JP2009066559A - Biogas system - Google Patents

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Yoko Miyazaki
陽子 宮崎
Osamu Hamamoto
修 浜本
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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    • Y02W10/20Sludge processing

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a biogas system in which an ammonia component in a digested liquid is oxidized at a low cost without using a catalyst. <P>SOLUTION: The biogas system is provided with: a methane fermentation tank 1 for methane-fermenting biomass at ≥50°C; an ammonia diffusion column 4 into which the digested liquid discharged from the methane fermentation tank 1 is introduced and from which ammonia contained in the digested liquid is diffused; and an ammonia treatment apparatus 5 for oxidizing the ammonia, which is diffused from the ammonia diffusion column 4, by using a combustion improver. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はバイオガスシステムに関し、詳しくは、メタン発酵槽から排出される消化液をアンモニア放散処理した後、酸化処理して消化液のアンモニアを有効に処理するバイオガスシステムに関する。   The present invention relates to a biogas system, and more particularly to a biogas system that effectively treats ammonia in digestive juice by oxidizing the digestive juice discharged from a methane fermentation tank and then oxidizing it.

バイオマスなどの有機性廃棄物をメタン発酵して得られるバイオガスは、燃焼熱を利用して発電やボイラなどに用いられ、リサイクルバイオエネルギー資源として注目されている。   Biogas obtained by methane fermentation of organic waste such as biomass is used for power generation and boilers using combustion heat, and is attracting attention as a recycled bioenergy resource.

バイオマスには、タンパク質などが含まれているので、それらの分解に伴って多量のアンモニアが生成される。従って、メタン発酵に伴って発生する消化液には多量のアンモニアが含まれ、これらの消化液を農地還元する場合には窒素過多となる。植物の場合は、窒素過多になると、作物は軟弱になり、病気や徒長といった弊害が頻発するようになる問題がある。このメカニズムは、窒素が吸収され、アミノ酸になり、蛋白質がたくさん生産され、それらは菌や虫(害)が好むので、つきやすくなること、植物体が摂取した炭水化物がアンモニアとの反応に使われて、細胞壁(主にセルロースなどの多糖類)が薄くなり、外部からの刺激に弱くなるためと推定される。また海洋や河川に放流すると、富栄養化の問題を引き起こす。   Since biomass contains proteins and the like, a large amount of ammonia is generated as they are decomposed. Therefore, a large amount of ammonia is contained in the digestive juice generated along with methane fermentation, and when these digestive fluids are reduced to farmland, the amount of nitrogen is excessive. In the case of plants, if there is too much nitrogen, the crops will become weak, and there will be a problem that illnesses and chiefs will frequently occur. This mechanism is that nitrogen is absorbed, turns into amino acids, and a lot of protein is produced, which is preferred by fungi and insects (harm), so it is easy to attach, and the carbohydrates ingested by the plant are used for reaction with ammonia. It is estimated that the cell walls (mainly polysaccharides such as cellulose) become thin and weak against external stimuli. Also, when released into the ocean or river, it causes eutrophication problems.

このため消化液中のアンモニアを除去するための何らかの処理が必要となる。従来、消化液中のアンモニアの除去法として、生物的な硝化脱窒法が一般的に知られている。この方法は、有機物を分解すると共に窒素成分を窒素ガスとして除去しようとするプロセスで、優れた手法である。しかし、有機物はメタン発酵槽で必要な栄養源であるので、再利用したい成分であるので、アンモニアだけを処理したいという要請を満足できない欠点がある。   For this reason, some process for removing ammonia in the digestive juice is required. Conventionally, a biological nitrification denitrification method is generally known as a method for removing ammonia in digestive juice. This method is an excellent method for decomposing organic substances and removing nitrogen components as nitrogen gas. However, since organic matter is a necessary nutrient source in the methane fermenter, it is a component that is desired to be reused.

一方、消化液中のアンモニアだけを選択的に除去する手法として、電気透析膜を利用した膜処理(特許文献1)や、アンモニアストリッピング(特許文献2)などが知られている。   On the other hand, membrane treatment using an electrodialysis membrane (Patent Document 1), ammonia stripping (Patent Document 2), and the like are known as methods for selectively removing only ammonia in the digestive fluid.

