JP2003320221A - バイオガスの精製方法および精製装置 - Google Patents
バイオガスの精製方法および精製装置Info
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 各種施設から発生するバイオガスから、ＣＨ
4を安価にしかも効果的に分離精製するための簡単な方
法、およびそのためのコンパクトな装置を提供する。 【解決手段】 有機性廃棄物の嫌気性発酵によって発生
し、少なくともＣＨ4、ＣＯ2、Ｈ2ＳおよびＨ2Ｏを含有
する混合ガスからＣＨ4ガスを分離精製するに当たり、
前記混合ガスと水をガス吸収塔４において２気圧以上の
高圧状態で接触させ、この高圧水中に少なくともＣＯ2
およびＨ2Ｓを溶解させることによって、混合ガス中の
ＣＨ4濃度を高めて回収する。
4を安価にしかも効果的に分離精製するための簡単な方
法、およびそのためのコンパクトな装置を提供する。 【解決手段】 有機性廃棄物の嫌気性発酵によって発生
し、少なくともＣＨ4、ＣＯ2、Ｈ2ＳおよびＨ2Ｏを含有
する混合ガスからＣＨ4ガスを分離精製するに当たり、
前記混合ガスと水をガス吸収塔４において２気圧以上の
高圧状態で接触させ、この高圧水中に少なくともＣＯ2
およびＨ2Ｓを溶解させることによって、混合ガス中の
ＣＨ4濃度を高めて回収する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水処理場、屎尿
処理場、その他生ごみなどの有機性廃棄物の嫌気性発酵
処理施設等から発生する混合ガス（以下、「バイオガ
ス」と呼ぶことがある）中に含まれるメタン（ＣＨ4）
を効果的に分離精製する方法、およびこうした精製に有
効に利用できる精製装置に関するものである。
処理場、その他生ごみなどの有機性廃棄物の嫌気性発酵
処理施設等から発生する混合ガス（以下、「バイオガ
ス」と呼ぶことがある）中に含まれるメタン（ＣＨ4）
を効果的に分離精製する方法、およびこうした精製に有
効に利用できる精製装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】都市ガス等として使用されている天然ガ
スは、メタンを主成分とするその性状から、ＣＯ2の排
出量も少なく、黒煙も発生しないクリーンな燃料である
とされている。こうした特徴を有する天然ガスは、自動
車用の燃料として有効に利用する試みがなされている。
天然ガスを燃料とした自動車（以下、単に「天然ガス自
動車」と呼ぶ）は現在国内で１万台以上に普及してお
り、こうした天然ガス自動車から排出される窒素酸化物
（ＮＯｘ）はガソリン車の４０〜７０％、ディーゼル車
の６０〜８０％を削減することが可能であると言われて
いる。
スは、メタンを主成分とするその性状から、ＣＯ2の排
出量も少なく、黒煙も発生しないクリーンな燃料である
とされている。こうした特徴を有する天然ガスは、自動
車用の燃料として有効に利用する試みがなされている。
天然ガスを燃料とした自動車（以下、単に「天然ガス自
動車」と呼ぶ）は現在国内で１万台以上に普及してお
り、こうした天然ガス自動車から排出される窒素酸化物
（ＮＯｘ）はガソリン車の４０〜７０％、ディーゼル車
の６０〜８０％を削減することが可能であると言われて
いる。
【０００３】一方、上記した各種嫌気性発酵処理施設か
ら排出されるバイオガスは、少なくともＣＨ4，ＣＯ2，
Ｈ2ＳおよびＨ2Ｏ等を含んだものであるが、このバイオ
ガスは従来ではあまり利用されないまま放出され、或は
一部熱源として利用されるに留まっていた。ところが最
近に至って、このようなバイオガスからＣＨ4を主成分
として分離精製し、これを上記天然ガスに代わり得る燃
料として有効に利用しようとする技術の開発が始められ
ている。
ら排出されるバイオガスは、少なくともＣＨ4，ＣＯ2，
Ｈ2ＳおよびＨ2Ｏ等を含んだものであるが、このバイオ
ガスは従来ではあまり利用されないまま放出され、或は
一部熱源として利用されるに留まっていた。ところが最
近に至って、このようなバイオガスからＣＨ4を主成分
として分離精製し、これを上記天然ガスに代わり得る燃
料として有効に利用しようとする技術の開発が始められ
ている。
【０００４】特に、上記天然ガス自動車では、クリーン
な燃料とされているものの、天然ガスを燃焼させたとき
に発生するＣＯ2は地球温暖化の原因になるものであ
る。また、天然ガスはその大部分が液化天然ガスの状態
で、インドネシヤ、マレーシヤ、オーストラリア等の外
国から輸入されている。
な燃料とされているものの、天然ガスを燃焼させたとき
に発生するＣＯ2は地球温暖化の原因になるものであ
る。また、天然ガスはその大部分が液化天然ガスの状態
で、インドネシヤ、マレーシヤ、オーストラリア等の外
国から輸入されている。
【０００５】これに対してバイオガスから精製されたメ
タンガスでは、燃焼時に発生するＣＯ2はもともと生物
が大気中のＣＯ2を固定したものであり、地球温暖化の
原因となるＣＯ2の量を増やすことがなく、また上記の
ような嫌気性発酵処理施設は国内に多数存在するので、
こうした施設からのバイオガスを有効に利用してＣＨ4
ガスを効果的に分離精製する技術の確立が望まれている
のが実状である。
タンガスでは、燃焼時に発生するＣＯ2はもともと生物
が大気中のＣＯ2を固定したものであり、地球温暖化の
原因となるＣＯ2の量を増やすことがなく、また上記の
ような嫌気性発酵処理施設は国内に多数存在するので、
こうした施設からのバイオガスを有効に利用してＣＨ4
ガスを効果的に分離精製する技術の確立が望まれている
のが実状である。
【０００６】バイオガスからＣＨ4を精製する方法とし
ては、これまでにも様々提案されており、その技術は大
別して（１）膜分離方式、（２）圧力スイング方式（Ｐ
ＳＡ：Pressure Swing Adsorption）、および（３）ガ
ス吸収方式の３通りの方法が知られている。
ては、これまでにも様々提案されており、その技術は大
別して（１）膜分離方式、（２）圧力スイング方式（Ｐ
ＳＡ：Pressure Swing Adsorption）、および（３）ガ
ス吸収方式の３通りの方法が知られている。
【０００７】膜分離方式は、発生バイオガスの或る種の
成分が薄い膜を透過し、残りのガス成分が保留する性質
を利用することによって、両者を分離させる方法であ
る。この方法では、膜の材質を適切に選定することによ
って、例えば或る種類の高分子膜の場合（アセテート・
