(57)【要約】【課題】消化ガスを清浄化して機器類の耐久性を向上させる。【解決手段】下水処理場１１などから得られた消化ガスは脱硫塔１２に供給される。この脱硫塔１２には、脱硫剤として酸化鉄系が充填され、この脱硫塔１２内の酸化鉄と供給された消化ガス成分中の硫化水素が反応して硫化鉄が生成され、脱硫される。消化ガスは、除湿器本体１３ａ，１３ｂに導入され、除湿器本体１３ａ，１３ｂ内に設けられる除湿剤を充填または担持した接触材１７ａ，１７ｂにより消化ガス中の水分が吸着される。接触材１７ａ，１７ｂに吸着された水分は、再生バルブ１９ａ，１９ｂの一方を閉じ、ポンプ１６により空気を四方弁１４から除湿器本体１３ａ，１３ｂに供給して、例えば、再生バルブ１９ｂから外部に水分を放出する。この動作を交互に行う。【選択図】　図１
2004091580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
消化汚泥から発生する消化ガスを脱硫する脱硫装置と、この脱硫装置で脱硫された消化ガスが導入され、この消化ガスから水分を除去する除湿装置とを備えたものであって、
前記除湿装置は、内部に除湿剤を充填または担持した接触材が設けられた一対の除湿器本体と、この除湿器本体の外周に配設された乾燥用ヒータと、前記一対の除湿器本体に消化ガスを導入する流路に介挿された四方弁と、前記一対の除湿器本体にそれぞれ設けられた消化ガス送出バルブと、前記一対の除湿器本体にそれぞれ設けられ、前記乾燥用ヒータをオンにして、前記消化ガス送出バルブが閉じられた側の除湿器本体内の接触材に吸着された水分を、前記四方弁から導入される空気で外部に放出する再生バルブとから構成したことを特徴とする消化ガス清浄装置。
【請求項２】
タービン、空気圧縮機と発電機とを同軸で連結し、圧縮機で空気を圧縮してタービン駆動用の燃焼ガスを得る燃焼器に供給したガスタービン発電装置であって、
消化汚泥から発生する消化ガスを脱硫する脱硫装置と、この脱硫装置で脱硫された消化ガスが導入され、この消化ガスから水分を除去する除湿装置とを備え、前記除湿装置は、内部に除湿剤を充填または担持した接触材が設けられた一対の除湿器本体と、この除湿器本体の外周に配設された乾燥用ヒータと、前記一対の除湿器本体に消化ガスを導入する流路に介挿された四方弁と、前記一対の除湿器本体にそれぞれ設けられた消化ガス送出バルブと、前記一対の除湿器本体にそれぞれ設けられ、前記乾燥用ヒータをオンにして、前記消化ガス送出バルブが閉じられた側の除湿器本体内の接触材に吸着された水分を、前記四方弁から導入される空気で外部に放出する再生バルブとから構成し、
前記除湿装置から得られた消化ガスと圧縮機から得られた空気とを燃焼器に供給して燃焼させ、燃焼器で得られた燃焼ガスによりタービンを駆動して発電機から発電電力を得るようにしたことを特徴とする消化ガスを用いたガスタービン発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、消化ガスを燃焼させてガスタービン発電機を運転するための良好な消化ガス得る消化ガス清浄装置及び消化ガスを用いたガスタービン発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場では、流入する汚濁物質を標準活性汚泥法や嫌気・好気法等により有機物質を処理し、減量化する手段を採っている。また、有機物質の減容化のために３５〜４０℃程度の温度で嫌気消化処理（消化）を実施している。このとき、副生成物として消化ガス（メタンガス６０〜６５％を含有、その他、炭酸ガス３０〜３５％、硫化水素ガスが数％である。）が発生する。発生した消化ガスは、従来では、消化槽の加温に利用され、残った消化ガスは、燃焼処理していた。
【０００３】
また、嫌気消化処理では、メタン細菌の活性を高めるために、消化槽を加温しなければならない。そのため、多量の熱量が必要でエネルギー効率が低くなる。
【０００４】
さらに、有効利用を目的とし、エネルギー効率を高めるために、消化ガスをガスタービン発電に利用する対策が採られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、消化ガスをガスタービン発電に利用する場合、ガスタービンの燃焼器まで配管により消化汚泥から発生する消化ガスを導く構成を採用している。
【０００６】
一方、消化ガスは、湿潤状態であるため、気温の影響により配管で結露などが発生する場合がある。この結果、消化ガス中の硫化水素などにより機器や配管系などに腐食が発生し、その腐食が進行して、機器や配管の耐久性を低下させたり、ガスタービン発電を安定に運転することができないおそれがある。
【０００７】
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、消化ガスを清浄化して機器や配管の耐久性を向上させるとともに、運転を安定にできる消化ガス清浄装置及び消化ガスを用いたガスタービン発電装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために、第１発明は、消化汚泥から発生する消化ガスを脱硫する脱硫装置と、この脱硫装置で脱硫された消化ガスが導入され、この消化ガスから水分を除去する除湿装置とを備えたものであって、
