JPH01127021A - 埋立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回収の方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、埋立によるごみ処理ガス（ＬＦＧ）からの
純粋メタンの精製と回収に関する。

（従来の技術） 埋立によるごみ処理ガスには、二酸化炭素からのメタン
の大量分離に先立って除去する必要のある大量の微量炭
化水素不純物と水とが含有されている。前記メタンの分
離は通常圧力スイング吸着（ＰＳＡ）システムで実施さ
れる。前記ＰＳＡシステムで有効なＣＯ２／ＣＨ４分離
を達成するため、水と炭化水素不純物とを最初に、前記
層ＬＦＧから除去する必要がある。それは、前記ＰＳＡ
システムで用いられた選択吸着剤たとえばゼオライトの
分離能力に悪影響を及ぼす。除去されない場合は、不純
物は結果として生成物メタンになってしまう。

周知の先に利用された実施法では、埋立ごみ処理粗ガス
は、熱久イング吸着（ＴＳＡ）システムで前処理して、
水と炭化水素不純物とを除去してから、前記ＬＦＧをＰ
ＳＡによってＣＯ□／ＣＨ４の分離にかける。不純物を
吸着したＴＳＡ吸着剤を、前記前処理したＣＯ２および
ＣＨ１４含有流れまたは、未必のＣＨ４生成物流れの一
部を用いて再生して、前記吸着剤を加熱する。同一ガス
を用いて前記ＴＳＡ吸着剤を冷却してから新しい循環を
開始できた。この手順は結果的には有意の量の清浄供給
ガス（ｃＯ２＋ＣＨ１４）または貴重な分離生成物ガス
（ｃ１１４）の損失となる。

（発明が解決しようとする課題） 米国特許第４．０００．９９０号は、閉サイクル再生前
処理システムを、二酸化炭素とメタンの圧力スイング吸
着大量分離と共に利用する埋立ごみ処理吸着分離法を開
示する。この特許の方法は、微量の不純物によって汚染
されたガスだけを用いて同様の不純物をオフストリーム
再生前処理層から除去する前処理層の閉ループ再生の非
能率を欠点としてもっている。結果は、この特許では、
前処理層を流れに戻す時、一定量の残留不純物は、引続
き不純物で汚染される前記大量分離圧力スイング吸着層
に運び込まれるが、周期的熱再生を必要とし結果的には
全プロセスの混乱を来たし大量のエネネルギー消費を必
要とする。

米国特許第４，３２９，１５８号は、前処理吸着分離を
実施してから空気の主成分の大量分離をする窒素の酸素
からの分離法を開示する。窒素を豊富に含んだ廃ガスを
、この方法の大量分離部分から利用して、この方法の前
処理部分を再生する。窒素の酸素からの大量分離を、窒
素の高温吸着と、大量分離層の低圧への脱着と、前記層
の脱着後の生成物酸素を用いての向流パージおよび、最
初に窒素強化廃ガスで、次に生成物酸素での２工程加圧
を用いて実施する。

米国特許第４．０７７、７７９号は、メタンと二酸化炭
素が、吸着と、高圧リンスと、減圧と、不活性ガスリン
スと、排気および再加圧から成る６工程吸着圧力スイン
グ法で分解できる方法を開示する。

Ｅ、リフター（Ｒｉｃｈｔｅｒ）ほかによる「プレッシ
ャースイングアトソープションフォアナチュラルガスオ
アメタンリカバリーフロムランドフィルガス」（Ｐｒｅ
ｓｓｕｒｅ　５ｗ１ｎｑ　Ａｄｓｏｓｐｔｉｏｎ　ｆｏ
ｒ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｇａ５０ｒ　）ｌｅｔｈａｎｅ　
Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ｆｒｏｍ　Ｌａｎｄｆｉｌｌ　Ｇａ
５）と題する論文において、炭素分子篩またはシリカゲ
ルを用いて、二酸化炭素を生物ガス流れにあるメタンか
ら、圧力増大吸着膨張と排気の工程を含む圧力スイング
吸着を使用して分離する方法を開示する。

ベルブボウ・フォルシュンク（Ｂｅｒｇｂａｕ　−Ｆｏ
ｒｓ−ｃｈｕｎｇ）による報告書出版物で、炭素分子篩
を用いて分離を実施する圧力スイング吸着を使用する二
酸化炭素含有生物ガス流れからのメタン回収法を開示す
る。これには、吸着と、減圧と、排気および圧力増大吸
着工程が含まれる。

一０Ｒ，コツホ（ＫＯＣｈ）の１９８６年３月の［ア・
ニュー・プロセス・フォア・ザ・プロダクション・オブ
・ハイＢＴＵガスＪ　　（Ａ　Ｎｅｗ　Ｐｒｏｃｅｓｓ
　ｆｏｒ　ｔｈｅＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｌｉ
ｇｈ　ＢＴＵ　Ｇａ５）と題する論文において、埋立ご
み処理ガスの前処理を、吸着の後でメタンの二酸化炭素
からの大量分離と、吸着、高圧リンス、減圧、排気およ
び加圧の工程を含む圧力スイング吸着手順によって実施
する方法を開示する。前処理の詳細は明示されていない
。

１９８７年のに、Ｆ、ポトクニク（Ｐｏｔｏｃｈｎｉｋ
　）ほかによる「ランドフィル・ガス・トリートメント
・エクスピアリアンス・ウィズ・ザ・ＧＥ）ｌＩＮＩ５
システムＪ　（Ｌａｎｄｆｉｌｌ　Ｇａｓ　ｒｒｅａｔ
ｍｅｎｔ　Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ＷｆｊｈＴｈｅ　Ｇ
ＥＨＩＮＩ　５Ｓｙｓｔｅｍ）と題する販売小冊子に、
埋立ごみ処理ガスを、軽汚染物を除去する前処理と、メ
タンから二酸化炭素を吸着と、高圧リンスと、減圧と、
排気および加圧を用いての大量分離とを含む圧力スイン
グ吸着法で処理する方法を述べている。熱加熱される再
生ガスで再生される前処理層を列挙している。その後、
前処理層を前記再生層を通る冷却ガス流れの通過によっ
て冷却する。

［ランドフィル・ガス・ビュリフイケイション・ウィズ
・ザ、　ＧＥＭＩＮＩ　５システムＪ　　（Ｌａｎｄｆ
ｉｌｌＧａｓ　　Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　　Ｗｉｔ
ｈ　　丁ｈｅ　　ＧＥＭＩＮＩ　　５　　Ｓｙｓｔｅｍ
　　）Ｎα５２２−６０４と題するもう１つの販売小冊
子に、供給材料の圧縮と乾燥の工程と、微量の不純物を
除去して熱燃焼をさせる前処理段階および、生成物流れ
としてメタンを生成物の圧縮のため保持しながら二酸化
炭素を除去してガス抜きする圧力スイング吸着システム
が後に続くガス抜きを含め埋立ごみ処理ガス処理の方法
を開示する。

ガス混合物の吸着分離の概念に追加できる一般関心であ
る技術には、米国特許第３．５９４．９８３号、米国特
許第３，７５１，８７８号、米国特許第４．０１３．４
２９号、米国特許第４．２４９．９１５号、米国特許第
４、２６４．３４０号、米国特許第４．３１４．８２８
号、米国特許第４．１５３．４２８号および米国特許第
４．４７２．１７８号が含まれる。

この発明によれば、前記ＬＦＧに存在する水と微量の不
純物を前記ＴＳＡ前処理部で除去してから清浄ガス中の
成分を大量分離して本質的に純粋なＣＨ４とＣＯ２をそ
れぞれ得る連続ＴＳＡ−ＰＳＡ法を採用している。

（課題を解決するための手段） この発明の前記連続ＴＳＡ−ＰＳＡ法では、ＴＳＡ吸着
剤層を、前記ＰＳＡ部からの副生成物ＣＯ２流れの一部
で加熱および冷却する。前記副生成物流れは乾燥してお
り、可能的少量のメタン以外の不純物がない、従って、
この発明の実施には貴重なＣＨ１４の有意の損失はない
。

