JP2000328076A - 有機性廃棄物のガス化処理装置 - Google Patents
有機性廃棄物のガス化処理装置Info
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Abstract
浄を行うガス洗浄装置とを備える廃棄物のガス化処理装
置において、生成ガスの完全除塵とHClガスの完全除
去を可能とするガス洗浄装置の提供を図る。 【解決手段】 ガス洗浄装置は、ガス洗浄塔3に、好ま
しくはベンチュリー式スクラバ16を前処理装置として
組み込み、気液混合体サイクロン部17と共に各2段の
シーブ式トレイ20と衝突板式トレイ21を所定順序に
組合わせた棚段部18を設けたものとする。生成ガス即
ち被洗浄ガス流はベンチュリー式スクラバ16を経由し
て多量の水と共に気液混合体サイクロン部17に導入さ
れた後、シーブ式トレイ20と衝突板式トレイ21の順
序で通って完全除塵されると共にHClが水による吸収
で完全除去され、ガス冷却工程に供される。
Description
よる低温ガス化炉と高温酸化炉による高温ガス化炉とを
備え、有機性廃棄物の低温ガス化と高温ガス化を連続的
に行うガス化処理装置に関し、特に効率的なガス洗浄装
置を組み込んだガス化処理装置に関する。
バイオマス廃棄物、シュレッダダスト、廃油等に代表さ
れる有機性廃棄物は、現状としては、リサイクル利用さ
れるものはごく僅かで、未処理のまま埋め立て処分され
ているものもあるが、一般的には、焼却炉による焼却処
理によって減容化され、無害化されて最終処分場に堆積
される趨勢にある。
ーカ炉や流動層炉が用いられてきたが、燃焼時の空気比
が高いため、排ガス量が多く、また、炉から排出された
金属類は酸化されているため、リサイクルには適さなか
った。こうした焼却処理設備に灰溶融設備を併設すると
ころも増えつつあるが、装置全体の建設コストや運転コ
ストを押し上げる結果となっていた。
−332614号の発明が提示されたが、この発明の技
術は、有機性廃棄物を流動層ガス化炉へ供給し、比較的
低温でガス化して有価金属を取り出すと共に、生成ガス
を後段の溶融燃焼炉へ供給して灰の溶融温度以上の高温
下で完全燃焼させることにより、灰分を溶融スラグ化し
て減容化し、埋め立て可能な安定なスラグとして埋立処
分地の延命を図り、土建材としてリサイクルする方法を
提案するものであって、この方法は、前段の流動層ガス
化炉により廃棄物から未燃焼チャーを含む可燃性ガスを
生成させ、後段の溶融燃焼炉へ供給し、灰分の溶融スラ
グ化を図ると共にガスを高温下で完全燃焼させ、ダイオ
キシン類の完全分解を期待する2段処理を行うものであ
った。
焼炉すなわち高温ガス化炉においては、固形物を溶融ス
ラグとすると共に、ダイオキシン類を完全分解して無害
化し、ガスの完全燃焼を図るために、流動層ガス化炉す
なわち低温ガス化炉からの一次ガス化流を酸素等ガス化
剤を使用して1200〜1600℃の高温度で処理して
いる。この高温ガス化炉においては炉頂部に吹き込まれ
た一次ガス化流は、旋回流として同じく炉側面に吹き込
まれたガス化剤すなわち酸素ガス流と共に下降し、一次
ガス化流の可燃物と酸素ガスとの反応が急速に行われた
後、二次ガス化流となって排出される。
ス化炉からの二次ガス化流は、多量のスラグ粒子を主体
とする飛灰を含み、また、特にH2(水素)やCO(一
酸化炭素)等を対象とする有用ガス化資源としてその回
収を目的とする場合、水滴と共にHCl(塩化水素)等
の不純成分を含んでいるので、飛灰の完全除去と共に、
不純成分の除去を必要とし、一層のガス洗浄効率の向上
が期待される状況にあった。
ガス化炉と高温ガス化炉とによる2段ガス化処理によ
り、ダイオキシン等有害ガス成分の完全分解処理を行う
と共にH2やCO等生成ガスの回収を図り、不燃スラグ
を完全回収する廃棄物ガス化処理装置であって、高温ガ
ス化炉からの二次ガス化流の完全除塵と完全洗浄を可能
とする改善された廃棄物のガス化処理装置の提供を目的
