JP2013103985A - Gas purification apparatus - Google Patents

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政隆 日高
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas purification apparatus capable of enhancing concentration of flammable gas and capable of reducing a pressure of a liquid to which the pressure above atmospheric pressure is applied, in a process of absorbing for separation an impurity in the liquid from a mixed gas of the flammable gas and the impurity.SOLUTION: A digestion gas purification apparatus 200 produces a gas-mixed liquid W2 obtained by mixing water W1 with a raw material gas G1 after the raw material gas is formed in a microscopic bubble state, pressurizes the gas-mixed liquid W2 to dissolve the raw material gas G1 in the water W1, and removes from the gas-mixed liquid W2 an undissolved gas G2 not dissolved in the gas-mixed liquid W2 among the raw material gas G1. The gas-mixed liquid W2 is pressurized at liquid pressure lower than a dissolving pressure value of the raw material gas G1. In the bubble diameter of a microscopic bubble, a total pressure of a pressure in bubble due to surface tension of the microscopic bubble of the raw material gas G1 and the liquid pressure for pressuring the gas-mixed liquid W2 becomes equal to or larger than the dissolving pressure value.

Description

本発明は、溶解度の異なる複数種のガスの混合物からの溶解度の低いガスの分離装置に係り、例えば下水汚泥を消化処理して得られたメタン混合ガス(消化ガス)から二酸化炭素を分離除去するのに好適なガス精製装置に関する。   The present invention relates to a gas separation apparatus having a low solubility from a mixture of a plurality of gases having different solubilities. For example, carbon dioxide is separated and removed from a methane mixed gas (digested gas) obtained by digesting sewage sludge. The present invention relates to a gas purification apparatus suitable for the above.

下水道分野の未利用エネルギーの回収、再資源化の一環として、非特許文献1に記載のように下水汚泥の燃料化が進められている。下水汚泥の燃料化の方式としては、汚泥の嫌気性消化反応によるメタンガスの回収が実用化されており、その利用法として非特許文献2に記載のように、消化ガス発電、消化ガス燃料電池、都市ガス代替・供給の他、非特許文献3に記載のように自動車燃料としての利用が試行されている。メタンガスを使用可能な自動車は天然ガス自動車であり、燃料は国内では13Aの都市ガス(組成例:メタン89.6%、エタン・プロパン・ブタン10.4%(体積%、以下同))と同等である。   As part of the recovery and recycling of unused energy in the sewerage field, as described in Non-Patent Document 1, sewage sludge is being converted into fuel. As a method for converting sewage sludge into fuel, recovery of methane gas by anaerobic digestion reaction of sludge has been put into practical use. As described in Non-Patent Document 2, as a method for using it, digestion gas power generation, digestion gas fuel cell, In addition to city gas substitution and supply, use as automobile fuel has been attempted as described in Non-Patent Document 3. Vehicles that can use methane gas are natural gas vehicles, and the fuel in Japan is equivalent to 13A city gas (composition example: methane 89.6%, ethane / propane / butane 10.4% (volume%, the same applies below)) It is.

一方、典型的な消化ガスの成分は、メタン60〜65%、二酸化炭素33〜35%、水素0〜2%、窒素0〜3%、硫化水素0.02〜0.08%であり、二酸化炭素をはじめ不純物が多いため、自動車燃料用ガスの約1/2の発熱量である。このため、消化ガスを精製して二酸化炭素を分離除去し、メタンの濃度を上げる必要がある。ここで、不純物の主要成分は、非特許文献4に記載のように二酸化炭素、窒素、酸素、硫化水素である。   On the other hand, typical digestion gas components are 60-65% methane, 33-35% carbon dioxide, 0-2% hydrogen, 0-3% nitrogen, 0.02-0.08% hydrogen sulfide, Since there are many impurities including carbon, the calorific value is about half that of automobile fuel gas. For this reason, it is necessary to refine | purify digestion gas, to separate and remove carbon dioxide, and to raise the density | concentration of methane. Here, the main components of impurities are carbon dioxide, nitrogen, oxygen, and hydrogen sulfide as described in Non-Patent Document 4.

下水汚泥からのメタンガス精製法の例として、非特許文献2に記載の「湿式吸収法」と特許文献1に記載の「高圧水吸収法」がある。「湿式吸収法」は大気圧に近い低圧の吸収塔内で消化ガスを水と接触させ、二酸化炭素を水に吸収させる方式であり、気液比(L/G)2.0以下の条件でメタンを体積割合で約90%まで濃縮出来る。また、二酸化炭素以外の不純物は、第2の吸収塔でNaOHと接触させて分離、除去する。「高圧水吸収法」で精製したメタンガスは、メタン98%、窒素1.0%、二酸化炭素0.6%、酸素0.2%の組成であり、12Aの都市ガス(組成例:メタン98.4%、窒素0.3%、二酸化炭素1.3%)に相当する。   Examples of a method for purifying methane gas from sewage sludge include a “wet absorption method” described in Non-Patent Document 2 and a “high-pressure water absorption method” described in Patent Document 1. The “wet absorption method” is a method in which digestion gas is brought into contact with water in a low-pressure absorption tower close to atmospheric pressure, and carbon dioxide is absorbed into water, and the gas-liquid ratio (L / G) is 2.0 or less. Methane can be concentrated to about 90% by volume. Impurities other than carbon dioxide are separated and removed by contacting with NaOH in the second absorption tower. Methane gas purified by the “high pressure water absorption method” has a composition of 98% methane, 1.0% nitrogen, 0.6% carbon dioxide, 0.2% oxygen, and 12A city gas (composition example: methane 98. 4%, nitrogen 0.3%, carbon dioxide 1.3%).

「高圧水吸収法」は、メタンの水への溶解度が二酸化炭素等の不純物に対してはるかに小さく、且つ低圧から高圧まで溶解度の変化が少ないこと、及び二酸化炭素等の不純物の溶解度が圧力とともに増加する特性を利用している(非特許文献3参照)。消化ガスと水を圧力を高めた吸収塔内で接触させることによって、二酸化炭素の吸収能力を向上させ、圧力0.9MPaの条件で体積割合約98%までメタンを濃縮出来る。また、高圧条件を利用して同じ吸収塔内で二酸化炭素以外の不純物も分離、除去可能である。   The “high-pressure water absorption method” is a method in which the solubility of methane in water is much smaller than that of carbon dioxide and other impurities, and the change in solubility from low pressure to high pressure is small. The increasing characteristic is used (see Non-Patent Document 3). By bringing digestion gas and water into contact with each other in an absorption tower with increased pressure, the absorption capacity of carbon dioxide can be improved, and methane can be concentrated to a volume ratio of about 98% under the condition of a pressure of 0.9 MPa. Further, impurities other than carbon dioxide can be separated and removed in the same absorption tower using high-pressure conditions.

本方式の気液接触のフローでは、吸収塔上部からポンプで給水し、下部から加圧した消化ガスを供給する。気液接触後に二酸化炭素等の不純物が溶解した水は減圧タンクに送られ、圧力が減じられて溶解した二酸化炭素やメタンの一部が減圧発泡し、水から分離される。さらに、放散塔において二酸化炭素等の不純物が溶解した水が空気泡と接触し、二酸化炭素等の不純物が空気泡中に移行することによって脱気される。補給水によって二酸化炭素等の不純物の濃度をさらに下げた水は、再び吸収塔に送られ循環する。減圧タンクで分離した二酸化炭素やメタンの一部は、消化ガスの原ガスに混合され、再利用される。   In the gas-liquid contact flow of this system, water is supplied from a pump from the upper part of the absorption tower and pressurized digestion gas is supplied from the lower part. The water in which impurities such as carbon dioxide are dissolved after the gas-liquid contact is sent to a decompression tank, and a part of the dissolved carbon dioxide and methane is decompressed and foamed and separated from the water by reducing the pressure. Further, water in which impurities such as carbon dioxide are dissolved in the diffusion tower comes into contact with the air bubbles, and the impurities such as carbon dioxide are deaerated by moving into the air bubbles. Water in which the concentration of impurities such as carbon dioxide is further reduced by makeup water is sent again to the absorption tower and circulated. Part of the carbon dioxide and methane separated in the vacuum tank is mixed with the raw gas of the digestion gas and reused.

気液の接触における溶解効率を向上する方法として、特許文献2、及び特許文献3に記載の「微細気泡生成装置」がある。特許文献2の「微細気泡生成装置」は、ガスを混合した水を二相流ポンプで加圧溶解し、ノズルで減圧発泡する方式で、直径50μm前後のマイクロバブルを生成する装置である。特許文献3の「微細気泡生成装置」は、単相流の圧力の掛かった水にエゼクタでガスを加圧溶解し、ノズルで減圧発泡する方式で、特許文献2と同様にマイクロバブルを生成する装置である。   As a method for improving the dissolution efficiency in gas-liquid contact, there are “fine bubble generating devices” described in Patent Document 2 and Patent Document 3. The “fine bubble generation device” of Patent Document 2 is a device that generates microbubbles having a diameter of about 50 μm by a method in which water mixed with gas is pressurized and dissolved with a two-phase flow pump and decompressed with a nozzle. The “fine bubble generating device” of Patent Document 3 is a system in which a gas is pressurized and dissolved in water with a single-phase flow pressure by an ejector, and reduced-pressure foaming is performed by a nozzle, and microbubbles are generated as in Patent Document 2. Device.

生成された原料ガスのマイクロバブルは、接触槽内で水中に溶解するが、その際にマイクロバブルは比表面積が大きく、上昇速度が遅いため、高い溶解性を生じる。非特許文献5に記載のように、マイクロバブルはミリ径の気泡より数オーダーの短時間で急速に溶解し直径が加速度的に減少することや、液の圧力に対する飽和濃度を超える(過飽和)濃度までガスを溶解出来ることが知られている。   The generated microbubbles of the raw material gas are dissolved in water in the contact tank. At that time, the microbubbles have a large specific surface area and a high ascending speed, so that high solubility is generated. As described in Non-Patent Document 5, microbubbles dissolve rapidly in a few orders of a short time from millimeter-sized bubbles and the diameter decreases at an accelerated rate, and the concentration exceeds the saturation concentration (supersaturation) with respect to the liquid pressure. It is known that gas can be dissolved.

特許第4088632号公報Japanese Patent No. 4088632 特許第4547445号公報Japanese Patent No. 4547445 特許第4649529号公報Japanese Patent No. 4649529

下水汚泥エネルギー利用調査委員会、「下水汚泥エネルギー利用調査の概要(その2)〜下水汚泥をエネルギー資源に〜」、再生と利用、VOL.32、No.121、72−80頁、2008年Sewage Sludge Energy Utilization Investigation Committee, “Summary of Sewage Sludge Energy Utilization Survey (Part 2)-Using Sewage Sludge as an Energy Resource”, Regeneration and Utilization, VOL. 32, no. 121, 72-80, 2008 下水汚泥エネルギー利用調査委員会、「下水汚泥エネルギー利用調査の概要(その3)〜下水汚泥をエネルギー資源に〜」、再生と利用、VOL.33、No.122、95−102頁、2009年Sewage Sludge Energy Utilization Investigation Committee, “Summary of Sewage Sludge Energy Utilization Survey (Part 3)-Using Sewage Sludge as an Energy Resource”, Regeneration and Utilization, VOL. 33, no. 122, 95-102, 2009 豊久志朗、他、高圧水吸収法による消化ガスの精製と天然ガス自動車燃料としての活用、衛生工学シンポジウム論文集、VOL.13、123−126頁、2005年Shiro Toyohisa, et al., Purification of digestion gas by high-pressure water absorption method and utilization as natural gas automobile fuel, Sanitary Engineering Symposium Proceedings, VOL. 13, pp. 123-126, 2005 山本高弘、他、湿式吸収法による消化ガスの精製システム、第43回下水道研究発表会講演集、407−409頁、2006年Takahiro Yamamoto, et al., Digestion Gas Purification System by Wet Absorption Method, 43rd Sewerage Research Presentation, 407-409, 2006 高橋正好、マイクロバブルの基礎と固体表面の洗浄、第7回微細気泡の応用技術講演会資料、化学工学会反応工学部会反応場の工学分科会、2010年11月Masayoshi Takahashi, Basics of Microbubbles and Cleaning of Solid Surfaces, 7th Microbubble Application Technology Lecture Materials, Chemical Engineering Society Reaction Engineering Division Reaction Field Engineering Subcommittee, November 2010

下水汚泥の消化ガスから精製したガスは12Aの都市ガス相当であるが、発熱量が13Aの都市ガスと比較して低いため、自動車の燃料に用いる場合はその低下分を供給量の増加によって補う必要がある。このため、従来の天然ガス自動車と同じ性能を得るために、燃料の搭載量増加や、エンジンの排気量増加が必要とされる。発熱量が低い原因は、自動車燃料に使われ高発熱量のガスを混合した13Aの都市ガスと比較して、高発熱量ガスの添加の差異があるだけでなく、ガス中の二酸化炭素、窒素等の不純物が残留し、精製ガスのメタン濃縮度が低いことも影響している。二酸化炭素等のメタン以外の不純物は燃焼に寄与しないため、燃料として使用するためには不純物を除去し、メタンの濃度を上げなければならない。この点で、「湿式吸収法」はメタンの体積割合が約90%で、その他が不純物ガスであるため自動車燃料に適用に対しては発熱量が不足して実用性が低い。   The gas refined from the digestion gas of sewage sludge is equivalent to 12A city gas, but its calorific value is lower than that of 13A city gas. There is a need. For this reason, in order to obtain the same performance as that of a conventional natural gas vehicle, it is necessary to increase the amount of fuel mounted and the amount of engine displacement. The reason for the low calorific value is not only the difference in addition of high calorific value gas compared to 13A city gas mixed with high calorific value gas used for automobile fuel, but also carbon dioxide, nitrogen in the gas The remaining impurities such as methane and the low concentration of methane in the refined gas also have an effect. Since impurities other than methane, such as carbon dioxide, do not contribute to combustion, in order to use as fuel, impurities must be removed and the concentration of methane increased. In this regard, the “wet absorption method” has a volume ratio of methane of about 90% and the other is an impurity gas, so that it has a low calorific value for application to automobile fuel and is not practical.

