JP3952702B2 - Pyrolysis treatment facility using gas engine power generation facility using digestion gas - Google Patents

Pyrolysis treatment facility using gas engine power generation facility using digestion gas Download PDF

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    • Y02W10/20Sludge processing

Description

【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11−182211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5−264040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5−288327号、特開平2000−331701号、特開平9−88630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若しくは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、該バーナで追加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、追加燃料には、消化ガス又は消化ガスと気体燃料若しくは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(CaCO3
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,Sr,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、71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66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66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、重油などの追加燃料を供給するか、排気ガスに該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の追加燃料としては、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追加燃料が使用できる。
【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24,28a,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83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93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、追加燃料(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850℃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42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30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21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600℃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、重油などの追加燃料を供給して行ってもよく、排気ガス配管88に該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10−235187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(NaHCO3)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、追い炊き追加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、消化ガスに追加燃料を供給したり、排気ガスに該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
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a heating facility in a thermal decomposition processing technology for reducing the volume (drying, carbonization, ashing) of an object to be treated which is waste such as sludge by a gas engine generator (gas turbine, gas The power obtained by installing the engine and generating electricity is used as the power source for the installed equipment in the facility, and the main fuel of the gas engine is digested gas (methane gas and carbon dioxide gas) obtained by digesting sludge. The digestive gas is used to reduce the total energy running cost by using the exhaust gas generated from the gas engine generator as a heating means for thermal decomposition of the workpiece. It relates to the thermal decomposition treatment facility by the gas engine power generation facility.
[0002]
[Prior art]
Various types of waste are increasing year by year, and various techniques have been proposed for the treatment. One of the wastes is heated and pyrolyzed, the cracked gas and pyrolysis residue generated by pyrolysis are combusted, the resulting ash is processed into molten slag, and the heat energy generated by combustion (exhaust gas) It is known that gas → steam) is utilized in a power generation device to convert thermal energy into electric power and recover it.
[0003]
Further, it is known that exhaust gas generated while obtaining electric power by a gas turbine generator is used as a heat source for thermal decomposition of waste (Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-49821, 8-49822, 11). -18221).
[0004]
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 5-264040 is known as an example of supplying additional fuel to the exhaust gas of a gas turbine to promote combustion.
[0005]
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-337171 discloses a method of generating power by supplying a carbonized gas obtained by carbonizing waste as a gas turbine fuel.
[0006]
In addition, JP-A-5-288327, JP-A-2000-331701, JP-A-9-88630, and JP-A-7-204697 are known as examples of generating electricity by operating a gas engine using digestion gas as fuel. Yes.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, using the exhaust gas of the gas turbine as a heat source for the object to be processed contributes to a reduction in running cost. However, the temperature of the exhaust gas of the gas turbine is generally about 450 to 600 ° C., and is not necessarily a sufficient temperature as the thermal decomposition temperature of the object to be processed.
[0008]
That is, in actual heat treatment, the temperature required for thermal decomposition depends on the properties of the object to be processed, but is a temperature that requires 350 to 700 ° C., and about 50 to 100 ° C. is due to heat radiation from the equipment. As a result, the temperature required for the thermal decomposition may not be ensured.
[0009]
Furthermore, since this thermal decomposition temperature varies depending on the properties of the object to be processed, it is difficult to perform stable thermal decomposition.
[0010]
Moreover, there is a problem that the time to reach a predetermined temperature at which the processing object starts to be input becomes long only by the temperature of the exhaust gas of the gas turbine. Although it is possible to raise the temperature of the exhaust gas by devising the gas turbine itself, it is difficult to use this temperature stably for a long time in terms of thermal durability. As a result, frequent stoppages due to maintenance and inspections result in increased running costs, which is not a good idea.
[0011]
Furthermore, if the object to be processed is burned as it is, the object to be processed contains various substances and moisture, so that it is difficult to stably burn, incomplete combustion is likely to occur, and there is a problem of lack of safety. .
[0012]
In particular, in the case of Japanese Patent Laid-Open No. 2000-337171, it is intended to reduce the fuel cost by generating power using dry distillation gas as fuel, but there are a wide variety of combustible components of dry distillation gas obtained by the properties of waste. Therefore, it is difficult to perform stable power generation.
