JP2017018917A - バイオガスからch4を吸着分離するための方法及び装置 - Google Patents
バイオガスからch4を吸着分離するための方法及び装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017018917A JP2017018917A JP2015140419A JP2015140419A JP2017018917A JP 2017018917 A JP2017018917 A JP 2017018917A JP 2015140419 A JP2015140419 A JP 2015140419A JP 2015140419 A JP2015140419 A JP 2015140419A JP 2017018917 A JP2017018917 A JP 2017018917A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- adsorption tower
- adsorption
- selective adsorbent
- tower
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 194
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title abstract description 22
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 claims abstract description 31
- 125000001741 organic sulfur group Chemical group 0.000 claims abstract description 22
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 114
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 47
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 47
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 44
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 24
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 23
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 22
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 17
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 6
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 58
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 11
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 abstract description 2
- PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N sulfanyl Chemical compound [SH] PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 12
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N Methanethiol Chemical compound SC LSDPWZHWYPCBBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 150000003961 organosilicon compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- -1 siloxanes Chemical class 0.000 description 3
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N Propionic aldehyde Chemical compound CCC=O NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N benzaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=CC=C1 HUMNYLRZRPPJDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- FDPIMTJIUBPUKL-UHFFFAOYSA-N pentan-3-one Chemical compound CCC(=O)CC FDPIMTJIUBPUKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 2-vinylpyridine Chemical compound C=CC1=CC=CC=N1 KGIGUEBEKRSTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000219289 Silene Species 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N butyric aldehyde Natural products CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229950005499 carbon tetrachloride Drugs 0.000 description 1
