(57)【要約】【課題】本発明の目的は、装置の大型化及びコスト高を抑制し得る比較的簡単な構成で、ガス用吸着材が設けられた吸着貯蔵部に導入される前のガス中の水分若しくは吸着貯蔵部から払い出される際のガス中の水分を適切に調整（低減若しくは増加）することができる吸着式ガス貯蔵装置を提供する点にある。【解決手段】バイオガスＧを吸着可能なガス用吸着材４ａが設けられた吸着貯蔵部３ａを備えた吸着式ガス貯蔵装置において、前記吸着貯蔵部３ａに導入され、前記ガス用吸着材４ａに吸着される前記バイオガスおよび前記ガス用吸着材４ａから脱着させて前記吸着貯蔵部３ａから払い出される前記バイオガスの両方が通過する部位に、前記バイオガス中の水分を吸着可能な水分用吸着材４ｂが設けられた水分調整部３ｂを備える。【選択図】図２
2006349166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを吸着可能なガス用吸着材が設けられた吸着貯蔵部を備えた吸着式ガス貯蔵装置であって、
前記吸着貯蔵部に導入され前記ガス用吸着材に吸着される前記ガス及び前記ガス用吸着材から脱着させて前記吸着貯蔵部から払い出される前記ガスの両方が通過する部位に、前記ガス中の水分を吸着可能な水分用吸着材が設けられた水分調整部を備えた吸着式ガス貯蔵装置。
【請求項２】
前記ガスを前記吸着貯蔵部に導入して前記ガス用吸着材に吸着させ貯蔵する貯蔵状態と、前記ガスを前記ガス用吸着材から脱着させて前記吸着貯蔵部から払い出す払い出し状態とを切り換える切換手段を備えた請求項１に記載の吸着式ガス貯蔵装置。
【請求項３】
前記吸着貯蔵部が、貯蔵容器内に設けられ、
前記貯蔵容器の同側面に、前記貯蔵状態において前記ガスが流入する流入口、及び、前記払い出し状態において前記ガスが流出する流出口が形成され、
前記水分調整部が、前記貯蔵容器内において、前記吸着貯蔵部と前記流入口及び前記流出口が形成された側面との間に介装されている請求項１又は２に記載の吸着式ガス貯蔵装置。
【請求項４】
前記ガス用吸着材が、前記水分用吸着材よりも、同一温度、同一湿度条件下における水分吸着量が低い吸着材からなる請求項１〜３の何れか一項に記載の吸着式ガス貯蔵装置。
【請求項５】
前記ガス用吸着材が、温度２５℃での相対湿度が４０％の状態における水分の吸着量が、飽和吸着量の１／４以下の活性炭からなる請求項１〜４の何れか一項に記載の吸着式ガス貯蔵装置。
【請求項６】
前記水分用吸着材が、活性アルミナ、シリカゲルおよびゼオライトからなる群から選ばれる一以上の吸着材である請求項１〜５の何れか一項に記載の吸着式ガス貯蔵装置。
【請求項７】
前記ガス用吸着材に吸着されるガスが、バイオガスであることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の吸着式ガス貯蔵装置。
【請求項８】
前記水分用吸着材の水分の吸着量が、温度２５℃での相対湿度が４０％の状態において、飽和吸着量の１／３以下である請求項１〜７の何れか一項に記載の吸着式ガス貯蔵装置。
【請求項９】
前記水分用吸着材の水分の吸着量が、温度２５℃での相対湿度が４０％の状態において、飽和吸着量の１／２以上である請求項１〜７の何れか一項に記載の吸着式ガス貯蔵装置。
【請求項１０】
前記吸着貯蔵部が、貯蔵容器内に設けられ、
前記貯蔵容器の同側面に、前記貯蔵状態において前記ガスが流入する流入口、及び、前記払い出し状態において前記ガスが流出する流出口が形成され、さらに、前記貯蔵容器の側面に、前記吸着貯蔵部側から直接ガスを放出可能な放出口が形成され、
前記水分調整部が、前記貯蔵容器内において、前記吸着貯蔵部と前記流入口及び前記流出口が形成された側面との間に介装されている請求項９に記載の吸着式ガス貯蔵装置。
【請求項１１】
請求項１〜７の何れか一項に記載の吸着式ガス貯蔵装置を用いて、前記ガスを前記吸着貯蔵部に導入して前記ガス用吸着材に吸着させ貯蔵する貯蔵工程を含むガス貯蔵方法であって、
前記貯蔵工程において、前記導入されるガスを前記水分調整部を通過させて当該ガス中の水分を低減させるガス貯蔵方法。
【請求項１２】
前記ガスを前記ガス用吸着材から脱着させて前記吸着貯蔵部から払い出す払い出し工程を含み、
前記払い出し工程において、前記払い出されるガスを前記水分調整部を通過させて当該水分調整部に設けられた水分用吸着材から水分を脱着させる請求項１１に記載のガス貯蔵方法。
【請求項１３】
請求項１〜７の何れか一項に記載の吸着式ガス貯蔵装置を用いて、前記ガスを前記ガス用吸着材から脱着させて前記吸着貯蔵部から払い出す払い出し工程を含み、
前記払い出し工程において、前記払い出されるガスを前記水分調整部を通過させて当該ガス中の水分を低減させるガス貯蔵方法。
【請求項１４】
前記水分調整部に通過させて前記吸着貯蔵部に導入されたガスを、当該吸着貯蔵部から直接放出口を通じて放出させる水分放出工程を含む請求項１３に記載のガス貯蔵方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを吸着可能なガス用吸着材が設けられた吸着貯蔵部を備えた吸着式ガス貯蔵装置及びガス貯蔵方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場、食品工場、ビール製造工場、家畜の飼育場等で生じる有機性廃棄物を生物学的に処理すると、メタン、二酸化炭素、硫化水素等からなるバイオガスが発生する。
【０００３】
近年、かかるバイオガスをエネルギー源として有効利用するために、例えば下水処理施設では、集積した下水を濃縮処理して各種有機物を含有する汚泥を得て、これを微生物の作用により嫌気性消化し、この過程で得られたメタンを主とする可燃性ガス（消化ガス）（バイオガスの一例）を、ガスエンジン及びガスタービン等の発電設備に供して電力を得る方式が主流となりつつある。
【０００４】
このようにバイオガスを有効利用するために、このバイオガスを吸着可能なバイオガス用吸着材が設けられた吸着貯蔵部を備えて、バイオガスをバイオガス用吸着材に吸着させて貯蔵する吸着式バイオガス貯蔵装置が知られている（例えば、特許文献１及び２を参照。）。
【０００５】
上記のような吸着式バイオガス貯蔵装置においては、比較的多くの水分を含むバイオガスをバイオガス用吸着材に吸着させると、その水分も当該バイオガス用吸着材に吸着されてしまい、バイオガスに対する吸着性能が低下するという問題がある。そこで、上記特許文献１及び２に記載の吸着式バイオガス貯蔵装置では、かかるバイオガス吸着材が設けられた吸着貯蔵部に導入される前のバイオガス中の水分を吸着除去する吸着材が設けられた除湿部が別途設けられている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２５４８９６号公報
【特許文献２】特開２００２−３７２１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の吸着式バイオガス貯蔵装置では、除湿機の必要性および水分を除去するための除湿部の除湿性能を高いものに維持するべく、その除湿部の吸着材の定期的交換が必要であり、当該装置の大型化およびコスト高が懸念される。
【０００８】
また、上記従来の吸着式ガス貯蔵装置では、充填用の活性炭が、保管時または貯蔵装置への充填作業時に、水分を吸着する場合がある。そのような状態の吸着材を内包する吸着式ガス貯蔵装置に比較的露点の低いガスを導入し貯蔵すると、払い出し時に吸着材中の水分がガスと同伴して払い出されることにより、払い出されるガスの露点が導入したガスの露点よりも高くなってしまう。このような水分量の多い比較的露点の高いガスを、ガスエンジン等の燃料として使用するとガスエンジン等の良好な作動を期待することが困難となる場合がある。
