JP2009298980A - 硫化水素除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 廉価でコンパクトな硫化水素除去装置を提供すること。
【解決手段】 有機性廃棄物を嫌気性発酵させることにより製造されたバイオガスに含まれている硫化水素を脱硫する硫化水素除去装置１０であって、下面に形成されたバイオガスが流入するガス入口１５と、流路断面全体に渡って配置され、脱硫剤２５が充填された脱硫剤かご２４と、上面に形成されたバイオガスが流出するガス出口２２と、脱硫剤かご２４とガス出口２２との間に、流路断面全体に渡って配置されたフィルタ２３と、を有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、畜糞、食品残滓、下水道汚泥、生ごみ等の有機性廃棄物を嫌気性発酵させることにより製造されたバイオガスに含まれている硫化水素を脱硫する硫化水素除去装置に関するものである。

畜糞、食品残滓、下水道汚泥、生ごみ等の有機性廃棄物を嫌気性発酵させることにより、メタンガスを主成分とするバイオガスを発生させ、エネルギーとして利用することが行われている。ここで、発生するバイオガスには、硫化水素が含まれている。後工程において、装置が硫化水素により腐食したり、故障の原因となる問題があるため、硫化水素を脱硫する必要がある。
脱硫するための一方法として、特許文献１には、脱硫剤を充填する脱硫塔にバイオガスを通す脱硫法と、硝化液とバイオガスとを気液接触させることにより、脱硫させる方法とが記載されている。

特開2004-135579号公報

しかし、特許文献１に記載された技術には、次のような問題があった。
すなわち、硝化液を噴霧するための硝化液噴霧管と、バイオガスを噴霧するためのバイオガス噴霧管とを設けなければならず、装置が大型化すると共に、コストがかかる問題があった。
一方、本出願人は、バイオガスを単純に、酸化鉄等の脱硫剤が充填された脱硫剤充填手段を通過させることにより、十分な脱硫が行えることを実験により確認した。

しかしながら、脱硫剤は直径５〜１０ｍｍ程度に焼成または成型されたものであり、時間をかけて洗浄しても、粉が残留する。また、本発明者らは、長い時間脱硫を行うと、脱硫剤が硫化水素と化学反応したときに、脱硫剤が崩れて粉が発生する問題があることを発見した。粉が発生すると、後工程の装置の詰まりや故障の原因となる問題があった。
本発明者らは、その問題を解決するために、後工程の入口配管上にフィルタを配置することを考え、実験したが、バイオガスの搬送圧力が低いため、フィルタが大型化する問題があり、実用的でなかった。

よって、本発明は、かかる課題を解決すべく、廉価でコンパクトな硫化水素除去装置を提供することを目的とする。

本発明に係る硫化水素除去装置は、次の構成を有している。
（１）有機性廃棄物を嫌気性発酵させることにより製造されたバイオガスに含まれている硫化水素を脱硫する硫化水素除去装置であって、下面に形成された前記バイオガスが流入する流入口と、流路断面全体に渡って配置され、脱硫剤が充填された脱硫剤充填手段と、上面に形成されたバイオガスが流出する流出口と、脱硫剤充填手段と流出口との間に、流路断面全体に渡って配置されたフィルタと、を有する。
（２）（１）に記載する硫化水素除去装置において、前記脱硫剤充填手段及び前記フィルタを着脱するための開閉部が側面に形成されていることを特徴とする。

（１）有機性廃棄物を嫌気性発酵させることにより製造されたバイオガスに含まれている硫化水素を脱硫する硫化水素除去装置であって、下面に形成された前記バイオガスが流入する流入口と、流路断面全体に渡って配置され、脱硫剤が充填された脱硫剤充填手段と、上面に形成されたバイオガスが流出する流出口と、脱硫剤充填手段と流出口との間に、流路断面全体に渡って配置されたフィルタと、を有するので、脱硫剤が硫化水素と化学反応して崩れて粉を発生しても、フィルタが粉を吸着するので、後工程に粉が流れることがなく、後工程の装置が詰まりを生じたり故障したりすることがない。
また、フィルタが、脱硫剤充填手段と同様に、流路断面全体に渡って配置されているので、バイオガスの搬送圧力が低くても、十分フィルタを通過させることができる。

（２）（１）に記載する硫化水素除去装置において、前記脱硫剤充填手段及び前記フィルタを着脱するための開閉部が側面に形成されていることを特徴とするので、脱硫剤は、数ヶ月毎に定期交換する必要があるが、脱硫剤を定期交換する時に、フィルタも同時に交換すれば、作業の手間が半分で済むため、装置のメンテナンス性を高め、使い勝手の良い硫化水素除去装置を提供することができる。

