JP2000271472A - Carbon dioxide immobilizing device by anaerobic fermentation gas - Google Patents
Carbon dioxide immobilizing device by anaerobic fermentation gasInfo
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Classifications
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a carbon dioxide fixation device for converting carbon dioxide contained in air or flue gas from factories or the like into another substance and recovering the same, sewerage treatment, garbage disposal, livestock waste. The present invention relates to a general field of environmental control such as treatment, and a field of producing carbon compounds such as carbon black.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art It has been known that carbon dioxide (CO 2 ) emitted into the atmosphere in association with human social activities such as factories, power plants, and automobiles is a major cause of global warming. Reducing this CO 2 emission has become a major issue in protecting the global environment. On the other hand, conventionally, various systems for fixing and removing flue gas from factories and the like and CO 2 in the atmosphere have been proposed.
【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。As one of the methods for fixing and recycling CO 2 , for example, a method has been devised in which CO 2 is reduced in a hydrogen (H 2 ) atmosphere to convert it into finely divided carbon. FIG.
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating the configuration of this type of carbon dioxide fixing device. The conversion method mainly includes a carbon dioxide generation source 71, a carbon dioxide separation / concentration unit 72, a hydrogen generation unit 73, It is composed of a carbon fixing part 74 and a condenser 75. The carbon dioxide separation / concentration unit 72 separates CO 2 from flue gas from a factory or the like and the atmosphere, removes impurities, and increases the gas concentration. The hydrogen generator 73 generates H 2 gas by a method such as electrolysis of water. The carbon dioxide fixing unit 74 reacts CO 2 and H 2 in the presence of a catalyst to generate and collect fine carbon powder and water vapor. The condenser 75 condenses the steam generated in the reaction section and collects it as water.
【０００４】[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。[Problems that the Invention is to Solve Conventional carbon dioxide immobilization apparatus is constructed as above, since in the above apparatus that consumes a large power for electrolysis of water in H 2 generation unit, Power costs are high and operating costs are very high. The most common method for obtaining electric power is thermal power generation. In thermal power generation, oil, coal, LN
There is a dilemma in that the combustion of fossil fuels such as G emits a large amount of CO 2 gas, so that the overall CO 2 reduction effect cannot be high. Also, a method of obtaining H 2 by decomposing methane (CH 4 ) has been proposed, but the energy efficiency is low, H 2 is very expensive at present, the structure of the device itself is complicated, and the device has been commercialized. Has not been reached.
【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。[0005] It is an object of the present invention to provide a highly efficient and simple structure carbon dioxide fixing device which can solve the above-mentioned problems.
【０００６】[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。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a methane generating section for generating methane and carbon dioxide by anaerobic fermentation of organic waste, and a methane generating section for generating methane and carbon dioxide. A methane decomposition / hydrogen generation unit that decomposes into carbon and hydrogen using methane, and a carbon dioxide fixing unit that generates carbon and water vapor by reacting carbon dioxide with hydrogen generated in the methane decomposition / hydrogen generation unit using a catalyst. And a condenser for condensing the generated water vapor.
【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。In addition, a hydrogen generator for generating hydrogen and carbon dioxide by anaerobic fermentation of organic waste and a reaction between carbon dioxide and hydrogen generated in the hydrogen generator using a catalyst to generate carbon and water vapor. This is an apparatus for immobilizing carbon dioxide by anaerobic fermentation gas, comprising a carbon dioxide immobilizing section to perform and a condenser for condensing generated water vapor.
【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。[0008] The organic waste to give a CH 4 from the generated gas obtained by anaerobic fermentation by bacteria, by decomposing the CH 4 in the presence of a catalyst, to obtain and H 2 required for the carbon dioxide immobilization. Alternatively, H 2 is obtained from an evolved gas obtained by anaerobic fermentation of organic waste with bacteria, and the H 2 is converted to C 2
React with O 2 to obtain finely divided carbon. This makes it possible to obtain of H 2 at low cost.