[0013]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and uses digestion gas such as methane gas by organic matter fermentation as fuel for a gas engine, and uses exhaust gas from a gas engine such as a gas turbine equipped with a generator or a gas engine. Use as a heat source for the thermal decomposition means, and if the heat source is insufficient, burn the digestion gas with a combustion burner as a heat source for the thermal decomposition means, obtain hot air gas and treat the object to be treated such as sludge Therefore, the fuel cost can be reduced, the running cost can be reduced, and the power in the facility can be secured by generating power with the gas engine generator, and the temperature conditions are adjusted to the properties of various objects to be processed. It is an object to provide a thermal decomposition treatment facility using a gas engine power generation facility that uses digestion gas that can be heated and can perform stable thermal decomposition.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention uses an exhaust gas (a temperature of 450 to 600 ° C.) of a gas engine such as a gas turbine equipped with a generator or a gas engine to heat an object to be decomposed. Is to do. In such a configuration, power is generated by the gas engine to secure the power in the facility, and as the fuel, digestion gas such as methane gas by organic matter fermentation is used. Digestion gas is a mixed gas of methane gas (about 60%) and carbon dioxide gas (about 40%), and its calorific value is about 5000-8000kcal / m Three And the calorific value of natural gas consisting only of methane (about 4000kcal / m Three However, the property is relatively stable, but the gas engine is operated using digestion gas as fuel to obtain electric power. Exhaust gas generated by the operation of the gas engine is used to heat the object to be treated such as digested sludge to cause thermal decomposition. That is, for example, in a sewage treatment plant facility, there is a system in which sludge is fermented to obtain digested gas and used as fuel, the remaining digested sludge is pyrolyzed to remove organic substances, and the remaining residue can be effectively used. Made it possible to build.
[0015]
In addition, if you want to perform stable thermal decomposition (thermal decomposition at high temperature) suitable for the object to be processed, or if you want to perform stable operation even if there is a change in digestion gas, exhaust gas temperature In order to secure it, digestion gas is introduced as an additional fuel, and another combustion means is added.
[0016]
In other words, when the exhaust gas temperature of the gas engine alone is insufficient for the heating temperature suitable for the object to be processed, it is used in combination with a combustion burner, or combustion is performed by adding fuel to the exhaust gas of the gas engine ( Afterburner) to obtain hot air gas at a desired temperature. Digestion gas is used as fuel.
[0017]
Furthermore, attention has been paid to the stable ashing of the object to be processed by burning and ashing the object to be processed (carbide) obtained by pyrolyzing the object to be processed.
[0018]
That is, when effective use of carbides cannot be found, attention has been paid to the fact that combustion is performed safely and stably through the process of processing object → carbonization → ashing. In short, the gas engine generator uses the digestion gas as a fuel and generates electricity, and the obtained power is used to operate the facility. The exhaust gas obtained from the operation of the gas engine is used as waste such as sludge. A certain object to be treated was heated. The means for solving the problem will be described below.
[0019]
First, an input means for supplying an object to be processed, a thermal decomposition means for moving the input object to be processed while it is heated and thermally decomposing, and a cracked gas for burning a decomposition gas generated from the object to be processed during the heat treatment A thermal decomposition treatment facility equipped with combustion means,
A digester to ferment organic substances to obtain digestion gas;
A gas engine power generation facility for obtaining high-temperature exhaust gas to be a heating source of the thermal decomposition means;
The digestion gas obtained in the digestion tank is supplied as fuel to the gas engine power generation facility to obtain electric power and high-temperature exhaust gas, and also includes means for obtaining hot air gas by combustion with the obtained exhaust gas and additional fuel. It is characterized by this.
[0020]
The additional fuel is digestion gas or digestion gas and gaseous fuel Or It consists of a mixture of digestion gas and liquid fuel, and the object to be treated contains digested sludge in the digestion tank.
[0021]
Fuel is injected into the exhaust gas from the gas engine power generation facility and burned to obtain a hot hot air gas. Further, the exhaust gas from the gas engine power generation facility is transferred to a hot stove equipped with a combustion burner by the burner. Additional fuel Is burned and introduced to obtain a synthetic hot air gas. further, Additional fuel In the digestion gas or digestion gas and gaseous fuel Or It consists of a mixture of digestion gas and liquid fuel.
[0022]
The thermal decomposition means has a decomposition container provided with a means for introducing a workpiece into the interior and agitating and conveying it, and is indirectly heated by hot air gas from the outside of the decomposition container.
