(57)【要約】【課題】可燃性ガスと液体とを含む混合物を気体成分と液体成分に分離し、分離した液体成分を安全に大気中に排出することができる気液分離器を提供すること。【解決手段】可燃性ガスと液体とを含む混合物を導入して気体成分と液体成分に分離し、気体成分と液体成分とをそれぞれ排出する気体排出口と液体排出口を有する気液分離容器と、気体排出口から気体成分を排出する気体排出弁と、液体排出口から液体成分を排出する第１の液体排出弁と、を備える気液分離器に、酸素を含まないガスを収容するタンクと、液体排出口から排出された液体成分を導入する液体導入口と、タンクから供給された酸素を含まないガスを導入するガス導入口と、液体導入口から導入した液体成分を排出する液体排出口とを有する密閉容器と、密閉容器内の液体成分を液体排出口から排出する第２の液体排出弁と、をさらに備える。【選択図】図１
2008246342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性ガスと液体とを含む混合物を導入する混合物導入口と、前記混合物を分離することにより得られた気体成分を排出する気体排出口と、前記混合物を分離することにより得られた液体成分を排出する液体排出口と、を有する気液分離容器と、
前記気体排出口から前記気体成分を排出する気体排出弁と、
前記液体排出口から前記液体成分を排出する第１の液体排出弁と、
酸素を含まないガスを収容するタンクと、
前記液体排出口から排出された前記液体成分を導入する液体導入口と、前記タンクから供給された前記酸素を含まないガスを導入するガス導入口と、前記液体導入口から導入した前記液体成分を排出する液体排出口と、を有する密閉容器と、
前記密閉容器内の液体成分を前記液体排出口から排出する第２の液体排出弁と、
を備えることを特徴とする気液分離器。
【請求項２】
前記密閉容器内の液面に応じて前記第２の液体排出弁の開閉を制御する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の気液分離器。
【請求項３】
前記気液分離容器内の液面に応じて前記第１の液体排出弁の開閉を制御する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の気液分離器。
【請求項４】
前記第１の液体排出弁と前記密閉容器との間に第３の液体排出弁をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気液分離器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可燃性ガスと液体とを含む混合物を気体成分と液体成分に分離する気液分離器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気体と液体とを混合物を気体成分と液体成分に分離する気液分離器が開発されている（例えば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
しかしながら、従来の気液分離器では、前記混合物を分離することによって得られた液体成分を排出弁を介して大気中に排出する際に、気液分離器に空気が入り込むことがあるため、前記混合物を分離することによって得られた気体成分に可燃性ガスが含まれている場合には爆発を起こす危険性がある。
【特許文献１】特開２００１−４７０７０号公報
【特許文献２】特開２００６−３４７７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、可燃性ガスと液体とを含む混合物を気体成分と液体成分に分離し、分離した液体成分を安全に大気中に排出することができる気液分離器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る気液分離器は、可燃性ガスと液体とを含む混合物を導入する混合物導入口と、前記混合物を分離することにより得られた気体成分を排出する気体排出口と、前記混合物を分離することにより得られた液体成分を排出する液体排出口と、を有する気液分離容器と、前記気体排出口から前記気体成分を排出する気体排出弁と、前記液体排出口から前記液体成分を排出する第１の液体排出弁と、酸素を含まないガスを収容するタンクと、前記液体排出口から排出された前記液体成分を導入する液体導入口と、前記タンクから供給された前記酸素を含まないガスを導入するガス導入口と、前記液体導入口から導入した前記液体成分を排出する液体排出口と、を有する密閉容器と、前記密閉容器内の液体成分を前記液体排出口から排出する第２の液体排出弁と、を備える。
