JP2002284724A - 合成炭化水素化合物の製造方法 - Google Patents
合成炭化水素化合物の製造方法Info
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- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
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- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各種の炭化水素を含む原料から、簡易な製造
システムによって、有害な排気や重金属類等の２次処理
物を発生させることなく、容易にメタノール等の炭化水
素化合物を製造することができる、合成炭化水素化合物
の製造方法を提供する。 【解決手段】 ５００ｍ以上の深海に、内部の圧力を周
囲の海水圧と略同圧に保持可能な容器を位置させ、当該
容器１内において炭化水素を含む原料を５ＭＰａ以上の
圧力下で、かつ８００℃以上の温度でガス化させ、得ら
れた生成物を固気および気液分離した後に、分離された
水素ガスおよび一酸化炭素ガスを２００ｍ〜５００ｍの
範囲の深海に導き、当該海水圧下において疎水層および
合成触媒層を通過させることにより炭化水素化合物に合
成して海上に回収することを特徴とする。
システムによって、有害な排気や重金属類等の２次処理
物を発生させることなく、容易にメタノール等の炭化水
素化合物を製造することができる、合成炭化水素化合物
の製造方法を提供する。 【解決手段】 ５００ｍ以上の深海に、内部の圧力を周
囲の海水圧と略同圧に保持可能な容器を位置させ、当該
容器１内において炭化水素を含む原料を５ＭＰａ以上の
圧力下で、かつ８００℃以上の温度でガス化させ、得ら
れた生成物を固気および気液分離した後に、分離された
水素ガスおよび一酸化炭素ガスを２００ｍ〜５００ｍの
範囲の深海に導き、当該海水圧下において疎水層および
合成触媒層を通過させることにより炭化水素化合物に合
成して海上に回収することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素を含む様
々な原料から、メタノール等の炭化水素化合物を製造す
るための製造方法に関するものである。
々な原料から、メタノール等の炭化水素化合物を製造す
るための製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、メタノールやジメチルエーテ
ル（ＤＭＥ）等の炭化水素化合物を製造する方法とし
て、ガス化炉を用いたガス化合成プロセスが知られてい
る。図３は、上記メタノール（ＣＨ３ ＯＨ）を製造す
るための従来のガス化合成プロセスを示すもので、例え
ば海上輸送された炭化水素を含む原料有機物に、酸素お
よび蒸気を加えてガス化炉においてガス化させ、排出さ
れた気体を水洗して一部一酸化炭素（ＣＯ）を水性ガス
シフト反応により水素に変化させた後に、昇圧して酸性
ガスを除去し、得られた水素ガス（Ｈ２ ）と一酸化炭
素とを、合成プロセスにおいて、 ＣＯ＋２Ｈ２ →ＣＨ３ ＯＨ で表されるように合成することにより、上記メタノール
を製造するものである。
ル（ＤＭＥ）等の炭化水素化合物を製造する方法とし
て、ガス化炉を用いたガス化合成プロセスが知られてい
る。図３は、上記メタノール（ＣＨ３ ＯＨ）を製造す
るための従来のガス化合成プロセスを示すもので、例え
ば海上輸送された炭化水素を含む原料有機物に、酸素お
よび蒸気を加えてガス化炉においてガス化させ、排出さ
れた気体を水洗して一部一酸化炭素（ＣＯ）を水性ガス
シフト反応により水素に変化させた後に、昇圧して酸性
ガスを除去し、得られた水素ガス（Ｈ２ ）と一酸化炭
素とを、合成プロセスにおいて、 ＣＯ＋２Ｈ２ →ＣＨ３ ＯＨ で表されるように合成することにより、上記メタノール
を製造するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のガス化合成プロセスにあっては、ガス化炉から合
成プロセスに至るまでの間に、原料となる水素ガスおよ
び一酸化炭素以外のＨ２ Ｓ、ＮＨ３ 、ＣＯ２ 等のガ
スを除去する必要があり、工程が複雑化するとともに、
特にＣＯ２ が大量に放出される結果、環境に悪影響を
及ぼすという問題点があった。加えて、一般に合成プロ
セスは２〜５ＭＰａの高圧条件下で行なわれるために、
耐圧設備が必要になり、さらには気体圧縮のためにも大
きな動力が必要となるために、総じて製造コストが嵩む
という問題点があった。
従来のガス化合成プロセスにあっては、ガス化炉から合
成プロセスに至るまでの間に、原料となる水素ガスおよ
び一酸化炭素以外のＨ２ Ｓ、ＮＨ３ 、ＣＯ２ 等のガ
スを除去する必要があり、工程が複雑化するとともに、
特にＣＯ２ が大量に放出される結果、環境に悪影響を
及ぼすという問題点があった。加えて、一般に合成プロ
セスは２〜５ＭＰａの高圧条件下で行なわれるために、
耐圧設備が必要になり、さらには気体圧縮のためにも大
きな動力が必要となるために、総じて製造コストが嵩む
という問題点があった。
【０００４】他方、総計で年間４〜５億トンにもおよぶ
産業廃棄物や家庭から出る一般廃棄物は、これまで大部
分が埋め立てによって処理されていたが、埋立地の枯渇
等により、近年では焼却炉等によって焼却処分される比
率が高まっている。
産業廃棄物や家庭から出る一般廃棄物は、これまで大部
