JP2002310419A

JP2002310419A - 消化ガスを使用したガス機関発電施設による熱分解処理施設

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Publication number: JP2002310419A
Application number: JP2001113452A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Kashiwagi; 佳行柏木
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-23
Anticipated expiration: 2021-04-12
Also published as: JP3952702B2

Abstract

(57)【要約】【課題】消化ガスをガス機関発電機の燃料と熱分解炉
の温度不足を補う熱源に使用して、ランニングコストの
低減を図る。【解決手段】下水処理施設６１では、下水汚泥類、生
ゴミ類などの半流動性有機物を処理し、それを消化槽７
１に導入して発酵させて、メタンを主成分とする消化ガ
スを得る。その消化ガスは、脱硫装置７２で硫黄分を除
去し、高圧タンク７５に蓄える。蓄えられた消化ガス
は、発電施設８１のガス機関発電機８２の燃料として供
給される。発電機８２で発生した排気ガスは、排気ガス
配管８８を介して熱分解処理施設９１の熱分解炉９２の
熱源として供給されるとともに、消化ガスをバーナー９
３で燃焼させて熱分解炉９２の加熱源ともする。熱分解
炉９２には、消化槽７１内の消化汚泥が乾燥手段９４を
介して投与されて、被処理物は処理される。熱分解炉９
２で処理された残渣は、回収手段９５で回収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汚泥などの廃棄物
である被処理物を間接加熱処理して減容化（乾燥、炭
化、灰化）する熱分解処理技術における加熱施設で、ガ
ス機関発電機（ガスタービン、ガスエンジン）を設置
し、発電することで得られた電力を施設内の設置機器の
電源として利用し、且つガス機関の主燃料は、汚泥を消
化して得た消化ガス（メタンガスと炭酸ガスを主成分と
したガス）を利用し、しかも、ガス機関発電機から発生
する排気ガスを、被処理物の熱分解の加熱手段に利用し
てトータルエネルギーのランニングコストの低減を図る
ように消化ガスを使用したガス機関発電施設による熱分
解処理施設に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の廃棄物は年々増加し、その処理に
ついて種々の技術が提案されている。その１つに廃棄物
を加熱して熱分解し、熱分解により生成された分解ガス
と熱分解残留物を燃焼させ、生じた灰分を溶融スラグに
して処理し、燃焼により発生した熱エネルギー（排気ガ
ス→蒸気）を発電装置に利用して熱エネルギーを電力に
変換して回収することが知られている。

【０００３】また、ガスタービン発電機によって電力を
得ると共に生じた排気ガスを廃棄物の熱分解の熱源とし
て利用することが知られている（特開平８−４９８２１
号、特開平８−４９８２２号、特開平１１−１８２２１
１号）。

【０００４】さらに、ガスタービンの排気ガスに追加燃
料を供給して、燃焼を促進するものとして特開平５−２
６４０４０号などが知られている。

【０００５】さらにまた、廃棄物を乾留して得た、乾留
ガスをガスタービンの燃料として供給して発電を行うも
のに特開平２０００−３３７１７１号がある。

【０００６】このほか、消化ガスを燃料としてガス機関
を運転して発電するものとして、特開平５−２８８３２
７号、特開平２０００−３３１７０１号、特開平９−８
８６３０号、特開平７−２０４６９７号が知られてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、ガスタ
ービンの排気ガスを被処理物の加熱源とすることは、ラ
ンニングコストの低減に寄与する。しかし、ガスタービ
ンの排気ガスの温度は、一般的には、４５０〜６００℃
程度であり、被処理物の熱分解温度としては、必ずしも
十分な温度ではない。

【０００８】即ち、実際の加熱処理にあたっては、熱分
解に必要な温度は、被処理物の性状にもよるが、３５０
〜７００℃が必要な温度であり、機器からの放熱等によ
って５０〜１００℃程度は降温することになるので、結
果として熱分解に必要な温度を確保することはできない
場合がある。

【０００９】更には、この熱分解温度は、被処理物の性
状によっても異なることから、安定した熱分解を行うこ
とは困難となる。

【００１０】また、ガスタービンの排気ガスの温度のみ
では、被処理物の投入を開始する所定の温度への到達時
間が長くなるという問題もある。この温度は、ガスター
ビン自体を工夫することで排気ガスの温度を高くするこ
とは可能であるが、温度を高いものにすると、熱耐久性
などの点で長期間安定して使用することが困難となり、
保守点検による運転停止が頻繁となることになり、ラン
ニングコストの上昇につながり得策ではない。