また、12Aの都市ガス相当の生成ガスを得るために、「高圧水吸収法」では吸収塔に供給する水の圧力を大気圧から0.9MPa以上に高める必要があり、ポンプの消費電力が高い課題がある。また、高圧が掛かるため法令で吸収塔とポンプの循環ループを圧力容器としなければならず、設備コストが増加する。このように、「高圧水吸収法」は省エネルギーと経済性の観点で課題がある。   In addition, in order to obtain a product gas equivalent to 12A city gas, in the “high pressure water absorption method”, it is necessary to increase the pressure of water supplied to the absorption tower from atmospheric pressure to 0.9 MPa or more, and the power consumption of the pump is high. There are challenges. In addition, since high pressure is applied, the absorption tower and the circulation loop of the pump must be used as pressure vessels by law, increasing the equipment cost. Thus, the “high pressure water absorption method” has problems in terms of energy saving and economic efficiency.

特許文献2、3の「微細気泡生成装置」は、ガスの溶解を目的としており、可燃性ガスと二酸化炭素等の不純物ガスとの混合と不純物ガスの分離、及び可燃性ガスの濃度を高める手法については考慮されていない。   Patent Documents 2 and 3 “Microbubble generators” are intended to dissolve gases, and are a method of mixing a combustible gas and an impurity gas such as carbon dioxide, separating the impurity gas, and increasing the concentration of the combustible gas. Is not considered.

本発明は、可燃性ガスと不純物の混合ガスから、大気圧を越える圧力に加圧した液中に不純物を吸収分離するプロセスにおいて、可燃性ガスの濃度を高め、且つ該液の加圧圧力を低減可能な消化ガス精製装置を提供することを目的とする。   In the process of absorbing and separating impurities from a mixed gas of combustible gas and impurities into a liquid pressurized to a pressure exceeding atmospheric pressure, the present invention increases the concentration of the combustible gas and reduces the pressurized pressure of the liquid. It is an object of the present invention to provide a digestion gas purification device that can be reduced.

上記課題を解決する本発明のガス精製装置は、可燃性ガスと不純物ガスとを含む原料ガスから前記可燃性ガスを分離して精製するガス精製装置であって、前記可燃性ガスよりも前記不純物ガスの溶解度が高い液体に前記原料ガスを微細気泡化して混合したガス混合液を生成するガス混合液生成手段と、該ガス混合液生成手段で生成されたガス混合液を加圧して前記原料ガスを溶解させ、該原料ガスのうち、前記ガス混合液に未溶解の未溶解ガスを前記ガス混合液から脱離させる溶解脱離手段とを有し、前記溶解脱離手段は、前記原料ガスの予め設定された溶解度が得られる溶解圧力値よりも小さい液圧力で前記ガス混合液を加圧し、前記ガス混合液生成手段は、前記原料ガスの微細気泡の表面張力による気泡内圧力と前記溶解脱離手段により加圧される液圧力との合計圧力が前記溶解圧力値以上になる気泡径を有する微細気泡を生成することを特徴としている。   The gas purification apparatus of the present invention that solves the above problems is a gas purification apparatus that separates and purifies the combustible gas from a raw material gas containing a combustible gas and an impurity gas, and the impurity is more effective than the combustible gas. A gas mixture generation means for generating a gas mixture obtained by mixing the raw material gas into a liquid having high gas solubility, and pressurizing the gas mixture generated by the gas mixture generation means to pressurize the source gas And dissolving and desorbing means for desorbing undissolved undissolved gas in the gas mixture from the gas mixture. The gas mixture is pressurized at a liquid pressure lower than a dissolution pressure value at which a preset solubility is obtained, and the gas mixture generation means generates the internal pressure of the bubbles due to the surface tension of the fine bubbles of the source gas and the dissolution release. By separation means It is characterized in that the total pressure of the pressurized be liquid pressure to produce a fine bubble having a bubble diameter of greater than or equal to the dissolution pressure value.

本願発明のガス精製装置によれば、原料ガスを微細気泡化して、その表面張力による気泡内圧力の増加を利用することによって、ガス混合液に加圧する液圧力をより小さくすることができる。したがって、圧力容器やポンプ等をより低圧用の簡易な構成のものにすることができ、設備コストを低減できる。そして、ポンプの消費電力を低減することができ、運転コストを低減できる。したがって、省エネルギー化を図ることができ、ガス精製装置の経済性を向上させることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   According to the gas purification apparatus of the present invention, the liquid pressure applied to the gas mixture can be further reduced by making the raw material gas into fine bubbles and utilizing the increase in the bubble internal pressure due to the surface tension. Therefore, a pressure vessel, a pump, etc. can be made into the simple structure for low pressure, and installation cost can be reduced. And the power consumption of a pump can be reduced and an operating cost can be reduced. Therefore, energy saving can be achieved and the economic efficiency of the gas purification apparatus can be improved. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.

第1の実施形態に係る消化ガス精製装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the digestion gas purification apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態の変形例に係る消化ガス精製装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the digestion gas purification apparatus which concerns on the modification of 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る消化ガス精製装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the digestion gas purification apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態の変形例に係る消化ガス精製装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the digestion gas refinement | purification apparatus which concerns on the modification of 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る消化ガス精製装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the digestion gas purification apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る消化ガス精製装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the digestion gas purification apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施形態に係る消化ガス精製装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the digestion gas purification apparatus which concerns on 5th Embodiment.

<第1の実施形態>
本実施の形態におけるガス精製装置は、下水処理場で発生した汚泥を処理する際に発生する消化ガス(原料ガス)から、メタンガス(可燃性ガス)を高濃度化して高熱量の燃料ガスを精製する消化ガス精製装置を対象としている。以下、本発明の第1の実施形態について、図1、図2を参照して詳細に説明する。
<First Embodiment>
The gas purification apparatus in the present embodiment purifies high-calorie fuel gas by increasing the concentration of methane gas (combustible gas) from digestion gas (raw gas) generated when treating sludge generated at a sewage treatment plant. It is intended for digestive gas purification equipment. Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.

消化ガス精製装置200は、消化ガス回収設備1から導入したメタンガスと二酸化炭素等の不純物ガスの混合した原料ガスを微細気泡化して循環水(液体)に溶解させ、溶解度の圧力依存性が大きく、且つ高圧条件で溶解度の高い二酸化炭素等の不純物ガスを循環水に加圧溶解して分離し、溶解度が低くその圧力依存性が小さいメタンガス(可燃性ガス)を気液分離して高濃度に精製する処理を行う。   The digestion gas refining device 200 makes the raw material gas mixed with the impurity gas such as methane gas and carbon dioxide introduced from the digestion gas recovery facility 1 into fine bubbles and dissolves them in the circulating water (liquid), and the pressure dependency of the solubility is large. In addition, carbon dioxide and other impurity gases with high solubility under high pressure conditions are separated by pressurizing and dissolving in circulating water, and methane gas (combustible gas) with low solubility and low pressure dependence is gas-liquid separated and purified to a high concentration. Perform the process.

消化ガス精製装置200は、ガス混合液生成手段と、溶解脱離手段と、揮散手段と、循環手段を有する。ガス混合液生成手段は、可燃性ガスよりも不純物ガスの溶解度が高い液体に原料ガスを微細気泡化して混合したガス混合液を生成する処理を行う。溶解脱離手段は、ガス混合液生成手段で生成されたガス混合液を加圧して原料ガスを溶解させ、原料ガスのうち、ガス混合液に未溶解の未溶解ガスを前記ガス混合液から脱離させる処理を行う。   The digestion gas purification apparatus 200 includes a gas mixture generation unit, a dissolution / desorption unit, a volatilization unit, and a circulation unit. The gas mixture generation means performs a process of generating a gas mixture in which the raw material gas is made into fine bubbles and mixed with a liquid having a higher solubility of the impurity gas than the combustible gas. The dissolution / desorption means pressurizes the gas mixture generated by the gas mixture generation means to dissolve the raw material gas, and removes the undissolved gas undissolved in the gas mixture from the gas mixture. Process to release.

そして、溶解脱離手段は、原料ガスの予め設定された溶解度が得られる溶解圧力値よりも小さい液圧力で前記ガス混合液を加圧し、ガス混合液生成手段は、原料ガスの微細気泡の表面張力による気泡内圧力と前記溶解脱離手段により加圧される液圧力との合計圧力が前記溶解圧力値以上になる気泡径を有する微細気泡を生成する構成を有する。この気泡径は、後述するように微細気泡が溶解タンク内に留まる間に、溶解にともなって減少する気泡径に相当して気泡径が大きくても良い。   The dissolution / desorption means pressurizes the gas mixture at a liquid pressure smaller than a dissolution pressure value at which a preset solubility of the source gas is obtained, and the gas mixture generation means is a surface of fine bubbles of the source gas. It has the structure which produces | generates the fine bubble which has a bubble diameter from which the total pressure of the bubble internal pressure by tension | tensile_strength and the liquid pressure pressurized by the said melt | dissolution desorption means becomes more than the said melt | dissolution pressure value. As will be described later, the bubble diameter may be larger corresponding to the bubble diameter that decreases with dissolution while the fine bubbles stay in the dissolution tank.

消化ガス精製装置200は、二酸化炭素等の不純物ガスの除去と水の循環利用のために、循環水を減圧発泡させるとともに、不純物ガスを空気でパージし、そのパージした空気とともに不純物ガスを排気する構成を有している。精製したメタンガスについて、乾燥、昇圧等のユーティリティ向けの精製工程は、ここでは省略する。   Digestion gas purifying apparatus 200 foams the circulating water under reduced pressure, purges the impurity gas with air, and exhausts the impurity gas together with the purged air in order to remove impurity gas such as carbon dioxide and circulate water. It has a configuration. For the purified methane gas, the purification process for utilities such as drying and pressurization is omitted here.

消化ガス精製装置200は、主要機器として循環水を加圧するポンプ2と、循環水中に原料ガスG1を溶解するための溶解タンク4(溶解脱離手段)と、原料ガスG1が溶解した循環水を減圧して気化分離するための揮散タンク5と、メタンと不純物の混合した原料ガスG1を供給する圧縮機3と、循環水に原料ガスG1を微細化して混合するエゼクタ6で構成される。   The digestion gas purification apparatus 200 includes a pump 2 that pressurizes circulating water as main equipment, a dissolution tank 4 (dissolution / desorption means) for dissolving the raw material gas G1 in the circulating water, and circulating water in which the raw material gas G1 is dissolved. It comprises a volatilization tank 5 for reducing the pressure and vaporizing and separating, a compressor 3 for supplying a raw material gas G1 mixed with methane and impurities, and an ejector 6 for refining and mixing the raw material gas G1 with circulating water.

ポンプ2の吐出側はエゼクタ6の液入口に接続され、圧縮機3の吐出側がエゼクタ6のガス入口に接続され、エゼクタ6の気液出口が溶解タンク4に接続される。溶解タンク4の液面下と揮散タンク5が流動抵抗体44で接続され、流動抵抗体44での圧力損失によって、溶解タンク4の圧力が保持されるとともに、揮散タンク5が減圧される。   The discharge side of the pump 2 is connected to the liquid inlet of the ejector 6, the discharge side of the compressor 3 is connected to the gas inlet of the ejector 6, and the gas / liquid outlet of the ejector 6 is connected to the dissolution tank 4. Below the liquid level of the dissolution tank 4 and the volatilization tank 5 are connected by a flow resistor 44. Due to the pressure loss at the flow resistor 44, the pressure of the dissolution tank 4 is maintained and the volatilization tank 5 is depressurized.

