CN1478138B - 焦炭干式熄灭装置的生物量处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通过焦炭干式熄灭装置，对生物量进行处理的方法。其中，该焦炭干式熄灭装置对赤热焦炭进行冷却，其具有预燃室，在向该预燃室的内部根据需要导入空气的同时，投入生物量。

Description

焦炭干式熄灭装置的生物量处理方法
技术领域
本发明涉及通过焦炭干式熄灭装置，对生物量进行处理，将其作为碳源而有效利用的生物量的处理方法。 
背景技术
对于地球变暖问题的应对，在新能源的开发、实际使用化，向低二氧化碳生成能量的转移，原子能比例的提高，现存一次能源的有效并合理利用，未利用能源或废弃物能源的利用等方面正在取得进展。 
特别是，生物量为碳中性(カ—ボンニュ—トラル)，防止地球变暖的的京都会议(COP3；The 3rd session of the Conference of theParty)中所达成的国际公约的意义也可以说是：其应是一种代替石油，煤等而被积极地使用的资源。 
生物量作为为生物量的总称，按照FAO(联合国粮食及农业组织)的分类，分为：农业系(麦秆，甘蔗，米糠，草木等)，林业系(造纸废弃物，木材加工废弃料，间伐(过密的森林)料；，薪碳林等)，畜产系(家畜废弃物)，水产系(水产加工残渣)，废弃物系(生活垃圾，RDF(垃圾派生燃料；Refused Derived Fuel)，庭木，建筑废料，下水污泥)等。 
但是，炼焦炉为外热式加热炉，为了提高热效率，必然要大型化，通过过去的节能技术的开发，作为能量回收技术，形成非常先进的设备。焦炭显热的能量回收技术的主要方式为采用焦炭干式熄灭装置(Coke Dry Quencher，在下面将其称为“CDQ”)的方式，通过大容量的循环气体(几乎都是氮)对焦炭进行冷却，通过循环气体获得的热量，产生蒸汽，使蒸汽涡轮(タ—ビン)动作，将其作为电力而回收。
作为采用该焦炭干式熄灭装置，对生物量进行处理的方法，在比如，日本专利第2789988号文献中公开一种在焦炭干式熄灭装置的冷却塔的预燃室中，投入生物量(下水污泥滤饼)，进行热分解处理的方法。 
日本专利第2789988号文献中公开的热分解处理方法采用赤热焦炭的显热，在预燃室的内部，对下水污泥滤饼的有机成分进行热分解，并且使下水污泥滤饼中的水分与赤热焦炭进行水煤气化反应，产生CO、H2等的可燃气体，将该气体导入到烟道中，且将燃烧用空气送入烟道中，使其燃烧。 
在焦炭干式熄灭装置的烟道中，为了保护锅炉(ボイラ—)，设置有称为“尘埃俘获器(ダストキャツチャ—)”的重力沉降式的固体气体分离机构。该重力沉降式的固体气体分离机构利用固体的惯性力而使其沉降，如果气流为紊流，则阻碍固体的惯性力，固体气体分离的效率显著降低，由此，在焦炭干式熄灭设备的烟道中，极力使气体流速降低，使气体保持在层流状态。 
由此，在维持固体气体分离性能下，在烟道中，使可燃气体与燃烧用空气混合，使其燃烧，是非常困难的。另外，由于滞留时间也较短，由此，其燃烧量受到限制。还有，如果可燃气体不完全燃烧，残留有可燃气体，就会产生H2S等的腐蚀成分，在锅炉和冷却塔底部等处，金属发生腐蚀，引起较大的设备故障。 
在木材，下水污泥滤饼等的废弃物系生物量中，存在称为“固定碳”的碳成分。“固定碳”指在无氧氛围中，对原料进行热分解时，不进行气化，形成作为固体的碳成为残渣的碳成分。在通常的生物量中，含有20重量％左右的固定碳。如果通过焦炭干式熄灭装置中的预燃室，对生物量原料进行热分解，则生物量中的固定碳成分的大多数作为尘埃而与可燃气体一起，送入到烟道中。 
象前述那样，由于在烟道中，燃烧效率较差，飞散的尘埃(固定碳)不燃烧，为尘埃俘获器俘获，固定碳的燃烧产生的法热量无法有效地利用。由于全部为碳，故发热量非常高，占生物量的发热量中的 40％左右。 
另一方面，由于最近的削减CO2的需要，在炼焦炉中，焦炭的合格率的进一步提高，与炼焦炉相关设备的节能的要求在增加。即使热回收，目前的实际情况下的现实是：仅仅残留难于热回收的低温的排热，没有预期的节能方法、CO2削减方法。 
作为这些方法中的几种，在日本特开平6-336588号文献，日本特开平7-145377号文献，日本特开平7-242879号文献中提出以气体成分的稳定处理为目的的技术，但是这些技术具有下述缺点，即，由于将空气导入预燃室中，故焦炭合格率降低。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其可通过使用生物量，有效利用生物量的热量，减小来自化石资源的碳使用。 