【０００６】
本発明に係る気液分離器は、前記密閉容器内の液面に応じて前記第２の液体排出弁の開閉を制御する手段、前記気液分離容器内の液面に応じて前記第１の液体排出弁の開閉を制御する手段などをさらに備えてもよい。また、本発明に係る気液分離器は、前記第１の液体排出弁と前記密閉容器との間に第３の液体排出弁をさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、可燃性ガスと液体とを含む混合物を気体成分と液体成分に分離し、分離した液体成分を安全に大気中に排出することができる気液分離器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
【０００９】
＝＝本発明に係る気液分離器の全体構成＝＝
図１は、本発明の一実施形態として説明する気液分離器の概略構成を示す図である。図１に示すように、本発明に係る気液分離器１００は、気液分離容器１０、密閉容器２０、タンク３０、バルブ１，２，４２，５２、減圧弁３１、液面制御装置５０などを備える。
【００１０】
気液分離容器１０は、バルブ１を介して可燃性ガス（所定の条件下で酸素を含むガスと混合した際に爆発を起こすガス。例えば、水素、メタン、エタン、プロパンなど）と液体（懸濁液、スラリーなどを含む。）とを含む混合物を導入し、気体成分と液体成分に分離する容器（本実施の形態では圧力容器を用いている。）である。気液分離容器１０は、混合物を導入する混合物導入口１１、混合物を分離することによって得られた液体成分を排出する液体排出口１２、混合物を分離することによって得られた気体成分を排出する気体排出口１３などを備える。気液分離容器１０で分離された気体成分はバルブ２を開放することにより自圧によって気体排出口１３から排出される。また、気液分離容器１０で分離された液体成分はバルブ４２を開放することにより液体排出口１２から排出される。
【００１１】
タンク３０は、酸素を含まないガスを収容する。密閉容器２０は、液体排出口１２から排出された液体成分を一旦貯蔵するとともに、タンク３０から供給された酸素を含まないガスを導入する圧力容器である。密閉容器２０は、液体排出口１２から排出された液体成分を導入する液体導入口２１、タンク３０から供給された酸素を含まないガスを導入するガス導入口２２、液体導入口２１から導入した液体成分を排出する液体排出口２３などを備える。密閉容器２０に導入された液体成分はバルブ５２を開放することにより液体排出口２３から排出される。
【００１２】
減圧弁３１は、タンク３０から密閉容器２０に供給される酸素を含まないガスの圧力を調整するバルブである。このように、減圧弁３１によりタンク３０から密閉容器２０に供給される酸素を含まないガスの圧力を調整することにより、密閉容器２０内の圧力を所定の圧力に調整することができ、バルブ５２を開放して液体排出口２３から液体成分を排出しても、密閉容器２０内の圧力により液体排出口２３から密閉容器２０内に空気が浸入するのを抑制することが可能となる。
【００１３】
液面制御装置５０は、密閉容器２０に導入された液体成分の液面に応じてバルブ５２の開閉を制御する装置である。なお、本実施の形態においては、密閉容器２０内の液面が所定のレベル以上に達した場合に、液面制御装置５０は制御ライン５１を介してバルブ５２を開放するように制御して密閉容器２０内の液体成分を液体排出口２３から排出し、密閉容器２０内の液面が所定のレベル（例えば、液体排出口２３より高いレベル）に達した場合に、液面制御装置５０は制御ライン５１を介してバルブ５２を閉鎖するように制御して液体排出口２３からの液体成分の排出を停止する。
【００１４】
以上のように、本発明に係る気液分離器１００において、気液分離容器１０から排出された液体成分を受け入れる密閉容器２０を気液分離容器１０の下流に設け、タンク３０から密閉容器２０に酸素を含まないガスを供給することにより、気液分離容器１０に酸素が浸入するのを防止することができ、気液分離器１００で分離された可燃性ガス（気体成分）の爆発を未然に防止することができる。従って、本発明に係る気液分離器１００は、可燃性ガスと液体とを含む混合物を気体成分と液体成分に分離し、分離した液体成分を安全に大気中に排出することが可能となる。
