TWI782027B - 燃料製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種燃料製造方法以及燃料製造裝置，係去除妨礙家畜糞尿之甲烷發酵之氨，且將糞尿中所含的碳水化合物、蛋白質、脂肪等有機物微細化、低分子化，藉此可實現甲烷發酵速度之提升及產生氣體量之增大。燃料製造方法係包括下述步驟：向反應容器內投入家畜糞尿，並且將前述家畜糞尿之投入量之5倍以上20倍以下之水注入至反應容器內之步驟；於前述家畜糞尿及水之投入後，向前述反應容器內的前述家畜糞尿注入高壓飽和水蒸氣，將前述反應容器內的壓力設定成0.62MPa以上1.9MPa以下之步驟；於繼續前述高壓飽和水蒸氣的注入之狀態下，開始進行前述反應容器內之攪拌，去除氨，並且藉由將前述家畜糞尿中所含的有機物之鍵結分子分離而進行微細化之步驟；以及於前述反應容器內之下部溫度藉由前述高壓飽和水蒸氣的注入而上升至125℃以上之時間點結束攪拌之步驟。
Description
本發明係關於一種燃料製造方法以及燃料製造裝置，尤其係關於一種適合於將家畜糞尿轉換處理成適合於氣化發電用燃料之性狀的燃料製造方法以及燃料製造裝置。
近年來，為了有效地從生物質能等廢棄物回收能量，例如日本特開2016-121253號公報所示，提出如下氣化發電技術：藉由熱分解使廢棄物氣化，將所獲得之熱分解氣體作為熱源進行發電。該氣化發電技術對已投入至氣化爐內之廢棄物一邊供給由氧及水蒸氣構成之氣化劑一邊進行加熱而使其氣化。
然而，當作為燃料之廢棄物是高濕潤材料如廚餘或下水道污泥等時，由於含水率高達80%以上，故存在非常難以熱分解而無法充分產生熱分解氣體之問題。
為了解決此種問題，本發明者於日本特許第3613567號公報中提出了如下之燃料製造方法：對已投入至反應容器內之廚餘注入高壓水蒸氣，將前述反應容器內之壓力以1.50MPa以上1.96MPa以下、溫度以185℃以上215℃以下保持30分鐘至50分鐘而將鍵結分子分離，藉此製造出經微細化之燃料。
根據該日本特許第3613567號公報記載之燃料製造方法，藉由使前述燃料發酵，可獲得能夠用於發電之甲烷氣體。
且說，對廢棄物進行水熱反應處理之技術已揭示於日本特開2016-121253號公報中，但日本特開2016-121253號公報
中，係以廚餘、污水污泥等含水率高且難以用作氣化發電用之燃料的廢棄物(固形物)作為對象。而且，藉由水熱反應處理使含水率下降並轉換為適度的含水率之燃料(固形物)。亦即，日本特開2016-121253號公報中記載之燃料為固形物。
然而，當作為燃料之廢棄物為家畜糞尿時，存在與廚餘或下水道污泥等之情形不同的技術性課題。
亦即，當作為燃料之廢棄物為家畜糞尿時，含水率高，難以使燃料固形物化，並且由於需要用於固形化之能量，故不經濟。而且，由糞尿產生之氨會妨礙發酵，存在無法順利獲得甲烷氣體之課題。
而且，糞尿中包含已被消化之食物(碳水化合物、蛋白質、脂肪等有機物)，因已被消化之食物難以分解成單糖、氨基酸、高脂肪酸等低分子有機物，故存在難以將前述糞尿向甲烷發酵之步驟移送而使其迅速發酵之課題。進而，於家畜糞尿之情形時，亦存在氨之惡臭之問題。
為此，存在將家畜糞尿作為燃料進行甲烷發酵在商業上是困難的這一技術性課題。
本發明者為了解決上述技術性課題而進行了如下積極研究，從而完成本發明：從家畜糞尿中去除妨礙甲烷發酵之妨礙發酵之氨，且進行已被消化之食物等之微細化、低分子化，藉此實現甲烷發酵速度之提升及產生氣體量之增大。
