JPH07316571A - エネルギ回収システム - Google Patents
エネルギ回収システムInfo
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- JPH07316571A JPH07316571A JP6109847A JP10984794A JPH07316571A JP H07316571 A JPH07316571 A JP H07316571A JP 6109847 A JP6109847 A JP 6109847A JP 10984794 A JP10984794 A JP 10984794A JP H07316571 A JPH07316571 A JP H07316571A
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- enriched
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Abstract
(57)【要約】
【目的】嫌気性消化ガスのようなメタンと炭酸ガスを主
成分とする混合ガスからより効率的かつ安価にエネルギ
を回収することができるシステムを提供すること。 【構成】メタンと炭酸ガスとを主成分とする混合ガス発
生源からの混合ガスが導入される、鉄系脱硫剤を充填し
た脱硫塔と、この脱硫塔からのガスが導入される、活性
炭を充填したガス精製塔と、このガス精製塔からのガス
が導入される、３〜４Åの平均細孔径を有するカーボン
・モレキュラー・シーブを充填した複数の吸着槽を備え
た圧力スウィング吸着方式によるメタン富化ガス分離装
置と、このメタン富化ガス分離装置で得られたメタン富
化ガスを改質分解するガス分解装置とを含み、上記ガス
分解装置において得られた水素ガスをエネルギ源とする
ように構成した。
成分とする混合ガスからより効率的かつ安価にエネルギ
を回収することができるシステムを提供すること。 【構成】メタンと炭酸ガスとを主成分とする混合ガス発
生源からの混合ガスが導入される、鉄系脱硫剤を充填し
た脱硫塔と、この脱硫塔からのガスが導入される、活性
炭を充填したガス精製塔と、このガス精製塔からのガス
が導入される、３〜４Åの平均細孔径を有するカーボン
・モレキュラー・シーブを充填した複数の吸着槽を備え
た圧力スウィング吸着方式によるメタン富化ガス分離装
置と、このメタン富化ガス分離装置で得られたメタン富
化ガスを改質分解するガス分解装置とを含み、上記ガス
分解装置において得られた水素ガスをエネルギ源とする
ように構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、嫌気性消化ガス等、
メタンと炭酸ガスを主成分とする混合ガスからエネルギ
を効率的かつ簡便に回収するシステムに関する。
メタンと炭酸ガスを主成分とする混合ガスからエネルギ
を効率的かつ簡便に回収するシステムに関する。
【０００２】
【発明の背景】下水、屎尿、畜産廃棄物、都市ゴミ、工
場廃液等の各処理設備および湖沼等は、メタンと炭酸ガ
スとを主成分とする混合ガスの発生源であり、その潜在
消化ガス総回収量は７０億ｍ3 ／年以上であると推定さ
れている。
場廃液等の各処理設備および湖沼等は、メタンと炭酸ガ
スとを主成分とする混合ガスの発生源であり、その潜在
消化ガス総回収量は７０億ｍ3 ／年以上であると推定さ
れている。
【０００３】こうした嫌気性消化ガスの成分比は一般
に、メタンが約２／３、炭酸ガスが約１／３である。こ
のような嫌気性消化ガス１ｍ3 から約２．５馬力の出力
を得られ、たとえば燃焼機関によって動力エネルギに変
換したり、熱エネルギとして利用したりするといった利
用法を採用することがほとんどであった。