【０００９】
さらに、吸着材中の水分を除くために、ドライなガスにて置換、パージする場合、大量のパージガスが必要であり、実用上問題点がある。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の大型化及びコスト高を抑制し得る比較的簡単な構成で、ガス吸着材が設けられた吸着貯蔵部に導入される前のガス中の水分若しくは吸着貯蔵部から払い出される際のガス中の水分を適切に調整（低減若しくは増加）することができる吸着式ガス貯蔵装置及びガス貯蔵方法を提供する点にある。
【００１１】
また、本発明のさらなる目的は、上記吸着貯蔵部に導入されるガス中若しくは上記吸着貯蔵部から払い出されるガス中の水分を適切に調整（低減若しくは増加）することでガス用吸着材の吸着性能の低下を防止し、吸着効率の良い吸着式ガス貯蔵装置及びガス貯蔵方法を提供する点にある。
また、本発明のさらなる目的は、吸着貯蔵部に充填されているガス用吸着材中の水分により払い出しガスの水分量の増加を防止し、払い出しガスの露点が導入ガスの露点より上昇しないようにして、水分量が少なく露点の比較的低いガスを払い出すことができる吸着式ガス貯蔵装置及びガス貯蔵方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置は、ガスを吸着可能なガス用吸着材が設けられた吸着貯蔵部を備えた吸着式ガス貯蔵装置であって、その第１特徴構成は、前記吸着貯蔵部に導入され前記ガス用吸着材に吸着される前記ガス及び前記ガス用吸着材から脱着させて前記吸着貯蔵部から払い出される前記ガスの両方が通過する部位に、前記ガス中の水分を吸着可能な水分用吸着材が設けられた水分調整部を備えた点にある。
【００１３】
上記第１特徴構成によれば、装置の大型化及びコスト高を抑制し得る比較的簡単な構成で、ガス用吸着材が設けられた吸着貯蔵部に導入される前のガス中の水分若しくは吸着貯蔵部から払い出される際のガス中の水分を適切に調整（低減若しくは増加）することができる。
【００１４】
例えば、ガスが比較的多くの水分を含む場合でも、そのガスを上記水分調整部を通じて吸着貯蔵部に導入することで、そのガスに含まれる水分を当該水分調整部に設けられた水分用吸着材に吸着させて、比較的乾燥したガスとして吸着貯蔵部に導入することができる。よって、ガス用吸着材におけるガス中に存在する水分の吸着に起因する吸着性能の低下を抑制することができる。
また、例えば、ガス用吸着材から脱着した比較的乾燥したガスを、吸着貯蔵部から上記水分調整部を通じて払い出すことで、当該水分調整部に設けられた水分用吸着材に吸着されている水分を、払い出されるガスによりパージすることで脱着させ、当該ガスに同伴する状態で外部に払い出すことができる。よって、払い出されるガスにより水分調整部に設けられた水分用吸着材の水分除去性能を回復させることができる。これにより、その水分用吸着材により、払い出しが終わった後に、再度水分吸着材を通じて吸着貯蔵部に導入されるガスの水分を良好に低減させることができる。
【００１５】
一方で、例えば、ガス用吸着材の保管時若しくは吸着貯蔵部へのガス用吸着材の充填時に水分を吸着してしまっている状態の吸着式ガス貯蔵装置に、比較的露点の低いガスを導入して貯蔵した場合であっても、ガスを吸着貯蔵部から上記水分調整部を通じて払い出すことで、水分を同伴させない状態で払い出しガスを外部に払い出すことができる。これにより、充填されているガス用吸着材中の水分を上記水分用吸着材に吸着させることで、払い出しガスの水分量を増加させず、かつ、払い出しガスの露点が導入ガスの露点よりも上昇しないようにすることができる。
【００１６】
従って、装置の大型化及びコスト高を抑制し得る上記水分調整部のような比較的簡単な構成で、ガス用吸着材が設けられた吸着貯蔵部に導入される前のガス中の水分若しくは吸着貯蔵部から払い出される際のガス中の水分を適切に調整（低減若しくは増加）することができる。
【００１７】
本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置の第２特徴構成は、第１特徴構成に加えて、前記ガスを前記吸着貯蔵部に導入して前記ガス用吸着材に吸着させ貯蔵する貯蔵状態と、前記ガスを前記ガス用吸着材から脱着させて前記吸着貯蔵部から払い出す払い出し状態とを切り換える切換手段を備えた点にある。
【００１８】
上記第２特徴構成によれば、上記貯蔵状態と上記払い出し状態とを任意に切り替えることができ、水分の調整（低減若しくは増加）を行いつつ、任意のタイミングでガスを導入して吸着させ、吸着されたガスを払い出すことができる。
【００１９】
本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置の第３特徴構成は、第１又は第２特徴構成に加えて、前記吸着貯蔵部が、貯蔵容器内に設けられ、前記貯蔵容器の同側面に、前記貯蔵状態において前記ガスが流入する流入口、及び、前記払い出し状態において前記ガスが流出する流出口が形成され、前記水分調整部が、前記貯蔵容器内において、前記吸着貯蔵部と前記流入口及び前記流出口が形成された側面との間に介装されている点にある。
【００２０】
上記第３特徴構成によれば、水分調整部を、同側面に流入口と流出口とが共に形成された貯蔵容器内において、吸着貯蔵部とその流入口及び流出口が形成された側面との間に介装するという比較的簡単な構成により、小型化及び低コスト化を実現しながら、ガス用吸着材が設けられた吸着貯蔵部に導入される前のガス中の水分若しくは払い出しガス中の水分を適切に調整（低減若しくは増加）することができる。
【００２１】
例えば、貯蔵状態においては、貯蔵容器の流入口に導入されたガスを、その流入口と吸着貯蔵部との間に介装された水分調整部を通過することによって比較的乾燥した状態で吸着貯蔵部に導入し、水分の吸着に起因する吸着性能の低下を抑制しながら吸着貯蔵することができる。また、例えば、払い出し状態においては、吸着貯蔵部から脱着されたガスを、その吸着貯蔵部と流出口との間に介装された水分調整部を通過することによって水分用吸着材をパージして水分除去性能を回復させた後に、流出口から払い出すことができる。
【００２２】
一方で、例えば、ガス用吸着材の保管時若しくは吸着貯蔵部へのガス用吸着材の充填時に、水分を吸着してしまっている状態の吸着式ガス貯蔵装置に比較的露点の低いガスを導入して貯蔵した場合であっても、ガスを吸着貯蔵部と流出口の間に介装された水分調整部を通じて流出口から払い出すことで、水分を同伴させない状態で払い出しガスを外部に払い出すことができる。これにより、充填されているガス用吸着材中の水分を上記水分用吸着材に吸着させることで、払い出しガスの水分量を増加させず、かつ、払い出しガスの露点が導入ガスの露点よりも上昇しないようにすることができる。さらに、ある程度水分用吸着材に吸着した水分は、より露点が低い導入ガスにより再生される。
【００２３】
本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置の第４特徴構成は、第１〜第３特徴構成に加えて、前記ガス用吸着材が、前記水分用吸着材よりも、同一温度、同一湿度条件下における水分吸着量が低い吸着材からなる点にある。
【００２４】
上記第４特徴構成によれば、吸着貯蔵部に設けられたガス用吸着材が水分調整部に設けられた水分用吸着材よりも同一温度、同一湿度条件下における水分吸着量が低いので、貯蔵状態において、吸着貯蔵部に導入されたガス中に残存する水分がガス用吸着材に吸着されて吸着性能が低下することを一層抑制することができる。
