JP4198664B2 - Sewage sludge gasification power generation facility and sewage sludge gasification power generation method - Google Patents

Sewage sludge gasification power generation facility and sewage sludge gasification power generation method Download PDF

Info

Publication number
JP4198664B2
JP4198664B2 JP2004299914A JP2004299914A JP4198664B2 JP 4198664 B2 JP4198664 B2 JP 4198664B2 JP 2004299914 A JP2004299914 A JP 2004299914A JP 2004299914 A JP2004299914 A JP 2004299914A JP 4198664 B2 JP4198664 B2 JP 4198664B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
sewage sludge
power generation
dryer
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2004299914A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006112299A (en
Inventor
隆文 山本
敬三 竹上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsukishima Kikai Co Ltd
Original Assignee
Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsukishima Kikai Co Ltd filed Critical Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority to JP2004299914A priority Critical patent/JP4198664B2/en
Publication of JP2006112299A publication Critical patent/JP2006112299A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4198664B2 publication Critical patent/JP4198664B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

本発明は、下水汚泥を加熱して乾燥する乾燥機と、該乾燥機により乾燥された前記下水汚泥を熱分解して熱分解ガスを生成するガス化炉とを備える下水汚泥のガス化設備に併設され、前記熱分解ガスを燃焼させることにより、熱および電力を発生させる下水汚泥のガス化発電設備および下水汚泥のガス化発電方法に関するものである。   The present invention provides a sewage sludge gasification facility comprising a dryer for heating and drying sewage sludge, and a gasification furnace for thermally decomposing the sewage sludge dried by the dryer to generate pyrolysis gas. The present invention relates to a sewage sludge gasification power generation facility and a sewage sludge gasification power generation method that generates heat and electric power by burning the pyrolysis gas.

この種の下水汚泥のガス化発電設備を有する処理システムとしては、例えば下記特許文献１に示されるような、下水汚泥を脱水する汚泥脱水機と、該汚泥脱水機により脱水された汚泥を加熱分解するガス化炉と、該ガス化炉により生成された熱分解ガスおよび残渣を燃焼して蒸気を発生させるボイラーと、該ボイラーからの蒸気を動力源として電力等を発生させる蒸気タービン発電機とを備え、前記ボイラーからの蒸気の一部が前記ガス化炉に供給されてこの蒸気を熱源として前記汚泥を加熱分解する構成が知られている。   As a treatment system having a gasification power generation facility of this kind of sewage sludge, for example, as shown in Patent Document 1 below, a sludge dehydrator for dewatering sewage sludge, and sludge dehydrated by the sludge dewaterer are thermally decomposed. A gasification furnace, a boiler that burns pyrolysis gas and residue generated by the gasification furnace to generate steam, and a steam turbine generator that generates electric power and the like using steam from the boiler as a power source There is known a configuration in which a part of the steam from the boiler is supplied to the gasification furnace and the sludge is thermally decomposed using the steam as a heat source.

また、下記特許文献２には、下水汚泥を水熱分解によりスラリー化して低分子化し、これをガス化炉において部分酸化して一酸化炭素や水素等の粗製ガスを生成し、こうして生成された粗製ガスを精製した後にガスタービン発電機において発電を行い、またその排ガスによって発生した蒸気により蒸気タービン発電機においても発電を行うものが提案されている。
特開平１１−５１００号公報 特開平１１−１９７６９８号公報 Further, in Patent Document 2 below, sewage sludge is slurried by hydrothermal decomposition to reduce its molecular weight, and this is partially oxidized in a gasification furnace to produce a crude gas such as carbon monoxide and hydrogen. It has been proposed to generate power in a gas turbine generator after purifying crude gas, and to generate power in a steam turbine generator using steam generated by the exhaust gas.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-5100 JP-A-11-197698

しかしながら、前記特許文献１に記載の処理システムでは、前記ボイラーで発生させた蒸気により前記蒸気タービン発電機を駆動して電力等を発生させていたので、特に、下水汚泥の処理量が比較的少ない場合（１０００ｋＷ以下）には、前記ボイラーで生ずる機械的損失が、このガス化発電設備の発電効率に大きな影響を及ぼすこととなり、更なる発電効率の向上を図ることが困難であるという問題があった。
また、前記特許文献２に記載の処理システムでは、まず下水汚泥を水熱分解によって分解しており、すなわち第１の熱交換器で下水汚泥を加熱し、次いでこれを第２の熱交換器でさらに高温に加熱し、しかる後にこれを反応蒸発缶において水熱分解して低分子化するようにしており、この水熱分解に要する装置や設備が大規模かつ複雑となることが避けられない。 However, in the treatment system described in Patent Document 1, since the steam turbine generator is driven by the steam generated by the boiler to generate electric power and the like, the amount of sewage sludge treated is particularly small. In such a case (1000 kW or less), the mechanical loss generated in the boiler has a large effect on the power generation efficiency of the gasification power generation facility, and it is difficult to further improve the power generation efficiency. It was.
Further, in the treatment system described in Patent Document 2, sewage sludge is first decomposed by hydrothermal decomposition, that is, the sewage sludge is heated by the first heat exchanger, and then this is converted by the second heat exchanger. Further, it is heated to a high temperature, and then it is hydrothermally decomposed in a reaction evaporator to lower the molecular weight. It is inevitable that the equipment and facilities required for this hydrothermal decomposition become large and complicated.