ここで添付図面を参照しながらさらに詳細に説明しよう
。

（作用） 第１図に示されているように、前記ＴＳＡ前処理部は交
互に並行に運転される２基の吸着塔２、２２から成り、
それによりこれらの塔のうち１基が不純ＬＦＧ受入れ吸
着工程にかかっている間、相手塔にある不純物付着吸着
剤層は再生にかけられるようになる。この前処理部で採
用されている作業工程の順序に必要な弁システムのほか
に、この前処理部の他の必須かつ常用の付帯装置には、
ガス供給圧縮機１１と最終冷却器／凝縮機１２とが含ま
れる。

前記前処理部から排出され、はぼ等量のＣＨ４とＣＯ２
から成る不純物除去のガスは、前記ＰＳＡ塔のうちの１
基に直接通されて、その後吸着工程にかかる。

図示したＰＳ＾システムは、連続して並行に運転される
４基の吸着塔Ａ、Ｂ、ＣおよびＤから成る。

加えて、この連続システムには、その主要構成部品のな
かに、ＣＯ２の圧縮機５０と、減圧ポンプ６０および変
量定圧または定量変圧貯蔵タンク７０が具わっており、
その中で、生成物ガスの一部が貯蔵される。このシステ
ムは、容器３５と８０からさらに成る。前記容器３５お
よび８０とも、この明細書に詳説するように使用される
高圧混合容器である。前記ＰＳＡ部と同様、ＴＳＡ部に
も、必要な切換弁と流れマニホールドが具わっている。

このようにして前記ＴＳＡ部は、通常の方法、すなわち
次の工程順序を用いて運転される：（ａ）過周囲圧での
吸着 （ｂ）吸着塔の周囲圧レベルへの減圧 （ｃ）周囲圧塔内における吸着剤の高温熱再生（ｄ）前
記再生吸着剤の塔内冷却 （ｅ）前記冷却された塔の吸着圧力への加圧工程（ａ）
のサイクル時間は、工程（ｂ）乃至（ｅ）のサイクル時
間に等しく、従って清浄供給材料の前記ＰＳＡ部への連
続流れを可能にする。４乃至１６時間の総サイクル時間
が前記ＴＳＡ部で使用できる。

第１図の実施態様にあるＰＳＡ部には、次の循環工程順
序がある： （１）未吸着Ｃ［１４排出中におけるＣＯ２の過周囲圧
選択吸着 （２）流出液の別層供給材料への再循環で行う近供給圧
順流ＣＯ２リンス （３）前記塔の近周囲圧への向流減圧 （４）前記塔の減圧レベルへの向流排気（５）前記清浄
ＣＨ１４生成物の一部利用の前記塔の供給圧への向流加
圧 塔２１が、ＴＳＡ周期の開始のため所望吸着圧（工程ｅ
）に上がったものと仮定すると、塔２２が再生順序にあ
る間、塔２１はＬＦＧ供給で充満している。

埋立ごみ処理排ガスは典型的例として、水と同様、微ｉ
（ｐｐｍ）の不純物として、大量の飽和および不飽和炭
化水素、芳香族炭化水素、塩素化炭化水素などのほかに
、７０乃至３０％ＣＯ２と混合した３０乃至７０％メタ
ンを含有している。このようなガスを前記ＴＳＡシステ
ムに管路１０によって送出し、それを供給圧縮機１１に
より３０乃至３００ｐｓ　ｉ　ｇの範囲の選択圧力レベ
ルに圧縮し、その後、どのような凝縮液も除去される前
記冷却／凝縮器１２で近周囲温度に冷却する。この圧縮
ガスをその後、管路１４により、この場合２１である、
先に既に再生、冷却して供給圧にしてあったＴＳＡ塔の
うちの１基に通す。

供給ガス（工程ａ）の塔２１への通過中、この塔付随の
弁１５および２６は、弁１７および２４が閉鎖されてい
る間、開放されている。工程（ａ）を予定時間継続し、
その間、塔２１中の吸着剤が前記微量不純物および水を
除去し、この時点で、塔２１への供給材料流れを弁１５
および２６とを閉鎖して停止させて、供給の導入を弁１
６および２７の開放により塔２２に切換える。

塔２１であるいは塔２２で交互に、無不純物のＬＦＧを
管路２９を通して高圧混合容器３５に排出する。二者択
一に、管路２９の精製ガスは、前記ＰＳＡ部に直接送入
でき、その後、吸着工程（１）にかかつて前記塔に入る
。

塔２１の不純物付着層の再生を、塔２２が吸着工程にか
かっている間に実施（工程す乃至ｅ）する。

塔２１を弁１７を開放して周囲圧レベルに減圧（ｂ）す
ると、それによって、前記塔から管路１９に入るガス排
出を起こし、それは、大気中へのガス抜きになるか、フ
レアへの送入になるかあるいは、供給として前記圧縮機
１１の吸込みに戻ることになる。

塔２１が周囲圧レベルになる時、その中にある吸着層に
熱を供給して、吸着不純物（ｃ）を追い出す。

再生に使用された熱ガスは、第１図のＰＳＡ部のＣＨ４
から分離された純粋ＣＯ２の一部分である。この熱再生
ガスを管路２８によりその時開放された弁２４を通り前
記ＴＳＡ部に供給し、脱着生成物を用いて塔２１から開
放弁１７を経由管路１９に排出する。指定加熱時間の終
りに、塔２１の前記層を管路２８を通って供給された常
温ガスで冷却（ｄ）シて、開放弁２４および１７を経由
して前記層を通過させて排出管路１９に通す。

前記冷却期間の終了と共に、弁１７を閉鎖し、塔２１を
、相手塔２２からの圧縮清浄ガスの進入によるかあるい
は、ＰＳＡ部からのＣＯ２生成物ガスの一部を使用して
吸着圧に戻す。後者の改良法においては、加圧ガスを管
路２８および開放弁２４を経由して塔２１に進入させる
。塔２２から排出されたガスを加圧基２１で使用しよう
とする場合、弁２００を調整する仕方で開放して容器２
１および２２に接続できる。

下に掲げる表１は、示唆された４時間周期を用い、この
周期中の弁位置を示す前記ＴＳＡ部の時間プログラムを
説明する。

４時間比周期中、前記ＴＳＡ塔のおのおのが交互に、そ
の半分の時間（２時間）を吸着工程に、その後２時間を
（ｂ）から（ｅ）の工程にかかることになる。（１））
から（ｅ）の工程のおのおのを平等に３０分の時間に設
計できるが、加熱ならびに冷却工程゛（ｃ）および（ｄ
）に、好まれる場合には、工程（ｂ）および（ｅ）に使
用される時間よりも長い時間を割当てて、前記２時間を
分割することもできる。

前記ＴＳＡ部の吸噴剤層の再生に用いられた熱ガスを、
以下説明の通り、前記ＰＳＡ部からの排出液により供給
する。前述再生ガスを、管路３０により加熱器３１を経
由管路２８に通し、塔２１または２２に排出し、その後
、開放弁２４または２５をそれぞれ通して熱再生工程（
ｃ）にかける。前記加熱工程の終了時に、管路３０から
のガスを冷却器３２を通して流れに切換えてから、管路
２８に入れ、冷却ガスを塔（２１または２２〉に供給し
その後工程（ｄ）にかける。

前記塔を単に周囲温度に冷却するだけの場合には、冷却
器を除去しても差し支えない。その場合、加熱器３１の
回路を切ることにより冷却は達成できる。

熱再生は、２５０乃至９００’Ｆ　（約１２、１乃至４
８２．２℃）に加熱したガスを使用して実施できる。引
続く冷却工程においては、冷却ガスを前記塔に供給し、
その後、４０乃至１２０°Ｆ（約４．４乃至４８．８℃
）の範囲の温度で工程（ｄ）にかけて、前記塔を周囲以
下または周囲温度に回復させる。

第１図のＴＳＡ部から管路２９を通して排出した清浄ガ
スを、高圧混合容器３５に通し、その容器から清浄ガス
を管路４０により引き出して第１図のＰＳＡ部の塔のう
ちの１基に装填してその後、吸着工程にかける。塔Ａが
既に設計吸着圧にもってきた吸着工程にかかつていると
仮定すると、ＣＯ□およびＣ［１４から本質的に成る供
給ガスは、塔Ａにその時開放されている弁４１を通って
導入される。供給ガスは塔Ａの吸着剤層を通り、それに
よって、ＣＯ２を選択的に吸着し、実質的に純粋メタン
の流出流れを、開放弁５１を通ってガス排出マニホール
ド５５に排出する。吸着工程（１）中、塔Ａ付随の弁４
１および５１だけが開放されている。吸着を、ＣＯ２レ
ベルが高純度ＣＨａ流出液中で許容レベルに達するまで
継続する。

