WO2021193573A1

WO2021193573A1 - 熱分解ガス精製冷却装置及び熱分解ガス精製冷却方法、並びに、有機物質製造装置及び有機物質の製造方法

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Publication number: WO2021193573A1
Application number: PCT/JP2021/011804
Authority: WO
Inventors: 心濱地
Original assignee: 積水化学工業株式会社
Priority date: 2020-03-24
Filing date: 2021-03-22
Publication date: 2021-09-30
Also published as: EP4130204A1; EP4130204A4; JPWO2021193573A1; US20230114144A1; CN115335493A

Abstract

合成ガスを効率よく冷却し、微生物触媒を利用して合成ガスを高い変換効率で有機物質に変換することが可能な有機物質の製造方法及び有機物質製造装置を提供する。　廃棄物をガス化して熱分解ガスを生成するガス化炉１０と、ガス化炉１０から排出された熱分解ガスを通過させることにより熱分解ガス中のダスト分を回収するサイクロン１１と、サイクロン１１を通過した熱分解ガスを通過させて冷却する熱交換器２０とを備える熱分解ガス精製冷却装置。

Description

熱分解ガス精製冷却装置及び熱分解ガス精製冷却方法、並びに、有機物質製造装置及び有機物質の製造方法

　本発明は、廃棄物に由来する熱分解ガスの熱分解ガス精製冷却装置及び熱分解ガス精製冷却方法、並びに、廃棄物に由来する合成ガスを原料として有機物質を製造する有機物質製造装置及び有機物質の製造方法に関する。

　産業廃棄物、一般廃棄物などの各種廃棄物は、ガス化炉において熱分解により熱分解ガスを生成した後、改質炉で生成された熱分解ガスを改質して合成ガスを得る技術が広く知られている。得られた合成ガスは、そのまま燃焼され発電などに利用されたり、必要に応じてボイラーなどにより熱回収された後、発電などに利用されたりする。
　また、近年、合成ガスが化学合成原料に利用されることも試みられており、例えば、微生物触媒によりエタノールなどの有機物質に変換することが試みられている（例えば、特許文献１参照）。

　廃棄物由来の熱分解ガスは、タール及びチャー等の不純物を多く含み、発電、化学合成にそのまま利用することが難しい。また、廃棄物由来の熱分解ガスは、炭素以外の成分を多く含む物質をガス化することで、ナフタレン、１－ナフトール及び２－ナフトール等の昇華性物質をはじめとする、気相と固相の間で相転移可能な相転移性不純物が含まれている。そこで、廃棄物由来の熱分解ガスは、これら不純物を除去するためのガス精製を行って用いられることが一般的である。

国際公開第２０１５／０３７７１０号

　廃棄物由来の熱分解ガスは、生成時には高温であるが、熱分解ガスを利用する際には、低温まで冷却することを求められることがある。例えば、熱分解ガスを微生物触媒によりエタノールなどの有機物質に変換する場合には、４０℃以下まで冷却することが求められる。したがって、廃棄物由来の熱分解ガスは、ガス精製をしつつ、冷却することを要する。しかし、廃棄物由来の熱分解ガスは、冷却することによってガス中の相転移性不純物が冷却器、フィルタ等で析出し、その表面にタール及びチャー等のダスト分が吸着し肥大化することで、冷却効率の低下又はガス流路の閉塞を招いてしまうことがある。これらの事象を回避するために、頻繁に相転移性不純物及びダスト分の清掃作業を行わなければならず、メンテナンスが煩雑化し、運転コストが増大する問題がある。

　そこで、本発明は、冷却効率の低下又はガス流路の閉塞等を防止して、廃棄物由来の熱分解ガスから不純物を効率よく除去し、熱分解ガスの冷却及び精製を好適に行うことができる熱分解ガス精製冷却装置及び熱分解ガス精製冷却方法、並びに、廃棄物に由来する合成ガスを原料として有機物質を製造する有機物質製造装置及び有機物質の製造方法を提供することを課題とする。

　本発明者は、鋭意検討の結果、ガス化炉の後段にサイクロンを配置し、サイクロンにガス化炉から排出された熱分解ガスを通過させることで上記課題を解決できることを見出し、以下の本発明の第１の形態を完成させた。
　すなわち、本発明の第１の形態は、以下の［１］～［２８］を提供する。
［１］廃棄物をガス化して熱分解ガスを生成するガス化炉と、前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを通過させることにより前記熱分解ガス中のダスト分を回収するサイクロンと、前記サイクロンを通過した前記熱分解ガスを通過させて冷却する熱交換器とを備える熱分解ガス精製冷却装置。
［２］前記サイクロンに供給される前記熱分解ガスの温度が５００℃以上１，１００℃以下である、［１］に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［３］前記熱交換器で前記熱分解ガスを３０℃以上３００℃以下の温度まで冷却する、［１］又は［２］に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［４］前記サイクロンの後段に配置され、かつ前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを改質する改質炉をさらに備える、［１］～［３］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［５］前記サイクロンの前段に配置され、かつ前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを改質する改質炉をさらに備える、［１］～［３］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［６］前記サイクロンで回収した前記ダスト分が、前記ガス化炉へ供給される、［１］～［５］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［７］前記熱交換器の後段に配置され、かつ前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを通過させて水噴霧により冷却するガス冷却塔をさらに備える、［１］～［６］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［８］前記熱交換器の後段に配置され、かつ前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを通過させるろ過式集塵器をさらに備える、［１］～［７］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［９］前記熱交換器の後段に配置され、かつ前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを通過させるスクラバをさらに備える、［１］～［８］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［１０］ろ過式集塵器と、スクラバとを備え、前記ろ過式集塵器及び前記スクラバが前記熱交換器の後段で並列に配置されている、［１］～［９］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［１１］前記ろ過式集塵器の前段と後段との差圧を測定する差圧測定器を備える、［１０］に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［１２］前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガス中の相転移性不純物及び固形不純物から選択される少なくともいずれかの濃度を測定する濃度測定器を備える、［１０］又は［１１］に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［１３］前記熱分解ガスを通過させる前記ろ過式集塵器又は前記スクラバを選択的に切り替える流路切替部を備える、［１０］～［１２］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［１４］［１］～［１３］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置によって前記熱分解ガスを処理して得られた合成ガスを、微生物触媒に接触させて有機物質を生成する有機物質生成部をさらに備える有機物質製造装置。
［１５］廃棄物をガス化炉でガス化して熱分解ガスを生成する工程と、前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを、サイクロンを通過させ、前記熱分解ガス中のダスト分を回収する工程と、前記サイクロンを通過した前記熱分解ガスを、熱交換器を通過させることにより冷却する工程とを含む熱分解ガス精製冷却方法。
［１６］前記サイクロンに供給される前記熱分解ガスの温度が５００℃以上１，１００℃以下である、［１５］に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［１７］前記熱交換器で前記熱分解ガスを３０℃以上３００℃以下の温度まで冷却する、［１５］又は［１６］に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［１８］前記サイクロンを通過させた後段に、前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを、改質炉を通過させて改質する工程をさらに含む、［１５］～［１７］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［１９］前記サイクロンを通過させる前段に、前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを、改質炉を通過させて改質する工程をさらに含む、［１５］～［１８］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［２０］前記サイクロンで回収した前記ダスト分を、前記ガス化炉へ供給する、［１５］～［１９］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［２１］前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを、ガス冷却塔を通過させて、ガス冷却塔内部で噴霧された水により冷却する工程をさらに含む、［１５］～［２０］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［２２］前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを、ろ過式集塵器を通過させる工程をさらに含む、［１５］～［２１］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［２３］前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを、スクラバを通過させる工程をさらに含む、［１５］～［２２］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［２４］前記熱交換器の後段で並列に配置されているろ過式集塵器及びスクラバのいずれかに前記熱分解ガスを通過させる工程を含む、［１５］～［２３］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［２５］前記ろ過式集塵器の前段と後段との差圧を差圧測定器で測定する工程を含む、［２４］に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［２６］前記ガス化装置から排出された前記熱分解ガス中の相転移性不純物及び固形不純物から選択される少なくともいずれかの濃度を濃度測定器で測定する工程を含む、［２４］又は［２５］に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［２７］前記差圧測定器及び前記濃度測定器の少なくともいずれかの測定結果に応じて、流路切替部によって前記ろ過式集塵器又は前記スクラバへの前記合成ガスの供給を選択的に切り替える工程をさらに含む、［２５］又は［２６］に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［２８］［１５］～［２７］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却方法によって前記熱分解ガスを処理して得られた合成ガスを、微生物触媒に接触させて有機物質を生成する工程をさらに含む有機物質の製造方法。

