膜法バイオガス精製技術のコツ

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この投稿は、2016年3月21日16時13分に「海川之友」によって最終的に編集されました。沼気の精製方法には多くのものがあり、従来のものとしては圧力変化吸着法やアンモニア法があります。一方、膜法や高圧水洗法は、近年に開発された新しい技術です。多くの人は、膜法によるバイオガスの精製は簡単だと考えている。膜技術は多くのガス分離分野で既に広く利用されており、バイオガスの分離にも過去のプロセスをそのまま流用すればよく、分離性能さえあれば膜コンポーネントも選べると思われがちだ。しかし実際はそうではなく、膜法によるバイオガス分離技術には深い知識が必要なのだ！では、ゆっくりと一つずつ説明しましょう。 まず、バイオガス中の二酸化炭素は多くの高分子材料製の膜に可塑化作用を及ぼし、多くのガス分離膜はバイオガス分離システムでの使用に適していない。したがって、耐プラスチフィケーション性のある高分子を用いた分離膜を選ばなければならない。この種の膜は使用過程で性能が低下するものの、耐プラスチフィケーション作用のない膜材料で作られた膜に比べてその低下速度ははるかに遅い。そのため、使用寿命はずっと長くなります。しかし、この種のフィルムは価格が高いため、多くの人に見過ごされがちです。業界内で良い評判を築きたいのであれば、バイオガス分離のために特別に開発されたこのバイオガス分離膜を選ぶべきです。自分で使う場合、このフィルムのコストパフォーマンスはかなり高いです。 適切な分離膜を選ぶことはもちろん、プロセスの設計も非常に重要です。バイオガスには膜材料に有害な不純物が多く含まれており、これらの不純物の種類や含有量に関する正確なテスト報告書が得られる前にプロセス設計を行ってしまうと、その設計も失敗に終わります。もちろん、膜が何を恐れるのかは事前に知っておく必要があります。実際、膜はとてもデリケートで、多くの天敵が存在し、たとえ微量であっても膜にとっては致命的です。しかし、もしあなたがその膜を彼の天敵から守れば、膜は非常に強力になり、10年や8年使っても問題ありません。 膜プロセスでは冷却や加熱が必要で、この繰り返しによってエネルギーが無駄になってしまいます。優れたプロセス設計とは、これらのエネルギーを総合的に活用するものであり、そうすることで装置の運用コストを削減でき、変圧吸着など他の分離技術と競争できるだけの競争力を持つことができます。 膜分離プロセスは圧力によって駆動されるが、バイオガスには圧力がないため、分離する前に圧力を上げなければならない。では、どの程度の圧力まで上げるのが最適なのか、ここには大きな専門知識が必要となる。設計を行う前には、経済性モデルを構築し、徹底的な計算を経て最適な運転圧力を決定しなければならない。 一般的に1段の膜を使用すると、濃度が比較的低いメタンガスしか得られず、高い回収率を得るためには2段または3段のプロセスを採用する必要がある。段数が多くなるほど、その技術的な難易度も高くなる。1段の膜には何本入っているのか？二段膜はいくつ？三段膜はいくつ？最適な膜根数の比率は、投資を削減するだけでなく、何よりもエネルギー消費を低減させます。なぜなら、2段階または3段階のプロセスを実現するためには逆流が必要となり、その逆流したガスを再圧縮する必要があり、多大な圧縮動力が消費されるからです。最適な比率にすれば、逆流量を減らすことができます。 膜の2つの重要なパラメータは透過係数と分離係数です。市場に出回っている膜のパラメータは一様ではなく、大きな差があります。もちろん価格も異なります。安価な膜であっても、必ずしも製造される装置の経済性が高いとは限りません。ここにも専門的な知識が必要です。混乱を払いのけて本質を見極めるためには、まず自分で膜計算ソフトウェアを持つことが不可欠です。自分で直接設計した結果だけが真に信頼できるものであり、膜コンポーネントの価格という表面的な現象に惑わされることはありません。 バイオガスは可燃性かつ爆発性のあるガスであり、装置の設計においては技術的指標だけでなく、安全性も最優先事項となる。多くの人々が排気ガスの爆発限界という問題を見過ごしており、そのため装置は稼働中も常に安全上のリスクを抱えている。美観を追求するためにコンテナ型にしたデザインもあり、コンテナ内の換気や排気を怠ると、同様に安全上のリスクが生じます。 膜法によるバイオガス精製技術のコツはまだたくさんありますが、ここではすべてを挙げません。興味のある方は私にご連絡ください。私のメールアドレス：wanghai@bgas.com.cn。