分が埋め立てによって処理されていたが、埋立地の枯渇
等により、近年では焼却炉等によって焼却処分される比
率が高まっている。
【０００５】ところが、このような焼却処分による従来
の廃棄物の処理方法にあっては、廃棄物を焼却する際
に、不完全燃焼や廃棄物中の塩素、窒素、イオウ等に起
因して、ダイオキシン類、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の有害なガ
スや、さらには飛灰、重金属類等の様々な２次処理物を
発生するために、環境保護の観点から、別途これら２次
処理物の無害化処理も行なう必要があるという問題点が
あった。
の廃棄物の処理方法にあっては、廃棄物を焼却する際
に、不完全燃焼や廃棄物中の塩素、窒素、イオウ等に起
因して、ダイオキシン類、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の有害なガ
スや、さらには飛灰、重金属類等の様々な２次処理物を
発生するために、環境保護の観点から、別途これら２次
処理物の無害化処理も行なう必要があるという問題点が
あった。
【０００６】そこで、上記問題点を解決するための廃棄
物の処理方法として、可燃性の廃棄物を超臨界等の高温
高圧水中において燃焼することにより、最終的に二酸化
炭素（ＣＯ２ ）、水および無機塩等の無害なものに転
換する技術が開発されている。当該処理方法によれば、
完全燃焼を行なうことにより、ダイオキシン類等の有害
ガスを発生することが無く、また生成物に対しても２次
処理を行なう必要も無いという利点がある。
物の処理方法として、可燃性の廃棄物を超臨界等の高温
高圧水中において燃焼することにより、最終的に二酸化
炭素（ＣＯ２ ）、水および無機塩等の無害なものに転
換する技術が開発されている。当該処理方法によれば、
完全燃焼を行なうことにより、ダイオキシン類等の有害
ガスを発生することが無く、また生成物に対しても２次
処理を行なう必要も無いという利点がある。
【０００７】しかしながら、上記廃棄物の処理方法にお
いては、高温高圧下において処理を行なうために、耐圧
設備や高圧供給系が必要となり、設備費用が嵩むととも
に、装置腐食等の対策が必要になる。加えて、大量処理
が難しいうえに、依然として二酸化炭素や金属塩および
金属化合物等の２次処理物の発生が避けられないという
問題点があった。
いては、高温高圧下において処理を行なうために、耐圧
設備や高圧供給系が必要となり、設備費用が嵩むととも
に、装置腐食等の対策が必要になる。加えて、大量処理
が難しいうえに、依然として二酸化炭素や金属塩および
金属化合物等の２次処理物の発生が避けられないという
問題点があった。
【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、各種の炭化水素を含む原料から、簡易な製造シス
テムによって、有害な排気や重金属類等の２次処理物を
発生させることなく、容易にメタノール等の炭化水素化
合物を製造することができる、合成炭化水素化合物の製
造方法を提供することを目的とするものである。
ので、各種の炭化水素を含む原料から、簡易な製造シス
テムによって、有害な排気や重金属類等の２次処理物を
発生させることなく、容易にメタノール等の炭化水素化
合物を製造することができる、合成炭化水素化合物の製
造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る合成炭化水素化合物の製造方法は、５００ｍ以上
の深海に、内部の圧力を周囲の海水圧と略同圧に保持可
能な容器を位置させ、当該容器内において炭化水素を含
む原料を５ＭＰａ以上の圧力下で、かつ８００℃以上の
温度でガス化させ、得られた生成物を固気および気液分
離した後に、分離された水素ガスおよび一酸化炭素ガス
を２００ｍ〜５００ｍの範囲の深海に導き、当該海水圧
下において疎水層および合成触媒層を通過させることに
より炭化水素化合物に合成して海上に回収することを特
徴とするものである。
に係る合成炭化水素化合物の製造方法は、５００ｍ以上
の深海に、内部の圧力を周囲の海水圧と略同圧に保持可
能な容器を位置させ、当該容器内において炭化水素を含
む原料を５ＭＰａ以上の圧力下で、かつ８００℃以上の
温度でガス化させ、得られた生成物を固気および気液分
離した後に、分離された水素ガスおよび一酸化炭素ガス
を２００ｍ〜５００ｍの範囲の深海に導き、当該海水圧
下において疎水層および合成触媒層を通過させることに
より炭化水素化合物に合成して海上に回収することを特
徴とするものである。
【００１０】ここで、請求項２に記載の発明は、上記原
料に、アルカリ成分を添加することを特徴とするもので
あり、さらに請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の原料が、廃棄物および化石燃料を含むことを
特徴とするものである。
料に、アルカリ成分を添加することを特徴とするもので
あり、さらに請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の原料が、廃棄物および化石燃料を含むことを
特徴とするものである。
【００１１】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
〜３のいずれかに記載の発明において、海上から上記容
器に至る供給管を介して、重力によって上記原料を上記
容器内に連続的に供給するとともに、酸化剤を供給し、
かつ上記固気および固液分離によって分離された二酸化
