JP2000271472A - 嫌気性発酵ガスによる二酸化炭素固定化装置 - Google Patents

嫌気性発酵ガスによる二酸化炭素固定化装置

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JP2000271472A
JP2000271472A JP11079959A JP7995999A JP2000271472A JP 2000271472 A JP2000271472 A JP 2000271472A JP 11079959 A JP11079959 A JP 11079959A JP 7995999 A JP7995999 A JP 7995999A JP 2000271472 A JP2000271472 A JP 2000271472A
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hydrogen
methane
carbon
reaction
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Saburo Kato
三郎 加藤
Shigeki Ono
成樹 尾野
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Shimadzu Corp
Research Institute of Innovative Technology for the Earth RITE
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Shimadzu Corp
Research Institute of Innovative Technology for the Earth RITE
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＯ２を高効率、低コストで固定化する、構
造の簡単な二酸化炭素固定化装置を提供する。 【解決手段】 有機廃棄物処理部１で、有機廃棄物の嫌
気性発酵などによってＣＨ４やＣＯ２を含む発生ガスを
生じさせ、その発生ガスをメタン分解・水素発生部およ
び二酸化炭素固定部を兼ねる反応槽４に送り、触媒存在
下で炭素と水を生成しＣＯ２を固定化する。これによ
り、Ｈ２を得るために大量の電力を消費しない低コスト
化、構造の簡単化を可能にする。また、反応槽４におけ
る未反応ガスをガス混合・凝縮器に送り循環させること
により、反応効率を高め、外部に一切のＣＯ２を排出し
ない。さらに、反応槽４で生成する余剰の水素を水素分
離器８により分離して熱、電力等に再利用し、外部から
供給するエネルギーを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、大気中又は工場等の排
煙中に含まれる二酸化炭素を他の物質に変換して回収す
る二酸化炭素固定化装置、下水道処理、生ゴミ処理、家
畜廃棄物処理などの環境制御分野一般、カーボンブラッ
ク等の炭素化合物製造分野に関する。
【０００２】
【従来の技術】工場、発電所、自動車等の人間の社会活
動に伴って大気中に排出される二酸化炭素（ＣＯ２）は
地球温暖化の主たる原因であることが知られており、近
年、このＣＯ２の排出量を削減することが地球環境の保
護の大きな課題となっている。これに対し、従来より工
場等の排煙や大気中のＣＯ２を固定化し除去するための
システムが種々提案されている。
【０００３】ＣＯ２を固定して再資源化する方法の一つ
に、例えば水素（Ｈ２）雰囲気下でＣＯ２を還元し、微
粉状の炭素に変換する方法が考案されている。図５は、
この種の二酸化炭素固定化装置の概略的な構成を示す図
であるが、その変換方式は、主として、二酸化炭素発生
