JP5061265B1 - Method and apparatus for controlling the amount of component adjustment gas injected into a city gas conduit in a biogas utilization system - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、中圧ガスホルダーから利用設備等へ供給される精製ガスの量が増減するとともに、前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定の組成と濃度に調整することにより得られたガスである成分調整ガスを都市ガス導管へ導く場合にも、バイオガス利用システム内の利用設備等で利用される精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保することが可能なバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御方法及び装置を提供することにある。
【解決手段】圧力計4で測定された圧力と予め求められた貯蔵された精製ガスの圧力と成分調整ガスの都市ガス導管28へ注入可能な注入量との関係より、前記成分調整ガスの都市ガス導管28への注入量を注入量調整手段により増減させる注入量制御工程を有している。
【選択図】図1
An object of the present invention is to increase or decrease the amount of purified gas supplied from a medium pressure gas holder to a utilization facility or the like, and to obtain a predetermined composition and concentration required by city gas for purified gas stored in the medium pressure gas holder. Even when the component-adjusted gas, which is the gas obtained by adjusting the gas, is introduced to the city gas conduit, the predetermined flow rate and the predetermined minimum pressure of the purified gas used in the utilization equipment in the biogas utilization system are secured. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for controlling the injection amount of a component adjustment gas into a city gas conduit in a biogas utilization system.
According to the relationship between the pressure measured by the pressure gauge, the pressure of the stored purified gas determined in advance and the injection amount of the component adjustment gas that can be injected into the city gas conduit, the city of the component adjustment gas is obtained. An injection amount control step of increasing or decreasing the injection amount into the gas conduit 28 by the injection amount adjusting means is provided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、バイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御方法及び装置に関する。ここで「バイオガス」とは、バイオマス(動植物に由来する有機物であってエネルギー源として利用することができるものであり、原油、天然ガス、可燃性天然ガス及び石炭並びにこれらから製造される製品を除くもの)から発生するまたは由来する可燃性ガスを言う。 The present invention relates to a method and an apparatus for controlling the amount of component adjustment gas injected into a city gas conduit in a biogas utilization system. Here, “biogas” refers to biomass (organic matter derived from animals and plants, which can be used as an energy source, and includes crude oil, natural gas, combustible natural gas, coal, and products produced therefrom. Excludes flammable gas generated or derived from.
下水汚泥や生ごみといった有機性廃棄物や食品工場排水などの有機性排水等のバイオマスをメタン発酵させることにより得られるバイオガスが、新しいエネルギーとして注目されている。このメタン発酵処理され、発生したバイオガスは通常「消化ガス」と呼ばれ、この消化ガス中から少なくとも硫黄系不純物を分離精製した精製ガスを中圧ガスホルダーに貯蔵した後、この精製ガスを各種設備で利用するバイオガス利用システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Biogas obtained by methane fermentation of biomass such as organic waste such as sewage sludge and garbage and organic wastewater such as food factory effluent is attracting attention as a new energy. The biogas generated by this methane fermentation treatment is usually called “digestion gas”. After storing the purified gas, which has separated and purified at least sulfur impurities from the digested gas, in the medium pressure gas holder, Biogas utilization systems used in facilities are known (for example, see Patent Document 1).
この特許文献1に開示された技術では、中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスがガスタービンに供給されるとともに、その他の諸利用設備へも送給されるように構成されている。
In the technique disclosed in
しかし、上記特許文献1に記載された発明において、中圧ガスホルダーから諸利用設備としてのガス用品に供給するために、中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定の組成と濃度に調整することにより得られたガスである成分調整ガスを都市ガス導管へ注入しようとする場合、低圧ガスホルダーの貯留量に従ってガス圧縮機を制御するとともに、ガスを圧縮して供給する必要があるガスタービンやその他の諸利用設備(以下、「利用設備等」という)で消費される(中圧ガスホルダーから供給する)精製ガスの量が例えば日中のように一定の時間帯に増加するにもかかわらず成分調整ガスの都市ガス導管への注入量を一定に制御していると、以下のような問題が生ずる。
(1)中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスの圧力(以下、「貯蔵された精製ガスの圧力」という)が次第に低下し、前記利用設備等で利用される前記精製ガスの所定の最低圧力が確保できなくなる時間帯が発生するといった問題点を有していた。
(2)また、上述した前記精製ガスの所定の最低圧力が確保できなくなる時間帯が発生するばかりか、翌朝必要な所定の貯蔵された精製ガスの圧力が確保できなくなる場合が発生するといった問題点も有していた。
However, in the invention described in the above-mentioned
(1) The pressure of the purified gas stored in the medium-pressure gas holder (hereinafter referred to as “the pressure of the stored purified gas”) gradually decreases, and the predetermined minimum pressure of the purified gas used in the use facility or the like However, there is a problem that a time zone that cannot be secured occurs.