- SKOLWUPSYHWYAM-UHFFFAOYSA-N carbonodithioic O,S-acid Chemical compound SC(S)=O SKOLWUPSYHWYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010794 food waste Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M hexanoate Chemical compound CCCCCC([O-])=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 229920001558 organosilicon polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000005375 organosiloxane group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N para-ethylbenzaldehyde Natural products CCC1=CC=C(C=O)C=C1 QNGNSVIICDLXHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 150000003459 sulfonic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Abstract
本発明の目的は、低コストの、バイオガスからCH4を吸着分離するための方法及びそのための装置を提供することである。
【解決手段】
本発明は水分、揮発性有機化合物(VOC)、二酸化炭素(CO2)、硫化水素(H2S)、有機硫黄、有機ケイ素等を含有するメタン発酵槽からのCH4含有湿りバイオガスからのコンパクトで高効率なCH4の分離方法及び装置、特に吸着工程で塔後方に残留したCH4を補助吸着塔に吸着貯蔵し、次の吸着工程の昇圧工程の昇圧気体として供給して、CH4分離・回収効率を向上させたバイオガスからのCH4の分離方法及び装置に関する。
【選択図】図1
Description
前方からH2S・有機硫黄選択型吸着剤、水分選択型吸着剤、揮発性有機化合物(以下、VOCと示す)・有機ケイ素選択型吸着材の順序で吸着剤を充填され、さらに後方にCO2選択型吸着剤を充填されたCO2吸着塔に、圧力調整装置により大気圧より高い圧力としCH4を主成分とする湿りバイオガスを供給して、VOC、CO2、H2S、有機硫黄、有機ケイ素、水分を除去して塔後方からCH4を回収して(CO2吸着工程)、
CH4濃度が低下する前に、塔後方に設置した補助吸着塔の前方とCO2吸着塔の後方を連結して、塔後方に残留するCH4を補助吸着塔に移行し(残留CH4回収工程1)、
補助吸着塔の前方とCO2吸着塔の後方の連結を閉じ、真空ポンプ/ブロワー兼用回転機械で大気圧未満の圧力でCO2吸着塔の塔前方から吸着したVOC、CO2、H2S、有機硫黄、有機ケイ素、水分を系外に排気した後(減圧再生工程)、
再度、補助吸着塔の前方とCO2吸着塔の後方を連結して、大気圧のCO2吸着塔の後方と補助吸着塔の前方を連結して回収したCH4をCO2吸着塔の後方へ移動させ、(残留CH4回収工程2)、
その後、CH4吸着塔の圧力を上昇させ(昇圧工程)、
CH4含有湿りバイオガスを供給するCO2吸着工程に戻ることを特長とする、バイオガスからCH4を分離する方法に関する。さらに、本発明のバイオガスからCH4を分離するための装置に関する。
CO2吸着塔5から上流および下流の各々に二股に分岐している流路を有するCO2吸着塔5を有し、
CO2吸着塔5から上流に二股に分岐している流路のうち一方にはバルブ4を介してさらに上流に二股に分岐している流路と連結し、
当該バルブ4を介してさらに上流に二股に分岐している流路のうち一方においてはバルブ14を介して流路16により外部と通じ、
当該バルブ4を介してさらに上流に二股に分岐している流路のうち上記とは別の流路の上流には、さらに上流にバルブ2を介してバイオガスを供給する流路1を有する圧力調整装置3があり、
CO2吸着塔から上流に二股に分岐している流路のうち上記とは別の流路15はバルブ13を介してバルブ2の下流で流路1と接続し、
CO2吸着塔5から下流に二股に分岐している流路うち一方にはバルブ12を介して補助吸着塔6が接続され、
CO2吸着塔5から下流に二股に分岐している流路のうち上記とは別の流路にはバルブ8を介してCH4を回収する容器9が接続され、さらに、容器9の下流には、ユーザーがメタンガスを回収しやすいように、バルブ10を介して外部に通じるCH4を分離するための流路11が接続してもよく、
ここでCO2吸着塔5には、上流から順に、H2S・有機硫黄選択型吸着剤51、水分選択型吸着剤52、VOC・有機ケイ素選択型吸着剤53およびCO2選択型吸着剤71、72が充填されており、
