JP2002038165A - 湿潤燃料ガス化システム及びガス化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】湿潤燃料を系内の熱エネルギーにより加熱・乾
燥するとともに、加熱・乾燥時に生成した水蒸気の熱量
を有効利用し、しかも、水蒸気の臭気成分を確実に除去
できるガス化システム及びガス化方法の提供。 【解決手段】水分を比較的多量に含む湿潤な燃料を熱分
解し熱分解ガスを生成するガス化炉又は熱分解炉と、湿
潤燃料を加熱・乾燥する乾燥装置と、低温水蒸気を６０
０℃以上の高温水蒸気に加熱する水蒸気加熱装置と、乾
燥装置により乾燥した乾燥燃料を供給可能なガス化炉又
は熱分解炉の熱分解域と、熱分解域に生成した熱分解ガ
スを高温粗ガスに改質可能な改質域とを備える。乾燥装
置の熱交換手段は高温粗ガスの顕熱により湿潤燃料を加
熱し、水蒸気導出手段は湿潤燃料中の水分の気化により
生成した臭気性水蒸気を乾燥装置から導出するととも
に、臭気性水蒸気を低温水蒸気として水蒸気加熱装置に
供給し、或いは、臭気性水蒸気を高温粗ガスに混合す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、湿潤燃料ガス化シ
ステム及びガス化方法に関するものであり、より詳細に
は、比較的多量の水分を含む湿潤廃棄物等の湿潤燃料を
熱分解反応によりガス化し、比較的良質の燃料ガスを生
成する湿潤燃料ガス化システム及びガス化方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】廃プラスチック、汚泥、シュレッダダス
ト又は都市ゴミ等の廃棄物、或いは、石炭等の固体又は
半固体燃料を熱分解炉に導入し、無酸素又は低酸素状態
の高温還元性雰囲気において燃料を熱分解して熱分解ガ
スを生成する有形燃料のガス化システムが知られてい
る。熱分解炉として、廃棄物ガス化溶融炉、石炭ガス化
炉、ロータリーキルン式熱分解炉（外部加熱式熱分解
炉）又はー括投入型熱分解炉（自燃式熱分解炉) などの
様々な形式の燃焼炉又は焼成炉が、一般に使用される。

【０００３】本発明者等は、８００℃を超える高温の空
気を連続的に供給可能な高温空気発生装置と、多数の球
形セラミックスを内蔵した廃棄物ガス化溶融炉とを含む
廃棄物ガス化溶融システムを近年において開発してい
る。高温空気発生装置の高温空気は、廃棄物ガス化炉に
導入され、球形セラミックス（ペブル）上の廃棄物は、
溶融スラグ化する。廃棄物の熱分解により生成した熱分
解ガスは、炉外に導出され、洗浄・浄化装置に導入され
る。洗浄・浄化装置は、熱分解ガスの塩素分、硫黄分、
重金属又は微量残留物等の環境汚染物質を除去するとと
もに、熱分解ガスを急冷し、ダイオキシンの再合成等を
防止する。洗浄・浄化され且つ冷却した熱分解ガスは、
比較的良質の燃料ガスとしてボイラ又は工業炉等の加熱
炉、ガスエンジン、ガスタービン又はディーゼルエンジ
ン等の内燃機関、或いは、各種の熱サイクル機関等の如
く、任意の燃焼設備又は熱機関に供給される。

【０００４】また、近年の熱分解ガス化システムとし
て、例えば、熱分解ガスを生成する熱分解炉と、クラッ
キング装置等の高温分解処理装置と、熱分解ガスを洗浄
・冷却するガス洗浄装置とを備えた構成のものが知られ
ている。熱分解炉は、廃棄物又は石炭等の有形燃料を低
酸素又は無酸素状態の炉内焼成雰囲気において熱分解す
る。高温分解処理装置は、熱分解ガスのタール分及びオ
イル分等を高温分解し、ガス洗浄装置は、熱分解ガスの
硫黄分、ダスト、塩素分等を除去するとともに、熱分解
ガスを急冷する。高温分解処理及び洗浄・冷却処理を受
けた熱分解ガスは、精製燃料ガスとして各種の燃焼設備
又は熱機関に供給される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、一般生ゴミ
等の生活廃棄物、食品工場等の湿潤な産業廃棄物、或い
は、下水汚泥等の比較的湿潤な廃棄物を燃料として、こ
の種のガス化システムを運転する場合、廃棄物中の水分
の気化熱による熱損失が比較的大きく、これに伴う熱効
率の低下は、システム全体のランニングコストを増大す
る要因となる。しかも、廃棄物中の水分が高温の炉内雰
囲気により急激に気化し且つ容積変動するので、適正な
炉圧制御を実行し難いという問題が生じる。このため、
このような湿潤廃棄物の前処理工程を実施することが一
般に望ましく、湿潤廃棄物を乾燥処理する前処理装置と
して、各種形式のものが、近年提案されている（特開２
０００−１４６４４２号公報、特開２０００−９７５６
７号公報、特開平１０−１０３８６１号公報、特開平１
０−３１１６７７号公報等）。

【０００６】しかしながら、この種の前処理装置（乾燥
装置）には、液体燃料又は気体燃料等の補助燃料を補給
せざるを得ず、これは、上記ガス化システムが意図する
もの、即ち、外部エネルギーを極力消費せずに廃棄物等
のガス化により有用な燃料ガスを系外の設備又は装置に
供給するというガス化システム本来の目的とは相応し難
く、しかも、このような乾燥装置を使用した場合、ガス
化システムの熱効率が低下する事態が懸念される。

【０００７】また、このような乾燥装置を上記ガス化シ
ステムに仮に採用し得たとしても、加熱・乾燥時に湿潤
廃棄物から発生する水蒸気は、異臭を伴う多量の臭気成
分を含有するので、水蒸気の臭気を効果的に除去する脱
臭装置等を付加的にシステムに配設する必要が生じる。
しかしながら、水蒸気の脱臭は、必ずしも容易ではな
く、仮に臭気成分を水蒸気凝縮等により除去し得たとし
ても、これは、水蒸気が保有する潜熱の逸失等を伴うの
で、かなりの熱損失を結果的に生じさせてしまう。即
ち、システム全体の熱効率低下を回避した上で水蒸気中
の臭気成分を脱臭することは、実際には、極めて困難で
ある。

【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、湿潤燃料を系内の
熱エネルギーにより加熱・乾燥するとともに、加熱・乾
燥時に生成した水蒸気の熱量を有効利用し、しかも、水
蒸気の臭気成分を確実に除去することができる湿潤燃料
ガス化システム及びガス化方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は、上
記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ガス化設備
の熱分解ガスが保有する顕熱を有効利用することによ
り、湿潤燃料を効果的に加熱・乾燥し得るとともに、加
熱・乾燥時に生成した臭気性水蒸気を系内に循環するこ
とにより、システム全体の熱バランスを維持しつつ、臭
気性水蒸気を確実に脱臭処理し得るとの見解に達し、か
かる観点より、本願発明を達成したものである。

【００１０】即ち、本発明に係る湿潤燃料ガス化システ
ムは、水分を比較的多量に含む湿潤な燃料の供給を受
け、該燃料の熱分解反応により熱分解ガスを生成するガ
ス化炉又は熱分解炉を備えるとともに、湿潤燃料を加熱
・乾燥する乾燥装置と、低温水蒸気を６００℃以上の高
温水蒸気に加熱する水蒸気加熱装置と、乾燥装置により
乾燥した乾燥燃料を供給可能なガス化炉又は熱分解炉の
熱分解域と、熱分解域に生成した熱分解ガスを高温粗ガ
スに改質可能な改質域とを備える。乾燥装置は、熱交換
手段及び水蒸気導出手段を有し、熱交換手段は、高温粗
ガスが保有する顕熱により湿潤燃料を加熱し、水蒸気導
出手段は、湿潤燃料中の水分の気化により生成した臭気
性水蒸気を乾燥装置から導出するとともに、臭気性水蒸
気を上記低温水蒸気として水蒸気加熱装置に供給し、或
いは、臭気性水蒸気を高温粗ガスに混合する。なお、上
記熱分解域及び改質域は、単一の反応領域であっても良
い。

【００１１】また、本発明に係る湿潤燃料ガス化方法
は、水分を比較的多量に含む湿潤な燃料をガス化システ
ムに供給する工程と、該燃料の熱分解反応により熱分解
ガスを生成する工程とを含み、湿潤燃料は、ガス化炉又
は熱分解炉に供給される前に加熱・乾燥され、乾燥燃料
は、ガス化炉又は熱分解炉の熱分解域に導入される。乾
燥燃料の熱分解により熱分解域に生成した熱分解ガス
は、６００℃以上の高温水蒸気を用いた水蒸気改質反応
により高温粗ガスに改質される。湿潤燃料は、高温粗ガ
スが保有する顕熱により加熱・乾燥される。湿潤燃料中
の水分の気化により生成した臭気性水蒸気は、上記高温
水蒸気に加熱された後、上記熱分解ガスと水蒸気改質反
応するか、或いは、高温粗ガスに混合され、所望によ
り、高温粗ガスと一緒に上記湿潤燃料と熱交換する。

【００１２】本発明の上記構成によれば、熱分解域に生
成した高温粗ガスは、高温水蒸気と反応し、高温水蒸気
により比較的高カロリーの高温粗ガスに改質される。高
温粗ガスの顕熱は、高温粗ガスを導入可能な熱交換器に
より湿潤燃料に直接的に伝熱し、或いは、水蒸気等の熱
媒体を介して湿潤燃料に間接的に伝熱し、湿潤燃料を加
熱・乾燥する。湿潤燃料中の水分は、加熱・乾燥時に比
較的低温の水蒸気に気化し、乾燥燃料は、熱分解域に供
給され、熱分解反応により熱分解ガスを生成する。加熱
・乾燥時に発生する水蒸気は、比較的多量の臭気成分を
含有するが、この臭気性水蒸気は、該水蒸気を高温水蒸
気に加熱する際に脱臭され、或いは、高温粗ガスに混合
し、高温粗ガスの洗浄・浄化処理等により脱臭される。

【００１３】また、上記構成のガス化システム及びガス
化方法によれば、湿潤燃料は、高温粗ガスの顕熱により
加熱・乾燥される。従って、湿潤燃料の加熱・乾燥のた
めに外部より補助燃料等を供給することなく、系内の熱
エネルギーの有効利用により湿潤燃料を乾燥することが
できる。

【００１４】他の観点より、本発明の湿潤燃料ガス化シ
ステムは、水分を比較的多量に含む湿潤な燃料の供給を
受け、該燃料の熱分解反応により熱分解ガスを生成する
ガス化炉又は熱分解炉を備えたガス化システムにおい
て、湿潤燃料を加熱・乾燥する乾燥装置と、低温水蒸気
を６００℃以上の高温水蒸気に加熱する水蒸気加熱装置
と、乾燥装置により乾燥した乾燥燃料を供給可能なガス
化炉又は熱分解炉の熱分解域と、熱分解域に生成した熱
分解ガスを高温水蒸気により高温粗ガスに改質する改質
域と、高温粗ガスを精製した燃料ガスにより作動可能な
熱機関又は燃焼設備等の熱源機器とを備える。乾燥装置
は、熱交換手段及び水蒸気導出手段を備える。熱交換手
段は、熱源機器の廃熱を有する高温熱媒体により湿潤燃
料を加熱する。水蒸気導出手段は、湿潤燃料中の水分の
気化により生成した臭気性水蒸気を乾燥装置から導出す
るとともに、臭気性水蒸気を低温水蒸気として水蒸気加
熱装置に供給し、或いは、臭気性水蒸気を高温粗ガスに
混合する。

