CN102454432A - 发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发电系统，其有效利用从碳化装置排出的热能量，可以降低二氧化碳发生量。其具备：将碳化原料碳化制成碳化物的碳化装置(10)；通过与该碳化装置(10)的排热进行热交换而生成第一蒸汽(31)的排热锅炉装置(30)；以碳化物为燃料的碳锅炉装置(40)；导入所述第一蒸汽(31)和从所述碳锅炉装置(40)生成的第二蒸汽(41)并作为使压力均匀化的混合蒸汽(53)排出的混合联管箱(50)；以来自所述混合联管箱的混合蒸汽(53)为驱动源进行发电的发电装置(60)；将由所述发电装置(60)发电了的电进行蓄电的蓄电器(70)。

Description

发电系统
技术领域
本发明涉及一种使用了碳化装置的发电系统。
背景技术
近年来，正在进行从有限的资源取得更多的能量，并且减少取得能量时所发生的二氧化碳的研究。
目前，已知有相比燃烧未进行碳化处理的物质，燃烧进行了碳化处理的物质的方式能够回收热、电等有价物质。另外，还已知有可降低由燃烧带来的二氧化碳发生量。
因此，目前正在开发碳化装置。例如在专利文献1的碳化装置中，通过二重壳构造的回转炉从下部向原料层通气，得到良好的碳化效率。
但是，来自碳化装置的排热此时为作为热源利用的程度，不能有效地利用全部热能量。
专利文献1：(日本)特开2003-253267号公报
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而创立的，其课题在于，提供一种有效利用从碳化装置排出的热能量并能够降低二氧化碳发生量的发电系统。
为解决上述课题，本发明第一方面提供一种发电系统，其特征在于，具备：将碳化原料碳化制成碳化物的碳化装置；通过与该碳化装置的排热进行热交换而生成第一蒸汽的排热锅炉装置；以碳化物为燃料的碳锅炉装置；混合联管箱，其导入所述第一蒸汽和从所述碳锅炉装置生成的第二蒸汽，并作为使压力均匀化的混合蒸汽排出；以来自所述混合联管箱的混合蒸汽为驱动源进行发电的发电装置；将由所述发电装置发电了的电进行蓄电的蓄电器。
根据本方面，通过将从混合联管箱排出的压力均匀化的混合蒸汽作为发电装置的驱动源进行发电，其中上述混合联管箱导入通过与由碳化装置生成的热能量进行热交换而生成的第一蒸汽、和以由碳化装置生成的碳化物为燃料的碳锅炉装置中生成的第二蒸汽，由此可以高效地利用碳化装置的排热进行发电，可以实现能量的有效利用，可以降低二氧化碳发生量。
本发明第二方面特征在于，在第一方面记载的发电系统中，所述第一蒸汽通过所述碳化装置的排出气体和水的热交换而生成。
本发明第三方面特征在于，在第一方面或第二方面记载的发电系统中，所述第二蒸汽通过所述碳锅炉装置的燃烧排气和水的热交换而生成。
本发明第四方面特征在于，在第一～第三方面中任一方面记载的发电系统中，所述混合联管箱具备作为暂时贮存导入的所述第一蒸汽和所述第二蒸汽的缓冲室起作用的内部空间。
本发明第五方面特征在于，在第一～第四方面中任一方面记载的发电系统中，所述发电装置经由蒸汽涡轮机进行发电。
本发明第六方面特征在于，在第一～第五方面中任一方面记载的发电系统中，所述碳锅炉装置以由所述碳化装置制造的碳化物为原料。
根据本发明的发电系统，可以使用碳化装置高效地发电，可以降低二氧化碳发生量。
附图说明
图1是本发明一实施方式的发电系统的概略系统图。
图2是本发明一实施方式的碳化炉的概略图。
图3是本发明一实施方式的混合联管箱的概略图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1是本发明一实施方式的发电系统的概略系统图，图2是本发明一实施方式的碳化炉的概略图，图3是本发明一实施方式的混合联管箱的概略图。
