JP5963304B2 - バイオガスの処理方法および処理システム - Google Patents
バイオガスの処理方法および処理システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5963304B2 JP5963304B2 JP2012152288A JP2012152288A JP5963304B2 JP 5963304 B2 JP5963304 B2 JP 5963304B2 JP 2012152288 A JP2012152288 A JP 2012152288A JP 2012152288 A JP2012152288 A JP 2012152288A JP 5963304 B2 JP5963304 B2 JP 5963304B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- biogas
- carbon dioxide
- sodium bicarbonate
- gas
- methane
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
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
- 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
Landscapes
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Description
NaOH+CO2 →NaHCO3
また、重曹は工業的にはソルベー法を利用して生成され、その生成反応式は以下の通りである。
NaCl+H2 O+NH3 +CO2 →NH4 Cl+NaHCO3
本発明方法によれば、二酸化炭素との反応によって重曹を生成する成分を含む液体へバイオガスを吹き込むことで、その成分と二酸化炭素との反応により重曹が生成され、同時に、重曹生成のために消費された二酸化炭素がバイオガスから除かれる。これにより、バイオガスから二酸化炭素を除いた残余ガスを濃縮メタンガスとして回収できる。また、重曹の生成に際して液体に吹き込まれるバイオガスは、メタンガスにより希釈された二酸化炭素として重曹生成反応に供される。すなわちメタンガスは二酸化炭素の希釈剤として機能することから、生成される重曹結晶の粒径が小さくなり過ぎるのを防止できる。この際、バイオガスにおける二酸化炭素濃度は通常は40%程度であるので、重曹の生成に適する。
本発明システムによれば本発明方法を実施できる。
吸着塔33、33′の出口33kそれぞれは、切替バルブ33l、33l′を介して流出配管33oに接続され、切替バルブ33m、33m′を介して洗浄配管33pに接続され、切替バルブ33nと上部均圧配管33qを介して互いに接続される。
流出配管33oは、並列配置された逆止弁33rと切替バルブ33sを介して均圧槽34の入口に接続される。均圧槽34の出口は、吸着塔33、33′における吸着圧力を制御するための圧力調節バルブ34aを介して製品槽35に接続される。
また、流出配管33oと均圧槽34は、流量制御バルブ33u、流量指示調節計33vを介して洗浄配管33pに接続され、吸着塔33、33′から流出した不純物濃度の低減されたメタンガスを、洗浄配管33pを介して吸着塔33、33′に一定流量に調節して再び送ることが可能とされている。
すなわち、第1吸着塔33において切替バルブ33b、33lのみが開かれることで、圧縮機32により圧縮されたメタンガスが、切替バルブ33bを介して第1吸着塔33に導入される。その導入されたメタンガス中の少なくとも二酸化炭素と酸素が吸着剤に吸着されることで、第1吸着塔33においては吸着工程が行われる。第1吸着塔33において不純物の含有率が低減されたメタンガスは、流出配管33oを介して均圧槽34に送られる。この際、第2吸着塔33′において、切替バルブ33m′、33c′のみが開かれることで、第1吸着塔33から流出配管33oに送られたメタンガスの一部が、洗浄配管33p、流量制御バルブ33uを介して第2吸着塔33′に送られ、第2吸着塔33′においては洗浄工程が行われる。
次に、第1吸着塔33において切替バルブ33b、33lが閉じられ、第2吸着塔33′において切替バルブ33m′、33c′が閉じられ、切替バルブ33n、33dが開かれることで、第1吸着塔33と第2吸着塔33′において内部圧力の均一化を図る均圧工程が行われる。
次に、切替バルブ33n、33dが閉じられ、第1吸着塔33において切替バルブ33cが開かれることで、吸着剤から不純物を脱着する脱着工程が第1吸着塔33において行われ、脱着された不純物はガスと共にサイレンサー33eを介して大気中に放出される。この際、第2吸着塔33′における切替バルブ33b′、33l′と、切替バルブ33sが開かれることで、圧縮機32により圧縮されたメタンガスが切替バルブ33b′を介して導入され、また、均圧槽34における不純物の含有率が低減されたメタンガスが切替バルブ33sと切替バルブ33l′を介して導入され、第2吸着塔33′において昇圧工程が行われると共に吸着工程が開始される。
