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JP3831588B2 - Waste gasification treatment facility and gasification power generation facility using the same - Google Patents

Waste gasification treatment facility and gasification power generation facility using the same Download PDF

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JP3831588B2
JP3831588B2 JP2000244343A JP2000244343A JP3831588B2 JP 3831588 B2 JP3831588 B2 JP 3831588B2 JP 2000244343 A JP2000244343 A JP 2000244343A JP 2000244343 A JP2000244343 A JP 2000244343A JP 3831588 B2 JP3831588 B2 JP 3831588B2
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物のガス化処理設備及びこれを利用したガス化発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ、下水汚泥、産業用廃棄物などの有機系廃棄物からエネルギー回収を図るために、廃棄物を熱分解によりガス化して燃料用ガス（ガス化ガス）を得るガス変換技術が、環境保全及び省資源の観点から注目されている。
【０００３】
このガス変換技術のシステムとしては、廃棄物に水蒸気を添加して４００〜８００℃でガス化し、さらに１３００〜１５００℃でクラッキングして、煤を含まないクリーンなＣＯ、Ｈ2 リッチガスを得るシステムが開発されている。このようにして得られたガス化ガス（燃料用ガス）により発電装置による発電などが行われる。
【０００４】
ここで、ガス化変換技術の一例のシステムとして、ガス化炉（流動床ガス化炉）と灰溶融炉（旋回溶融炉）にて二段ガス化を行い、発生したガス化ガスを発電装置に供給して発電を行う従来のガス化発電設備について、図１４を参照しつつ説明する。
【０００５】
図１４に示すように、内部に砂層２１１ａを有する流動床ガス化炉２１１の上部の送出口は、旋回溶融炉２１２に受入口に連絡している。旋回溶融炉２１２のガス送出口は、ボイラ２１３のガス受入口に連絡している。ボイラ２１３のガス送出口は、バグフィルタ２１７の受入口に連絡している。バグフィルタ２１７の送出口は、凝縮器２１８のガス受入口に連絡している。凝縮器２１８のガス送出口は、発電装置３００のガス受入側に連絡している。
【０００６】
前記ボイラ２１３の蒸気送出口は、スチームタービン２１４の蒸気受入口に連絡している。スチームタービン２１４の出力軸は、発電機２１５の入力軸に連結されている。スチームタービン２１４の蒸気送出口は、復水器２１６の蒸気受入口に連絡している。復水器２１６の送水口は、ボイラ２１３の受水口に連絡している。
【０００７】
このようなガス化発電設備において、酸素（または空気）と水蒸気との混合ガスであるガス化剤１を流動床ガス化炉２１１の内部に上記砂層２１１ａの下方から供給すると共に、流動床ガス化炉２１１の内部の砂層２１１ａ上に廃棄物２を投入すると、廃棄物２は、加熱（４００〜８００℃）されながら浮遊流動する上記砂層２１１ａにより、熱分解されてガス状物質になり、ガス化剤１の酸素および水蒸気と接触すると共に、その一部がフリーボード部２１１ｂで燃焼し（６５０〜８００℃）、下記式（１）で示す燃焼反応および下記式（２）で示す水性ガス化反応（改質反応）を起こし、一酸化炭素、水素、メタン、エタン、二酸化炭素等を含むガス化ガス３と、タールや煤などの未燃炭素質物質４ａと、飛灰４ｂと、不燃物４ｃとを生じる。
【０００８】
Ｃ＋Ｏ2 →ＣＯ2 ＋熱・・・・・（１）
Ｃ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋Ｈ2 ・・・・（２）
【０００９】
前記不燃物４ｃは、流動床ガス化炉２１１の下部から系外へ排出される。一方、ガス化ガス３と未燃炭素質物質４ａと飛灰４ｂとは、流動床ガス化炉２１１の上部から送出されて旋回溶融炉２１２内に送給される。
【００１０】
酸素（または空気）と水蒸気との混合ガスであるガス化剤１を旋回溶融炉２１２の内部に供給すると、ガス化ガス３および未燃炭素質物質４ａの一部は、燃焼して旋回溶融炉２１２内を加熱（１３００〜１５００℃程度）する。ガス化ガス３と未燃炭素質物質４ａと飛灰４ｂとは、旋回溶融炉２１２の内部で旋回しながら加熱される。このため、飛灰（無機物）４ｂは、溶融してスラグミスト化し、旋回流の遠心力で炉壁に捕捉され、スラグ４ｄとなって炉壁を流下して系外へ排出される。一方、ガス化ガス３および未燃炭素質物質４ａは、ガス化剤１の水蒸気により、上述した水性ガス化反応（改質反応）がさらに進行する。
【００１１】
上記ガス化ガス３は、旋回溶融炉２１２から送出されてボイラ２１３で熱回収される。ボイラ２１３は、ガス化ガス３から回収した熱で水を加熱して蒸気を発生させる。この蒸気は、スチームタービン２１４を回転させて、発電機１５を駆動させることにより、発電を行う。スチームタービン２１４から排出された蒸気は、復水器１６で水に戻されてボイラ２１３に再び供給される。
【００１２】
ボイラ２１３から送出されたガス化ガス３は、バグフィルタ２１７でダストや塩酸分が除去された後、凝縮器２１８の冷却水５ａで冷却され、凝縮水５ｂが系外へ取り除かれて精製ガス６となる。
【００１３】
精製ガス６は、発電装置３００に送られ、発電作動に使用された後、排ガス７として系外へ排出される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したような従来のガス化発電設備においては、ガス化ガス３を凝縮器２１８の冷却水５ａで冷却して当該ガス化ガス３中から水分を凝縮除去するため、当該冷却水５ａに奪われたガス化ガス３の熱が系外にそのまま放出されてしまい、系内の熱効率に無駄があった。
【００１５】
このようなことから、本発明は、系内の熱効率が高い廃棄物のガス化処理設備及びこれを利用したガス化発電設備を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明による廃棄物のガス化処理設備は、酸素を含む気体と水蒸気とのガス化剤を供給されて廃棄物を部分酸化および熱分解してガス化ガスを発生するガス化炉と、前記ガス化炉で発生した前記ガス化ガスを高温加熱して当該ガス化ガスに含まれている灰分を溶融して除去する溶融炉と、前記溶融炉からの前記ガス化ガスを冷却して当該ガス化ガス中の水分を凝縮除去する凝縮器とを備えた廃棄物のガス化処理設備において、前記凝縮器に送給された前記ガス化ガスの顕熱および当該ガス化ガス中の水分の凝縮潜熱を利用して原料水から水蒸気を生成させて、前記ガス化炉および前記溶融炉のうちの少なくとも前記ガス化炉に当該水蒸気を前記ガス化剤の前記水蒸気として供給する水蒸気生成手段と、前記ガス化ガスの使用済みの排ガスの熱を利用して、前記水蒸気生成手段で生成した前記水蒸気をさらに加熱する水蒸気加熱手段とを備え、前記水蒸気生成手段が、前記原料水の蒸発圧力を低下させるように吸引して生成した水蒸気を送出するポンプを備えていることを特徴とする。
【００１７】
第二番目の発明による廃棄物のガス化処理設備は、酸素を含む気体と水蒸気とのガス化剤を供給されて廃棄物を部分酸化および熱分解してガス化ガスを発生するガス化炉と、前記ガス化炉で発生した前記ガス化ガスを高温加熱して当該ガス化ガスに含まれている灰分を溶融して除去する溶融炉と、前記溶融炉からの前記ガス化ガスを冷却して当該ガス化ガス中の水分を凝縮除去する凝縮器とを備えた廃棄物のガス化処理設備において、前記凝縮器に送給された前記ガス化ガスの顕熱および当該ガス化ガス中の水分の凝縮潜熱を利用して原料水から水蒸気を生成させて、前記ガス化炉および前記溶融炉のうちの少なくとも前記ガス化炉に当該水蒸気を前記ガス化剤の前記水蒸気として供給する水蒸気生成手段と、前記ガス化ガスの使用済みの排ガスの熱を利用して、前記水蒸気生成手段で生成した前記水蒸気をさらに加熱する水蒸気加熱手段とを備え、前記水蒸気生成手段が、前記凝縮器内の前記ガス化ガスと熱交換させた熱媒と前記原料水との間で熱交換させる水加熱手段と、前記水加熱手段の前記原料水の蒸発圧力を低下させるように吸引して生成した水蒸気を送出するポンプとを備えていることを特徴とする。
【００１８】
第三番目の発明による廃棄物のガス化処理設備は、第一番目の発明において、前記水蒸気生成手段が、前記凝縮器内を貫通し、内部に前記原料水が流通すると共に、前記ポンプに連絡する熱回収用パイプを備えていることを特徴とする。
【００１９】
第四番目の発明による廃棄物のガス化処理設備は、第二番目の発明において、前記水蒸気生成手段が、前記凝縮器内を貫通し、内部に前記熱媒が流通すると共に、前記水加熱手段で前記原料水と熱交換させる熱回収用パイプを備えていることを特徴とする。
【００２０】
第五番目の発明による廃棄物のガス化処理設備は、第三番目または第四番目の発明において、前記原料水が、前記凝縮器で前記ガス化ガスから生成した凝縮水であることを特徴とする。
【００２１】
第六番目の発明による廃棄物のガス化処理設備は、第一番目から第五番目の発明のいずれかにおいて、前記ガス化炉が流動床ガス化炉であり、前記溶融炉が旋回溶融炉であることを特徴とする。
【００２２】
また、第七番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第一番目から第六番目の発明のいずれかの廃棄物のガス化処理設備からの前記ガス化ガスを使用して発電する発電手段を備えた廃棄物のガス化発電設備であって、前記発電手段が、前記ガス化ガスを使用して作動するガスエンジンと、前記ガスエンジンの作動により発電する発電機とを備えていることを特徴とする。
【００２３】
第八番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第一番目から第六番目の発明のいずれかの廃棄物のガス化処理設備からの前記ガス化ガスを使用して発電する発電手段を備えた廃棄物のガス化発電設備であって、前記発電手段が、前記ガス化ガスを使用して作動するガスタービンと、前記ガスタービンの作動により発電する発電機とを備えていることを特徴とする。
【００２４】
第九番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第一番目から第六番目の発明のいずれかの廃棄物のガス化処理設備からの前記ガス化ガスを使用して発電する発電手段を備えた廃棄物のガス化発電設備であって、前記発電手段が、前記ガス化ガスを使用して作動する燃料電池と、前記燃料電池の作動により発電する発電機とを備えていることを特徴とする。
【００２５】
第十番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第九番目の発明において、前記発電手段が、前記燃料電池で使用された前記ガス化ガスを使用して作動するガスエンジンと、前記ガスエンジンの作動により発電する発電機とを備えていることを特徴とする。
【００２６】
第十一番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第九番目の発明において、前記発電手段が、前記燃料電池で使用された前記ガス化ガスを使用して作動するガスタービンと、前記ガスタービンの作動により発電する発電機とを備えていることを特徴とする。
【００２７】
第十二番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第七番目から第十一番目の発明のいずれかにおいて、前記発電手段が、前記ガス化ガスの使用済みの排ガスにより加熱された蒸気を利用して作動するスチームタービンと、前記スチームタービンの作動により発電する発電機とを備えていることを特徴とする。
