JP2001317308A - 廃棄物処理を利用した発電方法 - Google Patents

廃棄物処理を利用した発電方法

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JP2001317308A
JP2001317308A JP2000131436A JP2000131436A JP2001317308A JP 2001317308 A JP2001317308 A JP 2001317308A JP 2000131436 A JP2000131436 A JP 2000131436A JP 2000131436 A JP2000131436 A JP 2000131436A JP 2001317308 A JP2001317308 A JP 2001317308A
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waste
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steam
water
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Koichi Goto
功一 後藤
Kazuo Sato
和雄 佐藤
Makoto Nakajima
良 中島
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Toshiba Corp
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】エネルギのより一層の有効活用を図って発電量
を増加させるとともに、負荷変動に応じて発電量と蒸気
量との熱電比率を可変にする廃棄物処理を利用した発電
方法を提供する。 【解決手段】本発明に係る廃棄物処理を利用した発電方
法は、廃棄物前処理系統18で乾燥中の廃棄物から生成
される水を水処理系統19で純水にし、その純水をガス
冷却器ボイラ30でガスの廃熱を利用して蒸気にし、そ
の蒸気を燃焼器37およびプロセス系統のうち、少なく
とも一方に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、家庭や産業界等か
ら排出される未処理の固体または液体の廃棄物を処理し
ながら発電を行う廃棄物処理を利用した発電方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、一般廃棄物または産業廃棄物等の
各種廃棄物を処理する廃棄物処理プラントには、例え
ば、特開平11−188333号公報に記載されている
ように、有害物質で汚染された廃棄物等を熱的に処置す
るシステムが知られている。
【0003】この種の処理プラントには、破砕機、裁断
機および乾燥機のうち、いずれか少なくとも1つ以上を
備えた前処理系統と、熱分解キルン、ガスクラッキング
装置、ガス冷却器ボイラ、ガス洗浄装置等で構成する熱
分解系統とにより、廃棄物中の有機物と無機物とを同時
に処理し、これによりクリーンガスを生成し、生成した
クリーンガスをガスタービン発電機に供給し、電気エネ
ルギに変換するもので、その構成として図10に示すも
のがある。
【0004】乾燥機1に供給された廃棄物Wは、ここで
水分を除去した後、熱分解炉2に供給され、熱分解ガス
Gを生成する。なお、熱分解炉2は、廃棄物Wから熱分
解ガスGを生成する際に発生した残査Dを他の装置で処
理させている。
【0005】熱分解炉2で生成された熱分解ガスGは、
ガスクラッキング装置3に供給されて粗燃料ガスFGに
なった後、ガス冷却器4に供給され、ここで熱設備5か
らの媒体で冷却され、改質ガスRGになる。
【0006】改質ガスRGは、バグフィルタ6を介して
ガス洗浄装置7に供給され、水処理装置8から供給され
た水で洗浄され、さらに脱硫器9で硫黄等が取り除かれ
てクリーンガスCGになる。
【0007】クリーンガスCGは、圧縮機10で高圧化
され、空気圧縮機11で高圧化された圧縮空気とともに
燃焼器12に供給され、燃焼ガスを生成する。燃焼器1
2で生成された燃焼ガスは、ガスタービン13で膨張し
て動力を発生させ、その動力で発電機17を駆動し、発
電を行わせた後、廃ガスとして廃熱回収ボイラ14に供
給される。廃熱回収ボイラ14に供給された廃ガスは、
熱利用設備15から供給された水を蒸気にする。そし
て、その蒸気は熱利用設備15に戻される。また、廃熱
回収ボイラ14を出た廃ガスは、脱硝装置16でNOx
濃度を低くして大気に放出される。
【0008】このように、従来の廃棄物処理プラントで
は、前処理系統と熱分解系統と発電系統とを巧みに組み
合せ、熱分解系統から生成されたクリーンなガスをエネ
ルギ源として活用し、発電を行い、エネルギの有効活用
を行っていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】図10で示した従来の
廃棄物処理プラントでは、もともと生成されるガス流量
が少ないことも手伝って、発電機17から発生する発電
量が少ない。このため、発電量を増加させるには、エネ
ルギのより一層の有効活用が必要とされる。
【0010】また、図10で示した熱利用設備(コジェ
ネレーション設備)では、季節や時間帯によって蒸気の
消費量が異なる場合が多い。このため、蒸気の消費量に
応じて発電機17から発生する発電量も変化させること
が必要とされる。
【0011】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたもので、エネルギのより一層の有効活用を図って発
電量を増加させるとともに、季節や一日の時間帯の負荷
変動に応じて発電量と蒸気量との熱電比率を可変にする
廃棄物処理を利用した発電方法を提供することを目的と
する。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係る廃棄物処理
を利用した発電方法は、上述の目的を達成するために、
請求項1に記載したように、廃棄物前処理系統で乾燥さ
