WO2017212605A1 - 廃棄物から有機物質を製造する装置及び廃棄物から有機物質を製造する方法 - Google Patents

廃棄物から有機物質を製造する装置及び廃棄物から有機物質を製造する方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for producing an organic substance from waste and a method for producing an organic substance from waste.
  • the main object of the present invention is to provide a novel apparatus capable of suitably producing an organic substance from waste.
  • the first apparatus for producing an organic material from waste according to the present invention includes a synthesis gas generation furnace, an organic material synthesis unit, and a synthesis gas purification unit.
  • the synthesis gas generation furnace generates synthesis gas by partially oxidizing a waste containing a carbon source.
  • the organic material synthesis unit generates an organic material from the synthesis gas.
  • the synthesis gas purification unit is connected between the synthesis gas generation furnace and the organic material synthesis unit.
  • the synthesis gas purification unit reduces the impurity concentration in the synthesis gas.
  • the synthesis gas purification unit includes a first purification unit, a second purification unit, and a detection unit.
  • the first purification unit is connected to a synthesis gas generation furnace.
  • the second purification unit is connected between the first purification unit and the organic material synthesis unit.
  • the detection unit is connected between the first purification unit and the second purification unit.
  • the detection unit detects the impurity concentration in the synthesis gas from the first purification unit, and sends the synthesis gas to the organic material synthesis unit when the detected impurity concentration is equal to or lower than a predetermined reference value.
  • the detection unit sends the synthesis gas to the second purification unit when the detected impurity concentration is higher than the reference value.
  • Impurity here refers to all substances that may adversely affect production in the organic matter production process. Examples of impurities include benzene, toluene, xylene, and the like.
  • the second apparatus for producing an organic material from waste according to the present invention includes a synthesis gas generation furnace, an organic material synthesis unit, and a synthesis gas purification unit.
  • the synthesis gas generation furnace generates synthesis gas by partially oxidizing a waste containing a carbon source.
  • the organic material synthesis unit generates an organic material from the synthesis gas.
  • the synthesis gas purification unit is connected between the synthesis gas generation furnace and the organic material synthesis unit.
  • the synthesis gas purification unit reduces the impurity concentration in the synthesis gas.
  • the synthesis gas purification unit includes a first purification unit, a second purification unit, and a detection unit. The first purification unit is connected between the synthesis gas generation furnace and the organic material synthesis unit.
  • the second purification unit is connected between the synthesis gas generation furnace and the organic material synthesis unit.
  • the second purification unit has a higher impurity concentration reduction ability than the first purification unit.
  • the detection unit detects the impurity concentration in the synthesis gas from the synthesis gas generation furnace.
  • the detection unit sends the synthesis gas to the first purification unit when the detected impurity concentration is equal to or lower than a predetermined reference value.
  • the detection unit sends the synthesis gas into the second purification unit when the detected impurity concentration is higher than the reference value.
  • the first purification unit is preferably a pressure fluctuation adsorption type adsorption part or a temperature fluctuation adsorption type adsorption part.
  • the second purification unit contains activated carbon.
  • these steps for purifying gas remove or reduce hydrocarbons such as hydrogen sulfide, carbonyl oxide, NOx, SOx, oxygen, ammonia, hydrogen cyanide, methane, propane, propylene, acetylene, and ethylene as necessary. There may be a process.
  • hydrocarbons such as hydrogen sulfide, carbonyl oxide, NOx, SOx, oxygen, ammonia, hydrogen cyanide, methane, propane, propylene, acetylene, and ethylene as necessary. There may be a process.
  • a synthesis gas generation step is performed in which synthesis gas is generated by partially oxidizing a waste containing a carbon source.
  • a synthesis gas purification process is performed to reduce the impurity concentration in the synthesis gas.
  • an organic material synthesis step is performed in which an organic material is generated from the synthesis gas with a reduced impurity concentration.
  • the impurity concentration of the synthesis gas is reduced in the first purification section. The impurity concentration in the synthesis gas with the reduced impurity concentration is detected in the first purification section.
  • the synthesis gas is supplied to the organic substance synthesis unit, and when the detected impurity concentration is higher than the reference value, the synthesis gas is generated in the second purification unit. After the impurity concentration is reduced, synthesis gas is supplied to the organic material synthesis unit.
