JP7262342B2 - Systems and methods for manufacturing sorbents - Google Patents

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Description

本発明の実施形態の一つは、吸着材を製造するためのシステムと方法に関する。 One embodiment of the present invention relates to systems and methods for manufacturing adsorbents.

バイオマスを炭化して得られる炭素を基本材料として有する多孔質材料に鉄を担持させた吸着材は、リン酸イオンを吸着することが可能であることから、河川や湖沼、海の水質改善に有効に利用できることが知られている。また、リン酸イオンを吸着した吸着材は肥料としても利用することができるため、この吸着材を土壌へ散布することで、植物によって固定化された二酸化炭素を有効に活用しつつ、二酸化炭素を土壌へ貯留することが可能となる。したがってバイオマスから得られる吸着材は、大気中の温室効果ガスを固定化するための炭素貯留において中心的な役割を担っている（特許文献１、非特許文献１参照）。 An adsorbent made of iron supported on a porous material that has carbon obtained by carbonizing biomass as a basic material can adsorb phosphate ions, so it is effective for improving the water quality of rivers, lakes, and seas. known to be available for In addition, the adsorbent that adsorbs phosphate ions can also be used as a fertilizer. It becomes possible to store in the soil. Biomass-derived adsorbents therefore play a central role in carbon storage for fixing greenhouse gases in the atmosphere (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).

特開２００７－７５７０６号公報JP-A-2007-75706

柴田晃、「地域振興のためのバイオマス簡易炭化と炭素貯留野菜ＣＯＯＬ ＶＥＧＥTM」、高温学会誌、２０１１年３月、第３７巻、第２号、ｐ．３７－４２Akira Shibata, "Simple carbonization of biomass and carbon-storing vegetables COOL VEGETM for regional development", Journal of High Temperature Society, March 2011, Vol. 37, No. 2, p. 37-42

本発明の実施形態の一つは、吸着材の製造方法、あるいはこの方法を実現するためのシステムを提供することを課題の一つとする。 An object of one of the embodiments of the present invention is to provide a method for producing an adsorbent or a system for realizing this method.

本発明の実施形態の一つは、吸着材を製造するためのシステムである。このシステムは、バイオマスを炭化して炭化物と乾留ガスを生成するための炭化装置、金属の塩を含む液体に炭化物を浸漬して金属塩担持炭化物を生成するための浸漬装置、金属塩担持炭化物を還元的熱分解することにより金属担持炭化物と分解ガスを生成するための還元装置、および分解ガスから金属の塩を生成するための金属塩生成装置を含む。 One embodiment of the invention is a system for manufacturing an adsorbent. This system includes a carbonization device for carbonizing biomass to produce carbide and dry distillation gas, an immersion device for immersing the carbide in a liquid containing a metal salt to produce a metal salt-supported carbide, and a metal salt-supported carbide. It includes a reducing device for producing a metal-supported carbide and a cracked gas by reductive pyrolysis, and a metal salt producing device for producing a metal salt from the cracked gas.

本発明の実施形態の一つは、吸着材を製造する方法である。この方法は、バイオマスを炭化して炭化物と乾留ガスを生成すること、金属の塩を含む液体に炭化物を浸漬して金属塩担持炭化物を生成すること、金属塩担持炭化物に対して還元的熱分解を行うことで金属担持炭化物と分解ガスを生成すること、および分解ガスから金属の塩を生成することを含む。 One embodiment of the invention is a method of making an adsorbent. This method includes carbonizing biomass to produce carbides and dry distillation gas, immersing the carbides in a liquid containing metal salts to produce metal salt-supported carbides, and reductively pyrolyzing the metal salt-supported carbides. to produce a metal-supported carbide and a cracked gas, and producing a salt of the metal from the cracked gas.

本発明の実施形態により、河川、湖沼、または海の水質を効果的に改善するために利用可能な吸着材とその製造方法を提供することができる。また、植物の育成に対して効果を有する肥料を低コストで製造することが可能となる。さらに、大気中の二酸化炭素を炭素という形で地中に貯留し、温室効果の抑制に寄与することができる。 Embodiments of the present invention can provide an adsorbent that can be used to effectively improve the water quality of rivers, lakes, or seas, and a method for producing the same. In addition, it becomes possible to produce a fertilizer effective for growing plants at a low cost. Furthermore, carbon dioxide in the atmosphere can be stored underground in the form of carbon, contributing to the suppression of the greenhouse effect.

本発明の実施形態における二酸化炭素貯留システムの概念図。1 is a conceptual diagram of a carbon dioxide storage system according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態の一つである吸着材の製造方法を示すフローチャート。1 is a flow chart showing a method for manufacturing an adsorbent that is one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つに係る吸着材を製造するためのシステムを示す模式図。1 is a schematic diagram showing a system for manufacturing an adsorbent according to one embodiment of the invention; FIG. 本発明の実施形態の一つである吸着材を製造するためのシステムを構成する炭化装置の模式的断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a carbonization device that constitutes a system for producing an adsorbent that is one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである吸着材を製造するためのシステムを構成する炭化装置の模式的断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a carbonization device that constitutes a system for producing an adsorbent that is one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである吸着材を製造するためのシステムを構成する熱交換器の模式的断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a heat exchanger that constitutes a system for manufacturing an adsorbent that is one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである吸着材を製造するためのシステムを構成する浸漬装置の模式的断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an immersion device that constitutes a system for manufacturing an adsorbent that is one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである吸着材を製造するためのシステムを構成する乾燥装置の模式的断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a drying device that constitutes a system for manufacturing an adsorbent that is one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである吸着材を製造するためのシステムを構成する還元装置の模式的断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a reduction device that constitutes a system for manufacturing an adsorbent that is one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである吸着材を製造するためのシステムを構成する還元装置の模式的断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a reduction device that constitutes a system for manufacturing an adsorbent that is one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである吸着材を製造するためのシステムを構成する金属塩生成装置の模式的断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a metal salt production device that constitutes a system for producing an adsorbent that is one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである吸着材を製造するためのシステムを構成する金属塩生成装置の模式的断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a metal salt production device that constitutes a system for producing an adsorbent that is one embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の一つである吸着材を製造するためのシステムを構成する吸着用装置の模式的斜視図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic perspective view of an adsorption device that constitutes a system for producing an adsorbent that is one embodiment of the present invention.

以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings and the like. However, the present invention can be implemented in various aspects without departing from the gist thereof, and should not be construed as being limited to the description of the embodiments illustrated below.

図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。 In the drawings, in order to make the description clearer, the width, thickness, shape, etc. of each part may be schematically represented compared to the actual embodiment, but this is only an example and limits the interpretation of the present invention. not something to do. In this specification and each drawing, elements having the same functions as those described with respect to the previous drawings may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

１．概要
図１は、本発明の実施形態の一つで利用される、大気中の二酸化炭素を貯留するシステム（Ｃａｒｂｏｎ－Ｓｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、以下、ＣＳシステムと記す）を説明する概念図である。このＣＳシステムにおいて、植物は光合成によって二酸化炭素を還元し、種々の有機物として固定することで生物資源を創り出す。生物資源は他の生物のエネルギー源（食料、飼料）として利用されるのみならず、繊維や木材などの機能材料・構造材料として様々な用途で利用される。 1. Overview FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a system for storing carbon dioxide in the atmosphere (Carbon-Storing System, hereinafter referred to as CS system) used in one embodiment of the present invention. In this CS system, plants create bioresources by reducing carbon dioxide through photosynthesis and fixing it as various organic substances. Biological resources are used not only as energy sources (food and feed) for other organisms, but also as functional and structural materials such as fibers and wood for various purposes.

本実施形態では、種々の態様で利用された生物資源の残渣や副生物、代謝物、すなわちバイオマスを炭化することで炭化物と乾留ガスを生成する（１）。炭化物は金属塩担持炭化物を経て吸着材として機能する金属担持炭化物へ変換される（２、３）。金属担持炭化物はリンや窒素、あるいはヒ素を含む化合物（以下、金属担持炭化物によって吸着される化合物を総じて吸着物と記す）を吸着し、特にリン含有化合物に対して高い吸着能を示す。この金属担持炭化物の高い吸着能が本実施形態を水質改善に利用することを許容する。また、リン含有化合物は植物の生長を促進する栄養素を提供することができるため、吸着物を吸着（４）した金属担持炭化物は肥料として利用することができる。このため、吸着物を吸着した金属担持炭化物を土壌に散布（５）することで土壌が改質され、植物の生長が促進される。 In this embodiment, residue, by-products, and metabolites of biological resources used in various ways are carbonized to produce carbonized products and carbonized gas (1). Carbides are converted via metal salt-supported carbides to metal-supported carbides that function as adsorbents (2, 3). Metal-supported carbides adsorb compounds containing phosphorus, nitrogen, or arsenic (hereinafter, compounds adsorbed by metal-supported carbides are generally referred to as adsorbates), and show particularly high adsorption capacity for phosphorus-containing compounds. The high adsorption capacity of this metal-supported carbide allows this embodiment to be used to improve water quality. In addition, since phosphorus-containing compounds can provide nutrients that promote the growth of plants, metal-supported carbides with adsorbates (4) can be used as fertilizers. Therefore, by spraying (5) the metal-supporting carbonized material that has adsorbed the adsorbate on the soil, the soil is modified and the growth of plants is promoted.

金属担持炭化物の生成は、金属塩担持炭化物に対して還元的熱分解を行うことによって行われ（３）、この時に分解ガスが発生する。本実施形態ではさらに、この分解ガスの少なくとも一部を気相または液相において金属と反応させ、金属の塩を生成する（６）。得られる金属の塩は再度浸漬（２）に利用することができるため、本実施形態では分解ガスも有効に活用することが可能である。 The metal-supported carbides are produced by subjecting the metal salt-supported carbides to reductive pyrolysis (3), at which time cracked gases are generated. The present embodiment further reacts at least a portion of this cracked gas with a metal in the gas or liquid phase to form a salt of the metal (6). Since the obtained metal salt can be used again for the immersion (2), the cracked gas can also be effectively used in this embodiment.

２．プロセスフロー
吸着材を製造する方法を、フローチャート（図２）を用いて説明する。 2. Process Flow A method for manufacturing the adsorbent will be described using a flow chart (FIG. 2).

２－１．炭化
炭化ではバイオマスが炭化物へ変換される。ここでバイオマスとは有機物の一種である、生体由来の物質とその代謝物を指す。例えば木に由来する材料がバイオマスとして挙げられる。具体的には、板状や柱状の木材、間伐材、剪定廃材、建築廃木材、粉末状のおがくず、パーティクルボートなどの木製成形品が挙げられる。木の種類に制約はなく、スギやヒノキ、竹でもよい。あるいは籾殻、バガス、トウモロコシの軸や葉などの農業廃棄物、藁や麦わら、乾草などの農業副産物もバイオマスの一例として挙げられる。あるいは麻や亜麻、綿、サイザル麻、アバカ、ヤシ毛などの繊維の原料となる植物が挙げられる。あるいは海藻などの藻類でもよい。あるいは、食品残渣や、動物の糞尿から得られるサイレージなどが挙げられる。 2-1. Carbonization Carbonization converts biomass into charcoal. Here, biomass refers to substances derived from living organisms, which are a kind of organic matter, and their metabolites. Examples of biomass include materials derived from trees. Specific examples include wood products such as plate-like or column-like wood, thinning wood, pruning waste wood, construction waste wood, powdered sawdust, and particle boats. There are no restrictions on the type of wood, and cedar, cypress, and bamboo may be used. Other examples of biomass include agricultural waste such as rice husks, bagasse, corn cobs and leaves, and agricultural by-products such as straw, straw, and hay. Other examples include plants used as raw materials for fibers such as hemp, flax, cotton, sisal, abaca, and palm hair. Alternatively, algae such as seaweed may be used. Other examples include food waste and silage obtained from animal manure.

