JP2001098283A - 有機物質に富んだ供給物から可燃性ガスを造りだす方法とプラント - Google Patents

有機物質に富んだ供給物から可燃性ガスを造りだす方法とプラント

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JP2001098283A JP2000246695A JP2000246695A JP2001098283A JP 2001098283 A JP2001098283 A JP 2001098283A JP 2000246695 A JP2000246695 A JP 2000246695A JP 2000246695 A JP2000246695 A JP 2000246695A JP 2001098283 A JP2001098283 A JP 2001098283A
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マルティ エリク
Gerard Martin
マルタン ジェラール
Etienne Lebas
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バイオマス等の、有機物質に富んだ供給物か
ら、残留タール分が少なく、アルカリ塩の揮発の少ない
高発熱量の可燃性ガスを造りだす装置と方法とを提供す
る。 【解決手段】 供給物を３００℃〜９００℃、大気圧に
近い圧力のもとで熱分解すること、熱分解より得られる
固型生成物を燃焼手段へ送ること、及び燃焼により生じ
た熱を熱分解のために利用することを含む方法。また、
熱分解に後続してその熱分解ガスの熱クラッキングを行
なうこと、熱分解及び熱クラッキングを２つの異なった
手段の中で行なうこと、熱分解温度及び熱クラッキング
温度を独立に制御すること、及びその全熱分解ガスの熱
クラッキングを８００℃と１２００℃との間において空
気の完全な不存在のもとに行なうことを含む上記方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばバオマス、
家庭ごみ及び／又は工業廃棄物、農業廃棄物、下水汚泥
のような有機物成分を含む固型供給物から可燃性ガスを
作り出すことに関する。
【０００２】
【従来の技術】有機物成分を含む固型供給物から可燃性
ガスを造り出すために主要な２つの方法があり、すなわ
ちガス化法及び、パイロリシスとも呼ばれる熱分解法で
ある。熱分解或いはパイロリシスは酸素の完全な不存在
において行なわれる熱的な減成分解過程である。これは
平均的な、又は高い発熱量を有するガス及びコークスと
呼ばれる炭素に富んだ固体相の生成に導く。本発明によ
れば、熱分解の間に造り出された炭素に富んだ固型残渣
をその熱分解炉の加熱のための燃料として使用すること
によってその反応の総合エネルギー効率を改善すること
が可能である。
【０００３】一方、ガス化はその供給物の部分酸化に相
当するものであり、これはガスのみが造り出されるよう
な条件のもとで行なわれる酸化反応である。しかしなが
らこれの主な欠点は、発熱量の低いガスが造り出される
ことである。本発明の好ましい具体例の１つによれば、
その熱分解過程を熱分解ガスの熱クラッキングと組み合
わせ、それによりその熱分解ガスの中に含まれる重質の
化合物を除き、そしてその可燃性ガスのエネルギー効率
の改善のもとに最終的に高い発熱量のガスを得ることが
可能である。
【０００４】固型供給物を可燃性ガスに変えるためのガ
ス化法を用いる従来技術によるプラントは性質の異なっ
たいくつかの問題をもたらす： ○ガス化に先立ってその供給物のかなりな予備処理が必
要である。この予備処理は微粉砕及び／又は相当な乾燥
を含むことができる。 ○その造り出されたガスの中に含まれる残留タール類及
び、例えばカリウムやナトリウムに基づく化合物のよう
な揮発性アルカリ塩を除去するためにいくつかの処理操
作が必要である。これらの処理は、例えば熱間濾過及び
／又はガス洗浄である。 ○供給されるガス化用空気に基づく窒素ガス容積や燃焼
のためにその造り出されたガスの発熱量は低い。
【０００５】例えばヨーロッパ特許出願ＥＰ−Ａ２−
０，８６４，３４９は熱分解操作及び熱クラッキング操
作の実施を許容する装置を記述しており、その際熱クラ
ッキングはその熱分解炉の加熱に既に用いられた熱ガス
によって行なわれる。従ってそのような条件のもとでは
温度の制御、より正確には熱クラッキング過程の温度上
昇の制御は困難である。その上に、そのクラッキング温
度は約９００℃以下に留まっており、これはその熱分解
ガスの中に含まれることのある重質成分の効率的なクラ
ッキングには不十分である。
【０００６】米国特許ＵＳ−４，３００，９１５は廃棄
物の熱分解のための方法を記述しているが、その際その
熱分解ガスのクラッキングに必要な熱は上記熱分解ガス