セルローズ膜）には、ＣＯ2の透過性はＣＨ4と比べて２
０倍以上であり、Ｈ2Ｓの透過性はＣＨ4と比べて６０倍
以上であり、これらの差によって分離するＣＨ4の純度
を上げることができる。尚、この方法を実施するときの
系内の圧力は、２５〜４０気圧程度である。
成分が薄い膜を透過し、残りのガス成分が保留する性質
を利用することによって、両者を分離させる方法であ
る。この方法では、膜の材質を適切に選定することによ
って、例えば或る種類の高分子膜の場合（アセテート・
セルローズ膜）には、ＣＯ2の透過性はＣＨ4と比べて２
０倍以上であり、Ｈ2Ｓの透過性はＣＨ4と比べて６０倍
以上であり、これらの差によって分離するＣＨ4の純度
を上げることができる。尚、この方法を実施するときの
系内の圧力は、２５〜４０気圧程度である。
【０００８】しかしながらこの膜分離方式では、使用す
る膜が元々高価であり、また消耗品であるので、取り替
え作業と取替え膜の供給が必要になり、更に高価になる
という欠点がある。
る膜が元々高価であり、また消耗品であるので、取り替
え作業と取替え膜の供給が必要になり、更に高価になる
という欠点がある。
【０００９】一方、ＰＳＡ方式は、合成ゼオライトや活
性炭でガス成分を物理的に吸着させ、脱着特性の違いに
よって特定成分を分離する方法である。そして、脱着操
作は圧力（減圧）を利用して行われる。この方法では、
吸着材が系内に固定された状態とされ、同一の吸着塔に
ついて吸着／脱着の再生サイクルを繰り返して行うもの
である。そして、この方法におけるプロセス全体として
は、複数の吸着塔を交互に操作して、連続的に分離操作
が行われている。
性炭でガス成分を物理的に吸着させ、脱着特性の違いに
よって特定成分を分離する方法である。そして、脱着操
作は圧力（減圧）を利用して行われる。この方法では、
吸着材が系内に固定された状態とされ、同一の吸着塔に
ついて吸着／脱着の再生サイクルを繰り返して行うもの
である。そして、この方法におけるプロセス全体として
は、複数の吸着塔を交互に操作して、連続的に分離操作
が行われている。
【００１０】しかしながらこの方法では、使用する吸着
材がＨ2Ｓによる被害を受けやすく、その性能が急激に
低下する事態が発生するので、上記のようなバイオガス
にＰＳＡ方式を採用する場合には、バイオガス中のＨ2
Ｓを予め除去するための手段（例えば、脱硫装置）を設
ける必要があり、その装置構成が複雑になって高価にな
るという問題がある。
材がＨ2Ｓによる被害を受けやすく、その性能が急激に
低下する事態が発生するので、上記のようなバイオガス
にＰＳＡ方式を採用する場合には、バイオガス中のＨ2
Ｓを予め除去するための手段（例えば、脱硫装置）を設
ける必要があり、その装置構成が複雑になって高価にな
るという問題がある。
【００１１】また、ガス吸収方式は、炭酸カリウム水溶
液などを用いて、低温で混合ガス中のＣＯ2ガスを吸収
させ、高温で脱着（後処理）させる方式である。しかし
ながらこの方法においても、加熱、冷却操作に多量のエ
ネルギーを要するという問題があり、また後処理のため
の処理費が嵩むという問題もある。
液などを用いて、低温で混合ガス中のＣＯ2ガスを吸収
させ、高温で脱着（後処理）させる方式である。しかし
ながらこの方法においても、加熱、冷却操作に多量のエ
ネルギーを要するという問題があり、また後処理のため
の処理費が嵩むという問題もある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑みてなされたものであって、その目的は、各種施
設から発生するバイオガスから、ＣＨ4を安価にしかも
効果的に分離精製するための簡単な方法、およびこうし
た方法を実施するためのコンパクト且つ簡易な構成を有
する分離精製装置を提供することにある。
況に鑑みてなされたものであって、その目的は、各種施
設から発生するバイオガスから、ＣＨ4を安価にしかも
効果的に分離精製するための簡単な方法、およびこうし
た方法を実施するためのコンパクト且つ簡易な構成を有
する分離精製装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明方法とは、有機性廃棄物の嫌気性発酵部から排出さ
れ、少なくともＣＨ4、ＣＯ2、Ｈ2ＳおよびＨ2Ｏを含有
するバイオガスからＣＨ4ガスを分離精製するに当た
り、前記バイオガスと水を２気圧以上の高圧状態で接触
させ、この高圧水中に少なくともＣＯ2およびＨ2Ｓを溶
解させることによって、バイオガス中のＣＨ4濃度を高
めて回収する点に要旨を有するものである。
発明方法とは、有機性廃棄物の嫌気性発酵部から排出さ
れ、少なくともＣＨ4、ＣＯ2、Ｈ2ＳおよびＨ2Ｏを含有
するバイオガスからＣＨ4ガスを分離精製するに当た
り、前記バイオガスと水を２気圧以上の高圧状態で接触
させ、この高圧水中に少なくともＣＯ2およびＨ2Ｓを溶
解させることによって、バイオガス中のＣＨ4濃度を高
めて回収する点に要旨を有するものである。
【００１４】上記精製方法においては、前記水は有機性
廃棄物の嫌気性発酵によって発生した排水を利用できる
が、この水は循環させつつ操業する構成や、適宜放出ま
たは後処理する構成も採用できる。
廃棄物の嫌気性発酵によって発生した排水を利用できる
が、この水は循環させつつ操業する構成や、適宜放出ま
たは後処理する構成も採用できる。
【００１５】一方、上記目的を達成することのできた本
発明の分離精製装置とは、有機性廃棄物の嫌気性発酵部
から排出され、少なくともＣＨ4、ＣＯ2、Ｈ2Ｓおよび
Ｈ2Ｏを含有するバイオガスからＣＨ4ガスを分離精製す
る装置であって、前記混合ガスを圧縮しつつ高圧状態に
するガス圧縮機と、水を高圧にするための高圧水ポンプ
と、前記混合ガスと水を２気圧以上の高圧状態で接触さ
せて、この高圧水中に少なくともＣＯ2およびＨ2Ｓを溶
解させる吸収塔とを備え、混合ガス中のＣＨ4濃度を高
めて回収するように構成したものである点に要旨を有す
るものである。
発明の分離精製装置とは、有機性廃棄物の嫌気性発酵部
から排出され、少なくともＣＨ4、ＣＯ2、Ｈ2Ｓおよび
Ｈ2Ｏを含有するバイオガスからＣＨ4ガスを分離精製す
る装置であって、前記混合ガスを圧縮しつつ高圧状態に
するガス圧縮機と、水を高圧にするための高圧水ポンプ
と、前記混合ガスと水を２気圧以上の高圧状態で接触さ
せて、この高圧水中に少なくともＣＯ2およびＨ2Ｓを溶
解させる吸収塔とを備え、混合ガス中のＣＨ4濃度を高
