(57)【要約】【課題】廃棄物の焼却で得られるエネルギーを安定そして効率よく製造貯蔵できる装置を提供することを課題とする。【解決手段】廃棄物を焼却する焼却炉１と、焼却炉１からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラ２と、蒸気により駆動する蒸気タービン１２と、蒸気タービンに連結され発電する発電機１３とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギー貯蔵供給装置において、発電機１３からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置１４と、水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置１５とを有し、アンモニア製造装置１５が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されている。【選択図】図１
2019216501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項２】
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続され、水電解装置が、水素の一部をアンモニア製造装置へ供給するとともに、水素の残部を水素需要先と水素貯蔵装置の少なくとも一つに水素を供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項３】
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続され、発電機が、電力の一部を水電解装置へ供給するとともに、電力の残部を電力需要先と電力貯蔵装置の少なくとも一つに電力を供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項４】
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続され、水電解装置が、水素の一部をアンモニア製造装置へ供給するとともに、水素の残部を水素需要先と水素貯蔵装置の少なくとも一つに水素を供給するように接続され、発電機が、電力の一部を水電解装置へ供給するとともに、電力の残部を電力需要先と電力貯蔵装置の少なくとも一つに電力を供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項５】
アンモニア製造装置が製造するアンモニア量を制御し、水電解装置が製造する水素量を制御し、発電機が発電する電力量を制御するエネルギー製造制御装置を有することを特徴とする請求項４に記載の廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項６】
アンモニア製造装置が製造するアンモニア量を制御し、水電解装置が製造する水素をアンモニア製造装置へ供給する水素供給量と、該水素を水素需要先と水素貯蔵装置の少なくとも一つに供給する水素供給量とを制御し、発電機が発電する電力を水電解装置へ供給する電力供給量と、該電力を電力需要先と電力貯蔵装置の少なくとも一つに供給する電力供給量とを制御するエネルギー製造供給制御装置を有することを特徴とする請求項４に記載の廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項７】
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置と、ボイラからの排ガスから熱回収して温熱を得る熱交換器とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続され、上記熱交換器が温熱を上記水電解装置とアンモニア製造装置の少なくとも一つへ供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項８】
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置と、ボイラからの排ガスを水により冷却し冷却排水を排出する減温塔とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続され、上記減温塔が冷却排水を上記水電解装置へ供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項９】
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素と酸素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続され、上記水電解装置が酸素を焼却炉に供給するように該焼却炉に接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項１０】
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置と、ボイラからの蒸気を蒸気タービンへ供給する蒸気供給路に設けられた熱交換器と、アンモニア製造装置で製造したアンモニアの一部を燃焼するアンモニア燃焼装置とを有し、上記熱交換器がアンモニア燃焼装置からのアンモニア燃焼排ガスによりボイラからの蒸気を過熱し、アンモニア製造装置が、アンモニア燃焼装置にアンモニアを供給するとともに、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項１１】
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素と酸素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置と、ボイラからの蒸気を蒸気タービンへ供給する蒸気供給路に設けられた熱交換器と、アンモニア製造装置で製造したアンモニアの一部を燃焼するアンモニア燃焼装置とを有し、上記水電解装置が酸素をアンモニア燃焼装置に供給するように接続され、上記熱交換器がアンモニア燃焼装置からのアンモニア燃焼排ガスによりボイラからの蒸気を過熱し、アンモニア製造装置が、アンモニア燃焼装置にアンモニアを供給するとともに、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項１２】
