廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備および貯蔵方法
【課題】物理的に発酵しやすい条件下にある廃棄物由来固形燃料（例えば、ＲＤＦやバイオマス系廃棄物由来固形燃料）を、発酵がより促進されやすい高温湿潤の環境下でも貯蔵できるようにするための貯蔵設備および貯蔵方法を提案する。
【解決手段】廃棄物由来固形燃料を発酵槽５２で嫌気性発酵させ、発酵により生じたバイオガスを一次貯蔵タンク５３（バイオガス貯蔵槽）へ流入させたうえで、圧縮および冷却して二次貯蔵タンク（バイオガス貯蔵槽）で貯蔵する。二次貯蔵タンクに貯蔵されたバイオガスは、発電部のボイラへ送られて燃料又は補助燃料として利用される。燃料の発酵残渣は、水分が除去されて、燃料の原料として再利用される。
【解決手段】廃棄物由来固形燃料を発酵槽５２で嫌気性発酵させ、発酵により生じたバイオガスを一次貯蔵タンク５３（バイオガス貯蔵槽）へ流入させたうえで、圧縮および冷却して二次貯蔵タンク（バイオガス貯蔵槽）で貯蔵する。二次貯蔵タンクに貯蔵されたバイオガスは、発電部のボイラへ送られて燃料又は補助燃料として利用される。燃料の発酵残渣は、水分が除去されて、燃料の原料として再利用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発酵や腐敗しやすく、また、その過程で悪臭や可燃性ガスを発生させる性質を有する廃棄物由来固形燃料（例えば、ごみ固形化燃料やバイオマス系廃棄物由来固形燃料）を長期間貯蔵するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に「ごみ」と呼称される都市廃棄物(以下、「ＭＳＷ；Municipal Solid Waste」という)には、一般家庭から出る固形廃棄物、民間企業（オフィスビル，小売店，卸売業，レストラン等）および公共施設(図書館，学校，病院，刑務所等)から出る固形廃棄物が含まれる。従来、ＭＳＷは可燃ごみ、リサイクルごみ、金属ごみ等に分別収集されて、そのうち可燃ごみは焼却処理されている。近年では、ごみの燃焼に伴い生成されるダイオキシン等の環境問題やごみ資源の有効利用としての観点から、可燃ごみの再資源化の一手法として、ＭＳＷからごみ固形化燃料（以下、「ＲＤＦ；Refuse Derived Fuel」という）を製造することが行われている。ＲＤＦは、発電施設の補助燃料として、地域における温水用ボイラ燃料として、また、各種の工場で使用する加熱炉等の加熱源の補助燃料として利用されている。ＲＤＦは、一般に、その形状や特性から数種類（ＡＳＴＭでは７種類）に分類されている。このうち広く採用されているものは、フラフ状のＲＤＦ（以下、「フラフＲＤＦ；Fluff ＲＤＦ」という）と、ペレット状に成形されたＲＤＦ（以下、「ペレットＲＤＦ；Pellet ＲＤＦ」という」である。
【０００３】
図１０（ａ）はペレットＲＤＦの一般的な製造工程を示す図である。同図に示すように、ペレットＲＤＦの製造にあたり、収集されたＭＳＷは、破砕機で一次破砕され、乾燥設備で所定の水分量以下となるまで乾燥され、不燃物が選別除去され、二次破砕機で成形工程に適した寸法にまでさらに細かく破砕される。なお、これらの工程の間に、ＭＳＷ中に混在していた金属類やその他燃料として適さない異物が選別除去される。このようにして成形に適した寸法まで細かくなったＭＳＷは、ＲＤＦ貯蔵中に微生物による発酵、発熱および発酵に伴うメタンガス発生を防止するためにアルカリ化合物（消石灰など）を主成分とする発酵防止剤と混合され、高比重化のために成形機にてペレット状に圧縮成形される。上記工程により製造されたペレットＲＤＦは、一般に、直径１０〜５０mm，長さ１０〜１００mmの硬い円柱形状をなし、嵩比重は０．６ton／m3程度であり、低位発熱量は４，５００kcal／kg程度である。
【０００４】
図１０（ｂ）はフラフＲＤＦの一般的な製造工程を示す図である。同図に示すように、フラフＲＤＦの製造にあたり、収集されたＭＳＷは、破砕機で一次破砕され、不燃物および異物が選別除去され、規定された寸法となるまで破砕機で二次破砕される。なお、これらの工程の間にＭＳＷ中に混在していた金属類やその他燃料として適さない異物が選別除去される。また、収集されたＭＳＷの水分量が過多である場合は、二次破砕工程の上流又は下流に、乾燥工程が加えられる。上記工程により製造されたフラフＲＤＦは、一般に、５０〜１５０mm四方の平面状をなし、嵩比重は含有する水分量により変化するがおおよそ０．１〜０．２ton／m3であり、低位発熱量は３，５００kcal／kg程度である。フラフＲＤＦの製造工程では、ペレットＲＤＦの製造工程のうち乾燥工程と成形工程の各工程が省略されている。このため、フラフＲＤＦの製造には、乾燥炉およびその燃料、発酵防止剤、並びに成形機およびその動力が不要である。この結果、フラフＲＤＦの製造単価はペレットＲＤＦと比較して安価である。但し、フラフＲＤＦは嵩高いために長距離輸送には不向きであり、貯蔵中のＲＤＦ発酵防止のための水分調整と発酵防止剤の添加を省いているため、貯蔵期間中の安全上の観点により、長期間（例えば、１週間以上）にわたって貯蔵することは避けるべきというのが業界の推奨案である。
【０００５】
図１１は従来のＭＳＷ収集からＲＤＦ製造およびＲＤＦ焚き発電までの全体的なＲＤＦ焚き発電システムの概念図である。同図に示すように、収集されたＭＳＷはＲＤＦ製造設備１０１へ搬入され、ここでＭＳＷからＲＤＦが製造される。製造されたＲＤＦは受入設備１０２へ搬入され、発電設備１０３のボイラ６１へ投入される。発電設備１０３では、ボイラ６１でＲＤＦを燃料又は補助燃料として燃焼し、この燃焼熱を回収した高温高圧の蒸気で蒸気タービン発電設備６２のタービンを回転することにより発電が行われる。
【０００６】
ヨーロッパでは、比較的平均気温が低く且つ乾燥した気候であることに加えて、厨芥類（野菜のくずや食べ物の残りなどのごみ等）と一般可燃ごみとの分別回収が厳格に行われている背景から、ＭＳＷの主な構成物は布，プラスチック類，木等の一般可燃ごみである。よって、ＲＤＦの原料となるＭＳＷに含まれる水分は、厨芥類が混在する他の地域のＭＳＷと比べて少ない。さらに、上記ＲＤＦ焚き発電システムのＲＤＦ製造設備１０１、受入設備１０２および発電設備１０３は隣接しているか又は近距離にあり、製造されたＲＤＦは長期間貯蔵されることなく直ちにＲＤＦ焚きの発電設備１０３で燃焼される。よって、ＲＤＦの長距離輸送や長期貯蔵が不要である。このような理由から、これらの地域ではフラフＲＤＦが採用されている。
【０００７】
なお、ヨーロッパでも、発電設備１０３の保守点検などのためにフラフＲＤＦを受入設備１０２で長期貯蔵せねばならない事態も生じ得る。フラフＲＤＦは嵩比重が小さいため、そのまま貯蔵するには広大な貯蔵場所が必要となる。そこで、フラフＲＤＦをビニールシート等で圧縮しながら梱包することにより、フラフＲＤＦを嵩比重が若干増加した貯蔵および移動しやすい状態で貯蔵する。しかしながら、梱包ビニールシートではＲＤＦと外気との接触は避けられず、ＲＤＦに含まれる水分によりＲＤＦ中の有機物が梱包内部で好気性発酵する可能性がある。ＲＤＦの発酵により生じるメタンガスやアンモニアは、火災や悪臭の原因となる。平面的に広い開放型の敷地に梱包されたＲＤＦを並べて貯蔵することによりメタンガスやアンモニアガスの滞留を防止することはできるが、貯蔵敷地周辺の臭気問題は避けられない。
【０００８】
日本では、殆どの地域で厨芥類と一般可燃ごみの分別回収は行われていない。よって、ＲＤＦの原料となるＭＳＷに含まれる水分がヨーロッパのＭＳＷと比べて多い。また、日本でのＭＳＷのＲＤＦ化の基本方針は、広域に散在する地方自治体のＭＳＷをＲＤＦ化して1カ所に集約することにより廃棄物を一括処理し、熱回収によるエネルギーの有効利用を図るというものである。このため、多くのＲＤＦ製造設備１０１と受入設備１０２は近距離遠距離を問わず離れており、ＲＤＦの輸送が必要である。さらに、複数のＲＤＦ製造設備１０１に対して１組の受入設備１０２および発電設備１０３が設けられており、１カ所の受入設備１０２で複数のＲＤＦ製造設備１０１から輸送されてきたＲＤＦを長期貯蔵する必要性が生じる。このような理由から、日本では輸送及び長期貯蔵に適したペレットＲＤＦが主流となっている。
【０００９】
ペレットＲＤＦはフラフＲＤＦと比較して長期貯蔵に適しているが、容易に発酵する燃料であるため、ＲＤＦの発酵および発火を防止するための厳重な貯蔵方法が要求される。そこで、従来から、ペレットＲＤＦを長期貯蔵するための技術が提案されている（例えば、特許文献１，２，３）。特許文献１では、ペレットＲＤＦを長期貯蔵するための固形燃料貯蔵槽が示されている。この固形燃料貯蔵槽は、貯蔵槽内の蓄熱を抑制して自然発火を防止するために、貯蔵槽内の空気を循環させるとともに固形燃料も循環させるように構成されている。さらに、この貯蔵槽は、自然発火を検出するとともに、発火した場合に直ちに消火することができるように、一酸化炭素検出器、温度検出器、および散水ノズルを備えている。
【００１０】
特許文献２では、縦長ホッパー状に形成された冷却室にペレットＲＤＦを充填し、ＲＤＦ充填層を貫通するように冷却ガスを流すように構成された固形燃料冷却塔が示されている。さらに、特許文献３では、オープンピット内に貯蔵されたＲＤＦの空隙からガスを吸引採取し、採取されたガスの成分および温度を計測して発熱を検出し、発熱した箇所に窒素ガスを注入するように構成されたごみ固形燃料貯蔵装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２０６０１０号公報
【特許文献２】特開２００２−６９４６９号公報
【特許文献３】特開２００７−１６１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
近年、極東アジア（日本を除く韓国・中国等）や東南アジアで、ＭＳＷの処理が大きな環境問題となりつつある。これらの地域の中には、ＭＳＷをＲＤＦにすることでエネルギー有効利用する計画を既に開始しているところもある。これらの地域は、分別回収の不徹底および食材並びに食生活習慣により、回収されるＭＳＷはフラフＲＤＦには適さない厨芥類を多量に含んでいる点、気象条件が高温・多湿である点で共通する。このような条件下であっても、ＲＤＦ製造設備およびＲＤＦ製造コストの観点から、回収したＭＳＷからフラフＲＤＦを製造し、そのＲＤＦを燃料として発電を行うシステムを確立したいという要望がある。しかし、水分量が多く且つ容易に発酵する厨芥類を多量に含むＭＳＷから製造されたフラフＲＤＦを、発酵を抑制するアルカリ化合物を添加することなく、発酵が促進されやすい高温多湿な環境で安全に長期貯蔵する方法は確立していない。前述のヨーロッパで行われているフラフＲＤＦの梱包貯蔵方法は、フラフＲＤＦの水分量が少なく且つ比較的乾燥した気候である条件に加えて慎重な監視下で成立するのであって、フラフＲＤＦの水分量が多く且つ高温湿潤な気候である条件下で成立することは実証されていない。また、特許文献１〜３で提案されているＲＤＦの貯蔵方法は、何れもペレットＲＤＦを対象としたものである。
【００１３】
フラフＲＤＦと同様の長期貯蔵に関する課題を、バイオマス系廃棄物から製造されたバイオマス系廃棄物由来固形燃料も有している。ここで「バイオマス系廃棄物由来固形燃料」とは、バイオマス系廃棄物を異物除去や破砕や裁断等により燃焼設備の要求に適した形態にしたものを意味する。バイオマス系廃棄物も内部に多量の水分を含有し且つ発酵に適した有機物を多く含んでいる。バイオマス系廃棄物を大量に排出する国は高温・多湿の気象条件下にある東南アジア地域である。図１０（ｃ）はバイオマス系廃棄物由来固形燃料の一般的な製造工程を示す図である。同図に示すように、バイオマス系廃棄物由来固形燃料の製造にあたり、収集されたバイオマス系廃棄物は大型不燃物が選別除去され、破砕機で一次破砕され、小型の不燃物が選別除去され、燃焼に適した寸法に二次破砕される。バイオマス系廃棄物由来固形燃料のうち、油椰子系バイオマス（油椰子の幹，葉，油椰子空房等）、サトウキビ系バイオマス（サトウキビの搾りかす）、ココナッツ系バイオマス（ココナッツの搾りかす）、ジャトロファ系バイオマス（ジャトロファの葉，空房等）などのバイオマス系廃棄物から製造されたものは、特に有機物と水分を内部に大量に有するために発酵しやすく且つ発酵速度が速い。よって、このようなバイオマス系廃棄物由来固形燃料を燃料とする発電施設でも、フラフＲＤＦと同様の長期貯蔵の課題が生じる。
【００１４】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、物理的に発酵しやすい条件下にある廃棄物由来固形燃料（例えば、ＲＤＦやバイオマス系廃棄物由来固形燃料）を、発酵がより促進されやすい高温湿潤の環境下でも貯蔵できるようにするための、貯蔵設備および貯蔵方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備は、発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を燃焼設備で燃焼する前に貯蔵するための貯蔵設備であって、前記廃棄物由来固形燃料を嫌気性発酵させる発酵槽と、前記廃棄物由来固形燃料の嫌気性発酵により生じるバイオガスを貯蔵するバイオガス貯蔵槽と、前記発酵槽から前記バイオガス貯蔵槽へ前記バイオガスを送る第１流路と、前記バイオガス貯蔵槽から前記燃料設備へ前記バイオガスを供給する供給路と備えるものである。
【００１６】
また、本発明に係る廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法は、発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を燃焼設備で燃焼する前に貯蔵する方法であって、前記廃棄物由来固形燃料を嫌気性発酵槽で嫌気性発酵させるステップと、前記廃棄物由来固形燃料の嫌気性発酵により生じるバイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップとを含むものである。
【００１７】
上記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備および貯蔵方法によれば、発酵しやすい廃棄物由来固形燃料はバイオガスとその発酵残渣に形態を変えて貯蔵されることとなる。廃棄物由来固形燃料が発酵することにより、廃棄物由来固形燃料中の有機物の多くはバイオガスとして態様を変えるため、発酵槽に投入された廃棄物由来固形燃料は、その発酵した有機物ぶんだけ固体量が減容減量される。つまり、発酵残渣は元の廃棄物由来固形燃料と比較して減容減量されているので、固体貯蔵のための空間を縮減できる。さらに、廃棄物由来固形燃料に含まれる有機物の多くが発酵槽での嫌気性発酵によりバイオガスに変換されて、その発酵残渣に含まれる有機物残量が減量されているため、発酵残渣の取り扱いや保管は廃棄物由来固形燃料そのものと比較して容易である。また、バイオガスは気体であって経時変化しないので、廃棄物由来固形燃料そのままの状態と比較して保管が容易である。さらに、上記燃料貯蔵設備および燃料貯蔵方法は、乾燥した環境でも高温湿潤な環境でも同様に発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を貯蔵することが可能であり、貯蔵環境によらず廃棄物由来固形燃料を安定して貯蔵することができる。
【００１８】
前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記バイオガス貯蔵槽は、前記発酵槽から前記第１流路を通じて前記バイオガスが送られる一次貯蔵槽と、前記一次貯蔵槽と第２流路で接続された二次貯蔵槽とを含み、前記第２流路において前記一次貯蔵槽から前記二次貯蔵槽へ前記バイオガスを圧縮して送る圧縮機と、前記第２流路において前記圧縮機で圧縮された前記バイオガスを冷却する冷却器とを備えることがよい。同様に、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップは、前記発酵槽から送られてくるバイオガスを一次貯蔵槽に収容するステップと、前記一次貯蔵槽から二次貯蔵槽へ前記バイオガスを圧縮することにより減容化して送るステップと、前記圧縮されたバイオガスを冷却するステップと、前記圧縮されたバイオガスを前記二次貯蔵槽で貯蔵するステップとを含むことがよい。
【００１９】
バイオガスは気体であるため、固体である廃棄物由来固形燃料とは異なり、圧縮することにより減容することが可能である。よって、上記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備および貯蔵方法によれば、バイオガスは圧縮された状態でタンク状の貯蔵設備で貯蔵されるので、バイオガスを貯蔵するために要する平面的な広さを縮減することができる。さらに、バイオガスの圧力を調整することにより、同量のバイオガスを貯蔵するために必要な空間の大きさを変化させることができる。
【００２０】
前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記発酵槽から排出された前記廃棄物由来固形燃料の発酵済み残渣である水分および前記廃棄物由来固形燃料の発酵残渣に含まれる水分を除去する水分除去手段を備えることがよい。同様に、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記発酵槽から排出される前記廃棄物由来固形燃料の発酵済み残渣である水分および前記廃棄物由来固形燃料の発酵残渣に含まれる水分を除去するステップを含むことがよい。
【００２１】
上記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備および貯蔵方法によれば、発酵残渣は水分が除去されてさらに減容減量されるため、発酵残渣の貯蔵のための空間をさらに縮減することができる。また、発酵残渣から水分を除去することにより、水分が除去された発酵残渣を、廃棄物由来固形燃料の原料として再利用することができる。
【００２２】
