(57)【要約】【課題】不純物が少なくて一酸化炭素濃度が高い合成ガスを安定的に供給出来るガス化装置を提供する。【解決手段】ガス化装置２０は、有機化合物を含む廃棄物ｗをガス化して一酸化炭素を主とする合成ガスｓｇを生成するための装置である。ガス化装置２０は、廃棄物ｗを、可燃性ガスｃｇと未燃の炭化物Ｃとに分離する熱分解炉３０と、可燃性ガスを燃焼させて二酸化炭素を主とする不燃性ガスｉｇを生成する燃焼炉４０と、炭化物と不燃性ガスを反応させて一酸化炭素を主とする合成ガスを生成する改質炉６０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機化合物を含む廃棄物をガス化して一酸化炭素を主とする合成ガスを生成するためのガス化装置であって、
廃棄物を、可燃性ガスと未燃の炭化物とに分離する熱分解炉と、
前記可燃性ガスを燃焼させ、二酸化炭素を主とする不燃性ガスを生成する燃焼炉と、
前記炭化物と前記不燃性ガスを反応させ、一酸化炭素を主とする合成ガスを生成する改質炉と、を備える、ガス化装置。
【請求項２】
前記熱分解炉の炉内温度が、４００℃以上１３００℃以下である、請求項１に記載のガス化装置。
【請求項３】
前記改質炉の炉内温度が、６００℃以上１２００℃以下である、請求項１又は２に記載のガス化装置。
【請求項４】
二酸化炭素吸脱着能を有し、前記不燃性ガスから、前記不燃性ガスより二酸化炭素濃度が高い精製された合成ガスを製造する二酸化炭素分離精製装置を更に備え、
前記改質炉は、前記二酸化炭素分離精製装置で精製された不燃性ガスを未燃の炭化物と反応させる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガス化装置。
【請求項５】
前記二酸化炭素分離精製装置が、二酸化炭素分離膜、二酸化炭素吸着材及び二酸化炭素吸収液のいずれかを備える、請求項４に記載のガス化装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のガス化装置と、
前記ガス化装置で生成した合成ガスを、金属触媒又は微生物触媒と接触させ、有機物質を製造する反応装置と、を備える、有機物質製造装置。
【請求項７】
前記有機物質は、炭素数１〜１０のアルコール、炭素数１〜８のジエン類、炭素数１〜６のジオール類から選ばれる１種を含む、請求項６に記載の有機物質製造装置。
【請求項８】
前記有機物質はエタノールを含む、請求項６に記載の有機物質製造装置。
【請求項９】
前記微生物触媒はクロストリジウム属を含む、請求項６〜８のいずれか一項に記載の有機物質製造装置。
【請求項１０】
有機化合物を含む廃棄物を熱分解して、可燃性ガスと未燃の炭化物とに分離する工程と、
前記可燃性ガスを燃焼させ、二酸化炭素を主とする不燃性ガスを生成する工程と、
前記炭化物と前記不燃性ガスを反応させ、一酸化炭素を主とする合成ガスを生成する工程と、を備える、合成ガスの製造方法。
【請求項１１】
有機化合物を含む廃棄物を熱分解して、可燃性ガスと未燃の炭化物とに分離する工程と、
前記可燃性ガスを燃焼させ、二酸化炭素を主とする不燃性ガスを生成する工程と、
前記炭化物と前記不燃性ガスを反応させ、一酸化炭素を主とする合成ガスを生成する工程と、
前記合成ガスを、金属触媒又は微生物触媒と接触させ、有機物質を製造する工程と、を含む、有機物質の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化装置に関する。より詳しくは家庭ごみ、産業廃棄物等の都市ごみをガス化する熱分解ガス化装置に関する。また、本発明は、ガス化装置で生成された合成ガスを用いて有機物質を製造する有機物質製造装置に関する。さらに、本発明は、合成ガスの製造方法および有機物質の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油を原料として製造された油類やアルコール等の有機物質が世界中で消費されている。近年、化石燃料資源枯渇への危惧や大気中の二酸化炭素増加という地球規模での環境問題の観点から、石油以外の原料で各種有機物質を製造する手法、例えばトウモロコシ等の可食原料から糖発酵法によってバイオエタノールを製造する方法が注目されている。しかし、このような可食原料を用いた糖発酵法は、限られた農地面積を食料以外の生産に用いることから、食料価格の高騰を招く等の問題があった。
【０００３】
このような問題点を解決するために、再生不可能な非可食原料である家庭ごみや産業廃棄物等の都市ゴミから油類やアルコール等の有機物質を製造する方法が各種検討されている。将来技術として、期待されている方法として、日本国内のゴミ焼却施設で数多く採用されているストーカー型ごみ焼却炉から排出される二酸化炭素を、藻類による光合成によって油類やアルコールに変換する方法である。この技術は第三世代バイオマス技術と呼ばれ、佐賀市のゴミ焼却場等で実証実験が行われている。しかし、上記の方法は、エネルギー準位の低い二酸化炭素を、エネルギー準位の高い油類やアルコールに変換するため多量のエネルギーが必要となり、設備や光源、抽出方法等の問題から安定した大量生産には未だ多数の問題がある。
【０００４】
そのため、より直近の次世代技術として、一部のゴミ焼却施設に採用されている熱分解ガス化方式のゴミ焼却炉から排出される一酸化炭素を含む合成ガスを微生物発酵によって油類やアルコールに変換する方法が注目されている。
例えば、特許文献１には、バイオマスをガス化する熱分解ガス化炉が開示されている。また、非特許文献１には、一酸化炭素を含む合成ガスを、酢酸およびエタノールに変換する微生物の種類および代謝系が開示されている。また、特許文献２には、鉄鋼排ガス、廃棄物のガス化によって得られる一酸化炭素を含む合成ガスから、微生物発酵によってエタノールを製造する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開２０１５−００４７７３号公報
【特許文献２】特開２０１５−５３８６６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Michael Koepke et al., “Clostridium ljungdahlii represents a microbial production platform based on syngas”, Proc Natl Acad Sci USA, August 24, 2010, vol. 107, no. 34, 13087-13092 (see Fig. 1)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者等は、非特許文献１に記載された嫌気性微生物によって有機物質を製造する際に、原料ガスとして、従来ごみ焼却場で主に使われているガス化炉から排出される合成ガスを用いようとすると、次の問題が生じることを見いだした。まず、ゴミ由来の合成ガスには、硫黄、窒素、芳香族化合物といった細胞毒性を有する不純物が多量に含まれるため、発酵槽に供給する前に合成ガス中から不純物を取り除くための前処理設備が必要になるという問題が生じる。次に、上記嫌気性微生物の発酵においては、一酸化炭素のみがあれば問題無いが、合成ガス中にはガス化の過程で副生する二酸化炭素や水素の割合が高く、嫌気性微生物が必要とする一酸化炭素の割合が不十分になるという問題や、二酸化炭素を原料に目的外物質（例えば酢酸等）が副生してしまうという問題が生じる。
【０００８】
本発明者等は、これらの問題の原因が、得られた合成ガスをクリーンで微生物培養に好適な組成にするという発想でガス化炉自体が設計されていないことにあると考えた。国内のごみ処理施設で一部採用されている熱分解型ガス化炉は、一般的に、生成した合成ガスがその後に燃焼させられることを前提として、設計されている。典型的には、従来のガス化炉は、一酸化炭素と水素を含む合成ガスを製造するように設計され、得られた合成ガスをガスタービンエンジンやガスエンジン内で燃焼させることで、発電を行うことが想定されていた。このため、従来のガス化炉から得られた合成ガスは、燃焼しやすい水素を高割合で含む傾向にあると共に、燃焼に影響しない硫黄や窒素等の不純物については何ら低減する施策が含まれていなかった。しかし、そのような設計のガス化炉で製造された合成ガスを、そのまま嫌気性微生物の発酵等に用いた場合、上述した不純物やガス組成の問題が生じ得る。
【０００９】
そこで、本発明は、不純物が少なく且つ一酸化炭素濃度が高く、微生物発酵に適した合成ガスを安定的に供給出来るガス化装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者等は鋭意検討の結果として、ガス化工程で生じた可燃性ガスを完全燃焼させることで得た二酸化炭素を主とするガスと、ガス化工程で得た未燃の炭化物とを、反応させることで、不純物が少なく且つ一酸化炭素濃度が高く、しかも微生物発酵に適した合成ガスを連続的に製造出来ることを知見し、この知見に基づいて前記課題を解決し得ることを見いだした。
