JP2006083311A - Apparatus for refining sewage gas and method for refining the same gas - Google Patents

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聡 矢野
Norio Yamada
紀夫 山田
Takayoshi Adachi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method for refining sewage gas in which removal of a siloxane compound and methane concentration can stably be carried out for a long period from a sewage gas. <P>SOLUTION: In the apparatus for refining the sewage gas containing a siloxane compound, the apparatus has a siloxane compound-removing part 5 and a methane concentration part 7 on the downstream side of the siloxane compound-removing part 5. The methane concentration part 7 is equipped with a pressure swing absorption apparatus having a plurality of packed layers 8 in which a carbon dioxide absorbent is each packed and having regenerating means 10, 11 and 12 for alternatively regenerating the packed layers 8, and the siloxane compound-removing part 5 can be equipped with an absorption apparatus having a packed layer 6 in which a siloxane compound absorbing agent is packed or a pressure swing or heat swing absorption apparatus having a plurality of the packed layers and having a regenerating means for alternatively regenerating these packed layers, and a gas generated by regenerating treatment of the methane concentration part can be used as a purge gas for regenerating the siloxane absorbent. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、消化ガスの精製装置及びその方法に係り、より詳しくは、生ごみや下水汚泥等の有機系廃棄物を嫌気性発酵させたときに発生するシロキサン化合物を含む消化ガスからシロキサン化合物を除去すると共に、二酸化炭素を分離してメタンを濃縮し、天然ガス相当もしくはそれに近いメタン濃度を有する、燃料としての利用価値の高いガスを精製するための方法及び装置に関する。   The present invention relates to a digestion gas purification apparatus and method, and more specifically, a siloxane compound from digestion gas containing a siloxane compound generated when anaerobic fermentation of organic waste such as garbage and sewage sludge is performed. The present invention relates to a method and an apparatus for purifying a gas having high utility value as a fuel having a methane concentration equivalent to or close to natural gas while removing carbon dioxide and concentrating methane.

生ごみや下水汚泥等の有機系廃棄物が嫌気性発酵して発生する消化ガスは、可燃成分であるメタンを含むため、近年、燃料としての利用価値が見直されており、このガスを、ガスエンジンやガスタービン、燃料電池といった発電設備に供給して電力を得る方法の開発が活発に進められている。
消化ガスは、ガスエンジンやボイラ燃料として利用する場合、脱硫後のガスをそのまま利用することも不可能ではないが、消化ガスに多量に含まれる二酸化炭素を分離除去して高濃度のメタンガスとすることが、エネルギー効率や貯蔵・輸送などの取り扱いの面で望ましい。
Digestion gas generated by anaerobic fermentation of organic waste such as garbage and sewage sludge contains methane, which is a combustible component, so its utility value as a fuel has been reviewed in recent years. Development of methods for obtaining power by supplying power to power generation facilities such as engines, gas turbines, and fuel cells is being actively promoted.
When using digestion gas as a gas engine or boiler fuel, it is not impossible to use the gas after desulfurization as it is. However, carbon dioxide contained in the digestion gas is separated and removed to obtain high-concentration methane gas. It is desirable in terms of handling such as energy efficiency and storage / transport.

消化ガス中の二酸化炭素を分離除去してメタンを濃縮する方法としては、水やアルカリ性の洗浄液、エタノールアミン水溶液等の特殊な吸収液を用いた湿式吸収法、活性炭、ゼオライト、金属錯体などを吸着剤として用いた乾式吸着法などが行われてきた。消化ガス中には、二酸化炭素が40%程度と多量に含まれているため、上記二酸化炭素除去法の多くは、現位置で二酸化炭素吸収剤や吸着剤を再生するものであり、乾式吸着法では、圧力差を利用して吸着剤を現位置で再生しながら継続的に分離除去を行なう圧力スウィング吸着法や、圧力の代りに熱を利用して現位置で再生する熱スウィング吸着法などが良く知られた方法である。また、湿式吸収法の場合も、使用水量や排水量に制約がある場合などは、蒸気などを用いて二酸化炭素吸収後の液を再生する方式が採用される場合がある。   As a method of concentrating methane by separating and removing carbon dioxide in digestion gas, wet adsorption method using special absorption liquid such as water, alkaline cleaning liquid, ethanolamine aqueous solution, activated carbon, zeolite, metal complex etc. are adsorbed The dry adsorption method used as an agent has been performed. Digestion gas contains a large amount of carbon dioxide (about 40%), so many of the above carbon dioxide removal methods regenerate the carbon dioxide absorbent and adsorbent at the current position. The pressure swing adsorption method that continuously separates and removes the adsorbent while regenerating the adsorbent at the current position using the pressure difference, and the thermal swing adsorption method that regenerates at the current position using heat instead of pressure. This is a well-known method. Also, in the case of the wet absorption method, when there are restrictions on the amount of water used or the amount of drainage, a method of regenerating the liquid after carbon dioxide absorption using steam or the like may be employed.

一方、このような消化ガスには、上述した発電設備に悪影響を及ぼす微量成分が含まれていることが明らかとなっており、消化ガス発電技術が先行している欧米諸国などを中心に対処方法が検討されている。このような微量成分の中でも、特に注目されているのが揮発性の有機ケイ素化合物であり、下水汚泥消化ガスにおいては、シャンプーやリンスに含まれる有機シリコンに起因するシロキサン化合物が数〜数十mg/mの濃度で含まれることが知られている。
シロキサン化合物とは、シロキサン結合(−Si−O−)を基本骨格としたケイ素化合物であり、シロキサン結合が直鎖状に結合したものや環状に結合したものである。下水汚泥消化ガス中には、このようなシロキサン化合物のうち、シロキサン結合の単位構造が環状に4個結合したオクタメチルシクロテトラシロキサンや、シロキサン結合の単位構造が環状に5個結合したデカメチルシクロペンタシロキサンが比較的高い濃度で含まれている。
On the other hand, it is clear that such digestive gas contains trace components that adversely affect the power generation facilities described above, and a countermeasure is taken mainly by Western countries where digestion gas power generation technology is ahead. Is being considered. Among such trace components, volatile organosilicon compounds are particularly attracting attention. In sewage sludge digestion gas, siloxane compounds derived from organosilicon contained in shampoos and rinses are several to several tens mg. It is known to be contained at a concentration of / m 3 .
The siloxane compound is a silicon compound having a siloxane bond (—Si—O—) as a basic skeleton, and is a siloxane bond in which the siloxane bonds are linearly bonded or cyclically bonded. Among such siloxane compounds, sewage sludge digestion gas includes octamethylcyclotetrasiloxane in which four unit structures of siloxane bonds are bonded in a ring, or decamethylcyclohexane in which five unit structures of siloxane bonds are bonded in a ring. Pentasiloxane is contained at a relatively high concentration.