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されているとともに、アンモニアを焼却炉に供給することを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項１３】
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置と、ボイラからの蒸気を蒸気タービンへ供給する蒸気供給路に設けられた熱交換器と、アンモニア製造装置で製造したアンモニアの一部を燃焼するアンモニア燃焼装置と、ボイラからの排ガスを煙突へ流送するための煙道に設けられた脱硝装置とを有し、上記熱交換器がアンモニア燃焼装置からのアンモニア燃焼排ガスによりボイラからの蒸気を過熱し、熱交換器から排出されるアンモニア燃焼排ガスを焼却炉、ボイラ内に設けられる過熱器の上流側、ボイラに接続されるエコノマイザの上流側、上記脱硝装置の入口又は脱硝装置の上流側煙道の少なくとも一つに供給するように接続され、アンモニア製造装置が、アンモニア燃焼装置にアンモニアを供給するとともに、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【請求項１４】
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置と、ボイラからの排ガスを煙突へ流送するための煙道に設けられた脱硝装置とを有し、アンモニア製造装置がアンモニアを焼却炉、上記脱硝装置の入口又は脱硝装置の上流側煙道の少なくとも一つに供給するように接続されるとともに、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物焼却施設には、廃棄物を焼却して得られた燃焼熱を回収し、蒸気を生成してタービンにより発電し、電力を供給する廃棄物発電を行う施設がある。近年、廃棄物発電が地域分散型のエネルギー供給施設としての役割を期待されており、そのためには安定したエネルギー供給が不可欠である。しかしながら、廃棄物組成は雑多で変動が大きいため、生成する蒸気量の変動も大きくなり、安定した電力供給が難しい面がある。また、廃棄物発電により作成されたエネルギーを貯蔵する技術についても有効な技術の開発が要望されている。
【０００３】
発電量の変動対策として、補助発電装置（太陽光発電パネル）と蓄電池を併設し、廃棄物発電の電力変動を抑え、補完する技術が開示されている（特許文献１）。
【０００４】
また、廃棄物発電によって得るエネルギーを貯蔵する技術として、廃棄物焼却施設の廃熱を利用して熱電発電素子により発電し、水を電気分解して水素を製造・貯蔵・利用する技術が開示されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０１４９２
【特許文献２】特開２００１−１９２８７７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、太陽光の強弱により太陽光発電量は変動するので、安定した電力貯蔵・供給という観点からは補助発電として不十分である。さらに、電力というエネルギー形態のみではエネルギーの用途が限られ、また、蓄電池は電力変動補完という程度の貯蔵であるので多量かつ長期の貯蔵が難しい。
【０００７】
また、特許文献２では、熱電素子を用いて発電した電力を水素に変換するとしているので、この場合、製造するエネルギー量は小規模であり、また、総合的なエネルギー変換効率が低いという問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑み、廃棄物焼却施設において、廃棄物を焼却して得られる燃焼熱からエネルギーの製造、貯蔵を廃棄物焼却の発熱量変動が生じても安定して効率よく行うことができ、エネルギーを利用する用途の制約がない廃棄物焼却によるエネルギー貯蔵供給装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明において、上述した課題は、次の第一ないし第十二発明のいずれによっても解決される。
【００１０】
＜第一発明＞
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【００１１】
＜第二発明＞
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続され、水電解装置が、水素の一部をアンモニア製造装置へ供給するとともに、水素の残部を水素需要先と水素貯蔵装置の少なくとも一つに水素を供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【００１２】
第二発明においては、アンモニア製造装置が製造するアンモニア量を制御し、水電解装置が製造する水素量を制御するエネルギー製造制御装置を有するようにすることができる。
【００１３】
また、第二発明においては、アンモニア製造装置が製造するアンモニア量を制御し、水電解装置が製造する水素をアンモニア製造装置へ供給する水素供給量と、該水素を水素需要先と水素貯蔵装置の少なくとも一つに供給する水素供給量とを制御するエネルギー製造供給制御装置を有するようにすることができる。
【００１４】
＜第三発明＞
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続され、発電機が、電力の一部を水電解装置へ供給するとともに、電力の残部を電力需要先と電力貯蔵装置の少なくとも一つに電力を供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【００１５】
第三発明においては、アンモニア製造装置が製造するアンモニア量を制御し、発電機が発電する電力量を制御するエネルギー製造制御装置を有するようにすることができる。
【００１６】
また、第三発明においては、アンモニア製造装置が製造するアンモニア量を制御し、発電機が発電する電力を水電解装置へ供給する電力供給量と、該電力を電力需要先と電力貯蔵装置の少なくとも一つに供給する電力供給量とを制御するエネルギー製造供給制御装置を有するようにすることができる。
【００１７】
＜第四発明＞
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続され、水電解装置が、水素の一部をアンモニア製造装置へ供給するとともに、水素の残部を水素需要先と水素貯蔵装置の少なくとも一つに水素を供給するように接続され、発電機が、電力の一部を水電解装置へ供給するとともに、電力の残部を電力需要先と電力貯蔵装置の少なくとも一つに電力を供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【００１８】