【００１１】
即ち、本発明の要旨は、以下の通りである。
【００１２】
［１］  有機化合物を含む廃棄物をガス化して一酸化炭素を主とする合成ガスを生成するためのガス化装置であって、
廃棄物を、可燃性ガスと未燃の炭化物とに分離する熱分解炉と、
前記可燃性ガスを燃焼させ、二酸化炭素を主とする不燃性ガスを生成する燃焼炉と、
前記炭化物と前記不燃性ガスを反応させ、一酸化炭素を主とする合成ガスを生成する改質炉と、を備える、ガス化装置。
【００１３】
［２］  前記熱分解炉の炉内温度が、４００℃以上１３００℃以下である、［１］に記載のガス化装置。
【００１４】
［３］前記改質炉の炉内温度が、６００℃以上１２００℃以下である、［１］又は［２］に記載のガス化装置。
【００１５】
［４］  二酸化炭素吸脱着能を有し、前記不燃性ガスから、前記不燃性ガスより二酸化炭素濃度が高い精製された合成ガスを製造する二酸化炭素分離精製装置を更に備え、
前記改質炉は、前記二酸化炭素分離精製装置で精製された不燃性ガスを未燃の炭化物と反応させる、［１］〜［３］のいずれかに記載のガス化装置。
【００１６】
［５］  前記二酸化炭素分離精製装置が、二酸化炭素分離膜、二酸化炭素吸着材及び二酸化炭素吸収液のいずれかを備える、［４］に記載のガス化装置。
【００１７】
［６］  上記［１］〜［５］のいずれかに記載のガス化装置と、
前記ガス化装置で生成した合成ガスを、金属触媒又は微生物触媒と接触させ、有機物質を製造する反応装置と、を備える、有機物質製造装置。
【００１８】
［７］  前記有機物質は、炭素数１〜１０のアルコール、炭素数１〜８のジエン類、炭素数１〜６のジオール類から選ばれる１種を含む、［６］に記載の有機物質製造装置。
【００１９】
［８］  前記有機物質はエタノールを含む、［６］に記載の有機物質製造装置。
【００２０】
［９］  前記微生物触媒はクロストリジウム属を含む、［６］〜［８］のいずれかに記載の有機物質製造装置。
【００２１】
［１０］  有機化合物を含む廃棄物を熱分解して、可燃性ガスと未燃の炭化物とに分離する工程と、
前記可燃性ガスを燃焼させ、二酸化炭素を主とする不燃性ガスを生成する工程と、
前記炭化物と前記不燃性ガスを反応させ、一酸化炭素を主とする合成ガスを生成する工程と、を備える、合成ガスの製造方法。
【００２２】
［１１］  有機化合物を含む廃棄物を熱分解して、可燃性ガスと未燃の炭化物とに分離する工程と、
前記可燃性ガスを燃焼させ、二酸化炭素を主とする不燃性ガスを生成する工程と、
前記炭化物と前記不燃性ガスを反応させ、一酸化炭素を主とする合成ガスを生成する工程と、
前記合成ガスを、金属触媒又は微生物触媒と接触させ、有機物質を製造する工程と、を含む、有機物質の製造方法。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、熱分解炉によって、廃棄物から、可燃性ガスと未燃の炭化物とが得られる。炭化物から分離された可燃性ガスを燃焼炉で燃焼することで、効率的に不純物を除去し、二酸化炭素を主とする不燃性ガスが生成される。そして、この不燃ガスと炭化物を改質炉で反応させることで、不純物の少ない高純度の一酸化炭素ガスを製造することができる。
更に不燃性ガスを二酸化炭素精製装置を経て精製した後に、改質炉で反応させることで、１００％に近い純一酸化炭素ガスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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、有機物質製造装置の概略構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１の有機物質製造装置に含まれ得るガス化装置の概略構成を説明するための図である。
【図３】図３は、図２のガス化装置に含まれ得る熱分解炉の一具体例を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３の熱分解炉を示す横断面図である。
【図５】図５は、図３の熱分解炉の要部を説明するための斜視図である。
【図６】図６は、図２のガス化装置に含まれ得る二酸化炭素分離装置の一具体例を示す図である。
【図７】図７は、図２のガス化装置に含まれ得る改質炉の一具体例を示す斜視図である。
【図８】図８は、図７の改質炉の要部を示す縦断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図７の改質炉の作用を説明するための図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、図７の改質炉の作用を説明するための図である。
【図１０】図１０は、図２のガス化装置を用いた合成ガスの製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
本発明において、「主とする」、「主成分とする」とは複数の構成成分中、当該成分が体積換算で最も多く含まれることを意味し、好ましくは５０％を超えて含まれるものである。
例えば、窒素４０体積％、一酸化炭素３５体積％、二酸化炭素２５体積％の組成のガスは、窒素を主とするガスと表現される。
【００２６】
＜＜＜本実施の形態の概要＞＞＞
図１に示すように、有機物質製造装置１０は、廃棄物ｗを原料として合成ガスｓｇを製造するガス化装置２０と、合成ガスｓｇを原料として有機物質ｏｍを製造する反応装置８０と、を有している。ガス化装置２０は、炭化水素を含む廃棄物ｗをガス化して一酸化炭素を主とする合成ガスｓｇを生成する。反応装置８０は、微生物発酵により、合成ガスｓｇから有機物質ｏｍを生成する。
【００２７】
以下に説明する一実施の形態において、ガス化装置２０には、微生物発酵に適した不純物が少なく一酸化炭素濃度が極めて高い合成ガスの安定的な供給を可能とするための工夫がなされている。具体的には、ガス化装置２０は、主たる構成要素として、熱分解炉３０、燃焼炉４０及び改質炉６０を有している。熱分解炉３０は、廃棄物ｗを、未燃の炭化物Ｃと、水素を含む可燃性ガスｃｇと、に分離する。燃焼炉４０は、可燃性ガスｃｇを燃焼させ、二酸化炭素を主とする不燃性ガスｉｇを生成する。そして、改質炉６０は、炭化物Ｃと不燃性ガスｉｇとを反応させることで、合成ガスｓｇを生成する。
【００２８】
また、本発明における上記各用語の定義は以下の通りである。
【００２９】
本発明における有機化合物を含む廃棄物とは、炭素元素及び水素元素を含み、処分が意図され又は法令によって処分が義務付けられている物質を意味する。例えばプラスチック廃棄物、生ゴミ、布団や紙等の家庭ごみが混在する家庭ごみ；廃棄タイヤ、プラスチック廃棄物、食品廃棄物、建築廃材等の産業廃棄物；間伐材等の緑地残材；バガス、稲藁、麦藁、籾殻等の農業廃棄物等が挙げられ、天然資源の使用量を減少させ、資源循環型社会形成という社会的な目標の観点から、家庭ごみ、産業廃棄物を含む都市廃棄物（ＭＳＷ）が好ましく、発生量が多く埋立処分地を圧迫している家庭ゴミを炭素源とすることが最も好ましい。
【００３０】
本発明における合成ガスとは、一酸化炭素を主とするガスを意味する。一酸化炭素以外の残部には、窒素、酸素、二酸化炭素等が含まれていてもよいが、後段の有機物質製造装置との関係で、一酸化炭素濃度は５０体積％以上が好ましく、７０体積％以上がより好ましく、９０体積％以上が更に好ましい。
【００３１】
本発明における可燃性ガスとは、一酸化炭素、水素、メタンの少なくとも何れか１種を含むガスを意味する。燃焼条件、燃焼時の熱量の観点から、ガス組成に対して一酸化炭素、水素、メタンの和が通常１０％以上、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上、更に好ましくは７０％以上である。中でも二酸化炭素が３０体積％以下のガスや、水素を主とするガスが好ましい。
【００３２】
本発明における不燃性ガスとは二酸化炭素を含むガスを意味する。後段の改質工程の効率から、通常二酸化炭素を主とするガスであり、二酸化炭素が３０体積％を超えるガスが好ましく、５０体積％以上がより好ましく、７０体積％以上が更に好ましい。
【００３３】
本発明における未燃の炭化物とは、有機化合物を含む廃棄物を不完全燃焼させた際に生じる未燃炭素を含む物質を意味する。これらは灰分と未燃炭素を含むチャーも含まれる。
【００３４】
