JP6640268B2 - 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
廃棄物の水熱処理を行うための廃棄物処理システムであって、
前記廃棄物への蒸気の接触により前記水熱処理を行うための少なくとも1つの水熱処理装置と、
前記水熱処理の反応物の固体から固形の燃料を製造するための燃料製造装置と、
前記反応物の液体をメタン発酵させてバイオガスを生成させるためのメタン発酵装置と、
前記燃料を貯蔵するための第1貯蔵設備と、
前記バイオガスを貯蔵するための第3貯蔵設備と、
前記水熱処理装置に供給される前記蒸気を発生させるための少なくとも2つの蒸気発生装置と、
を備え、
前記少なくとも1つの水熱処理装置は、
内部に蒸気が注入される筐体と、
前記筐体内に前記廃棄物を投入する投入口と、
前記筐体から前記反応物を排出する排出口と、
を備えるバッチ式の水熱処理装置であり、
前記少なくとも2つの蒸気発生装置は、
前記第1貯蔵設備に貯蔵された前記燃料の燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて前記蒸気を発生させる第1蒸気発生装置と、
前記第3貯蔵設備に貯蔵された前記バイオガスの燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて前記蒸気を発生させる第2蒸気発生装置と
を含むことを特徴とする。
前記廃棄物処理システムは、
前記固形の前記燃料をガス化させて燃料ガスを生成させるためのガス化炉と、
前記ガス化炉で生成した燃料ガスを貯蔵するための第2貯蔵設備と
を備えることを特徴とする。
廃棄物の水熱処理を行うための廃棄物処理システムであって、
前記廃棄物への蒸気の接触により前記水熱処理を行うための少なくとも1つの水熱処理装置と、
前記反応物の液体をメタン発酵させてバイオガスを生成させるためのメタン発酵装置と、
前記メタン発酵装置で得られた発酵物中の固体への蒸気の接触により水熱処理を行うための第2水熱処理装置と、
前記水熱処理の反応物及び前記第2水熱処理装置での水熱処理の第2反応物から製造された燃料を貯蔵する第1貯蔵設備と、
前記バイオガスを貯蔵するための第3貯蔵設備と、
前記少なくとも1つの水熱処理装置に供給される前記蒸気を発生させるための少なくとも1つの蒸気発生装置と、
を備え、
前記蒸気発生装置は、前記第1貯蔵設備に貯蔵された前記燃料又は前記第3貯蔵設備に貯蔵された前記バイオガスの燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて、前記蒸気を発生させるように構成されたことを特徴とする。
前記第2水熱処理装置は、前記第2水熱処理装置での水熱処理により得られた第2反応物を乾燥させるように構成されたことを特徴とする。
上記(4)の構成によれば、水熱処理により得られた第2反応物を、水熱処理を行った第2水熱処理装置自身で乾燥できる。
前記廃棄物処理システムは、前記燃料又は前記バイオガスの燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて発電を行うための発電装置を備えることを特徴とする。
上記(5)の構成によれば、廃棄物処理システムで製造された燃料を用いて発電できる。
前記発電装置は、蒸気タービンと、前記蒸気タービンに接続された発電機本体部とを含み、
前記蒸気タービンは、前記蒸気発生装置において発生した蒸気のうちの少なくとも一部によって駆動するように構成されたことを特徴とする。
上記(6)の構成によれば、蒸気が蒸気タービンを駆動させて、蒸気タービンに接続された発電機本体部により発電できる。
前記発電装置は、ガスエンジンと、前記ガスエンジンに接続された発電機本体部とを含み、
前記蒸気発生装置は、前記ガスエンジンの排熱で、蒸気を発生するように構成されたことを特徴とする。
前記廃棄物処理システムは、前記燃料の燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて発電を行うための発電装置を備え、
前記廃棄物処理システムは、前記第1蒸気発生装置を2つ備え、
前記発電装置は、2つの前記第1蒸気発生装置で発生した蒸気のそれぞれによって駆動される第1発電装置と第2発電装置とを含むことを特徴とする。
上記(8)の構成によれば、電力需要に応じて発電装置の使用台数を任意に変更できる。これにより、電力需要に応じて発電量を柔軟に変更でき、安定的な電力供給を行うことができる。
