JPH0929295A - 嫌気性消化ガスの利用方法 - Google Patents

嫌気性消化ガスの利用方法

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JPH0929295A
JPH0929295A JP7187124A JP18712495A JPH0929295A JP H0929295 A JPH0929295 A JP H0929295A JP 7187124 A JP7187124 A JP 7187124A JP 18712495 A JP18712495 A JP 18712495A JP H0929295 A JPH0929295 A JP H0929295A
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修一 吉田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 嫌気性消化ガスを原料として燃料電池による
安定した発電が可能であり、しかもランニングコストの
低減と燃料電池の長寿命化を図ることができる技術を提
供する。 【解決手段】 嫌気性消化ガスを反応塔1で中性または
弱アルカリ性の液と気液接触させて脱硫・脱炭酸処理を
行ない、次に反応塔2でアルカリ性の液と気液接触させ
て脱硫・脱炭酸処理を行なう。これによりメタン濃度が
向上し、炭酸ガス濃度及び硫化水素ガス濃度が低下する
ので、燃料電池5の燃料として使用することが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、嫌気性消化槽や埋
め立て地において発生する嫌気性消化ガスの利用方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】下水汚泥や厨芥を嫌気性消化することに
より発生させた嫌気性消化ガスは、一般にメタン55〜65
%、炭酸ガス30〜40%、硫化水素100 〜数1000ppm の組
成を有するもので、多量の可燃性のメタンガスを含んで
いる。従来はこの嫌気性消化ガスをそのままガスホルダ
ーに貯え、ボイラー等の燃料として利用していたのであ
るが、近年ではこの嫌気性消化ガスをエネルギー源とし
たガスエンジン発電が試みられている。
【0003】ところがガスエンジン発電ではNOx を除去
するための脱硝設備が必要となること、ガスエンジンの
維持管理が煩雑であること、騒音や振動が発生すること
等の問題がある。そこで本発明者等は、嫌気性消化ガス
を燃料として燃料電池による発電を行なう技術を開発中
である。この場合には、燃料電池に供給する燃料ガス中
のメタン濃度を90%以上とするとともに、炭酸ガス濃度
を10%以下とし、更に硫化水素濃度を5ppm 以下とする
必要がある。
【0004】消化ガス中のメタン濃度を高める方法とし
ては、膜により炭酸ガスを分離し、回収された炭酸ガス
は消化槽に再循環させる方法がある。しかし、この方法
ではメタン濃度を90%以上とすることは容易ではない。
また炭酸ガス分離のための一般的な手法として深冷分離
法や吸着法があるが、いずれも装置規模が大きく構造が
複雑であり、さらに吸着法にはメタンの回収率が低いと
いう欠点がある。更に硫化水素の除去法として酸化鉄を
用いる乾式法があるが、メタン精製は不可能であり燃料
電池の発電効率を向上させることはできないという欠点
がある。
【0005】上記のような欠点を解決するための一つの
方法として、本発明者等は嫌気性消化ガスをアルカリ性
の処理水と気液接触させることにより脱硫するとともに
メタン濃度を高めたうえ、燃料電池用燃料として使用す
る方法を開発し、すでに特開平7−996号として提案
した。ところがこの先願公報に示された方法において
は、中性の処理水が使用できない、嫌気性消化ガスの組
成の変動により発電量が安定しないという問題があるほ
か、処理水のpH変動、水温変動等によって燃料電池に供
給する燃料ガス中の硫化水素濃度が5ppm を超えること
があり、燃料電池の寿命を縮めるという問題が残されて
いた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決し、嫌気性消化ガスを原料として燃料電
池による安定した発電が可能であり、かつランニングコ
ストの低減と燃料電池の長寿命化を図ることができる嫌
気性消化ガスの利用方法を提供するためになされたもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、嫌気性消化ガスを中性または弱
アルカリ性の液と気液接触させて脱硫・脱炭酸処理を行
なった後、アルカリ性の液と気液接触させて脱硫・脱炭
酸処理を行なうことによりメタン濃度を高め、燃料電池
用燃料として使用することを特徴とするものである。
【0008】なお、中性または弱アルカリ性の液として
は、水処理設備で得られるpHが6以上で10未満の処理水
を用いることができ、アルカリ性の液としては、pHが10
以上のNaOH水溶液、KOH 水溶液、Ca(OH)2 水溶液等を使
用することができる。この中性または弱アルカリ性の液
による脱硫・脱炭酸処理において、必要とする炭酸ガス
除去量の90%以上を除去することが好ましい。また、ア
ルカリ性の液による脱硫・脱炭酸処理におけるアルカリ
の供給量を燃料電池の発電量によって制御したり、アル
カリ性の液による脱硫・脱炭酸処理における排液の一部
を循環して使用するとともに、その循環量を排液のpHに
よって制御することが好ましい。嫌気性消化ガスとして
は下水汚泥や厨芥を嫌気性消化して得られる嫌気性消化
ガスのほか、埋め立て地において発生するガスを用いる
こともできる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に本発明の好ましい実施の形