炭化は、低酸素濃度（例えば１％以下）の条件下、４００℃から１３００℃の範囲から設定される温度でバイオマスを加熱することで行われる。これにより乾留ガスが生成するとともに、バイオマスの構造に起因する孔と、乾留ガスの脱離によって形成される細孔が複雑に混ざり合った大小様々な孔が形成された多孔質性材料として炭化物が生成する。乾留ガスには主に水素や一酸化炭素、メタンやプロパン、ブタンなどに代表されるアルカンなどの可燃性、または還元力を有するガスが含まれる。後述するように、乾留ガスは高温（７００℃から１３００℃）の状態で取り出され、その熱エネルギーと還元力がその後の乾燥や還元的熱分解に利用される。詳細な説明は割愛するが、本実施形態では、乾留ガスの可燃性を利用して発電を行ってもよい。 Carbonization is performed by heating the biomass at a temperature set from 400° C. to 1300° C. under conditions of low oxygen concentration (eg, 1% or less). As a result, dry distillation gas is generated, and carbide is formed as a porous material with various large and small pores that are a complex mixture of pores caused by the structure of the biomass and pores formed by desorption of the dry distillation gas. Generate. Carbonized gases mainly include combustible or reducing gases such as hydrogen, carbon monoxide, methane, propane, and alkanes represented by butane. As will be described later, the dry distillation gas is taken out at a high temperature (700° C. to 1300° C.), and its thermal energy and reducing power are used for subsequent drying and reductive pyrolysis. Although detailed description is omitted, in this embodiment, the combustibility of the dry distillation gas may be used to generate power.

２－２．浸漬
バイオマスの炭化によって得られる炭化物は浸漬処理される。浸漬は、金属の塩（金属塩）を含む溶液、または懸濁液（以下、これらを総じて浸漬液と記す）を炭化物に接触させることで行われる。浸漬液に含まれる金属塩としては、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルト、バナジウム、マンガン、マグネシウム、カルシウムなどの硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩が挙げられ、中でもリンまたはヒ素を含む化合物を効率よく固定可能な金属を与える鉄の塩が好ましい。具体的には、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄（ポリ硫酸鉄も含む）、硝酸第一鉄、硝酸第二鉄、塩化第一鉄、塩化第二鉄が典型例として挙げられる。浸漬液中における金属塩の濃度は、例えば１％以上８０重量％以下、１５重量％以上６０重量％以下とすることができる。浸漬液の溶媒としては、水やアルコールが挙げられるが、毒性が低く、可燃性が無く、安価な水が好ましい。浸漬する際の浸漬液の温度は、０℃以上１５０℃以下、０℃以上１００℃以下、０℃以上９０℃以下、あるいは０℃以上７０℃以下に調整してもよい。 2-2. Immersion The char obtained by carbonization of biomass is immersed. Immersion is performed by bringing a solution or suspension (hereinafter collectively referred to as an immersion liquid) containing a metal salt (metal salt) into contact with the carbide. Metal salts contained in the immersion liquid include sulfates, nitrates, and hydrochlorides of iron, aluminum, nickel, cobalt, vanadium, manganese, magnesium, calcium, etc. Among them, compounds containing phosphorus or arsenic can be efficiently fixed. A salt of iron that provides a metal of sufficient quality is preferred. Specific examples include ferrous sulfate, ferric sulfate (including polyferric sulfate), ferrous nitrate, ferric nitrate, ferrous chloride, and ferric chloride. The concentration of the metal salt in the immersion liquid can be, for example, 1% or more and 80% or less by weight, or 15% or more and 60% or less by weight. As a solvent for the immersion liquid, water and alcohol can be used, but water is preferable because it is low in toxicity, non-flammable and inexpensive. The temperature of the immersion liquid during immersion may be adjusted to 0°C to 150°C, 0°C to 100°C, 0°C to 90°C, or 0°C to 70°C.

浸漬は、炭化直後の高温の炭化物を冷却した後に行ってもよく、高温のまま行ってもよい。例えば０℃以上１５０℃以下、０℃以上１００℃以下、０℃以上９０℃以下、あるいは０℃以上７０℃以下の温度の炭化物を浸漬液に浸漬してもよい。比較的高温の状態で炭化物を浸漬し、浸漬液から取り出すことで、引き続く乾燥時間を短縮することができる。浸漬時間は、任意の時間を選択することができ、１分以上が好ましい。浸漬液に対して超音波を照射しながら浸漬を行ってもよい。浸漬は常圧で行ってもよく、減圧または加圧しながら浸漬を行ってもよく、減圧後に浸漬し、加圧を行ってもよい。減圧後に浸漬する場合、任意の圧力で行うことができるが、例えば通常大気圧をゼロとしたゲージ圧で、－０．１ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下、－０．１ＭＰａ以上０．４ＭＰａ以下、あるいは－０．１ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下の圧力で行うことができる。また、減圧後に加圧する場合は、大気圧をゼロとしたゲージ圧で０ＭＰａ以上０．９ＭＰａ以下、０ＭＰａ以上０．６ＭＰａ以下、または０ＭＰａ以上０．４ＭＰａ以下で行うことができる。浸漬により炭化物の細孔壁や表面に金属塩が吸着し、炭化物上に金属塩が吸着、固定された金属塩担持炭化物が得られる。 The immersion may be performed after cooling the hot carbide immediately after carbonization, or may be performed while the temperature is high. For example, the carbide may be immersed in the immersion liquid at a temperature of 0° C. to 150° C., 0° C. to 100° C., 0° C. to 90° C., or 0° C. to 70° C. Subsequent drying times can be shortened by immersing the carbide at a relatively high temperature and removing it from the immersion liquid. The immersion time can be selected arbitrarily, and is preferably 1 minute or longer. The immersion may be performed while applying ultrasonic waves to the immersion liquid. The immersion may be carried out under normal pressure, or may be carried out while reducing pressure or pressure, or may be carried out after pressure reduction, followed by immersion. When immersing after decompression, it can be performed at any pressure, for example, the gauge pressure with the atmospheric pressure as zero, -0.1 MPa or more and 0.9 MPa or less, -0.1 MPa or more and 0.4 MPa or less, or - It can be performed at a pressure of 0.1 MPa or more and 0.1 MPa or less. Moreover, when pressurizing after pressure reduction, it can be performed at a gauge pressure of 0 MPa or more and 0.9 MPa or less, 0 MPa or more and 0.6 MPa or less, or 0 MPa or more and 0.4 MPa or less as a gauge pressure when the atmospheric pressure is zero. By immersion, the metal salt is adsorbed on the pore walls and surface of the carbide, and a metal salt-carrying carbide in which the metal salt is adsorbed and fixed on the carbide is obtained.

２－３．乾燥
任意の構成として、浸漬によって生成する金属塩担持炭化物を加熱して乾燥してもよい。加熱は０℃以上５００℃以下、０℃以上３００℃以下の範囲から選択される温度で行えばよく、加熱時間も１分以上７２時間以内、３０分以上４８時間以内、あるいは1時間以上２４時間以下の範囲から適宜選択される。加熱は、大気雰囲気、酸素雰囲気、無酸素雰囲気、低酸素雰囲気、不活性ガス雰囲気、あるいは還元ガス雰囲気で行えばよい。後述するように、この加熱処理で必要な熱エネルギーとして、高温の乾留ガスが持つ熱エネルギーを利用することができる。すなわち、乾留ガスの一部を後述する熱交換器１５０に導入し、乾留ガスの熱エネルギーを熱伝達媒体へ移動させ、加熱された熱伝達媒体を熱エネルギー源として金属塩担持炭化物の加熱に用いることができる。 2-3. Drying As an optional configuration, the metal salt-supporting carbide produced by the immersion may be dried by heating. Heating may be performed at a temperature selected from the range of 0° C. to 500° C. and 0° C. to 300° C., and the heating time is also 1 minute to 72 hours, 30 minutes to 48 hours, or 1 hour to 24 hours. It is appropriately selected from the following range. Heating may be performed in an air atmosphere, an oxygen atmosphere, an oxygen-free atmosphere, a low-oxygen atmosphere, an inert gas atmosphere, or a reducing gas atmosphere. As will be described later, as the heat energy required for this heat treatment, the heat energy of the high-temperature dry distillation gas can be used. That is, part of the dry distillation gas is introduced into a heat exchanger 150 described later, the thermal energy of the dry distillation gas is transferred to the heat transfer medium, and the heated heat transfer medium is used as a heat energy source for heating the metal salt-supported carbide. be able to.

加熱の際、金属塩の一部が熱分解し、金属酸化物へ変化するとともに分解ガスが発生することがある。この分解ガスは、後述する還元的熱分解で発生する分解ガスと同様に、金属塩の生成（再製）に利用することができる（図１の点線参照）。分解ガスからの金属塩の生成については後述する。 During heating, part of the metal salt may be thermally decomposed and changed to a metal oxide, and decomposition gas may be generated. This cracked gas can be used for the production (reproduction) of metal salts in the same way as the cracked gas generated by reductive pyrolysis, which will be described later (see the dotted line in FIG. 1). The generation of metal salts from cracked gas will be described later.

２－４．還元的熱分解と金属塩の生成
金属塩担持炭化物は、還元的熱分解に供される。具体的には、不活性ガス雰囲気下、あるいは還元性ガス雰囲気下、２００℃以上１３００℃以下、４００℃以上１３００℃以下、あるいは６００℃以上９００℃以下の温度において加熱を行う。 2-4. Reductive Thermal Decomposition and Formation of Metal Salt The metal salt-supported carbide is subjected to reductive thermal decomposition. Specifically, heating is performed at a temperature of 200° C. to 1300° C., 400° C. to 1300° C., or 600° C. to 900° C. in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere.

不活性ガス雰囲気下で還元的熱分解を行う場合には、不活性ガスとして窒素やアルゴンが用いられる。この場合、金属塩が熱分解されて金属酸化物となり、金属酸化物担持炭化物と分解ガスが生成する（自己熱分解）。この分解ガスは還元剤として働くことができ、炭化物に担持された金属酸化物が金属へ還元され、金属担持炭化物が得られる。例えば、（ポリ）硫酸鉄が担持された炭化物の場合、加熱によって酸化鉄担持炭化物が生成するとともに亜硫酸ガスが発生する。この亜硫酸ガスはさらに炭化物上の酸化鉄と反応して０価の鉄と三酸化硫黄を与える。この一連の反応によって硫酸鉄担持炭化物は鉄担持炭化物となり、分解ガスとして三酸化硫黄が発生する。 Nitrogen or argon is used as the inert gas when reductive pyrolysis is performed in an inert gas atmosphere. In this case, the metal salt is thermally decomposed into a metal oxide to produce a metal oxide-supporting carbide and a cracked gas (autothermal decomposition). The cracked gas can act as a reducing agent to reduce the carbide-supported metal oxides to metals, yielding metal-supported carbides. For example, in the case of a carbide supporting iron (poly)sulfate, heating produces carbon dioxide supporting iron oxide and generates sulfurous acid gas. This sulfurous acid gas further reacts with the iron oxide on the carbide to give zerovalent iron and sulfur trioxide. Through this series of reactions, the iron sulfate-carrying carbide becomes the iron-carrying carbide, and sulfur trioxide is generated as a cracked gas.

なお、自己熱分解における副反応として、亜硫酸ガスと炭化物中の炭素との反応による一酸化炭素の生成や、炭化物中の炭化水素の熱分解によりメタンや水素が生じることがある。これらの一酸化炭素やメタン、水素も金属塩や金属酸化物の還元に寄与することができる。なお、一酸化炭素は炭化物の炭素に由来するので、吸着材として用いられる炭化物の収量が減少する。 As side reactions in the autothermal decomposition, carbon monoxide may be produced by the reaction between sulfurous acid gas and carbon in the carbide, and methane and hydrogen may be generated by thermal decomposition of hydrocarbons in the carbide. These carbon monoxide, methane, and hydrogen can also contribute to the reduction of metal salts and metal oxides. In addition, since carbon monoxide is derived from carbon of carbide, the yield of carbide used as an adsorbent decreases.

還元性ガス雰囲気下で還元的熱処理を行う場合、還元性ガスとしては、水素や一酸化炭素、またはこれらの混合ガスを用いることができる。これらのガスに窒素やアルゴンなどの不活性ガスを希釈ガスとして混合してもよい。あるいは、乾留ガスの熱エネルギーと還元力を利用してもよい。すなわち、別途行われるバイオマスの炭化で発生する乾留ガスを金属塩担持炭化物と接触させて還元的熱分解を行ってもよい。還元性ガス雰囲気下で還元的熱処理を行う場合でも、自己熱分解が一部進行し得る。しかしながら還元性ガスが存在するので、還元性ガスによる金属塩の還元、および乾燥時の分解によって生成する金属酸化物の還元が自己熱分解よりも優先的に進行すると考えられる。このため、炭化物を構成する炭素の消費が抑制され、吸着材の収量の低減を抑制することができる。 When the reductive heat treatment is performed in a reducing gas atmosphere, hydrogen, carbon monoxide, or a mixed gas thereof can be used as the reducing gas. These gases may be mixed with an inert gas such as nitrogen or argon as a diluent gas. Alternatively, thermal energy and reducing power of dry distillation gas may be utilized. That is, reductive pyrolysis may be performed by bringing dry distillation gas generated by carbonization of biomass, which is performed separately, into contact with the metal salt-supporting carbide. Autothermal decomposition may partially progress even when the reductive heat treatment is performed in a reducing gas atmosphere. However, since the reducing gas is present, it is thought that the reduction of the metal salt by the reducing gas and the reduction of the metal oxide produced by the decomposition during drying proceed preferentially over the autothermal decomposition. Therefore, the consumption of carbon constituting the carbide is suppressed, and the decrease in the yield of the adsorbent can be suppressed.

