(57)【要約】【課題】処理する廃棄物の質のいかんにかかわらず、良質な希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料を得る。【解決手段】天然ガスタンク１２からの天然ガスを高温溶融炉４に供給し、廃棄物とともに高温溶融炉４で高温処理して改質ガスを生成する。このときの天然ガスの供給量を、濃度測定装置１５で測定された濃度に基づき、天然ガス供給量制御手段としてのコントローラ１６により、ガス精製処理後の改質ガスにおける水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度が設定範囲内に維持されるように調整し、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度が所定の濃度の改質ガスを得る。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を高温溶融炉で高温処理して改質ガスを生成し、生成した改質ガスをガス精製処理して、水素、一酸化炭素、二酸化炭素を主成分とする希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料を回収する希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収方法であって、
前記ガス精製処理後の改質ガスにおける水素、一酸化炭素、二酸化炭素のいずれかの成分の濃度を測定し、その測定濃度が設定範囲内に維持されるように前記高温溶融炉に天然ガスまたは／および液化石油ガスを供給し、回収する改質ガスの組成を調整することを特徴とする希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収方法。
【請求項２】
請求項１に記載の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収方法において、ガス精製処理後の改質ガスにおける水素、一酸化炭素、二酸化炭素それぞれの濃度を測定するものである希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収方法。
【請求項３】
廃棄物を高温処理して改質ガスを生成する高温溶融炉と、
前記高温溶融炉に接続されて組成調整用の天然ガスまたは／および液化石油ガスを前記高温溶融炉内に流量調整可能に供給する天然ガスまたは／および液化石油ガス供給手段と、
前記改質ガスをガス精製処理するガス精製手段と、
前記ガス精製手段でガス精製処理された改質ガスの、水素、一酸化炭素、二酸化炭素のいずれかの成分の濃度を測定する濃度測定手段と、
前記濃度測定手段で測定された濃度に基づき、改質ガスの測定濃度が設定範囲内に維持されるように前記天然ガスまたは／および液化石油ガス供給手段から前記高温溶融炉への天然ガスまたは／および液化石油ガスの供給量を調整する天然ガスまたは／および液化石油ガス供給量制御手段と、
を備えたことを特徴とする希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料回収システム。
【請求項４】
請求項３に記載の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収システムにおいて、濃度測定手段が、ガス精製処理後の改質ガスにおける水素、一酸化炭素、二酸化炭素それぞれの濃度を測定するものである希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般廃棄物や産業廃棄物をガス化溶融処理する際に発生する改質ガスを希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料として利用できるように調整して回収する希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収方法およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のものとして、従来、産業廃棄物などの炭化水素原料をガス化して可燃性ガスを発生させ、その可燃性ガスを精製処理し、その精製した可燃性ガスを希薄燃焼型ガスエンジンの燃料とするように構成したものがあった（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４９４８号公報
【０００４】
ところが、一般的に、廃棄物からの改質ガスは、発熱量が低く、廃棄物によっては、発熱量が低くなり過ぎ、希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料として利用できない場合があった。
そこで、上記公報例においても、希薄燃焼型ガスエンジンの起動時に天然ガスや液化石油ガスなどを補助燃料として供給しているように、従来、発熱量を調整するために、回収された希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料に天然ガスを混合し、最終的な希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料に調整するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、回収される希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料に含まれる水素ガスと、天然ガスの主成分であるメタンガスとでは、ガスエンジン中での燃焼速度が異なるため、水素ガスとメタンガスの混合比率によっては、ガスエンジン中での燃焼効率が悪く、エンジン性能が低下する欠点があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、請求項１に係る発明は、処理する廃棄物の質のいかんにかかわらず、良質な希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料を得られるようにすることを目的とし、請求項２に係る発明は、より良質な希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料を得られるようにすることを目的とし、請求項３に係る発明は、請求項１に係る方法発明を実施するのに好適なシステムを提供することを目的とし、請求項４に係る発明は、請求項２に係る方法発明を実施するのに好適なシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、上述した目的を達成するために、