炭素および金属化合物を含む排出物を海水中に放出する
ことを特徴とするものである。
〜３のいずれかに記載の発明において、海上から上記容
器に至る供給管を介して、重力によって上記原料を上記
容器内に連続的に供給するとともに、酸化剤を供給し、
かつ上記固気および固液分離によって分離された二酸化
炭素および金属化合物を含む排出物を海水中に放出する
ことを特徴とするものである。
【００１２】請求項１〜４のいずれかに記載の合成炭化
水素化合物の製造方法によれば、５００ｍ以上の深海に
おける５ＭＰａ以上の圧力を利用し、炭化水素を含む原
料を８００℃以上の高温でガス化させているので、還元
雰囲気でガス化反応が行なわれる結果、ダイオキシン類
およびＮＯｘやＳＯｘ等の有害ガスを排出することがな
い。なお、この際に、原料の一部は、部分酸化されて温
度を維持する熱源となる。
水素化合物の製造方法によれば、５００ｍ以上の深海に
おける５ＭＰａ以上の圧力を利用し、炭化水素を含む原
料を８００℃以上の高温でガス化させているので、還元
雰囲気でガス化反応が行なわれる結果、ダイオキシン類
およびＮＯｘやＳＯｘ等の有害ガスを排出することがな
い。なお、この際に、原料の一部は、部分酸化されて温
度を維持する熱源となる。
【００１３】そして、上記ガス化によって、一酸化炭素
ガス、水素ガス、二酸化炭素、水、微量の水溶性無機化
合物および不溶性金属化合物が生成する。そこで、これ
ら生成物を固気分離および気液分離することにより、合
成原料となる一酸化炭素ガスおよび水素ガスと、上記圧
力下において液体となる二酸化炭素および水溶性無機化
合物と、固体としての不溶性金属化合物とに分離し、分
離された水素ガスおよび一酸化炭素ガスを２００ｍ〜５
００ｍの範囲の深海に導き、当該海水圧下において疎水
層および合成触媒層を通過させることにより炭化水素化
合物に合成しているので、高温高圧下におけるガス化で
あるにも拘わらず、耐圧設備や微粉化による高圧供給系
が必要でなく、簡易な製造システムによって容易にメタ
ノール等の炭化水素化合物を製造することができる。
ガス、水素ガス、二酸化炭素、水、微量の水溶性無機化
合物および不溶性金属化合物が生成する。そこで、これ
ら生成物を固気分離および気液分離することにより、合
成原料となる一酸化炭素ガスおよび水素ガスと、上記圧
力下において液体となる二酸化炭素および水溶性無機化
合物と、固体としての不溶性金属化合物とに分離し、分
離された水素ガスおよび一酸化炭素ガスを２００ｍ〜５
００ｍの範囲の深海に導き、当該海水圧下において疎水
層および合成触媒層を通過させることにより炭化水素化
合物に合成しているので、高温高圧下におけるガス化で
あるにも拘わらず、耐圧設備や微粉化による高圧供給系
が必要でなく、簡易な製造システムによって容易にメタ
ノール等の炭化水素化合物を製造することができる。
【００１４】この際に、請求項２に記載の発明のよう
に、上記原料にＮａＯＨ等のアルカリやアルカリ土金属
を含むアルカリ成分を添加すれば、上記ガス化において
生成した微量のＨ２ ＳやＨＣｌ等の水溶性無機化合物
と反応させて無害化処理することが可能になる。
に、上記原料にＮａＯＨ等のアルカリやアルカリ土金属
を含むアルカリ成分を添加すれば、上記ガス化において
生成した微量のＨ２ ＳやＨＣｌ等の水溶性無機化合物
と反応させて無害化処理することが可能になる。
【００１５】さらに、請求項３に記載の発明のように、
上記原料として、廃棄物および化石燃料を含むものを用
いれば、当該廃棄物に含まれる炭化水素および化石燃料
のガス化によって、合成原料となる一酸化炭素および水
素ガスを生成することができるために、各種廃棄物を、
有害な排気や重金属類等の２次処理物を全く発生させる
ことなく、安定的に無害化処理することができる。この
際に、上記廃棄物としては、炭化水素を多く含む有機物
であることが好適である。
上記原料として、廃棄物および化石燃料を含むものを用
いれば、当該廃棄物に含まれる炭化水素および化石燃料
のガス化によって、合成原料となる一酸化炭素および水
素ガスを生成することができるために、各種廃棄物を、
有害な排気や重金属類等の２次処理物を全く発生させる
ことなく、安定的に無害化処理することができる。この
際に、上記廃棄物としては、炭化水素を多く含む有機物
であることが好適である。
【００１６】また、請求項４に記載の発明においては、
海上から上記容器に至る供給管を介して、重力によって
炭化水素を含む原料を容器内に連続的に供給するととも
に、上記固気および固液分離によって分離された二酸化
炭素および金属化合物を含む排出物を海水中に放出して
いるので、海上において粗粉砕後、供給管から常圧で供
給するのみで、容器内において連続的に高温高圧のガス
化を行なうことにより、上記炭化水素化合物の効率的な
製造が可能になるとともに、特に原料として廃棄物およ
び化石燃料の混合物を使用した場合には、当該廃棄物の
大量処理も並行して行なうことが可能になる。
海上から上記容器に至る供給管を介して、重力によって
炭化水素を含む原料を容器内に連続的に供給するととも
に、上記固気および固液分離によって分離された二酸化
炭素および金属化合物を含む排出物を海水中に放出して
いるので、海上において粗粉砕後、供給管から常圧で供
給するのみで、容器内において連続的に高温高圧のガス
化を行なうことにより、上記炭化水素化合物の効率的な
製造が可能になるとともに、特に原料として廃棄物およ
び化石燃料の混合物を使用した場合には、当該廃棄物の
