JP2008029983A - Biogas generating system, thermal cracking gas generating system, biogas and thermal cracking gas generating system, and method therefor - Google Patents

Biogas generating system, thermal cracking gas generating system, biogas and thermal cracking gas generating system, and method therefor Download PDF

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潤一 高橋
Kazutaka Umetsu
一孝 梅津
Kenji Aoki
賢二 青木
Shigeki Yamashiro
隆樹 山城
Osamu Hamamoto
修 濱本
Takayuki Marumoto
隆之 丸本
Takuya Misaki
卓也 三崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biogas generating system and its method easily enhancing a desulfurization efficiency of a fuel gas such as a biogas and a thermal cracking gas, developing the effect exceeding a cost up therefor, and saving a construction cost caused by miniaturization of a desulfurization plant. <P>SOLUTION: The biogas generating system is provided with a fermenting vessel 3 generating a biogas 1 by making organic waste ferment, a first biological desulfurizing plant 5A fed with the biogas 1 from the fermenting vessel 3 and performing biological desulfurization of the biogas 1, a first temperature control means making the temperature of the biological desulfurizing plant 5A 50-90°C by heating a fermented liquid 2 which is partially taken out from the fermenting vessel 3 and by feeding it into the first biological desulfurizing plant 5A, and a first condensing device 17A recovering a condensate by cooling the biogas 1 fed from the first biological desulfurizing plant 5A to the rear stage of the first biological desulfurizing plant 5A. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、硫化水素等の硫黄化合物を含有する燃料ガスに対して生物脱硫処理を行う生物脱硫装置及び方法、更に有機性廃棄物を発酵させてバイオガスを生成する発酵槽と、該発酵槽から前記バイオガスが送られ、該バイオガスに対して生物脱硫処理を行う生物脱硫装置を備えているバイオガス生成システム及び方法に関するものである。   The present invention relates to a biodesulfurization apparatus and method for performing biodesulfurization treatment on a fuel gas containing a sulfur compound such as hydrogen sulfide, a fermenter for fermenting organic waste to produce biogas, and the fermenter The present invention relates to a biogas generation system and method including a biodesulfurization apparatus that sends the biogas from and supplies a biodesulfurization treatment to the biogas.

畜産廃棄物や生ゴミ等の有機性廃棄物を発酵槽で発酵させて生成されるバイオガス中には硫化水素が通常含まれる。例えば、メタン発酵のバイオガス中には、標準的にメタンガスが50〜60体積%、二酸化炭素が約40〜50体積%、硫化水素が約0.2体積%程度含まれている。   Hydrogen sulfide is usually contained in biogas produced by fermenting organic waste such as livestock waste and garbage in a fermenter. For example, biogas for methane fermentation typically contains about 50 to 60% by volume of methane gas, about 40 to 50% by volume of carbon dioxide, and about 0.2% by volume of hydrogen sulfide.

生物脱硫装置は、バイオガス中の前記硫化水素を中性付近よりアルカリ性側で硫酸にまで酸化除去し、精製バイオガスを生成するために設けられる。生物脱硫装置内の硫黄酸化細菌が硫化水素を硫酸にまで酸化するのであるが、硫黄酸化細菌を活性化するために、栄養成分を含有する水と接触させる必要がある。この水は循環ラインを介して塔内の硫黄酸化細菌と循環接触するようになっている。   The biological desulfurization apparatus is provided to oxidize and remove the hydrogen sulfide in the biogas from near neutrality to sulfuric acid on the alkaline side to produce purified biogas. The sulfur-oxidizing bacteria in the biological desulfurization apparatus oxidize hydrogen sulfide to sulfuric acid, but in order to activate the sulfur-oxidizing bacteria, it is necessary to contact with water containing nutrient components. This water comes into circulation contact with sulfur-oxidizing bacteria in the tower through a circulation line.

生物脱硫装置内の温度は従来30〜80℃の範囲に設定されている(例えば、特許文献1)。特に、馴養条件によって、40〜60℃の温度範囲で硫黄酸化細菌の活動が活発になって、良好な脱硫効果が得られる。   The temperature in the biological desulfurization apparatus is conventionally set in the range of 30 to 80 ° C. (for example, Patent Document 1). In particular, depending on the acclimatization conditions, the activity of sulfur-oxidizing bacteria becomes active in a temperature range of 40 to 60 ° C., and a good desulfurization effect is obtained.

特開2005−95783号公報JP 2005-95783 A

本発明者らは、脱硫性能を上げて生物脱硫装置のコンパクト化を意図する研究の中で、発酵液の一部を加熱して生物脱硫装置内に送ることで、生物脱硫装置内の脱硫処理温度を高温化することにより、脱硫効率を向上させることができ、この効果は該発酵液高温化の為のコストアップを相殺することが可能であることを見出した。本発明はこのような背景でなされたもので、その目的はバイオガス、熱分解ガス等の燃料ガスの脱硫効率を簡単に高め、高温化の為のコストアップを上まわる効果を発現できるバイオガス生成システム及び方法を提供することにある。   In the research intended to increase the desulfurization performance and make the biological desulfurization apparatus more compact, the present inventors heated a part of the fermentation broth and sent it into the biodesulfurization apparatus, so that the desulfurization treatment in the biodesulfurization apparatus It has been found that the desulfurization efficiency can be improved by increasing the temperature, and this effect can offset the increase in cost for increasing the temperature of the fermentation broth. The present invention has been made in such a background, and its purpose is to easily increase the desulfurization efficiency of fuel gas such as biogas and pyrolysis gas, and to express the effect of increasing the cost for high temperature. It is to provide a generation system and method.

上記目的を達成するため、本発明の第1の態様に係るバイオガス生成システムは、有機性廃棄物を発酵させてバイオガスを生成する発酵槽と、該発酵槽から前記バイオガスが送られ、該バイオガスに対して生物脱硫処理を行う第1の生物脱硫装置と、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第1の生物脱硫装置内に送ることによって、該第1の生物脱硫装置内を50℃〜90℃の温度にする第1の温度調節手段と、前記第1の生物脱硫装置の後段に該第1の生物脱硫装置から送られるバイオガスを冷却して凝縮液を回収する第1の凝縮装置と、を備えていることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, the biogas generation system according to the first aspect of the present invention includes a fermenter that ferments organic waste to generate biogas, and the biogas is sent from the fermentor. A first biological desulfurization apparatus that performs a biological desulfurization treatment on the biogas, and a first portion of the first biological desulfurization apparatus that is heated and sent to the first biological desulfurization apparatus A first temperature adjusting means for bringing the inside of the biological desulfurization apparatus to a temperature of 50 ° C. to 90 ° C. and a biogas sent from the first biological desulfurization apparatus downstream of the first biological desulfurization apparatus to cool the condensate And a first condensing device for collecting the water.

本発明によれば、硫化水素等の硫黄化合物を含有するバイオガスに対して50℃〜90℃の温度下で生物脱硫処理を行う際には、高温化に対する十分な馴養を行うことによって、脱硫効率の向上と性能を維持することができ、高品質の精製バイオガスを効率的に得ることができる。高温化による効率的な脱硫は、第1の生物脱硫装置の小型化による建設費削減を図ることができる。発酵液の高温化に要するエネルギーはバイオガスを燃料として用いることができる。高温発酵による発酵液の場合は、その所要エネルギーは小さくなり経済的である。   According to the present invention, when biodesulfurization treatment is performed on a biogas containing a sulfur compound such as hydrogen sulfide at a temperature of 50 ° C. to 90 ° C., the desulfurization is performed by sufficiently acclimatizing to high temperature. Efficiency improvement and performance can be maintained, and high-quality purified biogas can be obtained efficiently. Efficient desulfurization by increasing the temperature can reduce the construction cost by downsizing the first biological desulfurization apparatus. Biogas can be used as a fuel for the energy required for increasing the temperature of the fermentation broth. In the case of a fermentation broth by high-temperature fermentation, the required energy is small and economical.