【００２５】
本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置の第５特徴構成は、第１〜第４特徴構成に加えて、前記ガス用吸着材が、温度２５℃での相対湿度が４０％の状態における水分の吸着量が、飽和吸着量の１／４以下の活性炭からなる点にある。
【００２６】
上記第５特徴構成によれば、吸着貯蔵部にガス用吸着材として設けられる活性炭の上記雰囲気下での水分吸着量を、飽和吸着量の１／４以下とすることで、ガス中に存在する水分の吸着に起因する吸着性能の低下を抑制することができる。即ち、活性炭の上記雰囲気下での水分吸着量が飽和吸着量の１／４を超えると、ガス中に存在する水分を吸着して吸着性能の低下を引き起こす可能性がある。
【００２７】
本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置の第６特徴構成は、第１〜第５特徴構成に加えて、前記水分用吸着材が、活性アルミナ、シリカゲルおよびゼオライトからなる群から選ばれる一以上の吸着材である点にある。
【００２８】
上記第６特徴構成によれば、例えば、貯蔵状態においてガスに含まれる水分を水分調整部に設けられた活性アルミナ、シリカゲルおよびゼオライトからなる群から選ばれる一以上の吸着材に良好に吸着させて、比較的乾燥したガスを吸着貯蔵部に導入し、また、払い出し状態において、水分調整部に設けられた活性アルミナ、シリカゲルおよびゼオライトからなる群から選ばれる一以上の吸着材に吸着されている水分を、ガス用吸着材から脱着した比較的乾燥したガスによりパージして良好に脱着させ、上記水分用吸着材の水分除去性能を良好に回復させることができる。
【００２９】
一方、例えば、払い出し状態において、ガス用吸着材に存在する水分が、払い出しガスと同伴して水分調整部に設けられた活性アルミナ、シリカゲルおよびゼオライトからなる群から選ばれる一以上の吸着材を通過することで良好に吸着され、払い出しガスの水分量を増加させず、かつ、払い出しガスの露点が導入ガスの露点よりも上昇しないようにすることができる。
【００３０】
本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置の第７特徴構成は、第１〜第６特徴構成に加えて、前記ガス用吸着材に吸着されるガスが、バイオガスである点にある。
【００３１】
上記第７特徴構成によれば、生物学的処理に際して発生するバイオガスを、水分の存在による影響に左右されず吸着することができ、良好なバイオガスの貯蔵性能を保つことができる。
【００３２】
本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置の第８特徴構成は、第１〜第７特徴構成に加えて、前記水分用吸着材の水分の吸着量が、温度２５℃での相対湿度が４０％の状態において、飽和吸着量の１／３以下である点にある。
【００３３】
上記第８特徴構成によれば、水分調整部に水分用吸着材の上記雰囲気下での水分吸着量を、飽和吸着量の１／３以下とすることで、払い出し状態において、水分調整部に設けられた水分用吸着材に吸着されている水分を、ガス用吸着材から脱着した比較的乾燥したガスによりパージして良好に脱着させ、水分調整部に設けられた水分用吸着材の水分除去性能を良好に回復させることができる。
【００３４】
本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置の第９特徴構成は、第１〜第７特徴構成に加えて、前記水分用吸着材の水分の吸着量が、温度２５℃での相対湿度が４０％の状態において、飽和吸着量の１／２以上である点にある。
【００３５】
上記第９特徴構成によれば、水分調整部に水分用吸着材の上記雰囲気下での水分吸着量を、飽和吸着量の１／２以上とすることで、ガス用吸着材中の水分が、払い出しガスに同伴して払い出されることを防止し、払い出しガスの水分量を増加させず、かつ、払い出しガスの露点が導入ガスの露点よりも上昇しないようにすることができる。
【００３６】
本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置の第１０特徴構成は、第９特徴構成に加えて、前記吸着貯蔵部が、貯蔵容器内に設けられ、前記貯蔵容器の同側面に、前記貯蔵状態において前記ガスが流入する流入口、及び、前記払い出し状態において前記ガスが流出する流出口が形成され、さらに、前記貯蔵容器の側面に、前記吸着貯蔵部側から直接ガスを放出可能な放出口が形成され、前記水分調整部が、前記貯蔵容器内において、前記吸着貯蔵部と前記流入口及び前記流出口が形成された側面との間に介装されている点にある。
【００３７】
上記第１０特徴構成によれば、貯蔵容器内に水分が存在している場合に、貯蔵容器内において吸着貯蔵部の存在する側の貯蔵容器の側面に、水分を含んだガスを直接放出可能な放出口が形成されていることで、水分用吸着材及びガス用吸着材に含まれる水分をガスとともに貯蔵容器外に放出し、貯蔵容器内の水分を低減することができる。
【００３８】
本発明に係るガス貯蔵方法の第１１特徴手段は、第１〜７の何れか一つの特徴構成を有する吸着式ガス貯蔵装置を用いて、前記ガスを前記吸着貯蔵部に導入して前記ガス用吸着材に吸着させ貯蔵する貯蔵工程を含むガス貯蔵方法であって、前記貯蔵工程において、前記導入されるガスを前記水分調整部を通過させて当該ガス中の水分を低減させる点にある。
【００３９】
上記第１１特徴手段によれば、ガスを、水分調整部を通じて吸着貯蔵部に導入することで、導入ガスに含まれる水分を低減して、吸着貯蔵部におけるガス吸着量の低下を防止することができる。
【００４０】
例えば、ガスが比較的多くの水分を含む場合でも、そのガスを、上記水分調整部を通じて吸着貯蔵部に導入することで、ガスに含まれる水分を当該水分調整部に設けられた水分用吸着材に吸着させて、比較的乾燥したガスを吸着貯蔵部に導入することができる。よって、ガス用吸着材におけるガス中に存在する水分の吸着に起因する吸着性能の低下を抑制することができる。
【００４１】
本発明に係るガス貯蔵方法の第１２特徴手段は、第１１特徴手段に加えて、前記ガスを前記ガス用吸着材から脱着させて前記吸着貯蔵部から払い出す払い出し工程を含み、前記払い出し工程において、前記払い出されるガスを前記水分調整部を通過させて当該水分調整部に設けられた水分用吸着材から水分を脱着させる点にある。
【００４２】
上記第１２特徴手段によれば、ガスを、水分調整部を通じて吸着貯蔵部に導入し、さらに吸着貯蔵部から水分調整部を通じて払い出すことで、当該水分調整部に設けられた水分用吸着材から水分を脱着させて、吸着貯蔵部におけるガス吸着量の低下を防止することができる。
【００４３】
例えば、ガスが比較的多くの水分を含む場合でも、そのガスを、上記水分調整部を通じて吸着貯蔵部に導入することで、ガスに含まれる水分を当該水分調整部に設けられた水分用吸着材に吸着させて、比較的乾燥したガスを吸着貯蔵部に導入することができる。よって、ガス用吸着材におけるガス中に存在する水分の吸着に起因する吸着性能の低下を抑制することができる。
【００４４】
また、例えば、ガス用吸着材から脱着した比較的乾燥したガスを、吸着貯蔵部から上記水分調整部を通じて払い出すことで、当該水分調整部に設けられた水分用吸着材に吸着されている水分を、払い出されるガスによりパージすることで脱着させ、当該ガスに同伴する状態で外部に払い出すことができる。よって、水分調整部に設けられた水分用吸着材の水分除去性能を回復させることができ、その水分用吸着材により払い出しが終わった後さらに導入されるガスの水分を良好に低減させることができる。