せた廃棄物を熱分解系統で分解させてガスを生成し、生
成したガスを発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生
成し、生成した燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発
生させる廃棄物処理を利用した発電方法において、上記
廃棄物前処理系統で乾燥中の廃棄物から生成される水を
水処理系統で純水にし、その純水を上記熱分解系統のガ
ス冷却器ボイラで上記ガスの廃熱により蒸気にし、その
蒸気を上記燃焼器およびプロセス系統のうち、少なくと
も一方に供給する方法である。
【0013】また、本発明に係る廃棄物処理を利用した
発電方法は、上述の目的を達成するために、請求項2に
記載したように、廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物
を熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガス
を発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成
した燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃
棄物処理を利用した発電方法において、上記廃棄物前処
理系統で乾燥中の廃棄物から生成される水を水処理系統
で純水にし、その純水を上記発電系統の廃熱回収ボイラ
により蒸気にし、その蒸気を上記燃焼器およびプロセス
系統のうち、少なくとも一方に供給する方法である。
【0014】また、本発明に係る廃棄物処理を利用した
発電方法は、上述の目的を達成するために、請求項3に
記載したように、廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物
を熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガス
を発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成
した燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃
棄物処理を利用した発電方法において、冷凍設備の冷凍
機を駆動する蒸気を上記熱分解系統のガス冷却器ボイラ
で上記ガスの廃熱により発生させるとともに、上記冷凍
機から上記冷凍設備の冷却器に供給される冷媒で上記発
電系統の廃熱回収ボイラからの廃ガスを冷却し、その際
に生成される結露水を純水にし、その純水を上記ガス冷
却器ボイラで上記ガスの廃熱により蒸気にし、その蒸気
を上記燃焼器およびプロセス系統のうち、少なくとも一
方に供給する方法である。
【0015】また、本発明に係る廃棄物処理を利用した
発電方法は、上述の目的を達成するために、請求項4に
記載したように、廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物
を熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガス
を発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成
した燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃
棄物処理を利用した発電方法において、冷凍設備の冷凍
機を駆動する蒸気を上記熱分解系統のガス冷却器ボイラ
で上記ガスの廃熱により発生させるとともに、上記冷凍
機から上記冷凍設備の冷却器に供給される冷媒で上記発
電系統の廃熱回収ボイラからの廃ガスを冷却し、その際
に生成される結露水を純水にし、その純水を上記廃熱回
収ボイで蒸気にし、その蒸気を上記燃焼器およびプロセ
ス系統のうち、少なくとも一方に供給する方法である。
【0016】また、本発明に係る廃棄物処理を利用した
発電方法は、上述の目的を達成するために、請求項5に
記載したように、廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物
を熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガス
を発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成
した燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃
棄物処理を利用した発電方法において、水処理系統の水
タンクに予め貯水しておいた水を純水にし、その純水を
上記熱分解系統のガス冷却器ボイラで上記ガスの廃熱に
より蒸気にし、その蒸気を上記燃焼器およびプロセス系
統のうち、少なくとも一方に供給する方法である。
【0017】また、本発明に係る廃棄物処理を利用した
発電方法は、上述の目的を達成するために、請求項6に
記載したように、廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物
を熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガス
を発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成
した燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃
棄物処理を利用した発電方法において、冷凍設備の冷凍
機を駆動する蒸気を上記発電系統の廃熱回収ボイラで発
生させるとともに、上記冷凍機から上記冷凍設備の冷却
器に供給する冷媒で上記発電系統の廃熱回収ボイラから
の廃ガスを冷却し、その際に生成される結露水を純水に
し、その純水を上記熱分解系統のガス冷却器ボイラでガ
スの廃熱により蒸気にし、その蒸気を上記燃焼器および
プロセス系統のうち、少なくとも一方に供給する方法で
ある。
【0018】また、本発明に係る廃棄物処理を利用した
発電方法は、上述の目的を達成するために、請求項7に
