(57)【要約】【課題】本発明の課題は、簡易、かつ低コストでバイオガス中の二酸化炭素を取り除くことによって、メタンガス成分を精製することができるバイオガス精製方法およびバイオガス精製システムを提供することにある。【解決手段】有機性廃棄物のメタン発酵によって生成するバイオガスを処理してメタンガス成分を精製するバイオガス精製方法において、前記メタン発酵によって得られる発酵液を前記バイオガスより低濃度で二酸化炭素を含有する低濃度ガスに接触させて脱炭酸発酵液を得る発酵液脱炭酸工程と、前記脱炭酸発酵液を前記バイオガスと気液接触させるバイオガス処理工程とを有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物のメタン発酵によって生成するバイオガスを処理してメタンガス成分を精製するバイオガス精製方法において、
前記メタン発酵によって得られる発酵液を前記バイオガスより低濃度で二酸化炭素を含有する低濃度ガスに接触させて脱炭酸発酵液を得る発酵液脱炭酸工程と、前記脱炭酸発酵液を前記バイオガスと気液接触させるバイオガス処理工程とを有することを特徴とする、バイオガス精製方法。
【請求項２】
有機性廃棄物のメタン発酵によって生成するバイオガスを処理してメタンガス成分を精製するバイオガス精製方法において、
前記メタン発酵によって得られる発酵液を前記バイオガスより低圧の二酸化炭素雰囲気内に置いて脱炭酸発酵液を得る発酵液脱炭酸工程と、前記脱炭酸発酵液を前記バイオガスと気液接触させるバイオガス処理工程とを有することを特徴とする、バイオガス精製方法。
【請求項３】
請求項１において、前記低濃度ガスが、大気であることを特徴とする、バイオガス精製方法。
【請求項４】
請求項２において、前記発酵液脱炭酸工程が、当該発酵液を減圧脱気処理するものであることを特徴とする、バイオガス精製方法。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、前記有機性廃棄物が、ブタ糞尿を含有するものであることを特徴とする、バイオガス精製方法。
【請求項６】
請求項１または請求項２において、前記発酵液が、塩基性成分としてpKb値７より強い化学種を含有するものであることを特徴とする、バイオガス精製方法。
【請求項７】
請求項１または請求項２において、前記発酵液が、アンモニア性窒素濃度２ｇ／Ｌ以上のものであることを特徴とする、バイオガス精製方法。
【請求項８】
有機性廃棄物をメタン発酵して発酵液とバイオガスを生成する発酵槽と、
前記発酵液に溶存している二酸化炭素を放散させる発酵液処理手段と、
前記発酵液処理手段で処理された発酵液と前記バイオガスとを気液接触させる気液接触塔と、を備えていることを特徴とする、バイオガス精製システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃棄物のメタン発酵により得られるバイオガスを処理して可燃性成分であるメタンガス成分を精製するバイオガス精製方法およびバイオガス精製システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機性廃棄物をメタン発酵することにより得られるバイオガスは、主にメタンガスと二酸化炭素を含んでおり、その割合は有機性廃棄物の性状によって変化するが、通常、メタンガスを５０〜６０体積％程度、二酸化炭素を４０〜５０体積％程度含有するものである。このようにバイオガスに二酸化炭素が高濃度で含まれていることにより、バイオガスの燃料としての利用価値を低下させてしまっている。例えば、ガスエンジンを利用して発電を行う場合には、無処理のバイオガスではガスエンジンを安定して駆動させることができず、信頼性の点で問題があった。そのため、バイオガスを燃料として高効率・高信頼性の発電を行うためには二酸化炭素を取り除くことによりメタンガス成分の濃度を高める、バイオガスの高カロリー化を図ることが有効である。
【０００３】
