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脱硫装置について

脱硫装置の必要性

バイオガスは約60%がメタン、残りの約40%が二酸化炭素ですが、この他にも微量の数種類の物質が混ざっています。そのうちの1つである硫化水素(H2S)はエンジン等の機器を腐食させるため、取り除く必要があります。硫化水素を取り除くための装置を脱硫装置と呼び、バイオガスプラントでは主に乾式脱硫装置や生物脱硫装置が採用されます。

脱硫装置の特徴

乾式脱硫装置では、酸化鉄等の脱硫剤を充填した装置にバイオガスを通過させます。脱硫効果は脱硫剤の量でコントロールできますが、脱硫剤を定期的に交換する必要があり、維持管理費が比較的大きくなります。
一方、生物脱硫装置では微生物の働きで硫化水素を除去するため、薬品等の使用はありません。微生物が働く環境を整えさえすれば、手間もかからず維持管理費は小さく抑えることができます。ただし、生物脱硫装置のみで発電機の要求に満足するレベルの脱硫は難しく、たいていの場合は、生物脱硫装置を採用する場合でも乾式脱硫装置を併設することになります。

222_脱硫装置比較

生物脱硫装置の仕組み

222_生物脱硫装置

微生物(硫黄酸化細菌)は好気性細菌であり、脱流効果を得るためにはバイオガスだけでなく空気や水分が必要となります。これらをバイオガスに加えてやり、微生物の付着した充填剤を通過させます。微生物の働きによって、硫化水素は酸化され希薄な硫酸の形で除去されます。なお、生物脱硫装置は独立した装置ではなく、ガスホルダーと一体化したものもあります。
生物脱硫装置に使う微生物はメタン発酵菌と同様生物ですので、適した環境を整え、育てる必要があります。特にプラントの稼動時には外部から硫黄酸化細菌をもらってきて増殖する等気をつける必要があります。

脱硫装置の考え方

どのような脱硫装置にするかは、バイオガス中の硫化水素濃度と発電機の仕様によって決めることとなります。バイオガスに含まれる硫化水素濃度が小さければ、乾式脱硫装置のみを採用するということとなりますし、逆であれば、生物脱硫装置と併用した方がコストメリットが生まれることになります。また、発電機によって、許容できる硫化水素濃度が異なり、同一発電機であっても濃度によってメンテナンスコストが変わってきます。
こうした事情を鑑みて、脱硫装置の選定を行うことになります。

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