(57)【要約】【課題】  シロキサン化合物含有ガスからシロキサン化合物を安価に効率よく除去することが可能なシロキサン化合物含有ガスの精製装置を得る。【解決手段】  シロキサン化合物含有ガスの精製装置２０は、シロキサン化合物を吸着する吸着剤が少なくとも取替可能に構成された取替可能容器１ａ、１ｂが容器間直列接続配管９によって互いに直列に接続されており、切替弁の操作のみでどちらを上流側にするかを自在に変更可能である。よって、寿命のきた上流側の取替可能容器１ａのみを交換し、その後はそれまで下流側に配置されていた取替可能容器１ｂを上流側にして利用することができ、吸着剤を非常に有効に利用することができる。また、容器交換後の流路切り替えを弁操作のみで行うことができるため、専門技能者でなくても取替可能容器１ａ、１ｂの交換作業を容易に行うことが可能である。【選択図】図２
2005144359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シロキサン化合物を含有する被処理ガスから前記シロキサン化合物を吸着除去するシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、
それぞれ前記シロキサン化合物を吸着する吸着剤を内蔵する複数の取替可能容器と、
前記各取替可能容器に被処理ガスを導入する入口ガス配管と、
前記各取替可能容器にて処理されたガスを外部へ排出する出口ガス配管と、
前記各取替可能容器を互いに直列に接続する容器間直列接続配管と、
前記各取替可能容器に対応して前記入口ガス配管、前記出口ガス配管および前記容器間直列接続配管に設けられ、前記各取替可能容器を流通する被処理ガスの流通経路を切り替える切替弁とを備えたことを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【請求項２】
請求項１記載のシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、前記取替可能容器の数が２または３であることを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【請求項３】
シロキサン化合物を含有する被処理ガスから前記シロキサン化合物を吸着除去するシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、
それぞれ前記シロキサン化合物を吸着する吸着剤を内蔵する複数の取替可能容器が並列に配設されてなる複数のユニットと、
前記各ユニットに被処理ガスを導入する入口ガス配管と、
前記各ユニットにて処理されたガスを外部へ排出する出口ガス配管と、
前記各ユニットを互いに直列に接続するユニット間直列接続配管と、
前記各ユニットに対応して前記入口ガス配管、前記出口ガス配管および前記ユニット間直列接続配管に設けられ、前記各ユニットを流通する被処理ガスの流通経路を切り替える切替弁とを備えたことを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【請求項４】
請求項３記載のシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、前記ユニットの数が２または３であることを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一項記載のシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、シロキサン化合物濃度を分析するために少なくとも前記入口ガス配管および前記出口ガス配管に設けられたサンプリング用分岐配管と、前記各サンプリング用分岐配管に設けられた切替弁と、前記サンプリング用分岐配管から採取したサンプルガス中のシロキサン化合物濃度を分析するシロキサン化合物分析装置とをさらに備えたことを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【請求項６】
請求項５記載のシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、前記被処理ガスの積算流量を測定する積算流量計と、前記シロキサン化合物分析装置から得られたシロキサン化合物濃度データと前記積算流量計から得られた積算流量データから前記吸着剤の破過時間を計算する演算装置とをさらに備えたことを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか一項記載のシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、前記取替可能容器の入口および出口に、前記取替可能容器内部と外部とを遮断するストップバルブを設けたことを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか一項記載のシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、前記取替可能容器に導入される前の前記被処理ガス中の水分を除去する除湿装置をさらに備えたことを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項記載のシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、前記吸着剤として、活性炭、ゼオライト、アルミナ、モレキュラーシーブの中から少なくとも１つを用いたことを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【請求項１０】
