JP4463315B2 - Cogeneration system for the treatment of volatile organic compounds - Google Patents
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Description
本発明は、揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムに係り、特に、省エネルギー化を図ることができる揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムに関する。 The present invention relates to a cogeneration system for treating volatile organic compounds, and more particularly to a cogeneration system for treating volatile organic compounds that can save energy.
近時、工場内で発生する揮発性有機化合物、例えば、トルエンを処理する装置として、揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムがある(例えば、特許文献1参照)。
これは、燃料源として「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を利用するガスタービンの原動機で発電機を駆動して電力を生産すると共に、前記原動機から排出される排気ガスを排熱ボイラーに導いて蒸気を生産するようにしたものである。
This is because a generator is driven by a gas turbine prime mover that uses “processing gas containing a volatile organic compound” as a fuel source, and the exhaust gas discharged from the prime mover is led to an exhaust heat boiler. The steam is produced.
この揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムにあっては、ガスタービンの圧縮機の爆発を防ぐために、前記圧縮機へ流入する揮発性有機化合物の濃度が高いとき、切替弁を切り替えて前記圧縮機へ流入しないようにしているものである。
しかしながら、上記の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムにあっては、処理ガスの揮発性有機化合物の濃度が変動した場合、例えば、処理ガスの揮発性有機化合物の濃度が低い場合、低い濃度のまま、前記圧縮室内に受け入れているため、ガスタービンの燃焼室内への「揮発性有機化合物を含む処理ガス」以外の「燃料ガス」の量が増加し、省エネルギー化の点で良好でないという問題点があった。
In this cogeneration system for treating volatile organic compounds, in order to prevent the explosion of the compressor of the gas turbine, when the concentration of the volatile organic compound flowing into the compressor is high, the switching valve is switched to switch the compressor It is designed not to flow into.
However, in the above-mentioned cogeneration system for processing volatile organic compounds, when the concentration of the volatile organic compound in the processing gas varies, for example, when the concentration of the volatile organic compound in the processing gas is low, Since it is received in the compression chamber as it is, the amount of “fuel gas” other than “processing gas containing volatile organic compounds” into the combustion chamber of the gas turbine increases, which is not good in terms of energy saving. was there.
本発明は、上記の問題点を除去するようにした揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a cogeneration system for treating a volatile organic compound in which the above-mentioned problems are eliminated.
本発明の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムは、燃料源として少なくとも揮発性有機化合物を含む処理ガスを利用するガスタービンの原動機で発電機を駆動して電力を生産すると共に、前記原動機から排出される排気ガスを排熱ボイラーに導いて蒸気を生産するようにした揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムであって、前記揮発性有機化合物を含む処理ガスを受け入れるチャンバーと、前記チャンバーから導かれた前記処理ガス中の前記揮発性有機化合物を吸着剤で吸着し、該吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を離脱させて前記揮発性有機化合物を濃縮する濃縮装置と、を備え、この濃縮装置の前記吸着剤への吸着は、前記チャンバーから導かれた前記処理ガスを前記吸着剤へ導く第1の送風手段による送風により行われるものであり、前記吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物の離脱は、加熱された空気を前記揮発性有機化合物を吸着した前記吸着剤へ導く第2の送風手段による送風により行われるものであり、前記濃縮装置で濃縮された前記揮発性有機化合物を含む処理ガスの前記揮発性有機化合物の濃度を検出する濃度センサーと、前記濃度センサーにより検出される濃度が設定値より高い場合、前記第2の送風手段による送風量を増大させ、前記設定値より低い場合、前記第2の送風手段による送風量を減少させるように前記第2の送風手段を制御する送風制御手段と、を備えているものである。 The cogeneration system for processing a volatile organic compound according to the present invention generates electric power by driving a generator with a prime mover of a gas turbine that uses a processing gas containing at least a volatile organic compound as a fuel source, and discharges it from the prime mover. A cogeneration system for processing a volatile organic compound in which the exhaust gas generated is guided to an exhaust heat boiler to produce steam, the chamber receiving the processing gas containing the volatile organic compound, wherein the volatile organic compound in the gas is adsorbed by the adsorbent, and a concentrator for concentrating the volatile organic compound is disengaged the volatile organic compound adsorbed in the adsorbent was, concentrate The adsorption to the adsorbent of the apparatus is performed by a first blower that guides the processing gas led from the chamber to the adsorbent. Detachment of the volatile organic compound adsorbed on the adsorbent is performed by air blown by a second blower that guides heated air to the adsorbent that adsorbs the volatile organic compound. A concentration sensor for detecting the concentration of the volatile organic compound in the processing gas containing the volatile organic compound concentrated by the concentrator, and the concentration detected by the concentration sensor is higher than a set value. In the case, the air blowing amount by the second air blowing unit is increased, and if it is lower than the set value, the air blowing control unit that controls the second air blowing unit to reduce the air blowing amount by the second air blowing unit, It is equipped with.
