(57)【要約】【課題】バイオガス、熱分解ガス等の燃料ガスの脱硫効率を簡単に高め、その為のコストアップを上まわる効果を発現でき、更に脱硫装置小型化による建設費等の削減を図ることができるバイオガス生成システム及び方法を提供すること。【解決手段】有機性廃棄物を発酵させてバイオガス１を生成する発酵槽３と、該発酵槽３から前記バイオガス１が送られ、該バイオガス１に対して生物脱硫処理を行う第１の生物脱硫装置５Ａと、発酵槽３より一部取り出した発酵液２を加熱して前記第１の生物脱硫装置５Ａ内に送ることによって、該生物脱硫装置５Ａ内を５０℃〜９０℃の温度にする第１の温度調節手段と、前記第１の生物脱硫装置５Ａの後段に該生物脱硫装置５Ａから送られるバイオガス１を冷却して凝縮液を回収する第１の凝縮装置１７Ａと、を備えていることを特徴とするバイオガス生成システム。【選択図】図１
2008029983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物を発酵させてバイオガスを生成する発酵槽と、
該発酵槽から前記バイオガスが送られ、該バイオガスに対して生物脱硫処理を行う第１の生物脱硫装置と、
前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第１の生物脱硫装置内に送ることによって、該第１の生物脱硫装置内を５０℃〜９０℃の温度にする第１の温度調節手段と、
前記第１の生物脱硫装置の後段に該第１の生物脱硫装置から送られるバイオガスを冷却して凝縮液を回収する第１の凝縮装置と、を備えていることを特徴とするバイオガス生成システム。
【請求項２】
熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、
該熱分解炉から前記熱分解ガスが送られ、該熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行う第２の生物脱硫装置と、
有機性廃棄物を発酵させる発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第２の生物脱硫装置内に送ることによって、該第２の生物脱硫装置内を５０℃〜９０℃の温度にする第２の温度調節手段と、
前記第２の生物脱硫装置の後段に該第２の生物脱硫装置から送られる熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収する第２の凝縮装置と、を備えていることを特徴とする熱分解ガス生成システム。
【請求項３】
有機性廃棄物を発酵させてバイオガスを生成する発酵槽と、
該発酵槽から前記バイオガスが送られ、該バイオガスに対して生物脱硫処理を行う第１の生物脱硫装置と、
前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第１の生物脱硫装置内に送ることによって、該第１の生物脱硫装置内を５０℃〜９０℃の温度にする第１の温度調節手段と、
前記第１の生物脱硫装置の後段に該第１の生物脱硫装置から送られるバイオガスを冷却して凝縮液を回収する第１の凝縮装置と、を備えたバイオガス生成システムと、
熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、
該熱分解炉から前記熱分解ガスが送られ、該熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行う第２の生物脱硫装置と、
前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第２の生物脱硫装置内に送ることによって、該第２の生物脱硫装置内を５０℃〜９０℃の温度にする第２の温度調節手段と、
前記第２の生物脱硫装置の後段に該第２の生物脱硫装置から送られる熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収する第２の凝縮装置と、を備えた熱分解ガス生成システムと、を備えていることを特徴とするバイオガスおよび熱分解ガス生成システム。
【請求項４】
有機性廃棄物を発酵槽で発酵させてバイオガスを生成し、該バイオガスを第１の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製バイオガスを生成するバイオガス生成方法であって、
前記バイオガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第１の生物脱硫装置内に送ることによって、５０℃〜９０℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経たバイオガスを冷却して凝縮液を回収することを特徴とするバイオガス生成方法。
【請求項５】
熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成し、該熱分解ガスを第２の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製熱分解ガスを生成する熱分解ガス生成方法であって、
前記熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、有機性廃棄物を発酵させる発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第２の生物脱硫装置内に送ることによって、５０℃〜９０℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経た熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収することを特徴とする熱分解ガス生成方法。
【請求項６】
有機性廃棄物を発酵槽で発酵させてバイオガスを生成し、該バイオガスを第１の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製バイオガスを生成するバイオガス生成方法であって、
前記バイオガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第１の生物脱硫装置内に送ることによって、５０℃〜９０℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経たバイオガスを冷却して凝縮液を回収するバイオガス生成工程と、
熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成し、該熱分解ガスを第２の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製熱分解ガスを生成する熱分解ガス生成方法であって、
前記熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第２の生物脱硫装置内に送ることによって、５０℃〜９０℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経た熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収することを特徴とする熱分解ガス生成工程と、を含むことを特徴とするバイオガスおよび熱分解ガス生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫化水素等の硫黄化合物を含有する燃料ガスに対して生物脱硫処理を行う生物脱硫装置及び方法、更に有機性廃棄物を発酵させてバイオガスを生成する発酵槽と、該発酵槽から前記バイオガスが送られ、該バイオガスに対して生物脱硫処理を行う生物脱硫装置を備えているバイオガス生成システム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
畜産廃棄物や生ゴミ等の有機性廃棄物を発酵槽で発酵させて生成されるバイオガス中には硫化水素が通常含まれる。例えば、メタン発酵のバイオガス中には、標準的にメタンガスが５０〜６０体積％、二酸化炭素が約４０〜５０体積％、硫化水素が約０．２体積％程度含まれている。
【０００３】
生物脱硫装置は、バイオガス中の前記硫化水素を中性付近よりアルカリ性側で硫酸にまで酸化除去し、精製バイオガスを生成するために設けられる。生物脱硫装置内の硫黄酸化細菌が硫化水素を硫酸にまで酸化するのであるが、硫黄酸化細菌を活性化するために、栄養成分を含有する水と接触させる必要がある。この水は循環ラインを介して塔内の硫黄酸化細菌と循環接触するようになっている。
【０００４】
生物脱硫装置内の温度は従来３０〜８０℃の範囲に設定されている（例えば、特許文献１）。特に、馴養条件によって、４０〜６０℃の温度範囲で硫黄酸化細菌の活動が活発になって、良好な脱硫効果が得られる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９５７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者らは、脱硫性能を上げて生物脱硫装置のコンパクト化を意図する研究の中で、発酵液の一部を加熱して生物脱硫装置内に送ることで、生物脱硫装置内の脱硫処理温度を高温化することにより、脱硫効率を向上させることができ、この効果は該発酵液高温化の為のコストアップを相殺することが可能であることを見出した。