(57)【要約】【課題】  固形燃料のガス化における運転コストを低減させる。【解決手段】  粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化するガス化装置であって、上記固形燃料Ｙを下水汚泥Ｘと混合した状態で粉末化することによって上記スラリＺを生成する湿式ミル１２と、上記スラリＺをガス化するガス化炉１４とを備える。【選択図】          図１
2006124463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化するガス化装置であって、
前記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって前記スラリを生成する湿式ミルと、
前記スラリをガス化するガス化炉と
を備えることを特徴とするガス化装置。
【請求項２】
粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化するガス化方法であって、
前記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって生成された前記スラリをガス化することを特徴とするガス化方法。
【請求項３】
粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いて発電を行う発電装置であって、
前記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって前記スラリを生成する湿式ミルと、
前記スラリをガス化するガス化炉と、
当該ガス化炉によって生成されたガスを用いて発電する発電部と
を備えることを特徴とする発電装置。
【請求項４】
粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いて発電を行う発電方法であって、
前記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって前記スラリを生成し、当該スラリをガス化し、これによって生成されたガスを用いて発電することを特徴とする発電方法。
【請求項５】
粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いて水素を製造する水素製造装置であって、
前記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって前記スラリを生成する湿式ミルと、
前記スラリをガス化するガス化炉と、
当該ガス化炉によって生成されたガスを用いて前記水素を生成する水素生成部と
を備えることを特徴とする水素製造装置。
【請求項６】
粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いて水素を製造する水素製造方法であって、
前記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって前記スラリを生成し、当該スラリをガス化し、これによって生成されたガスを用いて前記水素を生成することを特徴とする水素製造方法。
【請求項７】
粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いてメタノールを製造するメタノール製造装置であって、
前記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって前記スラリを生成する湿式ミルと、
前記スラリをガス化するガス化炉と、
当該ガス化炉によって生成されたガスを用いて前記メタノールを生成するメタノール生成部と
を備えることを特徴とするメタノール製造装置。
【請求項８】
粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いてメタノールを製造するメタノール製造方法であって、
前記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって前記スラリを生成し、当該スラリをガス化し、これによって生成されたガスを用いて前記メタノールを生成することを特徴とするメタノール製造方法。
【請求項９】
粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いて化学製品を製造する化学製品製造装置であって、
前記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって前記スラリを生成する湿式ミルと、
前記スラリをガス化するガス化炉と、
当該ガス化炉によって生成されたガスを用いて前記化学製品を生成する化学製品生成部と
を備えることを特徴とする化学製品製造装置。
【請求項１０】
粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いて化学製品を製造する化学製品製造方法であって、
前記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって前記スラリを生成し、当該スラリをガス化し、これによって生成されたガスを用いて前記化学製品を生成することを特徴とする化学製品製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化装置及び方法、水素製造装置及び方法、メタノール製造装置及び方法、並びに化学製品製造装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料をガス化するガス化炉の中に、固形燃料と水とが混合されたスラリを燃料として用いるものがある（例えば、テキサコ式ガス化炉）。このようなガス化炉を有するガス化装置は、固形燃料を粉末化する粉末化手段を備えており、この粉末化手段に固形燃料と水とを混合させた状態で固形燃料を粉末化することによって、燃料となるスラリを生成している。
具体的には、テキサコ式ガス化炉を備えるガス化装置においては、固形燃料に対して約４０％の水を加えて粉末化することによってスラリを生成し、このスラリを２０〜３０ａｔｍ、約１４００℃の雰囲気でガス化している。
