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公開番号2025133314
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024031193
出願日2024-03-01
発明の名称濃縮ガスの製造装置および製造方法
出願人エア・ウォーター株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類C10L 3/10 20060101AFI20250904BHJP(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】効率的にバイオガスの濃縮ガスを製造することができる装置、および、効率的なバイオガスの濃縮ガスの製造方法を提供すること。
【解決手段】メタンガス、炭酸ガスおよび水分を含むバイオガス中のメタンガスを濃縮した濃縮ガスを製造するための装置であって、前記バイオガスを圧縮するための圧縮機と、前記圧縮機により圧縮された前記バイオガスを冷却することによって前記水分の一部を凝縮水として除去するための冷却装置と、前記冷却装置により冷却された前記バイオガスを加熱するための加熱装置と、前記加熱装置により加熱された前記バイオガスから前記炭酸ガスの少なくとも一部および残留水分の少なくとも一部を分離するための分離装置と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
メタンガス、炭酸ガスおよび水分を含むバイオガス中のメタンガスを濃縮した濃縮ガスを製造するための装置であって、
前記バイオガスを圧縮するための圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された前記バイオガスを冷却することによって前記水分の一部を凝縮水として除去するための冷却装置と、
前記冷却装置により冷却された前記バイオガスを加熱するための加熱装置と、
前記加熱装置により加熱された前記バイオガスから前記炭酸ガスの少なくとも一部および残留水分の少なくとも一部を分離するための分離装置と、を含む、濃縮ガスの製造装置。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記分離装置は、膜分離装置および吸着分離装置からなる群より選択される少なくとも１種の装置である、請求項１に記載の濃縮ガスの製造装置。
【請求項３】
前記分離装置は、複数種の分離装置を含む、請求項１に記載の濃縮ガスの製造装置。
【請求項４】
前記加熱装置は、熱交換器またはヒータである、請求項１に記載の濃縮ガスの製造装置。
【請求項５】
前記バイオガスは、家畜の糞尿および食品の残渣からなる群より選択される少なくとも１種を由来とするガスである、請求項１に記載の濃縮ガスの製造装置。
【請求項６】
前記バイオガスは、前記メタンガスを５０体積％以上６５体積％以下、前記炭酸ガスを２５体積％以上４０体積％以下、前記水分を０．０１体積％以上１０体積％以下含む、請求項１に記載の濃縮ガスの製造装置。
【請求項７】
メタンガス、炭酸ガスおよび水分を含むバイオガス中のメタンガスを濃縮した濃縮ガスを製造する方法であって、
前記バイオガスを圧縮する圧縮工程と、
前記圧縮工程後の前記バイオガスを冷却することによって前記水分の一部を凝縮水として除去する冷却工程と、
前記冷却工程後の前記バイオガスを加熱する加熱工程と、
前記加熱工程後の前記バイオガスから前記炭酸ガスの少なくとも一部および残留水分の少なくとも一部を分離する分離工程と、を含む、濃縮ガスの製造方法。
【請求項８】
前記分離工程は、膜分離法および吸着分離法からなる群より選択される少なくとも１種により行われる、請求項７に記載の濃縮ガスの製造方法。
【請求項９】
前記分離工程は、複数種の分離方法の組み合わせにより行われる、請求項７に記載の濃縮ガスの製造方法。
【請求項１０】
前記加熱工程において、熱交換器またはヒータにより前記バイオガスを加熱する、請求項７に記載の濃縮ガスの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、濃縮ガスの製造装置および製造方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化や化石燃料の枯渇等の問題から、乳牛や肉牛等の家畜の糞尿を由来とするバイオガスが注目されている。バイオガスは、主にメタンガスや炭酸ガス等から構成されており、化石燃料に代わる代替エネルギーとして期待されている。
【０００３】
バイオガスは、主に大規模牧場等で発電機により発電され、売電されていた。しかしながら、発電機を有しない中小規模牧場等では、バイオガスを十分に利用できていなかった。また、送電網も不足しているため、発電が可能であっても、売電が困難であった。
【０００４】
そこで、捕集したバイオガスを余すことなく利用するため、バイオガス中の炭酸ガス等の不純物を各牧場で除去する方法が検討されている。特許文献１（特開２０１７－１８９１７号公報）は、吸着材によりバイオガス中の揮発性有機化合物や炭酸ガス、硫化水素等を分離してメタンガスを回収する方法を開示している。特許文献２（特開２０１４－９１７６６号公報）は、分離膜によりバイオガス中の炭酸ガス等を分離してメタンガスを回収する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－１８９１７号公報
特開２０１４－９１７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、装置が大型化する、コストがかかるといった課題がある。特許文献２に記載の方法では、メタンガスの回収前に加圧減圧法による処理を行っており、メタンガスの圧力が低下する結果、メタンガスの回収率が低下するという課題がある。
【０００７】
本開示の目的は、効率的にバイオガスの濃縮ガスを製造することができる装置、および、効率的なバイオガスの濃縮ガスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
〔１〕メタンガス、炭酸ガスおよび水分を含むバイオガス中のメタンガスを濃縮した濃縮ガスを製造するための装置であって、
前記バイオガスを圧縮するための圧縮機と、
前記圧縮機により圧縮された前記バイオガスを冷却することによって前記水分の一部を凝縮水として除去するための冷却装置と、
前記冷却装置により冷却された前記バイオガスを加熱するための加熱装置と、
前記加熱装置により加熱された前記バイオガスから前記炭酸ガスの少なくとも一部および残留水分の少なくとも一部を分離するための分離装置と、を含む、濃縮ガスの製造装置。
【０００９】
〔２〕前記分離装置は、膜分離装置および吸着分離装置からなる群より選択される少なくとも１種の装置である、〔１〕に記載の濃縮ガスの製造装置。
【００１０】
〔３〕前記分離装置は、複数種の分離装置を含む、〔１〕または〔２〕に記載の濃縮ガスの製造装置。
（【００１１】以降は省略されています）

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