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公開番号2025095336
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023211263
出願日2023-12-14
発明の名称付着物除去システム
出願人株式会社タクマ
代理人個人
主分類F23J 3/00 20060101AFI20250619BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】可燃性ガスの燃焼による圧力波を利用した付着物除去システムにおいて、可燃性ガスの調達コストを低減した付着物除去システムを提供する。
【解決手段】燃焼炉2からの排ガスと熱交換する熱交換部に付着した付着物を除去する付着物除去システム15Aであって、熱交換部で得られた熱を利用して発電する発電設備21と、発電した電力によって水を電気分解して水素ガス及び酸素ガスを生成する水電解装置22と、バイオマスを発酵させてバイオガスを生成する発酵装置25と、バイオガスと酸素ガスとを混合し燃焼させて発生させた圧力波を熱交換部に向けて放出する圧力波発生装置30とを備えるものとする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃焼炉からの排ガスと熱交換する熱交換部に付着した付着物を除去する付着物除去システムであって、
前記熱交換部で得られた熱を利用して発電する発電設備と、
発電した電力によって水を電気分解して水素ガス及び酸素ガスを生成する水電解装置と、
バイオマスを発酵させてバイオガスを生成する発酵装置と、
前記バイオガスと前記酸素ガスとを混合し燃焼させて発生させた圧力波を前記熱交換部に向けて放出する圧力波発生装置と、
を備える付着物除去システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
燃焼炉からの排ガスと熱交換する熱交換部に付着した付着物を除去する付着物除去システムであって、
前記熱交換部で得られた熱を利用して発電する発電設備と、
発電した電力によって水を電気分解して水素ガス及び酸素ガスを生成する水電解装置と、
バイオマスを発酵させてバイオガスを生成する発酵装置と、
前記バイオガス及び前記水素ガスを導入し、前記バイオガスに含まれる二酸化炭素を前記水素ガスでメタンに還元する還元装置と、
前記還元装置からの前記メタンを含むガスと前記酸素ガス又は空気とを混合し燃焼させて発生させた圧力波を前記熱交換部に向けて放出する圧力波発生装置と、
を備える付着物除去システム。
【請求項３】
燃焼炉からの排ガスと熱交換する熱交換部に付着した付着物を除去する付着物除去システムであって、
前記熱交換部で得られた熱を利用して発電する発電設備と、
発電した電力によって水を電気分解して水素ガス及び酸素ガスを生成する水電解装置と、
バイオマスを発酵させた発酵液を貯留する発酵槽、及び前記発酵槽に前記水素ガスを供給するガス供給手段を有し、前記発酵槽でバイオガスを生成する発酵装置と、
前記バイオガスと前記酸素ガス又は空気とを混合し燃焼させて発生させた圧力波を前記熱交換部に向けて放出する圧力波発生装置と、
を備える付着物除去システム。
【請求項４】
前記発酵槽は、酸発酵ゾーンとメタン発酵ゾーンとを有し、
前記ガス供給手段は、前記メタン発酵ゾーンに前記水素ガスを供給する請求項３に記載の付着物除去システム。
【請求項５】
前記水素を貯蔵し、貯蔵した前記水素を水素需要先に供給する水素貯蔵供給装置をさらに備える請求項１～４の何れか一項に記載の付着物除去システム。
【請求項６】
前記酸素を貯蔵し、貯蔵した前記酸素を、前記圧力波発生装置へと供給するとともに、前記燃焼炉へと供給する酸素貯蔵供給装置をさらに備える請求項１～４の何れか一項に記載の付着物除去システム。
【請求項７】
前記バイオガスから二酸化炭素を回収する二酸化炭素回収装置をさらに備える請求項１、３及び４の何れか一項に記載の付着物除去システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼炉からの排ガスと熱交換する熱交換部に付着した付着物を除去する付着物除去システムに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄物等を燃焼する燃焼施設において、燃焼炉から排出される排ガスの熱を利用して発電することが行われている（例えば、特許文献１を参照）。また、燃焼施設において、ボイラの熱交換部に付着したダスト等の付着物を除去することが行われている（例えば、特許文献２を参照）。