【０００３】
また、このようなガス化装置は、当該ガス化装置によって生成されたガスを用いて発電を行う発電部、当該ガス化装置によって生成されたガスを用いて水素を生成する水素生成部、当該ガス化装置によって生成されたガスを用いてメタノールを生成するメタノール生成部、当該ガス化装置によって生成されたガスを用いて化学製品を生成する化学製品生成部等と併設される場合があり、このような場合には、発電装置、水素製造装置、メタノール製造装置あるいは化学製品製造装置の一部として構成されている。
【特許文献１】特開平１１−１１４５９７号公報
【特許文献２】特開平１１−２１１０６７号公報
【特許文献３】特開２００１−６５３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなガス化装置においては、燃料となるスラリを生成する場合に、上述のように固形燃料と水とを混合させる必要があるため、大量の水を確保する必要がある。しかしながら、このような水は、購入あるいは生成する必要があるため、ガス化装置の運転コストが増加するという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、固形燃料のガス化における運転コストを低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では、ガス化装置に係る手段として、粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化するガス化装置であって、上記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって上記スラリを生成する湿式ミルと、上記スラリをガス化するガス化炉とを備えるという構成を採用する。
【０００７】
ガス化方法に係る手段として、粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化するガス化方法であって、上記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって生成された上記スラリをガス化するという構成を採用する。
【０００８】
発電装置に係る手段として、粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いて発電を行う発電装置であって、上記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって上記スラリを生成する湿式ミルと、上記スラリをガス化するガス化炉と、当該ガス化炉によって生成されたガスを用いて発電する発電部とを備えるという構成を採用する。
【０００９】
発電方法に係る手段として、粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いて発電を行う発電方法であって、上記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって上記スラリを生成し、当該スラリをガス化し、これによって生成されたガスを用いて発電するという構成を採用する。
【００１０】
水素製造装置に係る手段として、粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いて水素を製造する水素製造装置であって、上記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって上記スラリを生成する湿式ミルと、上記スラリをガス化するガス化炉と、当該ガス化炉によって生成されたガスを用いて上記水素を生成する水素生成部とを備えるという構成を採用する。
【００１１】
水素製造方法に係る手段として、粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いて水素を製造する水素製造方法であって、上記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって上記スラリを生成し、当該スラリをガス化し、これによって生成されたガスを用いて上記水素を生成するという構成を採用する。
【００１２】
メタノール製造装置に係る手段として、粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いてメタノールを製造するメタノール製造装置であって、上記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって上記スラリを生成する湿式ミルと、上記スラリをガス化するガス化炉と、当該ガス化炉によって生成されたガスを用いて上記メタノールを生成するメタノール生成部とを備えるという構成を採用する。
【００１３】
メタノール製造方法に係る手段として、粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いてメタノールを製造するメタノール製造方法であって、上記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって上記スラリを生成し、当該スラリをガス化し、これによって生成されたガスを用いて上記メタノールを生成するという構成を採用する。
【００１４】
化学製品製造装置に係る手段として、粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いて化学製品を製造する化学製品製造装置であって、上記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって上記スラリを生成する湿式ミルと、上記スラリをガス化するガス化炉と、当該ガス化炉によって生成されたガスを用いて上記化学製品を生成する化学製品生成部とを備えるという構成を採用する。
【００１５】