めて回収するように構成したものである点に要旨を有す
るものである。
【００１６】
【発明の実施の形態および実施例】本発明者らは、嫌気
性発酵部から排出されるバイオガスからメタンを効果的
に分離精製する手段について様々な角度から検討した。
そして、高圧の状態で水と混合ガスを接触させれば、該
混合ガス中に含まれるＣＯ2やＨ2Ｓが水中に効果的に捕
捉されることになり、その結果として、混合ガス中のメ
タンガスが有効に分離精製できることを見出し、本発明
を完成した。
性発酵部から排出されるバイオガスからメタンを効果的
に分離精製する手段について様々な角度から検討した。
そして、高圧の状態で水と混合ガスを接触させれば、該
混合ガス中に含まれるＣＯ2やＨ2Ｓが水中に効果的に捕
捉されることになり、その結果として、混合ガス中のメ
タンガスが有効に分離精製できることを見出し、本発明
を完成した。
【００１７】ＣＨ4等の炭化水素等の水に対する溶解度
は低く、一方ＣＯ2等は下記（１）式による反応が進行
しやすく、水に直ぐに溶け込むことは一般的に知られて
いることである。例えば、１気圧の状態で水１Ｌ（リッ
トル）に溶解するＣＯ2とＣＨ4の体積は、ＣＯ2が０．
８Ｌ、ＣＨ4が０．０３Ｌであり、約２５倍の差があ
る。また、水以外の他の溶液に対しては、ガスの溶解量
は大きくなるがＣＯ2とＣＨ4の差が水ほどでなくなり、
例えばメタノールではＣＯ2とＣＨ4の溶解比率（ＣＯ 2
／ＣＨ4）が２３、炭酸プロピレンでは１４程度とな
る。 Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｈ2ＣＯ3 ‥（１）
は低く、一方ＣＯ2等は下記（１）式による反応が進行
しやすく、水に直ぐに溶け込むことは一般的に知られて
いることである。例えば、１気圧の状態で水１Ｌ（リッ
トル）に溶解するＣＯ2とＣＨ4の体積は、ＣＯ2が０．
８Ｌ、ＣＨ4が０．０３Ｌであり、約２５倍の差があ
る。また、水以外の他の溶液に対しては、ガスの溶解量
は大きくなるがＣＯ2とＣＨ4の差が水ほどでなくなり、
例えばメタノールではＣＯ2とＣＨ4の溶解比率（ＣＯ 2
／ＣＨ4）が２３、炭酸プロピレンでは１４程度とな
る。 Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｈ2ＣＯ3 ‥（１）
【００１８】本発明者らは、上記のようなバイオガス中
に含まれるＣＨ4を精度良く分離精製するには、上記の
原理を利用すれば良いとの着想を得た。即ち、バイオガ
ス中に含まれるＣＯ2，Ｈ2ＳおよびＨ2Ｏ等の成分は水
に溶解し易い一方で、ＣＨ4は水に溶解し難いことか
ら、バイオガスと水とを接触させて、ＣＨ4以外の成分
を水中に捕捉することによって、バイオガス中に含まれ
るＣＨ4を精度良く分離精製できるとの着想が得られ
た。
に含まれるＣＨ4を精度良く分離精製するには、上記の
原理を利用すれば良いとの着想を得た。即ち、バイオガ
ス中に含まれるＣＯ2，Ｈ2ＳおよびＨ2Ｏ等の成分は水
に溶解し易い一方で、ＣＨ4は水に溶解し難いことか
ら、バイオガスと水とを接触させて、ＣＨ4以外の成分
を水中に捕捉することによって、バイオガス中に含まれ
るＣＨ4を精度良く分離精製できるとの着想が得られ
た。
【００１９】こうした着想の下で本発明者らが更に検討
したところによれば、ＣＯ2やＨ2Ｓの水に対する溶解量
は、常圧時と比べて高圧になるにつれて格段に大きくな
ることに着目し、上記の様に２気圧以上に高圧状態で水
とバイオガスを接触させるようにすれば、ＣＯ2やＨ2Ｓ
を水中に効果的に捕捉して、その結果としてＣＨ4を精
度良く分離精製できることが判明した。
したところによれば、ＣＯ2やＨ2Ｓの水に対する溶解量
は、常圧時と比べて高圧になるにつれて格段に大きくな
ることに着目し、上記の様に２気圧以上に高圧状態で水
とバイオガスを接触させるようにすれば、ＣＯ2やＨ2Ｓ
を水中に効果的に捕捉して、その結果としてＣＨ4を精
度良く分離精製できることが判明した。
【００２０】図１は各ガス成分（ＣＯ2，Ｈ2ＳおよびＣ
Ｈ4）における水に対する溶解度（モル分率）の圧力依
存性を示したグラフであり、図１（ａ）は水の温度が５
℃、図１（ｂ）は１０℃、図１（ｃ）は２０℃のときを
夫々示す。この結果から明らかなように、ＣＯ2やＨ2Ｓ
等のガス成分は圧力が高くなるにつれて水に対する溶解
度が大きくなっていることが分かる。これに対してＣＨ
4では、水に対する溶解度はそれほど圧力依存すること
なく、いずれの場合でもそれほど溶解しないことが分か
る。
Ｈ4）における水に対する溶解度（モル分率）の圧力依
存性を示したグラフであり、図１（ａ）は水の温度が５
℃、図１（ｂ）は１０℃、図１（ｃ）は２０℃のときを
夫々示す。この結果から明らかなように、ＣＯ2やＨ2Ｓ
等のガス成分は圧力が高くなるにつれて水に対する溶解
度が大きくなっていることが分かる。これに対してＣＨ
4では、水に対する溶解度はそれほど圧力依存すること
なく、いずれの場合でもそれほど溶解しないことが分か
る。
【００２１】本発明は上記のように雰囲気圧力を高くす
ることによって、上記した効果が得られたのであるが、
この圧力の上限については下記の理由から制限がある。
即ち、ＣＯ2は０℃のときに約１２気圧、５℃のときに
約２２気圧、１０℃のときに約４５気圧でシャーベット
状の包接化合物（クラスレート）を形成し、管内移送が
困難な状態になるので、クラスレートが形成しない範囲
を使用温度・圧力範囲とする。図２（Ｈ2Ｏ−ＣＯ2の相
平衡状態図：例えば「環境エネルギー工学」田中忠良
著）に、クラスレートが発生する領域（ハッチングで示
した領域）を示す。
ることによって、上記した効果が得られたのであるが、
この圧力の上限については下記の理由から制限がある。
即ち、ＣＯ2は０℃のときに約１２気圧、５℃のときに
約２２気圧、１０℃のときに約４５気圧でシャーベット
状の包接化合物（クラスレート）を形成し、管内移送が
困難な状態になるので、クラスレートが形成しない範囲
を使用温度・圧力範囲とする。図２（Ｈ2Ｏ−ＣＯ2の相
平衡状態図：例えば「環境エネルギー工学」田中忠良
著）に、クラスレートが発生する領域（ハッチングで示
した領域）を示す。
【００２２】低い温度で操業する場合には、使用圧力の
上限が下がることによる溶解量の低下は、温度が下がる
ことによる溶解量の増加によって相殺することができ
る。但し、０℃以下になると水の供給ラインが凍結する