亦即，本發明者以作為使家畜糞尿進行甲烷發酵並向燃料轉換之處理的水熱反應為前提進行了研究。而且嘗試：向反應容器投入家畜糞尿並且投入水(自來水)，進而向該反應容器注入水蒸氣，還使包含前述家畜糞尿之液體與攪拌葉片碰撞以激化分子運動。
結果發現：所投入之家畜糞尿發生低分子化、糖化、胺化、離子濃度積之變化，且作為妨礙發酵物質之氨減少。而且發現：藉由家畜糞尿之低分子化、糖化、胺化與作為妨礙發酵物質之氨之減少，實現了甲烷發酵速度之提升及產生氣體量之增大。
本發明係於上述狀況下完成，其目的在於提供如下之燃料製造方法以及燃料製造裝置：去除妨礙家畜糞尿之甲烷發酵之氨，且將糞尿中所含的碳水化合物、蛋白質、脂肪等有機物微細化、低分子化，藉此可實現甲烷發酵速度之提升與產生氣體量之增大。
為了達成上述目的而完成之本發明的燃料製造方法係包括下述步驟：向反應容器內投入家畜糞尿，並且將前述家畜糞尿之投入量之5倍以上20倍以下之水注入至反應容器內之步驟；於前述家畜糞尿及水之投入後，向前述反應容器內的前述家畜糞尿注入高壓飽和水蒸氣，將前述反應容器內的壓力設定成0.62MPa以上1.9MPa以下之步驟；於繼續前述高壓飽和水蒸氣的注入之狀態下，開始進行前述反應容器內之攪拌，去除氨，並且藉由將前述家畜糞尿中所含的有機物之鍵結分子分離而進行微細化之步驟；以及於前述反應容器內之下部溫度藉由前述高壓飽和水蒸氣的注入而上升至125℃以上之時間點結束攪拌之步驟。
本發明如上述般，將相對於家畜糞尿之投入量為特定量之水注入至反應容器內，進而向反應容器內注入特定壓力之飽和水蒸氣，於持續水蒸氣的注入之狀態下，開始進行反應容器內之攪拌，繼續攪拌直至反應容器內之下部溫度達到特定溫
度為止，當達到特定溫度後，結束攪拌。
如此，注入特定量之水及特定壓力之飽和水蒸氣，進行攪拌直至下部溫度為特定溫度為止，藉此去除氨，並且將前述糞尿中所含的有機物之鍵結分子分離而微細化。亦即，可從以糞尿為原料之燃料中去除作為妨礙發酵物質之氨，並且實現燃料之低分子化、糖化、胺化、離子濃度積變化。
結果，可使用前述燃料於發酵槽中進行迅速之甲烷發酵，從而可實現甲烷發酵速度之提升及產生氣體量之增大。
另外，家畜糞尿是指雞糞、豬糞尿、牛糞尿、馬糞尿、羊糞尿等。
此處，將特定量之水注入至反應容器內之原因在於：因家畜糞尿中COD(chemical oxygen demand；化學需氧量)cr數值高，發酵所需之時間延長，經濟損失大，故利用水進行稀釋以降低CODcr之數值，而提高發酵效率。
亦即，當小於家畜糞尿之投入量之5倍時，相對於CODcr數值之有機物濃度(TOC：Total Organic Carbon)增高，發酵速度變慢，從而欠佳。另一方面，當特定量之水超過家畜糞尿之投入量之20倍時，有機物濃度(TOC)降低，發酵速度變慢，經濟性喪失，因而欠佳。
而且，向反應容器內注入特定壓力之飽和水蒸氣是為了進行水熱反應，當該特定壓力小於0.62MPa時，可看到氨之殘留，發酵效率欠佳。另一方面，當前述特定壓力超過1.9Mpa時，反應結束後，排出時會存在有機物之碳化現象，從而欠佳。
而且，反應容器內之攪拌係於持續水蒸氣的注入之狀態下，開始進行反應容器內之攪拌，於反應容器內之下部溫度上升至125℃以上之時間點結束攪拌。
如此，於上升至125℃之時間點，家畜糞尿之低分子化、胺化、糖化已結束，因而結束攪拌。
另外，前述攪拌較佳的是於反應容器內之下部溫度達到100℃之時間點開始。