源７１と、二酸化炭素分離・濃縮部７２と、水素発生部
７３と、二酸化炭素固定部７４および凝縮器７５から構
成されている。二酸化炭素分離・濃縮部７２は工場等の
排煙や大気中からＣＯ２を分離し、不純物を除去してガ
ス濃度を高める。水素発生部７３は、水を電気分解する
等の方法によりＨ２ガスを発生する。二酸化炭素固定部
７４はＣＯ２とＨ２を触媒存在下で反応させて微粉状炭
素と水蒸気を生成し回収する。凝縮器７５は反応部で生
成する水蒸気を凝縮し、水として回収する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の二酸化炭素固定
化装置は上記のように構成されているが、上記装置では
Ｈ２発生部にて水を電気分解するために大きな電力を消
費するため、電力コストが高く運転コストが大変高いも
のとなる。また、電力を得るためのもっとも一般的な方
法は火力発電であるが、火力発電では石油、石炭、ＬＮ
Ｇ等の化石燃料を燃焼して大量のＣＯ２ガスを排出する
ため、総合的なＣＯ２の削減効果は高くできないという
ジレンマがある。また、メタン（ＣＨ４）の分解などに
よるＨ２の入手方法が提案されているが、エネルギー効
率が低く、現状ではＨ２は非常に高価になり、装置自体
の構造も複雑となり、装置化されるには至っていない。
【０００５】本発明は、上記問題を解決することのでき
る高効率で、構造の簡単な二酸化炭素固定化装置を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明は、有機廃棄物を嫌気性発酵してメタ
ンと二酸化炭素を発生するメタン発生部と、メタン発生
部で発生したメタンを用いて炭素と水素に分解するメタ
ン分解・水素発生部と、二酸化炭素とメタン分解・水素
発生部で発生した水素とを触媒を用いて反応させて炭素
と水蒸気を生成する二酸化炭素固定部と、生成した水蒸
気を凝縮させる凝縮器と、を備える嫌気性発酵ガスによ
る二酸化炭素固定化装置である。
【０００７】また、有機廃棄物を嫌気性発酵して水素と
二酸化炭素を発生する水素発生部と、二酸化炭素と水素
発生部で発生した水素とを触媒を用いて反応させて炭素
と水蒸気を生成する二酸化炭素固定部と、生成した水蒸
気を凝縮させる凝縮器と、を備える嫌気性発酵ガスによ
る二酸化炭素固定化装置である。
【０００８】有機廃棄物を細菌により嫌気性発酵して得
られる発生ガスからＣＨ４を得て、そのＣＨ４を触媒存
在下で分解することにより、二酸化炭素固定化に必要な
Ｈ２を得る。あるいは、有機廃棄物を細菌により嫌気性
発酵して得られる発生ガスからＨ２を得、そのＨ２をＣ
Ｏ２と反応させて微粉状炭素を得る。これによりＨ２を
安価に入手することができる。
【０００９】また、メタン発生部において得られるメタ
ンと二酸化炭素（混合ガスの比はＣＨ４７０％、ＣＯ２
３０％）を分離せず、固定化される二酸化炭素と混合
し、この混合ガス中のメタンと二酸化炭素混合ガスを触
媒を用いて分解し、二酸化炭素固定化に必要な水素を生
成するメタン分解・水素発生反応と二酸化炭素固定化反
応を一つの反応槽でおこなう。これにより、メタンと二
酸化炭素を分離するのに必要なエネルギーを不要とし、
装置を簡素化することできる。この場合、二酸化炭素固
定化反応のために熱を供給しなければならないが、この
熱エネルギーをメタン発生部で得られるメタンを燃焼す
ることで得ることにより、外部から熱を供給することな
しに装置を稼働させることができる。
【００１０】あるいは、二酸化炭素固定部において反応
に必要な熱エネルギーを、二酸化炭素固定部における余
剰の水素を分離し、これを燃焼させて生成する熱エネル
ギーから得ることにより、外部からの熱の供給の必要が
無く、エネルギー効率の向上を図ることができる。
【００１１】同様に、二酸化炭素と有機廃棄物を嫌気性