揮散タンク5の液面下とポンプ2の吸込側が揮散水流量調整弁48を介して接続され、溶解タンク4の液面より上方がエアベント61を通して精製ガス流路33に繋がり、精製ガス流路33には精製ガス流量調整弁43が設けられる。揮散タンク5の液面より上方に不純物ガスG4を取り出すエアベント62が設けられ、さらに、揮散タンク5とポンプ2の吸込側を連通する揮散水流路23上に、補給水流量調整弁46を介して補給水流路25が接続される。揮散タンク5の液面下には、排水流量調整弁47を介して排水流路24が接続されるとともに、パージガス流量調整弁45を介してブロワ7が接続される。   The liquid level of the volatilization tank 5 and the suction side of the pump 2 are connected via a volatilized water flow rate adjustment valve 48, and the liquid level of the dissolution tank 4 is connected to the purified gas channel 33 through the air vent 61. Is provided with a purified gas flow rate adjusting valve 43. An air vent 62 for taking out the impurity gas G4 is provided above the liquid level of the volatilization tank 5, and further, on the volatilization water flow path 23 that connects the volatilization tank 5 and the suction side of the pump 2 via a makeup water flow rate adjustment valve 46. A makeup water flow path 25 is connected. Below the liquid level of the volatilization tank 5, the drainage flow path 24 is connected via a drainage flow rate adjustment valve 47, and the blower 7 is connected via a purge gas flow rate adjustment valve 45.

ポンプ2で加圧された循環水W1は、循環水流路21を流れ、エゼクタ6の液入口に流入する。また、消化ガス回収設備1で回収された消化ガスの原料ガスG1が、原料ガス流路31を通過して圧縮機3で圧縮され、原料ガス流路32、原料ガス流量調整弁42を介して、エゼクタ6のガス入口に供給され、エゼクタ6のガス入口から循環水W1の動圧で吸引される。循環水W1による原料ガスG1の吸引は、エゼクタ6の狭隘部での流速増加で得られ、その結果生じる圧力損失によって、原料ガスG1の混合ポイントでの圧力は循環水W1の元の圧力から低下する。このポンプ2と、圧縮機3と、エゼクタ6により、ガス混合液生成手段が構成される。   The circulating water W1 pressurized by the pump 2 flows through the circulating water passage 21 and flows into the liquid inlet of the ejector 6. In addition, the digestion gas source gas G1 recovered by the digestion gas recovery facility 1 passes through the source gas channel 31 and is compressed by the compressor 3, via the source gas channel 32 and the source gas flow rate adjustment valve 42. The gas is supplied to the gas inlet of the ejector 6 and is sucked from the gas inlet of the ejector 6 by the dynamic pressure of the circulating water W1. The suction of the raw material gas G1 by the circulating water W1 is obtained by increasing the flow velocity in the narrow part of the ejector 6, and the pressure loss resulting from the pressure loss at the mixing point of the raw material gas G1 is reduced from the original pressure of the circulating water W1. To do. The pump 2, the compressor 3, and the ejector 6 constitute gas mixture generation means.

典型的な運転条件として、ポンプ2によって循環水W1に掛けられる圧力が0.7MPaに対して、循環水W1に原料ガスG1を混合するポイント、及びエゼクタ6の出口での圧力は0.5MPaとなる。原料ガスG1は、エゼクタ6で微細気泡化されて循環水W1と混合され、原料ガス混合水(ガス混合液)W2として溶解タンク4に流入する。   As typical operating conditions, the pressure applied to the circulating water W1 by the pump 2 is 0.7 MPa, the point at which the raw material gas G1 is mixed with the circulating water W1, and the pressure at the outlet of the ejector 6 is 0.5 MPa. Become. The raw material gas G1 is made into fine bubbles by the ejector 6, mixed with the circulating water W1, and flows into the dissolution tank 4 as raw material gas mixed water (gas mixed solution) W2.

溶解タンク4内は、エゼクタ6の気液出口の圧力とほぼ同じ圧力であるため、原料ガスG1中の不純物成分(不純物ガス成分)の溶解度が高くなり、微細化された気泡の不純物成分は、原料ガス混合水W2に容易に溶解し、気泡径が減少する。微細気泡は、気泡径の減少にともなって、後述する式(1)に示した表面張力の効果で気泡内部が加圧され、さらに不純物成分の溶解度が高まる。   Since the inside of the dissolution tank 4 is substantially the same pressure as the gas-liquid outlet of the ejector 6, the solubility of the impurity component (impurity gas component) in the raw material gas G1 is increased, and the impurity component of the refined bubbles is It dissolves easily in the raw material gas mixed water W2, and the bubble diameter is reduced. As the bubble diameter decreases, the inside of the bubble is pressurized by the effect of the surface tension shown in Formula (1) described later, and the solubility of the impurity component is further increased.

このとき、非特許文献3に示されたように、メタンガスは水に対する溶解度が低く、圧力依存性も小さいため、溶解量は少ない。このため、未溶解のメタンガスは、溶解タンク4の原料ガス混合水W2中を上昇し、水面から離脱してエアベント61から精製ガス流路33を通り、消化ガス精製装置200から精製ガスG2として取り出される。   At this time, as shown in Non-Patent Document 3, methane gas has a low solubility in water and a small pressure dependency, so that the dissolved amount is small. For this reason, undissolved methane gas rises in the raw material gas mixed water W2 of the dissolution tank 4, leaves the water surface, passes through the purified gas flow path 33 from the air vent 61, and is taken out as the purified gas G2 from the digestion gas purification apparatus 200. It is.

一方、不純物ガス溶解水(ガス溶解液)W3は、溶解水流路22を通り、流動抵抗体44で減圧され、揮散タンク5に流入する。このとき、不純物ガスG4は、溶解度の圧力依存性が大きいため減圧発泡し、揮散タンク5の水中を上昇して水面から離脱して、エアベント62を通り消化ガス精製装置200外に排出される(揮散手段)。   On the other hand, the impurity gas-dissolved water (gas-dissolved solution) W <b> 3 passes through the dissolved water channel 22, is decompressed by the flow resistor 44, and flows into the volatilization tank 5. At this time, the impurity gas G4 is foamed under reduced pressure because the pressure dependence of the solubility is large, rises in the water of the volatilization tank 5, leaves the water surface, passes through the air vent 62, and is discharged out of the digestion gas purifier 200 ( Volatilization means).

揮散タンク5では、下部からブロワ7で送気したパージ用空気G3が底部から供給される(エアパージ手段)。減圧発泡しなかった不純物ガスの溶解成分は、パージ用空気G3の気泡に接触し、気液の接触面から気相側に移行することによって、不純物揮散水(ガス揮散液)W4から分離され、減圧発泡成分と同様にエアベント62を通り、消化ガス精製装置200外に排出される。したがって、循環水への原料ガスG1からの不純物ガスの溶解量を増加させることができ、精製ガスの可燃性ガス濃度を増加させることができる。また、減圧発泡、及びパージ用空気に同伴しなかった不純物溶解成分の一部は、排水流路24から排水W6とともに消化ガス精製装置200外に排出される(排出手段)。   In the volatilization tank 5, the purge air G3 fed from the lower part by the blower 7 is supplied from the bottom (air purge means). The dissolved component of the impurity gas that has not been foamed under reduced pressure is separated from the impurity volatilization water (gas volatilization liquid) W4 by contacting the bubbles of the purge air G3 and moving from the gas-liquid contact surface to the gas phase side, Like the reduced pressure foaming component, it passes through the air vent 62 and is discharged out of the digestion gas purification apparatus 200. Therefore, the amount of impurity gas dissolved from the source gas G1 in the circulating water can be increased, and the combustible gas concentration of the purified gas can be increased. Further, a part of the impurity-dissolved component that was not accompanied by the air for purging and purging under reduced pressure is discharged out of the digestion gas purifier 200 together with the drainage W6 from the drainage channel 24 (discharge unit).

以上の不純物ガス成分の分離除去後に、不純物揮散水W4は揮散タンク5を出た後、揮散水流路23を通ってポンプ2の吸込側に供給される(循環手段)。揮散タンク5からポンプ2に供給される過程で、不純物揮散水W4(排出手段により一部が排出された後の残りのガス揮散液)に、不純物ガスを含まない補給水(原料ガスの未混合の液体)W5が混合される(追加補給手段)。したがって、さらに不純物濃度が低下して、繰り返し循環水W1としてポンプ2によって送水される。   After separating and removing the impurity gas components, the impurity volatilized water W4 exits the volatilization tank 5 and is then supplied to the suction side of the pump 2 through the volatilized water passage 23 (circulation means). In the process of being supplied from the volatilization tank 5 to the pump 2, the impurity volatilization water W4 (the remaining gas volatilization liquid after a part is discharged by the discharge means) is supplied to the makeup water that does not contain the impurity gas (unmixed raw material gas) Liquid) W5 is mixed (additional replenishment means). Accordingly, the impurity concentration is further reduced, and water is repeatedly sent by the pump 2 as the circulating water W1.

例えば、自動車燃料に使われる高発熱量のガスを実用的に精製するためには、「高圧水吸収法」でガス混合液の圧力を大気圧から0.9MPa以上に高める必要がある。本実施形態における消化ガス精製装置200によれば、循環水W1に混合する原料ガスG1を微細気泡化することによって、下記の式(1)に示すように、液の圧力(P0)に加えて表面張力(σ)による加圧(4σ/D)が得られるので、気泡内の圧力(P)が高まる。例えば、気泡の溶解にしたがって気泡径が減少し、直径1μmまで縮小した気泡の表面張力による圧力の増分は0.3MPaに、直径0.7μmまで縮小した気泡の圧力の増分は0.4MPaに達する。   For example, in order to practically purify a high calorific value gas used for automobile fuel, it is necessary to increase the pressure of the gas mixture from atmospheric pressure to 0.9 MPa or more by the “high pressure water absorption method”. According to the digestion gas purification apparatus 200 in the present embodiment, the raw material gas G1 mixed with the circulating water W1 is made into fine bubbles, thereby adding to the liquid pressure (P0) as shown in the following formula (1). Since pressure (4σ / D) by surface tension (σ) is obtained, the pressure (P) in the bubbles is increased. For example, the bubble diameter decreases as the bubble dissolves, and the pressure increase due to the surface tension of the bubble reduced to a diameter of 1 μm reaches 0.3 MPa, and the pressure increase of the bubble reduced to a diameter of 0.7 μm reaches 0.4 MPa. .

気泡径が100μm未満で多くは気泡径50μm前後のいわゆるマイクロバブルでは、非特許文献5に記載のように、大きな比表面積、低い上昇速度、表面張力による内圧上昇でヘンリーの法則に沿ってガスの溶解度が高まること、及び過飽和濃度までガスを溶解出来ることが知られている。これによって、特許文献1に示した従来技術と比較して、より低い液の圧力条件で等価に不純物ガスを溶解することができ、溶解性の低い可燃性ガスの濃度を高めるとともにポンプの消費電力を低減出来る効果がある。   In so-called microbubbles having a bubble diameter of less than 100 μm and mostly around 50 μm, as described in Non-Patent Document 5, the gas flow is in line with Henry's law due to a large specific surface area, a low rising speed, and an increase in internal pressure due to surface tension. It is known that the solubility is increased and that the gas can be dissolved to a supersaturated concentration. As a result, the impurity gas can be dissolved equivalently under a lower liquid pressure condition as compared with the conventional technique shown in Patent Document 1, and the concentration of the low-combustible combustible gas is increased and the power consumption of the pump is increased. Is effective.

溶解タンク4の圧力を0.5MPa以下とした場合に、気泡の直径が0.7μm以下になるまで溶解することによって、合計したガス圧力(気泡内圧力+液圧力)は、表面張力の圧力増分0.4MPaを加えて、0.9MPa以上に達する。また、溶解時の液の圧力を従来技術より低減できれば、ポンプ2から溶解タンク4、及び流動抵抗体44までの循環ループの圧力を低減出来るので、配管の耐圧を下げることができ、設備コストの削減効果も得られる。本実施の形態では、溶解タンク4の圧力は、0.55MPa未満が好ましい。   When the pressure of the dissolution tank 4 is 0.5 MPa or less, the total gas pressure (bubble internal pressure + liquid pressure) is increased by increasing the surface tension by dissolving until the bubble diameter becomes 0.7 μm or less. 0.4 MPa is added and reaches 0.9 MPa or more. Further, if the pressure of the liquid at the time of dissolution can be reduced as compared with the prior art, the pressure of the circulation loop from the pump 2 to the dissolution tank 4 and the flow resistor 44 can be reduced. Reduction effect is also obtained. In the present embodiment, the pressure in the dissolution tank 4 is preferably less than 0.55 MPa.