【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。Further, methane and carbon dioxide obtained in the methane generating section (the ratio of the mixed gas is CH 4 70%, CO 2
30%) is separated and mixed with the carbon dioxide to be fixed, and the methane and carbon dioxide mixed gas in this mixed gas is decomposed using a catalyst to produce hydrogen required for carbon dioxide fixation.・ Perform the hydrogen generation reaction and the carbon dioxide fixation reaction in one reaction tank. This eliminates the energy required to separate methane and carbon dioxide,
The device can be simplified. In this case, heat must be supplied for the carbon dioxide fixation reaction, but by obtaining this heat energy by burning the methane obtained in the methane generation section, the apparatus can be supplied without supplying heat from the outside. Can be operated.
【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。[0010] Alternatively, heat energy required for the reaction in the carbon dioxide fixing section is obtained from heat energy generated by separating excess hydrogen in the carbon dioxide fixing section and burning it to supply heat from the outside. Therefore, energy efficiency can be improved.
【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。Similarly, carbon dioxide and hydrogen generated in a hydrogen generator that generates hydrogen and carbon dioxide by anaerobic fermentation of carbon dioxide and organic waste are reacted with a catalyst to produce carbon dioxide and carbon dioxide. By burning the heat energy required in the fixed part and the hydrogen obtained in the hydrogen generation part,
Alternatively, it is also possible to separate excess hydrogen in the carbon dioxide fixing section and obtain it from thermal energy generated by burning this.
【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。In the methane decomposition / hydrogen generation section, not all CH 4 is decomposed, but CH 4 , H 2 ,
CO 2 is introduced into the carbon dioxide fixing section in a mixed state. Further, the conversion rate of CO 2 to CH 4 by the reaction between CO 2 and H 2 in the carbon dioxide fixing portion is not high, and the reaction gas contains unreacted CO 2 . Therefore, the unreacted gas in the gas is circulated in the methane decomposition / hydrogen generation section and the carbon dioxide fixed section, thereby converting all the carbon dioxide in the reaction gas into carbon and water vapor, and converting all the methane in the reaction gas into carbon. It converts it to hydrogen and does not emit any carbon dioxide to the outside.
【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。[0013] Similarly, the carbon dioxide to be immobilized and the hydrogen and carbon dioxide generated in the hydrogen generation unit that generates hydrogen and carbon dioxide by anaerobic fermentation of the organic waste are separated in the hydrogen generation unit and the carbon dioxide fixing unit. By circulating, all the carbon dioxide in the reaction gas is converted into carbon and water vapor, so that no carbon dioxide is discharged to the outside.
【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。In the carbon dioxide fixing section, of the H 2 introduced from the methane decomposition / hydrogen generation section or the hydrogen generation section, unreacted excess H 2 is present, but this unreacted H 2 is separated by hydrogen separation. Separation using a vessel and out of the carbon dioxide fixing section can be used as a heat source of necessary heat energy, and the energy efficiency of the apparatus can be improved. Further, the above-mentioned H 2 can be used for regenerating a catalyst used in a methane decomposition / hydrogen generation section, a hydrogen generation section, and a carbon dioxide fixing section. In addition, it is also possible to use the method of taking out the above-mentioned H 2 out of the apparatus and introducing it into a fuel cell to obtain electric power, and the like, thereby improving energy efficiency of the apparatus.
【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。In the carbon dioxide fixing section, CO2Is carbon
It is immobilized as a fine powder,
By changing the type of catalyst used, carbon
Nanotube, carbon nanofiber, fullerene, etc.
It is possible to obtain a carbon compound having a high added value.
For example, Ni-SiO is used as a catalyst in the carbon dioxide fixing section. 2
By using, carbon nanotubes, carbon
Can produce nanofibers and fullerenes
is there. In addition, Pt, La, C
e, K and the like may be added.
【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。In the carbon dioxide fixing section, CO 2 is immobilized as fine carbon powder, but the fine carbon powder produced accumulates in the reactor. You have to take carbon from inside.