大量処理も並行して行なうことが可能になる。
【００１７】しかも、海水中に放出された二酸化炭素
は、５００ｍ以上の深海（５ＭＰａ以上の圧力下）にお
いては、１０℃以下で液化し、かつ液化二酸化炭素は安
定的であり、単に上記容器から排出するのみで、そのま
ま海底まで沈殿する。この際に、海水と反応することで
二酸化炭素ハイドレートを生成して固定化することも考
えられる。
は、５００ｍ以上の深海（５ＭＰａ以上の圧力下）にお
いては、１０℃以下で液化し、かつ液化二酸化炭素は安
定的であり、単に上記容器から排出するのみで、そのま
ま海底まで沈殿する。この際に、海水と反応することで
二酸化炭素ハイドレートを生成して固定化することも考
えられる。
【００１８】また、同様に容器から排出された生成物中
の微量なＭＣｌ、ＭＢｒ（Ｍ：アルカリまたはアルカリ
土類金属）等の無機化合物は、海水によって希釈化され
る。この際に、請求項２に記載のアルカリ成分として、
特に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等のナトリウムを添
加すれば、微量な無機化合物として、ＮａＣｌ等が生成
され、これら無機化合物に含まれるＮａ分は、もともと
海水中に多く含まれる成分であるために、希釈化が円滑
に行なわれるとともに、環境に悪影響を与えることが無
い。
の微量なＭＣｌ、ＭＢｒ（Ｍ：アルカリまたはアルカリ
土類金属）等の無機化合物は、海水によって希釈化され
る。この際に、請求項２に記載のアルカリ成分として、
特に水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）等のナトリウムを添
加すれば、微量な無機化合物として、ＮａＣｌ等が生成
され、これら無機化合物に含まれるＮａ分は、もともと
海水中に多く含まれる成分であるために、希釈化が円滑
に行なわれるとともに、環境に悪影響を与えることが無
い。
【００１９】また、上記容器から排出された金属化合物
は、海底に沈殿し岩石を形成することになる。このよう
に、本発明に係る合成炭化水素化合物の製造方法によれ
ば、各種の炭化水素を含む原料から、簡易な製造システ
ムによって、有害な排気や重金属類等の２次処理物を発
生させることなく、容易にメタノール等の炭化水素化合
物を製造することができる、
は、海底に沈殿し岩石を形成することになる。このよう
に、本発明に係る合成炭化水素化合物の製造方法によれ
ば、各種の炭化水素を含む原料から、簡易な製造システ
ムによって、有害な排気や重金属類等の２次処理物を発
生させることなく、容易にメタノール等の炭化水素化合
物を製造することができる、
【００２０】
【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に係る
合成炭化水素化合物の製造方法の一実施形態を行なうた
めの製造システムを示すもので、図中符号１は、深度が
５００ｍ以上となる深海にまで沈められたガス化反応器
（容器）である。このガス化反応器１は、内部の圧力を
周囲の海水圧と略同圧に保持可能となるように、外皮が
可撓性を有する保温材２によって構成された円筒状部材
で、閉じられた上端部には、開閉弁３を介して海上の廃
棄物および化石燃料の混合物を貯蔵する原料貯蔵槽４か
ら垂下された供給管５が接続されている。また、このガ
ス化反応器１の閉じられた下端部には、排出弁を有する
排出管６が接続されている。
合成炭化水素化合物の製造方法の一実施形態を行なうた
めの製造システムを示すもので、図中符号１は、深度が
５００ｍ以上となる深海にまで沈められたガス化反応器
（容器）である。このガス化反応器１は、内部の圧力を
周囲の海水圧と略同圧に保持可能となるように、外皮が
可撓性を有する保温材２によって構成された円筒状部材
で、閉じられた上端部には、開閉弁３を介して海上の廃
棄物および化石燃料の混合物を貯蔵する原料貯蔵槽４か
ら垂下された供給管５が接続されている。また、このガ
ス化反応器１の閉じられた下端部には、排出弁を有する
排出管６が接続されている。
【００２１】さらに、このガス化反応器１には、海上に
設けられた酸化剤としての酸素を蓄えた酸化剤槽７から
海中に導入された酸化剤供給管８が接続されている。一
方、ガス化反応器１の内部には、点火用の電極（図示を
略す）が配設されるとともに、温度検出器９が設けら
れ、この温度検出器からの検出信号に基づいて、供給管
５の開閉弁３および酸化剤供給管８の流量調整弁１０を
開閉制御する制御装置１１が設けられている。
設けられた酸化剤としての酸素を蓄えた酸化剤槽７から
海中に導入された酸化剤供給管８が接続されている。一
方、ガス化反応器１の内部には、点火用の電極（図示を
略す）が配設されるとともに、温度検出器９が設けら
れ、この温度検出器からの検出信号に基づいて、供給管
５の開閉弁３および酸化剤供給管８の流量調整弁１０を
開閉制御する制御装置１１が設けられている。
【００２２】また、ガス化反応器１内の上部には、多孔
質のフィルタを有する固気分離器１２が設けられ、この
固気分離器１２の上部には、分離された気体分をガス化
反応器１の外部に導く排気ライン１３が設けられてい
る。この排気ライン１３は、冷却器１４が介装されると
ともに、海水と同温、同圧に保持された気液分離器１５
に導かれている。そして、この気液分離器１５を経た気
体分は、疎水層および触媒層が内蔵された合成管１６を
経て、合成された炭化水素化合物の回収管１７から海上
に設けられた炭化水素化合物の貯蔵槽１８に送られるよ
うになっている。