本発明はこのような背景でなされたもので、その目的はバイオガス、熱分解ガス等の燃料ガスの脱硫効率を簡単に高め、高温化の為のコストアップを上まわる効果を発現できるバイオガス生成システム及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の第１の態様に係るバイオガス生成システムは、有機性廃棄物を発酵させてバイオガスを生成する発酵槽と、該発酵槽から前記バイオガスが送られ、該バイオガスに対して生物脱硫処理を行う第１の生物脱硫装置と、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第１の生物脱硫装置内に送ることによって、該第１の生物脱硫装置内を５０℃〜９０℃の温度にする第１の温度調節手段と、前記第１の生物脱硫装置の後段に該第１の生物脱硫装置から送られるバイオガスを冷却して凝縮液を回収する第１の凝縮装置と、を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、硫化水素等の硫黄化合物を含有するバイオガスに対して５０℃〜９０℃の温度下で生物脱硫処理を行う際には、高温化に対する十分な馴養を行うことによって、脱硫効率の向上と性能を維持することができ、高品質の精製バイオガスを効率的に得ることができる。高温化による効率的な脱硫は、第１の生物脱硫装置の小型化による建設費削減を図ることができる。発酵液の高温化に要するエネルギーはバイオガスを燃料として用いることができる。高温発酵による発酵液の場合は、その所要エネルギーは小さくなり経済的である。
【０００９】
更に、発酵液の一部を加熱して第１の生物脱硫装置内に送ることで、第１の生物脱硫装置内を効率的に高温化することができると共に、発酵液の高温化によって液の蒸発も起こり、該発酵液中に含まれているアンモニアも一緒に液外に放散する。すなわち、第１の生物脱硫装置内には従来のバイオガスのほかに水蒸気とアンモニアが増加する。  
そして、前記第１の生物脱硫装置の後段に該生物脱硫装置から送られるバイオガスを冷却して凝縮液を回収する第１の凝縮装置を更に備えているので、高品質の精製バイオガスを得ることができると共に、当該凝縮液と共にアンモニアを回収することができる。回収したアンモニアは再利用することができる。
【００１０】
本発明の第２の態様に係る熱分解ガス生成システムは、熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解炉から前記熱分解ガスが送られ、該熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行う第２の生物脱硫装置と、有機性廃棄物を発酵させる発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第２の生物脱硫装置内に送ることによって、該第２の生物脱硫装置内を５０℃〜９０℃の温度にする第２の温度調節手段と、前記第２の生物脱硫装置の後段に該第２の生物脱硫装置から送られる熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収する第２の凝縮装置と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、本来廃棄物として処理される有機性廃棄物の発酵液を利用して、第２の生物脱硫装置内を５０℃〜９０℃の温度にし、脱硫効率の向上と性能を維持して高品質の精製バイオガスを効率的に得ることができる。高温化による効率的な脱硫は、第２の生物脱硫装置の小型化による建設費削減を図ることができる。発酵液の高温化に要するエネルギーは熱分解ガスを燃料として用いることができる。高温発酵による発酵液の場合は、その所要エネルギーは小さくなり経済的である。
【００１２】
また、第１の態様と同様に、発酵液の一部を加熱して第２の生物脱硫装置内に送ることで、第２の生物脱硫装置内を効率的に高温化することができると共に、前記第２の生物脱硫装置の後段備えた第２の凝縮装置によって、発酵液の高温化より放散されたアンモニアを回収することができる。回収したアンモニアは再利用することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様に係るバイオガスおよび熱分解ガス生成システムは、有機性廃棄物を発酵させてバイオガスを生成する発酵槽と、該発酵槽から前記バイオガスが送られ、該バイオガスに対して生物脱硫処理を行う第１の生物脱硫装置と、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第１の生物脱硫装置内に送ることによって、該第１の生物脱硫装置内を５０℃〜９０℃の温度にする第１の温度調節手段と、前記第１の生物脱硫装置の後段に該第１の生物脱硫装置から送られるバイオガスを冷却して凝縮液を回収する第１の凝縮装置と、を備えたバイオガス生成システムと、熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解炉から前記熱分解ガスが送られ、該熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