また、請求項2記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムは、請
求項1記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムにおいて、濃縮装置とガスタービンとを接続し、前記濃縮装置で濃縮された前記揮発性有機化合物を含む処理ガスを前記ガスタービンへ案内する案内通路と、燃焼装置と、前記案内通路の中途と前記燃焼装置とを接続する燃焼装置案内通路と、この燃焼装置案内通路に設けられ、前記燃焼装置案内通路を開閉する開閉弁と、を備え、この開閉弁は、前記ガスタービンで処理する前記処理ガスの圧力が設定圧力を超えると、開動作するものである
Further, the cogeneration system for processing a volatile organic compound according to
また、請求項3記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムは、請求項1又は2記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムにおいて、圧縮室に受け入れられる前記揮発性有機化合物を含む処理ガスを冷却する第1の冷却手段とを備えているものである。
Further, the cogeneration system for processing a volatile organic compound according to
また、請求項4記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムは、請求項1〜3の内のいずれか一記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムにおいて、チャンバーに受け入れられる揮発性有機化合物を含む処理ガスを冷却する第2の冷却手段とを備えているものである。
A volatile organic compound processing cogeneration system according to claim 4 is the volatile organic compound processing cogeneration system according to any one of
また、請求項5記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムは、請求項1〜4の内のいずれか一記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムにおいて、濃縮装置は、処理ゾーン、再生ゾーン、冷却ゾーンに区画され、チャンバーと前記処理ゾーンの入口側とに連通する第1の案内通路と、前記処理ゾーンの出口側と大気に連通する第2の案内通路と、加熱された空気を前記再生ゾーンの入口側へ案内する第3の案内通路と、前記再生ゾーンの出口側とガスタービンとに連通する第4の案内通路とを備え、第1の送風手段は、前記チャンバー内の揮発性有機化合物を含む処理ガスを吸引して前記第1の案内通路を介して前記処理ゾーンへ導くと共に、前記処理ゾーンを通過した浄化空気を前記第2の案内通路を介して大気へ導くものであり、第2の送風手段は、加熱された空気を前記第3の案内通路を介して前記再生ゾーンへ導くと共に、前記再生ゾーンを通過した揮発性有機化合物を含む処理ガスを前記第4の案内通路を介して前記ガスタービンに導くものである。
Further, the cogeneration system for processing a volatile organic compound according to
請求項1記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムによれば、濃縮装置で濃縮された揮発性有機化合物を含む処理ガスの濃度が設定値より高い場合、送風制御手段により、第2の送風手段による送風量を増大させて濃度を薄め、設定値より低い場合、第2の送風手段による送風量を減少させて濃度を濃くするように第2の送風手段を制御するため、ガスタービンに供給される「揮発性有機化合物を含む処理ガス」の濃度が高濃度になるように制御して、 ガスタービンへの「揮発性有機化合物を含む処理ガス」以外の「燃料ガス」の量を少なくして、省エネルギー化を図ることができる。
According to the cogeneration system for processing a volatile organic compound according to
また、請求項2記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムによれば、上述した請求項1記載の発明の効果に加え、ガスタービンで処理する処理ガスを超えると、該超えた前記処理ガスを燃焼装置案内通路を介して燃焼装置へ導いて処理することができる。
Further, according to the cogeneration system for processing a volatile organic compound according to
また、請求項3記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムによれば、請求項1又は2記載の発明の効果に加え、ガスタービンに供給される揮発性有機化合物を含む処理ガスを冷却するため、ガスタービンの効率を向上させることができる。
According to the cogeneration system for processing a volatile organic compound according to
また、請求項4記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムによれば、請求項1〜3記載の発明の効果に加え、第2の冷却手段によりチャンバーに受け入れられる揮発性有機化合物を含む処理ガスを冷却することにより、濃縮装置の吸着剤の加熱を防いで、揮発性有機化合物の吸着剤への吸着効率を良好にすると共に、圧縮室に受け入れられる揮発性有機化合物を含む処理ガスのプレ冷却機能の役割をも有する。
Moreover, according to the cogeneration system for processing a volatile organic compound according to claim 4, in addition to the effects of the inventions according to
本発明の一実施例の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムを図面を参照して説明する。
図1に示すSは揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムで、揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムSは、燃料源として「揮発性有機化合物を含む処理ガス」と他の燃料とを利用するガスタービンGの原動機で発電機1を駆動して電力を生産すると共に、前記原動機から排出される排気ガスを排熱ボイラー2に導いて蒸気を生産するようにしたものである。
なお、上述の「揮発性有機化合物」とは、トルエン、キシレン、酢酸エチル等であり、大気汚染の要因となる浮遊粒子状物質、光化学オキシダントの原因物質の一つであり、
また、上述の「他の燃料」とは、例えば、都市ガス13A、灯油であり、
また、上述の「ガスタービンG」とは、例えば、約300KWと発電出力が小さいマイクロガスタービンであり、具体的には、株式会社トヨタタービンアンドシステム製マイクロガスタービンである。
この揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムSは、説明を後述するように、工場等で発生する揮発性有機化合物をチャンバー3に集約し、このチャンバー3内に「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を受け入れ、該「揮発性有機化合物を含む処理ガス」の圧力、風量等を第1の送風手段10、11、12、圧力センサー32等によって制御し、「揮発性有機化合物を含む処理ガス」中の揮発性有機化合物の濃度を第2の送風手段16、濃度センサー17等によって制御して高めて、効率良く処理しようとするものである。
A cogeneration system for treating volatile organic compounds according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a cogeneration system for processing volatile organic compounds, and the cogeneration system S for processing volatile organic compounds uses “processing gas containing volatile organic compounds” and another fuel as a fuel source. The
In addition, the above-mentioned “volatile organic compound” is toluene, xylene, ethyl acetate, etc., and is one of the causative substances of suspended particulate matter and photochemical oxidant that cause air pollution,
Moreover, the above-mentioned “other fuel” is, for example, city gas 13A, kerosene,
The above-mentioned “gas turbine G” is, for example, a micro gas turbine having a small power generation output of about 300 KW, and specifically, a micro gas turbine manufactured by Toyota Turbine & Systems Co., Ltd.
