JP2006016439A - Gas purification apparatus - Google Patents

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Jun Sato
佐藤　　淳
Hiroki Honda
裕姫 本多
Yoshinori Terasawa
良則 寺澤
Koji Horizoe
浩司 堀添
Sueo Yoshida
季男 吉田
Akihiro Hamada
章裕 浜田
Mikiro Kumagai
幹郎 熊谷
Jun Izumi
順 泉
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Institute of Research and Innovation
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Institute of Research and Innovation
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas purification apparatus which can compactly purify a raw gas containing sulfur impurities and organic silicon impurities at a low cost. <P>SOLUTION: The gas purification apparatus 10 is constituted of an adsorption tower 11, a blower 16, valves 18a-18c and the like for passing the raw gas 1 from the lower side to the upper side of the adsorption tower 11, a blower 16 and valves 19a, 19b and the like for evacuating the adsorption tower 11, an organic silicon impurities-adsorbent 12 for adsorbing the organic silicon impurities 1a arranged in the adsorption tower 11 so as to divide the adsorption tower 11 into the lower side and the upper side, and a sulfur impurities-adsorbent 13 for adsorbing the sulfur impurities 1b arranged in the adsorption tower 11 so as to divide the adsorption tower 11 into the lower side and the upper side, and the organic silicon impurities-adsorbent 12 is any one of MCM-41, USY, MCM-48 and USM while the sulfur impurities-adsorbent 13 is silicalite. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガス精製装置に関し、特に、下水消化ガスや生ごみ発酵メタンガス等のバイオガスや、ごみなどの廃棄物を熱分解して生成した廃棄物熱分解ガス等のように、硫黄系不純物や有機珪素系不純物を含有するガスを精製する場合に適用すると有効なものである。   The present invention relates to a gas purification apparatus, and particularly, sulfur-based impurities such as biogas such as sewage digestion gas and garbage fermentation methane gas, and waste pyrolysis gas generated by pyrolyzing waste such as waste. And is effective when applied to purify gas containing organic silicon impurities.

下水消化ガスや生ごみ発酵メタンガス等のバイオガスや、ごみなどの廃棄物を熱分解して生成した廃棄物熱分解ガス等でガスエンジンやマイクロガスタービン等を駆動して発電等に有効利用する場合には、当該ガス中に含まれている硫黄系不純物（例えば、硫化水素、チオカルボニル、チオフェン、メルカプタン等）や有機珪素系不純物（例えば、シロキサン等）等のような有害物質を予め除去して当該ガスを精製しておく必要がある。このため、従来は、上記バイオガスや上記廃棄物熱分解ガス等の原ガス中の硫黄系不純物を、水酸化ナトリウム水溶液等により化学的に吸収除去したり（タカハックス法）、酸化鉄等により物理的に吸着除去したり（ダライ粉層法）、上記原ガス中の有機珪素系不純物を活性炭等により物理的に吸着除去することにより、上記原ガスを精製するようにしていた。   Biogas such as sewage digestion gas and garbage fermented methane gas, and waste pyrolysis gas generated by pyrolyzing waste such as waste, etc. are used effectively for power generation etc. by driving a gas engine, micro gas turbine, etc. In some cases, harmful substances such as sulfur impurities (eg, hydrogen sulfide, thiocarbonyl, thiophene, mercaptan, etc.) and organic silicon impurities (eg, siloxane) contained in the gas are removed in advance. It is necessary to purify the gas. For this reason, conventionally, sulfur-based impurities in raw gases such as the biogas and the waste pyrolysis gas are chemically absorbed and removed by an aqueous sodium hydroxide solution (Takahax method) or physically by iron oxide or the like. The raw gas is purified by adsorption or removal (Dalai powder layer method) or by physically adsorbing and removing organic silicon impurities in the raw gas with activated carbon or the like.

特開平７−０９６１２８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-096128 特開平９−２３９２２６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-239226 特開２００２−１５３７２０号公報JP 2002-153720 A 特許第２６２７７０８号公報Japanese Patent No. 2627708 特許第３１７２６４６号公報Japanese Patent No. 3172646 特許第３１９７４３６号公報Japanese Patent No. 3197436 特許第３３２５１６７号公報Japanese Patent No. 3325167

しかしながら、前述したようにして前記原ガスを精製すると、以下のような問題があった。   However, when the raw gas is purified as described above, there are the following problems.

（１）水酸化ナトリウム水溶液等により、上記原ガス中の硫黄系不純物を化学的に吸収除去する場合には、その設備にかかるコストが高くなってしまうと共に、設置スペースが大きくなってしまう。 (1) When sulfur-based impurities in the raw gas are chemically absorbed and removed by an aqueous sodium hydroxide solution or the like, the cost for the equipment is increased and the installation space is increased.

（２）酸化鉄や活性炭等により、上記原ガス中の硫黄系不純物や有機珪素系不純物を物理的に吸着除去する場合には、上記酸化鉄や活性炭等を定期的に交換しなければならないため、ランニングコストが高くなってしまう。 (2) When sulfur-based impurities and organic silicon-based impurities in the raw gas are physically adsorbed and removed by iron oxide or activated carbon, the iron oxide or activated carbon must be periodically replaced. , Running costs will be high.

このような問題は、上述したバイオガスや廃棄物熱分解ガスのような原ガスを精製する場合に限らず、硫黄系不純物及び有機珪素系不純物を含有する原ガスを精製する場合であれば、上述と同様にして起こり得ることである。   Such a problem is not limited to the case of purifying the raw gas such as the biogas and waste pyrolysis gas described above, but if the raw gas containing sulfur-based impurities and organosilicon-based impurities is to be purified, It can happen in the same way as described above.

このようなことから、本発明は、硫黄系不純物及び有機珪素系不純物を含有する原ガスを低コストでコンパクトに精製することができるガス精製装置を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a gas purification apparatus capable of purifying raw gas containing sulfur-based impurities and organic silicon-based impurities in a compact manner at low cost.

前述した課題を解決するための、第一番目の発明に係るガス精製装置は、硫黄系不純物及び有機珪素系不純物を含有する原ガスを精製するガス精製装置であって、第一の処理槽と、前記第一の処理槽の一方側から他方側へ前記原ガスを流通させる第一のガス送給手段と、前記第一の処理槽内を減圧排気する第一の減圧排気手段と、前記第一の処理槽内の一方側と他方側とを仕切るように当該第一の処理槽内に配設され、前記有機珪素系不純物を吸着する有機珪素系不純物吸着剤と、前記第一の処理槽内の一方側と他方側とを仕切るように当該第一の処理槽内に配設され、前記硫黄系不純物を吸着する硫黄系不純物吸着剤とを備え、前記有機珪素系不純物吸着剤が、ＭＣＭ−４１、ＵＳＹ、ＭＣＭ−４８、ＵＳＭのうちのいずれかであり、前記硫黄系不純物吸着剤が、シリカライトであることを特徴とする。   A gas purification apparatus according to a first invention for solving the above-described problem is a gas purification apparatus for purifying a raw gas containing sulfur-based impurities and organosilicon-based impurities, comprising: a first treatment tank; A first gas supply means for circulating the raw gas from one side to the other side of the first treatment tank, a first reduced pressure exhaust means for evacuating the inside of the first treatment tank, and the first An organosilicon-based impurity adsorbent which is disposed in the first processing tank so as to partition one side and the other side in one processing tank and adsorbs the organosilicon-based impurities; and the first processing tank. And a sulfur-based impurity adsorbent that adsorbs the sulfur-based impurities, the organosilicon-based impurity adsorbent is an MCM. -41, USY, MCM-48, or USM, Yellow based impurities adsorbent, characterized in that it is a silicalite.

第二番目の発明に係るガス精製装置は、第一番目の発明において、前記第一の処理槽内の一方側と他方側とを仕切るように当該第一の処理槽内に配設され、二酸化炭素を吸着する二酸化炭素吸着剤を備え、前記二酸化炭素吸着剤が、Ｌｉ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｎａのうちのいずれかを交換カチオンとしたＸ型ゼオライトであることを特徴とする。   A gas purification apparatus according to a second aspect of the present invention is the gas purification apparatus according to the first aspect, wherein the gas purification apparatus is disposed in the first processing tank so as to partition one side and the other side in the first processing tank. A carbon dioxide adsorbent that adsorbs carbon is provided, and the carbon dioxide adsorbent is an X-type zeolite using any one of Li, Ca, Sr, Mg, and Na as an exchange cation.

第三番目の発明に係るガス精製装置は、第一番目の発明において、第二の処理槽と、前記第一の処理槽の一方側から他方側へ流通したガスを前記第二の処理槽の一方側から他方側へ流通させる第二のガス送給手段と、前記第二の処理槽内を減圧排気する第二の減圧排気手段と、前記第二の処理槽内の一方側と他方側とを仕切るように当該第二の処理槽内に配設され、二酸化炭素を吸着する二酸化炭素吸着剤とを備え、前記二酸化炭素吸着剤が、Ｌｉ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｎａのうちのいずれかを交換カチオンとしたＸ型ゼオライトであることを特徴とする。   A gas purification apparatus according to a third invention is the gas purification apparatus according to the first invention, wherein the second treatment tank and the gas circulated from one side to the other side of the first treatment tank are supplied to the second treatment tank. A second gas supply means for circulating from one side to the other side, a second reduced pressure exhaust means for evacuating the inside of the second processing tank, one side and the other side in the second processing tank, And a carbon dioxide adsorbent that adsorbs carbon dioxide, and the carbon dioxide adsorbent is any one of Li, Ca, Sr, Mg, and Na. It is characterized by being an X-type zeolite having cation as an exchange cation.

第四番目の発明に係るガス精製装置は、第二番目又は第三番目の発明において、前記二酸化炭素吸着剤が、シリカ／アルミナ比を２〜２．５としたＸ型ゼオライトであることを特徴とする。   A gas purification apparatus according to a fourth invention is characterized in that, in the second or third invention, the carbon dioxide adsorbent is an X-type zeolite having a silica / alumina ratio of 2 to 2.5. And

第五番目の発明に係るガス精製装置は、第一番目又は第二番目の発明において、前記第一の処理槽が複数設けられて並列に連結されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the gas purification apparatus according to the first or second aspect, wherein a plurality of the first treatment tanks are provided and connected in parallel.

第六番目の発明に係るガス精製装置は、第三番目の発明において、前記第一の処理槽が複数設けられて並列に連結されていると共に、前記第二の処理槽が複数設けられて並列に連結されていることを特徴とする。   A gas purification apparatus according to a sixth invention is the gas purification apparatus according to the third invention, wherein a plurality of the first treatment tanks are provided and connected in parallel, and a plurality of the second treatment tanks are provided in parallel. It is connected to.

第七番目の発明に係るガス精製装置は、第五番目の発明において、排気された前記第一の処理槽内のガスを当該第一の処理槽の一方側から他方側へ再び流通させる排気再送給手段と、前記排気再送給手段で前記第一の処理槽内を流通した前記ガスを精製ガス又は原ガスと合流させる切換手段とを備えていることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the gas refining apparatus according to the fifth aspect, wherein the exhaust gas is recirculated from the one side of the first processing tank to the other side of the exhausted gas in the first processing tank. And a switching means for joining the gas that has circulated in the first processing tank by the exhaust gas re-feeding means with the purified gas or the raw gas.

第八番目の発明に係るガス精製装置は、第六番目の発明において、排気された前記第二の処理槽内のガスを当該第二の処理槽の一方側から他方側へ再び流通させる排気再送給手段と、前記排気再送給手段で前記第二の処理槽内を流通した前記ガスを精製ガス又は前記第一の処理槽の一方側から他方側へ流通したガスと合流させる切換手段とを備えていることを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the gas refining apparatus according to the sixth aspect, wherein the exhausted gas is recirculated from the one side to the other side of the second processing tank. And a switching means for joining the gas circulated in the second processing tank by the exhaust gas re-feeding means with the purified gas or the gas circulated from one side to the other side of the first processing tank. It is characterized by.

第九番目の発明に係るガス精製装置は、第八番目の発明において、前記排気再送給手段が、排気された前記第二の処理槽内のガスをさらに前記第一の処理槽の他方側から一方側へ再び流通させるものであることを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, there is provided the gas purification apparatus according to the eighth aspect, wherein the exhaust gas re-sending / feeding means further supplies the exhausted gas in the second processing tank from the other side of the first processing tank. It is characterized by being recirculated to one side.

第十番目の発明に係るガス精製装置は、第一番目から第九番目の発明のいずれかにおいて、前記有機珪素系不純物吸着剤が、ガスの流通方向において前記硫黄系不純物吸着剤よりも上流側に配設されていることを特徴とする。   The gas purification apparatus according to a tenth aspect of the present invention is the gas purifier according to any one of the first to ninth aspects, wherein the organosilicon impurity adsorbent is upstream of the sulfur impurity adsorbent in the gas flow direction. It is characterized by being arranged.

第十一番目の発明に係るガス精製装置は、第二番目の発明において、前記二酸化炭素吸着剤が、ガスの流通方向において前記有機珪素系不純物吸着剤及び前記硫黄系不純物吸着剤よりも上流側に配設されていることを特徴とする。   A gas purification apparatus according to a tenth invention is the gas purification device according to the second invention, wherein the carbon dioxide adsorbent is upstream of the organosilicon impurity adsorbent and the sulfur impurity adsorbent in the gas flow direction. It is characterized by being arranged.

第十二番目の発明に係るガス精製装置は、第一番目から第十一番目の発明のいずれかにおいて、前記吸着剤が、ハニカム形状をなしていることを特徴とする。   A gas purification apparatus according to a twelfth invention is characterized in that, in any one of the first to tenth inventions, the adsorbent has a honeycomb shape.

第十三番目の発明に係るガス精製装置は、第一番目から第十二番目の発明のいずれかにおいて、前記原ガスが、バイオガス又は廃棄物熱分解ガスであることを特徴とする。   A gas purification apparatus according to a thirteenth invention is characterized in that, in any one of the first to twelfth inventions, the raw gas is a biogas or a waste pyrolysis gas.

また、第十四番目の発明に係る下水浄化処理設備は、下水を浄化処理する下水浄化処理設備であって、前記下水の汚泥から生成する消化ガスを原ガスとして、メタンを精製ガスとして得る第一番目から第十二番目の発明のいずれかのガス精製装置を備え、前記ガス精製装置で前記原ガスから分離した前記精製ガスを焼却設備の燃料に使用し、前記ガス精製装置で前記原ガスから分離した前記有機珪素系不純物及び前記硫黄系不純物を前記焼却設備で焼却処理することを特徴とする。   A sewage purification treatment facility according to the fourteenth invention is a sewage purification treatment facility for purifying sewage, wherein the digestion gas generated from the sewage sludge is used as a raw gas and methane is used as a purified gas. The gas purifier according to any one of the first to twelfth inventions, wherein the purified gas separated from the raw gas by the gas purifier is used as fuel for incineration equipment, and the raw gas is The organosilicon impurities and the sulfur impurities separated from the waste are incinerated by the incineration facility.

第十五番目の発明に係る下水浄化処理設備は、下水を浄化処理する下水浄化処理設備であって、前記下水の汚泥から生成する消化ガスを原ガスとして、メタンを精製ガスとして得る第一番目から第十二番目の発明のいずれかのガス精製装置を備え、前記ガス精製装置で前記原ガスから分離した前記有機珪素系不純物及び前記硫黄系不純物を前記汚泥中に戻すことを特徴とする。   A sewage purification treatment facility according to a fifteenth invention is a sewage purification treatment facility for purifying sewage, wherein the digestion gas generated from the sewage sludge is used as a raw gas, and methane is used as a purified gas. To the twelfth aspect of the invention, wherein the organosilicon impurities and the sulfur impurities separated from the raw gas by the gas purifier are returned to the sludge.

第一番目の発明に係るガス精製装置によれば、原ガスから有機珪素系不純物及び硫黄系不純物を除去して精製することが低コストでコンパクトに実施することができる。   According to the gas purification apparatus according to the first aspect of the invention, it is possible to carry out the purification by removing the organosilicon impurities and the sulfur impurities from the raw gas in a compact manner at a low cost.

第二番目の発明に係るガス精製装置によれば、原ガスから二酸化炭素を除去して、カロリ及び純度の高い精製ガスを得ることが低コストで簡単にできる。   According to the gas purification apparatus according to the second aspect of the invention, it is possible to easily remove carbon dioxide from the raw gas and obtain a purified gas having high calorie and low cost.

