JPH09317408A - ごみ発電システム，ごみ処理システム及びそれに用いられる燃料改質装置 - Google Patents
ごみ発電システム，ごみ処理システム及びそれに用いられる燃料改質装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】短期的，長期的排ガス変動の大きいごみ発電シ
ステムにおいて、安定したダイオキシン分解性能を備え
たごみ発電システムを提供する。 【解決手段】ごみを燃焼する焼却炉と、該焼却炉の燃焼
排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、該焼却炉ボ
イラで発生した水蒸気を加熱する過熱器と、該過熱器で
加熱された水蒸気により駆動される蒸気タービンと、該
蒸気タービンで駆動される発電機と、燃料を改質する燃
料改質装置と、該燃料改質装置により改質された改質ガ
スと前記焼却炉からの排ガスの全部または一部とを燃焼
させる燃焼器を備えた。
ステムにおいて、安定したダイオキシン分解性能を備え
たごみ発電システムを提供する。 【解決手段】ごみを燃焼する焼却炉と、該焼却炉の燃焼
排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、該焼却炉ボ
イラで発生した水蒸気を加熱する過熱器と、該過熱器で
加熱された水蒸気により駆動される蒸気タービンと、該
蒸気タービンで駆動される発電機と、燃料を改質する燃
料改質装置と、該燃料改質装置により改質された改質ガ
スと前記焼却炉からの排ガスの全部または一部とを燃焼
させる燃焼器を備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料改質装置及び
その燃料改質装置を備えた発電システム，ごみ処理シス
テム及びそれに用いられる燃料改質装置に係わり、特に
ごみ発電システムに好適な直接熱交換式の無触媒燃料改
質装置とその燃料改質装置を備えた発電システム，ごみ
処理システム及びそれに用いられる燃料改質装置に関す
る。
その燃料改質装置を備えた発電システム，ごみ処理シス
テム及びそれに用いられる燃料改質装置に係わり、特に
ごみ発電システムに好適な直接熱交換式の無触媒燃料改
質装置とその燃料改質装置を備えた発電システム，ごみ
処理システム及びそれに用いられる燃料改質装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より炭化水素等の原燃料を水素含有
ガスに改質する燃料改質装置として、間接熱交換式燃料
改質装置と直接熱交換式燃料改質装置等が知られてい
る。又、触媒方式燃料改質装置と無触媒方式燃料改質装
置が知られている。
ガスに改質する燃料改質装置として、間接熱交換式燃料
改質装置と直接熱交換式燃料改質装置等が知られてい
る。又、触媒方式燃料改質装置と無触媒方式燃料改質装
置が知られている。
【０００３】このうち、間接熱交換式燃料改質装置は、
反応管と、この反応管に熱を与えるバーナとを設け、バ
ーナからの燃焼ガスにより反応管を加熱しながら、反応
管の一端側から内部に流入した原燃料を部分酸化（いわ
ゆる燃焼）し、触媒によって改質、あるいは触媒を使用
しないで冷却媒体として加える水蒸気により熱改質して
水素分を含むガスに改質する装置である。
反応管と、この反応管に熱を与えるバーナとを設け、バ
ーナからの燃焼ガスにより反応管を加熱しながら、反応
管の一端側から内部に流入した原燃料を部分酸化（いわ
ゆる燃焼）し、触媒によって改質、あるいは触媒を使用
しないで冷却媒体として加える水蒸気により熱改質して
水素分を含むガスに改質する装置である。
【０００４】一方、直接熱交換式燃料改質装置は、燃料
流路において原燃料を部分酸化（燃焼）しながら、得ら
れた高温の被改質ガスを触媒によって改質、あるいは触
媒を使用しないで冷却媒体として加える水蒸気により改
質して水素分を含むガスに改質する装置である。なお、
直接熱交換式燃料改質装置は、化学工業用に用いられて
いる。
流路において原燃料を部分酸化（燃焼）しながら、得ら
れた高温の被改質ガスを触媒によって改質、あるいは触
媒を使用しないで冷却媒体として加える水蒸気により改
質して水素分を含むガスに改質する装置である。なお、
直接熱交換式燃料改質装置は、化学工業用に用いられて
いる。
【０００５】触媒を用いる方法の場合、燃焼温度が７０
０℃程度で水素を含む燃料ガスに改質できるため、燃料
のうち２０％程度を部分酸化すれば改質を行うための反
応熱を得て低カロリーで燃焼安定性のよい燃料ガスが得
られる。これに対し、無触媒改質では、燃焼温度を１３
００℃前後にしなければ改質のためのエネルギが得られ
ないので、燃料の部分酸化量は２０％を越える量が必要
となる。
０℃程度で水素を含む燃料ガスに改質できるため、燃料
のうち２０％程度を部分酸化すれば改質を行うための反
応熱を得て低カロリーで燃焼安定性のよい燃料ガスが得
られる。これに対し、無触媒改質では、燃焼温度を１３
００℃前後にしなければ改質のためのエネルギが得られ
ないので、燃料の部分酸化量は２０％を越える量が必要
となる。
【０００６】ごみ発電の場合、ごみ処理に特有な時間
的，季節的及び年次的な変動があるため発熱量の変動が
あり、又、ごみ処理はその性格上ほとんど休みなく稼働
しなければならないため、メンテナンスフリーが強く求
められる。この要求に対応するためには、消耗品及び交
換部品の不要な装置が必要となる。これには、無触媒方
式が有効であるが、自分自身の部分酸化熱で改質する無
触媒改質を実施するためには、燃料量の２０％以上を部
分酸化して改質反応に必要なエネルギを作り出すことが
必須となる（ここでは、便宜上、燃料の２０％を越える
部分を部分酸化する無触媒改質装置を対象として改質と
いうことにする。）。
的，季節的及び年次的な変動があるため発熱量の変動が
あり、又、ごみ処理はその性格上ほとんど休みなく稼働
しなければならないため、メンテナンスフリーが強く求
められる。この要求に対応するためには、消耗品及び交
換部品の不要な装置が必要となる。これには、無触媒方
式が有効であるが、自分自身の部分酸化熱で改質する無
触媒改質を実施するためには、燃料量の２０％以上を部
分酸化して改質反応に必要なエネルギを作り出すことが
必須となる（ここでは、便宜上、燃料の２０％を越える
部分を部分酸化する無触媒改質装置を対象として改質と
いうことにする。）。
【０００７】従来の装置としては、例えば、ガスタービ
ン発電システムを対象としたものであるが、燃料改質装
置を備えた発電システムとしては、特開平2−286835 号
公報，特開平5−332166 号公報，特開平5−332167 号公
報等に記載のものがある。
ン発電システムを対象としたものであるが、燃料改質装
置を備えた発電システムとしては、特開平2−286835 号
公報，特開平5−332166 号公報，特開平5−332167 号公
報等に記載のものがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述した間接熱交換式
燃料改質装置は、反応管を加熱するバーナを備えている
ので装置が大型になり、しかも、熱源を確保しなければ
ならない欠点がある。
燃料改質装置は、反応管を加熱するバーナを備えている
ので装置が大型になり、しかも、熱源を確保しなければ
ならない欠点がある。
【０００９】この点、直接熱交換式燃料改質装置は、原
燃料の一部を部分酸化（いわゆる燃焼）するので、それ
自身で熱源となり、また改質できるばかりでなく小型化
できるので間接熱交換式燃料改質装置よりも優れてい
る。
燃料の一部を部分酸化（いわゆる燃焼）するので、それ
自身で熱源となり、また改質できるばかりでなく小型化
できるので間接熱交換式燃料改質装置よりも優れてい
る。
【００１０】ここで、ごみ発電システムの目的の一つ
は、環境を汚染させずに、ごみを焼却減容することにあ
り、他の目的の一つは、その際発生する焼却熱を利用し
て発電することにある。このため、焼却炉排ガス中の有
害物質の除去は、重大な課題となっている。中でもダイ
オキシンの除去は、焦眉の課題となっている。
は、環境を汚染させずに、ごみを焼却減容することにあ
り、他の目的の一つは、その際発生する焼却熱を利用し
て発電することにある。このため、焼却炉排ガス中の有
害物質の除去は、重大な課題となっている。中でもダイ
オキシンの除去は、焦眉の課題となっている。
【００１１】特開平2−286835 号公報，特開平5−33216
6 号公報，特開平5−332167 号公報等に記載の従来の装
置は、ガスタービン発電システムを対象としているた