[0023]
In addition, a plurality of decomposition containers for introducing the object to be processed and indirectly heating the same are arranged side by side. Further, a plurality of disassembly containers are individually surrounded by a heating jacket or collectively surrounded.
[0024]
In addition, when the processed product after thermal decomposition is burned and ashed, the generated exhaust gas is preferably introduced into the cracked gas combustion means and burned.
[0025]
In addition, it is preferable to add a treatment agent (chemical) that produces a harmless chloride by contact reaction with an organic halogen substance generated by thermal decomposition to the object to be treated. Detoxification treatment of heat treatment facilities can be realized.
[0026]
At least one of alkali metal, alkali metal compound, alkaline earth metal, and alkaline earth metal compound is selected or mixed with two or more of the above agents.
[0027]
Alkali metal compounds are lithium, sodium, potassium, rubidium, potassium oxide, hydroxide, bicarbonate, carbonate, silicate, phosphate, aluminate, nitrate, sulfate.
[0028]
Specific examples of the alkali metal compound treating agent include sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate, sodium sesquicarbonate, natural soda, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate, sodium carbonate potassium, sodium hydroxide, and potassium hydroxide. Sodium hydrogen carbonate includes acidic sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium bicarbonate,
Sodium carbonate includes sodium carbonate, soda, soda ash, laundry soda, and crystalline soda.
As sodium sesquicarbonate, sodium bicarbonate-sodium bicarbonate, sodium bicarbonate, sodium sesquicarbonate,
As natural soda, Trona is used.
[0029]
Treatment agent for alkaline earth metal compound is lime (CaO)
Slaked lime (Ca (OH) 2 ), Calcium carbonate (CaCO Three )
Dolomite (CaCO Three ・ MgCO Three ).
[0030]
Li, Na, K, Rb, Cs, and Fr are used as the alkali metal treating agent.
[0031]
Ca, Sr, Ba, Ra is used as the alkaline earth metal treatment agent.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of a thermal decomposition treatment facility using a gas engine power generation facility using digestion gas according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 61 is a sewage treatment facility, 71 is a digestion tank, and 81 is a gas engine power generation. A facility 91 is a thermal decomposition treatment facility (details will be described later).
[0033]
The sewage treatment facility 61 includes an inflow water 62, a sedimentation basin 63, an aeration tank 64, a final sedimentation basin 65, and a sludge concentration tank 66. In the sewage treatment facility 61, the inflow water 62 containing semi-fluid organic substances such as sewage sludge and garbage is introduced into the settling basin 63 to precipitate a part of the semi-fluid organic substances as sludge and It introduces into the aeration tank 64. Thereafter, the water introduced into the aeration tank 64 is treated in the tank 64 and then introduced into the final sedimentation tank 65. In this final sedimentation basin 64, the supernatant water is discharged, and the sedimented sludge is returned to the aeration tank 64 as return sludge. The sludge is concentrated.
[0034]
In the sewage treatment facility 61 as described above, semi-fluid organic substances such as sewage sludges and garbage are treated, and the obtained concentrated sludge is introduced into the digestion tank 71 and fermented, and methane is the main component. And get digestion gas. The obtained digested gas is supplied to the desulfurization device 72 to remove sulfur, and is stored in the high-pressure tank 75 via the gas holder 73 and the compressor 74. The gas in the gas engine power generation facility 81 passes through this high-pressure tank 75. Fuel is supplied to the engine generator 82 (gas engine generator or gas turbine generator) via a fuel adjustment mixer, which will be described later. For example, power is obtained by driving the gas engine generator to generate power. .
[0035]
The gas engine generator 82 in the gas engine power generation facility 81 includes a gas turbine 83, a combustor 84, an air compressor 85, a generator 86, and a fuel adjustment mixer 87. The exhaust gas generated in the gas turbine 83 is exhausted. It is used as a heating source for the pyrolysis furnace 92 in the pyrolysis treatment facility 91 via the gas pipe 88.
