(57)【要約】【課題】バイオマスによる発電に際して、二酸化炭素を効率的に且つ大気中に拡散させることなく回収処理し、大気中二酸化炭素の減少或いは削減に寄与することが出来る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置の提供。【解決手段】バイオマス（１）からバイオガスを生成する装置（２）と、バイオガスを燃料として発電する発電装置（３、３Ａ）と、発電装置（３、３Ａ）の排ガスの組成が二酸化炭素と水のみになる様に当該排ガスに酸素を供給する機構（１２）と、二酸化炭素と水のみから組成されている排ガスを冷却して凝縮水を分離する機構（５）と、分離された凝縮水から生成した城下水をバイオマス希釈水として供給するべき水供給機構（４０）と、発電装置の発電電力を用いて酸素を製造する酸素製造装置（３５）とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマスからバイオガスを生成する装置（２）と、バイオガスを燃料として発電する発電装置（３、３Ａ）と、発電装置（３、３Ａ）の排ガスの組成が二酸化炭素と水のみになる様に当該排ガスに酸素を供給する機構（４、１２）と、二酸化炭素と水のみから組成されている排ガスを冷却して凝縮水を分離し、分離された凝縮水を浄化してバイオガスを生成する装置（２）に供給する水供給機構（４０）とを備えていることを特徴とする大気中二酸化炭素の分離回収処理装置。
【請求項２】
バイオマスからバイオガスを生成する装置（２）と、バイオガスを燃料として発電する発電装置（３、３Ａ）と、発電装置（３、３Ａ）の排ガスの組成が二酸化炭素と水のみになる様に当該排ガスに酸素を供給する機構（４、１２）と、二酸化炭素と水のみから組成されている排ガスを冷却して凝縮水を分離する機構（５）と、分離された凝縮水から生成した純水を電気分解して排ガスに供給するべき酸素を生成する電気分解装置（６）とを備えていることを特徴とする大気中二酸化炭素の分離回収処理装置。
【請求項３】
前記電気分解装置（６）で発生した水素を燃料として発電する第２の発電装置を（１３）備える請求項２の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置。
【請求項４】
前記発電装置が燃料電池（３）であり、燃料極オフガスの排出ライン（Ｌ３）にオフガス中の未燃成分を測定する測定手段（Ｓｇ１）と排ガス燃焼触媒（４）とを設け、該排ガス燃焼触媒（４）に電気分解装置（６）で生成された酸素を供給する酸素供給ライン（Ｌ６）を設け、該酸素供給ライン（Ｌ６）には開閉弁（Ｖ１）が介装されており、制御装置（１４）を設け、該制御装置（１４）は、測定手段（Ｓｇ１）の測定結果から排ガス燃焼触媒（４）の燃焼排ガスが二酸化炭素と水のみから組成される酸素供給量を演算し、演算された酸素供給量に対応して酸素供給ライン（Ｌ６）に介装された開閉弁（Ｖ１）の開度を制御する機能を有している請求項１〜３の何れか１項の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置。
【請求項５】
前記発電装置がガスエンジン或いはガスタービン（３Ａ）であり、ガスエンジン或いはガスタービン（３Ａ）の燃料供給ライン（Ｌ２）に混合装置（１２）を介装し、該混合装置（１２）に電気分解装置（６）で生成された酸素を供給する酸素供給ライン（Ｌ７）を設け、該酸素供給ライン（Ｌ７）には開閉弁（Ｖ２）が介装されており、排ガスライン（Ｌ３）に排ガス中の未燃成分を測定する測定手段（Ｓｇ１）を設け、制御装置（１４Ａ）を設け、該制御装置（１４Ａ）は、測定手段（Ｓｇ１）の測定結果からガスエンジン或いはガスタービン（３Ａ）の排ガスが二酸化炭素と水のみから組成される酸素供給量を演算し、演算された酸素供給量に対応して酸素供給ライン（Ｌ６）に介装された開閉弁（Ｖ１）の開度を制御する機能を有している請求項１〜３の何れか１項の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置。
【請求項６】
バイオマスからバイオガスを生成する装置は、バイオマスを無酸素状態で加熱してガス化を行うガス化装置（１６）と、ガス化により発生したガスに純酸素を吹き込みつつ高温でタールを熱分解して改質するタール熱分解装置（１７）で構成されている請求項１〜５の何れか１項の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素の低減技術に関連しており、より詳細には、バイオマスを活用して、高効率且つ低環境負荷で大気中の二酸化炭素を分離回収し、固定化等の処分を行なう技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球環境保護のために、近年、二酸化炭素排出量の削減が重要な技術的課題となっている。これまでの化石燃料利用に伴って増加した大気中の二酸化炭素濃度を低減し、今後の化石燃料利用に伴って排出される二酸化炭素の影響を出来る限り抑制することは、非常に重要である。
【０００３】
特に、大気中の二酸化炭素を分離回収し、固定化することで二酸化炭素量（或いは二酸化炭素濃度）を減少或いは削減することが出来れば、当該減少或いは削減した分だけ、化石燃料利用時に発生する二酸化炭素排出量と相殺（カーボンオフセット）することが出来るので、化石燃料を使用しても地球環境を維持させることが出来る。
【０００４】
さらに、大気中の二酸化炭素の回収処理による（二酸化炭素の）減少或いは削減量が、化石燃料利用時における二酸化炭素排出量よりも多ければ、正味の大気中二酸化炭素量（或いは二酸化炭素濃度）を減少させる（カーボンネガティブ化）することが出来るので、これまでの化石燃料利用に伴って増加した大気中の二酸化炭素濃度を低減させ、地球環境を改善させることができる。
ここで発明者は、光合成を通じて大気中の二酸化炭素を吸収したバイオマスに由来するバイオガスを燃料として発電を行なう際に、その排ガスから二酸化炭素を効率的に且つ大気中に拡散させることなく回収して、処理（固定化）することが出来れば、化石燃料を使用せずに発電を行なうことが可能になると共に、バイオマスにより大気中から吸収された二酸化炭素を回収・処理するので、結果として大気中の二酸化炭素を大幅に低減或いは削減することに着目した。
しかし、バイオマスの活用においては、発電時の正味の二酸化炭素排出量を増加させない（カーボンニュートラル化）という発想が殆どである。バイオマスによる発電時の二酸化炭素を効率的に且つ大気中に拡散させること無く分離回収し、処理することによって、正味の大気中二酸化炭素濃度を低減させる技術は、殆ど提案されていない。
【０００５】
従来技術として、例えば、マリンバイオマスを用いた大規模ＣＯ２削減システムが存在する（特許文献１参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献１）は、多数の人工衛星や関連インフラなど、設備投資や運用面での負担と、これに伴う二酸化炭素の排出が大きい。更に、海洋プランテーションや洋上プラント船での運用では、海流や強風等の影響を受けやすく、効率的な運用が困難である。
【０００６】
また、発酵ガスや、ガス化ガスを用いたエネルギシステムが提案されている（特許文献２参照）。
しかし、この従来技術（特許文献２）は、発酵ガスや、ガス化ガスを用いたエネルギシステムの提案であって、大気中のＣＯ２濃度の削減が目的ではない。また、燃料がバイオマスと特定されていないため、エネルギシステムからのＣＯ２排出量をゼロにすることが出来ても、大気中のＣＯ２濃度が低減されるわけではない。そして、燃料を酸素燃焼させる際の酸素供給量の制御については開示されていないので、燃焼時の酸素不足や、必要以上に酸素を製造・供給する恐れがあり、システム効率が低下するという問題がある。
さらに、水の電気分解に必要な純水を河川水等から製造する場合には、純水製造設備が大規模になり、負担が大きい。加えて、システムの設備設置場所と水素の需要地が離れている場合、長いパイプラインによる輸送効率の低下や、少量の需要に対しては水素ステーションの稼働率が低下する等の問題を有している。
【０００７】
さらに、離島でのガスタービンの利用を前提としたエネルギシステムも提案されている（特許文献３参照）。
しかし、この従来技術（特許文献３）は、離島でのガスタービンを利用したエネルギシステムであって、大気中のＣＯ２濃度を低減させる方法ではない。
そして、この従来技術では、燃焼時の酸素不足や必要以上の酸素の製造・供給によりシステムの効率が低下すると言う問題がある。
それに加え、発熱量の高い化石燃料を純酸素燃焼させる際の燃焼器高温化によって耐久性が低下してしまう。
【０００８】
燃料電池による発電システムも提案されている（例えば、特許文献４参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献４）は発電システムに係る技術であって、大気中のＣＯ２濃度を低減させる技術ではない。
この従来技術に係る発電システムは、除湿装置におけるＣＯ２の固化及びその後の液化により大量のエネルギを必要とするので、効率は低下してしまう。そして、構造が複雑化するという問題を有している。そして構造の複雑化と共に、排ガスから高温のＣＯ、Ｈ２が漏洩したり、改質ガスが逆流することによって火災や爆発、一酸化炭素中毒等の恐れが生じ、その安全対策に大掛かりな設備等が必要となってしまう。
【０００９】
そして、その他の従来技術として、燃料電池・メタン醗酵リサイクルシステムが開示されている（例えば、特許文献５参照）。
しかし、その様な従来技術（特許文献５）では、回収したＣＯ２の内、メタン醗酵の促進に活用された残りのＣＯ２は大気に放出されるので、大気中のＣＯ２を削減することは出来ない。
また、ＣＯ２分離時にオフガス中に含まれる微量の未反応成分処理に関し、酸素で触媒燃焼される旨が記載されているが、その際に用いられる酸素の効率的な供給態様については開示されていない。
さらに、オフガスを完全酸化させるための酸素供給量制御についても開示されておらず、酸素不足或いは必要以上の酸素供給により、効率が低下すると言う問題を有している。
【００１０】
その他にも、従来技術において、燃料電池による発電システムが開示されている（例えば、特許文献６参照）。
しかし、係る従来技術（特許文献６）は発電システムに関するものであり、大気中のＣＯ２濃度を低減させる技術に係るものではない。また、燃料電池の排ガス中の未燃成分を完全に酸化するための酸素供給量の制御については開示されていないので、排ガスを燃焼する際に酸素不足や、過剰の酸素供給を惹起する恐れがあり、システムの効率が低下してしまう。
【特許文献１】特開２００６−２０４２６４号公報
【特許文献２】特開２００７−２４５０１７号公報
