JP2020076008A - Waste treatment method and system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、廃棄物を熱分解・ガス化してこれにより生じた可燃性ガスのもつエネルギーをガスエンジンによって回収する廃棄物処理方法及びシステムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a waste treatment method and system for thermally decomposing and gasifying waste to recover the energy of a combustible gas generated thereby by a gas engine.
従来、廃棄物を熱分解・ガス化する廃棄物処理設備において、前記熱分解・ガス化により生じた可燃性ガスのもつエネルギーをガスエンジンにより回収する技術が知られている。前記ガスエンジンは、前記可燃性ガスのもつエネルギーを直接運動エネルギーに変換するものであるため、例えば前記可燃性ガスをボイラに導入して高圧蒸気を発生させた後に当該高圧蒸気のもつエネルギーによって蒸気タービンを回す方法に比べ、前記可燃性ガスのエネルギーの回収をより効率よく行うことが可能である。 Conventionally, in a waste treatment facility for thermally decomposing / gasifying waste, there is known a technique for recovering the energy of a combustible gas generated by the thermal decomposition / gasification by a gas engine. Since the gas engine directly converts the energy of the combustible gas into kinetic energy, for example, the combustible gas is introduced into the boiler to generate high-pressure steam, and then steam is generated by the energy of the high-pressure steam. It is possible to more efficiently recover the energy of the combustible gas as compared with the method of rotating the turbine.
しかしながら、前記ガスエンジンにおいてその正常な稼働のために有効な爆発を生じさせるためには、当該ガスエンジンに導入されるガスに一定以上の単位体積当たり発熱量（ガスエンジン必要発熱量）が必要とされる一方、一般の廃棄物の熱分解・ガス化により生じる可燃性ガスが保有する単位体積当たりの発熱量は前記ガスエンジン必要発熱量を下回ることが多く、この場合には、前記可燃性ガスをそのままガスエンジンに導入しても当該ガスエンジンを正常に運転することができない。 However, in order to generate an effective explosion for the normal operation of the gas engine, the gas introduced into the gas engine requires a certain amount of heat generation per unit volume (gas engine required heat generation amount). On the other hand, the calorific value per unit volume possessed by the combustible gas generated by the thermal decomposition / gasification of general waste is often lower than the calorific value required for the gas engine. Even if the above is introduced into the gas engine as it is, the gas engine cannot be normally operated.
このように保有発熱量の低い可燃性ガスのエネルギーをガスエンジンにより回収するための方法として、特許文献１には、前記可燃性ガスにこれよりも保有発熱量の高い高発熱量ガス（例えばメタン発酵原料から発生したメタンガス）を混合し、これにより得られる混合ガスの保有発熱量を前記ガスエンジン必要発熱量よりも大きくした上で、当該混合ガスをガスエンジンに供給する方法が開示されている。 As a method for recovering the energy of a flammable gas having a low heat value by using a gas engine, Patent Document 1 discloses that the flammable gas has a high heat value gas (for example, methane) having a higher heat value than the flammable gas. A method is disclosed in which methane gas generated from a fermentation raw material is mixed, and the calorific value of the mixed gas obtained thereby is made larger than the calorific value required for the gas engine, and then the mixed gas is supplied to the gas engine. ..
前記のように可燃性ガスにこれよりも発熱量の高い高発熱量ガスを混合する方法では、本来の廃棄物処理のための設備に加え、高発熱量ガスを生成しかつこれを可燃性ガスに添加するための設備が必要である。しかも、前記発熱量の調整のために必要とされる高発熱量ガスの体積は、当該高発熱量ガスの保有発熱量が低いほど大きくなり、その体積分だけ設備は大型化される。換言すれば、必要とされる高発熱量ガスの体積を小さくするためには当該高発熱量ガスとして保有発熱量の高いものを用いなければならず、その分コストは増大する。 As described above, in the method of mixing the flammable gas with the high calorific value gas having a higher calorific value than this, in addition to the equipment for the original waste treatment, the high calorific value gas is generated and It is necessary to have equipment for adding to the. Moreover, the volume of the high calorific value gas required for the adjustment of the calorific value increases as the calorific value possessed by the high calorific value gas decreases, and the equipment becomes larger by the volume. In other words, in order to reduce the volume of the required high calorific value gas, it is necessary to use a gas having a high calorific value as the high calorific value gas, which increases the cost.
本発明は、前記課題を解決すべく、設備の大型化及びコストの増大を抑えながら、廃棄物の熱分解により生じる可燃性ガスのもつエネルギーをガスエンジンによって効率よく回収することができる方法及びシステムを提供することを目的とする。 MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This invention is a method and system which can collect | recover the energy which the combustible gas which arises by the thermal decomposition of waste efficiently with a gas engine, suppressing an increase in a facility and cost increase in order to solve the said subject. The purpose is to provide.
前記目的を達成するため、本発明者らは、前記ガスエンジンに導入されるガスに含まれる水素ガスの濃度に着目した。水素ガスは前記可燃性ガスに含まれる他の可燃成分（一酸化炭素やメタン）に比べて着火性、燃焼性が高いため、大きな体積をもつ高発熱量ガスを可燃性ガスに導入しなくても、当該可燃性ガスにおける水素ガスの濃度を管理することにより、ガスエンジンの正常な稼働を保証することが可能である。しかも、可燃性ガスにおける水素ガスの濃度は、廃棄物処理設備に供給される水蒸気の量の増加や小量の水素ガスの添加により十分に高めることが可能であり、著しい設備の大型化や大幅なコストの増大を伴わない。 In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have paid attention to the concentration of hydrogen gas contained in the gas introduced into the gas engine. Hydrogen gas has higher ignitability and combustibility than other combustible components (carbon monoxide and methane) contained in the combustible gas, so it is necessary to introduce a high calorific value gas with a large volume into the combustible gas. Also, by controlling the concentration of hydrogen gas in the flammable gas, it is possible to guarantee the normal operation of the gas engine. Moreover, the concentration of hydrogen gas in the combustible gas can be sufficiently increased by increasing the amount of water vapor supplied to the waste treatment facility or adding a small amount of hydrogen gas, which significantly increases the size of the facility or significantly There is no increase in cost.
本発明により提供されるのは、廃棄物を熱分解・ガス化することにより処理するための方法であって、前記廃棄物をガス化炉に導入して熱分解・ガス化することにより可燃性ガスを生成することと、前記ガス化炉またはそれよりも後段に設けられる設備であって水蒸気の還元反応により水素ガスが生成されることが可能な高温運転設備に水蒸気を供給することと、前記可燃性ガスに含まれる不純物を除去するガス処理を行うことと、前記ガス処理が行われた後の可燃性ガスに空気を混合して混合ガスを生成しかつ当該混合ガスをガスエンジンに供給することにより当該ガスエンジンを稼働させることと、当該ガスエンジンに供給される前記混合ガスにおける水素ガスの濃度を検出することと、検出される水素ガスの濃度が前記ガスエンジン内での爆発を生じさせるために最低限必要な水素ガスの濃度である下限水素ガス濃度を上回るように前記水蒸気の供給量を調節することと、を含む。このような水蒸気の供給量の調節は、前記ガスエンジンに導入されるガス（可燃性ガスと空気の混合ガス）の水素ガス濃度を下限水素ガス濃度以上にして当該ガスエンジンの正常な運転を保証することを可能にする。 The present invention provides a method for treating waste by pyrolyzing and gasifying the waste, which is flammable by introducing the waste into a gasification furnace to pyrolyze and gasify it. Producing gas, supplying steam to a high-temperature operating facility, which is a facility provided in the gasification furnace or a later stage thereof and is capable of producing hydrogen gas by a reduction reaction of steam, and Performing a gas treatment for removing impurities contained in the combustible gas, mixing the combustible gas after the gas treatment with air to generate a mixed gas, and supplying the mixed gas to a gas engine By operating the gas engine, detecting the concentration of hydrogen gas in the mixed gas supplied to the gas engine, and the detected concentration of hydrogen gas causes an explosion in the gas engine In order to exceed the lower limit hydrogen gas concentration, which is the minimum required hydrogen gas concentration, the supply amount of the water vapor is adjusted. Such adjustment of the supply amount of steam ensures that the gas engine (normal gas engine) operates normally by setting the hydrogen gas concentration of the gas (mixed gas of combustible gas and air) introduced into the gas engine to be equal to or higher than the lower limit hydrogen gas concentration. To be able to do.
前記水蒸気の供給量は、例えば、検出された水素ガスの濃度と前記下限水素ガス濃度よりも大きな範囲で設定された目標水素ガス濃度との偏差を０に近づけるように調節されることが好ましい。この調節により、水蒸気の過剰な供給による熱効率の低下を抑えながら前記ガスエンジンに導入されるガスの水素ガス濃度を前記下限水素ガス濃度よりも大きな濃度により確実に維持するための制御、つまり、ガスエンジンの正常な運転をより確実にかつ効率よく行うことを可能にするような水素ガス濃度の制御、が実現される。 It is preferable that the supply amount of the water vapor is adjusted so that the deviation between the detected hydrogen gas concentration and the target hydrogen gas concentration set in a range larger than the lower limit hydrogen gas concentration approaches 0, for example. By this adjustment, control for reliably maintaining the hydrogen gas concentration of the gas introduced into the gas engine at a concentration higher than the lower limit hydrogen gas concentration while suppressing a decrease in thermal efficiency due to excessive supply of water vapor, that is, gas Control of the hydrogen gas concentration that enables more reliable and efficient operation of the engine is realized.
