高圧水吸収法による消化ガスの精製と天然ガス自動車燃料としての活用
Upgrading of Digester Gas withPressurized Water Absorption Technology andUse as Vehicle Fuelu6Qプロセスu6Q^!


Hiroshi MiyamotouQ¡uQu!

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Shiro Toyohisa¦§¨
Tadashi Koyama¥¤

89/ガスをxyz{|をもちいて}~することによりメタン98 へのと?\]^である/Gおよびシロキサンの_`がにBでありガスなみのxなガスがえられることをしたまたで}~したガスのガスのCSとしての<をした#$ガスおよび$<はXYガスのRとUであることをしたWith the water scrubber technology at an elevated pressure it was demonstrated that biogas fromanaerobic digestion of sewage sludge was upgraded to natural gas quality; methane content increased
from 59.9  to 98.2  and hydrogen sulphide decreased from 330 ppm to less than 0.1 ppm.
Moreover, siloxane was removed to less than 5 g/m3N. The upgraded biogas was used for testing asfuel of a natural gas vehicle designed to use city gas. The emission and power of the natural gasvehicle using upgraded biogas was approximately same as those of city gas.

Key Words  8 9 / ガ ス}
~x y  z { |シ ロ キ サ ン
ガス

Sewage sludge
Digester gas
UpgradingPressurized water absorption technology
Siloxane
Natural gas vehicle

まえがき
はの

ガスはカーボンニュートラルすなわち;MのDを

E/FG?をNOさせないというP<を0しておりたしているでにおいてはくの

すでにQのRではガスエンジンCSをしておりのの0.6 をTUのコージェネレーションVWのCSとして.

!"ガス

されているしかしXYガスとくらべて6Z?の#$%&を'()に*+することが,められておが[くまたシロキサンなどの\]^の_`がaりなかでも-.エネルギである/ガスの0JでないとVWにbcやd/をeきfこすことが".は0"な12のひとつと3えられている１4

gられている２4 そのためくのRでは:/ガスとは#の5/にともなって67する;<6=hi/タンク4O89を:;<6=いわゆるメタン6=によって>て.されるほかはjkガスとして0".され?/する@Aで67するBC<ガスでメタンとDることなくlmされているにめているそのためにおけるきなE/FGをHIJとしている89KLの/2

ボイラのCSとしそこで/ガスの0".nのo

qrstソリューションuvにpする

Vol. 2 No. 1i2005w84

なSのガスはミストセパレータをTUしたS

するのガスによるをおこ

２Vのガス3WXによって0.9 MPa(ゲージ3

されたガスのガス

YHZ[,まで3Wされる\3されたガスはことをにガスをガスなみのになうとともににのとしての]^_で3W`がabされたS45cにHdからをしたガスefされるg145cの@dからはf)ポン  プで\3された%&)(hろU),がijされる!"#$%&'(#)*+センター,に-し

45ckdにはいlmnopqをrsするために

１にフローシートを１

tてんuがvめられておりガスが45ckをに0すガスの 12は3)452であり@\するwに)への678のAにより9:;<メタンの)への678が9:;<や=)<にく

および=)<がxyに)に45され45cz

たの./をらべて>さく3?を@げるほど678のAがBC

dからはメタン{898 |に{Wされたガスが}するD&をEして9:;<と=)<を)に~されるこの45させてFGするもので45)にはH)%&'_のtてん3?である19.6 MPa においてもでIJにEKLな%&)をEしているしないようにCl3におけるが70 MガスNOからFPしたQ=RまたはQ=

ガスは3Wガスの8YHとなるよう)FがabされたSガス
へのtてんにられているまた45cdから~された9:;<を45した)は
3タンクにて0.3 MPa

8まで3し)にわず

かに6けているメタンを5してガス3WXのwVにしたS)%&にしているな
おのガス%&L?は80 m3 N/hであり[は１に0すとおりである
１

ガス
１

１./ガス

-[1)ef1
ガス%&L?
45c3?
45c2
X?
a1
a_4uk3)452gU
80 m3N/h
0.9 MPa(9 3?_,k¡400 mm¢さ14 m£45 kW
PSA 1(２c,モレキュラーシーブ

-フローVol. 2 No. 1(20058,

*+ソリューション

3２ガス%&ガス))))
ppm

59.9
37.0
0.4
0.8
330

98.2
0.6
0.2
1.0
0.1

MJ/m3Nkcal/m3N

23.9
5 720

39.2
9 370

CH4CO2
O2
N2
H2S
*6789
D;:

































３シロキサンR

４シロキサンq

ガス  

２C%&DによるガスJK    は200411にをしはのガスでをおこなった2005１
からはのガスにえてを

g9は20 m /h であり3しているガス



この%&をおこなったcの0dは21 eであるのでのガスでを!"した#$のガスおよびガスの%&
この(に'すとおり

0f
3

そのうちhi0が３m /h でjbkへのlm09は17 m3/h であった

n6opガス9あたりの0fg9は0.25 m3/m3N であを２に'す

のガスについてり

jbkを0.9 MPa という*qですることにより

rs_tない09でがuvになっている

メタンが98 )と*+,に+-できていると./にことがわかるまた01も0.1 ppm 23まで45できているまた

0Wのwxガスのガスへのyz9がtなくガスの*6789は39.2 MJ/m N でありこれのことも*いメタン+,まで+-できている{|のらの:から;<すると?@ひとつと}えられる3

A,は35.7でありウォッベ=>は52.1

ガスグループで12 A に%BされC%&DでE!したガスF%のG/HをガスのJKはMにわたってN!していることがわかるなお
OPが PSA QRのためる/MVにいる
4

こンをんでおりとくに9としてシロキサ$,３から６のKの$がいことがられている３ すなわち

$4,３のヘキサメチルシクロトリシロキサンD3

SとTUSがわ$,４のオクタメチルシクロテトラシロキサン

グラフのWXYにみられるようなZ[のH\はあるもののだけでL/op

シロキサン450~ガスはるガスであることがわかる
２に'すこのIから

fg09がtないため]^_にゆるやかにH\する

メタン+,のH\`は１)a,にbまってD4

$,５のデカメチルシクロペンタシロキ

サンD5 および $,６のドデカメチルシクロヘ
キサシロキサンD6の４BでありこれらのRを３に'すこれらのシロキサンは
ソリューション

４にVol. 2 No. 120058すとおりいをするため ４ シャンプー

リンスにしてにしたもののがのでしガスにシロキサン'(]^がとなる!

ガスへの ガス/している!
これらのシロキサンはに"#$でありスクラ

バーでに%&させて'(するのは)*"とされ３てきた!
そこでより%&+をで,-することにとするOであり56した!５に D37D6の89:ごとおよびそれらの;<のシロキサン'(=をす!なお

このときの%&+>?@は D37D6の;<で12.6714.5は

ガスを
G

2005３

で２４がしている! である

６

ガスはてん]^あるいは280ヶのガススタンドにおいてシロキサンを./させて'(できないかと0%&+の1を2させてシロキサンの34をえガス4CNG /して4にのまま20 MPa に¡されたガス¢Yにてんするガス4はことができる!Gにおける

ガスとして£¤ガス13 A ¥けに5¦されてN§されているためabのnopqで[\した12 AªWのmg/m N であった!このAからBC@がDきい9に¨©するガスが:ほど'(=がくなっして«sできるかについてのTmをおこなった!

3

また

1がいほどていることがわかる!このことから

1がいほのEFからBC@がDきい9:ほど

またど%&+Gで./しやすくHIとなったシロキ

サンが+GをするとJKしてとともにL%&+からMNされていると0えられる!

し%&+10.9 MPa においてはとどまっているもののD3はOい'(=にD47D6でシロキサン;<の99 PQRをSめているのでシロキサン;<では98 Pとい'(=がTUできている!なお%&+N>においてごくわずかにVWしているシロキ
サンについては'XYにおいて%Z'(されており[\]^N>においてはもabのcdのe<fgである５ g /m3 N hi

D37D6の４_`とシロキサンの'(についてはすでに%Zjkのl$がTmされているがした%&tのuC５°をn±した! ¯°に²sした³は;M<12.088 L の´µディーゼル\Dバスであり¯°には４_`のガスを¼½した![\ガス\ガス75 P¾£¤ガス25 Pの¿Cガス50 P¾£¤ガス50 Pの¿Cガスでありに%&+におけるシロキサン'(=および£¤ガス£¤ガスにはDÀガス13 A を²sした!

¡されている¢Yは²sせず

48¼¯ガスをてんした¢YからエンジンまでÅÆÇÈでÆのÁÂをバルブでおこなった!なお°のn±にあたってsの[[\ガス8のÁÂをÃyÄでTnにおこなうため0.9 MPa で,-することメタン?/とので'(できるのでMN

ガスの¬Cレベルは¶·７¸¹º»gである!

¦は~eした'($がTUできると0えられる!またVol. 2 No. 12005Ë8

4­6®EにおいてMNガスおよび41¯

abのnopqでrsにより %Zvのwxyzの{|を}けることなく

ガス4としての¬s$を56するた
めÉしとなっている!

５ガス4のと¯¯°³の[\ガス¥けの5Áおこなっていない!
MNガス

６にすとおり ¸¹º»でÊeされた¯°モードである G13モードにおけるMNガスは[\ガスと£¤ガスのいずれのuCについても¯°³６

MNガス¯°ÑÒÌÍÎÏソリューション¸Ð

5７-.

２+の*はQRでも５MNOしかみられなかったこ





ガス O2 センサーによってれは




-.tu

CNG バス

7SがTUにCDとなるようにエンジンへの23が


できた


すなわちがPいVを23のWXによってYうことができたことを!している

Z[が$%ガス13 A とRきく\なる&'




^_`からaれることがbえられたが ガスがcdガスなみのeいメタンfOまでfgされ




８"#

$%ガス13 A とのZ[の*がhさかったため

なCDZをijすることができたとされたガスであれば+-.

CD]ておりbえられるこのことから



,,のKklmで"#noのcdガスpq1においrsをしなくてもガスおよびtuZ^ては$%ガス13 A とGHであることがIJできたにした７

をるなで{45が|0されておりあった




G13モードにおけるからをしたあたりのは

７に!すとおり "#ガスと$%ガスの&'とでは()*はみられなかった


45でありリ<で=する>?によってガスが@きされシンプルなABのものであったそのため "23のCDがEFにおこな

われて$%ガスとGHの+がえられるかをIJするために+-.をKLしたの-.1}で|0さZ[にしてきめ~やかにガスをCDすることが]^となっている    Kkl

MNOPいにもかかわらずをするとともに$%ガスとGHの+がえられることをIJしたのでKにでの-.tuをおこなった２はRwバスでの.tuの[であり"#ガスがnoの CNG 1のとして0できることをKkすることができたむ

すびe?による?+0.9 MPa での"#ガスは$%ガス13 A にくらべてが156,れていたミキサー45よりもmで"#されたガスをとした&'のガスが

6789にじて:り;ベンチュ#ガスの&'にxyCD5のzpq1における-.によって+, の-.で/0した1の2345はミキサー

る

Qvwの1においては

なお８に!すとおり

ガス"#のKkからメタンfO98

MのガスがUして"#できることをIJするととソリューションVol. 2 No. 1;20058<もにおよびシロキサンのがメタンとにであることをらかにしたまたにおけるによって
でしたガスを!の"#ガスの$%として&'した()の*+ガスおよび+,ガスの()とは./0であることを12したさらにガスはシロキサン0の345を6まないことからガスエンジン0のコージェネレーション7の$%として&'すれば89の:ガスを$%とした()と;<して=>?@ABCDのEFとGH
IJKのLMがNOできる
PQにをRSTとしてUめるにあたりVWなごXYごZ,をいただいた[\/]^_`abcdefセンターのghiに
jくklのmをnします

Vol. 2 No. 1p2005°8o１opqor_`Zst_`におけるuvwxyz{|}~のきp1999o
２oG.R. Herdin, F.Gruber, R.Kuffmeier, A.Brandt: ASME
2000 Spring technical conference, Solutions for Siloxane
Problems in Gas Engines Utilizing Landfill and Sewage
Gasp2000o.
３o ??tシロキサンにした?の_`ZsVol.32
No.389p1995opp.7688
４ o D.F. Wilcock: Vapor Pressure-Viscosity Relations inMethylpolysiloxanes, J. Am. Chem. Soc., Vol.68p1946o,
pp.691696.
５o?? ?¡¢£J?¤¥¦?
§¨©ªt_«¬:ガスコージェネレーションシステムR & D [\­®¯Vol.53No.2p2003o
pp.5154
６opqorガスZsウェブサイト
http://www.gas.or.jp/default.html[­efソリューション®¯7