ことになるので、操業ができないことになる。従って、
操業は０℃を超える任意の温度下で、上記のようなクラ
スレートが形成される直前の圧力で行なえば、水中への
ＣＯ2等の溶解量が最も大きくなって効率的である。こ
うしたことから、本発明を実施するに当たって、装置規
模や操業の安定性等を考慮すれば、温度：３〜２５℃程
度、圧力：５〜４０気圧（ａｔｍ）程度であることが好
ましい。
上限が下がることによる溶解量の低下は、温度が下がる
ことによる溶解量の増加によって相殺することができ
る。但し、０℃以下になると水の供給ラインが凍結する
ことになるので、操業ができないことになる。従って、
操業は０℃を超える任意の温度下で、上記のようなクラ
スレートが形成される直前の圧力で行なえば、水中への
ＣＯ2等の溶解量が最も大きくなって効率的である。こ
うしたことから、本発明を実施するに当たって、装置規
模や操業の安定性等を考慮すれば、温度：３〜２５℃程
度、圧力：５〜４０気圧（ａｔｍ）程度であることが好
ましい。
【００２３】次に、図面を用いて本発明方法について更
に具体的に説明する。図３は、本発明を実施するための
分離精製装置の一構成例を示す概略説明図であり、図中
１ａ，１ｂは凝縮トラップ、２ａ，２ｂはガス圧縮器、
３は冷却器、４はガス吸収塔、５はガス脱着塔、６ａ，
６ｂは高圧力ポンプ、７ａ，７ｂはフィルター、８ａ，
８ｂはガス乾燥器、９はガス分析器、１０は貯蔵タン
ク、１１は加熱器を夫々示す。
に具体的に説明する。図３は、本発明を実施するための
分離精製装置の一構成例を示す概略説明図であり、図中
１ａ，１ｂは凝縮トラップ、２ａ，２ｂはガス圧縮器、
３は冷却器、４はガス吸収塔、５はガス脱着塔、６ａ，
６ｂは高圧力ポンプ、７ａ，７ｂはフィルター、８ａ，
８ｂはガス乾燥器、９はガス分析器、１０は貯蔵タン
ク、１１は加熱器を夫々示す。
【００２４】上記のような装置構成において、原料ガス
供給源（図示せず）から供給されてきたバイオガス（原
料ガス）Ｇは、流量調整弁Ｖ１によってその流量が調整
されつつ凝縮トラップ１ａに送られ、この凝縮トラップ
１ａにてガス中の水分が除去された後、ガス圧縮機２
ａ，２ｂに送られる。ガス圧縮機２ａ，２ｂでは、送ら
れてきたバイオガスＧが所定の圧力まで昇圧（例えば、
約２０気圧程度）される。このとき用いるガス圧縮機２
ａ，２ｂとしては、バイオガスを所定の圧力（５０気圧
程度）まで昇圧できるものであれば、その形態について
は何ら限定するものではないが、ハイドロカーボンの発
生が無い無潤滑式であることが好ましい。
供給源（図示せず）から供給されてきたバイオガス（原
料ガス）Ｇは、流量調整弁Ｖ１によってその流量が調整
されつつ凝縮トラップ１ａに送られ、この凝縮トラップ
１ａにてガス中の水分が除去された後、ガス圧縮機２
ａ，２ｂに送られる。ガス圧縮機２ａ，２ｂでは、送ら
れてきたバイオガスＧが所定の圧力まで昇圧（例えば、
約２０気圧程度）される。このとき用いるガス圧縮機２
ａ，２ｂとしては、バイオガスを所定の圧力（５０気圧
程度）まで昇圧できるものであれば、その形態について
は何ら限定するものではないが、ハイドロカーボンの発
生が無い無潤滑式であることが好ましい。
【００２５】圧縮されたバイオガスＧは、断熱圧縮によ
る圧縮熱を冷却器３で除去した後、ガス吸収塔４の下部
に送られる。このガス吸収塔４には、その上部から水Ｗ
が高圧水ポンプ６ａ，６ｂを介して昇圧された状態で供
給される。このとき用いる水としては、有機性廃棄物の
嫌気性発酵によって発生した排水を有効利用することが
できるが、フィルター７ａ，７ｂは、こうした排水を利
用するときにその中に含まれているゴミ等を除去するた
めに設けられたものである。
る圧縮熱を冷却器３で除去した後、ガス吸収塔４の下部
に送られる。このガス吸収塔４には、その上部から水Ｗ
が高圧水ポンプ６ａ，６ｂを介して昇圧された状態で供
給される。このとき用いる水としては、有機性廃棄物の
嫌気性発酵によって発生した排水を有効利用することが
できるが、フィルター７ａ，７ｂは、こうした排水を利
用するときにその中に含まれているゴミ等を除去するた
めに設けられたものである。
【００２６】ガス吸収塔４では、バイオガスＧと水Ｗと
を効率良く接触させるために、その内部にはラシヒリン
グ等、接触面積を増加させると共に均一化が図れる部材
が充填されている。このガス吸収塔４内で、バイオガス
Ｇと水とを２気圧以上の高圧雰囲気下で十分に接触させ
ることによって、バイオガスＧ中に含まれるＣＯ2やＨ2
Ｓ等のガス成分が水Ｗに十分に吸収されると共に、微量
のＣＨ4も水に吸収されることになる。尚、この装置構
成では、ガス圧縮機２ａ，２ｂによってバイオガスを高
圧状態にすると共に、高圧力ポンプ６ａ，６ｂによって
水Ｗを高圧状態にすることによって、吸収塔４内におい
てバイオガスＧと水Ｗとの高圧状態での接触を実現する
ものである。
を効率良く接触させるために、その内部にはラシヒリン
グ等、接触面積を増加させると共に均一化が図れる部材
が充填されている。このガス吸収塔４内で、バイオガス
Ｇと水とを２気圧以上の高圧雰囲気下で十分に接触させ
ることによって、バイオガスＧ中に含まれるＣＯ2やＨ2
Ｓ等のガス成分が水Ｗに十分に吸収されると共に、微量
のＣＨ4も水に吸収されることになる。尚、この装置構
成では、ガス圧縮機２ａ，２ｂによってバイオガスを高
圧状態にすると共に、高圧力ポンプ６ａ，６ｂによって
水Ｗを高圧状態にすることによって、吸収塔４内におい
てバイオガスＧと水Ｗとの高圧状態での接触を実現する
ものである。
【００２７】ガス吸収塔４内で、バイオガスＧと水とを
高圧雰囲気下で十分に接触させることによって、バイオ
ガスＧ中に含まれるＣＯ2やＨ2Ｓ等のガス成分が水Ｗに
十分に吸収されるのであるが、ＣＯ2やＨ2Ｓ等のガス成
分が吸収された水（ＣＯ2含有水）は、ガス吸収塔４の
下部から取り出され（開閉弁Ｖ２）、ガス脱着塔５に導
入される。
高圧雰囲気下で十分に接触させることによって、バイオ
ガスＧ中に含まれるＣＯ2やＨ2Ｓ等のガス成分が水Ｗに
十分に吸収されるのであるが、ＣＯ2やＨ2Ｓ等のガス成
分が吸収された水（ＣＯ2含有水）は、ガス吸収塔４の
下部から取り出され（開閉弁Ｖ２）、ガス脱着塔５に導
入される。
【００２８】このガス脱着塔５では、塔内雰囲気が減圧
されており、水に僅かに溶解しているＣＨ4がガス成分
として分離されてガス脱着塔５の上部から取り出され、
原料ガス（バイオガスＧ）に戻されてその後の回収に付
