JP6359624B2 - 廃棄物処理システム及び廃棄物処理方法 - Google Patents

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Description

本発明は、廃棄物の燃焼より生じた排ガスの持つエネルギーを回収して発電等に利用する廃棄物処理システム及び廃棄物処理方法に関する。
従来、廃棄物処理施設において、廃棄物の燃焼により生じた排ガスのもつエネルギーを回収する技術として、ボイラを用いたものが知られている。例えば、特許文献1に記載された廃棄物処理システムは、廃棄物の燃焼により生じた排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、当該蒸気により駆動されるタービンと、当該タービンの駆動によって発電する発電機と、を備える。
特開2010−151432号公報
しかしながら、上記廃棄物処理システムは、廃棄物の燃焼により生じた排ガスのもつエネルギーを一旦蒸気の持つエネルギーに変換し、当該蒸気によってタービンを駆動するものであって、必ずしも良い回収効率は得られない。特に、小規模な廃棄物処理施設においては、回収された熱で発生する蒸気の量が少ないため、ボイラ・タービン発電では、発電効率が低くなってしまう。
そこで、本発明は、上記の課題に基づいてなされたものであり、その目的は、バイオマス及び廃棄物の熱分解・ガス化により生じた可燃性ガスの持つエネルギーをガスエンジンで効率良く回収する廃棄物処理システム及び廃棄物処理方法を提供することである。
本発明者らは、バイオマス及び廃棄物の熱分解・ガス化により生じた可燃性ガスの持つエネルギーの回収効率を高めるため、バイオマス及び廃棄物の熱分解・ガス化により生じた可燃性ガスの持つエネルギーを直接機械的エネルギーに変換するガスエンジンによりエネルギーを回収することを考えた。しかしながら、ガスエンジンでは、ガスエンジンの稼働に一定以上の単位体積当たりの発熱量が必要とされる一方、バイオマス及び廃棄物の熱分解・ガス化により生じた可燃性ガスの単位体積当たりの発熱量では、ガスエンジンの稼働に必要な発熱量に満たないことが多く、この場合には、当該可燃性ガスは、有効利用することができず、焼却処理せざるを得ない。そこで、本発明者らは、ガスエンジンの稼働に必要な単位体積当たりの発熱量よりも十分に大きい発熱量を有する高発熱量ガスにバイオマス及び廃棄物の熱分解・ガス化により生じた可燃性ガスを混合することにより、ガスエンジンの稼働に必要な発熱量を有する混合ガスを燃料ガスとしてガスエンジンに供給することを考えた。
具体的には、本発明に係る廃棄物処理システムは、バイオマス及び廃棄物を熱分解・ガス化させて可燃性ガスを生成するガス化炉と、供給される燃料ガスの持つエネルギーを機械的エネルギーに変換して回収するガスエンジンであって、当該ガスエンジンの稼働に必要な単位体積当たりの発熱量である必要発熱量が前記ガス化炉により生成される可燃性ガスの単位体積当たりの発熱量よりも大きいものと、前記可燃性ガスと前記可燃性ガスよりも高い発熱量を有する高発熱量ガスとを混合して前記ガスエンジンの前記必要発熱量よりも高い発熱量を有する混合ガスを生成し、当該混合ガスを前記ガスエンジンに前記燃料ガスとして供給するガス供給装置と、を備える。
この構成によれば、バイオマス及び廃棄物の熱分解・ガス化により生じた可燃性ガスの発熱量が低くても、当該可燃性ガスにこれよりも高い発熱量を有する高発熱量ガスを混合して前記ガスエンジンの燃料ガスとして使用可能な発熱量をもつ混合ガスを生成することで、その可燃性ガスが持つエネルギーを前記ガスエンジンで効率良く回収することができる。
上記構成において、前記ガス供給装置は、前記バイオマス及び前記廃棄物のうちメタン発酵が可能なメタン発酵原料をメタン発酵させることにより、前記メタン発酵原料から前記高発熱量ガスとしてのメタンガスを生じさせるメタン発酵槽をさらに備える。
この構成によれば、前記可燃性ガスと同様に廃棄物処理施設における前記バイオマス及び前記廃棄物から前記高発熱量ガスであるメタンガスを生成することができるので、より効率の高い廃棄物処理及びエネルギー回収が可能となる。