【００１５】同様な観点より、本発明の湿潤燃料ガス化
方法によれば、水分を比較的多量に含む湿潤な燃料をガ
ス化システムに供給する工程と、該燃料の熱分解反応に
より熱分解ガスを生成する工程とを含むガス化方法にお
いて、湿潤燃料は、ガス化炉又は熱分解炉に供給される
前に加熱・乾燥され、乾燥燃料は、ガス化炉又は熱分解
炉の熱分解域に導入され、乾燥燃料の熱分解により熱分
解域に生成した熱分解ガスは、６００℃以上の高温水蒸
気を用いた水蒸気改質反応により高温粗ガスに改質さ
れ、高温粗ガスは、燃料ガスに精製された後、熱機関又
は燃焼設備等の熱源機器に作動燃料として供給される。
湿潤燃料は、熱源機器の廃熱を有する高温熱媒体との熱
交換により加熱・乾燥される。湿潤燃料中の水分の気化
により生成した臭気性水蒸気は、高温に加熱された後、
高温水蒸気として熱分解ガスと水蒸気改質反応するか、
或いは、高温粗ガスに混合される。

【００１６】好ましくは、上記熱源機器の燃焼排ガス、
或いは、熱源機器の廃熱により生成した水蒸気が、乾燥
装置の熱交換器に導入され、湿潤燃料は、燃焼排ガス及
び湿潤燃料の熱交換、或いは、水蒸気及び湿潤燃料の熱
交換により加熱・乾燥される。また、上記熱源機器とし
ては、ボイラ又は工業炉等の加熱炉、ガスエンジン、ガ
スタービン又はディーゼルエンジン等の内燃機関、或い
は、各種の熱サイクル機関等の如く、任意の燃焼設備又
は熱機関を使用し得る。

【００１７】なお、本明細書において、「燃料」は、炭
素化合物を含む廃棄物、石炭、バイオマス燃料、重質油
等の固体、半固体又は液体の燃料を意味し、「低温水蒸
気」は、従来の水蒸気生成技術によって供給可能な範囲
の温度（６００℃未満の温度範囲）及び圧力を有する水
蒸気又は過熱水蒸気を意味する。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施形態におい
て、上記熱交換手段は、高温粗ガスを導入可能な熱交換
器からなり、熱交換器は、高温粗ガスの顕熱を湿潤燃料
に伝熱する。本発明の他の好適な実施形態では、熱媒体
として機能する水蒸気が、高温粗ガスの顕熱により生成
又は加熱される。該水蒸気は、熱交換器に導入され、湿
潤燃料と熱交換し、湿潤燃料を加熱・乾燥する。

【００１９】本発明の好適な実施形態によれば、上記低
温水蒸気は、低温空気と混合した後、水蒸気・空気加熱
装置によって７００℃以上の高温に加熱され、熱分解域
又は改質域に供給される。好ましくは、低温水蒸気及び
低温空気は、混合制御装置の制御下に混合し、適切な重
量比の低温水蒸気を含有する低温混合気として水蒸気・
空気加熱装置に供給される。

【００２０】本発明の他の好適な実施形態によれば、上
記低温水蒸気は、水蒸気加熱装置によって７００℃以上
の高温に加熱され、同様に７００℃以上の高温に加熱さ
れた高温空気と混合し、高温水蒸気及び高温空気の混合
気として熱分解域又は改質域に供給される。

【００２１】本発明の更に他の好適な実施形態におい
て、上記低温水蒸気は、水蒸気加熱装置によって７００
℃以上の高温に加熱され、同様に、低温空気が、空気加
熱装置によって７００℃以上の高温に加熱される。加熱
後の高温水蒸気及び高温空気は、水蒸気供給路及び空気
供給路を介して熱分解域又は改質域に夫々導入され、熱
分解域又は改質域において混合する。

【００２２】上記高温混合気、或いは、高温水蒸気及び
高温空気は、熱分解域、改質域、或いは、熱分解域及び
改質域の双方に導入される。高温水蒸気及び高温空気
は、熱分解ガス中の炭化水素と反応し、熱分解ガスは、
炭化水素、水素及び一酸化炭素を含む改質ガスに改質さ
れ、高温の粗燃料ガスとして乾燥装置の熱交換手段に供
給される。

【００２３】本発明の好ましい実施形態によれば、上記
水蒸気加熱装置は、低温水蒸気に伝熱接触可能な蓄熱型
熱交換装置と、該熱交換装置との伝熱接触により加熱さ
れた高温水蒸気を第１及び第２給気分流に分流する分流
域と、可燃性物質を導入可能な燃焼域とを有する。第２
給気分流は、上記熱分解域及び／又は改質域に供給さ
れ、第１給気分流は、燃焼域に流入する。熱交換装置、
燃焼域及び分流域は、相互連通し、燃焼域の燃焼反応に
より生成した高温燃焼ガスは、熱交換装置を介して排気
される。熱交換装置は、高温燃焼ガスに伝熱接触して蓄
熱し、上記低温水蒸気に伝熱接触して放熱する。低温水
蒸気中の臭気成分は、熱交換装置の加熱作用および燃焼
域の燃焼反応により熱分解する。好ましくは、熱交換装
置は、燃焼ガスと低温水蒸気とが交互に流通可能な多数
の狭小流路を備えたハニカム型蓄熱体からなる。このよ
うな形式の加熱装置及びハニカム型蓄熱体の詳細は、例
えば、特願平１０−１８９号（特開平１０−２４６４２
８号公報）及び特願平５−６９１１号（特開平６−２１
３５８５号公報））等に開示されている。なお、熱交換
装置として、例えば、多数のペレット、ペブル又はボー
ル形蓄熱体を収容した形式の蓄熱型熱交換装置を使用し
ても良い。

【００２４】本発明によるガス化システムの精製燃料ガ
スは、例えば、燃焼設備又は熱機関の燃焼装置に主燃料
として供給される。燃焼装置として、任意の燃焼設備又
は熱機関のバーナー又は燃焼器等を例示し得る。また、
燃焼装置の熱エネルギーにより発電機を駆動することに
より、電気エネルギーを系外の機器又は設備に供給する
ことができる。従って、例えば、施設内で発生した廃棄
物を上記湿潤燃料として使用するとともに、上記ガス化
システムにガスタービン装置及び発電機を組合せること
により、比較的小型のコジェネレーションシステムを提
供することができる。

【００２５】図１は、本発明の第１実施形態に係る湿潤
燃料ガス化システムのシステム・フロー図である。湿潤
燃料ガス化システムは、湿潤廃棄物等の湿潤燃料を乾燥
する乾燥装置と、湿潤燃料を熱分解するガス化装置と、
冷却した粗燃料ガスを精製するガス洗浄・浄化装置と、
高温水蒸気及び高温空気をガス化装置に供給する水蒸気
・空気加熱装置とを備える。比較的多量の水分を含有す
る湿潤燃料が、燃料供給手段ＷＴによって乾燥装置に供
給される。乾燥装置には、ガス化装置の高温粗ガスが供
給され、高温粗ガスは、乾燥装置内の湿潤燃料を間接加
熱する。

【００２６】湿潤燃料中の水分は、高温粗ガスより受熱
し、臭気成分を多量に含む比較的低温の臭気性水蒸気と
して気化する。乾燥装置内に生成した臭気性水蒸気は、
水蒸気送出路ＯＳに送出され、所望により低温水蒸気供
給路ＬＳの低温水蒸気と混合した後、水蒸気・空気加熱
装置に供給される。同時に、外気温相当温度の低温空気
が、低温空気供給路ＬＡを介して水蒸気・空気加熱装置
に供給される。水蒸気・空気加熱装置は、低温水蒸気及
び低温空気を７００℃以上、好適には、８００℃以上の
温度に加熱した後、これを高温水蒸気及び高温空気とし
てガス供給路ＭＧからガス化装置に導入する。

【００２７】乾燥装置の加熱・乾燥工程により乾燥した
燃料は、燃料移送路ＷＳを介してガス化装置に供給され
る。７００℃〜８００℃以上の高温空気は、主として、
乾燥燃料を熱分解し且つガス化するガス化材として働
き、乾燥燃料は、ガス化装置において熱分解ガス及び残
渣に熱分解する。また、７００℃〜８００℃以上の高温
水蒸気は、主として、熱分解ガスの改質材として熱分解
ガスに作用する。熱分解ガス中の炭化水素は、高温水蒸
気及び高温空気と反応し、熱分解ガスは、炭化水素、一
酸化炭素及び水素を含む粗燃料ガスに改質される。な
お、炭化水素及び高温水蒸気の反応は、一般に下式(1)
で示される吸熱反応であり、炭化水素及び高温空気の反
応は、一般に下式(2) で示される発熱反応である。

【００２８】 ＣｘＨｘ＋Ｈ₂ Ｏ→ＣＯ ＋Ｈ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ・・・・(1) ＣｘＨｘ＋Ｏ₂ ＋Ｎ₂ →ＣＯ ＋ＣＯ₂ ＋Ｈ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ＋Ｎ₂ ・・・・(2)

【００２９】高温水蒸気は、乾燥燃料の熱分解により生
成した熱分解ガスと改質反応し、熱分解ガスは、比較的
多量の一酸化炭素及び水素を含有する高温の改質ガス
（高温粗ガス）に改質される。炭化水素及び高温空気の
発熱反応によって発生した熱は、炭化水素及び高温水蒸
気の吸熱改質反応に要する熱として消費される。

【００３０】高温粗ガスは、高温ガス給送路ＨＧを介し
て乾燥装置に供給される。高温粗ガスは、８００℃乃至
９００℃以上の温度を有し、乾燥装置の熱交換器を流通
する間に湿潤燃料と熱交換して湿潤燃料を間接加熱し、
かくして温度降下した粗ガスは、低温粗ガスとして、低
温ガス給送路ＬＧに送出される。

【００３１】低温ガス給送路ＬＧには、水蒸気発生器が
介装され、水蒸気発生器は、低温粗ガスの顕熱により低
温水蒸気を生成する。水蒸気発生器の熱交換器を流通し
た低温粗ガスは、ガス洗浄・浄化装置に導入される。ガ
ス洗浄・浄化装置は、低温粗ガス中の煤塵、硫黄、塩素
及び重金属等の環境汚染物質を除去する除塵装置、脱硫
装置、脱塩装置及び重金属除去装置等の各種洗浄・浄化
装置を含み、低温粗ガスを比較的良質の燃料ガスに精製
する。ガス浄化装置の精製ガス（燃料ガス）は、燃料ガ
ス給送路ＦＧを介してエネルギー利用設備に供給され
る。エネルギー利用設備として、ガスタービン装置、ガ
スエンジン装置、ボイラー、工業炉又はディーゼルエン
ジン等の各種内燃機関又は燃焼設備を例示し得る。例え
ば、燃料ガス給送路ＦＧは、ガスタービン発電装置の内
燃機関に接続され、ガスタービン装置の発電機は、内燃
機関の燃焼作動により発電し、系外の設備又は機器に給
電する。

【００３２】燃料ガスの少なくとも一部は、燃料ガス給
送路ＲＧを介して水蒸気・空気加熱装置に供給され、燃
焼する。後述する如く、水蒸気・空気加熱装置は、蓄熱
型熱交換装置（図示せず）を介して燃料ガスの燃焼熱を
上記低温水蒸気及び低温空気に伝熱し、該水蒸気及び空
気を上記の如く高温に加熱する。

【００３３】図２は、図１に示すガス化装置の構成を例
示するブロックフロー図である。図２に示すガス化装置
は、熱分解ガス化炉とガス改質器とを備えており、水蒸
気・空気加熱装置は、ガス供給路ＭＧ１、ＭＧ２を介し
て高温水蒸気及び高温空気を熱分解ガス化炉及びガス改
質器に導入する。高温水蒸気及び高温空気は、混合気と
して熱分解ガス化炉及びガス改質器に供給され、或い
は、独立した流路を介して熱分解ガス化炉及びガス改質
器に夫々供給され、熱分解域及び改質域において混合す
る。好ましくは、高温空気及び高温水蒸気の混合比又は
流量比（重量比）は、２：８〜５：５の範囲に設定され
る。