に、メタンが約２／３、炭酸ガスが約１／３である。こ
のような嫌気性消化ガス１ｍ3 から約２．５馬力の出力
を得られ、たとえば燃焼機関によって動力エネルギに変
換したり、熱エネルギとして利用したりするといった利
用法を採用することがほとんどであった。
【０００４】しかしながら、燃焼機関のエネルギ変換効
率はせいぜい２０〜３０％であるし、機関に燃料として
供給される上記の嫌気性消化ガス中には不活性ガスであ
る炭酸ガスが約１／３もの割合で含まれているため、機
関での発熱量を一定以上に高めることができず、したが
って、一定量の嫌気性ガスから動力エネルギを取り出す
効率は、さらに低いものとなる。
率はせいぜい２０〜３０％であるし、機関に燃料として
供給される上記の嫌気性消化ガス中には不活性ガスであ
る炭酸ガスが約１／３もの割合で含まれているため、機
関での発熱量を一定以上に高めることができず、したが
って、一定量の嫌気性ガスから動力エネルギを取り出す
効率は、さらに低いものとなる。
【０００５】ところで、高濃度メタンそれ自体は、一定
量あたりの発熱量も高く、これを用いた効率的なエネル
ギ利用が産業上の広い分野において可能である。一般
に、メタンと炭酸ガスとの混合ガス中の炭酸ガスを除去
して高濃度のメタンを得る方法として、アミン水溶液や
炭酸カリウム水溶液などのアルカリ水溶液で吸収し、加
熱再生する化学吸収法、加圧水によって吸収して減圧放
散する水吸収法などが知られている。
量あたりの発熱量も高く、これを用いた効率的なエネル
ギ利用が産業上の広い分野において可能である。一般
に、メタンと炭酸ガスとの混合ガス中の炭酸ガスを除去
して高濃度のメタンを得る方法として、アミン水溶液や
炭酸カリウム水溶液などのアルカリ水溶液で吸収し、加
熱再生する化学吸収法、加圧水によって吸収して減圧放
散する水吸収法などが知られている。
【０００６】しかしながら、前者の方法は、吸収液のコ
ストが高く、かつ、再生時に大量の熱エネルギを必要と
し、後者の方法は、物理吸収を達成するために約３０kg
／cm 2 Ｇの高圧にする必要があり、いずれもランニング
コストが高いという難点がある。このような理由から、
従来、嫌気性消化ガスからのエネルギ回収として、前述
したように嫌気性消化ガスをそのまま燃料として熱機関
で動力に変換するか、または、そのまま燃焼させて発生
熱エネルギを利用するといった、効率の悪いエネルギ回
収方法が採用されていたのである。
ストが高く、かつ、再生時に大量の熱エネルギを必要と
し、後者の方法は、物理吸収を達成するために約３０kg
／cm 2 Ｇの高圧にする必要があり、いずれもランニング
コストが高いという難点がある。このような理由から、
従来、嫌気性消化ガスからのエネルギ回収として、前述
したように嫌気性消化ガスをそのまま燃料として熱機関
で動力に変換するか、または、そのまま燃焼させて発生
熱エネルギを利用するといった、効率の悪いエネルギ回
収方法が採用されていたのである。
【０００７】したがって、本願発明の目的は、メタンと
炭酸ガスを主成分とする混合ガス、とりわけ嫌気性消化
ガスからより効率的かつ安価にエネルギを回収すること
がでるシステムを提供することである。
炭酸ガスを主成分とする混合ガス、とりわけ嫌気性消化
ガスからより効率的かつ安価にエネルギを回収すること
がでるシステムを提供することである。
【０００８】
【発明の要約】本願発明のエネルギ回収システムは、上
述した嫌気性消化ガスのようなメタンと炭酸ガスを主成
分とする混合ガスから圧力スウィング吸着（ＰＳＡ）法
によるガス分離装置を用いて効率的に高濃度メタンガス
を得ることを第１の要点とし、この高濃度メタンガスを
改質分解して水素ガスを得てこれをエネルギ源として利