As will be described later, this cogeneration system S for processing volatile organic compounds collects volatile organic compounds generated in a factory or the like in a
3は「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を受け入れるチャンバーで、チャンバー3を介して、チャンバー3の一方側Aは、揮発性有機化合物が発生する側であり、チャンバー3の他方側Bは、揮発性有機化合物を処理する側である。
「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を受け入れる部位をチャンバー3の一箇所に集約させているのは、1個のチャンバー3内の「揮発性有機化合物を含む処理ガス」の圧力、風量等を制御することにより、一方側Aで発生する「揮発性有機化合物を含む処理ガス」の量の変動(「量の変動」とは、低風量で低濃度、低風量で高濃度、中風量で高濃度、多風量で中濃度、多風量で低濃度、多風量で高濃度の場合がある。)に対応できるようにするためである。
例えば、処理したい「揮発性有機化合物を含む処理ガス」がチャンバー3に流入する際、チャンバー3内の圧力が高いと、処理したい「揮発性有機化合物を含む処理ガス」の量が減少するし、
逆に、チャンバー3内の圧力が低いと、処理したい「揮発性有機化合物を含む処理ガス」の量以上のものが流入する不具合を生じる場合がある。
かかる場合、説明を後述するように、チャンバー3内の圧力Pを所定圧(例えば、0<P<50Pa)に保つようにして前述した不具合を防止するようにしている。
3 is a chamber for receiving a “processing gas containing a volatile organic compound”, and through the
The part that receives the “processing gas containing a volatile organic compound” is concentrated in one place of the
For example, when the “processing gas containing a volatile organic compound” to be processed flows into the
On the other hand, when the pressure in the
In such a case, as described later, the above-described problems are prevented by maintaining the pressure P in the
上述した 一方側Aには、「揮発性有機化合物を含む処理ガス」が発生する塗工機(図示せず)が設置された複数の室4が設けられている。「複数の室4」は、本実施例では、例えば、4室である。
この複数の室4とチャンバー3とは、それぞれ「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を案内する複数の案内通路5(例えば、ダクト)が設けられている。「複数の案内通路5」は、本実施例では、例えば、4個である。
6は、チャンバー3に受け入れられる「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を冷却する第2の冷却手段である。第2の冷却手段6により、「揮発性有機化合物を含む処理ガス」の温度は、約55℃以下、望ましくは、25℃(夏以外の他季)〜40℃(夏)になるように制御される。
このように第2の冷却手段6によりチャンバー3に受け入れられる「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を冷却することにより、後述する濃縮装置7の吸着剤が加熱されるのを防いで、揮発性有機化合物の吸着剤への吸着効率を良好にすると共に、後述するガスタービンGの圧縮室20に受け入れられる「揮発性有機化合物を含む処理ガス」のプレ冷却機能の役割をも有する。
なお、第1の冷却手段28は、後述するガスタービンGの圧縮室20へと導かれる「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を冷却するものである。
On the one side A described above, a plurality of chambers 4 in which a coating machine (not shown) in which “a processing gas containing a volatile organic compound” is generated are provided. In the present embodiment, “a plurality of chambers 4” is, for example, four chambers.
