JP2877734B2 - 洗煙排水発電システム - Google Patents
洗煙排水発電システムInfo
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
排水処理場または産業廃棄物焼却場などにおける燃焼排
ガスを処理するときに得られる洗煙排水のエネルギーを
利用した発電システムに関する。
などの汚水浄化処理システムでは、汚水中の浮遊物質お
よび沈降性物質については、沈殿池、浮上分離、濾過な
どで分離し、有機汚濁には、エアレーション、微生物処
理、または有害溶解物質については化学沈殿処理などを
行って除去した後、所定の浄化処理水として放流され
る。そして、除去した有機物を含む汚泥などの固形物は
焼却されるが、通常の場合には、焼却排ガスによる大気
汚染を防止するための浄化処理装置が付属している。こ
の点は産業廃棄物焼却場の場合にも同様である。その排
ガス浄化処理装置のフローの1例を図3に示すと、処理
対象の汚泥は、熱交換器で約650℃に予熱された空気
により流動焼却炉01中で加熱され、分解、燃焼する。
このとき約800℃の燃焼排ガスが排出され、先の熱交
換を受け、約300℃に降温してサイクロン03あるい
は乾式EP04にて灰分を分離した後、約270℃の温
度で排煙処理塔05に導入されて散水洗浄処理を受け
る。この洗浄処理にて溶解有害物質が除去され、排ガス
は40℃程度の低温ガスとして排ガスファン06により
煙突07から放出されるのである。
ガスを洗浄処理した洗浄水は、高温度の洗煙排水として
排出されるが、この洗煙排水は地域暖房用、温水プール
用の熱源として検討され始めているが、未だ有効に利用
されていない実情にある。この洗煙排水の物量は、処理
汚水の種類、浄化処理方法の違いなどから大幅に変動す
るが、処理能力10万m3 /日の公共下水処理場を事例
にすると、そこではおおよそ処理能力100トン/日の
流動焼却炉を運転する必要があり、その場合、おおよそ
2500トン/日の洗煙排水が約60〜80℃の高温水
として排出されることになる。そこで、この洗煙排水の
持つ熱エネルギーは、約4500KWH(20℃基準)
に相当する莫大な値となるので、そのエネルギーの有効
活用が要望されている。
な排煙処理塔において排ガスを洗浄処理した洗煙排水の
持つ熱エネルギーを有効に活用することを目的としてな
されたもので、同洗煙排水の持つ熱エネルギーを発電用
タービンの駆動に利用した発電システムを提供する。
処理システムの排煙処理装置から得られる洗煙排水によ
る直接または間接の加熱により作動液化媒体を蒸発させ
る蒸発器、得られた作動媒体蒸気により駆動するタービ
ンおよびそのタービンに連結した発電機、前記汚水浄化
処理システムから得られる浄化処理水による直接または
間接の冷却により前記タービンを経た作動媒体蒸気を凝
縮させ作動液化媒体となす凝縮器、およびその作動液化
媒体をその凝縮器から前記蒸発器へ供給し循環させるポ
ンプを備え、かつ前記加熱に供した洗煙排水を汚水浄化
処理システムの処理原水として還流させる配管および前
記冷却に供した浄化処理水を前記排煙処理装置の洗浄用
水として供給する配管を備えていることを特徴とする洗
煙排水発電システムにより解決することができる。
て、作動液化媒体を蒸発させる蒸発器、作動媒体蒸気に
より駆動するタービンと発電機、作動媒体蒸気を凝縮さ
せる凝縮器、作動液化媒体を凝縮器から蒸発器へ供給す
るポンプからなる発電システムとして、海洋表面の温海
水と深海の冷海水を利用する海洋温度差発電装置が知ら
れている。この発電装置は、作動液化媒体を蒸発させる
のに温海水を利用し、作動媒体蒸気を凝縮させるのに冷
海水を利用するもので、例えば、特開平5−34034
2号にその原理と改良技術が示されている。それによれ
ば、海洋表面の温海水と深海の冷海水の温度差はわずか
20℃程度であり、上記発電装置のタービンの出力は、
その入口、出口のエンタルピー差すなわちその温度差に
比例するのであるが、蒸発器と凝縮器の伝熱ロスがある
ため実際は13〜14℃しか利用できない。また、温度
差を大きくする目的で約5℃の冷海水を得ようとする
と、深度500m以上の深海から汲み上げる必要がある
ので、耐久性の高い長大な冷海水用配管を建設しなけれ
ばならず、それには総建設費の20%以上の費用を要す
るといわれている。
の排煙処理塔において排ガスを洗浄処理して得られる洗
煙排水であって、上記海洋表面の温海水とは比較になら
ない高温度の約80℃の洗煙排水で作動媒体を加熱し、
発電機に連結したタービンを駆動するので、海洋温度差
発電装置などと比べ3倍以上の温度差を利用し得る発電
システムを提供することができる。また、汚水浄化処理
システムに併設されているときには、蒸発器加熱用の洗
煙排水および凝縮器の冷却水が、極めて容易にかつ低コ
ストに利用可能であるうえ、そのために長大な配管設備
を必要としないという優れた利点がある。
発明を詳細に説明する。 (実施例1) 先ず図1において、発電機11を連結したタービン1、
蒸発器3、凝縮器4およびポンプ5が次のように熱サイ
クルを構成している。まず汚水浄化処理システム6の中
に配置されている排煙処理塔60において排出される約
80℃の洗煙排水61は、温水ポンプ65により蒸発器
3に送られる。この蒸発器3では、作動媒体としての低
沸点物質である液化アンモニア2が前記洗煙排水61で
加熱されて気化する。この気化したアンモニア蒸気21
はタービン1に導かれタービン1を駆動するので、これ
に連結している発電機11が回転して発電が行われる。
そして、タービン1によりエネルギーを失い圧力、温度
が低下したアンモニア蒸気21は凝縮器4に送られる。
一方、この凝縮器4には、汚水浄化処理システム6から
排出される約15〜25℃程度の比較的低温の浄化放流
