JP2004115576A - Method for producing dry distillation gas and system for producing dry distillation gas - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生ゴミや汚泥、或いは更に廃プラスチックや紙類や木材等を含む廃棄物等の固体燃料を乾留して、有用な乾留ガスを発生させる乾留ガス発生方法及び乾留ガス発生システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
特許文献1(特開2002−38165号公報)には、固体燃料として主に湿潤な廃棄物を対象とした湿潤燃料ガス化システム及びガス化方法が開示されている。この湿潤燃料ガス化システムは、湿潤な燃料(廃棄物)を加熱・乾燥する乾燥装置と、低温水蒸気を600℃以上の高温水蒸気に加熱する水蒸気加熱装置と、乾燥装置で乾燥された乾燥燃料を熱分解するガス化炉又は熱分解炉と、ここで生成した熱分解ガスを水蒸気加熱装置からの改質用高温水蒸気により高温粗ガスに改質する改質装置とからなり、乾燥装置は、改質装置で改質された高温粗ガスの熱を利用して湿潤な燃料を加熱・乾燥させ、水蒸気加熱装置は、乾燥装置から導出した臭気性水蒸気を加熱して改質用高温水蒸気を生成するようになっている。
【0003】
また、特許文献2(特開2000−158885号公報)には、廃棄物の炭化だけを目的とした炭化炉が開示されている。この炭化炉は、炭化室と加熱室との間にヒータを設置して炭化室内の廃棄物をバッチ式に炭化させるもので、炭化炉の重量を、炭化室内の廃棄物と共にロードセルにより乾留開始の前後両時点で測定し、その前後の測定値の変動量に基づいて炭化室内の廃棄物の炭化度を判定するようになっている。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−38165号公報(第6頁、図1)
【特許文献2】
特開2000−158885号公報(第3頁、図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献1に記載の湿潤燃料ガス化システムでは、ガス化炉又は熱分解炉の他に、その前処理装置として、臭気性水蒸気を分離できる乾燥装置を別途必要としており、それだけ処理が複雑で、自動制御が難しいとともにシステム規模の大きい高価なものとなり、更に全体として熱損失の増加を免れない。
【0006】
特許文献2に記載の炭化炉は、廃棄物の炭化だけを目的とし、しかも炭化室で発生した水蒸気を排気管から排気しているだけである。また、炭化炉の重量をロードセルで測定しているものの、その目的は、炭化室内の廃棄物の炭化度を判定することにある。
【0007】
ところで、大量の廃棄物を処理する大規模処理施設や最終処理施設向けではなく、比較的少量の廃棄物を処理する小規模施設向けとし、しかもコージェネレーション等のために、乾留ガスを連続して発生させる連続発生式の乾留ガス発生システムとする場合、乾留ガス発生炉の小型化、熟練者でないユーザに対する使用の容易性、同品質の乾留ガスの安定した連続発生等が重要な課題となる。
本発明の目的は、このような課題を達成できる乾留ガス発生方法及び乾留ガス発生システムを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の乾留ガス発生方法は、乾留ガス発生炉内に、固体燃料を連続的又は間欠的に投入するとともに、乾留用高温ガスを連続的に送入して乾留により炭化させ、熱分解による乾留ガスを発生させながら、乾留ガス発生炉内の固体燃料の重量を重量センサにて測定し、乾留ガス発生炉内への固体燃料の投入量と、乾留ガス発生炉内の火格子からの燃焼残留物の排出量を測定重量に基づき自動制御する。
【0009】
すなわち、本発明では、乾留ガス発生炉の小型化及び乾留ガスの連続発生のために、固体燃料を連続的又は間欠的に投入するとともに、乾留用高温ガスを連続的に送入して、乾留用高温ガスで乾留させる。乾留(燃焼)の進行により炉内の条件が変わるので、その変化を、炉内の固体燃料の重量を重量センサにて測定することにより捉え、乾留ガス発生炉内への固体燃料の投入量と、乾留ガス発生炉内の火格子からの燃焼残留物(炭化物や灰等)の送出量を測定重量に基づき自動制御することで、炉内を一定の燃焼・乾留条件に維持し、同品質の乾留ガスの安定した連続発生を図る。
【0010】
乾留ガス発生炉内への乾留用高温ガスの送入量も測定重量に基づき自動制御すれば、炉内の燃焼・乾留条件の維持が一層確実になる。
【0011】
炉内の固体燃料の重量測定は、乾留ガス発生炉の全部又は一部と共に、炉外の重量センサにて測定することで可能である。
【0012】
炉内では、下から燃焼ゾーン、乾留ゾーン、予備乾燥ゾーン、乾留ガスゾーンが生じているので、その各ゾーンの温度を温度センサで測定し、固体燃料の投入量と火格子からの燃焼残留物の送出量を測定温度によっても自動制御すれば、炉内の燃焼・乾留条件の制御を精密に行える。
