(57)【要約】【課題】臭気ガスに加えて、有機溶剤廃液の処理も可能となり、しかも、ガスタービンを用いた電力負荷が低い場合であっても、臭気ガスが分解されずに排出されてしまうことのないガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置を提供する。【解決手段】ガスタービン２３のコンプレッサー３３に臭気ガスを吸気させ、圧縮した臭気ガスを燃焼器２７にて有機溶剤廃液と共に燃焼させてガスタービン２３のタービン３５へ供給し、ガスタービン２３の回転力によって発電機４３を駆動させるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法であって、発電機に、インバータ制御可能な高周波発電機４３を用い、タービン入口温度が一定温度となるようにガスタービン回転数を可変させる一方、高周波発電機４３によって発電周波数を一定に維持する。【選択図】      図１
2004184003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンのコンプレッサーに臭気ガスを吸気させ、
圧縮した該臭気ガスを燃焼器にて有機溶剤廃液とともに燃焼させて前記ガスタービンのタービンへ供給し、
前記ガスタービンの回転力によって発電機を駆動させるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法であって、
前記発電機に、インバータ制御可能な高周波発電機を用い、
タービン入口温度が一定温度となるようにガスタービン回転数を可変させる一方、前記高周波発電機によって発電周波数を一定に維持することを特徴とするガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法。
【請求項２】
ガスタービンのコンプレッサーに臭気ガスを吸気させ、
圧縮した該臭気ガスを燃焼器にて有機溶剤廃液とともに燃焼させて前記ガスタービンのタービンへ供給し、
前記ガスタービンの回転力によって発電機を駆動させるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法であって、
前記燃焼器の出口から排出された燃焼ガスの一部を前記タービンの出口に迂回させることを特徴とするガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法。
【請求項３】
ガスタービンのコンプレッサーに臭気ガスを吸気させ、
圧縮した該臭気ガスを燃焼器にて有機溶剤廃液とともに燃焼させて前記ガスタービンのタービンへ供給し、
前記ガスタービンの回転力によって発電機を駆動させるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法であって、
前記コンプレッサーの後流側の圧縮空気の一部を分岐してバーナーで燃焼処理することを特徴とするガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法。
【請求項４】
ガスタービンのコンプレッサーに臭気ガスを吸気させ、
圧縮した該臭気ガスを燃焼器にて有機溶剤廃液とともに燃焼させて前記ガスタービンのタービンへ供給し、
該タービンからの排気を温水器に供給して水との熱交換を行い、
前記ガスタービンの回転力によって発電機を駆動させるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法であって、
前記温水器に、追い焚き機能を有するボイラーを用い、
該追い焚ボイラーにてタービンからの排気を燃焼処理することを特徴とするガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法。
【請求項５】
コンプレッサー及びタービンを備えたガスタービンと、
前記コンプレッサーに吸気されて圧縮された臭気ガス、及び前記タービンからの排気が別系統で供給されて熱交換を行う再生器と、
有機溶剤廃液、及び前記再生器を通過した臭気ガスを燃焼させて前記タービンへ供給する燃焼器と、
前記再生器を通過した排気が供給されて水との熱交換を行う温水器と、
前記ガスタービンの回転力によって駆動される発電機とを具備し、
前記発電機が、インバータ制御される高周波発電機であることを特徴とするガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置。
【請求項６】
コンプレッサー及びタービンを備えたガスタービンと、
前記コンプレッサーに吸気されて圧縮された臭気ガス、及び前記タービンからの排気が別系統で供給されて熱交換を行う再生器と、
有機溶剤廃液、及び前記再生器を通過した臭気ガスを燃焼させて前記タービンへ供給する燃焼器と、
前記再生器を通過した排気が供給されて水との熱交換を行う温水器と、
前記ガスタービンの回転力によって駆動される発電機とを具備し、
前記燃焼器にて燃焼させた燃焼ガスの一部を前記燃焼器の出口から前記タービンの出口に迂回させるバイパスが設けられたことを特徴とするガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置。
【請求項７】
コンプレッサー及びタービンを備えたガスタービンと、