更に、発酵液の一部を加熱して第1の生物脱硫装置内に送ることで、第1の生物脱硫装置内を効率的に高温化することができると共に、発酵液の高温化によって液の蒸発も起こり、該発酵液中に含まれているアンモニアも一緒に液外に放散する。すなわち、第1の生物脱硫装置内には従来のバイオガスのほかに水蒸気とアンモニアが増加する。
そして、前記第1の生物脱硫装置の後段に該生物脱硫装置から送られるバイオガスを冷却して凝縮液を回収する第1の凝縮装置を更に備えているので、高品質の精製バイオガスを得ることができると共に、当該凝縮液と共にアンモニアを回収することができる。回収したアンモニアは再利用することができる。
Furthermore, by heating a part of the fermentation broth and sending it to the first biological desulfurization apparatus, the temperature inside the first biological desulfurization apparatus can be increased efficiently, and the temperature of the fermentation broth increases. Evaporation also occurs, and ammonia contained in the fermentation broth is also released out of the liquor. That is, in the first biological desulfurization apparatus, water vapor and ammonia increase in addition to the conventional biogas.
And since the 1st condensing apparatus which cools the biogas sent from this biodesulfurization apparatus and collect | recovers condensate is further provided in the back | latter stage of said 1st biodesulfurization apparatus, high quality refinement | purification biogas is obtained. And ammonia can be recovered along with the condensate. The recovered ammonia can be reused.

本発明の第2の態様に係る熱分解ガス生成システムは、熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解炉から前記熱分解ガスが送られ、該熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行う第2の生物脱硫装置と、有機性廃棄物を発酵させる発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第2の生物脱硫装置内に送ることによって、該第2の生物脱硫装置内を50℃〜90℃の温度にする第2の温度調節手段と、前記第2の生物脱硫装置の後段に該第2の生物脱硫装置から送られる熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収する第2の凝縮装置と、を備えていることを特徴とするものである。   A pyrolysis gas generation system according to a second aspect of the present invention includes a pyrolysis furnace that generates pyrolysis gas by heating waste to be pyrolyzed, and the pyrolysis gas is sent from the pyrolysis furnace, A second biological desulfurization apparatus that performs biological desulfurization treatment on the pyrolysis gas and a fermentation liquid partially taken out from a fermenter that ferments organic waste are heated and sent to the second biological desulfurization apparatus. By means of a second temperature adjusting means for bringing the inside of the second biological desulfurization apparatus to a temperature of 50 ° C. to 90 ° C., and thermal decomposition sent from the second biological desulfurization apparatus to the subsequent stage of the second biological desulfurization apparatus And a second condensing device for recovering the condensate by cooling the gas.

本発明によれば、本来廃棄物として処理される有機性廃棄物の発酵液を利用して、第2の生物脱硫装置内を50℃〜90℃の温度にし、脱硫効率の向上と性能を維持して高品質の精製バイオガスを効率的に得ることができる。高温化による効率的な脱硫は、第2の生物脱硫装置の小型化による建設費削減を図ることができる。発酵液の高温化に要するエネルギーは熱分解ガスを燃料として用いることができる。高温発酵による発酵液の場合は、その所要エネルギーは小さくなり経済的である。   According to the present invention, by using a fermented liquid of organic waste that is originally treated as waste, the inside of the second biological desulfurization apparatus is set to a temperature of 50 ° C. to 90 ° C., and improvement of desulfurization efficiency and performance are maintained. Thus, high-quality purified biogas can be obtained efficiently. Efficient desulfurization by increasing the temperature can reduce the construction cost by downsizing the second biological desulfurization apparatus. The energy required for increasing the temperature of the fermentation broth can use pyrolysis gas as fuel. In the case of a fermentation broth by high-temperature fermentation, the required energy is small and economical.

また、第1の態様と同様に、発酵液の一部を加熱して第2の生物脱硫装置内に送ることで、第2の生物脱硫装置内を効率的に高温化することができると共に、前記第2の生物脱硫装置の後段備えた第2の凝縮装置によって、発酵液の高温化より放散されたアンモニアを回収することができる。回収したアンモニアは再利用することができる。   Moreover, while heating a part of fermentation liquid and sending it in a 2nd biological desulfurization apparatus similarly to a 1st aspect, while being able to efficiently heat up the inside of a 2nd biological desulfurization apparatus, By the second condensing device provided after the second biological desulfurization device, it is possible to recover the ammonia released from the high temperature of the fermentation broth. The recovered ammonia can be reused.

本発明の第3の態様に係るバイオガスおよび熱分解ガス生成システムは、有機性廃棄物を発酵させてバイオガスを生成する発酵槽と、該発酵槽から前記バイオガスが送られ、該バイオガスに対して生物脱硫処理を行う第1の生物脱硫装置と、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第1の生物脱硫装置内に送ることによって、該第1の生物脱硫装置内を50℃〜90℃の温度にする第1の温度調節手段と、前記第1の生物脱硫装置の後段に該第1の生物脱硫装置から送られるバイオガスを冷却して凝縮液を回収する第1の凝縮装置と、を備えたバイオガス生成システムと、熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解炉から前記熱分解ガスが送られ、該熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行う第2の生物脱硫装置と、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第2の生物脱硫装置内に送ることによって、該第2の生物脱硫装置内を50℃〜90℃の温度にする第2の温度調節手段と、前記第2の生物脱硫装置の後段に該第2の生物脱硫装置から送られる熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収する第2の凝縮装置と、を備えた熱分解ガス生成システムと、を備えていることを特徴とするものである。   The biogas and pyrolysis gas generation system according to the third aspect of the present invention includes a fermenter for fermenting organic waste to generate biogas, the biogas sent from the fermentor, and the biogas A first biological desulfurization apparatus that performs a biological desulfurization process on the first and the second biological desulfurization apparatus by heating the fermentation liquor partially taken out from the fermenter and feeding it into the first biological desulfurization apparatus A first temperature adjusting means for setting the inside to a temperature of 50 ° C. to 90 ° C. and a biogas sent from the first biological desulfurization device after the first biological desulfurization device are cooled to recover a condensate. A biogas generation system comprising: a first condensing device; a pyrolysis furnace that generates pyrolysis gas by heating waste to be pyrolyzed; and the pyrolysis gas is sent from the pyrolysis furnace, A second type of biodesulfurization treatment for pyrolysis gas The inside of the second biological desulfurization apparatus is set to a temperature of 50 ° C. to 90 ° C. by heating the product desulfurization apparatus and the fermentation liquid partially taken out from the fermenter and sending it to the second biological desulfurization apparatus. A second temperature adjusting means; and a second condensing device for recovering a condensate by cooling a pyrolysis gas sent from the second biodesulfurizing device after the second biodesulfurizing device. And a pyrolysis gas generation system.

本発明によれば、バイオガス生成システムの発酵液を、該バイオガス生成システムの第1の生物脱硫装置の高温化のために利用することに加えて、熱分解生成システムの第2の生物脱硫装置の高温化のためにも利用するため、前記バイオガス生成システムにおいて本来廃棄物として処理される発酵液を有効に利用することができる。そして、該発酵液中に含まれるアンモニアを、バイオガス生成システムの第1の凝縮装置と熱分解ガス生成システムの第2の凝縮装置において回収することができ、より多くのアンモニア凝縮液を回収することができる。これらのことによって、バイオガスおよび熱分解生成システム全体としてのランニングコストを低く抑えることができる。   According to the present invention, in addition to utilizing the fermentation broth of the biogas generation system for increasing the temperature of the first biodesulfurization device of the biogas generation system, the second biodesulfurization of the pyrolysis generation system In order to utilize also for the high temperature of an apparatus, the fermentation liquid originally processed as a waste in the said biogas production | generation system can be utilized effectively. And the ammonia contained in this fermentation liquid can be collect | recovered in the 1st condensing apparatus of a biogas production | generation system, and the 2nd condensing apparatus of a pyrolysis gas production | generation system, and more ammonia condensates are collect | recovered. be able to. By these things, the running cost as the whole biogas and thermal decomposition production system can be held down.