前記廃棄物処理システムは、前記燃料の燃焼を行うための燃焼炉を備え、
前記第1蒸気発生装置は、前記燃焼炉で発生した燃焼エネルギを用いて蒸気を発生させるように構成されたことを特徴とする。
上記(9)の構成によれば、燃焼炉により、速やかに、かつ、燃焼ムラを抑制しながら燃料を燃焼できる。これにより、速やかに、かつ発生量のムラを抑制しながら蒸気を発生できる。
前記燃焼炉は流動床炉により構成されていることを特徴とする。
上記(10)の構成によれば、流動床炉により、速やかに、かつ、燃焼ムラを抑制しながら燃料を燃焼できる。これにより、速やかに、かつ発生量のムラを抑制しながら蒸気を発生できる。
前記少なくとも1つの水熱処理装置は、2つの水熱処理装置を備え、該2つの水熱処理装置はそれぞれ蒸気供給口及び蒸気排出口を備え、
前記2つの水熱処理装置の一方の前記蒸気排出口と、前記2つの水熱処理装置の他方の前記蒸気供給口とは配管により接続されることを特徴とする。
上記(11)の構成によれば、2つの水熱処理装置のうち一方で使用した蒸気を、他方の水熱処理装置で使用できる。これにより、新たな蒸気の使用量を削減できる。
前記少なくとも1つの水熱処理装置は、バッチ式の水熱処理装置を含むことを特徴とする。
上記(12)の構成によれば、例えば、廃棄物を収集するための車両(図示しない)からそのまま水熱処理装置に廃棄物を投入でき、廃棄物処理システムのピットレス化を図ることができる。
廃棄物の水熱処理を行うための廃棄物処理方法であって、
前記廃棄物への蒸気の接触により前記水熱処理を行う水熱処理ステップと、
前記水熱処理の反応物の固体から固形の燃料を製造するための燃料製造ステップと、
前記反応物の液体をメタン発酵させてバイオガスを生成させるためのメタン発酵ステップと、
前記燃料及び前記バイオガスを貯蔵する貯蔵ステップと、
前記水熱処理ステップで使用される前記蒸気を発生させるための蒸気発生ステップと、
を含み、
前記蒸気発生ステップは、前記貯蔵ステップで貯蔵された前記燃料の燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて、前記蒸気を発生させ、
前記燃料は第1貯蔵設備に貯蔵され、前記バイオガスは、前記第1貯蔵設備とは別の第3貯蔵設備に貯蔵され、
前記水熱処理が行われる少なくとも1つの水熱処理装置は、
内部に蒸気が注入される筐体と、
前記筐体内に前記廃棄物を投入する投入口と、
前記筐体から前記反応物を排出する排出口と、
を備えるバッチ式の水熱処理装置であり、
前記蒸気発生ステップは、
前記第1貯蔵設備に貯蔵された前記燃料の燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて前記蒸気を発生させることと、
前記第3貯蔵設備に貯蔵された前記バイオガスの燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて前記蒸気を発生させることと
を含むことを特徴とする。
廃棄物の水熱処理を行うための廃棄物処理方法であって、
前記廃棄物への蒸気の接触により前記水熱処理を行う水熱処理ステップと、
前記水熱処理の反応物の液体をメタン発酵させてバイオガスを生成させるためのメタン発酵ステップと、
前記メタン発酵装置で得られた発酵物中の固体への蒸気の接触により水熱処理を行うための第2水熱処理ステップと、
前記水熱処理ステップ及び前記第2水熱処理ステップでのそれぞれの前記水熱処理の反応物から製造された燃料を貯蔵するステップと、
前記水熱処理ステップで使用される前記蒸気を発生させるための蒸気発生ステップと、
を含み、
前記蒸気発生ステップは、前記貯蔵ステップで貯蔵された前記燃料の燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて、前記蒸気を発生させることを特徴とする
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
その他の実施方法として、粒径の大きい乾燥物を細かくするため、固液分離装置出口又は、乾燥装置出口に粉砕設備を設置することもできる。
また、その他の実施方法として、固液分離装置19で得られる固体(消化汚泥)を水熱処理装置10へリサイクルすることもできる。その場合、水熱処理装置20と固液分離装置21は不要となる。
またこの場合、再熱器31で蒸気を過熱した後の燃焼ガスはごみ焼却炉に供給される。
