JP2002030290A - ガス化炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ごみ・流動媒体供給装置を備えるガス化炉
で、当該装置の供給が停止した場合にガス化炉内を保温
可能とし稼働効率の低下を防止すると共に、運転開始前
のガス化炉内の昇温時間を短縮するのを可能とし稼働効
率の向上を図る。 【解決手段】 着火性を有する第１流動媒体Ｘ１を、第
１流動媒体供給源１８から第１流動媒体導入経路１９を
介してごみ・流動媒体供給装置２０に対して導入し、ご
み・流動媒体供給装置２０によりごみＡと共にガス化炉
１内部に供給する一方で、第１流動媒体Ｘ１に比して高
い着火性を有する第２流動媒体Ｘ２を、供給／遮断手段
２４により、第２流動媒体供給源２１から第２流動媒体
導入経路２２を介してガス化炉１内部に供給若しくはそ
の供給を遮断し、ごみ・流動媒体供給装置２０によるガ
ス化炉１内部への供給が停止した場合や運転開始前に、
第２流動媒体Ｘ２を、ガス化炉１内部に供給可能とする
ように構成して成るもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流動媒体が流動す
る流動床を備え、ごみを熱分解ガス化するガス化炉に関
し、詳しくは、この流動媒体を着火性を有する流動媒体
としたガス化炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般廃棄物や産業廃棄物等のごみを熱分
解ガス化する流動床型ガス化炉は、内部に流動媒体が流
動する流動床を備え、当該内部にごみを供給すること
で、このごみを熱分解ガス化する。

【０００３】このようなガス化炉では、ごみを撹拌、流
動させる機能に加えて火種とすべく、流動媒体を着火性
を有する流動媒体にすると共に、この流動媒体を、例え
ばスクリューフィーダ等のごみ・流動媒体供給装置によ
り、ごみと混合して（ごみと共に）ガス化炉内部に供給
するものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなガス化炉に
あっては、運転中に、例えば故障等でごみ・流動媒体供
給装置の供給が停止すると、ごみ及び着火性を有する流
動媒体のガス化炉内部への供給が停止されるため、当該
ガス化炉内部のカーボン分が完全に燃焼してしまうと、
火種が無くなり、ガス化炉内の温度が低下することにな
る。このように、ガス化炉内の温度が低下してしまう
と、運転温度まで上げるのに相当の時間を要し、稼働効
率が低下するという問題がある。

【０００５】また、このようなガス化炉では、運転開始
前に、スタートアップバーナ等の助燃装置を用いて、ガ
ス化炉内の温度を流動媒体が着火する温度まで上げた
後、流動媒体をガス化炉内部に供給するわけであるが、
この運転開始前のガス化炉内の昇温時間を短縮すること
も望まれている。

【０００６】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、ごみ・流動媒体供給装置を備え
るガス化炉において、ごみ・流動媒体供給装置の供給が
停止した場合にガス化炉内を保温可能とし、稼働効率の
低下を防止すると共に、運転開始前のガス化炉内の昇温
時間を短縮するのを可能とし、稼働効率の向上を図るガ
ス化炉を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によるガス化炉
は、着火性を有する流動媒体が流動する流動床を内部に
備え、この内部に供給されるごみを熱分解ガス化するガ
ス化炉において、着火性を有する第１の流動媒体を供給
する第１の流動媒体供給源と、この第１の流動媒体供給
源からの第１の流動媒体を導く第１の流動媒体導入経路
と、この第１の流動媒体導入経路を介して導入される第
１の流動媒体をごみと共に内部に供給するごみ・流動媒
体供給装置と、第１の流動媒体に比して高い着火性を有
する第２の流動媒体を供給する第２の流動媒体供給源
と、この第２の流動媒体供給源からの第２の流動媒体を
内部に導く第２の流動媒体導入経路と、第２の流動媒体
供給源の第２の流動媒体を内部に対して供給／遮断可能
とする供給／遮断手段と、を具備して成る。