浸漬液中に硫酸塩が含まれる場合には、自己熱分解において分解ガスとして一酸化硫黄（ＳＯ）や二酸化硫黄（ＳＯ2）、三酸化硫黄（ＳＯ3）などのＳＯxが発生する。浸漬液中に硝酸塩が含まれる場合には、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ2）、亜酸化窒素（一酸化二窒素）（Ｎ2Ｏ）、三酸化二窒素（Ｎ2Ｏ3）、四酸化二窒素（Ｎ2Ｏ4）、五酸化二窒素（Ｎ2Ｏ5）などのＮＯxが発生する。浸漬液中に塩酸塩が含まれる場合には塩化水素や塩素などが発生する。また、還元性ガスによる還元でもＳＯxやＮＯx、あるいは含塩素ガスが分解ガスとして副生する。本実施形態では、これらのガスが金属塩の生成に利用される（図１の点線参照）。 When the immersion liquid contains sulfate, SO x such as sulfur monoxide (SO), sulfur dioxide (SO 2 ), sulfur trioxide (SO 3 ), etc. is generated as decomposition gas by autothermal decomposition. Nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO 2 ), nitrous oxide (dinitrogen monoxide) (N 2 O), dinitrogen trioxide (N 2 O 3 ), dinitrogen tetroxide (N 2 O 4 ), and dinitrogen pentoxide (N 2 O 5 ). If the immersion liquid contains hydrochloride, hydrogen chloride, chlorine, and the like are generated. Moreover, SO x , NO x , or a chlorine-containing gas is by-produced as a decomposition gas even in reduction with a reducing gas. In this embodiment, these gases are used to generate metal salts (see dotted line in FIG. 1).

具体的には、分解ガスを気相または液相において金属（０価金属）、または金属を含む化合物（以下、これらを原料金属と記す）と接触させることで金属塩が生成される。原料金属に含まれる金属としては、浸漬液中に含まれる金属塩の金属が選択される。気相で金属塩を生成する場合、原料金属に対して分解ガスを直接接触させ、原料金属の表面と分解ガスとの反応によって金属塩を生成する。例えば浸漬液に塩化鉄が含まれる場合には、鉄を含む原料金属を分解ガスに含まれる塩素や塩化水素のガスと接触させ、これにより、塩化第一鉄または塩化第二鉄が得られる。金属の形状に制約はなく、金属の微粒子やペレット、インゴット、ワイヤー、ロッド、あるいはこれらの混合物などが使用可能である。金属と分解ガスとの反応温度も室温以上１５００℃以下の範囲から適宜選択することができる。 Specifically, a metal salt is produced by contacting a cracked gas in a gas phase or a liquid phase with a metal (zero-valent metal) or a compound containing a metal (hereinafter referred to as a raw metal). As the metal contained in the raw material metal, the metal of the metal salt contained in the immersion liquid is selected. When the metal salt is produced in the gas phase, the cracked gas is brought into direct contact with the raw metal, and the metal salt is produced by the reaction between the surface of the raw metal and the cracked gas. For example, when the immersion liquid contains iron chloride, the iron-containing raw material metal is brought into contact with chlorine or hydrogen chloride gas contained in the decomposition gas to obtain ferrous chloride or ferric chloride. There are no restrictions on the shape of the metal, and fine metal particles, pellets, ingots, wires, rods, or mixtures thereof can be used. The reaction temperature between the metal and the decomposition gas can also be appropriately selected from the range of room temperature to 1500°C.

金属を含む化合物としては、金属の酸化物、水酸化物が例示される。浸漬液中に鉄塩を用いる場合には、例えば一酸化鉄（ＦｅＯ）、四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）、三酸化二鉄（Ｆｅ2Ｏ3）、水酸化第一鉄（Ｆｅ（ＯＨ）2）、水酸化第二鉄（Ｆｅ（ＯＨ）3）などが挙げられる。 Examples of metal-containing compounds include metal oxides and hydroxides. When an iron salt is used in the immersion liquid, for example, iron monoxide ( FeO), triiron tetroxide ( Fe3O4 ), diiron trioxide ( Fe2O3 ) , ferrous hydroxide (Fe( OH) 2 ), ferric hydroxide (Fe(OH) 3 ), and the like.

液相での反応を行う場合、水中に金属を設置し、分解ガスを水に吹き込むことで行ってもよく、あるいは分解ガスを水に吹き込んで酸性溶液（硫酸水溶液、硝酸水溶液、塩酸など）を調製し、この酸性溶液と金属を接触することで金属塩を生成してもよい。例えば浸漬液に硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、硝酸第一鉄、あるいは硝酸第二鉄が含まれる場合には、分解ガス中に含まれるＳＯxまたはＮＯxガスを鉄が配置された水中に吹き込めばよい。あるいは分解ガスを水に溶解して硫酸若しくは硝酸の水溶液、または塩酸を調製し、これらと鉄と接触させればよい。 When conducting a reaction in the liquid phase, it may be carried out by placing the metal in water and blowing the cracked gas into the water, or by blowing the cracked gas into the water to create an acidic solution (sulfuric acid aqueous solution, nitric acid aqueous solution, hydrochloric acid, etc.). A metal salt may be produced by preparing and contacting the metal with this acidic solution. For example, when the immersion liquid contains ferrous sulfate, ferric sulfate, ferrous nitrate, or ferric nitrate, the SOx or NOx gas contained in the decomposition gas is should be blown into Alternatively, the cracked gas may be dissolved in water to prepare an aqueous solution of sulfuric acid or nitric acid, or hydrochloric acid, and these may be brought into contact with iron.

上述した方法で得られる金属塩は、さらに浸漬に利用することができるので、本実施形態によって吸着材を低コストで提供することが可能となる。 Since the metal salt obtained by the method described above can be used for immersion, the present embodiment makes it possible to provide the adsorbent at low cost.

２－５．吸着
上述した還元的分解処理により、炭化物上に担持された金属塩、あるいは乾燥において生成する金属酸化物が金属（０価金属）へ還元され、金属が担持された炭化物（金属担持炭化物）が得られる。このようにして得られる金属担持炭化物は、バイオマスに由来する多孔質性に起因して広い表面積を有する。このため、液体や気体との接触面積が広く、担持された金属が有する吸着物に対する吸着能を効果的に発揮することができ、吸着材としての応用が可能である。例えば河川、湖沼、または海などの水域における水質汚濁物質であるリンや窒素、ヒ素を含む化合物を効果的に吸着することができる。特に鉄が担持された吸着材は、リンを含む化合物の吸着に対して有効である。ここで、リンを含む化合物としては、リン酸、カルシウムや鉄、アルミニウム、ナトリウム、カリウムなどの金属のリン酸塩やメタリン酸塩、ピロリン酸塩、あるいはリン酸エステルなどの有機リン酸が例示される。ヒ素を含む化合物としては、ヒ酸の金属塩、亜ヒ酸の金属塩、ヒドロヒ酸の金属塩、メタ亜ヒ酸の金属塩、あるいは有機アルシン酸などの有機ヒ素が例示される。窒素を含む化合物としては、アンモニア、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、アミン、尿素、窒素含有ヘテロ芳香族化合物、金属の硝酸塩や亜硝酸塩などが挙げられる。 2-5. Adsorption By the reductive decomposition treatment described above, the metal salt supported on the carbide or the metal oxide formed during drying is reduced to a metal (zero-valent metal) to obtain a metal-supported carbide (metal-supported carbide). be done. The metal-supported carbide thus obtained has a large surface area due to its biomass-derived porosity. Therefore, the contact area with liquids and gases is large, and the ability to adsorb adsorbates possessed by the supported metal can be effectively exhibited, making it possible to apply it as an adsorbent. For example, compounds containing phosphorus, nitrogen, and arsenic, which are water pollutants in water areas such as rivers, lakes, and seas, can be effectively adsorbed. In particular, iron-supported adsorbents are effective in adsorbing phosphorus-containing compounds. Examples of phosphorus-containing compounds include phosphoric acid, metal phosphates such as calcium, iron, aluminum, sodium, and potassium, metaphosphates, pyrophosphates, and organic phosphoric acids such as phosphate esters. be. Examples of the arsenic-containing compound include metal salts of arsenic acid, metal salts of arsenous acid, metal salts of hydroarsenic acid, metal salts of meta-arsenous acid, and organic arsenic such as organic arsinic acid. Nitrogen-containing compounds include ammonia, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium nitrate, amines, urea, nitrogen-containing heteroaromatic compounds, metal nitrates and nitrites, and the like.

吸着は、吸着材である金属担持炭化物を、井水、河川や湖沼、浄化槽、下水処理場の処理槽内などに設置することで行うことができる。あるいは、吸着物を水と混合し、得られる混合液と金属担持炭化物を接触させて行ってもよい。リン含有化合物を主な吸着物とする場合、吸着に供される水（処理水）における全リン濃度は、０．１ｍｇ／Ｌ以上５０００ｍｇ／Ｌ以下であることが好ましい。全リン濃度とは、処理水中に含まれるリンを含む化合物の総量を示す指標であり、ペルオキソ二硫酸カリウム分解法、硝酸－過塩素酸分解法、あるいは硝酸－硫酸分解法などによって測定することができる。処理水を金属担持炭化物と接触させる際の処理水の温度は特に制御する必要は無い。また、処理時間も処理水中の吸着物の濃度や金属担持炭化物の量によって適宜設定すればよい。 Adsorption can be carried out by placing a metal-supported carbide as an adsorbent in wells, rivers, lakes, septic tanks, treatment tanks of sewage treatment plants, and the like. Alternatively, the adsorbate may be mixed with water, and the obtained mixed liquid may be brought into contact with the metal-supported carbide. When a phosphorus-containing compound is the main adsorbate, the total phosphorus concentration in the water (treated water) to be adsorbed is preferably 0.1 mg/L or more and 5000 mg/L or less. The total phosphorus concentration is an index indicating the total amount of compounds containing phosphorus contained in the treated water, and can be measured by the potassium peroxodisulfate decomposition method, the nitric acid-perchloric acid decomposition method, or the nitric acid-sulfuric acid decomposition method. can. There is no particular need to control the temperature of the treated water when the treated water is brought into contact with the metal-supported carbide. Also, the treatment time may be appropriately set according to the concentration of the adsorbate in the treated water and the amount of the metal-supported carbide.

２－６．散布
吸着物であるリンや窒素を含む化合物は、種々の植物の生長を促進する養分として働くことができ、したがって、吸着物を吸着した金属担持炭化物を土壌に散布することで肥料として利用することができる。その結果、土壌を改質できるだけでなく、植物によって固定化された二酸化炭素を再び炭素として貯留することが可能となる。金属担持炭化物の散布は、例えばグランドソワーなどの自然落下式の散布機や、圧縮空気を利用する拡散型散布機などを用いて行えばよい。また、散布方式にも制約はなく、条施型散布機、全面施用散布機のいずれを採用してもよい。肥料は、土壌の表面から３０ｃｍ以内の範囲に散布することが好ましい。 2-6. Sprinkling Compounds containing phosphorus and nitrogen, which are adsorbates, can act as nutrients that promote the growth of various plants. can be done. As a result, not only can soil be improved, but carbon dioxide fixed by plants can be stored as carbon again. The metal-supported carbide may be sprayed using, for example, a gravity sprayer such as a ground sower, or a diffusion sprayer using compressed air. Moreover, there are no restrictions on the method of spreading, and either a row-type spreader or a full-surface spreader may be employed. Fertilizer is preferably spread within 30 cm from the surface of the soil.