第四発明においては、アンモニア製造装置が製造するアンモニア量を制御し、水電解装置が製造する水素量を制御し、発電機が発電する電力量を制御するエネルギー製造制御装置を有するようにすることができる。
【００１９】
また、第四発明においては、アンモニア製造装置が製造するアンモニア量を制御し、水電解装置が製造する水素をアンモニア製造装置へ供給する水素供給量と、該水素を水素需要先と水素貯蔵装置の少なくとも一つに供給する水素供給量とを制御し、発電機が発電する電力を水電解装置へ供給する電力供給量と、該電力を電力需要先と電力貯蔵装置の少なくとも一つに供給する電力供給量とを制御するエネルギー製造供給制御装置を有するようにすることができる。
【００２０】
＜第五発明＞
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置と、ボイラからの排ガスから熱回収して温熱を得る熱交換器とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続され、上記熱交換器が温熱を上記水電解装置とアンモニア製造装置の少なくとも一つへ供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【００２１】
＜第六発明＞
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置と、ボイラからの排ガスを水により冷却し冷却排水を排出する減温塔とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続され、上記減温塔が冷却排水を上記水電解装置へ供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【００２２】
＜第七発明＞
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素と酸素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続され、上記水電解装置が酸素を焼却炉に供給するように該焼却炉に接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【００２３】
＜第八発明＞
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置と、ボイラからの蒸気を蒸気タービンへ供給する蒸気供給路に設けられた熱交換器と、アンモニア製造装置で製造したアンモニアの一部を燃焼するアンモニア燃焼装置とを有し、上記熱交換器がアンモニア燃焼装置からのアンモニア燃焼排ガスによりボイラからの蒸気を過熱し、アンモニア製造装置が、アンモニア燃焼装置にアンモニアを供給するとともに、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【００２４】
＜第九発明＞
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素と酸素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置と、ボイラからの蒸気を蒸気タービンへ供給する蒸気供給路に設けられた熱交換器と、アンモニア製造装置で製造したアンモニアの一部を燃焼するアンモニア燃焼装置とを有し、上記水電解装置が酸素をアンモニア燃焼装置に供給するように接続され、上記熱交換器がアンモニア燃焼装置からのアンモニア燃焼排ガスによりボイラからの蒸気を過熱し、アンモニア製造装置が、アンモニア燃焼装置にアンモニアを供給するとともに、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【００２５】
＜第十発明＞
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置とを有し、アンモニア製造装置が、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されているとともに、アンモニアを焼却炉に供給することを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【００２６】
＜第十一発明＞
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置と、ボイラからの蒸気を蒸気タービンへ供給する蒸気供給路に設けられた熱交換器と、アンモニア製造装置で製造したアンモニアの一部を燃焼するアンモニア燃焼装置と、ボイラからの排ガスを煙突へ流送するための煙道に設けられた脱硝装置とを有し、上記熱交換器がアンモニア燃焼装置からのアンモニア燃焼排ガスによりボイラからの蒸気を過熱し、熱交換器から排出されるアンモニア燃焼排ガスを焼却炉、ボイラ内に設けられる過熱器の上流側、ボイラに接続されるエコノマイザの上流側、上記脱硝装置の入口又は脱硝装置の上流側煙道の少なくとも一つに供給するように接続され、アンモニア製造装置が、アンモニア燃焼装置にアンモニアを供給するとともに、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【００２７】
＜第十二発明＞
廃棄物を焼却する焼却炉と、該焼却炉からの排ガスの熱により蒸気を生成するボイラと、上記蒸気により駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンに連結され発電する発電機とを有する、廃棄物焼却により発生するエネルギーを貯蔵又は供給するエネルギーの貯蔵供給装置において、
発電機からの電力により水を電気分解して水素を生成する水電解装置と、該水電解装置からの水素と窒素とでアンモニアを製造するアンモニア製造装置と、ボイラからの排ガスを煙突へ流送するための煙道に設けられた脱硝装置とを有し、アンモニア製造装置がアンモニアを焼却炉、上記脱硝装置の入口又は脱硝装置の上流側煙道の少なくとも一つに供給するように接続されるとともに、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一つにアンモニアを供給するように接続されていることを特徴とする廃棄物焼却によるエネルギーの貯蔵供給装置。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、第一ないし第十二発明のいずれにおいても、焼却炉からの排ガスの熱によりボイラで蒸気を生成し、この蒸気で蒸気タービンを駆動することで発電機により発電し、この発電された電力により水電解装置で水を電気分解して水素を得て、この水素と窒素とでアンモニア製造装置にてアンモニアを製造するので、焼却炉で廃棄物を焼却して得られる燃焼熱エネルギーを利用して、エネルギー源としてアンモニアを得る。