発酵して水素と二酸化炭素を発生する水素発生部で生成
した水素とを、触媒を用いて反応させて炭素と水蒸気を
生成する二酸化炭素固定部において必要な熱エネルギー
を、水素発生部で得られる水素を燃焼することにより、
あるいは二酸化炭素固定部における余剰の水素を分離
し、これを燃焼することにより生成する熱エネルギーか
ら得ることも可能である。
【００１２】メタン分解・水素発生部においては、すべ
てのＣＨ４が分解されるわけではなく、ＣＨ４、Ｈ２、
ＣＯ２が混合した状態で二酸化炭素固定部に導入され
る。また、二酸化炭素固定部におけるＣＯ２とＨ２の反
応によるＣＯ２のＣＨ４への転化率は高くなく、反応ガ
ス中には未反応のＣＯ２が含まれている。そこで、ガス
中の未反応ガスをメタン分解・水素発生部および二酸化
炭素固定部で循環させることにより、反応ガス中の二酸
化炭素をすべて炭素と水蒸気に変換し、反応ガス中のメ
タンをすべて炭素と水素に変換し、外部にいっさいの二
酸化炭素を排出しないことを可能にする。
【００１３】同様に、固定化すべき二酸化炭素と、有機
廃棄物を嫌気性発酵して水素と二酸化炭素を発生する水
素発生部で発生した水素および二酸化炭素を、水素発生
部と二酸化炭素固定部において、循環させることによ
り、反応ガス中の二酸化炭素をすべて炭素と水蒸気に変
換し、外部にいっさいの二酸化炭素を排出しないことを
可能にする。
【００１４】二酸化炭素固定部においては、メタン分解
・水素発生部あるいは水素発生部から導入されたＨ２の
うち、未反応の余分はＨ２が存在するが、この未反応の
Ｈ２を水素分離器を用いて分離し二酸化炭素固定部外に
だすことにより、必要な熱エネルギーの熱源として用い
ることができ、装置のエネルギー効率を向上させること
ができる。さらに、上述のＨ２を、メタン分解・水素発
生部、水素発生部および二酸化炭素固定部で用いられる
触媒を再生するために使用することができる。また、上
述のＨ２を装置外に取り出し、燃料電池に導入し電力を
得る、等の利用法も可能であり、装置のエネルギー効率
の向上をはかることができる。
【００１５】二酸化炭素固定部において、ＣＯ２は炭素
微粉末として固定化されるが、二酸化炭素固定部におい
て使用される触媒の種類を変えることにより、カーボン
ナノチューブ、カーボンナノファイバー、フラーレン等
の付加価値の高い炭素化合物を得ることが可能である。
例えば、二酸化炭素固定部で触媒としてＮｉ−ＳｉＯ ２
を用いることにより、カーボンナノチューブ、カーボン
ナノファイバー、フラーレンを生成することをが可能で
ある。また、上記触媒に第３成分としてＰｔ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｋ等を添加してもよい。
【００１６】二酸化炭素固定部において、ＣＯ２は炭素
微粉末として固定化されるが、生成する微粉末状炭素は
反応器内に蓄積していき、取り出すためには一旦反応を
中断し、反応器内から炭素を取り出さなければならい。
すなわち、固定化処理と中断を繰り返す必要があり効率
が悪かった。そこで、二酸化炭素固定部に続いてサイク
ロンを設置する。これにより、生成した微粉末状炭素を
反応器から、処理を中断することなく連続的に取り出す
ことが可能となり、装置の運転効率の向上がはかれる。
【００１７】二酸化炭素固定部において生成する高温の
水蒸気をそのまま装置外に排出することは危険であり、
凝縮器で冷却し水として排出しなければならない。凝縮
器は高温の水蒸気を冷却するためのものである。ガスの
加温は別途熱交換機を用いて行われている。本発明の二
酸化炭素固定化装置においては、高温の水蒸気を冷却す
る機能と共に、メタン分解・水素発生部、水素発生部お
よび二酸化炭素固定部においてガスを加温しなければな
らず、熱交換機も必要である。凝縮器と熱交換機の両方