8,9 貯蔵設備(第1貯蔵設備、第2貯蔵設備、第3貯蔵設備)
10,20,26 水熱処理装置(燃料製造装置、第1水熱処理装置、第2水熱処理装置、第3水熱処理装置)
10A 本体部
10B バケット
10Ba 内部空間
10a 第1単位水熱処理装置
10b 第2単位水熱処理装置
10c 第3単位水熱処理装置
10d 第4単位水熱処理装置
11,19,21,27 固液分離装置(燃料製造装置)
12,28 乾燥装置(燃料製造装置)
13 分級装置(燃料製造装置)
14 成形装置(燃料製造装置)
15 ガス化炉
16 メタン発酵装置
18,30 排熱回収ボイラ(蒸気発生装置)
22,24 ボイラ(蒸気発生装置)
23,25 蒸気タービン(発電装置、第1発電装置、第2発電装置、第3発電装置)
29 燃焼炉
31 再熱器
33 給水加熱器
43 水処理装置
44 汚泥処理装置
100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600 廃棄物処理システム
101 投入口
102 排出口
103 筐体
104 回転軸
105 モータ
106 攪拌翼
107 蒸気供給口
108 蒸気排出口
109,110 ホッパ
120 貯水部
121 水
122 コンベア
123 ガス抜出し口
Claims (14)
- 廃棄物の水熱処理を行うための廃棄物処理システムであって、
前記廃棄物への蒸気の接触により前記水熱処理を行うための少なくとも1つの水熱処理装置と、
前記水熱処理の反応物の固体から固形の燃料を製造するための燃料製造装置と、
前記反応物の液体をメタン発酵させてバイオガスを生成させるためのメタン発酵装置と、
前記燃料を貯蔵するための第1貯蔵設備と、
前記バイオガスを貯蔵するための第3貯蔵設備と、
前記水熱処理装置に供給される前記蒸気を発生させるための少なくとも2つの蒸気発生装置と、
を備え、
前記少なくとも1つの水熱処理装置は、
内部に蒸気が注入される筐体と、
前記筐体内に前記廃棄物を投入する投入口と、
前記筐体から前記反応物を排出する排出口と、
を備えるバッチ式の水熱処理装置であり、
前記少なくとも2つの蒸気発生装置は、
前記第1貯蔵設備に貯蔵された前記燃料の燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて前記蒸気を発生させる第1蒸気発生装置と、
前記第3貯蔵設備に貯蔵された前記バイオガスの燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて前記蒸気を発生させる第2蒸気発生装置と
を含むことを特徴とする、廃棄物処理システム。 - 前記廃棄物処理システムは、
前記固形の前記燃料をガス化させて燃料ガスを生成させるためのガス化炉と、
前記ガス化炉で生成した燃料ガスを貯蔵するための第2貯蔵設備と
を備えることを特徴とする、請求項1に記載の廃棄物処理システム。 - 廃棄物の水熱処理を行うための廃棄物処理システムであって、
前記廃棄物への蒸気の接触により前記水熱処理を行うための少なくとも1つの水熱処理装置と、
前記反応物の液体をメタン発酵させてバイオガスを生成させるためのメタン発酵装置と、
前記メタン発酵装置で得られた発酵物中の固体への蒸気の接触により水熱処理を行うための第2水熱処理装置と、
前記水熱処理の反応物及び前記第2水熱処理装置での水熱処理の第2反応物から製造された燃料を貯蔵する第1貯蔵設備と、
前記バイオガスを貯蔵するための第3貯蔵設備と、
前記少なくとも1つの水熱処理装置に供給される前記蒸気を発生させるための少なくとも1つの蒸気発生装置と、
を備え、
前記蒸気発生装置は、前記第1貯蔵設備に貯蔵された前記燃料又は前記第3貯蔵設備に貯蔵された前記バイオガスの燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて、前記蒸気を発生させるように構成されたことを特徴とする、廃棄物処理システム。 - 前記第2水熱処理装置は、前記第2水熱処理装置での水熱処理により得られた第2反応物を乾燥させるように構成されたことを特徴とする、請求項3に記載の廃棄物処理システム。
- 前記廃棄物処理システムは、前記燃料又は前記バイオガスの燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて発電を行うための発電装置を備えることを特徴とする、請求項1又は2に記載の廃棄物処理システム。