本発明は、このような背景の下になされたもので、下水汚泥の保有エネルギーを高効率で電力として回収することが可能になるとともに、下水汚泥の処理システムの大型化および高コスト化を抑制できる下水汚泥のガス化発電設備および下水汚泥のガス化発電方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made under such a background, and it is possible to recover the retained energy of the sewage sludge as electric power with high efficiency and to suppress the increase in the size and cost of the sewage sludge treatment system. An object of the present invention is to provide a gasification power generation facility for sewage sludge and a gasification power generation method for sewage sludge.

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の下水汚泥のガス化発電設備は、下水汚泥を加熱して乾燥する乾燥機と、該乾燥機により乾燥された前記下水汚泥を熱分解して熱分解ガスを生成するガス化炉と、を備える下水汚泥のガス化設備に併設され、前記熱分解ガスを燃焼させることにより、熱および電力を発生させる下水汚泥のガス化発電設備であって、前記熱分解ガスおよび補助燃料を燃焼させて電力を発生させるガスエンジン発電ユニットと、前記熱分解ガス、およびガスエンジン発電ユニットから発生した排ガスを通過させることで前記熱分解ガスを冷却しかつ前記排ガスを加熱する熱交換器と、を備え、この熱交換器で冷却された熱分解ガスは、前記ガスエンジン発電ユニットに移送される一方、前記熱交換器で加熱された排ガスは、前記乾燥機に移送されてこの排ガスの熱により前記乾燥機内の下水汚泥を加熱する、または前記熱交換器で加熱された排ガスは該排ガスの熱によって蒸気を発生させ、この蒸気が前記乾燥機に移送されて該蒸気の熱により前記乾燥機内の下水汚泥を加熱する構成とされたことを特徴とする。 In order to solve such problems and achieve the above object, the gasification power generation facility for sewage sludge of the present invention comprises a dryer for heating and drying sewage sludge, and the sewage dried by the dryer. Gasification of sewage sludge , which is attached to a gasification facility for sewage sludge, comprising a gasification furnace that pyrolyzes sludge to generate pyrolysis gas, and generates heat and electric power by burning the pyrolysis gas A gas engine power generation unit for generating electric power by burning the pyrolysis gas and auxiliary fuel , and the pyrolysis gas by passing exhaust gas generated from the pyrolysis gas and the gas engine power generation unit. and a cooling and heat exchanger for heating the exhaust gases, cooled pyrolysis gases in the heat exchanger, while being transported to the gas engine generator unit, the heat exchanger In heated exhaust gas, it said is transferred to a dryer to heat the sewage sludge of the dryer by the heat of the exhaust gas, or heated in the heat exchanger the exhaust gas to generate steam by heat of the exhaust gas, the vapor is transported to the dryer characterized in that it is configured to heat the sewage sludge of the dryer by the heat of the steam.

また、本発明の下水汚泥のガス化発電方法は、下水汚泥を乾燥機により加熱して乾燥し、その後、該下水汚泥を熱分解することによって熱分解ガスを生成し、該熱分解ガスを燃焼させることにより熱および電力を発生させる下水汚泥のガス化発電方法であって、前記熱分解ガスおよび補助燃料をガスエンジン発電ユニットに供給して燃焼させる工程と、前記熱分解ガス、および前記燃焼によって発生する排ガスを熱交換器に供給することで前記熱分解ガスを冷却しかつ前記排ガスを加熱する工程と、前記熱交換器で冷却された熱分解ガスを前記ガスエンジン発電ユニットに移送する工程と、前記熱交換器で加熱された排ガスを前記乾燥機に移送してこの排ガスの熱により前記乾燥機内の下水汚泥を加熱する、または前記熱交換器で加熱された排ガスの熱により発生させた蒸気を前記乾燥機に移送してこの蒸気の熱により前記乾燥機内の下水汚泥を加熱する工程と、を有することを特徴とする。 The sewage sludge gasification power generation method of the present invention is a method of heating and drying sewage sludge with a dryer, and then pyrolyzing the sewage sludge to generate pyrolysis gas and combusting the pyrolysis gas. A gasification power generation method of sewage sludge that generates heat and electric power by causing the pyrolysis gas and auxiliary fuel to be supplied to a gas engine power generation unit for combustion, the pyrolysis gas, and the combustion Supplying the generated exhaust gas to a heat exchanger to cool the pyrolysis gas and heating the exhaust gas; transferring the pyrolysis gas cooled by the heat exchanger to the gas engine power generation unit; , and transferring the heated gas in the heat exchanger in the dryer to heat the sewage sludge of the dryer by the heat of the exhaust gas, or heated in the heat exchanger And having a step of the steam generated by the heat of gas is transported to the dryer to heat the sewage sludge of the dryer by the heat of the steam, the.

