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公開番号2025003754
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2024191070,2020108504
出願日2024-10-30,2020-06-24
発明の名称有機物質の製造方法、及び有機物質製造装置
出願人積水化学工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C12P 7/08 20060101AFI20241226BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】廃棄物由来の合成ガスから、微生物触媒などの触媒によりエタノールなどの有機物質を、効率的かつ安定的に生成する。
【解決手段】有機物質製造方法は、廃棄物G0をガス化装置14においてガス化して合成ガスG1を生成する工程と、合成ガスG1を、供給経路25を介して有機物質生成部17に供給し、有機物質生成部17において触媒に接触させて有機物質を生成する工程と、供給経路25を流れる合成ガスG1のガス量を検出する工程と、検出されたガス量に応じて、有機物質生成部17に供給される合成ガスG1のガス量を制御する工程とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
廃棄物をガス化装置においてガス化して合成ガスを生成する工程と、
前記合成ガスを、供給経路を介して有機物質生成部に供給し、前記有機物質生成部において触媒に接触させて有機物質を生成する工程と、
前記供給経路を流れる前記合成ガスのガス量を検出する工程と、
前記検出されたガス量に応じて、前記有機物質生成部に供給される前記合成ガスのガス量を制御する工程と
を備える有機物質製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記検出されたガス量に応じて、前記ガス化装置に供給される前記廃棄物の量を変えることで、前記有機物質生成部に供給される前記合成ガスのガス量を制御する、請求項１に記載の有機物質製造方法。
【請求項３】
前記供給経路には、前記合成ガスを前記ガス化装置に戻す戻り経路が接続されており、
前記検出されたガス量が基準値より多ければ、前記供給経路に流れる前記合成ガスの一部を前記戻り経路を介して前記ガス化装置に戻すことで、前記有機物質生成部に供給される前記合成ガスのガス量を制御する、請求項１又は２に記載の有機物質製造方法。
【請求項４】
前記触媒が微生物触媒である請求項１～３のいずれか１項に記載の有機物質製造方法。
【請求項５】
前記有機物質がエタノールを含む請求項１～４のいずれか１項に記載の有機物質製造方法。
【請求項６】
乾燥機で乾燥された廃棄物をガス化装置に供給する請求項１～５のいずれか１項に記載の有機物質製造方法。
【請求項７】
廃棄物をガス化して合成ガスを生成するガス化装置と、
前記合成ガスを、触媒に接触させて有機物質を生成する有機物質生成部と、
前記ガス化装置で生成した合成ガスを有機物質生成部に供給する供給経路と、
前記供給経路を流れる前記合成ガスのガス量を検出するガス量検出器とを備え、
前記ガス量検出器で検出されたガス量に応じて、前記有機物質生成部に供給される前記合成ガスのガス量を制御する、有機物質製造装置。
【請求項８】
前記ガス化装置に廃棄物を供給する廃棄物供給手段を備え、
前記廃棄物供給手段が、前記ガス量検出器で検出されたガス量に応じて、前記ガス化装置に供給される前記廃棄物の量を変えることで、前記有機物質生成部に供給される前記合成ガスのガス量を制御する、請求項７に記載の有機物質製造装置。
【請求項９】
前記供給経路に接続され、かつ前記供給経路に流れる前記合成ガスを前記ガス化装置に戻す戻り経路を備える請求項７又は８に記載の有機物質製造装置。
【請求項１０】
前記検出されたガス量が基準値より多ければ、前記供給経路に流れる前記合成ガスの一部を前記戻り経路を介して前記ガス化装置に戻すことで、前記有機物質生成部に供給される前記合成ガスのガス量を制御する、請求項９に記載の有機物質製造装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成ガスを原料として有機物質を製造する有機物質の製造方法、及び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に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
産業廃棄物、一般廃棄物などの各種廃棄物は、特許文献１に記載されるように、ガス化炉において熱分解によりガスを生成した後、改質炉で生成された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、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ることが多い。
特許文献１に記載されるガス化処理システムでは、ガス化炉として、流動層ガス化炉を使用するとともに、炉内に導入する二酸化炭素、酸素、及び水蒸気の導入量をそれぞれ制御するＣＯ
２
導入量制御手段、Ｏ
２
量制御手段、及びＨ
２
Ｏ導入量制御手段が設けられている。このような構成により、特許文献１では、二酸化炭素、酸素、及び水蒸気それぞれの導入量が独立に制御されることで、水蒸気量、酸素量の適正化、及び最適な流動化が可能となり、高効率でガス化が実現できると記載されている。
【０００３】
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、合成ガスを微生物触媒が充填された反応器に供給して、反応器において、合成ガスが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２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４６６２３３８号公報
