JPH0989232A - ガスタービンを備えた下水汚泥焼却設備 - Google Patents
ガスタービンを備えた下水汚泥焼却設備Info
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- JPH0989232A JPH0989232A JP7243051A JP24305195A JPH0989232A JP H0989232 A JPH0989232 A JP H0989232A JP 7243051 A JP7243051 A JP 7243051A JP 24305195 A JP24305195 A JP 24305195A JP H0989232 A JPH0989232 A JP H0989232A
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- 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
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
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- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】下水処理場におけるガスタービンの排気を有効
に利用して、エネルギーコストのきわめて小さいシステ
ムを構築する。 【解決手段】ガスタービン１３は発電機１４に連結さ
れ、そのガスタービン１３の排気が、そのまま直接下水
汚泥焼却炉１に燃焼用空気として吹き込まれる。
に利用して、エネルギーコストのきわめて小さいシステ
ムを構築する。 【解決手段】ガスタービン１３は発電機１４に連結さ
れ、そのガスタービン１３の排気が、そのまま直接下水
汚泥焼却炉１に燃焼用空気として吹き込まれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥の焼却技
術に属し、ガスタービンを備えた下水汚泥焼却設備に関
する。
術に属し、ガスタービンを備えた下水汚泥焼却設備に関
する。
【０００２】
【従来の技術】下水処理場において発生する汚泥の焼却
は、その汚泥の容積を減少させるのみならず、衛生上安
全かつ無害な物質にするためにも必須のものである。
は、その汚泥の容積を減少させるのみならず、衛生上安
全かつ無害な物質にするためにも必須のものである。
【０００３】従来から、下水汚泥焼却時における熱回収
を図ることが行われている。この熱回収の代表例は、排
ガス系に廃熱ボイラを設けて、発生蒸気により蒸気ター
ビンに連結された発電機にて発電を行うものである。
を図ることが行われている。この熱回収の代表例は、排
ガス系に廃熱ボイラを設けて、発生蒸気により蒸気ター
ビンに連結された発電機にて発電を行うものである。
【０００４】しかし、この種の例においては、いずれも
発電効率が高くない。
発電効率が高くない。
【０００５】この理由は、焼却対象の下水ではその脱水
汚泥ケーキの水分が７５〜８５％ときわめて高く、かろ
うじて自燃できる程度であり、外部に対して、積極的に
エネルギーを供給できる程度のものではない。
汚泥ケーキの水分が７５〜８５％ときわめて高く、かろ
うじて自燃できる程度であり、外部に対して、積極的に
エネルギーを供給できる程度のものではない。
【０００６】この場合、脱水汚泥ケーキを予め乾燥する
ことにより水分率を下げて焼却炉に供給することによ
り、褐炭程度の発熱量を得ることができるものの、乾燥
に多大な熱量を必要とし、系内での省エネルギーにはな
っていない。
ことにより水分率を下げて焼却炉に供給することによ
り、褐炭程度の発熱量を得ることができるものの、乾燥
に多大な熱量を必要とし、系内での省エネルギーにはな
っていない。
【０００７】一方、近年の大型の下水処理場では、多大
な動力を必要とする曝気ブロワーの動力源としてガスタ
ービンを設置することが多い。
な動力を必要とする曝気ブロワーの動力源としてガスタ
ービンを設置することが多い。
【０００８】他方、最近においては、発電に供したガス
タービンの排気を、たとえばボイラに通して、このボイ
ラで発生した蒸気を適宜の設備にて有効利用する、いわ
ゆるコージェネが行われている。
タービンの排気を、たとえばボイラに通して、このボイ
ラで発生した蒸気を適宜の設備にて有効利用する、いわ
ゆるコージェネが行われている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この種のコー