　本発明は、以下の第２の形態も提供する。第２の形態においては、水素及び一酸化炭素の少なくともいずれかの含有率が高く、かつ熱交換器で適度に冷却された合成ガスを得ることができる。
　すなわち、本発明の第２の形態は、以下の［２９］～［４８］を提供する。
［２９］廃棄物をガス化して熱分解ガスを生成するガス化炉と、前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを改質する改質炉と、前記改質炉を通過した前記熱分解ガスを通過させて冷却する熱交換器とを備える熱分解ガス精製冷却装置。
［３０］前記熱交換器で前記熱分解ガスを３０℃以上３００℃以下の温度まで冷却する、［２９］に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［３１］前記熱交換器の後段に配置され、かつ前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを通過させて水噴霧により冷却するガス冷却塔をさらに備える、［２９］又は［３０］に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［３２］前記熱交換器の後段に配置され、かつ前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを通過させるろ過式集塵器をさらに備える、［２９］～［３１］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［３３］前記熱交換器の後段に配置され、かつ前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを通過させるスクラバをさらに備える、［２９］～［３２］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［３４］ろ過式集塵器と、スクラバとを備え、前記ろ過式集塵器及び前記スクラバが前記熱交換器の後段で並列に配置されている、［２９］～［３３］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［３５］前記ろ過式集塵器の前段と後段との差圧を測定する差圧測定器を備える、［３４］に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［３６］前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガス中の相転移性不純物及び固形不純物から選択される少なくともいずれかの濃度を測定する濃度測定器を備える、［３４］又は［３５］に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［３７］前記熱分解ガスを通過させる前記ろ過式集塵器又は前記スクラバを選択的に切り替える流路切替部を備える、［３４］～［３６］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置。
［３８］［２９］～［３７］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却装置によって前記熱分解ガスを処理して得られた合成ガスを、微生物触媒に接触させて有機物質を生成する有機物質生成部をさらに備える有機物質製造装置。
［３９］廃棄物をガス化炉でガス化して熱分解ガスを生成する工程と、前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを、改質炉を通過させ、前記熱分解ガスを改質する工程と、前記改質炉を通過した前記熱分解ガスを、熱交換器を通過させることにより冷却する工程とを含む熱分解ガス精製冷却方法。
［４０］前記熱交換器で前記熱分解ガスを３０℃以上３００℃以下の温度まで冷却する、［３９］に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［４１］前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを、ガス冷却塔を通過させて、ガス冷却塔内部で噴霧された水により冷却する工程をさらに含む、［３９］又は［４０］に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［４２］前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを、ろ過式集塵器を通過させる工程をさらに含む、［３９］～［４１］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［４３］前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを、スクラバを通過させる工程をさらに含む、［３９］～［４２］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［４４］前記熱交換器の後段で並列に配置されているろ過式集塵器及びスクラバのいずれかに前記熱分解ガスを通過させる工程を含む、［３９］～［４３］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［４５］前記ろ過式集塵器の前段と後段との差圧を差圧測定器で測定する工程を含む、［４４］に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［４６］前記ガス化装置から排出された前記熱分解ガス中の相転移性不純物及び固形不純物から選択される少なくともいずれかの濃度を濃度測定器で測定する工程を含む、［４４］又は［４５］に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［４７］前記差圧測定器及び前記濃度測定器の少なくともいずれかの測定結果に応じて、流路切替部によって前記ろ過式集塵器又は前記スクラバへの前記合成ガスの供給を選択的に切り替える工程をさらに含む、［４５］又は［４６］に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
［４８］［３９］～［４７］のいずれかに記載の熱分解ガス精製冷却方法によって前記熱分解ガスを処理して得られた合成ガスを、微生物触媒に接触させて有機物質を生成する工程をさらに含む有機物質の製造方法。

　本発明によれば、冷却効率の低下又はガス流路の閉塞等を防止して、廃棄物由来の熱分解ガスから不純物を効率よく除去し、熱分解ガスの冷却及び精製を好適に行うことができる熱分解ガス精製冷却装置及び熱分解ガス精製冷却方法、並びに、廃棄物に由来する合成ガスを原料として有機物質を製造する有機物質製造装置及び有機物質の製造方法を提供することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係る有機物質製造装置の全体構成を示す模式図である。本発明の第１の実施形態に係る熱分解ガス精製冷却装置の構成を示す模式図である。本発明の第１の実施形態に係る熱分解ガス精製冷却装置の構成の第１の変形例を示す模式図である。本発明の第１の実施形態に係る熱分解ガス精製冷却装置の構成の第２の変形例を示す模式図である。本発明の第１の実施形態に係る熱分解ガス精製冷却装置の構成の第３の変形例を示す模式図である。本発明の第１の実施形態に係る熱分解ガス精製冷却装置の構成の第４の変形例を示す模式図である。本発明の第２の実施形態に係る有機物質製造装置の全体構成を示す模式図である。本発明の第３の実施形態に係る熱分解ガス精製冷却装置の構成を示す模式図である。本発明の第３の実施形態に係る熱分解ガス精製冷却装置の構成の第１の変形例を示す模式図である。本発明の第３の実施形態に係る熱分解ガス精製冷却装置の構成の第２の変形例を示す模式図である。本発明の第３の実施形態に係る熱分解ガス精製冷却装置の構成の第３の変形例を示す模式図である。本発明の第４の実施形態に係る有機物質製造装置の全体構成を示す模式図である。

　以下に図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分は同一又は類似の符号で表している。

（第１の実施形態）
　本発明の第１の実施形態に係る有機物質製造装置１は、図１に示すように、熱分解ガス精製冷却装置２を備える。以下、実施形態を参照しつつ、本発明の第１の実施形態に係る有機物質製造装置１、及び有機物質の製造方法について詳細に説明する。

　有機物質製造装置１は、廃棄物をガス化して熱分解ガスＧ１を生成し、熱分解ガスＧ１に対して少なくとも精製処理及び冷却処理を含む処理を行う熱分解ガス精製冷却装置２と、熱分解ガス精製冷却装置２によって、熱分解ガスＧ１を処理して得られた合成ガスＧ２を、微生物触媒に接触させて有機物質を生成する有機物質生成部３とを備える。

（熱分解ガス精製冷却装置）
　第１の実施形態における熱分解ガス精製冷却装置２は、図１に示すように、ガス化炉１０と、ガス化炉１０の後段に配置されるサイクロン１１と、サイクロン１１の後段に配置される熱交換器２０とを少なくとも備える。熱分解ガス精製冷却装置２は、サイクロン１１の後段であって、熱交換器２０の前段に改質炉１２をさらに備える。熱分解ガス精製冷却装置２は、熱交換器２０の後段にさらに１又は２以上の処理装置（以下、これらを纏めて「後段処理装置１３」ということがある）を備える。
　なお、本明細書において「後段」とは、熱分解ガスＧ１のガスの供給流れに沿う後段を意味する。また、「前段」とは、熱分解ガスＧ１の供給流れに沿う前段を意味する。熱分解ガスＧ１の供給流れとは、熱分解ガスＧ１がガス化炉１０から排出され、改質炉１２で改質された合成ガスＧ２が有機物質生成部３に導入するまでの流れを意味する。

＜ガス化炉＞
　ガス化炉１０は、廃棄物を燃焼、熱分解などさせることで廃棄物由来の熱分解ガスＧ１を生成する装置である。ガス化炉１０でガス化される廃棄物としては、産業固形廃棄物などの産業廃棄物でもよいし、都市固形廃棄物（ＭＳＷ）などの一般廃棄物でもよく、プラスチック廃棄物、生ゴミ、廃棄タイヤ、バイオマス廃棄物、食料廃棄物、建築資材、木材、木質チップ、繊維、紙類等の可燃性物質が挙げられる。これらのなかでは、都市固形廃棄物（ＭＳＷ）が好ましい。
　ガス化炉１０としては、特に限定されないが、キルンガス化炉、固定床ガス化炉、流動床ガス化炉、シャフト炉、サーモセレクト炉、プラズマ式ガス化炉等が挙げられる。ガス化炉１０には、廃棄物以外にも、酸素又は空気、更には必要に応じて水蒸気が投入される。ガス化炉１０は、廃棄物を例えば５００～１，１００℃、好ましくは５００～７００℃で加熱することにより、熱分解し、適宜部分酸化してガス化する。熱分解ガスＧ１は、一酸化炭素、水素のみならず、タール及びチャー等も含む。熱分解ガスＧ１は、熱分解ガス精製冷却装置２へ供給される。なお、ガス化炉１０において不燃物として発生する固形物などは、適宜回収される。

＜サイクロン＞
　サイクロン１１は、ガス化炉１０で得られた熱分解ガスＧ１を導入し、サイクロン１１を通過する熱分解ガスＧ１を旋回させることにより、遠心力を発生させ、当該遠心力によって、熱分解ガスＧ１に含まれる固体であるダスト分を分離除去して回収する装置である。なお、本明細書において、「ダスト分」とは、熱分解ガスＧ１中に含まれるタール及びチャー等の固体成分をいう。サイクロン１１によって熱分解ガスＧ１からダスト分の分離除去を施すことによって、熱分解ガスＧ１中のダスト分の含有量を低減させることができ、後段においてダスト分が起因となる冷却効率の低下又はガス流路の閉塞を防ぐことができる。サイクロン１１によってダスト分の分離除去が施された熱分解ガスＧ１は、改質炉１２へ供給される。
　なお、本明細書において、「除去」とは、ガス中から除去対象物質の少なくとも一部を除去することで、ガス中の対象物質の濃度を低減させることを意味し、除去対象物質を完全に除去することに限定されない。

　サイクロン１１に供給される熱分解ガスＧ１の温度は、サイクロン１１の耐熱温度の範囲内であれば特に限定されないが、例えば５００℃以上１，１００℃以下であり、好ましくは５００℃以上９００℃、より好ましくは５００℃以上７００℃以下である。サイクロン１１に供給される熱分解ガスＧ１の温度を上記範囲内とすることで、ダスト分の分離除去を好適に行うことができる。

　サイクロン１１によって分離除去され、回収されたダスト分は、再利用することが好ましく、より好ましくは、サイクロン１１に備えられたダスト分供給経路１１ａを経て、ガス化炉１０へ供給される。サイクロン１１によって分離除去されたダスト分の主要成分は、炭素成分であることから、ガス化炉１０へ再供給することで、後述する合成ガスＧ２における一酸化炭素の含有率を調整することができる。

＜改質炉＞
　改質炉１２では、ガス化炉１０で得られた熱分解ガスＧ１が改質され、熱分解ガスＧ１における水素及び一酸化炭素の少なくともいずれかの含有率が増加し、合成ガスＧ２として排出される。改質炉１２では、例えば、熱分解ガスＧ１に含まれるタール及びチャー等が、水素及び一酸化炭素などに改質される。
　改質炉１２内の合成ガスＧ２の温度は、特に限定されないが、例えば９００℃以上、好ましくは９００℃以上１，３００℃以下、より好ましくは１，０００℃以上１，２００℃以下である。改質炉１２における温度を上記範囲内とすることで、一酸化炭素及び水素の含有率が高い合成ガスＧ２が得られやすくなる。

　改質炉１２から排出される合成ガスＧ２の温度は、上記合成ガスＧ２の温度と同様であり、例えば９００℃以上、好ましくは９００℃以上１，３００℃以下、より好ましくは１，０００℃以上１，２００℃以下である。
　改質炉１２から排出される合成ガスＧ２は、一酸化炭素および水素を含む。また、合成ガスＧ２は、例えば一酸化炭素を０．１体積％以上８０体積％以下、水素を０．１体積％以上８０体積％以下含む。
　合成ガスＧ２における一酸化炭素濃度は、好ましくは１０体積％以上７０体積％以下であり、より好ましくは２０体積％以上５５体積％以下である。また、合成ガスＧ２における水素濃度は、好ましくは１０体積％以上７０体積％以下であり、より好ましくは２０体積％以上５５体積％以下である。

