JP2013107923A

JP2013107923A - バイオガスの付臭設備

Info

Publication number: JP2013107923A
Application number: JP2011251378A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Nakamura; 暢大中村; Tomohiro Maruyama; 智裕丸山; Hiroyuki Mukai; 博之向; Makoto Tanahashi; 誠棚橋; Katsuo Matsumoto; 勝生松本; Hiroshi Miyamoto; 博司宮本
Original assignee: Kobelco Eco Solutions Co Ltd
Current assignee: Shinko Pantec Co Ltd
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-06-06

Abstract

【課題】付臭濃度を安定させることができるようにする。
【解決手段】付臭剤タンク３内に供給される窒素ガスの圧力を、窒素ガス配管７に設けられた減圧弁８で一定に保つことで、付臭剤タンク３内の付臭剤は、一定の圧力の窒素ガスで常時加圧される。これにより、付臭剤タンク３内の付臭剤が減少しても付臭剤タンク３の内圧が低下することがないので、定量ポンプ５の入口側の圧力が一定となる。また、付臭剤配管６に設けられた背圧弁９により、定量ポンプ５の出口側の圧力は、バイオガス配管２１を流れるバイオガスの圧力変化の影響を受けることなく、一定となる。これにより、付臭剤の注入量が安定し、付臭濃度が安定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バイオガスに臭いを付けるバイオガスの付臭設備に関する。

バイオ燃料の一種であるバイオガス（メタンガス）は無臭であるので、バイオガスの漏洩を検出し易くするために、バイオガスに付臭剤を注入して臭いを付ける必要がある。付臭方法としては、ガスに付臭剤を注入するガス付臭方式と、液化ガスに付臭剤を注入する液付臭方式とがある。ガス付臭方式には、付臭剤をポンプで吐出して製造ガスに注入するポンプ注入方式、液体の付臭剤を製造ガスに滴下する滴下注入方式と、付臭剤を蒸発させてから製造ガスに注入する付臭ガス注入方式（蒸発方式）とがある。液付臭方式には、原料液化ガスに直接付臭剤を注入する方式がある。

特許文献１には、地下ピットに設置した付臭剤タンク内を窒素ガスで一定圧力に加圧して地上の付臭ポンプで払い出して燃料に着臭するポンプ注入方式の燃料ガスの着臭設備が開示されている。付臭ポンプに窒素ガスが混入することで、付臭ポンプが吐出不良になることを防止するために、付臭ポンプの吸入配管の一部を付臭ポンプよりも高い位置に設けて、この部分にガス分離器を設けることで、付臭剤に溶解した窒素ガスを分離している。

特開２００１−３１６６８５号公報

ところで、ポンプ注入方式においては、圧力変化の影響を受ける定量ポンプを用いている。そのため、バイオガス配管を流れるバイオガスの圧力変化の影響を受けて、定量ポンプの出口側の圧力が変化する。また、付臭剤タンク内の付臭剤の減少に伴い付臭剤タンクの内圧が低下することで、定量ポンプの入口側の圧力が変化する。定量ポンプの出口側、又は、入口側の圧力が変化すると、定量ポンプの能力にムラが生じ、バイオガスへの付臭剤の注入量（重量）が微妙に変化する。付臭剤の注入量は微量であり、且つ、付臭濃度の規定範囲も狭いため、注入量（重量）の微妙な変化でバイオガスの付臭濃度は不安定になる。

本発明の目的は、付臭濃度を安定させることが可能なバイオガスの付臭設備を提供することである。

本発明におけるバイオガスの付臭設備は、不活性ガスを供給する不活性ガス供給源と、付臭剤を貯留する付臭剤タンクと、前記不活性ガス供給源と前記付臭剤タンクとを接続し、前記不活性ガス供給源からの前記不活性ガスを前記付臭剤タンク内に導く不活性ガス配管と、前記付臭剤タンク内から前記付臭剤を送り出す定量ポンプと、前記定量ポンプが送り出した前記付臭剤を、バイオガスが流通するバイオガス配管内に注入する付臭剤配管と、前記不活性ガス配管に設けられ、前記付臭剤タンク内に供給される前記不活性ガスの圧力を一定に保つ減圧弁と、前記付臭剤配管に設けられ、前記定量ポンプの出口側の圧力を一定に保つ背圧弁と、を有することを特徴とする。

