JPH05254801A - 生物学的水素製造方法及びその装置 - Google Patents

生物学的水素製造方法及びその装置

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JPH05254801A
JPH05254801A JP5263892A JP5263892A JPH05254801A JP H05254801 A JPH05254801 A JP H05254801A JP 5263892 A JP5263892 A JP 5263892A JP 5263892 A JP5263892 A JP 5263892A JP H05254801 A JPH05254801 A JP H05254801A
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JP
Japan
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gas
organic liquid
dissolving
hydrogen
reactor
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JP5263892A
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English (en)
Inventor
Sakae Fukunaga
栄 福永
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Publication of JPH05254801A publication Critical patent/JPH05254801A/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は嫌気性細菌による分解反応を
促進して水素生成効率を向上させることができる生物学
的水素製造方法およびその装置を提供することにある。 【構成】 本発明は、廃液などの有機性液体内に、CO
2 を主成分とするガスを溶解させた後、該CO2 を溶解
した有機性液体中の有機物を嫌気性細菌で分解してガス
を生成し、該ガス中のH2 を分離して取り出すと共に、
CO2 を主成分とする残りのガスを上記有機性液体内に
導入してこれに溶解させることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は嫌気性細菌を用いて廃液
などの有機性液体中からH2 を製造する生物学的水素製
造方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】工業用の原料等として多く用いられてい
る水素(H2 )は一般に化学的反応によって得られてい
るが、その他に、光合成細菌、藍藻、嫌気性細菌によっ
ても生成されることが知られており、これらの生物を利
用した製造技術も研究段階では検討されている。
【0003】これらの生物のうち、嫌気性細菌による水
素生成は、例えば次式の反応等によって起き得る。
【0004】C6 126 →2C2 5 OH+2CO2 2C2 5 OH+2H2 O→2CH3 COOH+4H2 トータル、C6 126 +2H2 O→2CH3 COOH
+2CO2 +4H2
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この嫌気性
細菌による水素生成においては、生成したH2 が系(例
えばリアクタ等)から除去されれば、反応は進むが溶存
2 として系内に残存すると、反応速度が低下ないし停
止してしまう欠点があった。
【0006】そのため、この溶存H2 をメタン生成細菌
や硫酸塩還元細菌によって生物学的に除去することも考
えられるが、それでは水素製造という目的に反してしま
い、現在まで系から溶存H2 を回収、除去する有効な方
法は提案されていなかった。
【0007】そこで、本発明は上述した問題点に有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は嫌気
性細菌による分解反応を促進して水素生成効率を向上さ
せることができる生物学的水素製造方法およびその装置
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第一の発明は廃液などの有機性液体内に、CO2 を主
成分とするガスを溶解させた後、該CO2 を溶解した有
機性液体中の有機物を嫌気性細菌で分解してガスを生成
し、該ガス中のH2 を分離して取り出すと共に、CO2
を主成分とする残りのガスを上記有機性液体内に導入し
てこれに溶解させるものであり、第二の発明は廃液など
の有機性液体を一時的に貯蔵すると共に、該有機性液体
内に、CO2 を主成分とするガスを溶解させるCO2
解槽と、該CO2 溶解槽に接続され、CO2 溶解槽内の
有機性液体を導入し、これを嫌気性細菌で分解してCO