これらの発明によれば、ガス化炉により生成された熱分解ガスを直接ガスエンジン発電ユニットに供給して電力を発生させるので、この下水汚泥の燃料化装置における機械的損失の発生を最小限に抑制することが可能になり、下水汚泥の保有エネルギーを高効率で電力として回収することができる。また、前記排ガスを乾燥機に移送してこの排ガスの熱により前記乾燥機内の下水汚泥を加熱する、若しくは前記排ガスの熱により発生させた蒸気を前記乾燥機に移送してこの蒸気の熱により前記乾燥機内の下水汚泥を加熱するので、燃焼装置等の新たな設備を設けることを回避することが可能になり、下水汚泥処理システムの大型化、高コスト化を抑制することができる。
ここで、ガスエンジンが、供給された燃料ガスを効率的に燃焼するためには、この燃料ガスの保有する熱量が一定時間当たりで変動する変動量に限界がある一方で（以下、この限界値を「限界変動量」という）、前記熱分解ガスの発熱量は、前記下水汚泥の性状や含水率等により変動し、この変動量は一般に前記限界変動量より大きい。そのため、前記熱分解ガスのみをガス発電ユニットに供給して燃焼させても該ガスを効率的に燃焼させることができず、発電効率および出力の安定化を図ることができない。
しかしながら、本発明では、前記熱分解ガスとともに補助燃料をガスエンジン発電ユニットに供給して燃焼させるので、該供給される燃料ガスの熱量を安定させることが可能になり、発電効率および出力の安定化を図ることができる。 According to these inventions, since the pyrolysis gas generated by the gasification furnace is directly supplied to the gas engine power generation unit to generate electric power, the occurrence of mechanical loss in the sewage sludge fuelization device is minimized. It becomes possible to suppress, and the retained energy of the sewage sludge can be recovered as electric power with high efficiency. Further, the exhaust gas is transferred to a dryer and the sewage sludge in the dryer is heated by the heat of the exhaust gas, or the steam generated by the heat of the exhaust gas is transferred to the dryer and the heat of the steam Since the sewage sludge in a dryer is heated , it becomes possible to avoid providing new facilities, such as a combustion apparatus, and the enlargement of a sewage sludge treatment system and cost increase can be suppressed.
Here, in order for the gas engine to efficiently burn the supplied fuel gas, there is a limit to the amount of fluctuation that the amount of heat held by the fuel gas fluctuates per certain time (hereinafter, this limit value). The amount of heat generated by the pyrolysis gas varies depending on the properties of the sewage sludge, the moisture content, etc., and this variation is generally larger than the limit variation. Therefore, even if only the pyrolysis gas is supplied to the gas power generation unit and combusted, the gas cannot be combusted efficiently, and power generation efficiency and output cannot be stabilized.
However, in the present invention, auxiliary fuel is supplied to the gas engine power generation unit together with the pyrolysis gas and burned, so that it is possible to stabilize the amount of heat of the supplied fuel gas, and to stabilize power generation efficiency and output. Can be achieved.

さらに本発明では、前記熱交換器によって高温とされた前記排ガスが前記乾燥機に移送、若しくは前記熱交換器によって高温とされた前記排ガスの熱により蒸気を発生させてこの蒸気が前記乾燥機に移送されるので、この下水汚泥を高効率に乾燥処理することが可能になり、このガス化発電設備を有する下水処理システムの発電効率を向上させることができる。また、前記熱交換器において、前記熱分解ガスを、前記ガスエンジン発電ユニットにとって最適な温度に調整することが可能になり、該ガスエンジン発電ユニットにおける燃焼効率の向上を図ることができ、このガス化発電設備を有する下水処理システムの発電効率を向上させることができる。
さらに、前記熱交換器によって高温とされた排ガスをボイラーへ導入して蒸気を発生させ、該蒸気により前記乾燥機内の前記下水汚泥を加熱する場合には、前記排ガスの熱を高温に維持した状態で前記乾燥機に移送することを容易に実現することができる。
さらにまた、前記補助燃料が液化天然ガス、都市ガス、汚泥の発酵により発生する消化ガスのうち少なくとも１つからなることが望ましい。 Further, in the present invention, the exhaust gas heated to a high temperature by the heat exchanger is transferred to the dryer, or steam is generated by the heat of the exhaust gas heated to a high temperature by the heat exchanger, and the steam is transferred to the dryer. Since it is transferred, this sewage sludge can be dried with high efficiency, and the power generation efficiency of the sewage treatment system having this gasification power generation facility can be improved. In the heat exchanger, the pyrolysis gas can be adjusted to an optimum temperature for the gas engine power generation unit, and the combustion efficiency in the gas engine power generation unit can be improved. It is possible to improve the power generation efficiency of a sewage treatment system having a hydroelectric generation facility.
Furthermore, the exhaust gas is a high temperature by the heat exchanger is introduced into the boiler to generate steam, if you heat the sewage sludge of the dryer by gas the evaporated maintained a heat of the exhaust gas to a high temperature Transfer to the dryer in a state can be easily realized.
Furthermore, it is desirable that the auxiliary fuel is composed of at least one of liquefied natural gas, city gas, and digestion gas generated by fermentation of sludge.