従来の有機物質製造装置では、一酸化炭素と水素及び各種不純物を含む原料ガスから微生物発酵により有機物質を生成していいた。しかしながら、従来の原料ガスを用いた場合、不純物含有量やガス組成の面で、微生物の培養や発酵に適していたとは言えず、複数のガス前処理設備を導入しないことには、有機物質を効率的に生成することができなかった。一方、以下に説明する一実施の形態では、一酸化炭素、水素、メタンから選ばれる１種以上の可燃成分及びＮＯｘ等の窒素化合物、ＳＯｘ等の硫黄化合物、ベンゼン、キシレン、タール等の芳香族化合物等の各種不純物を含み得るガス（可燃性ガスｃｇ）を一度完全燃焼させることで、不純物を効果的に除去した二酸化炭素ガスを主とする不燃性ガスｉｇを生成する。そして、この不燃性ガスｉｇと炭化物Ｃとを反応させることで、不純物含有量やガス組成の面で微生物発酵に好適な合成ガスｓｇを生成することができる。
【００３５】
さらに、図面を参照して説明する一具体例では、ガス化装置２０は、二酸化炭素吸脱着能を有し不燃性ガスｉｇから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離精製装置５０を、更に有している。二酸化炭素分離精製装置５０での精製により、完全燃焼後の再合成によって、不燃性ガスｉｇに微量ながら含まれ得る窒素分、硫黄分、各種金属成分や、その後の改質工程に不要な窒素ガスを、不燃性ガスｉｇから分離除去することができる。この具体例によれば、不純物がさらに少なく、一酸化炭素濃度の高いクリーンな合成ガスｓｇを製造することができる。
【００３６】
＜＜＜有機物質製造装置＞＞＞
以下、図面を参照しながら、有機物質製造装置１０及びガス化装置２０の構成要素について順に説明していく。
【００３７】
＜＜ガス化装置＞＞
図１に示すように、有機物質製造装置１０は、ガス化装置２０、前処理装置７５及び反応装置８０を有している。このうち、まずガス化装置２０について説明する。
【００３８】
＜ガス化装置の全体構成＞
上述したように、ガス化装置２０は、熱分解炉３０、燃焼炉４０、二酸化炭素分離精製装置５０及び改質炉６０を有している。また、図２に示されたガス化装置２０は、二酸化炭素分離精製装置５０で不燃性ガスｉｇから分離された不純物を処理する排ガス処理設備７０及び煙突７１を、更に有している。
【００３９】
図２に示すように、ガス化装置２０は、熱分解炉３０と改質炉６０とを連結する第１搬送経路２１と、熱分解炉３０と燃焼炉４０とを連結する第２搬送経路２２と、燃焼炉４０から二酸化炭素分離精製装置５０へ向けた不燃性ガスｉｇの搬送通路となる第３搬送経路２３と、二酸化炭素分離精製装置５０と改質炉６０とを連結する第４搬送経路２４と、二酸化炭素分離精製装置５０と排ガス処理設備７０及び煙突７１とを連結する第５搬送経路２５と、を有している。
【００４０】
第１搬送経路２１は、熱分解炉３０から改質炉６０へ向けた炭化物Ｃの搬送通路を形成する。第２搬送経路２２は、熱分解炉３０から燃焼炉４０へ向けた可燃性ガスｃの搬送通路を形成する。第４搬送経路２４は、二酸化炭素分離精製装置５０から改質炉６０へ向けた不燃性ガスｉｇの搬送通路を形成する。第５搬送経路２５は、二酸化炭素分離精製装置５０から排ガス処理設備７０及び煙突７１へ向けた不純物等の搬送通路を形成する。
【００４１】
図示された例において、第３搬送経路２３は、燃焼炉４０と改質炉６０とを連結する第３搬送経路第１部分２３ａと、改質炉６０と熱分解炉３０とを連結する第３搬送経路第２部分２３ｂと、熱分解炉３０と二酸化炭素分離精製装置５０とを連結する第３搬送経路第３部分２３ｃと、二酸化炭素分離精製装置５０の異なる部分間を連結する第３搬送経路第４部分２３ｄと、を含んでいる。
【００４２】
さらに、図２に示すように、有機物質製造装置１０は、ガス化装置２０への廃棄物ｗの搬入経路１１と、ガス化装置２０から前処理装置７５及び反応装置８０への合成ガスｓｇの供給経路１２と、を有している。
【００４３】
有機物質製造装置１０及びガス化装置２０に含まれる搬入経路、供給経路および搬送経路は、ダクトや配管類等から適宜構成され得る。
【００４４】
＜熱分解炉＞
以下、ガス化装置２０の各構成要素について順に説明する。最初に、図２〜図５を参照して、熱分解炉３０について説明する。上述したように、熱分解炉３０は、廃棄物を、水素を含む可燃性ガスと未燃の炭化物とに分離する。
【００４５】
熱分解炉３０は、廃棄物ｗを燃焼させる炉である。ただし、後述の燃焼炉４０とは異なり、熱分解炉３０は、完全燃焼ではなく不完全燃焼により、廃棄物ｗを燃焼させる。熱分解炉３０での燃焼は、不完全燃焼を促進するため、減圧環境下や、酸素濃度が低下した環境下で実施されることが好ましい。
【００４６】
熱分解炉３０の構成は特に限定されるものではなく、例えば、シャフト炉、キルン炉、流動床炉、ガス化改質炉等として、熱分解炉３０を構成することができる。熱分解炉３０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ｗを比較的に低温かつ低酸素雰囲気の流動床炉中でガス化することで、廃棄物ｗを炭化物Ｃと可燃性ガスｃｇとに分解する。炭化物Ｃは、炭素分を多く含み、典型的にはチャー、タールと呼ばれる固相の物質として得られる。可燃性ガスｃｇは、一例として、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、メタン等を含む。流動床炉によれば、廃棄物ｗ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得る。例えば、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である。
【００４７】
図２に示された例において、熱分解炉３０は、搬入経路１１と接続して、搬入経路１１から廃棄物ｗを受け入れる。搬入経路１１上には、搬入経路１１を開閉する開閉弁として、弁１１ｖが設けられている。また、熱分解炉３０は、第１搬送経路２１及び第２搬送経路２２と接続している。第１搬送経路２１及び第２搬送経路２２上には、各搬送経路を開閉する開閉弁として、弁２１ｘｖ及び弁２２ｖがそれぞれ設けられている。
【００４８】
また、第１搬送経路２１は、搬送手段２８に接続している。搬送手段２８は、第１搬送経路２１内で炭化物Ｃを熱分解炉３０から改質炉６０へ向けて移動させる。搬送手段２８は、特に限定されることなく種々の搬送手段により構成され得る。一例として、ポンプ等の圧送手段によって搬送手段２８を構成することができる。搬送手段２８が真空ポンプにより構成されている場合、熱分解炉３０の炉内を負圧に保つこと、低酸素状態に保つことが可能となり、熱分解炉３０での不完全燃焼を促進することができる。なお、真空ポンプとしての搬送手段２８による炭化物Ｃを真空搬送（空気搬送）は、搬入経路１１上の弁１１ｖ及び第２搬送経路２２上の弁２２ｖを閉鎖し且つ第１搬送経路２１上の弁２１ｘｖを開いた状態で、実施され得る。
【００４９】
ここで、図３〜図５に示された熱分解炉３０の具体例について説明する。図示された熱分解炉３０は、図３に示すように、廃棄物ｗの熱分解を行う分解チャンバー部３０Ｃに加え、ホッパー部３０Ｈ及びフィルター部３０Ｆを有している。ホッパー部３０Ｈは、分解チャンバー部３０Ｃの下方に位置している。ホッパー部３０Ｈは、分解チャンバー部３０Ｃでの熱分解によって得られた炭化物Ｃを、炭化物搬出口３１ｂに集めるホッパーとして機能する。フィルター部３０Ｆは、分解チャンバー部３０Ｃの上方に位置している。フィルター部３０Ｆは、分解チャンバー部３０Ｃでの熱分解によって得られた可燃性ガスｃｇを濾過する。濾過された可燃性ガスｃｇは、ガス搬出口３１ｃを経て第２搬送経路２２に向かう。
【００５０】
図示された熱分解炉３０は、筐体３１を有している。筐体３１は、搬入経路１１と接続した搬入口３１ａ（図４参照）、第１搬送経路２１と接続した炭化物搬出口３１ｂ（図３参照）及び第２搬送経路２２と接続したガス搬出口３１ｃ（図３参照）を有している。図３に示すように、筐体３１内は、中央に位置する分解チャンバー部３０Ｃと、下方に位置するホッパー部３０Ｈと、上方に位置するフィルター部３０Ｆと、に区分けされる。図３に示すように、炭化物搬出口３１ｂは、筐体３１の下方、とりわけ下端部に設けられている。ガス搬出口３１ｃは、筐体３１の上方、とりわけ上端部に設けられている。搬入口３１ａは、筐体３１の鉛直方向における中央部に設けられている。
【００５１】
分解チャンバー部３０Ｃには、その周囲から廃棄物ｗから搬入されるようになっていることが好ましい。分解チャンバー部３０Ｃでの熱分解を均一化するためである。廃棄物ｗの均一な搬入により、熱分解炉３０の炉内温度を過度に上昇させる必要がなくなり、不完全燃焼による熱分解を安定して実現することが可能となる。
【００５２】
ここで、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図４に示された例において、分解チャンバー部３０Ｃには、その周囲から廃棄物ｗから搬入されるようになっている。より具体的には、熱分解炉３０の分解チャンバー部３０Ｃに、廃棄物ｗは四方から搬入されるようになっている。これにより、分解チャンバー部３０Ｃ内において、廃棄物ｗの配置が均一化される。なお、図示された例では、分解チャンバー部３０Ｃが四角柱状の処理空間を有している。当該処理空間を区画する四つの側面に、それぞれ搬入口３１ａが形成されている。各搬入口３１ａに、別個の搬入経路１１が接続している。