必要に応じ、金属担持炭化物の粒径を調整するために解砕を行ってもよい。例えば、金属担持炭化物の平均粒径が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下となるように解砕すればよい。解砕は、振動ミル、ジェットミル、ボールミル、ローラーミル、ロッドミル、ハンマーミル、インパクトミル、回転ミル、ピンミル、ピン－ディスクミル、あるいは遊星ミルなどの解砕機を利用することができる。金属担持炭化物を解砕することで表面積が増大し、その結果、吸着物の金属担持炭化物からの解離が促進される。 If necessary, pulverization may be performed to adjust the particle size of the metal-supported carbide. For example, the metal-supported carbide may be pulverized so that the average particle size is 1 mm or more and 10 mm or less. Crushing can utilize a crusher such as a vibrating mill, jet mill, ball mill, roller mill, rod mill, hammer mill, impact mill, rotary mill, pin mill, pin-disk mill, or planetary mill. Cracking the metal-supported carbide increases the surface area, thereby promoting the dissociation of the adsorbate from the metal-supported carbide.

金属担持炭化物の粒径を肥料の用途に適合させるための分級を行ってもよい。分級は分級機を用いて行われ、分級機としては乾式分級式分級機でも湿式分級機のいずれを採用してもよい。例えば気流分級機、重力場分級機、慣性力場分級機、遠心力場分級機などが分級機として例示される。 Classification may be performed to match the particle size of the metal-supporting carbide to the fertilizer application. Classification is carried out using a classifier, and either a dry classifier or a wet classifier may be used as the classifier. Examples of classifiers include airflow classifiers, gravity field classifiers, inertial force field classifiers, and centrifugal force field classifiers.

金属担持炭化物に対してさらに肥料成分を混合してもよい。肥料成分としては窒素、カリウム、カルシウム、マグネシウム、マンガン、ケイ酸、ホウ素から選ばれる一つ、あるいは複数が挙げられ、具体的な材料として油粕、発香鶏糞、魚粉、骨粉、米ぬか、バットグアノ、ポカシ肥、草木灰、石灰、化成肥料などが例示される。混合はミキサーを用いて行われ、ミキサーはフリーフォールミキサー、強制ミキサー、Ｙ分岐ミキサー、アジテータミキサー、あるいはパドルミキサーなどから任意に選択することができる。 A fertilizer component may be further mixed with the metal-supporting carbide. Fertilizer components include one or more selected from nitrogen, potassium, calcium, magnesium, manganese, silicic acid, and boron, and specific materials include oil cake, fragrant chicken droppings, fishmeal, bonemeal, rice bran, bat guano, and pokashi. Fertilizer, plant ash, lime, chemical fertilizers and the like are exemplified. Mixing is performed using a mixer, and the mixer can be arbitrarily selected from free-fall mixers, forced mixers, Y-branch mixers, agitator mixers, paddle mixers, and the like.

３．吸着材を製造するためのシステム
本実施形態に係る吸着材を製造するためのシステムの構成を図３から図１３を用いて説明する。本システムは、炭化装置１００、熱交換器１５０、浸漬装置１８０、乾燥装置２００、還元装置２２０、金属塩生成装置２８０を含む。任意の構成として本システムはさらに、ガス源２５０やガス精製装置１６０、フレアスタック２７０を含んでもよい。乾留ガスを用いて発電を行う場合には、発電装置１７０やガスホルダ１６６、熱交換器１６８などを含むことができ、炭化装置１００、熱交換器１５０、ガス精製装置１６０、ガスホルダ１６６、熱交換器１６８、および発電装置１７０などによってガス化発電装置１０１が構成される。 3. System for Producing Adsorbent The configuration of a system for producing an adsorbent according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 13. FIG. The system includes a carbonization device 100 , a heat exchanger 150 , a soaking device 180 , a drying device 200 , a reduction device 220 and a metal salt generation device 280 . Optionally, the system may further include gas source 250 , gas purifier 160 and flare stack 270 . When power is generated using dry distillation gas, the power generation device 170, the gas holder 166, the heat exchanger 168, etc. can be included, and the carbonization device 100, the heat exchanger 150, the gas purification device 160, the gas holder 166, the heat exchanger 168, the power generation device 170, and the like constitute the gasification power generation device 101. As shown in FIG.

３－１．炭化装置
炭化装置１００は、バイオマスを低酸素濃度の条件下で炭化し、乾留ガスと炭化物を生成するように構成される。炭化装置１００の構造に特に制約はない。炭化装置１００として内燃式のガス化装置の模式的断面図を図４に示す。ここで示した炭化装置１００は一例であり、後述するように炭化炉は外熱式でも構わなく、その構造もバッチ式の密閉型の炭窯炉や連続式のロータリーキルン、揺動式炭化炉、スクリュー炉などでも構わない。いずれの形式でも、炭化によって発生した乾留ガスを還元装置２２０や熱交換器１５０に導入するように構成される。 3-1. Carbonization Apparatus Carbonization apparatus 100 is configured to carbonize biomass under conditions of low oxygen concentration to produce a dry distillation gas and a carbonized product. There are no particular restrictions on the structure of the carbonization device 100 . FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of an internal combustion gasifier as the carbonization device 100 . The carbonization apparatus 100 shown here is an example, and as will be described later, the carbonization furnace may be an external heat type, and its structure may be a batch type closed type charcoal kiln, a continuous rotary kiln, an oscillating carbonization furnace, or a screw. A furnace or the like may also be used. Either type is configured to introduce the dry distillation gas generated by carbonization into the reducing device 220 or the heat exchanger 150 .

図４に示すように、炭化装置１００は円筒形状を有する回転式の炭化炉１１４を有し、さらにバイオマス１０２を炭化するための熱エネルギーを供給するバーナー１２０が備えられた加熱チャンバー１１２が炭化炉１１４を覆うように設けられる。炭化装置１００には、炭化するバイオマス１０２を投入するためのホッパー１２４やホッパー１２４の下に位置するスクリューフィーダー１２６を設けてもよい。スクリューフィーダー１２６によってバイオマス１０２が炭化炉１１４内へ連続的に供給される。 As shown in FIG. 4 , the carbonization apparatus 100 has a rotary carbonization furnace 114 having a cylindrical shape, and a heating chamber 112 equipped with a burner 120 that supplies thermal energy for carbonizing the biomass 102 . 114 is provided. The carbonization device 100 may be provided with a hopper 124 for charging the biomass 102 to be carbonized and a screw feeder 126 located below the hopper 124 . Biomass 102 is continuously fed into carbonization furnace 114 by screw feeder 126 .

ここで例示される炭化炉１１４はロータリーキルン型の炭化炉であり、炭化炉１１４と加熱チャンバー１１２は、バイオマス１０２を投入する側が炭化物１０４を搬出する側よりも高い位置になるよう水平面から傾斜している。炭化炉１１４は駆動部１１６によって加熱チャンバー１１２内で回転するように構成される。駆動部１１６は、例えばチェーン、ベルト、歯車などを用いて炭化炉１１４を加熱チャンバー１１２の中心軸を中心として回転させる。炭化炉１１４に供給されるバイオマス１０２は、炭化炉１１４が連続的に回転することによってホッパー１２４側からバーナー１２０側へ輸送される。その間、低酸素濃度の条件下でバイオマス１０２が加熱され、炭化が進行して乾留ガスが発生する。乾留ガスは排気ダクト１２８から第１のガス供給管１１８を介して取り出される。第１のガス供給管１１８が乾留ガスを還元装置２２０や熱交換器１５０に導入する機構として機能する。得られる炭化物１０４は炭化炉１１４の下部からガス漏洩防止用のロータリーバルブ１２２を介し、炭化装置１００の外へ搬出され、引き続く浸漬に供される。ロータリーバルブ１２２は上下２段となるよう設置してもよく、その場合、上段と下段のロータリーバルブが交互に開いて炭化物が排出される。また、ロータリーバルブ１２２の周囲に、ロータリーバルブ１２２を冷却できる機構を設けてもよい。 The carbonization furnace 114 exemplified here is a rotary kiln type carbonization furnace, and the carbonization furnace 114 and the heating chamber 112 are inclined from the horizontal plane so that the side where the biomass 102 is introduced is higher than the side where the carbide 104 is unloaded. there is Carbonization furnace 114 is configured to rotate within heating chamber 112 by drive 116 . The drive unit 116 rotates the carbonization furnace 114 around the central axis of the heating chamber 112 using, for example, chains, belts, and gears. The biomass 102 supplied to the carbonization furnace 114 is transported from the hopper 124 side to the burner 120 side by the continuous rotation of the carbonization furnace 114 . During that time, the biomass 102 is heated under conditions of low oxygen concentration, carbonization proceeds, and dry distillation gas is generated. The carbonization gas is taken out from the exhaust duct 128 via the first gas supply pipe 118 . The first gas supply pipe 118 functions as a mechanism for introducing the dry distillation gas into the reduction device 220 and the heat exchanger 150 . The resulting carbide 104 is carried out of the carbonization apparatus 100 from the bottom of the carbonization furnace 114 via a rotary valve 122 for preventing gas leakage, and is subjected to subsequent immersion. The rotary valve 122 may be installed in two stages, upper and lower. In this case, the upper and lower rotary valves are alternately opened to discharge the carbide. Also, a mechanism capable of cooling the rotary valve 122 may be provided around the rotary valve 122 .

乾留ガスの温度を維持するため、第１のガス供給管１１８を断熱材などの保温手段１３０で覆ってもよい。あるいは、炭化装置１００で生成する乾留ガスの加熱、あるいは温度維持のための加熱装置（図４では示されない）を第１のガス供給管１１８に設けてもよい。 In order to maintain the temperature of the dry distillation gas, the first gas supply pipe 118 may be covered with heat retaining means 130 such as heat insulating material. Alternatively, the first gas supply pipe 118 may be provided with a heating device (not shown in FIG. 4) for heating the dry distillation gas generated by the carbonization device 100 or for maintaining the temperature.

任意の構成として、生成する乾留ガスに酸素を供給するための機構を備えてもよい。図４では、この機能として酸素または空気を導入するための導入口１３４が排気ダクト１２８に設けられる例が示されている。微量の酸素をバルブ１３２を介して乾留ガスに加えることで、炭化装置１００の温度を制御、代表的には上昇させることができるとともに、乾留ガスに含まれるタールを燃焼し、乾留ガス中のタールの濃度を低減することができる。なお、酸素供給量が多すぎると、バイオマス１０２が燃焼してしまい炭化物を得ることができないため、酸素供給量を制御することが好ましい。また、図示しないが、改質炉をタール分離装置として第１のガス供給管１１８に接続し、水蒸気改質反応によってタールを除去してもよい。 As an optional configuration, a mechanism for supplying oxygen to the carbonized gas to be produced may be provided. FIG. 4 shows an example in which an inlet 134 for introducing oxygen or air is provided in the exhaust duct 128 as this function. By adding a small amount of oxygen to the carbonization gas via valve 132, the temperature of the carbonization apparatus 100 can be controlled, typically increased, and the tar contained in the carbonization gas is combusted to produce tar in the carbonization gas. concentration can be reduced. Note that if the amount of oxygen supply is too large, the biomass 102 will burn and the carbide cannot be obtained, so it is preferable to control the amount of oxygen supply. Also, although not shown, a reformer may be connected to the first gas supply pipe 118 as a tar separator to remove tar by a steam reforming reaction.

炭化装置１００の他の例として、外燃式のガス化装置を図５に示す。図５に示すように、外燃式の炭化装置１００は炭化炉１１４、および炭化炉１１４の周囲を覆う加熱チャンバー１１２を基本的な構成として有している。加熱チャンバー１１２は炭化炉１１４との間に空間が形成されるように設けられ、この空間に接続される熱媒体導入口１４４と熱媒体排出口１４６が加熱チャンバー１１２に設けられる。前者を介して外部で加熱された熱媒体がこの空間内に導入され、後者から熱媒体が排出される。これにより、加熱された熱媒体が炭化炉１１４の外壁と接し、炭化炉１１４が加熱される。熱媒体としては電気ヒータなどによって加熱されたガスでもよく、軽油、重油、炭化物などの燃料を燃焼させて得られる高温のガスを用いてもよい。もしくは、ガス化で発生する乾留ガスを用いてもよい。このような外燃式の炭化装置１００を用いる場合、熱媒体を加熱するためのエネルギー源が必要ではあるものの、比較的高い収量で炭化物を得ることができる。 As another example of the carbonization device 100, an external combustion gasification device is shown in FIG. As shown in FIG. 5, the external combustion type carbonization apparatus 100 basically has a carbonization furnace 114 and a heating chamber 112 surrounding the carbonization furnace 114 . The heating chamber 112 is provided so as to form a space with the carbonization furnace 114 , and the heating chamber 112 is provided with a heat medium inlet 144 and a heat medium outlet 146 connected to this space. An externally heated heat medium is introduced into this space via the former, and the heat medium is discharged from the latter. Thereby, the heated heat medium comes into contact with the outer wall of the carbonization furnace 114, and the carbonization furnace 114 is heated. As the heat medium, gas heated by an electric heater or the like may be used, or high-temperature gas obtained by burning fuel such as light oil, heavy oil, or carbide may be used. Alternatively, dry distillation gas generated by gasification may be used. When such an external combustion type carbonization apparatus 100 is used, although an energy source for heating the heat medium is required, a relatively high yield of carbonized material can be obtained.