図１は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態の下水汚泥のガス化発電設備１０は、下水汚泥Ａを加熱して乾燥する乾燥機２１と、該乾燥機２１により乾燥された下水汚泥Ａを熱分解して可燃性の熱分解ガスＥを生成するガス化炉２２とを備える下水汚泥のガス化設備２０に併設され、前記熱分解ガスＥを燃焼させることにより、熱および電力を発生させる概略構成とされている。具体的には、前記熱分解ガスＥおよび補助燃料Ｆを燃焼させて電力を発生させるガスエンジン発電ユニット１１を備え、このガスエンジン発電ユニット１１から発生した排ガスＧにより発生させた蒸気Ｊが乾燥機２１に移送されるようになっている。なお、ガスエンジン発電ユニット１１は、ガスエンジンと該ガスエンジンの出力軸と直結された発電機とを備え、前記ガスエンジンの出力軸に生じた回転駆動力により発電機を駆動させて電力を得るようになっている。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The sewage sludge gasification power generation facility 10 according to the present embodiment includes a dryer 21 that heats and dries sewage sludge A, and sewage sludge A that is dried by the dryer 21 to thermally decompose and combustible pyrolysis gas. The sewage sludge gasification facility 20 includes a gasification furnace 22 that generates E, and is configured to generate heat and electric power by burning the pyrolysis gas E. Specifically, the combustion of the pyrolysis gas E and the auxiliary fuel F and a gas engine generator unit 11 for generating power, steam J which is generated by the exhaust gas G generated from the gas engine generator unit 11 is a dryer 21 to be transferred . The gas engine power generation unit 11 includes a gas engine and a generator directly connected to the output shaft of the gas engine, and obtains electric power by driving the generator with the rotational driving force generated on the output shaft of the gas engine. It is like that.

さらに、本実施形態の下水汚泥のガス化発電設備１０は、前記熱分解ガスＥおよび前記排ガスＧが内部を通過する熱交換器１２を備えている。そして、前記排ガスＧは、この熱交換器１２の内部で前記熱分解ガスＥにより加熱された後に、その熱により蒸気Ｊを発生させて、この蒸気Ｊが前記乾燥機２１内の前記下水汚泥Ａを加熱し、前記熱分解ガスＥは、前記熱交換器１２の内部で前記排ガスＧにより冷却された後に、ガスエンジン発電ユニット１１に移送されるようになっている。
また、下水汚泥のガス化発電設備１０は、熱交換器１２により加熱された前記排ガスＧの熱によって蒸気を発生させる構成とされたボイラー１３を備えている。そして、該ボイラー１３により発生された蒸気は、前記乾燥機２１に供給可能とされており、該蒸気の熱によって乾燥機２１内の下水汚泥Ａが加熱されるようになっている。 Furthermore, the sewage sludge gasification power generation facility 10 of this embodiment includes a heat exchanger 12 through which the pyrolysis gas E and the exhaust gas G pass. The exhaust gas G is heated by the pyrolysis gas E inside the heat exchanger 12 and then generates steam J by the heat. The steam J is generated in the sewage sludge A in the dryer 21. The pyrolysis gas E is transferred to the gas engine power generation unit 11 after being cooled by the exhaust gas G inside the heat exchanger 12.
The sewage sludge gasification power generation facility 10 includes a boiler 13 configured to generate steam by the heat of the exhaust gas G heated by the heat exchanger 12. The steam generated by the boiler 13 can be supplied to the dryer 21, and the sewage sludge A in the dryer 21 is heated by the heat of the steam.

次に、以上のように構成された下水汚泥のガス化発電設備１０を用いた下水汚泥のガス化発電方法について説明する。
まず、乾燥機２１に供給された下水汚泥Ａを、乾燥機２１により加熱して、所定の含水率まで乾燥し、その後、該下水汚泥Ａをガス化炉２２に移送し、このガス化炉２２において、前記下水汚泥Ａを約５００℃〜８００℃で加熱処理し、熱分解ガスＥを生成する。なお、この際、前記下水汚泥Ａに含まれる有機物が炭化されることにより、炭化物Ｃも生成される。 Next, a sewage sludge gasification power generation method using the sewage sludge gasification power generation facility 10 configured as described above will be described.
First, the sewage sludge A supplied to the dryer 21 is heated by the dryer 21 and dried to a predetermined moisture content, and then the sewage sludge A is transferred to the gasification furnace 22. The sewage sludge A is heat-treated at about 500 ° C. to 800 ° C. to generate pyrolysis gas E. At this time, the organic substance contained in the sewage sludge A is carbonized to generate carbide C.

次に、前記熱分解ガスＥを、熱交換器１２を通過させた後に、例えばＬＮＧガス等の補助燃料Ｆとともに、ガスエンジン発電ユニット１１に移送する。そして、燃料としての熱分解ガスＥおよび補助燃料Ｆをガスエンジン発電ユニット１１の前記ガスエンジンにより燃焼させ、この際の燃焼エネルギーによって、前記ガスエンジンの出力軸を回転駆動させ、この回転駆動力を前記発電機に伝導させて電力Ｄを発生させる。この際に、前記ガスエンジンから発生した排ガスＧは熱交換器１２に移送される。   Next, after allowing the pyrolysis gas E to pass through the heat exchanger 12, the pyrolysis gas E is transferred to the gas engine power generation unit 11 together with the auxiliary fuel F such as LNG gas. Then, the pyrolysis gas E and auxiliary fuel F as fuel are burned by the gas engine of the gas engine power generation unit 11, and the output shaft of the gas engine is driven to rotate by the combustion energy at this time. Electric power D is generated through conduction to the generator. At this time, the exhaust gas G generated from the gas engine is transferred to the heat exchanger 12.