廃棄物を高温溶融炉で高温処理して改質ガスを生成し、生成した改質ガスをガス精製処理して、水素、一酸化炭素、二酸化炭素を主成分とする希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料を回収する希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収方法であって、
前記ガス精製処理後の改質ガスにおける水素、一酸化炭素、二酸化炭素のいずれかの成分の濃度を測定し、その測定濃度が設定範囲内に維持されるように前記高温溶融炉に天然ガスまたは／および液化石油ガスを供給し、回収する改質ガスの水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度を調整することを特徴としている。
【０００８】
（作用・効果）
本発明者らは、天然ガスまたは／および液化石油ガスを高温溶融炉内で高温処理することにより、その成分であるメタンガスやプロパン、ブタンを水素と一酸化炭素に熱分解できることを見出すに至った。
この点に着目してなされたのが本発明であり、請求項１に係る発明の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収方法の構成によれば、天然ガスまたは／および液化石油ガスを高温溶融炉に供給し、廃棄物とともに高温処理して改質ガスを生成する。高温処理後の改質ガスにおける水素と一酸化炭素の濃度が互いにほぼ等しくなる場合を考慮して、水素、一酸化炭素、二酸化炭素のいずれかの濃度を測定し、上述の天然ガスまたは／および液化石油ガスの供給量を、ガス精製処理後の改質ガスにおける水素、一酸化炭素、二酸化炭素のいずれかの濃度が設定範囲内に維持されるように調整し、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度が所定の濃度の改質ガスを得ることができる。
したがって、処理する廃棄物の質のいかんにかかわらず、希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料に適した組成の良質なものを得ることができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、前述した目的を達成するために、
請求項１に記載の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収方法において、ガス精製処理後の改質ガスにおける水素、一酸化炭素、二酸化炭素それぞれの濃度を測定するように構成する。
【００１０】
（作用・効果）
請求項２に係る発明の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収方法の構成によれば、ガス精製処理後の改質ガスにおける水素、一酸化炭素、二酸化炭素それぞれの濃度を測定し、それらの濃度が設定範囲内に維持されるように調整し、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度が所定の濃度の改質ガスを得ることができる。
したがって、ガス精製処理後の改質ガスにおける水素と一酸化炭素の濃度が異なる場合や、水素、一酸化炭素、二酸化炭素以外の成分が混入するような場合でも、処理する廃棄物の質のいかんにかかわらず、希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料に適した組成の良質なものを得ることができる。
【００１１】
また、請求項３に係る発明の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料回収システムは、前述した目的を達成するために、
廃棄物を高温処理して改質ガスを生成する高温溶融炉と、
前記高温溶融炉に接続されて組成調整用の天然ガスまたは／および液化石油ガスを前記高温溶融炉内に流量調整可能に供給する天然ガスまたは／および液化石油ガス供給手段と、
前記改質ガスをガス精製処理するガス精製手段と、
前記ガス精製手段でガス精製処理された改質ガスの、水素、一酸化炭素、二酸化炭素のいずれかの成分の濃度を測定する濃度測定手段と、
前記濃度測定手段で測定された濃度に基づき、改質ガスの測定濃度が設定範囲内に維持されるように前記天然ガスまたは／および液化石油ガス供給手段から前記高温溶融炉への天然ガスまたは／および液化石油ガスの供給量を調整する天然ガスまたは／および液化石油ガス供給量制御手段と、
を備えて構成する。
【００１２】
（作用・効果）
