【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、消化ガスを燃焼させてガスタービン発電機を運転するための良好な消化ガス得る消化ガス清浄装置及び消化ガスを用いたガスタービン発電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場では、流入する汚濁物質を標準活性汚泥法や嫌気・好気法等により有機物質を処理し、減量化する手段を採っている。また、有機物質の減容化のために３５〜４０℃程度の温度で嫌気消化処理（消化）を実施している。このとき、副生成物として消化ガス（メタンガス６０〜６５％を含有、その他、炭酸ガス３０〜３５％、硫化水素ガスが数％である。）が発生する。発生した消化ガスは、従来では、消化槽の加温に利用され、残った消化ガスは、燃焼処理していた。
【０００３】
また、嫌気消化処理では、メタン細菌の活性を高めるために、消化槽を加温しなければならない。そのため、多量の熱量が必要でエネルギー効率が低くなる。
【０００４】
さらに、有効利用を目的とし、エネルギー効率を高めるために、消化ガスをガスタービン発電に利用する対策が採られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、消化ガスをガスタービン発電に利用する場合、ガスタービンの燃焼器まで配管により消化汚泥から発生する消化ガスを導く構成を採用している。
【０００６】
一方、消化ガスは、湿潤状態であるため、気温の影響により配管で結露などが発生する場合がある。この結果、消化ガス中の硫化水素などにより機器や配管系などに腐食が発生し、その腐食が進行して、機器や配管の耐久性を低下させたり、ガスタービン発電を安定に運転することができないおそれがある。
【０００７】
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、消化ガスを清浄化して機器や配管の耐久性を向上させるとともに、運転を安定にできる消化ガス清浄装置及び消化ガスを用いたガスタービン発電装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために、第１発明は、消化汚泥から発生する消化ガスを脱硫する脱硫装置と、この脱硫装置で脱硫された消化ガスが導入され、この消化ガスから水分を除去する除湿装置とを備えたものであって、
除湿装置は、内部に除湿剤を充填または担持した接触材が設けられた一対の除湿器本体と、この除湿器本体の外周に配設された乾燥用ヒータと、前記一対の除湿器本体に消化ガスを導入する流路に介挿された四方弁と、前記一対の除湿器本体にそれぞれ設けられた消化ガス送出バルブと、前記一対の除湿器本体にそれぞれ設けられ、前記乾燥用ヒータをオンにして、前記消化ガス送出バルブが閉じられた側の除湿器本体内の接触材に吸着された水分を、前記四方弁から導入される空気で外部に放出する再生バルブとから構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
第２発明は、タービン、空気圧縮機と発電機とを同軸で連結し、圧縮機で空気を圧縮してタービン駆動用の燃焼ガスを得る燃焼器に供給したガスタービン発電装置であって、
消化汚泥から発生する消化ガスを脱硫する脱硫装置と、この脱硫装置で脱硫された消化ガスが導入され、この消化ガスから水分を除去する除湿装置とを備え、前記除湿装置は、内部に除湿剤を充填または担持した接触材が設けられた一対の除湿器本体と、この除湿器本体の外周に配設された乾燥用ヒータと、前記一対の除湿器本体に消化ガスを導入する流路に介挿された四方弁と、前記一対の除湿器本体にそれぞれ設けられた消化ガス送出バルブと、前記一対の除湿器本体にそれぞれ設けられ、前記乾燥用ヒータをオンにして、前記消化ガス送出バルブが閉じられた側の除湿器本体内の接触材に吸着された水分を、前記四方弁から導入される空気で外部に放出する再生バルブとから構成したものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態を示す概略構成図で、図１において、下水処理場１１などから得られた消化ガスは脱硫装置を構成する脱硫塔１２に供給される。この脱硫塔１２には、脱硫剤として酸化鉄（ＦｅＯ）系が充填され、この脱硫塔１２内の酸化鉄と供給された消化ガス成分中の硫化水素が反応して硫化鉄が生成され、脱硫される。
【００１１】
脱硫された消化ガスは、除湿装置を構成する２塔式除湿器本体１３ａ，１３ｂの下部から、四方弁１４と消化ガス導入バルブ１５ａ，１５ｂを介して導入される。四方弁１４には、ポンプ１６により空気が供給され、この空気は消化ガスとともに除湿器本体１３ａ，１３ｂに導入される。
【００１２】
２塔式除湿器本体１３ａ，１３ｂ内には、シリカゲル（除湿剤）を充填または担持した接触材１７ａ，１７ｂが収納され、この接触材１７ａ，１７ｂにより消化ガス中の水分が吸着される。接触材１７ａ，１７ｂに吸着された水分は、次のような動作にて外部に放出される。
【００１３】
上記吸着された水分を放出するには、まず、除湿器本体１３ａ，１３ｂの外周囲に配置される乾燥用のヒータ１８をオンにし、再生バルブ１９ａ，１９ｂの一方を閉じ、例えば、再生バルブ１９ａを閉じ（このとき、後述する消化ガス送出バルブ２０ｂも閉じる）、ポンプ１６により空気を四方弁１４から除湿器本体１３ａ，１３ｂに供給して、再生バルブ１９ｂから外部に水分を放出する。
【００１４】
上記のバルブ操作を交互に行って、除湿器本体１３ａ，１３ｂ内の接触材１７ａ，１７ｂに吸着された水分を、再生バルブ１９ａ，１９ｂから外部に放出する。このとき、多少の消化ガスも放出されるが、問題を発生するほどでもない。
【００１５】
２塔式除湿器本体１３ａ，１３ｂの上部には、消化ガス送出バルブ２０ａ，２０ｂを設ける。このバルブ２０ａ，２０ｂを介して清浄化された消化ガス（除湿された消化ガス）が、図２に示すマイクロガスタービン発電機２１を構成する燃焼器に供給される。
【００１６】
図２はマイクロガスタービン発電機２１の概略構成図で、図２において、タービン２２、圧縮機２３及び発電機２４は軸２５により連結されている。２６は燃焼器、２７は再生器である。燃焼器２６には、図１で得られた消化ガスと、圧縮機２３により圧縮された空気が供給される。空気は再生器２７を介して燃焼器２６に供給され、ここで消化ガスと空気とを混合して燃焼させ、そのエネルギーでタービン２２を回転させて発電機２４を駆動し発電電力を得る。
【００１７】
このとき、多量の熱エネルギーが発生する。この熱エネルギーを、再生器２７を通して図示しない排熱回収装置（排熱回収ボイラー）に導き、循環水と熱交換することで排熱が回収できる。
【００１８】
上記のように、燃焼器２６に供給される消化ガスは、清浄化されているために、除湿装置から燃焼器までの配管系などの機器類を腐食させるような問題を発生させないから、機器類の耐久性の向上を図ることができるとともに、マイクロガスタービン発電機を安定に運転することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、消化汚泥から発生する消化ガスを清浄化させてガスタービン発電機の燃焼器に供給することができるので、機器類を腐食させることが無く、機器類の耐久性を飛躍的に向上させることができるようになる。また、清浄化した消化ガスを用いてガスタービン発電機を運転するようにしたので、その発電機を安定に運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す概略構成図。
【図２】マイクロガスタービン発電機の概略構成図。
【符号の説明】
１１…下水処理場
１２…脱硫塔