二酸化炭素の除去方法（脱炭酸方法）としては、吸収剤を用いるＰＳＡ法のほか、二酸化炭素を吸収剤に吸収させる吸収処理方法が一般的に知られている。吸収剤には、塩基性に調整された液状の吸収液や二酸化炭素を選択的に吸着する固体状の吸収剤が用いられる。吸収処理方法は、多量の吸収剤や副資材を要するため高コストであるとともに、設備が大きくなってしまう問題がある。また、ＰＳＡ法も設備費、運転費が安価ではなく、実用的ではない。
【０００４】
また、二酸化炭素を放出することで再生可能な溶媒を吸収液として用いることにより、吸収液を循環再利用させることによって液使用量を削減することができる二酸化炭素の除去方法が報告されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この二酸化炭素除去方法においても除去工程では一定量の吸収液が常に必要であるとともに、二酸化炭素を吸収した後の吸収液から二酸化炭素を脱気させる工程としての減圧脱気処理が別途必要であり、設備の複雑化、高コスト化を招いていた。
【０００５】
また、二酸化炭素を選択的に吸着し、かつ再生可能な分子ふるい炭を吸収剤として用いてバイオガスから二酸化炭素を選択的に吸着除去する精製工程と、分子ふるい炭を再生する再生工程とを相互に実施するメタンガス精製方法が報告されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この精製方法では、二酸化炭素を吸着した分子ふるい炭を再生させる再生工程が別途必要であり、設備が複雑になってしまっていた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２３０８１０号公報
【特許文献２】特開２００１−１７０６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みなされたものであり、その課題は、簡易、かつ低コストでバイオガス中の二酸化炭素を取り除くことによって、メタンガス成分を精製することができるバイオガス精製方法およびバイオガス精製システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係るバイオガス精製方法の発明は、有機性廃棄物のメタン発酵によって生成するバイオガスを処理してメタンガス成分を精製するバイオガス精製方法において、前記メタン発酵によって得られる発酵液を前記バイオガスより低濃度で二酸化炭素を含有する低濃度ガスに接触させて脱炭酸発酵液を得る発酵液脱炭酸工程と、前記脱炭酸発酵液を前記バイオガスと気液接触させるバイオガス処理工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
メタン発酵によって得られる発酵液を低濃度ガスと接触させることにより、当該発酵液中の二酸化炭素を放出させて、脱炭酸発酵液を得ることができる。そして、この脱炭酸発酵液をバイオガスと気液接触させることによりバイオガス中の二酸化炭素を当該脱炭酸発酵液に吸収・除去させることができる。このように、バイオガスに含まれる二酸化炭素を取り除くことによってメタンガス成分を精製させ、バイオガスの高カロリー化を図ることが可能である。また、二酸化炭素の吸収液として、バイオガスと共に得られる発酵液を用いるため、低コストである。
【００１０】
また、本発明の第２の態様に係るバイオガス精製方法の発明は、有機性廃棄物のメタン発酵によって生成するバイオガスを処理してメタンガス成分を精製するバイオガス精製方法において、前記メタン発酵によって得られる発酵液を前記バイオガスより低圧の二酸化炭素雰囲気内に置いて脱炭酸発酵液を得る発酵液脱炭酸工程と、前記脱炭酸発酵液を前記バイオガスと気液接触させるバイオガス処理工程とを有することを特徴とする。
【００１１】
メタン発酵により得られる発酵液をバイオガスより低圧の二酸化炭素雰囲気内に置くことにより、当該発酵液中の二酸化炭素を放出させて、脱炭酸発酵液を得ることができる。そして、この脱炭酸発酵液をバイオガスと気液接触させることによりバイオガス中の二酸化炭素を当該脱炭酸発酵液に吸収・除去させることができる。このように、バイオガスに含まれる二酸化炭素を取り除くことによってメタンガス成分を精製させ、バイオガスの高カロリー化を図ることが可能である。また、二酸化炭素の吸収液として、バイオガスと共に得られる発酵液を用いるため、低コストである。