行う第２の生物脱硫装置と、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第２の生物脱硫装置内に送ることによって、該第２の生物脱硫装置内を５０℃〜９０℃の温度にする第２の温度調節手段と、前記第２の生物脱硫装置の後段に該第２の生物脱硫装置から送られる熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収する第２の凝縮装置と、を備えた熱分解ガス生成システムと、を備えていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、バイオガス生成システムの発酵液を、該バイオガス生成システムの第１の生物脱硫装置の高温化のために利用することに加えて、熱分解生成システムの第２の生物脱硫装置の高温化のためにも利用するため、前記バイオガス生成システムにおいて本来廃棄物として処理される発酵液を有効に利用することができる。そして、該発酵液中に含まれるアンモニアを、バイオガス生成システムの第１の凝縮装置と熱分解ガス生成システムの第２の凝縮装置において回収することができ、より多くのアンモニア凝縮液を回収することができる。これらのことによって、バイオガスおよび熱分解生成システム全体としてのランニングコストを低く抑えることができる。
【００１５】
本発明の第４の態様に係るバイオガス生成方法は、有機性廃棄物を発酵槽で発酵させてバイオガスを生成し、該バイオガスを第１の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製バイオガスを生成するバイオガス生成方法であって、
前記バイオガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第１の生物脱硫装置内に送ることによって、５０℃〜９０℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経たバイオガスを冷却して凝縮液を回収することを特徴とするものである。これにより第１の態様と同様の作用効果を得ることができる。
【００１６】
本発明の第５の態様に係る熱分解ガス生成方法は、熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成し、該熱分解ガスを第２の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製熱分解ガスを生成する熱分解ガス生成方法であって、前記熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、有機性廃棄物を発酵させる発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第２の生物脱硫装置内に送ることによって、５０℃〜９０℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経た熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収することを特徴とするものである。これにより第２の態様と同様の作用効果を得ることができる。
【００１７】
本発明の第６の態様に係るバイオガスおよび熱分解ガス生成方法は、有機性廃棄物を発酵槽で発酵させてバイオガスを生成し、該バイオガスを第１の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製バイオガスを生成するバイオガス生成方法であって、前記バイオガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第１の生物脱硫装置内に送ることによって、５０℃〜９０℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経たバイオガスを冷却して凝縮液を回収するバイオガス生成工程と、熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成し、該熱分解ガスを第２の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製熱分解ガスを生成する熱分解ガス生成方法であって、前記熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第２の生物脱硫装置内に送ることによって、５０℃〜９０℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経た熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収することを特徴とする熱分解ガス生成工程と、を含むことを特徴とするものである。これにより第３の態様と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、発酵液の一部を加熱して生物脱硫装置内に送ることで、生物脱硫装置内を効率的に高温化することができる。  