次に、第1吸着塔33において切替バルブ33mが開かれ、切替バルブ33sが閉じられ、これにより、吸着工程が行われている第2吸着塔33′から流出配管33oに送られたメタンガスの一部が、洗浄配管33p、流量制御バルブ33uを介して第1吸着塔33に送られ、第1吸着塔33において洗浄工程が行われる。洗浄工程で用いられたガスは、切替バルブ33c、サイレンサー33eを介して大気中に放出される。
次に、第1吸着塔33において切替バルブ33c、33mが閉じられ、第2吸着塔33′において切替バルブ33b′、33l′が閉じられ、切替バルブ33n、33dが開かれることで、第1吸着塔33と第2吸着塔33′において内部圧力の均一化を図る均圧工程が行われる。
次に、切替バルブ33n、33dが閉じられ、第1吸着塔33において切替バルブ33b、33lが開かれ、切替バルブ33sが開かれることで、圧縮機32により圧縮されたメタンガスと均圧槽34における不純物の含有率が低減されたメタンガスが導入され、第1吸着塔33において昇圧工程が行われると共に吸着工程が開始される。この際、第2吸着塔33′において切替バルブ33c′が開かれることで、吸着剤から不純物を脱着する脱着工程が第2吸着塔33′において行われ、不純物はガスと共にサイレンサー33eを介して大気中に放出される。
上記の各工程が第1、第2吸着塔33、33′それぞれにおいて順次繰り返されることで、高純度化されたメタンガスが製品槽35に送られる。
なお、圧力スイング吸着装置30は図2に示すものに限定されず、例えば塔数は2以外、例えば3でも4でもよく、通常は塔数は9以下とされる。
ガラス製の反応器4に、20重量%の水酸化ナトリウム水溶液3を1800g仕込んだ。反応器4は容量3Lとし、攪拌機7は4枚傾斜パドル翼(翼外径dと反応器4の内径Dとの比d/D=0.4)により水酸化ナトリウム水溶液3を攪拌するものとし、ガス供給路10の一部を構成する吹き込み管は内径5.8mmの単管により構成した。
処理対象のバイオガスは、供給源2から供給されるバイオガスの組成を想定して調製したもので、組成はメタン60.0vol%、二酸化炭素38.7vol%、窒素0.5vol%、酸素0.3vol%、水0.3vol%、硫化水素0.2vol%であり、さらにシロキサンを50mg/Nm3 含有する。ここで、メタンは島津製作所社製ガスクロマトグラフィー(FID検出器)を、二酸化炭素および窒素は株式会社島津製作所製ガスクロマトグラフィー(TCD検出器)を、酸素はDELTA F社製微量酸素濃度計(型式DF−150E)を、水分は露点計(GE−センシング社製MTS−5)を、硫化水素は北川式検知管120U(測定範囲0.2〜6ppm)を、シロキサンは島津製作所社製ガスクロマトグラフィー(FID検出器、カラム=アジレントテクノロジー社製J&WキャピラリーカラムDB−17)を、それぞれ用いて測定した。
第1不純物除去器11の反応塔は直径37mmの円筒状とし、そこに充填剤として酸化亜鉛(ハクスイテック社製、JIS規格1種造粒品)を2.0kg充填し、バイオガスを流速0.1Nm/秒で通過させ、硫化水素を酸化亜鉛と25℃の温度で反応させることで除去した。
第2不純物除去器12の吸着塔は直径37mmの円筒状とし、そこに吸着剤として活性炭(キャタラー社製メソコールSG)を0.5kg充填し、バイオガスを流速0.1Nm/秒で通過させ、シロキサンを25℃の温度で吸着剤により吸着することで除去した。
第2不純物除去器12から流出するバイオガスの水酸化ナトリウム水溶液3への吹き込み流量は500ml/min、反応器4の内部温度は35℃、攪拌機7による撹拌速度は200rpm(回転/min)とした。
水酸化ナトリウム水溶液3へのバイオガスの吹き込み開始と同時に白色の結晶が析出し始めた。貯留タンク19に回収されたメタンガスの組成は、水分を除くと、メタン98.4vol%、二酸化炭素0.32vol%、窒素0.8vol%、酸素0.48vol%、二酸化炭素濃度1vol%以下、硫化水素は検出限界以下、シロキサン濃度1volppm未満であり、貯留タンク19へのメタンガスの回収流量は水分を除くと300ml/minであり、メタンの回収率は98.4%であった。
水酸化ナトリウム水溶液3へのバイオガスの吹き込みを1時間続けた後に、吹き込みを止めて重曹の生成反応を停止させた。反応停止後に反応器4内に生成された白色結晶を残存した液体と共に吸引し、ろ過により湿ケーキとろ液とに分離し、その湿ケーキを棚段乾燥機にて減圧下50℃で乾燥したところ、40.6gの重曹が得られた。得られた重曹は、比較例と同様に白色で臭気も無い流動性の良い結晶であった。
圧力スイング吸着装置30の吸着塔33は直径37mmの円筒状とし、そこに吸着剤として細孔径が3Åのカーボンモレキュラーシーブ(クラレケミカル製、GN−UC−H)を0.6kg充填した。吸着工程における最高圧力を0.8MPa、脱着工程における最低圧力を大気圧として、貯留タンク19に回収したメタンガスにおける不純物を圧力スイング吸着法により吸着剤に吸着させ、製品槽35に高純度化されたメタンガスを回収した。
製品槽35に回収されたメタンガスの組成は、メタン99.988vol%、二酸化炭素10volppm、窒素0.01vol%、酸素8volppm、硫化水素は検出限界以下、シロキサン1volppm未満であり、製品槽35へのメタンガスの回収流量は280ml/minであり、メタンの回収率は93.3%であった。