ここで、熱交換器１２に移送される前における排ガスＧおよび熱分解ガスＥの温度は、排ガスＧの方が熱分解ガスＥより低くなっている。このため、排ガスＧおよび熱分解ガスＥが熱交換器１２の内部を通過すると、排ガスＧは熱分解ガスＥにより加熱される一方、熱分解ガスＥは排ガスＧにより冷却される。すなわち、ガス化炉２２により生成された熱分解ガスＥは、熱交換器１２で冷却されて温度調整された後に、補助燃料Ｆと混合され、ガスエンジン発電ユニット１１に移送される。また、前記ガスエンジンにより発生された排ガスＧは、熱交換器１２で加熱された後に、ボイラー１３に移送される。ここで、補助燃料Ｆには液化天然ガス（ＬＮＧ）、都市ガスや下水処理場内で発生する下水汚泥を生物学的に処理した際に発生するメタンを主成分とする消化ガスなどを用いることができる。
そして、ボイラー１３において排ガスＧの熱により蒸気Ｊを発生させ、この蒸気Ｊを乾燥機２１に移送し、この蒸気Ｊの熱により乾燥機２１内の下水汚泥Ａを加熱して乾燥させる。 Here, the temperature of the exhaust gas G and the pyrolysis gas E before being transferred to the heat exchanger 12 is lower in the exhaust gas G than in the pyrolysis gas E. For this reason, when the exhaust gas G and the pyrolysis gas E pass through the inside of the heat exchanger 12, the exhaust gas G is heated by the pyrolysis gas E, while the pyrolysis gas E is cooled by the exhaust gas G. That is, the pyrolysis gas E generated by the gasification furnace 22 is cooled by the heat exchanger 12 and adjusted in temperature, and then mixed with the auxiliary fuel F and transferred to the gas engine power generation unit 11. The exhaust gas G generated by the gas engine is heated by the heat exchanger 12 and then transferred to the boiler 13. Here, as the auxiliary fuel F, liquefied natural gas (LNG), city gas, digestion gas mainly composed of methane generated when biologically treating sewage sludge generated in a sewage treatment plant, and the like are used. it can.
Then, steam J is generated by the heat of the exhaust gas G in the boiler 13, the steam J is transferred to the dryer 21, and the sewage sludge A in the dryer 21 is heated and dried by the heat of the steam J.

以上説明したように本実施形態による下水汚泥のガス化発電設備１０によれば、ガス化炉２２により生成された熱分解ガスＥを直接ガスエンジン発電ユニット１１に供給して電力Ｄを発生させるので、この下水汚泥の燃料化装置１０における機械的損失の発生を最小限に抑制することが可能になり、下水汚泥Ａの保有エネルギーを高効率で電力として回収することができる。また、前記排ガスＧの熱により発生させた蒸気Ｊを乾燥機２１に移送してこの蒸気Ｊの熱により乾燥機２１内の下水汚泥Ａを加熱するので、燃焼装置等の新たな設備を設けることを回避することが可能になり、下水汚泥処理システムの大型化、高コスト化を抑制することができる。
また、燃料ガスとして、熱分解ガスＥとともに補助燃料Ｆをガスエンジン発電ユニット１１に供給して燃焼させるので、該燃料ガスの熱量を安定させることが可能になり、発電効率および出力の安定化を確実に図ることができる。 As described above, according to the sewage sludge gasification power generation facility 10 according to the present embodiment, the pyrolysis gas E generated by the gasification furnace 22 is directly supplied to the gas engine power generation unit 11 to generate electric power D. The occurrence of mechanical loss in the sewage sludge fueling device 10 can be minimized, and the energy stored in the sewage sludge A can be recovered with high efficiency as electric power. In addition, since steam J generated by the heat of the exhaust gas G is transferred to the dryer 21 and the sewage sludge A in the dryer 21 is heated by the heat of the steam J , new equipment such as a combustion device is provided. Can be avoided, and the increase in size and cost of the sewage sludge treatment system can be suppressed.
Further, as the fuel gas, the auxiliary fuel F together with the pyrolysis gas E is supplied to the gas engine power generation unit 11 and combusted, so that the amount of heat of the fuel gas can be stabilized, and the power generation efficiency and output can be stabilized. It can be done reliably.