上記の構成によれば、付臭剤タンク内に供給される不活性ガスの圧力を減圧弁で一定に保つことで、付臭剤タンク内の付臭剤は、一定の圧力の不活性ガスで常時加圧される。これにより、付臭剤タンク内の付臭剤が減少しても付臭剤タンクの内圧が低下することがないので、定量ポンプの入口側の圧力が一定となる。また、背圧弁により、定量ポンプの出口側の圧力は、バイオガス配管を流れるバイオガスの圧力変化の影響を受けることなく、一定となる。このように、定量ポンプの入口側および出口側の圧力を一定にすることによって、定量ポンプの能力を一定にすることができるから、付臭剤の注入量を安定させ、且つ、付臭濃度を安定させることができる。

また、本発明におけるバイオガスの付臭設備においては、少なくとも前記付臭剤タンクおよび前記定量ポンプを収容する付臭室を更に有し、前記付臭室内の温度が一定にされていてよい。上記の構成によれば、付臭剤タンクや定量ポンプを取り巻く空気の温度が変化すると、付臭剤の体積が変化することで、付臭剤の注入量が微妙に変化する。そこで、少なくとも付臭剤タンクおよび定量ポンプを付臭室に収容し、付臭室内の温度を一定にすることで、付臭剤タンクや定量ポンプを取り巻く空気の温度変化による付臭剤の体積変化を抑制する。これにより、付臭剤の注入量を安定させ、且つ、付臭濃度を安定させることができる。

また、本発明におけるバイオガスの付臭設備において、前記背圧弁の設定圧力が、前記バイオガス配管を流通する前記バイオガスの最大圧力よりも高くてよい。上記の構成によれば、バイオガス配管を流通するバイオガスの流量が変動し、バイオガス配管を流通するバイオガスの圧力が、バイオガス配管内に注入される付臭剤の圧力よりも高くなると、付臭剤配管内の付臭剤をバイオガス配管内に注入できなくなり、付臭剤の注入量が低下する。そこで、背圧弁の設定圧力を、バイオガス配管を流通するバイオガスの最大圧力よりも高くする。すると、バイオガス配管を流通するバイオガスの圧力よりも、バイオガス配管内に注入される付臭剤の圧力の方が高くなるので、付臭剤配管内の付臭剤をバイオガス配管内に安定して注入することができる。よって、バイオガス配管を流通するバイオガスの流量変動の影響を受けることなく付臭剤を注入することができる。

また、本発明におけるバイオガスの付臭設備において、前記バイオガス配管における前記付臭剤の注入点が、前記バイオガス配管に設けられたクッションタンクよりも上流側に設けられていてよい。上記の構成によれば、バイオガス配管における付臭剤の注入点を、バイオガス配管に設けられたクッションタンクよりも上流側に設けることで、付臭剤が注入されたバイオガスをクッションタンク内において拡散させることができるから、付臭濃度を均一化することができる。

本発明のバイオガスの付臭設備によると、定量ポンプの入口側および出口側の圧力を一定にすることによって、定量ポンプの能力を一定にすることができるから、付臭剤の注入量を安定させ、且つ、付臭濃度を安定させることができる。

バイオガスの付臭設備を示す模式図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（バイオガスの付臭設備の構成）
本実施形態によるバイオガスの付臭設備（付臭設備）１は、図１に示すように、不活性ガスである窒素ガスを貯留・供給する窒素ボンベ（不活性ガス供給源）４と、付臭剤を貯留する付臭剤タンク３と、窒素ボンベ４と付臭剤タンク３とを接続する窒素ガス配管（不活性ガス配管）７と、を有している。窒素ボンベ４から供給された窒素ガスは、窒素ガス配管７を通って付臭剤タンク３内に導かれる。なお、窒素ガス以外の不活性ガスを用いる構成であってもよい。

また、付臭設備１は、付臭剤タンク３内から付臭剤を送り出す定量ポンプ５と、定量ポンプ５が送り出した付臭剤が流通する付臭剤配管６と、を有している。定量ポンプ５は、例えばダイアフラム式電磁定量ポンプである。付臭剤配管６の下流側の端部は、バイオガスが流通するバイオガス配管２１に接続されている。これにより、定量ポンプ５が送り出した付臭剤は、付臭剤配管６を通ってバイオガス配管２１内に滴下注入される。

また、付臭設備１は、窒素ガス配管７に設けられた減圧弁８を有している。減圧弁８は、この減圧弁８の二次側（出口側）の窒素ガスの圧力を一定に保っている。具体的には、窒素ボンベ４は、例えば０．４ＭＰａの圧力の窒素ガスを外部に放出している。減圧弁８は、窒素ガス配管７を流通する窒素ガスの圧力を例えば０．１５ＭＰａに減圧することで、減圧弁８の二次側の窒素ガスの圧力、即ち、付臭剤タンク３内に供給される窒素ガスの圧力を０．１５ＭＰａで一定に保っている。これにより、付臭剤タンク３内の付臭剤は、０．１５ＭＰａの圧力の窒素ガスで常時加圧されている。