　合成ガスＧ２は、水素、一酸化炭素以外にも、二酸化炭素、窒素、酸素などを含んでもよい。合成ガスＧ２中の二酸化炭素濃度は、特に限定されないが、好ましくは０．１体積％以上４０体積％以下、より好ましくは０．３体積％以上３０体積％以下である。二酸化炭素濃度は、微生物触媒により、エタノール生成を行う場合に低くすることが特に好ましく、そのような観点から、より好ましくは０．５体積％以上２５体積％以下である。
　合成ガスＧ２中の窒素濃度は、通常４０体積％以下であり、好ましくは１体積％以上２０体積％以下である。
　また、合成ガスＧ２中の酸素濃度は、通常５体積％以下であり、好ましくは１体積％以下である。また、酸素濃度は、低ければ低い方がよく、０体積％以上であればよい。ただし、一般的には不可避的に酸素が含有されることが多く、酸素濃度は実用的には０．０１体積％以上である。

　合成ガスＧ２における一酸化炭素、二酸化炭素、水素、窒素及び酸素の濃度は、廃棄物の種類、ガス化炉１０、改質炉１２の温度、ガス化炉１０に供給される供給ガスの酸素濃度等の燃焼条件を適宜変更することで、所定の範囲とすることができる。例えば、一酸化炭素や水素濃度を変更したい場合は、廃プラ等の炭化水素（炭素および水素）の比率が高い廃棄物に変更し、窒素濃度を低下させたい場合はガス化炉１０において酸素濃度の高いガスを供給する方法等がある。
　さらに、合成ガスＧ２は、一酸化炭素、二酸化炭素、水素および窒素の各成分の濃度調整を適宜行ってもよい。濃度調整は、これら成分の少なくとも１種を合成ガスＧ２に添加して行うとよい。
　なお、上記した合成ガスＧ２における各物質の体積％は、改質炉１２から排出される合成ガスＧ２における各物質の体積％を意味する。

＜熱交換器＞
　熱交換器２０には、改質炉１２から排出された合成ガスＧ２が通過する。熱交換器２０は、熱媒体を使用して合成ガスＧ２を冷却する装置である。熱交換器２０は、合成ガスＧ２の熱エネルギーを熱媒体に移動させることで、合成ガスＧ２を冷却する。
　熱交換器２０としては好ましくはボイラーを使用する。ボイラーは、内部に熱媒体としての水を流通させ、流通させた水を、合成ガスＧ２の熱エネルギーにより加熱して、蒸気とする装置である。熱交換器２０としてボイラーを使用すると、ボイラーで発生した蒸気により、他の装置を容易に加熱することなどが可能になり、合成ガスＧ２の熱エネルギーを容易に再利用できる。

　ただし、熱交換器２０は、ボイラー以外も使用可能である。ボイラー以外の熱交換器２０としては、合成ガスＧ２から熱媒体に熱エネルギーを移動させる限りいかなる構成を有してもよいが、合成ガスＧ２と熱媒体が直接接触しない隔壁方式が好ましい。熱媒体としては、気体、液体のいずれでもよく、また、気体と液体との相変化を伴うものでもよい。また、熱媒体は、管状、プレート状などのいかなる形状の流路を通された状態で合成ガスＧ２からの熱エネルギーが移動させられてもよい。熱交換器２０として、ボイラーを使用すると、例えば１００℃以下の低温に冷却することが難しいが、ボイラー以外の熱交換器２０を使用することで、１００℃以下の低温にも冷却することが可能になる。また、熱交換器２０としては、２以上の熱交換器を組み合わせてもよく、例えばボイラーとボイラー以外の熱交換器を組み合わせてもよい。

　熱交換器２０は、上記のとおり、例えば９００℃以上の高温で供給された合成ガスＧ２を冷却して、例えば３０℃以上３００℃以下、好ましくは４０℃以上２４０℃以下の温度まで冷却する。一般的には、相転移性不純物及びダスト分を含む合成ガスＧ２を２４０℃以下に冷却すると、ナフタレン等の相転移性不純物が固体化して析出し、析出した相転移性不純物の表面にダスト分が吸着して肥大化してガス流路の閉塞を招いてしまう。しかし、熱交換器２０に供給される合成ガスＧ２は、サイクロン１１を経ていることで、サイクロン１１においてダスト分が分離除去されている。そのため、２４０℃以下に冷却しても、合成ガスＧ２中のダスト分が除去されていることから、ダスト分による肥大化を抑制することができる。よって、熱交換器２０で合成ガスＧ２を十分に冷却することができ、後段処理装置における冷却による負荷を低減できる。そして、例えば、１００℃以下まで冷却することで後段の冷却装置の一部（例えば、後述する冷却塔）の設置を省略することも可能となる。また、例えば、熱交換器２０で合成ガスＧ２を４０℃程度まで冷却することで、別途冷却装置を設けなくても、微生物触媒に対して適切な温度の合成ガスＧ２を有機物質生成部３に供給することができる。

＜後段処理装置＞
　熱分解ガス精製冷却装置２は、熱交換器２０の後段に配置される後段処理装置１３として、ガス冷却塔、ろ過式集塵器、スクラバ、油スクラバ、ガスチラーなどよりなる水分分離装置、低温分離方式（深冷方式）の分離装置、各種フィルタから構成される微粒子分離装置、脱硫装置（硫化物分離装置）、膜分離方式の分離装置、脱酸素装置、圧力スイング吸着方式の分離装置（ＰＳＡ）、温度スイング吸着方式の分離装置（ＴＳＡ）、圧力温度スイング吸着方式の分離装置（ＰＴＳＡ）、活性炭を用いた分離装置、脱酸素触媒、具体的には、銅触媒またはパラジウム触媒を用いた分離装置、シフト反応装置等が挙げられる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

　次に、後段処理装置１３の一例について、図２を用いてより詳細に説明する。図２に示す後段処理装置１３は、熱交換器２０の後段に配置されるガス冷却塔２１と、ガス冷却塔２１の後段に配置されるろ過式集塵器２２と、ろ過集塵器２２の後段に配置されるスクラバ２３とを備える。
　また、後段処理装置１３は、スクラバ２３の後段にもさらにその他の処理装置（図示しない）を含み、スクラバ２３から排出された合成ガスＧ２は、後段の処理装置によって、精製、冷却などの処理が適宜なされてもよい。

　熱分解ガス精製冷却装置２が、図２に示す後段処理装置１３を備える場合、熱交換器２０は、例えば、１００℃以上３００℃以下、好ましくは１２０℃以上２４０℃以下、より好ましくは１４０℃以上２００℃以下の温度まで冷却する。図２に示す後段処理装置１３を備える場合では、熱交換器２０の後段にガス冷却塔２１が配置されるので、熱交換器２０で冷却する温度を上記範囲内とすれば、ガス冷却塔２１に比較的低い温度の合成ガスＧ２を供給することになり、ガス冷却塔２１において過剰に冷却することが不要となる。そのため、ガス冷却塔２１において合成ガスＧ２に対して噴霧される水の量を減らすことができ、さらに含水率の高い合成ガスＧ２を、ろ過式集塵器２２、スクラバ２３に供給する必要がなくなる。そのため、ガス冷却塔２１からスクラバ２３への水の移動量を抑制でき、また、ろ過式集塵器２２において水が凝集しすぎることなども防止できる。

《ガス冷却塔》
　ガス冷却塔２１は、水噴霧によりその内部を通過するガス（合成ガスＧ２）を冷却する設備である。ガス冷却塔２１は、その内周面に合成ガスＧ２に対して水を噴霧するための水噴霧口２４を１つ以上備える。水噴霧口２４は、好ましくは２つ以上設けられ、２つ以上の水噴霧口２４は、より好ましくは冷却塔２１において異なる高さ位置に設けられる。水噴霧口２４は、複数設けられ、さらにそれらの高さ位置が異なることによって、水噴霧により十分かつ効率的に合成ガスＧ２を冷却できる。

　ガス冷却塔２１には、好ましくはその上部側から合成ガスＧ２が導入され、合成ガスＧ２は、下降気流となるようにガス冷却塔２１の内部を通過させられ、ガス冷却塔２１の内部を通過する間に水噴霧口２４より噴霧された水により冷却される。この場合、合成ガスＧ２は、ガス冷却塔２１の下部側から排出されるとよい。

　ガス冷却塔２１に導入される合成ガスＧ２は、１００℃以上の温度である一方、水噴霧口２４より噴霧される水は１００℃よりも低い。したがって、合成ガスＧ２は、その温度差により冷却され、また、水噴霧口２４より噴霧された水が気化する際の気化熱によっても冷却される。合成ガスＧ２には、気化された水の一部が水蒸気として混入されるとよい。なお、水噴霧口２４より噴霧される水は、噴霧されるときに一部又は全部がすでに気化していてもよい。

　ガス冷却塔２１において、合成ガスＧ２は好ましくは１００℃以上２００℃以下の温度まで冷却され、上記温度範囲でガス冷却塔２１の外部に排出されるとよい。合成ガスＧ２を２００℃以下まで冷却することで、後述するろ過式集塵器２２を損傷させたり、集塵性能を低下させたりすることなく、ろ過式集塵器２２にて合成ガスＧ２を精製できる。また、１００℃以上とすることで、噴霧された水は、大部分が気化して、合成ガスＧ２中に混入されることになる。したがって、ガス冷却塔２１において、噴霧された水が大量に排水されないので、ガス冷却塔２１に大掛かりな排水設備を導入する必要がない。

　ただし、ガス冷却塔２１に噴霧された水の一部は、液体としてガス冷却塔２１の下方に落下し、回収されてもよい。また、合成ガスＧ２中に残存するタール及びチャー等の固形不純物も噴霧された水と衝突することで下方に落下し、回収されてもよい。

　ガス冷却塔２１において、合成ガスＧ２は、より好ましくは１２０℃以上１８０℃以下、さらに好ましくは１３０℃以上１７０℃以下の温度まで冷却して、これら温度まで冷却されて外部に排出されるとよい。合成ガスＧ２を１２０℃以上に冷却することで、ガス冷却塔２１、さらには後述するろ過式集塵器２２において、合成ガスＧ２に混入された水が大量に液化することを防止できる。また、１８０℃以下とすることで、ろ過式集塵器２２の損傷及び機能低下がより一層回避しやすくなる。