【0013】
乾留ガス発生炉内への乾留用高温ガスの送入量も測定温度に基づき自動制御できる。
【0014】
乾留ガス発生炉内に熱風を送入して乾留を開始することにより、乾留ガス発生炉の運転開始を短時間に効率良く行える。
【0015】
本発明の乾留ガス発生システムは、固体燃料を乾留により炭化させて熱分解による乾留ガスを発生させる乾留ガス発生炉と、この乾留ガス発生炉内へ乾留用高温ガスを送入する乾留用高温ガス供給手段と、乾留ガス発生炉内に固体燃料を連続的又は間欠的に投入する固体燃料供給手段と、乾留ガス発生炉内の火格子から燃焼残留物を送出する燃焼残留物送出手段と、乾留ガス発生炉内の固体燃料の重量を測定する重量センサと、その測定重量に基づき固体燃料供給手段及び燃焼残留物送出手段を自動制御する制御装置とを備えてなる。
【0016】
好ましくは次のような形態とする。
制御装置は、測定重量に基づき乾留用高温ガス供給手段も自動制御する。
【0017】
重量センサは、固体燃料の重量を乾留ガス発生炉の全部又は一部と共に炉外で測定する。
【0018】
乾留ガス発生炉は、断熱材による外筒内に、固体燃料の重量を受ける燃料受け用内筒を有し、重量センサは、固体燃料の重量をこの燃料受け用内筒と共に測定する。この場合、火格子は燃料受け用内筒内に配置する。
【0019】
乾留ガス発生炉内における燃焼ゾーン、乾留ゾーン、予備乾燥ゾーン、乾留ガスゾーンの各ゾーンの温度を測定する温度センサを備え、制御装置は、固体燃料供給手段及び燃焼残留物送出手段を測定温度によっても自動制御する。
【0020】
制御装置は、乾留用高温ガス供給手段を測定温度によっても自動制御する。
【0021】
乾留ガス発生炉内に熱風を送入して乾留を開始する始動用熱風発生手段を備える。
【0022】
燃焼残留物送出手段にて火格子から送出される燃焼残留物を炉外へ排出する燃焼残留物排出手段を備える。
【0023】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に、本発明の一実施例の乾留ガス発生システムAと、これからの乾留ガスを改質及び精製するガス改質・精製システムBの一例とを併せて示す。
【0024】
乾留ガス発生システムAは、縦型乾留ガス発生炉1と、廃棄物等の固体燃料を破砕する破砕機2と、破砕された固体燃料を乾留ガス発生炉1内へ連続的又は間欠的に投入する固体燃料供給手段である搬入用コンベア2aと、乾留ガス発生炉1内へ熱風を吹き込んで運転を開始する始動用熱風発生手段である熱風発生器3と、乾留ガス発生炉1の重量を支えてその中の固体燃料の重量を乾留ガス発生炉1と共に測定する重量センサであるロードセル4と、その測定重量に基づいて各種の制御を行う制御装置(図示せず)とからなる。
【0025】
ガス改質・精製システムBは、乾留ガス発生炉1内での熱分解にて生じた水蒸気を含む熱分解ガス(乾留ガス)を導入し、タール分やすす等を高温下(例えば800〜1000℃)で水蒸気と反応させて改質するガス改質手段である改質炉5と、この改質炉5からの高温(例えば約800℃)の改質ガスを濾過するフィルタ6と、ブロアー7からの低温空気(清浄空気)を、濾過後の改質ガスと熱交換して例えば約600℃の高温空気とする熱交換器8と、熱交換後の改質ガスを冷却・洗浄して精製ガスとする冷却・精製装置9と、その精製ガスの一部と、熱交換器8から分岐供給されて例えば約450℃となった一部の高温空気とを混合部10aで混合し、触媒燃焼部10bで燃焼触媒にて燃焼させて例えば約1300℃の改質用高温空気として改質炉5内に吹き込む改質用高温空気生成装置10とからなる。
【0026】
熱交換器8からの約600℃の高温空気の大部分は、乾留ガス発生炉1内へ乾留用高温空気として下側から送り込まれて固体燃料の乾留に供されるが、一部は、上記のように分岐して改質用高温空気生成装置10へ送られ、改質炉5内に改質のための熱と酸素を与える改質用高温空気として供される。
【0027】
冷却・精製装置9で精製された精製ガスは、一部が上記のように改質用高温空気生成装置11での燃料に供されるが、大部分は、例えば発電装置11のための燃料ガス等として有効利用される。
【0028】
乾留ガス発生炉1は、投入された固定燃料を、比較的低い温度(300〜600℃程度)でしかも完全燃焼するには不充分な空気量で乾留して炭化させ、熱分解による乾留ガスを発生する。その運転開始は、熱風発生器3から乾留ガス発生炉1内へ熱風を吹き込んで行い、開始後、熱風発生器3はオフにされ、以後は熱交換器8からの高温空気が、乾留用高温空気として同じ供給口から乾留ガス発生炉1内へ連続送入される。
【0029】
乾留ガス発生炉1内の下部には、多孔状又は網目状の火格子12が水平に設置され、この火格子12より上に、下から燃焼ゾーン13、乾留ゾーン14、予備乾燥ゾーン15、乾留ガスゾーン16が形成される。乾留ガス発生炉1の周壁には、各ゾーンの温度をそれぞれ測定する温度センサ17が設置されている。