用するようにシステムを構築したことを第２の要点とす
る。なお、ここで高濃度メタンガスとは、９０容量％以
上のメタンガスを意味する。
述した嫌気性消化ガスのようなメタンと炭酸ガスを主成
分とする混合ガスから圧力スウィング吸着（ＰＳＡ）法
によるガス分離装置を用いて効率的に高濃度メタンガス
を得ることを第１の要点とし、この高濃度メタンガスを
改質分解して水素ガスを得てこれをエネルギ源として利
用するようにシステムを構築したことを第２の要点とす
る。なお、ここで高濃度メタンガスとは、９０容量％以
上のメタンガスを意味する。
【０００９】すなわち、本願発明のエネルギ回収システ
ムは、基本的に、メタンと炭酸ガスとを主成分とする混
合ガス発生源からの混合ガスが導入される、鉄系脱硫剤
を充填した脱硫塔と、この脱硫塔からのガスが導入され
る、活性炭を充填したガス精製塔と、このガス精製塔か
らのガスが導入される、３〜４Åの平均細孔径を有する
カーボン・モレキュラー・シーブ（ＣＭＳ）を充填した
複数の吸着槽を備えたＰＳＡ方式によるメタン富化ガス
分離装置と、このメタン富化ガス分離装置で得られたメ
タン富化ガスを改質分解するガス分解装置とを含み、上
記ガス分解装置において得られた水素ガスをエネルギ源
とするように構成したことを特徴とする。
ムは、基本的に、メタンと炭酸ガスとを主成分とする混
合ガス発生源からの混合ガスが導入される、鉄系脱硫剤
を充填した脱硫塔と、この脱硫塔からのガスが導入され
る、活性炭を充填したガス精製塔と、このガス精製塔か
らのガスが導入される、３〜４Åの平均細孔径を有する
カーボン・モレキュラー・シーブ（ＣＭＳ）を充填した
複数の吸着槽を備えたＰＳＡ方式によるメタン富化ガス
分離装置と、このメタン富化ガス分離装置で得られたメ
タン富化ガスを改質分解するガス分解装置とを含み、上
記ガス分解装置において得られた水素ガスをエネルギ源
とするように構成したことを特徴とする。
【００１０】本願発明システムではまず、ガス発生源か
らの混合ガスを直接上記メタン富化ガス分離装置に導入
するのではなく、鉄系脱硫剤を充填した脱硫塔と、活性
炭を充填したガス精製塔を通した混合ガスを導入してい
る。嫌気性消化ガス中には、腐食性ガスである数百ｐｐ
ｍの硫化水素のほか、メチルメルカブタン、ジメチルサ
ルファイド、二酸化硫黄、あるいはアンモニア等の臭気
性ガスが含まれるが、上記硫化水素はとくに鉄系の触媒
を脱硫剤として用いた本願発明における上記脱硫塔によ
ってほぼ完璧に除去され、また、それ以外の上記臭気性
ガス成分もまた、活性炭とくにアルカリ性物質、酸性物
質等を添着させた添着活性炭を充填した本願発明におけ
る上記精製塔によってほぼ完璧に除去される。実験によ
れば、上記脱硫塔による脱硫は、硫化水素換算で９９．
９９５％の除去率を、アンモニア等の臭気性成分は通常
の分析法で検出されない水準を確保することができた。
なお、上記脱硫塔でのガスの空間速度（ＳＶ）は、通常
１０〜１５ｈｒ-1、精製塔でのガスの空間速度は５０〜
２００ｈｒ-1の範囲で通気操作が行われる。
らの混合ガスを直接上記メタン富化ガス分離装置に導入
するのではなく、鉄系脱硫剤を充填した脱硫塔と、活性
炭を充填したガス精製塔を通した混合ガスを導入してい
る。嫌気性消化ガス中には、腐食性ガスである数百ｐｐ
ｍの硫化水素のほか、メチルメルカブタン、ジメチルサ
ルファイド、二酸化硫黄、あるいはアンモニア等の臭気
性ガスが含まれるが、上記硫化水素はとくに鉄系の触媒
を脱硫剤として用いた本願発明における上記脱硫塔によ
ってほぼ完璧に除去され、また、それ以外の上記臭気性
ガス成分もまた、活性炭とくにアルカリ性物質、酸性物
質等を添着させた添着活性炭を充填した本願発明におけ
る上記精製塔によってほぼ完璧に除去される。実験によ