を使用する場合、配管が複雑でありかつコストがかさん
でいた。また、ガス流量とガス温度により熱交換機の構
造が複雑になっていた。これに対し、高温の水蒸気を冷
却すると同時に、この時得られた熱で常温のガスを加温
する機能を併せ持った凝縮器を用いることにより、構造
が簡単で、低コストの装置を作成することが可能とな
る。この時、冷却の媒体としては空気もしくは低温の水
を使用することができる。水を使用する場合は、凝縮器
の外部を水で冷却してもよく、凝縮器内部に水を導入し
てもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施例で
あり、メタン発酵による二酸化炭素固定化装置の一実施
例を示している。まず、構成について説明すると、本実
施例の二酸化炭素固定化装置は、生ゴミなどの有機廃棄
物を嫌気性発酵槽で細菌によって分解しＣＨ４とＣＯ２
を得る有機廃棄物処理部１と、ガス混合・凝縮器２と、
ＣＨ４とＣＯ２の混合ガスを触媒によりメタン分解・水
素発生反応と二酸化炭素固定化反応をおこなわせる反応
槽４と、反応槽４で生成した炭素粉末と触媒とを分離す
る触媒・炭素分離器５と、触媒再生器６と、反応槽４に
ある余剰のＨ２を分離し取り出す水素分離器８および反
応槽４において必要とされる熱を供給する水素燃焼器１
０、さらには各構成部へ反応ガスを移動させるためのポ
ンプ３、７、９から構成されている。
【００１９】ここで、有機廃棄物処理部１がメタン発生
部であり、反応槽４がメタン分解・水素発生部および二
酸化炭素固定部であり、ガス混合・凝縮器２が凝縮器で
ある。
【００２０】次に、動作について説明する。有機廃棄物
をメタン細菌などの細菌と共に有機廃棄物処理部１の嫌
気性発酵槽に導入する。有機廃棄物処理部１で、有機廃
棄物の嫌気性発酵によって、ＣＨ４やＣＯ２を含むガス
を生じさせ、その発生ガスはガス混合・凝縮器２に送ら
れ、固定化されるべきＣＯ２と混合される。混合ガス
は、ポンプ３により反応槽４に圧送される。反応槽４内
では触媒の存在下で次のようなメタン分解・水素発生反
応と二酸化炭素固定化反応がおこる。 ＣＨ２→Ｃ＋２Ｈ２＋９０．１ｋＪ／ｍｏｌ ＣＯ２＋２Ｈ２→Ｃ＋２Ｈ２Ｏ−９６．０ｋＪ／ｍｏｌ ＣＨ４＋ＣＯ２→２Ｃ＋２Ｈ２Ｏ−５．９ｋＪ／ｍｏｌ メタン分解・水素発生反応および二酸化炭素固定化反応
の触媒には例えばＳｉＯ ２やＡｌ２Ｏ３を坦体とするＮ
ｉ−Ｃｏ触媒が用いられる。
【００２１】反応槽からでた高温の反応ガスは低温の混
合ガスと混合され、さらに強制冷却され、水蒸気は凝縮
し水となって系外へ排出される。生成した炭素粉末は触
媒・炭素分離器５により系外へ取り出される。触媒は触
媒再生器６に送られ再生された後、反応槽４に導入され
る。また、未反応のガス（ＣＨ４、ＣＯ２、２Ｈ２）は
循環ポンプ７により再び反応槽４に圧送され反応に供さ
れる。
【００２２】触媒再生器６において触媒再生に必要なＨ
２は、水素分離器８により分離されたＨ２をポンプ９で
触媒再生器６に圧送することにより得られる。水素分離
器８により分離されたＨ２はまた、ポンプ９を介して水
素燃焼器１０に送られ空気と共に触媒燃焼され、有機廃
棄物処理部１における嫌気性発酵、反応槽４における反
応および触媒再生器６における触媒再生に必要な熱を供
給する。さらに余ったＨ２は系外に取り出し、例えば燃
料電池に導入し電力を得る等、有効に利用される。
【００２３】図２は、本発明の第２の実施例であり、水
素発酵による二酸化炭素固定化装置の一実施例を示して
いる。まず、構成について説明すると、本実施例の二酸
化炭素固定化装置は、生ゴミなどの有機廃棄物を嫌気性
発酵槽で細菌によって分解しＨ２とＣＯ２を得る有機廃
棄物処理部２１と、ガス混合・凝縮器２２と、有機廃棄
物処理部２１で得られたＨ２とＣＯ２および固定化され