第三番目の発明に係るガス精製装置によれば、原ガスから二酸化炭素を除去して、カロリ及び純度の高い精製ガスを得ることが低コストで簡単にできると共に、原ガス中から回収した二酸化炭素を各種原料に有効利用することができる。   According to the gas purification apparatus according to the third aspect of the invention, it is possible to easily remove carbon dioxide from the raw gas to obtain a calorie and a high-purity purified gas at a low cost, and the carbon dioxide recovered from the raw gas. Carbon can be effectively used for various raw materials.

第四番目の発明に係るガス精製装置によれば、原ガスから二酸化炭素を除去することを効率よく行うことができる。   According to the gas purification apparatus according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to efficiently remove carbon dioxide from the raw gas.

第五番目の発明に係るガス精製装置によれば、原ガスの精製処理を連続して行うことができるので、処理効率の向上を図ることができる。   According to the gas purification apparatus according to the fifth aspect of the present invention, since the purification process of the raw gas can be performed continuously, the processing efficiency can be improved.

第六番目の発明に係るガス精製装置によれば、原ガスの精製処理を連続して行うことができるので、処理効率の向上を図ることができる。   According to the gas purification apparatus of the sixth aspect of the invention, the purification process of the raw gas can be performed continuously, so that the processing efficiency can be improved.

第七番目の発明に係るガス精製装置によれば、精製ガスの収率の向上を図ることができる。   According to the gas purification apparatus according to the seventh aspect of the invention, the yield of the purified gas can be improved.

第八番目の発明に係るガス精製装置によれば、精製ガスの収率の向上を図ることができる。   According to the gas purification apparatus according to the eighth aspect of the invention, the yield of the purified gas can be improved.

第九番目の発明に係るガス精製装置によれば、有機珪素系不純物吸着剤及び硫黄系不純物吸着剤を効率よく再生することができる。   According to the gas purification apparatus of the ninth aspect, the organosilicon impurity adsorbent and the sulfur impurity adsorbent can be efficiently regenerated.

第十番目の発明に係るガス精製装置によれば、有機珪素系不純物による硫黄系不純物吸着剤の劣化を抑制することができる。   According to the gas purification apparatus of the tenth aspect, deterioration of the sulfur-based impurity adsorbent due to the organosilicon impurities can be suppressed.

第十一番目の発明に係るガス精製装置によれば、有機珪素系不純物や硫黄系不純物による二酸化炭素吸着剤の劣化を抑制することができる。   According to the gas purification apparatus according to the tenth aspect of the invention, it is possible to suppress the deterioration of the carbon dioxide adsorbent due to the organosilicon impurities and the sulfur impurities.

第十二番目の発明に係るガス精製装置によれば、粒状をなす吸着剤よりも、原ガスを流通させるに際しての圧力損失を低減させることができ、比較的小型なブロアを利用することができる。その結果、イニシャルコストやランニングコストをさらに抑制することができると同時に、さらに小さな設置スペースで済ますことができる。   According to the gas purification apparatus according to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to reduce the pressure loss when circulating the raw gas rather than the granular adsorbent, and it is possible to use a relatively small blower. . As a result, initial costs and running costs can be further reduced, and at the same time, a smaller installation space can be achieved.

第十三番目の発明に係るガス精製装置によれば、上述した効果を最も効果的に得ることができる。   According to the gas purification apparatus pertaining to the thirteenth invention, the above-described effects can be most effectively obtained.

また、第十四番目の発明に係る下水浄化処理設備によれば、消化ガスから精製回収したメタンガスを有効に利用することができると共に、消化ガスから分離した有機珪素系不純物及び硫黄系不純物を簡単に処理することができる。   Further, according to the sewage purification treatment facility according to the fourteenth invention, methane gas purified and recovered from digestion gas can be used effectively, and organosilicon impurities and sulfur impurities separated from digestion gas can be easily used. Can be processed.

第十五番目の発明に係る下水浄化処理設備によれば、消化ガスから分離した有機珪素系不純物及び硫黄系不純物を簡単に処理することができる。   According to the sewage purification treatment facility according to the fifteenth aspect, the organosilicon impurities and sulfur impurities separated from the digestion gas can be easily treated.

本発明に係るガス精製装置の実施形態を図面に基づいて以下に説明するが、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。   Embodiments of a gas purification apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.

［第一番目の実施形態］
本発明に係るガス精製装置の第一番目の実施形態を図１に基づいて説明する。図１は、ガス精製装置の概略構成図である。 [First embodiment]
A first embodiment of a gas purification apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas purification apparatus.

図１に示すように、本実施形態に係るガス精製装置は、下水消化ガスや生ごみ発酵メタンガス等のバイオガスや、ごみなどの廃棄物を熱分解して生成した廃棄物熱分解ガス等のような、有機珪素系不純物（例えば、シロキサン等）１ａ（含有量：５０ｍｇ／Ｎｍ3程度）及び硫黄系不純物（例えば、硫化水素、チオカルボニル、チオフェン、メルカプタン等）１ｂ（含有量：１０００ｐｐｍ程度）を含有する原ガス１を精製するガス精製装置１０であって、第一の処理槽である吸着塔１１と、吸着塔１１の下方側（一方側）から上方側（他方側）へ前記原ガス１を流通させる第一のガス送給手段であるブロア１６、バルブ１８ａ〜１８ｃ等と、吸着塔１１を減圧排気する第一の減圧排気手段であるブロア１６、バルブ１９ａ，１９ｂ等と、吸着塔１１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔１１内に配設され、上記有機珪素系不純物１ａを吸着するハニカム形状の高シリカゼオライトからなる有機珪素系不純物吸着剤１２と、吸着塔１１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔１１内に配設され、上記硫黄系不純物１ｂを吸着するハニカム形状の高シリカゼオライトからなる硫黄系不純物吸着剤１３とを備えると共に、上記有機珪素系不純物吸着剤１２が、原ガス１の流通方向において上記硫黄系不純物吸着剤１３よりも上流側に配設されているものである。 As shown in FIG. 1, the gas purification apparatus according to the present embodiment includes biogas such as sewage digestion gas and garbage fermentation methane gas, and waste pyrolysis gas generated by pyrolyzing waste such as waste. Such as organosilicon impurities (for example, siloxane) 1a (content: about 50 mg / Nm 3 ) and sulfur-based impurities (for example, hydrogen sulfide, thiocarbonyl, thiophene, mercaptan, etc.) 1b (content: about 1000 ppm) Is a gas purification device 10 for purifying a raw gas 1 containing a first treatment tank, and the raw gas from a lower side (one side) to an upper side (the other side) of the adsorption tower 11 A blower 16 and valves 18a to 18c which are the first gas supply means for circulating 1 and a blower 16 and valves 19a and 19b which are the first reduced pressure exhaust means for evacuating the adsorption tower 11; An organic material comprising a honeycomb-shaped high silica zeolite which is disposed in the adsorption tower 11 so as to partition the lower side (one side) and the upper side (the other side) in the tower 11 and adsorbs the organosilicon impurities 1a. A honeycomb that adsorbs the sulfur-based impurities 1b is disposed in the adsorption tower 11 so as to partition the silicon-based impurity adsorbent 12 from the lower side (one side) and the upper side (the other side) in the adsorption tower 11. And a sulfur-based impurity adsorbent 13 made of high-silica zeolite having a shape, and the organosilicon impurity adsorbent 12 is disposed upstream of the sulfur-based impurity adsorbent 13 in the flow direction of the raw gas 1. It is what.

前記有機珪素系不純物吸着剤１２を構成する高シリカゼオライトとしては、ＭＣＭ−４１、ＵＳＹ、ＭＣＭ−４８、ＵＳＭが挙げられ、特に、ＭＣＭ−４１、ＵＳＹであると好ましく、さらに、ＵＳＹであると最も好ましい。
また、前記硫黄系不純物吸着剤１３を構成する高シリカゼオライトとしては、シリカライトが挙げられる。 Examples of the high-silica zeolite constituting the organosilicon impurity adsorbent 12 include MCM-41, USY, MCM-48, and USM. In particular, MCM-41 and USY are preferable, and further, USY. Most preferred.
Moreover, as a high silica zeolite which comprises the said sulfur type impurity adsorption agent 13, a silicalite is mentioned.

なお、上記高シリカゼオライトは、疎水性を有し、水分共存下でも吸着量の低下が少ないものである。   Note that the high silica zeolite has hydrophobicity, and the amount of adsorption is hardly reduced even in the presence of moisture.

このような本実施形態に係るガス精製装置１０においては、バルブ１８ａ〜１８ｃを開放すると共に、バルブ１９ａ，１９ｂを閉鎖し、ブロア１６を作動させると、前記原ガス１は、吸着塔１１内に下方から送給され（送給圧：１ａｔａ前後）、有機珪素系不純物吸着剤１２内を流通して有機珪素系不純物１ａが吸着除去された後、硫黄系不純物吸着剤１３内を流通して硫黄系不純物１ｂが吸着除去される。これにより、上記原ガス１は、精製ガス１ｄ（メタン６４vol.％程度，二酸化炭素３５vol.％程度）となって吸着塔１１の上方から送出され、ガスエンジンやマイクロガスタービン等に供給されて、発電用の燃料等として利用される。   In the gas purification apparatus 10 according to this embodiment, when the valves 18a to 18c are opened, the valves 19a and 19b are closed, and the blower 16 is operated, the raw gas 1 is put into the adsorption tower 11. It is fed from below (feed pressure: around 1 ata), and after flowing through the organosilicon impurity adsorbent 12 and adsorbing and removing the organosilicon impurity 1a, it flows through the sulfur impurity adsorbent 13 and sulfur. The system impurities 1b are removed by adsorption. As a result, the raw gas 1 becomes purified gas 1d (methane 64 vol.%, Carbon dioxide 35 vol.%) From above the adsorption tower 11 and is supplied to a gas engine, a micro gas turbine, etc. Used as fuel for power generation.

このようにして原ガス１を精製していくと、吸着塔１１内の前記吸着剤１２，１３の吸着能力が飽和状態に次第に近づいてくる。このため、原ガス１の上記精製を所定量行ったら、前記バルブ１８ａ〜１８ｃを閉鎖すると共に、前記バルブ１９ａ，１９ｂを開放すると、吸着塔１１内が排気減圧され（０．１ａｔａ程度）、前記吸着剤１２，１３に吸着除去された前記不純物１ａ、１ｂが当該吸着剤１２，１３から離脱して、吸着塔１１内から排出されて回収される。これにより、吸着塔１１内の前記吸着剤１２，１３は、再生されて吸着能力が回復する。   As the raw gas 1 is purified in this way, the adsorption capacity of the adsorbents 12 and 13 in the adsorption tower 11 gradually approaches a saturated state. For this reason, when the purification of the raw gas 1 is performed in a predetermined amount, when the valves 18a to 18c are closed and the valves 19a and 19b are opened, the inside of the adsorption tower 11 is exhausted and depressurized (about 0.1 ata). The impurities 1a and 1b adsorbed and removed by the adsorbents 12 and 13 leave the adsorbents 12 and 13 and are discharged from the adsorption tower 11 and collected. As a result, the adsorbents 12 and 13 in the adsorption tower 11 are regenerated and the adsorption capacity is restored.

以下、上述した操作を繰り返して、原ガス１の精製を繰り返し行うことができる。   Hereinafter, the above-described operation can be repeated to repeatedly purify the raw gas 1.

つまり、従来は、水酸化ナトリウム水溶液等又は酸化鉄や活性炭等により、上記原ガス１中の上記不純物１ａ，１ｂを除去するようにしていたが、本実施形態では、上述した有機珪素系不純物吸着剤１２及び硫黄系不純物吸着剤１３を用いて圧力スイング吸着（Pressure Swing Adsorption:PSA）により、上記原ガス１中の上記不純物１ａ，１ｂを除去するようにしたのである。   That is, conventionally, the impurities 1a and 1b in the raw gas 1 are removed by using an aqueous solution of sodium hydroxide or the like, or iron oxide or activated carbon. However, in the present embodiment, the above-described organosilicon impurity adsorption is performed. The impurities 1a and 1b in the raw gas 1 are removed by pressure swing adsorption (PSA) using the agent 12 and the sulfur-based impurity adsorbent 13.

このため、従来は、イニシャルコストやランニングコストが高くなってしまうばかりか、大きな設置スペースを要してしまっていたものの、本実施形態においては、イニシャルコストやランニングコストを抑制することができると同時に、比較的小さな設置スペースで済ますことができる。   For this reason, in the past, the initial cost and the running cost are not only high, but also a large installation space is required. In the present embodiment, the initial cost and the running cost can be suppressed at the same time. It can be done with a relatively small installation space.

したがって、本実施形態によれば、有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂを含有する原ガス１を低コストでコンパクトに精製することができる。   Therefore, according to the present embodiment, the raw gas 1 containing the organosilicon impurity 1a and the sulfur impurity 1b can be purified at low cost in a compact manner.

また、前記吸着剤１２，１３がハニカム形状をなしていることから、粒状をなす場合よりも前記原ガス１を流通させるに際しての圧力損失を低減させることができるので、比較的小型なブロア１６を利用することができる。その結果、イニシャルコストやランニングコストをさらに抑制することができると同時に、さらに小さな設置スペースで済ますことができる。   Further, since the adsorbents 12 and 13 have a honeycomb shape, the pressure loss when the raw gas 1 is circulated can be reduced as compared with the case where the adsorbents 12 and 13 are formed in a granular shape. Can be used. As a result, initial costs and running costs can be further reduced, and at the same time, a smaller installation space can be achieved.

また、有機珪素系不純物吸着剤１２が、原ガス１の流通方向において硫黄系不純物吸着剤１３よりも上流側に配設されているので、有機珪素系不純物１ａによる硫黄系不純物吸着剤１３の劣化を抑制することができる。   Further, since the organosilicon impurity adsorbent 12 is disposed upstream of the sulfur impurity adsorbent 13 in the flow direction of the raw gas 1, the deterioration of the sulfur impurity adsorbent 13 due to the organosilicon impurity 1a. Can be suppressed.

［第二番目の実施形態］
本発明に係るガス精製装置の第二番目の実施形態を図２に基づいて説明する。図２は、ガス精製装置の概略構成図である。ただし、前述した第一番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一番目の実施形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、前述した第一番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。 [Second Embodiment]
A second embodiment of the gas purification apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the gas purification apparatus. However, by using the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment described above for the same parts as those of the first embodiment described above, the first embodiment described above. The description overlapping with the description in is omitted.

図２に示すように、本実施形態に係るガス精製装置は、有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂを含有する原ガス１を精製するガス精製装置２０であって、吸着塔１１と、吸着塔１１の下方側（一方側）から上方側（他方側）へ前記原ガス１を流通させる第一のガス送給手段であるブロア１６、バルブ１８ａ〜１８ｃ等と、吸着塔１１を減圧排気する第一の減圧排気手段であるブロア１６、バルブ１９ａ，１９ｂ等と、吸着塔１１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔１１内に配設され、上記有機珪素系不純物１ａを吸着するハニカム形状の高シリカゼオライトからなる有機珪素系不純物吸着剤１２と、吸着塔１１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔１１内に配設され、上記硫黄系不純物１ｂを吸着するハニカム形状の高シリカゼオライトからなる硫黄系不純物吸着剤１３と、吸着塔１１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔１１内に配設され、二酸化炭素１ｃを吸着するハニカム形状のＸ型ゼオライトからなる二酸化炭素吸着剤２４とを備えると共に、上記有機珪素系不純物吸着剤１２が、原ガス１の流通方向において上記硫黄系不純物吸着剤１３よりも上流側に配設され、上記二酸化炭素吸着剤２４が、原ガス１の流通方向において上記有機珪素系不純物吸着剤１２及び上記硫黄系不純物吸着剤１３よりも下流側に配設されているものである。   As shown in FIG. 2, the gas purification apparatus according to the present embodiment is a gas purification apparatus 20 that purifies a raw gas 1 containing an organosilicon impurity 1a and a sulfur impurity 1b, and includes an adsorption tower 11 and an adsorption tower The adsorption tower 11 is evacuated under reduced pressure to the blower 16, valves 18a to 18c, etc., which are the first gas feeding means for circulating the raw gas 1 from the lower side (one side) to the upper side (the other side) of the tower 11. The blower 16, the valves 19a and 19b, etc., which are the first decompression means, and the lower side (one side) and the upper side (the other side) in the adsorption tower 11 are arranged in the adsorption tower 11 so as to partition them. The organic silicon-based impurity adsorbent 12 made of a honeycomb-shaped high silica zeolite that adsorbs the organic silicon-based impurity 1a is separated from the lower side (one side) and the upper side (the other side) in the adsorption tower 11. Arranged in the adsorption tower 11 The adsorbent tower so as to partition the sulfur-based impurity adsorbent 13 made of honeycomb-shaped high silica zeolite adsorbing the sulfur-based impurities 1b from the lower side (one side) and the upper side (the other side) in the adsorption tower 11. 11 and a carbon dioxide adsorbent 24 made of a honeycomb-shaped X-type zeolite that adsorbs carbon dioxide 1c, and the organosilicon impurity adsorbent 12 is the sulfur in the flow direction of the raw gas 1. The carbon dioxide adsorbent 24 is arranged on the upstream side of the system impurity adsorbent 13, and the carbon dioxide adsorbent 24 is located downstream of the organosilicon impurity adsorbent 12 and the sulfur impurity adsorbent 13 in the flow direction of the raw gas 1. It is arranged.