請求項９記載のシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、前記吸着剤として、活性炭、ゼオライト、アルミナ、モレキュラーシーブの中から少なくとも２つを混合して用いたことを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項記載のシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、前記被処理ガスは、消化ガスであることを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、前記出口ガス配管を発電設備と連通させ、前記出口ガス配管から排出されるガスを前記発電設備に供給していることを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、前記発電設備はガスエンジン、マイクロガスタービン、燃料電池のいずれかであることを特徴とするシロキサン化合物含有ガスの精製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水汚泥消化ガスなどのシロキサン化合物含有ガスの精製装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のシロキサン化合物含有ガスの精製装置としては、例えば特許文献１に示されるように、シロキサン化合物を吸着する多孔質吸着剤が充填された複数の充填層を並列に配設し、これら複数の充填層のそれぞれへ導入される下水汚泥消化ガスの通ガスを切り替えるための切替弁と、複数の充填層のそれぞれに接続された消化ガスパージ管とを備えたものがある。また、特許文献１の例では、多孔質吸着剤を再生するための再生装置を具備し、バルブ操作のみで多孔質吸着剤の再生処理が可能な構成としている。
【特許文献１】特開２００２−６６２４６号公報（第４−第５頁、図２、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のシロキサン化合物含有ガスの精製装置は以上のように構成されているので、小規模の設備では再生装置を設置することによりコストアップとなる。また、再生装置を具備していない場合には、充填層の交換作業は専門技能者が行わなければならず、交換作業時に粉末が飛散するなどの問題があった。
【０００４】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、シロキサン化合物含有ガスからシロキサン化合物を安価に効率よく除去することが可能なシロキサン化合物含有ガスの精製装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の観点におけるシロキサン化合物含有ガスの精製装置は、シロキサン化合物を含有する被処理ガスからシロキサン化合物を吸着除去するシロキサン化合物含有ガスの精製装置であって、それぞれシロキサン化合物を吸着する吸着剤を内蔵する複数の取替可能容器と、各取替可能容器に被処理ガスを導入する入口ガス配管と、各取替可能容器にて処理されたガスを外部へ排出する出口ガス配管と、各取替可能容器を互いに直列に接続する容器間直列接続配管と、各取替可能容器に対応して入口ガス配管、出口ガス配管および容器間直列接続配管に設けられ、各取替可能容器を流通する被処理ガスの流通経路を切り替える切替弁とを備えたものである。
【０００６】
また、本発明の第２の観点におけるシロキサン化合物含有ガスの精製装置は、それぞれシロキサン化合物を吸着する吸着剤を内蔵する複数の取替可能容器が並列に配設されてなる複数のユニットと、各ユニットに被処理ガスを導入する入口ガス配管と、各ユニットにて処理されたガスを外部へ排出する出口ガス配管と、各ユニットを互いに直列に接続するユニット間直列接続配管と、各ユニットに対応して入口ガス配管、出口ガス配管およびユニット間直列接続配管に設けられ、各ユニットを流通する被処理ガスの流通経路を切り替える切替弁とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、それぞれシロキサン化合物を吸着する吸着剤を内蔵する複数の取替可能容器、またはこれらの取替可能容器が並列に配置されてなる複数のユニットを互いに直列に接続しており、上流側の取替可能容器（ユニット）のみを交換することが可能である。このため、新しい取替可能容器（ユニット）に交換した後は、それまで下流側に配置されていた取替可能容器（ユニット）を上流側にしてそのまま利用することができ、吸着剤を有効に利用することができる。
【０００８】
また、各取替可能容器（ユニット）へのガス流通経路を切り替えるための切替弁を備えているため、容器交換後の流路切り替えを弁操作のみで行うことができ、専門技能者でなくても交換作業を容易に行うことが可能である。これらのことから、本発明によれば、シロキサン化合物含有ガスからシロキサン化合物を安価に効率よく除去することが可能な、シロキサン化合物含有ガスの精製装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態である実施の形態１〜実施の形態８について述べる。まず、被処理ガスであるシロキサン化合物含有ガスが消化ガスである場合を例に挙げ、本発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置にて処理されたガスを発電設備に供給するシステムについて図１を用いて簡単に説明する。下水処理場にて集積した下水に濃縮その他の処理を施し、ここで得られた汚泥に微生物の作用による消化ガス発生装置にて嫌気性消化をして得られたメタンを主とする可燃性ガス（消化ガス）に脱硫処理、ミスト除去処理等を施し、消化ガスタンクに貯蔵する。
【００１０】
消化ガスに含まれるシロキサン化合物は、シロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を基本骨格とした鎖状または環状構造の化合物であり、通常、例えばオクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、デカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）及びドデカメチルシクロヘキサシロキサン（Ｄ６）等の環状シロキサン化合物の形態で存在している。