Each of the plurality of chambers 4 and the
In this way, by cooling the “processing gas containing a volatile organic compound” received in the
The first cooling means 28 cools “a processing gas containing a volatile organic compound” guided to a
チャンバー3は、図2に示すように、例えば、開口部31aを有した仕切り部材31が、チャンバー3の内部を横断するように設けられている。32は、チャンバー3内に設けられ、チャンバー3内の圧力を検知する圧力センサーである。
なお、特に、揮発性有機化合物を含む処理ガスが発生する塗工機が設置された複数の室4、4、4、4と、この複数の室4、4、4、4とチャンバー3とは、それぞれ「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を案内する複数の案内通路5、5、5、5で接続され、圧力センサー32により検出されるチャンバー3内の圧力Pが所定圧(0<P<50Pa)に保つよう、第1の送風手段10、11、12の送風量を制御する。
その結果、チャンバー3内の圧力が所定圧に保たれる結果、塗工機が設置された複数の室4、4、4、4内の圧力変動が少なく、塗工機の塗工作業に悪影響を及ぼさない。
As shown in FIG. 2, for example, the
In particular, the plurality of chambers 4, 4, 4, 4, and the plurality of chambers 4, 4, 4, 4, and the
As a result, the pressure in the
チャンバー3内の圧力を所定圧に保つのは、次の理由による。
即ち、チャンバー3内の圧力を制御しないと、例えば、チャンバー3内の圧力が低下した場合、案内通路5を介して塗工機側から必要以上の「揮発性有機化合物を含む処理ガス」が流れ込み、塗工機側の室4内の圧力が急下降し、
逆に、チャンバー3内の圧力が上昇した場合、案内通路5を介して塗工機側から「揮発性有機化合物を含む処理ガス」の量が低下し、塗工機側の室4内の圧力が急上昇する。 その結果、塗工機側の室4内の圧力変動によって塗工機の塗工作業に悪影響を及ぼすこととなる。これを未然に防止するために、チャンバー3内の圧力Pを所定圧(0<P<50Pa)に保つよう、第1の送風手段10、11、12の送風量を制御する。
なお、チャンバー3内の圧力を高めたい時には、第1の送風手段10、11、12の送風量を減少させ、逆に、チャンバー3内の圧力を低くしたい時には、第1の送風手段10、11、12の送風量を増大させるようにする。
また、チャンバー3には、案内通路5の他に、大気吸引通路33、オーバー排気通路34、緊急開放通路35及び案内通路8が接続されている。
大気吸引通路33、オーバー排気通路34、緊急開放通路35には、それぞれの通路を開閉調節するダンパ33’、34’、35’が設けられている。上記案内通路(第1の案内通路)8は、チャンバー3に受け入れられる「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を後述する濃縮装置7へ案内する通路(例えば、ダクト)である。
The pressure in the
That is, if the pressure in the
On the other hand, when the pressure in the
When it is desired to increase the pressure in the
In addition to the
The
濃縮装置7は、チャンバー3から導かれた処理ガス中の揮発性有機化合物を吸着剤で吸着し、前記揮発性有機化合物を吸着した前記吸着剤を加熱することにより、吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を離脱させて、前記揮発性有機化合物を濃縮するものである。
また、濃縮装置7は、図3に示すように、ケーシング71と仕切壁72、73、74により、「処理ゾーン75」、「再生ゾーン76」、「冷却ゾーン77」と区画され、モーター78、ベルト79を介して、回転するようになっている。
即ち、「揮発性有機化合物を含む処理ガス」が処理ゾーン75を通過すると、処理ガス中の揮発性有機化合物は、吸着剤に吸着除去されて浄化空気として案内通路(第2の案内通路)(例えば、ダクト)9を介して排出される。
つまり、濃縮装置7の吸着剤への処理ガス中の揮発性有機化合物の吸着は、チャンバー3から導かれた処理ガスを吸着剤へ導く第1の送風手段による送風により行われるもので、第1の送風手段は、チャンバー3内の「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を吸引して案内通路(第1の案内通路)8を介して処理ゾーン75へ導くと共に、処理ゾーン75を通過した浄化空気を案内通路(第2の案内通路)9を介して大気へ導くものである。第1の送風手段は、例えば、複数の送風機10、11、12である。
なお、本実施例では、第1の送風手段を複数の送風機10、11、12としたが、本願発明にあっては、これに限らず、回転数を可変に制御される1個の送風機で対応するようにしても良い。
また、上述の案内通路(第1の案内通路)8の一端はチャンバー3に、案内通路8の他端は途中分岐し、該分岐の一方は「処理ゾーン75」の入口側に、分岐の他方は「冷却ゾーン77」の入口側に、それぞれ臨むように設けられ、つまり、連通している。また、上述の案内通路(第2の案内通路)9の一端は濃縮装置7の処理ゾーン75の出口側に、案内通路9の他端は大気に、それぞれ臨むように設けられ、つまり、連通している。
The concentrating
Further, as shown in FIG. 3, the
That is, when the “processing gas containing a volatile organic compound” passes through the
That is, the adsorption of the volatile organic compound in the processing gas to the adsorbent of the
In this embodiment, the first blower means is a plurality of
One end of the above-described guide passage (first guide passage) 8 is branched into the