ジェネは、原理的には、エネルギーの有効利用の点で優
れており脚光を浴びているものの、現実には、有効なシ
ステムが構築されておらず、付随的な利用形態として留
まることが多い。
ジェネは、原理的には、エネルギーの有効利用の点で優
れており脚光を浴びているものの、現実には、有効なシ
ステムが構築されておらず、付随的な利用形態として留
まることが多い。
【００１０】また、ガスタービンを用いる場合、排気中
のＮＯｘ濃度が高く、環境上問題があるために、純水や
水蒸気の注入によりタービン効率を低下させてまでＮＯ
ｘ除去を行う必要がある。
のＮＯｘ濃度が高く、環境上問題があるために、純水や
水蒸気の注入によりタービン効率を低下させてまでＮＯ
ｘ除去を行う必要がある。
【００１１】したがって、本発明の課題は、下水処理場
における既存または新設のガスタービンの排気を有効に
利用して、エネルギーコストのきわめて小さいシステム
を構築することにある。他の課題は、焼却炉排ガス中の
ＮＯｘ濃度を低減することにある。
における既存または新設のガスタービンの排気を有効に
利用して、エネルギーコストのきわめて小さいシステム
を構築することにある。他の課題は、焼却炉排ガス中の
ＮＯｘ濃度を低減することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明の請求項１記載の発明は、ガスタービンを備えた下水
汚泥焼却設備において、前記ガスタービンは発電機に連
結され、そのガスタービン排気が、そのまま直接下水汚
泥焼却炉に燃焼用空気として吹き込まれる構成としたこ
とを特徴とするガスタービンを備えた下水汚泥焼却設備
である。
明の請求項１記載の発明は、ガスタービンを備えた下水
汚泥焼却設備において、前記ガスタービンは発電機に連
結され、そのガスタービン排気が、そのまま直接下水汚
泥焼却炉に燃焼用空気として吹き込まれる構成としたこ
とを特徴とするガスタービンを備えた下水汚泥焼却設備
である。
【００１３】請求項２記載の発明は、ガスタービンを備
えた下水汚泥焼却設備において、前記ガスタービンは発
電機に連結され、そのガスタービン排気が、そのまま直
接下水汚泥焼却炉に燃焼用空気として吹き込まれる構成
とされ、前記焼却炉からの排ガス系に廃熱ボイラが設置
され、この廃熱ボイラで発生した蒸気を前記排ガスの有
する熱で過熱する過熱器が設けられ、この過熱器を経た
過熱蒸気が発電機と連結された蒸気タービンに供給され
る構成とされたことを特徴とするガスタービンを備えた
下水汚泥焼却設備である。
えた下水汚泥焼却設備において、前記ガスタービンは発
電機に連結され、そのガスタービン排気が、そのまま直
接下水汚泥焼却炉に燃焼用空気として吹き込まれる構成
とされ、前記焼却炉からの排ガス系に廃熱ボイラが設置
され、この廃熱ボイラで発生した蒸気を前記排ガスの有
する熱で過熱する過熱器が設けられ、この過熱器を経た
過熱蒸気が発電機と連結された蒸気タービンに供給され
る構成とされたことを特徴とするガスタービンを備えた
下水汚泥焼却設備である。
【００１４】請求項３記載の発明は、ガスタービンを備
えた下水汚泥焼却設備において、前記ガスタービンは発
電機に連結され、そのガスタービン排気が、そのまま直
接下水汚泥焼却炉に燃焼用空気として吹き込まれる構成
とされ、前記焼却炉からの排ガス系に廃熱ボイラが設置
され、この廃熱ボイラで発生した蒸気を前記排ガスの有
する熱で過熱する過熱器が設けられ、この過熱器を経た
過熱蒸気が前記ガスタービンに供給される構成とされた
ことを特徴とするガスタービンを備えた下水汚泥焼却設
備である。
えた下水汚泥焼却設備において、前記ガスタービンは発
電機に連結され、そのガスタービン排気が、そのまま直
接下水汚泥焼却炉に燃焼用空気として吹き込まれる構成
とされ、前記焼却炉からの排ガス系に廃熱ボイラが設置
され、この廃熱ボイラで発生した蒸気を前記排ガスの有
する熱で過熱する過熱器が設けられ、この過熱器を経た
過熱蒸気が前記ガスタービンに供給される構成とされた
ことを特徴とするガスタービンを備えた下水汚泥焼却設
備である。
【００１５】これらの態様において、前記焼却炉は気泡
流動層または高速流動層で構成することができる。他
の、炉の形式をものを用いることもできる。
流動層または高速流動層で構成することができる。他
の、炉の形式をものを用いることもできる。
【００１６】
〔従来例および比較例〕本発明の実施の形態を説明する
前に、従来例または比較例について説明する。
前に、従来例または比較例について説明する。
【００１７】図１は第１従来例であり、たとえば高速流