【００１１】
消化ガスタンクに貯留された消化ガスは、図１に示すように、本発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）に導入され、ガス中のシロキサン化合物を吸着除去される。ガス精製装置２０の出口ガス配管から排出されたガスは、さらに連通する発電設備３０に供給される。なお、発電設備３０は、例えばガスエンジン、マイクロガスタービン、燃料電池等であり、本発明によるガス精製装置２０を適用することにより、信頼性の高い消化ガス発電システムを構築することができる。
以下、実施の形態１〜実施の形態８において、上記ガス精製装置２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）を詳細に説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図２は、本発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態１を示す構成図である。この実施の形態１は、本発明の第１の観点に対応する実施の形態である。本実施の形態におけるシロキサン化合物含有ガスの精製装置２０は、２つの取替可能容器１ａ、１ｂを備えている。これらの取替可能容器１ａ、１ｂは、それぞれシロキサン化合物を吸着する吸着剤（図示せず）を内蔵していて、内蔵された吸着剤を含む容器全体が、精製装置２０を構成する配管系に対して取替え可能に構成されている。しかし、取替可能容器１ａ、１ｂは、それぞれ精製装置２０を構成する配管系に対して固定された外部容器内に、吸着剤を内蔵する内部容器を取替え可能に構成することもできる。取替可能容器１ａ、１ｂには、入口ガス配管６および入口接続配管７ａ、７ｂからそれぞれ被処理ガスが導入される。また、出口接続配管８ａ、８ｂおよび出口ガス配管１０からそれぞれ処理されたガスを外部へ排出する。さらに、各取替可能容器１ａ、１ｂは、容器間直列接続配管９によって互いに直列に接続されている。
【００１３】
また、これらの配管には、各取替可能容器１ａ、１ｂを流通する被処理ガスの流通経路を切り替える切替弁が、各取替可能容器１ａ、１ｂに対応して設けられている。具体的には、取替可能容器１ａに着目すると、入口接続配管７ａに入口切替弁２ａ、出口接続配管８ａに出口切替弁５ａ、容器間直列接続配管９には入口切替弁４ａおよび出口切替弁３ａの計４個の切替弁が取替可能容器１ａに対応して設けられている。また、取替可能容器１ｂに着目すると、入口接続配管７ｂに入口切替弁２ｂ、出口接続配管８ｂに出口切替弁５ｂ、容器間直列接続配管９には入口切替弁４ｂおよび出口切替弁３ｂの計４個の切替弁が取替可能容器１ｂに対応して設けられている。精製装置２０全体としては、取替可能容器１ａ、１ｂの入口１２ａ、１２ｂ側には４つの入口切替弁２ａ、２ｂ、４ａ、４ｂ、出口１３ａ、１３ｂ側には４つの出口切替弁３ａ、３ｂ、５ａ、５ｂが設けられている。
【００１４】
次に、各切替弁の機能について説明する。入口切替弁２ａ、２ｂは、入口ガス配管６から導入される被処理ガスを、２つの取替可能容器１ａ、１ｂのいずれに導入するかを切り替える機能を持っている。従って、運転時においては片方の入口切替弁２ａ（２ｂ）が開状態の場合は、もう一方の入口切替弁２ｂ（２ａ）は閉状態となっている。図２では、入口切替弁２ａが開、入口切替弁２ｂが閉の状態を示し、開状態の入口切替弁２ａを白塗り、閉状態の入口切替弁２ｂを黒塗りして示している。
【００１５】
また、取替可能容器１ａの出口１３ａ側に設けられた出口切替弁３ａ、５ａは、取替可能容器１ａにて処理されたガスを、出ロガス配管１０から排出するか、またはもう一つの取替可能容器１ｂに導入するかを切り替える弁である。従って、運転時においては片方の出口切替弁３ａ（５ａ）が開状態の場合は、もう一方の出口切替弁５ａ（３ａ）は閉状態となっている。図２では、出口切替弁３ａが開、出口切替弁５ａが閉の状態を示し、開状態の出口切替弁３ａを白塗り、閉状態の出口切替弁５ａを黒塗りして示している。
【００１６】
具体的には、取替可能容器１ａにて処理されたガスを取替可能容器１ｂに導入する場合は、図２に示すように、容器間直列接続配管９に設けられた出口切替弁３ａ及び入口切替弁４ｂを開状態にして、出口切替弁５ａは閉状態にする。これにより、取替可能容器１ａにて処理されたガスは容器間直列接続配管９を通って取替可能容器１ｂに導入される。一方、取替可能容器１ａにて処理されたガスを出ロガス配管１０から排出する場合は、出口切替弁５ａを開状態にして、出口切替弁３ａ及び入口切替弁４ｂを閉状態にする。
【００１７】
同様に、取替可能容器１ｂの出口１３ｂ側に設けられた出口切替弁３ｂ、５ｂは、取替可能容器１ｂにて処理されたガスを出ロガス配管１０から排出するか、またはもう一つの取替可能容器１ａに導入するかを切り替える弁である。従って、運転時においては片方の出口切替弁３ｂ（５ｂ）が開状態の場合は、もう一方の出口切替弁５ｂ（３ｂ）は閉状態となっている。図２では、出口切替弁５ｂが開、出口切替弁３ｂが閉の状態を示し、開状態の出口切替弁５ｂを白塗り、閉状態の出口切替弁３ｂを黒塗りして示している。
【００１８】
具体的には、取替可能容器１ｂにて処理されたガスを出ロガス配管１０から排出する場合は、図２に示すように、出口切替弁５ｂを開状態にして、出口切替弁３ｂ及び入口切替弁４ａを閉状態にする。一方、取替可能容器１ｂにて処理されたガスを取替可能容器１ａに導入する場合は、容器間直列接続配管９に設けられた出口切替弁３ｂ及び入口切替弁４ａを開状態にして、出口切替弁５ｂは閉状態にする。これにより、取替可能容器１ｂにて処理されたガスは容器間直列接続配管９を通って取替可能容器１ａに導入される。
【００１９】