アンモニアは通常、触媒のもとで150℃以上で接触酸化を受け、また気相中では600℃程度で分解する。したがって接触酸化法はプロセス的に運転が容易である。特許文献3には、アンモニア分解用触媒を用いて、比較的低温で窒素と水に選択的且つ効率良く分解する手法が開示され、また特許文献4には、アンモニア分解槽で、アンモニア発散槽から送られたアンモニアガスを加熱し、第一段階として300〜450℃で触媒により窒素酸化物にして、第二段階として600〜700℃でチタン系触媒により窒素ガスまで還元させて大気に放出する手法が開示されている。
特開2007−44579号公報 特開2003−088833号公報 特開2001−9281号公報 特開2004−160406号公報
Ammonia usually undergoes catalytic oxidation at 150 ° C. or higher under a catalyst and decomposes at about 600 ° C. in the gas phase. Therefore, the catalytic oxidation method is easy to operate in terms of process. Patent Document 3 discloses a method for selectively and efficiently decomposing nitrogen and water at a relatively low temperature using an ammonia decomposition catalyst. Patent Document 4 discloses an ammonia decomposition tank, which is an ammonia desorption tank. A method of heating the supplied ammonia gas, converting it to nitrogen oxide with a catalyst at 300 to 450 ° C. as a first step, and reducing it to nitrogen gas with a titanium-based catalyst at 600 to 700 ° C. as a second step and releasing it to the atmosphere Is disclosed.
JP 2007-44579 A JP 2003-088833 A JP 2001-9281 A JP 2004-160406 A

しかしながら、特許文献3、4のような触媒を用いたアンモニア分解法では、分解が優れている反面、コスト高となる問題がある。   However, in the ammonia decomposition method using a catalyst as in Patent Documents 3 and 4, although decomposition is excellent, there is a problem of high cost.

そこで、本発明は、消化液中のアンモニア成分を無触媒で酸化処理し、低コストで処理できるバイオガスシステムを提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the biogas system which can oxidize the ammonia component in digestive liquid without a catalyst, and can process it at low cost.

また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。   Other problems of the present invention will become apparent from the following description.

上記課題は、以下の各発明によって解決される。   The above problems are solved by the following inventions.

(請求項1)
バイオマスを50℃以上の温度でメタン発酵するメタン発酵槽と、該メタン発酵槽から排出される消化液を導入して含有するアンモニアを放散するアンモニア放散塔と、該アンモニア放散塔から放散されるアンモニアを助燃剤を用いて酸化処理するアンモニア処理装置とを有することを特徴とするバイオガスシステム。
(Claim 1)
A methane fermentation tank for methane fermentation of biomass at a temperature of 50 ° C. or more, an ammonia diffusion tower for releasing ammonia contained by introducing a digested liquid discharged from the methane fermentation tank, and ammonia released from the ammonia diffusion tower A biogas system comprising: an ammonia treatment device that oxidizes the gas using an auxiliary combustor.

(請求項2)
助燃剤が、バイオガスであることを特徴とする請求項1記載のバイオガスシステム。
(Claim 2)
The biogas system according to claim 1, wherein the auxiliary combustor is biogas.

(請求項3)
メタン発酵槽内の温度が、60℃以上であることを特徴とする請求項1又は2記載のバイオガスシステム。
(Claim 3)
The biogas system according to claim 1 or 2, wherein the temperature in the methane fermentation tank is 60 ° C or higher.

(請求項4)
アンモニア処理装置の生成物が、窒素ガスであることを特徴とする請求項1、2又は3記載のバイオガスシステム。
(Claim 4)
The biogas system according to claim 1, 2 or 3, wherein the product of the ammonia treatment apparatus is nitrogen gas.