１３ａ，１３ｂ…２塔式除湿器本体
１４…四方弁
１５ａ，１５ｂ…消化ガス導入バルブ
１６…ポンプ
１７ａ，１７ｂ…接触材
１８…乾燥用ヒータ
１９ａ，１９ｂ…再生バルブ
２０ａ，２０ｂ…消化ガス送出バルブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digestion gas cleaning device for obtaining a good digestion gas for operating a gas turbine generator by burning the digestion gas, and a gas turbine power generation device using the digestion gas.
[0002]
[Prior art]
In sewage treatment plants, measures are taken to reduce the amount of inflowing pollutants by treating the organic substances by a standard activated sludge method or an anaerobic / aerobic method. Anaerobic digestion (digestion) is performed at a temperature of about 35 to 40 ° C. to reduce the volume of organic substances. At this time, digestion gas (containing 60 to 65% of methane gas, 30 to 35% of carbon dioxide gas, and several% of hydrogen sulfide gas) is generated as a by-product. Conventionally, the generated digestion gas is used for heating the digestion tank, and the remaining digestion gas is subjected to a combustion treatment.
[0003]
In the anaerobic digestion treatment, the digester must be heated in order to increase the activity of methane bacteria. Therefore, a large amount of heat is required, resulting in low energy efficiency.
[0004]
Furthermore, for the purpose of effective use and to increase energy efficiency, measures have been taken to use digestive gas for gas turbine power generation.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when utilizing digested gas for gas turbine power generation, a configuration is employed in which digested gas generated from digested sludge is led by piping to a combustor of the gas turbine.
[0006]
On the other hand, since the digestion gas is in a wet state, dew condensation and the like may occur in the piping due to the influence of the temperature. As a result, hydrogen sulfide in the digested gas causes corrosion in equipment and piping systems, and the corrosion progresses, reducing the durability of equipment and piping, and stably operating gas turbine power generation. It may not be possible.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a digestion gas purifying apparatus capable of purifying digestion gas to improve the durability of equipment and piping and stabilizing operation, and a gas turbine power generation using the digestion gas. It is an object to provide a device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a desulfurization apparatus for desulfurizing digested gas generated from digested sludge, and a dehumidifier for introducing digested gas desulfurized by the desulfurizer and removing moisture from the digested gas. And a device,
The dehumidifier includes a pair of dehumidifier bodies provided with a contact material filled or carried with a dehumidifier, a drying heater disposed on an outer periphery of the dehumidifier body, and a pair of dehumidifier bodies. A four-way valve interposed in the flow path for introducing gas, a digestion gas delivery valve provided in each of the pair of dehumidifier bodies, and each provided in the pair of dehumidifier bodies, turning on the drying heater. A regeneration valve that releases the moisture adsorbed to the contact material in the dehumidifier body on the side where the digestion gas delivery valve is closed, to the outside with air introduced from the four-way valve. Is what you do.