  • a synthesis gas generation step is performed in which synthesis gas is generated by partially oxidizing waste including a carbon source.
  • a synthesis gas purification process is performed to reduce the impurity concentration in the synthesis gas.
  • an organic material synthesis step is performed in which an organic material is generated from the synthesis gas with a reduced impurity concentration.
  • the impurity concentration in the synthesis gas is detected. When the detected impurity concentration is less than or equal to a predetermined reference value, the synthesis gas is reduced in the first purification unit, and the synthesis gas is synthesized when the detected impurity concentration is higher than the reference value.
  • the impurity concentration of the synthesis gas is reduced in the second purification section having a higher impurity concentration reduction capability than the first purification section.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for producing an organic substance from waste according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an apparatus for producing an organic substance from waste according to the second embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus 1 for producing an organic substance from waste according to the present embodiment.
  • a manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 is an apparatus for manufacturing an organic substance from waste containing a carbon source such as waste plastic.
  • the produced organic substance may be an oxygen-containing organic substance.
  • the organic substance to be produced may be, for example, alcohol, organic acid, fatty acid, fat or oil, ketone, biomass, sugar or the like. Specific examples of alcohols, organic acids, fatty acids, fats and oils, ketones, biomass, and sugars include ethanol, acetic acid, and butanediol.
  • the use of the produced organic substance is not particularly limited.
  • the produced organic substance can be used as a raw material for plastics and resins, for example, and can also be used as a fuel.
  • the manufacturing apparatus 1 includes a synthesis gas generation furnace 11.
  • the synthesis gas generation furnace 11 is supplied with waste containing an organic substance containing a carbon source such as plastic or resin.
  • the waste is partially oxidized to generate synthesis gas containing carbon monoxide.
  • synthesis gas contains hydrogen gas and nitrogen gas in addition to carbon monoxide.
  • the synthesis gas is supplied to the fermenter 14 as an organic substance synthesis unit.
  • the fermenter 14 contains microorganisms and water. Microorganisms produce organic substances from synthesis gas by fermentation. For this reason, in the fermenter 14, an organic substance is manufactured from synthesis gas by microbial fermentation.
  • specific examples of the microorganism suitably used for producing alcohol such as ethanol include anaerobic carboxydotrophic bacteria such as Clostridium.
  • the fermenter 14 is connected to a refiner 15.
  • the product in the fermenter 14 is transferred to the refiner 15.
  • the fermenter 14 generates other organic substances in addition to the organic substance to be manufactured.
  • the refiner 15 purifies the product in the fermenter 14. Thereby, the target organic substance can be obtained.
  • a synthesis gas purification unit 12 is connected between the synthesis gas generation furnace 11 and the fermenter 14.
  • the synthesis gas purification unit 12 reduces the impurity concentration in the synthesis gas.
  • the synthesis gas purification unit 12 includes a first purification unit 12a, a detection unit 12b, and a second purification unit 12c.
  • the first purification unit 12 a is connected to the synthesis gas generation furnace 11.
  • the synthesis gas from the synthesis gas generation furnace 11 is first purified in the first purification unit 12a, and the impurity concentration of the synthesis gas is reduced.
  • the first purification unit 12a is connected to the detection unit 12b.
  • the detection unit 12b detects the impurity concentration in the synthesis gas from the first purification unit 12a.
  • the detection part 12b supplies synthesis gas to the fermenter 14 when the detected impurity concentration is below a predetermined reference value.
  • the detection unit 12b supplies the synthesis gas to the second purification unit 12c when the detected impurity concentration is larger than a predetermined reference value.
  • the second purification unit 12c reduces the impurity concentration of the supplied synthesis gas.
  • the second purification unit 12 c is connected to the fermenter 14.
  • the synthesis gas from the second purification unit 12 c is supplied to the fermenter 14.
  • purification part 12c are provided. Except when the impurity concentration is extremely high, only the first purification unit 12a is used, and the second purification unit 12c is used only when the impurity concentration is extremely high. For this reason, the impurity concentration reduction capability of the first purification unit 12a is not necessarily so high. Therefore, it is possible to suppress the running cost of the synthesis gas purification unit 12 while suppressing the supply of synthesis gas having a high impurity concentration to the fermenter 14.