【００１５】
また、本発明に係る気液分離器１００に、液面制御装置５０を設けてバルブ５２の開閉を制御することにより、密閉容器２０内の液体成分の、液体排出口２３から大気中への排出を自動で行うことができるようになる。
【００１６】
なお、本実施の形態においては、本発明に係る気液分離器１００は液面制御装置４０をさらに備え、制御ライン４１を介してバルブ４２の開閉を、気液分離容器１０で分離された液体成分の液面に応じて、液面制御装置４０に制御させている。具体的には、気液分離容器１０内の液面が所定のレベル以上に達した場合に、制御ライン４１を介してバルブ４２を開放するように液面制御装置４０に制御させ、気液分離容器１０内の液体成分を液体排出口１２から排出し、気液分離容器１０内の液面が所定のレベル以下に達した場合に、制御ライン４１を介してバルブ４２を閉鎖するように液面制御装置４０に制御させ、液体排出口１２からの液体成分の排出を停止する。このように、本発明に係る気液分離器１００に液面制御装置４０を設けてバルブ４２の開閉を制御させることにより、液体排出口１２を介した、気液分離容器１０で分離された液体成分の排出を自動で行うことができるようになる。
【００１７】
また、本実施の形態においては、本発明に係る気液分離器１００は、バルブ４２と液体導入口２１との間にバルブ４３をさらに備え、バルブ４３の開閉をバルブ４２の開閉とともに、制御ライン４１を介して液面制御装置４０に制御させている。具体的には、上述のように、バルブ４２を閉鎖することにより液体排出口１２からの液体成分の排出を停止した後、制御ライン４１を介してバルブ４３を開放するように液面制御装置４０に制御させ、バルブ４２からバルブ４３の間の配管に溜まった液体成分を液体導入口２１を介して密閉容器２０に導入し、所定時間経過後に制御ライン４１を介してバルブ４３を閉鎖するように液面制御装置４０に制御させている。このように、本発明に係る気液分離器１００にバルブ４３を設けて、バルブ４２を閉鎖してからバルブ４３を開放することにより、気液分離容器１０内の急激な圧力低下を防止することができる。また、バルブ４２の開閉とともにバルブ４３の開閉を液面制御装置４０に制御させることにより、気液分離容器１０内の液体成分を密閉容器２０に自動で供給することができるようになる。
【００１８】
なお、前記バルブ１，２，４２，４３，５２は、例えば、電磁バルブなどである。また、前記酸素を含まないガスとしては、どのような条件下であっても可燃性ガスと混合させた際に爆発が生じないものであれば特に制限されるものではなく、例えば、窒素ガス、混合物中の気体成分、その気体成分に含まれる１のガスまたは２種以上の混合ガスなどを用いることができる。
【００１９】
＝＝本発明に係る気液分離器の利用について＝＝
次に、上述のような気液分離器１００を利用したシステムについて例を挙げて説明する。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態として説明する超臨界水によるバイオマスガス化システムの概略構成を示す図である。図２に示すように、バイオマスガス化発電システム（以下、単に「システム」と称する。）２００は、調整タンク１１０、破砕機１２０、供給ポンプ１３０、第一熱交換器１４０、第二熱交換器１４１、前処理装置１５０、スラリー供給装置１６０、反応器１７０、加熱器１７１、予熱器１７２、加熱器１７３、クーラー１８０、減圧器１８１、気液分離器１００、ガスタンク１９０、触媒回収器１９１などを備える。
【００２１】
前処理装置１５０は、バイオマスのスラリー体を形成させる装置である。バイオマスのスラリー体の形成は、非金属系触媒の存在下において、バイオマスを１００〜２５０℃の範囲内の温度、及び０．１〜４ＭＰａの範囲内の圧力の条件下で熱水処理することにより行われる。
【００２２】
調整タンク１１０は、バイオマスの種類、量、含水率などに応じて水や非金属系触媒の混合量を調整しながら、バイオマス、水、非金属系触媒などを混合するタンクである。
【００２３】
破砕機１２０は、調整タンク１１０で混合した混合物を破砕して、混合物中のバイオマスをあらかじめ均一な大きさ（好ましくは平均粒径が５００μｍ以下、より好ましくは平均粒径が３００μｍ以下）にするための装置である。