【００５３】
なお、搬入経路１１から熱分解炉３０へ廃棄物ｗの搬入は、真空搬送（空気搬送）で実現されることが好ましい。廃棄物ｗを真空搬送（空気搬送）することで、廃棄物ｗに起因した悪臭や害虫の発生を効果的に抑制することができる。また、廃棄物ｗの真空搬送に用いられる圧送手段が、熱分解炉３０の筐体３１内における負圧形成にも寄与することが好ましい。
【００５４】
図５に示すように、熱分解炉３０は、筐体３１内に配置された支持部３２を有している。支持部３２は、分解チャンバー部３０Ｃに位置している。支持部３２は、処理対象となる廃棄物ｗを支持する。すなわち、搬入経路１１内を搬送されてきた廃棄物ｗは、支持部３２上に供給される。支持部３２は、多数の貫通孔３２ａを有している。廃棄物ｗの熱分解で得られた炭化物Ｃは、貫通孔３２ａを通過して、支持部３２から落下する。支持部３２から落下した炭化物Ｃは、ホッパー部３０Ｈによって炭化物搬出口３１ｂ及び第１搬送経路２１に誘導される。
【００５５】
図５に示された例において、支持部３２は、互いから離間して配置された多数の棒状部材を有している。棒状部材は、優れた耐熱性と高い熱伝導性を有した材料、例えば金属材料によって形成される。支持部３２として、例えば金属網を用いることができる。図５に示された支持部３２は、格子状に配列された金属棒状部材を含む金属網によって構成されている。なお、支持部３２が格子状に形成されている場合、貫通孔３２ａは、例えば、棒状部材の配列方孔に沿って存在していてもよい。
【００５６】
図５に示された熱分解炉３０は、更に、加熱手段３３を有している。加熱手段３３を用いることで、熱分解炉３０の炉内温度を上昇させることができる。加熱手段３３は、支持部３２の近傍に位置していることが好ましい。加熱手段３３が支持部３２の近傍に位置することで、支持部３２上に支持された廃棄物ｗを効率的に昇温させて熱分解することができる。図示された例において、加熱手段３３は、支持部３２に接触している。更には、加熱手段３３は、細長状に形成されて、支持部３２の一部を構成している。
【００５７】
加熱手段３３は、熱交換器３４として構成されていてもよい。図５に示された熱分解炉３０は、伝熱管３５として構成された熱交換器３４を有している。伝熱管３５は、高い熱伝導性を有する材料で形成された管である。この例によれば、伝熱管３５内を通過する高温ガスの熱によって、熱分解炉３０の炉内温度を上昇させることができる。伝熱管３５内を通過するガス温度は、上述した熱分解炉３０の炉内温度の設定値以上であることが好ましく、例えば３００℃以上とすることができる。
【００５８】
とりわけ図示された例では、図２に示すように、熱分解炉３０は、燃焼炉４０で生成された不燃性ガスｉｇを利用した熱交換器３４を有している。高温の不燃性ガスｉｇが、伝熱管３５内を通過することで、伝熱管３５の温度が上昇し、熱分解炉３０の炉内温度および廃棄物ｗの温度を上昇させることができる。その一方で、不燃性ガスｉｇの温度は、二酸化炭素分離精製装置５０での処理に適した温度へと降下する。
【００５９】
図５に示された熱分解炉３０は、更に、支持部３２を振動させる振動手段３６を有している。図５に示された例において、二つの振動手段３６が設けられている。各振動手段３６は、支持部３２と連結され、支持部３２を互いに異なる方向に振動させる。振動手段３６は、種々の装置を利用することができる。振動手段３６は、熱分解炉３０の筐体３１外に配置された振動装置本体３６ａと、筐体３１を貫通して振動装置本体３６ａを支持部３２と連結する連結具３６ｂと、を有するようにしてもよい。
【００６０】
次に、フィルター部３０Ｆについて説明する。フィルター部３０Ｆは、分解チャンバー部３０Ｃで得られた可燃性ガスｃｇが通過するフィルターとして機能する。フィルター部３０Ｆは、分解チャンバー部３０Ｃの上方に位置している。加熱された可燃性ガスｃｇは、上昇流に起因して、フィルター部３０Ｆを通過する。可燃性ガスｃｇは、フィルター部３０Ｆを通過する際に濾過される。フィルター部３０Ｆを設けることによって可燃性ガスｃｇと炭化物Ｃとを安定して分離することができる。また、フィルター部３０Ｆは、炭化物Ｃだけでなく、可燃性ガスｃｇに含まれた金属粉等の異物を分離するようにしてもよいし、さらには、最終的な合成ガスｓｇの生成に寄与しない成分を除去する機能を有するようにしてもよい。一例として、フィルター部３０Ｆが、硫黄化合物を除去するための触媒や、窒素化合物を除去するための触媒を担持していてもよい。
【００６１】
図３に示された例において、フィルター部３０Ｆは、多数の筒状フィルター３７を有している。可燃性ガスｃｇは、いずれかの筒状フィルター３７を通過することにより、筐体３１内においてガス搬出口３１ｃに到達することができる。一例として、筒状フィルター３７として、多孔質フィルター、具体的にはセラミックフィルターを用いることができる。多孔質フィルターの孔径は、炭化物Ｃの安定分離の観点から、例えば、０．５μｍ以下が好ましく、０．００３μｍ以下がより好ましい。
【００６２】
次に、燃焼炉４０について説明する。燃焼炉４０は、熱分解炉３０で生成された可燃性ガスｃｇを燃焼させる炉である。ただし、熱分解炉３０とは異なり、燃焼炉４０は、不完全燃焼ではなく完全燃焼により、可燃性ガスｃｇを燃焼させる。燃焼炉４０での燃焼は、完全燃焼を促進するため、空気を供給しながら実施されることが好ましい。熱分解炉３０での燃焼により、可燃性ガスｃｇから不燃性ガスｉｇが生成される。燃焼炉４０での燃焼により、可燃性ガスｃｇ中の水素、一酸化炭素、メタン等は、燃焼酸化する。結果として、不燃性ガスｉｇは、主として二酸化炭素を含むようになる。熱分解炉３０と同様に、種々の型式の炉を、燃焼炉４０として用いることができる。
【００６３】
燃焼炉４０で可燃性ガスｃｇを燃焼させる際の炉内温度は、燃焼を促進する観点から、６００℃以上であることが好ましく、８００℃以上であることがより好ましく１０００℃以上であることがさらに好ましい。
【００６４】
ところで、燃焼炉４０で生成された不燃性ガスｉｇは、例えば１１００℃以上と、非常に高温となる。一方、図示された例において、不燃性ガスｉｇは、改質炉６０での反応に先立って二酸化炭素分離精製装置５０で不純物除去処理を実施される。そして、二酸化炭素分離精製装置５０での処理温度が低いことから、不燃性ガスｉｇの熱を利用することが好ましい。
【００６５】
図２に示された例において、燃焼炉４０で生成された不燃性ガスｉｇは、燃焼炉４０から第３搬送経路２３へと進む。第３搬送経路２３は、燃焼炉４０を二酸化炭素分離精製装置５０へ直接を連結するのではなく、改質炉６０に設置された熱交換器６４、熱分解炉３０に設置された熱交換器３４、及び、二酸化炭素分離精製装置５０に設置された熱交換器５４を経て、二酸化炭素分離精製装置５０へ連結する。このような構成によれば、燃焼炉４０から搬出される不燃性ガスｉｇは、複数の熱交換器６４，３４，５４で熱を奪われ、二酸化炭素分離精製装置５０での処理に適した温度まで冷却される。
【００６６】
なお、図示は省略するが、第３搬送経路２３は、各熱交換器６４，３４，５４をバイパスするバイパス搬送経路を有している。また、各搬送経路上の熱交換器６４，３４，５４の直前となる位置に三方弁が設けられ、不燃性ガスｉｇの流路をバイパス搬送経路と熱交換器６４，３４，５４との間で選択することができるようになっている。
【００６７】
ただし、図２に示された例に限られず、燃焼炉４０で生成された不燃性ガスｉｇの熱を、例えば蒸気ボイラ、蒸気タービン等を含む発電設備で電力に変換してもよい。この場合、発電された電力を、ガス化装置２０や有機物質製造装置１０で必要とされる電力として使用してもよい。
【００６８】
次に、二酸化炭素分離精製装置５０について説明する。二酸化炭素分離精製装置５０は、二酸化炭素吸脱着能を有し、不燃性ガスｉｇから不純物を除去する。二酸化炭素分離精製装置５０は、改質炉６０での反応に先立ち、不燃性ガスｉｇを精製して、二酸化炭素の濃度を高める。二酸化炭素分離精製装置５０として、種々に構成を採用することができ、二酸化炭素分離膜、二酸化炭素吸着材及び二酸化炭素吸収液のいずれか一以上を二酸化炭素分離精製装置５０が有するようにしてもよい。例えば、二酸化炭素分離精製装置５０として、低温分離方式（深冷方式）の分離装置、ゼオライト膜やデンドリマー膜を利用した膜分離方式の分離装置、ゼオライトやアミン修飾メソポーラスシリカ等を吸着剤とした圧力スイング吸着方式の分離装置（ＰＳＡ）、アミン吸収液を吸収剤とした温度スイング吸着（吸収）方式の分離装置（ＴＳＡ）、上記の材を組み合わせた圧力温度スイング吸着方式の分離装置（ＰＴＳＡ）を用いることができる。
