JP4744846B2 - ガス処理装置およびその洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機物を含む廃棄物を熱分解させ、クリーンなガスの燃料ガスを得る廃棄物処理システムに用いられるガス処理装置およびその洗浄方法に関する。

従来のこの種の廃棄物処理システムは、有機物を含む一般の廃棄物を、先ず、熱分解装置で熱分解させて熱分解ガスと固形物とに分離している。次いで、熱分解ガスに酸化剤を添加して、高位炭化物を低位炭化物とした加熱ガスに変換している。そして、ガス清浄装置で脱硫など有害成分を除去し、環境基準に適するクリーンなガスの燃料ガスを得る技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

なお、一般の廃棄物には、都市ゴミ、カーシュレッダーダスト、廃タイヤ、廃プラスチック類、建築廃材、家電製品、廃ＯＡ機器、廃基板などが含まれる。

このような燃料ガスは、ガスエンジン式やスチームタービン式などの発電装置に送られ、発電機を回転させて電力エネルギーが得られるようになっている（例えば、特許文献２参照。）。

ここで、ガスエンジン式では、ガスエンジン内で燃料ガスを爆発燃焼させるので、燃焼に適するように、燃料ガスを除湿するガス処理装置がガスエンジンの燃料ガスの取り入れ口に設けられている。これにより、ガスエンジンは、効率よく稼動できるようになる。
特開２００４−１９５４６０号公報（第５〜６ページ、図１） 特開２００４−７５７７９号公報（第４ページ、図１）

上記の従来の廃棄物処理システムに用いられるガス処理装置においては、次のような問題がある。

廃棄物処理システムにより得られる燃料ガスは、クリーンなガスになるものの、微量な物質が残存している。そして、ガス処理装置を数百時間の長時間運転すると、この微量な物質のうち、ナフタレン類がガス処理装置内に付着することがある。このナフタレンは、ガス処理装置内に付着して固形となるので、配管内などに付着すると、配管が詰まり、燃料ガスのガス輸送能力を低下させて発電装置を高効率で運転することができなくなってしまう。

付着したナフタレンは、ガス処理装置の運転を停止し、削り落とすような機械的な作業で除去できる。しかしながら、配管内に付着した付着物の除去作業は、作業時間が長時間となるとともに、困難な作業であった。

このため、ガス処理装置内に付着したナフタレンを容易に除去でき、ガス輸送能力を向上させるガス処理装置が望まれていた。

本発明は上記問題を解決するためになされたもので、ガス処理装置内に付着した付着物を容易に除去できるガス処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のガス処理装置は、廃棄物から燃料ガスを取り出す廃棄物処理システムのガス処理装置において、燃料ガスを除湿する減湿装置と、減湿装置内の洗浄時にこの減湿装置を離隔するバイパス管と、減湿装置内に付着する付着物を洗浄する洗浄液と、この減湿装置内に設けられ、洗浄液を噴霧する噴霧装置と、噴霧装置に洗浄液を供給する洗浄液槽と、減湿装置内の洗浄液を排水するドレーン配管とを備え、洗浄液槽に、水を供給する貯水槽と、アルコールを供給するアルコール貯槽とを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、燃料ガスの除湿を行う減湿装置内に付着する付着物に、水溶性のアルコールを主成分とする洗浄液を噴霧しているので、付着物が洗浄液によく溶解し、短時間で効率よく取り除くことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

先ず、本発明の実施例１に係るガス処理装置を図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係るガス処理装置の構成を示す図である。なお、廃棄物処理システムは、従来と同様であるので、その説明を省略する。

図１に示すように、廃棄物処理システムに用いられるガス処理装置１は、燃料ガスを除湿する減湿部２ａと付着物を洗浄する洗浄部２ｂとから構成されている。

減湿部２ａには、減湿装置３が設けられており、この減湿装置３の一側面に燃料ガスの取り入れ口４、他側面に除湿した燃料ガスの取り出し口５が設けられている。減湿装置３のガスの取り入れ口４には入口弁４ａ、ガスの取り出し口５には出口弁５ａが設けられている。また、入口弁４ａの上液側から分岐し、出口弁５ａの後流側に接続されたバイパス管４ｂが設けられている。バイパス管４ｂには、配管を閉止できるバイパス弁４ｃが設けられている。