第十三番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第七番目から第十二番目の発明のいずれかにおいて、前記水蒸気加熱手段が、前記発電手段で使用された前記ガス化ガスの排ガスの熱を利用するものであることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明による廃棄物のガス化処理設備及びこれを利用するガス化発電設備の実施の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００２９】
［第一番目の実施の形態］
本発明による廃棄物のガス化処理設備及びこれを利用するガス化発電設備の第一番目の実施の形態を図１，２に基づいて説明する。図１は、ガス化発電設備の概略構成図、図２は、図１の凝縮器部分の抽出拡大内部構造図である。
【００３０】
図１に示すように、内部に砂層１１ａを有する流動床ガス化炉１１の上部の送出口は、旋回溶融炉１２に受入口に連絡している。旋回溶融炉１２のガス送出口は、ボイラ１３のガス受入口に連絡している。ボイラ１３のガス送出口は、バグフィルタ１７の受入口に連絡している。バグフィルタ１７の送出口は、凝縮器１８のガス受入口に連絡している。凝縮器１８のガス送出口は、発電手段である発電装置１００のガス受入側に連絡している。
【００３１】
前記ボイラ１３の蒸気送出口は、スチームタービン１４の蒸気受入口に連絡している。スチームタービン１４の出力軸は、発電機１５の入力軸に連結されている。スチームタービン１４の蒸気送出口は、復水器１６の蒸気受入口に連絡している。復水器１６の送水口は、ボイラ１３の受水口に連絡している。
【００３２】
また、図２に示すように、前記凝縮器１８内のガス化ガス３の流通方向上流側には、熱回収用パイプ１９ａが貫通している。熱回収用パイプ１９ａの一端は、圧損要素であるバルブ１９ｂを介して水タンク１９ｃに連結している。熱回収用パイプ１９ａの他端は、図１に示すように、熱交換器１９ｅの被加熱体受入口に連結されている。熱交換器１９ｅの被加熱体送出口は、前記流動床ガス化炉１１および前記旋回溶融炉１２に吸引ポンプ１９ｄを介して連絡している。熱交換器１９ｅの加熱体受入口は、前記発電装置１００のガス送出口に連結されている。
【００３３】
このような熱回収用パイプ１９ａ、バルブ１９ｂ、水タンク１９ｃ、吸引ポンプ１９ｄなどにより、本実施の形態では水蒸気生成手段を構成し、熱交換器１９ｅなどにより水蒸気加熱手段を構成している。なお、図１中、１０は圧力スイング式吸着（ＰＳＡ）システム等のような酸素発生器である。
【００３４】
このようなガス化発電設備においては、酸素１ｂと水蒸気１ａとの混合ガスであるガス化剤１を流動床ガス化炉１１の内部に上記砂層１１ａの下方から供給すると共に、流動床ガス化炉１１の内部の砂層１１ａ上に廃棄物２を投入すると、廃棄物２は、加熱（４００〜８００℃）されながら浮遊流動する上記砂層１１ａにより、熱分解されてガス状物質になり、ガス化剤１の酸素１ｂおよび水蒸気１ａと接触すると共に、その一部がフリーボード部１１ｂで燃焼し（６５０〜８００℃）、下記式（１）で示す燃焼反応および下記式（２）で示す水性ガス化反応（改質反応）を起こし、一酸化炭素、水素、メタン、エタン、二酸化炭素等を含むガス化ガス３と、タールや煤などの未燃炭素質物質４ａと、飛灰４ｂと、不燃物４ｃとを生じる。
【００３５】
Ｃ＋Ｏ2 →ＣＯ2 ＋熱・・・・・（１）
Ｃ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ＋Ｈ2 ・・・・（２）
【００３６】
前記不燃物４ｃは、流動床ガス化炉１１の下部から系外へ排出される。一方、ガス化ガス３と未燃炭素質物質４ａと飛灰４ｂとは、流動床ガス化炉１１の上部から送出されて旋回溶融炉１２内に送給される。
【００３７】
酸素１ｂと水蒸気１ａとの混合ガスであるガス化剤１を旋回溶融炉１２の内部に供給すると、ガス化ガス３および未燃炭素質物質４ａの一部は、燃焼して旋回溶融炉１２内を加熱（１３００〜１５００℃程度）する。ガス化ガス３と未燃炭素質物質４ａと飛灰４ｂとは、旋回溶融炉１２の内部で旋回しながら加熱される。このため、飛灰（無機物）４ｂは、溶融してスラグミスト化し、旋回流の遠心力で炉壁に捕捉され、スラグ４ｄとなって炉壁を流下して系外へ排出される。一方、ガス化ガス３および未燃炭素質物質４ａは、ガス化剤１の水蒸気１ａにより、上述した水性ガス化反応（改質反応）がさらに進行する。
【００３８】
上記ガス化ガス３は、旋回溶融炉１２から送出されてボイラ１３で熱回収される。ボイラ１３は、ガス化ガス３から回収した熱で水を加熱して蒸気を発生させる。この蒸気は、スチームタービン１４を回転させて、発電機１５を駆動させることにより、発電を行う。スチームタービン１４から排出された蒸気は、復水器１６で水に戻されてボイラ１３に再び供給される。
【００３９】
ボイラ１３から送出されたガス化ガス３は、バグフィルタ１７でダストや塩酸分が除去された後、凝縮器１８の内部に送給され、熱回収用パイプ１９ａと接触する。この熱回収用パイプ１９ａ内には、水タンク１９ｃ内に貯溜された原料水５ｃがバルブ１９ｂを介して減圧された状態で流通する。このため、原料水５ｃは、熱回収用パイプ１９ａを介してガス化ガス３から熱を奪って温度上昇する。つまり、ガス化ガス３の顕熱およびガス化ガス３中の水分の凝縮潜熱により、原料水５ｃが加熱（約８０℃程度）されるのである。
【００４０】
バルブ１９ｂを介して減圧されて加熱された原料水５ｃは、吸引ポンプ１９ｄで吸引されると、蒸発圧力が低下するため、沸点まで加熱されなくても水蒸気１ａを発生させる。この水蒸気１ａは、熱交換器１９ｅに送給される。
【００４１】
一方、原料水５ｃに熱を回収されたガス化ガス３は、凝縮器１８の冷却水５ａでさらに冷却され、水分が凝縮されて凝縮水５ｂとなって系外へ取り除かれて精製ガス６となる。
【００４２】
前記精製ガス６は、発電装置１００に送られ、発電作動に使用された後、排ガス７として前記熱交換器１９ｅに送給される。熱交換器１９ｅは、上記排ガス７の熱を利用して、前記水蒸気１ａを加熱する。このように加熱された水蒸気１ａは、酸素発生器２２からの酸素１ｂと混合されてガス化剤１となって、流動床ガス化炉１１および旋回溶融炉１２内に供給される。
【００４３】
つまり、本実施の形態では、凝縮器１８で凝縮される直前のガス化ガス３の熱および発電装置１００からの排ガス７の熱を利用して、流動床ガス化炉１１および旋回溶融炉１２内に供給するガス化剤１の水蒸気１ａを生成させるようにしたのである。
【００４４】
したがって、系内の熱を有効に利用することができるので、系内の熱効率を大幅に向上させることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態では、水タンク１９ｃ内の原料水５ｃを熱回収用パイプ１９ａに流通させるようにしたが、当該原料水５ｃとして、図３に示すように、凝縮器１８内でガス化ガス３から生じた凝縮水５ｂを利用して熱回収用パイプ１９ａ内に流通させることにより、当該凝縮水５ｂからガス化剤１の水蒸気１ａを生成させるようにすれば、処理にかかる原材料コストを低減させることができる。
【００４６】
［第二番目の実施の形態］
本発明による廃棄物のガス化処理設備及びこれを利用するガス化発電設備の第二番目の実施の形態を図４に基づいて説明する。図４は、ガス化発電設備の概略構成図である。ただし、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様な部分については、前述した第一番目の実施の形態の説明で用いた符号と同一の符号を用いることにより、重複した説明を省略する。
【００４７】
図４に示すように、凝縮器１８の内部を貫通する熱回収用パイプ１９ａの他端は、熱交換器２９ｆの熱媒受入口に連絡している。熱交換器２９ｆの熱媒送出口は、上記熱回収用パイプ１９ａの一端に連結している。熱交換器２９ｆの被加熱体受入口は、バルブ１９ｂを介して水タンク１９ｃに連絡している。熱交換器２９ｆの被加熱体送出口は、熱交換器１９ｅの被加熱体受入口に連絡している。なお、本実施の形態では、バルブ１９ｂ、水タンク１９ｃ、熱交換器２９ｆなどにより水加熱手段を構成し、当該水加熱手段、熱回収用パイプ１９ａ、吸引ポンプ１９ｄなどにより水蒸気生成手段を構成し、熱交換器１９ｅなどにより水蒸気加熱手段を構成している。
【００４８】
このような本実施の形態においては、熱回収用パイプ１９ａ内に熱媒９を流通させると共に、水タンク１９ｃ内の原料水５ｃを熱交換器２９ｆ内に送給すると、凝縮器１８内に流入したガス化ガス３から上記熱媒９が熱回収用パイプ１９ａを介して熱を奪って温度上昇して熱交換器２９ｆ内に流入し、上記原料水５ｃと熱交換した後、熱回収用パイプ１９ａ内を再び流通する。上記熱媒９と熱交換して加熱された原料水５ｃは、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様に、吸引ポンプ１９ｄで吸引され、水蒸気１ａが熱交換器１９ｅに送給される。
【００４９】
つまり、前述した第一番目の実施の形態では、ガス化ガス３の熱から水蒸気１ａを直接生成させるようにしたが、本実施の形態では、熱媒９を介してガス化ガス３の熱を原料水５ｃに与えて水蒸気１ａを生成させるようにしたのである。
【００５０】
したがって、本実施の形態によれば、前述した第一番目の実施の形態の場合と同様に、系内の熱を有効に利用することができるので、系内の熱効率を大幅に向上させることができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、水タンク１９ｃ内の原料水５ｃを熱交換器２９ｆに送給するようにしたが、前述した第一番目の実施の形態でも説明したように、当該原料水５ｃとして、図５に示すように、凝縮器１８内でガス化ガス３から生じた凝縮水５ｂを利用して熱交換器２９ｆ内に送給することにより、当該凝縮水５ｂからガス化剤１の水蒸気１ａを生成させるようにすれば、処理にかかる原材料コストを低減させることができる。
【００５２】
なお、前述した各実施の形態では、酸素１ｂと水蒸気１ａとを混合したガス化剤１を流動床ガス化炉１１および旋回溶融炉１２に供給するようにしたが、酸素（または空気）１ｂと水蒸気１ａとをそれぞれ個別に供給するようにしてもよい。さらに、流動床ガス化炉１１において改質反応が十分行われる場合には、流動床ガス化炉１１のみに水蒸気１ａを供給するようにしてもよい。
【００５３】
また、前述した各実施の形態では、水蒸気１ａと酸素１ｂとを混合したガス化剤１を流動床ガス化炉１１および旋回溶融炉１２にそのまま供給するようにしたが、例えば、精製ガス６の一部を抜き取って燃焼させて、この燃焼熱によりガス化剤１をさらに加熱して流動床ガス化炉１１および旋回溶融炉１２内に供給するようにしてもよい。
【００５４】
［発電装置の実施の形態］
ここで、前述した発電装置１００の実施の形態を図６〜１３を用いて説明する。図６は、発電装置の第一番目の実施の形態の概略構成図、図７は、発電装置の第二番目の実施の形態の概略構成図、図８は、発電装置の第三番目の実施の形態の概略構成図、図９は、発電装置の第四番目の実施の形態の概略構成図、図１０は、発電装置の第五番目の実施の形態の概略構成図、図１１は、発電装置の第六番目の実施の形態の概略構成図、図１２は、発電装置の第七番目の実施の形態の概略構成図、図１３は、発電装置の第八番目の実施の形態の概略構成図である。
【００５５】
［第一番目の実施の形態］
図６に示すように、前記凝縮器１８からの精製ガス６（ガス化ガス３を精製したもの）は、発電手段であるガスエンジン発電装置１１０のコンプレッサ１１１のガス受入口に供給される。コンプレッサ１１１のガス送出口は、ガスホルダ１１２のガス受入口に連結している。ガスホルダ１１２のガス送出口は、ガスエンジン１１３の精製ガス受入口に連結している。ガスエンジン１１３には、空気８が供給されるようになっている。このガスエンジン１１３の出力部は、発電機１１５に連結している。
【００５６】
このようなガスエンジン発電装置１１０においては、コンプレッサ１１１が精製ガス６を高圧に圧縮してガスホルダ１１２に送給し、ガスホルダ１１２がガスエンジン１１３内に精製ガス６を規定の圧力で供給すると共に、ガスエンジン１１３内に空気８が供給され、ガスエンジン１１３内での精製ガス６と空気８との燃焼爆発力による出力軸の駆動により発電機１１５が駆動され、発電することができる。