That is, it was necessary to repeat the fixing process and the interruption, and the efficiency was low. Therefore, a cyclone is installed following the carbon dioxide fixing unit. This makes it possible to continuously remove the generated fine powdered carbon from the reactor without interrupting the treatment, thereby improving the operation efficiency of the apparatus.
【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。It is dangerous that high-temperature steam generated in the carbon dioxide fixing section is directly discharged out of the apparatus.
It must be cooled in a condenser and discharged as water. The condenser is for cooling hot steam. Heating of the gas is performed using a separate heat exchanger. In the carbon dioxide fixing device of the present invention, the gas must be heated in the methane decomposition / hydrogen generation unit, the hydrogen generation unit, and the carbon dioxide fixing unit together with the function of cooling high-temperature steam, and a heat exchanger is also required. It is. When both a condenser and a heat exchanger are used, the piping is complicated and costly. Further, the structure of the heat exchanger was complicated by the gas flow rate and the gas temperature. On the other hand, by using a condenser that has the function of cooling high-temperature steam and heating the normal-temperature gas with the heat obtained at this time, it is possible to create a device with a simple structure and low cost. Becomes possible. At this time, air or low-temperature water can be used as a cooling medium. When water is used, the outside of the condenser may be cooled with water, or the water may be introduced into the inside of the condenser.
【００１８】[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。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and shows an embodiment of a carbon dioxide immobilizing apparatus by methane fermentation. First, the configuration will be described. The carbon dioxide immobilization apparatus of the present embodiment decomposes organic waste such as garbage by bacteria in an anaerobic fermenter to remove CH 4 and CO 2
An organic waste treatment unit 1 for obtaining a gas mixture and a gas mixing / condensing unit 2;
A reaction tank 4 for performing a methane decomposition / hydrogen generation reaction and a carbon dioxide fixing reaction using a mixed gas of CH 4 and CO 2 by a catalyst, and a catalyst / carbon separator for separating the catalyst from the carbon powder generated in the reaction tank 4 5 and, with the catalyst regenerator 6, reaction vessel 4 heat supplying hydrogen combustor 1 required in the hydrogen separator 8 and the reaction vessel 4 is taken out by separating of H 2 excess in
0, and pumps 3, 7, 9 for moving the reaction gas to the respective components.
【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。Here, the organic waste treatment section 1 is a methane generation section, the reaction tank 4 is a methane decomposition / hydrogen generation section and a carbon dioxide fixing section, and the gas mixing / condensing section 2 is a condenser.
【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。Next, the operation will be described. Organic waste
Of the organic waste treatment unit 1 together with bacteria such as methane bacteria
Introduce into the temperament fermenter. Organic waste treatment section 1
By anaerobic fermentation of waste, CH4And CO2Gas containing
And the generated gas is sent to the gas mixer / condenser 2.
CO to be fixed2Mixed with. Mixed gas
Is pumped to the reaction tank 4 by the pump 3. Inside reaction tank 4
Then, in the presence of a catalyst,
Then, a carbon dioxide fixation reaction occurs. CH2→ C + 2H2+90.1 kJ / mol CO2+ 2H2→ C + 2H2O-96.0 kJ / mol CH4+ CO2→ 2C + 2H2O-5.9kJ / mol Methane decomposition / hydrogen generation reaction and carbon dioxide fixation reaction
For example, the catalyst of 2And Al2O3N as a carrier
An i-Co catalyst is used.
【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。The high-temperature reaction gas discharged from the reaction tank is mixed with a low-temperature mixed gas, and is further forcibly cooled, and the steam is condensed to become water and discharged out of the system. The generated carbon powder is taken out of the system by the catalyst / carbon separator 5. After the catalyst is sent to the catalyst regenerator 6 and regenerated, it is introduced into the reaction tank 4. The unreacted gas (CH 4 , CO 2 , 2H 2 ) is again pumped to the reaction tank 4 by the circulation pump 7 and used for the reaction.