另外，本发明的目的在于提供一种焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其可在使焦炭合格率提高的同时，使具有碳中性的生物量能量化(燃气能量用于燃烧气体，而使用于电力。固体残渣作为焦炭而用于燃料)。 
此外，本发明的目的在于提供一种焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其可在不产生由可燃气体的残留而造成的设备的腐蚀故障的情况下，大量有效地利用生物量，并且可将已投入的生物量的固定碳不作为尘埃，而作为热量而回收，对其有效地利用。 
本发明的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，在该生物量的处理方法中，通过焦炭干式熄灭装置，对生物量进行处理，该焦炭干式熄灭装置具有预燃室，对赤热焦炭进行冷却，其特征在于：从设置于上述焦炭干式熄灭装置的顶部焦炭投入口，或设置于预燃室的1个或2个以上的投入口，向该预燃室内，投入生物量，在预燃室的内部，将该生物量加热分解为可燃气体和生物量固定碳，将热分解后的生物量作为焦炭使用。 
实现上述目的的本发明的实质内容如下所述。
(1)涉及一种焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，在该生物量的处理方法中，通过焦炭干式熄灭装置，对生物量进行处理，该焦炭干式熄灭装置具有预燃室，对赤热的焦炭进行冷却，其特征在于在该预燃室的内部，投入生物量。 
(2)涉及一种焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，在该生物量的处理方法中，通过焦炭干式熄灭装置，对生物量进行处理，该焦炭干式熄灭装置具有预燃室，对赤热焦炭进行冷却，其特征在于在该预燃室的内部，在导入空气的同时，投入生物量。 
(3)涉及上述第(1)或(2)项所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于在焦炭以间歇方式向上述预燃室的投入与投入之间，在上述预燃室内的焦炭上，投入生物量。 
(4)涉及上述第(1)或(2)项所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于在焦炭以间歇方式向上述预燃室的投入的同时，向预燃室的内，投入生物量。 
(5)涉及上述第(3)或(4)项所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于从设置于上述焦炭干式熄灭装置的顶部的焦炭投入口，或设置于预燃室上的1个或2个以上的投入口，向预燃室内，投入生物量。 
(6)涉及上述第(3)或(4)项所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于从设置于上述焦炭干式熄灭装置的顶部的焦炭投入口，或设置于预燃室上的1个或2个以上的投入口，通过将氮和/或循环气体用作运送气体的气流运送，向预燃室内，投入生物量。 
(7)涉及上述第(3)或(4)项所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于从设置于上述预燃室上的1个或2个以上的投入口，通过将空气用作运送气体的气流运送，向预燃室内，投入生物量。 
(8)涉及一种焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，在该生物量的处理方法中，通过焦炭干式熄灭装置，对生物量进行处理，该 焦炭干式熄灭装置具有预燃室，对赤热焦炭进行冷却，其特征在于向该预燃室内投入生物量，在预燃室内将该生物量加热分解为可燃气体和生物量固定碳，向上述预燃室内吹入燃烧用空气，使热分解后的生物量固定碳和可燃气体燃烧。 
(9)涉及上述第(8)项所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于为了使上述热分解后的生物量固定碳和可燃气体燃烧后的排气再次燃烧，向设置于预燃室上的环状管和/或与该环状管连接的烟道内，吹入燃烧用空气。 
(10)涉及上述第(8)或(9)项所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于向上述预燃室内，吹入水和/或蒸汽，以便控制预燃室内的温度。 