前記ガス化炉が流動化ガスの供給を受けて流動する流動床を有する流動床式ガス化炉である場合、前記水蒸気は前記流動化ガスとともに前記流動床に供給されるのが、好ましい。このように前記流動床に供給される水蒸気は、当該流動床内で廃棄物または当該廃棄物から生じた可燃性ガスと効率よく接触しかつ加熱されるので、当該水蒸気から生成される水素ガスをガスエンジンに供給される可燃性ガス中に高い効率で含ませることが可能である。 When the gasification furnace is a fluidized bed type gasification furnace having a fluidized bed that is fluidized by receiving the fluidized gas, it is preferable that the steam is supplied to the fluidized bed together with the fluidized gas. Thus, the steam supplied to the fluidized bed efficiently contacts and is heated with the waste or combustible gas generated from the waste in the fluidized bed, so that the hydrogen gas generated from the steam is removed. It is possible to include the flammable gas supplied to the gas engine with high efficiency.
前記高温運転設備が前記ガス化炉から排出される可燃性ガスをその改質反応が可能となる温度以上に加熱して改質を行う改質炉を含む場合、前記水蒸気は当該改質炉に供給されてもよい。このように改質炉に水蒸気を供給することにより、前記改質のための熱を有効に利用して前記水蒸気の還元反応を生じさせることが可能である。 When the high-temperature operating facility includes a reforming furnace that heats the flammable gas discharged from the gasification furnace to a temperature at which the reforming reaction is possible or higher to perform reforming, the steam is supplied to the reforming furnace. It may be supplied. By supplying the steam to the reforming furnace in this manner, it is possible to effectively utilize the heat for the reforming to cause the reduction reaction of the steam.
また、本発明により提供されるのは、廃棄物を熱分解・ガス化することにより処理するための方法であって、前記廃棄物をガス化炉に導入して熱分解・ガス化することにより可燃性ガスを生成することと、前記ガス化炉よりも下流側の位置に水素ガスを供給することと、前記可燃性ガスに含まれる不純物を除去するガス処理を行うことと、前記ガス処理が行われた後の可燃性ガスに空気を混合して混合ガスを生成しかつ当該混合ガスをガスエンジンに供給することにより当該ガスエンジンを稼働させることと、当該ガスエンジンに供給される前記混合ガスにおける水素ガスの濃度を検出することと、検出される水素ガスの濃度が前記ガスエンジン内での爆発を生じさせるために最低限必要な水素ガスの濃度である下限水素ガス濃度を上回るように前記水素ガスの供給量を調節することと、を含む。 Also provided by the present invention is a method for treating waste by pyrolyzing and gasifying it, by introducing the waste into a gasification furnace to pyrolyze and gasify it. Producing a flammable gas, supplying hydrogen gas to a position downstream of the gasification furnace, performing gas treatment to remove impurities contained in the combustible gas, and the gas treatment Operating the gas engine by mixing the flammable gas with air to generate a mixed gas and supplying the mixed gas to the gas engine, and the mixed gas supplied to the gas engine. Detecting the concentration of hydrogen gas in, and the concentration of hydrogen gas detected exceeds the lower limit hydrogen gas concentration which is the minimum concentration of hydrogen gas required to cause an explosion in the gas engine. Adjusting the supply of hydrogen gas.
この方法においても、前記水素ガスの供給量は、検出された水素ガスの濃度と前記下限水素ガス濃度よりも大きな範囲で設定された目標水素ガス濃度との偏差を０に近づけるように調節されることが好ましい。この調節により、水素ガスの消費量を抑えながら前記ガスエンジンに導入されるガスの水素ガス濃度を前記下限水素ガス濃度よりも大きな濃度に確実に維持するための制御、つまり、ガスエンジンの正常な運転をより確実に可能にするような水素ガス濃度の制御、が実現される。 Also in this method, the supply amount of the hydrogen gas is adjusted so that the deviation between the detected hydrogen gas concentration and the target hydrogen gas concentration set in a range larger than the lower limit hydrogen gas concentration approaches zero. Preferably. By this adjustment, control for surely maintaining the hydrogen gas concentration of the gas introduced into the gas engine at a concentration higher than the lower limit hydrogen gas concentration while suppressing the consumption of hydrogen gas, that is, normal operation of the gas engine Control of the hydrogen gas concentration that enables more reliable operation is realized.
前記水素ガスが供給される位置は特に限定されないが、好ましくは、前記ガス処理が行われた後の可燃性ガス、すなわち水素ガスの燃焼が生じない程度に温度が低くかつ不純物が除去された後の清浄な状態にある可燃性ガス、に水素ガスが供給されるのが、よい。 The position to which the hydrogen gas is supplied is not particularly limited, but preferably, the combustible gas after the gas treatment is performed, that is, after the temperature is low to the extent that combustion of the hydrogen gas does not occur and impurities are removed. It is preferable that hydrogen gas be supplied to the combustible gas in a clean state.
前記方法のいずれにおいても、前記混合ガス中の水素ガス濃度の検出は、前記ガス処理がなされてから前記ミキサに導入される前の可燃性ガス中の水素ガス濃度を測定することと、測定された水素ガス濃度と前記ミキサに供給される空気の量とに基づいて前記混合ガス中の水素ガス濃度を算定することと、により行われるのが好ましい。前記ガス処理がなされた後の可燃性ガスは清浄であるためにその水素ガス濃度の測定は容易であり、しかもミキサよりも上流側で測定を行うためにその測定箇所の選定の自由度が高い。そして、このようにミキサの上流側で水素ガス濃度の測定を行いながら、その測定された水素ガス濃度とミキサに供給される空気の量とに基づいて前記混合ガス中の水素ガス濃度を適正に算定することが可能である。 In any of the above methods, the detection of the hydrogen gas concentration in the mixed gas is performed by measuring the hydrogen gas concentration in the flammable gas before the gas treatment and before being introduced into the mixer. It is preferable to calculate the hydrogen gas concentration in the mixed gas based on the hydrogen gas concentration and the amount of air supplied to the mixer. Since the combustible gas after the gas treatment is clean, its hydrogen gas concentration can be easily measured, and since the measurement is performed on the upstream side of the mixer, there is a high degree of freedom in selecting the measurement point. .. Then, while measuring the hydrogen gas concentration on the upstream side of the mixer in this way, the hydrogen gas concentration in the mixed gas is properly adjusted based on the measured hydrogen gas concentration and the amount of air supplied to the mixer. It is possible to calculate.
また、本発明により提供されるのは、廃棄物を熱分解・ガス化することにより処理するためのシステムであって、前記廃棄物を受け入れて熱分解・ガス化することにより可燃性ガスを生成するガス化炉と、前記ガス化炉またはそれよりも後段に設けられる設備であって水蒸気の還元反応により水素ガスが生成されることが可能な高温運転設備に水蒸気を供給する水蒸気供給部と、前記可燃性ガスに含まれる不純物を除去するガス処理を行うガス処理部と、供給されるガスを爆発させて動力を生成するガスエンジンと、前記ガス処理が行われた後の可燃性ガスに空気を混合して混合ガスを生成しかつ当該混合ガスを前記ガスエンジンに供給するミキサと、当該ガスエンジンに供給される前記混合ガスにおける水素ガスの濃度を検出する水素ガス濃度検出部と、検出される水素ガスの濃度が前記ガスエンジン内での爆発を生じさせるために最低限必要な水素ガスの濃度である下限水素ガス濃度を上回るように水蒸気の供給量を調節する水素ガス濃度制御部と、を備える。 Also provided by the present invention is a system for treating waste by pyrolyzing and gasifying it, and generating a flammable gas by receiving and thermally decomposing and gasifying the waste. A gasification furnace to do, and a steam supply unit for supplying steam to a high-temperature operating facility capable of producing hydrogen gas by a reduction reaction of steam, which is a facility provided in the gasification furnace or at a stage subsequent thereto, A gas processing unit that performs a gas treatment to remove impurities contained in the combustible gas, a gas engine that explodes a supplied gas to generate power, and an air to the combustible gas after the gas treatment is performed. A mixer for generating a mixed gas by mixing the gas mixture and supplying the mixed gas to the gas engine, and a hydrogen gas concentration detection unit for detecting the concentration of hydrogen gas in the mixed gas supplied to the gas engine, A hydrogen gas concentration control unit that adjusts the supply amount of water vapor so that the concentration of the hydrogen gas exceeds the lower limit hydrogen gas concentration, which is the minimum required hydrogen gas concentration for causing an explosion in the gas engine, Equipped with.
前記水素ガス濃度制御部は、検出された水素ガスの濃度と前記下限水素ガス濃度よりも大きな範囲で設定された目標水素ガス濃度との偏差を演算する偏差演算部と、演算された前記偏差を０に近づけるように前記高温運転設備に供給される水蒸気の量を調節する水蒸気供給量調節部と、を含むのが、好ましい。 The hydrogen gas concentration control unit calculates the deviation between the detected hydrogen gas concentration and the target hydrogen gas concentration set in a range larger than the lower limit hydrogen gas concentration, and the calculated deviation. It is preferable to include a steam supply amount adjusting unit that adjusts the amount of steam supplied to the high temperature operation facility so as to approach zero.
前記ガス化炉が流動化ガスの供給を受けて流動する流動床を有する流動床式ガス化炉である場合、前記水蒸気供給部は前記水蒸気を前記流動化ガスとともに前記流動床に供給するように構成されているのが、好ましい。 When the gasification furnace is a fluidized bed gasification furnace having a fluidized bed that receives fluidization gas and is fluidized, the steam supply unit supplies the water vapor to the fluidized bed together with the fluidization gas. It is preferably configured.
あるいは、前記システムが、前記高温運転設備として前記ガス化炉から排出される可燃性ガスを加熱して改質を行う改質炉をさらに備える場合、前記水蒸気供給部は前記水蒸気を前記改質炉に供給するように構成されていてもよい。 Alternatively, when the system further includes, as the high-temperature operating facility, a reforming furnace that heats and reforms a combustible gas discharged from the gasification furnace, the steam supply unit supplies the steam to the reforming furnace. May be configured to be supplied to.