【００３４】熱分解ガス化炉に導入された高温空気及び
高温水蒸気は、熱分解ガス化炉の炉内領域に低酸素濃度
の焼成雰囲気を形成するとともに、乾燥燃料の蒸し焼き
に要する顕熱を炉内雰囲気に供給する。乾燥燃料は、高
温且つ低酸素濃度の炉内焼成雰囲気により蒸し焼きさ
れ、熱分解ガス及び残渣に熱分解し、炭化水素を主成分
とする熱分解ガスを生成する。ガス化炉の熱分解ガス
は、熱分解ガス給送路ＴＧを介してガス改質器の改質域
に導入される。他方、残渣は、燃焼作動中に炉外に連続
的に搬出され、或いは、作動停止により冷却した後に水
蒸気の凝縮水と一緒に炉外に排出される。

【００３５】ガス改質器の改質域に導入された熱分解ガ
スは、高温空気及び高温水蒸気と混合し、この結果、改
質域において、熱分解ガス中の炭化水素と高温空気との
発熱反応が進行するとともに、熱分解ガス中の炭化水素
と高温水蒸気との吸熱改質反応が進行する。水蒸気によ
る炭化水素の改質反応に要する熱は、高温水蒸気自体が
保有する顕熱によって供給されるばかりでなく、炭化水
素及び高温空気の反応により発生する反応熱によって供
給される。改質域に生成した改質ガスは、高温粗ガスと
して高温ガス給送路ＨＧから乾燥装置の熱交換器に導入
され、湿潤燃料と熱交換し、しかる後、低温粗ガスとし
て、低温ガス給送路ＬＧに送出される。

【００３６】図３は、図２に示すガス化装置の変形例を
示すブロックフロー図である。図３に示すガス化装置
は、実質的に単体のガス化炉を備えており、水蒸気・空
気加熱装置は、ガス供給路ＭＧを介して高温空気及び高
温水蒸気をガス化炉に供給する。高温空気及び高温水蒸
気は、混合気としてガス供給路ＭＧからガス化炉に供給
され、或いは、複数のガス供給路ＭＧを介してガス化炉
に夫々供給され、ガス化炉の炉内領域で混合する。好適
には、高温水蒸気及び高温空気の混合比又は流量比（重
量比）は、２：８〜５：５の範囲に調整される。

【００３７】ガス化炉の炉内に導入された高温空気は、
乾燥燃料のガス化材として働き、乾燥燃料は、高温の空
気に接触し、酸化発熱反応により溶融するとともに、熱
分解ガスを生成する。溶融した灰分又は残渣は、ガス化
炉の作動中又は停止後に炉外に搬出される。炉内に導入
された高温水蒸気は、乾燥燃料のガス化溶融により多量
の煤が発生するのを抑制するとともに、熱分解ガス中の
炭化水素と水蒸気改質反応し、熱分解ガスを改質する。
ガス化炉の炉内領域に生成した改質ガスは、高温の粗燃
料ガスとして高温ガス給送路ＨＧに送出され、高温ガス
給送路ＨＧを介して乾燥装置の熱交換器に導入される。
高温粗ガスは、湿潤燃料と熱交換して冷却した後、低温
粗ガスとして、低温ガス給送路ＬＧに送出される。

【００３８】図４は、図２に示すガス化装置の更なる変
形例を示すブロックフロー図である。図４に示すガス化
装置は、外部加熱式の熱分解ガス化炉と、改質域を有す
るガス改質器とを備える。水蒸気・空気加熱装置は、高
温空気及び高温水蒸気をガス改質器に導入する。高温空
気及び高温水蒸気は、混合気としてガス供給路ＭＧから
ガス改質器に供給され、或いは、複数のガス供給路ＭＧ
を介してガス改質器に夫々供給され、ガス改質器の改質
域で混合する。好適には、高温空気及び高温水蒸気の混
合比又は流量比（重量比）は、２：８〜５：５の範囲に
調整される。

【００３９】熱分解ガス化炉に導入された乾燥燃料は、
熱分解ガス化炉の炉内領域において熱分解ガス及び残渣
に熱分解し、熱分解ガスは、熱分解ガス給送路ＴＧを介
してガス改質器に導入される。熱分解ガスは、ガス改質
器の改質域において高温水蒸気及び高温空気と混合し、
熱分解ガス中の炭化水素の水蒸気改質反応が改質域に生
起し且つ進行する。炭化水素の水蒸気改質反応に要する
熱は、高温水蒸気が保有する顕熱により供給されるとと
もに、高温空気及び炭化水素の反応熱により供給され
る。この結果、熱分解ガスは、比較的多量の一酸化炭素
及び水素を含む高温の粗燃料ガスとして高温ガス給送路
ＨＧに送出される。高温粗ガスは、乾燥装置の熱交換器
に導入され、湿潤燃料と熱交換して冷却した後、低温粗
ガスとして、低温ガス給送路ＬＧに送出される。

【００４０】このような構成のガス化システムによれ
ば、乾燥燃料の熱分解により得られた熱分解ガスは、高
温空気及び高温水蒸気によって高温の粗燃料ガスに改質
され、高温粗ガスは、湿潤燃料の乾燥装置を介してガス
洗浄・浄化装置に給送される。高温粗ガスが保有する顕
熱は、湿潤燃料を加熱・乾燥し且つ燃料中の水分を気化
するために利用される。臭気性水蒸気として気化した廃
棄物中の水分は、所望により低温水蒸気と混合した後、
水蒸気・空気加熱装置によって高温水蒸気に加熱され、
ガス化装置に導入される。かくして、上記構成のガス化
システムは、補助燃料等の供給を要することなく、系内
の熱エネルギーを利用して湿潤燃料を乾燥するので、極
めて熱効率が高く、しかも、湿潤燃料の加熱・乾燥時に
発生する臭気性水蒸気は、水蒸気・空気加熱装置の加熱
工程、ガス化装置の改質工程、更には、ガス洗浄・浄化
装置の洗浄・浄化工程により確実に脱臭され、実質的に
無臭の排ガスとして系外に排気される。なお、このよう
なシステム構成は、湿潤廃棄物を燃料として良質の燃料
ガスを生成し且つ燃料ガスの燃焼反応により発電する廃
棄物ガス化発電システム等に好ましく適用することがで
きる。

【００４１】図５は、本発明の第２実施形態に係る湿潤
燃料ガス化システムのシステム・フロー図である。本実
施形態によれば、湿潤燃料ガス化システムは、図１に示
す実施形態と同様、乾燥装置、ガス化装置、ガス洗浄・
浄化装置及び水蒸気・空気加熱装置を備える。湿潤燃料
は、高温粗ガスが保有する顕熱を受熱し、加熱・乾燥さ
れる。ガス化装置は、乾燥燃料をガス化するとともに、
高温水蒸気及び高温空気により熱分解ガスを改質し、か
くして得られた高温粗ガスを乾燥装置の熱交換器に導入
する。

【００４２】本実施形態のガス化システムでは、加熱・
乾燥時に乾燥装置内に生成した臭気性水蒸気は、水蒸気
送出路ＯＳを介して高温ガス給送路ＨＧに導入され、高
温粗ガスに混合する。ここに、高温粗ガスは、臭気性水
蒸気と混合して温度降下するが、高温粗ガスの流量は、
臭気性水蒸気の流量に比べて遥かに大きく、従って、高
温粗ガスは、湿潤燃料を加熱・乾燥するのに十分な温度
差及び熱量を依然として保有する。

【００４３】高温粗ガス及び臭気性水蒸気の混合気は、
乾燥装置にて湿潤燃料と熱交換し、冷却した後、ガス洗
浄・浄化装置に導入される。洗浄・浄化工程により精製
された比較的良質の燃料ガスは、燃料ガス給送路ＦＧを
介してエネルギー利用設備に供給されるとともに、燃料
ガス給送路ＲＧを介して水蒸気・空気加熱装置に供給さ
れ、燃焼する。水蒸気・空気加熱装置は、燃料ガスの燃
焼熱により低温水蒸気及び低温空気を７００℃以上、好
適には、８００℃以上の温度に加熱した後、これを高温
水蒸気及び高温空気としてガス供給路ＭＧからガス化装
置に導入する。なお、図５に示すガス化システムでは、
系外の水蒸気発生器（図示せず）にて生成したプロセス
蒸気（低温水蒸気）が水蒸気・空気加熱装置に供給され
る。好ましくは、水蒸気発生器の熱源として、燃料ガス
給送路ＲＧの燃料ガスの一部が利用され、或いは、エネ
ルギー利用設備で発電した電気エネルギーが利用され
る。また、プロセス蒸気は、低温粗ガスが保有する顕熱
等の系内の熱エネルギーを利用して生成しても良い。

【００４４】図６は、図５に示すガス化装置の構成を例
示するブロックフロー図である。ガス化装置は、図２に
示すガス化装置と実質的に同じ基本構成を備えており、
熱分解ガス化炉及びガス改質器を有する。水蒸気・空気
加熱装置の高温水蒸気及び高温空気は、ガス供給路ＭＧ
１、ＭＧ２を介して熱分解ガス化炉及びガス改質器に導
入される。

【００４５】水蒸気送出路ＯＳの下流端が高温ガス給送
路ＨＧに接続される。乾燥装置内で生成した低温の臭気
性水蒸気は、水蒸気送出路ＯＳに送出され、高温ガス給
送路ＨＧの高温粗ガス流に混合する。高温粗ガス及び臭
気性水蒸気の混合気は、乾燥装置の熱交換器に導入さ
れ、湿潤燃料と熱交換する。

【００４６】図７は、図６に示すガス化装置の変形例を
示すブロックフロー図である。ガス化装置は、図３に示
すガス化装置と実質的に同じ基本構成を備えており、実
質的に単体のガス化炉から構成される。水蒸気・空気加
熱装置は、ガス供給路ＭＧを介して高温空気及び高温水
蒸気をガス化炉に供給する。乾燥装置内に生成した低温
の臭気性水蒸気は、水蒸気送出路ＯＳを介して高温ガス
給送路ＨＧの高温ガス流に導入され、高温粗ガスと混合
し、湿潤燃料と熱交換する。

【００４７】図８は、図６に示すガス化装置の更なる変
形例を示すブロックフロー図である。ガス化装置は、図
４に示すガス化装置と実質的に同じ基本構成を備えてお
り、外部加熱式の熱分解ガス化炉と、ガス改質器とを有
する。水蒸気・空気加熱装置は、高温空気及び高温水蒸
気をガス改質器に導入する。ガス改質器の高温粗ガス
は、高温ガス給送路ＨＧに送出され、乾燥装置の臭気性
水蒸気と混合した後、乾燥装置の熱交換器に導入され、
湿潤燃料と熱交換する。

【００４８】本実施形態のガス化システムも又、上記第
１実施形態と同じく、高温粗ガスが保有する顕熱を湿潤
燃料の加熱・乾燥および水分気化に利用しており、湿潤
燃料は、系内の熱エネルギーを有効利用した効率的な加
熱工程により乾燥する。しかも、湿潤燃料の加熱・乾燥
時に発生する臭気性水蒸気は、高温粗ガスと混合し、後
続の洗浄・浄化工程により確実に脱臭され、実質的に無
臭の排ガスとして系外に排気され、或いは、精製後の燃
料ガスと一緒に燃焼し、燃焼排ガスとして排気される。
このようなシステム構成も又、湿潤廃棄物を燃料として
良質の燃料ガスを生成し且つ燃料ガスの燃焼反応により
発電する廃棄物ガス化発電システム等に好ましく適用し
得る。

