JPH11200815A - 廃棄物ガス化複合発電設備 - Google Patents

廃棄物ガス化複合発電設備

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JPH11200815A
JPH11200815A JP10002388A JP238898A JPH11200815A JP H11200815 A JPH11200815 A JP H11200815A JP 10002388 A JP10002388 A JP 10002388A JP 238898 A JP238898 A JP 238898A JP H11200815 A JPH11200815 A JP H11200815A
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JP
Japan
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gas
waste
steam
turbine
turbine generator
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Application number
JP10002388A
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English (en)
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Hiroaki Kimura
博昭 木村
Sugihiro Konishi
杉弘 小西
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IHI Corp
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IHI Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/067Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion heat coming from a gasification or pyrolysis process, e.g. coal gasification
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 下水汚泥等の廃棄物をコークス等の助燃なし
にガス化し得、効率よく発電を行い得る廃棄物ガス化複
合発電設備を提供する。 【解決手段】 下水汚泥等の廃棄物5を所要含水率まで
濃縮する濃縮機7と、濃縮された廃棄物5aを水熱分解
によりスラリー化させて低分子化され脱水された有機物
5bとする反応蒸発装置8と、低分子化された有機物5
bのスラリーを部分酸化させて粗製ガス10を生成する
ガス化炉11と、粗製ガス10を精製して精製ガス12
とするスクラバ13と、精製ガス12を燃焼させガスタ
ービン14cを駆動して発電を行うガスタービン発電機
14と、ガスタービン発電機14のタービン排ガス16
の熱を回収し蒸気17を発生させる排熱回収ボイラ18
と、発生した蒸気17によって蒸気タービン19aを駆
動して発電を行う蒸気タービン発電機19とを具備せし
める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物ガス化複合
発電設備に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、下水汚泥等の廃棄物は、含水率
がおよそ70〜99%程度と高く、発熱量も低いため、
単純に燃やしてその熱を利用することは困難であり、
又、単純に乾燥させた場合には、もぐさのようになって
しまい、ハンドリング性が悪く燃料として使用すること
はできなかった。
【0003】このため、従来においては、図2に示され
る如く、燃焼炉1の内部に形成したコークスベッド3の
下から空気4を供給して燃やした状態で、その上に、遠
心分離等により含水率を70〜80%程度とした下水汚
泥等の廃棄物5を投入し熱分解させてガス化し、ガス化
したガス6を回収するようにしたものがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
如く、コークスベッド3の上に下水汚泥等の廃棄物5を
投入して熱分解させガス化するのでは、廃棄物5を単味
でガス化することができず、コークスによる助燃が必要
となり、効率が悪いという欠点を有していた。
【0005】又、下水汚泥等の廃棄物を図示していない
反応器で水熱分解した後、ボイラで燃焼させる技術はあ
るが、これは、あくまでも下水汚泥等の廃棄物を処理す
ることが主目的であって、蒸気回収並びに熱回収等は多
少行われるものの、積極的に発電を行うようなものでは
なかった。
【0006】本発明は、斯かる実情に鑑み、下水汚泥等
の廃棄物をコークス等の助燃なしにガス化し得、効率よ
く発電を行い得る廃棄物ガス化複合発電設備を提供しよ
うとするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、水を含む廃棄
物を所要含水率まで濃縮する濃縮機と、該濃縮機で濃縮