如此，以反應容器內之下部溫度為基準之原因在於：於包含糞尿之液體中，位於反應容器內之下部之區域之溫度低，藉由對該溫度進行測定，可確認液體中之所有有機物之溫度為100℃以上。
而且，於反應容器內之下部溫度達到100℃之時間點開始攪拌係為了將糞尿中所含的有機物之鍵結分子分離並微細化(開始攪拌使鍵結分子與其葉片碰撞以提高分子運動)。
而且，於前述家畜糞尿為雞糞之情形時，較佳的是包括下述步驟：向反應容器內投入雞糞，並且將前述雞糞之投入量之5倍以上10倍以下之水注入至反應容器內之步驟；於前述雞糞及水之投入後，向前述反應容器內的前述家畜糞尿注入前述高壓飽和水蒸氣，將前述反應容器內的壓力設定成0.69MPa以上0.84MPa以下之步驟；於繼續前述水蒸氣的注入之狀態下，開始進行反應容器內之攪拌，去除氨，並且藉由將前述家畜糞尿中所含的有機物之鍵結分子分離而進行微細化之步驟；以及於前述反應容器內之下部溫度藉由前述高壓飽和水蒸氣的注入而上升至135℃至140℃之溫度之時間點結束攪拌之步驟。
亦即，於前述家畜糞尿為雞糞之情形時，較佳為水之投入量為雞糞之投入量之5倍以上10倍以下，投入至反應容器內之飽和水蒸氣之壓力為0.69MPa以上0.84MPa以下，攪拌結束設為反應容器內之下部溫度上升至135℃至140℃之溫度之時間點。
而且，於前述家畜糞尿為豬糞尿之情形時，較佳的是包括下述步驟：向反應容器內投入豬糞尿，並且將前述豬糞尿之投入量之10倍以上12倍以下之水注入至反應容器內之步驟；於前述豬糞尿及水之投入後，向前述反應容器內的前述豬糞尿注入前述高壓飽和水蒸氣，將前述反應容器內的壓力設定成0.76MPa以上0.85MPa以下之飽和水蒸氣之步驟；於繼續前述水蒸氣的注入之狀態下，開始反應容器內之攪拌，去除氨，並且藉由將前述豬糞尿中所含的有機物之鍵結分子分離而進行微細化之步驟；以及於前述反應容器內之下部溫度藉由前述高壓飽和水蒸氣的注入而上升至135℃至140℃之溫度之時間點結束攪拌之步驟。
亦即，於前述家畜糞尿為豬糞尿之情形時，較佳為水之投入量為雞糞之投入量之10倍以上12倍以下，投入至反應容器內之飽和水蒸氣之壓力為0.76MPa以上0.85MPa，攪拌結束設為反應容器內之下部溫度上升至135℃至140℃之溫度之時間點。
為了達成上述目的而完成之本發明的以家畜糞尿為原料之燃料製造裝置係包括：反應容器，具備攪拌機構；水蒸氣注入機構，對已投入至前述反應容器內之家畜糞尿注入高壓飽和水蒸氣；溫度感測器，對前述反應容器內之下部溫度進行測定；以及控制機構，對由前述水蒸氣注入機構進行之飽和水蒸氣之注入加以控制，使前述反應容器內之壓力為0.62MPa以上1.9MPa以下，並且進行控制使得於反應容器內之下部溫度通過了100℃之時間點開始攪拌機構之動作且於前述下部溫度上升至125℃以上之時間點結束攪拌。
而且，於前述家畜糞尿為雞糞之情形時，較佳的是包
括：控制機構，對由前述水蒸氣注入機構進行之飽和水蒸氣之注入加以控制，使前述反應容器內之壓力為0.69MPa以上0.84MPa以下，並且進行控制使得於前述反應容器內之下部溫度通過了100℃的時間點開始攪拌機構之動作且於前述下部溫度上升至135℃至140℃之溫度之時間點結束攪拌。
而且，前述家畜糞尿為豬糞尿之情形時，較佳的是包括：控制機構，對由前述水蒸氣注入機構進行之飽和水蒸氣之注入加以控制，使前述反應容器內之壓力為0.76MPa以上0.85MPa以下，並且進行控制使得前述於反應容器內之下部溫度通過了100℃的時間點開始攪拌機構之動作且於前述下部溫度上升至135℃至140℃之溫度之時間點結束攪拌。
