JP2576684B2 - 廃棄物を利用した発電装置 - Google Patents
廃棄物を利用した発電装置Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は廃棄物を利用した発電装置に係り、特に流動
床燃焼装置を利用し、炭化水素ガスを水素（H2）に変換
して燃料電池の原料として発電回収すると共に、汚泥を
焼却処理することにより、嫌気性廃水処理により発生す
るメタン（CH4）ガス等の炭化水素含有ガス及び汚泥を
効率的に処理する廃棄物を利用した発電装置に関する。
床燃焼装置を利用し、炭化水素ガスを水素（H2）に変換
して燃料電池の原料として発電回収すると共に、汚泥を
焼却処理することにより、嫌気性廃水処理により発生す
るメタン（CH4）ガス等の炭化水素含有ガス及び汚泥を
効率的に処理する廃棄物を利用した発電装置に関する。
［従来の技術］ 嫌気性廃水処理工程からは、CH4ガス等の炭化水素含
有ガスや汚泥が発生する。従来、CH4ガスは燃料用とし
て回収使用され、一方、汚泥はロータリーキルン等で焼
却するか、或いは投棄されている。
有ガスや汚泥が発生する。従来、CH4ガスは燃料用とし
て回収使用され、一方、汚泥はロータリーキルン等で焼
却するか、或いは投棄されている。
［発明が解決しようとする課題］ 従来において、CH4ガスの回収と汚泥の焼却は各々別
工程で行なわれているが、これらの処理を同時に行なう
ことにより、システム装置のコンパクト化、作業工程の
軽減、処理効率の向上が図れ、工業的に非常に有利であ
る。
工程で行なわれているが、これらの処理を同時に行なう
ことにより、システム装置のコンパクト化、作業工程の
軽減、処理効率の向上が図れ、工業的に非常に有利であ
る。
本発明は上記従来の実情に鑑みてなされたものであっ
て、嫌気性廃水処理より発生するCH4ガス等の炭化水素
含有ガスを燃料電池の原料、即ちH2に変換して発電回収
すると共に、汚泥もあわせて焼却処理することができる
廃棄物を利用した発電装置を提供することを目的とす
る。
て、嫌気性廃水処理より発生するCH4ガス等の炭化水素
含有ガスを燃料電池の原料、即ちH2に変換して発電回収
すると共に、汚泥もあわせて焼却処理することができる
廃棄物を利用した発電装置を提供することを目的とす
る。
［課題を解決するための手段］ 請求項（１）の廃棄物を利用した発電装置は、嫌気性
廃水処理により発生する炭化水素含有ガス中の炭化水素
を水素に変換するための改質管と、該改質管か取り出さ
れた水素が導入される燃料電池と、嫌気性廃水処理によ
り発生する汚泥を焼却するための流動床燃焼装置と、を
備え、前記改質管は該流動床燃焼装置に設置されている
ことを特徴とする。
廃水処理により発生する炭化水素含有ガス中の炭化水素
を水素に変換するための改質管と、該改質管か取り出さ
れた水素が導入される燃料電池と、嫌気性廃水処理によ
り発生する汚泥を焼却するための流動床燃焼装置と、を
備え、前記改質管は該流動床燃焼装置に設置されている
ことを特徴とする。
請求項（２）廃棄物を利用した発電装置は、請求項
（１）の廃棄物を利用した発電装置において、前記流動
床燃焼装置は下段側の１次流動室と、該第１流動室の燃
焼ガスが導入される２次流動室とを備えており、前記改
質管は該第１次流動室に設置されており、前記嫌気性廃
水処理により発生する炭化水素含有ガスの一部が１次流
動室の燃料として投入され、汚泥が２次流動室にて流動
焼却されることを特徴とする。
（１）の廃棄物を利用した発電装置において、前記流動
床燃焼装置は下段側の１次流動室と、該第１流動室の燃
焼ガスが導入される２次流動室とを備えており、前記改
質管は該第１次流動室に設置されており、前記嫌気性廃
水処理により発生する炭化水素含有ガスの一部が１次流
動室の燃料として投入され、汚泥が２次流動室にて流動
焼却されることを特徴とする。
［作用］ 本発明の廃棄物を利用した発電装置によると、嫌気性
廃水処理で発生したCH4ガス等の炭化水素含有ガスの一
部を燃料として流動床燃焼装置にて改質管を加熱し、該
炭化水素をH2に転化する。そして、このH2を燃料電池に
導いて発電を行なう。なお、流動床燃焼装置にて汚泥が