される。一方、ＣＨ4が分離回収された後のＣＯ2含有水
は、その後ガス脱着塔５の下部から取り出されて（開閉
弁Ｖ３）、そのまま放出されるか後処理（例えば、ＣＯ
2回収処理）に付される。このガス脱着塔５において
も、前記ガス吸収塔４と同様に、ＣＯ2含有水と効率良
く接触させるために、その内部にはラシヒリング等、接
触面積を増加させると共に均一化が図れる部材が充填さ
れている。
されており、水に僅かに溶解しているＣＨ4がガス成分
として分離されてガス脱着塔５の上部から取り出され、
原料ガス（バイオガスＧ）に戻されてその後の回収に付
される。一方、ＣＨ4が分離回収された後のＣＯ2含有水
は、その後ガス脱着塔５の下部から取り出されて（開閉
弁Ｖ３）、そのまま放出されるか後処理（例えば、ＣＯ
2回収処理）に付される。このガス脱着塔５において
も、前記ガス吸収塔４と同様に、ＣＯ2含有水と効率良
く接触させるために、その内部にはラシヒリング等、接
触面積を増加させると共に均一化が図れる部材が充填さ
れている。
【００２９】一方、バイオガスＧからＣＯ2やＨ2Ｓが吸
収されて分離された後のＣＨ4（精製ガス）は、水分を
含んだ状態で前記ガス吸収塔４の上部から取り出され、
その後凝縮トラップ１ｂによって水分が除去された後、
ガス乾燥器８ａ，８ｂに送られてガス中の水分が除去さ
れた後、開閉弁Ｖ４を介して貯蔵タンク１０に回収され
る。尚、図３に示した装置では、一対のガス乾燥器８
ａ，８ｂを設けた構成を示したが、これは連続的に送ら
れてくるガスの乾燥を、開閉弁Ｖ５，Ｖ６の開閉操作に
よってガス乾燥器８ａ，８ｂに交互に振り分けて操業す
るためである。尚、ガス乾燥器８ａ，８ｂによって分離
された水分を含んだＣＨ4は、開閉弁Ｖ８，Ｖ９の操作
によって、原料ガス（バイオガス）に戻される。また、
加熱器１１は、ガス乾燥器８ａ，８ｂを加熱するために
設けられるものである。
収されて分離された後のＣＨ4（精製ガス）は、水分を
含んだ状態で前記ガス吸収塔４の上部から取り出され、
その後凝縮トラップ１ｂによって水分が除去された後、
ガス乾燥器８ａ，８ｂに送られてガス中の水分が除去さ
れた後、開閉弁Ｖ４を介して貯蔵タンク１０に回収され
る。尚、図３に示した装置では、一対のガス乾燥器８
ａ，８ｂを設けた構成を示したが、これは連続的に送ら
れてくるガスの乾燥を、開閉弁Ｖ５，Ｖ６の開閉操作に
よってガス乾燥器８ａ，８ｂに交互に振り分けて操業す
るためである。尚、ガス乾燥器８ａ，８ｂによって分離
された水分を含んだＣＨ4は、開閉弁Ｖ８，Ｖ９の操作
によって、原料ガス（バイオガス）に戻される。また、
加熱器１１は、ガス乾燥器８ａ，８ｂを加熱するために
設けられるものである。
【００３０】ＣＨ4ガスを貯蔵タンク１０に回収するに
際して、ガス乾燥器８ａ，８ｂから取り出された精製ガ
スは、ガス分析器９によってＣＨ4、Ｈ2Ｓ，Ｈ2Ｏおよ
びＣＯ2等の成分組成割合が随時分析され、ＣＨ4の純度
が所定の基準（例えば、自動車用燃料として使用される
ときには、９５％以上）に達している場合には、貯蔵タ
ンク１０側の前記開閉弁Ｖ４を開の状態にして（開閉弁
Ｖ７を閉の状態にして）、ＣＨ4を貯蔵タンクに回収す
る。また、ＣＨ4の純度が所定の基準に達していない場
合には、開閉弁Ｖ７を開の状態にして（開閉弁Ｖ４を閉
の状態にして）回収ガスを循環させて（ラインＬ１）原
料ガスに戻し、上記した処理を繰り返し行ってＣＨ4の
純度を上げる。即ち、しばらくの間、このラインＬ１で
ＣＨ4富化ガスを原料ガスに戻して上記処理を繰り返し
て行うことによって、ガス圧縮機２ａ，２ｂ中のＣＨ4
濃度が上昇するので、最終的に得られる回収ガスにおけ
るＣＨ4純度を高めることができる。
際して、ガス乾燥器８ａ，８ｂから取り出された精製ガ
スは、ガス分析器９によってＣＨ4、Ｈ2Ｓ，Ｈ2Ｏおよ
びＣＯ2等の成分組成割合が随時分析され、ＣＨ4の純度
が所定の基準（例えば、自動車用燃料として使用される
ときには、９５％以上）に達している場合には、貯蔵タ
ンク１０側の前記開閉弁Ｖ４を開の状態にして（開閉弁
Ｖ７を閉の状態にして）、ＣＨ4を貯蔵タンクに回収す
る。また、ＣＨ4の純度が所定の基準に達していない場
合には、開閉弁Ｖ７を開の状態にして（開閉弁Ｖ４を閉
の状態にして）回収ガスを循環させて（ラインＬ１）原
料ガスに戻し、上記した処理を繰り返し行ってＣＨ4の
純度を上げる。即ち、しばらくの間、このラインＬ１で
ＣＨ4富化ガスを原料ガスに戻して上記処理を繰り返し
て行うことによって、ガス圧縮機２ａ，２ｂ中のＣＨ4
濃度が上昇するので、最終的に得られる回収ガスにおけ
るＣＨ4純度を高めることができる。
【００３１】こうした構成を採用することによって、バ
イオガスＧ中のＣＯ2やＨ2Ｓについても効果的に除去で
きるので、従来技術で必要とされていた脱硫装置も不要
になって、装置構成が簡素化およびコンパクト化が図れ
るという利点もある。
イオガスＧ中のＣＯ2やＨ2Ｓについても効果的に除去で
きるので、従来技術で必要とされていた脱硫装置も不要
になって、装置構成が簡素化およびコンパクト化が図れ
るという利点もある。
【００３２】尚、本発明で対象とするバイオガスＧ中に
含まれるＨ2Ｓは腐食性ガスであるので、こうしたバイ
オガスＧが通過するガス圧縮機２ａ，２ｂ、冷却器３、
ガス吸収塔４等の素材としては、耐食性材料（例えば、
ステンレス鋼製）で構成されていることが好ましい。ま
た、ガス脱着塔５、高圧水ポンプ６ａ，６ｂ、凝縮トラ
ップ１ａ，１ｂについても水による腐食を防止するため
にステンレス鋼製であることが好ましい。
含まれるＨ2Ｓは腐食性ガスであるので、こうしたバイ
オガスＧが通過するガス圧縮機２ａ，２ｂ、冷却器３、
ガス吸収塔４等の素材としては、耐食性材料（例えば、
ステンレス鋼製）で構成されていることが好ましい。ま
た、ガス脱着塔５、高圧水ポンプ６ａ，６ｂ、凝縮トラ
ップ１ａ，１ｂについても水による腐食を防止するため
にステンレス鋼製であることが好ましい。
【００３３】図４は、本発明を実施するための装置にお
ける他の構成例を示す概略説明図であり、その基本的な
構成は前記図３に示した構成と類似し、対応する部分に
は同一の参照符号を付すことによって重複説明を回避す
る。尚、開閉弁の操作については、説明の便宜上その詳
細は省略してあるが、基本的な操作は図３に示した装置
構成と同じである。
ける他の構成例を示す概略説明図であり、その基本的な
構成は前記図３に示した構成と類似し、対応する部分に