【0030】
火格子12より下、つまり火格子12と乾留ガス発生炉1の底部1aとの間は給気室18となっており、熱風発生器3からの熱風及び熱交換器8からの高温空気は、この給気室18から火格子12を通って上昇する。この給気室18の温度も温度センサ17にて測定される。
【0031】
火格子12上には、図示しないモータにより回転される撹拌ロータ19が設けられている。この撹拌ロータ19は、固体燃料の撹拌を行う撹拌手段と、燃焼残留物(炭化物や灰)を火格子12の下方へ送出(落下)する燃焼残留物送出手段とを兼ねている。なお、撹拌ロータ19に代えて振動機を用いてもよい。
【0032】
乾留ガス発生炉1の底部1a上には、撹拌ロータ19と同じモータにて回転される排出ロータ20が設けられており、火格子12から落下した燃焼残留物はこの排出ロータ20の回転により炉外へ排出される。
【0033】
乾留ガス発生炉1内の固体燃料の重量は、乾留ガス発生炉1と共に、重量センサである炉外のロードセル4にて測定され、その測定重量信号は、温度センサ17による各ゾーンの測定温度信号と共に制御装置へ入力される。制御装置は、乾留ガス発生炉1内を一定の燃焼・乾留条件とするため、測定重量及び測定温度に基づいて搬入用コンベア2aによる固体燃料の投入量と、撹拌ロータ19による火格子12からの燃焼残留物の送出量を制御する。具体的には、搬入用コンベア2aのモータと撹拌ロータ19のモータをプログラムに従い自動制御する。更に、制御装置は、熱交換器8からの高温空気量も制御する。その制御は、例えば熱交換器8からの配管中に設置した高温ガス供給制御用バルブ21を制御することにより可能である。
【0034】
乾留ガス発生炉1内での熱分解による生じた乾留ガスは、乾留ガス発生炉1の上部から配管を通じて改質炉5へ送られる。この乾留ガスは、固体燃料が湿潤な廃棄物である場合、水蒸気を含んだ熱分解ガスとなる。しかし、水蒸気を含んでいるものの、改質炉5内でタール分やすす等を改質するには熱と酸素が不充分であるため、熱交換器8で予熱した高温空気に、冷却・精製装置9からの一部の精製ガスを燃料として改質用高温空気生成装置10の混合部(ミキサ)10aで混合し、触媒燃焼部10bで燃焼触媒にて燃焼させて約1300℃の改質用高温空気として改質炉5内に吹き込む。燃焼させても、改質に充分な酸素量が改質炉5内に与えられるように、空気量と精製ガス量を調整する。
【0035】
改質用高温空気生成装置10の触媒燃焼部10bは、図2の模式図に示すように、白金やパラジウム等の貴金属又はこれらの酸化物よりなる粒子を断面ハニカム構造とした燃焼触媒を用い、その燃焼触媒を担持したチャンネルと担持しないチャンネルとを交互に配置して、担持したチャンネルで発生した燃焼反応熱を担持しないチャンネルを通るガスに熱交換して温度を平均化させるパイプ構造となっている。改質用高温空気生成装置10は、混合部10aを含めて全体として小型のパイプ状であるため、改質炉5内に設けることができるが、その外側に設けてもよい。
【0036】
改質炉5内の途中には、球形セラミックス等の耐熱素材を積層して通気可能とした耐熱素材積層5aが形成されており、改質炉5内に流入した熱分解ガスとそれよりも温度が高い改質用高温空気とは、耐熱素材積層5aの無数の微細流路に分散して通過し、改質用高温空気が有する熱と酸素を水蒸気に与えながら効果的に混合する。このため、熱分解ガス中の炭化水素と水蒸気との水蒸気改質反応は、微細流路を通過する際に効果的に進行し、短時間での反応が効率よく行われる。同時に、耐熱素材積層5aは、蓄熱機能を有するに加え、熱分解ガス中のタール分やすす等を捕捉して、改質を助長するとともに、ガスを浄化する浄化機能も有する。
【0037】
改質炉5でこのように改質された改質ガスは、フィルタ6で濾過(煤塵等を除去)された後、冷却・精製装置9で冷却及び洗浄されることにより、硫黄や塩素や煤塵や重金属等の有害物質が除去された精製ガスとなる。
【0038】
改質用高温空気生成装置10では、この精製ガスの一部と、熱交換器8で予熱した清浄空気とを混合して燃焼触媒にて燃焼させるため、ここで得られる改質用高温空気は清浄であり、改質用高温空気生成装置10内で有害物質等の蓄積をきたさない。なお、熱交換器8で予熱せずに燃焼してもよいことは勿論である。また、乾留ガス発生炉1へ供給する乾留用の高温空気についても、熱交換器8で予熱した高温空気以外に、他の系統から高温空気を導入してもよい。
【0039】
図3はガス改質・精製システムBの変形例を示す。この例では、改質用高温空気生成装置10の触媒燃焼部10bにて精製ガスのみを燃焼させ、その燃焼反応熱と熱交換器8からの加熱用空気とを熱交換させることにより、つまり予熱した清浄空気を精製ガスの燃焼反応熱を利用して更に加熱することで改質用高温空気とする。
【0040】