【００６９】
ここで、図６を参照して二酸化炭素分離精製装置５０の具体例について説明する。図示された二酸化炭素分離精製装置５０は、二酸化炭素吸収液を保持する処理槽として機能する複数の処理部５１を有している。より具体的には、二酸化炭素分離精製装置５０は、第１処理部５１Ａ、第２処理部５１Ｂ及び第３処理部５１Ｃを有している。三つの処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの各々に、二酸化炭素吸収液が保持されている。第３搬送経路２３の第３搬送経路第４部分２３ｄが、三つの処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの各々に下方から接続している。第３搬送経路２３は、二酸化炭素吸収液中に、不燃性ガスｉｇを放出することができる。また、第４搬送経路２４及び第５搬送経路２５が、三つの処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの各々に上方から接続している。
【００７０】
第３搬送経路第４部分２３ｄには、各処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに接続する位置に弁２３ｖが設けられている。三つの弁２３ｖの各々は、他の弁から独立して、第３搬送経路第４部分２３ｄを開閉することができる。同様に、第４搬送経路２４には、各処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに接続する位置に弁２４ｘｖが設けられている。三つの弁２４ｘｖの各々は、他の弁から独立して、第４搬送経路２４を開閉することができる。第５搬送経路２５には、各処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに接続する位置に弁２５ｖが設けられている。三つの弁２５ｖの各々は、他の弁から独立して、第５搬送経路２５を開閉することができる。
【００７１】
また、三つの処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの各々に、加熱手段５３が設けられている。加熱手段５３は、各処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに保持された二酸化炭素吸収液を、他の処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに保持された二酸化炭素吸収液から独立して加熱することができる。なお、図２に示すように、二酸化炭素分離精製装置５０は、熱交換器５４を有している。この熱交換器５４が、各処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに別個に設けられ、加熱手段５３として機能する。この熱交換器５４は、第３搬送経路第３部分２３ｃ及び第３搬送経路第４部分２３ｄに接続している。すなわち、第３搬送経路第３部分２３ｃから供給される不燃性ガスｉｇは、熱交換器５４での熱交換により、熱を奪われる。そして、熱を奪われて温度低下した不燃性ガスｉｇが、第３搬送経路第４部分２３ｄを介して、処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ内に供給される。一方、熱交換器５４に奪われた熱は、処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ内の二酸化炭素吸収液に供給され、二酸化炭素吸収液を加熱する。
【００７２】
さらに、三つの処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃの各々に、冷却手段５５が設けられている。冷却手段５５は、各処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに保持された二酸化炭素吸収液を、他の処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃに保持された二酸化炭素吸収液から独立して冷却することができる。
【００７３】
図６に示された二酸化炭素分離精製装置５０では、加熱手段５３での加熱により、処理部５１内に保持された二酸化炭素吸収液を、二酸化炭素の吸着に適した温度まで加熱することができる。また、冷却手段５５での冷却により、二酸化炭素を吸着した二酸化炭素吸収液を、二酸化炭素の脱着に適した温度まで冷却することができる。二酸化炭素分離精製装置５０が複数の処理部５１を有していることから、一つの処理部５１内の二酸化炭素吸収液の温度を二酸化炭素の吸着に適した温度に加熱するとともに、他の一つの処理部５１内の二酸化炭素吸収液の温度を二酸化炭素の脱着に適した温度に冷却することができる。すなわち、複数の処理部５１内において、並行して、異なる処理を行うことができる。
【００７４】
図６に示された例において、第１処理部５１Ａでは二酸化炭素の吸着を行っており、第２処理部５１Ｂでは二酸化炭素の脱着を行っており、第３処理部５１Ｃでは冷却手段５５を用いて二酸化炭素吸収液の温度調整を行っている。図６に示された状態において、第３搬送経路２３内を流れる不燃性ガスｉｇは、第１処理部５１Ａだけに流入し、第２処理部５１Ｂ及び第３処理部５１Ｃには流入しない。二酸化炭素の吸着を行う第１処理部５１Ａにおいて、二酸化炭素吸収液に吸着されなかった不燃性ガスｉｇ中の成分は、第５搬送経路２５に流入する。一方、二酸化炭素の脱着を行う第２処理部５１Ｂにおいて、二酸化炭素吸収液から脱着した二酸化炭素は、第４搬送経路２４に流入する。このように、三つの処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃが、二酸化炭素の吸着、脱着、準備のいずれかに割り当てられ、二酸化炭素分離精製装置５０全体として、第３搬送経路２３から搬送される不燃性ガスｉｇを連続的に精製することができる。
【００７５】
なお、二酸化炭素分離精製装置５０から冷却手段５５を省いて、自然冷却で二酸化炭素吸収液を冷却するようにしてもよい。また、第３搬送経路２３に加熱手段や冷却手段を設け、処理部５１内に搬送される不燃性ガスｉｇの温度を調整するようにしてもよい。
【００７６】
次に、改質炉６０について説明する。改質炉６０は、炭化物Ｃと不燃性ガスｉｇを反応させる反応装置であり、一酸化炭素を主とする合成ガスｓｇを生成する。図示された例において、改質炉６０は、二酸化炭素分離精製装置５０で二酸化炭素精製された不燃性ガスｉｇを原料として、合成ガスｓｇを生成する。改質炉６０として、特に制限されることなく、固相と気相とを反応させる種々の型式の反応装置を用いることができる。
【００７７】
ここで、図２、図７〜図９Ｂを参照して、改質炉６０の具体例について説明する。図示された改質炉６０は、筐体６１と、筐体６１内に収容された反応器６２と、を有している。
【００７８】
図２に示すように、改質炉６０は、第１搬送経路２１及び第４搬送経路２４に接続している。炭化物Ｃが、第１搬送経路２１を介して筐体６１内に搬送される。不燃性ガスｉｇが第４搬送経路２４を介して筐体６１内に搬送される。第１搬送経路２１及び第４搬送経路２４には、それぞれ、弁２１ｙｖ又は弁２４ｙｖが設けられている。弁２１ｙｖが第１搬送経路２１を閉鎖することで、炭化物Ｃの改質炉６０への搬送を停止することができる。同様に、弁２４ｙｖが第４搬送経路２４を閉鎖することで、不燃性ガスｉｇの改質炉６０への搬送を停止することができる。
【００７９】
また、改質炉６０は、供給経路１２と接続している。供給経路１２には、弁１２ｖが設けられている。弁１２ｖによって供給経路１２を開放することで、改質炉６０で製造した合成ガスｓｇを、供給経路１２を介して、前処理装置７５及び反応装置８０へと搬送することができる。一方、弁１２ｖによって、供給経路１２を閉鎖することもできる。さらに、供給経路１２は、供給手段７３に接続している。供給手段７３は、改質炉６０から供給経路１２内に合成ガスｓｇを引き込み、さらに、供給経路１２内で合成ガスｓｇを前処理装置７５及び反応装置８０に向けて移送する。供給手段７３は、特に限定されることなく種々の手段により構成され得る。一例として、ポンプ等の圧送手段によって供給手段７３を構成することができる。
【００８０】
図７に示すように、筐体６１内には複数の反応器６２が設けられている。とりわけ図示された例において、改質炉６０は、複数の管型反応器６２を有している。図８、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、管型反応器６２は、筒状の本体部６２ａと、本体部６２ａ内に設けられた保持部６２ｂと、を有している。この管型反応器６２では、保持部６２ｂによって保持された炭化物Ｃと、筒状の本体部６２ａに一方の開口から導入される不燃性ガスｉｇが、本体部６２ａ内において反応するようになっている。