の１部を上記熱分解ガスの他の部分の燃焼によりもたら
されるガスと直接混合することにより与えられる。従っ
てその造り出された最終的なガスの発熱量は比例的に低
下し、そしてその値は通常のガス化炉からのガスのそれ
に近い。その上に、この特許に記述されている発明の総
合エネルギー効率は、その炭素分に富んだ熱分解固型残
渣を利用しないために劣っている。
【０００７】もちろん、これら全ての問題はこれらのプ
ラントの性能及びコストに直接の影響を有する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ター
ル類のような重質生成物を含まず、アルカリ塩のような
鉱物性汚染物質を含まない、高可燃性ガスを造り出すこ
とである。このような高可燃性ガスはガスエンジン、ガ
スタービン、ボイラー又はバーナー等のようなエネルギ
ー生産の過程や装置において有利に使用することができ
る。本発明の技術的範囲より逸脱することなく、この高
可燃性ガスはその後で、例えばスチームリホーミング又
は部分酸化処理のような改質処理により水素を富化させ
ることができる。
【０００９】熱分解段階からの固型分残渣の利用が可燃
性ガスのエネルギー効率の実質的な改善を許容するとす
れば、熱分解段階とクラッキング段階とを本発明の好ま
しい具体例の１つに従って連続的に組み合わせることは
中でも上述の問題を克服することも有利に許容し、その
際いくつかの技術的利点がもたらされ、その若干のもの
は下記にあげるものであることができる： ○熱分解及び熱クラッキングの２つの過程を空気の完全
な不存在のもとに実施するためにその造り出された熱分
解ガスの発熱量は高い。そのガスの予想される発熱量は
ガス化過程から得られるガスのそれの２ないし４倍の値
であり、従ってこれらのガスは高い熱的水準を必要とす
る装置においてより容易に利用することができる。 ○中でも熱分解のために回転炉を使用することに関連し
てその供給物の大きさと組成とについての品質に関する
柔軟性が大きい。実際に、回転円筒の中での固型供給物
の移送の型及びこの固体相の滞留時間を考えるならば、
その固体仕込み物の適正な流れが微細に粉砕され、及び
／又は粒度調整された物質を必要とするような固定床型
反応器あるいは流動床を用いるガス化過程の場合がそう
であるような、粉砕され、及び／又は調整された供給物
を使用することは不必要である。 ○クラッキング段階の間に正しい水／タール比を得るよ
うに行なう供給物の乾燥はわずかである。 ○熱分解炉の中での限定された温度の結果としてカリウ
ムやナトリウムのようなアルカリ金属塩が揮発せず、こ
れは熱分解の下流に存在する種々の装置のファウリング
や腐食が少ないことをもたらす。 ○クラッキング装置からやってくるガスが重質成分を含
まず、そして簡単な条件のもとで実証された技術により
実施することのできる濾過過程しか必要としないために
ガス後処理過程が大いに容易化される。 ○その処理されるべきガスの容積が小さく、従って小型
のプラント及び少ないコストしか必要としない。 ○熱分解の間に放出されるＮＨ3 が熱クラッキングされ
て分子状窒素を形成することが可能であり、これが排出
窒素酸化物の量を制限することを許容する。
【００１０】本発明に従う方法により造り出されたガス
は有利なことに、その濾過の後で多くのエネルギー用途
においてタール分や揮発性アルカリ金属の存在に伴う上
述の問題を起こすことなく容易に利用されることを許容
する下記のような特性を有する： ○このガスは、熱発生手段と組み合わされたバーナーに
より燃焼させることができる。 ○このガスは圧縮してガスエンジンやガスタービンにお
いて使用し、電気及び／又は熱を発生させることができ
る。 ○これは、水素で富化させるために例えばスチームリホ
ーミングや部分酸化処理のような種々の転化方法により
処理することができる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明の対象
は、有機物質に富んだ供給物から可燃性ガスを造りだす
ための、上記供給物の熱分解を含む方法であり、その際
その固型熱分解生成物を次に燃焼手段へ送りこみ、上記
燃焼により生じた熱を熱分解の実施のために、すなわち
その熱分解炉に必要な熱エネルギーを与えるために利用
する。
【００１２】好ましい具体例の１つによれば、その熱分
解段階に続いてその熱分解ガスの熱クラッキングを行な
うことができ、その際その２つの操作が２つの異なった
手段によって行なわれる。
【００１３】本発明によれば、熱分解温度及び熱クラッ
キング温度はそれぞれ独立に制御することができ、その
際熱分解は３００℃と９００℃との間の温度範囲で大気
圧に近い圧力のもとで行なわれ、熱クラッキングは８０
０℃と１２００℃との間において行なわれる。
【００１４】本発明によれば、この方法は更に、熱クラ