- 前記発電装置は、蒸気タービンと、前記蒸気タービンに接続された発電機本体部とを含み、
前記蒸気タービンは、前記蒸気発生装置において発生した蒸気のうちの少なくとも一部によって駆動するように構成されたことを特徴とする、請求項5に記載の廃棄物処理システム。 - 前記発電装置は、ガスエンジンと、前記ガスエンジンに接続された発電機本体部とを含み、
前記蒸気発生装置は、前記ガスエンジンの排熱で、蒸気を発生するように構成されたことを特徴とする、請求項5に記載の廃棄物処理システム。 - 前記廃棄物処理システムは、前記燃料の燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて発電を行うための発電装置を備え、
前記廃棄物処理システムは、前記第1蒸気発生装置を2つ備え、
前記発電装置は、2つの前記第1蒸気発生装置で発生した蒸気のそれぞれによって駆動される第1発電装置と第2発電装置とを含むことを特徴とする、請求項5〜7の何れか1項に記載の廃棄物処理システム。 - 前記廃棄物処理システムは、前記燃料の燃焼を行うための燃焼炉を備え、
前記第1蒸気発生装置は、前記燃焼炉で発生した燃焼エネルギを用いて蒸気を発生させるように構成されたことを特徴とする、請求項5〜8の何れか1項に記載の廃棄物処理システム。 - 前記燃焼炉は流動床炉により構成されている、請求項9に記載の廃棄物処理システム。
- 前記少なくとも1つの水熱処理装置は、2つの水熱処理装置を備え、該2つの水熱処理装置はそれぞれ蒸気供給口及び蒸気排出口を備え、
前記2つの水熱処理装置の一方の前記蒸気排出口と、前記2つの水熱処理装置の他方の前記蒸気供給口とは配管により接続されることを特徴とする、請求項1〜10の何れか1項に記載の廃棄物処理システム。 - 前記少なくとも1つの水熱処理装置は、バッチ式の水熱処理装置を含むことを特徴とする、請求項3又は4に記載の廃棄物処理システム。
- 廃棄物の水熱処理を行うための廃棄物処理方法であって、
前記廃棄物への蒸気の接触により前記水熱処理を行う水熱処理ステップと、
前記水熱処理の反応物の固体から固形の燃料を製造するための燃料製造ステップと、
前記反応物の液体をメタン発酵させてバイオガスを生成させるためのメタン発酵ステップと、
前記燃料及び前記バイオガスを貯蔵する貯蔵ステップと、
前記水熱処理ステップで使用される前記蒸気を発生させるための蒸気発生ステップと、
を含み、
前記蒸気発生ステップは、前記貯蔵ステップで貯蔵された前記燃料の燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて、前記蒸気を発生させ、
前記燃料は第1貯蔵設備に貯蔵され、前記バイオガスは、前記第1貯蔵設備とは別の第3貯蔵設備に貯蔵され、
前記水熱処理が行われる少なくとも1つの水熱処理装置は、
内部に蒸気が注入される筐体と、
前記筐体内に前記廃棄物を投入する投入口と、
前記筐体から前記反応物を排出する排出口と、
を備えるバッチ式の水熱処理装置であり、
前記蒸気発生ステップは、
前記第1貯蔵設備に貯蔵された前記燃料の燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて前記蒸気を発生させることと、
前記第3貯蔵設備に貯蔵された前記バイオガスの燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて前記蒸気を発生させることと
を含むことを特徴とする、廃棄物処理方法。 - 廃棄物の水熱処理を行うための廃棄物処理方法であって、
前記廃棄物への蒸気の接触により前記水熱処理を行う水熱処理ステップと、
前記水熱処理の反応物の液体をメタン発酵させてバイオガスを生成させるためのメタン発酵ステップと、
前記メタン発酵装置で得られた発酵物中の固体への蒸気の接触により水熱処理を行うための第2水熱処理ステップと、
前記水熱処理ステップ及び前記第2水熱処理ステップでのそれぞれの前記水熱処理の反応物から製造された燃料を貯蔵するステップと、
前記水熱処理ステップで使用される前記蒸気を発生させるための蒸気発生ステップと、
を含み、
前記蒸気発生ステップは、前記貯蔵ステップで貯蔵された前記燃料の燃焼により発生した燃焼エネルギを用いて、前記蒸気を発生させることを特徴とする、廃棄物処理方法。
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