【００８１】
本体部６２ａは、耐熱性を有した材料、例えば金属で形成された部材である。図７〜図９Ｂに示すように、本体部６２ａは、その軸線方向が鉛直方向に沿うようにして、筐体６１内に支持される。言い換えると、本体部６２ａの両端開口の一方は、鉛直方向上方に向けて開口し、本体部６２ａの両端開口の他方は、鉛直方向下方に向けて開口している。第１搬送経路２１は、本体部６２ａに上端開口から接続し、管型反応器６２に炭化物Ｃを上方から供給する。第４搬送経路２４は、本体部６２ａに下端開口から接続し、管型反応器６２に不燃性ガスｉｇを下方から供給する。供給経路１２は、本体部６２ａに上端開口から接続し、管型反応器６２で製造された合成ガスｓｇは、管型反応器６２から上方に進んで供給経路１２内に流入する。
【００８２】
保持部６２ｂは、炭化物Ｃを保持することができる種々の構成を採用することができる。例えば、多孔質材、網状物、フィルター材等を、保持部６２ｂとして利用することができる。多孔質材や網状物の穴の大きさは、炭化物Ｃの抜け落ちを防止して炭化物Ｃを保持し得る大きさに設定される。また、保持部６２ｂは、有機物質ｏｍの製造に寄与しない成分を除去する濾過機能を有するようにしてもよい。さらに、保持部６２ｂは、特定の成分、例えば、硫黄化合物を除去するための触媒や、窒素化合物を除去するための触媒を担持していてもよい。その一方で、管型反応器６２から保持部６２ｂを省いて、保持部６２ｂの内面に炭化物Ｃを保持するようにしてもよい。
【００８３】
また、図８に示すように、改質炉６０は、加熱手段６３を更に有している。加熱手段６３は、改質炉６０の炉内温度を合成ガスｓｇの製造に適した温度に加熱する。なお、図２に示すように、改質炉６０は、熱交換器６４を有している。この熱交換器６４が、加熱手段６３として機能する。熱交換器６４は、第３搬送経路第１部分２３ａ及び第３搬送経路第２部分２３ｂに接続した伝熱管６５として構成されている。すなわち、第３搬送経路第１部分２３ａから供給される不燃性ガスｉｇは、熱交換器６４での熱交換により、熱を奪われる。奪われた熱が、改質炉６０の炉内雰囲気の加熱に使用される。熱を奪われて温度低下した不燃性ガスｉｇは、第３搬送経路第２部分２３ｂを介して熱分解炉３０の熱交換器３４に搬送される。
【００８４】
とりわけ図示された例において、熱交換器６４をなす伝熱管６５は、管型反応器６２の筒状本体部６２ａを貫通して延びている。そして、伝熱管６５は、本体部６２ａ内において螺旋状の経路に沿って配置されている。したがって、本体部６２ａ内における伝熱管６５の全長を長くすることができ、効率的な熱交換を実現することができる。
【００８５】
次に、排ガス処理設備７０及び煙突７１について説明する。排ガス処理設備７０及び煙突７１は、第５搬送経路２５を介して、二酸化炭素分離精製装置５０に接続している。排ガス処理設備７０は、二酸化炭素分離精製装置５０の二酸化炭素吸収液に吸着されなかった不燃性ガスｉｇ中の成分、すなわち排ガスの無害化処理を行う。より具体的には、排ガス処理設備７０は、排ガスに対して、脱硫、脱塩、冷却、減湿などの処理を行う。処理された排ガスは、煙突７１を介して、大気放出される。
【００８６】
ここで、図２及び図１０を参照して、ガス化装置２０を用いて合成ガスｓｇを製造する方法について更に説明する。
【００８７】
まず、合成ガスｓｇ製造の原料となる廃棄物ｗが、搬入経路１１を介して、熱分解炉３０に供給される。この廃棄物ｗとして、既に説明したように、一般廃棄物や産業廃棄物等の種々の廃棄物を利用することができる。より詳しくは、原料となる廃棄物ｗとして、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等が挙げられる。
【００８８】
廃棄物ｗの熱分解炉３０への搬送は、真空搬送（空気搬送）であることが、害虫や悪臭の発生を防止する観点から好ましい。図２に示されたガス化装置２０では、廃棄物ｗの熱分解炉３０への搬送中、搬入経路１１上の弁１１ｖを開放し、その一方で、第１搬送経路２１上の弁２１ｘｖ及び第２搬送経路２２上の弁２２ｖを閉鎖して実施する。
【００８９】
また、図４に示された例のように、一方向のみからでなく、周囲の各方向から、廃棄物ｗが熱分解炉３０の筐体３１内に搬送されることが好ましい。このような搬送により、筐体３１内における廃棄物ｗの配置ばらつきを抑制して、廃棄物ｗを熱分解炉３０で均一に処理することができる。図４に示された例において、筐体３１の周囲となる四方向から、廃棄物ｗが筐体３１内に持ち込まれている。
【００９０】
次に、熱分解炉３０で、廃棄物ｗを不完全燃焼させる。廃棄物ｗの不完全燃焼により、廃棄物ｗから炭化物Ｃと可燃性ガスｃｇとを生成する。熱分解炉３０の筐体３１内部は、熱分解処理中、減圧されていることが好ましい。筐体３１内を減圧することで、廃棄物ｗの熱分解を促進することができる。また、炭化物Ｃと可燃性ガスｃｇを安定して生成する観点から、筐体３１における酸素濃度を低下させた状態で、熱分解を行うことが好ましい。
【００９１】
熱分解炉３０で廃棄物ｗを燃焼させる際の炉内温度は、燃焼によるガス生成を効率的に実現する観点から、４００℃以上であることが好ましく、６００℃以上であることがより好ましく９００℃以上であることがさらに好ましい。
【００９２】
図３〜図５に示された熱分解炉３０において、廃棄物ｗは、網状の支持部３２上に支持された状態で、熱分解される。この熱分解処理によって、固体の炭化物Ｃと、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、メタン等を含む可燃性ガスｃｇが生成される。図示された例において、熱分解炉３０の炉内温度の調整は、加熱手段３３を用いて実施される。熱分解炉３０は、加熱手段３３として、熱交換器３４（伝熱管３５）を有しており、ガス化装置２０からの廃熱の有効利用を可能としている。
【００９３】
熱分解により生じた高温の可燃性ガスｃｇは、固体の炭化物Ｃから分離して、筐体３１内を上昇する。可燃性ガスｃｇは、筐体３１内のフィルター部３０Ｆに設置された筒状フィルター３７を通過する。このとき、可燃性ガスｃｇ中に混入した炭化物Ｃやその他の異物等は、筒状フィルター３７によって捕集される。捕集された炭化物や異物等の多くは、支持部３２上へと落下する。この熱分解処理は、例えば、搬入経路１１上の弁１１ｖ及び第１搬送経路２１上の弁２１ｘｖを閉鎖し、その一方で、第２搬送経路２２上の弁２２ｖを開放して実施する。このため、筒状フィルター３７を通過した可燃性ガスｃｇは、筐体３１内を更に上昇して、ガス搬出口３１ｃから第２搬送経路２２へ流入する。
【００９４】
一方、炭化物Ｃは、固相の物質であり、支持部３２上に生成され、最終的に貫通孔３２ａを通過して支持部３２から落下する。支持部３２から落下した炭化物Ｃは、ホッパー部３０Ｈで更に炭化物搬出口３１ｂに集められる。とりわけ図示された熱分解炉３０では、振動手段３６の駆動によって、支持部３２が振動する。また、支持部３２が網状に形成されて多数の貫通孔３２ａを有している。これらにより、炭化物Ｃのホッパー部３０Ｈへの炭化物Ｃの回収が効果的に促進される。収集された炭化物Ｃは、炭化物搬出口３１ｂを通過して第１搬送経路２１に流入する。炭化物Ｃは、第１搬送経路２１を通過して改質炉６０まで搬送される。第１搬送経路２１上に設けられた弁２１ｘｖは、例えば、分解チャンバー部３０Ｃでの熱分解バッチ処理が終了するたびに開放されるようにしてもよい。
【００９５】
熱分解炉３０で生成された可燃性ガスｃｇは、第２搬送経路２２を通過して、燃焼炉４０に搬送される。燃焼炉４０において、可燃性ガスｃｇが完全燃焼し、不燃性ガスｉｇが得られる。不燃性ガスｉｇは、主として、二酸化炭素を含むようになる。
【００９６】
図２に示されたガス化装置２０では、高温の不燃性ガスｉｇは、燃焼炉４０から第３搬送経路第１部分２３ａ内を流れて、改質炉６０の熱交換器６４に流入する。不燃性ガスｉｇの温度は、燃焼炉４０から第３搬送経路第１部分２３ａに流入した際に、例えば６００℃以上１０００℃以下となっており、改質炉６０の熱交換器６４で熱を奪われた後に、例えば４００℃以上８００℃以下となる。その後、不燃性ガスｉｇは、改質炉６０から第３搬送経路第２部分２３ｂ内を流れて、熱分解炉３０の熱交換器３４に流入する。不燃性ガスｉｇの温度は、熱分解炉３０の熱交換器６４で熱を奪われた後に、例えば２００℃以上６００℃以下となる。次に、不燃性ガスｉｇは、熱分解炉３０から第３搬送経路第３部分２３ｃ内を流れて、二酸化炭素分離精製装置５０の熱交換器５４に流入する。不燃性ガスｉｇの温度は、二酸化炭素分離精製装置５０の熱交換器５４で熱を奪われた後に、例えば５０℃以上３００℃以下となる。その後、不燃性ガスｉｇは、二酸化炭素分離精製装置５０の熱交換器５４から第３搬送経路第４部分２３ｄ内を流れて、二酸化炭素分離精製装置５０の処理部５１に流入する。処理部５１に流入した不燃性ガスｉｇの温度は、処理部５１での処理に適した温度域まで低下している。