ッキングガスのための急速冷却段階を含むことができ
る。
【００１５】更に、この方法はその冷却されたクラッキ
ングガスを濾過する段階を含むことができる。
【００１６】特別な態様の１つによれば、上記の冷却さ
れ、及び／又は濾過されたクラッキングガスの１部をガ
スエンジン又はガスタービンのようなエネルギー生成手
段へ送り込むことができる。
【００１７】本発明の１態様によれば、その冷却され、
及び／又は濾過されたクラッキングガスの１部を熱クラ
ツキング反応器のバーナーのような加熱手段の燃料とし
て送り、利用することができる。
【００１８】更にまた、ガスエンジンやタービンのよう
なエネルギー生成手段からやってくる熱ガスを熱回収手
段へ送り込むことができる。
【００１９】有利には、その炭素分に富んだ固型残渣の
燃焼により生ずるガスをその熱分解反応器の加熱に利用
した後でエネルギー回収装置へ送り込むことができる。
【００２０】また更にこの方法は、その濾過されたガス
をエネルギー生成手段へ供給するに先立って圧縮するこ
とを含むことができる。
【００２１】本発明の興味ある態様の１つによれば、そ
の熱分解手段と燃焼手段とが１つのコンパクトな集合体
を形成している。
【００２２】本発明はまた、有機物質に富んだ供給物か
ら可燃性ガスを造りだすための、上記供給物の熱分解を
許容する手段を含むプラントにも関する。これはその固
型熱分解生成物を燃焼させるための手段を含み、それに
より上記燃焼によって生じた熱が３００℃と９００℃と
の間の温度範囲内で大気圧に近い圧力のもとに上記熱分
解を行なわせる。
【００２３】本発明によれば、熱クラッキング手段は熱
分解手段に後続して配置されることができ、そしてその
プラントは熱分解温度と熱クラッキング温度とをそれぞ
れ独立に制御する手段を含むことができ、その際その熱
クラッキング手段は全ての熱分解ガスの熱クラッキング
を空気の完全な不存在のもとに８００℃と１２００℃と
の間の温度において実施できるように配置されているこ
とができる。
【００２４】このプラントは熱クラッキング手段からや
って来るガスの急速冷却のための手段を含むことができ
る。
【００２５】このプラントはまた、上記冷却手段の出口
のところに配置された、その冷却されたガスの濾過を許
容する手段を含むことができる。
【００２６】その燃焼手段は熱分解手段からやってくる
固型分のための第１の入口と、及び場合により予熱され
ていてもよい燃焼用空気のための第２の入口とを含むこ
とができる。
【００２７】このプラントはまた、エンジンやタービン
のような、濾過手段からやってくるガス及び／又は冷却
手段からやって来るガスを受け取るエネルギー生成手段
を含むことができるが、これは熱及び／又は電気を作り
出すことを許容する装置である。
【００２８】熱クラッキング過程のための加熱はそのク
ラッキングガスの１部を燃焼させるための、中でもバー
ナーのような燃焼手段から供給されることができる。
【００２９】このプラントは、その濾過手段の下流でか
つエネルギー生成手段の上流に配置された、そのクラッ
キングされ、冷却されて濾過されたガスを圧縮するため
の手段を含むことができる。
【００３０】その熱分解手段は、加熱のための空間によ
り取り囲まれた、その供給物のための回転囲繞体を含む
回転炉を含むことができる。
【００３１】その燃焼手段は、熱分解手段の入口に連結
された燃焼ガスのための出口を含むことができる。
【００３２】その燃焼手段からやって来る燃焼ガス及び
燃焼熱によってその熱分解手段を直接加熱することがで
きる。
【００３３】その熱クラッキング手段は、熱分解ガスの
ための入口と、熱分解ガスが内部を循環する１組の金属
管と、耐熱材料で作られた殻体と、クラッキングされた
ガスのための出口と、上記殻体の中へ開口していて空気
及び可燃性ガスが供給される１組のバーナーと、各入口
に設けられた流量制御手段と、及び各バーナーからの燃
焼ガスのための出口とを含むことができる。
【００３４】その熱クラッキング手段は熱分解ガスのた
めの入口と、耐熱材料でできた殻体と、クラッキングさ
れたガスのための出口と、上記殻体の中に延びている密
封された封入体の中へそれぞれ開口していて空気及び可
燃性ガスがそれぞれ供給される１組のバーナーと、各入
口に設けられた流量制御手段と、及びそれらバーナーか
らの燃焼ガスのための少なくとも１つの出口とを含むこ
とができる。
【００３５】本発明の他の種々の利点、詳細及び諸特徴
は、以下に添付の図面の参照のもとにあげる非制限的な
いくつかの例より明らかとなるであろう。
【００３６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の具体例の主
要な各要素を示すフローシートである。以下において、
本発明を機能的及び構造的構成について記述する。