本発明に係る硫化水素除去装置の一実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。
図１に、硫化水素除去装置１０の正面図を示し、図２に平面図を示し、図３に図１の右側面図を示す。また、図４に、図１の本体１１の内部構造を示すための部分断面図を示し、図５に図３の本体１１の内部構造を示すための部分断面図を示す。
硫化水素除去装置１０は、立方体形状である本体１１が４本の脚１４により、所定の高さに保持されている。本体１１の下面は、中央が突出しており、その突出部にバイオガスの流入口であるガス入口１５、ドレン抜き口１６が形成されている。本体１１の下面は、中央まで四方から傾斜面を構成している。

本体１１内部の下面近くに、図４及び図５に示すように、多数の孔が形成されたパンチングメタル板２７が固定されている。パンチングメタル板２７の上には、脱硫剤かご２４が置かれている。脱硫剤かご２４の中には、脱硫剤２５が充填されている。本体１１の内面には、図４の横方向において、内壁３１が形成されており、脱硫剤かご２４の大きさは、内壁３１の内周とほぼ同じ大きさとされている。奥行き方向には、内壁はなく、脱硫剤かご２４は、本体１１の内面とほぼ同じ大きさとされている。
従って、脱硫剤かご２４は、本体１１に形成された内壁３１のほぼ断面全体に渡って設置されている。

脱硫剤２５としては、例えば、リサイクル可能な株式会社日本リモナイトの「脱硫剤リモニック」を使用している。形状は、円柱状押出成型品であり、酸化鉄を６０％以上含有している。硫化水素の吸着量は、３４２ｍｇ／ｇである。
これによれば、使用済みの脱硫剤２５を捨てることなく、再び脱硫剤２５の原料として蘇らせることができるので、環境問題に貢献できる。
図１に示すように、本体１１の正面（図１に示した面）には、開閉扉１２が一対の蝶つがい１９により、開閉可能に保持されている。開閉扉１２には、取っ手１８が取り付けられている。開閉扉１２は、本体１１に対して、外周全周に渡ってボルト３０により、固定されている。開閉扉１２と本体１１との間には、シール部材が取り付けられており、ボルト３０で全周を均一に締結することにより、シール性能を確保している。硫化水素は毒性があり、確実にシールする必要がある。

本体１１内面の脱硫剤かご２４の上面より少し上に、Ｌ字形のブラケット２８が横方向に連続して取り付けられている。ブラケット２８の上には、フィルタ２３が載せられている。フィルタ２３は、外周がステンレス枠で構成され、フィルタ部材は、塩化ビニリデン系樹脂繊維で作られている。酸、アルカリ、油に強く、洗浄により再生可能である。フィルタ２３の大きさは、奥行き方向（図３における横方向）で本体１１の内面間距離とほぼ同じ大きさであり、横方向（図１における横方向）においては、ブラケット２８の幅分だけ短く構成されている。
全てのボルト３０を外して、開閉扉１２を開いた状態で、脱硫剤かご２４を開口部から外に取り出すことができる。また、脱硫剤かご２４を外に出した状態で、フィルタ２３をブラケット２８から外して、開口部から外に取り出すことができる。
本体１１は、上蓋２１により密閉されている。上蓋２１には、バイオガスの流出口であるガス出口２２が取り付けられている。また、上蓋２１には、投入口２１が取り付けられている。
本体１１のフィルタ２３の上面の中央付近には、シャワー吐出口２０が設けられている。

次に、上記構成を有する硫化水素除去装置１０の作用を説明する。
通常は、ガス入口１５からバイオガスが流入される。バイオガスの成分は、メタンガスが６０％、二酸化炭素が４０％であり、硫化水素が１０００ｐｐｍ程度含まれている。後工程で問題が生じないようにするためには、硫化水素の濃度を１０ｐｐｍ程度まで低下させる必要がある。
ガス入口１５から流入したバイオガスは上昇して、パンチングメタル板２７の多数の孔を抜けて、脱硫剤かご２４の中の脱硫剤２５内を通過する。このとき、脱硫剤２５の酸化鉄が硫化水素と還元し吸着する。脱硫剤かご２４は、十分な長さを備えて、かつ十分な脱硫剤２５を保持しているので、脱硫剤かご２４内の脱硫剤２５を通過したバイオガスの硫化水素の濃度は、１０ｐｐｍ以下となる。脱硫剤２５を通過したバイオガスは、フィルタ２３を通過して、ガス出口２２から後工程に供給される。
ここで、バイオガスのガス圧力は低いが、フィルタ２３が本体１１の断面全体に渡って設けられているので、低いガス圧で、バイオガスは十分フィルタ２３を通過することができる。