シロキサン化合物のような揮発性の有機ケイ素化合物を含む消化ガスなどを燃料として、例えばガスエンジンを駆動して発電すると、ガスエンジン内でシロキサン化合物が燃焼によって固体のシリカ(SiO)に変化する。この固体のシリカが、エンジンの点火プラグに付着して点火不良を起こしたり、シリンダライナやピストンなどの早期磨耗や、吸気弁、排気弁、及びエンジン燃焼室ヘッド全体への付着によりガスエンジンを損傷させる原因になる。同様の障害は、ガスタービン等の他の内燃機関にも発生すると考えられている。
このような問題に対して、ガスエンジン等内燃機関の長期安定運転を達成するために、種々のシキロサン化合物の除去方法が提案されている。例えば、活性炭等の多孔質剤により吸着除去する方法(Pete H.Air and Waste Management Association,Annual Conference:St Louis,MO,1999,F−99−330等)、溶剤などを用いて湿式吸収する方法、消化ガスを−30℃程度まで冷却し、凝結させて分離する方法(ドイツ特許公開公報 DE19810993)などが挙げられる。
When digestion gas containing a volatile organosilicon compound such as a siloxane compound is used as a fuel, for example, when a gas engine is driven to generate electric power, the siloxane compound changes into solid silica (SiO 2 ) by combustion in the gas engine. This solid silica adheres to the spark plug of the engine and causes ignition failure, premature wear of cylinder liners and pistons, and damage to the gas engine due to adhesion to the intake valve, exhaust valve, and engine combustion chamber head as a whole. Cause it. Similar obstacles are believed to occur in other internal combustion engines such as gas turbines.
In order to achieve such long-term stable operation of an internal combustion engine such as a gas engine, various methods for removing a cyclosan compound have been proposed. For example, a method of adsorbing and removing with a porous agent such as activated carbon (Pete H. Air and Waste Management Association, Annual Conference: St Louis, MO, 1999, F-99-330, etc.), a wet absorption method using a solvent, etc. The digestion gas is cooled to about −30 ° C., condensed and separated (German Patent Publication DE 19810993).

上述のとおり、消化ガスから二酸化炭素を分離してメタンを濃縮する方法や、消化ガスからシロキサン化合物を除去して精製する方法及び装置は、個々では公知であり既に実用化されている例も多い。
メタン濃縮とシロキサン除去は、それぞれ吸収液を用いた湿式法や吸着剤を用いた乾式法など、方法としては類似の原理で分離除去できるものであるが、二酸化炭素とシロキサンは、もともと消化ガスに含まれる量に大差があり、しかも物性が大きく異なることから、これらを同一の除去媒体で除去することは難しいという問題がある。
Air and Waste Management Association,Annual Conference:St Louis,MO,1999,F−99−330 ドイツ特許公開公報 DE19810993
As described above, the method of concentrating methane by separating carbon dioxide from the digestion gas, and the method and apparatus for removing the siloxane compound from the digestion gas and purifying them are well known and have been put into practical use in many cases. .
Methane concentration and siloxane removal can be separated and removed by a similar principle such as wet method using an absorbent and dry method using an adsorbent, but carbon dioxide and siloxane are originally used as digestive gases. There is a problem that it is difficult to remove them with the same removal medium because the contained amounts vary greatly and the physical properties differ greatly.
Air and Waste Management Association, Annual Conference: St Louis, MO, 1999, F-99-330 German Patent Publication DE19810993

本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、消化ガスからシロキサン化合物の除去とメタン濃縮とを、長期間安定して行うことができる消化ガスの精製装置と方法を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a digestion gas purification apparatus and method capable of stably removing siloxane compounds from digestion gas and concentrating methane for a long period of time. To do.

上記課題を解決するために、本発明では、シロキサン化合物を含有する消化ガスの精製装置であって、該装置が、シロキサン化合物除去部と、その下流側にメタン濃縮部とを有することを特徴とする消化ガスの精製装置としたものである。
前記消化ガスの精製装置において、メタン濃縮部が、二酸化炭素吸着剤を充填した複数の充填層を有し、該充填層を交互に再生するための再生手段を有する圧力スウィング吸着装置を備え、また、前記シロキサン化合物除去部が、シロキサン化合物吸着剤を充填した充填層を有する吸着装置を備えるか、又は、前記吸着剤を充填した複数の充填層を有し、該充填層を交互に再生するための再生手段を有する圧力スウィング吸着装置及び/又は熱スウィング吸着装置を備えることができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a digestion gas purification apparatus containing a siloxane compound, characterized in that the apparatus has a siloxane compound removal unit and a methane concentration unit downstream thereof. This is an apparatus for purifying digestion gas.
In the digestion gas purification apparatus, the methane concentrating unit includes a plurality of packed beds filled with a carbon dioxide adsorbent, and includes a pressure swing adsorbing device having a regenerating unit for alternately regenerating the packed layers, The siloxane compound removing unit includes an adsorption device having a packed layer filled with a siloxane compound adsorbent, or has a plurality of packed layers filled with the adsorbent, and alternately regenerates the packed layers. The pressure swing adsorption device and / or the thermal swing adsorption device having the above regeneration means can be provided.

また、本発明では、シロキサン化合物を含有する消化ガスの精製装置であって、該装置が、上流側に設置されたシロキサン化合物を除去するシロキサン化合物吸着剤を充填した複数の充填層を有し、該充填層を交互に再生するための再生手段を有する圧力スウィング吸着装置及び/又は熱スウィング吸着装置と、下流側に設置された消化ガス中のメタンを濃縮する二酸化炭素吸着剤を充填した複数の充填層を有し、該充填層を交互に再生するための再生手段を有する圧力スウィング吸着装置を備え、前記二酸化炭素吸着剤の再生時に発生する二酸化炭素を主成分とする排気ガスを、シロキサン吸着剤再生用のパージガスとして利用するためのパージ管を備えたことを特徴とする消化ガスの精製装置、又は、シロキサン化合物を含有する消化ガスの精製装置であって、該装置が消化ガス中のメタンを濃縮する二酸化炭素吸着剤を充填した充填層と、該充填層の上流側に設けたシロキサン化合物を除去するシロキサン吸着剤を充填した充填層を、同一の塔内に充填させた充填塔を複数有し、該充填塔内の吸着剤を充填塔ごとに交互に再生するための再生手段を有する圧力スウィング吸着装置とを備えたことを特徴とする消化ガスの精製装置としたものである。   Further, in the present invention, a purification apparatus for digestion gas containing a siloxane compound, the apparatus has a plurality of packed layers filled with a siloxane compound adsorbent for removing the siloxane compound installed on the upstream side, A plurality of pressure swing adsorption devices and / or thermal swing adsorption devices having regeneration means for alternately regenerating the packed bed, and a plurality of carbon dioxide adsorbents for concentrating methane in digestion gas installed on the downstream side A pressure swing adsorption device having a packed bed and having a regeneration means for alternately regenerating the packed bed, and siloxane adsorption of exhaust gas mainly composed of carbon dioxide generated during regeneration of the carbon dioxide adsorbent Or a digestion gas purification apparatus comprising a purge pipe for use as a purge gas for agent regeneration, or a digestion gas containing a siloxane compound A purifier packed with a carbon dioxide adsorbent for concentrating methane in digestion gas and a siloxane adsorbent for removing a siloxane compound provided upstream of the packed bed A pressure swing adsorption device having a plurality of packed towers packed in the same tower, and having a regeneration means for alternately regenerating the adsorbent in the packed tower for each packed tower. The digester gas purifier is characterized.