次に動作について説明する。なお、説明の便宜上、図２中、左側の取替可能容器１ａを第１の取替可能容器、右側の取替可能容器１ｂを第２の取替可能容器と称する。まず、被処理ガスが第１の取替可能容器１ａ、第２の取替可能容器１ｂの順に導入され処理される場合について説明する。図中、白塗りの切替弁は開状態、黒塗りの切替弁は閉状態を示しており、入口ガス配管６から導入された被処理ガスは、入口切替弁２ａおよび入口接続配管７ａを経て、第１の取替可能容器１ａに導入される。ここで、被処理ガス中のシロキサン化合物は、第１の取替可能容器１ａに内蔵された吸着剤によって吸着除去される。
【００２０】
第１の取替可能容器１ａにて処理されたガスは、出口接続配管８ａ、出口切替弁３ａ、容器間直列接続配管９、入口切替弁４ｂおよび入口接続配管７ｂを経て、第２の取替可能容器１ｂに導入される。ここで、被処理ガスは、第２の取替可能容器１ｂに内蔵された吸着剤によって、第１の取替可能容器１ａで除去されなかった残りのシロキサン化合物を吸着除去される。第２の取替可能容器１ｂにて処理されたガスは、出口接続配管８ｂ、出口切替弁５ｂを経て、出口ガス配管１０より排出される。
【００２１】
次に、被処理ガスが第２の取替可能容器１ｂ、第１の取替可能容器１ａの順に導入され処理される場合について説明する。この場合、図２中、黒塗りの切替弁が開状態、白塗りの切替弁が閉状態となり、入口ガス配管６から導入された被処理ガスは、入口切替弁２ｂおよび入口接続配管７ｂを経て、第２の取替可能容器１ｂに導入される。ここで、被処理ガス中のシロキサン化合物は、第２の取替可能容器１ｂに内蔵された吸着剤によって吸着除去される。
【００２２】
第２の取替可能容器１ｂにて処理されたガスは、出口接続配管８ｂ、出口切替弁３ｂ、容器間直列接続配管９、入口切替弁４ａおよび入口接続配管７ａを経て、第１の取替可能容器１ａに導入される。ここで、被処理ガスは、第１の取替可能容器１ａに内蔵された吸着剤によって、第２の取替可能容器１ｂで除去されなかった残りのシロキサン化合物を吸着除去される。第１の取替可能容器１ａにて処理されたガスは、出口接続配管８ａ、出口切替弁５ａを経て、出口ガス配管１０より排出される。
【００２３】
なお、取替可能容器１ａ、１ｂに内蔵される吸着剤としては、例えば、活性炭、ゼオライト、アルミナ、モレキュラーシーブなどが挙げられる。被処理ガスが消化ガスの場合、シロキサン化合物は通常、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、デカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）、ドデカメチルシクロヘキサシロキサン（Ｄ６）などの環状シロキサン化合物の形態で存在している。これらの環状シロキサン化合物は沸点が高く、分子量も大きいため、比較的吸着され易く、上記の吸着剤が適用できる。上記の吸着剤は、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６などのシロキサン化合物を効果的に吸着除去することができ、消化ガスを燃料とする発電システムに適用されるガス精製装置として特に有効である。
【００２４】
また、上記の吸着剤は単独で用いてもよいが、上記の中から少なくとも２つの吸着剤を選択し、被処理ガス中に含まれるシロキサン化合物の組成比等に基づき、適切な組成に調整した混合物としてもよい。これにより、さらに効果的に消化ガス中のシロキサン化合物を除去できる精製処理システムを構築することができる。
【００２５】
以上のように、本実施の形態１によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置２０は、取替可能容器１ａ、１ｂが直列に接続された２段構成となっており、これら２つの取替可能容器１ａ、１ｂは切替弁の操作のみでどちらを上流側にするかを自在に変更可能である。よって、本実施の形態１によれば、寿命のきた上流側の取替可能容器（例えば第１の取替可能容器１ａ）のみを交換することが可能であり、容器交換後はそれまで下流側に配置されていた取替可能容器（例えば第２の取替可能容器１ｂ）を上流側にして利用することができ、従来の１段構成と比較して、吸着剤を非常に有効に利用することができる。
【００２６】
また、上流側の第１の取替可能容器１ａを新しい取替可能容器と交換した後の構成は、これまで下流側に配置されていた第２の取替可能容器１ｂを上流側に配置し、新しく交換した取替可能容器を下流側に配置する必要があるが、各取替可能容器へのガス流通経路を切り替えるための切替弁を備えているため、容器交換後の流路切り替えを弁操作のみで行うことができる。このため、専門技能者でなくても取替可能容器１ａ、１ｂの交換作業を容易に行うことが可能である。また、吸着剤が内蔵された取替可能容器１ａ、１ｂを有効に利用することができ、交換も容易であることから、吸着剤の再生装置を設置していないため安価な装置となる。以上のことから、本実施の形態１によれば、シロキサン化合物含有ガスからシロキサン化合物を安価に効率よく除去することが可能なガス精製装置２０を得ることができる。
【００２７】
実施の形態２．
図３は、本発明による実施の形態２のシロキサン化合物含有ガスの精製装置２０ａを示す構成図である。この実施の形態２も本発明の第１の観点における実施の形態であり、図３において、図２と同一または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。本実施の形態におけるガス精製装置２０aは、３つの取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃを備えている。なお、取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃは、上記実施の形態１における取替可能容器１ａ、１ｂと同じに構成される。
【００２８】
これらの取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃには、入口ガス配管６および入口接続配管７ａ、７ｂ、７ｃからそれぞれ被処理ガスが導入される。また、出口接続配管８ａ、８ｂ、８ｃおよび出口ガス配管１０からそれぞれ処理されたガスを外部へ排出する。さらに、各取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃは、容器間直列接続配管９ａ、９ｂ、９ｃによって互いに直列に接続されている。直列接続配管９ｃは、図３の右端の＊印から、その左端の＊印に接続されている。