質のフィルタを有する固気分離器１２が設けられ、この
固気分離器１２の上部には、分離された気体分をガス化
反応器１の外部に導く排気ライン１３が設けられてい
る。この排気ライン１３は、冷却器１４が介装されると
ともに、海水と同温、同圧に保持された気液分離器１５
に導かれている。そして、この気液分離器１５を経た気
体分は、疎水層および触媒層が内蔵された合成管１６を
経て、合成された炭化水素化合物の回収管１７から海上
に設けられた炭化水素化合物の貯蔵槽１８に送られるよ
うになっている。
【００２３】ここで、上記触媒層としては、例えばメタ
ノールを製造する場合には、ＣｕＯ／ＺｎＯにＡｌ２
Ｏ３ 、ＴｉＯ２ 、ＳｉＯ２ 、ＺｒＯ２ などの添
加物を加えたものが好適であり、ＤＭＥを製造する場合
には、ＣｕＯ／ＺｎＯとγ−Ａｌ２ Ｏ３ あるいはゼ
オライトを混合したものが好適である。
ノールを製造する場合には、ＣｕＯ／ＺｎＯにＡｌ２
Ｏ３ 、ＴｉＯ２ 、ＳｉＯ２ 、ＺｒＯ２ などの添
加物を加えたものが好適であり、ＤＭＥを製造する場合
には、ＣｕＯ／ＺｎＯとγ−Ａｌ２ Ｏ３ あるいはゼ
オライトを混合したものが好適である。
【００２４】他方、気液分離器１５の下端部には、分離
された液体分をガス化反応器１内に導入する戻りライン
１９の一端部が接続され、この戻りライン１９の他端部
は、ガス化反応器１内に設けられた小型燃焼器２０に接
続されている。そして、この小型燃焼器２０には、上記
酸化剤供給管８からの枝配管８ａが開閉弁２１を介して
導入されるとともに、内部に設けられた温度検出器から
の検出信号によって当該開閉弁２１を開閉制御する制御
装置２２が設けられている。また、小型燃焼器２０の下
部には、内部の反応によって生成された排出物をガス化
反応器１の外部に放出するための排出ライン２３が接続
されている。
された液体分をガス化反応器１内に導入する戻りライン
１９の一端部が接続され、この戻りライン１９の他端部
は、ガス化反応器１内に設けられた小型燃焼器２０に接
続されている。そして、この小型燃焼器２０には、上記
酸化剤供給管８からの枝配管８ａが開閉弁２１を介して
導入されるとともに、内部に設けられた温度検出器から
の検出信号によって当該開閉弁２１を開閉制御する制御
装置２２が設けられている。また、小型燃焼器２０の下
部には、内部の反応によって生成された排出物をガス化
反応器１の外部に放出するための排出ライン２３が接続
されている。
【００２５】次いで、上記構成からなる製造システムを
用いた本発明の一実施形態について説明する。先ず、輸
送船２４によって搬送されてきた有機廃棄物および石
炭、重油あるいは軽油等の化石燃料を、原料貯蔵槽４に
投入して混合するとともに、得られた原料に水酸化ナト
リウム（ＮａＯＨ）を添加し、要すれば海水を加えてス
ラリー化した後に、重力によって供給管５からガス化反
応器１内に供給することにより、上記供給管５内および
ガス化反応器１内に上記原料を充填する。
用いた本発明の一実施形態について説明する。先ず、輸
送船２４によって搬送されてきた有機廃棄物および石
炭、重油あるいは軽油等の化石燃料を、原料貯蔵槽４に
投入して混合するとともに、得られた原料に水酸化ナト
リウム（ＮａＯＨ）を添加し、要すれば海水を加えてス
ラリー化した後に、重力によって供給管５からガス化反
応器１内に供給することにより、上記供給管５内および
ガス化反応器１内に上記原料を充填する。
【００２６】これと並行して、ガス化反応器１内および
小型燃焼器２０内に、酸化剤供給管８から酸化剤として
の酸素ガスを供給しつつ、点火用電極を作動させてガス
化反応器１内の原料の一部を部分酸化させ、残部をガス
化させる。この際に、温度検出器９からの検出信号に基
づいて、制御装置１１によって開閉弁３および流量調整
弁１０の開閉を制御することにより、ガス化反応器１内
のガス化温度を、８００℃以上、好ましくは１０００℃
以上に保持する。
小型燃焼器２０内に、酸化剤供給管８から酸化剤として
の酸素ガスを供給しつつ、点火用電極を作動させてガス
化反応器１内の原料の一部を部分酸化させ、残部をガス
化させる。この際に、温度検出器９からの検出信号に基
づいて、制御装置１１によって開閉弁３および流量調整
弁１０の開閉を制御することにより、ガス化反応器１内
のガス化温度を、８００℃以上、好ましくは１０００℃
以上に保持する。
【００２７】これにより、ガス化反応器１内において、
５００ｍ以上の深海における５ＭＰａ以上の圧力を利用
した８００℃以上の高温高圧下における原料のガス化が
行なわれる。この際のガス化反応器１内における反応を
示せば、以下の通りである。 熱分解：有機分（Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ｃｌ等） →重質分、ＣＯ２、ＣＯ、Ｈ２、ＣＨ４、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、ＨＣｌ 等 部分酸化： ＣｎＨｍ＋（ｎ／２）Ｏ２→ｎＣＯ＋（ｍ／２）Ｈ２ ガス化： ＣｎＨｍ＋ｎＨ２Ｏ→ｎＣＯ＋（ｎ＋ｍ／２）Ｈ２ ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２ Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ
５００ｍ以上の深海における５ＭＰａ以上の圧力を利用
した８００℃以上の高温高圧下における原料のガス化が
行なわれる。この際のガス化反応器１内における反応を