さらに、好ましくは補助吸着塔6にはCO2選択型吸着剤73が充填されていればよい。
本工程においては、前方からH2S・有機硫黄選択型吸着剤51、水分選択型吸着剤52、揮発性有機化合物(以下、VOCとも示す)・有機ケイ素選択型吸着材53の順序で吸着剤を充填され、さらに後方にCO2選択型吸着剤71、72を充填されたCO2吸着塔に、圧力調整装置3により大気圧より高い圧力としCH4を主成分とする湿りバイオガスを供給して、VOC、CO2、H2S、有機硫黄、有機ケイ素、水分を除去して塔後方からCH4を回収する。
吸着工程の進行に伴い、CO2吸着塔71,72のCO2吸着量が増大して吸着効率が悪くなり、流過CH4濃度が低下する可能性がある。したがって流過CH4濃度が低下する直前に、残留メタン回収工程1に移行する。当該工程においては、圧縮機/真空ポンプ兼用回転機械3を停止して、バルブ2、バルブ4、バルブ8、バルブ13を閉として、バルブ12を開とする。これにより、CO2吸着塔5の後方に残留するCH4は、バルブ12を通じて補助吸着塔6に移行する。ここで、CO2吸着塔5の圧力は120〜175kPa−absから60〜90kPa程度、例えば、80kPa程度に低下し、一方、補助吸着塔6の圧力も同様に60〜90kPa程度、例えば、80kPa程度となる。補助吸着塔6に充填されるCO2吸着剤73としては、CH4に比べてCO2を選択的に吸着する、Liイオン交換、Naイオン交換、Caイオン交換のX型ゼオライト、分子直径が4オングストローム以下のCO2は吸着するがCH4を吸着しないNa−K−A型ゼオライト(CO2選択型吸着剤)を1種または2種以上使用するのが好ましい。前述の吸着工程でのCH4の回収率は68〜72%程度、例えば70%超程度にとどまる場合があり、この場合、残る30%のCH4は吸着塔の死容積部およびCO2吸着剤への共吸着CH4として残留しており、依然CH4の回収効率を上げる余地がある。そこで補助吸着塔6にCO2吸着塔4後方から高圧気体が移動すると、CO2吸着塔5に残留するCH4は更に18〜22%程度回収され、全回収率が上昇する。
残留CH4回収工程でCO2吸着塔5の圧力は、80kPa−abs程度に低下する。さらに、減圧再生工程においては、バルブ2、バルブ4、バルブ8、バルブ12を閉とし、圧縮機/真空ポンプ兼用回転機械3を再度稼働させ、さらに減圧させた。これにより、補助吸着塔に高濃度のCH4を滞留させる。さらに、バルブ13、バルブ14を開とする。これにより、CO2吸着塔5充填CO2吸着剤71,72から吸着CO2が離脱し、更に向流に流過するCO2により、VOC・有機ケイ素吸着剤53からVOCおよび有機ケイ素が離脱し、水分吸着剤52から水分が離脱し、H2S・有機硫黄吸着剤51からH2Sおよび有機硫黄が離脱し、これらを流路16から排出させる。CO2吸着塔5に充填されたCO2吸着剤71,72、VOC・有機ケイ素吸着剤53、水分吸着剤52、H2S・有機ケイ素吸着剤51は再生され、再び、VOC、CO2、H2S、有機硫黄、有機ケイ素、水分を吸着できるようになる。ここでCO2吸着塔5の圧力は8〜12kPa−abs程度、例えば、10kPa−abs(真空条件)に低下する。減圧再生工程は、50〜70秒、例えば、55〜65秒、60秒程度で完了させるとよい。
当該工程においては、圧縮機/真空ポンプ兼用回転機械3を停止して、バルブ2、バルブ4、バルブ8、バルブ13を閉として、バルブ12を開とする。これにより、10kPa−abs(真空条件)よりも高い圧力にある補助吸着塔6に滞留しているメタンガスがCO2吸着塔後方に高濃度のCH4として供給される。さらに、補助吸着塔6にCO2吸着剤を充填している場合、補助吸着塔6から先ず死容積部の比較的CH4濃度の高い気体が、CO2吸着塔5後方からCO2吸着塔5に供給され、その後補助吸着塔充填CO2吸着剤73から吸着されたCH4および共吸着CO2が離脱して供給CH4濃度が上昇するため、CO2吸着塔後方にはさらに高濃度のCH4が供給される。いずれの場合にしろ、このため、CO2吸着塔5のCH4濃度分布は、吸着工程開始時に塔前方のCH4濃度は低く、塔後方のCH4濃度分布が高くなり、効率的なバイオガスからのCH4とCO2分離の可能な状態となっている。残留CH4回収工程2は、5秒〜15秒、好ましくは8〜12秒程度で完了する。
ここで、さらに、バルブ2およびバルブ4を開とし、バルブ12を閉とし、圧縮機3を作動させ、圧力を高める。すなわち、補助吸着塔6への流れを遮断し、外部バイオガスを流路1からバルブを2、バルブ4を開としてブロワー/真空ポンプ兼用回転機械3を通じてバイオガス流量250〜650リットルN/min、好ましくは200〜500リットルN/min、CO2吸着塔5における吸着圧力120〜175kPa−abs、好ましくは吸着圧力135〜165kPa−absとし、吸着工程の前準備を行う。当該昇圧工程は、2〜6秒、好ましくは3〜5秒程度で完了すればよい。昇圧工程で、残留CH4回収工程で補助吸着塔6に回収された残留CH4がCO2吸着塔後方には高濃度で供給されているため、後の吸着工程において効率的にCH4の回収を行うことができる。本発明においては、当該昇圧工程を終了後に、バルブ8を開として吸着工程に戻り、(吸着工程)→(残留CH4回収工程1)→(減圧真空再生工程)→(残留CH4回収工程2)→(昇圧工程)を繰り返すことでCH4含有湿りバイオガスからメタンを分離することができる。
本実施例の1塔式PSA−CH4製造装置の仕様を表2に示す。
補助吸着塔6がなく、吸着工程および減圧再生工程のみで行うことを除き、実施例1と同様にメタン分離に行った。