焼却される。
廃水処理で発生したCH4ガス等の炭化水素含有ガスの一
部を燃料として流動床燃焼装置にて改質管を加熱し、該
炭化水素をH2に転化する。そして、このH2を燃料電池に
導いて発電を行なう。なお、流動床燃焼装置にて汚泥が
焼却される。
請求項（２）廃棄物を利用した発電装置では、炭化水
素含有ガスの一部が一次流動室の燃料として用いられ
る。この１次流動室の燃焼ガスが２次流動室に導入さ
れ、汚泥の流動焼却に際しての汚泥乾燥用の熱源として
利用される。
素含有ガスの一部が一次流動室の燃料として用いられ
る。この１次流動室の燃焼ガスが２次流動室に導入さ
れ、汚泥の流動焼却に際しての汚泥乾燥用の熱源として
利用される。
［実施例］ 以下に図面を参照して実施例について説明する。
第１図は本発明の廃棄物を利用した発電装置の一実施
例を示す系統図、第２図は本発明の実施例に係る流動床
燃焼装置（以下、「改質管」ということがある。）の縦
断面図である。
例を示す系統図、第２図は本発明の実施例に係る流動床
燃焼装置（以下、「改質管」ということがある。）の縦
断面図である。
第１図において、１は嫌気性廃水処理装置、２はH2S
（硫化水素）除去装置、３は膜分離装置、４は改質炉、
５は転化炉、６はCO2除去装置、７は燃料電池であり、2
1〜29はこれらの装置をつなぐ配管であり、17、30は空
気供給管、31は排ガス排出管である。
（硫化水素）除去装置、３は膜分離装置、４は改質炉、
５は転化炉、６はCO2除去装置、７は燃料電池であり、2
1〜29はこれらの装置をつなぐ配管であり、17、30は空
気供給管、31は排ガス排出管である。
このような発電装置において、嫌気性廃水処理装置１
から発生した主としてCH4、二酸化炭素（CO2）及びH2S
等で構成されるガスは、まず、配管21を経てH2S除去装
置２に送給され、H2S除去装置２にてガス中のH2Sが除去
される（例えば、Fe＋H2S→FeS＋H2による吸着除去）。
次に、H2Sが除去された、主にCH4及びCO2を含むガス
は、配管23より抜き出され、一部は配管25より改質炉４
に送給され、残部は配管24より膜分離装置３に供給され
る。膜分離装置３に供給されたガスは、含有するCO2が
膜分離により除去され、主にCH4を含むガスは配管26よ
り改質炉４に送給される。また、嫌気性廃水処理装置１
で発生した汚泥は配管22を経て改質炉４に送給される。
から発生した主としてCH4、二酸化炭素（CO2）及びH2S
等で構成されるガスは、まず、配管21を経てH2S除去装
置２に送給され、H2S除去装置２にてガス中のH2Sが除去
される（例えば、Fe＋H2S→FeS＋H2による吸着除去）。
次に、H2Sが除去された、主にCH4及びCO2を含むガス
は、配管23より抜き出され、一部は配管25より改質炉４
に送給され、残部は配管24より膜分離装置３に供給され
る。膜分離装置３に供給されたガスは、含有するCO2が
膜分離により除去され、主にCH4を含むガスは配管26よ
り改質炉４に送給される。また、嫌気性廃水処理装置１
で発生した汚泥は配管22を経て改質炉４に送給される。
ここで、第２図を参照して本発明の廃棄物を利用した
発電装置に好適な改質炉について説明する。
発電装置に好適な改質炉について説明する。
第２図において、符号10は改質炉体であり、その内部
にはガス分散板12、13がこの炉内部を横断するように上
下２段に設置され、下部燃焼室11、１次流動室14及び２
次流動室15が区画形成されている。この下部燃焼室11の
炉壁にはガスバーナ16が設置され、このバーナ16には前
記配管25と空気供給管17が接続されている。ガス分散板
12の上方の１次流動室14内には、触媒管18が水平状態で
上下方向と水平方向にわたって多数配設されている。符
号F1，F2は砂などの小粒径の流動媒体によって形成され
る１次及び２次流動床を示す。
にはガス分散板12、13がこの炉内部を横断するように上
下２段に設置され、下部燃焼室11、１次流動室14及び２
次流動室15が区画形成されている。この下部燃焼室11の
炉壁にはガスバーナ16が設置され、このバーナ16には前
記配管25と空気供給管17が接続されている。ガス分散板