３－２．熱交換器
熱交換器１５０は、炭化装置１００の第１のガス供給管１１８と接続され、高温の乾留ガスを冷却して熱エネルギーを取り出すために設けられる。熱交換器１５０の形式や構造に制約はなく、例えばプレート式、シェル－チューブ式、フィンチューブ式などの様々な形式を適用することができる。図６に例示された熱交換器１５０はシェル－チューブ式の熱交換器である。熱交換器１５０はアウターシェル１５２を有し、アウターシェル１５２には乾留ガスを導入、排出するためのインレット１５４とアウトレット１５６がそれぞれ設けられる。アウターシェル１５２内には乾留ガスのための流路が構成され、この流路がインレット１５４とアウトレット１５６に接続される。アウターシェル１５２内には熱伝達媒体が効率よく流路と接触するためのフィン１５８を設けてもよい。 3-2. Heat Exchanger The heat exchanger 150 is connected to the first gas supply pipe 118 of the carbonization apparatus 100 and is provided for cooling the hot dry distillation gas to extract thermal energy. There are no restrictions on the type and structure of the heat exchanger 150, and various types such as plate type, shell-tube type, and fin-tube type can be applied. The heat exchanger 150 illustrated in FIG. 6 is a shell-and-tube heat exchanger. The heat exchanger 150 has an outer shell 152, and the outer shell 152 is provided with an inlet 154 and an outlet 156 for introducing and discharging the dry distillation gas, respectively. A flow path for the carbonization gas is formed in the outer shell 152 and connected to an inlet 154 and an outlet 156 . Fins 158 may be provided within the outer shell 152 to allow the heat transfer medium to efficiently contact the flow path.

熱伝達媒体としては空気や窒素などのガスでもよく、水、エチレングリコールなどのアルコール、シリコーンオイル、あるいはビフェニルやジフェニルエーテルなどの芳香族化合物でもよい。これらの熱伝達媒体はアウターシェル１５２内に注入され、流路と接触することで乾留ガスと熱交換を行って加熱され、その後外部に取り出される。 The heat transfer medium may be gas such as air or nitrogen, water, alcohol such as ethylene glycol, silicone oil, or aromatic compound such as biphenyl or diphenyl ether. These heat transfer media are injected into the outer shell 152, heat exchanged with the dry distillation gas by contact with the flow path, are heated, and then taken out to the outside.

３－３．浸漬装置
浸漬装置１８０は、炭化によって得られる炭化物１０４に金属塩を吸着させる機能を有する。浸漬装置１８０の構造に制約はなく、浸漬に用いる浸漬液を貯留するためのタンク１８２を基本的な構成として備える（図７）。タンク１８２には、後述する金属塩生成装置２８０から金属塩の溶液を供給するための供給管１９４を設けることができる。タンク１８２の底部には排出口を設けてもよく、排出口に接続されるバルブ１９０の開閉により浸漬液の貯留、排出を行うことができる。任意の構成としてタンク１８２はさらに攪拌装置１９２や浸漬液を加熱するためのヒータ１９６を備えてもよい。攪拌装置１９２を用いることで浸漬液が攪拌され、浸漬液中の金属塩の濃度分布を減少させることができる。浸漬液の攪拌は、浸漬液を循環することによって行ってもよい。ヒータ１９６は内部に発熱素子を有し、電気的に加熱ができるように構成されていてもよく、あるいはチューブ状の構造を有し、内部に熱交換器１５０から供給される熱伝達媒体を循環できるよう構成されていてもよい。これにより、乾留ガスの熱エネルギーを有効に利用し、浸漬時の温度制御や浸漬液の濃縮を行うことができる。 3-3. Immersion Device The immersion device 180 has a function of causing the carbide 104 obtained by carbonization to adsorb a metal salt. There are no restrictions on the structure of the immersion device 180, and a tank 182 for storing the immersion liquid used for immersion is provided as a basic configuration (FIG. 7). The tank 182 can be provided with a supply pipe 194 for supplying a metal salt solution from a metal salt generator 280, which will be described later. A discharge port may be provided at the bottom of the tank 182, and the immersion liquid can be stored and discharged by opening and closing a valve 190 connected to the discharge port. Optionally, the tank 182 may further comprise an agitator 192 and a heater 196 for heating the immersion liquid. The immersion liquid is stirred by using the stirring device 192, and the concentration distribution of the metal salt in the immersion liquid can be reduced. Agitation of the immersion liquid may be performed by circulating the immersion liquid. The heater 196 has a heating element inside and may be configured to be electrically heated, or may have a tubular structure in which a heat transfer medium supplied from the heat exchanger 150 is circulated. It may be configured to allow As a result, the heat energy of the dry distillation gas can be effectively used to control the temperature during immersion and to concentrate the immersion liquid.

浸漬装置１８０はさらに蓋１８４を有していてもよく、蓋１８４には一つ、あるいは複数の貫通孔１８６が設けられる。貫通孔１８６には、例えば窒素やアルゴン、空気などの気体を導入するためのガス源、タンク１８２内を排気するための減圧装置、タンク１８２内を加圧するための加圧装置、タンク１８２内の圧力や温度を計測するための圧力計や温度計などを接続してもよい。供給管１９４をタンク１８２に設けず、蓋１８４に設けてもよい。図示しないが、浸漬装置１８０はさらに、浸漬液を冷却するための冷却装置、超音波照射装置などを有してもよい。浸漬時に超音波照射装置によって超音波を浸漬液に照射することで、炭化物の細孔内部へ効率よく浸漬液を浸透させることができる。 The immersion device 180 may further include a lid 184 having one or more through holes 186 therein. The through-hole 186 includes, for example, a gas source for introducing gas such as nitrogen, argon, and air, a decompression device for evacuating the inside of the tank 182, a pressurization device for pressurizing the inside of the tank 182, and a A pressure gauge, a thermometer, or the like for measuring pressure or temperature may be connected. The supply pipe 194 may be provided on the lid 184 instead of on the tank 182 . Although not shown, the immersion device 180 may further include a cooling device for cooling the immersion liquid, an ultrasonic irradiation device, and the like. By irradiating the immersion liquid with ultrasonic waves from an ultrasonic irradiation device during immersion, the immersion liquid can be efficiently permeated into the pores of the carbide.

なお、炭化物は水よりも比重が低いため、浸漬液に浮く。このため、タンク１８２に炭化物１０４を収容可能なケース１９８を浸漬装置１８０と組み合わせて使用してもよい。ケース１９８には複数の開口が設けられ、浸漬液よりも比重が高くなるように材料と構造が構成される。複数の開口は、炭化物１０４より目開きが小さくなるように設定される。これにより、炭化物が浸漬液に浮いて十分に浸漬液と接触できなくなることを防ぐことができるだけでなく、浸漬された炭化物を容易に回収することができ、さらに炭化物１０４がケース１９８の外に漏れ出ることを防止できる。炭化物１０４と浸漬液の分離は、浸漬装置１８０の後段に設置される、脱水機などにより行われる。脱水機としては、例えば、遠心脱水機など、従来公知の脱水機を適宜使用することができる Since the carbide has a lower specific gravity than water, it floats on the immersion liquid. For this reason, a case 198 capable of containing the carbide 104 in the tank 182 may be used in combination with the immersion device 180 . The case 198 is provided with a plurality of openings and is constructed of materials and structures such that it has a higher specific gravity than the immersion liquid. The plurality of openings are set so that the mesh size is smaller than that of the carbide 104 . This not only prevents the carbides from floating on the immersion liquid and preventing sufficient contact with the immersion liquid, but also allows the immersed carbides to be easily recovered, and further, the carbides 104 to leak out of the case 198. You can prevent it from coming out. Separation of the carbide 104 and the immersion liquid is performed by a dehydrator or the like installed after the immersion device 180 . As the dehydrator, for example, a conventionally known dehydrator such as a centrifugal dehydrator can be appropriately used.

３－４．乾燥装置
乾燥装置２００は、浸漬によって得られる金属塩担持炭化物１０６を加熱することで乾燥を行う。乾燥装置２００は、分解ガスを金属塩生成装置２８０に供給するように構成される。乾燥装置２００の構造に特段の制約はなく、例えば図８に示すように、乾燥装置２００は金属塩担持炭化物を収容するチャンバー２０２を有し、チャンバー２０２には一つ、あるいは複数のガス供給口２０６、ガス排出口２１０が設けられる。ガス排出口２１０は金属塩生成装置２８０に接続される。 3-4. Drying Apparatus The drying apparatus 200 dries by heating the metal salt-carrying carbide 106 obtained by immersion. Drying device 200 is configured to supply cracked gas to metal salt generating device 280 . There are no particular restrictions on the structure of the drying device 200, and for example, as shown in FIG. 206, a gas outlet 210 is provided. Gas outlet 210 is connected to metal salt generator 280 .

金属塩担持炭化物の加熱では、乾留ガスが持つ熱エネルギーを利用してもよい。この場合、ガス供給口２０６を熱交換器１５０と接続し、乾留ガスによって加熱された気体の熱伝達媒体をチャンバー２０２内に導入する。熱伝達媒体の流量はバルブ２０８を用いて制御される。あるいは、別途加熱された熱伝達媒体、または熱交換器１５０から供給される熱伝達媒体を循環させるためのチューブヒータ２１６をチャンバー２０２の外部、または内部に設けてもよい。図８ではチューブヒータ２１６がチャンバー２０２の外部に設置された例が示されている。この場合、熱交換器１５０において気体の熱伝達媒体のみならず、液体の熱伝達媒体も用いることができる。これにより、炭化装置１００で生成する高温の乾留ガスの熱エネルギーを乾燥装置２００へ供給することができ、吸着材や肥料の製造コストの低減に寄与する。 In heating the metal salt-carrying carbide, the thermal energy of the dry distillation gas may be used. In this case, the gas supply port 206 is connected to the heat exchanger 150 and a gaseous heat transfer medium heated by the dry distillation gas is introduced into the chamber 202 . The heat transfer medium flow rate is controlled using valve 208 . Alternatively, a tube heater 216 for circulating a separately heated heat transfer medium or a heat transfer medium supplied from the heat exchanger 150 may be provided outside or inside the chamber 202 . FIG. 8 shows an example in which the tube heater 216 is installed outside the chamber 202 . In this case, not only a gaseous heat transfer medium but also a liquid heat transfer medium can be used in the heat exchanger 150 . As a result, the thermal energy of the high-temperature dry distillation gas generated in the carbonization device 100 can be supplied to the drying device 200, contributing to a reduction in the production costs of adsorbents and fertilizers.

任意の構成として乾燥装置２００は、チャンバー２０２の底部と金属塩担持炭化物１０６の接触を防止するセパレータ２１４、蓋２０４、あるいは図示しない排水口などを備えてもよい。蓋２０４には一つ、あるいは複数の貫通孔２１２を設けてもよい。貫通孔２１２には、例えば温度計や圧力計を設置してもよく、あるいは酸素や空気の供給源と接続してもよい。貫通孔２１２を介して酸素や空気をチャンバー２０２内に供給することで、加熱時間を短縮することができる。 As an optional configuration, the drying apparatus 200 may include a separator 214 that prevents contact between the bottom of the chamber 202 and the metal salt-supporting carbide 106, a lid 204, or a drainage port (not shown). One or more through holes 212 may be provided in the lid 204 . The through hole 212 may be provided with, for example, a thermometer or a pressure gauge, or may be connected to an oxygen or air supply source. By supplying oxygen or air into the chamber 202 through the through holes 212, the heating time can be shortened.