【００２９】
また、これらの配管には、各取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃを流通する被処理ガスの流通経路を切り替える切替弁が、各取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃに対応して設けられている。取替可能容器１ａには、入口切替弁２ａ、４ａと出口切替弁３ａ、５ａが、取替可能容器１ｂには、入口切替弁２ｂ、４ｂと出口切替弁３ｂ、５ｂが、また取替可能容器１ｃには、入口切替弁２ｃ、４ｃと出口切替弁３ｃ、５ｃがそれぞれ設けられている。全体としては、取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃの入口１２ａ、１２ｂ、１２ｃ側に６つの入口切替弁２ａ、２ｂ、２ｃ、４ａ、４ｂ、４ｃが設けられ、出口１３ａ、１３ｂ、１３ｃ側に６つの出口切替弁３ａ、３ｂ、３ｃ、５ａ、５ｂ、５ｃが設けられている。なお、それぞれの切替弁の役割については、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００３０】
次に動作について説明する。説明の便宜上、図３中、左側の取替可能容器１ａを第１の取替可能容器、中央の取替可能容器１ｂを第２の取替可能容器および右側の取替可能容器１ｃを第３の取替可能容器と称する。また、図中、白塗りの切替弁は開状態、黒塗りの切替弁は閉状態を示している。なお、ここでは被処理ガスが第１の取替可能容器１ａ、第２の取替可能容器１ｂおよび第３の取替可能容器１ｃの順に導入され処理される場合について説明する。
【００３１】
入口ガス配管６から導入された被処理ガスは、入口切替弁２ａおよび入口接続配管７ａを経て、第１の取替可能容器１ａに導入される。ここで、被処理ガス中のシロキサン化合物は、第１の取替可能容器１ａに内蔵された吸着剤によって吸着除去される。
【００３２】
第１の取替可能容器１ａにて処理されたガスは、出口接続配管８ａ、出口切替弁３ａ、容器間直列接続配管９ａ、入口切替弁４ｂおよび入口接続配管７ｂを経て、第２の取替可能容器１ｂに導入される。ここで、被処理ガスは、第２の取替可能容器１ｂに内蔵された吸着剤によって、第１の取替可能容器１ａで除去されなかった残りのシロキサン化合物が吸着除去される。
【００３３】
第２の取替可能容器１ｂにて処理されたガスは、さらに、出口接続配管８ｂ、出口切替弁３ｂ、容器間直列接続配管９ｂ、入口切替弁４ｃおよび入口接続配管７ｃを経て、第３の取替可能容器１ｃに導入される。ここで、被処理ガスは、第３の取替可能容器１ｃに内蔵された吸着剤によって、第１および第２の取替可能容器１ａ、１ｂで除去されなかった残りのシロキサン化合物が吸着除去される。第３の取替可能容器１ｃで処理されたガスは、出口接続配管８ｃ、出口切替弁５ｃを経て、出口ガス配管１０より排出される。
【００３４】
このように、本実施の形態２におけるシロキサン化合物含有ガスの精製装置２０ａは、取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃが直列に接続された３段構成となっており、これら３つの取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃは、上記実施の形態１と同様に、切替弁の操作のみで３つのうちのどれを最上流側にするかを自在に変更可能である。
【００３５】
以上のように、本実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の効果が得られ、さらに、取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃの直列方向の接続段数を３段構成としたので、上記実施の形態１における２段構成の精製装置２０に比べて被処理ガス中のシロキサン化合物の除去能力が向上し、より信頼性の高い精製装置２０ａが得られる。なお、直列方向の接続段数を増加することにより、シロキサン化合物の除去能力は向上するが、接続段数の増加とともに圧損が増大するため、実用的には２段ないし３段構成が適当である。
【００３６】
実施の形態３．
図４は、本発明による実施の形態３のシロキサン化合物含有ガスの精製装置２０ｂを示す構成図である。この実施の形態３は、本発明の第２の観点に対応する実施の形態であり、図４において、図１と同一または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。本実施の形態における精製装置２０ｂは、２組のユニット１１ａ、１１ｂを備えている。ユニット１１ａは、３つの取替可能容器１ａを並列に配置して構成され、またユニット１１ｂは、３つの取替可能容器１ｂを並列に配置して構成される。ユニット１１ａ、１１ｂを構成する各取替可能容器１ａ、１ｂは上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００３７】
これらのユニット１１ａ、１１ｂには、入口ガス配管６および入口接続配管７ａ、７ｂからそれぞれ被処理ガスが導入される。また、出口接続配管８ａ、８ｂおよび出口ガス配管１０からそれぞれ処理されたガスを外部へ排出する。さらに、各ユニット１１ａ、１１ｂは、ユニット間直列接続配管９によって互いに直列に接続されている。
【００３８】
また、これらの配管には、各ユニット１１ａ、１１ｂを流通する被処理ガスの流通経路を切り替える切替弁が、各ユニット１１ａ、１１ｂに対応して設けられている。全体としては、ユニット１１ａ、１１ｂの入口側に４つの入口切替弁２ａ、２ｂ、４ａ、４ｂが設けられ、出口側に４つの出口切替弁３ａ、３ｂ、５ａ、５ｂが設けられている。
【００３９】
このように、本実施の形態３による精製装置２０ｂは、上記実施の形態１による精製装置２０（図２参照）の取替可能容器１ａ、１ｂを、ユニット１１ａ、１１ｂに置き換えたものであり、その他の構成および動作については同様であるため説明を省略する。また、上流側のユニット１１ａを新しいユニットと交換する場合、ユニット１１ａ内で並列に配設された３つの取替可能容器１ａに内蔵された吸着剤はどれも同じ劣化状態であるため、３つ同時に交換することが望ましい。さらに、新しいユニットに交換した後の構成は、これまで下流側に配置されていたユニット１１ｂを上流側に配置し、新しいユニットを下流側に配置する必要がある点も上記実施の形態１と同様である。
【００４０】
以上のように、本実施の形態３によれば、上記実施の形態１と同様の効果が得られ、さらに被処理ガスの流量が多い場合でも、ユニット１１ａ、１１ｂ内に並列に配設される取替可能容器１ａ、１ｂの数量を適切な値に設定することにより対応が可能である。すなわち、本実施の形態では２組のユニット１１ａ、１１ｂ内に並列に配設される取替可能容器１ａ、１ｂの数をそれぞれ３つとしたが、取替可能容器の数およびユニットの数はこれに限定されるものではなく、複数のユニットおよび取替可能容器であればよい。本実施の形態によれば、大流量の被処理ガスにも対応可能な経済的に優れたシロキサン化合物含有ガスの精製装置２０ｂが得られる。
【００４１】
実施の形態４．
図５は、本発明による実施の形態４のシロキサン化合物含有ガスの精製装置２０ｃを示す構成図である。この実施の形態４も本発明の第２の観点における実施の形態であり、図５において、図１と同一または相当部分には同一符号を付し説明を省略する。本実施の形態における精製装置２０ｃは、３組のユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃを備えている。ユニット１１ａは、３つの取替可能容器１ａを、ユニット１１ｂは３つの取替可能容器１ｂを、またユニット１１ｃは３つの取替可能容器１ｃをそれぞれ並列に配置して構成される。なお、ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃを構成する各取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃについては上記実施の形態１、２と同様であるので説明を省略する。
【００４２】
これらのユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、ガス配管６および入口接続配管７ａ、７ｂ、７ｃからそれぞれ被処理ガスが導入される。また、出口接続配管８ａ、８ｂ、８ｃおよび出口ガス配管１０からそれぞれ処理されたガスを外部へ排出する。さらに、各ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、ユニット間直列接続配管９ａ、９ｂ、９ｃによって互いに直列に接続されている。
【００４３】
また、これらの配管には、各ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃに対応して、各ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃを流通する被処理ガスの流通経路を切り替える切替弁が設けられている。全体としては、ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃの入口側に６つの入口切替弁２ａ、２ｂ、２ｃ、４ａ、４ｂ、４ｃが設けられ、出口側に６つの出口切替弁３ａ、３ｂ、３ｃ、５ａ、５ｂ、５ｃが設けられている。なお、それぞれの切替弁の役割については、上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００４４】
このように、本実施の形態４による精製装置２０ｃは、上記実施の形態２による精製装置２０ａ（図３参照）の取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃを、ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃに置き換えたものであり、その他の構成および動作については同様であるため説明を省略する。
【００４５】
以上のように、本実施の形態４によれば、上記実施の形態１と同様の効果が得られ、さらに、ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃの直列方向の接続段数を３段構成としたので、上記実施の形態３における２段構成の精製装置２０ｂに比べて被処理ガス中のシロキサン化合物の除去能力が向上し、より信頼性の高いシロキサン化合物含有ガスの精製装置２０ｃが得られる。また、被処理ガスの流量が多い場合でも、ユニット１１ａ、１１ｂ、１１ｃ内に並列に配置される取替可能容器１ａ、１ｂ、１ｃの数量を適切な値に設定することにより対応が可能であり、経済的に優れた精製装置２０ｃが得られる。なお、ユニットの直列方向の接続段数を増加することにより、シロキサン化合物の除去能力は向上するが、接続段数の増加とともに圧損が増大するため、実用的には２段ないし３段構成が適当である。
【００４６】
実施の形態５
図６はこの発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態５を示す。この実施の形態５は、実施の形態１〜実施の形態４に示した精製装置２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃおいて、シロキサン化合物濃度を分析する機能を付加するものである。図６は、実施の形態１による精製装置２０に、シロキサン化合物濃度を分析するためのサンプリング用分岐配管を設けた例を示している。図６に示すように、入口ガス配管６、容器間直列接続配管９および出口ガス配管１０に、シロキサン化合物濃度を分析するためのサンプリング用分岐配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃを設け、それぞれのサンプリング用分岐配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃに流路を切り替えるための切替弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃを設けたものである。
【００４７】
さらに、図７に示すように、サンプリング用分岐配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、サンプルガス切替弁１７を介してサンプルガス中のシロキサン化合物濃度を分析するためのシロキサン化合物分析装置１８に接続されている。シロキサン化合物分析装置１８としては、ガスクロマトグラフ／質量分析装置（ＧＣ／ＭＳ）が適用できる。なお、シロキサン化合物濃度はオンラインで測定してもよいし、定期的にサンプリングを行い、オフラインで測定してもよい。
【００４８】
次に、動作について図６および図７を用いて説明する。なお、図中、白塗りの切替弁は開状態、黒塗りの切替弁は閉状態を示している。ガス精製装置２０運転時において連続的にシロキサン化合物濃度を分析する場合、切替弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃをすべて開状態としておく。すると、サンプリング用分岐配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃからのサンプルガスは全て図７に示すサンプルガス切替弁１７まで導入される。その後はサンプルガス切替弁１７にて切り替えながら３種類のサンプルガスを順番にシロキサン化合物分析装置１８に導入し分析する。
【００４９】
例えばサンプリング用分岐配管１５ａからのサンプルガスをシロキサン化合物分析装置１８に導入した場合、精製装置２０にて処理前の被処理ガスのシロキサン化合物濃度（Ａ）が測定される。また、サンプリング用分岐配管１５ｂからのサンプルガスを導入した場合、取替可能容器１ａで処理した後のガスのシロキサン化合物濃度（Ｂ）が測定され、取替可能容器１ａに内蔵された吸着剤の劣化状態がわかる。また、サンプリング用分岐配管１５ｃからのサンプルガスを導入した場合、取替可能容器１ａおよび１ｂで処理した後のガスのシロキサン化合物濃度（Ｃ）が測定される。
【００５０】
上記３つのシロキサン化合物濃度Ａ、Ｂ、Ｃを連続的にモニターするとともに、それらの測定値が予め設定された値を超えないように監視することにより、取替可能容器１ａの適切な交換時期や、ガス精製装置２０全体としての処理能力の信頼性を確認することが可能である。
【００５１】
また、図８は、精製装置２０ｂに、同様のサンプリング用分岐配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、切替弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃおよびシロキサン化合物分析装置（図示せず）を設けた例を示している。このように、本実施の形態５は、ユニット１１ａ、１１ｂを備えた精製装置２０ｂにも適用することができ、動作も同様であるため説明を省略する。なお、実施の形態２および実施の形態４による精製装置２０ａ、２０ｃについても、本実施の形態は適用可能である。
【００５２】
以上のように、本実施の形態５によれば、シロキサン化合物含有ガスの精製装置２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）にサンプリング用分岐配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、切替弁１６ａ、１６ｂ、１６ｃおよびサンプルガス切替弁１７を設け、シロキサン化合物分析装置１８と連通することにより、運転条件下で被処理ガスの処理前および処理後のシロキサン化合物濃度を分析することが可能となった。これにより、取替可能容器１ａ（ユニット１１ａ）に内蔵された吸着剤の適切な交換時期を予測することが可能となり、さらに信頼性の高いシロキサン化合物含有ガスの精製装置を得ることができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、入口ガス配管６、容器（ユニット）間直列接続配管９および出口ガス配管１０の３箇所にサンプリング用分岐配管１５ａ、１５ｂ、１５ｃを設けたが、サンプリング用分岐配管の設置箇所はこれに限定されるものではない。ただし、少なくとも入口ガス配管６および出口ガス配管１０の二箇所には設けることが望ましい。
【００５４】
実施の形態６．
図９はこの発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態６を示す。本実施の形態６は、実施の形態５に示したシロキサン化合物分析装置１８を備えた精製装置２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）において、図９に示すように、被処理ガスの積算流量を測定する積算流量計１９と、シロキサン化合物分析装置１８から得られたシロキサン化合物濃度データと積算流量計１９から得られた積算流量データから吸着剤の破過時間を計算する演算装置２１とを、さらに備えたものである。本実施の形態６によれば、吸着剤の交換時期をより正確に把握することが可能となり、さらに信頼性の高いシロキサン化合物含有ガスの精製装置を得ることができる。
【００５５】
実施の形態７．
図１０はこの発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態７を示す。この実施の形態７は、実施の形態１〜実施の形態６に示した精製装置２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃにおいて、取替可能容器１ａ（１ｂ、１ｃ）の入口１２ａ（１２ｂ、１２ｃ）および出口１３ａ（１３ｂ、１３ｃ）に、ストップバルブを設けたものである。このストップバルブは、取替可能容器１ａ（１ｂ、１ｃ）内部と外部とを遮断する機能を有している。