示せば、以下の通りである。 熱分解：有機分（Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ｃｌ等） →重質分、ＣＯ２、ＣＯ、Ｈ２、ＣＨ４、Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、ＨＣｌ 等 部分酸化： ＣｎＨｍ＋（ｎ／２）Ｏ２→ｎＣＯ＋（ｍ／２）Ｈ２ ガス化： ＣｎＨｍ＋ｎＨ２Ｏ→ｎＣＯ＋（ｎ＋ｍ／２）Ｈ２ ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２ Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ
【００２８】このように、上記原料に含まれる炭化水素
から一酸化炭素ガス、水素ガス、二酸化炭素ガス、水
（水蒸気）等の気体が生成されるとともに、上記ＨＣ
ｌ、Ｈ２Ｓについては、原料に添加したＮａＯＨによ
り、例えば、 ２ＮａＯＨ＋Ｈ２Ｓ→Ｎａ２Ｓ（沈殿）＋２Ｈ２Ｏ ＮａＯＨ＋ＨＣｌ→ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ で表されるように、微量のＮａＣｌ等の水溶性無機化合
物になる。
から一酸化炭素ガス、水素ガス、二酸化炭素ガス、水
（水蒸気）等の気体が生成されるとともに、上記ＨＣ
ｌ、Ｈ２Ｓについては、原料に添加したＮａＯＨによ
り、例えば、 ２ＮａＯＨ＋Ｈ２Ｓ→Ｎａ２Ｓ（沈殿）＋２Ｈ２Ｏ ＮａＯＨ＋ＨＣｌ→ＮａＣｌ＋Ｈ２Ｏ で表されるように、微量のＮａＣｌ等の水溶性無機化合
物になる。
【００２９】そして、上記気体は、固気分離器１２を介
して冷却器１４に導かれ、海水で冷却されることによ
り、一酸化炭素ガスおよび水素ガスと、液化した水、二
酸化炭素および水溶性のＮＨ３ に分かれ、合成の原料
となる一酸化炭素ガスおよび水素ガスは、その浮力によ
って合成管１６へと送られる。次いで、この合成管１６
内を通過する際に、２ＭＰａ〜５ＭＰａの圧力下におい
て上記触媒による合成が行なわれ、メタノールあるいは
ＤＭＥなどの炭化水素化合物となって、回収管１７から
海上の貯蔵槽１８へと送られる。なお、この合成に際し
て必要とされる温度条件は、反応熱によって賄われる。
して冷却器１４に導かれ、海水で冷却されることによ
り、一酸化炭素ガスおよび水素ガスと、液化した水、二
酸化炭素および水溶性のＮＨ３ に分かれ、合成の原料
となる一酸化炭素ガスおよび水素ガスは、その浮力によ
って合成管１６へと送られる。次いで、この合成管１６
内を通過する際に、２ＭＰａ〜５ＭＰａの圧力下におい
て上記触媒による合成が行なわれ、メタノールあるいは
ＤＭＥなどの炭化水素化合物となって、回収管１７から
海上の貯蔵槽１８へと送られる。なお、この合成に際し
て必要とされる温度条件は、反応熱によって賄われる。
【００３０】他方、気液分離器１５において分離された
液体分は、小型燃焼器２０へ送られ、枝配管８ａから供
給される酸化剤（酸素）によって酸化されるとともに、 ４ＮＨ３ ＋３Ｏ２ →２Ｎ２ ＋６Ｈ２ Ｏ で示されるように、ＮＨ３ が酸化されて窒素ガスと水
になる。そして、これら窒素ガス、水および二酸化炭素
は、排出ライン２３から系外に放出される。ちなみに、
二酸化炭素は、５００ｍ以上の深海（５ＭＰａ以上の圧
力下）においては、１０℃以下で液化し、かつ液化二酸
化炭素は安定的であるために、そのまま海底まで沈殿す
るとともに、海水と反応することで二酸化炭素ハイドレ
ートを生成して固定化することも考えられる。
液体分は、小型燃焼器２０へ送られ、枝配管８ａから供
給される酸化剤（酸素）によって酸化されるとともに、 ４ＮＨ３ ＋３Ｏ２ →２Ｎ２ ＋６Ｈ２ Ｏ で示されるように、ＮＨ３ が酸化されて窒素ガスと水
になる。そして、これら窒素ガス、水および二酸化炭素
は、排出ライン２３から系外に放出される。ちなみに、
二酸化炭素は、５００ｍ以上の深海（５ＭＰａ以上の圧
力下）においては、１０℃以下で液化し、かつ液化二酸
化炭素は安定的であるために、そのまま海底まで沈殿す
るとともに、海水と反応することで二酸化炭素ハイドレ
ートを生成して固定化することも考えられる。
【００３１】また、同様にガス化反応器１内の不溶性Ｎ
ａ２ Ｓおよび金属化合物は、排出管６から海中に排出
され、海底に沈殿して岩石を形成する。そして、これら
生成物の排出に伴って、新たな原料が重力によって連続
的に供給管５からガス化反応器１内へと供給されること
により、当該上記炭化水素化合物の製造と、廃棄物の無
害化処理とが並行して行なわれる。
ａ２ Ｓおよび金属化合物は、排出管６から海中に排出
され、海底に沈殿して岩石を形成する。そして、これら
生成物の排出に伴って、新たな原料が重力によって連続
的に供給管５からガス化反応器１内へと供給されること
により、当該上記炭化水素化合物の製造と、廃棄物の無
害化処理とが並行して行なわれる。
【００３２】このように、上記合成炭化水素化合物の製
造方法によれば、５００ｍ以上の深海に設けられたガス
化反応器１内において効率的なガス化が行なわれるため
に、ダイオキシン類およびＮＯｘやＳＯｘ等の有害ガス
を排出することが無い。加えて、炭化水素を含む多様な
有機廃棄物の処理に対応することができ、特にＣｌ、
Ｓ、Ｐ、Ｎ、Ｆ、Ｂｒなどを含む有害成分のある廃プラ
スチック、ゴミ、汚泥あるいはＰＣＢやダイオキシンに
汚染された劇毒物等もついても、確実に無害化処理する
ことができる。
造方法によれば、５００ｍ以上の深海に設けられたガス