３－５．還元装置
還元装置２２０では、金属塩担持炭化物に担持された金属塩、および乾燥時に生成する金属酸化物担持炭化物上の金属酸化物が金属へ還元的に熱分解される。還元装置２２０の構成にも特に制約はなく、例えば図９に模式的に示した連続炉型の構造を採用することができる。ここに示した還元装置２２０は、還元炉２２２、還元炉２２２を加熱するためのヒータ２２８、および炭化装置１００から供給される乾留ガスを還元炉２２２に導入するための第１のガス供給管１１８、ならびに還元性ガスの流量を制御するためのバルブ２３４を有する。第１のガス供給管１１８は炭化装置１００から直接延伸して還元炉２２２に接続されていてもよく、他のガス供給管を介して炭化装置１００と還元炉２２２が接続されていてもよい。第１のガス供給管１１８を介して還元炉２２２と炭化装置１００を接続することにより、炭化装置１００で生成される高温の乾留ガスが有する熱エネルギーと還元力を還元装置２２０へ提供することができ、還元炉２２２内における還元反応を加速することができる。任意の構成として、乾留ガスを加熱するためのヒータ２４６を第１のガス供給管１１８を覆うように設けてもよい。 3-5. Reduction Device In the reduction device 220, the metal salt supported on the metal salt-supporting carbide and the metal oxide on the metal oxide-supporting carbide formed during drying are reductively thermally decomposed into metal. The structure of the reduction device 220 is also not particularly limited, and for example, a continuous furnace structure schematically shown in FIG. 9 can be adopted. The reduction apparatus 220 shown here includes a reduction furnace 222, a heater 228 for heating the reduction furnace 222, and a first gas supply pipe 118 for introducing the dry distillation gas supplied from the carbonization apparatus 100 into the reduction furnace 222. , as well as a valve 234 for controlling the flow rate of the reducing gas. The first gas supply pipe 118 may be directly extended from the carbonization device 100 and connected to the reduction furnace 222, or the carbonization device 100 and the reduction furnace 222 may be connected via another gas supply pipe. By connecting the reducing furnace 222 and the carbonization device 100 via the first gas supply pipe 118, the thermal energy and reducing power of the high-temperature dry distillation gas generated in the carbonization device 100 can be provided to the reduction device 220. It is possible to accelerate the reduction reaction in the reduction furnace 222 . As an optional configuration, a heater 246 for heating the dry distillation gas may be provided so as to cover the first gas supply pipe 118 .

還元炉２２２には、金属塩担持炭化物１０６を投入するためのロータリーバルブ２２６やホッパー２２４を設けてもよい。還元炉２２２の底部には、得られる金属担持炭化物、すなわち吸着材を取り出すためのロータリーバルブ２３０を設けることができる。また、ロータリーバルブ２２６、２３０それぞれは、２段階式の構造を有するように２つのロータリーバルブによって構成されていてもよい。二つのロータリーバルブ２２６、２３０を設けることで、還元炉２２２内部に導入される乾留ガスの漏洩を防止することができ、安全に金属塩や金属酸化物の還元を行うことができる。また、これらを設置することで、連続的に金属塩担持炭化物１０６を還元炉２２２に投入し、還元によって得られる吸着材を取り出すことができる。還元炉２２２の底部は傾斜していてもよく（図９の点線参照）、この構造により、吸着材を還元炉２２２の底部に集めることができる。還元炉２２２にはさらにガス捕集管２４４が設けられ、金属塩担持炭化物１０６と反応した乾留ガス、あるいは過剰の乾留ガスなどがガス捕集管２４４を介して金属塩生成装置２８０へ排出される。 The reducing furnace 222 may be provided with a rotary valve 226 and a hopper 224 for charging the metal salt-supporting carbide 106 . At the bottom of the reduction furnace 222, a rotary valve 230 can be provided for removing the resulting metal-supported carbide, ie adsorbent. Also, each of the rotary valves 226, 230 may be configured with two rotary valves to have a two-stage configuration. By providing the two rotary valves 226 and 230, the dry distillation gas introduced into the reducing furnace 222 can be prevented from leaking, and metal salts and metal oxides can be safely reduced. Moreover, by installing these, the metal salt-supporting carbide 106 can be continuously put into the reduction furnace 222 and the adsorbent obtained by the reduction can be taken out. The bottom of the reduction furnace 222 may be slanted (see dashed line in FIG. 9) and this structure allows the adsorbent to collect at the bottom of the reduction furnace 222 . The reducing furnace 222 is further provided with a gas collecting pipe 244, and the dry distillation gas reacted with the metal salt-carrying carbide 106 or excess dry distillation gas is discharged to the metal salt generator 280 through the gas collecting pipe 244. .

還元装置２２０はさらに、還元性ガスや不活性ガスを供給するための第２のガス供給管２４０を有してもよい。第２のガス供給管２４０にはガス源２５０が接続され（図３参照）、還元性ガスや不活性ガスの流量はバルブ２４２によって制御される。これにより、例えば炭化装置１００で生成する還元性ガスの量が不足する場合、あるいは炭化装置１００が駆動していないときでも、還元装置２２０内に十分な還元性ガスを供給して金属塩担持炭化物１０６に対して還元処理を行うことができる。また、還元装置２２０内に不活性ガスを供給し、不活性ガス雰囲気下において金属塩担持炭化物１０６の還元的熱分解を行うことができる。ガス源２５０から供給される還元性ガスは、水素や一酸化炭素、アルカンの単体でもよく、これらの混合物でもよい。あるいは還元性ガスに窒素やアルゴンなどの不活性ガスが混合されていてもよい。 The reducing device 220 may further have a second gas supply pipe 240 for supplying reducing gas or inert gas. A gas source 250 is connected to the second gas supply pipe 240 (see FIG. 3), and the flow rate of reducing gas and inert gas is controlled by a valve 242 . As a result, for example, when the amount of reducing gas generated in the carbonization device 100 is insufficient, or even when the carbonization device 100 is not in operation, a sufficient amount of reducing gas is supplied into the reduction device 220 to produce the metal salt-carrying carbide. Reduction treatment can be performed on 106 . In addition, an inert gas can be supplied into the reducing device 220 to perform reductive thermal decomposition of the metal salt-supporting carbide 106 in an inert gas atmosphere. The reducing gas supplied from the gas source 250 may be hydrogen, carbon monoxide, alkane alone, or a mixture thereof. Alternatively, the reducing gas may be mixed with an inert gas such as nitrogen or argon.

還元装置２２０はさらに、還元炉２２２内の雰囲気（ガス）を置換するためのガス置換装置（図示しない）と連結される第３のガス供給管２３６を備えてもよい。乾留ガスには水素やアルカンなどの可燃性ガスや一酸化炭素などの有毒ガスが含まれるため、還元的熱分解後にガス置換装置から第３のガス供給管２３６を介して、空気、窒素、あるいは希ガス（ヘリウム、アルゴンなど）を供給することで、残留する乾留ガスを還元炉２２２から排出することができる。ガス置換装置には図示しない空気や窒素、アルゴンなどのガス源が接続される。あるいはガス置換装置は、外気を導入するためのファンやコンプレッサーでもよい。第１のガス供給管１１８、第２のガス供給管２４０、第３のガス供給管２３６をそれぞれ独立に還元炉２２２に接続せずに、一本の供給管として還元炉２２２に接続しても構わない。この場合、還元炉２２２の外部でこれらのガス供給管を互いに接続し、バルブの切り替えによってこれらのガスの供給が制御される。 The reduction device 220 may further include a third gas supply pipe 236 connected to a gas replacement device (not shown) for replacing the atmosphere (gas) in the reduction furnace 222 . Since the dry distillation gas contains combustible gases such as hydrogen and alkanes and toxic gases such as carbon monoxide, air, nitrogen, or By supplying a rare gas (helium, argon, etc.), the residual dry distillation gas can be discharged from the reduction furnace 222 . A gas source (not shown) such as air, nitrogen, or argon is connected to the gas replacement device. Alternatively, the gas replacement device may be a fan or compressor for introducing outside air. Even if the first gas supply pipe 118, the second gas supply pipe 240, and the third gas supply pipe 236 are not connected to the reduction furnace 222 independently, but are connected to the reduction furnace 222 as one supply pipe. I do not care. In this case, these gas supply pipes are connected to each other outside the reduction furnace 222, and the supply of these gases is controlled by switching valves.

図示しないが、乾燥装置２００と同様、熱交換器１５０などから供給される熱伝達媒体を環流させるためのチューブヒータを還元炉２２２の外部に設けて還元炉２２２を加熱できるように還元装置２２０を構成してもよい。これにより、熱伝達媒体を介して乾留ガスの熱エネルギーを金属塩担持炭化物１０６の還元的熱分解において利用することも可能となる。 Although not shown, similar to the drying apparatus 200, the reducing apparatus 220 is provided outside the reducing furnace 222 so as to heat the reducing furnace 222 by providing a tube heater for circulating the heat transfer medium supplied from the heat exchanger 150 or the like. may be configured. As a result, it becomes possible to utilize the thermal energy of the dry distillation gas in the reductive thermal decomposition of the metal salt-supporting carbide 106 via the heat transfer medium.

還元装置２２０は連続型である必要はなく、バッチ式でもよい。例えば図１０に示すように、ロータリーバルブ２２６に代わって還元炉２２２の開口部に開閉扉２２３を設け、これを用いて還元炉２２２へ金属塩担持炭化物１０６を投入し、生成する吸着材を取り出してもよい。図示しないが、開口部を複数設け、金属塩担持炭化物１０６の投入と吸着材の取出しを異なる開口部を経由して行ってもよい。また、図１０に示した例では、還元装置２２０は開口部を介して金属塩担持炭化物１０６の投入を還元炉２２２の上から行うように構成されているが、開口部が水平方向に向くよう還元装置２２０を構成してもよい。 The reductor 220 need not be continuous and may be batchwise. For example, as shown in FIG. 10, instead of the rotary valve 226, an opening/closing door 223 is provided at the opening of the reducing furnace 222. Using this, the metal salt-carrying carbide 106 is introduced into the reducing furnace 222, and the generated adsorbent is taken out. may Although not shown, a plurality of openings may be provided, and the charging of the metal salt-supporting carbide 106 and the taking out of the adsorbent may be performed via different openings. In the example shown in FIG. 10, the reducing apparatus 220 is configured such that the metal salt-supporting carbide 106 is introduced from above the reducing furnace 222 through the opening. A reductor 220 may be configured.

なお、本システムにおいて乾燥装置２００を設けず、金属塩担持炭化物の乾燥と還元的熱分解を還元装置２２０において行ってもよい。この場合も加熱によって生じる分解ガスはガス捕集管２４４を介して金属塩生成装置２８０へ導入される。 In this system, the drying device 200 may not be provided, and the drying and reductive thermal decomposition of the metal salt-supporting carbide may be performed in the reducing device 220 . Also in this case, cracked gas generated by heating is introduced into the metal salt generator 280 through the gas collecting pipe 244 .

このように本システムでは、乾留ガスの熱エネルギーと還元力が金属塩担持炭化物の加熱や還元的熱分解に有効に利用される。このことは、吸着材の低コストの製造に寄与する。 Thus, in this system, the thermal energy and reducing power of the dry distillation gas are effectively used for heating and reductive pyrolysis of metal salt-carrying carbides. This contributes to low cost manufacture of the adsorbent.

３－６．金属塩生成装置
金属塩生成装置２８０は、乾燥装置２００や還元装置２２０で発生する分解ガスと原料金属が気相、または液相で接触可能なように構成される。図１１に気相で分解ガスと原料金属を接触させて金属塩を生成することが可能な金属塩生成装置２８０の一例を断面模式図として示す。 3-6. Metal Salt Generation Device The metal salt generation device 280 is configured so that the decomposition gas generated in the drying device 200 or the reducing device 220 can come into contact with the raw metal in a gas phase or a liquid phase. FIG. 11 shows a schematic cross-sectional view of an example of a metal salt production apparatus 280 capable of producing a metal salt by contacting a cracked gas with a raw material metal in a vapor phase.