また、付臭設備１は、付臭剤配管６に設けられた背圧弁９を有している。背圧弁９は、この背圧弁９の一次側（入口側）の付臭剤の圧力を一定に保っている。具体的には、背圧弁９は、背圧弁９の一次側の付臭剤の圧力、即ち、定量ポンプ５から送り出されて背圧弁９に入る前の付臭剤の圧力を例えば０．６ＭＰａで一定に保っている。

また、付臭設備１は、付臭剤配管６に設けられた付臭剤流量計１０を有している。定量ポンプ５は図示しないモータによって駆動されており、付臭剤流量計１０が計測した付臭剤の流量に基づいて定量ポンプ５の吐出量が調整される。

ここで、定量ポンプ５は、圧力変化の影響を受ける。そのため、バイオガス配管２１を流れるバイオガスの圧力変化の影響を受けて、定量ポンプ５の出口側の圧力が変化する。また、付臭剤タンク３内の付臭剤の減少に伴い付臭剤タンク３の内圧が低下することで、定量ポンプ５の入口側の圧力が変化する。定量ポンプ５の圧力が変化すると、定量ポンプ５の能力にムラが生じ、バイオガスへの付臭剤の注入量（重量）が微妙に変化する。付臭剤配管６からバイオガス配管２１内に滴下注入される付臭剤の注入量は微量であり、且つ、付臭濃度の規定範囲は、例えば１２〜１６ｍｇ／Ｎｍ^３（ノルマル・リューベ）と狭い。そのため、注入量（重量）の微妙な変化でバイオガスの付臭濃度は不安定になる。

そこで、背圧弁９で、定量ポンプ５から吐出されて背圧弁９に入る前の付臭剤の圧力を０．６ＭＰａで一定に保っている。これにより、定量ポンプ５の出口側の圧力は、バイオガス配管２１を流れるバイオガスの圧力変化の影響を受けることなく、一定となっている。また、減圧弁８で、付臭剤タンク３内に供給される窒素ガスの圧力を０．１５ＭＰａで一定に保つことで、付臭剤タンク３内の付臭剤は、一定の圧力の窒素ガスで常時加圧されている。これにより、付臭剤タンク３内の付臭剤が減少しても付臭剤タンク３の内圧が低下することがないので、定量ポンプ５の入口側の圧力が一定となっている。

このように、定量ポンプ５の入口側および出口側の圧力を一定にすることによって、定量ポンプ５の能力を一定にすることができるから、付臭剤の注入量を安定させ、且つ、付臭濃度を安定させることができる。

また、付臭設備１は、付臭室２を有している。付臭室２は、付臭剤タンク３、定量ポンプ５、減圧弁８、および、付臭剤流量計１０を収容しており、これらを直射日光から遮断している。そして、付臭室２内の温度は、図示しない空調によって一定に保たれている。そのため、付臭剤タンク３や定量ポンプ５を取り巻く空気の温度は、屋外での昼夜の温度変化に影響されることなく、一定にされている。また、付臭剤タンク３は保温されて外気断熱されている。

ここで、付臭剤タンク３や定量ポンプ５を取り巻く空気の温度が変化すると、付臭剤の体積が変化することで、付臭剤の注入量が微妙に変化する。そこで、付臭剤タンク３や定量ポンプ５を付臭室２に収容し、付臭室２内の温度を一定にすることで、付臭剤タンク３や定量ポンプ５を取り巻く空気の温度変化による付臭剤の体積変化を抑制している。これにより、付臭剤の注入量を安定させ、且つ、付臭濃度を安定させることができる。

また、付臭剤配管６のうち、付臭室２の外に露出している部分には、被覆が施されており、これによって付臭剤配管６は外気断熱されている。そのため、付臭剤配管６を取り巻く空気の温度変化によって付臭剤の注入量が変化するのが抑制されている。

また、バイオガス配管２１を流通するバイオガスの圧力は、例えば０．１５〜０．２５ＭＰａである。これに対して、背圧弁９は、定量ポンプ５から吐出されて背圧弁９に入る前の付臭剤の圧力を例えば０．６ＭＰａで一定に保っている。

ここで、バイオガス配管２１を流通するバイオガスの流量が変動し、バイオガス配管２１を流通するバイオガスの圧力が、バイオガス配管２１内に注入される付臭剤の圧力よりも高くなると、付臭剤配管６内の付臭剤をバイオガス配管２１内に注入できなくなることで、付臭剤の注入量が低下する。