根據本發明，可獲得如下之燃料製造方法以及燃料製造裝置：去除妨礙家畜糞尿之甲烷發酵之氨，且將糞尿中所含的碳水化合物、蛋白質、脂肪等有機物微細化、低分子化，藉此可實現甲烷發酵速度之提升及產生氣體量之增大。
1:燃料製造裝置
2:反應容器
2a:投入口
2b:導出口
3:攪拌機構
3a:水平轉動軸
3b:攪拌葉片
3c:驅動馬達
4:水蒸氣注入機構
4a:鍋爐
4b:送氣管
5:壓力調節機構
5a:壓力調整閥
5b:排氣管
6:控制機構
7:溫度感測器
8:壓力感測器
9:消音器
10:冷卻裝置
11:排水處理設備
12:固液分離機
圖1係表示本發明之燃料製造方法之從家畜糞尿之收集直至甲烷氣化之製造步驟的流程圖。
圖2係表示本發明之製造裝置之概略構成圖。
基於圖1、2對本發明之燃料製造方法進行說明。
本發明之燃料製造方法如圖1所示，首先，對所收集之家畜糞尿(S1)進行水熱反應處理(S2)。
該燃料製造方法於在特定條件下進行該水熱反應處理之方面具有特徵。亦即，注入特定量之水及特定壓力之飽和水蒸氣，進行攪拌直至反應容器內之下部溫度成為特定溫度為
止，藉此抑制家畜糞尿中之氨生成，並且，藉由將前述家畜糞尿中所含的有機物之鍵結分子分離而進行微細化，從而獲得低分子化、胺化、糖化之燃料，就該點而言具有特徵。另外，之後將對水熱反應處理之條件進行詳細敘述。
經前述水熱反應處理之液體及固形物利用固液分離機而分離為含有家畜糞尿之發酵成分(經微細化之低分子有機物)的含有機物之液體(有時亦簡稱為液體)與固形物(S3)。
該固液分離機可使用公知之機械。經分離之含有機物之液體被移送至發酵槽(S4)，且收容於發酵槽。關於該含有機物之液體之移送，亦可使用公知之移送機械。
然後，前述含有機物之液體係於發酵槽中維持為預定溫度而進行利用甲烷菌之發酵處理(甲烷氣化)(S5)。該發酵處理亦可與先前同樣地進行。
如此，本發明係以家畜糞尿作為對象，向家畜糞尿注入水，於特定條件下進行水熱反應處理，將含有前述家畜糞尿中所含的有機物之液體作為燃料。
接下來，基於圖2對本發明之燃料製造裝置之一實施形態進行說明。
如圖2所示，本實施形態之燃料製造裝置1具備：用以收容並處理家畜糞尿之反應容器2，用以向前述反應容器2投入家畜糞尿與水(自來水)之投入口2a，以及用以對已投入至該反應容器2之家畜糞尿與水(自來水)混合而成的液體進行攪拌之攪拌機構3。
而且，燃料製造裝置1包括：用以對反應容器2內之家畜糞尿與水(自來水)混合而成的液體注入高壓水蒸氣之水蒸氣注入機構4，用以調節反應容器2內之壓力之壓力調節機構5，以
及用以控制前述攪拌機構3、前述水蒸氣注入機構4及前述壓力調節機構5之控制機構6。
進而，對前述各構成部進行更詳細說明。
前述反應容器2由具備耐壓性之壓力容器構成，於其內部對將家畜糞尿與水(自來水)混合而成之液體進行處理。
該反應容器2之上部設置有投入口2a，並且下部設置有將含有經水熱處理之低分子有機物的液體向外部導出之導出口2b。
這些投入口2a及導出口2b具備密閉構造，該密閉構造係使用對前述液體進行處理時能夠經受得住反應容器2內之高溫高壓之墊圈。
另外，考慮到安全性，投入口2a及導出口2b具備只要反應容器2內之壓力未達到0.015MPa以下則開閉操作不反應的系統控制。
進而，構成為於反應容器2之內部下部設置有溫度感測器7，且於內部上部設置有壓力感測器8，以檢測反應容器2內之溫度及壓力。