12の上方の１次流動室14内には、触媒管18が水平状態で
上下方向と水平方向にわたって多数配設されている。符
号F1，F2は砂などの小粒径の流動媒体によって形成され
る１次及び２次流動床を示す。
この触媒管18内に、配管26より前記膜分離装置３を通
過したCH4含有ガスと図示しない配管よりスチーム（H
2O）とが導入され、触媒管18内部で１次流動床F1から外
部加熱される。
過したCH4含有ガスと図示しない配管よりスチーム（H
2O）とが導入され、触媒管18内部で１次流動床F1から外
部加熱される。
この触媒管18の１次流動室14内に位置する部分には、
バナジウムやニッケル系の触媒が充填され、更に１次流
動室14から炉外に突出する部分にはステンレス鋼などか
らなり、多数個押圧して充填しても空隙率が保たれてガ
ス通過抵抗の少ない状態にされうる充填物が詰められて
いる。
バナジウムやニッケル系の触媒が充填され、更に１次流
動室14から炉外に突出する部分にはステンレス鋼などか
らなり、多数個押圧して充填しても空隙率が保たれてガ
ス通過抵抗の少ない状態にされうる充填物が詰められて
いる。
このような構成とした流動床改良炉４において、H2S
吸着装置２から取り出され、配管25より送給されたCH4
及びCO2含有ガスの一部と空気供給管17からの空気とを
ガスバーナ16へ供給し、ガス燃料を下部燃焼室11で燃焼
させる。そして、分散板12を通して燃焼ガスを１次流動
室14内へ導く。この燃焼ガスの流動室14内への導入によ
って、流動室14内に充填された流動媒体は流動化されて
加熱され、流動床F1が形成され、触媒管18が均等に加熱
される。
吸着装置２から取り出され、配管25より送給されたCH4
及びCO2含有ガスの一部と空気供給管17からの空気とを
ガスバーナ16へ供給し、ガス燃料を下部燃焼室11で燃焼
させる。そして、分散板12を通して燃焼ガスを１次流動
室14内へ導く。この燃焼ガスの流動室14内への導入によ
って、流動室14内に充填された流動媒体は流動化されて
加熱され、流動床F1が形成され、触媒管18が均等に加熱
される。
なお、１次流動床F1を通った燃焼ガスは分散板13を通
過し、その上部に設けた２次流動室15内に導入され、こ
こで２次流動床F2が形成される。この２次流動床F2に配
管22からの汚泥が投入管19より投入されて流動焼却され
る。燃焼排ガスは出口20、排出管31から、必要に応じ熱
交換器や集塵装置等を経て大気放出される。
過し、その上部に設けた２次流動室15内に導入され、こ
こで２次流動床F2が形成される。この２次流動床F2に配
管22からの汚泥が投入管19より投入されて流動焼却され
る。燃焼排ガスは出口20、排出管31から、必要に応じ熱
交換器や集塵装置等を経て大気放出される。
一方、１次流動床F1により均等加熱された触媒管18内
には、前述の如く触媒が充填されているため、この触媒
管18内に配管26より導入されたCH4含有ガスとH2Oとは、
この触媒管18内で約800℃に加熱されて、下記反応、即
ち、 CH4＋H2O→CO＋3H2 により、H2とCO（一酸化炭素）に変換された後、配管27
より排出される。
には、前述の如く触媒が充填されているため、この触媒
管18内に配管26より導入されたCH4含有ガスとH2Oとは、
この触媒管18内で約800℃に加熱されて、下記反応、即
ち、 CH4＋H2O→CO＋3H2 により、H2とCO（一酸化炭素）に変換された後、配管27
より排出される。
改質炉４から排出される主にH2とCOとで構成されるガ
スは、次いで、転化炉５に導入され、含有されるCOが CO＋H2O→CO2＋H2 なるCO転化反応（約500℃）でCO2に変換される。転化炉
５から排出された主にH2とCO2とで構成されるガスは、
次いで配管28よりCO2除去装置６に導入され、含有され
るCO2が除去される。このCO2除去装置６としては、膜分
離装置、吸着装置、ガス吸収装置等を用いることができ
る。
スは、次いで、転化炉５に導入され、含有されるCOが CO＋H2O→CO2＋H2 なるCO転化反応（約500℃）でCO2に変換される。転化炉
５から排出された主にH2とCO2とで構成されるガスは、