そこで、背圧弁９の設定圧力を、バイオガス配管２１を流通するバイオガスの最大圧力よりも高くする。具体的には、背圧弁９の設定圧力を、バイオガスの最大圧力である０．２５ＭＰａよりも０．２ＭＰａ以上高い０．６ＭＰａとする。すると、バイオガス配管２１を流通するバイオガスの圧力よりも、バイオガス配管２１内に注入される付臭剤の圧力の方が高くなるので、付臭剤配管６内の付臭剤をバイオガス配管２１内に安定して注入することができる。よって、バイオガス配管２１を流通するバイオガスの流量変動の影響を受けることなく付臭剤を注入することができる。

また、背圧弁９をバイオガス配管２１の直近に配置することで、バイオガス配管２１における付臭剤の注入点Ａと背圧弁９との距離ができるだけ短くされている。本実施形態において、注入点Ａと背圧弁９との距離は３００ｍｍである。これにより、背圧弁９から出た付臭剤が注入点Ａに到達するまでのタイムラグが短くなるので、バイオガス配管２１を流通するバイオガスの流量や性状の変動に対する付臭剤の注入量の応答性を向上させることができる。

また、バイオガス配管２１における注入点Ａは、バイオガス配管２１に設けられたクッションタンク２２の上流側に設けられている。そのため、付臭剤が注入されたバイオガスをクッションタンク２２内において拡散させることができるから、付臭濃度を均一化することができる。

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る付臭設備１によると、付臭剤タンク３内に供給される窒素ガスの圧力を減圧弁８で一定に保つことで、付臭剤タンク３内の付臭剤は、一定の圧力の窒素ガスで常時加圧される。これにより、付臭剤タンク３内の付臭剤が減少しても付臭剤タンク３の内圧が低下することがないので、定量ポンプ５の入口側の圧力が一定となる。また、背圧弁９により、定量ポンプ５の出口側の圧力は、バイオガス配管２１を流れるバイオガスの圧力変化の影響を受けることなく、一定となる。このように、定量ポンプ５の入口側および出口側の圧力を一定にすることによって、定量ポンプ５の能力を一定にすることができるから、付臭剤の注入量を安定させ、且つ、付臭濃度を安定させることができる。

また、付臭剤タンク３や定量ポンプ５を取り巻く空気の温度が変化すると、付臭剤の体積が変化することで、付臭剤の注入量が微妙に変化する。そこで、少なくとも付臭剤タンク３および定量ポンプ５を付臭室２に収容し、付臭室２内の温度を一定にすることで、付臭剤タンク３や定量ポンプ５を取り巻く空気の温度変化による付臭剤の体積変化を抑制する。これにより、付臭剤の注入量を安定させ、且つ、付臭濃度を安定させることができる。

また、バイオガス配管２１を流通するバイオガスの流量が変動し、バイオガス配管２１を流通するバイオガスの圧力が、バイオガス配管２１内に注入される付臭剤の圧力よりも高くなると、付臭剤配管６内の付臭剤をバイオガス配管２１内に注入できなくなることで、付臭剤の注入量が低下する。そこで、背圧弁９の設定圧力を、バイオガス配管２１を流通するバイオガスの最大圧力よりも高くする。すると、バイオガス配管２１を流通するバイオガスの圧力よりも、バイオガス配管２１内に注入される付臭剤の圧力の方が高くなるので、付臭剤配管６内の付臭剤をバイオガス配管２１内に安定して注入することができる。よって、バイオガス配管２１を流通するバイオガスの流量変動の影響を受けることなく付臭剤を注入することができる。

また、バイオガス配管２１における付臭剤の注入点Ａを、バイオガス配管２１に設けられたクッションタンク２２よりも上流側に設けることで、付臭剤が注入されたバイオガスをクッションタンク２２内において拡散させることができるから、付臭濃度を均一化することができる。

（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１付臭設備
２付臭室
３付臭剤タンク
４窒素ボンベ（不活性ガス供給源）
５定量ポンプ
６付臭剤配管
７窒素ガス配管（不活性ガス配管）
８減圧弁
９背圧弁
１０付臭剤流量計
２１バイオガス配管
２２クッションタンク