【００２４】
供給ポンプ１３０は、破砕機１２０で破砕した混合物を前処理装置１５０に移送する装置である。
【００２５】
反応器１７０は、超臨界水によりバイオマスをガス化する装置である。超臨界水によるバイオマスのガス化は、前処理装置１５０において熱水処理された、非金属系触媒を含むバイオマスのスラリー体を、前記非金属系触媒を利用して、３７４℃以上の温度、及び２２．１ＭＰａ以上の圧力の条件下で水熱処理することにより行われる。このようにスラリー体を超臨界水で処理することにより、バイオマスを分解し、水素ガス、メタン、エタン、エチレン等の燃料ガスを生成することができる。
【００２６】
上述の反応器１７０としては、非金属系触媒の存在下で、上述の条件下でバイオマスのスラリー体を水熱処理することができる装置であれば特に制限されるものではなく、例えば、長い配管で構成された反応器、流動層反応器などを用いることができる。
【００２７】
スラリー供給装置１６０は、前処理装置１５０において熱水処理を行うことにより得られた、非金属系触媒を含むバイオマスのスラリー体を反応器１７０に供給する装置である。スラリー供給装置１６０は、非金属系触媒を含むバイオマスのスラリー体を供給できる装置であれば特に制限されるものではなく、例えば、高圧ポンプやモーノポンプなどを用いることができる。
【００２８】
予熱器１７２は、スラリー供給装置１６０から反応器１７０に供給される、非金属系触媒を含むバイオマスのスラリー体を予め加熱する装置である。システム２００に予熱器１７２を備えることにより、反応器１７０に所定の温度のスラリー体を供給することが可能となる。
【００２９】
クーラー１８０は、反応器１７０から排出される排出物を冷却する装置である。反応器１７０から排出される排出物には、爆発性の高い燃料ガス（例えば、水素、メタン、エタン、エチレンなど）や水蒸気（超臨界水）等の生成ガスが含まれているので、危険性を低減させたり、水蒸気を水に変換させたりする目的でクーラー１８０を本発明のシステム２００に設けている。なお、本実施の形態においては、反応器１７０から排出された排出物を冷却する装置としてクーラー１８０を例に挙げて説明したが、反応器１７０から排出された排出物を冷却することができる装置であればどのような装置を用いてもよい。
【００３０】
減圧器１８１は、反応器１７０から排出される排出物の圧力を減圧する装置である。これにより、高圧状態の燃料ガスによる危険性を未然に防止することができるようになる。
【００３１】
本発明に係る気液分離器１００は、反応器１７０から排出された排出物を気体成分（例えば、燃料ガス等の生成ガス）と液体成分（水、あるいは、水、灰分、非金属系触媒などを含む混合液）とに分離する。
【００３２】
ガスタンク１９０は、気液分離器１００によって分離された気体成分（生成ガス）を貯える容器（好ましくは耐圧容器）である。
【００３３】
加熱器１７１は、ガスタンク１９０に貯えられた生成ガス（燃料ガス）の一部を燃焼して反応器１７０を加熱し、スラリー体を所定の温度に加熱する装置である。また、加熱器１７３は、ガスタンク１９０に貯えられた生成ガス（燃料ガス）の一部を燃焼して予熱器１７２を加熱し、スラリー体を所定の温度に加熱する装置である。加熱器１７１，１７３は、例えば、バーナーなどの、燃料ガスを燃焼して加熱する既存の装置である。
【００３４】
触媒回収器１９１は、気液分離器１００によって分離された液体成分に、水以外の非金属系触媒や灰分などが含まれている場合に、液体成分から非金属系触媒を分離・回収する装置である。これにより、非金属系触媒の再利用が可能となる。なお、触媒回収器１９１は、非金属系触媒と灰との沈降速度（終端速度）を利用して、液体成分中の灰分、非金属系触媒、及び水をそれぞれ分離する装置であってもよいが、液体成分中の灰分、非金属系触媒、及び水を固体成分と液体成分とに分離する既存の固液分離器と、分離した固体成分中の灰分と非金属系触媒とを篩いによって分離する既存の篩器との組み合わせであってもよい。
【００３５】
第一熱交換器１４０は、前処理装置１５０において熱水処理することにより得られ、反応器１７０で水熱処理される非金属系触媒を含むバイオマスのスラリー体の熱を利用して、前処理装置１５０で熱水処理されるバイオマス等を予熱する装置である。
【００３６】