前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記発酵槽から前記第１流路へ流出する流出ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出器と、前記流出ガスのメタン濃度を検出するメタン濃度検出器と、検出された酸素濃度およびメタン濃度に基づいて、前記流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲外であるときに開弁して前記第１流路と前記バイオガス貯蔵槽とを連通させる第１制御弁とを備えることがよい。同様に、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップにおいて、前記バイオガスを含む前記発酵槽から流出する流出ガスの酸素濃度およびメタン濃度を検出し、この検出結果に基づいて、前記流出ガスのうちその酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲外のものを前記バイオガス貯蔵槽へ貯蔵することがよい。
【００２３】
上記燃料貯蔵設備または燃料貯蔵方法によれば、発酵槽からの流出ガスのうち圧縮に適したもののみがバイオガスとしてバイオガス貯蔵槽へ送られることとなり、バイオガス貯蔵時の安全性とバイオガス利用時の安全性とを高めることができる。
【００２４】
前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記発酵槽内と大気を連通させる大気放散路と、前記酸素濃度検出器で検出された酸素濃度および前記メタン濃度検出器で検出されたメタン濃度に基づいて、前記流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内であるときに開弁して前記大気放散路を通じて前記流出ガスを大気放散させる大気放散弁とを備えることがよい。或いは、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記発酵槽と第３流路を介して接続された予備貯蔵槽と、前記酸素濃度検出器で検出された酸素濃度および前記メタン濃度検出器で検出されたメタン濃度に基づいて、前記流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内であるときに開弁して前記第３流路と前記予備貯蔵槽とを連通させる第２制御弁とを備えることがよい。
【００２５】
同様に、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップにおいて、前記流出ガスの酸素濃度およびメタン濃度に基づいて、前記流出ガスのうちその酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内のものを大気放散することがよい。或いは、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップにおいて、前記流出ガスの酸素濃度およびメタン濃度に基づいて、前記流出ガスのうちその酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内のものを前記バイオガス貯蔵槽とは異なる予備貯蔵槽へ貯蔵することがよい。
【００２６】
上記燃料貯蔵設備または燃料貯蔵方法によれば、発酵槽からの流出ガスのうち、火元さえあれば外部より燃焼用酸素の供給を受けること無く燃焼するおそれのあるものは大気放散されるか又は圧縮されない予備貯蔵槽に収容されるので、バイオガス貯蔵時の安全性とバイオガス利用時の安全性とを高めることができる。
【００２７】
また、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記供給路は、前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の起動用燃料として前記燃焼設備へ供給する経路を有することがよい。同様に、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の起動用燃料として前記燃焼設備へ供給するステップを更に含むことがよい。
【００２８】
上記燃料貯蔵設備または燃料貯蔵方法によれば、バイオガスを燃焼設備の燃料又は補助燃料として有効に利用することができる。
【００２９】
前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記供給路は、前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の一次燃焼空気供給路および二次燃焼空気供給路のうち少なくとも一方へ供給する経路を有することがよい。ここで、前記供給路は、前記燃焼設備へ供給される前記バイオガスが前記燃焼設備の一次燃焼空気又は二次燃焼空気と燃焼範囲外の混合比で混合するように、前記バイオガスの供給量を調整する調整手段を備えていることがよい。
【００３０】
同様に、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の一次燃焼空気供給路および二次燃焼空気供給路のうち少なくとも一方へ供給するステップを更に含むことがよい。ここで、前記燃焼設備へ供給される前記バイオガスが前記燃焼設備の一次燃焼空気又は二次燃焼空気と燃焼範囲外の混合比で混合するように前記バイオガスの供給量を調整することがよい。
【００３１】
上記燃料貯蔵設備または燃料貯蔵方法によれば、バイオガスを燃料として有効に利用することができる。
【００３２】
前記廃棄物由来固形燃料が、一般廃棄物から製造されたごみ固形化燃料であってよい。或いは、前記廃棄物由来固形燃料が、バイオマス系廃棄物から製造されたバイオマス廃棄物由来固形燃料であってよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、発酵しやすい廃棄物由来固形燃料は、圧縮により減容可能なバイオガスと、廃棄物由来固形燃料中の有機物が発酵によりガス化した後の発酵残渣とに形態を変えて貯蔵されることとなる。バイオガスはそれ以上発酵せず、発酵残渣に含まれる有機物残量は元の廃棄物由来固形燃料の状態と比較して大幅に減量されているので、発酵がより促進されやすい高温湿潤の環境下でも貯蔵することができる。このように、廃棄物由来固形燃料そのものを貯蔵するときと比較して貯蔵の管理が容易となる。さらに、廃棄物由来固形燃料が発酵することにより、固体量としては減容減量されるので、固体貯蔵に必要な空間を縮減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料貯蔵設備を含むＲＤＦ焚き発電システムの全体的な概念図である。
【図２】燃料製造部の構成を示す概念図である。
【図３】燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより上流側の構成を示す概念図である。
【図４】燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより下流側の構成を示す概念図である。
【図５】燃料長期貯蔵部の制御構成を示すブロック図である。
【図６】メタンの燃焼範囲を説明する図である。
【図７】発酵槽制御部のＲＤＦ投入初期の制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】変形例に係る燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより上流側の構成を示す概念図である。
【図９】変形例に係る燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより下流側の構成を示す概念図である。
【図１０】（ａ）はペレットＲＤＦの一般的な製造工程を示す図であり、（ｂ）はフラフＲＤＦの一般的な製造工程を示す図であり、（ｃ）はバイオマス系廃棄物由来固形燃料の一般的な製造工程を示す図である。
【図１１】従来のＭＳＷ収集からＲＤＦ製造およびＲＤＦ焚き発電までのＲＤＦ焚き発電システムの全体的な概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明に係る廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備（以下、単に「燃料貯蔵設備」ともいう）は、ごみ等から製造された有機物を多量に含み発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を長期（例えば、数週間から数ヶ月程度）貯蔵するための設備である。以下では、本発明の実施の形態に係る燃料貯蔵設備を利用したＲＤＦ焚き発電システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る燃料貯蔵設備を含むＲＤＦ焚き発電システムの全体的な概念図であり、図中の矢印は物質の流れを示している。また、同図では、発明と直接的に関連しない細かい補助装置に関する記述は省略している。
【００３６】
図１に示すように、ＲＤＦ焚き発電システム１は主に、燃料製造部３と、燃料一時貯蔵部４と、燃料長期貯蔵部５と、発電部６とで構成されている。このＲＤＦ焚き発電システム１は、一般家庭等から排出されるごみである都市廃棄物(以下、「ＭＳＷ；Municipal Solid Waste」という)からごみ固形化燃料（以下、「ＲＤＦ；Refuse Derived Fuel」という）を製造し、ＲＤＦの燃焼によって発生する熱を利用して発電を行うシステムである。ＲＤＦ焚き発電システム１のうち、燃料一時貯蔵部４および燃料長期貯蔵部５は発電部６に隣接している。但し、燃料製造部３は、発電部６と隣接していてもよいし離れていてもよい。また、１基の発電部６に対して複数の燃料製造部３が存在していてもよい。続いて、ＲＤＦ焚き発電システム１を構成している各部について詳細に説明する。
【００３７】
（燃料製造部３）
燃料製造部３は、ＭＳＷからフラフＲＤＦ（フラフ状のＲＤＦ）を製造するための設備を備えている。図２は、燃料製造部３の概念図であり、図中の矢印は物質の流れを示している。同図に示すように、燃料製造部３は主に、ＭＳＷ貯蔵ピット３１と、一次破砕機３２と、選別機３３と、二次破砕機３４とを備えている。ＭＳＷ貯蔵ピット３１は、収集されてきたＭＳＷを一時貯蔵するためのものである。このＭＳＷ貯蔵ピット３１は、例えば、最大で５日分のＭＳＷを収容できる容量を有する。一次破砕機３２は、選別機３３で異物や不燃物を除去可能とするために、ＭＳＷ中のビニール袋や布状の物質を引き破ったり、大きな固形物を破砕したりするものである。選別機３３は、ＭＳＷから不燃物等を選別除去するためのものである。この不燃物等には、石やコンクリートの破片、金属類などが含まれている。二次破砕機３４は、不燃物等が選別除去されたＭＳＷを要求された寸法となるまで更に細かく破砕するためのものである。
【００３８】
上記構成の燃料製造部３において、収集されたＭＳＷは先ずＭＳＷ貯蔵ピット３１へ搬入され、一時的に貯蔵される。そして、ＭＳＷ貯蔵ピット３１に貯蔵されているＭＳＷは、順次一次破砕機３２へ投入されて荒く破砕される。一次破砕されたＭＳＷは、選別機３３にて不燃物が選別除去され、二次破砕機３４へ投入される。二次破砕機３４へ投入された可燃物からなるＭＳＷは、二次破砕機３４で更に細かく破砕されてフラフＲＤＦ（フラフ状のＲＤＦ）となる。このようにして製造されたＲＤＦは、５０〜１５０mm四方の平板状をなしている。
【００３９】
（燃料一時貯蔵部４）
燃料一時貯蔵部４は、ＲＤＦを貯蔵するための燃料貯蔵庫３６を備えている。燃料製造部３で製造されたＲＤＦは燃料貯蔵庫３６へ搬入され、ここで一時的に貯蔵される。燃料貯蔵庫３６でＲＤＦが貯蔵される期間は、燃料貯蔵庫３６の容積と貯蔵中の安全面を考慮して、一般には数日、長くとも７日程度である。燃料貯蔵庫３６に貯蔵されているＲＤＦは、発電部６の稼働時には発電部６へ送られる。また、発電部６が稼動を停止しているときや製造されたＲＤＦの総熱量が発電部６の最適運転ベースの熱量を上回るときなどの、燃料貯蔵庫３６で貯蔵可能な期間を超えて貯蔵しなればならない余剰のＲＤＦがあるときは、その余剰分相当の燃料貯蔵庫３６に貯蔵されたＲＤＦが燃料長期貯蔵部５へ送られる。
【００４０】
（発電部６）
発電部６は、ＲＤＦを燃焼して発電を行うための発電設備群である。発電部６は主に、ＲＤＦの燃焼設備であるボイラ６１と、ボイラ６１から高圧且つ高温の蒸気が送給される蒸気タービン発電設備６２と、ボイラ６１からの排気ガス中に含まれる有害物を除去する排気ガス処理設備６３とを備えている。なお、本実施の形態に係る発電部６のボイラ６１は、ＲＤＦ焚きボイラであるが、これに代えて石炭焚きボイラであってもかまわない。この場合、ＲＤＦは石炭焚きボイラの補助燃料として利用される。
【００４１】
ボイラ６１の燃焼室６１ａには、燃料一時貯蔵部４の燃料貯蔵庫３６で貯蔵されているＲＤＦが投入される。ボイラ６１の燃焼室６１ａにおいてＲＤＦの燃焼により生じた熱は、熱回収器６１ｂを流れる熱回収水および蒸気過熱により回収される。熱回収器６１ｂと蒸気タービン発電設備６２は、配管等により構成された蒸気排出路６８で接続されている。ＲＤＦの燃焼熱を回収して高温且つ高圧となった蒸気は、蒸気排出路６８を通じて蒸気タービン発電設備６２へ送られる。蒸気タービン発電設備６２では、蒸気でタービンを回転し、この回転力を電力へ変換する発電機により発電が行われる。
【００４２】
ボイラ６１の燃焼室６１ａには、一次燃焼空気供給路６５と、二次燃焼空気供給路６６と、起動用燃料供給路６７と、排気路６９とが接続されている。一次燃焼空気供給路６５は、ボイラ６１の燃焼室６１ａと一次燃焼空気源（外部）を繋ぐ配管および送風機等で構成されており、一次燃焼空気供給路６５を通じて一次燃焼空気源からボイラ６１の燃焼室６１ａへ燃焼のための一次燃焼空気が供給される。二次燃焼空気供給路６６は、ボイラ６１の燃焼室内と二次燃焼空気源（外部）を繋ぐ配管および送風機等で構成されており、二次燃焼空気供給路６６を通じてボイラ６１の燃焼室６１ａへ燃焼のための二次燃焼空気が供給される。起動用燃料供給路６７は、ボイラ６１の燃焼室内と起動用燃料源を結ぶ配管等で構成されており、ボイラ６１の起動時に、起動用燃料供給路６７を通じてボイラ６１の燃焼室６１ａへボイラ起動用燃料が供給される。排気路６９は、ボイラ６１の燃焼室６１ａと排気ガス処理設備６３とを繋ぐ配管等により構成されている。ボイラ６１の燃焼室６１ａで生じた排気ガスは、排気路６９を通じて排気ガス処理設備６３へ送られる。排気ガス処理設備６３では、ボイラ６１の排気ガス中に含まれる有害物が除去されたのち、煙突を通じて外部へ放出される。
【００４３】
（燃料長期貯蔵部５）
続いて、燃料長期貯蔵部５について詳細に説明する。燃料長期貯蔵部５は、燃料一時貯蔵部４での貯蔵可能期間を越えてＲＤＦを貯蔵するための設備群である。燃料長期貯蔵部５において、ＲＤＦはバイオガスと発酵残渣という減容且つ減量された状態で貯蔵されることとなる。図３は燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより上流側の構成を示す概念図であり、図４は燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより下流側の構成を示す概念図である。図３，４では、物質の流れが矢印で示されている。また、図５は、燃料長期貯蔵部５の制御構成を示すブロック図である。図３，４に示すように、燃料長期貯蔵部５は主に、投入装置５１と、発酵槽５２と、一次貯蔵タンク５３と、二次貯蔵タンク５４と、残渣排出装置５５と、圧縮機５７と、バイオガス供給設備５９とを備えている。
【００４４】
投入装置５１は、燃料一時貯蔵部４の燃料貯蔵庫３６から発酵槽５２へＲＤＦを投入するためのものである。投入装置５１は、燃料貯蔵庫３６と発酵槽５２の投入口１８との間に設けられた燃料投入槽１１を備えている。燃料貯蔵庫３６と燃料投入槽１１の間および燃料投入槽１１と発酵槽５２の間は、各種コンベア又は配管等を介して接続されている。燃料貯蔵庫３６と燃料投入槽１１の間には、これらの空間を仕切るとともに燃料貯蔵庫３６から燃料投入槽１１へのＲＤＦの移動を規制する第１投入弁１２が設けられている。燃料投入槽１１と発酵槽５２の間には、これらの空間を仕切るとともに燃料投入槽１１から発酵槽５２へのＲＤＦの移動を規制する第２投入弁１３が設けられている。また、燃料投入槽１１には、不活性ガス源１４から不活性ガスを供給するための不活性ガス供給路１５が接続されており、この不活性ガス供給路１５にアシストガス供給弁１６ａが設けられている。さらに、燃料投入槽１１には、燃料投入槽１１内からアシストガスとしての不活性ガスを排出するための不活性ガス排出路１１ａが設けられており、この不活性ガス排出路１１ａにアシストガス供給弁１６ａが設けられている。図５に示すように、第１投入弁１２、第２投入弁１３、アシストガス供給弁１６ａおよびアシストガス排出弁１６ｂの開閉動作は、投入装置制御部１７により制御されている。
【００４５】
続いて、上記構成の投入装置５１の動作について説明する。投入装置制御部１７は、図示せぬ操作盤を介して入力されたＲＤＦ投入量を含む投入指示を受けて、第１投入弁１２をＲＤＦ投入量に対応する時間だけ開放する。すると、燃料貯蔵庫３６から燃料投入槽１１へＲＤＦが移動する。続いて、投入装置制御部１７は第２投入弁１３を開放する。これにより、燃料投入槽１１内のＲＤＦは自重で発酵槽５２へ落下する。ここで、投入装置制御部１７は、アシストガス供給弁１６ａおよびアシストガス排出弁１６ｂを開放して、不活性ガス供給路１５を通じて燃料投入槽１１へ供給される不活性ガスによりＲＤＦを発酵槽５２へ強制的に押し出すように制御することもできる。そして、発酵槽５２へのＲＤＦの投入が完了すると、投入装置制御部１７は第２投入弁１３、アシストガス供給弁１６ａおよびアシストガス排出弁１６ｂを閉止する。以上の投入装置５１の動作により、指示されたＲＤＦ投入量のＲＤＦが発酵槽５２へ投入され、ＲＤＦ投入後の燃料投入槽１１はほぼ密閉された状態となる。
【００４６】
発酵槽５２は、ＲＤＦを嫌気性雰囲気の中で約１５〜２０日間かけて嫌気性発酵させる嫌気性発酵槽である。発酵槽５２には、投入口１８のある投入側５２ａから、排出口１９のある排出側５２ｂまでＲＤＦを移動させるための移動装置２０が設けられている。移動装置２０は、投入側５２ａから排出側５２ｂまで移動させることができればその態様は問わないが、図３では回転翼を備えた移動装置２０を例示している。この移動装置２０は、投入側５２ａから排出側５２ｂまでＲＤＦの搬送方向に並ぶ複数の回転翼と、この回転翼を回転駆動する回転翼駆動部とを備えている。回転翼駆動部の駆動により回転翼が回転すると、発酵槽５２の投入側５２ａへ落下したＲＤＦは、回転する複数の回転翼により順次排出側５２ｂへ送り出される。ＲＤＦの移動速度や移動量は回転翼の回転速度や回転頻度を調整することにより制御可能である。