記載したように、冷凍機は吸収式冷凍機を用いる方法で
ある。
【0019】また、本発明に係る廃棄物処理を利用した
発電方法は、上述の目的を達成するために、請求項8に
記載したように、廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物
を熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガス
を発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成
した燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃
棄物処理を利用した発電方法において、上記廃棄物前処
理系統で乾燥中の廃棄物から生成される水を水処理系統
で純水にし、その純水を上記発電系統の廃熱回収ボイラ
で蒸気にし、その蒸気を上記熱分解系統のガス冷却器ボ
イラで上記ガスの廃熱によりさらに加熱させ、その蒸気
を上記燃焼器およびプロセス系統のうち、少なくとも一
方に供給する方法である。
【0020】また、本発明に係る廃棄物処理を利用した
発電方法は、上述の目的を達成するために、請求項9に
記載したように、プロセス系統に供給される蒸気は、プ
ロセス系統の負荷変動に応じて流量制御され、その供給
量の熱電比率を可変にする方法である。
【0021】また、本発明に係る廃棄物処理を利用した
発電方法は、上述の目的を達成するために、請求項10
に記載したように、廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄
物を熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガ
スを発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生
成した燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる
廃棄物処理を利用した発電方法において、水処理系統の
水タンクに予め貯水しておいた水を純水にし、その純水
を上記熱分解系統のガス冷却器ボイラで上記ガスの廃熱
により蒸気にし、その蒸気に混合器で上記発電系統の空
気圧縮機から抽気した圧縮空気を混合させ、その混合気
を上記発電系統の燃焼器に供給する方法である。
【0022】また、本発明に係る廃棄物処理を利用した
発電方法は、上述の目的を達成するために、請求項11
に記載したように、廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄
物を熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガ
スを発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生
成した燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる
廃棄物処理を利用した発電方法において、水処理系統の
水タンクに予め貯水しておいた水を純水にし、その純水
を上記発電系統の廃熱回収ボイラで蒸気にし、その蒸気
に混合器で上記発電系統の空気圧縮機から抽気した圧縮
空気を混合させ、その混合気を上記発電系統の燃焼器に
供給する方法である。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る廃棄物処理を
利用した発電方法の実施形態を図面および図面に付した
符号を引用して説明する。
【0024】図1は、本発明に係る廃棄物処理を利用し
た発電方法の第1実施形態を説明するために用いた概略
系統図である。
【0025】本実施形態に係る廃棄物処理を利用した発
電方法の説明に先立ち、概略系統図に記載された構成を
説明する。
【0026】本実施形態は、廃棄物前処理系統18、水
処理系統19、熱分解系統20および発電系統21を備
えている。
【0027】廃棄物前処理系統18は、廃棄物Wの種
類、大きさにより破砕機、裁断機等を備えている。ま
た、廃棄物Wの種類、大きさによっては、破砕機、裁断
機等を必要としない場合もある。このため、本実施形態
では、図1で示す廃棄物前処理系統18に乾燥機22だ
けを記載し、破砕機、裁断機等を説明の便宜上、省略し
ている。
【0028】水処理系統19は、乾燥機22に供給した
大気AR等から発生した蒸気と空気の混合気を誘引する
ブロア23、その混合気をラジエータ24を介して一旦
貯える貯水槽25、貯水槽25の水を浄化し、純化して
熱分解系統20に戻す水処理装置26および純水装置2
7を備えている。
【0029】熱分解系統20は、廃棄物WまたはガスG
の流れに沿って順に、熱分解炉(間接加熱形回転キル
ン)28、ガスクラッキング装置(クラッカまたは改質
器)29、ガス冷却器ボイラ30、バグフィルタ31、
水処理装置32を備えたガス洗浄装置33、脱硫器34
を備えている。なお、ガス冷却器ボイラ30は、冷却機
能および蒸気発生機能の両方を備えたもので、冷却運転
および蒸気発生運転の併用またはいずれか一方の単独運
転を自由に選択できるようになっている。
【0030】また、ガス冷却器ボイラ30は、蒸気発生
運転および冷却運転の併用または単独のいずれかの運転
を実施する場合、蒸気または温水をプロセス系(図示せ
ず)に供給する調整弁42を備えた熱電比率系統43
と、発電系統21の燃焼器37に供給する流体供給系統
44とを備えている。
【0031】発電系統21は、一つの軸に結合させたガ
ス圧縮機35、空気圧縮機36、燃焼器37、ガスター
ビン38、発電機39を備えるとともに、別置きの廃熱
回収ボイラ40および脱硝装置41を備えている。
【0032】このような構成を備えた本実施形態におい
て、廃棄物Wの処理および廃棄物Wの処理に伴って生成
されるガスを利用する発電方法は、以下の工程を経て実
施される。
【0033】乾燥機22で乾燥させた廃棄物Wは、熱分
解系統20の熱分解炉28に供給され、ここで無酸化状