《ろ過式集塵器》
　ガス冷却塔２１で冷却された合成ガスＧ２は、ろ過式集塵器２２を通過する。ろ過式集塵器２２は、いわゆるバグフィルタと呼ばれるものを使用でき、ケーシングと、ケーシングの内部に収納されたろ材とを備える。ろ材としては、特に限定されないが、例えば、ガラス繊維、ＰＴＦＥ繊維などの織布またはフェルトなどが使用される。
　合成ガスＧ２は、サイクロン１１で除去しきれなかったタール及びチャー等の固形不純物が残存していることがあるが、ろ過式集塵器２２を通過することで、固形不純物が除去される。固形不純物を除去することで、ろ過式集塵器２２の後段の各装置において固形不純物が詰まることを防止できる。例えば、有機物質生成部３において、反応器に対してスパージャーを介して気体が吹き込まれることが一般的であるが、スパージャーにおける固形不純物の詰まりを防止できる。さらに、固形不純物を除去することで、有機物質生成部３において微生物触媒の活性を高めやすく、微生物触媒が不純物の影響で死滅することも防止でき、高い変換効率で有機物質を合成できる。

　合成ガスＧ２は、上記のとおりガス冷却塔２１において冷却されることで、ろ過式集塵器２２を通過する際の合成ガスＧ２の温度も、好ましくは１００℃以上２００℃以下、より好ましくは１２０℃以上１８０℃以下、さらに好ましくは１３０℃以上１７０℃以下の温度となっている。そのため、ろ過式集塵器２２は、高温の合成ガスＧ２によって損傷したり、ろ過性能が低下したりすることを防止できる。また、合成ガスＧ２に含まれる合成ガスＧ２がろ過式集塵器２２において大量に液化することも防止できる。

《スクラバ》
　ガス冷却塔２１で冷却された合成ガスＧ２は、スクラバ２３を通過する。本実施形態では、ガス冷却塔２１で冷却され、ろ過式集塵器２２から排出された合成ガスＧ２が、ろ過式集塵器２２の後段に配置されるスクラバ２３を通過する。合成ガスＧ２には、上記した固形不純物以外にも様々な不純物が含まれ、例えば、水溶性不純物が含まれる。水溶性不純物としては、例えば硫化水素、塩化水素、青酸などの酸性ガス、アンモニアなどの塩基性ガス、ＮＯｘ、ＳＯｘなどの酸化物が挙げられる。これら水溶性不純物は、スクラバ２３を通過することで除去される。
　また、合成ガスＧ２には、ＢＴＥＸ（ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン）、ナフタレン、１－ナフトール、２－ナフトール等の油性不純物も含まれるが、これらも、スクラバ２３において適宜除去されてもよいし、ろ過式集塵器２２で回収できなかった固形不純物なども適宜除去されてもよい。

　スクラバ２３は、合成ガスＧ２と水を接触させる構成を有する限り特に限定されないが、例えば図２に示すように、上部に設けられたノズル２５より噴霧された水（便宜上、「洗浄水」ともいう）を、合成ガスＧ２に接触させる構成を有することが好ましい。この場合、スクラバ２３には、導入路２７、供給路２８、排出路２９などが設けられるとよい。また、スクラバ２３の下部には、洗浄水が貯留される貯留部２６が設けられる。貯留部２６に貯留された洗浄水は図示しない攪拌装置により適宜攪拌されてもよい。

　導入路２７は、スクラバ２３に合成ガスＧ２を導入するための経路であり、導入路２７の導入口２７Ａは、例えば、スクラバ１２内部の貯留部２６に貯留された洗浄水の液面よりも上方に設けられる。
　供給路２８は、スクラバ２３において水を循環させて、合成ガスＧ２に接触させるように洗浄水を供給する。具体的には、供給路２８は、貯留部２６に貯留された洗浄水をノズル２５からスクラバ２３の内部において下方に向けて噴霧させ、合成ガスＧ２に接触させる。ここで、供給路２８には、例えばポンプ（図示しない）が設けられ、洗浄水はポンプによってノズル２５に圧送される。そして、洗浄水は、スクラバ１２の内部において、ノズル２５から下方に向けて噴霧される。排出路２９は、スクラバ１２の上部に設けられ、ノズル２５から噴霧された洗浄水に接触した後の合成ガスＧ２を外部に排出させる。
　なお、スクラバ２３で使用する洗浄水は、水単独でもよいが、適宜薬剤が投入されてもよい。

　さらに、スクラバ２３には、除去装置１９が設けられてもよい。除去装置１９は、例えば、洗浄水に含まれる不純物（油性不純物、固形不純物、水溶性不純物など）を除去するための装置である。除去装置１９は、例えば、貯留部２６の水を循環させる循環経路を設け、その経路の中途に設けられとよい。除去装置１９としては、例えば洗浄水に含まれる油性不純物、洗浄水に溶解していない固形不純物、洗浄水に溶解される水溶性不純物などを除去するとよい。したがって、除去装置１９は、油水分離装置などであってもよいし、固形物不純物を除去するフィルタなどであってもよいし、これらの２以上を組み合わせたものでもよいし、洗浄水に含まれる不純物を取り除ける限りいかなる構成を有してもよい。スクラバ２３は、除去装置１９が設けられることで、洗浄水に不純物が蓄積することを防止する。

　合成ガスＧ２は、スクラバ２３において水に接触することで、冷却されるとよい。上記したように、合成ガスＧ２は、ガス冷却塔２１で冷却され、所定の温度（好ましくは１００℃以上２００℃以下、より好ましくは１２０℃以上１８０℃以下、さらに好ましくは１３０℃以上１７０℃の温度）まで冷却された状態でスクラバ２３に導入される。
　一方で、スクラバ２３において合成ガスＧ２に接触する水の温度は、１００℃未満であり、好ましくは０℃以上４０℃以下、より好ましくは５℃以上３０℃以下である。
　なお、本明細書において「合成ガスＧ２に接触する水の温度」とは、上記のように洗浄水を循環させて合成ガスＧ２に接触させる場合には、水が合成ガスＧ２に接触する直前、すなわち、ノズル１５から噴霧された水（洗浄水）の温度を測定すればよい。また、後述するように貯留された水（洗浄水）に対して合成ガスＧ２が導入する場合には、貯留部２６に貯留された洗浄水の温度を測定すればよい。

　合成ガスＧ２は、スクラバ２３において、上記温度の水と接触することで、スクラバ２３において例えば１００℃未満、好ましくは４０℃以下、より好ましくは３８℃以下の温度まで冷却される。このように、合成ガスＧ２がスクラバ２３において水の沸点未満の所定温度まで冷却されると、ガス冷却塔２２において合成ガスＧ２に混入された水（水蒸気）の少なくとも一部が、凝縮され除去される。そのため、ガス冷却塔２２により混入された水を除去するための大掛かりな装置を別途設けなくても、適切に水を除去することが可能になる。また、４０℃以下に冷却することで、別途冷却装置を設けなくても、適切な温度の合成ガスＧ２を有機物質生成部３に供給することができる。また、スクラバ２３の後段に設けられる処理装置に、冷却装置が含まれる場合も、その冷却装置における負荷を低減できる。
　なお、水と接触することで合成ガスＧ２は、例えば０℃以上の温度まで冷却されるとよく、好ましくは５℃以上の温度まで冷却される。

　スクラバ２３には、図示しない温度制御装置が設けられ、温度制御装置により洗浄水の温度が制御されることが好ましい。温度制御装置は、例えば供給路２８に取り付けられ、供給路２８内部を通る洗浄水の温度を調整してもよいし、スクラバ２３の外周に設けられ、スクラバ２３の貯留部２６に貯留された洗浄液の温度を調整してもよい。温度制御装置は、供給路２８を通る洗浄水、又は貯留部２６に貯留された洗浄水などを冷却などして、上記した範囲内の温度にするとよい。また、貯留部２６に貯留される水を適宜入れ替えて、合成ガスＧ２に接触する水の温度を一定の温度範囲に維持させてもよい。

　なお、以上の説明では、スクラバ２３では、ノズル２５から噴霧される洗浄水に合成ガスＧ２が接触する態様を説明したが、貯留部２６に貯留される洗浄水に対して合成ガスＧ２が導入されてもよい。
　この場合、供給路２８及びノズル２５は省略され、洗浄水はノズルから噴霧されない。また、導入路２７の導入口２７Ａは、貯留部２６に貯留された洗浄水の液面よりも下方に配置される。合成ガスＧ２は、貯留部２６に貯留された洗浄水に接触することになり、それにより、合成ガスＧ２は、洗浄され、また、冷却されるとよい。
　貯留部２６に貯留される洗浄水に対して合成ガスＧ２が導入される場合も、合成ガスＧ２に接触する水の温度や、合成ガスＧ２の温度（すなわち、スクラバ２３に導入される合成ガスＧ２の温度、冷却後の合成ガスＧ２の温度）は上記のとおりである。

　次に、後段処理装置１３の第１の変形例について、図３を用いてより詳細に説明する。図３に示す後段処理装置１３は、熱交換器２０の後段に配置されるろ過式集塵器２２と、ろ過集塵器２２の後段にスクラバ２３とを備える。即ち、以上の実施形態においては、ガス冷却塔２１が設けられる構成を示したが、ガス冷却塔２１は省略されてもよい。ガス冷却塔２１が省略される場合には、ろ過式集塵器２２及びスクラバ２３を少なくとも通過した合成ガスＧ２が、有機物質生成部３において微生物触媒に接触され有機物質に変換される。ろ過式集塵器２２及びスクラバ２３に供給される合成ガスＧ２は、サイクロン１１を経ていることで、サイクロン１１においてダスト分が分離除去されているため、ろ過式集塵器２２及びスクラバ２３のそれぞれの精製処理の負荷は低く維持される。
　また、スクラバ２３から排出された合成ガスＧ２は、後段処理装置１３のその他の装置によってさらに精製されてもよい。

　熱分解ガス精製冷却装置２が、図３に示す後段処理装置１３を備える場合、熱交換器２０での冷却温度は、例えば、１００℃以上２００℃以下、好ましくは１２０℃以上１８０℃以下、より好ましくは１３０℃以上１７０℃以下である。図３に示す後段処理装置１３を備える場合では、熱交換器２０の後段にろ過式集塵器２２が配置されるので、熱交換器２０でろ過式集塵器２２の耐熱温度以下に冷却することを要し、熱交換器２０で冷却する温度を上記範囲内とすれば、ろ過式集塵器２２が高温の合成ガスＧ２によって損傷したり、ろ過性能が低下したりすることを防止できる。