【００４７】
また、発酵槽５２の排出側５２ｂの上部には、バイオガス排出口２１が開口している。バイオガス排出口２１は、バイオガス第１流路２２を介して一次貯蔵タンク５３と接続されている。バイオガス第１流路２２には、バイオガス第１流路２２を通過するバイオガスの圧力を検出する圧力検出器７１、同じく酸素濃度を検出する酸素濃度検出器７８、同じくメタン濃度を検出するメタン濃度検出器７９が設けられている。さらに、バイオガス第１流路２２のこれらの検出器７１，７８，７９よりも下流側には、バイオガス第１流路２２を開閉する第１流入制御弁２３が設けられている。この第１流入制御弁２３の開閉により、発酵槽５２と一次貯蔵タンク５３の連通と遮断が切り替わる。
【００４８】
上記バイオガス第１流路２２の検出器７１，７８，７９よりも下流側であって第１流入制御弁２３よりも上流側において、発酵槽５２内と外部（大気）とを連通させる大気放散路２４がバイオガス第１流路２２から分岐している。大気放散路２４には、大気放散弁２５が設けられている。この大気放散弁２５の開閉および第１流入制御弁２３の開閉により、大気放散路２４を通じた発酵槽５２内と外部の連通と遮断が切り替わる。
【００４９】
また、発酵槽５２の投入側５２ａには、不活性ガス供給口２６が設けられている。不活性ガス供給口２６は、不活性ガス源１４と不活性ガス供給路１５を介して接続されている。不活性ガス供給路１５には不活性ガス元弁２７が設けられている。この不活性ガス元弁２７は、発酵槽５２内の空気を不活性ガスで置換するときに大気放散弁２５とともに開放される。これにより、不活性ガス供給口２６を通じて発酵槽５２内に不活性ガスが供給されるとともに、大気放散路２４を通じて発酵槽５２内の空気が排出されることによって、発酵槽５２内の空気が不活性ガスで置換される。さらに、発酵槽５２の投入側５２ａには、発酵槽５２に投入されたＲＤＦの水分量を嫌気性発酵に適した水分量すべく発酵槽５２へ水を供給するための、水供給装置２９が設けられている。水供給装置２９は、水源２９ａと発酵槽５２とを接続する水供給配管２９ｂと、水供給配管２９ｂに設けられて発酵槽５２への水供給量を調整する水供給調整弁２９ｃとを備えている。
【００５０】
発酵槽５２およびその周辺に設けられた大気放散弁２５、第１流入制御弁２３、不活性ガス元弁２７、および移動装置２０の動作は、発酵槽制御部２８により検出器７１，７８，７９の検出信号に基づいて制御される。また、水供給装置２９の水供給調整弁２９ｃの動作は、ＲＤＦ製造過程で計測されたＲＤＦ含有水分量と燃料投入槽１１からのＲＤＦ投入量とに基づいて、発酵槽５２内のＲＤＦが嫌気性発酵に適した水分量となるように、発酵槽制御部２８により制御される。
【００５１】
上記構成の発酵槽５２において、投入装置５１によって投入口１８を通じて発酵槽５２内へ投入されたＲＤＦは、移動装置２０の投入側５２ａへ落下する。発酵槽５２のＲＤＦは、移動装置２０によって順次下流へ移送されることにより、所定の発酵期間（ここでは約１５〜２０日）をかけて投入側５２ａから排出側５２ｂまで移動する。この移動の間にＲＤＦに含まれる有機物の嫌気性発酵が進み、バイオガスが生成され、ＲＤＦが減容および減量する。ＲＤＦの発酵により生じるバイオガスの組成は、おおよそメタンガス６０％、二酸化炭素４０％である。但し、バイオガスは、ＲＤＦに含まれる有機物の量や種類によって発生量や組成が変化し、発酵の進行度合によっても発生量が変化する。
【００５２】
ＲＤＦが発酵しつつ発酵槽５２の排出側５２ｂまで移動したときには、ＲＤＦ中の有機物の大半は分解されてバイオガスとなり、残りが発酵残渣となっている。このＲＤＦの発酵残渣は、ＲＤＦの固体分中の揮発成分の未発酵分およびＲＤＦの発酵しない成分から構成されており、有機残渣、木質系残渣、およびビニール等の残渣が含まれている。なお、発酵槽５２での発酵期間が短いときには未発酵や発酵中途段階のＲＤＦが発酵残渣に混入していることもあるが、これらを併せて発酵残渣と呼ぶこととする。発酵残渣は、移動装置２０により排出口１９まで送り出されて、排出口１９から発酵槽５２外へ排出される。発酵残渣は、元のＲＤＦと比較して大幅に減容且つ減量されている。
【００５３】
残渣排出装置５５は、発酵槽５２の発酵残渣を回収して、消化液および発酵残渣に含まれる消化液を脱水し除去するためのものである。残渣排出装置５５は主に、発酵槽５２の排出口１９に接続された残渣貯溜槽４１と、残渣貯溜槽４１と残渣送給路４２を介して接続された消化液脱水除去装置４３と、残渣貯溜槽４１および消化液脱水除去装置４３で残渣から回収した消化液を貯溜する排水ピット４６とを備えている。発酵槽５２の排出口１９と残渣貯溜槽４１の間には、これらを仕切るとともに発酵残渣の残渣貯溜槽４１への移動を規制する第１残渣排出弁４４が設けられている。残渣貯溜槽４１と残渣送給路４２の間には、これらを仕切るとともに発酵残渣の残渣送給路４２への移動を規制する第２残渣排出弁４５が設けられている。第１残渣排出弁４４、第２残渣排出弁４５、および消化液脱水除去装置４３の動作は、残渣排出装置制御部４７により制御されている。
【００５４】
上記構成の残渣排出装置５５の動作について説明する。残渣排出装置制御部４７は、図示しない制御盤を介して入力された発酵残渣排出指示を受けて、第１残渣排出弁４４を所定の第１排出時間だけ開放する。第１排出時間は移動装置２０による発酵槽５２内物質の移動速度および発酵残渣の量によって設定されている。第１残渣排出弁４４が開放されると、発酵槽５２の発酵残渣が移動装置２０により排出口１９を通じて残渣貯溜槽４１へ投入される。残渣貯溜槽４１では、発酵残渣から消化液が分離され、発酵残渣から分離された消化液は排水ピット４６へ排水される。このようにして発酵残渣の消化液が或程度まで除去された状態で、残渣排出装置制御部４７は第２残渣排出弁４５を所定の第２排出時間だけ開放する。第２排出時間は発酵残渣の量によって設定されている。第２残渣排出弁４５が開放されると、残渣貯溜槽４１から残渣送給路４２を通じて消化液脱水除去装置４３へ送られる。消化液脱水除去装置４３へ送られた発酵残渣はここで更に脱水されて、発酵残渣から分離された消化液は排水ピット４６へ排水される。以上の通り残渣排出装置５５で、減容、減量および脱水された発酵残渣は、消化液脱水除去装置４３から燃料製造部３のＭＳＷ貯蔵ピット３１へ搬送され、ＲＤＦの原料として再利用される。なお、燃料製造部３が複数存在する場合には、燃料長期貯蔵部５と最も隣接している燃料製造部３のＭＳＷ貯蔵ピット３１へ発酵残渣が搬送される。
【００５５】
ここで、発酵槽５２で発生したバイオガスの流れに戻って説明する。ＲＤＦ投入初期には、発酵槽５２内の多くの部分は「空」の状態であり、その部分には空気が充満している。そのため、ＲＤＦ投入初期に発酵槽５２よりバイオガス第１流路２２へ流出するガスはＲＤＦの発酵に伴い発生するバイオガスと発酵槽５２内に残留していた空気との混合ガスとなる。嫌気性発酵により発生するバイオガスの主成分であるメタンガスは可燃性ガスであり、バイオガス中のメタンガスと酸素の混合比によれば、バイオガスが火元さえあれば外部より燃焼用酸素の供給を受けること無く爆発的に燃焼するおそれがある。そこで、発酵槽制御部２８は、検出器７１，７８，７９を用いて発酵槽５２からバイオガス第１流路２２へ流出した流出ガスの組成を検出し、流出ガス中の酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内のときは「圧縮不可能」であると判断し、燃焼範囲外のときは「圧縮可能」であると判断する。そして、発酵槽制御部２８は、発酵槽５２からの流出ガス中の酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲外のときに第１流入制御弁２３を開放して、流出ガスを一次貯蔵タンク５３へ送るように制御する。なお、発酵槽５２からの流出ガス中の酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内となる現象は、ＲＤＦを発酵槽５２に投入し始めたときに顕著であり、この現象を回避するためにＲＤＦを発酵槽５２に投入する前に不活性ガスで発酵槽５２内の空気を置換しておくことが望ましい。
【００５６】
図６（ａ）は、天然ガスと空気の混合ガスの燃焼上限値および燃焼下限値を示すグラフであり、縦軸は空気中の天然ガス濃度であり、横軸が天然ガスの圧力である。同図に示されるように、天然ガスの大気圧における燃焼上限値は１５．０［空気中容積％］であり、燃焼下限値は５．０［空気中容積％］である。すなわち、天然ガスの大気圧における燃焼範囲は５．０〜１５．０［空気中容積％］である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す天然ガスと空気の混合ガスの燃焼上限値および燃焼下限値を酸素濃度と天然ガスの圧力との関係に変換したものである。天然ガスの主成分はメタン（８５−９５％程度）である。一方、バイオガスの組成はおおよそメタン６０％、二酸化炭素４０％である。天然ガスは厳密にはメタンガスとは異なるが、発酵槽５２からの流出ガスの燃焼範囲を検討するにあたってメタンガスの燃焼範囲の数値として天然ガスの燃焼範囲の数値を用いても安全性は確保される。そこで、以下では、発酵槽５２からの流出ガスの燃焼範囲（特に、燃焼下限値）を検討するにあたって、図６（ａ）および図６（ｂ）中の天然ガスをメタンガスに読み替えて同図に示されたデータを利用することとする。
【００５７】
発酵槽５２からの流出ガスの燃焼範囲を検討するにあたって、仮に、後述する圧縮機５７の吐出圧力が５ＭＰａで圧縮後のバイオガスの温度が３００℃であるとする。ここで、図６（ｂ）を参照して、メタンガスの圧力が５ＭＰａであり温度が３００℃であるときの酸素濃度の下限値は８〜９％である。よって、安全率を加味して、発酵槽５２からの流出ガスのうち酸素濃度が８％以下のものをバイオガスとして一次貯蔵タンク５３へ送れば、このバイオガスが圧縮機５７で圧縮されてもその酸素とメタンガスの混合比は燃焼範囲外となる。一方、メタンガスの圧力が５ＭＰａであり温度が３００℃であるときの酸素濃度の上限値はおよそ２０％である。但し、空気中の酸素濃度はおよそ２１％であることから、安全率を加味すれば酸素濃度の上限値を越える流出ガスは圧縮しないことが無難である。以上より、圧縮機５７の吐出圧力が５ＭＰａで圧縮後のバイオガスの温度が３００℃である場合に、図６（ａ）（ｂ）のデータに基づけば、発酵槽５２からの流出ガスのうち酸素濃度が８％を越えるものを燃焼範囲内であるとし、同じく８％以下のものを燃焼範囲外であるとすることとなる。
【００５８】
図７は、発酵槽制御部２８のＲＤＦ投入初期の制御の流れを示すフローチャートである。発酵槽５２に新たに投入されたＲＤＦの発酵を開始したときには、第１流入制御弁２３および大気放散弁２５は閉止されており、発酵槽５２内は初期空気が充満しているため好気状態となっている。よって、発酵槽５２内では発酵開始後しばらくは好気性発酵が行われるが、好気性発酵が進むと発酵槽５２内の酸素が消費されることにより発酵槽５２内は嫌気性となり、嫌気性発酵へと移行する。図７に示すように、発酵槽制御部２８は、圧力検出器７１で検出された発酵槽５２内の圧力に基づいてバイオガスが発生したことを検知し（ステップＳ１でＹＥＳ）、大気放散弁２５を開放する（ステップＳ３）。ＲＤＦ投入初期では、ＲＤＦから発生するバイオガス量が少なく且つ発酵槽５２内に残存している空気量が多い。よって、発酵槽５２からの流出ガスは、当初、メタンガス量０％，空気量１００％の組成であり、流出ガス中の酸素とメタンガスの混合比は燃焼範囲内（ここでは、燃焼上限値未満）である。大気放散弁２５の開放により、発酵槽５２からの流出ガスのうち圧縮に不向きなもの（すなわち、酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内のもの）は大気放散路２４を通じて大気へ放散される。
【００５９】
ＲＤＦの投入と発酵の促進に伴い、発生するバイオガス量が増加するとともに残存する酸素量が減少することによって、発酵槽５２からの流出ガス中のメタンガス量が増加し空気量（酸素量）が減少していく。やがて、発酵槽５２からの流出ガス中の酸素とメタンガスの混合比は燃焼範囲外（ここでは、燃焼上限値以上）となる。発酵槽制御部２８は、酸素濃度検出器７８、メタン濃度検出器７９および圧力検出器７１の検出値に基づいて、発酵槽５２からの流出ガス中の酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲外となれば（ステップＳ２でＹＥＳ）、大気放散弁２５を閉止するとともに第１流入制御弁２３を開放する（ステップＳ４）。この状態では発酵槽５２からの流出ガスの殆どはバイオガスである。第１流入制御弁２３の開放により発酵槽５２と一次貯蔵タンク５３とがバイオガス第１流路２２を介して連通し、発酵槽５２から一次貯蔵タンク５３へバイオガスが流入する。
【００６０】
上述の発酵槽制御部２８の制御により、発酵槽５２からバイオガス第１流路２２へ流出した流出ガスのうち、圧縮可能な組成のバイオガスのみが一次貯蔵タンク５３へ送られ、圧縮に不適な組成のものは大気放散路２４を通じて大気放散される。なお、上記実施の形態において大気放散路２４は、バイオガス第１流路２２から分岐しているが、一次貯蔵タンク５３と接続されていてもよい。
【００６１】
一次貯蔵タンク５３は、発酵槽５２よりバイオガス第１流路２２を介して送られてくるバイオガスを収容するためのバイオガス貯蔵槽である。発酵槽５２から一次貯蔵タンク５３へ送られるバイオガスは、発酵槽５２内へのＲＤＦ投入量および投入後の発酵状態により変化する。一次貯蔵タンク５３は発酵槽５２から流出したバイオガスを貯蔵し、発酵槽５２内圧力の異常な上昇を防止するための、バッファタンクである。また、一次貯蔵タンク５３は、圧縮機５７の吸い込み流量と発酵槽５２から発生するバイオガス量との不均衡を緩衝するバッファタンクでもある。このために、一次貯蔵タンク５３は、充分な容量を有していることが望ましい。
【００６２】
一次貯蔵タンク５３は、バイオガス第２流路５６を形成する配管を介して１又は複数の二次貯蔵タンク５４と接続されている。バイオガス第２流路５６には、上流側から順に圧縮機５７と、冷却器８３と、二次貯蔵タンク５４への第２流入制御弁８０が設けられている。さらに、一次貯蔵タンク５３とバイオガス第２流路５６の圧縮機５７よりも上流側には、一次貯蔵タンク５３内の圧力を検出する圧力検出器７２と、一次貯蔵タンク５３内のバイオガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出器７３とが設けられている。圧縮機制御部６０は、圧力検出器７２および酸素濃度検出器７３からの検出信号を受けて、一次貯蔵タンク５３のバイオガスが圧縮機５７で適度に圧縮されて二次貯蔵タンク５４へ送られるように、また、一次貯蔵タンク５３内の圧力が負圧とならないように、圧縮機５７および第２流入制御弁８０を制御する。酸素濃度検出器７３は、圧縮するバイオガス中の酸素濃度を検出し、圧縮機制御部６０はこの検出結果に基づいてバイオガスが圧縮可能であるかを判断する。
【００６３】
本実施の形態では、一次貯蔵タンク５３は２基の二次貯蔵タンク５４と接続されているが、二次貯蔵タンク５４の基数はこれに限定されるものではない。二次貯蔵タンク５４の基数、容量および内部圧力は、貯蔵期間中に処理すべきＲＤＦ量および発生するバイオガス量に基づいて決定される。但し、二次貯蔵タンク５４の建設費や圧縮機５７の汎用性の観点から、二次貯蔵タンク５４内のバイオガスの圧力は２〜５ＭＰａであることが好ましい。バイオガスの圧力がこれ以上となる場合には、二次貯蔵タンク５４の基数を増加させることがよい。なお、二次貯蔵タンク５４の設置空間に制約がある場合には、二次貯蔵タンク５４内のバイオガスの圧力は２〜５ＭＰａ以上であってもよい。
【００６４】
上述のように、ＲＤＦの嫌気性発酵に伴って発生したバイオガスは、一次貯蔵タンク５３で発酵槽５２内圧力とのバランスがとられ、圧縮機５７で圧縮され、冷却器８３で冷却され、二次貯蔵タンク５４で貯蔵される。二次貯蔵タンク５４で貯蔵されているバイオガスは、圧縮により減容されているので、バイオガスを貯蔵するための空間を縮小することができる。さらに、バイオガスは気体であるため、発酵しやすいＲＤＦをそのまま貯蔵する場合と比較して状態を管理しやすく、貯蔵時の取り扱いが容易である。
【００６５】
二次貯蔵タンク５４で貯蔵されているバイオガスは、バイオガス供給設備５９により発電部６のボイラ６１へ供給される。二次貯蔵タンク５４には、バイオガスをボイラ６１へ供給するためのバイオガス供給路５８が接続されている。バイオガス供給路５８には上流側から、タンク開閉弁８１、バイオガスのメタン濃度を検出するメタン濃度検出器７５、バイオガス供給元弁７７の順に設けられている。バイオガス供給路５８はメタン濃度検出器７５の下流側で二方へ分岐して、この二叉分岐から下流側はボイラ６１への一次燃焼空気供給路６５および二次燃焼空気供給路６６とそれぞれ接続されている。二叉分岐と一次燃焼空気供給路６５および二次燃焼空気供給路６６とのそれぞれの間には、各供給路６５，６６へのバイオガスの供給量を調整する流量調整弁８５，８６が設けられている。そして、バイオガス供給制御部７０は、二次貯蔵タンク５４の圧力検出器７６、メタン濃度検出器７５の検出信号、ボイラ６１への一次燃焼空気量又は二次燃焼空気量、並びにボイラ６１の燃焼負荷情報に基づいてタンク開閉弁８１、バイオガス供給元弁７７および流量調整弁８５，８６の動作を制御する。
【００６６】
ボイラ６１の構造によって、二次燃焼空気とバイオガスの混合を一次燃焼空気とバイオガスとの混合よりも優先させることが望ましい場合があるため、二次貯蔵タンク５４で貯蔵されているバイオガスは、通常は、二次燃焼空気供給路６６へ送られ、二次燃焼空気に代えて又は二次燃焼空気との混合気としてボイラ６１の燃焼室６１ａへ供給される。このために、バイオガス供給制御部７０は、タンク開閉弁８１、バイオガス供給元弁７７を開放し、流量調整弁８６にてバイオガスの流量を調整する。バイオガスと二次燃焼空気とを混合する場合には、流量調整弁８６でバイオガスの流量が調整される。ここでバイオガスの流量は、空気とバイオガスの混合ガスの供給流路内での異常燃焼を防止するために、二次燃焼空気とバイオガスとの混合気中の空気とメタンガスの混合比が燃焼範囲外（図６（ａ）に示す燃焼下限界以下の混合比）となるように調整される。このために、バイオガス供給制御部７０は、ボイラ６１への二次燃焼空気量、バイオガスのメタン濃度およびボイラ６１の燃焼負荷情報に基づいて、流量調整弁８６の開閉および開度を制御する。
