(57)【要約】【課題】簡易な設備かつ簡易な方法によって管内に付着した炭素化合物の除去を可能にする。【解決手段】ガス配管装置４０は、炭素化合物を含むガスが通過する４１と、炭素化合物を含むガスが通過した後の管４１に、管に付着した炭素化合物を管から除去する除去液ＣＬを管内に供給する除去液供給部４２と、管４１から分岐し、管から除去された炭素化合物を除去液とともに管から回収する除去液回収部４４と、を有する。除去液供給部は、水蒸気を管内に供給する水蒸気供給部４２Ｂと、水蒸気とともに除去液をなす水を管内に供給する水供給部４２Ａと、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素化合物を含むガスが通過する管と、
前記炭素化合物を含むガスが通過した後の前記管に、前記管に付着した炭素化合物を前記管から除去する除去液を前記管内に供給する除去液供給部と、
前記管から分岐し、前記管から除去された前記炭素化合物を前記除去液とともに前記管から回収する除去液回収部と、を備え、
前記除去液供給部は、水蒸気を前記管内に供給する水蒸気供給部と、前記水蒸気とともに前記除去液をなす水を前記管内に供給する水供給部と、を含む、ガス配管装置。
【請求項２】
前記管は、前記ガスを供給される導入管部と、前記導入管部が分岐した複数の分岐管部と、前記複数の分岐管部が合流した合流管部と、を含む、請求項１に記載のガス配管装置。
【請求項３】
前記除去液供給部は、前記導入管部に接続し、前記導入管部に前記水および前記水蒸気を供給する、請求項２に記載のガス配管装置。
【請求項４】
前記除去液回収部は、前記合流管部から分岐し、前記合流管部から前記除去液とともに前記炭素化合物を回収する、請求項２又は３に記載のガス配管装置。
【請求項５】
前記管の前記複数の分岐管部を冷却する冷却部を更に備える、請求項２〜４のいずれか一項に記載のガス配管装置。
【請求項６】
前記管を冷却する冷却部を更に備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガス配管装置。
【請求項７】
前記管に供給される前記ガスは、気体の前記炭素化合物を含み、
前記冷却部は、前記管の温度を前記炭素化合物の固化温度以下の温度に冷却する、請求項５又は６に記載のガス配管装置。
【請求項８】
前記管に供給される前記ガスは、固体の前記炭素化合物及び液体の前記炭素化合物の少なくとも一方を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガス配管装置。
【請求項９】
前記管内の水位を計測する水位センサを更に備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のガス配管装置。
【請求項１０】
炭素化合物を含むガスを生成するガス生成装置と、
請求項１〜９のいずれか一項に記載されたガス配管装置であって、前記ガス生成装置で生成されたガスが通過するガス配管装置と、
前記ガス配管装置を通過したガス中の水素ガス及び一酸化炭素ガスを原料として有機物質を生成する有機物質生成装置と、を備える、ガス処理システム。
【請求項１１】
炭素化合物を含むガスが通過した後の管に水蒸気および水を供給し、前記水蒸気および前記水から得られた除去液によって前記管に付着した炭素化合物を前記管から除去する工程と、
前記管から除去された前記炭素化合物を前記除去液とともに前記管から回収する工程と、を備える、管の洗浄方法。
【請求項１２】
前記除去する工程は、前記管内に前記水蒸気および前記水を供給する工程と、前記水蒸気および前記水から得られた前記除去液を前記管内に貯め置く工程と、を含む、請求項１１に記載の管の洗浄方法。
【請求項１３】
前記管は、前記ガスを供給される導入管部と、前記導入管部が分岐した複数の分岐管部と、前記複数の分岐管部が合流した合流管部と、を含み、
前記水蒸気及び前記水を、前記導入管部に供給する、請求項１１又は１２に記載の管の洗浄方法。
【請求項１４】
前記管は、前記ガスを供給される導入管部と、前記導入管部が分岐した複数の分岐管部と、前記複数の分岐管部が合流した合流管部と、を含み、
前記炭素化合物を前記除去液とともに前記合流管部から回収する、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の管の洗浄方法。
【請求項１５】
前記管に水蒸気および水を供給する工程において、前記水および前記水蒸気を順に前記管内に供給する、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の管の洗浄方法。
【請求項１６】
前記管内に供給される前記水蒸気の量および前記管内に供給される前記水の量は、前記除去液の前記管内での水位及び前記除去液の前記管内での温度に基づいて、調節される、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の管の洗浄方法。
【請求項１７】
前記管に前記水蒸気および前記水を供給する工程および前記炭素化合物を前記除去液とともに回収する工程は、繰り返し複数回実施される、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の管の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスが流れるガス配管装置、ガス処理システムおよび管の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素化合物を含むガスを移送するガス配管装置が、種々の分野で利用に供されている（例えば特許文献１）。このようなガス配管装置では、炭素化合物の成分や温度等の移送条件に応じて、炭素化合物の液状物や固形物が管の内壁に付着することもある。炭素化合物が管内に付着して堆積すると、ガス配管装置内を流れるガスの品質に悪影響を及ぼすだけでなく、流量、流速、流体圧にも影響を与え得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−６６５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、簡易な設備かつ簡易な方法によって管内に付着した炭素化合物の除去を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるガス配管装置は、
炭素化合物を含むガスが通過する管と、
前記炭素化合物を含むガスが通過した後の前記管に、前記管に付着した炭素化合物を前記管から除去する除去液を前記管内に供給する除去液供給部と、
前記管から分岐し、前記管から除去された前記炭素化合物を前記除去液とともに前記管から回収する除去液回収部と、を備え、