[0036]
In addition, when the exhaust gas temperature of the gas engine generator 82 is lower than the required temperature, the LNG, LPG, kerosene, heavy oil, etc. Additional fuel Or to exhaust gas The fuel Is provided to burn (after burner). However, even in this case, the exhaust gas temperature of the gas engine generator 82 is often lower than the required temperature. Therefore, the reheating burner 93 that burns the digested gas stored in the high-pressure tank 75 is used as the pyrolysis furnace 92. A hot air gas having a desired temperature is obtained by means such as installing in the air. Of the above-mentioned additional cooking burner 93 Additional fuel In addition to digestion gas, digestion gas was mixed with LNG, LPG, kerosene, heavy oil, etc. Additional fuel Can be used.
[0037]
An object to be treated such as digested sludge in the digestion tank 71 is fed into the pyrolysis furnace 92 in the pyrolysis treatment facility 91 through the drying means 94. The hot air gas that has passed through the pyrolysis furnace 92 is supplied to the drying means 94 as hot air gas for drying the object to be processed, thereby drying the object to be processed. Further, the residue treated in the pyrolysis furnace 92 is recovered by the recovery means 95. In this case, if it can be used effectively, it is used separately. If it is difficult to use, it is processed at the final disposal site.
[0038]
Next, a schematic configuration explanatory diagram of the gas engine power generation facility 81 and the thermal decomposition treatment facility 91 will be described. FIG. 2 is a conceptual diagram of the thermal decomposition treatment facility 91 provided with the gas engine generator 82 in the gas engine power generation facility 81. In this embodiment, the decomposition containers equipped with screw type stirring and conveying means are stacked in two stages.
[0039]
In FIG. 2, reference numeral 10 denotes an input means for inputting an object to be processed such as the digested sludge described above, and includes a hopper 11 and a screw conveyor 12 driven by a motor M.
[0040]
Reference numeral 20 denotes a thermal decomposition means (a thermal decomposition furnace 92 and a drying means 94 in FIG. 1) that heats and decomposes an object to be treated such as digested sludge, and the thermal decomposition means 20 includes two decomposition containers arranged vertically. 21 and 22, the workpiece to be processed is introduced from the supply port 21 a at one end of the upper decomposition vessel 21, transferred to the discharge port 21 c while being stirred by the conveying means 21 b, and the lower decomposition vessel is connected via the flexible joint 23. 22 is carried from the supply port 22a to the discharge port 22c while being stirred by the conveying means 22b of the decomposition container 22, and discharged from the discharge port 22c. The conveying means 21b and 22b are composed of screws or spiral conveyors, and are respectively motor M. 1 And M 2 Is driven to rotate.
[0041]
The decomposition containers 21 and 22 are each heated by an external heating means. This external heating means forms a hot air gas chamber 21d and 22d that separates the decomposition containers 21 and 22 by partitioning the heating jacket HJ covering the entire decomposition containers 21 and 22 with partition plates 24, 28a, and 28b. Both chambers communicate with each other through a communication port 25 provided on one end side of the partition plate 24.
[0042]
82 is a gas engine generator provided in a gas engine power generation facility 81 partitioned by a thermal decomposition treatment facility 91 and a partition wall 103. The gas engine generator 82 is configured to supply a gas turbine 83 and combustion gas to the gas turbine 83. A combustor 84 to be supplied, an air compressor 85 driven by a gas turbine 83, a generator main body 86, and a fuel adjustment mixer 87 are configured. The exhaust gas discharged from the gas turbine 83 is introduced into the hot stove 39 as a heating means by the exhaust gas through an exhaust gas pipe 88 connected to the heating jacket HJ, and is stored in the high-pressure tank 75. The digested gas is used as a heat source for heating the decomposition containers 21 and 22 by being combined with hot air gas by the additional combustion burner 93 that burns the digested gas.
[0043]
That is, the hot stove 39 is raised to a predetermined temperature by the exhaust gas from the gas engine generator 82 and the hot air gas from the additional combustion combustion burner 93, and uses the raised hot air gas as a heating heat source of the thermal decomposition means 20, The decomposition container 22 is heated to 600 ° C., for example. When the decomposition container 22 reaches a predetermined temperature, the additional cooking combustion burner 93 is controlled to stop or squeeze. In addition, if it is a to-be-processed object which can be thermally decomposed by the exhaust gas temperature (450-600 degreeC) of the gas engine generator 82, the additional cooking combustion burner 93 is unnecessary.
