(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみ焼却設備においてごみを酸素不足の状態で加熱することによりチャーを製造し、更に、前記ごみ焼却設備における廃熱を利用して蒸気を製造し、前記チャーをシャフト炉に充填すると共に前記蒸気をシャフト炉に供給して通電加熱し水性ガス化反応により一酸化炭素と水素からなる燃料に好適な改質ガスを製造し、前記通電加熱には、夜間電力を用いる共に、ごみ焼却設備の廃熱を利用して発電する熱電発電素子から得た電力を給電加熱を行う電力の一部として用いることを特徴とするチャー改質ガス製造方法。
【請求項２】
シャフト炉の通電加熱を行う電力の一部をごみ焼却設備に備えた風力発電機から得ることを特徴とする請求項１記載のチャー改質ガス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャー改質ガス製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、省エネルギー、ＣＯ2削減、環境保全等の点から、廃熱の有効利用、燃焼制御、リサイクル、エネルギーカスケード等に関して、種々の技術が盛んに開発されている。現在、超臨界圧ボイラ、コンバインドサイクル、コージェネレーション等種々の技術が実用化されてはいるものの、温暖化ガス（ＣＯ2等）の削減目標達成のためには今後、種々のエネルギーの転換を積極的に進めていく必要がある。
【０００３】
このため、太陽光、風等の自然エネルギーの活用、廃熱回収等の新エネルギーの実用化が広く研究されている。
【０００４】
しかし、上記したような太陽光、風等の自然エネルギーの活用、廃熱回収等の実用化を困難にしている主な障害は、エネルギー荷体の多様性、小規模熱源の分散、エネルギー密度、変換効率、安定性の低さ等のためにエネルギーの回収、利用が難しいこと、装置設備の経済性を発揮できないことによる高コスト性等である。
【０００５】
また、燃料改質法として実用化されているものには、石油系燃料の水性ガス化反応によって改質ガスを得る方法がある。この方法には、多くの加熱エネルギーを必要とし、この加熱を燃料を燃焼させることによって行うと、必然的に改質ガスへのＣＯ2の混入が避けられず、そのために改質ガスの利用には改質ガスの精製が必要になるという問題がある。
【０００６】
更に、石炭をガス化させる方法としてテキサコ法（Ｔｅｘａｃｏ法）が知られている。テキサコ法は、石炭を０．１ｍｍ以下に粉砕し、水を加えてスラリー状にし、反応塔の上部から酸素を吹き込み、燃料として軽油或いは天然ガス等を燃焼させて石炭の温度を１４００℃以上に加熱することによりガス化させている。しかし、この方式においても、燃料の燃焼によって発生するＣＯ2が改質ガスに混入し、そのために改質ガスの利用には改質ガスの精製が必要になるという問題がある。
【０００７】
一方、近年では、都市ごみ等を単に焼却設備で焼却する方法に代えて、ごみからチャーやＲＤＦといった新燃料を製造する方法が開発されている。この方法は、廃棄されるごみから燃料を製造するので、エネルギー事情の面からも環境の面からも大変有効なものといえる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、チャーやＲＤＦは、単独で、又は微粉炭等と混合して単に燃焼させるという利用が考えられているが、燃料として用いるための粉砕や整粒の必要がある他、運搬等の取扱いが大変であり、更に品質の均一性に問題が生じる場合がある。また、チャーやＲＤＦを単に燃焼させたのでは、ＣＯ2が発生し、更にチャーやＲＤＦは化石燃料に比してカロリーが低い等の問題から、十分に利用、実用化されていないのが現状である。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みてなしたもので、焼却処理されるごみから、高カロリーでしかも精製の必要がなく、更に燃焼時にはＣＯ2の発生が削減できて燃料として優れた性質を有する改質ガスを製造するようにしたチャー改質ガス製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ごみ焼却設備においてごみを酸素不足の状態で加熱することによりチャーを製造し、更に、前記ごみ焼却設備における廃熱を利用して蒸気を製造し、前記チャーをシャフト炉に充填すると共に前記蒸気をシャフト炉に供給して通電加熱し水性ガス化反応により一酸化炭素と水素からなる燃料に好適な改質ガスを製造し、前記通電加熱には、夜間電力を用いる共に、ごみ焼却設備の廃熱を利用して発電する熱電発電素子から得た電力を給電加熱を行う電力の一部として用いることを特徴とするチャー改質ガス製造方法、に係るものである。