前記除去液供給部は、水蒸気を前記管内に供給する水蒸気供給部と、前記水蒸気とともに前記除去液をなす水を前記管内に供給する水供給部と、を含む。
【０００６】
本発明によるガス配管装置において、前記管は、前記ガスを供給される導入管部と、前記導入管部が分岐した複数の分岐管部と、前記複数の分岐管部が合流した合流管部と、を含むようにしてもよい。
【０００７】
本発明によるガス配管装置において、前記除去液供給部は、前記導入管部に接続し、前記導入管部に前記水および前記水蒸気を供給するようにしてもよい。
【０００８】
本発明によるガス配管装置において、前記除去液回収部は、前記合流管部から分岐し、前記合流管部から前記除去液とともに前記炭素化合物を回収するようにしてもよい。
【０００９】
本発明によるガス配管装置が、前記管の前記複数の分岐管部を冷却する冷却部を更に備えるようにしてもよい。
【００１０】
本発明によるガス配管装置が、前記管を冷却する冷却部を更に備えるようにしてもよい。
【００１１】
本発明によるガス配管装置において、
前記管に供給される前記ガスは、気体の前記炭素化合物を含み、
前記冷却部は、前記管の温度を前記炭素化合物の固化温度以下の温度に冷却するようにしてもよい。
【００１２】
本発明によるガス配管装置において、前記管に供給される前記ガスが、固体の前記炭素化合物及び液体の前記炭素化合物の少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００１３】
本発明によるガス配管装置が、前記管内の水位を計測する水位センサを更に備えるようにしてもよい。
【００１４】
本発明によるガス処理システムは、
炭素化合物を含むガスを生成するガス生成装置と、
上述した本発明によるガス配管装置のいずれかであって、前記ガス生成装置で生成されたガスが通過するガス配管装置と、
前記ガス配管装置を通過したガス中の水素ガス及び一酸化炭素ガスを原料として有機物質を生成する有機物質生成装置と、を備える。
【００１５】
本発明による管の洗浄方法は、
炭素化合物を含むガスが通過した後の管に水蒸気および水を供給し、前記水蒸気および前記水から得られた除去液によって前記管に付着した炭素化合物を前記管から除去する工程と、
前記管から除去された前記炭素化合物を前記除去液とともに前記管から回収する工程と、を備える。
【００１６】
本発明による管の洗浄方法の前記除去する工程は、前記管内に前記水蒸気および前記水を供給する工程と、前記水蒸気および前記水から得られた前記除去液を前記管内に貯め置く工程と、を含むようにしてもよい。
【００１７】
本発明による管の洗浄方法において、
前記管は、前記ガスを供給される導入管部と、前記導入管部が分岐した複数の分岐管部と、前記複数の分岐管部が合流した合流管部と、を含み、
前記水蒸気及び前記水を、前記導入管部に供給するようにしてもよい。
【００１８】
本発明による管の洗浄方法において、
前記管は、前記ガスを供給される導入管部と、前記導入管部が分岐した複数の分岐管部と、前記複数の分岐管部が合流した合流管部と、を含み、
前記炭素化合物を前記除去液とともに前記合流管部から回収するようにしてもよい。
【００１９】
本発明による管の洗浄方法の前記管に水蒸気および水を供給する工程において、前記水および前記水蒸気を順に前記管内に供給するようにしてもよい。
【００２０】
本発明による管の洗浄方法において、前記管内に供給される前記水蒸気の量および前記管内に供給される前記水の量は、前記除去液の前記管内での水位及び前記除去液の前記管内での温度に基づいて、調節されるようにしてもよい。
【００２１】
本発明による管の洗浄方法において、前記管に前記水蒸気および前記水を供給する工程および前記炭素化合物を前記除去液とともに回収する工程は、繰り返し複数回実施されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、簡易な設備かつ簡易な方法によって管内に付着した炭素化合物を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態を説明するための図であって、ガス配管装置が適用されたガス処理システムの概略構成を説明するためのブロック図である。
【図２】図２は、図１のガス処理システムに含まれ得るガス処理装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図３】図３は、図１のガス処理システムに含まれ得るガス配管装置を模式的に示す図である。
【図４】図４は、図１のガス処理システムに含まれ得る有機物質生成装置を模式的に示す図である。
【図５】図５は、図３に示されたガス配管装置の洗浄方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は、図５のフローチャートに示された前処理工程を説明するための図であって、ガス配管装置を示している。
【図７】図７は、図５のフローチャートに示された洗浄工程の除去工程の一例を説明するためのフローチャートである。
【図８】図８は、図７のフローチャートに示された水供給工程を説明するための図であって、ガス配管装置を示している。
【図９】図９は、図７のフローチャートに示された水蒸気供給工程を説明するための図であって、ガス配管装置を示している。
【図１０】図１０は、図５のフローチャートに示された後処理工程を説明するための図であって、ガス配管装置を示している。
【図１１】図１１は、図７に対応するフローチャートであって、除去工程の一変形例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。
【００２５】
以下に説明する一実施の形態において、ガス配管装置は、ガスが通過する配管を含んだ装置である。このガス配管装置は、簡易な設備かつ簡易な方法によって管内に付着した炭素化合物の除去を可能とするための工夫を施されている。以下、このガス配管装置を、炭素化合物を含んだ廃棄物をガス化してなる原料ガスから有機物質を生成するガス処理システムに適用した例について、説明する。しかしながら、本実施の形態によるガス配管装置は、ガス処理システムへの適用に限られず、ガスが通過する配管を含んだ種々の装置へ適用可能である。
【００２６】
まず、ガス処理システム１０の全体構成について説明する。図１に示すように、原料ガスを生成する原料ガス生成装置１２と、原料ガス生成装置１２で生成されたガスを処理するガス処理装置１４と、ガス処理装置１４で処理されたガスを反応させて有機物質を生成する有機物質生成装置１６と、有機物質生成装置１６で生成された有機物質を精製する有機物質精製装置１８と、を有している。
【００２７】
