JPH04177013A - 廃棄物を利用した発電装置 - Google Patents

廃棄物を利用した発電装置

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JPH04177013A
JPH04177013A JP2306619A JP30661990A JPH04177013A JP H04177013 A JPH04177013 A JP H04177013A JP 2306619 A JP2306619 A JP 2306619A JP 30661990 A JP30661990 A JP 30661990A JP H04177013 A JPH04177013 A JP H04177013A
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sludge
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hydrocarbon
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Tsutomu Nishide
勉 西出
Shinichi Furuta
古田 真一
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は廃棄物を利用した発電装置に係り、特に流動床
燃焼装置を利用し、炭化水素ガスを水素(H2)に変換
して燃料電池の原料として発電回収すると共に、汚泥を
焼却処理することにより、嫌気性廃水処理により発生す
るメタン(CH4)ガス等の炭化水素含有ガス及び汚泥
を効率的に処理する廃棄物を利用した発電装置に関する
[従来の技術] 嫌気性廃水処理工程からは、CH,ガス等の炭化水素含
有ガスや汚泥が発生する。従来、CH。
ガスは燃料用として回収使用され、一方、汚泥はロータ
リーキルン等で焼却するか、或いは投棄されている。
[発明が解決しようとする課題] 従来において、CH4ガスの回収と汚泥の焼却は各々別
工程で行なわれているが、これらの処理を同時に行なう
ことにより、システム装置のコンパクト化、作業工程の
軽減、処理効率の向上が図れ、工業的に非常に有利であ
る。
本発明は上記従来の実情に鑑みてなされたものであって
、嫌気性廃水処理より発生するCH,ガス等の炭化水素
含有ガスを燃料電池の原料、即ちH2に変換して発電回
収すると共に、汚泥もあわせて焼却処理することができ
る廃棄物を利用した発電装置を提供することを目的とす
る。
[課題を解決するための手段] 請求項(1)の廃棄物を利用した発電装置は、嫌気性廃
水処理により発生する炭化水素含有ガス中の炭化水素を
水素に変換するための改質管と、該改質管から取り出さ
れた水素が導入される燃料電池と、嫌気性廃水処理によ
り発生する汚泥を焼却するための流動床燃焼装置と、を
備え、前記改質管は該流動床燃焼装置に設置されている
ことを特徴とする 請求項(2)廃棄物を利用した発電装置は、請求項(1
)の廃棄物を利用した発電装置において、前記流動床燃
焼装置は下段側の1次流動室と、該1次流動室の燃焼ガ
スが導入される2次流動室とを備えており、前記改質管
は該1次流動室に設置されており、前記嫌気性廃水処理
により発生する炭化水素含有ガスの一部が1次流動室の
燃料として投入され、汚泥が2次流動室にて流動焼却さ
れることを特徴とする。
[作用] 本発明の廃棄物を利用した発電装置によると、嫌気性廃
水処理で発生したCH4等の炭化水素含有ガスの一部を
燃料として流動床燃焼装置にて改質管を加熱し、該炭化
水素をH2に転化する。そして、このH2を燃料電池に
導いて発電を行なう。なお、流動床燃焼装置にて汚泥が
焼却される。
請求項(2)の廃棄物を利用した発電装置では、炭化水
素含有ガスの一部が1次流動室の燃料として用いられる
。この1次流動室の燃焼ガスが2次流動室に導入され、
汚泥の流動焼却に際しての汚泥乾燥用の熱源として利用
される。
[実施例] 以下に図面を参照して実施例について説明する。
第1図は本発明の廃棄物を利用した発電装置の一実施例
を示す系統図、第2図は本発明の実施例に係る流動床燃
焼装置(以下、「改質管」ということがある。)の縦断
面図である。
第1図において、1は嫌気性廃水処理装置、2はH2S
 (硫化水素)除去装置、3は膜分離装置、4は改質炉
、5は転化炉、6はCO2除去装置、7は燃料電池であ
り、21〜29はこれらの装置をつなぐ配管であり、1
7.30は空気供給管、31は排ガス排出管である。
このような発電装置において、嫌気性廃水処理装置1か
ら発生した主としてCH,、二酸化炭素(Co□)及び
His等で構成されるガスは、まず、配管21を経てH
,S除去装置2に送給され、H,S除去装置2にてガス
中のH2Sが除去される(例えば、F e + Hz 
S = F e S + H2による吸着除去)。次に
、H2Sが除去された、主にCH4及びCO2を含むガ
スは、配管23より抜き比され、一部は配管25より改
質炉4に送給され、残部は配管24より膜分離装置3に
供給される。膜分離装置3に供給されたガスは、含有す
るCO2が膜分離により除去され、主にCH4を含むガ
スは配管26より改質炉4に送給される。
また、嫌気性廃水処理装置1で発生した汚泥は配管22
を経て改質炉4に送給される。
ここで、第2図を参照して本発明の廃棄物を利用した発
電装置に好適な改質炉について説明する。
第2図において、符号10は改質炉体であり、その内部
にはガス分散板12.13がこの炉内部を横断するよう
に上下2段に設置され、下部燃焼室11.1次流動室1
4及び2次流動室15が区画形成されている。この下部
燃焼室11の炉壁にはガスバーナ16が設置され、この
バーナ16には前記配管25と空気供給管17が接続さ
れている。ガス分散板12の上方の1次流動室14内に
