(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料ガスに含有される高沸点炭化水素類及び有機ポリシロキサンを除去する燃料ガス精製システムの合理的な改良を行い、システム全体としての耐久性と経済性を向上する。【解決手段】沸点が１６０℃〜２８０℃の高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを含んだメタンを主成分とする燃料ガスを第１または第２の活性炭吸着槽５，７に供給し、含有される高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを吸着して、その濃度を低下する。更に、第１または第２の活性炭吸着槽５，７で吸着処理した後の燃料ガスを交換型吸着槽１０に供給して低濃度の有機ポリシロキサンを吸着して除去する。蒸気ボイラ１６で発生した水蒸気を電気ヒータ１８で加熱して過熱水蒸気を生じさせ、その過熱水蒸気を非吸着運転時の第１または第２の活性炭吸着槽５，７に供給し、吸着工程で吸着した高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを脱着する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
沸点が１６０℃〜２８０℃の高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを含んだメタンを主成分とする燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
前記燃料ガス供給手段に接続されるとともに高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを吸着する活性炭を充填した活性炭吸着槽と、
前記活性炭吸着槽に接続されて非吸着運転時に高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを脱着する過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給手段と、
前記活性炭吸着槽の下流側に、活性炭を充填するとともに前記活性炭吸着槽から供給される吸着処理後の燃料ガス中に含まれる有機ポリシロキサンを吸着可能な非再生式の交換型吸着槽と、
を備えたことを特徴とする燃料ガス精製システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料ガス精製システムにおいて、
過熱水蒸気の温度を１４０℃〜２５０℃の範囲に調整可能な加熱手段を備えている燃料ガス精製システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水および工場排水の汚泥を嫌気性発酵するときに得られるメタンを主成分とする燃料ガス、廃棄物集積場で発生するメタンを主成分とする燃料ガスなどを、ガスボイラやガスエンジンなどの燃料として使用するために精製する燃料ガス精製システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のような燃料ガスでは、不純物として、シャンプーやリンス、カーワックスなどの撥水剤などに起因する有機ポリシロキサンが含有され、例えば、ガスエンジンの場合に、燃焼室内で有機ポリシロキサンがシリカとなり、シリンダーヘッドやその他の各部品などに付着したり析出したりして、ガスエンジンを摩耗して劣化する不都合がある。
【０００３】
また、エンジン排ガスを脱硝触媒塔などに流して窒素酸化物を処理する際に、排ガス中にシリカが含まれていると、触媒の表面に粉体状シリカが析出し、その粉体状シリカが触媒の表面を覆い、その一部が触媒の内部にまで浸透し、触媒活性が劣化して窒素酸化物の除去効率が低下する不都合がある。
【０００４】
従来、上述のような不都合を解消するために、有機ポリシロキサンを除去することが提案されている。
