(57)【要約】    【課題】  脱硝装置を小型化可能なコージェネレーションシステムを提供することにある。    【解決手段】  原動機１０と、原動機１０により駆動され発電する発電機２０と、原動機１０から排出される排気ガスと熱交換する熱交換器３２を有する排ガスボイラ３０と、原動機１０から排出される排気ガス中のＮＯｘを除去する脱硝装置３４とを有する。ブロアＢ１は、排ガスボイラ３０から排出される排ガスを浄水場の排水槽５０に供給して、排水槽中の排水に溶け込ませる。通気制御手段１００は、温度センサＳ１によって検出された排水温度が所定温度となるように、また、ｐＨセンサＳ２によって検出された排水のｐＨが所定値となるように、ブロアＢ１による排気ガスの供給量を制御する。    【選択図】  図１
2005054650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、この原動機により駆動され発電する発電機と、前記原動機から排出される排気ガスと熱交換する熱交換器を有する排ガスボイラとを有するコージェネレーションシステムにおいて、
前記排ガスボイラから排出される排ガスを浄水場の排水槽に供給して、排水槽中の排水に溶け込ませるブロアを備えたことを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項２】
請求項１記載のコージェネレーションシステムにおいて、
前記排水槽中の排水の温度を検出する温度センサと、
この温度センサによって検出された排水温度が所定温度となるように、前記ブロアによる排気ガスの供給量を制御する通気制御手段を備えたことを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項３】
請求項１記載のコージェネレーションシステムにおいて、
前記排水槽中の排水のｐＨを検出するｐＨセンサと、
このｐＨセンサによって検出された排水のｐＨが所定値となるように、前記ブロアによる排気ガスの供給量を制御する通気制御手段を備えたことを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項４】
請求項１記載のコージェネレーションシステムにおいて、
前記排水槽中の排水の水質上問題となる成分を検出する成分センサと、
この成分センサによって検出された排水の成分が所定値となるように、前記ブロアによる排気ガスの供給量を制御する通気制御手段を備えたことを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項５】
請求項１記載のコージェネレーションシステムにおいて、
前記原動機から排出される排気ガス中のＮＯｘを除去する脱硝装置を備えたことを特徴とするコージェネレーションシステム。
【請求項６】
原動機と、この原動機により駆動され発電する発電機と、前記原動機から排出される排気ガスと熱交換する熱交換器を有する排ガスボイラとを有するコージェネレーションシステムの運用方法において、
前記排ガスボイラから排出される排ガスを浄水場の排水槽に供給して、排水槽中の排水に溶け込ませることを特徴とするコージェネレーションシステムの運用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コージェネレーションシステムおよびその運用方法に係り、特に、浄水場に設置されるに好適なコージェネレーションシステムおよびその運用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のコージェネレーションシステムは、例えば、特開平１０−１９６４０１号公報に記載のように、ガスタービンと発電機とから構成され、ガスタービンから発生する排ガスを廃ガスボイラにて熱回収して蒸気を発生させ、発生蒸気をプロセス蒸気として利用するものが知られている。そして、かかるコージェネレーションシステムを浄水場に設置した場合には、発生蒸気は排水槽における排水の加熱等に用いられている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１９６４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のコージェネレーションシステムにおいては、排ガスボイラから排出される排ガスは大気に放出する構成であったため、排ガス中の有害物質（ＮＯｘや煤塵等）を低減するためには、処理装置として脱硝装置等を備える必要があるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、排ガス処理装置である脱硝装置を小型化可能なコージェネレーションシステムおよびその運用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、原動機と、この原動機により駆動され発電する発電機と、前記原動機から排出される排気ガスと熱交換する熱交換器を有する排ガスボイラとを有するコージェネレーションシステムにおいて、前記排ガスボイラから排出される排ガスを浄水場の排水槽に供給して、排水槽中の排水に溶け込ませるブロアを備えるようにしたものである。  
かかる構成により、脱硝処理の必要な排気ガス量を低減して、脱硝装置を小型化し得るものとなる。