  • the first purification unit 12a is configured by a pressure fluctuation adsorption part (PSA) or a temperature fluctuation adsorption type adsorption part (TSA) with a low running cost. It is preferable.
  • the second purification unit 12c preferably includes activated carbon having a high impurity concentration reducing ability in order to reliably suppress the synthesis gas having a high impurity concentration from being supplied to the fermenter 14.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an apparatus 2 for producing an organic substance from waste according to the second embodiment.
  • the detection unit 12b is connected between the synthesis gas generation furnace 11 and the first and second purification units 12a and 12c.
  • the first purification unit 12a and the second purification unit 12c are connected in parallel to the detection unit 12b.
  • the second purification unit 12c has a higher impurity concentration reduction ability than the first purification unit 12a.
  • the detection unit 12b sends the synthesis gas to the first purification unit 12a having a relatively low impurity concentration reduction ability, and detects the detected impurity concentration. Is higher than a predetermined reference value, the synthesis gas is sent to the second purification unit 12c having a relatively high impurity concentration reducing ability. For this reason, also in the manufacturing apparatus 2, it can suppress the running cost of the synthesis gas refinement
  • Example A manufacturing apparatus having a configuration substantially similar to that of the manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment was produced.
  • the capacities of the first purification unit and the second purification unit were 90 L, respectively.
  • the first purification section and the second purification section were each filled with activated carbon (model: 4GS-S) manufactured by Tsurumi Co., Ltd.
  • the flow rate of the synthesis gas to the first purification unit was 5 Nm 3 / min.
  • Detectors for detecting the concentration of benzene (microGC, GL Science) at the inlet of the first purification section (point A), the outlet of the first purification section (point B), and the outlet of the first purification section (point C) 490 micro GC) was installed and the concentration of benzene was constantly monitored.