れば、上記脱硫塔による脱硫は、硫化水素換算で９９．
９９５％の除去率を、アンモニア等の臭気性成分は通常
の分析法で検出されない水準を確保することができた。
なお、上記脱硫塔でのガスの空間速度（ＳＶ）は、通常
１０〜１５ｈｒ-1、精製塔でのガスの空間速度は５０〜
２００ｈｒ-1の範囲で通気操作が行われる。
【００１１】この結果、システムの構成物の腐食ないし
破損を極力回避してシステム装置全体の寿命を延長した
り、メインテナンスを簡略化することができるほか、メ
タン富化ガス分離装置におけるＣＭＳのガス分離性能の
妨げとなる因子を除外し、さらにはガス分解装置の性能
を維持するとともに、上記ガス分解装置によって改質分
解された水素ガスを燃料電池に導入する場合にこの燃料
電池の発電作用に悪影響を与える問題を完璧に回避する
ことができる。また、メタン富化ガス分離装置における
吸着ガスである炭酸ガスの脱着分離の際に同伴混入する
成分があらかじめ除去されるため、炭酸ガスの利用価値
を高めることができる。
破損を極力回避してシステム装置全体の寿命を延長した
り、メインテナンスを簡略化することができるほか、メ
タン富化ガス分離装置におけるＣＭＳのガス分離性能の
妨げとなる因子を除外し、さらにはガス分解装置の性能
を維持するとともに、上記ガス分解装置によって改質分
解された水素ガスを燃料電池に導入する場合にこの燃料
電池の発電作用に悪影響を与える問題を完璧に回避する
ことができる。また、メタン富化ガス分離装置における
吸着ガスである炭酸ガスの脱着分離の際に同伴混入する
成分があらかじめ除去されるため、炭酸ガスの利用価値
を高めることができる。
【００１２】上記メタン富化ガス分離装置では、吸着剤
としてＣＭＳを用いて吸着、脱着、昇圧工程を順次行う
ＰＳＡ法によって、メタンと炭酸ガスの混合ガスから炭
酸ガスを除去することにより、メタン富化ガスが得られ
る。そして、複数の吸着槽について上記３つの工程をず
らせて行うことにより、メタン富化ガスを連続的かつ効
率的に得ることができる。そして、本願発明で使用され
るＣＭＳは３〜４Åの平均細孔径を有しているため、分
子径２．８Åである炭酸ガスを容易に細孔内に取り込む
ことが可能であり、所定圧力のもと、吸着工程開始から
比較的短時間で飽和吸着に達する。メタンガスの分子径
は４．０Åであるため、上記ＣＭＳがこのメタンガスを
細孔内に取り込むことは困難であり、その吸着作用を開
始するのは吸着工程開始から比較的長時間経過してから
である。したがって、吸着工程の時間を所定のように設
定することにより、炭酸ガスは飽和吸着しているが、メ
タンガスは吸着していないという理想的な状態が得ら
れ、その結果、高濃度のメタンガスを効率よく得ること
ができるのである。
としてＣＭＳを用いて吸着、脱着、昇圧工程を順次行う
ＰＳＡ法によって、メタンと炭酸ガスの混合ガスから炭
酸ガスを除去することにより、メタン富化ガスが得られ
る。そして、複数の吸着槽について上記３つの工程をず
らせて行うことにより、メタン富化ガスを連続的かつ効
率的に得ることができる。そして、本願発明で使用され
るＣＭＳは３〜４Åの平均細孔径を有しているため、分
子径２．８Åである炭酸ガスを容易に細孔内に取り込む
ことが可能であり、所定圧力のもと、吸着工程開始から
比較的短時間で飽和吸着に達する。メタンガスの分子径
は４．０Åであるため、上記ＣＭＳがこのメタンガスを
細孔内に取り込むことは困難であり、その吸着作用を開
始するのは吸着工程開始から比較的長時間経過してから
である。したがって、吸着工程の時間を所定のように設
定することにより、炭酸ガスは飽和吸着しているが、メ
タンガスは吸着していないという理想的な状態が得ら
れ、その結果、高濃度のメタンガスを効率よく得ること