前記コンプレッサーに吸気されて圧縮された臭気ガス、及び前記タービンからの排気が別系統で供給されて熱交換を行う再生器と、
有機溶剤廃液、及び前記再生器を通過した臭気ガスを燃焼させて前記タービンへ供給する燃焼器と、
前記再生器を通過した排気が供給されて水との熱交換を行う温水器と、
前記ガスタービンの回転力によって駆動される発電機とを具備し、
前記コンプレッサーの後流側に圧縮空気を分岐する分岐管が接続され、
該分岐管にバーナーが設けられたことを特徴とするガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置。
【請求項８】
コンプレッサー及びタービンを備えたガスタービンと、
前記コンプレッサーに吸気されて圧縮された臭気ガス、及び前記タービンからの排気が別系統で供給されて熱交換を行う再生器と、
有機溶剤廃液、及び前記再生器を通過した臭気ガスを燃焼させて前記タービンへ供給する燃焼器と、
前記再生器を通過した排気が供給されて水との熱交換を行う温水器と、
前記ガスタービンの回転力によって駆動される発電機とを具備し、
前記温水器が、追い焚き機能を有するボイラーであることを特徴とするガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置。
【請求項９】
請求項５記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置において、
燃焼器にて燃焼させた燃焼ガスの一部を前記燃焼器の出口から前記タービンの出口に迂回させるバイパスが設けられたことを特徴とするガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置。
【請求項１０】
請求項５記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置において、
前記コンプレッサーの後流側に圧縮空気を分岐する分岐管が接続され、
該分岐管にバーナーが設けらたことを特徴とするガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置。
【請求項１１】
請求項５記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置において、
前記温水器が、追い焚き機能を有するボイラーであることを特徴とするガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置。
【請求項１２】
請求項９記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置において、
前記コンプレッサーの後流側に圧縮空気を分岐する分岐管が接続され、
該分岐管にバーナーが設けらたことを特徴とするガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、臭気ガス及び有機溶剤廃液を酸化処理するとともに、コージェネレーションシステムとして有効なエネルギーを取り出すことのできるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置に関し、さらに詳しくは、低負荷時の処理性能を向上させる改良技術に関し、特に、印刷・塗装工程，半導体製造工程，食品工業，石油化学・樹脂プラント，鋳造工程等の有機蒸発ガスや悪臭を放出する工程に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、臭気ガスの処理装置は、燃焼方式が一般的であるが、臭気ガスを単に燃焼させて無害化することから、その際に生じるエネルギーが有効に回収されていない。
一方、大量の排ガスを能率良く処理し、また、省エネ効果及びＣＯ２  発生量の削減効果を高めるために、臭気ガスをガスタービンに吸引させて燃焼処理するとともに、ガスタービンで発電機を駆動して電力を取り出すようにした例えば下記特許文献１記載の排ガス処理システムが提案されている。
【０００３】
この排ガス処理システムは、図５に示すように、処理対象の排ガスＡ中に含まれる有機成分を濃縮して有機成分濃度ｄを高めた濃縮ガスＢ′を生成する濃縮装置１と、この濃縮装置１による生成濃縮ガスＢ′を燃焼用酸素含有ガスとして動力発生させるガスタービン６と、このガスタービン６による発生動力で発電する発電機９とを設けている。
【０００４】
従って、この排ガス処理システムでは、処理対象の排ガスＡから有機成分を移行させた濃縮ガスＢ′を燃焼用酸素含有ガスとして燃料Ｇとともにガスタービン６に供給することにより、濃縮装置１での有機成分移行に続く排ガス処理の最終工程として、濃縮ガスＢ′への移行有機成分をガスタービン６での燃焼により酸化分解するとともに、その分解熱を発電機９による発生電力Ｅ及び排気ボイラ１１による発生蒸気Ｓの形で回収して効率良く工場稼動に利用し、これにより工場全体としての消費エネルギー及びＣＯ２  発生量を削減可能としている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−７０７５０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の排ガス処理システムは、電力負荷が低い場合、タービン入口の燃焼ガス温度が、臭気ガスの分解に必要な８００℃より低下する。このため、臭気ガスは、直接燃焼領域に供給されずに、燃焼器の冷却や、燃焼ガスの希釈に用いられた後、充分に分解されずに排出されてしまう問題があった。