は同一の参照符号を付すことによって重複説明を回避す
る。尚、開閉弁の操作については、説明の便宜上その詳
細は省略してあるが、基本的な操作は図３に示した装置
構成と同じである。
【００３４】図４に示した装置では、前記図３に示した
装置に対して更にＣＯ2分離塔１３が設けられた構成と
なっている。そして、吸収塔４の下部から取り出された
ＣＯ 2含有水はガス脱着塔５に導入されて水に僅かに溶
解しているＣＨ4ガスがガス成分として分離されて原料
ガス（バイオガスＧ）に戻されるのは前記図３に示した
装置構成と同様であるが、ガス脱着塔５でＣＨ4が分離
回収された後のＣＯ2含有水が、ＣＯ2分離塔１３に送ら
れて水とＣＯ2ガスに分離される様に構成されている。
即ち、分離塔１３に送られてきたＣＯ2含有水は、分離
塔１３内で減圧状態に晒されることによって、ＣＯ2と
水に分離されることになる。分離塔１３で分離されたＣ
Ｏ2は、凝縮トラップ１ｃによって水分が除去された後
（除去された水分は分離塔１３に戻される）、ファンＦ
によって大気に放出される。このＣＯ 2は、もともと生
物が大気中のＣＯ2を固定したものであるので、そのま
ま大気中に放出されても、大気中のＣＯ2バランスを崩
す原因とはならないものである。尚、ＣＯ2を回収した
い場合には、ファンＦにＣＯ2回収設備（例えば、活性
炭吸着方式による固定化）を接続することができる。
装置に対して更にＣＯ2分離塔１３が設けられた構成と
なっている。そして、吸収塔４の下部から取り出された
ＣＯ 2含有水はガス脱着塔５に導入されて水に僅かに溶
解しているＣＨ4ガスがガス成分として分離されて原料
ガス（バイオガスＧ）に戻されるのは前記図３に示した
装置構成と同様であるが、ガス脱着塔５でＣＨ4が分離
回収された後のＣＯ2含有水が、ＣＯ2分離塔１３に送ら
れて水とＣＯ2ガスに分離される様に構成されている。
即ち、分離塔１３に送られてきたＣＯ2含有水は、分離
塔１３内で減圧状態に晒されることによって、ＣＯ2と
水に分離されることになる。分離塔１３で分離されたＣ
Ｏ2は、凝縮トラップ１ｃによって水分が除去された後
（除去された水分は分離塔１３に戻される）、ファンＦ
によって大気に放出される。このＣＯ 2は、もともと生
物が大気中のＣＯ2を固定したものであるので、そのま
ま大気中に放出されても、大気中のＣＯ2バランスを崩
す原因とはならないものである。尚、ＣＯ2を回収した
い場合には、ファンＦにＣＯ2回収設備（例えば、活性
炭吸着方式による固定化）を接続することができる。
【００３５】分離塔１３にはフィルター７ｃを介して水
Ｗが供給され、この水はＣＯ2含有水から分離された水
と混合され、ポンプＰ１によって分離塔１３の下部から
取り出され、その一部は再び加圧されてガス吸収塔４の
上部に戻されて、バイオガスＧの精製に利用される。即
ち、水Ｗは、分離塔１３、ガス吸収塔４およびガス脱着
塔５の間を循環して使用されることになる。
Ｗが供給され、この水はＣＯ2含有水から分離された水
と混合され、ポンプＰ１によって分離塔１３の下部から
取り出され、その一部は再び加圧されてガス吸収塔４の
上部に戻されて、バイオガスＧの精製に利用される。即
ち、水Ｗは、分離塔１３、ガス吸収塔４およびガス脱着
塔５の間を循環して使用されることになる。
【００３６】尚、ＣＯ2含有水にはＣＯ2と共にＨ2Ｓも
溶解しているが、このＨ2Ｓはイオン化して水に溶解し
ているので減圧すると一部ＣＯ2ガスと同伴するが、残
りは水に溶解したまま運転の継続によって循環水中に蓄
積していくことになる。従って、Ｈ2Ｓが蓄積された水
は、適宜放出（図４の１５）されて入れ替えられるか、
後処理に付される。
溶解しているが、このＨ2Ｓはイオン化して水に溶解し
ているので減圧すると一部ＣＯ2ガスと同伴するが、残
りは水に溶解したまま運転の継続によって循環水中に蓄
積していくことになる。従って、Ｈ2Ｓが蓄積された水
は、適宜放出（図４の１５）されて入れ替えられるか、
後処理に付される。
【００３７】尚、図４に示した装置構成においては、分
離塔１３の下部から取り出された水の一部は、その後ク
ーラ１４によって冷却された後、ガス圧縮機２ｃ、冷却
器３ａ，３ｂ等に送られてこれらの機器における冷媒と
して循環使用される。また、凝縮トラップ１ｂ、ガス乾
燥器８ａ，８ｂ、ガス分析器９付近の構成（回収ガスを
循環させるラインＬ１も含めて）は前記図３に示した構
成と同様である。こうした装置構成においても、ＣＨ4
ガスを高純度に回収できる。特に、この装置構成では、
水を循環使用するようにしたので、処理水の系外への排
出が少ないという効果も得られる。
離塔１３の下部から取り出された水の一部は、その後ク
ーラ１４によって冷却された後、ガス圧縮機２ｃ、冷却
器３ａ，３ｂ等に送られてこれらの機器における冷媒と
して循環使用される。また、凝縮トラップ１ｂ、ガス乾
燥器８ａ，８ｂ、ガス分析器９付近の構成（回収ガスを
循環させるラインＬ１も含めて）は前記図３に示した構
成と同様である。こうした装置構成においても、ＣＨ4
ガスを高純度に回収できる。特に、この装置構成では、
水を循環使用するようにしたので、処理水の系外への排
出が少ないという効果も得られる。
【００３８】前記図４に示した装置構成を用いて、バイ
オガスの処理を行い、ＣＨ4の精製分離を行った。この
とき用いたバイオガス（原料ガス）は、下水汚泥を嫌気
発酵することによって得られたものであり、下記の組成
を有するものである。尚、バイオガスは流量：２６０Ｎ
ｍ3／ｈで送り、ガス吸収塔４の容量：１．８ｍ3とし
た。 （バイオガス組成） メタン（ＣＨ4）：＞５５容積％ 二酸化炭素（ＣＯ2）：＜４５容積％ 硫化水素（Ｈ2Ｓ）：＜２００ｐｐｍ 空気：＜０．５容積％ その他（Ｈ2Ｏ，ＮＨ3等）：＜０．５容積％ 圧力：０．００３〜０．０４ＭＰａ（約０．０３〜０．
４気圧）
オガスの処理を行い、ＣＨ4の精製分離を行った。この
とき用いたバイオガス（原料ガス）は、下水汚泥を嫌気
発酵することによって得られたものであり、下記の組成
を有するものである。尚、バイオガスは流量：２６０Ｎ
ｍ3／ｈで送り、ガス吸収塔４の容量：１．８ｍ3とし
た。 （バイオガス組成） メタン（ＣＨ4）：＞５５容積％ 二酸化炭素（ＣＯ2）：＜４５容積％ 硫化水素（Ｈ2Ｓ）：＜２００ｐｐｍ 空気：＜０．５容積％ その他（Ｈ2Ｏ，ＮＨ3等）：＜０．５容積％ 圧力：０．００３〜０．０４ＭＰａ（約０．０３〜０．
４気圧）
【００３９】その結果、９５〜９７容積％のＣＨ4を含