【特許文献３】特開２００４−４１９６７号公報
【特許文献４】特開２００７−１８９０７号公報
【特許文献５】特開２００４−１９２８２４号公報
【特許文献６】特開平１１−２６００４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、バイオマスによる発電に際して、二酸化炭素を効率的に且つ大気中に拡散させることなく回収・処分（固定化）し、以って、大気中の二酸化炭素の減少或いは削減に寄与することが出来るような大気中二酸化炭素の分離回収処理装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は、バイオマス（１）からバイオガスを生成する装置（２：バイオガス生成装置、発酵槽、ガス化装置及びタール熱分解装置）と、バイオガスを燃料として発電する発電装置（燃料電池３、ガスエンジン又はガスタービン３Ａ）と、発電装置（３、３Ａ）の発電電力を用いて排ガスの組成が二酸化炭素と水のみになる様に当該排ガスに酸素を供給する機構（酸素製造装置３５、排ガス燃焼触媒４、Ｏ２ミキサ１２）と、二酸化炭素と水のみから組成されている排ガスを冷却して凝縮水を分離し、分離された凝縮水を浄化してバイオガスを生成する装置（２）に供給する水供給機構（４０）とを備えていることを特徴としている（請求項１）。
ここで、水供給機構（４０）は、バイオガスを生成する装置（２）にバイオマスの希釈水を供給し、或いは、ガス化装置（１６、１７）に冷却水及び／又は浄化用の水を供給するための機構であり、排ガスを冷却して凝縮水を分離する機構（排ガス熱交換器５）を備えているのが好ましい。
【００１３】
ここで、前記酸素を供給する機構は、前記発電装置（３、３Ａ）の発電電力を用いてＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｗｉｎｇ  Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）方式で周囲の空気（大気）を用いて酸素を製造する装置（３５）を有しているのが好ましい。
そして、排ガスを冷却して分離された前記凝縮水は、特にバイオマス発酵槽に供給してバイオマス希釈のために用いられる場合には、発酵槽内の発酵菌を死滅させないように、（例えば浄化フィルタ４２で）浄化してからバイオマス発酵槽へ供給されるのが好ましい（図１）。
【００１４】
また本発明の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は、バイオマスからバイオガスを生成する装置（２）と、バイオガスを燃料として発電する発電装置（３、３Ａ）と、発電装置（３、３Ａ）の排ガスの組成が二酸化炭素と水のみになる様に当該排ガスに酸素を供給する機構（４、１２）と、二酸化炭素と水のみから組成されている排ガスを冷却して凝縮水を分離する機構（５）と、分離された凝縮水から生成した純水を電気分解して排ガスに供給するべき酸素を生成する電気分解装置（６）とを備えていることを特徴としている（請求項２）。
【００１５】
特に前記発電装置が燃料電池（３）である場合には、燃料極オフガスの排出ライン（Ｌ３）に排ガス燃焼触媒（４）を設け、該排ガス燃焼触媒（４）に電気分解装置（水電気分解装置６）で生成された酸素を供給するのが好ましい（図２）。
或いは、前記発電装置がガスエンジン或いはガスタービン（３Ａ）である場合には、ガスエンジン或いはガスタービン（３Ａ）のバイオガス供給ライン（Ｌ２）に混合装置（酸素ミキサ１２）を設け、該混合装置（１２）に電気分解装置（水電気分解装置６）で生成された酸素を供給してバイオガスと混合して、ガスエンジン或いはガスタービン（３Ａ）に供給するのが好ましい（図３）。
ここで、燃料電池（３）と、ガスエンジン或いはガスタービン（３Ａ）は、バイオガスを燃料とする発電装置である点で、均等物である。
【００１６】
また本発明において、前記電気分解装置（水電気分解装置６）で発生した水素を燃料として発電する第２の発電装置（水素発電装置／純水素駆動燃料電池１３）を備えるのが好ましい（請求項３：図４、図５）。
そして、第２の発電装置（水素発電装置／純水素駆動燃料電池１３）の出力は、本発明に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置の各種補機における駆動電力として用いられ、及び／又は、前記電気分解装置（水電気分解装置６）の駆動電力（直流電力）として用いられるのが好ましい。
【００１７】
なお、前記補機としては、例えば、純水を水電解装置（６）へ供給するための純水ポンプ（Ｐ１）、発酵槽加熱用の温水（循環水）を排ガス熱交換器（５）と発酵槽（２）との間で循環させる循環水ポンプ（Ｐ２）、凝縮水を除去した後の排ガス燃焼触媒（４）の燃焼排ガス（ＣＯ２が１００％）を圧縮するためのＣＯ２圧縮機（コンプレッサ９）、ＣＯ２圧縮機（コンプレッサ９）で液化された液化ＣＯ２を注入井（２０）を介して地中（Ｇ）に注入するための液相ＣＯ２ポンプ（１０）がある。
【００１８】
本発明において、前記発電装置が燃料電池（３）であり、燃料極オフガスの排出ライン（Ｌ３）にオフガス中の未燃成分（ＵＨＣ）を測定する測定手段（第１のガスセンサＳｇ１）と排ガス燃焼触媒（４）とを設け、該排ガス燃焼触媒（４）に電気分解装置（水電気分解装置６）で生成された酸素を供給する酸素供給ライン（Ｌ６）を設け、該酸素供給ライン（Ｌ６）には開閉弁（Ｖ１）が介装されており、制御装置（オフガス・Ｏ２再燃焼制御装置１４）を設け、該制御装置（オフガス・Ｏ２再燃焼制御装置１４）は、測定手段（Ｓｇ１）の測定結果から排ガス燃焼触媒（４）の燃焼排ガスが二酸化炭素と水のみから組成される酸素供給量を演算し、演算された酸素供給量に対応して酸素供給ライン（Ｌ６）に介装された開閉弁（Ｖ１）の開度を制御する機能を有しているのが好ましい（請求項４：図６、図７）。
【００１９】
或いは本発明において、前記発電装置がガスエンジン或いはガスタービン（３Ａ）であり、ガスエンジン或いはガスタービン（３Ａ）の燃料供給ライン（バイオガス供給ラインＬ２）に混合装置（Ｏ２ミキサ１２）を介装し、該混合装置（１２）に電気分解装置（水電気分解装置６）で生成された酸素を供給する酸素供給ライン（Ｌ７）を設け、該酸素供給ライン（Ｌ７）には開閉弁（Ｖ２）が介装されており、排ガスライン（Ｌ３）に排ガス中の未燃成分（ＵＨＣ）を測定する測定手段（第１のガスセンサＳｇ１）を設け、制御装置（排ガス・Ｏ２再燃焼制御装置１４Ａ）を設け、該制御装置（排ガス・Ｏ２再燃焼制御装置１４Ａ）は、測定手段（Ｓｇ１）の測定結果からガスエンジン或いはガスタービン（３Ａ）の排ガスが二酸化炭素と水のみから組成される酸素供給量を演算し、演算された酸素供給量に対応して酸素供給ライン（Ｌ６）に介装された開閉弁（Ｖ１）の開度を制御する機能を有しているのが好ましい（請求項５：図８）。
【００２０】
それに加えて、本発明において、バイオマスからガス化によりバイオガスを生成する場合には、バイオマスを無酸素状態で加熱してガス化を行うガス化装置（１６）と、ガス化により発生したガスに純酸素を吹き込みつつ（微量酸素供給を行ないつつ）高温（例えば、１１００℃）でタールを熱分解して改質するタール熱分解装置（１７）で構成されているのが好ましい（請求項６：図１２、図１３）。
【発明の効果】
【００２１】
上述する構成を具備する本発明によれば、光合成を通じて大気中の二酸化炭素を吸収したバイオマス（１）に由来するバイオガスを燃料として発電を行なう際に、発電装置（３、３Ａ）の排ガスの組成が二酸化炭素（ＣＯ２）と水（Ｈ２Ｏ）のみになる様に当該排ガスに酸素を供給し、二酸化炭素と水のみから組成されている排ガスを冷却して凝縮水を分離して排ガス中に二酸化炭素のみが残存するように構成されているので、二酸化炭素のみが残存する排ガスを圧縮機（ＣＯ２圧縮機７）で加圧すれば、二酸化炭素は液化する。液化した二酸化炭素については、従来技術と同様に、注入井（２０）から地中（Ｇ）に注入したり、海底に注入する等、公知の手法によって、大気中に拡散させることなく、容易に固定することが出来る。
【００２２】
この様に、本発明によれば、発電の際に発生する排ガスから二酸化炭素を、効率的に且つ大気中に拡散させることなく回収して、処理（固定）することが出来る。すなわち、バイオマス（１）により大気中から吸収された二酸化炭素を、大気中に拡散させることなく回収・処理するので、バイオマス自体による大気中の二酸化炭素の吸収量を考慮すると、結果として大気中の二酸化炭素を大幅に低減或いは削減することが可能になる。
そして、本発明により大気中の二酸化炭素を大幅に低減或いは削減することが可能になれば、上述したとおり、化石燃料利用時に発生する二酸化炭素排出量と相殺（カーボンオフセット）することが出来ると共に、二酸化炭素排出権（オフセット用ＣＯ２）を獲得することも可能になる。
【００２３】
また本発明によれば、一般的な化石燃料と比較して体積あたりの発熱量が低いバイオガスを用いて燃焼反応や燃料電池発電反応を行なっている。このように体積あたりの発熱量が低いバイオガスの反応では、化石燃料や水素を燃焼させた場合と比較して、燃焼温度が低温であるため、同じ純酸素燃焼を行なう場合でも、燃焼機やタービンブレードの長寿命化を図ることが出来る。
それと共に、二酸化炭素という不活性成分を多量に含むバイオガスは、化石燃料を用いた場合に比較して、燃焼反応時に早期着火やノッキングが起き難い。すなわち、燃料を純酸素燃焼させる場合に、バイオガスであれば、より好適な燃焼条件を実現し易いという利点がある。
【００２４】
さらに、バイオマスを用いた発電の際に発生する排ガスから二酸化炭素を回収するためには酸素の添加が必要となるが、本発明の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置では、バイオマスを用いた発電装置（３、３Ａ）による発電出力を用いたＰＳＡ方式により、或いは、二酸化炭素回収のため排ガスから分離される凝縮水から純水を得て、係る純水を電気分解することにより、必要な酸素を効率良く、必要とされるその場で（オンサイトで）得ることが出来る。
特に、酸素を水の電気分解から生成する場合には、電気分解の際に発生した水素を純水素駆動の発電装置（１３）の燃料として活用することにより（請求項３）、電気分解に必要な電力を、必要とするその場で（オンサイトで）得ることができる。また、バイオマスを用いた発電や、二酸化炭素の回収処理に必要な各種機器の駆動電流を賄うことも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の第１実施形態を示している。
図１の第１実施形態では、バイオマスを用いた発電装置として、燃料電池３を用いている。