さらに、本実施形態では、下水汚泥のガス化発電設備１０が熱交換器１２を備えているので、この熱交換器１２によって高温とされた排ガスＧが、その熱により蒸気Ｊを発生させて、この蒸気Ｊが乾燥機２１に移送されその熱により乾燥機２１内の下水汚泥Ａを加熱することが可能になり、この下水汚泥Ａを高効率に乾燥処理することが可能になり、このガス化発電設備１０を有する下水処理システムの発電効率を向上させることができる。また、熱交換器１２において、熱分解ガスＥを、ガスエンジン発電ユニット１１にとって最適な温度に調整することが可能になり、該ガスエンジン発電ユニット１１における燃焼効率の向上を図ることができ、このガス化発電設備１０を有する下水処理システムの発電効率を向上させることができる。
さらにまた、前記ガスエンジンにより発生された排ガスＧをボイラー１３へ導入して蒸気Ｊを発生させ、該蒸気Ｊにより乾燥機２１内の前記下水汚泥を加熱するので、前記排ガスＧの熱を高温に維持した状態で乾燥機２１に移送することを容易に実現することができる。 Further, in this embodiment, since the sewage sludge gasification power generation facility 10 includes the heat exchanger 12, the exhaust gas G heated to a high temperature by the heat exchanger 12 generates steam J by the heat, This steam J is transferred to the dryer 21, and the heat makes it possible to heat the sewage sludge A in the dryer 21, and this sewage sludge A can be dried with high efficiency. The power generation efficiency of the sewage treatment system having the power generation facility 10 can be improved. In the heat exchanger 12, the pyrolysis gas E can be adjusted to an optimum temperature for the gas engine power generation unit 11, and the combustion efficiency in the gas engine power generation unit 11 can be improved. The power generation efficiency of the sewage treatment system having the gasification power generation facility 10 can be improved.
Furthermore, since the exhaust gas G generated by the gas engine is introduced into the boiler 13 to generate steam J and the sewage sludge in the dryer 21 is heated by the steam J, the heat of the exhaust gas G is raised to a high temperature. Transfer to the dryer 21 in a maintained state can be easily realized.

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、熱分解ガスＥを、ガスエンジン発電ユニット１１に供給する前にフィルターを通過させて洗浄するようにしてもよい。さらに、ガス化炉２２で生成される炭化物Ｃは、燃料として例えば灰溶融炉に投入して利用してもよい。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the pyrolysis gas E may be washed by passing through a filter before being supplied to the gas engine power generation unit 11. Furthermore, the carbide C generated in the gasification furnace 22 may be used as fuel by, for example, charging it into an ash melting furnace.

さらにまた、排ガスＧの熱によりボイラー１３で蒸気Ｊを発生させ、該蒸気Ｊを乾燥機２１に移送し、この蒸気Ｊの熱により乾燥機２１内の下水汚泥Ａを加熱、乾燥する構成を示したが、乾燥機２１の構成に応じて種々変更することが可能である。例えば、排ガスＧを乾燥機２１に直接移送して、このガスＧの熱により前記下水汚泥Ａを加熱するようにしてもよく、また、ボイラー１３に代えて熱交換器を設けてもよい。   Furthermore, a configuration is shown in which steam J is generated in the boiler 13 by the heat of the exhaust gas G, the steam J is transferred to the dryer 21, and the sewage sludge A in the dryer 21 is heated and dried by the heat of the steam J. However, various changes can be made according to the configuration of the dryer 21. For example, the exhaust gas G may be directly transferred to the dryer 21 and the sewage sludge A may be heated by the heat of the gas G, or a heat exchanger may be provided in place of the boiler 13.

さらに、前記実施形態で示した熱交換器１２を除いた構成であってもよい。すなわち、図２に示すように、ガス化炉２２で生成された熱分解ガスＥを熱交換器１２を通過させずに直ぐに補助燃料Ｆと混合させ、これらＥおよびＦをガスエンジン発電ユニット１１に供給するようにしてもよい。この場合においても、前記実施形態と同様に、下水汚泥Ａの保有エネルギーを高効率で電力として回収することができるとともに、下水汚泥処理システムの大型化、高コスト化を抑制することができる。   Furthermore, the structure except the heat exchanger 12 shown by the said embodiment may be sufficient. That is, as shown in FIG. 2, the pyrolysis gas E generated in the gasification furnace 22 is immediately mixed with the auxiliary fuel F without passing through the heat exchanger 12, and these E and F are mixed into the gas engine power generation unit 11. You may make it supply. Even in this case, as in the above embodiment, the retained energy of the sewage sludge A can be recovered as electric power with high efficiency, and the increase in size and cost of the sewage sludge treatment system can be suppressed.