【００１１】さらに、被処理物をそのまま燃焼させる
と、被処理物は種々な物質及び水分などを含むことか
ら、安定に燃焼させることは困難であり、不完全燃焼を
起こしやすく、安全性に欠ける問題がある。

【００１２】特に、特開平２０００−３３７１７１号の
場合は、乾留ガスを燃料にして発電を行うことで、燃料
費用の削減を意図しているが、廃棄物の性状により得ら
れる乾留ガスの可燃成分は多種多様であることから、安
定した発電を行うことは、困難である。

【００１３】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、ガス機関の燃料として有機物発酵によるメタンガ
スなどの消化ガスを使用し、発電機を備えたガスタービ
ン、ガスエンジンなどのガス機関の排気ガスを熱分解手
段の熱源に利用するとともに、熱源が不足する場合に
は、消化ガスを燃焼バーナーで燃焼させて熱分解手段の
加熱源とし、熱風ガスを得て汚泥などの被処理物を処理
することにより、燃料コストの削減を図って、ランニン
グコストの低減を図り、かつガス機関発電機で発電して
施設内電力を確保することができ、しかも、各種被処理
物の性状に合わせた温度条件で加熱することが可能にな
り、安定した熱分解を行うことができる消化ガスを使用
したガス機関発電施設による熱分解処理施設を提供する
ことを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
達成するために、発電機を備えたガスタービン、ガスエ
ンジンなどのガス機関の排気ガス（温度４５０〜６００
℃）を活用して被処理物を加熱し、熱分解を行うもので
ある。このような構成において、ガス機関で発電して施
設内電力を確保するとともに、燃料としては、有機物発
酵によるメタンガスなどの消化ガスを使用する。消化ガ
スは、メタンガス（約６０％）、炭酸ガス（約４０％）
の混合ガスであり、その熱量は、約5000〜8000kcal／m³
で、メタンのみからなる天然ガスの熱量（約4000kcal／
m³）に比較して低いものの、性状は比較的安定している
特徴があるから、消化ガスを燃料にしてガス機関を運転
して電力を得る。このガス機関の運転で発生した排気ガ
スを、利用して消化汚泥などの被処理物を加熱して熱分
解処理させる。すなわち、例えば、下水処理場施設に
て、汚泥を発酵して消化ガスを得て燃料にし、残った消
化汚泥は、熱分解して有機物を除去し、残った残渣は有
効活用できるようなシステムが構築できるようにした。

【００１５】また、被処理物に見合った安定した熱分解
の実施（高温での熱分解）を行う場合や、消化ガスの変
動があっても安定した運転を実施する場合などを望むに
は、排気ガス温度確保のために、消化ガスを追加燃料と
して導入し、別の燃焼手段の併設を行う。

【００１６】すなわち、ガス機関の排気ガスのみでは、
被処理物に見合った加熱する温度条件が不足する場合に
は、燃焼バーナと併用するか、又は、ガス機関の排気ガ
ス中に燃料を追加して燃焼（アフターバーナ）させて所
望の温度の熱風ガスを得るようにする。燃料としては消
化ガスを使用する。

【００１７】更には、被処理物を熱分解して得た処理物
（炭化物）を燃焼して灰化することで、安定に被処理物
を燃焼灰化することに着目した。

【００１８】即ち、炭化物の有効利用が見出せない場合
には、被処理物→炭化→灰化の工程を経た方が、燃焼を
安全・安定して行われることに着目した。要は、消化ガ
スを燃料にしてガス機関発電機により、確実に発電し
て、得られた電力を施設稼働に使用し、ガス機関運転に
より得た排気ガスを利用して汚泥などの廃棄物である被
処理物を加熱処理するようにした。以下に課題を解決す
る手段を述べる。

【００１９】まず、被処理物を投入する投入手段と、投
入された被処理物を加熱しながら移動させて熱分解する
熱分解手段と、加熱処理時に発生する被処理物からの分
解ガスを燃焼する分解ガス燃焼手段とを備えた熱分解処
理施設であって、有機性物質を発酵して消化ガスを得る
消化槽と、前記熱分解手段の加熱源となる高温排気ガス
を得るガス機関発電施設と、前記消化槽で得た消化ガス
を前記ガス機関発電施設への燃料として供給して電力と
高温排気ガスを得るとともに、得た排気ガスと追加燃料
による燃焼とにより熱風ガスを得る手段とを備えたこと
を特徴とするものである。