大気圧中のエゼクタ6による気泡生成では、平均的な気泡の直径はマイクロバブルの直径より数倍大きいが、エゼクタ6が生成した気泡を加圧場(溶解タンク4内)で溶解する場合には、前記ヘンリーの法則で溶解度が高まる。したがって、気泡径が減少してマイクロバブルの寸法の領域に短時間で移行する。
[数1]
P=P0+4σ/D ・・・・(1)
In the bubble generation by the ejector 6 in the atmospheric pressure, the average bubble diameter is several times larger than the diameter of the microbubble, but when the bubbles generated by the ejector 6 are melted in a pressurized field (in the dissolution tank 4). The solubility is increased by Henry's law. Therefore, the bubble diameter is reduced and the region moves to the microbubble size region in a short time.
[Equation 1]
P = P0 + 4σ / D (1)

さらに、揮散タンク5とポンプ2の吸込側との間を連通する液流路に補給水ライン25を接続することによって、揮散タンク5で不純物ガスを脱気した液に、不純物ガスが含まれない補給水W5を加えることになり、原料ガスG1を注入する液の初期の不純物ガスの濃度が低下し、原料ガスG1からの不純物ガスの溶解量が増加する。同様に、揮散タンク5から不純物ガスが高濃度に溶解した排水W6を排出することによって、揮散タンク5から出る不純物ガスが溶解した液の量が減少し、相対的に揮散タンク5からポンプ2に供給される液中の不純物ガス量が減少し、原料ガスG1からの不純物ガスの溶解量が増加する。   Furthermore, by connecting the replenishment water line 25 to the liquid flow path that communicates between the volatilization tank 5 and the suction side of the pump 2, the liquid from which the impurity gas has been degassed in the volatilization tank 5 does not contain impurity gas. The make-up water W5 is added, and the concentration of the initial impurity gas of the liquid into which the raw material gas G1 is injected decreases, and the amount of dissolved impurity gas from the raw material gas G1 increases. Similarly, by discharging the waste water W6 in which the impurity gas is dissolved at a high concentration from the volatilization tank 5, the amount of the liquid in which the impurity gas from the volatilization tank 5 is dissolved is decreased, and the volatilization tank 5 is relatively transferred to the pump 2. The amount of impurity gas in the supplied liquid decreases, and the amount of impurity gas dissolved from the source gas G1 increases.

上記のように、本実施形態では原料ガスG1を微細気泡化して溶解タンク4内において加圧するので、原料ガスG1中の不純物ガス成分の溶解度が高くなり、微細化された気泡の不純物成分は、原料ガス混合水W2に容易に溶解し、気泡径が減少する。微細気泡は、気泡径の減少にともなって、上記式(1)に示した表面張力の効果で気泡内部が加圧され、さらに不純物成分の溶解度が高まる。したがって、従来よりも低い圧力条件で液中に不純物ガスを溶解可能であり、可燃性ガスの濃度を高めるとともにポンプ2の消費電力を低減でき、消化ガス精製装置の設備コストと運転コストを削減できる。これによって、消化ガス精製装置の経済性が向上する。   As described above, in the present embodiment, since the source gas G1 is microbubbled and pressurized in the dissolution tank 4, the solubility of the impurity gas component in the source gas G1 is increased, and the impurity component of the micronized bubble is It dissolves easily in the raw material gas mixed water W2, and the bubble diameter is reduced. As the bubble diameter decreases, the inside of the bubble is pressurized by the effect of the surface tension shown in the above formula (1), and the solubility of the impurity component is further increased. Therefore, the impurity gas can be dissolved in the liquid under a lower pressure condition than before, the concentration of the combustible gas can be increased, the power consumption of the pump 2 can be reduced, and the equipment cost and operation cost of the digestion gas purification apparatus can be reduced. . This improves the economic efficiency of the digestion gas purification apparatus.

また、本実施形態の一部変形例として、図2に示すようにエアベント61と圧縮機3の上流側を精製ガス戻り流路35で連通し、この精製ガス戻り流路35に精製ガス流路33を接続する構成(未溶解ガス戻し手段)とし、精製ガスG2の一部を取り出す構成としても良い。   As a partial modification of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the air vent 61 and the upstream side of the compressor 3 are communicated with each other through a purified gas return channel 35, and the purified gas channel is connected to the purified gas return channel 35. It is good also as a structure which takes out a part of refinement gas G2 as a structure (undissolved gas return means) which connects 33. FIG.

この構成によれば、溶解タンク4で分離した可燃性ガス濃度の高いガス(未溶解ガス)G2を圧縮機3の入口側に戻して、原料ガスG1に再混合するので、見かけ上の原料ガスG1中の可燃性ガスの濃度が高まる。したがって、溶解タンク4で液中に溶解し分離される不純物ガス量が等しければ、溶解タンク4で分離される精製ガス中の可燃性ガスの濃度がさらに高まり、ガス循環の相乗効果で、消化ガス精製装置200から取り出される精製ガスの可燃性ガスG2の濃度を高めることができる。   According to this configuration, the high combustible gas concentration gas (undissolved gas) G2 separated in the dissolution tank 4 is returned to the inlet side of the compressor 3 and remixed with the raw material gas G1, so that the apparent raw material gas The concentration of combustible gas in G1 increases. Therefore, if the amount of impurity gas dissolved and separated in the liquid in the dissolution tank 4 is equal, the concentration of the combustible gas in the purified gas separated in the dissolution tank 4 is further increased, and the synergistic effect of gas circulation causes digestion gas The concentration of the combustible gas G2 of the purified gas taken out from the purification apparatus 200 can be increased.

<第2の実施形態>
図3、図4を参照して、第2の実施形態について説明する。本実施形態では、図1と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明は適宜省略する。
<Second Embodiment>
The second embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. In the present embodiment, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.

本実施形態において特徴的なことは、主として、溶解脱離処理と揮散処理が二段に設定されており、各処理が二回繰り返して行われることである。本実施形態のガス精製装置は、第1の実施形態の構成に加えて、第2次ガス混合液生成手段と、第2次溶解脱離手段と、第2次揮散手段と、第2次未溶解ガス戻し手段を有する。   What is characteristic in the present embodiment is that the dissolution / desorption process and the volatilization process are mainly set in two stages, and each process is repeated twice. In addition to the configuration of the first embodiment, the gas purification apparatus of the present embodiment includes a secondary gas mixture generation means, a secondary dissolution / desorption means, a secondary volatilization means, It has a dissolved gas return means.

第2次ガス混合液生成手段は、揮散手段で生成されたガス揮散液に溶解脱離手段で脱離された未溶解ガスを第2次原料ガスとして微細気泡化して混合した第2次ガス混合液を生成する処理を行う。   The secondary gas mixture generation means is a secondary gas mixture in which the undissolved gas desorbed by the dissolution and desorption means is made into microbubbles and mixed with the gas volatilization liquid generated by the volatilization means as the secondary source gas. A process for producing a liquid is performed.

第2次溶解脱離手段は、第2次ガス混合液生成手段で生成された第2次ガス混合液を加圧して前記第2次原料ガスを溶解させ、該第2次原料ガスのうち、第2次ガス混合液に未溶解の第2次未溶解ガスを前記第2次ガス混合液から脱離させる処理を行う。   The secondary dissolution / desorption means pressurizes the secondary gas mixture generated by the secondary gas mixture generation means to dissolve the secondary source gas, and among the secondary source gases, A process of desorbing the secondary undissolved gas that has not been dissolved in the secondary gas mixture from the secondary gas mixture is performed.

そして、第2次溶解脱離手段は、溶解圧力値よりも小さい液圧力で第2次ガス混合液を加圧し、第2次ガス混合液生成手段は、第2次原料ガスの微細気泡の表面張力による気泡内圧力と第2次溶解脱離手段により加圧される液圧力との合計圧力が溶解圧力値以上になる気泡径を有する微細気泡を生成する処理を行う。   The secondary dissolution / desorption means pressurizes the secondary gas mixture at a liquid pressure smaller than the dissolution pressure value, and the secondary gas mixture generation means generates the surface of the fine bubbles of the secondary source gas. A process of generating fine bubbles having a bubble diameter in which the total pressure of the bubble internal pressure due to the tension and the liquid pressure pressurized by the second dissolution / desorption means is equal to or greater than the dissolution pressure value is performed.

第2次揮散手段は、第2次溶解脱離手段で生成された第2次ガス溶解液を減圧して、第2次ガス溶解液に溶解されている溶解ガスを発泡させて、第2次ガス溶解液から溶解ガスを脱離させる処理を行う。第2次未溶解ガス戻し手段は、第2次溶解脱離手段で脱離させた未溶解ガスの一部を第2次ガス混合液生成手段に供給する処理を行う。本実施形態における循環手段は、第2次揮散手段で生成された第2次ガス揮散液の少なくとも一部を液体としてガス混合液生成手段に供給する処理を行う。   The secondary volatilization means depressurizes the secondary gas solution generated by the secondary dissolution and desorption means, foams the dissolved gas dissolved in the secondary gas solution, A process of desorbing the dissolved gas from the gas solution is performed. The second undissolved gas returning means performs a process of supplying a part of the undissolved gas desorbed by the second dissolved and desorbing means to the secondary gas mixed liquid generating means. The circulation means in this embodiment performs the process which supplies at least one part of the secondary gas volatilization liquid produced | generated by the secondary volatilization means to a gas mixed-solution production | generation means as a liquid.

消化ガス精製装置201は、図1の消化ガス精製装置200において揮散タンク5から出て揮散水流路23を流れる循環水を再加圧するポンプ102と、循環水中に精製ガス流路33からの精製ガスを再溶解するための溶解タンク104と、精製ガスが再溶解した循環水を減圧して気化分離するための揮散タンク105と、循環水に精製ガスG2を微細気泡化して混合するエゼクタ106で構成される。   The digestion gas purification apparatus 201 includes a pump 102 for repressurizing the circulating water that comes out of the volatilization tank 5 and flows through the volatilization water passage 23 in the digestion gas purification apparatus 200 of FIG. 1, and a purification gas from the purification gas passage 33 in the circulation water. A dissolution tank 104 for re-dissolving the liquid, a volatilization tank 105 for reducing and evaporating the circulating water in which the purified gas has been redissolved, and an ejector 106 for micronizing the purified gas G2 into the circulating water and mixing them. Is done.

ポンプ102の吐出側はエゼクタ106の液入口に接続され、精製ガス流路33がエゼクタ106のガス入口に接続され、エゼクタ106の気液出口が溶解タンク104に接続される。本実施の形態では、ポンプ102とエゼクタ106により、第2次ガス混合液生成手段が構成される。   The discharge side of the pump 102 is connected to the liquid inlet of the ejector 106, the purified gas flow path 33 is connected to the gas inlet of the ejector 106, and the gas / liquid outlet of the ejector 106 is connected to the dissolution tank 104. In the present embodiment, the pump 102 and the ejector 106 constitute a secondary gas mixture generation unit.

溶解タンク104の液面下と揮散タンク105が流動抵抗体144(減圧手段)で接続され、流動抵抗体144での圧力損失によって、溶解タンク104の圧力が保持されるとともに、揮散タンク105が減圧される。揮散タンク105の液面下とポンプ2の吸込側が揮散水流量調整弁148を介して揮散水流路123で接続され、溶解タンク104の液面より上方がエアベント161を通して精製ガス流路133に繋がり、精製ガス流路133には精製ガス流量調整弁143が設けられる。揮散タンク105の液面より上方に不純物ガスを取り出すエアベント162が設けられ、揮散タンク105の液面下には、パージガス流量調整弁145を介してブロワ107が接続される。   The liquid level of the dissolution tank 104 and the volatilization tank 105 are connected by a flow resistor 144 (decompression unit), and the pressure of the dissolution tank 104 is maintained by the pressure loss at the flow resistor 144 and the volatilization tank 105 is depressurized. Is done. Below the liquid level of the volatilization tank 105 and the suction side of the pump 2 are connected by a volatilized water flow path 123 via a volatilized water flow rate adjustment valve 148, and the upper side from the liquid level of the dissolution tank 104 is connected to the purified gas flow path 133 through the air vent 161, The purified gas flow path 133 is provided with a purified gas flow rate adjustment valve 143. An air vent 162 for taking out impurity gas is provided above the liquid level of the volatilization tank 105, and a blower 107 is connected below the liquid level of the volatilization tank 105 via a purge gas flow rate adjustment valve 145.

揮散タンク5で不純物ガスがパージされた不純物揮散水(ガス揮散液)W4は、揮散水流路23を流れポンプ102で再加圧されて、エゼクタ106の液入口に流入する。また、溶解タンク4で回収された精製ガス(未溶解ガス)G2が第2次原料ガスとしてエゼクタ106のガス入口から不純物揮散水W4の動圧で吸引される。不純物揮散水W4による精製ガスG2の吸引は、エゼクタ106の狭隘部での流速増加で得られ、その結果生じる圧力損失によって、精製ガスG2の混合ポイントでの圧力は不純物揮散水W4の元の圧力から低下する。   The impurity volatilized water (gas volatilized liquid) W4 purged with the impurity gas in the volatilization tank 5 flows through the volatilized water passage 23 and is re-pressurized by the pump 102, and flows into the liquid inlet of the ejector 106. Further, the purified gas (undissolved gas) G2 collected in the dissolution tank 4 is sucked as the secondary raw material gas from the gas inlet of the ejector 106 with the dynamic pressure of the impurity volatilized water W4. The suction of the purified gas G2 by the impurity volatilized water W4 is obtained by increasing the flow velocity at the narrow portion of the ejector 106, and the pressure at the mixing point of the purified gas G2 is the original pressure of the impurity volatilized water W4 due to the resulting pressure loss. Decrease from

典型的な運転条件として、ポンプ102によって不純物揮散水W4に掛けられる圧力が0.5MPaに対して、不純物揮散水W4に精製ガスG2を混合するポイント、及びエゼクタ106の出口での精製ガス混合水(第2次ガス混合液)の圧力は0.3MPaとなる。精製ガスG2は、エゼクタ106で微細化され、溶解タンク104に流入する。溶解タンク104内は、エゼクタ106の気液出口の圧力とほぼ同じ圧力であるため、精製ガスG2中の不純物成分の溶解度が大気圧条件下より高くなり、微細化された気泡の不純物成分は容易に溶解し気泡径が減少する。   As typical operating conditions, for the pressure applied to the impurity volatilized water W4 by the pump 102 to 0.5 MPa, the point where the purified gas G2 is mixed with the impurity volatilized water W4 and the purified gas mixed water at the outlet of the ejector 106 The pressure of (secondary gas mixture) is 0.3 MPa. The purified gas G2 is refined by the ejector 106 and flows into the dissolution tank 104. Since the inside of the dissolution tank 104 is almost the same pressure as the gas-liquid outlet of the ejector 106, the solubility of the impurity component in the purified gas G2 is higher than that under atmospheric pressure conditions, and the impurity component of the refined bubbles is easy. Dissolves in the solution and the bubble diameter decreases.