化反応器１内において効率的なガス化が行なわれるため
に、ダイオキシン類およびＮＯｘやＳＯｘ等の有害ガス
を排出することが無い。加えて、炭化水素を含む多様な
有機廃棄物の処理に対応することができ、特にＣｌ、
Ｓ、Ｐ、Ｎ、Ｆ、Ｂｒなどを含む有害成分のある廃プラ
スチック、ゴミ、汚泥あるいはＰＣＢやダイオキシンに
汚染された劇毒物等もついても、確実に無害化処理する
ことができる。
【００３３】したがって、上記合成炭化水素化合物の製
造方法によれば、各種の廃棄物から有害な排気や重金属
類等の２次処理物を全く発生させることなく、有用なメ
タノール等の炭化水素化合物を製造することができると
ともに、これと並行して安定的に上記廃棄物の無害化処
理を行なうことができる。しかも、高温高圧下における
ガス化であるにも拘わらず、耐圧設備や微粉化による高
圧供給系が必要でなく、簡易な設備によって上記製造お
よび処理を行なうことができる。
造方法によれば、各種の廃棄物から有害な排気や重金属
類等の２次処理物を全く発生させることなく、有用なメ
タノール等の炭化水素化合物を製造することができると
ともに、これと並行して安定的に上記廃棄物の無害化処
理を行なうことができる。しかも、高温高圧下における
ガス化であるにも拘わらず、耐圧設備や微粉化による高
圧供給系が必要でなく、簡易な設備によって上記製造お
よび処理を行なうことができる。
【００３４】また、海上からガス化反応器１に至る供給
管５を介して、重力によって廃棄物を含む原料をガス化
反応器１内に連続的に供給しているので、海上において
粗粉砕後、供給管５から常圧で供給するのみで、ガス化
反応器１内において連続的に高温高圧下のガス化を行な
うことができ、よって連続的な炭化水素化合物の製造と
廃棄物の大量処理を行なうことができるとともに、上記
制御装置１１、２２によって、ガス化反応器１内および
小型燃焼器２０内を、常時最適な温度に保持することが
できる。
管５を介して、重力によって廃棄物を含む原料をガス化
反応器１内に連続的に供給しているので、海上において
粗粉砕後、供給管５から常圧で供給するのみで、ガス化
反応器１内において連続的に高温高圧下のガス化を行な
うことができ、よって連続的な炭化水素化合物の製造と
廃棄物の大量処理を行なうことができるとともに、上記
制御装置１１、２２によって、ガス化反応器１内および
小型燃焼器２０内を、常時最適な温度に保持することが
できる。
【００３５】また、予め廃棄物および化石燃料を混合し
た原料に、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加し、高
温高圧のガス化によって生成した微量のＮａＣｌ、Ｎａ
Ｂｒ等の無機化合物を海水中に排出して希釈化している
ので、環境に悪影響を与える虞も無い。
た原料に、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を添加し、高
温高圧のガス化によって生成した微量のＮａＣｌ、Ｎａ
Ｂｒ等の無機化合物を海水中に排出して希釈化している
ので、環境に悪影響を与える虞も無い。
【００３６】なお、上記実施形態においては、本発明に
係る容器として、図２に示した構成のガス化反応器１を
用いた場合に付いてのみ説明したが、これに限るもので
はなく、内部の圧力を周囲の海水圧と略同圧に保持可能
な容器であれば、様々な態様の容器を適用することが可
能である。また、ガス化反応器１内において生成したＮ
Ｈ３ を直接海水中に放出可能である場合には、小型燃
焼器２０を省略することも可能である。
係る容器として、図２に示した構成のガス化反応器１を
用いた場合に付いてのみ説明したが、これに限るもので
はなく、内部の圧力を周囲の海水圧と略同圧に保持可能
な容器であれば、様々な態様の容器を適用することが可
能である。また、ガス化反応器１内において生成したＮ
Ｈ３ を直接海水中に放出可能である場合には、小型燃
焼器２０を省略することも可能である。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜４のい
ずれかに記載の本発明に係る合成炭化水素化合物の製造
方法によれば、５００ｍ以上の深海に設けられたガス化
反応器内において効率的なガス化が行なわれる結果、ダ
イオキシン類およびＮＯｘやＳＯｘ等の有害ガスを排出
することが無く、よって有害な排気や重金属類等の２次
処理物を全く発生させることなく、安定的に炭化水素化
合物の製造を行なうことができるうえ、さらに高温高圧
のガス化であるにも拘わらず、耐圧設備や微粉化による
高圧供給系が必要でなく、簡易な製造システムによって
上記製造を行なうことができる。また、上記原料とし
て、炭化水素を含む有機廃棄物と化石燃料との混合物を
使用すれば、当該廃棄物の無害化処理も併せて行なうこ
とができる。
ずれかに記載の本発明に係る合成炭化水素化合物の製造
方法によれば、５００ｍ以上の深海に設けられたガス化
反応器内において効率的なガス化が行なわれる結果、ダ
イオキシン類およびＮＯｘやＳＯｘ等の有害ガスを排出
することが無く、よって有害な排気や重金属類等の２次
処理物を全く発生させることなく、安定的に炭化水素化
合物の製造を行なうことができるうえ、さらに高温高圧
のガス化であるにも拘わらず、耐圧設備や微粉化による
高圧供給系が必要でなく、簡易な製造システムによって
上記製造を行なうことができる。また、上記原料とし
て、炭化水素を含む有機廃棄物と化石燃料との混合物を
使用すれば、当該廃棄物の無害化処理も併せて行なうこ
とができる。