前記吸着工程終了時に、弁４１および５１は閉鎖されて
おり、供給ガスは、第１図のＰＳＡ部の別の塔のうちの
１基に切換えられる。吸着ＣＯ２で飽和している塔Ａの
吸着剤をここで、普通の過圧でリンスする。このリンス
流れは、貯蔵タンク７０から得られる。貯蔵ＣＯ２をタ
ンク７０から抜き取り、圧縮機５０で供給圧レベルより
借か１廻る圧力に圧縮し、さらに冷却機構５６により近
周囲温度に冷却する。

冷却ＣＯ２流れを、開放弁６１を通って塔Ａに排出する
供給マニホールド６５によって塔Ａ（工程２）に通す。

前記ＣＤ２リンスガスは、先の供給ガスの方向に順流の
方向に塔Ａを通過し、さらに、塔Ａから開放弁７１を経
由してマニホールド７５に排出される。

前記リンス工程（２）中、塔Ａからの流出液は、供給ガ
スと同様の組成を有する。それを前記ＴＳＡ部からの新
鮮精製供給ガスと混合容器で混合し１、　　　この混合
物を供給材料として前記ＰＳＡ部吸着塔に用いた。リン
ス工程を、前記工程（２）にかかつている塔が純粋ＣＯ
２で本質的に飽和されるまで継続する。

塔Ａのリンス工程の終了時に、弁６１および７１を閉鎖
して、弁８１を開放し、その塔を供給の向流方向で近周
囲圧レベル（工程３）に減圧する。この減圧で、吸着高
純度ＣＯ２は塔Ａから排出マニホールド８５に流出する
。マニホールド８５に入ったガスは、全部または一部を
容器７０（この容器に結びつく鎖線で示されている通り
）に貯蔵できるか、あるいは、部分的に棄却できる。容
器７０のものか、管路８５からのものであるかは兎も各
、このガスは、既に示した通り、ＩＳＡの再生に使用で
きる。このガスが高純度ＣＯ２から成っているので、未
使用部分を容器７０に収集するか、あるいはそれから別
々に抜き取って有用な生成物として使用するか売り物に
する。

塔Ａが周囲圧レベル近くになる時、弁８１を閉鎖し、ま
た弁９１を開放して排気工程（４）を開始する。

開放弁９１を通して、残留ガス分（高純度ＣＯ２）を塔
Ａから減圧ポンプにより管路９５を経由して抜き取り、
それを貯蔵タンク７０に通す。前記減圧ポンプ６０を使
用して、増圧を供給の向流方向のガス抜き取により約５
０乃至３００トルレベルの圧力に下げられる。排気によ
り抜き取られまた、ＩＳＡ部の再生に未使用の高純度Ｃ
Ｏ□の部分は有用生成物ガスとして集成できる。

所望の排気が完了すると、弁９１を閉鎖し弁１０１を開
放して加圧工程（５）を開始する。前記高純度ＣＨ４の
一部を容器８０から管路１００を経由して抜き取ること
と、同じものを開放弁１０１を通して塔Ａに供給に向流
の方向に、前記塔をほぼ供給圧レベルに戻すまで流すこ
とによって実施する。前記加圧工程（５）の終結時に、
作業の説明周期を説明順序で反復する。第１図のＰＳＡ
塔のおのおのが交互に、塔Ａに関連して説明したものと
同一の工程順序にかかる一０第２表は、一実施態様に基
＜　ＰＳＡ部の作業順序中の種々の工程の時間プログラ
ムを、提案の１２分周期を用い、また順序の間の弁位置
を示して具体的に説明する。しかし、前述１２分周期゛
は単に実例となるものでありまた、他の時間周期もこの
発明の実施に、前記ＰＳＡ部で利用された吸着塔の数の
変更があってもなくても用いることができる。

前処理部に用いられた吸着剤は、残留水蒸気と同様メタ
ンよりも重い微量の炭化水素、塩素化炭化水素などを含
む供給ガスに存在する不純物の保持に選択的であるもの
である。前記微量不純物の実例を次の第３表に示す。

ペンタン　　　　　　　　　　　　　　　５、１ジクロ
ロエチレン　　　　　　　　１ジクロロメタン　　　　
　　　　　　　１２、２ジクロロエタン　　　　　　　
　　　４、１ジクロロエタン　　　　　　　　　　８ヘ
キサン　　　　　　　　　　　　　　２８ベンゼン　　
　　　　　　　　　　　　２３イソオクタン　　　　　
　　　　　　　４ トリクロロエタン　　　　　　　　　　　８１ヘルエン
　　　　　　　　　　　　　　２１０テトラクロロエチ
レン　　　　　　　　３５、、２　トリクロロエチレン
　　　　　　　０．１クロロベンゼン　　　　　　　　
　　　１１エチルベンゼン　　　　　　　　　　　５４
キシレン　　　　　　　　　　　　　　１１６ノナン　
　　　　　　　　　　　　　　１２イソプロピルベンゼ
ン　　　　　　　　２８１０ピルベンゼン　　　　　　
　　　　４ ナフタレン　　　　　　　　　　　　　　０．１この目
的のため好ましい代表的吸着剤は、活性炭素であって、
それと保水性吸着剤を混合するか、あるいは前記ＴＳＡ
塔における別々の層として提供するものである。前記保
水性吸着剤成分は、活性炭素、アルミナ、シリカゲルま
たは珪酸アルミニウム分子篩ゼオライトであっても差し
支えない。

前記ＰＳＡ部におけるＣＯ２／’Ｃｆ１４の分離には、
ＣＯ２保留性吸着剤して１３Ｘゼオライトを用いること
が好ましい。前記ＰＳＡ部で用いることができる他の吸
着剤には、１３Ｘゼオライトあるいはそれとの化合物の
代りに５Ａ、シリカライト、モルデン沸石または活性炭
素のようなゼオライトが含まれる。ゼオライト（Ａ、Ｘ
、モルデン沸石）は、第■および第■金属部類からの単
イオンとイオン交換できるか、あるいはこれらの部類か
らの２金属と二元交換できる。

（実施例） 実施例−１ ＰＳＡ部の性能を卓上規模の単位装置を用い、４．５ポ
ンド（約２．０４ｋｇ）の活性炭素と１，５ボンド（約
０．６８ｋｇ　＞の１３Ｘゼオライトから成る熱スイン
グ吸着剤中の供給ガスからの水および微量の汚染物を除
去する前処理後評価した。前記供給ガス中の不純物は第
１表に列挙したものであった。前処理塔を約８５０°Ｆ
（約４５４．４℃）で再生した。前処理塔への供給ガス
には４２．５％のＣＯ□と５７．５％のＣＨ４とが含ま
れ、圧力は７０ｐｓｉｇであった。４時間の吸着時間を
使った。前処理供給材料を７０１）Ｓ　ｒ　ｇの圧力と
２１℃の温度で７ポンド（約３．２ｋｇ）の１３Ｘゼオ
ライトの入っている塔に送った。６９ｐｓｉｇの圧力で
前記塔から抜き取った未吸着流出液には９９％のＣＨ１
４が含まれていた。吸着工程中、０．０１３ポンド（約
５．９ｇ）モルの供給ガスを前記塔に通した。

吸着工程終了後、前記塔を９９％純度のＣＯ２で７２ｐ
ｓｉｇの圧力をかけてリンスし、そのリンス流出液を供
給材料として吸着工程に再循環させた。ＣＯ２リンスの
後、塔を周囲圧レベルに減圧しその後９５トルの気圧に
なるまで排気した。得た流出液は９８．５％のＣＯ□か
ら成り、その一部をＣＯ２生成物として抜き取り、残部
を再循環ＣＯ２リンスとして加圧した。排気の後、塔を
、前記９９％純度のＣＨ，の−部と循環を反復して、７
０ｐｓ　ｉ　ｇの圧力に加圧した。