された廃棄物を水熱分解によりスラリー化させて低分子
化された有機物とすると同時に脱水も行う反応蒸発装置
と、該反応蒸発装置で低分子化された有機物のスラリー
を部分酸化させて粗製ガスを生成するガス化炉と、該ガ
ス化炉で生成された粗製ガスを精製して精製ガスを生成
するスクラバと、該スクラバで生成された精製ガスを燃
焼させガスタービンを駆動して発電を行うガスタービン
発電機と、該ガスタービン発電機のガスタービンから排
出されるタービン排ガスの熱を回収し蒸気を発生させる
排熱回収ボイラと、該排熱回収ボイラで発生した蒸気に
よって蒸気タービンを駆動して発電を行う蒸気タービン
発電機とを備えたことを特徴とする廃棄物ガス化複合発
電設備にかかるものである。
【0008】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。
【0009】含水率の高い下水汚泥等の廃棄物は、濃縮
機において所要含水率まで濃縮され、該濃縮機で濃縮さ
れた廃棄物は、反応蒸発装置において水熱分解によりス
ラリー化されて低分子化された有機物となり、同時に脱
水される。該反応蒸発装置で低分子化された有機物のス
ラリーは、ガス化炉において部分酸化されて粗製ガスが
生成され、該ガス化炉で生成された粗製ガスは、スクラ
バにおいて精製されて精製ガスとなる。この精製ガス
は、ガスタービン発電機において燃焼され、ガスタービ
ンが駆動されて発電が行われ、該ガスタービン発電機の
ガスタービンから排出されるタービン排ガスの熱は、排
熱回収ボイラにおいて回収され蒸気が発生し、該排熱回
収ボイラで発生した蒸気によって蒸気タービン発電機の
蒸気タービンが駆動されて発電が行われる。
【0010】この結果、下水汚泥等の廃棄物を、単に処
理するだけでなく、しかも、コークス等による助燃を行
わずに単味でガス化することができ、ガス化したガスを
燃焼させて発電に有効に活用することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
例と共に説明する。
【0012】図1は本発明を実施する形態の一例であっ
て、含水率がおよそ99%程度の下水汚泥等の廃棄物5
を所要含水率(およそ85%程度)まで濃縮する遠心分
離機やデカンタ等の濃縮機7と、該濃縮機7で濃縮され
た廃棄物5aを水熱分解によりスラリー化させて低分子
化され脱水された有機物5bとする反応蒸発装置8と、
該反応蒸発装置8で低分子化された有機物5bのスラリ
ーを酸素又は空気9により部分酸化させて粗製ガス10
を生成するガス化炉11と、該ガス化炉11で生成され
た粗製ガス10を脱塵並びに脱硫等の処理を行うことに
より精製して精製ガス12とするスクラバ13と、該ス
クラバ13で生成された精製ガス12をコンプレッサ1
4aで昇圧された圧縮空気15により燃焼器14bにお
いて燃焼させガスタービン14cを駆動して発電機14
dで発電を行うガスタービン発電機14と、該ガスター
ビン発電機14のガスタービン14cから排出されるタ
ービン排ガス16の熱を回収し蒸気17を発生させる排
熱回収ボイラ18と、該排熱回収ボイラ18で発生した
蒸気17によって蒸気タービン19aを駆動して発電機
19bで発電を行う蒸気タービン発電機19とを具備せ
しめる。
【0013】前記反応蒸発装置8は、濃縮機7で濃縮さ
れた下水汚泥等の廃棄物5aを後述する反応蒸発缶8c
から送給される蒸気20によって加熱する熱交換器8a
と、該熱交換器8aで加熱された廃棄物5a並びに後述
する反応蒸発缶8cの循環有機物5bを排熱回収ボイラ
18から送給される蒸気17によって加熱する熱交換器
8bと、該熱交換器8bで加熱された廃棄物5aを水熱
分解により低分子化されて液体化した有機物5bと蒸発
した蒸気20とに分離するセパレータを兼ねる反応蒸発
缶8cとを備え、熱交換器8aで加熱された廃棄物5a
を熱交換器8bで更に加熱し、反応蒸発缶8cにおいて
水熱分解により低分子化されて液体化した有機物5bと
蒸発した蒸気20とに分離し、該有機物5bを前記熱交
換器8aで加熱された廃棄物5aと合流させ前記熱交換
器8bへ循環せしめてスラリー化し、固形分がおよそ5
5%程度となった有機物5bのスラリーを循環ラインか
ら抜き出して前記ガス化炉11へ導入するようにしてあ
る。
【0014】尚、図1中、21は濃縮機7で濃縮された
下水汚泥等の廃棄物5aを貯留するタンクである。22
はボイラ給水であり、該ボイラ給水22は、前記熱交換
器8aにおいて廃棄物5aに熱を奪われた蒸気20の凝
縮水23により、熱交換器24において加熱され、ボイ
ラ給水タンク25に貯められた後、排熱回収ボイラ18
へ導入されるようになっており、又、熱交換器8bにお
いて廃棄物5a並びに有機物5bに熱を奪われた蒸気1
7は、凝縮水26として排熱回収ボイラ18へ戻される
ようになっている。又、27は濃縮機7において下水汚
泥等の廃棄物5から分離した水5’と、熱交換器24に
おいてボイラ給水22に熱を奪われた凝縮水23とが導
入され、排水28として排出するタンクであり、29は
排熱回収ボイラ18で熱を奪われて冷却されたタービン
排ガス16を大気へ放出するための煙突である。
【0015】次に、上記図示例の作動を説明する。
【0016】含水率がおよそ99%程度の下水汚泥等の
廃棄物5は、遠心分離機やデカンタ等の濃縮機7におい
て所要含水率(およそ85%程度)まで濃縮される。
【0017】該濃縮機7で濃縮された廃棄物5aは、反
応蒸発装置8の熱交換器8aでおよそ200[℃]程度
まで加熱され、低分子化されて液体化し脱水され循環さ
れる有機物5bと共に熱交換器8bで更に250〜30
0[℃]程度に加熱され、反応蒸発缶8cにおいて水熱
分解により低分子化されて液体化し、蒸発した蒸気20
と分離されておよそ55%固形分の有機物5bとなる。
固形分がおよそ55%程度となった有機物5bのスラリ
ーが循環ラインから抜き出されてガス化炉11へ導入さ
れる。尚、前記熱交換器8aへ導入される廃棄物5aの
温度はおよそ20[℃]前後であり、又、その圧力はお
よそ4[MPa]程度に昇圧されている。
【0018】該反応蒸発装置8で低分子化された有機物
5bのスラリーは、ガス化炉11において酸素又は空気
9により部分酸化されて一酸化炭素や水素等の粗製ガス
10が生成され、該ガス化炉11で生成された粗製ガス
10は、スクラバ13において脱塵並びに脱硫等の処理
を行うことにより精製されて精製ガス12(500
[℃]、3[MPa]程度)となり、該スクラバ13で
精製された精製ガス12は、ガスタービン発電機14に
おけるコンプレッサ14aで昇圧された圧縮空気15に
より燃焼器14bにおいて燃焼され、ガスタービン14
cが駆動されて発電機14dで発電が行われ、該ガスタ
ービン発電機14のガスタービン14cから排出される
タービン排ガス16の熱は、排熱回収ボイラ18におい
て回収され蒸気17が発生し、該排熱回収ボイラ18で
発生した蒸気17によって蒸気タービン発電機19の蒸
気タービン19aが駆動されて発電機19bで発電が行
われる。
【0019】この結果、下水汚泥等の廃棄物5を、単に
処理するだけでなく、しかも、コークス等による助燃を
行わずに単味でガス化することができ、ガス化した精製
ガス12を燃焼させて発電に有効に活用することが可能
となる。
【0020】こうして、下水汚泥等の廃棄物をコークス
等の助燃なしにガス化し得、効率よく発電を行い得る。
【0021】尚、本発明の廃棄物ガス化複合発電設備
は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得
ることは勿論である。
【0022】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の廃棄物ガ
ス化複合発電設備によれば、下水汚泥等の廃棄物をコー
クス等の助燃なしにガス化し得、効率よく発電を行い得
るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する形態の一例の全体概要構成図
である。
【図2】従来例の概要図である。
【符号の説明】
5 廃棄物 5a 廃棄物 5b 有機物 7 濃縮機 8 反応蒸発装置 10 粗製ガス 11 ガス化炉 12 精製ガス 13 スクラバ 14 ガスタービン発電機 14c ガスタービン 16 タービン排ガス 17 蒸気 18 排熱回収ボイラ 19 蒸気タービン発電機 19a 蒸気タービン
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B09B 3/00 303M

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水を含む廃棄物を所要含水率まで濃縮す
    る濃縮機と、 該濃縮機で濃縮された廃棄物を水熱分解によりスラリー
    化させて低分子化された有機物とすると同時に脱水も行
    う反応蒸発装置と、 該反応蒸発装置で低分子化された有機物のスラリーを部
    分酸化させて粗製ガスを生成するガス化炉と、 該ガス化炉で生成された粗製ガスを精製して精製ガスを
    生成するスクラバと、 該スクラバで生成された精製ガスを燃焼させガスタービ
    ンを駆動して発電を行うガスタービン発電機と、 該ガスタービン発電機のガスタービンから排出されるタ
    ービン排ガスの熱を回収し蒸気を発生させる排熱回収ボ
    イラと、 該排熱回収ボイラで発生した蒸気によって蒸気タービン
    を駆動して発電を行う蒸気タービン発電機とを備えたこ
    とを特徴とする廃棄物ガス化複合発電設備。
JP10002388A 1998-01-08 1998-01-08 廃棄物ガス化複合発電設備 Pending JPH11200815A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006000812A (ja) * 2004-06-21 2006-01-05 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 下水処理システム
JP4600956B2 (ja) * 2000-12-28 2010-12-22 東京瓦斯株式会社 汚泥処理方法及び装置
CN102179395A (zh) * 2011-02-16 2011-09-14 潍坊金丝达实业有限公司 垃圾资源化利用车间异味消除装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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