態で、例えば400℃〜650℃に加熱され、熱分解ガ
スGと残査Dとに分解される。
【0034】熱分解ガスGは、ガスクラッキング装置2
9に供給され、1000℃以上の高温下で分解され、水
素、一酸化炭素、メタン等を含有するクラッキングガス
CRGに改質させた後、ガス冷却器ボイラ30で急冷さ
れ、改質ガスRGになる。さらに、改質ガスRGは、バ
グフィルタ31、ガス洗浄装置33、脱硫装置34の順
に供給されて処理される。これにより、クラッキングガ
スCRGは、ダスト、塩化物、硫化物等の有害物が除去
され、クリーンガスCGになる。
【0035】このクリーンガスCGは、熱分解系統20
の熱源にするため、一部をプロセスガスとして熱分解炉
28のバーナに戻される。また、クリーンガスCGは、
ガス圧縮機35で高圧化され、空気圧縮機36で吸い込
んだ大気を高圧化した圧縮空気とともに燃焼器37に供
給され、燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスはガスター
ビン38で膨張仕事をする。その際、発生する動力で発
電機39を駆動し、電気エネルギを発生させる。そし
て、ガスタービン38を出た廃ガスは、廃熱回収ボイラ
40の熱源として蒸気を発生させた後、脱硝装置41で
NOxを低減させ、大気に放出させる。
【0036】一方、乾燥機22で廃棄物Wを乾燥中に生
成された蒸気と空気との混合気は、ブロア23で誘引さ
れ、ラジエータ24で熱を放熱させ、貯水槽25に集め
られる。貯水槽25に集められた水は、水処理装置26
および純水装置27で浄化され、純水化され、純水とし
てガス冷却器ボイラ30に供給され、ここでガスクラッ
キング装置29からのクラッキングガスCRGの廃熱を
利用して蒸気になる。
【0037】ガス冷却器ボイラ30からの蒸気は、その
一部を流体供給系統44を介して発電系統21の燃焼器
37に供給される。燃焼器37に供給された蒸気は、燃
焼ガスに加えられ、ガスタービン38でより多くの膨張
仕事をさせ、発電量を増加させる。
【0038】また、ガス冷却器ボイラ30からの蒸気
は、その残りを熱電比率系統43を介してプロセス系統
に供給される。その際、蒸気は、プロセス系統の季節や
一日の時間帯の負荷変動に応じて調整弁42で流量制御
される。この流量制御により上述の発電量と蒸気供給量
との熱電比率を可変にし、エネルギの有効活用を行う。
【0039】このように、本実施形態では、熱分解系統
20のガス冷却器ボイラ39からの蒸気の一部を発電系
統21の燃焼器37に供給するとともに、残りをプロセ
ス系統に供給する際、調整弁42で流量制御するので、
発電量を増加させることができ、プロセス系統の負荷変
動に応じて熱電比率を可変にし、エネルギを無駄なく有
効に活用することができる。
【0040】なお、本実施形態は、ガス冷却器ボイラ3
0を発生する蒸気を燃焼器37およびプロセス系統のそ
れぞれに供給しているが、この例に限らず、例えば発電
系統21の廃熱回収ボイラ40から発生する蒸気を燃焼
器37およびプロセス系統のそれぞれに供給してもよ
い。
【0041】図2は、本発明に係る廃棄物処理を利用し
た発電方法の第2実施形態を説明するために用いた概略
系統図である。なお、第1実施形態の構成部分または対
応する部分と同一部分には同一符号を付す。
【0042】本実施形態は、第1実施形態で示した構成
と異なる点として熱分解系統20のガス冷却器ボイラ3
0を蒸気発生用として用いる点、ガス冷却器ボイラ30
に冷凍設備45を接続させる点、発電系統21の廃熱回
収ボイラ40に熱利用設備(コジェネレーション)46
を設け熱の有効活用を図る点である。なお、本実施形態
は、水分を含まない廃棄物Wを扱うので、廃棄物前処理
系統を説明の便宜上、省略している。
【0043】冷凍設備45は、吸収式冷凍機47と冷却
器48とを備えている。
【0044】上述の構成を備えた本実施形態において、
ガス冷却器ボイラ30は、ガスクラッキング装置29か
らのクラッキングガスCRGの廃熱を利用して吸収式冷
凍機47からの循環水CWを蒸気あるいは温水にし、そ
の蒸気あるいは温水で吸収式冷凍機47を稼動させる。
吸収式冷凍機47で冷却した冷媒RLにより発電系統2
1の廃熱回収ボイラ40において蒸気発生用に利用した
ガスタービン38からの廃ガスを冷却器48で冷却さ
せ、その際に生成された結露水Wtを集める。集められ
た結露水Wtを純水装置27で純水にし、さらにガス冷
却器ボイラ30でガスクラッキング装置29からのクラ
ッキングガスの廃熱を利用して蒸気または温水にし、そ
の一部を調整弁42および熱電比率系統43を介してプ
ロセス系統(図示せず)に、また、残りを流体供給系統
44を介して発電系統21の燃焼器37に供給し、発電
量を増加させるとともに調整弁42の流量制御により熱
電比率を可変にさせる。なお、他の構成は、第1実施形
態と同一なので、その重複説明を省略する。
【0045】このように、本実施形態は、吸収式冷凍機
47を稼動するときに使用する冷媒RLを利用し、廃熱
回収ボイラ40から冷却器48に供給される廃ガスを冷
却させ、その際に生成される結露水Wtを純水装置27
で純水にし、ガス冷却器ボイラ30でガスクラッキング
装置29からのクラッキングガスCRGの廃熱により蒸
気または温水にし、その蒸気または温水を調整弁42で
制御し、プロセス系統および燃焼器40のそれぞれに供
給するので、発電量を増加させることができ、調整弁4
2の流量制御の下、熱電比率を可変にし、無駄のなくエ
ネルギを有効に活用することができる。
【0046】なお、本実施形態は、ガス冷却器ボイラ3
0に冷凍設備45を接続し、冷凍設備45で生成された
結露水をガス冷却器ボイラ30で蒸気または温水にし、
蒸気または温水を燃焼器およびプロセス系統のそれぞれ
に供給しているが、この例に限らず、例えば発電系統2
1の廃熱回収ボイラ40に冷凍設備を接続し、冷凍設備
で生成された結露水を廃熱回収ボイラ40で蒸気または
温水にし、その蒸気または温水を燃焼器37およびプロ
セス系統のそれぞれに供給してもよい。
【0047】図3は、本発明に係る廃棄物処理を利用し