【００５７】
［第二番目の実施の形態］
図７に示すように、前記凝縮器１８からの精製ガス６（ガス化ガス３を精製したもの）は、発電手段であるガスタービン発電装置１２０のコンプレッサ１１１のガス受入口に供給される。コンプレッサ１１１のガス送出口は、ガスホルダ１１２の精製ガス受入口に連結している。ガスホルダ１１２には、空気が供給されるようになっている。ガスホルダ１１２のガス送出口は、ガスタービン１２３のガス受入口に連結している。このガスタービン１２３の出力部は、発電機１１５に連結している。
【００５８】
このようなガスタービン発電装置１２０においては、コンプレッサ１１１が精製ガス６を高圧に圧縮してガスホルダ１１２に送給し、ガスホルダ１１２が空気８と共に精製ガス６をガスタービン１２３内に規定の圧力で供給し、ガスタービン１２３内での精製ガス６と空気８との燃焼爆発力による出力軸の駆動により発電機１１５が駆動され、発電することができる。
【００５９】
［第三番目の実施の形態］
図８に示すように、前記凝縮器１８からの精製ガス６（ガス化ガス３を精製したもの）は、燃料電池発電装置１３０の燃料電池１３３の燃料ガス受入口に供給される。燃料電池１３３には、空気８が供給されるようになっている。燃料電池１３３には、インバータ１３４を介して発電機１３５が接続されている。
【００６０】
このような燃料電池発電装置１３０においては、燃料電池１３３に精製ガス６および空気８が供給されると、燃料電池１３３内で電気化学反応を生じて発電され、インバータ１３４を介して発電機１３５を作動させるようになっている。
【００６１】
［第四番目の実施の形態］
図９に示すように、上述の第一番目の実施の形態と同様な構成をなすガスエンジン発電装置１１０のガスエンジン１１３のガス送出口は、スチームタービン発電装置１４０のボイラ１４１のガス受入口に連絡している。ボイラ１４１の蒸気送出口は、スチームタービン１４３の蒸気受入口に連絡している。スチームタービン１４３の出力部は、発電機１４５の入力部に連結されている。スチームタービン１４３の蒸気送出口は、復水器１４２の蒸気受入口に連絡している。復水器１４２の送水口は、ボイラ１４１の受水口に連絡している。
【００６２】
このような発電手段であるガスエンジン−スチームタービン発電装置１５０においては、上述の第一番目の実施の形態のガスエンジン発電装置１１０と同様にして発電に使用された排ガス７がスチームタービン発電装置１４０のボイラ１４１に送給され、ボイラ１４１で熱回収され、ボイラ１４１が排ガス７から回収した熱で水を加熱して蒸気を発生させ、当該蒸気がスチームタービン１４３を回転させて、発電機１４５を駆動させることにより発電され、スチームタービン１４３から排出されて復水器１６で冷却されて水に戻され、当該水がボイラ１４１に再び供給される。
【００６３】
［第五番目の実施の形態］
図１０に示すように、上述の第二番目の実施の形態と同様な構成をなすガスタービン発電装置１２０のガスタービン１２３のガス送出口は、上述の第四番目の実施の形態と同様な構成をなすスチームタービン発電装置１４０のボイラ１４１のガス受入口に連絡している。
【００６４】
このような発電手段であるガスタービン−スチームタービン発電装置１６０においては、上述の第二番目の実施の形態のガスタービン発電装置１２０と同様にして発電に使用された排ガス７がスチームタービン発電装置１４０のボイラ１４１に送給され、上述の第四番目の実施の形態のスチームタービン発電装置１４０と同様にして発電に使用される。
【００６５】
［第六番目の実施の形態］
図１１に示すように、上述の第三番目の実施の形態と同様な構成をなす燃料電池発電装置１３０の燃料電池１３３のガス送出口は、上述の第四番目の実施の形態と同様な構成をなすスチームタービン発電装置１４０のボイラ１４１のガス受入口に連絡している。なお、燃料電池発電装置１３０の燃料電池１３３に供給する空気８は、スチームタービン発電装置１４０のボイラ１４１で加熱されるようになっている。
【００６６】
このような発電手段である燃料電池−スチームタービン発電装置１７０においては、上述の第三番目の実施の形態の燃料電池発電装置１３０と同様にして発電に使用された精製ガス６の排ガス７と空気８の排ガス７とがスチームタービン発電装置１４０のボイラ１４１にそれぞれ送給され、上述の第四番目の実施の形態のスチームタービン発電装置１４０と同様にして発電に使用される。
【００６７】
［第七番目の実施の形態］
図１２（ａ）に示すように、上述の第三番目の実施の形態と同様な構成をなす燃料電池発電装置１３０の燃料電池１３３の空気受入口は、ガスホルダ１３７を介してコンプレッサ１３６に連結している。燃料電池１３３のガス送出口は、上述の第二番目の実施の形態と同様な構成をなすガスタービン発電装置１２０のガスタービン１２３のガス受入口に連絡している。
【００６８】
このような発電手段である燃料電池−ガスタービン発電装置１８０においては、燃料電池発電装置１３０のコンプレッサ１３６で圧縮された空気８がガスホルダ１３７を介して燃料電池１３３に供給されると共に、前記凝縮器１８からの精製ガス６が燃料電池１３３に供給され、上述の第三番目の実施の形態の燃料電池発電装置１３０と同様にして発電し、発電に使用された精製ガス６の排ガス７と空気８の排ガス７とがガスタービン発電装置１２０のガスタービン１２３にそれぞれ送給され、上述の第二番目の実施の形態のガスタービン発電装置１２０と同様にして発電に使用される。
【００６９】
なお、図１２（ｂ）に示すように、燃料電池発電装置１３０の燃料電池１３３の精製ガス受入口にもガスホルダ１３２を介してコンプレッサ１３１を連結するようにしてもよい。
【００７０】
また、ガスタービン発電装置１２０に代えて、上述の第一番目の実施の形態のガスエンジン発電装置１１０を適用した発電手段である燃料電池−ガスエンジン発電装置とすることも可能である。
【００７１】
［第八番目の実施の形態］
図１３（ａ）に示すように、上述の第三番目の実施の形態と同様な構成をなす燃料電池発電装置１３０の燃料電池１３３の空気受入口は、ガスホルダ１３７を介してコンプレッサ１３６に連結している。燃料電池１３３のガス送出口は、上述の第二番目の実施の形態と同様な構成をなすガスタービン発電装置１２０のガスタービン１２３のガス受入口に連絡している。ガスタービン１２３のガス送出口は、上述の第四番目の実施の形態と同様な構成をなすスチームタービン発電装置１４０のボイラ１４１のガス受入口に連絡している。
【００７２】
このような燃料電池−ガスタービン−スチームタービン発電装置１９０においては、精製ガス６および空気８が上述の第七番目の実施の形態の燃料電池−ガスタービン発電装置１８０の場合の燃料電池発電装置１３０と同様にして発電に使用され、精製ガス６の排ガス７と空気８の排ガス７とがガスタービン発電装置１２０のガスタービン１２３にそれぞれ送給され、上述の第七番目の実施の形態の燃料電池−ガスタービン発電装置１８０の場合のガスタービン発電装置１２０と同様にして発電に使用された後、上述の第四番目の実施の形態のスチームタービン発電装置１４０の場合と同様にして発電に使用される。
【００７３】
なお、図１３（ｂ）に示すように、燃料電池発電装置１３０の燃料電池１３３の精製ガス受入口にもガスホルダ１３２を介してコンプレッサ１３１を連結するようにしてもよい。
【００７４】
また、ガスタービン発電装置１２０に代えて、上述の第一番目の実施の形態のガスエンジン発電装置１１０を適用した発電手段である燃料電池−ガスエンジン−スチームタービン発電装置とすることも可能である。
【００７５】
【発明の効果】
第一番目の発明による廃棄物のガス化処理設備は、酸素を含む気体と水蒸気とのガス化剤を供給されて廃棄物を部分酸化および熱分解してガス化ガスを発生するガス化炉と、前記ガス化炉で発生した前記ガス化ガスを高温加熱して当該ガス化ガスに含まれている灰分を溶融して除去する溶融炉と、前記溶融炉からの前記ガス化ガスを冷却して当該ガス化ガス中の水分を凝縮除去する凝縮器とを備えた廃棄物のガス化処理設備において、前記凝縮器に送給された前記ガス化ガスの顕熱および当該ガス化ガス中の水分の凝縮潜熱を利用して原料水から水蒸気を生成させて、前記ガス化炉および前記溶融炉のうちの少なくとも前記ガス化炉に当該水蒸気を前記ガス化剤の前記水蒸気として供給する水蒸気生成手段と、前記ガス化ガスの使用済みの排ガスの熱を利用して、前記水蒸気生成手段で生成した前記水蒸気をさらに加熱する水蒸気加熱手段とを備え、前記水蒸気生成手段が、前記原料水の蒸発圧力を低下させるように吸引して生成した水蒸気を送出するポンプを備えていることから、ガス化ガスの顕熱およびガス化ガス中の水分の凝縮潜熱を利用して、流動床ガス化炉や旋回溶融炉内に供給する水蒸気を生成させることができるので、系内の熱を有効に利用することができ、系内の熱効率を大幅に向上させることができる。
【００７６】
第二番目の発明による廃棄物のガス化処理設備は、酸素を含む気体と水蒸気とのガス化剤を供給されて廃棄物を部分酸化および熱分解してガス化ガスを発生するガス化炉と、前記ガス化炉で発生した前記ガス化ガスを高温加熱して当該ガス化ガスに含まれている灰分を溶融して除去する溶融炉と、前記溶融炉からの前記ガス化ガスを冷却して当該ガス化ガス中の水分を凝縮除去する凝縮器とを備えた廃棄物のガス化処理設備において、前記凝縮器に送給された前記ガス化ガスの顕熱および当該ガス化ガス中の水分の凝縮潜熱を利用して原料水から水蒸気を生成させて、前記ガス化炉および前記溶融炉のうちの少なくとも前記ガス化炉に当該水蒸気を前記ガス化剤の前記水蒸気として供給する水蒸気生成手段と、前記ガス化ガスの使用済みの排ガスの熱を利用して、前記水蒸気生成手段で生成した前記水蒸気をさらに加熱する水蒸気加熱手段とを備え、前記水蒸気生成手段が、前記凝縮器内の前記ガス化ガスと熱交換させた熱媒と前記原料水との間で熱交換させる水加熱手段と、前記水加熱手段の前記原料水の蒸発圧力を低下させるように吸引して生成した水蒸気を送出するポンプとを備えていることから、ガス化ガスの顕熱およびガス化ガス中の水分の凝縮潜熱を利用して、流動床ガス化炉や旋回溶融炉内に供給する水蒸気を生成させることができるので、系内の熱を有効に利用することができ、系内の熱効率を大幅に向上させることができる。
【００７７】
第三番目の発明による廃棄物のガス化処理設備は、第一番目の発明において、前記水蒸気生成手段が、前記凝縮器内を貫通し、内部に前記原料水が流通すると共に、前記ポンプに連絡する熱回収用パイプを備えているので、前述した第一番目の発明による効果を確実に得ることができる。
【００７８】
第四番目の発明による廃棄物のガス化処理設備は、第二番目の発明において、前記水蒸気生成手段が、前記凝縮器内を貫通し、内部に前記熱媒が流通すると共に、前記水加熱手段で前記原料水と熱交換させる熱回収用パイプを備えているので、前述した第二番目の発明による効果を確実に得ることができる。
【００７９】
第五番目の発明による廃棄物のガス化処理設備は、第三番目または第四番目の発明において、前記原料水が、前記凝縮器で前記ガス化ガスから生成した凝縮水であるので、処理にかかる原材料コストを低減させることができる。
【００８０】
第六番目の発明による廃棄物のガス化処理設備は、第一番目から第五番目の発明のいずれかにおいて、前記ガス化炉が流動床ガス化炉であり、前記溶融炉が旋回溶融炉であるので、ガス化や飛灰の回収を効率的に行うことができると共に、全体の熱効率を向上させることができる。
【００８１】
また、第七番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第一番目から第六番目の発明のいずれかの廃棄物のガス化処理設備からの前記ガス化ガスを使用して発電する発電手段を備えた廃棄物のガス化発電設備であって、前記発電手段が、前記ガス化ガスを使用して作動するガスエンジンと、前記ガスエンジンの作動により発電する発電機とを備えているので、ガス化ガスを有効に使用して発電を行うことができる。
【００８２】
