(57)【要約】【課題】  食品廃棄物その他の有機性廃棄物を高温過熱水蒸気により処理すると共にそれにより得られた可燃性ガスを利用して熱電発電を行なうことにより、環境循環下に有機性廃棄物の減容化、無害化及び再資源化を可能にした環境循環型熱電発電システムを提供する。【解決手段】  水蒸気Ｓを発生するボイラー１と、前記水蒸気Ｓを加熱して８００℃以上の高温過熱水蒸気ＳＨＳを発生する高温蒸気発生器２と、前記高温過熱水蒸気ＳＨＳと有機性廃棄物ＯＷとを空気の遮断下に接触させて熱分解ガスＤＧを生成する処理槽３と、前記熱分解ガスＤＧを洗浄水ＣＷ中に通して洗浄すると共に洗浄水ＣＷの一部を前記ボイラー１に帰還させるようにした洗浄槽４と、洗浄後の熱分解ガスＣＤＧを熱電発電に供して電気出力Ｅを取り出す熱電発電装置６とから構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水口から供給された水を加熱して水蒸気を発生するボイラーと、ボイラーで発生した水蒸気を高温加熱して８００℃以上の高温過熱水蒸気を発生する高温蒸気発生器と、高温蒸気発生器で発生した高温過熱水蒸気と有機性廃棄物とを空気の遮断下に接触させて可燃性及び不燃性の熱分解ガスを生成する処理槽と、処理槽から排出された熱分解ガスを洗浄水で洗浄すると共に無機性残渣を回収し、且つ洗浄水の一部を前記ボイラーの給水口に帰還させるようにした洗浄槽と、洗浄槽から排出された熱分解ガスを熱電発電に供して可燃性ガスを燃焼させると共に該熱分解ガスの流れ方向に沿って生じる温度差に基づいて電気出力を取り出す熱電発電装置とからなる環境循環型熱電発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品廃棄物その他の有機性廃棄物を高温過熱水蒸気により処理すると共にそれにより得られた可燃性ガスを利用して熱電発電を行なうようにした環境循環型熱電発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
気候変動枠組条約の目的を達成するべく京都議定書が１９９７年１２月に採択されて以来、地球の温暖化を招く二酸化炭素等の温室効果ガスの削減に向けて様々な取り組みがなされている中、食品廃棄物、生活排出ごみその他の有機性廃棄物の再利用が大きな関心をもって議論されている。従来、前記有機性廃棄物を加熱処理により減容化すると共に得られた可燃性ガスを発電用燃料等に利用することが広く知られているが、現状では、システム全体として十分な環境循環型になっているとは言い難い。
【０００３】
一方、有機性廃棄物を過熱水蒸気により熱分解ガス化すると共に得られた可燃性ガスをコージェネレーションに供給することが知られている（特許文献１）。また、有機性廃棄物を過熱水蒸気により熱分解ガス化すると共にさらに水性ガス化し、得られた水性ガスを発電等に利用することも知られている（特許文献２）。
【０００４】
しかしながら、前者の処理技術では、有機性廃棄物の熱分解に際して炭化炉及びガス化炉を要し、また後者の処理技術では、熱分解ガス化に続いてさらに水性ガス化を要する等、何れも複雑な工程を含む問題があった。
【特許文献１】特開２００２−０８０８５４号公報
【特許文献２】特開２００４−２０９３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の解決すべき課題は、食品廃棄物その他の有機性廃棄物を高温過熱水蒸気により処理すると共にそれにより得られた可燃性ガスを利用して熱電発電を行なうことにより、環境循環下に有機性廃棄物の減容化、無害化及び再資源化を可能にした環境循環型熱電発電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る環境循環型熱電発電システムは、給水口から供給された水を加熱して水蒸気を発生するボイラーと、ボイラーで発生した水蒸気を高温加熱して８００℃以上の高温過熱水蒸気を発生する高温蒸気発生器と、高温蒸気発生器で発生した高温過熱水蒸気と有機性廃棄物とを空気の遮断下に接触させて可燃性及び不燃性の熱分解ガスを生成する処理槽と、処理槽から排出された熱分解ガスを洗浄水で洗浄すると共に無機性残渣を回収し、且つ洗浄水の一部を前記ボイラーの給水口に帰還させるようにした洗浄槽と、洗浄槽から排出された熱分解ガスを熱電発電に供して可燃性ガスを燃焼させると共に該熱分解ガスの流れ方向に沿って生じる温度差に基づいて電気出力を取り出す熱電発電装置とからなるものである。
【０００７】
前記高温蒸気発生器における水蒸気の高温加熱手段として、例えば多孔金属板又は箔を用いた電気抵抗ヒータの抵抗加熱（特開平９‐２４５９３８号）や燃焼合成により得られる導電性セラミック多孔質体の電磁誘導加熱（週刊環境経済新聞第７６７号）等を利用することにより、８００℃以上の高温過熱水蒸気を製造することができる。
【０００８】