化学製品製造方法に係る手段として、粉末化された固形燃料と液体とが混合されたスラリをガス化し、このガス化によって生成されたガスを用いて化学製品を製造する化学製品製造方法であって、上記固形燃料を下水汚泥と混合した状態で粉末化することによって上記スラリを生成し、当該スラリをガス化し、これによって生成されたガスを用いて上記化学製品を生成するという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のガス化装置及び方法によれば、固形燃料が下水汚泥と混合された状態で粉末化されることによって、スラリが生成される。このため、スラリを生成するために水を購入あるいは生成する必要がないため、固形燃料のガス化における運転コストを低減させることが可能となる。
また、本発明の水素製造装置及び方法、メタノール製造装置及び方法、並びに化学製品製造装置及び方法においても、固形燃料のガス化における運転コストを低減させることができるため、より安価に発電、あるいは水素、メタノールまたは化学製品の製造を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明に係るガス化装置及び方法、水素製造装置及び方法、メタノール製造装置及び方法、並びに化学製品製造装置及び方法の一実施形態について説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１は、本第１実施形態のガス化装置１の概略構成を示したフロー図である。この図に示すように、本第１実施形態のガス化装置１は、バンカ１１と、湿式ミル１２と、スラリ貯留槽１３と、ガス化炉１４とを備えている。そして、本第１実施形態のガス化装置１は、図１に示すように、下水処理場２において発生する下水汚泥Ｘが湿式ミル１２に供給されるようにされている。
【００１９】
バンカ１１は、一時的に貯蔵した石炭Ｙ（固形燃料）を後段の湿式ミル１２に所定量ずつ供給するためのものであり、外部の石炭載置場とベルトコンベア等と接続されている。
湿式ミル１２は、下水処理場２において発生した下水汚泥Ｘと石炭Ｙとを混合した状態で、石炭Ｙを粉末化することによって、ガス化炉１４の燃料とされるスラリＺを生成するためのものである。
スラリ貯留槽１３は、一時的に貯蔵したスラリＺを後段のガス化炉１４に所定量ずつ供給するためのものである。
【００２０】
ガス化炉１４は、スラリ貯留槽１３から供給されたスラリＺを燃料としてガス化することによってガスＧを生成するためのものである。具体的には、ガス化炉１４として、例えばテキサコ式ガス化炉を用いることができる。このテキサコ式ガス化炉においては、スラリＺが２０〜３０ａｔｍ、約１４００℃の雰囲気でガス化される。
【００２１】
次に、このような構成を有する本実施形態のガス化装置の動作（ガス化方法）について説明する。
【００２２】
まず、石炭載置場に載置された石炭Ｙは、ベルトコンベア等によってバンカ１１に供給され、このバンカ１１から所定量ずつ湿式ミル１２に供給される。そして、湿式ミル１２に供給された石炭Ｙが下水汚泥Ｘと混合された状態で粉末化されることによって、スラリＺが生成される。
【００２３】
続いて、スラリＺがガス化炉１４においてガス化されることによってガスＧが生成される。
【００２４】
ここで、下水汚泥Ｘとは、下水処理場の下水処理過程において生成されるものであり、微生物を多く含んだものであり、多量の水分を含んだものである。
本来、このような下水汚泥Ｘは、下水処理場において水分と固形物とを分離した後、埋立てたり、焼却されたりして廃棄されるものである。このため、本実施形態のように下水汚泥Ｘを水の変わりに石炭Ｙに混合した場合には、水を用いた場合と比較して低コストでスラリＺを生成することが可能となる。したがって、本実施形態のガス化装置及び方法によれば、低コストでスラリＺを生成できるため、石炭Ｙのガス化における運転コストを低減させることが可能となる。
【００２５】
また、上述のように、本来、下水汚泥Ｘは、水分と固形分を分離したり、焼却したり等の後処理が施された後に外部に廃棄されることとなるが、本実施形態のガス化装置及び方法に下水汚泥Ｘを用いることによって、下水汚泥Ｘに対する後処理が必要なくなる。特に、固形分には、上述のように微生物が多量に含まれているため、微生物の細胞内に大量の水分が取り込まれている。このような細胞内に取り込まれた水分を除去することは難しく、焼却においても助燃に多くの重油を使用するため下水処理の高コスト化に繋がる。このため、本実施形態のガス化装置及び方法によれば、下水処理場２における処理コストの低減をも図ることが可能となる。
なお、下水汚泥Ｘに含まれる微生物は、湿式ミル１２によって石炭Ｙと共に粉末化（破壊）されるため、微生物の細胞内に取り込まれた水分は、湿式ミル１２によって、スラリの流動体となり、ガス化剤としても作用する。また、下水汚泥Ｘに含まれる微生物等の有機物は、若干のカロリーを有しているため、このような下水汚泥Ｘが含まれるスラリＺをガス化炉１４の燃料として用いることによって、下水汚泥Ｘに含まれる有機物のもつエネルギを有効活用することができる。
【００２６】
また、下水汚泥Ｘには、アルカリ金属が含まれている場合がある。このようなアルカリ金属は、ガス化炉１４における触媒作用を期待することができる。具体的には、アルカリ金属の触媒作用による、ガス化炉１４内における未燃チャーのガス化促進が期待される。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図２を参照して説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００２８】
図２は、本発明の第２実施形態である発電装置３の概略構成を示したフロー図である。この図に示すように、本第２実施形態の発電装置３は、上記第１実施形態において示したガス化装置１と、当該ガス化装置１に併設される発電部３１とを備えて構成されている。
【００２９】
発電部３１は、ガス化装置１において生成されたガスＧを用いて発電を行うものであり、ガスＧを用いて動力を得るガスタービン及び蒸気タービン、当該ガスタービン及び蒸気タービンによって得られた動力を用いて発電を行う発電機等を備えて構成されている。