た発電方法の第3実施形態を説明するために用いた概略
系統図である。なお、第1実施形態の構成部分または対
応する部分と同一部分には同一符号を付す。
【0048】本実施形態は、第1実施形態で示した構成
と異なる点として水処理系統19を水タンク49と純水
装置27とで構成している。なお、本実施形態は、水分
を含まない廃棄物Wを扱うので、廃棄物前処理系統を省
略している。
【0049】本実施形態は、水処理系統19の水タンク
49からの水を純水装置27で純水にし、その純水をガ
ス冷却器ボイラ30でガスクラッキング装置29からの
クラッキングガスCRGの廃熱を利用して蒸気または温
水にし、その蒸気または温水の一部を調整弁42で流量
制御し、熱電比率系統34を介してプロセス系統に供給
するとともに、その残りを流体供給系統44を介して発
電系統21の燃焼器37に供給する。
【0050】このように、本実施形態は、水処理系統1
9の水タンク49に予め貯水した水をガス冷却器ボイラ
30でクラッキングガスCRGの発熱を利用して蒸気ま
たは温水にし、その蒸気または温水の一部を調整弁42
の流量制御によりプロセス系統に供給するとともに、そ
の残りを流体供給系統44を介して燃焼器37に供給す
るので、プロセス系統の負荷変動に応じて熱電比率を可
変にして無駄なくエネルギを有効に活用することがで
き、発電量を増加させることができる。
【0051】図4は、本発明に係る廃棄物処理を利用し
た発電方法の第4実施形態を説明するために用いた概略
系統図である。なお、第1実施形態の構成部分または対
応する部分と同一部分には同一符号を付す。
【0052】本実施形態は、第1実施形態で示した構成
と異なる点として水処理系統19からの純水を発電系統
21の廃熱回収ボイラ40で蒸気または温水にし、その
蒸気または温水をプロセス系統および燃焼器37のそれ
ぞれに供給するものである。
【0053】また、本実施形態は、ガス冷却器ボイラ3
0に冷却水をスプレー状に供給する冷却水装置またはク
ーリングタワー等の冷却設備50を設け、ガスクラッキ
ング装置29からのクラッキングガスCRGを冷却させ
ている。なお、他の構成は、れ第1実施形態と同一なの
で、その説明を省略する。
【0054】水処理系統19は、廃棄物前処理系統18
の乾燥機2から生成される蒸気および空気等の混合気を
ブロア23で誘引させ、ラジエータ24で放熱させ、貯
水槽25に一旦貯水させた後、その水を水処理装置26
で浄化させ、純水装置27で純水にさせる。
【0055】純水は、発電系統21の廃熱回収ボイラ4
0に供給され、ここでガスタービン38からの廃ガスを
熱源として熱交換し、蒸気または温水になる。蒸気また
は温水は、その一部が調整弁42でプロセス系統の負荷
変動に見合うように流量制御され、熱電比率系統43を
介いてプロセス系統に供給されるとともに、残りが流体
供給系統44を介して燃焼器37に供給される。
【0056】このように、本実施形態では、廃棄物前処
理系統18で生成される混合気のうち、蒸気を水処理系
統19で水にし、その水を純水にし、純水を廃熱回収ボ
イラ40でガスタービン38からの廃ガスを熱源として
蒸気または温水にし、その蒸気または温水の一部をプロ
セス系統の負荷変動に見合うように調整弁42で流量制
御し、熱電比率系統43を介してプロセス系統に供給す
るとともに、残りを流体供給系統44を介して燃焼器3
7に供給するので、プロセス系統の負荷変動に応じて熱
電比率を可変して無駄なくエネルギを有効に活用するこ
とができ、発電量を増加させることができる。
【0057】図5は、本発明に係る廃棄物処理を利用し
た発電方法の第5実施形態を説明するために用いた概略
系統図である。なお、第2実施形態の構成部分または対
応する部分と同一部分には同一符号を付す。
【0058】本実施形態は、第2実施形態で示した構成
と異なる点として冷凍設備45の冷却器48で生成され
た結露水Wtを純水装置27を介して発電系統21の廃
熱回収ボイラ40に供給するものである。なお、他の構
成は、第2実施形態の構成と同一である。
【0059】冷却器48で生成された結露水Wtは、純
水装置27で純水にされる。純水は排熱回収ボイラ40
に供給され、ここでガスタービン38からの廃ガスを熱
源として蒸気または温水になる。蒸気または温水は、そ
の一部が調整弁42で、プロセス系統の負荷変動に見合
うように流量制御され、熱電比率系統43を介してプロ
セス系統に供給されるとともに、残りが流体供給系統4
4を介して燃焼器37に供給される。
【0060】このように、本実施形態では、冷凍設備4
5で生成される水を純水装置27で純水にし、その純水
を廃熱回収ボイラ40でガスタービン38からの廃ガス
を熱源として蒸気または温水にし、その蒸気または温水
の一部をプロセス系統の負荷変動に見合うように調整弁
42で流量制御し、熱電比率系統43を介してプロセス
系統に供給するとともに、残りを流体供給系統44を介
して燃焼器37に供給するので、プロセス系統の負荷変
動に応じて熱電比率を可変にして無駄なくエネルギを有
効に活用することができ、発電量を増加させることがで
きる。
【0061】図6は、本発明に係る廃棄物処理を使用し
た発電方法の第6実施形態を説明するために用いた概略
系統図である。なお、第2実施形態の構成部分または対
応する部分と同一部分には同一符号を付す。
【0062】本実施形態は、第2実施形態で示した構成
と異なる点として冷凍設備45の吸収式冷凍機47から
の循環水Cwを発電系統21の廃熱ボイラ40に供給
し、ここでガスタービン38からの廃ガスを熱源として
蒸気または温水を発生させ、その蒸気または温水で吸収
式冷凍機47を稼働させている。
【0063】また、本実施形態は、冷凍設備の45の冷
却器48で生成された結露水Wtを純水装置27を介し
てガス冷却器ボイラ30に供給し、ここでガスクラッキ
ング装置29からのクラッキングガスCRGの廃熱を利
用して蒸気または温水にし、その一部を調整弁42およ
び熱電比率系統43を介してプロセス系統に、また、残
りを流体供給系統44を介して発電系統21の燃焼器3