なお、図示の実施形態において、燃料電池３としては、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）が使用されている。
【００２６】
図１において、全体を符号１００で示す大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は、バイオガス生成装置２と、燃料電池３と、排ガス燃焼触媒４と、排ガス熱交換器５と、水供給機構４０とを備えている。ここで、水供給機構４０は排ガス熱交換器５を有しており、排ガス熱交換器５により排ガスから凝縮水を分離している。そして水供給機構４０は、分離された凝縮水を浄化して、当該浄化された水をバイオガス生成装置２に供給している。
排ガス熱交換器５は水供給機構４０の一部を構成している。そして水供給機構４０は、排ガスから凝縮水を分離し、分離された凝縮水を浄化してバイオガス生成装置２に供給している。
【００２７】
図１では明確に示されていないが、バイオガス生成器２は発酵槽を備え、バイオマス搬送ラインＬ１で搬送されたバイオマス１が水供給機構５から供給された希釈水によって希釈処理され、当該発酵槽に貯留している間に、バイオマスが発酵してメタンガス等のバイオガスが生成される。
バイオガス生成器２と燃料電池３の燃料極３１とは、バイオガス供給ラインＬ２で接続されている。そして、燃料電池３の燃料極３１と排ガス熱交換器５とは排ガスラインＬ３で接続されており、排ガスラインＬ３には排ガス燃焼触媒４が介装されている。
【００２８】
また、水処理機構４０で排ガスから凝縮水を分離する排ガス熱交換器５と、バイオガス生成装置２とは、温水循環ラインＬｈを介して連通しており、排ガス熱交換器５で温められた温水の熱をバイオガス生成器２の図示しない発酵槽に投入して発酵槽を加温し、以って、バイオマスを発酵してバイオガスの生成を促進している。
温水循環ラインＬｈにおける排ガス熱交換器５の入口側には、循環水ポンプＰ２が介装されている。
【００２９】
さらに、排ガス熱交換器５とバイオガス生成装置２とは、凝縮水ラインＬｄで接続されており、凝縮水回収ラインＬｄには浄化フィルタ４２と、浄化水タンク４４と、ポンプＰ３とが介装されている。排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスは排ガス熱交換器５で温水循環ラインＬｈを流れる温水に熱を投入することにより、降温して、凝縮水を生成する。係る凝縮水が、凝縮水ラインＬｄを流れて、浄化水タンク４４に貯留される。
凝縮水ラインＬｄにおいて、浄化フィルタ４２は浄化水タンク４４よりも、排ガス熱交換器５側に配置されている。また、凝縮水ラインＬｄにおける浄化水タンク４４とバイオガス生成装置２との間の領域には、バイオマス希釈用の水を搬送するポンプＰ３が介装されている。
排ガス熱交換器５はＣＯ２排出ラインＬ５と連通しており、ＣＯ２排出ラインＬ５は、ＣＯ２圧縮機９及び液相ＣＯ２ポンプ１０を介装したＣＯ２排出ラインＬ５により、地中Ｇと連通している。そして、ＣＯ２排出ラインＬ５は、地中の注入井２０と連通している。
【００３０】
ＰＳＡ方式による酸素製造装置３５における酸素貯溜部３７は、開閉弁Ｖ１を介装した第１の酸素供給ラインＬ６によって排ガス燃焼触媒４と連通しており、第１の酸素供給ラインＬ６には開閉弁Ｖ１が介装されている。
また、燃料電池３と酸素製造装置３５とは電力供給ラインＬｅによって接続されており、燃料電池３で発電された電力が酸素製造装置３５に供給されるように構成されている。
電力供給ラインＬｅには、整流器１１が介装されている。
【００３１】
水供給機構４０の浄化水タンク４４には水量センサＳｗ２が設けられており、排ガス熱交換器５から凝縮水ラインＬｄを流過する凝縮水が少なく、浄化水タンク４４における液位が低い場合には、水供給ラインＬｗ２０に介装された開閉弁Ｖｗ２に制御信号を送り、水供給ラインＬｗ２０から水道水を浄化フィルタ４２に供給し、不純物を除去した後、浄化水タンク４４に補填する。
【００３２】
上述した構成の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０１では、バイオマス搬送ラインＬ１によってバイオマス１がバイオガス発生装置２に投入される。
バイオガス発生装置２に投入されたバイオマスは、浄化水タンク４４からの希釈水で発酵槽に投入できるように希釈処理された後、バイオガス発生装置２の図示しない発酵槽に貯留され、該発酵槽でバイオマスが発酵してバイオガスが生成される。
バイオガス発生装置２で生成されたバイオガスは、バイオガス供給ラインＬ２を介して燃料電池３の燃料極３１に供給される。そして、燃料電池３において、燃料極３１に供給されたバイオガスと空気極３２に供給された空気により、発電される。
【００３３】
発電後、燃料極３１で発生する高温の排ガス（オフガス）は、排ガスラインＬ３に介装された排ガス燃焼触媒４に送られ、排ガス燃焼触媒４で酸素（Ｏ２）が供給され、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスの組成が二酸化炭素と水のみとなる様な燃焼条件（純酸素燃焼条件）で燃焼される。
本明細書においては、燃焼排ガスの組成が二酸化炭素と水のみとなる様な燃焼（燃焼排ガスの組成において、Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２が１００％）を「純酸素燃焼」と表現している。
排ガス燃焼触媒４による酸素供給のメカニズムについては後述する。
排ガス燃焼触媒４で純酸素燃焼をした後の燃焼排ガスの組成は、全て二酸化炭素と水になる（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏが１００％となる）。係る燃焼排ガスは、排ガス熱交換器５に送られる。そして、後述するように排ガス熱交換器５の内部で二酸化炭素の分離回収が実現される。
なお、燃料電池３における燃料極３１と酸素極３２との境界にある電解質部３３は、燃料電池が固体酸化物形である場合には、酸素分離膜として作用する。
【００３４】
図１の第１実施形態では、上述したように、排ガス燃焼触媒４で純酸素燃焼をした後の燃焼排ガス（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏが１００％）を排ガス熱交換器５の内部で降温して、凝縮水を除去することにより、二酸化炭素が水から完全に分離された状態で回収される。
バイオマス自体が、光合成により空気中の二酸化炭素を取り込んで生成されているので、バイオマスから生成されたバイオガスから二酸化炭素を大気中に分散することなく、確実に分離回収することにより、空気中の二酸化炭素を減少させることになる。
【００３５】
また、明確には図示されていないが、空気極３２で発生したカソードオフガス（主としてＮ２）は、環境に悪影響を与えないように、排ガス熱交換器５を通じて排熱を回収し、温度を低下させた後に系外へ放出される。
【００３６】
排ガス熱交換器５において、高温の排ガス（排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガス）は、保有する熱量を温水循環ラインＬｈ内に流れる温水に投与し、以って、当該燃焼排ガス自体は降温し、或いは冷却される。冷却された燃焼排ガス中の水蒸気（Ｈ２Ｏ）は凝縮して凝縮水となり、排ガス熱交換器５の底部から、凝縮水ラインＬｄ内を流れる。
凝縮水ラインＬｄを流れる凝縮水は、浄化フィルタ４２を経由して不純物が除去され、浄化水として浄化水タンク４４に一旦貯留される。そして、ポンプＰ３によって、バイオマスの希釈処理に必要な量の希釈水がバイオガス発生装置２に供給される。
【００３７】
上述した通り、排ガス燃焼触媒４で純酸素燃焼された燃焼排ガスは二酸化炭素（ＣＯ２）と水（水蒸気：Ｈ２Ｏ）のみから成るので、当該燃焼排ガスから凝縮水（Ｈ２Ｏ）を除去すれば、二酸化炭素（ＣＯ２）のみが残存する。
窒素或いは窒素化合物を包含する場合と異なり、二酸化炭素のみであれば、コンプレッサ等で圧縮することにより、容易に液化する。液化した二酸化炭素は、注入井により地中深くに埋め、或いは、海底に注入することが容易であり、その結果、二酸化炭素の処理が容易になる。
【００３８】
排ガス熱交換器５で降温されて凝縮水が除去された燃焼排ガスは、二酸化炭素のみから構成されており、係る燃焼排ガス（ＣＯ２ガス）がＣＯ２排出ラインＬ５を流れ、排出ラインＬ５に介装されたＣＯ２圧縮機９で圧縮されて、液相ＣＯ２となる。
図１では、係る液相ＣＯ２を、排出ラインＬ５に介装された液相ＣＯ２ポンプ１０により、注入井２０を介して、地表Ｆからの深度の深い地中Ｇに埋設して処理している。
【００３９】
酸素製造装置３５では、燃料電池３からの発電電力を駆動電力とし、ＰＳＡ方式によって酸素が生成される。酸素製造装置３５で生成した酸素は、第１の酸素供給ラインＬ６を介して、排ガス燃焼触媒４に供給される。そして供給された酸素により、排ガス燃焼触媒４では燃料極オフガスが純酸素燃焼され、上述した通り、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスは二酸化炭素と水のみとなる（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２が１００％）。
すなわち、排ガス燃焼触媒４で燃料極３１のオフガスを純酸素燃焼条件で燃焼するのに必要な酸素は、バイオガス発電出力を活用する酸素製造装置３５で生成されるのである。
【００４０】
排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスにおける水（水蒸気：Ｈ２Ｏ）は、上述したように、排ガス熱交換器５で燃焼排ガスが降温して凝縮水となる。この凝縮水を凝縮水ラインＬｄからバイオガス発生装置２に供給することにより、バイオマスの発酵処理で必要なバイオマスの希釈水が供給される。
ラインＬｈを循環する循環水は、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスや空気極３２で発生した高温のカソードオフガスが保有する熱量が投入されて昇温し、バイオマス生成装置２における発酵槽を加熱して、バイオマスの発酵を促進する。
【００４１】
第１の酸素供給ラインＬ６を介して排ガス燃焼触媒４へ供給される酸素量が不足する場合には、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガス中に未燃物質（ＵＨＣ）が存在してしまい、排ガス熱交換器５で凝縮水を除去しても、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスには二酸化炭素以外に当該未燃物質（ＵＨＣ）が残存することになる。