【０００８】このように構成されたガス化炉によれば、
着火性を有する第１の流動媒体は、第１の流動媒体供給
源から第１の流動媒体導入経路を介してごみ・流動媒体
供給装置に対して導入され、このごみ・流動媒体供給装
置により、ごみと共にガス化炉内部に供給される。一
方、第１の流動媒体に比して高い着火性を有する第２の
流動媒体は、供給／遮断手段により、第２の流動媒体供
給源から第２の流動媒体導入経路を介してガス化炉内部
に供給若しくはその供給が遮断される。このため、例え
ば故障等でごみ・流動媒体供給装置によるガス化炉内部
への供給が停止した場合には、第１の流動媒体に比して
高い着火性を有する第２の流動媒体が、供給／遮断手段
により、ガス化炉内部に供給可能とされて、ガス化炉内
が保温可能とされ、特に第１の流動媒体を供給する場合
に比して保温が一層確実且つ良好に成される。加えて、
運転開始前には、供給／遮断手段により、第１の流動媒
体に比して高い着火性を有する第２の流動媒体が、ガス
化炉内部に供給可能とされ、運転開始前のガス化炉内の
昇温時間が第１の流動媒体を供給する場合に比して短縮
されるようになる。

【０００９】ここで、第２の流動媒体導入経路を通る第
２の流動媒体が、内部における流動床上方に形成される
フリーボードに供給されると、流動床に供給される場合
に比して、着火熱がガス化炉全体に伝わり、温度低下が
一層防止される。

【００１０】また、第１の流動媒体としては、具体的に
は、例えば、コークスが挙げられ、第２の流動媒体とし
ては、具体的には、例えば、活性コークスが挙げられ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガス化炉の好
適な実施形態について添付図面を参照しながら説明す
る。図１は、本発明によるガス化炉を示す概略構成図で
あり、本実施形態のガス化炉１は、例えば、ごみ熱分解
ガス化溶融システムに採用されている。

【００１２】ガス化炉１は概略、内部に供給される一般
廃棄物や産業廃棄物等のごみＡを約９００°Ｃ（運転温
度）で熱分解ガス化し、この熱分解ガス化により生成さ
れた炉底灰等の固形物Ｂを底部から適宜排出すると共
に、同時に生成された可燃性の熱分解ガスを、出口経路
６を介して、付設されるサイクロン７に排出する。

【００１３】サイクロン７は、固体−気体（固気）分離
装置であり、分離した固形物を、ダウンパイプ１０を介
して、ガス化炉１内部に戻す一方で、分離した熱分解ガ
スを、ガスライン１１を介して、所定の排ガス処理系１
２に排出する。

【００１４】排ガス処理系１２は、例えば、サイクロン
７からの可燃性の熱分解ガスを冷却するガス冷却装置、
この冷却された熱分解ガス中の塩素等の有害物質と結合
する消石灰を混入する消石灰混入装置、有害物質を集塵
するバグフィルタ（集塵器）をこの順に並設して、脱有
害物質、無塵とされた清浄な可燃性ガスを回収するもの
で、この可燃性ガスは、ごみ熱分解ガス化溶融システム
に採用されている、例えば、ガス化炉１で生成される炉
底灰を溶融する溶融炉の可燃性ガスとして、また、ごみ
乾燥装置の熱風炉で使用する可燃性ガスとして、また、
発電システムの一部を構成する燃焼炉で燃焼される可燃
性ガスとして供されて、有効利用される。

【００１５】次に、ガス化炉１に関して詳説する。この
ガス化炉１は、縦長の略円筒形状を成し底部細とされる
本体部２を備える。この本体部２内が所謂燃焼室に相当
し、下部に、流動媒体Ｘ（本実施形態では、第１の流動
媒体Ｘ１、第２の流動媒体Ｘ２が用いられるが、両流動
媒体を総称する場合には流動媒体Ｘとする）が流動し揮
発分の火炎燃焼を主とした流動床３が形成され、上部
に、未燃ガスや浮遊炭素粒子を燃焼させて燃焼を完結さ
せる所謂フリーボード（上部空間）４が画成される。

【００１６】本体部２は、供給される燃焼・流動用空気
を内部に導入する複数の空気導入口８を備え、燃焼・流
動用空気を均一に分散・導入することにより、流動媒体
Ｘが流動してごみＡが燃焼する流動床３が形成される。

【００１７】また、ガス化炉１は、当該ガス化炉１の運
転開始前（ごみＡ供給前）にガス化炉内の温度を運転開
始温度まで上げるべく熱風を発生するスタートアップバ
ーナ（助燃装置）９を備えると共に、この熱風をガス化
炉１内に導く熱風路１３を備えている。