[0044]
The cracked gas (dry distillation gas or water vapor) generated during the heat treatment in the cracking containers 21 and 22 is introduced into the dry distillation gas combustion furnace 40 provided at the lower part of the cracking container 22 through the steam pipe 26 and the dry distillation gas pipe 27. And burned. Since the steam pipe 26 and the dry distillation gas pipe 27 are disposed in the heating jacket HJ and heated, problems such as organic components adhering and solidifying and blocking can be avoided.
[0045]
On the other hand, the decomposition vessel 21 is a furnace that performs drying and dechlorination. For example, air is introduced into the hot air gas from the temperature adjustment air supply blower 44 so that the furnace can be heated at 350 ° C. . A part of the hot air gas emitted from the heating jacket HJ is circulated and reused. Others are discharged from the chimney through a heat exchanger.
[0046]
41 is a combustion burner for heating the gas distillation gas combustion furnace 40, Additional fuel (LNG, LPG, kerosene, heavy oil, digestion gas) is burned to raise the temperature of the dry distillation gas combustion furnace 40 to 850 ° C. or more, and the cracked gas is burned to make it harmless. In order to introduce the cracked gas into the dry distillation gas combustion furnace 40, the cracking gas is attracted from the nozzle 43 into the dry distillation gas combustion furnace 40 using the circulation blower 42.
[0047]
Reference numeral 50 denotes a recovery means (recovery means 95 in FIG. 1) for recovering the residue pyrolyzed by the thermal decomposition means 20, and the residue recovered by the recovery means 50 is conveyed to the separation device 30. The residue conveyed to the separation device 30 is collected as a reusable substance or separated as a processed product (carbide) to be further heated. If the material is reusable, separate it and use it at the final disposal site if it is difficult to reuse.
[0048]
Further, in the case of a processed product to be further heat-treated, a carbide combustion furnace 52 is introduced using a conveying means 51 such as a pipe conveyor, where the processed product is burned and ashed. Exhaust gas generated during combustion in the carbide combustion furnace 52 is introduced into the dry distillation gas combustion furnace 40 through the ash catcher 53 and burned. The exhaust gas after combustion in the dry distillation gas combustion furnace 40 collects steam and hot water by a heat exchanger and lowers the exhaust gas temperature to 200 ° C. or less. The exhaust gas is purified by a bag filter and passed through an exhaust blower. Discharged from the chimney.
[0049]
Next, a series of heat treatments in the above embodiment will be described. First, before introducing an object to be treated such as digested sludge, the gas turbine 83 of the gas engine generator 82 is started, and the exhaust gas from the gas turbine 83 is introduced into the hot stove 39. If necessary, hot air gas is generated by the additional combustion burner 93 for digestion gas combustion, and hot air gas of a predetermined temperature is obtained by both.
[0050]
As shown by the arrows, this hot air gas is heated by the hot air gas inlet 54 → the lower hot air gas chamber 22d → the communication port 25 → the upper hot air gas chamber 21d and then a part of the hot air gas is heated. It is introduced into the dry distillation gas combustion furnace 40 by the circulation blower 42. The other part of the hot air gas is supplied to heat the compressed air of the gas turbine 83 of the gas engine generator 82. Further, other hot air gases are discharged from the chimney through the heat exchanger.
[0051]
Now, when drying / dechlorination treatment is performed in the upper decomposition vessel 21 and volume reduction treatment by carbonization is performed in the lower decomposition vessel 22, the temperature in the lower decomposition vessel 22 is set to 600, for example, with hot air gas. Adjust to heat to ° C. For example, the temperature in the upper decomposition vessel 21 is adjusted to lower the temperature by introducing air for temperature adjustment into the hot air gas by the blower 44 as temperature adjusting means so as to be heated to 350 ° C.
[0052]
Then, after reaching the predetermined temperature (within 1 hour after activation), the object to be processed is input from the input means 10 and thermal decomposition is started. The cracked gas generated by the thermal cracking is introduced into the dry distillation gas combustion furnace 40 through the steam conduit 26 and the dry distillation gas pipe 27 and burned together with the circulation gas by the circulation blower 42.
[0053]
In order to maintain the temperature in the lower decomposition vessel 22 at 600 ° C., the temperature in the hot air gas chamber 22d needs to be 50 to 100 ° C. higher than that, and can be increased at the exhaust gas temperature of the gas turbine. I can't. The insufficient temperature is cooked up and compensated with the combustion temperature of the combustion burner 93. The combustion of the combustion burner 93 is set so that it can be stopped or throttled after reaching a predetermined temperature. In addition, in addition to the above, the shortage combustion temperature may be caused by the fuel adjustment mixer 87 such as LNG, LPG, kerosene, heavy oil, etc. Additional fuel To the exhaust gas pipe 88. The fuel May be supplied and burned (afterburner).