【００２９】
かかる本発明によれば、焼却炉を備えた廃棄物焼却施設において、アンモニアの形態でエネルギー貯蔵あるいは需要先へ供給が可能となる。アンモニアは常温常圧で長期の貯蔵が容易であり、また、アンモニアを大規模に製造できるため、蓄電池による電力貯蔵に比べて大量のエネルギーの貯蔵が容易である。さらに、アンモニアは多くの用途に使えること、負荷の変動への追従性が高いこと等のエネルギーとしての価値が高く、有効なエネルギー供給・貯蔵を実現できる。また、廃棄物焼却施設を、エネルギーを製造、貯蔵する地域分散型エネルギー供給施設として利用することができる。
【００３０】
第四発明にあっては、発電機により発電する電力、水電解装置により生成する水素、アンモニア製造装置により製造するアンモニアの個々の製造比率や需要先、貯蔵装置への供給比率を調整して、総合的なエネルギー変換効率を高くすることができる。
【００３１】
第五発明にあっては、ボイラからの排ガスから熱回収して温熱を得る熱交換器からの該温熱を水電解装置とアンモニア製造装置での熱源として用いるので、従来利用用途が限られていた比較的低温の廃熱である排ガスの保有熱を有効に利用することができ、総合的なエネルギー変換効率が高くなる。
【００３２】
第六発明にあっては、ボイラからの排ガスを冷却水により冷却し冷却排水を排出する減温塔から冷却排水を水電解装置へ電解の原料水として供給するので、外部から原料水を供給する必要がなく、また、冷却排水の処理を簡便にすることができる。
【００３３】
第七発明にあっては、水電解装置で水素とともに得られる酸素が焼却炉へ燃焼用の酸化剤ガスとして供給されるので、発生ガス（酸素）が有効利用されるとともに、焼却炉の燃焼効率が高まるとともに、焼却炉内の燃焼が安定し、ＣＯ、ＮＯｘ等有害物の発生を抑制できる。
【００３４】
第八発明にあっては、アンモニア製造装置で製造されたアンモニアの一部をアンモニア燃焼装置で燃焼し、発生したアンモニア燃焼排ガスの保有熱で、ボイラから蒸気タービンへ供給される過熱蒸気をさらに高温高圧化することとしたので、蒸気タービンの発電効率が向上する。
【００３５】
第九発明にあっては、第八発明におけるアンモニア燃焼装置に、水電解装置で水素とともに発生する酸素を、酸化剤ガスとして供給するので、発生ガス（酸素）が有効利用されるとともに、アンモニア燃焼装置１６の燃焼効率が高まる。
【００３６】
第十発明にあっては、アンモニア製造装置で製造されたアンモニアの一部を補助燃料として焼却炉へ供給することとしたので、灯油や都市ガス等を補助燃料として外部から調達する必要がなく運転費用を低減できる。
【００３７】
第十一発明にあっては、アンモニア燃焼装置からのアンモニア燃焼排ガスが熱交換器でのボイラからの過熱蒸気をさらに過熱するように用いられた後に熱交換器から排出されて、該アンモニア燃焼排ガスが焼却炉、ボイラ、脱硝装置の入口又は脱硝装置の上流側煙道の少なくとも一つへ供給されるようになっているので、燃焼室と二次燃焼部においてアンモニア燃焼排ガスによる撹拌、混合促進効果（所謂循環排ガス（ＥＧＲ）効果）により、燃焼室での燃焼と二次燃焼を促進し安定化させ、ＣＯやサーマルＮＯｘの発生を低減させ、アンモニア燃焼排ガス中の残存アンモニアがＮＯｘを還元して脱硝しＮＯｘ排出を低減させ、ボイラの腐食を抑制し、さらに、アンモニア燃焼排ガスの保有熱が有効利用される。また、脱硝装置の入口又は脱硝装置の上流側煙道に、アンモニア燃焼排ガスが供給されることにより、アンモニア燃焼排ガスの保有熱を利用して焼却炉排ガスを再加熱して、脱硝のために焼却炉排ガスを再加熱するために必要な再加熱装置が不要となるか、又は再加熱を軽減化することができる。さらには、アンモニア燃焼排ガス中の残存アンモニアが脱硝剤としてＮＯｘを還元するので、ＮＯｘの還元のために外部から脱硝剤としてアンモニアを供給することが不要となるか、又は外部からのアンモニアの供給量を低減することができる。
【００３８】
第十二発明にあっては、アンモニア製造装置で製造されたアンモニアの一部を焼却炉、脱硝装置の入口又は脱硝装置の上流側煙道へ供給されるため、アンモニアが、燃焼室で発生したＮＯｘを還元して脱硝し、ＮＯｘ排出を低減し、さらに、アンモニアが、脱硝装置の、脱硝剤としてＮＯｘを還元するので、ＮＯｘの還元のために外部から脱硝剤としてアンモニアを供給することが不要となるか、又は外部からのアンモニアの供給量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第一ないし第十一実施形態のいずれかに用いられる装置を全て有している本発明に係るエネルギーの貯蔵供給装置の概要構成図である。
【図２】第一実施形態装置の概要構成図である。
【図３】第二実施形態装置の概要構成図である。
【図４】第三実施形態装置の概要構成図である。
【図５】第四実施形態装置の概要構成図である。
【図６】第五実施形態装置の概要構成図である。
【図７】第六実施形態装置の概要構成図である。
【図８】第七実施形態装置の概要構成図である。
【図９】第八実施形態装置の概要構成図である。
【図１０】第九実施形態装置の概要構成図である。
【図１１】第十実施形態装置の概要構成図である。
【図１２】第十一実施形態装置の概要構成図である。
【図１３】第一ないし第十一実施形態で用いられる焼却炉の概要構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明はいくつかの形態について成り立つが、図１は、発明がいずれの形態をとっても必要な諸装置のすべてを備えている状態で示す本発明装置の概要構成図である。各形態の発明となる第一ないし第十一形態のそれぞれについての説明に先立ち、上述の諸装置のすべてを備えている装置の全体構成について説明する。
【００４１】
＜全体構成＞
図１においては、廃棄物を焼却処理する焼却炉１から排ガスを排出する煙突８までの煙道９に配された諸排ガス処理装置と、これら諸排ガス処理装置のいずれかあるいは煙道９に接続された、諸エネルギー製造・利用装置とを有している。
【００４２】
排ガス処理装置としては、上記焼却炉１からの排ガスの流れ方向となる下流に向け、煙道９に、焼却炉１から順に、ボイラ２、減温塔３、集塵機４、熱交換器５、脱硝装置６、ファン７そして煙突８が設けられている。