また、本発明により提供されるのは、廃棄物を熱分解・ガス化することにより処理するためのシステムであって、前記廃棄物を受け入れて熱分解・ガス化することにより可燃性ガスを生成するガス化炉と、前記ガス化炉またはそれよりも後段の設備に水素ガスを供給する水素ガス供給部と、前記可燃性ガスに含まれる不純物を除去するガス処理を行うガス処理部と、供給されるガスを爆発させて動力を生成するガスエンジンと、前記ガス処理が行われた後の可燃性ガスに空気を混合して混合ガスを生成しかつ当該混合ガスをガスエンジンに供給するミキサと、当該ガスエンジンに供給される前記混合ガスにおける水素ガスの濃度を検出する水素ガス濃度検出部と、検出される水素ガスの濃度が前記ガスエンジン内での爆発を生じさせるために最低限必要な水素ガスの濃度である下限水素ガス濃度を上回るように前記水素ガス供給部から供給される水素ガスの量を調節する水素ガス濃度制御部と、を備える。 Also provided by the present invention is a system for treating waste by pyrolyzing and gasifying it, and generating a flammable gas by receiving and thermally decomposing and gasifying the waste. Gasification furnace, a hydrogen gas supply section for supplying hydrogen gas to the gasification furnace or a facility subsequent thereto, a gas processing section for performing gas processing for removing impurities contained in the combustible gas, and a supply A gas engine that explodes the generated gas to generate power, and a mixer that mixes air with the combustible gas after the gas treatment to generate a mixed gas and supplies the mixed gas to the gas engine. A hydrogen gas concentration detector for detecting the concentration of hydrogen gas in the mixed gas supplied to the gas engine, and the concentration of the detected hydrogen gas is the minimum required for causing an explosion in the gas engine. A hydrogen gas concentration control unit that adjusts the amount of hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply unit so as to exceed a lower limit hydrogen gas concentration that is the concentration of hydrogen gas.
このシステムにおいても、前記水素ガス濃度制御部は、検出された水素ガスの濃度と前記下限水素ガス濃度よりも大きな範囲で設定された目標水素ガス濃度との偏差を演算する偏差演算部と、演算された前記偏差を０に近づけるように前記水素ガス供給部から供給される水素ガスの量を調節する水素ガス供給量調節部と、を含むのが、好ましい。 Also in this system, the hydrogen gas concentration control unit calculates a deviation between the detected hydrogen gas concentration and the target hydrogen gas concentration set in a range larger than the lower limit hydrogen gas concentration, and a calculation unit. It is preferable to include a hydrogen gas supply amount adjustment unit that adjusts the amount of hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply unit so that the above-mentioned deviation approaches zero.
前記水素ガス供給部は、例えば、前記ガス処理部から排出された可燃性ガス、すなわち不純物が除去された後の清浄な状態にある可燃性ガス、に前記水素ガスを供給するように構成されていることが、好ましい。 The hydrogen gas supply unit is configured to supply the hydrogen gas to, for example, a combustible gas discharged from the gas processing unit, that is, a combustible gas in a clean state after impurities are removed. Is preferred.
前記システムのいずれにおいても、前記水素ガス濃度検出部は、前記ガス処理部から排出されて前記ミキサに導入される前の可燃性ガス中の水素ガス濃度を測定する水素ガス濃度測定器と、その測定された水素ガス濃度と前記ミキサに供給される空気の量とに基づいて前記混合ガス中の水素ガス濃度を算定する水素ガス濃度算定部と、を有することが、好ましい。 In any of the above systems, the hydrogen gas concentration detection unit is a hydrogen gas concentration measuring device that measures the hydrogen gas concentration in the combustible gas before being discharged from the gas processing unit and introduced into the mixer, and It is preferable to have a hydrogen gas concentration calculation unit that calculates the hydrogen gas concentration in the mixed gas based on the measured hydrogen gas concentration and the amount of air supplied to the mixer.
以上のように、本発明によれば、設備の大型化及びコストの増大を抑えながら廃棄物の熱分解により生じる可燃性ガスのもつエネルギーをガスエンジンによって効率よく回収することができる方法及びシステムが、提供される。 As described above, according to the present invention, there is provided a method and system capable of efficiently recovering energy of a combustible gas generated by thermal decomposition of waste by a gas engine while suppressing an increase in size of equipment and an increase in cost. , Provided.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る廃棄物処理システムを示すフローシートである。この廃棄物処理システムは、ガス化炉１０と、改質炉１２と、ガス処理部１４と、ミキサ１６と、ガスエンジン２０と、を備える。 FIG. 1 is a flow sheet showing a waste treatment system according to the first embodiment of the present invention. This waste treatment system includes a gasification furnace 10, a reforming furnace 12, a gas processing unit 14, a mixer 16, and a gas engine 20.
前記ガス化炉１０は、投入されたごみ等の廃棄物を熱分解・ガス化することにより可燃性ガスを生成する。当該可燃性ガスには一酸化炭素やメタンガス、水素ガス等の可燃成分が含まれる。 The gasification furnace 10 produces a combustible gas by thermally decomposing / gasifying waste such as input dust. The combustible gas contains combustible components such as carbon monoxide, methane gas, and hydrogen gas.
この実施の形態に係るガス化炉１０は、流動床式ガス化炉であり、その底部に形成された流動床１８と、当該流動床１８の上方に形成された燃焼空間であるフリーボード１７と、を有する。当該ガス化炉１０には流動化空気及び二次空気が供給される。前記流動化空気は流動化空気配管１９及び前記ガス化炉１０の底部の空気室を通じて前記流動床１８にその下方から供給され、当該流動床１８の流動化に寄与する。前記二次空気は前記フリーボード１７に供給され、前記流動床１８から上昇する可燃性ガスの二次燃焼に寄与する。 The gasification furnace 10 according to this embodiment is a fluidized bed gasification furnace, and has a fluidized bed 18 formed at the bottom thereof and a freeboard 17 which is a combustion space formed above the fluidized bed 18. , With. Fluidizing air and secondary air are supplied to the gasification furnace 10. The fluidized air is supplied from below to the fluidized bed 18 through a fluidized air pipe 19 and an air chamber at the bottom of the gasification furnace 10 and contributes to fluidization of the fluidized bed 18. The secondary air is supplied to the freeboard 17 and contributes to the secondary combustion of the combustible gas rising from the fluidized bed 18.
前記改質炉１２は、前記ガス化炉１０の後段に設置された高温運転設備であり、当該ガス化炉１０から排出される可燃性ガスに含まれるタールやチャーを合成ガスに熱分解することにより、当該可燃性ガスの改質を行う。具体的には、当該可燃性ガスを加熱するように前記改質炉１２内が加熱されるとともに、当該改質炉１２に改質用空気供給配管１３を通じて改質用空気が供給され、これにより、前記可燃性ガスが改質される。前記改質炉１２内の加熱温度は、改質反応が生じる温度以上の温度（例えば８００°Ｃ〜１２００°Ｃ）に設定される。 The reforming furnace 12 is a high-temperature operation facility installed in the latter stage of the gasification furnace 10, and thermally decomposes tar and char contained in the combustible gas discharged from the gasification furnace 10 into synthesis gas. Thus, the flammable gas is reformed. Specifically, the inside of the reforming furnace 12 is heated so as to heat the combustible gas, and the reforming air is supplied to the reforming furnace 12 through the reforming air supply pipe 13, whereby the reforming air is supplied. The combustible gas is reformed. The heating temperature in the reforming furnace 12 is set to a temperature above the temperature at which the reforming reaction occurs (for example, 800 ° C to 1200 ° C).
なお、この実施の形態において前記改質炉１２は必須のものではない。すなわち、当該改質炉１２は省略されてもよい。 The reforming furnace 12 is not essential in this embodiment. That is, the reforming furnace 12 may be omitted.
前記ガス処理部１４は、例えばバグフィルタやサイクロン、スクラバを含み、前記改質炉１２から排出される可燃性ガスに含まれる不純物を除去する。当該不純物は、例えば粉塵や酸性ガス、アンモニアなどのアルカリ性ガスである。 The gas processing unit 14 includes, for example, a bag filter, a cyclone, and a scrubber, and removes impurities contained in the combustible gas discharged from the reforming furnace 12. The impurities are, for example, dust, an acid gas, and an alkaline gas such as ammonia.
前記ミキサ１６は、前記ガス処理部１４から排出されるガス、すなわち前記不純物を除去するためのガス処理が行われた後の可燃性ガス、を受け入れ、これに空気を混合することにより混合ガスを生成して当該混合ガスを前記ガスエンジン２０に供給する。前記ミキサ１６に供給される空気量は、ガスエンジン２０の仕様にもよるが、一般には理論空気量以上で当該理論空気量の２倍の空気量以下の範囲で設定されるのが、よい。前記理論空気量は、燃焼室２２内において可燃成分が完全に燃焼するために必要な空気量である。例えば理論空気量を０．７ｍ３Ｎ−ＡＩＲ／ｍ３Ｎ−可燃性ガス、設定される運転空気比を１．５としたとき、可燃性ガスに対する空気の比率が０．７×１．５＝１．０５となるような量の空気がミキサ１６に供給される。 The mixer 16 receives the gas discharged from the gas processing unit 14, that is, the combustible gas after the gas processing for removing the impurities, and mixes the mixed gas with air to generate a mixed gas. The generated mixed gas is supplied to the gas engine 20. Although the amount of air supplied to the mixer 16 depends on the specifications of the gas engine 20, it is generally preferable that the amount of air is set in a range not less than the theoretical air amount and not more than twice the theoretical air amount. The theoretical air amount is the amount of air required for the combustible components to completely burn in the combustion chamber 22. For example, when the theoretical air amount is 0.7 m 3 N-AIR / m 3 N-combustible gas and the set operating air ratio is 1.5, the ratio of air to combustible gas is 0.7 × 1.5. The amount of air such that = 1.05 is supplied to the mixer 16.