【００２０】上記追加燃料は、消化ガス又は消化ガスと
気体燃料並びに消化ガスと液体燃料の混合からなり、ま
た、被処理物は、消化槽内の消化汚泥を含むことを特徴
とするものである。

【００２１】上記ガス機関発電施設からの排気ガス中に
燃料を注入し、燃焼させて高温の熱風ガスを得るように
したものである。また、上記ガス機関発電施設からの排
気ガスは、燃焼バーナを備えた熱風炉に、該バーナで燃
料を燃焼させて導入し合成熱風ガスを得るようにしたも
のである。さらに、燃料には、消化ガス又は消化ガスと
気体燃料並びに消化ガスと液体燃料の混合からなること
を特徴とするものである。

【００２２】上記熱分解手段は、内部に被処理物を導入
して撹拌搬送する手段を備えた分解容器を有し、その分
解容器の外部から熱風ガスにより間接加熱するようにし
たものである。

【００２３】また、被処理物を導入して間接加熱する分
解容器は、複数個併設配置して構成したものである。さ
らに、複数個併設した分解容器は、加熱ジャケットで個
々に包囲するか、若しくは一括包囲して構成したもので
ある。

【００２４】なお、熱分解後の処理物を燃焼して灰化し
た場合には、発生した排気ガスは、分解ガス燃焼手段に
導入して燃焼することがよい。

【００２５】また、被処理物に、加熱分解により発生す
る有機ハロゲン物質と接触反応して無害な塩化物を生成
する処理剤（薬剤）を添加して加熱処理を行うことが好
ましく、薬剤を使用することで加熱処理施設の無害化処
理が実現できる。

【００２６】上記薬剤には、アルカリ金属、アルカリ金
属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属化合物
中の少なくとも１種類を、選択又は２種以上を混合す
る。

【００２７】アルカリ金属化合物は、リチウム、ナトリ
ウム、カリウム、ルビジウム、カリウムの酸化物、水酸
化物、炭酸水素塩、炭酸塩、珪酸塩、燐酸塩、アルミン
酸塩、硝酸塩、硫酸塩である。

【００２８】具体的な、アルカリ金属化合物の処理剤と
しては、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、セスキ
炭酸ナトリウム、天然ソーダ、炭酸カリウム、炭酸水素
カリウム、炭酸ナトリウムカリウム、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウムを使用し、炭酸水素ナトリウムとし
ては、酸性炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸
ソーダを、炭酸ナトリウムとしては、炭酸ソーダ、ソー
ダ、ソーダ灰、洗濯ソーダ、結晶ソーダを、セスキ炭酸
ナトリウムとしては、二炭酸−水素ナトリウム、三二炭
酸水素ナトリウム、ナトリウムセスキカーボネートを、
天然ソーダとしては、トロナをそれぞれ使用する。

【００２９】アルカリ土類金属化合物の処理剤は、石灰
（ＣａＯ）消石灰（Ｃａ（ＯＨ）₂）、炭酸カルシウム（ＣａＣ
Ｏ₃）ドロマイト（ＣａＣＯ₃・ＭｇＣＯ₃）を使用する。

【００３０】アルカリ金属の処理剤は、Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｆｒを使用する。

【００３１】アルカリ土類金属の処理剤は、Ｃａ，Ｓ
ｒ，Ｂａ，Ｒａを使用する。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
によって説明する。図１は本発明の実施の形態を示す消
化ガスを利用したガス機関発電施設による熱分解処理施
設の概念図で、図１において、６１は下水処理施設、７
１は消化槽、８１はガス機関発電施設および９１は熱分
解処理施設（詳細は後述する）である。

【００３３】下水処理施設６１は、流入水６２、沈殿池
６３、曝気槽６４、最終沈殿池６５および汚泥濃縮槽６
６から構成される。下水処理施設６１では、下水汚泥類
や生ゴミ類などの半流動性有機物を含んだ流入水６２を
沈殿池６３に導入して半流動性有機物の一部を汚泥とし
て沈殿させるとともに、上澄水を曝気槽６４に導入す
る。その後、曝気槽６４に導入された水は、この槽６４
で処理された後、最終沈殿池６５に導入される。この最
終沈殿池６４では、上澄水を放流させ、沈殿された汚泥
は、返送汚泥として曝気槽６４に返送させるが、余剰汚
泥は、沈殿池６３で得られた汚泥とともに汚泥濃縮槽６
６に供給されて汚泥が濃縮される。