また、減湿装置３内には、複数の減湿管６が設けられ、この減湿管６内に燃料ガスを通過させることにより除湿できるようになっている。減湿装置３には、減湿管６の入口と出口との差圧を測定する差圧計６ａが設けられている。減湿管６の図示上部には、後述する減湿管６内に付着する付着物のナフタレンを洗浄する噴霧ノズル７（噴霧装置）が設けられている。この噴霧ノズル７は、図示下部、図示上下部のいずれに設けられていてもよい。なお、取り出し口５から取り出された燃料ガスは、発電装置に送られている。

洗浄部２ｂには、洗浄液槽８が設けられており、この洗浄液槽８内の洗浄液８ａは第１のポンプ９を介して、噴霧ノズル７に送り込まれる。また、減湿装置３内を洗浄した後の洗浄液８ａは、ドレーン配管１０で抜き取られ、再び洗浄液槽８に戻されるようになっている。

洗浄液槽８には、この洗浄液槽８内に水を供給する貯水槽１１とメチルアルコール、エチルアルコールなどの水溶性アルコールを供給するアルコール貯槽１２が設けられている。また、洗浄液槽８内の洗浄液８ａを抜き取る第２のポンプ１３が設けられ、分離装置１４に送られている。

洗浄液槽８のアルコール濃度は、１００％から２０％（水８０％）の範囲で調整される。アルコール濃度が２０％以下の場合には、ナフタレンを溶解させる効果が少ないので好ましくない。

洗浄液槽８から抜き取った洗浄液８ａは、アルコールもしくは水との混合液のほかに付着物のナフタレンが溶解している。この混合液は、例えば減圧蒸留濃縮装置を使用した分離装置１４で、清浄なアルコール、水、そしてナフタレンに分離できるようになっている。これは、混合液中の各物質の沸点の差異を利用するものである。

これらの物質のうち、アルコールは最も沸点が低いので蒸気として分離され、冷却器１４ａで冷却された後、配管１５を介してアルコール貯槽１２に戻され、再利用されるようになっている。また、ナフタレンは水に溶解せず略球状の粒となって水中に漂っているので、これらのものは、例えばフィルター、遠心分離機のような分離乾燥装置１６に送られる。

そして、分離乾燥装置１６でナフタレンと水とに分離され、ナフタレンは、乾燥後、排出口１７から付着物として装置１６外に排出され、また、水は、第３のポンプ１８で貯水槽１１に戻され、再利用されるようになっている。

このようなガス処理装置１において、廃棄物処理システムで得られる燃料ガスは、減湿装置３を通すことで、湿気が取り除かれ、発電装置に適するようになる。そして、減湿装置３の減湿管６内には、ナフタレンが付着することになる。

しかしながら、差圧計６ａを監視し、所定の管理値を超えた毎に、発電装置を停止、もしくは減湿装置３をバイパス管４ｂでバイパスさせ、噴霧ノズル７からアルコールもしくは水と混合された洗浄液８ａを噴霧し、付着物のナフタレンを洗浄することができる。これは、ナフタレンがアルコールに良く溶けることで効率よく洗浄できる。実験によると、付着したナフタレンに対し、重量比で７以上の洗浄液を噴霧すると、ナフタレンは完全に溶解した。洗浄液は、アルコール５０％、水５０％の混合液である。

また、洗浄液槽８内には、アルコールもしくは水との混合液のほかに、ドレーン配管１０からナフタレンを溶解させた洗浄後の洗浄液８ａが戻されるので、ナフタレンの濃度が上昇する。しかしながら、ナフタレンの濃度が所定の値以上に上昇すれば、第２のポンプ１３を作動させ抜き取るので、洗浄に適するものにすることができる。なお、抜き取られた場合には、液面の低下が検出され、貯水槽１１とアルコール貯槽１２とから新しい液がそれぞれ充填される。

また、洗浄液８ａのアルコール濃度は、減湿装置３に付着するナフタレンの量によって、付着量が多ければアルコール濃度を高くし、逆に付着が少なければアルコール濃度を低くすればよい。洗浄する時間間隔も、付着する量によって選定すればよい。そして、ガス処理装置１に適するアルコール濃度、および洗浄時間を設定すれば、減湿装置３内を清浄な状態に保つことができる。