7に供給し、発電量を増加させるとともに熱電比率を可
変にさせている。なお、他の構成は第1実施形態と同一
なので、その重複説明を省略する。
【0064】このように、本実施形態は、廃熱回収ボイ
ラ40で発生した蒸気または温水を用いて吸収式冷凍機
47を稼働させるとともに、吸収式冷凍機47を稼動さ
せるときに使用する冷媒RLを利用し、廃熱回収ボイラ
40から冷却器48に供給する廃ガスを冷却させ、その
際に生成される結露水Wtを純水装置27で純水にし、
ガス冷却器ボイラ30で蒸気または温水にし、その蒸気
または温水を調整弁42で制御し、プロセス系統および
燃焼器37のそれぞれに供給するので、発電量を増加さ
せることができ、熱電比率を可変にして無駄なくエネル
ギを有効に活用することができる。
【0065】図7は、本発明に係る廃棄物処理を利用し
た発電方法を説明するために用いた概略系統図である。
なお、第1実施形態の構成部分または対応する部分と同
一部分には同一符号を付す。
【0066】本実施形態は、第1実施形態で示した構成
と異なる点として水処理系統19からの純水を発電系統
21の廃熱回収ボイラ40に供給し、ここでガスタービ
ン38の廃ガスを熱源として蒸気または温水を発生さ
せ、さらにその蒸気または温水をガス冷却器ボイラ30
に供給し、ガスクラッキング装置29からのクラッキン
グガスCRGの廃熱を利用して蒸気または温水にし、そ
の一部を調整弁42および熱電比率系統43を介してプ
ロセス系統に、また、残りを流体供給系統44を介して
発電系統の燃焼器37に供給し、発電量を増加させると
ともに熱電比率を可変にさせている。なお、他の構成は
第1実施形態と同一なので、その重複説明を省略する。
【0067】このように、本実施形態は、水処理系統1
9の純水を廃熱回収ボイラ40で蒸気または温水にし、
さらにガス冷却器ボイラ30でも蒸気または温水にし、
その蒸気または温水を調整弁42で流量制御し、プロセ
ス系統および燃焼器37のそれぞれに供給するので、発
電量を増加させることができ、熱電比率を可変にし、無
駄なくエネルギを有効に活用することができる。
【0068】図8は、本発明に係る廃棄物処理を利用し
た発電方法を説明するために用いた概略系統図である。
なお、第3実施形態の構成部分または対応する部分と同
一部分には同一符号を付す。
【0069】本実施形態は、第3実施形態で示した構成
と異なる点として水処理系統19の純水装置27からの
純水を、ガス冷却器ボイラ30でガスクラッキング装置
29からのクラッキングガスCRGの廃熱を利用して蒸
気または温水にし、その蒸気または温水に発電系統21
の空気圧縮機36から抽気した圧縮空気をエジェクター
機能を持たせた混合器51で混合して誘引させ、その混
合気を燃焼器37に供給し、発電量を増加させている。
なお、他の構成は第3実施形態と同一なので、その重複
説明を省略する。
【0070】このように、本実施形態は、水処理系統1
9の純水をガス冷却器ボイラ30でガスの廃熱を利用し
て蒸気または温水にし、その蒸気または温水を混合器5
1で空気圧縮機36からの圧縮空気に混合させ、その混
合気を燃焼器37に供給するので、ガスタービン38の
出力増加に基づく発電機39の発電量を増加させること
ができる。
【0071】なお、本実施形態は、水処理系統19の純
水をガス冷却器ボイラ30でガスの廃熱を利用して蒸気
または温水にし、その蒸気または温水を混合器51で空
気圧縮機36からの圧縮空気に混合し、混合気として燃
焼期37に供給しているが、この例に限らず、例えば図
9に示すように、水処理系統19の純水を発電系統21
の廃熱回収ボイラ40に供給し、ここでガスタービン3
8からの廃ガスを熱源として蒸気または温水にし、その
蒸気または温水を空気圧縮機36からの圧縮空気を加え
て混合気にしてもよい。
【0072】
【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係る廃棄
物処理を利用した発電方法は、廃棄物を処理する際に生
成される水を純水にし、その純水を廃ガスの熱を利用し
て蒸気または温水にし、その蒸気または温水を燃焼器に
供給するので、ガスタービンの出力増加に基づく発電機
の発電量を増加させることができる・また、本発明に係
る廃棄物処理を利用した発電方法は、廃棄物を処理する
際に生成される水を純水にし、その純水を廃ガスの熱を
利用して蒸気または温水にし、その蒸気または温水を調
整弁で流量制御してプロセス系統に供給するので、プロ
セス系統の負荷変動に応じて熱電比率を可変にすること
ができ、無駄なくエネルギを有効に活用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る廃棄物処理を利用した発電方法の
第1実施形態を説明するために用いた概略系統図。
【図2】本発明に係る廃棄物処理を利用した発電方法の
第2実施形態を説明するために用いた概略系統図。
【図3】本発明に係る廃棄物処理を利用した発電方法の
第3実施形態を説明するために用いた概略系統図。
【図4】本発明に係る廃棄物処理を利用した発電方法の
第4実施形態を説明するために用いた概略系統図。
【図5】本発明に係る廃棄物処理を利用した発電方法の
第5実施形態を説明するために用いた概略系統図。
【図6】本発明に係る廃棄物処理を利用した発電方法の
第6実施形態を説明するために用いた概略系統図。
【図7】本発明に係る廃棄物処理を利用した発電方法の
第7実施形態を説明するために用いた概略系統図。
【図8】本発明に係る廃棄物処理を利用した発電方法の
第8実施形態を説明するために用いた概略系統図。
【図9】本発明に係る廃棄物処理を利用した発電方法の
第9実施形態を説明するために用いた概略系統図。
【図10】従来の廃棄物処理を利用した発電方法を説明
するために用いた概略系統図。
【符号の説明】