【００３４】上記のようにして下水処理施設６１では、
下水汚泥類、生ゴミ類などの半流動性有機物を処理し、
得られた濃縮された汚泥を消化槽７１に導入して発酵さ
せ、メタンを主成分とする消化ガスを得る。得られた消
化ガスは、脱硫装置７２に供給して硫黄分を除去し、ガ
スホルダー７３、コンプレッサー７４を経て高圧タンク
７５に蓄えられるとともに、この高圧タンク７５を経
て、ガス機関発電施設８１におけるガス機関発電機８２
（ガスエンジン発電機やガスタービン発電機）に、後述
する燃料調整混合器を介して燃料が供給され、例えば、
ガスエンジン発電機が駆動されて発電されることによっ
て電力が得られる。

【００３５】ガス機関発電施設８１におけるガス機関発
電機８２は、ガスタービン８３、燃焼器８４、空気圧縮
器８５、発電機８６および燃料調整混合器８７から構成
され、ガスタービン８３で発生した排気ガスは、排気ガ
ス配管８８を介して熱分解処理施設９１における熱分解
炉９２の加熱源として利用される。

【００３６】なお、ガス機関発電機８２の排気ガス温度
が必要温度以下の場合には、消化ガスに燃料調整混合器
８７から、ＬＮＧ、ＬＰＧ、灯油、重油などの調整追加
燃料を供給するか、排気ガスに燃料を供給して燃焼（ア
フターバーナ）させる手段を設ける。しかし、このよう
にしても、ガス機関発電機８２の排気ガス温度は、必要
温度以下のことが多いから、高圧タンク７５に蓄えられ
ている消化ガスを燃焼させる追い炊きバーナ９３を熱分
解炉９２に設置する等の手段により所望の温度の熱風ガ
スを得る。上記追い炊きバーナ９３の燃料としては、消
化ガスの他に、消化ガスとＬＮＧ、ＬＰＧ、灯油、重油
などを混合した燃料が使用できる。

【００３７】熱分解処理施設９１における熱分解炉９２
には、消化槽７１内の消化汚泥などの被処理物が乾燥手
段９４を経て投入される。熱分解炉９２を通過した熱風
ガスは、被処理物乾燥用の熱風ガスとして乾燥手段９４
に供給して被処理物を乾燥させる。また、熱分解炉９２
で処理された残渣は、回収手段９５で回収する。この場
合、有効利用可能な場合には、分別して利用し、利用が
困難な場合には、最終処分場にて処理する。

【００３８】次に、上記したガス機関発電施設８１と熱
分解処理施設９１の概略構成説明図を述べるに、図２は
ガス機関発電施設８１にガス機関発電機８２を備えた熱
分解処理施設９１の概念図で、スクリュー式の撹拌と搬
送手段を備えた分解容器を２段積みとした場合の実施の
形態である。

【００３９】図２において、１０は前述した消化汚泥な
どの被処理物を投入する投入手段で、ホッパ１１とモー
タＭで駆動されるスクリューコンベア１２とからなる。

【００４０】２０は消化汚泥などの被処理物を加熱して
熱分解する熱分解手段（図１における熱分解炉９２と乾
燥手段９４）で、該熱分解手段２０は上下に配設された
２つの分解容器２１と２２とからなり、上段の分解容器
２１の一端の供給口２１ａから被処理物を投入し、搬送
手段２１ｂによって撹拌しながら排出口２１ｃに移送
し、フレキシブル継手２３を介して下段の分解容器２２
にその供給口２２ａから搬入し、分解容器２２の搬送手
段２２ｂによって撹拌しながら排出口２２ｃに移送して
該排出口２２ｃから排出するように構成されている。搬
送手段２１ｂおよび２２ｂはスクリュー又はスパイラル
コンベアからなり、夫々モータＭ₁およびＭ₂で回転駆動
される。

【００４１】分解容器２１および２２は、夫々外部加熱
手段により加熱される。この外部加熱手段は、分解容器
２１，２２全体を覆う加熱ジャケットＨＪを、仕切板２
４，２８ａ，２８ｂで仕切って分解容器２１と２２を別
々に包囲する熱風ガス室２１ｄおよび２２ｄを形成し、
これら両室を仕切板２４の一端側に設けた連通口２５で
連通する。