補助吸着塔6に、CO2吸着剤を充填しないことを除き、実施例1と同様にメタン分離に行った。補助吸着塔6に、CO2吸着剤を充填していない場合であっても、補助吸着塔6を利用した残留メタン回収工程を利用することにより、表3に示すように、残留メタン回収工程および補助吸着塔を使用しない方法(比較例1)と比較して、回収率を上昇させることができることが確認された。
CO2吸着塔5にLiイオン交換X型ゼオライトとNa−K−Aを1:1で2層充填する代わりに、Naイオン交換X型ゼオライトとNa−K−Aを1:1で2層充填したこと、およびバイオガス供給量を366リットルN/minとしたことを除き、実施例1と同様にメタン分離に行った。
CO2吸着塔5にLiイオン交換X型ゼオライトとNa−K−Aを1:1で2層充填する代わりに、Caイオン交換X型ゼオライトとNa−K−Aを1:1で2層充填したこと、およびバイオガス供給量を350リットルN/minとしたことを除き、実施例1と同様にメタン分離に行った。
CO2吸着塔5にLiイオン交換X型ゼオライトとNa−K−Aを1:1で2層充填する代わりに、Caイオン交換A型ゼオライトとNa−K−Aを1:1で2層充填したこと、およびバイオガス供給量を240リットルN/minとしたことを除き、実施例1と同様にメタン分離に行った。
3 圧縮機/真空ポンプ兼用回転機械
2、4、8、10、12、13、14 バルブ
5 CO2吸着塔
51 H2S・有機硫黄吸着剤
52 水分吸着剤
53 VOC・有機ケイ素吸着剤
71、72、73 CO2吸着剤
9 製品CH4タンク
6 補助吸着塔
Claims (7)
- CO2吸着工程、残留CH4回収工程、減圧再生工程、残留CH4回収工程、昇圧工程を含み、これらを繰り返すバイオガスからCH4を分離する方法であって、
前方からH2S・有機硫黄選択型吸着剤、水分選択型吸着剤、揮発性有機化合物(以下、VOCと示す)・有機ケイ素選択型吸着材の順序で吸着剤が充填され、さらに後方にCO2選択型吸着剤を充填されたCO2吸着塔に、圧力調整装置により大気圧より高い圧力としCH4を主成分とするバイオガスを供給して、VOC、CO2、H2S、有機硫黄、有機ケイ素、水分を除去して塔後方からCH4を回収して(CO2吸着工程)、
CH4濃度が低下する前に、塔後方に設置した補助吸着塔の前方とCO2吸着塔の後方を連結して、塔後方に残留するCH4を補助吸着塔に移行し(残留CH4回収工程1)、
補助吸着塔の前方とCO2吸着塔の後方の連結を閉じ、真空ポンプ/ブロワー兼用回転機械で大気圧未満の圧力でCO2吸着塔の塔前方から吸着したVOC、CO2、H2S、有機硫黄、有機ケイ素、水分を系外に排気した後(減圧再生工程)、
再度、補助吸着塔の前方とCO2吸着塔の後方を連結して、大気圧のCO2吸着塔の後方と補助吸着塔の前方を連結して回収したCH4をCO2吸着塔の後方へ移動させ、(残留CH4回収工程2)、
その後、CH4吸着塔の圧力を上昇させ(昇圧工程)、
CH4含有バイオガスを供給するCO2吸着工程に戻ることを特長とする、バイオガスからCH4を分離する方法。 - CO2吸着塔に充填するCO2選択型吸着剤としてLiイオン交換、Naイオン交換、Caイオン交換のX型ゼオライト、分子直径が4オングストローム以下のCO2は吸着するがCH4を吸着しないNa−K−A型ゼオライト(CO2選択型吸着剤)から成る群から選択させるゼオライトを1種または2種以上使用する、請求項1に記載の方法。
- 補助吸着塔にCO2選択型吸着剤が充填されており、補助吸着塔に充填するCO2選択型吸着剤としてLiイオン交換、Naイオン交換、Caイオン交換のX型ゼオライト、分子直径が4オングストローム以下のCO2は吸着するがCH4を吸着しないNa−K−A型ゼオライト(CO2選択型吸着剤)から成る群から選択される1種または2種以上を使用する、請求項1または2に記載の方法。
- CO2吸着塔1搭と補助吸着塔1搭で実施することを特長とする、請求項1〜3のいずれか一つに記載の方法。
- CO2吸着塔5から上流および下流の各々に二股に分岐している流路を有するCO2吸着塔5を有し、
CO2吸着塔5から上流に二股に分岐している流路のうち一方にはバルブ4を介してさらに上流に二股に分岐している流路と連結し、
当該バルブ4を介してさらに上流に二股に分岐している流路のうち一方においてはバルブ14を介して外部と通じ、
当該バルブ4を介してさらに上流に二股に分岐している流路のうち上記とは別の流路の上流には、さらに上流にバルブ2を介してバイオガスを供給する流路1を有する圧力調整装置3があり、
CO2吸着塔から上流に二股に分岐している流路のうち上記とは別の流路15はバルブ13を介してバルブ2の下流で流路1と接続し、
CO2吸着塔5から下流に二股に分岐している流路うち一方にはバルブ12を介して補助吸着塔6が接続され、
CO2吸着塔5から下流に二股に分岐している流路のうち上記とは別の流路にはバルブ8を介してCH4を回収する容器9が接続され、
ここでCO2吸着塔5には、上流から順に、H2S・有機硫黄選択型吸着剤51、水分選択型吸着剤52、VOC・有機ケイ素選択型吸着剤53およびCO2選択型吸着剤が充填されている、バイオガスからCH4を分離するための装置。 - CO2吸着塔に充填するCO2選択型吸着剤としてLiイオン交換、Naイオン交換、Caイオン交換のX型ゼオライト、分子直径が4オングストローム以下のCO2は吸着するがCH4を吸着しないNa−K−A型ゼオライト(CO2選択型吸着剤)から成る群から選択させるゼオライトを1種または2種以上使用する、請求項5に記載の装置。