動層からなる下水汚泥焼却炉１に対して、下水汚泥の脱
水ケーキＣを乾燥機３０を通して炉内に供給するととも
に、燃料Ｆを下部から吹込み、燃焼用空気Ａを排ガス経
路２の途中に設けた予熱器３を通して予熱した後に下部
から吹込むものである。
動層からなる下水汚泥焼却炉１に対して、下水汚泥の脱
水ケーキＣを乾燥機３０を通して炉内に供給するととも
に、燃料Ｆを下部から吹込み、燃焼用空気Ａを排ガス経
路２の途中に設けた予熱器３を通して予熱した後に下部
から吹込むものである。
【００１８】炉の上部に連結されたサイクロン４にて分
離された排ガスは、排ガス経路２を通って廃熱ボイラ５
に導かれ、この廃熱ボイラ５では水Ｗが供給され、排ガ
スのもっている廃熱を蒸気として回収し、その蒸気を前
記乾燥機３０の乾燥用の熱源とするとともに、蒸気の一
部は下水処理場の設備に対して熱源として供給するよう
にしてある。５Ｂは蒸気ドラム、５Ｃは加熱管である。
離された排ガスは、排ガス経路２を通って廃熱ボイラ５
に導かれ、この廃熱ボイラ５では水Ｗが供給され、排ガ
スのもっている廃熱を蒸気として回収し、その蒸気を前
記乾燥機３０の乾燥用の熱源とするとともに、蒸気の一
部は下水処理場の設備に対して熱源として供給するよう
にしてある。５Ｂは蒸気ドラム、５Ｃは加熱管である。
【００１９】前述のとおり、廃熱を燃焼用空気の予熱お
よび乾燥機の乾燥用熱源として利用したとしても、トー
タルの熱利用率はさほど高くない。
よび乾燥機の乾燥用熱源として利用したとしても、トー
タルの熱利用率はさほど高くない。
【００２０】そこで、近年では、第２従来例として挙げ
る図２に示すように、廃熱ボイラ５にて廃熱を蒸気とし
て回収し、そこで発生した蒸気を過熱器５Ａに通した
後、得られる過熱蒸気を蒸気タービン６に送り込んで、
発電機７を駆動し、排気を凝縮器８により凝縮させて廃
熱ボイラ５に給水している。
る図２に示すように、廃熱ボイラ５にて廃熱を蒸気とし
て回収し、そこで発生した蒸気を過熱器５Ａに通した
後、得られる過熱蒸気を蒸気タービン６に送り込んで、
発電機７を駆動し、排気を凝縮器８により凝縮させて廃
熱ボイラ５に給水している。
【００２１】これらの従来例は、系内の廃熱を回収する
技術に留まり、熱の利用率は高くない。
技術に留まり、熱の利用率は高くない。
【００２２】下水処理場においては、現在、多大な動力
を必要とする曝気ブロワーや送水ポンプなどの非常用電
力を得るためにガスタービンを設置することがあり、今
後、その経済性の面からこの傾向は大きくなるものと考
えられる。このガスタービンの排気のもっている熱を有
効利用しようとする場合、第２従来例を改良した形態と
して、第１比較例として挙げる図３に示すシステムが考
えられる。
を必要とする曝気ブロワーや送水ポンプなどの非常用電
力を得るためにガスタービンを設置することがあり、今
後、その経済性の面からこの傾向は大きくなるものと考
えられる。このガスタービンの排気のもっている熱を有
効利用しようとする場合、第２従来例を改良した形態と
して、第１比較例として挙げる図３に示すシステムが考
えられる。
【００２３】すなわち、圧縮器１１、燃焼器１２が付設
されたガスタービン１３において、ガスタービン１３に
より駆動される圧縮器１１に空気Ａを吹込み圧縮を図
り、燃焼器１２においてその圧縮空気に対してガスＧを
投入して燃焼させ、これをガスタービン１３に導いて発
電機１４により発電を行うとともに、ガスタービン１３
の排気を燃焼用空気Ａの予熱器３に通してその予熱を図
る。この場合、予熱器３を通した排気を大気に放出させ
る際に脱硝ヲ行うために、燃焼器１２に純水を供給す
る。そして、廃熱ボイラ５から湿式スクラバーなどの排
ガス処理設備１５を通った排ガスを煙突１６から大気放
出させる際に、白煙防止用に予熱器３を通した約２００
℃程度の排気を吹込むものである。
されたガスタービン１３において、ガスタービン１３に
より駆動される圧縮器１１に空気Ａを吹込み圧縮を図
り、燃焼器１２においてその圧縮空気に対してガスＧを
投入して燃焼させ、これをガスタービン１３に導いて発
電機１４により発電を行うとともに、ガスタービン１３
の排気を燃焼用空気Ａの予熱器３に通してその予熱を図
る。この場合、予熱器３を通した排気を大気に放出させ
る際に脱硝ヲ行うために、燃焼器１２に純水を供給す
る。そして、廃熱ボイラ５から湿式スクラバーなどの排
ガス処理設備１５を通った排ガスを煙突１６から大気放
出させる際に、白煙防止用に予熱器３を通した約２００
℃程度の排気を吹込むものである。
【００２４】この第１比較例は、ガスタービン１３の排