2 とH2 を主成分とするガスを生成する水素生成リアク
タと、該水素生成リアクタ及び上記CO2 溶解槽に接続
され、該水素生成リアクタで生成されたCO2 とH2
主成分とするガスを吸引して、該ガス中のH2 を分離す
ると共に、CO2 を主成分とする残りのガスを上記有機
性液体内に導入するためのガス分離手段とからなるもの
である。
【0009】
【作用】本発明は以上のような方法及び装置であるた
め、CO2 溶解槽内に導入された廃液などの有機性液体
はCO2 を溶解して飽和状態となった後、水素生成リア
クタに送られ、含んでいる有機物が嫌気性細菌によって
分解され、CO2 とH2 を主成分とするガスを生成する
ことになる。そして、このガスはガス分離手段に吸引さ
れ、その中からH2 が分離されて取り出され、CO2
主成分とする残りのガスは再びCO2 溶解槽内の有機性
液体に導入されて、これに溶解することになる。
【0010】この水素生成リアクタ内においては、発生
したガスが強制的に吸引されることにより、その圧力が
低下するため、ガスG中の水素%が不変としてもトータ
ルのガス圧が下がることになり、水素生成リアクタ内部
の水素分圧が下がることになる。また、CO2 溶解槽内
のおいては、CO2 を主成分とするガスが供給されるた
め、有機性液体中のCO2 濃度が飽和状態に近くなり、
有機性液体が水素生成リアクタ内に送られた時には、水
素生成リアクタ内で生成したCO2 は有機性液体中に溶
解することができなくなり、殆どがガスとなって出てく
ることになり、水素生成リアクタ内で発生するガスGの
CO2 /H2 の比が高くなり、H2 %が下がるので、水
素生成リアクタ内における水素分圧が下がることにな
る。
【0011】従って、水素生成リアクタ内部の水素分圧
が低下し、水素生成反応が進み易くなり、従来の方法に
比較して生物的方法による水素の製造効率が大巾に向上
することになる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
【0013】図1は本発明に係る生物学的水素製造装置
を示したものである。図中1はCO2 溶解槽、2は水素
生成リアクタ、3はガス分離手段である。
【0014】このCO2 溶解槽1は廃液などの有機性液
体Aを貯溜すると共に、この有機性液体A中にCO2
溶解させるためのものであり、水素生成リアクタ2と、
有機性液体Aを導入する供給ライン4と、後述するガス
分離手段3からのCO2 を導入するCO2 返送ライン5
と、CO2 溶解槽1内の余剰CO2 を排出して循環する
循環ライン6とが接続されている。尚、この循環ライン
6には真空ポンプ12が設けられており、有機性液体A
に溶解しきれなかったCO2 を吸引してガス分離手段3
に循環するようになっている。
【0015】また、水素生成リアクタ2には、導入管7
を介して水頭圧によってCO2 溶解槽1内の有機性液体
Aが導入されるようになっており、嫌気性細菌がCO2
溶解槽1から導入された有機性液体Aを分解してH2
CO2 を生成するようになっている。また、この水素生
成リアクタ2の液相部9の上端部には流出ライン8が接
続されており、有機物が分解されて清浄化された液Sを
排出するようになっており、また、水素生成リアクタ2
の気相部10には生成されたガスGを後述するガス分離
手段3に導く排気ライン11が接続されている。また、
この排気ライン11にも、循環ライン6と同様に真空ポ
ンプ12が設けられており、水素生成リアクタ2の気相
部10に生成されたガスGを強制的に吸引してガス分離
手段3に導入するようになっている。
【0016】ガス分離手段3は、水素生成リアクタ2で
生成され、排気ライン11を通過して送られてきたガス
Gと、循環ライン6を通過して送られてきたCO2 を導
入すると共に、このガスGを分離膜13を介して水素H
2 と二酸化炭素CO2 に分離するものであり、H2 は回
収ライン14に送り、残りのCO2 は再びCO2 返送ラ
イン5を介してCO2 溶解槽1に送るようになってい
る。
【0017】次に、本実施例の作用を説明する。
【0018】先ず、廃水などの有機性液体Aは供給ライ
ン4からCO2 溶解槽1内に導入され、水頭差によって
導入管7を介して水素生成リアクタ2内に越流する。こ
の時、CO2 溶解槽1内にはCO2 返送ライン5よりC
2 が噴き出されているため、CO2 溶解槽1内に導入
された有機性液体AにはCO2 が溶解することになる。
そして、有機性液体A内に溶解しきれなかったCO2
循環ライン6から抜き出され、ガス分離手段3に導入さ
れることになる。
【0019】次に、この有機性液体Aを導入した水素生
成リアクタ2内においては、嫌気性細菌によって有機性
液体A中の有機物からH2 とCO2 が生成され、H2
大部分とCO2 の一部はガス胞となって液体A中を浮上
し、ヘッドスペースである気相部10に集まる。その
後、気相部10に集まったH2 とCO2 のガスGは真空
