JP2002305016A - 廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収方法および装置 - Google Patents
廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池を利用しながら、廃棄物のガス化ガ
スがもつエネルギーを高効率で電気的エネルギーに変換
することを可能にするエネルギー回収方法および装置を
提供する。 【解決手段】 廃棄物を可燃性ガスに換えるガス化炉１
０から続くガスの経路にＣＯ2ガスの分離塔４０を配置
し、同塔４０における分離された残りのガスの取出し口
４３を、ガス圧縮機５１を介して燃料電池（ＭＣＦＣ）
７０のアノード極７１に接続する。さらに、ＣＯ2ガス
の分離塔４０におけるＣＯ2の取出し口４４を、燃料電
池７０のカソード極７２に接続する。
スがもつエネルギーを高効率で電気的エネルギーに変換
することを可能にするエネルギー回収方法および装置を
提供する。 【解決手段】 廃棄物を可燃性ガスに換えるガス化炉１
０から続くガスの経路にＣＯ2ガスの分離塔４０を配置
し、同塔４０における分離された残りのガスの取出し口
４３を、ガス圧縮機５１を介して燃料電池（ＭＣＦＣ）
７０のアノード極７１に接続する。さらに、ＣＯ2ガス
の分離塔４０におけるＣＯ2の取出し口４４を、燃料電
池７０のカソード極７２に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】請求項に係る発明は、廃棄物
をガス化して得る可燃性ガス（廃棄物のガス化ガス）の
エネルギーを燃料電池等において有効利用することによ
る、エネルギー回収方法および装置に関するものであ
る。
をガス化して得る可燃性ガス（廃棄物のガス化ガス）の
エネルギーを燃料電池等において有効利用することによ
る、エネルギー回収方法および装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】廃棄物をガス化するプロセスは、燃料で
ある廃棄物を少なめの酸素によって不完全燃焼させ、そ
れにより可燃性ガスである一酸化炭素（ＣＯ）や水素
（Ｈ2）などを発生させるものである。ガスのままでは
そのエネルギーの多目的な利用が難しいことから、発生
した可燃性ガスを用いて発電をし、電気的エネルギーに
変換することが多い。
ある廃棄物を少なめの酸素によって不完全燃焼させ、そ
れにより可燃性ガスである一酸化炭素（ＣＯ）や水素
（Ｈ2）などを発生させるものである。ガスのままでは
そのエネルギーの多目的な利用が難しいことから、発生
した可燃性ガスを用いて発電をし、電気的エネルギーに
変換することが多い。
【０００３】たとえば特許第２９７７７８４号公報に
は、発生した可燃性ガスを燃焼させ、燃焼ガスが有する
顕熱を利用してスチームを過熱し、その過熱スチームで
蒸気タービンを駆動することによって発電する例が記載
されている。また、石炭をガス化して得た可燃性ガスを
燃料としてガスタービンにより発電する特開平１１−２
２４８５号公報等の技術に倣えば、廃棄物のガス化ガス
を燃料にしてガスタービンで発電することも可能であ
る。そのほか、炭素質のガスを燃料にし得る溶融炭酸塩
形燃料電池（ＭＣＦＣ）を用い、廃棄物のガス化ガスを
同電池に供給することによっても、ガスのもつエネルギ
ーを電気的エネルギーとして回収することができる。
は、発生した可燃性ガスを燃焼させ、燃焼ガスが有する
顕熱を利用してスチームを過熱し、その過熱スチームで
蒸気タービンを駆動することによって発電する例が記載
されている。また、石炭をガス化して得た可燃性ガスを
燃料としてガスタービンにより発電する特開平１１−２
２４８５号公報等の技術に倣えば、廃棄物のガス化ガス
を燃料にしてガスタービンで発電することも可能であ
る。そのほか、炭素質のガスを燃料にし得る溶融炭酸塩
形燃料電池（ＭＣＦＣ）を用い、廃棄物のガス化ガスを
同電池に供給することによっても、ガスのもつエネルギ
ーを電気的エネルギーとして回収することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
技術には下記の点で改善の余地がある。まず、蒸気ター
ビンやガスタービンにより発電機を駆動して発電する場
合には、エネルギーの変換効率が低いという課題があ
る。廃棄物のガス化ガスがもつ化学的エネルギーをまず
は熱エネルギーに変換し、さらに機械的エネルギーに換
えたうえで電気的エネルギーにするなどの必要があるた
め、エネルギーの多くをロスしてしまって全体的な変換
効率が下がり、電気的エネルギーとして回収できる割合
が低くなるのである。
技術には下記の点で改善の余地がある。まず、蒸気ター
ビンやガスタービンにより発電機を駆動して発電する場
合には、エネルギーの変換効率が低いという課題があ
る。廃棄物のガス化ガスがもつ化学的エネルギーをまず
は熱エネルギーに変換し、さらに機械的エネルギーに換
えたうえで電気的エネルギーにするなどの必要があるた
め、エネルギーの多くをロスしてしまって全体的な変換
効率が下がり、電気的エネルギーとして回収できる割合
が低くなるのである。
【０００５】一方、燃料電池を利用して化学的エネルギ
ーを直接的に電気的エネルギーにする場合、タービンに
よる場合よりも変換効率が高いとはいえ、なおもロスが
あって十分ではない。廃棄物のガス化ガスを燃料電池
（ＭＣＦＣ）において電気に換える場合のエネルギーロ
スは、たとえば、ガスを加圧供給する過程で発生する。
すなわち、燃料電池のアノード極には、ＣＯやＨ2を５
〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2（４９００００〜９８００００Ｐ
ａ）程度に加圧して供給するが、従来はガス化ガスの全
量を加圧しており、炭酸ガス（ＣＯ2）のようにアノー
ド極に送る必要のないガス成分のために余計な動力を消
費している。一方、カソード極には空気（または酸素Ｏ
2）とＣＯ2とを供給するが、そのＣＯ2の入手方法によ
ってもロスが生じる。つまり、アノード極から排出され
る未利用ガスを燃焼させてカソード極用のＣＯ2を得る
なら、当該未利用ガスをガスタービン等の燃料にしてト
ータルの発電効率を高めるというプロセスは採用できな
い。また、カソード極のためのそのＣＯ2を別途に製造
または購入するなら、いわばコスト上のロスが発生し、
好ましいエネルギー回収が実現されにくくなる。
ーを直接的に電気的エネルギーにする場合、タービンに
よる場合よりも変換効率が高いとはいえ、なおもロスが
あって十分ではない。廃棄物のガス化ガスを燃料電池
（ＭＣＦＣ）において電気に換える場合のエネルギーロ
スは、たとえば、ガスを加圧供給する過程で発生する。