気を燃焼用空気の予熱に利用するに留まる。
気を燃焼用空気の予熱に利用するに留まる。
【００２５】図４は第２比較例を示したもので、ガスタ
ービン１３の排気のもっている熱を利用するために、第
２の廃熱ボイラ５０を設け、この廃熱ボイラ５０で発生
させた過熱蒸気を、第１の廃熱ボイラ５で発生した過熱
蒸気と合わせて蒸気タービン６を駆動するものである。
なお、第２の廃熱ボイラ５０からの排ガスは比較例１と
同様に白煙防止用に用いられる。
ービン１３の排気のもっている熱を利用するために、第
２の廃熱ボイラ５０を設け、この廃熱ボイラ５０で発生
させた過熱蒸気を、第１の廃熱ボイラ５で発生した過熱
蒸気と合わせて蒸気タービン６を駆動するものである。
なお、第２の廃熱ボイラ５０からの排ガスは比較例１と
同様に白煙防止用に用いられる。
【００２６】この例は、ガスタービン１３の排気のもっ
ている熱の利用率が比較的高く、ある程度有効である
が、廃熱ボイラ５、熱交換器３などの熱回収設備が必要
となり、設備費が嵩む。
ている熱の利用率が比較的高く、ある程度有効である
が、廃熱ボイラ５、熱交換器３などの熱回収設備が必要
となり、設備費が嵩む。
【００２７】〔本発明例〕 （第１例）図５は本発明の第１例を示したもので、ガス
タービン１３の排気をそのまま吹込み路２０を介して、
焼却炉１に直接的に吹込み、燃焼用空気として用いるも
のである。
タービン１３の排気をそのまま吹込み路２０を介して、
焼却炉１に直接的に吹込み、燃焼用空気として用いるも
のである。
【００２８】他の構成および作用については、符号が同
一の個所は、前記の例と同一であるので説明を省略す
る。
一の個所は、前記の例と同一であるので説明を省略す
る。
【００２９】同図仮想線で示すように、焼却炉１が特に
流動層型焼却炉である場合には、ガスタービン１３の排
気の一部については、ブロワ２１により昇圧させて、こ
れを１次空気用として、残部を２次空気用として高さ方
向に異なる位置に吹込むことができる。
流動層型焼却炉である場合には、ガスタービン１３の排
気の一部については、ブロワ２１により昇圧させて、こ
れを１次空気用として、残部を２次空気用として高さ方
向に異なる位置に吹込むことができる。
【００３０】この構成の下では、ガスタービン１３の排
気は大量の熱を有するので、予熱器３の設置は不要であ
る。一般に、ガスタービン１３の排気は４５０〜６００
℃程度で、特に５００〜６００℃程度で供給される。汚
泥の脱水ケーキＣは、水分が６５〜８５％、好適には自
燃できる６５〜７５％で、発熱量として２０００〜４５
００kcal／kg−dsを示すものが好ましい。燃料Ｆは自燃
できる場合には不要である。
気は大量の熱を有するので、予熱器３の設置は不要であ
る。一般に、ガスタービン１３の排気は４５０〜６００
℃程度で、特に５００〜６００℃程度で供給される。汚
泥の脱水ケーキＣは、水分が６５〜８５％、好適には自
燃できる６５〜７５％で、発熱量として２０００〜４５
００kcal／kg−dsを示すものが好ましい。燃料Ｆは自燃
できる場合には不要である。
【００３１】焼却炉１の燃焼用空気として、ガスタービ
ン１３のＯ2 含有率が１４％程度の排気をそのまま焼却
炉１吹込むことは、当初、ＮＯx の除去用の脱硝設備が
必要となり、そのコストが嵩むことが懸念があったが、
これは杞憂であることが知見された。
ン１３のＯ2 含有率が１４％程度の排気をそのまま焼却
炉１吹込むことは、当初、ＮＯx の除去用の脱硝設備が
必要となり、そのコストが嵩むことが懸念があったが、
これは杞憂であることが知見された。
【００３２】すなわち、ガスタービン１３の排気中のＮ
Ｏx は、スチームまたは純水を注入する、触媒を用いて
還元する、アンモニアまたは尿素を注入することが考え
られる。しかし、これらの方法はいずれもコストが嵩む
要因となる。
Ｏx は、スチームまたは純水を注入する、触媒を用いて
還元する、アンモニアまたは尿素を注入することが考え
られる。しかし、これらの方法はいずれもコストが嵩む
要因となる。
【００３３】しかるに、前述のように、水分が多く、か
つ燃料（汚泥脱水ケーキ）が炭化水素および脂肪類であ
る下水汚泥の焼却においては、これを６００〜８５０℃
で焼却すると、現実に、ガスタービン１３の排気中のＮ
Ｏx 濃度１００〜５００ｐｐｍが、サイクロン４の入口
（焼却炉出口）での測定では、１０〜２０ｐｐｍに低減
できることが判った。このＮＯx 濃度１０〜２０ｐｐｍ
はきわめて低い値であり、脱硝設備または脱硝剤が不要
となる利点をもたらす。
つ燃料（汚泥脱水ケーキ）が炭化水素および脂肪類であ