(請求項5)
アンモニア処理装置が、装置本体と、該装置本体内に充填された充填材と、該装置本体下部からアンモニアガスを供給するアンモニア供給管と、助燃材を供給する助燃材供給管と、助燃材を燃焼する点火装置とを備え、
該装置本体内で、アンモニアガスを150℃以上800℃以下の温度で酸化処理することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のバイオガスシステム。
(Claim 5)
An ammonia treatment apparatus includes an apparatus main body, a filler filled in the apparatus main body, an ammonia supply pipe for supplying ammonia gas from the lower part of the apparatus main body, an auxiliary combustion material supply pipe for supplying an auxiliary combustion material, and an auxiliary combustion material. An ignition device that burns,
5. The biogas system according to claim 1, wherein ammonia gas is oxidized at a temperature of 150 ° C. or higher and 800 ° C. or lower in the apparatus main body.

(請求項6)
装置本体内に充填された充填材が、2段に構成されることを特徴とする請求項5記載のバイオガスシステム。
(Claim 6)
The biogas system according to claim 5, wherein the filling material filled in the apparatus main body is configured in two stages.

(請求項7)
装置本体内に充填された充填材が、金属製の金網、粒状物、磁性の粒状物から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項5又は6記載のバイオガスシステム。アンモニア処理装置が、装置本体と、該装置本体内に充填された充填材と、該装置本体下部からアンモニアガスを供給するアンモニア供給管と、助燃材を供給する助燃材供給管と、助燃材を燃焼する点火装置とを備え、
(Claim 7)
The biogas system according to claim 5 or 6, wherein the filler filled in the apparatus main body is at least one selected from a metal wire mesh, a granular material, and a magnetic granular material. An ammonia treatment apparatus includes an apparatus main body, a filler filled in the apparatus main body, an ammonia supply pipe for supplying ammonia gas from the lower part of the apparatus main body, an auxiliary combustion material supply pipe for supplying an auxiliary combustion material, and an auxiliary combustion material. An ignition device that burns,

(請求項8)
メタン発酵槽とアンモニア放散塔との間に、該メタン発酵槽から排出される消化液を脱炭酸処理する脱炭酸処理槽を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のバイオガスシステム。
(Claim 8)
The biodeposition according to any one of claims 1 to 7, further comprising a decarboxylation tank that decarboxylates the digested liquid discharged from the methane fermentation tank between the methane fermentation tank and the ammonia diffusion tower. Gas system.

本発明によると、消化液中のアンモニア成分を無触媒で酸化処理し、低コストで処理できるバイオガスシステムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the biogas system which can oxidize the ammonia component in digestive liquid without a catalyst, and can process it at low cost can be provided.

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明のバイオガスシステムの一例を示すフロー図である。図1において、1はバイオマスを50℃以上の温度でメタン発酵するメタン発酵槽である。   FIG. 1 is a flowchart showing an example of the biogas system of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a methane fermenter that performs methane fermentation of biomass at a temperature of 50 ° C. or higher.

メタン発酵されるバイオマス(有機性廃棄物)としては、例えば畜産廃棄物(例えば牛、豚、羊、山羊、ニワトリなどの家畜糞尿)、緑農廃棄物、生ごみ、農水産業廃棄物、食品加工廃棄物等、廃水処理汚泥(例えば下水処理汚泥やし尿処理汚泥など)などを挙げることができる。   Biomass that is fermented with methane (organic waste) includes, for example, livestock waste (eg, livestock manure such as cattle, pigs, sheep, goats, and chickens), green farm waste, food waste, agricultural and fishery industry waste, food processing Examples thereof include waste materials and wastewater treatment sludge (for example, sewage treatment sludge and human waste treatment sludge).

本発明のメタン発酵は、湿式処理であり、具体的にはメタン発酵槽1内の固形分濃度が好ましくは20%以下、より好ましくは15%以下の条件下で処理する。   The methane fermentation of the present invention is a wet treatment, and specifically, the treatment is performed under a condition where the solid content concentration in the methane fermentation tank 1 is preferably 20% or less, more preferably 15% or less.