気泡径の減少にともなって、表面張力の効果で気泡内部が加圧され、さらに不純物成分の溶解度が高まる。メタンガスは水に対する溶解度が低く、圧力依存性も小さいため溶解量が少ない。したがって、溶解タンク104内で未溶解のメタンガス(第2次未溶解ガス)は、溶解タンク104内の精製ガス混合水(第2次ガス混合液)中を上昇し、水面から離脱してエアベント161から精製ガス流路133を通り、消化ガス精製装置201から精製ガスG5として取り出される(第2次溶解脱離手段)。   As the bubble diameter decreases, the inside of the bubble is pressurized by the effect of surface tension, and the solubility of the impurity component is further increased. Methane gas has a low solubility in water and is less dependent on pressure, so the amount dissolved is small. Therefore, the methane gas undissolved in the dissolution tank 104 (secondary undissolved gas) rises in the purified gas mixed water (secondary gas mixture) in the dissolution tank 104, leaves the water surface, and escapes from the air vent 161. From the digested gas purifying apparatus 201 as a purified gas G5 (secondary dissolution and desorption means).

一方、不純物ガス溶解水(第2次ガス溶解液)W7は、溶解水流路122を通り、流動抵抗体144で減圧され、揮散タンク105に流入する。このとき、不純物成分(溶解ガス)は溶解度の圧力依存性が大きいため減圧発泡し、揮散タンク105の水中を上昇して水面から離脱して、エアベント162を通り消化ガス精製装置201外に排出される(第2次揮散手段)。揮散タンク105では、下部からブロワ107で送気したパージ用空気が底部から供給される。減圧発泡しなかった不純物の溶解成分は、パージ用空気の気泡に接触し、気液の接触面から気相側に移行することによって、不純物ガス溶解水W7から分離され、減圧発泡成分と同様にエアベント162を通り消化ガス精製装置201外に排出される。したがって、循環水への原料ガスG1からの不純物ガスの溶解量を増加させることができ、精製ガスの可燃性ガス濃度を増加させることができる。揮散タンク105で生成された不純物揮散水W8(第2次ガス揮散液)は、揮散水量調整弁148を介して揮散水流路123からポンプ2に供給される。   On the other hand, the impurity gas-dissolved water (secondary gas-dissolved solution) W <b> 7 passes through the dissolved water channel 122, is decompressed by the flow resistor 144, and flows into the volatilization tank 105. At this time, the impurity component (dissolved gas) is foamed under reduced pressure due to the large pressure dependency of the solubility, rises in the water of the volatilization tank 105, leaves the water surface, passes through the air vent 162, and is discharged out of the digestion gas purification apparatus 201. (Secondary volatilization means). In the volatilization tank 105, purge air fed from the lower portion by the blower 107 is supplied from the bottom. The impurity dissolved component that has not been foamed under reduced pressure comes into contact with the purge air bubbles and is separated from the impurity gas-dissolved water W7 by moving from the gas-liquid contact surface to the gas phase side. It passes through the air vent 162 and is discharged out of the digestion gas purification apparatus 201. Therefore, the amount of impurity gas dissolved from the source gas G1 in the circulating water can be increased, and the combustible gas concentration of the purified gas can be increased. The impurity volatilized water W8 (secondary gas volatilized liquid) generated in the volatilization tank 105 is supplied from the volatilized water flow path 123 to the pump 2 via the volatilized water amount adjusting valve 148.

以上の過程で、二段階の不純物の溶解によって、消化ガス精製装置201から取り出される精製ガス中の可燃性ガスの濃度を高めることが出来る。本実施形態では、溶解タンク104が第2次溶解脱離手段、揮散タンク105が第2次揮散手段に相当し、揮散水流路123が循環手段に相当する。   In the above process, the concentration of the combustible gas in the purified gas taken out from the digestion gas purification apparatus 201 can be increased by the two-stage dissolution of impurities. In this embodiment, the dissolution tank 104 corresponds to secondary dissolution / desorption means, the volatilization tank 105 corresponds to secondary volatilization means, and the volatilization water flow path 123 corresponds to circulation means.

また、本実施形態の一部変形例として、図4に示すようにエアベント161とエゼクタ106のガス入口上流側に精製ガス戻り流路135で連通し、この精製ガス戻り流路135に精製ガス流路133を接続し精製ガスG5の一部を取り出しても良い(第2次未溶解ガス戻し手段)。この精製ガス流路構成では、エアベント161で分離された可燃性ガス濃度の高いガスをエゼクタ106のガス入口側に戻すことによって、エゼクタ106に入る精製ガスG2中の可燃性ガスの濃度が高まるため、溶解タンク104で分離される精製ガス中の可燃性ガスの濃度も高まり、消化ガス精製装置201から取り出される精製ガス中の可燃性ガスの濃度を高めることが出来る。   As a partial modification of the present embodiment, as shown in FIG. 4, the purified gas return channel 135 communicates with the air vent 161 and the upstream side of the gas inlet of the ejector 106 through the purified gas return channel 135. A part of the purified gas G5 may be taken out by connecting the path 133 (secondary undissolved gas returning means). In this refined gas flow path configuration, the concentration of the combustible gas in the purified gas G2 entering the ejector 106 is increased by returning the gas having a high combustible gas concentration separated by the air vent 161 to the gas inlet side of the ejector 106. Further, the concentration of the combustible gas in the purified gas separated in the dissolution tank 104 can be increased, and the concentration of the combustible gas in the purified gas taken out from the digestion gas purification apparatus 201 can be increased.

なお、特に図示していないが本実施形態の一部変形例として、第1の実施形態と同様に、エアベント61と圧縮機3の上流側を精製ガス戻り流路35(図2を参照)で連通し、この精製ガス戻り流路35に精製ガス流路33を接続する構成(未溶解ガス戻し手段)としても良い。また、揮散タンク105とポンプ2との間の揮散水流路123に補給水ラインを接続して補給水を加えるとともに、揮散タンク105から不純物揮散水の一部を排出する構成としてもよい。   Although not particularly illustrated, as a partial modification of the present embodiment, the purified gas return flow path 35 (see FIG. 2) is provided upstream of the air vent 61 and the compressor 3 as in the first embodiment. A configuration in which the purified gas channel 33 is connected to the purified gas return channel 35 (undissolved gas returning means) may be used. Moreover, it is good also as a structure which discharges some impurity volatilization water from the volatilization tank 105 while connecting a replenishment water line to the volatilization water flow path 123 between the volatilization tank 105 and the pump 2, and adding makeup water.

本実施の形態によれば、溶解脱離処理と揮散処理が二段に設定されており、各処理が二回繰り返して行われる。したがって、溶解タンク4から取り出した1段目の精製ガスに少量含まれる不純物ガスを2段目でさらに分離、除去でき、タンク104から取り出される精製ガス中の可燃性ガスの濃度をさらに高めることが出来る。   According to the present embodiment, the dissolution / desorption process and the volatilization process are set in two stages, and each process is performed twice. Therefore, the impurity gas contained in a small amount in the first stage purified gas taken out from the dissolution tank 4 can be further separated and removed in the second stage, and the concentration of the combustible gas in the purified gas taken out from the tank 104 can be further increased. I can do it.

さらに、揮散タンク5と二段目のポンプ102の吸込側を連通する揮散水流路23に補給水ライン25を接続することによって、揮散タンク5で不純物ガスを脱気した液に、不純物ガスが含まれない補給水W5を加えることになり、二段目の溶解タンク104に一段目の精製ガスを注入する液の不純物ガスの濃度が低下し、一段目の精製ガスからの不純物ガスの溶解量が増加する。   Furthermore, the impurity gas is contained in the liquid from which the impurity gas has been degassed in the volatilization tank 5 by connecting the replenishment water line 25 to the volatilization water flow path 23 communicating with the volatilization tank 5 and the suction side of the second-stage pump 102. Supply water W5 is added, the concentration of the impurity gas in the liquid for injecting the first-stage purified gas into the second-stage dissolution tank 104 decreases, and the amount of impurity gas dissolved from the first-stage purified gas is reduced. To increase.

そして、揮散タンク5から不純物ガスが高濃度に溶解した排水W6を排出することによって、揮散タンク5での不純物ガスの脱気量に対して不純物ガスが溶解した液量が減少し、相対的に揮散タンク5から二段目のポンプ102に供給される液中の不純物ガス量が減少し、一段目の精製ガスからの不純物ガスの溶解量を増加させることができる。   Then, by discharging the waste water W6 in which the impurity gas is dissolved at a high concentration from the volatilization tank 5, the amount of the dissolved impurity gas is reduced with respect to the deaeration amount of the impurity gas in the volatilization tank 5, and relatively The amount of impurity gas in the liquid supplied from the volatilization tank 5 to the second-stage pump 102 decreases, and the amount of impurity gas dissolved from the first-stage purified gas can be increased.

また、溶解タンク4で分離した可燃性ガスの濃度の高いガスを原料ガスに再混合してエゼクタ6に注入することにより、見かけ上の原料ガスの可燃性ガス濃度が増加する。これによって、溶解タンク4で液中に溶解し分離される不純物ガス量が等しければ、溶解タンク4で分離した可燃性ガスの濃度がさらに高まり、ガス循環の相乗効果で、再混合ラインから取り出される精製ガスの可燃性ガス濃度が増加する。   Further, by remixing the gas having a high combustible gas concentration separated in the dissolution tank 4 with the raw material gas and injecting it into the ejector 6, the apparent combustible gas concentration of the raw material gas is increased. Accordingly, if the amount of impurity gas dissolved and separated in the solution in the dissolution tank 4 is equal, the concentration of the combustible gas separated in the dissolution tank 4 is further increased, and is taken out from the remixing line due to the synergistic effect of gas circulation. Increases the combustible gas concentration of the refined gas.

本実施形態によれば、第1の実施形態と比較して、さらに可燃性ガスの濃度を高めることができる。したがって、消化ガス精製装置の可燃性ガスの精製性能を向上させることができる。   According to the present embodiment, the concentration of the combustible gas can be further increased as compared with the first embodiment. Therefore, the purification performance of the combustible gas of the digestion gas purification apparatus can be improved.

<第3の実施形態>
次に、図5を参照して、第3の実施形態について説明する。本実施形態では、図1、または図2と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明は適宜省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the same components as those in FIG. 1 or FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.

本実施形態において特徴的なことは、加圧溶解方式により微細気泡を生成するガス混合液生成手段を用いたものである。消化ガス精製装置202は、ガス混合液生成手段として、加圧溶解型のマイクロバブル生成装置を備えている。マイクロバブル生成装置は、循環水W1と原料ガスG1とを混合して気液二相流体を生成する混合器12と、気液二相流体を加圧して原料ガスを液体に溶解させるポンプ11と、ポンプ11で加圧溶解された気液二相流体を減圧発泡させるノズル13とを有する。   What is characteristic in the present embodiment is that a gas mixture generation means that generates fine bubbles by a pressure dissolution method is used. The digestion gas purification apparatus 202 includes a pressure-dissolution type microbubble generation apparatus as a gas mixture generation means. The microbubble generator includes a mixer 12 that mixes the circulating water W1 and the source gas G1 to generate a gas-liquid two-phase fluid, and a pump 11 that pressurizes the gas-liquid two-phase fluid and dissolves the source gas in the liquid. And a nozzle 13 for foaming the gas-liquid two-phase fluid pressure-dissolved by the pump 11 under reduced pressure.

混合器12はエゼクタを用いてもよく、ポンプ11は気液二相流体を送液可能なポンプを用いても良い。ポンプ11の吸込み側は混合器12に接続され、ポンプ11の吐出側がノズル13に接続され、ノズル13の出口が溶解タンク4に接続される。また、エアベント61と混合器12を精製ガス戻り流路35で連通し、この精製ガス戻り流路35に精製ガス流路33を接続し精製ガスG2を取り出す。   The mixer 12 may use an ejector, and the pump 11 may use a pump capable of feeding a gas-liquid two-phase fluid. The suction side of the pump 11 is connected to the mixer 12, the discharge side of the pump 11 is connected to the nozzle 13, and the outlet of the nozzle 13 is connected to the dissolution tank 4. Further, the air vent 61 and the mixer 12 are communicated with each other through the purified gas return channel 35, and the purified gas channel 33 is connected to the purified gas return channel 35 to take out the purified gas G2.

