(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービン等での発生熱量に対し、回収できる熱量の割合が低くなるのを抑制できる植物栽培システムを提供する。【解決手段】内燃機関を動力源とする発電機１と、この発電機１で発生する排気ガスから熱を回収する排熱回収装置２と、排気ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置１０とを備え、排気ガス中に含まれる二酸化炭素を植物へ供給し、植物の育成を行う植物栽培システムであって、排気ガスは、排熱回収装置２から脱硝装置１０を経て植物へ供給され、脱硝装置１０は石膏および活性炭粉末からなる基材にＫＯＨを含浸させてなる乾式吸収剤であり、脱硝装置１０は内部での結露を抑制する結露抑制手段として希釈チャンバー７を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関を動力源とする発電機と、
この発電機で発生する排気ガスから熱を回収する排熱回収装置と、
前記排気ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置とを備え、
前記排気ガス中に含まれる二酸化炭素を植物へ供給し、植物の育成を行う植物栽培システムであって、
前記排気ガスは、前記排熱回収装置から前記脱硝装置を経て植物へ供給され、
前記脱硝装置は石膏および活性炭粉末からなる基材にＫＯＨを含浸させてなる乾式吸収剤であり、
前記脱硝装置は内部での結露を抑制する結露抑制手段を有することを特徴とする植物栽培システム。
【請求項２】
脱硝装置および／またはその上流側に、結露抑制手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の植物栽培システム。
【請求項３】
結露抑制手段は、排熱回収装置と脱硝装置の間に設けた、排気ガスを外気で希釈する希釈チャンバーであることを特徴とする請求項２記載の植物栽培システム。
【請求項４】
結露抑制手段は、脱硝装置を保温する保温装置であることを特徴とする請求項２または３記載の植物栽培システム。
【請求項５】
保温装置の熱源として排熱回収装置で回収した熱を利用することを特徴とする請求項４記載の植物栽培システム。
【請求項６】
結露抑制手段は、脱硝装置の外郭を断熱する断熱装置であることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の植物栽培システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトリジェネレーションシステムの植物栽培に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コージェネレーション（熱電併給）システムで発生した電気、熱に加え、ＣＯ２（二酸化炭素）も有効活用する「トリジェネレーションシステム」の植物栽培が試験的に行われてきている。
【０００３】
実際のシステムでは、コージェネレーションシステムで発電機として使用されるガスタービンの排気ガス中には植物栽培に有用な二酸化炭素以外に植物の育成に障害となる窒素酸化物が含有されているため、窒素酸化物を除去する脱硝装置を組み込んだ植物栽培システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
この植物栽培システムの窒素酸化物除去方法はアンモニア接触還元式であり、アンモニアを消費し、かつ触媒が機能する１７０℃以上の温度が必要となるため、脱硝装置をガスタービンと排熱回収装置の間に配置した構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５０７３２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来の植物栽培システムでは、ガスタービンで発生した排気ガスの熱は、脱硝装置内で一部使用された後、排熱回収装置で回収されているため、ガスタービンでの発生熱量に対し、回収できる熱量の割合が低くなるという課題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、ガスタービンでの発生熱量に対し、回収できる熱量の割合が低くなるのを抑制できる植物栽培システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明は、内燃機関を動力源とする発電機と、この発電機で発生する排気ガスから熱を回収する排熱回収装置と、前記排気ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置とを備え、前記排気ガス中に含まれる二酸化炭素を植物へ供給し、植物の育成を行う植物栽培システムであって、前記排気ガスは、前記排熱回収装置から前記脱硝装置を経て植物へ供給され、前記脱硝装置は石膏および活性炭粉末からなる基材にＫＯＨを含浸させてなる乾式吸収剤であり、前記脱硝装置は内部での結露を抑制する結露抑制手段を有することを特徴とする植物栽培システムとしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、脱硝装置に乾式吸収剤を用い、脱硝装置は内部での結露を抑制する結露抑制手段を有した構成にしたことにより、脱硝装置を介せず、発電機で発生する排気ガスから熱を回収できるので、ガスタービンでの発生熱量に対し、回収できる熱量の割合が低くなるのを抑制できる植物栽培システムを提供するという効果を得ることができる。
【００１０】
すなわち、乾式吸収剤は常温で窒素酸化物除去機能を発揮できるため、従来例のように脱硝装置をガスタービンと排熱回収装置の間に配置する必要がなく、ガスタービン、排熱回収装置、脱硝装置の順に排気ガスを流すことが可能となる。
【００１１】
従って、ガスタービンで発生直後の排気ガスの熱を排熱回収装置で回収できるため、ガスタービンでの発生熱量に対し、回収できる熱量の割合が低くなるのを、従来例より抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１の植物栽培システムの全体構成図
【図２】本発明の実施の形態１の脱硝装置の内部構造図
【図３】本発明の実施の形態２の脱硝装置の側面図
【図４】本発明の実施の形態３の脱硝装置の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本発明における植物栽培システムの全体構成図である。本システムは、発電機１で発電した電気と、発電時に発生する熱と二酸化炭素を栽培室１４に供給するトリジェネレーションシステムである。
【００１５】
本システムは発電機１、排熱回収装置２、回収熱配管３、戻り配管４、外気導入配管５、外気導入用ダンパ６、希釈チャンバー７、ドレン配管８、フィルタ９、脱硝装置１０、インバータ１１、ファン１２、流量調整用ダンパ１３、栽培室１４、ＣＯ２計１５、流量計１６を備えている。
【００１６】
発電機１で発生した排ガスから、まず排熱回収装置２により熱を回収する。排熱回収装置２では、熱交換器（図示せず）により排ガスと水の熱交換を行い、排ガスを冷却すると共に温水を生成する。
【００１７】
生成された温水は回収熱配管３を介して、栽培室１４に供給される。栽培室１４にて熱を供給し温度が低下した水は、戻り配管４を介して排熱回収装置２に戻り、熱交換器によって再び温水となる。
【００１８】
排熱回収装置２により熱回収された排ガスは、排熱回収装置２の下流側に設置された脱硝装置１０により排ガス中の窒素酸化物を除去した後、処理後の空気に含まれる二酸化炭素を栽培室１４に供給する。
【００１９】
栽培室１４に供給する二酸化炭素を含む空気（以下単に「二酸化炭素」とする）は流量と濃度をそれぞれ流量計１６とＣＯ２計１５により監視している。二酸化炭素の流量調整は、ファン１２を駆動するインバータ１１の周波数と流量調整用ダンパ１３の開度のいずれか、または両方を可変することにより行う。
【００２０】
また、二酸化炭素の濃度調整は排ガスに外気を導入することにより行い、外気導入配管５に設けた外気導入用ダンパ６の開度の調整で、希釈チャンバー７内に導入する外気の量を調整し、希釈チャンバー７内で排ガスと外気を混合し、所定の二酸化炭素の濃度に調整する。
【００２１】
なお、運転条件毎の二酸化炭素濃度と流量が予め把握できている場合は、必ずしもＣＯ２計１５や流量計１６を常設しなくても良い。
【００２２】
ここで本願の特徴である脱硝装置１０について図２を用いて説明する。
【００２３】
脱硝装置１０は、筐体内に乾式吸収剤２１を収納している。乾式吸収剤２１は石膏および活性炭粉末を含む基材にＫＯＨを含浸させたものである。排ガス中の窒素酸化物は、活性炭の微細孔で吸着し、吸着した窒素酸化物をＫＯＨとの化学反応により塩に変化させることで除去するものである。
【００２４】
なお、風の流れを矢印で図示しているが、乾式吸収剤２１は、通風部（開口部）面積をできる限り大きくするために、図２に示すようにプリーツ状に配置するのが一般的である。
【００２５】
この乾式吸収剤は、通常、トンネル等の常温環境で使用されており、脱硝装置１０内での排ガスの温度低下は問題とならない。