メタン発酵槽1内は、55℃以上85℃以下の高温環境下で発酵することが好ましく、より好ましくは60℃以上80℃以下、さらに好ましくは65℃以上80℃以下の高温発酵が好ましい。発酵槽1内を上記のように高温にすると好熱性メタン発酵汚泥による微生物学的な分解の他に、化学的な加水分解も起こりやすくなることも期待できる。   The inside of the methane fermentation tank 1 is preferably fermented in a high temperature environment of 55 ° C. or more and 85 ° C. or less, more preferably 60 ° C. or more and 80 ° C. or less, and further preferably 65 ° C. or more and 80 ° C. or less. When the inside of the fermenter 1 is heated as described above, it can be expected that chemical hydrolysis is likely to occur in addition to microbiological degradation by the thermophilic methane fermentation sludge.

メタン発酵槽1におけるメタン生成菌は多種生物と共存し、他の生物からメタン生成菌生育のための基質の提供を受けている。バイオマスは、タンパク質、デンプン、脂肪、繊維質(セルロース)などを含むが、これらの基質は加水分解菌、酸発酵菌などにより低分子化され、メタン生成菌の基質となり、メタン発酵反応を生起させる。   The methanogen in the methane fermenter 1 coexists with various organisms and receives a substrate for the growth of the methanogen from other organisms. Biomass contains protein, starch, fat, fiber (cellulose), etc., but these substrates are reduced in molecular weight by hydrolyzing bacteria, acid-fermenting bacteria, etc., and become substrates of methanogenic bacteria, causing methane fermentation reaction .

メタン発酵槽1内を加温する手段は特に限定されないが、精製バイオガスの燃焼エネルギーによって得られる電気、温水、スチームなどを利用することができる。またバイオマスがメタン発酵槽1に導入する過程で加温されることも好ましいことである。図示の例では、熱交換器2によって予熱している。   The means for heating the inside of the methane fermenter 1 is not particularly limited, but electricity, hot water, steam and the like obtained by the combustion energy of the purified biogas can be used. It is also preferable that the biomass is heated in the process of introducing it into the methane fermentation tank 1. In the illustrated example, preheating is performed by the heat exchanger 2.

メタン発酵槽1から排出される消化液は、pHが7〜9の範囲であり、窒素成分や炭酸ガスを含む。全窒素濃度は、例えば、1500〜15000mg/L、アンモニア性窒素濃度が1000〜10000mg/Lの範囲であり、またNO−Nは0.5〜100mg/Lの範囲であり、NO−Nは2〜5mg/Lの範囲である(分析方法:ケルダール法、イオンガスクロマトグラフ法)。また炭酸ガス濃度は通常、全炭酸として5〜10L/L−消化液の範囲である(分析方法:酸性放散による容量法)。 The digested liquid discharged | emitted from the methane fermenter 1 is the range of pH 7-9, and contains a nitrogen component and a carbon dioxide gas. The total nitrogen concentration is, for example, 1500-15000 mg / L, the ammoniacal nitrogen concentration is in the range of 1000-10000 mg / L, and NO 3 -N is in the range of 0.5-100 mg / L, and NO 2 -N Is in the range of 2 to 5 mg / L (analysis method: Kjeldahl method, ion gas chromatograph method). Further, the carbon dioxide gas concentration is generally in the range of 5 to 10 L / L-digested liquid as total carbonic acid (analysis method: volumetric method by acid emission).