【００３７】本発明に従う方法は、好ましくはバイオマ
スを処理することを対象とする。熱分解のために、種々
の大きさ及び組成の供給物を処理できることから、回転
炉１が好ましく用いられる。従ってこの装置の柔軟性
は、これにバイオマスのような主供給物を供給すること
を許容するばかりでなく、家庭ごみ、一般の工業廃棄
物、農業廃棄物或いは下水汚泥のような有機物を含む種
々の固型供給物の混合物をも供給することが許容され
る。
【００３８】加工されていない供給物を処理することが
熱分解に先立って必要とされる場合がある。この予備処
理段階はその供給物の性質（組成、粒度、湿分等）に左
右され、そして通常的な種々の技術、すなわち粗砕、乾
燥等、が用いられる。この予備処理段階の目的は回転炉
１の入口においてその仕様に合致する供給物を得ること
であり、すなわち ○その供給物の最大粒度は３０ｃｍ以下であり、そして
好ましくは１０ｃｍ以下であり、 ○この供給物の湿分含有量は６０重量％以下、そして好
ましくは２０重量％以下である。
【００３９】実際に、その供給物の湿分含有率は、熱分
解に引き続いて行なわれることのあるガスの或る熱クラ
ッキング反応に影響を有する。そのクラッキング効率は
そのガスの中に存在する水分の量、また従ってその供給
物の中に最初から存在しているそれに依存する。
【００４０】この方法の全ての利点を発揮させるため
に、そして熱分解の後に得られるガス状供給物を後でク
ラッキングする場合に、好ましくは最初の乾燥を行なう
ことなく、そのクラッキング段階の最適の運転条件の範
囲内で操作することが許容されるような湿分含有量の種
々の供給物の処理を試みるのがよい。より正確には、そ
の水／熱分解ガスの質量比が０．１ と１０との間であ
るような初期湿分含有量の種々の供給物を処理すること
が試みられよう。水蒸気は炭化を制限し、或いは更に防
止することさえできるような、クラッキングに対するプ
ラスの効果を有することが知られている。
【００４１】場合により行なわれるこの予備処理段階に
続いて、そのバイオマスは間接的に加熱される回転炉１
の中へ、この炉と外部との間の密封を提供して外部空気
が炉内に流入するのを防ぐ装置（図示されていない）に
よって供給される。このような密封を提供する装置はア
ルキメデスのねじポンプ、或いはその供給物をコンパク
トな個別のバッチで導入することを許容する系であるこ
とができる。
【００４２】ここで熱分解のために用いられる回転炉
は、加熱のための環状空間３により囲まれている回転囲
繞体１を含む。
【００４３】本発明の技術的範囲より逸脱することな
く、移動火格子、振動テーブル等を備えた間接加熱系の
ような熱分解手段を設けることができる。
【００４４】その供給物は、これが回転囲繞体１の中で
熱の作用のもとに前進してゆくにつれて残存水分が除去
され、次いでこれは空気の完全な不存在のもとに熱的減
成、すなわち熱分解を受け、これが或るガス相（粗製ガ
ス）及び炭素分に富んだ固型残渣（コークス）の形成に
導く。
【００４５】ここで、そのバイオマス及び熱分解により
生じたガスは炉の中で一緒に循環する。この過程は３０
０℃と９００℃との間、好ましくは５００℃と７００℃
との間の温度範囲において大気圧に近い圧力のもとで行
なわれる。その固型分の炉の中での滞留時間は、有機物
の完全な分解を許容するのに充分な長さである。これは
３０分間と１８０分間との間、より好ましくは４５分間
と９０分間との間の範囲である。このような滞留時間の
条件において、そしてその回転炉の中での温度条件から
考えて、そのガス状供給物の中に存在するタール分は最
小限化されている。
【００４６】その熱分解過程の運転条件は好ましくは、
下記の基準が一緒に満たされるように選ばれるのがよ
い： ○供給物加熱速度は、タール状重質生成物の形成が最小
限化されることを許容するような速度でなければなら
ず、これは５℃／分と１００℃／分との間の範囲であ
る。 ○その供給物の最終的に到達する温度は、固型生成物収
量及びタール状重質生成物の収量を低くしてガス収量を
最適化させることを許容する必要がある。 ○その固体相の最終的に到達する温度はカリウム塩やナ
トリウム塩のような主アルカリ塩の揮発温度よりも高く
てはならない。
【００４７】回転炉の出口においてそのコークスは外部
に対する密封を提供する装置（回転弁、ギロチン弁空気
遮断装置、又は図示されていないこのような操作を許容
する他のいずれかの装置）を介して排出される。次にこ
のコークスは熱分解炉１を加熱するのに必要なエネルギ
ー、すなわち回転炉１の囲繞体の中で行なわれる乾燥及
び熱分解の過程に必要なエネルギーを発生させるための
燃焼装置２へ送り込まれる。
【００４８】燃焼装置２は濃密流動床、混合床、同伴
床、スクリュー炉、火格子炉或いは種々の固体燃料を燃
焼させることを許容する他の型の装置であることができ
る。燃焼装置２には、特定のライン２０ａを介して燃焼