態を示す。図1は第1の実施の形態を示すもので、1は
中性または弱アルカリ性の液による1段目の反応塔、2
はアルカリ性の液による2段目の反応塔である。これら
の反応塔1、2は嫌気性消化ガスの気液接触に用いられ
るものであり、充填塔、棚段塔、気泡塔(曝気槽)、濡
れ壁塔等を使用することができるが、ハニカム構造体を
充填した充填塔を使用することが最も好ましい。
【0010】嫌気性消化ガスはまず反応塔1の下部に送
られ、上部のノズル3から散布される中性または弱アル
カリ性の液と対向流で気液接触する。前記したように、
下水処理設備から生じた嫌気性消化ガス中にはメタン55
〜65%、炭酸ガス30〜40%、硫化水素100 〜数1000ppm
が含有されているが、この中性または弱アルカリ性の液
による反応塔1によって炭酸ガス及び硫化水素の大部分
が水に溶けて除去されるとともに、嫌気性消化ガスに含
有されているダストや浮遊物質も除去される。なお反応
塔1を通過する間に、必要とする炭酸ガス除去量の90%
以上を除去することができるように流量を調節してお
く。中性または弱アルカリ性の液として水処理設備で豊
富に得られるpHが6以上で10未満の処理水を用いれば、
きわめて経済的な処理が可能である。
【0011】次に嫌気性消化ガスは反応塔2へ送られ、
ノズル4から散布されるアルカリ性の液と対向流で気液
接触する。ここではアルカリ性の液としてpHが10以上の
NaOH水溶液が使用されている。このアルカリ性の液によ
る反応塔2を通過する間に硫化水素はアルカリと反応し
てほぼ完全に除去され、その濃度は5ppm以下にまで低
下される。また炭酸ガスも10%以下になるまで除去さ
れ、メタンガス濃度が90%以上となる。そこでこのよう
にメタン濃度を高められたガスは、燃料電池5へ送られ
燃料電池用燃料として使用される。
【0012】上記したように、本発明によれば嫌気性消
化ガスは中性または弱アルカリ性の液及びアルカリ性の
液との反応によって脱硫・脱炭酸処理を行なわれ、メタ
ン濃度が90%以上、炭酸ガス濃度が10%以下、硫化水素
濃度が5ppm 以下という燃料電池用燃料として満足すべ
き性状を備えたものとなる。その結果、燃料電池5が劣
化することがなく、長期間にわたる運転が可能となる。
【0013】図2は、本発明を水処理設備において実施
する場合の好ましい形態を示すものである。この図2の
ように、嫌気性消化槽7から発生する嫌気性消化ガスは
中性または弱アルカリ性の液による反応塔1へ送られ、
水処理設備6の処理水が中性または弱アルカリ性の液と
してノズル3から散布される。このとき反応塔1から排
出される排水は水処理設備6の原水側へ戻される。
【0014】中性または弱アルカリ性の液による反応塔
1を通過した嫌気性消化ガスは、次にアルカリ性の液に
よる反応塔2へ送られる。このアルカリ性の液による反
応塔2のノズル4はアルカリタンク8と接続されてい
る。アルカリタンク8には、水処理設備6の処理水とと
もにアルカリが供給される。そしてアルカリ性の液によ
る反応塔2を通過する間にメタン濃度を高められたガス
は、燃料電池5へ送られ燃料電池用燃料として使用さ
れ、その際に生じる温水は嫌気性消化槽7の加温のため
に使用される。なお、アルカリ性の液による反応塔2か
ら排出される排水も水処理設備6の原水側へ戻されてい
る。このように本発明を水処理設備6と組み合わせて実
施すれば、第中性または弱アルカリ性の液による脱硫・
脱炭酸処理に安価な水処理設備6の処理水を利用するこ
とができ、ランニングコストの低減を図ることができる
こととなる。
【0015】図3は本発明の実施の形態の第3の例を示
すものである。この図3においては、アルカリ性の液に
よる反応塔2の排液の一部を循環して使用するととも
に、再循環液へのアルカリの供給量を燃料電池5の発電
量によって制御している。即ち、燃料電池5の発電量は
燃料電池5に供給されるガス中のメタン濃度によって変
化するため、発電量が低下してきたときにはアルカリの
供給量を増加させてメタン濃度を上昇させれば、発電量
を元に戻すことができる。逆に発電量が増加してきたと
きにはアルカリの供給量を減少させてメタン濃度を低下
させれば、発電量を元に戻すことができる。これによっ
て、嫌気性消化ガスの組成変動および反応塔1出口ガス
の組成変動にかかわらず安定した発電量を確保すること
が可能となる。なお、これと同時に、反応塔2のアルカ
リ性の液の循環量を排液のpHによって制御することもで
きる。
【0016】上記したように、本発明によれば嫌気性消
化ガスを原料として燃料電池による安定した発電が可能
であり、かつランニングコストの低減と燃料電池の長寿
命化を図ることができる。なお、反応塔の数は必ずしも
2段に限定されるものではない。
【0017】
【実施例】次に本発明を実験室規模で実施した実施例を
示す。直径300mm 、充填高さ1200mmのカラム中にSUS304
製の充填物を充填したものを反応塔1、2として直列に
接続し、反応塔1には5m3/hの工水を供給し、反応塔2
には0.2 m3/hのNaOH水溶液(NaOH供給量:44.5g-NaOH/
h) を供給した。この装置に表1に示す通りの嫌気性消
化ガスを供給し、反応塔1の出口と反応塔2の出口にお
けるガス組成を測定した。
【0018】
【表1】
【0019】表1に示したように、処理ガス量1Nm3
たり33g 以上のNaOHを供給することにより、燃料電池に
供給可能な性状のガスに浄化できること、コスト的にも
実機に適用可能であることが確認された。また、この実
施例において、硫化水素を0.2 ppm 以下まで除去できる
ことが確認された。なお、この実施例で除去された炭酸
ガスを全てNaOHと反応させて除去するには処理ガス量1.