このうち、原料ガス生成装置１２は、炭素源をガス化させることによって原料ガスを生成する装置とすることができる。原料ガス生成装置１２として、炭素源を燃焼（不完全燃焼）させるガス化炉、例えば、シャフト炉、キルン炉、流動床炉、ガス化改質炉等を用いることができる。原料ガス生成装置１２をなすガス化炉は、廃棄物を部分燃焼させることにより、高い炉床負荷、優れた運転操作性が可能となるため、流動層炉式であることが好ましい。廃棄物を低温（約４５０〜６００℃）かつ低酸素雰囲気の流動床炉中でガス化することにより、ガス（一酸化炭素、二酸化炭素、水素、メタン等）および炭素分を多く含むチャーに分解することができる。さらに廃棄物に含まれる不燃物が炉底から、衛生的でかつ酸化度の低い状態で分離されるため、不燃物中の鉄やアルミニウム等といった有価物を選択回収することが可能である。従って、このような廃棄物のガス化は、効率の良い資源リサイクルが可能となる。
【００２８】
ガス化炉としての原料ガス生成装置１２において、ガス化の温度は、通常１００℃以上１５００℃以下、好ましくは２００℃以上１２００℃以下である。ガス化炉としての原料ガス生成装置１２において、ガス化の反応時間は、通常２秒以上、好ましくは５秒以上である。
【００２９】
原料ガス生成装置１２に投入される炭素源は、特に限定されず、例えば、製鉄所のコークス炉、高炉（高炉ガス）、転炉や石炭火力発電所に用いる石炭、焼却炉（特にガス化炉）に導入される一般廃棄物および産業廃棄物、各種産業によって副生した二酸化炭素等、リサイクルを目的として種々の炭素含有材料も好適に利用することができる。より詳しくは、炭素源には、プラスチック廃棄物、生ゴミ、都市廃棄物（ＭＳＷ）、廃棄タイヤ、バイオマス廃棄物、布団や紙等の家庭ごみ、建築部材等の廃棄物や、石炭、石油、石油由来化合物、天然ガス、シェールガス等が挙げられ、その中でも各種廃棄物が好ましく、分別コストの観点から未分別の都市廃棄物がより好ましい。
【００３０】
炭素源をガス化して得られる原料ガスは、後述する有機物質生成装置１６との組み合わせにおいて、一酸化炭素および水素を必須成分として含む。とりわけ後述する有機物質生成装置１６との組み合わせにおいて、炭素源を燃焼（不完全燃焼）させる熱処理（通称：ガス化）を行うことにより、即ち、炭素源を部分酸化させることにより、一酸化炭素を、特に制限はないが、０．１体積％以上、好ましくは１０体積％以上、より好ましくは２０体積％以上含む原料ガスを生成することが好ましい。原料ガスは、二酸化炭素、酸素、窒素をさらに含んでもよい。さらにその他の成分として、原料ガスは、スス、タール、チャー、窒素化合物、硫黄化合物、リン系化合物、芳香族系化合物等の成分をさらに含んでもよい。
【００３１】
次に、原料ガス生成装置１２で生成されたガスを処理するガス処理装置１４について説明する。ガス処理装置１４は、原料ガス生成装置１２で生成された原料ガスを、下流側となる有機物質生成装置１６での使用に適するよう処理する。より具体的には、ガス処理装置１４は、原料ガス生成装置１２で製造された原料ガスから様々な汚染物質、ばいじん粒子、不純物、好ましくない量の化合物等の特定の物質を除去ないし低減する。ガス処理装置１４は、例えば、ガスチラー（水分分離装置）、低温分離方式（深冷方式）の分離装置、サイクロン、バグフィルターのような微粒子（スス）分離装置、スクラバー（水溶性不純物分離装置）、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、銅触媒またはパラジウム触媒を用いた分離装置等のうちの１種または２種以上を含むようにしてもよい。
【００３２】
図２に示された例において、ガス処理装置１４は、スクラバー３０、水分分離装置として構成されたガス配管装置４０及び吸着装置５０を含んでいる。
【００３３】
スクラバー３０は、ガス中の汚染物質等を除去するために用いられ、その目的に応じて、湿式洗浄法または乾式洗浄法のいずれも用いることができる。このうち、粒子状の物質が洗浄液と接触することにより行われる湿式洗浄法を好適に用いることができ、一例として、いわゆるウォーターカーテンを用いた洗浄法を用いることができる。湿式洗浄法を使用した場合、洗浄液は、例えば、水、酸性溶液、アルカリ性溶液等が挙げられ、水であることが好ましい。また、洗浄液の液温は、通常４０℃以下、好ましくは３０℃以下、より好ましくは２５℃以下、さらに好ましくは１５℃以下である。
【００３４】
水分分離装置として機能するガス配管装置４０は、スクラバー３０で処理された原料ガスを冷却して、原料ガス中から水分を除去する。すなわち、ガス配管装置４０は水分分離装置として機能する。図３に示すように、ガス配管装置４０は、原料ガスが通過する管４１と、管４１を冷却する冷却部４６と、を有している。管４１は、冷媒が供給される冷却部４６内を通過している。管４１内を移送されるガスは、冷却部４６を通過する際に冷却される。この際、原料ガス中の水蒸気が凝縮する等により、原料ガスから水分が除去される。冷却部４６は、冷媒が供給される冷媒供給口４６ａと、冷媒が排出される冷媒排出口４６ｂと、を有している。一方、管４１は、原料ガスを供給される導入管部４１１と、導入管部４１１が複数に分岐した分岐管部４１２と、複数の分岐管部４１２が合流した合流管部４１３と、を含んでいる。このうち、複数の分岐管部４１２が、冷却部４６内を通過している。各分岐管部４１２は、導入管部４１１よりも小径である。したがって、分岐管部４１２内を通過する原料ガスと冷却部４６内の冷媒との熱交換効率を向上させることができる。この管４１は、復水器と同様の構成を採用することができる。
【００３５】
吸着装置５０は、原料ガス中の一酸化炭素および水素以外の成分を吸着する性能があればよく、吸着のみを目的とした設備としては、例えば、脱硫槽、脱酸素槽を挙げることができる。このうち、後述の有機物質生成装置１６との組み合わせにおいて、脱硫槽は、硫黄分を除去することができれば特に限定されることはない。脱硫槽で硫黄分を十分に除去ないし低減できず、硫黄分が多いままであると、後段で吸脱着装置が存在する際に、そこで悪影響を及ぼすおそれがある。また、脱酸素槽、酸素成分を除去することができれば特に限定されることはない。脱酸素槽で酸素成分を十分に除去ないし低減できず、酸素成分が多いままであると有機物質生成装置１６において用いられる微生物、特に嫌気性微生物が死滅してしまうおそれがある。
【００３６】
また、吸着装置５０に代えて又は吸着装置５０に加えて、吸脱着装置を設けてもよい。その場合、ＰＳＡ，ＴＳＡ、ＰＴＳＡのいずれも好適に用いることができる。さらに不要な不純物を除去するため、他の装置を任意に設けてもよい。吸脱着装置に用いる吸脱着材としては、活性炭、ゼオライト、モレキュラーシーブズ等の多孔質材や、アミン溶液等の水溶液を用いることが出来る。中でも、芳香族化合物および硫黄化合物を吸着出来る活性炭またはゼオライトが好ましく用いられる。なお、上記したように、原料ガス中の硫黄分が多いままであると、吸脱着材に悪影響を及ぼすおそれがあることから、吸脱着装置は脱硫槽の後に設けると良い。