如图1所示，本发明一实施方式的发电系统1包括：将碳化原料热分解为碳化物和排出气体的碳化装置10、对碳化装置10的排热进行热交换生成第一蒸汽31的排热锅炉装置30、使通过碳化处理生成了的碳化物燃烧的碳锅炉装置40、导入来自排热锅炉装置30的第一蒸汽31和由碳锅炉装置40生成的第二蒸汽41且排出压力均匀化后的混合蒸汽的混合联管箱50、以该混合蒸汽为驱动源进行发电的蒸汽涡轮机发电装置即发电装置60、对发出的电进行蓄电的蓄电器70。
如图2所示，碳化装置10具备使碳化原料燃烧的容器即炉体11。炉体11为一端侧的内径为最小径且朝向另一端侧其内径逐渐增大的圆筒形状，被横向地且旋转自如地载置于多个支持体12上。在炉体11的外周设置齿轮部13，在齿轮部13上以啮合的状态卷绕有驱动链14，驱动链14由驱动电动机15进行驱动。
在炉体11的作为最小径的一端的端面的开口部设置将碳化原料导入炉体11内的螺旋输送机16，在螺旋输送机16上设有投入碳化原料的原料投入斗17。另外，炉体11的另一端部为开放状态，由罩部材20堵塞，该罩部材20设有配置于与另一端部对向的位置的燃烧用燃烧器18及强制通风风扇19。在炉体11的另一端部和燃烧用燃烧器18之间的空间的下方设有用于取出碳化物的取出部21，在取出部21的下部设有用于将碳化物向外部排出的螺旋输送机22。另外，在取出部21设有用于测定碳化物的温度的碳化物温度计23。
另一方面，炉体11的另一端部和燃烧用燃烧器18之间的空间的上方成为排出气体的排气流路24，设有用于测定排出气体的温度的排出气体温度计25。
在此，如图1所示，在排气流路24的中途设有排热锅炉装置30，由排热锅炉装置30冷却了的排出气体通过集尘机26后，从烟筒27向大气排出。
在这样的碳化装置10中，当从原料投入斗17连续地投入成为碳化原料的建筑废木材、间伐材料等时，通过螺旋输送机16旋转，碳化原料被导入炉体11内。而且，被导入炉体11内的碳化原料通过由驱动电动机15旋转驱动内径呈锥状逐渐增大的炉体11，从作为小径部的一端部向作为大径部的另一部移动下去。另一方面，通过燃烧用燃烧器18及强制通风风扇19将燃烧焰从炉体11的另一端部朝向一端部吹入。由此，碳化原料从一端部向另一端部移动，同时在完全燃烧气氛下燃烧，被碳化。而且，碳化后的碳化物从取出部21排出，通过螺旋输送机22边冷却边向外部连续地取出。另外，所制造的碳化物成为碳锅炉装置40的燃料。
另外，在碳化处理的过程中产生并从排气流路24排出了的排出气体被导入排热锅炉装置30，进行了热交换的排出气体从烟筒放出。
即，排热锅炉装置30在排气流路24的排出气体和水之间进行热交换，生成第一蒸汽31。
另一方面，碳锅炉装置40为以碳化物为燃料的碳锅炉，除通过碳化装置10生成了的碳化物外，根据需要还以煤等为燃料，在燃烧排出气体和水之间进行热交换，生成第二蒸汽41。
这种第一蒸汽31和第二蒸汽41被导入混合联管箱50。
如图3所示，混合联管箱50具有大致密闭的圆筒形状，具有用于导入第一蒸汽31的第一导入口51、用于导入第二蒸汽41第二导入口52、将混合了来自第一导入口51及第二导入口52的第一蒸汽31及第二蒸汽41而成的混合蒸汽53排出的多个(图3中为3个)排出口54a～54c，排出口54a～54c连接于蒸汽涡轮机61。
在此，混合联管箱50的内部空间为作为缓冲室起作用的一种压力容器，从第一导入口51和第二导入口52导入的第一蒸汽31及第二蒸汽41暂时贮存于内部空间，之后，以从排出口54a～54c按大致一定流量排出的方式，按照第一蒸汽31及第二蒸汽41的流量，适宜调节第一导入口51及第二导入口52以及多个排出口54a～54c的直径等。因此，即使第一蒸汽31及第二蒸汽41、特别是第一蒸汽31的压力不稳定，也能够向蒸汽涡轮机61导入大致一定压力的混合蒸汽53。
另外，如图1所示，发电装置60由以混合蒸汽53为驱动源旋转的蒸汽涡轮机61、与蒸汽涡轮机61连结并通过蒸汽涡轮机的旋转进行发电的发电机62、对用于蒸汽涡轮机61的旋转的蒸汽进行冷却的凝结器63、将由凝结器63生成的水送向排热锅炉装置30、及碳锅炉装置40的任一个或全部的给水泵64构成。
而且，由混合蒸汽53发电的电力被蓄积于蓄电器70，蓄积于蓄电器70的电根据需要用于各装置的驱动、可蓄电的蓄电池等。