【００１１】
上記手段において、シャフト炉の通電加熱を行う電力の一部をごみ焼却設備に備えた風力発電機から得るようにしてもよい。
【００１２】
本発明によれば、以下のように作用する。
【００１３】
ごみ焼却設備によってチャーを製造し、更にチャーの改質に、ごみ焼却設備における廃熱を利用して製造された蒸気を利用したことによって、ごみ焼却設備の温度が低い低レベルの廃熱も有効に利用することができる。
【００１４】
チャーを通電加熱して水性ガス化反応により改質ガスを製造するようにしているので、ＣＯ2を含有しない改質ガスを得ることができ、よって、精製等を行う必要がなく、改質ガスを化石燃料の代替燃料として用いると、燃焼によるＣＯ2の削減を図ることができ、しかも高カロリーでクリーンな燃料であるために、燃料費の低減、燃焼装置の小型化等を図ることができ、また、燃料電池の燃料としてもそのまま用いることができる。
【００１５】
チャーの通電加熱に安価な夜間電力を用いることにより、運転費の低減を図ることができ、更に、ごみ焼却設備における廃熱を利用して発電を行う熱電発電素子からの電力、或いは風力発電機からの電力を用いてチャーの通電加熱を行うようにすると、電力費用を更に軽減できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明におけるチャー改質ガス製造方法を実施する形態の一例を示すフローチャートである。図１中、１はごみ焼却設備であり、このごみ焼却設備１では、ごみを酸素不足の状態で例えば４００〜７００℃前後に加熱することにより蒸焼きにしてチャー２を製造するようにしている。
【００１８】
また、ごみ焼却設備１には、チャー２を製造する際の廃熱を利用して蒸気３を発生させるようにした蒸気発生器４が設けられている。
【００１９】
前記ごみ焼却設備１で製造されたチャー２はシャフト炉５に供給してシャフト炉５に充填されるようになっており、更に、前記蒸気発生器４で製造された蒸気３もシャフト炉５に供給されるようになっている。
【００２０】
図２は本発明に用いられる上記シャフト炉５の一例を示したもので、シャフト炉５内には、上部に設けたチャー供給口６から供給されるチャー２が充填されるようになっている。
【００２１】
シャフト炉５の外周には、周方向に所要の間隔を有して複数の電極７が配置されてシャフト炉５内のチャー２を均一に加熱するようになっている。また、図２の例では電極７は上下２段に設けられている。周方向に設けられる電極７の数、及び電極７の設置段数は、任意に変更することができる。
【００２２】
電極７には、夜間電力８を供給するようにした給電装置９が接続されており、電極７に給電を行ってシャフト炉５内のチャー２に通電させることにより、チャー２を８００〜１０００℃程度に加熱できるようにしている。
【００２３】
シャフト炉５の下部外周には、前記蒸気発生器４からの蒸気３を吹き込むための蒸気供給口１０が設けられている。この蒸気供給口１０も周方向に複数個設けることによって、蒸気３がシャフト炉５内に均一に吹き込まれるようにすることは好ましい。
【００２４】
シャフト炉５の底部には灰分１１を外部に取り出すための灰分取出口１２が設けられている。
【００２５】
更に、前記チャー供給口６と灰分取出口１２の夫々には、シャフト炉５内の気密を保持した状態で、チャー２の供給と灰分１１の取出しとを行えるようにした２段のボール弁１３，１４が備えられている。
【００２６】
上記において、シャフト炉５にチャー２を充填し、電極７に給電してチャー２に通電させることによりチャー２を８００〜１０００℃程度に加熱し、更にシャフト炉５に蒸気３を供給すると、チャー２は水性ガス化反応により一酸化炭素（ＣＯ）と水素（Ｈ2）からなる改質ガス１５に転換され、改質ガス１５はシャフト炉５の上部出口１６から外部に取出されるようになっている。図２中、１７は出口１６から取り出される改質ガス１５に混入しているダスト等を分離するための除塵装置である。
【００２７】
また、図１のごみ焼却設備１の上部には風力発電機１８が設けられており、この風力発電機１８で発電した電力１９は前記給電装置９に給電するようにしている。一般に、ごみ焼却設備１は背の高い建造物になっているので、このごみ焼却設備１の上部に前記風力発電機１８を設置することにより、効果的な風力発電が可能となる。