さらに、ガスエンジン発電ユニット１１に、外部から吸気した燃焼空気を供給して、前記ガスエンジンの燃焼効率をさらに向上させるようにしてもよい。この場合において、前記ガス化発電設備１０に図示しない第１熱交換器を備えさせるとともに、該第１熱交換器の内部に、熱分解ガスＥと、外部から吸気された燃焼空気とを通過させることにより、前記燃焼空気を熱分解ガスＥにより加熱する一方、熱分解ガスＥを前記燃焼空気により冷却してその温度を調整するのが望ましい。特に、前記第１熱交換器内を通過させる熱分解ガスＥは、図１に示す実施形態においては、熱交換器１２を通過したものが望ましい。
これにより、ガスエンジン発電ユニット１１の前記ガスエンジンの燃焼効率を確実に向上させることが可能になるととも、該ガスエンジンに作用する負荷を最小限に抑制することができる。 Further, the combustion air sucked from the outside may be supplied to the gas engine power generation unit 11 to further improve the combustion efficiency of the gas engine. In this case, the gasification power generation facility 10 is provided with a first heat exchanger (not shown), and the pyrolysis gas E and combustion air sucked from the outside are passed through the first heat exchanger. Accordingly, it is desirable that the combustion air is heated by the pyrolysis gas E while the pyrolysis gas E is cooled by the combustion air to adjust its temperature. In particular, the pyrolysis gas E that passes through the first heat exchanger is preferably passed through the heat exchanger 12 in the embodiment shown in FIG.
As a result, the combustion efficiency of the gas engine of the gas engine power generation unit 11 can be reliably improved, and the load acting on the gas engine can be minimized.

下水汚泥の保有エネルギーを高効率で電力として回収することが可能になるとともに、下水汚泥の処理システムの大型化および高コスト化を抑制できる。   It is possible to recover the retained energy of the sewage sludge as electric power with high efficiency, and it is possible to suppress the increase in size and cost of the sewage sludge treatment system.

本発明の下水汚泥のガス化発電設備の第１実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 1st Embodiment of the gasification power generation equipment of the sewage sludge of this invention. 本発明の下水汚泥のガス化発電設備の第２実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows 2nd Embodiment of the gasification power generation equipment of the sewage sludge of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０、３０ 下水汚泥のガス化発電設備
１１ ガスエンジン発電ユニット
１２ 熱交換器
２０ 下水汚泥のガス化設備
２１ 乾燥機
２２ ガス化炉
Ａ 下水汚泥
Ｄ 電力
Ｅ 熱分解ガス
Ｆ 補助燃料
Ｇ 排ガス
10, 30 Gasification power generation facility for sewage sludge 11 Gas engine power generation unit 12 Heat exchanger 20 Gasification facility for sewage sludge 21 Dryer 22 Gasification furnace A Sewage sludge D Electric power E Pyrolysis gas F Auxiliary fuel G Exhaust gas

Claims (3)

下水汚泥を加熱して乾燥する乾燥機と、該乾燥機により乾燥された前記下水汚泥を熱分解して熱分解ガスを生成するガス化炉と、を備える下水汚泥のガス化設備に併設され、前記熱分解ガスを燃焼させることにより、熱および電力を発生させる下水汚泥のガス化発電設備であって、
前記熱分解ガスおよび補助燃料を燃焼させて電力を発生させるガスエンジン発電ユニットと、前記熱分解ガス、およびガスエンジン発電ユニットから発生した排ガスを通過させることで前記熱分解ガスを冷却しかつ前記排ガスを加熱する熱交換器と、を備え、
この熱交換器で冷却された熱分解ガスは、前記ガスエンジン発電ユニットに移送される一方、
前記熱交換器で加熱された排ガスは、前記乾燥機に移送されてこの排ガスの熱により前記乾燥機内の下水汚泥を加熱する、
または前記熱交換器で加熱された排ガスは該排ガスの熱によって蒸気を発生させ、この蒸気が前記乾燥機に移送されて該蒸気の熱により前記乾燥機内の下水汚泥を加熱する構成とされたことを特徴とする下水汚泥のガス化発電設備。 A dryer for drying and heating the sewage sludge, juxtaposed the sewage sludge is dried by the dryers and the gasification furnace to produce a pyrolysis gas and pyrolysis, gasification facility of the sewage sludge with a, A sewage sludge gasification power generation facility that generates heat and electric power by burning the pyrolysis gas,
A gas engine power generation unit for generating electric power by burning the pyrolysis gas and auxiliary fuel ; and cooling the pyrolysis gas by passing the pyrolysis gas and exhaust gas generated from the gas engine power generation unit; A heat exchanger for heating ,
While the pyrolysis gas cooled by this heat exchanger is transferred to the gas engine power generation unit,
The exhaust gas heated by the heat exchanger is transferred to the dryer and heats the sewage sludge in the dryer by the heat of the exhaust gas.
Or gas heated in the heat exchanger to generate steam by heat of the exhaust gas, the vapor is transported to the dryer is configured to heat the sewage sludge of the dryer by the heat of the steam A sewage sludge gasification power generation facility. 請求項１記載の下水汚泥のガス化発電設備において、
前記補助燃料が液化天然ガス、都市ガス、汚泥の発酵により発生する消化ガスのうち少なくとも１つからなることを特徴とする下水汚泥のガス化発電設備。 In the sewage sludge gasification power generation facility according to claim 1 ,
A sewage sludge gasification power generation facility, wherein the auxiliary fuel is at least one of liquefied natural gas, city gas, and digestion gas generated by fermentation of sludge. 下水汚泥を乾燥機により加熱して乾燥し、その後、該下水汚泥を熱分解することによって熱分解ガスを生成し、該熱分解ガスを燃焼させることにより熱および電力を発生させる下水汚泥のガス化発電方法であって、
前記熱分解ガスおよび補助燃料をガスエンジン発電ユニットに供給して燃焼させる工程と、
前記熱分解ガス、および前記燃焼によって発生する排ガスを熱交換器に供給することで前記熱分解ガスを冷却しかつ前記排ガスを加熱する工程と、
前記熱交換器で冷却された熱分解ガスを前記ガスエンジン発電ユニットに移送する工程と、
前記熱交換器で加熱された排ガスを前記乾燥機に移送してこの排ガスの熱により前記乾燥機内の下水汚泥を加熱する、または前記熱交換器で加熱された排ガスの熱により発生させた蒸気を前記乾燥機に移送してこの蒸気の熱により前記乾燥機内の下水汚泥を加熱する工程と、を有することを特徴とする下水汚泥のガス化発電方法。 Sewage sludge is dried by heating with a dryer, then pyrolyzing the sewage sludge to generate pyrolysis gas, and burning the pyrolysis gas to generate heat and power A power generation method,
Supplying the pyrolysis gas and auxiliary fuel to a gas engine power generation unit for combustion;
Cooling the pyrolysis gas and heating the exhaust gas by supplying the pyrolysis gas and exhaust gas generated by the combustion to a heat exchanger;
Transferring the pyrolysis gas cooled by the heat exchanger to the gas engine power generation unit;
The exhaust gas heated by the heat exchanger is transferred to the dryer and the sewage sludge in the dryer is heated by the heat of the exhaust gas, or the steam generated by the heat of the exhaust gas heated by the heat exchanger is And a step of heating to the dryer and heating the sewage sludge in the dryer by the heat of the steam , and a gasification power generation method of the sewage sludge.
JP2004299914A 2004-10-14 2004-10-14 Sewage sludge gasification power generation facility and sewage sludge gasification power generation method Active JP4198664B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004299914A JP4198664B2 (en) 2004-10-14 2004-10-14 Sewage sludge gasification power generation facility and sewage sludge gasification power generation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004299914A JP4198664B2 (en) 2004-10-14 2004-10-14 Sewage sludge gasification power generation facility and sewage sludge gasification power generation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006112299A JP2006112299A (en) 2006-04-27
JP4198664B2 true JP4198664B2 (en) 2008-12-17