【０００３】
特許文献１には、ボイラ、蒸気タービン及び発電機の協働によって発電する発電設備を備えた燃焼施設が開示されている。この燃焼施設において、ボイラは、燃焼炉からの排ガスと熱交換する熱交換部を有し、排ガスから熱を回収して過熱蒸気を生成する。ボイラと蒸気タービンとは、過熱蒸気が通流可能に接続されている。また、蒸気タービンと発電機とは、回転動力伝達可能に接続されている。こうして、ボイラからの過熱蒸気で蒸気タービンを回転させて発電機で発電することができるようにされている。
【０００４】
特許文献２には、開口部を有する容器と、開口部を塞ぐ封止体とを備え、容器の内部に供給された可燃性ガスと酸化剤ガスとの混合ガスの燃焼によって容器内の圧力を急激に高めることで封止体を破壊して圧力波を発生させ、発生させた圧力波をボイラの熱交換部に向けて放出することにより、熱交換部に付着した付着物（ダスト）を除去する付着物除去装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２０－５８３７４号公報
国際公開第２０２０／２２５９８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された燃焼施設において、蒸気タービンを回転させるための過熱蒸気は、ボイラの熱交換部で排ガスから回収した熱を利用して生成されている。運転経過に伴い、ボイラの熱交換部には、ダストが付着・堆積し、熱回収性能が低下して、発電量の低下を招いてしまう。ボイラの熱交換部に付着・堆積したダストを特許文献２に開示された付着物除去装置を用いて除去すれば、熱回収性能の低下に起因する発電量の低下を防ぐことができると考えられる。しかしながら、付着物除去装置を用いる場合、容器内部に供給する可燃性ガスを別途調達しなければならず、調達コストが嵩む。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、可燃性ガスの燃焼による圧力波を利用した付着物除去システムにおいて、可燃性ガスの調達コストを低減した付着物除去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】
上記課題を解決するための本発明に係る付着物除去システムの特徴構成は、
燃焼炉からの排ガスと熱交換する熱交換部に付着した付着物を除去する付着物除去システムであって、
前記熱交換部で得られた熱を利用して発電する発電設備と、
発電した電力によって水を電気分解して水素ガス及び酸素ガスを生成する水電解装置と、
バイオマスを発酵させてバイオガスを生成する発酵装置と、
前記バイオガスと前記酸素ガスとを混合し燃焼させて発生させた圧力波を前記熱交換部に向けて放出する圧力波発生装置と、
を備えることにある。
【０００９】
本構成の付着物除去システムによれば、圧力波発生装置は、発酵装置においてバイオマスを発酵させて生成したバイオガスと、水電解装置で生成した酸素ガスとを混合し燃焼させて発生させた圧力波を熱交換部に向けて放出する。従って、可燃性ガスの調達コストを低減することができる。
【００１０】
次に、上記課題を解決するための本発明に係る付着物除去システムの特徴構成は、
燃焼炉からの排ガスと熱交換する熱交換部に付着した付着物を除去する付着物除去システムであって、
前記熱交換部で得られた熱を利用して発電する発電設備と、
発電した電力によって水を電気分解して水素ガス及び酸素ガスを生成する水電解装置と、
バイオマスを発酵させてバイオガスを生成する発酵装置と、
前記バイオガス及び前記水素ガスを導入し、前記バイオガスに含まれる二酸化炭素を前記水素ガスでメタンに還元する還元装置と、
前記還元装置からの前記メタンを含むガスと前記酸素ガス又は空気とを混合し燃焼させて発生させた圧力波を前記熱交換部に向けて放出する圧力波発生装置と、
を備えることにある。
（【００１１】以降は省略されています）

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