【００４９】図９は、本発明の第３実施形態に係る湿潤
燃料ガス化システムのシステム・フロー図である。本実
施形態に係る湿潤燃料ガス化システムは、図１及び図５
に示す実施形態と同様、乾燥装置、ガス化装置、ガス洗
浄・浄化装置及び水蒸気・空気加熱装置を有する。本実
施形態では、ガス化装置とガス洗浄・浄化装置との間に
冷却装置が介装される。

【００５０】冷却装置は、水蒸気を生成する水蒸気発生
用熱交換器を備える。熱交換器に導入された水は、高温
粗ガスと熱交換し、低温水蒸気として気化する。低温水
蒸気の一部は、低温水蒸気供給路ＬＳ２を介して水蒸気
・空気加熱装置に導入され、高温水蒸気に加熱された
後、ガス化装置に導入される。

【００５１】低温水蒸気の残部は、低温水蒸気供給路Ｌ
Ｓ１を介して乾燥装置の熱交換器に導入され、湿潤燃料
と熱交換し、湿潤燃料を加熱・乾燥する。冷却した水蒸
気又はその凝縮水は、系外に排出される。加熱・乾燥時
に乾燥装置内に生成した比較的低温の臭気性水蒸気は、
水蒸気送出路ＯＳに送出され、低温水蒸気供給路ＬＳ２
の低温水蒸気と混合する。

【００５２】なお、水蒸気送出路ＯＳの下流端を高温ガ
ス給送路ＨＧに接続し、臭気性水蒸気を高温粗ガスに混
合しても良い。図１０は、図９に示すガス化装置の構成
を例示するブロックフロー図である。

【００５３】ガス化装置は、図２及び図６に示すガス化
装置と同様、熱分解ガス化炉及びガス改質器を有する。
冷却装置は、高温粗ガスの熱によって、水を低温水蒸気
に気化し、低温水蒸気を供給路ＬＳ：ＬＳ１：ＬＳ２に
給送する。供給路ＬＳ１の低温水蒸気は乾燥装置の熱交
換器に導入され、湿潤燃料と熱交換して冷却又は凝縮す
る。乾燥装置の臭気性水蒸気は、水蒸気送出路ＯＳを介
して供給路ＬＳ２に導入され、低温水蒸気と混合した
後、水蒸気・空気加熱装置に供給される。

【００５４】図１１は、図１０に示すガス化装置の変形
例を示すブロックフロー図である。ガス化装置は、図３
及び図７に示すガス化装置と同様、実質的に単体のガス
化炉から構成される。高温粗ガスが保有する顕熱は、低
温水蒸気の生成に使用される。冷却装置の低温水蒸気
は、供給路ＬＳ：ＬＳ１：ＬＳ２を介して乾燥装置及び
水蒸気・空気加熱装置に供給される。乾燥装置の臭気性
水蒸気は、水蒸気送出路ＯＳを介して供給路ＬＳ２に導
入される。

【００５５】図１２は、図１０に示すガス化装置の更な
る変形例を示すブロックフロー図である。ガス化装置
は、図４及び図８に示すガス化装置と同様、外部加熱式
の熱分解ガス化炉と、ガス改質器とを有する。冷却装置
は、低温水蒸気を生成し、低温水蒸気は、供給路ＬＳ：
ＬＳ１：ＬＳ２を介して乾燥装置及び水蒸気・空気加熱
装置に供給される。

【００５６】乾燥装置の熱交換器に供給された低温水蒸
気は、湿潤燃料を加熱・乾燥し、冷却又は凝縮する。乾
燥装置の臭気性水蒸気は、水蒸気送出路ＯＳを介して低
温水蒸気供給路ＬＳ２に導入され、低温水蒸気と混合し
た後、水蒸気・空気加熱装置に供給される。

【００５７】図１３は、本発明の第４実施形態に係る湿
潤燃料ガス化システムのシステム・フロー図である。本
実施形態による湿潤燃料ガス化システムは、上記第３実
施形態と同じく、乾燥装置、ガス化装置、冷却装置及び
ガス洗浄・浄化装置を有し、冷却装置の低温水蒸気は、
低温水蒸気供給路ＬＳ１を介して乾燥装置の熱交換器に
導入される。しかしながら、本実施形態では、ガス化シ
ステムは、水蒸気・空気加熱装置を備えておらず、冷却
装置には、空気加熱用熱交換器が，水蒸気発生用熱交換
器の上流側（高温側）に配設される。水蒸気加熱用熱交
換器に導入された水は、高温粗ガスと熱交換し、低温水
蒸気として気化し、低温水蒸気の一部は、低温水蒸気供
給路ＬＳ２を介して低温空気供給路ＬＡに導入され、低
温空気と混合する。低温水蒸気の残部は、低温水蒸気供
給路ＬＳ１を介して乾燥装置の熱交換器に導入され、湿
潤燃料と熱交換し、湿潤燃料を加熱・乾燥する。冷却し
た水蒸気又はその凝縮水は、系外に排出される。

【００５８】加熱・乾燥時に乾燥装置内に生成した比較
的低温の臭気性水蒸気は、水蒸気送出路ＯＳを介して低
温空気供給路ＬＡに導入され、低温空気と混合する。臭
気性水蒸気、低温水蒸気及び低温空気の混合気は、冷却
装置の空気加熱用熱交換器に導入され、６００℃以上、
好適には７００℃以上の高温に加熱された後、ガス化装
置に導入される。

【００５９】なお、図１３に示すガス化装置として、図
１０乃至図１２に示すような各種構成のガス化装置、即
ち、熱分解ガス化炉及びガス改質器を備えたガス化装
置、実質的に単体のガス化炉からなるガス化装置、或い
は、外部加熱式熱分解ガス化炉及びガス改質器を有する
ガス化装置を採用することができる。また、上記各実施
形態の変形例として、図１３に破線で示す如く、エネル
ギー利用設備の熱媒体送出路ＥＨを乾燥装置の熱交換器
に接続しても良い。この場合、エネルギー利用設備を構
成する熱機関又は燃焼設備の燃焼排ガスや、熱機関又は
燃焼設備の廃熱を利用して生成した水蒸気等の熱媒体
が，送出路ＥＨを介して熱交換器に導入される。湿潤燃
料は、このようなエネルギー利用設備の高温熱媒体との
熱交換により、加熱・乾燥される。

【００６０】

【実施例】以下、図１４乃至図２６を参照して、本発明
に係るガス化装置及びガス化方法の実施例について詳細
に説明する。図１４は、本発明の第１実施例に係る廃棄
物ガス化システムの全体構成を示すシステム・フロー図
である。

【００６１】図１４に示す廃棄物ガス化システムは、第
１実施形態（図１）の構成に対応しており、比較的多量
の水分を含む生ゴミ等の湿潤廃棄物が、上記湿潤燃料と
して使用される。また、図１４に示すガス化装置１は、
熱分解ガス化炉２及び改質器３を備えており、図２に示
すガス化装置と実質的に同一の構成を有する。

【００６２】熱分解ガス化炉２は、ー括投入型のバッチ
式熱分解炉からなり、廃棄物を蒸し焼き可能な炉内領域
（熱分解域）を有する。熱分解ガス化炉２は、乾燥廃棄
物を熱分解域に投入可能な廃棄物投入口２ａと、高温混
合気供給路ＭＧ１の下流端に接続された高温混合気導入
口２ｂと、熱分解ガス給送路ＴＧの上流端に接続された
熱分解ガス導出口２ｃとを備える。熱分解ガス給送路Ｔ
Ｇの下流端は、改質器３の熱分解ガス導入口３ｃに接続
される。

【００６３】改質器３は、熱分解ガス化炉２の上部に配
置された中空構造体からなり、高温混合気供給路ＭＧ２
の下流端が、改質器３の高温混合気導入口３ａに接続さ
れ、高温ガス給送路ＨＧの上流端が、改質器３の高温粗
ガス送出口３ｂに接続される。高温ガス給送路ＨＧの下
流端は、熱交換器６５の流入ポート６６に接続され、改
質器３の改質域は、熱交換器６５と連通する。熱交換器
６５は、乾燥装置６の加熱・乾燥室６０内に配置され、
熱交換器６５の流出ポート６７が、低温ガス給送路ＬＧ
の上流端に接続される。低温ガス給送路ＬＧは、水蒸気
発生器４を介してガス洗浄・浄化装置７に接続される。
ガス洗浄・浄化装置７は、燃料ガス給送路ＦＧによって
ガスタービン装置等のエネルギー利用設備（図示せず）
に接続される。

【００６４】乾燥装置６の上部構造体には、湿潤廃棄物
の投入口６１が配設され、廃棄物供給手段ＷＴの湿潤廃
棄物は、投入口６１から加熱・乾燥室６０内に投入され
る。改質器３の高温粗ガスが、高温ガス給送路ＨＧから
熱交換器６５に導入され、加熱・乾燥室６０内の湿潤廃
棄物と熱交換し、湿潤廃棄物を間接加熱する。加熱・乾
燥室６０の下部構造体には、乾燥廃棄物を送出可能な送
出口６２が配設され、送出口６２は、廃棄物移送路ＷＳ
を介して熱分解ガス化炉２の廃棄物投入口２ａと連通す
る。

【００６５】加熱・乾燥室６０に生成した水蒸気を導出
可能な水蒸気導出口６３が、乾燥装置６の上部構造体に
配設される。水蒸気導出口６３には、臭気性水蒸気送出
路ＯＳの上流端が接続される。臭気性水蒸気送出路ＯＳ
の下流端は、低温水蒸気供給路ＬＳに接続される。水蒸
気発生器４が生成した低温水蒸気は、低温水蒸気供給路
ＬＳに送出され、臭気性水蒸気と混合する。低温水蒸気
供給路ＬＳは、第１及び第２水蒸気流路ＬＳ１、ＬＳ２
に分岐し、流路ＬＳ１、ＬＳ２の下流端は、混合制御弁
５１、５２に夫々接続される。外界雰囲気の空気を供給
可能な給気ファン９０が、低温空気供給路ＬＡに介装さ
れ、低温空気供給路ＬＡは、第１及び第２空気流路ＬＡ
１、ＬＡ２に分岐する。流路ＬＡ１、ＬＡ２の下流端
は、混合制御弁５１、５２に夫々接続される。混合制御
弁５１、５２は、低温空気及び低温水蒸気を２：８〜
５：５の範囲内の混合比（重量比）に混合する。

【００６６】混合制御弁５１、５２の各吐出口は、低温
混合気供給路ＳＡ1 、ＳＡ２の上流端に接続される。供
給路ＳＡ1 、ＳＡ２の下流端は、水蒸気・空気加熱装置
１０、１０の各流路切換装置２０に接続される。水蒸気
・空気加熱装置１０、１０は、高温混合気供給路ＭＧ
１、ＭＧ２の上流端に接続され、供給路ＭＧ１、ＭＧ２
の下流端は、熱分解ガス化炉２及び改質器３の高温混合
気導入口２ｂ、３ａに夫々接続される。

【００６７】図１５は、水蒸気・空気加熱装置１０の全
体構造及び作動態様を示す概略断面図である。図１５
（Ａ）は、水蒸気・空気加熱装置１０の第１加熱工程を
示し、図１５（Ｂ）は、水蒸気・空気加熱装置１０の第
２加熱工程を示す。