【００５６】
具体的には、図１０に示すように、例えば上記実施の形態１による精製装置２０の取替可能容器１ａの入口１２ａおよび出口１３ａに、ストップバルブ２２、２３を設ける。これにより、取替可能容器１ａの交換作業時に配管内部のガスをパージする等の作業が不要となり、交換作業を迅速に行うことが可能となる。また、取替可能容器１ａの輸送時の安全性も高くなり、安全性および経済性に優れた精製装置２０となる。なお、本実施の形態におけるストップバルブ２２、２３は、ユニット１１ａ（１１ｂ、１１ｃ）を備えた精製装置２０ｂ、２０ｃの取替可能容器１ａ（１ｂ、１ｃ）にも適用可能であり同様の効果が得られる。
【００５７】
実施の形態８．
図１１はこの発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態８を示す。この実施の形態８は、実施の形態１〜実施の形態７に示した精製装置２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃおいて、図１１に示すように、精製装置２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃの上流側に、取替可能容器１ａ（１ｂ、１ｃ）またはユニット１１ａ（１１ｂ、１１ｃ）に導入される前の被処理ガス中の水分を除去する除湿装置２４を設けたものである。除湿装置２４としては、冷媒を用いた間接冷却方式や吸湿剤による方法等を採用したものを適用することができる。本実施の形態８によれば、取替可能容器１ａ（１ｂ、１ｃ）に内蔵された吸着剤の細孔内に被処理ガス中の水分が凝縮することによる吸着剤の吸着能力低下を防止することが可能となり、長期間安定に動作する信頼性の高いシロキサン化合物含有ガスの精製装置を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、下水汚泥消化ガス等のシロキサン化合物含有ガスの精製装置に利用され、さらにこのガス精製装置にて処理されたガスを発電設備に供給する消化ガス発電システムに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置を用いた消化ガス発電システムを示す構成図である。
【図２】本発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態１を示す構成図である。
【図３】本発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態２を示す構成図である。
【図４】本発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態３を示す構成図である。
【図５】本発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態４を示す構成図である。
【図６】本発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態５を示す構成図である。
【図７】実施の形態５におけるシロキサン化合物分析装置を示す構成図である。
【図８】実施の形態５のシロキサン化合物含有ガスの精製装置の他の変形例を示す構成図である。
【図９】本発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態６におけるシロキサン化合物分析装置を示す構成図である。
【図１０】本発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態７を示す構成図である。
【図１１】本発明によるシロキサン化合物含有ガスの精製装置の実施の形態８を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ａ、１ｂ、１ｃ  取替可能容器、２ａ、２ｂ、２ｃ、４ａ、４ｂ、４ｃ  入口切替弁、
３ａ、３ｂ、３ｃ、５ａ、５ｂ、５ｃ  出口切替弁、６  入口ガス配管、
７ａ、７ｂ、７ｃ  入口接続配管、８ａ、８ｂ、８ｃ  出口接続配管、
９、９ａ、９ｂ、９ｃ  容器（ユニット）間直列接続配管、１０  出口ガス配管、
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  ユニット、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  入口、
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  出口、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ  サンプリング用分岐配管、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  切替弁、１７  サンプルガス切替弁、
１８  シロキサン化合物分析装置、１９  積算流量計、
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  シロキサン化合物含有ガスの精製装置、
２１  演算装置、２２、２３  ストップバルブ、２４  除湿装置、３０  発電設備。
【図１】
2005144359.tif 000003
【図２】
2005144359.tif 000004
【図３】
2005144359.tif 000005
【図４】
2005144359.tif 000006
【図５】
2005144359.tif 000007
【図６】
2005144359.tif 000008
【図７】
2005144359.tif 000009
【図８】
2005144359.tif 000010
【図９】
2005144359.tif 000011
【図１０】
2005144359.tif 000012
【図１１】
2005144359.tif 000013