(11)涉及一种焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，在该生物量的处理方法中，通过焦炭干式熄灭装置，对生物量进行处理，该焦炭干式熄灭装置具有预燃室，对赤热焦炭进行冷却，其特征在于向该预燃室内，投入生物量，在预燃室的内部，将该生物量加热分解为可燃气体和生物量固定碳，向设置于上述预燃室上的环状管和与该环状管连接的烟道内，吹入燃烧用空气，使热分解后的生物量固定碳和可燃气体燃烧。 
(12)涉及上述第(11)项所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于为了使上述热分解后的生物量固定碳和可燃气体燃烧，通过环状管内的气体温度，控制吹入上述环状管的燃烧用空气的吹入量。 
(13)涉及上述第(8)～(12)中的任何一项所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于将上述生物量从2个以上的生物量投入口，投入到预燃室的内部。 
(14)涉及上述第(1)～(5)，以及(8)～(13)中的任何一项所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于通过 设置于生物量投入口的附近的，具有旋转式叶片的切出分散装置，将上述生物量分散投入到预燃室内。 
(15)涉及上述第(1)～(5)，以及(8)～(13)中的任何一项所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于通过设置于生物量投入口的附近的，倾斜角和/或方向可改变的滑槽，将上述生物量分散投入到预燃室内。 
(16)涉及上述第(1)～(3)，以及(5)～(13)中的任何一项所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于在向上述预燃室投入赤热焦炭等的焦炭投入口的盖打开的期间，停止将生物量向预燃室的装入，或减少其装入量。 
附图的简要说明 
图1为表示本发明的生物量的投入处理方式的图； 
图2为本发明的生物量的另一投入处理方式的图； 
图3为表示焦炭干式熄灭装置的操作方式的图； 
图4为表示本发明的生物量的还一投入处理方式的图； 
图5为表示本发明的生物量的再一投入处理方式的图； 
图6为表示本发明的生物量的又一投入处理方式的图； 
图7为表示本发明的生物量的另一投入处理方式的图； 
图8为表示设置于生物量装入口的附近处的切出分散器的图； 
图9为表示设置于生物量装入口的附近处的生物量装入用滑槽的图； 
发明的具体实施方式 
在本发明中，以农业系，木质系，以及废弃物系的生物量为对象。在本说明书中，生物量的定义依照上述FAO的定义。即，农业系生物量指FAO定义的农业系生物量，指麦秆，甘蔗，米糠，草木等。 
此外，木质系生物量指FAO定义的林业系生物量，与废弃物系生物量的一部分，其为造纸废弃物，木材加工废弃料，间伐料，薪炭 林，庭木，木材等的建筑废料等。采用这些材料的原因在于由于水分含量较少(9～50质量％)，水分基准的发热量也较高，故仅仅通过赤热焦炭的显热，便可回收多于干馏所需热量的气体、固体能量。 
同样对于农业系、木质系以外的生物量，作为未包含于木质系中的废弃物系指生活垃圾，RDF(垃圾派生燃料：Refused Derived Fuel)，下水污泥，废塑料，畜产系指家畜废弃物，水产系指水产加工残渣等，如果所具有的水分基准发热量基本上大于水分的气化热+生物量本身的显热上升量+分解热，则可形成有效的能源。 
如果将该生物量投入到CDQ中，则通过赤热焦炭的显热，挥发物脱离。 
在预燃室的内部，通过焦炭投入时的空气混入、气态状适合处理用的空气投入，存在空气，在赤热化的焦炭的温度下，预燃室内部的碳(挥发部分，焦炭，生物量)与空气发生反应。 
按照本发明，由于投入到预燃室的内部的生物量的热分解(挥发)反应较快，故代替过去的与空气发生反应的焦炭，生物量优选地与空气发生反应。 
另外，在预燃室中，不存在全量的燃烧所必需的空气的场合，或在将焦炭或生物量定期地投入到预燃室中，上次投入的焦炭或生物量被与预燃室内的气体，空气隔绝开的场合，在预燃室内部，在早期，形成没有氧的还原氛围。在该氛围下，对未反应的生物量进行热分解(干馏)，产生气体，并且形成碳量较多的固体成分。 
由于生物量残渣的燃烧性，点火性优良，其它的性质也不比焦炭差，故其可用作焦炭。 
于是，通过使用生物量，由于来自生物量的固态成分的焦炭量增加，如果需要的焦炭量是一定的，则可削减来自煤炭的焦炭生产量。 