複数の送風機10、11、12は、送風制御手段13により制御される。送風制御手段13は、圧力センサー32により検出されるチャンバー3内の圧力がP(0<P<50Pa)に保つよう、第1の送風手段10、11、12の送風量を制御する。
従って、圧力センサー32により検出されるチャンバー3内の圧力Pが0<P<50Paの範囲内を保つよう、例えば、チャンバー3内の圧力Pが50Paを超えようとすれば、複数の送風機10、11、12による送風量が増大するように制御し、チャンバー3内の圧力Pが0Paに満たないときには、第1の送風手段10、11、12の送風量を低下させるように制御するか、又は、ダンパ33’を開とし大気吸引通路33を介して、大気をチャンバー3内に取り入れるようにしている(図6参照)。
なお、複数の送風機10、11、12による送風量が増大したにも関わらず、チャンバー3内の圧力が下がらない場合、図8に示すように、ダンパ34’を開又はダンパ35’を開(又は、ダンパ34’、35’を共に、開とする。)としてオーバー排気通路34又は緊急開放通路35(又はオーバー排気通路34及び緊急開放通路35)よりチャンバー3内の処理ガスを、チャンバー3の外へと放出し、チャンバー3内の圧力を下げるようにする。
The plurality of
Therefore, if the pressure P in the
If the pressure in the
また、揮発性有機化合物を吸着した吸着剤は、再生ゾーン76へ回転移動し、高温の空気(例えば、180℃)により吸着剤が加熱され、吸着剤に吸着した揮発性有機化合物が離脱する。
前記高温の空気は、例えば、排熱ボイラー2の排熱を利用したもので、案内通路14を介して再生ゾーン76へ導かれる。この案内通路(第3の案内通路)14は、再生ゾーン76の入口側へ案内するもので、案内通路(第3の案内通路)14の一端は排熱ボイラー2の排熱ガス通路(図示せず)に、案内通路(第3の案内通路)14の他端は濃縮装置7の再生ゾーン76に、それぞれ臨むように配置されている。
そして、吸着剤より離脱した揮発性有機化合物は、案内通路(第4の案内通路)15を介してガスタービンGへと案内される。案内通路(第4の案内通路)15は、濃縮装置7の処理ゾーン75の出口側とガスタービンGとに連通し、濃縮装置7で濃縮された「揮発性有機化合物を含む処理ガス」をガスタービンGへ案内するものである。
なお、上述した吸着剤に吸着した揮発性有機化合物の離脱は、加熱された空気を前記揮発性有機化合物を吸着した前記吸着剤へ導く第2の送風手段による送風により行われるもので、第2の送風手段は、例えば、送風機16で、案内通路(第3の案内通路)14内の高温の空気を再生ゾーン76に導くと共に、再生ゾーン76を通過した「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を案内通路(第4の案内通路)15を介してガスタービンGに導くものである。案内通路(第4の案内通路)15の空気流れにおいて、送風機16の下流側には、揮発性有機化合物の濃度を検出する濃度センサー17が設けられている。
また、揮発性有機化合物を離脱した吸着剤は、冷却ゾーン77へ回転移動し、冷却空気(例えば、55℃以下の空気)により冷却される。冷却ゾーン77を通過した空気は、通路8’を介してミキシングチャンバー13’に導かれ、ミキシングチャンバー13’において、案内通路(第3の案内通路)14中の流体により加熱され、再生ゾーン76へと導かれるようになっている。上述の通路8’の一端は濃縮装置7の冷却ゾーン77の出口側に、通路8’の他端はミキシングチャンバー13’に、それぞれ臨むように設けられている。
Further, the adsorbent that has adsorbed the volatile organic compound rotates and moves to the
The high-temperature air uses, for example, exhaust heat of the
Then, the volatile organic compound separated from the adsorbent is guided to the gas turbine G via the guide passage (fourth guide passage) 15. The guide passage (fourth guide passage) 15 communicates with the outlet side of the
The above-described detachment of the volatile organic compound adsorbed on the adsorbent is performed by blowing air from a second blowing unit that guides heated air to the adsorbent that has adsorbed the volatile organic compound. The air blowing means is, for example, the
Further, the adsorbent from which the volatile organic compound has been released rotates and moves to the
18は、濃度センサー17により検出される揮発性有機化合物の濃度が設定値に保つよう、第2の送風手段16の送風量を制御する送風制御手段である。
送風制御手段18は、濃度センサー17により検出される濃度が設定値より高い場合、濃度を薄くなるよう、第2の送風手段16による送風量を増大させ、
逆に、設定値より低い場合、濃度を濃くするよう、第2の送風手段16による送風量を減少させるように第2の送風手段16を制御するものである。
なお、上述の濃度の設定値は、例えば、20,000ppmCであり、この20,000ppmCは、ガスタービンGにとって効率が良い値である。
When the concentration detected by the
On the contrary, when it is lower than the set value, the second blowing means 16 is controlled so as to decrease the amount of air blown by the second blowing means 16 so as to increase the density.
The set value of the above-mentioned concentration is, for example, 20,000 ppmC, and this 20,000 ppmC is a value that is efficient for the gas turbine G.