　次に、後段処理装置１３の第２の変形例について、図４を用いてより詳細に説明する。図４に示す後段処理装置１３は、熱交換器２０の後段に配置されるガス冷却塔２１と、ガス冷却塔２１の後段に配置されるろ過式集塵器２２とを備える。即ち、以上の実施形態においては、スクラバ２３が設けられる構成を示したが、スクラバ２３は省略されてもよい。スクラバ２３が省略される場合には、ガス冷却塔２１及びろ過式集塵器２２を少なくとも通過した合成ガスＧ２が、有機物質生成部３において微生物触媒に接触され有機物質に変換される。本実施形態においてろ過式集塵器２２から排出される合成ガスＧ２は、典型的には比較的高温（例えば、１００℃以上）であるが、スクラバ２３が省略される場合には、ろ過式集塵器２２の後段に、スクラバ２３以外の冷却装置が設けられ、ろ過式集塵器２２から排出した合成ガスＧ２は、スクラバ２３以外の冷却装置で冷却されるとよい。
　また、スクラバ２３が省略される場合には、ろ過式集塵器２２の後段には、冷却装置以外にも、上記した後段処理装置から選択される１以上の処理装置が設けられ、ろ過式集塵器２２から排出した合成ガスＧ２は、適宜後段処理装置にて処理されてもよい。
　また、有機物質生成部３で製造された有機物質を精製する必要がない場合や、有機物質含有液から水を分離する必要がない場合などには、分離装置３１が省略されてもよい。
　また、ろ過式集塵器２２から排出された合成ガスＧ２は、ろ過式集塵器２２の後段に配置された処理装置によってさらに精製されてもよい。

　熱分解ガス精製冷却装置２が、図４に示す後段処理装置１３を備える場合、熱交換器２０での冷却温度は、例えば、１５０℃以上３００℃以下、好ましくは１７０℃以上２８０℃以下、より好ましくは１９０℃以上２６０℃以下とする。図４に示す後段処理装置１３を備える場合では、熱交換器２０の後段にガス冷却塔２１が配置されるので、上記範囲内であることで、ガス冷却塔２１に比較的低い温度の合成ガスＧ２を供給することになり、ガス冷却塔２１において過剰に冷却することが不要となる。そのため、ガス冷却塔２１において合成ガスＧ２に対して噴霧される水の量を減らすことができ、さらに含水率の高い合成ガスＧ２を、ろ過式集塵器２２に供給する必要がなくなる。そのため、ろ過式集塵器２２において水が凝集しすぎることなども防止できる。

　次に、後段処理装置１３の第３の変形例について、図５を用いてより詳細に説明する。図５に示す後段処理装置１３は、熱交換器２０の後段に配置されるガス冷却塔２１と、ガス冷却塔２１の後段にスクラバ２３を備える。即ち、以上の実施形態においては、ろ過式集塵器２２が設けられる構成が示されるが、ろ過式集塵器２２は省略されてもよい。ろ過式集塵器２２が省略されると、ガス冷却塔２１において冷却された合成ガスＧ２は、ろ過式集塵器２２を介さずにスクラバ２３に供給されることになるが、サイクロン１１を経ていることで、サイクロン１１においてダスト分が分離除去されているので問題ない。
　スクラバ２３から排出された合成ガスＧ２は、後段処理装置１３のその他の装置によってさらに精製されてもよい。

　熱分解ガス精製冷却装置２が、図５に示す後段処理装置１３を備える場合、熱交換器２０での冷却温度は、例えば、２００℃以上３００℃以下、好ましくは２１０℃以上２９０℃以下、より好ましくは２２０℃以上２８０℃以下とする。図５に示す後段処理装置１３を備える場合では、熱交換器２０の後段にガス冷却塔２１が配置されるので、上記範囲内であることで、ガス冷却塔２１に比較的低い温度の合成ガスＧ２を供給することになり、ガス冷却塔２１において過剰に冷却することが不要となる。そのため、ガス冷却塔２１において合成ガスＧ２に対して噴霧される水の量を減らすことができ、さらに含水率の高い合成ガスＧ２を、スクラバ２３に供給する必要がなくなる。そのため、ガス冷却塔２１からスクラバ２３への水の移動量を抑制できる。

　次に、後段処理装置１３の第４の変形例について、図６を用いてより詳細に説明する。図６に示す後段処理装置１３は、熱交換器２０の後段に配置されるろ過式集塵器２２を備える。即ち、以上の実施形態においては、ガス冷却塔２１及びスクラバ２３が設けられる構成を示したが、ガス冷却塔２１及びスクラバ２３は省略されてもよい。
　ろ過式集塵器２２から排出された合成ガスＧ２は、後段処理装置１３のその他の装置によってさらに精製されてもよい。

　熱分解ガス精製冷却装置２が、図６に示す後段処理装置１３を備える場合、熱交換器２０は、例えば、３０℃以上６０℃以下、好ましくは３５℃以上５５℃以下、より好ましくは４０℃以上５０℃以下の温度まで冷却する。図６に示す後段処理装置１３を備える場合では、熱交換器２０の後段にろ過式集塵器２２が配置され、その他の冷却装置を備えないので、熱交換器２０で冷却する温度を上記範囲内とすれば、ろ過式集塵器２２が高温の合成ガスＧ２によって損傷したり、ろ過性能が低下したりすることを防止できる。また、後段処理装置１３の後段の有機物質生成部３において微生物触媒の活性を高めやすく、微生物触媒が不純物の影響で死滅することも防止できる。

　以上の説明では、後段処理装置１３の構成の変形例をいくつか示したが、これらに限定されることはなく、後段に配置される有機物質生成部３に適した合成ガスＧ２を供給することが可能なものであればよい。例えば、サイクロン１１によって合成ガスＧ２の精製処理が十分である場合には、ガス冷却塔２１、ろ過式集塵器２２、スクラバ２３のうち、ガス冷却塔２１のみを備える構成であってもよい。また、ガス冷却塔２１、ろ過式集塵器２２、スクラバ２３のうち、スクラバ２３のみを備える構成であってもよい。さらに、サイクロン１１及び熱交換器２０によって合成ガスＧ２の精製処理及び冷却処理が十分である場合には、後段処理装置１３としてガス冷却塔２１、ろ過式集塵器２２及びスクラバ２３を全て省略する構成であってもよい。

＜有機物質生成部＞
　上記のように、熱分解ガス精製冷却装置２におけるサイクロン１１及び熱交換器２０を少なくとも通過した合成ガスＧ２は、図１に示すように、有機物質生成部３に供給される。有機物質生成部３に供給される合成ガスＧ２は、熱交換器２０、ガス冷却塔２１、ろ過式集塵器２２及びスクラバ２３をこの順に通過した合成ガスＧ２であることが好ましい。有機物質生成部３は、合成ガスＧ２を微生物触媒に接触させて有機物質を生成する。微生物触媒は好ましくはガス資化性微生物が使用される。
　有機物質生成部３は、水と微生物触媒を含む培養液が充填された発酵槽（反応器）を備える。発酵槽の内部には、合成ガスＧ２が供給され、発酵槽内部において合成ガスＧ２は有機物質に変換される。有機物質は、好ましくはエタノール及びイソプロパノールのいずれかを含み、より好ましくはエタノールを含む。

　発酵槽は、連続発酵装置とすることが好ましく、撹拌型、エアリフト型、気泡塔型、ループ型、オープンボンド型、フォトバイオ型のいずれでもよい。
　発酵槽には、合成ガスＧ２と培養液とが連続的に供給されてもよいが、合成ガスＧ２と培養液とを同時に供給する必要はなく、予め培養液を供給した発酵槽に合成ガスＧ２を供給してもよい。　合成ガスＧ２は一般的にスパージャーなどを介して発酵槽に吹き込まれる。
　微生物触媒を培養する際に用いる培地は、菌に応じた適切な組成であれば特に限定されないが、主成分の水と、この水に溶解または分散された栄養分（例えば、ビタミン、リン酸等）とを含有する液体である。　
　有機物質生成部３では、微生物触媒の微生物発酵により有機物質が生成され、有機物質含有液が得られる。

　発酵槽の温度は、好ましくは４０℃以下に制御される。４０℃以下に制御されることで発酵槽中の微生物触媒が死滅することなく、合成ガスＧ２が微生物触媒に接触することでエタノールなどの有機物質が効率良く生成される。
　発酵槽の温度は、より好ましくは３８℃以下であり、また、触媒活性を高めるために、好ましくは１０℃以上、より好ましくは２０℃以上、さらに好ましくは３０℃以上である。

＜分離装置＞
　有機物質製造装置１は、有機物質含有液から少なくとも水を分離する分離装置３１を備える。
　分離装置３１としては、蒸留装置３３を備えることが好ましく、蒸留装置３３の前段に固液分離装置３２を備えることがより好ましい。分離装置３１は、固液分離装置３２と蒸留装置３３とを組み合わせて使用することがさらに好ましい。以下、固液分離装置３２と蒸留装置３３を組み合わせて行う分離工程について具体的に説明する。

《固液分離装置》
　有機物質生成部３において得られた有機物質含有液は、固液分離装置３２において、微生物を主とする固体成分と、有機物質を含む液体成分とに分離するとよい。有機物質生成部３において得られた有機物質含有液には、目的物である有機物質の他、発酵槽中に含まれていた微生物やその死骸等が固体成分として含まれるので、これらを除去するために固液分離をする。固液分離装置３２としては、フィルタ、遠心分離機、溶液沈殿法を利用した装置などがある。また、固液分離装置３２は、有機物質含有液から有機物質を含む液体成分を蒸発させ、固体成分と分離させる装置（例えば、加熱乾燥装置）であってもよい。この際、目的物である有機物質を含む液体成分の全てを蒸発させてもよいし、目的とする有機物質が優先的に蒸発するように液体成分を部分的に蒸発させてもよい。