当該未燃物質（ＵＨＣ）が残存すると、コンプレッサで圧縮しても、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスは液化せず、二酸化炭素の処理が困難となり、場合によっては大気中に拡散してしまう恐れがある。
一方、酸素供給量が過剰であれば、過剰な分の酸素を発生するためのエネルギ（例えば、電力）を浪費したことになり、省エネルギの観点から好ましくない。
【００４２】
排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスが二酸化炭素と水のみとなる（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→１００％）酸素量を求めるには、先ず、燃料極オフガス中の未燃成分（ＵＨＣ）であるＣＨｎ（メタンＣＨ４を含む）に対して、以下の反応式を充足する係数ａ〜ｄを求める。
ａＣＨｎ＋ｂＯ２→ｃＨ２Ｏ＋ｄＣＯ２・・・（１）
そして、上式（１）を充足する酸素量を求めれば、それがね排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスが二酸化炭素と水のみとなる（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→１００％）となる様な酸素量である。
図６を参照して後述するように、この様にして求められた酸素量に基づいて、バルブＶ３の開度を制御することが出来る。
【００４３】
図１において、純酸素燃焼条件を充足する酸素量を酸素製造装置３５で生成するには、酸素製造装置３５に供給される電力が充足していることが必要となる。ここで、必要な電力（純酸素燃焼条件を充足する酸素量を、酸素製造装置３５で生成するのに必要な電力）を充足している場合には、燃料電池３の発電出力のみを酸素製造装置３５へ供給すれば良い。
一方、燃料電池３の発電出力のみでは必要な電力を賄えない場合には、図示しない他の電源、例えば系統電力や、図示しない太陽光発電装置や風力発電装置の様な二酸化炭素の排出を伴わないエネルギ（いわゆる「クリーンエネルギ」）の発生装置から、必要な電力の一部を供給する。大気中の二酸化炭素を削減或いは抑制するという見地からは、上記クリーンエネルギの利用が好ましい。
【００４４】
燃料電池３或いは図示しないクリーンエネルギ発生装置から供給される電力が、純酸素燃焼条件を充足するのに必要な酸素を生成するための電力に対して過剰である場合には、各種補機の駆動用電力（図４で後述）として、当該補機へ供給することが出来る。
燃料電池３或いは図示しないクリーンエネルギの発生装置から供給される電力が、補機へ供給しても過剰な場合には、図示しない蓄電装置（蓄電池等）に蓄電することも出来る。
【００４５】
明確には図示されていないが、燃料電池装置は発電装置として利用されるのみならず、熱電併給システム（コジュネレーションシステム）として利用することも可能である。
【００４６】
上述した構成の第１実施形態によれば、発電の際に発生する排ガスから二酸化炭素を、大気中に拡散させることなく回収して処理（固定化）することが、容易に行なわれる。すなわち、バイオマス１が大気中から吸収された二酸化炭素を、大気中に拡散させることなく回収・処理するので、バイオマス自体による大気中の二酸化炭素の吸収量を考慮すれば、結果として大気中の二酸化炭素を大幅に低減或いは削減することが出来る。
そして、第１実施形態により大気中の二酸化炭素を大幅に低減或いは削減することが可能になれば、上述したとおり化石燃料利用時に発生する二酸化炭素排出量と相殺（カーボンオフセット）することが出来ると共に、二酸化炭素排出権（オフセット用ＣＯ２）を獲得することも可能になる。
【００４７】
また、第１実施形態によれば、バイオマスを用いて発電を行なっており、化石燃料を使用した場合や、水素を燃焼させた場合に比較して、燃焼温度が低温であり、燃焼機やタービンブレードの長寿命化を図ることが出来る。
それと共に、バイオマス由来のバイオガスによれば、化石燃料を用いた場合に比較して、早期着火やノッキングが起き難い。すなわち、バイオマス由来のバイオガスを燃焼させることにより、好適な燃焼条件を実現し易い。
【００４８】
さらに、バイオマスの発酵処理時においては多量のバイオマス希釈水の添加が必要となり、バイオマスを用いた発電の際に発生する排ガスから二酸化炭素を回収するためには酸素の添加が必要となるが、第１実施形態では、二酸化炭素回収のため排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスから分離される凝縮水から浄化水を得てバイオマス希釈水にすると共に、バイオマスを用いた発電電力を用いて酸素製造装置３５を駆動することにより、必要な酸素を効率良く、生成させている。
すなわち、バイオマスの発酵処理に必要とされるバイオマス希釈水と、純酸素燃焼を行なうために必要な酸素を、必要とされるその場で（オンサイトで）得ることが出来るのである。
【００４９】
図２は本発明の第２実施形態を示している。
図２において、全体を符号１０１で示す大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は、バイオガス生成装置２と、燃料電池３と、排ガス燃焼触媒４と、排ガス熱交換器５と、電気分解装置である水電気分解装置（水電解装置）６とを備えている。
【００５０】
図２では明確に示されていないが、バイオガス生成器２は発酵槽を備え、バイオマス搬送ラインＬ１で搬送されたバイオマス１を当該発酵槽に貯留している間に、バイオマスが発酵してメタンガス等のバイオガスが生成される。
バイオガス生成器２と燃料電池３の燃料極３１とは、バイオガス供給ラインＬ２で接続されている。そして、燃料電池３の燃料極３１と排ガス熱交換器５とは排ガスラインＬ３で接続されており、排ガスラインＬ３には排ガス燃焼触媒４が介装されている。
【００５１】
排ガス熱交換器５とバイオガス生成装置２とは、温水循環ラインＬｈを介して連通しており、排ガス熱交換器５で温められた温水の熱をバイオガス生成器２の図示しない発酵槽に投入して、発酵槽内のバイオマスを加温し、以って、バイオマスを発酵してメタンを主成分とするバイオガスの生成を促進している。
温水循環ラインＬｈにおける排ガス熱交換器５の入口側には、循環水ポンプＰ２が介装されている。
【００５２】
排ガス熱交換器５と水電解装置６とは凝縮水回収ラインＬ４で接続されており、凝縮水回収ラインＬ４はイオン交換樹脂７及び純水タンク８を介装している。排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスは排ガス熱交換器５で温水循環ラインＬｈを流れる温水に熱を投入することにより、降温して、凝縮水を生成する。係る凝縮水が、凝縮水回収ラインＬ４を流れて、純水タンク８に貯留される。
凝縮水回収ラインＬ４において、イオン交換樹脂７は純水タンク８よりも、排ガス熱交換器５側に配置されている。また、凝縮水回収ラインＬ４における純水タンク８と水電解装置６との間の領域には、純水ポンプＰ１が介装されている。
排ガス熱交換器５はＣＯ２排出ラインＬ５と連通しており、ＣＯ２排出ラインＬ５は、ＣＯ２圧縮機９及び液相ＣＯ２ポンプ１０を介装したＣＯ２排出ラインＬ５により、地中Ｇと連通している。そして、ＣＯ２排出ラインＬ５は、地中の注入井２０と連通している。
【００５３】
水電解装置６のＯ２発生部６１は、開閉弁Ｖ１を介装した第１の酸素供給ラインＬ６によって排ガス燃焼触媒４と連通しており、第１の酸素供給ラインＬ６には開閉弁Ｖ１が介装されている。
また、燃料電池３と水分解装置６とは電力供給ラインＬｅによって接続されており、燃料電池３で発電された電力が水分解装置６に供給されるように構成されている。
電力供給ラインＬｅには、整流器１１が介装されている。
【００５４】
凝縮水回収ラインＬ４において、イオン交換樹脂７には水供給ラインＬｗ２が接続されており、水供給ラインＬｗ２には開閉弁Ｖｗが介装されており、且つ、水供給ラインＬｗ２は上水に連通している。
純水タンク８には水量センサＳｗが設けられており、排ガス熱交換器５から凝縮水回収ラインＬ４を流過する凝縮水が少なく、純水タンク８における液位が低い場合には、水供給ラインＬｗに介装された開閉弁Ｖｗに制御信号を送り、水供給ラインＬｗから水道水をイオン交換樹脂７に供給し、不純物を除去した後、純水タンク８に補填する。
【００５５】
また排ガス熱交換器５において、高温の排ガス（排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガス）は、保有する熱量を温水循環ラインＬｈ内に流れる温水に投与し、以って、当該燃焼排ガス自体は降温し、或いは冷却される。冷却された燃焼排ガス中の水蒸気（Ｈ２Ｏ）は凝縮して凝縮水となり、排ガス熱交換器５の底部から、凝縮水回収ラインＬ４内を流れる。
凝縮水回収ラインＬ４を流れる凝縮水は、イオン交換樹脂７を経由して不純物が除去され、純水として純水タンク８に一旦貯留される。そして、純水ポンプＰ１の作動によって、水電気分解に必要な量の純水が水電解装置６に供給される。
【００５６】
上述した通り、排ガス燃焼触媒４で純酸素燃焼された燃焼排ガスは二酸化炭素（ＣＯ２）と水（水蒸気：Ｈ２Ｏ）のみから成るので、当該燃焼排ガスから凝縮水（Ｈ２Ｏ）を除去すれば、二酸化炭素（ＣＯ２）のみが残存する。
窒素或いは窒素化合物を包含する場合と異なり、二酸化炭素のみであれば、コンプレッサ等で圧縮することにより、容易に液化する。液化した二酸化炭素は、注入井により地中深くに埋め、或いは、海底に注入することが容易であり、その結果、二酸化炭素の処理が容易になる。
【００５７】
排ガス熱交換器５で降温されて凝縮水が除去された燃焼排ガスは、二酸化炭素のみから構成されており、係る燃焼排ガス（ＣＯ２ガス）がＣＯ２排出ラインＬ５を流れ、排出ラインＬ５に介装されたＣＯ２圧縮機９で圧縮されて、液相ＣＯ２となる。
図１では、係る液相ＣＯ２を、排出ラインＬ５に介装された液相ＣＯ２ポンプ１０により、注入井２０を介して、地表Ｆからの深度の深い地中Ｇに埋設して処理している。
【００５８】
水電解装置６では、凝縮水回収ラインＬ４を介して供給された純水が電気分解され、酸素（Ｏ２）と水素（Ｈ２）が生成される。
水電解装置６で生成した酸素は、第１の酸素供給ラインＬ６を介して、排ガス燃焼触媒４に供給される。そして供給された酸素により、排ガス燃焼触媒４では燃料極オフガスが純酸素燃焼され、上述した通り、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスは二酸化炭素と水のみとなる（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２が１００％）。