前記ガス供給装置は、前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量を検出する発熱量検出装置と、前記発熱量検出装置により検出された前記発熱量に基づいて、前記可燃性ガスと前記高発熱量ガスとの混合比率を調節する混合調節装置と、を有する。
前記混合調節装置は、例えば、前記可燃性ガスと前記高発熱量ガスとの混合位置に供給される当該可燃性ガスの流量及び当該高発熱量ガスの流量のうちの少なくとも一方の流量を調節するガス流量調節バルブを含むものが、好適である。
前記混合調節装置は、前記発熱量検出装置により検出された前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量である検出発熱量前記必要発熱量よりも大きい基準値とを対比して当該基準値に当該検出発熱量を近づけるように前記混合比率を変化させる発熱量制御部を有する。
具体的に、当該発熱量制御部は、前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量が前記基準値よりも高い場合に前記可燃性ガスの混合比率を増加させることや、前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量が前記基準値よりも低い場合に前記可燃性ガスの混合比率を減少させることにより、前記発熱量の適正な制御を行うことができる。
前記発熱量検出装置は、前記混合ガスに含まれる各成分のうち1つ以上の濃度を計測する濃度計測部と、前記濃度計測部により計測された前記各成分の濃度に基づいて前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量を演算する発熱量演算部と、を有してもよい。
この構成によれば、前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量を直接計測することが困難な場合でも、前記各成分のうち1つ以上の濃度を計測することによって前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量を算定することが可能である。
上記構成において、前記ガス供給装置は、前記可燃性ガスが前記高発熱量ガスに混合される前の前記可燃性ガスに含まれるガス以外の不純物を前記可燃性ガスから分離する不純物除去装置を更に有してもよい。
この構成によれば、前記ガスエンジンに供給される前記混合ガスにすすなどの不純物が混入しにくくなるので、質の高い前記混合ガスが前記ガスエンジンに供給されるようになる。
本発明に係る廃棄物処理方法は、バイオマス及び廃棄物のうち熱分解・ガス化が可能なガス化原料を熱分解・ガス化させて可燃性ガスを生じさせるガス化工程と、前記バイオマス及び前記廃棄物のうちメタン発酵が可能なメタン発酵原料からメタンガスを生じさせるメタン発酵工程と、前記可燃性ガスと前記可燃性ガスよりも高い発熱量を有する高発熱量ガスとを混合して前記ガスエンジンの稼働に必要な単位体積当たりの発熱量よりも高い発熱量を有する混合ガスを生成して当該混合ガスを前記ガスエンジンに前記燃料ガスとして供給する混合供給工程と、を備える。前記混合供給工程では、前記ガスエンジンの稼働に必要な単位体積当たりの発熱量である必要発熱量が前記ガス化工程で生成される可燃性ガスの単位体積当たりの発熱量よりも高いガスエンジンが用いられる。前記混合供給工程は、前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量を検出することと、その検出された検出発熱量と前記ガスエンジンの前記必要発熱量よりも大きい基準値とを対比して当該基準値に当該検出発熱量を近づけるように前記可燃性ガスと前記メタンガスとの混合比率を調節することと、を含む。
この方法によれば、バイオマス及び廃棄物の熱分解・ガス化により生じた可燃性ガスの発熱量がガスエンジンの必要発熱量より低くても、当該可燃性ガスに当該必要発熱量よりも高い発熱量を有する高発熱量ガスを混合して前記ガスエンジンの燃料ガスとして使用可能な発熱量をもつ混合ガスを生成することで、その可燃性ガスが持つエネルギーを前記ガスエンジンで効率良く回収することができる。しかも、前記可燃性ガスと同様に廃棄物処理施設における廃棄物から前記高発熱量ガスであるメタンガスを生成することができるので、効率の高い廃棄物処理及びエネルギー回収が可能となる。