【００４２】８２は、熱分解処理施設９１と隔壁103で
区画されたガス機関発電施設８１に設けられるガス機関
発電機で、このガス機関発電機８２は、ガスタービン８
３と、該ガスタービン８３に燃焼ガスを供給する燃焼器
８４と、ガスタービン８３によって駆動される空気圧縮
機８５と、発電機本体８６と、燃料調整混合器８７とか
ら構成される。このガスタービン８３から排出される排
気ガスは、加熱ジャケットＨＪに接続される排気ガス配
管８８を介して排気ガスによる加熱手段としての熱風炉
３９内に導入されるとともに、前記高圧タンク７５に蓄
えられた消化ガスを燃焼させる追い炊き燃焼バーナー９
３による熱風ガスと合わされて分解容器２１および２２
を加熱する熱源として利用される。

【００４３】すなわち、熱風炉３９は、ガス機関発電機
８２からの排気ガスと追い炊き燃焼バーナー９３からの
熱風ガスにより所定温度に上昇させ、その上昇した熱風
ガスを熱分解手段２０の加熱熱源として利用し、分解容
器２２を例えば６００℃に加熱する。分解容器２２が所
定温度に到達したなら追い炊き燃焼バーナー９３を停止
又は絞るように制御する。なお、ガス機関発電機８２の
排気ガス温度（４５０〜６００℃）で熱分解が可能な被
処理物であれば追い炊き燃焼バーナー９３は必要ない。

【００４４】また、分解容器２１および２２で加熱処理
中に発生した分解ガス（乾留ガスや水蒸気）は、分解容
器２２の下部に設けられた乾留ガス燃焼炉４０に、水蒸
気管２６および乾留ガス管２７により導入して燃焼され
る。水蒸気管２６および乾留ガス管２７は、加熱ジャケ
ットＨＪ内に配置して加熱するようにしているので、有
機成分が付着固化して閉塞するなどの問題を回避でき
る。

【００４５】一方、分解容器２１は、乾燥・脱塩素を行
う炉で、例えば、炉を３５０℃で加熱できるように、熱
風ガスに温度調節用空気供給ブロア４４から空気を導入
して降温し温度調節を行う。加熱ジャケットＨＪから出
た熱風ガスは、一部を循環させて再利用する。その他は
熱交換器を介して煙突から排出される。

【００４６】４１はガス乾留ガス燃焼炉４０を加熱する
燃焼バーナーで、燃料（ＬＮＧ，ＬＰＧ、灯油、重油、
消化ガス）を燃焼して乾留ガス燃焼炉４０の温度を８５
０℃以上にし、分解ガスを燃焼して無害化する。分解ガ
スを乾留ガス燃焼炉４０に導入するには、循環ブロア４
２を用いて、ノズル４３から分解ガスを乾留ガス燃焼炉
４０内に誘引する。

【００４７】５０は熱分解手段２０で熱分解処理された
残渣を回収する回収手段（図１における回収手段９５）
で、この回収手段５０で回収された残渣は、分別装置３
０に搬送される。この分別装置３０に搬送された残渣
は、再利用可能物質として回収するか、又は更に加熱す
る処理物（炭化物）として分別される。再利用可能物質
な場合には分別して利用し、再利用困難な場合には最終
処分場にて処理する。

【００４８】又、更に加熱処理する処理物な場合には、
パイプコンベアなどの搬送手段５１を用いて炭化物燃焼
炉５２導入し、ここで処理物を燃焼させて灰化する。炭
化物燃焼炉５２で燃焼時に発生した排気ガスは灰キャッ
チャー５３を介して乾留ガス燃焼炉４０に導入して燃焼
させる。乾留ガス燃焼炉４０での燃焼後の排気ガスは、
熱交換器により、蒸気、温水を回収し、且つ排気ガス温
度を２００℃以下に下げ、排気ガスはバグフィルタで浄
化して排気ブロアを介して煙突から排出される。

【００４９】次に上記実施の形態の一連の加熱処理につ
いて説明する。まず、消化汚泥などの被処理物を投入す
る前に、ガス機関発電機８２のガスタービン８３を起動
し、ガスタービン８３からの排気ガスを熱風炉３９に導
入する。必要に応じ消化ガス燃焼用の追い炊き燃焼バー
ナ９３により熱風ガスを発生させて、両者で所定温度の
熱風ガスを得る。

