JP4800569B2

JP4800569B2 - 燃料ガス製造装置及び燃料ガスの製造方法

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Publication number: JP4800569B2
Application number: JP2003426425A
Authority: JP
Inventors: 修一青木; 克章田所; 雄二外山; 信行松本
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2023-12-24
Also published as: JP2005179611A

Description

本発明は、有機廃棄物を超臨界水中又は亜臨界水中において反応させて得た反応混合物から燃料ガスを製造する方法に関する。

下水汚泥等の汚泥物、生活廃水もしくは産業廃水等の廃水、食品残渣又は枯草等の有機廃棄物を処理し、燃料ガスを製造する技術としては、例えば、特許文献１に示す燃料ガスの製造方法がある。
この特許文献１においては、反応塔内において、液状有機物を超臨界水中又は亜臨界水中で水熱反応させて、水素を主成分とする燃料ガスを製造している。そして、水熱反応塔において、液状有機物から気液混合相を形成し、この気液混合相を冷却装置において、水素を主成分とする気相と、残りの反応液（液相）とに分離する。その後、上記気相中から硫化水素（Ｈ₂Ｓ）を除去して、水素を主成分とする燃料ガスを製造している。
この特許文献１の燃料ガスの製造方法によれば、有機廃棄物を高いガス化効率で処理することができ、燃料ガスとして再利用することができる。

しかしながら、上記従来の燃料ガスの製造方法においては、上記気相中から硫化水素を除去するために、ＺｎＳ等の吸着剤を使用することが必要になる。そのため、吸着剤等の触媒を用いずに硫化水素を除去して燃料ガスを製造することは考慮されていない。また、気相中からアンモニア（ＮＨ₃）を除去することについては何ら考慮されていない。

特開２００２−１０５４６６号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、吸着剤等の触媒を使用することなく気相分から硫化水素及びアンモニアのほぼ全量を除去し、かつ反応混合物における気相分が有する温度及び圧力を利用して燃料ガスを効率的に製造することができる燃料ガスの製造方法を提供しようとするものである。

本発明の第１の側面は、有機廃棄物を超臨界水中又は亜臨界水中において反応させて反応混合物を得る反応塔と、
該反応塔から上記反応混合物が供給され、該反応混合物を冷却して、気液分離を開始させる冷却器と、
該冷却器から気液分離が行われた反応混合物が供給され、上方に気相分を形成すると共に下方に液相分を形成して、気液分離させる気液分離槽と、
該気液分離槽から供給される上記気相分に吸収用水を噴射させることにより、該吸収用水を該気相分と接触させ、該吸収用水に該気相分中の二酸化炭素、硫化水素及びアンモニアを吸収除去させる吸収塔と、
上記気液分離槽において分離した上記液相分を減圧して導入し、該液相分から二酸化炭素及び硫化水素を拡散除去し、アンモニアを水に含有してなる廃水を排出する１次拡散槽と、
上記吸収塔における上記二酸化炭素、硫化水素及びアンモニアの吸収除去を行った後の吸収用水である１次吸収除去水を減圧して導入し、該１次吸収除去水から二酸化炭素及び硫化水素を除去し、アンモニアを含有してなる２次吸収除去水を排出する２次拡散槽と、
該２次拡散槽から供給される上記２次吸収除去水からアンモニアを除去するアンモニア除去装置と、
該アンモニア除去装置から供給される上記アンモニアの除去を行った後の水を上記吸収用水として上記吸収塔に移送するためのポンプと、
上記吸収塔における上記気相分から二酸化炭素、硫化水素及びアンモニアを除去した後の燃料ガスを取り出すための燃料ガス取出ラインと、
上記１次拡散槽及び上記２次拡散槽においてそれぞれ分離した二酸化炭素、硫化水素を排気するためのオフガス排気ラインと、
上記ポンプによって上記吸収用水を上記吸収塔に移送するための循環ラインとを有することを特徴とする燃料ガス製造装置にある（請求項１）。
また、本発明の第２の側面は、上記燃料ガス製造装置を用い、有機廃棄物を超臨界水中又は亜臨界水中において反応させて得た反応混合物を冷却する冷却工程と、
気液分離槽において、上記冷却を行った反応混合物を、気相分と、硫化水素及びアンモニアを含有する液相分とに気液分離させる気液分離工程と、
吸収塔において、上記気相分を吸収用水と接触させることにより、上記気相分中に残留している硫化水素及びアンモニアを上記吸収用水に吸収除去させる吸収工程とを行って、上記気相分から燃料ガスを製造することを特徴とする燃料ガスの製造方法にある（請求項２）。

