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公開番号2024080160
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-13
出願番号2022193105
出願日2022-12-01
発明の名称バイオガス利用設備の運転方法、およびバイオガス利用設備
出願人株式会社神鋼環境ソリューション
代理人弁理士法人ATEN
主分類B09B 3/65 20220101AFI20240606BHJP(固体廃棄物の処理;汚染土壌の再生)
要約【課題】メタン発酵槽で発生したバイオガスを無駄なく有効に利用することができるバイオガス利用設備の運転方法およびバイオガス利用設備を提供すること。
【解決手段】メタン発酵槽(消化槽1)で発生したバイオガスを用いてガス発電機3にて発電し、ガス発電機3で当該発電の際に得られた発電廃熱を用いて第1熱媒および第2熱媒を加熱する、バイオガス利用設備の運転方法であって、熱エネルギー需要量Aと、発電廃熱量Q1と、発電廃熱量Q2との大小関係に応じて、ガス発電機3の負荷率、バイオガスとは別の燃料のガス発電機3への追加供給、バイオガスとは別の燃料を用いた第1熱媒ボイラにての第1熱媒の加熱、およびバイオガスとは別の燃料を用いた第2熱媒ボイラにての第2熱媒の加熱、のうちの少なくとも1つを切り替える運転を行う。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
有機性廃棄物を嫌気性発酵処理するメタン発酵槽と、
前記メタン発酵槽の中で嫌気性発酵処理された後の有機性廃棄物の処理物を加熱処理する加熱処理装置と、
前記メタン発酵槽で発生したバイオガスを用いて発電するガス発電機と、
前記メタン発酵槽を加温するための第１熱媒を加熱する第１熱媒ボイラと、
前記加熱処理装置へ供給する第２熱媒を加熱する第２熱媒ボイラと、
を備え、
前記バイオガスを用いて前記ガス発電機にて発電し、前記ガス発電機で当該発電の際に得られた発電廃熱を用いて前記第１熱媒および前記第２熱媒を加熱する、
バイオガス利用設備の運転方法であって、
熱エネルギー需要量Ａと、発電廃熱量Ｑ１と、発電廃熱量Ｑ２との大小関係に応じて、前記ガス発電機の負荷率、前記バイオガスとは別の燃料の前記ガス発電機への追加供給、前記バイオガスとは別の燃料を用いた前記第１熱媒ボイラにての前記第１熱媒の加熱、および前記バイオガスとは別の燃料を用いた前記第２熱媒ボイラにての前記第２熱媒の加熱、のうちの少なくとも１つを切り替える運転を行う、
バイオガス利用設備の運転方法。
熱エネルギー需要量Ａ：前記第１熱媒の加熱に必要な１日当たりの熱量の予測値と、前記第２熱媒の加熱に必要な１日当たりの熱量の予測値と、の合計
発電廃熱量Ｑ１：前記ガス発電機に燃料として前記バイオガスのみを供給することとし、前記ガス発電機に供給する前記バイオガスの総量を、１日当たり発生する前記バイオガスの総量の予測値として、前記ガス発電機の負荷率を１００％に固定して発電したときに得られる発電廃熱の熱量の総量の予測値
発電廃熱量Ｑ２：前記ガス発電機に燃料として前記バイオガスのみを供給することとし、前記ガス発電機に供給する前記バイオガスの総量を、１日当たり発生する前記バイオガスの総量の予測値として、前記ガス発電機の負荷率を、１日当たり発生する前記バイオガスの総量の予測値の量で前記ガス発電機をちょうど２４時間連続運転できる負荷率に固定して発電したときに得られる発電廃熱の熱量の総量の予測値
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載のバイオガス利用設備の運転方法において、
前記熱エネルギー需要量Ａ≦前記発電廃熱量Ｑ１の場合、前記ガス発電機の負荷率を１００％に固定して前記ガス発電機を運転する、
バイオガス利用設備の運転方法。
【請求項３】
請求項１に記載のバイオガス利用設備の運転方法において、
前記発電廃熱量Ｑ１＜前記熱エネルギー需要量Ａ≦前記発電廃熱量Ｑ２の場合、前記ガス発電機の負荷率を変動させながら前記ガス発電機を連続運転する、
バイオガス利用設備の運転方法。
【請求項４】
請求項１に記載のバイオガス利用設備の運転方法において、
前記発電廃熱量Ｑ２＜前記熱エネルギー需要量Ａの場合、
前記バイオガスのみを用いて前記ガス発電機を運転するとともに、
前記バイオガスとは別の燃料を用いて前記第１熱媒ボイラにて前記第１熱媒を加熱する、および／または、前記バイオガスとは別の燃料を用いて前記第２熱媒ボイラにて前記第２熱媒を加熱する、
バイオガス利用設備の運転方法。
【請求項５】
請求項１に記載のバイオガス利用設備の運転方法において、
前記発電廃熱量Ｑ２＜前記熱エネルギー需要量Ａの場合、
前記バイオガスおよび前記バイオガスとは別の燃料を用いて、前記ガス発電機を運転するとともに、
前記ガス発電機で得られた発電廃熱のみを用いて、前記第１熱媒を加熱し且つ前記第２熱媒を加熱する、
バイオガス利用設備の運転方法。
【請求項６】
請求項５に記載のバイオガス利用設備の運転方法において、
前記ガス発電機の負荷率を１００％に固定して前記ガス発電機を運転する、
バイオガス利用設備の運転方法。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一項に記載のバイオガス利用設備の運転方法において、
前記ガス発電機の停止時は、前記バイオガスまたは前記バイオガスとは別の燃料を用いて前記第１熱媒ボイラにて前記第１熱媒を加熱する、および／または、前記バイオガスまたは前記バイオガスとは別の燃料を用いて前記第２熱媒ボイラにて前記第２熱媒を加熱する、
バイオガス利用設備の運転方法。
【請求項８】