有する精製ガスが得られており、この精製ガス中のＣＯ
2およびＨ2Ｓの含有量は、夫々３％未満、１０ｐｐｍ以
下に低減していた。尚、このときの精製ガスは、水分含
有量が３２ｍｇ／Ｎｍ3以下であり、圧力０．６〜１．
０ＭＰａ（約６〜１０気圧）であった。
有する精製ガスが得られており、この精製ガス中のＣＯ
2およびＨ2Ｓの含有量は、夫々３％未満、１０ｐｐｍ以
下に低減していた。尚、このときの精製ガスは、水分含
有量が３２ｍｇ／Ｎｍ3以下であり、圧力０．６〜１．
０ＭＰａ（約６〜１０気圧）であった。
【００４０】本発明で処理されるバイオガスの種類は特
に限定されず、例えば下水汚泥、屎尿、家畜屎尿、都市
ごみ等の有機性廃棄物を嫌気性発酵する際に排出される
ものであって、ＣＨ4を主体とし、ＣＯ2やＨ2Ｓを含む
ものであればいずれも採用できる。また、このバイオガ
スには、上記成分以外にも有機性廃棄物に由来する微量
の成分（例えば、ＮＨ3等）を含んでいても良く、これ
らの微量成分についても本発明方法によって効果的に低
減若しくは除去できることになる。
に限定されず、例えば下水汚泥、屎尿、家畜屎尿、都市
ごみ等の有機性廃棄物を嫌気性発酵する際に排出される
ものであって、ＣＨ4を主体とし、ＣＯ2やＨ2Ｓを含む
ものであればいずれも採用できる。また、このバイオガ
スには、上記成分以外にも有機性廃棄物に由来する微量
の成分（例えば、ＮＨ3等）を含んでいても良く、これ
らの微量成分についても本発明方法によって効果的に低
減若しくは除去できることになる。
【００４１】上記の様にして処理することによって、メ
タン濃度９５％以上の精製ガスが得られるのであるが、
このような精製ガスは従来から燃料として用いられてい
る天然ガスと同等のメタン濃度を有していることから、
天然ガスに代わり得るクリーンな燃料として有用に利用
できることが期待できる。次に、本発明で得られる精製
ガスを燃料として利用するシステム例について説明す
る。
タン濃度９５％以上の精製ガスが得られるのであるが、
このような精製ガスは従来から燃料として用いられてい
る天然ガスと同等のメタン濃度を有していることから、
天然ガスに代わり得るクリーンな燃料として有用に利用
できることが期待できる。次に、本発明で得られる精製
ガスを燃料として利用するシステム例について説明す
る。
【００４２】図５は、本発明で得られた精製ガスを自動
車（天然ガス自動車）などの燃料として供給するための
システムを示す概略説明図であり、図中２０ａ，２０ｂ
は一対の圧縮機、２１ａ〜２１ｃはガス貯蔵設備、２２
はガス充填設備の夫々を示す。
車（天然ガス自動車）などの燃料として供給するための
システムを示す概略説明図であり、図中２０ａ，２０ｂ
は一対の圧縮機、２１ａ〜２１ｃはガス貯蔵設備、２２
はガス充填設備の夫々を示す。
【００４３】精製装置（図示せず）から送られてきた精
製ガスＧ１は、約１５気圧程度に昇圧されており、この
精製ガスＧ１は圧縮機２０ａ，２０ｂに送られて２５０
気圧程度まで昇圧されることになる。その際、精製ガス
Ｇ１は循環されるように構成されており、圧縮機２０
ａ，２０ｂを循環させつつ通過させることによって、ガ
ス圧を上記の程度まで徐々に高めるようにされる。尚、
このとき用いる圧縮機２０ａ，２０ｂとしては、精製ガ
スＧ１の圧力を２５０気圧程度まで高めることができる
構成であれば如何なる形式のものも採用できるが、例え
ば油圧駆動の水平ピストン型増圧機式が好ましく使用で
きる。
製ガスＧ１は、約１５気圧程度に昇圧されており、この
精製ガスＧ１は圧縮機２０ａ，２０ｂに送られて２５０
気圧程度まで昇圧されることになる。その際、精製ガス
Ｇ１は循環されるように構成されており、圧縮機２０
ａ，２０ｂを循環させつつ通過させることによって、ガ
ス圧を上記の程度まで徐々に高めるようにされる。尚、
このとき用いる圧縮機２０ａ，２０ｂとしては、精製ガ
スＧ１の圧力を２５０気圧程度まで高めることができる
構成であれば如何なる形式のものも採用できるが、例え
ば油圧駆動の水平ピストン型増圧機式が好ましく使用で
きる。
【００４４】ガス貯蔵設備２１ａ〜２１ｃは、圧縮機２
０ａ，２０ｂによって昇圧された精製ガスＧ１を一次貯
蔵しておくために配置されるものであり、例えばボンベ
状の容器を多数並べて配管で結合して構成されるもので
あり、合計で１０ｍ3程度の容積を有するものである。
０ａ，２０ｂによって昇圧された精製ガスＧ１を一次貯
蔵しておくために配置されるものであり、例えばボンベ
状の容器を多数並べて配管で結合して構成されるもので
あり、合計で１０ｍ3程度の容積を有するものである。
【００４５】ガス充填設備２２は、自動車に精製ガスを
充填するためのものであって、ガソリンスタンド等で一
般的に見かけるものであればよく、例えば２箇所の充填
機を有しており、同時に２台の自動車へのガス充填が行
えるものである。
充填するためのものであって、ガソリンスタンド等で一
般的に見かけるものであればよく、例えば２箇所の充填
機を有しており、同時に２台の自動車へのガス充填が行
えるものである。
【００４６】上記のような構成のシステムにおいて、実
際に精製ガスＧ１を自動車に充填するには次のようにし
て行われる。まず、ガス圧縮機２０ａ，２０ｂを稼動し
てガス貯蔵設備２１ａ〜２１ｃへガスを送気し、ガス圧
が２５０気圧程度に達すると接続バルブ（図示せず）を
閉塞し、ガス圧縮機２０ａ，２０ｂを停止する。自動車
へのガスの充填は、ガス貯蔵設備２１ａ〜２１ｃと充填
設備２２とを結ぶラインＬ３を形成することによって行
なう。
際に精製ガスＧ１を自動車に充填するには次のようにし
て行われる。まず、ガス圧縮機２０ａ，２０ｂを稼動し
てガス貯蔵設備２１ａ〜２１ｃへガスを送気し、ガス圧
が２５０気圧程度に達すると接続バルブ（図示せず）を
閉塞し、ガス圧縮機２０ａ，２０ｂを停止する。自動車
へのガスの充填は、ガス貯蔵設備２１ａ〜２１ｃと充填
設備２２とを結ぶラインＬ３を形成することによって行
なう。
【００４７】自動車へのガスの充填によって、ガス貯蔵
設備２１ａ〜２１ｃの圧力が所定の圧力まで下がると、
自動的にガス圧縮機２０ａ，２０ｂが稼動し、ガス貯蔵
設備２１ａ〜２１ｃへのガスの補充が行われる。尚、自
動車への充填中に所定圧力に下がった場合でも、圧縮機
２０ａ，２０ｂを稼動させて貯蔵設備２１ａ〜２１ｃか
らと同時にガスを送り込むように構成することもでき
る。また、ガス貯蔵設備２１ａ〜２１ｃのガスを全て自