【００４５】
本発明に係るガス貯蔵方法の第１３特徴手段は、第１〜７の何れか一つの特徴構成を有する吸着式ガス貯蔵装置を用いて、前記ガスを前記ガス用吸着材から脱着させて前記吸着貯蔵部から払い出す払い出し工程を含むガス貯蔵方法であって、前記払い出し工程において、前記払い出されるガスを前記水分調整部を通過させて当該ガス中の水分を低減させる点にある。
【００４６】
上記第１３特徴手段によれば、払い出されるガスの水分量の増加を防止しつつ、払い出しガスの露点が導入ガスの露点よりも上昇しないようにすることができる。
【００４７】
例えば、ガス用吸着材の保管時若しくは吸着貯蔵部へのガス用吸着材の充填時に、水分を吸着してしまっている状態の吸着式ガス貯蔵装置に比較的露点の低いガスを導入して貯蔵した場合であっても、ガスを吸着貯蔵部から上記水分調整部を通じて払い出すことで、水分を同伴させない状態で払い出しガスを外部に払い出すことができる。これにより、充填されているガス用吸着材中の水分を上記水分用吸着材に吸着させることで、払い出しガスの水分量を増加させず、かつ、払い出しガスの露点が導入ガスの露点よりも上昇しないようにすることができる。
【００４８】
本発明に係るガス貯蔵方法の第１４特徴手段は、第１３特徴手段に加え、前記水分調整部に通過させて前記吸着貯蔵部に導入されたガスを、当該吸着貯蔵部から直接放出口を通じて放出させる水分放出工程を含む点にある。
【００４９】
上記第１４特徴手段によれば、貯蔵容器内に水分が存在している場合に、貯蔵容器内において吸着貯蔵部の存在する側の貯蔵容器の側面に、水分を含んだガスを直接放出可能な放出口が形成されていることで、水分用吸着材及びガス用吸着材に含まれる水分をガスとともに貯蔵容器外に放出し、貯蔵容器内の水分を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置の実施の形態について説明する。
本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置は、図１に示すように、例えば各種有機物を含有する汚泥を微生物の作用により嫌気性消化する消化槽等において発生するバイオガスＧ（ガスの一例）を吸着可能なバイオガス用吸着材４ａが設けられた吸着貯蔵部３ａを貯蔵容器３内に備え、そのバイオガスＧを、そのバイオガス用吸着材４ａに吸着させて貯蔵するように構成されている。
また、バイオガス用吸着材４ａから脱着されて払い出されたバイオガスＧは、車両およびガスエンジンなどの燃料として用いることができる。
【００５１】
貯蔵容器３は、適宜圧力容器として構成されている。また、その貯蔵容器３の形状は、円筒形、パイプ形、角筒形、球形など任意なものとすることができるが、本実施形態では、バイオガスＧを導入する流入口３ｉとバイオガスＧを払い出す流出口３ｏとを設ける端部（壁面）の面積をその他の面積よりも小さくする目的で、円筒形及びパイプ形に形成されている。
【００５２】
尚、バイオガスＧの貯蔵容器３内における吸着貯蔵時の温度及び圧力は、導入されたバイオガスＧの温度及び圧力そのままでも良く、特に制限されない。また、通常は、吸着貯蔵時の温度は、常温〜１００℃程度の範囲内（好ましくは、常温〜６０℃程度の範囲内）であり、吸着貯蔵時の圧力は、常圧以上（好ましくは、常圧〜３．４ＭＰａＧ程度の範囲内、より好ましくは、常圧〜１ＭＰａＧ程度の範囲内）である。吸着貯蔵時の圧力を高める必要がある場合には、圧縮機によりバイオガスＧを昇圧した後に、貯蔵容器３内に導入して、吸着し貯蔵する。
【００５３】
更に、貯蔵容器３内には、バイオガスＧが流入する流入口３ｉとバイオガスＧが流出する流出口３ｏが形成されており、その流入口３ｉに通じる流入路７には、貯蔵容器３内に導入されるバイオガスＧの流通を断続可能な開閉弁８が設けられ、流出口３ｏに通じる流出路９には、貯蔵容器３内から払い出されるバイオガスＧの流通を断続可能な開閉弁１０が設けられている。
【００５４】
そして、これら開閉弁８，１０の作動を制御する制御部５は、開閉弁８を開状態とし開閉弁１０を閉状態として、流入路７を通じてバイオガスＧを貯蔵容器３内の吸着貯蔵部３ａに導入してバイオガス用吸着材４ａに吸着させ貯蔵する貯蔵状態と、開閉弁８を閉状態とし開閉弁１０を開状態として、バイオガスＧをバイオガス用吸着材４ａから脱着させて吸着貯蔵部３ａから流出路９に払い出す払い出し状態とを切り換える切換手段として機能するように構成されている。尚、この切換手段は、上記貯蔵状態と上記払い出し状態との両方の状態、即ち、上記開閉弁８及び開閉弁１０の両方を開状態として、流入路７を通じてバイオガスＧを貯蔵容器３内の吸着貯蔵部３ａに導入しながらそのバイオガスＧを吸着貯蔵部３ａから流出路９に払い出す状態とするように構成しても構わない。
【００５５】
更に、吸着式バイオガス貯蔵装置は、上記制御部５により貯蔵状態とされて吸着貯蔵部３ａに導入されるバイオガスＧ、及び、上記制御部５により払い出し状態とされて吸着貯蔵部３ａから払い出されるバイオガスＧの両方が通過する部位に、バイオガスＧ中の水分若しくはバイオガス用の吸着材中の水分を吸着可能な水分用吸着材４ｂが設けられた水分調整部３ｂを備える。
詳しくは、貯蔵容器３の同じ側面３ｃに流入口３ｉ及び流出口３ｏが形成されており、上記水分調整部３ｂが、貯蔵容器３内において、吸着貯蔵部３ａと上記側面３ｃとの間に介装されているので、上記貯蔵状態及び上記払い出し状態の両状態において水分調整部３ｂをバイオガスＧが通過することになる。
【００５６】
尚、貯蔵容器３において同側面に流入口３ｉと流出口３ｏとを設けるとは、貯蔵容器３が円筒状の場合には、その円筒状の上部の鏡部又は下部の鏡部の一方側に流入口３ｉと流出口３ｏとを併設することであり、例えば、貯蔵容器３が球形の場合には、その球形の最上部又は最下部の一方に流入口３ｉ及び流出口３ｏとを併設することである。尚、上記貯蔵容器３に対して上記貯蔵状態と上記払い出し状態とを択一的に切り換えられることから、上記流入口３ｉと上記流出口３ｏとを、共通の開口として構成しても構わない。同様に、流入路７及び流出路９についても共通の流路として構成しても構わない。
【００５７】
尚、上記吸着貯蔵部３ａに設けられるバイオガス用吸着材４ａと上記水分調整部３ｂに設けられる水分用吸着材４ｂの境界部については、明確にバイオガス用吸着材４ａと水分用吸着材４ｂとが分離される形態で設けても構わないが、例えば、その境界部にバイオガス用吸着材４ａと水分用吸着材４ｂとが混在する混合吸着材を設けたり、その混合吸着材において吸着貯蔵部３ａから水分調整部３ｂにかけて水分用吸着材４ｂの割合を段階的又は連続的に増加する形態で傾斜するように構成しても構わない。
【００５８】
ここで、図２において、導入されるバイオガスＧの水分を水分用吸着材４ｂにより低減し、当該水分用吸着材４ｂから水分を脱着させる場合のガス貯蔵方法について説明する。
【００５９】
図２（ａ）に示すように、上記貯蔵状態としてバイオガスＧを吸着貯蔵部３ａに導入してバイオガス用吸着材４ａに吸着させ貯蔵する貯蔵工程において、流入口３ｉから貯蔵容器３内に導入されるバイオガスＧが比較的湿っているときには、当該バイオガスＧに含まれる水分が、水分調整部３ｂに設けられた水分用吸着材４ｂに吸着されるので、吸着貯蔵部３ａには、比較的乾燥したバイオガスＧ’が導入されることになり、バイオガス用吸着材４ａにおける水分の吸着に起因する吸着性能の低下が抑制される。
【００６０】
また、図２（ｂ）に示すように、上記貯蔵工程の後に実行される、上記払い出し状態としてバイオガスＧ’をバイオガス用吸着材４ａから払い出す払い出し工程において、吸着貯蔵部３ａに設けられたバイオガス用吸着材４ａから脱着した比較的乾燥したバイオガスＧ’が、水分調整部３ｂを通過するので、当該水分調整部３ｂに設けられた水分用吸着材４ｂに吸着されている水分がそのバイオガスＧ’によりパージされて脱着することになり、その水分用吸着材４ｂの水分除去性能が回復され、その脱着した水分を含むバイオガスＧが流出口３ｏから払い出されることになる。
すなわち、貯蔵容器３内には、バイオガス用吸着材４ａとして、水分吸着特性（性能）の低い活性炭を吸着貯蔵部３ａに充填しているので、貯蔵状態（貯蔵工程）において水分を含有するバイオガスＧを吸着貯蔵する際には、バイオガスＧ中に存在する水分の大半は、そのバイオガス用吸着材４ａとしての活性炭に吸着されずに、水分調整部３ｂ側に留まる。そして、バイオガスＧ’を脱着する際には、水分調整部３ｂに留まっていた水分は、脱着されたバイオガスＧ’に同伴して貯蔵容器３外に払い出されることになるので、払い出されるバイオガスＧ’に含まれる水分は増加することになる。
【００６１】
一方、図３において、払い出されるバイオガスＧの水分を低減させる場合のガス貯蔵方法について説明する。
【００６２】
図３（ａ）に示すように、上記払い出し状態（払い出し工程）において、吸着貯蔵部３ａに設けられたバイオガス用吸着材４ａに水分が既に吸着されており、払い出されるバイオガスＧ’がその水分とともに脱着されて比較的湿った状態のバイオガスＧ’を、水分調整部３ｂに設けられた水分用吸着材４ｂを通過させることで、バイオガスＧ’の水分が当該水分用吸着材４ｂに吸着されて、比較的乾燥したバイオガスＧが流出口３ｏから払い出されることになる。この払い出されるバイオガスＧの露点は、水分量が低減されているので、導入されるバイオガスＧの露点よりも上昇したものとはならない。
【００６３】
ここで、図３（ｂ）に示すように、上記バイオガスＧ払い出し後の貯蔵状態（貯蔵工程）において、流入口３ｉから貯蔵容器３内に導入される比較的乾燥したバイオガスＧが、水分調整部３ｂに設けられた水分用吸着材４ｂに吸着している水分を追い出し、水分用吸着材４ｂを再生することになる。
このような図３（ａ）及び（ｂ）に示す吸着・脱着により、吸着貯蔵部３ａに充填されているバイオガス用吸着材４ａに存在する水分は、バイオガスＧ’とともに外部に払い出されることが無いため、払い出しバイオガスＧの水分量を増加させることはなく、払い出しバイオガスＧの露点が導入バイオガスＧの露点よりも上昇することはない。
これにより、比較的水分量の少ないバイオガスＧが払い出されるため、このバイオガスＧを、例えば、車両若しくはガスエンジン等の燃料として有効に利用することができる。
【００６４】
さらに、図３（ｃ）に示すように、必要に応じて貯蔵容器３内のバイオガス用吸着材４ａから水分とともに脱着したバイオガスＧ’を、吸着貯蔵部３ａの存在する側に形成された放出口３ｙから直接放出することで、貯蔵容器３内の水分を低減することもできる。
【００６５】
上記放出口３ｙは、貯蔵容器３の側面のうち吸着貯蔵部３ａの存在する側の側面に形成され、貯蔵容器３内に存在する水分をバイオガスとともに外部に直接放出することができる。これにより、貯蔵容器３内に水分が存在している場合においても、貯蔵容器３内の水分を低減することができる。当該放出口３ｙは、貯蔵容器３の側面のうち吸着貯蔵部３ａの存在する側の側面であれば、貯蔵容器３のどの側面に形成されていても良い。
【００６６】
本実施形態において、貯蔵対象のガスをバイオガスＧ（メタン、二酸化炭素、硫化水素等からなる）としたが、別のガスを貯蔵対象としても良い。貯蔵対象のガスとして、例えば、天然ガス、ブタン、アセチレン、二酸化炭素などが挙げられる。
【００６７】
吸着貯蔵部３ａは、バイオガス用吸着材４ａとして活性炭が充填されており、その活性炭は、比表面積が５００ｍ2／ｇ以上且つ２４００ｍ2／ｇ以下の範囲内のものが好ましく、６００ｍ2／ｇ以上且つ１８００ｍ2／ｇ以下の範囲内のものがより好ましい。
バイオガス用吸着材４ａとしての活性炭の比表面積が５００ｍ2／ｇ未満であると、単位重量当たりの吸着量が小さくなる傾向がある。
一方、２４００ｍ2／ｇを越えるものであると、充填密度が低くなり、単位体積当たりの吸着量が小さくなる傾向がある。
【００６８】
また、バイオガス用吸着材４ａとしての活性炭の細孔容量に関しても同じ理由から、０．２ｃｍ3／ｇ以上且つ１．５ｃｍ3／ｇ以下の範囲内のものが好ましく、０．３ｍ3／ｇ以上且つ１．０ｃｍ3／ｇ以下の範囲内のものがより好ましい。
【００６９】
バイオガス用吸着材４ａとしての活性炭の平均細孔径に関しては、７Å以上且つ２０Å未満の範囲内のものが好ましく、７Å以上且つ１０Å未満の範囲内のものがより好ましい。
バイオガス用吸着材４ａとしての活性炭の平均細孔径が７Å未満であると、バイオガスＧ中の二酸化炭素が脱着し難く、吸脱着を繰り返した後の性能低下が大きくなる。
一方、バイオガス用吸着材４ａとしての活性炭の平均細孔径が２０Åを超えると、バイオガスＧ中のメタンの吸着量が非常に小さくなる傾向がある。
【００７０】
バイオガス用吸着材４ａとしての活性炭の水分吸着特性（性能）は、温度２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態の雰囲気下での水分吸着量が、飽和吸着量の１／４以下であり、好ましくは飽和吸着量の１／２０〜１／５であり、より好ましくは飽和吸着量の１／１５〜１／８である。
尚、水分吸着量の測定方法としては、２００℃で１０時間真空乾燥した吸着材に対して、一般的な測定方法である容量法により、相対湿度０％〜９９％における水分量を測定する。
尚、飽和吸着量としては、相対湿度９９％における水分吸着量の測定値を用いる。
バイオガス用吸着材４ａとしての活性炭として、温度２５℃で相対湿度４０％の状態の雰囲気下での水分吸着量が飽和水分吸着量の１／４を超える活性炭を用いることで、バイオガスＧ中に存在する水分を吸着して吸着性能の低下を引き起こす可能性がある。
なお、バイオガス用吸着材４ａの水分吸着による吸着性能の低下が問題とならない場合には、上記のような水分吸着特性とは異なる特性を有するバイオガス用吸着材４ａを用いてもよい。
【００７１】
かかる活性炭は、例えば、特開２００１−２６９５７０号公報に示されるように、炭化物を破砕又は成形した炭素質材料を、水蒸気１０容量％〜２０容量％、二酸化炭素１５容量％〜２５容量％及び残余が窒素である雰囲気中で、６００℃〜１２００℃の温度で賦活することにより製造することができる。
上記炭素質材料としては、椰子殻、パーム椰子などの植物系原料、石炭系原料、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、イオン交換樹脂などの合成系原料を炭化した炭化物を破砕又は成形して得られる。
上記賦活に用いる炭素質材料の形状、サイズは特に限定されないが、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ程度の破砕状物、顆粒状又は円柱状の成形物が一般的である。この炭素質材料を賦活して活性炭とするには、水蒸気１０容量％〜２０容量％、二酸化炭素１５容量％〜２５容量％の酸化性ガス及び窒素ガスを用いて、６００℃〜１２００℃の温度で賦活する。賦活時間は特に限定されないが、平均粒径３ｍｍ以上の炭素質材料については１時間以上が好ましく、通常は最長でも５０時間までである。
【００７２】
上記活性炭の形状は、貯蔵容器３に充填する際の飛散防止のため、粒状、成形状或いはペレット状であるものが実用上好ましい。しかしながら、これに限らず、フィルター等を併設すると粉末状のものも使用可能である。
【００７３】
水分調整部３ｂに充填される水分用吸着材４ｂは、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライトの単体又はその混合物が用いられており、その充填量としては、バイオガス用吸着材４ａと水分用吸着材４ｂとの合計量に対して０．１〜１５ｗｔ％、好ましくは０．５〜１５ｗｔ％、より好ましくは１〜１０ｗｔ％である。
尚、水分用吸着材４ｂとしては、活性アルミナ、シリカゲル、ゼオライトの他に、活性炭等の別の吸着材を設けることもできる。
【００７４】
図２（ａ）、（ｂ）に対応するバイオガス貯蔵方法を実施するための水分用吸着材４ｂの水分吸着量としては、２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態で飽和吸着量の１／３以下であり、好ましくは１／４以下、より好ましくは１／７以下である。さらに好ましくは１／２５以下である。この水分吸着量が大きいと払い出し状態において吸着している水分を完全に脱着できなくなり、水分が残存し、繰り返し吸脱着すると水分に対する吸着性能低下が発生する。
【００７５】
バイオガス用吸着材４ａの水分吸着量（図６参照）と、図２（ａ）、（ｂ）に対応するバイオガス貯蔵方法を実施するための水分用吸着材４ｂの水分吸着量（図７参照）との関係について説明を加えると、バイオガス用吸着材４ａの水分吸着量が、水分用吸着材４ｂの水分吸着量よりも、同一湿度条件下（２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態）において低くなっている。
【００７６】
従って、図２（ａ）、（ｂ）に対応するバイオガス貯蔵方法を実施するための水分用吸着材４ｂは、バイオガスＧ中に含まれる水分の量が非常に多い条件下では大量の水分を吸着するが、水分の量が少ない時は余り水分を吸着しない特徴を有することから、水分が少ないバイオガスＧ’が通過することにより、吸着している水分は脱着が可能となる。よって、払い出し状態（払い出し工程）において、流出口３ｏ付近（すなわち、流入口３ｉ付近）の水分用吸着材４ｂに優先的に吸着されていた水分が、バイオガス用吸着材４ａに吸着されていた水分濃度の非常に低いバイオガスＧ’の脱着に伴って、このバイオガスＧ’に同伴されて脱着して払い出されることにより、ほぼ完全に吸着水が脱着するので、水分用吸着材４ｂの水分吸着性能の低下が抑制される。
【００７７】
一方、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応するバイオガス貯蔵方法を実施するための水分用吸着材４ｂの水分吸着量としては、ラングミュアー型の水分吸着特性を有しており、２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態で飽和吸着量の１／２以上であり、好ましくは２／３以上、より好ましくは３／４以上である。すなわち、払い出しバイオガス中の水分量を、導入バイオガス中の水分量よりも同等以下にすることができる吸着材が好ましい。
また、水分用吸着材４ｂの水分吸着量が、バイオガス用吸着材４ａの水分吸着量よりも導入バイオガスの相対湿度条件下において大きいことが必須である。この水分吸着量が小さいと払い出し状態（払い出し工程）においてバイオガス用吸着材４ａから水分脱着された水分を完全に吸着できなくなり、払い出しバイオガスＧの露点が高くなる。
さらに、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応するバイオガス貯蔵方法を実施するための水分用吸着材４ｂの比表面積は、１００ｍ2／ｇ以上且つ８００ｍ2／ｇ以下の範囲内が好ましく、また、その細孔容積は、０．１ｃｍ3／ｇ以上且つ１．５ｃｍ3／ｇ以下の範囲内が好ましい。さらに、かかる水分用吸着材４ｂの充填量は、導入バイオガスの水分量、払い出しバイオガスの許容可能水分量、水分用吸着材４ｂの水分吸着量、及びバイオガス用吸着材４ａの水分量により適宜決定される。
【００７８】
ここで、バイオガス用吸着材４ａの水分吸着量（図６参照）と、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応するガス貯蔵方法を実施するための水分用吸着材４ｂの水分吸着量（図１２参照）との関係について説明を加えると、バイオガス用吸着材４ａの水分吸着量が、水分用吸着材４ｂの水分吸着量よりも、低湿度条件下では、同一湿度条件下において低くなっている。
【００７９】
従って、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応するバイオガス貯蔵方法を実施するための水分用吸着材４ｂは、貯蔵容器３内のバイオガス用吸着材４ａに存在し、払い出し状態（払い出し工程）においてバイオガスＧ’とともに放出される水分を吸着し、払い出しバイオガスＧの水分量を低減させ、払い出しバイオガスＧの露点を上昇させないようにすることができる。
【００８０】
貯蔵容器３に導入される前のバイオガスＧは、必要に応じて、脱硫部１による脱硫処理等が施される。尚、図１では、流入路７において開閉弁８の下流側に脱硫部１を配置したが、脱硫部１の位置については例えば流入路７における開閉弁８の上流側に配置するなど適宜改変可能である。
また、バイオガスＧを圧縮した状態で貯蔵する場合には適宜圧縮機が設けられる。
上記脱硫部１におけるバイオガスＧの脱硫処理は、一般的に行われているものでよく、例えば、バイオガスＧを脱流用吸着材が充填されている吸着塔（分離手段）に通し、硫化水素等の硫化物を吸着・除去する。脱硫用吸着材としては、従来から脱硫剤として使用されている活性炭、ゼオライト、金属酸化物（酸化銅、酸化亜鉛、酸化鉄など）が例示される。脱硫用吸着材における吸着時の温度及び圧力は、バイオガスＧの発生状態そのままでもよく、特に制限されないが、温度は、常温〜１００℃程度が好ましく、常温〜６０℃程度がより好ましく、一方、圧力は、常圧〜１ＭＰａＧ程度が好ましい。かかる脱硫処理は、バッチ方式で行っても良く、或いは２塔以上を使用して、脱硫操作と脱硫剤（脱硫用吸着材）の再生操作とを交互に行う連続再生処理方式で行っても良い。脱硫用吸着材の再生は、吸着塔に過熱水蒸気を吹き込んで、硫化水素を分離することにより行われる。また、バイオガスＧの脱硫処理としては、一般的に使用されている微生物による処理も可能である。
【００８１】
［別実施形態］
これまでの実施形態においては、貯蔵容器３内に、バイオガス用吸着材４ａが充填された吸着貯蔵部３ａと水分用吸着材４ｂが充填された水分調整部３ｂとがともに設けられている実施形態について説明したが、上記吸着貯蔵部３ａを吸着貯蔵容器３１内に備え、また、上記水分調整部３ｂを水分調整容器３２内に備え、これら吸着貯蔵容器３１と水分調整容器３２とが分離した構成としてもよい。
【００８２】
図４に示す吸着式ガス貯蔵装置は、水分用吸着材４ｂが充填された水分調整部３ｂの水分調整容器３２の上方側とバイオガス用吸着材４ａが充填された吸着貯蔵部３ａの吸着貯蔵容器３１の下方側とが連通路３３を介して直列に接続され、流入口３ｉ及び流出口３ｏが水分調整容器３２の下方側、すなわち連通路３３の接続部とは反対側に設けられている。
このような構成により、貯蔵状態（貯蔵工程）において、流入路７及び流入口３ｉ側から吸着貯蔵部３ａに導入されるバイオガス、及び払い出し状態（払い出し工程）において、吸着貯蔵部３ａから流出口３ｏ及び流出路９側へ払い出されるバイオガスの両方が通過する部位に、水分用吸着材４ｂが配置されることとなるので、上述した実施形態の吸着式ガス貯蔵装置（図１）と同様の作用効果を発揮することとなる。
【００８３】
以下、これまで説明してきた本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置若しくはガス貯蔵方法を用いて実際にバイオガスＧを吸着貯蔵した場合の実施例、及び、従来の吸着式バイオガス貯蔵装置を用いて実際にバイオガスＧを吸着貯蔵した場合の比較例について説明する。
【００８４】
まず、図２（ａ）、（ｂ）に対応する水分用吸着材４ｂを用いて、導入されるバイオガスＧの水分を低減させ若しくは水分用吸着材４ｂから水分を脱着させ、吸着式ガス貯蔵装置の吸着性能の低下を防止する場合の実施例１〜４及び比較例１、２について説明する。
【００８５】
〔実施例１〕
６０ｍｌの貯蔵容器３内において、流入口及び流出口が設けられた下方側を、水分用吸着材４ｂとしてシリカゲル（Ａ）を５ｗｔ％充填して水分調整部３ｂとし、その上方側を、バイオガス用吸着材４ａとして活性炭を９５ｗｔ％充填して吸着貯蔵部３ａとした。
上記水分用吸着材４ｂとしてのシリカゲル（Ａ）は、比表面積が４３０ｍ2／ｇ、細孔容量が０．７８ｃｍ3／ｇ、平均細孔径が６５Å、２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態で飽和吸着量の１／７の吸着特性を有するシリカゲル（Ａ）を用いた（図７）。
上記バイオガス用吸着材４ａとしての活性炭は、比表面積が１２０７ｍ2／ｇ、細孔容量が０．５４１ｃｍ3／ｇ、平均細孔径が９Å、粒径が０．２１２ｍｍ以上且つ４．７５ｍｍ以下の範囲内（メディアン径１．１５ｍｍ）、２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態で飽和吸着量の１／１０の特性を有する椰子殻活性炭を用いた（図６）。
【００８６】
貯蔵容器３を、室温にて真空乾燥し、１５℃に保ちながら、バイオガスＧの模擬ガスとして０．６ＭＰａＧに加圧された露点３５℃のメタン６５％と二酸化炭素３５％との混合ガスを流量が２Ｌ／ｍｉｎにて、貯蔵容器３内の圧力が０．６ＭＰａＧとなるまで、貯蔵容器３に導入した。この混合ガスの導入時は、貯蔵容器３内の温度が導入された混合ガスの露点より低いため、貯蔵容器３内では混合ガス中の水分が結露する条件である。
【００８７】
貯蔵容器３において混合ガスが吸着貯蔵された後は、貯蔵容器３内の圧力が０ＭＰａＧになるまで混合ガスの脱着を行った。この際、流量計を用いて混合ガスの脱着量を測定した。これらの吸脱着操作を繰り返し行い、繰り返し性能評価を行った。
ここで、以下の図面において、バイオガス用吸着材４ａに、バイオガスＧなどの吸着及び脱着をそれぞれ一回ずつ行うことを繰り返し回数一回とする。
結果、上記のように、結露する条件であるにもかかわらず、その貯蔵量は、図５に示す実施例１のデータのとおり、繰り返し使用しても、水分蓄積による貯蔵性能の低下は見られなかった。
【００８８】
更に、貯蔵容器３内の上方側に、活性アルミナ（比表面積が３２０ｍ2／ｇ、細孔容量が０．５６ｃｍ3／ｇ、平均細孔径が４５Å、２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態で飽和吸着量の１／４の吸着特性を有する）を５ｗｔ％充填した場合でも、繰り返し使用しても、水分蓄積による貯蔵性能の低下は見られなかった。
【００８９】
〔比較例１〕
上記実施例１に対して、貯蔵容器３内に、水分用吸着材を充填することなく、上記バイオガス用吸着材４ａのみを充填したものを比較例１として、上記実施例１と同様の性能評価を行った。
結果、その貯蔵量は、図５に示す比較例１のデータのとおり、繰り返し使用した場合には、水分蓄積による貯蔵性能が徐々に低下していることが確認できる。
【００９０】
〔実施例２〕
実施例１と同様に６０ｍｌの貯蔵容器３において、流入口及び流出口が設けられた下方側を、水分用吸着材４ｂとしてシリガゲル（Ｂ）を１０容量％充填して水分調整部３ｂとし、その上方側を、バイオガス用吸着材４ａとして活性炭を９０容量％充填して吸着貯蔵部３ａとした。
上記水分吸着材４ｂとしてのシリガゲル（Ｂ）は、充填密度０．３５ｇ／ｃｍ3、比表面積が３１５ｍ2／ｇ、細孔容量が１．１６ｃｍ3／ｇ、平均細孔径が１４８Å、図８で示す２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態で飽和吸着量の１／２５の吸着特性を有するシリガゲル（Ｂ）を使用した（図８）。
上記バイオガス用吸着材４ａとしての活性炭は、比表面積が８１４ｍ2／ｇ、細孔容量が０．３５ｃｍ3／ｇ、平均細孔径が７．５Åであり、２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態で飽和吸着量の１／６の吸着特性を有する椰子殻活性炭を使用した。
【００９１】
貯蔵容器３を室温にて真空乾燥し、３２℃に保ちながら、バイオガスＧの模擬ガスとして０．６ＭＰａＧに加圧して露点３７℃のメタン６５％と二酸化炭素３５％との混合ガスを流量が１．５Ｌ／ｍｉｎにて、貯蔵容器３内の圧力が０．６ＭＰａＧとなるまで、貯蔵容器３に導入した。
この混合ガス導入時は、実施例１と同様に貯蔵容器３内の温度が導入された混合ガスの露点よりも低いため、貯蔵容器３内では混合ガスの水分が結露する条件である。
【００９２】
貯蔵容器３において混合ガスが吸着貯蔵された後は、貯蔵容器３内の圧力が０．１ＭＰａＧになるまで混合ガスの脱着を行った。この際、流量計を用いて混合ガスの脱着量を測定した。これらの吸脱着操作を繰り返し行い、繰り返し性能評価を行った。
結果、上記のように、結露する条件であるにもかかわらず、３０００回吸脱着操作をした際のその貯蔵量の低下率は、図１０に示すデータのとおり、繰り返し使用しても水分の蓄積による貯蔵性能の低下率は約１６．０％であった。
【００９３】
〔実施例３〕
実施例２のシリカゲル（Ｂ）に替えて、異なる特性を持ったシリカゲル（Ｃ）を用いた以外は実施例２と同様に吸脱着操作を繰り返し行い、繰り返し性能評価を行った。上記水分吸着材４ｂとしてのシリガゲル（Ｃ）は、充填密度０．３５ｇ／ｃｍ3、比表面積が４９６ｍ2／ｇ、細孔容量が０．７６ｃｍ3／ｇ、平均細孔径が６１Åであり、図９で示すように、２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態で飽和吸着量の１／１０の吸着特性を有する（図９）。
結果、上記のように、結露する条件であるにもかかわらず、３０００回吸脱着操作をした際のその貯蔵量の低下率は、図１０に示すデータのとおり、繰り返し使用しても水分の蓄積による貯蔵性能の低下率は約２２．６％であった。
【００９４】
〔比較例２〕
実施例２及び３に対して、貯蔵容器３内に水分用吸着材４ｂを充填することなく、上記バイオガス用吸着材４ａのみを充填したものを比較例２として、上記実施例２及び３と同様の性能評価を行った。
結果、その貯蔵性は、図１０に示す比較例２のとおり、繰り返し使用した場合には、水分蓄積による貯蔵性能の低下率は約３７．４％であり、大きく低下していることが確認できる。
【００９５】
〔実施例４〕
上記別実施形態で説明した図４において、水分調整容器３２を３ｍｌとし、吸着貯蔵容器３１を５７ｍｌとした吸着式ガス貯蔵装置を用いて、上記実施例等と同様の性能評価を行った。
吸着貯蔵容器３１と水分調整容器３２の総容積（６０ｍｌ）に対して、水分用吸着材４ｂとしてのシリカゲルを５容量％充填して水分調整部３ｂ（水分調整容器３２）とし、その上方側を、バイオガス用吸着材４ａとして活性炭を９５容量％充填して吸着貯蔵部３ａ（吸着貯蔵容器３１）とした。
上記水分用吸着材４ｂとしてのシリカゲルは、比表面積が３１５ｍ2／ｇ、細孔容量が１．１６ｃｍ3／ｇ、２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態で飽和吸着量の１／２５の吸着特性を有する。
上記バイオガス用吸着材４ａとしての活性炭は、比表面積が８１４ｍ2／ｇ、細孔容量が０．３５ｃｍ3／ｇ、平均細孔径が７．５Å、２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態で飽和吸着量の１／６の吸着特性を有する椰子殻活性炭を用いた。
水分調整容器３２および吸着貯蔵容器３１を、室温にて真空乾燥し、３２℃に保ちながら、バイオガスＧの模擬ガスとして０．６ＭＰａＧに加圧して露点３７℃のメタン６５％と二酸化炭素３５％との混合ガスを流量が１．５Ｌ／ｍｉｎにて、吸着貯蔵容器３１内の圧力が０．６ＭＰａＧとなるまで、吸着貯蔵容器３１に導入した。
この混合ガスの導入時は、実施例１と同様に吸着貯蔵容器３１内の温度が導入された混合ガスの露点より低いため、吸着貯蔵容器３１内では混合ガスの水分が結露する条件である。
【００９６】
吸着貯蔵容器３１において混合ガスが吸着貯蔵された後は、吸着貯蔵容器３１内の圧力が０．１ＭＰａＧになるまで混合ガスの脱着を行った。この際、流量計を用いて混合ガスの脱着量を測定した。これらの吸脱着操作を繰り返し行い、繰り返し性能評価を行った。
結果、上記のように、結露する条件であるにもかかわらず、１０００回吸脱着操作を繰り返した際の吸着量の変化率は、図１１に示すように、比較例２では大きく低下しているにもかかわらず、実施例４ではほとんど低下しなかった。また、図１１に示すように、貯蔵容器３内にバイオガス用吸着材４ａと水分用吸着材４ｂをともに設置するよりも（実施例２）、バイオガス用吸着材４ａが充填された吸着貯蔵部３ａと水分用吸着材４ｂが充填された水分調整部３ｂとを分離して別の容器とする方が、吸着量の低下は少なかった。
【００９７】
次に、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応する水分用吸着材４ｂを用いて、払い出しバイオガスＧの水分を増加させないで当該払い出しバイオガスの露点を導入バイオガスＧの露点よりも上昇させない場合の実施例５、６及び比較例３、４について説明する。
【００９８】
〔実施例５〕
６０ｍｌの貯蔵容器３内において、流入口及び流出口が設けられた下方側を、水分用吸着材４ｂとしてゼオライトを７容量％充填して水分調整部３ｂとし、その上方側を、バイオガス用吸着材４ａとして活性炭を９３容量％充填して吸着貯蔵部３ａとした。上記水分用吸着材４ｂとしてのゼオライトは、比表面積が３７５ｍ2／ｇ、細孔容量が０．２ｃｍ3／ｇ、２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態で飽和吸着量の９／１０の特性を有するゼオライトを用いた（図１２）。上記バイオガス用吸着材４ａとしての活性炭は、比表面積が１２０７ｍ2／ｇ、細孔容量が０．５４１ｃｍ3／ｇ、平均細孔径が９Å、粒径が０．２１２ｍｍ以上且つ４．７５ｍｍ以下の範囲内（メディアン径１．１５ｍｍ）、２５℃で相対湿度４０％（相対圧０．４）の状態で飽和吸着量の１／１０の吸着特性を有する椰子殻活性炭を用いた。
【００９９】
空気中にて上記の活性炭およびゼオライトを貯蔵容器３に充填し、その後真空乾燥せずに２５℃に保ちながら、バイオガスＧの模擬ガスとして０．６ＭＰａＧの露点が−２１度のメタン６５％と二酸化炭素３５％との混合ガスを流量が２Ｌ／ｍｉｎにて、貯蔵容器３内の圧力が０．６ＭＰａＧとなるまで、貯蔵容器３に導入した。
【０１００】
貯蔵容器３において混合ガスが吸着貯蔵された後は、貯蔵容器３内の圧力が０ＭＰａＧになるまで混合ガスの脱着を行った。この際、０ＭＰａＧでの払い出しガスの露点を測定した。
結果、露点は−２２℃であり、導入ガスより露点が高くなることはなかった。
【０１０１】
〔実施例６〕
導入ガスの露点が−４５℃であること以外は、実施例５と同様にして繰り返し吸着、脱着を行い、払い出しガスの露点を測定した。その結果を図１３に示すが、繰り返し吸着及び脱着を行っても、払い出しガスの露点は導入ガスとほぼ同じであった。
【０１０２】
〔比較例３〕
上記実施例５に対して、貯蔵容器３内に、水分用吸着材４ｂを充填することなく、上記バイオガス用吸着材４ａのみを充填したものを比較例３として、上記実施例５と同様の性能評価を行った。
結果、払い出しガスの露点は−１３℃であり、導入ガスより高い露点となった。
【０１０３】
〔比較例４〕
上記実施例６に対して、貯蔵容器３内に、水分用吸着材４ｂを充填することなく、上記バイオガス用吸着材４ａのみを充填したものを比較例４として、上記実施例６と同様の性能評価を行った。
その結果は図１３に示すとおり、払い出しガスの露点は、吸着及び脱着の繰り返し回数とともに低くなっていくが、いずれも導入ガスより高い露点であった。
【０１０４】
したがって、図１３に示すように、貯蔵容器３内にバイオガス用吸着材４ａのみを充填したもの（例えば比較例４）よりも、水分用吸着材４ｂを併せて充填した吸着式ガス貯蔵装置（例えば実施例６）の方が、払い出しバイオガスＧの水分量を増加させないことにより、払い出しバイオガスＧの露点が導入バイオガスＧの露点よりも上昇させず、当該払い出しバイオガスＧを車両及びガスエンジン等の燃料として有効に利用することができるといえる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明に係る吸着式ガス貯蔵装置及びガス貯蔵方法は、装置の大型化及びコスト高を抑制し得る比較的簡単な構成で、ガス吸着材が設けられた吸着貯蔵部に導入される前のガス中の水分若しくは吸着貯蔵部から払い出される際のガス中の水分を適切に調整（低減若しくは増加）することができる吸着式ガス貯蔵装置及びガス貯蔵方法として好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】吸着式ガス貯蔵装置の概略構成図
【図２】貯蔵容器の貯蔵状態及び払い出し状態を示す図
【図３】貯蔵容器の貯蔵状態及び払い出し状態並びに水分放出状態の概念を示す図
【図４】吸着式ガス貯蔵装置の別概略構成図
【図５】実施例１及び比較例１における貯蔵量と繰り返し回数との関係を示す図
【図６】ガス用吸着材として利用される活性炭の水分吸着量の状態を示すグラフ図
【図７】水分用吸着材として利用されるシリカゲル（Ａ）の水分吸着量の状態を示すグラフ図
【図８】水分用吸着材として利用されるシリカゲル（Ｂ）の水分吸着量の状態を示すグラフ図
【図９】水分用吸着材として利用されるシリカゲル（Ｃ）の水分吸着量の状態を示すグラフ図
【図１０】実施例２、３、比較例２における貯蔵量と繰り返し回数との関係を示す図
【図１１】実施例２、４、比較例２における吸着量変化率と繰り返し回数との関係を示す図
【図１２】水分吸着材として利用されるゼオライトの水分吸着量の状態を示すグラフ図
【図１３】実施例６、比較例４における露点と繰り返し回数との関係を示す図
【符号の説明】
【０１０７】
３：貯蔵容器
３１：吸着貯蔵容器
３２：水分調整容器
３ａ：吸着貯蔵部
３ｂ：水分調整部
３ｃ：側面
３ｉ：流入口
３ｏ：流出口
３ｙ：放出口
４ａ：バイオガス用吸着材
４ｂ：水分用吸着材
５：制御部（切換手段）
Ｇ：バイオガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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