【００６８】図１５に示す如く、水蒸気・空気加熱装置
１０は、対をなす第１及び第２加熱部１０Ａ、１０Ｂ
と、各加熱部を相互連通する連通部１０Ｃとから構成さ
れる。加熱部１０Ａは、第１熱交換装置１１及び第１燃
焼域１３を有し、加熱部１０Ｂは、第２熱交換装置１２
及び第２燃焼域１４を有する。第１及び第２燃焼域１
３、１４は、熱交換装置１１、１２及び流路切換装置２
０を介して低温混合気供給路ＳＡに交互に連通する。連
通部１０Ｃは、水蒸気・空気加熱装置１０の中心軸線に
対して対称の構造に形成され、突出部１６が、該中心軸
線上において流路内方に突出する。燃料供給口４３、４
４及び酸化剤吐出口８３、８４が、第１及び第２加熱部
１０Ａ、１０Ｂに夫々配設される。燃料供給口４３、４
４は、燃料供給路Ｆ１、Ｆ２を介して燃料ガス給送路Ｒ
Ｇ（図１４）に接続され、燃料ガスを燃焼域１３、１４
内に交互に吐出ないし噴射する。酸化剤吐出口８３、８
４は、酸化剤供給路OX１、OX２を介して酸化剤供給路OX
G に接続され、所望により、酸化剤を燃焼域１３、１４
に交互に供給する。

【００６９】水蒸気・空気加熱装置１０は更に、燃料供
給口４３、４４の燃料ガス吹込み量及び吹込み時期を制
御する燃料供給制御装置４０と、酸化剤吐出口８３、８
４の酸化剤供給量及び供給時期を制御する酸化剤供給制
御装置８０とを有する。制御装置４０は、燃料供給路Ｆ
１、Ｆ２に夫々介装された第１及び第２燃料供給制御弁
４１、４２を備え、制御装置８０は、酸化剤供給路OX
１、OX２に夫々介装された第１及び第２流量制御弁８
１、８２を備える。酸化剤として、酸素濃度を調整した
空気、或いは、酸素が一般に使用される。

【００７０】第１及び第２熱交換器１１、１２は、多数
のセル孔（狭小流路）を備えたハニカム構造のセラミッ
クス製又は金属製蓄熱体からなり、各セル孔は、水蒸気
及び燃焼排ガスが交互に通過可能な小寸法断面の流路を
構成する。蓄熱体は、加熱部１０Ａ、１０Ｂの内部に組
込み可能な全体形状及び寸法を有し、セル壁の壁厚及び
各セル壁のピッチ（壁体間隔）は、好ましくは、蓄熱体
の容積効率の最大値に相応し且つ０．７乃至１．０の範
囲内の熱交換装置１１、１２の温度効率を確保し得る所
望の壁厚及びピッチに設定される。更に好ましくは、セ
ル壁の壁厚は、１．６mm以下の所定厚に設定され、セル
壁ピッチは、５．０mm以下の所定値に設定される。

【００７１】第１及び第２燃焼域１３、１４の間に位置
する分流域１５は、高温混合気供給路ＭＧ１、ＭＧ２の
上流端に接続され、第１及び第２熱交換装置１１、１２
の各基端部は、流路切換装置２０を介して、低温混合気
供給路ＳＡ１、ＳＡ２及び排気導出路ＥＸに接続され
る。流路切換装置２０は、第１給気開閉弁２１、第２給
気開閉弁２２、第１排気開閉弁２３及び第２排気開閉弁
２４を備える。給気開閉弁２１、２２は、給送路ＳＡ
１、ＳＡ２の分岐連通管路２５を介して相互連通し、排
気開閉弁２３、２４は、排気導出路ＥＸの分岐連通管路
２６を介して相互連通する。

【００７２】第１給気開閉弁２１及び第１排気開閉弁２
３は、同時に開放し且つ同時に閉塞するように連動し、
第２給気開閉弁２２及び第２排気開閉弁２４は、同時に
開放し且つ同時に閉塞するように連動する。水蒸気・空
気加熱装置１０の制御装置（図示せず）は、図１５
（Ａ）に示す第１加熱工程において、第１給気開閉弁２
１及び第１排気開閉弁２３を開放し且つ第２給気開閉弁
２２及び第２排気開閉弁２４を閉塞する。他方、水蒸気
・空気加熱装置１０の制御装置は、図１５（Ｂ）に示す
第２加熱工程において、第１給気開閉弁２１及び第１排
気開閉弁２３を閉塞し且つ第２給気開閉弁２２及び第２
排気開閉弁２４を開放する。

【００７３】ハニカム型蓄熱体及び水蒸気・空気加熱装
置の各部構成は、特願平５−６９１１号（特開平６−２
１３５８５号公報）及び特願平１０−１８９号（特開平
１０−２４６４２８号公報）等に詳細に記載されている
ので、更なる詳細な説明は、省略する。

【００７４】次に、上記構成の廃棄物ガス化システムの
作動について説明する。図１４に示す如く、燃料供給手
段ＷＴは、比較的多量の水分を含む湿潤廃棄物を投入口
６１から加熱・乾燥室６０内に投入する。湿潤燃料は、
熱交換器６５より受熱して加熱・乾燥し、乾燥した廃棄
物は、送出口６２、廃棄物移送路ＷＳ及び廃棄物投入口
２ａを介して、熱分解ガス化炉２の熱分解域に投入され
る。高温混合気供給路ＭＧ１の高温混合気が、導入口２
ｂから炉内に導入され、廃棄物を蒸し焼き可能な低酸素
濃度の高温焼成雰囲気が、熱分解域に形成される。廃棄
物は、残渣及び熱分解ガスに熱分解し、炉底部に堆積し
た廃棄物の焼却残渣は、ガス化炉２の作動中又は冷却後
に炉外に搬出される。

【００７５】熱分解ガスは、導出口２ｃ及び給送路ＴＧ
を介して改質器３の改質域に流入し、高温混合気供給路
ＭＧ２の高温混合気が、導入口３ａから改質域に導入さ
れる。改質域の熱分解ガスは、高温混合気と混合し、こ
の結果、熱分解ガス中の炭化水素と高温空気との発熱反
応が進行するとともに、熱分解ガス中の炭化水素と高温
水蒸気との吸熱改質反応が進行する。改質域に生成した
改質ガスは、高温の粗燃料ガスとして高温ガス給送路Ｈ
Ｇから熱交換器６５に導入される。

【００７６】熱交換器６５を流通する高温粗ガスは、熱
交換器６５の伝熱壁を介して湿潤廃棄物と熱交換する。
熱交換器６５において冷却した低温の粗燃料ガスは、低
温ガス給送路ＬＧを介して水蒸気発生器４に導入され、
更に冷却した後、ガス洗浄・浄化装置７に導入される。
低温粗ガスは、ガス洗浄・浄化装置７において、除塵、
脱硫、脱塩及び重金属除去等の洗浄・浄化処理を受けた
後、精製燃料ガスとして燃料ガス給送路ＦＧ、ＲＧに送
出される。例えば、６０乃至８０％の重量比の燃料ガス
は、燃料ガス給送路ＦＧを介して後続のエネルギー利用
設備に供給され、４０乃至２０％の重量比の燃料ガス
は、混合気加熱用燃料として燃料ガス給送路ＲＧから水
蒸気・空気加熱装置１０に供給される。

【００７７】他方、熱交換器６５より受熱した湿潤燃料
中の水分は、加熱・乾燥室６０内で気化し、比較的低温
の臭気性水蒸気が、加熱・乾燥室６０内に発生する。臭
気性水蒸気は、水蒸気導出口６３から臭気性水蒸気送出
路ＯＳに導出され、低温水蒸気供給路ＬＳに導入され
る。臭気性水蒸気は、低温水蒸気と混合し、低温水蒸気
は更に、混合制御弁５１、５２によって低温空気供給路
ＬＡの低温空気と混合した後、低温混合気供給路ＳＡ
１、ＳＡ２を介して各水蒸気・空気加熱装置１０に供給
される。

【００７８】流路切換装置２０は、上記第１加熱工程に
おいて、低温混合気を第１燃焼域１３に導入し且つ第２
燃焼域１４の燃焼排ガスを排気導出路ＥＸに導出し（図
１５Ａ）、第２加熱工程において、低温混合気を第２燃
焼域１４に導入し且つ第１燃焼域１３の燃焼排ガスを排
気導出路ＥＸに導出する（図１５Ｂ）。

【００７９】第１加熱工程（図１５Ａ）において、燃料
供給制御装置４０は、燃料ガス給送路ＲＧの燃料ガスを
第２燃焼域１４に吹込む。所望により、酸化剤供給制御
装置８０は、酸化剤を第２燃焼域１４に供給する。低温
混合気は、第１熱交換装置１１を流通する間に７００℃
以上、好適には、８００℃以上に加熱される。高温の混
合気流Ｈは、分流域１５に流入し、分流域１５におい
て、第１及び第２分流Ｈ１：Ｈ２に分流する。第２分流
Ｈ２は、高温混合気供給路ＭＧに送出され、第１分流Ｈ
１は、第２燃焼域１４に流入し、燃料ガスと混合して燃
焼反応し、高温の燃焼排ガスを第２燃焼域１４に生成す
る。燃焼排ガスは、第２熱交換装置１２、第２給排路Ｌ
２及び第１排気開閉弁２３を介して排気ファン３０（図
１４）に誘引され、排気路ＥＧ及び排気口３１から系外
に排気される。燃焼排ガスは、第２熱交換装置１２を通
過する際に第２熱交換装置１２の蓄熱体と伝熱接触し、
燃焼排ガス流が保有する顕熱は、該蓄熱体に蓄熱され
る。

【００８０】第２加熱工程（図１５Ｂ）において、制御
装置４０、８０は、燃料ガスを第１燃焼域１３に供給す
る。低温混合気は、第２熱交換装置１２を流通する間に
上記高温域に加熱される。高温混合気流Ｈは、分流域１
５に流入し、分流域１５において、第１及び第２分流Ｈ
１：Ｈ２に分流する。第２分流Ｈ２は、高温混合気供給
路ＭＧに送出され、第１分流Ｈ１は、第１燃焼域１３に
流入し、燃料ガスと混合し、高温の燃焼排ガスを第１燃
焼域１３に生成する。燃焼排ガスは、第１熱交換装置１
１、第１給排路Ｌ１及び第２排気開閉弁２４を介して排
気ファン３０（図１４）に誘引され、排気路ＥＧ及び排
気口３１から系外に排気される。燃焼排ガスは、第１熱
交換装置１１を通過する際に第１熱交換装置１１の蓄熱
体と伝熱接触し、燃焼排ガス流が保有する顕熱は、該蓄
熱体に蓄熱される。

【００８１】水蒸気・空気加熱装置１０は、１２０秒以
下、好適には、６０秒以下、更に好適には３０秒以下の
所定時間に設定された所定の時間間隔で交互に第１又は
第２加熱工程に切換えられる。第２分流Ｈ２は、連続的
に高温混合気供給路ＭＧに送出され、図１４に示す如
く、高温混合気供給路ＭＧ１、ＭＧ２を介して熱分解ガ
ス化炉２及び改質器３に夫々供給される。

【００８２】かくして、上記低温水蒸気の一部は、燃焼
域１３、１４において燃焼し、燃焼排ガスとして系外に
排気され、低温水蒸気の残部は、高温混合気供給路ＭＧ
に送出され、系内を再循環する。

【００８３】図１６は、本発明の第２実施例に係る廃棄
物ガス化システムの全体構成を示すシステム・フロー図
である。図１６において、上記第１実施例の各構成要素
と実質的に同一又は同等の構成要素については、同一の
参照符号が付されている。

【００８４】図１６に示す廃棄物ガス化システムは、第
１実施形態（図１）の構成に対応しており、上記第１実
施例と同様、上記湿潤燃料として湿潤廃棄物を使用した
構成のものである。また、図１に示すガス化装置１は、
ペブル床ガス化炉２からなり、図３に示すガス化装置の
構成を具現化したものである。