すなわち、活性炭、ゼオライト、アルミナ、モレキュラシーブズなどの多孔質吸着剤を充填した充填層を並列に配設し、シロキサン化合物を含有する下水汚泥消化ガスを充填層に通過させ、消化ガス中のシロキサン化合物を吸着除去する。また、再生ガスを発生する再生用ガス発生装置から充填層に再生用ガスを導入し、吸着したシロキサン化合物をを脱着し、脱離したシロキサン化合物をシロキサン化合物回収装置に回収するように構成されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−６６２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、燃料ガスとして精製するために、有機ポリシロキサンの除去率を高くすることが要求され、従来例の場合、十分脱着して再生しても早期に破過に達し、頻繁に再生しなければならず、再生、冷却、消化ガスによるパージなど一連の再生処理に要する時間が可及的に長くなり、ランニングコストが増大する欠点があった。また、再生頻度が高くなるに伴って、熱応力による歪変形に起因して充填層を構成する容器などの金属部材の耐久性が低下するとともに多孔質吸着剤自体も劣化しやすくて耐久性が低下し、設備費も増大する欠点があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明は、合理的な改良により、システム全体としての耐久性を向上し、経済性を向上できるようにすることを目的とし、請求項２に係る発明は、経済性を向上しながら処理効率をも向上できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明の燃料ガス精製システムは、上述のような目的を達成するために、
沸点が１６０℃〜２８０℃の高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを含んだメタンを主成分とする燃料ガスを供給する燃料ガス供給手段と、
前記燃料ガス供給手段に接続されるとともに高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを吸着する活性炭を充填した活性炭吸着槽と、
前記活性炭吸着槽に接続されて非吸着運転時に高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを脱着する過熱水蒸気を供給する過熱水蒸気供給手段と、
前記活性炭吸着槽の下流側に、活性炭を充填するとともに前記活性炭吸着槽から供給される吸着処理後の燃料ガス中に含まれる有機ポリシロキサンを吸着可能な非再生式の交換型吸着槽とを備えて構成する。
【０００８】
（作用・効果）
下水および工場排水の汚泥を嫌気性発酵するときに得られるメタンを主成分とする燃料ガス、廃棄物集積場で発生するメタンを主成分とする燃料ガスの成分について分析した結果、有機ポリシロキサン以外に、沸点がノナンより高いＣ10物質、デカン（Ｃ10Ｈ22）、ウンデカン（Ｃ11Ｈ24）、トリデカン（Ｃ12Ｈ26）、その他のＣ13物質、テトラデカン（Ｃ14Ｈ30）、ペンタデカン（Ｃ15Ｈ32）といった沸点が１６０℃〜２８０℃の高沸点炭化水素類が多量に含まれている場合が多く、これらの高沸点炭化水素類が有機ポリシロキサンと同程度ないしそれ以上に活性炭に吸着され、これらが要因となって、活性炭の破過に到る時間が短かくなっていることを見出すに至った。
請求項１に係る発明の燃料ガス精製システムは、上記の考察結果に基づいてなされたものであり、その構成によれば、前処理において、高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを活性炭吸着槽で吸着し、それらの濃度を低下する。活性炭吸着槽に吸着した高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを過熱水蒸気によって脱着して再生する。更に、活性炭吸着槽で吸着処理後の燃料ガス中の低濃度の有機ポリシロキサンを交換型吸着槽で吸着する。
したがって、前処理において、高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを活性炭吸着槽で吸着して低濃度にしてから、更に、燃料ガス中の有機ポリシロキサンを交換型吸着槽で吸着するから、極めて高い除去率で有機ポリシロキサンを除去することができる。
しかも、最終的な高い除去率を要求されない前処理用の活性炭吸着槽のみ、過熱水蒸気によって脱着再生するから、再生頻度を高くすることなく、再生、冷却、消化ガスによるパージなど一連の再生処理に要する時間を短くでき、充填層の容器の耐久性の低下を抑えるとともに多孔質吸着剤自体の劣化を抑えて耐久性の低下を抑え、設備費を低減できる。