【０００７】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記排水槽中の排水の温度を検出する温度センサと、この温度センサによって検出された排水温度が所定温度となるように、前記ブロアによる排気ガスの供給量を制御する通気制御手段を備えるようにしたものである。
【０００８】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記排水槽中の排水のｐＨを検出するｐＨセンサと、このｐＨセンサによって検出された排水のｐＨが所定値となるように、前記ブロアによる排気ガスの供給量を制御する通気制御手段を備えるようにしたものである。
【０００９】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記排水槽中の排水の水質上問題となる成分を検出する成分センサと、この成分センサによって検出された排水の成分が所定値となるように、前記ブロアによる排気ガスの供給量を制御する通気制御手段を備えるようにしたものである。
【００１０】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記原動機から排出される排気ガス中のＮＯｘを除去する脱硝装置を備えるようにしたものである。
【００１１】
（６）また、上記目的を達成するために、本発明は、原動機と、この原動機により駆動され発電する発電機と、前記原動機から排出される排気ガスと熱交換する熱交換器を有する排ガスボイラとを有するコージェネレーションシステムの運用方法において、前記排ガスボイラから排出される排ガスを浄水場の排水槽に供給して、排水槽中の排水に溶け込ませるようにしたものである。  
かかる構成により、脱硝処理の必要な排気ガス量を低減して、脱硝装置を小型化し得るものとなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コージェネレーションシステムから排出される有害物質（ＮＯｘや煤塵等）を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１を用いて、本発明の一実施形態によるコージェネレーションシステムの構成について説明する。本実施形態では、コージェネレーションシステムを浄水場に設置している。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態によるコージェネレーションシステムのシステム構成図である。
【００１５】
原動機１０と、発電機２０と、排ガスボイラ３０とによって、一般的なコージェネレーション設備を構成している。原動機１０は、ガスタービンやガスエンジン等の駆動力を発生する手段である。発電機２０は、原動機１０によって駆動され、発生した電力は浄水場の各設備で使用される。排ガスボイラ３０は、熱交換器３２と、脱硝装置３４とを備えている。熱交換器３２は、供給された水を原動機１０から発生する排ガスにより熱交換して、蒸気を発生する。脱硝装置３４は、原動機１０から発生する排ガス中のＮＯｘを低減する。なお、脱硝装置３４は、排ガスボイラ３０の出口側に配置される場合に限らず、原動機１０と排ガスボイラ３０との間に配置される場合や排ガスボイラの内部に配置される場合もある。
【００１６】
また、排水槽５０と、加圧脱水機６０と、ケーキヤード７０とによって、浄水場の中の汚泥処理設備を構成する。なお、浄水場には、汚泥処理設備の他に、取水設備，凝集・沈殿設備，濾過設備等が備えられているが、これらの図示は省略している。排水槽５０には、スラッジが供給され、加温される。なお、排水槽５０における加温手段については、後述する。加温されたスラッジは、加圧脱水機６０において、加圧脱水されてケーキが作成される。作成されたケーキは、ケーキヤード７０に搬送され、乾燥されて土等が生成される。
【００１７】
さらに、本実施形態においては、ブロアＢ１と、温度センサＳ１と、ｐＨセンサＳ２と、通気制御手段１００とを備えている。ブロアＢ１は、排ガスボイラ３０から大気中に放出される排ガスの一部を吸引・加圧して、排水槽５０の内部に蓄積された排水中に直接吹き込まれる。排水中に吹き込まれる排ガスは、通常、例えば、１２０〜１３０℃と高温であるため、この高温排ガスによって、排水槽５０の内部のスラッジは、加温される。また、排ガス中に含まれているＮＯｘ，煤塵，ＣＯ２などは、排水中に溶け込まれる。
【００１８】
すなわち、従来のコージェネレーションシステムにおいては、排ガスボイラ３０から排出される排ガスは、そのまま大気に放出されるだけであったが、本実施形態では、排ガスを排気槽５０の中の排水に吹き込むことにより、排ガスの温度を有効利用するようにしている。
【００１９】
また、排ガス中のＮＯｘや煤塵は、排水中に溶け込ませるようにしているため、脱硝装置３４を小型化することができる。例えば、排ガスボイラ３０から排出される排ガスの内、１／２の量を排水槽５０に供給する場合、大気中に放出されるＮＯｘや煤塵の量は１／２となるため、脱硝装置３４の脱硝能力は１／２でよくなるため、それだけ小型化することができる。また、従来、ＣＯ２に関しては何らの処理を施すことなく、そのまま大気中に放出していたが、本実施形態では、排水中に溶け込ませるようにしているため、放出するＣＯ２を低減することができる。近年、大気中に放出されるＣＯ２の総量が規制されつつあるため、かかる時勢に適応して、放出されるＣＯ２量を低減することができる。