本発明によれば、バイオマス及び廃棄物の熱分解・ガス化により生じた可燃性ガスの持つエネルギーをガスエンジンで効率良く回収することができる。
本発明の実施形態に係る廃棄物処理システムの概略構成図である。 本発明の実施形態の廃棄物処理システムの発熱量検出装置の処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る廃棄物処理システムの混合ガスの単位体積当たりの発熱量の時間変化と、これに伴って増減される可燃性ガスの供給流量の時間変化の例を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態に係る廃棄物処理システム1を説明するために必要となる主要な構成要素を簡略化して示したものである。したがって、本発明の実施形態に係る廃棄物処理システム1は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成要素を備え得る。
図1は、廃棄物処理システム1の概略構成図である。廃棄物処理システム1は、ガスエンジン2と、ガス化炉14と、ガス供給装置3と、焼却炉4と、熱回収装置5と、発電装置6と、排ガス処理装置8と、を備える。
ガスエンジン2は、これに供給される燃料ガスが持つエネルギーを機械的エネルギーに変換して回収する。具体的に、当該ガスエンジン2は、燃料ガスを内部に収めるシリンダーと、燃料ガスの燃焼により生じたガスが膨張することによりシリンダー内を往復運動するピストンと、ピストンの往復運動を回転力に変換するクランクと、を有する。ガスエンジン2には、発電機(図示省略)が接続されており、前記回転力によって発電機を回転させることにより、発電機に発電させる。ガスエンジン2で生じた排気ガスは、熱回収装置5に送られる。
この廃棄物処理システム1の運転にあたっては、事前に、バイオマス及び廃棄物をメタン発酵可能な成分を含むメタン発酵原料9と熱分解及びガス化が可能な成分を含むガス化原料12とに分別する分別工程が行われる。当該分別は、バイオマス及び廃棄物の比重、体積および粒径などの大きさ、含水率、および生物による生分解性などの観点から行うことができる。さらに、分別されたガス化原料12から金属類などのガス化しにくい廃棄物が予め除去されてもよい。尚、廃棄物処理システム1は、前記分別工程を行う分別装置を備えていてもよい。
前記ガス化炉14は、前記ガス化原料12を熱分解・ガス化させることにより、一酸化炭素や水素を含む可燃性ガスを生成する。生成された可燃性ガスは前記ガス供給装置3と前記焼却炉4とに分配される。前記ガス化原料12に対し、好ましくは、前記熱回収装置5から乾燥用熱源として供給される熱による乾燥処理が事前に行われる。これにより、当該ガス化原料12に含まれる脱水ケーキや木質バイオマス等の発熱量が低い成分がガス化炉14へ供給される前に予め乾燥され、これによりガス化しやすくなる。可燃性ガスや不純物を焼却処理できるものであれば、いずれのものでもよく、前記ガス化炉14には、例えば、流動床式炉、ストーカ式炉、ロータリキルン炉などを採用することができる。
前記焼却炉4は、前記ガス化炉14で生成された可燃性ガスのうちの余剰分(前記ガスエンジン2に供給される可燃性ガスを除く残りの部分)や、不純物除去装置15で可燃性ガスから分離された不純物を、さらに焼却処理する。焼却炉4には、例えば旋回式溶融炉が用いられる。
前記熱回収装置5は、ガスエンジン2から放出される熱や焼却炉4からの排気ガスや不純物除去装置15からのスクラバ凝縮水の持つ熱を回収するものであり、例えば前記排気ガス及び前記スクラバ凝縮水と冷却媒体との間で熱交換を行わせる熱交換器を備えている。熱回収装置5は、排気ガスとスクラバ凝縮水の熱エネルギーを蒸気や温水の熱エネルギーに変換して回収し、前記メタン発酵槽10及び前記ガス化原料12の熱源として利用される。また、当該熱エネルギーによって蒸気を生成する等して発電装置6を構成するタービンに駆動力を供給し、発電を行わせる。