- 補助吸着塔6にCO2選択型吸着剤73が充填されており、補助吸着塔6に充填するCO2選択型吸着剤としてLiイオン交換、Naイオン交換、Caイオン交換のX型ゼオライト、分子直径が4オングストローム以下のCO2は吸着するがCH4を吸着しないNa−K−A型ゼオライト(CO2選択型吸着剤)から成る群から選択される1種または2種以上を使用する、請求項5または6に記載の装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015140419A JP6114341B2 (ja) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | バイオガスからch4を吸着分離するための方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015140419A JP6114341B2 (ja) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | バイオガスからch4を吸着分離するための方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017018917A true JP2017018917A (ja) | 2017-01-26 |
JP6114341B2 JP6114341B2 (ja) | 2017-04-12 |
Family
ID=57887543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015140419A Active JP6114341B2 (ja) | 2015-07-14 | 2015-07-14 | バイオガスからch4を吸着分離するための方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6114341B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020082015A (ja) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 株式会社コベルコ科研 | 吸着塔およびガス中の揮発性有機化合物の除去装置 |
WO2023188520A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | 三菱重工業株式会社 | 前処理方法、二酸化炭素回収方法、及びこれらの方法を実行する装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10272332A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Nippon Sanso Kk | ガス分離装置及びその運転方法 |
WO2004007056A1 (ja) * | 2002-07-15 | 2004-01-22 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | 酸素ガス分離方法 |
JP2006016439A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス精製装置 |
JP2008161743A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Kyuchaku Gijutsu Kogyo Kk | 吸着剤を利用した水分除去、冷熱の回収を行う、低温液化voc回収方法 |
JP2009167233A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Kyuchaku Gijutsu Kogyo Kk | 吸着剤を利用したバイオ発酵ガスからのメタンの回収、精製方法 |
JP2013154340A (ja) * | 2012-01-06 | 2013-08-15 | Kyuchaku Gijutsu Kogyo Kk | 空気からの酸素と窒素の吸着分離方法及び装置 |
-
2015
- 2015-07-14 JP JP2015140419A patent/JP6114341B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10272332A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-13 | Nippon Sanso Kk | ガス分離装置及びその運転方法 |
WO2004007056A1 (ja) * | 2002-07-15 | 2004-01-22 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | 酸素ガス分離方法 |
JP2006016439A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス精製装置 |
JP2008161743A (ja) * | 2006-12-27 | 2008-07-17 | Kyuchaku Gijutsu Kogyo Kk | 吸着剤を利用した水分除去、冷熱の回収を行う、低温液化voc回収方法 |
JP2009167233A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Kyuchaku Gijutsu Kogyo Kk | 吸着剤を利用したバイオ発酵ガスからのメタンの回収、精製方法 |