【００５０】この熱風ガスは、矢印で示すように熱風ガ
ス導入口５４→下段の熱風ガス室２２ｄ→連通口２５→
上段の熱風ガス室２１ｄを通って分解容器２２および２
１を加熱した後、その一部は循環ブロア４２によって乾
留ガス燃焼炉４０内に導入される。また、他の一部の熱
風ガスは、ガス機関発電機８２のガスタービン８３の圧
縮空気を加熱するために供給される。さらに、その他の
熱風ガスは、熱交換器を介して煙突から排出される。

【００５１】今、上段の分解容器２１で乾燥・脱塩素処
理を行わせ、下段の分解容器２２で炭化による減容化処
理を行わせる場合は、熱風ガスによって下段の分解容器
２２内の温度を例えば、６００℃に加熱するように調整
する。上段の分解容器２１内の温度は例えば、３５０℃
に加熱するように、熱風ガスに温度調整手段であるブロ
ア４４によって温度調整用空気を導入して降温調整す
る。

【００５２】そして、所定温度に到達後（起動後１時間
以内）、投入手段１０から被処理物を投入して、加熱分
解を開始する。加熱分解により発生した分解ガスは、水
蒸気導管２６および乾留ガス管２７を介して乾留ガス燃
焼炉４０に導入され、循環ブロア４２による循環ガスと
共に燃焼される。

【００５３】なお、下段の分解容器２２内の温度を６０
０℃に維持するには、熱風ガス室２２ｄ内の温度を、そ
れより５０〜１００℃高くする必要があり、ガスタービ
ンの排気ガス温度では上げることが出来ない。その足ら
ない温度を追い炊き燃焼バーナー９３の燃焼温度で補
う。この燃焼バーナー９３の燃焼は、所定温度に到達し
た後は停止又は絞ることができるように設定されてい
る。また、不足燃焼温度は、上記の外に燃料調整混合器
８７にＬＮＧ，ＬＰＧ、灯油、重油などの調整追加燃料
を供給して行ってもよく、排気ガス配管８８に燃料を供
給して燃焼する（アフターバーナ）ようにしてもよい。

【００５４】上段の分解容器２１での脱塩素処理は、被
処理物に、有機ハロゲン化合物と接触反応して無害な塩
化物を生成する処理剤（薬剤：例えば炭酸水素ナトリウ
ムの粉末）を混合して投入手段１０から投入された混合
物を加熱処理する。この加熱処理は、混合した被処理物
の混合割合から、有害成分が析出する温度、時間、析出
量および有害成分と反応して十分除去できる薬剤の添加
量等の処理条件を事前に調査しておき、これをカバーで
きる温度（２００℃〜３５０℃）と時間で処理する。

【００５５】上記上段の分解容器２１により、乾燥を行
い、且つ発生した有機ハロゲン化合物と添加した薬剤と
を接触反応させて、無害な塩化物（塩化ナトリウムな
ど）を生成し、被処理物、分解ガス中に有害な有機ハロ
ゲン化合物（ダイオキシン類など）が残存しないように
する。

【００５６】被処理物に混合又は添加する処理剤は、有
機ハロゲン化合物のHCl（塩化水素）と接触反応して無
害な塩化物（塩化ナトリウムなど）を生成するアルカリ
物質を使用する。例えば、本願の出願人が先に出願した
特開平９−１５５３２６号、特開平１０−４３７３１
号、特開平１０−２３５１８６号、特開平１０−２３５
１８７号に示すように、アルカリ土類金属、アルカリ土
類金属化合物、アルカリ金属、アルカリ金属化合物で、
具体的には、カルシウム、石灰、消石灰、炭酸カルシウ
ム、ドロマイト、珪酸塩（珪酸カルシウムなど）、炭酸
水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウ
ム、天然ソーダ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
炭酸水素カリウム、炭酸カリウムの中から１種類選択す
るか、数種類混合して使用する。使用量としては、被処
理物に対して５〜３０重量％を混合または添加する。

【００５７】例えば、上記の炭酸水素ナトリウム（NaHC
O₃）を使用した場合、第１の加熱処理炉である脱塩素炉
内においてＨＣｌ成分の分解ガスが発生するが、直ちに
炭酸水素ナトリウムと反応して（NaHCO₃）＋（HCl）→
（NaCl）＋（H₂O）＋（CO₂）となり、無害な塩化ナトリ
ウム（NaCl）を生成し、分解ガスから有害なHClが無く
なる。このことによって、分解ガス中のHCl成分の無害
化と被処理物の無害化が同時に行われる。