本発明の第4の態様に係るバイオガス生成方法は、有機性廃棄物を発酵槽で発酵させてバイオガスを生成し、該バイオガスを第1の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製バイオガスを生成するバイオガス生成方法であって、
前記バイオガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第1の生物脱硫装置内に送ることによって、50℃〜90℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経たバイオガスを冷却して凝縮液を回収することを特徴とするものである。これにより第1の態様と同様の作用効果を得ることができる。
In the biogas production method according to the fourth aspect of the present invention, organic waste is fermented in a fermentor to produce biogas, and the biogas is passed through a first biological desulfurization apparatus to perform desulfurization treatment. A biogas production method for producing purified biogas,
When biodesulfurization treatment is performed on the biogas, the fermentation liquor partially taken out from the fermenter is heated and sent into the first biodesulfurization apparatus to be treated at a temperature of 50 ° C. to 90 ° C. Then, the biogas that has undergone the biological desulfurization treatment process is cooled to recover the condensate. Thereby, the same effect as a 1st aspect can be acquired.

本発明の第5の態様に係る熱分解ガス生成方法は、熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成し、該熱分解ガスを第2の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製熱分解ガスを生成する熱分解ガス生成方法であって、前記熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、有機性廃棄物を発酵させる発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第2の生物脱硫装置内に送ることによって、50℃〜90℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経た熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収することを特徴とするものである。これにより第2の態様と同様の作用効果を得ることができる。   In the pyrolysis gas generation method according to the fifth aspect of the present invention, the pyrolysis target waste is heated to generate pyrolysis gas, and the pyrolysis gas is passed through the second biological desulfurization apparatus to perform desulfurization treatment. A pyrolysis gas generation method for generating a purified pyrolysis gas, wherein when the biodesulfurization treatment is performed on the pyrolysis gas, the fermentation liquor partially taken out from the fermenter for fermenting organic waste is heated. And is sent to the second biological desulfurization apparatus so as to be treated at a temperature of 50 ° C. to 90 ° C., and the pyrolysis gas that has undergone the biological desulfurization treatment process is cooled to recover the condensate. It is. Thereby, the same effect as the 2nd mode can be obtained.

本発明の第6の態様に係るバイオガスおよび熱分解ガス生成方法は、有機性廃棄物を発酵槽で発酵させてバイオガスを生成し、該バイオガスを第1の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製バイオガスを生成するバイオガス生成方法であって、前記バイオガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第1の生物脱硫装置内に送ることによって、50℃〜90℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経たバイオガスを冷却して凝縮液を回収するバイオガス生成工程と、熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成し、該熱分解ガスを第2の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製熱分解ガスを生成する熱分解ガス生成方法であって、前記熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第2の生物脱硫装置内に送ることによって、50℃〜90℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経た熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収することを特徴とする熱分解ガス生成工程と、を含むことを特徴とするものである。これにより第3の態様と同様の作用効果を得ることができる。   In the biogas and pyrolysis gas production method according to the sixth aspect of the present invention, organic waste is fermented in a fermentor to produce biogas, and the biogas is passed through a first biodesulfurization apparatus to desulfurize. A biogas generation method for generating purified biogas by performing a treatment, wherein when the biodesulfurization process is performed on the biogas, the first organism is heated by heating a fermentation liquid partially taken out from the fermenter By sending it into the desulfurization unit, it is treated at a temperature of 50 ° C. to 90 ° C., the biogas generation step for cooling the biogas that has undergone the biological desulfurization treatment step and collecting the condensate, and heating the waste subject to pyrolysis A pyrolysis gas is generated, and the pyrolysis gas is passed through a second biological desulfurization apparatus to perform a desulfurization process so as to generate a purified pyrolysis gas. To perform biological desulfurization treatment Then, the fermented liquor partially taken out from the fermenter is heated and sent into the second biological desulfurization apparatus, so that it is processed at a temperature of 50 ° C. to 90 ° C. and undergoes a biological desulfurization treatment step. And a pyrolysis gas generation step characterized by recovering the condensate by cooling. Thereby, the same effect as the 3rd mode can be obtained.

本発明によれば、発酵液の一部を加熱して生物脱硫装置内に送ることで、生物脱硫装置内を効率的に高温化することができる。
更に前記生物脱硫装置の後段に該生物脱硫装置から送られるバイオガスまたは熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収する凝縮装置を備えているものは、高品質の精製バイオガスまたは熱分解ガスを得ることができると共に、当該凝縮液と共にアンモニアを回収することができる。
According to the present invention, by heating a part of the fermentation broth and sending it into the biological desulfurization apparatus, the temperature in the biological desulfurization apparatus can be efficiently increased.
Further, a device equipped with a condensing device for cooling the biogas or pyrolysis gas sent from the biodesulfurization device and recovering the condensate at the subsequent stage of the biodesulfurization device is provided with a high-quality purified biogas or pyrolysis gas. Ammonia can be recovered along with the condensate.

[実施例1]
硫黄化合物を含有するバイオガスに対して生物脱硫処理を行う生物脱硫装置を含むバイオガス生成システムの一実施形態を図1に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係るバイオガス生成システムの一態様を示す概略構成図である。一般に、硫黄化合物としては硫化水素の他に二硫化炭素、硫化カルボニル、メルカプタン類、硫化アルキル類等が挙げられるが、バイオガスの場合は硫化水素、メルカプタン類が中心である。
[Example 1]
An embodiment of a biogas generation system including a biodesulfurization apparatus that performs biodesulfurization processing on biogas containing a sulfur compound will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an aspect of a biogas generation system according to the present invention. In general, examples of the sulfur compound include carbon disulfide, carbonyl sulfide, mercaptans, alkyl sulfides and the like in addition to hydrogen sulfide, but in the case of biogas, hydrogen sulfide and mercaptans are mainly used.

バイオガスには、メタン発酵によるもの、水素発酵によるもの等があるが、本発明はこれらの各発酵に同様に適用することができる。以下の説明ではメタン発酵によるバイオガス生成システムについて説明するが、水素発酵によるバイオガス生成システムの場合も、ほぼ同様のプロセス又はシステムとなる。   Biogas includes methane fermentation and hydrogen fermentation, and the present invention can be similarly applied to each of these fermentations. In the following description, a biogas generation system based on methane fermentation will be described. However, a biogas generation system based on hydrogen fermentation is almost the same process or system.

図1のバイオガス生成システムは、主要な構成要素として、バイオマスすなわち有機性廃棄物が送られて該有機性廃棄物を発酵させてバイオガス1と発酵液2を生成する発酵槽3と、該発酵槽3からバイオガスライン4を介してバイオガス1が送られ、該バイオガス1を硫黄酸化細菌と接触させて生物脱硫処理を行う第1の生物脱硫装置5Aとを備えている。   The biogas generation system of FIG. 1 includes, as main components, a fermenter 3 in which biomass, that is, organic waste, is sent to ferment the organic waste to produce biogas 1 and fermentation broth 2, The biogas 1 is sent from the fermenter 3 through the biogas line 4, and the biogas 1 is brought into contact with sulfur-oxidizing bacteria, and a first biodesulfurization apparatus 5A that performs biodesulfurization treatment is provided.

更に、発酵槽3より一部取り出した発酵液7を第1の生物脱硫装置5A内に送るための供給ライン6に、発酵液7を加熱して高温化する第1の温度調節手段を成す要素の一つである加熱装置8Aが設けられている。この加熱装置8Aは、第1の生物脱硫装置5A内の脱硫処理温度が50℃〜90℃になるようにその熱源となる発酵液7を加熱するもので、本実施例では図示しないバイオガスコージェネレーションの熱水(約80℃以上)を利用した熱交換機で構成されている。勿論、バイオガスを用いるボイラ等の他の加熱装置であってもよい。   Furthermore, the element which comprises the 1st temperature control means which heats the fermented liquor 7 and heats it to the supply line 6 for sending the fermented liquor 7 extracted partially from the fermenter 3 in the 1st biological desulfurization apparatus 5A. 8A, which is one of the above. The heating device 8A heats the fermentation broth 7 as a heat source so that the desulfurization temperature in the first biological desulfurization device 5A is 50 ° C. to 90 ° C., and biogas cogeneration not shown in the present embodiment. It is comprised with the heat exchanger using the hot water (about 80 degreeC or more). Of course, other heating devices such as a boiler using biogas may be used.