前記ガスエンジン２０は、前記ミキサ１６から供給される混合ガスを受け入れてこれを燃焼室２２内で爆発させることにより機械エネルギーを生成する。この実施の形態に係るガスエンジン２０は、前記燃焼室２２を形成するシリンダ２４と、当該シリンダ２４内で往復動することが可能なピストン２６と、当該ピストン２６に連結されるクランク機構２８と、を有する。このガスエンジン２０において、前記燃焼室２２内での前記混合ガスの爆発及び燃焼により発生したエネルギーは、前記ピストン２６及び前記クランク機構２８により機械エネルギーすなわち前記クランク機構２８の回転運動エネルギーに変換される。 The gas engine 20 receives the mixed gas supplied from the mixer 16 and explodes the mixed gas in the combustion chamber 22 to generate mechanical energy. A gas engine 20 according to this embodiment includes a cylinder 24 that forms the combustion chamber 22, a piston 26 that can reciprocate in the cylinder 24, and a crank mechanism 28 that is connected to the piston 26. Have. In this gas engine 20, energy generated by explosion and combustion of the mixed gas in the combustion chamber 22 is converted into mechanical energy by the piston 26 and the crank mechanism 28, that is, rotational kinetic energy of the crank mechanism 28. ..
前記ガスエンジン２０の正常な稼働のためには、前記燃焼室２２内で確実に前記混合ガスの爆発が発生する必要がある。当該ガスエンジン２０の稼働のために、従来は前記可燃性ガスの保有する発熱量が着目され、当該発熱量が所定の発熱量以上となるように当該可燃性ガスに高発熱量ガスを混合させることが行われていたのに対し、この廃棄物処理システムでは、可燃成分の中でも特に着火性及び燃焼性に優れた水素ガスの濃度に着目がなされ、当該水素ガス濃度が下限水素ガス濃度Ｄｈｍｉｎを上回るように前記ガス化炉１０に対して水蒸気の供給が行われる。 In order for the gas engine 20 to operate normally, it is necessary for the mixed gas to explode in the combustion chamber 22 without fail. For the operation of the gas engine 20, attention has conventionally been paid to the calorific value of the flammable gas, and the flammable gas is mixed with a high calorific value gas so that the calorific value becomes equal to or higher than a predetermined calorific value. In contrast to this, in this waste treatment system, attention is paid to the concentration of hydrogen gas, which is particularly excellent in ignitability and combustibility among combustible components, and the hydrogen gas concentration is lower than the lower limit hydrogen gas concentration Dhmin. Water vapor is supplied to the gasification furnace 10 so as to exceed it.
前記下限水素ガス濃度Ｄｈｍｉｎは、前記ガスエンジン２０の燃焼室２２内での爆発を確実に生じさせるために最低限必要な前記混合ガス中の水素ガス濃度である。当該下限水素ガス濃度Ｄｈｍｉｎの値は、前記ガスエンジン２０の仕様にもよるが、一般には４％（容積％）前後である。 The lower limit hydrogen gas concentration Dhmin is the minimum hydrogen gas concentration in the mixed gas that is necessary to surely cause an explosion in the combustion chamber 22 of the gas engine 20. The value of the lower limit hydrogen gas concentration Dhmin depends on the specifications of the gas engine 20, but is generally around 4% (volume%).
具体的に、この廃棄物処理システムは、その特徴として、図１に示すような水蒸気供給部３０、水蒸気供給調節弁３２、水素ガス濃度測定器３４、水素ガス濃度算定部３５、偏差演算部３６、水蒸気供給指令部３８をさらに備える。 Specifically, this waste treatment system has, as its features, a steam supply unit 30, a steam supply control valve 32, a hydrogen gas concentration measuring unit 34, a hydrogen gas concentration calculation unit 35, and a deviation calculation unit 36 as shown in FIG. A steam supply command unit 38 is further provided.
前記水蒸気供給部３０は、水蒸気供給配管３１を通じて前記流動化空気配管１９内に水蒸気を供給する。すなわち、当該水蒸気供給部３０は、前記流動化空気配管１９内を流れる流動化空気に前記水蒸気を混合し、当該水蒸気を当該流動化空気とともに前記ガス化炉１０内の流動床１８に供給する。当該水蒸気供給部３０は、例えば、前記可燃性ガスの熱により水を沸騰させて水蒸気を生成するボイラや、当該ボイラその他により生成された水蒸気を貯留する蒸気溜めにより構成される。 The steam supply unit 30 supplies steam into the fluidized air pipe 19 through a steam supply pipe 31. That is, the water vapor supply unit 30 mixes the water vapor with the fluidized air flowing in the fluidized air pipe 19, and supplies the water vapor to the fluidized bed 18 in the gasification furnace 10 together with the fluidized air. The steam supply unit 30 is composed of, for example, a boiler that boils water by the heat of the combustible gas to generate steam, and a steam reservoir that stores steam generated by the boiler and others.
前記水蒸気供給調節弁３２は、前記水蒸気供給管３１の途中に設けられ、当該水蒸気供給管３１を通じて前記流動化空気供給配管１９に供給される水蒸気の流量を変化させるように開弁する。当該水蒸気供給調節弁３２は、より具体的には、電磁弁により構成され、入力される流量指令信号に応じた開度で開弁することにより、前記水蒸気の流量が前記流量指令信号に対応した流量になるように当該流量を調節する。 The water vapor supply control valve 32 is provided in the middle of the water vapor supply pipe 31 and opens so as to change the flow rate of the water vapor supplied to the fluidized air supply pipe 19 through the water vapor supply pipe 31. More specifically, the water vapor supply control valve 32 is configured by an electromagnetic valve, and the flow rate of the water vapor corresponds to the flow rate command signal by opening the valve at an opening degree according to the input flow rate command signal. Adjust the flow rate to reach the flow rate.
前記水素ガス濃度測定器３４は、前記ガス処理部１４と前記ミキサ１６とを結ぶ配管１５に接続され、当該ガス処理部１４から排出されるガス、すなわち当該ガス処理部１４により不純物が除去された後の清浄な可燃性ガス、における水素ガス濃度を測定する。具体的に、当該水素ガス濃度測定器３４は、前記水素ガス濃度に対応した電気信号である水素ガス測定信号を生成し、前記水素ガス濃度算定部３５に入力する。 The hydrogen gas concentration measuring instrument 34 is connected to a pipe 15 that connects the gas processing unit 14 and the mixer 16, and a gas discharged from the gas processing unit 14, that is, impurities are removed by the gas processing unit 14. Then measure the hydrogen gas concentration in the clean, flammable gas. Specifically, the hydrogen gas concentration measuring device 34 generates a hydrogen gas measurement signal which is an electric signal corresponding to the hydrogen gas concentration, and inputs the hydrogen gas measurement signal to the hydrogen gas concentration calculation unit 35.
前記水素ガス濃度算定部３５は、前記水素ガス濃度測定器３４により測定される水素ガス濃度と、前記ミキサ１６に供給される空気の量とに基づき、当該ミキサ１６から前記ガスエンジンに供給される混合ガスにおける水素ガス濃度を検出水素ガス濃度Ｄｈとして算定する。すなわち、当該水素ガス濃度算定部３５は、前記水素ガス濃度測定器３４とともに、前記混合ガスにおける水素ガス濃度を検出する水素ガス濃度検出部を構成する。 The hydrogen gas concentration calculator 35 supplies the hydrogen gas concentration from the mixer 16 to the gas engine based on the hydrogen gas concentration measured by the hydrogen gas concentration measuring device 34 and the amount of air supplied to the mixer 16. The hydrogen gas concentration in the mixed gas is calculated as the detected hydrogen gas concentration Dh. That is, the hydrogen gas concentration calculating unit 35, together with the hydrogen gas concentration measuring unit 34, constitutes a hydrogen gas concentration detecting unit that detects the hydrogen gas concentration in the mixed gas.
前記偏差演算部３６は、水素ガス濃度偏差ΔＤｈを演算する。この水素ガス濃度偏差ΔＤｈは、予め設定された目標水素ガス濃度Ｄｈｔに対する前記検出水素ガス濃度Ｄｈの偏差である（ΔＤｈ＝Ｄｈ−Ｄｈｔ）。前記目標水素ガス濃度Ｄｈｔは、前記混合ガス中の水素ガス濃度が確実に前記下限水素ガス濃度Ｄｈｍｉｎを上回るように当該下限水素ガス濃度Ｄｈｍｉｎよりも大きな値に設定される。例えば、前記下限水素ガス濃度Ｄｈｍｉｎが４％（容積％）の場合、前記目標水素ガス濃度Ｄｈｔは５％またはそれよりも少し大きな値に設定されるのが好ましい。 The deviation calculator 36 calculates the hydrogen gas concentration deviation ΔDh. This hydrogen gas concentration deviation ΔDh is a deviation of the detected hydrogen gas concentration Dh from a preset target hydrogen gas concentration Dht (ΔDh = Dh-Dht). The target hydrogen gas concentration Dht is set to a value larger than the lower limit hydrogen gas concentration Dhmin so that the hydrogen gas concentration in the mixed gas surely exceeds the lower limit hydrogen gas concentration Dhmin. For example, when the lower limit hydrogen gas concentration Dhmin is 4% (volume%), the target hydrogen gas concentration Dht is preferably set to 5% or a value slightly higher than that.