消化液は、配管10を介して脱炭酸処理槽3に送られ、脱炭酸処理される。脱炭酸処理槽3は、消化液が空気と接触する場を提供するだけでよく、それだけの環境があれば、少なくとも空気中の炭酸ガス(CO)濃度と平衡になるまで放散する。消化液は炭酸ガスの放散によってpHが次第に上昇する。炭酸ガス放散後の消化液のpHは、1程度上昇する。脱炭酸処理槽3内で炭酸ガスの分離を促進するために、槽を塔状に構成して内部に充填材を設け、その充填材の上方から消化液を散水するようにしてもよい。この場合、炭酸ガスは分子量が空気より大きいので脱炭酸処理槽3の上方から自然には放散できないので、図示しない吸引手段や、脱炭酸処理槽3の下方から空気を送って上部に放散させるようにすることもできる。 The digested liquid is sent to the decarboxylation tank 3 through the pipe 10 and decarboxylated. The decarboxylation tank 3 only needs to provide a place where the digested liquid comes into contact with air, and if there is such an environment, it is dissipated until it is at least equilibrated with carbon dioxide (CO 2 ) concentration in the air. The pH of digestive juice gradually increases due to the release of carbon dioxide. The pH of the digestive juice after carbon dioxide gas emission rises by about 1. In order to promote the separation of carbon dioxide gas in the decarbonation treatment tank 3, the tank may be formed in a tower shape and a filler is provided inside, and the digestive juice may be sprinkled from above the filler. In this case, since carbon dioxide has a molecular weight greater than that of air, carbon dioxide cannot be naturally diffused from above the decarbonation tank 3, so that air is sent from the suction means (not shown) or below the decarbonation tank 3 to be diffused upward. It can also be.

次に、脱炭酸された消化液は、アンモニア放散塔4に送られ、含有するアンモニアが放散される。アンモニア放散塔4は、アンモニアストリッピング装置を用いることができる。アンモニアストリッピング装置は、塔方式を採用し、下方から空気を導入し、上部から消化液を散水して向流させてアンモニアを分離放散せることができる。更に塔内部に充填材を設けて気液接触効率を上昇させるようにしてもよい。さらにアルカリを消化液に混合すれば更にアンモニアガスの放散効率が上昇する。なお、本発明者の実験によると、電気透析膜によるアンモニアの選択的な分離よりアンモニアストリッピング装置の方がアンモニアの分離効率が優れることがわかっている。   Next, the decarboxylated digested liquid is sent to the ammonia diffusion tower 4 where the contained ammonia is diffused. The ammonia stripping tower 4 can use an ammonia stripping device. The ammonia stripping apparatus adopts a tower system, and can introduce and release air from below, sprinkle the digested liquid from the top and counter-flow the ammonia to separate and release it. Further, a packing material may be provided inside the tower to increase the gas-liquid contact efficiency. Furthermore, if the alkali is mixed with the digested liquid, the efficiency of ammonia gas emission is further increased. According to the experiments by the present inventor, it has been found that the ammonia stripping device is superior in ammonia separation efficiency to the selective separation of ammonia by an electrodialysis membrane.

アンモニアが分離された消化液は、熱交換器2でバイオマスを加温する。例えばメタン発酵槽1内の発酵温度が55℃以上85℃以下であれば、外気をそのまま用いた場合、アンモニアストリッピング後の消化液の温度は45℃以上75℃以下となり、余熱が十分に存在するので、バイオマスの加熱に利用できる。従って、バイオガスシステム内でのコストパフォーマンスに優れる。   The digested liquid from which ammonia has been separated warms the biomass in the heat exchanger 2. For example, if the fermentation temperature in the methane fermenter 1 is 55 ° C. or more and 85 ° C. or less, the temperature of the digested liquid after ammonia stripping is 45 ° C. or more and 75 ° C. or less when the outside air is used as it is, and there is sufficient residual heat. Therefore, it can be used for heating biomass. Accordingly, the cost performance in the biogas system is excellent.

放散されたアンモニアガスは、アンモニア処理装置5に送られ、助燃剤を用いて酸化処理される。アンモニア放散塔4では、空気を導入してアンモニアストリッピングを行っているので、アンモニア処理装置5に導入されるアンモニアガスは、1〜10重量%程度の空気を含んでいる。   The released ammonia gas is sent to the ammonia treatment device 5 and is oxidized using a combustion aid. Since ammonia stripping is performed in the ammonia diffusion tower 4 by introducing air, the ammonia gas introduced into the ammonia treatment apparatus 5 contains about 1 to 10% by weight of air.