除湿装置は、内部に除湿剤を充填または担持した接触材が設けられた一対の除湿器本体と、この除湿器本体の外周に配設された乾燥用ヒータと、前記一対の除湿器本体に消化ガスを導入する流路に介挿された四方弁と、前記一対の除湿器本体にそれぞれ設けられた消化ガス送出バルブと、前記一対の除湿器本体にそれぞれ設けられ、前記乾燥用ヒータをオンにして、前記消化ガス送出バルブが閉じられた側の除湿器本体内の接触材に吸着された水分を、前記四方弁から導入される空気で外部に放出する再生バルブとから構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
第２発明は、タービン、空気圧縮機と発電機とを同軸で連結し、圧縮機で空気を圧縮してタービン駆動用の燃焼ガスを得る燃焼器に供給したガスタービン発電装置であって、
消化汚泥から発生する消化ガスを脱硫する脱硫装置と、この脱硫装置で脱硫された消化ガスが導入され、この消化ガスから水分を除去する除湿装置とを備え、前記除湿装置は、内部に除湿剤を充填または担持した接触材が設けられた一対の除湿器本体と、この除湿器本体の外周に配設された乾燥用ヒータと、前記一対の除湿器本体に消化ガスを導入する流路に介挿された四方弁と、前記一対の除湿器本体にそれぞれ設けられた消化ガス送出バルブと、前記一対の除湿器本体にそれぞれ設けられ、前記乾燥用ヒータをオンにして、前記消化ガス送出バルブが閉じられた側の除湿器本体内の接触材に吸着された水分を、前記四方弁から導入される空気で外部に放出する再生バルブとから構成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態を示す概略構成図で、図１において、下水処理場１１などから得られた消化ガスは脱硫装置を構成する脱硫塔１２に供給される。この脱硫塔１２には、脱硫剤として酸化鉄（ＦｅＯ）系が充填され、この脱硫塔１２内の酸化鉄と供給された消化ガス成分中の硫化水素が反応して硫化鉄が生成され、脱硫される。
【００１１】
脱硫された消化ガスは、除湿装置を構成する２塔式除湿器本体１３ａ，１３ｂの下部から、四方弁１４と消化ガス導入バルブ１５ａ，１５ｂを介して導入される。四方弁１４には、ポンプ１６により空気が供給され、この空気は消化ガスとともに除湿器本体１３ａ，１３ｂに導入される。
【００１２】
２塔式除湿器本体１３ａ，１３ｂ内には、シリカゲル（除湿剤）を充填または担持した接触材１７ａ，１７ｂが収納され、この接触材１７ａ，１７ｂにより消化ガス中の水分が吸着される。接触材１７ａ，１７ｂに吸着された水分は、次のような動作にて外部に放出される。
【００１３】
上記吸着された水分を放出するには、まず、除湿器本体１３ａ，１３ｂの外周囲に配置される乾燥用のヒータ１８をオンにし、再生バルブ１９ａ，１９ｂの一方を閉じ、例えば、再生バルブ１９ａを閉じ（このとき、後述する消化ガス送出バルブ２０ｂも閉じる）、ポンプ１６により空気を四方弁１４から除湿器本体１３ａ，１３ｂに供給して、再生バルブ１９ｂから外部に水分を放出する。
【００１４】
上記のバルブ操作を交互に行って、除湿器本体１３ａ，１３ｂ内の接触材１７ａ，１７ｂに吸着された水分を、再生バルブ１９ａ，１９ｂから外部に放出する。このとき、多少の消化ガスも放出されるが、問題を発生するほどでもない。
【００１５】
２塔式除湿器本体１３ａ，１３ｂの上部には、消化ガス送出バルブ２０ａ，２０ｂを設ける。このバルブ２０ａ，２０ｂを介して清浄化された消化ガス（除湿された消化ガス）が、図２に示すマイクロガスタービン発電機２１を構成する燃焼器に供給される。
【００１６】
図２はマイクロガスタービン発電機２１の概略構成図で、図２において、タービン２２、圧縮機２３及び発電機２４は軸２５により連結されている。２６は燃焼器、２７は再生器である。燃焼器２６には、図１で得られた消化ガスと、圧縮機２３により圧縮された空気が供給される。空気は再生器２７を介して燃焼器２６に供給され、ここで消化ガスと空気とを混合して燃焼させ、そのエネルギーでタービン２２を回転させて発電機２４を駆動し発電電力を得る。
【００１７】
このとき、多量の熱エネルギーが発生する。この熱エネルギーを、再生器２７を通して図示しない排熱回収装置（排熱回収ボイラー）に導き、循環水と熱交換することで排熱が回収できる。
【００１８】
上記のように、燃焼器２６に供給される消化ガスは、清浄化されているために、除湿装置から燃焼器までの配管系などの機器類を腐食させるような問題を発生させないから、機器類の耐久性の向上を図ることができるとともに、マイクロガスタービン発電機を安定に運転することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、消化汚泥から発生する消化ガスを清浄化させてガスタービン発電機の燃焼器に供給することができるので、機器類を腐食させることが無く、機器類の耐久性を飛躍的に向上させることができるようになる。また、清浄化した消化ガスを用いてガスタービン発電機を運転するようにしたので、その発電機を安定に運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す概略構成図。
【図２】マイクロガスタービン発電機の概略構成図。
【符号の説明】
１１…下水処理場
１２…脱硫塔
１３ａ，１３ｂ…２塔式除湿器本体
１４…四方弁
１５ａ，１５ｂ…消化ガス導入バルブ
１６…ポンプ
１７ａ，１７ｂ…接触材
１８…乾燥用ヒータ
１９ａ，１９ｂ…再生バルブ
２０ａ，２０ｂ…消化ガス送出バルブ
【図１】
2004091580.tif 000003
【図２】
2004091580.tif 000004