JP2000213725A - ガスタ―ビンを備えた下水汚泥焼却設備 - Google Patents
ガスタ―ビンを備えた下水汚泥焼却設備Info
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- JP2000213725A JP2000213725A JP28175499A JP28175499A JP2000213725A JP 2000213725 A JP2000213725 A JP 2000213725A JP 28175499 A JP28175499 A JP 28175499A JP 28175499 A JP28175499 A JP 28175499A JP 2000213725 A JP2000213725 A JP 2000213725A
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- gas
- exhaust gas
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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
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】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
めて小さいシステムとする。 【解決手段】ガスタービン１３と、高速流動層式下水汚
泥焼却炉１と、この高速流動層式下水汚泥焼却炉１に吹
き込まれる燃焼用空気Ａの予熱を行う予熱器３とを備え
た下水汚泥焼却設備において、ガスタービン１３は発電
機１４に連結され、そのガスタービン排気を予熱器３に
通して燃焼用空気Ａの予熱に利用するように構成する。
ビンの排気を有効に利用して、エネルギーコストがきわ
めて小さいシステムとする。 【解決手段】ガスタービン１３と、高速流動層式下水汚
泥焼却炉１と、この高速流動層式下水汚泥焼却炉１に吹
き込まれる燃焼用空気Ａの予熱を行う予熱器３とを備え
た下水汚泥焼却設備において、ガスタービン１３は発電
機１４に連結され、そのガスタービン排気を予熱器３に
通して燃焼用空気Ａの予熱に利用するように構成する。
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】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。
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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明のうち、請求項１記載の発明は、ガスタービンと、高
速流動層式下水汚泥焼却炉と、この高速流動層式下水汚
泥焼却炉に吹き込まれる燃焼用空気の予熱を行う予熱器
と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を前記予
熱器に通して燃焼用空気の予熱に利用するように構成し
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。
明のうち、請求項１記載の発明は、ガスタービンと、高
速流動層式下水汚泥焼却炉と、この高速流動層式下水汚
泥焼却炉に吹き込まれる燃焼用空気の予熱を行う予熱器
と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を前記予
熱器に通して燃焼用空気の予熱に利用するように構成し
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。
【００１２】請求項２記載の発明は、前記高速流動層式
下水汚泥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、請求項１記載の下水汚泥焼却設備であ
る。
下水汚泥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、請求項１記載の下水汚泥焼却設備であ
る。
【００１３】請求項３記載の発明は、前記高速流動層式
下水汚泥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、
請求項１または２記載のガスタービンを備えた下水汚泥
焼却設備である。
下水汚泥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、
請求項１または２記載のガスタービンを備えた下水汚泥
焼却設備である。
【００１４】
【発明の実施の形態】〔従来例〕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。
図１は第１従来例であり、高速流動層式下水汚泥焼却炉
１（以下、単に焼却炉ともいう）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。
説明する前に、従来例または比較例について説明する。
図１は第１従来例であり、高速流動層式下水汚泥焼却炉
１（以下、単に焼却炉ともいう）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。
【００１５】焼却炉１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。
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。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】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。本発明は、このガスタービンの排気のもって
いる熱を有効利用して、エネルギーコストの小さいシス
テムを構築しようとするものである。
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。本発明は、このガスタービンの排気のもって
いる熱を有効利用して、エネルギーコストの小さいシス
テムを構築しようとするものである。
【００２０】〔本発明例〕 （第１例）図３は、第２従来例を改良して本発明システ
ムを構築した場合の例が示されている。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Ａ１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を行うために、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。他の構成および作用については、符号が同一の個所
は、前述の例と同様であるので敢えて説明を省略する。
ムを構築した場合の例が示されている。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Ａ１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を行うために、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。他の構成および作用については、符号が同一の個所
は、前述の例と同様であるので敢えて説明を省略する。
【００２１】かくして、ガスタービン１３の排気のもっ
ている熱を有効利用して、後述の表１にも示されるよう
に、エネルギーコストの小さいシステムとなる。
ている熱を有効利用して、後述の表１にも示されるよう
に、エネルギーコストの小さいシステムとなる。
【００２２】（第２例）図４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、ガスタービン
１３の燃焼器１２に吹込むことにより、ガスタービン１
３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、ガスタービン
１３の燃焼器１２に吹込むことにより、ガスタービン１
３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。
【００２３】（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、本発明
の第１例（図３）および本発明の第２例（図４）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、本発明
の第１例（図３）および本発明の第２例（図４）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。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【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。
【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】本発明の第１例のフローシートである。
【図４】本発明の第２例のフローシートである。
１…高速流動層式下水汚泥焼却炉、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、１
１…圧縮器、１２…燃焼器、１３…ガスタービン、１４
…発電機、３０…乾燥機、Ａ…燃焼用空気、Ｃ…脱水ケ
ーキ、Ｆ…燃料、Ｇ…ガス。
…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、１
１…圧縮器、１２…燃焼器、１３…ガスタービン、１４
…発電機、３０…乾燥機、Ａ…燃焼用空気、Ｃ…脱水ケ
ーキ、Ｆ…燃料、Ｇ…ガス。
Claims (3)
- 【請求項１】ガスタービンと、高速流動層式下水汚泥焼
却炉と、この高速流動層式下水汚泥焼却炉に吹き込まれ
る燃焼用空気の予熱を行う予熱器と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
ン排気を前記予熱器に通して燃焼用空気の予熱に利用す
るように構成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】前記高速流動層式下水汚泥焼却炉からの排
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、請求項１記載の下水
汚泥焼却設備。 - 【請求項３】前記高速流動層式下水汚泥焼却炉からの排
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、請求項１または２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 |
|---|---|---|---|
| JP28175499A 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28175499A 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 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7243051A Division 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000213725A true JP2000213725A (ja) | 2000-08-02 |
Family
ID=17643517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28175499A Pending 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000213725A (ja) |
-
1999
- 1999-10-01 JP JP28175499A patent/JP2000213725A/ja active Pending
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