  • the detector installed at the point B corresponds to the detection unit 12b of the manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment.
  • the detector installed at this point B sends the synthesis gas from the first purification section to the fermenter 14 and detects it.
  • the benzene concentration obtained was higher than a predetermined reference value (20 ppm)
  • the synthesis gas from the first purification unit was sent to the second purification unit.
  • Table 1 below shows the benzene concentration at points A, B, and C at times 1 to 4.
  • the period in which the benzene concentration at point B exceeded 20 ppm as shown in hours 2 and 4 was 280 hours. That is, the period during which the second purification unit was used was 280 hours (about 6.5%) out of 4300 hours. Therefore, it was possible to suppress the deterioration of the activated carbon in the second purification unit, compared to the case where the first and second purification units were used over the entire period of 4300 hours.

Abstract

廃棄物から有機物質を好適に製造し得る新規な装置を提供する。　合成ガス精製部１２は、第１の精製部１２ａと、第２の精製部１２ｃと、検出部１２ｂとを有する。第１の精製部１２ａは、合成ガス生成炉１１に接続されている。第２の精製部１２ｃは、第１の精製部１２ａと有機物質合成部１４との間に接続されている。検出部１２ｂは、第１の精製部１２ａと第２の精製部１２ｃとの間に接続されている。検出部１２ｂは、第１の精製部１２ａからの合成ガスにおける不純物濃度を検出し、検出された不純物濃度が予め定められた基準値以下である場合に合成ガスを有機物質合成部１４に送入する。検出部１２ｂは、検出された不純物濃度が基準値より高い場合に合成ガスを第２の精製部１２ｃに送入する。

Description

廃棄物から有機物質を製造する装置及び廃棄物から有機物質を製造する方法
　本発明は、廃棄物から有機物質を製造する装置及び廃棄物から有機物質を製造する方法に関する。
　近年、例えば製鋼所からの排気ガス等から合成された一酸化炭素を含む合成ガスを微生物発酵させることによりエタノールなどの化学物質を製造する方法の実用化が検討されている（例えば特許文献１を参照）。
国際公開第２０１１／０８７３８０号公報
　しかしながら、廃棄物から有機物質を製造する装置は、現在のところ、実用化に至っておらず、十分に検討されていないのが実情である。
　本発明の主な目的は、廃棄物から有機物質を好適に製造し得る新規な装置を提供することにある。
　本発明に係る廃棄物からの第１の有機物質の製造装置は、合成ガス生成炉と、有機物質合成部と、合成ガス精製部とを備える。合成ガス生成炉は、炭素源を含む廃棄物を部分酸化させることにより合成ガスを生成させる。有機物質合成部は、合成ガスから有機物質を生成させる。合成ガス精製部は、合成ガス生成炉と有機物質合成部との間に接続されている。合成ガス精製部は、合成ガス中の不純物濃度を低減させる。合成ガス精製部は、第１の精製部と、第２の精製部と、検出部とを有する。第１の精製部は、合成ガス生成炉に接続されている。第２の精製部は、第１の精製部と有機物質合成部との間に接続されている。検出部は、第１の精製部と第２の精製部との間に接続されている。検出部は、第１の精製部からの合成ガスにおける不純物濃度を検出し、検出された不純物濃度が予め定められた基準値以下である場合に合成ガスを有機物質合成部に送入する。検出部は、検出された不純物濃度が基準値より高い場合に合成ガスを第２の精製部に送入する。
　ここで言う不純物とは、有機物生成工程で生成に悪影響を及ぼす可能性があるもの全てをいう。不純物の例としては、例えば、ベンゼン・トルエン・キシレンなどが挙げられる。
　本発明に係る廃棄物からの第２の有機物質の製造装置は、合成ガス生成炉と、有機物質合成部と、合成ガス精製部とを備える。合成ガス生成炉は、炭素源を含む廃棄物を部分酸化させることにより合成ガスを生成させる。有機物質合成部は、合成ガスから有機物質を生成させる。合成ガス精製部は、合成ガス生成炉と有機物質合成部との間に接続されている。合成ガス精製部は、合成ガス中の不純物濃度を低減させる。合成ガス精製部は、第１の精製部と、第２の精製部と、検出部とを有する。第１の精製部は、合成ガス生成炉と有機物質合成部との間に接続されている。第２の精製部は、合成ガス生成炉と有機物質合成部との間に接続されている。第２の精製部は、第１の精製部よりも高い不純物濃度低減能を有する。検出部は、合成ガス生成炉からの合成ガスにおける不純物濃度を検出する。検出部は、検出された不純物濃度が予め定められた基準値以下である場合に合成ガスを第１の精製部に送入する。検出部は、検出された不純物濃度が基準値よりも高い場合に合成ガスを第２の精製部に送入する。