第二熱交換器１４１は、反応器１７０において水熱処理することにより生成された生成ガスなどを含む、反応器１７０から排出される排出物の熱を利用して、反応器１７０で水熱処理される非金属系触媒を含むバイオマスのスラリー体を予熱する装置である。
【００３７】
以上のように、本発明のシステム２００に熱交換器１４０，１４１を備えることにより、エネルギーを有効に利用することができるので、低エネルギー・低コストでバイオマスから燃料ガスを生成することができるようになる。また、各装置１５０，１７０での加熱時間が短縮されるのでバイオマスから燃料ガスの生成を効率的に行うことができるようになる。従って、熱交換器１４０，１４１を備えたシステム２００は、経済性に優れているといえる。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、図２に示すように、加熱器１７３によりガスタンク１９０の生成ガスを燃焼することによって得られた排ガスの熱を利用して、非金属系触媒を含むバイオマスのスラリー体を加熱する熱交換器を反応器１７０に備えている。また、反応器１７０で前記スラリー体を加熱するのに利用した排ガスの熱、及び／又は、加熱器１７１により生成ガスを酸素を含むガス中で燃焼することによって得られた排ガスの熱を利用して、バイオマスを加熱する熱交換器を前処理装置１５０に備えている。これらのように、本発明のシステム２００における反応器１７０や前処理装置１５０に、上述の熱交換器を備えることによりエネルギーを効率よく利用することができるので、低エネルギー・低コストでバイオマスからメタンや水素などの燃料ガスを生成することができるようになる。従って、加熱器１７１においてスラリー体を所定の温度に加熱するのに必要な加熱燃料（例えば、生成ガスなど）の使用量を削減することができ、排ガスの発生量を低減することが可能となる。なお、本実施の形態においては、加熱器１７３により得られた排ガスの熱を、反応器１７０で利用してから前処理装置１５０で利用しているが、前処理装置１５０で直接利用してもよい。
【００３９】
また、上述においては、反応器１７０から排出される排出物の熱を利用して上記スラリー体を予熱する第二熱交換器１４１を本発明のシステム２００に備えているが、反応器１７０において水熱処理することにより生成された生成ガスなどを含む、反応器１７０から排出される排出物の熱を利用して、前処理装置１５０で熱水処理されるバイオマス等を予熱する熱交換器を本発明のシステム２００に備えてもよい。
【００４０】
さらに、本発明に係るシステム２００にあらかじめバイオマスを熱水処理する前処理装置１５０を備えることにより、バイオマスを高分子から低分子に分解することができるので、反応器１７０において処理されるバイオマスと水や非金属系触媒との接触効率を高め、チャーやタールの発生を防止するとともにバイオマスから燃料ガスを効率よく生成することが可能になる。
【００４１】
また、前処理装置１５０においてバイオマスを熱水処理することにより流動性に優れたバイオマスのスラリー体を形成させることができるので、このスラリー体をスラリー供給装置１６０によって反応器１７０にスムーズに供給することができるようになり、反応器１７０への供給においてバイオマスによる機器や配管等の目詰まりを防止することが可能になる。
【００４２】
さらに、本発明に係るシステム２００により、前処理装置１５０での熱水処理において用いた非金属系触媒を、反応器１７０での水熱反応においても利用することができるので、触媒の消費量を削減することが可能になる。
【００４３】
また、本発明に係るシステム２００に、クーラー１８０、減圧器１８１、気液分離器１００などを備えることにより、反応器１７０から排出される排出物から燃料ガスを含む生成ガスを安全に回収することができるようになる。
【００４４】
さらに、本発明に係るシステム２００にバイオマスを破砕する破砕機１２０を備えることによりバイオマスをあらかじめ破砕することができるので、バイオマスのスラリー化やガス化の効率を高めることができるようになる。
【００４５】
なお、本実施の形態においては、調整タンク１１０で非金属系触媒とバイオマスと水を混合した混合物を破砕機１２０によって処理し、供給ポンプ１３０により前処理装置１５０に供給しているが、非金属系触媒を前処理装置１５０に直接供給してもよいし、バイオマスと水との混合物を破砕機１２０で処理した後に非金属系触媒を混合し、前処理装置１５０に供給してもよい。
