JP2009114886A - Biogas power generation system and method for controlling biogas power generation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バイオガス発電システム及びバイオガス発電の制御方法の技術に関し、特にメタン発酵槽で発生したバイオガスを使用してガスエンジンを駆動させ、該ガスエンジンに付設した発電機で発電するバイオガス発電システム及びバイオガス発電の制御方法の技術に関する。 The present invention relates to a technology for a biogas power generation system and a biogas power generation control method, and in particular, a bioengine that uses a biogas generated in a methane fermentation tank to drive a gas engine and generates power using a generator attached to the gas engine. The present invention relates to a technology of a gas power generation system and a control method of biogas power generation.
従来、下水汚泥、有機性廃水、厨芥類などの食品残渣及び糞尿等の廃棄されていた有機性廃棄物を、嫌気性細菌を利用してメタン発酵することでメタンガス(気体状態のメタン)を主成分とした混合気体であるバイオガスを発生させ、該バイオガスを炭化水素系化石燃料ガスの代わりに使用して、発電等に利用するバイオガス発電システムが公知となっている(例えば、特許文献1参照)。また、前記バイオガス発電システムの一例として、該バイオガスを炭化水素系化石燃料ガスの代わりに使用して、ガスエンジン発電機を駆動させ、発電するバイオガス発電システムは公知となっている(例えば、特許文献2または特許文献3参照)。
しかし、メタン発酵より得られるバイオガスの成分はメタンガスの他、二酸化炭素、シロキサン(ケイ素化合物)、硫化水素、及び精製装置にて注入されることのある酸素等が含まれており、このままガスエンジンの燃料として使用した場合、人体へ悪影響を及ぼしたり、ガスエンジンの故障の原因となったりすることがある。
また、メタン発酵によるバイオガスの供給は常に一定ではなく発生量の変動により、ガスエンジンへ供給されるバイオガスの圧力が変動してガスエンジンの故障の原因となっていた。
また、余剰バイオガスの発生時やガスエンジン発電機のメンテナンス時に環境負荷の高いメタンガスが放散されることがある。
However, the components of biogas obtained from methane fermentation include methane gas, carbon dioxide, siloxane (silicon compound), hydrogen sulfide, and oxygen that may be injected in the purification equipment. When used as fuel, it may adversely affect the human body or cause gas engine failure.
In addition, the supply of biogas by methane fermentation is not always constant, and the pressure of biogas supplied to the gas engine fluctuates due to fluctuations in the amount of generation, causing a failure of the gas engine.
In addition, methane gas with high environmental load may be emitted when surplus biogas is generated or when the gas engine generator is maintained.
そこで、本発明は、かかる課題に鑑み、バイオガスをガスエンジンへ供給する圧力の変動によって当該ガスエンジンの始動及び停止を制御することができるバイオガス発電装置及びバイオガス発電の制御方法を提供する。 Therefore, in view of such problems, the present invention provides a biogas power generation apparatus and a biogas power generation control method capable of controlling the start and stop of the gas engine according to a change in pressure for supplying biogas to the gas engine. .
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
即ち、請求項1においては、有機廃棄物よりメタンガスを主成分とするバイオガスを発生させるメタン発酵槽と、前記メタン発酵槽で発生したバイオガスから有害な気体を分離して除去する精製装置と、有害な気体及び酸素の濃度を連続的に確認する連続モニタリング装置と、前記バイオガスの圧力を検出する圧力検出装置と、前記メタン発酵槽から発生したバイオガスを貯蔵するガス貯蔵装置と、前記ガス貯蔵装置から供給されるバイオガスと空気とを燃焼させて、ガスエンジンを駆動して発電機を駆動させるガスエンジン発電機と、前記ガスエンジン発電機への余剰バイオガスを燃焼させる余剰ガス燃焼装置と、前記圧力検出装置の検出値、及び連続モニタリング装置の計測値を入力してガスエンジン発電機と余剰ガス燃焼装置の始動及び停止を制御する制御装置と、を具備するバイオガス発電システムにおいて、前記制御装置によって、前記圧力検出装置で検出したバイオガスの圧力を予め設定したエンジン始動圧力、エンジン駆動最大圧力、エンジン駆動最低圧力と照合して、前記バイオガスの圧力がエンジン始動圧力以上になった場合は前記ガスエンジン発電機を駆動し、前記ガスエンジン発電機駆動時に、前記バイオガスの圧力がエンジン駆動最大圧力以上となった場合には前記余剰ガス燃焼装置を作動し、前記バイオガスの圧力がエンジン駆動最低圧力以下になった場合には、ガスエンジン発電機及び余剰ガス燃焼装置を停止する、ように制御するものである。 That is, in Claim 1, the methane fermentation tank which generates the biogas which has methane gas as a main component from organic waste, The refiner | purifier which isolate | separates and removes harmful gas from the biogas generated in the said methane fermentation tank, A continuous monitoring device that continuously checks the concentrations of harmful gases and oxygen, a pressure detection device that detects the pressure of the biogas, a gas storage device that stores the biogas generated from the methane fermenter, and A gas engine generator that burns biogas and air supplied from a gas storage device to drive a gas engine to drive a generator, and surplus gas combustion that burns surplus biogas to the gas engine generator The gas engine generator and the surplus gas combustion device can be started by inputting the device, the detection value of the pressure detection device, and the measurement value of the continuous monitoring device. A biogas power generation system comprising: a control device that controls stop; an engine start pressure, an engine drive maximum pressure, and an engine drive minimum pressure, in which the biogas pressure detected by the pressure detection device is preset by the control device; In comparison, when the biogas pressure is equal to or higher than the engine start pressure, the gas engine generator is driven, and when the gas engine generator is driven, the biogas pressure is equal to or higher than the engine drive maximum pressure. The surplus gas combustion device is operated in the event that the gas engine generator and surplus gas combustion device are stopped when the biogas pressure is below the engine drive minimum pressure. is there.
