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公開番号2025130194
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-08
出願番号2024027201
出願日2024-02-27
発明の名称バイオガス中の二酸化炭素液化システム
出願人JFEエンジニアリング株式会社
代理人個人
主分類C01B 32/50 20170101AFI20250901BHJP(無機化学)
要約【課題】バイオガスに含まれる二酸化炭素を低エネルギーで液化できるバイオガス中の二酸化炭素液化システムを提供する。
【解決手段】本発明に係るバイオガス中の二酸化炭素液化システム1は、バイオガス発生設備100と、液化二酸化炭素を貯留する液化二酸化炭素ドラム10と、液化二酸化炭素ドラム10を起点に液化二酸化炭素が循環する液化二酸化炭素循環ラインと、液化二酸化炭素循環ラインに配設された液化二酸化炭素ポンプ20と、液化二酸化炭素循環ラインに配設された液化二酸化炭素冷却器30と、液化二酸化炭素循環ラインにおいて液化二酸化炭素を駆動流体とし、バイオガス発生設備100からバイオガス受入ラインに払い出されたバイオガスを吸引流体とするエジェクタ40と、液化二酸化炭素ドラム10の非凝縮ガスを外部に排出する非凝縮ガス排出ライン81と、を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
メタン発酵により、メタン及び二酸化炭素を含むバイオガスを発生させるバイオガス発生設備と、
液化二酸化炭素を貯留する液化二酸化炭素ドラムと、
前記液化二酸化炭素ドラムを起点に液化二酸化炭素が循環する液化二酸化炭素循環ラインと、
前記液化二酸化炭素循環ラインにおいて前記液化二酸化炭素ドラムの後流に配設され、前記液化二酸化炭素ドラムに貯留されている液化二酸化炭素を昇圧して払い出す液化二酸化炭素ポンプと、
前記液化二酸化炭素循環ラインに配設され、前記液化二酸化炭素ポンプによって払い出された液化二酸化炭素を冷媒との熱交換によって冷却する液化二酸化炭素冷却器と、
前記液化二酸化炭素循環ラインにおいて前記液化二酸化炭素ポンプの後流に配設され、前記液化二酸化炭素ポンプによって払い出された液化二酸化炭素を駆動流体とし、前記バイオガス発生設備からバイオガス受入ラインに払い出されたバイオガスを吸引流体とするエジェクタと、
前記液化二酸化炭素ドラムのガス層の非凝縮ガスを外部に排出する非凝縮ガス排出ラインと、を有することを特徴とするバイオガス中の二酸化炭素液化システム。
続きを表示（約 270 文字）【請求項２】
前記バイオガス受入ラインに配設され、前記非凝縮ガス排出ラインを流れる非凝縮ガスによってバイオガスを予冷するバイオガス予冷器と、を有することを特徴とする請求項１に記載のバイオガス中の二酸化炭素液化システム。
【請求項３】
前記非凝縮ガス排出ラインに配設され、非凝縮ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離装置と、該二酸化炭素分離装置によって分離された二酸化炭素ガスを前記バイオガス受入ラインに供給する二酸化炭素供給ラインと、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のバイオガス中の二酸化炭素液化システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二酸化炭素を液化する二酸化炭素液化システムに関し、バイオガスに含まれる二酸化炭素を低エネルギーで液化できるバイオガス中の二酸化炭素液化システムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
固定価格買取（FIT）制度によって、メタン発酵設備から発生するバイオガスで発電した電力は、買取価格が保証されている。
しかしながら、FIT制度は、買取価格が段階的に引き下げられていくことを前提とした制度である。
そのため、バイオガスを電力という形態で提供するよりも他の形態で提供した方が事業性がよくなるケースも考えられる。例えば、バイオガスの約50%を占めるメタンを高純度化し、ガス導管に圧入し都市ガスや各種燃料として使用することが考えられる。この場合、バイオガスの残りを占める二酸化炭素をいかに低コストに除去するかが重要となってくる。
【０００３】
この点、特許文献１には、エジェクタ等からなる混合器５でバイオガスと吸収液を気液混相状態に混合し、この混合液から第１気液分離器７によりメタンをほぼ完全に分離回収した後、膜モジュール１０にＣＯ
２
吸収液を供給して二酸化炭素を分離し、二酸化炭素分離後の吸収液を吸収液貯留槽に回収する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７ー２９７６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、低圧の二酸化炭素ガスを得られるのみで、その先の利用方法が考慮された状態となっていない。例えば、大量の二酸化炭素を長距離運搬するためには液体の状態が望ましいが、低圧の二酸化炭素ガスを液化するために多大なエネルギーを必要とする。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、バイオガスに含まれる二酸化炭素を低エネルギーで液化できるバイオガス中の二酸化炭素液化システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係るバイオガス中の二酸化炭素液化システムは、メタン発酵により、メタン及び二酸化炭素を含むバイオガスを発生させるバイオガス発生設備と、
液化二酸化炭素を貯留する液化二酸化炭素ドラムと、
前記液化二酸化炭素ドラムを起点に液化二酸化炭素が循環する液化二酸化炭素循環ラインと、
前記液化二酸化炭素循環ラインにおいて前記液化二酸化炭素ドラムの後流に配設され、前記液化二酸化炭素ドラムに貯留されている液化二酸化炭素を昇圧して払い出す液化二酸化炭素ポンプと、
前記液化二酸化炭素循環ラインに配設され、前記液化二酸化炭素ポンプによって払い出された液化二酸化炭素を冷媒との熱交換によって冷却する液化二酸化炭素冷却器と、
前記液化二酸化炭素循環ラインにおいて前記液化二酸化炭素ポンプの後流に配設され、前記液化二酸化炭素ポンプによって払い出された液化二酸化炭素を駆動流体とし、前記バイオガス発生設備からバイオガス受入ラインに払い出されたバイオガスを吸引流体とするエジェクタと、
前記液化二酸化炭素ドラムのガス層の非凝縮ガスを外部に排出する非凝縮ガス排出ラインと、を有することを特徴とするものである。
【０００８】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記バイオガス受入ラインに配設され、前記非凝縮ガス排出ラインを流れる非凝縮ガスによってバイオガスを予冷するバイオガス予冷器と、を有することを特徴とするものである。
【０００９】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記非凝縮ガス排出ラインに配設され、非凝縮ガスから二酸化炭素を分離する二酸化炭素分離装置と、該二酸化炭素分離装置によって分離された二酸化炭素ガスを前記バイオガス受入ラインに供給する二酸化炭素供給ラインと、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バイオガスに含まれる二酸化炭素を低エネルギーで液化することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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