【００４６】
＝＝超臨界水によるバイオマスガス化方法＝＝
次に、本実施の一形態として、超臨界水によるガス化反応によりバイオマスから燃料ガスを生成し、燃料ガスを利用して発電する方法について説明する。
【００４７】
まず、調整タンク１１０でバイオマスと非金属系触媒と水を混合した混合物を調製する。非金属系触媒とバイオマス（乾燥状態のバイオマス）との質量比としては、１：５〜２０：１の範囲内であることが好ましく、バイオマスのガス化効率が高い１：２〜２０：１の範囲内であることが特に好ましい。また、混合する水の量は、バイオマスの含水率が７０〜９５ｗｔ％となるように調整することが好ましい。これにより、バイオマスの超臨界水によるガス化効率を高めることができる。
【００４８】
上述のように、バイオマスに混合させる非金属系触媒と水の量を調整して、これらを混合した混合物は、破砕機１２０で破砕され、供給ポンプ１３０により第一熱交換器１４０を介して前処理装置１５０に移送される。前処理装置１５０に供給されたバイオマスは、バイオマスとともに供給された非金属系触媒の存在下で、所定の圧力及び所定の温度の条件下で熱水処理される。
【００４９】
なお、熱水処理の条件としては、１００〜２５０℃の範囲内の温度であって、０．１〜４ＭＰａの範囲内の圧力下であれば特に制限されるものではないが、バイオマスを高分子から低分子へと分解する処理の効率の観点から、これらの範囲内の圧力下における水の飽和温度であることが好ましく、さらに省エネルギーの観点から、１７９．８℃の温度及び１．０ＭＰａの圧力下であることが特に好ましい。ここで、熱水処理を１００℃〜２５０℃の範囲内の温度で行うのは、１００℃未満ではバイオマスの分解反応率が低く、２５０℃を超えるとタールやチャーの発生が懸念されるからである。また、熱水処理を０．１〜４ＭＰａの範囲内の圧力で行うのは、０．１ＭＰａ未満ではバイオマスの分解反応率が低く、４ＭＰａより高い圧力をかけても分解反応率に与える影響はそれ程ないのではないかと考えたためである。
【００５０】
このようにバイオマスを非金属系触媒の存在下で熱水処理することにより、バイオマスを高分子から低分子に効率よく分解することができるようになる。
【００５１】
上述のようにして得られた、非金属系触媒を含むバイオマスのスラリー体は、第一熱交換器１４０で供給ポンプ１３０から前処理装置１５０に供給される混合物に熱を提供し、スラリー供給装置１６０により第二熱交換器１４１及び予熱器１７２を介して反応器１７０に移送される。なお、予熱器１７２を通過したスラリー体は、所定の温度まで加熱される。
【００５２】
反応器１７０に供給されたバイオマスのスラリー体は、反応器１７０に導入され、バイオマスとともに供給された非金属系触媒の存在下で、所定の圧力及び所定の温度の条件下で水熱処理される。水熱処理の条件としては、３７４℃以上の温度で、かつ、２２．１ＭＰａ以上の圧力下であれば特に制限されるものではないが、タールやチャーの発生を抑制するとともに反応効率を高めることができる温度（６００℃）及び圧力（２５〜３５ＭＰａの範囲内）下で行うことが好ましく、機器の負担や劣化防止、さらには省エネルギーの観点から、６００℃，２５ＭＰａで行うことが特に好ましい。なお、バイオマスから変換された燃料ガス中の成分の比を制御したい場合には、これらの温度及び圧力の条件を調節するとともに、流体密度や反応時間（反応器１７０内でのバイオマスの滞留時間）を制御することにより可能となる。
【００５３】
このようにバイオマスのスラリー体を超臨界水で反応させることにより、バイオマスのスラリー体から燃焼ガスを生成することが可能になる。また、バイオマスを予め高分子から低分子化させることにより、水や非金属系触媒との接触効率を高めることができ、さらには、バイオマスのガス化反応時間を短縮させることができるので、バイオマスのスラリー体から水素ガス、メタン、エタン、エチレン等の燃料ガスをより効率的に生成することができるようになる。
【００５４】