図1に示すガス改質・精製システム及び図3に示すガス改質・精製システムのいずれの場合も、乾留ガス発生炉1で湿潤な廃棄物を乾留する場合、その際に生じた熱分解ガス自体に、次工程の改質工程に供するに充分な量の水蒸気が含まれており、それからわざわざ水蒸気を分離する必要はなく、水蒸気と反応させるための熱と酸素は、精製ガスの燃焼反応熱で加熱した清浄な高温空気から補給すればよいとの観点から、改質用高温水蒸気を生成するための改質用高温水蒸気生成装置と、臭気性水蒸気を分離する乾燥装置を不要とした簡略なシステムとなっている。
【0041】
図4及び図5は、図1に示したシステムの具体例を示す。その各部については具体的に説明しないが、これらの図から、本発明による乾留ガス発生システムAを含めて全体として小規模なシステムとなることが理解できよう。
【0042】
図6及び図7に乾留ガス発生炉1の具体例を示す。この乾留ガス発生炉1は、縦長円筒形の炉本体1bが金属材と断熱材等により構成され、その内面には例えば耐熱温度1500℃程度の超高温耐熱塗料が塗布されている。炉本体1bは台枠22上に設置され、この台枠22はまた、支持脚23にて基台24上に支持され、乾留ガス発生炉1全体の重量が、支持脚23を介してロードセル4にかかるようになっている。
【0043】
火格子12は、炉本体1b内に水平に設置されている。この火格子12上の撹拌ロータ19と炉底部1a上の排出ロータ20とは、同じロータ軸25に例えば板状の羽根を固定したもので、台枠22に固定されたモータ26にて同時に回転される。図8、図9、図10に、火格子12と撹拌ロータ19と排出ロータ20のそれぞれの一例の平面を示す。ロータ軸25は、断熱材を介在させた炉外のカップリング27により、モータ26の回転を伝達する伝達軸28と断熱して連結されている。ロータ軸25は、耐熱性パッキンを用いた軸受にて軸受けされている。
【0044】
図11に乾留ガス発生炉1の他の具体例を示す。この乾留ガス発生炉1では、外筒となる炉本体1b内に、これと分離した有底の燃料受け用内筒29を配置し、この内筒29内に火格子12を設置して固体燃料の重量を内筒29で受けるようになっている。撹拌ロータ19は、内筒29内において火格子12上に設けられ、排出ロータ20は、内筒29内においてその底部29a上に設けられている。
【0045】
内筒29の重量は、その底部29aを支える支持脚30を介して炉外のロードセル4により測定される。支持脚30は、炉本体1bの底部1aを上下摺動自在に貫通している。内筒29は、外筒である炉本体1bより短く、内筒29の上端には、固体燃料を導入するための漏斗部29bが設けられている。
【0046】
図11の乾留ガス発生炉1の場合、重量の重い炉本体1bはロードセル4による測定重量に含まれず、軽量である内筒29の重量がその中の固体燃料と共に測定されるので、測定精度が高くなる。ロードセル4自体も耐圧仕様の低いもので足りる。
【0047】
同図において、内筒29内の燃焼残留物(炭化物や灰)は、排出ロータ20により、内筒29の底部29aの開口部を通じて炉本体1bの底部1aの排出口31から炉外へ排出され、更に搬出用コンベア32により回収器33内へ送られて回収される。なお、同図において34は固体燃料投入口、35は乾留用高温空気と開始用熱風の供給口、36は乾留ガス排出口で、それぞれに配管が接続される。固体燃料投入口34から乾留ガス発生炉1内へ固体燃料を投入する搬入装置は、乾留ガス発生炉1内の条件が投入により変動しないように、気密性の高い構造にすることが好ましい。例えば、スクリューコンベアを用いて搬入する場合、スクリューコンベアを先細状として固体燃料を圧縮しながら連動投入することで、気密性を確保できる。
【0048】
図12に乾留ガス発生炉1の別の具体例を示す。この乾留ガス発生炉1は、図11の場合とは若干異なり、内筒29が図11の場合よりも短く、内筒29の底部が火格子12となっている。
【0049】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、固体燃料を乾留ガス発生炉内へ連続的又は間欠的に投入するとともに、乾留用高温ガスを連続的に送入して乾留用高温ガスで乾留させるので、乾留ガス発生炉を小型化できる。乾留(燃焼)の進行による炉内の燃焼・乾留条件の変化を、固体燃料の重量を重量センサにて測定することにより捉え、乾留ガス発生炉内への固体燃料の投入量と、乾留ガス発生炉内の火格子からの燃焼残留物(炭化物や灰等)の送出量を測定重量に基づき自動制御するので、同品質の乾留ガスを安定して連続発生させることができ、廃棄物の炭化処理と同時にその際に生ずるガスを有効利用する小規模なコージェネレーション設備に好適である。
【0050】
乾留ガス発生炉内への乾留用高温ガスの送入量も測定重量に基づき自動制御すれば、炉内の燃焼・乾留条件の維持が一層確実になる。
【0051】
乾留ガス発生炉内における燃焼ゾーン、乾留ゾーン、予備乾燥ゾーン、乾留ガスゾーンの各ゾーンの温度を温度センサで測定し、固体燃料の投入量と火格子からの燃焼残留物の送出量を測定温度によっても自動制御すれば、炉内の燃焼・乾留条件の制御を精密に行える。