水酸化ナトリウム水溶液3へのガスの吹き込み開始と同時に白色の結晶が析出し始めた。その吹き込みを1時間続けた後に、吹き込みを止めて重曹の生成反応を停止させた。反応停止後に反応器4内に生成された白色結晶を残存した液体と共に吸引し、ろ過により湿ケーキとろ液とに分離し、その湿ケーキを棚段乾燥機にて減圧下50℃で乾燥したところ、40.6gの重曹が得られた。得られた重曹は、実施例1と同様に白色で臭気も無い流動性の良い結晶であった。
Claims (4)
- メタンおよび二酸化炭素を主成分として含有するバイオガスを、二酸化炭素との反応によって重曹を生成する成分を含む液体へ吹き込むことによって、前記バイオガス中の二酸化炭素を用いて重曹を生成し、
前記重曹の生成のために消費された二酸化炭素を前記バイオガスから除いた残余ガスを、濃縮メタンガスとして回収する際に、
前記バイオガスに不純物として含有される硫黄系化合物とシロキサン化合物とを、前記液体への吹き込み前に前記バイオガスから除去し、
生成された重曹を含む液体を湿ケーキとろ液とに分離し、前記湿ケーキを乾燥処理して重曹を得るバイオガスの処理方法。 - 前記硫黄系化合物を酸化亜鉛または酸化鉄と反応させて金属硫化物を生成することで前記バイオガスから除去し、しかる後に、前記シロキサン化合物を前記バイオガスに不純物として含有される水分と共に活性炭に吸着させることで前記バイオガスから除去する請求項1に記載のバイオガスの処理方法。
- 二酸化炭素との反応によって重曹を生成する成分を含む液体が収容される反応器と、
メタンおよび二酸化炭素を主成分として含有するバイオガスの供給源から、前記バイオガスを前記反応器内の液体に導くガス供給路と、
重曹の生成のために消費された二酸化炭素を前記バイオガスから除いた残余ガスを、前記反応器から濃縮メタンガスとして流出させる回収路とを備え、
前記ガス供給路に、前記バイオガスが導入される第1不純物除去器と、前記第1不純物除去器から流出する前記バイオガスが導入される第2不純物除去器が設けられ、
前記第1不純物除去器に、硫黄系化合物との反応により金属硫化物を生成する酸化亜鉛または酸化鉄が充填され、
前記第2不純物除去器に、シロキサン化合物を水分と共に吸着する活性炭が充填され、
生成された重曹を含む液体を湿ケーキとろ液とに分離するろ過装置と、
前記湿ケーキを乾燥処理する乾燥装置とが設けられているバイオガスの処理システム。 - 前記濃縮メタンガスに含有される二酸化炭素および酸素を、圧力スイング吸着法により吸着剤に吸着させる圧力スイング吸着装置が、前記回収路に接続されている請求項3に記載のバイオガスの処理システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012152288A JP5963304B2 (ja) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | バイオガスの処理方法および処理システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012152288A JP5963304B2 (ja) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | バイオガスの処理方法および処理システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014015504A JP2014015504A (ja) | 2014-01-30 |
JP5963304B2 true JP5963304B2 (ja) | 2016-08-03 |
Family
ID=50110496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012152288A Expired - Fee Related JP5963304B2 (ja) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | バイオガスの処理方法および処理システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5963304B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105928320B (zh) * | 2016-04-27 | 2018-12-18 | 南京师范大学 | 一种蓄冷型生物质气中硅氧烷脱除装置 |
CN105910389B (zh) * | 2016-04-27 | 2018-12-11 | 江苏优淼环保工程有限公司 | 一种生物质气中硅氧烷脱除装置 |
CN107601705B (zh) * | 2017-09-26 | 2019-11-22 | 湖北大学 | 一种联用秸秆法去除沼液中悬浮物和有毒重金属的方法及回收液和回收液的应用 |
KR102668704B1 (ko) * | 2023-12-05 | 2024-05-23 | (주)대길엔지니어링 | 바이오가스 고질화를 위한 탄산수소나트륨 제조장치 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57123000A (en) * | 1981-01-26 | 1982-07-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Methane fermentation device |