(2) Further, there is a problem that not only a time zone in which the above-mentioned predetermined minimum pressure of the purified gas cannot be ensured but also a case in which the pressure of the predetermined stored purified gas necessary for the next morning cannot be secured is generated. Also had.
本発明の目的は、中圧ガスホルダーから利用設備等へ供給される精製ガスの量が増減するとともに、前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定の組成と濃度に調整することにより得られたガスである成分調整ガスを都市ガス導管へ導く場合にも、バイオガス利用システム内の利用設備等で利用される精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保することが可能なバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御方法及び装置を提供することにある。 The purpose of the present invention is to increase or decrease the amount of purified gas supplied from the intermediate pressure gas holder to the utilization facility, etc., and to obtain the purified gas stored in the intermediate pressure gas holder at a predetermined composition and concentration required by city gas. Even when the component adjustment gas, which is the gas obtained by adjustment, is led to the city gas conduit, ensure the prescribed flow rate and the prescribed minimum pressure of the purified gas used in the equipment used in the biogas utilization system. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for controlling the amount of component-adjusted gas injected into a city gas conduit in a biogas utilization system capable of performing the above.
この目的を達成するために、本発明の請求項1に記載の発明は、
バイオガス中から少なくとも硫黄系不純物を分離し、高濃度なメタンガスを精製するためのバイオガス精製装置と、このバイオガス精製装置で得られた精製ガスを貯蔵する中圧ガスホルダーと、この中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスが供給され利用される所定の利用設備と、前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定の組成と濃度に調整するための成分調整手段と、この成分調整手段により所定の組成と濃度に調整されたガス(以下、「成分調整ガス」という)を都市ガス導管へ導くための配管と、を備えたバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御方法であって、
前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガス(以下、「貯蔵された精製ガス」という)の圧力を測定するための圧力計と、前記配管の途中経路または前記成分調整手段に注入量調整手段とをさらに備え、
(1)前記所定の利用設備で利用される前記精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保するために、前記圧力計で測定した前記貯蔵された精製ガスの圧力と前記成分調整ガスの前記都市ガス導管へ注入可能な注入量との関係を予め求めておく工程と、
(2)前記所定の利用設備に前記精製ガスを供給する際に、前記貯蔵された精製ガスの圧力を前記圧力計で測定し、この測定された圧力と前記(1)で求められた前記貯蔵された精製ガスの圧力と前記成分調整ガスの前記都市ガス導管へ注入可能な注入量との関係より、前記成分調整ガスの前記都市ガス導管への注入量を前記注入量調整手段により増減させる注入量制御工程と、
を有したことを特徴とするバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御方法である。
In order to achieve this object, the invention according to
A biogas purification device for separating at least sulfur impurities from biogas and purifying high-concentration methane gas, an intermediate-pressure gas holder for storing purified gas obtained by this biogas purification device, and this intermediate pressure Predetermined equipment for supplying and using purified gas stored in the gas holder, and component adjusting means for adjusting the purified gas stored in the medium pressure gas holder to a predetermined composition and concentration required by city gas And a pipe for guiding a gas adjusted to a predetermined composition and concentration by the component adjusting means (hereinafter referred to as “component adjusting gas”) to a city gas conduit. A method for controlling the amount of injection into a city gas conduit,
A pressure gauge for measuring the pressure of the refined gas stored in the intermediate pressure gas holder (hereinafter referred to as “stored refined gas”), and an injection amount adjusting means in the middle of the pipe or in the component adjusting means; Further comprising
(1) In order to ensure a predetermined flow rate and a predetermined minimum pressure of the purified gas used in the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas measured by the pressure gauge and the component adjustment gas A step of determining in advance a relationship with an injection amount that can be injected into the city gas conduit;
(2) When supplying the purified gas to the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas is measured with the pressure gauge, and the measured pressure and the storage determined in (1) Injection that increases or decreases the injection amount of the component adjustment gas into the city gas conduit by the injection amount adjusting means based on the relationship between the pressure of the purified gas and the injection amount of the component adjustment gas that can be injected into the city gas conduit A quantity control process;
This is a method for controlling the amount of component-adjusted gas injected into a city gas conduit in a biogas utilization system.