[0009]
A second invention is a gas turbine power generator which coaxially connects a turbine, an air compressor, and a generator, and supplies the air to the combustor which compresses air with the compressor to obtain combustion gas for driving the turbine,
A desulfurization device for desulfurizing digestion gas generated from digestion sludge, and a dehumidifier for introducing digestion gas desulfurized by the desulfurization device and removing moisture from the digestion gas, wherein the dehumidifier has a dehumidifier inside. A pair of dehumidifier main bodies provided with a contact material filled or carried by the heater, a drying heater disposed on the outer periphery of the dehumidifier main body, and a flow path for introducing digestive gas into the pair of dehumidifier main bodies. The inserted four-way valve, the digestion gas delivery valve provided on each of the pair of dehumidifier bodies, and the digestion gas delivery valve provided on each of the pair of dehumidifier bodies, turning on the drying heater, And a regeneration valve for releasing moisture adsorbed to the contact material in the dehumidifier body on the closed side to the outside by air introduced from the four-way valve.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a digestion gas obtained from a sewage treatment plant 11 or the like is supplied to a desulfurization tower 12 constituting a desulfurization device. The desulfurization tower 12 is filled with iron oxide (FeO) as a desulfurizing agent, and the iron oxide in the desulfurization tower 12 reacts with hydrogen sulfide in the supplied digestive gas component to produce iron sulfide. Is done.
[0011]
The desulfurized digestion gas is introduced from the lower part of the two-tower dehumidifier body 13a, 13b constituting the dehumidifier through the four-way valve 14 and the digestion gas introduction valves 15a, 15b. Air is supplied to the four-way valve 14 by a pump 16, and this air is introduced into the dehumidifier main bodies 13a and 13b together with the digestive gas.
[0012]
The two-tower dehumidifier main bodies 13a and 13b contain contact materials 17a and 17b filled or carried with silica gel (dehumidifier), and the contact materials 17a and 17b adsorb moisture in the digested gas. The moisture adsorbed by the contact members 17a and 17b is released to the outside by the following operation.
[0013]
In order to release the adsorbed moisture, first, the drying heater 18 arranged around the dehumidifier bodies 13a and 13b is turned on, and one of the regeneration valves 19a and 19b is closed. (At this time, a digestion gas delivery valve 20b described later is also closed), and air is supplied from the four-way valve 14 to the dehumidifier bodies 13a and 13b by the pump 16, and moisture is released from the regeneration valve 19b to the outside.
[0014]
By alternately performing the above valve operation, the moisture adsorbed by the contact members 17a, 17b in the dehumidifier main bodies 13a, 13b is released from the regeneration valves 19a, 19b to the outside. At this time, some digestion gas is also released, but not so much as to cause a problem.
[0015]
Digestion gas delivery valves 20a and 20b are provided above the two-tower type dehumidifier bodies 13a and 13b. The purified digested gas (dehumidified digested gas) is supplied to the combustor constituting the micro gas turbine generator 21 shown in FIG. 2 through the valves 20a and 20b.
[0016]
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the micro gas turbine generator 21. In FIG. 2, the turbine 22, the compressor 23, and the generator 24 are connected by a shaft 25. 26 is a combustor and 27 is a regenerator. The digester gas obtained in FIG. 1 and the air compressed by the compressor 23 are supplied to the combustor 26. The air is supplied to a combustor 26 via a regenerator 27, where the gas is mixed with the digested gas and burned, and the energy is used to rotate a turbine 22 to drive a generator 24 to obtain generated power.
[0017]
At this time, a large amount of heat energy is generated. This heat energy is guided to an exhaust heat recovery device (exhaust heat recovery boiler) (not shown) through the regenerator 27, and heat exchange is performed with circulating water to recover the exhaust heat.
[0018]
As described above, since the digestion gas supplied to the combustor 26 is purified, it does not cause a problem of corroding equipment such as a piping system from the dehumidifier to the combustor. Of the micro gas turbine generator can be stably operated.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, digestion gas generated from digested sludge can be purified and supplied to the combustor of the gas turbine generator, so that the equipment is not corroded and the equipment is not corroded. Can be greatly improved in durability. Further, since the gas turbine generator is operated using the purified digested gas, the generator can be operated stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a micro gas turbine generator.
[Explanation of symbols]
11 Sewage treatment plant 12 Desulfurization towers 13a and 13b Two tower dehumidifier body 14 Four-way valves 15a and 15b Digestion gas introduction valve 16 Pumps 17a and 17b Contact material 18 Drying heaters 19a and 19b Regeneration Valves 20a, 20b: digestion gas delivery valve