すなわち、本実施形態に係るガス精製装置２０は、前述した第一番目の実施形態に係るガス精製装置１０において、前記吸着塔１１内の上記有機珪素系不純物吸着剤１２及び上記硫黄系不純物吸着剤１３よりも上方側に二酸化炭素吸着剤２４を設けたのである。   That is, the gas purification apparatus 20 according to the present embodiment is the same as the gas purification apparatus 10 according to the first embodiment described above, in which the organosilicon impurity adsorbent 12 and the sulfur impurity adsorbent in the adsorption tower 11 are used. The carbon dioxide adsorbent 24 is provided above 13.

前記二酸化炭素吸着剤２４を構成するＸ型ゼオライトとしては、Ｌｉ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｎａのうちのいずれかを交換カチオンとしたＸ型ゼオライト（Ｌｉ−Ｘ，Ｃａ−Ｘ，Ｓｒ−Ｘ，Ｍｇ−Ｘ，Ｎａ−Ｘ）が挙げられ、シリカ／アルミナ比が２〜２．５であると好ましく、特に、Ｌｉ又はＮａを交換カチオンとしたＸ型ゼオライト（Ｌｉ−Ｘ又はＮａ−Ｘ）であるとより好ましく、さらに、シリカ／アルミナ比が２であると最も好ましい。   As the X-type zeolite constituting the carbon dioxide adsorbent 24, an X-type zeolite (Li-X, Ca-X, Sr-X, Li, Ca, Sr, Mg, Na) with any one of Li, Ca, Sr, Mg, and Na as exchange cations. Mg-X, Na-X) is preferable, and the silica / alumina ratio is preferably 2 to 2.5, and in particular, X-type zeolite (Li-X or Na-X) having Li or Na as an exchange cation. More preferably, the silica / alumina ratio is most preferably 2.

このような本実施形態に係るガス精製装置２０においては、前述した第一番目の実施形態に係るガス精製装置１０の場合と同様に操作して、原ガス１を吸着塔１１内に送給すると、原ガス１は、前記吸着剤１２，１３内を流通して前記不純物１ａ，１ｂが吸着除去された後に、二酸化炭素吸着剤２４内を流通して二酸化炭素１ｃが吸着除去される。これにより、上記原ガス１は、精製ガス１ｅ（メタン約９９vol.％）となって吸着塔１１の上方から送出され、ガスエンジンやマイクロガスタービン等に供給されて、発電用の燃料等として利用される。   In such a gas purification apparatus 20 according to the present embodiment, when the raw gas 1 is fed into the adsorption tower 11 by operating in the same manner as the gas purification apparatus 10 according to the first embodiment described above. The raw gas 1 flows through the adsorbents 12 and 13 to adsorb and remove the impurities 1a and 1b, and then flows through the carbon dioxide adsorbent 24 to adsorb and remove the carbon dioxide 1c. As a result, the raw gas 1 becomes purified gas 1e (approximately 99 vol.% Methane) and is sent from above the adsorption tower 11 and supplied to a gas engine, a micro gas turbine, etc., and used as a fuel for power generation, etc. Is done.

また、原ガス１の上記精製を所定量行ったら、前述した第一番目の実施形態に係るガス精製装置１０の場合と同様に操作して、吸着塔１１内を排気減圧すると、前記吸着剤１２，１３，２４に吸着除去された前記不純物１ａ、１ｂ及び二酸化炭素１ｃが当該吸着剤１２，１３，２４から離脱して、吸着塔１１内から排出されて回収される。   When the purification of the raw gas 1 is performed in a predetermined amount, the adsorbent 12 is exhausted and depressurized in the same manner as in the gas purification apparatus 10 according to the first embodiment described above. , 13, and 24, the impurities 1a and 1b and the carbon dioxide 1c removed from the adsorbents 12, 13, and 24 are discharged from the adsorption tower 11 and collected.

つまり、本実施形態に係るガス精製装置２０においては、原ガス１中から二酸化炭素１ｃもさらに除去するようにしたのである。   That is, in the gas purification apparatus 20 according to this embodiment, the carbon dioxide 1c is further removed from the raw gas 1.

このため、本実施形態に係るガス精製装置２０では、メタン濃度の高い（約９９vol.％）精製ガス１ｅを低コストで簡単に得ることができる。   For this reason, in the gas purification apparatus 20 according to the present embodiment, the purified gas 1e having a high methane concentration (about 99 vol.%) Can be easily obtained at low cost.

したがって、本実施形態に係るガス精製装置２０によれば、前述した第一番目の実施形態に係るガス精製装置１０と同様な効果を得ることができるのはもちろんのこと、カロリ及び純度の高い精製ガス１ｅを得ることが低コストで簡単にできる。   Therefore, according to the gas purification apparatus 20 according to the present embodiment, it is possible to obtain the same effects as those of the gas purification apparatus 10 according to the first embodiment described above, as well as purification with high calorie and purity. The gas 1e can be easily obtained at low cost.

また、二酸化炭素吸着剤２４が、原ガス１の流通方向において有機珪素系不純物吸着剤１２及び硫黄系不純物吸着剤１３よりも下流側に配設されているので、有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂによる二酸化炭素吸着剤２４の劣化を抑制することができる。   Further, since the carbon dioxide adsorbent 24 is disposed downstream of the organosilicon impurity adsorbent 12 and the sulfur impurity adsorbent 13 in the flow direction of the raw gas 1, the organosilicon impurity 1 a and the sulfur-based adsorbent 24 are disposed. Deterioration of the carbon dioxide adsorbent 24 due to the impurities 1b can be suppressed.

ここで、例えば、消化ガス（メタン６４vol.％、二酸化炭素３５vol.％、硫化水素１０００ｐｐｍ、シロキサン５０ｍｇ／Ｎｍ3、発熱量２３ＭＪ／Ｎｍ3）を一日あたり３４７７６Ｎｍ3（一時間あたり１４５０Ｎｍ3）で処理する場合において、従来の手段（タカハックス法による硫黄系不純物除去及び活性炭による有機珪素系不純物除去）を適用した場合と、本実施形態に係る手段を適用した場合とを比較すると、下記の表１の通りとなる。 Here, for example, digestion gas (methane 64vol.%, Carbon dioxide 35 vol.%, Hydrogen sulfide 1000 ppm, siloxane 50 mg / Nm 3, calorific value 23MJ / Nm 3) per day to 34776Nm 3 (per hour 1450 nm 3) In the case of processing, when the conventional means (sulfur impurity removal by Takahax method and organosilicon impurity removal by activated carbon) is applied to the case where the means according to this embodiment is applied, the following Table 1 is compared. It becomes as follows.

Figure 2006016439
Figure 2006016439

上記表１からわかるように、本実施形態に係る手段によれば、カロリ及び純度の高い精製ガス１ｅを低コストで簡単に得られるといえる。   As can be seen from Table 1 above, according to the means according to the present embodiment, it can be said that the purified gas 1e having high calorie and high purity can be easily obtained at low cost.

［第三番目の実施形態］
本発明に係るガス精製装置の第三番目の実施形態を図３に基づいて説明する。図３は、ガス精製装置の概略構成図である。ただし、前述した第一、二番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一、二番目の実施形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、前述した第一、二番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。 [Third embodiment]
A third embodiment of the gas purification apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the gas purification apparatus. However, for the same parts as those in the first and second embodiments described above, the same reference numerals as those used in the description of the first and second embodiments described above are used, so that the first described above. The description overlapping with the description in the second embodiment is omitted.

図３に示すように、本実施形態に係るガス精製装置は、有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂを含有する原ガス１を精製するガス精製装置３０であって、吸着塔１１と、吸着塔１１の下方側（一方側）から上方側（他方側）へ前記原ガス１を流通させる第一のガス送給手段であるブロア１６、バルブ１８ａ〜１８ｃ等と、吸着塔１１を減圧排気する第一の減圧排気手段であるブロア１６、バルブ１９ａ，１９ｂ等と、吸着塔１１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔１１内に配設され、上記有機珪素系不純物１ａを吸着するハニカム形状の高シリカゼオライトからなる有機珪素系不純物吸着剤１２と、吸着塔１１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔１１内に配設され、上記硫黄系不純物１ｂを吸着するハニカム形状の高シリカゼオライトからなる硫黄系不純物吸着剤１３と、第二の処理槽である吸着塔３１と、吸着塔１１の下方側（一方側）から上方側（他方側）へ流通した精製ガス１ｄを前記吸着塔３１の下方側（一方側）から上方側（他方側）へ流通させる第二のガス送給手段であるブロア３６、バルブ３８ｂ，３８ｃ等と、吸着塔３１内を減圧排気する第二の減圧排気手段であるブロア３６、バルブ３９ａ，３９ｂ等と、吸着塔３１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔３１内に配設され、二酸化炭素１ｃを吸着するハニカム形状のＸ型ゼオライトからなる二酸化炭素吸着剤２４とを備えると共に、上記有機珪素系不純物吸着剤１２が、原ガス１の流通方向において上記硫黄系不純物吸着剤１３よりも上流側に配設されているものである。   As shown in FIG. 3, the gas purification apparatus according to the present embodiment is a gas purification apparatus 30 for purifying a raw gas 1 containing an organosilicon impurity 1a and a sulfur impurity 1b, and includes an adsorption tower 11 and an adsorption The adsorption tower 11 is evacuated under reduced pressure to the blower 16, valves 18a to 18c, etc., which are the first gas feeding means for circulating the raw gas 1 from the lower side (one side) to the upper side (the other side) of the tower 11. The blower 16, the valves 19a and 19b, etc., which are the first decompression means, and the lower side (one side) and the upper side (the other side) in the adsorption tower 11 are arranged in the adsorption tower 11 so as to partition them. The organic silicon-based impurity adsorbent 12 made of a honeycomb-shaped high silica zeolite that adsorbs the organic silicon-based impurity 1a is separated from the lower side (one side) and the upper side (the other side) in the adsorption tower 11. Arranged in the adsorption tower 11 The sulfur-based impurity adsorbent 13 made of honeycomb-shaped high silica zeolite that adsorbs the sulfur-based impurities 1b, the adsorption tower 31 as the second treatment tank, and the lower side (one side) of the adsorption tower 11 to the upper side ( A blower 36, valves 38b, 38c, etc., which are second gas feeding means for circulating the purified gas 1d circulated to the other side) from the lower side (one side) to the upper side (the other side) of the adsorption tower 31; The blower 36, valves 39a, 39b, etc., which are the second decompression means for evacuating the inside of the adsorption tower 31, and the lower side (one side) and the upper side (the other side) in the adsorption tower 31 are partitioned. And a carbon dioxide adsorbent 24 made of a honeycomb-shaped X-type zeolite that is disposed in the adsorption tower 31 and adsorbs carbon dioxide 1c, and the organosilicon impurity adsorbent 12 is disposed in the flow direction of the raw gas 1. Serial in which is disposed upstream of the sulfur-based impurities adsorbent 13.

すなわち、前述した第二番目の実施形態に係るガス精製装置２０では、前記吸着剤１２，１３を配設した吸着塔１１内に前記吸着剤２４を配設するようにしたが、本実施形態に係るガス精製装置３０は、前記吸着剤１２，１３を配設した吸着塔１１とは別の新たな吸着塔３１内に前記吸着剤２４を配設するようにしたのである。   That is, in the gas purification apparatus 20 according to the second embodiment described above, the adsorbent 24 is disposed in the adsorption tower 11 in which the adsorbents 12 and 13 are disposed. In the gas purifying apparatus 30, the adsorbent 24 is arranged in a new adsorption tower 31 different from the adsorption tower 11 in which the adsorbents 12 and 13 are arranged.

このような本実施形態に係るガス精製装置３０においては、前述した第一番目の実施形態に係るガス精製装置１０の場合と同様に操作すると同時に、バルブ３８ｂ，３８ｃを開放すると共に、バルブ３９ａ，３９ｂを閉鎖し、ブロア３６を作動させると、原ガス１は、吸着塔１１内に送給され、前述した第一番目の実施形態の場合と同様に、前記吸着剤１２，１３内を流通して前記不純物１ａ，１ｂが吸着除去されて精製ガス１ｄとなる。この精製ガス１ｄは、吸着塔１１の上方から送出され、ブロア３６により、吸着塔３１の下方から内部に送給され、前記吸着剤２４内を流通して二酸化炭素１ｃが吸着除去されて精製ガス１ｅとなる。この精製ガス１ｅは、吸着塔３１の上方から送出され、ガスエンジンやマイクロガスタービン等に供給されて、発電用の燃料等として利用される。   In such a gas purification apparatus 30 according to this embodiment, the same operation as in the case of the gas purification apparatus 10 according to the first embodiment described above is performed, and at the same time, the valves 38b and 38c are opened and the valves 39a and 39a are opened. When 39b is closed and the blower 36 is operated, the raw gas 1 is fed into the adsorption tower 11 and circulates in the adsorbents 12 and 13 as in the first embodiment described above. Thus, the impurities 1a and 1b are adsorbed and removed to become purified gas 1d. This purified gas 1d is sent from the upper side of the adsorption tower 11 and is sent to the inside from the lower side of the adsorption tower 31 by the blower 36. The purified gas 1d is circulated through the adsorbent 24 to remove the carbon dioxide 1c by adsorption. 1e. The purified gas 1e is sent from above the adsorption tower 31 and supplied to a gas engine, a micro gas turbine, or the like, and used as a fuel for power generation or the like.

また、原ガス１の上記精製を所定量行ったら、前述した第一番目の実施形態に係るガス精製装置１０の場合と同様に操作し、吸着塔１１内を排気減圧して前記吸着剤１２，１３に吸着除去された前記不純物１ａ、１ｂを当該吸着剤１２，１３から離脱させて吸着塔１１内から回収する一方、バルブ３８ｂ，３８ｃを閉鎖すると共に、バルブ３９ａ，３９ｂを開放すると、吸着塔３１内が排気減圧され、前記吸着剤２４に吸着除去された二酸化炭素１ｃが当該吸着剤２４から離脱し、吸着塔３１内から排出されて回収される。   Further, when the purification of the raw gas 1 is performed in a predetermined amount, the same operation as in the case of the gas purification apparatus 10 according to the first embodiment described above is performed, and the inside of the adsorption tower 11 is exhausted and depressurized, thereby When the impurities 1a and 1b adsorbed and removed by the gas 13 are separated from the adsorbents 12 and 13 and recovered from the adsorption tower 11, the valves 38b and 38c are closed and the valves 39a and 39b are opened. The inside of the exhaust gas 31 is depressurized and the carbon dioxide 1c adsorbed and removed by the adsorbent 24 is detached from the adsorbent 24 and discharged from the adsorption tower 31 to be recovered.

つまり、前述した第二番目の実施形態に係るガス精製装置２０においては、前記不純物１ａ，１ｂと二酸化炭素１ｃとを混在させた状態で回収するようにしていたが、本実施形態に係るガス精製装置３０においては、前記不純物１ａ，１ｂと二酸化炭素１ｃとを分けて回収できるようにしたのである。   That is, in the gas purification apparatus 20 according to the second embodiment described above, the impurities 1a and 1b and the carbon dioxide 1c are collected in a mixed state, but the gas purification according to the present embodiment is performed. In the apparatus 30, the impurities 1a and 1b and the carbon dioxide 1c can be collected separately.

このため、本実施形態に係るガス精製装置３０においては、原ガス１中の二酸化炭素１ｃを精製した状態で回収することができる。   For this reason, in the gas purification apparatus 30 according to the present embodiment, the carbon dioxide 1c in the raw gas 1 can be recovered in a purified state.