ポンプ12の吸引力によって排気ライン11を通過して
ガス分離手段3に送られ、そのうち、ガスG中のH2
分離膜13を透過して回収されることになる。一方、ガ
スG中のCO2 は循環ライン6から送られてきたCO2
と共に、再びCO2 返送ライン5を介してCO2 溶解槽
1内に導入され、新たに導入管7から導入された有機性
液体A中に溶解することになる。そして、上述したよう
に、CO2溶解槽1内において溶解しきれなかったCO
2 は再び循環ライン6から抜き出され、ガス分離手段3
に導入されることになる。
【0020】このように、水素生成リアクタ2内におい
ては、気相部10に集まったH2 とCO2 のガスGは真
空ポンプ12によって吸引力されて圧力が低下するた
め、ガスG中の水素%が不変としてもトータルのガス圧
が下がることになり、水素生成リアクタ2内部の水素分
圧が下がることになる。また、CO2 溶解槽1内のおい
ては、CO2 を主成分とするガスGが供給されるため、
有機性液体A中のCO2 濃度が飽和状態に近くなり、有
機性液体Aが水素生成リアクタ2内に越流した時には、
水素生成リアクタ2内で生成したCO2 は有機性液体A
中に溶解することができなくなり、殆どがガスとなって
出てくることになり、水素生成リアクタ2内で発生する
ガスGのCO2 /H2 の比が高くなり、H2 %が下がる
ので、水素生成リアクタ2内における水素分圧が下がる
ことになる。
【0021】なお、CO2 ガスは過剰に増えた場合、適
宜、返送ライン5または循環ライン6から抜き出すこと
になる。
【0022】従って、本発明は以上の効果によって水素
生成リアクタ2内部の水素分圧が低下し、水素生成反応
が進み易くなり、従来の方法に比較して生物的方法によ
る水素の生成効率が大巾に向上することになる。
【0023】
【発明の効果】以上、要するに本発明によれば、水素生
成リアクタ内部の水素分圧が低下して水素生成反応が進
み易くなるため、生物的方法による水素の生成効率が大
巾に向上するといった優れた効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 CO2 溶解槽 2 水素生成リアクタ 3 ガス分離手段 A 有機性液体 G ガス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃液などの有機性液体内に、CO2 を主
    成分とするガスを溶解させた後、該CO2 を溶解した有
    機性液体中の有機物を嫌気性細菌で分解してガスを生成
    し、該ガス中のH2 を分離して取り出すと共に、CO2
    を主成分とする残りのガスを上記有機性液体内に導入し
    てこれに溶解させることを特徴とする生物学的水素製造
    方法。
  2. 【請求項2】 廃液などの有機性液体を一時的に貯蔵す
    ると共に、該有機性液体内に、CO2 を主成分とするガ
    スを溶解させるCO2 溶解槽と、該CO2 溶解槽に接続
    され、CO2 溶解槽内の有機性液体を導入し、これを嫌
    気性細菌で分解してCO2 とH2 を主成分とするガスを
    生成する水素生成リアクタと、該水素生成リアクタ及び
    上記CO2 溶解槽に接続され、該水素生成リアクタで生
    成されたCO2 とH2 を主成分とするガスを吸引して、
    該ガス中のH2 を分離すると共に、CO2 を主成分とす
    る残りのガスを上記有機性液体内に導入するためのガス
    分離手段とからなることを特徴とする生物学的水素製造
    装置。
JP5263892A 1992-03-11 1992-03-11 生物学的水素製造方法及びその装置 Pending JPH05254801A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5464539A (en) * 1993-09-07 1995-11-07 Kajima Corporation Process for the production of hydrogen by microorganisms
JP2006110495A (ja) * 2004-10-15 2006-04-27 Nishihara Environment Technology Inc 水素醗酵装置
WO2014148565A1 (ja) * 2013-03-22 2014-09-25 住友重機械工業株式会社 嫌気性処理システム及び嫌気性処理方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5464539A (en) * 1993-09-07 1995-11-07 Kajima Corporation Process for the production of hydrogen by microorganisms
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