更に前記生物脱硫装置の後段に該生物脱硫装置から送られるバイオガスまたは熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収する凝縮装置を備えているものは、高品質の精製バイオガスまたは熱分解ガスを得ることができると共に、当該凝縮液と共にアンモニアを回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［実施例１］
硫黄化合物を含有するバイオガスに対して生物脱硫処理を行う生物脱硫装置を含むバイオガス生成システムの一実施形態を図１に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係るバイオガス生成システムの一態様を示す概略構成図である。一般に、硫黄化合物としては硫化水素の他に二硫化炭素、硫化カルボニル、メルカプタン類、硫化アルキル類等が挙げられるが、バイオガスの場合は硫化水素、メルカプタン類が中心である。
【００２０】
バイオガスには、メタン発酵によるもの、水素発酵によるもの等があるが、本発明はこれらの各発酵に同様に適用することができる。以下の説明ではメタン発酵によるバイオガス生成システムについて説明するが、水素発酵によるバイオガス生成システムの場合も、ほぼ同様のプロセス又はシステムとなる。
【００２１】
図１のバイオガス生成システムは、主要な構成要素として、バイオマスすなわち有機性廃棄物が送られて該有機性廃棄物を発酵させてバイオガス１と発酵液２を生成する発酵槽３と、該発酵槽３からバイオガスライン４を介してバイオガス１が送られ、該バイオガス１を硫黄酸化細菌と接触させて生物脱硫処理を行う第１の生物脱硫装置５Ａとを備えている。
【００２２】
更に、発酵槽３より一部取り出した発酵液７を第１の生物脱硫装置５Ａ内に送るための供給ライン６に、発酵液７を加熱して高温化する第１の温度調節手段を成す要素の一つである加熱装置８Ａが設けられている。この加熱装置８Ａは、第１の生物脱硫装置５Ａ内の脱硫処理温度が５０℃〜９０℃になるようにその熱源となる発酵液７を加熱するもので、本実施例では図示しないバイオガスコージェネレーションの熱水（約８０℃以上）を利用した熱交換機で構成されている。勿論、バイオガスを用いるボイラ等の他の加熱装置であってもよい。
【００２３】
加熱装置８Ａで加熱された高温の発酵液９は、ライン１０を介して循環タンク１１Ａに送られて貯留される。該循環液タンク１１Ａ内の高温発酵液９は、導入ライン１２Ａを介して第１の生物脱硫装置５Ａ内の散液部１３Ａに送られ、この散液部１３Ａから該装置５Ａ内にシャワー状に散液され、戻りライン２２Ａを介して循環液タンク１１Ａに戻される。符合２１Ａは循環用ポンプを示す。
【００２４】
このように高温発酵液９は、循環液となって第１の生物脱硫装置５Ａ内を循環し、その温度を５０℃〜９０℃になるようにすると共に、担持部１４に担持されている硫黄酸化細菌１５と連続的に接触する。これにより、硫黄酸化細菌１５は活性化され、前記バイオガスライン４から該装置５Ａ内に送られるバイオガス１中の硫化水素に作用してそれを硫酸にまで酸化する。すなわち、第１の温度調節手段は、加熱装置８Ａ、循環液タンク１１Ａ、導入ライン１２Ａ、散液部１３Ａ、循環用ポンプ２１Ａ、及び戻りライン２２Ａを備えて構成されている。
【００２５】
符合１６Ａは空気供給部を示し、この空気供給部１６Ａからバイオガス１中に空気を供給し、その状態でバイオガス１が第１の生物脱硫装置５Ａ内に送り込まれ、好気性環境を作っている。具体的には、バイオガス１は第１の生物脱硫装置５Ａ内に１分間以上好ましくは３分間以上保持され、バイオガス１の供給流量Ｇ（ｍ３）に対する高温発酵液９の流量Ｌ（リットル）のＬ／Ｇ値は、０．１〜１００、好ましくは１〜５０に設定されている。尚、第１の生物脱硫装置５Ａは公知の充填塔又は棚段塔構造である。
【００２６】
循環液となった高温発酵液９の一部は、抜き出しライン１９を介して循環液タンク１１の底部からスラリータンク１８内に抜き出されるようになっている。また、発酵液２のほとんども発酵槽３の底部から抜き出しライン２０を介してスラリータンク１８内に送られる、該スラリータンク１８内に数ヶ月間貯留されるようになっている。
【００２７】
前記第１の生物脱硫装置５Ａの後段には、該生物脱硫装置５Ａから送られるバイオガス１を冷却して凝縮液を回収する第１の凝縮装置１７Ａが設けられている。該第１の凝縮装置１７Ａは公知の空冷式または水冷式にて構成されている。
【００２８】