消化ガス回収設備1で回収された消化ガスの原料ガスG1が混合器12から循環水W1に混合される。この気液二相流体をポンプ11で加圧し、加圧溶解した原料ガス混合水W2をノズル13で減圧し、溶解タンク4内の水中に減圧発泡作用で微細気泡を生成する。   Digestion gas source gas G1 recovered by the digestion gas recovery facility 1 is mixed from the mixer 12 with the circulating water W1. This gas-liquid two-phase fluid is pressurized by the pump 11, and the raw material gas mixed water W <b> 2 that is dissolved under pressure is decompressed by the nozzle 13, and fine bubbles are generated in the water in the dissolution tank 4 by the decompression foaming action.

加圧溶解方式で生成する例えば特許文献2に記載の装置で生成する気泡は、直径が50μm前後のマイクロバブルである。非特許文献5に記載のように、マイクロバブルはミリ径の気泡より数オーダーの短時間で急速に溶解し直径が加速度的に減少することや、液の圧力に対する飽和濃度を超える(過飽和)濃度までガスを溶解出来ることが知られている。気泡径の減少にともなって、上述の式(1)に示した表面張力の効果で気泡内部が加圧され、さらに不純物成分の溶解度が高まる。   Bubbles generated by the apparatus described in Patent Document 2, for example, generated by the pressure dissolution method are microbubbles having a diameter of about 50 μm. As described in Non-Patent Document 5, microbubbles dissolve rapidly in a few orders of a short time from millimeter-sized bubbles and the diameter decreases at an accelerated rate, and the concentration exceeds the saturation concentration (supersaturation) with respect to the liquid pressure. It is known that gas can be dissolved. As the bubble diameter decreases, the inside of the bubble is pressurized by the effect of the surface tension shown in the above formula (1), and the solubility of the impurity component is further increased.

このとき、非特許文献3に示されたように、メタンは水に対する溶解度が低く、圧力依存性も小さいため溶解量は少ない。このため、未溶解のメタンガスは溶解タンク4の水中を上昇し、水面から離脱してエアベント61から精製ガス流路33を通り、消化ガス精製装置202から精製ガスとして取り出される。加圧溶解でより微細な気泡を生成することによって、第1の実施形態と比較して気泡の内圧が高まるため、溶解タンク4の圧力が低い場合においても、過飽和の溶解性が得られる。   At this time, as shown in Non-Patent Document 3, methane has a low solubility in water and a low pressure dependency, so that the amount of dissolution is small. For this reason, undissolved methane gas rises in the water of the dissolution tank 4, leaves the water surface, passes through the purified gas flow path 33 from the air vent 61, and is taken out as purified gas from the digestion gas purification apparatus 202. By generating finer bubbles by pressure dissolution, the internal pressure of the bubbles is increased as compared with the first embodiment. Therefore, even when the pressure of the dissolution tank 4 is low, supersaturated solubility is obtained.

本実施形態では、エアベント61と混合器12を精製ガス戻り流路35で連通し、この精製ガス戻り流路35に精製ガス流路33を接続し精製ガスG2を取り出す構成を有している。この精製ガス流路構成では、エアベント61で分離された可燃性ガス濃度の高いガスを混合器12に戻すことによって、原料ガスG1中の可燃性ガスの濃度が高まるため、溶解タンク4で分離される精製ガス中の可燃性ガスの濃度も高まり、消化ガス精製装置202から取り出される精製ガス中の可燃性ガスの濃度を高めることが出来る。   In this embodiment, the air vent 61 and the mixer 12 are communicated with each other through a purified gas return channel 35, and the purified gas channel 33 is connected to the purified gas return channel 35 to extract the purified gas G2. In this refined gas flow path configuration, by returning the gas having a high combustible gas concentration separated by the air vent 61 to the mixer 12, the concentration of the combustible gas in the raw material gas G1 is increased. The concentration of the combustible gas in the purified gas is also increased, and the concentration of the combustible gas in the purified gas taken out from the digestion gas purification apparatus 202 can be increased.

本実施形態によれば、従来よりも低い圧力条件で液中に不純物ガスを溶解可能であり、可燃性ガスの濃度を高めるとともにポンプの消費電力を低減出来るため、消化ガス精製装置の設備コストと運転コストを削減できる。これによって、消化ガス精製装置の経済性が向上するとともに、消化ガス精製装置から取り出される可燃性ガスの濃度を高めることが出来る。   According to this embodiment, the impurity gas can be dissolved in the liquid under a lower pressure condition than before, and the concentration of the combustible gas can be increased and the power consumption of the pump can be reduced. Operating costs can be reduced. As a result, the economic efficiency of the digestion gas purification apparatus can be improved, and the concentration of the combustible gas taken out from the digestion gas purification apparatus can be increased.

本実施の形態では、ガスの微細化に加圧溶解型のマイクロバブル生成装置を用いて、溶解タンク4の液中に混合ガスのマイクロバブルを生成する。マイクロバブルは、気泡内部の圧力が高く溶解し易いので、より低い圧力条件で液中に不純物ガスを溶解することができ、溶解性の低い可燃性ガスの濃度を高めるとともにポンプの消費電力を低減することができる。   In the present embodiment, microbubbles of a mixed gas are generated in the liquid in the dissolution tank 4 using a pressure-dissolution type microbubble generator for gas miniaturization. Microbubbles are easy to dissolve because the pressure inside the bubbles is high, so that impurity gas can be dissolved in the liquid under lower pressure conditions, increasing the concentration of flammable gas with low solubility and reducing the power consumption of the pump can do.

また、溶解タンク4で分離した可燃性ガスの濃度の高いガスを原料ガスに再混合して混合器12に注入することにより、見かけ上の原料ガスの可燃性ガス濃度が増加する。これによって、溶解タンク4で液中に溶解し分離される不純物ガス量が等しければ、溶解タンク4で分離した可燃性ガスの濃度がさらに高まり、ガス循環の相乗効果で、再混合ラインから取り出される精製ガスの可燃性ガス濃度が増加する。   Further, by remixing the gas having a high combustible gas concentration separated in the dissolution tank 4 into the raw material gas and injecting it into the mixer 12, the apparent combustible gas concentration of the raw material gas increases. Accordingly, if the amount of impurity gas dissolved and separated in the solution in the dissolution tank 4 is equal, the concentration of the combustible gas separated in the dissolution tank 4 is further increased, and is taken out from the remixing line due to the synergistic effect of gas circulation. Increases the combustible gas concentration of the refined gas.

<第4の実施形態>
図6を参照して、第3の実施形態について説明する。本実施形態では、図3、または図4と同じ構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
<Fourth Embodiment>
The third embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the same components as those in FIG. 3 or FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.

本実施形態において特徴的なことは、精製ガスの混合部と再混合部に、加圧溶解方式により微細気泡を生成するガス混合液生成手段を用いたものである。   What is characteristic in this embodiment is that gas mixture generation means for generating fine bubbles by a pressure dissolution method is used for the purified gas mixing section and the remixing section.

消化ガス精製装置203は、ガス混合液生成手段として、2台の加圧溶解型のマイクロバブル生成装置を備えている。第1のマイクロバブル生成装置(第1次ガス混合液生成手段)は、循環水W1と原料ガスG1とを混合して気液二相流体を生成する混合器12と、気液二相流体を加圧して原料ガスを液体に溶解させるポンプ11と、ポンプ11で加圧溶解された原料ガス加圧溶解水を減圧発泡させるノズル13とを有する。   The digestion gas purification apparatus 203 includes two pressure-dissolving microbubble generation apparatuses as gas mixture generation means. The first microbubble generator (primary gas mixture generation means) mixes the circulating water W1 and the raw material gas G1 to generate a gas-liquid two-phase fluid, and the gas-liquid two-phase fluid. A pump 11 that pressurizes and dissolves the source gas in a liquid, and a nozzle 13 that decompresses and foams the source gas pressurized dissolved water pressurized and dissolved by the pump 11 are provided.

また、第2のマイクロバブル生成装置(第2次ガス混合液生成手段)は、不純物揮散水W4と精製ガスG2(第2次原料ガス)を再混合して気液二相流体を生成する混合器15と、気液二相流体を加圧して精製ガスG2を不純物揮散水W4に溶解させるポンプ14と、ポンプ14で加圧溶解された精製ガス加圧溶解水を減圧発泡させるノズル16とを有する。   Further, the second microbubble generating device (secondary gas mixture generation means) is a mixture that remixes the impurity volatilized water W4 and the purified gas G2 (secondary source gas) to generate a gas-liquid two-phase fluid. A pump 15 for pressurizing the gas-liquid two-phase fluid to dissolve the purified gas G2 in the impurity volatilization water W4, and a nozzle 16 for decompressing the purified gas pressurized dissolved water pressure-dissolved by the pump 14 under reduced pressure. Have.

混合器12と混合器15には、エゼクタを用いてもよく、ポンプ11とポンプ14は気液二相流を送液可能なポンプを用いても良い。ポンプ11の吸込み側は混合器12に接続され、ポンプ11の吐出側がノズル13に接続され、ノズル13の出口が溶解タンク4に接続される。ポンプ14の吸込み側は混合器15に接続され、ポンプ14の吐出側がノズル16に接続され、ノズル16の出口が溶解タンク104に接続される。   An ejector may be used for the mixer 12 and the mixer 15, and a pump capable of feeding a gas-liquid two-phase flow may be used for the pump 11 and the pump 14. The suction side of the pump 11 is connected to the mixer 12, the discharge side of the pump 11 is connected to the nozzle 13, and the outlet of the nozzle 13 is connected to the dissolution tank 4. The suction side of the pump 14 is connected to the mixer 15, the discharge side of the pump 14 is connected to the nozzle 16, and the outlet of the nozzle 16 is connected to the dissolution tank 104.

また、エアベント61と混合器12を精製ガス戻り流路35で連通し、この精製ガス戻り流路35に精製ガス流路33を接続し精製ガスG2を取り出す。エアベント161と混合器15を精製ガス戻り流路135で連通し、この精製ガス戻り流路135に精製ガス流路133を接続し精製ガスG5を取り出す。   Further, the air vent 61 and the mixer 12 are communicated with each other through the purified gas return channel 35, and the purified gas channel 33 is connected to the purified gas return channel 35 to take out the purified gas G2. The air vent 161 and the mixer 15 are communicated with each other through a purified gas return channel 135, and the purified gas channel 133 is connected to the purified gas return channel 135 to extract the purified gas G5.

消化ガス回収設備1で回収された消化ガスの原料ガスG1が混合器12から循環水W1に混合される。この気液二相流をポンプ11で加圧し、加圧溶解した原料ガス加圧溶解水W2をノズル13で減圧し、溶解タンク4内の水中に減圧発泡作用で微細気泡を生成する。一方、溶解タンク4で回収された精製ガスG2が混合器15から不純物揮散水W4に混合される。   Digestion gas source gas G1 recovered by the digestion gas recovery facility 1 is mixed from the mixer 12 with the circulating water W1. This gas-liquid two-phase flow is pressurized by the pump 11, and the pressurized and dissolved raw material gas pressurized dissolved water W <b> 2 is depressurized by the nozzle 13, and fine bubbles are generated in the water in the dissolution tank 4 by the reduced pressure foaming action. On the other hand, the purified gas G2 recovered in the dissolution tank 4 is mixed from the mixer 15 into the impurity volatilization water W4.

加圧溶解でより微細な気泡(マイクロバブル)を生成することによって、第2の実施形態と比較して気泡の内圧が高まるため、溶解タンク4、及び溶解タンク104の圧力が低い場合においても、過飽和の溶解性が得られる。   By generating finer bubbles (microbubbles) by pressure dissolution, the internal pressure of the bubbles is increased compared to the second embodiment, so even when the pressure of the dissolution tank 4 and the dissolution tank 104 is low, Supersaturated solubility is obtained.

本実施形態では、エアベント61で分離された可燃性ガス濃度の高いガスを混合器12に戻すことによって、原料ガスG1中の可燃性ガスの濃度が高まるため、溶解タンク4で分離される精製ガスG2中の可燃性ガスの濃度も高まる。そして、この精製ガスG2を溶解タンク104で再溶解して不純物ガスをさらに取り去ることにより、精製ガス流路133から出る精製ガスG5中の可燃性ガスの濃度が高まり、 消化ガス精製装置203から取り出される精製ガス中の可燃性ガス濃度を高めることができる。   In this embodiment, since the concentration of the combustible gas in the raw material gas G1 is increased by returning the gas having a high combustible gas concentration separated by the air vent 61 to the mixer 12, the purified gas separated by the dissolution tank 4 is used. The concentration of combustible gas in G2 also increases. Then, the purified gas G2 is redissolved in the dissolution tank 104 to further remove the impurity gas, whereby the concentration of the combustible gas in the purified gas G5 exiting from the purified gas flow path 133 is increased and taken out from the digestion gas purification device 203. The concentration of combustible gas in the purified gas can be increased.

