JP2000313892A

JP2000313892A - 熱分解ガス化システム

Info

Publication number: JP2000313892A
Application number: JP11121135A
Authority: JP
Inventors: Hakaru Ogawa; 斗小川; Takao Nakagaki; 隆雄中垣; Hideaki Nameki; 英明行木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2000-11-14

Abstract

(57)【要約】【課題】燃料電池発電システムに適用することができ
る熱分解ガス化システムを提供する。【解決手段】廃棄物をガス化する熱分解部１と、熱分
解部１で発生した熱分解ガスを少なくとも水素および一
酸化炭素を含有するガスへ変換するガス変換部２と、ガ
ス変換部で生成したガス中の塩化水素、硫化水素の除去
を行うガス洗浄部３と、ガス洗浄部３から放出された水
素及び一酸化炭素含有ガスの少なくとも一部から水素を
分離する水素分離部６と、水素分離部６で分離された水
素を燃料とする燃料電池発電部７と、ガス洗浄部３、水
素分離部６あるいは燃料電池発電部７から分離されたガ
スを燃焼させて熱分解部１を間接的に加熱する熱分解部
燃焼部５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱分解ガス化シス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、廃棄物の減量化とリサイクルの観
点から廃棄物の熱分解ガス化システムが開発されてい
る。以下、図７を参照しながら従来の熱分解ガス化シス
テムについて説明する。すなわち、従来の熱分解ガス化
システムは、廃棄物をガス化する熱分解部１と、前記熱
分解部１で発生した熱分解ガスを少なくとも水素および
一酸化炭素を含有するガスへ変換するガス変換部２と、
前記ガス変換部で変換されたガス中の塩化水素、硫化水
素の除去を行うガス洗浄部３と、前記ガス洗浄部３によ
って得られた洗浄ガスを燃料として用いるガスエンジン
発電部４と、前記熱分解部を間接的に加熱する熱分解部
燃焼部５とから構成されている。

【０００３】上記のような構成を有する従来の熱分解ガ
ス化システムは、以下のように作用する。すなわち、廃
棄物を熱分解部１に供給し、無酸素に近い状態で約１時
間、５００〜５５０℃で加熱し、有機分を熱分解ガスに
する。次に、熱分解部１で生成した熱分解ガスをガス変
換部２に供給し、約１２００℃に加熱し、熱分解ガスを
水素および一酸化炭素を含有するガスに変換する。ガス
変換部２で変換されたガスを約３０℃まで急冷し、ダイ
オキシンなどの再合成を防ぐと共に、ガス洗浄部３で酸
性物質・硫黄分を除去する。そして、ガス洗浄部３から
得られた洗浄ガスをガスエンジン発電部４および熱分解
部燃焼部５の燃料として用い、所内動力および熱分解部
１の間接加熱に用いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の熱分解ガス化システムには、以下に述べ
るような解決すべき課題があった。すなわち、従来の熱
分解ガス化システムで得られる洗浄ガスは、体積比で窒
素５３％、水素１６％、二酸化炭素１６％、一酸化炭素
１１％、メタン等３％であり、水素成分が少なく、一酸
化炭素含有量が体積比で１１％と高いため、リン酸型燃
料電池、固体高分子型燃料電池等の発電効率が高く、騒
音や振動が少なく、ＮＯｘの排出量が少ない燃料電池発
電システムの燃料として用いることができないという問
題点があった。

【０００５】本発明は、上述したような従来技術の問題
点を解消するために提案されたものであり、その目的
は、燃料電池発電システムに適用することができる熱分
解ガス化システムを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の熱分解ガス化システムは、廃棄物
をガス化する熱分解部と、前記熱分解部で発生した熱分
解ガスを少なくとも水素および一酸化炭素を含有するガ
スへ変換するガス変換部と、前記ガス変換部で生成した
ガス中の塩化水素、硫化水素の除去を行うガス洗浄部
と、前記ガス洗浄部から放出された水素及び一酸化炭素
含有ガスの少なくとも一部から水素を分離する水素分離
部と、前記水素分離部で分離された水素を燃料とする燃
料電池発電部とを有することを特徴とするものである。