一方、メタン発酵槽1から発生するバイオガスは生物脱硫槽6に送られ、硫黄酸化細菌によって硫化水素が酸化処理され、精製バイオガスが得られる。生物脱硫槽6に用いる洗浄水(循環水)は、外部水であってもよいが、メタン発酵槽1から発生する消化液の一部又は全部を用いることができる。   On the other hand, the biogas generated from the methane fermentation tank 1 is sent to the biological desulfurization tank 6 where the hydrogen sulfide is oxidized by sulfur-oxidizing bacteria to obtain a purified biogas. The washing water (circulated water) used in the biological desulfurization tank 6 may be external water, but a part or all of the digested liquid generated from the methane fermentation tank 1 can be used.

次に、アンモニア処理装置5は、図2に示すように、装置本体500と、該装置本体500内に充填された充填材501と、該装置本体500下部からアンモニアガスを供給するアンモニア供給管502と、助燃材を供給する助燃材供給管503と、助燃材を燃焼する点火装置(図示せず)とを備えている。   Next, as shown in FIG. 2, the ammonia treatment apparatus 5 includes an apparatus main body 500, a filler 501 filled in the apparatus main body 500, and an ammonia supply pipe 502 for supplying ammonia gas from the lower portion of the apparatus main body 500. And an auxiliary combustion material supply pipe 503 for supplying the auxiliary combustion material, and an ignition device (not shown) for burning the auxiliary combustion material.

装置本体500は、塔状に構成されることが好ましく、図示の例では、2段の充填材501Aと501Bが配置される。充填材としては、金属製の金網だけもよく、またパンチングメタルを用いることもできる。さらに金属製の金網やパンチングメタルの上にラシヒリングなどを載置したものでもよい。金属製の金網やパンチングメタルとしては、ステンレス製金網やパンチングメタルが好ましい。   The apparatus main body 500 is preferably configured in a tower shape, and in the illustrated example, two-stage fillers 501A and 501B are arranged. As the filler, only a metal wire mesh may be used, and a punching metal may be used. Further, a Raschig ring or the like may be placed on a metal wire mesh or punching metal. As the metal wire mesh or punching metal, stainless steel wire mesh or punching metal is preferable.

助燃剤としては、バイオガス、特に精製バイオガス、中でも精製メタンガスを用いることが、本発明のバイオガスシステムのエネルギー効率(コストパフォーマンス)を向上させる上で好ましい。   As the auxiliary combustor, it is preferable to use biogas, particularly purified biogas, especially purified methane gas, in order to improve the energy efficiency (cost performance) of the biogas system of the present invention.

装置本体500内でアンモニアガスを酸化処理する際には、150℃以上800℃以下の温度で無触媒酸化処理することが好ましい。   When oxidizing ammonia gas in the apparatus main body 500, it is preferable to perform non-catalytic oxidation at a temperature of 150 ° C. or higher and 800 ° C. or lower.

150℃未満では、アンモニアの酸化反応が十分に起こらず、800℃を超えると、NOxの生成量が著しく増加する。最も好ましい温度の範囲は200〜350℃である。   When the temperature is lower than 150 ° C., the oxidation reaction of ammonia does not occur sufficiently. When the temperature exceeds 800 ° C., the amount of NOx produced increases remarkably. The most preferred temperature range is 200-350 ° C.

装置本体500内で助燃材を燃焼し、燃焼温度を上記範囲に設定し、
4NH+3O=2N+6H
の反応によって、窒素ガス(N)が得られる。この反応において、NOxの生成は実験的には確認されていない。
Combusting the auxiliary combustion material in the apparatus body 500, setting the combustion temperature in the above range,
4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O
By this reaction, nitrogen gas (N 2 ) is obtained. In this reaction, the production of NOx has not been confirmed experimentally.

この反応では、温度管理が重要であり、図2の例では、第1段充填材501Aの部位で温度センサ504、第2段充填材501Bの部位で温度センサ505を各々設け、各センサから制御部506、507に温度データが送られ、その測定温度に応じて、助燃材供給管503に設けられた制御弁509と、放散COあるいは空気を導入する配管510に設けられた制御弁511の開閉を制御する。かかる制御において、制御弁509と制御弁511は検出温度による比例制御によって開閉するように設定することが一例として挙げられる。 In this reaction, temperature management is important. In the example of FIG. 2, a temperature sensor 504 is provided at the site of the first stage filler 501A, and a temperature sensor 505 is provided at the site of the second stage filler 501B, and control is performed from each sensor. Temperature data is sent to the units 506 and 507, and according to the measured temperature, the control valve 509 provided in the auxiliary combustion material supply pipe 503 and the control valve 511 provided in the pipe 510 for introducing diffused CO 2 or air are used. Controls opening and closing. In this control, for example, the control valve 509 and the control valve 511 are set to open and close by proportional control based on the detected temperature.