用空気が供給され、この空気は場合によってはその運転
の総合効率を改善するために予熱されていてもよい。手
段２の中でのコークスの燃焼温度、また従ってその熱分
解温度を制御するために空気流量制御手段２０がライン
２０ａに設けられていてもよい。
【００４９】本発明の１具体例によれば、コークスの燃
焼により生じた熱ガスは、熱分解ガスが内部を循環する
回転囲繞体１を取り囲む二重殻体３の中へ１つ以上のラ
イン５を介して送り込まれる。この二重殻体３の中でそ
の熱ガスは、炉１の中で循環している固型供給物に対し
て向流で、又は並流で、所望の加熱速度と最終温度条件
とに従って循環することができる。二重殻体３の中を循
環している熱ガスは、４００℃と１２００℃との間、好
ましくは６００℃と１０００℃との間の温度範囲にあ
る。そのエネルギーは回転囲繞体１の金属壁へ輻射及び
対流によって伝達される。
【００５０】図１において熱分解手段１と燃焼手段２と
の間のコークスの移送を許容する連結部材は参照数字４
で示してあり、一方燃焼手段２と熱分解手段１との間の
熱ガスの移送を許容する連結部材は参照数字５で示して
ある。
【００５１】コークスの流れの制御を許容するために中
間貯留手段２８が連結部材４に設けられていてもよい。
回転弁、アルキメデスねじポンプ或いはコークスの流れ
を制御することを許容する他のいずれかの装置のような
手段２４がこのラインに貯留手段２８の出口と燃焼手段
２の入口との間に設けられていてもよい。手段２４は手
段２の中の燃料の流量の制御、従ってコークスの燃焼温
度、また従って熱分解温度の制御を許容する。
【００５２】有機物に富んだ供給物の分解よりもたらさ
れ、そして熱分解手段１からやってくる熱分解ガスは、
この例では３００℃と９００℃との間、好ましくは５０
０℃と７００℃との間の温度範囲にある。これらのガス
は燃料の乾燥及び熱分解反応によりもたらされる水蒸気
と、熱分解反応よりもたらされるガス、例えばＣＯ、Ｃ
Ｏ2 、Ｈ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈx 及びＣ3 Ｈy のような、
外気温度において凝縮しないガス類、ＮＨ3 、及び少な
くとも４個の炭素原子を有する重質炭化水素の蒸気、と
の混合物よりなる。
【００５３】このガスはまた、例えばＨＣｌ及びＨ2 Ｓ
のような酸性ガス並びに懸濁粒子を少量含んでいてもよ
い。好ましい具体例の１つによれば、このガス相は、重
質の炭化水素蒸気を非凝縮性ガスに転化させるための熱
クラッキング過程を受けさせるために連結部材６を介し
て反応器７へ送り込むことができる。
【００５４】この熱クラッキング反応は８００℃と１２
００℃との間、好ましくは９００℃と１１００℃との間
の温度範囲において行なわれる。
【００５５】本発明によれば、このクラッキング過程に
必要なエネルギーはそのクラッキングされて再循環され
るガスの１部であってもよい燃料が供給される外部バー
ナー８によって提供される。
【００５６】本発明の技術的範囲より逸脱することな
く、それらバーナー８には天然ガス、液化石油ガスその
他のような通常的な燃料を供給することができる。
【００５７】好ましくは弁２５、２６が上記燃料を制御
するために配置され、そして他の弁２１、２２が空気入
口に配置されて、それによりクラッキング温度及びこの
温度の上昇率の制御を許容することができる。
【００５８】クラッキングは空気の完全な不存在のもと
に行なわれ、そして供給物加熱用バーナー８からの燃焼
ガスは、図３及び４を参照して以下に説明するように、
そのクラッキングされるべき供給物と接触することはな
い。
【００５９】図３においてクラッキング反応器７は、ラ
イン６を通して導入されるクラッキングされるべき供給
物が内部を循環するいくつかの金属管３０を含む耐熱性
材料でできた殻体２９よりなる。各バーナー８は耐熱性
の壁の中に設けられており、そしてこれらは金属管３０
の外壁を加熱する。バーナー８及び管３０のレイアウト
は、最適の温度上昇率と滞留時間とが得られ、それによ
り最高の転化率でガスをクラッキングするように選ばれ
る。
【００６０】この最高の転化率は、その供給物の中に存
在する重質炭化水素類の全てが軽質ガスに転化されると
きに得られる。その供給物の温度／滞留時間の条件及び
その水分含有量は、タール類の転化が最大となり、そし
てコークス化が最少となるように選ばれる。
【００６１】クラッキング温度の制御手段が好ましくは
いくつかの弁の形で設けられ、これは、例えば可燃性ガ
スその他について３３ａ及び３３ｂ、そして燃焼用空気
について３２ａ及び３２ｂのようである。
【００６２】本発明に従うクラッキング装置の中でのガ
スの滞留時間は０．１秒と１０秒との間、好ましくは１
秒間と５秒間との間である。
【００６３】反応器７の第２の可能なレイアウトのもの