る下水汚泥の焼却においては、これを６００〜８５０℃
で焼却すると、現実に、ガスタービン１３の排気中のＮ
Ｏx 濃度１００〜５００ｐｐｍが、サイクロン４の入口
（焼却炉出口）での測定では、１０〜２０ｐｐｍに低減
できることが判った。このＮＯx 濃度１０〜２０ｐｐｍ
はきわめて低い値であり、脱硝設備または脱硝剤が不要
となる利点をもたらす。
【００３４】なお、必要ならば、焼却炉１の出口排ガス
温度は高温であるので炉内に、または排ガス経路２もし
くは廃熱ボイラ５以後の排ガス経路にアンモニア、尿素
水などの還元剤を直接噴霧することで脱硝を図ることも
できる。
温度は高温であるので炉内に、または排ガス経路２もし
くは廃熱ボイラ５以後の排ガス経路にアンモニア、尿素
水などの還元剤を直接噴霧することで脱硝を図ることも
できる。
【００３５】このＮＯx 低減効果は、還元雰囲気（脱水
ケーキ中の水素含有化合物による）で汚泥が熱分解して
アンモニアガスを発生させ、このアンモニアガスが脱硝
反応を促進させる、下水汚泥の焼却にのみ特有のもので
あることがその後に判った。
ケーキ中の水素含有化合物による）で汚泥が熱分解して
アンモニアガスを発生させ、このアンモニアガスが脱硝
反応を促進させる、下水汚泥の焼却にのみ特有のもので
あることがその後に判った。
【００３６】さらに、下水汚泥の場合には、Ｃｌ，Ｓの
酸化物が少なく腐食を発生させる要因が少ない。したが
って、過熱器５Ａを通して廃熱ボイラ５での発生蒸気を
過熱させる際において高温腐食を生じない。
酸化物が少なく腐食を発生させる要因が少ない。したが
って、過熱器５Ａを通して廃熱ボイラ５での発生蒸気を
過熱させる際において高温腐食を生じない。
【００３７】かくして、第１例においては、発電機１４
および発電機６にて発電を行わせることにより熱回収で
きる。しかも、燃焼用空気の予熱器が不要となる。
および発電機６にて発電を行わせることにより熱回収で
きる。しかも、燃焼用空気の予熱器が不要となる。
【００３８】（第２例）図６は、本発明の第２例を示し
たもので、過熱器５Ａで得た過熱蒸気を、燃焼器１２に
吹込むことにより、ガスタービン１３の出力を高めて、
発電機１４の発電量を増大させるものである。
たもので、過熱器５Ａで得た過熱蒸気を、燃焼器１２に
吹込むことにより、ガスタービン１３の出力を高めて、
発電機１４の発電量を増大させるものである。
【００３９】（第３例）図７は、第１例の変形例であ
り、ガスタービン１３の排気量が焼却炉１の容量に対し
て小さい場合に適用される。この例においては、燃焼用
空気Ａが予熱器３により予熱された後に、ガスタービン
１３の排気と合わせて焼却炉１に吹き込まれる。
り、ガスタービン１３の排気量が焼却炉１の容量に対し
て小さい場合に適用される。この例においては、燃焼用
空気Ａが予熱器３により予熱された後に、ガスタービン
１３の排気と合わせて焼却炉１に吹き込まれる。
【００４０】（その他）本発明における焼却炉として
は、バブリング流動層（薄層流動層）または高速流動層
式のものが自燃可能な限界水分が高いなどの理由により
最適である。また、ガスタービンに対して高い背圧が作
用し、その出力低下を防止するために、いずれの流動層
においても、１次空気と２次空気とを分割して吹込むこ
とが好ましい。 本発明の焼却炉として旋回溶融焼却炉
などでもよい。
は、バブリング流動層（薄層流動層）または高速流動層
式のものが自燃可能な限界水分が高いなどの理由により
最適である。また、ガスタービンに対して高い背圧が作
用し、その出力低下を防止するために、いずれの流動層
においても、１次空気と２次空気とを分割して吹込むこ
とが好ましい。 本発明の焼却炉として旋回溶融焼却炉
などでもよい。
【００４１】
（実施例１：図５参照）下水汚泥の発生量300ton/dayの
能力の高速流動層式焼却炉において、水分75％、ケーキ
の低位発熱量4,200kcal/kg・dsの含水ケーキを熱媒体と
して供給した。
能力の高速流動層式焼却炉において、水分75％、ケーキ
の低位発熱量4,200kcal/kg・dsの含水ケーキを熱媒体と
して供給した。
【００４２】この焼却炉に対して、燃焼用空気として発
電量2,630 KW／hrのガスタービンの排気を用いた。ガス
タービンの圧縮器の圧力は８bar 、空気供給量30,000m3
／hrであった。高速流動層の直径は3,3 ｍ、高さ12ｍ、
これに付属するサイクロンは直径4.5m、長さ8mであり、
静止層高さ1000ｍで運転した。ここで得られた45,000Ｎ
m3／hrの燃焼ガスは廃熱ボイラに供給され、廃熱ボイラ
では16kg／cm2 、200℃の飽和蒸気を得て、これを300m