【００１８】特に本実施形態のガス化炉１は、ごみＡ及
び第１の流動媒体Ｘ１を本体部２内に供給する供給系
と、後述の所定の時期に第２の流動媒体Ｘ２を本体部２
内に供給する供給系と、を備えている。

【００１９】ここで、本実施形態では、第１の流動媒体
として、ごみＡを撹拌、流動させて流動床３を形成する
機能に加えて火種とすべく（着火性を有すべく）、コー
クスが採用されている。また、第２の流動媒体Ｘ２とし
ては、コークスより高い着火性を有する活性コークスが
採用されている。

【００２０】ごみＡ及びコークスＸ１の供給系は、ごみ
供給系Ｚ１で供給されるごみＡ及びコークス供給系Ｚ２
で供給されるコークスＸ１を、ごみ・コークス供給系Ｚ
３で本体部２内に供給する。

【００２１】ごみ供給系Ｚ１は、ごみＡを収容し供給す
るごみホッパ１５と、ごみホッパ１５のごみＡを下方の
ごみ・コークス供給系Ｚ３に導くごみ導入経路１６と、
を備え、ごみ導入経路１６のごみ・コークス供給系Ｚ３
側に、当該ごみ・コークス供給系Ｚ３に対するごみＡの
送り出し量を制御しながら送り込む例えばスクリューフ
ィーダ等より成るごみ供給装置１７が介装される。

【００２２】コークス供給系Ｚ２は、コークスＸ１を収
容し供給するコークスホッパ（第１の流動媒体供給源）
１８と、コークスホッパ１８のコークスＸ１をごみ・コ
ークス供給系Ｚ３に導くコークス導入経路（第１の流動
媒体導入経路）１９と、を備える。

【００２３】ごみ・コークス供給系Ｚ３は、例えばスク
リューフィーダ等より成るごみ・コークス供給装置（ご
み・流動媒体供給装置）２０を備え、このごみ・コーク
ス供給装置２０が、ごみ供給系Ｚ１から供給されるごみ
Ａと、コークス供給系Ｚ２から供給されるコークスＸ１
とを混合し、本体部２内に対するごみＡ及びコークスＸ
１の送り出し量を制御しながらこれらＡ，Ｘ１を直接流
動床３に供給する。

【００２４】また、活性コークスＸ２を本体部２内に供
給する活性コークス供給系Ｚ４は、活性コークスＸ２を
収容し供給する活性コークスホッパ（第２の流動媒体供
給源）２１と、活性コークスホッパ２１の活性コークス
Ｘ２をフリーボード４に導く活性コークス導入経路（第
２の流動媒体導入経路）２２と、を備え、この活性コー
クス導入経路２２の本体部２側に、フリーボード４に対
する活性コークスＸ２の送り出し量を制御しながら送り
込む例えばスクリューフィーダ等より成る活性コークス
供給装置２３が介装される。

【００２５】活性コークス供給系Ｚ４は、さらに、活性
コークス導入経路２２の活性コークス供給装置２３より
上流位置に、活性コークスホッパ２１からの活性コーク
スＸ２をそれより下流（本体部２内）に対して供給／遮
断可能とする開閉ダンパ（供給／遮断手段）２４を備え
ると共に、この開閉ダンパ２４の開閉を制御する制御手
段３０を備えている。

【００２６】この制御手段３０は、活性コークス導入経
路２２を、運転開始前（ごみＡ供給前）には開とし、運
転時には閉とし、運転中において例えばセンサ等で検出
されるごみ・コークス供給装置２０の供給停止に応じて
開とするように開閉ダンパ２４を制御する。

【００２７】なお、ごみ導入経路１６のごみ供給装置１
７より上流位置、コークス導入経路１９の上流位置及び
下流位置、活性コークス導入経路２２の上流位置及び活
性コークス供給装置２３より上流位置には、２重ダンパ
装置２５〜２９が各々介装されている。この２重ダンパ
装置２５〜２９は、開閉可能なダンパを上下方向の２箇
所に備え、このダンパの開閉を互いに排他的に行う（一
方を開にして他方を閉にし、他方を開にして一方を閉に
し、これを繰り返す）ことで、ガス化炉１内の圧力を外
部に漏出することなく、ごみＡ及びコークスＸ１、活性
コークスＸ２を導入可能とするものである。