ができるのである。
【００１３】実験によれば、吸着工程を２〜３kg／cm2
Ｇ、脱着工程を６０〜１５０Ｔｏｒｒの範囲で行い、２
槽式のＰＳＡ装置において１８０°の位相差のシーケン
スで各槽についての半サイクルタイムの設定を９０〜２
４０秒に設定したとき、最も好ましい結果が得られ、メ
タンガスの収率は９５％以上に達した。
Ｇ、脱着工程を６０〜１５０Ｔｏｒｒの範囲で行い、２
槽式のＰＳＡ装置において１８０°の位相差のシーケン
スで各槽についての半サイクルタイムの設定を９０〜２
４０秒に設定したとき、最も好ましい結果が得られ、メ
タンガスの収率は９５％以上に達した。
【００１４】本願発明システムにおいてはさらに、上記
メタン富化ガス分離装置から得られ、かつ、硫化水素や
臭気性成分がほぼ完璧に除去された高濃度のメタンガス
は、ガス分解装置によって水素ガスに改質分解される。
このガス分解装置では、触媒としてたとえばＮｉ系触媒
等の金属触媒が用いられる。
メタン富化ガス分離装置から得られ、かつ、硫化水素や
臭気性成分がほぼ完璧に除去された高濃度のメタンガス
は、ガス分解装置によって水素ガスに改質分解される。
このガス分解装置では、触媒としてたとえばＮｉ系触媒
等の金属触媒が用いられる。
【００１５】こうして、たとえば、下水、屎尿、畜産廃
棄物、都市ゴミ、工場廃液等の各処理設備あるいは湖沼
等、産業界の影ともいえる場所において大量に発生し、
かつ有害成分や臭気性成分を含んでいるがために邪魔物
扱いされ、しかもそれ自体では効率的なエネルギ源とは
なりえなかった嫌気性消化ガスから、クリーンであって
しかも効率的なエネルギ源である水素ガスをオンサイト
で簡便かつ能率的に得ることが、本願発明システムによ
って実質的に可能となったのである。
棄物、都市ゴミ、工場廃液等の各処理設備あるいは湖沼
等、産業界の影ともいえる場所において大量に発生し、
かつ有害成分や臭気性成分を含んでいるがために邪魔物
扱いされ、しかもそれ自体では効率的なエネルギ源とは
なりえなかった嫌気性消化ガスから、クリーンであって
しかも効率的なエネルギ源である水素ガスをオンサイト
で簡便かつ能率的に得ることが、本願発明システムによ
って実質的に可能となったのである。
【００１６】上記のようにして得られた水素ガスは、た
とえば燃焼による熱を利用する機関の燃料として利用す
ることができ、この場合、排気ガスは水蒸気だけとなる
ため、大気汚染の心配はない。水素ガスがクリーンなエ
ネルギ源といわれる所以である。
とえば燃焼による熱を利用する機関の燃料として利用す
ることができ、この場合、排気ガスは水蒸気だけとなる
ため、大気汚染の心配はない。水素ガスがクリーンなエ
ネルギ源といわれる所以である。
【００１７】さらに、上記水素ガスは、本願発明システ
ム内に結合された燃料電池の燃料として利用すると、効
率的に電気エネルギを取り出すことができる。燃料電池
は、水の電気分解とは逆に、２つの電極にそれぞれ水素
と酸素を供給し、その反応エネルギを電気として取り出
すシステムである。燃料電池の最大の特徴は、水素燃料
のもつ化学エネルギを直接電気エネルギに変換するた
め、発電効率が４０〜６０％と火力発電に比較してきわ
めて高いことである。また、発電の際に発生する熱を再
利用すれば、効率は８０％にまで達する。そして、当然
のことながら、従前の火力発電のような大気汚染の心配
もほとんどない。なお、燃料電池に供給するべき酸素
は、空気で代用することができるので、わざわざ酸素を
本願発明システムに搬入する必要はない。さらには、燃
料電池システムは、小規模のオンサイト装置であるた
め、送電ロスが少なく、立地条件による問題や騒音・振
動等がなく、メインテナンスが簡便であるという利点を
享受することができる。