1 乾燥機 2 熱分解炉 3 ガスクラッキング装置 4 ガス冷却器 5 熱設備 6 バグフィルタ 7 ガス洗浄装置 8 水処理装置 9 脱硫器 10 圧縮機 11 空気圧縮機 12 燃焼器 13 ガスタービン 14 廃熱回収ボイラ 15 熱利用設備 16 脱硝装置 17 発電機 18 廃棄物前処理系統 19 水処理系統 20 熱分解系統 21 発電系統 22 乾燥機 23 ブロア 24 ラジエータ 25 貯水槽 26 水処理装置 27 純水装置 28 熱分解炉 29 ガスクラッキング装置 30 ガス冷却器ボイラ 31 バグフィルタ 32 水処理装置 33 ガス洗浄装置 34 脱硫器 35 ガス圧縮機 36 空気圧縮機 37 燃焼器 38 ガスタービン 39 発電機 40 廃熱回収ボイラ 41 脱硝装置 42 調整弁 43 熱電比率系統 44 流体供給系統 45 冷凍設備 46 熱利用設備 46 吸収式冷凍機 48 冷却器 49 水タンク 50 冷却設備 51 混合器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02C 6/00 F23G 5/027 ZABZ F22B 1/18 5/04 ZABZ F23G 5/027 ZAB 5/16 ZABE 5/04 ZAB 5/46 ZABZ 5/16 ZAB F25B 27/02 K 5/46 ZAB B09B 3/00 303H F25B 27/02 5/00 ZABM (72)発明者 中島 良 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目4番地 株式会社東芝京浜事業所内 Fターム(参考) 3G081 BA11 DA22 3K061 AA07 AB02 AC01 BA01 CA07 FA10 FA21 3K065 AA07 AB02 AC01 AC19 BA01 JA05 JA13 JA18 3K078 AA01 BA03 BA22 CA02 CA21 CA24 4D004 AA46 AC05 BA03 CA04 CA24 CA27 CA32 CA42 CB02 CB09 CB11 CB31 CC02 DA02 DA20

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物を
    熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガスを
    発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成し
    た燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃棄
    物処理を利用した発電方法において、上記廃棄物前処理
    系統で乾燥中の廃棄物から生成される水を水処理系統で
    純水にし、その純水を上記熱分解系統のガス冷却器ボイ
    ラで上記ガスの廃熱により蒸気にし、その蒸気を上記燃
    焼器およびプロセス系統のうち、少なくとも一方に供給
    することを特徴とする廃棄物処理を利用した発電方法。
  2. 【請求項2】 廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物を
    熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガスを
    発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成し
    た燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃棄
    物処理を利用した発電方法において、上記廃棄物前処理
    系統で乾燥中の廃棄物から生成される水を水処理系統で
    純水にし、その純水を上記発電系統の廃熱回収ボイラに
    より蒸気にし、その蒸気を上記燃焼器およびプロセス系
    統のうち、少なくとも一方に供給することを特徴とする
    廃棄物処理を利用した発電方法。
  3. 【請求項3】 廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物を
    熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガスを
    発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成し
    た燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃棄
    物処理を利用した発電方法において、冷凍設備の冷凍機
    を駆動する蒸気を上記熱分解系統のガス冷却器ボイラで
    上記ガスの廃熱により発生させるとともに、上記冷凍機
    から上記冷凍設備の冷却器に供給される冷媒で上記発電
    系統の廃熱回収ボイラからの廃ガスを冷却し、その際に
    生成される結露水を純水にし、その純水を上記ガス冷却
    器ボイラで上記ガスの廃熱により蒸気にし、その蒸気を
    上記燃焼器およびプロセス系統のうち、少なくとも一方
    に供給することを特徴とする廃棄物処理を利用した発電
    方法。
  4. 【請求項4】 廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物を
    熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガスを
    発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成し
    た燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃棄
    物処理を利用した発電方法において、冷凍設備の冷凍機
    を駆動する蒸気を上記熱分解系統のガス冷却器ボイラで
    上記ガスの廃熱により発生させるとともに、上記冷凍機
    から上記冷凍設備の冷却器に供給される冷媒で上記発電
    系統の廃熱回収ボイラからの廃ガスを冷却し、その際に
    生成される結露水を純水にし、その純水を上記廃熱回収
    ボイで蒸気にし、その蒸気を上記燃焼器およびプロセス