前記排ガス処理装置8は、例えばバグフィルタからなり、熱回収装置5により熱回収された後の排ガス中に含まれる粉塵や酸性ガスを除去する。排ガス処理装置8で処理された後の排ガスは、送風機23に吸引され、煙突24を通じて大気へ放出される。
前記ガス供給装置3は、前記ガス化炉14により生成される可燃性ガスと当該可燃性ガスよりも高い発熱量を有する高発熱量ガスとを混合位置11にて混合し、これにより前記ガスエンジン2の稼働に必要な単位体積当たりの発熱量よりも高い発熱量を有する混合ガスを生成し、当該混合ガスを前記ガスエンジン2に前記燃料ガスとして供給する。具体的に、当該ガス供給装置3は、メタン発酵槽10と、ガス流量調節バルブ16と、計測制御ユニット17と、を有する。
前記メタン発酵槽10は、前記メタン発酵原料9をメタン発酵させることにより前記高発熱量ガスであるメタンガスを生成する。当該メタンガスは前記混合位置11に供給される。前記メタン発酵原料9は、前記メタン発酵槽10におけるメタン発酵処理が停止している場合はガス化炉14に供給される。これにより、メタン発酵槽10で何らかのトラブルが発生し、メタン発酵処理を停止せざるを得ない場合であっても、廃棄物であるメタン発酵原料をガス化炉14で処理することができるので、メタン発酵原料9が不必要にメタン発酵原料保管庫に溜まってしまうことが防止される。
メタン発酵槽10においてメタン発酵により生じた発酵残渣はガス化原料12に導入される。メタン発酵については、水分90〜95%程度の液体で発酵させる湿式法と、水分60〜85%程度の半固形状態で発酵させる乾式法のいずれの方式を採用してもよく、発酵温度が37℃付近の中温発酵法と、発酵温度が55℃付近の高温発酵法のいずれの発酵法を採用してもよい。
前記メタン発酵槽10には、好ましくは、前記熱回収装置5にて回収された熱が供給される。前記メタン発酵原料9が中温発酵法により処理される場合は、メタン発酵槽10内を37℃付近に保つような熱の供給が行われる。メタン発酵原料9が高温発酵法により処理される場合は、メタン発酵槽10内を55℃付近に保つような熱の供給が行われる。
前記ガス流量調節バルブ16は、前記計測制御ユニット17からの制御信号の入力を受けて開閉作動し、これにより、前記ガス化炉14から排出される前記可燃性ガスのうち前記不純物除去装置15を通じて前記混合位置11に供給される可燃性ガスの流量を変化させる。この流量の変化によって、前記混合位置11における前記可燃性ガスと前記メタンガスとの混合比率の調節を行うことが可能である。
前記不純物除去装置15は、前記ガス化炉14から前記ガス流量調節バルブ16を通じて前記混合位置11に供給される可燃性ガスに含まれるガス以外の不純物を事前に分離して除去する。可燃性ガスから不純物を分離する手段には、可燃性ガスに回転運動を与え遠心力を利用して不純物を分離するサイクロンや、可燃性ガスを洗浄することにより不純物を分離するスクラバ等が採用される。可燃性ガスから分離された不純物は焼却炉4に送られる。
前記計測制御ユニット17は、前記可燃性ガスと前記メタンガスとの混合により生成される混合ガスの単位体積当たりの発熱量を検出する発熱量検出装置26と、発熱量検出装置26により検出された前記発熱量に基づいて前記可燃性ガスと前記高発熱量ガスとの混合比率を調節する混合調節装置25と、を構成する。具体的に、当該計測制御ユニット17は、前記混合位置11からガスエンジン2に供給される混合ガスに含まれる各成分の濃度を計測する濃度計測部20と、濃度計測部20により計測された各成分の濃度に基づいて混合ガスの単位体積当たりの発熱量を演算する発熱量演算部21と、発熱量演算部21により演算される発熱量を予め設定された基準値L1に近づけるように前記混合比率を調節すべく前記ガス流量調節バルブ16を操作する発熱量制御部22と、を有する。前記濃度計測部20及び前記発熱量演算部21は発熱量検出装置26を構成し、前記発熱量制御部22は前記ガス流量調節バルブ16とともに混合調節装置25を構成する。
次に、前記計測制御ユニット17において行われる演算制御動作を図2のフローチャート及び図3のグラフを参照しながら説明する。