[0054]
The dechlorination treatment in the upper decomposition vessel 21 is performed by mixing the treatment object with a treatment agent (chemical: for example, sodium hydrogen carbonate powder) that produces a harmless chloride by contact reaction with an organic halogen compound. The mixture charged from 10 is heat-treated. This heat treatment is carried out in advance by examining the processing conditions such as the temperature at which the harmful components are deposited, the time, the amount deposited, and the amount of chemicals that can be removed sufficiently by reacting with the harmful components, based on the mixing ratio of the mixed materials to be treated. Then, it is treated at a temperature (200 ° C. to 350 ° C.) and time that can cover this.
[0055]
The upper decomposition vessel 21 is dried, and the generated organic halogen compound and the added chemical are contact-reacted to generate harmless chlorides (such as sodium chloride). Prevent harmful organic halogen compounds (such as dioxins) from remaining.
[0056]
As the treating agent to be mixed or added to the object to be treated, an alkaline substance that produces a harmless chloride (such as sodium chloride) by contact reaction with HCl (hydrogen chloride) of an organic halogen compound is used. For example, as shown in JP-A-9-155326, JP-A-10-43731, JP-A-10-235186, and JP-A-10-235187 filed earlier by the applicant of the present application, alkaline earth metal, alkaline earth Metal compounds, alkali metals, alkali metal compounds, specifically calcium, lime, slaked lime, calcium carbonate, dolomite, silicates (calcium silicate, etc.), sodium bicarbonate, sodium carbonate, sodium sesquicarbonate, natural soda, Select one from sodium hydroxide, potassium hydroxide, potassium bicarbonate, potassium carbonate, or use a mixture of several. As a usage-amount, 5 to 30 weight% is mixed or added with respect to a to-be-processed object.
[0057]
For example, the above sodium bicarbonate (NaHCO Three ), The decomposition gas of the HCl component is generated in the dechlorination furnace, which is the first heat treatment furnace, but it immediately reacts with sodium hydrogen carbonate (NaHCO3). Three ) + (HCl) → (NaCl) + (H 2 O) + (CO 2 ), Producing harmless sodium chloride (NaCl) and eliminating harmful HCl from the cracked gas. Thereby, detoxification of the HCl component in the cracked gas and detoxification of the object to be processed are performed at the same time.
[0058]
The object to be treated after depositing this harmful component is sent to the lower decomposition vessel 22 through the flexible joint 23 as described above, where it is carbonized, and the carbide is recovered by the recovery means 50. Since there is no gas containing harmful components such as HCl and dioxins in the decomposition vessel 22, carbides do not adsorb these harmful materials, so if they are necessary as harmless carbides, fuels, etc. Can be reused.
[0059]
The carbide generated as described above, that is, the carbonized processed product, is introduced into the carbide (ashing) combustion furnace 52 and burned for ashing combustion by the transport means 51. The combustion furnace 52 uses, for example, a rotary kiln type combustion furnace, burns and ashes the carbide introduced from one end, and discharges the ash from the other end. The exhaust gas generated in the carbide combustion furnace 52 is introduced into the dry distillation gas combustion furnace 40 through the ash catcher 53 and burned together with the water vapor / dry distillation gas. Moreover, the ash catcher 53 is for suppressing the movement of the ash to the dry distillation gas combustion furnace 40 as much as possible.
[0060]
After reaching a predetermined temperature (within 1 hour after startup), the workpiece is introduced and thermal decomposition is started. The cracked gas generated by the thermal decomposition is introduced into the dry distillation gas combustion furnace 40 through a conduit and burned at 850 ° C. or more to make it harmless.
[0061]
The reason why the dry distillation gas combustion furnace 40 and the carbide combustion furnace 52 are separately configured as in the above-described embodiment is as follows.
[0062]
Since the exhaust gas burned in the dry distillation gas combustion furnace 40 is sucked by the exhaust blower after the bag filter, when both furnaces are integrally formed, ash is sucked and carried to the heat exchanger and the bag filter. This is to prevent this and to minimize the ash content contained in the exhaust gas and moving. For the above reason, the ash catcher 53 is provided to reduce the ash moving to the dry distillation gas combustion furnace 40.