請求項2においては、前記制御装置によって、前記連続モニタリング装置で計測した有害な気体の濃度が第一設定濃度以上である場合、または酸素の濃度が第二設定濃度以上である場合には前記ガスエンジン発電機及び余剰ガス燃焼装置を停止する、ように制御するものである。 In Claim 2, when the density | concentration of the harmful gas measured with the said continuous monitoring apparatus is more than a 1st setting density | concentration by the said control apparatus, or when the density | concentration of oxygen is more than a 2nd setting density | concentration, the said gas The engine generator and the surplus gas combustion device are controlled to be stopped.
請求項3においては、有機廃棄物よりメタンガスを主成分とするバイオガスを発生させるメタン発酵槽と、前記メタン発酵槽で発生したバイオガスから有害な気体を分離して除去する精製装置と、有害な気体及び酸素の濃度を連続的に確認する連続モニタリング装置と、前記バイオガスの圧力を検出する圧力検出装置と、前記メタン発酵槽から発生したバイオガスを貯蔵するガス貯蔵装置と、前記ガス貯蔵装置から供給されるバイオガスと空気とを燃焼させて、ガスエンジンを駆動して発電機を駆動させるガスエンジン発電機と、前記ガスエンジン発電機への余剰バイオガスを燃焼させる余剰ガス燃焼装置と、前記圧力検出装置の検出値、及び連続モニタリング装置の計測値を入力してガスエンジン発電機と余剰ガス燃焼装置の始動及び停止を制御する制御装置と、を具備するものである。 In Claim 3, the methane fermentation tank which generates the biogas which has methane gas as a main component from organic waste, the refiner | purifier which isolate | separates and removes harmful gas from the biogas generated in the said methane fermentation tank, A continuous monitoring device for continuously confirming concentrations of gases and oxygen, a pressure detection device for detecting the pressure of the biogas, a gas storage device for storing biogas generated from the methane fermentation tank, and the gas storage A gas engine generator that burns biogas and air supplied from the apparatus, drives a gas engine to drive a generator, and a surplus gas combustion apparatus that burns surplus biogas to the gas engine generator; The detection value of the pressure detection device and the measurement value of the continuous monitoring device are input to start and stop the gas engine generator and the surplus gas combustion device. Those comprising a control device for controlling.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、ガスエンジン発電機を駆動できるバイオガスが発生しているときのみ、ガスエンジン発電機を駆動させることができる。また、ガスエンジン駆動時に必要とする以上のバイオガスが供給された場合には、その余剰バイオガス中のメタンガスを余剰ガス燃焼装置によって燃焼させるため、環境負荷の高いメタンガスを空気中に排出することを防止できる。 In claim 1, the gas engine generator can be driven only when biogas capable of driving the gas engine generator is generated. In addition, if more biogas than is required when the gas engine is driven is supplied, the methane gas in the surplus biogas is burned by the surplus gas combustion device. Can be prevented.
請求項2においては、バイオガスに酸素が混入することにより、前記バイオガス発電システム内でのメタンガスと酸素の混合による爆発の可能性を防止する。また、バイオガス内の有害な気体の濃度が高い場合に、ガスエンジン発電機内に有害な気体が流入することを防ぎ、前記ガスエンジン発電機の故障を未然に防止し、前記バイオガス発電システム外にメタンガスを排出するのを防止する。 According to the second aspect of the present invention, by mixing oxygen into the biogas, the possibility of explosion due to the mixture of methane gas and oxygen in the biogas power generation system is prevented. Further, when the concentration of harmful gas in the biogas is high, it prevents the harmful gas from flowing into the gas engine generator, prevents the gas engine generator from being broken, and To prevent methane gas from being discharged.
請求項3においては、ガスエンジン発電機を駆動できるバイオガスが発生しているときのみ、ガスエンジン発電機を駆動させることができる。また、ガスエンジン駆動時に必要とする以上のバイオガスが供給された場合には、そのバイオガス中のメタンガスを余剰ガス燃焼装置によって燃焼させるため、環境負荷の高いメタンガスを空気中に排出することを防止できる。 In claim 3, the gas engine generator can be driven only when biogas capable of driving the gas engine generator is generated. In addition, if more biogas is supplied than is necessary when the gas engine is driven, methane gas in the biogas is burned by the surplus gas combustion device, so that methane gas with a high environmental load must be discharged into the air. Can be prevented.