動車に充填したい場合には、バルブを切り替えてガス貯
蔵設備２１ａ〜２１ｃのガスを圧縮機２０ａ，２０ｂの
吸い込み側に接続するラインＬ４を形成し、ガス圧縮機
２０ａ，２０ｂで直接的に自動車にガスを充填するよう
な構成も採用できる。
設備２１ａ〜２１ｃの圧力が所定の圧力まで下がると、
自動的にガス圧縮機２０ａ，２０ｂが稼動し、ガス貯蔵
設備２１ａ〜２１ｃへのガスの補充が行われる。尚、自
動車への充填中に所定圧力に下がった場合でも、圧縮機
２０ａ，２０ｂを稼動させて貯蔵設備２１ａ〜２１ｃか
らと同時にガスを送り込むように構成することもでき
る。また、ガス貯蔵設備２１ａ〜２１ｃのガスを全て自
動車に充填したい場合には、バルブを切り替えてガス貯
蔵設備２１ａ〜２１ｃのガスを圧縮機２０ａ，２０ｂの
吸い込み側に接続するラインＬ４を形成し、ガス圧縮機
２０ａ，２０ｂで直接的に自動車にガスを充填するよう
な構成も採用できる。
【００４８】尚、圧縮天然ガス自動車（ＣＮＧ車：Comp
ressed Natural Gas車）の燃料に、上記精製ガスを利用
すれば、バイオガス起因のＣＯ2は地球温暖化規制のＣ
Ｏ2発生量にカウントされないので、精製ガスを燃料と
した自動車からの燃料排ガス中のＣＯ2の発生量が従来
の天然ガスを燃焼させたときに比べてゼロとなって、地
球環境温暖化防止に寄与できるものとなる。
ressed Natural Gas車）の燃料に、上記精製ガスを利用
すれば、バイオガス起因のＣＯ2は地球温暖化規制のＣ
Ｏ2発生量にカウントされないので、精製ガスを燃料と
した自動車からの燃料排ガス中のＣＯ2の発生量が従来
の天然ガスを燃焼させたときに比べてゼロとなって、地
球環境温暖化防止に寄与できるものとなる。
【００４９】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、各
種施設から発生するバイオガスから、ＣＨ4を安価にし
かも効果的に分離精製するための簡単な方法、およびそ
のためのコンパクトな装置が実現できた。
種施設から発生するバイオガスから、ＣＨ4を安価にし
かも効果的に分離精製するための簡単な方法、およびそ
のためのコンパクトな装置が実現できた。
【図１】各ガス成分における水に対する溶解度の圧力依
存性を示したグラフである。
存性を示したグラフである。
【図２】Ｈ2Ｏ−ＣＯ2の相平衡状態図である。
【図３】本発明方法を実施するための装置の一構成例を
示す概略説明図である。
示す概略説明図である。
【図４】本発明方法を実施するための装置の他の構成例
を示す概略説明図である。
を示す概略説明図である。
【図５】本発明で得られた精製ガスを自動車などの燃料
として供給するためのシステムを示す概略説明図であ
る。
として供給するためのシステムを示す概略説明図であ
る。
１ａ，１ｂ 凝縮トラップ
２ａ，２ｂ，２ｃ ガス圧縮機
３，３ａ，３ｂ 冷却器
４ ガス吸収塔
５ ガス脱着塔
６ａ，６ｂ 高圧力ポンプ
７ａ，７ｂ，７ｃ フィルター
８ａ，８ｂ ガス乾燥器
９ ガス分析器
１０ 貯蔵タンク
１３ 分離塔
２０ａ，２０ｂ 圧縮機
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ ガス貯蔵設備
２２ ガス充填設備
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｃ０２Ｆ 11/04 Ｂ０１Ｄ 53/34 １２０Ｅ ４Ｈ００６
Ｃ０７Ｃ 7/11 Ｃ１０Ｌ 3/00 ＺＡＢＢ
9/04 Ｂ０９Ｂ 3/00 Ｄ
Ｃ１０Ｌ 3/10 ＺＡＢ Ｃ
(72)発明者 ルネ シモンソン
スウェーデン国 エスイー−296 85 オ
ーヒウス マルンベルグ ウォーター エ
ービー内
Ｆターム(参考） 4D002 AA03 AA09 AC10 BA02 BA12
BA13 BA14 CA07 CA13 DA35
EA05 EA07 GA01 GB04 HA01
HA03 HA08
4D004 AA02 AA03 CA18
4D020 AA03 AA04 BA23 BB03 BC02
CB13 DA01 DA02 DB03
4D040 AA01
4D059 AA01 AA07 AA30 BA15 BA16
4H006 AA02 AD18 BB31 BC52 BD35
BD53
Claims (5)
- 【請求項１】 有機性廃棄物の嫌気性発酵部から排出さ
れ、少なくともＣＨ 4、ＣＯ2、Ｈ2ＳおよびＨ2Ｏを含有
するバイオガスからＣＨ4ガスを分離精製するに当た
り、前記バイオガスと水を２気圧以上の高圧状態で接触
させ、この高圧水中に少なくともＣＯ2およびＨ2Ｓを溶
解させることによって、バイオガス中のＣＨ4濃度を高
めて回収することを特徴とするバイオガスの精製方法。 - 【請求項２】 前記水は有機性廃棄物の嫌気性発酵によ
って発生した排水である請求項１に記載の精製方法。 - 【請求項３】 前記水を循環させつつ操業する請求項１
または２に記載の精製方法。 - 【請求項４】 前記水を適宜放出または後処理する請求
項１〜３のいずれかに記載の精製方法。 - 【請求項５】 有機性廃棄物の嫌気性発酵部から排出さ
れ、少なくともＣＨ 4、ＣＯ2、Ｈ2ＳおよびＨ2Ｏを含有
するバイオガスからＣＨ4ガスを分離精製する装置であ
って、前記混合ガスを圧縮しつつ高圧状態にするガス圧
縮機と、水を高圧にするための高圧水ポンプと、前記混
合ガスと水を２気圧以上の高圧状態で接触させて、この
高圧水中に少なくともＣＯ2およびＨ2Ｓを溶解させる吸
収塔とを備え、混合ガス中のＣＨ4濃度を高めて回収す
るように構成したものであることを特徴とするバイオガ
スの精製装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002131817A JP2003320221A (ja) | 2002-05-07 | 2002-05-07 | バイオガスの精製方法および精製装置 |
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|---|---|
| JP2003320221A true JP2003320221A (ja) | 2003-11-11 |
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ID=29544283
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