本実施形態によれば、第3の実施形態と比較して、さらに可燃性ガスの濃度を高めることが出来る。これによって、消化ガス精製装置の可燃性ガス精製性能が向上する。
本実施の形態によれば、ガスの微細化に加圧溶解型のマイクロバブル生成装置を用いて、溶解タンクの液中に混合ガスのマイクロバブルを生成する。マイクロバブルは、気泡内部の圧力が高く溶解し易いので、より低い圧力条件で液中に不純物ガスを溶解可能であり、溶解性の低い可燃性ガスの濃度を高めるとともにポンプの消費電力を低減できる。また、溶解タンクで分離した可燃性ガスの濃度の高いガスを原料ガスに再混合して混合器に注入することにより、見かけ上の原料ガスの可燃性ガス濃度が増加する。これによって、溶解タンクで液中に溶解し分離される不純物ガス量が等しければ、溶解タンクで分離した可燃性ガスの濃度がさらに高まり、ガス循環の相乗効果で、再混合ラインから取り出される精製ガスの可燃性ガスの濃度を増加させることができる。
According to the present embodiment, the concentration of the combustible gas can be further increased as compared with the third embodiment. This improves the flammable gas purification performance of the digestion gas purification apparatus.
According to the present embodiment, microbubbles of a mixed gas are generated in the liquid in the dissolution tank using a pressure-dissolution type microbubble generator for gas miniaturization. Microbubbles are easy to dissolve because the pressure inside the bubbles is high, so that impurity gas can be dissolved in the liquid under lower pressure conditions, and the concentration of flammable gas with low solubility can be increased and the power consumption of the pump can be reduced. . Further, by remixing the gas having a high combustible gas concentration separated in the dissolution tank into the raw material gas and injecting it into the mixer, the apparent combustible gas concentration of the raw material gas increases. Thus, if the amount of impurity gas dissolved and separated in the liquid in the dissolution tank is equal, the concentration of the combustible gas separated in the dissolution tank is further increased, and the purified gas taken out from the remixing line due to the synergistic effect of gas circulation The concentration of flammable gas can be increased.

なお、本実施形態では、マイクロバブルを生成する方法の一例として、加圧溶解により生成する方法を記載したが、これに限定されるものではなく、他の方法でマイクロバブルを生成してもよい。   In this embodiment, a method of generating by pressure dissolution is described as an example of a method of generating microbubbles. However, the method is not limited to this, and microbubbles may be generated by other methods. .

<第5の実施形態>
図7を参照して、第5の実施形態について説明する。本実施形態では、図1から図6と同じ構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
<Fifth Embodiment>
The fifth embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the same components as those in FIGS. 1 to 6 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.

消化ガス精製装置200と消化ガス精製装置202は、図1、図2、または図5に示した第1、または第3の実施形態において流動抵抗体44を動力回収機構(動力回収手段)17に置き換える。動力回収機構17は、ペルトン水車等の水力機械からなり、溶解タンク4から揮散タンク5への不純物ガス溶解水W3の流れによって直接駆動し、あるいは電力に変換し、ポンプ102を補助駆動する構成としてもよい。動力回収機構17は、溶解タンク4から揮散タンク5の間で流動抵抗体44を用いる減圧作用のエネルギーを、水車の回転によって動力として取り出し、ポンプ102の補助駆動力として用いることができる。   The digestion gas purification apparatus 200 and the digestion gas purification apparatus 202 are configured so that the flow resistor 44 is used as the power recovery mechanism (power recovery means) 17 in the first or third embodiment shown in FIG. 1, FIG. 2, or FIG. replace. The power recovery mechanism 17 is composed of a hydraulic machine such as a Pelton turbine, and is directly driven by the flow of the impurity gas dissolved water W3 from the dissolution tank 4 to the volatilization tank 5 or converted into electric power to assist the pump 102. Also good. The power recovery mechanism 17 can extract the energy of the depressurizing action using the flow resistor 44 between the dissolution tank 4 and the volatilization tank 5 as power by rotation of the water turbine and use it as auxiliary driving force of the pump 102.

また、同様に消化ガス精製装置201と消化ガス精製装置203は、図3、図4、または図6に示した第2、または第4の実施形態において流動抵抗体44を動力回収機構17に置き換え、動力回収機構17を直接駆動、あるいは電力に変換し、ポンプ102を補助駆動する構成としてもよい。動力回収機構17によって、溶解タンク4から揮散タンク5の間で流動抵抗体44を用いる減圧作用のエネルギーを、水車の回転によって動力として取り出し、ポンプ102の補助駆動力として用いることができる。本実施形態によれば、ポンプの消費電力を低減できるため、消化ガス精製装置の運転コストを削減できる。これによって、消化ガス精製装置の経済性が向上する。   Similarly, the digestion gas purification apparatus 201 and the digestion gas purification apparatus 203 replace the flow resistor 44 with the power recovery mechanism 17 in the second or fourth embodiment shown in FIG. 3, FIG. 4, or FIG. The power recovery mechanism 17 may be directly driven or converted into electric power, and the pump 102 may be auxiliary driven. By the power recovery mechanism 17, the energy of the pressure reducing action using the flow resistor 44 between the dissolution tank 4 and the volatilization tank 5 can be taken out as power by rotation of the water turbine and used as auxiliary driving force of the pump 102. According to this embodiment, since the power consumption of a pump can be reduced, the operating cost of a digestion gas purification apparatus can be reduced. This improves the economic efficiency of the digestion gas purification apparatus.

本実施形態によれば、溶解タンク4、または第2の溶解タンク104から揮散タンク5、または第2の揮散タンク105にバルブやノズル等の流動に対する抵抗体を介して減圧する際の圧力降下を動力として回収し、ポンプ2、または第2のポンプ102の駆動力として利用することにより、精製装置の消費電力を低減してコストを削減できる。   According to the present embodiment, the pressure drop when the pressure is reduced from the dissolution tank 4 or the second dissolution tank 104 to the volatilization tank 5 or the second volatilization tank 105 via the resistor against the flow of a valve, a nozzle or the like. By collecting it as power and using it as the driving force of the pump 2 or the second pump 102, it is possible to reduce the power consumption of the refining device and reduce the cost.

なお、上記した第1〜第4実施の形態では、溶解タンク4と揮散タンク5の間に流動抵抗体44を設けて、不純物ガス溶解水W3を減圧させる構成について説明したが、揮散タンク5内に不純物ガス溶解水W3を噴霧する噴霧ノズルを設けて、噴霧ノズルから不純物ガス溶解水W3を噴霧して不純物ガスを脱離させる構成とし、不純物ガス溶解液W3の減圧を噴霧ノズルの圧力損失で行ってもよい。   In the first to fourth embodiments described above, the configuration in which the flow resistor 44 is provided between the dissolution tank 4 and the volatilization tank 5 to depressurize the impurity gas dissolved water W3 has been described. A spray nozzle for spraying the impurity gas dissolved water W3 is provided, and the impurity gas dissolved water W3 is sprayed from the spray nozzle to desorb the impurity gas, and the pressure reduction of the impurity gas dissolved liquid W3 is caused by the pressure loss of the spray nozzle. You may go.

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various designs can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. It can be changed. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. Furthermore, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

1 消化ガス回収設備
2 ポンプ
3 圧縮機
4 溶解タンク
5 揮散タンク
6 エゼクタ
7 ブロワ
11 ポンプ
12 混合器
13 ノズル
14 ポンプ
15 混合器
16 ノズル
17 動力回収機構(動力回収手段)
21 循環水流路
22 溶解水流路
23 揮散水流路
24 排水流路
25 補給水流路
31 原料ガス流路
32 原料ガス流路
33 精製ガス流路
34 パージガス流路
35 精製ガス戻り流路
41 循環流量調整弁
42 原料ガス流量調整弁
43 精製ガス流量調整弁
44 流動抵抗体
45 パージガス流量調整弁
46 補給水流量調整弁
47 排水流量調整弁
48 揮散水流量調整弁
61 エアベント
62 エアベント
102 ポンプ
104 溶解タンク
105 揮散タンク
106 エゼクタ
107 ブロワ
121 循環水流路
122 溶解水流路
123 揮散水流路
124 排水流路
125 補給水流路
131 原料ガス流路
132 原料ガス流路
133 精製ガス流路
134 パージガス流路
135 精製ガス戻り流路
141 循環流量調整弁
142 原料ガス流量調整弁
143 精製ガス流量調整弁
144 流動抵抗体
145 パージガス流量調整弁
146 補給水流量調整弁
147 排水流量調整弁
148 揮散水流量調整弁
149 精製ガス戻り流量調整弁
161 エアベント
162 エアベント
G1 原料ガス
G2 精製ガス
G3 パージ用空気
G4 不純物ガス
G5 精製ガス
W1 循環水(液体)
W2 原料ガス混合水(ガス混合液)
W3 不純物ガス溶解水(ガス溶解液)
W4 不純物揮散水(ガス揮散液)
W5 補給水
W6 排水
W7 不純物ガス溶解水(第2次ガス溶解液)
W8 不純物揮散水(第2次ガス揮散液)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Digestion gas recovery equipment 2 Pump 3 Compressor 4 Dissolution tank 5 Volatilization tank 6 Ejector 7 Blower 11 Pump 12 Mixer 13 Nozzle 14 Pump 15 Mixer 16 Nozzle 17 Power recovery mechanism (power recovery means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Circulating water flow path 22 Dissolved water flow path 23 Volatile water flow path 24 Drainage flow path 25 Replenishment water flow path 31 Raw material gas flow path 32 Raw material gas flow path 33 Purified gas flow path 34 Purge gas flow path 35 Purified gas return flow path 41 Circulation flow adjustment valve 42 Raw material gas flow rate adjustment valve 43 Purified gas flow rate adjustment valve 44 Flow resistor 45 Purge gas flow rate adjustment valve 46 Supply water flow rate adjustment valve 47 Drainage flow rate adjustment valve 48 Volatilized water flow rate adjustment valve 61 Air vent 62 Air vent 102 Pump 104 Dissolving tank 105 Volatilization tank 106 Ejector 107 Blower 121 Circulating Water Channel 122 Dissolved Water Channel 123 Volatilized Water Channel 124 Drainage Channel 125 Makeup Water Channel 131 Raw Material Gas Channel 132 Raw Material Gas Channel 133 Purified Gas Channel 134 Purge Gas Channel 135 Purified Gas Return Channel 141 Circulation flow control valve 142 Source gas Flow adjustment valve 143 Purified gas flow adjustment valve 144 Flow resistor 145 Purge gas flow adjustment valve 146 Supply water flow adjustment valve 147 Drain flow adjustment valve 148 Volatilized water flow adjustment valve 149 Purified gas return flow adjustment valve 161 Air vent 162 Air vent G1 Source gas G2 Purified gas G3 Purge air G4 Impurity gas G5 Purified gas W1 Circulating water (liquid)
W2 Raw material gas mixed water (gas mixture)
W3 Impurity gas dissolved water (gas dissolved solution)
W4 Impurity volatilization water (gas volatilization liquid)
W5 Makeup water W6 Drainage W7 Impurity gas dissolved water (secondary gas solution)
W8 Impurity volatilization water (secondary gas volatilization liquid)

Claims (23)