【００５８】この有害成分を析出した後の被処理物は上
記のようにフレキシブル継手２３を介して下段の分解容
器２２に送り込まれ、ここで炭化処理され、炭化物は回
収手段５０によって回収される。この分解容器２２内に
は、HCl、ダイオキシン類などの有害成分を含むガスは
存在しないので、炭化物がこれらの有害物質を吸着する
ことはないため、無害な炭化物として、また燃料などと
して必要ならば再利用できる。

【００５９】上記のようにして生成された炭化物、すな
わち炭化された処理物は、搬送手段５１により灰化燃焼
させるために、炭化物（灰化）燃焼炉５２に導入されて
燃焼される。この燃焼炉５２は、例えば回転キルン方式
の燃焼炉を使用し、一端側から導入された炭化物を回転
させながら燃焼して灰化し、他端側から灰化物を排出す
る。なお、炭化物燃焼炉５２で発生した排気ガスは、灰
キャッチャー５３を介して乾留ガス燃焼炉４０に導入し
て、水蒸気・乾留ガスとともに燃焼する。また、灰キャ
ッチャー５３は、乾留ガス燃焼炉４０への灰の移動を極
力抑えるためのものである。

【００６０】所定温度に到達後（起動後１時間以内）、
被処理物を投入して、加熱分解を開始する。加熱分解に
より、発生した分解ガスは、導管を介して乾留ガス燃焼
炉４０に導入して８５０℃以上で燃焼して無害化する。

【００６１】上記実施の形態のように、乾留ガス燃焼炉
４０と炭化物燃焼炉５２とを別構成にしたのは以下の理
由からである。

【００６２】乾留ガス燃焼炉４０で燃焼された排気ガス
は、バグフィルタ後の排気ブロアにより吸引しているこ
とから、両炉を一体形成すると、灰が吸引されて熱交換
器およびバグフィルタにまで運ばれることになり、これ
を防止して排気ガスに含まれて移動する灰分を最小限と
なるようにするためである。なお、灰キャッチャー５３
を設けて、乾留ガス燃焼炉４０に移動する灰を減少させ
ているのも上記理由からである。

【００６３】上記実施の形態において、乾留ガス燃焼炉
４０は別置置き形成としてもよく、また、ガスタービン
は、排気ガスに燃料を追加噴霧して燃焼させるアフター
バーナで構成してもよい。さらに、熱分解手段として
は、回転キルン方式に構成してもよく、この構成の場合
には、反応炉（乾燥・脱塩素炉、炭化炉）で発生する分
解ガスなどは水蒸気管、乾留ガス管を介して乾留ガス燃
焼炉に導入される。この際に各管が大気中に露出する
と、分解発生した有機物などが冷やされて管壁に付着固
化し、管閉塞を引き起こすことになるので、加熱ジャケ
ットで包囲し、乾留ガス燃焼炉から熱風を導入して、熱
分解に使用した温度（例えば炭化６００℃）以上の温度
で加熱保温するようにする。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ガス
機関発電施設に設置されるガス機関の燃料に消化ガスを
利用するとともに、電力を供給するガス機関発電機の排
気ガスを熱分解処理施設の熱分解炉の熱源に利用し、不
足する熱源を補うために、消化ガスを燃焼バーナーの燃
料に利用して加熱源として熱風ガスを得て汚泥などの被
処理物を処理することにより、特にランニングコストの
低減ができる。

【００６５】また、所望の温度の排気ガスを得るため
に、追い炊き燃料として消化ガスを用いることにより、
ランニングコストの低い施設を得ることができる。すな
わち、ガス機関発電機の排気ガス温度が必要温度より低
い場合には、消化ガスに調整用燃料を供給したり、排気
ガスに燃料を供給して燃焼（アフターバーナ）させた
り、あるいは消化ガス用の追い炊きバーナを熱分解施設
に設置したりすることにより、ガス機関発電機の排気ガ
ス温度（４５０〜６００℃）以上の熱風ガスを得ること
が出来、各種被処理物の性状に合わせた温度条件で加熱
することができるので、安定した熱分解を行うことがで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態をブロック化して示す概念
図。