図2の例は、充填材が2段の例であるが、図3のように1段であってもよい。図3の例において、温度センサは塔内上部の温度を計測する温度センサ512と、下部の温度を計測する温度センサ513を配置する。各温度センサは温度データ送受信部514、515に接続されている。温度データ送受信部514、515は制御部516に接続され、上部と下部の温度データから、バイオガスの供給量を調節する制御弁517の開閉を調整する。   The example in FIG. 2 is an example in which the filler has two stages, but may have one stage as shown in FIG. In the example of FIG. 3, the temperature sensor includes a temperature sensor 512 that measures the temperature in the upper part of the tower and a temperature sensor 513 that measures the temperature in the lower part. Each temperature sensor is connected to temperature data transmission / reception units 514 and 515. The temperature data transmission / reception units 514 and 515 are connected to the control unit 516, and adjust the opening / closing of the control valve 517 that adjusts the supply amount of biogas from the upper and lower temperature data.

以下、実施例により、本発明の効果を例証する。   Hereinafter, the effects of the present invention will be illustrated by examples.

実施例1
図3に示すアンモニア処理装置を用いて、消化液から放散されたアンモニアガスを酸化処理した。充填材としてステンレス金網を用いた。助燃材としてバイオガスを用いた。
Example 1
Using the ammonia treatment apparatus shown in FIG. 3, the ammonia gas released from the digested liquid was oxidized. Stainless steel wire mesh was used as the filler. Biogas was used as a support material.

アンモニアガスを供給して、上部と下部の平均温度が250℃となるように、酸化処理したところ、90%のアンモニア成分が除去できた。   When ammonia gas was supplied and oxidation treatment was performed so that the average temperature of the upper and lower parts was 250 ° C., 90% of the ammonia component could be removed.

また排ガスを分析したところ(NOx:検知管、NO:電子捕獲型検出器を有するガスクロマトグラフ)、NOx、NOの検出は無く、ほぼ完全に窒素ガスにすることができた。 Further, when the exhaust gas was analyzed (NOx: detector tube, N 2 O: gas chromatograph having an electron capture detector), NOx and N 2 O were not detected, and nitrogen gas could be almost completely obtained.

本発明のバイオガスシステムの一例を示すフロー図Flow chart showing an example of the biogas system of the present invention アンモニア処理装置の一例を示す図Diagram showing an example of an ammonia treatment device アンモニア処理装置の別の一例を示す図The figure which shows another example of an ammonia processing apparatus

符号の説明Explanation of symbols

1:メタン発酵槽
2:熱交換器
3:脱炭酸処理
4:アンモニア放散塔
5:アンモニア処理装置
500:該装置本体
501:充填材
502:アンモニア供給管
503:助燃材供給管
504、505:温度センサ
506、507:制御部
509:制御弁
510:配管
511:制御弁
512、513:温度センサ
514、515:温度データ送受信部
516:制御部
517:制御弁
6:生物脱硫槽
1: Methane fermenter 2: Heat exchanger 3: Decarbonation treatment 4: Ammonia stripping tower 5: Ammonia treatment device 500: Main body of the device 501: Filler 502: Ammonia supply pipe 503: Auxiliary material supply pipe 504, 505: Temperature Sensors 506, 507: Control unit 509: Control valve 510: Piping 511: Control valve 512, 513: Temperature sensor 514, 515: Temperature data transmission / reception unit 516: Control unit 517: Control valve 6: Biological desulfurization tank

Claims (8)