請求項１～６のいずれか一項に記載のバイオガス利用設備の運転方法において、
前記メタン発酵槽の立ち上げ時は、前記バイオガスとは別の燃料を用いて前記第１熱媒ボイラにて前記第１熱媒を加熱する、
バイオガス利用設備の運転方法。
【請求項９】
請求項１～６のいずれか一項に記載の運転を行う、バイオガス利用設備。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオガス利用設備の運転方法、およびバイオガス利用設備に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
バイオガス利用設備に関する技術として、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１には、有機性廃棄物スラリーを嫌気性消化処理する嫌気性消化槽と、消化処理スラリーを加熱処理する可溶化設備と、嫌気性消化槽で発生したバイオガスを用いて発電する発電装置と、可溶化設備を構成する第二熱交換器に蒸気を供給する加温用ボイラであって、上記バイオガスを燃料として用いる加温用ボイラと、を備える有機性廃棄物の処理設備が記載されている。また、特許文献１には、発電装置を構成する原動機冷却水用熱交換器で得られた温水を用いて嫌気性消化槽を加温することが記載されている。
【０００３】
上記からわかるように、特許文献１に記載の設備では、嫌気性消化槽で発生したバイオガスを、ガス発電、嫌気性消化槽の加温（発電廃熱で加温）、および可溶化設備における加熱処理に利用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第３６５１８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
嫌気性消化槽でのバイオガスの発生量は、多かったり少なかったりする。バイオガスの発生量が多いときは、ガス発電を優先させて、バイオガスの多くを発電装置に供給しても特に問題はない。しかしながら、バイオガスの発生量が少ないときに、ガス発電を優先させると、嫌気性消化槽の加温や、可溶化設備における加熱処理に用いるバイオガス量が不足して、バイオガスを利用した嫌気性消化槽の加温などを適切に行うことができないことがある。すなわち、バイオガスを有効に利用できないことがある。
【０００６】
本発明の目的は、メタン発酵槽で発生したバイオガスを無駄なく有効に利用することができるバイオガス利用設備の運転方法およびバイオガス利用設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本願で開示するバイオガス利用設備の運転方法は、有機性廃棄物を嫌気性発酵処理するメタン発酵槽と、前記メタン発酵槽の中で嫌気性発酵処理された後の有機性廃棄物の処理物を加熱処理する加熱処理装置と、前記メタン発酵槽で発生したバイオガスを用いて発電するガス発電機と、前記メタン発酵槽を加温するための第１熱媒を加熱する第１熱媒ボイラと、前記加熱処理装置へ供給する第２熱媒を加熱する第２熱媒ボイラと、を備え、前記バイオガスを用いて前記ガス発電機にて発電し、前記ガス発電機で当該発電の際に得られた発電廃熱を用いて前記第１熱媒および前記第２熱媒を加熱する、バイオガス利用設備の運転方法である。熱エネルギー需要量Ａと、発電廃熱量Ｑ１と、発電廃熱量Ｑ２との大小関係に応じて、前記ガス発電機の負荷率、前記バイオガスとは別の燃料の前記ガス発電機への追加供給、前記バイオガスとは別の燃料を用いた前記第１熱媒ボイラにての前記第１熱媒の加熱、および前記バイオガスとは別の燃料を用いた前記第２熱媒ボイラにての前記第２熱媒の加熱、のうちの少なくとも１つを切り替える運転を行う。
熱エネルギー需要量Ａ：前記第１熱媒の加熱に必要な１日当たりの熱量の予測値と、前記第２熱媒の加熱に必要な１日当たりの熱量の予測値と、の合計
発電廃熱量Ｑ１：前記ガス発電機に燃料として前記バイオガスのみを供給することとし、前記ガス発電機に供給する前記バイオガスの総量を、１日当たり発生する前記バイオガスの総量の予測値として、前記ガス発電機の負荷率を１００％に固定して発電したときに得られる発電廃熱の熱量の総量の予測値
発電廃熱量Ｑ２：前記ガス発電機に燃料として前記バイオガスのみを供給することとし、前記ガス発電機に供給する前記バイオガスの総量を、１日当たり発生する前記バイオガスの総量の予測値として、前記ガス発電機の負荷率を、１日当たり発生する前記バイオガスの総量の予測値の量で前記ガス発電機をちょうど２４時間連続運転できる負荷率に固定して発電したときに得られる発電廃熱の熱量の総量の予測値
【０００８】
（２）前記（１）に記載のバイオガス利用設備の運転方法において、前記熱エネルギー需要量Ａ≦前記発電廃熱量Ｑ１の場合、前記ガス発電機の負荷率を１００％に固定して前記ガス発電機を運転してもよい。
【０００９】
（３）前記（１）に記載のバイオガス利用設備の運転方法において、前記発電廃熱量Ｑ１＜前記熱エネルギー需要量Ａ≦前記発電廃熱量Ｑ２の場合、前記ガス発電機の負荷率を変動させながら前記ガス発電機を連続運転してもよい。
【００１０】
（４）前記（１）に記載のバイオガス利用設備の運転方法において、前記発電廃熱量Ｑ２＜前記熱エネルギー需要量Ａの場合、前記バイオガスのみを用いて前記ガス発電機を運転するとともに、前記バイオガスとは別の燃料を用いて前記第１熱媒ボイラにて前記第１熱媒を加熱する、および／または、前記バイオガスとは別の燃料を用いて前記第２熱媒ボイラにて前記第２熱媒を加熱してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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