すなわち、燃料電池のアノード極には、ＣＯやＨ2を５
〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2（４９００００〜９８００００Ｐ
ａ）程度に加圧して供給するが、従来はガス化ガスの全
量を加圧しており、炭酸ガス（ＣＯ2）のようにアノー
ド極に送る必要のないガス成分のために余計な動力を消
費している。一方、カソード極には空気（または酸素Ｏ
2）とＣＯ2とを供給するが、そのＣＯ2の入手方法によ
ってもロスが生じる。つまり、アノード極から排出され
る未利用ガスを燃焼させてカソード極用のＣＯ2を得る
なら、当該未利用ガスをガスタービン等の燃料にしてト
ータルの発電効率を高めるというプロセスは採用できな
い。また、カソード極のためのそのＣＯ2を別途に製造
または購入するなら、いわばコスト上のロスが発生し、
好ましいエネルギー回収が実現されにくくなる。
【０００６】請求項の発明は、燃料電池を利用しなが
ら、廃棄物のガス化ガスがもつエネルギーを高効率で電
気的エネルギーに変換することを可能にする、エネルギ
ー回収方法および装置を提供しようとするものである。
ら、廃棄物のガス化ガスがもつエネルギーを高効率で電
気的エネルギーに変換することを可能にする、エネルギ
ー回収方法および装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載した廃棄
物ガス化ガスのエネルギー回収方法は、廃棄物をガス化
して得る可燃性ガスを、ＣＯ2ガス（の一部または全
部）を分離したうえ加圧して燃料電池（ＭＣＦＣ）のア
ノード極に供給することを特徴とする。なお、「廃棄
物」には廃プラスチックや生ゴミ、木くず、紙ゴミな
ど、各種の一般廃棄物および産業廃棄物が含まれ、それ
らをガス化する手段としては、噴流床式、キルン式、流
動床式、コンポスト式など、各種のガス化炉が使用でき
る。
物ガス化ガスのエネルギー回収方法は、廃棄物をガス化
して得る可燃性ガスを、ＣＯ2ガス（の一部または全
部）を分離したうえ加圧して燃料電池（ＭＣＦＣ）のア
ノード極に供給することを特徴とする。なお、「廃棄
物」には廃プラスチックや生ゴミ、木くず、紙ゴミな
ど、各種の一般廃棄物および産業廃棄物が含まれ、それ
らをガス化する手段としては、噴流床式、キルン式、流
動床式、コンポスト式など、各種のガス化炉が使用でき
る。
【０００８】このようなエネルギー回収方法は、化学的
エネルギーを燃料電池にて直接に電気的エネルギーに換
えるものであるから、前述のようにエネルギー変換効率
が高い点でまずすぐれている。請求項１に記載の方法
は、さらに、燃料電池のアノード極に供給するガスにつ
いて、加圧する前にガス化ガス中のＣＯ2を分離するの
で、アノード極に送る必要のないＣＯ2成分のために余
計な加圧動力を消費することがない（またはその消費が
少ない）。したがって、このエネルギー回収方法によれ
ば、燃料電池へ向けてのガスの圧送にともなうエネルギ
ーロスが少なく、その分だけ効率的にエネルギー回収を
行えることになる。
エネルギーを燃料電池にて直接に電気的エネルギーに換
えるものであるから、前述のようにエネルギー変換効率
が高い点でまずすぐれている。請求項１に記載の方法
は、さらに、燃料電池のアノード極に供給するガスにつ
いて、加圧する前にガス化ガス中のＣＯ2を分離するの
で、アノード極に送る必要のないＣＯ2成分のために余
計な加圧動力を消費することがない（またはその消費が
少ない）。したがって、このエネルギー回収方法によれ
ば、燃料電池へ向けてのガスの圧送にともなうエネルギ
ーロスが少なく、その分だけ効率的にエネルギー回収を
行えることになる。
【０００９】請求項２に記載した廃棄物ガス化ガスのエ
ネルギー回収方法はさらに、上記によって分離したＣＯ
2ガスを上記燃料電池（ＭＣＦＣ）のカソード極に供給
することを特徴とする。
ネルギー回収方法はさらに、上記によって分離したＣＯ
2ガスを上記燃料電池（ＭＣＦＣ）のカソード極に供給
することを特徴とする。
【００１０】前述のように、ＭＣＦＣのカソード極に
は、前述したように空気等とともにＣＯ2を供給する必
要があるが、上記にしたがってガス化ガスから分離した
ものをそのＣＯ2として使用すれば、つぎのようなメリ
ットがもたらされる。すなわち第一に、ＣＯ2を別途に
製造しまたは購入する必要がないので、コスト的に有利
である。第二に、アノード極において消費されない未利
用ＣＯを含むガス（前記のとおり加圧されて供給されて
いる）は、カソード極への供給のために燃焼させて使用
する必要がないので、ガスタービン用の燃料とするなど
任意のエネルギー発生手段にて有効に使用でき、プロセ
ス全体のエネルギー回収効率を高めることが可能にな
る。
は、前述したように空気等とともにＣＯ2を供給する必
要があるが、上記にしたがってガス化ガスから分離した
ものをそのＣＯ2として使用すれば、つぎのようなメリ
ットがもたらされる。すなわち第一に、ＣＯ2を別途に
製造しまたは購入する必要がないので、コスト的に有利
である。第二に、アノード極において消費されない未利
用ＣＯを含むガス（前記のとおり加圧されて供給されて
いる）は、カソード極への供給のために燃焼させて使用
する必要がないので、ガスタービン用の燃料とするなど
任意のエネルギー発生手段にて有効に使用でき、プロセ
ス全体のエネルギー回収効率を高めることが可能にな
る。
【００１１】請求項３に記載したエネルギー回収方法は
さらに、燃料電池での未利用のガスをガスタービン燃焼
器へ供給して燃焼させ、その燃焼ガスをタービンに導入
して発電機を駆動することを特徴とする。
さらに、燃料電池での未利用のガスをガスタービン燃焼
器へ供給して燃焼させ、その燃焼ガスをタービンに導入
して発電機を駆動することを特徴とする。
【００１２】請求項１または２の方法よって燃料電池を
使用しても、ガス化ガスのもつエネルギーの全量を回収
できるわけではない。しかし、この請求項３に記載した
方法にしたがって未利用ガスをガスタービンに導入して
発電させるなら、廃棄物ガス化ガスがもつエネルギーを
一層効率的に電気的エネルギーに変換することができ
る。一般に燃料電池では、アノード極に供給したＣＯお
よびＨ2のもつエネルギーのうち７０％程度が電気的エ
ネルギーに変換されるが、残り３０％程度は変換されな
いまま（つまり未利用ガスとして）燃料電池から排出さ
れる。このような未利用ガスをガスタービン燃焼器へ供
給して燃焼させ、高温高圧になったその燃焼ガスによっ
て上記のように発電用タービンを駆動するなら、当該タ
ービンにおける発電効率がたとえば３０％程度であって
も、ガス化ガスの全体がもつエネルギーのさらに９％、
合計で７９％程度のエネルギーを有効に回収できること
になる。