め、上記の点については配慮されておらず、また、ごみ
焼却炉では、種々雑多なものが燃やされるため、時々刻
々発熱量が変動し、それに季節的にもまた年次的にも変
動する。このため、焼却炉排ガス量とその成分に応じ
て、燃料改質装置に投入する燃料量を変えるので、従来
の直接熱交換式燃料改質装置では、内部の耐火煉瓦構造
が発熱量の変動により損耗し易いという問題があった。
6 号公報，特開平5−332167 号公報等に記載の従来の装
置は、ガスタービン発電システムを対象としているた
め、上記の点については配慮されておらず、また、ごみ
焼却炉では、種々雑多なものが燃やされるため、時々刻
々発熱量が変動し、それに季節的にもまた年次的にも変
動する。このため、焼却炉排ガス量とその成分に応じ
て、燃料改質装置に投入する燃料量を変えるので、従来
の直接熱交換式燃料改質装置では、内部の耐火煉瓦構造
が発熱量の変動により損耗し易いという問題があった。
【００１２】本発明は、上記の点に鑑みなされたもので
あって、第１の目的は、短期的，長期的排ガス変動の大
きいごみ発電システムにおいて、安定したダイオキシン
分解性能を備えたごみ発電システム及び燃料改質装置を
提供することにある。
あって、第１の目的は、短期的，長期的排ガス変動の大
きいごみ発電システムにおいて、安定したダイオキシン
分解性能を備えたごみ発電システム及び燃料改質装置を
提供することにある。
【００１３】第２の目的は、ダイオキシンを処理できる
とともにＮＯｘの発生の低いごみ発電システム及び燃料
改質装置を提供することにある。
とともにＮＯｘの発生の低いごみ発電システム及び燃料
改質装置を提供することにある。
【００１４】第３の目的は、信頼性が高いダイオキシン
分解性能を備え、かつ高効率のごみ発電システムを提供
することにある。
分解性能を備え、かつ高効率のごみ発電システムを提供
することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記第１，第３の目的を
達成するために、本発明のごみ発電システムは、ごみを
燃焼する焼却炉と、該焼却炉の燃焼排熱で水蒸気を発生
させる焼却炉ボイラと、該焼却炉ボイラで発生した水蒸
気を過熱する過熱器と、該過熱器で過熱された水蒸気に
より駆動される蒸気タービンと、該蒸気タービンで駆動
される発電機と、燃料を改質する燃料改質装置と、該燃
料改質装置により改質された改質ガスと前記焼却炉から
の排ガスの全部または一部とを燃焼させる燃焼器を備え
たことを特徴とする。
達成するために、本発明のごみ発電システムは、ごみを
燃焼する焼却炉と、該焼却炉の燃焼排熱で水蒸気を発生
させる焼却炉ボイラと、該焼却炉ボイラで発生した水蒸
気を過熱する過熱器と、該過熱器で過熱された水蒸気に
より駆動される蒸気タービンと、該蒸気タービンで駆動
される発電機と、燃料を改質する燃料改質装置と、該燃
料改質装置により改質された改質ガスと前記焼却炉から
の排ガスの全部または一部とを燃焼させる燃焼器を備え
たことを特徴とする。
【００１６】又、ごみを燃焼する焼却炉と、該焼却炉の
燃焼排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、該焼却
炉ボイラで発生した水蒸気を利用する蒸気利用機器と、
燃料を改質する燃料改質装置とを備え、該燃料改質装置
により改質された改質ガスを前記焼却炉に導入するよう
に構成したことを特徴とする。
燃焼排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、該焼却
炉ボイラで発生した水蒸気を利用する蒸気利用機器と、
燃料を改質する燃料改質装置とを備え、該燃料改質装置
により改質された改質ガスを前記焼却炉に導入するよう
に構成したことを特徴とする。
【００１７】又、ごみを燃焼する焼却炉と、該焼却炉の
燃焼排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、該焼却
炉ボイラで発生した水蒸気を利用する蒸気利用機器と、
前記焼却炉ボイラとは別の蒸気発生器と、燃料を改質す
る燃料改質装置と、該燃料改質装置により改質された改
質ガスと前記焼却炉からの排ガスの全部または一部とを
燃焼させる燃焼器とを備え、前記蒸気発生器で発生され
た水蒸気を前記燃料改質装置に導入したことを特徴とす
る。
燃焼排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、該焼却
炉ボイラで発生した水蒸気を利用する蒸気利用機器と、
前記焼却炉ボイラとは別の蒸気発生器と、燃料を改質す
る燃料改質装置と、該燃料改質装置により改質された改
質ガスと前記焼却炉からの排ガスの全部または一部とを
燃焼させる燃焼器とを備え、前記蒸気発生器で発生され
た水蒸気を前記燃料改質装置に導入したことを特徴とす
る。
【００１８】上記第２の目的を達成するために本発明の
ごみ発電システムは、ごみを燃焼する焼却炉と、該焼却
炉の燃焼排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、前
記焼却炉ボイラで発生した水蒸気を追い焚きする過熱器
と、該過熱器からの水蒸気により駆動される蒸気タービ
ンと、該蒸気タービンで駆動される発電機と、原燃料の
２０％を越える量を部分酸化させる燃料改質装置と、該
燃料改質装置で改質された改質ガスを前記焼却炉排ガス
の全部または一部と燃焼させる燃焼器を備えたことを特
徴とする。
ごみ発電システムは、ごみを燃焼する焼却炉と、該焼却
炉の燃焼排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、前
記焼却炉ボイラで発生した水蒸気を追い焚きする過熱器
と、該過熱器からの水蒸気により駆動される蒸気タービ
ンと、該蒸気タービンで駆動される発電機と、原燃料の
２０％を越える量を部分酸化させる燃料改質装置と、該
燃料改質装置で改質された改質ガスを前記焼却炉排ガス
の全部または一部と燃焼させる燃焼器を備えたことを特
徴とする。
【００１９】又、前記焼却炉ボイラと過熱器と蒸気ター
ビンもしくは蒸気利用機器とを結ぶ蒸気・給水系統より
抽出した蒸気を前記燃料改質装置の冷却媒体として用い
るものである。又、前記蒸気・給水系統の一部に前記燃
焼器の燃焼排ガスを熱源とする給水蒸発器を設け、該給
水蒸発器で水を過熱し発生した水蒸気を前記燃料改質装
置の冷却媒体として用いるものである。
ビンもしくは蒸気利用機器とを結ぶ蒸気・給水系統より
抽出した蒸気を前記燃料改質装置の冷却媒体として用い
るものである。又、前記蒸気・給水系統の一部に前記燃
焼器の燃焼排ガスを熱源とする給水蒸発器を設け、該給
水蒸発器で水を過熱し発生した水蒸気を前記燃料改質装
置の冷却媒体として用いるものである。
【００２０】又、前記燃料改質装置が、燃料の改質を行
う第１の部屋と、該第１の部屋に隣接して配置され前記
第１の部屋に冷却媒体である水蒸気を導入する第２の部
屋を有するものである。
う第１の部屋と、該第１の部屋に隣接して配置され前記
第１の部屋に冷却媒体である水蒸気を導入する第２の部
屋を有するものである。
【００２１】又、前記第１の部屋で原燃料を部分酸化し
被改質ガスを得るとともに前記被改質ガスを改質するも
のである。また、前記燃料改質装置が、原燃料を部分酸
化し被改質ガスを得るとともに該被改質ガスを改質する
燃料流路と、該燃料流路に隣接して配置され該燃料流路
に対し複数箇所で冷却媒体である水蒸気を導入する冷却
ジャケットを有し、原燃料の２０％を越える量を部分酸
化させるものである。又、前記燃料流路は、直径の異な
る燃料流路から構成されているものである。又、前記第
１の部屋に供給される前記冷却媒体に旋回を与える旋回
手段を有するものである。
被改質ガスを得るとともに前記被改質ガスを改質するも
のである。また、前記燃料改質装置が、原燃料を部分酸
化し被改質ガスを得るとともに該被改質ガスを改質する
燃料流路と、該燃料流路に隣接して配置され該燃料流路
に対し複数箇所で冷却媒体である水蒸気を導入する冷却
ジャケットを有し、原燃料の２０％を越える量を部分酸
化させるものである。又、前記燃料流路は、直径の異な
る燃料流路から構成されているものである。又、前記第
１の部屋に供給される前記冷却媒体に旋回を与える旋回
手段を有するものである。
【００２２】又、燃料改質装置は、原燃料の供給手段
と、冷却媒体の供給手段と、前記原燃料の供給手段によ
り供給された原燃料を部分酸化し被改質ガスを得るとと
もに該被改質ガスを改質する第１の部屋と、該第１の部
屋に隣接して配置され前記第１の部屋に前記冷却媒体の