【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。H required for catalyst regeneration in the catalyst regenerator 6
2 is obtained by pumping H 2 separated by the hydrogen separator 8 to the catalyst regenerator 6 with a pump 9. The H 2 separated by the hydrogen separator 8 is also sent to a hydrogen combustor 10 via a pump 9 and catalyzed and combusted with air. The anaerobic fermentation in the organic waste treatment section 1, the reaction in the reaction tank 4 and the catalyst regeneration The heat required for catalyst regeneration in the reactor 6 is supplied. Further excess H 2 is taken out from the system, for example, introduced into the fuel cell or the like to obtain electric power is effectively utilized.
【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。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, and shows an embodiment of a carbon dioxide immobilizing apparatus by hydrogen fermentation. First, the configuration will be described. The carbon dioxide immobilization device of the present embodiment includes an organic waste treatment unit 21 that decomposes organic waste such as garbage by bacteria in an anaerobic fermenter to obtain H 2 and CO 2 , a gas mixing and condenser 22, a gas mixture of CO 2 to be H 2 and CO 2 and immobilization obtained in an organic waste treatment unit 21 and the reaction vessel 24 to perform the carbon dioxide fixation reaction by the catalyst, A cyclone 27 for separating the catalyst from the carbon powder generated in the reaction tank 24, a catalyst regenerator 28 for regenerating the catalyst separated by the cyclone 27, and purifying the carbon separated by the cyclone 27 to take out pure carbon 26 for reaction and reaction tank 24
A hydrogen separator 29 for separating and extracting excess H 2 from
It comprises a hydrogen combustor 31 for supplying heat required in the reaction tank 24 and the catalyst regenerator 28, and pumps 23, 25, 30 for moving the reaction gas to the respective components.
【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。Here, the organic waste treating section 21 is a hydrogen generating section, the reaction tank 24 is a carbon dioxide fixing section, and the gas mixing / condensing section 22 is a condenser.
【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／ｍｏｌNext, the operation will be described. Organic waste
Is introduced into the anaerobic fermenter of the organic waste treatment section 21. Yes
Waste treatment unit 1 performs anaerobic fermentation of organic waste.
And H 2And CO2To produce a gas containing
Is sent to the gas mixer / condenser 22 and is to be fixed.
O2Mixed with. The mixed gas is reacted by the pump 23
It is pumped to the tank 24. In the reaction tank 24 in the presence of a catalyst
The following carbon dioxide fixing reaction occurs. CO2+ 2H2→ C + 2H2O-96.0 kJ / 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。The high-temperature reaction gas discharged from the reaction tank is mixed with a low-temperature mixed gas and further forcibly cooled, and the steam is condensed to be discharged as water. The catalyst and the generated carbon powder are separated by the cyclone 27. After the catalyst is sent to a catalyst regenerator 28 and regenerated, it is introduced into the reaction tank 24. The carbon powder is introduced into the cyclone 26, purified, and then discharged out of the system as pure carbon. The unreacted gas (CO 2 , 2H 2 ) is again pumped to the reaction tank 24 by the circulation pump 25 and used for the reaction.
【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。H 2 necessary for catalyst regeneration in the catalyst regenerator 28 is obtained by pumping H 2 separated by the hydrogen separator 29 to the catalyst regenerator 28 with a pump 30.
H 2 separated by the hydrogen separator 29 is also supplied to the pump 3
The catalyst is sent to the hydrogen combustor 31 via the air-fuel ratio 0 and is catalyzed and combusted with the air. The surplus H2 is taken out of the system and is effectively used, for example, introduced into a fuel cell to obtain electric power.