また、ガスタービンGは、図4に示すように、濃縮装置7で濃縮された「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を圧縮させる圧縮室20と、この圧縮室20からの圧縮された「揮発性有機化合物を含む処理ガス」と燃料ガスを受け入れ、燃焼させる燃焼室21と、この燃焼室21からの燃焼ガスで回転するタービン22とを有している。23は燃焼室21へ燃料ガス(例えば、都市ガス13A)を導く供給通路である。
また、図1に示す24は排気ダクト、25は燃焼装置、26は案内通路15の中途より分岐し、処理ガスを燃焼装置25へ導く燃焼装置案内通路、27はガスタービンで処理する前記処理ガスを超えると開となる開閉弁、28は圧縮室20に受け入れられる揮発性有機化合物を含む処理ガスを冷却する第1の冷却手段である。
ガスタービンGで処理する前記処理ガスの量を超えると開となる開閉弁27は、例えば、案内通路15に設けた圧力センサー(図示せず)が設定圧力を超えると、開となるものである。
そのため、濃縮された「揮発性有機化合物を含む処理ガス」は、最優先にガスタービンGへ供給され、濃縮された「揮発性有機化合物を含む処理ガス」に余剰が生じると、案内通路(第4の案内通路)15の圧力が高くなり、これを案内通路(第4の案内通路)15内に設けた圧力センサー(図示せず)が検出して、開閉弁27を開となり、余剰の「揮発性有機化合物を含む処理ガス」は、燃焼装置案内通路26を介して燃焼装置25へと導かれ、燃焼されて処理されることとなる。
Further, as shown in FIG. 4, the gas turbine G compresses the “processing gas containing a volatile organic compound” concentrated by the concentrating
1, 24 denotes an exhaust duct, 25 denotes a combustion device, 26 denotes a combustion device guide passage that branches from the middle of the
The on-off
Therefore, the concentrated “processing gas containing a volatile organic compound” is supplied to the gas turbine G with the highest priority, and if surplus occurs in the concentrated “processing gas containing a volatile organic compound”, the guide passage (first (4 guide passage) 15 is increased in pressure, and this is detected by a pressure sensor (not shown) provided in the guide passage (fourth guide passage) 15 to open the on-off
従って、上述した揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムSは、起動時、つまり、「揮発性有機化合物を含む処理ガス」が発生する塗工機(図示せず)である一方側Aにおいては、揮発性有機化合物が発生していないため、第1の送風手段10、11、12のON動作により、そのままでは、チャンバー3内の圧力が低下する。
チャンバー3内の圧力が低下した状態で、案内通路5を介して塗工機側から「揮発性有機化合物を含む処理ガス」をチャンバー3内に受け入れると、多量の「揮発性有機化合物を含む処理ガス」がチャンバー3内に流れ込み、塗工機側の室4内の圧力が急下降し、塗工機側の室4内の圧力変動によって塗工機の塗工作業に悪影響を及ぼすこととなる。
そのため、図5に示すように、開閉調節するダンパ33’を開とし、大気吸引通路33より大気をチャンバー3内へ導くようにして、チャンバー3内の圧力が低下するのを防止するようにしている。
また、揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムSの起動時、濃縮装置7で濃縮された揮発性有機化合物を含む処理ガスが圧縮室20に流入しないため、燃焼室21へは、供給通路23を介して燃料ガス(例えば、都市ガス13A)が導かれる。
その後、一方側Aにおいて、室4内の塗工機(図示せず)が稼働して揮発性有機化合物が発生すると、ダンパ33’を閉とし、大気吸引通路33よりの大気の導入を停止する。
その後は、チャンバー3内へ揮発性有機化合物を含む処理ガスを受け入れ、圧力センサー32により検出されるチャンバー3内の圧力Pが0<P<50Paの範囲内を保つよう、送風制御手段13により第1の送風手段10、11、12の送風量を制御する。
なお、第1の送風手段10、11、12の送風量の制御は、第1の送風手段10、11、12の適宜の運転台数の他に、第1の送風手段10、11、12の個々の回転数の組み合わせで行うものである。
Therefore, the above-described cogeneration system S for processing volatile organic compounds is a coating machine (not shown) that generates a “processing gas containing a volatile organic compound” at the time of startup, that is, on one side A. Since no volatile organic compound is generated, the pressure in the
When a “processing gas containing a volatile organic compound” is received into the
Therefore, as shown in FIG. 5, the
Further, when the cogeneration system S for processing volatile organic compounds is started, the processing gas containing the volatile organic compounds concentrated by the concentrating
Thereafter, on one side A, when a coating machine (not shown) in the chamber 4 is operated and a volatile organic compound is generated, the
Thereafter, a process gas containing a volatile organic compound is received into the
In addition, control of the ventilation volume of the 1st ventilation means 10, 11, and 12 is not limited to the appropriate number of the first ventilation means 10, 11, and 12, and each of the first ventilation means 10, 11, and 12 is controlled. This is a combination of the number of rotations.
そして、チャンバー3から導かれた処理ガスは、案内通路(第1の案内通路)8を介して分岐して濃縮装置7の処理ゾーン75と冷却ゾーン77へと導かれる。濃縮装置7の処理ゾーン75を通過した処理ガスは案内通路9に、濃縮装置7の冷却ゾーン77を通過した処理ガスは案内通路8’へとそれぞれ導かれる。
即ち、揮発性有機化合物を含む処理ガスが処理ゾーン75を通過する際、処理ガス中の揮発性有機化合物は、吸着剤に吸着除去されて浄化空気となって、案内通路9を介して大気に排出され、
他方、冷却ゾーン77を通過した空気は、吸着剤を冷却し、案内通路8’を介してミキシングチャンバー13’へと導かれる。
ミキシングチャンバー13’は、排熱ボイラー2の排熱と熱交換した高温の空気(例えば、550℃)と冷却ゾーン77を通過した空気(例えば、160℃)とが混合され、比較的高温の空気(例えば、180℃)となる。
この比較的高温の空気(例えば、180℃)は、案内通路(第3の案内通路)14を介して再生ゾーン76へと導かれる。
再生ゾーン76においては、比較的高温の空気(例えば、180℃)により吸着剤を加熱するため、吸着剤に吸着した揮発性有機化合物が離脱し、離脱した揮発性有機化合物を含む処理ガス(例えば、50℃〜70℃)は、案内通路(第4の案内通路)15へと導かれる。
Then, the processing gas guided from the
That is, when the processing gas containing the volatile organic compound passes through the
On the other hand, the air that has passed through the cooling
The mixing