本発明におけるバイオガスの付臭設備は、不活性ガスを供給する不活性ガス供給源と、付臭剤を貯留する付臭剤タンクと、前記不活性ガス供給源と前記付臭剤タンクとを接続し、前記不活性ガス供給源からの前記不活性ガスを前記付臭剤タンク内に導く不活性ガス配管と、前記付臭剤タンク内から前記付臭剤を送り出す定量ポンプと、前記定量ポンプが送り出した前記付臭剤を、バイオガスが流通するバイオガス配管内に注入する付臭剤配管と、前記不活性ガス配管に設けられ、前記付臭剤タンク内に供給される前記不活性ガスの圧力を一定に保つ減圧弁と、前記付臭剤配管に設けられ、前記定量ポンプの出口側の圧力を一定に保つ背圧弁と、を有し、前記背圧弁は、前記バイオガス配管の直近に配置されていることを特徴とする。

本発明におけるバイオガスの付臭設備は、不活性ガスを供給する不活性ガス供給源と、付臭剤を貯留する付臭剤タンクと、前記不活性ガス供給源と前記付臭剤タンクとを接続し、前記不活性ガス供給源からの前記不活性ガスを前記付臭剤タンク内に導く不活性ガス配管と、前記付臭剤タンク内から微量の前記付臭剤を送り出す定量ポンプと、前記定量ポンプが送り出した微量の前記付臭剤を、バイオガスが流通するバイオガス配管内に注入する付臭剤配管と、前記不活性ガス配管に設けられ、前記付臭剤タンク内に供給される前記不活性ガスの圧力を一定に保つ減圧弁と、前記付臭剤配管に設けられ、前記定量ポンプの出口側の圧力を一定に保つ背圧弁と、を有し、前記背圧弁は、前記バイオガス配管の直近に配置されており、前記背圧弁の設定圧力が、前記バイオガス配管を流通する前記バイオガスの最大圧力の１．８倍以上にされていることを特徴とする。

上記の構成によれば、付臭剤タンク内に供給される不活性ガスの圧力を減圧弁で一定に保つことで、付臭剤タンク内の付臭剤は、一定の圧力の不活性ガスで常時加圧される。これにより、付臭剤タンク内の付臭剤が減少しても付臭剤タンクの内圧が低下することがないので、定量ポンプの入口側の圧力が一定となる。また、背圧弁により、定量ポンプの出口側の圧力は、バイオガス配管を流れるバイオガスの圧力変化の影響を受けることなく、一定となる。このように、定量ポンプの入口側および出口側の圧力を一定にすることによって、定量ポンプの能力を一定にすることができるから、付臭剤の注入量を安定させ、且つ、付臭濃度を安定させることができる。また、バイオガス配管を流通するバイオガスの流量が変動し、バイオガス配管を流通するバイオガスの圧力が、バイオガス配管内に注入される付臭剤の圧力よりも高くなると、付臭剤配管内の付臭剤をバイオガス配管内に注入できなくなり、付臭剤の注入量が低下する。そこで、背圧弁の設定圧力を、バイオガス配管を流通するバイオガスの最大圧力よりも高くする。すると、バイオガス配管を流通するバイオガスの圧力よりも、バイオガス配管内に注入される付臭剤の圧力の方が高くなるので、付臭剤配管内の付臭剤をバイオガス配管内に安定して注入することができる。よって、バイオガス配管を流通するバイオガスの流量変動の影響を受けることなく付臭剤を注入することができる。

Claims

不活性ガスを供給する不活性ガス供給源と、
付臭剤を貯留する付臭剤タンクと、
前記不活性ガス供給源と前記付臭剤タンクとを接続し、前記不活性ガス供給源からの前記不活性ガスを前記付臭剤タンク内に導く不活性ガス配管と、
前記付臭剤タンク内から前記付臭剤を送り出す定量ポンプと、
前記定量ポンプが送り出した前記付臭剤を、バイオガスが流通するバイオガス配管内に注入する付臭剤配管と、
前記不活性ガス配管に設けられ、前記付臭剤タンク内に供給される前記不活性ガスの圧力を一定に保つ減圧弁と、
前記付臭剤配管に設けられ、前記定量ポンプの出口側の圧力を一定に保つ背圧弁と、
を有することを特徴とするバイオガスの付臭設備。
少なくとも前記付臭剤タンクおよび前記定量ポンプを収容する付臭室を更に有し、
前記付臭室内の温度が一定にされていることを特徴とする請求項１に記載のバイオガスの付臭設備。
前記背圧弁の設定圧力が、前記バイオガス配管を流通する前記バイオガスの最大圧力よりも高いことを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオガスの付臭設備。
前記バイオガス配管における前記付臭剤の注入点が、前記バイオガス配管に設けられたクッションタンクよりも上流側に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイオガスの付臭設備。