供給手段により供給された冷却媒体を導入するための第
２の部屋を備えたことを特徴とする。
と、冷却媒体の供給手段と、前記原燃料の供給手段によ
り供給された原燃料を部分酸化し被改質ガスを得るとと
もに該被改質ガスを改質する第１の部屋と、該第１の部
屋に隣接して配置され前記第１の部屋に前記冷却媒体の
供給手段により供給された冷却媒体を導入するための第
２の部屋を備えたことを特徴とする。
【００２３】又、原燃料の供給手段と、冷却媒体の供給
手段と、前記原燃料の供給手段により供給された原燃料
を部分酸化し被改質ガスを得るとともに該被改質ガスを
改質する燃料流路と、該燃料流路に隣接して配置され前
記燃料流路に対し複数箇所で前記冷却媒体の供給手段に
より供給された冷却媒体を導入する冷却ジャケットを備
え、原燃料の２０％を越える量を部分酸化させることを
特徴とする燃料改質装置。
手段と、前記原燃料の供給手段により供給された原燃料
を部分酸化し被改質ガスを得るとともに該被改質ガスを
改質する燃料流路と、該燃料流路に隣接して配置され前
記燃料流路に対し複数箇所で前記冷却媒体の供給手段に
より供給された冷却媒体を導入する冷却ジャケットを備
え、原燃料の２０％を越える量を部分酸化させることを
特徴とする燃料改質装置。
【００２４】又、前記燃料流路は、直径の異なる燃料流
路から構成されるものである。又、前記第１の部屋に供
給される前記冷却媒体に旋回を与える旋回手段を有する
ものである。
路から構成されるものである。又、前記第１の部屋に供
給される前記冷却媒体に旋回を与える旋回手段を有する
ものである。
【００２５】上記第２の目的を達成するために、本発明
のごみ発電システムは、前記燃料改質装置に酸化剤とし
て空気又は酸素とともに前記ごみ焼却炉排ガスを一部供
給するものである。又、前記燃焼器に前記ごみ焼却炉の
排ガスの全部又は一部とともに空気又は酸素供給するも
のである。
のごみ発電システムは、前記燃料改質装置に酸化剤とし
て空気又は酸素とともに前記ごみ焼却炉排ガスを一部供
給するものである。又、前記燃焼器に前記ごみ焼却炉の
排ガスの全部又は一部とともに空気又は酸素供給するも
のである。
【００２６】上記第３の目的を達成するために、本発明
のごみ処理システムは、ごみを燃焼する焼却炉と、該焼
却炉の燃焼排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、
該焼却炉ボイラで発生した水蒸気を利用する蒸気利用機
器と、燃料改質装置とを備え、該燃料改質装置で改質し
た燃料を前記ごみ焼却炉に排出して燃焼させることを特
徴とする。
のごみ処理システムは、ごみを燃焼する焼却炉と、該焼
却炉の燃焼排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、
該焼却炉ボイラで発生した水蒸気を利用する蒸気利用機
器と、燃料改質装置とを備え、該燃料改質装置で改質し
た燃料を前記ごみ焼却炉に排出して燃焼させることを特
徴とする。
【００２７】又、ごみを燃焼する焼却炉と、水蒸気を発
生する蒸気発生器と、燃料を改質する燃料改質装置と、
該燃料改質装置により改質された改質ガスと前記焼却炉
からの排ガスの全部または一部とを燃焼させる燃焼器と
を備え、前記蒸気発生器で発生された水蒸気を前記燃料
改質装置に導入したことを特徴とする。
生する蒸気発生器と、燃料を改質する燃料改質装置と、
該燃料改質装置により改質された改質ガスと前記焼却炉
からの排ガスの全部または一部とを燃焼させる燃焼器と
を備え、前記蒸気発生器で発生された水蒸気を前記燃料
改質装置に導入したことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図１から図４を参照して説明する。図１は、本実施例の
発電システムを示す構成図、図２は、燃料改質装置の縦
断面図、図３から図５は、それぞれ図１に示す発電シス
テムの変形例である構成図である。
図１から図４を参照して説明する。図１は、本実施例の
発電システムを示す構成図、図２は、燃料改質装置の縦
断面図、図３から図５は、それぞれ図１に示す発電シス
テムの変形例である構成図である。
【００２９】図１に示すように、本実施例の発電システ
ムは、大別すると蒸気タービン系統と燃料改質装置を含
む排ガス系統より構成されている。焼却炉１９にはごみ
１６を貯溜する部分が設けられており、焼却炉１９とご
み１６を貯溜する部分には、押し込みファン１７によっ
て空気がそれぞれ供給されるようになっており、ごみ１
６を貯溜する部分に送られた空気は、さらに空気供給管
７に送られ、焼却炉１９に送られた空気は、燃焼用空気
１８として使用される。焼却炉１９で発生したごみ燃焼
ガス２０は、ごみ焼却ボイラ２３を通過した後、排ガス
配管２４を介して集塵器２６に送られる。
ムは、大別すると蒸気タービン系統と燃料改質装置を含
む排ガス系統より構成されている。焼却炉１９にはごみ
１６を貯溜する部分が設けられており、焼却炉１９とご
み１６を貯溜する部分には、押し込みファン１７によっ
て空気がそれぞれ供給されるようになっており、ごみ１
６を貯溜する部分に送られた空気は、さらに空気供給管
７に送られ、焼却炉１９に送られた空気は、燃焼用空気
１８として使用される。焼却炉１９で発生したごみ燃焼
ガス２０は、ごみ焼却ボイラ２３を通過した後、排ガス
配管２４を介して集塵器２６に送られる。
【００３０】ごみ１６を貯溜する部分には、空気供給管
７が設けられており、空気供給装置３８（圧縮機あるい
は送風ファン）を介して燃料改質装置２９に接続され、
この燃料改質装置２９には、燃料供給管６が接続されて
いる。燃料改質装置２９の後流側には燃焼器２８が接続
され、さらに後流側に過熱器３１が燃焼排ガス配管３０
により接続されている。一方、過熱器３１には、ごみ焼
却ボイラ２３からの蒸気が蒸気配管２２により供給され
るようになっており、燃焼器２８からの燃焼ガスと熱交
換するようになっている。過熱器３１を通過したごみ焼
却ボイラ２３からの蒸気は、過熱蒸気配管３２を介して
蒸気タービン３４に導かれる。蒸気タービン３４には発
電機３５が接続されており、過熱蒸気配管３２によって
導かれた過熱蒸気によって蒸気タービン３４が駆動さ
れ、発電機３５を回転させて発電する。蒸気タービン３
４の蒸気の一部は、配管１５によって燃料改質装置２９
に供給され、残りの蒸気は蒸気タービン３４を駆動した
後、復水器３６に導かれて凝縮して復水され、給水ポン
プ３７により給水配管２１を介してごみ焼却ボイラ２３
に供給される。
７が設けられており、空気供給装置３８（圧縮機あるい
は送風ファン）を介して燃料改質装置２９に接続され、
この燃料改質装置２９には、燃料供給管６が接続されて
いる。燃料改質装置２９の後流側には燃焼器２８が接続
され、さらに後流側に過熱器３１が燃焼排ガス配管３０
により接続されている。一方、過熱器３１には、ごみ焼
却ボイラ２３からの蒸気が蒸気配管２２により供給され
るようになっており、燃焼器２８からの燃焼ガスと熱交
換するようになっている。過熱器３１を通過したごみ焼
却ボイラ２３からの蒸気は、過熱蒸気配管３２を介して
蒸気タービン３４に導かれる。蒸気タービン３４には発
電機３５が接続されており、過熱蒸気配管３２によって
導かれた過熱蒸気によって蒸気タービン３４が駆動さ
れ、発電機３５を回転させて発電する。蒸気タービン３
４の蒸気の一部は、配管１５によって燃料改質装置２９
に供給され、残りの蒸気は蒸気タービン３４を駆動した
後、復水器３６に導かれて凝縮して復水され、給水ポン
プ３７により給水配管２１を介してごみ焼却ボイラ２３
に供給される。
【００３１】一方、集塵器２６に送られたごみ燃焼ガス
２０は、集塵器２６で集塵され、一部又は全部が燃焼器
２８に供給され、残りは誘引ファン２７により煙突２５
に送られ、大気に放出される。
２０は、集塵器２６で集塵され、一部又は全部が燃焼器
２８に供給され、残りは誘引ファン２７により煙突２５
に送られ、大気に放出される。
【００３２】燃料改質装置２９は、図２に示すように構
成されている。円筒状の燃料改質装置２９は、外側を断
熱層１で覆われており、その中心軸方向に円筒状隔壁２
ａ，２ｂで囲まれた燃料流路３が形成されている。断熱
層１は、燃料改質装置２９から放出される熱を遮断する
役目をしており、断熱材として熱伝導率の小さいグラス
ウールやセラミックウール等の保温材を用いている。円
筒状隔壁２ａ，２ｂは、直径の異なる二つの部分より形
成されており、この円筒状隔壁２ａ，２ｂの外側には冷
却用ジャケット４が形成されている。円筒状隔壁２ａ，
２ｂの間は、スペーサ５により自由に水平方向にそれぞ
