JPH0643590B2 - 有機炭素原料のガス化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、有機炭素原料のガス化に係り、特に固形状の
有機炭素原料を熱分解し、原動機駆動用等の良質・清浄
なガスを得るためのガス化装置に関する。

〔従来の技術〕

有機炭素原料を熱分解によってガス化するガス化炉は、
これまでに種々開発応用されているが、代表的なものは
向流縦型炉、並流縦型炉及び流動床炉である。

これらのうち、向流縦型炉と並流縦型炉は、使用できる
原料とかスケールアップに制限があり、また反応温度が
不均一で均質良好なガスが得られない等の問題点があっ
た。また、流動床炉をガス化に用いると、熱負担が高
く、装置のコンパクト化が容易になる外に、反応ゾーン
の温度が一定であり均質良好なガスを容易に生産できる
ため、大量処理のための装置としては好適であるが、生
成ガス中に原料に同伴する水分と反応に伴なう多量の水
蒸気とを含み、かつ後工程機器の正常・円滑な運転に無
視できない量のチャーとタールを同伴する。

一方、原動機への供給ガスは、配管系統及びエンジント
ラブルの回避や長寿命化の為にチャーとタールを充分に
分離することが必要なほか、できるだけ温度を下げて同
伴水分量を少なくするとともに原動機の容積効率を向上
させることが望まれる。

以下に、従来のガス化方式の代表的な例を、第２図によ
り説明する。第２図は、流動床炉を用いたガス化方式を
示す工程図であり、製材工場の廃出材の場合を例に説明
する。第２図において、１は鋸屑、小木片などの原料
を、原料貯槽３に送るエレベータ、コンベヤー又はニュ
ーマ輸送装置であり、４はフィーダで流動床炉５に原料
を供給する。

流動床炉５中には砂などの流動媒体が空気などのガス化
流体１７によって流動化されており、フィーダ４によっ
て供給される原料は瞬時に部分燃焼し、大部分の原料が
熱分解する。生成ガスは、無視できない量のチャーとタ
ールを伴なって、乾式集塵器１５に入りチャーを捕集
し、捕集ダスト２２はロータリー弁１６等を介して系外
に排出され、必要に応じてフィーダ４を介して系内に戻
され熱源となる。乾式集塵器１５を通過するガスは、湿
式集塵器７内で洗浄され、冷却器８で所定の温度まで冷
却されて、ガスエンジン等に供給される。

湿式集塵器７の廃水は，通常ＢＯＤ、ＣＯＤが高い外、
タールの混入があり、廃水処理の円滑な運転維持に多大
な労力を要している。

タール等の生成物は原料の熱反応により、木材の場合約
１００℃から徐々に発生し、２５０〜３００℃の温度よ
り急激に発生する。

また、発生ガスに同伴するタールは、大部分３５０℃近
辺まではガス状を呈することが知られているが、低温に
なるとミスト状を呈し配管等に付着して閉塞問題や回転
体の振動トラブル等を誘起する。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決し、熱
効率を高めるとともに、生成ガス中のタール分やチャー
分を簡便で経済的な方法で除去できる有機炭素原料のガ
ス化装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明では、固形状の有機
炭素原料を熱分解するための流動層炉を用いたガス化装
置において、原料貯槽と流動床炉が配備され、該原料貯
槽の底部排出口と流動床炉の原料供給口とがフィーダで
接続されており、上記原料貯槽は密閉型で、その下部周
壁に１個以上の通風口と、頂部に排気口とが設けられて
おり、該通風口には流動床炉からの生成ガスの排気管を
接続したものである。

本発明においては、原料貯槽から排出される生成ガス
は、スクラバーによる精製及び冷却器による冷却等の通
常の処理により、水分の少ない良質、清浄なガスを得る
ことができ、さらに、スクラバー及び冷却器から出る排
水の処理がきわめて容易になる。

また、流動床炉から得られる生成ガスは原料貯槽に送ら
れるが、その途中でガス化流体等と熱交換させてもよ
い。

本発明で使用できる有機炭素原料としては、通常ガス化
用に使用できる材料ならすべて用いることができ、例え
ば木材、ピート、コークス、石炭、廃棄物等を適宜用い
ることができる。

また、原料貯槽に設ける通風口は、生成ガスと原料とが
充分に接触されるように設けるのがよく、例えば原料貯
槽の底部又は胴部周辺に複数個設けるのがよい。なお、
この通風口は原料貯槽内にノズルを挿入して設けること
ができる。