Family

ID=36381030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004299914A Active JP4198664B2 (en) 2004-10-14 2004-10-14 Sewage sludge gasification power generation facility and sewage sludge gasification power generation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4198664B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190019779A (en) * 2017-08-19 2019-02-27 주식회사 한국종합기술 Low Energy Sludge Drying Fuelization System Using Oxidation Dehydration, Hybrid Drying and Waste Heat Generation

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110436740B (en) * 2019-08-29 2024-04-16 浙江科技学院 Sludge grading drying gasification coupling coal-fired power generation system and process method thereof
JP7485559B2 (en) 2020-07-07 2024-05-16 月島Ｊｆｅアクアソリューション株式会社 Water treatment system and water treatment method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190019779A (en) * 2017-08-19 2019-02-27 주식회사 한국종합기술 Low Energy Sludge Drying Fuelization System Using Oxidation Dehydration, Hybrid Drying and Waste Heat Generation
KR101955809B1 (en) * 2017-08-19 2019-05-30 주식회사 한국종합기술 Low Energy Sludge Drying Fuelization System Using Oxidation Dehydration, Hybrid Drying and Waste Heat Generation

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006112299A (en) 2006-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4502331B2 (en) Method and system for cogeneration with a carbonization furnace
JP4896565B2 (en) Dry carbonization system
RU2466178C2 (en) Plant for coal gasification
JP2012531296A (en) Waste management system
RU2011141417A (en) METHOD AND INSTALLATION FOR PROCESSING BIOGENIC MASS, AND HEAT ELECTROCENTRAL
JP3861093B2 (en) Method and apparatus for converting sludge into fuel
JP5148809B2 (en) Method and apparatus for converting sludge into fuel
JP2004035837A (en) Thermal cracking gasification apparatus and the system
JP2007177779A (en) Treatment method for volatile organic compound (voc gas)
JP2006348302A (en) Method and apparatus for converting sludge into fuel
KR20150005855A (en) Active carbon production system
JP5847524B2 (en) Carbonization system
JP4198664B2 (en) Sewage sludge gasification power generation facility and sewage sludge gasification power generation method
JP2009174392A (en) Biomass gasified gas power generation system
JP2009013027A (en) System for producing hydrogen using biomass
CN114651055A (en) Method and apparatus for a baking process
JP2001241624A (en) Waste-incinerating plant
Koga et al. Biomass solid fuel production from sewage sludge with pyrolysis and co-firing in coal power plant
JP2008214542A (en) Biomass gasifying method and biomass gasifying equipment
GB2513143A (en) Improvements in waste processing
JP6270206B2 (en) Organic waste processing apparatus and organic waste processing method
JP2009240888A (en) System for gasifying waste
JPH11197698A (en) Method and device for gasifying waste
JP2002030289A (en) Gasification treatment installation for waste and gasification power generating plant
JP2004143253A (en) Vegetable organic waste-carbonizing system

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080304

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080408

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080624

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080808

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080924

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081001

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4198664

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141010

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350