図１１に示すように、金属塩生成装置２８０は反応チャンバー２８２を備え、反応チャンバー２８２には原料金属３１０を投入するための開閉可能な蓋２８４、分解ガスおよび水蒸気を導入するためのガス導入口２９０、生成した金属塩を含む溶液を取り出すための排出口２８６、未反応の分解ガスを取り出すための排出口２９４が備えられる。未反応の分解ガスはバルブ２９６を介してフレアスタック２７０へ導入される。任意の構成として、反応チャンバー２８２内には固定式または着脱式のメッシュ状のフィルター３００を設けてもよい。フィルター３００により、原料金属３１０が排出口２８６から落下することを防ぐことができる。ガス導入口２９０は反応チャンバー２８２の下部に設けることが好ましく、例えばフィルター３００よりも下に位置するように設けることができる。反応チャンバー２８２の外部には反応チャンバー２８２を加熱するためのヒータ２９８が設けられる。図示しないが、反応チャンバー２８２に不活性ガスを導入するためのガス導入口をさらに設けてもよい。 As shown in FIG. 11, the metal salt production apparatus 280 includes a reaction chamber 282 in which a lid 284 that can be opened and closed for charging the raw material metal 310, a gas inlet for introducing cracked gas and water vapor. 290, an outlet 286 for removing the solution containing the formed metal salt, and an outlet 294 for removing unreacted cracked gas. Unreacted cracked gases are introduced into flare stack 270 via valve 296 . Optionally, a fixed or removable mesh filter 300 may be provided within the reaction chamber 282 . Filter 300 can prevent raw metal 310 from falling from outlet 286 . The gas introduction port 290 is preferably provided in the lower part of the reaction chamber 282, and can be provided so as to be positioned below the filter 300, for example. A heater 298 for heating the reaction chamber 282 is provided outside the reaction chamber 282 . Although not shown, a gas introduction port for introducing an inert gas into the reaction chamber 282 may be further provided.

ガス導入口２９０は乾燥装置２００および／または還元装置２２０と接続され、金属塩担持炭化物を加熱乾燥する、あるいは還元的熱分解して生成する分解ガスおよび水蒸気がガス導入口２９０を介して反応チャンバー２８２内に導入される。分解ガスと水蒸気の導入量はバルブ２９２によって調整される。反応チャンバー２８２はヒータ２９８によって原料金属３１０の融点以下の温度に加熱される。例えば、原料金属３１０の塩を含む溶液の沸点以上原料金属３１０の塩の熱分解温度以下の範囲から選択される温度で反応チャンバー２８２を加熱すればよい。反応チャンバー２８２内で塩化水素や塩素、ＮＯx、またはＳＯxが原料金属３１０と反応し、金属塩が生成する。金属塩は水蒸気に溶解し、金属塩を含む溶液が排出口２８６からバルブ２８８を介して取り出される。得られる金属塩を含む溶液は回収され、浸漬液の調製に用いられる。 The gas inlet 290 is connected to the drying device 200 and/or the reducing device 220, and the cracked gas and water vapor generated by heating and drying the metal salt-carrying carbide or by reductively pyrolyzing it enter the reaction chamber through the gas inlet 290. 282. The amount of cracked gas and water vapor introduced is regulated by valve 292 . The reaction chamber 282 is heated to a temperature below the melting point of the source metal 310 by the heater 298 . For example, the reaction chamber 282 may be heated to a temperature selected from a range from the boiling point of the solution containing the salt of the source metal 310 to the thermal decomposition temperature of the salt of the source metal 310 . Hydrogen chloride, chlorine, NOx , or SOx reacts with the raw metal 310 in the reaction chamber 282 to produce a metal salt. The metal salt dissolves in the water vapor and a solution containing the metal salt is removed from outlet 286 through valve 288 . The resulting solution containing the metal salt is recovered and used to prepare the dipping liquid.

液相で金属塩を生成する場合には、図１２に例示される構造を有する金属塩生成装置２８０を用いることができる。ここで例示される金属塩生成装置２８０は、分解ガスを溶解するための水３５０を貯留するためのタンク３２０を備え、タンク３２０には分解ガスをバブリングするための散気管３２４が備えられる。散気管３２４はバルブ３２２を介して乾燥装置２００、および／または還元装置２２０と接続される。ただし、散気管３２４をタンク３２０に設けず、乾燥装置２００や還元装置２２０で生成する分解ガスを水面に吹き付けるように金属塩生成装置２８０を構成してもよい。散気管３２４はメンブレン式の散気管であり、分解ガスをマイクロバブル、ナノバブルなどの平均直径の小さい微小気泡として水３５０中でバブリングさせることで、分解ガスを効率よく水３５０に接触させることが可能である。これにより、水３５０に対する分解ガスの溶解速度を高めることができる。 A metal salt generator 280 having a structure illustrated in FIG. 12 can be used to generate a metal salt in a liquid phase. The metal salt generator 280 illustrated here includes a tank 320 for storing water 350 for dissolving the cracked gas, and the tank 320 is equipped with an air diffuser 324 for bubbling the cracked gas. Air diffuser 324 is connected to drying device 200 and/or reducing device 220 via valve 322 . However, the metal salt generator 280 may be configured such that the gas diffuser 324 is not provided in the tank 320 and the cracked gas generated by the drying device 200 or the reducing device 220 is sprayed onto the water surface. The air diffusion pipe 324 is a membrane-type air diffusion pipe, and by bubbling the cracked gas as microbubbles with a small average diameter such as microbubbles and nanobubbles in the water 350, the cracked gas can be brought into contact with the water 350 efficiently. is. Thereby, the dissolution rate of the cracked gas in the water 350 can be increased.

任意の構成として金属塩生成装置２８０は、分解ガスが溶解することで生成する酸性溶液を回収するための排出口３２６、未反応の分解ガスをタンク３２０から回収するための吸引管３３０や吸引管３３０に接続されるポンプ３３２、酸性溶液を攪拌するための攪拌装置３３４、原料金属３１０をタンク３２０の底から離隔するためのセパレータ３３６、タンク３２０内の水３５０を循環させるための配管３３８や配管３３８に接続されるポンプ３４０、タンク３２０の天井部に設けられるシャワーヘッド３４２、酸性溶液中における金属塩の濃度を測定するセンサ（図示しない）などを有していてもよい。配管３３８を用いてタンク３２０の下部から上部へ酸性溶液を循環することで、酸性溶液の濃度を均一にすることができる。シャワーヘッド３４２から水または酸性溶液を散布することで、未反応の分解ガスと反応させることが可能であり、分解ガスを効率よく利用することができる。また、金属塩の濃度を測定するセンサを設けることで、所定の濃度となった酸性溶液を排出口３２６から回収するタイミングを把握することができる。 As an optional configuration, the metal salt generator 280 includes an outlet 326 for recovering an acidic solution generated by dissolving the cracked gas, a suction pipe 330 for recovering unreacted cracked gas from the tank 320, and a suction pipe. A pump 332 connected to 330, a stirring device 334 for stirring the acid solution, a separator 336 for separating the raw metal 310 from the bottom of the tank 320, a pipe 338 for circulating the water 350 in the tank 320, and a pipe. A pump 340 connected to 338, a shower head 342 provided on the ceiling of the tank 320, a sensor (not shown) for measuring the concentration of metal salt in the acid solution, and the like may be provided. By circulating the acid solution from the bottom to the top of the tank 320 using the piping 338, the concentration of the acid solution can be made uniform. By spraying water or an acid solution from the shower head 342, it is possible to react with the unreacted cracked gas, and the cracked gas can be used efficiently. Further, by providing a sensor for measuring the concentration of the metal salt, it is possible to grasp the timing of recovering the acidic solution having a predetermined concentration from the discharge port 326 .

分解ガスは水に溶解し、塩酸や硝酸、硫酸を与える。これらの酸が原料金属３１０と反応し、金属塩の水溶液が得られる。この金属塩溶液をバルブ３２８を介して浸漬装置１８０に供給することで、炭化物の浸漬液として用いることができる。このように本実施形態では、金属塩担持炭化物の加熱によって生成する分解ガスを有効に活用することができる。 Decomposition gas dissolves in water to give hydrochloric acid, nitric acid and sulfuric acid. These acids react with the raw metal 310 to obtain an aqueous solution of metal salt. By supplying this metal salt solution to the dipping device 180 through the valve 328, it can be used as the dipping liquid for the carbide. As described above, in the present embodiment, the cracked gas generated by heating the metal salt-supporting carbide can be effectively utilized.

３－７．吸着用装置
還元的熱分解処理によって得られる金属担持炭化物は、吸着物を吸着するための吸着材として機能する。吸着の際に用いられる吸着用装置も本システムを構成することができる。吸着用装置の構造に特に制約はなく、一例として吸着材を充填可能なカートリッジ２６０が挙げられる。図１３（Ａ）に示すカートリッジ２６０は吸着材１１０を充填可能な筐体２６２を有し、筐体２６２には、筐体２６２内の空間と外部を接続するインレット２６４とアウトレット２６６が接続される。インレット２６４からは処理水が図示しないポンプなどを用いて注入され、その後アウトレット２６６から排出される。この過程において処理水が吸着材１１０と接触し、金属担持炭化物に固定された金属によって吸着物が吸着される。図示しないが、筐体２６２とインレット２６４の間、および筐体２６２とアウトレット２６６の間にフィルターを設けてもよい。これにより異物の混入や吸着材１１０の流出を防ぐことができる。 3-7. Adsorption Apparatus The metal-supported carbide obtained by reductive pyrolysis functions as an adsorbent for adsorbing adsorbates. An adsorption device used for adsorption can also constitute this system. There are no particular restrictions on the structure of the adsorption device, and one example is a cartridge 260 that can be filled with an adsorbent. A cartridge 260 shown in FIG. 13A has a housing 262 that can be filled with the adsorbent 110, and the housing 262 is connected to an inlet 264 and an outlet 266 that connect the space inside the housing 262 to the outside. . Treated water is injected from the inlet 264 using a pump (not shown) or the like, and then discharged from the outlet 266 . In this process, the treated water comes into contact with the adsorbent 110, and the adsorbate is adsorbed by the metal immobilized on the metal-supporting carbide. Although not shown, filters may be provided between housing 262 and inlet 264 and between housing 262 and outlet 266 . As a result, it is possible to prevent contamination by foreign matter and outflow of the adsorbent 110 .

上述したように、処理水としては、吸着物を水に溶解させて調製した溶液でもよく、河川や湖沼に存在する水、浄化槽内の水、下水処理場において高度処理に供される水を用いてもよい。これらの処理水はインレット２６４から注入してもよいが、河川や湖沼、浄化槽、高度処理槽内にカートリッジ２６０を設置してもよい。この場合、図１３（Ｂ）に示すように、メッシュ状の筐体２６２を有するカートリッジ２６０を用いてもよい。メッシュのサイズは例えば１ｍｍ以上５０ｍｍ以下、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、あるいは１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲から適宜選択すればよい。メッシュ状の筐体２６２にはインレット２６４やアウトレット２６６は設けなくてもよい。吸着材１１０である金属担持炭化物は水よりも比重が小さいので、筐体２６２に十分な重量が無い場合、処理水中に筐体２６２を確実に設置するためのウエイト２６８を筐体２６２に接続してもよい。図示しないが、ウエイト２６８に替わり、川底や湖底、海、浄化槽や高度処理槽に固定するためのアンカーを筐体２６２に設けてもよい。このようにカートリッジ２６０に吸着材１１０を充填して処理水との接触を行うことで、吸着材１１０の取り扱いが容易となり、かつ吸着処理を連続的に行うことができる。 As described above, the treated water may be a solution prepared by dissolving the adsorbate in water, water existing in rivers and lakes, water in septic tanks, and water subjected to advanced treatment in sewage treatment plants. may These treated waters may be injected from the inlet 264, but the cartridge 260 may be installed in rivers, lakes, septic tanks, and advanced treatment tanks. In this case, as shown in FIG. 13B, a cartridge 260 having a mesh-like housing 262 may be used. The size of the mesh may be appropriately selected, for example, from the range of 1 mm to 50 mm, 1 mm to 20 mm, or 1 mm to 5 mm. The inlet 264 and the outlet 266 may not be provided in the mesh-like housing 262 . Since the metal-supported carbide, which is the adsorbent 110, has a lower specific gravity than water, if the housing 262 does not have sufficient weight, a weight 268 is connected to the housing 262 for securely placing the housing 262 in the treated water. may Although not shown, instead of the weight 268, the housing 262 may be provided with anchors for fixing to the bottom of the river, the bottom of the lake, the sea, a septic tank, or an advanced treatment tank. By filling the cartridge 260 with the adsorbent 110 and bringing it into contact with the treated water in this manner, the adsorbent 110 can be easily handled and the adsorption treatment can be performed continuously.