【００９７】
二酸化炭素分離精製装置５０に流入した不燃性ガスｉｇは、二酸化炭素精製により不純物を除去される。不純物は、第５搬送経路２５を介して、排ガス処理設備７０で排ガス処理を行われ、煙突７１から大気開放される。一方、二酸化炭素精製された不燃性ガスｉｇは、第４搬送経路２４を介して改質炉６０に流入する。
【００９８】
図６に示された二酸化炭素分離精製装置５０は、三つの処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃを含んでいる。三つの処理部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃは、それぞれ、二酸化炭素吸脱着能を有した二酸化炭素吸収液を保持している。図６に示された例において、第１処理部５１Ａでは二酸化炭素の吸着を行っており、第２処理部５１Ｂでは二酸化炭素の脱着を行っており、第３処理部５１Ｃでは冷却手段５５を用いて二酸化炭素吸収液の温度調整を行っている。ここで、図６に示された各処理部での処理について説明する。
【００９９】
第１処理部５１Ａでは、二酸化炭素の吸着が行われている。第１処理部５１Ａに通じる第３搬送経路２３上の弁２３ｖは開放され、第１処理部５１Ａに保持された二酸化炭素吸収液内に不燃性ガスｉｇが導入されている。不燃性ガスｉｇ中の二酸化炭素は、二酸化炭素吸収液に吸収される。一方、不燃性ガスｉｇ中の二酸化炭素以外の不純物、例えば硫黄化合物や窒素化合物は、二酸化炭素吸収液を通過する。第１処理部５１Ａに通じる第５搬送経路２５上の弁２５ｖが開放されており二酸化炭素吸収液を通過した不純物は、第５搬送経路２５へと流れ込む。第１処理部５１Ａに通じる第４搬送経路２４上の弁２４ｘｖは閉鎖している。したがって、不純物が、第４搬送経路２４に流れ込むことはない。第１処理部５１Ａに保持された二酸化炭素吸収液は、加熱手段５３による加熱や冷却手段５５による冷却によって、二酸化炭素の吸着に適した温度に維持されている。
【０１００】
第２処理部５１Ｂでは、二酸化炭素の脱着が行われている。加熱手段５３によって、第２処理部５１Ｂ内の二酸化炭素吸収液は加熱される。二酸化炭素吸収液の温度上昇にともない、二酸化炭素吸収液は、吸着していた二酸化炭素を脱着する。第２処理部５１Ｂに通じる第３搬送経路２３上の弁２３ｖ及び第５搬送経路２５上の弁２５ｖは、閉鎖されている。一方、第２処理部５１Ｂに通じる第４搬送経路２４上の弁２４ｘｖは開放されている。したがって、第３搬送経路２３から新たな不燃性ガスｉｇが、第２処理部５１Ｂ内に流入することはない。そして、二酸化炭素精製された不燃性ガスｉｇは、第４搬送経路２４に流れ込み、改質炉６０に搬送される。
【０１０１】
なお、各処理部５１の加熱手段５３は、高温の不燃性ガスｉｇの温度を利用する熱交換器５４として構成されている。したがって、ガス化装置２０からの廃熱の有効利用を可能としている。
【０１０２】
第３処理部５１Ｃでは、冷却手段５５により、二酸化炭素吸収液が冷却されている。第３処理部５１Ｃは、例えば脱着（放散）処理が終了した後の状態であり、次に実施される吸着処理に備えている。
【０１０３】
一例として、二酸化炭素吸収液がアミン系吸収液である場合、二酸化炭素の吸収を行う際の二酸化炭素吸収液の液温を、例えば２５℃以上５０℃以下に保持することが好ましく、二酸化炭素の脱着（放散）を行う際の二酸化炭素吸収液の液温を、例えば１１０℃以上１４０℃以下に保持することが好ましい。また、二酸化炭素吸収液がアミン系吸収液である場合、第３搬送経路２３を介して二酸化炭素分離精製装置５０内に供給される不燃性ガスｉｇの温度は、例えば５０℃以上１００℃以下となっていることが好ましい。
【０１０４】
一方、二酸化炭素吸着材がゼオライトやアミン修飾メソポーラスシリカ等の固体吸着材である場合、二酸化炭素の吸着を行う際の吸着温度を、例えば２０℃以上５０℃以下に保持することが好ましく、二酸化炭素の脱着を行う際の脱着温度を、例えば１８０℃以上３００℃以下に保持することが好ましい。また、二酸化炭素吸着材がゼオライトである場合、第３搬送経路２３を介して二酸化炭素分離精製装置５０内に供給される不燃性ガスｉｇの温度は、例えば５０℃以上１００℃以下となっていることが好ましい。
【０１０５】
次に、熱分解炉３０で生成された炭化物Ｃと、二酸化炭素分離精製装置５０で二酸化炭素精製された不燃性ガスｉｇを原料として、改質炉６０で合成ガスｓｇが生成される。改質炉６０では、主として、炭化物Ｃと、二酸化炭素を主とする不燃性ガスｉｇが、次の化学反応を行う。そして、改質炉６０で製造される合成ガスｓｇは、一酸化炭素を主成分として含む。
Ｃ  ＋  ＣＯ２  →  ２ＣＯ
【０１０６】
改質炉６０で合成ガスｓｇを生成する際の炉内温度は、８００℃以上であることが好ましく、９００℃以上であることがより好ましく１０００℃以上であることがさらに好ましい。
【０１０７】
図７〜図９Ｂに示された改質炉６０は、上述したように、複数の管型反応器６２を有している。この管型反応器６２では、まず、図９Ａに示すように、炭化物Ｃが供給される。炭化物Ｃは、弁２１ｘｖが第１搬送経路２１を開放した状態で、搬送手段２８によって第１搬送経路２１から改質炉６０の管型反応器６２内へと搬送される。なお、図９Ａに示された例において、炭化物Ｃの供給時、弁２４ｙｖが第４搬送経路２４を閉鎖し、弁１２ｖが供給経路１２を閉鎖している。図９Ａに示すように、炭化物Ｃは、上方開口から管型反応器６２内に供給される。管型反応器６２は、その内部に保持部６２ｂを有している。保持部６２ｂは、例えば多孔質材やフィルター材からなり、固形物である炭化物Ｃを保持することができる。
【０１０８】
次に、図９Ｂに示すように、弁２４ｙｖが第４搬送経路２４を開放した状態で、不燃性ガスｉｇが第４搬送経路２４から改質炉６０の管型反応器６２内へと搬送される。図９Ｂに示された例において、不燃性ガスｉｇの供給時、弁２１ｙｖが第１搬送経路２１を閉鎖し、弁１２ｖが供給経路１２を開放している。図９Ｂに示すように、不燃性ガスｉｇは、下方開口から管型反応器６２内に供給され、管型反応器６２内を上方に進む。そして、不燃性ガスｉｇは、管型反応器６２内に保持された炭化物Ｃと反応し、この化学反応によって、合成ガスｓｇが生成される。生成された合成ガスｓｇは、管型反応器６２の上方開口から供給経路１２へ流入する。
【０１０９】
なお、図８に示すように、管型反応器６２内には、加熱手段６３として、熱交換器６４を構成する伝熱管６５が設けられている。伝熱管６５は、管型反応器６２を貫通して延びて、高温の不燃性ガスｉｇは、管型反応器６２の上側から下側へと流れることができる。したがって、より多くの炭化物Ｃが堆積しやすくなる管型反応器６２内における上方領域で、不燃性ガスｉｇがより高温に加熱されるようになり、管型反応器６２での反応を効果的に促進することができる。
【０１１０】
以上のように、合成ガスの製造方法は、炭化水素を含む廃棄物ｗを熱分解して水素を含む可燃性ガスｃｇと未燃の炭化物Ｃとに分離する工程と、可燃性ガスｃｇを燃焼させて二酸化炭素を主とする不燃性ガスｉｇを生成する工程と、炭化物Ｃと不燃性ガスｉｇを反応させて一酸化炭素を主とする合成ガスｓｇを生成する工程と、を有している。この製造方法によれば、一酸化炭素と水素及び各種不純物を含み得るガス（可燃性ガスｃｇ）を一度完全燃焼させることで、不純物を効果的に除去した二酸化炭素ガスを主とする不燃性ガスｉｇを生成する。そして、この不燃性ガスｉｇと炭化物Ｃとを反応させることで、不純物含有量やガス組成の面で微生物発酵に好適な合成ガスｓｇを生成することができる。
【０１１１】
＜＜ガス化装置以外の装置類の構成および処理＞＞
次に、以上に説明してきたガス化装置２０とともに、有機物質製造装置１０を構成する前処理装置７５および反応装置８０について説明する。
【０１１２】
＜前処理装置＞
前処理装置７５は、ガス化装置２０で製造された合成ガスｓｇ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装置である。前処理装置７５は、例えば、スクラバー（水溶性不純物分離装置）、ガスチラー（水分分離装置）、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、脱硫装置（硫化物分離装置）、低温分離方式（深冷方式）の分離装置、膜分離方式の分離装置、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）、脱酸素装置、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種以上を用いて処理することができる。
【０１１３】