次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の一実施例に係るバイオガス発電システムの全体的な構成を示したブロック図、図2は制御装置のブロック図、図3は圧力によるガスエンジン発電機の始動・停止制御及び余剰ガス燃焼装置の点火制御のフローチャート図である。図4は圧力によるガスエンジン発電機の始動・停止制御及び余剰ガス燃焼装置の点火制御のフローチャート図、図5は連続モニタリングによるガスエンジン発電機の始動・停止制御及び余剰ガス燃焼装置の点火制御のフローチャート図である。
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a biogas power generation system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a control device, and FIG. 3 is a start / stop control of a gas engine generator by pressure. It is a flowchart figure of the ignition control of a surplus gas combustion apparatus. FIG. 4 is a flowchart of the start / stop control of the gas engine generator and the ignition control of the surplus gas combustion device by pressure, and FIG. 5 is the start / stop control of the gas engine generator and the ignition control of the surplus gas combustion device by continuous monitoring. It is a flowchart figure.
まず、本発明にかかるバイオガス発電システム1について説明する。
図1に示すように、バイオガス発電システム1は、有機廃棄物よりメタンガスを主成分とする混合気体であるバイオガスを発生させるメタン発酵槽11と、該メタン発酵槽11で発生したバイオガスから有害な気体を分離して除去する精製装置12と、有害な気体及び酸素の濃度を連続的に確認するために有害な気体及び酸素の濃度の計測を行う連続モニタリング装置14と、前記バイオガスの圧力を検出する圧力検出装置13と、前記バイオガスを貯蔵するガス貯蔵装置15と、前記ガス貯蔵装置15から供給されるバイオガスに含まれるメタンガスを燃焼して、ガスエンジン41を駆動して発電機42を駆動させるガスエンジン発電機16と、前記ガスエンジン発電機16駆動時に必要とする以上のバイオガスが供給された場合には、そのバイオガス中のメタンガスを燃焼させる余剰ガス燃焼装置17と、前記圧力検出装置13の検出値、及び連続モニタリング装置14の計測値を入力してガスエンジン発電機16と余剰ガス燃焼装置17の始動及び停止を制御する制御装置18とを具備する。
First, the biogas power generation system 1 according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, a biogas power generation system 1 includes a
<メタン発酵槽>
前記メタン発酵槽11は、食品工場廃水等の有機性廃棄物を投入し、メタン発酵を行いバイオガスを発生させるものである。前記メタン発酵槽11の一例として、沈降速度の大きい粒子化(グラニュール化)したメタン発酵菌を高濃度に保持し、廃水を高効率にメタン発酵処理するという特徴を持つ菌体グラニュールを使用した廃水処理方法、例えばUASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)法を使用した発酵槽がある。前記メタン発酵槽11より発生したメタンガスを含む混合気体であるバイオガスは配管21を通って精製装置12へと送られる。
前記配管21には、手動弁23が設けられており、ガスエンジン発電機16及び余剰ガス燃焼装置17が両方とも停止している際には、手動弁23を閉じることによりメタン発酵槽11からのバイオガスの供給を停止させることが可能となっている。
<Methane fermentation tank>
The said
The
<精製装置>
前記精製装置12において、触媒や吸着等の作用によってバイオガスから硫化水素が除去され、シロキサン(ケイ素化合物)が除去される。前記バイオガスからシロキサンが除去されることにより、ガスエンジン発電機16のガスエンジン41内部でシロキサンが固化するのを防止することができる。
<Purification equipment>
In the
<ガス貯蔵装置>
前記精製装置12と連通する配管22には蓄圧手段となるガス貯蔵装置15が連通している。ガス貯蔵装置15は、例えば、前記バイオガスの圧力が高くなると大きく膨らみ、バイオガスの圧力が低下すると小さく萎むガス不透過物で構成されている。前記ガス貯蔵装置15は球状や円筒状に構成されて、二重構造となっており外側の袋と内側の袋との間に一定の圧力で圧力調整気体を充填しておくことにより、前記圧力調整気体の圧力よりもバイオガスの圧力が大きい場合にはガス貯蔵装置15は膨らみバイオガスが貯蔵され、一方ガスエンジン発電機16の駆動等により、前記圧力調整気体の圧力よりもバイオガスの圧力が小さくなった場合にはガス貯蔵装置15は萎んで、ガス貯蔵装置15から配管22へと貯蔵されていたバイオガスが供給されることとなる。但し、この構成は限定するものではなく、必要とするガス量を収容できる容器内を弾性体膜で仕切る構成としたりすることもできる。
<Gas storage device>
A
<ガスエンジン発電機>
前記精製装置12にガスエンジン発電機16が配管22を介して連通されている。前記配管22の精製装置12とガスエンジン発電機16との間、かつガス貯蔵装置15とガスエンジン発電機16との間に電磁弁44が介装され、該電磁弁44のソレノイド44aは前記制御装置18と接続されている。