れが伸縮できるように保持されている。燃料流路３の上
流側の中央付近には、燃料供給管６と空気供給管７が設
けられており、燃料と蒸気の混合ガスを燃料流路３へ流
入する流入口が形成されている。この燃料流路３内に供
給されたガスは、点火栓１１により点火される。また、
冷却用ジャケット４の上流側には蒸気の冷却媒体供給管
８が設けられており、冷却用ジャケット４に入った蒸気
を燃料流路３に流入させるための噴出口９が円筒状隔壁
２ａ，２ｂに複数個設けられている。燃料流路３で改質
されて水素を含有するガスが排出する燃料排出口１０が
下流に設けられており、上記したように燃焼器２８に接
続されている。
成されている。円筒状の燃料改質装置２９は、外側を断
熱層１で覆われており、その中心軸方向に円筒状隔壁２
ａ，２ｂで囲まれた燃料流路３が形成されている。断熱
層１は、燃料改質装置２９から放出される熱を遮断する
役目をしており、断熱材として熱伝導率の小さいグラス
ウールやセラミックウール等の保温材を用いている。円
筒状隔壁２ａ，２ｂは、直径の異なる二つの部分より形
成されており、この円筒状隔壁２ａ，２ｂの外側には冷
却用ジャケット４が形成されている。円筒状隔壁２ａ，
２ｂの間は、スペーサ５により自由に水平方向にそれぞ
れが伸縮できるように保持されている。燃料流路３の上
流側の中央付近には、燃料供給管６と空気供給管７が設
けられており、燃料と蒸気の混合ガスを燃料流路３へ流
入する流入口が形成されている。この燃料流路３内に供
給されたガスは、点火栓１１により点火される。また、
冷却用ジャケット４の上流側には蒸気の冷却媒体供給管
８が設けられており、冷却用ジャケット４に入った蒸気
を燃料流路３に流入させるための噴出口９が円筒状隔壁
２ａ，２ｂに複数個設けられている。燃料流路３で改質
されて水素を含有するガスが排出する燃料排出口１０が
下流に設けられており、上記したように燃焼器２８に接
続されている。
【００３３】このように構成された燃料改質装置２９の
動作を以下に説明する。燃料供給管６を介して燃料流路
３内に炭化水素等の燃料（本実施例では、燃料として重
油を用いる）と水蒸気とを所定の割合で混合した混合ガ
ス１２が供給され、空気供給管７を介して燃料流路３内
に空気１３が供給される。燃料流路３内に供給された混
合ガス１２と空気１３は、点火栓１１により点火され拡
散燃焼する。このとき、空気供給管７を介して燃料流路
３内に供給された空気１３は、その流量が燃料供給管６
を介して燃料流路３内に供給された混合ガス１２（燃料
である重油を気化したもの）の２０％を越える量を燃焼
させる流量としているので、混合ガス１２は部分酸化
（部分燃焼）され、未燃ガスを含む高温の被改質ガスが
得られると同時に熱改質に必要な反応熱が得られる。な
お、燃料供給管６を介して燃料流路３内に供給される混
合ガス１２は、予め炭化水素等の燃料と水蒸気とを所定
の割合で混合して得られるものであるが、この混合のタ
イミングとしては、燃料供給管６に供給する前であって
もよいし、炭化水素等の燃料と水蒸気とをそれぞれ燃料
供給管６に供給してからでもよい。
動作を以下に説明する。燃料供給管６を介して燃料流路
３内に炭化水素等の燃料（本実施例では、燃料として重
油を用いる）と水蒸気とを所定の割合で混合した混合ガ
ス１２が供給され、空気供給管７を介して燃料流路３内
に空気１３が供給される。燃料流路３内に供給された混
合ガス１２と空気１３は、点火栓１１により点火され拡
散燃焼する。このとき、空気供給管７を介して燃料流路
３内に供給された空気１３は、その流量が燃料供給管６
を介して燃料流路３内に供給された混合ガス１２（燃料
である重油を気化したもの）の２０％を越える量を燃焼
させる流量としているので、混合ガス１２は部分酸化
（部分燃焼）され、未燃ガスを含む高温の被改質ガスが
得られると同時に熱改質に必要な反応熱が得られる。な
お、燃料供給管６を介して燃料流路３内に供給される混
合ガス１２は、予め炭化水素等の燃料と水蒸気とを所定
の割合で混合して得られるものであるが、この混合のタ
イミングとしては、燃料供給管６に供給する前であって
もよいし、炭化水素等の燃料と水蒸気とをそれぞれ燃料
供給管６に供給してからでもよい。
【００３４】一方、冷却媒体供給管８を介して冷却用ジ
ャケット４内に水蒸気１４が供給される。冷却用ジャケ
ット４内に供給された水蒸気１４は、燃焼により得られ
た高温の被改質ガスに曝される円筒状隔壁２を外側から
冷却する。円筒状隔壁２の冷却後、冷却用ジャケット４
内に供給された水蒸気１４は、冷却用ジャケット４と燃
料流路３とを連通する複数の噴出口９から燃料流路３内
に噴出され、燃焼により得られた高温の被改質ガスと混
合される。この際、この燃焼熱とこの水蒸気１４によ
り、数１で示される反応が行われ、被改質ガスは、水素
含有ガスに改質される。なお、この反応はスチームリフ
ォーミング反応と呼ばれ、炭化水素とスチームの混合ガ
スが水素含有ガスに変わる吸熱反応である。
ャケット４内に水蒸気１４が供給される。冷却用ジャケ
ット４内に供給された水蒸気１４は、燃焼により得られ
た高温の被改質ガスに曝される円筒状隔壁２を外側から
冷却する。円筒状隔壁２の冷却後、冷却用ジャケット４
内に供給された水蒸気１４は、冷却用ジャケット４と燃
料流路３とを連通する複数の噴出口９から燃料流路３内
に噴出され、燃焼により得られた高温の被改質ガスと混
合される。この際、この燃焼熱とこの水蒸気１４によ
り、数１で示される反応が行われ、被改質ガスは、水素
含有ガスに改質される。なお、この反応はスチームリフ
ォーミング反応と呼ばれ、炭化水素とスチームの混合ガ
スが水素含有ガスに変わる吸熱反応である。
【００３５】
【数１】 ＣmＨn＋ＳＨ2Ｏ→ｈＨ2＋ｃ１ＣＯ＋ｃ２ＣＯ2−ΔＱ …（１） ここで、ＣｍＨｎは重油に含まれている炭化水素類、
ｓ，ｈ，ｃ１，ｃ２は係数、ΔＱは反応熱である。
ｓ，ｈ，ｃ１，ｃ２は係数、ΔＱは反応熱である。
【００３６】このようにして得られた水素含有ガスは、
燃料排出口１０より燃焼器２８に供給される。
燃料排出口１０より燃焼器２８に供給される。
【００３７】以上のように、本実施例の燃料改質装置に
よれば、円筒状隔壁により形成された燃料流路３を取り
囲むように冷却用ジャケット４を配置し、この冷却用ジ
ャケット４内に円筒状隔壁２を冷却するための水蒸気１
４を供給するようにしたので、円筒状隔壁２は水蒸気１
４により外側から冷却される。その結果、高温の被改質
ガスによって高温に熱せられる円筒状隔壁２は、この冷
却により保護される。これにより、高熱に対する燃料改
質装置の信頼性が向上する。すなわち、燃料流路に隣接
して配置された第１の部屋，冷却用ジャケット４に冷却
媒体である水蒸気１４を流入させ燃料流路３を外側から
冷却する第２の部屋を設けているので、高温の被改質ガ
スに曝されている燃料流路３は、高温の被改質ガスから
保護される。この際、冷却後の水蒸気１４は昇温されて
改質に適した温度になって被改質ガスに加わり、原燃料
の２０％を越える量を部分酸化（燃焼）によって反応さ
せ、発生した熱により水蒸気１４を添加することにより
被改質ガスを改質する。
よれば、円筒状隔壁により形成された燃料流路３を取り
囲むように冷却用ジャケット４を配置し、この冷却用ジ
ャケット４内に円筒状隔壁２を冷却するための水蒸気１
４を供給するようにしたので、円筒状隔壁２は水蒸気１
４により外側から冷却される。その結果、高温の被改質
ガスによって高温に熱せられる円筒状隔壁２は、この冷
却により保護される。これにより、高熱に対する燃料改
質装置の信頼性が向上する。すなわち、燃料流路に隣接
して配置された第１の部屋，冷却用ジャケット４に冷却
媒体である水蒸気１４を流入させ燃料流路３を外側から
冷却する第２の部屋を設けているので、高温の被改質ガ
スに曝されている燃料流路３は、高温の被改質ガスから
保護される。この際、冷却後の水蒸気１４は昇温されて
改質に適した温度になって被改質ガスに加わり、原燃料
の２０％を越える量を部分酸化（燃焼）によって反応さ
せ、発生した熱により水蒸気１４を添加することにより
被改質ガスを改質する。
【００３８】また、燃焼方式として拡散燃焼方式を採用
しているので、燃料供給管６から供給される混合ガス１
２と空気供給管７から供給される空気１３は、確実に着
火される。つまり、混合ガス１２（燃料）と空気１３と
を別々に供給すると、燃料の濃度分布を広くできるので
燃料に合った燃焼範囲もカバーできる。このように、拡
散燃焼を採用することにより、確実に燃料の燃焼範囲を
含み、着実に着火できる。
しているので、燃料供給管６から供給される混合ガス１
２と空気供給管７から供給される空気１３は、確実に着