为了了解本发明的作用，效果，首先，根据图3，给出CDQ的普通操作实例。在炼焦炉中制造的温度约在800～1000℃的范围内的 焦炭通过挤压机，挤出在戽斗车中，运送到CDQ设备后，打开CDQ设备顶部的上盖1，将其投入到预燃室2中。被上盖1堵塞的部分为顶部焦炭投入口。 
进入该预燃室2中的高温的焦炭3通过循环气体4而慢慢地冷却，冷却到200℃。热量通过以氮为主要成分的循环气体，被热交换器5(锅炉)回收，由此热量产生的蒸汽，使蒸汽涡轮6运动，进行发电。 
在此时，为了使残留挥发成分等或焦炭粉末到达热交换器处，不产生敛缝(コ—キング)、妨碍传热的故障，在作为从预燃室2排出后的气体的排出口的环形管8附近，添加空气9(外部气体)，使其完全燃烧。 
另外，从设置于预燃室2中的空气投入口(参照图2)，向预燃室2，投入空气，但是，该空气与预燃室2内的碳成分(由焦炭产生的挥发物，粉末状的焦炭，块状焦炭)发生反应，产生二氧化碳与水。 
在这里，从空气投入口投入的空气量不受到特别限定，可为通常所进行的气态状适合处理所必需的空气投入量。已产生的二氧化碳、水进一步与周围的碳成分(炭素分)发生反应，形成一氧化碳和或氢，与循环气体4混合，在环形管8中进行完全燃烧，接着，形成高温气体，其热量被热交换器5回收。在图中，通过较粗的箭头，表示焦炭的移动，通过较细的箭头，表示气体的移动。 
1)对进行生物量处理的本发明进行说明。 
图1表示生物量投入实例—1。由于焦炭投入指按照数分钟～数10分钟的间隔进行的批量投入，故在投容易获得入时机的的焦炭的投入与投入之间，投入生物量。在焦炭的投入与投入之间指从在某批的焦炭的投入时，在戽斗车内，没有焦炭的时刻，到在下批的焦炭投入时戽斗车下部开始打放的时刻。 
生物量的投入位置具有从焦炭投入口10的情况，以及新设置生物量投入口11的情况。投入方法具有在各投入位置，因自重落下于 螺旋加料器、盘式送料机等的切出装置中的方法，以及采用循环气体4的一部分或氮气，或通过送向空气投入口7的空气，运送、吹入的方法。 
在循环气体的场合，这样使用，即，在气体温度下降的时刻，比如，使循环用的吹风机后的气体一部分形成分支，直至生物量投入口10布置管，使其与盘式送料机等的切出装置相组合而使用。在氮气的场合，这样使用，即，从外部，通过设置管，将氮引到生物量投入口10，同样，与切出设备相组合而使用。 
气流运送的优先性在于由于可凭借较少的投入口数量，扩大分散范围，故相对自重落下的场合，层厚的均匀性增加(与后面描述的焦炭投入同时的情况下，分散性提高)。另外，运送气体采用循环气体4，由此，可使氮使用的成本缺陷到达最小程度。 
就投入量来说，在焦炭投入与投入之间进行的场合，作为在CDQ通过时间内，使全部的生物量反应的传热的条件(在CDQ内，层状存在，从上下赤热焦炭，接收热量)，最好是在厚度小于150mm左右的状态下所保持的量。在后面将要描述的，同时投入的情况下，没有厚度的限制，可投入，直至后级的发电用热交换器5的气体侧温度降低的允许范围(热交换效率降低的允许限度)。 
对于投入量的上限，根据未反应的生物量在混入到焦炭中的状态下，未从CDQ排出的条件，即，在CDQ中，从生物量的干燥炭化充分地进行的生物量层厚度与传热条件出发，可投入(依赖水分)，直至焦炭量的40％左右，根据该关系，可适当地设定投入量。投入量没有下限。 
在从生物量投入口11的投入的场合，为了减少未反应的生物量，最好确保2个以上的投入口，以便尽可能均匀地，并且呈层状，将其堆积于预燃室2的内部。通常，设定在4～16个的范围内。焦炭层12在与已投入的生物量13交替地呈多层叠合状的状态下，在CDQ 的内部下降，从底部依次排出。 
由于投入到预燃室2的生物量局部地覆盖焦炭层，且优选地与投入空气发生反应，故使来自空气投入口7的空气与焦炭的接触机会减少，使依赖投入空气的焦炭的燃烧量减少。在所产生的二氧化碳、水蒸气通过焦炭12时，产生与过去相同的反应，产生一氧化碳、氢。 
图2表示生物量的投入实例—2。该实例与投入实例—1的不同之处在于在焦炭投入的同时进行投入，投入部位、投入方法的种类与投入实例—1相同。“同时投入”指在从某批焦炭由料斗落下开始的时刻，到落下结束的时刻的期间内，使生物量投入结束的意思，由于在相同的时间范围内投入，利用焦炭落下时的扩散，平均地与焦炭混合，由此，使生物量与空气的接触的部分增加，另外，与焦炭相比较，优先地与空气发生反应，由此，可抑制焦炭与空气的反应。 
在图中，对焦炭生物量混合层14进行模式化处理。 
下面给出实施例。 
(实施例1) 