尤其溫度感測器7設置於反應容器2之內部下部，因而可測定位於反應容器2之內部下部的溫度降低之下層之含有機物之液體之溫度。
亦即，藉由對位於反應容器2下部之液體下層的溫度進行檢測，可確認含有機物之液體整體之溫度為溫度感測器7所檢測到之溫度以上。
前述攪拌機構3係用以整體上均勻地加壓及加熱前述液體之機構。該攪拌機構3包括：於反應容器2內之長度方向上延伸設置且能夠旋轉地受到軸支撐之水平轉動軸3a，以及安裝
於該水平轉動軸3a之攪拌葉片3b。
而且，構成為驅動馬達3c連接於水平轉動軸3a，藉由驅動馬達3c對前述攪拌葉片3b進行旋轉驅動。
前述水蒸氣注入機構4具備：產生高壓水蒸氣(飽和水蒸氣)之鍋爐4a，以及用以將從該鍋爐4a產生之水蒸氣(飽和水蒸氣)供給至反應容器2內之送氣管4b。
前述鍋爐4a中產生之水蒸氣(飽和水蒸氣)之壓力係保持為固定值，反應容器2內之壓力係根據高壓水蒸氣(高壓飽和水蒸氣)之注入量進行調節。
反應容器內之溫度根據該高壓水蒸氣(高壓飽和水蒸氣)之壓力而定，反應容器2內保持為高溫。
而且，前述送氣管4b係於較水平轉動軸3a靠上方位置處沿大致水平方向連結於反應容器2。
前述壓力調節機構5包含：藉由電性控制而進行開閉控制之壓力調整閥5a，以及用以經由該壓力調整閥5a排出反應容器2內之水蒸氣之排氣管5b。
而且，若反應容器2內之壓力超過預定值，則打開壓力調整閥5a，以抽出反應容器2內之壓力並將其保持於預定壓力。
而且，構成為冷卻裝置10經由消音器9而連結至排氣管5b，將來自反應容器2之水蒸氣冷卻、液化並供給至排水處理設備11。進而，消音器9被設計成符合噪音防止條例之限制值且可設置於市區等。
進而，前述控制機構6係構成為與攪拌機構3、水蒸氣注入機構4及壓力調節機構5電性連接，且對這些進行控制。而且，前述控制機構6係構成為對驅動馬達3c之旋轉方向或旋轉速
度進行控制，且對反應容器2內之液體之攪拌之開始、停止進行控制。進而，前述控制機構6構成為對水蒸氣注入機構4之水蒸氣之注入量進行控制，以將使反應容器2內之液體轉換為適合於氣化發電用燃料之性狀的預定壓力保持一定時間。
而且，前述控制機構6係與反應容器2內之溫度感測器7及壓力感測器8電性連接，接收來自溫度感測器7之信號，進行驅動馬達3c之驅動開始、驅動停止之控制。而且，前述控制機構6基於反應容器2內之溫度感測器7及壓力感測器8之檢測結果，進行反饋控制，使得反應容器2內之溫度及壓力保持為預定值。
具體而言，於反應容器2內之溫度或壓力較預定之溫度、壓力低之情形時，藉由前述控制機構6進行控制，以增加來自水蒸氣注入機構4之高壓水蒸氣之注入量而使溫度及壓力上升。相反地，於反應容器2內之溫度或壓力上升至預定之溫度、壓力以上之情形時，藉由前述控制機構6進行控制，以使壓力調節機構5之壓力調整閥51打開以排出高壓水蒸氣而使溫度及壓力降低。
接下來，對利用本實施形態之燃料製造裝置1之燃料製造方法進行說明。
首先，將家畜糞尿從投入口2a投入至反應容器2內。而且，將與所投入之家畜糞尿量相應的特定量之水(自來水)注入至反應容器內。
如此將特定量之水投入至反應容器內之原因在於：因家畜糞尿之CODcr數值高，發酵所需之時間長，商業(經濟性)損失大，故要以適度之水進行稀釋以降低有機物濃度而提高發酵效率。
當該特定量之水小於家畜糞尿之投入量之5倍時，相對於CODcr數值之有機物濃度(TOC)增高，發酵速度變慢，從而欠佳。