るべきＣＯ２の混合ガスを触媒により二酸化炭素固定化
反応をおこなわせる反応槽２４と、反応槽２４で生成し
た炭素粉末と触媒とを分離するサイクロン２７と、この
サイクロン２７で分離された触媒を再生する触媒再生器
２８と、前記サイクロン２７で分離された炭素を精製し
純炭素を取り出すためのサイクロン２６と、反応槽２４
にある余剰のＨ２を分離し取り出す水素分離器２９と、
反応槽２４および触媒再生器２８において必要とされる
熱を供給する水素燃焼器３１および各構成部へ反応ガス
を移動させるためのポンプ２３、２５、３０によって構
成されている。
【００２４】ここで、有機廃棄物処理部２１が水素発生
部であり、反応槽２４が二酸化炭素固定部であり、ガス
混合・凝縮器２２が凝縮器である。
【００２５】次に、動作について説明する。有機廃棄物
を有機廃棄物処理部２１の嫌気性発酵槽に導入する。有
機廃棄物処理部１で、有機廃棄物の嫌気性発酵によっ
て、Ｈ ２やＣＯ２を含むガスを生じさせ、その発生ガス
はガス混合・凝縮器２２に送られ、固定化されるべきＣ
Ｏ２と混合される。混合ガスは、ポンプ２３により反応
槽２４に圧送される。反応槽２４内では触媒の存在下で
次のような二酸化炭素固定化反応がおこる。 ＣＯ２＋２Ｈ２→Ｃ＋２Ｈ２Ｏ−９６．０ｋＪ／ｍｏｌ
【００２６】反応槽からでた高温の反応ガスは低温の混
合ガスと混合され、さらに強制冷却され、水蒸気は凝縮
し水となって系外へ排出される。触媒と生成した炭素粉
末はサイクロン２７により分離される。触媒は触媒再生
器２８に送られ再生された後、反応槽２４に導入され
る。炭素粉末はサイクロン２６に導入され、精製された
後純炭素として系外に排出される。また、未反応のガス
（ＣＯ２、２Ｈ２）は循環ポンプ２５により再び反応槽
２４に圧送され反応に供される。
【００２７】触媒再生器２８において触媒再生に必要な
Ｈ２は、水素分離器２９により分離されたＨ２をポンプ
３０で触媒再生器２８に圧送することにより得られる。
水素分離器２９により分離されたＨ２はまた、ポンプ３
０を介して水素燃焼器３１に送られ空気と共に触媒燃焼
され、有機廃棄物処理部２１における嫌気性発酵、反応
槽２４における反応および触媒再生器２８における触媒
再生に必要な熱を供給する。さらに余ったＨ２は系外に
取り出し、例えば燃料電池に導入し電力を得る等、有効
に利用される。
【００２８】図３は、本発明の第３の実施例であり、メ
タン燃焼による熱エネルギーを利用した二酸化炭素固定
化装置の一実施例を示している。まず、構成について説
明すると、有機廃棄物処理部４１と、ガス混合・凝縮器
４２に続きメタン燃焼部４４が設けられる。その後の構
成は実施例１と同様であり、ＣＨ４とＣＯ２の混合ガス
を触媒によりメタン分解・水素発生反応と二酸化炭素固
定化反応をおこなわせる反応槽４５と、反応槽４５で生
成した炭素粉末と触媒とを分離する触媒・炭素分離器４
６と、触媒再生器４７と、反応槽４５にある余剰のＨ２
を分離し取り出す水素分離器４９と、反応槽４５におい
て必要とされる熱を供給する水素燃焼器５１、および各
構成部へ反応ガスを移動させるためのポンプ４３、４
８、５０から構成される。
【００２９】ここで、有機廃棄物処理部４１がメタン発
生部であり、反応槽４５がメタン分解・水素発生部およ
び二酸化炭素固定部であり、ガス混合・凝縮器４２が凝
縮器である。
【００３０】次に、動作について説明する。有機廃棄物
処理部４１で生成したＣＨ４をメタン燃焼部４４で燃焼
させ、反応槽４５で二酸化炭素固定化反応に必要な熱エ
ネルギーを供給する。その他の動作については実施例１
と同様である。ただしこの場合、反応槽への熱の供給は
より効率よく行われ、また水素燃焼器５１から供給しな
ければならない熱エネルギーは実施例１より小さく、水
素分離器４９で得られるＨ２は装置外部でより多く利用