表1表示按照权利要求1所述的发明，投入生物量，对其进行处理的结果。在焦炭投入与投入之间，从焦炭投入口，按照自重落下方式投入生物量时的结果在“采用本法的结果—1”的栏中给出，在与焦炭的投入的同时，从生物量投入口(8个部位)，以氮运送方式投入时的结果在“采用本法的结果—2”的栏中给出。 
使用试样为木质系生物量，采用水分为15％的材料。在焦炭投入与投入之间，投入生物量的“采用本法的结果—1”中，经计算，平均厚度为120mm。另外，为了比较结果，使“采用本法的结果—2”的投入量，与“采用本法的结果—1”的投入量相同。 
以焦炭回收率的增加量作为生物量有效利用的指标。“焦炭回收率”指相对从干式熄灭装置顶部投入的焦炭质量，从底部排出的焦炭质量的比例，生物量产生的碳化物质量也加算到排出焦炭质量中。
表1 
Figure S02803242X19950413D000111
通过添加焦炭量的5％的生物量，焦炭的回收率分别上升1.2％(参照“采用本法的结果—1”的栏)，1.4％(参照“采用本法的结果—2”的栏)。就投入方式来说，在均匀地混合的场合(“采用本法的结果—2”的场合)，焦炭回收率较高。 
这些结果表明，在焦炭生产量一定的场合，回收率提高部分的焦炭可削减(比如，“采用本法的结果—2”的1.4％)，另外，作为焦炭的原料的煤可削减。此外，同样就操作来说，由生物量投入的气体的量变化也较小，操作完全没有问题。 
(实施例2) 
表2表示按照权利要求2所述的发明，投入生物量，对其进行处理的结果。在焦炭投入与投入之间，从焦炭投入口，按照自重落下方式投入生物量时的结果在“采用本法的结果—1”的栏中给出，与焦炭的投入同时，从生物量投入口(8个)，以氮运送方式投入时的结 果在“采用本法的结果—2”的栏中给出。 
使用试样为木质系生物量，采用水分为15％的材料。在焦炭投入与投入之间，投入生物量的“采用本法的结果—1”中，经计算，生物量层的平均厚度为120mm。另外，为了比较结果，使“采用本法的结果—2”的投入量，与“采用本法的结果—1”的投入量相同。以焦炭回收率的增加量作为生物量有效利用的指标。 
“焦炭回收率”指相对从干式熄灭装置顶部投入的焦炭质量，从底部排出的焦炭质量的比例，生物量产生的碳化物质量也加算到排出焦炭质量中。另外，排出焦炭粉末量指块状的焦炭在CDQ的内部下降时粉末化而形成的粉末量，以及生物量残渣(碳化物)从CDQ底部排出的量的合计值，其为排出焦炭重量的额外数(外数)。 
表2 
Figure S02803242X19950413D000121
由此可知道，通过投入生物量，焦炭回收率提高。通过添加焦炭量的5％的生物量，焦炭的回收率分别上升0.7％(参照“采用本法的结果—1”的栏)，1.0％(参照“采用本法的结果—1”的栏)。就投入方式来说，在均匀地混合的场合(“采用本法的结果—2”的场合)，焦炭回收率较高。 
另外，可认为，与排出焦炭增加量基本相同量的排出焦炭粉末量减少的原因在于：相对空气与块状焦炭直接地接触，尽管具有燃烧的部分，由于生物量的均匀分散处理，使生物量与空气所接触的部分增加，另外，与焦炭相比较，优先地与空气反应，由此，通过抑制块状焦炭与空气的反应，容易进行反应的粉末状的焦炭进行反应。 
这些结果表明，在焦炭生产量一定的场合，由于回收率提高，故石油产生的焦炭可削减(比如，“采用本法的结果—2”的1.0％)，进一步来讲，作为焦炭的原料的煤可削减。此外，同样就操作来说，由生物量投入的气体量变化也较小，操作完全没有问题。 
2)下面对处理生物量的另一项发明进行描述。 
(1)投入处理方式1 
图4为表示生物量的另外的投入的处理方式的图。在该焦炭干式熄灭装置中，从冷却塔16的顶部的焦炭投入口17，打开盖17a，然后将赤热焦炭15投入到预燃室18中，使其下降，使从冷却塔16的底部的冷却气体管28供给的作为冷却气体的惰性气体与赤热焦炭15进行热交换，使从回收赤热焦炭15的热量的高温的惰性气体从环状管19，经过烟道24，送入锅炉27中，进行热交换，接着，通过循环吹风机29，将其压送到冷却塔16的底部，使其循环。经冷却的焦炭从冷却塔16的最底部的焦炭排出口20排出。 
在预燃室18中，设置有生物量装入口21，以及燃料用空气送入口22。在生物量中，木材的尺寸在10～50mm的范围内，通过锤击等方式(图中未示出)，对其进行粗粉碎，通过生物量装入口21， 连续地被装入。 
在烟道24中，设置有燃烧用空气送入口23，冲突壁25，以及尘埃腔26，该尘埃腔26用于回收通过冲突壁25分离的尘埃。另外，在锅炉27与循环吹风机29之间的管道中，设置有尘埃分离用的旋风分离器30。 