さらに、本発明では、前記シロキサン化合物を含有する消化ガスの精製方法において、前記消化ガスから、予めシロキサン化合物の除去を行った後に、メタン濃縮を行うことを特徴とする消化ガスの精製方法としたものである。
前記消化ガスの精製方法において、メタン濃縮は、吸着剤を用いた圧力スウィング吸着方式で二酸化炭素を吸着除去して行い、前記シロキサン化合物の除去は、吸着剤による吸着除去で行か、又は、吸着剤を用いた圧力スウィング吸着方式及び/又は熱スウィング吸着方式により行うことができる。
また、本発明では、シロキサン化合物を含有する消化ガスの精製方法において、前記消化ガスから、予めシロキサン化合物の除去を吸着剤を用いて圧力スウィング吸着方式及び/又は熱スウィング吸着方式で行った後に、二酸化炭素を除去するメタン濃縮を吸着剤を用いて圧力スウィング吸着方式で行うと共に、メタン濃縮用の吸着剤の再生時に発生する二酸化炭素を主成分とする排気ガスを、シロキサン化合物を吸着した吸着剤の再生用のパージガスとして利用することを特徴とする消化ガスの精製方法としたものである。
Furthermore, in the present invention, in the purification method for digestion gas containing the siloxane compound, the digestion gas purification method is characterized in that methane concentration is performed after removing the siloxane compound from the digestion gas in advance. Is.
In the digestion gas purification method, the methane concentration is performed by adsorbing and removing carbon dioxide by a pressure swing adsorption method using an adsorbent, and the siloxane compound is removed by adsorption removal using an adsorbent, or the adsorbent. Can be performed by a pressure swing adsorption method and / or a thermal swing adsorption method.
Further, in the present invention, in the method for purifying a digestion gas containing a siloxane compound, after removing the siloxane compound from the digestion gas in advance by using a pressure swing adsorption method and / or a thermal swing adsorption method using an adsorbent, Adsorbent that adsorbs siloxane compound with exhaust gas mainly composed of carbon dioxide generated during regeneration of adsorbent for methane concentration while performing methane concentration to remove carbon dioxide by pressure swing adsorption method using adsorbent This is a digestion gas purification method characterized in that it is used as a purge gas for regeneration.

本発明の消化ガスの精製装置と方法を用いれば、メタン濃度が高く、かつ、不純物としてシロキサンを含まない、すなわち天然ガス相当もしくはそれに近い組成の利用価値の高い精製ガスを、消化ガスから簡単かつ効率良く得ることができる。   By using the digestion gas purification apparatus and method of the present invention, a purified gas having a high methane concentration and containing no siloxane as an impurity, that is, having a high utility value equivalent to or close to that of natural gas, can be easily obtained from the digestion gas. It can be obtained efficiently.

以下、本発明の消化ガスの精製装置に係る実施の形態を説明する。即ち、発明者らは、消化ガスのエネルギー利用についての種々の調査研究を重ねた結果、特に消化ガス発電設備としてマイクロガスタービンや燃料電池を適用する上で、消化ガス中の微量不純物質であるシロキサン除去とメタン濃縮のための二酸化炭素除去の双方がなされたガスが不可欠であることを見出し、また、近年注目されているシロキサン除去装置では、二酸化炭素除去が困難であり、逆に、従来から知られている二酸化炭素除去装置では、シロキサン除去を行うことが困難であることを、種々の研究の結果明らかにしたことによって、シロキサン除去部とメタン濃縮部からなる消化ガスの精製装置に想到したものである。   Embodiments of the digestion gas purification apparatus of the present invention will be described below. That is, the inventors have conducted various investigations and studies on the energy utilization of digestion gas. As a result, in particular, when applying a micro gas turbine or a fuel cell as a digestion gas power generation facility, the inventor is a trace impurity in digestion gas. It has been found that a gas that has been subjected to both siloxane removal and carbon dioxide removal for methane concentration is indispensable, and siloxane removal equipment that has been attracting attention in recent years is difficult to remove carbon dioxide. As a result of various researches, it was clarified that it is difficult to remove siloxane with known carbon dioxide removal equipment, so we came up with a digestion gas purification equipment consisting of a siloxane removal section and a methane concentration section. Is.

さらに、メタン濃縮部の二酸化炭素分離除去剤に対する阻害物質として、従来から良く知られている硫化水素などの硫黄系化合物の他にシロキサン化合物があることを、種々の調査研究の結果突き止め、この知見を基に、単純にこれらの除去装置を組み合わせるのではなく、予めシロキサン化合物を除去しておくことによって、メタン濃縮が長期間安定して行われることを検証し、本発明に至った。さらに、メタン濃縮部から排出される二酸化炭素を主成分とする排気ガスに着目し、これを上流側のシロキサン吸着剤の再生用ガスとして活用できること、シロキサン除去部とメタン濃縮部を直列方向に同一の精製装置内に装着することによって、前記排気ガスを再生ガスとして簡単に有効利用できるコンパクトかつ簡易な装置となることを見出してなされたものである。   Furthermore, as a result of various investigations and researches, we have found that siloxane compounds in addition to sulfur compounds such as hydrogen sulfide are well known as inhibitors for the carbon dioxide separation and removal agent in the methane concentration section. Based on the above, it was verified that the methane concentration was performed stably for a long period of time by removing the siloxane compound in advance, instead of simply combining these removal devices, and the present invention was achieved. Furthermore, paying attention to the exhaust gas mainly composed of carbon dioxide discharged from the methane enrichment part, it can be used as a regeneration gas for the upstream siloxane adsorbent, and the siloxane removal part and the methane enrichment part are the same in the series direction It has been found that the exhaust gas can be easily and effectively used as a regenerative gas by mounting it in the purification apparatus.

本発明において、消化ガスとは、下水処理施設、汚泥再生処理センター、ビール・清涼飲料製造工場、家畜の飼育場等で生じる有機性廃棄物を嫌気性発酵して得られたものであって、メタン以外のガス成分として二酸化炭素とシロキサン化合物を含有しているものである。
シロキサン除去やメタン濃縮のための方法は、種々のものが知られており、湿式法や乾式法など種々の方法を組み合わせて実施することができるが、湿式法は、吸収のための水や薬剤が必要なこと、使用後の廃液処理が必要なこと、一部の吸収液を除いては吸収液の再生再利用が困難なこと、発電設備の中にはガス中の湿分の影響を嫌うものがあるため、精製後のガスを再度除湿する必要があること、一般的に乾式法に比して装置が大型化する等の種々の制約・課題があるため、すべての消化ガス発生施設に適用できるわけではない。本発明では、特にこのような課題をふまえ、検討を重ねた結果、より好適な方法としてシロキサン化合物除去とメタン濃縮を乾式吸着法で行なう方式を採用している。
In the present invention, the digestion gas is obtained by anaerobic fermentation of organic waste produced in a sewage treatment facility, sludge regeneration treatment center, beer / soft drink manufacturing factory, livestock breeding ground, etc. It contains carbon dioxide and a siloxane compound as gas components other than methane.
Various methods for removing siloxane and concentrating methane are known and can be carried out by combining various methods such as a wet method and a dry method. , Waste liquid treatment after use is necessary, and it is difficult to recycle and reuse the absorbent except for some absorbents. Some power generation facilities dislike the effects of moisture in the gas. Because there are some things, it is necessary to dehumidify the purified gas again, and there are various restrictions and issues such as generally increasing the size of the equipment compared to the dry method. Not applicable. In the present invention, in particular, as a result of repeated studies based on such problems, a method of performing siloxane compound removal and methane concentration by a dry adsorption method is adopted as a more preferable method.

