物を製造する方法 |
WO2012017893A1 (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-09 | 三井化学株式会社 | 廃棄物処理システム |
JP2012201610A (ja) * | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Hiroshima Univ | アルコール製造方法及びその装置 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP3008473A patent/JPH04356433A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008506721A (ja) * | 2004-07-19 | 2008-03-06 | ウッドランド バイオフュールズ インコーポレイテッド | 炭化水素を含有する供給原料から炭化水素誘導体生成物を製造する方法 |
WO2012017893A1 (ja) * | 2010-08-02 | 2012-02-09 | 三井化学株式会社 | 廃棄物処理システム |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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