本発明においては、上記冷却工程及び上記気液分離工程を行って、冷却後の反応混合物を、気液分離槽において上記気相分と上記液相分とに気液分離させる。このとき、上記反応混合物中に含まれる硫化水素及びアンモニアの多くは、上記液相分に移行され、硫化水素及びアンモニアの一部は気相分に残留する。
そして、上記吸収工程を行い、上記吸収塔において上記気相分を上記吸収用水と接触させることにより、気相分中に残留している硫化水素及びアンモニアを吸収用水に吸収除去させる。

また、上記有機廃棄物を超臨界水中又は亜臨界水中において反応させて得た反応混合物は、高温、高圧のエネルギーを有しており、吸収工程においては、上記気液分離を行った後に反応混合物における気相分が有する温度及び圧力を利用して、吸収用水に硫化水素及びアンモニアを吸収除去させることができる。
それ故、本発明によれば、吸着剤等の触媒を使用することなく気相分から硫化水素及びアンモニアのほぼ全量を除去し、かつ反応混合物における気相分が有する温度及び圧力を利用して燃料ガスを効率的に製造することができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において製造する燃料ガスは、水素又はメタンの少なくとも一方を含有する燃料ガスとすることができる。
また、上記有機廃棄物としては、下水汚泥等の汚泥物、生活廃水もしくは産業廃水等の廃水、食品残渣又は枯草等がある。

また、上記超臨界水中又は亜臨界水中において行う反応は、水及び上記有機廃棄物から上記反応混合物を生成する反応塔において行うことができ、上記反応混合物の冷却は、上記反応塔と上記気液分離槽との間に設けた冷却器において行うことができる。
また、上記気液分離工程の気液分離槽において行う気液分離は、その温度を２０〜５０℃とすると共にその圧力を２〜５０ＭＰａ・Ｇとして行うことができる。

上記冷却工程において行う反応混合物の冷却は、上記反応混合物の温度を１５０℃以上低くすることができる。そして、気液分離槽における温度を、上記反応塔における温度よりも１５０℃以上低くすることができる。
また、上記吸収工程における吸収塔においては、上記気液分離槽から送られる気相分に対して、再加熱することなく上記吸収用水に硫化水素及びアンモニアを吸収除去させることができる。そして、吸収塔における気相分の温度及び圧力は、気液分離槽における気相分の温度及び圧力とほぼ同じとすることができる。また、吸収塔に供給する上記吸収用水の温度は２０〜５０℃とすることができる。
また、上記吸収工程における吸収塔においては、上記気相分を上記吸収水と接触させたときには、当該気相分中から二酸化炭素等の吸収除去を行うこともできる。

また、上記超臨界水中又は亜臨界水中における反応は、温度が２００℃以上、圧力が２ＭＰａ・Ｇ以上である水中において行うことが好ましい。
さらに、上記反応は、触媒の不存在下において行う場合には、温度が３００℃以上（より好ましくは３５０℃以上）、圧力が１０ＭＰａ・Ｇ以上（より好ましくは１５ＭＰａ・Ｇ以上）である水中において行うことが好ましい。

一方で、上記反応は、触媒の存在下において行う場合には、温度が２００℃以上（より好ましくは２５０℃以上）、圧力が２ＭＰａ・Ｇ以上（より好ましくは５ＭＰａ・Ｇ以上）の水中において行うことが好ましい。
この場合には、上記触媒としては、例えば、チタニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、これらの酸化物の混合物又はチタン−ジルコニア複合酸化物のうちの少なくとも一種を用いることができる。