【００１２】
また、本発明の第３の態様に係るバイオガス精製方法の発明は、前記第１の態様において、前記低濃度ガスが、大気であることを特徴とする。
【００１３】
この特徴によれば、発酵液を大気に接触させることにより、発酵液に含まれる二酸化炭素を簡易かつ確実に除去して脱炭酸発酵液を得ることができる。そして、この脱炭酸発酵液によって後段のバイオガス処理工程においてバイオガスに含まれる二酸化炭素を確実に取り除くことができる。また、低濃度ガスとして入手が極めて容易な大気を用いるため、その操作が簡易であるとともに低コストである。
【００１４】
また、本発明の第４の態様に係るバイオガス精製方法の発明は、前記第２の態様において、前記発酵液脱炭酸工程が、当該発酵液を減圧脱気処理するものであることを特徴とする。
【００１５】
この特徴によれば、発酵液を減圧脱気処理することにより、発酵液に含まれる二酸化炭素を簡易かつ確実に除去して脱炭酸発酵液を得ることができる。そして、この脱炭酸発酵液によって後段のバイオガス処理工程においてバイオガスに含まれる二酸化炭素を確実に取り除くことができる。
【００１６】
また、本発明の第５の態様に係るバイオガス精製方法の発明は、前記第１の態様または前記第２の態様において、前記有機性廃棄物が、ブタ糞尿を含有するものであることを特徴とする。
【００１７】
ブタ糞尿を含有する有機性廃棄物をメタン発酵させることにより、塩基性成分を高濃度で含有する発酵液を得ることができ、この発酵液を吸収液として用いることにより二酸化炭素を一層効率的に吸収除去することができる。
【００１８】
また、本発明の第６の態様に係るバイオガス精製方法の発明は、前記第１の態様または前記第２の態様において、前記発酵液が、塩基性成分としてpKb値７より強い化学種を含有するものであることを特徴とする。この特徴によれば、発酵液としてpKb値７より強い化学種（例えば、アンモニア成分）を含有するものを用いることにより、酸性成分である二酸化炭素を効率的に吸収除去することができる。
【００１９】
また、本発明の第７の態様に係るバイオガス精製方法の発明は、前記第１の態様または前記第２の態様において、前記発酵液が、アンモニア性窒素濃度２ｇ／Ｌ以上のものであることを特徴とする。この特徴によれば、発酵液として、アンモニア性窒素濃度２ｇ／Ｌ以上のものを用いることにより、酸性成分である二酸化炭素を効率的に吸収除去することができる。
【００２０】
また、本発明の第８の態様に係るバイオガス精製システムの発明は、有機性廃棄物をメタン発酵して発酵液とバイオガスを生成する発酵槽と、前記発酵液に溶存している二酸化炭素を放散させる発酵液処理手段と、前記発酵液処理手段で処理された発酵液と前記バイオガスとを気液接触させる気液接触塔と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
主にメタンガスと二酸化炭素を含有してなるバイオガスから二酸化炭素成分を取り除くことにより可燃性成分であるメタンガス成分を精製させ、バイオガスの高カロリー化を図ることができる。また、バイオガスを高カロリー化することができるので、当該高カロリーバイオガスを燃料とし、ガスエンジン等を用いて効率的、高信頼性の発電を行うことが可能である。また、二酸化炭素を吸収する吸収液として、メタン発酵によってバイオガスと共に生成される発酵液を用いるため、低コストである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係るバイオガス精製方法およびバイオガス精製システムについて説明する。  
本発明に係るバイオガス精製方法は、有機性廃棄物のメタン発酵によって生成するバイオガスを処理してメタンガス成分を精製するバイオガス精製方法において、前記メタン発酵によって得られる発酵液を前記バイオガスより低濃度で二酸化炭素を含有する低濃度ガスに接触させて、または前記メタン発酵によって得られる発酵液を前記バイオガスより低圧の二酸化炭素雰囲気内に置いて脱炭酸発酵液を得る発酵液脱炭酸工程と、前記脱炭酸発酵液を前記バイオガスと気液接触させるバイオガス処理工程とを有することを特徴とするものである。
【００２３】
本発明に使用できる有機性廃棄物（バイオマス）としては、例えば、生ごみ、排水処理汚泥、畜産廃棄物や緑農廃棄物などを挙げることができる。ここで、畜産廃棄物としては、家畜の糞尿や、屠体、その加工品が挙げられ、より具体的にはブタ、牛、羊、山羊、ニワトリなどの家畜の糞尿やこれらの屠体、そこから分離された骨、肉、脂肪、内臓、血液、脳、眼球、皮、蹄、角などのほか、例えば肉骨粉、肉粉、骨粉、血粉などに代表される家畜屠体の骨、肉等を破砕した破砕物や、血液などを乾燥した乾燥物も含まれる。また、緑農廃棄物としては、家庭の生ごみのほか、産業廃棄物生ごみとして農水産業廃棄物、食品加工廃棄物等が含まれる。なお、有機性廃棄物の状態により、必要に応じて前処理として破砕・分別工程を実施することができる。
【００２４】
本発明においては、メタン発酵によって生成される発酵液に含まれる塩基性成分（例えば、アンモニア成分などの窒素成分）の濃度を高くして、後段のバイオガス処理工程における二酸化炭素吸収効率を向上させる観点から、有機性廃棄物として塩基性成分またはメタン発酵により塩基性成分に変換される成分を比較的高い濃度で含むものが好ましい。このような有機性廃棄物として、例えばブタ糞尿、鶏糞、タンパク性生ごみなどを主成分として含有するものを挙げることができ、特にブタ糞尿を含有するものが好適である。
【００２５】
メタン発酵（嫌気性消化）は、いわゆる中温型、高温型、またはスラリー（湿式）型、ドライ（乾式）型のいずれのタイプであっても適用できる。
【００２６】
メタン発酵を行う発酵槽は、絶対嫌気性であるメタン発酵菌による活動を妨げることがないように、嫌気性雰囲気を維持できる構成のものが好ましい。発酵槽は、固形分濃度や発酵温度（通常、中温発酵では３７℃、高温発酵では５５℃）によって、その形状や運転条件を設定することができ、例えば、高含水率の原料（例えば固形分濃度１０重量％以下）の場合は湿式型の完全混合方式の発酵槽を、低含水率の原料（例えば固形分濃度３０〜４０重量％）の場合は乾式型のプラグフロー式（押し出し式）の発酵槽を用いることができる。
【００２７】
発酵槽には生成するバイオガスを回収するための回収手段を設けることができる。また、発酵槽には生成する発酵液を抜き出す抜き出し手段を設けることができる。さらに、発酵槽には必要に応じて保温のための加熱手段を設けることが好ましい。加熱手段によって発酵槽温度を所定温度で一定に保つことにより、メタン発酵を安定して行うことが可能である。
【００２８】
有機性廃棄物の発酵槽での滞留時間としては、例えば、中温発酵で２０〜３０日間程度、高温発酵で１５日間程度とすることが好ましい。また、必要な場合は炭素／窒素比の調整のために、若干の有機成分を導入することもできる。
【００２９】
メタン発酵により生成した発酵液は、有機性廃棄物の種類、発酵方式の種類等により異なるが、おおよそ水分含有率９０重量％以上の液状であり、そのまま、または必要に応じて水などを用いた希釈処理もしくは固形物除去処理を行った後に後段のバイオガス処理工程（気液接触塔）に供給される。
【００３０】
発酵液は、塩基性成分としてpKb値７より強い（pKb値が７より小さい）化学種（例えば、アンモニア成分）を含有するものが好ましい。また、発酵液は、アンモニア性窒素（ＮＨ４−Ｎ）濃度が１ｇ／Ｌ以上、好ましくは２ｇ／Ｌ以上、より好ましくは３ｇ／Ｌ以上であるものが好適である。このような発酵液であるとバイオガス中の二酸化炭素を効率的に吸収することができる。
【００３１】
一方、メタン発酵により生成されるバイオガスは、有機性廃棄物の性状や発酵条件などによって変化するが、メタンを５０〜６０体積％程度、二酸化炭素を４０〜５０体積％程度含有する混合ガスであり、さらに微量成分として硫化水素に代表される硫黄化合物を数十〜数千ｐｐｍオーダーの濃度で含有している。このバイオガスは、上述したように発酵槽の回収手段により回収され、気液接触塔に供給されたり、一時的に貯蔵される。
【００３２】
発酵槽から排出された発酵液は、発酵液脱炭酸工程において当該発酵液に溶存している二酸化炭素が除去されて脱炭酸発酵液となる。発酵液から二酸化炭素を除去して脱炭酸発酵液を得る方法としては特に制限されるものではなく、例えば、発酵液をバイオガスより低濃度で二酸化炭素を含有する低濃度ガス〔例えば大気（二酸化炭素濃度：０．０３体積％程度）〕と接触させる方法、または、発酵液をバイオガスより低圧の二酸化炭素雰囲気内に置く方法などがある。
【００３３】
発酵液を大気と接触させる方法は、発酵液の溶存二酸化炭素を放散させることができる方法であれば特に制限されるものではなく、具体的には例えば発酵槽から抜き出した発酵液を大気開放状態としたり、気液接触塔を利用して積極的に気液接触させたりすることにより行うことができる。発酵液と大気との接触時間は、発酵液量、大気量、気液接触面積などにより異なるが、発酵液から二酸化炭素を放散させるのに充分な時間として、例えば数十秒〜１０分程度とすることが好ましい。
【００３４】
すなわち、発酵槽内の発酵液は、バイオガスとの間で平衡状態を構成しており、これによりバイオガスに含まれる二酸化炭素濃度（４０〜５０体積％程度）の分圧に相当した二酸化炭素が溶存した状態となっている。そして、この発酵液を大気と接触させることによって、発酵液の平衡状態を、バイオガスとの平衡状態から大気との平衡状態に移行させることができ、その差に相当する二酸化炭素を発酵液から放散させることができるものである。よって、簡易かつ確実に発酵液から二酸化炭素を除去して脱炭酸発酵液を得ることができる。
【００３５】
また、発酵液をバイオガスより低圧の二酸化炭素雰囲気内に置く方法としては、発酵液の溶存二酸化炭素を放散させることができる方法であれば特に制限されるものではなく、例えば発酵液を減圧脱気処理（減圧ストリッピング）することにより行うことができる。これにより、発酵液に溶解している二酸化炭素を簡易かつ確実に除去して脱炭酸発酵液を得ることができる。
【００３６】
また、脱炭酸発酵液では液中に溶解することによって酸性成分となる二酸化炭素が取り除かれているので、ｐＨ値が上昇（液性が塩基性側に移行）する。より具体的には、例えば、ブタ糞尿を主成分とする有機性廃棄物をメタン発酵させて得られる発酵液は発酵槽内（バイオガスとの平衡状態）ではｐＨ７．５程度であり、この発酵液から二酸化炭素を放散させることによってｐＨ８．５程度の塩基性の脱炭酸発酵液とすることが可能である。そのため、発酵液から二酸化炭素を除去する度合を、ｐＨ値によって規定することも可能であり、例えば発酵液がｐＨ８以上となるまで処理することができる。
【００３７】
そして、脱炭酸発酵液（二酸化炭素を除去した発酵液）を気液接触搭に導入してバイオガスと気液接触させることにより、バイオガス中の二酸化炭素を脱炭酸発酵液に吸収させてメタン成分を精製することができる（バイオガス処理工程）。バイオガスに含まれる二酸化炭素の脱炭酸発酵液への吸収は、例えば二酸化炭素の形態を変化させることのない物理的な吸収と、発酵液中の塩基性成分との反応による化学的な吸収とによって行われる。
【００３８】
脱炭酸発酵液とバイオガスとの気液接触時間は、気液接触搭に導入される脱炭酸発酵液量やバイオガス量、気液接触頻度などにより適宜設定することができ、例えば数秒〜数分程度とすることができる。
【００３９】
また、脱炭酸発酵液とバイオガスとの存在比〔脱炭酸発酵液量をＬ（L/min）、バイオガス量をＧ（m3/min）とした場合におけるＬ／Ｇ値〕は、脱炭酸発酵液のアンモニア性窒素濃度などに応じて調整することができ、例えば１０−３以上、好ましくは１０−３から１程度となるように制御することが好適である。また、脱炭酸発酵液の供給は連続的または間欠的に行うことができ、上記のＬ／Ｇ値を満たす程度に制御することができる。なお、Ｌ／Ｇ値は使用する気液接触方法により変動するが、圧力損失の大きい気液接触方法（例えば高充填密度の気液接触塔やベンチャースクラバー等）ほどＬ／Ｇ値を小さくすることが可能である。
【００４０】
二酸化炭素が脱炭酸発酵液に吸収されてバイオガスから取り除かれることにより、可燃性成分であるメタンガス成分が精製され（メタンガス濃度が高められ）、ガスの高カロリー化を図ることができ、バイオガスの利用価値を高めることができる。また、バイオガスを燃料としたガスエンジン等の稼働率を向上させることができるとともに、安定した運転が可能となる。また、脱炭酸発酵液のアンモニア性窒素濃度とＬ／Ｇ値との関係を制御することにより、吸収される二酸化炭素量を調整（すなわち、メタンガス濃度を調整）して、所定の発熱量を有するガスを得ることが可能である。
【００４１】
次に、図面に沿って本発明に係るバイオガス精製システムについて説明する。図１は本発明に係るバイオガス精製システム１００の概略構成図である。このバイオガス精製システム１００は、主要な構成として、有機性廃棄物をメタン発酵する発酵槽１０と、発酵液中の二酸化炭素を放散させる発酵液処理手段２０と、二酸化炭素を放散した発酵液（脱炭酸発酵液）とバイオガスとを気液接触させる気液接触塔４０を備えている。
【００４２】
図１に示すように、有機性廃棄物は発酵槽１０に投入されてメタン発酵され、バイオガス１１と発酵液１２を生成する。バイオガス１１は回収手段（図示せず）により回収され、配管３１を介して気液接触塔４０の底部に導入される。バイオガス１１を気液接触塔４０に導入するガス導入部３２には、図示しないガス孔が設けられており、バイオガス１１を気液接触塔４０内に均一に導入することができるように構成されている。なお、配管３１には、バイオガス１１の気液接触塔４０への供給量を調整する調整ノズル（図示せず）が具備されており、バイオガス１１の供給量を適宜調整する。
【００４３】
一方、オーバーフローして発酵槽１０から排出された発酵液１２は、発酵液処理手段２０に導入され、大気と接触した開放状態となる。本実施形態における発酵液処理手段２０は、発酵液１２が大気と接触することができるように大気開放状態の流路から構成されている。大気開放により二酸化炭素を放散して得られた脱炭酸発酵液１２ａは、循環タンク３８に供給され、ストレーナ３９を通ってからポンプＰの駆動力によって配管３５を介して気液接触塔４０の上部に導入される。脱炭酸発酵液１２ａの気液接触塔４０への導入部には散布ノズル３６が設けられており、脱炭酸発酵液１２ａが気液接触塔４０内に均一に散布されるようになっている。なお、配管３５には、脱炭酸発酵液１２ａの気液接触塔４０への供給量を調整する調整ノズル（図示せず）が具備されており、脱炭酸発酵液１２ａの供給量を調整する。
【００４４】
気液接触塔４０には充填材４１が備えられており、バイオガス１１と脱炭酸発酵液１２ａとの接触頻度が高められるようになっている。充填材４１には、例えば多孔質焼結物やプラスティック、コークス、活性炭、スポンジなどをそのまま、またはハニカム状に構成したものを使用できる。
【００４５】
散布ノズル３６から気液接触塔４０内に導入された脱炭酸発酵液１２ａは充填材４１上に散布されて塔内を下方に向かって流れ、一方、ガス導入部３２から導入されたバイオガス１１は塔内を上昇する。これにより、バイオガス１１と脱炭酸発酵液１２ａとが効率的に気液接触し、バイオガス１１中の二酸化炭素が脱炭酸発酵液１２ａに吸収除去される。
【００４６】
メタンガス濃度が高められた精製ガスは、気液接触塔４０の上部から回収され、ガスホルダーに貯留されたり、ガスエンジンや燃料電池などの燃料として利用される。なお、気液接触塔４０の底部に溜まった発酵液は、気液接触塔４０から抜き出され、循環タンク３８に供給することで循環再利用されたり、別の排水処理装置に供給される。さらに、気液接触塔４０には、必要に応じて温度調整手段を設けることができる。温度調整手段を設けることにより、二酸化炭素の脱炭酸発酵液への吸収に適した温度を調整することができる。
【００４７】
なお、ここでは各構成が連結したシステムについて説明したがこれに限定されるものではなく、例えば、脱炭酸発酵液を一時的に貯留する貯留槽を設け、バイオガスを精製する際に前記貯留槽から適宜脱炭酸発酵液を気液接触塔に供給するなど、各工程が連結していないシステムとすることも可能である。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４９】
実施例１及び実施例２
図１に示すバイオガス精製システムを使用し、メタンガス濃度５５体積％のバイオガス、２４００ｍ３／日に対しての処理条件および結果を表１に示した。なお、本実施例では、バイオガスとしてメタンガス成分の代わりに空気を含有したものを、脱炭酸発酵液として炭酸アンモニウム水溶液を使用した。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
表１に示すように、実施例１及び実施例２において精製ガスのメタンガス濃度が向上しており、バイオガスが高カロリー化されていることがわかる。また、メタンガス濃度の向上の程度は、気液接触塔に脱炭酸発酵液を５０L/minで供給した実施例１に比し、８０L/minで供給した実施例２の方が高くなっている。このように、脱炭酸発酵液供給量とバイオガス供給量との比を制御することにより、任意のメタンガス濃度を有する精製ガスを調整することができる。従って、所定の発熱量を有するガスを燃料としてガスエンジン等を効率的に運転することが可能である。
【００５２】
実施例３
アンモニア性窒素濃度が１．５ｇ／Ｌである脱炭酸発酵液を用いて、Ｌ／Ｇ値（脱炭酸発酵液とバイオガスとの存在比）を１とし、メタンガス濃度５５体積％のバイオガスを精製処理した。なお、気液接触塔には、圧力損失が１０４Paであるものを使用した。結果を表２に示した。
【００５３】
実施例４
アンモニア性窒素濃度が２．０ｇ／Ｌである脱炭酸発酵液を用い、Ｌ／Ｇ値（脱炭酸発酵液とバイオガスとの存在比）を１０−１としたこと以外は、実施例３と同様に行った。結果を表２に示した。
【００５４】
実施例５
アンモニア性窒素濃度が３．０ｇ／Ｌである脱炭酸発酵液を用い、Ｌ／Ｇ値（脱炭酸発酵液とバイオガスとの存在比）を１０−２としたこと以外は、実施例３と同様に行った。結果を表２に示した。
【００５５】
実施例６
アンモニア性窒素濃度が４．０ｇ／Ｌである脱炭酸発酵液を用い、Ｌ／Ｇ値（脱炭酸発酵液とバイオガスとの存在比）を１０−３としたこと以外は、実施例３と同様に行った。結果を表２に示した。
【００５６】
【表２】
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【００５７】
表２に示す如く、実施例３から実施例６において精製ガスのメタンガス濃度が向上しており、バイオガスが高カロリー化されていることがわかる。また、脱炭酸発酵液のアンモニア性窒素濃度とＬ／Ｇ値との関係を制御することにより、精製ガスのメタンガス濃度を調整することができることがわかる。  
なお、気液接触塔における圧力損失が約２倍になるように制御することにより、アンモニア性窒素濃度を一桁近く小さくすることが可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
メタン発酵により生成されるバイオガスには二酸化炭素が高濃度で含まれており、この二酸化炭素の存在によってバイオガスの利用効率が低下してしまっていた。本発明は、二酸化炭素を取り除くことによってバイオガスの利用価値を向上させることが可能な技術に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係るバイオガス処理システムの説明に供する図面。
【符号の説明】
【００６０】
１０  発酵槽
１１  バイオガス
１２  発酵液
１２ａ  脱炭酸発酵液
２０  発酵液処理手段
３２  ガス導入部
３６  散布ノズル
３８  循環タンク
３９  ストレーナ
４０  気液接触塔
４１  充填材
１００  バイオガス処理システム
Ｐ  ポンプ
【図１】
2005255700.tif 000005