JPH01300021A - 湿式酸化方式水処理を兼ねたコジェネシステム - Google Patents
湿式酸化方式水処理を兼ねたコジェネシステムInfo
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- JPH01300021A JPH01300021A JP12669188A JP12669188A JPH01300021A JP H01300021 A JPH01300021 A JP H01300021A JP 12669188 A JP12669188 A JP 12669188A JP 12669188 A JP12669188 A JP 12669188A JP H01300021 A JPH01300021 A JP H01300021A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B51/00—Other methods of operating engines involving pretreating of, or adding substances to, combustion air, fuel, or fuel-air mixture of the engines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、廃水処理とローカルエネルギーの高効率発
生を、同時に実現するので、都市、団地、ビルなどのユ
ーティリティを合理化できて、省エネと環境改善となる
。
生を、同時に実現するので、都市、団地、ビルなどのユ
ーティリティを合理化できて、省エネと環境改善となる
。
（ロ）従来の技術
従来のコジェネは、専ら熱電の同時発生による省エネの
みを目的としたものであり、水処理は別個の複雑で、不
完全で、しかも大きなスペースを要するものであり、ま
た汚染物質の持つエネルギーを回収できぬものである（
ハ）発明が解決しようとする問題点 普通の水処理は、多量のエネルギーと、大きなスペース
を要するものである。最も一般的なものは、活性汚泥法
であり、暴気用のフロア−に多量の動力と、大きなプー
ルを必要とする。しかも、しばしは臭気を発生し、付近
に隣接して住宅地とすることは困難である本発明は、こ
のような種々の問題を解決しながら、住宅に必要な電力
や、暖冷房用の熱源も同時に高効率で供給でき、汚染物
質の工ネルギーも、メタン発酵のように長期間を要せず
短時間で回収され、近年発達したコジェネの経済性の問
題を更に改善できる。
みを目的としたものであり、水処理は別個の複雑で、不
完全で、しかも大きなスペースを要するものであり、ま
た汚染物質の持つエネルギーを回収できぬものである（
ハ）発明が解決しようとする問題点 普通の水処理は、多量のエネルギーと、大きなスペース
を要するものである。最も一般的なものは、活性汚泥法
であり、暴気用のフロア−に多量の動力と、大きなプー
ルを必要とする。しかも、しばしは臭気を発生し、付近
に隣接して住宅地とすることは困難である本発明は、こ
のような種々の問題を解決しながら、住宅に必要な電力
や、暖冷房用の熱源も同時に高効率で供給でき、汚染物
質の工ネルギーも、メタン発酵のように長期間を要せず
短時間で回収され、近年発達したコジェネの経済性の問
題を更に改善できる。
（ニ）問題を解決するための手段
この発明を図面にもとづいて説明すると、第１図におい
て、これは全体構成図であって、１は等温圧縮コンプレ
ッサーであり、低圧力比、容積型、多段中間冷却で等温
圧縮に近づけている。このような用途では、圧力が高圧
の１００気圧程度で、容量も比較的小さいので、このよ
うな容積型が適している。またこのような回転型の、弁
の無い方式は信頼性が高く、オイルレスが可能である点
も有利である。２は油圧式ダイヤフラムポンプであり、
し尿やスラッヂ含有汚水などを、１００気圧程度の高圧
にトラブルフリーに、高効率に加圧するに適している。
て、これは全体構成図であって、１は等温圧縮コンプレ
ッサーであり、低圧力比、容積型、多段中間冷却で等温
圧縮に近づけている。このような用途では、圧力が高圧
の１００気圧程度で、容量も比較的小さいので、このよ
うな容積型が適している。またこのような回転型の、弁
の無い方式は信頼性が高く、オイルレスが可能である点
も有利である。２は油圧式ダイヤフラムポンプであり、
し尿やスラッヂ含有汚水などを、１００気圧程度の高圧
にトラブルフリーに、高効率に加圧するに適している。
３は排圧力水の動力回収機であり、水タービン、または
本ポンプの逆サイクルで動力の無駄を排除する。４は熱
交換器であって、排水の熱エネルギーを廃水の予熱に利
用する。
本ポンプの逆サイクルで動力の無駄を排除する。４は熱
交換器であって、排水の熱エネルギーを廃水の予熱に利
用する。
５は反応槽であって、１００気圧、２５０−３００°Ｃ
程度で、有機物、アンモニヤなど汚染物質を、高圧空気
で酸化する。このとき大気中燃焼と同様に、ある熱量を
発生する。ただ異なるのは、酸化に際して、水゛の蒸発
潜熱の補給を要せず、乾燥、濃縮などが不必要な利点で