メタン濃縮のための吸着装置としては、消化ガス中の二酸化炭素濃度が数十パーセントと高いことから、現位置再生型の圧力スウィング方式や熱スウィング方式の装置を用いるのが現実的である。特に、圧力スウィング方式が有利であり既に実績もある。ここで使用する二酸化炭素吸着剤は、従来から一般的に使用されているもので良く、例えばモレキュラーシービングカーボンや有機金属錯体などを用いることができる。
一方、シロキサン除去のための吸着装置としては、消化ガス中のシロキサン濃度が数〜数十mg/mと低いことから、吸着量が多いものであれば必ずしも現位置再生型の装置である必要はないが、現位置再生型とすることで、煩雑な吸着剤の交換作業を省略でき、また、装置自体をよりコンパクトなものにすることが可能となる。吸着剤の例としては、活性炭、シリカゲル、ゼオライトやその他の分子吸着剤などが挙げられる。
また、現位置再生型の装置とする場合も吸着剤に制限はないが、吸着性能だけでなく脱着性能も考慮して吸着剤を選定することが望ましい。
As the adsorption device for methane concentration, the concentration of carbon dioxide in the digestion gas is as high as several tens of percent, so it is practical to use a pressure swing method or heat swing method device of the current position regeneration type. In particular, the pressure swing method is advantageous and has already been proven. The carbon dioxide adsorbent used here may be one that has been generally used conventionally, and for example, molecular sieving carbon or an organometallic complex can be used.
On the other hand, as an adsorption device for removing siloxane, since the concentration of siloxane in the digestion gas is as low as several to several tens mg / m 3 , it is always necessary to be an in-situ regeneration type device if the amount of adsorption is large. However, by adopting the current position regenerative type, it is possible to omit complicated adsorbent replacement work and to make the apparatus itself more compact. Examples of the adsorbent include activated carbon, silica gel, zeolite, and other molecular adsorbents.
In addition, there is no limitation on the adsorbent in the case of a current position regeneration type apparatus, but it is desirable to select the adsorbent in consideration of not only the adsorption performance but also the desorption performance.

メタン濃縮のための乾式吸着装置とシロキサン除去のための乾式吸着装置の双方を、現位置再生型装置として構成する場合は、メタン濃縮装置から排出される二酸化炭素を主成分とする排ガスを、シロキサン除去用吸着剤再生のためのパージガスとして利用すると良い。消化ガスのような可燃性のガスを吸着法で精製する場合の吸着剤の再生では、通常安全面から空気のような酸素を含むガスをパージガスとして用いることができないため、このような場合は、通常、別途窒素などの不活性ガスをパージガスとして用いる必要があるが、上述の形態を採ることにより、これを用いずに装置内から発生する二酸化炭素を主成分とする排ガスを有効利用することができる。
乾式吸着法を採用する上で留意しなければならないことは、消化ガスに含まれる硫化水素と水分の影響であり、これらの成分は、本発明の装置及び方法に少なからず影響を与えることがわかっている。一般的な消化ガス発生施設では、従来行われてきたメタンを余剰ガスとして燃焼させる場合であっても、消化ガス中に高濃度の硫化水素が含有していると亜硫酸ガスの発生など二次公害の原因となるため、脱硫剤や湿式吸収法などで予め硫化水素を除去した後に、ガスホルダ等に一時貯留しているので、脱硫後のメタンガスをシロキサン除去吸着剤再生のためのパージガスに利用すれば良い。
When both the dry adsorption device for methane concentration and the dry adsorption device for siloxane removal are configured as in-situ regeneration type devices, the exhaust gas mainly composed of carbon dioxide discharged from the methane concentration device is treated with siloxane. It may be used as a purge gas for regeneration of the removal adsorbent. In the regeneration of the adsorbent when a combustible gas such as digestion gas is purified by the adsorption method, a gas containing oxygen such as air cannot be used as a purge gas for safety reasons. Normally, it is necessary to separately use an inert gas such as nitrogen as the purge gas. By adopting the above-described form, it is possible to effectively use the exhaust gas mainly composed of carbon dioxide generated from the inside of the apparatus without using this. it can.
What should be noted when adopting the dry adsorption method is the influence of hydrogen sulfide and moisture contained in the digestion gas, and it has been found that these components have a considerable influence on the apparatus and method of the present invention. ing. Even if conventional methane is burned as surplus gas in general digestion gas generation facilities, secondary pollution such as the generation of sulfurous acid gas will occur if high-concentration hydrogen sulfide is contained in the digestion gas. Therefore, after removing hydrogen sulfide in advance using a desulfurization agent or wet absorption method, etc., it is temporarily stored in a gas holder or the like, so if methane gas after desulfurization is used as a purge gas for siloxane removal adsorbent regeneration good.

一方、消化ガスには、飽和に近い多量の水分が含まれているが、特別な事情が無い限りガスの除湿は実施していない場合が多い。したがって、水分除去は、シロキサン化合物除去とメタン濃縮を行うにあたり併せて実施することが好ましい。水分除去法としては、シリカゲル、ゼオライトなどの吸着剤を用いた吸着法、圧力や温度を可変できる機械的水分除去法などが挙げられる。
上記のようにして、シロキサンを除去した高濃度メタン含有ガスは、燃料として種々の方法で効率良く利用することができる。例えば、ガスエンジンやガスタービン等の内燃機関を長時間に亘って安定的に駆動して、熱や電気を得ることが可能であるだけでなく、主要成分であるメタン以外の成分が少ないため、効率良く貯蔵することができる。貯蔵に利点があることは、様々な用途、例えば自動車の燃料として活用する場合等においても有利なことであり、本発明は消化ガスの効率的連用をはかる上で極めて重要である。
On the other hand, digestion gas contains a large amount of moisture close to saturation, but unless there are special circumstances, dehumidification of the gas is often not performed. Therefore, it is preferable that the water removal be performed together with the removal of the siloxane compound and the concentration of methane. Examples of the water removal method include an adsorption method using an adsorbent such as silica gel and zeolite, and a mechanical water removal method capable of varying the pressure and temperature.
As described above, the high-concentration methane-containing gas from which siloxane has been removed can be efficiently used as a fuel by various methods. For example, not only is it possible to stably drive an internal combustion engine such as a gas engine or a gas turbine over a long period of time to obtain heat and electricity, but there are few components other than methane, which is the main component, It can be stored efficiently. The advantage of storage is advantageous in various applications, for example, when it is used as fuel for automobiles, and the present invention is very important for efficient use of digestion gas.