そして、このような構成を有する本第２実施形態の発電装置３の動作（発電方法）においては、ガス化装置１において生成されたガスＧが発電部３１に供給され、このガスＧを用いて発電部３１において発電が行われる。
【００３０】
このような本第２実施形態の発電装置３によれば、ガス化装置１によって石炭Ｙのガス化における運転コストが低減されるため、より安価に発電を行うことが可能となる。
【００３１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について、図３を参照して説明する。なお、本第３実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００３２】
図３は、本発明の第３実施形態である水素製造装置４の概略構成を示したフロー図である。この図に示すように、本第３実施形態の水素製造装置４は、上記第１実施形態において示したガス化装置１と、当該ガス化装置１に併設される水素生成部４１とを備えて構成されている。
【００３３】
水素生成部４１は、ガス化装置１において生成されたガスＧを用いて水素を生成するためのものである。
そして、このような構成を有する本第３実施形態の水素製造装置４の動作（水素製造方法）においては、ガス化装置１において生成されたガスＧが水素生成部４１に供給され、このガスＧを用いて水素生成部４１において水素生成が行われることによって、水素が製造される。
【００３４】
このような本第３実施形態の水素製造装置４によれば、ガス化装置１によって石炭Ｙのガス化における運転コストが低減されるため、より安価に水素の製造を行うことが可能となる。
【００３５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について、図４を参照して説明する。なお、本第４実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００３６】
図４は、本発明の第４実施形態であるメタノール製造装置５の概略構成を示したフロー図である。この図に示すように、本第４実施形態のメタノール製造装置５は、上記第１実施形態において示したガス化装置１と、当該ガス化装置１に併設されるメタノール生成部５１とを備えて構成されている。
【００３７】
メタノール生成部５１は、ガス化装置１において生成されたガスＧを用いてメタノールを生成するためのものである。
そして、このような構成を有する本第４実施形態のメタノール製造装置５の動作（メタノール製造方法）においては、ガス化装置１において生成されたガスＧがメタノール生成部５１に供給され、このガスＧを用いてメタノール生成部５１においてメタノール生成が行われることによって、メタノールが製造される。
【００３８】
このような本第４実施形態のメタノール装置５によれば、ガス化装置１によって石炭Ｙのガス化における運転コストが低減されるため、より安価にメタノールの製造を行うことが可能となる。
【００３９】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について、図５を参照して説明する。なお、本第５実施形態の説明においても、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００４０】
図５は、本発明の第５実施形態である化学製品製造装置６の概略構成を示したフロー図である。この図に示すように、本第５実施形態の化学製品製造装置６は、上記第１実施形態において示したガス化装置１と、当該ガス化装置１に併設される化学製品生成部６１とを備えて構成されている。
【００４１】
化学製品生成部６１は、ガス化装置１において生成されたガスＧを用いて化学製品を生成するためのものであり、例えば、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）製造装置等である。
そして、このような構成を有する本第５実施形態の化学製品製造装置６の動作（化学製品製造方法）においては、ガス化装置１において生成されたガスＧが化学製品生成部６１に供給され、このガスＧを用いて化学製品生成部６１において化学製品生成が行われることによって、化学製品が製造される。
【００４２】
このような本第５実施形態の化学製品装置６によれば、ガス化装置１によって石炭Ｙのガス化における運転コストが低減されるため、より安価に化学製品の製造を行うことが可能となる。
【００４３】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係るガス化装置及び方法、水素製造装置及び方法、メタノール製造装置及び方法、並びに化学製品製造装置及び方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４４】
例えば、本発明のガス化装置１において生成したガスＧを発電部３１、水素生成部４１、メタノール生成部５１あるいは化学製品生成部６１等に供給する以前に、必要に応じてガスＧを精製しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態のガス化装置の概略構成を示したフロー図である。
【図２】本発明の第２実施形態の発電装置の概略構成を示したフロー図である。
【図３】本発明の第３実施形態の水素製造装置の概略構成を示したフロー図である。
【図４】本発明の第４実施形態のメタノール製造装置の概略構成を示したフロー図である。
【図５】本発明の第５実施形態の化学製品装置の概略構成を示したフロー図である。
【符号の説明】
【００４６】
１……ガス化装置
１４……ガス化炉
２……下水処理場
３……発電装置
３１……発電部
４……水素製造装置
４１……水素生成部
５……メタノール製造装置
５１……メタノール生成部
６……化学製品製造装置
６１……化学製品生成部
Ｇ……ガス
Ｘ……下水汚泥
Ｙ……石炭（固形燃料）
Ｚ……スラリ
【図１】
2006124463.tif 000003
【図２】
2006124463.tif 000004
【図３】
2006124463.tif 000005
【図４】
2006124463.tif 000006
【図５】
2006124463.tif 000007