が図４に示されており、ここでは反応器７はそのクラッ
キングされるべき供給物が内部を循環する不活性の耐熱
性材料でできた殻体２９よりなる。各バーナー８が反応
器７の内側空間の中まで延びているいくつかの密閉され
た封入体３１の中へ開口している。それら封入体３１は
セラミック材料又は炭化珪素でできていることができ
る。それらバーナーとそのクラッキングされるべきガス
との間の熱伝達は各管３１の輻射による。バーナー８の
レイアウトは、ガスを最良の転化率でクラッキングさせ
るために最適の温度上昇速度と滞留時間とが得られるよ
うに選ばれる。
【００６４】クラッキング装置７の中でのガスの温度上
昇速度及びクラッキング温度は、可燃性ガス入口３４
ａ、３４ｂ及び空気入口３５ａ、３５ｂに配置されたい
くつかの弁によって制御される。
【００６５】クラッキング反応器の中で遭遇する問題の
１つは炭化である。実際に、多量に過ぎるコークスの形
成は供給物余熱バーナーの故障を引き起こし、そして熱
伝達を制限する。ガスのクラッキング段階の間の炭化速
度によって並行に作動される２つのクラッキング反応器
を設けることができ、それら２の反応器の１つはガスを
クラッキングさせるのに用いられ、そして第２のものは
脱コークス期において用いられる。この脱コークス化過
程は空気及び／又は水蒸気の注入のような通常的な手段
を用いて行なわれる。
【００６６】例えば図３の具体例に従い記述されるもう
一つの技術手段は、いくつかの管が設けられている単一
クラッキング装置７を用いることよりなり、その際それ
らの管のただ１つのみが或る与えられた期間にわたって
脱コークス化条件で運転される。
【００６７】いずれにしてもそのクラッキング装置の出
口においてそのクラッキングされたガスは本質的に、Ｃ
Ｏ、ＣＯ2 、Ｈ2 、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈx 及び懸濁コークス
粒子よりなる。
【００６８】クラッキングされたガスは、好適には１０
０℃と５００℃との間、好ましくは２００℃と３００℃
との間の範囲の最終温度まで迅速に冷却し、全ての化学
反応を停止させるのがよい。連結部材９がそのクラッキ
ングされたガスの、反応器７の出口と冷却手段１０の入
口との間での移動を許容する。
【００６９】次にその冷却されたガスを懸濁しているコ
ークス粒子の除去のために適当な手段１１の中で濾過す
る。この手段１１の中での濾過は、１００℃と５００℃
との間、好ましくは２００℃と３００℃との間の範囲の
最終温度で行なわれる。濾過は金属カートリッジ濾過
器、バッグフィルタその他のような、この技術分野にお
いて公知のいずれかの方法及び材料を用いて行なわれ
る。この濾過段階はコークス粉塵の除かれたクラッキン
グガスを得ることを許容し、この粉塵は高い発熱量を有
するので再利用することができる。
【００７０】非制限的な例として、このようなガスはボ
イラ、熱エンジン或いはガスタービンにおいて使用する
ことができる。
【００７１】更に、本発明の技術的範囲より逸脱するこ
となく、圧縮手段（図示されていない）を濾過手段１１
の出口においてガスの圧縮のために設けることができ
る。
【００７２】濾過手段１１の出口においてそのクラッキ
ングされ、冷却され、そして濾過されたガスは２つの流
れに分割されることができ、その一方は熱クラッキング
手段７のバーナー８へ供給され、この場合にはそのため
に連結部材１２が設けられている。第２のガス流は、上
述のように、エネルギー生成手段１３へ供給するために
用いられる。そのためのライン１４がそのために必要で
ある。上に述べたように、各バーナー８にはクラッキン
グされたガスを供給するのではなくて、他の適当な燃料
を供給することもできる。
【００７３】更に、エネルギー生成手段１３には、好ま
しくは制御手段２３の設けられたライン（参照番号な
し）を通して空気が供給される。
【００７４】熱効率を最適化させるための１つの可能性
は、二重殻体３からのガスを適当なライン１５によって
熱回収手段１７へ送り込むことよりなることもできる。
【００７５】熱回収手段１７からやってくるガスＦは次
に、例えば煙突（参照番号なし）へライン１８を介して
排出される。
【００７６】手段１７からのエネルギー（水蒸気、熱水
等）は適当な手段２７を介して取り出される。
【００７７】更にまた、連結部材１６が冷却手段１０と
熱回収手段１７（ボイラその他）との間に手段１０から
熱を手段１７へ移動させるために設けられていることが
できる。
【００７８】手段１３からやってくるガスはライン１９
を介して手段１７へ送ってこのプラントの総合熱効率を
上昇させることができる。
【００７９】以上に記述したプラントは従ってその熱分
解温度と熱クラッキング温度とを独立に制御することを
有利に許容する。
【００８０】図２は、図１のそれと熱分解手段１及び燃