　本発明に係る第１及び第２の有機物質の製造装置のそれぞれでは、第１の精製部が、圧力変動吸着型吸着部もしくは温度変動吸着型吸着部であることが好ましい。
　本発明に係る第１及び第２の有機物質の製造装置のそれぞれでは、第２の精製部が活性炭を含むことが好ましい。
　また、ガスを精製するこれらの工程には必要に応じて、硫化水素、酸化カルボニル、ＮＯｘ、ＳＯｘ、酸素、アンモニア、シアン化水素、メタン・プロパン・プロピレン・アセチレン・エチレン等の炭化水素を除去もしくは低減するプロセスがあってもよい。
　本発明に係る廃棄物からの第１の有機物質の製造方法では、炭素源を含む廃棄物を部分酸化させることにより合成ガスを生成させる合成ガス生成工程を行う。合成ガス中の不純物濃度を低減させる合成ガス精製工程を行う。有機物質合成部において、不純物濃度が低減された合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成工程を行う。合成ガス精製工程では、第１の精製部において合成ガスの不純物濃度を低減させる。第１の精製部において不純物濃度が低減された合成ガス中の不純物濃度を検出する。検出された不純物濃度が予め定められた基準値以下である場合に、合成ガスを有機物質合成部に供給し、検出された不純物濃度が基準値より高い場合に、第２の精製部において合成ガスの不純物濃度を低減させた後に、合成ガスを有機物質合成部に供給する。
　本発明に係る廃棄物からの第２の有機物質の製造方法では、炭素源を含む廃棄物を部分酸化させることにより合成ガスを生成させる合成ガス生成工程を行う。合成ガス中の不純物濃度を低減させる合成ガス精製工程を行う。有機物質合成部において、不純物濃度が低減された合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成工程を行う。合成ガス精製工程では、合成ガス中の不純物濃度を検出する。検出された不純物濃度が予め定められた基準値以下である場合に合成ガスを第１の精製部において合成ガスの不純物濃度を低減し、検出された不純物濃度が基準値よりも高い場合に、合成ガスを、第１の精製部よりも高い不純物濃度低減能を有する第２の精製部において合成ガスの不純物濃度を低減する。
　本発明によれば、廃棄物から有機物質を好適に製造し得る新規な装置を提供することができる。
図１は、第１の実施形態に係る廃棄物からの有機物質の製造装置の模式図である。 図２は、第２の実施形態に係る廃棄物からの有機物質の製造装置の模式図である。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
　また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
　（第１の実施形態）
　図１は、本実施形態に係る廃棄物からの有機物質の製造装置１の模式図である。図１に示される製造装置１は、廃棄プラスチック等の炭素源を含む廃棄物から、有機物質を製造するための装置である。製造される有機物質は、含酸素有機物であってもよい。製造される有機物質は、例えば、アルコール、有機酸、脂肪酸、油脂、ケトン、バイオマス、糖等であってもよい。アルコール、有機酸、脂肪酸、油脂、ケトン、バイオマス、糖の具体例としては、例えば、エタノール、酢酸、ブタンジオール等が挙げられる。
　製造された有機物質の用途は、特に限定されない。製造された有機物質は、例えば、プラスチックや樹脂等の原料として用いることもできるし、燃料として用いることもできる。
　製造装置１は、合成ガス生成炉１１を備えている。合成ガス生成炉１１には、プラスチックや樹脂などの炭素源を含む有機物を含む廃棄物が供給される。合成ガス生成炉１１において廃棄物が部分酸化され一酸化炭素を含む合成ガスが生成する。通常、合成ガスは、一酸化炭素に加え、水素ガスや窒素ガスを含んでいる。
　合成ガスは、有機物質合成部としての発酵器１４に供給される。発酵器１４は、微生物と水とを含む。微生物は、発酵することにより合成ガスから有機物質を生成させる。このため、発酵器１４においては、微生物発酵により合成ガスから有機物質が製造される。なお、例えば、エタノール等のアルコールを生成させる場合に好適に用いられる微生物の具体例としては、例えば、クロストリジウム属などの嫌気性カルボキシド栄養性細菌等が挙げられる。
　発酵器１４は、精製機１５に接続されている。発酵器１４における生成物は、精製機１５に移送される。通常、発酵器１４においては、製造しようとする有機物質に加え、他の有機物質も生成する。精製機１５は、発酵器１４における生成物を精製する。これにより、目的とする有機物質を得ることができる。
　合成ガス生成炉１１と発酵器１４との間には、合成ガス精製部１２が接続されている。合成ガス精製部１２は、合成ガス中の不純物濃度を低減する。
　合成ガス精製部１２は、第１の精製部１２ａと、検出部１２ｂと、第２の精製部１２ｃとを有する。第１の精製部１２ａは、合成ガス生成炉１１に接続されている。合成ガス生成炉１１からの合成ガスは、まず、第１の精製部１２ａにおいて、精製され、合成ガスの不純物濃度が低減される。