使用しても、ガス化ガスのもつエネルギーの全量を回収
できるわけではない。しかし、この請求項３に記載した
方法にしたがって未利用ガスをガスタービンに導入して
発電させるなら、廃棄物ガス化ガスがもつエネルギーを
一層効率的に電気的エネルギーに変換することができ
る。一般に燃料電池では、アノード極に供給したＣＯお
よびＨ2のもつエネルギーのうち７０％程度が電気的エ
ネルギーに変換されるが、残り３０％程度は変換されな
いまま（つまり未利用ガスとして）燃料電池から排出さ
れる。このような未利用ガスをガスタービン燃焼器へ供
給して燃焼させ、高温高圧になったその燃焼ガスによっ
て上記のように発電用タービンを駆動するなら、当該タ
ービンにおける発電効率がたとえば３０％程度であって
も、ガス化ガスの全体がもつエネルギーのさらに９％、
合計で７９％程度のエネルギーを有効に回収できること
になる。
【００１３】請求項４に記載したエネルギー回収方法は
とくに、分離したＣＯ2ガスを、上記のガスタービン燃
焼器へ送る空気とともに圧縮機（上記のタービンと直結
した圧縮機）に導入して圧縮し、圧縮した一部（ガスタ
ービン燃焼器へ導くもの以外）を燃料電池のカソード極
へ供給することを特徴とする。
とくに、分離したＣＯ2ガスを、上記のガスタービン燃
焼器へ送る空気とともに圧縮機（上記のタービンと直結
した圧縮機）に導入して圧縮し、圧縮した一部（ガスタ
ービン燃焼器へ導くもの以外）を燃料電池のカソード極
へ供給することを特徴とする。
【００１４】燃料電池（ＭＣＦＣ）のカソード極へ供給
する空気とＣＯ2とは、５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2（４９０
０００〜９８００００Ｐａ）程度の圧力にするのが好ま
しい。同時に、上記のように未利用ガスにて発電を行わ
せるべくガスタービン燃焼器に供給する空気についても
その程度の圧力をもたせることが必要である。したがっ
て、この請求項の方法によれば、イ)カソード極へ供給す
る空気とＣＯ2とを加圧する手段として専用の圧縮機を
必要としない、ロ)空気とＣＯ2とを高い圧力でカソード
極に供給できるので発電効率を向上させ得る、といった
メリットがもたらされる。
する空気とＣＯ2とは、５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2（４９０
０００〜９８００００Ｐａ）程度の圧力にするのが好ま
しい。同時に、上記のように未利用ガスにて発電を行わ
せるべくガスタービン燃焼器に供給する空気についても
その程度の圧力をもたせることが必要である。したがっ
て、この請求項の方法によれば、イ)カソード極へ供給す
る空気とＣＯ2とを加圧する手段として専用の圧縮機を
必要としない、ロ)空気とＣＯ2とを高い圧力でカソード
極に供給できるので発電効率を向上させ得る、といった
メリットがもたらされる。
【００１５】請求項５に記載した廃棄物ガス化ガスのエ
ネルギー回収装置は、廃棄物を可燃性ガスに換えるガス
化炉から続くガスの経路にＣＯ2ガスの分離手段を配置
し、同手段における分離された残りのガスの取出し口
を、ガス圧縮機を介して燃料電池（ＭＣＦＣ）のアノー
ド極に接続したことを特徴とする。なお、「廃棄物」に
は、廃プラスチックや生ゴミ、木くず、紙ゴミなど、各
種の一般廃棄物および産業廃棄物を含み、「ガス化炉」
には、噴流床式、キルン式、流動床式、コンポスト式な
ど各種型式のものを含む。
ネルギー回収装置は、廃棄物を可燃性ガスに換えるガス
化炉から続くガスの経路にＣＯ2ガスの分離手段を配置
し、同手段における分離された残りのガスの取出し口
を、ガス圧縮機を介して燃料電池（ＭＣＦＣ）のアノー
ド極に接続したことを特徴とする。なお、「廃棄物」に
は、廃プラスチックや生ゴミ、木くず、紙ゴミなど、各
種の一般廃棄物および産業廃棄物を含み、「ガス化炉」
には、噴流床式、キルン式、流動床式、コンポスト式な
ど各種型式のものを含む。
【００１６】この回収装置によれば、請求項１に記載し
たエネルギー回収方法を実施することができる。上記の
ガス化炉が廃棄物をガス化して可燃性ガスを発生させ、
ＣＯ 2ガスの分離手段がＣＯ2（の一部または全部）を分
離し、残りのガスの取出し口から出る分離後のガスが、
ガス圧縮機で加圧されて燃料電池（ＭＣＦＣ）のアノー
ド極に供給されるからである。請求項１の方法を実施で
きることから、上記のように、燃料電池において高効率
でエネルギー変換が行われることに加え、燃料電池へ向
けてのガスの圧送にともなうエネルギーロスが少ないた
め、効率的にエネルギー回収を行うことができる。
たエネルギー回収方法を実施することができる。上記の
ガス化炉が廃棄物をガス化して可燃性ガスを発生させ、
ＣＯ 2ガスの分離手段がＣＯ2（の一部または全部）を分
離し、残りのガスの取出し口から出る分離後のガスが、
ガス圧縮機で加圧されて燃料電池（ＭＣＦＣ）のアノー
ド極に供給されるからである。請求項１の方法を実施で
きることから、上記のように、燃料電池において高効率
でエネルギー変換が行われることに加え、燃料電池へ向
けてのガスの圧送にともなうエネルギーロスが少ないた
め、効率的にエネルギー回収を行うことができる。
【００１７】請求項６に記載したエネルギー回収装置は
さらに、ＣＯ2ガスの分離手段におけるＣＯ2の取出し口
を、上記燃料電池のカソード極に接続したことを特徴と
する。この回収装置では、ＣＯ2の分離手段における上
記取出し口から出るＣＯ2を上記燃料電池のカソード極
に供給できるので、請求項２に記載したエネルギー回収
方法を実施することが可能である。そのため、上述のよ
うに、ＣＯ2の製造または購入に要するコストを削減で
きるほか、アノード極において消費されない未利用ＣＯ
を含むガスをガスタービン用の燃料等として有効利用で
きる、といったメリットがある。
さらに、ＣＯ2ガスの分離手段におけるＣＯ2の取出し口
を、上記燃料電池のカソード極に接続したことを特徴と
する。この回収装置では、ＣＯ2の分離手段における上
記取出し口から出るＣＯ2を上記燃料電池のカソード極
に供給できるので、請求項２に記載したエネルギー回収
方法を実施することが可能である。そのため、上述のよ
うに、ＣＯ2の製造または購入に要するコストを削減で
きるほか、アノード極において消費されない未利用ＣＯ
を含むガスをガスタービン用の燃料等として有効利用で
きる、といったメリットがある。
【００１８】請求項７に記載した回収装置はさらに、燃
料電池における未利用ガスの排出口をガスタービン燃焼
器に接続するとともに、当該燃焼器から燃焼ガスを受け
るタービンに発電機を連結したことを特徴とする。この
回収装置によると、請求項３に記載のエネルギー回収方
法を実施することができ、したがって上記のように、廃