また、上記反応は、反応塔内の液基準空間速度（反応器入口基準）を０．５〜１０００ｈｒ^-1として行うことが好ましい。なお、上記反応塔内の液基準空間速度とは、長尺形状を有すると共に、長尺方向の一端から水及び有機廃棄物を供給し、長尺方向の他端に向けて反応を進行させる反応塔において、この反応塔への水及び有機廃棄物の送入液量をＱ［ｃｍ³／ｈｒ］、反応塔の反応部の容積をＶ［ｃｍ³］としたとき、Ｑ／Ｖで表される速度のことをいう。
また、上記反応を行う温度及び圧力の上限値は、温度が８００℃以下、圧力が５０ＭＰａ・Ｇ以下とすることができる。

また、水の臨界点は、その温度が３７４℃以上、その圧力が２２．１ＭＰａ・Ｇであり、上記超臨界水中とは、上記水の臨界点以上の温度及び圧力を有する水中のことをいう。この超臨界水中においては、気相と液相との区別がなく、加水分解反応を主とした超臨界水反応が行われる。
一方で、上記亜臨界水中とは、上記水の臨界点未満であり、この臨界点に近い温度及び圧力を有する水中のことをいう。この亜臨界水中においては、気相と液相とが形成され、気相中における熱分解反応等、液相中における加水分解反応等を伴う水熱反応が行われる。

また、上記吸収塔においては、上記吸収用水を上記気相分に噴射させる。
これにより、上記吸収塔において、上記吸収用水と上記気相分とを効果的に接触させることができ、吸収用水への硫化水素及びアンモニアの吸収効率を高めることができる。

また、上記硫化水素及びアンモニアを吸収させた吸収用水は、上記硫化水素及びアンモニアを除去した後、再び上記吸収塔に循環させる。
これにより、上記吸収用水を繰り返し使用することができ、燃料ガスの製造効率を向上させることができる。

以下に、図１を用いて本発明の燃料ガスの製造方法にかかる実施例につき説明する。
（実施例１）
図１に示すごとく、本例の燃料ガスＦの製造方法においては、有機廃棄物Ａを超臨界水中又は亜臨界水中において反応させて得た反応混合物Ｒを冷却する冷却工程と、気液分離槽４において、上記冷却を行った反応混合物Ｒを、水素及びメタン等を含有する気相分Ｇと、硫化水素及びアンモニア等を含有する液相分Ｌとに気液分離させる気液分離工程とを行う。
その後、上記製造方法においては、吸収塔５において、上記気相分Ｇを吸収用水Ｗと接触させることにより、気相分Ｇ中の二酸化炭素と、気相分Ｇ中に残留している硫化水素及びアンモニア等を上記吸収用水Ｗに吸収除去させる吸収工程を行い、上記気相分Ｇから水素及びメタンを含有する燃料ガスＦを製造する。
以下に、これを詳説する。

本例においては、図１に示すごとく、上記燃料ガスＦを製造する際には、以下の反応塔２、冷却器３、気液分離槽４及び吸収塔５等を有する燃料ガス製造装置１を用いる。
上記反応塔２は、有機廃棄物Ａを超臨界水中又は亜臨界水中において反応させて反応混合物Ｒを得るものである。本例の反応塔２は、長尺形状を有しており、長尺方向の一端から水及び有機廃棄物Ａを供給し、長尺方向の他端に向けて反応を進行させるものである。また、本例では、有機廃棄物Ａが水を含有しており、この水を含有した有機廃棄物Ａを反応塔２に供給し、上記水が超臨界状態になるまで反応塔２内を昇温して、超臨界水反応を行う。なお、上記反応塔２へは、有機廃棄物Ａを供給すると共に水を供給することもできる。

上記冷却器３は、上記反応塔２から上記反応混合物Ｒが供給（移送）され、この反応混合物Ｒを冷却して、気液分離を開始させるものである。
上記気液分離槽４は、上記冷却器３によって冷却され、気液分離が行われた反応混合物Ｒが供給（移送）されるものであり、この反応混合物Ｒを、当該気液分離槽４内の上方に気相分Ｇを形成すると共に下方に液相分Ｌを形成して、気液分離させるものである。
上記吸収塔５は、気液分離槽４から気相分Ｇが供給（移送）され、この気相分Ｇに上記吸収用水Ｗを噴射させることにより、吸収用水Ｗを気相分Ｇと接触させ、吸収用水Ｗに気相分Ｇ中の二酸化炭素、硫化水素及びアンモニア等を吸収除去させるものである。
なお、上記吸収用水Ｗとは、硫化水素及びアンモニアを吸収除去させるための水のことをいう。