第八番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第一番目から第六番目の発明のいずれかの廃棄物のガス化処理設備からの前記ガス化ガスを使用して発電する発電手段を備えた廃棄物のガス化発電設備であって、前記発電手段が、前記ガス化ガスを使用して作動するガスタービンと、前記ガスタービンの作動により発電する発電機とを備えているので、ガス化ガスを有効に使用して発電を行うことができる。
【００８３】
第九番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第一番目から第六番目の発明のいずれかの廃棄物のガス化処理設備からの前記ガス化ガスを使用して発電する発電手段を備えた廃棄物のガス化発電設備であって、前記発電手段が、前記ガス化ガスを使用して作動する燃料電池と、前記燃料電池の作動により発電する発電機とを備えているので、ガス化ガスを有効に使用して発電を行うことができる。
【００８４】
第十番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第九番目の発明において、前記発電手段が、前記燃料電池で使用された前記ガス化ガスを使用して作動するガスエンジンと、前記ガスエンジンの作動により発電する発電機とを備えているので、ガス化ガスをより有効に使用して発電を行うことができる。
【００８５】
第十一番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第九番目の発明において、前記発電手段が、前記燃料電池で使用された前記ガス化ガスを使用して作動するガスタービンと、前記ガスタービンの作動により発電する発電機とを備えているので、ガス化ガスをより有効に使用して発電を行うことができる。
【００８６】
第十二番目の発明による廃棄物のガス化発電設備は、第七番目から第十一番目の発明のいずれかにおいて、前記発電手段が、前記ガス化ガスの使用済みの排ガスにより加熱された蒸気を利用して作動するスチームタービンと、前記スチームタービンの作動により発電する発電機とを備えているので、ガス化ガスをさらに有効に使用して発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による廃棄物のガス化発電設備の第一番目の実施の形態の概略構成図である。
【図２】図１の凝縮器部分の抽出拡大内部構造図である。
【図３】本発明による廃棄物のガス化発電設備の第一番目の実施の形態の他の例の概略構成図である。
【図４】本発明による廃棄物のガス化発電設備の第二番目の実施の形態の概略構成図である。
【図５】本発明による廃棄物のガス化発電設備の第二番目の実施の形態の他の例の概略構成図である。
【図６】本発明による廃棄物のガス化発電設備の発電装置の第一番目の実施の形態の概略構成図である。
【図７】本発明による廃棄物のガス化発電設備の発電装置の第二番目の実施の形態の概略構成図である。
【図８】本発明による廃棄物のガス化発電設備の発電装置の第三番目の実施の形態の概略構成図である。
【図９】本発明による廃棄物のガス化発電設備の発電装置の第四番目の実施の形態の概略構成図である。
【図１０】本発明による廃棄物のガス化発電設備の発電装置の第五番目の実施の形態の概略構成図である。
【図１１】本発明による廃棄物のガス化発電設備の発電装置の第六番目の実施の形態の概略構成図である。
【図１２】本発明による廃棄物のガス化発電設備の発電装置の第七番目の実施の形態の概略構成図である。
【図１３】本発明による廃棄物のガス化発電設備の発電装置の第八番目の実施の形態の概略構成図である。
【図１４】廃棄物の従来のガス化発電設備の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
１ ガス化剤
１ａ 水蒸気
１ｂ 酸素
２ 廃棄物
３ ガス化ガス
４ａ 未燃炭素質物質
４ｂ 飛灰
４ｃ 不燃物
４ｄ スラグ
５ａ 冷却水
５ｂ 凝縮水
５ｃ 原料水
６ 精製ガス
７ 排ガス
８ 空気
９ 熱媒
１０ 酸素発生器
１１ 流動床ガス化炉
１１ａ 砂層
１１ｂ フリーボード部
１２ 旋回溶融炉
１３ ボイラ
１４ スチームタービン
１５ 発電機
１６ 復水器
１７ バグフィルタ
１８ 凝縮器
１９ａ 熱回収用パイプ
１９ｂ バルブ
１９ｃ 水タンク
１９ｄ 吸引ポンプ
１９ｅ，２９ｆ 熱交換器
１００ 発電装置
１１０ ガスエンジン発電装置
１１１ コンプレッサ
１１２ ガスホルダ
１１３ ガスエンジン
１１５ 発電機
１２０ ガスタービン発電装置
１２３ ガスタービン
１３０ 燃料電池発電装置
１３３ 燃料電池
１３４ インバータ
１３６ コンプレッサ
１３７ ガスホルダ
１４０ スチームタービン発電装置
１４１ ボイラ
１４２ 復水器
１４３ スチームタービン
１４５ 発電機
１５０ ガスエンジン−スチームタービン発電装置
１６０ ガスタービン−スチームタービン発電装置
１７０ 燃料電池−スチームタービン発電装置
１８０ 燃料電池−ガスタービン発電装置
１９０ 燃料電池−ガスタービン−スチームタービン発電装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a waste gasification treatment facility and a gasification power generation facility using the same.
[0002]
[Prior art]
In order to recover energy from organic waste such as municipal waste, sewage sludge, industrial waste, etc., gas conversion technology that gasifies waste by pyrolysis to obtain fuel gas (gasification gas) is environmental conservation And it is attracting attention from the viewpoint of resource saving.
[0003]
As a system of this gas conversion technology, steam is added to waste, gasified at 400 to 800 ° C., cracked at 1300 to 1500 ° C., and clean CO, H containing no soot2A system for obtaining rich gas has been developed. Power generation by a power generator is performed with the gasified gas (fuel gas) thus obtained.
[0004]
Here, as an example of a gasification conversion technology system, two-stage gasification is performed in a gasification furnace (fluidized bed gasification furnace) and an ash melting furnace (swivel melting furnace), and the generated gasification gas is used as a power generation device. A conventional gasification power generation facility that supplies and generates power will be described with reference to FIG.
[0005]
As shown in FIG. 14, the upper delivery port of the fluidized bed gasification furnace 211 having the sand layer 211 a therein communicates with the swirl melting furnace 212 to the reception port. A gas delivery port of the swirl melting furnace 212 communicates with a gas reception port of the boiler 213. The gas delivery port of the boiler 213 communicates with the reception port of the bag filter 217. The outlet of the bag filter 217 communicates with the gas inlet of the condenser 218. The gas delivery port of the condenser 218 communicates with the gas receiving side of the power generation apparatus 300.
[0006]
The steam outlet of the boiler 213 communicates with the steam inlet of the steam turbine 214. The output shaft of the steam turbine 214 is connected to the input shaft of the generator 215. The steam outlet of the steam turbine 214 communicates with the steam inlet of the condenser 216. The water supply port of the condenser 216 communicates with the water reception port of the boiler 213.
[0007]
In such a gasification power generation facility, the gasifying agent 1 which is a mixed gas of oxygen (or air) and water vapor is supplied into the fluidized bed gasification furnace 211 from below the sand layer 211a and fluidized bed gasification. When the waste 2 is put on the sand layer 211a inside the furnace 211, the waste 2 is thermally decomposed into a gaseous substance by the sand layer 211a that floats and flows while being heated (400 to 800 ° C.), and is gasified. While contacting with oxygen and water vapor of the agent 1, a part of it burns in the free board portion 211b (650 to 800 ° C.), a combustion reaction represented by the following formula (1) and a water gasification reaction represented by the following formula (2) (Reforming reaction), gasification gas 3 containing carbon monoxide, hydrogen, methane, ethane, carbon dioxide, unburned carbonaceous material 4a such as tar and soot, fly ash 4b, and incombustible material 4c Raw That.