すなわち、排ガス燃焼触媒４で燃料極３１のオフガスを純酸素燃焼条件で燃焼するのに必要な酸素は、全て水電解装置６で生成されるのである。
【００５９】
排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスにおける水（水蒸気：Ｈ２Ｏ）は、上述したように、排ガス熱交換器５で燃焼排ガスが降温して凝縮水となる。この凝縮水を凝縮水回収ラインＬ４から水電解装置６に供給することにより、水電解装置６で必要な水が供給される。
排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスが保有する熱量が投入され昇温した循環水は、バイオマス生成装置２における発酵槽の部を加熱して、バイオマスの発酵を促進する。
【００６０】
第１の酸素供給ラインＬ６を介して排ガス燃焼触媒４へ供給される酸素量が不足する場合には、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガス中に未燃物質（ＵＨＣ）が存在してしまい、排ガス熱交換器５で凝縮水を除去しても、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスには二酸化炭素以外に当該未燃物質（ＵＨＣ）が残存することになる。
当該未燃物質（ＵＨＣ）が残存すると、コンプレッサで圧縮しても、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスは液化せず、二酸化炭素の処理が困難となり、場合によっては大気中に拡散してしまう恐れがある。
一方、酸素供給量が過剰であれば、過剰な分の酸素を発生するためのエネルギ（例えば、電力）を浪費したことになり、省エネルギの観点から好ましくない。
【００６１】
排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスが二酸化炭素と水のみとなる（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→１００％）酸素量を求めるには、先ず、燃料極オフガス中の未燃成分（ＵＨＣ）であるＣＨｎ（メタンＣＨ４を含む）に対して、以下の反応式を充足する係数ａ〜ｄを求める。
ａＣＨｎ＋ｂＯ２→ｃＨ２Ｏ＋ｄＣＯ２・・・（１）
そして、上式（１）を充足する酸素量を求めれば、それがね排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスが二酸化炭素と水のみとなる（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→１００％）となる様な酸素量である。
図７を参照して後述するように、この様にして求められた酸素量に基づいて、バルブＶ３の開度を制御することが出来る。
【００６２】
図２において、純酸素燃焼条件を充足する酸素量を水電解装置６で生成するには、水電解装置６に供給される純水量が不足している場合は、前述したように、排ガス熱交換器５からの凝縮水に加えて、水道水をイオン交換樹脂７に供給して純水とする。そして、当該純水を純水タンク８を介して水電解装置６に供給するのである。
一方、排ガス熱交換器５で除去された凝縮水により必要な水量を賄える場合には、イオン交換樹脂７を通過させた後に純水タンク８に貯蔵するか、或いは、余剰の凝縮水を清浄化した後、系外へ排水する。ここでいう「清浄化」は、大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０１から排出された凝縮水が周辺環境にダメージを及ぼさない程度の浄化処理を意味している。
【００６３】
水電解装置６で消費する電力は、燃料電池３の出力から賄っている。
水電解装置６へ供給される電力が、必要な電力（純酸素燃焼条件を充足する酸素量を、水電解装置６で生成するのに必要な電力）を充足している場合には、燃料電池３の発電出力のみを水電解装置６へ供給すれば良い。
一方、燃料電池３の発電出力のみでは必要な電力を賄えない場合には、図示しない他の電源、例えば系統電力や、図示しない太陽光発電装置や風力発電装置の様なエネルギ（いわゆる「クリーンエネルギ」）の発生装置から、必要な電力の一部を供給する。
二酸化炭素を削減或いは抑制するという見地からは、上記クリーンエネルギの利用が好ましい。
【００６４】
燃料電池３の出力電力は直流であり、水電解装置６で用いられるのも直流であるので、燃料電池３の出力ラインＬｅには整流器（交流／直流変換装置：ＡＣ／ＤＣコンバータ）を介装する必要は無い。
但し、燃料電池３の出力が不足して、系統電力を用いて商用電源から水の電気分解に必要な電力の一部を供給する場合には、図示しない商用電源からの交流電流を、整流器（図示せず）を介して直流電流に変換してから、水電解装置６へ供給する。
【００６５】
燃料電池３或いは図示しないクリーンエネルギ発生装置から供給される電力が、純酸素燃焼条件を充足するのに必要な酸素を生成するための電力に対して過剰である場合には、各種補機の駆動用電力（図３で後述）として、当該補機へ供給することが出来る。
燃料電池３或いは図示しないクリーンエネルギの発生装置から供給される電力が、補機へ供給しても過剰な場合には、図示しない蓄電装置（蓄電池等）に蓄電することも出来る。
【００６６】
明確には図示されていないが、燃料電池装置は発電装置として利用されるのみならず、熱電併給システム（コジュネレーションシステム）として利用することも可能である。
【００６７】
上述した構成の第２実施形態によれば、発電の際に発生する排ガスから二酸化炭素を、大気中に拡散させることなく回収して処理（固定化）することが、容易に行なわれる。すなわち、バイオマス１が大気中から吸収された二酸化炭素を、大気中に拡散させることなく回収・処理するので、バイオマス自体による大気中の二酸化炭素の吸収量を考慮すれば、結果として大気中の二酸化炭素を大幅に低減或いは削減することが出来る。
そして、第１実施形態により大気中の二酸化炭素を大幅に低減或いは削減することが可能になれば、上述したとおり、化石燃料利用時に発生する二酸化炭素排出量と相殺（カーボンオフセット）することが出来ると共に、二酸化炭素排出権（オフセット用ＣＯ２）を獲得することも可能になる。
【００６８】
また、バイオマスを用いた発電の際に発生する排ガスから二酸化炭素を回収するためには酸素の添加が必要となるが、第２実施形態では、二酸化炭素回収のため排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスから分離される凝縮水から純水を得て、係る純水を電気分解することにより必要な酸素を効率良く、生成させている。
すなわち、純酸素燃焼を行なうために必要な酸素を、必要とされるその場で（オンサイトで）得ることが出来るのである。
【００６９】
図３は、本発明の第３実施形態を示している。
図３において、第３実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は、全体が符号１０２で示されている。
第１実施形態及び第２実施形態では、バイオマスを用いた発電装置として燃料電池３を用いているが、第３実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０２では、ガスエンジン或いはガスタービンが発電装置として用いられる。ガスエンジン或いはガスタービンは、バイオガスを燃料とする発電装置として、燃料電池３の均等物である。
図示の実施形態において（図３も含む）、ガスエンジン或いはガスタービンは、符号３Ａで包括的に表示されている。
以下、図３を参照して、第３実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置について、主として図２の第２実施形態とは異なる点を説明する。
【００７０】
図３において、バイオガス供給ラインＬ２にはＯ２ミキサ１２が介装され、そのＯ２ミキサ１２は、第２の酸素供給ラインＬ７を介して水素電解装置６のＯ２発生部６１と接続されている。
第２の酸素供給ラインＬ７には、開閉弁Ｖ２が介装されている。
【００７１】
ガスエンジン或いはガスタービン３Ａでは、バイオガス供給ラインＬ２におけるガスエンジン或いはガスタービン３Ａの上流側（供給側）に、Ｏ２ミキサ１２を介装し、該Ｏ２ミキサ１２に水電解装置６で発生した酸素を供給し、以って、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａを純酸素燃焼条件で運転せしめている。図３では明示されていないが、図１で示すＰＳＡ方式の酸素製造装置３５で酸素を製造して、Ｏ２ミキサ１２に供給しても良い。
Ｏ２ミキサ１２でバイオガスに酸素を供給して、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａを純酸素燃焼条件で運転しているので、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａの排ガスは、二酸化炭素と水のみで構成される（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→１００％）。
ガスエンジン或いはガスタービン３Ａの電力供給ラインＬｅには、整流器１１Ａ（ＡＣ／ＤＣコンバータ）が介装されており、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａの出力電力である交流電力を、直流電力に変換している。
【００７２】
ここで、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａを純酸素燃焼条件で運転するのに必要な酸素量については、バイオガスの組成に測定し、係るバイオガスを燃料とするガスエンジンまたはガスタービン３Ａにおいて、空気比λが１．０（λ＝１．０）となる空気量を演算し、係る空気量において含有される酸素の量を演算することにより、求めることが可能である。空気比λが１．０（λ＝１．０）となる空気量の演算については、公知技術を適用すれば良い（例えば、特許第４０５９３４２号公報、特開２００５−２５６６７４号公報参照）。係る演算については周知であるので、詳細は省略する。
空気中の酸素含有量は一定であるため、λ＝１．０となる空気量が求まれば、そこに含有される酸素量も直ちに求めることが出来る。その様にして求めた酸素量が、純酸素燃焼を行うために必要な酸素量である。
図３の第３実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１の第１実施形態及び図２の第２実施形態と同様である。
【００７３】