図１に示すごとく、本例の吸収塔５は、上記吸収用水Ｗを上記気相分Ｇ中に噴射させるよう構成されている。すなわち、吸収塔５内の上部には、吸収用水Ｗを噴射させるための噴射ノズル５１が配設されており、この噴射ノズル５１から噴射が行われた吸収用水Ｗは、二酸化炭素、硫化水素及びアンモニア等を吸収して吸収塔５内の下方に降下する。

また、本例の燃料ガス製造装置１は、上記気液分離槽４における液相分Ｌが移送される１次拡散槽６１と、上記吸収塔５における上記二酸化炭素、硫化水素及びアンモニア等の吸収除去を行った後の吸収用水Ｗである１次吸収除去水が移送される２次拡散槽６２とを有している。
上記１次拡散槽６１は、上記気液分離槽４において分離した液相分Ｌを減圧して導入し、これから二酸化炭素及び硫化水素等を拡散除去し、アンモニア等を水に含有してなる廃水を排出するものである。また、上記２次拡散槽６２は、上記吸収塔５における１次吸収除去水を減圧して導入し、これから二酸化炭素及び硫化水素等を除去し、アンモニア等を含有してなる２次吸収除去水を排出するものである。

上記反応塔２と上記気液分離槽４とは、上記反応混合物Ｒが流れる冷却ライン８０１によって接続されており、この冷却ライン８０１には、上記冷却器３が配設されている。
また、気液分離槽４と上記吸収塔５とは、気液分離槽４において形成された気相分Ｇが流れる気相分移送ライン８０２によって接続されている。
また、気液分離槽４と上記１次拡散槽６１とは、気液分離槽４において形成された液相分Ｌが流れる液相分移送ライン８０３によって接続されている。
また、吸収塔５と上記２次拡散槽６２とは、上記１次吸収除去水が流れる１次吸収除去水移送ライン８０６によって接続されている。

また、上記吸収塔５には、上記気相分Ｇから硫化水素及びアンモニアのほぼ全量を除去した後の燃料ガスＦを取り出すための燃料ガス取出ライン８０４と、当該吸収塔５に上記吸収用水Ｗを供給するための吸収用水供給ライン８０５とが接続されている。
また、燃料ガス取出ライン８０４から取り出される燃料ガスＦは、製品ガスとして燃料ガス製造装置１の外部に取り出される。
また、上記１次拡散槽６１には、この１次拡散槽６１において分離された二酸化炭素、硫化水素等を排気するためのオフガス排気ライン８０８Ａと、当該１次拡散槽６１において分離された廃水が排出される廃水排出ライン８０９とが接続されている。

また、上記２次拡散槽６２には、この２次拡散槽６２において分離した二酸化炭素及び硫化水素等を排気するためのオフガス排気ライン８０８Ｂと、この２次拡散槽６２において、上記１次吸収除去水から二酸化炭素及び硫化水素等を除去した後の２次吸収除去水を取り出すための２次吸収除去水取出ライン８０７とが接続されている。
なお、上記各オフガス排気ライン８０８Ａ、Ｂから排気される二酸化炭素及び硫化水素等は、オフガスとして燃料ガス製造装置１の外部に排気される。

また、図１に示すごとく、上記燃料ガス製造装置１は、上記１次吸収除去水から上記硫化水素及びアンモニアを除去した後、この除去を行った後の水を、上記吸収用水Ｗとして再び上記吸収塔５に循環させるよう構成されている。
すなわち、上記２次拡散槽６２に接続された２次吸収除去水取出ライン８０７と、上記吸収塔５に接続された吸収用水供給ライン８０５とは、循環ライン８１０を介して接続されている。そして、この循環ライン８１０には、２次拡散槽６２から送られる２次吸収除去水を冷却する冷却装置７１と、２次吸収除去水からアンモニアを除去するアンモニア除去装置７２と、このアンモニアの除去を行った後の水を上記吸収用水Ｗとして上記吸収塔５に移送するためのポンプ７３とが配設されている。