【００４３】
諸排ガス処理装置の説明に先立ち、廃棄物を焼却処理する焼却炉１について図１３にもとづき詳述し、これに続いて排ガス処理装置について説明する。
【００４４】
＜焼却炉及び排ガス処理装置＞
図１３は、可燃物を含有する廃棄物を燃焼する焼却炉１の一例を示す概略縦断面図である。該焼却炉１の燃焼室２１の一端（図にて左端）上部には、廃棄物投入口２２が設けられ、該燃焼室２１の他端（図にて右端）上部には、蒸発器２Ａと過熱器２Ｂとしてのボイラ２に接続するガス混合部２３が設けられ、燃焼室２１の他端下部には、焼却灰排出口２４が設けられている。そして、燃焼室２１内には、耐火材またはボイラ型水冷壁の構造からなる中間天井２５が、廃棄物投入口２２側から焼却灰排出口２４側に向けて下り勾配となるように設けられている。また、燃焼室２１の底部には、廃棄物投入口２２側から焼却灰排出口２４側に向けて、乾燥火格子２６ａ、燃焼火格子２６ｂ及び後燃焼火格子２６ｃが設けられている。そして、各火格子２６ａ，２６ｂ，２６ｃの下部からは、一次燃焼用空気が供給される。
【００４５】
乾燥火格子２６ａでは、廃棄物の乾燥と着火と一部燃焼が行われ、燃焼用空気量を抑えることにより後に二次燃焼時の熱源となるＣＯ、炭化水素類を多量に含む可燃性ガス（以下「未燃ガス」という）が発生される。また、燃焼火格子２６ｂでは、燃焼を開始した廃棄物に対して、燃焼用空気が十分に供給されて、廃棄物が完全燃焼され、酸素を多量に含む一次燃焼排ガス（以下「燃焼ガス」という）が発生する。さらに後燃焼火格子２６ｃで廃棄物の未燃分が燃焼され、焼却灰は焼却灰排出口２４より外部へ排出される。
【００４６】
中間天井２５によって形成される、燃焼室２１の天井２１ａと中間天井２５の前端部（図にて左端部）２５ａ間の隙間２７には、乾燥火格子２６ａ上の廃棄物からの未燃ガスの流れＰが、そして、焼却灰排出口２４側の側壁２４ａと中間天井２５の後端部（図にて右端部）２５ｂとの間の隙間２８には、燃焼火格子２６ｂ上の廃棄物からの燃焼ガスの流れＱがそれぞれ形成される。
【００４７】
未燃ガスの流れＰと燃焼ガスの流れＱは、それぞれ中間天井２５の前端部２５ａ側の隙間２７及び後端部２５ｂ側の隙間２８を通過して、ボイラ２の入口に位置するガス混合部２３に流入する。未燃ガスの流れＰと燃焼ガスの流れＱは、ガス混合部２３に流れ込む際に、互いに対向流となっているので、ガス混合部２３内で衝突する。この結果、両方のガスが混合され、ガス混合部２３の下流側（ガス混合部２３の上方）に位置する二次燃焼室２９で二次燃焼空気が供給され未燃ガスが二次燃焼され、ガス混合部２３内及び二次燃焼室２９内が高温に保持されることにより、焼却炉排ガス中のダイオキシン類が熱分解され、ダイオキシン類の発生が抑制される。 
【００４８】
ボイラ２は、第一放射室２Ａ−１と、第二放射室２Ａ−２と、接触伝熱室２Ａ−３とを有しており、第一放射室２Ａ−１はその排ガス流れの上流部が二次燃焼室２９となっており、第一放射室２Ａ−１と第二放射室２Ａ−２とが互いの上部で連通しており、該第二放射室２Ａ−２の下部と接触伝熱室２Ａ−３の下部が連通している。
【００４９】
上記ボイラ２は、その構造物の内面は耐火物で形成された内壁となっており、第一放射室２Ａ−１と第二放射室２Ａ−２は内壁をなす上記耐火物の内壁内に、蒸気を流通する配管が密に配列された状態で埋設されている。一方、接触伝熱室２Ａ−３には、その内部空間に接触伝熱管（図示せず）が配設されている。
【００５０】
上記ボイラ２は、第一放射室２Ａ−１と第二放射室２Ａ−２と接触伝熱室２Ａ−３の一部で蒸発器２Ａを形成し、接触伝熱室２Ａ−３の残部で過熱器２Ｂを形成している。
【００５１】
上記第一放射室２Ａ−１及びに第二放射室２Ａ−２は、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面をそれぞれ有している。
【００５２】
上記接触伝熱室２Ａ−３に設けられた過熱器２Ｂは、図示されていないが、水平方向に配列した複数の伝熱管を高さ方向に多段に設けた伝熱管群を備えており、伝熱管が対流伝熱面を構成しており、排ガスとの熱交換により蒸気を発生しさらにこれを過熱して過熱蒸気とするようになっている。
【００５３】
ボイラ２の下流側には、好ましい形態として、エコノマイザ２Ｃが上記接触伝熱室２Ａ−３の上部に接続されている。エコノマイザ２Ｃ内には伝熱管（図示せず）が配設され、排ガスとの熱交換により水が加熱され加温水が生成され、ボイラ２に供給される。上記エコノマイザ２Ｃはその排気部２Ｃ−１が図１の減温塔３に接続されている。
【００５４】
このような構成の焼却炉１から排出される高温の排ガスは、ファン７により誘因されて煙突８へ向け送気され、上記ボイラ２で排ガスの保有熱により水を昇温して過熱蒸気を発生し、ボイラ２で水を昇温させた後の排ガスの温度を集塵機４での集塵処理に適した温度まで減温塔３で冷却水と接触させて減温させ、集塵機４でのダスト除去後の排ガスに残存する保有熱を熱交換器５で熱回収した後に、該排ガスを脱硝装置６で脱硝剤との反応によりＮＯｘを除去することで無害化し、しかる後、無害化された排ガスを煙突８へ送気し、煙突８から大気へ放出するようになっている。
【００５５】
＜エネルギー製造・利用装置＞
上述の焼却炉１及び排ガス処理装置には、熱交換器１１、蒸気タービン１２、発電機１３、水電解装置１４、アンモニア製造装置１５そしてアンモニア燃焼装置１６を有して構成された、排ガスのエネルギーを利用するエネルギー製造・利用装置が接続されている。
【００５６】
図１において、上記ボイラ２には、熱交換器１１が接続されていてボイラ２から蒸気（過熱蒸気）を受け、これを蒸気タービン１２に供給するよう該蒸気タービン１２が接続されている。該蒸気タービン１２は発電機１３が連結されていて、ボイラ２からの過熱蒸気で蒸気タービン１２を回転させ、該蒸気タービン１２に連結されている発電機１３で発電する。該発電機１３は、発電した電力を電力需要先と電力貯蔵装置の少なくとも一方に供給するようになっている。
【００５７】
上記発電機１３には、水電解装置１４が接続されていて、該水電解装置１４が、該発電機１３からの電力を受けるとともに、外部からの水の供給を受け、該水をこの電力で電気分解し、水素と酸素とを発生する。該水電解装置１４は、発生した水素を水素需要先と水素貯蔵装置の少なくとも一方に供給するようになっている。
【００５８】