は、触媒管18が水平状態で上下方向と水平方向にわた
って多数配設されている。符号F、、F2は砂などの小
粒径の流動媒体によって形成される1次及び2次流動床
を示す。
この触媒管18内に、配管26より前記膜分離装置3を
通過したCH4含有ガスと図示しない配管よりスチーム
(H,o)とが導入され、触媒管18内部で1次流動床
F1から外部加熱される。
この触媒管18の1次流動室14内に位置する部分には
、バナジウムやニッケル系の触媒が充填され、更に1次
流動室14から炉外に突出する部分にはステンレス鋼な
どからなり、多数個押圧して充填しても空隙率が保たれ
てガス通過抵抗の少ない状態にされつる充填物が詰めら
れている。
このような構成とした流動床改質炉4において、H,S
吸着装置2から取り出され、配管25より送給されたC
H,及びC02含有ガスの一部と空気供給管17からの
空気とをガスバーナ16へ供給し、ガス燃料を下部燃焼
室11で燃焼させる。そして、分散板12を通して燃焼
ガスを1次流動室14内へ導く。この燃焼ガスの流動室
14内への導入によって、流動室14内に充填された流
動媒体は流動化されて加熱され、流動床F1が形成され
、触媒管18が均等に加熱される。
なお、1次流動床F1を通った燃焼ガスは分散板13を
通過し、その上部に設けた2次流動室15内に導入され
、ここで2次流動床F2が形成される。この2次流動床
F2に配管22からの汚泥が投入管19より投入されて
流動焼却される。
燃焼排ガスは出口20、排出管31から、必要に応じ熱
交換器や集塵装置等を経て大気放出される。
一方、1次流動床F1により均等加熱された触媒管18
内には、前述の如く触媒が充填されているため、この触
媒管18内に配管26より導入されたCH4含有ガスと
H20とは、この触媒管18内で約800℃に加熱され
て、下記反応、即ち、 CHa + H* 0−ICO+ 3 Hzにより、H
2とCo(−酸化炭素)に変換された後、配管27より
排出される。
改質炉4から排出される主にH2とCOとで構成される
ガスは、次いで、転化炉5に導入され、含有されるCO
が CO+Hi 0−Cot +Na なるCO転化反応(約500℃)でCO,に変換される
。転化炉5から排出された主にH2とCO3とで構成さ
れるガスは、次いで配管28よりCO8除去装置6に導
入され、含有されるCO3が除去される。このCO□除
去装置6としては、膜分離装置、吸着装置、ガス吸収装
置等を用いることができる。
このco、除去装置6でCOzが除去されて得られるH
lに富むガスは、配管29より燃料電池7に送給される
。燃料電池7では、供給管30より供給される空気等の
酸素含有ガスと共に、配管29から供給されるH2ガス
を燃料として発電がなされ、エネルギーが回収される。
以上の構成により、嫌気性廃水処理工程から発生する炭
化水素含有ガス中の炭化水素をH2としてエネルギー回
収すると共に、汚泥の焼却処理を行なうことが可能とさ
れ、しかも、汚泥の焼却処理エネルギーとして該炭化水
素を利用し、また、この焼却処理で発生する熱をH2改
質に利用することにより、エネルギーの有効利用を図る
ことが   ゛可能とされる。
なお、第1図及び第2図に示す装置は、本発明の廃棄物
を利用した発電装置の一実施例であって、本発明はその
要旨を超えない限り、なんら図示のものに限定されるも
のではない。例えば、H,S除去、CO1除去装置等の
構成、その他において、他の様々な構成を採用すること
ができる。
[発明の効果] 以上詳述した通り、本発明の廃棄物を利用した発電装置
によれば、嫌気性廃水処理で発生した炭化水素含有ガス
をH2に変換して燃料電池に発電回収すると共に、同時
に嫌気性廃水処理で発生する汚泥を効率的に焼却処理す
ることができる。
特に、請求項(2)の廃棄物を利用した発電装置によれ
ば、嫌気性廃水処理で発生した炭化水素含有ガスの一部
を汚泥の焼却処理に有効に利用することができると共に
、この焼却処理で発生した熱をH2変換に利用すること
ができ、エネルギー効率が一層高められる。
本発明の廃棄物を利用した発電製雪は、地域や工場にお
ける廃水処理施設の発電設備及び汚泥処理設備として、
極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の廃棄物を利用した発1a装置の一実施
例を示す系統図、第2図は本発明の実施例に係る燃焼装
置の縦断面図である。 1・・・嫌気性廃水処理装置、 2・・・H,S除去装置、3・・・膜分離装置、4・・
・改質炉、    5・・・転化炉、6・・・CO2除
去装置、7・・・燃料電池。 特許出願人  宇部興産株式会社 代理人 弁理士  重  野   剛 第2図 燃焼1ノトカス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)嫌気性廃水処理により発生する炭化水素含有ガス
    中の炭化水素を水素に変換するための改質管と、 該改質管から取り出された水素が導入される燃料電池と
    、 嫌気性廃水処理により発生する汚泥を焼却するための流
    動床燃焼装置と、 を備え、前記改質管は該流動床燃焼装置に設置されてい
    ることを特徴とする廃棄物を利用した発電装置。
  2. (2)請求項(1)の廃棄物を利用した発電装置におい
    て、前記流動床燃焼装置は下段側の1次流動室と、該1
    次流動室の燃焼ガスが導入される2次流動室とを備えて
    おり、 前記改質管は該1次流動室に設置されており、前記嫌気
    性廃水処理により発生する炭化水素含有ガスの一部が1
    次流動室の燃料として投入され、汚泥が2次流動室にて
    流動焼却されることを特徴とする廃棄物を利用した発電
    装置。
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