加熱装置8Aで加熱された高温の発酵液9は、ライン10を介して循環タンク11Aに送られて貯留される。該循環液タンク11A内の高温発酵液9は、導入ライン12Aを介して第1の生物脱硫装置5A内の散液部13Aに送られ、この散液部13Aから該装置5A内にシャワー状に散液され、戻りライン22Aを介して循環液タンク11Aに戻される。符合21Aは循環用ポンプを示す。   The high-temperature fermentation broth 9 heated by the heating device 8A is sent to the circulation tank 11A via the line 10 and stored. The high-temperature fermentation liquid 9 in the circulating liquid tank 11A is sent to the spraying part 13A in the first biological desulfurization apparatus 5A via the introduction line 12A, and from the spraying part 13A into the apparatus 5A in a shower shape. The liquid is sprayed and returned to the circulating fluid tank 11A via the return line 22A. Reference numeral 21A denotes a circulation pump.

このように高温発酵液9は、循環液となって第1の生物脱硫装置5A内を循環し、その温度を50℃〜90℃になるようにすると共に、担持部14に担持されている硫黄酸化細菌15と連続的に接触する。これにより、硫黄酸化細菌15は活性化され、前記バイオガスライン4から該装置5A内に送られるバイオガス1中の硫化水素に作用してそれを硫酸にまで酸化する。すなわち、第1の温度調節手段は、加熱装置8A、循環液タンク11A、導入ライン12A、散液部13A、循環用ポンプ21A、及び戻りライン22Aを備えて構成されている。   As described above, the high-temperature fermentation broth 9 circulates in the first biological desulfurization apparatus 5A as a circulating liquid so that the temperature is 50 ° C. to 90 ° C., and the sulfur supported on the support portion 14. Continuous contact with the oxidizing bacteria 15. As a result, the sulfur-oxidizing bacteria 15 are activated and act on the hydrogen sulfide in the biogas 1 sent from the biogas line 4 into the apparatus 5A to oxidize it to sulfuric acid. That is, the first temperature adjusting means includes the heating device 8A, the circulating fluid tank 11A, the introduction line 12A, the spraying portion 13A, the circulating pump 21A, and the return line 22A.

符合16Aは空気供給部を示し、この空気供給部16Aからバイオガス1中に空気を供給し、その状態でバイオガス1が第1の生物脱硫装置5A内に送り込まれ、好気性環境を作っている。具体的には、バイオガス1は第1の生物脱硫装置5A内に1分間以上好ましくは3分間以上保持され、バイオガス1の供給流量G(m)に対する高温発酵液9の流量L(リットル)のL/G値は、0.1〜100、好ましくは1〜50に設定されている。尚、第1の生物脱硫装置5Aは公知の充填塔又は棚段塔構造である。 Reference numeral 16A denotes an air supply unit. Air is supplied from the air supply unit 16A into the biogas 1, and in this state, the biogas 1 is sent into the first biodesulfurization apparatus 5A to create an aerobic environment. Yes. Specifically, the biogas 1 is held in the first biological desulfurization apparatus 5A for 1 minute or more, preferably 3 minutes or more, and the flow rate L (liters) of the high-temperature fermentation broth 9 with respect to the supply flow rate G (m 3 ) of the biogas 1. ) Is set to 0.1 to 100, preferably 1 to 50. The first biological desulfurization apparatus 5A has a known packed tower or plate tower structure.

循環液となった高温発酵液9の一部は、抜き出しライン19を介して循環液タンク11の底部からスラリータンク18内に抜き出されるようになっている。また、発酵液2のほとんども発酵槽3の底部から抜き出しライン20を介してスラリータンク18内に送られる、該スラリータンク18内に数ヶ月間貯留されるようになっている。   A part of the high-temperature fermentation broth 9 that has become the circulating liquid is extracted from the bottom of the circulating liquid tank 11 into the slurry tank 18 via the extraction line 19. Also, most of the fermentation liquor 2 is extracted from the bottom of the fermenter 3 and sent to the slurry tank 18 via the line 20 and is stored in the slurry tank 18 for several months.

前記第1の生物脱硫装置5Aの後段には、該生物脱硫装置5Aから送られるバイオガス1を冷却して凝縮液を回収する第1の凝縮装置17Aが設けられている。該第1の凝縮装置17Aは公知の空冷式または水冷式にて構成されている。   A first condensing device 17A that cools the biogas 1 sent from the biodesulfurization device 5A and collects the condensate is provided downstream of the first biodesulfurization device 5A. The first condensing device 17A is configured by a known air cooling type or water cooling type.

発酵槽3は、有機性廃棄物が供給部(図示せず)から槽内に供給される。有機性廃棄物は、発酵槽3内にて嫌気性雰囲気下でメタン発酵菌によってメタン発酵され、バイオガス1と発酵液2を生成する。発酵槽3内の温度は55℃に設定され、高温メタン発酵を行うようになっている。有機性廃棄物の発酵槽3での滞留時間は例えば15日間(槽容積/投入抜出量=15日)に設定される。発酵槽3内の温度は55℃より低くてもよく、例えば37℃でもよい。   As for the fermenter 3, organic waste is supplied in a tank from a supply part (not shown). The organic waste is methane-fermented by methane-fermenting bacteria in an anaerobic atmosphere in the fermenter 3 to produce biogas 1 and fermentation broth 2. The temperature in the fermenter 3 is set to 55 ° C., and high-temperature methane fermentation is performed. The residence time of the organic waste in the fermenter 3 is set to, for example, 15 days (tank volume / injection / extraction amount = 15 days). The temperature in the fermenter 3 may be lower than 55 degreeC, for example, 37 degreeC may be sufficient.

本実施例で使用する有機性廃棄物(バイオマス)としては、例えば、生ごみ、排水処理汚泥、畜産廃棄物や緑農廃棄物などを挙げることができる。ここで、畜産廃棄物としては、家畜の糞尿や、屠体、その加工品が挙げられ、より具体的にはブタ、牛、羊、山羊、ニワトリなどの家畜の糞尿やこれらの屠体、およびその加工品、例えば肉骨粉、肉粉、骨粉、血粉なども含まれる。その他の廃棄物としては、家庭の生ごみのほか、産業廃棄物生ごみとして農水産業廃棄物、食品加工廃棄物等が含まれる。なお、有機性廃棄物の状態により、必要に応じて前処理として破砕・分別し可溶化する工程を実施することができる。   Examples of the organic waste (biomass) used in this embodiment include garbage, wastewater treatment sludge, livestock waste, and green farm waste. Here, livestock waste includes livestock manure, carcass, and processed products thereof. More specifically, livestock manure such as pigs, cattle, sheep, goats, chickens, and carcasses thereof, and Processed products such as meat-and-bone meal, meat meal, bone meal, and blood meal are also included. Examples of other waste include household waste, industrial waste, agricultural and marine industrial waste, food processing waste, and the like. Depending on the state of the organic waste, a step of crushing, separating and solubilizing as a pretreatment can be performed as necessary.

次に、上記実施例の作用を説明する。
本発明によれば、硫化水素等の硫黄化合物を含有するバイオガス1に対して50℃〜90℃の温度下で生物脱硫処理を行い、高温化に対する十分な馴養を行うことによって、脱硫効率の向上と性能を維持することができ、高品質の精製バイオガスを効率的に得ることができる。高温化による効率的な脱硫は、脱硫装置の小型化による建設費削減を図ることができる。高温発酵の場合は、高温発酵液9を得るための所要エネルギーは小さくなり経済的である。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
According to the present invention, biodesulfurization treatment is performed on a biogas 1 containing a sulfur compound such as hydrogen sulfide at a temperature of 50 ° C. to 90 ° C., and sufficient acclimatization to a high temperature is performed, thereby improving the desulfurization efficiency. Improvement and performance can be maintained, and high-quality purified biogas can be efficiently obtained. Efficient desulfurization by increasing the temperature can reduce the construction cost by downsizing the desulfurization equipment. In the case of high-temperature fermentation, the energy required to obtain the high-temperature fermentation solution 9 is small and economical.