【図１】本発明に係る廃棄物の処理方法の一実施形態を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図２】図１の容器部分を示す断面図である。
【図３】従来の炭化水素化合物の製造プロセスを示す概
略構成図である。
略構成図である。
１ ガス化反応器（容器） ３、２１ 開閉弁 ４ 原料貯蔵槽 ５ 供給管 ６ 排出管 ７ 酸化剤槽 ８ 酸化剤供給管 １２ 固気分離器 １５ 気液分離器 １６ 合成管 １７ 回収管 １８ 貯蔵槽
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０７Ｃ 41/09 Ｃ０７Ｃ 43/04 Ｄ 43/04 Ｃ０７Ｂ 61/00 Ｃ // Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ ３００ Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ (72)発明者 畠山 耕 東京都千代田区丸の内１−５−１ 三菱マ テリアル株式会社環境エネルギー研究所内 (72)発明者 山縣 和則 東京都千代田区丸の内１−５−１ 三菱マ テリアル株式会社環境エネルギー研究所内 (72)発明者 山野 友里恵 東京都千代田区丸の内１−５−１ 三菱マ テリアル株式会社環境エネルギー研究所内 Ｆターム(参考） 4D004 AA01 BA06 CA12 CA27 DA03 DA06 DA07 DA20 4H006 AA02 AC41 AC43 BA05 BA07 BA09 BA10 BA33 BC11 BD21 BD81 BD84 BE20 BE40 DA10 FE11 GN05 GP30 4H039 CA60 CA61 CB20 CL35
Claims (4)
- 【請求項１】 ５００ｍ以上の深海に、内部の圧力を周
囲の海水圧と略同圧に保持可能な容器を位置させ、当該
容器内において炭化水素を含む原料を５ＭＰａ以上の圧
力下で、かつ８００℃以上の温度でガス化させ、得られ
た生成物を固気および気液分離した後に、分離された水
素ガスおよび一酸化炭素ガスを２００ｍ〜５００ｍの範
囲の深海に導き、当該海水圧下において疎水層および合
成触媒層を通過させることにより炭化水素化合物に合成
して海上に回収することを特徴とする合成炭化水素化合
物の製造方法。 - 【請求項２】 上記原料に、アルカリ成分を添加するこ
とを特徴とする請求項１に記載の合成炭化水素化合物の
製造方法。 - 【請求項３】 上記原料は、廃棄物および化石燃料を含
むことを特徴とする請求項１または２に記載の合成炭化
水素化合物の製造方法。 - 【請求項４】 海上から上記容器に至る供給管を介し
て、重力によって上記原料を上記容器内に連続的に供給
するとともに、酸化剤を供給し、かつ上記固気および気
液分離によって分離された二酸化炭素および金属化合物
を含む排出物を海水中に放出することを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の合成炭化水素化合物の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001091975A JP2002284724A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 合成炭化水素化合物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001091975A JP2002284724A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 合成炭化水素化合物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002284724A true JP2002284724A (ja) | 2002-10-03 |
Family
ID=18946511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001091975A Withdrawn JP2002284724A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 合成炭化水素化合物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002284724A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014162746A (ja) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Ube Ind Ltd | 炭酸ジアルキル及びシュウ酸ジアルキルの製造方法、並びに製造装置 |
-
2001
- 2001-03-28 JP JP2001091975A patent/JP2002284724A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014162746A (ja) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Ube Ind Ltd | 炭酸ジアルキル及びシュウ酸ジアルキルの製造方法、並びに製造装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080603 |