　第１の精製部１２ａは、検出部１２ｂに接続されている。検出部１２ｂは、第１の精製部１２ａからの合成ガスにおける不純物濃度を検出する。検出部１２ｂは、検出した不純物濃度が予め定められた基準値以下である場合は、発酵器１４に合成ガスを供給する。検出部１２ｂは、検出した不純物濃度が予め定められた基準値より大きい場合は、第２の精製部１２ｃに合成ガスを供給する。
　第２の精製部１２ｃは、供給された合成ガスの不純物濃度を低減する。第２の精製部１２ｃは、発酵器１４に接続されている。第２の精製部１２ｃからの合成ガスは、発酵器１４に供給される。
　ところで、製造装置１では、種々の廃棄物が合成ガス生成炉１１に投入される。このため、合成ガス生成炉１１に投入される廃棄物の種類によっては、生成する合成ガス中の不純物濃度が大きくばらつくという問題が発生する。よって、合成ガス精製部をひとつのみ設ける場合は、不純物濃度が最も高くなったときに対応した高性能な合成ガス精製部が必要となる。このため、合成ガス精製部のランニングコストが増大するという問題が生じる。
　製造装置１では、第１の精製部１２ａと、第２の精製部１２ｃとが設けられている。そして、不純物濃度が極端に高い場合を除いて第１の精製部１２ａのみが用いられ、第２の精製部１２ｃは、不純物濃度が極端に高いときのみ用いられる。このため、第１の精製部１２ａの不純物濃度低減能がそれほど高い必要は必ずしもない。従って、発酵器１４に不純物濃度が高い合成ガスが供給されることを抑制しながら、かつ、合成ガス精製部１２のランニングコストを低く抑えることができる。
　合成ガス精製部１２のランニングコストをより低く抑える観点からは、第１の精製部１２ａが、ランニングコストが低い圧力変動吸着部（ＰＳＡ）もしくは温度変動吸着型吸着部（ＴＳＡ）により構成されていることが好ましい。一方、第２の精製部１２ｃは、不純物濃度が高い合成ガスが発酵器１４に供給されることを確実に抑制するために、不純物濃度低減能が高い活性炭を含むことが好ましい。
　以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
　（第２の実施形態）
　図２は、第２の実施形態に係る廃棄物からの有機物質の製造装置２の模式図である。
　製造装置２では、検出部１２ｂが合成ガス生成炉１１と、第１及び第２の精製部１２ａ、１２ｃとの間に接続されている。第１の精製部１２ａと、第２の精製部１２ｃとは、検出部１２ｂに並列に接続されている。第２の精製部１２ｃは、第１の精製部１２ａよりも高い不純物濃度低減能を有する。検出部１２ｂは、検出した不純物濃度が予め定められた基準値以下である場合は、相対的に低い不純物濃度低減能を有する第１の精製部１２ａに合成ガスを送入し、検出した不純物濃度が予め定められた基準値より高い場合は、相対的に高い不純物濃度低減能を有する第２の精製部１２ｃに合成ガスを送入する。このため、製造装置２においても、発酵器１４に不純物濃度が高い合成ガスが供給されることを抑制しながら、かつ、合成ガス精製部１２のランニングコストを低く抑えることができる。
　（実施例）
　第１の実施形態に係る製造装置１と実質的に同様の構成を有する製造装置を作製した。第１の精製部及び第２の精製部の容量は、それぞれ９０Ｌとした。第１の精製部及び第２の精製部には、それぞれ、株式会社ツルミコール社製の活性炭（型式：４ＧＳ－Ｓ）を充填した。第１の精製部への合成ガスの流量は、５Ｎｍ３／ｍｉｎとした。
　第１の精製部の入口（ポイントＡ）、第１の精製部の出口（ポイントＢ）及び第１の精製部の出口（ポイントＣ）に、ベンゼンの濃度を検出する検出器（ｍｉｃｒｏＧＣ、ＧＬサイエンス社製４９０ｍｉｃｒｏＧＣ）を設置し、ベンゼンの濃度を常時監視した。ポイントＢに設置した検出器は、第１の実施形態に係る製造装置１の検出部１２ｂに相当する。このポイントＢに設置した検出器を、検出されたベンゼン濃度が予め定められた基準値（２０ｐｐｍ）以下である場合に、第１の精製部からの合成ガスを発酵器１４に送入し、検出されたベンゼン濃度が予め定められた基準値（２０ｐｐｍ）より高い場合に第１の精製部からの合成ガスを第２の精製部に送入するように構成した。
　下記の表１に、時間１～４におけるポイントＡ，Ｂ，Ｃでのベンゼン濃度を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、ポイントＢにおけるベンゼン濃度が２０ｐｐｍ以下であった時間１，３では、第１の精製部から第２の精製部を経由せずに発酵槽に合成ガスが送入された。一方、ポイントＢにおけるベンゼン濃度が２０ｐｐｍより高かった時間２，４では、第１の精製部からの合成ガスは、第２の精製部を経由して発酵槽に送入された。
　製造装置を４３００時間運転した結果、時間２，４のようにポイントＢにおけるベンゼン濃度が２０ｐｐｍを超えた期間は、２８０時間であった。すなわち、第２の精製部が使用された期間は、４３００時間中２８０時間（約６．５％）であった。従って、４３００時間の全期間にわたって第１及び第２の精製部を用いた場合よりも第２の精製部中の活性炭の劣化を抑制することができた。
１，２　製造装置
１１　合成ガス生成炉
１２　合成ガス精製部
１２ａ　第１の精製部
１２ｂ　検出部
１２ｃ　第２の精製部
１４　発酵器
１５　精製機

Claims (6)

  1. 　炭素源を含む廃棄物を部分酸化させることにより合成ガスを生成させる合成ガス生成炉と、