【００３７】
次に有機物質生成装置１６について説明する。有機物質生成装置１６は、原料ガスを微生物発酵又は金属触媒と接触させて有機物質を製造する。原料ガスの微生物発酵又は金属触媒反応により得られる有物物質として、例えば、メタノール、エタノール、２，３−ブタンジオール、酢酸、乳酸、イソプレン、ブタジエン等が挙げられ、好ましくは炭素数１〜４のアルコールまたはジオール類であり、より好ましくはエタノールを含むことが好ましい。得られる有機物質の用途は、特に限定されない。得られた有機物質は、例えば、プラスチックや樹脂等の原料として用いてもよいし、各種溶媒、殺菌剤、または燃料として用いてもよい。高濃度のエタノールは、ガソリン等に混合する燃料エタノールとして用いることができる他、例えば、化粧品、飲料、化学物質、燃料（ジェット燃料）等の原材料、食品等の添加物として用いることができ、汎用性が極めて高い。
【００３８】
有機物質生成装置１６は、例えば、図４に示すように、微生物（種）を含む発酵槽１６１を有している。発酵槽１６１は、微生物種の他に培地（培養液）１６２を含んでもよい。有機物質生成装置１６には、原料ガスを供給する供給管１６３と、得られた有機物質を回収する回収管１６４と、有機物質の生成に用いられなかったガスを排出する排出管１６５とが接続している。
【００３９】
ある種の嫌気性微生物は、発酵作用によって、合成ガス等の基質ガスから、エタノール等の有価物である有機物質を生成することが知られており、この種のガス資化性微生物は、液状の培地で培養される。例えば、培養液とガス資化性細菌とを供給して収容しておき、この状態で培養液を撹拌しつつ、発酵槽内に原料ガスを供給してもよい。これにより、培養液中でガス資化性細菌を培養して、その発酵作用により原料ガスから有機物質を生成することができる。培養液は、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。このような培養液の組成は、ガス資化性細菌が良好に成育し得るように調製される。
【００４０】
原料ガスを微生物発酵させる微生物（種）は、一酸化炭素を主たる原料として原料ガスを微生物発酵させることによって所望の有機物質ｏｍを製造できるものであれば、特に限定されない。例えば、微生物（種）は、ガス資化性細菌の発酵作用によって、原料ガスから有機物質を生成するものであることが好ましい。ガス資化性細菌のなかでも、クロストリジウム（Clostridium）属がより好ましく、クロストリジウム・オートエタノゲナムが特に好ましいが、これに限定されるものではない。以下、さらに例示する。
【００４１】
ガス資化性細菌は、真性細菌および古細菌の双方を含む。真性細菌としては、例えば、クロストリジウム（Clostridium）属細菌、ムーレラ（Moorella）属細菌、アセトバクテリウム（Acetobacterium）属細菌、カルボキシドセラ（Carboxydocella）属細菌、ロドシュードモナス（Rhodopseudomonas）属細菌、ユーバクテリウム（Eubacterium）属細菌、ブチリバクテリウム（Butyribacterium）属細菌、オリゴトロファ（Oligotropha）属細菌、ブラディリゾビウム（Bradyrhizobium）属細菌、好気性水素酸化細菌であるラルソトニア（Ralsotonia）属細菌等が挙げられる。
【００４２】
一方、古細菌としては、例えば、Methanobacterium属細菌、Methanobrevibacter属細菌、Methanocalculus属、Methanococcus属細菌、Methanosarcina属細菌、Methanosphaera属細菌、Methanothermobacter属細菌、Methanothrix属細菌、Methanoculleus属細菌、Methanofollis属細菌、Methanogenium属細菌、Methanospirillium属細菌、Methanosaeta属細菌、Thermococcus属細菌、Thermofilum属細菌、Arcaheoglobus属細菌等が挙げられる。これらの中でも、古細菌としては、Methanosarcina属細菌、Methanococcus属細菌、Methanothermobacter属細菌、Methanothrix属細菌、Thermococcus属細菌、Thermofilum属細菌、Archaeoglobus属細菌が好ましい。
【００４３】
さらに、一酸化炭素および二酸化炭素の資化性に優れることから、古細菌としては、Methanosarcina属細菌、Methanothermobactor属細菌、またはMethanococcus属細菌が好ましく、Methanosarcina属細菌、またはMethanococcus属細菌が特に好ましい。なお、Methanosarcina属細菌の具体例として、例えば、Methanosarcina barkeri、Methanosarcina mazei、Methanosarcina acetivorans等が挙げられる。
【００４４】
以上のようなガス資化性細菌の中から、目的とする有機物質の生成能の高い細菌が選択されて用いられる。例えば、エタノール生成能の高いガス資化性細菌としては、クロストリジウム・オートエタノゲナム（Clostridium autoethanogenum）、クロストリジウム・ユングダリイ（Clostridium ljungdahlii）、クロストリジウム・アセチクム（Clostridium aceticum）、クロストリジウム・カルボキシジボランス（Clostridium carboxidivorans）、ムーレラ・サーモアセチカ（Moorella thermoacetica）、アセトバクテリウム・ウッディイ（Acetobacterium woodii）等が挙げられる。
【００４５】
上記した微生物（種）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。例えば、微生物にクロストリジウム属を用いる場合の培地は、米国特許出願公開２０１７／２６０５５２号の「００９７」〜「００９８」等を参考にすることができる。
【００４６】
発酵槽において、培地（培養液）の温度（培養温度）は、任意の温度を採用してよいが、好ましくは３０〜４５℃程度、より好ましくは３３〜４２℃程度、さらに好ましくは３６．５〜３７．５℃程度とすることができる。また、培養時間は、好ましくは連続培養で１２時間以上、より好ましくは７日以上、特に好ましくは３０日以上、最も好ましくは６０日以上であり、上限は特に設定されないが設備の定修等の観点から７２０日以下が好ましく、より好ましくは３６５日以下である。なお、培養時間とは、種菌を培養槽に添加してから、培養槽内の培養液を全量排出するまでの時間を意味するものとする。