2 の過熱器を通して１４Ton ／hr、300 ℃の過熱蒸気を
得て、これを蒸気タービンに供給し、ここで1,410 KW／
hrの発電を行い、凝縮器での凝縮水は廃熱ボイラに返送
した。ガスタービン排気のＮＯx 濃度は３００ｐｐｍで
あったが、サイクロンの入口では１５ｐｐｍであった。
電量2,630 KW／hrのガスタービンの排気を用いた。ガス
タービンの圧縮器の圧力は８bar 、空気供給量30,000m3
／hrであった。高速流動層の直径は3,3 ｍ、高さ12ｍ、
これに付属するサイクロンは直径4.5m、長さ8mであり、
静止層高さ1000ｍで運転した。ここで得られた45,000Ｎ
m3／hrの燃焼ガスは廃熱ボイラに供給され、廃熱ボイラ
では16kg／cm2 、200℃の飽和蒸気を得て、これを300m
2 の過熱器を通して１４Ton ／hr、300 ℃の過熱蒸気を
得て、これを蒸気タービンに供給し、ここで1,410 KW／
hrの発電を行い、凝縮器での凝縮水は廃熱ボイラに返送
した。ガスタービン排気のＮＯx 濃度は３００ｐｐｍで
あったが、サイクロンの入口では１５ｐｐｍであった。
【００４３】（実施例２：図６参照）実施例１と同一の
条件で高速流動層式焼却炉を運転した。圧縮空気量は3
1,000Ｎm3／hr、圧力８bar であり、廃熱ボイラからの
過熱蒸気５Ton ／hrを供給して発電量3,030 KW／hrを得
て、ガスタービンの排気を焼却炉の燃焼用空気として利
用し、燃焼ガスを廃熱ボイラに供給し、15Ton ／hrの飽
和蒸気を得た。これを燃焼ガスによって加熱し、380 ℃
として前記ガスタービンに供給し、残りのTon ／hrを蒸
気タービンに供給し、発電量1000KW／hrを得た。これは
実施例１の全発電量にほぼ相当する発電量である。サイ
クロンの入口でのＮＯx 濃度は１２ｐｐｍに低減され
た。
条件で高速流動層式焼却炉を運転した。圧縮空気量は3
1,000Ｎm3／hr、圧力８bar であり、廃熱ボイラからの
過熱蒸気５Ton ／hrを供給して発電量3,030 KW／hrを得
て、ガスタービンの排気を焼却炉の燃焼用空気として利
用し、燃焼ガスを廃熱ボイラに供給し、15Ton ／hrの飽
和蒸気を得た。これを燃焼ガスによって加熱し、380 ℃
として前記ガスタービンに供給し、残りのTon ／hrを蒸
気タービンに供給し、発電量1000KW／hrを得た。これは
実施例１の全発電量にほぼ相当する発電量である。サイ
クロンの入口でのＮＯx 濃度は１２ｐｐｍに低減され
た。
【００４４】（検討）ガスタービンを利用しない従来例
２（図２）、それぞれガスタービンを利用する比較例１
（図３）、比較例２（図４）、本発明の第１例（図
５）、本発明の第１例（図６）、本発明の第３例（図
７）について、１日あたり３００Ton の焼却量を有する
高速流動層について、下水汚泥（ケーキ水分７３〜８２
％、可燃分７６〜８４％、発熱量4,000 〜4,500kcal/kg
・ds）を燃料として天然ガスを用いて焼却する場合にお
ける、ガスタービンを駆動させるに必要な都市ガス量お
よび発電量を比較検討した。結果は、上記下水汚泥の性
状変化に伴う平均値として、表１のとおりであった。
２（図２）、それぞれガスタービンを利用する比較例１
（図３）、比較例２（図４）、本発明の第１例（図
５）、本発明の第１例（図６）、本発明の第３例（図
７）について、１日あたり３００Ton の焼却量を有する
高速流動層について、下水汚泥（ケーキ水分７３〜８２
％、可燃分７６〜８４％、発熱量4,000 〜4,500kcal/kg
・ds）を燃料として天然ガスを用いて焼却する場合にお
ける、ガスタービンを駆動させるに必要な都市ガス量お
よび発電量を比較検討した。結果は、上記下水汚泥の性
状変化に伴う平均値として、表１のとおりであった。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、下水処
理場における既存または新設のガスタービンの排気を有
効に利用して、エネルギーコストがきわめて小さく、か
つ補機類の少ない合理的なシステムを構築できる。
理場における既存または新設のガスタービンの排気を有
効に利用して、エネルギーコストがきわめて小さく、か
つ補機類の少ない合理的なシステムを構築できる。
【００４７】また、前述のとおり、ガスタービンを用い
る場合、排気中のＮＯｘ濃度が高く、環境上問題がある
ために、純水や水蒸気の注入によりタービン効率を低下
させてまでＮＯｘ除去を行う必要がある。
る場合、排気中のＮＯｘ濃度が高く、環境上問題がある