【００８５】ガス化装置１を構成するペブル床ガス化炉
２は、多数の球形セラミックス( ペブル) により構成さ
れるペブル床８を備える。ペブル床８は、例えば、直径
２０〜５０ｍｍ程度のアルミナボールの充填層又は積層
体からなり、ペブル床８の上方には、乾燥廃棄物を熱分
解可能な熱分解域が画成される。熱分解域は、熱分解ガ
スの改質域としても機能する。ガス化装置１は、湿潤廃
棄物を装入可能な燃料供給手段ＷＴと、熱交換器６５を
内蔵した乾燥装置６とを備えており、所望により適当な
寸法又は粒度に粉砕された湿潤廃棄物が、供給手段ＷＴ
によって乾燥装置３内に投入される。

【００８６】１０００℃以上の高温空気及び高温水蒸気
が、高温空気供給路ＨＡ及び高温水蒸気供給路ＨＳを介
して熱分解域に導入される。高温空気及び高温水蒸気の
割合は、８：２〜５：５の範囲内の流量比（重量比）に
設定される。高温空気及び高温水蒸気は、熱分解域にお
いて混合するとともに、廃棄物を熱分解し、溶融する。
球形セラミックスは、高温混合気によって加熱され且つ
高温混合気の顕熱を蓄熱し、廃棄物に伝熱接触して廃棄
物の溶融ガス化反応を促進する。廃棄物の溶融スラグ
は、球形セラミックスの間隙を流下してスラグ・ガス分
離域９に流入する。分離域９の底部に滞留した溶融スラ
グは、炉外に抽出され、冷却・固化し、路盤材等の建築
材料又は土木材料等として再利用される。

【００８７】高温空気は、主として、熱分解域の廃棄物
をガス化溶融し、廃棄物を溶融スラグと熱分解ガスとに
熱分解し、また、高温水蒸気は、主として、廃棄物のガ
ス化溶融により多量の煤が発生するのを抑制するととも
に、熱分解ガス中の炭化水素と水蒸気改質反応し、熱分
解ガスを改質する。熱分解域に生成した熱分解ガスは、
ペブル床８のセラミックス球の間隙を通過し、分離域９
の高温粗ガス導出口９ａから高温ガス給送路ＨＧに送出
される。給送路ＨＧの高温粗ガスは、熱交換器６５を流
通し、湿潤廃棄物と熱交換して冷却した後、低温粗ガス
として低温ガス給送路ＬＧから水蒸気発生器４及びガス
洗浄・浄化装置７に送出される。低温粗ガスは、水蒸気
発生器４において放熱した後、ガス洗浄・浄化装置７に
おいて除塵、脱硫、脱塩及び重金属除去等の洗浄・浄化
処理を受け、低温の精製燃料ガスとして燃料ガス給送路
ＦＧ、ＲＧに給送される。給送路ＦＧの燃料ガスは、ガ
スタービン装置等のエネルギー利用設備に供給され、給
送路ＲＧの燃料ガスは、水蒸気・空気加熱装置１０に供
給される。

【００８８】他方、加熱・乾燥室６０内の湿潤廃棄物
は、高温粗ガスの顕熱を熱交換器６５より受熱し、加熱
・乾燥し、湿潤燃料中の水分は気化し、比較的低温の臭
気性水蒸気を加熱・乾燥室６０内に生成する。臭気性水
蒸気は、水蒸気導出口６３から臭気性水蒸気送出路ＯＳ
に送出され、低温水蒸気供給路ＬＳの低温水蒸気と混合
した後、水蒸気加熱装置１０Ｂに供給される。

【００８９】なお、本例の廃棄物ガス化システムは、低
温空気を加熱する空気加熱装置１０Ａと、低温水蒸気を
加熱する水蒸気加熱装置１０Ｂとを備える。空気加熱装
置１０Ａ及び水蒸気加熱装置１０Ｂの各構成は、上記第
１実施例の水蒸気・空気加熱装置１０の構成と実質的に
同一であり、第１加熱工程（図１５Ａ）及び２加熱工程
（図１５Ｂ）を所定時間毎、例えば、６０秒以下の時間
間隔で交互に反復実施し、これにより、低温空気又は低
温水蒸気を１０００℃以上の高温に連続加熱する。高温
空気流路及び高温水蒸気流路ＨＡ、ＨＳは、熱分解ガス
化炉２の導入口２ｄ：２ｅに夫々接続され、高温空気及
び高温水蒸気は、熱分解域に夫々導入され、熱分解域に
おいて混合する。

【００９０】図１７は、本発明の第３実施例に係る廃棄
物ガス化システムの全体構成を示すシステム・フロー図
である。図１７において、上記各実施例の各構成要素と
実質的に同一又は同等の構成要素については、同一の参
照符号が付されている。

【００９１】図１７に示す廃棄物ガス化システムは、第
１実施形態（図１）の構成に対応しており、上記第１及
び第２実施例と同様、湿潤燃料として湿潤廃棄物を使用
した構成のものである。また、図１７に示すガス化装置
１は、外部加熱式の熱分解ガス化炉２を備えており、図
４に示すガス化装置の構成を具現化したものである。

【００９２】本実施例において、廃棄物ガス化システム
は、熱分解炉２及び改質器３を含むガス化装置１を備え
るとともに、乾燥装置６、ガス洗浄・浄化装置７及び水
蒸気・空気加熱装置１０を備える。乾燥装置６は、湿潤
燃料を加熱・乾燥可能な熱交換器６５を備える。熱分解
炉２は、酸素濃度制御手段（図示せず）を備えた外部加
熱式ロータリーキルンからなり、ロータリーキルンの熱
分解域は、酸素濃度制御手段の制御下に低酸素状態又は
無酸素状態の炉内焼成雰囲気に維持・管理される。乾燥
装置６を介して熱分解域に投入された乾燥廃棄物は、所
謂蒸し焼き状態の炉内焼成雰囲気にて約５００〜６００
℃程度に加熱され、熱分解反応の進行により熱分解ガス
及び残渣に分解する。熱分解ガス及び残渣は、分離部に
おいて相互分離し、残渣は、残渣取出装置、有価金属選
別装置、溶融炉等（図示せず）に導入され、他方、熱分
解ガスは、改質器３の改質域に導入される。

【００９３】改質器３の改質域は、高温ガス給送路ＨＧ
を介して熱交換器６５の流入ポート６６に接続され、熱
交換器６５の流出ポート６７は、低温ガス給送路ＬＧを
介して水蒸気発生器４及びガス洗浄・浄化装置７に接続
される。ガス洗浄・浄化装置７は、燃料ガス給送路ＲＧ
に接続されるとともに、燃料ガス給送路ＦＧを介してガ
スタービン装置等のエネルギー利用設備に接続される。

【００９４】湿潤廃棄物は、熱分解効率を向上すべく適
当な寸法に破砕された後、供給手段ＷＴによって乾燥装
置６の加熱・乾燥室６０に投入される。加熱・乾燥室６
０内の湿潤廃棄物は、高温粗ガスの顕熱を熱交換器６５
より受熱し、加熱・乾燥し、湿潤燃料中の水分は気化
し、比較的低温の臭気性水蒸気を加熱・乾燥室６０内に
生成する。臭気性水蒸気は、臭気性水蒸気送出路ＯＳ及
び低温水蒸気供給路ＬＳを介して混合制御弁５０に供給
される。低温水蒸気は、混合制御弁５０において低温空
気供給路ＬＡの低温空気と混合した後、水蒸気・空気加
熱装置１０に供給される。混合制御弁５０は、低温空気
及び低温水蒸気を２：８〜５：５の範囲内の混合比（重
量比）に混合し、低温空気及び低温水蒸気の混合気を水
蒸気・空気加熱装置１０に供給する。

【００９５】水蒸気・空気加熱装置１０は、上記各実施
例の水蒸気・空気加熱装置と実質的に同一の構造を有
し、第１加熱工程（図１５Ａ）及び２加熱工程（図１５
Ｂ）を所定時間毎、例えば、６０秒以下の時間間隔で交
互に反復実施することにより、低温混合気供給路ＳＡの
低温混合気を７００℃以上、好適には、８００℃以上の
高温に連続加熱し、高温混合気供給路ＭＧに送出する。
供給路ＭＧは、高温混合気を改質器３に導入し、高温混
合気は、改質域の熱分解ガスと混合する。この結果、熱
分解ガス中の炭化水素と高温空気との発熱反応が進行す
るとともに、熱分解ガス中の炭化水素と高温水蒸気との
吸熱改質反応が進行する。改質域に生成した改質ガス
は、高温の粗燃料ガスとして高温ガス給送路ＨＧから熱
交換器６５に導入される。その他のシステム構成は、前
述の各実施例と実質的に同一であるので、更なる詳細な
説明は、省略する。

【００９６】図１８乃至図２０は、本発明の第４乃至第
６実施例に係る廃棄物ガス化システムの全体構成を示す
システム・フロー図である。各図において、上記各実施
例の各構成要素と実質的に同一又は同等の構成要素につ
いては、同一の参照符号が付されている。

【００９７】図１８乃至図２０に示す廃棄物ガス化シス
テムは、本発明の第２実施形態（図５）の構成に対応し
ており、第４乃至第６実施例の各システムは、上記第１
乃至第３実施例と同様、湿潤な廃棄物を湿潤燃料として
使用する。なお、第４実施例（図１８）のガス化装置１
は、前述の第１実施例と同様、高温の空気及び水蒸気を
導入可能な熱分解ガス化炉２及び改質器３を備えてお
り、これは、図６に示すガス化装置の構成を具現化した
構成のものであり、第５実施例（図１９）のガス化装置
１は、前述の第２実施例と同様、ペブル床ガス化炉２か
らなり、図７に示すガス化装置の構成を具現化した構成
のものである。また、第６実施例（図２０）のガス化装
置１は、前述の第３実施例と同様、外部加熱式の熱分解
ガス化炉２を備えており、図８に示すガス化装置の構成
を具現化した構成のものである。

【００９８】第４乃至第６実施例において、乾燥装置６
の水蒸気導出口６３は、臭気性水蒸気送出路ＯＳを介し
て、高温ガス給送路ＨＧに接続され、加熱・乾燥室６０
に生成した臭気性水蒸気は、高温ガス給送路ＨＧの高温
粗ガスに混合する。臭気性水蒸気を混合した高温粗ガス
は、熱交換器６５を流通し、湿潤廃棄物を加熱・乾燥し
て冷却した後、低温粗ガスとして低温ガス給送路ＬＧに
送出され、ガス洗浄・浄化装置７に導入される。低温粗
ガスは、ガス洗浄・浄化装置７において除塵、脱硫、脱
塩及び重金属除去等の洗浄・浄化処理を受け、低温の精
製燃料ガスとして燃料ガス給送路ＦＧ、ＲＧに給送され
る。なお、第４乃至第６実施例では、低温水蒸気供給路
ＬＳは、一般的な水蒸気発生装置（図示せず）に接続さ
れる。水蒸気発生装置の熱源として、系外の熱エネルギ
ー、或いは、精製燃料ガスを使用して発電した電力等を
使用し得る。

【００９９】第４乃至第６実施例の廃棄物ガス化システ
ムによれば、高温粗ガスが保有する顕熱を有効利用して
効率的に湿潤廃棄物を乾燥するとともに、湿潤廃棄物の
加熱・乾燥時に発生する臭気性水蒸気をガス洗浄・浄化
装置７の洗浄・浄化工程により確実に脱臭するととも
に、これを最終的に燃焼排ガスとして系外に排気するこ
とができる。

【０１００】図２１乃至図２３は、本発明の第７乃至第
９実施例に係る廃棄物ガス化システムの全体構成を示す
システム・フロー図である。各図において、上記各実施
例の各構成要素と実質的に同一又は同等の構成要素につ
いては、同一の参照符号が付されている。