なお、分離装置１４から抜き取った水とナフタレンとの混合液は、分離乾燥装置１６で水とナフタレンとに分離される。そして、ナフタレンは、乾燥されてほぼ粉末状態で減容回収され、工業原料として再利用することができる。

上記実施例１のガス処理装置によれば、燃料ガスの除湿を行う減湿装置３内に付着する付着物のナフタレンを、このナフタレンがよく溶解する水溶性のアルコールもしくは水と混合させた洗浄液８ａを噴霧して洗浄しているので、付着物を短時間で効率よく取り除くことができる。

次に、本発明の実施例２に係るガス処理装置を図２を参照して説明する。図２は、本発明の実施例２に係るガス処理装置の構成を示す図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、燃料ガスの取り出し口にミストセパレータを設けたことである。図２において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図２に示すように、燃料ガスの取り出し口５には、洗浄後の燃料ガス中に含まれる洗浄液８ａを分離させるミストセパレータ２０が設けられている。ミストセパレータ２０を通過した燃料ガスは、発電装置に送られている。また、分離された洗浄液８ａは、配管２１により洗浄液槽８内に戻されるようになっている。

これにより、減湿装置３内に残存したアルコールもしくはアルコールと水とを混合した洗浄液８ａが、発電装置側に飛散することを防ぐことができる。更には、発電装置側への洗浄液８ａの飛散を防ぐことができるので、減湿装置３の運転を停止することなく、連続的もしくは間欠的に付着物となるナフタレンを洗浄することができる。

上記実施例２のガス処理装置によれば、実施例１の効果のほかに、付着物を洗浄するために、減湿装置３を停止する必要がなくなる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。上記実施例では、環境基準に適合するクリーンなガスの燃料ガスを除湿する減湿装置を、発電装置の燃料ガスの取り入れ口に設けて説明したが、廃棄物処理システム内において、廃棄物を熱処理して熱分解ガスを取り出したとき、低位炭化物とした加熱ガスに変換したときなど、必要に応じて、減湿装置を設けてそれぞれのガス状態のとき除湿を行ってもよい。これにより、発電装置の運転に適する燃料ガスとすることができる。

本発明の実施例１に係るガス処理装置の構成を示す図。 本発明の実施例２に係るガス処理装置の構成を示す図。

符号の説明

１ ガス処理装置
２ａ 減湿部
２ｂ 洗浄部
３ 減湿装置
４ 取り入れ口
４ａ 入口弁
４ｂ バイパス管
４ｃ バイパス弁
５ 取り出し口
５ａ 出口弁
６ 減湿管
６ａ 差圧計
７ 噴霧ノズル
８ 洗浄液槽
８ａ 洗浄液
９ 第１のポンプ
１０ ドレーン配管
１１ 貯水槽
１２ アルコール貯槽
１３ 第２のポンプ
１４ 分離装置
１４ａ 冷却器
１５、２１ 配管
１６ 分離乾燥装置
１７ 排出口
１８ 第３のポンプ
２０ ミストセパレータ

Claims (3)

1. 廃棄物から燃料ガスを取り出す廃棄物処理システムのガス処理装置において、
   前記燃料ガスを除湿する減湿装置と、
   前記減湿装置内の洗浄時にこの減湿装置を離隔するバイパス管と、
   前記減湿装置内に付着する付着物を洗浄する洗浄液と、
   この減湿装置内に設けられ、前記洗浄液を噴霧する噴霧装置と、
   前記噴霧装置に前記洗浄液を供給する洗浄液槽と、
   前記減湿装置内の前記洗浄液を排水するドレーン配管と
   を備え、
   前記洗浄液槽に、水を供給する貯水槽と、
   アルコールを供給するアルコール貯槽とを設けたことを特徴とするガス処理装置。
2. 廃棄物から燃料ガスを取り出す廃棄物処理システムのガス処理装置において、
   前記ガス処理装置の減湿装置内に付着する付着物を、水溶性のアルコールからなる洗浄液を噴霧して洗浄することを特徴とするガス処理装置の洗浄方法。
3. 廃棄物から燃料ガスを取り出す廃棄物処理システムのガス処理装置において、
   前記ガス処理装置の減湿装置内に付着する付着物を、濃度２０％以上のアルコールと水との混合液からなる洗浄液を噴霧して洗浄することを特徴とするガス処理装置の洗浄方法。

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