【０００７】上記のような構成を有する請求項１に記載
の発明によれば、水素分離部において、ガス洗浄部から
放出された水素及び一酸化炭素含有ガスの少なくとも一
部から水素を分離する。その結果、水素を燃料として燃
料電池発電部に供給することができるので、燃料電池を
運転することが可能となる。さらに、ガスエンジンの代
わりに燃料電池を用いるので、騒音や振動およびＮＯｘ
排出量を低減することができる。

【０００８】請求項２に記載の熱分解ガス化システム
は、廃棄物をガス化する熱分解部と、前記熱分解部で発
生した熱分解ガスを少なくとも水素および一酸化炭素を
含有するガスへ変換するガス変換部と、前記ガス変換部
で生成したガス中の塩化水素、硫化水素の除去を行うガ
ス洗浄部と、前記ガス洗浄部から放出された水素及び一
酸化炭素含有ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成す
る変成部と、前記変成部から放出された変成ガスから水
素を分離する水素分離部と、前記水素分離部で分離され
た水素を燃料とする燃料電池発電部とを有することを特
徴とするものである。

【０００９】上記のような構成を有する請求項２に記載
の発明によれば、一酸化炭素を水素に変成するので分離
できる水素量が増大し、燃料電池発電部に供給する燃料
が増大するという効果がさらに生じる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は請
求項２に記載の熱分解ガス化システムにおいて、水素分
離部が、水素圧力スイング吸着によって水素を分離する
ように構成されていることを特徴とするものである。ま
た、請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に
記載の熱分解ガス化システムにおいて、水素分離部が、
水素選択透過膜によって水素を分離するように構成され
ていることを特徴とするものである。上記のような構成
を有する請求項３及び請求項４の発明によれば、水素分
離部を、水素圧力スイング吸着又は水素選択透過膜によ
って構成することにより、効率の良い水素分離を実現す
ることができる。

【００１１】請求項５に記載の熱分解ガス化システム
は、廃棄物をガス化する熱分解部と、前記熱分解部で発
生した熱分解ガスを少なくとも水素および一酸化炭素を
含有するガスへ変換するガス変換部と、前記ガス変換部
で生成したガス中の塩化水素、硫化水素の除去を行うガ
ス洗浄部と、前記ガス洗浄部から放出された水素及び一
酸化炭素含有ガス中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成す
るとともに水素を選択分離する水素分離型変成部と、前
記水素分離型変成部で分離された水素を燃料とする燃料
電池発電部とを有することを特徴とするものである。上
記のような構成を有する請求項５の発明によれば、一酸
化炭素を水素に変成しながら水素を分離するので、変成
器が小型化できるという効果がさらに生じる。

【００１２】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の熱分解ガス化システムにおいて、水素分離型変成部
が、ＰｄまたはＰｄ合金からなる水素選択透過膜を有す
ることを特徴とするものである。請求項７に記載の発明
は、請求項５に記載の熱分解ガス化システムにおいて、
水素分離型変成部が、無機多孔質からなる水素選択透過
膜を有することを特徴とするものである。請求項８に記
載の発明は、請求項５に記載の熱分解ガス化システムに
おいて、水素分離型変成部が、水素イオン混合導電体膜
からなる水素選択透過膜を有することを特徴とするもの
である。上記のような構成を有する請求項６乃至請求項
８の発明によれば、水素分離型変成部に、Ｐｄあるいは
Ｐｄ合金膜、または無機多孔質膜または水素イオン混合
導電体膜からなる水素選択分離膜を設けることにより、
効率の良い水素分離を実現することができる。

【００１３】請求項９に記載の発明は、廃棄物をガス化
する熱分解部と、前記熱分解部で発生した熱分解ガスを
少なくとも水素および一酸化炭素を含有するガスへ変換
するガス変換部と、前記ガス変換部で生成したガス中の
塩化水素、硫化水素の除去を行うガス洗浄部と、前記ガ
ス洗浄部から放出された水素及び一酸化炭素含有ガス中
の一酸化炭素を二酸化炭素に変成すると共に二酸化炭素
を吸収する二酸化炭素吸収型変成部と、前記二酸化炭素
吸収型変成部から排出される水素含有ガスを燃料とする
燃料電池発電部と、前記二酸化炭素吸収型変成部に設け
られた二酸化炭素吸収材を再生する二酸化炭素吸収材再
生部とを有することを特徴とするものである。上記のよ
うな構成を有する請求項９に記載の発明によれば、純粋
な二酸化炭素を分離回収できるという効果がさらに生じ
る。