スクラバーは、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。
【０１１４】
吸着装置は、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、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反応装置８０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。
【０１１５】
また、前処理装置７５として吸脱着装置を設けてもよく、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。
【０１１６】
＜反応装置＞
最後に、反応装置８０について説明する。反応装置８０は、合成ガスｓｇを微生物発酵又は金属触媒と接触させて有機物質ｏｍを製造する。合成ガスｓｇの微生物発酵又は金属触媒反応により得られる有機物質ｏｍとして、炭素数１〜１０のアルコール、炭素数１〜８のジエン類、炭素数１〜６のジオール類等を例示することができる。
【０１１７】
反応装置８０は、例えば、微生物（種）を含む発酵槽を有する。発酵槽は、微生物種の他に培地（培養液）を含んでもよい。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、発酵槽内に合成ガスｓｇ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合成ガスｓｇから有機物質ｏｍ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。
【０１１８】
合成ガスｓｇ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合成ガスｓｇ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、合成ガスｓｇから有機物質ｏｍ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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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、国際公開２０１７−１１７３０９号パンフレットの「００９１」や、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。
【０１２４】
発酵槽は、連続発酵装置とすることが好ましい。一般に、微生物発酵槽は任意の形状のものを用いることができ、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、フォトバイオ型が挙げられるが、本発明においては、発酵槽が、主槽部と還流部とを有する公知のループリアクターを好適に用いることができる。この場合、前記の液状の培地を、主槽部と還流部の間で循環させる循環工程をさらに備えるのが好ましい。
【０１２５】
発酵槽内の圧力は、常圧であってもよいが、好ましくは１０〜３００ｋＰａ（ゲージ圧）程度、より好ましくは２０〜２００ｋＰａ（ゲージ圧）程度とすることができる。発酵槽内の圧力を上記範囲とすることにより、過剰圧力負荷による設備コストの増大を抑制しつつ、ガス資化性細菌の反応性をより高めることができる。
【０１２６】
また、発酵槽において培地（培養液）を循環させる場合、その循環速度は、好ましくは０．１〜１０ｍ／ｓ程度、より好ましくは０．５〜１ｍ／ｓ程度とすることができる。
【０１２７】
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、培養期間とは、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期間を意味するものとする。
【０１２８】
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。
【０１２９】
ＣＯ転化率をさらに高める観点から、合成触媒は、白金族元素以外の金属（任意触媒金属）として、次の水素化活性金属、助活性金属を含有していてもよい。
【０１３０】
水素化活性金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属；クロム、モリブデン等、周期表の第６族に属する元素；マンガン、レニウム等、周期表の第７族に属する元素；ルテニウム等、周期表の第８族に属する元素；コバルト等、周期表の第９族に属する元素（ただし、白金族元素を除く）；ニッケル等、周期表の第１０族に属する元素（ただし、白金族元素を除く）等が挙げられる。
これらの水素化活性金属は、１種単独で用いられてもよいし、２種以上が組み合わされて用いられてもよい。また、これらの水素化活性化金属の一部又は全部は、酸化又は硫化されていてもよい。
【０１３１】
助活性金属としては、例えば、チタン、バナジウム、クロム、ホウ素、マグネシウム、ランタノイド及び周期表の第１３族に属する元素から選択される１種以上が挙げられ、中でも、チタン、マグネシウム、バナジウムが好ましく、チタンがより好ましい。
【０１３２】
合成触媒は、金属を担持する担体を有していてもよい。担体の種類は特に限定されず、従来の触媒に用いられている担体が適用可能であり、例えば、多孔質担体が好ましい。
多孔質担体の材質は、特に限定されず、例えば、シリカ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、アルミナ、ゼオライト等が挙げられ、中でも、比表面積や細孔直径が異なる種々の製品が市場で調達できることから、シリカが好ましい。
【０１３３】
多孔質担体の大きさとしては、例えば、粒子径０．５〜５０００μｍが挙げられる。
多孔質担体の全細孔容積としては、例えば、０．０１〜１．０ｍＬ／ｇが挙げられる。
多孔質担体の平均細孔直径としては、例えば、０．０１〜２０ｎｍが挙げられる。
多孔質担体の比表面積としては、例えば、１〜１０００ｍ２／ｇが挙げられる。
【０１３４】
担体１００質量部に対する白金族元素の担持量は、例えば、０．５質量部以上１０質量部以下が挙げられる。
水素化活性金属の担持量は、例えば、白金族元素と水素化活性金属との合計が多孔質担
体１００質量部に対して１〜１０質量部が挙げられる。
助活性金属の担持量は、例えば、担体１００質量部に対して０．０１〜２０質量部が挙
げられる。
【０１３５】
図示された具体例を参照しながら一実施の形態を説明してきたが、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、変更を行うことができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１０   有機物質製造装置
１１   搬入経路
１１ｖ 弁
１２   供給経路
２０   ガス化装置
２１   第１搬送経路
２１ｘｖ      弁
２１ｙｖ      弁
２２   第２搬送経路
２２ｖ 弁
２３   第３搬送経路
２３ａ 第３搬送経路第１部分
２３ｂ 第３搬送経路第２部分
２３ｃ 第３搬送経路第３部分
２３ｄ 第３搬送経路第４部分
２３ｖ 弁
２４   第４搬送経路
２４ｘｖ      弁
２４ｙｖ      弁
２５   第５搬送経路
２５ｖ 弁
２８   搬送手段
３０   熱分解炉
３０Ｃ 分解チャンバー部
３０Ｈ ホッパー部
３０Ｆ フィルター部
３１   筐体
３１ａ 搬入口
３１ｂ 炭化物搬出口
３１ｃ ガス搬出口
３２   支持部
３２ａ 貫通孔
３３   加熱手段
３４   熱交換器
３５   伝熱管
３６   振動手段
３６ａ 振動装置本体
３６ｂ 連結具
３７   筒状フィルター
４０   燃焼炉
５０   二酸化炭素分離精製装置
５１   処理部
５１Ａ 第１処理部
５１Ｂ 第２処理部
５１Ｃ 第３処理部
５３   加熱手段
５４   熱交換器
５５   冷却手段
６０   改質炉
６１   筐体
６２   管型反応器
６２ａ 本体部
６２ｂ 保持部
６３   加熱手段
６４   熱交換器
６５   伝熱管
７０   排ガス処理設備
７１   煙突
７３   供給手段
７５   前処理装置
８０   反応装置
ｗ     廃棄物
Ｃ     炭化物
ｃｇ   可燃性ガス
ｉｇ   不燃性ガス
ｓｇ   合成ガス
ｏｍ   有機物質
【図１】
2019167424.tif 000003
【図２】
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【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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