そのうえ、交換型吸着槽に導入される燃料ガス中の高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンの濃度を低下できるから、交換型吸着槽の破過に到るまでの時間を大幅に長くできて交換時期を延長でき、全体として、再生タイプの活性炭吸着槽により前処理を行い、更に交換型吸着槽で吸着させるという合理的な改良により、システム全体としての耐久性を向上し、経済性を向上できる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、前述のような目的を達成するために、
請求項１に記載の燃料ガス精製システムにおいて、
過熱水蒸気の温度を１４０℃〜２５０℃の範囲に調整可能な加熱手段を備えて構成する。
加熱手段としては、電気ヒータや、ガスバーナや石油バーナなどの燃焼設備など、各種の手段が採用できる。
温度が１４０℃未満では高沸点炭化水素類の中の沸点の高い成分の脱着が不十分になり、実用的な再生時間では再生が十分できないという問題が発生するからである。一方、２5０℃を超えると、活性炭吸着槽全体の昇温に多大なエネルギーが必要な上に保温も高コストになる問題があるからである。また、活性炭吸着槽を構成する金属の熱膨張による熱応力が大きくなり、強度面での長期にわたるシステムの信頼性が低下する問題があるからである。更に、成形活性炭を使用する場合に、その強度が低下しない製品を選定する必要があり、吸脱着特性からのみで選定できないという制約を受ける不都合が生じるからである。
【００１０】
（作用・効果）
請求項２に係る発明の燃料ガス精製システムの構成によれば、燃料ガス中に含有される高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンの成分の違いなど、処理対象に応じて好適な温度の過熱水蒸気を得ることができる。
したがって、過熱水蒸気の温度が低くて脱着に必要以上に時間を要するとか、逆に過熱水蒸気の温度が高くて冷却に必要以上に時間を要するといったことを回避して、過熱水蒸気を得るうえでの電力コストあるいは燃料コストなどのランニングコストを必要最小限にでき、かつ、活性炭吸着槽を構成する金属部材の高温加熱による劣化を抑えることができて耐久性を向上でき、システム全体として経済的であり、かつ、処理時間を合理的な時間にできて処理効率をも向上できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明の燃料ガス精製システムによれば、前処理において、高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを活性炭吸着槽で吸着して低濃度にしてから、更に、燃料ガス中の有機ポリシロキサンを交換型吸着槽で吸着するから、極めて高い除去率で有機ポリシロキサンを除去することができる。
しかも、最終的な高い除去率を要求されない前処理用の活性炭吸着槽のみ、過熱水蒸気によって脱着再生するから、再生頻度を高くすることなく、再生、冷却、消化ガスによるパージなど一連の再生処理に要する時間を短くでき、充填層の容器の耐久性の低下を抑えるとともに多孔質吸着剤自体の劣化を抑えて耐久性の低下を抑え、設備費を低減できる。
そのうえ、交換型吸着槽に導入される燃料ガス中の高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンの濃度を低下できるから、交換型吸着槽の破過に到るまでの時間を大幅に長くできて交換時期を延長でき、全体として、再生タイプの活性炭吸着槽により前処理を行い、更に交換型吸着槽で吸着させるという合理的な改良により、システム全体としての耐久性を向上し、経済性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明に係る発明の燃料ガス精製システムの実施例１を示す全体概略構成図である。
第１のブロワー１と活性炭フィルター２とを介装した燃料ガス供給管３に、第１の開閉弁Ｖ１を介装した第１のガス供給管４を介して第１の活性炭吸着槽５が、そして、第２の開閉弁Ｖ２を介装した第２のガス供給管６を介して第２の活性炭吸着槽７がそれぞれ接続されている。上述の第１のブロワー１、燃料ガス供給管３に、第１の開閉弁Ｖ１、第１のガス供給管４、第２の開閉弁Ｖ２および第２のガス供給管６から成る構成をして燃料ガス供給手段と称する。
【００１４】
第１および第２の活性炭吸着槽５，７それぞれは、ステンレス製の容器８内に活性炭充填層９を設けて構成されている。活性炭充填層９に充填する活性炭としては、原料が石炭で、これをペレット状に成形した後に高温で水蒸気賦活したものが用いられる。活性炭フィルター２に使用される活性炭も同じものである。
【００１５】
上記構成により、下水および工場排水の汚泥を嫌気性発酵するときに得られるメタンを主成分とする燃料ガス、廃棄物集積場で発生するメタンを主成分とする燃料ガスなどを活性炭フィルター２に供給して、含有されている沸点が２８０℃を超える極微量の高沸点炭化水素類を除去し、更に、第１または第２の活性炭吸着槽５，７に供給して、含有されている高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを除去するようになっている。活性炭フィルター２の活性炭量および交換頻度は、沸点が２８０℃を超える高沸点炭化水素類の含有量に応じて決定する。
【００１６】
非再生式の交換型吸着槽１０に接続された第３のガス供給管１１に、第３の開閉弁Ｖ３を介装した第４のガス供給管１２を介して第１の活性炭吸着槽５が、そして、第４の開閉弁Ｖ４を介装した第５のガス供給管１３を介して第２の活性炭吸着槽７がそれぞれ接続されている。交換型吸着槽１０にも、活性炭充填層９に充填したものと同じ活性炭が充填されている。
交換型吸着槽１０には第６のガス供給管１４を介してガスエンジン１５が接続されている。
【００１７】
上記構成により、第１または第２の活性炭吸着槽５，７で高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを吸着処理した後の燃料ガスを交換型吸着槽１０に供給して、含有される高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを除去し、高い除去率で高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを除去した後のメタンを主成分とする燃料ガスを燃料としてガスエンジン１５に供給するようになっている。
【００１８】
蒸気ボイラ１６に水蒸気供給管１７を介して電気ヒータ１８が接続されるとともに、その電気ヒータ１８に、減圧弁１９を介装した第１の過熱水蒸気供給管２０が接続され、その第１の過熱水蒸気供給管２０に、第５の開閉弁Ｖ５を介装した第２の過熱水蒸気供給管２１を介して第１の活性炭吸着槽５の燃料ガス排出側が、そして、第６の開閉弁Ｖ６を介装した第３の過熱水蒸気供給管２２を介して第２の活性炭吸着槽７の燃料ガス排出側がそれぞれ接続されている。上述の蒸気ボイラ１６、水蒸気供給管１７、電気ヒータ１８、第１の過熱水蒸気供給管２０、第５の開閉弁Ｖ５、第２の過熱水蒸気供給管２１、第６の開閉弁Ｖ６および第３の過熱水蒸気供給管２２から成る構成をして過熱水蒸気供給手段と称する。
【００１９】
第１の活性炭吸着槽５に、第７の開閉弁Ｖ７を介装した第１の脱着ガス排出管２３が接続されるとともに、第２の活性炭吸着槽７に、第８の開閉弁Ｖ８を介装した第２の脱着ガス排出管２４が接続されている。第１および第２の脱着ガス排出管２４に、コンデンサー２５を介装した脱着成分排出管２６を介して回収槽２７が接続されている。図中２８は、コンデンサー２５に冷却水を供給する冷却水供給管を示している。
【００２０】
上記構成により、背反的に第１または第２の活性炭吸着槽５，７に吸着した高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを過熱水蒸気で脱着し、脱着した高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを含有した過熱水蒸気をコンデンサー２５で凝縮して液化し、液体として回収槽２７に回収するようになっている。図中２７ａは、排出バルブ２７ｂを介装した回収管を示している。
【００２１】
電気ヒータ１８と減圧弁１９との間において、第１の過熱水蒸気供給管２０に、内部を流れる過熱水蒸気の温度を測定する温度センサ２９が設けられ、その温度センサ２９がコントローラ３０に接続されるとともにコントローラ３０と電気ヒータ１８が接続されている。コントローラ３０では、設定温度が１４０〜２５０℃の範囲で変更可能に設定され、処理する燃料ガスの性状に応じて設定温度を設定し、過熱水蒸気の温度が設定温度を超えるに伴って電気ヒータ１８への通電を停止し、過熱水蒸気の温度を設定温度に調整できるように構成されている。