前記水蒸気供給指令部３８は、前記流量指令信号を生成して前記水蒸気供給調節弁３２に入力することにより、前記水蒸気供給部３０から前記流動化空気に供給される水蒸気の流量を調節する。具体的に、当該水蒸気供給指令部３８は、前記流量指令信号として、前記偏差演算部３６により演算される前記水素ガス濃度偏差ΔＤｈを０に近づけるような流量指令信号を生成し、これを前記水蒸気供給調節弁３２に入力する。従って、当該水蒸気供給指令部３８は、前記偏差演算部３６及び前記水蒸気供給調節弁３２とともに、前記水素ガス濃度偏差ΔＤｈを０に近づけるように水蒸気供給量を調節する（つまり検出水素ガス濃度Ｄｈを目標水素ガス濃度Ｄｈｔに近づけるような水素ガス濃度制御を行う）水素ガス濃度制御部を構成する。当該水素ガス供給指令部３８は、例えば、前記水素ガス濃度算定部３５及び偏差演算部３６とともに、マイクロコンピュータをはじめとする演算制御装置により構成されることが可能である。 The steam supply command unit 38 adjusts the flow rate of steam supplied from the steam supply unit 30 to the fluidized air by generating the flow rate command signal and inputting it to the steam supply control valve 32. Specifically, the water vapor supply command unit 38 generates, as the flow rate command signal, a flow rate command signal that brings the hydrogen gas concentration deviation ΔDh calculated by the deviation calculation unit 36 close to 0, and uses this as the flow rate command signal. Input to the supply control valve 32. Therefore, the steam supply command unit 38 adjusts the steam supply amount so that the hydrogen gas concentration deviation ΔDh approaches 0 (that is, the detected hydrogen gas concentration Dh) together with the deviation calculation unit 36 and the steam supply adjustment valve 32. A hydrogen gas concentration control unit that controls the hydrogen gas concentration so as to approach the target hydrogen gas concentration Dht) is configured. The hydrogen gas supply command unit 38 can be configured by, for example, the hydrogen gas concentration calculation unit 35 and the deviation calculation unit 36, and a calculation control device such as a microcomputer.
次に、この廃棄物処理システムにおいて行われる廃棄物処理方法について説明する。 Next, a waste treatment method performed in this waste treatment system will be described.
処理対象となるごみ等の廃棄物は、ガス化炉１０内の流動床１８に投入され、ここで一次燃焼する。これにより、可燃成分を含む可燃性ガスが発生する。当該可燃性ガスは、前記流動床１８からフリーボード１７内に上昇し、ここで二次燃焼した後にガス化炉１０から排出される。 Waste such as waste to be treated is put into the fluidized bed 18 in the gasification furnace 10 and is primarily combusted there. As a result, combustible gas containing a combustible component is generated. The combustible gas rises from the fluidized bed 18 into the freeboard 17, where it is secondarily combusted and then discharged from the gasification furnace 10.
前記流動床１８にはこれを流動化しかつ前記廃棄物を熱分解・ガス化するための流動化空気が供給されるが、当該流動化空気には前記水蒸気供給部３０から供給される水蒸気が混合されているため、当該水蒸気は前記一次燃焼により発生した熱によって前記流動床１８内で分解され、これにより水素ガスが生成される。当該水素ガスは当該流動床１８内で廃棄物またはその可燃性ガスと効率よく接触しかつ加熱されるので、当該水蒸気から生成される水素ガスをガスエンジンに供給される可燃性ガス中に高い効率で含ませることが可能である。つまり、前記可燃性ガスは前記水素ガスが効率よく混合された状態で前記ガス化炉１０から排出される。 Fluidized air for fluidizing the fluidized bed and for thermally decomposing / gasifying the waste is supplied to the fluidized bed 18, and the fluidized air is mixed with steam supplied from the steam supply unit 30. Therefore, the steam is decomposed in the fluidized bed 18 by the heat generated by the primary combustion, whereby hydrogen gas is generated. Since the hydrogen gas efficiently contacts and heats the waste or its combustible gas in the fluidized bed 18, the hydrogen gas produced from the steam is highly efficient in the combustible gas supplied to the gas engine. Can be included in. That is, the combustible gas is discharged from the gasification furnace 10 in a state where the hydrogen gas is efficiently mixed.
前記可燃性ガスは、改質炉１２にて改質され、ガス処理部１４にてガス処理された後、ミキサ１６に導入される。当該ミキサ１６は、前記可燃性ガスと空気とを混合して混合ガスを生成し、これをガスエンジン２０に供給する。当該ガスエンジン２０は、当該混合ガスを燃焼室２２内で爆発させ、燃焼させることにより、前記可燃性ガスの保有するエネルギーを機械エネルギーに変換する。当該機械エネルギーは、例えば発電機により電気エネルギーに変換され、回収される。 The flammable gas is reformed in the reforming furnace 12, gas-treated in the gas treatment unit 14, and then introduced into the mixer 16. The mixer 16 mixes the combustible gas and air to generate a mixed gas, and supplies the mixed gas to the gas engine 20. The gas engine 20 converts the energy held by the combustible gas into mechanical energy by causing the mixed gas to explode and burn in the combustion chamber 22. The mechanical energy is converted into electric energy by a generator, for example, and is recovered.
一方、前記水素ガス濃度測定器３４は、前記ガス処理部１４から排出される可燃性ガスの水素ガス濃度を測定する。前記水素ガス濃度算定部３５は、その測定された水素ガス濃度と、前記ミキサ１６に供給される空気の量と、に基づいて検出水素ガス濃度Ｄｈ、すなわち前記混合ガス中における水素ガス濃度、を算定する。前記偏差演算部３６は、予め設定された前記目標水素ガス濃度Ｄｈｔと前記検出水素ガス濃度Ｄｈとの偏差である前記水素ガス濃度偏差ΔＤｈ（＝Ｄｈ−Ｄｈｔ）を演算する。 On the other hand, the hydrogen gas concentration measuring device 34 measures the hydrogen gas concentration of the combustible gas discharged from the gas processing unit 14. The hydrogen gas concentration calculating unit 35 determines the detected hydrogen gas concentration Dh, that is, the hydrogen gas concentration in the mixed gas, based on the measured hydrogen gas concentration and the amount of air supplied to the mixer 16. Calculate. The deviation calculator 36 calculates the hydrogen gas concentration deviation ΔDh (= Dh-Dht), which is the deviation between the preset target hydrogen gas concentration Dht and the detected hydrogen gas concentration Dh.
前記水蒸気供給指令部３８は、前記水素ガス濃度偏差ΔＤｈを０に近づけるための流量指令信号を生成し、これを前記水蒸気供給調節弁３２に入力する。これにより、前記検出水素ガス濃度Ｄｈを前記目標水素ガス濃度Ｄｈｔに近づけるような水蒸気供給量の調節、換言すれば、当該水蒸気供給量の調節による水素ガス濃度の制御（この実施の形態ではフィードバック制御）、が実行される。当該制御は、例えば前記水素ガス濃度偏差ΔＤｈに基づくＰＩＤ制御である。従って、前記検出水素ガス濃度Ｄｈが前記目標水素ガス濃度Ｄｈｔよりもある程度以上大きい領域（図２に示される例では領域Ａ１）にて水蒸気供給量を減少させる調節が行われ、逆に前記検出水素ガス濃度Ｄｈが前記目標水素ガス濃度Ｄｈｔよりもある程度以上小さい領域（図２に示される例では領域Ａ２）にて水蒸気供給量を増加させる調節が行われる。 The steam supply command unit 38 generates a flow rate command signal for making the hydrogen gas concentration deviation ΔDh close to 0, and inputs this to the steam supply control valve 32. Thereby, the amount of steam supply is adjusted so that the detected hydrogen gas concentration Dh approaches the target hydrogen gas concentration Dht, in other words, the hydrogen gas concentration is controlled by adjusting the amount of steam supply (feedback control in this embodiment). ), Is executed. The control is, for example, PID control based on the hydrogen gas concentration deviation ΔDh. Therefore, in the region where the detected hydrogen gas concentration Dh is higher than the target hydrogen gas concentration Dht to some extent (region A1 in the example shown in FIG. 2), adjustment is performed to reduce the steam supply amount, and conversely the detected hydrogen gas concentration Dh is adjusted. Adjustment is performed to increase the steam supply amount in a region where the gas concentration Dh is smaller than the target hydrogen gas concentration Dht by a certain amount or more (region A2 in the example shown in FIG. 2).
以上のような制御は、前記混合ガスにおける水素ガス濃度を確実に下限水素ガス濃度Ｄｈｍｉｎよりも上回らせるような水蒸気の供給を可能にする。しかも、求められる水素ガス濃度の確保のために必要な供給量を大幅に上回るような水蒸気の過剰供給を抑えることにより、当該供給に起因する熱効率の低下を抑制することが可能である。 The control as described above makes it possible to supply the water vapor so that the hydrogen gas concentration in the mixed gas can surely exceed the lower limit hydrogen gas concentration Dhmin. Moreover, by suppressing the excessive supply of steam that greatly exceeds the supply amount required to secure the required hydrogen gas concentration, it is possible to suppress the reduction in thermal efficiency due to the supply.
前記水素ガスを発生させるための水蒸気が供給される箇所は特に限定されない。当該箇所は、水蒸気の分解によって水素ガスが生成されることが可能な箇所、つまり当該水蒸気の分解反応が生じる程度の高温条件下で運転が行われる箇所であればよい。具体的には、前記ガス化炉１０に供給される二次空気に水蒸気が混合されてもよいし、当該ガス化炉１０の後段で高温運転が行われる高温運転設備、例えば、当該廃棄物処理システムが前記改質炉１２を含む場合には当該改質炉１２、に水蒸気が供給されてもよい。 The place to which the steam for generating the hydrogen gas is supplied is not particularly limited. The location may be a location where hydrogen gas can be generated by the decomposition of water vapor, that is, a location where operation is performed under high temperature conditions such that the decomposition reaction of the water vapor occurs. Specifically, the secondary air supplied to the gasification furnace 10 may be mixed with steam, or high temperature operation equipment in which high temperature operation is performed in the latter stage of the gasification furnace 10, for example, the waste treatment. When the system includes the reforming furnace 12, steam may be supplied to the reforming furnace 12.