棄物ガス化ガスがもつエネルギーを、燃料電池とタービ
ン発電器との双方によって一層効率的に電気的エネルギ
ーとして回収することができる。
料電池における未利用ガスの排出口をガスタービン燃焼
器に接続するとともに、当該燃焼器から燃焼ガスを受け
るタービンに発電機を連結したことを特徴とする。この
回収装置によると、請求項３に記載のエネルギー回収方
法を実施することができ、したがって上記のように、廃
棄物ガス化ガスがもつエネルギーを、燃料電池とタービ
ン発電器との双方によって一層効率的に電気的エネルギ
ーとして回収することができる。
【００１９】請求項８に記載の回収装置はとくに、ＣＯ
2ガスの分離手段におけるＣＯ2ガスの取出し口を、上記
のタービンと直結された圧縮機（つまり、当該タービン
の出力の一部を利用して空気を圧縮し、上記のガスター
ビン燃焼器に高圧空気を導くもの）を介して燃料電池の
カソード極に接続したことを特徴とする。この回収装置
なら、分離手段にて分離したＣＯ2を空気とともに圧縮
機に導入して圧縮し、圧縮された一部（ガスタービン燃
焼器へ導くものを除いたもの）の空気およびＣＯ2を燃
料電池のカソード極へ供給することにより、請求項４の
エネルギー回収方法を実施できる。したがって、上記し
たように、カソード極へ供給する空気およびＣＯ2を加
圧する手段として専用の圧縮機を必要としないうえ、カ
ソード極での発電効率を向上させ得る、といったメリッ
トがある。
2ガスの分離手段におけるＣＯ2ガスの取出し口を、上記
のタービンと直結された圧縮機（つまり、当該タービン
の出力の一部を利用して空気を圧縮し、上記のガスター
ビン燃焼器に高圧空気を導くもの）を介して燃料電池の
カソード極に接続したことを特徴とする。この回収装置
なら、分離手段にて分離したＣＯ2を空気とともに圧縮
機に導入して圧縮し、圧縮された一部（ガスタービン燃
焼器へ導くものを除いたもの）の空気およびＣＯ2を燃
料電池のカソード極へ供給することにより、請求項４の
エネルギー回収方法を実施できる。したがって、上記し
たように、カソード極へ供給する空気およびＣＯ2を加
圧する手段として専用の圧縮機を必要としないうえ、カ
ソード極での発電効率を向上させ得る、といったメリッ
トがある。
【００２０】請求項９に記載したエネルギー回収装置
は、さらに、ＣＯ2ガスの分離手段としてアミン系吸収
剤（固体吸収剤または液体吸収剤）を内蔵の容器を並列
に複数基配置するとともに、上記のガス化炉から続く
（下流側へ後続する）ガスの経路に廃熱ボイラを配置
し、廃熱ボイラから上記の容器にかけて蒸気管を接続し
たことを特徴とする。
は、さらに、ＣＯ2ガスの分離手段としてアミン系吸収
剤（固体吸収剤または液体吸収剤）を内蔵の容器を並列
に複数基配置するとともに、上記のガス化炉から続く
（下流側へ後続する）ガスの経路に廃熱ボイラを配置
し、廃熱ボイラから上記の容器にかけて蒸気管を接続し
たことを特徴とする。
【００２１】このように構成した回収装置なら、廃棄物
のガス化ガスからＣＯ2を分離したうえ残りのガスを燃
料電池のアノード極に供給し、かつ、分離したそのＣＯ
2をカソード極などに供給することを円滑に実施でき
る。ガス化炉から発生するガス化ガスを、複数基ある上
記の容器のうちいずれかに通すことによって当該ガス中
のＣＯ2を容器中の吸収剤に吸着させて残りのガスから
分離し、その一方、複数基あるうちの他の容器に廃熱ボ
イラからの蒸気を通すことによって、吸着したＣＯ2を
脱離させ蒸気吸収剤の吸着性能を再生させる、といった
運転が可能だからである。ガス化ガスを通す容器と蒸気
を通す容器とを適切に切り替え得るようにしておけば、
上記のようなＣＯ2の分離・供給の同時実施を、長期間
にわたり連続的に行うことができる。還元雰囲気での利
用はアミンの酸化（劣化）を抑制する効果がある。つま
り、この装置は、比較的低温度の状態でＣＯ2を吸着
し、蒸気等にて加熱されたときそのＣＯ2を脱離して吸
着性能を再生するというアミン系吸収剤の特性を的確に
利用して、廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収を好まし
い態様で実現させるものだといえる。
のガス化ガスからＣＯ2を分離したうえ残りのガスを燃
料電池のアノード極に供給し、かつ、分離したそのＣＯ
2をカソード極などに供給することを円滑に実施でき
る。ガス化炉から発生するガス化ガスを、複数基ある上
記の容器のうちいずれかに通すことによって当該ガス中
のＣＯ2を容器中の吸収剤に吸着させて残りのガスから
分離し、その一方、複数基あるうちの他の容器に廃熱ボ
イラからの蒸気を通すことによって、吸着したＣＯ2を
脱離させ蒸気吸収剤の吸着性能を再生させる、といった
運転が可能だからである。ガス化ガスを通す容器と蒸気
を通す容器とを適切に切り替え得るようにしておけば、
上記のようなＣＯ2の分離・供給の同時実施を、長期間
にわたり連続的に行うことができる。還元雰囲気での利
用はアミンの酸化（劣化）を抑制する効果がある。つま
り、この装置は、比較的低温度の状態でＣＯ2を吸着
し、蒸気等にて加熱されたときそのＣＯ2を脱離して吸
着性能を再生するというアミン系吸収剤の特性を的確に
利用して、廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収を好まし
い態様で実現させるものだといえる。
【００２２】
【発明の実施の形態】発明の実施に関する一形態とし
て、廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収装置に関する系
統図を図１および図２に示す。図１は、精製されたガス
化ガスによる発電プロセスなど、装置のうちのガスの下
流側部分を示し、図２は、廃棄物をガス化してそのガス
を精製するプロセスなど、装置中のガスの上流側部分を
示している。
て、廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収装置に関する系
統図を図１および図２に示す。図１は、精製されたガス
化ガスによる発電プロセスなど、装置のうちのガスの下
流側部分を示し、図２は、廃棄物をガス化してそのガス
を精製するプロセスなど、装置中のガスの上流側部分を
示している。
【００２３】このエネルギー回収装置では、まず図２の
ように、ガス化炉１０において可燃性廃棄物をガス化
し、そのガス化ガスを廃熱ボイラ２０に通したうえ、精
製手段３０において除塵・中和・洗浄等する。そうして
精製したガス化ガスを、図１に示す発電手段６０に使用
することによって発電をし、ガスのエネルギーを電気的
エネルギーに換えて回収するのである。
ように、ガス化炉１０において可燃性廃棄物をガス化
し、そのガス化ガスを廃熱ボイラ２０に通したうえ、精