また、臭気ガスを燃焼により酸化分解し、その分解熱を発電機により回収するシステムは知られていたが、臭気ガスの発生源となる「有機溶剤廃液」を直接的に処理しながらその保有熱からエネルギーを回収するシステムは考案されていなかった。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、臭気ガスに加えて、有機溶剤廃液の処理も可能となり、しかも、ガスタービンを用いた電力負荷が低い場合であっても、臭気ガスが分解されずに排出されてしまうことのないガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
この発明の請求項１記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法は、ガスタービン２３のコンプレッサー３３に臭気ガスを吸気させ、
圧縮した該臭気ガスを燃焼器２７にて有機溶剤廃液とともに燃焼させて前記ガスタービン２３のタービン３５へ供給し、
前記ガスタービン２３の回転力によって発電機４３を駆動させるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法であって、
前記発電機に、インバータ制御可能な高周波発電機４３を用い、
タービン入口温度が一定温度となるようにガスタービン回転数を可変させる一方、前記高周波発電機４３によって発電周波数を一定に維持することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法は、ガスタービンのコンプレッサーに臭気ガスを吸気させ、
圧縮した該臭気ガスを燃焼器２７にて有機溶剤廃液とともに燃焼させて前記ガスタービン２３のタービン３５へ供給し、
前記ガスタービン２３の回転力によって発電機３１を駆動させるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法であって、
前記燃焼器２７の出口から排出された燃焼ガスの一部を前記タービン３５の出口に迂回させることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法は、ガスタービン２３のコンプレッサー３３に臭気ガスを吸気させ、
圧縮した該臭気ガスを燃焼器２７にて有機溶剤廃液とともに燃焼させて前記ガスタービン２３のタービン３５へ供給し、
前記ガスタービン２３の回転力によって発電機３１を駆動させるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法であって、
前記コンプレッサー３３の後流側の圧縮空気の一部を分岐してバーナー６５で燃焼処理することを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法は、ガスタービン２３のコンプレッサ３３ーに臭気ガスを吸気させ、
圧縮した該臭気ガスを燃焼器２７にて有機溶剤廃液とともに燃焼させて前記ガスタービン２３のタービン３５へ供給し、
該タービン３５からの排気を温水器２９に供給して水との熱交換を行い、
前記ガスタービン２３の回転力によって発電機３１を駆動させるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法であって、
前記温水器に、追い焚き機能を有するボイラー７３を用い、
該追い焚ボイラー７３にてタービン３５からの排気を燃焼処理することを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置２１は、コンプレッサー３３及びタービン３５を備えたガスタービン２３と、
前記コンプレッサー３３に吸気されて圧縮された臭気ガス、及び前記タービン３５からの排気が別系統で供給されて熱交換を行う再生器２５と、
有機溶剤廃液、及び前記再生器２５を通過した臭気ガスを燃焼させて前記タービン３５へ供給する燃焼器２７と、
前記再生器２５を通過した排気が供給されて水との熱交換を行う温水器２９と、
前記ガスタービン２３の回転力によって駆動される発電機４３とを具備し、
前記発電機が、インバータ制御される高周波発電機４３であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置５１は、コンプレッサー３３及びタービン３５を備えたガスタービン２３と、
前記コンプレッサー３３に吸気されて圧縮された臭気ガス、及び前記タービン３５からの排気が別系統で供給されて熱交換を行う再生器２５と、
有機溶剤廃液、及び前記再生器２５を通過した臭気ガスを燃焼させて前記タービン３５へ供給する燃焼器２７と、
前記再生器２５を通過した排気が供給されて水との熱交換を行う温水器２９と、
前記ガスタービン２３の回転力によって駆動される発電機３１とを具備し、