とするものである。
め、本発明は、第1に、有機性廃棄物を低温にて一次ガ
ス化する低温ガス化炉と、前記低温ガス化炉からの一次
ガスを高温で二次ガス化する高温ガス化炉と、得られた
二次ガスを除塵洗浄するガス洗浄塔とからなる廃棄物ガ
ス化処理装置であって、前記ガス洗浄塔は下部に前記高
温ガス化炉から排出された被洗浄ガス流を導入する気液
混合体サイクロン部を配設すると共に、その上部にシー
ブ式トレイと衝突板式トレイによる棚段部を配設した2
段式ガス洗浄装置から構成されることを特徴とする有機
性廃棄物のガス化処理装置を、第2に、前記棚段部は、
シーブ式トレイと衝突板式トレイとを各2段づつに組み
込んでなり、かつ、被洗浄ガス流の上流側からシーブ式
トレイと衝突板式トレイの順序で配設されていることを
特徴とする前記第1に記載の有機性廃棄物のガス化処理
装置を、第3に、前記ガス洗浄塔の前処理装置としてベ
ンチュリー式スクラバを組み込んであることを特徴とす
る前記第1又は第2に記載の有機性廃棄物のガス化処理
装置を提供するものである。
図1において要部を示すように、本発明の廃棄物のガス
化処理装置は加圧ガス化システムに構成し、低温ガス化
炉1と高温ガス化炉2を一組として備え、廃棄物のガス
化処理を行う。低温ガス化炉1は、炉内下部の流動層室
に砂等の流動媒体を充填し、下方から、系外からのスチ
ーム、炭酸ガス等非反応性ガス(例えば、後記するガス
洗浄塔からの洗浄ガスを酸性ガス除去装置によって処理
して得られる炭酸ガスの一部を利用してもよい)を流動
化用ガスとして供給し、前記流動媒体を流動化させ、流
動層を形成している。この低温ガス化炉1は有機性廃棄
物を定量供給装置4によって炉内に受け入れ、前記流動
層の下方から、酸素をガス化剤として供給することによ
り廃棄物のガス化処理を行う。流動層は可燃物の燃焼に
より550〜850℃、通常は約600℃の温度に維持
され、H2、CO、CO2、炭化水素ガス、スチームを
主体とするガスと共に、未燃焼チャー等炭素粒子の他多
量の燃焼残渣粒子を含むガス状物を生成する。このガス
状物は一次ガス化流として、炉頂からガス搬送ダクト5
を経由して高温ガス化炉2に供給される。
ット6で外装し、スロート部8を介して下部に急冷室9
を形成させてある。この高温ガス化炉2においては、前
記一次ガス化流は、ガス導入口10から炉頂部11に接
線方向に入って旋回流となり、ガス導入口10の近傍側
面の複数箇所、例えば図示のように4箇所からガス化剤
として酸素ガスと稀釈ガスとしてのスチームとの混合ガ
スが導入され、旋回流となるようにされている。通常約
600℃の温度で導入された前記の一次ガス化流はこの
酸素による部分燃焼反応により温度が1200〜160
0℃に上昇し通常約1350℃に維持される。そして、
ダイオキシン等有害塩素化合物は完全に分解されて、C
OおよびH2を主体とする合成ガスが生成さ れ、不燃
残渣分は溶融して溶融スラグとなり生成ガスと共に燃焼
室7内を流下する。
る場合、前記低温ガス化炉及び高温ガス化炉におけるガ
ス化は5〜90気圧、好ましくは10〜40気圧の加圧
下で行うが、ガス化を常圧で行い、生成ガス中のCOを
CO2 に転化させた後のガス精製を30〜40気圧の加
圧下で行うことも現実的な方法として考えられる。ガス
化の圧力を高圧にすると、処理量が増えること、装置を
コンパクトにすることのできるメリットがある。また、
低圧では、運転が容易で、設備費が抑えられるというメ
リットがある。
7のスロート部8に接続されて垂下する下降管12を備
え、この下降管12の基部の注入堰13に冷却水が供給
され、旋回流で下降管12の内壁を濡らしながら流下す
るようにされ、また、この冷却水によって急冷室9の下
部は水槽に形成され、下降管12は下部が水封状態にな
っている。燃焼室7から流下した溶融スラグは、この水
槽内に落下し、急冷されて水砕スラグとなり、ロックホ
ッパ14を経由して粗粒スラグとして外部に間欠的に取