前記ガスエンジン発電機16においては、ガスエンジン41と発電機42が直結して配設されており、該ガスエンジン41の出力軸の回転により発電機42の磁石またはコイルが回転されることによって発電が可能となる。前記ガスエンジン41には始動・停止装置43が設けられて、制御装置18と接続されている。該制御装置18は前記圧力検出装置13による検出値が第一設定値以上であるとソレノイド44aに信号を送り電磁弁44を開き、始動・停止装置43によりガスエンジン41を始動する。第二設定値以下となると電磁弁44を閉じてガスエンジン41も停止させる。前記第一設定値は第二設定値よりも高い値とする。
<Gas engine generator>
A
In the
<余剰ガス燃焼装置>
また、前記精製装置12に余剰ガス燃焼装置17が配管22を介して連通されている。前記配管22の精製装置12と余剰ガス燃焼装置17との間には電磁弁52が介装され、該電磁弁52のソレノイド52aは前記制御装置18と接続されている。前記余剰ガス燃焼装置17は、ガスエンジン41を駆動した時に必要とする以上の余剰バイオガスに含まれるメタンガスを燃焼させることにより二酸化炭素及び水を生成して、環境に負荷を与えず、バイオガスを排出するための装置である。また、ガスエンジン発電機16が停止しているときに、配管22内の圧力が過剰に高まるのを防止するため及びメタンガスを燃焼させることにより二酸化炭素及び水を生成して、環境に負荷を与えずバイオガスを排出するための装置である。
<Excess gas combustion device>
In addition, a surplus
前記余剰ガス燃焼装置17には、点火装置51が設けられて、制御装置18と接続されている。前記点火装置51は、前記圧力検出装置13による検出値が設定値(エンジン駆動最大圧力V2)以上であるとソレノイド52aに信号を送り電磁弁52を開き、点火装置51を作動させ、余剰ガスを燃焼させる。また、設定値(エンジン駆動最低圧力V3)以下になると、ソレノイド52aに信号を送り電磁弁52を閉じて余剰ガス燃焼装置17を停止させる構成となっている。前記エンジン駆動最大圧力V2はエンジン駆動最低圧力V3よりも高い値とする。なお、前記エンジン駆動最大圧力V2、エンジン駆動最低圧力V3は制御装置18の記憶手段に記憶され、設定操作手段によりそれぞれの設定値を変更可能に構成している。
The surplus
また、前記精製装置12とガス貯蔵装置15、ガスエンジン発電機16、及び余剰ガス燃焼装置17と連通する配管22の中途部には、配管22内のバイオガスの圧力Vを計測する圧力検出装置13が設けられている。前記圧力検出装置13は検出した圧力Vを制御装置18へと入力する。
また、前記精製装置12とガス貯蔵装置15、ガスエンジン発電機16、及び余剰ガス燃焼装置17と連通する配管22の中途部には、連続モニタリング装置14が設けられている。前記連続モニタリング装置14は精製装置12によって精製されたバイオガスを連続モニタリングし、有害物質である硫化水素(H2S)の濃度CH2Sを計測するものである。また、前記連続モニタリング装置14はバイオガスに含まれる酸素(O2)の濃度CO2を計測するものである。前記連続モニタリング装置14は検出した硫化水素の濃度CH2S及び酸素の濃度CO2を制御装置18へと入力する。該硫化水素の濃度及び酸素の濃度が設定値以上となると、前記制御装置18はまたガスエンジン発電機16を停止させ、設定値以下となると駆動させる。
Further, a pressure detection device that measures the pressure V of the biogas in the
A
<制御装置>
次に制御装置18について説明する。
図2に示すように制御装置18は入力側に前記圧力検出装置13及び連続モニタリング装置14が接続されており、出力側にはガスエンジン発電機16の始動・停止装置43及び余剰ガス燃焼装置17の点火装置51が接続されている。
<Control device>
Next, the
As shown in FIG. 2, the
<制御手段>
次に、制御装置18による制御の流れについて図3から図5のフローチャートを元に説明する。
まず、バイオガスの圧力Vによるガスエンジン発電機16の始動・停止制御、及び、余剰ガス燃焼装置17の点火制御について説明する。
前記自動運転モードを選択した場合には、まず、図3に示すように配管22内のバイオガスの圧力Vが第一設定値であるエンジン始動圧力V1以上であるか否かを判断する(ステップS10)。バイオガスの圧力Vがエンジン始動圧力V1未満であった場合には、引き続きバイオガスの圧力Vを圧力検出装置13で検出して、ステップS10を処理する。バイオガスの圧力Vがエンジン始動圧力V1以上であった場合には、ガスエンジン発電機16を駆動するのに十分な圧力があるものと判断し、ソレノイド44aに信号を送り、電磁弁44を開いて、ガスエンジン発電機16の始動・停止装置43を「ON」にして、ガスエンジン発電機16を始動させる(ステップS20)。
<Control means>
Next, the flow of control by the
First, start / stop control of the
When the automatic operation mode is selected, first, as shown in FIG. 3, it is determined whether or not the biogas pressure V in the
次にガスエンジン発電機16が始動しているときに圧力Vがエンジン駆動最大圧力V2以上になっているか否かを判断する(ステップS30)。ここで、本発明においては、前記圧力Vがエンジン始動圧力V1以上エンジン駆動最大圧力V2未満の場合には、バイオガス中のメタンガスがガスエンジン発電機16によって完全燃焼されているものと判断し、エンジン駆動最大圧力V2以上となると完全燃焼させることができなくなるので、ソレノイド52aに信号を送り電磁弁52を開き、余剰ガス燃焼装置17の点火装置51を「ON」にして、余剰ガス燃焼装置17を始動させる(ステップS40)。