ある。従来は槽中に触媒の無いものが、ジンマーマンプ
ロセスとして開発されたが、不完全で、アンモニヤも分
解されなかった。
程度で、有機物、アンモニヤなど汚染物質を、高圧空気
で酸化する。このとき大気中燃焼と同様に、ある熱量を
発生する。ただ異なるのは、酸化に際して、水゛の蒸発
潜熱の補給を要せず、乾燥、濃縮などが不必要な利点で
ある。従来は槽中に触媒の無いものが、ジンマーマンプ
ロセスとして開発されたが、不完全で、アンモニヤも分
解されなかった。
最近、日本で優秀な、定置型固体触媒が開発され、その
表面で、短時間に、全ての汚染物質を酸化分解できるよ
うになった。また、この反応に必要な空気量は、理論空
気量の１．２倍程度であるが、本発明では、これを大幅
に増して２−３倍とする。こうすることによって、コジ
ェネとしての動力発生を可能とする。また、このように
空気比（実際空気量と理論空気量の比）を増すことによ
り、酸素分圧が高まり、酸化反応が促進されるプラス効
果をもたらし、空気比の増大によるコンプレッサーの動
力増加のマイナス効果を打ち消すものである。６は膨張
シリンダーであって、ディーゼルエンヂンのシリンダー
と同様なものである。ただ異なるのは、圧縮行程が無く
、すでに圧縮された空気を、吹き込んで燃焼せしめる点
である。７は、この高圧空気の注入弁であって、ただ本
発明のときは、反応を終結した排高圧ガス（空気比が高
いため、酸素は充分残留している）を注入するものであ
る。８は熱交換器であって、この排高圧ガスを燃料の着
火温度まで上昇せしめる。この熱源は排気ガスを利用す
る。９は燃料噴射ノズルであって、石油や天然ガスなど
を噴射し燃焼せしめる。１０は排気弁であって、膨張を
終了した排ガスを吐出する。１１は排気ガスタービンで
あって、排ガスのエネルギーを回収する。１２は排熱回
収熱交換器であって、暖冷房給湯に利用する。１３は膨
張シリンダー６の冷却ジャケットであり、やはり暖冷房
給湯に利用して熱回収する。１４は膨張シリンダー６の
ピストン、１５はコンネクテイングロッド、１６はクラ
ンク軸である。１７は減速歯車であって、排気ガスター
ビン１１の出力を回収する。１日は発電機である。１９
は等温圧縮コンプレッサー１を駆動する電動機である。
表面で、短時間に、全ての汚染物質を酸化分解できるよ
うになった。また、この反応に必要な空気量は、理論空
気量の１．２倍程度であるが、本発明では、これを大幅
に増して２−３倍とする。こうすることによって、コジ
ェネとしての動力発生を可能とする。また、このように
空気比（実際空気量と理論空気量の比）を増すことによ
り、酸素分圧が高まり、酸化反応が促進されるプラス効
果をもたらし、空気比の増大によるコンプレッサーの動
力増加のマイナス効果を打ち消すものである。６は膨張
シリンダーであって、ディーゼルエンヂンのシリンダー
と同様なものである。ただ異なるのは、圧縮行程が無く
、すでに圧縮された空気を、吹き込んで燃焼せしめる点
である。７は、この高圧空気の注入弁であって、ただ本
発明のときは、反応を終結した排高圧ガス（空気比が高
いため、酸素は充分残留している）を注入するものであ
る。８は熱交換器であって、この排高圧ガスを燃料の着
火温度まで上昇せしめる。この熱源は排気ガスを利用す
る。９は燃料噴射ノズルであって、石油や天然ガスなど
を噴射し燃焼せしめる。１０は排気弁であって、膨張を
終了した排ガスを吐出する。１１は排気ガスタービンで
あって、排ガスのエネルギーを回収する。１２は排熱回
収熱交換器であって、暖冷房給湯に利用する。１３は膨
張シリンダー６の冷却ジャケットであり、やはり暖冷房
給湯に利用して熱回収する。１４は膨張シリンダー６の
ピストン、１５はコンネクテイングロッド、１６はクラ
ンク軸である。１７は減速歯車であって、排気ガスター
ビン１１の出力を回収する。１日は発電機である。１９
は等温圧縮コンプレッサー１を駆動する電動機である。
２０は油圧式ダイヤフラムポンプ２を駆動する電動機で
あり、同軸に動力回収ａ３があるため、常用運転時には
動力が少なくなるが、始動時のために、ポンプ動力を全
部賄えるだけの能力とする。２１は排熱回収熱交換器で
あって、汚染物質のＤ量が過剰のときに冷暖房給湯に利
用する。
あり、同軸に動力回収ａ３があるため、常用運転時には
動力が少なくなるが、始動時のために、ポンプ動力を全
部賄えるだけの能力とする。２１は排熱回収熱交換器で
あって、汚染物質のＤ量が過剰のときに冷暖房給湯に利
用する。
（ホ）作用
熱機関の効率についての学説によれば、カルノーサイク
ルが最も効率がよい。このサイクルは等温圧縮を取り入
れて居て、高効率を目脂して、開発を進められているス
ターリングエンヂンも等温圧縮から成り立っている。
ルが最も効率がよい。このサイクルは等温圧縮を取り入
れて居て、高効率を目脂して、開発を進められているス
ターリングエンヂンも等温圧縮から成り立っている。
本発明でも圧縮過程を多段中間冷却で等温に近づけて、
動力の節減をはかつている。
動力の節減をはかつている。
中間冷却によって取り去られる熱も、暖冷房給湯用とし
て利用され、コジェネの熱源の一部となる。