することが可能である。
【００３１】図４は、本発明に用いられる凝縮器の一実
施例を示す。図１の有機廃棄物処理部１より発生したＣ
Ｈ４とＣＯ２および固定化されるべきＣＯ２の混合ガ
ス、あるいは図２の有機廃棄物処理部２１より発生した
Ｈ２とＣＯ２および固定化されるべきＣＯ２の混合ガス
は凝縮器６１に導入される。凝縮器６１は加温機能を有
しており、混合ガスは加温された後反応槽６２へ移動さ
れる。反応槽６２で発生する高温の反応ガスは凝縮器へ
送られ冷却される。冷却され、凝縮した水は系外へ排出
される。この時、冷却媒体は水もしくは空気が用いられ
る。冷却媒体が水の場合は、凝縮器６１の外部から冷却
してもよいし、凝縮器６１の内部へ導入して冷却しても
よい。混合ガスの加温には、反応槽６２で発生する高温
の反応ガスから得られる熱を利用することができる。凝
縮器６１内の水温およびガス温は冷却水の量により調節
することができる。
【００３２】反応槽４、２４、４５で生成し、触媒・炭
素分離器５、４６あるいはサイクロン２６、２７で分離
された炭素は工業用カーボンブラックとして使用するこ
とができる。また、反応槽４、２４、４５で使用される
触媒として例えばＮｉ−ＳｉＯ２を用いることにより、
カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、フラ
ーレンを生成することをができる。上記触媒には第３成
分としてＰｔ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｋ等を添加してもよい。こ
のように、廃棄物を有用物質に変換することが可能であ
り、資源の節約に貢献することができる。
【００３３】反応槽４、２４、４５から排出される反応
ガスをガス混合・凝縮部２、２２、４２に送り、反応ガ
スを循環させることにより、混合ガス中のＣＯ２をすべ
て炭素と水に変換でき、外部に一切のＣＯ２を排出しな
いことが可能となる。反応槽４、４５、有機廃棄物処理
部２１で生成されるＨ２は反応槽４、２４、４５で二酸
化炭素固定化反応に用いられるが、余剰のＨ２を水素分
離器８、２９、４９で分離することにより、触媒再生器
６、２８、４７で必要なＨ２を得ることができる。さら
に、水素燃焼器１０、３１、５１で燃焼させることによ
り、有機廃棄物処理部１、２１、４１、反応槽４、２
４、４５および触媒再生器６、２８、４７で必要な熱エ
ネルギーを得ることができる。これにより、外部から水
素ガス、熱エネルギーの供給を必要とせず、ランニング
コストの低減を図ることができる。
【００３４】図１の二酸化炭素固定化装置では、有機廃
棄物処理部１において得られるメタンと二酸化炭素を分
離せず、ガス混合・凝縮部２において固定化される二酸
化炭素と混合し、この混合ガス中のメタンと二酸化炭素
混合ガスを触媒を用いて分解し、二酸化炭素固定化に必
要なメタン分解・水素発生反応と二酸化炭素固定化反応
を一つの反応槽４でおこなうことを可能としている。こ
れにより、メタンと二酸化炭素を分離するのに必要なエ
ネルギーを不要とし、装置を簡素化することできる。
【００３５】図２の二酸化炭素固定化装置では、有機廃
棄物処理部２１で嫌気性発酵により水素を得ることによ
り、メタン生成、分解を経て水素を得る場合に比べ、触
媒の維持、管理が容易になる等の利点がある。また、サ
イクロンを用いることにより、得られる炭素粉末をより
高純度化することができ、付加価値の高い生成物を得る
ことが可能となる。
【００３６】図３の二酸化炭素固定化装置では、有機廃
棄物処理部４１で生成したＣＨ４をメタン燃焼部４４で
燃焼させることにより、反応槽４５における二酸化炭素
固定化反応に必要な熱エネルギーを効率よく供給するこ
とができる。
【００３７】図４のように、高温の水蒸気を冷却する機
能と常温のガスを加温する機能を併せ持つ凝縮器を用い