したがって、本実施形態に係るガス精製装置３０によれば、前述した第二番目の実施形態に係るガス精製装置２０と同様な効果を得ることができるのはもちろんのこと、原ガス１中から回収した二酸化炭素１ｃを各種工業用原料に有効利用することができる。   Therefore, according to the gas purification apparatus 30 according to the present embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the gas purification apparatus 20 according to the second embodiment described above, and it is recovered from the raw gas 1. The carbon dioxide 1c thus made can be effectively used as various industrial raw materials.

［第四番目の実施形態］
本発明に係るガス精製装置の第四番目の実施形態を図４に基づいて説明する。図４は、ガス精製装置の概略構成図である。ただし、前述した第一〜三番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜三番目の実施形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、前述した第一〜三番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。 [Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the gas purification apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the gas purification apparatus. However, by using the same reference numerals as those used in the description of the first to third embodiments, the same parts as those of the first to third embodiments are used. The description overlapping with the description in the third embodiment is omitted.

図４に示すように、本実施形態に係るガス精製装置は、有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂを含有する原ガス１を精製するガス精製装置４０であって、複数（本実施形態では３つ）設けられて並列に連結されている吸着塔１１と、これら吸着塔１１の下方側（一方側）から上方側（他方側）へ前記原ガス１を流通させる第一のガス送給手段であるブロア１６、バルブ１８ｂ，１８ｃ等と、これら吸着塔１１を減圧排気する第一の減圧排気手段である真空ポンプ４６、サージタンク４７、バルブ１９ａ，４９ｂ等と、これら吸着塔１１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔１１内にそれぞれ配設され、上記有機珪素系不純物１ａを吸着するハニカム形状の高シリカゼオライトからなる有機珪素系不純物吸着剤１２と、これら吸着塔１１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔１１内にそれぞれ配設され、上記硫黄系不純物１ｂを吸着するハニカム形状の高シリカゼオライトからなる硫黄系不純物吸着剤１３と、これら吸着塔１１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔１１内にそれぞれ配設され、二酸化炭素１ｃを吸着するハニカム形状のＸ型ゼオライトからなる二酸化炭素吸着剤２４と、排気された吸着塔１１内のガスを当該吸着塔１１の一方側から他方側へ再び流通させる排気再送給手段であるサージタンク４７、バルブ４９ａ等と、前記排気再送給手段で前記吸着塔１１内を流通した前記ガスを精製ガス１ｄ又は原ガス１と合流させる切換手段であるバルブ４９ｃ，４９ｄ等とを備えると共に、上記有機珪素系不純物吸着剤１２が、原ガス１の流通方向において上記硫黄系不純物吸着剤１３よりも上流側に配設され、上記二酸化炭素吸着剤２４が、原ガス１の流通方向において上記有機珪素系不純物吸着剤１２及び上記硫黄系不純物吸着剤１３よりも下流側に配設されているものである。   As shown in FIG. 4, the gas purification apparatus according to this embodiment is a gas purification apparatus 40 that purifies a raw gas 1 containing an organosilicon impurity 1a and a sulfur impurity 1b, and a plurality of (in this embodiment) 3) an adsorbing tower 11 provided and connected in parallel, and a first gas feed means for circulating the raw gas 1 from the lower side (one side) to the upper side (the other side) of the adsorbing towers 11 The blower 16, the valves 18b, 18c, etc., the vacuum pump 46, the surge tank 47, the valves 19a, 49b, etc., which are the first vacuum exhaust means for evacuating the adsorption tower 11, and the lower part in the adsorption tower 11 An organosilicon impurity comprising a honeycomb-shaped high silica zeolite which is disposed in the adsorption tower 11 so as to partition the side (one side) and the upper side (the other side) and adsorbs the organosilicon impurity 1a. A honeycomb shape that is disposed in the adsorption tower 11 so as to partition the adsorbent 12 from the lower side (one side) and the upper side (the other side) in the adsorption tower 11 and adsorbs the sulfur impurities 1b. The sulfur-based impurity adsorbent 13 made of high silica zeolite and the lower side (one side) and the upper side (the other side) in the adsorption tower 11 are disposed in the adsorption tower 11, respectively. A carbon dioxide adsorbent 24 made of a honeycomb-shaped X-type zeolite that adsorbs carbon 1c and an exhaust re-transmission means for recirculating the exhausted gas in the adsorption tower 11 from one side of the adsorption tower 11 to the other side. Surge tank 47, valve 49a, etc., and valves 49c, 49d which are switching means for joining the gas that has circulated in the adsorption tower 11 with the exhaust gas re-feeding means with the purified gas 1d or the raw gas 1 The organic silicon-based impurity adsorbent 12 is disposed upstream of the sulfur-based impurity adsorbent 13 in the flow direction of the raw gas 1, and the carbon dioxide adsorbent 24 is disposed of the raw gas 1. In the flow direction, the organic silicon-based impurity adsorbent 12 and the sulfur-based impurity adsorbent 13 are disposed on the downstream side.

すなわち、本実施形態に係るガス精製装置４０は、前述した第二番目の実施形態に係るガス精製装置２０において、前記吸着塔１１を複数（本実施形態では３つ）設けて並列に連結すると共に、排気された吸着塔１１内のガスを当該吸着塔１１の一方側から他方側へ再び流通させて、精製ガス１ｅ又は原ガス１と合流させることができるようにしたものなのである。   That is, the gas purification device 40 according to the present embodiment is provided with a plurality (three in the present embodiment) of the adsorption towers 11 in the gas purification device 20 according to the second embodiment described above and connected in parallel. The exhausted gas in the adsorption tower 11 is recirculated from one side to the other side of the adsorption tower 11 so that it can be merged with the purified gas 1e or the raw gas 1.

このような本実施形態に係るガス精製装置４０においては、まず、１つの吸着塔１１（例えば、図４中、左側）において、前述した第二番目の実施形態に係るガス精製装置２０の場合と同様に操作することにより前記原ガス１を精製ガス１ｅに精製して、ガスエンジンやマイクロガスタービン等で発電用の燃料等として利用することができる。   In such a gas purification apparatus 40 according to this embodiment, first, in one adsorption tower 11 (for example, the left side in FIG. 4), the case of the gas purification apparatus 20 according to the second embodiment described above and By operating in the same manner, the raw gas 1 can be purified into purified gas 1e and used as a fuel for power generation in a gas engine, a micro gas turbine, or the like.

上記吸着塔１１で原ガス１の上記精製を所定量行ったら、バルブ１８ｂ，１８ｃを閉鎖して、当該吸着塔１１での精製を一旦停止すると共に、他の吸着塔１１の一方（例えば、図４中、中央）において、バルブ１８ｂ，１８ｃを開放して、当該吸着塔１１での原ガス１の精製を開始することにより、原ガス１を精製する吸着塔１１を切り換える。   When the purification of the raw gas 1 is performed in the adsorption tower 11 by a predetermined amount, the valves 18b and 18c are closed to temporarily stop the purification in the adsorption tower 11 and one of the other adsorption towers 11 (for example, FIG. 4, in the middle), the valves 18 b and 18 c are opened, and the purification of the raw gas 1 in the adsorption tower 11 is started, thereby switching the adsorption tower 11 for purifying the raw gas 1.

次に、原ガス１の精製を一旦停止した前記吸着塔１１において、バルブ１９ａを開放し（バルブ１８ｂ，１８ｃは閉鎖）、真空ポンプ４６を作動させることにより、当該吸着塔１１内を排気減圧し、当該吸着塔１１内の前記吸着剤１２，１３，２４に吸着除去された前記不純物１ａ、１ｂ及び二酸化炭素１ｃを当該吸着剤１２，１３，２４から離脱させて、当該吸着塔１１内からサージタンク４７内に回収する。   Next, in the adsorption tower 11 once the purification of the raw gas 1 is stopped, the valve 19a is opened (valves 18b and 18c are closed), and the vacuum pump 46 is operated to exhaust and depressurize the inside of the adsorption tower 11. The impurities 1a, 1b and carbon dioxide 1c adsorbed and removed by the adsorbents 12, 13, and 24 in the adsorption tower 11 are separated from the adsorbents 12, 13, and 24, and a surge is generated from the adsorption tower 11. Collect in the tank 47.

このとき、当該吸着塔１１内の上方に残っている精製ガス１ｅ（メタン）により、精製ガス１ｅの回収率が低くなってしまうことから、前記不純物１ａ、１ｂ及び二酸化炭素１ｃを当該吸着塔１１内からサージタンク４７内に回収したら、当該吸着塔１１において、バルブ１９ａを閉鎖すると共に、真空ポンプ４６の作動を停止する一方、バルブ４９ａ、４９ｃを開放すると（バルブ４９ｂは閉鎖）、サージタンク４７内の二酸化炭素１ｃ等が減圧下の当該吸着塔１１内に下方から再び流入し、当該吸着塔１１内の前記吸着剤２４等に再び吸着され、これに伴って、当該吸着剤２４等に吸着された精製ガス１ｅ（メタン）が当該吸着剤２４等から離出し、当該吸着塔１１の上方から送出され、当該吸着塔１１内に残っていた精製ガス１ｅ（メタン）が回収される。   At this time, since the recovery rate of the purified gas 1e is lowered by the purified gas 1e (methane) remaining above the adsorption tower 11, the impurities 1a, 1b and carbon dioxide 1c are removed from the adsorption tower 11. When the gas is collected from the inside into the surge tank 47, the valve 19a is closed and the operation of the vacuum pump 46 is stopped in the adsorption tower 11, while the valves 49a and 49c are opened (the valve 49b is closed). The carbon dioxide 1c and the like in the refrigerant again flows into the adsorption tower 11 under reduced pressure from below and is adsorbed again by the adsorbent 24 and the like in the adsorption tower 11, and adsorbed by the adsorbent 24 and the like accordingly. The purified gas 1e (methane) thus separated leaves the adsorbent 24 and the like, is sent from above the adsorption tower 11 and remains in the adsorption tower 11. Down) is recovered.

このようにして上記吸着塔１１内に残った精製ガス１ｅ（メタン）をほとんど回収したら、当該吸着塔１１において、バルブ４９ｃを閉鎖すると共に、バルブ４９ｄを開放すると、当該吸着塔１１の上方から送出されるガス（わずかに精製ガス１ｅを含んでいる）は、前記ブロア１６からの原ガス１と共に、他の吸着塔１１の一方（例えば、図４中、中央）に供給されて、当該原ガス１と共に再び精製処理される。これにより、吸着塔１１内に残留するメタンがほぼすべて回収される。   When the purified gas 1e (methane) remaining in the adsorption tower 11 is almost recovered in this way, the valve 49c is closed in the adsorption tower 11 and the valve 49d is opened. The gas (which slightly contains purified gas 1e) is supplied to one of the other adsorption towers 11 (for example, the center in FIG. 4) together with the raw gas 1 from the blower 16, and the raw gas 1 and purified again. Thereby, almost all of the methane remaining in the adsorption tower 11 is recovered.

また、他の吸着塔１１の一方（例えば、図４中、中央）で原ガス１の上記精製を所定量行ったら、バルブ１８ｂ，１８ｃを閉鎖して、当該吸着塔１１での精製を一旦停止すると共に、他の吸着塔１１の他方（例えば、図４中、右側）において、バルブ１８ｂ，１８ｃを開放して、当該吸着塔１１での原ガス１の精製を開始することにより、原ガス１を精製する吸着塔１１を切り換える。   In addition, when a predetermined amount of the purification of the raw gas 1 is performed in one of the other adsorption towers 11 (for example, the center in FIG. 4), the valves 18b and 18c are closed and the purification in the adsorption tower 11 is temporarily stopped. At the same time, on the other of the other adsorption towers 11 (for example, the right side in FIG. 4), the valves 18b and 18c are opened, and the purification of the raw gas 1 in the adsorption tower 11 is started. The adsorption tower 11 for purifying is switched.

以下、上述した手順を繰り返して、原ガス１を精製する吸着塔１１と、前記吸着剤１２，１３，２４に吸着されている前記不純物１ａ，１ｂ及び二酸化炭素１ｃの回収を行われる吸着塔１１とを順次切り換えることにより、原ガス１の精製を連続して行うことができる（通常、２つの吸着塔１１で精製処理を行い、残りの１つの吸着塔１１の再生処理を行う。）。   Hereinafter, by repeating the above-described procedure, an adsorption tower 11 for purifying the raw gas 1 and an adsorption tower 11 for collecting the impurities 1a, 1b and carbon dioxide 1c adsorbed on the adsorbents 12, 13, 24. The raw gas 1 can be continuously purified by sequentially switching the two (normally, the purification process is performed in the two adsorption towers 11 and the regeneration process of the remaining one adsorption tower 11 is performed).

つまり、前述した第一〜三番目の実施形態に係るガス精製装置１０，２０，３０においては、原ガス１の精製をバッチ的に行うようにしたが、本実施形態に係るガス精製装置４０においては、原ガス１の精製を連続的に行うと共に、吸着塔１１内に残留する精製ガス１ｅをほぼすべて回収できるようにしたのである。   That is, in the gas purification apparatuses 10, 20, and 30 according to the first to third embodiments described above, the purification of the raw gas 1 is performed in a batch, but in the gas purification apparatus 40 according to the present embodiment. The purification of the raw gas 1 is performed continuously, and almost all the purified gas 1e remaining in the adsorption tower 11 can be recovered.

したがって、本実施形態に係るガス精製装置４０によれば、前述した第二番目の実施形態に係るガス精製装置２０と同様な効果を得ることができるのはもちろんのこと、原ガス１の精製処理の効率及び精製ガス１ｅの収率の向上を図ることができる。   Therefore, according to the gas purification apparatus 40 according to the present embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the gas purification apparatus 20 according to the second embodiment described above, as well as the purification process of the raw gas 1. And the yield of the purified gas 1e can be improved.

［第五番目の実施形態］
本発明に係るガス精製装置の第五番目の実施形態を図５に基づいて説明する。図５は、ガス精製装置の概略構成図である。ただし、前述した第一〜四番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜四番目の実施形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、前述した第一〜四番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。 [Fifth embodiment]
A fifth embodiment of the gas purification apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the gas purification apparatus. However, by using the same reference numerals as those used in the description of the first to fourth embodiments, the same parts as those of the first to fourth embodiments described above are used. The description overlapping with the description in the fourth embodiment will be omitted.