    　前記合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成部と、
    　前記合成ガス生成炉と前記有機物質合成部との間に接続されており、合成ガス中の不純物濃度を低減させる合成ガス精製部と、
    　を備え、
    　前記合成ガス精製部は、
    　前記合成ガス生成炉に接続された第１の精製部と、
    　前記第１の精製部と前記有機物質合成部との間に接続された第２の精製部と、
    　前記第１の精製部と前記第２の精製部との間に接続されており、前記第１の精製部からの合成ガスにおける不純物濃度を検出し、前記検出された不純物濃度が予め定められた基準値以下である場合に前記合成ガスを前記有機物質合成部に送入し、前記検出された不純物濃度が前記基準値より高い場合に前記合成ガスを前記第２の精製部に送入する検出部と、
    　を有する、廃棄物からの有機物質の製造装置。
  2. 　炭素源を含む廃棄物を部分酸化させることにより合成ガスを生成させる合成ガス生成炉と、
    　前記合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成部と、
    　前記合成ガス生成炉と前記有機物質合成部との間に接続されており、合成ガス中の不純物濃度を低減させる合成ガス精製部と、
    を備え、
    　前記合成ガス精製部は、
    　前記合成ガス生成炉と前記有機物質合成部との間に接続された第１の精製部と、
    　前記合成ガス生成炉と前記有機物質合成部との間に接続されており、前記第１の精製部よりも高い不純物濃度低減能を有する第２の精製部と、
    　前記合成ガス生成炉からの合成ガスにおける不純物濃度を検出し、前記検出された不純物濃度が予め定められた基準値以下である場合に前記合成ガスを前記第１の精製部に送入し、前記検出された不純物濃度が前記基準値よりも高い場合に前記合成ガスを前記第２の精製部に送入する検出部と、
    　を有する、廃棄物からの有機物質の製造装置。
  3. 　前記第１の精製部が、圧力変動吸着型吸着部もしくは温度変動吸着型吸着部である、請求項１又は２に記載の有機物質の製造装置。
  4. 　前記第２の精製部が活性炭を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の有機物質の製造装置。
  5. 　炭素源を含む廃棄物を部分酸化させることにより合成ガスを生成させる合成ガス生成工程と、
    　前記合成ガス中の不純物濃度を低減させる合成ガス精製工程と、
    　有機物質合成部において、前記不純物濃度が低減された合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成工程と、
    　を備え、
    　前記合成ガス精製工程は、
    　第１の精製部において前記合成ガスの不純物濃度を低減させる工程と、
    　前記第１の精製部において不純物濃度が低減された合成ガス中の不純物濃度を検出する工程と、
    　前記検出された不純物濃度が予め定められた基準値以下である場合に、前記合成ガスを前記有機物質合成部に供給し、前記検出された不純物濃度が前記基準値より高い場合に、第２の精製部において前記合成ガスの不純物濃度を低減させた後に、前記合成ガスを前記有機物質合成部に供給する工程と、
    　を含む、廃棄物からの有機物質の製造方法。
  6. 　炭素源を含む廃棄物を部分酸化させることにより合成ガスを生成させる合成ガス生成工程と、
    　前記合成ガス中の不純物濃度を低減させる合成ガス精製工程と、
    　有機物質合成部において、前記不純物濃度が低減された合成ガスから有機物質を生成させる有機物質合成工程と、
    　を備え、
    　前記合成ガス精製工程は、
    　前記合成ガス中の不純物濃度を検出する工程と、
    　前記検出された不純物濃度が予め定められた基準値以下である場合に前記合成ガスを第１の精製部において前記合成ガスの不純物濃度を低減し、前記検出された不純物濃度が前記基準値よりも高い場合に、前記合成ガスを、前記第１の精製部よりも高い不純物濃度低減能を有する第２の精製部において前記合成ガスの不純物濃度を低減する工程と、
    　を含む、廃棄物からの有機物質の製造方法。 
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3069787B1 (fr) * 2017-08-03 2019-08-09 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede de production continue d'un flux gazeux d'hydrogene
EP3752587A4 (en) * 2018-02-12 2021-11-24 Lanzatech, Inc. INTEGRATED PROCESS FOR FILTERING CONSTITUENTS FROM A GAS FLOW
CN108676707A (zh) * 2018-04-13 2018-10-19 苏州爱绿环保科技有限公司 一种生活垃圾生产沼气系统及沼气生产方法
EP4036192A4 (en) * 2019-09-24 2023-10-04 Sekisui Chemical Co., Ltd. METHOD FOR PRODUCING PURIFIED GAS, METHOD FOR PRODUCING RECOVERY MATERIAL, DEVICE FOR PURIFYING GAS, AND DEVICE FOR PRODUCING RECOVERY MATERIAL