火される。つまり、混合ガス１２（燃料）と空気１３と
を別々に供給すると、燃料の濃度分布を広くできるので
燃料に合った燃焼範囲もカバーできる。このように、拡
散燃焼を採用することにより、確実に燃料の燃焼範囲を
含み、着実に着火できる。
【００３９】また、この着火による燃焼熱により燃料流
路３内での燃焼を持続できるので、燃料流路３内での改
質に対する燃料改質装置の信頼性が向上する。また、燃
料流路３は大きさがそれぞれ異なる第１の円筒状隔壁２
ａと第２の円筒状隔壁２ｂとから形成されている。すな
わち、第１の円筒状隔壁２ａの直径Ｒａが第２の円筒状
隔壁２ｂの直径Ｒｂよりも小さく形成されており、これ
ら直径の異なる円筒状隔壁がその端部において重ね合わ
されている。直径の異なる円筒状隔壁を重ね合わせた部
分には、間隙が形成されるので、そこには断面がＳ字状
のスペーサ５が直径の異なる二つの円筒状隔壁を弾性的
に支持するように設けられている。直径の寸法として
は、例えばＲａを３５０mm，Ｒｂを３７０mm程度とし、
間隙部を１０mm程度にする。また、スペーサ５は、一般
にスプリングシールと呼ばれるもので周方向の線接触に
より、直径の異なる円筒状隔壁２を重ねた場合に形成さ
れる間隙部から流体が漏れるのを防止している。また、
弾性を持たせるため軸方向にスリット状の切り込みが設
けられているのがフレアシールで一般的に用いられてい
る。円筒状隔壁２は、外側から水蒸気１４により冷却さ
れ、内側から高温の被改質ガスに熱せられるので伸びと
縮みの両応力が作用する。本実施例では、この伸縮を吸
収するため大きさが異なる第１の円筒状隔壁２ａと第２
の円筒状隔壁２ｂとからなる燃料流路３を形成し、伸縮
差に対する許容を持たせており、これにより機器を構成
する他の部材に悪影響を及ぼさず、かつそれ自身の強度
低下を抑え、機器の寿命を向上させることができる。こ
のように、熱に対する燃料改質装置の信頼性が向上す
る。又、燃料流路が直径の異なる複数の燃料流路から構
成されているので、排ガス量及び熱量の変動に対して燃
料量及び水蒸気量を調節しても、伸縮差による熱応力変
動を吸収できる。
路３内での燃焼を持続できるので、燃料流路３内での改
質に対する燃料改質装置の信頼性が向上する。また、燃
料流路３は大きさがそれぞれ異なる第１の円筒状隔壁２
ａと第２の円筒状隔壁２ｂとから形成されている。すな
わち、第１の円筒状隔壁２ａの直径Ｒａが第２の円筒状
隔壁２ｂの直径Ｒｂよりも小さく形成されており、これ
ら直径の異なる円筒状隔壁がその端部において重ね合わ
されている。直径の異なる円筒状隔壁を重ね合わせた部
分には、間隙が形成されるので、そこには断面がＳ字状
のスペーサ５が直径の異なる二つの円筒状隔壁を弾性的
に支持するように設けられている。直径の寸法として
は、例えばＲａを３５０mm，Ｒｂを３７０mm程度とし、
間隙部を１０mm程度にする。また、スペーサ５は、一般
にスプリングシールと呼ばれるもので周方向の線接触に
より、直径の異なる円筒状隔壁２を重ねた場合に形成さ
れる間隙部から流体が漏れるのを防止している。また、
弾性を持たせるため軸方向にスリット状の切り込みが設
けられているのがフレアシールで一般的に用いられてい
る。円筒状隔壁２は、外側から水蒸気１４により冷却さ
れ、内側から高温の被改質ガスに熱せられるので伸びと
縮みの両応力が作用する。本実施例では、この伸縮を吸
収するため大きさが異なる第１の円筒状隔壁２ａと第２
の円筒状隔壁２ｂとからなる燃料流路３を形成し、伸縮
差に対する許容を持たせており、これにより機器を構成
する他の部材に悪影響を及ぼさず、かつそれ自身の強度
低下を抑え、機器の寿命を向上させることができる。こ
のように、熱に対する燃料改質装置の信頼性が向上す
る。又、燃料流路が直径の異なる複数の燃料流路から構
成されているので、排ガス量及び熱量の変動に対して燃
料量及び水蒸気量を調節しても、伸縮差による熱応力変
動を吸収できる。
【００４０】次に、燃料改質装置を備えたごみ発電シス
テムの動作について説明する。ごみ１６を押し込み、押
し込みファン１７から供給された燃焼用空気１８により
焼却炉１９の焼却によって得られたごみ燃焼ガス２０
と、蒸気タービン系統からの給水配管２１から給水され
た給水とをごみ焼却ボイラ２３で熱交換して蒸気を発生
させる。ごみ焼却炉１９から排出された排ガス中に含ま
れている煤塵，ＮＯｘ，不純物等は集塵器２６により除
去され、集塵器２６の後流側から排ガスの一部または全
部を取り出し、燃焼器２８に空気の代わりとして導く。
その残りの排ガスは、誘引ファン２７により煙突２５か
ら大気に放出される。
テムの動作について説明する。ごみ１６を押し込み、押
し込みファン１７から供給された燃焼用空気１８により
焼却炉１９の焼却によって得られたごみ燃焼ガス２０
と、蒸気タービン系統からの給水配管２１から給水され
た給水とをごみ焼却ボイラ２３で熱交換して蒸気を発生
させる。ごみ焼却炉１９から排出された排ガス中に含ま
れている煤塵，ＮＯｘ，不純物等は集塵器２６により除
去され、集塵器２６の後流側から排ガスの一部または全
部を取り出し、燃焼器２８に空気の代わりとして導く。
その残りの排ガスは、誘引ファン２７により煙突２５か
ら大気に放出される。
【００４１】排ガス系統は、ごみ焼却ボイラで発生した
蒸気を別燃料による燃焼ガスにより過熱する系統でもあ
って、燃料改質装置２９により燃料供給管６から供給さ
れた原燃料である重油を気化させたガス又はミストと、
空気供給装置３８から供給された水蒸気とを混合した混
合ガスを空気によって、原燃料の２０％の量を越えるよ
うに部分酸化（部分燃焼）して得られた被改質ガスを蒸
気タービン３４からの水蒸気で改質して水素含有ガスを
得る。燃料改質装置２９で得られた水素含有ガスと、集
塵器２６の後流側からの排ガス３９を燃焼器２８で燃焼
させるとともに、少なくとも７００℃以上の高温中に排
ガスを一秒以上滞留させてダイオキシンを分解させ、過
熱器３１を通過させた後大気に放出する。このように、
改質装置で改質したガスを用いて燃焼器での燃焼性を向
上させ排ガスをクリーンに高温で一定時間以上燃焼し、
排ガス中のダイオキシンを完全に分解している。この過
程で燃焼器２８で発生した燃焼排ガスを過熱器３１の過
熱源として、ごみ焼却ボイラ２３で発生した蒸気を過熱
する。
蒸気を別燃料による燃焼ガスにより過熱する系統でもあ
って、燃料改質装置２９により燃料供給管６から供給さ
れた原燃料である重油を気化させたガス又はミストと、
空気供給装置３８から供給された水蒸気とを混合した混
合ガスを空気によって、原燃料の２０％の量を越えるよ
うに部分酸化（部分燃焼）して得られた被改質ガスを蒸
気タービン３４からの水蒸気で改質して水素含有ガスを
得る。燃料改質装置２９で得られた水素含有ガスと、集
塵器２６の後流側からの排ガス３９を燃焼器２８で燃焼
させるとともに、少なくとも７００℃以上の高温中に排
ガスを一秒以上滞留させてダイオキシンを分解させ、過
熱器３１を通過させた後大気に放出する。このように、
改質装置で改質したガスを用いて燃焼器での燃焼性を向
上させ排ガスをクリーンに高温で一定時間以上燃焼し、
排ガス中のダイオキシンを完全に分解している。この過
程で燃焼器２８で発生した燃焼排ガスを過熱器３１の過
熱源として、ごみ焼却ボイラ２３で発生した蒸気を過熱
する。
【００４２】蒸気タービン系統は、過熱器３１によって
過熱された過熱蒸気を駆動源として蒸気タービン３４を
駆動し、蒸気タービン３４によって駆動される発電機３
５によって発電する。蒸気タービン３４を駆動した蒸気
は、復水器３６で凝縮して復水し、再び焼却炉１９に給
水ポンプ３７により供給して利用する。
過熱された過熱蒸気を駆動源として蒸気タービン３４を
駆動し、蒸気タービン３４によって駆動される発電機３
５によって発電する。蒸気タービン３４を駆動した蒸気
は、復水器３６で凝縮して復水し、再び焼却炉１９に給
水ポンプ３７により供給して利用する。
【００４３】また、本実施例では、ダイオキシン分解後
の排ガスを過熱器３１に通し、焼却炉ボイラより発生し
た飽和蒸気圧に近い３００℃，３０ata 程度の蒸気を過
熱して５００℃程度に上げ、蒸気の熱落差を拡大し蒸気
タービンの出力および効率を増強できるので高効率化を
図ることができる。
の排ガスを過熱器３１に通し、焼却炉ボイラより発生し
た飽和蒸気圧に近い３００℃，３０ata 程度の蒸気を過
熱して５００℃程度に上げ、蒸気の熱落差を拡大し蒸気
タービンの出力および効率を増強できるので高効率化を
図ることができる。
【００４４】また、本実施例では、燃料改質装置２９の