このシステムから回収したＣＯ２生成物の景は、０、０
０７４ポンド（約３．４ｇ）モルのＣ［１４と、０．０
０５６ボンド（約２．５ｇ）モルのＣＯ２で、双方９９
％の純度であった。従って、供給材料混合物の両成分の
生成物回収は９９％（実験誤差内）であった。

第１図に具体的に示されたＰＳＡシステムは、４基吸着
剤塔順序を採用したが、５基塔順序を使用して、貯蔵タ
ンク８０を除去できるし、あるいは、前記ＰＳＡ部に６
基吸着剤塔順序を使用すれば、両貯蔵タンク７０および
８０を除去することもできる。

交互に、２基または３基吸着剤塔システムを設計して、
前記減圧ポンプまたは圧縮機に前記循環の役目を空転さ
せることにより上述の循環に適応できる。

この発明の第２実施態様は、不純物除去の２層または３
層の前処理を使用しその後、主要生成物としてのメタン
と、大量分離の層のおのおのの吸着、減圧、排気と加圧
とから成る４工程プロセスでの副生成物としての少量の
メタンを含む二酸化炭素の大量分離が続く埋立ごみ処理
ガス分解に注意が向けられている。この大量分離は、こ
の発明の上述した第１実施悪様に用いられるように、吸
着後の高圧リンスを除去する。前記大量分離のそれぞれ
の実施態様における工程の順序の相違点は。

大量分離加工の５工程を必要とする最初の実施態様にお
ける二酸化炭素生成物に含まれる取るに足りないメタン
含ｉ（１，０％に等値）に対し、二酸化炭素副生成物に
含まれる少量のメタン含量（３，６％に等値）を保持す
る非リンス実施態様に帰着する。高圧リンスなしの４工
程を利用するこの第２実施態様の大量分離の二酸化炭素
副生成物に含まれるメタンの含量は、メタン含有二酸化
炭素副生成品を前処理層の再生に使用され、また前記再
生ガスを熱燃焼器に前処理汚染物の分解のため送出し、
それによってメタン含量が、前処理層の再生から放出さ
れた不純物の熱燃焼をもならすのに必要な燃料価の少く
とも一部を構成する。第２図に示された第２の実施態様
の説明をここで一般用語で説明し、その後第２図の図解
に固有の参照を付して説明しよう。この実施態様は、２
層または３層前処理方法のいずれかで運転されるが、２
層方法は既に第１図に示されたこの発明の第１実施態様
を参照して説明しているので３層方法のみの説明にしよ
う。

この２つの選択の主要相違点は、二酸化炭素再生工程中
にある。前記３層工程では、低温および熱パージ工程を
、低温パージと熱パージ工程が逐次実施される２層工程
と比校して同じＣｏ２流れにより同時に実施し、それに
よって再生ガス要求を増大させる。前記再選択の典型的
工程周期は、第４表に列挙されている。実例として、８
時間吸着サイクル時間を選択した。

時間 −Ｑ９−　　尻酊２　塔Δ１− ０−２０　　　　　吸着　　　　減圧 ２０−２４０　　　　吸着　　　　熱パージ２４０−４
６０　　　　吸着　　　　パージ４６０−４８０　　　
　吸着　　　　加圧４８０−５００　　　　減圧　　　
　吸着５００−７２０　　　　熱パージ　　吸着７２０
−９４０　　　　パージ　　　吸着９４０−９６０　　
　　加圧　　　　吸着Ｂ　旦屓循履 時間 １分Ｌ　搭Δ１　　脂ユ　搭Δ旦 ０−２０　　　吸着　　　　　　　　　減圧２０−４８
０　　　吸着　　　　パージ　　熱パージ４６０−４８
０　　　吸着　　　　加圧　　　−４８０−５００減圧
　　　　吸着　　　−５００−９４０熱パージ　　吸着
　　　低温パージ９４０−９６０　　−　　　　　吸着
　　　加圧９６０−９８０　　−　　　　　減圧　　　
吸着９８０−１４２０　　低温パージ　熱パージ　吸着
１４２０−１４４０　　加圧　　　　　　　　　吸着こ
こて前記３層選択のプロセス工程を説明しよう。

吸着工程は、水で飽和され、また水と硫化水素および他
の微量不純物を供給ガスから選択的に除去し、またここ
で大量メタンと二酸化炭素を本質的に含有する流出流れ
を抜き取る能力のある吸着剤または吸着剤類の詰まった
塔を通って、大量のメタン（３０乃至７０％）、二酸化
炭素（７０乃至３０％）および他の微量汚染物を３０乃
至３００ｐｓｉｇに等値の圧力と、４０乃至１５０°Ｆ
（約４．４乃至６５．６℃）等値の温度で含有する埋立
ごみ処理ガスを流動させることからなる。この流れをＣ
Ｏ２／’ＣＨ４−ＰＳＡ大量分離システムに送り込む。

これらの工程を予定サイクル時間の間、あるいは流出流
れの中のまたは吸着塔内部の基本微量成分の濃度が設定
限度に達するまで継続させる。前記塔をここで「古」と
呼ぶが、それは、前記微量汚染物の除去にその能力を消
耗したからである。

次に、減圧工程を実施するが、それは、供給流動と向流
方向のガス抜きにより前記「古」塔内の圧力を減圧しな
がら、前記「古」塔を通る供給流動を停止することと、
供給材料を別の前端ＴＳＡ前処理塔に移送することから
成る。

この後に、熱パージ工程が続くが、それは微量不純物が
本質的に無く、最高６％のメタンを１５ｐｓｉａ等値の
圧力で含有し、前記供給流動と向流方向で２５０乃至９
００°Ｆ（約１２、１乃至５１７，８℃）等値温度に加
熱される二酸化炭素ガスを流動させることから成る。こ
のパージガスは、低温パージ再生（以下に説明）で前処
理からの流出液として得られ、またそれを、熱燃焼器を
通す流動によって再生温度に加熱する。結果としての熱
流出液を前記塔から抜き取ると、その熱流出液は、ずっ
と高い濃度レベルですべての微量不純物を本質的に含有
する。それを外部燃料と空気で混合してそれを熱燃焼器
で燃焼させる。この工程は微量不純物の・すべてを熱破
壊し再生ガス加熱のエネルギーを発生させて前記３工程
前処理帯域の他の塔を再生する。前記熱パージを設定サ
イクル時間の間、あるいは流出ガスの温度が設定限度に
達するまで継続させる。熱ガスの流動をその後停止させ
る。

次に低温パージ工程を実施するが、それは、微量不純物
も本質的に無く、供給流動と向流方向で１５ｐｓｉａ等
値圧力で最高６％のメタンを含有できる。

このパージガスは、ＣＯ２／’ＣＨ４−ＰＳＡ大量分離
システムからの排気ガスとして得られる。この流出液を
吸着塔から抜き取ると、それは前記熱燃焼器を通って流
れ加熱される。このガスはその後上記の熱パージ工程に
使用される。低温パージ工程を設定サイクル時間の間、
または流出ガスの温度が設定限度に達するまで継続させ
る。低温ガスの流動をその後停止させる。塔をここで「
再生」と呼ぶ。

最後に、加圧工程を実施するが、それは、ここで吸着工
程にかかつている吸着前処理塔に前記「再生」塔を接続
することと、前記再生塔をもう１つの塔からの不純物の
ない流出液を用いて、１５ｐｓｉａ等値圧力から３０乃
至３００１）Ｓ　ｒ　ａ等値吸着圧まで加圧することか
ら成る。加圧中、再生塔に入る流動の方向は、吸着工程
中の供給流動の方向に向流する。これを、前記再生塔内
の圧力が吸着圧に達するまで継続させた。この前処理塔
はここで、吸着工程から開始する新しい循環にかかる準
備ができている。

埋立ごみ処理ガス（ｃＤ２　／ＣＨ４）の大量分離圧力
スイング吸着分離をここで説明しよう（ｃＯ２／ＣＨ４
−ＰＳＡ）。主として二酸化炭素とメタンを含有する微
量不純物のない埋立ごみ処理ガスを、前記ＰＳＡ大員分
離部に送り込みＣＯ２およびＣＬを分離する。吸着工程
中の塔に入るに先立って、前処理ＴＳＡ部からの流出液
を以下に述べる大量分離ＰＳＡ部の減圧工程からのガス
と混合する。