発酵槽３は、有機性廃棄物が供給部（図示せず）から槽内に供給される。有機性廃棄物は、発酵槽３内にて嫌気性雰囲気下でメタン発酵菌によってメタン発酵され、バイオガス１と発酵液２を生成する。発酵槽３内の温度は５５℃に設定され、高温メタン発酵を行うようになっている。有機性廃棄物の発酵槽３での滞留時間は例えば１５日間（槽容積／投入抜出量＝１５日）に設定される。発酵槽３内の温度は５５℃より低くてもよく、例えば３７℃でもよい。
【００２９】
本実施例で使用する有機性廃棄物（バイオマス）としては、例えば、生ごみ、排水処理汚泥、畜産廃棄物や緑農廃棄物などを挙げることができる。ここで、畜産廃棄物としては、家畜の糞尿や、屠体、その加工品が挙げられ、より具体的にはブタ、牛、羊、山羊、ニワトリなどの家畜の糞尿やこれらの屠体、およびその加工品、例えば肉骨粉、肉粉、骨粉、血粉なども含まれる。その他の廃棄物としては、家庭の生ごみのほか、産業廃棄物生ごみとして農水産業廃棄物、食品加工廃棄物等が含まれる。なお、有機性廃棄物の状態により、必要に応じて前処理として破砕・分別し可溶化する工程を実施することができる。
【００３０】
次に、上記実施例の作用を説明する。  
本発明によれば、硫化水素等の硫黄化合物を含有するバイオガス１に対して５０℃〜９０℃の温度下で生物脱硫処理を行い、高温化に対する十分な馴養を行うことによって、脱硫効率の向上と性能を維持することができ、高品質の精製バイオガスを効率的に得ることができる。高温化による効率的な脱硫は、脱硫装置の小型化による建設費削減を図ることができる。高温発酵の場合は、高温発酵液９を得るための所要エネルギーは小さくなり経済的である。
【００３１】
更に、発酵液２の一部を加熱して高温発酵液９を第１の生物脱硫装置５Ａ内に送ることで、第１の生物脱硫装置５Ａ内を効率的に高温化することができると共に、発酵液２の高温化によって液の蒸発も起こり、該発酵液２中に含まれているアンモニアも一緒に液外に放散する。すなわち、第１の生物脱硫装置５Ａ内には従来のバイオガス１のほかに水蒸気とアンモニアが増加する。  
そして、前記第１の生物脱硫装置５Ａの後段に該生物脱硫装置５Ａから送られるバイオガス１を冷却して凝縮液を回収する第１の凝縮装置１７Ａを更に備えているので、高品質の精製バイオガスを得ることができると共に、当該凝縮液と共にアンモニアを回収することができる。回収したアンモニアは再利用することができる。
【００３２】
［実施例２］
硫黄化合物を含有する熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行う生物脱硫装置を含む熱分解ガス生成システムの一実施形態を図２に基づいて詳細に説明する。図２は、本発明に係る熱分解ガス生成システムの一態様を示す概略構成図である。硫黄化合物としては硫化水素の他に二硫化炭素、硫化カルボニル、メルカプタン類、硫化アルキル類等が挙げられ、被分解物質の種類によって各成分の組成は異なってくる。例えば、タイヤの熱分解の場合は、硫黄化合物として硫化水素、硫化カルボニル等が発生する。被分解物質としては、廃タイヤ、廃プラスティック、合成樹脂、生ごみなどがあり、特に、廃タイヤ、廃プラスティック、合成樹脂などの有機高分子化合物は高濃度の硫黄含有熱分解ガスを発生する。
【００３３】
図２の熱分解ガス生成システムは、主要な構成要素として、熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解し、熱分解ガス３１を生成する熱分解炉３３と、該熱分解炉３３から熱分解ガスライン３４を介して熱分解ガス３１が送られ、該熱分解ガス３１を硫黄酸化細菌と接触させて生物脱硫処理を行う第２の生物脱硫装置５Ｂとを備えている。符号３２は熱分解残渣を示す。
【００３４】
更に、バイオマスすなわち有機性廃棄物が送られて該有機性廃棄物を発酵させる発酵槽４３と、該発酵槽４３より一部取り出した発酵液７を第２の生物脱硫装置５Ｂ内に送るための供給ライン６に、発酵液７を加熱して高温化する第２の温度調節手段を成す要素の一つである加熱装置８Ｂが設けられている。発酵槽４３の替わりに、近隣の有機性廃棄物処理施設において排出された有機性廃棄物の発酵液を、タンク等に貯えて設置してもよい。加熱装置８Ｂの構成は実施例１と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
加熱装置８Ｂで加熱された高温の発酵液９は、ライン１０を介して循環タンク１１Ｂに送られて貯留される。該循環液タンク１１Ｂ内の高温発酵液９は、導入ライン１２Ｂを介して生物脱硫装置５内の散液部１３Ｂに送られ、この散液部１３Ｂから該装置５Ｂ内にシャワー状に散液され、戻りライン２２Ｂを介して循環液タンク１１Ｂに戻される。符合２１Ｂは循環用ポンプを示す。
【００３６】