ために、純水や水蒸気の注入によりタービン効率を低下
させてまでＮＯｘ除去を行う必要がある。
【００４８】しかるに、本発明に従って、下水汚泥を燃
焼する際に、ＮＯｘを多量に含むガスタービンの排気を
下水汚泥の燃焼用空気源として導入した場合、下水汚泥
の還元物質により、導入した排気中のＮＯｘが分解さ
れ、汚泥燃焼排ガス中のＮＯｘ濃度を抑制できる。この
ために、ＮＯｘ除去対策が不要であり、もってタービン
の発電効率を高めることができる。さらに、必要に応じ
て下水汚泥を焼却するときに、その燃焼排ガスと燃焼空
気の熱交換を行うのが一般的であるが、タービン排気を
燃焼用空気源として焼却炉に直接投入すれば、熱交換器
の設置が不要であり、その分回収効率が高まる。
焼する際に、ＮＯｘを多量に含むガスタービンの排気を
下水汚泥の燃焼用空気源として導入した場合、下水汚泥
の還元物質により、導入した排気中のＮＯｘが分解さ
れ、汚泥燃焼排ガス中のＮＯｘ濃度を抑制できる。この
ために、ＮＯｘ除去対策が不要であり、もってタービン
の発電効率を高めることができる。さらに、必要に応じ
て下水汚泥を焼却するときに、その燃焼排ガスと燃焼空
気の熱交換を行うのが一般的であるが、タービン排気を
燃焼用空気源として焼却炉に直接投入すれば、熱交換器
の設置が不要であり、その分回収効率が高まる。
【図１】従来例１のフローシートである。
【図２】従来例２のフローシートである。
【図３】比較例１のフローシートである。
【図４】比較例２のフローシートである。
【図５】本発明の第１例のフローシートである。
【図６】本発明の第２例のフローシートである。
【図７】本発明の第３例のフローシートである。
１…焼却炉、２…排ガス経路、３…予熱器、４…サイク
ロン、５…廃熱ボイラ、５Ａ…過熱器、６…蒸気タービ
ン、７…発電機、８…凝縮器、１１…圧縮器、１２…燃
焼器、１３…ガスタービン、２０…吹込み路、２１…ブ
ロワ、３０…乾燥機、Ａ…空気、Ｃ…脱水ケーキ、Ｆ…
燃料、Ｇ…ガス。
ロン、５…廃熱ボイラ、５Ａ…過熱器、６…蒸気タービ
ン、７…発電機、８…凝縮器、１１…圧縮器、１２…燃
焼器、１３…ガスタービン、２０…吹込み路、２１…ブ
ロワ、３０…乾燥機、Ａ…空気、Ｃ…脱水ケーキ、Ｆ…
燃料、Ｇ…ガス。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｆ２３Ｇ 5/46 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/46 ＺＡＢＡ Ｆ２７Ｂ 15/10 Ｆ２７Ｂ 15/10 Ｆ２７Ｄ 17/00 １０１ Ｆ２７Ｄ 17/00 １０１Ｚ
Claims (4)
- 【請求項１】ガスタービンを備えた下水汚泥焼却設備に
おいて、 前記ガスタービンは発電機に連結され、そのガスタービ
ン排気が、そのまま直接下水汚泥焼却炉に燃焼用空気と
して吹き込まれる構成としたことを特徴とするガスター
ビンを備えた下水汚泥焼却設備。 - 【請求項２】ガスタービンを備えた下水汚泥焼却設備に
おいて、 前記ガスタービンは発電機に連結され、そのガスタービ
ン排気が、そのまま直接下水汚泥焼却炉に燃焼用空気と
して吹き込まれる構成とされ、 前記焼却炉からの排ガス系に廃熱ボイラが設置され、こ
の廃熱ボイラで発生した蒸気を前記排ガスの有する熱で
過熱する過熱器が設けられ、 この過熱器を経た過熱蒸気が発電機と連結された蒸気タ
ービンに供給される構成とされたことを特徴とするガス
タービンを備えた下水汚泥焼却設備。 - 【請求項３】ガスタービンを備えた下水汚泥焼却設備に
おいて、 前記ガスタービンは発電機に連結され、そのガスタービ
ン排気が、そのまま直接下水汚泥焼却炉に燃焼用空気と
して吹き込まれる構成とされ、 前記焼却炉からの排ガス系に廃熱ボイラが設置され、こ
の廃熱ボイラで発生した蒸気を前記排ガスの有する熱で
過熱する過熱器が設けられ、 この過熱器を経た過熱蒸気が前記ガスタービンに供給さ
れる構成とされたことを特徴とするガスタービンを備え
た下水汚泥焼却設備。 - 【請求項４】前記焼却炉が高速流動層で構成されている
請求項１，２または３記載のガスタービンを備えた下水