Next, it is determined whether or not the pressure V is equal to or higher than the engine drive maximum pressure V2 when the
また、バイオガスの圧力Vがエンジン駆動最大圧力V2未満である場合、もしくは、ステップS40において、余剰ガス燃焼装置17を始動させた場合には、圧力検出装置13によって検出したバイオガスの圧力Vがエンジン駆動最低圧力V3より大きいか否かを判断する(ステップS50)。前記バイオガスの圧力Vがエンジン駆動最低圧力V3未満になっていない場合には、ガスエンジン発電機16の駆動が可能な圧力が継続できると判断し、引き続き圧力検出装置13によってバイオガスの圧力Vを検出し、ステップS30の処理を行う。一方、前記圧力Vがエンジン駆動最低圧力V3以下になっている場合には、ガスエンジン発電機16の駆動に必要な圧力が供給されていないとして、ソレノイド44aに信号を送り電磁弁44を閉じて、ガスエンジン発電機16の始動・停止装置43を「OFF」にして、ソレノイド52aに信号を送り電磁弁52を閉じることにより、ガスエンジン発電機16及び余剰ガス燃焼装置17を停止する(ステップS60)。そして、前記ガスエンジン発電機16及び余剰ガス燃焼装置17が停止した後、ステップS10に戻り、再び、バイオガスの圧力Vによる制御を行う。
When the biogas pressure V is less than the engine drive maximum pressure V2 or when the surplus
このように構成することにより、バイオガスの圧力Vがガスエンジン発電機16の駆動に必要なガスエンジン始動圧力V1を越えていれば、ソレノイド44aに信号を送り電磁弁44を開いて、ガスエンジン発電機16の始動・停止装置43を「ON」にして、ガスエンジン発電機16を始動させ、バイオガスの圧力Vがガスエンジン発電機16のガスエンジン駆動最大圧力V2を超えていれば、ガスエンジン発電機16の駆動に必要なバイオガス中のメタンガス以上の量のガスが発生しているものと判断し、ソレノイド52aに信号を送り電磁弁52を開いて、余剰ガス燃焼装置17の点火装置51を「ON」にして余剰ガス燃焼装置17を始動させることにより、配管22内のバイオガスの圧力が過剰に高まるのを防止することができる。また、余剰ガス燃焼装置17によってメタンガスを燃焼し二酸化炭素と水を生成することで温室効果ガスであるメタンガスを削減し、環境負荷を抑えることが可能となる。
With this configuration, if the biogas pressure V exceeds the gas engine starting pressure V1 required for driving the
また、バイオガスの圧力がガスエンジン発電機16のガスエンジン駆動最低圧力V3以下である場合には、ソレノイド44aに信号を送り電磁弁44を閉じて、ガスエンジン発電機16の始動・停止装置43を「OFF」にして、ソレノイド52aに信号を送り電磁弁52を閉じて、ガスエンジン発電機16及び余剰ガス燃焼装置17を停止する。こうして、ガスエンジン発電機16の回転不足により所望電圧が得られなかったり、電圧変動が生じたりすることを防止することが出来る。
When the pressure of the biogas is equal to or lower than the gas engine drive minimum pressure V3 of the
次に、ガスエンジン発電機16がメンテナンス等により停止している場合の余剰ガス燃焼装置17の点火制御について説明する。
前記ガスエンジン発電機16がメンテナンスにより停止している際にも、前記メタン発酵槽11よりバイオガスは間断なく発生しているため、配管22内の圧力が過剰に高まる。この場合、発生したメタンガスをバイオガス発電システム1外にそのまま排出すると、メタンガスは温室効果ガスであるため、環境に負荷をかけることとなる。そこで、メタン発酵槽11より発生するメタンガスを燃焼して比較的環境負荷の低い二酸化炭素及び水を生成する必要がある。
Next, ignition control of the surplus
Even when the
図4に示すように、バイオガスの圧力Vが規定圧力V4以上であるか否かを判断する(ステップS110)。バイオガスの圧力Vが規定圧力V4未満であった場合には、引き続きバイオガスの圧力Vを圧力検出装置13によって検出し、ステップS110をループ処理する。一方、バイオガスの圧力Vが規定圧力V4以上であった場合には、配管22内のバイオガスの圧力Vが過剰に高まるのを防止するために、余剰ガス燃焼装置17の点火装置51を「ON」にして、余剰ガス燃焼装置17を始動させる(ステップS120)。
As shown in FIG. 4, it is determined whether or not the biogas pressure V is equal to or higher than a specified pressure V4 (step S110). If the biogas pressure V is less than the specified pressure V4, the biogas pressure V is subsequently detected by the
次に前記余剰ガス燃焼装置17が始動しているときに、圧力Vが規定圧力V5以下になっているか否かを判断する(ステップS130)。前記圧力Vが規定圧力V5以下でない場合には引き続き圧力Vを検出してステップS130のループ処理を行う。一方前記バイオガスの圧力が規定圧力V5以下の場合には、配管22内にバイオガスがほとんど無いものと判断し、ソレノイド52aに信号を送り電磁弁52を閉じることにより、前記余剰ガス燃焼装置17を停止させる(ステップS140)。前記余剰ガス燃焼装置17が停止した後、ステップS110に戻り、再び、バイオガスの圧力Vによる制御を行うものである。
Next, when the surplus