【００１４】請求項１０に記載の発明は、請求項９に記
載の熱分解ガス化システムにおいて、二酸化炭素吸収型
変成部が熱分解部内に設けられていることを特徴とする
ものである。請求項１１に記載の発明は、請求項９又は
請求項１０に記載の熱分解ガス化システムにおいて、二
酸化炭素吸収材再生部が、ガス変換部内に設けられてい
ることを特徴とするものである。請求項１２に記載の発
明は、請求項９又は請求項１０に記載の熱分解ガス化シ
ステムにおいて、二酸化炭素吸収材再生部に加熱用燃焼
器を設けたことを特徴とするものである。請求項１３に
記載の発明は、請求項９又は請求項１０に記載の熱分解
ガス化システムにおいて、二酸化炭素吸収材再生部の熱
源に、熱分解部で生じた残さを溶融ガス化する溶融ガス
化炉からの高温排ガスを用いることを特徴とするもので
ある。上記のような構成を有する請求項１０乃至請求項
１３の発明によれば、二酸化炭素吸収材を効率よく再生
することができる。

【００１５】請求項１４に記載の発明は、廃棄物をガス
化する熱分解部と、前記熱分解部で発生した熱分解ガス
を少なくとも水素および一酸化炭素を含有するガスへ変
換するガス変換部と、前記ガス変換部で生成したガス中
の塩化水素、硫化水素の除去を行うガス洗浄部と、前記
ガス洗浄部から放出された水素及び一酸化炭素含有ガス
中の一酸化炭素を二酸化炭素に変成するとともに二酸化
炭素を吸収する２以上の二酸化炭素吸収型変成部と、前
記二酸化炭素吸収型変成部から排出される水素含有ガス
を燃料とする燃料電池発電部と、前記熱分解部で生じた
残さを溶融ガス化する溶融ガス化炉とを有することを特
徴とするものである。

【００１６】請求項１５に記載の発明は、請求項１４に
記載の熱分解ガス化システムにおいて、二酸化炭素吸収
型変成部の一つに、ガス洗浄部から放出された水素及び
一酸化炭素含有ガスを供給し、残りの二酸化炭素吸収型
変成部に溶融ガス化炉からの高温排ガスを供給すること
ができるガス供給手段と流路切り替え手段を有すること
を特徴とするものである。上記のような構成を有する請
求項１４又は請求項１５の発明によれば、変成触媒およ
び二酸化炭素吸収材は還元条件下で保持され、かつ移動
による衝撃が加わらないので、その形態を維持すること
ができ、性能劣化が少ない。

【００１７】請求項１６に記載の発明は、請求項１乃至
請求項１５のいずれか一に記載の熱分解ガス化システム
において、燃料電池発電部からの燃料排ガスを、熱分解
部に燃料として供給する手段を有することを特徴とする
ものである。上記のような構成を有する請求項１６の発
明によれば、燃料電池発電部からの燃料排ガスを有効に
利用することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る熱分解ガス化
システムの実施の形態（以下、実施形態という）を、図
面を参照して具体的に説明する。なお、図７に示した従
来型と同一の部材には同一の符号を付して、説明は省略
する。

【００１９】［１．第１実施形態］［１−１．構成］本実施形態の熱分解ガス化システム
は、図１に示したように、廃棄物をガス化する熱分解部
１と、前記熱分解部１で発生した熱分解ガスを少なくと
も水素および一酸化炭素を含有するガスへ変換するガス
変換部２と、前記ガス変換部で生成したガス中の塩化水
素、硫化水素の除去を行うガス洗浄部３と、前記ガス洗
浄部３から放出された水素及び一酸化炭素含有ガスの少
なくとも一部から水素を分離する水素分離部６と、前記
水素分離部６で分離された水素を燃料とする燃料電池発
電部７と、前記ガス洗浄部３、水素分離部６あるいは燃
料電池発電部７から分離されたガスを燃焼させて前記熱
分解部１を間接的に加熱する熱分解部燃焼部５とから構
成されている。