以下に、本発明を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の装置の構成の一例を示すフロー構成図であり、乾式吸着法によるシロキサン化合物除去部5と、圧力スウィング方式のメタン濃縮部7からなる。
脱硫・除湿後の消化ガス1は、シロキサン化合物除去部5に導入された後、メタン濃縮部7に導入され、精製ガス2を得る。また、メタン濃縮部7には、ガス管9の他、ガスパージ管10とこれを介して真空ポンプ12が接続されており、ガス管9とガスパージ管10にはガスの通気を切り替えるための切替弁11、11’を備えている。この切替弁11、11’により、ガスの精製と真空ポンプ12の減圧作用による二酸化炭素吸着剤が充填された充填層8の再生が交互に行われる。吸着剤の再生過程では、真空ポンプ12によって、二酸化炭素吸着剤が充填された充填層8から脱着された二酸化炭素を主成分とする排気ガス3が、系外に排出される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flow configuration diagram showing an example of the configuration of the apparatus of the present invention, which includes a siloxane compound removing unit 5 by a dry adsorption method and a pressure swing type methane concentrating unit 7.
The digestion gas 1 after desulfurization and dehumidification is introduced into the siloxane compound removal unit 5 and then into the methane concentration unit 7 to obtain a purified gas 2. In addition to the gas pipe 9, a gas purge pipe 10 and a vacuum pump 12 are connected to the methane concentrating unit 7, and a switching valve for switching the gas ventilation between the gas pipe 9 and the gas purge pipe 10. 11, 11 ′. By the switching valves 11 and 11 ′, gas purification and regeneration of the packed bed 8 filled with the carbon dioxide adsorbent by the pressure reducing action of the vacuum pump 12 are alternately performed. In the regeneration process of the adsorbent, the exhaust gas 3 mainly composed of carbon dioxide desorbed from the packed bed 8 filled with the carbon dioxide adsorbent is discharged from the system by the vacuum pump 12.

図2は、本発明の装置のうち、シロキサン化合物除去部5が加熱されたパージガスを用いた熱スウィング方式、メタン濃縮部7が圧力スウィング方式の場合を示したフロー構成図である。
シロキサン化合物除去部5には、シロキサン吸着剤が充填された充填層6を有し、メタン濃縮部7には、二酸化炭素吸着剤が充填された充填層8を有している。また、メタン濃縮部7には、ガス管9の他、ガスパージ管10とこれを介して真空ポンプ12が接続されており、それぞれのガス管に設置された切替弁11、11’を切り替えることにより、ガスの精製と真空ポンプ12の減圧作用による二酸化炭素吸着剤が充填された充填層8の再生が交互に行われる。一方、シロキサン化合物除去部5にもガス管9の他、ガスパージ管14とパージガスを加温するためのヒータ13が備えられており、それぞれのガス管に設置された切替弁15、15’を切り替えることにより、ガスの精製と加熱されたパージガス14の作用によるシロキサン吸着剤が充填された充填層6の再生が交互に行われる。
FIG. 2 is a flow configuration diagram showing a case of a thermal swing method using a purge gas in which the siloxane compound removing unit 5 is heated and a methane concentrating unit 7 of a pressure swing method in the apparatus of the present invention.
The siloxane compound removing unit 5 has a packed layer 6 filled with a siloxane adsorbent, and the methane concentrating unit 7 has a packed layer 8 filled with a carbon dioxide adsorbent. In addition to the gas pipe 9, a gas purge pipe 10 and a vacuum pump 12 are connected to the methane concentrating unit 7, and switching valves 11 and 11 ′ installed in the respective gas pipes are switched. Gas purification and regeneration of the packed bed 8 filled with the carbon dioxide adsorbent by the pressure reducing action of the vacuum pump 12 are alternately performed. On the other hand, in addition to the gas pipe 9, the siloxane compound removing section 5 is also provided with a gas purge pipe 14 and a heater 13 for heating the purge gas, and switches the switching valves 15 and 15 'installed in the respective gas pipes. As a result, purification of the gas and regeneration of the packed bed 6 filled with the siloxane adsorbent by the action of the heated purge gas 14 are alternately performed.

図3は、本発明の装置の構成の他の例のフロー構成図であり、シロキサン化合物除去部5が加熱されたパージガスを用いた熱スウィング方式、メタン濃縮部7が圧力スウィング方式の場合を示す。シロキサン化合物除去部5にはシロキサン吸着剤が充填された充填層6を有し、メタン濃縮部7には、二酸化炭素吸着剤が充填された充填層8を有している。また、メタン濃縮部7には共にガス管9の他、ガスパージ管10とこれを介して真空ポンプ12が接続されており、ガス管9とガスパージ管10には、ガスの通気を切り替えるための切替弁11、11’が備えてある。この切替弁11、11’により、ガスの精製と真空ポンプ12の減圧作用による二酸化炭素吸着剤が充填された充填層8の再生が交互に行われる。真空ポンプ12によって二酸化炭素吸着剤が充填された充填層8から脱着された二酸化炭素は、排気ガス3となる。   FIG. 3 is a flow configuration diagram of another example of the configuration of the apparatus of the present invention, showing a case where the siloxane compound removing unit 5 is a thermal swing method using a heated purge gas and the methane concentrating unit 7 is a pressure swing method. . The siloxane compound removing section 5 has a packed bed 6 filled with a siloxane adsorbent, and the methane concentrating section 7 has a packed bed 8 filled with a carbon dioxide adsorbent. In addition to the gas pipe 9, a gas purge pipe 10 and a vacuum pump 12 are connected to the methane concentrating unit 7. The gas pipe 9 and the gas purge pipe 10 are switched to switch the gas flow. Valves 11 and 11 'are provided. By the switching valves 11 and 11 ′, gas purification and regeneration of the packed bed 8 filled with the carbon dioxide adsorbent by the pressure reducing action of the vacuum pump 12 are alternately performed. The carbon dioxide desorbed from the packed bed 8 filled with the carbon dioxide adsorbent by the vacuum pump 12 becomes the exhaust gas 3.

一方、シロキサン化合物除去部5には、ガス管9の他、メタン濃縮部7から排気されるガスをパージガスとして利用するためのガスパージ管14とパージガスを加温するためのヒータ13が備えられており、それぞれのガス管に設置された切替弁15、15’を切り替えることにより、ガスの精製とガスパージによるシロキサン吸着剤が充填された充填層6の再生が交互に行われる。本装置では、メタン濃縮部7の二酸化炭素吸着剤が充填された充填層8を再生する際に発生する二酸化炭素を主成分とする排気ガス3を、シロキサン吸着剤が充填された充填層6の再生用のパージガスとして活用できるため、可燃成分や支燃成分である酸素を含まないパージ用ガスを別途用意して用いる手間と費用が省ける。   On the other hand, in addition to the gas pipe 9, the siloxane compound removing section 5 is provided with a gas purge pipe 14 for using the gas exhausted from the methane concentration section 7 as a purge gas and a heater 13 for heating the purge gas. By switching the switching valves 15 and 15 'installed in the respective gas pipes, the purification of the gas and the regeneration of the packed bed 6 filled with the siloxane adsorbent by the gas purge are alternately performed. In this apparatus, the exhaust gas 3 mainly composed of carbon dioxide generated when regenerating the packed bed 8 filled with the carbon dioxide adsorbent of the methane concentrating unit 7 is used as the packed bed 6 filled with the siloxane adsorbent. Since it can be used as a purge gas for regeneration, it is possible to save the trouble and cost of separately preparing and using a purge gas that does not contain oxygen, which is a combustible component or a combustion-supporting component.