り出される。また、燃焼室7からの生成ガスもまた、下
降管12内を旋回流で流下し、下降管12の濡れ壁と下
部水槽の冷却水により急冷され、急冷室9上部の排ガス
口15から排気され、二次ガス化流としてガス洗浄塔3
に供給される。なお、前記急冷室9の水槽からは、スラ
グ微粒子を含んだ冷却水がスラグスラリー水として抜き
出され、図示しない減圧フラッシュドラムを介して沈殿
槽等に供給されて微粒スラグが回収されるようにされて
いる。
流は、ベンチュリー式スクラバ16を介してガス洗浄塔
3に導入される。ガス洗浄塔3は、その下部に気液混合
体サイクロン部17を配し、その上部に棚段部18を配
してある。すなわち、二次ガス化流は、ベンチュリー式
スクラバ16で多量の高圧水を供給され、噴霧状態で気
液混合体サイクロン部17に導入されて旋回流となり、
ガス中のHClを水に吸収させると共に、そのガスを微
細なスラグを含む水と分離し、中央管19を通って上昇
する。次いで、ガス流は、2段のシーブ式トレイ20と
2段の衝突板式トレイ21とからなる棚段部18に至
り、気液混合体サイクロン部17で分離し切れなかった
ガス中の微細スラグとHClをさらに除去し、洗浄塔頂
部のデミスタ22で同伴ミストを除去した後、塔外に排
出される。
Oを主体としてスチーム、CH4、CO2等を含む合成
ガスであり、さらに図示しないガス冷却工程で水分を凝
縮分離させた後、ガス精製工程等に送られる。気液混合
体サイクロン部17からの分離水はガス洗浄塔3の側底
部から抜き出され、前記高温ガス化炉2の急冷室9の冷
却水として循環利用される。また、気液混合体サイクロ
ン部17の底部から抜き出された微細なスラグを含むス
ラグスラリー水は図示しない減圧フラッシュドラムを経
由して沈殿槽等に供給され、微粒スラグが回収される。
以上のように構成されているが、さらに説明すると、図
1に示したように、高温ガス化炉2の急冷室9からの排
出ガス流すなわち二次ガス化流は、スラグ粒子を同伴す
る。この二次ガス化流はまずベンチュリー式スクラバ1
6に導入される。このベンチュリー式スクラバ16にお
いて、ガス流は加速されて高速乱流になると共に、多量
の高圧循環水が噴霧され、この分散された水滴にスラグ
粒子を衝突付着させかつガス中のHClを吸収させる。
このベンチュリー式スクラバ16による高速ガス流は液
分の多い固体・液体・気体の混合ガス流であり、そのま
ま、ガス洗浄塔3に供給される。
前記高速ガス流の供給箇所は気液混合体サイクロン部1
7に構成されており、前記高速ガス流は、ガス液導入口
23から接線方向に塔内に入り旋回流となり、らせん状
に塔内を降下し、その間にガス流中の水とスラグ粒子は
遠心力により内壁に沿って降下して塔底に溜り、ガス流
は中央管24を通って上昇する。
設けられている。この棚段部18は下部側に棚段状に設
けた2段のシーブ式トレイ20とその上部に棚段状に設
けた2段の衝突板式トレイ21との組合わせからなって
いる。シーブ式トレイ20は、図3に示したように、多
数の微小なシーブ孔25を穿設した多孔板で、一端部を
下方に垂直に折り立てた形の垂下板26で段部を形成さ
せてある。多数のシーブ孔25はガスが均一に偏りなく
通過できるように、規則的な配置としてある。また、2
段のシーブ式トレイ20におけるシーブ孔25は同じ径
(トレイ径1,300mm において、シーブ孔径7mm )ではあ
るが若干ピッチを変えてある。また、上下の垂下板26
は上方からみて対向位置にある。
び図5(a)、(b)にみられるように、それぞれ、シ
ーブ板27と衝突板28との組合わせになっており、シ
ーブ板27は図3に示した前記シーブ式トレイ20と類
似して多数の微小なシーブ孔29を穿設した多孔板であ
り、衝突板28においては多数のスリット30を平行に
設けてある。そして、シーブ板27の上面側に衝突板2
8を、シーブ孔29の列とスリット30とが重ならない
ような状態で、スペーサ31を介在させてボルト32で
所定間隔に固定してある。また、2組のシーブ板27に
