バイオガスからの高純度CH4・CO2同時製造のためのDD3Rゼオライト膜の創製

创建 DD3R 沸石膜，用于从沼气中同时生产高纯度 CH4 和 CO2

基本信息

批准号：
18686044
负责人：
姫野修司
金额：
$ 18.39万
依托单位：
Nagaoka University of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

平成19年度には前年度完成したDD3R膜を用いたCH4・CO2回収システムの開発と設計、後半は下水処理場への設置、実証実験を開始した。さらに実証実験結果を基に本システムのLCC、LCA評価を行った。バイオガスからメタン(CH4)と二酸化炭素(CO2)を高濃度で回収することにより、CH4は高級燃料としてCO2はドライアイスの原料やpH調整剤として利用することで、地球温暖化防止に貢献するエネルギー回収と資源化の両立を目指し、CH4とCO2の同時製造技術の可能性を検討した。DD3R膜を用いたバイオガス分離プロセスを構築し、実際に中・大規模下水処理場に適用した場合の経済性評価を行った結果、高性能DDR型ゼオライト膜の一段分離プロセスが最も低コスト化の可能性が示されたため、実際の下水処理場に採用した際の事業採算性及び環境負荷量をLCA手法により定量的に評価した。検討の結果、中規模下水処理場においてはガスエンジンによる電力利用、大規模下水処理場ではガス売却を用いることが最も経済的だと考えられた、大規模処理場においてCH4はガス会社へ売却することで最も高い環境負荷削減効果が得られるが立地条件が大きく影響することがわかった。大規模下水処理場はスケールメリットが得られ、事業採算性が成り立つと同時にエネルギー削減効果とCO2の環境負荷削減効果が得られる可能性が高いことが分かった。

2007财年，我们利用前一年完成的DD3R膜开发设计了CH4/CO2回收系统，下半年开始在污水处理厂安装并进行示范实验。此外，我们还根据论证实验的结果对该系统进行了LCC和LCA评估。通过从沼气中回收高浓度的甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2），CH4可用作高级燃料，CO2可用作干冰原料或pH调节剂，有助于预防疾病为了实现能源回收和资源回收，我们研究了同时生产CH4和CO2技术的可能性。采用DD3R膜构建沼气分离工艺，并在大中型污水处理厂实际应用时进行经济评价，结果发现采用高性能DDR型沸石膜的单级分离工艺由于证明了这种可能性，因此使用 LCA 方法定量评估了在实际污水处理厂中采用时的业务盈利能力和环境影响。研究结果认为，中型污水处理厂使用燃气发动机的电力，而大型污水处理厂出售天然气是最经济的。在大型污水处理厂中，CH4结果发现，这样做可以获得最高的环境影响减少效果，但位置条件影响很大。研究发现，大型污水处理厂很有可能实现规模经济和业务盈利，同时实现节能和减少二氧化碳环境影响的效益。