このような制御を行うことで、余剰ガス燃焼装置17によってバイオガス中のメタンガスを燃焼させて排出することにより、温室効果ガスであるメタンガスを二酸化炭素や水に変化させてからバイオガス発電システム1外に排出することが可能となり、環境負荷を低減することが可能となる。
By performing such control, the methane gas in the biogas is combusted and discharged by the surplus
次に連続モニタリング装置14による制御について説明する。
前記連続モニタリング装置14による制御は、前記連続モニタリング装置14によって計測された硫化水素の濃度CH2S及び酸素の濃度CO2をモニタリングし、該計測値より前記ガスエンジン発電機16及び余剰ガス燃焼装置17を緊急停止するものである。なお、前記制御は圧力による制御での自動運転モードでのみ行われる。
Next, control by the
The control by the
まず、図5に示すように、前記連続モニタリング装置14により硫化水素の濃度CH2S及び酸素の濃度CO2が第一設定濃度C1または第二設定濃度C2以上であるか否かを判断する(ステップS210)。硫化水素の濃度CH2Sが第一設定濃度C1未満であり、かつ、酸素の濃度CO2が第二設定濃度C2未満ならば、継続して連続モニタリング装置14によってモニタリングを行い、ステップS210のループ処理を行う。一方、硫化水素の濃度CH2Sが第一設定濃度C1以上、または、酸素の濃度CO2が第二設定濃度C2以上ならば、ガスエンジン発電機16のソレノイド44aに信号を送り電磁弁44を閉じて、始動・停止装置43を「OFF」にし、ガスエンジン発電機16を停止し、ソレノイド52aに信号を送り電磁弁52を閉じることにより、余剰ガス燃焼装置17を停止する(ステップS220)。
First, as shown in FIG. 5, it is determined by the
このように構成することにより、精製装置12に何らかの不具合が生じた場合であっても、人体に有害な硫化水素が残存しているバイオガスを排出することを防止し、また、硫化水素がガスエンジン発電機16内に流入するのを防ぐことが可能となる。また、酸素が混合している場合に前記バイオガス発電システム1を停止することにより、メタンガスと酸素の混合による爆発の可能性を防止する。また、酸素と精製装置12内の硫化水素が反応して発熱するのを防止する。
By configuring in this way, even if any problem occurs in the
また、精製装置12や圧力検出装置13や連続モニタリング装置14や余剰ガス燃焼装置17のメンテナンスを行う時には手動弁23を閉じる。
Further, the
以上より、本発明にかかるバイオガス発電の制御方法は、有機廃棄物よりメタンガスを主成分とするバイオガスを発生させるメタン発酵槽11と、前記メタン発酵槽11で発生したバイオガスから有害な気体を分離して除去する精製装置12と、有害な気体及び酸素が除去されているかを連続的に計測する連続モニタリング装置14と、前記バイオガスの圧力を検出する圧力検出装置13と、前記メタン発酵槽11から発生したバイオガスを貯蔵するガス貯蔵装置15と、前記ガス貯蔵装置15から供給されるバイオガスと空気とを燃焼させて、ガスエンジン41を駆動して発電機42を駆動させるガスエンジン発電機16と、前記ガスエンジン発電機16への余剰バイオガスを燃焼させる余剰ガス燃焼装置17と、前記圧力検出装置13の検出値、及び連続モニタリング装置14の計測値を入力してガスエンジン発電機16と余剰ガス燃焼装置17の始動及び停止を制御する制御装置18と、を具備するバイオガス発電システム1において、前記制御装置18によって、前記圧力検出装置13で検出したバイオガスの圧力Vを予め設定したエンジン始動圧力V1、エンジン駆動最大圧力V2、エンジン駆動最低圧力V3と照合して、前記バイオガスの圧力Vがエンジン始動圧力V1以上になった場合は前記ガスエンジン発電機16を駆動し、前記ガスエンジン発電機16駆動時に、前記バイオガスの圧力Vがエンジン駆動最大圧力V2以上となった場合には前記余剰ガス燃焼装置17を作動し、前記ガスエンジン発電機16駆動時であって、前記余剰ガス燃焼装置17が作動している場合に前記バイオガスの圧力Vがエンジン駆動最低圧力V3以下になった場合には、ガスエンジン発電機16及び余剰ガス燃焼装置17を停止する、ように制御するものである。
このように構成することにより、ガスエンジン発電機16を駆動できるバイオガスが発生しているときのみ、ガスエンジン発電機16を駆動させることができる。また、ガスエンジン41駆動時に必要とする以上のバイオガスが供給された場合には、そのバイオガス中のメタンガスを余剰ガス燃焼装置17によって燃焼させるため、環境負荷の高いメタンガスを空気中に排出することを防止できる。
As mentioned above, the control method of the biogas power generation concerning this invention is harmful gas from the
With this configuration, the
また、前記制御装置18によって、前記連続モニタリング装置14で計測した有害な気体の濃度CH2Sが第一設定濃度C1以上である場合、または酸素の濃度CO2が第二設定濃度C2以上である場合には前記ガスエンジン発電機16及び余剰ガス燃焼装置17を停止する、ように制御するものである。
このように構成することにより、バイオガスに酸素が混入することにより、前記バイオガス発電システム1内でのメタンガスと酸素の混合による爆発の可能性を防止する。また、バイオガス内の有害な気体の濃度が高い場合に、ガスエンジン発電機16内に有害な気体が流入することを防ぎ、前記ガスエンジン発電機16の故障を未然に防止し、前記バイオガス発電システム1外にメタンガスを排出するのを防止する。
Further, when the