【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。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention, in which an embodiment of a carbon dioxide fixing apparatus utilizing thermal energy by methane combustion is shown. First, the structure will be described. An organic waste treatment section 41 and a gas mixing / condensing section 42 are followed by a methane combustion section 44. The subsequent configuration is the same as in Example 1. A reaction tank 45 for performing a methane decomposition / hydrogen generation reaction and a carbon dioxide fixation reaction using a mixed gas of CH 4 and CO 2 with a catalyst, and carbon produced in the reaction tank 45 Catalyst / carbon separator 4 for separating powder and catalyst
6, the catalyst regenerator 47, and the excess H 2 in the reaction tank 45.
Separator 49 that separates and removes hydrogen, a hydrogen combustor 51 that supplies heat required in the reaction tank 45, and pumps 43 and 4 that move the reaction gas to each component.
8, 50.
【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。Here, the organic waste treatment section 41 is a methane generation section, the reaction tank 45 is a methane decomposition / hydrogen generation section and a carbon dioxide fixing section, and the gas mixing / condensing section 42 is a condenser.
【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。Next, the operation will be described. CH 4 generated in the organic waste treatment section 41 is burned in the methane combustion section 44, and heat energy required for the carbon dioxide fixing reaction is supplied in the reaction tank 45. Example 1 for other operations
Is the same as However, in this case, the supply of heat to the reaction vessel is carried out more efficiently, and the thermal energy that must be supplied from the hydrogen combustor 51 is less than in Example 1, H 2 obtained by the hydrogen separator 49 outside of the apparatus Can be used more.
【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。FIG. 4 shows an embodiment of the condenser used in the present invention. C generated from the organic waste treatment section 1 in FIG.
H 4 and CO 2 and a mixed gas of CO 2 to be immobilized or mixed gas condenser 61 of CO 2 to be H 2 and CO 2 and immobilization generated from organic waste treatment unit 21 in FIG. 2, Will be introduced. The condenser 61 has a heating function, and the mixed gas is moved to the reaction tank 62 after being heated. The high-temperature reaction gas generated in the reaction tank 62 is sent to a condenser and cooled. Cooled and condensed water is discharged out of the system. At this time, water or air is used as a cooling medium. When the cooling medium is water, the cooling medium may be cooled from the outside of the condenser 61 or may be introduced into the inside of the condenser 61 and cooled. Heat obtained from the high-temperature reaction gas generated in the reaction tank 62 can be used for heating the mixed gas. The water temperature and the gas temperature in the condenser 61 can be adjusted by the amount of the cooling water.
【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。The carbon produced in the reaction tanks 4, 24, 45 and separated by the catalyst / carbon separators 5, 46 or the cyclones 26, 27 can be used as industrial carbon black. Further, by using, for example, Ni—SiO 2 as a catalyst used in the reaction tanks 4, 24, and 45,
It can produce carbon nanotubes, carbon nanofibers, and fullerenes. Pt, La, Ce, K or the like may be added as the third component to the catalyst. In this way, it is possible to convert waste into useful substances, which can contribute to resource saving.
【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。The reaction gas discharged from the reaction tanks 4, 24, and 45 is sent to the gas mixing / condensing units 2, 22, and 42, and the reaction gas is circulated to convert all the CO 2 in the mixed gas into carbon and water. It can be converted and no CO 2 is emitted outside. The H 2 generated in the reaction tanks 4 and 45 and the organic waste treatment section 21 is used for the carbon dioxide fixing reaction in the reaction tanks 4, 24 and 45, but the excess H 2 is separated into hydrogen separators 8, 29 and 49. , The required H 2 can be obtained in the catalyst regenerators 6, 28, 47. Furthermore, by burning in the hydrogen combustors 10, 31, and 51, the organic waste treatment units 1, 21, 41, the reaction tanks 4, 2, and
4, 45 and the catalyst regenerators 6, 28, 47 can obtain the necessary heat energy. Thus, the supply of hydrogen gas and heat energy from the outside is not required, and the running cost can be reduced.