前記吸着工程は、無微量不純物理立ごみ処理ガスを３０
乃至３００ｐＳｉａ等値圧力と、４０乃至１５０’Ｆ（
約４．４乃至６５．６℃）等値温度で、供給ガスから二
酸化炭素を選択的に除去することと、ここで吸　　　゛
着工程中の大量分離塔からの本質的に高純度メタンであ
る流出流れを抜き取ることができる吸着剤で詰まった塔
を通して流動させることから成る。

この工程を予定サイクル時間の間、あるいは前記流出液
流れ中の二酸化炭素の濃度が設定限度に達するまで継続
させる。この塔をここで「古」と呼ぶが、それは、その
二酸化炭素除去の能力を消耗したからである。

次に、減圧工程を実施するが、それは、２つの選択のう
ちの１つから成る。最初の選択は、供給流動を前記「古
」塔を通して停止させまた供給材料をもう１つのＰＳＡ
塔に移送することと、前記「古」塔の圧力を供給流動に
向流するか、または同一の方向のいずれかにガス抜きし
て１５ｐｓｉａ等値圧に減圧することおよび、減圧ガス
のすべての圧力を吸着工程の供給ガスと同一レベルに圧
縮機を用いて増圧し、それに続いて圧縮ガスを供給ガス
と混合し、さらに前記混合ガスを吸着中の大量分離塔に
送り込むことである。第２の選択は、前記「古」塔を通
る供給流動を停止させ、この供給材料をもう１つの大量
分離ＰＳＡ塔に移送し、その後、前記古塔にある圧力を
、それを大量分ＷＩＰＳＡ循環の排気状態から加圧され
ている塔の供給端と合流させて２０乃至１６０ｐＳｉａ
の中間圧力レベルに減圧することである。この減圧塔内
のガス流動方向は、吸着の供給流動に向流するか順流か
のいずれかである。減圧塔の圧力をさらに、供給流動に
向流するか順流かのいずれかの方向にガス抜きして１５
ｐｓｉａ等値の圧力に減圧する。その後、この工程中の
ガス抜きガス全部の圧力を、吸着工程中の供給ガス圧と
同一レベルに圧縮機を用いて増圧する。

それ以後、排気工程を実施するが、それは同様２選択か
ら成る。第１選択においては、前記減圧塔の圧力を、１
５ｐｓｉａ等値圧から５０乃至３００　トル等値気圧に
、ガスを供給端から排気してさらに減圧を実施する一方
、本質的に無微量不純物二酸化炭素であるこの排気ガス
を利用のため貯蔵する。第２選択においては、前記減圧
塔の圧力を、１５ｐＳｉａ等値の圧力から５０乃至３０
０トル等値気圧に、前記塔の供給路および生成物端の双
方からガスを同時に排気してさらに減圧を実施する一方
、本質的に無微量不純物二酸化炭素である前記排気ガス
を利用のため貯蔵する。

最後に、加圧工程を実施するが、それは塔の減圧を停止
することから成る。塔をここで「再生」と呼ぶが、それ
は、二酸化炭素除去能力を回復させたからである。その
後、２選択のうちの１つを実施できる。第１選択は、再
生塔内の圧力を排気レベル（５０乃至３００トル）から
吸着レベル（３０乃至３００　ｐｓｉａ）に、前記再生
塔の生成物端と吸着塔の生成物端と接続することと、そ
の後、再生塔内の圧力が所望レベルに達した時、上述工
程を停止することによる増圧に関連する。一方、第２選
択は、再生塔内の圧力を、排気レベル（５０乃至３００
トル）からほぼ中間レベルに、前記第２選択中間レベル
減圧を実施する減圧順序にかかっている塔の減圧端と接
続することによって増圧することに関連する。再生塔内
の圧力を中間レベルから吸着レベル（３０乃至３００ｐ
ｓｉａ　）に、再生塔の生成物端を吸着中の塔の生成物
端と接続して増圧する。上述工程を、再生塔内の圧力が
所望レベルに達した時停止させる。

この塔はここで、吸着工程で始まる新しい循環にかかる
準備ができている。

上記ＰＳＡ循環は、少くとも２列の吸着塔を連続供給と
生成物流動のため必要とする。３列または４列を他の回
転機械の運転に使用しても差し支えない。５分間の代表
的吸着時間をもついくつかの可能性のある選択を第５表
に列挙する。これらの選択のうちの１つの工程略図を第
２図に用意しな。

前処理再生に使用されないどのようなメタン含有二酸化
炭素も精製して生成物として回収できる。

商用銘柄二酸化炭素を生産できる方法、たとえば液化も
使用できる。この工程からの副生成物メタンを燃料とし
て一部分または、そっくりそのままＴＳＡ−熱燃焼器に
使用する。前記燃焼器で未使用の残存メタンをメタン生
成物と混合する。

第２図は、この方法の第２実施例の略図の詳細工程説明
である。前端−丁ＳＡおよびＣＯ２／ＣＨ４−ＰＳＡの
典型プロセス工程を第４および第５表に示す。ＴＳＡシ
ステムの３基塔選択の弁位置を第６表に示し、また４層
ＰＳＡ選択の１つの弁位置を第７表に示す。代表的運転
条件で工程の説明を以下に示す。

前記ＴＳＡ前処理塔には、１００ｐＳｉａ等値圧力と、
７０乃至１５０°Ｆ（約２、１乃至６５．６℃）の温度
に供給ガス圧縮機４０１で圧縮された埋立ごみ処理ガス
が、クロス熱交換器４０２に入り、前記ＴＳＡ生成物流
れに対し熱交換される。この熱交換供給材料流れを冷却
機４０３で４０乃至７０°Ｆ（約２、１乃至５６．７℃
）等値温度に冷却してから、吸着塔の１つ、強いて言え
ば開放弁３０１を経由してＡ１に入れる。塔Ａ１を１０
ｏｐＳｉａ等値の吸着圧に前もって加圧してありた。塔
Ａ１は、ＣＯ２／ＣＨ４ＰＳＡシステムと開放弁１２２
を介し連絡されている。Ａ１からの流出ガスを熱交換器
４０２の供給材料流れに対しクロス交換する。塔Ａへの
供給を予定サイクル時間の間まなは、基本不純物の濃度
が前記流出液流れ内であるいは、吸着塔内部の一定位置
において予定レベルに達するまで継続させる。この供給
をここで塔Ａ２に開放弁３０２を経由して切換える。塔
Ａ１を開放弁３０７を介して１５ｐＳｉａ等値圧力に減
圧する。塔４１をその後、塔Ａ３から流出液として得た
無機量不純物二酸化炭素でパージし、それを熱燃焼器４
０４内で熱交換し、開放弁１１６を介して塔Ａ１に入れ
て２５０乃至９００°Ｆ（約１２、１乃至４８２．２℃
）等値温度に加熱する。塔Ａ１からの流出液は、それが
燃焼して不純物のどれもが分解する熱燃焼器４０４に開
放弁３１０を経由して入る。塔Ａ１への熱ガス流動を停
止させると、流出ガス流れの設定時間または温度レベル
になった後、低温パージガス流れが、開放弁１１９を経
由して開始される。前記低温パージ工程の無微量不純物
二酸化炭素が、前記ＣＯ２／ＣＨ４−ＰＳＡシステムか
らの二次生成物として得られる。この低温パージガスは
開放弁３０４経由して塔Ａ１を出て熱燃焼器４０４に入
って３００乃至６００’Ｆ　（約１４８．９乃至３１５
．６℃〉等値温度に加熱されて、塔Ａ２の熱パージガス
として用いられる。

パージガス流動を設定時間または温度限度が過ぎると停
止させる。塔Ａ１をここで、供給工程にかかっている塔
Ａ３に開放弁１１３および１１５を介し接続し、塔Ａ３
からの無微量不純物流出液により１５ｐＳｉａ等値圧力
から１００ｐｓｉａ等値圧力に加圧する。塔Ａ１はここ
でオンスドリームに進む用意ができている。弁位置を第
６表に示す。

