バイオガスの精製技術上の問題は実際には問題とは言えず、ビジネス面や総合的なソリューションこそが真の問題だ
Thread Content
この投稿は最終的にlianglikunによって2016年5月20日11時21分に編集されました。まず、当社でも変圧吸着法を用いてバイオガスを精製することができると申し上げておきます。実際、1時間あたり5000Nm3の処理能力を持つバイオガス精製装置を製造したこともありますし、小型のプラグアンドプレイ型装置も開発しています。これらを述べるのは、データの根拠があることを示すためであり、根拠のないものではないということです。現在、バイオガス精製に用いられる技術としては、変圧吸着法と膜分離法があります。変圧吸着法は国内で長年使われてきたガス分離技術であり、メタンと二酸化炭素の分離にも十分に適用可能です。通常の装置では、膜分離法と比べて収率がやや低くなりますが、それは膜分離法が多段式であるのに対し、変圧吸着法は一般的に単段式であり、せいぜい逆流させて循環させる程度です。もし二段式を採用すれば、同様に高い収率を得ることができます。膜分離法もまた成熟した技術であり、現在の装置では、二酸化炭素濃度40％のものを膜分離法で15キログラムまで減少させるのに対し、変圧吸着法では5キログラム未満まで減少させることができます。したがって、変圧吸着法の方がより省エネになります。配管に送る際の圧力も低くなるため、変圧吸着法の省エネ効果はさらに顕著です。以下に1000Nm3/時の消費電力の表を示します。| 処理方法 | 加圧水洗 | 変圧吸着 | 膜分離 |
| --- | --- | --- | --- |
| 操作圧力（MPaG） | 1.5 | 0.6 | 1.3 |
| バイオガス圧縮機の軸出力（kW） | 144 | 102 | 136 |
| CO2圧縮時の損失電力（kW） | 57.6 | 40.8 | 54.4 |
| 40％と仮定した場合の圧縮効率 | 141％ | 100％ | 133％ |
| 変圧吸着法を基準とした場合の他の機器の消費電力 | 洗浄用水ポンプ＋冷却塔：109kW | 真空ポンプ：30kW | 冷凍乾燥機：12kW |
| 合計消費電力（kW） | 253 | 132 | 148 |
| 消費電力の比較 | 192％ | 100％ | 112％ |
しかし、これらはすべて技術的な細かい問題に過ぎません。実際にここで問題となっているのは、詳しくは言えないものです。個人的にまとめた要点は以下の通りです：発熱量、配管への供給規制、配管使用許可、ガソリンスタンドの許可、稲わらの回収範囲、バイオガス残渣の総合的な利用などです。
技術の話は一旦置いて、運営上の問題は確かに大きな問題です！！！
投稿者のおっしゃる通りです。バイオガス分離技術に関しては、天然ガス化学分野で既に確立されている多くの応用例が参考になります。実際、現在の工業的な応用においても、技術選定は同様の方法で行われており、それによってその技術の実用性が証明されています。もちろん、改善や最適化の余地はまだ多くあるが、技術的な問題がこの産業の発展を妨げているわけではない。 データの共有に感謝します。この消費電力の設計値はかなり大きいですね。真空状態で30KWです
消費電力についてですが、投稿者は最初の圧力上昇時の電力消費量のみを計算しており、その後のガス圧力上昇時の消費電力は計算していません。PSAの前段では圧力上昇が少なく、後段では多いため、全体で見ると差はそれほど大きくないでしょう？
確かに…運営こそが、この業界の発展を妨げている真の問題だ
私はこの数値を詳しく見ていません。以前の案から持ってきたものです。分離技術というのは実際には脱炭技術であり、化学工業では既に非常に成熟した技術です。変圧吸着は、最初は合成アンモニアの脱炭から始まり、解決しようとしたのは脱炭の問題でした。
この全体のガス量における最終圧力はすべて同じになります。したがって、メタン分の60％にかかる全体的なエネルギー消費も同じです。しかし、PSAを低圧で使用すれば、二酸化炭素の40％を除去することができますが、他の方法ではその40％の二酸化炭素を10キログラム以上の圧力まで上げなければ除去できません。このエネルギー消費の差こそが、これらの技術間のエネルギー効率の違いとなるのです
変圧吸着による製品ガスの純度と回収率は、どの程度になりますか？
純度はCNGの発熱量基準の下限を満たしていれば問題ないでしょう。回収率は一般的に95％前後でしょう。顧客のニーズ次第です。
実際、エネルギー消費量などの観点から比較すると、それらの違いはそれほど明確ではありません。結局のところ、常圧のバイオガスを6キログラムに圧縮する場合と、13または15キログラムに圧縮する場合とでは、圧縮比がわずか2.5ポイントしか上がらないからです。水洗いの工程の後には、パイプライン輸送の要件を満たすために脱水工程が必要となり、その後にはエネルギー消費も伴います。 かなり高い圧力まで圧縮するが、問題は都市の配管系統の中間部ではそれほど高い圧力は必要ないこと、そして天然ガス用の支管の圧力はさらに低いため、水洗いや膜分離はかなり難しいということだ。そして、変圧吸着によって得られるガスの圧力は、都市の配管網の圧力とほぼ同等です。したがって、この点から言えば、PSAにはある程度の利点があります。 水洗い後の水の処理などもかなり頭を悩ます問題で、減圧だけでは水中のCO2を完全に除去することができず、水洗いした水の循環量も多くなります。全体の運用コストもやや高くなります。 一方、PSA装置の設備投資は明らかに大きくなります。特にプログラム制御バルブの動作が頻繁であるため、信頼性が重要な課題となります。数回のバランス調整によってメタンをできるだけ回収できますが、装置の生産能力は低下します。 膜分離に関しては、長期にわたる安定した運用にはある程度の困難が伴うでしょう。3つの技術にはそれぞれ長所がありますから、自分の得意な技術だけに偏ってはいけませんよ
評価は高いですね。現在、バイオガスを精製した場合のコストは2～2.5元程度だと思われますが、この数値が今も正しいかは分かりません。バイオガスの実用化というのは確かに大きな課題です。車両用燃料の場合、配管システムへの接続における抵抗は少ないはずですが、投資額が大きいのが難点です