また、本発明の請求項2に記載の発明は、
バイオガス中から少なくとも硫黄系不純物を分離し、高濃度なメタンガスを精製するためのバイオガス精製装置と、このバイオガス精製装置で得られた精製ガスを貯蔵する中圧ガスホルダーと、この中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスが供給され利用される所定の利用設備と、前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定の組成と濃度に調整するための成分調整手段と、この成分調整手段により所定の組成と濃度に調整されたガス(以下、「成分調整ガス」という)を都市ガス導管へ導くための配管と、を備えたバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御装置であって、
前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガス(以下、「貯蔵された精製ガス」という)の圧力を測定するための圧力計と、前記配管の途中経路または前記成分調整手段に注入量調整手段とを備え、
(1)前記所定の利用設備で利用される前記精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保するために、前記圧力計で測定した前記貯蔵された精製ガスの圧力と前記成分調整ガスの前記都市ガス導管へ注入可能な注入量との関係を予め求めたデータが格納された記憶部と、
(2)前記所定の利用設備に前記精製ガスを供給する際に、前記貯蔵された精製ガスの圧力を前記圧力計で測定し、この測定された圧力と前記記憶部に格納された前記データとの関係より、前記注入量調整手段で前記成分調整ガスの前記都市ガス導管へ注入可能な注入量を算出するための注入量算出部と、
を有したことを特徴とするバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御装置である。
The invention according to
A biogas purification device for separating at least sulfur impurities from biogas and purifying high-concentration methane gas, an intermediate-pressure gas holder for storing purified gas obtained by this biogas purification device, and this intermediate pressure Predetermined equipment for supplying and using purified gas stored in the gas holder, and component adjusting means for adjusting the purified gas stored in the medium pressure gas holder to a predetermined composition and concentration required by city gas And a pipe for guiding a gas adjusted to a predetermined composition and concentration by the component adjusting means (hereinafter referred to as “component adjusting gas”) to a city gas conduit. An injection amount control device for a city gas conduit,
A pressure gauge for measuring the pressure of the refined gas stored in the intermediate pressure gas holder (hereinafter referred to as “stored refined gas”), and an injection amount adjusting means in the middle of the pipe or in the component adjusting means; With
(1) In order to ensure a predetermined flow rate and a predetermined minimum pressure of the purified gas used in the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas measured by the pressure gauge and the component adjustment gas A storage unit storing data obtained in advance for the relationship with the amount of injection that can be injected into the city gas conduit;
(2) When supplying the purified gas to the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas is measured with the pressure gauge, and the measured pressure and the data stored in the storage unit From the relationship, an injection amount calculation unit for calculating the injection amount that can be injected into the city gas conduit of the component adjustment gas by the injection amount adjustment means,
An apparatus for controlling the amount of component-adjusted gas injected into a city gas conduit in a biogas utilization system.
以上のように、本発明に係るバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御方法によれば、
バイオガス中から少なくとも硫黄系不純物を分離し、高濃度なメタンガスを精製するためのバイオガス精製装置と、このバイオガス精製装置で得られた精製ガスを貯蔵する中圧ガスホルダーと、この中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスが供給され利用される所定の利用設備と、前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定の組成と濃度に調整するための成分調整手段と、この成分調整手段により所定の組成と濃度に調整されたガス(以下、「成分調整ガス」という)を都市ガス導管へ導くための配管と、を備えたバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御方法であって、
前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガス(以下、「貯蔵された精製ガス」という)の圧力を測定するための圧力計と、前記配管の途中経路または前記成分調整手段に注入量調整手段とをさらに備え、
(1)前記所定の利用設備で利用される前記精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保するために、前記圧力計で測定した前記貯蔵された精製ガスの圧力と前記成分調整ガスの前記都市ガス導管へ注入可能な注入量との関係を予め求めておく工程と、
(2)前記所定の利用設備に前記精製ガスを供給する際に、前記貯蔵された精製ガスの圧力を前記圧力計で測定し、この測定された圧力と前記(1)で求められた前記貯蔵された精製ガスの圧力と前記成分調整ガスの前記都市ガス導管へ注入可能な注入量との関係より、前記成分調整ガスの前記都市ガス導管への注入量を前記注入量調整手段により増減させる注入量制御工程と、を有しているため、
中圧ガスホルダーから利用設備等へ供給される精製ガスの量が増減するとともに、前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定の組成と濃度に調整することにより得られたガスである成分調整ガスを都市ガス導管へ導く場合にも、バイオガス利用システム内の利用設備等で利用される精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保することが可能なバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御方法を実現できる。
As described above, according to the method for controlling the injection amount of the component adjustment gas into the city gas conduit in the biogas utilization system according to the present invention,
A biogas purification device for separating at least sulfur impurities from biogas and purifying high-concentration methane gas, an intermediate-pressure gas holder for storing purified gas obtained by this biogas purification device, and this intermediate pressure Predetermined equipment for supplying and using purified gas stored in the gas holder, and component adjusting means for adjusting the purified gas stored in the medium pressure gas holder to a predetermined composition and concentration required by city gas And a pipe for guiding a gas adjusted to a predetermined composition and concentration by the component adjusting means (hereinafter referred to as “component adjusting gas”) to a city gas conduit. A method for controlling the amount of injection into a city gas conduit,
A pressure gauge for measuring the pressure of the refined gas stored in the intermediate pressure gas holder (hereinafter referred to as “stored refined gas”), and an injection amount adjusting means in the middle of the pipe or in the component adjusting means; Further comprising
(1) In order to ensure a predetermined flow rate and a predetermined minimum pressure of the purified gas used in the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas measured by the pressure gauge and the component adjustment gas A step of determining in advance a relationship with an injection amount that can be injected into the city gas conduit;
(2) When supplying the purified gas to the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas is measured with the pressure gauge, and the measured pressure and the storage determined in (1) Injection that increases or decreases the injection amount of the component adjustment gas into the city gas conduit by the injection amount adjusting means based on the relationship between the pressure of the purified gas and the injection amount of the component adjustment gas that can be injected into the city gas conduit A quantity control step,
It is obtained by adjusting the amount of purified gas supplied from the medium pressure gas holder to the utilization facility, etc., and adjusting the purified gas stored in the medium pressure gas holder to a predetermined composition and concentration required by city gas. Use of biogas that can ensure the prescribed flow rate and the prescribed minimum pressure of purified gas used in the equipment used in the biogas utilization system, etc. It is possible to realize a method of controlling the injection amount of the component adjustment gas into the city gas conduit in the system.