このように、本来廃棄物として処理される有機性廃棄物の発酵液４２を利用することによって、第２の生物脱硫装置５Ｂ内の温度が５０℃〜９０℃にされ、担持部１４に担持されている硫黄酸化細菌１５によって、熱分解ガス３１中の硫化水素等が硫酸にまで酸化される。すなわち、加熱装置８Ｂ、循環液タンク１１Ｂ、導入ライン１２Ｂ、散液部１３Ｂ、循環用ポンプ２１Ｂ、及び戻りライン２２Ｂを備えて構成されている。  
尚、符合１６Ｂは第２の生物脱硫装置５Ｂ内の好気性環境を作るため、熱分解ガス３１中に空気を供給する空気供給部を示す。
【００３７】
前記第２の生物脱硫装置５Ｂの後段には、該生物脱硫装置５Ｂから送られる熱分解ガス３１を冷却して凝縮液を回収する第２の凝縮装置１７Ｂが設けられている。  
第２の生物脱硫装置５Ｂ内に循環される高温発酵液９の量、発酵槽４３における発酵条条件、および、高温発酵液９、発酵液４２がスラリータンク１８に送られ貯留される構成は、実施例１と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００３８】
本実施例で熱分解ガスを生成するために使用する熱分解対象廃棄物としては、廃タイヤ、廃プラスティック、合成樹脂、生ごみなどを挙げることができる。これらの熱分解対象廃棄物の状態により、必要に応じて、前処理として破砕分別装置（図示せず）によって処理することが望ましい。破砕・分別処理によって、前記熱分解対象廃棄物を好適なサイズに破砕することができるとともに、熱分解されない部位を分別することができる。  
発酵槽４３において発酵処理される有機性廃棄物（バイオマス）としては、実施例１と同様の生ごみ、排水処理汚泥、畜産廃棄物や緑農廃棄物などを挙げることができる。
【００３９】
次に、上記実施例の作用を説明する。  
本実施例によれば、硫化水素等の硫黄化合物を含有する熱分解ガス３１に対して、実施例１におけるバイオガス１に対する作用と同様の作用が得られ、高品質の精製熱分解ガスを効率的に得ることができる。また、高温化による効率的な脱硫は、脱硫装置の小型化による建設費削減を図ることができる。  
また、実施例１の場合と同様に、発酵液４２の一部を加熱して高温発酵液９を第２の生物脱硫装置５Ｂ内に送ることで、該生物脱硫装置５Ｂ内を効率的に高温化することができると共に、前記第２の生物脱硫装置５Ｂの後段備えた凝縮装置１７によって、高温発酵液９より放散されたアンモニアを回収することができる。回収したアンモニアは再利用することができる。また、本来廃棄物として処理される発酵液４２を有効に利用することができるので、熱分解ガス生成システム全体としてのランニングコストを低く抑えることができる。
【００４０】
［実施例３］
図３は、本発明の一実施の形態に係るバイオガスおよび熱分解ガス生成システムを示す概略構成図である。  
本実施形態では、バイオガス生成システムと熱分解ガス生成システムとを備え、バイオガス生成システムの発酵液２を、熱分解生成システムの第２の生物脱硫装置５Ｂの高温化のために利用するように構成されている。
【００４１】
更に、発酵槽３より一部取り出した発酵液７を第１の生物脱硫装置５Ａおよび第２の生物脱硫装置５Ｂに送るための供給ライン６に、発酵液７を加熱して高温化する加熱装置８Ａが設けられている。加熱装置８Ａで加熱された高温の発酵液９は、ライン１０を介して循環タンク１１Ａに送られて貯留される。該循環タンク１１Ａには、バイオガス用の第１の生物脱硫装置５Ａに高温発酵液９を送るための導入ライン１２Ａと、熱分解ガス用の第２の生物脱硫装置５Ｂに高温発酵液９を送るための導入ライン１２Ｂが設けられている。
【００４２】
該循環液タンク１１Ａ内の高温発酵液９は、導入ライン１２Ａを介してバイオガス用の第１の生物脱硫装置５Ａ内の散液部１３Ａに送られ、この散液部１３Ａから該生物脱硫装置５Ａ内にシャワー状に散液され、戻りライン２２Ａを介して循環液タンク１１Ａに戻される。更に、該循環液タンク１１Ａ内の高温発酵液９は、導入ライン１２Ｂを介して熱分解ガス用の第２の生物脱硫装置５Ｂ内の散液部１３Ｂに送られ、この散液部１３Ｂから該生物脱硫装置５Ｂ内にシャワー状に散液され、戻りライン２２Ｂを介して循環液タンク１１Ａに戻される。符合２１Ａ、２１Ｂは循環用ポンプを示す。
【００４３】
このように高温発酵液９が、循環液となって第１の生物脱硫装置５Ａおよび第２の生物脱硫装置５Ｂ内を循環し、それらの温度を５０℃〜９０℃にすることができる。すなわち、バイオガス生成システム用の第１の温度調節手段は、加熱装置８Ａ、循環液タンク１１Ａ、導入ライン１２Ａ、散液部１３Ａ、循環用ポンプ２１Ａ、及び戻りライン２２Ａを備えて構成されている。また、熱分解ガス生成システム用の第２の温度調節手段は、前記第１の温度調節手段と兼用される加熱装置８Ａおよび循環液タンク１１Ａと、導入ライン１２Ｂ、散液部１３Ｂ、循環用ポンプ２１Ｂ、及び戻りライン２２Ｂを備えて構成されている。  
尚、符合１６Ａ、１６Ｂは、生物脱硫装置５Ａ、５Ｂ内の好気性環境を作るため、バイオガス１または熱分解ガス３１中に空気を供給する空気供給部を示す。