【００４７】
また、反応装置に金属触媒を用いる場合は、合成ガスから目的の有機物質を得るために使用される公知の金属触媒が適用可能であり、例えば、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、イリジウム及び白金から選択される１種以上の白金族元素を含む金属触媒がＣＯ転化率を高める観点から好ましい。
【００４８】
次に、有機物質精製装置１８について説明する。有機物質精製装置１８は、有機物質生成装置１６での微生物発酵を経て得られた有機物質含有液を、精製する装置である。例えば有機物質精製装置１８は、得られた有機物質含有液を、精製部において、目的の有機物質の濃度を高めた留出液と、目的の有機物質の濃度を低下させた残留液とに分離する。このような有機物質精製装置１８として、例えば、蒸留装置、浸透気化膜を含む処理装置、ゼオライト脱水膜を含む処理装置、有機物質より沸点の低い低沸点物質を除去する処理装置、有機物質より沸点の高い高沸点物質を除去する処理装置、イオン交換膜を含む処理装置等が挙げられる。これらの装置は単独でまたは２種以上を組み合わせてもよい。単位操作としては、加熱蒸留や膜分離を好適に用いてもよい。
【００４９】
加熱蒸留では、蒸留装置を用いることができる。有機物質（特に、エタノール）の蒸留時における蒸留器内の温度は、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。蒸留器内の温度を前記範囲に設定することにより、必要な有機物質とその他の成分との分離、即ち、有機物質の蒸留（精製）をより確実に行うことができる。
【００５０】
有機物質の蒸留時における蒸留装置内の圧力は、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６０〜９５ｋＰａ（絶対圧）程度である。蒸留装置内の圧力を前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ること、ひいては有機物質の収率を向上させることができる。有機物質の収率（蒸留後に得られた有機物質の濃度）は、好ましくは９０重量％以上、より好ましくは９９重量％以上、特に、９９．５重量％以上とすることが好ましい。
【００５１】
膜分離では、公知の分離膜を適宜用いることができ、例えばゼオライト膜を好適に用いることができる。
【００５２】
以上のようにして、ガス処理システム１０において、原料ガスから有機物質を製造することができる。
【００５３】
ところで、ガス処理システム１０は、ガスが通過する配管を含んだ装置である。背景技術の欄でも説明したように、このようなガス処理システム１０では、炭素化合物の成分や温度等の移送条件に応じて、炭素化合物の液体や固体が管の内壁に付着することもある。炭素化合物が管内に付着して堆積すると、ガス配管装置内を流れるガスの品質に悪影響を及ぼすだけでなく、流量、流速、流体圧にも影響を与え得る。
【００５４】
とりわけ、上述してきた例において、ガス処理システム１０の管路を移送されるガスは、ガス化炉として構成された原料ガス生成装置１２で生成された原料ガスである。ガス化炉としての原料ガス生成装置１２で得られる原料ガスは、とりわけ、液体または固体の炭素化合物、例えばチャー、スス、タールを含むようになる。このような液体または固体の炭素化合物は、配管の内壁に非常に付着しやすくなる。一方、本実施の形態では、簡易な設備かつ簡易な方法によって管内に付着した炭素化合物の回収を可能とするための工夫が施されている。
【００５５】
以下、この工夫を、ガス処理装置１４のガス配管装置４０に対して適用した例について説明する。上述したように、ガス配管装置４０は、小径の分岐管部４１２を含んでいる。したがって、管４１に供給されるガスが固体または液体の炭素化合物を含んでいる場合には、当該炭素化合物が管４１の内壁に付着しやすくなる。加えて、分岐管部４１２は冷却部４６によって冷却される。すなわち、管４１に供給されたガスが固体または液体の炭素化合物を含んでいなくとも、冷却部４６が、炭素化合物の液化温度以下の温度、さらには固化温度以下の温度までガスを冷却し、管４１内で液体または固体の炭素化合物が生じることも想定される。すなわち、分岐管部４１２内を通過するガス中の炭素化合物が液化または固化しやすく、且つ、液化または固化した炭素化合物が小径の分岐管部４１２に付着し易くなっている。したがって、ガス配管装置４０では、炭素化合物が内壁に付着するといった不具合が顕著に生じ易くなっていると言える。
【００５６】
図３に示すように、ガス配管装置４０は、上述した管４１及び冷却部４６に加え、除去液供給部４２及び除去液回収部４４をさらに有している。上述したように、管４１は、ガスを供給される導入管部４１１と、導入管部４１１が複数に分岐した分岐管部４１２と、複数の分岐管部４１２が合流した合流管部４１３と、を有している。導入管部４１１、分岐管部４１２及び合流管部４１３は、例えば、金属製または樹脂製の管により構成されている。導入管部４１１上には、導入管部４１１の開放および閉鎖を切り替える上流側弁４１４が設けられている。また、合流管部４１３上には、合流管部４１３の開放および閉鎖を切り替える下流側弁４１５が設けられている。
【００５７】
除去液供給部４２は、管４１の内壁に付着した炭素化合物を内壁から除去するための除去液を管４１に充填する。すなわち、除去液供給部４２は、管４１に付着した炭素化合物を管４１から除去する除去液を管４１内に供給する。図示された除去液供給部４２は、水を管４１内に供給する水供給部４２Ａと、水蒸気を管４１内に供給する水蒸気供給部４２Ｂと、を含んでいる。本実施の形態において、除去液は、水供給部４２Ａから供給される水と、水蒸気供給部４２Ｂから供給される水蒸気と、を混合して得られる。
【００５８】
除去液供給部４２は、管４１の導入管部４１１に接続している。この除去液供給部４２は、導入管部４１１に水及び水蒸気を供給する。図３に示すように、除去液供給部４２は、導入管部４１１のうちの上流側弁４１４が設けられた位置のすぐ下流側となる位置に接続した合流供給管４２１を、更に有している。
【００５９】
水供給部４２Ａは、合流供給管４２１に一端において接続した水供給管４２Ａ１と、水供給管４２Ａ１上に設けられた水供給弁４２Ａ２と、を有している。水供給管４２Ａ１の他端は、例えば、ガス処理システム１０が設置される工場等の設備として設けられた水源Ｓ１に接続している。ただし、この例とは異なり、水供給部４２Ａが、水を貯留したタンク等からなる水源Ｓ１を、その構成要素として含むようにしてもよい。水供給弁４２Ａ２は、水供給管４２Ａ１の開放および閉鎖を切り替える。水供給弁４２Ａ２が水供給管４２Ａ１を開放すると、水源Ｓ１からの水を管４１内に供給することができる。