前記燃焼器２７にて燃焼させた燃焼ガスの一部を前記燃焼器２７の出口から前記タービン３５の出口に迂回させるバイパス５３が設けられたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置６１は、コンプレッサー３３及びタービン３５を備えたガスタービン２３と、
前記コンプレッサー３３に吸気されて圧縮された臭気ガス、及び前記タービン３５からの排気が別系統で供給されて熱交換を行う再生器２５と、
有機溶剤廃液、及び前記再生器２５を通過した臭気ガスを燃焼させて前記タービン３５へ供給する燃焼器２７と、
前記再生器２５を通過した排気が供給されて水との熱交換を行う温水器２９と、
前記ガスタービン２３の回転力によって駆動される発電機３１とを具備し、
前記コンプレッサー３３の後流側に圧縮空気を分岐する分岐管６３が接続され、
該分岐管６３にバーナー６５が設けらたことを特徴とする。
【００１５】
請求項８記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置７１は、コンプレッサー３３及びタービン３５を備えたガスタービン２３と、
前記コンプレッサー３３に吸気されて圧縮された臭気ガス、及び前記タービン３５からの排気が別系統で供給されて熱交換を行う再生器２５と、
有機溶剤廃液、及び前記再生器２５を通過した臭気ガスを燃焼させて前記タービン３５へ供給する燃焼器２７と、
前記再生器２５を通過した排気が供給されて水との熱交換を行う温水器と、
前記ガスタービン２３の回転力によって駆動される発電機３１とを具備し、
前記温水器が、追い焚き機能を有するボイラー７３であることを特徴とする。
【００１６】
請求項９記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置は、請求項５記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置２１において、
燃焼器にて燃焼させた燃焼ガスの一部を前記燃焼器２７の出口から前記タービン３５の出口に迂回させるバイパス５３が設けられたことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置は、請求項５記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置２１において、
前記コンプレッサー３３の後流側に圧縮空気を分岐する分岐管６３が接続され、
該分岐管６３にバーナー６５が設けらたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置は、請求項５記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置２１において、
前記温水器が、追い焚き機能を有するボイラー７３であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１２記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置は、請求項９記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置において、
前記コンプレッサー３３の後流側に圧縮空気を分岐する分岐管６３が接続され、
該分岐管６３にバーナー６５が設けられたことを特徴とする。
【００２０】
そして、請求項１及び５記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置２１では、タービン入口温度が一定温度となるようにガスタービン回転数を可変させる一方、高周波発電機４３によって発電周波数を一定に維持し、任意に回転数を制御することが可能となる。従って、電力負荷が低い場合には、回転数を低下させながら、インバータ４１によって発電周波数が一定に維持される。これにより、タービン回転数を下げ、風量を下げることによりタービン入口温度を８００℃以上に制御することが可能となる。
【００２１】
請求項２及び６記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置５１では、電力負荷が低下した場合、燃焼ガスがバイパスされ、タービン駆動の燃焼ガス量が減少することによりタービン入口温度が上昇する。その結果、電力負荷が低下したにもかかわらずタービン入口温度が臭気ガスを酸化処理するのに充分な温度に保たれることになる。
【００２２】
請求項３及び７記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置６１では、電力負荷が低下した場合、分岐管６３から臭気ガスを含んだ圧縮空気が抽気され、バーナー６５で燃焼処理することが可能となる。そして、圧縮空気が抽気されたガスタービン２３は、タービン駆動の燃焼ガス量が減少することにより、タービン入口温度が上昇し、結果として電力負荷が低下したにもかかわらず、タービン入口温度が臭気ガスを酸化処理するのに充分な温度に保たれることになる。
【００２３】
請求項４及び８記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置７１では、電力負荷が低下した場合、追い焚きボイラー７３で排気ガスが燃焼され、８００℃以上の温度とすることで残存している臭気ガスが完全に分解される。従って、タービン入口温度を監視しつつ、追い焚きボイラー７３のオン・オフ或いは出力を制御することで、電力負荷の如何にかかわらず一定量の臭気ガスが処理可能となる。