ることにより、装置の構造を簡単にし小型化でき、ラン
ニングコストの低減を可能とする。
【００３８】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求範
囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行
うことができる。例えば、水素分離器で分離されたＨ２
を利用する燃料電池を備え、ポンプ等を稼働させるのに
必要な電力を得ることで、外部から一切の電力の供給を
必要としない二酸化炭素固定化装置とすることができ
る。あるいは、水素燃焼器で得られる熱を利用する反応
熱利用電力発生部を備えることにより、装置可動に必要
な電力を得ることも可能である。これらの電力は、装置
外部に供給し利用することもできる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る二酸
化炭素固定化装置は次のような効果を有している。 （１）有機廃棄物の嫌気性発酵により得たメタンあるい
は水素を利用しており、ＣＯ２固定化に要するエネルギ
ー（電力）を大幅に削減することができ、運転コストを
低減できる。 （２）運転に要する電力が少なくてすむので、該電力を
火力発電所により得る場合であっても、ＣＯ２の削減効
果は従来よりも格段に高まる。 （３）従来利用価値の無かった有機廃棄物を、ＣＯ２の
削減という地球環境の改善のサイクル中に有効に利用す
ることができる。 （４）メタン分解・水素発生部と二酸化炭素固定部、あ
るいは水素発生部と二酸化炭素固定部を一体化すること
により、構造の簡単な装置とすることができる。 （５）装置内で発生する水素、熱を有効に利用すること
により、外部から供給するエネルギーを低減、あるいは
ゼロにすることができる。 （６）熱交換機能を有する凝縮器により、装置の構造を
簡単にし小型化でき、ランニングコストの低減を可能と
する。 （７）外部に一切のＣＯ２を排出しない。 （８）有用な炭素化合物を副製品として得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二酸化炭素固定化装置の第１の実施例
の全体構成図である。
【図２】本発明の二酸化炭素固定化装置の第２の実施例
の全体構成図である。
【図３】本発明の二酸化炭素固定化装置の第３の実施例
の全体構成図である。
【図４】本発明の二酸化炭素固定化装置の凝縮器の一実
施例図である。
【図５】従来の二酸化炭素固定化装置の概略構成図であ
る。
【符号の説明】
１、４１…有機廃棄物処理部（メタン発生部） ２、２２、４２…ガス混合・凝縮器 ４、４５…反応槽（メタン分解・水素発生部および二酸
化炭素固定部） ５、４６…触媒・炭素分離器 ６、２６、４７…触媒再生器 ８、２９、４９…水素分離器 １０、３１、５１…水素燃焼器 ２１…有機廃棄物処理部（水素発生部） ２４…反応槽（二酸化炭素固定部） ２６、２７…サイクロン ３、７、９、２３、２５、３０、４３、４８、５０…ポ
ンプ ４４…メタン燃焼部 ６１…凝縮器 ６２…反応槽 ７１…二酸化炭素発生源 ７２…二酸化炭素分離・濃縮部 ７３…水素発生部 ７４…二酸化炭素固定部 ７５…凝縮器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０１Ｂ 31/20 Ｃ１２Ｍ 1/00 Ｈ ４Ｊ０３７ Ｃ１２Ｍ 1/00 Ｃ０９Ｃ 1/48 // Ｃ０９Ｃ 1/48 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＤ (72)発明者 尾野 成樹 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 Ｆターム(参考） 4B029 AA02 AA03 BB01 CC01 CC02 CC07 DF04 4D004 AA01 AA03 BA06 CA18 CA32 CC09 4G040 DA05 DB05 DC07 4G046 CA02 CB02 CC03 CC08 JA01 JB01 JC07 4G075 AA04 BA05 CA02 CA03 CA51 CA54 CA56 DA01 4J037 BB01 BB14 BB18 DD20 EE19 FF05 FF28