【００６７】
上述の通り、通常は、バイオガスはもっぱら二次燃焼空気供給路６６へ送られる。ただし、ボイラ６１の燃焼負荷情報に基づいてボイラ負荷上昇指令が出され、ＲＤＦ投入量の増加が困難であり、二次燃焼空気へのバイオガスの混合量が燃焼下限値により制限された場合に、バイオガスは一次燃焼空気供給路６５へも送られる。このために、バイオガス供給制御部７０は流量調整弁８５の開度を調整する。ここでも、一次燃焼空気とバイオガスとの混合気中の空気とメタンガスの混合比を燃焼範囲外（図６（ａ）に示す燃焼下限界以下の混合比）とするために、ボイラ６１への一次燃焼空気量、バイオガスのメタン濃度およびボイラ６１の燃焼負荷情報に基づいて、一次燃焼空気供給路６５へのバイオガスの供給量を調整すべく、流量調整弁８５の開閉および開度が調整される。
【００６８】
さらに、二次貯蔵タンク５４で貯蔵されているバイオガスのカロリがボイラ６１の起動用燃料として使用するために十分に高い場合には、バイオガスをボイラ６１の起動用燃料またはその補助燃料として利用することができる。この場合、図４において二点鎖線で示すように、一次燃焼空気供給路６５、二次燃焼空気供給路６６に接続される流路と並列に起動用燃料供給路６７に接続される流路を設け、この流路に流量調整弁８７を設ける。そして、バイオガス供給制御部７０は、ボイラ６１の起動時にタンク開閉弁８１、バイオガス供給元弁７７を開放するとともに、流量調整弁８７の開度を調整して、バイオガスをボイラ６１の起動用燃料供給路６７へ供給する。なお、バイオガスをボイラ６１の起動用燃料として使用する場合には、二次貯蔵タンク５４内のバイオガスの圧力はボイラ６１の起動用バーナーが要求する圧力をボイラ６１起動後も維持できるような圧力であることが望ましい。
【００６９】
ここで、以上の構成のＲＤＦ焚き発電システム１においてＭＳＷの回収からＲＤＦ燃料とした発電までの流れを説明する。まず、燃料製造部３で回収されたＭＳＷからＲＤＦが製造される。製造されたＲＤＦは燃料一時貯蔵部４の燃料貯蔵庫３６で一次貯蔵される。発電部６のボイラ６１が稼動している場合には、燃料貯蔵庫３６に貯蔵されているＲＤＦが燃料としてボイラ６１へ供給される。発電部６では、ボイラ６１でＲＤＦの燃焼し、その熱を回収して高温且つ高圧の蒸気を発生させて、蒸気タービン発電設備６２のタービンを回転させることにより発電する。一方、発電部６のボイラ６１が停止しているときやその他ＲＤＦの長期（例えば、１週間以上）の貯蔵が必要となるときは、燃料貯蔵庫３６に貯蔵されているＲＤＦは先に燃料貯蔵庫３６に貯蔵されたものから順に燃料長期貯蔵部５へ送られる。
【００７０】
燃料長期貯蔵部５の発酵槽５２ではＲＤＦが嫌気性発酵して、バイオガスと発酵残渣が生じる。ＲＤＦの嫌気性発酵により生じた発酵残渣は、発酵槽５２から排出されて水分が除去されたのち、燃料製造部３へ搬送されてＲＤＦの原料として利用される。一方、ＲＤＦの嫌気性発酵により発生したバイオガスは、一次貯蔵タンク５３へ送られ、圧縮機５７で圧縮され、冷却器８３で冷却されたのち二次貯蔵タンク５４へ送られて貯蔵される。二次貯蔵タンク５４に貯蔵されているバイオガスは、発電部６の稼働時にボイラ６１へ供給されて燃料又は補助燃料として利用される。このため、起動直後のボイラ６１はＲＤＦとバイオガスとの混合燃焼運転となる。燃料長期貯蔵部５内のＲＤＦが総て発酵し、発生した総てのバイオガスを使い果たすと、ボイラ６１はＲＤＦ燃焼運転となる。
【００７１】
なお、上記において発電部６の稼動時には燃料一時貯蔵部４から燃料長期貯蔵部５へＲＤＦは送られないが、発電部６の稼働時にも燃料一時貯蔵部４から燃料長期貯蔵部５へＲＤＦを送るようにすることもできる。例えば、発電部６のボイラ６１へのＲＤＦの供給量と需要量とのバランスをとる目的で、燃料一時貯蔵部４から発電部６へＲＤＦを供給しつつ、燃料長期貯蔵部５でＲＤＦを貯蔵することができる。このようにして、燃料一時貯蔵部４と燃料長期貯蔵部５を含めたＲＤＦ貯蔵のためのスペースをより縮減することができる。さらに、ＭＳＷから製造されるＲＤＦとボイラ６１で消費されるＲＤＦとの需要と供給のバランスをとることが可能となる。
【００７２】
上述の通り、ＲＤＦ焚き発電システム１では、余剰のＲＤＦをバイオガスおよび発酵残渣に形態を変えて貯蔵している。バイオガスは気体であるために、固形のＲＤＦを従来のＲＤＦ貯蔵庫で貯蔵する場合と比較して、密閉された空間での長期貯蔵および長期貯蔵の管理が容易である。また、気体であるバイオガスは、圧縮による減容化が容易であり、バイオガスを圧縮した状態で貯蔵することにより貯蔵のためのスペースも縮減できる。また、発酵残渣は脱水、減容および減量されているため、ＲＤＦを貯蔵するときと比較して固形物を貯蔵するためのスペースが縮減でき、貯蔵の管理も容易である。つまり、ＲＤＦ焚き発電システム１の燃料長期貯蔵部５によれば、ＲＤＦ貯蔵のためのスペースの縮減と、ＲＤＦの長期貯蔵時の好気性発酵に伴い発生するメタンガス火災の防止とを実現することができる。しかも、ＲＤＦはバイオガスと発酵残渣に形態を変えるが、バイオガスはボイラ６１で燃料として再利用され、発酵残渣はＲＤＦの原料として利用されるために、ＲＤＦのエネルギーは余すところ無く活用される。さらに、ＲＤＦ焚き発電システム１の燃料長期貯蔵部５では、乾燥した環境下でも高温湿潤な環境下でも同様に発酵しやすいＲＤＦを貯蔵することが可能であり、貯蔵環境によらず発酵しやすいＲＤＦを安定して貯蔵することができる。
【００７３】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能なものである。
【００７４】
例えば、上記実施の形態に係る燃料長期貯蔵部５において、発酵槽５２からの流出ガスのうち酸素とメタンガスの混合比が燃料範囲内のものは、圧縮して貯蔵できないために大気放散されるが、この流出ガスを収集して圧縮せずにエネルギーとして利用してもよい。図８は変形例に係る燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより上流側の構成を示す概念図であり、図９は変形例に係る燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより下流側の構成を示す概念図である。これらの図に示す燃料長期貯蔵部５の変形例は、図３に示す燃料長期貯蔵部５と比較して、発酵槽５２にバイオガス第３流路９１を介して接続された予備貯蔵タンク９２を備える点で相違している。バイオガス第３流路９１には、発酵槽制御部２８により開閉制御される第３流入制御弁９３が設けられている。予備貯蔵タンク９２には、大気放散路２４と大気放散弁２５が設けられている。予備貯蔵タンク９２は、第２バイオガス供給通路９５を介して、ボイラ６１の一次燃焼空気供給路６５および二次燃焼空気供給路６６と接続されている。第２バイオガス供給通路９５には、予備貯蔵タンク９２内のバイオガスを送気するための低圧ブロア９６と、メタン濃度検出器８４と、各燃焼空気供給路６５，６６へ供給するバイオガスの流量を調整するための流量調整弁９７，９８が設けられている。上記構成の燃料長期貯蔵部５において、発酵槽制御部２８は、濃度検出器７８とメタン濃度検出器７９との検出値に基づいて、発酵槽５２からの流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内である場合は、第３流入制御弁９３を開放する。これにより、メタンガスと酸素の混合比が燃焼範囲内にあり、圧縮に不向きな流出ガス（バイオガスと空気の混合ガス）は予備貯蔵タンク９２へ送られて、予備貯蔵タンク９２内で貯蔵される。予備貯蔵タンク９２で圧縮されずに貯蔵されているバイオガスは、発電部６の稼働時に低圧ブロア９６により第２バイオガス供給通路９５を通じて一次燃焼空気供給路６５および二次燃焼空気供給路６６の少なくとも一方へ圧送され、ボイラ６１の燃料として利用される。
【００７５】
また、例えば、上記実施の形態に係るＲＤＦ焚き発電システム１は、ＭＳＷから製造したＲＤＦを燃料として発電するシステムであるが、これをバイオマス系廃棄物から製造したバイオマス系廃棄物由来固形燃料を燃料として発電するシステムに適用させることもできる。この場合、上記実施の形態において、ＭＳＷをバイオマス系廃棄物と、ＲＤＦをバイオマス系廃棄物由来固形燃料とそれぞれ読み替えれば、バイオマス系廃棄物のＲＤＦ焚き発電システム１に本発明を適用させた実施の形態を説明できる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、フラフＲＤＦやバイオマス系廃棄物由来固形燃料などの発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を、安定した状態で長期貯蔵するために有用である。
【符号の説明】
【００７７】
１ ＲＤＦ焚き発電システム
３ 燃料製造部
４ 燃料一時貯蔵部
５ 燃料長期貯蔵部
６ 発電部
２０ 搬送装置
２２ バイオガス第１流路
２３ 第１流入制御弁
２５ 大気放散弁
３１ ＭＳＷ貯蔵ピット
３６ 燃料貯蔵庫
５１ 投入装置
５２ 発酵槽
５３ 一次貯蔵タンク（バイオガス貯蔵槽）
５４ 二次貯蔵タンク（バイオガス貯蔵槽）
５５ 残渣排出装置
５６ バイオガス第２流路
５７ 圧縮機
５８ バイオガス供給路
５９ バイオガス供給設備
６１ ボイラ
６２ 蒸気タービン発電設備
６３ 排気ガス処理設備
６５ 一次燃焼空気供給路
６６ 二次燃焼空気供給路
９２ 予備貯蔵タンク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発酵や腐敗しやすく、また、その過程で悪臭や可燃性ガスを発生させる性質を有する廃棄物由来固形燃料（例えば、ごみ固形化燃料やバイオマス系廃棄物由来固形燃料）を長期間貯蔵するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に「ごみ」と呼称される都市廃棄物(以下、「ＭＳＷ；Municipal Solid Waste」という)には、一般家庭から出る固形廃棄物、民間企業（オフィスビル，小売店，卸売業，レストラン等）および公共施設(図書館，学校，病院，刑務所等)から出る固形廃棄物が含まれる。従来、ＭＳＷは可燃ごみ、リサイクルごみ、金属ごみ等に分別収集されて、そのうち可燃ごみは焼却処理されている。近年では、ごみの燃焼に伴い生成されるダイオキシン等の環境問題やごみ資源の有効利用としての観点から、可燃ごみの再資源化の一手法として、ＭＳＷからごみ固形化燃料（以下、「ＲＤＦ；Refuse Derived Fuel」という）を製造することが行われている。ＲＤＦは、発電施設の補助燃料として、地域における温水用ボイラ燃料として、また、各種の工場で使用する加熱炉等の加熱源の補助燃料として利用されている。ＲＤＦは、一般に、その形状や特性から数種類（ＡＳＴＭでは７種類）に分類されている。このうち広く採用されているものは、フラフ状のＲＤＦ（以下、「フラフＲＤＦ；Fluff ＲＤＦ」という）と、ペレット状に成形されたＲＤＦ（以下、「ペレットＲＤＦ；Pellet ＲＤＦ」という」である。
【０００３】
図１０（ａ）はペレットＲＤＦの一般的な製造工程を示す図である。同図に示すように、ペレットＲＤＦの製造にあたり、収集されたＭＳＷは、破砕機で一次破砕され、乾燥設備で所定の水分量以下となるまで乾燥され、不燃物が選別除去され、二次破砕機で成形工程に適した寸法にまでさらに細かく破砕される。なお、これらの工程の間に、ＭＳＷ中に混在していた金属類やその他燃料として適さない異物が選別除去される。このようにして成形に適した寸法まで細かくなったＭＳＷは、ＲＤＦ貯蔵中に微生物による発酵、発熱および発酵に伴うメタンガス発生を防止するためにアルカリ化合物（消石灰など）を主成分とする発酵防止剤と混合され、高比重化のために成形機にてペレット状に圧縮成形される。上記工程により製造されたペレットＲＤＦは、一般に、直径１０〜５０mm，長さ１０〜１００mmの硬い円柱形状をなし、嵩比重は０．６ton／m3程度であり、低位発熱量は４，５００kcal／kg程度である。
【０００４】
図１０（ｂ）はフラフＲＤＦの一般的な製造工程を示す図である。同図に示すように、フラフＲＤＦの製造にあたり、収集されたＭＳＷは、破砕機で一次破砕され、不燃物および異物が選別除去され、規定された寸法となるまで破砕機で二次破砕される。なお、これらの工程の間にＭＳＷ中に混在していた金属類やその他燃料として適さない異物が選別除去される。また、収集されたＭＳＷの水分量が過多である場合は、二次破砕工程の上流又は下流に、乾燥工程が加えられる。上記工程により製造されたフラフＲＤＦは、一般に、５０〜１５０mm四方の平面状をなし、嵩比重は含有する水分量により変化するがおおよそ０．１〜０．２ton／m3であり、低位発熱量は３，５００kcal／kg程度である。フラフＲＤＦの製造工程では、ペレットＲＤＦの製造工程のうち乾燥工程と成形工程の各工程が省略されている。このため、フラフＲＤＦの製造には、乾燥炉およびその燃料、発酵防止剤、並びに成形機およびその動力が不要である。この結果、フラフＲＤＦの製造単価はペレットＲＤＦと比較して安価である。但し、フラフＲＤＦは嵩高いために長距離輸送には不向きであり、貯蔵中のＲＤＦ発酵防止のための水分調整と発酵防止剤の添加を省いているため、貯蔵期間中の安全上の観点により、長期間（例えば、１週間以上）にわたって貯蔵することは避けるべきというのが業界の推奨案である。
【０００５】
図１１は従来のＭＳＷ収集からＲＤＦ製造およびＲＤＦ焚き発電までの全体的なＲＤＦ焚き発電システムの概念図である。同図に示すように、収集されたＭＳＷはＲＤＦ製造設備１０１へ搬入され、ここでＭＳＷからＲＤＦが製造される。製造されたＲＤＦは受入設備１０２へ搬入され、発電設備１０３のボイラ６１へ投入される。発電設備１０３では、ボイラ６１でＲＤＦを燃料又は補助燃料として燃焼し、この燃焼熱を回収した高温高圧の蒸気で蒸気タービン発電設備６２のタービンを回転することにより発電が行われる。
【０００６】
ヨーロッパでは、比較的平均気温が低く且つ乾燥した気候であることに加えて、厨芥類（野菜のくずや食べ物の残りなどのごみ等）と一般可燃ごみとの分別回収が厳格に行われている背景から、ＭＳＷの主な構成物は布，プラスチック類，木等の一般可燃ごみである。よって、ＲＤＦの原料となるＭＳＷに含まれる水分は、厨芥類が混在する他の地域のＭＳＷと比べて少ない。さらに、上記ＲＤＦ焚き発電システムのＲＤＦ製造設備１０１、受入設備１０２および発電設備１０３は隣接しているか又は近距離にあり、製造されたＲＤＦは長期間貯蔵されることなく直ちにＲＤＦ焚きの発電設備１０３で燃焼される。よって、ＲＤＦの長距離輸送や長期貯蔵が不要である。このような理由から、これらの地域ではフラフＲＤＦが採用されている。
【０００７】
なお、ヨーロッパでも、発電設備１０３の保守点検などのためにフラフＲＤＦを受入設備１０２で長期貯蔵せねばならない事態も生じ得る。フラフＲＤＦは嵩比重が小さいため、そのまま貯蔵するには広大な貯蔵場所が必要となる。そこで、フラフＲＤＦをビニールシート等で圧縮しながら梱包することにより、フラフＲＤＦを嵩比重が若干増加した貯蔵および移動しやすい状態で貯蔵する。しかしながら、梱包ビニールシートではＲＤＦと外気との接触は避けられず、ＲＤＦに含まれる水分によりＲＤＦ中の有機物が梱包内部で好気性発酵する可能性がある。ＲＤＦの発酵により生じるメタンガスやアンモニアは、火災や悪臭の原因となる。平面的に広い開放型の敷地に梱包されたＲＤＦを並べて貯蔵することによりメタンガスやアンモニアガスの滞留を防止することはできるが、貯蔵敷地周辺の臭気問題は避けられない。
【０００８】
日本では、殆どの地域で厨芥類と一般可燃ごみの分別回収は行われていない。よって、ＲＤＦの原料となるＭＳＷに含まれる水分がヨーロッパのＭＳＷと比べて多い。また、日本でのＭＳＷのＲＤＦ化の基本方針は、広域に散在する地方自治体のＭＳＷをＲＤＦ化して1カ所に集約することにより廃棄物を一括処理し、熱回収によるエネルギーの有効利用を図るというものである。このため、多くのＲＤＦ製造設備１０１と受入設備１０２は近距離遠距離を問わず離れており、ＲＤＦの輸送が必要である。さらに、複数のＲＤＦ製造設備１０１に対して１組の受入設備１０２および発電設備１０３が設けられており、１カ所の受入設備１０２で複数のＲＤＦ製造設備１０１から輸送されてきたＲＤＦを長期貯蔵する必要性が生じる。このような理由から、日本では輸送及び長期貯蔵に適したペレットＲＤＦが主流となっている。
【０００９】
ペレットＲＤＦはフラフＲＤＦと比較して長期貯蔵に適しているが、容易に発酵する燃料であるため、ＲＤＦの発酵および発火を防止するための厳重な貯蔵方法が要求される。そこで、従来から、ペレットＲＤＦを長期貯蔵するための技術が提案されている（例えば、特許文献１，２，３）。特許文献１では、ペレットＲＤＦを長期貯蔵するための固形燃料貯蔵槽が示されている。この固形燃料貯蔵槽は、貯蔵槽内の蓄熱を抑制して自然発火を防止するために、貯蔵槽内の空気を循環させるとともに固形燃料も循環させるように構成されている。さらに、この貯蔵槽は、自然発火を検出するとともに、発火した場合に直ちに消火することができるように、一酸化炭素検出器、温度検出器、および散水ノズルを備えている。
【００１０】
特許文献２では、縦長ホッパー状に形成された冷却室にペレットＲＤＦを充填し、ＲＤＦ充填層を貫通するように冷却ガスを流すように構成された固形燃料冷却塔が示されている。さらに、特許文献３では、オープンピット内に貯蔵されたＲＤＦの空隙からガスを吸引採取し、採取されたガスの成分および温度を計測して発熱を検出し、発熱した箇所に窒素ガスを注入するように構成されたごみ固形燃料貯蔵装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２０６０１０号公報
【特許文献２】特開２００２−６９４６９号公報
【特許文献３】特開２００７−１６１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