図4は、本発明の装置のうち、一つの精製装置にシロキサン除去部5とメタン濃縮部7の双方を備えた構造の精製装置のフロー構成図である。この方式では、二酸化炭素吸着剤が充填された充填層8を再生する際、二酸化炭素吸着剤が充填された充填層8から脱着する二酸化炭素を主成分とする排気ガスが、そのままシロキサン吸着剤が充填された充填層6に向かってシロキサン吸着剤の再生用のパージ用ガスとして流れるため、別途複雑なパージ管などを設ける必要がなく、コンパクトかつ簡易な装置で二酸化炭素吸着剤とシロキサン吸着剤を同時に再生することができる。   FIG. 4 is a flow configuration diagram of a purification apparatus having a structure in which one of the purification apparatuses is provided with both the siloxane removal unit 5 and the methane concentration unit 7. In this method, when the packed bed 8 filled with the carbon dioxide adsorbent is regenerated, the exhaust gas mainly composed of carbon dioxide desorbed from the packed bed 8 filled with the carbon dioxide adsorbent is used as it is as the siloxane adsorbent. Since it flows as a purge gas for regeneration of the siloxane adsorbent toward the packed bed 6 filled, there is no need to provide a separate complicated purge pipe, etc. Can be played at the same time.

実施例1
図1に示す構造の実験装置を用いて実験した。
メタン55%、二酸化炭素45%、オクタメチルシクロテトラシロキサン4.5mg/m、デカメチルシクロペンタシロキサン42mg/mを含む脱硫・除湿後の下水汚泥消化ガスを対象とした。実験条件は次のとおりである。
(1) シロキサン除去部
吸着剤の種類:ガス処理用の活性炭
空塔速度SV:360hr−1
(2) メタン濃縮部
吸着剤の種類:細孔径5Åのモレキュラーシービングカーボン
空塔速度SV:300hr−1
再生方式:圧力スウィング吸着方式(減圧再生、切替時間5分)
精製ガスの組成は、メタン91%、二酸化炭素9%、オクタメチルシクロテトラシロキサン0.1mg/m以下、デカメチルシクロペンタシロキサン0.1mg/m以下であり、長期間にわたって安定した処理であった。
Example 1
Experiments were performed using an experimental apparatus having the structure shown in FIG.
Methane 55%, 45% carbon dioxide, octamethylcyclotetrasiloxane 4.5 mg / m 3, intended for sewage sludge digestion gas after desulfurization and dehumidification containing decamethylcyclopentasiloxane 42 mg / m 3. The experimental conditions are as follows.
(1) Siloxane removal part Adsorbent type: Activated carbon for gas treatment Superficial velocity SV: 360 hr −1
(2) Methane enrichment part Type of adsorbent: Molecular sieve carbon with a pore size of 5 mm Superficial velocity SV: 300 hr −1
Regeneration method: Pressure swing adsorption method (reduced pressure regeneration, switching time 5 minutes)
The composition of the purified gas, methane 91%, 9% carbon dioxide, less octamethylcyclotetrasiloxane 0.1 mg / m 3, or less decamethylcyclopentasiloxane 0.1 mg / m 3, with stable processing over a long period of time there were.

比較例1
シロキサン除去部を通さずに運転した以外は、実施例1と同じ条件で実験した。
運転開始当初の精製ガスの組成は、メタン91%、二酸化炭素9%、オクタメチルシクロテトラシロキサン4.2mg/m、デカメチルシクロペンタシロキサン38mg/m以下であり、シロキサンは除去されなかったもののメタン濃縮は可能であった。ただし、約半年間にわたって運転を継続した結果、精製ガスのメタン濃度が徐々に低下しメタン濃縮が不可能になった。
Comparative Example 1
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the operation was performed without passing through the siloxane removal section.
The composition of the operation beginning of the purified gas, methane 91%, 9% carbon dioxide, octamethylcyclotetrasiloxane 4.2 mg / m 3, or less decamethylcyclopentasiloxane 38 mg / m 3, the siloxane was not removed It was possible to concentrate methane. However, as a result of continuing operation for about half a year, the methane concentration of the refined gas gradually decreased, making it impossible to concentrate methane.

比較例2
メタン濃縮部を通さずに運転した以外は、実施例1と同じ条件で実験した。
運転開始当初の精製ガスの組成は、メタン55%、二酸化炭素45%、オクタメチルシロテトラシロキサン0.1mg/m以下、デカメチルシクロペンタシロキサン0.1mg/m以下であり、シロキサンは除去されたものの、二酸化炭素は全く除去されなかった。
Comparative Example 2
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the operation was performed without passing through the methane concentration section.
The composition of the operation beginning of the purified gas, methane 55%, 45% carbon dioxide, less octamethyl white cyclotetrasiloxane 0.1 mg / m 3, or less decamethylcyclopentasiloxane 0.1 mg / m 3, siloxanes removed However, no carbon dioxide was removed.

実施例2
図2に示す構造の実験装置を用いて実験した。
メタン55%、二酸化炭素45%、オクタメチルシクロテトラシロキサン4.5mg/m、デカメチルシクロペンタシロキサン42mg/mを含む脱硫・除湿後の下水汚泥消化ガスを対象とした。実験条件は次のとおりである。
(1) シロキサン除去部
吸着剤の種類:ガス処理用の活性炭
空塔速度SV:3600hr−1
再生方式:熱スウィング吸着方式(加熱ガスパージによる減圧再生、切
替時間12時間)
(2) メタン濃縮部
吸着剤の種類:細孔径5Åのモレキュラーシービングカーボン
空塔速度SV:300hr−1
再生方式:圧力スウィング吸着方式(減圧再生、切替時間5分)
精製ガスの組成は、メタン91%、二酸化炭素9%、オクタメチルシクロテトラシロキサン0.1mg/m以下、デカメチルシクロペンタシロキサン0.1mg/m以下で、長期間にわたって安定しており実施例1と同等の精製性能を発揮した。しかも、本例では、シロキサン化合物除去部を熱スウィング方式の再生型にしたことにより、実施例1のシロキサン除去部の約10分の1程度の少量の吸着剤で対応することが可能であった。
Example 2
Experiments were performed using an experimental apparatus having the structure shown in FIG.
Methane 55%, 45% carbon dioxide, octamethylcyclotetrasiloxane 4.5 mg / m 3, intended for sewage sludge digestion gas after desulfurization and dehumidification containing decamethylcyclopentasiloxane 42 mg / m 3. The experimental conditions are as follows.
(1) Siloxane removal part Type of adsorbent: Activated carbon for gas treatment Superficial velocity SV: 3600 hr −1
Regeneration method: Thermal swing adsorption method (reduced pressure regeneration by heating gas purge, off
Replacement time 12 hours)
(2) Methane enrichment part Type of adsorbent: Molecular sieve carbon with a pore size of 5 mm Superficial velocity SV: 300 hr −1
Regeneration method: Pressure swing adsorption method (reduced pressure regeneration, switching time 5 minutes)
The composition of the purified gas, methane 91%, 9% carbon dioxide, less octamethylcyclotetrasiloxane 0.1 mg / m 3, below decamethylcyclopentasiloxane 0.1 mg / m 3, stable and carried out over a long period of time The purification performance equivalent to Example 1 was demonstrated. In addition, in this example, the siloxane compound removal part was made a heat swing type regenerative type, so that it was possible to cope with a small amount of adsorbent about 1/10 of the siloxane removal part of Example 1. .