汚泥焼却設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7243051A JPH0989232A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | ガスタービンを備えた下水汚泥焼却設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7243051A JPH0989232A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | ガスタービンを備えた下水汚泥焼却設備 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28175499A Division JP2000213725A (ja) | 1999-01-01 | 1999-10-01 | ガスタ―ビンを備えた下水汚泥焼却設備 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989232A true JPH0989232A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17098088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7243051A Pending JPH0989232A (ja) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | ガスタービンを備えた下水汚泥焼却設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0989232A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170705A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Public Works Research Institute | 加圧流動焼却設備及びその立上げ方法 |
| JP2007170704A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Public Works Research Institute | 加圧流動焼却設備及びその立上げ方法 |
| JP2008025966A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Public Works Research Institute | 加圧焼却炉設備及びその立上げ方法 |
| JP6283087B1 (ja) * | 2016-11-11 | 2018-02-21 | 三久股ふん有限公司 | 多管式熱交換器 |
| JP2018077025A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | 三久股ふん有限公司 | 多段階式ボイラ熱交換装置 |
-
1995
- 1995-09-21 JP JP7243051A patent/JPH0989232A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170705A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Public Works Research Institute | 加圧流動焼却設備及びその立上げ方法 |
| JP2007170704A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Public Works Research Institute | 加圧流動焼却設備及びその立上げ方法 |
| JP4714912B2 (ja) * | 2005-12-20 | 2011-07-06 | 独立行政法人土木研究所 | 加圧流動焼却設備及びその立上げ方法 |
| JP2008025966A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Public Works Research Institute | 加圧焼却炉設備及びその立上げ方法 |
| JP6283087B1 (ja) * | 2016-11-11 | 2018-02-21 | 三久股ふん有限公司 | 多管式熱交換器 |
| JP2018077026A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | 三久股ふん有限公司 | 多管式熱交換器 |
| JP2018077025A (ja) * | 2016-11-11 | 2018-05-17 | 三久股ふん有限公司 | 多段階式ボイラ熱交換装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000516 |