五−一旦一−ス １１　　・−寸　ｆＴｓＡ　　　　２メ時間 一分−３０１３０２３０３３０４３０５３０６３０７３
０８３０９３１０３１１０−弁開放、それ以外閉鎖 ｏ　　　　　　　　　　　　　　ｏｏ。

ＯＯＯ Ｏ ＯＯＯ ＯＯＯ Ｏ 前記ＰＳＡにおけるＣＯ２およびＣＨ１４の大量分離で
、二酸化炭素とメタンの無微量不純物混合物が、ＣＯ２
／ＣＨ１４−ＰＳＡ部塔のうちの１つ、強いて言えばＢ
１に１００ｐｓｉａ等値圧と、１００°Ｆ（約３７．８
℃）等値温度で入る。塔Ｂ１は先に、１００ｐＳｉａ等
値吸着圧に加圧してあった。塔Ｂ１からの流出液、主に
メタン生成物は、開放弁２２１を経由して貯蔵タンクＳ
２に入る。貯蔵タンクＳ２からメタン生成物を、その一
部を別のＰＳＡ塔加圧加圧いながら間断なく抜き取る。

供給工程を予定時間の間、または流出液流れの二酸化炭
素濃度が設定限度に達する塔Ｂｌ内の圧力を、再循環圧
縮機４０５により１００ｐｓｉａ等値供給圧に圧縮して
、ＴＳＡ部からの流出液と混合し、この時点で吸着にか
かっている塔Ｂ２に送り込む。二者択一に、減圧ガスを
００２生成物として回収できるであろう。塔Ｂ１内の圧
力をさらに、１５ｐｓｉａ等値圧力から４０乃至２００
トル等値気圧に開放弁２０５と２０９および減圧ポンプ
４０６を経由して減圧する。この排気ガスを貯蔵タンク
Ｓ３に貯蔵する。これが２次生成物であるＣＯ２を構成
する。このガスの一部を前端ＴＳＡ部の再生に用いると
共に残量をＣＯ２精製システム〜４０７でさらに精製す
る。二者択一に、減圧ガスを前記ＴＳＡ部単独あるいは
排気ガスと組み合わせて再生する。この排気工程を予定
時間が過ぎた後あるいは塔Ｂｌ内の圧力が設定レベルに
達した時に停止させる。

塔Ｂ１はここで貯蔵タンクＳ２と開放弁を介して接続し
、１００ｐｓｉａ等値吸着圧に加圧する。塔Ｂ１はここ
でオンスドリームに進む用意ができている。

弁位置を第７表に示す。

第−一ヱーー人 １１　　・−”　ＣＯ２ＣＨ１４ＰＳＡ　　　２メ時間 ０−弁開放、それ以外閉鎖 ００　　　　　　　　　　　　Ｑ ＯＱ　　　　　　　　　　　Ｑ 実施例２ 第８表は、この発明の第２実施態様を用いて埋立ごみ処
理ガスから、無微量不純物メタンと二酸化炭素を得る典
型的実例を列挙する。提案システムからの全メタンの回
収は、９７．７％の等領置、また二酸化炭素は５５．６
％の等領置であり、二酸化炭素の残量を再生ガスとして
用いる。代表的作業条件と設備規模も第８表に列挙する
。ＴＳＡ塔に、供給材料中の特異不純物に対する親和性
を有する吸着剤を詰める。ＰＳＡ塔には二酸化炭素選択
ゼオライトを詰める。

第−一旦一一人 二酸化炭 ノ　　　　　　メ　ン　　　　；ノ 圧力（ａｔｍ）　　　　　７　　　　　７　　　　　　
１温度（’Ｆ）　　　　７０　　　　７０　　　　　７
０流１」　（ポンドモル　　　６５７．３　　　　　３
７、４　　　　　　　１６３／時間） 組成物： ＣＨ４（％）　　　５７　　　　９８．６　　　　．３
．６９０２（％）　　４３　　　　、４　　、　　９６
．４微電不純物　　第１表　　Ｎ、　Ｄ、　　　　　Ｎ
、　Ｄ。

水　　　　　　　　　　　Ｎ、　Ｄ、　　　　　Ｎ、　
Ｄ。

この発明の第２実施態様は、ＣＯ２／ＣＨ４−ＰＳ＾シ
ステムを前端ＴＳＡおよびＣＯ２精製循環と有効に組み
合わせて無微量不純物メタンと二酸化炭素を生成する。

先に説明した第１実施態様と比較して数点の相違があり
、その第一は、ＣＯ□／ＣＨ４のＰＳＡ循環である。

この発明の第１実施態様は、高圧ＣＯ□リンス工程を採
用する。この工程の利点は、ＰＳＡ循環のメタン回収を
９８．９％等値量に、また排気ガスのＣＯ□純度を９８
．６％等値量に増加させることである。しかし、排気ガ
スの一部または全部を前端ＴＳＡシステムの再生に用い
られるので、前記再生ガスは、前処理システムからの追
加燃料ガスで補足する必要がある。これは、この発明の
第１実施態様から９７．８％等値量の全メタン回収する
結果となる。

この発明の第２実施態様は、高圧ＣＯ２リンス工程を採
用していない。その代り、減圧ガスを直接圧縮し、供給
ガスと混合してメタン回収を増加する。ＰＳＡシステム
からの唯一のメタン損失は排気ガスに起きる。しかし、
この発明の第２実施態様においては、この損失を正しい
吸着剤の選択により調節する。排出ガスのメタン濃度は
ＣＯ２−ＣＨ１４選択力の強い機能であり、その場合選
択力を次のように決める： ＣＯ２気相モル分率　　　ＣＨ４固相容積１５等値価以
上、好ましくは２０等値価以上のＳを有する吸着剤であ
れば、排出ガス中のメタン濃度は６等値価以下となる。

６％は、排気ガス中に必要とされるメタンの最高量であ
り、そのため前端ＴＳＡシステムの再生には外部燃料を
必要としない。

この発明の第２実施態様のこの方法での操作により、９
７．７％等値量の全メタン回収ができ、それはこの発明
の第１実施態様からのメタン回収と本質的に同一である
。

米国特許第４．０００．９９０号と比較して、全減圧ガ
スの圧縮と、また排気ガス中のメタンの損失のないよう
吸着剤の選択とにより比較的高いメタン回収が維持でき
る。加えて、第２実施態様方法でのメタンと二酸化炭素
は、無不純物であり、米国特許第４，０００，９９０号
での事例ではない。

米国特許第４．０００．９００号における熱スイング吸
着システムは、同一ガスを再生ループに再循環させて古
吸着剤を再生する。これは、微量不純物を含む生成物メ
タンと二酸化炭素流れとなり、不適格である。

（発明の効果） この事態を回避するため、この発明は、貫流再生ガスを
使用するので、清浄生成物流れに結びつく。しかし、こ
れは、再生ガスの必要条件を有意に増大させる。そこで
、ＴＳＡプロセスを、好ましくは低温で運転して再生ガ
スの必要条件を減少させる。低吸着温度を、貫流２層Ｔ
ＳＡプロセスのＰＳＡシステムにより十分な再生ガスを
生成させるように選択する。ＴＳＡシステムをこれらの
条件で３層法を用いて運転すると、この発明の第２実施
悪様により正味二酸化炭素が生産される。これはこの発
明の第１実施態様では達成できない。