[0008]
C + O2→ CO2+ Heat (1)
C + H2O → CO + H2(2)
[0009]
The incombustible 4c is discharged from the lower part of the fluidized bed gasification furnace 211 to the outside of the system. On the other hand, the gasified gas 3, the unburned carbonaceous material 4 a, and the fly ash 4 b are sent from the upper part of the fluidized bed gasification furnace 211 and fed into the swirling melting furnace 212.
[0010]
When the gasifying agent 1, which is a mixed gas of oxygen (or air) and water vapor, is supplied to the inside of the swirl melting furnace 212, the gasified gas 3 and a part of the unburned carbonaceous material 4 a are combusted and swirl melting furnace 212. The inside is heated (about 1300 to 1500 ° C.). The gasified gas 3, the unburned carbonaceous material 4 a, and the fly ash 4 b are heated while swirling inside the swirling melting furnace 212. For this reason, the fly ash (inorganic substance) 4b is melted to form slag mist, captured by the furnace wall by the centrifugal force of the swirling flow, becomes slag 4d, flows down the furnace wall, and is discharged out of the system. On the other hand, the above-described water gasification reaction (reforming reaction) further proceeds in the gasified gas 3 and the unburned carbonaceous material 4a by the water vapor of the gasifying agent 1.
[0011]
The gasified gas 3 is sent from the swirl melting furnace 212 and is recovered by the boiler 213. The boiler 213 generates water by heating water with the heat recovered from the gasified gas 3. This steam generates power by rotating the steam turbine 214 and driving the generator 15. The steam discharged from the steam turbine 214 is returned to water by the condenser 16 and supplied to the boiler 213 again.
[0012]
The gasified gas 3 sent out from the boiler 213 is removed with dust and hydrochloric acid by the bag filter 217, then cooled with the cooling water 5a of the condenser 218, and the condensed water 5b is removed out of the system and the purified gas 6 is removed. It becomes.
[0013]
The purified gas 6 is sent to the power generation apparatus 300, used for power generation operation, and then discharged out of the system as exhaust gas 7.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional gasification power generation facility as described above, the gasified gas 3 is cooled by the cooling water 5a of the condenser 218 to condense and remove moisture from the gasified gas 3, so that it is deprived of the cooling water 5a. The heat of the gasified gas 3 was released as it was outside the system, and the heat efficiency inside the system was wasted.
[0015]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a waste gasification treatment facility with high thermal efficiency in the system and a gasification power generation facility using the same.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  According to the first invention to solve the above-mentioned problemsWasteThe gasification equipment consists of a gas containing oxygen and water vapor.Gasifying agentIs supplied to the gasification furnace to generate a gasification gas by partially oxidizing and pyrolyzing the waste, and the gasification gas generated in the gasification furnace is heated to a high temperature and contained in the gasification gas In a waste gasification processing facility comprising a melting furnace for melting and removing ash, and a condenser for cooling the gasification gas from the melting furnace and condensing and removing moisture in the gasification gas, Utilizing the sensible heat of the gasification gas fed to the condenser and the latent heat of condensation of moisture in the gasification gasFrom raw waterSteam is generated, and the steam is supplied to at least the gasification furnace of the gasification furnace and the melting furnace.As the water vapor of the gasifying agentSteam generation means to be suppliedAnd steam heating means for further heating the water vapor generated by the water vapor generating means using the heat of the exhaust gas that has been used for the gasification gas, and the water vapor generating means is an evaporation pressure of the raw water Equipped with a pump that delivers water vapor generated by suctionIt is characterized by that.
[0017]
  According to the second inventionWasteGasification processing equipmentA gasification furnace that is supplied with a gasification agent of oxygen-containing gas and water vapor to partially oxidize and thermally decompose waste to generate gasification gas; and the gasification gas generated in the gasification furnace is heated at high temperature A melting furnace that melts and removes ash contained in the gasification gas, and a condenser that cools the gasification gas from the melting furnace and condenses and removes moisture in the gasification gas. In the waste gasification processing facility provided, steam is generated from the raw water using the sensible heat of the gasification gas fed to the condenser and the condensation latent heat of moisture in the gasification gas, Steam generation means for supplying the steam as the steam of the gasification agent to at least the gasification furnace of the gasification furnace and the melting furnace, and using the heat of the exhaust gas used for the gasification gas Produced by the water vapor producing means Water heating means for further heating the water vapor, wherein the water vapor generating means exchanges heat between the heat medium exchanged with the gasification gas in the condenser and the raw water. , Suction to lower the evaporation pressure of the raw water of the water heating meansAnd a pump for delivering the generated water vapor.
[0018]
  According to the third inventionWasteIn the gasification processing facility according to the first aspect, the water vapor generating means penetrates through the condenser,Raw material waterCirculateAnd contact the pumpHeat recovery pipeTheIt is characterized by having.
[0019]
  According to the fourth inventionWasteGasification processing equipment is the secondofIn the invention,The water vapor generating means includes a heat recovery pipe that passes through the condenser, allows the heat medium to circulate therein, and exchanges heat with the raw water by the water heating means.It is characterized by that.
[0020]
  According to the fifth inventionWasteGasification processing equipmentthreeThOr4th inventionInLeaveThe raw water is condensed water generated from the gasification gas in the condenser.It is characterized by that.
[0021]
  According to the sixth inventionWasteIn any one of the first to fifth inventions, the gasification processing facility is characterized in that the gasification furnace is a fluidized bed gasification furnace and the melting furnace is a swirl melting furnace.
[0022]
  Also according to the seventh inventionWasteA gasification power generation facility is a waste gasification power generation facility comprising a power generation means for generating power using the gasification gas from the waste gasification processing facility according to any one of the first to sixth inventions. The power generation means includes a gas engine that operates using the gasified gas, and a generator that generates power by the operation of the gas engine.
[0023]
  According to the eighth inventionWasteA gasification power generation facility is a waste gasification power generation facility comprising a power generation means for generating power using the gasification gas from the waste gasification processing facility according to any one of the first to sixth inventions. The power generation means includes a gas turbine that operates using the gasified gas, and a generator that generates power by the operation of the gas turbine.
[0024]
  According to the ninth inventionWasteA gasification power generation facility is a waste gasification power generation facility comprising a power generation means for generating power using the gasification gas from the waste gasification processing facility according to any one of the first to sixth inventions. The power generation means includes a fuel cell that operates using the gasified gas, and a generator that generates power by the operation of the fuel cell.
[0025]
  According to the tenth inventionWasteIn a ninth aspect of the gasification power generation facility, the power generation means includes a gas engine that operates using the gasification gas used in the fuel cell, and a generator that generates power by the operation of the gas engine; It is characterized by having.
[0026]
  According to the tenth inventionWasteIn the ninth aspect of the gasification power generation facility, the power generation means includes a gas turbine that operates using the gasification gas used in the fuel cell, and a generator that generates power by the operation of the gas turbine. It is characterized by having.
[0027]
  According to the twelfth inventionWasteIn any one of the seventh to tenth inventions, the gasification power generation facility is a steam turbine in which the power generation means operates using steam heated by the exhaust gas used for the gasification gas, And a generator for generating electricity by the operation of the steam turbine.
  A waste gasification power generation facility according to a thirteenth aspect of the invention is the waste gasification power generation apparatus according to any of the seventh to twelfth aspects, wherein the steam heating means is the exhaust gas of the gasification gas used in the power generation means. It is characterized by utilizing the heat of
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a waste gasification treatment facility and a gasification power generation facility using the same according to the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments.
[0029]
[First embodiment]
A first embodiment of a waste gasification processing facility and a gasification power generation facility using the same according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gasification power generation facility, and FIG.
[0030]
As shown in FIG. 1, the upper outlet of the fluidized bed gasifier 11 having a sand layer 11 a therein communicates with the swirl melting furnace 12 to the inlet. The gas outlet of the swirl melting furnace 12 communicates with the gas inlet of the boiler 13. The gas delivery port of the boiler 13 communicates with the reception port of the bag filter 17. The outlet of the bag filter 17 communicates with the gas inlet of the condenser 18. The gas outlet of the condenser 18 communicates with the gas receiving side of the power generation apparatus 100 that is a power generation means.
[0031]
The steam outlet of the boiler 13 communicates with the steam inlet of the steam turbine 14. The output shaft of the steam turbine 14 is connected to the input shaft of the generator 15. The steam outlet of the steam turbine 14 communicates with the steam inlet of the condenser 16. The water supply port of the condenser 16 communicates with the water reception port of the boiler 13.
[0032]
As shown in FIG. 2, a heat recovery pipe 19 a passes through the upstream side in the flow direction of the gasified gas 3 in the condenser 18. One end of the heat recovery pipe 19a is connected to the water tank 19c through a valve 19b which is a pressure loss element. As shown in FIG. 1, the other end of the heat recovery pipe 19a is connected to a heated object receiving port of the heat exchanger 19e. The heated object outlet of the heat exchanger 19e communicates with the fluidized bed gasification furnace 11 and the swirl melting furnace 12 via a suction pump 19d. The heating body receiving inlet of the heat exchanger 19e is connected to the gas outlet of the power generation apparatus 100.
[0033]
In this embodiment, the heat recovery pipe 19a, the valve 19b, the water tank 19c, the suction pump 19d, and the like constitute a steam generation means, and the heat exchanger 19e and the like constitute a steam heating means. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an oxygen generator such as a pressure swing adsorption (PSA) system.
[0034]
In such a gasification power generation facility, the gasifying agent 1, which is a mixed gas of oxygen 1b and water vapor 1a, is supplied into the fluidized bed gasifier 11 from below the sand layer 11a, and the fluidized bed gasifier. When the waste 2 is thrown onto the sand layer 11a inside 11, the waste 2 is thermally decomposed into a gaseous substance by the sand layer 11a that floats and flows while being heated (400 to 800 ° C.). 1 is in contact with oxygen 1b and water vapor 1a, and a part thereof is combusted in the free board portion 11b (650 to 800 ° C.), and a combustion reaction represented by the following formula (1) and water gasification represented by the following formula (2) A reaction (reforming reaction) is caused, and gasified gas 3 containing carbon monoxide, hydrogen, methane, ethane, carbon dioxide, unburned carbonaceous material 4a such as tar and soot, fly ash 4b, and incombustible 4c And produce.
[0035]
C + O2→ CO2+ Heat (1)
C + H2O → CO + H2(2)
[0036]
The incombustible 4c is discharged from the lower part of the fluidized bed gasification furnace 11 to the outside of the system. On the other hand, the gasified gas 3, the unburned carbonaceous material 4 a and the fly ash 4 b are sent from the upper part of the fluidized bed gasification furnace 11 and fed into the swirling melting furnace 12.