更に、発酵液2の一部を加熱して高温発酵液9を第1の生物脱硫装置5A内に送ることで、第1の生物脱硫装置5A内を効率的に高温化することができると共に、発酵液2の高温化によって液の蒸発も起こり、該発酵液2中に含まれているアンモニアも一緒に液外に放散する。すなわち、第1の生物脱硫装置5A内には従来のバイオガス1のほかに水蒸気とアンモニアが増加する。
そして、前記第1の生物脱硫装置5Aの後段に該生物脱硫装置5Aから送られるバイオガス1を冷却して凝縮液を回収する第1の凝縮装置17Aを更に備えているので、高品質の精製バイオガスを得ることができると共に、当該凝縮液と共にアンモニアを回収することができる。回収したアンモニアは再利用することができる。
Furthermore, by heating a portion of the fermentation broth 2 and sending the high-temperature fermentation broth 9 into the first biological desulfurization apparatus 5A, the inside of the first biological desulfurization apparatus 5A can be efficiently heated, As the temperature of the fermentation broth 2 increases, the liquid also evaporates, and the ammonia contained in the fermentation broth 2 is also diffused out of the liquor. That is, in the first biological desulfurization apparatus 5A, steam and ammonia increase in addition to the conventional biogas 1.
And since the 1st condensation apparatus 17A which cools the biogas 1 sent from this biological desulfurization apparatus 5A and collect | recovers condensate is further provided in the back | latter stage of said 1st biological desulfurization apparatus 5A, high quality refinement | purification Biogas can be obtained and ammonia can be recovered together with the condensate. The recovered ammonia can be reused.

[実施例2]
硫黄化合物を含有する熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行う生物脱硫装置を含む熱分解ガス生成システムの一実施形態を図2に基づいて詳細に説明する。図2は、本発明に係る熱分解ガス生成システムの一態様を示す概略構成図である。硫黄化合物としては硫化水素の他に二硫化炭素、硫化カルボニル、メルカプタン類、硫化アルキル類等が挙げられ、被分解物質の種類によって各成分の組成は異なってくる。例えば、タイヤの熱分解の場合は、硫黄化合物として硫化水素、硫化カルボニル等が発生する。被分解物質としては、廃タイヤ、廃プラスティック、合成樹脂、生ごみなどがあり、特に、廃タイヤ、廃プラスティック、合成樹脂などの有機高分子化合物は高濃度の硫黄含有熱分解ガスを発生する。
[Example 2]
An embodiment of a pyrolysis gas generation system including a biodesulfurization apparatus that performs biodesulfurization treatment on a pyrolysis gas containing a sulfur compound will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an aspect of the pyrolysis gas generation system according to the present invention. Examples of the sulfur compound include carbon disulfide, carbonyl sulfide, mercaptans, alkyl sulfides and the like in addition to hydrogen sulfide, and the composition of each component varies depending on the type of the substance to be decomposed. For example, in the case of tire pyrolysis, hydrogen sulfide, carbonyl sulfide, and the like are generated as sulfur compounds. Examples of substances to be decomposed include waste tires, waste plastics, synthetic resins, and garbage. Particularly, organic polymer compounds such as waste tires, waste plastics, and synthetic resins generate high-concentration sulfur-containing pyrolysis gas.

図2の熱分解ガス生成システムは、主要な構成要素として、熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解し、熱分解ガス31を生成する熱分解炉33と、該熱分解炉33から熱分解ガスライン34を介して熱分解ガス31が送られ、該熱分解ガス31を硫黄酸化細菌と接触させて生物脱硫処理を行う第2の生物脱硫装置5Bとを備えている。符号32は熱分解残渣を示す。   The pyrolysis gas generation system shown in FIG. 2 includes, as main components, a pyrolysis furnace 33 that heats and thermally decomposes waste to be pyrolyzed to generate pyrolysis gas 31, and pyrolysis from the pyrolysis furnace 33. A pyrolysis gas 31 is sent through the gas line 34, and a second biodesulfurization apparatus 5B is provided that performs biodesulfurization treatment by bringing the pyrolysis gas 31 into contact with sulfur-oxidizing bacteria. Reference numeral 32 indicates a thermal decomposition residue.

更に、バイオマスすなわち有機性廃棄物が送られて該有機性廃棄物を発酵させる発酵槽43と、該発酵槽43より一部取り出した発酵液7を第2の生物脱硫装置5B内に送るための供給ライン6に、発酵液7を加熱して高温化する第2の温度調節手段を成す要素の一つである加熱装置8Bが設けられている。発酵槽43の替わりに、近隣の有機性廃棄物処理施設において排出された有機性廃棄物の発酵液を、タンク等に貯えて設置してもよい。加熱装置8Bの構成は実施例1と同様であるため、その詳細な説明は省略する。   Furthermore, a biomass, that is, an organic waste is sent to the fermenter 43 for fermenting the organic waste, and a fermentation liquid 7 partially taken out from the fermenter 43 is sent into the second biological desulfurization apparatus 5B. The supply line 6 is provided with a heating device 8B which is one of elements constituting second temperature adjusting means for heating the fermentation broth 7 to increase the temperature. Instead of the fermenter 43, the fermented liquid of the organic waste discharged | emitted in the adjacent organic waste processing facility may be stored and installed in a tank etc. Since the configuration of the heating device 8B is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

加熱装置8Bで加熱された高温の発酵液9は、ライン10を介して循環タンク11Bに送られて貯留される。該循環液タンク11B内の高温発酵液9は、導入ライン12Bを介して生物脱硫装置5内の散液部13Bに送られ、この散液部13Bから該装置5B内にシャワー状に散液され、戻りライン22Bを介して循環液タンク11Bに戻される。符合21Bは循環用ポンプを示す。   The high-temperature fermentation broth 9 heated by the heating device 8B is sent to the circulation tank 11B via the line 10 and stored. The high-temperature fermentation broth 9 in the circulating liquid tank 11B is sent to the spraying part 13B in the biological desulfurization apparatus 5 via the introduction line 12B, and is sprayed into the apparatus 5B from the spraying part 13B. , The fluid is returned to the circulating fluid tank 11B via the return line 22B. Reference numeral 21B denotes a circulation pump.

このように、本来廃棄物として処理される有機性廃棄物の発酵液42を利用することによって、第2の生物脱硫装置5B内の温度が50℃〜90℃にされ、担持部14に担持されている硫黄酸化細菌15によって、熱分解ガス31中の硫化水素等が硫酸にまで酸化される。すなわち、加熱装置8B、循環液タンク11B、導入ライン12B、散液部13B、循環用ポンプ21B、及び戻りライン22Bを備えて構成されている。
尚、符合16Bは第2の生物脱硫装置5B内の好気性環境を作るため、熱分解ガス31中に空気を供給する空気供給部を示す。
As described above, by using the fermented liquid 42 of organic waste that is originally processed as waste, the temperature in the second biological desulfurization apparatus 5B is set to 50 ° C. to 90 ° C., and is supported on the support portion 14. The sulfur-oxidizing bacteria 15 that are present oxidize hydrogen sulfide or the like in the pyrolysis gas 31 to sulfuric acid. That is, it is configured to include a heating device 8B, a circulating liquid tank 11B, an introduction line 12B, a spraying part 13B, a circulating pump 21B, and a return line 22B.
Reference numeral 16B denotes an air supply unit that supplies air into the pyrolysis gas 31 in order to create an aerobic environment in the second biological desulfurization apparatus 5B.