【００２０】また、前記水素分離部８は、水素圧力スイ
ング吸着または水素選択透過膜によって、水素または水
素濃縮ガスを分離するように構成されている。なお、前
記水素選択透過膜としては、ガラス多孔体膜、有機多孔
体膜またはセラミック多孔体膜が用いられる。

【００２１】［１−２．作用・効果］上記のような構成
を有する本実施形態においては、ガス洗浄部３から水素
分離部８へ供給された水素及び一酸化炭素含有ガスか
ら、水素圧力スイング吸着または水素選択透過膜によっ
て水素または水素濃縮ガスが分離される。このようにし
て水素分離部６で分離された水素または水素濃縮ガス
が、燃料電池発電部７へ供給される。

【００２２】このように、本実施形態によれば、ガス洗
浄部３から得られた水素及び一酸化炭素含有ガス中の水
素のみが、燃料電池発電部７の燃料として供給されるの
で、燃料電池を運転することが可能となる。さらに、従
来用いられていたガスエンジンの代わりに燃料電池を用
いることができるので、騒音や振動およびＮＯｘ排出量
を低減することができる。

【００２３】［２．第２実施形態］本実施形態は上記第
１実施形態の変形例であり、ガス洗浄部と水素分離部の
間に、一酸化炭素を二酸化炭素に変成する変成部を設け
たものである。

【００２４】［２−１．構成］本実施形態の熱分解ガス
化システムは、図２に示したように、ガス洗浄部３から
放出された水素及び一酸化炭素含有ガス中の一酸化炭素
を二酸化炭素に変成する変成部８と、この変成部８から
放出された変成ガスから水素を分離する水素分離部６
と、この水素分離部６によって分離された水素を燃料と
する燃料電池発電部７とを備えている。なお、その他の
構成は第１実施形態と同様であるので、説明は省略す
る。また、水素分離部８は、第１実施形態と同様に、水
素圧力スイング吸着または水素選択透過膜によって、水
素または水素濃縮ガスを分離するように構成されてい
る。

【００２５】［２−２．作用・効果］上記のような構成
を有する本実施形態においては、ガス洗浄部３から得ら
れる水素及び一酸化炭素含有ガス（洗浄ガス）中の一酸
化炭素が、変成部８に存在する変成触媒によって、以下
の反応により水素に変換される。

【化１】ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋Ｈ₂ （反応式１）上記の反応により、ガス洗浄部３から得られる洗浄ガス
は、体積比（ドライベース）で窒素５３％、水素２７
％、二酸化炭素１６％の変成ガスに変成されるので、従
来に比べて水素濃度が大幅に高まる。この結果、水素分
離部６での水素分離が容易となる。

【００２６】このように、本実施形態によれば、洗浄ガ
ス中の一酸化炭素が水素に変成され、水素濃度が高まる
ので、水素分離部６での水素分離が容易となる。さら
に、水素のみが燃料電池発電部７の燃料として供給され
るので、燃料電池を運転することが可能となる。さら
に、従来用いられていたガスエンジンの代わりに燃料電
池を用いることができるので、騒音や振動およびＮＯｘ
排出量を低減することができる。

【００２７】［３．第３実施形態］本実施形態は上記第
１実施形態の変形例であり、水素分離部に代えて水素分
離型変成部を設けたものである。

【００２８】［３−１．構成］本実施形態の熱分解ガス
化システムは、図３に示したように、ガス洗浄部３から
放出された水素及び一酸化炭素含有ガス中の一酸化炭素
を二酸化炭素に変成すると共に、水素を選択分離する水
素分離型変成部９と、この水素分離型変成部９によって
分離された水素を燃料とする燃料電池発電部７とを備え
ている。なお、その他の構成は第１実施形態と同様であ
るので、説明は省略する。また、前記熱分解部燃焼部５
には、前記ガス洗浄部３，水素分離型変成部９あるいは
燃料電池発電部７から分離されたガスが供給されるよう
に構成されている。さらに、水素分離型変成部９には、
ＰｄあるいはＰｄ合金膜、または無機多孔質膜または水
素イオン混合導電体膜からなる水素選択分離膜が設けら
れている。