【００６０】
水蒸気供給部４２Ｂは、合流供給管４２１に一端において接続した水蒸気供給管４２Ｂ１と、水蒸気供給管４２Ｂ１上に設けられた水蒸気供給弁４２Ｂ２と、を有している。水蒸気供給管４２Ｂ１の他端は、例えば、ガス処理システム１０が設置される工場等の設備として設けられた水蒸気源Ｓ２に接続している。ただし、この例とは異なり、水蒸気供給部４２Ｂが、水蒸気を収容したタンク等からなる水蒸気源Ｓ２を、その構成要素として含むようにしてもよい。水蒸気供給弁４２Ｂ２は、水蒸気供給管４２Ｂ１の開放および閉鎖を切り替える。水蒸気供給弁４２Ｂ２が水蒸気供給管４２Ｂ１を開放すると、水蒸気源Ｓ２からの水蒸気を管４１内に供給することができる。
【００６１】
なお、図示された例において、ガス配管装置４０は、管４１に窒素を供給する窒素供給部４８を更に有している。窒素供給部４８は、管４１の導入管部４１１に窒素を供給する。図示された例において、窒素供給部４８は、導入管部４１１のうちの上流側弁４１４が設けられた位置のすぐ下流側となる位置に、窒素を供給する。より具体的には、窒素供給部４８は、除去液供給部４２の合流供給管４２１に接続し、合流供給管４２１を介して管４１に窒素を供給する。
【００６２】
図示された窒素供給部４８は、水供給部４２Ａ及び水蒸気供給部４２Ｂと同様の構成を有している。すなわち、図示された窒素供給部４８は、合流供給管４２１に一端において接続した窒素供給管４８１と、窒素供給管４８１上に設けられた窒素供給弁４８２と、を有している。窒素供給管４８１の他端は、例えば、ガス処理システム１０が設置される工場等の設備として設けられた窒素源Ｓ３に接続している。ただし、この例とは異なり、窒素供給部４８が、窒素ガスを収容したタンク等からなる窒素源Ｓ３を、その構成要素として含むようにしてもよい。窒素供給弁４８２は、窒素供給管４８１の開放および閉鎖を切り替える。窒素供給弁４８２が窒素供給管４８１を開放すると、窒素源Ｓ３からの窒素を管４１内に供給することができる。
【００６３】
除去液回収部４４は、管４１の合流管部４１３から分岐している。この除去液回収部４４は、合流管部４１３から除去液を排液する。図３に示すように、除去液回収部４４は、合流管部４１３のうちの下流側弁４１５が設けられた位置のすぐ上流側となる位置に接続した回収管４４１と、回収管４４１上に設けられた回収弁４４２と、を有している。回収弁４４２は、回収管４４１の開放および閉鎖を切り替える。回収弁４４２が回収管４４１を開放すると、回収管４４１内の除去液を管４１から排出することができる。
【００６４】
なお、除去液供給部４２、除去液回収部４４及び窒素供給部４８に含まれる管や、合流供給管４２１、回収管４４１は、金属製または樹脂製の管により構成されている。
【００６５】
次に以上のような構成からなるガス配管装置４０の管４１の洗浄方法について説明する。
【００６６】
洗浄を開始する前、原料ガス生成装置１２で生成された原料ガスが管４１内を流れている。原料ガス生成装置１２は、炭素化合物を含んでいる。液体または固体の炭素化合物が原料ガスによってガス配管装置４０に持ち込まれ、或いは、冷却部４６での冷却により原料ガス中の炭素化合物が液化または固化する。そして、液体または固体の炭素化合物は、管４１の内壁、とりわけ小径の分岐管部４１２の内壁に付着する。
【００６７】
以下に説明する洗浄方法は、管４１内に付着した炭素化合物を除去および回収する。図５に示すように、洗浄方法は、前処理工程Ｓ１と、洗浄工程Ｓ２と、後処理工程Ｓ３と、を有している。
【００６８】
まず、前処理工程について説明する。最初に、上流側弁４１４を閉鎖し、管４１内への原料ガスの流入を停止させる。また、下流側弁４１５を閉鎖し、回収弁４４２を開放する。これにより、管４１の内部が、除去液回収部４４の回収管４４１を介して外部に通じる。その後、図６に示すように、窒素供給部４８の窒素供給弁４８２を開放して、導入管部４１１から管４１内に窒素ガスＮ２（Ｇ）を流入させる。管４１内に流入した窒素ガスは、除去液回収部４４をから流出する。このとき、除去液供給部４２の水供給弁４２Ａ２及び水蒸気供給弁４２Ｂ２は閉鎖している。すなわち、図６に示された前処理工程では、管４１を窒素ガスでパージして、原料ガスから除去されて管４１内に残留した水分や、管４１に残留した炭素化合物等の異物を、管４１内から排出する。水分や異物が排出されなくなったところで、窒素供給弁４８２を閉鎖し、窒素ガスの供給を停止する。
【００６９】
なお、冷却部４６の運転は、窒素ガスによるパージの終了とともに停止するようにしてもよいし、窒素ガスによるパージが開始する前や窒素ガスによるパージ中に停止するようにしてもよい。
【００７０】
以上のようにして、前処理工程Ｓ１が実施される。次に、洗浄工程Ｓ２が実施される。図５に示すように、洗浄工程Ｓ２は、除去工程Ｓ２１および回収工程Ｓ２２を含んでいる。なお、図６、及び、以下で参照する図８〜図１０は、冷却部４６を省略してガス配管装置４０を示している。
【００７１】
除去工程２１では、水および水蒸気を混合してなる除去液が管４１内に供給される。なお、本明細書で用いる「除去液を管４１内供給する」といった表現は、除去液そのものを管内に供給することの他、後述するように除去液を構成するようになる要素、つまり水および水蒸気を管内に別々に供給し、管内で水および水蒸気を混合することによって管内に除去液を充填することも含む。
【００７２】
上述したように、ガス配管装置４０の管路は、冷却部４６内を流れる冷媒との熱交換効率を高めるため、複数の小径の分岐管部４１２に分岐されている。この小径の分岐管部４１２は、ガス処理システム１０に含まれる他の管路と比較して、低剛性となっている。また、ガス配管装置４０の管４１を洗浄する際には、上流側弁４１４が閉鎖され、高温の原料ガスの流入が停止している。したがって、前処理工程後に洗浄工程を実施する際、ガス配管装置４０の管４１の温度は或る程度低下している。この状態から高温の水蒸気を除去液として管４１内に供給すると、熱応力により分岐管部４１２が変形、更には損傷する虞がある。その一方で、低温の水を除去液として管４１内に供給した場合、管４１の内壁に付着した炭素化合物の除去効率は低くなってしまう。そこで、本実施の形態では、水および水蒸気を混合してなる除去液を用いて、管４１の洗浄を行う。
【００７３】