また、本発明に係るバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御装置によれば、
バイオガス中から少なくとも硫黄系不純物を分離し、高濃度なメタンガスを精製するためのバイオガス精製装置と、このバイオガス精製装置で得られた精製ガスを貯蔵する中圧ガスホルダーと、この中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスが供給され利用される所定の利用設備と、前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定の組成と濃度に調整するための成分調整手段と、この成分調整手段により所定の組成と濃度に調整されたガス(以下、「成分調整ガス」という)を都市ガス導管へ導くための配管と、を備えたバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御装置であって、
前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガス(以下、「貯蔵された精製ガス」という)の圧力を測定するための圧力計と、前記配管の途中経路または前記成分調整手段に注入量調整手段とを備え、
(1)前記所定の利用設備で利用される前記精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保するために、前記圧力計で測定した前記貯蔵された精製ガスの圧力と前記成分調整ガスの前記都市ガス導管へ注入可能な注入量との関係を予め求めたデータが格納された記憶部と、
(2)前記所定の利用設備に前記精製ガスを供給する際に、前記貯蔵された精製ガスの圧力を前記圧力計で測定し、この測定された圧力と前記記憶部に格納された前記データとの関係より、前記注入量調整手段で前記成分調整ガスの前記都市ガス導管へ注入可能な注入量を算出するための注入量算出部と、を有しているため、
中圧ガスホルダーから利用設備等へ供給される精製ガスの量が増減するとともに、前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定の組成と濃度に調整することにより得られたガスである成分調整ガスを都市ガス導管へ導く場合にも、バイオガス利用システム内の利用設備等で利用される精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保することが可能なバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御装置を実現できる。
Moreover, according to the injection amount control device to the city gas conduit of the component adjustment gas in the biogas utilization system according to the present invention,
A biogas purification device for separating at least sulfur impurities from biogas and purifying high-concentration methane gas, an intermediate-pressure gas holder for storing purified gas obtained by this biogas purification device, and this intermediate pressure Predetermined equipment for supplying and using purified gas stored in the gas holder, and component adjusting means for adjusting the purified gas stored in the medium pressure gas holder to a predetermined composition and concentration required by city gas And a pipe for guiding a gas adjusted to a predetermined composition and concentration by the component adjusting means (hereinafter referred to as “component adjusting gas”) to a city gas conduit. An injection amount control device for a city gas conduit,
A pressure gauge for measuring the pressure of the refined gas stored in the intermediate pressure gas holder (hereinafter referred to as “stored refined gas”), and an injection amount adjusting means in the middle of the pipe or in the component adjusting means; With
(1) In order to ensure a predetermined flow rate and a predetermined minimum pressure of the purified gas used in the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas measured by the pressure gauge and the component adjustment gas A storage unit storing data obtained in advance for the relationship with the amount of injection that can be injected into the city gas conduit;
(2) When supplying the purified gas to the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas is measured with the pressure gauge, and the measured pressure and the data stored in the storage unit From the relationship, because there is an injection amount calculation unit for calculating the injection amount that can be injected into the city gas conduit of the component adjustment gas by the injection amount adjustment means,
It is obtained by adjusting the amount of purified gas supplied from the medium pressure gas holder to the utilization facility, etc., and adjusting the purified gas stored in the medium pressure gas holder to a predetermined composition and concentration required by city gas. Use of biogas that can ensure the prescribed flow rate and the prescribed minimum pressure of purified gas used in the equipment used in the biogas utilization system, etc. An apparatus for controlling the injection amount of the component adjustment gas into the city gas conduit in the system can be realized.
以下、本発明の一実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図1は本発明に係る注入量制御装置を含むバイオガス利用システムの一実施の形態の全体構成を模式的に説明する説明図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically illustrating the overall configuration of an embodiment of a biogas utilization system including an injection amount control device according to the present invention.