By comprising in this way, when oxygen mixes in biogas, the possibility of the explosion by mixing of methane gas and oxygen in the said biogas power generation system 1 is prevented. Further, when the concentration of harmful gas in the biogas is high, it prevents the harmful gas from flowing into the
1 バイオガス発電システム
11 メタン発酵槽
12 精製装置
13 圧力検出装置
14 連続モニタリング装置
15 ガス貯蔵装置
16 ガスエンジン発電機
17 余剰ガス燃焼装置
18 制御装置
41 ガスエンジン
42 発電機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biogas
Claims (3)
前記メタン発酵槽で発生したバイオガスから有害な気体を分離して除去する精製装置と、
有害な気体及び酸素の濃度を連続的に確認する連続モニタリング装置と、
前記バイオガスの圧力を検出する圧力検出装置と、
前記メタン発酵槽から発生したバイオガスを貯蔵するガス貯蔵装置と、
前記ガス貯蔵装置から供給されるバイオガスと空気とを燃焼させて、ガスエンジンを駆動して発電機を駆動させるガスエンジン発電機と、
前記ガスエンジン発電機への余剰バイオガスを燃焼させる余剰ガス燃焼装置と、
前記圧力検出装置の検出値、及び連続モニタリング装置の計測値を入力してガスエンジン発電機と余剰ガス燃焼装置の始動及び停止を制御する制御装置と、
を具備するバイオガス発電システムにおいて、
前記制御装置によって、
前記圧力検出装置で検出したバイオガスの圧力を予め設定したエンジン始動圧力、エンジン駆動最大圧力、エンジン駆動最低圧力と照合して、
前記バイオガスの圧力がエンジン始動圧力以上になった場合は前記ガスエンジン発電機を駆動し、
前記ガスエンジン発電機駆動時に、前記バイオガスの圧力がエンジン駆動最大圧力以上となった場合には前記余剰ガス燃焼装置を作動し、
前記バイオガスの圧力がエンジン駆動最低圧力以下になった場合には、ガスエンジン発電機及び余剰ガス燃焼装置を停止する、
ように制御することを特徴とするバイオガス発電の制御方法。 A methane fermentation tank that generates biogas mainly composed of methane gas from organic waste,
A purification device for separating and removing harmful gases from the biogas generated in the methane fermentation tank;
A continuous monitoring device that continuously checks the concentration of harmful gases and oxygen;
A pressure detection device for detecting the pressure of the biogas;
A gas storage device for storing biogas generated from the methane fermentation tank;
A gas engine generator that burns biogas and air supplied from the gas storage device to drive a gas engine to drive a generator;
A surplus gas combustion device for combusting surplus biogas to the gas engine generator;
A control device for controlling the start and stop of the gas engine generator and the surplus gas combustion device by inputting the detection value of the pressure detection device and the measurement value of the continuous monitoring device;
In a biogas power generation system comprising:
By the control device,
The biogas pressure detected by the pressure detection device is collated with a preset engine start pressure, engine drive maximum pressure, engine drive minimum pressure,
When the biogas pressure is equal to or higher than the engine starting pressure, the gas engine generator is driven,
When the gas engine generator is driven, if the pressure of the biogas is equal to or higher than the engine drive maximum pressure, the surplus gas combustion device is operated,
If the biogas pressure is below the engine drive minimum pressure, stop the gas engine generator and surplus gas combustion device,
The control method of biogas power generation characterized by controlling as follows.