焼手段２について異なっている本発明の具体例の１つを
示す。
【００８１】この第２の具体例によれば、熱分解炉及び
燃焼炉は単一の集合体を形成するように結合されてい
る。
【００８２】燃焼手段２は、例えば熱分解手段１の全体
又は１部の下方に配置されていることができる。このも
のは狭い移動火格子又は仕切られた流動床或いはスクリ
ュートラフよりなることができる。上記燃焼手段２の軸
に沿う温度推移の調節は、回転シリンダの局部的エネル
ギー所要量を満足させるために上記燃焼手段と組み合わ
されたいくつかの容器の各空気の流れによって行なうこ
とができる。燃焼手段２のこの態様は、コンパクトな装
置を与え、熱損失を制限し、燃焼手段２と熱分解炉１と
が連結されることを防ぎ、そしてそのエネルギー生成が
その利用と結び合わされているために少ない過剰空気量
で運転することによりエネルギー効率を改善する。
【００８３】
【発明の効果】本発明により、バイオマス等の、有機物
質に富んだ供給物から、残留タール分が少なく、アルカ
リ塩の揮発の少ない高発熱量の可燃性ガスを造りだす装
置と方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１具体例の各主要構成部分の図式的フ
ローシート。
【図２】本発明のもう一つの具体例の各主要構成部分の
図式的フローシート。
【図３】本発明に従う熱クラッキング装置の説明図。
【図４】本発明に従うもう一つの熱クラッキング装置の
説明図。
【符号の説明】
１ 熱分解手段 ２ 燃焼手段 ３ 二重殻体 ４、５、６、９、１２、１６ 連結部材 ７ クラッキング反応器 ８ バーナー １０ 冷却手段 １１ 濾過手段 １３ エネルギー生成手段 １７ 熱回収手段 ２０〜２６ 熱分解温度、熱クラッキング温度の制御手
段 ２８ 貯留手段 ２９ 囲繞体 ３０ 金属管 ３１ 封入体
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/00 ３０２ Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０２Ｆ (72)発明者 ジェラール マルタン フランス国 69230 サン ジェニ ラバ ル シェマン ド ピュト 63 ラ プチ コリン （番地なし) (72)発明者 エチェヌ レバ フランス国 92500 リュイル マルメゾ ン エンパース サン シュルピス １

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有機物質に富んだ供給物から可燃性ガス
    を造りだすための、少なくとも上記供給物の熱分解を含
    む方法において、上記熱分解を３００℃と９００℃との
    間の温度範囲内で大気圧に近い圧力のもとで行なうこ
    と、上記熱分解より得られる固型生成物を燃焼手段
    （２）へ送ること、及び上記燃焼により生じた熱を熱分
    解のために利用することを含む方法。
  2. 【請求項２】 上記供給物の上記熱分解に後続してその
    熱分解ガスの熱クラッキングを行なうこと、熱分解及び
    熱クラッキングを２つの異なった手段（１、７）の中で
    行なうこと、熱分解温度及び熱クラッキング温度を独立
    に制御すること、及びその全熱分解ガスの熱クラッキン
    グを８００℃と１２００℃との間において空気の完全な
    不存在のもとに行なうことを含む、請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 更に、熱クラッキングの後に得られるガ
    スを急速に冷却する段階を含む、請求項１又は２の方
    法。
  4. 【請求項４】 更に、その冷却されたクラッキングガス
    を濾過する段階を含む、請求項２又は３の方法。
  5. 【請求項５】 上記冷却され、及び／又は濾過されたク
    ラッキングガスの一部をエンジンやタービンのようなエ
    ネルギー生産手段（１３）へ送る、請求項２ないし４の
    いずれか１つの方法。
  6. 【請求項６】 クラッキングガスの一部を上記熱クラッ
    キングのための燃料として送り、利用する、請求項２な
    いし５のいずれか１つの方法。
  7. 【請求項７】 エネルギー生産手段（１３）からやって
    くるガスをエネルギー回収手段（１７）へ送る、請求項
    ５又は６の方法。
  8. 【請求項８】 燃焼ガスを、熱分解のための加熱の後、
    エネルギー回収手段（１７）へ送る、先行の各請求項の
    いずれか１つの方法。
  9. 【請求項９】 更に、上記の濾過されたガスを、これが
    エネルギー生産手段（１３）へ供給されるに先立って圧
    縮する段階を含む、請求項５ないし８のいずれか１つの
    方法。