前記第2の生物脱硫装置5Bの後段には、該生物脱硫装置5Bから送られる熱分解ガス31を冷却して凝縮液を回収する第2の凝縮装置17Bが設けられている。
第2の生物脱硫装置5B内に循環される高温発酵液9の量、発酵槽43における発酵条条件、および、高温発酵液9、発酵液42がスラリータンク18に送られ貯留される構成は、実施例1と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
A second condensing device 17B that cools the pyrolysis gas 31 sent from the biodesulfurization device 5B and collects the condensate is provided at the subsequent stage of the second biodesulfurization device 5B.
The amount of the high-temperature fermentation solution 9 circulated in the second biological desulfurization apparatus 5B, the fermentation strip conditions in the fermentation tank 43, and the configuration in which the high-temperature fermentation solution 9 and the fermentation solution 42 are sent to the slurry tank 18 and stored are as follows. Since it is the same as that of Example 1, the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施例で熱分解ガスを生成するために使用する熱分解対象廃棄物としては、廃タイヤ、廃プラスティック、合成樹脂、生ごみなどを挙げることができる。これらの熱分解対象廃棄物の状態により、必要に応じて、前処理として破砕分別装置(図示せず)によって処理することが望ましい。破砕・分別処理によって、前記熱分解対象廃棄物を好適なサイズに破砕することができるとともに、熱分解されない部位を分別することができる。
発酵槽43において発酵処理される有機性廃棄物(バイオマス)としては、実施例1と同様の生ごみ、排水処理汚泥、畜産廃棄物や緑農廃棄物などを挙げることができる。
Examples of the pyrolysis target waste used for generating the pyrolysis gas in this embodiment include waste tires, waste plastics, synthetic resins, and garbage. Depending on the state of the waste to be pyrolyzed, it is desirable to perform treatment by a crushing and separating device (not shown) as pretreatment as necessary. By the crushing / separation process, the pyrolysis target waste can be crushed into a suitable size, and a portion that is not pyrolyzed can be separated.
Examples of organic waste (biomass) to be fermented in the fermenter 43 include the same garbage, wastewater treatment sludge, livestock waste, and green farm waste as in Example 1.

次に、上記実施例の作用を説明する。
本実施例によれば、硫化水素等の硫黄化合物を含有する熱分解ガス31に対して、実施例1におけるバイオガス1に対する作用と同様の作用が得られ、高品質の精製熱分解ガスを効率的に得ることができる。また、高温化による効率的な脱硫は、脱硫装置の小型化による建設費削減を図ることができる。
また、実施例1の場合と同様に、発酵液42の一部を加熱して高温発酵液9を第2の生物脱硫装置5B内に送ることで、該生物脱硫装置5B内を効率的に高温化することができると共に、前記第2の生物脱硫装置5Bの後段備えた凝縮装置17によって、高温発酵液9より放散されたアンモニアを回収することができる。回収したアンモニアは再利用することができる。また、本来廃棄物として処理される発酵液42を有効に利用することができるので、熱分解ガス生成システム全体としてのランニングコストを低く抑えることができる。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
According to the present embodiment, the same action as that of the biogas 1 in the first embodiment can be obtained with respect to the pyrolysis gas 31 containing a sulfur compound such as hydrogen sulfide. Can be obtained. In addition, efficient desulfurization by increasing the temperature can reduce the construction cost by downsizing the desulfurization apparatus.
Similarly to the case of Example 1, a part of the fermentation broth 42 is heated to send the high-temperature fermentation broth 9 into the second biological desulfurization apparatus 5B, so that the temperature in the biological desulfurization apparatus 5B is efficiently increased. In addition, the ammonia diffused from the high-temperature fermentation broth 9 can be recovered by the condensing device 17 provided after the second biological desulfurization device 5B. The recovered ammonia can be reused. Moreover, since the fermentation liquid 42 originally treated as waste can be used effectively, the running cost of the entire pyrolysis gas generation system can be kept low.

[実施例3]
図3は、本発明の一実施の形態に係るバイオガスおよび熱分解ガス生成システムを示す概略構成図である。
本実施形態では、バイオガス生成システムと熱分解ガス生成システムとを備え、バイオガス生成システムの発酵液2を、熱分解生成システムの第2の生物脱硫装置5Bの高温化のために利用するように構成されている。
[Example 3]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a biogas and pyrolysis gas generation system according to an embodiment of the present invention.
In this embodiment, a biogas generation system and a pyrolysis gas generation system are provided, and the fermentation liquid 2 of the biogas generation system is used for increasing the temperature of the second biodesulfurization device 5B of the pyrolysis generation system. It is configured.

更に、発酵槽3より一部取り出した発酵液7を第1の生物脱硫装置5Aおよび第2の生物脱硫装置5Bに送るための供給ライン6に、発酵液7を加熱して高温化する加熱装置8Aが設けられている。加熱装置8Aで加熱された高温の発酵液9は、ライン10を介して循環タンク11Aに送られて貯留される。該循環タンク11Aには、バイオガス用の第1の生物脱硫装置5Aに高温発酵液9を送るための導入ライン12Aと、熱分解ガス用の第2の生物脱硫装置5Bに高温発酵液9を送るための導入ライン12Bが設けられている。   Furthermore, the heating apparatus which heats the fermentation liquid 7 and heats it to the supply line 6 for sending the fermentation liquid 7 partly taken out from the fermenter 3 to the first biological desulfurization apparatus 5A and the second biological desulfurization apparatus 5B. 8A is provided. The high-temperature fermentation broth 9 heated by the heating device 8A is sent to the circulation tank 11A via the line 10 and stored. In the circulation tank 11A, an introduction line 12A for sending the high-temperature fermentation liquor 9 to the first biodesulfurization apparatus 5A for biogas, and a high-temperature fermentation liquor 9 to the second biodesulfurization apparatus 5B for pyrolysis gas are provided. An introduction line 12B for sending is provided.

該循環液タンク11A内の高温発酵液9は、導入ライン12Aを介してバイオガス用の第1の生物脱硫装置5A内の散液部13Aに送られ、この散液部13Aから該生物脱硫装置5A内にシャワー状に散液され、戻りライン22Aを介して循環液タンク11Aに戻される。更に、該循環液タンク11A内の高温発酵液9は、導入ライン12Bを介して熱分解ガス用の第2の生物脱硫装置5B内の散液部13Bに送られ、この散液部13Bから該生物脱硫装置5B内にシャワー状に散液され、戻りライン22Bを介して循環液タンク11Aに戻される。符合21A、21Bは循環用ポンプを示す。   The high-temperature fermentation liquid 9 in the circulating liquid tank 11A is sent to the spraying part 13A in the first biodesulfurization apparatus 5A for biogas via the introduction line 12A, and the biodesulfurization apparatus is sent from the spraying part 13A. The liquid is sprayed in the form of a shower in 5A and returned to the circulating fluid tank 11A via the return line 22A. Further, the high-temperature fermentation liquid 9 in the circulating liquid tank 11A is sent to the spraying part 13B in the second biological desulfurization device 5B for pyrolysis gas via the introduction line 12B, and the spraying part 13B It is sprayed in the form of a shower in the biological desulfurization apparatus 5B and returned to the circulating fluid tank 11A via the return line 22B. Reference numerals 21A and 21B denote circulation pumps.

このように高温発酵液9が、循環液となって第1の生物脱硫装置5Aおよび第2の生物脱硫装置5B内を循環し、それらの温度を50℃〜90℃にすることができる。すなわち、バイオガス生成システム用の第1の温度調節手段は、加熱装置8A、循環液タンク11A、導入ライン12A、散液部13A、循環用ポンプ21A、及び戻りライン22Aを備えて構成されている。また、熱分解ガス生成システム用の第2の温度調節手段は、前記第1の温度調節手段と兼用される加熱装置8Aおよび循環液タンク11Aと、導入ライン12B、散液部13B、循環用ポンプ21B、及び戻りライン22Bを備えて構成されている。
尚、符合16A、16Bは、生物脱硫装置5A、5B内の好気性環境を作るため、バイオガス1または熱分解ガス31中に空気を供給する空気供給部を示す。
In this way, the high-temperature fermentation broth 9 can be circulated in the first biological desulfurization apparatus 5A and the second biological desulfurization apparatus 5B, and the temperature thereof can be set to 50 ° C to 90 ° C. That is, the first temperature adjusting means for the biogas generation system includes the heating device 8A, the circulating liquid tank 11A, the introduction line 12A, the spraying part 13A, the circulating pump 21A, and the return line 22A. . The second temperature adjusting means for the pyrolysis gas generation system includes a heating device 8A and a circulating liquid tank 11A that are also used as the first temperature adjusting means, an introduction line 12B, a spraying part 13B, and a circulation pump. 21B and a return line 22B.
Reference numerals 16A and 16B denote air supply units that supply air into the biogas 1 or the pyrolysis gas 31 in order to create an aerobic environment in the biological desulfurization apparatuses 5A and 5B.