【００２６】
しかし、本願の植物栽培システムに適用する場合、排熱回収装置２内の熱交換器等により熱回収を行うが、それでもなお下流側の排ガスは常温以上、例えば７０℃以上となる状況も考えられる。
【００２７】
すなわち、乾式吸収剤は湿気に弱いため、脱硝装置１０内での排ガスの温度低下により結露が発生し、結露水が乾式吸収剤に付着した場合、窒素酸化物の吸着を妨げ、窒素酸化物の除去性能が低下するという新たな課題を生じる。
【００２８】
この課題を解決するため、本願のもう一つの特徴である結露抑制手段が必要となる。
【００２９】
以下では、結露抑制手段の具体例について説明する。
【００３０】
上述した希釈チャンバー７は、二酸化炭素濃度調整のため排ガスと外気を混合しているため、混合後の排ガスの温湿度を低下させており、外気導入配管５、外気導入用ダンパ６を含めた構成で、脱硝装置１０内での結露抑制の機能も有している。
【００３１】
すなわち、高温の排ガスを低温の外気で冷却することにより、脱硝装置１０へ流入する前に希釈チャンバー７内で結露させている。
【００３２】
外気により冷却された排ガスから発生する結露水は、ドレン配管８より系外に排出する。なお、排ガス中に残留し、排ガスと共に搬送される一部の結露水はフィルタ９により除去する。
【００３３】
このように、希釈チャンバー７内で排ガスの温度を低下させることにより、脱硝装置１０内での結露が抑制され、乾式吸収剤を常温より高温の環境で用いることが可能となる。
【００３４】
（実施の形態２）
図３に結露抑制手段の他の実施形態として、脱硝装置１０の構成図を示す。実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
脱硝装置１０は、保温装置として、筐体の側面、天面、底面のいずれか、もしくは全てに排熱回収装置２で生成した温水の一部を循環させる回収熱配管３を備えている。脱硝装置１０に熱を供給し温度の低下した水は戻り配管４を介して排熱回収装置２に戻す。
【００３６】
これにより脱硝装置１０内を流入する排ガスの温度と同等以上に加温でき、脱硝装置１０に流入する排ガスの温度が常温以上の場合でも、脱硝装置１０内での排ガス温度低下を防止し、結露の発生による乾式吸収剤２１の性能低下を抑制できる。
【００３７】
なお、図３では回収熱配管３より脱硝装置１０へ温水を供給しているが、戻り配管４内の水が常温以上の温度がある場合、戻り配管４より脱硝装置１０へ水を供給しても所要の保温をすることが可能であり、回収できる熱量の割合が低くなるのをより抑制できる。
【００３８】
（実施の形態３）
図４に結露抑制手段のさらに他の実施形態として、脱硝装置１０の斜視図を示す。実施の形態１と同様の構成要素については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
脱硝装置１０は、断熱装置として、筐体の外周部（側面、天面、底面）の全てに断熱材３１を備えている。排ガスと外気の温度差が小さい場合は、筐体の外周部（側面、天面、底面）のいずれかのみに断熱材３１を備えてもよい。
【００４０】
断熱材は例えばボードタイプのグラスウールから成り、厚みは５０〜１００ｍｍ程度、密度は２０〜５０ｋｇ／ｍ３程度のものを使用する。
【００４１】
これにより脱硝装置１０周囲への熱の伝達（放出）を防止し、脱硝装置１０内での排ガス温度低下を防止することができ、結果として結露の発生による乾式吸収剤２１の性能低下を抑制できる。
【００４２】
なお、上述した実施の形態１〜３の結露抑制手段は、単独での使用、または組合せての使用、どちらでも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明にかかる植物栽培システムは、排熱回収装置で回収できる熱量の割合が低くなるのを抑制できるものであるので、「トリジェネレーションシステム」の植物栽培等として有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１  発電機
２  排熱回収装置
３  回収熱配管
４  戻り配管
５  外気導入配管
６  外気導入用ダンパ
７  希釈チャンバー
８  ドレン配管
９  フィルタ
１０  脱硝装置
１１  インバータ
１２  ファン
１３  流量調整用ダンパ
１４  栽培室
１５  ＣＯ２計
１６  流量計
２１  乾式吸収剤
３１  断熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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