後者の例を第２の実施の形態として図３に示す。この第２の実施の形態では、前記第１の実施の形態に係るシステムにおける水蒸気供給部３０が流動化空気配管１９ではなく改質用空気供給配管１３に水蒸気供給配管３３を介して接続され、当該水蒸気供給配管３３の途中に前記第１の実施の形態と同様に水蒸気供給調節弁３２が設けられている。従って、この第２の実施の形態では、前記水蒸気供給部３０から前記水蒸気供給調節弁３２を経由して改質用空気供給配管１３に水蒸気が供給され、当該水蒸気は前記改質用空気と混合された状態で前記改質炉１２に供給される。 The latter example is shown in FIG. 3 as a second embodiment. In the second embodiment, the steam supply unit 30 in the system according to the first embodiment is connected to the reforming air supply pipe 13 instead of the fluidizing air pipe 19 via the steam supply pipe 33, A water vapor supply control valve 32 is provided in the middle of the water vapor supply pipe 33, as in the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, steam is supplied from the steam supply unit 30 to the reforming air supply pipe 13 via the steam supply adjusting valve 32, and the steam is mixed with the reforming air. The reformed furnace 12 is supplied in this state.
この第２の実施の形態では、可燃性ガスの改質のために改質炉１２内に与えられる熱を利用して前記水蒸気を分解して水素ガスを改質炉１２内に生成することができ、かつ、当該水素ガスを確実に可燃性ガスに混合してガスエンジン２０に送り込むことが可能である。従って、この第２の実施の形態においても、水素ガス濃度測定器３４及び水素ガス濃度算定部３５により検出される（混合ガス中の）水素ガス濃度に基づいて水蒸気供給量が調節されることにより、前記混合ガスにおける水素ガス濃度を確実に下限水素ガス濃度Ｄｈｍｉｎよりも大きくしてガスエンジン２０の正常な稼働を確保することができる。 In the second embodiment, it is possible to generate the hydrogen gas in the reforming furnace 12 by decomposing the steam using the heat provided in the reforming furnace 12 for reforming the combustible gas. In addition, the hydrogen gas can be reliably mixed with the combustible gas and fed into the gas engine 20. Therefore, also in the second embodiment, the amount of steam supply is adjusted based on the hydrogen gas concentration (in the mixed gas) detected by the hydrogen gas concentration measuring device 34 and the hydrogen gas concentration calculating unit 35. It is possible to ensure that the hydrogen gas concentration in the mixed gas is higher than the lower limit hydrogen gas concentration Dhmin to ensure the normal operation of the gas engine 20.
前記混合ガスにおける水素ガス濃度の検出は、前記のようなガス処理部１４の下流側での水素ガス濃度の測定と、その測定された水素ガス濃度に基づく混合ガス中の水素ガス濃度の算定と、の組合せによるものに限定されない。例えば、本発明の第３の実施の形態として図４に示すように、前記ミキサ１６から前記ガスエンジン２０に供給される混合ガス中の水素ガス濃度を直接検出するように前記水素ガス濃度測定器３４が当該ミキサ１６またはその下流側の配管部分に接続されてもよい。この場合、前記第１の実施の形態に係る水素ガス濃度算定部３５は不要であり、前記水素ガス濃度測定器３４のみによって水素ガス濃度検出部を構成する、つまり混合ガスにおける水素ガス濃度を直接計測する、ことが可能である。ただし、この第２の実施の形態に比べ、前記第１の実施の形態では前記水素ガス濃度測定器３４の配置場所の自由度が高いという利点がある。 The hydrogen gas concentration in the mixed gas is detected by measuring the hydrogen gas concentration on the downstream side of the gas processing unit 14 as described above and calculating the hydrogen gas concentration in the mixed gas based on the measured hydrogen gas concentration. It is not limited to the combination of ,. For example, as shown in FIG. 4 as the third embodiment of the present invention, the hydrogen gas concentration measuring device is provided so as to directly detect the hydrogen gas concentration in the mixed gas supplied from the mixer 16 to the gas engine 20. 34 may be connected to the mixer 16 or a pipe portion on the downstream side thereof. In this case, the hydrogen gas concentration calculating unit 35 according to the first embodiment is not necessary, and the hydrogen gas concentration detecting unit is configured only by the hydrogen gas concentration measuring unit 34, that is, the hydrogen gas concentration in the mixed gas is directly measured. It is possible to measure. However, in comparison with the second embodiment, the first embodiment has an advantage that the degree of freedom of the arrangement location of the hydrogen gas concentration measuring instrument 34 is high.
逆に、前記水素ガス濃度測定器３４は前記ガス処理部１４に導入される前の可燃性ガスにおける水素ガス濃度を測定するように配置されてもよい。しかし、前記ガス処理部１４の下流側での測定、つまりガス処理されて不純物が除去された状態での可燃性ガス中の水素ガス濃度の測定によれば、ガス処理部１４の上流側での測定に比べてより高い精度で検出水素ガス濃度を特定することが可能である。 On the contrary, the hydrogen gas concentration measuring device 34 may be arranged to measure the hydrogen gas concentration in the combustible gas before being introduced into the gas processing unit 14. However, according to the measurement on the downstream side of the gas processing unit 14, that is, the measurement of the hydrogen gas concentration in the combustible gas in the state where the gas processing is performed to remove the impurities, the measurement on the upstream side of the gas processing unit 14 is performed. It is possible to specify the detected hydrogen gas concentration with higher accuracy than the measurement.
前記第１〜第３の実施の形態は、いずれも、システムに対する水蒸気の供給量を調節することにより混合ガス中の水素ガス濃度を制御するものであるが、当該水素ガス濃度の制御は、ガス化炉よりも下流側の位置に水素ガスを供給することと、その水素ガスの供給量を調節することと、により行われることも可能である。その例を第４の実施の形態として図５に示す。 In each of the first to third embodiments, the hydrogen gas concentration in the mixed gas is controlled by adjusting the supply amount of water vapor to the system. It is also possible to carry out by supplying hydrogen gas to a position downstream of the gasification furnace and adjusting the supply amount of the hydrogen gas. An example thereof is shown in FIG. 5 as a fourth embodiment.
この第４の実施の形態に係る廃棄物処理システムは、前記第１の実施の形態に係るシステムの水蒸気供給部３０、水蒸気供給調節弁３２及び水蒸気供給指令部３８にそれぞれ代えて水素ガス供給部４０、水素ガス供給調節弁４２及び水素ガス供給指令部４４を具備するものである。それ以外の第４の実施の形態に係るシステムの要素は第１の実施の形態に係るシステムの要素と全く同等である。 The waste treatment system according to the fourth embodiment is a hydrogen gas supply unit instead of the steam supply unit 30, the steam supply control valve 32, and the steam supply command unit 38 of the system according to the first embodiment. 40, a hydrogen gas supply control valve 42, and a hydrogen gas supply command unit 44. The other elements of the system according to the fourth embodiment are exactly the same as the elements of the system according to the first embodiment.
前記水素ガス供給部４０は、水素ガス供給配管４１を介してシステム内の適当な配管、ここではガス処理部１４とミキサ１６とを結ぶ配管１５、に接続され、水素ガスを生成するとともにその生成した水素ガスを前記配管１５に供給する。つまり、当該水素ガスを前記ガス処理部１４から排出される熱分解中に混合する。前記水素ガスの生成は、例えば水の電気分解により低コストで行われることが可能である。 The hydrogen gas supply unit 40 is connected to an appropriate pipe in the system via a hydrogen gas supply pipe 41, here, a pipe 15 connecting the gas processing unit 14 and the mixer 16, to generate and generate hydrogen gas. The hydrogen gas is supplied to the pipe 15. That is, the hydrogen gas is mixed during the thermal decomposition discharged from the gas processing unit 14. The hydrogen gas can be produced at low cost by electrolysis of water, for example.
前記水素ガス供給調節弁４２は、前記水素ガス供給管４１の途中に設けられ、当該水素ガス供給管４１を通じて前記配管１５に供給される水素ガスの流量を変化させるように開弁する。当該水素ガス供給調節弁４２は、前記第１の実施の形態に係る水蒸気供給調節弁３２と同様、電磁弁により構成され、入力される流量指令信号に応じた開度で開弁することにより、前記水素ガスの流量が前記流量指令信号に対応した流量になるように当該流量を調節する。 The hydrogen gas supply control valve 42 is provided in the middle of the hydrogen gas supply pipe 41 and opens so as to change the flow rate of the hydrogen gas supplied to the pipe 15 through the hydrogen gas supply pipe 41. The hydrogen gas supply control valve 42 is composed of an electromagnetic valve, like the steam supply control valve 32 according to the first embodiment, and is opened at an opening degree according to an input flow rate command signal. The flow rate of the hydrogen gas is adjusted so that the flow rate corresponds to the flow rate command signal.
前記水素ガス供給指令部４４は、前記流量指令信号を生成して前記水素ガス供給調節弁４２に入力することにより、前記水素ガス供給部４０から前記配管１５内の可燃性ガスに供給される水素ガスの流量を調節する。具体的に、当該水素ガス供給指令部４４は、前記流量指令信号として、前記偏差演算部３６により演算される水素ガス濃度偏差ΔＤｈ、すなわち、水素ガス濃度測定器３４及び水素ガス濃度算定部３５により検出される（混合ガス中の）水素ガス濃度である検出水素ガス濃度Ｄｈの目標水素ガス濃度Ｄｈｔに対する偏差（ΔＤｈ＝Ｄｈ−Ｄｈｔ）、を０にするような流量指令信号を生成し、これを前記水素ガス供給調節弁４２に入力する。従って、当該水素ガス供給指令部４４は、前記偏差演算部３６及び前記水素ガス供給調節弁４２とともに、前記水素ガス濃度偏差ΔＤｈを０に近づけるように水素ガス供給量を調節する（つまり検出水素ガス濃度Ｄｈを目標水素ガス濃度Ｄｈｔに近づけるような水素ガス濃度制御を行う）水素ガス濃度制御部を構成する。 The hydrogen gas supply command unit 44 supplies the combustible gas in the pipe 15 from the hydrogen gas supply unit 40 by generating the flow rate command signal and inputting it to the hydrogen gas supply control valve 42. Adjust the gas flow rate. Specifically, the hydrogen gas supply command unit 44 uses the hydrogen gas concentration deviation ΔDh calculated by the deviation calculation unit 36 as the flow rate command signal, that is, the hydrogen gas concentration measuring unit 34 and the hydrogen gas concentration calculation unit 35. A flow rate command signal is generated which makes the deviation (ΔDh = Dh−Dht) of the detected hydrogen gas concentration Dh, which is the detected hydrogen gas concentration (in the mixed gas), from the target hydrogen gas concentration Dht zero, and this is generated. Input to the hydrogen gas supply control valve 42. Therefore, the hydrogen gas supply command unit 44, together with the deviation calculation unit 36 and the hydrogen gas supply adjustment valve 42, adjusts the hydrogen gas supply amount so that the hydrogen gas concentration deviation ΔDh approaches 0 (that is, detected hydrogen gas). A hydrogen gas concentration control unit that controls the hydrogen gas concentration so that the concentration Dh approaches the target hydrogen gas concentration Dht) is configured.