一方、脱硫剤２５は、硫化水素により還元されると、脆くなり崩れる傾向がある。脱硫剤２５が崩れると粉が発生し、粉塵がバイオガスと共に脱硫剤かご２４からガス出口２２に出ようとするが、本実施例では、フィルタ２３により、粉は確実に捕らえられるため、ガス出口２２から粉塵が後工程に流れ出ることはない。本発明者らの実験によれば、後工程に設けられているコンプレッサーを従来は、１、２月毎に清掃しなければ粉塵の詰まりにより機能を発揮できなかったが、本実施例の硫化水素除去装置１０によれば、６月間以上清掃しなくても、コンプレッサーに問題が生じないことを確認している。
また、脱硫剤２５は、硫化水素により還元された状態で、空気に触れると発熱する。そのため、脱硫剤２５を取り出す時には、シャワー吐出口２０から水を吐出することにより、脱硫剤２５の発熱を防止する。
脱硫剤２５は、半年毎に定期交換しているが、このときに同時にフィルタ２３の洗浄を行うと良い。

本実施例では、全てのボルト３０を外した後、開閉扉１２を開くことにより、脱硫剤２４かごを外に取り出せるため、脱硫剤２５の交換が容易である。脱硫剤かご２４を外に出した状態で、フィルタ２３をブラケット２８から取り外すことができるので、フィルタ２３を外に出して洗浄することができる。
また、脱硫剤かご２４、フィルタ２３を入れた状態で、シャワー吐出口２０から、水を吐出することにより、本体１１内面を洗浄することができる。洗浄された水は、パンチングメタル板２７の多数の孔を通過して、ドレン抜き口１６から外に排出できる。

以上詳細に説明したように、本実施例の硫化水素除去装置１０によれば、有機性廃棄物を嫌気性発酵させることにより製造されたバイオガスに含まれている硫化水素を脱硫する硫化水素除去装置１０であって、下面に形成されたバイオガスが流入するガス入口１５と、流路断面全体に渡って配置され、脱硫剤２５が充填された脱硫剤かご２４と、上面に形成されたバイオガスが流出するガス出口２２と、脱硫剤かご２４とガス出口２２との間に、流路断面全体に渡って配置されたフィルタ２３と、を有するので、後工程に粉が流れることがなく、後工程の装置が詰まりを生じたり故障したりすることがない。また、フィルタ２３が、脱硫剤かご２４と同様に、流路断面全体に渡って配置されているので、バイオガスの搬送圧力が低くても、十分フィルタ２３を通過させることができる。

また、本実施例の硫化水素除去装置１０によれば、脱硫剤かご２４及びフィルタ２３を着脱するための開閉扉１２部が側面に形成されているので、脱硫剤２５は、数ヶ月毎に定期交換する必要があるが、脱硫剤２５を定期交換する時に、フィルタ２３も同時に交換すれば、作業の手間が半分で済むため、硫化水素除去装置１０のメンテナンス性を高め、使い勝手の良い硫化水素除去装置１０を提供することができる。

以上、本発明にかかる硫化水素除去装置１０について実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施例では、脱硫剤２５としてリサイクル可能なものを使用したが、リサイクルできないタイプの脱硫剤を使用しても良い。
また、脱硫剤充填手段として、脱硫剤かご２４を使用したが、他の種類の容器を用いても良い。
また、硫化水素除去装置１０は、円柱形状でも良い。なお、本実施形態では、脱硫剤２５を側面から入れるものとしたが、上面から入れるようにしても良い。

本発明の一実施例である硫化水素除去装置１０の正面図である。 硫化水素除去装置１０の平面図である。 図３の右側面図である。 図１の部分断面図である。 図３の部分断面図である。

符号の説明

１０ 硫化水素除去装置
１１ 本体
１２ 開閉扉
１５ ガス入口
２２ ガス出口
２３ フィルタ
２４ 脱硫剤かご
２５ 脱硫剤

Claims (2)

1. 有機性廃棄物を嫌気性発酵させることにより製造されたバイオガスに含まれている硫化水素を脱硫する硫化水素除去装置において、
   下面に形成された前記バイオガスが流入する流入口と、
   流路断面全体に渡って配置され、脱硫剤が充填された脱硫剤充填手段と、
   上面に形成された前記バイオガスが流出する流出口と、
   前記脱硫剤充填手段と前記流出口との間に、流路断面全体に渡って配置されたフィルタと、
   を有することを特徴とする硫化水素除去装置。
2. 請求項１に記載する硫化水素除去装置において、
   前記脱硫剤充填手段及び前記フィルタを着脱するための開閉部が側面に形成されていることを特徴とする硫化水素除去装置。
   

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