【００２０】
温度センサＳ１は、排水槽５０に設置され、排水の温度を検出する。検出された排水温度は、通気制御手段１００に取り込まれる。通気制御手段１００は、排水槽５０の中の排水の温度が所定温度になるように、ブロアＢ１を制御して、排水槽５０に吹き込む排ガスの量を制御する。排水槽５０の排水の温度は高温にするほど、スラッジの温度が上昇し、スラッジの粘度が減少する。スラッジの粘度が減少すると、後段の加圧脱水機６０における脱水性を向上することができる。脱水性を向上させるためには、排水温度は高温なほど良いものであるが、あまりに高温であると、作業員の安全性の問題も生じるため、一般的には、４０℃に加温する。従って、通気制御手段１００は、温度センサＳ１によって検出された排水温度が４０℃を超えた場合には、ブロアＢ１から排水槽５０に供給する排ガス量を低減するように、ブロアＢ１を制御する。排水槽５０には、常温のスラッジが連続的に供給されているため、通気する排ガス量を低減することにより、排水槽５０の排水の温度は、設定温度以下に容易に低下させることができる。
【００２１】
また、ｐＨセンサＳ２は、排水槽５０に設置され、排水のｐＨを検出する。排水中に排ガスを溶け込ませた場合、排ガス中のＮＯｘやＣＯ２によって排水のｐＨが酸性になる。加圧脱水機６０で回収された排水は、一般には取水設備に戻され、浄水処理されるため、酸性が強くなると、上水の水質基準を満たさなくなる恐れがある。一般に、上水のｐＨ値は、ｐＨ＝５．８以上とする水質基準があるため、通気制御手段１００は、ｐＨセンサＳ２によって検出されたｐＨ値が５．８よりも低くなる場合には、ブロアＢ１から排水槽５０に供給する排ガス量を低減するように、ブロアＢ１を制御する。排水槽５０には、スラッジが連続的に供給されているため、通気する排ガス量を低減することにより、排水槽５０のｐＨ値は、容易に設定値以上にすることができる。
【００２２】
また、熱交換器３２で発生した蒸気は、ケーキヤード７０に供給される。ケーキヤード７０では、加圧脱水機６０で生成したケーキを乾燥させて、土等を生成するが、その際に、熱交換器３２で発生した蒸気は、熱源として使用される。従来、熱交換器３２で発生した蒸気は、排水槽５０の中の排水を加温するために用いられていたが、本実施形態では、排水槽５０の中の排水は、ブロアＢ１から供給される排気ガスによって加温するようにしていため、熱交換器３２で発生した蒸気をケーキヤード７０で使用するようにして、従来ケーキヤード７０で用いていた熱源を不要として、排ガスボイラ３０で発生する熱を有効利用することができる。
【００２３】
なお、センサとしては、さらに、水質上問題となる成分を検出できるセンサを備え、通気制御手段１００は、このセンサの出力により検出された排水の成分が所定値となるように、ブロアＢ１による排気ガスの供給量を制御するようにしてもよいものである。具体的には、濁度センサＳ３を備え、検出された排水の濁度が所定値以下になるように、通気制御手段１００は、ブロアＢ１を制御して、排水に対する排気ガスの供給量を制御する。また、例えば、水質上問題となる成分として、遊離炭酸や未燃炭化水素を検出し、これらの濃度が所定値以下になるように、排気ガスの通気量を制御するようにしてもよいものである。
【００２４】
以上説明したように、本実施形態によれば、排ガスボイラ３０から排出される排ガスを、排ガスを排気槽５０の中の排水に吹き込むことにより、脱硝装置を小型化することができる。また、同時に、排ガスボイラ３０から排出される排ガスを、排ガスを排気槽５０の中の排水に吹き込むことにより、排ガスの温度を有効利用することができる。
【００２５】
また、排ガス中のＮＯｘや煤塵を排水中に溶け込ませるようにしているため、脱硝装置３４を小型化することができる。また、排ガス中のＣＯ２も排水中に溶け込ませるようにしているため、放出するＣＯ２を低減することができる。
【００２６】
さらに、排水槽５０の排水の温度を検出し、所定温度になるように、ブロアＢ１を制御して、排水槽５０に吹き込む排ガスの量を制御しているので、排水が異常に加温されるのを防止することができる。
【００２７】
また、排水槽５０の排水のｐＨを検出し、ｐＨ値が５．８よりも低くならないように、ブロアＢ１から排水槽５０に供給する排ガス量を制御しているので、排水のｐＨが異常に低くなることが防止して、排水を上水として再利用することができる。
【００２８】
さらに、熱交換器３２で発生した蒸気は、ケーキヤード７０でケーキの乾燥に用いられるため、排ガスボイラ３０で発生する熱を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態によるコージェネレーションシステムのシステム構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０…原動機
２０…発電機
３０…排ガスボイラ
３２…熱交換器
３４…脱硝装置
５０…排水槽
６０…加圧脱水機
７０…ケーキヤード
１００…通気制御手段
Ｂ１…ブロア
Ｐ…ポンプ
【図１】
2005054650.tif 000003