水62の一部が冷水ポンプ64により供給されているの
で、凝縮器4に送られた上記アンモニア蒸気21は浄化
放流水62で冷却され、凝縮して液化アンモニア2とな
り、次いで媒体ポンプ5により蒸発器3に送られる。こ
のようにアンモニアを作動媒体として熱サイクルが構成
され、発電が継続されるのである。
ば約60〜80℃に達する洗煙排水61で作動媒体を加
熱し、約20℃の浄化放流水62で冷却しているので、
そこでは約40〜60℃に及ぶ温度差が利用でき、海洋
温度差発電装置などとは比較にならない高効率の発電シ
ステムを提供することができる。また、汚水浄化処理シ
ステム6においては洗煙排水61および浄化放流水62
は、極めて容易に取水して利用できるものであるから、
長大な配管設備を必要とせず、設備費が海洋温度差発電
装置のように嵩むことがない。
用いられた浄化放流水62は、排煙処理塔60に供給さ
れて洗浄用水としても利用されており、また、蒸発器3
の加熱に用いられた洗煙排水61は、汚水浄化処理シス
テム6の処理原水63に戻されるよう配管されている。
そこで、この実施例の発電システムで使用される加熱用
水および冷却用水は、通常の汚水浄化処理システム6の
中から容易に取水できるものであり、特別に調達する必
要がないから、運転経費がごく少なく済むという利点が
ある。
づいて説明された態様のほか、その構成を以下のように
具体化することもできる。 (1)作動媒体として液化アンモニアの他、フロン11
などのフロン系化合物が採用可能である。 (2)この実施例では、蒸発器3の加熱に用いた洗煙排
水61を、汚水浄化処理システム6の処理原水63に還
流しているが、洗煙排水61中の固形物、溶解物を除去
する処理工程を経由してから処理原水63に還流する、
あるいは汚水浄化処理システム6中の適宜中間段階の工
程に還流することもできる。 (3)浄化放流水62は、有害溶解物質、固形物などを
含まず、PHもほぼ中性、比較的低温度である常温のも
のであるから凝縮器4に対して腐食、目詰まり、効率低
下などを生じにくいので好ましい冷却水であるが、本発
明はこれに限定されるものではなく、汚水浄化処理シス
テムの内外から調達できる適度な温度の用水が採用可能
である。 (4)この実施例では、凝縮器4から出た冷却水は汚水
浄化処理システム6の排煙処理塔60に供給されて洗浄
用水として利用されているが、洗浄用水として好適な薬
剤添加などの工程を経由させることも可能である。 (5)以上説明した諸観点から、本発明の洗煙排水発電
システムは、汚水浄化処理システムに併設される場合に
多くの利点を持つこととなる。
るが、実施例1では、蒸発器3の加熱熱源として洗煙排
水61が直接送り込まれているものの、実施例2におい
ては、洗煙排水61は温水ポンプ65で熱交換器7に送
られ、清水71と熱交換したのち、汚水浄化処理システ
ム6の処理原水63に戻されるよう配管されている。そ
して、前記熱交換器7で加熱された清水7は、清水ポン
プ71により蒸発器3に送り込まれ、液化アンモニア2
を加熱、蒸発させるのに用いられた後、前記熱交換器7
へ還流するループを形成している。
液化アンモニア2との間の熱の授受は、上記の清水7の
ループを介在させているから、熱交換器7または蒸発器
3のいずれか一方が何らかの原因で破損した場合でも、
圧力が高い作動媒体であるアンモニアなどが処理原水6
3を経由して汚水浄化処理システム6中に漏洩してくる
ことがない。従って、この実施例の発電システムの場合
には、汚水浄化処理システム6の運転に有害なアンモニ
アなどが事故のより混入してくるおそれがないので、特
に安全度が高いという利点が得られるのである。
に説明したように構成されているので、排煙処理塔にお
いて排ガスを洗浄処理した洗煙排水の持つ熱エネルギー
を有効に活用することが可能となり、汚水浄化処理シス
テムの放流水を冷却水として用いて設備費、運転経費を
節約し、より安全な発電システムが提供できるという優
れた効果をも奏するのである。従って、本発明は従来の
課題に応えた発電システムとして、その工業的価値が極
めて大なるものがある。
例。
1 アンモニア蒸気、3蒸発器、4 凝縮器、5 媒体
ポンプ、6 汚水浄化処理システム、60 排煙処理
塔、61 洗煙排水、62 浄化放流水、63 処理原
水。
Claims (1)
- 【請求項1】 汚水浄化処理システムの排煙処理装置か
ら得られる洗煙排水による直接または間接の加熱により
作動液化媒体を蒸発させる蒸発器、得られた作動媒体蒸
気により駆動するタービンおよびそのタービンに連結し
た発電機、前記汚水浄化処理システムから得られる浄化
処理水による直接または間接の冷却により前記タービン
を経た作動媒体蒸気を凝縮させ作動液化媒体となす凝縮
器、およびその作動液化媒体をその凝縮器から前記蒸発
器へ供給し循環させるポンプを備え、かつ前記加熱に供
した洗煙排水を汚水浄化処理システムの処理原水として
還流させる配管および前記冷却に供した浄化処理水を前
記排煙処理装置の洗浄用水として供給する配管を備えて
いることを特徴とする洗煙排水発電システム。
Priority Applications (1)
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JP7177501A JP2877734B2 (ja) | 1995-07-13 | 1995-07-13 | 洗煙排水発電システム |
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ID=16032016
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1995
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