図７に示された例においては、除去工程Ｓ２１は、水供給工程Ｓ２１１と、水蒸気供給工程Ｓ２１２と、貯留工程Ｓ２１３と、を含んでいる。水供給工程Ｓ２１１では、図８に示すように、水供給部４２Ａの水供給弁４２Ａ２が開放して、導入管部４１１から管４１内に水Ｈ２Ｏ（Ｌ）を流入させる。このとき、上流側弁４１４、下流側弁４１５、水蒸気供給部４２Ｂの水蒸気供給弁４２Ｂ２、除去液回収部４４の回収弁４４２及び窒素供給部４８の窒素供給弁４８２は、閉鎖している。したがって、管４１内に水が貯留されていく。管４１内への水Ｈ２Ｏ（Ｌ）の供給は、管４１内における水の水位が一定高さとなるまで、例えば図８に点線で示す高さまで実施される。図示された例において、ガス配管装置４０は、管４１内の水位を計測する水位センサ４２２を有している。水供給工程Ｓ２１１は、この水位センサ４２２の計測結果に基づき、管４１内に一定水量の水が貯留されるまで実施される。
【００７４】
次に、水蒸気供給工程Ｓ２１２が実施される。水蒸気供給工程Ｓ２１２では、図９に示すように、水蒸気供給部４２Ｂの水蒸気供給弁４２Ｂ２が開放して、導入管部４１１から管４１内に水蒸気Ｈ２Ｏ（Ｇ）を流入させる。このとき、上流側弁４１４、下流側弁４１５、水供給部４２Ａの水供給弁４２Ａ２、除去液回収部４４の回収弁４４２及び窒素供給部４８の窒素供給弁４８２は、閉鎖している。水蒸気供給工程Ｓ２１２に先だって実施される水供給工程Ｓ２１１により、管４１内には水Ｈ２Ｏ（Ｌ）が貯留されている。したがって、管４１内に供給された高温の水蒸気は、管４１内の水と接触し、熱を奪われて液化する。このようにして、水と水蒸気の混合物としての除去液ＣＬが管４１内に充填される。
【００７５】
水蒸気供給工程Ｓ２１２では、水蒸気の液化にともない、管４１内の水位が上昇する。そして、水蒸気供給工程Ｓ２１２は、水位センサ４２２の計測結果に基づき、管４１内に予め設定された量の水が貯留されるまで実施されるようにしてもよい。或いは、温度センサ４２３を管４１に設置しておき、温度センサ４２３の計測結果に基づき、管４１内貯留された除去液ＣＬが予め設定された温度となるまで水蒸気供給工程を実施するようにしてもよい。
【００７６】
水供給工程Ｓ２１１における水の供給量と、水蒸気供給工程Ｓ２１２における水蒸気の供給量とは、適温の除去液ＣＬが得られるように調節される。すなわち、管４１に過度な熱応力が発生せず且つ管４１に付着した炭素化合物の除去に有効な温度となるように、混合量比を設定される。そして、図７に示された洗浄工程のように、水蒸気供給工程Ｓ２１２に先立って水供給工程Ｓ２１１を実施することで、管４１の熱応力による変形や損傷を効果的に回避することができる。
【００７７】
次に、貯留工程Ｓ２１３が実施される。貯留工程Ｓ２１３では、管４１内に除去液ＣＬを予め定めた一定時間に亘って貯め置く。一定時間に亘って管４１内に除去液ＣＬを充填しておくことで、管４１の内壁に付着した炭素化合物の除去、例えば炭素化合物の管４１からの剥離や炭素化合物の溶解を促すことができる。以上により、除去工程Ｓ２１が終了する。
【００７８】
次に、図５に示すように、回収工程Ｓ２２が実施される。図１０に示すように、回収工程Ｓ２２では、窒素供給部４８の窒素供給弁４８２を開放して、導入管部４１１から管４１内に窒素ガスＮ２（Ｇ）を流入させる。また、除去液回収部４４の回収弁４４２を開放する。このとき、上流側弁４１４、下流側弁４１５、水供給部４２Ａの水供給弁４２Ａ２及び水蒸気供給部４２Ｂの水蒸気供給弁４２Ｂ２は、閉鎖している。したがって、管４１内に貯留された除去液ＣＬは、窒素ガスＮ２（Ｇ）に押し出され、管４１から除去された炭素化合物とともに除去液回収部４４から排出される。このようにして、回収工程Ｓ２２が実施され、洗浄工程Ｓ２が終了する。
【００７９】
なお、除去工程Ｓ２１及び回収工程Ｓ２２を含む洗浄工程Ｓ２は、複数回繰り返し実施されるようにしてもよい。洗浄工程Ｓ２の実施回数は、一例として、除去液回収部４４から回収される除去液が透明となるまでとしてもよい。
【００８０】
次に、図５に示すように、後処理工程が実施される。後処理工程では、ガス配管装置４０を原料ガスの処理に適した状態とする。一例として、水供給部４２Ａから管４１内に水を供給して、ガス配管装置４０の管４１の温度を調節する。この処理は、水供給部４２Ａの水供給弁４２Ａ２を開放して、管４１内に水を供給する。管４１の温度が十分に低下するまで管４１内に水を貯留した後、除去液回収部４４の回収弁４４２を開放して、管４１内から水を排出する。この処理の間、上流側弁４１４、下流側弁４１５、水蒸気供給部４２Ｂの水蒸気供給弁４２Ｂ２および窒素供給部４８の窒素供給弁４８２は閉鎖した状態に維持される。
【００８１】
管４１の温度を低下させて管４１内から水を排出した後、窒素供給部４８から管４１内に窒素ガスを供給して管４１内の水分を除去する。この処理は、窒素供給部４８の窒素供給弁４８２及び除去液回収部４４の回収弁４４２を開放した状態で実施される。一方、この処理の間、上流側弁４１４、下流側弁４１５、水供給部４２Ａの水供給弁４２Ａ２および水蒸気供給部４２Ｂの水蒸気供給弁４２Ｂ２は閉鎖した状態に維持される。
【００８２】
さらに、管４１の温度調節および管４１内からの水分の除去の後、或いは、管４１の温度調節および管４１内からの水分の除去と並行して、冷却部４６を立ち上げ操作を実施し、冷却部４６を再稼働可能な状態とする。
【００８３】
以上のようにして、後処理工程Ｓ３が終了する。後処理工程Ｓ３が終了すると、上流側弁４１４及び下流側弁４１５を開放して、ガス配管装置４０での原料ガスの処理が再開される。
【００８４】
以上のような本実施の形態において、ガス配管装置４０は、炭素化合物を含むガスが通過する管４１と、炭素化合物を含むガスが通過した後の管４１に、管４１に付着した炭素化合物を管４１から除去する除去液を管４１内に供給する除去液供給部４２と、管４１から分岐し、管４１から除去された炭素化合物を除去液ＣＬとともに管４１から回収する除去液回収部４４と、を有している。除去液供給部４２は、水蒸気を管４１内に供給する水蒸気供給部４２Ｂと、水蒸気とともに除去液をなす水を管４１内に供給する水供給部４２Ａと、を含んでいる。そして、このガス配管装置４０の洗浄方法は、炭素化合物を含むガスが通過した後の管４１に水蒸気および水を供給し、水蒸気および水から得られた除去液ＣＬによって管４１に付着した炭素化合物を管４１から除去する工程と、管４１から除去された炭素化合物を除去液ＣＬとともに管４１から回収する工程と、を有している。すなわち、このような一実施の形態では、水と水蒸気を管４１内に供給することで、管４１内に除去液ＣＬを供給している。水と水蒸気とを混合してなる除去液ＣＬの温度は、水の供給量および水蒸気の供給量を調節することで、容易且つ柔軟に制御することができる。したがって、除去液ＣＬが高温となり過ぎることに起因した熱応力の発生による設備負荷を抑制しながら、除去液ＣＬが低温となり過ぎることに起因した除去効率の低下を回避することが可能となる。
【００８５】