第２実施態様ＣＯ２／ＣＨ４−ＰＳ＾により再生されて
も、丁ＳＡシステムでは使用されない余分な副生成物Ｃ
Ｏ２を、標準技術のいずれか、たとえば液化によりさら
に精製して高級ＣＯ２にする。このガス流れには、３．
６％等値のＣＨ４と９６．４％等値のＣＯ２が含まれて
いる。このＣＯ２精製部からの副生成物メタンを一部ま
たは全部、ＴＳＡ熱燃焼器の燃料として用いる。残存副
生成物メタンを一部メタン生成物と混合する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施に必要な連続ＴＳＡ　／ＰＳ
Ａシステムの１実施悪様、を具体的に示す工程系統略図
、第２図は、この発明の実施に必要な連続ＴＳＡ　／Ｐ
ＳＡシステムの別の実施態様を具体的に示す工程系統略
図である。 １０・・・管路、１１・・・供給材料圧縮機、１２・・
・最終冷却器／′凝縮器、１４・・・管路、１５〜１７
・・・弁、２１〜２２・・・吸着塔、２４〜２７・・・
弁、２８〜３０・・・管路、３１・・・ヒーター、３２
・・・冷却器、３５・・・混合容器、４０・・・管路、
４１・・・弁、５０・・・圧縮機、５１・・・開放バル
ブ、５５・・・ガス排出マニホールド、５６・・・冷却
機構、６０・・・減圧ポンプ、６１・・・開放弁、６５
・・・供給マニホールド、７０・・・圧力貯蔵タンク、
７１・・・開放弁、７５・・・マニホールド、８０・・
・貯蔵タンク、８５・・・排出マニホールド、９５．１
００・・・管路、１０１・・・弁、１１３．１１５．１
１６．１２２・・・開放バルブ、２０５．２０９・・・
開放弁、３０、３０２．３０４．３０７・・・開放弁、
４０１・・・供給ガス圧縮機、４０２・・・クロス熱交
換器、４０３・・・冷却機、４０４・・・熱燃焼器、４
０５・・・再循環圧縮機、４０Ｂ・・・減圧ポンプ 特許出願人　　エアー、プロダクツ、アンド、ケミカル
ス、インコー ボレーテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）埋立ごみ処理ガスを、そのガスから微量不純物を除
   去する前処理にかけ、その後、選択吸着による前処理ガ
   スからのＣＨ＿４からＣＯ＿２を大量分離して精製と回
   収をする方法において、ＣＯ＿２のＣＨ＿４からの分離
   を行う後続多塔圧力スイング吸着部に連続する多塔温度
   スイング吸着部において前述前処理を実施するにあたり
   、前記圧力スイング吸着部から回収した前記分離ＣＯ＿
   ２の一部を、前記温度スイング吸着部の吸着剤の再生に
   用いることと、前記温度スイング吸着部における吸着と
   再生との時間サイクルが、前記圧力スイング吸着部で採
   用されているものから独立していることから成りさらに
   前記埋立ごみ処理ガスの前処理が： （ａ）ＣＯ＿２とＣＨ＿４から本質的になる未吸着流出
   液を排出しながら、予定時間中過周囲圧で吸着剤中の前
   記ガスからの含有不純物の選択吸着、 （ｂ）その後、前記層を周囲圧レベルに、しかも前記周
   囲圧レベルでの減圧、 （ｃ）不純物付着層を、前記圧力スイング吸着部からの
   ＣＯ＿２生成物ガスの一部の加熱で得られる熱ガスを用
   いての熱再生と、その後、 （ｄ）前記層の冷却、および （ｅ）前記層の過周囲吸着圧への復旧、 の諸工程から成り、さらに、前記圧力スイング吸着部で
   実施される前記大量分離が： （１）生成物としての未吸着高純度ＣＨ＿４流出液を排
   出しながら、予定時間の間、過周囲圧でのＣＯ＿２の選
   択吸着、 （２）前記塔の、可能的にＣＯ＿２生成物として近周囲
   圧への減圧、それに続いて、 （３）前記塔からＣＯ＿２生成物としての吸着ＣＯ＿２
   を除去する前記塔の減圧排気、および、 （４）工程（１）で生成されたＣＨ＿４の一部の前記塔
   への導入による前記塔の過周囲圧への復旧、の諸工程順
   序から成る改良を特徴とする埋立ごみ処理ガスからのメ
   タンの精製ならびに回収の方法。 ２）前記工程（２）を向流方向で実施することを特徴と
   する請求項１による埋立ごみ処理ガスからのメタンの精
   製ならびに回収の方法。 ３）前記ＣＯ＿２生成物は、９８．５％ＣＯ＿２から成
   る高純度生成物であることを特徴とする請求項１による
   埋立ごみ処理ガスからのメタンの精製ならびに回収の方
   法。 ４）前記工程（４）を、供給方向と向流の前記塔にＣＨ
   ＿４を導入して実施することを特徴とする請求項１によ
   る埋立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回収の方
   法。 ５）前記工程（ｂ）乃至（ｅ）を実施する総時間は、工
   程（ａ）のサイクル時間に等しいことを特徴とする請求
   項１による埋立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに
   回収の方法。 ６）前記工程（ａ）乃至（ｅ）の総サイクル時間は、４
   乃至１６時間範囲にあることを特徴とする請求項１によ
   る埋立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回収の方
   法。 ７）前記圧力スイング循環中の工程（１）乃至（５）の
   総サイクル時間は２乃至６０分であることを特徴とする
   請求項１による埋立ごみ処理ガスからのメタン精製なら
   びに回収の方法。 ８）前記ＣＯ＿２のＣＨ＿４からの大量分離の循環中の
   圧力スイングは、塔の排気中５０乃至３００トルでの減
   圧レベルから吸着工程中３０乃至３００ｐｓｉｇの範囲
   の過周囲圧にわたることを特徴とする請求項１による埋
   立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。 ９）前記工程（ｃ）の不純物付着吸着剤の熱再生を２５
   ０乃至９００°Ｆ（約１２１．１乃至４８２．２℃）の
   範囲温度で実施することを特徴とする請求項１による埋
   立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。 １０）前記（ｃ）の再生と（ｄ）の冷却に続いて、層を
   、前記温度スイング吸着部の相手塔から抜き取った清浄
   ガスの一部をその層に導入することにより、過周囲圧レ
   ベルに復旧することを特徴とする請求項１による埋立ご
   み処理ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。 １１）前記（ｃ）の再生と（ｄ）の冷却に続いて、層を
   、前記圧力スイング吸着部からＣＯ＿２生成物ガスの一
   部をその層に導入することにより、過周囲圧レベルに復
   旧することを特徴とする請求項１による埋立ごみ処理ガ
   スからのメタン精製ならびに回収の方法。 １２）埋立ごみ処理ガスを、そのガスから微量不純物を
   除去する前処理にかけ、その後、選択吸着による前処理
   ガスからのＣＨ＿４からＣＯ＿２を大量分離して精製と
   回収をする方法において、ＣＯ＿２のＣＨ＿４からの分
   離を行う後続多塔圧力スイング吸着部に連続する多塔温
   度スイング吸着部において前述前処理を実施するにあた
   り、前記圧力スイング吸着部から回収した前記分離ＣＯ
   ＿２の一部を、前記温度スイング吸着部の吸着剤の再生
   に用いることと、前記温度スイング吸着部における吸着
   と再生との時間サイクルが、前記圧力スイング吸着部で
   採用されているものから独立していることから成りさら
   に前記埋立ごみ処理ガスの前処理が： （ａ）ＣＯ＿２とＣＨ＿４から本質的になる未吸着流出
   液を排出しながら、予定時間中過周囲圧で吸着剤中の前
   記ガスからの含有不純物の選択吸着、 （ｂ）その後、前記層を周囲圧レベルに、しかも前記周
   囲圧レベルでの減圧、 （ｃ）不純物付着層を、前記圧力スイング吸着部からの
   ＣＯ＿２生成物ガスの一部の加熱で得られる熱ガスを用
   いての熱再生と、その後、 （ｄ）前記層の冷却、および、 （ｅ）前記層を過周囲吸着圧への復旧、 の諸工程から成り、さらに、前記圧力スイング吸着部で
   実施された前記大量分離が： （１）生成物としての末吸着高純度ＣＨ＿４流出液を排
   出しながら、予定時間の間、過周囲圧でのＣＯ＿２の選
   択吸着、 （２）前記ＣＯ＿２／ＣＨ＿４付着層のＣＯ＿２生成物
   ガスを用いて近供給圧での順流リンス、 （３）前記リンス塔の近周囲圧への向流減圧、その後、 （４）前記塔から吸着ＣＯ＿２を高純度ＣＯ＿２生成物
   として除去し前記塔の減圧レベルへの排気、および、 （５）工程（１）で生成されたＣＨ＿４の一部の前記塔
   への向流導入による前記塔の過周囲圧への復旧、 の諸工程順序から成る改良を特徴とする埋立ごみ処理ガ
   スからのメタンの精製ならびに回収の方法。 １３）前記工程（ｂ）乃至（ｅ）を実施する総時間が工
   程（ａ）のサイクル時間に等しいことを特徴とする請求
   項１２による埋立ごみ処理ガスからのメタン精製ならび