[0063]
In the above-described embodiment, the dry distillation gas combustion furnace 40 may be separately installed, and the gas turbine may be configured by an afterburner that additionally burns the exhaust gas by spraying fuel. Further, as the thermal decomposition means, a rotary kiln system may be used. In this configuration, cracked gas generated in the reaction furnace (drying / dechlorination furnace, carbonization furnace) is a steam pipe, a dry distillation gas pipe, etc. Is introduced into the dry distillation gas combustion furnace. At this time, if each pipe is exposed to the atmosphere, the decomposed organic matter is cooled and adheres and solidifies on the pipe wall, causing the pipe to be blocked, so it is surrounded by a heating jacket, and hot air is blown from the dry distillation gas combustion furnace. It is introduced and heated and kept at a temperature equal to or higher than the temperature used for thermal decomposition (for example, carbonization 600 ° C.).
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the digestion gas is used as the fuel of the gas engine installed in the gas engine power generation facility, and the exhaust gas of the gas engine generator that supplies electric power is pyrolyzed in the thermal decomposition treatment facility. By using digestion gas as a fuel for combustion burner to obtain hot air gas as a heating source to treat the object to be treated such as sludge, in order to make up for the heat source that is used as the heat source of the furnace, the running cost is reduced. Can be reduced.
[0065]
Also, to get the exhaust gas at the desired temperature, Additional fuel By using digestion gas, a facility with a low running cost can be obtained. That is, if the exhaust gas temperature of the gas engine generator is lower than the required temperature, Additional fuel Or exhaust gas The fuel Hot air gas that is higher than the exhaust gas temperature (450-600 ° C) of the gas engine generator by supplying gas and burning (afterburner), or by installing a re-cooking burner for digestion gas in the pyrolysis facility Can be obtained, and can be heated under temperature conditions according to the properties of various objects to be treated, so that stable thermal decomposition can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of the present invention in blocks.
FIG. 2 is a schematic configuration explanatory diagram of a gas engine power generation facility and a thermal decomposition treatment facility.
[Explanation of symbols]
10: Input means
20 ... Pyrolysis means
21, 22 ... decomposition container
26 ... cracked gas conduit
27 ... Temperature adjusting means
30 ... Sorting device
39 ... Hot stove
40 ... dry distillation gas combustion furnace
41 ... Combustion burner
50 ... Recovery means
51. Conveying means
52. Carbide combustion furnace
61 ... Sewage treatment facility
66 ... Sludge concentration tank
71 ... digester
72 ... Desulfurization equipment
75 ... High pressure tank
81 ... Power generation facility
82 ... Gas engine generator
87 ... Fuel adjustment mixer
88 ... Exhaust gas piping
91 ... Pyrolysis treatment facility
92 ... Pyrolysis furnace
93 ... Additional combustion burner

Claims (6)

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おいて、
前記追加燃料は、消化ガス又は消化ガスと気体燃料若しくは消化ガスと液体燃料の混合からなる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。
An input means for supplying an object to be processed, a thermal decomposition means for moving the input object to be processed while it is heated and thermally decomposing, and a cracked gas combustion means for burning a decomposition gas generated from the object to be processed during the heat treatment A thermal decomposition treatment facility equipped with
A digester to ferment organic substances to obtain digestion gas;
A gas engine power generation facility for obtaining high-temperature exhaust gas to be a heating source of the thermal decomposition means;
The digestion gas obtained in the digestion tank is supplied as fuel to the gas engine power generation facility to obtain electric power and high-temperature exhaust gas, and also includes means for obtaining hot air gas by combustion with the obtained exhaust gas and additional fuel . in the pyrolysis treatment facilities by gas engine power generation facility using the digestion gas,
The pyrolysis treatment facility using a gas engine power generation facility using digestion gas, wherein the additional fuel is digestion gas or a mixture of digestion gas and gas fuel or digestion gas and liquid fuel.