JP2001348346A (ja) * | 2000-06-07 | 2001-12-18 | Kyodo Shoji:Kk | メタン発酵ガスの浄化方法 |
JP2004067946A (ja) * | 2002-08-08 | 2004-03-04 | Sumitomo Seika Chem Co Ltd | ガスタービン用燃料としての嫌気性消化発酵ガスの精製システムおよび精製方法 |
-
2012
- 2012-07-06 JP JP2012152288A patent/JP5963304B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014015504A (ja) | 2014-01-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8518356B2 (en) | Method and apparatus for adjustably treating a sour gas | |
TWI521056B (zh) | Methane recovery method and methane recovery unit | |
CA2663832C (en) | Method and device for separating methane and carbon dioxide from biogas | |
JP6845241B2 (ja) | 二酸化炭素の回収及び脱塩のための方法 | |
JP5906074B2 (ja) | 水素製造システム | |
WO2010081289A1 (zh) | 一种常温下脱除气体中的硫化氢的工艺 | |
US20160074804A1 (en) | Absorption medium, process for producing an absorption medium, and also process and apparatus for separating hydrogen sulfide from an acidic gas | |
JP5963304B2 (ja) | バイオガスの処理方法および処理システム | |
CA2872873C (en) | Plant and process for treating methane-containing gas from natural sources | |
JP6659717B2 (ja) | 水素回収法 | |
WO2011111553A1 (ja) | 合成ガス製造方法 | |
CN102059039B (zh) | 烟气净化设备以及硫酸制备方法 | |
CN105358476A (zh) | 一种净化包含氢气和杂质的合成气的方法 | |
WO2011112069A1 (en) | Method for capturing and fixing carbon dioxide and apparatus for carrying out said method | |
US9174853B2 (en) | Method for producing high purity germane by a continuous or semi-continuous process | |
JP2007308600A (ja) | ガス精製装置およびメタンの製造方法 | |
Abdullah et al. | Carbon dioxide separation from carbon dioxide-methane gas mixture using PSA utilizing inorganic and organic adsorbents | |
JP2004300035A (ja) | メタンガスの分離方法および装置 | |
JP2013194004A (ja) | 溶解アセチレンの精製方法 | |
JP2010280535A (ja) | 水素製造装置、方法、及びプログラム | |
Castro González | Selection of adsorbents for CO2 recovery from process gas streams using pressure swing adsorption processes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150629 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160420 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160603 |
|
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: 20160622 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160624 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5963304 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |