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公開番号2025050347
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023159078
出願日2023-09-22
発明の名称バイオガス脱硫装置
出願人サザングリーン協同組合,鹿児島県
代理人個人
主分類C10L 3/10 20060101AFI20250327BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】運転管理が容易で脱硫処理も短期間で行えてシンプルな構造で安価でありながら高精度の脱硫を可能とするバイオガス脱硫装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るバイオガス脱硫装置1は、バイオガスを発生させる発酵槽2と、空気を導入する空気導入部5と発酵槽2からバイオガスを導入するガス導入部6と精製バイオガスを導出する精製ガス導出部7とを備えた液体触媒が充填される反応槽4と、からなり、反応槽4は、液体触媒のpHを制御する第一pH制御部8を備えたことを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
バイオガスを発生させる発酵槽と、空気を導入する空気導入部と前記発酵槽から前記バイオガスを導入するガス導入部と精製バイオガスを導出する精製ガス導出部とを備えた液体触媒が充填される反応槽と、からなり、
前記反応槽は、前記液体触媒のｐＨを制御する第一ｐＨ制御部を備えたことを特徴とするバイオガス脱硫装置。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記第一ｐＨ制御部は、前記液体触媒を導入する第一触媒導入部と、回収した硫黄を含む前記液体触媒である処理液を外部に導出する第一触媒導出部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のバイオガス脱硫装置。
【請求項３】
前記反応槽から導出された前記精製バイオガスの一部を前記反応槽に循環させる循環部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオガス脱硫装置。
【請求項４】
前記反応槽の前記精製ガス導出部から導出された前記精製バイオガスを導入する精製ガス導入部と再精製バイオガスを導出する再精製ガス導出部とを備えた前記液体触媒が充填される再反応槽と、からなり、前記再反応槽は、前記再反応槽の前記液体触媒のｐＨを制御する第二ｐＨ制御部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオガス脱硫装置。
【請求項５】
前記第二ｐＨ制御部は、前記液体触媒を導入する第二触媒導入部と、回収した硫黄を含む前記液体触媒である処理液を外部に導出する第二触媒導出部と、を備えたことを特徴とする請求項４に記載のバイオガス脱硫装置。
【請求項６】
前記液体触媒は、メタン発酵消化液であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のバイオガス脱硫装置。
【請求項７】
前記液体触媒は、硝化脱窒液であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のバイオガス脱硫装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、メタン発酵処理で発生するバイオガスに含まれる硫化水素を効率的に除去するバイオガス脱硫装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
有機性廃棄物（廃棄物系バイオマスとも呼ばれる）は、主としてメタン発酵により処理されてメタンを主成分とするバイオガスが発生し、バイオガスはメタン発酵する廃棄物系バイオマスの種類やメタン発酵の方法によって濃度は異なるものの、主成分としてメタンを５５％～８５％、二酸化炭素を１５％～４５％、硫化水素を４００ｐｐｍ～６０００ｐｐｍ含んでいる。
【０００３】
発生したバイオガスは、ボイラーやガスエンジンの燃料として利用でき、また燃料利用によってメタンが二酸化炭素になると地球温暖化係数（ＧＷＰ）は１／２５に下がるとなっている。
【０００４】
バイオガス中に含まれる硫化水素は金属腐食性が高く有毒であるので、その除去（脱硫）が必要であり、そのための脱硫装置には、乾式、湿式、及び生物脱硫方式がある。
【０００５】
一般的に乾式脱硫には、硫化水素と選択的に反応する酸化鉄系の脱硫剤が用いられ、脱硫剤は気体との接触面が大きくなるように成形されており、これを充填した反応塔にバイオガスを通気することにより脱硫されるが、脱硫剤の定期的交換や破過した脱硫剤の再生処理に費用がかかる。
【０００６】
また、湿式脱硫は、気液接触塔の下部にバイオガスを導きＮａＯＨ液と向流接触させ、硫化水素をＮａＯＨ液にＮａ
２
Ｓとして吸収させるものであるため、ＮａＯＨ溶液の交換や補給が必要となる。
【０００７】
更に、生物脱硫は、硫黄酸化細菌に水と硫化水素および酸素を供給することで、硫化水素を主として硫酸イオンに変えることにより脱硫するものであり、従来技術では、空気吹込みで活性化された硫黄酸化細菌で硫化水素を生物酸化させる方法で、硫酸イオンとして回収することができるが、一般的に低濃度までの除去が難しいため、バイオガスの利用方法によっては後段に乾式脱硫装置の設置が必要となる。
【０００８】
また、生物脱硫で必要とされる空気の量はバイオガス量の５～１０％と大きく、バイオガスの見かけ熱量の低下やボイラーでの失火が問題となる場合があり、更に、生物脱硫法において固定床方式を採用する場合、関与菌群を固定するための充填材等を必要とする。
【０００９】
このように、現状では様々な脱硫方式が採用されている中で地球温暖化ガス対策先進国であるドイツの事例を挙げると、メタン発酵の消化汚泥液に硫黄酸化細菌が生息し、この菌は硫化水素を硫黄あるいは硫化物に変換することが１９８２年に発見され、先行技術実施事例として２０００年頃の事例では、メタン発酵装置で生成されたバイオガスによる直接ガスエンジン発電が行われている。
【００１０】
そのバイオガス中の硫化水素低減技術としてメタン発酵槽の上部にバイオガス量の３～５％量の空気を供給する脱硫方法により硫化水素濃度を２００～１００ｐｐｍまで低減していた。
（【００１１】以降は省略されています）

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