請求項３に係る発明の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料回収システムの構成によれば、天然ガスまたは／および液化石油ガス供給手段により、天然ガスまたは／および液化石油ガスを高温溶融炉に供給し、廃棄物とともに高温溶融炉で高温処理して改質ガスを生成する。高温処理後の改質ガスにおける水素と一酸化炭素の濃度が互いにほぼ等しくなる場合を考慮して、水素、一酸化炭素、二酸化炭素のいずれかの濃度を測定し、天然ガスまたは／および液化石油ガスの供給量を、濃度測定手段で測定された濃度に基づき、天然ガスまたは／および液化石油ガス供給量制御手段により、ガス精製処理後の改質ガスにおける水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度が設定範囲内に維持されるように調整し、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度が所定の濃度の改質ガスを得ることができる。
したがって、請求項１に係る方法発明を実施するのに好適なシステムを提供でき、処理する廃棄物の質のいかんにかかわらず、希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料に適した良質なものを得ることができる。
【００１３】
また、請求項４に係る発明は、前述した目的を達成するために、
請求項３に記載の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収システムにおいて、濃度測定手段を、ガス精製処理後の改質ガスにおける水素、一酸化炭素、二酸化炭素それぞれの濃度を測定するように構成する。
【００１４】
（作用・効果）
請求項４に係る発明の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収システムの構成によれば、ガス精製処理後の改質ガスにおける水素、一酸化炭素、二酸化炭素それぞれの濃度を測定し、それらの濃度が設定範囲内に維持されるように調整し、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度が所定の濃度の改質ガスを得ることができる。
したがって、請求項２に係る方法発明を実施するのに好適なシステムを提供でき、ガス精製処理後の改質ガスにおける水素と一酸化炭素の濃度が異なる場合や、水素、一酸化炭素、二酸化炭素以外の成分が混入するような場合でも、処理する廃棄物の質のいかんにかかわらず、希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料に適した組成のより良質なものを得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料回収システムの実施例の全体構成を示すブロック図であり、一般廃棄物や産業廃棄物などの廃棄物を受け入れるゴミ受け入れピット１に連ねて圧縮装置２が設けられ、廃棄物を圧縮処理するように構成されている。
【００１６】
圧縮装置２で圧縮された廃棄物が、加熱装置３を介して高温溶融炉４に供給されるように構成されている。
加熱装置３では、間接加熱しながら廃棄物を搬送し、廃棄物を乾燥処理してから高温溶融炉４に供給するようになっている。
高温溶融炉４では、酸素と熱分解カーボンとの反応で高温処理し、炉内の上方箇所において約１２００℃で２秒間以上滞留させ、ガス中のタール分やダイオキシン類およびその前駆体を分解するようになっている。
【００１７】
高温溶融炉４の下部側にはスラグ回収装置５が設けられ、高温処理に伴って流下する処理物を均一加熱処理しながら、スラグやメタルを回収して再利用できるように構成されている。
【００１８】
高温溶融炉４の上部側には急冷装置６が設けられ、高温処理に伴って生成されて排出される改質ガスを水散布により急冷し、ダイオキシンの再合成を回避できるように構成されている。
【００１９】
急冷装置６の下部工程には水処理装置７が設けられ、その水処理装置７に再利用処理装置８が接続され、銅などの塩類や金属水酸化物を分離して回収するとともに再利用水を回収し、その再利用水を急冷装置６に供給するように構成されている。
【００２０】
急冷装置６の下流側にはガス精製手段としてのガス精製装置９が設けられ、急冷処理後の改質ガス中に混入しているダストなどの不純物を除去し、水素、一酸化炭素、二酸化炭素等を成分とする希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料を回収し、燃料ホルダー１０に供給し、更に希薄燃焼型ガスエンジン１１に供給するように構成されている。
【００２１】
高温溶融炉４には、天然ガスタンク１２が流量調整弁１３を介装したガス供給管１４を介して接続され、希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料として回収される改質ガスの水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度を調整できるように構成されている。上記天然ガスタンク１２、流量調整弁１３およびガス供給管１４から成る構成をして天然ガス供給手段と総称する。
【００２２】
ガス精製装置９で処理された後の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料に対して、ガス精製処理された改質ガスの、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度を測定する濃度測定手段としての濃度測定装置１５が設けられている。
濃度測定装置１５としては、汎用の高速ガスクロマトグラフィーを用いる。
濃度測定装置１５に天然ガス供給量制御手段としてのコントローラ１６が接続され、コントローラ１６に流量調整弁１３が接続されている。
【００２３】
コントローラ１６には、図２の制御系のブロック図に示すように、加算手段１７、（Ｈ２＋ＣＯ）用比較手段１８、二酸化炭素（ＣＯ２）用比較手段１９およびガス流量演算手段２０、弁開度演算手段２１が備えられている。
【００２４】
加算手段１７では、濃度測定装置１５で測定された水素（Ｈ２）の濃度と一酸化炭素（ＣＯ）の濃度とを加算するようになっている。
【００２５】