近年、極東アジア（日本を除く韓国・中国等）や東南アジアで、ＭＳＷの処理が大きな環境問題となりつつある。これらの地域の中には、ＭＳＷをＲＤＦにすることでエネルギー有効利用する計画を既に開始しているところもある。これらの地域は、分別回収の不徹底および食材並びに食生活習慣により、回収されるＭＳＷはフラフＲＤＦには適さない厨芥類を多量に含んでいる点、気象条件が高温・多湿である点で共通する。このような条件下であっても、ＲＤＦ製造設備およびＲＤＦ製造コストの観点から、回収したＭＳＷからフラフＲＤＦを製造し、そのＲＤＦを燃料として発電を行うシステムを確立したいという要望がある。しかし、水分量が多く且つ容易に発酵する厨芥類を多量に含むＭＳＷから製造されたフラフＲＤＦを、発酵を抑制するアルカリ化合物を添加することなく、発酵が促進されやすい高温多湿な環境で安全に長期貯蔵する方法は確立していない。前述のヨーロッパで行われているフラフＲＤＦの梱包貯蔵方法は、フラフＲＤＦの水分量が少なく且つ比較的乾燥した気候である条件に加えて慎重な監視下で成立するのであって、フラフＲＤＦの水分量が多く且つ高温湿潤な気候である条件下で成立することは実証されていない。また、特許文献１〜３で提案されているＲＤＦの貯蔵方法は、何れもペレットＲＤＦを対象としたものである。
【００１３】
フラフＲＤＦと同様の長期貯蔵に関する課題を、バイオマス系廃棄物から製造されたバイオマス系廃棄物由来固形燃料も有している。ここで「バイオマス系廃棄物由来固形燃料」とは、バイオマス系廃棄物を異物除去や破砕や裁断等により燃焼設備の要求に適した形態にしたものを意味する。バイオマス系廃棄物も内部に多量の水分を含有し且つ発酵に適した有機物を多く含んでいる。バイオマス系廃棄物を大量に排出する国は高温・多湿の気象条件下にある東南アジア地域である。図１０（ｃ）はバイオマス系廃棄物由来固形燃料の一般的な製造工程を示す図である。同図に示すように、バイオマス系廃棄物由来固形燃料の製造にあたり、収集されたバイオマス系廃棄物は大型不燃物が選別除去され、破砕機で一次破砕され、小型の不燃物が選別除去され、燃焼に適した寸法に二次破砕される。バイオマス系廃棄物由来固形燃料のうち、油椰子系バイオマス（油椰子の幹，葉，油椰子空房等）、サトウキビ系バイオマス（サトウキビの搾りかす）、ココナッツ系バイオマス（ココナッツの搾りかす）、ジャトロファ系バイオマス（ジャトロファの葉，空房等）などのバイオマス系廃棄物から製造されたものは、特に有機物と水分を内部に大量に有するために発酵しやすく且つ発酵速度が速い。よって、このようなバイオマス系廃棄物由来固形燃料を燃料とする発電施設でも、フラフＲＤＦと同様の長期貯蔵の課題が生じる。
【００１４】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであって、物理的に発酵しやすい条件下にある廃棄物由来固形燃料（例えば、ＲＤＦやバイオマス系廃棄物由来固形燃料）を、発酵がより促進されやすい高温湿潤の環境下でも貯蔵できるようにするための、貯蔵設備および貯蔵方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備は、発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を燃焼設備で燃焼する前に貯蔵するための貯蔵設備であって、前記廃棄物由来固形燃料を嫌気性発酵させる発酵槽と、前記廃棄物由来固形燃料の嫌気性発酵により生じるバイオガスを貯蔵するバイオガス貯蔵槽と、前記発酵槽から前記バイオガス貯蔵槽へ前記バイオガスを送る第１流路と、前記バイオガス貯蔵槽から前記燃料設備へ前記バイオガスを供給する供給路と備えるものである。
【００１６】
また、本発明に係る廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法は、発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を燃焼設備で燃焼する前に貯蔵する方法であって、前記廃棄物由来固形燃料を嫌気性発酵槽で嫌気性発酵させるステップと、前記廃棄物由来固形燃料の嫌気性発酵により生じるバイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップとを含むものである。
【００１７】
上記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備および貯蔵方法によれば、発酵しやすい廃棄物由来固形燃料はバイオガスとその発酵残渣に形態を変えて貯蔵されることとなる。廃棄物由来固形燃料が発酵することにより、廃棄物由来固形燃料中の有機物の多くはバイオガスとして態様を変えるため、発酵槽に投入された廃棄物由来固形燃料は、その発酵した有機物ぶんだけ固体量が減容減量される。つまり、発酵残渣は元の廃棄物由来固形燃料と比較して減容減量されているので、固体貯蔵のための空間を縮減できる。さらに、廃棄物由来固形燃料に含まれる有機物の多くが発酵槽での嫌気性発酵によりバイオガスに変換されて、その発酵残渣に含まれる有機物残量が減量されているため、発酵残渣の取り扱いや保管は廃棄物由来固形燃料そのものと比較して容易である。また、バイオガスは気体であって経時変化しないので、廃棄物由来固形燃料そのままの状態と比較して保管が容易である。さらに、上記燃料貯蔵設備および燃料貯蔵方法は、乾燥した環境でも高温湿潤な環境でも同様に発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を貯蔵することが可能であり、貯蔵環境によらず廃棄物由来固形燃料を安定して貯蔵することができる。
【００１８】
前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記バイオガス貯蔵槽は、前記発酵槽から前記第１流路を通じて前記バイオガスが送られる一次貯蔵槽と、前記一次貯蔵槽と第２流路で接続された二次貯蔵槽とを含み、前記第２流路において前記一次貯蔵槽から前記二次貯蔵槽へ前記バイオガスを圧縮して送る圧縮機と、前記第２流路において前記圧縮機で圧縮された前記バイオガスを冷却する冷却器とを備えることがよい。同様に、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップは、前記発酵槽から送られてくるバイオガスを一次貯蔵槽に収容するステップと、前記一次貯蔵槽から二次貯蔵槽へ前記バイオガスを圧縮することにより減容化して送るステップと、前記圧縮されたバイオガスを冷却するステップと、前記圧縮されたバイオガスを前記二次貯蔵槽で貯蔵するステップとを含むことがよい。
【００１９】
バイオガスは気体であるため、固体である廃棄物由来固形燃料とは異なり、圧縮することにより減容することが可能である。よって、上記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備および貯蔵方法によれば、バイオガスは圧縮された状態でタンク状の貯蔵設備で貯蔵されるので、バイオガスを貯蔵するために要する平面的な広さを縮減することができる。さらに、バイオガスの圧力を調整することにより、同量のバイオガスを貯蔵するために必要な空間の大きさを変化させることができる。
【００２０】
前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記発酵槽から排出された前記廃棄物由来固形燃料の発酵済み残渣である水分および前記廃棄物由来固形燃料の発酵残渣に含まれる水分を除去する水分除去手段を備えることがよい。同様に、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記発酵槽から排出される前記廃棄物由来固形燃料の発酵済み残渣である水分および前記廃棄物由来固形燃料の発酵残渣に含まれる水分を除去するステップを含むことがよい。
【００２１】
上記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備および貯蔵方法によれば、発酵残渣は水分が除去されてさらに減容減量されるため、発酵残渣の貯蔵のための空間をさらに縮減することができる。また、発酵残渣から水分を除去することにより、水分が除去された発酵残渣を、廃棄物由来固形燃料の原料として再利用することができる。
【００２２】
前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記発酵槽から前記第１流路へ流出する流出ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出器と、前記流出ガスのメタン濃度を検出するメタン濃度検出器と、検出された酸素濃度およびメタン濃度に基づいて、前記流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲外であるときに開弁して前記第１流路と前記バイオガス貯蔵槽とを連通させる第１制御弁とを備えることがよい。同様に、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップにおいて、前記バイオガスを含む前記発酵槽から流出する流出ガスの酸素濃度およびメタン濃度を検出し、この検出結果に基づいて、前記流出ガスのうちその酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲外のものを前記バイオガス貯蔵槽へ貯蔵することがよい。
【００２３】
上記燃料貯蔵設備または燃料貯蔵方法によれば、発酵槽からの流出ガスのうち圧縮に適したもののみがバイオガスとしてバイオガス貯蔵槽へ送られることとなり、バイオガス貯蔵時の安全性とバイオガス利用時の安全性とを高めることができる。
【００２４】
前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記発酵槽内と大気を連通させる大気放散路と、前記酸素濃度検出器で検出された酸素濃度および前記メタン濃度検出器で検出されたメタン濃度に基づいて、前記流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内であるときに開弁して前記大気放散路を通じて前記流出ガスを大気放散させる大気放散弁とを備えることがよい。或いは、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記発酵槽と第３流路を介して接続された予備貯蔵槽と、前記酸素濃度検出器で検出された酸素濃度および前記メタン濃度検出器で検出されたメタン濃度に基づいて、前記流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内であるときに開弁して前記第３流路と前記予備貯蔵槽とを連通させる第２制御弁とを備えることがよい。
【００２５】
同様に、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップにおいて、前記流出ガスの酸素濃度およびメタン濃度に基づいて、前記流出ガスのうちその酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内のものを大気放散することがよい。或いは、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップにおいて、前記流出ガスの酸素濃度およびメタン濃度に基づいて、前記流出ガスのうちその酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内のものを前記バイオガス貯蔵槽とは異なる予備貯蔵槽へ貯蔵することがよい。
【００２６】
上記燃料貯蔵設備または燃料貯蔵方法によれば、発酵槽からの流出ガスのうち、火元さえあれば外部より燃焼用酸素の供給を受けること無く燃焼するおそれのあるものは大気放散されるか又は圧縮されない予備貯蔵槽に収容されるので、バイオガス貯蔵時の安全性とバイオガス利用時の安全性とを高めることができる。
【００２７】
また、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記供給路は、前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の起動用燃料として前記燃焼設備へ供給する経路を有することがよい。同様に、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の起動用燃料として前記燃焼設備へ供給するステップを更に含むことがよい。
【００２８】
上記燃料貯蔵設備または燃料貯蔵方法によれば、バイオガスを燃焼設備の燃料又は補助燃料として有効に利用することができる。
【００２９】
前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備において、前記供給路は、前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の一次燃焼空気供給路および二次燃焼空気供給路のうち少なくとも一方へ供給する経路を有することがよい。ここで、前記供給路は、前記燃焼設備へ供給される前記バイオガスが前記燃焼設備の一次燃焼空気又は二次燃焼空気と燃焼範囲外の混合比で混合するように、前記バイオガスの供給量を調整する調整手段を備えていることがよい。
【００３０】
同様に、前記廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法において、前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の一次燃焼空気供給路および二次燃焼空気供給路のうち少なくとも一方へ供給するステップを更に含むことがよい。ここで、前記燃焼設備へ供給される前記バイオガスが前記燃焼設備の一次燃焼空気又は二次燃焼空気と燃焼範囲外の混合比で混合するように前記バイオガスの供給量を調整することがよい。
【００３１】
上記燃料貯蔵設備または燃料貯蔵方法によれば、バイオガスを燃料として有効に利用することができる。
【００３２】
前記廃棄物由来固形燃料が、一般廃棄物から製造されたごみ固形化燃料であってよい。或いは、前記廃棄物由来固形燃料が、バイオマス系廃棄物から製造されたバイオマス廃棄物由来固形燃料であってよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、発酵しやすい廃棄物由来固形燃料は、圧縮により減容可能なバイオガスと、廃棄物由来固形燃料中の有機物が発酵によりガス化した後の発酵残渣とに形態を変えて貯蔵されることとなる。バイオガスはそれ以上発酵せず、発酵残渣に含まれる有機物残量は元の廃棄物由来固形燃料の状態と比較して大幅に減量されているので、発酵がより促進されやすい高温湿潤の環境下でも貯蔵することができる。このように、廃棄物由来固形燃料そのものを貯蔵するときと比較して貯蔵の管理が容易となる。さらに、廃棄物由来固形燃料が発酵することにより、固体量としては減容減量されるので、固体貯蔵に必要な空間を縮減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料貯蔵設備を含むＲＤＦ焚き発電システムの全体的な概念図である。
【図２】燃料製造部の構成を示す概念図である。
【図３】燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより上流側の構成を示す概念図である。
【図４】燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより下流側の構成を示す概念図である。
【図５】燃料長期貯蔵部の制御構成を示すブロック図である。
【図６】メタンの燃焼範囲を説明する図である。
【図７】発酵槽制御部のＲＤＦ投入初期の制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】変形例に係る燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより上流側の構成を示す概念図である。
【図９】変形例に係る燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより下流側の構成を示す概念図である。
【図１０】（ａ）はペレットＲＤＦの一般的な製造工程を示す図であり、（ｂ）はフラフＲＤＦの一般的な製造工程を示す図であり、（ｃ）はバイオマス系廃棄物由来固形燃料の一般的な製造工程を示す図である。
【図１１】従来のＭＳＷ収集からＲＤＦ製造およびＲＤＦ焚き発電までのＲＤＦ焚き発電システムの全体的な概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明に係る廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備（以下、単に「燃料貯蔵設備」ともいう）は、ごみ等から製造された有機物を多量に含み発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を長期（例えば、数週間から数ヶ月程度）貯蔵するための設備である。以下では、本発明の実施の形態に係る燃料貯蔵設備を利用したＲＤＦ焚き発電システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る燃料貯蔵設備を含むＲＤＦ焚き発電システムの全体的な概念図であり、図中の矢印は物質の流れを示している。また、同図では、発明と直接的に関連しない細かい補助装置に関する記述は省略している。
【００３６】
図１に示すように、ＲＤＦ焚き発電システム１は主に、燃料製造部３と、燃料一時貯蔵部４と、燃料長期貯蔵部５と、発電部６とで構成されている。このＲＤＦ焚き発電システム１は、一般家庭等から排出されるごみである都市廃棄物(以下、「ＭＳＷ；Municipal Solid Waste」という)からごみ固形化燃料（以下、「ＲＤＦ；Refuse Derived Fuel」という）を製造し、ＲＤＦの燃焼によって発生する熱を利用して発電を行うシステムである。ＲＤＦ焚き発電システム１のうち、燃料一時貯蔵部４および燃料長期貯蔵部５は発電部６に隣接している。但し、燃料製造部３は、発電部６と隣接していてもよいし離れていてもよい。また、１基の発電部６に対して複数の燃料製造部３が存在していてもよい。続いて、ＲＤＦ焚き発電システム１を構成している各部について詳細に説明する。
【００３７】
（燃料製造部３）