【００２２】
第２のブロワー３１と第９の開閉弁Ｖ９を介装したエアー供給管３２に、第１０の開閉弁Ｖ１０を介装した第１の給気管３３を介して第１の活性炭吸着槽５の燃料ガス供給側が、そして、第１１の開閉弁Ｖ１１を介装した第２の給気管３４を介して第２の活性炭吸着槽７の燃料ガス供給側がそれぞれ接続されている。
【００２３】
第１の活性炭吸着槽５の燃料ガス排出側に第１２の開閉弁Ｖ１２を介装した第１の排気管３５が接続されるとともに、第２の活性炭吸着槽７の燃料ガス排出側に第１３の開閉弁Ｖ１３を介装した第２の排気管３６が接続されている。第１および第２の排気管３５，３６に合流排気管３７が接続されている。
エアー供給管３２の第９の開閉弁Ｖ９より下流側に、第１４の開閉弁Ｖ１４を介装した窒素ガス供給管３８を介してＰＳＡ式窒素発生装置３９が接続されている。
【００２４】
上記構成により、過熱水蒸気による脱着後の第１または第２の活性炭吸着槽５，７に逆方向に空気を供給して冷却し、その後に、パージガスとして窒素ガスを供給し、空気を除去するようになっている。
【００２５】
次に、上記実施例１の燃料ガス精製システムの燃料ガスの精製動作について説明する。
（１）吸着および脱着工程
図１に示すように、第１、第３、第６および第８の開閉弁Ｖ１，Ｖ３，Ｖ６，Ｖ８を開き（白抜きで示している。以下同じである）、他の開閉弁は閉じ（黒で塗りつぶしている。以下同じである）、第１のブロワー１および蒸気ボイラ１６を駆動する。
これにより、燃料ガスを第１の活性炭吸着槽５→交換型吸着槽１０→ガスエンジン１５と流し、燃料ガス中に含まれる高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを除去して燃料ガスを精製し、精製した燃料ガスをガスエンジン１５に供給する。
一方、蒸気ボイラ１６で発生した水蒸気を電気ヒータ１８→第２の活性炭吸着槽７→コンデンサー２５→回収槽２７と流し、電気ヒータ１８で加熱して得られた過熱水蒸気により、第２の活性炭吸着槽７に吸着した高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを脱着し、脱着した高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを含有した過熱水蒸気をコンデンサー２５で凝縮して液化し、液体として回収槽２７に回収する。
【００２６】
（２）冷却工程
図２の（ａ）に示すように、第１、第３、第９、第１１および第１３の開閉弁Ｖ１，Ｖ３，Ｖ９，Ｖ１１，Ｖ１３を開き、他の開閉弁は閉じ、第１および第２のブロワー１，３１を駆動するとともに蒸気ボイラ１６を停止する。
これにより、燃料ガスを精製して、精製した燃料ガスをガスエンジン１５に供給しながら、外気を第２の活性炭吸着槽７に流して冷却する。第２の活性炭吸着槽７に流した外気は大気放散する。
【００２７】
（３）外気パージ工程
図２の（ｂ）に示すように、第１、第３、第１１、第１３および第１４の開閉弁Ｖ１，Ｖ３，Ｖ１１，Ｖ１３，Ｖ１４を開き、他の開閉弁は閉じ、第１のブロワー１およびＰＳＡ式窒素発生装置３９を駆動するとともに第２のブロワー３１を停止する。
これにより、燃料ガスを精製して、精製した燃料ガスをガスエンジン１５に供給しながら、ＰＳＡ式窒素発生装置３９で発生した窒素ガスを第２の活性炭吸着槽７に流して冷却用の外気をパージする。第２の活性炭吸着槽７に流した窒素ガスは大気放散する。
【００２８】
（４）窒素パージ工程
図３の（ａ）に示すように、第１、第２、第３および第１３の開閉弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ１３を開き、他の開閉弁は閉じ、第１のブロワー１を駆動するとともにＰＳＡ式窒素発生装置３９を停止する。
これにより、燃料ガスを精製して、精製した燃料ガスをガスエンジン１５に供給しながら、燃料ガスを第２の活性炭吸着槽７に流して窒素ガスをパージする。第２の活性炭吸着槽７に流した燃料ガスは大気放散する。
【００２９】
（５）吸着切り換え工程
第１の活性炭吸着槽５が再生を必要とするに到るに伴い、図３の（ｂ）に示すように、第２、第４、第５および第７の開閉弁Ｖ２，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ７を開き、他の開閉弁は閉じ、第１のブロワー１および蒸気ボイラ１６を駆動する。
これにより、燃料ガスを第２の活性炭吸着槽７→交換型吸着槽１０→ガスエンジン１５と流し、燃料ガス中に含まれる高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを除去して燃料ガスを精製し、精製した燃料ガスをガスエンジン１５に供給する。
一方、蒸気ボイラ１６で発生した水蒸気を電気ヒータ１８→第１の活性炭吸着槽５→コンデンサー２５→回収槽２７と流し、電気ヒータ１８で加熱して得られた過熱水蒸気により、第１の活性炭吸着槽５に吸着した高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを脱着し、脱着した高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを含有した過熱水蒸気をコンデンサー２５で凝縮して液化し、液体として回収槽２７に回収する。
以下、第２の活性炭吸着槽７により燃料ガスを精製しながら、第１の活性炭吸着槽５に対し、上述の冷却工程、外気パージ工程および窒素パージ工程による再生処理を行う。
【実施例２】
【００３０】
図４は、本発明に係る発明の燃料ガス精製システムの実施例２を示す全体概略構成図であり、実施例１と異なるところは、次の通りである。
すなわち、実施例１における第２の活性炭吸着槽７とそれに関連する配管および開閉弁を無くし、ひとつの第１の活性炭吸着槽５で燃料ガスを精製するとともに、再生をも行えるように構成したものであり、第１の活性炭吸着槽５と並列に、開閉弁Ｖ２１を介装したバイパス配管５１が接続されている。他の構成は実施例１と同じであり、同一図番を付してその説明は省略する。
【００３１】
次に、上記実施例２の燃料ガス精製システムの燃料ガスの精製動作について説明する。
（１）吸着工程
図４の（ａ）に示すように、第１および第３の開閉弁Ｖ１，Ｖ３を開き、他の開閉弁は閉じ、第１のブロワー１を駆動する。
これにより、燃料ガスを第１の活性炭吸着槽５→交換型吸着槽１０→ガスエンジン１５と流し、燃料ガス中に含まれる高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを除去して燃料ガスを精製し、精製した燃料ガスをガスエンジン１５に供給する。
【００３２】
（２）脱着工程
第１の活性炭吸着槽５が再生を必要とするに到るに伴い、図４の（ｂ）に示すように、第５および第７の開閉弁Ｖ５，Ｖ７ならびに開閉弁Ｖ２１を開き、他の開閉弁は閉じ、第１のブロワー１および蒸気ボイラ１６を駆動する。
これにより、燃料ガスをバイパス配管５１→交換型吸着槽１０→ガスエンジン１５と流し、燃料ガス中に含まれる高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを除去して燃料ガスを精製し、精製した燃料ガスをガスエンジン１５に供給する。
一方、蒸気ボイラ１６で発生した水蒸気を電気ヒータ１８→第１の活性炭吸着槽５→コンデンサー２５→回収槽２７と流し、電気ヒータ１８で加熱して得られた過熱水蒸気により、第１の活性炭吸着槽５に吸着した高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを脱着し、脱着した高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを含有した過熱水蒸気をコンデンサー２５で凝縮して液化し、液体として回収槽２７に回収する。
【００３３】
（３）冷却工程
図５の（ａ）に示すように、第９、第１０および第１２の開閉弁Ｖ９，Ｖ１０，Ｖ１２ならびに開閉弁Ｖ２１を開き、他の開閉弁は閉じ、第１および第２のブロワー１，３１を駆動するとともに蒸気ボイラ１６を停止する。
これにより、燃料ガスを精製して、精製した燃料ガスをガスエンジン１５に供給しながら、外気を第１の活性炭吸着槽５に流して冷却する。第１の活性炭吸着槽５に流した外気は大気放散する。
【００３４】
（４）外気パージ工程
図５の（ｂ）に示すように、第１０、第１２および第１４の開閉弁Ｖ１０，Ｖ１２，Ｖ１４ならびに開閉弁Ｖ２１を開き、他の開閉弁は閉じ、第１のブロワー１およびＰＳＡ式窒素発生装置３９を駆動するとともに第２のブロワー３１を停止する。
これにより、燃料ガスを精製して、精製した燃料ガスをガスエンジン１５に供給しながら、ＰＳＡ式窒素発生装置３９で発生した窒素ガスを第１の活性炭吸着槽５に流して冷却用の外気をパージする。第１の活性炭吸着槽５に流した窒素ガスは大気放散する。
【００３５】
（５）窒素パージ工程
図６に示すように、第１および第１２の開閉弁Ｖ１，Ｖ１２ならびに開閉弁Ｖ２１を開き、他の開閉弁は閉じ、第１のブロワー１を駆動するとともにＰＳＡ式窒素発生装置３９を停止する。
これにより、燃料ガスを精製して、精製した燃料ガスをガスエンジン１５に供給しながら、燃料ガスを第１の活性炭吸着槽５に流して窒素ガスをパージする。第１の活性炭吸着槽５に流した燃料ガスは大気放散する。
【００３６】
上述処理により、第１の活性炭吸着槽５の再生を終了した後、第１および第３の開閉弁Ｖ１，Ｖ３を開き、他の開閉弁は閉じ、第１のブロワー１を駆動して、燃料ガスを第１の活性炭吸着槽５→交換型吸着槽１０→ガスエンジン１５と流す通常の吸着工程に復帰させる。
上述した脱着工程、冷却工程、外気パージ工程および窒素パージ工程における再生工程では、燃料ガスを第１の活性炭吸着槽５に流さないが交換型吸着槽１０に流すため、高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンの除去率がやや低下する。しかしながら、再生に要する時間は、通常の吸着工程による時間に比べれば極めて短く、実用上支障が無い。
【００３７】
次に、上述実施例１による具体運転例について説明する。
燃料ガスとしては、下水汚泥を嫌気性発酵して得たメタンを主成分とする温度３０℃、湿度６５％のものを用い、１時間当たり５０ｍ3Ｎ流した。
不純物としては、有機ポリシロキサンが３０ｍｇ／ｍ3Ｎ、高沸点炭化水素類が１７７ｍｇ／ｍ3Ｎであり、それぞれの成分および含有量は以下の通りである。
・有機ポリシロキサン
オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４、沸点１７５℃）：含有量４ｍｇ／ｍ3Ｎ
デカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５、沸点２１０℃）：含有量２６ｍｇ／ｍ3Ｎ
・高沸点炭化水素類
沸点がノナンより高いデカン以外のＣ10物質（沸点１５１〜１７４℃）
：含有量８ｍｇ／ｍ3Ｎ
デカン（沸点１７４℃）                            ：含有量１０ｍｇ／ｍ3Ｎ
ウンデカン（沸点１９６℃）                        ：含有量２３ｍｇ／ｍ3Ｎ
ドデカン（沸点２１６℃）                          ：含有量２９ｍｇ／ｍ3Ｎ
トリデカン（沸点２３０℃）                        ：含有量４０ｍｇ／ｍ3Ｎ
その他のＣ13物質（沸点２３０〜２５１℃）          ：含有量１７ｍｇ／ｍ3Ｎ
テトラデカン（沸点２５１℃）                      ：含有量３０ｍｇ／ｍ3Ｎ
ペンタデカン（沸点２６８℃）                      ：含有量２０ｍｇ／ｍ3Ｎ
その他（沸点２８０℃以上）                        ：含有量０．５ｍｇ／ｍ3Ｎ
【００３８】
（１）装置仕様
活性炭としては、平均細孔径２．５ｎｍで充填密度３８０ｋｇ／ｍ3のものを用いた。
活性炭フィルター２としては、上記活性炭０．２ｋｇを２００ｍｍ×２００ｍｍ×１３ｍｍの容器に充填したものを用いた。
第１および第２の活性炭吸着槽５，７それぞれとしては、上記活性炭１０ｋｇを内径０．３６ｍ、高さ１ｍのステンレス容器に充填したものを用いた。
交換型吸着槽１０としては、上記活性炭４．６ｋｇを内径０．３６ｍ、高さ１ｍのステンレス容器に充填したものを用いた。
【００３９】
（２）具体運転例１
吸着工程では、上述した燃料ガスを第１または第２の活性炭吸着槽５，７に４日間流し、その後に再生工程に切り換えた。
再生工程では、０．５９ＭＰａ（絶対圧力）で１５８℃の飽和蒸気を電気ヒータ１８で１９０℃まで昇温し、減圧弁１９で０．１２ＭＰａ（絶対圧力）に減圧した後、第１または第２の活性炭吸着槽５，７に供給し、流量１２ｋｇ／ｈで１時間流した。
脱着工程では、３２℃の冷却水で４０℃に冷却したコンデンサー２５により、脱着した高沸点炭化水素類および有機ポリシロキサンを凝縮し、回収槽２７に回収した。
冷却工程では、第２のブロワー３１で外気を流量５０ｍ3Ｎ／ｈで１時間流し、第１または第２の活性炭吸着槽５，７と活性炭とを常温近くまで冷却した。使用した外気は大気放散した。
外気パージ工程では、ＰＳＡ式窒素発生装置３９で発生した窒素ガスを第１または第２の活性炭吸着槽５，７に流して空気をパージした。使用した窒素ガスは大気放散した。
窒素パージ工程では、短時間燃料ガスを第１または第２の活性炭吸着槽５，７に流して窒素ガスをパージした。使用した燃料ガスは大気放散した。
【００４０】
上記運転の結果は次の通りである。
吸着工程における第１または第２の活性炭吸着槽５，７の出口での４日間の平均不純物濃度は、
有機ポリシロキサン：１．５ｍｇ／ｍ3Ｎ
高沸点炭化水素類：３．５ｍｇ／ｍ3Ｎ
であり、高沸点炭化水素類の除去率は９８％、有機ポリシロキサンの除去率は９５％と高かった。また、交換型吸着槽１０の出口での有機ポリシロキサンの濃度が０．５ｍｇ／ｍ3Ｎを超えるまでの使用時間は２０５０時間であった。この間の有機ポリシロキサンの平均出口濃度は０．１ｍｇ／ｍ3Ｎ以下であった。
【００４１】
（３）具体運転例２
再生工程で、０．１２ＭＰａ（絶対圧力）で１０５℃の飽和蒸気を電気ヒータ１８で１３５℃まで昇温したこと、ならびに、２日間毎に再生した以外は具体運転例１と同じ条件で運転した。
その結果、高沸点炭化水素類の除去率は９６％、有機ポリシロキサンの除去率は９４％であった。ただし、再生頻度を２日間毎にすることにより、水蒸気量が多くなり、それに伴って回収槽２７に回収される排水量が多くなった。また、交換型吸着槽１０の出口での有機ポリシロキサンの濃度が０．５ｍｇ／ｍ3Ｎを超えるまでの使用時間は１５５０時間であった。この間の有機ポリシロキサンの平均出口濃度は０．１ｍｇ／ｍ3Ｎ以下であった。
【００４２】
（４）具体比較運転例
第１および第２の活性炭吸着槽５，７を使用せず、燃料ガスを交換型吸着槽１０に直接供給した。
その結果、交換型吸着槽１０の出口での有機ポリシロキサンの濃度が０．５ｍｇ／ｍ3Ｎを超えるまでの使用時間は１７０時間であった。
【００４３】
上記結果から、本発明の実施例１による場合、交換型吸着槽１０の活性炭の交換までの時間を比較例に比べて９倍、１２倍にでき、年間の活性炭使用量、年間コスト、産業廃棄物（廃棄活性炭および回収不純物）を削減できることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係る燃料ガス精製システムの実施例１の全体概略構成図である。
【図２】実施例１の燃料ガスの精製動作の説明に供する全体概略構成図であり、（ａ）は冷却工程を、そして、（ｂ）は外気パージ工程をそれぞれ示している。
【図３】実施例１の燃料ガスの精製動作の説明に供する全体概略構成図であり、（ａ）は窒素パージ工程を、そして、（ｂ）は吸着切り換え工程をそれぞれ示している。
【図４】本発明に係る燃料ガス精製システムの実施例２の全体概略構成図であり、（ａ）は吸着工程を、そして、（ｂ）は脱着工程をそれぞれ示している。
【図５】実施例２の燃料ガスの精製動作の説明に供する全体概略構成図であり、（ａ）は冷却工程を、そして、（ｂ）は外気パージ工程をそれぞれ示している。
【図６】実施例２の燃料ガスの精製動作の説明に供する全体概略構成図であり、窒素パージ工程示している。
【符号の説明】
【００４５】
１…第１のブロワー（燃料ガス供給手段）
３…燃料ガス供給管（燃料ガス供給手段）
４…第１のガス供給管（燃料ガス供給手段）
５…第１の活性炭吸着槽
６…第２のガス供給管（燃料ガス供給手段）
７…第２の活性炭吸着槽
１０…交換型吸着槽
１６…蒸気ボイラ（過熱水蒸気供給手段）
１７…水蒸気供給管（過熱水蒸気供給手段）
１８…電気ヒータ（過熱水蒸気供給手段）
２０…第１の過熱水蒸気供給管（過熱水蒸気供給手段）
２１…第２の過熱水蒸気供給管（過熱水蒸気供給手段）
２２…第３の過熱水蒸気供給管（過熱水蒸気供給手段）
Ｖ１…第１の開閉弁（燃料ガス供給手段）
Ｖ２…第２の開閉弁（燃料ガス供給手段）
Ｖ５…第５の開閉弁（過熱水蒸気供給手段）
Ｖ６…第６の開閉弁（過熱水蒸気供給手段）
【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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