図４は本発明の第４実施形態を示している。
図４において、大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は全体が符号１０３で示されている。
図４の第４実施形態は、発電装置として燃料電池３を用いている。
図４において、第４実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０３では、各種補機の駆動電力を、水電解装置６で発生した水素（副生水素）を用いた発電により、賄っている。
以下、図４の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０３について、主として、図２の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０１とは異なる構成を説明する。
【００７４】
図４において、第４実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０３では、水電解装置６で生成した水素（副生水素）を用いた水素発電装置１３が設けられている。
副生水素で発電を行なう水素発電装置１３としては、例えば、純水素駆動型の高分子電解質形燃料電池ＰＥＦＣやリン酸形燃料電池ＰＡＦＣ、水素エンジンと組み合わせた発電装置や、水素タービンと組み合わせた発電装置等が適用できる。
【００７５】
水素発電装置１３は、水素供給ラインＬ８によって水電解装置６の水素発生部６２と接続されている。そして、水電解装置６で発生した水素（副生水素）は、水素供給ラインＬ８を経由して水素発電装置１３に供給され、水素発電装置１３で発電が行なわれる。そして、水素発電装置１３の発電出力は、図４で示す各種補機へ供給される。
【００７６】
各種補機としては、水電解装置６、純水ポンプＰ１、循環水ポンプＰ２、ＣＯ２圧縮機（コンプレッサ）９、液相ＣＯ２ポンプ１０がある。
ここで、純水ポンプＰ１は、純水を水電解装置６へ供給するために設けられており、循環水ポンプＰ２は、発酵槽加熱用の温水（循環水）を排ガス熱交換器５と発酵槽２との間で循環させるために設けられている。
また、ＣＯ２圧縮機（コンプレッサ）９は、凝縮水を除去した後の排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガス（二酸化炭素のみで構成されている燃焼排ガス）を圧縮するために設けられている。
そして、液相ＣＯ２ポンプ１０は、ＣＯ２圧縮機（コンプレッサ）９で液化された液化ＣＯ２を注入井２０を介して地中に注入するために設けられている。
【００７７】
水素発電装置１３とこれらの補機類（水電解装置６、純水ポンプＰ１、循環水ポンプＰ２、ＣＯ２圧縮機（コンプレッサ）９、液相ＣＯ２ポンプ１０）は、電力供給ラインＬｅｓによって接続されている。
なお、水電解装置６には、水素発電装置１３から直流電流が供給される。
その他の補機は、水素発電装置１３の発電出力が直流であるか交流であるかと、その捕機が交流電流駆動であるか直流電流駆動であるかによって、図示しないＤＣ／ＡＣコンバータ或いはＡＣ／ＤＣコンバータを経由して、又は、水素発電装置１３から直接、駆動電流が供給される。
【００７８】
第４実施形態では、燃料電池３による発電出力や、或いは電気分解の際に発生した水素を純水素駆動の発電装置１３の燃料として活用することにより、電気分解に必要な電力を、必要とするその場で（オンサイトで）得ることができる。
また、電気分解の際に発生した水素を水素発電装置１３で活用して発電することにより、バイオマスを用いた発電に必要な各種機器や、二酸化炭素の回収に必要な各種機器の駆動に必要な電流を賄うことが可能であり、これら各種機器の駆動電流を化石燃料由来の発電で賄うことに起因する二酸化炭素の排出を抑制することができる。
図４の第４実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図２の第２実施形態と同様である。
【００７９】
図５は本発明の第５実施形態を示している。
図５において、第５実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は、全体を符号１０４で示している。
第４実施形態では、バイオマスを用いた発電装置として燃料電池を用いているが、第５実施形態では、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａが発電装置して用いられる。
以下、図５を参照して、第５実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０４について、主として図４に対して異なる構成を説明する。
【００８０】
図４の酸化炭素分離回収装置１０３では、水電解装置６で発生した酸素を、排ガスラインＬ３に介装した排ガス燃焼触媒４に供給している。
これに対して、図５の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０４では、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａの上流側（供給側）のバイオガス供給ラインＬ２にＯ２ミキサ１２が介装されており、Ｏ２ミキサ１２に水電解装置６で発生した酸素を供給している。
【００８１】
図５において、バイオガス供給ラインＬ２に介装したＯ２ミキサ１２は、第２の酸素供給ラインＬ７を介して、水電解装置６のＯ２発生部６１と接続している。そして第２の酸素供給ラインＬ７には、開閉弁Ｖ２が介装されている。
水電解装置６で発生した酸素は、第２の酸素供給ラインＬ７を経由してＯ２ミキサ１２に供給され、バイオガス供給ラインＬ２を流れるバイオガスに供給される。そして、バイオガスに供給される酸素量は、開閉弁Ｖ２を開閉制御することにより調節される。
Ｏ２ミキサ１２において、開閉弁Ｖ２で流量制御された酸素をバイオガスに供給することにより、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａでは純酸素燃焼が行なわれ、その排ガスは、二酸化炭素と水のみで構成される（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→１００％）。
【００８２】
図３を参照して説明したように、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａで純酸素燃焼を行なうのに必要な酸素量は、バイオガスを燃料とするガスエンジンまたはガスタービン３Ａにおいて、空気比λが１．０（λ＝１．０）となる空気量を演算し、係る空気量において含有される酸素の量を演算することにより、求めることが出来る。
図５の第５実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図３、図４の各実施形態と同様である。特に、補機に対する電力供給に係る構成については、図４と同様である。
【００８３】
図６、図７は、本発明の第６実施形態を示している。
図６において、第６実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は、全体を符号１０５で示している。そして図７では、排ガス燃焼触媒４への酸素供給量の制御を示している。
図６において、第６実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０５は、オフガス・Ｏ２再燃焼制御装置（再燃焼制御装置）１４と、オフガス中の未燃成分を測定する未燃成分測定手段である第１のガスセンサＳｇ１とを有している。
なお、図６と、後述の図８、図１０〜図１３において、図面を簡略化して明瞭にするため、水素発電装置１３から各種補機へ電流を供給するライン（図４及び図５における電力供給ラインＬｅｓ）の図示を省略している。
【００８４】
図６において、排ガスラインＬ３において、燃料電池３の燃料極３１と排ガス燃焼触媒４との間の領域には、燃料極３１のオフガスにおける未燃成分（ＵＨＣ）を測定する未燃成分測定手段（第１のガスセンサ）Ｓｇ１が介装されている。
再燃焼制御装置１４と第１のガスセンサＳｇ１とは入力信号ラインＳｉによって接続されており、第１の酸素供給ラインＬ６に介装された開閉弁Ｖ１と再燃焼制御装置１４とは制御信号ラインＳｏによって接続されている。
【００８５】
第１のガスセンサＳｇ１の測定結果は再燃焼制御装置１４に送られて、排ガス燃焼触媒４において燃料極オフガスが純酸素燃焼を行なうのに必要な酸素量、換言すれば、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスが二酸化炭素と水のみとなる（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→１００％）様な酸素量が求められ、当該酸素量に対応して開閉弁Ｖ１の弁開度が決定される。
そして、決定された弁開度だけ、開閉弁Ｖ１は開弁される。
【００８６】
再燃焼制御装置１４で開閉弁Ｖ１の開度制御を行なう態様が、図７で示されている。以下、主として図７を参照して、開閉弁Ｖ１の開度制御を説明する。
図７において、ステップＳ１では、第１のガスセンサＳｇ１の測定結果、すなわち燃料極オフガスにおける未燃成分（ＵＨＣ）の種類及び含有量が、再燃焼制御装置１４に入力される。
ステップＳ２では、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスが、二酸化炭素と水のみとなる（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→１００％）様な酸素供給量、すなわち、排ガス燃焼触媒４で純酸素燃焼を行なうのに必要な酸素量が演算される。
【００８７】
ステップＳ２において、排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガスが、二酸化炭素と水のみとなる（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→１００％）様な酸素量は、燃料極オフガス中の未燃成分（ＵＨＣ）ＣＨｎを完全に燃焼するための酸素量である。従って、先ず、下式（１）におけるとなる様な係数ａ〜ｄを求める。
ａＣＨｎ＋ｂＯ２→ｃＨ２Ｏ＋ｄＣＯ２・・・（１）
そして、係数ａ〜ｄが決定した式（１）を満足する様に、酸素量を演算すれば、することにより、排ガス燃焼触媒４で純酸素燃焼を行なうのに必要な酸素量を求めることが出来る。
【００８８】
ステップＳ３、ステップＳ４では、演算した酸素量が供給されるように、開閉弁Ｖ１の開度を決定し、開閉弁Ｖ１の開度が決定した開度となる様に制御がされる。ステップＳ４では、開閉弁Ｖ１の開度がステップＳ２で演算した酸素供給量に対応した開度となっているのか否かを判断する。