図５に示すように、本実施形態に係るガス精製装置は、有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂを含有する原ガス１を精製するガス精製装置５０であって、複数（本実施形態では２つ）設けられて並列に連結されている吸着塔１１と、これら吸着塔１１の下方側（一方側）から上方側（他方側）へ前記原ガス１を流通させる第一のガス送給手段であるブロア１６、バルブ１８ｂ，１８ｃ等と、これら吸着塔１１を減圧排気する第一の減圧排気手段である真空ポンプ４６、バルブ１９ａ等と、これら吸着塔１１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔１１内にそれぞれ配設され、上記有機珪素系不純物１ａを吸着するハニカム形状の高シリカゼオライトからなる有機珪素系不純物吸着剤１２と、これら吸着塔１１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔１１内にそれぞれ配設され、上記硫黄系不純物１ｂを吸着するハニカム形状の高シリカゼオライトからなる硫黄系不純物吸着剤１３と、複数（本実施形態では３つ）設けられて並列に連結されている吸着塔３１と、前記吸着塔１１の下方側（一方側）から上方側（他方側）へ流通した精製ガス１ｄを前記吸着塔３１の下方側（一方側）から上方側（他方側）へ流通させる第二のガス送給手段であるブロア３６、バルブ５８ｂ，５８ｃ等と、これら吸着塔３１内を減圧排気する第二の減圧排気手段である真空ポンプ５６、バルブ４９ａ，４９ｂ等と、これら吸着塔３１内の下方側（一方側）と上方側（他方側）とを仕切るように当該吸着塔３１内にそれぞれ配設され、二酸化炭素１ｃを吸着するハニカム形状のＸ型ゼオライトからなる二酸化炭素吸着剤２４と、排気された吸着塔３１内のガスを当該吸着塔３１の一方側から他方側へ再び流通させると共に、さらに前記吸着塔１１の他方側から一方側へ再び流通させる排気再送給手段であるサージタンク４７、バルブ４９ａ，５９ｂ，５９ｃ等と、前記排気再送給手段で前記吸着塔３１内を流通した前記ガスを精製ガス１ｅ又は前記吸着塔１１の一方側から他方側へ流通した精製ガス１ｄと合流させる切換手段であるバルブ４９ｃ，４９ｄ等とを備えると共に、上記有機珪素系不純物吸着剤１２が、原ガス１の流通方向において上記硫黄系不純物吸着剤１３よりも上流側に配設され、上記二酸化炭素吸着剤２４が、原ガス１の流通方向において上記有機珪素系不純物吸着剤１２及び上記硫黄系不純物吸着剤１３よりも下流側に配設されているものである。   As shown in FIG. 5, the gas purification apparatus according to this embodiment is a gas purification apparatus 50 for purifying a raw gas 1 containing an organosilicon impurity 1a and a sulfur impurity 1b, and a plurality of (in this embodiment) 2) an adsorption tower 11 provided and connected in parallel, and a first gas feed means for circulating the raw gas 1 from the lower side (one side) to the upper side (the other side) of these adsorption towers 11 The blower 16, the valves 18b, 18c, etc., the vacuum pump 46, the valve 19a, etc., which are the first vacuum exhaust means for evacuating the adsorption tower 11, and the lower side (one side) in the adsorption tower 11 An organosilicon impurity adsorbent 12 made of honeycomb-shaped high silica zeolite, which is disposed in the adsorption tower 11 so as to partition the upper side (the other side) and adsorbs the organosilicon impurities 1a, and these adsorptions Tower 1 is a sulfur-based material composed of a honeycomb-shaped high silica zeolite that is disposed in the adsorption tower 11 so as to partition the lower side (one side) and the upper side (the other side) of the honeycomb 1, and adsorbs the sulfur impurities 1b. Impurity adsorbent 13, a plurality (three in this embodiment) of adsorption towers 31 connected in parallel, and flowed from the lower side (one side) of the adsorption tower 11 to the upper side (the other side). A blower 36, valves 58b, 58c, and the like, which are second gas feeding means for circulating the purified gas 1d from the lower side (one side) to the upper side (the other side) of the adsorption tower 31, and the inside of the adsorption tower 31 The adsorption tower 31 divides the lower side (one side) and the upper side (the other side) in the adsorption tower 31 from the vacuum pump 56, valves 49a, 49b, and the like, which are second decompression means for evacuating the vacuum. Arranged in each, The carbon dioxide adsorbent 24 made of a honeycomb-shaped X-type zeolite that adsorbs the carbon oxide 1c and the exhausted gas in the adsorption tower 31 are circulated again from one side to the other side of the adsorption tower 31, and further the adsorption A surge tank 47, valves 49a, 59b, 59c, etc., which are exhaust gas re-feeding means for recirculation from the other side of the tower 11 to the one side, and the gas circulated in the adsorption tower 31 by the exhaust gas re-feeding means are purified gas. 1e or valves 49c, 49d, which are switching means for joining the purified gas 1d flowing from one side to the other side of the adsorption tower 11, and the like, and the organosilicon impurity adsorbent 12 is used for the flow of the raw gas 1. The carbon dioxide adsorbent 24 is disposed upstream of the sulfur-based impurity adsorbent 13 in the direction, and the carbon dioxide adsorbent 24 is disposed in the flow direction of the raw gas 1. The pure adsorbent 12 and the sulfur-based impurity adsorbent 13 are disposed on the downstream side.

すなわち、本実施形態に係るガス精製装置５０は、前述した第三番目の実施形態に係るガス精製装置３０において、前記吸着塔１１を複数（本実施形態では２つ）設けて並列に連結すると共に、前記吸着塔３１を複数（本実施形態では３つ）設けて並列に連結し、排気された吸着塔３１内のガスを当該吸着塔３１の一方側から他方側へ再び流通させて、精製ガス１ｅ又は精製ガス１ｄと合流させることができるようにすると共に、排気された吸着塔３１内のガスをさらに吸着塔１１の他方側から一方側へ再び流通させるようにしたものなのである。   That is, the gas purification device 50 according to this embodiment is provided with a plurality of (two in this embodiment) the adsorption towers 11 in the gas purification device 30 according to the third embodiment described above and connected in parallel. A plurality (three in this embodiment) of the adsorption towers 31 are connected in parallel, and the exhausted gas in the adsorption tower 31 is circulated again from one side to the other side of the adsorption tower 31 to obtain a purified gas. 1e or purified gas 1d can be merged, and the exhausted gas in the adsorption tower 31 is further circulated from the other side of the adsorption tower 11 to the one side.

このような本実施形態に係るガス精製装置５０においては、まず、１つの吸着塔１１（例えば、図５中、左側）において、前述した第三番目の実施形態に係るガス精製装置３０の場合と同様に操作することにより、前記原ガス１を精製ガス１ｄに精製して、当該精製ガス１ｄを１つの吸着塔３１に送給することにより精製ガス１ｅに精製して、ガスエンジンやマイクロガスタービン等で発電用の燃料等として利用することができる。   In such a gas purification device 50 according to this embodiment, first, in one adsorption tower 11 (for example, the left side in FIG. 5), the case of the gas purification device 30 according to the third embodiment described above and By operating in the same manner, the raw gas 1 is purified to a purified gas 1d, and the purified gas 1d is supplied to one adsorption tower 31 to be purified to a purified gas 1e. It can be used as a fuel for power generation.

前記吸着塔３１で精製ガス１ｄを精製ガス１ｅに所定量精製したら、前述した第四番目の実施形態に係るガス精製装置３０の場合と同様に操作することにより、精製ガス１ｄを精製ガス１ｅに精製する吸着塔３１を切り換えると共に、再生処理を行う。   After purifying the purified gas 1d to a purified gas 1e in the adsorption tower 31, the purified gas 1d is converted into the purified gas 1e by operating in the same manner as in the gas purifier 30 according to the fourth embodiment described above. The adsorption tower 31 to be purified is switched and a regeneration process is performed.

他方、前記吸着塔１１で原ガス１を精製ガス１ｄに所定量精製したら、バルブ１８ｂ，１８ｃを閉鎖して、当該吸着塔１１での精製を一旦停止すると共に、他の吸着塔１１の一方（例えば、図５中、右側）において、バルブ１８ｂ，１８ｃを開放して、当該吸着塔１１での原ガス１の精製を開始することにより、原ガス１を精製する吸着塔１１を切り換える。   On the other hand, when the raw gas 1 is purified to a purified gas 1d by the adsorption tower 11, the valves 18b and 18c are closed to temporarily stop the purification in the adsorption tower 11 and one of the other adsorption towers 11 ( For example, on the right side in FIG. 5, the valves 18b and 18c are opened, and the purification of the raw gas 1 in the adsorption tower 11 is started, thereby switching the adsorption tower 11 for purifying the raw gas 1.

次に、原ガス１の精製を一旦停止した前記吸着塔１１において、前述した第二番目の実施形態に係るガス精製装置２０の場合と同様に操作することにより、バルブ１９ａを開放し、真空ポンプ４６を作動させることにより、当該吸着塔１１内を減圧排気し、当該吸着塔１１内の前記吸着剤１２，１３に吸着除去された前記不純物１ａ，１ｂを当該吸着剤１２，１３から離脱させて外部へ排出回収する。   Next, in the adsorption tower 11 once the purification of the raw gas 1 is stopped, the valve 19a is opened by operating in the same manner as in the case of the gas purification apparatus 20 according to the second embodiment described above, and the vacuum pump 46 is operated to evacuate the inside of the adsorption tower 11, and the impurities 1 a and 1 b adsorbed and removed by the adsorbents 12 and 13 in the adsorption tower 11 are separated from the adsorbents 12 and 13. Collect and discharge to the outside.

ここで、前記吸着剤１２，１３に吸着している前記不純物１ａ，１ｂをできるだけ離脱させるため、当該吸着塔１１内をある程度まで減圧排気したら、当該吸着塔１１のバルブ５９ｃを開放すると共に、前記バルブ５９ｂを開放し、サージタンク４７内の二酸化炭素１ｃを減圧下の当該吸着塔１１内に上方から流入させることにより、当該吸着塔１１内の前記吸着剤１２，１３に吸着されている前記不純物１ａ，１ｂの当該吸着剤１２，１３からの離脱の容易化を図る。   Here, in order to remove the impurities 1a and 1b adsorbed on the adsorbents 12 and 13 as much as possible, when the inside of the adsorption tower 11 is evacuated to some extent, the valve 59c of the adsorption tower 11 is opened and the The impurity adsorbed by the adsorbents 12 and 13 in the adsorption tower 11 by opening the valve 59b and causing the carbon dioxide 1c in the surge tank 47 to flow into the adsorption tower 11 under reduced pressure from above. The separation of the adsorbents 12 and 13 from 1a and 1b is facilitated.

以下、上述した手順を繰り返して、原ガス１を精製する吸着塔１１と、前記吸着剤１２，１３に吸着されている前記不純物１ａ，１ｂの回収を行われる吸着塔１１とを順次切り換えることにより、原ガス１の精製を連続して行うことができる。   Hereinafter, by repeating the above-described procedure, the adsorption tower 11 for purifying the raw gas 1 and the adsorption tower 11 for collecting the impurities 1a and 1b adsorbed on the adsorbents 12 and 13 are sequentially switched. The purification of the raw gas 1 can be performed continuously.

つまり、前述した第四番目の実施形態に係るガス精製装置４０は、前述した第二番目の実施形態に係るガス精製装置２０を連続的に処理できるようにしたものであったが、本実施形態に係るガス精製装置５０は、前述した第三番目の実施形態に係るガス精製装置３０を連続的に処理できるようにしたものなのである。   That is, the gas purification apparatus 40 according to the fourth embodiment described above is configured to be able to continuously process the gas purification apparatus 20 according to the second embodiment described above. The gas purifying apparatus 50 according to the present invention is configured such that the gas purifying apparatus 30 according to the third embodiment described above can be continuously processed.

したがって、本実施形態に係るガス精製装置５０によれば、前述した第三番目の実施形態に係るガス精製装置３０と同様な効果を得ることができると共に、前述した第四番目の実施形態に係るガス精製装置４０と同様な効果を得ることができる。   Therefore, according to the gas purification apparatus 50 according to the present embodiment, the same effect as that of the gas purification apparatus 30 according to the third embodiment described above can be obtained, and also according to the fourth embodiment described above. The same effect as the gas purification apparatus 40 can be obtained.

また、前記吸着塔１１内を減圧排気することにより、前記吸着剤１２，１３に吸着した前記不純物１ａ，１ｂを当該吸着剤１２，１３から離脱させる際に、前記吸着塔３１から回収した二酸化炭素１ｃを上記吸着塔１１の他方側から一方側へ再び流通させるようにしたので、当該吸着剤１２，１３からの前記不純物１ａ，１ｂの離脱の容易化を図ることができる。   The carbon dioxide recovered from the adsorption tower 31 when the impurities 1a and 1b adsorbed on the adsorbents 12 and 13 are separated from the adsorbents 12 and 13 by exhausting the inside of the adsorption tower 11 under reduced pressure. Since 1c is recirculated from the other side of the adsorption tower 11 to the one side, the detachment of the impurities 1a and 1b from the adsorbents 12 and 13 can be facilitated.

［第六番目の実施形態］
本発明に係るガス精製装置を下水浄化処理設備に適用した場合の第六番目の実施形態を図６に基づいて説明する。図６は、下水浄化処理設備の概略構成図である。ただし、前述した第一〜五番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜五番目の実施形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、前述した第一〜五番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。 [Sixth embodiment]
A sixth embodiment when the gas purification apparatus according to the present invention is applied to a sewage purification treatment facility will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the sewage purification treatment facility. However, by using the same reference numerals as those used in the description of the first to fifth embodiments described above, the same parts as those of the first to fifth embodiments described above are used. The description overlapping with the description in the fifth embodiment will be omitted.

図６に示すように、沈砂池１１１は、下水１００が送給され、砂利や砂等の沈降物１０１を沈降分離することができるようになっている。最初沈殿池１１２は、沈降物１０１を分離された下水１００ａが送給され、汚泥１０２を沈降分離することができるようになっている。曝気槽１１３は、汚泥１０２を分離された下水１００ｂが送給されると共に活性汚泥１０３が供給され、空気２のバブリングにより、当該下水１００ｂを微生物処理することができるようになっている。最終沈殿池１１４は、曝気されて活性汚泥１０３を含む下水１００ｃが送給され、当該活性汚泥１０３を沈降分離して、曝気槽１１３に戻して再利用することができるようになっている。分離された活性汚泥１０３は、消毒槽１１５は、活性汚泥１０３を分離された下水１００ｄが送給され、次亜塩素酸ナトリウム等の消毒剤３の添加により、当該下水１００ｄを消毒して、浄化排水１００ｅとして外部に放流することができるようになっている。   As shown in FIG. 6, the sedimentation basin 111 is fed with sewage 100 so that sediment 101 such as gravel and sand can be settled and separated. In the first sedimentation basin 112, the sewage 100a from which the sediment 101 is separated is fed, and the sludge 102 can be separated by sedimentation. The aeration tank 113 is fed with the sewage 100b from which the sludge 102 has been separated and is supplied with the activated sludge 103, so that the sewage 100b can be microbially treated by bubbling air 2. The final sedimentation basin 114 is aerated and fed with sewage 100c containing activated sludge 103. The activated sludge 103 is settled and separated, and returned to the aeration tank 113 for reuse. The separated activated sludge 103 is purified by the disinfection tank 115 by supplying the sewage 100d separated from the activated sludge 103 and disinfecting the sewage 100d by adding the disinfectant 3 such as sodium hypochlorite. The drainage 100e can be discharged to the outside.

濃縮設備１１６は、前記最初沈殿池１１２で分離された汚泥１０２及び前記最終沈殿池１１４で分離された活性汚泥１０３の一部が送給され、遠心分離等により濃縮して、分離した水分１００ｆを沈砂池１１１に戻すことができるようになっている。発酵槽１１７は、濃縮されたスラリ状の汚泥１０２ａ（固形分約４％、水分約９６％）が送給され、当該汚泥１０２ａを発酵処理して消化ガス（原ガス１）を発生させることができるようになっている。脱水設備１１８は、発酵処理された汚泥１０２ｂが送給され、遠心分離等により脱水して、分離した水分１００ｇを沈砂池１１１に戻すことができるようになっている。乾燥設備１１９は、脱水された汚泥１０２ｃ（固形分約２０〜３０％、水分約７０〜８０％）が送給され、熱風等により乾燥して、分離した水分１００ｈを沈砂池１１１に戻すことができるようになっている。焼却設備１２０は、乾燥された汚泥１０２ｄ（固形分約７０％、水分約３０％）が送給され、当該汚泥１０２ｄを焼却処理して、焼却灰１０４とすることができるようになっている。   The concentration facility 116 is fed with a part of the sludge 102 separated in the first settling basin 112 and the activated sludge 103 separated in the final settling basin 114, and concentrated by centrifugation or the like to remove the separated water 100f. It can be returned to the settling basin 111. The fermenter 117 is supplied with concentrated slurry sludge 102a (solid content: about 4%, water content: about 96%), and the sludge 102a is fermented to generate digestion gas (raw gas 1). It can be done. The dehydration equipment 118 is fed with the fermented sludge 102b, dehydrated by centrifugation or the like, and can return the separated water 100g to the sand basin 111. The drying equipment 119 is fed with dehydrated sludge 102c (solid content: about 20-30%, moisture: about 70-80%), and is dried by hot air or the like to return the separated moisture 100h to the sand basin 111. It can be done. The incineration facility 120 is supplied with the dried sludge 102d (solid content: about 70%, moisture: about 30%), and can incinerate the sludge 102d into the incinerated ash 104.

また、前記発酵槽１１７で発生した前記原ガス１（消化ガス）は、例えば前述した第五番目の実施形態に係るガス精製装置５０へ送給され、前述したように処理されることにより、有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂと、二酸化炭素１ｃと、精製ガス１ｅ（メタン）とに分離される。精製ガス１ｅは、前記焼却設備１２０へ送給されて燃料として利用されると共に、余剰分が回収されて他の用途に利用される。有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂは、前記焼却設備１２０へ送給されて前記汚泥１０２ｄと共に焼却処理される。二酸化炭素１ｃは、回収されて工業用等の各種用途に利用される。なお、焼却処理により硫黄系不純物１ｂから生成する酸化硫黄は、焼却設備１２０に備えられた排ガス処理装置により無害化される。   In addition, the raw gas 1 (digestion gas) generated in the fermenter 117 is fed to, for example, the gas purification device 50 according to the fifth embodiment described above, and processed as described above, whereby organic It is separated into silicon-based impurities 1a and sulfur-based impurities 1b, carbon dioxide 1c, and purified gas 1e (methane). The purified gas 1e is supplied to the incineration facility 120 and used as fuel, and the surplus is recovered and used for other purposes. The organosilicon impurities 1a and the sulfur impurities 1b are supplied to the incineration facility 120 and incinerated together with the sludge 102d. The carbon dioxide 1c is recovered and used for various applications such as industrial use. In addition, the sulfur oxide produced | generated from the sulfur type impurity 1b by an incineration process is detoxified by the exhaust gas processing apparatus with which the incineration equipment 120 was equipped.