《蒸留装置》
　蒸留装置３３は、目的物である有機物質を分離するための蒸留を行う。蒸留装置３３は、蒸留による分離により、単純な操作で有機物質を大量に高純度に精製するができる。蒸留装置３３が固液分離装置３２と組み合わせて行う分離工程においては、蒸留装置３３において、固液分離装置３２により分離された液体成分からさらに目的物である有機物質を分離するための蒸留を行うことで、有機物質を大量により高純度に精製するができる。
　蒸留装置３３としては、公知の蒸留塔などを使用することができる。また、蒸留では、例えば、留出液に目的物である有機物質（例えば、エタノール）が高い純度で含まれる一方で、缶出液（すなわち、蒸留残渣）に水が主成分（例えば、７０質量％以上、好ましくは９０質量％以上）として含まれるように操作するとよい。このように操作することで、目的物である有機物質と、水とを概ね分離することができる。

　有機物質（例えば、エタノールやイソプロパノール）の蒸留時における蒸留装置３３内の温度は、特に限定されないが、１００℃以下であることが好ましく、７０～９５℃程度であることがより好ましい。蒸留装置３３内の温度を上記範囲に設定することにより、必要な有機物質と水などのその他の成分との分離を確実に行うことができる。
　有機物質の蒸留時における蒸留装置３３内の圧力は、常圧であってもよいが、好ましくは大気圧未満、より好ましくは６０～１５０ｋＰａ（ゲージ圧）程度である。蒸留装置３３内の圧力を上記範囲に設定することにより、有機物質の分離効率を向上させ、有機物質の収率を向上させることができる。

　蒸留装置３３は、上述した熱交換器２０によって合成ガスＧ２から得た熱エネルギーを蒸留に利用することが好ましい。蒸留装置３３は、熱交換器２０において合成ガスＧ２から得られた熱エネルギーを再利用することで、有機物質の蒸留時における蒸留装置３３内の温度を上昇させることができる。このように、蒸留装置３３が熱交換器２０において合成ガスＧ２から得られた熱エネルギーを再利用することで、有機物質の製造プロセス全体のエネルギー使用量の低減を図ることができる。熱交換器２０において合成ガスＧ２から得られた熱エネルギーは、熱交換器２０と蒸留装置３３に接続された熱エネルギー経路３３ａを介して伝達することができる。熱エネルギー経路３３ａは、特に限定はなく、熱交換器２０から蒸留装置３３に合成ガスＧ２の熱エネルギーを熱媒体により移動させるいかなる構成を有してもよい。熱媒体としては、気体、液体のいずれでもよく、また、気体と液体との相変化を伴うものでもよい。また、上記のとおり熱交換器２０はボイラーであることが好ましく、したがって、熱媒体としては、水蒸気が好ましい。熱媒体として水蒸気を使用することで合成ガスＧ２の熱エネルギーの再利用が容易である。なお、熱媒体として水蒸気を使用する場合には、水蒸気の一部が液化していてもよい。

　分離装置３１において分離された水は、再利用することが好ましく、より好ましくはガス冷却塔２１に供給され、ガス冷却塔２１において水噴霧に使用される。このように、水を再利用すると、有機物質生成部３で不要となった水が排水とならず、環境保護の観点、及び経済性の観点から好ましい。また、有機物質製造装置１は、分離装置３１とガス冷却塔２１に接続され、分離装置３１で得られた水をガス冷却塔２１に供給する水供給経路３１ａを有してもよい。水供給経路３１ａは特に限定されないが、配管などで構成されるとよい。また、分離装置３１において分離された水は、さらに精製され純度が高められて、ガス冷却塔２１に供給されてもよい。

　以上説明したように、本実施形態によれば、サイクロン１１によって熱分解ガスＧ１からダスト分の分離除去を施すことによって、熱分解ガスＧ１中のダスト分の含有量を低減させることができ、後段においてダスト分が起因となる冷却効率の低下又はガス流路の閉塞を防ぐことができる。
　また、本実施形態によれば、熱交換器２０によって合成ガスＧ２から得た熱エネルギーを、有機物質の蒸留時における蒸留装置３３内の温度を上昇させることに利用することができる。そのため、蒸留装置３３の蒸留における外部から調達するエネルギー量を低減させることができ、有機物質の製造プロセス全体のエネルギー使用量の低減を図ることができる。

　本実施形態によれば、ガス化炉１０の後段にサイクロン１１を備えることによって、熱交換器２０に供給される合成ガスＧ２は、サイクロン１１を経ていることで、サイクロン１１においてダスト分が分離除去されており、熱交換器２０で合成ガスＧ２を２４０℃以下に冷却しても、ダスト分による肥大化を抑制することができる。また、熱交換器２０で合成ガスＧ２を１００℃以下まで冷却することで後段の冷却装置の一部の設置を省略することも可能となる。また、熱交換器２０で合成ガスＧ２を４０℃程度まで冷却することで、別途冷却装置を設けなくても、微生物触媒に対して適切な温度の合成ガスＧ２を有機物質生成部３に供給することができる。

　上記実施形態では、ガス化炉１０において、廃棄物から熱分解ガスＧ１が得られる態様について説明したが、ガス化炉１０では、廃棄物以外から熱分解ガスＧ１が生成されてもよい。例えば、天然ガス、石炭、重質油、石油排ガス、オイルシェール等の化石資源や、廃棄物以外のバイオマスなどから熱分解ガスＧ１が生成されてもよい。また、熱分解ガスＧ１は、鉄鋼製造プロセスなどの各種製造プロセスにおける副生ガスでもよく、例えば、ガス化炉１０は鉄鋼製造設備などを構成するものでもよい。

（第２の実施形態）
　次に、本発明の第２の実施形態を説明する。以下では、第２の実施形態について、第１の実施形態と重複するものについては説明を省略し、第１の実施形態との相違点を説明する。
　第２の実施形態における有機物質製造装置１は、図７に示すように、サイクロン１１の前段に改質炉１２が配置されている点が相違する。

　第２の実施形態におけるサイクロン１１は、改質炉１２で得られた合成ガスＧ２を導入し、固体と気体が混合している合成ガスＧ２を旋回させることにより、遠心力を発生させ、当該遠心力によって、合成ガスＧ２から固体であるタール及びチャー等のダスト分を分離除去する装置である。サイクロン１１によって合成ガスＧ２からダスト分の分離除去を施すことによって、合成ガスＧ２中のダスト分の含有量を低減させることができ、後段においてダスト分が起因となる冷却効率の低下又はガス流路の閉塞を防ぐことができる。サイクロン１１によってダスト分の分離除去が施された合成ガスＧ２は、熱交換器２０へ供給される。

　なお、以上の説明において、ガス化炉１０と改質炉１２は、それぞれ異なるものとして説明したが、ガス化炉１０と改質炉１２が一体となった装置であってもよいし、合成ガスＧ２を生成できる限りいかなる方式のガス化装置であってもよい。

　本発明の第２の実施形態に係る有機物質製造装置及び有機物質の製造方法によれば、第１の実施形態に係る有機物質製造装置及び有機物質の製造方法に記載した同等の効果を奏し得る。

（第３の実施形態）
　次に、本発明の第３の実施形態を説明する。以下では、第３の実施形態について、第１の実施形態と重複するものについては説明を省略し、第１の実施形態との相違点を説明する。
　第３の実施形態における有機物質製造装置１は、図８に示すように、後段処理装置１３として、ろ過式集塵器２２と、スクラバ２３とを備え、ろ過式集塵器２２及びスクラバ２３が熱交換器２０の後段で並列に配置されている点が相違する。即ち、第３の実施形態における有機物質製造装置１は、熱交換器２０から排出された合成ガスＧ２がろ過式集塵器２２又はスクラバ２３のいずれかに供給されて精製処理される。

　図８に示す後段処理装置１３を備える場合、熱交換器２０での冷却温度は、例えば、１００℃以上２００℃以下、好ましくは１２０℃以上１８０℃以下、より好ましくは１３０℃以上１７０℃以下である。図８に示す後段処理装置１３を備える場合では、熱交換器２０の後段にろ過式集塵器２２が配置されるので、熱交換器２０でろ過式集塵器２２の耐熱温度以下に冷却することを要し、熱交換器２０で冷却する温度を上記範囲内とすれば、ろ過式集塵器２２が高温の合成ガスＧ２によって損傷したり、ろ過性能が低下したりすることを防止できる。

　第３の実施形態における有機物質製造装置１は、差圧測定器４０及び流路切替部４１をさらに備える。

＜差圧測定器＞
　差圧測定器４０は、ろ過式集塵器２２の前段と後段との差圧を測定する。差圧測定器４０によって、ろ過式集塵器２２に供給される合成ガスＧ２とろ過式集塵器２２から排出される合成ガスＧ２との差圧を測定し、当該差圧が所定の圧力（基準値）を超える場合にろ過式集塵器２２に閉塞が発生していると判断する。差圧測定器４０の測定結果によって、差圧が基準値を超えない場合は、有機物質製造装置１の通常運転として、合成ガスＧ２がろ過式集塵器２２に供給され、ろ過式集塵器２２によって合成ガスＧ２の精製が行われる。一方、差圧測定器４０の測定結果によって、差圧が基準値を超える場合は、ろ過式集塵器２２の閉塞を解消するメンテナンスを行うために、ろ過式集塵器２２への合成ガスＧ２の供給を停止し、合成ガスＧ２をスクラバ２３へ供給する。
　なお、差圧測定器４０における基準値とは、ろ過式集塵器２２が合成ガスＧ２を適切に精製している場合に差圧測定器４０が示す値をいう。
　差圧測定器４０としては、ろ過式集塵器２２の前段と後段との差圧を測定することが可能な公知の測定器を使用することができる。

＜流路切替部＞
　有機物質製造装置１は、合成ガスＧ２を通過させるろ過式集塵器２２又はスクラバ２３を選択的に切り替える流路切替部４１を備える。流路切替部４１としては、例えば、２方向切替バルブ及び３方向切替バルブ等により構成することができる。
　流路切替部４１は、熱交換器２０から排出された合成ガスＧ２の供給先として、ろ過式集塵器２２又はスクラバ２３のいずれかを選択的に切り替える。例えば、有機物質製造装置１の通常運転時においては、流路切替部４１は、合成ガスＧ２の供給先にろ過式集塵器２２を選択する。このように、有機物質製造装置１の通常運転時において、合成ガスＧ２の供給先にろ過式集塵器２２を選択することで、スクラバ２３の運転を停止させることができ、スクラバ２３からの排水が発生しないことになり、排水の処理コストや環境負荷の問題を解消することができる。
　また、有機物質製造装置１の通常運転時以外として、例えば、ろ過式集塵器２２に閉塞が発生した際に、流路切替部４１は、合成ガスＧ２の供給先にスクラバ２３を選択する。このように、有機物質製造装置１の通常運転時以外において、スクラバ２３を使用することで、合成ガスＧ２の生成を停止させずに、連続運転することができるので生産効率の低下を防ぐことができる。そして、有機物質生成部５において微生物触媒を用いている場合には、連続運転が可能なことで、有機物質生成部５に連続して精製合成ガスＧ２を供給することができ、微生物触媒が死滅することを防ぐことができる。