図1において、1は下水汚泥や生ごみといった有機性廃棄物や食品工場排水などの有機性排水等のバイオマスをメタン発酵させるための消化タンク、2は消化タンク1から発生した消化ガス中から硫黄系不純物と二酸化炭素を分離し、高濃度なメタンガスを精製するためのバイオガス精製装置、3はバイオガス精製装置2で精製された精製ガスが供給され約0.4〜0.9MPaGの範囲の圧力で貯蔵するための中圧ガスホルダー、4は中圧ガスホルダー3内の精製ガスの圧力を計測するための圧力計、5は利用設備としてのCNG車へのガス充填設備(図示せず。例えば、所定の最低圧力=0.5MPaG)に精製ガスを供給するために精製ガスに付臭剤(THT)を用いて付臭するための付臭装置、6は減圧弁、7は付臭剤(THT)を用いて付臭された精製ガスが減圧弁6で所定圧力に減圧され供給される利用設備としての消化タンク1の加温用ボイラーである。
In FIG. 1, 1 is a digestion tank for methane fermentation of biomass such as organic waste such as sewage sludge and garbage and organic wastewater such as food factory wastewater, 2 is sulfur from digestion gas generated from the digestion tank 1 A biogas purification device for separating system impurities and carbon dioxide and purifying high-concentration methane gas, 3 is supplied with purified gas purified by the
また、図1において、10は精製ガスを都市ガスが要求する所定基準値未満の二酸化炭素濃度(例えば、0.5容量%)まで低減させるための二酸化炭素除去器、11は二酸化炭素除去器10で所定値まで二酸化炭素濃度が低減された精製ガスの流量を計測するための流量計、12は流量計11で流量が計測された精製ガスの酸素濃度を測定するための酸素計{例えば、ガスクロマトグラフ(型式:GC−20B−3S、株式会社島津製作所製)}、13は水素供給手段としての水電解式高純度水素酸素発生装置{株式会社神鋼環境ソリューション製の水電解式高純度水素酸素発生装置(商品名:HHOG)}、14は水電解式高純度水素酸素発生装置13から供給される水素(H2)の流量を計測するための流量計、15は流量制御装置、16は流量調整弁である。ここで、水素量調整手段は、流量制御装置15と流量調整弁16から構成される。
In FIG. 1,
また、図1において、20はパラジウム(Pd)触媒が充填された酸素除去触媒塔、21は酸素除去触媒塔20で酸素が除去された精製ガスの触媒反応熱を取り去るためのガス冷却器、22はガス冷却器21で冷却された精製ガス中の水分を除去するための除湿器、23は除湿器22で水分が除去された精製ガスに付臭剤(TBM+DMS)を用いて都市ガスとしての付臭を行なうための付臭装置、24は付臭装置23で付臭された精製ガスの流量を計測するための流量計、25は流量計24で流量が計測された精製ガスの流量を調整するための流量調整弁、26は遮断弁、27は減圧弁、28は都市ガス導管である。
In FIG. 1, 20 is an oxygen removal catalyst tower filled with a palladium (Pd) catalyst, 21 is a gas cooler for removing the catalytic reaction heat of the purified gas from which oxygen has been removed by the oxygen
また、図1において、30は精製ガスに高カロリーガスであるLPGを供給して熱量を調整するための熱量調整装置、31は熱量調整装置30から出たLPGの流量を計測するための流量計、32は流量制御装置、33は流量調整弁である。
In FIG. 1, 30 is a calorie adjusting device for adjusting the amount of heat by supplying LPG, which is a high calorie gas, to the purified gas, and 31 is a flow meter for measuring the flow rate of the LPG emitted from the
また、図1において、40は都市ガス導管28へ供給する精製ガスの酸素濃度を測定するための酸素計{例えば、ガスクロマトグラフ(型式:GC−20B−3S、株式会社島津製作所製)}、41は都市ガス導管28へ供給する精製ガスのその他の成分濃度を測定するための分析計、60は流量制御装置である。
In FIG. 1,
また、図1において、中圧ガスホルダー3に貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定成分の組成と濃度に調整するための成分調整手段は、二酸化炭素除去器10、流量計11、酸素計12、水電解式高純度水素酸素発生装置13、流量計14、流量制御装置15、流量調整弁16、酸素除去触媒塔20、ガス冷却器21、除湿器22、付臭装置23、熱量調整装置30、流量計31、流量制御装置32、流量調整弁33、酸素計40と分析計41から構成される。また、上記成分調整手段により所定の組成と濃度に調整されたガス(成分調整ガス)を都市ガス導管28へ導くための配管29が、付臭装置23から都市ガス導管28の間に設置されている。また、70は圧力計4と二酸化炭素除去器10との間の配管、75は流量計11と酸素除去触媒塔20との間の配管、80は除湿器22と付臭装置23との間の配管、85は付臭装置23と流量計24との間の配管である。さらに、流量計24と遮断弁26の間の配管29に設置された流量調整弁25と流量制御装置60により注入量調整手段が構成されている。このように、図1では注入量調整手段を配管29の途中経路に備えた例について示したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、上記成分調整手段の配管70から配管85の間に備えた構成とすることも可能である。
In FIG. 1, the component adjusting means for adjusting the purified gas stored in the medium