【0052】
乾留ガス発生炉を熱風にて運転開始すれば、運転開始を小さな熱源で短時間に効率よく行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の乾留ガス発生システムと、これからの乾留ガスを改質及び精製するガス改質・精製システムの一例とを併せて示すシステム構成図である。
【図2】図1中の改質用高温空気生成装置での燃焼触媒による燃焼の模式図である。
【図3】本発明の一実施例の乾留ガス発生システムと、ガス改質・精製システムの変形例を併せて示すシステム構成図である。
【図4】図1のシステムの具体例を示す側面図である。
【図5】同じく平面図である。
【図6】乾留ガス発生炉の一具体例を示す側面図である。
【図7】同じく背面図である。
【図8】乾留ガス発生炉の火格子の一例を示す平面図である。
【図9】撹拌ロータの一例を示す平面図である。
【図10】排出ロータの一例を示す平面図である。
【図11】乾留ガス発生炉の他の具体例を示す断面図である。
【図12】乾留ガス発生炉の別の具体例を示す断面図である。
【符号の説明】
A 乾留ガス発生システム
B ガス改質・精製システム
1 乾留ガス発生炉
1a 底部
1b 炉本体
2 破砕機
2a 搬入用コンベア
3 熱風発生器
4 ロードセル4
5 改質炉
5a 耐熱素材積層
6 フィルタ
7 ブロアー
8 熱交換器
9 冷却・精製装置
10 改質用高温空気生成装置
10a 混合部
10b 触媒燃焼部
11 発電装置
12 火格子
13 燃焼ゾーン
14 乾留ゾーン
15 予備乾燥ゾーン
16 乾留ガスゾーン
17 温度センサ
18 給気室
19 撹拌ロータ
20 排出ロータ
21 高温ガス供給制御用バルブ
22 台枠
23 支持脚
24 基台
25 ロータ軸
26 モータ
27 カップリング
28 伝達軸
29 内筒
29a 底部
29b 漏斗部
30 支持脚
31 排出口
32 搬出用コンベア
33 回収器
34 固体燃料投入口
35 乾留用高温空気と開始用熱風の供給口
36 乾留ガス排出口[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a carbonized gas generation method and a carbonized gas generation system for carbonizing solid fuels such as garbage and sludge, and also wastes including waste plastics, papers, wood, and the like to generate useful carbonized gas.
[0002]
[Prior art]
Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-38165) discloses a wet fuel gasification system and a gasification method mainly for wet waste as a solid fuel. This wet fuel gasification system includes a drying device for heating and drying wet fuel (waste), a steam heating device for heating low-temperature steam to high-temperature steam of 600 ° C. or higher, and a dry fuel dried by the drying device. It consists of a gasification furnace or pyrolysis furnace that thermally decomposes, and a reformer that reforms the pyrolysis gas generated here into high-temperature crude gas with high-temperature steam for reforming from a steam heater. The wet fuel is heated and dried using the heat of the high-temperature crude gas reformed by the reformer, and the steam heater heats the odorous steam derived from the dryer to generate high-temperature steam for reforming It has become.
[0003]
Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-158885) discloses a carbonization furnace intended only for carbonizing waste. In this carbonization furnace, a heater is installed between the carbonization chamber and the heating chamber to carbonize the waste in the carbonization chamber in a batch manner. The carbonization degree of the waste in the carbonization chamber is determined based on the measured values before and after the time, and based on the fluctuation amount of the measured values before and after the time.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-38165 (
[Patent Document 2]
JP-A-2000-158885 (
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the wet fuel gasification system described in
[0006]
The carbonization furnace described in
[0007]
By the way, it is not intended for large-scale treatment facilities and final treatment facilities that treat large amounts of waste, but for small-scale facilities that treat relatively small amounts of waste. In the case of a continuous generation type carbonization gas generating system for generating, there are important issues such as miniaturization of the carbonization gas generation furnace, ease of use for non-expert users, and stable continuous generation of carbonization gas of the same quality.
An object of the present invention is to provide a carbonized gas generation method and a carbonized gas generation system that can achieve such a problem.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The carbonization gas generating method of the present invention is characterized in that a solid fuel is continuously or intermittently charged into a carbonization gas generating furnace, and a high-temperature gas for carbonization is continuously fed to carbonize by carbonization and carbonization by pyrolysis. While generating gas, the weight of the solid fuel in the carbonization gas generating furnace was measured with a weight sensor, and the amount of solid fuel injected into the carbonization gas generating furnace and the residual combustion from the grate in the carbonization gas generating furnace were measured. Automatically controls the amount of material discharged based on the measured weight.