【００２９】［３−２．作用・効果］上記のような構成
を有する本実施形態においては、ガス洗浄部３から水素
分離型変成部９に供給された洗浄ガス中の一酸化炭素
が、水素分離型変成部９に存在する変成触媒によって、
以下の反応により水素に変換される。

【化２】ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋Ｈ₂ （反応式１）上記の反応式１により生成された水素は、Ｐｄあるいは
Ｐｄ合金膜、または無機多孔質膜または水素イオン混合
導電体膜からなる水素選択分離膜により分離される。こ
れにより上記の反応がさらに進行して、一酸化炭素がほ
ぼ完全に水素へ変換される。

【００３０】このように、本実施形態によれば、反応式
１に従って生成された水素が分離されるので、高温にお
いても反応式１が進行する。その結果、反応速度が通常
の変成器に比べて向上するので、反応器を小型化するこ
とができる。また、水素のみが燃料電池発電部７の燃料
として供給されるので、燃料電池を運転することが可能
となる。さらに、従来用いられていたガスエンジンの代
わりに燃料電池を用いることができるので、騒音や振動
およびＮＯｘ排出量を低減することができる。

【００３１】［４．第４実施形態］本実施形態は上記第
１実施形態の変形例であり、水素分離部に代えて二酸化
炭素吸収型変成部と二酸化炭素吸収材再生部を設けたも
のである。

【００３２】［４−１．構成］本実施形態の熱分解ガス
化システムは、図４に示したように、ガス洗浄部３から
放出された水素及び一酸化炭素含有ガス中の一酸化炭素
を二酸化炭素に変成すると共に、二酸化炭素を吸収する
二酸化炭素吸収型変成部１０と、この二酸化炭素吸収型
変成部１０から排出される水素含有ガスを燃料とする燃
料電池発電部７とを備えている。また、前記二酸化炭素
吸収型変成部１０において二酸化炭素を吸収した二酸化
炭素吸収材から二酸化炭素を分離する二酸化炭素吸収材
再生部１１を備えている。

【００３３】なお、その他の構成は第１実施形態と同様
であるので、説明は省略する。また、熱分解部燃焼部５
には、ガス洗浄部３、二酸化炭素吸収型変成部１０ある
いは燃料電池発電部７から分離されたガスが供給される
ように構成されている。さらに、二酸化炭素吸収型変成
部１０に設けられる二酸化炭素吸収材としては、酸化カ
ルシウム、酸化エルビウム、酸化マグネシウム、リチウ
ムジルコネート等が用いられる。

【００３４】［４−２．作用・効果］上記のような構成
を有する本実施形態においては、ガス洗浄部３から二酸
化炭素吸収型変成部１０に供給された洗浄ガス中の一酸
化炭素は、変成触媒によって、以下の反応により水素に
変換される。

【化３】ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋Ｈ₂ （反応式１）上記の反応式１によって生成された二酸化炭素は、酸化
カルシウム、酸化エルビウム、酸化マグネシウム、リチ
ウムジルコネート等の炭酸塩を生じる二酸化炭素吸収材
により吸収される。これにより上記反応がさらに進行し
て、一酸化炭素がほぼ完全に水素へ変換される。また、
二酸化炭素吸収型変成部１０に設けられた二酸化炭素吸
収材は、所定の時期に二酸化炭素吸収材再生部１１に運
ばれ再生処理がなされる。すなわち、二酸化炭素吸収材
再生部１１においては、ガス変換部２または補助燃焼器
より二酸化炭素吸収材の再生に必要な熱が供給され、純
粋な二酸化炭素が取り出される。

【００３５】このように、本実施形態によれば、二酸化
炭素吸収型変成部１０に設けられた二酸化炭素吸収材に
よって、反応式１で生成された二酸化炭素が分離される
ので、高温においても反応式１が進行する。その結果、
反応速度が通常の変成器に比べて向上するので、反応器
を小型化することができる。また、燃料電池発電部７の
燃料として、一酸化炭素を実質上含まない水素含有ガス
が供給されるので、燃料電池を運転することが可能とな
る。さらに、従来用いられていたガスエンジンの代わり
に燃料電池を用いることができるので、騒音や振動およ
びＮＯｘ排出量を低減することができる。また、二酸化
炭素吸収材再生部において、実質上純粋な二酸化炭素を
得ることができる。