燃料製造部３は、ＭＳＷからフラフＲＤＦ（フラフ状のＲＤＦ）を製造するための設備を備えている。図２は、燃料製造部３の概念図であり、図中の矢印は物質の流れを示している。同図に示すように、燃料製造部３は主に、ＭＳＷ貯蔵ピット３１と、一次破砕機３２と、選別機３３と、二次破砕機３４とを備えている。ＭＳＷ貯蔵ピット３１は、収集されてきたＭＳＷを一時貯蔵するためのものである。このＭＳＷ貯蔵ピット３１は、例えば、最大で５日分のＭＳＷを収容できる容量を有する。一次破砕機３２は、選別機３３で異物や不燃物を除去可能とするために、ＭＳＷ中のビニール袋や布状の物質を引き破ったり、大きな固形物を破砕したりするものである。選別機３３は、ＭＳＷから不燃物等を選別除去するためのものである。この不燃物等には、石やコンクリートの破片、金属類などが含まれている。二次破砕機３４は、不燃物等が選別除去されたＭＳＷを要求された寸法となるまで更に細かく破砕するためのものである。
【００３８】
上記構成の燃料製造部３において、収集されたＭＳＷは先ずＭＳＷ貯蔵ピット３１へ搬入され、一時的に貯蔵される。そして、ＭＳＷ貯蔵ピット３１に貯蔵されているＭＳＷは、順次一次破砕機３２へ投入されて荒く破砕される。一次破砕されたＭＳＷは、選別機３３にて不燃物が選別除去され、二次破砕機３４へ投入される。二次破砕機３４へ投入された可燃物からなるＭＳＷは、二次破砕機３４で更に細かく破砕されてフラフＲＤＦ（フラフ状のＲＤＦ）となる。このようにして製造されたＲＤＦは、５０〜１５０mm四方の平板状をなしている。
【００３９】
（燃料一時貯蔵部４）
燃料一時貯蔵部４は、ＲＤＦを貯蔵するための燃料貯蔵庫３６を備えている。燃料製造部３で製造されたＲＤＦは燃料貯蔵庫３６へ搬入され、ここで一時的に貯蔵される。燃料貯蔵庫３６でＲＤＦが貯蔵される期間は、燃料貯蔵庫３６の容積と貯蔵中の安全面を考慮して、一般には数日、長くとも７日程度である。燃料貯蔵庫３６に貯蔵されているＲＤＦは、発電部６の稼働時には発電部６へ送られる。また、発電部６が稼動を停止しているときや製造されたＲＤＦの総熱量が発電部６の最適運転ベースの熱量を上回るときなどの、燃料貯蔵庫３６で貯蔵可能な期間を超えて貯蔵しなればならない余剰のＲＤＦがあるときは、その余剰分相当の燃料貯蔵庫３６に貯蔵されたＲＤＦが燃料長期貯蔵部５へ送られる。
【００４０】
（発電部６）
発電部６は、ＲＤＦを燃焼して発電を行うための発電設備群である。発電部６は主に、ＲＤＦの燃焼設備であるボイラ６１と、ボイラ６１から高圧且つ高温の蒸気が送給される蒸気タービン発電設備６２と、ボイラ６１からの排気ガス中に含まれる有害物を除去する排気ガス処理設備６３とを備えている。なお、本実施の形態に係る発電部６のボイラ６１は、ＲＤＦ焚きボイラであるが、これに代えて石炭焚きボイラであってもかまわない。この場合、ＲＤＦは石炭焚きボイラの補助燃料として利用される。
【００４１】
ボイラ６１の燃焼室６１ａには、燃料一時貯蔵部４の燃料貯蔵庫３６で貯蔵されているＲＤＦが投入される。ボイラ６１の燃焼室６１ａにおいてＲＤＦの燃焼により生じた熱は、熱回収器６１ｂを流れる熱回収水および蒸気過熱により回収される。熱回収器６１ｂと蒸気タービン発電設備６２は、配管等により構成された蒸気排出路６８で接続されている。ＲＤＦの燃焼熱を回収して高温且つ高圧となった蒸気は、蒸気排出路６８を通じて蒸気タービン発電設備６２へ送られる。蒸気タービン発電設備６２では、蒸気でタービンを回転し、この回転力を電力へ変換する発電機により発電が行われる。
【００４２】
ボイラ６１の燃焼室６１ａには、一次燃焼空気供給路６５と、二次燃焼空気供給路６６と、起動用燃料供給路６７と、排気路６９とが接続されている。一次燃焼空気供給路６５は、ボイラ６１の燃焼室６１ａと一次燃焼空気源（外部）を繋ぐ配管および送風機等で構成されており、一次燃焼空気供給路６５を通じて一次燃焼空気源からボイラ６１の燃焼室６１ａへ燃焼のための一次燃焼空気が供給される。二次燃焼空気供給路６６は、ボイラ６１の燃焼室内と二次燃焼空気源（外部）を繋ぐ配管および送風機等で構成されており、二次燃焼空気供給路６６を通じてボイラ６１の燃焼室６１ａへ燃焼のための二次燃焼空気が供給される。起動用燃料供給路６７は、ボイラ６１の燃焼室内と起動用燃料源を結ぶ配管等で構成されており、ボイラ６１の起動時に、起動用燃料供給路６７を通じてボイラ６１の燃焼室６１ａへボイラ起動用燃料が供給される。排気路６９は、ボイラ６１の燃焼室６１ａと排気ガス処理設備６３とを繋ぐ配管等により構成されている。ボイラ６１の燃焼室６１ａで生じた排気ガスは、排気路６９を通じて排気ガス処理設備６３へ送られる。排気ガス処理設備６３では、ボイラ６１の排気ガス中に含まれる有害物が除去されたのち、煙突を通じて外部へ放出される。
【００４３】
（燃料長期貯蔵部５）
続いて、燃料長期貯蔵部５について詳細に説明する。燃料長期貯蔵部５は、燃料一時貯蔵部４での貯蔵可能期間を越えてＲＤＦを貯蔵するための設備群である。燃料長期貯蔵部５において、ＲＤＦはバイオガスと発酵残渣という減容且つ減量された状態で貯蔵されることとなる。図３は燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより上流側の構成を示す概念図であり、図４は燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより下流側の構成を示す概念図である。図３，４では、物質の流れが矢印で示されている。また、図５は、燃料長期貯蔵部５の制御構成を示すブロック図である。図３，４に示すように、燃料長期貯蔵部５は主に、投入装置５１と、発酵槽５２と、一次貯蔵タンク５３と、二次貯蔵タンク５４と、残渣排出装置５５と、圧縮機５７と、バイオガス供給設備５９とを備えている。
【００４４】
投入装置５１は、燃料一時貯蔵部４の燃料貯蔵庫３６から発酵槽５２へＲＤＦを投入するためのものである。投入装置５１は、燃料貯蔵庫３６と発酵槽５２の投入口１８との間に設けられた燃料投入槽１１を備えている。燃料貯蔵庫３６と燃料投入槽１１の間および燃料投入槽１１と発酵槽５２の間は、各種コンベア又は配管等を介して接続されている。燃料貯蔵庫３６と燃料投入槽１１の間には、これらの空間を仕切るとともに燃料貯蔵庫３６から燃料投入槽１１へのＲＤＦの移動を規制する第１投入弁１２が設けられている。燃料投入槽１１と発酵槽５２の間には、これらの空間を仕切るとともに燃料投入槽１１から発酵槽５２へのＲＤＦの移動を規制する第２投入弁１３が設けられている。また、燃料投入槽１１には、不活性ガス源１４から不活性ガスを供給するための不活性ガス供給路１５が接続されており、この不活性ガス供給路１５にアシストガス供給弁１６ａが設けられている。さらに、燃料投入槽１１には、燃料投入槽１１内からアシストガスとしての不活性ガスを排出するための不活性ガス排出路１１ａが設けられており、この不活性ガス排出路１１ａにアシストガス供給弁１６ａが設けられている。図５に示すように、第１投入弁１２、第２投入弁１３、アシストガス供給弁１６ａおよびアシストガス排出弁１６ｂの開閉動作は、投入装置制御部１７により制御されている。
【００４５】
続いて、上記構成の投入装置５１の動作について説明する。投入装置制御部１７は、図示せぬ操作盤を介して入力されたＲＤＦ投入量を含む投入指示を受けて、第１投入弁１２をＲＤＦ投入量に対応する時間だけ開放する。すると、燃料貯蔵庫３６から燃料投入槽１１へＲＤＦが移動する。続いて、投入装置制御部１７は第２投入弁１３を開放する。これにより、燃料投入槽１１内のＲＤＦは自重で発酵槽５２へ落下する。ここで、投入装置制御部１７は、アシストガス供給弁１６ａおよびアシストガス排出弁１６ｂを開放して、不活性ガス供給路１５を通じて燃料投入槽１１へ供給される不活性ガスによりＲＤＦを発酵槽５２へ強制的に押し出すように制御することもできる。そして、発酵槽５２へのＲＤＦの投入が完了すると、投入装置制御部１７は第２投入弁１３、アシストガス供給弁１６ａおよびアシストガス排出弁１６ｂを閉止する。以上の投入装置５１の動作により、指示されたＲＤＦ投入量のＲＤＦが発酵槽５２へ投入され、ＲＤＦ投入後の燃料投入槽１１はほぼ密閉された状態となる。
【００４６】
発酵槽５２は、ＲＤＦを嫌気性雰囲気の中で約１５〜２０日間かけて嫌気性発酵させる嫌気性発酵槽である。発酵槽５２には、投入口１８のある投入側５２ａから、排出口１９のある排出側５２ｂまでＲＤＦを移動させるための移動装置２０が設けられている。移動装置２０は、投入側５２ａから排出側５２ｂまで移動させることができればその態様は問わないが、図３では回転翼を備えた移動装置２０を例示している。この移動装置２０は、投入側５２ａから排出側５２ｂまでＲＤＦの搬送方向に並ぶ複数の回転翼と、この回転翼を回転駆動する回転翼駆動部とを備えている。回転翼駆動部の駆動により回転翼が回転すると、発酵槽５２の投入側５２ａへ落下したＲＤＦは、回転する複数の回転翼により順次排出側５２ｂへ送り出される。ＲＤＦの移動速度や移動量は回転翼の回転速度や回転頻度を調整することにより制御可能である。
【００４７】
また、発酵槽５２の排出側５２ｂの上部には、バイオガス排出口２１が開口している。バイオガス排出口２１は、バイオガス第１流路２２を介して一次貯蔵タンク５３と接続されている。バイオガス第１流路２２には、バイオガス第１流路２２を通過するバイオガスの圧力を検出する圧力検出器７１、同じく酸素濃度を検出する酸素濃度検出器７８、同じくメタン濃度を検出するメタン濃度検出器７９が設けられている。さらに、バイオガス第１流路２２のこれらの検出器７１，７８，７９よりも下流側には、バイオガス第１流路２２を開閉する第１流入制御弁２３が設けられている。この第１流入制御弁２３の開閉により、発酵槽５２と一次貯蔵タンク５３の連通と遮断が切り替わる。
【００４８】
上記バイオガス第１流路２２の検出器７１，７８，７９よりも下流側であって第１流入制御弁２３よりも上流側において、発酵槽５２内と外部（大気）とを連通させる大気放散路２４がバイオガス第１流路２２から分岐している。大気放散路２４には、大気放散弁２５が設けられている。この大気放散弁２５の開閉および第１流入制御弁２３の開閉により、大気放散路２４を通じた発酵槽５２内と外部の連通と遮断が切り替わる。
【００４９】
また、発酵槽５２の投入側５２ａには、不活性ガス供給口２６が設けられている。不活性ガス供給口２６は、不活性ガス源１４と不活性ガス供給路１５を介して接続されている。不活性ガス供給路１５には不活性ガス元弁２７が設けられている。この不活性ガス元弁２７は、発酵槽５２内の空気を不活性ガスで置換するときに大気放散弁２５とともに開放される。これにより、不活性ガス供給口２６を通じて発酵槽５２内に不活性ガスが供給されるとともに、大気放散路２４を通じて発酵槽５２内の空気が排出されることによって、発酵槽５２内の空気が不活性ガスで置換される。さらに、発酵槽５２の投入側５２ａには、発酵槽５２に投入されたＲＤＦの水分量を嫌気性発酵に適した水分量すべく発酵槽５２へ水を供給するための、水供給装置２９が設けられている。水供給装置２９は、水源２９ａと発酵槽５２とを接続する水供給配管２９ｂと、水供給配管２９ｂに設けられて発酵槽５２への水供給量を調整する水供給調整弁２９ｃとを備えている。
【００５０】
発酵槽５２およびその周辺に設けられた大気放散弁２５、第１流入制御弁２３、不活性ガス元弁２７、および移動装置２０の動作は、発酵槽制御部２８により検出器７１，７８，７９の検出信号に基づいて制御される。また、水供給装置２９の水供給調整弁２９ｃの動作は、ＲＤＦ製造過程で計測されたＲＤＦ含有水分量と燃料投入槽１１からのＲＤＦ投入量とに基づいて、発酵槽５２内のＲＤＦが嫌気性発酵に適した水分量となるように、発酵槽制御部２８により制御される。
【００５１】
上記構成の発酵槽５２において、投入装置５１によって投入口１８を通じて発酵槽５２内へ投入されたＲＤＦは、移動装置２０の投入側５２ａへ落下する。発酵槽５２のＲＤＦは、移動装置２０によって順次下流へ移送されることにより、所定の発酵期間（ここでは約１５〜２０日）をかけて投入側５２ａから排出側５２ｂまで移動する。この移動の間にＲＤＦに含まれる有機物の嫌気性発酵が進み、バイオガスが生成され、ＲＤＦが減容および減量する。ＲＤＦの発酵により生じるバイオガスの組成は、おおよそメタンガス６０％、二酸化炭素４０％である。但し、バイオガスは、ＲＤＦに含まれる有機物の量や種類によって発生量や組成が変化し、発酵の進行度合によっても発生量が変化する。
【００５２】
ＲＤＦが発酵しつつ発酵槽５２の排出側５２ｂまで移動したときには、ＲＤＦ中の有機物の大半は分解されてバイオガスとなり、残りが発酵残渣となっている。このＲＤＦの発酵残渣は、ＲＤＦの固体分中の揮発成分の未発酵分およびＲＤＦの発酵しない成分から構成されており、有機残渣、木質系残渣、およびビニール等の残渣が含まれている。なお、発酵槽５２での発酵期間が短いときには未発酵や発酵中途段階のＲＤＦが発酵残渣に混入していることもあるが、これらを併せて発酵残渣と呼ぶこととする。発酵残渣は、移動装置２０により排出口１９まで送り出されて、排出口１９から発酵槽５２外へ排出される。発酵残渣は、元のＲＤＦと比較して大幅に減容且つ減量されている。
【００５３】
残渣排出装置５５は、発酵槽５２の発酵残渣を回収して、消化液および発酵残渣に含まれる消化液を脱水し除去するためのものである。残渣排出装置５５は主に、発酵槽５２の排出口１９に接続された残渣貯溜槽４１と、残渣貯溜槽４１と残渣送給路４２を介して接続された消化液脱水除去装置４３と、残渣貯溜槽４１および消化液脱水除去装置４３で残渣から回収した消化液を貯溜する排水ピット４６とを備えている。発酵槽５２の排出口１９と残渣貯溜槽４１の間には、これらを仕切るとともに発酵残渣の残渣貯溜槽４１への移動を規制する第１残渣排出弁４４が設けられている。残渣貯溜槽４１と残渣送給路４２の間には、これらを仕切るとともに発酵残渣の残渣送給路４２への移動を規制する第２残渣排出弁４５が設けられている。第１残渣排出弁４４、第２残渣排出弁４５、および消化液脱水除去装置４３の動作は、残渣排出装置制御部４７により制御されている。
【００５４】
上記構成の残渣排出装置５５の動作について説明する。残渣排出装置制御部４７は、図示しない制御盤を介して入力された発酵残渣排出指示を受けて、第１残渣排出弁４４を所定の第１排出時間だけ開放する。第１排出時間は移動装置２０による発酵槽５２内物質の移動速度および発酵残渣の量によって設定されている。第１残渣排出弁４４が開放されると、発酵槽５２の発酵残渣が移動装置２０により排出口１９を通じて残渣貯溜槽４１へ投入される。残渣貯溜槽４１では、発酵残渣から消化液が分離され、発酵残渣から分離された消化液は排水ピット４６へ排水される。このようにして発酵残渣の消化液が或程度まで除去された状態で、残渣排出装置制御部４７は第２残渣排出弁４５を所定の第２排出時間だけ開放する。第２排出時間は発酵残渣の量によって設定されている。第２残渣排出弁４５が開放されると、残渣貯溜槽４１から残渣送給路４２を通じて消化液脱水除去装置４３へ送られる。消化液脱水除去装置４３へ送られた発酵残渣はここで更に脱水されて、発酵残渣から分離された消化液は排水ピット４６へ排水される。以上の通り残渣排出装置５５で、減容、減量および脱水された発酵残渣は、消化液脱水除去装置４３から燃料製造部３のＭＳＷ貯蔵ピット３１へ搬送され、ＲＤＦの原料として再利用される。なお、燃料製造部３が複数存在する場合には、燃料長期貯蔵部５と最も隣接している燃料製造部３のＭＳＷ貯蔵ピット３１へ発酵残渣が搬送される。
【００５５】
ここで、発酵槽５２で発生したバイオガスの流れに戻って説明する。ＲＤＦ投入初期には、発酵槽５２内の多くの部分は「空」の状態であり、その部分には空気が充満している。そのため、ＲＤＦ投入初期に発酵槽５２よりバイオガス第１流路２２へ流出するガスはＲＤＦの発酵に伴い発生するバイオガスと発酵槽５２内に残留していた空気との混合ガスとなる。嫌気性発酵により発生するバイオガスの主成分であるメタンガスは可燃性ガスであり、バイオガス中のメタンガスと酸素の混合比によれば、バイオガスが火元さえあれば外部より燃焼用酸素の供給を受けること無く爆発的に燃焼するおそれがある。そこで、発酵槽制御部２８は、検出器７１，７８，７９を用いて発酵槽５２からバイオガス第１流路２２へ流出した流出ガスの組成を検出し、流出ガス中の酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内のときは「圧縮不可能」であると判断し、燃焼範囲外のときは「圧縮可能」であると判断する。そして、発酵槽制御部２８は、発酵槽５２からの流出ガス中の酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲外のときに第１流入制御弁２３を開放して、流出ガスを一次貯蔵タンク５３へ送るように制御する。なお、発酵槽５２からの流出ガス中の酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内となる現象は、ＲＤＦを発酵槽５２に投入し始めたときに顕著であり、この現象を回避するためにＲＤＦを発酵槽５２に投入する前に不活性ガスで発酵槽５２内の空気を置換しておくことが望ましい。
【００５６】
図６（ａ）は、天然ガスと空気の混合ガスの燃焼上限値および燃焼下限値を示すグラフであり、縦軸は空気中の天然ガス濃度であり、横軸が天然ガスの圧力である。同図に示されるように、天然ガスの大気圧における燃焼上限値は１５．０［空気中容積％］であり、燃焼下限値は５．０［空気中容積％］である。すなわち、天然ガスの大気圧における燃焼範囲は５．０〜１５．０［空気中容積％］である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す天然ガスと空気の混合ガスの燃焼上限値および燃焼下限値を酸素濃度と天然ガスの圧力との関係に変換したものである。天然ガスの主成分はメタン（８５−９５％程度）である。一方、バイオガスの組成はおおよそメタン６０％、二酸化炭素４０％である。天然ガスは厳密にはメタンガスとは異なるが、発酵槽５２からの流出ガスの燃焼範囲を検討するにあたってメタンガスの燃焼範囲の数値として天然ガスの燃焼範囲の数値を用いても安全性は確保される。そこで、以下では、発酵槽５２からの流出ガスの燃焼範囲（特に、燃焼下限値）を検討するにあたって、図６（ａ）および図６（ｂ）中の天然ガスをメタンガスに読み替えて同図に示されたデータを利用することとする。
【００５７】