【００２８】このように構成されたガス化炉１によれ
ば、運転開始前にあっては、スタートアップバーナ９が
点火されて熱風が導入され、ガス化炉内の温度を流動媒
体が着火する温度まで上げた後、スタートアップバーナ
９が消火され、この後、開閉ダンパ２４により活性コー
クス導入経路２２が開とされ、活性コークスホッパ２１
の活性コークスＸ２が、ガス化炉１内に供給される。

【００２９】ガス化炉１内に活性コークスＸ２が供給さ
れると、空気導入口８を介して燃焼・流動用空気が導入
され、活性コークスＸ２が流動する流動床３が形成され
る。

【００３０】この時、活性コークスＸ２は、コークスＸ
１より着火性が高いため、ガス化炉内の昇温時間は、コ
ークスＸ１を供給する場合に比して短縮される。そし
て、所定量の活性コークスＸ２が供給されると、開閉ダ
ンパ２４により活性コークス導入経路２２が閉とされ
る。

【００３１】活性コークスＸ２が着火し、流動床３の温
度が運転温度になると、ごみホッパ１５のごみＡ及びコ
ークスホッパ１８のコークスＸ１が、ごみ・流動媒体供
給装置２０に導入され、ごみＡ及びコークスＸ１が混合
されて流動床３に供給される。

【００３２】このガス化炉１の運転中に、例えば故障等
によるごみ・コークス供給装置２０の供給停止が検出さ
れると、開閉ダンパ２４により活性コークス導入経路２
２が開とされ、活性コークスホッパ２１の活性コークス
Ｘ２が、フリーボード４に供給される。

【００３３】このように、ごみ・コークス供給装置２０
による流動床３への供給が停止しても、活性コークスＸ
２が、開閉ダンパ２４により活性コークス導入経路２２
が開とされてフリーボード４に供給されるため、ガス化
炉１内が保温され、稼働効率の低下を防止するのが可能
とされている。

【００３４】しかも、このごみ・コークス供給装置２０
による供給停止時には、コークスＸ１より高い着火性を
有する活性コークスＸ２が供給されるため、コークスＸ
１を供給する場合に比して保温を一層確実且つ良好に成
すのが可能とされている。

【００３５】また、本実施形態においては、開閉ダンパ
２４の開閉を制御する制御手段３０を備えているため、
開閉ダンパ２４の開閉の自動化が図られており、作業者
の負担が軽減されていると共に応答性が向上されてい
る。

【００３６】また、運転開始前には、コークスＸ１より
高い着火性を有する活性コークスＸ２がガス化炉内に供
給されるため、運転開始前の昇温時間がコークスＸ１を
供給する場合に比して短縮されており、稼働効率の向上
が図られている。

【００３７】以上、本発明をその実施形態に基づき具体
的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施形態においては、ごみ・
コークス供給装置２０、活性コークス供給装置２３を送
り出し量が正確なスクリューフィーダとしているが、ス
クリューフィーダに限定されるものではなく、他の供給
装置としても良い。

【００３８】また、上記実施形態においては、ごみＡを
直接流動床３に供給するようにしているが、フリーボー
ド４に供給する場合にも勿論適用可能である。

【００３９】また、上記実施形態においては、活性コー
クスＸ２をフリーボード４に供給し、流動床３に供給す
る場合に比して、着火熱がガス化炉全体に伝わるように
して、一層の保温を図っているが、活性コークスＸ２を
流動床３に供給するようにしても良い。

【００４０】また、上記実施形態においては、制御手段
３０により、開閉ダンパ２４の開閉を制御するようにし
ているが、作業者が、適宜手動で開閉ダンパ２４を開閉
するようにしても良い。

【００４１】また、開閉ダンパ２４は、活性コークスホ
ッパ２１の供給口に設けられていても良い。

【００４２】また、上記実施形態においては、活性コー
クスホッパ２１からの活性コークスＸ２をガス化炉１内
部に対して供給／遮断する手段を、開閉ダンパ２４とし
ているが、これに限定されるものではなく、例えば、こ
の開閉ダンパ２４を設けずに、活性コークス供給装置２
３や、２重ダンパ装置２８，２９で、活性コークスＸ２
をガス化炉１内部に対して供給／遮断する手段を構成す
ることも考えられる。