は、前記シーブ式トレイ20と同様に、それぞれ対向す
る一端側に垂下板33による段部を設けてある。
イ21とシーブ式トレイ20の各上段の上面には洗浄水
ノズル34から、洗浄水を供給するようにしてあり、洗
浄水は、シーブ板27の上面とシーブ式トレイ20の上
面に水膜を形成する形で流れ、垂下板26、33を伝わ
って下段側に流下するようにしてある。デミスタ22か
らの分離水は排水管35により下方に流下させ、棚段部
18からの分離水は排水管36により塔内下部に流下さ
せ、中央管24の頂部の外周部に貯留した上昇ガス流か
らの分離水は排水管37により塔内下部に流下させる。
さらに、塔底のスラグスラリー水排出口38からはスラ
グスラリー水を排出させるようにしてある。
17からの上昇ガス流は、各シーブ式トレイ20のシー
ブ孔25を前記洗浄水の水膜を突き抜けて通過し、この
シーブ孔25を通過した気流は、次いで、衝突板式トレ
イ21においてシーブ板27のシーブ孔29を通過して
から衝突板28に衝突し、さらに折曲してスリット30
を通過して上昇する。この間、ガス流中の微細なスラグ
粒子は水流に伴われて分離し、ガス流中のHClはさら
に水流に吸収されて下方に流下することによって、ガス
流から分離するようにされている。そして、ガス流は、
棚段部18の上方のデミスタ22を通過してガス同伴ミ
ストを分離され、頂部のガス排出口39から、洗浄ガス
流として排出される。
ス導入部分を気液混合体サイクロン部17とし、従来除
塵目的で2段の衝突板式トレイのみの構成であったの
を、シーブ式トレイ20と衝突板式トレイ21との組合
わせを各2段ずつの組合わせとし、好ましくは、前記気
液混合体サイクロン部17の前段階にベンチュリー式ス
クラバ16を加えた組合わせを備えたものとすることに
より、二次ガス化流を加湿状態において、酸性成分HC
lの吸収除去と固体スラグ粒子の除去を積極的に行うも
ので、固体と液体と気体との分離が徹底的に行え、しか
も構造が簡単で、安価であり、圧力損失が少なく経済的
であるという利点を有する。
次ガス化流の洗浄処理を行うガス洗浄装置において、気
液混合体サイクロン機構とシーブ式トレイと衝突板式ト
レイによる棚段機構との組合わせを採用し、特に、後者
の棚段機構において、シーブ式トレイと衝突板式トレイ
を所定の順列で各2段に構成し、さらには、前記気液混
合体サイクロン機構の前段にベンチュリー式スクラバを
設けたことにより、生成二次ガスからのHClの吸収除
去とスラグ粒子の回収が完璧に行われる有機性廃棄物の
ガス化処理装置が得られるという効果を奏する。
である。
面図である。
分平面図である。
し、(a)はその部分平面図で、(b)は(a)のb−
b線に沿う断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 有機性廃棄物を低温にて一次ガス化する
低温ガス化炉と、前記低温ガス化炉からの一次ガスを高
温で二次ガス化する高温ガス化炉と、得られた二次ガス
を除塵洗浄するガス洗浄塔とからなる廃棄物ガス化処理
装置であって、前記ガス洗浄塔は下部に前記高温ガス化
炉から排出された被洗浄ガス流を導入する気液混合体サ
イクロン部を配設すると共に、その上部にシーブ式トレ
イと衝突板式トレイによる棚段部を配設した2段式ガス
洗浄装置から構成されることを特徴とする有機性廃棄物
のガス化処理装置。 - 【請求項2】 前記棚段部は、シーブ式トレイと衝突板
式トレイを各2段づつに組み込んでなり、かつ、被洗浄
ガス流の上流側からシーブ式トレイと衝突板式トレイの
順序で配設されていることを特徴とする請求項1記載の
有機性廃棄物のガス化処理装置。 - 【請求項3】 前記ガス洗浄塔の前処理装置としてベン
チュリー式スクラバを組み込んであることを特徴とする
請求項1又は2に記載の有機性廃棄物のガス化処理装
置。
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