また、前記第1の生物脱硫装置5Aの後段には、該生物脱硫装置5Aから送られるバイオガス1を冷却して凝縮液を回収する第1の凝縮装置17Aが設けられている。第2の生物脱硫装置5Bの後段には、該生物脱硫装置5Bから送られる熱分解ガス31を冷却して凝縮液を回収する第2の凝縮装置17Bが設けられている。   A first condensing device 17A that cools the biogas 1 sent from the biodesulfurization device 5A and collects the condensate is provided at the subsequent stage of the first biodesulfurization device 5A. A second condensing device 17B that cools the pyrolysis gas 31 sent from the biodesulfurization device 5B and collects the condensate is provided at the subsequent stage of the second biodesulfurization device 5B.

このように、バイオガス生成システムの発酵液2を、該バイオガス生成システムの第1の生物脱硫装置5Aの高温化のために利用することに加えて、熱分解ガス生成システムの第2の生物脱硫装置5Bの高温化のためにも利用することによって、本来廃棄物として処理されるバイオガス生成システムの発酵液2を有効に利用することができる上、該発酵液2中に含まれるアンモニアを熱分解生成システムにおいても回収することができるので、バイオガス生成および熱分解ガス生成システム全体としてのランニングコストを低く抑えることができる。   Thus, in addition to using the fermentation liquor 2 of the biogas generation system for increasing the temperature of the first biological desulfurization device 5A of the biogas generation system, the second organism of the pyrolysis gas generation system By utilizing it also for increasing the temperature of the desulfurization apparatus 5B, it is possible to effectively use the fermentation liquid 2 of the biogas generation system that is originally treated as waste, and the ammonia contained in the fermentation liquid 2 can be used. Since it can also collect | recover in a pyrolysis production | generation system, the running cost as the whole biogas production | generation and pyrolysis gas production | generation system can be held down low.

[実施例4]
本実施例に係るバイオガスプラントは、4t/日を処理する施設である。前記バイオガスプラントは、図1に示すバイオガス生成システムによって構成されている。バイオマス(搾乳牛糞尿)発酵槽3の容量60m、該発酵槽3からの発酵液2の抜き出し量4t/日、バイオガスの抜き出し量140m/日で処理を行った。バイオガスの組成は平均してメタンガス55体積%、二酸化炭素45体積%、硫化水素1,500ppmであった。生物脱硫装置5の循環液量は、間歇循環(50L/分で10分間循環し、20分間停止)で行った。生物脱硫装置5内に送られる高温発酵液9の温度を変化させ、精製バイオガス中の硫化水素の濃度を測定した。その結果を表1に示す。
[Example 4]
The biogas plant according to the present embodiment is a facility that processes 4 t / day. The biogas plant is constituted by a biogas generation system shown in FIG. The biomass (milking cow manure) fermenter 3 had a capacity of 60 m 3 , the fermentation liquid 2 was extracted from the fermenter 3 at 4 t / day, and the biogas was extracted at 140 m 3 / day. The composition of the biogas averaged 55% by volume of methane gas, 45% by volume of carbon dioxide, and 1,500 ppm of hydrogen sulfide. The amount of circulating liquid in the biological desulfurization apparatus 5 was intermittent circulation (circulated at 50 L / min for 10 minutes and stopped for 20 minutes). The temperature of the high-temperature fermentation broth 9 sent into the biological desulfurization apparatus 5 was changed, and the concentration of hydrogen sulfide in the purified biogas was measured. The results are shown in Table 1.

精製バイオガス中の硫化水素の濃度は、循環液タンク11A内の温度から測った高温発酵液9の温度が50℃のときに15ppm、75℃のときに5ppm、85℃のときに0.0ppmであった。比較例として発酵液の温度が30℃、40℃のときの精製バイオガス中の硫化水素の濃度を測定したところ、それぞれ250ppm、50ppmであった。   The concentration of hydrogen sulfide in the purified biogas is 15 ppm when the temperature of the high-temperature fermentation broth 9 measured from the temperature in the circulating liquid tank 11A is 50 ° C, 5ppm when 75 ° C, and 0.0ppm when 85 ° C. Met. As a comparative example, the concentration of hydrogen sulfide in the purified biogas when the temperature of the fermentation broth was 30 ° C. and 40 ° C. was 250 ppm and 50 ppm, respectively.

凝縮装置17Aで得られる凝縮液の量は、循環液タンク11A内の温度から測った高温発酵液9の温度が50℃、75℃、85℃のとき、それぞれ、5L/分、10L/分、20L/分であった。   The amount of the condensate obtained by the condenser 17A is 5 L / min, 10 L / min, respectively, when the temperature of the high-temperature fermentation broth 9 measured from the temperature in the circulating liquid tank 11A is 50 ° C., 75 ° C., and 85 ° C. 20 L / min.

凝集液中のアンモニアの回収量は、循環液タンク11A内の温度から測った高温発酵液9の温度が50℃、75℃、85℃のとき、それぞれNH 量にして、780mg/L、1800mg/L、3500mg/Lであった。 Recovery of ammonia in aggregating agent, the temperature is 50 ° C. hot fermentation liquid 9 as measured from the temperature of the circulating fluid tank 11A, 75 ° C., during 85 ° C., respectively in the NH 4 + amount, 780 mg / L, They were 1800 mg / L and 3500 mg / L.

Figure 2008029983
Figure 2008029983

本発明は、有機性廃棄物を発酵させてバイオガスを生成する発酵槽と、該発酵槽から前記バイオガスが送られ、該バイオガスに対して生物脱硫処理を行う生物脱硫装置とを備えているバイオガス生成システム及び方法に利用可能である。また、有機性廃棄物を熱分解させて熱分解ガスを生成する熱分解炉と、該熱分解炉から前記熱分解ガスが送られ、該熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行う生物脱硫装置とを備えている熱分解ガス生成システム及び方法に利用可能である。   The present invention includes a fermenter that ferments organic waste to produce biogas, and a biodesulfurization device that sends the biogas from the fermenter and performs biodesulfurization treatment on the biogas. The present invention can be used for biogas generation systems and methods. Further, a pyrolysis furnace that pyrolyzes organic waste to generate pyrolysis gas, and a biodesulfurization apparatus that sends the pyrolysis gas from the pyrolysis furnace and performs biodesulfurization treatment on the pyrolysis gas Can be used in a pyrolysis gas generation system and method.

本発明の一実施の形態に係るバイオガス生成システムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the biogas production | generation system which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る熱分解ガス生成システムを示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a pyrolysis gas generation system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態に係るバイオガスおよび熱分解ガス生成システムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the biogas and pyrolysis gas production | generation system which concerns on one embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 バイオガス、 2 発酵液、 3 発酵槽、 4 バイオガスライン、
5A 第1の生物脱硫装置、 5B 第2の生物脱硫装置、
7 一部取り出した発酵液、 8A、8B 加熱装置、 9 高温発酵液、
11A、11B 循環液タンク、 13A、13B 散液部、 14 担持部、
15 硫黄酸化細菌、 17A 第1の凝縮装置、17B 第2の凝縮装置、
18 スラリータンク、 31 熱分解ガス、 32 熱分解残渣、
33 熱分解炉、 34 熱分解ガスライン、 42 発酵液、 42 発酵槽
1 Biogas, 2 Fermentation liquid, 3 Fermenter, 4 Biogas line,
5A 1st biodesulfurization device, 5B 2nd biodesulfurization device,
7 partly removed fermentation broth, 8A, 8B heating device, 9 high temperature fermentation broth,
11A, 11B Circulating fluid tank, 13A, 13B Sprinkling part, 14 Supporting part,
15 sulfur-oxidizing bacteria, 17A first condensing device, 17B second condensing device,
18 slurry tank, 31 pyrolysis gas, 32 pyrolysis residue,
33 Pyrolysis furnace 34 Pyrolysis gas line 42 Fermentation liquid 42 Fermenter

Claims (6)