另一方面，當特定量之水超過家畜糞尿之投入量的20倍時，有機物濃度(TOC)降低，甲烷菌階段交替所需之養分不足，發酵速度變慢，經濟性喪失，因而欠佳。而且，大量水會妨礙家畜糞尿中所含的有機物之鍵結分子之分離，使得難以低分子化、胺化、糖化，因而欠佳。
為此，向反應容器內投入家畜糞尿時，較佳的是將家畜糞尿之投入量之5倍以上20倍以下之水注入至反應容器內。
於前述家畜糞尿為雞糞之情形時，較佳的是亦將雞糞之投入量之5倍以上20倍以下之水注入至反應容器內，尤其較佳的是注入雞糞之投入量之5倍以上10倍以下之水。
而且，於前述家畜糞尿為豬糞尿之情形時，較佳的是將豬糞尿之投入量之5倍以上20倍以下之水注入至反應容器內，尤其較佳的是注入豬糞尿之投入量之10倍以上12倍以下之水。
然後，預先對控制機構6設定與預先投入之家畜糞尿相應之處理時之反應容器內壓力及與設定好之壓力對應之容器內溫度。而且，預先對控制機構6設定攪拌開始溫度及攪拌結束溫度。
該情形時，所設定之反應容器內壓力係家畜糞尿轉換為適合於氣化發電用燃料之性狀所需的壓力。
然後，反應容器2內，從安裝在水平轉動軸3a上方的送氣管4b注入高壓之飽和水蒸氣。而且，容器內溫度設定為伴隨水蒸氣之理論壓力之溫度。
具體而言，反應容器內之壓力設定為0.62MPa以上1.9MPa以下。於該反應容器內之壓力小於0.62MPa之情形時，可看到氨之殘留，從而發酵效率欠佳。另一方面，於前述特定壓力超過1.9Mpa之情形時，液體中之有機物之碳化現象進展，甲烷氣體產生需要較長時間，經濟效果薄弱，從而欠佳。
於雞糞之情形，較佳的是將反應容器內之壓力設為0.62MPa以上1.9MPa以下，尤佳為0.69MPa以上0.84MPa以下。
而且，於豬糞尿之情形時，較佳的是亦將反應容器內之壓力設為0.62MPa以上1.9MPa以下，尤佳為0.76MPa以上0.85MPa以下。
而且，反應容器內之攪拌係於持續水蒸氣的注入之狀態下，於反應容器內之下部溫度達到100℃之時間點開始，於反應容器內之下部溫度上升至125℃以上之時間點結束攪拌。
這樣，於達到100℃之時間點開始攪拌之原因在於：為了將100℃之溫度傳遞至液體所含有之有機物，進而使分子級之分解容易，而開始攪拌，使有機物與攪拌葉片碰撞以急遽提高分子運動。
而且，於上升至125℃之時間點結束攪拌之原因在於：所投入之液體中含有的有機物已得到糖化、胺化、低分子化。
於前述家畜糞尿為雞糞、豬糞尿之情形時，較佳的是亦於反應容器內之下部溫度達到100℃之時間點開始攪拌，於反應容器內之下部溫度上升至125℃以上之時間點結束攪拌。於雞糞、豬糞尿之情形時，尤佳為於反應容器內之下部溫度達到100℃之時間點開始攪拌，於前述反應容器內之下部溫度上升至135℃至140℃之溫度之時間點結束攪拌。
而且，攪拌期間，控制機構6基於溫度感測器7及壓力感測器8之檢測結果，對水蒸氣注入機構4及壓力調整機構5進行控制，使得反應容器2內之溫度及壓力保持為預先設定之溫度及壓力。
然後，於反應容器內之下部溫度上升至預定溫度之時間點結束攪拌，控制機構6控制水蒸氣注入機構4以停止水蒸氣之注入，並且控制壓力調節機構5以將壓力調整閥51打開。藉此，反應容器2內之高壓水蒸氣由排氣管5b排出從而反應容器2內得以減壓。
藉由以上處理，家畜糞尿(雞糞、豬糞尿)中已被消化之食物所含的碳水化合物、蛋白質、脂肪等有機物之鍵結分子被分離、微細化，單糖、氨基酸、高脂肪酸等低分子有機物產生性狀變化。
然後，含有低分子有機物之液體從導出口2b導出，經由固液分離機12供給至發酵槽，進行甲烷氣化處理(發酵處理)，提取甲烷氣體。