前記水素ガス供給指令部４４は、前記第１の実施の形態に係る水蒸気供給指令部３８と同様、水素ガス供給量の調節による水素ガス濃度の制御（この実施の形態ではフィードバック制御）、を例えば前記水素ガス濃度偏差ΔＤｈに基づくＰＩＤ制御によって実現する。従って、前記検出水素ガス濃度Ｄｈが前記目標水素ガス濃度Ｄｈｔよりもある程度以上大きい領域（図２に示される例では領域Ａ１）にて水素ガス供給量を減少させる調節を行い、逆に前記検出水素ガス濃度Ｄｈが前記目標水素ガス濃度Ｄｈｔよりもある程度以上小さい領域（図２に示される例では領域Ａ２）にて水蒸気供給量を増加させる調節を行う。 The hydrogen gas supply command unit 44, like the steam supply command unit 38 according to the first embodiment, controls the hydrogen gas concentration by adjusting the hydrogen gas supply amount (feedback control in this embodiment), for example. This is realized by PID control based on the hydrogen gas concentration deviation ΔDh. Therefore, in the region where the detected hydrogen gas concentration Dh is higher than the target hydrogen gas concentration Dht to some extent (region A1 in the example shown in FIG. 2), adjustment is made to reduce the hydrogen gas supply amount, and conversely, the detected hydrogen gas concentration Dh is adjusted. Adjustment is performed to increase the steam supply amount in a region where the gas concentration Dh is smaller than the target hydrogen gas concentration Dht to some extent (region A2 in the example shown in FIG. 2).
前記水素ガス供給指令部４４は、前記第１の実施の形態に係る水蒸気供給指令部３８と同様、例えば、前記水素ガス濃度算定部３５及び偏差演算部３６とともに、マイクロコンピュータをはじめとする演算制御装置により構成されることが可能である。 Similar to the water vapor supply command unit 38 according to the first embodiment, the hydrogen gas supply command unit 44, for example, together with the hydrogen gas concentration calculation unit 35 and the deviation calculation unit 36, arithmetic control including a microcomputer. It can be configured by a device.
この第４の実施の形態に係る廃棄物処理システムにおいても、ガスエンジン２０に供給される混合ガスにおける水素ガス濃度を検出することと、その検出された水素ガス濃度Ｄｈの目標水素ガス濃度Ｄｈｔに対する偏差である水素ガス濃度偏差ΔＤｈを０に近づけるように水素ガス供給量を調節することと、を含む廃棄物処理方法が実行されることにより、前記混合ガスにおける水素ガス濃度を確実に下限水素ガス濃度Ｄｈｍｉｎよりも高くしてガスエンジン２０の正常な運転を確保することができる。しかも、前記のような水素ガス濃度の制御は、過剰な水素ガスの供給を防いでコストの増大を有効に抑制することを可能にする。 Also in the waste treatment system according to the fourth embodiment, the hydrogen gas concentration in the mixed gas supplied to the gas engine 20 is detected, and the detected hydrogen gas concentration Dh with respect to the target hydrogen gas concentration Dht. The hydrogen gas supply amount is adjusted so that the deviation ΔDh of the hydrogen gas concentration, which is the deviation, approaches 0, and by executing the waste treatment method including, the lower limit hydrogen gas concentration of the hydrogen gas in the mixed gas is ensured. It is possible to secure the normal operation of the gas engine 20 by making the concentration higher than the concentration Dhmin. Moreover, the control of the hydrogen gas concentration as described above makes it possible to prevent an excessive supply of hydrogen gas and effectively suppress an increase in cost.
前記第１〜第３の実施の形態と同様、水素ガス濃度の測定が行われる箇所及び水素ガスの供給箇所は特に限定されない。しかし、水素ガスの供給箇所は、その供給される水素ガスの燃焼が発生しない程度に低温である箇所、具体的には前記配管１５のようにガス処理部１４の下流側の箇所に選定されるのが好ましい。また、図５に示されるシステムでは、水素ガスが供給された後の可燃性ガスにおける水素ガス濃度を水素ガス濃度測定器３４が測定するように当該水素ガス濃度測定器３４が水素ガス供給位置よりも下流側に配置されているが、逆に水素ガス濃度測定器３４の下流側に水素ガスが供給されてもよい。この場合、水素ガスが供給される前に測定された水素ガス濃度に対応する検出水素ガス濃度を目標水素ガス濃度に近づけるように、つまり水素ガスの不足分を補うように、水素ガス供給量が調節されることになる。水素ガスの供給位置は、あるいは、ミキサ１６の下流側の位置に設定されてもよい。 Similar to the first to third embodiments, the location where the hydrogen gas concentration is measured and the location where the hydrogen gas is supplied are not particularly limited. However, the supply location of the hydrogen gas is selected at a location where the temperature is so low that combustion of the supplied hydrogen gas does not occur, specifically, a location on the downstream side of the gas processing unit 14 like the pipe 15. Is preferred. In addition, in the system shown in FIG. 5, the hydrogen gas concentration measuring instrument 34 is connected to the hydrogen gas supplying position so that the hydrogen gas concentration measuring instrument 34 measures the hydrogen gas concentration in the combustible gas after the hydrogen gas is supplied. Is also disposed on the downstream side, but conversely, hydrogen gas may be supplied on the downstream side of the hydrogen gas concentration measuring instrument 34. In this case, the hydrogen gas supply amount is set so that the detected hydrogen gas concentration corresponding to the hydrogen gas concentration measured before the hydrogen gas is supplied approaches the target hydrogen gas concentration, that is, the hydrogen gas supply amount is supplemented. Will be adjusted. Alternatively, the supply position of the hydrogen gas may be set at a position on the downstream side of the mixer 16.
以上説明した廃棄物処理方法は、いずれも、可燃性ガスの保有発熱量ではなく混合ガスにおける水素ガス濃度を制御するものであるので、従来のように大きな体積の高発熱量ガスを扱うための大掛かりな設備を要することなく、水蒸気または水素ガスの供給量を調節するだけの簡単な設備で前記ガスエンジン２０の確実な稼働を実現することができる。例えば、前記燃焼室２２内の爆発を確実に発生させるために最低限必要な空気中の水素ガス濃度の下限値が４％（容量％）であるガスエンジンの場合、当該爆発に必要なメタンガスの下限値及び一酸化炭素ガス濃度の下限値はそれぞれ５．３％及び１２．５％であり、水素ガスの下限値よりも著しく大きい。従って、高発熱量ガスの添加により混合ガスの単位体積当たりの発熱量を制御するのではなく、着火性及び可燃性に優れた水素ガスの濃度を水蒸気または水素ガスの供給量の調節によって制御することにより、設備の大型化及びコストの増大を効果的に抑制することができる。 All of the waste treatment methods described above are for controlling the hydrogen gas concentration in the mixed gas, not the retained heat value of the flammable gas, so that the conventional method for handling a large heat value gas with a large volume is used. It is possible to realize reliable operation of the gas engine 20 with simple equipment that simply adjusts the supply amount of steam or hydrogen gas without requiring large-scale equipment. For example, in the case of a gas engine in which the lower limit of the hydrogen gas concentration in the air, which is the minimum required to reliably generate an explosion in the combustion chamber 22, is 4% (volume%), the methane gas required for the explosion is The lower limit value and the lower limit value of carbon monoxide gas concentration are 5.3% and 12.5%, respectively, which are remarkably larger than the lower limit value of hydrogen gas. Therefore, rather than controlling the calorific value per unit volume of the mixed gas by adding the high calorific value gas, the concentration of hydrogen gas excellent in ignitability and flammability is controlled by adjusting the supply amount of steam or hydrogen gas. As a result, it is possible to effectively suppress an increase in size of equipment and an increase in cost.
本発明は、水蒸気及び水素ガスの少なくとも一方の供給量を調節することにより水素ガス濃度を制御するものを広く包含する。従って、本発明では、水蒸気及び水素ガスの双方の供給及びその供給量の調節が同時に行われてもよい。例えば、検出水素ガス濃度Ｄｈが目標水素ガス濃度Ｄｈｔに近づくようにガス化炉１０に対する水蒸気供給量の調節とガス処理部１４の下流側の位置に対する水素ガスの供給量の調節とが同時に実行されてもよい。 The present invention broadly includes one that controls the hydrogen gas concentration by adjusting the supply amount of at least one of steam and hydrogen gas. Therefore, in the present invention, both supply of steam and hydrogen gas and adjustment of the supply amount thereof may be performed at the same time. For example, the adjustment of the steam supply amount to the gasification furnace 10 and the adjustment of the hydrogen gas supply amount to the downstream position of the gas processing unit 14 are simultaneously performed so that the detected hydrogen gas concentration Dh approaches the target hydrogen gas concentration Dht. May be.