つまり、本実施形態に係る下水浄化処理設備１１０は、下水１００の汚泥１０２ａから生成する消化ガスを原ガス１としてメタンを精製ガス１ｅとして得るガス精製装置５０を備え、ガス精製装置５０で原ガス１から分離した精製ガス１ｅ（メタン）を焼却設備１２０の燃料に使用すると共に、ガス精製装置５０で原ガス１から分離した有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂを汚泥１０２ｄと共に焼却設備１２０で焼却処理できるようにしたものなのである。   That is, the sewage purification treatment facility 110 according to this embodiment includes a gas purification device 50 that uses digestion gas generated from the sludge 102a of the sewage 100 as raw gas 1 and obtains methane as purified gas 1e. The refined gas 1e (methane) separated from 1 is used as fuel for the incineration facility 120, and the organosilicon impurities 1a and sulfur impurities 1b separated from the raw gas 1 by the gas purification device 50 are used together with the sludge 102d in the incineration facility 120. It is designed to be incinerated.

したがって、本実施形態に係る下水浄化処理設備１１０によれば、消化ガスから精製回収したメタンガスを有効に利用することができるのはもちろんのこと、消化ガスから分離した有機珪素系不純物及び硫黄系不純物を簡単に処理することができる。   Therefore, according to the sewage purification treatment facility 110 according to the present embodiment, the methane gas purified and recovered from the digestion gas can be effectively used, as well as the organosilicon impurities and sulfur impurities separated from the digestion gas. Can be handled easily.

［第七番目の実施形態］
本発明に係るガス精製装置を下水浄化処理設備に適用した場合の第七番目の実施形態を図７に基づいて説明する。図７は、下水浄化処理設備の概略構成図である。ただし、前述した第一〜六番目の実施形態の場合と同様な部分については、前述した第一〜六番目の実施形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、前述した第一〜六番目の実施形態での説明と重複する説明を省略する。 [Seventh embodiment]
A seventh embodiment when the gas purification apparatus according to the present invention is applied to a sewage purification treatment facility will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the sewage purification treatment facility. However, for the same parts as those in the first to sixth embodiments described above, the same reference numerals as those used in the description of the first to sixth embodiments described above are used, so that the first described above. The description overlapping with the description in the sixth embodiment is omitted.

図７に示すように、曝気槽２１１は、発酵槽１１７で発酵処理された汚泥１０２ｂが送給され、例えば前述した第五番目の実施形態に係るガス精製装置５０で分離回収された有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂを当該汚泥１０２ｂ中に供給（曝気）することができるようになっている。   As shown in FIG. 7, the aeration tank 211 is fed with the sludge 102b fermented in the fermenter 117, and is separated and recovered by the gas purification apparatus 50 according to the fifth embodiment described above, for example. Impurities 1a and sulfur impurities 1b can be supplied (aerated) into the sludge 102b.

前記曝気槽２１１で曝気された汚泥１０２ｅは、前記脱水槽１１８に送給されて脱水され、分離した水分１００ｉが沈砂池１１１に戻される。この脱水された汚泥１０２ｆは、前記乾燥設備１１９に送給されて乾燥され、分離した水分１００ｊが沈砂池１１１に戻される。この乾燥された汚泥１０２ｇは、焼却処理されることなく廃棄処分される。   The sludge 102e aerated in the aeration tank 211 is fed to the dehydration tank 118 and dehydrated, and the separated water 100i is returned to the sand basin 111. The dehydrated sludge 102f is fed to the drying facility 119 and dried, and the separated water 100j is returned to the sand basin 111. This dried sludge 102g is discarded without being incinerated.

つまり、前述した第六番目の実施形態に係る下水浄化処理設備１１０は、汚泥１０２ｄを焼却処理する焼却設備１２０に有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂを供給して当該汚泥１０２ｄと共に焼却処理するようにしたが、本実施形態に係る下水浄化処理設備１１０は、消化ガスを発生した後の汚泥１０２ｂに有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂを戻すようにしたのである。   That is, the sewage purification treatment facility 110 according to the sixth embodiment described above supplies the organosilicon impurities 1a and the sulfur impurities 1b to the incineration facility 120 that incinerates the sludge 102d, and incinerates with the sludge 102d. However, the sewage purification treatment facility 110 according to the present embodiment returns the organosilicon impurities 1a and the sulfur impurities 1b to the sludge 102b after the digestion gas is generated.

このため、本実施形態においては、焼却設備１２０が不要な比較的小規模の下水浄化処理設備２１０であっても、消化ガスからメタンを回収して有効利用することができると共に、分離回収した前記不純物１ａ，１ｂの後処理を行うことができる。   For this reason, in this embodiment, even if it is a comparatively small-scale sewage purification treatment plant 210 that does not require the incineration facility 120, methane can be recovered and effectively used from digestion gas, and separated and recovered Post-treatment of the impurities 1a and 1b can be performed.

したがって、本実施形態に係る下水浄化処理設備２１０によれば、前述した第六番目の実施形態に係る下水浄化処理設備１１０の場合と同様な効果を得ることができる。   Therefore, according to the sewage purification treatment facility 210 according to the present embodiment, the same effect as that of the sewage purification treatment facility 110 according to the sixth embodiment described above can be obtained.

［他の実施形態］
なお、前述した第五番目の実施形態に係るガス精製装置５０においては、吸着塔１１の上流側に配設したブロア１６により、原ガス１を吸着塔１１内に送給するようにしたが、他の実施形態として、例えば、上記ブロア１６を省略して、図８に示すように、吸着塔１１と吸着塔３１との間に配設された前記ブロア３６により、原ガス１を吸引して吸着塔１１内に送給するようにしたガス精製装置６０を適用すれば、原ガス１中に含まれている硫黄系不純物１ｂによる腐食を防止するために高価な腐食性材料を用いるブロア１６を使用しなくても済み、低コスト化を図ることができる。さらに他の実施形態として、例えば、図９に示すように、吸着塔３１の下流側に前記ブロア３６を配設するようしたガス精製装置７０を適用すれば、二酸化炭素１ｃを除去された精製ガス１ｅを流通させるだけで済むようになるので、ブロア３６の吐出能力が小さくて済み、低コスト化をさらに図ることができる。 [Other Embodiments]
In the gas purification apparatus 50 according to the fifth embodiment described above, the raw gas 1 is fed into the adsorption tower 11 by the blower 16 arranged on the upstream side of the adsorption tower 11. As another embodiment, for example, the blower 16 is omitted, and the raw gas 1 is sucked by the blower 36 disposed between the adsorption tower 11 and the adsorption tower 31 as shown in FIG. If the gas purification device 60 that is fed into the adsorption tower 11 is applied, the blower 16 that uses an expensive corrosive material to prevent corrosion due to the sulfur-based impurities 1b contained in the raw gas 1 is provided. It is not necessary to use it, and the cost can be reduced. As yet another embodiment, for example, as shown in FIG. 9, if a gas purification device 70 in which the blower 36 is disposed on the downstream side of the adsorption tower 31 is applied, the purified gas from which the carbon dioxide 1c has been removed. Since it is only necessary to distribute 1e, the discharge capacity of the blower 36 can be reduced, and the cost can be further reduced.

また、前述した第七番目の実施形態に係る下水浄化処理設備２１０においては、発酵槽１１７で発酵処理された汚泥１０２ｂを曝気槽２１１に送給して、当該曝気槽２１１内で有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂを曝気するようにしたが、他の実施形態として、例えば、図１０に示すように、前記曝気槽２１１を省略し、発酵槽１１７内で有機珪素系不純物１ａ及び硫黄系不純物１ｂを曝気するようにした下水浄化処理設備３１０を適用すれば、焼却設備のない小規模な既設の下水浄化処理設備に前述したようなガス精製装置５０を設置するだけでも済ますことができるので、低コスト化をさらに図ることができる。   Further, in the sewage purification treatment facility 210 according to the seventh embodiment described above, the sludge 102b fermented in the fermentation tank 117 is supplied to the aeration tank 211, and the organosilicon impurities in the aeration tank 211 are supplied. 1a and sulfur impurities 1b are aerated. As another embodiment, for example, as shown in FIG. 10, the aeration tank 211 is omitted, and the organosilicon impurities 1a and sulfur impurities are omitted in the fermenter 117. If the sewage purification processing facility 310 that aerates the impurities 1b is applied, it is possible to simply install the gas purification device 50 as described above in a small existing sewage purification processing facility without incineration facilities. Further, the cost can be further reduced.

また、前述した第六，七番目の実施形態に係る下水浄化処理設備１１０，２１０においては、第五番目の実施形態に係るガス精製装置５０を適用した場合について説明したが、第二〜四番目の実施形態に係るガス精製装置２０，３０，４０を下水浄化処理設備に適用することももちろん可能である。   Further, in the sewage purification treatment facilities 110 and 210 according to the sixth and seventh embodiments, the case where the gas purification device 50 according to the fifth embodiment is applied has been described. It is of course possible to apply the gas purification apparatuses 20, 30, and 40 according to the embodiment to sewage purification treatment equipment.

また、前述した第一〜五番目の実施形態に係るガス精製装置１０，２０，３０，４０，５０において、吸着塔１１内の前記有機珪素系不純物吸着剤１２の原ガス１の流通方向上流側に水分を吸着除去する一般的なシリカゲル等の水分吸着剤を配設することも可能である。   Further, in the gas purification apparatuses 10, 20, 30, 40, 50 according to the first to fifth embodiments described above, the upstream side in the flow direction of the raw gas 1 of the organosilicon impurity adsorbent 12 in the adsorption tower 11 is used. It is also possible to dispose a general water adsorbent such as silica gel that adsorbs and removes water.

また、前述した第一〜五番目の実施形態に係るガス精製装置１０，２０，３０，４０，５０では、原ガス１として、下水消化ガスや生ごみ発酵メタンガス等のバイオガスや、ごみなどの廃棄物を熱分解して生成した廃棄物熱分解ガス等を用いた場合について説明したが、有機珪素系不純物及び硫黄系不純物を含有するガスを精製する場合であれば、前述した第一〜五番目の実施形態の場合と同様にして適用することができる。   Moreover, in the gas purification apparatus 10,20,30,40,50 which concerns on 1st-5th embodiment mentioned above, as raw gas 1, biogas, such as sewage digestion gas and garbage fermentation methane gas, garbage, etc. Although the case where the waste pyrolysis gas generated by pyrolyzing the waste is used has been described, if the gas containing the organosilicon impurity and the sulfur impurity is to be purified, the first to fifth mentioned above are used. It can be applied in the same manner as in the second embodiment.

また、前述した第二〜五番目の実施形態に係るガス精製装置２０，３０，４０，５０は、単独での使用や、下水浄化処理設備に適用することができるのはもちろんのこと、前記バイオガスや前記熱分解ガス等が発生する各種の設備の後流側に連結して連続的に精製処理できるシステムとすることも可能である。   In addition, the gas purifiers 20, 30, 40, 50 according to the second to fifth embodiments described above can be used alone or applied to sewage purification treatment equipment, as well as the biotechnology. It is also possible to connect to the downstream side of various facilities that generate gas, the pyrolysis gas, and the like to make a system capable of continuous purification treatment.

また、前述した第二〜五番目の実施形態に係るガス精製装置２０，３０，４０，５０では、精製ガス１ｅをガスエンジンやマイクロガスタービン等に供給して、発電用の燃料等として利用するようにしたが、例えば、燃料電池の燃料ガスに利用したり、各種化合物の原料（例えばジメチルエーテル等）に利用したりすることも可能である。   In the gas purification apparatuses 20, 30, 40, 50 according to the second to fifth embodiments described above, the purified gas 1e is supplied to a gas engine, a micro gas turbine, or the like and used as a fuel for power generation or the like. However, for example, it can be used as a fuel gas for a fuel cell or as a raw material for various compounds (for example, dimethyl ether).

また、前述した第一〜五番目の実施形態に係るガス精製装置１０，２０，３０，４０，５０では、圧力スイング吸着（Pressure Swing Adsorption:PSA）により、上記原ガス１中の上記不純物１ａ，１ｂを除去するようにしたが、例えば、温度スイング吸着（Temperature Swing Adsorption:TSA）にも適用可能である。   Moreover, in the gas purification apparatuses 10, 20, 30, 40, and 50 according to the first to fifth embodiments described above, the impurities 1a and 1a in the raw gas 1 are formed by pressure swing adsorption (PSA). Although 1b is removed, for example, it can also be applied to temperature swing adsorption (TSA).

本発明に係るガス精製装置の効果を確認するために以下のような試験を行った。   In order to confirm the effect of the gas purification apparatus according to the present invention, the following tests were conducted.

［Ａ．有機珪素系不純物吸着剤の効果確認試験］
図１１に示す小型カラム試験装置を用いて有機珪素系不純物吸着剤の効果確認試験を次のようにして行った。 [A. Effect confirmation test of organosilicon impurity adsorbent]
The effect confirmation test of the organosilicon impurity adsorbent was conducted as follows using the small column test apparatus shown in FIG.

窒素ガスボンベ５１１のバルブ５１１ａで吸着圧力を調整すると共に、シロキサン発生器５１２から発生した有機珪素系不純物１ａ（シロキサン）のガス及び窒素ガス４をマスフローコントローラ５１３ａ，５１３ｂで流量調整しながら濃度を調整し、開閉弁５１９ａ，５１９ｂを開放することにより、有機珪素系不純物吸着剤１２を充填したカラム５１４に供給し、当該カラム５１４内を流通したガス中のシロキサン濃度をＧＣ−ＭＳ等の分析計５１５で計測する（１回目）。   The adsorption pressure is adjusted by the valve 511a of the nitrogen gas cylinder 511, and the concentration of the organosilicon impurity 1a (siloxane) gas generated from the siloxane generator 512 and the nitrogen gas 4 is adjusted by adjusting the flow rate by the mass flow controllers 513a and 513b. By opening the on-off valves 519a and 519b, the siloxane concentration in the gas supplied to the column 514 filled with the organosilicon impurity adsorbent 12 and circulated through the column 514 is measured by an analyzer 515 such as GC-MS. Measure (first time).

所定時間経過したら、開閉弁５１９ａ，５１９ｂを閉鎖して開閉弁５１９ｃ，５１９ｄを開放し、ヘリウムガスボンベ５１６のバルブ５１６ａを調整して、上記ガスと逆方向にヘリウムガス５をパージガスとしてカラム５１４内に供給することにより、上記吸着剤１２に吸着された上記不純物１ａ（シロキサン）のうち、分圧に対して可逆な濃度分をほとんど除去する（逆洗）。上記吸着剤１２から可逆分の上記不純物１ａ（シロキサン）をほとんど除去したら、開閉弁５１９ｃ，５１９ｄを閉鎖して開閉弁５１９ａ，５１９ｂを開放し、上記不純物１ａ（シロキサン）のガスをカラム５１４内に再び供給して、カラム５１４内を流通したガス中のシロキサン濃度を分析計５１５で計測する（２回目）。   When a predetermined time has elapsed, the on-off valves 519a and 519b are closed, the on-off valves 519c and 519d are opened, the valve 516a of the helium gas cylinder 516 is adjusted, and helium gas 5 is purged into the column 514 in the opposite direction to the above gas. By supplying, the reversible concentration of the impurity 1a (siloxane) adsorbed on the adsorbent 12 is almost removed (backwashing). After almost removing the reversible impurity 1a (siloxane) from the adsorbent 12, the on-off valves 519c and 519d are closed, the on-off valves 519a and 519b are opened, and the impurity 1a (siloxane) gas is introduced into the column 514. Supply again, and measure the siloxane concentration in the gas flowing through the column 514 with the analyzer 515 (second time).

このようにしてシロキサン濃度を計測することにより、１回目において、上記吸着剤１２の上記不純物１ａに対する総吸着量を求め、２回目において、上記吸着剤１２の上記不純物１ａに対する可逆吸着量を求め、１回目と２回目との差分を求めることにより、上記吸着剤１２の上記不純物１ａに対する不可逆吸着量を求めた。   By measuring the siloxane concentration in this manner, the total adsorption amount of the adsorbent 12 with respect to the impurity 1a is obtained in the first time, and the reversible adsorption amount of the adsorbent 12 with respect to the impurity 1a is obtained in the second time. By determining the difference between the first time and the second time, the amount of irreversible adsorption of the adsorbent 12 with respect to the impurity 1a was determined.

このときの試験条件を下記に示し、その結果（不可逆吸着量）を図１２に示す。   The test conditions at this time are shown below, and the results (irreversible adsorption amount) are shown in FIG.