反応器１７０内でバイオマスのスラリー体を水熱処理することにより生成された生成ガスなどは、反応器１７０から排出される。この排出物は、第二熱交換器１４１において、スラリー供給装置１６０から反応器１７０に供給される、非金属系触媒を含むバイオマスのスラリー体に熱を提供した後、クーラー１８０及び減圧器１８１によって冷却・減圧され、気液分離器１００へと移送される。気液分離器１００に供給された上記排出物は、燃料ガスを含む生成ガス（気体成分）と、水、あるいは、水、灰分、非金属系触媒等を含む混合液（液体成分）とに分離され、生成ガスはガスタンク１９０に貯えられる。なお、気液分離器１００によって分離された混合液に、水以外の灰分や非金属系触媒などが含まれている場合には、混合液を触媒回収器１９１によって灰分、非金属系触媒、及び水にそれぞれ分離し、非金属系触媒を回収してもよい。これにより、非金属系触媒を再利用することができるようになる。
【００５５】
ガスタンク１９０に貯えられた生成ガス（燃料ガス）は、加熱器１７１，１７３に供給される。加熱器１７１，１７３は、供給された生成ガスを燃焼して反応器１７０や予熱器１７２を加熱し、スラリー体を所定の温度に加熱する。
【００５６】
加熱器１７３により生成ガスを燃焼することによって得られた排ガスは、反応器１７０に供給されてスラリー体に熱を提供する。反応器１７０で熱を提供した排ガス、及び、加熱器１７１により生成ガスを燃焼することによって得られた排ガスは、前処理装置１５０に供給され、供給ポンプ１３０から前処理装置１５０に供給される混合物に熱を提供する。
【００５７】
なお、本実施の形態において用いられる非金属系触媒としては、例えば、活性炭、ゼオライト、これらの混合物などを挙げることができる。このように、アルカリ金属系触媒ではなく、非金属系触媒を用いることにより、アルカリ金属系触媒が引き起こす機器や配管等の腐食による劣化を防止することができ、システム２００の長期使用が実現可能となる。また、アルカリ金属系触媒を中和する処理工程も不要となり、作業性の効率を高めることができるようになる。上記非金属系触媒としては、平均粒径２００μｍ以下の粉末を用いることが好ましく、多孔質であることがより好ましい。このような非金属系触媒を用いることにより、表面積を増やして反応効率を高めるとともに、非金属系触媒によるシステム２００内の機器、配管等の目詰まりを防止することができる。
【００５８】
また、本実施の形態において処理されるバイオマスが砂等の異物を含む排水汚泥や糞尿等である場合には、前処理装置１５０においてバイオマスを熱水処理する前後に、公知の分離技術（例えば、ストレイナーを用いた分離法、沈殿層を用いた分離法）によってバイオマスに含まれる砂等の異物を取り除いてもよい。これにより、砂等の異物によって生じるトラブルを防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態として説明する気液分離器の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態として説明する超臨界水によるバイオマスガス化システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，２，４２，４３，５２  バルブ      １０  気液分離容器
１１  混合物導入口                    １２，２３  液体排出口
１３  気体排出口                      ２０  密閉容器
２１  液体導入口                      ２２  ガス導入口
３０  タンク                          ３１  減圧弁
４０，５０  液面制御装置              ４１，５１  制御ライン
１００  気液分離器                    １１０  調整タンク
１２０  破砕機                        １３０  供給ポンプ
１４０  第一熱交換器                  １４１  第二熱交換器
１５０  前処理装置                    １６０  スラリー供給装置
１７０  反応器                        １７１  加熱器
１７２  予熱器                        １７３  加熱器
１８０  クーラー                      １８１  減圧器
１９０  ガスタンク                    １９１  触媒回収器
２００  超臨界水によるバイオマスガス化システム
【図１】
2008246342.tif 000003
【図２】
2008246342.tif 000004