[发明专利]附设有乙醇制造设备的废弃物焚烧设施的能源高效利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在附设有乙醇制造设备的废弃物焚烧设施中高效利用生成的能源的方法，该乙醇制造设备将普通废弃物所含有的以纸类为中心的纤维素类的生物物质(biomass)酶解糖化为构成糖即单糖，并进一步使其发酵而生成乙醇。

背景技术

本申请人首先提出了在附设有乙醇制造设备的废弃物焚烧设施中高效利用能源的方法(专利文献1)。在该方法中，在将以各种垃圾混合的状态回收的普通废弃物进行粗破碎后，用破碎分选机将所获得的粗破碎物分选为比重较低的较轻物(主要是纸类、塑料类)、和含有较多水分的比重较高的较重物(主要是厨房垃圾类即厨余垃圾)，进一步在较轻物中添加水进行制浆处理以使纸分解，而与(不分解的)塑料类分离，将所获得的纸浆作为原料淤浆，由其制造乙醇。

并且，通过在同一焚烧设施中附设使用从废弃物焚烧设施排出的废热的锅炉、和使用该锅炉产生的蒸汽的汽轮机，并将其中排出的焚烧废热或者从锅炉中排出的锅炉蒸汽和/或从汽轮机中排出的抽气蒸汽用作乙醇制造工序中的酵母的培养(30℃左右)、糖化发酵(40℃左右)、蒸馏(80℃左右)的热源，能够实现乙醇制造成本以及CO₂排出量的降低。

以往，将来自废弃物焚烧设施、燃料电池的废热用作生物气或生物乙醇的制造工序的热源的技术是公知的(专利文献2以及3、非专利文献1等)。例如，在专利文献2的段落[0026]～[0027]中，记载有将废弃物燃烧设施中排出的废热送至干式甲烷发酵设施并进行高效利用的方法，这样的废热利用如图3以及图4所示。在专利文献3的段落[0049]中，记载有将从燃料电池中排出的废热用作分离回收部中的酒精成分的蒸馏分离的热源，或用于发酵部的保温的方案，这样的废热利用如图2所示。非专利文献1是刊载了题为“Production of hydrogen for fuel cells by reformation of biomass-derived ethanol”的论文的学术杂志，在其第146页的Fig.1中，示有将从除燃料电池以外排出的废热送至厌氧性消化工序等并进行高效利用的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2010-246421号公报

专利文献2：日本专利公开2007-105614号公报

专利文献3：日本专利公开2009-219989号公报

非专利文献

非专利文献1：Catalysis Today 75(2002)145-155

发明内容

(一)要解决的技术问题

在专利文献1所述的方法中假设了，对通过乙醇制造工序中的机械分选以及制浆处理而与纸类分离的非乙醇原料(塑料等异物)、或者发酵醪的蒸馏工序中产生的残渣的脱水物进行焚烧处理。按照后述的比较例1的记载，以垃圾焚烧发电的方式对普通废弃物100t/d进行处理时的能源回收率约为5.5％，但该值并不理想，期望进一步提高能源回收率。

另外，专利文献2、专利文献3、以及非专利文献1的方法也无法获得理想的能源回收率，期望进一步提高能源回收率。

(二)技术方案

本发明人鉴于上述的实情，进行了充分的研究，完成了如下的附设有乙醇制造设备的废弃物焚烧设施的新的能源高效利用方法：除了乙醇制造设备以及发电用汽轮机，还在废弃物焚烧设施中附设甲烷发酵设备、燃气发动机、以及固体氧化物型燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，以下记为“SOFC”)，在回收能源的同时，将它们中排出的废热用作乙醇制造设备中各阶段的热源，由此，能够实现能源回收率的进一步提高。

第一发明是一种附设有乙醇制造设备的废弃物焚烧设施的能源高效利用方法，其特征在于，其在附设有由普通废弃物中的生物物质所含有的糖质生成生物乙醇的乙醇制造设备的废弃物焚烧设施中，进行如下工序：乙醇制造工序，混合对普通废弃物进行预处理而获得的、由厨余垃圾和潮湿的纸类组成的较重物的一部分、和从由干燥的纸类和塑料类组成的较轻物分离出的纸浆，并使该混合物发酵；以及甲烷制造工序，其使所述较重物的剩余部分和/或乙醇制造工序中产生的蒸馏残渣发酵。