[0037]
When the gasifying agent 1 which is a mixed gas of oxygen 1b and water vapor 1a is supplied to the inside of the swirling melting furnace 12, the gasified gas 3 and a part of the unburned carbonaceous material 4a are combusted to move inside the swirling melting furnace 12. Heat (about 1300 to 1500 ° C.). The gasified gas 3, the unburned carbonaceous material 4 a and the fly ash 4 b are heated while swirling inside the swirling melting furnace 12. For this reason, the fly ash (inorganic substance) 4b is melted to form slag mist, captured by the furnace wall by the centrifugal force of the swirling flow, becomes slag 4d, flows down the furnace wall, and is discharged out of the system. On the other hand, the above-mentioned water gasification reaction (reforming reaction) further proceeds in the gasified gas 3 and the unburned carbonaceous material 4a by the water vapor 1a of the gasifying agent 1.
[0038]
The gasified gas 3 is delivered from the swirl melting furnace 12 and is recovered by the boiler 13. The boiler 13 generates steam by heating water with heat recovered from the gasification gas 3. The steam generates power by rotating the steam turbine 14 and driving the generator 15. The steam discharged from the steam turbine 14 is returned to water by the condenser 16 and supplied to the boiler 13 again.
[0039]
The gasified gas 3 sent from the boiler 13 is supplied to the inside of the condenser 18 after dust and hydrochloric acid are removed by the bag filter 17, and comes into contact with the heat recovery pipe 19a. In the heat recovery pipe 19a, the raw water 5c stored in the water tank 19c flows through the valve 19b in a decompressed state. For this reason, the raw material water 5c takes heat from the gasification gas 3 through the heat recovery pipe 19a and rises in temperature. That is, the raw water 5c is heated (about 80 ° C.) by the sensible heat of the gasified gas 3 and the condensation latent heat of the moisture in the gasified gas 3.
[0040]
  When the raw material water 5c that has been depressurized and heated through the valve 19b is sucked by the suction pump 19d, the evaporation pressure decreases.RuTherefore, even if it is not heated to the boiling point, the water vapor 1a is generated. The steam 1a is supplied to the heat exchanger 19e.
[0041]
On the other hand, the gasified gas 3 whose heat has been recovered in the raw water 5c is further cooled by the cooling water 5a of the condenser 18, and the water is condensed to be condensed water 5b to be removed from the system to be purified gas 6 and Become.
[0042]
  The purified gas 6 is a power generation device.100After being used for power generation operation, the exhaust gas 7 is sent to the heat exchanger 19e. The heat exchanger 19e uses the heat of the exhaust gas 7 to heat the water vapor 1a. The steam 1a thus heated is mixed with the oxygen 1b from the oxygen generator 22 to become the gasifying agent 1, and is supplied into the fluidized bed gasification furnace 11 and the swirling melting furnace 12.
[0043]
In other words, in the present embodiment, the heat of the gasified gas 3 just before being condensed in the condenser 18 and the heat of the exhaust gas 7 from the power generation apparatus 100 are used to make the inside of the fluidized bed gasifier 11 and the swirl melting furnace 12. The water vapor 1a of the gasifying agent 1 to be supplied to is generated.
[0044]
Therefore, since the heat in the system can be effectively used, the heat efficiency in the system can be greatly improved.
[0045]
In the present embodiment, the raw water 5c in the water tank 19c is circulated through the heat recovery pipe 19a. However, the raw water 5c is gasified in the condenser 18 as shown in FIG. If the water vapor 1a of the gasifying agent 1 is generated from the condensed water 5b by circulating the condensed water 5b generated from the gas 3 into the heat recovery pipe 19a, the raw material cost for processing is reduced. Can be reduced.
[0046]
[Second embodiment]
A second embodiment of the waste gasification processing facility and the gasification power generation facility using the same according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the gasification power generation facility. However, with respect to the same parts as those in the first embodiment described above, the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment described above are used, and redundant description is omitted. .
[0047]
As shown in FIG. 4, the other end of the heat recovery pipe 19a penetrating the inside of the condenser 18 communicates with the heat medium inlet of the heat exchanger 29f. The heat medium outlet of the heat exchanger 29f is connected to one end of the heat recovery pipe 19a. The heated object receiving port of the heat exchanger 29f communicates with the water tank 19c through the valve 19b. The heated object delivery port of the heat exchanger 29f communicates with the heated object reception port of the heat exchanger 19e. In the present embodiment, the valve 19b, the water tank 19c, the heat exchanger 29f, etc. constitute water heating means, and the water heating means, the heat recovery pipe 19a, the suction pump 19d, etc. constitute water vapor generating means. The water vapor heating means is constituted by the heat exchanger 19e and the like.
[0048]
In this embodiment, when the heat medium 9 is circulated in the heat recovery pipe 19a and the raw water 5c in the water tank 19c is fed into the heat exchanger 29f, it flows into the condenser 18. The heat medium 9 takes heat from the gasified gas 3 through the heat recovery pipe 19a, rises in temperature, flows into the heat exchanger 29f, exchanges heat with the raw water 5c, and then heat recovery pipe 9 It circulates again in 19a. The raw material water 5c heated by exchanging heat with the heat medium 9 is sucked by the suction pump 19d and the water vapor 1a is fed to the heat exchanger 19e as in the case of the first embodiment described above. The
[0049]
That is, in the first embodiment described above, the water vapor 1a is directly generated from the heat of the gasification gas 3, but in this embodiment, the heat of the gasification gas 3 is generated via the heat medium 9. The water vapor 1a is generated by supplying the raw water 5c.
[0050]
Therefore, according to this embodiment, as in the case of the first embodiment described above, the heat in the system can be used effectively, so that the thermal efficiency in the system can be greatly improved. it can.
[0051]
In the present embodiment, the raw water 5c in the water tank 19c is supplied to the heat exchanger 29f. However, as described in the first embodiment, as the raw water 5c, As shown in FIG. 5, by using the condensed water 5b generated from the gasified gas 3 in the condenser 18 and feeding it into the heat exchanger 29f, the water vapor of the gasifying agent 1 from the condensed water 5b. If 1a is produced | generated, the raw material cost concerning a process can be reduced.
[0052]
In each of the above-described embodiments, the gasifying agent 1 obtained by mixing the oxygen 1b and the water vapor 1a is supplied to the fluidized bed gasification furnace 11 and the swirling melting furnace 12, but the oxygen (or air) 1b and The water vapor 1a may be supplied individually. Furthermore, when the reforming reaction is sufficiently performed in the fluidized bed gasification furnace 11, the steam 1a may be supplied only to the fluidized bed gasification furnace 11.
[0053]
Further, in each of the above-described embodiments, the gasifying agent 1 in which the water vapor 1a and the oxygen 1b are mixed is supplied to the fluidized bed gasification furnace 11 and the swirling melting furnace 12 as they are. A part may be extracted and burned, and the gasifying agent 1 may be further heated by the combustion heat and supplied into the fluidized bed gasification furnace 11 and the swirl melting furnace 12.
[0054]
[Embodiment of power generator]
Here, an embodiment of the power generation device 100 described above will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the first embodiment of the power generation device, FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the second embodiment of the power generation device, and FIG. 8 is a third configuration of the power generation device. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the fourth embodiment of the power generation device, FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the fifth embodiment of the power generation device, and FIG. FIG. 12 is a schematic configuration diagram of the seventh embodiment of the power generator, and FIG. 13 is a schematic configuration of the eighth embodiment of the power generator. FIG.
[0055]
[First embodiment]
As shown in FIG. 6, the refined gas 6 (purified gasification gas 3) from the condenser 18 is supplied to the gas inlet of the compressor 111 of the gas engine power generator 110, which is a power generation means. The gas outlet of the compressor 111 is connected to the gas inlet of the gas holder 112. A gas outlet of the gas holder 112 is connected to a purified gas inlet of the gas engine 113. Air 8 is supplied to the gas engine 113. The output part of the gas engine 113 is connected to the generator 115.
[0056]
In such a gas engine power generator 110, the compressor 111 compresses the purified gas 6 to a high pressure and feeds it to the gas holder 112. The gas holder 112 supplies the purified gas 6 into the gas engine 113 at a specified pressure, Air 8 is supplied into the gas engine 113, and the generator 115 is driven by the output shaft driven by the combustion explosive force of the purified gas 6 and the air 8 in the gas engine 113, thereby generating electric power.
[0057]
[Second embodiment]
As shown in FIG. 7, the refined gas 6 (purified gasification gas 3) from the condenser 18 is supplied to the gas inlet of the compressor 111 of the gas turbine power generator 120, which is a power generation means. The gas outlet of the compressor 111 is connected to the purified gas inlet of the gas holder 112. Air is supplied to the gas holder 112. The gas outlet of the gas holder 112 is connected to the gas inlet of the gas turbine 123. The output portion of the gas turbine 123 is connected to the generator 115.
[0058]
In such a gas turbine power generator 120, the compressor 111 compresses the purified gas 6 to a high pressure and feeds it to the gas holder 112. The gas holder 112 supplies the purified gas 6 together with the air 8 into the gas turbine 123 at a specified pressure. Then, the generator 115 is driven by the output shaft driven by the combustion explosive force of the purified gas 6 and the air 8 in the gas turbine 123, and power can be generated.
[0059]
[Third embodiment]
As shown in FIG. 8, the purified gas 6 (purified gasification gas 3) from the condenser 18 is supplied to the fuel gas inlet of the fuel cell 133 of the fuel cell power generator 130. Air 8 is supplied to the fuel cell 133. A generator 135 is connected to the fuel cell 133 via an inverter 134.
[0060]
In such a fuel cell power generator 130, when purified gas 6 and air 8 are supplied to the fuel cell 133, an electrochemical reaction occurs in the fuel cell 133 to generate power, and the generator 135 is connected via the inverter 134. It is designed to operate.
[0061]
[Fourth embodiment]
As shown in FIG. 9, the gas delivery port of the gas engine 113 of the gas engine power generation device 110 having the same configuration as that of the first embodiment described above is connected to the gas reception port of the boiler 141 of the steam turbine power generation device 140. I'm in touch. The steam outlet of the boiler 141 communicates with the steam inlet of the steam turbine 143. The output portion of the steam turbine 143 is connected to the input portion of the generator 145. The steam outlet of the steam turbine 143 communicates with the steam inlet of the condenser 142. The water supply port of the condenser 142 communicates with the water reception port of the boiler 141.
[0062]
In the gas engine-steam turbine power generation device 150 as such power generation means, the exhaust gas 7 used for power generation is converted into the steam turbine power generation device 140 in the same manner as the gas engine power generation device 110 of the first embodiment described above. The boiler 141 is heated and recovered by the boiler 141, and the boiler 141 heats water with the heat recovered from the exhaust gas 7 to generate steam. The steam rotates the steam turbine 143, and the generator 145 is Electricity is generated by driving, discharged from the steam turbine 143, cooled by the condenser 16, returned to water, and the water is supplied again to the boiler 141.