また、上記冷却装置７１には、２次吸収除去水を冷却した際に生じた拡散ガスを排気するための拡散ガス排気ライン８１１が接続されている。そして、上記拡散ガスは、この拡散ガス排気取出ライン８１１を介して上記燃料ガス製造装置１の外部に排気される。

次に、上記燃料ガス製造装置１を用いて、反応工程、冷却工程、気液分離工程及び吸収工程を行って、水素及びメタンを含有する燃料ガスＦを製造する方法につき詳説する。
図１に示すごとく、上記燃料ガスＦの製造に当たっては、まず、上記反応工程として、上記反応塔２に水を含有する下水汚泥等を有機廃棄物Ａとして供給し、上記水を超臨界状態にして超臨界水反応を行う。本例の超臨界水反応は、温度が２００〜８００℃、圧力が２〜５０ＭＰａ、反応塔２内の液基準空間速度が０．５〜１０００ｈｒ^-1である条件下において行う。
そして、上記反応塔２においては、加水分解反応等が起こって、水中に有機廃棄物Ａ中に含まれていた各成分がガス化された状態にある反応混合物Ｒが生成される。

次いで、上記冷却工程として、上記反応混合物Ｒが上記冷却ライン８０１を介して上記冷却器３に移送され、上記冷却器３において、上記反応混合物Ｒを２０〜５０℃に冷却し、冷却器３における反応混合物Ｒの圧力を、２〜５０ＭＰａ・Ｇにする。また、冷却が行われた反応混合物Ｒは、気液分離が行われた状態になり、冷却ライン８０１を介して上記気液分離槽４に移送される。

次いで、上記気液分離工程として、上記気液分離槽４において、冷却器３から送られた冷却後の反応混合物Ｒが、水素、メタン、一酸化炭素、窒素、硫化水素及びアンモニア等が含まれる気相分Ｇと、水、硫化水素及びアンモニア等が含まれる液相分Ｌとに気液分離される。また、この気液分離を行ったときには、上記反応混合物Ｒ中に含まれる硫化水素及びアンモニアの多くは、上記液相分Ｌに移行され、硫化水素及びアンモニアの一部が気相分Ｇに残留する。

そして、気液分離槽４における気相分Ｇは、上記気相分移送ライン８０２を介して上記吸収塔５に移送される。
一方で、気液分離槽４における液相分Ｌは、上記液相分移送ライン８０３を介して減圧され上記１次拡散槽６１に移送される。そして、１次拡散槽６１においては、液相分Ｌから拡散除去された二酸化炭素及び硫化水素等が上記オフガス排気ライン８０８Ａから排気されると共に、残りの液相分Ｌが廃水として上記廃水排出ライン８０９から排出される。

次いで、上記吸収工程として、上記吸収塔５において、上記噴射ノズル５１から吸収用水Ｗを噴射し、この吸収用水Ｗと気液分離槽４から送られた気相分Ｇとを接触させる。このとき、気相分Ｇ中に含まれる二酸化炭素、硫化水素及びアンモニアが上記吸収用水Ｗの中に吸収される。そして、上記気相分Ｇ中から、二酸化炭素、硫化水素及びアンモニアが除去される。

上記吸収塔５においては、噴射ノズル５１からの吸収用水Ｗの噴射により、吸収用水Ｗと気相分Ｇとを効果的に接触させることができ、吸収用水Ｗへの二酸化炭素、硫化水素及びアンモニア等の吸収効率を高めることができる。
その後、上記吸収除去を行った後の気相分Ｇは、吸収塔５に接続された燃料ガス取出ライン８０４から、水素、メタン、一酸化炭素及び窒素等を含有する燃料ガスＦ（製品ガス）として取り出される。

こうして、上記吸収除去を行った後の気相分Ｇから、上記水素及びメタンを含有する燃料ガスＦを製造することができる。
また、上記硫化水素及びアンモニアを吸収除去した１次吸収除去水は、上記１次吸収除去水移送ライン８０６を介して減圧され上記２次拡散槽６２に送られる。そして、この２次拡散槽６２においては、１次吸収除去水から拡散除去された二酸化炭素及び硫化水素等が上記オフガス排気ライン８０８Ｂから排気されると共に、残りの１次吸収除去水が２次吸収除去水として上記２次吸収除去水取出ライン８０７から上記冷却装置７１に送られる。