【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。In the carbon dioxide fixing apparatus shown in FIG. 1, the methane and carbon dioxide obtained in the organic waste treatment section 1 are not separated, but are mixed with the carbon dioxide fixed in the gas mixing / condensing section 2. The mixed gas of methane and carbon dioxide in the gas is decomposed using a catalyst, and the methane decomposition / hydrogen generation reaction and the carbon dioxide fixing reaction required for carbon dioxide fixation can be performed in one reaction tank 4. Thereby, the energy required for separating methane and carbon dioxide is not required, and the apparatus can be simplified.
【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。In the carbon dioxide fixing apparatus shown in FIG. 2, by obtaining hydrogen by anaerobic fermentation in the organic waste treatment section 21, the maintenance and management of the catalyst are easier than in the case of obtaining hydrogen through methane generation and decomposition. There are advantages such as Further, by using the cyclone, the obtained carbon powder can be further purified, and a product with high added value can be obtained.
【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。In the carbon dioxide fixing apparatus shown in FIG. 3, the heat energy required for the carbon dioxide fixing reaction in the reaction tank 45 is reduced by burning the CH 4 generated in the organic waste processing section 41 in the methane combustion section 44. It can be supplied efficiently.
【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。As shown in FIG. 4, by using a condenser having both a function of cooling high-temperature steam and a function of heating normal-temperature gas, the structure of the apparatus can be simplified and downsized, and the running cost can be reduced. And
【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。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes may be made within the scope of the present invention described in the appended claims. Can be. For example, H 2 separated by a hydrogen separator
By obtaining a power required to operate a pump and the like by using a fuel cell that utilizes a fuel cell, a carbon dioxide fixing device that does not require any supply of power from the outside can be provided. Alternatively, by providing a reaction heat utilization power generation unit that utilizes heat obtained in the hydrogen combustor, it is also possible to obtain power required for operating the apparatus. These electric powers can be supplied and used outside the apparatus.
【００３９】[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。As described above, the carbon dioxide fixing device according to the present invention has the following effects. (1) Methane or hydrogen obtained by anaerobic fermentation of organic waste is used, so that energy (electric power) required for CO 2 fixation can be significantly reduced, and operation costs can be reduced. (2) Since less power is required for operation, even if the power is obtained from a thermal power plant, the effect of reducing CO 2 is significantly higher than before. (3) Organic waste, which had no utility value in the past, can be effectively used during the cycle of improving the global environment by reducing CO 2 . (4) By integrating the methane decomposition / hydrogen generating section and the carbon dioxide fixing section or the hydrogen generating section and the carbon dioxide fixing section, an apparatus having a simple structure can be obtained. (5) By effectively utilizing hydrogen and heat generated in the apparatus, energy supplied from the outside can be reduced or reduced to zero. (6) The condenser having the heat exchange function can simplify the structure of the apparatus and reduce the size thereof, and can reduce the running cost. (7) Does not emit any CO 2 to the outside. (8) Useful carbon compounds can be obtained as by-products.
【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。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of a carbon dioxide fixing device of the present invention.
【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。FIG. 2 is an overall configuration diagram of a second embodiment of the carbon dioxide fixing device of the present invention.
【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。FIG. 3 is an overall configuration diagram of a third embodiment of the carbon dioxide fixing device of the present invention.
【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。FIG. 4 is a diagram showing one embodiment of a condenser of the carbon dioxide fixing device of the present invention.
【図５】従来の二酸化炭素固定化装置の概略構成図であ
る。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional carbon dioxide fixing device.