改質用水蒸気を蒸気タービン３４の抽気を用いているた
め、別の熱源及び装置が省略でき、信頼性の高い発電シ
ステムを提供できる。
改質用水蒸気を蒸気タービン３４の抽気を用いているた
め、別の熱源及び装置が省略でき、信頼性の高い発電シ
ステムを提供できる。
【００４５】図３は、図１に示す実施例の変形例であ
り、燃焼器２８に供給している排ガスの一部を燃料改質
装置２９へ供給するため、空気を供給する空気供給管７
に合流させるものである。
り、燃焼器２８に供給している排ガスの一部を燃料改質
装置２９へ供給するため、空気を供給する空気供給管７
に合流させるものである。
【００４６】このように構成することにより、排ガスの
熱で空気を昇温できるので燃料改質装置２９の性能向上
に寄与できるという効果がある。
熱で空気を昇温できるので燃料改質装置２９の性能向上
に寄与できるという効果がある。
【００４７】図４は、図１に示す実施例の変形例であ
り、排ガス配管３９を空気供給管７に接続し、燃焼器２
８に供給している排ガスを空気供給管７に合流させ、空
気供給装置３８の後流側から燃料改質装置２９に分岐さ
せて、燃料改質装置２９と燃焼器２８に排ガスを送り込
むようにしたものである。
り、排ガス配管３９を空気供給管７に接続し、燃焼器２
８に供給している排ガスを空気供給管７に合流させ、空
気供給装置３８の後流側から燃料改質装置２９に分岐さ
せて、燃料改質装置２９と燃焼器２８に排ガスを送り込
むようにしたものである。
【００４８】このように構成することにより、それぞれ
の必要流量に応じて排ガスと空気の混合ガスの濃度を調
整して燃料改質装置２９と燃焼器２８に供給することが
でき、排ガス量が少ないときも、また、排ガス中の酸素
濃度が極端に低いときも安定して改質及び燃焼ができる
ので信頼性のある発電システムを提供できるという効果
がある。また、燃焼器に入れる排ガスに空気を混ぜるこ
とにより、排ガスが低酸素濃度のときも安定したダイオ
キシン分解温度が維持できるようにできるので、優れた
ダイオキシン分解機能を持つ高効率発電システムが実現
できる。
の必要流量に応じて排ガスと空気の混合ガスの濃度を調
整して燃料改質装置２９と燃焼器２８に供給することが
でき、排ガス量が少ないときも、また、排ガス中の酸素
濃度が極端に低いときも安定して改質及び燃焼ができる
ので信頼性のある発電システムを提供できるという効果
がある。また、燃焼器に入れる排ガスに空気を混ぜるこ
とにより、排ガスが低酸素濃度のときも安定したダイオ
キシン分解温度が維持できるようにできるので、優れた
ダイオキシン分解機能を持つ高効率発電システムが実現
できる。
【００４９】本発明の他の実施例を図５から図７により
説明する。図５は、本実施例の発電システムの構成図、
図６は、図５に示す実施例の変形例である構成図であ
る。
説明する。図５は、本実施例の発電システムの構成図、
図６は、図５に示す実施例の変形例である構成図であ
る。
【００５０】図５に示すように、本実施例の発電システ
ムは、燃料改質装置２９への蒸気を蒸気タービンの抽気
を用いないで行う例であり、過熱器３１を通過した後の
排ガスの排熱を利用して、給水蒸発器４０と熱交換し、
これを燃料改質装置２９に導いている。すなわち、本実
施例では、給水ポンプ４１から給水された水は、給水蒸
発器４０を通過して蒸気となり燃料改質装置２９に入
る。
ムは、燃料改質装置２９への蒸気を蒸気タービンの抽気
を用いないで行う例であり、過熱器３１を通過した後の
排ガスの排熱を利用して、給水蒸発器４０と熱交換し、
これを燃料改質装置２９に導いている。すなわち、本実
施例では、給水ポンプ４１から給水された水は、給水蒸
発器４０を通過して蒸気となり燃料改質装置２９に入
る。
【００５１】このように構成することにより、抽気によ
り蒸気タービンの出力を下げることなく燃料改質装置２
９に水蒸気を供給でき、また抽気条件に縛られないので
最適な温度，圧力条件で供給できるので、燃料の改質が
行えるとともに、高効率な発電システムが提供できると
いう効果がある。
り蒸気タービンの出力を下げることなく燃料改質装置２
９に水蒸気を供給でき、また抽気条件に縛られないので
最適な温度，圧力条件で供給できるので、燃料の改質が
行えるとともに、高効率な発電システムが提供できると
いう効果がある。
【００５２】図６は、図５に示す実施例の変形例であ
り、蒸気タービン３４の給水系統に設けられた給水ポン
プ３７の後流側から分岐させて給水の一部を給水蒸発器
４０に導くように構成している。給水蒸発器４０を通っ
た水は、蒸気となるが、さらに給水蒸発器４０の後流側
で二つに分岐されて、その一方は、ごみ焼却ボイラ２３
からの蒸気と合流し、他の一方は、燃料改質装置２９に
供給されるようになっている。給水蒸発器４０の熱源
は、過熱器３１を出た後の排ガスであり、この排ガスに
より熱回収を行う。
り、蒸気タービン３４の給水系統に設けられた給水ポン
プ３７の後流側から分岐させて給水の一部を給水蒸発器
４０に導くように構成している。給水蒸発器４０を通っ
た水は、蒸気となるが、さらに給水蒸発器４０の後流側
で二つに分岐されて、その一方は、ごみ焼却ボイラ２３
からの蒸気と合流し、他の一方は、燃料改質装置２９に
供給されるようになっている。給水蒸発器４０の熱源
は、過熱器３１を出た後の排ガスであり、この排ガスに
より熱回収を行う。
【００５３】このように構成することにより、燃焼器排
ガスを熱源にして燃料改質装置に入れる蒸気を発生させ
ることで、蒸気タービンを駆動する水蒸気が増加できる
ので、高効率発電システムが実現できる。また、蒸気タ
ービン３４を通過する蒸気量を増加できるばかりでな
く、燃料改質装置２９用の蒸気も供給できるので、蒸気
タービン３４の出力を増加させることにより高効率な発
電システムが提供できる効果がある。
ガスを熱源にして燃料改質装置に入れる蒸気を発生させ
ることで、蒸気タービンを駆動する水蒸気が増加できる
ので、高効率発電システムが実現できる。また、蒸気タ
ービン３４を通過する蒸気量を増加できるばかりでな
く、燃料改質装置２９用の蒸気も供給できるので、蒸気
タービン３４の出力を増加させることにより高効率な発
電システムが提供できる効果がある。
【００５４】本発明の他の実施例を図７により説明す
る。図７は、本実施例の発電システムの構成図である。
る。図７は、本実施例の発電システムの構成図である。
【００５５】図７に示すように、本実施例では、燃料改
質装置２９の燃料ガスを焼却炉１９に吹き込み、焼却炉
１９内で二段目の燃焼を行うもので、図１から図６に示
す実施例の排ガス系統と異なり、焼却炉１９の排ガスを
燃料改質装置２９には供給せず、集塵機２６，誘引ファ
ン２７を経て煙突２５より排出する。一方、蒸気系統も
ごみ焼却ボイラ２３と蒸気利用機器（蒸気タービン，蒸
気利用冷却器、あるいは温水プール等）４２と給水ポン
プ３７で構成し、この蒸気系統の一部から燃料改質装置
２９用の蒸気を抽出するようになっている。
質装置２９の燃料ガスを焼却炉１９に吹き込み、焼却炉
１９内で二段目の燃焼を行うもので、図１から図６に示
す実施例の排ガス系統と異なり、焼却炉１９の排ガスを
燃料改質装置２９には供給せず、集塵機２６，誘引ファ
ン２７を経て煙突２５より排出する。一方、蒸気系統も
ごみ焼却ボイラ２３と蒸気利用機器（蒸気タービン，蒸
気利用冷却器、あるいは温水プール等）４２と給水ポン
プ３７で構成し、この蒸気系統の一部から燃料改質装置
２９用の蒸気を抽出するようになっている。
【００５６】このように構成することにより、燃焼器排
ガスをごみ焼却炉に戻すことにより、焼却炉内のダイオ
キシン分解温度域を長くできるので焼却炉１９を通過す
る排ガスの高温域の滞留時間が長くなるため、ダイオキ
シン分解に必要な時間と温度が確保でき、しかも、ダイ
オキシンの低減がさらに図れる優れたダイオキシン分解
機能を持つ高効率発電システムが実現できる。また、焼
却炉内の高温燃焼域が拡がるので排ガスの高温域の通過
時間が長くなり、時間が長くなると指数関数的にダイオ
キシンの分解反応が進むため、さらにダイオキシンを低
減できる焼却炉を備えた処理システムが提供できる。そ
の結果、環境性に優れたごみ焼却システムあるいは発電
システムが提供できるという効果がある。
ガスをごみ焼却炉に戻すことにより、焼却炉内のダイオ
キシン分解温度域を長くできるので焼却炉１９を通過す
る排ガスの高温域の滞留時間が長くなるため、ダイオキ
シン分解に必要な時間と温度が確保でき、しかも、ダイ
オキシンの低減がさらに図れる優れたダイオキシン分解
機能を持つ高効率発電システムが実現できる。また、焼
却炉内の高温燃焼域が拡がるので排ガスの高温域の通過