JP2013154340A (ja) * | 2012-01-06 | 2013-08-15 | Kyuchaku Gijutsu Kogyo Kk | 空気からの酸素と窒素の吸着分離方法及び装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020082015A (ja) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 株式会社コベルコ科研 | 吸着塔およびガス中の揮発性有機化合物の除去装置 |
JP7166152B2 (ja) | 2018-11-29 | 2022-11-07 | 株式会社コベルコ科研 | 吸着塔およびガス中の揮発性有機化合物の除去装置 |
WO2023188520A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | 三菱重工業株式会社 | 前処理方法、二酸化炭素回収方法、及びこれらの方法を実行する装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6114341B2 (ja) | 2017-04-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9005561B2 (en) | Selective sulfur removal process | |
KR100896455B1 (ko) | 압력변동흡착장치 및 이를 이용한 수소 정제 방법 | |
EP2158020B1 (en) | Process for producing purified natural gas from natural gas comprising water and carbon dioxide | |
TWI521056B (zh) | Methane recovery method and methane recovery unit | |
AU2008336265B2 (en) | A plant and process for recovering carbon dioxide | |
TWI421345B (zh) | 高爐氣體之分離方法及裝置 | |
JP6284563B2 (ja) | H2、co、co2、h2o主成分とする水蒸気改質ガスからのh2を吸着分離するための方法及び装置 | |
CN107285279B (zh) | 一种采用全温程变压吸附的合成气净化与分离的方法 | |
JP2011167629A (ja) | 水素ガスの分離方法、および水素ガス分離装置 | |
TWI569864B (zh) | 氬氣之純化方法及純化裝置 | |
JP6114341B2 (ja) | バイオガスからch4を吸着分離するための方法及び装置 | |
JP6163238B2 (ja) | 吸着分離によって空気から酸素を分離して取得する方法およびそのための装置 | |
JP3985006B2 (ja) | 高純度水素製造方法 | |
JP3947752B2 (ja) | 高純度水素製造方法 | |
JP5647388B2 (ja) | 高炉ガスの分離方法、および高炉ガスの分離装置 | |
Charisiou et al. | Biogas Sweetening Technologies | |
CN217015992U (zh) | 苯乙烯、异丙醇储罐尾气回收及脱除装置 | |
CN108392948A (zh) | 一种硫化氢的提纯工艺和装置 | |
US20230158443A1 (en) | Process for the removal of h2s from natural gas at high pressures by means of a psa process | |
EP3218086A1 (en) | Process for removing a small-molecule contaminant from a chlorine compound stream | |
Ansarpour et al. | Swing technologies for natural gas sweetening: Pressure, temperature, vacuum, electric, and mixed swing processes | |
JP2004300035A (ja) | メタンガスの分離方法および装置 | |
US8882887B2 (en) | Process stream desulfurization | |
CN111417451A (zh) | 气体提炼装置、气体提炼方法、丙烯制备装置及丙烷制备装置 | |
JP2007117814A (ja) | 液化ジメチルエーテルによる吸着剤の活性化処理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20161109 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170111 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170308 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170316 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6114341 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |