(57)【要約】【課題】原ガス（炭化水素）からの有機珪素系不純物の吸着除去に用いて好適である吸着剤を用いたガス精製装置を提供することにある。【解決手段】硫黄系不純物１ａ、有機珪素系不純物１ｂ、および水分１ｃ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、不純物１ａ，１ｂをそれぞれ吸着する吸着剤１２，１３が配置された吸着塔１１と、水分１ｃを吸着する吸着剤２４が配置された吸着塔２１とを有し、吸着剤１２をシリカライトとし、吸着剤１３をＳＢＡ−１、ＳＢＡ−３、ＳＢＡ−７、ＳＢＡ−１５のうちの何れかとし、吸着剤２４をシリカゲルとした。【選択図】図１
2008018305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫黄系不純物、有機珪素系不純物、および水分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して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置され、前記硫黄系不純物を吸着する硫黄系不純物吸着剤と、
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置され、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、
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して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置され、水分を吸着する水分吸着剤とを有し、
前記硫黄系不純物吸着剤が、シリカライトであり、
前記有機珪素系不純物吸着剤が、ＳＢＡ−１、ＳＢＡ−３、ＳＢＡ−７、ＳＢＡ−１５のうちの何れかであり、
前記水分吸着剤が、シリカゲルである
ことを特徴とするガス精製装置。
【請求項２】
硫黄系不純物、有機珪素系不純物、および水分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、
前記第一の処理槽内を減圧して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置され、前記硫黄系不純物を吸着する硫黄系不純物吸着剤と、
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置され、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、
第二の処理槽と、
前記原ガスを前記第一の処理槽の一方側から他方側へ流通させると共に、この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して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置され、水分を吸着する水分吸着剤と有し、
前記硫黄系不純物吸着剤が、シリカライトであり、
前記有機珪素系不純物吸着剤が、ＳＢＡ−１、ＳＢＡ−３、ＳＢＡ−７、ＳＢＡ−１５のうちの何れかであり、
前記水分吸着剤が、シリカゲルである
ことを特徴とするガス精製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス精製装置に関し、特に、下水消化ガスや食品廃棄物発酵メタンガスなどのバイオガスや、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などのように、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。
【背景技術】
【０００２】
下水消化ガスや食品廃棄物発酵メタンガスなどのバイオガスや、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などでガスエンジンやマイクロガスタービンなどを駆動して発電など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、メルカプタンなど）や有機珪素系不純物（例えば、シロキサンなど）など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などの原ガス中の硫黄系不純物を、水酸化ナトリウム水溶液などにより化学的に吸収除去したり（タカハックス法）、酸化鉄など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など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。
【０００３】
例えば、特許文献１には、原ガスを第一の処理槽に送給させ、該第一の処理槽内に配置された、ＵＳＹ，ＵＳＭ，ＭＣＭ−４１，ＭＣＭ−４８の何れかの有機珪素系不純物吸着剤および硫黄系不純物吸着剤により、前記有機珪素系不純物および前記硫黄系不純物をそれぞれ吸着除去させて、メタンからなる精製ガスを精製するガス精製装置が開示されている。また、このガス精製装置では、前記第一の処理槽内に水分吸着剤がガスの流通方向において前記第一の処理槽内における前記不純物吸着剤の後流側に設けられて、原ガスに含まれる水分を吸着除去させていた。
【０００４】
また、特許文献２には、消化ガスをシロキサン除去部に送給させ、該シロキサン除去部に配置されたガス処理用の活性炭からなるシロキサン化合物吸着剤（有機珪素系不純物吸着剤）により、前記有機珪素系不純物であるシロキサン化合物を吸着除去して、メタンからなる精製ガスを精製する消化ガスの精製装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６４３９号公報
【特許文献２】特開２００６−８３３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述したガス精製装置や前述した消化ガスの精製装置において、ＵＳＹ，ＵＳＭ，ＭＣＭ−４１，ＭＣＭ−４８，活性炭の何れかの有機珪素系不純物吸着剤により原ガスから有機珪素系不純物を吸着除去することができるものの、これらの吸着剤以外に原ガス（炭化水素）からの有機珪素系不純物の吸着除去に用いて好適である吸着剤を用いたガス精製装置が望まれていた。
【０００７】
そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、原ガス（炭化水素）からの有機珪素系不純物の吸着除去に用いて好適である吸着剤を用いたガス精製装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決する第１の発明に係るガス精製装置は、硫黄系不純物、有機珪素系不純物、および水分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して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置され、前記硫黄系不純物を吸着する硫黄系不純物吸着剤と、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置され、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、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して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置され、水分を吸着する水分吸着剤とを有し、前記硫黄系不純物吸着剤が、シリカライトであり、前記有機珪素系不純物吸着剤が、ＳＢＡ−１、ＳＢＡ−３、ＳＢＡ−７、ＳＢＡ−１５のうちの何れかであり、前記水分吸着剤が、シリカゲルであることを特徴とする。
【０００９】
上述した課題を解決する第２の発明に係るガス精製装置は、硫黄系不純物、有機珪素系不純物、および水分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、前記第一の処理槽内を減圧して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置され、前記硫黄系不純物を吸着する硫黄系不純物吸着剤と、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置され、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、第二の処理槽と、前記原ガスを前記第一の処理槽の一方側から他方側へ流通させると共に、この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して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置され、水分を吸着する水分吸着剤と有し、前記硫黄系不純物吸着剤が、シリカライトであり、前記有機珪素系不純物吸着剤が、ＳＢＡ−１、ＳＢＡ−３、ＳＢＡ−７、ＳＢＡ−１５のうちの何れかであり、前記水分吸着剤が、シリカゲルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るガス精製装置によれば、原ガスに含まれる硫黄系不純物、有機珪素系不純物および水分が、第一の処理槽に配置された硫黄系不純物吸着剤、および第二の処理槽に配置された水分吸着剤にてそれぞれ吸着され、前記硫黄系不純物および前記水分が異なる排気経路にて系外に排出されるので、前記硫黄系不純物と前記水分とが接触しなくなる。よって、前記水分に前記硫黄系不純物が溶解してなる溶液による、前記処理槽、前記吸着剤、および前記硫黄系不純物が排気される排気経路などの腐食を回避することができる。その結果、原ガスから硫黄系不純物および水分の除去による精製を低コストで且つ安定して実施することができる。さらに、前記有機珪素系吸着剤がＳＢＡ−１、ＳＢＡ−３、ＳＢＡ−７、ＳＢＡ−１５のうちの何れかであることで、これら吸着剤が、当該吸着剤に吸着された有機珪素系不純物を除去した後に再度有機珪素系不純物を吸着する可逆吸着性能を有しており、有機珪素系不純物を含有する炭化水素から当該有機珪素系不純物の吸着除去を連続的に安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明に係るガス精製装置を実施するための最良の形態について、各実施形態に基づき具体的に説明する。
【００１２】
［第一の実施形態］
以下に、本発明の第一の実施形態に係るガス精製装置につき、図面を用いて具体的に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第一の実施形態に係るガス精製装置の概略構成図であり、図２は、それが有する第三の処理槽の説明図である。
【００１４】
本実施形態に係るガス精製装置は、図１に示すように、下水消化ガスや食品廃棄物発酵メタンガスなどのバイオガスや、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などのような、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、メルカプタンなど）１ａ（含有量：１０００ｐｐｍ以上）、有機珪素系不純物（例えば、シロキサンなど）１ｂ（含有量：５０ｍｇ／Ｎｍ3程度）、水分１ｃおよび二酸化炭素１ｄ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、原ガス１から硫黄系不純物１ａおよび有機珪素系不純物１ｂを吸着して除去する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）へ原ガス１を流通させる第一のガス送給手段と、吸着塔１１を減圧して当該吸着塔１１にて吸着された不純物１ａ，１ｂを排気させる第一の減圧排気手段と、吸着塔１１の下方側から上方側へ流通して精製された精製ガス１ｅから水分１ｃを吸着して除去する第二の処理槽である吸着塔２１と、精製ガス１ｅを吸着塔２１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と、吸着塔２１を減圧して当該吸着塔２１にて吸着された水分１ｃを排気させる第二の減圧排気手段と、吸着塔２１の下方側（一方側）から上方側（他方側）へ流通して精製された精製ガス１ｆから二酸化炭素１ｄを吸着して除去する第三の処理槽である吸着塔３１と、精製ガス１ｆを吸着塔３１の下方側（一方側）から上方側（他方側）へ流通させる第三のガス送給手段と、吸着塔３１を減圧して当該吸着塔３１にて吸着された二酸化炭素１ｄを排気させる第三の減圧排気手段とを有する。
【００１５】
また、上述したガス精製装置１０は、吸着塔３１の一方側から減圧して排気された二酸化炭素（ガス）１ｄを吸着塔３１の一方側から再び送給させると共に、吸着塔１１，２１の他方側へ送給させる第一の排気再送給手段と、吸着塔３１の一方側から他方側へ流通したガス１ｇを吸着塔３１の他方側へ送給させる第二の排気再送給手段とを有する。
【００１６】
前記第一のガス送給手段としては、ブロア１６、バルブ１８ａ，１８ｂなどが挙げられる。
【００１７】
前記第一の減圧排気手段としては、真空ポンプ５６、バルブ１９ａなどが挙げられる。
【００１８】
吸着塔１１は、複数（本実施形態では２つ）設けられ並列に連結される。この吸着塔１１は、当該吸着塔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内に配置され、硫黄系不純物１ａを吸着する高シリカゼオライトからなりハニカム形状の硫黄系不純物吸着剤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内に配置され、有機珪素系不純物１ｂを吸着する高シリカゼオライトからなりハニカム形状の有機珪素系不純物吸着剤１３とを有する。
【００１９】
硫黄系不純物吸着剤１２を構成する高シリカゼオライトとしては、シリカライトが挙げられる。
【００２０】
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。
【００２１】
有機珪素系不純物吸着剤（ガス精製剤）１３を構成する高シリカゼオライトとしては、ＵＳＭ，ＵＳＹ，ＭＣＭ−４１，ＭＣＭ−４８，ＳＢＡ−１，ＳＢＡ−３，ＳＢＡ−７，ＳＢＡ−１５が挙げられ、特に、ＭＣＭ−４１，ＳＢＡ−１，ＳＢＡ−１５であると好ましく、さらに、ＳＢＡ−１５であると最も好ましい。
【００２２】
吸着塔２１は、複数（本実施形態では２つ）設けられ並列に連結される。この吸着塔２１は、当該吸着塔２１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２１内に配置され、水分を吸着するシリカゲルからなりハニカム形状の水分吸着剤２４を有する。
【００２３】
前記第二のガス送給手段として、ブロア２６、バルブ２８ａ，２８ｂなどが挙げられる。
【００２４】
前記第二の減圧排気手段として、真空ポンプ６６、バルブ２９ａなどが挙げられる。
【００２５】
吸着塔３１は、複数（本実施形態では３つ）設けられ並列に連結される。この吸着塔３１は、当該吸着塔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内に配置され、二酸化炭素１ｄ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３５を有する。
【００２６】
二酸化炭素吸着剤３５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。
【００２７】
前記第三のガス送給手段として、ブロア３６、バルブ３８ａ，３８ｂなどが挙げられる。
【００２８】
前記第三の減圧排気手段として、真空ポンプ４６、バルブ３９ａなどが挙げられる。
【００２９】
前記第一の排気再送給手段として、第一のサージタンク４７、バルブ１４ａ，１４ｂ，１９ｂ，２９ｂ，４９ａ，４９ｂ、流量調節弁２，３などが挙げられる。
【００３０】
前記第二の排気再送給手段として、第二のサージタンク５７、流量調節弁６、バルブ３９ｂなどが挙げられる。
【００３１】
上述したガス精製装置１０では、硫黄系不純物吸着剤１２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１３よりも上流側に配置される。水分吸着剤２４は、原ガス１の流通方向において硫黄系不純物吸着剤１２および有機珪素系不純物吸着剤１３よりも下流側に配置される。二酸化炭素吸着剤３５は、原ガス１の流通方向において硫黄系不純物吸着剤１２、有機珪素系不純物吸着剤１３および水分吸着剤２４よりも下流側に配置される。
【００３２】
このような位置に硫黄系不純物吸着剤１２を配置することにより、硫黄系不純物１ａ  による有機珪素系不純物吸着剤１３や水分吸着剤２４の劣化を抑制することができる。このような位置に二酸化炭素吸着剤３５を配置することにより、硫黄系不純物１ａ、有機珪素系不純物１ｂおよび水分１ｃによる二酸化炭素吸着剤３５の劣化を抑制することができる。
【００３３】
なお、第一のサージタンク４７から吸着塔３１の一方側から他方側へ流通し、精製ガス１ｆと合流するガス１ｈは、流量調節弁７，８により調節される。二酸化炭素１ｄは、流量調節弁３２、バルブ３３を介して系外に排気される。精製ガス１ｇは、流量調節弁３７を介して回収される。
【００３４】
このようなガス精製装置１０においては、一方の吸着塔１１にて硫黄系不純物１ａおよび有機珪素系不純物１ｂを吸着して除去する吸着工程が行われ、他方の吸着塔１１にて吸着剤１２，１３にそれぞれ吸着された硫黄系不純物１ａおよび有機珪素系不純物１ｂを脱着させる脱着工程が行われる。また、一方の吸着塔２１にて水分１ｃを吸着除去する吸着工程が行われ、他方の吸着塔２１にて吸着剤２４に吸着された水分１ｃを脱着させる脱着工程が行われる。さらに、一つの吸着塔３１にて二酸化炭素１ｄを吸着除去する吸着工程が行われ、他の一つの吸着塔３１にて吸着された精製ガス１ｇを脱着させるパージ工程が行われ、さらに他の一つの吸着塔３１にて吸着剤３５に吸着された二酸化炭素１ｄを脱着させる脱着工程が行われる。
【００３５】
すなわち、一方の吸着塔１１にて吸着工程が行われる場合、ガスの流通経路に該当するバルブ１８ａ，１８ｂを開放する一方、バルブ１９ａ，１９ｂを閉鎖し、ブロア１６を作動させることにより、原ガス１が吸着塔１１内に送給される。このとき、原ガス１は吸着塔内１１を下方側から上方側へ流通し、吸着塔１１内の吸着剤１２，１３に不純物１ａ，１ｂがそれぞれ吸着されて除去される。これにより、原ガス１が精製ガス１ｅとなって吸着塔１１の上方から送出される。
【００３６】
他方の吸着塔１１にて脱着工程が行われる場合、ガスの流通経路に該当するバルブ１９ａを開放する一方、バルブ１８ａ，１８ｂ，１９ｂを閉鎖し、真空ポンプ５６を作動させることにより、吸着塔１１内が減圧される。このとき、吸着剤１２，１３に吸着された不純物１ａ，１ｂは、当該吸着剤１２，１３から脱着されて真空ポンプ５６を通って系外に排気される。
【００３７】
続いて、このような脱着が所定時間行なわれると、バルブ１８ａ，１８ｂを閉鎖する一方、バルブ１４ｂ，１９ａ，１９ｂを開放し、流量調節弁３を調節することにより、第一のサージタンク４７内の二酸化炭素１ｄが吸着塔１１内に送給される。この操作を行うことにより、吸着剤１２，１３に吸着された不純物１ａ，１ｂがさらに脱着される。
【００３８】
続いて、上述した操作を所定時間行った後、バルブ１４ｂ，１８ａ，１８ｂ，１９ａを閉鎖する一方、バルブ１５ｂ，１９ｂを開放し、流量調節弁５を調節することにより、真空ポンプ４６により加圧された二酸化炭素１ｄが第一のサージタンク４７から吸着塔１１内に送給される。これにより、吸着塔１１内が昇圧されて常圧となる。なお、排気された不純物１ａ，１ｂは、回収するようにしても良い。
【００３９】
上述した吸着工程および脱着工程がそれぞれ所定時間行われると、吸着工程を行った吸着塔１１にて脱着工程が行われ、脱着工程を行った吸着塔１１にて吸着工程が行われる。二つの吸着塔１１にて、上述した工程を繰り返し交互に行うことで、原ガス１からの不純物１ａ，１ｂの除去（原ガス１の精製処理）を連続して行うことができる。
【００４０】
また、一方の吸着塔２１にて吸着工程が行われる場合、ガスの流通経路に該当するバルブ２８ａ，２８ｂを開放する一方、バルブ２９ａ，２９ｂを閉鎖し、ブロア２６を作動させることにより、吸着塔１１の一方側から他方側に流通して精製された精製ガス１ｅが吸着塔２１内に送給される。このとき、精製ガス１ｅは吸着塔２１内を下方側から上方側へ流通し、吸着塔２１内の吸着剤２４に不純物１ｃが吸着されて除去される。これにより、精製ガス１ｅが精製ガス１ｆとなって吸着塔２１の上方側から送出される。
【００４１】
他方の吸着塔２１にて脱着工程が行われる場合、ガスの流通経路に該当するバルブ２９ａを開放する一方、バルブ２８ａ，２８ｂ，２９ｂを閉鎖し、真空ポンプ５６を作動させることにより、吸着塔２１内が減圧される。このとき、吸着剤２４に吸着された水分１ｃは、当該吸着剤２４から脱着されて真空ポンプ６６を通って系外に排気される。
【００４２】
続いて、このような脱着が所定時間行なわれると、バルブ２８ａ，２８ｂを閉鎖する一方、バルブ１４ａ，２９ａ，２９ｂを開放し、流量調節弁２を調節することにより、第一のサージタンク４７内の二酸化炭素１ｄが吸着塔２１内に送給される。この操作を行うことにより、吸着剤２４に吸着された不純物１ｃがさらに脱着される。
【００４３】
続いて、上述した操作を所定時間行った後、バルブ１４ａ，２８ａ，２８ｂ，２９ａを閉鎖する一方、バルブ１５ａ，２９ｂを開放し、流量調節弁４を調節することにより、真空ポンプ４６により加圧された二酸化炭素１ｄが第一のサージタンク４７から吸着塔２１内に送給される。これにより、吸着塔２１内が昇圧されて常圧となる。なお、排気された不純物１ｃは、回収するようにしても良い。
【００４４】
上述した吸着工程および脱着工程がそれぞれ所定時間行われると、吸着工程を行った吸着塔２１にて脱着工程が行われ、脱着工程を行った吸着塔２１にて吸着工程が行われる。二つの吸着塔２１にて、上述した工程を繰り返し交互に行うことで、精製ガス１ｅからの不純物１ｃの除去（原ガス１の精製処理）を連続して行うことができる。
【００４５】
ここで、吸着塔３１における吸着工程、パージ工程および脱着工程につき図２を用いて説明する。なお、この図は、図中の左側の吸着塔３１にて吸着工程が行われ、図中の中央の吸着塔３１にてパージ工程が行われ、図中の右側の吸着塔３１にて脱着工程が行われる場合を示す。
【００４６】
一つの吸着塔３１（図中では左側）にて、この吸着塔３１のガスの流通経路に該当するバルブ３８ａ，３８ｂを開放する一方、バルブ３９ａ，３９ｂ，４９ａ，４９ｂを閉鎖し、ブロア３６を作動させることにより、吸着塔２１の一方側から他方側に流通して精製された精製ガス１ｆが吸着塔３１内に送給される。このとき、精製ガス１ｆは吸着塔内３１を下方側から上方側へ流通し、吸着塔３１内の吸着剤３５に不純物１ｄが吸着されて除去される。これにより、精製ガス１ｆが精製ガス１ｇとなって吸着塔３１の上方から送出される。
【００４７】
他の一つの吸着塔３１（図中では中央）にて、この吸着塔３１のガスの流通経路に該当するバルブ４９ａ，４９ｂを開放する一方、バルブ３８ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂを閉鎖し、ブロア３６および真空ポンプ４６を作動させることにより、第一のサージタンク４７内のガス１ｄが吸着塔３１の一方側から他方側へ流通される。このとき、前記吸着塔３１内にて二酸化炭素１ｄの分圧が高くなり、この二酸化炭素１ｄと吸着剤３５に吸着した精製ガス１ｇとが置換してこの精製ガス１ｇが脱着され、精製ガス１ｈは吸着塔３１の上方から送出される。この精製ガス１ｈは、吸着塔２１の一方側から他方側に流通した精製ガス１ｆと合流し、吸着工程を行う（別の）吸着塔３１（図中では左）内に送給される。よって、吸着剤３５に吸着した精製ガス１ｇを回収することができるので、原ガス１からの精製ガス１ｇの回収率を向上させることができる。
【００４８】
さらに他の一つの吸着塔３１（図中では右側）にて、この吸着塔３１のガスの流通経路に該当するバルブ３９ａを開放する一方、バルブ３８ａ，３８ｂ，３９ｂ，４９ｂを閉鎖し、真空ポンプ４６を作動させることにより、吸着塔３１内が減圧される。このとき、吸着剤３５に吸着された二酸化炭素１ｄは、当該吸着剤３５から脱着され真空ポンプ４６を通って、第一のサージタンク４７に溜められる。
【００４９】
続いて、上述した操作を所定時間行った後、バルブ３８ａ，３８ｂ，３９ａ，４９ａ，４９ｂを閉鎖する一方、バルブ３９ｂを開放し、流量調節弁６を調節することにより、ブロア３６により加圧された精製ガス１ｇが第二のサージタンク５７から吸着塔３１内に送給される。これにより、吸着塔３１内が昇圧されて常圧となる。なお、排気された二酸化炭素１ｄは、回収するようにしても良い。
【００５０】
上述した各工程が所定時間行われると、吸着工程を行った吸着塔３１にてパージ工程が行われ、パージ工程を行った吸着塔３１にて脱着工程が行われ、脱着工程を行った吸着塔３１にて吸着工程が行われる。さらに、前記各工程が所定時間行われると、パージ工程が行われた吸着塔３１にて脱着工程が行われ、脱着工程が行われた吸着塔３１にて吸着工程が行われ、吸着工程が行われた吸着塔３１にてパージ工程が行われる。よって、上述した工程を三つの吸着塔３１にて順次繰り返して行うことで、精製ガス１ｆから二酸化炭素１ｄを除去して精製ガス１ｇを精製する処理を連続して行うことができる。
【００５１】
上述した精製ガス１ｇは、ガスエンジンやマイクロガスタービンなどで発電用の燃料などとして利用することができる。
【００５２】
よって、上述した各吸着塔１１，２１，３１における操作を繰り返し行うことにより、原ガス１の精製を連続して行うことができる。
【００５３】
上述したガス精製装置１０は、吸着塔１１に配置された、硫黄系不純物吸着剤１２および有機珪素系不純物吸着剤１３と、吸着塔２１に配置された水分吸着剤２４と、吸着塔３１に配置された二酸化炭素吸着剤３５とを有し、圧力スイング吸着（Pressure Swing Adsorption:PSA）により、原ガス１から不純物１ａ，１ｂと水分１ｃと二酸化炭素１ｄを別々に除去することができる。
【００５４】
このため、従来は、水分吸着剤により除去された水分に硫黄系不純物吸着剤により除去された硫黄系不純物が溶解して、吸着剤、吸着塔、および不純物の排気経路（配管、真空ポンプ、バルブなど）を腐食してしまう可能性があったものの、本実施形態においては、原ガス１に含まれる硫黄系不純物１ａおよび水分１ｃが、吸着塔１１に配置された硫黄系不純物吸着剤１２、および吸着塔２１に配置された水分吸着剤２４にてそれぞれ吸着され、硫黄系不純物１ａおよび水分１ｃが異なる排気経路にて系外に排出されるので、硫黄系不純物１ａと水分１ｃとが接触しなくなる。よって、水分１ｃに硫黄系不純物１ａが溶解してなる溶液による、吸着塔１１，２１、吸着剤１２，１３，２４、および硫黄系不純物１ａが排気される排気経路などの腐食を回避することができる。その結果、原ガス１から硫黄系不純物１ａおよび水分１ｃの除去による精製を低コストで且つ安定して実施することができる。
【００５５】
したがって、本発明の第一の実施形態に係るガス精製装置１０によれば、原ガス１に含まれる硫黄系不純物１ａおよび水分１ｃが、吸着塔１１に配置された硫黄系不純物吸着剤１２、および吸着塔２１に配置された水分吸着剤２４にてそれぞれ吸着され、硫黄系不純物１ａおよび水分１ｃが異なる排気経路にて系外に排出されるので、硫黄系不純物１ａと水分１ｃとが接触しなくなる。よって、水分１ｃに硫黄系不純物１ａが溶解してなる溶液による、吸着塔１１，２１、吸着剤１２，１３，２４、および硫黄系不純物１ａが排気される排気経路などの腐食を回避することができる。その結果、原ガス１から硫黄系不純物１ａおよび水分１ｃの除去による精製を低コストで且つ安定して実施することができる。
【００５６】
また、吸着塔１１に有機珪素系不純物吸着剤１３を配置したことにより、原ガス１から有機珪素系不純物１ｂの除去による精製を低コストで且つ安定して実施することができる。吸着塔２１から排出された精製ガス１ｆを二酸化炭素吸着剤３５が配置された吸着塔３１に送給させたことにより、当該二酸化炭素吸着剤３５により二酸化炭素１ｄが吸着除去され、カロリおよび純度の高い精製ガス１ｇを得ることができる。
【００５７】
吸着塔１１，２１を複数設け並列に連結させたことにより、原ガス１の精製処理を連続して行うことができ、処理効率の向上を図ることができる。また、吸着塔３１を三つ設け並列に連結させたことにより、原ガス１の精製処理を連続して行うことができ、処理効率の向上を図ることができる。
【００５８】
吸着塔３１に配置された二酸化炭素吸着剤３５から脱着させた二酸化炭素１ｄを吸着塔３１の一方側へ送給したことにより、原ガス１からの精製ガス１ｇの回収率を向上させることができる。また、二酸化炭素１ｄを吸着塔１１，２１の他方側へ送給することにより、吸着剤１２，１３，２４に吸着された不純物１ａ，１ｂ、および水分１ｃを脱着させることでき、吸着剤１２，１３，２４を効率良く再生することができる。
【００５９】
また、吸着剤１２，１３がハニカム形状であることから、粒状をなす場合よりも原ガス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。
【００６０】
［第二の実施形態］
以下に本発明の第二の実施形態に係るガス精製装置について、図面を用いて説明する。
図３は、本発明の第二の実施形態に係るガス精製装置の概略構成図である。ただし、このガス精製装置は、前述した本発明の第一の実施形態に係るガス精製装置において、流量計、制御装置、二酸化炭素濃度計を設けたものであり、それ以外は本発明の第一の実施形態に係るガス精製装置と同じ構成であり、同一箇所には同一符号を付記し、その説明を省略する。
【００６１】
本発明の第二の実施形態に係るガス精製装置２０は、図３に示すように、第一のサージタンク４７から吸着塔３１の一方側へ流通するガス１ｄのガス流量を計測する流量計２３ａと、吸着塔３１の他方側からブロア３６の上流側へ送給されるガス１ｈのガス流量を計測する流量計２３ｂと、第一のサージタンク４７および第二のサージタンク５７内の二酸化炭素１ｄの濃度を計測する二酸化炭素濃度計測手段である二酸化炭素濃度計２７ａ，２７ｂと、二酸化炭素濃度計２７ａ，２７ｂにて計測された二酸化炭素濃度、および流量計２３ａ，２３ｂにより計測されたガス流量に基づき流量調節弁７，８の開度をそれぞれ制御する制御手段である制御装置２５ａ，２５ｂとを有する。
【００６２】
このガス精製装置２０では、制御装置２５ａ，２５ｂにより、吸着塔３１にて１回のパージ工程にて、吸着塔３１の一方側から他方側へ流通するガス１ｄまたはガス１ｈの流量が制御される。
【００６３】
具体的には、制御装置２５ａ，２５ｂでは、二酸化炭素濃度計２７ａ，２７ｂにより計測された、第二のサージタンク５７内の二酸化炭素１ｄの濃度が第一の所定値、例えば５ｖｏｌ％以上になると、流量調節弁７，８のどちらか一方または両方の開度が絞られて（調節されて）、ガス１ｄ，１ｈの流量が低減される。
【００６４】
二酸化炭素濃度計２７ａ，２７ｂにより計測された、第一のサージタンク４７内の二酸化炭素１ｄの濃度が第二の所定値、例えば９５ｖｏｌ％以下になると、流量調節弁７，８のどちらか一方または両方の開度が緩められて（調節されて）、ガス１ｄ，１ｈの流量が増加される。
【００６５】
よって、吸着塔３１に送給される混合ガス１ｊ中の二酸化炭素が所定の濃度範囲に調整されて、吸着塔３１にて精製された精製ガス１ｇ内の二酸化炭素を所定の濃度以下にさせることができる。
【００６６】
上述したガス精製装置２０においては、前述した第一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ことにより、吸着塔１１にて原ガス１から硫黄系不純物１ａおよび有機珪素系不純物１ｂが吸着除去されて精製ガス１ｅとなり、吸着塔２１にて精製ガス１ｅから水分１ｃが吸着除去されて精製ガス１ｆとなり、吸着塔３１にて精製ガス１ｆから二酸化炭素１ｄが吸着除去されて精製ガス１ｇとなる。この精製ガス１ｇ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などに供給されて、発電用の燃料などとして利用される。
【００６７】
したがって、本発明の第二の実施形態に係るガス精製装置２０によれば、前述した第一の実施形態に係るガス精製装置１０と同様な作用効果を奏する他、原ガス１から二酸化炭素１ｄが効率良く安定して除去されるので、原ガス１から精製される精製ガス１ｇ内の二酸化炭素を所定の濃度以下にして、純度の高い精製ガス１ｇを得ることができ、原ガス１からの精製ガス１ｇであるメタンの回収率を向上させることができる。
【００６８】
［第三の実施形態］
以下に、本発明の第三の実施形態に係るガス精製装置について、図面を用いて説明する。
図４は、本発明の第三の実施形態に係るガス精製装置の概略構成図である。ただし、このガス精製装置は、上述した本発明の第一の実施形態に係るガス精製装置において、第三の処理槽の近傍に配置されたブロアの上流側に混合タンクを設けたものであり、それ以外は本発明の第一の実施形態に係るガス精製装置と同じ構成であり、同一箇所には同一符号を付記し、その説明を省略する。
【００６９】
本発明の第三の実施形態に係るガス精製装置３０は、図４に示すように、ガスの流通方向においてブロア３６の上流側に且つその近傍に設けられた混合タンク３４を有する。この混合タンク３４には、吸着塔２１の一方側から他方側へ流通した精製ガス１ｆと、第一のサージタンク４７、および吸着塔３１の一方側から他方側へ流通したガス１ｈとが流入され溜められる。
【００７０】
この混合タンク３４では、ガス１ｈと精製ガス１ｆとが混合されて均質化される。均質化したガス１ｊがブロア３６により吸着塔３１の一方側から他方側へ流通される。
【００７１】
ただし、混合タンク３４は、吸着塔２１における１回の吸着工程にて排出された精製ガス１ｆの流量、および吸着塔３１における１回のパージ工程にて排出されたガス１ｈの流量の合計よりも大きい容量である。
【００７２】
このガス精製装置３０では、流量調節弁７，８を調節することにより、パージ工程が行われる吸着塔３１から混合タンク３４に流入するガス１ｈの流量が調節される。よって、ガス１ｊ内のメタンおよび二酸化炭素の濃度を所定の範囲に調節することができる。その結果、ガス１ｈ内のメタン１ｇの濃度が変動しても、ガス１ｊ内のメタン１ｇの濃度を所定の範囲内に調整することができ、二酸化炭素吸着剤３５の吸着性能を十分に発現させて、混合ガス１ｊから精製ガス（メタン）１ｇを効率良く安定して得ることができる。
【００７３】
上述したガス精製装置３０においては、前述した第一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ことにより、吸着塔１１にて原ガス１から硫黄系不純物１ａおよび有機珪素系不純物１ｂが吸着除去されて精製ガス１ｅとなり、吸着塔２１にて精製ガス１ｅから水分１ｃが吸着除去されて精製ガス１ｆとなり、吸着塔３１にて精製ガス１ｆから二酸化炭素１ｄが吸着除去されて精製ガス１ｇとなる。この精製ガス１ｇ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などに供給されて、発電用の燃料などとして利用される。
【００７４】
したがって、本発明の第三の実施形態に係るガス精製装置によれば、上述した第一の実施形態に係るガス精製装置１０と同様な作用効果を奏する他、流量調節弁７，８を調節することにより、第一のサージタンク４７、吸着塔３１の一方側から他方側へ流通するガス１ｈの流量が調節されて、ガス１ｈ内のメタンの濃度および二酸化炭素の濃度がそれぞれ所定の範囲に調整される。その結果、このガス１ｈと、吸着塔２１にて精製された精製ガス１ｆとが混合タンク３４に流入し混合して均質化したガス１ｊもそのガス１ｊ内のメタンおよび二酸化炭素の濃度が所定の範囲に調整される。よって、この混合ガス１ｊが吸着塔３１の一方側から他方側へ流通して精製することとなり、吸着塔３１内の二酸化炭素吸着剤３５の吸着性能が十分に発現されるので、原ガス１から精製ガス１ｇを効率良く安定して得ることができる。
【００７５】
［第四の実施形態］
本発明の第四の実施形態に係るガス精製装置について、以下に図面を用いて説明する。
図５は、本発明の第四の実施形態に係るガス精製装置の概略構成図である。ただし、このガス精製装置は、上述した第一の実施形態に係るガス精製装置において、第三の処理槽に所定の温度範囲に温度調節可能なジャケットを設ける一方、第三の処理槽へ送給されるガスを所定の温度範囲に温度調節可能な熱交換器を設けたものであり、それ以外は本発明の第一の実施形態に係るガス精製装置と同じ構成であり、同一箇所には同一符号を付記し、その説明を省略する。
【００７６】
本発明の第四の実施形態に係るガス精製装置４０では、図５に示すように、所定の温度範囲に温度調節可能なジャケット４１が第三の処理槽である吸着塔３１に設けられる一方、吸着塔３１内へ送給されるガスを所定の温度範囲に温度調節可能な熱交換器４２がブロア３６の下流側に設けられる。
【００７７】
ジャケット４１は、例えば所定の温度の熱媒（例えば、水や空気など）を当該ジャケット４１内に流通させたものが挙げられる。ジャケット４１は、その内部に熱媒を流通可能な構造であれば良い。また、前記熱媒の熱を吸着塔３１に伝達可能な構造および形状であれば良い。
【００７８】
熱交換器４２は、所定の温度範囲に温度調節可能であるものであれば良い。
【００７９】
よって、ジャケット４１により吸着塔３１内の二酸化炭素吸着剤３５自体が所定の温度範囲に調節される。
【００８０】
また、熱交換器４２により吸着塔３１へ送給されるガスが所定の温度範囲に調節されるので、このガスの熱が二酸化炭素吸着剤３５に伝わり、この二酸化炭素吸着剤３５が所定の温度範囲となる。
【００８１】
その結果、二酸化炭素吸着剤３５に所定の吸着性能を発現させることができる。原ガス１からの精製ガス１ｇの回収率を向上させることができる。さらに、精製ガス１ｆ内のメタン１ｇが前記第３吸着塔３１に付着することによる、この吸着塔３１内に配置された二酸化炭素吸着剤３５の吸着量の低下を抑制することができる。
【００８２】
上述したガス精製装置４０においては、前述した第一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ことにより、吸着塔１１にて原ガス１から有機珪素系不順物１ａおよび硫黄系不純物１ａが吸着除去されて精製ガス１ｅとなり、吸着塔２１にて精製ガス１ｅから水分１ｃが吸着除去されて精製ガス１ｆとなり、吸着塔３１にて精製ガス１ｆから二酸化炭素１ｄが吸着除去されて精製ガス１ｇとなる。この精製ガス１ｇ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などに供給されて、発電用の燃料などとして利用される。
【００８３】
したがって、本発明の第四の実施形態に係るガス精製装置４０によれば、上述した第一の実施形態に係るガス精製装置１０と同様な作用効果を奏する他、吸着塔３１内に配置された二酸化炭素吸着剤３５自体が所定の温度範囲になるので、この吸着剤３５への精製ガス１ｇの吸着を抑制して、この二酸化炭素吸着剤３５の吸着性能を十分に発現させることができる。その結果、原ガス１から精製ガス１ｇの回収率を向上させることができる。
【００８４】
［他の実施形態］
なお、前述した第一〜第四の実施形態に係るガス精製装置１０，２０，３０，４０においては、吸着塔１１に配置された吸着剤１２，１３により硫黄系不純物１ａ，有機珪素系不純物１ｂを吸着除去させ、吸着塔２１に配置された吸着剤２４により水分１ｃを吸着除去させ、吸着塔３１に配置された吸着剤３５により二酸化炭素１ｄを吸着除去させるようにしたが、吸着塔１１に配置された吸着剤１２により硫黄系不純物１ａを吸着除去させ、吸着塔２１に配置された吸着剤２４により水分を吸着除去させるガス性精製装置としても良く、吸着塔１１に配置された吸着剤１２，１３により硫黄系不純物１ａ，有機珪素系不純物１ｂを吸着除去させ、吸着塔２１に配置された吸着剤２４により水分１ｃを吸着除去させるガス精製装置としても良い。このようなガス精製装置であっても、硫黄系不純物１ａおよび水分１ｃが異なる排気経路にて系外に排出されるので、硫黄系不純物１ａと水分１ｃとが接触しなくなる。よって、水分１ｃに硫黄系不純物１ａが溶解してなる溶液による、前記吸着塔、前記吸着剤、および硫黄系不純物１ａが排気される排気経路などの腐食を回避することができる。その結果、原ガス１から硫黄系不純物１ａおよび水分１ｃの除去による精製を低コストで且つ安定して実施することができる。
【００８５】
前述した第一の実施形態に係るガス精製装置１０においては、第１吸着塔１１に配置される有機珪素系不純物吸着剤１３を用いて有機珪素系不純物１ｂを吸着除去するようにしたが、図６に示すように、ガスの流通方向においてブロア１６の上流側に、本実施形態では２つ設けられ並列に連結された吸着塔５１と、吸着塔５１内に配置され、有機珪素系不純物１ｂを吸着する吸着層である活性炭５２と、吸着塔５１の前後に設けられたバルブ５３ａ，５３ｂとを有するガス精製装置５０としても良い。このようなガス精製装置５０では、活性炭５２により原ガス１から有機珪素系不純物１ｂがより確実に除去されて、より純度の高い精製ガス１ｇを得ることができる。
【００８６】
さらに他実施形態として、前述した第一の実施形態に係るガス精製装置にて、回収された二酸化炭素を二酸化炭素吸着剤などに送給し、減圧して排気させることで、高純度の二酸化炭素を回収可能にしたガス精製装置としても良い。このようなガス精製装置によれば、上述した本発明の第一の実施形態に係るガス精製装置と同様な作用効果を奏する他、高純度の二酸化炭素が回収可能になるので、この回収された高濃度の二酸化炭素を溶接時に使用したり、浄水処理または下水処理にて処理水の殺菌に利用したり、前記二酸化炭素を冷却してドライアイスとして利用したりするなど、有効に利用することができる。
【００８７】
さらに他実施形態として、例えば、図７に示すように、吸着塔１１と吸着塔２１との間に配設されたブロア２６により、原ガス１を吸着塔１１の一方側から他方側へ流通させると共に、この吸着塔１１の一方側から他方側へ流通したガス１ｅを吸着塔２１の一方側から他方側へ流通させるブロア２６を有するようにしたガス精製装置６０としても良い。このようなガス精製装置６０では、ブロア２６と原ガス１に含まれる硫黄系不純物１ａとの接触による当該ブロア２６の腐食を回避することができる。
【００８８】
さらに他実施形態として、例えば、図８に示すように、吸着塔１１を減圧する真空ポンプ５６、および吸着塔２１を減圧する真空ポンプ６６へドライエア７１を送給可能にしたガス精製装置７０としても良い。このようなガス精製装置７０では、真空ポンプ５６，６６において、排気された不純物１ａ，１ｂ，１ｃなどの液化が防止され、さらに吸着剤１２，１３，２４の再生効率が向上する。その結果、液化した不純物などによる真空ポンプ５６，６６や排気経路の腐食などを防止し、さらに真空ポンプ５６，６６の負荷を低減して、ランニングコストの増加を抑制することができる。
【００８９】
さらに他実施形態として、例えば、図９に示すように、真空ポンプ５６，６６のガス送給口５６ａ，６６ａ近傍にドレイン槽８１を設けたガス精製装置８０としても良い。このようなガス精製装置８０では、吸着剤１２，１３，２４に吸着された不純物１ａ，１ｂ，１ｃなどが液化し、液化した不純物などが真空ポンプ５６，６６から排出されても、ドレイン槽８１に溜められる。その結果、ガスの流通方向においてドレイン槽８１よりも下流側の排気経路などの腐食などが防止され、ランニングコストの増加を抑制することができる。
【００９０】
前述した本発明の第二の実施形態に係るガス精製装置２０においては、流量計２３ａ，２３ｂを設けて、ガス１ｄ，１ｈの流量を計測するようにしたが、これら流量計２３ａ，２３ｂのうちどちらか一方のみを設けたガス精製装置としても良い。このようなガス精製装置であっても、上述した本発明の第二の実施形態に係るガス精製装置２０と同様な作用効果を奏する。
【００９１】
なお、上記では、本発明の第三の実施形態に係るガス精製装置３０においては、混合タンク３４を設けたが、この混合タンクを本発明の第一，第二，第四、および他の実施形態に係るガス精製装置１０，２０，４０〜８０において設けても良く、このようなガス精製装置でも、上記ガス精製装置３０と同様な作用効果を奏する。
【００９２】
また、前述した第一〜第四、および他の実施形態に係るガス精製装置１０〜８０では、原ガス１として、下水消化ガスや食品廃棄物発酵メタンガスなどのバイオガスや、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など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〜第四、および他の実施形態の場合と同様にして適用することができる。
【００９３】
また、前述した第一〜第四、および他の実施形態に係るガス精製装置１０〜８０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など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。
【００９４】
また、前述した第一〜第四、および他の実施形態に係るガス精製装置１０〜８０では、精製ガス１ｇをガスエンジンやマイクロガスタービンなどに供給して、発電用の燃料など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など）に利用したりすることも可能である。
【００９５】
また、前述した本発明の第一〜第四、および他の実施形態に係るガス精製装置１０〜８０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，１ｃ，１ｄ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。
【実施例】
【００９６】
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。
【００９７】
［有機珪素系不純物吸着剤の効果確認試験］
図１０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材の効果確認試験を次のようにして行った。
【００９８】
窒素ガスボンベ１１１のバルブ１１１ａで吸着圧力を調整すると共に、シロキサン発生器１１２から発生した有機珪素系不純物１ｂ（シロキサン）のガスおよび窒素ガス１２０の流量をマスフローコントローラ１１３ａ，１１３ｂで調整しながらそれらの濃度を調整し、開閉弁１１９ａ，１１９ｂを開放することにより、ハニカム形状の有機珪素系不純物吸着剤１３を充填したカラム１１４に供給し、当該カラム１１４内を流通したガス中のシロキサン濃度をＧＣ−ＭＳ、ＦＩＤ法によるＨＣ計あるいはＮＤ-ＩＲ法によるシロキサン分析計などの分析計１１５で計測する（１回目）。
【００９９】
所定時間経過したら、開閉弁１１９ａ，１１９ｂを閉鎖して開閉弁１１９ｃ，１１９ｄを開放し、窒素ガスボンベ１１６のバルブ１１６ａを調整して、上記ガスと逆方向に窒素ガス１２１をパージガスとしてカラム１１４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（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１３から可逆分の上記不純物１ｂ（シロキサン）をほとんど除去したら、開閉弁１１９ｃ，１１９ｄを閉鎖して開閉弁１１９ａ，１１９ｂを開放し、上記不純物１ｂ（シロキサン）のガスをカラム１１４内に再び供給して、カラム１１４内を流通したガス中のシロキサン濃度を分析計１１５で計測する（２回目）。
【０１００】
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た。
【０１０１】
このときの試験条件を下記に示し、その効果（可逆吸着量）を図１１に示す。
【０１０２】
＜有機珪素系不純物＞
デカメチルテトラシロキサン（ＤＭＴＳ）の一種類
＜有機珪素系不純物吸着剤＞
ＵＳＹ、ＭＣＭ−４１、ＭＣＭ−４８、ＳＢＡ−１、ＳＢＡ−３、ＳＢＡ−７、ＳＢＡ−１５の七種類
＜不純物濃度＞
２．６×１０3ｍｇ／ｍ3Ｎ
【０１０３】
＜ハニカム形状＞
φ１０ｍｍ×１０ｍｍＨ
＜吸着温度＞
２５℃
＜吸着圧力＞
１００ｋＰａ
＜吸着時間＞
６０分〜１２０分
＜逆洗時間＞
１８０分〜３６０分
【０１０４】
図１１に示すように、ＵＳＹ，ＭＣＭ−４１，ＭＣＭ−４８，ＳＢＡ−１，ＳＢＡ−３，ＳＢＡ−７，ＳＢＡ−１５において、可逆吸着量は、それぞれ１０．０ＬＮ／ｇ／ａｔｍ，１８．０ＬＮ／ｇ／ａｔｍ，１０．２ＬＮ／ｇ／ａｔｍ，２２．４ＬＮ／ｇ／ａｔｍ，４．９ＬＮ／ｇ／ａｔｍ，８．９ＬＮ／ｇ／ａｔｍ，２７．６ＬＮ／ｇ／ａｔｍとなった。よって、ＳＢＡ−１５は、ＵＳＹ，ＭＣＭ−４１，ＭＣＭ−４８，ＳＢＡ−１，ＳＢＡ−３，ＳＢＡ−７に対して、最も高い可逆吸着性能を示した。特に、ＭＣＭ−４１，ＳＢＡ−１，ＳＢＡ−１５は、ＵＳＹ，ＭＣＭ−４８，ＳＢＡ−３，ＳＢＡ−７に対して、非常に高い可逆吸着性能を示し、なかでも、ＳＢＡ−１５は、ＭＣＭ−４１，ＳＢＡ−１に対して、最も高い可逆吸着性能を示した。
【０１０５】
また、有機珪素系不純物吸着剤１３であるＳＢＡ−１５に対して、上述した有機珪素系不純物１ｂの吸着剤１３への吸着、および吸着剤１３からの不純物１ｂの除去を繰り返し４回行うことで、２回目、３回目、および４回目の可逆吸着量を求めた。その結果を図１２に示す。なお、４回目の可逆吸着量を求めるためにカラム１１４へ供給したガスには、２％程度の水蒸気を含ませた。
【０１０６】
この図１２に示すように、２回目、３回目、４回目にて、それぞれ２７．６ＬＮ／ｇ／ａｔｍ，２８．１ＬＮ／ｇ／ａｔｍ，２９．０ＬＮ／ｇ／ａｔｍとなった。すなわち、吸着剤１３の上記不純物１ｂに対する可逆吸着量がほぼ同一であり、吸着性能の劣化が無いことが分かった。また、４回目の水分を含有するガスに対しても、吸着性能の劣化が無いことが分かった。
【０１０７】
よって、前述した本発明の第一〜第四、および他の実施形態に係るガス精製装置１０〜８０において、有機珪素系不純物吸着剤（ガス精製剤）１３としてＳＢＡ−１、ＳＢＡ−３、ＳＢＡ−７、ＳＢＡ−１５のうちの何れかを用いることで、これら吸着剤は、当該吸着剤に吸着された有機珪素系不純物を除去した後に再度有機珪素系不純物を吸着する可逆吸着性能を有しており、有機珪素系不純物を含有する炭化水素（原ガス）から当該有機珪素系不純物の吸着除去を連続的に安定して行うことができる。さらに、有機珪素系不純物吸着剤１３がＳＢＡ−１、またはＳＢＡ−１５であれば、従来の吸着剤であるＵＳＹ，ＭＣＭ−４１，ＭＣＭ４８と比べて有機珪素系不純物の可逆吸着量が多いので、処理槽に配置する吸着剤の充填量を減らすことができ、第一の処理槽の小型化および装置の低コスト化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
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などに供給して、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など）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。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るガス精製装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係るガス精製装置が有する第三の処理槽の説明図である。
【図３】本発明の第二の実施形態に係るガス精製装置の概略構成図である。
【図４】本発明の第三の実施形態に係るガス精製装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第四の実施形態に係るガス精製装置の概略構成図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るガス精製装置の概略構成図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るガス精製装置の概略構成図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るガス精製装置の概略構成図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るガス精製装置の概略構成図である。
【図１０】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。
【図１１】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。
【図１２】有機珪素系不純物吸着剤であるＳＢＡ−１５の耐久試験の試験結果を表すグラフである。
【符号の説明】
【０１１０】
１        原ガス
１ａ      硫黄系不純物
１ｂ      有機珪素系不純物
１ｃ      水分
１ｄ      二酸化炭素
１ｅ，１ｆ，１ｇ  精製ガス
１ｈ      ガス
１ｊ      ガス
２，３，４，５，６，７，８  流量調節弁
１０      ガス精製装置
１１      吸着塔
１２      硫黄系不純物吸着剤
１３      有機珪素系不純物吸着剤
１６      ブロア
１８ａ，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ  バルブ
２０      ガス精製装置
２１      吸着塔
２３ａ，２３ｂ  流量計
２４      水分吸着剤
２５ａ，２５ｂ  制御装置
２６      ブロア
２７ａ，２７ｂ  二酸化炭素濃度計
３０      ガス精製装置
３１      吸着塔
３３，３７  流量調節弁
３４      混合タンク
３５      二酸化炭素吸着剤
３６      ブロア
３８ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂ  バルブ
４６，５６，６６    真空ポンプ
４０      ガス精製装置
４１      ジャケット
４２      熱交換器
４７      第一のサージタンク
５０      ガス精製装置
５１      吸着塔
５２      活性炭触媒
５３ａ，５３ｂ  バルブ
５７      第三のサージタンク
６０      ガス精製装置
７０      ガス精製装置
７１      ドライエア
８０      ガス精製装置
８１      ドレイン槽
１１１    窒素ガスボンベ
１１２    シロキサン発生器
１１３ａ，１１３ｂ  マスフローコントローラ
１１４    カラム
１１５    分析計
１１６    窒素ガスボンベ
１１７ａ，１１７ｂ  圧力計
１１８ａ，１１８ｂ  流量計
１１９ａ〜１１９ｄ  開閉弁
１２０    窒素ガス
１２１    窒素ガス
【図１】
2008018305.tif 000003
【図２】
2008018305.tif 000004
【図３】
2008018305.tif 000005
【図４】
2008018305.tif 000006
【図５】
2008018305.tif 000007
【図６】
2008018305.tif 000008
【図７】
2008018305.tif 000009
【図８】
2008018305.tif 000010
【図９】
2008018305.tif 000011
【図１０】
2008018305.tif 000012
【図１１】
2008018305.tif 000013
【図１２】
2008018305.tif 000014