また、バイオガス中から少なくとも硫黄系不純物を分離し、高濃度なメタンガスを精製するためのバイオガス精製装置2と、このバイオガス精製装置2で得られた精製ガスを貯蔵する中圧ガスホルダー3と、この中圧ガスホルダー3に貯蔵された精製ガスが供給され利用される所定の利用設備(例えば、上述したCNG車)と、中圧ガスホルダー3に貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定の組成と濃度に調整するための上述した成分調整手段と、成分調整ガスを都市ガス導管28へ導くための配管29と、を備えたバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管28への注入量制御装置は、
圧力計4と、配管29の途中経路または上記成分調整手段に上述した注入量調整手段とを備え、
(1)前記所定の利用設備で利用される前記精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保するために、圧力計4で測定した前記貯蔵された精製ガスの圧力と前記成分調整ガスの都市ガス導管28へ注入可能な注入量との関係を予め求めたデータが格納された流量制御装置60内に設けられた記憶部(図示せず)と、
(2)前記所定の利用設備に前記精製ガスを供給する際に、前記貯蔵された精製ガスの圧力を圧力計4で測定し、この測定された圧力と前記記憶部に格納された前記データとの関係より、前記注入量調整手段で前記成分調整ガスの都市ガス導管28へ注入可能な注入量を算出するための流量制御装置60内に設けられた注入量算出部(図示せず)と、
を有しているため、
中圧ガスホルダー3から前記所定の利用設備等へ供給される精製ガスの量が増減するとともに、前記中圧ガスホルダー3に貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定の組成と濃度に調整することにより得られたガスである成分調整ガスを都市ガス導管28へ導く場合にも、バイオガス利用システム内の前記所定の利用設備等で利用される精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保することが可能なバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管28への注入量制御装置を実現できる。
In addition, a
The pressure gauge 4 and the injection amount adjusting means described above in the middle path of the
(1) In order to ensure a predetermined flow rate and a predetermined minimum pressure of the purified gas used in the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas measured by the pressure gauge 4 and the city of the component adjustment gas A storage unit (not shown) provided in the
(2) When supplying the purified gas to the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas is measured with a pressure gauge 4, and the measured pressure and the data stored in the storage unit are measured. From the relationship, an injection amount calculation unit (not shown) provided in the flow
Because it has
The amount of purified gas supplied from the intermediate-
なお、前記記憶部と前記注入量算出部は、流量制御装置60内にそれぞれ設けられた例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではない。前記記憶部と前記注入量算出部は、流量制御装置60外に別設されていても構わない。前記記憶部と前記注入量算出部は、少なくとも注入量制御装置内にありさえすればよい。
In addition, although the said memory | storage part and the said injection amount calculation part demonstrated the example each provided in the
以下に、本発明の作用効果を検証するための試験(発明例)および比較試験(比較例1、比較例2)を実施した結果について述べる。 Below, the result of having implemented the test (invention example) and the comparative test (comparative example 1 and comparative example 2) for verifying the effect of this invention is described.
最初に、1日を通してのバイオガス精製装置2で精製され得られる精製ガスの流量、所定の利用設備等(例えば、CNG車へ所定ガスを供給するためのガス充填設備)で利用される増減する精製ガスの流量を把握した。
First, increase or decrease the flow rate of purified gas that can be purified by the
次に、上記所定の利用設備等で利用される精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保するために必要な中圧ガスホルダー3に貯蔵された精製ガスの(圧力計4で測定した)圧力と上述した成分調整ガスの都市ガス導管28へ注入可能な注入量との関係を予め求め(図2参照)、この図2に示すデータを記憶部へ格納した。
Next, the purified gas stored in the medium