時間が長くなり、時間が長くなると指数関数的にダイオ
キシンの分解反応が進むため、さらにダイオキシンを低
減できる焼却炉を備えた処理システムが提供できる。そ
の結果、環境性に優れたごみ焼却システムあるいは発電
システムが提供できるという効果がある。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ごみ焼却ボイラで発生した蒸気の過熱源である燃焼ガス
中に含まれている液体燃料を改質した燃料ガスを原燃料
の２０％を越える量を燃焼させることにより、低カロリ
ーの燃料ガスを作り出せるので、安定した高温燃焼場、
即ち、ダイオキシン分解場を作り出せる。これによりダ
イオキシンを低減するとともに、その排熱を回収できる
システムを実現できるので高効率で信頼性の高いごみ発
電システムを提供することができる。
ごみ焼却ボイラで発生した蒸気の過熱源である燃焼ガス
中に含まれている液体燃料を改質した燃料ガスを原燃料
の２０％を越える量を燃焼させることにより、低カロリ
ーの燃料ガスを作り出せるので、安定した高温燃焼場、
即ち、ダイオキシン分解場を作り出せる。これによりダ
イオキシンを低減するとともに、その排熱を回収できる
システムを実現できるので高効率で信頼性の高いごみ発
電システムを提供することができる。
【図１】本発明の一実施例の発電システムの系統図であ
る。
る。
【図２】本実施例の燃料改質装置の縦断面図である。
【図３】図１の変形例を示す系統図である。
【図４】図１の変形例を示す系統図である。
【図５】本発明の他の実施例の発電システムの系統図で
ある。
ある。
【図６】図５の変形例を示す系統図である。
【図７】本発明の他の実施例の発電システムの系統図で
ある。
ある。
１…断熱層、２…円筒状隔壁、３…燃料流路、４…冷却
用ジャケット、５…スペーサ、６…燃料供給管、７…空
気供給管、８…冷却媒体供給管、９…噴出口、１０…燃
料排出口、１１…点火栓、１２…混合ガス、１３…空
気、１４…水蒸気、１６…ごみ、１７…押し込みファ
ン、１８…燃焼用空気、１９…焼却炉、２０…ごみ燃焼
ガス、２１…給水配管、２２…蒸気配管、２３…ごみ焼
却ボイラ、２４，３９…排ガス配管、２５…煙突、２６
…集塵器、２７…誘引ファン、２８…燃焼器、２９…燃
料改質装置、３０，３３…燃焼排ガス配管、３１…過熱
器、３２…過熱蒸気配管、３４…蒸気タービン、３５…
発電機、３６…復水器、３７，４１…給水ポンプ、３８
…空気供給装置、４０…給水蒸発器、４２…蒸気利用機
器。
用ジャケット、５…スペーサ、６…燃料供給管、７…空
気供給管、８…冷却媒体供給管、９…噴出口、１０…燃
料排出口、１１…点火栓、１２…混合ガス、１３…空
気、１４…水蒸気、１６…ごみ、１７…押し込みファ
ン、１８…燃焼用空気、１９…焼却炉、２０…ごみ燃焼
ガス、２１…給水配管、２２…蒸気配管、２３…ごみ焼
却ボイラ、２４，３９…排ガス配管、２５…煙突、２６
…集塵器、２７…誘引ファン、２８…燃焼器、２９…燃
料改質装置、３０，３３…燃焼排ガス配管、３１…過熱
器、３２…過熱蒸気配管、３４…蒸気タービン、３５…
発電機、３６…復水器、３７，４１…給水ポンプ、３８
…空気供給装置、４０…給水蒸発器、４２…蒸気利用機
器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｆ０２Ｃ 7/22 Ｆ０２Ｃ 7/22 Ｄ (72)発明者 幡宮 重雄 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 網代 泰子 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 須能 恵 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 石垣 幸雄 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 徳永 賢治 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内
Claims (19)
- 【請求項１】ごみを燃焼する焼却炉と、該焼却炉の燃焼
排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、該焼却炉ボ
イラで発生した水蒸気を過熱する過熱器と、該過熱器で
過熱された水蒸気により駆動される蒸気タービンと、該
蒸気タービンで駆動される発電機と、燃料を改質する燃
料改質装置と、該燃料改質装置により改質された改質ガ
スと前記焼却炉からの排ガスの全部または一部とを燃焼
させる燃焼器を備えたことを特徴とするごみ発電システ
ム。 - 【請求項２】ごみを燃焼する焼却炉と、該焼却炉の燃焼
排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、該焼却炉ボ
イラで発生した水蒸気を利用する蒸気利用機器と、燃料
を改質する燃料改質装置とを備え、該燃料改質装置によ
り改質された改質ガスを前記焼却炉に導入するように構
成したことを特徴とするごみ発電システム。 - 【請求項３】ごみを燃焼する焼却炉と、該焼却炉の燃焼
排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、該焼却炉ボ
イラで発生した水蒸気を利用する蒸気利用機器と、前記
焼却炉ボイラとは別の蒸気発生器と、燃料を改質する燃
料改質装置と、該燃料改質装置により改質された改質ガ
スと前記焼却炉からの排ガスの全部または一部とを燃焼
させる燃焼器とを備え、前記蒸気発生器で発生された水
蒸気を前記燃料改質装置に導入したことを特徴とするご
み発電システム。 - 【請求項４】ごみを燃焼する焼却炉と、該焼却炉の燃焼
排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、前記焼却炉
ボイラで発生した水蒸気を追い焚きする過熱器と、該過
熱器からの水蒸気により駆動される蒸気タービンと、該
蒸気タービンで駆動される発電機と、原燃料の２０％を
越える量を部分酸化させる燃料改質装置と、該燃料改質
装置で改質された改質ガスを前記焼却炉排ガスの全部ま
たは一部と燃焼させる燃焼器を備えたことを特徴とする
ごみ発電システム。 - 【請求項５】前記焼却炉ボイラと過熱器と蒸気タービン
もしくは蒸気利用機器とを結ぶ蒸気・給水系統より抽出
した蒸気を前記燃料改質装置の冷却媒体として用いるも
のである請求項１又は４に記載のごみ発電システム。 - 【請求項６】前記燃料改質装置に酸化剤として空気又は
酸素とともに前記ごみ焼却炉排ガスを一部供給する請求
項１から４のいずれかに記載のごみ発電システム。 - 【請求項７】前記燃焼器に前記ごみ焼却炉の排ガスの全
部又は一部とともに空気又は酸素を供給する請求項１か
ら４のいずれかに記載のごみ発電システム。 - 【請求項８】前記蒸気・給水系統の一部に前記燃焼器の
燃焼排ガスを熱源とする給水蒸発器を設け、該給水蒸発
器で水を過熱し発生した水蒸気を前記燃料改質装置の冷
却媒体として用いるものである請求項５に記載のごみ発
電システム。 - 【請求項９】ごみを燃焼する焼却炉と、該焼却炉の燃焼
排熱で水蒸気を発生させる焼却炉ボイラと、該焼却炉ボ
イラで発生した水蒸気を利用する蒸気利用機器と、燃料
改質装置とを備え、該燃料改質装置で改質した燃料を前
記ごみ焼却炉に排出して燃焼させることを特徴とするご
み処理システム。 - 【請求項１０】ごみを燃焼する焼却炉と、水蒸気を発生
する蒸気発生器と、燃料を改質する燃料改質装置と、該
燃料改質装置により改質された改質ガスと前記焼却炉か
らの排ガスの全部または一部とを燃焼させる燃焼器とを
備え、前記蒸気発生器で発生された水蒸気を前記燃料改
質装置に導入したことを特徴とするごみ処理システム。 - 【請求項１１】前記燃料改質装置が、燃料の改質を行う
第１の部屋と、該第１の部屋に隣接して配置され前記第
１の部屋に冷却媒体である水蒸気を導入する第２の部屋
を有するものである請求項１から８のいずれかに記載の
ごみ発電システム。 - 【請求項１２】前記第１の部屋で原燃料を部分酸化し被
改質ガスを得るとともに前記被改質ガスを改質するもの
である請求項１１に記載のごみ発電システム。 - 【請求項１３】前記燃料改質装置が、原燃料を部分酸化
し被改質ガスを得るとともに該被改質ガスを改質する燃
料流路と、該燃料流路に隣接して配置され該燃料流路に
対し複数箇所で冷却媒体である水蒸気を導入する冷却ジ
ャケットを有し、原燃料の２０％を越える量を部分酸化
させるものである請求項１から８のいずれかに記載のご