12Nm3/h のとき609g-NaOH/Nm3 のNaOHが必要となり、同
様に処理ガス量1.35Nm3/h のとき618g-NaOH/Nm3 のNaOH
が、処理ガス量1.55Nm3/h のとき556g-NaOH/Nm3 のNaOH
が必要となる。従って、本実施例におけるNaOH投入量は
それぞれ39.7/609=6.5 %、33.0/618=5.3 %、28.7/5
56=5.2 %であり、2段階処理によってNaOH投入量を5
〜6%にまで減少できることが確認された。
【0020】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれば
嫌気性消化槽や埋め立て地において発生する嫌気性消化
ガスを原料として燃料電池による安定した発電が可能で
ある。しかもランニングコストの低減と燃料電池の長寿
命化を図ることができるので、経済的な観点からも実用
価値の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すフローシート
である。
【図2】本発明の第2の実施の形態を示すフローシート
である。
【図3】本発明の第3の実施の形態を示すフローシート
である。
【符号の説明】
1 中性または弱アルカリ性の液による反応塔、2 ア
ルカリ性の液による反応塔、3 ノズル、4 ノズル、
5 燃料電池、6 水処理設備、7 嫌気性消化槽、8
アルカリタンク

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 嫌気性消化ガスを中性または弱アルカリ
    性の液と気液接触させて脱硫・脱炭酸処理を行なった
    後、アルカリ性の液と気液接触させて脱硫・脱炭酸処理
    を行なうことによりメタン濃度を高め、燃料電池用燃料
    として使用することを特徴とする嫌気性消化ガスの利用
    方法。
  2. 【請求項2】 中性または弱アルカリ性の液として水処
    理設備で得られる処理水を用いる請求項1記載の嫌気性
    消化ガスの利用方法。
  3. 【請求項3】 中性または弱アルカリ性の液による脱硫
    ・脱炭酸処理において、必要とする炭酸ガス除去量の90
    %以上を除去する請求項1記載の嫌気性消化ガスの利用
    方法。
  4. 【請求項4】 アルカリ性の液による脱硫・脱炭酸処理
    において、アルカリの供給量を燃料電池の発電量によっ
    て制御する請求項1記載の嫌気性消化ガスの利用方法。
  5. 【請求項5】 アルカリ性の液による脱硫・脱炭酸処理
    において、排液の一部を循環して使用するとともに、そ
    の循環量を排液のpHによって制御する請求項1記載の嫌
    気性消化ガスの利用方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001065621A1 (en) * 2000-03-02 2001-09-07 Ebara Corporation Fuel cell power generation method and system
JP2013099719A (ja) * 2011-11-08 2013-05-23 Nt Corp 有害ガスの無害化処理方法およびその方法を実施するためのスクラバー
EP2830136A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-28 Doosan Heavy Industries & Construction Co. Ltd. Fuel cell, and generation system and method using the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001065621A1 (en) * 2000-03-02 2001-09-07 Ebara Corporation Fuel cell power generation method and system
JP2004525478A (ja) * 2000-03-02 2004-08-19 株式会社荏原製作所 燃料電池発電方法及び燃料電池発電システム
US6969562B2 (en) 2000-03-02 2005-11-29 Ebara Corporation Fuel cell power generation method and system
JP2013099719A (ja) * 2011-11-08 2013-05-23 Nt Corp 有害ガスの無害化処理方法およびその方法を実施するためのスクラバー
EP2830136A1 (en) * 2013-07-23 2015-01-28 Doosan Heavy Industries & Construction Co. Ltd. Fuel cell, and generation system and method using the same

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