JP4441281B2 - バイオマス資源からの水素及び酸素の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
例えば、特開平11−14029号に示した流動層式ごみ焼却炉やストーカ式ごみ焼却炉では、焼却炉に付設した廃熱ボイラからの蒸気によりタービン発電機を作動させて電力を発生すると共に、焼却炉から排出した燃焼残滓(主灰)を別途に設けた溶融炉により溶融処理する構成としている。
また、バイオマス資源の燃焼や焼却残渣の溶融燃焼処理に必要とする燃焼用空気の供給動力費も比較的高額となり、これ等のランニングコストの引下げが図り難いという問題がある。
更に、水素と同時に多量の酸素が発生するが、この酸素の消費対象が水素に比較して少ないために、酸素が余剰になるという問題がある。
図1は本願発明のバイオマス資源からの水素及び酸素の製造システムの構成図であり、図1に於いて、1はバイオマス資源、2はバイオマス資源の燃焼装置、3は廃熱回収装置、4は排ガス処理装置、5は水分回収装置、6は発電装置、7は溶融燃焼装置、8は燃焼残渣冷却装置、9は水電気分解装置、10は水素貯留槽、11は酸素貯留槽、G1 〜G4 は燃焼排ガス、Sは蒸気、Eは発生電力、H2 は水素ガス、Aは燃焼用空気、O2 は酸素ガス、Cは燃焼残滓、C1 は溶融スラグ、C2 は水砕スラグ、Wは冷却水である。
また、前記廃熱回収装置3はバイオマス資源1の燃焼熱を回収するものであり、廃熱ボイラや蒸気過熱器等の熱交換器が一般に使用されている。
また、水蒸気成分を回収された後の低温排ガスG4 は、煙突等から大気中へ放散される。
また、当該水電気分解装置9へは、前記水分回収装置5で回収された清浄水WEが供給されており、ここで所謂水の電気分解が行なわれる。また、発生した水素は水素貯留槽10へ、また酸素は酸素貯留槽11へ夫々貯留される。
また、外部電力系統がピーク負荷用の電力を必要とする場合には、水の電気分解を一時的に中止して水電気分解用の電力Eを外部へ融通することも可能である。更に、夜間の安価な外部電力や別途に設けた風力発電、太陽光発電及び地熱発電等の自然エネルギーを用いた発生電力を併用して水の電気分解を行なうことも可能であり、電力系統の運用は経済性を考慮して自在に行なうことが可能となる。
即ち、水の電気分解により副次的に発生されるO2 を利用して所謂酸素富化ガスを利用した燃焼(又は溶融燃焼)を行なうことにより、燃焼装置等の小型化が図れるため、水素製造プラントの大幅な小型化が可能となる。
また、余剰の酸素は、同様に工業用として各種の用途に供給されて行く。
また、本発明は、設備の大幅な小型化を図ることにより、水素燃料自動車の水素供給基地や半導体製造用工場等に付属する水素供給装置としても活用可能なものである。
Claims (2)
- 水の電気分解により生じた酸素を燃焼用酸化剤として用い、バイオマス資源を燃焼させるストーカ式焼却炉又は流動層式焼却炉から成る燃焼装置と,水の電気分解により生じた酸素を燃焼用酸化剤として用い、前記燃焼装置からの燃焼残滓を溶融燃焼させる溶融燃焼装置と,前記燃焼装置及び溶融燃焼装置で生じた燃焼排ガスの熱を回収する熱回収装置と、前記熱回収装置からの蒸気により発電をする発電装置と,前記熱回収装置からの燃焼排ガスの浄化装置と,前記浄化装置からの燃焼排ガス内の水分を回収する水分回収装置と,前記水分回収装置からの水を前記発電装置からの電力により電気分解する水電気分解装置と,前記水電気分解装置で発生した水素及び酸素を回収貯留する水素貯留槽及び酸素貯留槽と,前記酸素貯留槽の酸素を前記燃焼装置及び溶融燃焼装置へ供給する管路と,から構成したことを特徴とするバイオマス資源からの水素及び酸素の製造装置。
- バイオマス資源を燃焼させると共にその燃焼残滓を溶融燃焼させ、前記バイオマス資源の燃焼及びその燃焼残滓の溶融燃焼の燃焼熱の回収により得た蒸気により発電を行うと共に、発電電力を用いて水を電気分解し、水素及び酸素を得る構成としたバイオマス資源からの水素及び酸素の製造方法において、前記燃焼熱を回収したあとの燃焼排ガスを浄化処理し、当該浄化処理をした燃焼排ガス内の水蒸気を冷却して回収すると共に、回収した水を電気分解用の水とし、当該水の電気分解により発生した酸素を、前記バイオマス資源の燃焼及びその燃焼残滓の溶融燃焼の燃焼用酸化剤として利用するようにしたバイオマス資源からの水素及び酸素の製造方法。
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