【００２４】
請求項９記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置では、タービン回転数が下げられ、さらには、燃焼ガスがバイパスされることでタービン入口温度が上昇し、分解処理能力を発揮する範囲がより低負荷側に広がる。つまり、回転数の低減と、バイパスとの両方の手段によって調整範囲が拡大することになる。
【００２５】
請求項１０記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置では、タービン回転数が下げられ、さらには、圧縮空気が抽気されて、タービン入口温度が上昇し、分解処理能力を発揮する範囲がより低負荷側に広がる。つまり、回転数の低減と、圧縮空気の抽気との両方の手段によって調整範囲が拡大することになる。
【００２６】
請求項１１記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置では、タービン回転数が下げられ、さらには、追い焚きボイラー７３で排気ガスが燃焼され、臭気ガスがより完全に処理可能となる。
【００２７】
請求項１２記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置では、タービン回転数が下げられ、さらには、燃焼ガスがバイパスされるのに加え、コンプレッサー３３の後流側の圧縮空気の一部が抽気されてバーナー６５で燃焼処理され、分解処理能力を発揮する範囲がより低負荷側に広がり、かつ臭気ガスの処理がより確実に行えるようになる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置の第一の実施の形態を表す概念図である。
【００２９】
この実施の形態によるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置（処理装置）２１は、ガスタービン２３と、再生器２５と、燃焼器２７と、温水器２９と、高周波発電機４３とを主要な構成として有している。
【００３０】
ガスタービン２３は、コンプレッサー３３及びタービン３５を備える。
コンプレッサー３３の排気側には再生器２５が配管接続される。再生器２５では、コンプレッサー３３に吸気されて圧縮された臭気ガス、及びタービン３５からの排気が別系統で供給されて、これら臭気ガスと排気とが熱交換される。つまり、再生器２５は、タービン出口排ガス中の熱エネルギーを回収し、有効利用可能としている。
【００３１】
燃焼器２７は、再生器２５の後流側に接続され、有機溶剤廃液、及び再生器２５を通過した臭気ガスを燃焼させて、タービン３５へ供給する。この燃焼器２７としては、乾式低公害燃焼器であるＤＬＥ（Ｄｒｙ  Ｌｏｗ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）燃焼器を用いることが好ましい。このＤＬＥ燃焼器を用いることにより、純水や蒸気を不要にして、窒素酸化物（Ｎｏｘ  ）やＴＨＣ（  炭化水素未燃分）の排出を極めて少なくすることができる。すなわち、有機溶剤廃液をＨ２  Ｏと、ＣＯ２  にほぼ完全に分解することができる。なお、このＤＬＥ燃焼器へは、蒸留等により有害成分を除去した後の有機溶剤廃液が供給される。
【００３２】
温水器２９は、再生器２５を通過した排気が供給され、水との熱交換を行う。この温水器２９としては、より具体的に、蒸気ボイラ、温水ボイラ、吸収式冷凍機等を用いることができる。
【００３３】
高周波発電機４３は、ガスタービン２３の回転力によって駆動される。本実施の形態では、この発電機として、インバータ４１によって制御される高周波発電機４３を採用している。
【００３４】
このように構成される処理装置２１を用いた脱臭・廃液処理方法では、図示しない吸気室から吸い込まれた臭気ガスがコンプレッサー３３におけるロータの回転により圧縮され、高温高圧の状態となって再生器２５を介して燃焼器２７に導かれる。燃焼器２７に導かれた臭気ガスは、有機溶剤廃液と混合して燃焼され、高温高圧の燃焼ガスとなる。燃焼ガスは、タービン３５で膨張し、そのエネルギーがタービンの回転力に変換される。回転力の一部はコンプレッサー３３の動力となり、他の一部はガスタービン２３の出力となって、高周波発電機４３を駆動する。このとき、タービン入口温度が一定温度となるようにガスタービン回転数を可変させる一方、高周波発電機４３によって発電周波数を一定に維持する。この際、ガスタービン２３の回転数は、ガバナにて制御され、高周波発電機４３の発電周波数はインバータ４１によって制御される。タービン３５で回転力に変換された後の燃焼ガスは、再生器２５を介して温水器２９に供給・排気される。
【００３５】
燃焼器２７では、臭気ガス中の炭化水素成分が燃料として燃焼される。また、再生器２５は、臭気ガス・有機蒸発ガスをＨ２  Ｏと、ＣＯ２  に分解するのに必要な、「高い温度にて」、「滞留時間を十分にかせぐ」、「酸素との十分な混合」等の重要な条件を実現させる。
【００３６】
また、タービン３５には、燃焼後の臭気ガス及び有機溶剤廃液が供給されることとなるが、この際、これらは、Ｈ２  Ｏ，ＣＯ２  及び僅かな未燃分となる。