ム内に結合された燃料電池の燃料として利用すると、効
率的に電気エネルギを取り出すことができる。燃料電池
は、水の電気分解とは逆に、２つの電極にそれぞれ水素
と酸素を供給し、その反応エネルギを電気として取り出
すシステムである。燃料電池の最大の特徴は、水素燃料
のもつ化学エネルギを直接電気エネルギに変換するた
め、発電効率が４０〜６０％と火力発電に比較してきわ
めて高いことである。また、発電の際に発生する熱を再
利用すれば、効率は８０％にまで達する。そして、当然
のことながら、従前の火力発電のような大気汚染の心配
もほとんどない。なお、燃料電池に供給するべき酸素
は、空気で代用することができるので、わざわざ酸素を
本願発明システムに搬入する必要はない。さらには、燃
料電池システムは、小規模のオンサイト装置であるた
め、送電ロスが少なく、立地条件による問題や騒音・振
動等がなく、メインテナンスが簡便であるという利点を
享受することができる。
【００１８】［実施例］図１は、燃料電池Ｂを組み込ん
で構成した本願発明のエネルギ回収システムの略示構成
図である。
で構成した本願発明のエネルギ回収システムの略示構成
図である。
【００１９】下水処理場の嫌気性消化ガス設備で発生す
る混合ガスがガスホルダ１に蓄えられた後、この混合ガ
スは、脱硫塔２およびガス精製塔３を介してＰＳＡ法に
よる２槽式メタンガス富化装置Ａに導入される。上記脱
硫塔２には鉄系の触媒脱硫剤が充填され、上記ガス精製
塔３にはアルカリ性物質、酸性物質等を添着した活性炭
が積層充填される。また、上記メタンガス富化装置Ａの
各吸着槽４，４には、３〜４Åの平均細孔径を有するＣ
ＭＳが充填される。
る混合ガスがガスホルダ１に蓄えられた後、この混合ガ
スは、脱硫塔２およびガス精製塔３を介してＰＳＡ法に
よる２槽式メタンガス富化装置Ａに導入される。上記脱
硫塔２には鉄系の触媒脱硫剤が充填され、上記ガス精製
塔３にはアルカリ性物質、酸性物質等を添着した活性炭
が積層充填される。また、上記メタンガス富化装置Ａの
各吸着槽４，４には、３〜４Åの平均細孔径を有するＣ
ＭＳが充填される。
【００２０】上記脱硫塔２およびガス精製塔３によって
脱硫および精製された混合ガスは、上記メタンガス富化
装置Ａによって、メタンガスと炭酸ガスとに分離され
る。脱着工程を開始した吸着槽から排気される脱着ガス
の脱着工程開始から一定期間のものをリサイクルするこ
とにより、メタンガスの収率を上げることができる。
脱硫および精製された混合ガスは、上記メタンガス富化
装置Ａによって、メタンガスと炭酸ガスとに分離され
る。脱着工程を開始した吸着槽から排気される脱着ガス
の脱着工程開始から一定期間のものをリサイクルするこ
とにより、メタンガスの収率を上げることができる。
【００２１】上記メタンガスは、燃料電池Ｂにおけるガ
ス分解装置５に導入されて水素ガスに改質分解され、燃
料電池本体６に供給される。上記ガス分解装置５には、
Ｎｉ系触媒等の金属触媒が充填される。水素電池本体６
にはまた、空気が供給され、水素と、上記空気中の酸素
との化学反応により、直流電力が取り出される。この直
流電力は、好ましくは、ＤＣ／ＡＣ変換装置７によって
交流電力に変換され、送電される。
ス分解装置５に導入されて水素ガスに改質分解され、燃
料電池本体６に供給される。上記ガス分解装置５には、
Ｎｉ系触媒等の金属触媒が充填される。水素電池本体６
にはまた、空気が供給され、水素と、上記空気中の酸素
との化学反応により、直流電力が取り出される。この直
流電力は、好ましくは、ＤＣ／ＡＣ変換装置７によって
交流電力に変換され、送電される。
【００２２】上記メタンガス富化装置Ａにおいて分離さ
れた炭酸ガスは、たとえば、液化して貯蔵し、食品添加
物、溶接用の不活性ガス、あるいはドライアイスの原料