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有機廃棄物を嫌気性発酵してメタンと二
    酸化炭素を発生するメタン発生部と、前記メタン発生部
    で発生したメタンを触媒を用いて炭素と水素に分解する
    メタン分解・水素発生部と、二酸化炭素と前記メタン分
    解・水素発生部で生成した水素とを触媒を用いて反応さ
    せて炭素と水蒸気を生成する二酸化炭素固定部と、前記
    二酸化炭素固定部で発生した水蒸気を凝縮する凝縮器
    と、を備えたことを特徴とする嫌気性発酵ガスによる二
    酸化炭素固定化装置。
  2. 【請求項２】 有機廃棄物を嫌気性発酵して水素と二酸
    化炭素を発生する水素発生部と、二酸化炭素と前記水素
    発生部で生成した水素とを触媒を用いて反応させて炭素
    と水蒸気を生成する二酸化炭素固定部と、前記二酸化炭
    素固定部で発生した水蒸気を凝縮する凝縮器と、を備え
    たことを特徴とする嫌気性発酵ガスによる二酸化炭素固
    定化装置。
  3. 【請求項３】 メタン発生部において得られるメタンと
    二酸化炭素と固定化される二酸化炭素との混合ガスを触
    媒を用いて分解し、二酸化炭素固定化に必要な水素を生
    成するメタン分解・水素発生反応と二酸化炭素固定化反
    応を一つの反応槽でおこなうをことを特徴とする請求項
    １記載の二酸化炭素固定化装置。
  4. 【請求項４】 二酸化炭素固定部において、固定化され
    る二酸化炭素と、メタン分解・水素発生部で発生した水
    素および未反応のメタン、二酸化炭素を循環させること
    により、反応ガス中の二酸化炭素をすべて炭素と水蒸気
    に変換し、反応ガス中のメタンをすべて炭素と水素に変
    換し、外部にいっさいの二酸化炭素を排出しないことを
    特徴とする請求項１記載の二酸化炭素固定化装置。
  5. 【請求項５】 二酸化炭素固定部において、固定化され
    る二酸化炭素と、有機廃棄物を嫌気性発酵して水素と二
    酸化炭素を発生する水素発生部で発生した水素および二
    酸化炭素を循環させることにより、反応ガス中の二酸化
    炭素をすべて炭素と水蒸気に変換し、外部にいっさいの
    二酸化炭素を排出しないことを特徴とする請求項２記載
    の二酸化炭素固定化装置。
  6. 【請求項６】 メタン分解・水素発生部と二酸化炭素固
    定部で用いられる触媒を再生するための水素を、二酸化
    炭素固定部における未反応の水素を水素分離器により分
    離して得ることを特徴とする請求項１記載の二酸化炭素
    固定化装置。
  7. 【請求項７】 二酸化炭素固定部で用いられる触媒を再
    生するための水素を、二酸化炭素固定部における未反応
    の水素を水素分離器により分離して得ることを特徴とす
    る請求項２記載の二酸化炭素固定化装置。
  8. 【請求項８】 凝縮器が高温の水蒸気を冷却する機能と
    常温のガスを加温する機能を併せ持つことを特徴とする
    請求項１または請求項２記載の二酸化炭素固定化装置。
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