有機性廃棄物を発酵させてバイオガスを生成する発酵槽と、
該発酵槽から前記バイオガスが送られ、該バイオガスに対して生物脱硫処理を行う第1の生物脱硫装置と、
前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第1の生物脱硫装置内に送ることによって、該第1の生物脱硫装置内を50℃〜90℃の温度にする第1の温度調節手段と、
前記第1の生物脱硫装置の後段に該第1の生物脱硫装置から送られるバイオガスを冷却して凝縮液を回収する第1の凝縮装置と、を備えていることを特徴とするバイオガス生成システム。
A fermenter that ferments organic waste to produce biogas;
A first biodesulfurization device that sends the biogas from the fermenter and performs biodesulfurization treatment on the biogas;
A first temperature control for heating the fermentation liquor partially taken out from the fermenter and sending it to the first biological desulfurization apparatus to bring the temperature of the first biological desulfurization apparatus to a temperature of 50 ° C to 90 ° C. Means,
And a first condensing device that cools the biogas sent from the first biodesulfurization device and collects the condensate after the first biodesulfurization device. system.
熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、
該熱分解炉から前記熱分解ガスが送られ、該熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行う第2の生物脱硫装置と、
有機性廃棄物を発酵させる発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第2の生物脱硫装置内に送ることによって、該第2の生物脱硫装置内を50℃〜90℃の温度にする第2の温度調節手段と、
前記第2の生物脱硫装置の後段に該第2の生物脱硫装置から送られる熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収する第2の凝縮装置と、を備えていることを特徴とする熱分解ガス生成システム。
A pyrolysis furnace that generates pyrolysis gas by heating the waste to be pyrolyzed;
A second biological desulfurization apparatus that sends the pyrolysis gas from the pyrolysis furnace and performs biodesulfurization treatment on the pyrolysis gas;
A portion of the fermented liquor taken out from the fermenter for fermenting organic waste is heated and sent into the second biological desulfurization apparatus, whereby the second biological desulfurization apparatus is heated to a temperature of 50C to 90C. Second temperature control means for
And a second condensing device for cooling the pyrolysis gas sent from the second biodesulfurization device and recovering the condensate after the second biodesulfurization device. Gas generation system.
有機性廃棄物を発酵させてバイオガスを生成する発酵槽と、
該発酵槽から前記バイオガスが送られ、該バイオガスに対して生物脱硫処理を行う第1の生物脱硫装置と、
前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第1の生物脱硫装置内に送ることによって、該第1の生物脱硫装置内を50℃〜90℃の温度にする第1の温度調節手段と、
前記第1の生物脱硫装置の後段に該第1の生物脱硫装置から送られるバイオガスを冷却して凝縮液を回収する第1の凝縮装置と、を備えたバイオガス生成システムと、
熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成する熱分解炉と、
該熱分解炉から前記熱分解ガスが送られ、該熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行う第2の生物脱硫装置と、
前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第2の生物脱硫装置内に送ることによって、該第2の生物脱硫装置内を50℃〜90℃の温度にする第2の温度調節手段と、
前記第2の生物脱硫装置の後段に該第2の生物脱硫装置から送られる熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収する第2の凝縮装置と、を備えた熱分解ガス生成システムと、を備えていることを特徴とするバイオガスおよび熱分解ガス生成システム。
A fermenter that ferments organic waste to produce biogas;
A first biodesulfurization device that sends the biogas from the fermenter and performs biodesulfurization treatment on the biogas;
A first temperature control for heating the fermentation liquor partially taken out from the fermenter and sending it to the first biological desulfurization apparatus to bring the temperature of the first biological desulfurization apparatus to a temperature of 50 ° C to 90 ° C. Means,
A biogas generation system comprising: a first condensing device that cools biogas sent from the first biodesulfurization device after the first biodesulfurization device and collects a condensate;
A pyrolysis furnace that generates pyrolysis gas by heating the waste to be pyrolyzed;
A second biological desulfurization apparatus that sends the pyrolysis gas from the pyrolysis furnace and performs biodesulfurization treatment on the pyrolysis gas;
A second temperature control for heating the fermentation liquor partially taken out from the fermenter and sending it to the second biological desulfurization apparatus to bring the second biological desulfurization apparatus to a temperature of 50C to 90C. Means,
A pyrolysis gas generation system comprising: a second condensing device that cools the pyrolysis gas sent from the second biodesulfurization device after the second biodesulfurization device and collects the condensate. A biogas and pyrolysis gas generation system comprising:
有機性廃棄物を発酵槽で発酵させてバイオガスを生成し、該バイオガスを第1の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製バイオガスを生成するバイオガス生成方法であって、
前記バイオガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第1の生物脱硫装置内に送ることによって、50℃〜90℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経たバイオガスを冷却して凝縮液を回収することを特徴とするバイオガス生成方法。
A biogas production method for producing a biogas by fermenting an organic waste in a fermentor, producing a biogas by passing the biogas through a first biodesulfurization apparatus and performing a desulfurization treatment,
When biodesulfurization treatment is performed on the biogas, the fermentation liquor partially taken out from the fermenter is heated and sent into the first biodesulfurization apparatus to be treated at a temperature of 50 ° C. to 90 ° C. The biogas generation method is characterized by cooling the biogas that has undergone the biological desulfurization treatment step and collecting the condensate.
熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成し、該熱分解ガスを第2の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製熱分解ガスを生成する熱分解ガス生成方法であって、
前記熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、有機性廃棄物を発酵させる発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第2の生物脱硫装置内に送ることによって、50℃〜90℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経た熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収することを特徴とする熱分解ガス生成方法。
A pyrolysis gas generation method for generating a pyrolysis gas by heating a waste to be pyrolyzed, generating a pyrolysis gas, passing the pyrolysis gas through a second biological desulfurization apparatus, and performing a desulfurization treatment. ,
When performing the biological desulfurization treatment on the pyrolysis gas, the fermentation liquor partially taken out from the fermenter for fermenting the organic waste is heated and sent into the second biological desulfurization apparatus, so A method for producing a pyrolysis gas, characterized in that the pyrolysis gas treated at a temperature of 90 ° C. and cooled through the biological desulfurization treatment step is recovered to recover a condensate.
有機性廃棄物を発酵槽で発酵させてバイオガスを生成し、該バイオガスを第1の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製バイオガスを生成するバイオガス生成方法であって、
前記バイオガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第1の生物脱硫装置内に送ることによって、50℃〜90℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経たバイオガスを冷却して凝縮液を回収するバイオガス生成工程と、
熱分解対象廃棄物を加熱して熱分解ガスを生成し、該熱分解ガスを第2の生物脱硫装置に通して脱硫処理を行って精製熱分解ガスを生成する熱分解ガス生成方法であって、
前記熱分解ガスに対して生物脱硫処理を行うに際し、前記発酵槽より一部取り出した発酵液を加熱して前記第2の生物脱硫装置内に送ることによって、50℃〜90℃の温度下で処理し、生物脱硫処理工程を経た熱分解ガスを冷却して凝縮液を回収することを特徴とする熱分解ガス生成工程と、を含むことを特徴とするバイオガスおよび熱分解ガス生成方法。
A biogas production method for producing a biogas by fermenting an organic waste in a fermentor, producing a biogas by passing the biogas through a first biodesulfurization apparatus and performing a desulfurization treatment,
When biodesulfurization treatment is performed on the biogas, the fermentation liquor partially taken out from the fermenter is heated and sent into the first biodesulfurization apparatus to be treated at a temperature of 50 ° C. to 90 ° C. And a biogas generation process for recovering the condensate by cooling the biogas that has undergone the biodesulfurization process,
A pyrolysis gas generation method for generating a pyrolysis gas by heating a waste to be pyrolyzed, generating a pyrolysis gas, passing the pyrolysis gas through a second biological desulfurization apparatus, and performing a desulfurization treatment. ,
In carrying out the biological desulfurization treatment on the pyrolysis gas, the fermentation liquor partially taken out from the fermenter is heated and sent into the second biological desulfurization apparatus at a temperature of 50 ° C. to 90 ° C. And a pyrolysis gas generation step characterized by cooling the pyrolysis gas that has undergone the biological desulfurization treatment step and recovering the condensate, and a biogas and pyrolysis gas generation method.
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