として利用に供することができる。
れた炭酸ガスは、たとえば、液化して貯蔵し、食品添加
物、溶接用の不活性ガス、あるいはドライアイスの原料
として利用に供することができる。
【００２３】上記のシステムにおいて、メタンガスを６
２容量％含む嫌気性消化ガスを用いてエネルギ回収試験
を行った。この原料ガスの硫黄化合物の濃度は３００ｐ
ｐｍであった。この消化ガスを１０Ｎｍ3 ／Ｈで脱硫塔
２内をＳＶ７０ｈｒ-1で通過させるとともに、ガス精製
塔３内をＳＶ９０ｈｒ-1で通過させた。その結果、硫化
水素を主成分とする硫黄化合物の脱硫率は９９．９９７
％であり、かつ無臭化された。
２容量％含む嫌気性消化ガスを用いてエネルギ回収試験
を行った。この原料ガスの硫黄化合物の濃度は３００ｐ
ｐｍであった。この消化ガスを１０Ｎｍ3 ／Ｈで脱硫塔
２内をＳＶ７０ｈｒ-1で通過させるとともに、ガス精製
塔３内をＳＶ９０ｈｒ-1で通過させた。その結果、硫化
水素を主成分とする硫黄化合物の脱硫率は９９．９９７
％であり、かつ無臭化された。
【００２４】メタン富化ガス分離装置Ａの各吸着槽４，
４において、吸着工程の最高到達圧力を２．５kg／cm2
Ｇとし、脱着工程では１００Ｔｏｒｒまで減圧し、かつ
吸着工程を終了した吸着槽と脱着工程を終了した吸着槽
間を１．０秒通じさせる均圧工程を行った。これによ
り、吸着工程を終了した吸着槽内の吸着ガスの一部が圧
力差によって脱着工程を終了した吸着槽に流れ、両吸着
槽の圧力は等しくなる。このような圧力スウィング吸着
サイクルの半サイクル時間を１４０秒で行った。
４において、吸着工程の最高到達圧力を２．５kg／cm2
Ｇとし、脱着工程では１００Ｔｏｒｒまで減圧し、かつ
吸着工程を終了した吸着槽と脱着工程を終了した吸着槽
間を１．０秒通じさせる均圧工程を行った。これによ
り、吸着工程を終了した吸着槽内の吸着ガスの一部が圧
力差によって脱着工程を終了した吸着槽に流れ、両吸着
槽の圧力は等しくなる。このような圧力スウィング吸着
サイクルの半サイクル時間を１４０秒で行った。
【００２５】その結果得られたメタン富化ガスの残存炭
酸ガス濃度は３．５容量％以下であり、取得量は６．３
Ｎｍ3 ／Ｈであった。
酸ガス濃度は３．５容量％以下であり、取得量は６．３
Ｎｍ3 ／Ｈであった。
【００２６】なお、上記脱着工程中盤までの脱着ガスリ
サイクル量は、全脱着量の６０％となるように調整し
た。脱着工程終盤の脱着ガス中の炭酸ガス濃度は９９容
量％であり、ガス取得量は３．３Ｎｍ3 ／Ｈであった。
このような高純度の炭酸ガスは、液化して製品とするこ
とが可能である。
サイクル量は、全脱着量の６０％となるように調整し
た。脱着工程終盤の脱着ガス中の炭酸ガス濃度は９９容
量％であり、ガス取得量は３．３Ｎｍ3 ／Ｈであった。
このような高純度の炭酸ガスは、液化して製品とするこ
とが可能である。
【００２７】上記のようにして取得されたメタン富化ガ
スは、上記ガス分解装置５において水蒸気改質して水素
ガスと炭酸ガスに分解され、この水素ガスを上記燃料電
池本体６に燃料として供給した結果、３０Ｋｗの発電が
達成できた。
スは、上記ガス分解装置５において水蒸気改質して水素
ガスと炭酸ガスに分解され、この水素ガスを上記燃料電
池本体６に燃料として供給した結果、３０Ｋｗの発電が
達成できた。
【図１】本願発明のエネルギ回収システムの一実施例の
概略構成図である。
概略構成図である。
２ 脱硫塔 ３ ガス精製塔 ４ 吸着槽 ５ ガス分解装置 Ａ メタン富化ガス分離装置 Ｂ 燃料電池
Claims (7)
- 【請求項１】 メタンと炭酸ガスとを主成分とする混合
ガス発生源からの混合ガスが導入される、鉄系脱硫剤を
充填した脱硫塔と、この脱硫塔からのガスが導入され