製手段３０において除塵・中和・洗浄等する。そうして
精製したガス化ガスを、図１に示す発電手段６０に使用
することによって発電をし、ガスのエネルギーを電気的
エネルギーに換えて回収するのである。
【００２４】図２に示すガス化炉１０は、予燃焼器１１
と部分燃焼ガス化・灰溶融炉１２とを主要部とするもの
である。破砕し乾燥させた廃棄物を予燃焼器１１内に投
入するとともに酸素を吹き込んで当該廃棄物を予燃焼さ
せ、さらに、部分燃焼ガス化・灰溶融炉１２内に送って
１５００℃程度で部分燃焼させ、ガス化処理を行う。当
該炉１２から排出される溶融スラグは、水で冷却し固化
したうえスラグ破砕機１３で粉砕することにより、水砕
スラグとして排出する。一方、発生したガス化ガスは、
熱回収器１４にて循環水により８００℃（１０７３Ｋ）
程度にまで冷却して下流側へ送る。
と部分燃焼ガス化・灰溶融炉１２とを主要部とするもの
である。破砕し乾燥させた廃棄物を予燃焼器１１内に投
入するとともに酸素を吹き込んで当該廃棄物を予燃焼さ
せ、さらに、部分燃焼ガス化・灰溶融炉１２内に送って
１５００℃程度で部分燃焼させ、ガス化処理を行う。当
該炉１２から排出される溶融スラグは、水で冷却し固化
したうえスラグ破砕機１３で粉砕することにより、水砕
スラグとして排出する。一方、発生したガス化ガスは、
熱回収器１４にて循環水により８００℃（１０７３Ｋ）
程度にまで冷却して下流側へ送る。
【００２５】廃熱ボイラ２０は、発生したガス化ガスの
熱エネルギーによって蒸気（水蒸気）を発生させるとと
もに、ガス化ガスの温度を２００℃（４７３Ｋ）程度以
下に下げる役目をなす。こうして発生した蒸気のうち１
００℃（３７３Ｋ）程度の低温度になったものを、蒸気
管２２に送る。
熱エネルギーによって蒸気（水蒸気）を発生させるとと
もに、ガス化ガスの温度を２００℃（４７３Ｋ）程度以
下に下げる役目をなす。こうして発生した蒸気のうち１
００℃（３７３Ｋ）程度の低温度になったものを、蒸気
管２２に送る。
【００２６】ガス化ガスの精製手段３０としては、上流
側から順に、集塵機３１と中和塔３２、洗浄塔３３、送
風機３４、ガード触媒塔３５、および後述する炭酸ガス
分離塔４０を配置している。集塵機３１はバグフィルタ
型のものとし、ガス化ガスから主としてチャー（すす）
を除去する。中和塔３２は、注入する苛性ソーダの作用
で塩化水素（ＨＣｌ）や硫化水素（Ｈ2Ｓ）等の酸を中
和するもの。洗浄塔３３は、水をスプレーすることによ
ってガス化ガスを洗浄し、ガス中の塵埃や重金属類、Ｈ
Ｃｌなどを除去するものである。ガード触媒塔３５は、
中和塔３２や洗浄塔３３によっても除去されなかったＨ
ＣｌやＨ2Ｓなどを、カルシウム（Ｃａ）や石灰（Ｃａ
Ｏ、Ｃａ（ＯＨ）2）等の触媒によって取り除く手段で
ある。
側から順に、集塵機３１と中和塔３２、洗浄塔３３、送
風機３４、ガード触媒塔３５、および後述する炭酸ガス
分離塔４０を配置している。集塵機３１はバグフィルタ
型のものとし、ガス化ガスから主としてチャー（すす）
を除去する。中和塔３２は、注入する苛性ソーダの作用
で塩化水素（ＨＣｌ）や硫化水素（Ｈ2Ｓ）等の酸を中
和するもの。洗浄塔３３は、水をスプレーすることによ
ってガス化ガスを洗浄し、ガス中の塵埃や重金属類、Ｈ
Ｃｌなどを除去するものである。ガード触媒塔３５は、
中和塔３２や洗浄塔３３によっても除去されなかったＨ
ＣｌやＨ2Ｓなどを、カルシウム（Ｃａ）や石灰（Ｃａ
Ｏ、Ｃａ（ＯＨ）2）等の触媒によって取り除く手段で
ある。
【００２７】図１に示す発電手段６０は、溶融炭酸塩形
燃料電池（ＭＣＦＣ）７０を中心にして発電をなすユニ
ットである。溶融炭酸塩形の燃料電池ならＣＯやＨ2を
含むガス化ガスを燃料にして発電ができるため、上記
（図２を参照）のように発生したガス化ガスを、送風機
（圧縮機）５１とガスホルダー５２とを含むガス圧縮手
段５０を介し、５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2（４９００００
〜９８００００Ｐａ）程度に加圧したうえ燃料電池７０
に供給する。一般に燃料電池７０の発電効率は約７０％
前後と高いので、ガス化ガスをそのまま加圧してアノー
ド極（−極）７１に供給する一方、別に用意した空気や
ＣＯ2ガスをカソード極（＋極）７２に供給するように
すれば、燃料電池７０から効率的に電力を得ることがで
きる。
燃料電池（ＭＣＦＣ）７０を中心にして発電をなすユニ
ットである。溶融炭酸塩形の燃料電池ならＣＯやＨ2を
含むガス化ガスを燃料にして発電ができるため、上記
（図２を参照）のように発生したガス化ガスを、送風機
（圧縮機）５１とガスホルダー５２とを含むガス圧縮手
段５０を介し、５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2（４９００００
〜９８００００Ｐａ）程度に加圧したうえ燃料電池７０
に供給する。一般に燃料電池７０の発電効率は約７０％
前後と高いので、ガス化ガスをそのまま加圧してアノー
ド極（−極）７１に供給する一方、別に用意した空気や
ＣＯ2ガスをカソード極（＋極）７２に供給するように
すれば、燃料電池７０から効率的に電力を得ることがで
きる。
【００２８】しかし、図示したエネルギー回収装置で
は、ガス化ガスがもつエネルギーからさらに多くの電気
的エネルギーを一層効率的に回収できるように、つぎの
構成を採用している。すなわち、
は、ガス化ガスがもつエネルギーからさらに多くの電気
的エネルギーを一層効率的に回収できるように、つぎの
構成を採用している。すなわち、
【００２９】a) まず、図２に示したようにガスの精製
手段３０の最後尾に炭酸ガス分離塔４０を配置し、それ
にてＣＯ2の多く（７０〜８０％）を取り除き、残りの
ガスを、ガス取出し口４３から図１の圧縮手段５０を介
して燃料電池７０のアノード極７１に供給することとし
た。燃料電池７０での発電のためには、アノード極７１
にＣＯとＨ2を供給することが求められるもののＣＯ2は
アノード極７１では何の役目もなさないため、分離塔４
０においてＣＯ2を分離しておくのである。このように
すれば、圧縮手段５０に圧縮させるガス量が減り、送風
機５１に必要な加圧動力が低減される。たとえば、ＣＯ
2を１７容量％含むガス化ガス８２００Ｎｍ3／ｈを大気
圧から５ｋｇｆ／ｃｍ2（４９００００Ｐａ）にまで加
圧するときの理論上の必要動力は８８０ｋＷであるが、
そのガス化ガス中からＣＯ2の一部を分離してＣＯ2組成
を４容量％にまで減らした場合、同様に加圧するのに必
要な動力は約２割低減される。圧縮手段５０では、炭酸
ガス分離塔４０を出た常圧（大気圧）のガスを５〜１０
ｋｇｆ／ｃｍ2（４９００００〜９８００００Ｐａ）程
度にまで加圧するのが通常であるため、相当の動力が削