另外，可不經由固液分離機12而供給至發酵槽並進行甲烷氣化處理，但藉由使用固液分離機12，可去除如塑料、碎石等異物，因而較佳為使用固液分離機12。
(實施例1)
實施例1中，對雞糞進行處理，驗證氨臭氣、甲烷氣體量。
首先，將雞糞750Kg投入至反應容器內，並且將相當於雞糞投入量之6倍的自來水4550Kg投入至反應容器。然後，如
表1之實驗1至實驗9所示，使反應容器2內之液體溫度、反應容器內之壓力、攪拌轉數產生變化，進行水熱處理。
然後，測定水熱處理後之CODcr、PH值、氨臭氣，並且將進行了水熱處理之液體供給至發酵槽，測定所產生之甲烷氣體量。將其結果表示於表1。另外，實驗1至實驗9中，發酵槽溫度(所使用之發酵槽之發酵條件溫度)設為30℃至44℃。
進行了水熱處理之燃料較佳的是：一直未檢測到氨，PH值為5.6至7.5左右，且氣體產生量多。
表1之評價中，將有氨臭氣之情形記載為×，將氨臭氣減少且氣體產生量多之情形記載為△，將無氨臭氣且氣體產生量
多之情形記載為◎。另外，實驗6至實驗9中雖無氨臭氣且氣體產生量多，但由於要大量地使用水蒸氣，故考慮到經濟性而記載為○。
根據上述實驗1至實驗9可知，於反應容器2內之液體溫度為125℃以上且反應容器內之壓力為0.65Mpa以上之情形時，PH值為7.5，氨臭氣減少，所產生之甲烷氣體量為88m3/日以上，從而確認到氨臭氣減少之效果。
尤其於反應容器2內之液體溫度為135℃以上且反應容器內之壓力為0.76Mpa以上之情形時，PH值為5.6至7以下，無氨臭氣，所產生之甲烷氣體量為102m3/日以上，從而確認較佳。
此處，於反應容器2內之液體溫度為160℃以上之情形時，亦無氨臭氣，所產生之甲烷氣體量為102m3/日以上，從而較佳，但由於要大量使用水蒸氣，故不經濟。且，亦存在PH值5.6呈酸性之情形，該情形時，需要進行中和處理。
為此，就商業上而言，於反應容器2內之液體溫度為135℃至140℃且反應容器內之壓力為0.76Mpa至0.85Mpa以上之情形時，PH值為7，無氨臭氣，所產生之甲烷氣體量為102m3/日至139m3/日以上，因而較佳。
(實施例2)
實施例2中，相對於雞糞之投入量改變水(稀釋水)之投入量，驗證氨臭氣、甲烷氣體量。
將雞糞750Kg投入至反應容器2內，並且如表2之實驗10至實驗18所示，將相當於雞糞投入量之4倍至20倍之自來水(稀釋水)投入至反應容器。
然後，設反應容器2內之液體溫度為112℃至180℃，反
應容器內之壓力為0.38Mpa至1.5Mpa，攪拌轉數為3rpm至6rpm，進行水熱處理。
然後，與實施例1之實驗1至實驗9同樣地，測定水熱處理後之CODcr、PH值、氨臭氣，並且將進行了水熱處理之液體供給至發酵槽，測定所產生之甲烷氣體量。將其結果表示於表2。另外，實驗10至實驗18中，與實驗1至實驗9同樣地，發酵槽溫度(所使用的發酵槽之發酵條件溫度)設為30℃至44℃。
表2之評價中，將有氨臭氣之情形記載為×，將氨臭氣減少且氣體產生量多之情形記載為△，將無氨臭氣且氣體產生量多之情形記載為◎。另外，實驗15至實驗18中，雖無氨臭氣且氣體產生量多，但由於要大量使用水蒸氣，故考慮經濟性，記載為○。
如根據上述實驗10至實驗18可知，於相對於雞糞之投入量，水(自來水)之投入量為5倍至20倍之情形時，確認較佳。另外，於反應容器2內之液體溫度為155℃以上之情形時，亦無
氨臭氣，從而較佳，但由於要大量使用水蒸氣，故不經濟。