み発電システム。 - 【請求項１４】前記燃料流路は、直径の異なる燃料流路
から構成されている請求項１３に記載のごみ発電システ
ム。 - 【請求項１５】前記第１の部屋に供給される前記冷却媒
体に旋回を与える旋回手段を有する請求項１３又は１４
に記載のごみ発電システム。 - 【請求項１６】原燃料の供給手段と、冷却媒体の供給手
段と、前記原燃料の供給手段により供給された原燃料を
部分酸化し被改質ガスを得るとともに該被改質ガスを改
質する第１の部屋と、該第１の部屋に隣接して配置され
前記第１の部屋に前記冷却媒体の供給手段により供給さ
れた冷却媒体を導入するための第２の部屋を備えたこと
を特徴とする燃料改質装置。 - 【請求項１７】原燃料の供給手段と、冷却媒体の供給手
段と、前記原燃料の供給手段により供給された原燃料を
部分酸化し被改質ガスを得るとともに該被改質ガスを改
質する燃料流路と、該燃料流路に隣接して配置され前記
燃料流路に対し複数箇所で前記冷却媒体の供給手段によ
り供給された冷却媒体を導入する冷却ジャケットを備
え、原燃料の２０％を越える量を部分酸化させることを
特徴とする燃料改質装置。 - 【請求項１８】前記燃料流路は、直径の異なる燃料流路
から構成される請求項１７に記載の燃料改質装置。 - 【請求項１９】前記第１の部屋に供給される前記冷却媒
体に旋回を与える旋回手段を有する請求項１６から１８
のいずれかに記載の燃料改質装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08133098A JP3063622B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | ごみ発電システム及びごみ処理システム |
| DE19721712A DE19721712A1 (de) | 1996-05-28 | 1997-05-23 | Abfallverbrennungssystem sowie in diesem verwendete Brennstoff-Reformierungsanlage |
| US08/959,026 US6014863A (en) | 1996-05-28 | 1997-10-28 | Waste processing system and fuel reformer used in the waste processing system |
| US09/053,136 US6058856A (en) | 1996-05-28 | 1998-04-01 | Waste processing system and fuel reformer used in the waste processing system |
| JP10250695A JPH11159741A (ja) | 1996-05-28 | 1998-09-04 | 燃料改質装置 |
| JP10250696A JPH11148316A (ja) | 1996-05-28 | 1998-09-04 | ごみ発電システム，ごみ処理システム及びそれに用いられる燃料改質装置 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08133098A JP3063622B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | ごみ発電システム及びごみ処理システム |
| US08/959,026 US6014863A (en) | 1996-05-28 | 1997-10-28 | Waste processing system and fuel reformer used in the waste processing system |
| JP10250695A JPH11159741A (ja) | 1996-05-28 | 1998-09-04 | 燃料改質装置 |
| JP10250696A JPH11148316A (ja) | 1996-05-28 | 1998-09-04 | ごみ発電システム，ごみ処理システム及びそれに用いられる燃料改質装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10250695A Division JPH11159741A (ja) | 1996-05-28 | 1998-09-04 | 燃料改質装置 |
| JP10250696A Division JPH11148316A (ja) | 1996-05-28 | 1998-09-04 | ごみ発電システム，ごみ処理システム及びそれに用いられる燃料改質装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09317408A true JPH09317408A (ja) | 1997-12-09 |
| JP3063622B2 JP3063622B2 (ja) | 2000-07-12 |
Family
ID=27471740
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08133098A Expired - Fee Related JP3063622B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | ごみ発電システム及びごみ処理システム |
| JP10250696A Withdrawn JPH11148316A (ja) | 1996-05-28 | 1998-09-04 | ごみ発電システム，ごみ処理システム及びそれに用いられる燃料改質装置 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10250696A Withdrawn JPH11148316A (ja) | 1996-05-28 | 1998-09-04 | ごみ発電システム，ごみ処理システム及びそれに用いられる燃料改質装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6014863A (ja) |
| JP (2) | JP3063622B2 (ja) |
| DE (1) | DE19721712A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013155732A (ja) * | 2012-01-26 | 2013-08-15 | General Electric Co <Ge> | ガスタービンエンジンシステム内の導管の温度を制御するためのガスタービンエンジンシステムおよび方法 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3042394B2 (ja) * | 1996-01-26 | 2000-05-15 | 株式会社日立製作所 | 廃棄物焼却熱利用発電システム |
| US6282902B1 (en) * | 1997-10-28 | 2001-09-04 | Hitachi, Ltd. | Waste processing system and fuel reformer used in the waste processing system |
| KR100415235B1 (ko) * | 1998-10-14 | 2004-01-16 | 아이다테크 엘엘씨 | 연료 처리 시스템 |
| JP4284171B2 (ja) * | 2001-05-29 | 2009-06-24 | アンドリツ オサケユキチュア | パルプ・ミルで電気エネルギーを生産する方法および装置 |
| DE10149807B4 (de) * | 2001-10-09 | 2007-12-27 | Herhof Verwaltungsgesellschaft Mbh | Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen, die heizwerthaltige Substanzen, insbesondere Schadstoffpartikel und/oder Geruchspartikel, enthalten |
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| KR101163677B1 (ko) | 2009-11-10 | 2012-07-09 | 박영배 | 마이크로 열병합 발전시스템 |
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