そして、上記２次吸収除去水は、上記冷却装置７１、上記アンモニア除去装置７２を経由した後、上記ポンプ７３によって、上記循環ライン８１０及び上記吸収用水供給ライン８０５を介して再び上記吸収用水Ｗとして上記吸収塔５に送られる。そのため、上記吸収塔５に供給する吸収用水Ｗは、上記燃料ガス製造装置１内を繰り返し循環することになり、上記燃料ガスＦを製造するためのエネルギー効率を向上させることができる。

本例の燃料ガスＦの製造方法においては、上記のごとく、上記気液分離工程を行った後には、上記吸収工程を行っている。そのため、上記気相分Ｇ中から二酸化炭素のほとんどを上記吸収用水Ｗに吸収除去させることができると共に、上記気相分Ｇ中に残留している硫化水素及びアンモニアのほぼ全量を上記吸収用水Ｗに吸収除去させることができる。

また、上記有機廃棄物Ａを超臨界水中又は亜臨界水中において反応させて得た反応混合物Ｒは、高温、高圧のエネルギーを有している。
そして、上記吸収塔５においては、上記気液分離槽４から送られる気相分Ｇに対して、温度及び圧力のエネルギーを与えることなく（再加熱することなく）、上記気液分離槽４から送られる気相分Ｇが有する温度及び圧力をそのまま利用して、上記吸収用水Ｗに二酸化炭素、硫化水素及びアンモニア等の不要な物質を吸収除去させることができる。また、上記吸収塔５においては、上記吸収用水Ｗとしての水を用いるだけで、上記気相分Ｇ中から上記不要な物質を除去することができる。

それ故、本例の燃料ガスＦの製造方法によれば、吸着剤等の触媒を使用することなく、また、温度及び圧力等のエネルギーを外部から与えることなく、効率的に上記二酸化炭素、硫化水素及びアンモニアの除去を行うことができる。そして、気相分Ｇから硫化水素及びアンモニアのほぼ全量を除去して、水素及びメタンを含有する燃料ガスＦを効率的に製造することができる。

（実施例２）
本例は、上記実施例１に示した燃料ガス製造装置１を用いた燃料ガスＦの製造方法における優れた作用効果を確認するために、有機廃棄物Ａの組成を仮定し、上記製造方法を実施したときに得られる燃料ガスＦの組成をシミュレーションした例である。
すなわち、本例の有機廃棄物Ａは、灰分；１５ｗｔ％、Ｃ（炭素）；４３．６ｗｔ％、Ｈ（水素）；６．８ｗｔ％、Ｏ（酸素）；２８．０ｗｔ％、Ｎ（窒素）；５．９ｗｔ％、Ｓ（硫黄）；０．７ｗｔ％を含有するものとした。
そして、上記反応塔２においては、温度；６００℃、圧力；３５ＭＰａ・Ｇの条件で上記超臨界水中における反応を行い、上記気液分離槽４においては、温度；５０℃、圧力；１５ＭＰａ・Ｇの条件で上記気液分離を行った。また、上記吸収塔５への吸収用水Ｗの噴射量は８９４．４ｋｍｏｌ／ｈｒとした。

表１に、上記シミュレーションを行った結果を示す。同表においては、上記反応塔２における反応混合物Ｒのガス組成、上記気液分離槽４における気相分Ｇのガス組成、上記吸収塔５から取り出される燃料ガスＦ（製品ガス）のガス組成及び上記１次拡散槽６１及び２次拡散槽６２から排気されるオフガスのガス組成等を示す。

同表において、上記燃料ガスＦ中の二酸化炭素の濃度が１ｍｏｌ％以下になるよう脱炭酸（上記吸収塔５における吸収用水Ｗへの二酸化炭素の高圧吸収除去）を行ったときには、燃料ガスＦ中の硫化水素の濃度及びアンモニアの濃度は、ほぼ０ｐｐｍとすることができることがわかる。そして、硫化水素については、上記気液分離槽４において約６５％が液相中に溶解して除去され、残りの約３５％が上記吸収塔５において吸収除去されることがわかる。また、アンモニアについては、上記気液分離槽４において９９％が液相中に溶解して除去され、残りの１％未満が上記吸収塔５において吸収除去されることがわかる。