次に、図3に示すような、バイオガス精製装置2で得られた精製ガスの流量(符号ア)と上記所定の利用設備等で利用される精製ガスの流量(符号ウ)である場合に、中圧ガスホルダー3に貯蔵された精製ガスの圧力を圧力計4で測定し、この測定された圧力(符号エ)と上記記憶部に格納されたデータとの関係より、都市ガス導管28へ注入可能な上述した成分調整ガスの流量(符号イ)を上記注入量算出部で算出し、この算出したガス流量(符号イ)になるように、上記注入量調整手段で上述した成分調整ガスの流量を制御した(図3参照、発明例)。このように、中圧ガスホルダー3から所定の利用設備等へ供給される精製ガスの量が増減するとともに、前記中圧ガスホルダー3に貯蔵された精製ガスを都市ガスが要求する所定の組成と濃度に調整することにより得られたガスである成分調整ガスを都市ガス導管28へ導く場合にも、バイオガス利用システム内の所定の利用設備等で利用される精製ガスの増減する所定流量(符号ウ参照)と所定の最低圧力(例えば、0.5MPaG)以上を確保することが可能なバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管28への注入量制御装置を実現できることが分かる。
Next, when the flow rate (symbol A) of the purified gas obtained by the
次に、図4において、図3に示すバイオガス精製装置2で得られた精製ガスの流量と同じ精製ガスの流量(符号ア)が得られ、かつ、本発明のような注入量制御装置を有さず、上述した成分調整ガスを都市ガス導管28へ日量時間平均一律(例えば、80m3N)の流量(符号イ)を供給した(図4参照、比較例1)。このような場合に、上記所定の利用設備等で利用される精製ガスの流量と同じ精製ガスの流量(符号ウ)を利用すると、18時頃に、圧力計4で測定した中圧ガスホルダー3に貯蔵された精製ガスの圧力(符号エ)が0.49MPaGとなってしまい、所定の最低圧力である0.5MPaGを確保できなくなってしまうため、所定の最低圧力以上へ回復するまで一時的に所定の利用設備等で精製ガスを利用することができない(図4参照、比較例1)。
Next, in FIG. 4, the same purified gas flow rate (symbol A) as the purified gas flow rate obtained by the
また、図5において、図3に示すバイオガス精製装置2で得られた精製ガスの流量と同じ精製ガスの流量(符号ア)が得られ、かつ、本発明のような注入量制御装置を有さず、かつ、誤操作により上述した成分調整ガスを都市ガス導管28へ日量時間平均一律(例えば、100m3N)の流量(符号イ)を供給してしまった(図5参照、比較例2)。このような場合に、上記所定の利用設備等で利用される精製ガスの流量と同じ精製ガスの流量(符号ウ)を利用すると、16時前頃から18時過ぎ頃の間において、圧力計4で測定した中圧ガスホルダー3に貯蔵された精製ガスの圧力(符号エ)が所定の最低圧力である0.5MPaGを確保できず一時的に所定の利用設備等で精製ガスを利用できなくなってしまうばかりか、翌朝の朝8時には、圧力計4で測定した中圧ガスホルダー3に貯蔵された精製ガスの圧力(符号エ)が約0.65MPaGまでしか回復せず、8時から再び図3に示す上記所定の利用設備等で利用される精製ガスの流量(符号ウ)を供給することが出来なくなってしまう(図5参照、比較例2)。
Further, in FIG. 5, the same purified gas flow rate (symbol A) as the purified gas flow rate obtained by the
なお、本実施の形態においては、二酸化炭素除去器10、流量計11、酸素計12、水電解式高純度水素酸素発生装置13、流量計14、流量制御装置15、流量調整弁16、酸素除去触媒塔20、ガス冷却器21、除湿器22、付臭装置23、熱量調整装置30、流量計31、流量制御装置32、流量調整弁33、酸素計40と分析計41から構成された成分調整手段の例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、様々な形態の成分調整手段を用いることが可能である。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、都市ガス導管28への注入量調整手段を配管29の途中経路に備えた構成とし、予め求めた中圧ガスホルダー3の圧力と都市ガス導管28へ注入可能な成分調整ガスの流量との関係を用いて成分調整ガスの流量を増減させる例について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、都市ガス導管28への注入量調整手段を配管70の途中経路に備えた構成とし、予め求めた中圧ガスホルダー3の圧力と都市ガス導管28へ注入可能な成分調整ガスの流量との関係から、さらに、中圧ガスホルダー3の圧力と成分調整前の精製ガスの流量との関係を求め、成分調整前の精製ガスの流量を増減させることによって成分調整ガスの都市ガス導管28への注入量を増減させることも可能である。
In the present embodiment, the means for adjusting the amount of injection into the
また、本実施の形態においては、所定の利用設備等として、CNG車へ所定ガスを供給するためのガス充填設備を例に説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、バイオガス利用システムにおける様々な所定の利用設備を用いることが可能である。このバイオガス利用システム内の様々な所定の利用設備等で利用される精製ガスの増減する所定流量と所定の最低圧力を確保するために、本願発明の技術思想を適用することができる。 In the present embodiment, the gas filling facility for supplying the predetermined gas to the CNG vehicle has been described as an example of the predetermined utilization facility. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the biogas utilization system is not necessarily limited thereto. It is possible to use various predetermined utilization facilities in The technical idea of the present invention can be applied to secure a predetermined flow rate and a predetermined minimum pressure of purified gas used in various predetermined utilization facilities in the biogas utilization system.