【００４３】また、上記実施形態においては、ごみＡと
共に供給する第１の流動媒体をコークス、第２の流動媒
体を活性コークスとしているが、これらに限定されるも
のではなく、第１の流動媒体が着火性を有し、第２の流
動媒体が第１の流動媒体に比して高い着火性を有してい
れば、他の流動媒体でも勿論良い。

【００４４】また、ガス化炉１の下部から排出された炉
底灰を、篩等の選別手段で、カーボン分を含む炉底灰
（完全燃焼していない炉底灰）と完全燃焼した炉底灰と
に選別し、この選別されたカーボン分を含む炉底灰を、
着火性を有する第１の流動媒体として、第１の流動媒体
導入経路（上記実施形態のコークス導入経路）１９に戻
す場合にも適用可能である。この場合には、カーボン分
を含む炉底灰を、第１の流動媒体導入経路１９に戻す
（供給する）源が第１の流動媒体供給源に相当する。

【００４５】

【発明の効果】本発明によるガス化炉は、着火性を有す
る第１の流動媒体を、第１の流動媒体供給源から第１の
流動媒体導入経路を介してごみ・流動媒体供給装置に対
して導入し、このごみ・流動媒体供給装置により、ごみ
と共にガス化炉内部に供給する一方で、第１の流動媒体
に比して高い着火性を有する第２の流動媒体を、供給／
遮断手段により、第２の流動媒体供給源から第２の流動
媒体導入経路を介してガス化炉内部に供給若しくはその
供給を遮断し、例えば故障等でごみ・流動媒体供給装置
によるガス化炉内部への供給が停止した場合には、第１
の流動媒体に比して高い着火性を有する第２の流動媒体
を、供給／遮断手段により、ガス化炉内部に供給可能と
して、ガス化炉内を保温可能とし、特に第１の流動媒体
を供給する場合に比して保温を一層確実且つ良好に成す
ように構成したものであるから、稼働効率の低下を防止
するのが可能となる。加えて、運転開始前には、供給／
遮断手段により、第１の流動媒体に比して高い着火性を
有する第２の流動媒体を、ガス化炉内部に供給可能と
し、運転開始前のガス化炉内の昇温時間を第１の流動媒
体を供給する場合に比して短縮するように構成したもの
であるから、稼働効率の向上を図るのが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス化炉を示す概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１…ガス化炉、３…流動床、４…フリーボード、１８…
コークスホッパ（第１の流動媒体供給源）、１９…コー
クス導入経路（第１の流動媒体導入経路）、２０…ごみ
・コークス供給装置（ごみ・流動媒体供給装置）、２１
…活性コークスホッパ（第２の流動媒体供給源）、２２
…活性コークス導入経路（第２の流動媒体導入経路）、
２４…開閉ダンパ（供給／遮断手段）、３０…制御手
段、Ａ…ごみ、Ｘ１…コークス（第１の流動媒体）、Ｘ
２…活性コークス（第２の流動媒体）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 着火性を有する流動媒体が流動する流動
   床を内部に備え、この内部に供給されるごみを熱分解ガ
   ス化するガス化炉において、 着火性を有する第１の流動媒体を供給する第１の流動媒
   体供給源と、 この第１の流動媒体供給源からの第１の流動媒体を導く
   第１の流動媒体導入経路と、 この第１の流動媒体導入経路を介して導入される第１の
   流動媒体を前記ごみと共に前記内部に供給するごみ・流
   動媒体供給装置と、 前記第１の流動媒体に比して高い着火性を有する第２の
   流動媒体を供給する第２の流動媒体供給源と、 この第２の流動媒体供給源からの第２の流動媒体を前記
   内部に導く第２の流動媒体導入経路と、 前記第２の流動媒体供給源の第２の流動媒体を前記内部
   に対して供給／遮断可能とする供給／遮断手段と、 を具備したガス化炉。
2. 【請求項２】 前記第２の流動媒体導入経路を通る第２
   の流動媒体が、前記内部における前記流動床上方に形成
   されるフリーボードに供給されることを特徴とする請求
   項１記載のガス化炉。
3. 【請求項３】 前記第１の流動媒体は、コークスであ
   り、前記第２の流動媒体は、活性コークスであることを
   特徴とする請求項１または２記載のガス化炉。