[0063]
[Fifth embodiment]
As shown in FIG. 10, the gas delivery port of the gas turbine 123 of the gas turbine power generator 120 having the same configuration as that of the second embodiment is the same as that of the fourth embodiment. The gas turbine inlet of the boiler 141 of the steam turbine power generator 140 is connected.
[0064]
In the gas turbine-steam turbine power generation device 160 which is such a power generation means, the exhaust gas 7 used for power generation is converted into the steam turbine power generation device 140 in the same manner as the gas turbine power generation device 120 of the second embodiment described above. Is used for power generation in the same manner as the steam turbine power generator 140 of the fourth embodiment described above.
[0065]
[Sixth embodiment]
As shown in FIG. 11, the gas outlet of the fuel cell 133 of the fuel cell power generator 130 having the same configuration as that of the third embodiment is the same as that of the fourth embodiment. The gas turbine inlet of the boiler 141 of the steam turbine power generator 140 is connected. Note that the air 8 supplied to the fuel cell 133 of the fuel cell power generator 130 is heated by the boiler 141 of the steam turbine power generator 140.
[0066]
In the fuel cell-steam turbine power generator 170 as such power generation means, the exhaust gas 7 and the air of the purified gas 6 used for power generation in the same manner as the fuel cell power generator 130 of the third embodiment described above. Eight exhaust gases 7 are respectively sent to the boiler 141 of the steam turbine power generation device 140 and used for power generation in the same manner as the steam turbine power generation device 140 of the fourth embodiment described above.
[0067]
[Seventh embodiment]
As shown in FIG. 12A, the air inlet of the fuel cell 133 of the fuel cell power generator 130 having the same configuration as that of the third embodiment is connected to the compressor 136 via a gas holder 137. ing. The gas outlet of the fuel cell 133 communicates with the gas inlet of the gas turbine 123 of the gas turbine power generator 120 having the same configuration as that of the second embodiment described above.
[0068]
In the fuel cell-gas turbine power generation device 180 which is such a power generation means, the air 8 compressed by the compressor 136 of the fuel cell power generation device 130 is supplied to the fuel cell 133 via the gas holder 137, and the condenser The refined gas 6 from 18 is supplied to the fuel cell 133, and is generated in the same manner as the fuel cell power generator 130 of the third embodiment described above, and the exhaust gas 7 and the air 8 of the refined gas 6 used for power generation. The exhaust gas 7 is supplied to the gas turbine 123 of the gas turbine power generator 120, and is used for power generation in the same manner as the gas turbine power generator 120 of the second embodiment described above.
[0069]
As shown in FIG. 12B, the compressor 131 may be connected to the purified gas inlet of the fuel cell 133 of the fuel cell power generator 130 via the gas holder 132.
[0070]
Further, instead of the gas turbine power generation device 120, a fuel cell-gas engine power generation device, which is a power generation means to which the gas engine power generation device 110 of the first embodiment described above is applied, can be used.
[0071]
[Eighth embodiment]
As shown in FIG. 13A, the air inlet of the fuel cell 133 of the fuel cell power generator 130 having the same configuration as that of the third embodiment described above is connected to the compressor 136 via a gas holder 137. ing. The gas outlet of the fuel cell 133 communicates with the gas inlet of the gas turbine 123 of the gas turbine power generator 120 having the same configuration as that of the second embodiment described above. The gas outlet of the gas turbine 123 communicates with the gas inlet of the boiler 141 of the steam turbine power generator 140 having the same configuration as that of the fourth embodiment described above.
[0072]
In such a fuel cell-gas turbine-steam turbine power generator 190, the refined gas 6 and the air 8 are the fuel cell power generator 130 in the case of the fuel cell-gas turbine power generator 180 of the seventh embodiment described above. The exhaust gas 7 of the refined gas 6 and the exhaust gas 7 of the air 8 are respectively supplied to the gas turbine 123 of the gas turbine power generation device 120 in the same manner as described above, and the fuel cell according to the seventh embodiment described above. -After being used for power generation in the same manner as the gas turbine power generation device 120 in the case of the gas turbine power generation device 180, it is used for power generation in the same manner as in the case of the steam turbine power generation device 140 of the fourth embodiment described above. The
[0073]
As shown in FIG. 13 (b), the compressor 131 may be connected to the purified gas inlet of the fuel cell 133 of the fuel cell power generator 130 via the gas holder 132.
[0074]
Further, in place of the gas turbine power generation device 120, a fuel cell-gas engine-steam turbine power generation device that is a power generation means to which the gas engine power generation device 110 of the first embodiment described above is applied can be used. .
[0075]
【The invention's effect】
  According to the first inventionWasteThe gasification equipment consists of a gas containing oxygen and water vapor.Gasifying agentIs supplied to the gasification furnace to generate a gasification gas by partially oxidizing and pyrolyzing the waste, and the gasification gas generated in the gasification furnace is heated to a high temperature and contained in the gasification gas In a waste gasification processing facility comprising a melting furnace for melting and removing ash, and a condenser for cooling the gasification gas from the melting furnace and condensing and removing moisture in the gasification gas, Utilizing the sensible heat of the gasification gas fed to the condenser and the latent heat of condensation of moisture in the gasification gasFrom raw waterSteam is generated, and the steam is supplied to at least the gasification furnace of the gasification furnace and the melting furnace.As the water vapor of the gasifying agentSteam generation means to be suppliedAnd steam heating means for further heating the water vapor generated by the water vapor generating means using the heat of the exhaust gas that has been used for the gasification gas, and the water vapor generating means is an evaporation pressure of the raw water Equipped with a pump that delivers water vapor generated by suctionTherefore, steam supplied to the fluidized bed gasification furnace and swirl melting furnace can be generated using the sensible heat of the gasification gas and the latent heat of condensation of the moisture in the gasification gas. Can be used effectively, and the thermal efficiency in the system can be greatly improved.
[0076]
  According to the second inventionWasteGasification processing equipmentA gasification furnace that is supplied with a gasification agent of oxygen-containing gas and water vapor to partially oxidize and thermally decompose waste to generate gasification gas; and the gasification gas generated in the gasification furnace is heated at high temperature A melting furnace that melts and removes ash contained in the gasification gas, and a condenser that cools the gasification gas from the melting furnace and condenses and removes moisture in the gasification gas. In the waste gasification processing facility provided, steam is generated from the raw water using the sensible heat of the gasification gas fed to the condenser and the condensation latent heat of moisture in the gasification gas, Steam generation means for supplying the steam as the steam of the gasification agent to at least the gasification furnace of the gasification furnace and the melting furnace, and using the heat of the exhaust gas used for the gasification gas Produced by the water vapor producing means Water heating means for further heating the water vapor, wherein the water vapor generating means exchanges heat between the heat medium exchanged with the gasification gas in the condenser and the raw water. , Suction to lower the evaporation pressure of the raw water of the water heating meansAnd a pump for delivering the generated water vaporTherefore, steam supplied to the fluidized bed gasification furnace and swirl melting furnace can be generated using the sensible heat of the gasification gas and the latent heat of condensation of the moisture in the gasification gas. Can be used effectively, greatly improving the thermal efficiency in the system.be able to.
[0077]
  According to the third inventionWasteIn the gasification processing facility according to the first aspect, the water vapor generating means penetrates through the condenser,Raw material waterCirculateAnd contact the pumpHeat recovery pipeTheSince it is provided, the effect of the first invention described above can be obtained with certainty.
[0078]
  According to the fourth inventionWasteGasification processing equipment is the secondofIn the invention,The water vapor generating means includes a heat recovery pipe that passes through the condenser, allows the heat medium to circulate therein, and exchanges heat with the raw water by the water heating means.SoCertainly obtain the effect of the second invention described above.be able to.
[0079]
  According to the fifth inventionWasteGasification processing equipmentthreeThOr4th inventionInLeaveThe raw water is condensed water generated from the gasification gas in the condenser.SoReduce raw material costs for processingbe able to.
[0080]
  According to the sixth inventionWasteIn any one of the first to fifth aspects of the invention, the gasification processing equipment is a fluidized bed gasification furnace, and the melting furnace is a swirl melting furnace. The recovery can be performed efficiently and the overall thermal efficiency can be improved.
[0081]
  Also, the waste gasification power generation facility according to the seventh invention is the first to sixthInventionA waste gasification power generation facility comprising power generation means for generating electricity using the gasification gas from any waste gasification processing facility, wherein the power generation means uses the gasification gas. Therefore, it is possible to generate power by effectively using the gasified gas.
[0082]
  The waste gasification power plant according to the eighth invention is the first to sixthInventionA waste gasification power generation facility comprising power generation means for generating electricity using the gasification gas from any waste gasification processing facility, wherein the power generation means uses the gasification gas. The gas turbine that operates and the generator that generates power by the operation of the gas turbine can be used, so that the gasification gas can be used effectively to generate power.
[0083]
  The waste gasification power plant according to the ninth invention is the first to sixthInventionA waste gasification power generation facility comprising power generation means for generating electricity using the gasification gas from any waste gasification processing facility, wherein the power generation means uses the gasification gas. Therefore, it is possible to generate electricity by effectively using the gasified gas.
[0084]
A waste gasification power generation facility according to a tenth aspect of the invention is the ninth invention, wherein the power generation means operates using the gasification gas used in the fuel cell, and the gas Since it has a generator that generates electric power by operating the engine, it is possible to generate power using gasification gas more effectively.
[0085]
A waste gasification power generation facility according to a tenth invention is the gas turbine according to the ninth invention, wherein the power generation means operates using the gasification gas used in the fuel cell, and Since it has the generator which generates electric power by operation of a gas turbine, it can generate electricity using gasification gas more effectively.
[0086]
A waste gasification power generation facility according to a twelfth aspect of the invention is the waste gasification power generation facility according to any one of the seventh to tenth aspects of the invention, wherein the power generation means is a steam heated by the exhaust gas used for the gasification gas. Since the steam turbine that operates using the steam generator and the generator that generates electric power by the operation of the steam turbine are provided, power generation can be performed using gasification gas more effectively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a waste gasification power generation facility according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged internal structure diagram of the condenser portion of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of another example of the first embodiment of the waste gasification power generation facility according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the waste gasification power generation facility according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of another example of the second embodiment of the waste gasification power generation facility according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of the power generation apparatus of the waste gasification power generation facility according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of the power generation apparatus of the waste gasification power generation facility according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a third embodiment of the power generation apparatus of the waste gasification power generation facility according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a fourth embodiment of the power generation apparatus for the waste gasification power generation facility according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a fifth embodiment of the power generation apparatus for the waste gasification power generation facility according to the present invention.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a sixth embodiment of the power generation apparatus for the waste gasification power generation facility according to the present invention.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a seventh embodiment of the power generation apparatus for the waste gasification power generation facility according to the present invention.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of an eighth embodiment of a power generation apparatus for a waste gasification power generation facility according to the present invention.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional gasification power generation facility for waste.