This relatively hot air (for example, 180 ° C.) is guided to the
In the
案内通路(第4の案内通路)15へと導かれた「揮発性有機化合物を含む処理ガス」は、第1の冷却手段28により「揮発性有機化合物を含む処理ガス」を冷却して、例えば、25℃(夏以外の他季)〜40℃(夏)の範囲に制御して、ガスタービンGの圧縮室20へと導かれ、ガスタービンGの効率を向上させるようにしている。
燃焼室21においては、圧縮室20で圧縮された「揮発性有機化合物を含む処理ガス」と、供給通路23を介して供給された燃料ガス(例えば、都市ガス13A)とが混合された状態で燃焼される。
燃焼室21で燃焼された燃焼ガスは、タービン22を回転させ、発電機1で発電させると共に、ダクト30を介して排熱ボイラー2へと導かれる。排熱ボイラー2の排熱の一部を利用して高温となった空気(例えば、550℃)は、案内通路(第3の案内通路)14を介して上述のミキシングチャンバー13’へと導かれる。
また、ガスタービンGで処理する処理ガスを超えると、案内通路(第4の案内通路)15に設けた圧力センサー(図示せず)が設定圧力を超え、これを検知し、開閉弁27を開とし、燃焼装置案内通路26を介して、余剰の処理ガスを燃焼装置25へ導き、余剰の処理ガスを燃焼させて処理することとなる。
The “processing gas containing a volatile organic compound” led to the guide passage (fourth guide passage) 15 cools the “processing gas containing a volatile organic compound” by the first cooling means 28, for example, The temperature is controlled in the range of 25 ° C. (other seasons other than summer) to 40 ° C. (summer), and is led to the
In the
The combustion gas burned in the
When the processing gas to be processed by the gas turbine G is exceeded, a pressure sensor (not shown) provided in the guide passage (fourth guide passage) 15 exceeds a set pressure, and this is detected and the on-off
また、揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステムSの運転中、チャンバー3内の圧力Pが所定圧(例えば、0Pa)に達しない場合、第1の送風手段10、11、12による送風量を減少させるか、又は、図6に示すように、大気吸引通路33のダンパ33’を開としチャンバー3内に大気を導入し、該大気を大気吸引通路33、チャンバー3及び案内通路8を介して、第1の送風手段10、11、12により濃縮装置3へ導くようにする。
これは、揮発性有機化合物利用のコージェネレーションシステムSの運転中、チャンバー3内に、「揮発性有機化合物を含む処理ガス」が充分受け入れられていないため、そのままでは、チャンバー3内の圧力が低下する不具合を避けるためである。
なお、チャンバー3内の圧力が低下すると、案内通路5を介して塗工機側から必要以上の「揮発性有機化合物を含む処理ガス」が流れ込むと共に、塗工機側の室4内の圧力が急下降し、塗工機側の室4内の圧力変動によって塗工機の塗工作業に悪影響を及ぼす不具合を生じる。
Further, when the pressure P in the
This is because, during operation of the cogeneration system S using volatile organic compounds, the “processing gas containing volatile organic compounds” is not sufficiently received in the
When the pressure in the
また、ガスタービンGの緊急(異常)停止時、ガスタービンGの緊急(異常)停止を図示しない検出手段により検知し、緊急開放通路35のダンパ35’を開とし、チャンバー3内の「揮発性有機化合物を含む処理ガス」をチャンバー3の外へと放出することができる(図7参照)。場合により、オーバー排気通路34のダンパ34’を開としても良い。
これは、揮発性有機化合物利用のコージェネレーションシステムSの運転中、ガスタービンGが緊急(異常)停止すると、案内通路5、チャンバー3、案内通路8、15等に高濃度の揮発性有機化合物が滞留し、処理しない状態で放置されると、揮発性有機化合物による爆発等の危険が生じるため、これを未然に防ぐためである。
Further, when the gas turbine G is urgently (abnormal) stopped, an emergency (abnormal) stop of the gas turbine G is detected by a detection means (not shown), the
This is because, when the gas turbine G stops urgently (abnormally) during operation of the volatile organic compound-based cogeneration system S, high-concentration volatile organic compounds are present in the
S 揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステム
G ガスタービン
1 発電機
2 排熱ボイラー
16 第2の送風手段
17 濃度センサー
18 送風制御手段
S Cogeneration system for processing volatile organic compounds
Claims (5)
原動機で発電機を駆動して電力を生産すると共に、前記原動機から排出される排気ガスを
排熱ボイラーに導いて蒸気を生産するようにした揮発性有機化合物処理用コージェネレー
ションシステムであって、
前記揮発性有機化合物を含む処理ガスを受け入れるチャンバーと、
前記チャンバーから導かれた前記処理ガス中の前記揮発性有機化合物を吸着剤で吸着
し、該吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物を離脱させて前記揮発性有機化合物を濃縮
する濃縮装置と、を備え、
この濃縮装置の前記吸着剤への吸着は、前記チャンバーから導かれた前記処理ガスを
前記吸着剤へ導く第1の送風手段による送風により行われるものであり、
前記吸着剤に吸着した前記揮発性有機化合物の離脱は、加熱された空気を前記揮発性
有機化合物を吸着した前記吸着剤へ導く第2の送風手段による送風により行われるもので
あり、
前記濃縮装置で濃縮された前記揮発性有機化合物を含む処理ガスの前記揮発性有機化
合物の濃度を検出する濃度センサーと、
前記濃度センサーにより検出される濃度が設定値より高い場合、前記第2の送風手段
による送風量を増大させ、前記設定値より低い場合、前記第2の送風手段による送風量を
減少させるように前記第2の送風手段を制御する送風制御手段と、
を備えていることを特徴とする揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシステ
ム。 A generator is driven by a gas turbine prime mover that uses a processing gas containing at least a volatile organic compound as a fuel source, and steam is produced by introducing exhaust gas discharged from the prime mover to an exhaust heat boiler. A cogeneration system for treating volatile organic compounds,
A chamber for receiving a processing gas containing the volatile organic compound;
A concentrating device that adsorbs the volatile organic compound in the processing gas guided from the chamber with an adsorbent, desorbs the volatile organic compound adsorbed on the adsorbent, and concentrates the volatile organic compound; With
Adsorption to the adsorbent of the concentrator is performed by blowing air from a first blowing unit that guides the processing gas led from the chamber to the adsorbent.