【００３６】［５．第５実施形態］本実施形態は上記第
４実施形態の変形例であり、さらに溶融ガス化炉を設け
たものである。

【００３７】［５−１．構成］本実施形態の熱分解ガス
化システムは、図５に示したように、熱分解部１で生じ
た残さを溶融ガス化する溶融ガス化炉１２を備え、この
溶融ガス化炉１２から排出された高温ガスの高熱を用い
て、二酸化炭素吸収材再生部１１において二酸化炭素を
分離するように構成されている。なお、その他の構成は
第４実施形態と同様であるので、説明は省略する。

【００３８】［５−２．作用・効果］上記のような構成
を有する本実施形態においては、上記第４実施形態と同
様の作用・効果が得られるだけでなく、二酸化炭素吸収
材再生部１１に溶融ガス化炉１２で生成された溶融ガス
化炉ガスを供給することにより、二酸化炭素吸収材の再
生に必要な熱が供給され、二酸化炭素が放出される。こ
のとき、溶融ガス化炉ガスにより二酸化炭素吸収材を間
接加熱すれば、実質上純粋な二酸化炭素を取り出すこと
ができる。

【００３９】このように、本実施形態によれば、上記第
４実施形態と同様に、生成された二酸化炭素が分離され
るので、高温においても反応が進行する。その結果、反
応速度が通常の変成器に比べて向上するので反応器を小
型化することができる。また、一酸化炭素を実質上含ま
ない水素含有ガスが燃料電池発電部７の燃料として供給
されるので、燃料電池を運転することが可能となる。さ
らに、従来用いられていたガスエンジンの代わりに燃料
電池を用いることができるので、騒音や振動およびＮＯ
ｘ排出量を低減することができる。また、二酸化炭素吸
収材再生部において、実質上純粋な二酸化炭素を得るこ
とができる。

【００４０】［６．第６実施形態］本実施形態は上記第
５実施形態の変形例であり、二酸化炭素吸収型変成部を
２以上設けたものである。なお、本実施形態において
は、二酸化炭素吸収型変成部を２つ設けた場合を例とし
て説明する。

【００４１】［６−１．構成］本実施形態の熱分解ガス
化システムは、図６に示したように、第１の二酸化炭素
吸収型変成部１０ａと、第２の二酸化炭素吸収型変成部
１０ｂが設けられ、これらの変成部を交互に切り替えて
運転するように構成されている。すなわち、第１の二酸
化炭素吸収型変成部１０ａが用いられる場合には（図
中、実線）、この第１の二酸化炭素吸収型変成部１０ａ
にガス洗浄部３から放出された水素及び一酸化炭素含有
ガスが供給され、この第１の二酸化炭素吸収型変成部１
０ａにおいて、洗浄ガス中の一酸化炭素が二酸化炭素に
変成されると共に、二酸化炭素が吸収される。そして、
この第１の二酸化炭素吸収型変成部１０ａから排出され
る水素含有ガスが、燃料電池発電部７に供給されるよう
に構成されている。

【００４２】一方、第２の二酸化炭素吸収型変成部１０
ｂには、溶融ガス化炉１２で生成された溶融ガス化炉ガ
スが供給され、この第２の二酸化炭素吸収型変成部１０
ｂに設けられた二酸化炭素吸収材の再生処理がなされ
る。すなわち、溶融ガス化炉ガスによって二酸化炭素吸
収材を間接的に加熱することにより、実質上純粋な二酸
化炭素が取り出される。

【００４３】次に、変成部が切り替えられ、第２の二酸
化炭素吸収型変成部１０ｂが用いられる場合には（図
中、点線）、この第２の二酸化炭素吸収型変成部１０ｂ
にガス洗浄部３から放出された水素及び一酸化炭素含有
ガスが供給され、この第２の二酸化炭素吸収型変成部１
０ｂにおいて、洗浄ガス中の一酸化炭素が二酸化炭素に
変成されると共に、二酸化炭素が吸収される。そして、
この第２の二酸化炭素吸収型変成部１０ｂから排出され
る水素含有ガスが、燃料電池発電部７に供給されるよう
に構成されている。