【００４４】
また、前記第１の生物脱硫装置５Ａの後段には、該生物脱硫装置５Ａから送られるバイオガス１を冷却して凝縮液を回収する第１の凝縮装置１７Ａが設けられている。第２の生物脱硫装置５Ｂの後段には、該生物脱硫装置５Ｂから送られる熱分解ガス３１を冷却して凝縮液を回収する第２の凝縮装置１７Ｂが設けられている。
【００４５】
このように、バイオガス生成システムの発酵液２を、該バイオガス生成システムの第１の生物脱硫装置５Ａの高温化のために利用することに加えて、熱分解ガス生成システムの第２の生物脱硫装置５Ｂの高温化のためにも利用することによって、本来廃棄物として処理されるバイオガス生成システムの発酵液２を有効に利用することができる上、該発酵液２中に含まれるアンモニアを熱分解生成システムにおいても回収することができるので、バイオガス生成および熱分解ガス生成システム全体としてのランニングコストを低く抑えることができる。
【００４６】
［実施例４］
本実施例に係るバイオガスプラントは、４ｔ／日を処理する施設である。前記バイオガスプラントは、図1に示すバイオガス生成システムによって構成されている。バイオマス（搾乳牛糞尿）発酵槽３の容量６０ｍ３、該発酵槽３からの発酵液２の抜き出し量４ｔ／日、バイオガスの抜き出し量１４０ｍ３／日で処理を行った。バイオガスの組成は平均してメタンガス５５体積％、二酸化炭素４５体積％、硫化水素１，５００ｐｐｍであった。生物脱硫装置５の循環液量は、間歇循環（５０Ｌ／分で１０分間循環し、２０分間停止）で行った。生物脱硫装置５内に送られる高温発酵液９の温度を変化させ、精製バイオガス中の硫化水素の濃度を測定した。その結果を表１に示す。
【００４７】
精製バイオガス中の硫化水素の濃度は、循環液タンク１１Ａ内の温度から測った高温発酵液９の温度が５０℃のときに１５ｐｐｍ、７５℃のときに５ｐｐｍ、８５℃のときに０．０ｐｐｍであった。比較例として発酵液の温度が３０℃、４０℃のときの精製バイオガス中の硫化水素の濃度を測定したところ、それぞれ２５０ｐｐｍ、５０ｐｐｍであった。
【００４８】
凝縮装置１７Ａで得られる凝縮液の量は、循環液タンク１１Ａ内の温度から測った高温発酵液９の温度が５０℃、７５℃、８５℃のとき、それぞれ、５Ｌ／分、１０Ｌ／分、２０Ｌ／分であった。
【００４９】
凝集液中のアンモニアの回収量は、循環液タンク１１Ａ内の温度から測った高温発酵液９の温度が５０℃、７５℃、８５℃のとき、それぞれＮＨ４＋量にして、７８０ｍｇ／Ｌ、１８００ｍｇ／Ｌ、３５００ｍｇ／Ｌであった。
【００５０】
【表１】
2008029983.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、有機性廃棄物を発酵させてバイオガスを生成する発酵槽と、該発酵槽から前記バイオガスが送られ、該バイオガスに対して生物脱硫処理を行う生物脱硫装置とを備えているバイオガス生成システム及び方法に利用可能である。また、有機性廃棄物を熱分解させて熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解炉から前記熱分解ガスが送られ、該熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行う生物脱硫装置とを備えている熱分解ガス生成システム及び方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るバイオガス生成システムを示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る熱分解ガス生成システムを示す概略構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るバイオガスおよび熱分解ガス生成システムを示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  バイオガス、  ２  発酵液、  ３  発酵槽、  ４  バイオガスライン、
５Ａ  第１の生物脱硫装置、  ５Ｂ  第２の生物脱硫装置、
７  一部取り出した発酵液、  ８Ａ、８Ｂ  加熱装置、  ９  高温発酵液、
１１Ａ、１１Ｂ  循環液タンク、  １３Ａ、１３Ｂ  散液部、  １４  担持部、
１５  硫黄酸化細菌、  １７Ａ  第１の凝縮装置、１７Ｂ  第２の凝縮装置、
１８  スラリータンク、  ３１  熱分解ガス、  ３２  熱分解残渣、
３３  熱分解炉、  ３４  熱分解ガスライン、  ４２  発酵液、  ４２  発酵槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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