る、活性炭を充填したガス精製塔と、このガス精製塔か
らのガスが導入される、３〜４Åの平均細孔径を有する
カーボン・モレキュラー・シーブを充填した複数の吸着
槽を備えた圧力スウィング吸着方式によるメタン富化ガ
ス分離装置と、このメタン富化ガス分離装置で得られた
メタン富化ガスを改質分解するガス分解装置とを含み、
上記ガス分解装置において得られた水素ガスをエネルギ
源とするように構成したことを特徴とする、エネルギ回
収システム。 - 【請求項２】 上記混合ガスの発生源が、下水、屎尿、
畜産業廃棄物、都市ゴミ、工場廃液の各処理設備、およ
び湖沼からなる群から選ばれた少なくとも１つである、
請求項１のシステム。 - 【請求項３】 上記混合ガスに含まれる微量の硫黄化合
物を上記脱硫塔で除去した後、上記脱硫塔からのガスを
上記ガス精製塔に通すことにより、脱硫および脱臭操作
を行うようにした、請求項１または２のシステム。 - 【請求項４】 上記混合ガスに含まれる吸着ガスである
炭酸ガスを上記メタン富化ガス分離装置の各吸着槽内の
上記カーボン・モレキュラー・シーブで吸着除去する、
請求項１ないし３のいずれかのシステム。 - 【請求項５】 上記ガス分解装置は、メタン富化ガスを
触媒を用いて水素ガスに改質分解するように構成されて
いる、請求項１ないし４のいずれかのシステム。 - 【請求項６】 上記水素ガスを燃料電池に導入して電気
エネルギに変換するように構成されている、請求項１な
いし５のいずれかのシステム。 - 【請求項７】 上記メタン富化ガス分離装置において吸
着された炭酸ガスを脱着して取り出し、これを液化して
貯蔵するように構成されている、請求項１ないし６のい
ずれかのシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6109847A JPH07316571A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | エネルギ回収システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6109847A JPH07316571A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | エネルギ回収システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07316571A true JPH07316571A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=14520707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6109847A Pending JPH07316571A (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | エネルギ回収システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07316571A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US9732297B2 (en) | 2013-03-19 | 2017-08-15 | Osaka Gas Co., Ltd. | Gas purification method |
-
1994
- 1994-05-24 JP JP6109847A patent/JPH07316571A/ja active Pending
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