在该焦炭干式熄灭装置中，按照下述方式，对生物量进行处理。 
通过生物量装入口21，装入到预燃室18中的生物量由赤热焦炭15的显热，加热分解为可燃气体和生物量固定碳。通过热分解而产生的可燃气体通过从燃烧用空气导入口22连续地送入的燃料用空气，在预燃室18的内部燃烧。对于燃烧用空气，被送入已装入的生物量的完全燃烧所必需的空气量(在下面称为“必要空气量”)。 
通过热分解产生的生物量固定碳也同样通过燃烧用空气，进行燃烧。由于生物量固定碳的强度显著低于焦炭，故生物量固定碳在赤热焦炭15的填充层内形成粉末。形成粉末的生物量固定碳的表面系数显著地大于赤热焦炭15，并且通过热分解而形成多孔状，由此，燃烧性良好。 
其结果是，该生物量固定碳优先于赤热焦炭15的燃烧而燃烧。另外，预燃室18内部的滞留时间大大长于烟道24内的滞留时间，由于赤热焦炭15的填充层的作用，气体处于紊流状态，故确实实现混合，有效地进行燃烧。 
结束了燃烧的排气因水分的平衡反应而包括少量的可燃成分，其通过环状管19，送到烟道24中。在该烟道24中，通过燃烧用空气送入口23，再次连续地导入燃烧用空气。由于可燃成分是少量的，故即使在较短的滞留时间，仍完全燃烧，在排气到达设置于烟道24的内部设置的冲突壁28前的期间，完全燃烧，未燃的生物量固定碳不与冲突壁25碰撞。 
象这样，生物量原料中的固定碳完全燃烧，转换为排气显热，有 效地在锅炉27中，进行热交换，进行热回收。由此，通过焦炭干式熄灭装置，对大量的生物量进行处理，将生物量所具有的全部热量作为热量而回收，有效地利用该热量。 
在这里，用于使热分解后的生物量固定碳与可燃气体燃烧后的排气再次燃烧的燃烧用空气既可象上述那样，送入到烟道24的内部，也可送入到环状管19的内部，还可送入到这两者中。 
另一方面，如果在装入赤热焦炭时等情况下，打开盖17a，则大量的空气从冷却塔16的顶部的焦炭装入口17流入。由此，如果在预燃室18的内部，充满可燃气体，则具有爆炸的危险性。 
此外，由于生物量的80％以上为挥发物，故排放大量的气体。如果该排放气体量与从焦炭装入口17流入的空气量的总量超过循环吹风机29的允许量，则冷却塔16的顶部处于正压状态，气体从焦炭装入口17泄漏。 
于是，在对生物量进行处理时，在打开焦炭装入口17的盖17a的期间，停止将生物量装入于预燃室18，或减少装入量。由此，无需增加循环吹风机29的能力，就可避免气体的泄漏等。 
(2)投入处理方式2 
图5为表示本发明的另一投入方式。在图5所示的焦炭干式熄灭装置的预燃室18中，除了设有生物量装入口21和燃烧用空气送入口22，还设置有水和/或蒸汽的送入口31。 
象前述那样，在通过预燃室18，大量地对生物量进行燃烧处理，对其有效地利用的场合，在该预燃室18中，温度上升。该温度上升对机器造成影响，同时，产生灰融化的严重的问题。 
一般，包含于生物量中的灰的熔点低于煤灰的熔点。由此，如果高温燃烧，则灰处于半熔融状态而飞散，附着于壁，传热管等上，产生弊病。由此，必须进行燃烧温度控制。 
于是，作为将大量的生物量用于在预燃室18中燃烧的场合的温 度控制，根据需要，通过送入口31，吹入水和/或蒸汽，进行温度控制。该吹入的水和/或蒸汽在该预燃室18的内部，产生碳成分和水煤气化反应(吸热反应)，对预燃室18进行冷却。 
通过该温度控制，不产生灰的熔融，也不产生未燃气体，另外，不将可回收的热量作为尘埃而排到系统之外，可最大程度地有效利用生物量。 
(3)投入处理方式3 
图6为表示本发明的另一投入方式的图。在图6所示的焦炭干式熄灭装置中，燃烧用空气送入口32不设置于预燃室18中，而设置于环状管19与烟道24处，该燃烧用空气送入口32用于导入使热分解后的生物量固定碳与可燃气体燃烧的燃烧用空气。 
在使因生物量的热分解而产生的生物量固定碳燃烧时，由于仅仅将燃烧用空气送入到烟道24中，滞留时间过短，由此象前述那样，难于使其完全燃烧。于是，按照本实施例，将燃烧用空气导入到环状管19中，可通过燃烧用空气，使生物量固定碳燃烧用的时间延长。 
如果考虑到此方面，最好，从环状管19导入全部的必要空气量，但是如果将大量的燃烧用空气送入到环状管19中，则由于燃烧热量，环状管19的温度显著上升，由于环状管19的温度上升，象前述那样，生物量尘埃部分发生熔融、附着。 
另外，一般，由于环状管19的内壁为砖单体结构，故高温下的强度消失，由此，必须避免局部高温，环状管19的内壁的温度必须保持在允许温度以下。 