1 消化タンク
2 バイオガス精製装置
3 中圧ガスホルダー
4 圧力計
5 付臭装置
6 減圧弁
7 加温用ボイラー
10 二酸化炭素除去器
11 流量計
12 酸素計
13 水電解式高純度水素酸素発生装置
14 流量計
15 流量制御装置
16 流量調整弁
20 酸素除去触媒塔
21 ガス冷却器
22 除湿器
23 付臭装置
24 流量計
25 流量調整弁
26 遮断弁
27 減圧弁
28 都市ガス導管
29、70、75、80、85 配管
30 熱量調整装置
31 流量計
32 流量制御装置
33 流量調整弁
40 酸素計
41 分析計
60 流量制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガス(以下、「貯蔵された精製ガス」という)の圧力を測定するための圧力計と、前記配管の途中経路または前記成分調整手段に注入量調整手段とをさらに備え、
(1)前記所定の利用設備で利用される前記精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保するために、前記圧力計で測定した前記貯蔵された精製ガスの圧力と前記成分調整ガスの前記都市ガス導管へ注入可能な注入量との関係を予め求めておく工程と、
(2)前記所定の利用設備に前記精製ガスを供給する際に、前記貯蔵された精製ガスの圧力を前記圧力計で測定し、この測定された圧力と前記(1)で求められた前記貯蔵された精製ガスの圧力と前記成分調整ガスの前記都市ガス導管へ注入可能な注入量との関係より、前記成分調整ガスの前記都市ガス導管への注入量を前記注入量調整手段により増減させる注入量制御工程と、
を有したことを特徴とするバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御方法。 A biogas purification device for separating at least sulfur impurities from biogas and purifying high-concentration methane gas, an intermediate-pressure gas holder for storing purified gas obtained by this biogas purification device, and this intermediate pressure Predetermined equipment for supplying and using purified gas stored in the gas holder, and component adjusting means for adjusting the purified gas stored in the medium pressure gas holder to a predetermined composition and concentration required by city gas And a pipe for guiding a gas adjusted to a predetermined composition and concentration by the component adjusting means (hereinafter referred to as “component adjusting gas”) to a city gas conduit. A method for controlling the amount of injection into a city gas conduit,
A pressure gauge for measuring the pressure of the refined gas stored in the intermediate pressure gas holder (hereinafter referred to as “stored refined gas”), and an injection amount adjusting means in the middle of the pipe or in the component adjusting means; Further comprising
(1) In order to ensure a predetermined flow rate and a predetermined minimum pressure of the purified gas used in the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas measured by the pressure gauge and the component adjustment gas A step of determining in advance a relationship with an injection amount that can be injected into the city gas conduit;
(2) When supplying the purified gas to the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas is measured with the pressure gauge, and the measured pressure and the storage determined in (1) Injection that increases or decreases the injection amount of the component adjustment gas into the city gas conduit by the injection amount adjusting means based on the relationship between the pressure of the purified gas and the injection amount of the component adjustment gas that can be injected into the city gas conduit A quantity control process;
A method for controlling the injection amount of the component adjustment gas into the city gas conduit in the biogas utilization system.
前記中圧ガスホルダーに貯蔵された精製ガス(以下、「貯蔵された精製ガス」という)の圧力を測定するための圧力計と、前記配管の途中経路または前記成分調整手段に注入量調整手段とを備え、
(1)前記所定の利用設備で利用される前記精製ガスの所定流量と所定の最低圧力を確保するために、前記圧力計で測定した前記貯蔵された精製ガスの圧力と前記成分調整ガスの前記都市ガス導管へ注入可能な注入量との関係を予め求めたデータが格納された記憶部と、
(2)前記所定の利用設備に前記精製ガスを供給する際に、前記貯蔵された精製ガスの圧力を前記圧力計で測定し、この測定された圧力と前記記憶部に格納された前記データとの関係より、前記注入量調整手段で前記成分調整ガスの前記都市ガス導管へ注入可能な注入量を算出するための注入量算出部と、
を有したことを特徴とするバイオガス利用システムにおける成分調整ガスの都市ガス導管への注入量制御装置。 A biogas purification device for separating at least sulfur impurities from biogas and purifying high-concentration methane gas, an intermediate-pressure gas holder for storing purified gas obtained by this biogas purification device, and this intermediate pressure Predetermined equipment for supplying and using purified gas stored in the gas holder, and component adjusting means for adjusting the purified gas stored in the medium pressure gas holder to a predetermined composition and concentration required by city gas And a pipe for guiding a gas adjusted to a predetermined composition and concentration by the component adjusting means (hereinafter referred to as “component adjusting gas”) to a city gas conduit. An injection amount control device for a city gas conduit,
A pressure gauge for measuring the pressure of the refined gas stored in the intermediate pressure gas holder (hereinafter referred to as “stored refined gas”), and an injection amount adjusting means in the middle of the pipe or in the component adjusting means; With
(1) In order to ensure a predetermined flow rate and a predetermined minimum pressure of the purified gas used in the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas measured by the pressure gauge and the component adjustment gas A storage unit storing data obtained in advance for the relationship with the amount of injection that can be injected into the city gas conduit;
(2) When supplying the purified gas to the predetermined utilization facility, the pressure of the stored purified gas is measured with the pressure gauge, and the measured pressure and the data stored in the storage unit From the relationship, an injection amount calculation unit for calculating the injection amount that can be injected into the city gas conduit of the component adjustment gas by the injection amount adjustment means,
A device for controlling the amount of component-adjusted gas injected into a city gas conduit in a biogas utilization system.
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