減され、削減されたその動力が実質上発電電力に加算さ
れることになる。また、このようにＣＯ2を除去すれ
ば、ガスホルダー５２に必要な容量が削減される（小型
のもので足りる）という効果もある。
手段３０の最後尾に炭酸ガス分離塔４０を配置し、それ
にてＣＯ2の多く（７０〜８０％）を取り除き、残りの
ガスを、ガス取出し口４３から図１の圧縮手段５０を介
して燃料電池７０のアノード極７１に供給することとし
た。燃料電池７０での発電のためには、アノード極７１
にＣＯとＨ2を供給することが求められるもののＣＯ2は
アノード極７１では何の役目もなさないため、分離塔４
０においてＣＯ2を分離しておくのである。このように
すれば、圧縮手段５０に圧縮させるガス量が減り、送風
機５１に必要な加圧動力が低減される。たとえば、ＣＯ
2を１７容量％含むガス化ガス８２００Ｎｍ3／ｈを大気
圧から５ｋｇｆ／ｃｍ2（４９００００Ｐａ）にまで加
圧するときの理論上の必要動力は８８０ｋＷであるが、
そのガス化ガス中からＣＯ2の一部を分離してＣＯ2組成
を４容量％にまで減らした場合、同様に加圧するのに必
要な動力は約２割低減される。圧縮手段５０では、炭酸
ガス分離塔４０を出た常圧（大気圧）のガスを５〜１０
ｋｇｆ／ｃｍ2（４９００００〜９８００００Ｐａ）程
度にまで加圧するのが通常であるため、相当の動力が削
減され、削減されたその動力が実質上発電電力に加算さ
れることになる。また、このようにＣＯ2を除去すれ
ば、ガスホルダー５２に必要な容量が削減される（小型
のもので足りる）という効果もある。
【００３０】b) 図１および図２に示す炭酸ガス分離塔
４０としては、アミン系固体吸収剤（図示せず）を内蔵
した２基の容器４１・４２を並列に配置している。ポリ
エチレンイミン、エタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、モノエタノールアミン、またはジエタノールアミン
とモノエタノールアミンとの混合物などに代表されるア
ミン系の固体または液体吸収剤は、比較的低温度の状態
でＣＯ2を吸着し、蒸気等によって加熱されたときその
ＣＯ２を脱離して吸着性能を再生するという性質をも
つ。そのため、そのような固体吸収剤を直径１ｍｍ程度
の多孔質固体（図示せず）の表面に付着させて乾燥さ
せ、そうしてできた多数の粒状物（図示せず）を各容器
内に充填する。容器内のこのような粒状物間にガス化ガ
スを流すことにより、表面の吸収剤にＣＯ2を吸着させ
てガス中からその多くを分離するのである。２基の容器
４１・４２を並列に配置しているのは、一方の容器内で
吸収剤にＣＯ2を吸着させている間に、他方の容器内で
吸収剤からＣＯ2を脱離させて吸着性能の再生をはかる
ためである。つまり分離塔４０においては、切替弁（図
示せず）を介してガス化ガスを容器４１・４２に交互に
切り替えて導入し、その一方、ガス化ガスを導入してい
ない側の容器４２・４１には、他の切替弁（図示せず）
を介して廃熱ボイラ２０から蒸気管２を経由させて低温
度の蒸気を導入する。そうすれば、各容器内の固体吸収
剤がＣＯ2の吸着と脱離とを交互に繰り返し、炭酸ガス
分離塔４０としては長期間連続してＣＯ2の分離・発生
を行うことができる。精製手段３０のうち最後尾、すな
わちガス中のＨＣｌやＨ2Ｓが十分に除去された部分に
この分離塔４０を配置しているので、アミン系の固体吸
収剤が早期に劣化する恐れはない。
４０としては、アミン系固体吸収剤（図示せず）を内蔵
した２基の容器４１・４２を並列に配置している。ポリ
エチレンイミン、エタノールアミン、ジエタノールアミ
ン、モノエタノールアミン、またはジエタノールアミン
とモノエタノールアミンとの混合物などに代表されるア
ミン系の固体または液体吸収剤は、比較的低温度の状態
でＣＯ2を吸着し、蒸気等によって加熱されたときその
ＣＯ２を脱離して吸着性能を再生するという性質をも
つ。そのため、そのような固体吸収剤を直径１ｍｍ程度
の多孔質固体（図示せず）の表面に付着させて乾燥さ
せ、そうしてできた多数の粒状物（図示せず）を各容器
内に充填する。容器内のこのような粒状物間にガス化ガ
スを流すことにより、表面の吸収剤にＣＯ2を吸着させ
てガス中からその多くを分離するのである。２基の容器
４１・４２を並列に配置しているのは、一方の容器内で
吸収剤にＣＯ2を吸着させている間に、他方の容器内で
吸収剤からＣＯ2を脱離させて吸着性能の再生をはかる
ためである。つまり分離塔４０においては、切替弁（図
示せず）を介してガス化ガスを容器４１・４２に交互に
切り替えて導入し、その一方、ガス化ガスを導入してい
ない側の容器４２・４１には、他の切替弁（図示せず）
を介して廃熱ボイラ２０から蒸気管２を経由させて低温
度の蒸気を導入する。そうすれば、各容器内の固体吸収
剤がＣＯ2の吸着と脱離とを交互に繰り返し、炭酸ガス
分離塔４０としては長期間連続してＣＯ2の分離・発生
を行うことができる。精製手段３０のうち最後尾、すな
わちガス中のＨＣｌやＨ2Ｓが十分に除去された部分に
この分離塔４０を配置しているので、アミン系の固体吸
収剤が早期に劣化する恐れはない。
【００３１】c) 炭酸ガス分離塔４０によってガス化ガ
スから分離させたＣＯ2は、分離塔４０のＣＯ2取出し口
４４より、図１のとおり燃料電池７０のカソード極７２
に供給することとした。燃料電池７０のカソード極７２
には空気等とともにＣＯ2を供給する必要があるが、分
離塔４０にてガス化ガスから分離したＣＯ2をそこに供
給すれば、ＣＯ2を別途に手配する必要がなくコストメ
リットが生じる。また、アノード極７１から未利用のま
ま排出されたＣＯを燃焼させてカソード極７２用のＣＯ
2を得る必要がなくなるので、当該未利用のＣＯを後述
のガスタービン８０において発電用に使用できるという
メリットも生じる。なお、分離塔４０からカソード極７
２までのＣＯ2の供給経路については、後述する。
スから分離させたＣＯ2は、分離塔４０のＣＯ2取出し口
４４より、図１のとおり燃料電池７０のカソード極７２
に供給することとした。燃料電池７０のカソード極７２
には空気等とともにＣＯ2を供給する必要があるが、分
離塔４０にてガス化ガスから分離したＣＯ2をそこに供
給すれば、ＣＯ2を別途に手配する必要がなくコストメ
リットが生じる。また、アノード極７１から未利用のま
ま排出されたＣＯを燃焼させてカソード極７２用のＣＯ
2を得る必要がなくなるので、当該未利用のＣＯを後述
のガスタービン８０において発電用に使用できるという
メリットも生じる。なお、分離塔４０からカソード極７
２までのＣＯ2の供給経路については、後述する。
【００３２】d) 図１のように、発電機８４と結合した
ガスタービン８０を発電手段６０のうちに含め、燃料電
池７０で消費されなかったガス化ガス（未利用ガス）を