【００８９】
開閉弁Ｖ１の開度がステップＳ２で演算した酸素供給量に対応する開度になっていれば（ステップＳ４がＹＥＳ）、ステップＳ５に進む。
開閉弁Ｖ１の開度がステップＳ２で演算した酸素供給量に対応する開度になっていなければ（ステップＳ４がＮＯ）、ステップＳ３、ステップＳ４を繰り返す。
ステップＳ５では、図示しないコントロールユニット（再燃焼制御装置１４を包含する）により、燃料電池３を停止するか否かを判断する。燃料電池３を停止するのであれば（ステップＳ５がＹＥＳ）、必要なシーケンスを実行して停止する。
燃料電池の運転を続行するのであれば（ステップＳ５がＮＯ）、ステップＳ１まで戻り、ステップＳ１以降を繰り返す。
【００９０】
図６、図７の第６実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図５の各実施形態（特に燃料電池３と水電解装置６とを有する図２、図４の実施形態）と同様である。
【００９１】
図８は本発明の第７実施形態を示している。
図８において、第７実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は、全体が符号１０６で示されており、バイオマスを用いた発電装置としてガスエンジン或いはガスタービン３Ａが用いられる。
以下、図８を参照して、大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０６について説明する。
【００９２】
図８の第７実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０６では、排ガス・Ｏ２再燃焼制御装置１４Ａ（再燃焼制御装置１４Ａ）を有しており、また、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａの排ガスラインＬ３に排ガス燃焼触媒４を介装している。
図８で示す再燃焼制御装置１４Ａは、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａから排出される排ガスを、排ガス燃焼触媒４で純酸素燃焼するのに必要な酸素供給量を制御している。そして、供給量が制御されるべき酸素は、図６と同様に、水電解装置６で生成されて、第１の酸素供給ラインＬ６を介して、排ガス燃焼触媒４に供給される。
【００９３】
図８において、バイオガス供給ラインＬ２にはミキサ１２が介装され、Ｏ２ミキサ１２と水電解装置６のＯ２発生部６１とは第２の酸素供給ラインＬ７によって接続されており、第２の酸素供給ラインＬ７には開閉弁Ｖ２が介装されている。
【００９４】
図８の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０６では、係るＯ２ミキサ１２によってバイオガスに酸素が供給されることにより、図３、図５で示す大気中二酸化炭素の分離回収処理装置と同様に、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａを純酸素燃焼することが出来る。それに加えて、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａの排ガス中の未燃成分（ＵＨＣ）ＣＨｎを完全に燃焼するために、排ガス燃焼触媒４に水電解装置６から酸素を供給して、ガスエンジン或いはガスタービン３Ａの排ガスを純酸素燃焼している。
【００９５】
排ガス燃焼触媒４においてガスエンジン或いはガスタービン３Ａの排ガスを純酸素燃焼するのに必要な酸素供給量を決定するべく、再燃焼制御装置１４Ａで行なわれる制御制御については、図７のステップＳ１２で説明したのと同様である。
図８の第７実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図７の各実施形態（特に、オフガスのＵＨＣを完全燃焼する制御については図６、図７の第６実施形態）と同様である。
【００９６】
図９、図１０は本発明の第８実施形態を示している。
図９において、第８実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は、全体を符号１０７で示されている。
図９の第８実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０７では、図８とは異なり、排ガスラインＬ３には排ガス燃焼触媒４は介装されておらず、開閉弁Ｖ１を介装した第１の酸素供給ラインＬ６も設けられていない。
図９の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０７では、バイオガス供給ラインＬ２において、バイオガス生成装置２とＯ２ミキサ１２との間の領域に、バイオガス組成測定手段である第２のガスセンサＳｇ２を介装している。そして、第２のガスセンサＳｇ２は、入力信号ラインＳｉによって燃焼制御装置１４Ｃと接続されている。
図９において、排ガスラインＬ３には第１のガスセンサＳｇ１が介装されており、第１のガスセンサＳｇ１は、ガスエンジンまたはガスタービン３Ａの排ガスの組成か、或いは、ガスエンジンまたはガスタービンＦの排ガスにおけるＯ２濃度を測定する。
【００９７】
図９の第８実施形態では、第２のガスセンサＳｇ２によってガスエンジンまたはガスタービン３Ａに供給されるバイオガスの組成を測定し、第１のガスセンサＳｇ１によってガスエンジンまたはガスタービン３Ａの排ガスの未燃成分（ＵＨＣ）を測定し、或いは、ガスエンジンまたはガスタービンＦの排ガスにおけるＯ２濃度を測定している。
【００９８】
そして、燃焼制御装置１４Ｃは、第２のガスセンサＳｇ２で測定されたバイオガスの組成と、第１のガスセンサＳｇ１によって測定されるガスエンジンまたはガスタービン３Ａの排ガスの未燃成分（ＵＨＣ）の種類及び濃度か、或いは、Ｏ２濃度に基づいて、ガスエンジンまたはガスタービン３Ａの排ガスの組成が、Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２が１００％となる様な酸素供給量を求める。
そして燃焼制御装置１４Ｃは、求められた酸素供給量に対応して、開閉弁Ｖ２の開度制御を行なう。
【００９９】
次に、図１０を主として参照しつつ、燃焼制御装置１４Ｃによる開閉弁Ｖ２の開度制御について説明する。
図１０のステップＳ１１において、第１のガスセンサＳｇ１の測定結果（バイオガスの組成）及び第２のガスセンサＳｇ２の測定結果（ガスエンジンまたはガスタービン３Ａの排ガスにおけるＵＨＣの種類及び濃度か、或いは、Ｏ２濃度）が、燃焼制御装置１４Ｃに入力される。
そしてステップＳ１２で、ガスエンジンまたはガスタービン３Ａの排ガスが、二酸化炭素と水のみになる（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→１００％になる）様な酸素供給量を演算する。
【０１００】
ステップＳ１２において、係る酸素供給量（Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２→１００％になる様な酸素供給量）を求めるためには、先ず、ガスセンサＳｇ１で求められたバイオガスの組成から、ガスエンジンまたはガスタービン３Ａが空気比λ＝１．０で燃焼運転を行なうような空気量を演算する。
そして、係る空気量において含有される酸素の量を求める。空気中の酸素含有量は一定であるため、λ＝１．０となる空気量に含有される酸素量も直ちに求めることが出来る。
ここで、空気比λが１．０（λ＝１．０）となる空気量を演算する手法については公知技術を適用する（例えば、特許第４０５９３４２号公報、特開２００５−２５６６７４号公報参照）。
【０１０１】
次に、その様にして求めた酸素供給量に対して、第２のガスセンサＳｇ２で測定されたガスエンジンまたはガスタービン３Ａの排ガス中の未燃成分（ＵＨＣ）の組成及び濃度に基づいて、或いは、当該排ガス排ガス中のＯ２濃度に基づいて、必要な較正を行なう。
すなわち、λ＝１．０となる空気量に含有される酸素量を、ガスエンジンまたはガスタービン３Ａの排ガス中の未燃成分（ＵＨＣ）或いはＯ２濃度に基づいて、較正（或いは補正）する。そして、較正（或いは補正）後の酸素量を、Ｏ２ミキサ１２においてバイオガスに供給するべき酸素量を、ステップＳ１２で決定された酸素供給量とする。
【０１０２】
次のステップＳ１３では、ステップＳ１２で決定された供給量に係る酸素がバイオガスへ供給されるように、開閉弁Ｖ２の開度を制御する。ステップＳ１４では、燃焼制御装置１４Ｃは、開閉弁Ｖ２の開度がステップＳ１２で決定した酸素供給量に対応しているか否かを判断する。
開閉弁Ｖ２の開度がステップＳ１２で決定した酸素供給量に対応していれば（ステップＳ１４がＹＥＳ）、ステップＳ１５に進む。開閉弁Ｖ２の開度がステップＳ１２で決定した酸素供給量に対応していなければ（ステップＳ１４がＮＯ）、ステップＳ１３に戻り、ステップＳ１３以降を繰り返す。
【０１０３】
ステップＳ１５では、大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０７のコントロールユニット（燃焼制御装置１４Ｃを包含する）は、ガスエンジンまたはガスタービン３Ａを停止するか否かを判断する。
を停止するのであれば（ステップＳ１５がＹＥＳ）、必要なシーケンスにしたがって停止する。一方、ガスエンジンまたはガスタービン３Ａの運転を続行するのであれば（ステップＳ１５がＮＯ）、ステップＳ１１まで戻り、ステップＳ１１以降を繰り返す。
【０１０４】
図９、図１０の第８実施形態によれば、ガスエンジンまたはガスタービン３Ａでバイオガスを燃焼させた際に、燃焼排ガスが二酸化炭素と水のみとなる様に酸素供給量を制御することが出来るので、酸素不足による未燃物（ＵＨＣ）が発生することにより、回収した二酸化炭素（ガスエンジンまたはガスタービン３Ａの排ガスであって、排ガス熱交換器５で凝縮水を除去した排ガス）が液化しない事態が生じ、ＣＯ２回収処理効果の低下することや、酸素不足による燃焼悪化と発電効率の低下が防止できる。そして、酸素供給量が過剰になることによるエネルギ（水電解装置６の消費電力）の増加も防止することが出来る。
図９、図１０の第８実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１〜図８の各実施形態と同様である。
【０１０５】
図１１は本発明の第９実施形態を示している。
図１１において、第９実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は、全体が符号１０８で示されている。