【００４４】一方、第１の二酸化炭素吸収型変成部１０
ａには、溶融ガス化炉１２で生成された溶融ガス化炉ガ
スが供給され、この第１の二酸化炭素吸収型変成部１０
ａに設けられた二酸化炭素吸収材の再生処理がなされ
る。すなわち、溶融ガス化炉ガスによって二酸化炭素吸
収材を間接的に加熱することにより、実質上純粋な二酸
化炭素が取り出される。

【００４５】［６−２．作用・効果］上記のような構成
を有する本実施形態においては、上記第５実施形態と同
様の作用・効果が得られるだけでなく、第１の二酸化炭
素吸収型変成部１０ａと第２の二酸化炭素吸収型変成部
１０ｂを交互に切り替えて運転するように構成すること
により、二酸化炭素吸収型変成部１０ａ、１０ｂに設け
られた二酸化炭素吸収材をそのままの状態で再生するこ
とができる。

【００４６】このように、本実施形態によれば、上記第
５実施形態と同様に、生成された二酸化炭素が分離され
るので、高温においても反応が進行する。その結果、反
応速度が通常の変成器に比べて向上するので反応器を小
型化することができる。また、一酸化炭素を実質上含ま
ない水素含有ガスが燃料電池発電部７の燃料として供給
されるので、燃料電池を運転することが可能となる。さ
らに、従来用いられていたガスエンジンの代わりに燃料
電池を用いることができるので、騒音や振動およびＮＯ
ｘ排出量を低減することができる。また、変成触媒およ
び二酸化炭素吸収材は還元条件下で保持され、移動によ
る衝撃が加わらないので、その形態を維持することがで
き、性能劣化を少なくすることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃料電池発電システムに適用することができる熱分解ガ
ス化システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱分解ガス化システムの第１実施
形態の構成図

【図２】本発明に係る熱分解ガス化システムの第２実施
形態の構成図

【図３】本発明に係る熱分解ガス化システムの第３実施
形態の構成図

【図４】本発明に係る熱分解ガス化システムの第４実施
形態の構成図

【図５】本発明に係る熱分解ガス化システムの第５実施
形態の構成図

【図６】本発明に係る熱分解ガス化システムの第６実施
形態の構成図

【図７】従来の熱分解ガス化システムの構成図

【符号の説明】

１…熱分解部２…ガス変換部３…ガス洗浄部４…ガスエンジン発電部５…熱分解部燃焼部６…水素分離部７…燃料電池発電部８…変成部９…水素分離型変成部１０…二酸化炭素吸収型変成部１０ａ…第１の二酸化炭素吸収型変成部１０ｂ…第２の二酸化炭素吸収型変成部１１…二酸化炭素吸収材再生部１２…溶融ガス化炉