特許２０１９－１６７４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで廃棄物は、各所からゴミ処分場などに集められ、一旦廃棄物ピットなどの貯留部に貯められた後にガス化炉などに投入される。この際、貯留部に貯められた廃棄物は、成分や水分量のバラつきが多く、クレーンなどにより混ぜ合わせた上でガス化炉に投入されることが一般的である。
【０００６】
しかし、廃棄物は、クレーンなどにより混ぜ合わせを行っても、バラつきが依然多く、そのため、廃棄物を給塵機などにより等量ずつガス化炉に投入しても、単位時間当たりに得られる合成ガスの生成量にも、大きなバラつきが生じることがある。例えば、ゴミ処分場には、多種多様な廃棄物が受け入れられ、異なる種類の廃棄物がガス化炉に順次投入されることが一般的であり、この際、廃棄物の種類が変わると、単位時間当たりに得られる合成ガスの生成量が大きく変動することがある。
【０００７】
合成ガスを例えば発電に利用する場合には、生成量にバラつきがあっても、電力量はその生成量に応じてバラつくものの、生成された合成ガスは概ね利用でき、効率的な発電を実現できる。一方で、合成ガスを原料として、微生物触媒によりエタノールなどの有機物質を生成する場合、合成ガスの生成量のバラつきにより、反応器への合成ガスの供給量が不足すると、微生物触媒が死滅するおそれがあり、安定的な有機物質の生成が困難になる。一方で、合成ガスの生成量のバラつきを考慮して、反応器における微生物触媒の量を抑制すると、十分な量の有機物質が製造できず、さらには、合成ガスの廃棄量が多くなることで、効率的な生産が難しくなる。
【０００８】
また、特許文献１では、合成ガスを効率的に生成できることが示されるが、廃棄物のバラつきに基づく合成ガスの生成量のバラつきは十分に抑制できない。したがって、特許文献１の構成を、微生物触媒などの触媒により有機物質を生成する生産設備にそのまま適用しても、有機物質を効率的かつ安定的に生成することは難しい。
【０００９】
そこで、本発明は、廃棄物由来の合成ガスから、微生物触媒などの触媒によりエタノールなどの有機物質を、効率的かつ安定的に生成することができる有機物質の製造方法、及び有機物質製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の要旨は、以下の［１］～［１３］の通りである。
［１］廃棄物をガス化装置においてガス化して合成ガスを生成する工程と、
前記合成ガスを、供給経路を介して有機物質生成部に供給し、前記有機物質生成部において触媒に接触させて有機物質を生成する工程と、
前記供給経路を流れる前記合成ガスのガス量を検出する工程と、
前記検出されたガス量に応じて、前記有機物質生成部に供給される前記合成ガスのガス量を制御する工程と
を備える有機物質製造方法。
［２］前記検出されたガス量に応じて、前記ガス化装置に供給される前記廃棄物の量を変えることで、前記有機物質生成部に供給される前記合成ガスのガス量を制御する、上記［１］に記載の有機物質製造方法。
［３］前記供給経路には、前記合成ガスを前記ガス化装置に戻す戻り経路が接続されており、
前記検出されたガス量が基準値より多ければ、前記供給経路に流れる前記合成ガスの一部を前記戻り経路を介して前記ガス化装置に戻すことで、前記有機物質生成部に供給される前記合成ガスのガス量を制御する、上記［１］又は［２］に記載の有機物質製造方法。
［４］前記触媒が微生物触媒である上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の有機物質製造方法。
［５］前記有機物質がエタノールを含む上記［１］～［４］のいずれか１項に記載の有機物質製造方法。
［６］乾燥機で乾燥された廃棄物をガス化装置に供給する上記［１］～［５］のいずれか１項に記載の有機物質製造方法。
［７］廃棄物をガス化して合成ガスを生成するガス化装置と、
前記合成ガスを、触媒に接触させて有機物質を生成する有機物質生成部と、
前記ガス化装置で生成した合成ガスを有機物質生成部に供給する供給経路と、
前記供給経路を流れる前記合成ガスのガス量を検出するガス量検出器とを備え、
前記ガス量検出器で検出されたガス量に応じて、前記有機物質生成部に供給される前記合成ガスのガス量を制御する、有機物質製造装置。
［８］前記ガス化装置に廃棄物を供給する廃棄物供給手段を備え、
前記廃棄物供給手段が、前記ガス量検出器で検出されたガス量に応じて、前記ガス化装置に供給される前記廃棄物の量を変えることで、前記有機物質生成部に供給される前記合成ガスのガス量を制御する、上記［７］に記載の有機物質製造装置。
［９］前記供給経路に接続され、かつ前記供給経路に流れる前記合成ガスを前記ガス化装置に戻す戻り経路を備える上記［７］又は［８］に記載の有機物質製造装置。
［１０］前記検出されたガス量が基準値より多ければ、前記供給経路に流れる前記合成ガスの一部を前記戻り経路を介して前記ガス化装置に戻すことで、前記有機物質生成部に供給される前記合成ガスのガス量を制御する、上記［９］に記載の有機物質製造装置。
［１１］前記触媒が微生物触媒である上記［７］～［１０］のいずれか１項に記載の有機物質製造装置。
［１２］前記有機物質がエタノールを含む上記［７］～［１１］のいずれか１項に記載の有機物質製造装置。
［１３］廃棄物を乾燥させる乾燥機と、
前記乾燥機で乾燥された廃棄物を前記ガス化装置に供給する廃棄物供給手段と
を備える上記［７］～［１２］のいずれか１項に記載の有機物質製造装置。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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