【００３７】
このガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその処理装置２１によれば、発電機に、インバータ制御可能な高周波発電機４３を用い、タービン入口温度が一定温度となるようにガスタービン回転数を可変させる一方、高周波発電機４３によって発電周波数を一定に維持するので、任意に回転数を制御することが可能となり、電力負荷が低い場合、一般の発電機では発電周波数維持のためガスタービン回転数を常に一定に制御する必要があるのに対し、本実施の形態では、回転数を低下させながら、インバータ４１によって発電周波数を一定にすることができる。これにより、タービン回転数を下げ、風量を下げることによりタービン入口温度を８００℃以上に制御することが可能となり、電力負荷が低い場合であっても、臭気ガスを完全に処理することができる。
【００３８】
次に、本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置の第二の実施の形態を説明する。
図２は本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置の第二の実施の形態を表す概念図である。なお、以下の各実施の形態の説明において、図１に示した部材と同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
【００３９】
この実施の形態によるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置５１は、ガスタービン２３と、コンプレッサー３３に吸気されて圧縮された臭気ガス、及びタービン３５からの排気が別系統で供給されて熱交換を行う再生器２５と、有機溶剤廃液、及び再生器２５を通過した臭気ガスを燃焼させてタービン３５へ供給する燃焼器２７と、再生器２５を通過した排気が供給されて水との熱交換を行う温水器２９と、ガスタービン２３の回転力によって駆動される発電機３１とを具備し、燃焼器２７にて燃焼させた燃焼ガスの一部を燃焼器２７の出口からタービン３５の出口に迂回させるバイパス５３が設けられている。なお、ここで用いる発電機３１は、高周波発電機である必要はなく、通常の発電機とすることができる。
【００４０】
この処理装置５１を用いた脱臭・廃液処理方法は、燃焼器２７の出口から排出された燃焼ガスの一部をタービン３５の出口に迂回させることを特徴としている。この燃焼ガスの迂回量は、バイパス５３に設けた流量制御弁５５を用いて、電力負荷に基づき制御される。
従って、電力負荷が低下した場合に燃焼ガスをバイパスさせることが可能となり、燃焼ガスのバイパスされたガスタービン２３は、タービン駆動の燃焼ガス量が減少することによりタービン入口温度が上昇し、結果として電力負荷が低下したにもかかわらずタービン入口温度を、臭気ガスを酸化処理するのに充分な温度に保つことができる。従って、電力負荷に応じてバイパス量を制御することにより、電力負荷の如何にかかわらず一定量の臭気ガスを処理することができる。
【００４１】
次に、本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置の第三の実施の形態を説明する。
図３は本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置の第三の実施の形態を表す概念図である。
【００４２】
この実施の形態によるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置６１は、ガスタービン２３と、コンプレッサー３３に吸気されて圧縮された臭気ガス、及びタービン３５からの排気が別系統で供給されて熱交換を行う再生器２５と、有機溶剤廃液、及び再生器２５を通過した臭気ガスを燃焼させてタービン３５へ供給する燃焼器２７と、再生器２５を通過した排気が供給されて水との熱交換を行う温水器２９と、ガスタービン２３の回転力によって駆動される発電機３１とを具備し、コンプレッサー３３の後流側に圧縮空気を分岐する分岐管６３が接続され、この分岐管６３にバーナー６５が設けられている。なお、６７は、圧縮空気の分岐量を調整する流量調整弁である。
【００４３】
この処理装置６１を用いた脱臭・廃液処理方法は、コンプレッサー３３の後流側の圧縮空気の一部を分岐してバーナー６５で燃焼処理することを特徴としている。
従って、電力負荷が低下した場合、分岐管６３から臭気ガスを含んだ圧縮空気を抽気し、バーナー６５で燃焼処理して廃棄することが可能となる。そして、圧縮空気が抽気されたガスタービン２３は、タービン駆動の燃焼ガス量が減少することにより、タービン入口温度が上昇するので、結果として電力負荷が低下したにもかかわらずタービン入口温度を、臭気ガスを酸化処理するのに充分な温度に保つことができる。従って、電力負荷に応じて分岐量を制御することにより、電力負荷の如何にかかわらず一定量の臭気ガスを処理することができる。
【００４４】
なお、バーナー６５には、必要に応じて助燃材（補助燃料）が供給される。この補助燃料としては、例えば蒸留等により有害成分を取り除いた有機溶剤廃液、灯油、ＬＰＧ、ＬＮＧ等とすることができる。