【図２】ガス機関発電施設と熱分解処理施設の概略構成
説明図。

【符号の説明】

１０…投入手段２０…熱分解手段２１、２２…分解容器２６…分解ガス導管２７…温度調整手段３０…分別装置３９…熱風炉４０…乾留ガス燃焼炉４１…燃焼バーナー５０…回収手段５１…搬送手段５２…炭化物燃焼炉６１…下水処理施設６６…汚泥濃縮槽７１…消化槽７２…脱硫装置７５…高圧タンク８１…発電施設８２…ガス機関発電機８７…燃料調整混合器８８…排ガス配管９１…熱分解処理施設９２…熱分解炉９３…追い炊き燃焼バーナー

───────────────────────────────────────────────────── 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 3/28 Ｆ０２Ｃ 6/18 Ｚ 6/18 Ｃ１０Ｌ 3/00 ＡＦターム(参考） 3K061 AB02 AC02 BA04 CA01 DA03 DA05 DB06 4D059 AA05 AA23 BA12 BA15 BA18 BB03 BB18 BD02 BJ02 CA07 CA10 CA12 CA14 CB06 CB07 DA01 DA04 DA05 DA08 DA13 DA18 DA38 DA57

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被処理物を投入する投入手段と、投入さ
れた被処理物を加熱しながら移動させて熱分解する熱分
解手段と、加熱処理時に発生する被処理物からの分解ガ
スを燃焼する分解ガス燃焼手段とを備えた熱分解処理施
設であって、有機性物質を発酵して消化ガスを得る消化槽と、前記熱分解手段の加熱源となる高温排気ガスを得るガス
機関発電施設と、前記消化槽で得た消化ガスを前記ガス機関発電施設への
燃料として供給して電力と高温排気ガスを得るととも
に、得た排気ガスと追加燃料による燃焼とにより熱風ガ
スを得る手段とを備えたことを特徴とする消化ガスを使
用したガス機関発電施設による熱分解処理施設。
【請求項２】追加燃料は、消化ガス又は消化ガスと気
体燃料並びに消化ガスと液体燃料の混合からなることを
特徴とする請求項１記載の消化ガスを使用したガス機関
発電施設による熱分解処理施設。
【請求項３】被処理物は、消化槽内の消化汚泥を含む
ことを特徴とする請求項１記載の消化ガスを使用したガ
ス機関発電施設による熱分解処理施設。
【請求項４】ガス機関発電施設からの排気ガス中に燃
料を注入し、燃焼させて高温の熱風ガスを得ることを特
徴とする請求項１記載の消化ガスを使用したガス機関発
電施設による熱分解処理施設。
【請求項５】ガス機関発電施設からの排気ガスは、燃
焼バーナを備えた熱風炉に、該バーナで燃料を燃焼させ
て導入し合成熱風ガスを得るようにしたことを特徴とす
る請求項１記載の消化ガスを使用したガス機関発電施設
による熱分解処理施設。
【請求項６】燃料は、消化ガス又は消化ガスと気体燃
料並びに消化ガスと液体燃料の混合からなることを特徴
とする請求項４、５記載の消化ガスを使用したガス機関
発電施設による熱分解処理施設。
【請求項７】熱分解手段は、内部に被処理物を導入し
て撹拌搬送する手段を備えた分解容器を有し、その分解
容器の外部から熱風ガスにより間接加熱するようにした
ことを特徴とする請求項１から請求項５記載の消化ガス
を使用したガス機関発電施設による熱分解処理施設。
【請求項８】被処理物を導入して間接加熱する分解容
器は、複数個併設配置して構成したことを特徴とする請
求項１から請求項５及び請求項７記載の消化ガスを使用
したガス機関発電施設による熱分解処理施設。
【請求項９】複数個併設した分解容器は、加熱ジャケ
ットで個々に包囲するか、若しくは、一括包囲して構成
したことを特徴とする請求項１から請求項５及び請求項
７、８記載の消化ガスを使用したガス機関発電施設によ
る熱分解処理施設。
【請求項１０】熱分解後の処理物を灰化した際に発生
した排気ガスは、分解ガス燃焼手段に導入して燃焼させ
るようにしたことを特徴とする請求項１から請求項５及
び請求項７から請求項９記載の消化ガスを使用したガス
機関発電施設による熱分解処理施設。
【請求項１１】被処理物に、加熱分解により発生する
有機ハロゲン物質と接触反応して無害な塩化物を生成す
る処理剤を添加して加熱処理を行うことを特徴とする請
求項１から請求項５及び請求項７から請求項１０記載の
消化ガスを使用したガス機関発電施設による熱分解処理
施設。