図１１の第９実施形態は、図８の第７実施形態と、図９、図１０の第８実施形態を組み合わせた実施形態である。
【０１０６】
図１１において、排ガス・Ｏ２再燃焼制御装置１４Ａ（再燃焼制御装置１４Ａ）とバイオガス・酸素燃焼制御装置１４Ｃ（燃焼制御装置１４Ｃ）とは、コントロールユニット５０として一体にまとめられている。
図１１の第９実施形態では、先ず、第２のガスセンサＳｇ２でバイオガスの組成を測定し、その測定結果により、燃焼制御装置１４Ｃにおいて、係るバイオガスを燃料とするガスエンジンまたはガスタービン３Ａにおいて、空気比λが１．０（λ＝１．０）となる空気量を演算し、係る空気量において含有される酸素の量を演算する。
さらに燃焼制御装置１４Ｃでは、第１のガスセンサＳｇ１で測定された未燃物（ＵＨＣ）の組成及び濃度に基づいて、バイオガスの組成からλ＝１．０となる空気量に含有される酸素量を較正する。以って、ガスエンジンまたはガスタービン３Ａの排ガスが二酸化炭素と水のみとなる（純酸素燃焼を行う）ために必要な酸素量を求め、開閉弁Ｖ２を開度制御する。
【０１０７】
それに加えて、第１のガスセンサＳｇ１で測定された未燃物（ＵＨＣ）の組成及び濃度は再燃焼制御装置１４Ａに送られて、排ガス燃焼触媒４において、ガスエンジンまたはガスタービン３Ａの排ガスにおける未燃物（ＵＨＣ）が完全燃焼する酸素供給量が演算される。そして、開閉弁Ｖ１が開閉制御される。
図１１の第９実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図８〜図１０の第７実施形態、第８実施形態と同様である。
【０１０８】
図１２は、本発明の第１０実施形態を示している。
図１２において、第１０実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は、全体が符号１０９で示されている。
図１２の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０９は、発電装置として燃料電池３が用いられる。
【０１０９】
図２、図４、図６では、バイオガス生成装置２の図示しない発酵槽で生成されたバイオガスが、図示しない設備によって不純物を除去された後に、燃料電池３の燃料極３１に送られている。
それに対して、図１２の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０９では、無酸素加熱ガス化装置１６においてバイオマスを無酸素状態で加熱してガス化を行っている。そして、ガス化により発生したガスに、タール熱分解装置１７で純酸素を吹き込みつつ（微量酸素供給）、１１００℃でタールを熱分解して改質する。
そして、タール熱分解装置１７で改質されたガスを、燃料電池３の燃料極３１に供給している。
【０１１０】
図１２において、バイオマス１はバイオマス供給ラインＬ１によって無酸素加熱ガス化装置１６に供給される。そして、無酸素加熱ガス化装置１６は、第３のガスセンサＳｇ３を介装したガス化ガスラインＬ１２を介して、タール熱分解装置１７に接続されている。
第３のガスセンサＳｇ３は、ガス化ガスラインL１２のガス化ガスの組成を検出している。
タール熱分解装置１７は、開閉弁Ｖ３を介装した第３の酸素供給ラインＬ９を介して、水電解装置６のＯ２発生部と接続されている。
タール熱分解装置１７の下流側（燃料電池３側）における供給ラインＬ２には、供給ラインＬ２を流れて燃料電池３に供給されるガスの組成を計測する第２のガスセンサＳｇ２が介装されている。
【０１１１】
開閉弁Ｖ３は、制御信号ラインＳｏを介して、制御手段であるタール分解用酸素供給量制御装置１８と接続されている。そして第３のガスセンサＳｇ３及び第２のガスセンサＳｇ２は、入力信号ラインＳｉを介して、タール分解用酸素供給量制御装置１８と接続されている。
タール熱分解装置１７に供給される酸素量は、第３のガスセンサＳｇ３或いは第２のガスセンサＳｇ２の測定結果に基づいて、燃料電池３に供給されるガスの組成が、メタン、二酸化炭素、水、一酸化炭素となり、タールや窒素や窒素化合物等を包含しない様に、タール分解用酸素供給量制御装置１８により決定される。
燃料電池３に供給されるガスの組成が、メタン、二酸化炭素、水、一酸化炭素となれば、オフガス燃焼触媒４の燃焼排ガスに窒素や窒素酸化物が包含されてしまうことが無くなり、二酸化炭素の回収が容易となる。
【０１１２】
排ガス熱交換器５と無酸素加熱ガス化装置１６とは、温水循環ラインＬｈで閉回路として連通しており、排ガス熱交換器５で温められた温水の熱を無酸素加熱ガス化装置１６のバイオマスに与え、バイオマスを予熱するのに用いられる。
温水循環ラインＬｈにおける排ガス熱交換器５の入口側には、循環水ポンプＰ２が介装されている。
【０１１３】
図１２の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１０９では、バイオマスを無酸素状態で加熱してガス化を行い、ガス化ガスに純酸素を吹き込みつつ（微量酸素供給）、１１００℃でタールを熱分解して改質する。改質されたガスは、その組成の大部分は、ＣＯ２、ＣＯ、Ｈ２、ＣＨ４となり、タールや窒素や窒素化合物を含んでいない。
従って、燃料電池３の燃料極オフガスを排ガス燃焼触媒４において酸素を供給して燃焼すれば、その燃焼排ガス（排ガス燃焼触媒４の燃焼排ガス）がＣＯ２とＨ２Ｏのみで組成されることになる。
【０１１４】
図１２の第１０実施形態によれば、バイオマスのタール熱分解時に必要な酸素が適当な量だけ供給されるので、空気を用いた熱分解ガスとは異なり、オフガス燃焼触媒４の燃焼排ガスに窒素或いは窒素酸化物が包含されず、二酸化炭素の回収が容易且つ効率的に行なわれる。
図１２の第１０実施形態におけるその他の構成及び作用効果は、図１〜図１１の第１実施形態〜第９実施形態と同様である。
【０１１５】
図１３は、本発明の第１１実施形態を示している。
図１３において、第１１実施形態に係る大気中二酸化炭素の分離回収処理装置は、全体が符号１１０で示されている。
図１３の第１１実施形態では、発電装置としてガスエンジンまたはガスタービン３Ａが用いられる。
【０１１６】
図１３の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１１０では、図１２の第１０実施形態の装置１０９に対して、供給ラインＬ２における第２のガスセンサＳｇ２とガスエンジンまたはガスタービン３Ａとの間の領域に、Ｏ２ミキサ１２を介装している。Ｏ２ミキサ１２は、第３の酸素供給ラインＬ９の分岐ラインＬ９ｂを介して、水電解装置６のＯ２発生部６１に接続している。そして、分岐ラインＬ９ｂには開閉弁Ｖ２が介装されており、分岐ラインＬ９ｂ及びＯ２ミキサ１２を介して、供給ラインＬ２を流れるガスに酸素が供給される。
【０１１７】
そして、図１３の大気中二酸化炭素の分離回収処理装置１１０では、供給ラインＬ２を流れるガスに対して、ガスエンジンまたはガスタービン３Ａが純酸素燃焼を行なうように、開閉弁Ｖ２を開閉制御して、必要な酸素量を供給している。
開閉弁Ｖ２を開閉制御してガスエンジンまたはガスタービン３Ａが純酸素燃焼を行なうようにする制御態様については、例えば、空気比λ＝１．０で燃焼運転を行なうような空気量を演算し、係る空気量に含有される酸素の量を求めることにより行なわれる。
【０１１８】
図１３の第１１実施形態におけるその他の構成及び作用効果については、図１〜図１２で示す各実施形態（特に、図１２で示す第１０実施形態）と、同様である。
【０１１９】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を付記する。
例えば、図６〜図１３の各実施形態においては水電解装置６で酸素を発生しているが、純水素駆動燃料電池１３による補機電力の供給を行なわないのであれば、図１で示す様に、ＰＳＡ式の酸素製造装置３５で酸素を生成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の第１実施形態のブロック図。
【図２】本発明の第２実施形態のブロック図。
【図３】本発明の第３実施形態のブロック図。
【図４】本発明の第４実施形態のブロック図。
【図５】本発明の第５実施形態のブロック図。
【図６】本発明の第６実施形態のブロック図。
【図７】第６実施形態における制御を示すフローチャート。
【図８】本発明の第７実施形態のブロック図。
【図９】本発明の第８実施形態のブロック図。
【図１０】第８実施形態における制御を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第９実施形態のブロック図。
【図１２】本発明の第１０実施形態のブロック図。
【図１３】本発明の第１１実施形態のブロック図。
【符号の説明】
【０１２１】
１・・・バイオマス
２・・・バイオガス生成装置
３・・・発電装置／燃料電池
３Ａ・・・発電装置／ガスエンジン或いはガスタービン
４・・・排ガス燃焼触媒
５・・・排ガス熱交換器
６・・・電気分解装置／水電解装置
７・・・イオン交換樹脂
８・・・純水タンク
９・・・ＣＯ２圧縮機
１０・・・液相ＣＯ２ポンプ
１１Ａ・・・整流器
１２・・・Ｏ２ミキサ
１３・・・純水素駆動燃料電池
１４・・・オフガス・Ｏ２再燃焼制御装置
１６・・・無酸素加熱ガス化装置
３５・・・ＰＳＩ式酸素製造装置
４０・・・水供給機構
４２・・・浄化フィルタ
４４・・・浄化水タンク
１７・・・タール熱分解装置
Ｌ１・・・バイオマス供給ライン
Ｌ２・・・バイオガス供給ライン
Ｌ３・・・排ガスライン
Ｌ４・・・凝縮水回収ライン
Ｌ５・・・ＣＯ２排出ライン
Ｌ６・・・第１の酸素供給ライン
Ｌ７・・・第２の酸素供給ライン
Ｌ８・・・水素供給ライン
Ｌｄ・・・凝縮水ライン
Ｐ１・・・純水ポンプ
Ｐ２・・・循環水ポンプ
Ｐ３・・・バイオマス希釈水ポンプ
Ｓｇ１・・・未燃成分測定手段／第１のガスセンサ
Ｓｇ２・・・バイオガス組成測定手段／第２のガスセンサ
Ｖ１、Ｖ２・・・開閉弁
【図１】
2010013333.tif 000003
【図２】
2010013333.tif 000004
【図３】
2010013333.tif 000005
【図４】
2010013333.tif 000006
【図５】
2010013333.tif 000007
【図６】
2010013333.tif 000008
【図７】
2010013333.tif 000009
【図８】
2010013333.tif 000010
【図９】
2010013333.tif 000011
【図１０】
2010013333.tif 000012
【図１１】
2010013333.tif 000013
【図１２】
2010013333.tif 000014
【図１３】
2010013333.tif 000015