＜有機珪素系不純物＞
ヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳ）、デカメチルテトラシロキサン（ＤＭＴＳ）の二種類
＜有機珪素系不純物吸着剤＞
ＭＣＭ−４１、ＵＳＹ、シリカライト、ＭＣＭ−４８、ＵＳＭの五種類
＜不純物濃度＞
・ＨＭＤＳの場合：７００ｐｐｍ
・ＤＭＴＳの場合：９０ｐｐｍ <Organic silicon impurities>
Two types of hexamethyldisiloxane (HMDS) and decamethyltetrasiloxane (DMTS)
Five types of MCM-41, USY, silicalite, MCM-48, USM <impurity concentration>
-For HMDS: 700 ppm
・ For DMTS: 90 ppm

＜吸着剤充填量＞
０．９ｇ
＜吸着温度＞
２５℃
＜吸着圧力＞
１２０ｋＰａ
＜吸着時間＞
３０〜４２０秒
＜逆洗時間＞
６００秒 <Adsorbent filling amount>
0.9g
<Adsorption temperature>
25 ° C
<Adsorption pressure>
120 kPa
<Adsorption time>
30 to 420 seconds <back washing time>
600 seconds

図１２からわかるように、ＭＣＭ−４１、ＵＳＹ、ＭＣＭ−４８、ＵＳＭは、ＨＭＤＳ及びＤＭＴＳの両者に対して、高い可逆吸着性能を示した。特に、ＭＣＭ−４１、ＵＳＹは、ＨＭＤＳ及びＤＭＴＳの両者に対して、非常に高い可逆吸着性能を示し、なかでも、ＵＳＹは、ＨＭＤＳ及びＤＭＴＳの両者に対して、最も高い可逆吸着性能を示した。   As can be seen from FIG. 12, MCM-41, USY, MCM-48 and USM showed high reversible adsorption performance for both HMDS and DMTS. In particular, MCM-41 and USY showed very high reversible adsorption performance for both HMDS and DMTS, and in particular, USY showed the highest reversible adsorption performance for both HMDS and DMTS. .

［Ｂ．硫黄系不純物吸着剤の効果確認試験］
図１３に示す小型カラム試験装置を用いて硫黄系不純物吸着剤の効果確認試験を次のようにして行った。 [B. Effect confirmation test of sulfur-based impurity adsorbent]
The effect confirmation test of the sulfur-based impurity adsorbent was performed as follows using the small column test apparatus shown in FIG.

窒素ガスボンベ５１１のバルブ５１１ａ及びメルカプタンガスボンベ５２２のバルブ５２２ａで吸着圧力を調整すると共に、窒素ガス４及び硫黄系不純物１ｂのガスをマスフローコントローラ５１３ａ，５１３ｂで流量調整しながら濃度を調整し、開閉弁５１９ａ，５１９ｂを開放することにより、硫黄系不純物吸着剤１３を充填したカラム５１４に供給し、当該カラム５１４内を流通したガス中のメルカプタン濃度をＧＣ−ＭＳ等の分析計５１５で計測する（１回目）。   The adsorption pressure is adjusted by the valve 511a of the nitrogen gas cylinder 511 and the valve 522a of the mercaptan gas cylinder 522, the concentration of the nitrogen gas 4 and the sulfur-based impurity 1b is adjusted by adjusting the flow rate by the mass flow controllers 513a and 513b, and the on-off valve 519a. , 519b is supplied to the column 514 filled with the sulfur-based impurity adsorbent 13, and the mercaptan concentration in the gas flowing through the column 514 is measured by an analyzer 515 such as GC-MS (first time) ).

所定時間経過したら、開閉弁５１９ａ，５１９ｂを閉鎖して開閉弁５１９ｃ，５１９ｄを開放し、ヘリウムガスボンベ５１６のバルブ５１６ａを調整して、上記ガスと逆方向にヘリウムガス５をパージガスとしてカラム５１４内に供給することにより、上記吸着剤１３に吸着された上記不純物１ｂ（メルカプタン）のうち、分圧に対して可逆な濃度分をほとんど除去する（逆洗）。上記吸着剤１３から可逆分の上記不純物１ｂ（メルカプタン）をほとんど除去したら、開閉弁５１９ｃ，５１９ｄを閉鎖して開閉弁５１９ａ，５１９ｂを開放し、上記不純物１ｂ（メルカプタン）のガスをカラム５１４内に再び供給して、カラム５１４内を流通したガス中のメルカプタン濃度を分析計５１５で計測する（２回目）。   When a predetermined time has elapsed, the on-off valves 519a and 519b are closed, the on-off valves 519c and 519d are opened, the valve 516a of the helium gas cylinder 516 is adjusted, and helium gas 5 is purged into the column 514 in the opposite direction to the above gas. By supplying, the reversible concentration of the impurities 1b (mercaptan) adsorbed by the adsorbent 13 is almost removed (back washing). After almost removing the reversible impurity 1b (mercaptan) from the adsorbent 13, the on-off valves 519c and 519d are closed, the on-off valves 519a and 519b are opened, and the gas of the impurity 1b (mercaptan) is put into the column 514. Supplying again, the mercaptan concentration in the gas flowing through the column 514 is measured by the analyzer 515 (second time).

このようにしてメルカプタン濃度を計測することにより、１回目において、上記吸着剤１３の上記不純物１ｂに対する総吸着量を求め、２回目において、上記吸着剤１３の上記不純物１ｂに対する可逆吸着量を求め、１回目と２回目との差分を求めることにより、上記吸着剤１３の上記不純物１ｂに対する不可逆吸着量を求めた。   By measuring the mercaptan concentration in this way, the total adsorption amount of the adsorbent 13 with respect to the impurity 1b is obtained in the first time, and the reversible adsorption amount of the adsorbent 13 with respect to the impurity 1b is obtained in the second time. By determining the difference between the first time and the second time, the amount of irreversible adsorption of the adsorbent 13 with respect to the impurity 1b was determined.

このときの試験条件を下記に示し、その結果（不可逆吸着量）を図１４に示す。   The test conditions at this time are shown below, and the results (irreversible adsorption amount) are shown in FIG.

＜硫黄系不純物＞
メチルメルカプタン
＜有機珪素系不純物吸着剤＞
ＭＣＭ−４１、ＵＳＹ、シリカライト、石英ビーズの四種類 <Sulfur impurities>
Methyl mercaptan <organosilicon-based impurity adsorbent>
Four types: MCM-41, USY, silicalite, quartz beads

＜不純物濃度＞
１００ｐｐｍ
＜吸着剤充填量＞
４〜６ｇ
＜吸着温度＞
２５℃
＜吸着圧力＞
１２０ｋＰａ
＜吸着時間＞
１０〜６０秒
＜逆洗時間＞
５〜７０秒 <Impurity concentration>
100ppm
<Adsorbent filling amount>
4-6g
<Adsorption temperature>
25 ° C
<Adsorption pressure>
120 kPa
<Adsorption time>
10-60 seconds <back washing time>
5 to 70 seconds

図１４からわかるように、シリカライトは、メチルメルカプタンに対して、非常に高い可逆吸着性能を示した。   As can be seen from FIG. 14, silicalite exhibited a very high reversible adsorption performance for methyl mercaptan.

［Ｃ．二酸化炭素吸着剤の効果確認試験］
図１５に示す小型カラム試験装置を用いて二酸化炭素吸着剤の効果確認試験を次のようにして行った。 [C. Effect confirmation test of carbon dioxide adsorbent]
The effect confirmation test of the carbon dioxide adsorbent was performed as follows using the small column test apparatus shown in FIG.

メタンガスボンベ５３１のバルブ５２１ａ及び二酸化炭素ガスボンベ５３２のバルブ５３２ａで吸着圧力を調整すると共に、メタンガス６及び二酸化炭素１ｃをマスフローコントローラ５１３ａ，５１３ｂで流量調整しながら濃度を調整し、開閉弁５１９ａ，５１９ｂを開放することにより、二酸化炭素吸着剤２４を充填したカラム５１４に供給し、当該カラム５１４内を流通したガス中の二酸化炭素濃度及びメタン濃度をＧＣ−ＭＳ等の分析計５１５で計測する（１回目）。   The adsorption pressure is adjusted by the valve 521a of the methane gas cylinder 531 and the valve 532a of the carbon dioxide gas cylinder 532, and the concentrations of the methane gas 6 and carbon dioxide 1c are adjusted by the mass flow controllers 513a and 513b, and the on-off valves 519a and 519b are adjusted. By opening, the gas is supplied to the column 514 filled with the carbon dioxide adsorbent 24, and the carbon dioxide concentration and methane concentration in the gas flowing through the column 514 are measured by an analyzer 515 such as GC-MS (first time). ).

所定時間経過したら、開閉弁５１９ａ，５１９ｂを閉鎖して開閉弁５１９ｃ，５１９ｄを開放し、ヘリウムガスボンベ５１６のバルブ５１６ａを調整して、上記ガスと逆方向にヘリウムガス５をパージガスとしてカラム５１４内に供給することにより、上記吸着剤２４に吸着された二酸化炭素１ｃ及びメタン６のうち、分圧に対して可逆な濃度分をほとんど除去する（逆洗）。上記吸着剤２４から可逆分の二酸化炭素１ｃ及びメタン６をほとんど除去したら、開閉弁５１９ｃ，５１９ｄを閉鎖して開閉弁５１９ａ，５１９ｂを開放し、二酸化炭素１ｃ及びメタンガス５をカラム５１４内に再び供給して、カラム５１４内を流通したガス中の二酸化炭素濃度及びメタン濃度を分析計５１５で計測する（２回目）。   When a predetermined time has elapsed, the on-off valves 519a and 519b are closed, the on-off valves 519c and 519d are opened, the valve 516a of the helium gas cylinder 516 is adjusted, and helium gas 5 is purged into the column 514 in the opposite direction to the above gas. By supplying the carbon dioxide 1c and the methane 6 adsorbed by the adsorbent 24, most of the concentration reversible with respect to the partial pressure is removed (back washing). When the carbon dioxide 1c and methane 6 are largely removed from the adsorbent 24, the on-off valves 519c and 519d are closed, the on-off valves 519a and 519b are opened, and the carbon dioxide 1c and methane gas 5 are supplied again into the column 514. Then, the carbon dioxide concentration and the methane concentration in the gas flowing through the column 514 are measured by the analyzer 515 (second time).

このようにして二酸化炭素濃度及びメタン濃度を計測することにより、１回目において、上記吸着剤２４の二酸化炭素１ｃ及びメタン６に対する総吸着量をそれぞれ求め、２回目において、上記吸着剤２４の二酸化炭素１ｃ及びメタン６に対する可逆吸着量をそれぞれ求め、１回目と２回目との差分を求めることにより、上記吸着剤２４の二酸化炭素１ｃ及びメタン６に対する不可逆吸着量をそれぞれ求めると共に、上記吸着剤２４の二酸化炭素１ｃとメタン６との分離係数を求めた。   By measuring the carbon dioxide concentration and the methane concentration in this way, the total amount of adsorption of the adsorbent 24 with respect to the carbon dioxide 1c and methane 6 is obtained in the first time, and the carbon dioxide of the adsorbent 24 is obtained in the second time. The reversible adsorption amounts for 1c and methane 6 are obtained, and the difference between the first time and the second time is obtained to obtain the irreversible adsorption amounts for the carbon dioxide 1c and methane 6 of the adsorbent 24, respectively. The separation factor between carbon dioxide 1c and methane 6 was determined.

このときの試験条件を下記に示し、その結果（不可逆吸着量及び分離係数）を図１６に示す。   The test conditions at this time are shown below, and the results (irreversible adsorption amount and separation coefficient) are shown in FIG.

＜ガス組成＞
二酸化炭素：約３３vol.％、メタン：約６２vol.％、その他（窒素等）：約５vol.％
＜二酸化炭素吸着剤＞
Ｘ型ゼオライト
・交換カチオン：Ｎａ，Ｃａ，Ｌｉ，Ｓｒ，Ｍｇの五種類
（Ｎａ−Ｘ，Ｃａ−Ｘ，Ｌｉ−Ｘ，Ｓｒ−Ｘ，Ｍｇ−Ｘの五種類のゼオライト）
・シリカ／アルミナ比：２、２．３、２．５、３、５の五種類 <Gas composition>
Carbon dioxide: about 33 vol.%, Methane: about 62 vol.%, Others (nitrogen, etc.): about 5 vol.%
<Carbon dioxide adsorbent>
X-type zeolite ・ Exchange cation: Five types of Na, Ca, Li, Sr, and Mg (Five types of zeolite of Na-X, Ca-X, Li-X, Sr-X, and Mg-X)
・ Silica / alumina ratio: 5, 2.3, 2.5, 3, 5

＜吸着剤充填量＞
１０〜１５ｇ
＜吸着温度＞
２５℃
＜吸着圧力＞
１２０ｋＰａ
＜吸着時間＞
３０〜４２０秒
＜逆洗時間＞
６００秒 <Adsorbent filling amount>
10-15g
<Adsorption temperature>
25 ° C
<Adsorption pressure>
120 kPa
<Adsorption time>
30 to 420 seconds <back washing time>
600 seconds

なお、分離係数αは、下記の式（１）で定義され、二酸化炭素とメタンとの可逆的吸着量の比を表わす値であり、その値が大きいほど、二酸化炭素をより選択的に吸着することを示す。   The separation factor α is defined by the following equation (1), and is a value representing the ratio of the reversible adsorption amount of carbon dioxide and methane. The larger the value, the more selectively the carbon dioxide is adsorbed. It shows that.

α=（ｑCO2／ＰCO2）／（ｑCH4／ＰCH4） （１）
ただし、ＰCO2は二酸化炭素の分圧、ＰCH4はメタンの分圧、ｑCO2は二酸化炭素の平衡吸着量、ｑCH4はメタンの平衡吸着量である。 α = (q CO2 / P CO2 ) / (q CH4 / P CH4 ) (1)
Where P CO2 is the partial pressure of carbon dioxide, P CH4 is the partial pressure of methane, q CO2 is the equilibrium adsorption amount of carbon dioxide, and q CH4 is the equilibrium adsorption amount of methane.

図１６からわかるように、すべての種類の二酸化炭素吸着剤において、シリカ／アルミナ比が２〜２．５であると、二酸化炭素及びメタンの可逆的吸着量及び二酸化炭素とメタンとの分離係数αが高く、特に、シリカ／アルミナ比が２であると、二酸化炭素及びメタンの可逆的吸着量及び二酸化炭素とメタンとの分離係数αが最も高いことが明らかとなった。   As can be seen from FIG. 16, in all types of carbon dioxide adsorbents, when the silica / alumina ratio is 2 to 2.5, the reversible adsorption amount of carbon dioxide and methane and the separation coefficient α between carbon dioxide and methane are obtained. In particular, when the silica / alumina ratio is 2, the reversible adsorption amount of carbon dioxide and methane and the separation coefficient α between carbon dioxide and methane were found to be the highest.

また、シリカ／アルミナ比が２の場合、二酸化炭素の可逆的吸着量は、Ｎａ−Ｘ（８５．４ｍｌ／ｇ）、Ｍｇ−Ｘ（１０１．１ｍｌ／ｇ）、Ｃａ−Ｘ（１１２．３ｍｌ／ｇ）、Ｓｒ−Ｘ（１２３．５ｍｌ／ｇ）、Ｌｉ−Ｘ（１５７．２ｍｌ/ｇ）の順に大きくなる一方、二酸化炭素とメタンとの分離係数αは、Ｃａ−Ｘ（６．５）、Ｌｉ−Ｘ（７．９）、Ｍｇ−Ｘ（８．３）、Ｓｒ−Ｘ（８．４）、Ｎａ−Ｘ（１１．０）の順に大きくなることが明らかとなった。   When the silica / alumina ratio is 2, the reversible adsorption amount of carbon dioxide is Na-X (85.4 ml / g), Mg-X (101.1 ml / g), Ca-X (112.3 ml / g). g), Sr-X (123.5 ml / g) and Li-X (157.2 ml / g) increase in this order, while the separation factor α between carbon dioxide and methane is Ca-X (6.5), It became clear that it became large in order of Li-X (7.9), Mg-X (8.3), Sr-X (8.4), and Na-X (11.0).