次いで配管28よりCO2除去装置６に導入され、含有され
るCO2が除去される。このCO2除去装置６としては、膜分
離装置、吸着装置、ガス吸収装置等を用いることができ
る。
このCO2除去装置６でCO2が除去されて得られるH2に富
むガスは、配管29より燃料電池７に送給される。燃料電
池７では、供給管30より供給される空気等の酸素含有ガ
スと共に、配管29から供給されるH2ガスを燃料として発
電がなされ、エネルギーが回収される。
むガスは、配管29より燃料電池７に送給される。燃料電
池７では、供給管30より供給される空気等の酸素含有ガ
スと共に、配管29から供給されるH2ガスを燃料として発
電がなされ、エネルギーが回収される。
以上の構成により、嫌気性廃水処理工程から発生する
炭化水素含有ガス中の炭化水素をH2としてエネルギー回
収すると共に、汚泥の焼却処理を行なうことが可能とさ
れ、しかも、汚泥の焼却処理エネルギーとして該炭化水
素を利用し、また、この焼却処理で発生する熱をH2改質
に利用することにより、エネルギーの有効利用を図るこ
とが可能とされる。
炭化水素含有ガス中の炭化水素をH2としてエネルギー回
収すると共に、汚泥の焼却処理を行なうことが可能とさ
れ、しかも、汚泥の焼却処理エネルギーとして該炭化水
素を利用し、また、この焼却処理で発生する熱をH2改質
に利用することにより、エネルギーの有効利用を図るこ
とが可能とされる。
なお、第１図及び第２図に示す装置は、本発明の廃棄
物を利用した発電装置の一実施例であって、本発明はそ
の要旨を超えない限り、なんら図示のものに限定される
ものではない。例えば、H2S除去、CO2除去装置等の構
成、その他において、他の様々な構成を採用することが
できる。
物を利用した発電装置の一実施例であって、本発明はそ
の要旨を超えない限り、なんら図示のものに限定される
ものではない。例えば、H2S除去、CO2除去装置等の構
成、その他において、他の様々な構成を採用することが
できる。
［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の廃棄物を利用した発電装
置によれば、嫌気性廃水処理で発生した炭化水素含有ガ
スをH2に変換して燃料電池に発電回収すると共に、同時
に嫌気性廃水処理で発生する汚泥を効率的に焼却処理す
ることができる。
置によれば、嫌気性廃水処理で発生した炭化水素含有ガ
スをH2に変換して燃料電池に発電回収すると共に、同時
に嫌気性廃水処理で発生する汚泥を効率的に焼却処理す
ることができる。
特に、請求項（２）の廃棄物を利用した発電装置によ
れば、嫌気性廃水処理で発生した炭化水素含有ガスの一
部を汚泥の焼却処理に有効に利用することができると共
に、この焼却処理で発生した熱をH2変換に利用すること
ができ、エネルギー効率が一層高められる。
れば、嫌気性廃水処理で発生した炭化水素含有ガスの一
部を汚泥の焼却処理に有効に利用することができると共
に、この焼却処理で発生した熱をH2変換に利用すること
ができ、エネルギー効率が一層高められる。
本発明の廃棄物を利用した発電装置は、地域や工場に
おける廃水処理施設の発電設備及び汚泥処理設備とし
て、極めて有用である。
おける廃水処理施設の発電設備及び汚泥処理設備とし
て、極めて有用である。
第１図は本発明の廃棄物を利用した発電装置の一実施例
を示す系統図、第２図は本発明の実施例に係る燃焼装置
の縦断面図である。 １……嫌気性廃水処理装置、２……H2S除去装置、３…
…膜分離装置、４……改質炉、５……転化炉、６……CO
2除去装置、７……燃料電池。
を示す系統図、第２図は本発明の実施例に係る燃焼装置
の縦断面図である。 １……嫌気性廃水処理装置、２……H2S除去装置、３…
…膜分離装置、４……改質炉、５……転化炉、６……CO
2除去装置、７……燃料電池。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｇ 7/00 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 7/00 ＺＡＢ １０４ １０４Ｚ Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｈ０１Ｍ 8/06 Ｒ