バイオマスを50℃以上の温度でメタン発酵するメタン発酵槽と、該メタン発酵槽から排出される消化液を導入して含有するアンモニアを放散するアンモニア放散塔と、該アンモニア放散塔から放散されるアンモニアを助燃剤を用いて酸化処理するアンモニア処理装置とを有することを特徴とするバイオガスシステム。   A methane fermentation tank for methane fermentation of biomass at a temperature of 50 ° C. or more, an ammonia diffusion tower for releasing the ammonia contained by introducing the digested liquid discharged from the methane fermentation tank, and ammonia released from the ammonia diffusion tower A biogas system comprising: an ammonia treatment device that oxidizes the gas using an auxiliary combustor. 助燃剤が、バイオガスであることを特徴とする請求項1記載のバイオガスシステム。   The biogas system according to claim 1, wherein the auxiliary combustor is biogas. メタン発酵槽内の温度が、60℃以上であることを特徴とする請求項1又は2記載のバイオガスシステム。   The biogas system according to claim 1 or 2, wherein the temperature in the methane fermentation tank is 60 ° C or higher. アンモニア処理装置の生成物が、窒素ガスであることを特徴とする請求項1、2又は3記載のバイオガスシステム。   The biogas system according to claim 1, 2 or 3, wherein the product of the ammonia treatment apparatus is nitrogen gas. アンモニア処理装置が、装置本体と、該装置本体内に充填された充填材と、該装置本体下部からアンモニアガスを供給するアンモニア供給管と、助燃材を供給する助燃材供給管と、助燃材を燃焼する点火装置とを備え、
該装置本体内で、アンモニアガスを150℃以上800℃以下の温度で酸化処理することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のバイオガスシステム。
An ammonia treatment apparatus includes an apparatus main body, a filler filled in the apparatus main body, an ammonia supply pipe for supplying ammonia gas from the lower part of the apparatus main body, an auxiliary combustion material supply pipe for supplying an auxiliary combustion material, and an auxiliary combustion material. An ignition device that burns,
5. The biogas system according to claim 1, wherein ammonia gas is oxidized at a temperature of 150 ° C. or higher and 800 ° C. or lower in the apparatus main body.
装置本体内に充填された充填材が、2段に構成されることを特徴とする請求項5記載のバイオガスシステム。   The biogas system according to claim 5, wherein the filling material filled in the apparatus main body is configured in two stages. 装置本体内に充填された充填材が、金属製の金網、粒状物、磁性の粒状物から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項5又は6記載のバイオガスシステム。   The biogas system according to claim 5 or 6, wherein the filling material filled in the apparatus main body is at least one selected from a metal wire mesh, a granular material, and a magnetic granular material. メタン発酵槽とアンモニア放散塔との間に、該メタン発酵槽から排出される消化液を脱炭酸処理する脱炭酸処理槽を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のバイオガスシステム。   The biodeposition according to any one of claims 1 to 7, further comprising a decarboxylation tank that decarboxylates the digested liquid discharged from the methane fermentation tank between the methane fermentation tank and the ammonia diffusion tower. Gas system.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITPC20130004A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-23 Syngen Srl PROCEDURE FOR THE EXTRACTION OF NITROGEN CONTAINED IN DIGESTATES DERIVING FROM METANOGENIC FERMENTATION, ZOOTECHNICAL DEJECTIONS, DEPURATION SLUDGE.
JP2018202326A (en) * 2017-06-05 2018-12-27 株式会社東芝 Sludge treatment system and sludge treatment method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITPC20130004A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-23 Syngen Srl PROCEDURE FOR THE EXTRACTION OF NITROGEN CONTAINED IN DIGESTATES DERIVING FROM METANOGENIC FERMENTATION, ZOOTECHNICAL DEJECTIONS, DEPURATION SLUDGE.
EP2757076A1 (en) 2013-01-22 2014-07-23 Syngen S.r.l. Process for nitrogen extraction from digestates obtained by metanogenic fermentation, zootechnical dejecta and sewage sludges
JP2018202326A (en) * 2017-06-05 2018-12-27 株式会社東芝 Sludge treatment system and sludge treatment method

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