　流路切替部４１は、上述した差圧測定器４０による測定結果に応じて、ガス化装置２から排出された合成ガスＧ２の供給先を選択するとよい。具体的には、差圧測定器４０によって、ろ過式集塵器２２の前段と後段との差圧を測定し、当該差圧が基準値を超えない場合、流路切替部４１は、ろ過式集塵器２２へ合成ガスＧ２を供給する。一方、差圧測定器４０によって、ろ過式集塵器２２の前段と後段との差圧を測定し、当該差圧が基準値を超えた場合、ろ過式集塵器２２に閉塞が発生していると判断し、流路切替部４１は、スクラバ２３へ合成ガスＧ２を供給する。

　次に、第３の実施形態における有機物質製造装置１が備える後段処理装置１３の第１の変形例について、図９を用いてより詳細に説明する。図９に示す後段処理装置１３は、濃度測定器４２を備える。

＜濃度測定器＞
　濃度測定器４２は、熱交換器２０から排出された合成ガスＧ２中の不純物の濃度を測定する装置であり、例えば、合成ガスＧ２中の相転移性不純物及び固形不純物から選択される少なくともいずれかの濃度を測定する。
　濃度測定器４２によって、特定の不純物（例えば、相転移性不純物及び固形不純物から選択される少なくともいずれか）の濃度を測定し、その不純物の濃度が所定の値（基準値）を超える場合に、ろ過式集塵器２２での精製処理能力を超えると判断し、ろ過式集塵器２２の閉塞を避けるために、スクラバ２３へ合成ガスＧ２を供給する。
　特定の不純物の濃度としては、相転移性不純物の濃度が挙げられる。相転移性不純物とは、ナフタレン、１－ナフトール及び２－ナフトール等の昇華性物質をはじめとする、気相と固相の間で相転移可能な不純物をいう。相転移性不純物の濃度は、相転移性不純物のうちの特定の成分の濃度でもよいし、相転移性不純物全量の濃度でもよい。
　相転移性不純物の特定の成分の濃度としては、ナフタレンの濃度が挙げられる。ナフタレンは、廃棄物由来の合成ガスに多く含まれ、ナフタレンの濃度を代表的に測定することで、合成ガス全体に含まれる相転移性不純物の濃度がおおよそ把握することができる。
　相転移性不純物の濃度の基準値としては、例えば、ナフタレンの濃度が５００ｐｐｍ以上である。
　また、特定の成分の濃度としては、ナフタレン、１－ナフトール及び２－ナフトールなどの２成分以上の合計量の濃度などでもよい。

　固形不純物に関しても、固形不純物全体の濃度を測定してもよいし、固形不純物のうちの特定の成分の濃度を測定してもよい。固形不純物全体の濃度は、例えば、合成ガスＧ２を所定の温度に調整して、その一定の温度に調整した合成ガスＧ２に含まれる固形不純物全体の濃度を測定するとよい。また、固形不純物の特定の成分の濃度として、タール単体、チャー単体、タール及びチャーの合計量の濃度などを測定してもよい。
　固形不純物の濃度の基準値としては、例えば、タールの濃度が５ｇ／Ｎｍ^３以上であり、ダストの濃度が５０ｇ／Ｎｍ^３以上である。ただし、これらの固形不純物と濃度範囲は一例であり、他の固形不純物と濃度範囲も適用可能である。

　さらに、相転移性不純物及び固形不純物の両方の濃度を測定してもよい。具体的には、相転移性不純物及び固形不純物の両方の濃度を測定してもよいし、合計量濃度を測定してもよい。また、相転移性不純物の特定の成分と、固形不純物の特定の成分の両方の濃度を測定してもよい。２以上の成分の濃度を測定する場合には、特に限定されないが、例えば、測定した成分のうちの１つの成分の濃度が基準値を超えた場合に、スクラバ２３へ合成ガスＧ２を供給するとよい。

　濃度測定器４２としては、例えば、ガスクロマトグラフィー装置、質量分析装置、ガスクロマトグラフィー－質量分析装置、二次イオン質量分析装置、原子吸光分析装置、ラマン分光分析装置及びフーリエ変換赤外分光法装置の各種測定装置等が挙げられる。
　また、固形不純物の濃度は、特定の温度に維持された、吸着剤、フィルタなどにより固形不純物を捕集して、その捕集された成分を上記測定装置により測定してもよい。相移転不純物濃度に関しても、吸着剤などにより捕集して、その捕集された成分を上記測定装置により測定してもよい。

　流路切替部４１は、上述した濃度測定器４２による測定結果に応じて、熱交換器２０から排出された合成ガスＧ２の供給先を選択するとよい。具体的には、濃度測定器４２によって、特定の不純物の濃度（例えば、相転移性不純物及び固形不純物から選択される少なくともいずれか）を測定し、その濃度が基準値を超えない場合、ろ過式集塵器２２での精製処理能力の範囲内であると判断し、流路切替部４１は、通常運転としてろ過式集塵器２２へ合成ガスＧ２を供給する。一方、濃度測定器４２によって、相転移性不純物及び固形不純物の少なくともいずれかの濃度を測定し、相転移性不純物及び固形不純物の少なくともいずれかの濃度が基準値を超えた場合に、ろ過式集塵器２２での精製処理能力を超えると判断し、ろ過式集塵器２２の閉塞を避けるため、流路切替部４１は、通常運転以外としてスクラバ２３へ合成ガスＧ２を供給する。
　以上のように、本実施形態においては、濃度測定器４２の測定結果を利用することで、ろ過式集塵器２２の閉塞を予防し、スクラバ２３からの排水を減少させることができる。

　次に、第３の実施形態における有機物質製造装置１が備える後段処理装置１３の第２の変形例について、図１０を用いてより詳細に説明する。図１０に示す後段処理装置１３は、濃度測定器４２及び差圧測定器４０が併設されている。

　図１０に示す後段処理装置１３は、濃度測定器４２及び差圧測定器４０が併設されており、濃度測定器４２及び差圧測定器４０の測定結果に応じて、合成ガスＧ２を通過させるろ過式集塵器２２又はスクラバ２３を選択的に切り替えることができる。
　本実施形態においては、まず、濃度測定器４２によって、ガス化装置２から排出された合成ガスＧ２中の不純物の濃度を測定し、不純物の濃度が基準値を超えない場合はろ過式集塵器２２へ合成ガスＧ２を供給し、不純物の濃度が基準値を超える場合はスクラバ２３へ合成ガスＧ２を供給する。つまり、濃度測定器４２の測定結果を利用することで、ろ過式集塵器２２の閉塞を予防し、スクラバ２３からの排水を減少させることができる。
　また、本実施形態においては、濃度測定器４２の濃度測定と併せて、差圧測定器４０によって、ろ過式集塵器２２の前段と後段との差圧を測定することで、経年劣化等の合成ガスＧ２の不純物の濃度以外に起因するろ過式集塵器２２の閉塞が発生した場合にも、合成ガスＧ２をスクラバ２３へ供給することで対応可能となり、有機物質製造装置１の連続運転が可能となる。

　次に、第３の実施形態における有機物質製造装置１が備える後段処理装置１３の第３の変形例について、図１１を用いてより詳細に説明する。図１１に示す後段処理装置１３は、ろ過式集塵器２２を複数備え、複数のろ過式集塵器２２及びスクラバ２３がガス化装置２の後段で並列に配置されている。

　図１１に示す後段処理装置１３は、２つのろ過式集塵器２２がガス化装置２の後段で並列に配置されており、有機物質製造装置１の通常運転時には、ろ過式集塵器２２のうちの少なくともいずれかに合成ガスＧ２が供給され、合成ガスＧ２の精製が行われる。
　ろ過式集塵器２２には、それぞれ差圧測定器４０が設けられ、ろ過式集塵器２２の前段と後段との差圧を測定するとよい。差圧測定器４０の測定結果によって、差圧が基準値を超えた場合は、差圧の測定対象であるろ過式集塵器２２の閉塞を解消するメンテナンスを行うために合成ガスＧ２の供給を停止し、合成ガスＧ２を別のろ過式集塵器２２へ供給する、又は合成ガスＧ２をスクラバ２３へ供給する。このとき、合成ガスＧ２の供給先は、別のろ過式集塵器２２が優先され、スクラバ２３の運転を極力少なくすることで、スクラバ２３からの排水の処理コストや環境負荷の問題を解消することができる。

　図１１に示す後段処理装置１３は、差圧測定器４０及び濃度測定器４２が併設されている構成が示されるが、濃度測定器４２が省略されてもよく、差圧測定器４０が省力されてもよい。

　上記実施形態においては、ろ過式集塵器２２を１つ又は２つ備える形態として記載したが、これらに限定されず、３つ以上備え、３つ以上のろ過式集塵器２２及びスクラバ２３がガス化装置２の後段で並列に配置されていてもよい。
　また、上記実施形態においては、差圧測定器２０が単体で設けられる構成、濃度測定機２１が単体で設けられる構成、並びに、差圧測定器２０及び濃度測定機２１が併設されている構成を示したが、差圧測定器２０及び濃度測定機２１の両方が省略されてもよい。差圧測定器２０及び濃度測定機２１の両方が省略された場合には、一定の周期で合成ガスＧ１の供給先を差圧測定器２０又は濃度測定機２１に変更することで、差圧測定器２０の閉塞を抑制しつつ、スクラバ２３からの排水を低減し、廃棄物由来の合成ガスＧ２から不純物を効率よく除去することができる。

　上記実施形態においては、後段処理装置１３は、上記した構成に限られず、流路切替部４１の前段、又は、ろ過式集塵器２２及びスクラバ２３の後段に、第１の実施形態において後段処理装置１３として列挙される上記各装置が適宜設けられてもよい。
　また、本実施形態においては、流路切替部４１の前段で、かつ熱交換器２０後段に、ガス冷却塔２１が設けられてもよい。この際の熱交換器２０及びガス冷却塔２１の挙動は、第１の実施形態で説明したとおりである。