前記濃度計測部20は、混合ガスに含まれる各成分の濃度を連続して計測する(ステップS1)。当該濃度計測部20は、混合ガスの各成分の濃度を連続して計測することができるものであればよく、通常のガス成分連続分析計を採用することが可能である。
発熱量演算部21は、濃度計測部20から受け取った濃度データに基づいて混合ガスの単位体積当たりの発熱量を算出する(ステップS2)。具体的に、発熱量演算部21は、各成分の濃度から各成分の単位体積当たりの発熱量を算出し、これらの発熱量を合算することにより前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量を算出する。尚、発熱量演算部21は、前記混合ガスに含まれる成分のうちいずれか1つの濃度(例えば、一酸化炭素)に基づいて混合ガスの単位体積当たりの発熱量を算出するようにしてもよい。
発熱量制御部22は、前記発熱量演算部21により算定された混合ガスの単位体積当たりの発熱量が予め設定された基準値L1よりも高いか低いかを判定する(ステップ3)。前記基準値L1は、ガスエンジン2が稼働する最低限の単位体積当たりの発熱量L2よりも高く設定される。例えば、基準値L1は、ガスエンジン2が稼働する最低限の単位体積当たりの発熱量L2が4MJ/Nmである場合、6MJ/Nm程度に設定されることが好ましい。
前記発熱量制御部22は、発熱量演算部21で算出された混合ガスの単位体積当たりの発熱量が前記基準値L1よりも高い場合、混合ガスの単位体積当たりの発熱量を前記基準値L1に近づけるように混合位置11に供給される可燃性ガスの流量を増やすべく、前記ガス流量調節バルブ16の開度を増大させるような制御信号を当該ガス流量調節バルブ16に入力する(ステップS4)。一方、前記発熱量制御部22は、発熱量演算部21で算出された混合ガスの単位体積当たりの発熱量が前記基準値L1よりも低い場合、混合ガスの単位体積当たりの発熱量を前記基準値L1に近づけるように混合位置11に供給される可燃性ガスの流量を減らすべく、前記ガス流量調節バルブ16の開度を減少させるような制御信号を当該ガス流量調節バルブ16に入力する(ステップS5)。
前記混合ガスの発熱量の増減については、その変化率に制限(例えば1%/分)を与えながら、当該発熱量を予め設定された上限及び下限の間の範囲に収めるように行われることが、好ましい。これにより、ガスエンジン2の安定した運転が可能になる。
図3は、廃棄物処理システム1の混合ガスの単位体積当たりの発熱量の時間変化と、これに伴って増減される可燃性ガスの供給流量(ガス化炉14からガス流量調節バルブ16を通じてガスエンジン2に供給される可燃性ガスの流量)の時間変化の例を示すグラフである。
図3に示すように、混合ガスの単位体積当たりの発熱量が基準値L1(ガスエンジン2が稼働する単位体積当たりの発熱量よりも十分大きな値)よりもさらに大きい場合(例えば、20MJ/Nm)、発熱量制御部22は、ガス化炉14からガスエンジン2に供給される可燃性ガスの流量を徐々に増加させるようにガス流量調節バルブ16の開度を増加させる。これにより、混合ガスに含まれる可燃性ガスの混合比率が徐々に増加し、逆に混合ガスの単位体積当たりの発熱量が徐々に低下する。
一方、混合ガスの単位体積当たりの発熱量が基準値L1よりも低くなると、前記発熱量制御部22がガス化炉14からガスエンジン2に供給される可燃性ガスの流量を徐々に減少させるようにガス流量調節バルブ16の開度を減少させる。これにより、混合ガスに含まれる可燃性ガスの混合比率が徐々に減少し、逆に混合ガスの単位体積当たりの発熱量が徐々に増加する。このようにして、前記発熱量を前記基準値L1の近傍に保つことが達成される。このことは、ガスエンジン2に燃料ガスとして供給される混合ガスにガスエンジン2が稼働する範囲で可能な限り多くの可燃性ガスを含めることにより、ガスエンジン2の正常運転を保証しながら、より多くの可燃性ガスのエネルギーをガスエンジン2で効率よく回収することを可能にする。
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されない。本発明は、例えば次のような態様も包含する。