图示的发电系统1通过碳化装置10的碳化处理而从建筑废木材、间伐材料等碳化原料生成碳化物，排出气体通过排热锅炉装置30热交换为第一蒸汽31。由碳化装置10生成的碳化物在碳锅炉装置40作为燃料使用，热交换成第二蒸汽41。
这样，通过排热锅炉装置30和碳锅炉装置40生成了的第一蒸汽31和第二蒸汽41分别在混合联管箱50进行混合，作为混合蒸汽53被送入蒸汽涡轮机61，供发电。
如上所述，在使用本实施方式的碳化装置10的发电系统1中，由于将第一蒸汽31和第二蒸汽41的混合蒸汽53作为蒸汽涡轮机61的驱动源进行发电，所以可得到使用煤的发电的3倍量的能量。
另外，与现有的使来自碳化装置的碳化物燃烧进行发电的系统相比，现有的技术中从干燥的植物1g仅得到4000卡路里程度的能量，但在本发明的发电系统中，可得到19000卡路里程度的能量。
另一方面，例如对发出1000kW电力的情况的二氧化碳排出量进行比较时，在本发明的发电系统中，碳化物需要量为790kg，但对于在制造碳化物的工序中的二氧化碳排出量，碳化物燃烧的二氧化碳排出量与植物在生长期吸收的二氧化碳量相抵销，因此，总量为150kg，温室效应气体系数为0.19kg/CO2/kg。与之相对，在用煤进行发电的情况下，煤需要量为2020kg，二氧化碳排出量为5138kg，温室效应气体系数为本发明的发电系统的34.3倍。另外，即使在用重油进行发电时，由于重油必要量也为1479kg，所以二氧化碳排出量为4008kg，温室效应气体系数为本发明的发电系统的26.7倍。
如以上所说明的那样，在本发明的发电系统1中，将碳化装置10的排出气体热交换成第一蒸汽31，将其通过混合联管箱50与碳锅炉装置40的第二蒸汽41混合，供发电装置60的驱动，因此，可得到目前无法相比的程度的能量，且可显著降低二氧化碳排出量。
这样，在本发明的发电系统1中，使目前不可能有的来自不同的热源的蒸汽在混合联管箱50成为混合蒸汽53，将其作为发电装置60的驱动源，因此，可实现上述的效果。
另外，作为发电装置60，在本实施方式中例示了蒸汽涡轮机发电装置，但不限于此，只要是以蒸汽为驱动源的发电装置60，则没有特别限定。
另外，由发电装置60发电的电通过蓄电于蓄电器70，根据需要用于各装置的驱动，因此，实现可有效利用能量的效果。
产业上的可利用性
本发明可以在以建筑废木材、间伐材料等有机物为碳化原料进行发电的发电系统的产业领域进行利用。
符号说明
1发电系统
10碳化装置
11炉体
30排热锅炉装置
31第一蒸汽
40碳锅炉装置
41第二蒸汽
50混合联管箱
60发电装置
70蓄电器

Claims (6)

1.一种发电系统，其特征在于，具备：将碳化原料碳化制成碳化物的碳化装置；通过与该碳化装置的排热进行热交换而生成第一蒸汽的排热锅炉装置；以碳化物为燃料的碳锅炉装置；混合联管箱，其导入所述第一蒸汽和从所述碳锅炉装置生成的第二蒸汽，并作为使压力均匀化的混合蒸汽进行排出；以来自所述混合联管箱的混合蒸汽作为驱动源进行发电的发电装置；将由所述发电装置发电了的电进行蓄电的蓄电器。
2.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述第一蒸汽是通过所述碳化装置的排出气体和水的热交换而生成的。
3.如权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述第二蒸汽是通过所述碳锅炉装置的燃烧排气和水的热交换而生成的。
4.如权利要求1～3中任一项所述的发电系统，其特征在于，所述混合联管箱具备作为暂时贮存导入的所述第一蒸汽和所述第二蒸汽的缓冲室起作用的内部空间。
5.如权利要求1～3中任一项所述的发电系统，其特征在于，所述发电装置经由蒸汽涡轮机进行发电。
6.如权利要求1～3中任一项所述的发电系统，其特征在于，所述碳锅炉装置以由所述碳化装置制造的碳化物为原料。
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