【０１０１】図２１乃至図２３に示す廃棄物ガス化シス
テムは、本発明の第３実施形態（図９）の構成に対応し
ており、第７乃至第９実施例の各システムは、上記第１
乃至第６実施例と同様、湿潤な廃棄物を湿潤燃料として
使用する。

【０１０２】第７実施例（図２１）のガス化装置１は、
前述の第１及び第４実施例と同様、高温の空気及び水蒸
気を導入可能な熱分解ガス化炉２及び改質器３を備えて
おり、図１０に示すガス化装置の構成を具現化した構成
のものである。第８実施例（図２２）のガス化装置１
は、前述の第２及び第５実施例と同様、ペブル床ガス化
炉２からなり、図１１に示すガス化装置の構成を具現化
した構成のものである。また、第９実施例（図２３）の
ガス化装置１は、前述の第３及び第７実施例と同様、外
部加熱式の熱分解ガス化炉２を備えており、図１２に示
すガス化装置の構成を具現化した構成のものである。

【０１０３】第７乃至第９実施例では、冷却装置５が、
高温ガス給送路ＨＧの下流端に接続される。冷却装置５
は、水蒸気生成用熱交換器５ａを備える。熱交換器５ａ
は、水を気化し、低温水蒸気を生成する。冷却装置５に
より冷却した粗ガスは、低温ガス給送路ＬＧに送出さ
れ、ガス洗浄・浄化装置７に導入される。

【０１０４】熱交換器５ａの低温水蒸気は、低温水蒸気
供給路ＬＳ：ＬＳ１：ＬＳ２を介して乾燥装置６及び水
蒸気・空気加熱装置１０に供給される。乾燥装置６に供
給された低温水蒸気は、熱交換器６５を流通し、湿潤廃
棄物を加熱・乾燥する。乾燥装置６の水蒸気導出口６３
は、臭気性水蒸気送出路ＯＳを介して低温水蒸気供給路
ＬＳ２に接続される。臭気性水蒸気は、供給路ＬＳ２の
低温水蒸気と混合し、低温空気供給路ＬＡの低温空気と
更に混合した後、水蒸気・空気加熱装置１０に導入され
る。混合気の一部は、水蒸気・空気加熱装置１０の燃焼
域１３、１４（図１５）において燃焼し、燃焼排ガスと
して系外に排気され、混合気の残部は、高温混合気とし
て、ガス供給路ＭＧに送出され、系内を再循環する。

【０１０５】図２４乃至図２６は、本発明の第１０乃至
第１２実施例に係る廃棄物ガス化システムの全体構成を
示すシステム・フロー図であり、各図に示す廃棄物ガス
化システムは、本発明の第４実施形態（図１３）の構成
を具現化したものである。なお、各図において、上記各
実施例の各構成要素と実質的に同一又は同等の構成要素
については、同一の参照符号が付されている。

【０１０６】第１０実施例（図２４）のガス化装置１
は、高温の空気及び水蒸気を導入可能な熱分解ガス化炉
２及び改質器３を備えており、第１１実施例（図２５）
のガス化装置１は、ペブル床ガス化炉２からなり、ま
た、第１２実施例（図２６）のガス化装置１は、外部加
熱式の熱分解ガス化炉２を備える。

【０１０７】第１０乃至第１２実施例のガス化システム
は、第７乃至第９実施例と類似した構成を有しており、
高温ガス給送路ＨＧの下流端に接続された冷却装置５を
備える。冷却装置５の熱交換器５ａは、高温粗ガスが保
有する顕熱により低温水蒸気を生成し、低温水蒸気は、
低温水蒸気供給路ＬＳ１を介して乾燥装置６の熱交換器
６５に供給される。低温水蒸気は、熱交換器６５を流通
し、湿潤廃棄物を加熱・乾燥する。なお、冷却装置５に
より冷却した粗ガスは、低温ガス給送路ＬＧに送出さ
れ、ガス洗浄・浄化装置７に導入される。

【０１０８】冷却装置５は又、空気加熱用熱交換器５ｂ
を高温側に備える。熱交換器５ｂと連通する低温空気供
給路ＬＡには、低温水蒸気供給路ＬＳ２及び臭気性水蒸
気送出路ＯＳが接続される。低温水蒸気の一部が、供給
路ＬＳ２を介して供給路ＬＡに導入されるとともに、加
熱・乾燥室６０に生成した臭気性水蒸気が、送出路ＯＳ
を介して供給路ＬＡに導入される。低温水蒸気及び臭気
性水蒸気は、低温空気と混合し、混合気は、熱交換器５
ｂを流通し、高温に加熱される。熱交換器５ｂの高温混
合気は、ガス供給路ＭＧ：ＭＧ１：ＭＧ２を介してガス
化炉２及び改質器３に導入される。なお、ガス化炉２
は、初期燃焼装置又は補助燃焼装置を備えるが、これら
の燃焼装置の図示は、図を簡略化するために省略されて
いる。

【０１０９】以上、本発明の好適な実施例について詳細
に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で
種々の変形又は変更が可能である。

【０１１０】例えば、上記各実施例は、廃棄物ガス化シ
ステムに関するものであるが、本発明は、比較的多量の
水分を含む炭化水素系燃料をガス化するガス化システム
一般に広く適用し得るものである。

【０１１１】また、水蒸気又は空気加熱装置の構造は、
上記各実施例において開示した構造の装置に限定される
ものではなく、同等の温度効率を発揮し得る他の構造の
加熱装置を水蒸気又は空気加熱装置として採用しても良
い。

【０１１２】更には、上記乾燥装置６の熱交換器６５に
供給すべき高温熱媒体として、エネルギー利用設備を構
成するガスタービン装置、ガスエンジン装置等の各種内
燃機関又は燃焼設備の燃焼排ガス又は水蒸気を使用して
も良い。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明の上記構成に
よれば、湿潤燃料を系内の熱エネルギーにより加熱・乾
燥するとともに、加熱・乾燥時に生成した水蒸気の熱量
を有効利用し、しかも、水蒸気の臭気成分を確実に除去
することができる湿潤燃料ガス化システム及びガス化方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る湿潤燃料ガス化シ
ステムのシステム・フロー図である。

【図２】図１に示すガス化装置の構成を例示するブロッ
クフロー図である。

【図３】図１に示すガス化装置の変形例を示すブロック
フロー図である。

【図４】図１に示すガス化装置の更なる変形例を示すブ
ロックフロー図である。

【図５】本発明の第２実施形態に係る湿潤燃料ガス化シ
ステムのシステム・フロー図である。

【図６】図５に示すガス化装置の構成を例示するブロッ
クフロー図である。

【図７】図５に示すガス化装置の変形例を示すブロック
フロー図である。

【図８】図５に示すガス化装置の更なる変形例を示すブ
ロックフロー図である。

【図９】本発明の第３実施形態に係る湿潤燃料ガス化シ
ステムのシステム・フロー図である。

【図１０】図９に示すガス化装置の構成を例示するブロ
ックフロー図である。

【図１１】図９に示すガス化装置の変形例を示すブロッ
クフロー図である。

【図１２】図９に示すガス化装置の更なる変形例を示す
ブロックフロー図である。

【図１３】本発明の第４実施形態に係る湿潤燃料ガス化
システムのシステム・フロー図である。

【図１４】本発明の第１実施例に係る廃棄物ガス化シス
テムの全体構成を示すシステム・フロー図である。

【図１５】図１４に示す水蒸気・空気加熱装置の全体構
造及び作動態様を示す概略断面図であり、図１５（Ａ）
は、水蒸気・空気加熱装置の第１加熱工程を示し、図１
５（Ｂ）は、水蒸気・空気加熱装置の第２加熱工程を示
す。

【図１６】本発明の第２実施例に係る廃棄物ガス化シス
テムの全体構成を示すシステム・フロー図である。

【図１７】本発明の第３実施例に係る廃棄物ガス化シス
テムの全体構成を示すシステム・フロー図である。

【図１８】本発明の第４実施例に係る廃棄物ガス化シス
テムの全体構成を示すシステム・フロー図である。

【図１９】本発明の第５実施例に係る廃棄物ガス化シス
テムの全体構成を示すシステム・フロー図である。

【図２０】本発明の第６実施例に係る廃棄物ガス化シス
テムの全体構成を示すシステム・フロー図である。

【図２１】本発明の第７実施例に係る廃棄物ガス化シス
テムの全体構成を示すシステム・フロー図である。

【図２２】本発明の第８実施例に係る廃棄物ガス化シス
テムの全体構成を示すシステム・フロー図である。

【図２３】本発明の第９実施例に係る廃棄物ガス化シス
テムの全体構成を示すシステム・フロー図である。

【図２４】本発明の第１０実施例に係る廃棄物ガス化シ
ステムの全体構成を示すシステム・フロー図である。

【図２５】本発明の第１１実施例に係る廃棄物ガス化シ
ステムの全体構成を示すシステム・フロー図である。

【図２６】本発明の第１２実施例に係る廃棄物ガス化シ
ステムの全体構成を示すシステム・フロー図である。

【符号の説明】

１ ガス化装置 ２ 熱分解ガス化炉、ガス化炉、熱分解炉 ３ 改質器 ４ 水蒸気発生器 ５ 冷却装置 ６ 乾燥装置 ７ ガス洗浄・浄化装置 １０ 水蒸気・空気加熱装置 ６５ 熱交換器 ＷＴ 燃料（廃棄物）供給手段 ＷＳ 燃料（廃棄物）移送路 ＯＳ 臭気性水蒸気送出路 ＬＡ 低温空気供給路 ＬＳ 低温水蒸気供給路 ＳＡ 低温混合気供給路 ＭＧ ガス供給路、高温混合気供給路 ＨＡ ガス供給路、高温空気供給路 ＨＳ ガス供給路、高温水蒸気供給路 ＴＧ 熱分解ガス給送路 ＨＧ 高温ガス給送路 ＬＧ 低温ガス給送路 ＲＧ：ＦＧ 燃料ガス給送路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ０９Ｂ 3/00 Ｃ０２Ｆ 11/12 Ｂ Ｃ０２Ｆ 11/10 Ｆ２３Ｇ 5/027 ＺＡＢＺ 11/12 5/14 ＺＡＢＦ Ｆ２３Ｇ 5/027 ＺＡＢ Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ 5/14 ＺＡＢ ３０３Ｍ Ｆターム(参考） 3K061 AA24 AB02 AC01 AC02 AC12 BA01 CA17 FA10 FA21 3K078 AA01 BA03 BA22 CA04 CA07 CA21 CA24 4D004 AA02 AA03 AA04 AB01 AB03 AC05 BA02 BA03 CA24 CA26 CA27 CA29 CA40 CA42 CB04 CB34 CB36 CC02 CC11 DA02 DA03 DA06 4D059 AA07 AA08 BB05 BB06 BC01 BD11 CA10 CA12 CA14 CC03 CC04 CC10 DA15 DA63 EB11