実施例3
図3に示す構造の実験装置を用いて実験した。
メタン55%、二酸化炭素45%、オクタメチルシクロテトラシロキサン2.6mg/m、デカメチルシクロペンタシロキサン38mg/mを含む脱硫・除湿後の下水汚泥消化ガスを対象とした。実験条件は次のとおりである。
(1) シロキサン除去部
吸着剤の種類:ガス処理用の活性炭
空塔速度SV:3600hr−1
再生方式:熱スウィング吸着方式〔ガスパージ(二酸化炭素吸着剤再生
時に発生する排ガスを加熱したもの)による昇温再生、切替
時間12時間〕
(2) メタン濃縮部
吸着剤の種類:細孔径5Åのモレキュラーシービングカーボン
空塔速度SV:300hr−1
再生方式:圧力スウィング吸着方式(減圧再生、切替時間5分)
Example 3
Experiments were performed using an experimental apparatus having the structure shown in FIG.
Methane 55%, 45% carbon dioxide, octamethylcyclotetrasiloxane 2.6 mg / m 3, intended for sewage sludge digestion gas after desulfurization and dehumidification containing decamethylcyclopentasiloxane 38 mg / m 3. The experimental conditions are as follows.
(1) Siloxane removal part Type of adsorbent: Activated carbon for gas treatment Superficial velocity SV: 3600 hr −1
Regeneration method: Thermal swing adsorption method [Gas purge (carbon dioxide adsorbent regeneration
Temperature rise regeneration and switching by exhaust gas that is sometimes generated)
12 hours]
(2) Methane enrichment part Type of adsorbent: Molecular sieve carbon with a pore size of 5 mm Superficial velocity SV: 300 hr −1
Regeneration method: Pressure swing adsorption method (reduced pressure regeneration, switching time 5 minutes)

精製ガスの組成は、メタン90%、二酸化炭素10%、オクタメチルシクロテトラシロキサン0.1mg/m以下、デカメチルシクロペンタシロキサン0.1mg/m以下で、長期間にわたって安定した性能であった。しかも、本例ではシロキサン化合物除去部を熱スウィング方式の再生型にしたことにより、空塔速度SV3600hr−1という極めて高速かつ少量の吸着剤でシロキサンを除去することが可能であった。さらに、シロキサン除去用吸着剤の再生では、二酸化炭素除去用吸着剤の再生時に発生する二酸化炭素主成分の排気ガスをパージガスとして活用したため、別途窒素ガスなどのパージ用ガスを用いる必要がなかった。 The composition of the refined gas was 90% methane, 10% carbon dioxide, octamethylcyclotetrasiloxane 0.1 mg / m 3 or less, and decamethylcyclopentasiloxane 0.1 mg / m 3 or less. It was. In addition, in this example, the siloxane compound removal part was made a heat swing type regenerative type, so that it was possible to remove siloxane with a very small amount of adsorbent at a superficial velocity of SV3600 hr −1 . Further, in the regeneration of the siloxane removal adsorbent, since the exhaust gas mainly composed of carbon dioxide generated during the regeneration of the carbon dioxide removal adsorbent is used as the purge gas, it is not necessary to separately use a purge gas such as nitrogen gas.

実施例4
図4に示す構造の実験装置を用いて実験した。
メタン55%、二酸化炭素45%、オクタメチルシクロテトラシロキサン4.0mg/m、デカメチルシクロペンタシロキサン27mg/mを含む脱硫・除湿後の下水汚泥消化ガスを対象とした。実験条件は次のとおりである。
(1) シロキサン除去部
吸着剤の種類:樹脂製吸着剤
空塔速度SV:600hr−1
再生方式:圧力スウィング吸着方式
(2) メタン濃縮部
吸着剤の種類:細孔径5Åのモレキュラーシービングカーボン
空塔速度SV:300hr−1
再生方式:圧力スウィング吸着方式(減圧再生、切替時間5分)
Example 4
Experiments were performed using an experimental apparatus having the structure shown in FIG.
Sewage sludge digestion gas after desulfurization and dehumidification containing 55% methane, 45% carbon dioxide, 4.0 mg / m 3 octamethylcyclotetrasiloxane, and 27 mg / m 3 decamethylcyclopentasiloxane was used. The experimental conditions are as follows.
(1) Siloxane removal part Adsorbent type: Resin adsorbent Superficial velocity SV: 600 hr −1
Regeneration method: Pressure swing adsorption method (2) Methane concentration part Type of adsorbent: Molecular sieve carbon with pore diameter of 5 mm Superficial velocity SV: 300 hr -1
Regeneration method: Pressure swing adsorption method (reduced pressure regeneration, switching time 5 minutes)

精製ガスの組成は、メタン90%、二酸化炭素10%、オクタメチルシクロテトラシロキサン0.1mg/m、デカメチルシクロペンタシロキサン0.1以下〜0.13mg/mで、長期間にわたって安定しており、実施例3と概ね同等の精製性能を発揮した。しかも、本例ではシロキサン化合物除去部とメタン濃縮部を同一の装置内に配置し、圧力スウィング方式によりシロキサン吸着剤と二酸化炭素吸着剤を同時に吸着・再生したため、装置の構造が簡単なだけでなく、運転操作も極めて容易であった。 The composition of the purified gas, methane 90%, 10% carbon dioxide, octamethylcyclotetrasiloxane 0.1 mg / m 3, in decamethylcyclopentasiloxane 0.1 ~0.13mg / m 3, stable over a long period of time As a result, purification performance substantially equivalent to that of Example 3 was exhibited. In addition, in this example, the siloxane compound removal part and the methane concentration part are placed in the same device, and the siloxane adsorbent and carbon dioxide adsorbent are adsorbed and regenerated simultaneously by the pressure swing method, so the structure of the device is not only simple The driving operation was extremely easy.