上述した一具体例において、管４１は、ガスを供給される導入管部４１１と、導入管部４１１から分岐した複数の分岐管部４１２と、複数の分岐管部４１２が合流した合流管部４１３と、を含んでいる。分岐管部４１２は、細径となる傾向にあり、したがって、炭素化合物が固着し易い管路をなす。その一方で、細径化し易い分岐管部４１２は、熱応力が生じ易く破損しやすい管路となる。上述した一実施の形態は、このような分岐管部４１２からの炭素化合物の除去に好適である。
【００８６】
上述した一具体例において、除去液供給部４２は、導入管部４１１に接続し、導入管部４１１に水および水蒸気を供給する。このような例によれば、分岐管部４１２の上流側となる導入管部４１１に水蒸気及び水を供給することで、炭素化合物が付着し易い分岐管部４１２を洗浄することができる。
【００８７】
上述した一具体例において、除去液回収部４４は、合流管部４１３から分岐し（複数に枝分かれし）、合流管部４１３から除去液とともに炭素化合物を回収する。このような例によれば、分岐管部４１２の下流側となる合流管部４１３から除去液回収部４４が分岐することで、炭素化合物が付着し易い分岐管部４１２を洗浄することができる。
【００８８】
上述した一具体例において、ガス配管装置４０が、管４１の複数の分岐管部４１２を冷却する冷却部４６を更に有している。このような例によれば、分岐管部４１２が冷却部４６によって冷却されることで、炭素化合物が分岐管部４１２に付着し易くなる。上述した一実施の形態は、このような分岐管部４１２からの炭素化合物の除去に好適である。
【００８９】
上述した一具体例において、ガス配管装置４０は、管４１を冷却する冷却部４６を更に有している。管４１が冷却部４６によって冷却されることで、炭素化合物が管４１に付着し易くなる。上述した一実施の形態は、このような管４１からの炭素化合物の除去に好適である。
【００９０】
上述した一具体例において、管４１に供給されるガスは気体の炭素化合物を含み、冷却部４６は管４１の温度を炭素化合物の固化温度以下の温度に冷却する。すなわち、冷却部４６による冷却によってガスに含まれる炭素化合物が管４１内で固化するので、炭素化合物が管に付着し易くなる。上述した一実施の形態は、このような管４１からの炭素化合物の除去に好適である。
【００９１】
上述した一具体例において、管４１に供給されるガスは、固体の炭素化合物及び液体の炭素化合物の少なくとも一方を含んでいる。固体または液体の炭素化合物が管４１を通過する場合、炭素化合物が管４１に付着し易くなる。上述した一実施の形態は、このような管４１からの炭素化合物の除去に好適である。
【００９２】
上述した一具体例において、ガス配管装置４０は管４１内の水位を計測する水位センサ４２２を更に有している。水位センサ４２２によって、管４１内に供給された水の量だけでなく、液化した水蒸気の量も検出することができる。したがって、水および水蒸気を含んでなる除去液ＣＬの温度を正確に制御することが可能となる。これにより、熱応力による管４１の負荷を抑制し、且つ、炭素化合物を管４１から効率的に除去することが可能となる。
【００９３】
上述した一具体例において、除去工程Ｓ２１（図５参照）は、管４１内に水蒸気および水を供給する工程と、水蒸気および水から得られた除去液ＣＬを管４１内に一定時間に亘って貯め置く工程と、を含んでいる。除去液ＣＬを管４１内に一定時間に亘って貯め置くことで、管４１の内壁に付着した炭素化合物の剥離や溶解を促進することができる。
【００９４】
上述した一具体例では、管４１に水蒸気および水を供給する工程において、水および水蒸気を順に管４１内に供給している。したがって、除去液供給部４２の操作が簡単となる。また、水蒸気に先立って水を管４１に先に供給することで、管４１の急激な温度上昇を効果的に抑制することができる。すなわち管４１への熱応力の発生を効果的に抑制することができる。
【００９５】
上述した一具体例において、管４１内に供給される水蒸気の量および管４１内に供給される水の量は、除去液ＣＬの管４１内での水位及び除去液ＣＬの管４１内での温度に基づいて、調節される。したがって、十分な量かつ十分な温度の除去液ＣＬを管４１内に供給することができる。これにより、熱応力による管４１の負荷を抑制し、且つ、炭素化合物を管４１から効率的に除去することが可能となる。
【００９６】
上述した一具体例では、管４１に水蒸気および水を供給する工程および炭素化合物を除去液ＣＬとともに回収する工程は、繰り返し複数回実施される。したがって、炭素化合物を管４１から高い除去効率で除去することができる。
【００９７】
一実施の形態を複数の具体例により説明してきたが、これらの具体例が一実施の形態を限定することを意図していない。上述した一実施の形態は、その他の様々な具体例で実施されることが可能であり、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、追加を行うことができる。
【００９８】
例えば、上述した一具体例の洗浄工程Ｓ２の除去工程Ｓ２１において、水供給工程Ｓ２１１と、水蒸気供給工程Ｓ２１２および貯留工程Ｓ２１３が順に実施されていたが、この例に限られない。例えば、水供給工程及び水蒸気供給工程が、順に、それぞれ複数回実施され、その後に、貯留工程が実施されるようにしてもよい。また、図１１に示すように、水と水蒸気が同時に管４１内に供給されるようにしてもよい。言い換えると、水供給工程Ｓ２１１および水蒸気供給工程Ｓ２１２が並行して実施されるようにしてもよい。さらに、洗浄工程Ｓ２が複数回実施される場合には、各洗浄工程の除去工程Ｓ２２において、互いに異なる方法で、管４１内に除去液ＣＬを充填するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１０   ガス処理システム
１２   原料ガス生成装置
１４   ガス処理装置
１６   有機物質生成装置
１８   有機物質精製装置
３０   スクラバー
４０   ガス配管装置
５０   吸着装置
４１   管
４１１ 導入管部
４１２ 分岐管部
４１３ 合流管部
４１４ 上流側弁
４１５ 下流側弁
４２   除去液供給部
４２Ａ 水供給部
４２Ａ１      水供給管
４２Ａ２      水供給弁
４２Ｂ 水蒸気供給部
４２Ｂ１      水蒸気供給管
４２Ｂ２      水蒸気供給弁
４２１ 合流供給管
４２２ 水位センサ
４２３ 温度センサ
４４   除去液回収部
４４１ 回収管
４４２ 回収弁
４６   冷却部
４８   窒素供給部
４８１ 窒素供給管
４８２ 窒素供給弁
Ｓ１   水源
Ｓ２   水蒸気源
Ｓ３   窒素源
【図１】
2020049406.tif 000003
【図２】
2020049406.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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