前記連続モニタリング装置で計測した有害な気体の濃度が第一設定濃度以上である場合、または酸素の濃度が第二設定濃度以上である場合には前記ガスエンジン発電機及び余剰ガス燃焼装置を停止する、
ように制御することを特徴とする請求項1に記載のバイオガス発電の制御方法。 By the control device,
When the harmful gas concentration measured by the continuous monitoring device is equal to or higher than the first set concentration, or when the oxygen concentration is equal to or higher than the second set concentration, the gas engine generator and the surplus gas combustion device are stopped. ,
The biogas power generation control method according to claim 1, wherein the control is performed as follows.
前記メタン発酵槽で発生したバイオガスから有害な気体を分離して除去する精製装置と、
有害な気体及び酸素の濃度を連続的に確認する連続モニタリング装置と、
前記バイオガスの圧力を検出する圧力検出装置と、
前記メタン発酵槽から発生したバイオガスを貯蔵するガス貯蔵装置と、
前記ガス貯蔵装置から供給されるバイオガスと空気とを燃焼させて、ガスエンジンを駆動して発電機を駆動させるガスエンジン発電機と、
前記ガスエンジン発電機への余剰バイオガスを燃焼させる余剰ガス燃焼装置と、
前記圧力検出装置の検出値、及び連続モニタリング装置の計測値を入力してガスエンジン発電機と余剰ガス燃焼装置の始動及び停止を制御する制御装置と、
を具備する、
ことを特徴とするバイオガス発電システム。
A methane fermentation tank that generates biogas mainly composed of methane gas from organic waste,
A purification device for separating and removing harmful gases from the biogas generated in the methane fermentation tank;
A continuous monitoring device that continuously checks the concentration of harmful gases and oxygen;
A pressure detection device for detecting the pressure of the biogas;
A gas storage device for storing biogas generated from the methane fermentation tank;
A gas engine generator that burns biogas and air supplied from the gas storage device to drive a gas engine to drive a generator;
A surplus gas combustion device for combusting surplus biogas to the gas engine generator;
A control device for controlling the start and stop of the gas engine generator and the surplus gas combustion device by inputting the detection value of the pressure detection device and the measurement value of the continuous monitoring device;
Comprising
A biogas power generation system characterized by that.
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012182876A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Yanmar Co Ltd | Bio gas power generation system |
JP2012217896A (en) * | 2011-04-06 | 2012-11-12 | Yanmar Co Ltd | Biogas power generating device |
EP2469065A3 (en) * | 2010-12-22 | 2013-10-30 | Caterpillar INC. | Integrated control system and method |
KR101464281B1 (en) * | 2014-06-10 | 2014-11-21 | 주식회사 유일이엔지 | Electric power generation system linked to biogas |
CN104806364A (en) * | 2015-03-06 | 2015-07-29 | 广州资源设备成套工程有限公司 | Marsh gas generating set load dynamic control system and method |
RU2578503C2 (en) * | 2014-06-09 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Method of fuel gasification for supply of the motor and device for implementation |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0244000A (en) * | 1988-08-02 | 1990-02-14 | Mitsui Miike Kakoki Kk | Safty device of methane fermentation treating equipment |
JPH0711265A (en) * | 1993-06-24 | 1995-01-13 | Meidensha Corp | Method for utilizing energy of agricultural waste treating equipment |
JP2003506199A (en) * | 1999-07-30 | 2003-02-18 | ダイシン設計株式会社 | Two-phase methane fermentation reactor |
JP2006150251A (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Ngk Insulators Ltd | Methane fermentation apparatus using biomass resource |
-
2007
- 2007-11-02 JP JP2007286375A patent/JP2009114886A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0244000A (en) * | 1988-08-02 | 1990-02-14 | Mitsui Miike Kakoki Kk | Safty device of methane fermentation treating equipment |
JPH0711265A (en) * | 1993-06-24 | 1995-01-13 | Meidensha Corp | Method for utilizing energy of agricultural waste treating equipment |
JP2003506199A (en) * | 1999-07-30 | 2003-02-18 | ダイシン設計株式会社 | Two-phase methane fermentation reactor |
JP2006150251A (en) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Ngk Insulators Ltd | Methane fermentation apparatus using biomass resource |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2469065A3 (en) * | 2010-12-22 | 2013-10-30 | Caterpillar INC. | Integrated control system and method |
JP2012182876A (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Yanmar Co Ltd | Bio gas power generation system |
JP2012217896A (en) * | 2011-04-06 | 2012-11-12 | Yanmar Co Ltd | Biogas power generating device |
RU2578503C2 (en) * | 2014-06-09 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Method of fuel gasification for supply of the motor and device for implementation |
KR101464281B1 (en) * | 2014-06-10 | 2014-11-21 | 주식회사 유일이엔지 | Electric power generation system linked to biogas |
CN104806364A (en) * | 2015-03-06 | 2015-07-29 | 广州资源设备成套工程有限公司 | Marsh gas generating set load dynamic control system and method |
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