よって、二酸化炭素の可逆的吸着性能を優先する場合には、二酸化炭素吸着剤２４としてＬｉを交換カチオンとしたＸ型ゼオライト（Ｌｉ−Ｘ）を適用すると最も好ましく、二酸化炭素とメタンとの分離性能を優先する場合には、二酸化炭素吸着剤２４としてＮａを交換カチオンとしたＸ型ゼオライト（Ｎａ−Ｘ）を適用すると最も好ましい。   Therefore, when giving priority to the reversible adsorption performance of carbon dioxide, it is most preferable to use X-type zeolite (Li-X) having Li as an exchange cation as the carbon dioxide adsorbent 24, and the separation performance between carbon dioxide and methane. Is preferred, X-type zeolite (Na-X) having Na as an exchange cation is applied as the carbon dioxide adsorbent 24.

本発明に係るガス精製装置は、例えば、下水浄化処理設備に適用することにより、高純度なメタンガスを得ることができ、これを焼却設備の燃料に利用することができるだけではなく、ガスエンジンやマイクロガスタービン等に供給して、発電用の燃料として利用したり、燃料電池の燃料ガスや、各種化合物の原料（例えばジメチルエーテル等）に利用したりすることもできるため、産業上、極めて有益に利用することができる。   The gas purification apparatus according to the present invention can obtain, for example, high-purity methane gas by applying it to a sewage purification treatment facility, which can be used as a fuel for an incineration facility, as well as a gas engine or a micro It can be supplied to gas turbines and used as fuel for power generation, and can be used as fuel gas for fuel cells and raw materials for various compounds (such as dimethyl ether). can do.

本発明に係るガス精製装置の第一番目の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 1st embodiment of the gas purification apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るガス精製装置の第二番目の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 2nd embodiment of the gas purification apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るガス精製装置の第三番目の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 3rd embodiment of the gas purification apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るガス精製装置の第四番目の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 4th embodiment of the gas purification apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るガス精製装置の第五番目の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 5th embodiment of the gas purification apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るガス精製装置を下水浄化処理設備に適用した場合の第六番目の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 6th embodiment at the time of applying the gas purification apparatus which concerns on this invention to a sewage purification processing equipment. 本発明に係るガス精製装置を下水浄化処理設備に適用した場合の第七番目の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of 7th embodiment at the time of applying the gas purification apparatus which concerns on this invention to a sewage purification processing equipment. 本発明に係るガス精製装置の他の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of other embodiment of the gas purification apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るガス精製装置のさらに他の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of further another embodiment of the gas purification apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るガス精製装置を下水浄化処理設備に適用した場合の他の実施形態の概略構成図である。It is a schematic block diagram of other embodiment at the time of applying the gas purification apparatus which concerns on this invention to a sewage purification processing equipment. 有機珪素系不純物吸着剤の効果確認試験に用いた小型カラム試験装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the small column test apparatus used for the effect confirmation test of organosilicon type impurity adsorption agent. 有機珪素系不純物吸着剤の効果確認試験の試験結果を表すグラフである。It is a graph showing the test result of the effect confirmation test of an organosilicon type impurity adsorption agent. 硫黄系不純物吸着剤の効果確認試験に用いた小型カラム試験装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the small column test apparatus used for the effect confirmation test of sulfur type impurity adsorption agent. 硫黄系不純物吸着剤の効果確認試験の試験結果を表すグラフである。It is a graph showing the test result of the effect confirmation test of sulfur type impurity adsorption agent. 二酸化炭素吸着剤の効果確認試験に用いた小型カラム試験装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the small column test apparatus used for the carbon dioxide adsorbent effect confirmation test. 二酸化炭素吸着剤の効果確認試験の試験結果を表すグラフである。It is a graph showing the test result of the effect confirmation test of a carbon dioxide adsorbent.

符号の説明Explanation of symbols

１ 原ガス
１ａ 有機珪素系不純物
１ｂ 硫黄系不純物
１ｃ 二酸化炭素
１ｄ，１ｅ 精製ガス
２ 空気
３ 消毒剤
４ 窒素ガス
５ ヘリウムガス
６ メタンガス
１０ ガス精製装置
１１ 吸着塔
１２ 有機珪素系不純物吸着剤
１３ 硫黄系不純物吸着剤
１６ ブロア
１８ａ〜１８ｃ，１９ａ，１９ｂ バルブ
２０ ガス精製装置
２４ 二酸化炭素吸着剤
３０ ガス精製装置
３１ 吸着塔
３６ ブロア
３８ｂ，３８ｃ，３９ａ，３９ｂ バルブ
４０ ガス精製装置
４６ 真空ポンプ
４７ サージタンク
４９ａ〜４９ｄ バルブ
５６ 真空ポンプ
５８ｂ，５８ｃ，５９ａ〜５９ｃ バルブ
６０，７０ ガス精製装置
１００ 下水
１００ａ〜１００ｄ 処理途中の下水
１００ｅ 浄化排水
１００ｆ〜１００ｊ 処理途中の水分
１０２ 汚泥
１０２ａ〜１０２ｆ 処理途中の汚泥
１０２ｇ 処理済の汚泥
１０３ 活性汚泥
１１０ 下水浄化処理設備
１１１ 沈砂池
１１２ 最初沈殿池
１１３ 曝気槽
１１４ 最終沈殿池
１１５ 消毒槽
１１６ 濃縮設備
１１７ 発酵槽
１１８ 脱水設備
１１９ 乾燥設備
１２０ 焼却設備
２１０ 下水浄化処理設備
２１１ 曝気槽
３１０ 下水浄化処理設備
５１１ 窒素ガスボンベ
５１１ａ バルブ
５１２ シロキサン発生器
５１３ａ，５１３ｂ マスフローコントローラ
５１４ カラム
５１５ 分析計
５１６ ヘリウムガスボンベ
５１６ａ バルブ
５１７ａ，５１７ｂ 圧力計
５１８ａ，５１８ｂ 流量計
５１９ａ〜５１９ｄ 開閉弁
５２２ メルカプタンガスボンベ
５２２ａ バルブ
５３１ メタンガスボンベ
５３１ａ バルブ
５３２ 二酸化炭素ボンベ
５３２ａ バルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Source gas 1a Organosilicon system impurity 1b Sulfur system impurity 1c Carbon dioxide 1d, 1e Purified gas 2 Air 3 Disinfectant 4 Nitrogen gas 5 Helium gas 6 Methane gas 10 Gas refiner 11 Adsorption tower 12 Organosilicon system impurity adsorber 13 Sulfur system Impurity adsorbent 16 Blower 18a-18c, 19a, 19b Valve 20 Gas purification device 24 Carbon dioxide adsorbent 30 Gas purification device 31 Adsorption tower 36 Blower 38b, 38c, 39a, 39b Valve 40 Gas purification device 46 Vacuum pump 47 Surge tank 49a -49d Valve 56 Vacuum pump 58b, 58c, 59a-59c Valve 60, 70 Gas purification device 100 Sewage 100a-100d Sewage in the middle of treatment 100e Purified waste water 100f-100j Water in the middle of treatment 102 Sludge 102a-102f In the middle of treatment 102 g of mud treated sludge 103 activated sludge 110 sewage purification treatment equipment 111 sedimentation basin 112 first sedimentation basin 113 aeration tank 114 final sedimentation basin 115 disinfection tank 116 concentrating equipment 117 fermentation tank 118 dehydration equipment 119 drying equipment 120 incineration equipment 210 sewage purification treatment Equipment 211 Aeration tank 310 Sewage purification treatment equipment 511 Nitrogen gas cylinder 511a Valve 512 Siloxane generator 513a, 513b Mass flow controller 514 Column 515 Analyzer 516 Helium gas cylinder 516a Valve 517a, 517b Pressure gauge 518a, 518b Flow meter 519a Gas cylinder 522a valve 531 Methane gas cylinder 531a valve 532 Carbon dioxide cylinder 532a valve

Claims (15)

硫黄系不純物及び有機珪素系不純物を含有する原ガスを精製するガス精製装置であって、
第一の処理槽と、
前記第一の処理槽の一方側から他方側へ前記原ガスを流通させる第一のガス送給手段と、
前記第一の処理槽内を減圧排気する第一の減圧排気手段と、
前記第一の処理槽内の一方側と他方側とを仕切るように当該第一の処理槽内に配設され、前記有機珪素系不純物を吸着する有機珪素系不純物吸着剤と、
前記第一の処理槽内の一方側と他方側とを仕切るように当該第一の処理槽内に配設され、前記硫黄系不純物を吸着する硫黄系不純物吸着剤と
を備え、
前記有機珪素系不純物吸着剤が、ＭＣＭ−４１、ＵＳＹ、ＭＣＭ−４８、ＵＳＭのうちのいずれかであり、
前記硫黄系不純物吸着剤が、シリカライトである
ことを特徴とするガス精製装置。 A gas purification apparatus for purifying a raw gas containing sulfur-based impurities and organosilicon-based impurities,
A first treatment tank;
First gas feeding means for circulating the raw gas from one side of the first treatment tank to the other side;
First reduced pressure evacuation means for evacuating the inside of the first treatment tank;
An organic silicon-based impurity adsorbent that is disposed in the first processing tank so as to partition one side and the other side in the first processing tank, and adsorbs the organic silicon-based impurities;
A sulfur-based impurity adsorbent that is disposed in the first treatment tank so as to partition one side and the other side in the first treatment tank, and adsorbs the sulfur-based impurities;
The organosilicon impurity adsorbent is any one of MCM-41, USY, MCM-48, and USM;
The sulfur-based impurity adsorbent is silicalite. 請求項１において、
前記第一の処理槽内の一方側と他方側とを仕切るように当該第一の処理槽内に配設され、二酸化炭素を吸着する二酸化炭素吸着剤を備え、
前記二酸化炭素吸着剤が、Ｌｉ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｎａのうちのいずれかを交換カチオンとしたＸ型ゼオライトである
ことを特徴とするガス精製装置。 In claim 1,
A carbon dioxide adsorbent that adsorbs carbon dioxide is disposed in the first treatment tank so as to partition one side and the other side in the first treatment tank;
The gas purification apparatus, wherein the carbon dioxide adsorbent is an X-type zeolite using any one of Li, Ca, Sr, Mg, and Na as an exchange cation. 請求項１において、
第二の処理槽と、
前記第一の処理槽の一方側から他方側へ流通したガスを前記第二の処理槽の一方側から他方側へ流通させる第二のガス送給手段と、
前記第二の処理槽内を減圧排気する第二の減圧排気手段と、
前記第二の処理槽内の一方側と他方側とを仕切るように当該第二の処理槽内に配設され、二酸化炭素を吸着する二酸化炭素吸着剤と
を備え、
前記二酸化炭素吸着剤が、Ｌｉ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｎａのうちのいずれかを交換カチオンとしたＸ型ゼオライトである
ことを特徴とするガス精製装置。 In claim 1,
A second treatment tank;
A second gas feeding means for circulating the gas flowing from one side of the first processing tank to the other side from the one side of the second processing tank;
A second reduced pressure exhaust means for evacuating the inside of the second treatment tank;
A carbon dioxide adsorbent that is disposed in the second treatment tank so as to partition one side and the other side in the second treatment tank, and adsorbs carbon dioxide;
The gas purification apparatus, wherein the carbon dioxide adsorbent is an X-type zeolite using any one of Li, Ca, Sr, Mg, and Na as an exchange cation. 請求項２又は請求項３において、
前記二酸化炭素吸着剤が、シリカ／アルミナ比を２〜２．５としたＸ型ゼオライトである
ことを特徴とするガス精製装置。 In claim 2 or claim 3,
The gas purification apparatus, wherein the carbon dioxide adsorbent is X-type zeolite having a silica / alumina ratio of 2 to 2.5. 請求項１又は請求項２において、
前記第一の処理槽が複数設けられて並列に連結されている
ことを特徴とするガス精製装置。 In claim 1 or claim 2,
A plurality of the first treatment tanks are connected and connected in parallel. 請求項３において、
前記第一の処理槽が複数設けられて並列に連結されていると共に、
前記第二の処理槽が複数設けられて並列に連結されている
ことを特徴とするガス精製装置。 In claim 3,
A plurality of the first treatment tanks are provided and connected in parallel,
A gas purification apparatus comprising a plurality of the second treatment tanks connected in parallel. 請求項５において、
排気された前記第一の処理槽内のガスを当該第一の処理槽の一方側から他方側へ再び流通させる排気再送給手段と、
前記排気再送給手段で前記第一の処理槽内を流通した前記ガスを精製ガス又は原ガスと合流させる切換手段と
を備えていることを特徴とするガス精製装置。 In claim 5,
Exhaust gas re-sending means for circulating the exhausted gas in the first processing tank again from one side of the first processing tank to the other side;
A gas purification apparatus comprising: switching means for joining the gas that has flowed through the first processing tank by the exhaust gas re-feeding means with purified gas or raw gas. 請求項６において、
排気された前記第二の処理槽内のガスを当該第二の処理槽の一方側から他方側へ再び流通させる排気再送給手段と、
前記排気再送給手段で前記第二の処理槽内を流通した前記ガスを精製ガス又は前記第一の処理槽の一方側から他方側へ流通したガスと合流させる切換手段と
を備えていることを特徴とするガス精製装置。 In claim 6,
Exhaust gas re-sending means for circulating the exhausted gas in the second processing tank again from one side to the other side of the second processing tank,
And switching means for joining the gas circulated in the second processing tank by the exhaust gas re-feeding means with the purified gas or the gas circulated from one side to the other side of the first processing tank. Characterized gas purifier. 請求項８において、
前記排気再送給手段が、排気された前記第二の処理槽内のガスをさらに前記第一の処理槽の他方側から一方側へ再び流通させるものである
ことを特徴とするガス精製装置。 In claim 8,
The gas refining apparatus, wherein the exhaust gas re-feeding unit is configured to recirculate the exhausted gas in the second processing tank from the other side to the one side of the first processing tank. 請求項１から請求項９のいずれかにおいて、
前記有機珪素系不純物吸着剤が、ガスの流通方向において前記硫黄系不純物吸着剤よりも上流側に配設されている
ことを特徴とするガス精製装置。 In any one of Claims 1-9,
The gas purification apparatus, wherein the organosilicon impurity adsorbent is disposed upstream of the sulfur impurity adsorbent in a gas flow direction. 請求項２において、
前記二酸化炭素吸着剤が、ガスの流通方向において前記有機珪素系不純物吸着剤及び前記硫黄系不純物吸着剤よりも下流側に配設されている
ことを特徴とするガス精製装置。 In claim 2,
The gas purification apparatus, wherein the carbon dioxide adsorbent is disposed downstream of the organosilicon impurity adsorbent and the sulfur impurity adsorbent in a gas flow direction. 請求項１から請求項１１のいずれかにおいて、
前記吸着剤が、ハニカム形状をなしている
ことを特徴とするガス精製装置。 In any one of Claims 1-11,
The gas purification apparatus, wherein the adsorbent has a honeycomb shape. 請求項１から請求項１２のいずれかにおいて、
前記原ガスが、バイオガス又は廃棄物熱分解ガスである
ことを特徴とするガス精製装置。 In any one of Claims 1-12,
The gas purification apparatus, wherein the raw gas is biogas or waste pyrolysis gas. 下水を浄化処理する下水浄化処理設備であって、
前記下水の汚泥から生成する消化ガスを原ガスとして、メタンを精製ガスとして得る請求項１から請求項１２のいずれかのガス精製装置を備え、
前記ガス精製装置で前記原ガスから分離した前記精製ガスを焼却設備の燃料に使用し、 前記ガス精製装置で前記原ガスから分離した前記有機珪素系不純物及び前記硫黄系不純物を前記焼却設備で焼却処理する
ことを特徴とする下水浄化処理設備。 A sewage purification treatment facility for purifying sewage,
The digestion gas produced from the sewage sludge is used as a raw gas, and the methane is used as a refined gas.
The purified gas separated from the raw gas by the gas purifier is used as fuel for incineration equipment, and the organosilicon impurities and the sulfur impurities separated from the raw gas by the gas purifier are incinerated by the incineration equipment. A sewage purification treatment facility characterized by treatment. 下水を浄化処理する下水浄化処理設備であって、
前記下水の汚泥から生成する消化ガスを原ガスとして、メタンを精製ガスとして得る請求項１から請求項１２のいずれかのガス精製装置を備え、
前記ガス精製装置で前記原ガスから分離した前記有機珪素系不純物及び前記硫黄系不純物を前記汚泥中に戻す
ことを特徴とする下水浄化処理設備。 A sewage purification treatment facility for purifying sewage,
The digestion gas produced from the sewage sludge is used as a raw gas, and the methane is used as a refined gas.
The sewage purification treatment facility, wherein the organosilicon impurities and the sulfur impurities separated from the raw gas by the gas purifier are returned to the sludge.
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