可燃性ガスと不純物ガスとを含む原料ガスから前記可燃性ガスを分離して精製するガス精製装置であって、
前記可燃性ガスよりも前記不純物ガスの溶解度が高い液体に前記原料ガスを微細気泡化して混合したガス混合液を生成するガス混合液生成手段と、
該ガス混合液生成手段で生成されたガス混合液を加圧して前記原料ガスを溶解させ、該原料ガスのうち、前記ガス混合液に未溶解の未溶解ガスを前記ガス混合液から脱離させる溶解脱離手段と、
を有し、
前記溶解脱離手段は、前記原料ガスの予め設定された溶解度が得られる溶解圧力値よりも小さい液圧力で前記ガス混合液を加圧し、
前記ガス混合液生成手段は、前記原料ガスの微細気泡の表面張力による気泡内圧力と前記溶解脱離手段により加圧される液圧力との合計圧力が前記溶解圧力値以上になる気泡径を有する微細気泡を生成することを特徴とするガス精製装置。
A gas purification apparatus for separating and purifying the combustible gas from a raw material gas containing a combustible gas and an impurity gas,
A gas mixture generation means for generating a gas mixture obtained by mixing the raw material gas into a fine bubble into a liquid having a higher solubility of the impurity gas than the combustible gas; and
The gas mixture generated by the gas mixture generation means is pressurized to dissolve the raw material gas, and undissolved undissolved gas in the gas mixed solution is desorbed from the gas mixed solution. Dissolution and desorption means;
Have
The dissolution / desorption means pressurizes the gas mixture at a liquid pressure smaller than a dissolution pressure value at which a preset solubility of the source gas is obtained,
The gas mixture generation means has a bubble diameter in which the total pressure of the bubble internal pressure due to the surface tension of the fine bubbles of the source gas and the liquid pressure pressurized by the dissolution / desorption means is equal to or greater than the dissolution pressure value. A gas purifier characterized by producing fine bubbles.
前記溶解脱離手段で生成されたガス溶解液を減圧して、該ガス溶解液に溶解されている溶解ガスを発泡させて、前記ガス溶解液から前記溶解ガスを脱離させる揮散手段を有することを特徴とする請求項1に記載のガス精製装置。   Volatilization means for depressurizing the gas solution generated by the dissolution and desorption means to foam the dissolved gas dissolved in the gas solution and desorbing the dissolved gas from the gas solution. The gas purifier according to claim 1. 前記揮散手段で生成されたガス揮散液の少なくとも一部を前記液体として前記ガス混合液生成手段に供給する循環手段を有することを特徴とする請求項2に記載のガス精製装置。   The gas purification apparatus according to claim 2, further comprising a circulation unit that supplies at least a part of the gas volatilization liquid generated by the volatilization unit as the liquid to the gas mixture generation unit. 前記溶解脱離手段で脱離させた前記未溶解ガスの一部を前記ガス混合液生成手段に供給する未溶解ガス戻し手段を有することを特徴とする請求項3に記載のガス精製装置。   4. The gas purification apparatus according to claim 3, further comprising an undissolved gas return means for supplying a part of the undissolved gas desorbed by the dissolution and desorption means to the gas mixture generation means. 前記揮散手段は、前記ガス溶解液にパージ用空気を供給して前記ガス溶解液から前記溶解ガスを脱離させるエアパージ手段を有することを特徴とする請求項3に記載のガス精製装置。   The gas purifier according to claim 3, wherein the volatilization means includes air purge means for supplying purge air to the gas solution to desorb the dissolved gas from the gas solution. 前記循環手段は、前記ガス揮散液の一部を排出する排出手段と、該排出手段により一部が排出された後の残りの前記ガス揮散液に前記原料ガスの未混合の液体を追加補給する追加補給手段とを有することを特徴とする請求項3に記載のガス精製装置。   The circulation means additionally supplies a discharge means for discharging a part of the gas volatilized liquid and an unmixed liquid of the source gas to the remaining gas volatilized liquid after a part of the gas volatilized liquid is discharged by the discharge means. The gas purifier according to claim 3, further comprising additional replenishing means. 前記ガス混合液生成手段は、前記液体の動圧により前記原料ガスを吸引して前記ガス混合液を生成するエゼクタと、該エゼクタに前記液体を圧送するポンプと、前記エゼクタに前記原料ガスを供給する圧縮機とを有することを特徴とする請求項3に記載のガス精製装置。   The gas mixture generation means sucks the source gas by the dynamic pressure of the liquid to generate the gas mixture, a pump that pumps the liquid to the ejector, and supplies the source gas to the ejector The gas purifier according to claim 3, further comprising a compressor that performs the operation. 前記ガス混合液生成手段は、前記液体と前記原料ガスとを混合して気液二相流体を生成する混合器と、該気液二相流体を加圧して前記原料ガスを前記液体に溶解させるポンプと、該ポンプで加圧溶解された混合液を減圧させるノズルとを有することを特徴とする請求項3に記載のガス精製装置。   The gas mixture generation means mixes the liquid and the source gas to generate a gas-liquid two-phase fluid, and pressurizes the gas-liquid two-phase fluid to dissolve the source gas in the liquid The gas purification apparatus according to claim 3, further comprising a pump and a nozzle that depressurizes the mixed solution pressurized and dissolved by the pump. 前記ガス溶解液の減圧による圧力降下を動力として回収して前記ポンプを補助駆動する動力回収手段を有することを特徴とする請求項7又は8に記載のガス精製装置。   The gas purifier according to claim 7 or 8, further comprising power recovery means for recovering the pressure drop due to decompression of the gas solution as power and driving the pump auxiliary. 前記動力回収手段は、ペルトン水車であることを特徴とする請求項9に記載のガス精製装置。   The gas purifier according to claim 9, wherein the power recovery means is a Pelton turbine. 前記揮散手段で生成されたガス揮散液に前記溶解脱離手段で脱離された前記未溶解ガスを第2次原料ガスとして微細気泡化して混合した第2次ガス混合液を生成する第2次ガス混合液生成手段と、
前記第2次ガス混合液生成手段で生成された第2次ガス混合液を加圧して前記第2次原料ガスを溶解させ、該第2次原料ガスのうち、前記第2次ガス混合液に未溶解の第2次未溶解ガスを前記第2次ガス混合液から脱離させる第2次溶解脱離手段と、を有し、
前記第2次溶解脱離手段は、前記溶解圧力値よりも小さい液圧力で前記第2次ガス混合液を加圧し、
前記第2次ガス混合液生成手段は、前記第2次原料ガスの微細気泡の表面張力による気泡内圧力と前記第2次溶解脱離手段により加圧される液圧力との合計圧力が前記溶解圧力値以上になる気泡径を有する微細気泡を生成することを特徴とする請求項2に記載のガス精製装置。
The secondary which produces | generates the secondary gas mixed liquid which microbubbled into the gas volatilization liquid produced | generated by the said volatilization means by making the said undissolved gas desorbed | dissolved by the said melt | dissolution desorption means into secondary gas bubbles, and mixed. Gas mixture generation means;
The secondary gas mixture generated by the secondary gas mixture generation means is pressurized to dissolve the secondary source gas, and the secondary gas mixture is converted into the secondary gas mixture. A second dissolved / desorbed means for desorbing undissolved second undissolved gas from the second gas mixture,
The secondary dissolution / desorption means pressurizes the secondary gas mixture at a liquid pressure smaller than the dissolution pressure value,
The secondary gas mixture generation means is configured such that the total pressure of the bubble internal pressure due to the surface tension of the fine bubbles of the secondary source gas and the liquid pressure pressurized by the secondary dissolution and desorption means is the dissolution. The gas purification apparatus according to claim 2, wherein fine gas bubbles having a bubble diameter equal to or greater than a pressure value are generated.
前記第2次溶解脱離手段で生成された第2次ガス溶解液を減圧して、該第2次ガス溶解液に溶解されている溶解ガスを発泡させて、前記第2次ガス溶解液から前記溶解ガスを脱離させる第2次揮散手段を有することを特徴とする請求項11に記載のガス精製装置。   The secondary gas solution generated by the secondary dissolution and desorption means is depressurized to foam the dissolved gas dissolved in the secondary gas solution, and from the secondary gas solution. The gas purification apparatus according to claim 11, further comprising secondary volatilization means for desorbing the dissolved gas. 前記第2次揮散手段で生成された第2次ガス揮散液の少なくとも一部を前記液体として前記ガス混合液生成手段に供給する循環手段を有することを特徴とする請求項12に記載のガス精製装置。   13. The gas purification according to claim 12, further comprising a circulation unit that supplies at least part of the secondary gas volatilization liquid generated by the secondary volatilization unit to the gas mixture generation unit as the liquid. apparatus. 前記第2次溶解脱離手段で脱離させた前記第2次未溶解ガスの一部を前記第2次ガス混合液生成手段に供給する第2次未溶解ガス戻し手段を有することを特徴とする請求項13に記載のガス精製装置。   And a second undissolved gas returning means for supplying a part of the second undissolved gas desorbed by the second dissolved and desorbing means to the second gas mixture generation means. The gas purifier according to claim 13. 前記第2次揮散手段は、前記第2次ガス溶解液にパージ用空気を供給して前記第2次ガス溶解液から前記溶解ガスを脱離させるエアパージ手段を有することを特徴とする請求項13に記載のガス精製装置。   14. The secondary volatilization means includes air purge means for supplying purge air to the secondary gas solution to desorb the dissolved gas from the secondary gas solution. The gas purifier according to 1. 前記循環手段は、前記第2次ガス揮散液の一部を排出する排出手段と、該排出手段により一部が排出された後の残りの前記第2次ガス揮散液に前記第2次原料ガスの未混合の液体を追加補給する追加補給手段とを有することを特徴とする請求項13に記載のガス精製装置。   The circulation means includes a discharge means for discharging a part of the secondary gas volatilization liquid, and the secondary source gas to the remaining secondary gas volatilization liquid after a part is discharged by the discharge means. The gas purifier according to claim 13, further comprising additional supply means for additionally supplying the unmixed liquid. 前記第2次ガス混合液生成手段は、前記ガス揮散液の動圧により前記第2次原料ガスを吸引して前記第2次ガス混合液を生成するエゼクタと、該エゼクタに前記ガス揮散液を圧送するポンプとを有することを特徴とする請求項13に記載のガス精製装置。   The secondary gas mixture generation means sucks the secondary source gas by the dynamic pressure of the gas volatilization liquid and generates the secondary gas mixture, and the gas volatilization liquid is supplied to the ejector. The gas purifier according to claim 13, further comprising a pump for pumping. 前記第2次ガス混合液生成手段は、前記ガス揮散液と前記第2次原料ガスとを混合して気液二相流体を生成する混合器と、該気液二相流体を加圧して前記第2次原料ガスを前記ガス揮散液に溶解させるポンプと、該ポンプで加圧溶解された混合液を減圧発泡させるノズルとを有することを特徴とする請求項13に記載のガス精製装置。   The secondary gas mixture generation means mixes the gas volatilization liquid and the secondary source gas to generate a gas-liquid two-phase fluid, pressurizes the gas-liquid two-phase fluid, and pressurizes the gas-liquid two-phase fluid. The gas purification apparatus according to claim 13, further comprising: a pump for dissolving the secondary source gas in the gas volatilization liquid; and a nozzle for decompressing and foaming the mixed liquid pressure-dissolved by the pump. 前記第2次揮散手段における前記ガス溶解液の減圧による圧力降下を動力として回収して前記ポンプを補助駆動する動力回収手段を有することを特徴とする請求項17又は18に記載のガス精製装置。   19. The gas purification apparatus according to claim 17, further comprising power recovery means for recovering, as power, a pressure drop caused by decompression of the gas solution in the secondary volatilization means and driving the pump auxiliary. 前記動力回収手段は、ペルトン水車であることを特徴とする請求項19に記載のガス精製装置。   The gas purifier according to claim 19, wherein the power recovery means is a Pelton turbine. 前記液圧力は、0.55Mpa未満であることを特徴とする請求項1から請求項20のいずれか一項に記載のガス精製装置。   The gas purification apparatus according to any one of claims 1 to 20, wherein the liquid pressure is less than 0.55 MPa. 前記ガス混合液生成手段は、原料ガスを微細気泡化したマイクロバブルを生成するマイクロバブル生成装置を有することを特徴とする請求項1から請求項21のいずれか一項に記載のガス精製装置。   The gas purification apparatus according to any one of claims 1 to 21, wherein the gas mixture generation means includes a microbubble generation apparatus that generates microbubbles obtained by microfabricating a raw material gas. 前記第2次ガス混合液生成手段は、原料ガスを微細気泡化したマイクロバブルを生成するマイクロバブル生成装置を有することを特徴とする請求項11から請求項22のいずれか一項に記載のガス精製装置。   The gas according to any one of claims 11 to 22, wherein the secondary gas mixture generation unit includes a microbubble generating device that generates microbubbles obtained by microbubbles the raw material gas. Purification equipment.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104073296A (en) * 2014-07-16 2014-10-01 上海化工研究院 Technology and device for dust removal purification of IGCC (Integrated gasification combined cycle) raw gas
KR20160076914A (en) * 2014-12-23 2016-07-01 이영상 Upgrade system for biogas
JP2016190230A (en) * 2015-03-31 2016-11-10 シャープ株式会社 Gas solution liquid manufacturing equipment, gas solution liquid supplying equipment and gas solution liquid manufacturing method
JP6077169B1 (en) * 2016-08-30 2017-02-08 株式会社神鋼環境ソリューション Method for producing hydrogen gas and biogas hydrogenation facility
JP2017206402A (en) * 2016-05-17 2017-11-24 株式会社神鋼環境ソリューション Hydrogen gas production method and biogas hydrogenation facility
WO2019240028A1 (en) * 2018-06-14 2019-12-19 Jfeエンジニアリング株式会社 Gas absorption/refinement device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104073296A (en) * 2014-07-16 2014-10-01 上海化工研究院 Technology and device for dust removal purification of IGCC (Integrated gasification combined cycle) raw gas
KR20160076914A (en) * 2014-12-23 2016-07-01 이영상 Upgrade system for biogas
KR101697734B1 (en) * 2014-12-23 2017-02-15 (주)이에스씨아이 Upgrade system for biogas
JP2016190230A (en) * 2015-03-31 2016-11-10 シャープ株式会社 Gas solution liquid manufacturing equipment, gas solution liquid supplying equipment and gas solution liquid manufacturing method
JP2017206402A (en) * 2016-05-17 2017-11-24 株式会社神鋼環境ソリューション Hydrogen gas production method and biogas hydrogenation facility
JP6077169B1 (en) * 2016-08-30 2017-02-08 株式会社神鋼環境ソリューション Method for producing hydrogen gas and biogas hydrogenation facility
WO2019240028A1 (en) * 2018-06-14 2019-12-19 Jfeエンジニアリング株式会社 Gas absorption/refinement device

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