前記実施形態では、混合ガスの発熱量と単一の基準値L1との対比に基いて可燃性ガスの混合比率が増減されるが、当該発熱量が予め設定された許容範囲に収まっている場合には前記混合比率を維持するような操作がなされてもよい。すなわち、前記発熱量が前記許容範囲よりも高い場合にのみ前記可燃性ガスの混合比率を増加させる操作が行われ、前記発熱量が前記許容範囲よりも低い場合にのみ前記可燃性ガスの混合比率を減少させる操作が行われてもよい。また、当該発熱量制御にヒステリシスが与えられてもよい。
上記実施形態では、ガス流量調節バルブ16は、不純物除去装置15と混合位置11との間に設けられてもよい。あるいは、混合位置11に供給されるメタンガスの流量を増減させるべく前記メタン発酵槽10と前記混合位置11との間に設けられてもよい。しかしながら、ガス流量調節バルブ16がガス化炉14と不純物除去装置15との間に設置されることは、ガスエンジン2に供給されない可燃性ガス(余剰分の可燃性ガス)が不純物除去装置15に送られることを阻止して不純物除去装置15の負荷を低減することを可能にする利点がある。
可燃性ガスに混合される「高発熱量ガス」は、メタン発酵槽10で生成されたメタンガスに限定されない。当該「高発熱量ガス」は、系外から導入される専用のガス、例えば都市ガス、でもよい。しかしながら、「高発熱量ガス」としてメタン発酵槽10で生成したメタンガスを使用することは、廃棄物のさらなる有効利用を可能にし、より効率の高いエネルギー回収を可能にする。
1 廃棄物処理システム
2 ガスエンジン
3 ガス供給装置
10 メタン発酵槽
12 メタン発酵原料
15 不純物除去装置
16 流量調節バルブ
17 計測制御ユニット
20 濃度計測部
21 発熱量演算部
22 発熱量制御部
25 混合調節装置
26 発熱量検出装置

Claims (6)

  1. バイオマス及び廃棄物を熱分解・ガス化させて可燃性ガスを生成するガス化炉と、
    供給される燃料ガスの持つエネルギーを機械的エネルギーに変換して回収するガスエンジンであって、当該ガスエンジンの稼働に必要な単位体積当たりの発熱量である必要発熱量が前記ガス化炉により生成される可燃性ガスの単位体積当たりの発熱量よりも大きいものと、
    前記可燃性ガスと前記可燃性ガスよりも高い発熱量を有する高発熱量ガスとを混合して前記ガスエンジンの前記必要発熱量よりも高い発熱量を有する混合ガスを生成し、当該混合ガスを前記ガスエンジンに前記燃料ガスとして供給するガス供給装置と、を備え、
    前記ガス供給装置は、前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量を検出する発熱量検出装置と、前記発熱量検出装置により検出された前記発熱量に基づいて、前記ガスエンジンの前記燃料ガスとして使用可能な発熱量をもつ前記混合ガスを生成するように前記可燃性ガスと前記高発熱量ガスとの混合比率を調節する混合調節装置と、を有し、当該混合調節装置は、前記発熱量検出装置により検出された前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量である検出発熱量と前記必要発熱量よりも大きい基準値とを対比して当該基準値に当該検出発熱量を近づけるように前記混合比率を変化させる発熱量制御部を有し、
    前記ガス供給装置は、前記バイオマス及び前記廃棄物のうちメタン発酵が可能なメタン発酵原料をメタン発酵させることにより、前記メタン発酵原料から前記高発熱量ガスとしてのメタンガスを生じさせるメタン発酵槽を有する、廃棄物処理システム。
  2. 前記混合調節装置は、前記可燃性ガスと前記高発熱量ガスとの混合位置に供給される当該可燃性ガスの流量及び当該高発熱量ガスの流量のうちの少なくとも一方の流量を調節する流量調節バルブを有する、請求項記載の廃棄物処理システム。
  3. 前記発熱量制御部は、前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量が前記基準値よりも高い場合に前記可燃性ガスの混合比率を増加させ、前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量が前記基準値よりも低い場合に前記可燃性ガスの混合比率を減少させる、請求項1または2記載の廃棄物処理システム。