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者行木英明神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内Ｆターム(参考） 4G040 FA06 FB04 FC01 FC03 FC04 FE01 5H027 AA04 AA06 BA01 BA16 BA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物をガス化する熱分解部と、前記熱
分解部で発生した熱分解ガスを少なくとも水素および一
酸化炭素を含有するガスへ変換するガス変換部と、前記
ガス変換部で生成したガス中の塩化水素、硫化水素の除
去を行うガス洗浄部と、前記ガス洗浄部から放出された
水素及び一酸化炭素含有ガスの少なくとも一部から水素
を分離する水素分離部と、前記水素分離部で分離された
水素を燃料とする燃料電池発電部とを有することを特徴
とする熱分解ガス化システム。
【請求項２】廃棄物をガス化する熱分解部と、前記熱
分解部で発生した熱分解ガスを少なくとも水素および一
酸化炭素を含有するガスへ変換するガス変換部と、前記
ガス変換部で生成したガス中の塩化水素、硫化水素の除
去を行うガス洗浄部と、前記ガス洗浄部から放出された
水素及び一酸化炭素含有ガス中の一酸化炭素を二酸化炭
素に変成する変成部と、前記変成部から放出された変成
ガスから水素を分離する水素分離部と、前記水素分離部
で分離された水素を燃料とする燃料電池発電部とを有す
ることを特徴とする熱分解ガス化システム。
【請求項３】前記水素分離部が、水素圧力スイング吸
着によって水素を分離するように構成されていることを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱分解ガス化
システム。
【請求項４】前記水素分離部が、水素選択透過膜によ
って水素を分離するように構成されていることを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載の熱分解ガス化システ
ム。
【請求項５】廃棄物をガス化する熱分解部と、前記熱
分解部で発生した熱分解ガスを少なくとも水素および一
酸化炭素を含有するガスへ変換するガス変換部と、前記
ガス変換部で生成したガス中の塩化水素、硫化水素の除
去を行うガス洗浄部と、前記ガス洗浄部から放出された
水素及び一酸化炭素含有ガス中の一酸化炭素を二酸化炭
素に変成するとともに水素を選択分離する水素分離型変
成部と、前記水素分離型変成部で分離された水素を燃料
とする燃料電池発電部とを有することを特徴とする熱分
解ガス化システム。
【請求項６】前記水素分離型変成部が、ＰｄまたはＰ
ｄ合金からなる水素選択透過膜を有することを特徴とす
る請求項５に記載の熱分解ガス化システム。
【請求項７】前記水素分離型変成部が、無機多孔質か
らなる水素選択透過膜を有することを特徴とする請求項
５に記載の熱分解ガス化システム。
【請求項８】前記水素分離型変成部が、水素イオン混
合導電体膜からなる水素選択透過膜を有することを特徴
とする請求項５に記載の熱分解ガス化システム。
【請求項９】廃棄物をガス化する熱分解部と、前記熱
分解部で発生した熱分解ガスを少なくとも水素および一
酸化炭素を含有するガスへ変換するガス変換部と、前記
ガス変換部で生成したガス中の塩化水素、硫化水素の除
去を行うガス洗浄部と、前記ガス洗浄部から放出された
水素及び一酸化炭素含有ガス中の一酸化炭素を二酸化炭
素に変成すると共に二酸化炭素を吸収する二酸化炭素吸
収型変成部と、前記二酸化炭素吸収型変成部から排出さ
れる水素含有ガスを燃料とする燃料電池発電部と、前記
二酸化炭素吸収型変成部に設けられた二酸化炭素吸収材
を再生する二酸化炭素吸収材再生部とを有することを特
徴とする熱分解ガス化システム。
【請求項１０】前記二酸化炭素吸収型変成部が、前記
熱分解部内に設けられていることを特徴とする請求項９
に記載の熱分解ガス化システム。
【請求項１１】前記二酸化炭素吸収材再生部が、前記
ガス変換部内に設けられていることを特徴とする請求項
９又は請求項１０に記載の熱分解ガス化システム。
【請求項１２】前記二酸化炭素吸収材再生部に加熱用
燃焼器を設けたことを特徴とする請求項９又は請求項１
０に記載の熱分解ガス化システム。
【請求項１３】前記二酸化炭素吸収材再生部の熱源
に、前記熱分解部で生じた残さを溶融ガス化する溶融ガ
ス化炉からの高温排ガスを用いることを特徴とする請求
項９又は請求項１０に記載の熱分解ガス化システム。
【請求項１４】廃棄物をガス化する熱分解部と、前記
熱分解部で発生した熱分解ガスを少なくとも水素および
一酸化炭素を含有するガスへ変換するガス変換部と、前
記ガス変換部で生成したガス中の塩化水素、硫化水素の
除去を行うガス洗浄部と、前記ガス洗浄部から放出され
た水素及び一酸化炭素含有ガス中の一酸化炭素を二酸化
炭素に変成するとともに二酸化炭素を吸収する２以上の
二酸化炭素吸収型変成部と、前記二酸化炭素吸収型変成
部から排出される水素含有ガスを燃料とする燃料電池発
電部と、前記熱分解部で生じた残さを溶融ガス化する溶
融ガス化炉とを有することを特徴とする熱分解ガス化シ
ステム。
【請求項１５】前記二酸化炭素吸収型変成部の一つ
に、前記ガス洗浄部から放出された水素及び一酸化炭素
含有ガスを供給し、残りの二酸化炭素吸収型変成部に前
記溶融ガス化炉からの高温排ガスを供給することができ
るガス供給手段と流路切り替え手段を有することを特徴
とする請求項１４に記載の熱分解ガス化システム。
【請求項１６】前記燃料電池発電部からの燃料排ガス
を、前記熱分解部に燃料として供給する手段を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれか一に
記載の熱分解ガス化システム。