こうして、上記製品ガスとしては、ＣＨ₄（メタン）；約４１ｍｏｌ％、Ｈ₂（水素）；約５２ｍｏｌ％、Ｎ₂（窒素）；約５ｍｏｌ％、ＣＯ（一酸化炭素）；約１ｍｏｌ％、ＣＯ₂（二酸化炭素）；約１ｍｏｌ％の組成の燃料ガスＦを製造することができることがわかった。
このように、上記実施例１の燃料ガスＦの製造方法を用いれば、上記気液分離を行った気相分Ｇから硫化水素及びアンモニアのほぼ全量を除去し、かつ、気相分Ｇが有する温度及び圧力を利用して、水素及びメタンを含有する燃料ガスＦを効率的に製造できることがわかった。

実施例における、燃料ガス製造装置の構成を示す説明図。

符号の説明

１燃料ガス製造装置
２反応塔
３冷却器
４気液分離槽
５吸収塔
５１噴射ノズル
６１１次拡散槽
６２２次拡散槽
Ａ有機廃棄物
Ｒ反応混合物
Ｇ気相分
Ｌ液相分
Ｗ吸収用水
Ｆ燃料ガス

Claims

有機廃棄物を超臨界水中又は亜臨界水中において反応させて反応混合物を得る反応塔と、
該反応塔から上記反応混合物が供給され、該反応混合物を冷却して、気液分離を開始させる冷却器と、
該冷却器から気液分離が行われた反応混合物が供給され、上方に気相分を形成すると共に下方に液相分を形成して、気液分離させる気液分離槽と、
該気液分離槽から供給される上記気相分に吸収用水を噴射させることにより、該吸収用水を該気相分と接触させ、該吸収用水に該気相分中の二酸化炭素、硫化水素及びアンモニアを吸収除去させる吸収塔と、
上記気液分離槽において分離した上記液相分を減圧して導入し、該液相分から二酸化炭素及び硫化水素を拡散除去し、アンモニアを水に含有してなる廃水を排出する１次拡散槽と、
上記吸収塔における上記二酸化炭素、硫化水素及びアンモニアの吸収除去を行った後の吸収用水である１次吸収除去水を減圧して導入し、該１次吸収除去水から二酸化炭素及び硫化水素を除去し、アンモニアを含有してなる２次吸収除去水を排出する２次拡散槽と、
該２次拡散槽から供給される上記２次吸収除去水からアンモニアを除去するアンモニア除去装置と、
該アンモニア除去装置から供給される上記アンモニアの除去を行った後の水を上記吸収用水として上記吸収塔に移送するためのポンプと、
上記吸収塔における上記気相分から二酸化炭素、硫化水素及びアンモニアを除去した後の燃料ガスを取り出すための燃料ガス取出ラインと、
上記１次拡散槽及び上記２次拡散槽においてそれぞれ分離した二酸化炭素、硫化水素を排気するためのオフガス排気ラインと、
上記ポンプによって上記吸収用水を上記吸収塔に移送するための循環ラインとを有することを特徴とする燃料ガス製造装置。
請求項１に記載の燃料ガス製造装置を用い、
有機廃棄物を超臨界水中又は亜臨界水中において反応させて得た反応混合物を冷却する冷却工程と、
気液分離槽において、上記冷却を行った反応混合物を、気相分と、硫化水素及びアンモニアを含有する液相分とに気液分離させる気液分離工程と、
吸収塔において、上記気相分を吸収用水と接触させることにより、上記気相分中に残留している硫化水素及びアンモニアを上記吸収用水に吸収除去させる吸収工程とを行って、上記気相分から燃料ガスを製造することを特徴とする燃料ガスの製造方法。
請求項２において、１５〜５０ＭＰａ・Ｇの圧力状態で上記反応混合物を生成し、１５〜５０ＭＰａ・Ｇの圧力状態で上記反応混合物を上記気液分離槽へ供給することを特徴とする燃料ガスの製造方法。