【００２８】
また、ごみ焼却設備１における廃熱を利用して発電を行うようにした熱電発電素子２０を、前記ごみ焼却設備１に複数個カスケード構成に配置しており、この熱電発電素子２０で発電した電力２１（直流電力）を、直／交変換器２２を介して前記給電装置９に給電するようにしている。
【００２９】
前記シャフト炉５で製造された一酸化炭素と水素からなる改質ガス１５は、ＬＰＧ、ＬＮＧ、石油、石炭等の化石燃料の代替燃料２３として目的地まで配管２４により送給してそのまま用いることができる。また、改質ガス１５は燃料電池の燃料２５としてもそのまま用いることができる。
【００３０】
以下に、上記形態例の作用を説明する。
【００３１】
図１において、ごみ焼却設備１では、ごみを酸素不足の状態で４００〜７００℃程度で加熱し、蒸焼きにすることによりチャー２を製造する。また、ごみ焼却設備１において生じる廃熱を利用して、蒸気発生器４により蒸気３を発生させる。
【００３２】
前記ごみ焼却設備１で製造したチャー２は、シャフト炉５に供給してシャフト炉５内部に充填する。続いて、電極７に給電装置９から給電して前記充填されたチャー２に通電することにより、チャー２を８００〜１０００℃程度に加熱する。この時の通電加熱には夜間電力８を用いる。
【００３３】
上記したように、チャー２を加熱した状態において、蒸気発生器４で製造した蒸気３をシャフト炉５に供給すると、シャフト炉５内のチャー２は水性ガス化反応により、一酸化炭素（ＣＯ）と水素（Ｈ2）とからなる改質ガス１５に転換される。
【００３４】
このように通電加熱によって生成された改質ガス１５は、一酸化炭素と水素からなっていてＣＯ2を含有していないので、精製等を行う必要がなく、改質ガス１５を化石燃料の代替燃料２３として用いると、燃焼によるＣＯ2の削減を図ることができると共に、高カロリーでしかもクリーンな燃料であるために、燃料費の低減、燃焼装置の小型化等を図ることができる。また、燃料電池の燃料２５としてもそのまま用いることができる。
【００３５】
上記したように、チャー２の改質に、ごみ焼却設備１における廃熱を利用して製造された蒸気３を利用したことによって、ごみ焼却設備１の温度が低い低レベルの廃熱も有効に利用することができる。
【００３６】
更に、チャー２の通電加熱に安価な夜間電力８を用いることにより、運転費の低減を図ることができる。更に、ごみ焼却設備１における廃熱を利用して発電を行う熱電発電素子２０からの電力２１、或いは風力発電機１８からの電力１９を用いてチャー２の通電加熱を行うようにすると、電力費用を更に軽減することができる。
【００３７】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、ごみ焼却設備によってチャーを製造し、更にチャーの改質に、ごみ焼却設備における廃熱を利用して製造された蒸気を利用したことによって、ごみ焼却設備の温度が低い低レベルの廃熱も有効に利用することができる効果がある。
【００３９】
チャーを通電加熱して水性ガス化反応により改質ガスを製造するようにしているので、ＣＯ2を含有しない改質ガスを得ることができ、よって、精製等を行う必要がなく、改質ガスを化石燃料の代替燃料として用いると、燃焼によるＣＯ2の削減を図ることができ、しかも高カロリーでクリーンな燃料であるために、燃料費の低減、燃焼装置の小型化等を図ることができ、また、燃料電池の燃料としてもそのまま用いることができる効果がある。
【００４０】
チャーの通電加熱に安価な夜間電力を用いることにより、運転費の低減を図ることができ、更に、ごみ焼却設備における廃熱を利用して発電を行う熱電発電素子からの電力、或いは風力発電機からの電力を用いてチャーの通電加熱を行うようにすると、電力費用を更に軽減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチャー改質ガス製造方法の形態の一例を示すフローチャートである。
【図２】図１のシャフト炉の一例を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１  ごみ焼却設備
２  チャー
３  蒸気
５  シャフト炉
７  電極
８  夜間電力
１５  改質ガス
１８  風力発電機
１９  電力
２０  熱電発電素子
２１  電力
【図１】
0004379995.tif 000002
【図２】
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