Claims (2)
- 【請求項１】嫌気性廃水処理により発生する炭化水素含
有ガス中の炭化水素を水素に変換するための改質管と、 該改質管から取り出された水素が導入される燃料電池
と、 嫌気性廃水処理により発生する汚泥を焼却するための流
動床燃焼装置と、 を備え、前記改質管は該流動床燃焼装置に設置されてい
ることを特徴とする廃棄物を利用した発電装置。 - 【請求項２】請求項（１）の廃棄物を利用した発電装置
において、前記流動床燃焼装置は下段側の１次流動室
と、該第１次流動室の燃焼ガスが導入される２次流動室
とを備えており、 前記改質管は該１次流動室に設置されており、 前記嫌気性廃水処理により発生する炭化水素含有ガスの
一部が１次流動室の燃料として投入され、汚泥が２次流
動室にて流動焼却されることを特徴とする廃棄物を利用
した発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2306619A JP2576684B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 廃棄物を利用した発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2306619A JP2576684B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 廃棄物を利用した発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04177013A JPH04177013A (ja) | 1992-06-24 |
| JP2576684B2 true JP2576684B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=17959266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2306619A Expired - Lifetime JP2576684B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 廃棄物を利用した発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2576684B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07996A (ja) * | 1993-04-22 | 1995-01-06 | Ngk Insulators Ltd | 汚泥消化ガスの利用方法 |
| JP4346268B2 (ja) * | 2001-12-12 | 2009-10-21 | 三井造船株式会社 | 廃棄物処理装置および廃棄物処理方法 |
| JP5128823B2 (ja) * | 2006-12-28 | 2013-01-23 | 株式会社東芝 | ガス改質器 |
| FR2978961B1 (fr) * | 2011-08-11 | 2013-08-30 | Air Liquide | Procede pour une production d'hydrogene a partir de biogaz |
| JP2020062571A (ja) * | 2017-02-09 | 2020-04-23 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 硫化水素除去システム及び硫化水素除去方法 |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP2306619A patent/JP2576684B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04177013A (ja) | 1992-06-24 |
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