【００４５】
また、この実施の形態による処理装置６１は、バーナー６５の後流側に、さらに温水器を設け、熱エネルギーの回収を行うこともできる。
【００４６】
次に、本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置の第四の実施の形態を説明する。
図４は本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置の第四の実施の形態を表す概念図である。
【００４７】
この実施の形態によるガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置７１は、ガスタービン２３と、コンプレッサー３３に吸気されて圧縮された臭気ガス、及びタービン２３からの排気が別系統で供給されて熱交換を行う再生器２５と、有機溶剤廃液、及び再生器２５を通過した臭気ガスを燃焼させてタービン３５へ供給する燃焼器２７と、再生器２５を通過した排気が供給されて水との熱交換を行う温水器２９と、ガスタービン２３の回転力によって駆動される発電機３１とを具備し、温水器２９が、追い焚き機能を有するボイラー７３となっている。この追い焚きボイラー７３には、燃焼器２７に供給される有機溶剤廃液の一部を分配供給することができる。
【００４８】
この処理装置７１を用いた脱臭・廃液処理方法は、追い焚きボイラー７３を用い、この追い焚ボイラー７３にてタービン３５からの排気を燃焼処理することを特徴としている。
従って、電力負荷が低下した場合、追い焚きボイラー７３で排気ガスを燃焼させ、８００℃以上の温度とすることで残存している臭気ガスを完全に分解することができる。従って、タービン入口温度を監視しつつ、追い焚きボイラー７３のオン・オフ或いは出力を制御することで、電力負荷の如何にかかわらず一定量の臭気ガスを処理することができる。また、この場合、追い焚きボイラー７３から熱エネルギーをさらに取り出すことも可能となる。
【００４９】
なお、本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置は、上記した各実施の形態で開示した構成を適宜組み合わせて以下の変形例として構成することができる。
すなわち、高周波発電機４３を備えた処理装置２１において、さらに、燃焼器２７にて燃焼させた燃焼ガスの一部を燃焼器２７の出口からタービン３５の出口に迂回させるバイパス５３が設けられてもよい。
この変形例によれば、タービン回転数を下げ、さらには、燃焼ガスをバイパスさせて、タービン入口温度を上昇させるので、分解処理能力を発揮する範囲をより低負荷側に広げることが可能となる。
【００５０】
そして、高周波発電機４３を備えた処理装置２１において、コンプレッサー３３の後流側に圧縮空気を分岐する分岐管６３が接続され、この分岐管６３にバーナー６５が設けられてもよい。
この変形例によれば、タービン回転数を下げ、さらには、圧縮空気を抽気して、タービン入口温度を上昇させるので、分解処理能力を発揮する範囲をより低負荷側に広げることができる。
【００５１】
また、高周波発電機４３を備えた処理装置２１において、温水器２９を、追い焚きボイラー７３としてもよい。
この変形例によれば、タービン回転数を下げ、さらには、追い焚きボイラー７３で排気ガスを燃焼させ、臭気ガスをより完全に処理することができる。
【００５２】
さらに、高周波発電機４３を備えた処理装置２１において、燃焼器２７にて燃焼させた燃焼ガスの一部を燃焼器２７の出口からタービン３５の出口に迂回させるバイパス５３が設けられ、さらに、コンプレッサー３３の後流側に圧縮空気を分岐する分岐管６３が接続され、この分岐管６３にバーナー６５が設けられるものであってもよい。
この変形例によれば、タービン回転数を下げ、さらには、燃焼ガスをバイパスさせるのに加え、コンプレッサー３３の後流側の圧縮空気の一部を抽気してバーナー６５で燃焼処理するので、分解処理能力を発揮する範囲をより低負荷側に広げることができ、しかも、確実に臭気ガスを処理することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る請求項１及び５記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置によれば、発電機に、インバータ制御可能な高周波発電機を用い、タービン入口温度が一定温度となるようにガスタービン回転数を可変させる一方、高周波発電機によって発電周波数を一定に維持するので、任意に回転数を制御することが可能となり、電力負荷が低い場合には、回転数を低下させながら、インバータによって発電周波数を一定にすることができる。これにより、タービン回転数を下げ、風量を下げることによりタービン入口温度を８００℃以上に制御することが可能となり、電力負荷が低い場合であっても、臭気ガスを完全に処理することができる。
【００５４】
請求項２及び６記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置によれば、燃焼器の出口から排出された燃焼ガスの一部をタービンの出口に迂回させるので、電力負荷が低下した場合に燃焼ガスをバイパスさせることが可能となる。燃焼ガスのバイパスされたガスタービンは、タービン駆動の燃焼ガス量が減少することによりタービン入口温度が上昇し、結果として電力負荷が低下したにもかかわらずタービン入口温度を、臭気ガスを酸化処理するのに充分な温度に保つことができる。従って、電力負荷に応じてバイパス量を制御することにより、電力負荷の如何にかかわらず一定量の臭気ガスを処理することができる。