上記水電解装置１４にはアンモニア製造装置１５が接続されており、該アンモニア製造装置１５が、上記水電解装置１４からの水素を受けるとともに、外部から空気の供給を受け、該水素と空気中の窒素からアンモニアを生成する。該アンモニア製造装置１５は、生成されたアンモニアをアンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一方に供給するようになっている。
【００５９】
図１装置においては、さらにアンモニア燃焼装置１６を有しており、該アンモニア燃焼装置１６はアンモニアを燃料として燃焼し高温のアンモニア燃焼排ガスを生ずる。アンモニア燃焼装置１６としては、アンモニアを燃料とする燃焼炉、ガスタービン、ガスエンジンを用いる。上記水電解装置１４は水素とともに発生した酸素を、アンモニア製造装置１５は生成したアンモニアを、さらには上記アンモニア燃焼装置１６はそのアンモニア燃焼排ガスを、上述した諸装置のいずれかに供給可能に、次のごとく該諸装置に接続されている。
【００６０】
水電解装置１４は、水素とともに発生した酸素を焼却炉１とアンモニア燃焼装置１６に接続されていて、該酸素は、焼却炉１に燃焼用空気とともに酸化ガスとして送り込まれ、アンモニア燃焼装置１６にアンモニア燃焼用の酸化ガスとして送り込まれることが可能となっている。アンモニア燃焼装置１６で発生した高温のアンモニア燃焼排ガスは熱交換器１１に送られてボイラ２からの過熱蒸気をさらに加熱するのに供される。
【００６１】
アンモニア製造装置１５は、生成されたアンモニアの一部をアンモニア燃焼装置１６での燃料として該アンモニア燃焼装置１６へ供給し、さらには、脱硝装置６の入口又は脱硝装置６の上流側の煙道９へ排ガス中のＮＯｘの還元剤として供給することが可能となっている。
【００６２】
さらに、上記減温塔３は、減温後の排水を水電解装置１４へ供給するようになっている。そして、煙道９における集塵機４の下流側の熱交換器５は、熱交換後の排ガスの保有熱を廃熱（温熱）として水電解装置１４そしてアンモニア製造装置１５へ供給可能となっている。
【００６３】
以下、本発明についての各実施形態を順次説明する。各実施形態では、図１に示された焼却炉１、ボイラ２から煙突８までの諸排ガス処理装置、熱交換器１１からアンモニア製造装置１６までの諸エネルギー製造・利用装置の全てを備えているわけではなく、いくつかの装置を選択的に備えて構成されており、図２以降の各実施形態では、図１に示された諸装置のうちその形態に関連する装置のみが図示されている。なお、排ガス処理装置に関しては、関連装置について実線で囲んで示し、他を参考までに二点鎖線で囲んで示してある。
【００６４】
＜第一実施形態＞
本実施形態では、図２に見られるように、焼却炉１に接続されたボイラ２に対し、エネルギー製造・利用装置としての発電機１３を連結した蒸気タービン１２が接続されており、該発電機１３に対し水電解装置１４が、そして、該水電解装置１４に対しアンモニア製造装置１５が接続されている。かかる本実施形態では、蒸気タービン１２がボイラ２からの蒸気を受けて回転駆動され、該蒸気タービン１２に連結されている発電機１３で発電し、水電解装置１４で外部から受ける水を発電機１３からの電力を用いて電気分解して水素そして酸素を発生させ、外部から受ける空気中の窒素とこの水電解装置１３からの水素とを用いてアンモニア製造装置１５でアンモニアを製造する。製造されたアンモニアは、アンモニア需要先へ供給されて利用される形態そしてアンモニア貯蔵装置でエネルギー源として貯蔵される形態の少なくとも一方の形態で利用される。このようにして、焼却炉を備えた廃棄物焼却施設において、アンモニアの形態でエネルギー貯蔵あるいは需要先へ供給が可能となる。
【００６５】
＜第二実施形態＞
図３に示される第二実施形態は、図２で説明された第一実施形態と概ね同じであるが、水電解装置１４で発生した水素が、アンモニア製造装置１５のみならず、水素需要先と水素貯蔵装置の少なくとも一方に送られて、水素需要先で利用される形態そして水素貯蔵装置でエネルギー源として貯蔵される形態の少なくとも一方の形態で利用される。このようにして、焼却炉を備えた廃棄物焼却施設において、アンモニアの形態でエネルギー貯蔵あるいは需要先へ供給が可能となるとともに、水素の形態でエネルギー貯蔵あるいは需要先へ供給が可能となる。
【００６６】
また、これに加え、水電解装置１４で発生させる水素量、アンモニア製造装置１５で製造するアンモニア量を制御するとともに、水素及びアンモニアをそれぞれの需要先と貯蔵装置に供給する供給量を制御するためのエネルギー製造供給制御装置（図示せず）を設けてもよい。該エネルギー製造供給制御装置は、水素及びアンモニアの各需要先での需要及び各貯蔵装置での貯蔵の現状と将来予想や、水素及びアンモニアの販売価格等に基づき、それぞれの需要及び貯蔵の状況を適切な状況とするように、上記水電解装置１４そしてアンモニア製造装置１５へ指令信号を送り、これらを制御する。このように、水素及びアンモニアの個々の製造比率や需要先、貯蔵装置への供給比率を調整して総合的なエネルギー変換効率を高くすることができ、又経済的に優れたエネルギー製造供給を実現できる。
【００６７】
＜第三実施形態＞
図４に示される第三実施形態は、図２で説明された第一実施形態と概ね同じであるが、発電機１３で発電した電力が、水電解装置１４のみならず、電力需要先と電力貯蔵装置の少なくとも一方に送られて、電力需要先で利用される形態そして電力貯蔵装置でエネルギー源として貯蔵される形態の少なくとも一方の形態で利用される。このようにして、焼却炉を備えた廃棄物焼却施設において、アンモニアの形態でエネルギー貯蔵あるいは需要先へ供給が可能となるとともに、電力の形態でエネルギー貯蔵あるいは需要先へ供給が可能となる。
【００６８】
また、これに加え、発電機１３で発電する電力量、アンモニア製造装置１５で製造するアンモニア量を制御するとともに、電力及びアンモニアをそれぞれの需要先と貯蔵装置に供給する供給量を制御するためのエネルギー製造供給制御装置（図示せず）を設けてもよい。該エネルギー製造供給制御装置１７は、電力及びアンモニアの各需要先での需要及び各貯蔵装置での貯蔵の現状と将来予想や、電力及びアンモニアの販売価格等に基づき、それぞれの需要及び貯蔵の状況を適切な状況とするように、上記発電機１３そしてアンモニア製造装置１５へ指令信号を送り、これらを制御する。このように、電力及びアンモニアの個々の製造比率や需要先、貯蔵装置への供給比率を調整して総合的なエネルギー変換効率を高くすることができ、又経済的に優れたエネルギー製造供給を実現できる。
【００６９】
＜第四実施形態＞