発酵槽５２からの流出ガスの燃焼範囲を検討するにあたって、仮に、後述する圧縮機５７の吐出圧力が５ＭＰａで圧縮後のバイオガスの温度が３００℃であるとする。ここで、図６（ｂ）を参照して、メタンガスの圧力が５ＭＰａであり温度が３００℃であるときの酸素濃度の下限値は８〜９％である。よって、安全率を加味して、発酵槽５２からの流出ガスのうち酸素濃度が８％以下のものをバイオガスとして一次貯蔵タンク５３へ送れば、このバイオガスが圧縮機５７で圧縮されてもその酸素とメタンガスの混合比は燃焼範囲外となる。一方、メタンガスの圧力が５ＭＰａであり温度が３００℃であるときの酸素濃度の上限値はおよそ２０％である。但し、空気中の酸素濃度はおよそ２１％であることから、安全率を加味すれば酸素濃度の上限値を越える流出ガスは圧縮しないことが無難である。以上より、圧縮機５７の吐出圧力が５ＭＰａで圧縮後のバイオガスの温度が３００℃である場合に、図６（ａ）（ｂ）のデータに基づけば、発酵槽５２からの流出ガスのうち酸素濃度が８％を越えるものを燃焼範囲内であるとし、同じく８％以下のものを燃焼範囲外であるとすることとなる。
【００５８】
図７は、発酵槽制御部２８のＲＤＦ投入初期の制御の流れを示すフローチャートである。発酵槽５２に新たに投入されたＲＤＦの発酵を開始したときには、第１流入制御弁２３および大気放散弁２５は閉止されており、発酵槽５２内は初期空気が充満しているため好気状態となっている。よって、発酵槽５２内では発酵開始後しばらくは好気性発酵が行われるが、好気性発酵が進むと発酵槽５２内の酸素が消費されることにより発酵槽５２内は嫌気性となり、嫌気性発酵へと移行する。図７に示すように、発酵槽制御部２８は、圧力検出器７１で検出された発酵槽５２内の圧力に基づいてバイオガスが発生したことを検知し（ステップＳ１でＹＥＳ）、大気放散弁２５を開放する（ステップＳ３）。ＲＤＦ投入初期では、ＲＤＦから発生するバイオガス量が少なく且つ発酵槽５２内に残存している空気量が多い。よって、発酵槽５２からの流出ガスは、当初、メタンガス量０％，空気量１００％の組成であり、流出ガス中の酸素とメタンガスの混合比は燃焼範囲内（ここでは、燃焼上限値未満）である。大気放散弁２５の開放により、発酵槽５２からの流出ガスのうち圧縮に不向きなもの（すなわち、酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内のもの）は大気放散路２４を通じて大気へ放散される。
【００５９】
ＲＤＦの投入と発酵の促進に伴い、発生するバイオガス量が増加するとともに残存する酸素量が減少することによって、発酵槽５２からの流出ガス中のメタンガス量が増加し空気量（酸素量）が減少していく。やがて、発酵槽５２からの流出ガス中の酸素とメタンガスの混合比は燃焼範囲外（ここでは、燃焼上限値以上）となる。発酵槽制御部２８は、酸素濃度検出器７８、メタン濃度検出器７９および圧力検出器７１の検出値に基づいて、発酵槽５２からの流出ガス中の酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲外となれば（ステップＳ２でＹＥＳ）、大気放散弁２５を閉止するとともに第１流入制御弁２３を開放する（ステップＳ４）。この状態では発酵槽５２からの流出ガスの殆どはバイオガスである。第１流入制御弁２３の開放により発酵槽５２と一次貯蔵タンク５３とがバイオガス第１流路２２を介して連通し、発酵槽５２から一次貯蔵タンク５３へバイオガスが流入する。
【００６０】
上述の発酵槽制御部２８の制御により、発酵槽５２からバイオガス第１流路２２へ流出した流出ガスのうち、圧縮可能な組成のバイオガスのみが一次貯蔵タンク５３へ送られ、圧縮に不適な組成のものは大気放散路２４を通じて大気放散される。なお、上記実施の形態において大気放散路２４は、バイオガス第１流路２２から分岐しているが、一次貯蔵タンク５３と接続されていてもよい。
【００６１】
一次貯蔵タンク５３は、発酵槽５２よりバイオガス第１流路２２を介して送られてくるバイオガスを収容するためのバイオガス貯蔵槽である。発酵槽５２から一次貯蔵タンク５３へ送られるバイオガスは、発酵槽５２内へのＲＤＦ投入量および投入後の発酵状態により変化する。一次貯蔵タンク５３は発酵槽５２から流出したバイオガスを貯蔵し、発酵槽５２内圧力の異常な上昇を防止するための、バッファタンクである。また、一次貯蔵タンク５３は、圧縮機５７の吸い込み流量と発酵槽５２から発生するバイオガス量との不均衡を緩衝するバッファタンクでもある。このために、一次貯蔵タンク５３は、充分な容量を有していることが望ましい。
【００６２】
一次貯蔵タンク５３は、バイオガス第２流路５６を形成する配管を介して１又は複数の二次貯蔵タンク５４と接続されている。バイオガス第２流路５６には、上流側から順に圧縮機５７と、冷却器８３と、二次貯蔵タンク５４への第２流入制御弁８０が設けられている。さらに、一次貯蔵タンク５３とバイオガス第２流路５６の圧縮機５７よりも上流側には、一次貯蔵タンク５３内の圧力を検出する圧力検出器７２と、一次貯蔵タンク５３内のバイオガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出器７３とが設けられている。圧縮機制御部６０は、圧力検出器７２および酸素濃度検出器７３からの検出信号を受けて、一次貯蔵タンク５３のバイオガスが圧縮機５７で適度に圧縮されて二次貯蔵タンク５４へ送られるように、また、一次貯蔵タンク５３内の圧力が負圧とならないように、圧縮機５７および第２流入制御弁８０を制御する。酸素濃度検出器７３は、圧縮するバイオガス中の酸素濃度を検出し、圧縮機制御部６０はこの検出結果に基づいてバイオガスが圧縮可能であるかを判断する。
【００６３】
本実施の形態では、一次貯蔵タンク５３は２基の二次貯蔵タンク５４と接続されているが、二次貯蔵タンク５４の基数はこれに限定されるものではない。二次貯蔵タンク５４の基数、容量および内部圧力は、貯蔵期間中に処理すべきＲＤＦ量および発生するバイオガス量に基づいて決定される。但し、二次貯蔵タンク５４の建設費や圧縮機５７の汎用性の観点から、二次貯蔵タンク５４内のバイオガスの圧力は２〜５ＭＰａであることが好ましい。バイオガスの圧力がこれ以上となる場合には、二次貯蔵タンク５４の基数を増加させることがよい。なお、二次貯蔵タンク５４の設置空間に制約がある場合には、二次貯蔵タンク５４内のバイオガスの圧力は２〜５ＭＰａ以上であってもよい。
【００６４】
上述のように、ＲＤＦの嫌気性発酵に伴って発生したバイオガスは、一次貯蔵タンク５３で発酵槽５２内圧力とのバランスがとられ、圧縮機５７で圧縮され、冷却器８３で冷却され、二次貯蔵タンク５４で貯蔵される。二次貯蔵タンク５４で貯蔵されているバイオガスは、圧縮により減容されているので、バイオガスを貯蔵するための空間を縮小することができる。さらに、バイオガスは気体であるため、発酵しやすいＲＤＦをそのまま貯蔵する場合と比較して状態を管理しやすく、貯蔵時の取り扱いが容易である。
【００６５】
二次貯蔵タンク５４で貯蔵されているバイオガスは、バイオガス供給設備５９により発電部６のボイラ６１へ供給される。二次貯蔵タンク５４には、バイオガスをボイラ６１へ供給するためのバイオガス供給路５８が接続されている。バイオガス供給路５８には上流側から、タンク開閉弁８１、バイオガスのメタン濃度を検出するメタン濃度検出器７５、バイオガス供給元弁７７の順に設けられている。バイオガス供給路５８はメタン濃度検出器７５の下流側で二方へ分岐して、この二叉分岐から下流側はボイラ６１への一次燃焼空気供給路６５および二次燃焼空気供給路６６とそれぞれ接続されている。二叉分岐と一次燃焼空気供給路６５および二次燃焼空気供給路６６とのそれぞれの間には、各供給路６５，６６へのバイオガスの供給量を調整する流量調整弁８５，８６が設けられている。そして、バイオガス供給制御部７０は、二次貯蔵タンク５４の圧力検出器７６、メタン濃度検出器７５の検出信号、ボイラ６１への一次燃焼空気量又は二次燃焼空気量、並びにボイラ６１の燃焼負荷情報に基づいてタンク開閉弁８１、バイオガス供給元弁７７および流量調整弁８５，８６の動作を制御する。
【００６６】
ボイラ６１の構造によって、二次燃焼空気とバイオガスの混合を一次燃焼空気とバイオガスとの混合よりも優先させることが望ましい場合があるため、二次貯蔵タンク５４で貯蔵されているバイオガスは、通常は、二次燃焼空気供給路６６へ送られ、二次燃焼空気に代えて又は二次燃焼空気との混合気としてボイラ６１の燃焼室６１ａへ供給される。このために、バイオガス供給制御部７０は、タンク開閉弁８１、バイオガス供給元弁７７を開放し、流量調整弁８６にてバイオガスの流量を調整する。バイオガスと二次燃焼空気とを混合する場合には、流量調整弁８６でバイオガスの流量が調整される。ここでバイオガスの流量は、空気とバイオガスの混合ガスの供給流路内での異常燃焼を防止するために、二次燃焼空気とバイオガスとの混合気中の空気とメタンガスの混合比が燃焼範囲外（図６（ａ）に示す燃焼下限界以下の混合比）となるように調整される。このために、バイオガス供給制御部７０は、ボイラ６１への二次燃焼空気量、バイオガスのメタン濃度およびボイラ６１の燃焼負荷情報に基づいて、流量調整弁８６の開閉および開度を制御する。
【００６７】
上述の通り、通常は、バイオガスはもっぱら二次燃焼空気供給路６６へ送られる。ただし、ボイラ６１の燃焼負荷情報に基づいてボイラ負荷上昇指令が出され、ＲＤＦ投入量の増加が困難であり、二次燃焼空気へのバイオガスの混合量が燃焼下限値により制限された場合に、バイオガスは一次燃焼空気供給路６５へも送られる。このために、バイオガス供給制御部７０は流量調整弁８５の開度を調整する。ここでも、一次燃焼空気とバイオガスとの混合気中の空気とメタンガスの混合比を燃焼範囲外（図６（ａ）に示す燃焼下限界以下の混合比）とするために、ボイラ６１への一次燃焼空気量、バイオガスのメタン濃度およびボイラ６１の燃焼負荷情報に基づいて、一次燃焼空気供給路６５へのバイオガスの供給量を調整すべく、流量調整弁８５の開閉および開度が調整される。
【００６８】
さらに、二次貯蔵タンク５４で貯蔵されているバイオガスのカロリがボイラ６１の起動用燃料として使用するために十分に高い場合には、バイオガスをボイラ６１の起動用燃料またはその補助燃料として利用することができる。この場合、図４において二点鎖線で示すように、一次燃焼空気供給路６５、二次燃焼空気供給路６６に接続される流路と並列に起動用燃料供給路６７に接続される流路を設け、この流路に流量調整弁８７を設ける。そして、バイオガス供給制御部７０は、ボイラ６１の起動時にタンク開閉弁８１、バイオガス供給元弁７７を開放するとともに、流量調整弁８７の開度を調整して、バイオガスをボイラ６１の起動用燃料供給路６７へ供給する。なお、バイオガスをボイラ６１の起動用燃料として使用する場合には、二次貯蔵タンク５４内のバイオガスの圧力はボイラ６１の起動用バーナーが要求する圧力をボイラ６１起動後も維持できるような圧力であることが望ましい。
【００６９】
ここで、以上の構成のＲＤＦ焚き発電システム１においてＭＳＷの回収からＲＤＦ燃料とした発電までの流れを説明する。まず、燃料製造部３で回収されたＭＳＷからＲＤＦが製造される。製造されたＲＤＦは燃料一時貯蔵部４の燃料貯蔵庫３６で一次貯蔵される。発電部６のボイラ６１が稼動している場合には、燃料貯蔵庫３６に貯蔵されているＲＤＦが燃料としてボイラ６１へ供給される。発電部６では、ボイラ６１でＲＤＦの燃焼し、その熱を回収して高温且つ高圧の蒸気を発生させて、蒸気タービン発電設備６２のタービンを回転させることにより発電する。一方、発電部６のボイラ６１が停止しているときやその他ＲＤＦの長期（例えば、１週間以上）の貯蔵が必要となるときは、燃料貯蔵庫３６に貯蔵されているＲＤＦは先に燃料貯蔵庫３６に貯蔵されたものから順に燃料長期貯蔵部５へ送られる。
【００７０】
燃料長期貯蔵部５の発酵槽５２ではＲＤＦが嫌気性発酵して、バイオガスと発酵残渣が生じる。ＲＤＦの嫌気性発酵により生じた発酵残渣は、発酵槽５２から排出されて水分が除去されたのち、燃料製造部３へ搬送されてＲＤＦの原料として利用される。一方、ＲＤＦの嫌気性発酵により発生したバイオガスは、一次貯蔵タンク５３へ送られ、圧縮機５７で圧縮され、冷却器８３で冷却されたのち二次貯蔵タンク５４へ送られて貯蔵される。二次貯蔵タンク５４に貯蔵されているバイオガスは、発電部６の稼働時にボイラ６１へ供給されて燃料又は補助燃料として利用される。このため、起動直後のボイラ６１はＲＤＦとバイオガスとの混合燃焼運転となる。燃料長期貯蔵部５内のＲＤＦが総て発酵し、発生した総てのバイオガスを使い果たすと、ボイラ６１はＲＤＦ燃焼運転となる。
【００７１】
なお、上記において発電部６の稼動時には燃料一時貯蔵部４から燃料長期貯蔵部５へＲＤＦは送られないが、発電部６の稼働時にも燃料一時貯蔵部４から燃料長期貯蔵部５へＲＤＦを送るようにすることもできる。例えば、発電部６のボイラ６１へのＲＤＦの供給量と需要量とのバランスをとる目的で、燃料一時貯蔵部４から発電部６へＲＤＦを供給しつつ、燃料長期貯蔵部５でＲＤＦを貯蔵することができる。このようにして、燃料一時貯蔵部４と燃料長期貯蔵部５を含めたＲＤＦ貯蔵のためのスペースをより縮減することができる。さらに、ＭＳＷから製造されるＲＤＦとボイラ６１で消費されるＲＤＦとの需要と供給のバランスをとることが可能となる。
【００７２】
上述の通り、ＲＤＦ焚き発電システム１では、余剰のＲＤＦをバイオガスおよび発酵残渣に形態を変えて貯蔵している。バイオガスは気体であるために、固形のＲＤＦを従来のＲＤＦ貯蔵庫で貯蔵する場合と比較して、密閉された空間での長期貯蔵および長期貯蔵の管理が容易である。また、気体であるバイオガスは、圧縮による減容化が容易であり、バイオガスを圧縮した状態で貯蔵することにより貯蔵のためのスペースも縮減できる。また、発酵残渣は脱水、減容および減量されているため、ＲＤＦを貯蔵するときと比較して固形物を貯蔵するためのスペースが縮減でき、貯蔵の管理も容易である。つまり、ＲＤＦ焚き発電システム１の燃料長期貯蔵部５によれば、ＲＤＦ貯蔵のためのスペースの縮減と、ＲＤＦの長期貯蔵時の好気性発酵に伴い発生するメタンガス火災の防止とを実現することができる。しかも、ＲＤＦはバイオガスと発酵残渣に形態を変えるが、バイオガスはボイラ６１で燃料として再利用され、発酵残渣はＲＤＦの原料として利用されるために、ＲＤＦのエネルギーは余すところ無く活用される。さらに、ＲＤＦ焚き発電システム１の燃料長期貯蔵部５では、乾燥した環境下でも高温湿潤な環境下でも同様に発酵しやすいＲＤＦを貯蔵することが可能であり、貯蔵環境によらず発酵しやすいＲＤＦを安定して貯蔵することができる。
【００７３】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能なものである。
【００７４】
例えば、上記実施の形態に係る燃料長期貯蔵部５において、発酵槽５２からの流出ガスのうち酸素とメタンガスの混合比が燃料範囲内のものは、圧縮して貯蔵できないために大気放散されるが、この流出ガスを収集して圧縮せずにエネルギーとして利用してもよい。図８は変形例に係る燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより上流側の構成を示す概念図であり、図９は変形例に係る燃料長期貯蔵部の一次貯蔵タンクより下流側の構成を示す概念図である。これらの図に示す燃料長期貯蔵部５の変形例は、図３に示す燃料長期貯蔵部５と比較して、発酵槽５２にバイオガス第３流路９１を介して接続された予備貯蔵タンク９２を備える点で相違している。バイオガス第３流路９１には、発酵槽制御部２８により開閉制御される第３流入制御弁９３が設けられている。予備貯蔵タンク９２には、大気放散路２４と大気放散弁２５が設けられている。予備貯蔵タンク９２は、第２バイオガス供給通路９５を介して、ボイラ６１の一次燃焼空気供給路６５および二次燃焼空気供給路６６と接続されている。第２バイオガス供給通路９５には、予備貯蔵タンク９２内のバイオガスを送気するための低圧ブロア９６と、メタン濃度検出器８４と、各燃焼空気供給路６５，６６へ供給するバイオガスの流量を調整するための流量調整弁９７，９８が設けられている。上記構成の燃料長期貯蔵部５において、発酵槽制御部２８は、濃度検出器７８とメタン濃度検出器７９との検出値に基づいて、発酵槽５２からの流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内である場合は、第３流入制御弁９３を開放する。これにより、メタンガスと酸素の混合比が燃焼範囲内にあり、圧縮に不向きな流出ガス（バイオガスと空気の混合ガス）は予備貯蔵タンク９２へ送られて、予備貯蔵タンク９２内で貯蔵される。予備貯蔵タンク９２で圧縮されずに貯蔵されているバイオガスは、発電部６の稼働時に低圧ブロア９６により第２バイオガス供給通路９５を通じて一次燃焼空気供給路６５および二次燃焼空気供給路６６の少なくとも一方へ圧送され、ボイラ６１の燃料として利用される。
【００７５】
また、例えば、上記実施の形態に係るＲＤＦ焚き発電システム１は、ＭＳＷから製造したＲＤＦを燃料として発電するシステムであるが、これをバイオマス系廃棄物から製造したバイオマス系廃棄物由来固形燃料を燃料として発電するシステムに適用させることもできる。この場合、上記実施の形態において、ＭＳＷをバイオマス系廃棄物と、ＲＤＦをバイオマス系廃棄物由来固形燃料とそれぞれ読み替えれば、バイオマス系廃棄物のＲＤＦ焚き発電システム１に本発明を適用させた実施の形態を説明できる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、フラフＲＤＦやバイオマス系廃棄物由来固形燃料などの発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を、安定した状態で長期貯蔵するために有用である。
【符号の説明】
【００７７】
１ ＲＤＦ焚き発電システム
３ 燃料製造部
４ 燃料一時貯蔵部
５ 燃料長期貯蔵部
６ 発電部
２０ 搬送装置
２２ バイオガス第１流路
２３ 第１流入制御弁
２５ 大気放散弁
３１ ＭＳＷ貯蔵ピット
３６ 燃料貯蔵庫
５１ 投入装置
５２ 発酵槽
５３ 一次貯蔵タンク（バイオガス貯蔵槽）
５４ 二次貯蔵タンク（バイオガス貯蔵槽）
５５ 残渣排出装置
５６ バイオガス第２流路
５７ 圧縮機
５８ バイオガス供給路
５９ バイオガス供給設備
６１ ボイラ
６２ 蒸気タービン発電設備
６３ 排気ガス処理設備
６５ 一次燃焼空気供給路
６６ 二次燃焼空気供給路
９２ 予備貯蔵タンク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を燃焼設備で燃焼する前に貯蔵するための貯蔵設備であって、
前記廃棄物由来固形燃料を嫌気性発酵させる発酵槽と、
前記廃棄物由来固形燃料の嫌気性発酵により生じるバイオガスを貯蔵するバイオガス貯蔵槽と、
前記発酵槽から前記バイオガス貯蔵槽へ前記バイオガスを送る第１流路と、
前記バイオガス貯蔵槽から前記燃料設備へ前記バイオガスを供給する供給路と備える、
廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項２】
前記バイオガス貯蔵槽は、前記発酵槽から前記第１流路を通じて前記バイオガスが送られる一次貯蔵槽と、前記一次貯蔵槽と第２流路で接続された二次貯蔵槽とを含み、
前記第２流路において前記一次貯蔵槽から前記二次貯蔵槽へ前記バイオガスを圧縮して送る圧縮機と、
前記第２流路において前記圧縮機で圧縮された前記バイオガスを冷却する冷却器とを備える、請求項１に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項３】
前記発酵槽から排出された前記廃棄物由来固形燃料の発酵済み残渣である水分および前記廃棄物由来固形燃料の発酵残渣に含まれる水分を除去する水分除去手段を備える、請求項１又は請求項２に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項４】
前記発酵槽から前記第１流路へ流出する流出ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出器と、
前記流出ガスのメタン濃度を検出するメタン濃度検出器と、
検出された酸素濃度およびメタン濃度に基づいて、前記流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲外であるときに開弁して前記第１流路と前記バイオガス貯蔵槽とを連通させる第１制御弁とを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項５】
前記発酵槽内と大気を連通させる大気放散路と、
前記酸素濃度検出器で検出された酸素濃度および前記メタン濃度検出器で検出されたメタン濃度に基づいて、前記流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内であるときに開弁して前記大気放散路を通じて前記流出ガスを大気放散させる大気放散弁とを備える、請求項４に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項６】
前記発酵槽と第３流路を介して接続された予備貯蔵槽と、
前記酸素濃度検出器で検出された酸素濃度および前記メタン濃度検出器で検出されたメタン濃度に基づいて、前記流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内であるときに開弁して前記第３流路と前記予備貯蔵槽とを連通させる第２制御弁とを備える、請求項４に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項７】
前記供給路は、前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の起動用燃料として前記燃焼設備へ供給する経路を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項８】
前記供給路は、前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の一次燃焼空気供給路および二次燃焼空気供給路のうち少なくとも一方へ供給する経路を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項９】
前記供給路は、前記燃焼設備へ供給される前記バイオガスが前記燃焼設備の一次燃焼空気又は二次燃焼空気と燃焼範囲外の混合比で混合するように、前記バイオガスの供給量を調整する調整手段を備えている、請求項８に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項１０】
前記廃棄物由来固形燃料が、一般廃棄物から製造されたごみ固形化燃料である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項１１】
前記廃棄物由来固形燃料が、バイオマス系廃棄物から製造されたバイオマス廃棄物由来固形燃料である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項１２】
発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を燃焼設備で燃焼する前に貯蔵する方法であって、
前記廃棄物由来固形燃料を嫌気性発酵槽で嫌気性発酵させるステップと、
前記廃棄物由来固形燃料の嫌気性発酵により生じるバイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップとを含む、
廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１３】
前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップは、
前記発酵槽から送られてくるバイオガスを一次貯蔵槽に収容するステップと、
前記一次貯蔵槽から二次貯蔵槽へ前記バイオガスを圧縮することにより減容化して送るステップと、
前記圧縮されたバイオガスを冷却するステップと、
前記圧縮されたバイオガスを前記二次貯蔵槽で貯蔵するステップとを含む、請求項１２に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１４】
前記発酵槽から排出される前記廃棄物由来固形燃料の発酵済み残渣である水分および前記廃棄物由来固形燃料の発酵残渣に含まれる水分を除去するステップを含む、請求項１２又は請求項１３に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１５】
前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップにおいて、
前記バイオガスを含む前記発酵槽から流出する流出ガスの酸素濃度およびメタン濃度を検出し、この検出結果に基づいて、前記流出ガスのうちその酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲外のものを前記バイオガス貯蔵槽へ貯蔵する、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１６】
前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップにおいて、
前記流出ガスの酸素濃度およびメタン濃度に基づいて、前記流出ガスのうちその酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内のものを大気放散する、請求項１５に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１７】
前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップにおいて、
前記流出ガスの酸素濃度およびメタン濃度に基づいて、前記流出ガスのうちその酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内のものを前記バイオガス貯蔵槽とは異なる予備貯蔵槽へ貯蔵する、請求項１５に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１８】
前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の起動用燃料として前記燃焼設備へ供給するステップを更に含む、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１９】
前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の一次燃焼空気供給路および二次燃焼空気供給路のうち少なくとも一方へ供給するステップを更に含む、請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項２０】
前記燃焼設備へ供給される前記バイオガスが前記燃焼設備の一次燃焼空気又は二次燃焼空気と燃焼範囲外の混合比で混合するように前記バイオガスの供給量を調整する、請求項１９に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項２１】
前記廃棄物由来固形燃料が、一般廃棄物から製造されたごみ固形化燃料である、請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項２２】
前記廃棄物由来固形燃料が、バイオマス系廃棄物から製造されたバイオマス系廃棄物由来固形燃料である、請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１】
発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を燃焼設備で燃焼する前に貯蔵するための貯蔵設備であって、
前記廃棄物由来固形燃料を嫌気性発酵させる発酵槽と、
前記廃棄物由来固形燃料の嫌気性発酵により生じるバイオガスを貯蔵するバイオガス貯蔵槽と、
前記発酵槽から前記バイオガス貯蔵槽へ前記バイオガスを送る第１流路と、
前記バイオガス貯蔵槽から前記燃料設備へ前記バイオガスを供給する供給路と備える、
廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項２】
前記バイオガス貯蔵槽は、前記発酵槽から前記第１流路を通じて前記バイオガスが送られる一次貯蔵槽と、前記一次貯蔵槽と第２流路で接続された二次貯蔵槽とを含み、
前記第２流路において前記一次貯蔵槽から前記二次貯蔵槽へ前記バイオガスを圧縮して送る圧縮機と、
前記第２流路において前記圧縮機で圧縮された前記バイオガスを冷却する冷却器とを備える、請求項１に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項３】
前記発酵槽から排出された前記廃棄物由来固形燃料の発酵済み残渣である水分および前記廃棄物由来固形燃料の発酵残渣に含まれる水分を除去する水分除去手段を備える、請求項１又は請求項２に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項４】
前記発酵槽から前記第１流路へ流出する流出ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度検出器と、
前記流出ガスのメタン濃度を検出するメタン濃度検出器と、
検出された酸素濃度およびメタン濃度に基づいて、前記流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲外であるときに開弁して前記第１流路と前記バイオガス貯蔵槽とを連通させる第１制御弁とを備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項５】
前記発酵槽内と大気を連通させる大気放散路と、
前記酸素濃度検出器で検出された酸素濃度および前記メタン濃度検出器で検出されたメタン濃度に基づいて、前記流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内であるときに開弁して前記大気放散路を通じて前記流出ガスを大気放散させる大気放散弁とを備える、請求項４に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項６】
前記発酵槽と第３流路を介して接続された予備貯蔵槽と、
前記酸素濃度検出器で検出された酸素濃度および前記メタン濃度検出器で検出されたメタン濃度に基づいて、前記流出ガスの酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内であるときに開弁して前記第３流路と前記予備貯蔵槽とを連通させる第２制御弁とを備える、請求項４に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項７】
前記供給路は、前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の起動用燃料として前記燃焼設備へ供給する経路を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項８】
前記供給路は、前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の一次燃焼空気供給路および二次燃焼空気供給路のうち少なくとも一方へ供給する経路を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項９】
前記供給路は、前記燃焼設備へ供給される前記バイオガスが前記燃焼設備の一次燃焼空気又は二次燃焼空気と燃焼範囲外の混合比で混合するように、前記バイオガスの供給量を調整する調整手段を備えている、請求項８に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項１０】
前記廃棄物由来固形燃料が、一般廃棄物から製造されたごみ固形化燃料である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項１１】
前記廃棄物由来固形燃料が、バイオマス系廃棄物から製造されたバイオマス廃棄物由来固形燃料である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵設備。
【請求項１２】
発酵しやすい廃棄物由来固形燃料を燃焼設備で燃焼する前に貯蔵する方法であって、
前記廃棄物由来固形燃料を嫌気性発酵槽で嫌気性発酵させるステップと、
前記廃棄物由来固形燃料の嫌気性発酵により生じるバイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップとを含む、
廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１３】
前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップは、
前記発酵槽から送られてくるバイオガスを一次貯蔵槽に収容するステップと、
前記一次貯蔵槽から二次貯蔵槽へ前記バイオガスを圧縮することにより減容化して送るステップと、
前記圧縮されたバイオガスを冷却するステップと、
前記圧縮されたバイオガスを前記二次貯蔵槽で貯蔵するステップとを含む、請求項１２に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１４】
前記発酵槽から排出される前記廃棄物由来固形燃料の発酵済み残渣である水分および前記廃棄物由来固形燃料の発酵残渣に含まれる水分を除去するステップを含む、請求項１２又は請求項１３に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１５】
前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップにおいて、
前記バイオガスを含む前記発酵槽から流出する流出ガスの酸素濃度およびメタン濃度を検出し、この検出結果に基づいて、前記流出ガスのうちその酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲外のものを前記バイオガス貯蔵槽へ貯蔵する、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１６】
前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップにおいて、
前記流出ガスの酸素濃度およびメタン濃度に基づいて、前記流出ガスのうちその酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内のものを大気放散する、請求項１５に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１７】
前記バイオガスをバイオガス貯蔵槽で貯蔵するステップにおいて、
前記流出ガスの酸素濃度およびメタン濃度に基づいて、前記流出ガスのうちその酸素とメタンガスの混合比が燃焼範囲内のものを前記バイオガス貯蔵槽とは異なる予備貯蔵槽へ貯蔵する、請求項１５に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１８】
前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の起動用燃料として前記燃焼設備へ供給するステップを更に含む、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項１９】
前記バイオガス貯蔵槽で貯蔵されている前記バイオガスを、前記燃焼設備の一次燃焼空気供給路および二次燃焼空気供給路のうち少なくとも一方へ供給するステップを更に含む、請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項２０】
前記燃焼設備へ供給される前記バイオガスが前記燃焼設備の一次燃焼空気又は二次燃焼空気と燃焼範囲外の混合比で混合するように前記バイオガスの供給量を調整する、請求項１９に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項２１】
前記廃棄物由来固形燃料が、一般廃棄物から製造されたごみ固形化燃料である、請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【請求項２２】
前記廃棄物由来固形燃料が、バイオマス系廃棄物から製造されたバイオマス系廃棄物由来固形燃料である、請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の廃棄物由来固形燃料の貯蔵方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２０７９０１（Ｐ２０１２−２０７９０１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６１２９（Ｐ２０１１−７６１２９）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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