燃料にして、そのガスタービン８０等により発電するこ
ととした。ガスタービン８０は、空気等を圧縮して高圧
にする圧縮機８１と、高圧空気中で燃料を連続的に燃焼
させるタービン燃焼器８２と、高温高圧の燃焼ガスを膨
張させて回転仕事をするタービン８３とからなる。燃料
電池７０での未利用ガスであるＣＯやＨ2などを、排出
口７３からガスタービン８０の燃焼器８２へ供給して燃
焼させれば、発電機８４を駆動するに十分な動力がター
ビン８３において発生する。通常、燃料電池７０では発
電効率が約７０％程度であって、アノード極７１および
カソード極７２に供給した全ガスの３０％程度が未利用
となるが、そのようなガスからさらに電気的エネルギー
を発生させるので、図示の装置では、燃料電池７０のみ
による場合よりもガス化ガスのエネルギーを一層有効に
回収できることになる。
ガスタービン８０を発電手段６０のうちに含め、燃料電
池７０で消費されなかったガス化ガス（未利用ガス）を
燃料にして、そのガスタービン８０等により発電するこ
ととした。ガスタービン８０は、空気等を圧縮して高圧
にする圧縮機８１と、高圧空気中で燃料を連続的に燃焼
させるタービン燃焼器８２と、高温高圧の燃焼ガスを膨
張させて回転仕事をするタービン８３とからなる。燃料
電池７０での未利用ガスであるＣＯやＨ2などを、排出
口７３からガスタービン８０の燃焼器８２へ供給して燃
焼させれば、発電機８４を駆動するに十分な動力がター
ビン８３において発生する。通常、燃料電池７０では発
電効率が約７０％程度であって、アノード極７１および
カソード極７２に供給した全ガスの３０％程度が未利用
となるが、そのようなガスからさらに電気的エネルギー
を発生させるので、図示の装置では、燃料電池７０のみ
による場合よりもガス化ガスのエネルギーを一層有効に
回収できることになる。
【００３３】e) 炭酸ガス分離塔４０において分離した
ＣＯ2は、上記c)のようにカソード極７２に供給するに
あたり、図１のとおり一旦ガスホルダー４５に貯留した
うえで、上記のガスタービン８０における圧縮機８１へ
空気とともに導入して５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2（４９０
０００〜９８００００Ｐａ）程度に加圧することとして
いる。加圧された空気とＣＯ2は、一部を上記のガスタ
ービン燃焼器８２へ導き、一部を燃料電池７０のカソー
ド極７２へ供給するわけである。このようにすれば、専
用の加圧手段を用意しなくとも燃料電池７０のカソード
極７２に向けて高い圧力で空気とＣＯ2とを供給でき、
もって燃料電池７０の発電効率を高めることができる。
ＣＯ2は、上記c)のようにカソード極７２に供給するに
あたり、図１のとおり一旦ガスホルダー４５に貯留した
うえで、上記のガスタービン８０における圧縮機８１へ
空気とともに導入して５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ2（４９０
０００〜９８００００Ｐａ）程度に加圧することとして
いる。加圧された空気とＣＯ2は、一部を上記のガスタ
ービン燃焼器８２へ導き、一部を燃料電池７０のカソー
ド極７２へ供給するわけである。このようにすれば、専
用の加圧手段を用意しなくとも燃料電池７０のカソード
極７２に向けて高い圧力で空気とＣＯ2とを供給でき、
もって燃料電池７０の発電効率を高めることができる。
【００３４】
【発明の効果】請求項１に記載した廃棄物ガス化ガスの
エネルギー回収方法および請求項５に記載したエネルギ
ー回収装置によれば、燃料電池において高効率でエネル
ギー変換を行えることに加え、燃料電池へ向けてのガス
の圧送にともなうエネルギーロスを少なくして効率的に
エネルギー回収を行うことが可能になる。
エネルギー回収方法および請求項５に記載したエネルギ
ー回収装置によれば、燃料電池において高効率でエネル
ギー変換を行えることに加え、燃料電池へ向けてのガス
の圧送にともなうエネルギーロスを少なくして効率的に
エネルギー回収を行うことが可能になる。
【００３５】請求項２に記載したエネルギー回収方法お
よび請求項６に記載のエネルギー回収装置ならさらに、
ＣＯ2の製造または購入に要するコストを削減できるほ
か、燃料電池での未利用ガスを任意の用途に有効利用す
ることができる。
よび請求項６に記載のエネルギー回収装置ならさらに、
ＣＯ2の製造または購入に要するコストを削減できるほ
か、燃料電池での未利用ガスを任意の用途に有効利用す
ることができる。
【００３６】請求項３に記載のエネルギー回収方法およ
び請求項７の回収装置によれば、廃棄物ガス化ガスがも
つエネルギーを燃料電池とタービン発電機との双方によ
って一層効率的に電気的エネルギーに変換して回収する
ことができる。
び請求項７の回収装置によれば、廃棄物ガス化ガスがも
つエネルギーを燃料電池とタービン発電機との双方によ
って一層効率的に電気的エネルギーに変換して回収する
ことができる。
【００３７】請求項４のエネルギー回収方法および請求
項８のエネルギー回収装置なら、燃料電池のカソード極
へ送る空気とＣＯ2とを、専用の加圧手段を用意しなく
とも高い圧力にして供給することができ、もって燃料電
池の発電効率を高めることができる。
項８のエネルギー回収装置なら、燃料電池のカソード極
へ送る空気とＣＯ2とを、専用の加圧手段を用意しなく
とも高い圧力にして供給することができ、もって燃料電
池の発電効率を高めることができる。
【００３８】請求項９に記載したエネルギー回収装置に
よれば、とくに、ガス化ガスからＣＯ2を分離して残り
のガスを燃料電池のアノード極に供給しながら、分離し
たＣＯ2をカソード極などに供給するという運転を、長
期間にわたって連続的に行うことが可能である。
よれば、とくに、ガス化ガスからＣＯ2を分離して残り
のガスを燃料電池のアノード極に供給しながら、分離し
たＣＯ2をカソード極などに供給するという運転を、長
期間にわたって連続的に行うことが可能である。
【図１】発明の実施に関する一形態である廃棄物ガス化
ガスのエネルギー回収装置に関する系統図である。ただ
し、精製されたガス化ガスによる発電プロセスなど、装
置のうちのガスの下流側部分を示す。
ガスのエネルギー回収装置に関する系統図である。ただ
し、精製されたガス化ガスによる発電プロセスなど、装
置のうちのガスの下流側部分を示す。
【図２】図１に示すエネルギー回収装置について、廃棄
物をガス化してそのガスを精製するプロセスなど、装置
中のガスの上流側部分を示す系統図である。
物をガス化してそのガスを精製するプロセスなど、装置
中のガスの上流側部分を示す系統図である。