て利用され、コジェネの熱源の一部となる。
つづいて１００気圧程度の高圧に達した空気は、油圧式
ダイヤフラムポンプで、やはり、１００気圧程度に昇圧
された廃水と混合しながら、反応槽に下部から流入する
。この反応槽中には、粒状の固体触媒層があり、この間
を通過する間に、１時間程度で分解され、メタン発酵の
ように３０日もの長間間を要しない。
ダイヤフラムポンプで、やはり、１００気圧程度に昇圧
された廃水と混合しながら、反応槽に下部から流入する
。この反応槽中には、粒状の固体触媒層があり、この間
を通過する間に、１時間程度で分解され、メタン発酵の
ように３０日もの長間間を要しない。
しかもアンモニヤなども分解されるため、発生熱はより
大きい。またコンパクトとなるため保温も完全で、メタ
ン槽のように、保温にエネルギーをン良費することもな
い。
大きい。またコンパクトとなるため保温も完全で、メタ
ン槽のように、保温にエネルギーをン良費することもな
い。
汚染物質の発熱量により、反応槽は昇温するが２５０−
３００°Ｃ以上の過剰熱量も当然、熱交換器により、暖
冷房給湯に利用され、コジェネの熱源となる。
３００°Ｃ以上の過剰熱量も当然、熱交換器により、暖
冷房給湯に利用され、コジェネの熱源となる。
一方反応を終了した空気は、過剰空気によって残留酸素
の多い１００気圧、２５０−３００°Ｃ程度の排気ガス
となって反応槽を出て、さらに不足の温度を熱交換器で
補い、膨張シリンダーに流人せしめられる。これは圧力
条件がディーゼルエンヂンに適しているのである。
の多い１００気圧、２５０−３００°Ｃ程度の排気ガス
となって反応槽を出て、さらに不足の温度を熱交換器で
補い、膨張シリンダーに流人せしめられる。これは圧力
条件がディーゼルエンヂンに適しているのである。
この後は普通のディーゼルエンヂンと同様に、燃料噴射
して爆発膨張する。要するに圧縮行程が無く、排気行程
と膨張行程だけの２サイクルのようなエンヂンとなり、
シリンダー数が４サイクルの半分でよい利点がある。
して爆発膨張する。要するに圧縮行程が無く、排気行程
と膨張行程だけの２サイクルのようなエンヂンとなり、
シリンダー数が４サイクルの半分でよい利点がある。
ついで、この膨張シリンダーの排気は、排気ガスタービ
ンに入り充分な膨張をする。
ンに入り充分な膨張をする。
このとき圧縮行程のある普通のサイクルと異なり、排気
ガスのブローダウンの損失が無く、等温圧縮の採用とと
もに、エンヂンの効率は更に改善され、現在の大型ディ
ーゼルの効率５０％を上回ることも期待される。
ガスのブローダウンの損失が無く、等温圧縮の採用とと
もに、エンヂンの効率は更に改善され、現在の大型ディ
ーゼルの効率５０％を上回ることも期待される。
膨張シリンダーの冷却ジャケット温水や、排気ガスのＤ
量が、やはりコジェネの熱源として、暖冷房給湯に利用
される。
量が、やはりコジェネの熱源として、暖冷房給湯に利用
される。
（へ）発明の効果
廃水の処理と高効率のローカルエネルギー発生のコジェ
ネが同時に達成され、しかも、汚染物質の持つエネルギ
ーも、他の方法より完全に、コンパクトに回収され、省
エネと環境浄化の効果が大きく、この面で世界の生活レ
ベルの向上に大きな役割を果たすことが出来る。
ネが同時に達成され、しかも、汚染物質の持つエネルギ
ーも、他の方法より完全に、コンパクトに回収され、省
エネと環境浄化の効果が大きく、この面で世界の生活レ
ベルの向上に大きな役割を果たすことが出来る。
第１図は全体構成図である。
１は等温圧縮コンプレッサー、２は油圧式ダイヤフラム
ポンプ、５は反応槽、６は膨張シリンダーである。
ポンプ、５は反応槽、６は膨張シリンダーである。
Claims (1)
- 廃水中の汚染物質を、水中で高圧空気により、高温、
高圧で酸化せしめる方式において、等温圧縮により発生
する高圧空気量を、理論空気量に対して過剰とし、酸素
分圧を高めて酸化反応を促進し、反応の終了した高圧排
ガスを膨張シリンダーに注入し、残留過剰空気を利用し
て、これに燃料噴射着火せしめ、つづいて膨張により動
力を発生して、水処理の動力を不要とすると同時に、高
効率コジェネを達成する、湿式酸化方式水処理を兼ねた
コジェネシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12669188A JPH01300021A (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 湿式酸化方式水処理を兼ねたコジェネシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12669188A JPH01300021A (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 湿式酸化方式水処理を兼ねたコジェネシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01300021A true JPH01300021A (ja) | 1989-12-04 |
Family