３－８．その他
ガス精製装置１６０は、乾留ガスを無害化する装置であり、例えば水蒸気濃縮器１６２やダストフィルタ１６４、図示しないスクラバーなどを備えることができる。これらの構成を適宜設けることで、乾留ガス中に含まれるアンモニアやシアン化水素、ダイオキシン、硫化水素、煤塵などが除去される。本システムではさらに、生成後の乾留ガスを貯蔵するためのガスホルダを設け、乾留ガスの燃焼性を適時発電に利用してもよい。 3-8. Others The gas purification device 160 is a device for detoxifying the dry distillation gas, and can include, for example, a steam concentrator 162, a dust filter 164, a scrubber (not shown), and the like. By appropriately providing these structures, ammonia, hydrogen cyanide, dioxin, hydrogen sulfide, dust, etc. contained in the dry distillation gas can be removed. Further, in this system, a gas holder for storing the generated dry distillation gas may be provided, and the combustibility of the dry distillation gas may be used for power generation as needed.

ガスホルダ１６６は乾留ガスを貯留するために設けることができ、容積可変型、あるいは定積型のガスホルダを用いて構成される。ガスホルダ１６６の形式や容量は本システムの規模に応じて適宜選択される。熱交換器１６８は発電装置１７０へ供給される乾留ガスを冷却する機能を有し、その構造も任意に選択できる。例えば熱交換器１６８は熱交換器１５０と同一、または類似する構造を有してもよい。発電装置１７０の構造や形式に制約はなく、ガスタービン方式やガスエンジン方式、デュアルフューエルエンジン方式の発電装置を適宜用いることができる。フレアスタック２７０は、金属塩生成装置２８０から排出される可燃性ガスを燃焼させるために設けられる。 The gas holder 166 can be provided to store the dry distillation gas, and is configured using a variable volume type or constant volume type gas holder. The type and capacity of the gas holder 166 are appropriately selected according to the scale of this system. The heat exchanger 168 has a function of cooling the dry distillation gas supplied to the power generator 170, and its structure can also be arbitrarily selected. For example, heat exchanger 168 may have the same or similar structure as heat exchanger 150 . There are no restrictions on the structure and type of the power generator 170, and a gas turbine type, gas engine type, or dual fuel engine type power generator can be used as appropriate. A flare stack 270 is provided to burn the combustible gas discharged from the metal salt generator 280 .

以上述べたように、本実施形態の吸着材の製造方法では、大気中の二酸化炭素が光合成によって固定化されて形成される有機物、またはその利用や代謝によって発生するバイオマスが炭化される。炭化によって有機物の大部分は炭化物、すなわち炭素へ変換される。この炭化物は最終的には肥料として地中に戻されるため、二酸化炭素が炭素として地中に貯留されることになる。この一連のプロセスを通して本実施形態は、大気中の二酸化炭素の削減に寄与することとなる。 As described above, in the method for producing an adsorbent according to the present embodiment, organic matter formed by photosynthesis of carbon dioxide in the atmosphere, or biomass generated by its utilization or metabolism, is carbonized. Carbonization converts most of the organic matter into carbide, ie carbon. Since this carbonized material is eventually returned to the ground as fertilizer, carbon dioxide is stored in the ground as carbon. Through this series of processes, this embodiment contributes to the reduction of carbon dioxide in the atmosphere.

さらに、炭化物は水質汚濁物質を吸着可能な吸着材の原料として利用することができることから、本実施形態は水質改善を通して環境保全に貢献するシステムを提供すると言える。これに加え、水質汚濁物質を吸着した吸着材は、地中では植物の生長を促進するための肥料としても機能するため、本実施形態は農業や林業の発展にも貢献する。 Furthermore, since the carbonized material can be used as a raw material for an adsorbent capable of adsorbing water pollutants, it can be said that the present embodiment provides a system that contributes to environmental conservation through water quality improvement. In addition, the adsorbent that adsorbs water pollutants also functions as a fertilizer for promoting the growth of plants in the ground, so this embodiment also contributes to the development of agriculture and forestry.

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 Each of the embodiments described above as embodiments of the present invention can be implemented in combination as appropriate as long as they do not contradict each other. Appropriate additions, deletions, or design changes made by those skilled in the art based on each embodiment are also included in the scope of the present invention as long as they have the gist of the present invention.

上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。 Even if there are other actions and effects different from the actions and effects brought about by each of the above-described embodiments, those that are obvious from the description of the present specification or those that can be easily predicted by those skilled in the art are of course the present invention. is understood to be brought about by

１００：炭化装置、１０１：ガス化発電装置、１０２：バイオマス、１０４：炭化物、１０６：金属塩担持炭化物、１１０：吸着材、１１２：加熱チャンバー、１１４：炭化炉、１１６：駆動部、１１８：第１のガス供給管、１２０：バーナー、１２２：ロータリーバルブ、１２４：ホッパー、１２６：スクリューフィーダー、１２８：排気ダクト、１３０：保温手段、１３２：バルブ、１３４：導入口、１４４：熱媒体導入口、１４６：熱媒体排出口、１５０：熱交換器、１５２：アウターシェル、１５４：インレット、１５６：アウトレット、１５８：フィン、１６０：ガス精製装置、１６２：水蒸気濃縮器、１６４：ダストフィルタ、１６６：ガスホルダ、１６８：熱交換器、１７０：発電装置、１８０：浸漬装置、１８２：タンク、１８４：蓋、１８６：貫通孔、１９０：バルブ、１９２：攪拌装置、１９４：供給管、１９６：ヒータ、１９８：ケース、２００：乾燥装置、２０２：チャンバー、２０４：蓋、２０６：ガス供給口、２０８：バルブ、２１０：ガス排出口、２１２：貫通孔、２１４：セパレータ、２１６：チューブヒータ、２２０：還元装置、２２２：還元炉、２２３：開閉扉、２２４：ホッパー、２２６：ロータリーバルブ、２２８：ヒータ、２３０：ロータリーバルブ、２３４：バルブ、２３６：第３のガス供給管、２４０：第２のガス供給管、２４２：バルブ、２４４：ガス捕集管、２４６：ヒータ、２５０：ガス源、２６０：カートリッジ、２６２：筐体、２６４：インレット、２６６：アウトレット、２６８：ウエイト、２７０：フレアスタック、２８０：金属塩生成装置、２８２：反応チャンバー、２８４：蓋、２８６：排出口、２８８：バルブ、２９０：ガス導入口、２９２：バルブ、２９４：排出口、２９６：バルブ、２９８：ヒータ、３００：フィルター、３１０：沸点以上原料金属、３１０：原料金属、３２０：タンク、３２２：バルブ、３２４：散気管、３２６：排出口、３２８：バルブ、３３０：吸引管、３３２：ポンプ、３３４：攪拌装置、３３６：セパレータ、３３８：配管、３４０：ポンプ、３４２：シャワーヘッド、３５０：水、 100: carbonization device, 101: gasification power generation device, 102: biomass, 104: carbide, 106: metal salt-supported carbide, 110: adsorbent, 112: heating chamber, 114: carbonization furnace, 116: drive unit, 118: third 1 gas supply pipe, 120: burner, 122: rotary valve, 124: hopper, 126: screw feeder, 128: exhaust duct, 130: heat retaining means, 132: valve, 134: inlet, 144: heat medium inlet, 146: heat medium outlet, 150: heat exchanger, 152: outer shell, 154: inlet, 156: outlet, 158: fins, 160: gas purifier, 162: steam concentrator, 164: dust filter, 166: gas holder , 168: heat exchanger, 170: power generation device, 180: immersion device, 182: tank, 184: lid, 186: through hole, 190: valve, 192: stirring device, 194: supply pipe, 196: heater, 198: Case, 200: Drying device, 202: Chamber, 204: Lid, 206: Gas supply port, 208: Valve, 210: Gas outlet, 212: Through hole, 214: Separator, 216: Tube heater, 220: Reduction device, 222: reduction furnace, 223: open/close door, 224: hopper, 226: rotary valve, 228: heater, 230: rotary valve, 234: valve, 236: third gas supply pipe, 240: second gas supply pipe, 242: valve, 244: gas collection tube, 246: heater, 250: gas source, 260: cartridge, 262: housing, 264: inlet, 266: outlet, 268: weight, 270: flare stack, 280: metal salt Generator, 282: reaction chamber, 284: lid, 286: outlet, 288: valve, 290: gas inlet, 292: valve, 294: outlet, 296: valve, 298: heater, 300: filter, 310: Boiling point or higher raw metal, 310: raw metal, 320: tank, 322: valve, 324: air diffuser, 326: outlet, 328: valve, 330: suction pipe, 332: pump, 334: stirring device, 336: separator, 338: piping, 340: pump, 342: shower head, 350: water,

Claims (12)

バイオマスを炭化して炭化物と乾留ガスを生成するための炭化装置、
金属の塩を含む液体に前記炭化物を浸漬して金属塩担持炭化物を生成するための浸漬装置、
前記金属塩担持炭化物を還元的熱分解することにより金属担持炭化物と分解ガスを生成するための還元装置、および
前記分解ガスから前記金属の前記塩を生成するための金属塩生成装置を含み、
前記金属塩生成装置は、気相または液相において前記分解ガスが前記金属、または前記金属を含む化合物と接触するように構成される、吸着材を製造するためのシステム。 a carbonization device for carbonizing biomass to produce a carbonized product and a carbonization gas;
an immersion device for immersing the carbide in a liquid containing a metal salt to produce a metal salt-supported carbide;
a reduction device for producing a metal-supported carbide and a cracked gas by reductively pyrolyzing the metal salt-supported carbide; and a metal salt generator for producing the salt of the metal from the cracked gas,
The system for producing an adsorbent, wherein the metal salt generator is configured to contact the cracked gas with the metal or a compound containing the metal in a gas phase or a liquid phase. 前記金属担持炭化物にリン含有化合物を吸着させるための吸着用装置をさらに含む、請求項１に記載のシステム。 2. The system of claim 1, further comprising an adsorption device for adsorbing phosphorus-containing compounds onto said metal-supported carbide. 前記金属塩担持炭化物を乾燥するための乾燥装置をさらに含む、請求項１に記載のシステム。 2. The system of claim 1, further comprising a drying device for drying the metal salt-supported carbide. 前記乾留ガスの熱エネルギーを前記還元装置に供給するための熱交換器をさらに含む、請求項１に記載のシステム。 2. The system of claim 1, further comprising a heat exchanger for supplying thermal energy of said carbonized gas to said reducer. 前記乾留ガスの熱エネルギーを前記乾燥装置に供給するための熱交換器をさらに含む、請求項３に記載のシステム。 4. The system of claim 3, further comprising a heat exchanger for supplying thermal energy of said carbonized gas to said drying device. 前記炭化装置は、前記乾留ガスを前記還元装置へ供給するように構成される、請求項１に記載のシステム。 2. The system of claim 1, wherein the carbonization unit is configured to supply the carbonization gas to the reduction unit. バイオマスを炭化して炭化物と乾留ガスを生成すること、
金属の塩を含む液体に前記炭化物を浸漬して金属塩担持炭化物を生成すること、
前記金属塩担持炭化物に対して還元的熱分解を行うことで金属担持炭化物と分解ガスを生成すること、および
気相または液相において前記分解ガスを前記金属と接触させることで前記金属の前記塩を生成することを含む、吸着材を製造する方法。 carbonizing biomass to produce char and carbonization gas;
immersing the carbide in a liquid containing a metal salt to produce a metal salt-supported carbide;
performing reductive pyrolysis on the metal salt-supported carbide to produce a metal-supported carbide and a cracked gas; and
A method of making an adsorbent comprising contacting said cracked gas with said metal in the gas or liquid phase to produce said salt of said metal. 前記還元的熱分解は還元装置で行われ、
前記炭化は、前記乾留ガスの熱エネルギーを前記還元装置に供給しながら行う、請求項７に記載の方法。 The reductive pyrolysis is carried out in a reduction device,
8. The method according to claim 7 , wherein said carbonization is performed while supplying thermal energy of said dry distillation gas to said reduction device. 前記金属塩担持炭化物を乾燥装置内で乾燥することをさらに含み、
前記炭化は、前記乾留ガスを前記乾燥装置へ供給しながら行う、請求項７に記載の方法。 further comprising drying the metal salt-supported carbide in a drying device;
8. The method according to claim 7 , wherein the carbonization is performed while supplying the dry distillation gas to the drying device. 前記金属は鉄である、請求項７に記載の方法。 8. The method of claim 7 , wherein said metal is iron. 前記塩は硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩から選択される、請求項７に記載の方法。 8. The method of claim 7 , wherein said salt is selected from sulfates, nitrates, hydrochlorides. 前記塩は、硫酸第一鉄、硫酸第二鉄、塩化第一鉄、および塩化第二鉄から選択される、請求項７に記載の方法。 8. The method of claim 7 , wherein the salt is selected from ferrous sulfate, ferric sulfate, ferrous chloride, and ferric chloride.
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