[Explanation of symbols]
1 Gasifying agent
1a water vapor
1b oxygen
2 Waste
3 Gasification gas
4a Unburned carbonaceous material
4b Fly ash
4c Incombustible material
4d slug
5a Cooling water
5b condensed water
5c Raw material water
6 Purified gas
7 exhaust gas
8 Air
9 Heating medium
10 Oxygen generator
11 Fluidized bed gasifier
11a Sand layer
11b Free board
12 Swivel melting furnace
13 Boiler
14 Steam turbine
15 Generator
16 Condenser
17 Bug filter
18 Condenser
19a Heat recovery pipe
19b valve
19c water tank
19d suction pump
19e, 29f heat exchanger
100 power generator
110 Gas engine power generator
111 Compressor
112 Gas holder
113 gas engine
115 generator
120 Gas turbine power generator
123 gas turbine
130 Fuel Cell Power Generator
133 Fuel cell
134 Inverter
136 Compressor
137 Gas Holder
140 Steam turbine generator
141 boiler
142 condenser
143 steam turbine
145 generator
150 Gas Engine-Steam Turbine Generator
160 Gas Turbine-Steam Turbine Generator
170 Fuel Cell-Steam Turbine Power Generator
180 Fuel Cell-Gas Turbine Power Generator
190 Fuel Cell-Gas Turbine-Steam Turbine Generator

Claims (13)

酸素を含む気体と水蒸気とのガス化剤を供給されて廃棄物を部分酸化および熱分解してガス化ガスを発生するガス化炉と、
前記ガス化炉で発生した前記ガス化ガスを高温加熱して当該ガス化ガスに含まれている灰分を溶融して除去する溶融炉と、
前記溶融炉からの前記ガス化ガスを冷却して当該ガス化ガス中の水分を凝縮除去する凝縮器と
を備えた廃棄物のガス化処理設備において、
前記凝縮器に送給された前記ガス化ガスの顕熱および当該ガス化ガス中の水分の凝縮潜熱を利用して原料水から水蒸気を生成させて、前記ガス化炉および前記溶融炉のうちの少なくとも前記ガス化炉に当該水蒸気を前記ガス化剤の前記水蒸気として供給する水蒸気生成手段と、
前記ガス化ガスの使用済みの排ガスの熱を利用して、前記水蒸気生成手段で生成した前記水蒸気をさらに加熱する水蒸気加熱手段と
を備え、
前記水蒸気生成手段が、
前記原料水の蒸発圧力を低下させるように吸引して生成した水蒸気を送出するポンプを備えている
ことを特徴とする廃棄物のガス化処理設備。 A gasification furnace that is supplied with a gasifying agent of a gas containing oxygen and water vapor to generate a gasification gas by partially oxidizing and thermally decomposing the waste;
A melting furnace that heats the gasification gas generated in the gasification furnace at a high temperature to melt and remove ash contained in the gasification gas;
In a waste gasification processing facility comprising: a condenser that cools the gasification gas from the melting furnace and condenses and removes moisture in the gasification gas;
Steam is generated from raw water using the sensible heat of the gasification gas fed to the condenser and the condensation latent heat of moisture in the gasification gas, and the gasification furnace and the melting furnace Steam generating means for supplying at least the steam to the gasifier as the steam of the gasifying agent ;
A steam heating means for further heating the steam generated by the steam generating means by utilizing heat of the exhaust gas used for the gasification gas;
With
The water vapor generating means,
A waste gasification facility comprising a pump for delivering water vapor generated by suction so as to lower the evaporation pressure of the raw water . 酸素を含む気体と水蒸気とのガス化剤を供給されて廃棄物を部分酸化および熱分解してガス化ガスを発生するガス化炉と、
前記ガス化炉で発生した前記ガス化ガスを高温加熱して当該ガス化ガスに含まれている灰分を溶融して除去する溶融炉と、
前記溶融炉からの前記ガス化ガスを冷却して当該ガス化ガス中の水分を凝縮除去する凝縮器と
を備えた廃棄物のガス化処理設備において、
前記凝縮器に送給された前記ガス化ガスの顕熱および当該ガス化ガス中の水分の凝縮潜熱を利用して原料水から水蒸気を生成させて、前記ガス化炉および前記溶融炉のうちの少なくとも前記ガス化炉に当該水蒸気を前記ガス化剤の前記水蒸気として供給する水蒸気生成手段と、
前記ガス化ガスの使用済みの排ガスの熱を利用して、前記水蒸気生成手段で生成した前記水蒸気をさらに加熱する水蒸気加熱手段と
を備え、
前記水蒸気生成手段が、
前記凝縮器内の前記ガス化ガスと熱交換させた熱媒と前記原料水との間で熱交換させる水加熱手段と、
前記水加熱手段の前記原料水の蒸発圧力を低下させるように吸引して生成した水蒸気を送出するポンプと
を備えている
ことを特徴とする廃棄物のガス化処理設備。 A gasification furnace that is supplied with a gasifying agent of a gas containing oxygen and water vapor to generate a gasification gas by partially oxidizing and thermally decomposing the waste;
A melting furnace that heats the gasification gas generated in the gasification furnace at a high temperature to melt and remove ash contained in the gasification gas;
A condenser for cooling the gasification gas from the melting furnace to condense and remove moisture in the gasification gas;
In the waste gasification facility equipped with
Steam is generated from raw water using the sensible heat of the gasification gas fed to the condenser and the condensation latent heat of moisture in the gasification gas, and the gasification furnace and the melting furnace Steam generating means for supplying at least the steam to the gasifier as the steam of the gasifying agent;
A steam heating means for further heating the steam generated by the steam generating means by utilizing heat of the exhaust gas used for the gasification gas;
With
The water vapor generating means,
Water heating means for exchanging heat between the heat medium exchanged with the gasified gas in the condenser and the raw water;
A waste gasification processing facility, comprising: a pump for delivering water vapor generated by suction so as to lower the evaporation pressure of the raw material water of the water heating means . 請求項１において、
前記水蒸気生成手段が、
前記凝縮器内を貫通し、内部に前記原料水が流通すると共に、前記ポンプに連絡する熱回収用パイプを備えている
ことを特徴とする廃棄物のガス化処理設備。In claim 1 ,
The water vapor generating means,
Said condenser through, together with the raw water flows into the interior, the gas treatment facility waste, characterized in that it comprises a heat recovery pipe that communicates with said pump. 請求項２において、
前記水蒸気生成手段が、
前記凝縮器内を貫通し、内部に前記熱媒が流通すると共に、前記水加熱手段で前記原料水と熱交換させる熱回収用パイプを備えている
ことを特徴とする廃棄物のガス化処理設備。In claim 2 ,
The water vapor generating means,
Said condenser through, together with the heating medium flows in the interior, the gas treatment facility waste, characterized in that it comprises the raw water and the heat recovery pipe for heat exchange with the water heating means . 請求項３または４において、
前記原料水が、前記凝縮器で前記ガス化ガスから生成した凝縮水である
ことを特徴とする廃棄物のガス化処理設備。In claim 3 or 4 ,
The waste gasification facility, wherein the raw water is condensed water generated from the gasification gas by the condenser. 請求項１から５のいずれかにおいて、
前記ガス化炉が流動床ガス化炉であり、
前記溶融炉が旋回溶融炉である
ことを特徴とする廃棄物のガス化処理設備。In any one of Claim 1 to 5,
The gasifier is a fluidized bed gasifier;
The waste gasification processing facility, wherein the melting furnace is a swirling melting furnace. 請求項１から６のいずれかの廃棄物のガス化処理設備からの前記ガス化ガスを使用して発電する発電手段を備えた廃棄物のガス化発電設備であって、
前記発電手段が、
前記ガス化ガスを使用して作動するガスエンジンと、
前記ガスエンジンの作動により発電する発電機と
を備えていることを特徴とする廃棄物のガス化発電設備。A waste gasification power generation facility comprising power generation means for generating electricity using the gasification gas from the waste gasification processing facility according to any one of claims 1 to 6,
The power generation means is
A gas engine operating using the gasified gas;
A waste gasification power generation facility, comprising: a generator for generating electricity by operating the gas engine. 請求項１から６のいずれかの廃棄物のガス化処理設備からの前記ガス化ガスを使用して発電する発電手段を備えた廃棄物のガス化発電設備であって、
前記発電手段が、
前記ガス化ガスを使用して作動するガスタービンと、
前記ガスタービンの作動により発電する発電機と
を備えていることを特徴とする廃棄物のガス化発電設備。A waste gasification power generation facility comprising power generation means for generating electricity using the gasification gas from the waste gasification processing facility according to any one of claims 1 to 6,
The power generation means is
A gas turbine operating using the gasified gas;
A waste gasification power generation facility, comprising: a generator that generates electric power by operating the gas turbine. 請求項１から６のいずれかの廃棄物のガス化処理設備からの前記ガス化ガスを使用して発電する発電手段を備えた廃棄物のガス化発電設備であって、
前記発電手段が、
前記ガス化ガスを使用して作動する燃料電池と、
前記燃料電池の作動により発電する発電機と
を備えていることを特徴とする廃棄物のガス化発電設備。A waste gasification power generation facility comprising power generation means for generating electricity using the gasification gas from the waste gasification processing facility according to any one of claims 1 to 6,
The power generation means is
A fuel cell operating using the gasified gas;
A waste gasification power generation facility, comprising: a generator that generates electric power by operating the fuel cell. 請求項９において、
前記発電手段が、
前記燃料電池で使用された前記ガス化ガスを使用して作動するガスエンジンと、
前記ガスエンジンの作動により発電する発電機と
を備えていることを特徴とする廃棄物のガス化発電設備。In claim 9,
The power generation means is
A gas engine that operates using the gasified gas used in the fuel cell;
A waste gasification power generation facility, comprising: a generator for generating electricity by operating the gas engine. 請求項９において、
前記発電手段が、
前記燃料電池で使用された前記ガス化ガスを使用して作動するガスタービンと、
前記ガスタービンの作動により発電する発電機と
を備えていることを特徴とする廃棄物のガス化発電設備。In claim 9,
The power generation means is
A gas turbine that operates using the gasified gas used in the fuel cell;
A waste gasification power generation facility, comprising: a generator that generates electric power by operating the gas turbine. 請求項７から１１のいずれかにおいて、
前記発電手段が、
前記ガス化ガスの使用済みの排ガスにより加熱された蒸気を利用して作動するスチームタービンと、
前記スチームタービンの作動により発電する発電機と
を備えていることを特徴とする廃棄物のガス化発電設備。In any of claims 7 to 11,
The power generation means is
A steam turbine that operates using steam heated by the spent exhaust gas of the gasification gas;
A waste gasification power generation facility, comprising: a generator that generates electric power by operating the steam turbine. 請求項７から１２のいずれかにおいて、In any of claims 7 to 12,
前記水蒸気加熱手段が、前記発電手段で使用された前記ガス化ガスの排ガスの熱を利用するものであるThe steam heating means uses heat of the exhaust gas of the gasification gas used in the power generation means.
ことを特徴とする廃棄物のガス化発電設備。This is a waste gasification power generation facility.
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