本発明の消化ガス精製装置の一例を示したフロー構成図。The flow block diagram which showed an example of the digestion gas refinement | purification apparatus of this invention. 本発明の消化ガス精製装置の他の例を示したフロー構成図。The flow block diagram which showed the other example of the digestion gas purification apparatus of this invention. 本発明の消化ガス精製装置の別の例を示したフロー構成図。The flow block diagram which showed another example of the digestion gas purification apparatus of this invention. 本発明の消化ガス精製装置の別の例を示したフロー構成図。The flow block diagram which showed another example of the digestion gas purification apparatus of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:脱硫・除湿後の消化ガス、2:精製ガス、3:排気ガス、4:ガス圧縮機、5:シロキサン除去部、6:シロキサン吸着剤が充填された充填層、7:メタン濃縮部、8:二酸化炭素吸着剤が充填された充填層、9:ガス管、10:ガスパージ管、11、11’、15、15’:切替弁、12:真空ポンプ、13:ヒータ、14:ガスパージ管   1: digestion gas after desulfurization / dehumidification, 2: purified gas, 3: exhaust gas, 4: gas compressor, 5: siloxane removal unit, 6: packed bed filled with siloxane adsorbent, 7: methane concentration unit, 8: packed bed filled with carbon dioxide adsorbent, 9: gas pipe, 10: gas purge pipe, 11, 11 ′, 15, 15 ′: switching valve, 12: vacuum pump, 13: heater, 14: gas purge pipe

Claims (9)

シロキサン化合物を含有する消化ガスの精製装置であって、該装置が、シロキサン化合物除去部と、その下流側にメタン濃縮部とを有することを特徴とする消化ガスの精製装置。   An apparatus for purifying digestive gas containing a siloxane compound, the apparatus comprising a siloxane compound removing unit and a methane concentrating unit downstream thereof. 前記メタン濃縮部が、二酸化炭素吸着剤を充填した複数の充填層を有し、該充填層を交互に再生するための再生手段を有する圧力スウィング吸着装置を備えることを特徴とする請求項1記載の消化ガスの精製装置。   The said methane concentration part is provided with the pressure swing adsorption | suction apparatus which has a several packed bed filled with the carbon dioxide adsorbent, and has a regeneration means for regenerating this packed bed alternately. Digestion gas purification equipment. 前記シロキサン化合物除去部が、シロキサン化合物吸着剤を充填した充填層を有する吸着装置を備えるか、又は、前記吸着剤を充填した複数の充填層を有し、該充填層を交互に再生するための再生手段を有する圧力スウィング吸着装置及び/又は熱スウィング吸着装置を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の消化ガスの精製装置。   The siloxane compound removal unit includes an adsorption device having a packed layer filled with a siloxane compound adsorbent, or has a plurality of packed layers filled with the adsorbent, and alternately regenerates the packed layer. The apparatus for purifying digestive gas according to claim 1 or 2, further comprising a pressure swing adsorption device and / or a thermal swing adsorption device having a regeneration means. シロキサン化合物を含有する消化ガスの精製装置であって、該装置が、上流側に設置されたシロキサン化合物を除去するシロキサン化合物吸着剤を充填した複数の充填層を有し、該充填層を交互に再生するための再生手段を有する圧力スウィング吸着装置及び/又は熱スウィング吸着装置と、下流側に設置された消化ガス中のメタンを濃縮する二酸化炭素吸着剤を充填した複数の充填層を有し、該充填層を交互に再生するための再生手段を有する圧力スウィング吸着装置とを備え、前記二酸化炭素吸着剤の再生時に発生する二酸化炭素を主成分とする排気ガスを、シロキサン吸着剤再生用のパージガスとして利用するためのパージ管を備えたことを特徴とする消化ガスの精製装置。   An apparatus for purifying digestive gas containing a siloxane compound, the apparatus comprising a plurality of packed beds filled with a siloxane compound adsorbent for removing siloxane compounds installed upstream, wherein the packed layers are alternately arranged. A pressure swing adsorption device and / or a thermal swing adsorption device having a regeneration means for regeneration, and a plurality of packed beds filled with a carbon dioxide adsorbent for concentrating methane in digestion gas installed on the downstream side, A pressure swing adsorption device having regeneration means for alternately regenerating the packed bed, and exhaust gas mainly composed of carbon dioxide generated during regeneration of the carbon dioxide adsorbent is used as purge gas for regeneration of siloxane adsorbent An apparatus for purifying digestion gas, comprising a purge pipe for use as a digestion gas. シロキサン化合物を含有する消化ガスの精製装置であって、該装置が、消化ガス中のメタンを濃縮する二酸化炭素吸着剤を充填した充填層と、該充填層の上流側に設けたシロキサン化合物を除去するシロキサン吸着剤を充填した充填層を、同一の塔内に充填させた充填塔を複数有し、該充填塔内の吸着剤を充填塔ごとに交互に再生するための再生手段を有する圧力スウィング吸着装置を備えたことを特徴とする消化ガスの精製装置。   A purification apparatus for digestion gas containing a siloxane compound, which removes a packed bed filled with a carbon dioxide adsorbent for concentrating methane in the digested gas and a siloxane compound provided upstream of the packed bed Pressure swing having a plurality of packed columns packed with packed siloxane adsorbents packed in the same column, and having a regeneration means for alternately regenerating the adsorbents in the packed columns for each packed column An apparatus for purifying digestion gas, comprising an adsorption device. シロキサン化合物を含有する消化ガスの精製方法において、前記消化ガスから、予めシロキサン化合物の除去を行った後にメタン濃縮を行うことを特徴とする消化ガスの精製方法。   In the purification method of the digestion gas containing a siloxane compound, the methane concentration is performed after removing a siloxane compound from the said digestion gas previously, The purification method of the digestion gas characterized by the above-mentioned. 前記メタン濃縮は、吸着剤を用いた圧力スウィング吸着方式で二酸化炭素を吸着除去して行うことを特徴とする請求項6記載の消化ガスの精製方法。   The method for purifying digestive gas according to claim 6, wherein the methane concentration is performed by adsorbing and removing carbon dioxide by a pressure swing adsorption method using an adsorbent. 前記シロキサン化合物の除去は、吸着剤による吸着除去で行うか、又は、吸着剤を用いた圧力スウィング吸着方式及び/又は熱スウィング吸着方式で行うことを特徴とする請求項6又は7記載の消化ガスの精製方法。   The digestion gas according to claim 6 or 7, wherein the siloxane compound is removed by adsorption removal with an adsorbent, or a pressure swing adsorption method and / or a thermal swing adsorption method using an adsorbent. Purification method. シロキサン化合物を含有する消化ガスの精製方法において、前記消化ガスから、予めシロキサン化合物の除去を吸着剤を用いて圧力スウィング吸着方式及び/又は熱スウィング吸着方式で行った後に、二酸化炭素を除去するメタン濃縮を吸着剤を用いて圧力スウィング吸着方式で行うと共に、メタン濃縮用の吸着剤の再生時に発生する二酸化炭素を主成分とする排気ガスを、シロキサン化合物を吸着した吸着剤の再生用のパージガスとして利用することを特徴とする消化ガスの精製方法。   In the method for purifying a digestion gas containing a siloxane compound, methane for removing carbon dioxide from the digestion gas after removing the siloxane compound in advance using a pressure swing adsorption method and / or a thermal swing adsorption method using an adsorbent. Concentration is performed by pressure swing adsorption using an adsorbent, and exhaust gas mainly composed of carbon dioxide generated during regeneration of the adsorbent for methane concentration is used as a purge gas for regeneration of the adsorbent that adsorbs the siloxane compound. A method for purifying digestive gas, characterized by being used.
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