(實施例3)
實施例3中，對豬糞尿進行處理，驗證氨臭氣、甲烷氣體量。
如表3之實驗19至實驗25所示，使反應容器2內之液體溫度、反應容器內之壓力、稀釋液量、攪拌轉數產生變化，進行水熱處理。
然後，測定水熱處理後之CODcr、PH值、氨臭氣，並且將進行了水熱處理之液體供給至發酵槽，測定所產生之甲烷氣體量。將其結果表示於表3。另外，實驗19至實驗25中，與實驗1至實驗9同樣地，發酵槽溫度(所使用之發酵槽之發酵條件溫度)設為30℃至44℃。
結果，於反應容器2內之液體溫度為125℃以上且反應容器內之壓力為0.65Mpa以上之情形時，PH值為6.8至7.5，無氨
臭氣(氨臭氣減少)，所產生之甲烷氣體量為71m3/日以上，從而確認較佳。
尤其，反應容器內之壓力為0.76MPa以上0.85MPa以下，PH值為6.8至7.5，無氨臭氣(氨臭氣減少)，所產生之甲烷氣體量為99m3/日以上，反應容器內之下部溫度為135℃至140℃，確認較佳。另外，於反應容器2內之液體溫度為160℃以上之情形時，亦不會有氨臭氣，從而較佳，但由於要大量使用水蒸氣，故不經濟。
Claims (4)
- 一種燃料製造方法，包括下述步驟：向反應容器內投入家畜糞尿，並且將前述家畜糞尿之投入量之5倍以上20倍以下之水投入至反應容器內之步驟；於前述家畜糞尿及水之投入後，向前述反應容器內的前述家畜糞尿注入高壓飽和水蒸氣，將前述反應容器內的壓力設定成0.62MPa以上1.9MPa以下之步驟；於繼續前述高壓飽和水蒸氣的注入之狀態下，開始進行前述反應容器內之攪拌，去除氨，並且藉由將前述家畜糞尿中所含的有機物之鍵結分子分離而進行微細化之步驟；以及於前述反應容器內之下部溫度藉由前述高壓飽和水蒸氣的注入而上升至125℃以上之時間點結束攪拌之步驟。
- 如請求項1所記載之燃料製造方法，其中於前述反應容器內之下部溫度藉由前述高壓飽和水蒸氣的注入而達到100℃之時間點開始進行前述攪拌。
- 如請求項1或2所記載之燃料製造方法，其中前述家畜糞尿為雞糞，且包括下述步驟：向前述反應容器內投入雞糞，並且將前述雞糞之投入量之5倍以上10倍以下之水注入至前述反應容器內之步驟；於前述雞糞及水之投入後，向前述反應容器內的前述家畜糞尿注入前述高壓飽和水蒸氣，將前述反應容器內的壓力設定成0.69MPa以上0.84MPa以下之步驟；於繼續前述水蒸氣的注入之狀態下，開始進行前述反應容器內之攪拌，去除氨，並且藉由將前述家畜糞尿中所 含的有機物之鍵結分子分離而進行微細化之步驟；以及於前述反應容器內之下部溫度藉由前述高壓飽和水蒸氣的注入而上升至135℃至140℃之溫度之時間點結束攪拌之步驟。
- 如請求項1或2所記載之燃料製造方法，其中前述家畜糞尿為豬糞尿，且包括下述步驟：向前述反應容器內投入豬糞尿，並且將前述豬糞尿之投入量之10倍以上12倍以下之水注入至前述反應容器內之步驟；於前述豬糞尿及水之投入後，向前述反應容器內的前述豬糞尿注入前述高壓飽和水蒸氣，將前述反應容器內的壓力設定成0.76MPa以上0.85MPa以下之步驟；於繼續前述水蒸氣的注入之狀態下，開始進行前述反應容器內之攪拌，去除氨，並且藉由將前述豬糞尿中所含的有機物之鍵結分子分離而進行微細化之步驟；以及於前述反應容器內之下部溫度藉由前述高壓飽和水蒸氣的注入而上升至135℃至140℃之溫度之時間點結束攪拌之步驟。
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