于是，在本实施例中，通过温度传感器(图中未示出)，测定环状管19内的气体温度，按照该气体温度不超过允许温度(比如，1000℃)的方式，对来自环状管19的燃烧用空气的吹入量进行控制，必要空气量的残余量可吹入到烟道24的内部。 
通过该燃烧用空气的吹入方法，可防止在将空气导入到预燃室18 中时少量产生的焦炭燃烧，不产生将成为制品的焦炭的损失，不产生灰的熔融，不产生未燃气体，另外，不将可回收的热量作为灰而排到系统之外，可最大程度地有效利用生物量。 
(4)投入处理方式4 
图7为表示本发明的另一投入方式的图。 
如果增加生物量的处理量，由于传热效率降低，生物量的温度不上升，故热分解与燃烧确实不进行，产生热效率降低的部分。另外，该部分的温度较低，该部分存在于冷却塔16的内壁附近的话，对构成内壁的砖造成不利影响。 
使传热效率降低的一个主要原因在于生物量的填充厚度。即如果填充厚度上具有在局部厚的部分，则由于生物量的隔热效果，温度降低，该部分的热效率降低。 
于是，为了不使热效率降低，增加生物量的处理量，必须将生物量均匀地装入到预燃室18的内部。由此，在图7的焦炭干式熄灭装置中，设置2个以上的生物量装入口21，由此，可使生物量在预燃室18的内部分散，极均匀地对其进行装入。 
另外，如果象图8所示的那样，在生物量装入口21的附近，设置具有旋转式叶片的切出分散器33，则可更进一步均匀地将生物量装入到预燃室18的内部。 
还有，也可象图9所示的那样，在生物量装入口21的附近，设置倾斜角和/或方向可改变的生物量装入用的滑槽34，由此，可更进一步均匀地将生物量装入到预燃室18的内部。 
在本发明的上述投入处理方式中，由于将用于使热分解后的生物量固定碳与可燃气体燃烧的燃烧用空气吹入到预燃室的内部，故在预燃室的内部，使未燃气体的大部分燃烧。于是，不产生可燃气体的残留所造成的设备的腐蚀故障，可大量地有效利用生物量。 
再有，由于生物量固定碳也在燃烧用空气的作用下，在预燃室的 内部优先燃烧，故不将已装入的生物量固定碳作为灰而回收，而将其作为热量而回收，有效利用该热量。 
另外，通过将燃烧用空气吹入到环状管和/或烟道内，可使生物量固定碳完全燃烧，可将生物量所具有的全部热量作为热量而回收，有效利用该热量。 
此外，由于在预燃室中，吹入温度控制用的水和/或蒸汽，故可抑制预燃室内的温度上升，不产生熔点较低的生物量中的灰的熔融造成的附着等的弊病，可进行大量的生物量的处理，可将生物量所具有的全部热量作为热量而回收，有效利用该热量。 
还有，在本发明的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法中，将用于使热分解后的生物量固定碳与可燃气体燃烧的燃烧用空气吹入到环状管和烟道中，由此，可使生物量固定碳完全地燃烧，可将生物量所具有的全部热量作为热量而回收，有效利用该热量。 
在将燃烧用空气吹入到环状管中时，按照环状管温度不超过允许温度的方式，对环状管的燃烧用空气量进行控制，从烟道吹入必要空气量的剩余量，由此，防止在预燃室中少量产生的焦炭的燃烧，不产生将成为制品的焦炭的损失，没有熔点较低的生物量中的灰的熔融附着等的弊病，可进行大量的生物量的处理，可将生物量所具有的全部热量作为热量而回收，有效利用该热量。 
再有，通过从2个以上的装入口，将生物量装入到预燃室的内部，在生物量装入口附近设置具有旋转式叶片的切出分散器、在生物量装入口附近设置倾斜角和/或方向可改变的生物量装入用的滑槽，可使生物量在预燃室中分散，均匀地装入，防止生物量的隔热效果造成的温度的降低，不产生伴随温度变化的对耐火物的不利影响，不导致生物量的热分解、燃烧不足造成的热效率的降低，可对大量的生物量进行处理，可将生物量所具有的全部热量作为热量而回收，有效利用该热量。
另外，在赤热焦炭的装入时等的盖打开时，停止生物量朝向预燃室的装入作业、或减少装入量，由此，可避免气体的泄漏。 
产业上的可利用性 
通过将生物量投入到焦炭熄灭装置中，对其进行处理，由此，不对焦炭干式熄灭装置的操作造成影响，可减少投入焦炭量，进而减少原料煤的量。另外，同样对于在焦炭干式熄灭装置内生成的来自生物量的挥发物，其显热和燃烧热可通过焦炭干式熄灭装置的锅炉回收。于是，可将生物量在焦炭干式熄灭装置中有效利用。

Claims (15)

1.一种焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，在该生物量的处理方法中，通过焦炭干式熄灭装置，对生物量进行处理，该焦炭干式熄灭装置具有预燃室，对赤热焦炭进行冷却，其特征在于：从设置于上述焦炭干式熄灭装置的顶部的焦炭投入口，或设置于预燃室的1个或2个以上的投入口，向该预燃室内投入生物量，在预燃室的内部，将该生物量加热分解为可燃气体和生物量固定碳，将热分解后的生物量作为焦炭使用。