CN115003822A (zh) * 2020-01-23 2022-09-02 积水化学工业株式会社 有机物质的制造方法和有机物质制造装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006095485A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Toshiba Corp 廃棄物処理システム
JP2012001441A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Sekisui Chem Co Ltd エタノール製造方法、およびエタノール製造システム
JP2012184367A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 生成ガス中のｃｏｓ処理装置及びｃｏｓ処理方法
WO2016017551A1 (ja) * 2014-07-29 2016-02-04 積水化学工業株式会社 廃棄物から有機物質を製造する装置及び廃棄物から有機物質を製造する方法
JP2016059296A (ja) * 2014-09-16 2016-04-25 積水化学工業株式会社 有機物質を製造する装置、有機物質を製造する方法、合成ガスの製造方法及び合成ガスの製造装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA22A (en) * 1869-08-25 A. Frechette Improvements in the gig saw
CN101190893B (zh) * 2006-11-20 2010-04-14 中国石油化学工业开发股份有限公司 一种纯化粗己内酰胺水溶液的设备与方法
CN102015974B (zh) * 2008-02-20 2014-06-25 Gtl汽油有限公司 处理氢气和一氧化碳的系统和方法
US8211679B2 (en) 2008-02-25 2012-07-03 Coskata, Inc. Process for producing ethanol
CN101538483B (zh) 2009-04-03 2013-04-17 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种利用煤制气和焦炉气为原料多联产的工艺
EP2267102A1 (de) * 2009-06-24 2010-12-29 CTU - Conzepte Technik Umwelt AG System und Verfahren zur Aufbereitung von Gas aus einer Biomasse-Vergasung
PL3070170T3 (pl) 2010-01-14 2019-02-28 Lanzatech New Zealand Limited Fermentacja CO<sub>2</sub> z zastosowaniem potencjału elektrycznego
US8752390B2 (en) * 2010-07-13 2014-06-17 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for producing power and hydrogen
US9155988B2 (en) * 2013-03-14 2015-10-13 Universal Laser Systems, Inc. Multi-stage air filtration systems and associated apparatuses and methods
CN103146760A (zh) * 2013-03-18 2013-06-12 张其标 一种高效节能环保沼气发酵及净化提纯技术
JP6523959B2 (ja) * 2013-09-13 2019-06-05 積水化学工業株式会社 有機物質の製造装置及び有機物質の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006095485A (ja) * 2004-09-30 2006-04-13 Toshiba Corp 廃棄物処理システム
JP2012001441A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Sekisui Chem Co Ltd エタノール製造方法、およびエタノール製造システム
JP2012184367A (ja) * 2011-03-07 2012-09-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 生成ガス中のｃｏｓ処理装置及びｃｏｓ処理方法
WO2016017551A1 (ja) * 2014-07-29 2016-02-04 積水化学工業株式会社 廃棄物から有機物質を製造する装置及び廃棄物から有機物質を製造する方法
JP2016059296A (ja) * 2014-09-16 2016-04-25 積水化学工業株式会社 有機物質を製造する装置、有機物質を製造する方法、合成ガスの製造方法及び合成ガスの製造装置

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