    系統のうち、少なくとも一方に供給することを特徴とす
    る廃棄物処理を利用した発電方法。
  5. 【請求項5】 廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物を
    熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガスを
    発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成し
    た燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃棄
    物処理を利用した発電方法において、水処理系統の水タ
    ンクに予め貯水しておいた水を純水にし、その純水を上
    記熱分解系統のガス冷却器ボイラで上記ガスの廃熱によ
    り蒸気にし、その蒸気を上記燃焼器およびプロセス系統
    のうち、少なくとも一方に供給することを特徴とする廃
    棄物処理を利用した発電方法。
  6. 【請求項6】 廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物を
    熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガスを
    発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成し
    た燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃棄
    物処理を利用した発電方法において、冷凍設備の冷凍機
    を駆動する蒸気を上記発電系統の廃熱回収ボイラで発生
    させるとともに、上記冷凍機から上記冷凍設備の冷却器
    に供給する冷媒で上記発電系統の廃熱回収ボイラからの
    廃ガスを冷却し、その際に生成される結露水を純水に
    し、その純水を上記熱分解系統のガス冷却器ボイラで上
    記ガスの廃熱により蒸気にし、その蒸気を上記燃焼器お
    よびプロセス系統のうち、少なくとも一方に供給するこ
    とを特徴とする廃棄物処理を利用した発電方法。
  7. 【請求項7】 冷凍機は吸収式冷凍機を用いることを特
    徴とする請求項3,4または6記載の廃棄物処理を利用
    した発電方法。
  8. 【請求項8】 廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物を
    熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガスを
    発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成し
    た燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃棄
    物処理を利用した発電方法において、上記廃棄物前処理
    系統で乾燥中の廃棄物から生成される水を水処理系統で
    純水にし、その純水を上記発電系統の廃熱回収ボイラで
    蒸気にし、その蒸気を上記熱分解系統のガス冷却器ボイ
    ラで上記ガスの廃熱によりさらに加熱させ、その蒸気を
    上記燃焼器およびプロセス系統のうち、少なくとも一方
    に供給することを特徴とする廃棄物処理を利用した発電
    方法。
  9. 【請求項9】 プロセス系統に供給される蒸気は、プロ
    セス系統の負荷変動に応じて流量制御され、その供給量
    の熱電比率を可変にすることを特徴とする請求項1〜6
    または8記載の廃棄物処理を利用した発電方法。
  10. 【請求項10】 廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物
    を熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガス
    を発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成
    した燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃
    棄物処理を利用した発電方法において、水処理系統の水
    タンクに予め貯水しておいた水を純水にし、その純水を
    上記熱分解系統のガス冷却器ボイラで上記ガスの廃熱に
    より蒸気にし、その蒸気に混合器で上記発電系統の空気
    圧縮機から抽気した圧縮空気を混合させ、その混合気を
    上記発電系統の燃焼器に供給することを特徴とする廃棄
    物処理を利用した発電方法。
  11. 【請求項11】 廃棄物前処理系統で乾燥させた廃棄物
    を熱分解系統で分解させてガスを生成し、生成したガス
    を発電系統の燃焼器に供給して燃焼ガスを生成し、生成
    した燃焼ガスを膨張させて電気エネルギを発生させる廃
    棄物処理を利用した発電方法において、水処理系統の水
    タンクに予め貯水しておいた水を純水にし、その純水を
    上記発電系統の廃熱回収ボイラで蒸気にし、その蒸気に
    混合器で上記発電系統の空気圧縮機から抽気した圧縮空
    気を混合させ、その混合気を上記発電系統の燃焼器に供
    給することを特徴とする廃棄物処理を利用した発電方
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010527433A (ja) * 2007-05-18 2010-08-12 シゲルゴク,ハッサン 廃棄物を予備加熱して廃棄物を焼却する方法及びプラント
CN113882922A (zh) * 2021-09-16 2022-01-04 华润水泥(陆川)有限公司 一种锅炉余热自动发电控制系统

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