[0009]
That is, in the present invention, in order to reduce the size of the carbonization gas generating furnace and to continuously generate carbonization gas, the solid fuel is continuously or intermittently charged, and the high-temperature gas for carbonization is continuously supplied to perform the carbonization. Dry distillation with hot gas for use. Since the conditions inside the furnace change as the carbonization (combustion) progresses, the change is detected by measuring the weight of the solid fuel in the furnace with a weight sensor, and the amount of the solid fuel injected into the carbonization gas generating furnace is determined. By automatically controlling the amount of combustion residue (carbide, ash, etc.) from the grate in the carbonization gas generating furnace based on the measured weight, the furnace can be maintained under constant combustion and carbonization conditions, Achieve stable and continuous generation of carbonized gas.
[0010]
If the amount of the high-temperature gas for carbonization to be introduced into the carbonization gas generating furnace is also automatically controlled based on the measured weight, the combustion and carbonization conditions in the furnace can be more reliably maintained.
[0011]
The weight of the solid fuel in the furnace can be measured by a weight sensor outside the furnace together with all or a part of the carbonization gas generating furnace.
[0012]
In the furnace, a combustion zone, a carbonization zone, a preliminary drying zone, and a carbonization gas zone are generated from below, so the temperature of each zone is measured with a temperature sensor, and the amount of solid fuel charged and the combustion residue from the grate are measured. The automatic control of the amount of water discharged from the furnace according to the measured temperature enables precise control of the combustion and carbonization conditions in the furnace.
[0013]
The amount of the high-temperature gas for carbonization into the carbonization gas generating furnace can also be automatically controlled based on the measured temperature.
[0014]
By starting hot distillation by feeding hot air into the dry distillation gas generating furnace, the operation of the dry distillation gas generating furnace can be efficiently started in a short time.
[0015]
A dry distillation gas generating system according to the present invention includes a dry distillation gas generating furnace that carbonizes a solid fuel by dry distillation to generate a dry distillation gas by pyrolysis, and a high temperature gas for dry distillation that feeds a high temperature gas for dry distillation into the dry distillation gas generating furnace. Supply means; solid fuel supply means for continuously or intermittently charging solid fuel into the carbonization gas generating furnace; combustion residue sending means for transmitting combustion residues from a grate in the carbonization gas generating furnace; It comprises a weight sensor for measuring the weight of the solid fuel in the gas generating furnace, and a control device for automatically controlling the solid fuel supply means and the combustion residue delivery means based on the measured weight.
[0016]
Preferably, the following form is used.
The control device also automatically controls the hot gas supply means for carbonization based on the measured weight.
[0017]
The weight sensor measures the weight of the solid fuel together with all or a part of the carbonization gas generating furnace outside the furnace.
[0018]
The carbonization gas generating furnace has an inner cylinder for receiving the weight of the solid fuel in an outer cylinder made of a heat insulating material, and the weight sensor measures the weight of the solid fuel together with the inner cylinder for the fuel. In this case, the grate is arranged in the inner cylinder for fuel reception.
[0019]
A temperature sensor for measuring the temperature of each of the combustion zone, the carbonization zone, the preliminary drying zone, and the carbonization gas zone in the carbonization gas generating furnace is provided, and the control device controls the solid fuel supply means and the combustion residue delivery means according to the measured temperature. Also automatically control.
[0020]
The control device automatically controls the high-temperature gas supply means for carbonization also according to the measured temperature.
[0021]
The apparatus is provided with a starting hot air generating means for feeding hot air into the carbonization gas generating furnace to start carbonization.
[0022]
A combustion residue discharging means for discharging the combustion residue discharged from the grate by the combustion residue discharging means to the outside of the furnace is provided.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a dry distillation gas generation system A according to an embodiment of the present invention and an example of a gas reforming / refining system B for reforming and purifying the dry distillation gas from now on.
