JP4838000B2 - 消化ガス中のシロキサンの除去方法 - Google Patents
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特に、樹脂吸着剤は、その粒径が0.3mm程度と小さく、吸着塔に充填した場合に圧力損失が大きくなるため、吸着塔の流速に制限があり、比較的口径の大きな吸着塔を用いざるを得ない。
また、再生ガスは、吸着塔内や管路内に残っている可燃性ガスである消化ガスと混合することになるため、防爆のため、酸素濃度が低いことが必要となって、窒素を用いている。
請求項1にかかる発明は、消化槽からの消化ガスを樹脂吸着剤が充填された吸着塔に流し、消化ガス中に含まれるシロキサンを吸着、除去し、ついで吸着塔に再生ガスを流して、その内部の樹脂吸着剤に吸着しているシロキサンを脱着して樹脂吸着剤を再生するシロキサンの除去方法であって、
上記再生ガスとして、再生初期にはスチームを用い、再生中期には加熱した酸素濃度10体積%以下のガスを流し、再生終期には常温の酸素濃度10体積%以下のガスを流し、
上記スチームに、消化槽を加温するためのスチームの一部を用いることを特徴とする消化ガス中のシロキサンの除去方法である。
消化槽からの消化ガスは、管1から圧縮機2に送られ、ここで 0.02〜0.6MPaGに加圧されたのち、冷却器3に送られ、5〜35℃に冷却される。この冷却により、消化ガス中の水分が凝縮し、消化ガスが乾燥される。なお、ここで生じる凝縮水中に消化ガスに含まれるシロキサンの一部が凝縮して含まれる。
シロキサンが除去された消化ガスは、管5を通って、ボイラー6に送られ、これの燃料として用いられる。ボイラー6では、スチームが発生し、このスチームは下水汚泥のメタン発酵が行われる消化槽に送られ、その消化槽の加温のために使用される。
この再生には、第1の吸着塔4A内に再生ガスを、消化ガスの流れ方向とは逆方向に流すことによって行われる。
再生ガスには、再生初期においてはスチームが用いられ、再生中期には加熱窒素が用いられ、再生終期には常温窒素が用いられる。
冷却器8では、スチームの水分が凝縮するとともにこれに同伴されたシロキサンが液状に凝縮し、ドレインポッド9に排出される。
このスチームの導入により、樹脂吸着剤に吸着しているシロキサンのほぼ全量が脱着する。
この加熱窒素の導入により、樹脂吸着剤に付着しているスチーム由来の水分が除去され、樹脂吸着剤が乾燥する。
加熱窒素の導入時間は、全再生時間を100とした時、5〜30とされ、5未満では樹脂吸着剤の乾燥が十分ではなく、30を越えても過剰であり、かつ次工程の樹脂吸着剤の冷却に時間が取れなくなる可能性が生じる。
この常温窒素の導入により、樹脂吸着剤が常温に冷却され、次の吸着工程に向けて準備がなされることになる。
常温窒素の導入時間は、全再生時間を100とした時、10〜30とされ、10未満では樹脂吸着剤の冷却が十分ではなく、30を越えると過剰である。
以下、この操作を繰り返して連続的に消化ガス中のシロキサンを除去する。
図2は、このような第1および第2の吸着塔4A、4Bの切替運転のタイミングチャートの一例を示すものである。
また、スチームの発生源としては、ボイラー6に限られることはなく、下水処理設備内にある、例えば発電用ガスタービンエンジンの冷却に伴って発生するスチームなどを使用できる。
図1に示す装置を用い、下水処理汚泥由来の消化ガス中のシロキサンを除去する1ヶ月の運転試験を実施した。
消化ガスの流量は60Nm3/hとし、消化ガス中のシロキサン濃度は3〜20ppmであった。吸着塔切替時間を12時間とし、スチーム導入時間を8時間、加熱窒素導入時間を1時間、常温窒素導入時間を1時間、待機時間を2時間とした。吸着塔の再生設定温度を150℃、スチーム流量平均5m3/h、加熱窒素流量および常温窒素流量平均1m3/hとして連続運転を行った。
また、装置運転に要したエネルギーは、圧縮機2およびスチームを除き、加熱に必要な電力は、約5kWh/月、窒素PSA装置の運転電力は約140kWh/月であった。
この電力量は、再生ガスのすべてに窒素を用いた従来方法に比較して、それぞれ1/8、1/5であった。
Claims (2)
- 消化槽からの消化ガスを樹脂吸着剤が充填された吸着塔に流し、消化ガス中に含まれるシロキサンを吸着、除去し、ついで吸着塔に再生ガスを流して、その内部の樹脂吸着剤に吸着しているシロキサンを脱着して樹脂吸着剤を再生するシロキサンの除去方法であって、
上記再生ガスとして、再生初期にはスチームを用い、再生中期には加熱した酸素濃度10体積%以下のガスを流し、再生終期には常温の酸素濃度10体積%以下のガスを流し、
上記スチームに、消化槽を加温するためのスチームの一部を用いることを特徴とする消化ガス中のシロキサンの除去方法。 - 再生時間のうち、その50〜80%を再生初期とし、この間にスチームを流すことを特徴とする請求項1記載の除去方法。
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