次に、図５に示される第四実施形態は、図３の第二実施形態と同様に、発電機１３からの電力を用いて電気分解して水素そして酸素を発生させ、この水電解装置１３からの水素と窒素を用いてアンモニア製造装置１５でアンモニアを製造し、製造したアンモニアを、アンモニア需要先とアンモニア貯蔵装置の少なくとも一方に供給するとともに、水電解装置１４で発生した水素を水素需要先と水素貯蔵装置の少なくとも一方に供給し、さらに、図４の第三実施形態と同様に発電機１３で発電した電力を電力需要先と電力貯蔵装置の少なくとも一方に供給するようになっている。また、これに加え、発電機１３で発電する電力量、水電解装置１４で発生させる水素量、アンモニア製造装置１５で製造するアンモニア量を制御するとともに、電力、水素及びアンモニアをそれぞれの需要先と貯蔵装置に供給する供給量を制御するためのエネルギー製造供給制御装置１７が設けられている。該エネルギー製造供給制御装置１７は、電力、水素及びアンモニアの各需要先での需要及び各貯蔵装置での貯蔵の現状と将来予想や、電力、水素及びアンモニアの販売価格等に基づき、それぞれの需要及び貯蔵の状況を適切な状況とするように、上記発電機１３、水電解装置１４そしてアンモニア製造装置１５へ指令信号を送り、これらを制御する。このように、電力、水素及びアンモニアの個々の製造比率や需要先、貯蔵装置への供給比率を調整して総合的なエネルギー変換効率を高くすることができ、又経済的に優れたエネルギー製造供給を実現できる。
【００７０】
＜第五実施形態＞
図６に示される第五実施形態は、図２の第一実施形態に対し、集塵機４の下流側に配設された熱交換器５にて集塵機からの排ガスから熱回収した温熱を水電解装置１４とアンモニア製造装置１５へ供給するようになっている点が追加されている。集塵機４での除塵後の排ガスは保有熱を有しているので、熱交換器５で例えば温熱媒体としての水と熱交換して排ガスの保有熱を温熱として上記水電解装置１４とアンモニア製造装置１５の少なくとも一方へもたらして各装置の運転熱源として利用することとなる。このようにして排ガスの保有熱を有効に利用することができ、各装置の運転熱源としての蒸気や電気による熱源を不要又は低減することができる。
【００７１】
＜第六実施形態＞
図７に示される第六実施形態は、図２の第一実施形態に対し、煙道９における減温塔３からの排水（冷却排水）を、水電解装置１４に供給するようになっている点が追加されている。したがって、水電解装置１４は、電気分解するための水が外部から供給される必要はない。減温塔３では、ボイラ２からの排ガスを集塵機４で除塵処理するのに適した温度まで冷却水により減温させるが、その減温に供した冷却排水を上記水電解装置１４における水の電気分解用に用いることができる。冷却排水を水電解装置へ電解の原料水として供給するので、外部から原料水を供給する必要がなく、また、冷却排水の処理を簡便にすることができる。
【００７２】
＜第七実施形態＞
図８に示される第七実施形態は、図２の第一実施形態に対し、水電解装置１４で水素とともに発生する酸素が焼却炉１に供給されて廃棄物焼却に際しての酸化剤ガスとして用いられ、発生ガス（酸素）が有効利用されるとともに、焼却炉１における焼却効率が向上するとともに、焼却炉内の燃焼が安定し、ＣＯ、ＮＯｘ等有害物の発生を抑制できる。
【００７３】
＜第八実施形態＞
図９に示される第八実施形態は、図２の第一実施形態に対し、ボイラ２と蒸気タービン１２との間に熱交換器１１を配するとともに、アンモニア製造装置１５で製造されたアンモニアの一部を受けてこれを燃焼するアンモニア燃焼装置１６を設けた点が追加されている。この本実施形態によると、アンモニア燃焼装置１６でアンモニアを燃焼して発生する高温のアンモニア燃焼排ガスを上記熱交換器１１に導入して、ボイラ２からの過熱蒸気との熱交換により、該過熱蒸気を昇温しさらに高温高圧の過熱蒸気として蒸気タービン１２に供給して発電能力を向上させ、発電効率を高くする。
【００７４】
本実施形態では、上述のごとく、アンモニア燃焼装置１６を設けてアンモニア製造装置１５で製造されたアンモニアを燃焼し、アンモニア燃焼排ガスによりボイラ２からの過熱蒸気を高温高圧化することに加え、図９にて破線で示されるごとく、水電解装置１４で水素とともに発生する酸素を上記アンモニア燃焼装置１６へ酸化剤ガスとして供給することもできる。こうすることで発生ガス（酸素）が有効利用されるとともに、アンモニア燃焼装置１６の燃焼効率が高まる。
【００７５】
＜第九実施形態＞
図１０に示される第九実施形態は、図２で説明された第一実施形態に対し、アンモニア製造装置１５で製造されたアンモニアの一部を焼却炉１へ供給するようになっている点が追加されている。上記アンモニアは焼却炉１では、補助燃料として用いられ、焼却炉１の運転開始時や運転再開時に焼却炉内温度を所定温度まで高めるため補助燃焼バーナから炉内に供給され燃焼される。アンモニア製造装置１５で製造されたアンモニアの一部を補助燃料として用いることにより、灯油や都市ガス等を補助燃料として外部から調達する必要がなく運転費用を低減できる。
【００７６】
＜第十実施形態＞
図１１に示される第十実施形態は、図９の第八実施形態に対して、アンモニア燃焼装置１６からのアンモニア燃焼排ガスが熱交換器１１でのボイラ２からの過熱蒸気をさらに過熱するように用いられた後に熱交換器１１から排出されて、該アンモニア燃焼排ガスが焼却炉１、ボイラ２、脱硝装置６の入口又は脱硝装置６の上流側煙道へ供給されるようになっている点が追加されている。
【００７７】
熱交換器１１で過熱蒸気を昇温するのに供されたアンモニア燃焼排ガスは、その一部が、焼却炉１に対しては、図１３にて次の位置Ａ１〜Ａ３、過熱器２Ｂに対して位置Ｂそしてエコノマイザ２Ｃに対して位置Ｃへ供給されている。位置Ａ１は、燃焼室２１の炉側壁、天井、各火格子２６ａ〜２６ｃの下方、炉下流側端部壁であり、これらの位置の少なくとも一箇所からアンモニア燃焼排ガスが燃焼室２１へ供給される。アンモニア燃焼排ガスは炉側壁から燃焼室２１の中央に向け、天井から下方へ向け、火格子から上方へ向け、炉下流側端部壁から上流側へ向け供給される。位置Ａ２はガス混合部２３に位置しており、アンモニア燃焼排ガスは燃焼室２１から流入する未燃ガスの流れＰと燃焼ガスの流れＱとの混合を促進するように、また、未燃ガスとガス混合部２３で受ける二次燃焼空気との攪拌混合を促進するように供給される。さらに位置Ａ３は、二次燃焼室２９に位置しており、ガス混合部２３から流入する未燃ガスと二次燃焼空気との攪拌混合を促進するように供給される。アンモニア燃焼排ガスを二次燃焼室２９へ供給する位置を、燃焼室２１からの焼却炉排ガスを８５０℃以上の温度雰囲気で２秒以上の時間滞留させることができるような位置とすることが好ましい。これにより、ダイオキシン類を分解してダイオキシン類の排出を防止する。
【００７８】
ボイラ２の接触伝熱室２Ａ-３、すなわち過熱器２Ｂには該過熱器２Ｂの入口（図１３にて接触伝熱室２Ａ-３の下部）となる位置Ｂにアンモニア燃焼排ガスが供給されている。
【００７９】
また、図１３に見られるように、エコノマイザ２Ｃの入口（図１３にてエコノマイザ２Ｃの上部）となる位置Ｃにアンモニア燃焼排ガスが供給される。
【００８０】
さらには、図１１に見られるように、脱硝装置６の入口又は脱硝装置６の上流側煙道にもアンモニア燃焼排ガスが供給される。
【００８１】
このように構成された本第十実施形態では、廃棄物が焼却炉１へ廃棄物投入口２２から投入されると、火格子（乾燥火格子２６ａ、燃焼火格子２６ｂ、後燃焼火格子２６ｃ）上で、各火格子２６ａ、２６ｂ、２６ｃの下方から燃焼用空気を受けて燃焼し、廃棄物の燃焼により可燃性の未燃ガスと一次燃焼排ガスが発生する。残渣は焼却灰として焼却灰排出口２４から排出される。
【００８２】
上記燃焼室２１には、位置Ａ１、すなわち燃焼室２１の炉側壁、天井そして各火格子２６ａ〜２６ｃの下方からアンモニア燃焼排ガスの供給を受けており、燃焼室２１に供給されたこのアンモニア燃焼排ガスは、燃焼室２１で火炎温度が過剰に高温になるのを抑制し、燃焼室２１での可燃性の未燃ガスと燃焼用空気とを十分に攪拌混合するので、燃焼が促進されかつ安定化され、ＣＯ発生を低減し、局所的高温場の発生抑制によりサーマルＮＯｘの発生を低減する。さらには、アンモニア燃焼排ガス中の残存アンモニアが、燃焼室で発生したＮＯｘを還元して脱硝し、ＮＯｘ排出を低減する。
【００８３】
未燃ガスは中間天井２５の前端部２５ａをまわり込み天井と中間天井との隙間２７へ流れＰとなって流入し、一方、燃焼ガスは中間天井の後端部２５ｂをまわり込んで炉側壁と中間天井との隙間２８へ流れＱとなって流入する。流れＰと流れＱは上記隙間２７、２８で対向していて、ガス混合部２３で衝突し混合される。このガス混合部２３にはアンモニア燃焼排ガスが位置Ａ２で供給されており、ガス混合部２３に供給されたアンモニア燃焼排ガスが、燃焼室２１からの未燃ガスと該ガス混合部２３で受ける二次燃焼空気との攪拌混合を促進して二次燃焼を促進しかつ安定化させるので、ＣＯの発生を低減し、局所的高温場の発生抑制により、サーマルＮＯｘの発生を低減させる。さらには、アンモニア燃焼排ガス中の残存アンモニアがＮＯｘを還元して脱硝し、ＮＯｘ排出を低減する。
【００８４】
ガス混合部２３で混合された未燃ガスと二次燃焼空気とは、二次燃焼室２９で二次燃焼する。その際、二次燃焼室２９では位置Ａ３からアンモニア燃焼排ガスの供給を受けており、かかる位置Ａ３からアンモニア燃焼排ガスの供給を受ける結果、未燃ガスと二次燃焼空気との攪拌混合が促進されて、未燃ガスの二次燃焼が促進されかつ安定化されるので、ＣＯの発生を低減し、局所的高温場の発生抑制により、サーマルＮＯｘの発生を低減させる。また、燃焼室２１からの焼却炉排ガスを二次燃焼室内で８５０℃以上の温度雰囲気で２秒以上の時間滞留させることができ、ダイオキシン類を分解してダイオキシン類の排出を防止する。さらには、アンモニア燃焼排ガス中の残存アンモニアがＮＯｘを還元して脱硝しＮＯｘ排出を低減する。
【００８５】
二次燃焼室２９での二次燃焼後の焼却炉排ガスは、ボイラ２に導かれ、第一放射室２Ａ−１と第二放射室２Ａ−２の蒸発器２Ａで蒸気を発生し、しかる後、接触伝熱室第一放射室２Ａ−３の過熱器２Ｂで上記蒸気を過熱蒸気とする。
【００８６】
上記過熱器２Ｂの入口の位置Ｂには、アンモニア燃焼排ガスが供給されており、アンモニア燃焼排ガスで焼却炉排ガスを希釈することとなるので、焼却炉排ガス温度がボイラ伝熱管の腐食を発生させる温度以上になるのを抑制し、また腐食性ガス（ＨＣｌ）の濃度を低下して、ボイラの腐食抑制が可能となる。
【００８７】
過熱器２Ｂで蒸気を過熱蒸気とするように昇温させた後、焼却炉排ガスはエコノマイザ２Ｃに導かれる。該エコノマイザ２Ｃにも、その入口位置Ｃでアンモニア燃焼排ガスが供給されているので、該エコノマイザ２Ｃで焼却炉排ガスの保有熱により復水器（図示せず）からの復水を加熱して加温水とする際に、アンモニア燃焼排ガスの保有熱をも加温水の加熱に利用するので、加温水の温度がそれだけ高められボイラからの過熱蒸気の保有熱エネルギーを増大させる。
【００８８】
エコノマイザ２Ｃで復水を加温水とするのに供された焼却炉排ガスは、図１１に見られるように、脱硝装置６に導かれ、ここで焼却炉排ガス中のＮＯｘが分解処理され脱硝されて、焼却炉排ガスは無害化処理排ガスとされる。上記脱硝装置６の入口位置又は脱硝装置６の上流側煙道には、アンモニア燃焼排ガスが供給されており、アンモニア燃焼排ガスの保有熱を利用して焼却炉排ガスを再加熱する。そのため、脱硝のために焼却炉排ガスを再加熱するために必要な再加熱装置が不要となるか、又は再加熱を軽減化することができる。さらには、アンモニア燃焼排ガス中の残存アンモニアが脱硝剤としてＮＯｘを還元するので、ＮＯｘの還元のために外部から脱硝剤としてアンモニアを供給することが不要となるか、又は外部からのアンモニアの供給量を低減することができる。
【００８９】
＜第十一実施形態＞
図１２に示される第十一実施形態は、図２の第一実施形態に対し、アンモニア製造装置２で製造されたアンモニアの一部を焼却炉１、脱硝装置６の入口又は脱硝装置６の上流側煙道へ供給されるようになっている点が追加されている。
【００９０】
焼却炉１に供給されるアンモニアが、燃焼室で発生したＮＯｘを還元して脱硝し、ＮＯｘ排出を低減する。アンモニアが、脱硝装置６の入口位置又は脱硝装置６の上流側煙道に供給され、脱硝剤としてＮＯｘを還元するので、ＮＯｘの還元のために外部から脱硝剤としてアンモニアを供給することが不要となるか、又は外部からのアンモニアの供給量を低減することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１  焼却炉
２  ボイラ
２Ｂ  過熱器
２Ｃ  エコノマイザ
３  減温塔
５  熱交換器
６  脱硝装置
８  煙突
９  煙道
１１  熱交換器
１２  蒸気タービン
１３  発電機
１４  水電解装置
１５  アンモニア製造装置
１６  アンモニア燃焼装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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