〔作 用〕

本発明では上記のような構成としたことにより、流動床
炉で発生する生成ガスを原料と直接接触することがで
き、ガス中のタール分やチャー分を原料に移すことによ
り、後段機器の運転の円滑化を図ると共に、生成ガスの
高温エネルギー（顕熱）を有効に活用し、熱効率を高め
て、原動機駆動用等の良質、清浄なガスを生産すること
ができた。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例を説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。

実施例１ 第１図は本発明の一実施例を説明するための工程図であ
る。

第１図において、１は鋸屑、小木片などの原料を、ガス
シール用ホッパー２を介して原料貯槽３に送るエレベー
タ、コンベヤー又はニューマ輸送装置であり、１０はホ
ッパー２と原料貯槽３を遮断するロータリー弁等の弁で
あり、また、４はフィーダで、流動床炉５に原料を供給
する。

流動床炉５で生成したガスは、排出口１３から排出さ
れ、必要に応じガス・ガス熱交換器６でガス化流体を予
熱し、自身の温度を低下させて原料貯槽３の胴部に設け
た通風口１１を通って内部に入り、貯槽原料と直接接触
する。それによって、原料中の水分は高温ガスの熱を受
けて蒸発し、原料は乾燥する。一方、生成ガスは、温度
が露点間近まで降下され、その際に同伴するチャーとタ
ール分の大部分が原料に付着して分離される。

原料貯槽３の排気口１２から排出するガスは、チャーと
タールをほとんど含まないが、大量の水分を含んでお
り、熱交換器８の円滑運転のために、まず水スクラバー
７で洗浄して熱交換器８で冷却して同伴水分を除く。

ガス・ガス熱交換器６は、熱回収の利点以上に生成ガス
の高カロリー化に貢献するが、熱回収の目的のみなら、
後段の原料貯槽３において充分な回収が可能であるから
省略しても良い。しかしながら、熱交換器６は原料貯槽
３内の原料の含水料が少なく、高温の生成ガスが原料の
温度を２００℃以上に高めて新たなタールを発生させる
恐れがある場合には、設置した方がよい。

原料貯槽３における気・固体の直接接触では、原料を通
過する間に生成ガス中のチャー分とタール分を原料側に
移し、かつ原料の乾燥を計る目的のためと、原料貯槽３
の腐蝕やブリッジトラブル等を回避するために、露点に
達する前に排出することが望ましい。

実際には、原料貯槽３の排気口１２の出口ガスの温度を
測定し、貯槽３内の原料の量を増減することでコントロ
ールするのが良い。

原料貯槽３内に分離されるタールとチャーは流動床炉に
再供給、燃焼されて、更に熱効率の向上に貢献する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ガス中のタール分とチャー分を原料に
移すことができ、 a) 原料の有効利用（タール、チャーの燃料化） b) 生成ガスの顕熱回収 c) 原料乾燥用の専用機の省略 d) 廃水処理装置の負担軽減 等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明する工程図、第２図
は、従来のガス化方式を示す工程図である。 １……輸送装置、２……ホッパー、３……原料貯槽、４
……フィーダ、５……流動床炉、６……ガス・ガス熱交
換器、７……スクラバー、８……冷却器、９……水貯
槽、１０……弁、１１……通風口、１２、１３……排気
口、１４……気・液分離器、１５……乾式集塵器、１６
……ロータリー弁、１７……ガス化流体、１８……クエ
ンチ水、１９……冷却水、２０……生成ガス、２１……
原料、２２……チャー

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−86502（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−4659（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−9955（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固形状の有機炭素原料を熱分解するための
   流動床炉を用いたガス化装置において、原料貯槽と流動
   床炉が配備され、該原料貯槽の底部排出口と流動床炉の
   原料供給口とがフィーダで接続されており、上記原料貯
   槽は密閉型で、その下部周壁に１個以上の通風口と、頂
   部に排気口とが設けられており、該通風口には流動床炉
   からの生成ガスの排気管が接続されていることを特徴と
   する有機炭素原料用ガス化装置。
2. 【請求項２】前記流動床炉からの排気管には、熱交換器
   が設けられている請求項１記載の有機炭素原料用ガス化
   装置。
3. 【請求項３】前記原料貯槽の排気口には、スクラバーを
   設置した排気管が接続されている請求項１記載の有機炭
   素原料用ガス化装置。