ID=14941462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12669188A Pending JPH01300021A (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 湿式酸化方式水処理を兼ねたコジェネシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01300021A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010523883A (ja) * | 2007-04-05 | 2010-07-15 | レイセオン・サルコス・エルエルシー | 迅速点火迅速応答動力変換システム |
| US8156662B2 (en) * | 2006-01-18 | 2012-04-17 | Earthrenew, Inc. | Systems for prevention of HAP emissions and for efficient drying/dehydration processes |
| WO2013030340A1 (de) * | 2011-09-01 | 2013-03-07 | Gicon Grossmann Ingenieur Consult Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur gezielten einspeisung von gasen oder gasgemischen in eine flüssigkeit, suspension oder emulsion in einem reaktor |
| CN103422504A (zh) * | 2012-05-22 | 2013-12-04 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 打桩机发动机 |
-
1988
- 1988-05-24 JP JP12669188A patent/JPH01300021A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8156662B2 (en) * | 2006-01-18 | 2012-04-17 | Earthrenew, Inc. | Systems for prevention of HAP emissions and for efficient drying/dehydration processes |
| JP2010523883A (ja) * | 2007-04-05 | 2010-07-15 | レイセオン・サルコス・エルエルシー | 迅速点火迅速応答動力変換システム |
| WO2013030340A1 (de) * | 2011-09-01 | 2013-03-07 | Gicon Grossmann Ingenieur Consult Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur gezielten einspeisung von gasen oder gasgemischen in eine flüssigkeit, suspension oder emulsion in einem reaktor |
| US9732312B2 (en) | 2011-09-01 | 2017-08-15 | Gicon Grossmann Ingenieur Consult Gmbh | Method and device for feeding gases or gas mixtures into a liquid, suspension or emulsion in a reactor in a specific manner |
| DE102012215476B4 (de) * | 2011-09-01 | 2017-09-07 | GICON-Großmann Ingenieur Consult GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur gezielten Einspeisung von Gasen oder Gasgemischen in eine Fluessigkeit, Suspension oder Emulsion in einem Reaktor |
| CN103422504A (zh) * | 2012-05-22 | 2013-12-04 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 打桩机发动机 |
| CN103422504B (zh) * | 2012-05-22 | 2015-07-15 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 打桩机发动机 |
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