前記被処理物は、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。 The thermal decomposition treatment facility by a gas engine power generation facility using digestion gas according to claim 1, wherein the object to be treated includes digested sludge in a digestion tank. 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、該バーナで追加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。2. The digested gas according to claim 1, wherein the exhaust gas from the gas engine power generation facility is obtained by combusting and introducing additional fuel into a hot blast furnace equipped with a combustion burner to obtain a synthetic hot blast gas. Pyrolysis treatment facility by gas engine power generation facility using 追加燃料は、消化ガス又は消化ガスと気体燃料若しくは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3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。4. The thermal decomposition treatment facility by a gas engine power generation facility using digestion gas according to claim 3 , wherein the additional fuel is digestion gas or a mixture of digestion gas and gas fuel or digestion gas and liquid fuel. 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3のいずれか1項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。Exhaust gas generated upon incineration of the processed material after pyrolysis claim 1, characterized in that so as to burn by introducing the decomposed gas burning means according to any one of claims 3 Pyrolysis treatment facility using gas engine power generation facility using digestion gas. 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3のいずれか1項及び請求項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。The object to be treated, any of claims 1 to 3, characterized in that to perform addition to heating the treatment agent to produce a harmless chloride and catalytic reaction with an organic halogen substances generated by thermal decomposition A thermal decomposition treatment facility using a gas engine power generation facility using the digestion gas according to claim 1 .
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003083085A (en) * 2001-09-07 2003-03-19 Tsukishima Kikai Co Ltd Method and facility for obtaining electric power and heat energy from digested gas
KR100464658B1 (en) * 2001-11-12 2005-01-03 코오롱건설주식회사 Energy Recovery System with Cogeneration device using biogas
JP4204918B2 (en) * 2003-08-04 2009-01-07 株式会社還元溶融技術研究所 Processing system and processing method for effectively using biomass resources
JP4510782B2 (en) * 2006-06-16 2010-07-28 カワサキプラントシステムズ株式会社 Sludge recycling method and apparatus.
JP2006348302A (en) * 2006-07-28 2006-12-28 Tokyo Electric Power Co Inc:The Method and apparatus for converting sludge into fuel
KR100761752B1 (en) 2006-09-11 2007-10-04 박청동 Feces and urine disposal device and method
KR100819505B1 (en) 2007-03-23 2008-04-08 한국에너지기술연구원 Unified steam reformer for conversion tar and soot(srts) to syngas and biomass gasification process for heat and electricity production using thereof
JP5734001B2 (en) * 2011-02-02 2015-06-10 株式会社チサキ Sewage sludge dry gasifier

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5670898A (en) * 1979-11-14 1981-06-13 Toshiba Corp Power generating installation using digestion gas
JPH05264040A (en) * 1992-03-19 1993-10-12 Hitachi Ltd Discharging gas recombustion type complex power generating plant
JPH05288327A (en) * 1992-04-07 1993-11-02 Kumagai Gumi Co Ltd Energy recycling device
JPH07204697A (en) * 1994-01-17 1995-08-08 Meidensha Corp Apparatus for supplying both electric power and heat utilizing waste material
JPH0849822A (en) * 1994-08-04 1996-02-20 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Device and method for treating waste
JPH0849821A (en) * 1994-08-04 1996-02-20 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Device and method for treating waste
JPH0988630A (en) * 1995-09-27 1997-03-31 Kubota Corp Refuse power generation system
JPH09155326A (en) * 1995-12-08 1997-06-17 Meidensha Corp Method for processing waste containing chlorine
JPH1043731A (en) * 1996-08-02 1998-02-17 Shinyou Sangyo Kk Inorganic/organic waste mixture treating device
JPH10235186A (en) * 1997-02-24 1998-09-08 Meidensha Corp Dechlorination agent
JPH10235187A (en) * 1997-02-24 1998-09-08 Meidensha Corp Dechlorination agent
JPH11182211A (en) * 1997-12-24 1999-07-06 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Waste disposal and power generation combined device
JPH11333404A (en) * 1998-05-25 1999-12-07 Meidensha Corp Apparatus for treating harmful component-containing matter
JP4164906B2 (en) * 1998-08-21 2008-10-15 栗田工業株式会社 Organic sludge treatment equipment
JP2000331701A (en) * 1999-05-18 2000-11-30 Toshiba Corp Circulation type power generation system
JP2000337171A (en) * 1999-05-25 2000-12-05 Eruson Kk High efficiency waste dry distillation power generation device
JP3758513B2 (en) * 2001-03-27 2006-03-22 株式会社明電舎 Pyrolysis treatment facility and pyrolysis treatment method by gas engine power generation facility using digestion gas

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