　本発明の第３の実施形態に係る有機物質製造装置及び有機物質の製造方法によれば、第１の実施形態に係る有機物質製造装置及び有機物質の製造方法に記載した同等の効果を奏し得る。
　なお、以上の第３の実施形態の説明では、サイクロン１１が改質炉１２の前段に配置される態様を示したが、第３の実施形態においては、第２の実施形態で説明したとおり、改質炉１２がサイクロン１１の前段に配置されてもよい。

（第４の実施形態）
　次に、本発明の第４の実施形態を説明する。以下では、第４の実施形態について、第１の実施形態と重複するものについては説明を省略し、第１の実施形態との相違点を説明する。
　第４の実施形態における有機物質製造装置１は、図１２に示すように、廃棄物をガス化して熱分解ガスを生成するガス化炉１０と、ガス化炉１０から排出された熱分解ガスＧ１を改質する改質炉１２と、改質炉１２を通過した熱分解ガスＧ１を通過させて冷却する熱交換器２０とを備える点が相違する。
　有機物質製造装置１（熱分解ガス精製冷却装置２）は、ガス化炉１０、改質炉１２、及び熱交換器２０を備えることで、水素及び一酸化炭素の少なくともいずれかの含有率が高く、かつ熱交換器２０で適度に冷却された合成ガスＧ２を得ることができる。

　また、以上の実施形態においては、サイクロン１１が設けられる構成が示されるが、本実施形態ではサイクロン１１が省略される。サイクロン１１が省略されると、熱交換器２０において冷却された合成ガスＧ２は、サイクロン１１を介さずに後処理装置１３に供給されることになる。例えば、サイクロン１１は、廃棄物に固形不純物が少ない場合や、廃棄物以外を原料として合成ガスＧ２を生成する場合に省略するとよい。

　第４の実施形態における有機物質製造装置１は、サイクロン１１が省略される以外は第１又は第３の実施形態と同様である。したがって、第４の実施形態における有機物質製造装置１は、ガス化炉１０と改質炉１２と熱交換器２０とを備えるが、第４の実施形態における有機物質製造装置１は、これら以外にも後段処理装置１３などを適宜有してもよい。後段処理装置１３は、第１及び第３の実施形態で説明したとおりであり、有機物質製造装置１は、後段処理装置１３において、ガス冷却塔２１、ろ過式集塵器２２及びスクラバ２３の少なくともいずれかを備えることが好ましい。
　この際、後段処理装置１３は、第１の実施形態及び各変形例で示した構成とすることができる。即ち、図２に示したように、熱交換器２０の後段に配置されるガス冷却塔２１と、ガス冷却塔２１の後段に配置されるろ過式集塵器２２と、ろ過集塵器２２の後段に配置されるスクラバ２３とを備える構成とすることができる。また、図３に示したように、熱交換器２０の後段に配置されるろ過式集塵器２２と、ろ過集塵器２２の後段にスクラバ２３とを備える構成とすることができる。また、図４に示したように、熱交換器２０の後段に配置されるガス冷却塔２１と、ガス冷却塔２１の後段に配置されるろ過式集塵器２２とを備える構成とすることができる。また、図５に示したように、熱交換器２０の後段に配置されるガス冷却塔２１と、ガス冷却塔２１の後段にスクラバ２３を備える構成とすることができる。また、図６に示したように、熱交換器２０の後段に配置されるろ過式集塵器２２を備える構成とすることができる。
　また、後段処理装置１３は、第３の実施形態及び各変形例で示した構成としてもよい。即ち、図８に示したように、ろ過式集塵器２２及びスクラバ２３が熱交換器２０の後段で並列に配置されるとともに、流路切替部４１が設けられる構成としてもよい。その他、第３の実施形態の各変形例で示したとおり、差圧測定器４０、濃度測定器４２が設けられる構成としてもよいし、流路切替部４１の前段でかつ熱交換器２０の後段にガス冷却塔２１が設けられる構成としてもよい（図９～１１参照）。これらの詳細は、上記のとおりであるので、その説明は省略する。

（その他の実施形態）
　例えば、以上の説明では、サイクロン１１は、熱分解ガス精製冷却装置２に１つ備える形態として記載したが、１つに限定されず、２つ以上備えてもよい。例えば、サイクロン１１は、ガス化炉１０の後段と、改質炉１２の後段とにそれぞれ備える形態でもよい。また、サイクロン１１を２つ以上連続して備えてもよい。

　さらに、以上の説明では、ガス化炉１０において、廃棄物から合成ガスＧ２が得られる態様について説明したが、ガス化炉１０では、廃棄物以外から合成ガスＧ２が生成されてもよい。例えば、天然ガス、石炭、重質油、石油排ガス、オイルシェール等の化石資源や、廃棄物以外のバイオマスなどから合成ガスＧ２が生成されてもよい。また、合成ガスＧ２は、鉄鋼製造プロセスなどの各種製造プロセスにおける副生ガスでもよく、例えば、ガス化炉１０は鉄鋼製造設備などを構成するものでもよい。

　１　有機物質製造装置
　２　熱分解ガス精製冷却装置
　３　有機物質生成部
　１０　ガス化炉
　１１　サイクロン
　１１ａ　ダスト分供給経路
　１２　改質炉
　１３　後段処理装置
　１９　除去装置
　２０　熱交換器
　２１　ガス冷却塔
　２２　ろ過式集塵器
　２３　スクラバ
　２４　水噴霧口
　２５　ノズル
　２６　貯留部
　２７　導入路
　２８　供給路
　２９　排出路
　３１　分離装置
　３１ａ　水供給経路
　３２　固液分離装置
　３３　蒸留装置
　３３ａ　熱エネルギー経路
　４０　差圧測定器
　４１　流路切替部
　４２　濃度測定器
　Ｇ１　熱分解ガス
　Ｇ２　合成ガス

Claims

　廃棄物をガス化して熱分解ガスを生成するガス化炉と、
　前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを通過させることにより前記熱分解ガス中のダスト分を回収するサイクロンと、
　前記サイクロンを通過した前記熱分解ガスを通過させて冷却する熱交換器と
　を備える熱分解ガス精製冷却装置。
　前記サイクロンに供給される前記熱分解ガスの温度が５００℃以上１，１００℃以下である、請求項１に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
　前記熱交換器で前記熱分解ガスを３０℃以上３００℃以下の温度まで冷却する、請求項１又は２に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
　前記サイクロンの後段に配置され、かつ前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを改質する改質炉をさらに備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
　前記サイクロンの前段に配置され、かつ前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを改質する改質炉をさらに備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
　前記サイクロンで回収した前記ダスト分が、前記ガス化炉へ供給される、請求項１～５のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
　前記熱交換器の後段に配置され、かつ前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを通過させて水噴霧により冷却するガス冷却塔をさらに備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
　前記熱交換器の後段に配置され、かつ前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを通過させるろ過式集塵器をさらに備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
　前記熱交換器の後段に配置され、かつ前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを通過させるスクラバをさらに備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
　ろ過式集塵器と、スクラバとを備え、
　前記ろ過式集塵器及び前記スクラバが前記熱交換器の後段で並列に配置されている、請求項１～９のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
　前記ろ過式集塵器の前段と後段との差圧を測定する差圧測定器を備える、請求項１０に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
　前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガス中の相転移性不純物及び固形不純物から選択される少なくともいずれかの濃度を測定する濃度測定器を備える、請求項１０又は１１に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
　前記熱分解ガスを通過させる前記ろ過式集塵器又は前記スクラバを選択的に切り替える流路切替部を備える、請求項１０～１２のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却装置。
　請求項１～１３のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却装置によって前記熱分解ガスを処理して得られた合成ガスを、微生物触媒に接触させて有機物質を生成する有機物質生成部をさらに備える有機物質製造装置。
　廃棄物をガス化炉でガス化して熱分解ガスを生成する工程と、
　前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを、サイクロンを通過させ、前記熱分解ガス中のダスト分を回収する工程と、
　前記サイクロンを通過した前記熱分解ガスを、熱交換器を通過させることにより冷却する工程と
　を含む熱分解ガス精製冷却方法。
　前記サイクロンに供給される前記熱分解ガスの温度が５００℃以上１，１００℃以下である、請求項１５に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
　前記熱交換器で前記熱分解ガスを３０℃以上３００℃以下の温度まで冷却する、請求項１５又は１６に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
　前記サイクロンを通過させた後段に、前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを、改質炉を通過させて改質する工程をさらに含む、請求項１５～１７のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
　前記サイクロンを通過させる前段に、前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガスを、改質炉を通過させて改質する工程をさらに含む、請求項１５～１８のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
　前記サイクロンで回収した前記ダスト分を、前記ガス化炉へ供給する、請求項１５～１９のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
　前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを、ガス冷却塔を通過させて、ガス冷却塔内部で噴霧された水により冷却する工程をさらに含む、請求項１５～２０のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
　前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを、ろ過式集塵器を通過させる工程をさらに含む、請求項１５～２１のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
　前記熱交換器で冷却された前記熱分解ガスを、スクラバを通過させる工程をさらに含む、請求項１５～２２のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
　前記熱交換器の後段で並列に配置されているろ過式集塵器及びスクラバのいずれかに前記熱分解ガスを通過させる工程を含む、請求項１５～２３のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
　前記ろ過式集塵器の前段と後段との差圧を差圧測定器で測定する工程を含む、請求項２４に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
　前記ガス化炉から排出された前記熱分解ガス中の相転移性不純物及び固形不純物から選択される少なくともいずれかの濃度を濃度測定器で測定する工程を含む、請求項２４又は２５に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
　前記差圧測定器及び前記濃度測定器の少なくともいずれかの測定結果に応じて、流路切替部によって前記ろ過式集塵器又は前記スクラバへの前記熱分解ガスの供給を選択的に切り替える工程をさらに含む、請求項２５又は２６に記載の熱分解ガス精製冷却方法。
　請求項１５～２７のいずれか１項に記載の熱分解ガス精製冷却方法によって前記熱分解ガスを処理して得られた合成ガスを、微生物触媒に接触させて有機物質を生成する工程をさらに含む有機物質の製造方法。