   に回収の方法。 １４）前記工程（ｂ）乃至（ｅ）の総サイクル時間が、
   ４乃至１６時間の範囲であることを特徴とする請求項１
   ２による埋立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回
   収の方法。 １５）前記圧力スイング循環の工程（１）乃至（５）の
   総サイクル時間が、２乃至６０分であることを特徴とす
   る請求項１２による埋立ごみ処理ガスからのメタン精製
   ならびに回収の方法。 １６）前記ＣＨ＿４からのＣＯ＿２大量分離の循環中の
   圧力スイングが、前記塔の排気中５０乃至３００トルの
   気圧での減圧レベルから、吸着工程中３０乃至３００ｐ
   ｓｉｇの過周囲圧にわたることを特徴とする請求項１２
   による埋立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回収
   の方法。 １７）前記工程（ｃ）の不純物吸着剤の熱再生を２５０
   乃至９００°Ｆ（約１２１．１乃至４８２．２℃）範囲
   の温度で実施することを特徴とする請求項１２による埋
   立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。 １８）前記（ｃ）の再生と（ｄ）の冷却に続いて、層を
   、前記温度スイング吸着部の相手塔から抜き取った清浄
   ガスの一部をその層に導入することにより、過周囲圧レ
   ベルに復旧することを特徴とする請求項１２による埋立
   ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。 １９）前記（ｃ）の再生と（ｄ）の冷却に続いて、層を
   、前記圧力スイング吸着部からＣＯ＿２生成物ガスの一
   部をその層に導入することにより、過周囲圧レベルに復
   旧することを特徴とする請求項１２による埋立ごみ処理
   ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。１２）埋立
   ごみ処理ガスを、そのガスから微量不純物を除去する前
   処理にかけ、その後、選択吸着による前処理ガスからの
   ＣＨ＿４からＣＯ＿２を大量分離して精製と回収をする
   方法において、ＣＯ＿２のＣＨ＿４からの分離を行う後
   続多塔圧力スイング吸着部に連続する多塔温度スイング
   吸着部において前述前処理を実施するにあたり、前記圧
   力スイング吸着部から回収した分離メタン含有ＣＯ＿２
   生成物の少くとも一部を、前記温度スイング吸着部の吸
   着剤の再生に用いることと、前記温度スイング吸着部に
   おける吸着と再生との時間サイクルが、前記圧力スイン
   グ吸着部で採用されているものから独立していることか
   ら成りさらに前記埋立ごみ処理ガスの前処理が： （ａ）ＣＯ＿２とＣＨ＿４から本質的になる未吸着流出
   液を排出しながら、予定時間中過周囲圧で吸着剤中の前
   記ガスからの含有不純物の選択吸着、 （ｂ）その後、前記層を周囲圧レベルに、しかも前記周
   囲圧レベルでの減圧、 （ｃ）不純物付着層を、前記圧力スイング吸着部からの
   ＣＯ＿２生成物ガスの一部の加熱で得られる熱ガスを用
   いての熱再生と、その後、 （ｄ）前記層の冷却、および、 （ｅ）前記層を過周囲吸着圧への復旧、 の諸工程から成り、さらに、前記圧力スイング吸着部で
   実施された前記大量分離が： （１）生成物としての未吸着高純度ＣＨ＿４流出液を排
   出しながら、予定時間中、過周囲圧でのＣＯ＿２の選択
   吸着、 （２）前記塔の、可能的にＣＯ＿２生成物として近周囲
   圧への減圧、それに続いて、 （３）前記工程（２）の減圧ガスの少くとも一部の供給
   圧への圧縮と、それの、工程（１）の吸着への供給材料
   との混合、 （４）前記塔から吸着ＣＯ＿２をメタン含有ＣＯ＿２生
   成物として除去し前記塔の減圧レベルへの排気、および
   、 （５）工程（１）で生成されたＣＨ＿４の一部の前記塔
   への向流導入による前記塔の過周囲圧への復旧、 の諸工程順序から成る改良を特徴とする埋立ごみ処理ガ
   スからのメタンの精製ならびに回収の方法。 ２１）前記工程（ｃ）のＴＳＡ塔の再生に使用されるメ
   タン含有ＣＯ＿２生成物ガスを燃焼させて、前記メタン
   含有ＣＯ＿２生成物ガスのメタン量を用いて含有不純物
   を分解することを特徴とする請求項２０による埋立ごみ
   処理ガスからのメタンの精製ならびに回収の方法。 ２２）前記工程（２）を吸着供給方向に対し向流に実施
   することを特徴とする請求項２０による埋立ごみ処理ガ
   スからのメタンの精製ならびに回収の方法。 ２３）前記工程（２）を吸着供給方向に対し順流に実施
   することを特徴とする請求項２０による埋立ごみ処理ガ
   スからのメタンの精製ならびに回収の方法。 ２４）前記工程（２）の前に、前記塔を、工程（４）の
   排気を終結させる同様の塔の吸着供給端と接続させて前
   記塔を中間の圧力レベルに減圧することを特徴とする請
   求項２０による埋立ごみ処理ガスからのメタン精製なら
   びに回収の方法。 ２５）前記工程（４）を吸着供給方向に対し向流に実施
   することを特徴とする請求項２０による埋立ごみ処理ガ
   スからのメタン精製ならびに回収の方法。 ２６）前記工程（４）を順流と向流方向同時に実施する
   ことを特徴とする請求項２０による埋立ごみ処理ガスか
   らのメタン精製ならびに回収の方法。 ２７）前記工程（５）の復旧の前に、前記復旧塔の供給
   端を、中間圧への減圧を受けている前記塔の排出端に接
   続することを特徴とする請求項２０による埋立ごみ処理
   ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。 ２８）前記工程（ｂ）乃至（ｅ）の実施総時間が、工程
   （ａ）のサイクル時間に等しいことを特徴とする請求項
   ２０による埋立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに
   回収の方法。 ２９）前記工程（ａ）乃至（ｅ）の総サイクル時間が、
   ４乃至１６時間の範囲であることを特徴とする埋立ごみ
   処理ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。 ３０）前記圧力スイング循環の工程（１）乃至（５）の
   総サイクル時間が、２乃至６０分であることを特徴とす
   る請求項２０による埋立ごみ処理ガスからのメタン精製
   ならびに回収の方法。 ３１）ＣＯ＿２のＣＨ＿４からの大量分離の循環中の圧
   力スイングが、塔の排気中５０乃至３００トルの気圧で
   減圧レベルから、吸着工程中の３０乃至３００ｐｓｉｇ
   範囲の過周囲圧にわたることを特徴とする請求項２０に
   よる埋立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回収の
   方法。 ３２）前記工程（ｃ）の不純物吸着剤の熱再生を２５０
   乃至９００°Ｆ（約１２１．１乃至４８２．２℃）範囲
   の温度で実施することを特徴とする請求項２０による埋
   立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。 ３３）前記（ｃ）の再生と（ｄ）の冷却に続いて、層を
   、前記温度スイング吸着部の相手塔から抜き取った清浄
   ガスの一部をその層に導入することにより、過周囲圧レ
   ベルに復旧することを特徴とする請求項２０による埋立
   ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。 ３４）前記（ｃ）の再生と（ｄ）の冷却に続いて、層を
   、前記圧力スイング吸着部からＣＯ＿２生成物ガスの一
   部をその層に導入することにより、過周囲圧レベルに復
   旧することを特徴とする請求項２０による埋立ごみ処理
   ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。３５）前記
   工程（２）のリンスにかかっている塔からの流出液は、
   工程（１）の吸着に供給する再循環であることを特徴と
   する請求項１２による埋立ごみ処理ガスからのメタン精
   製ならびに回収の方法。 ３６）前記工程（３）の減圧ガスを少くとも一部使用し
   て工程（ｃ）の層を再生することを特徴とする請求項１
   ２による埋立ごみ処理ガスからのメタン精製ならびに回
   収の方法。３７）温度スイング吸着部層の吸着剤が、活
   用炭素であることを特徴とする請求項１による埋立ごみ
   処理ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。 ３８）前記工程（ｃ）の熱ガス再生からの流出液を燃焼
   させることを特徴とする請求項１２による埋立ごみ処理
   ガスからのメタン精製ならびに回収の方法。