前記８００℃以上の高温過熱水蒸気と有機性廃棄物とが処理槽において空気の遮断下に接触させられ、それによって水素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素等の可燃性及び不燃性熱分解ガスが生成される。なお、塩素を含む有機性廃棄物の熱分解により有毒のダイオキシン類が発生することが知られているが、本発明では８００℃以上の高温過熱水蒸気による加熱によりダイオキシン類の発生は抑制され、また加熱途中で発生したダイオキシン類も最終的には二酸化炭素、水及び塩酸等に熱分解されることになる。
【０００９】
処理槽から排出された熱分解ガスは洗浄槽において洗浄水中に通され、それによって前記ガス中の無機性物質等は洗浄水に捕獲されると共に無機塩等の無機性残渣として回収され、前記無機性物質等が除去された熱分解ガスは前記洗浄槽から次工程の熱電発電装置へと排出される。前記洗浄槽として、例えばアルカリ性洗浄水その他の所要洗浄水を収容した単数又は複数の洗浄槽が適宜配置される。洗浄水の一部は洗浄槽からボイラーの給水口に帰還させられ、それによって前記洗浄水の一部がボイラーへの給水用水の一部に供される一方、洗浄水中に残留する不揮発性の未分解物質がボイラーから高温蒸気発生器へと戻されると共に該高温蒸気発生器及び／又は処理槽において更なる熱分解に供される。
【００１０】
洗浄槽から排出された水素、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素等を含む熱分解ガスは、分別されることなくそのまま熱電発電装置による熱電発電に供される。前記熱電発電装置において、前記熱分解ガスが熱電変換素子の低温側に供給されると共に前記熱分解ガス中の可燃性ガスが熱電変換素子の高温側で燃焼させられ、それによって前記熱電変換素子の低温側と高温側とに大きな温度差が生じると共に該温度差に応じた電気出力が取り出されることになる。なお、前記熱電発電装置に供給された前記熱分解ガスは、可燃性ガスの前記燃焼後に無害な廃ガスとなって該熱電発電装置から外部に排出される。
【００１１】
前記熱電発電素子として、例えば特開平８−２５１９５７号及び特開平８−２５４４６８号の各公報に記載のものを好適に使用することができ、また前記熱電発電装置として、例えば特許第３６１４５３１号公報や米国特許第５，７２６，３８０号明細書に記載のものを好適に使用することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は以上のように構成されるので、食品廃棄物その他の有機性廃棄物を高温過熱水蒸気により処理すると共にそれにより得られた可燃性ガスを利用して熱電発電を行なうことにより、環境循環下に有機性廃棄物の減容化、無害化及び再資源化を可能にした環境循環型熱電発電システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係る環境循環型熱電発電システムを示すフロー図である。
同図において、水Ｗがボイラー１にその給水口１ａから供給されると共に該ボイラー１で加熱され、水蒸気Ｓが生成される。前記ボイラー１で発生した水蒸気Ｓは高温蒸気発生器２に送られると共に該高温蒸気発生器２で高温加熱され、８００℃以上の高温過熱水蒸気ＳＨＳが生成される。
【００１４】
一方、有機性廃棄物ＯＷが処理槽３に投入されると共に高温蒸気発生器２で発生した前記高温過熱水蒸気ＳＨＳが該処理槽３に導入され、前記処理槽３内において高温過熱水蒸気ＳＨＳと有機性廃棄物ＯＷとが空気の遮断下に接触させられると共に熱分解により可燃性及び不燃性の熱分解ガスＤＧが生成される。
【００１５】
処理槽３から排出された熱分解ガスＤＧは洗浄槽４に送られると共に該洗浄槽４の洗浄水ＣＷ中に通されて洗浄され、無機性残渣が回収される。また、洗浄水ＣＷの一部は洗浄槽４からボイラー１の給水口１ａに帰還させられ、該洗浄水ＣＷの一部がボイラー１への給水用水Ｗの一部に供される一方、洗浄水ＣＷ中に残留する不揮発性の未分解物質がボイラー１から高温蒸気発生器２へと戻されると共に該高温蒸気発生器２及び／又は処理槽３において更なる熱分解に供される。
【００１６】
洗浄槽４から排出された洗浄後の熱分解ガスＣＤＧは、貯蔵タンク５を介して熱電発電装置６による熱電発電に供される。前記熱電発電装置６において、前記熱分解ガスＣＤＧが熱電変換素子の低温側に供給されると共に該熱分解ガスＣＤＧ中の可燃性ガスが熱電変換素子の高温側で燃焼させられ、それによって生じた前記熱電変換素子の低温側と高温側との温度差に応じた電気出力Ｅが取り出される。また、前記熱電発電装置６に供給された前記熱分解ガスＣＤＧは、可燃性ガスの前記燃焼後に無害な廃ガスＷＧとなって該熱電発電装置６から外部に排出される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係る環境循環型熱電発電システムを示すフロー図である。
【符号の説明】
【００１８】
Ｗ  水
Ｓ  水蒸気
ＳＨＳ  高温過熱水蒸気
ＯＷ  有機性廃棄物ＯＷ
ＤＧ  熱分解ガス
ＣＷ  洗浄水
ＣＤＧ  洗浄後の熱分解ガス
Ｅ  電気出力
ＷＧ  廃ガス
１    ボイラー
１ａ  ボイラーの給水口
２  高温蒸気発生器
３  処理槽
４  洗浄槽
５  貯蔵タンク
６  熱電発電装置
【図１】
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