[0024]
The carbonization gas generation system A includes a vertical carbonization
[0025]
The gas reforming / refining system B introduces a pyrolysis gas (dry distillation gas) containing water vapor generated by pyrolysis in the dry distillation
[0026]
Most of the high-temperature air at about 600 ° C. from the heat exchanger 8 is sent from the lower side as high-temperature air for dry distillation into the dry distillation
[0027]
A part of the purified gas purified by the cooling / refining device 9 is provided to the fuel in the reforming high-
[0028]
The carbonization
[0029]
At the lower part of the carbonization
[0030]
An
[0031]
On the
[0032]
A
[0033]
The weight of the solid fuel in the carbonization
[0034]
The carbonization gas generated by the thermal decomposition in the carbonization
[0035]
As shown in the schematic diagram of FIG. 2, the
[0036]
In the middle of the reforming
[0037]
The reformed gas thus reformed in the reforming
[0038]
In the reforming high-
[0039]
FIG. 3 shows a modification of the gas reforming / refining system B. In this example, only the purified gas is burned in the
[0040]
In both cases of the gas reforming / refining system shown in FIG. 1 and the gas reforming / refining system shown in FIG. 3, when the wet waste is carbonized in the carbonization
[0041]
4 and 5 show specific examples of the system shown in FIG. Although each part is not specifically described, it can be understood from these figures that the whole system is a small-scale system including the carbonization gas generation system A according to the present invention.
[0042]
6 and 7 show specific examples of the dry distillation
[0043]
The
[0044]
FIG. 11 shows another specific example of the carbonization
[0045]
The weight of the
[0046]
In the case of the dry distillation
[0047]
In the figure, the combustion residue (carbide or ash) in the
[0048]
FIG. 12 shows another specific example of the carbonization
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the solid fuel is continuously or intermittently charged into the carbonization gas generating furnace, and the high-temperature gas for carbonization is continuously supplied to the high-temperature gas for carbonization, so that the high-temperature gas for carbonization is used. The gas generating furnace can be downsized. Changes in combustion and carbonization conditions in the furnace due to the progress of carbonization (combustion) are detected by measuring the weight of solid fuel with a weight sensor, and the amount of solid fuel injected into the carbonization gas generation furnace and carbonization gas generation Automatically controls the amount of combustion residue (carbide, ash, etc.) from the grate in the furnace based on the measured weight, so that the same quality of carbonized gas can be generated continuously and stably, and the carbonization of waste At the same time, it is suitable for a small-scale cogeneration facility that effectively uses the gas generated at that time.
[0050]
If the amount of the high-temperature gas for carbonization to be introduced into the carbonization gas generating furnace is also automatically controlled based on the measured weight, the combustion and carbonization conditions in the furnace are more reliably maintained.
[0051]
The temperature of each of the combustion zone, carbonization zone, preliminary drying zone, and carbonization gas zone in the carbonization gas generating furnace is measured with a temperature sensor, and the input amount of solid fuel and the amount of combustion residue from the grate are measured. In this case, the automatic control can precisely control the combustion and carbonization conditions in the furnace.
[0052]
If the carbonization gas generating furnace is started to operate with hot air, the operation can be started efficiently with a small heat source in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a dry distillation gas generation system according to one embodiment of the present invention and an example of a gas reforming / refining system for reforming and purifying a dry distillation gas from now on.
FIG. 2 is a schematic diagram of combustion by a combustion catalyst in a reforming high-temperature air generator in FIG. 1;
FIG. 3 is a system configuration diagram showing a dry distillation gas generation system according to an embodiment of the present invention and a modification of the gas reforming / refining system.
FIG. 4 is a side view showing a specific example of the system of FIG. 1;
FIG. 5 is a plan view of the same.
FIG. 6 is a side view showing a specific example of a carbonization gas generating furnace.
FIG. 7 is a rear view of the same.
FIG. 8 is a plan view showing an example of a grate of a carbonization gas generating furnace.
FIG. 9 is a plan view showing an example of a stirring rotor.
FIG. 10 is a plan view showing an example of a discharge rotor.
FIG. 11 is a sectional view showing another specific example of the dry distillation gas generating furnace.
FIG. 12 is a sectional view showing another specific example of the dry distillation gas generating furnace.
[Explanation of symbols]
A dry distillation gas generation system B gas reforming /
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