【００５５】
請求項３及び７記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置によれば、コンプレッサーの後流側の圧縮空気の一部を分岐してバーナーで燃焼処理するので、電力負荷が低下した場合、分岐管から臭気ガスを含んだ圧縮空気を抽気し、バーナーで燃焼処理して廃棄することが可能となる。そして、圧縮空気が抽気されたガスタービンは、タービン駆動の燃焼ガス量が減少することにより、タービン入口温度が上昇するので、結果として電力負荷が低下したにもかかわらずタービン入口温度を、臭気ガスを酸化処理するのに充分な温度に保つことができる。従って、電力負荷に応じて分岐量を制御することにより、電力負荷の如何にかかわらず一定量の臭気ガスを処理することができる。
【００５６】
請求項４及び８記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理方法及びその装置によれば、温水器に、追い焚き機能を有するボイラーを用い、この追い焚ボイラーにてタービンからの排気を燃焼処理するので、電力負荷が低下した場合、追い焚きボイラーで排気ガスを燃焼させ、８００℃以上の温度とすることで残存している臭気ガスを完全に分解することができる。従って、タービン入口温度を監視しつつ、追い焚きボイラーのオン・オフ或いは出力を制御することで、電力負荷の如何にかかわらず一定量の臭気ガスを処理することができる。また、この場合、追い焚きボイラーから熱エネルギーをさらに取り出すことも可能となる。
【００５７】
請求項９記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置によれば、発電機に、インバータ制御可能な高周波発電機を用い、かつ燃焼ガスの一部をタービンの出口に迂回させるので、タービン回転数を下げ、さらには、燃焼ガスをバイパスさせて、タービン入口温度を上昇させ、分解処理能力を発揮する範囲がより低負荷側に広がる。
【００５８】
請求項１０記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置によれば、発電機に、インバータ制御可能な高周波発電機を用い、かつコンプレッサーの後流側の圧縮空気の一部を分岐してバーナーで燃焼処理するので、タービン回転数を下げ、さらには、圧縮空気を抽気して、タービン入口温度を上昇させ、分解処理能力を発揮する範囲がより低負荷側に広がる。
【００５９】
請求項１１記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置によれば、発電機に、インバータ制御可能な高周波発電機を用い、かつ温水器に、追い焚き機能を有するボイラーを用いるので、タービン回転数を下げ、さらには、追い焚きボイラーで排気ガスを燃焼させ、臭気ガスをより完全に処理することができる。
【００６０】
請求項１２記載のガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置によれば、発電機に、インバータ制御可能な高周波発電機を用い、かつ燃焼ガスの一部をタービンの出口に迂回させるとともに、コンプレッサーの後流側の圧縮空気の一部を分岐してバーナーで燃焼処理するので、タービン回転数を下げ、さらには、燃焼ガスをバイパスさせるのに加え、コンプレッサーの後流側の圧縮空気の一部を抽気してバーナーで燃焼処理し、分解処理能力を発揮する範囲がより低負荷側に広がり、しかも、確実に臭気ガスを処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置の第一の実施の形態を表す概念図である。
【図２】本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置の第二の実施の形態を表す概念図である。
【図３】本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置の第三の実施の形態を表す概念図である。
【図４】本発明に係るガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置の第四の実施の形態を表す概念図である。
【図５】従来の排ガス処理システムの概念図である。
【符号の説明】
２１，５１，６１，７１…処理装置（ガスタービンを利用した脱臭・廃液処理装置）
２３…ガスタービン
２５…再生器
２７…燃焼器
２９…温水器
３１…発電機
３３…コンプレッサー
３５…タービン
４３…高周波発電機
５３…バイパス
６３…分岐管
６５…バーナー
７３…追い焚き機能を有するボイラー
【図１】
2004184003.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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