The detachment of the volatile organic compound adsorbed on the adsorbent is performed by blowing air from a second blowing unit that guides heated air to the adsorbent that has adsorbed the volatile organic compound,
A concentration sensor for detecting the concentration of the volatile organic compound in the processing gas containing the volatile organic compound concentrated by the concentrator;
When the concentration detected by the concentration sensor is higher than a set value, the amount of air blown by the second blower is increased, and when lower than the set value, the amount of blown air by the second blower is decreased. Air blowing control means for controlling the second air blowing means;
A cogeneration system for treating volatile organic compounds characterized by comprising:
物を含む処理ガスを前記ガスタービンへ案内する案内通路と、
燃焼装置と、
前記案内通路の中途と前記燃焼装置とを接続する燃焼装置案内通路と、
この燃焼装置案内通路に設けられ、前記燃焼装置案内通路を開閉する開閉弁と、を備え、
この開閉弁は、前記ガスタービンで処理する前記処理ガスの圧力が設定圧力を超えると、開動作するものである
ことを特徴とする請求項1記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーションシス
テム。 A guide passage connecting the concentrating device and the gas turbine, and guiding the processing gas containing the volatile organic compound concentrated by the concentrating device to the gas turbine;
A combustion device;
A combustion device guide passage connecting the middle of the guide passage and the combustion device;
An on-off valve provided in the combustion device guide passage and opening and closing the combustion device guide passage ,
The cogeneration system for processing volatile organic compounds according to claim 1, wherein the on-off valve opens when the pressure of the processing gas processed by the gas turbine exceeds a set pressure .
却手段とを備えている
ことを特徴とする請求項1又は2記載の揮発性有機化合物処理用コージェネレーショ
ンシステム。 The volatile organic compound processing cogeneration system according to claim 1, further comprising: a first cooling unit that cools the processing gas containing the volatile organic compound supplied to the gas turbine.
却手段とを備えている
ことを特徴とする請求項1〜3の内のいずれか一記載の揮発性有機化合物処理用コー
ジェネレーションシステム。 And a second cooling means for cooling a processing gas containing a volatile organic compound received in the chamber. 4. The volatile organic compound processing code according to claim 1, Generation system.
チャンバーと前記処理ゾーンの入口側とに連通する第1の案内通路と、
前記処理ゾーンの出口側と大気に連通する第2の案内通路と、
加熱された空気を前記再生ゾーンの入口側へ案内する第3の案内通路と、
前記再生ゾーンの出口側とガスタービンとに連通する第4の案内通路とを備え、
第1の送風手段は、前記チャンバー内の揮発性有機化合物を含む処理ガスを吸引して
前記第1の案内通路を介して前記処理ゾーンへ導くと共に、前記処理ゾーンを通過した浄
化空気を前記第2の案内通路を介して大気へ導くものであり、
第2の送風手段は、加熱された空気を前記第3の案内通路を介して前記再生ゾーンへ導くと共に、前記再生ゾーンを通過した揮発性有機化合物を含む処理ガスを前記第4の案内通路を介して前記ガスタービンに導くものである
ことを特徴とする請求項1〜4の内のいずれか一記載の揮発性有機化合物処理用コー
ジェネレーションシステム。 The concentrator is divided into a processing zone, a regeneration zone, and a cooling zone,
A first guide passage communicating with the chamber and the inlet side of the processing zone;
A second guide passage communicating with the outlet side of the processing zone and the atmosphere;
A third guide passage for guiding the heated air to the inlet side of the regeneration zone;
A fourth guide passage communicating with the outlet side of the regeneration zone and the gas turbine;
The first blowing means sucks the processing gas containing the volatile organic compound in the chamber and guides it to the processing zone through the first guide passage, and the purified air that has passed through the processing zone is It leads to the atmosphere through 2 guide passages,
The second air blowing means guides the heated air to the regeneration zone through the third guide passage, and allows the processing gas containing the volatile organic compound that has passed through the regeneration zone to pass through the fourth guide passage. The volatile organic compound processing cogeneration system according to any one of claims 1 to 4, wherein the cogeneration system is guided to the gas turbine.
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