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1, 41: Organic waste treatment section (methane generating section) 2, 22, 42: Gas mixing / condenser 4, 45 ... Reaction tank (methane decomposition / hydrogen generating section and carbon dioxide fixing section) 5, 46: Catalyst / Carbon separators 6, 26, 47 ... Catalyst regenerators 8, 29, 49 ... Hydrogen separators 10, 31, 51 ... Hydrogen combustors 21 ... Organic waste treatment section (hydrogen generation section) 24 ... Reaction tank (carbon dioxide fixation) Part) 26, 27 Cyclone 3, 7, 9, 23, 25, 30, 43, 48, 50 Pump 44 Methane combustion unit 61 Condenser 62 Reaction tank 71 Carbon dioxide source 72 Carbon dioxide separation・ Enrichment section 73 ... Hydrogen generation section 74 ... Carbon dioxide fixing section 75 ... Condenser
───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C01B 31/20 C12M 1/00 H 4J037 C12M 1/00 C09C 1/48 // C09C 1/48 B09B 3 / 00 ZABD (72) Inventor Shigeki Ono 1 Nishinokyo Kuwaharacho, Nakagyo-ku, Kyoto-shi F-term in Shimadzu Corporation (reference) 4B029 AA02 AA03 BB01 CC01 CC02 CC07 DF04 4D004 AA01 AA03 BA06 CA18 CA32 CC09 4G040 DA05 DB05 DC07 4046 CC03 CC08 JA01 JB01 JC07 4G075 AA04 BA05 CA02 CA03 CA51 CA54 CA56 DA01 4J037 BB01 BB14 BB18 DD20 EE19 FF05 FF28
Claims (8)
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。1. A methane generating section for generating methane and carbon dioxide by anaerobic fermentation of organic waste, and methane decomposition / hydrogen generation for decomposing methane generated in the methane generating section into carbon and hydrogen using a catalyst. Unit, a carbon dioxide fixing unit that generates carbon and water vapor by reacting carbon dioxide and hydrogen generated in the methane decomposition / hydrogen generation unit using a catalyst, and condenses the water vapor generated in the carbon dioxide fixing unit. An apparatus for immobilizing carbon dioxide with anaerobic fermentation gas, comprising: a condenser.
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。2. A hydrogen generator for generating hydrogen and carbon dioxide by anaerobic fermentation of organic waste, and a reaction between carbon dioxide and hydrogen generated in the hydrogen generator using a catalyst to convert carbon and water vapor. An apparatus for immobilizing carbon dioxide with an anaerobic fermentation gas, comprising: a carbon dioxide fixing unit to be generated; and a condenser to condense water vapor generated in the carbon dioxide fixing unit.
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。3. A methane decomposition / hydrogen generation method that decomposes a mixed gas of methane, carbon dioxide, and carbon dioxide fixed in a methane generation section using a catalyst to generate hydrogen required for carbon dioxide fixation. The carbon dioxide fixing apparatus according to claim 1, wherein the reaction and the carbon dioxide fixing reaction are performed in one reaction tank.
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。4. The carbon dioxide in the reaction gas is circulated in the carbon dioxide fixing unit by circulating the fixed carbon dioxide, the hydrogen generated in the methane decomposition / hydrogen generation unit, unreacted methane, and carbon dioxide. 2. The carbon dioxide fixing apparatus according to claim 1, wherein all of the reaction gas is converted into carbon and steam, and all of the methane in the reaction gas is converted into carbon and hydrogen, and no carbon dioxide is discharged to the outside.
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。5. A method for circulating hydrogen and carbon dioxide generated in a hydrogen generating unit for generating hydrogen and carbon dioxide by anaerobic fermentation of organic waste in an carbon dioxide fixing unit and anaerobic fermentation of organic waste. 3. The carbon dioxide fixing apparatus according to claim 2, wherein all the carbon dioxide in the reaction gas is converted into carbon and water vapor, and no carbon dioxide is discharged to the outside.
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。6. A method for producing hydrogen for regenerating a catalyst used in a methane decomposition / hydrogen generating section and a carbon dioxide fixing section by separating unreacted hydrogen in a carbon dioxide fixing section by a hydrogen separator. The carbon dioxide fixing device according to claim 1.
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。7. The carbon dioxide according to claim 2, wherein hydrogen for regenerating a catalyst used in the carbon dioxide fixing section is obtained by separating unreacted hydrogen in the carbon dioxide fixing section by a hydrogen separator. Carbon immobilization device.
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。8. The carbon dioxide fixing apparatus according to claim 1, wherein the condenser has both a function of cooling high-temperature steam and a function of heating gas at normal temperature.
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