また、本発明では検出される水素ガス濃度が下限水素ガス濃度を上回るように水蒸気または水素ガスの供給が行われればよく、水素ガス濃度偏差ΔＤｈを０に近づけるようなフィードバック制御が行われるものに限定されない。例えば、検出される水素ガス濃度（混合ガスにおける水素ガス濃度）が予め設定された許容水素ガス濃度であって下限水素ガス濃度よりも大きな範囲で設定された所定濃度に達するたびに一定期間だけ水蒸気または水素ガスの供給量を増やして一時的に水素ガス濃度を増加させるような制御が実行されてもよい。 Further, in the present invention, it is sufficient to supply steam or hydrogen gas so that the detected hydrogen gas concentration exceeds the lower limit hydrogen gas concentration, and feedback control is performed so that the hydrogen gas concentration deviation ΔDh approaches 0. Not limited. For example, each time the detected hydrogen gas concentration (hydrogen gas concentration in the mixed gas) reaches a predetermined allowable hydrogen gas concentration which is a preset allowable hydrogen gas concentration and is larger than the lower limit hydrogen gas concentration, water vapor is vaporized for a certain period of time. Alternatively, control may be executed such that the hydrogen gas supply amount is increased to temporarily increase the hydrogen gas concentration.
１０ ガス化炉
１２ 改質炉
１４ ガス処理装置
１６ ミキサ
１８ 流動床
２０ ガスエンジン
３０ 水蒸気供給部
３２ 水蒸気供給調節弁（水素ガス濃度制御部）
３４ 水素ガス濃度測定器（水素ガス濃度検出部）
３５ 水素ガス濃度算定部（水素ガス濃度検出部）
３６ 偏差演算部（水素ガス濃度制御部）
３８ 水蒸気供給指令部（水素ガス濃度制御部）
４０ 水素ガス供給部
４２ 水素ガス供給調節弁（水素ガス濃度制御部）
４４ 水素ガス供給指令部（水素ガス濃度制御部）
10 Gasification Furnace 12 Reforming Furnace 14 Gas Treatment Device 16 Mixer 18 Fluid Bed 20 Gas Engine 30 Steam Supply Section 32 Steam Supply Control Valve (Hydrogen Gas Concentration Control Section)
34 Hydrogen gas concentration meter (hydrogen gas concentration detector)
35 Hydrogen gas concentration calculator (hydrogen gas concentration detector)
36 Deviation calculation unit (hydrogen gas concentration control unit)
38 Water vapor supply command unit (hydrogen gas concentration control unit)
40 Hydrogen gas supply unit 42 Hydrogen gas supply control valve (hydrogen gas concentration control unit)
44 Hydrogen gas supply command unit (hydrogen gas concentration control unit)
Claims (16)
前記廃棄物をガス化炉に導入して熱分解・ガス化することにより可燃性ガスを生成することと、
前記ガス化炉またはそれよりも後段に設けられる設備であって水蒸気の還元反応により水素ガスが生成されることが可能な高温運転設備に水蒸気を供給することと、
前記可燃性ガスに含まれる不純物を除去するガス処理を行うことと、
前記ガス処理が行われた後の可燃性ガスに空気を混合して混合ガスを生成しかつ当該混合ガスをガスエンジンに供給することにより当該ガスエンジンを稼働させることと、
当該ガスエンジンに供給される前記混合ガスにおける水素ガスの濃度を検出することと、
検出される水素ガスの濃度が前記ガスエンジン内での爆発を生じさせるために最低限必要な水素ガスの濃度である下限水素ガス濃度を上回るように前記高温運転設備に供給される水蒸気の量を調節することと、を含む、廃棄物処理方法。 A method for treating waste by pyrolyzing and gasifying,
Producing a flammable gas by introducing the waste into a gasification furnace to thermally decompose and gasify it,
Supplying steam to a high-temperature operating facility capable of producing hydrogen gas by a reduction reaction of steam, which is a facility provided in the gasification furnace or in a subsequent stage thereof,
Performing gas treatment for removing impurities contained in the flammable gas,
Operating the gas engine by mixing the combustible gas after the gas treatment with air to generate a mixed gas and supplying the mixed gas to the gas engine,
Detecting the concentration of hydrogen gas in the mixed gas supplied to the gas engine;
The amount of water vapor supplied to the high-temperature operating equipment so that the detected hydrogen gas concentration exceeds the lower limit hydrogen gas concentration, which is the minimum required hydrogen gas concentration for causing an explosion in the gas engine. Adjusting the waste.
前記廃棄物をガス化炉に導入して熱分解・ガス化することにより可燃性ガスを生成することと、
前記ガス化炉よりも下流側の位置に水素ガスを供給することと、
前記可燃性ガスに含まれる不純物を除去するガス処理を行うことと、
前記ガス処理が行われた後の可燃性ガスに空気を混合して混合ガスを生成しかつ当該混合ガスをガスエンジンに供給することにより当該ガスエンジンを稼働させることと、
当該ガスエンジンに供給される前記混合ガスにおける水素ガスの濃度を検出することと、
検出される水素ガスの濃度が前記ガスエンジン内での爆発を生じさせるために最低限必要な水素ガスの濃度である下限水素ガス濃度を上回るように前記水素ガスの供給量を調節することと、を含む、廃棄物処理方法。 A method for treating waste by pyrolyzing and gasifying,
Producing a flammable gas by introducing the waste into a gasification furnace to thermally decompose and gasify it,
Supplying hydrogen gas to a position downstream of the gasification furnace,
Performing gas treatment for removing impurities contained in the flammable gas,
Operating the gas engine by mixing the combustible gas after the gas treatment with air to generate a mixed gas and supplying the mixed gas to the gas engine,
Detecting the concentration of hydrogen gas in the mixed gas supplied to the gas engine;
Adjusting the supply amount of the hydrogen gas so that the concentration of the detected hydrogen gas exceeds a lower limit hydrogen gas concentration which is the minimum required concentration of hydrogen gas for causing an explosion in the gas engine; Waste treatment method including.
前記廃棄物を受け入れて熱分解・ガス化することにより可燃性ガスを生成するガス化炉と、
前記ガス化炉またはそれよりも後段に設けられる設備であって水蒸気の還元反応により水素ガスが生成されることが可能な高温運転設備に水蒸気を供給する水蒸気供給部と、
前記可燃性ガスに含まれる不純物を除去するガス処理を行うガス処理部と、
供給されるガスを爆発させて動力を生成するガスエンジンと、
前記ガス処理が行われた後の可燃性ガスに空気を混合して混合ガスを生成しかつ当該混合ガスを前記ガスエンジンに供給するミキサと、
当該ガスエンジンに供給される前記混合ガスにおける水素ガスの濃度を検出する水素ガス濃度検出部と、
検出される水素ガスの濃度が前記ガスエンジン内での爆発を生じさせるために最低限必要な水素ガスの濃度である下限水素ガス濃度を上回るように前記高温運転設備に供給される水蒸気の量を調節する水素ガス濃度制御部と、を備える、廃棄物処理システム。 A system for treating waste by pyrolyzing and gasifying it,
A gasification furnace that produces a flammable gas by receiving the waste and pyrolyzing and gasifying the waste,
A steam supply unit that supplies steam to a high-temperature operating facility capable of producing hydrogen gas by a reduction reaction of steam, which is a facility provided in the gasification furnace or in a subsequent stage thereof,
A gas processing unit that performs gas processing for removing impurities contained in the combustible gas,
A gas engine that explodes the supplied gas to generate power,
A mixer that mixes air with the flammable gas after the gas treatment to generate a mixed gas and supplies the mixed gas to the gas engine,
A hydrogen gas concentration detector that detects the concentration of hydrogen gas in the mixed gas supplied to the gas engine;
The amount of water vapor supplied to the high-temperature operating equipment so that the detected concentration of hydrogen gas exceeds the lower limit hydrogen gas concentration, which is the minimum required concentration of hydrogen gas for causing an explosion in the gas engine. And a hydrogen gas concentration control unit for adjusting the waste gas treatment system.
前記廃棄物を受け入れて熱分解・ガス化することにより可燃性ガスを生成するガス化炉と、
前記ガス化炉またはそれよりも後段の設備に水素ガスを供給する水素ガス供給部と、
前記可燃性ガスに含まれる不純物を除去するガス処理を行うガス処理部と、
供給されるガスを爆発させて動力を生成するガスエンジンと、
前記ガス処理が行われた後の可燃性ガスに空気を混合して混合ガスを生成しかつ当該混合ガスをガスエンジンに供給するミキサと、
当該ガスエンジンに供給される前記混合ガスにおける水素ガスの濃度を検出する水素ガス濃度検出部と、
検出される水素ガスの濃度が前記ガスエンジン内での爆発を生じさせるために最低限必要な水素ガスの濃度である下限水素ガス濃度を上回るように前記水素ガス供給部から供給される水素ガスの量を調節する水素ガス濃度制御部と、を備える、廃棄物処理システム。 A system for treating waste by pyrolyzing and gasifying it,
A gasification furnace that generates a flammable gas by receiving the waste and pyrolyzing and gasifying the waste,
A hydrogen gas supply unit for supplying hydrogen gas to the gasification furnace or equipment in the subsequent stage thereof,
A gas processing unit that performs gas processing for removing impurities contained in the combustible gas,
A gas engine that explodes the supplied gas to generate power,
A mixer that mixes air with the flammable gas after the gas treatment to generate a mixed gas and supplies the mixed gas to a gas engine,
A hydrogen gas concentration detection unit that detects the concentration of hydrogen gas in the mixed gas supplied to the gas engine,
Of the hydrogen gas supplied from the hydrogen gas supply unit so that the detected concentration of hydrogen gas exceeds the lower limit hydrogen gas concentration, which is the minimum concentration of hydrogen gas required to cause an explosion in the gas engine. A waste gas treatment system, comprising: a hydrogen gas concentration control unit for adjusting the amount.
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