（Ｈ２＋ＣＯ）用比較手段１８では、加算手段１７で加算された水素の濃度と一酸化炭素の濃度との合計濃度と、予め設定された下限設定値Ｄとを比較し、合計濃度が下限設定値Ｄ未満のときにおいて、両者の差分を演算して出力するようになっている。
【００２６】
二酸化炭素（ＣＯ２）用比較手段１９では、濃度測定装置１５で測定された二酸化炭素の濃度と、予め設定された上限設定値Ｕを比較し、二酸化炭素の濃度が上限設定値Ｕを超えているときにおいて、両者の差分を演算して出力するようになっている。
【００２７】
ガス流量演算手段２０では、（Ｈ２＋ＣＯ）用比較手段１８および二酸化炭素（ＣＯ２）用比較手段１９のうちのいずれかからの差分出力に応答して、その濃度を設定範囲内にするように調整したときの濃度に対して、他の濃度においても設定範囲内に維持される天然ガスの流量を演算するようになっている。
【００２８】
弁開度演算手段２１では、ガス流量演算手段２０で演算されたガス流量に応答し、そのガス流量を供給するに足る流量調整弁１３の開度を演算し、その開度信号を流量調整弁１３に出力し、演算された開度になるように自動的に調整し、濃度測定装置１５で測定される改質ガスの濃度、すなわち、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度が設定範囲内になるように天然ガスタンク１２から高温溶融炉４への天然ガス供給量を調整するように構成されている。
【００２９】
上記水素の濃度と一酸化炭素の濃度の合計濃度が低いと、燃焼効率が低下して希薄燃焼型ガスエンジンの運転を維持できないから、下限設定値Ｄを４５％に設定する。
また、二酸化炭素の濃度が高いと、燃焼効率が低下して希薄燃焼型ガスエンジンの運転を維持できないから、上限設定値Ｕを５０％に設定する。
【００３０】
上記実施例の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収システムでは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度を常に測定し、それらに基づいて高温溶融炉４に供給する天然ガスの供給量を制御するようにしているが、本発明の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収方法としては、例えば、受け入れピット１に受け入れる廃棄物の種類が日や週によって特定されているような場合には、廃棄物の種類が変更されたときにのみ、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度を測定し、それらに基づいて、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度が設定範囲内に維持されるように高温溶融炉４に天然ガスを供給するように構成すれば良い。
【００３１】
また、上記実施例では、ガス精製処理後の改質ガスの水素、一酸化炭素、二酸化炭素それぞれの濃度を測定し、改質ガスにおける水素と一酸化炭素の濃度が異なる場合や、水素、一酸化炭素、二酸化炭素以外の成分が混入するような場合でも、希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料に適した組成のより良質なものを得ることができるようにしているが、廃棄物の高温処理に際し、主として廃棄物の水分のみが変動し、改質ガスにおける水素と一酸化炭素の濃度が互いにほぼ等しくなるような場合には、水素、一酸化炭素、二酸化炭素のいずれかの濃度から他の成分の濃度を求めることができ、水素、一酸化炭素、二酸化炭素のいずれかの濃度を測定するように構成するものでも良い。
【００３２】
本発明としては、天然ガスに代えて、あるいは、併用する状態で液化石油ガスを用いても良く、それらを考慮して、特許請求の範囲では、上述実施例の天然ガスを供給する構成、液化石油ガスを供給する構成、ならびに、両者を供給する構成をして天然ガスまたは／および液化石油ガス供給手段と総称する。
同様に、コントローラ１６をして天然ガスまたは／および液化石油ガス供給量制御手段と総称する。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明の希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料の回収方法によれば、天然ガスまたは／および液化石油ガスを高温溶融炉に供給し、廃棄物とともに高温処理して改質ガスを生成し、このときの天然ガスまたは／および液化石油ガスの供給量を、ガス精製処理後の改質ガスにおける水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度が設定範囲内に維持されるように調整して、水素、一酸化炭素、二酸化炭素の濃度が所定の濃度の改質ガスを得るから、処理する廃棄物の質のいかんにかかわらず、希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料に適した組成の良質なものを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る希薄燃焼型ガスエンジン運転用燃料回収システムの実施例の全体構成を示すブロック図である。
【図２】制御系のブロック図である。
【符号の説明】
４…高温溶融炉
９…ガス精製装置（ガス精製手段）
１２…天然ガスタンク（天然ガスまたは／および液化石油ガス供給手段）
１３…流量調整弁（天然ガスまたは／および液化石油ガス供給手段）
１４…ガス供給管（天然ガスまたは／および液化石油ガス供給手段）
１５…濃度測定装置（濃度測定手段）
１６…コントローラ（天然ガスまたは／および液化石油ガス供給量制御手段）
【図１】
2004107429.tif 000003
【図２】
2004107429.tif 000004