  4. 前記発熱量検出装置は、前記混合ガスに含まれる各成分のうち1つ以上の濃度を計測する濃度計測部と、前記濃度計測部により計測された前記各成分の濃度に基づいて前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量を演算する発熱量演算部と、を有する請求項1〜のいずれかに記載の廃棄物処理システム。
  5. 前記ガス供給装置は、前記可燃性ガスが前記高発熱量ガスに混合される前の前記可燃性ガスに含まれるガス以外の不純物を前記可燃性ガスから分離する不純物除去装置を更に有する、請求項1〜のいずれかに記載の廃棄物処理システム。
  6. バイオマス及び廃棄物のうち熱分解・ガス化が可能なガス化原料を熱分解・ガス化させて可燃性ガスを生じさせるガス化工程と、
    前記バイオマス及び前記廃棄物のうちメタン発酵が可能なメタン発酵原料からメタンガスを生じさせるメタン発酵工程と、
    前記可燃性ガスと前記メタンガスとを混合して混合ガスを生成して当該混合ガスを前記ガスエンジンに燃料ガスとして供給する混合供給工程と、を備え、
    前記混合供給工程では、前記ガスエンジンの稼働に必要な単位体積当たりの発熱量である必要発熱量が前記ガス化工程で生成される可燃性ガスの単位体積当たりの発熱量よりも高いガスエンジンが用いられ、
    前記混合供給工程は、前記混合ガスの単位体積当たりの発熱量を検出することと、その検出された検出発熱量と前記ガスエンジンの前記必要発熱量よりも大きい基準値とを対比して当該基準値に当該検出発熱量を近づけるように前記可燃性ガスと前記メタンガスとの混合比率を調節することと、を含む、廃棄物処理方法。
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JP2001276772A (ja) * 2000-03-30 2001-10-09 Kawasaki Heavy Ind Ltd 総合的有機性廃棄物処理方法及び装置
JP2002088377A (ja) * 2000-09-14 2002-03-27 Toshiba Eng Co Ltd 最適ガス流量演算装置
JP2002333120A (ja) * 2001-05-14 2002-11-22 Kawasaki Steel Corp 廃棄物の組成及び低位発熱量の推定方法、並びに廃棄物処理方法
JP2003285034A (ja) * 2002-03-28 2003-10-07 Takuma Co Ltd 有機系廃棄物処理システムと有機系廃棄物処理方法
JP3911540B2 (ja) * 2002-08-21 2007-05-09 丸紅株式会社 ごみのガス化ガスによる燃料電池発電システム
JP2004238508A (ja) * 2003-02-06 2004-08-26 Jfe Steel Kk ガス化溶融炉ガスの利用方法
JP4309240B2 (ja) * 2003-12-16 2009-08-05 荒島 俊郎 廃棄物ガス化燃焼システム
JP2006028211A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Kawasaki Heavy Ind Ltd 廃棄物ガス化装置
JP2006082075A (ja) * 2004-08-19 2006-03-30 Takuma Co Ltd バイオマスの処理システム
JP4459003B2 (ja) * 2004-09-30 2010-04-28 株式会社東芝 廃棄物処理システム
JP2007245124A (ja) * 2006-03-20 2007-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 有機物の処理装置および有機物の処理方法
JP2010149079A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Nippon Steel Engineering Co Ltd 高含水廃棄物を含んだ廃棄物の処理方法および処理装置
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