2.根据权利要求1所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，在该生物量的处理方法中，通过焦炭干式熄灭装置，对生物量进行处理，该焦炭干式熄灭装置具有预燃室，对赤热焦炭进行冷却，其特征在于：在向该预燃室内导入空气的同时，投入生物量，在预燃室的内部，将该生物量加热分解为可燃气体和生物量固定碳，将热分解后的生物量作为焦炭使用。
3.根据权利要求1或2所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：在焦炭以间歇方式向上述预燃室的投入与投入之间，向预燃室内的焦炭上投入生物量，在预燃室的内部，将该生物量加热分解为可燃气体和生物量固定碳，将热分解后的生物量作为焦炭使用。
4.根据权利要求1或2所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：在焦炭以间歇方式向上述预燃室投入的同时，向预燃室内投入生物量，在预燃室的内部，将该生物量加热分解为可燃气体和生物量固定碳，将热分解后的生物量作为焦炭使用。
5.根据权利要求3所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：通过将氮和/或循环气体用作运送气体的气流运送，向预燃室内投入生物量，在预燃室的内部，将该生物量加热分解为可燃气体和生物量固定碳，将热分解后的生物量作为焦炭使用。
6.根据权利要求4所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：通过将氮和/或循环气体用作运送气体的气流运送，向预燃室内投入生物量，在预燃室的内部，将该生物量加热分解为可燃气体和生物量固定碳，将热分解后的生物量作为焦炭使用。
7.根据权利要求3所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：通过将空气用作运送气体的气流运送，向预燃室内投入生物量，在预燃室的内部，将该生物量加热分解为可燃气体和生物量固定碳，将热分解后的生物量作为焦炭使用。
8.根据权利要求4所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：通过将空气用作运送气体的气流运送，向预燃室内投入生物量，在预燃室的内部，将该生物量加热分解为可燃气体和生物量固定碳，将热分解后的生物量作为焦炭使用。
9.根据权利要求1或2所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：向上述预燃室内吹入燃烧用空气，使热分解后的生物量固定碳和可燃气体燃烧。
10.根据权利要求9所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：为了使上述热分解后的生物量固定碳和可燃气体燃烧后的排气再次燃烧，向设置于预燃室上的环状管和/或与该环状管连接的烟道内吹入燃烧用空气。
11.根据权利要求9所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：向上述预燃室内吹入水和/或蒸汽，以便控制预燃室内的温度。
12.根据权利要求10所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：为了使上述热分解后的生物量固定碳和可燃气体燃烧，通过环状管内的气体温度，控制吹入上述环状管的燃烧用空气的吹入量。
13.根据权利要求1或2所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：通过设置于生物量投入口附近的，具有旋转式叶片的切出分散装置，将上述生物量分散投入到预燃室的内部。
14.根据权利要求1或2所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：通过设置于生物量投入口附近的，倾斜角和/或方向可改变的滑槽，将上述生物量分散投入到预燃室的内部。
15.根据权利要求1或2所述的焦炭干式熄灭装置的生物量的处理方法，其特征在于：在向上述预燃室投入赤热焦炭的焦炭投入口的盖打开的期间，停止将废弃物系生物量向预燃室的装入，或减少其装入量。
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