１０ ガス化炉 ２０ 廃熱ボイラ ２２ 蒸気管 ３０ 精製手段 ４０ 炭酸ガス分離塔（炭酸ガスの分離手段） ４１・４２ 容器 ５１ 送風機（ガス圧縮機） ６０ 発電手段 ７０ 燃料電池 ７１ アノード極 ７２ カソード極 ８０ ガスタービン ８１ 圧縮機 ８２ タービン燃焼器 ８３ タービン ８４ 発電機
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） Ｂ０９Ｂ 3/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２Ｇ ５Ｈ０２６ ＺＡＢ Ｃ０１Ｂ 3/52 ５Ｈ０２７ Ｃ０１Ｂ 3/52 Ｃ１０Ｊ 3/00 Ｆ Ｃ１０Ｊ 3/00 Ｃ１０Ｋ 1/08 Ｃ１０Ｋ 1/08 1/32 1/32 Ｈ０１Ｍ 8/00 Ｚ Ｈ０１Ｍ 8/00 8/04 Ｊ 8/04 8/14 8/14 Ｆ２３Ｇ 5/027 Ｚ // Ｆ２３Ｇ 5/027 Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ (72)発明者 新道 憲二郎 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 林谷 正雄 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 上柳田 正 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 中西 顕宏 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 飯尾 光宏 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内 Ｆターム(参考） 3K061 AA23 AB02 AC01 BA01 CA01 FA10 FA12 FA21 FA25 4D004 AA46 BA03 CA27 4D020 AA03 BA16 BA19 BB01 BB03 BB04 BB07 BC01 CA05 CB40 CD02 CD03 4G040 FA02 FB04 FC04 FE03 4H060 AA01 BB22 BB23 BB32 BB34 DD02 EE02 EE03 FF03 FF04 GG01 GG02 5H026 AA05 5H027 AA05 BA16 DD02 DD09
Claims (9)
- 【請求項１】 廃棄物をガス化して得る可燃性ガスを、
炭酸ガスを分離したうえ加圧して燃料電池のアノード極
に供給することを特徴とする廃棄物ガス化ガスのエネル
ギー回収方法。 - 【請求項２】 分離した炭酸ガスを上記燃料電池のカソ
ード極に供給することを特徴とする請求項１に記載した
廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収方法。 - 【請求項３】 燃料電池での未利用のガスをガスタービ
ン燃焼器へ供給して燃焼させ、その燃焼ガスをタービン
に導入して発電機を駆動することを特徴とする請求項１
または２に記載した廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収
方法。 - 【請求項４】 分離した炭酸ガスを、上記のガスタービ
ン燃焼器へ送る空気とともに圧縮機に導入して圧縮し、
圧縮した一部を燃料電池のカソード極へ供給することを
特徴とする請求項３に記載した廃棄物ガス化ガスのエネ
ルギー回収方法。 - 【請求項５】 廃棄物を可燃性ガスに換えるガス化炉か
ら続くガスの経路に炭酸ガスの分離手段が配置されてい
て、同手段における分離された残りのガスの取出し口
が、ガス圧縮機を介して燃料電池のアノード極に接続さ
れていることを特徴とする廃棄物ガス化ガスのエネルギ
ー回収装置。 - 【請求項６】 炭酸ガスの分離手段における炭酸ガスの
取出し口が上記燃料電池のカソード極に接続されている
ことを特徴とする請求項５に記載した廃棄物ガス化ガス
のエネルギー回収装置。 - 【請求項７】 燃料電池における未利用ガスの排出口が
ガスタービン燃焼器に接続されるとともに、当該燃焼器
から燃焼ガスを受けるタービンに発電機が連結されてい
ることを特徴とする請求項５または６に記載した廃棄物
ガス化ガスのエネルギー回収装置。 - 【請求項８】 炭酸ガスの分離手段における炭酸ガスの
取出し口が、上記のタービンと直結された圧縮機を介し
て燃料電池のカソード極に接続されていることを特徴と
する請求項７に記載した廃棄物ガス化ガスのエネルギー
回収装置。 - 【請求項９】 炭酸ガスの分離手段としてアミン系固体
または液体吸収剤を内蔵の容器が並列に複数基配置され
るとともに、上記のガス化炉から続くガスの経路に廃熱
ボイラが配置され、廃熱ボイラから上記の容器にかけて
蒸気管が接続されていることを特徴とする請求項５〜８
のいずれかに記載した廃棄物ガス化ガスのエネルギー回
収装置。
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| JP2001108350A JP3576501B2 (ja) | 2001-04-06 | 2001-04-06 | 廃棄物ガス化ガスのエネルギー回収方法および装置 |
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| JP2002305016A true JP2002305016A (ja) | 2002-10-18 |
| JP3576501B2 JP3576501B2 (ja) | 2004-10-13 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2874683A1 (fr) * | 2004-08-31 | 2006-03-03 | Air Liquide | Procede et appareil de production de dioxyde de carbone a partir d'un gaz siderurgique par absorption chimique |
| JP2012139622A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | 二酸化炭素分離回収用固体吸収材並びに二酸化炭素の回収方法 |
| JP2016512809A (ja) * | 2013-03-15 | 2016-05-09 | エクソンモービル リサーチ アンド エンジニアリング カンパニーＥｘｘｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ | セメント加工における溶融炭酸塩形燃料電池の集積化 |
-
2001
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