  10. 【請求項１０】 熱分解手段（１）と燃焼手段（２）と
    がコンパクトな集合体を形成している、請求項５の方
    法。
  11. 【請求項１１】 有機物質に富んだ供給物から可燃性ガ
    スを造りだすための、上記供給物の熱分解を許容する手
    段（１）を含むプラントにおいて、これが上記熱分解よ
    り得られる固型生成物の燃焼のための手段（２）を含
    み、それにより上記燃焼によって生じた熱が上記熱分解
    を３００℃と９００℃との間の温度範囲内で大気圧に近
    い圧力のもとに行なわせることを特徴とするプラント。
  12. 【請求項１２】 熱クラッキング手段が熱分解手段の後
    に配置されており、そしてこのプラントは熱分解温度と
    熱クラッキング温度とを独立に制御するための手段（２
    ０ないし２６）を含み、この熱クラッキング手段（７）
    は、全ての熱分解ガスの熱クラッキングが８００℃と１
    ２００℃との間において空気の完全な不存在のもとに行
    なわれるように配置されている、請求項１１のプラン
    ト。
  13. 【請求項１３】 更に、熱クラッキング手段（７）から
    やってくるガスのための急速冷却手段（１０）を含む、
    請求項１１又は１２のプラント。
  14. 【請求項１４】 更に、冷却手段（１０）の出口に配置
    された冷却ガス濾過手段（１１）を含む、請求項１３の
    プラント。
  15. 【請求項１５】 上記燃焼手段（２）が熱分解手段
    （１）からやってくる固型物のための第１の入口（４）
    と、及び場合により予熱された燃焼空気のための第２の
    入口（２０ａ）とを含む、請求項１１ないし１４のいず
    れか１つのプラント。
  16. 【請求項１６】 更に、エンジン又はタービンのような
    エネルギー生産手段（１３）を含み、これが濾過手段
    （１１）からやってくるガス及び／又は冷却手段からや
    ってくるガスを受け取り、その際上記手段（１３）は熱
    及び／又は電気を造り出すことを許容する、請求項１４
    又は１５のプラント。
  17. 【請求項１７】 熱クラッキングのための加熱を、クラ
    ッキングガスの一部の燃焼のための手段（８）によって
    行なう、請求項１１ないし１６のいずれか１つのプラン
    ト。
  18. 【請求項１８】 更に、濾過手段の下流でエネルギー生
    産手段の上流に配置されている、クラッキングされて冷
    却され、濾過されたガスのための圧縮手段を含む、請求
    項１１ないし１７のいずれか１つのプラント。
  19. 【請求項１９】 熱分解手段（１、３）が、加熱のため
    の空間（３）により取り囲まれた、その供給物のための
    回転囲繞体よりなる回転炉（１）を含む、請求項１１な
    いし１８のいずれか１つのプラント。
  20. 【請求項２０】 燃焼手段（２）が燃焼ガスのための出
    口（５）を含み、その際この出口は熱分解手段（１、
    ３）の入口に連結されている、請求項１１ないし１９の
    いずれか１つのプラント。
  21. 【請求項２１】 燃焼熱及び燃焼手段（２）からやって
    くるガスが直接熱分解手段（１）を加熱する、請求項１
    １ないし２０のいずれか１つのプラント。
  22. 【請求項２２】 熱クラッキング手段（７）が、熱分解
    ガスのための入口（６）と、内部を熱分解ガスが循環す
    る１組の金属管（３０）と、耐熱材料でできた殻体（２
    ９）と、クラッキングされたガスのための出口（９）
    と、前記囲繞体（２９）の中へ開口していて空気と可燃
    性ガスとが供給される１組のバーナー（８）と、各入口
    の流量を制御する手段（３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３
    ｂ）と、及び各バーナーからの燃焼ガスの出口とを含
    む、請求項１１ないし２１のいずれか１つのプラント。
  23. 【請求項２３】 熱クラッキング手段（７）が、熱分解
    ガスのための入口（６）と、耐熱材料でできた殻体（２
    ９）と、クラッキングされたガスのための出口（９）
    と、殻体（２９）の中へ延びている密封された封入体
    （３１）の中へそれぞれ開口していて、それぞれに空気
    と可燃性ガスとが供給されている１組のバーナー（８）
    と、それぞれの入口に設けられた流量制御手段（３４
    ａ、３４ｂ、３５ａ、３５ｂ）と、及び各バーナーから
    の燃焼ガスのための少なくとも１つの出口とを含む、請
    求項１１ないし２２のいずれか１つのプラント。
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