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水分を比較的多量に含む湿潤な燃料の供
   給を受け、該燃料の熱分解反応により熱分解ガスを生成
   するガス化炉又は熱分解炉を備えた湿潤燃料ガス化シス
   テムにおいて、 前記湿潤燃料を加熱・乾燥する乾燥装置と、 低温水蒸気を６００℃以上の高温水蒸気に加熱する水蒸
   気加熱装置と、 乾燥装置により乾燥した乾燥燃料を供給可能なガス化炉
   又は熱分解炉の熱分解域と、 前記熱分解域に生成した熱分解ガスを前記高温水蒸気に
   より高温粗ガスに改質する改質域とを備え、 前記乾燥装置は、前記高温粗ガスが保有する顕熱により
   前記湿潤燃料を加熱する熱交換手段と、該湿潤燃料中の
   水分の気化により生成した臭気性水蒸気を乾燥装置から
   導出し且つ該臭気性水蒸気を前記低温水蒸気として前記
   水蒸気加熱装置に供給する水蒸気導出手段とを備えるこ
   とを特徴とする湿潤燃料ガス化システム。
2. 【請求項２】 水分を比較的多量に含む湿潤な燃料の供
   給を受け、該燃料の熱分解反応により熱分解ガスを生成
   するガス化炉又は熱分解炉を備えた湿潤燃料ガス化シス
   テムにおいて、 前記湿潤燃料を加熱・乾燥する乾燥装置と、 低温水蒸気を６００℃以上の高温水蒸気に加熱する水蒸
   気加熱装置と、 乾燥装置により乾燥した乾燥燃料を供給可能なガス化炉
   又は熱分解炉の熱分解域と、 前記熱分解域に生成した熱分解ガスを前記高温水蒸気に
   より高温粗ガスに改質する改質域とを備え、 前記乾燥装置は、前記高温粗ガスが保有する顕熱により
   前記湿潤燃料を加熱する熱交換手段と、該湿潤燃料中の
   水分の気化により生成した臭気性水蒸気を乾燥装置から
   導出し且つ該臭気性水蒸気を前記高温粗ガスに混合する
   水蒸気導出手段とを備えることを特徴とする湿潤燃料ガ
   ス化システム。
3. 【請求項３】 前記熱交換手段は、前記高温粗ガスを導
   入可能な熱交換器を含み、該熱交換器は、前記高温粗ガ
   スの顕熱を前記湿潤燃料に伝熱することを特徴とする請
   求項１又は２に記載の湿潤燃料ガス化システム。
4. 【請求項４】 前記熱交換手段は、前記高温粗ガスの顕
   熱により生成又は加熱した水蒸気を導入可能な熱交換器
   を含み、該熱交換器は、該水蒸気の熱を前記湿潤燃料に
   伝熱することを特徴とする請求項１又は２に記載の湿潤
   燃料ガス化システム。
5. 【請求項５】 前記高温粗ガスを燃料ガスに精製するガ
   ス精製装置が設けられ、前記水蒸気加熱装置は、前記燃
   料ガスの燃焼熱により前記低温水蒸気を加熱することを
   特徴とする請求項１又は２に記載の湿潤燃料ガス化シス
   テム。
6. 【請求項６】 前記低温水蒸気は、低温空気と混合した
   後、前記水蒸気加熱装置に供給されることを特徴とする
   請求項１に記載の湿潤燃料ガス化システム。
7. 【請求項７】 前記水蒸気導出手段は、前記熱交換手段
   の上流側において前記臭気性水蒸気を前記高温粗ガスに
   混合し、該水蒸気及び高温粗ガスの混合気が、前記熱交
   換手段に供給されることを特徴とする請求項２に記載の
   湿潤燃料ガス化システム。
8. 【請求項８】 水分を比較的多量に含む湿潤な燃料をガ
   ス化システムに供給する工程と、該燃料の熱分解反応に
   より熱分解ガスを生成する工程とを含む湿潤燃料ガス化
   方法において、 前記湿潤燃料は、ガス化炉又は熱分解炉に供給される前
   に加熱・乾燥され、乾燥燃料は、前記ガス化炉又は熱分
   解炉の熱分解域に導入され、 前記乾燥燃料の熱分解により前記熱分解域に生成した熱
   分解ガスは、６００℃以上の高温水蒸気を用いた水蒸気
   改質反応により高温粗ガスに改質され、 前記湿潤燃料は、前記高温粗ガスが保有する顕熱により
   加熱・乾燥され、 前記湿潤燃料中の水分の気化により生成した臭気性水蒸
   気は、高温に加熱された後、前記高温水蒸気として前記
   熱分解ガスと水蒸気改質反応することを特徴とする湿潤
   燃料ガス化方法。
9. 【請求項９】 水分を比較的多量に含む湿潤な燃料をガ
   ス化システムに供給する工程と、該燃料の熱分解反応に
   より熱分解ガスを生成する工程とを含む湿潤燃料ガス化
   方法において、 前記湿潤燃料は、ガス化炉又は熱分解炉に供給される前
   に加熱・乾燥され、乾燥燃料は、前記ガス化炉又は熱分
   解炉の熱分解域に導入され、 前記乾燥燃料の熱分解により前記熱分解域に生成した熱
   分解ガスは、６００℃以上の高温水蒸気を用いた水蒸気
   改質反応により高温粗ガスに改質され、 前記湿潤燃料は、高温粗ガスが保有する顕熱により加熱
   ・乾燥され、 前記湿潤燃料中の水分の気化により生成した臭気性水蒸
   気は、前記高温粗ガスに混合されることを特徴とする湿
   潤燃料ガス化方法。
10. 【請求項１０】 前記高温粗ガスは、前記湿潤燃料と熱
    交換して該湿潤燃料を加熱することを特徴とする請求項
    ８又は９に記載の湿潤燃料ガス化システム。
11. 【請求項１１】 前記高温粗ガスは、水蒸気を生成又は
    加熱し、該水蒸気は、前記湿潤燃料と熱交換して該湿潤
    燃料を加熱することを特徴とする請求項８又は９に記載
    の湿潤燃料ガス化システム。
12. 【請求項１２】 前記高温粗ガスを燃料ガスに精製する
    ガス精製装置が設けられ、前記水蒸気加熱装置は、前記
    燃料ガスの燃焼熱により前記低温水蒸気を加熱すること
    を特徴とする請求項８又は９に記載の湿潤燃料ガス化シ
    ステム。
13. 【請求項１３】 前記高温粗ガスを燃料ガスに精製し、
    該燃料ガスの燃焼熱により前記高温水蒸気を得ることを
    特徴とする請求項８又は９に記載の湿潤燃料ガス化方
    法。
14. 【請求項１４】 前記臭気性水蒸気は、低温空気と混合
    した後、前記高温水蒸気及び高温空気の混合気に加熱さ
    れることを特徴とする請求項８に記載の湿潤燃料ガス化
    方法。
15. 【請求項１５】 前記高温粗ガスは、前記臭気性水蒸気
    と混合した後、前記湿潤燃料と熱交換することを特徴と
    する請求項９に記載の湿潤燃料ガス化方法。
16. 【請求項１６】 水分を比較的多量に含む湿潤な燃料の
    供給を受け、該燃料の熱分解反応により熱分解ガスを生
    成するガス化炉又は熱分解炉を備えた湿潤燃料ガス化シ
    ステムにおいて、 前記湿潤燃料を加熱・乾燥する乾燥装置と、 低温水蒸気を６００℃以上の高温水蒸気に加熱する水蒸
    気加熱装置と、 乾燥装置により乾燥した乾燥燃料を供給可能なガス化炉
    又は熱分解炉の熱分解域と、 前記熱分解域に生成した熱分解ガスを前記高温水蒸気に
    より高温粗ガスに改質する改質域と、 前記高温粗ガスを精製した燃料ガスにより作動可能な熱
    機関又は燃焼設備等の熱源機器とを備え、 前記乾燥装置は、前記熱源機器の廃熱を有する高温熱媒
    体により前記湿潤燃料を加熱する熱交換手段と、該湿潤
    燃料中の水分の気化により生成した臭気性水蒸気を前記
    乾燥装置から導出し且つ該臭気性水蒸気を前記低温水蒸
    気として前記水蒸気加熱装置に供給する水蒸気導出手段
    とを備えることを特徴とする湿潤燃料ガス化システム。
17. 【請求項１７】 水分を比較的多量に含む湿潤な燃料の
    供給を受け、該燃料の熱分解反応により熱分解ガスを生
    成するガス化炉又は熱分解炉を備えた湿潤燃料ガス化シ
    ステムにおいて、 前記湿潤燃料を加熱・乾燥する乾燥装置と、 低温水蒸気を６００℃以上の高温水蒸気に加熱する水蒸
    気加熱装置と、 乾燥装置により乾燥した乾燥燃料を供給可能なガス化炉
    又は熱分解炉の熱分解域と、 前記熱分解域に生成した熱分解ガスを前記高温水蒸気に
    より高温粗ガスに改質する改質域とを備え、 前記高温粗ガスを精製した燃料ガスにより作動可能な熱
    機関又は燃焼設備等の熱源機器とを備え、 前記乾燥装置は、前記熱源機器の廃熱を有する高温熱媒
    体により前記湿潤燃料を加熱する熱交換手段と、該湿潤
    燃料中の水分の気化により生成した臭気性水蒸気を前記
    乾燥装置から導出し且つ該臭気性水蒸気を前記高温粗ガ
    スに混合する水蒸気導出手段とを備えることを特徴とす
    る湿潤燃料ガス化システム。
18. 【請求項１８】 前記高温熱媒体は、前記熱源機器の燃
    焼排ガスからなることを特徴とする請求項１６又は１７
    に記載の湿潤燃料ガス化システム。
19. 【請求項１９】 前記高温熱媒体は、前記熱源機器の燃
    焼排ガスからなることを特徴とする請求項１６又は１７
    に記載の湿潤燃料ガス化システム。
20. 【請求項２０】 水分を比較的多量に含む湿潤な燃料を
    ガス化システムに供給する工程と、該燃料の熱分解反応
    により熱分解ガスを生成する工程とを含む湿潤燃料ガス
    化方法において、 前記湿潤燃料は、ガス化炉又は熱分解炉に供給される前
    に加熱・乾燥され、乾燥燃料は、前記ガス化炉又は熱分
    解炉の熱分解域に導入され、 前記乾燥燃料の熱分解により前記熱分解域に生成した熱
    分解ガスは、６００℃以上の高温水蒸気を用いた水蒸気
    改質反応により高温粗ガスに改質され、 前記高温粗ガスは、燃料ガスに精製された後、熱機関又
    は燃焼設備等の熱源機器に対して作動燃料として供給さ
    れ、 前記湿潤燃料は、前記熱源機器の廃熱を有する高温熱媒
    体との熱交換により加熱・乾燥され、 前記湿潤燃料中の水分の気化により生成した臭気性水蒸
    気は、高温に加熱された後、前記高温水蒸気として前記
    熱分解ガスと水蒸気改質反応することを特徴とする湿潤
    燃料ガス化方法。
21. 【請求項２１】 水分を比較的多量に含む湿潤な燃料を
    ガス化システムに供給する工程と、該燃料の熱分解反応
    により熱分解ガスを生成する工程とを含む湿潤燃料ガス
    化方法において、 前記湿潤燃料は、ガス化炉又は熱分解炉に供給される前
    に加熱・乾燥され、乾燥燃料は、前記ガス化炉又は熱分
    解炉の熱分解域に導入され、 前記乾燥燃料の熱分解により前記熱分解域に生成した熱
    分解ガスは、６００℃以上の高温水蒸気を用いた水蒸気
    改質反応により高温粗ガスに改質され、 前記高温粗ガスは、燃料ガスに精製された後、熱機関又
    は燃焼設備等の熱源機器に対して作動燃料として供給さ
    れ、 前記湿潤燃料は、前記熱源機器の廃熱を有する高温熱媒
    体との熱交換により加熱・乾燥され、 前記湿潤燃料中の水分の気化により生成した臭気性水蒸
    気は、前記高温粗ガスに混合されることを特徴とする湿
    潤燃料ガス化方法。
22. 【請求項２２】 前記熱源機器の燃焼排ガスを前記乾燥
    装置の熱交換器に導入し、前記燃焼排ガス及び湿潤燃料
    の熱交換により該湿潤燃料を加熱・乾燥させることを特
    徴とする請求項２１又は２２に記載の湿潤燃料ガス化方
    法。
23. 【請求項２３】 前記熱源機器の廃熱により水蒸気を生
    成し、該水蒸気を前記乾燥装置の熱交換器に導入し、水
    蒸気及び湿潤燃料の熱交換により該湿潤燃料を加熱・乾
    燥させることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の
    湿潤燃料ガス化方法。