JP2004217770A - 有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は有機性廃棄物を搭載するグレートを循環させ、連続処理を可能にした循環グレート装置を供することを目的としたものである。
【解決手段】循環グレート装置１のグレート３１の回転に伴って、グレート３１上の乾燥された有機性廃棄物３０が炭化ガス供給口１０より供給された加熱過少空気によって炭化し、同時に、有機性廃棄物より生成した揮発ガスが揮発ガス排出口２２より排出される。さらに、燃焼空気供給口より供給された燃焼空気により炭化物の一部が燃焼し、循環グレート装置１内は約８００℃以上の、より好ましくは９００℃以上の温度に加熱され、ガス化水蒸気供給口より供給された過熱水蒸気と炭化物が反応し水性ガスを生成し、水性ガスが可燃性ガス排出口２６より排出される。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃棄物より可燃性ガスを生成する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ごみ、産業用廃棄物、バイオマスなどの有機性廃棄物からエネルギ回収を図るために、有機性廃棄物を熱分解によりガス化して燃料用ガス（ガス化ガス）を得るガス変換技術が、環境保全及び省資源の観点から注目されている。
燃料ガス製造装置としては、内部が所定温度の流通ガスとの接触により有機性廃棄物の乾燥、熱分解および冷却がそれぞれ行われる乾燥ゾーン、熱分解ゾーンおよび冷却ゾーンに区画されかつ有機性廃棄物を収容した通気性容器を各ゾーンに順次搬送する搬送手段を有する熱分解炉と、熱分解炉から出た灰分およびチャーを溶かす灰溶融炉と、熱分解炉の後流に配された２次燃焼室と、２次燃焼室から出たガスを冷やす冷却器と、冷却器から出たガスを精製するガス精製装置とで構成されているものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
例として、図７に従来の技術に係る有機性廃棄物からの燃料ガス製造装置の概念図を示す。図７において、燃料ガス製造装置は、内部が所定温度の流通ガスとの接触により有機性廃棄物の乾燥、熱分解および冷却をそれぞれ行う乾燥ゾーン１Ａ、熱分解ゾーン１Ｂおよび冷却ゾーン１Ｃに区画されかつ有機性廃棄物を収容した通気性容器２ を各ゾーン１Ａ，１Ｂ，１Ｃに順次搬送するコンベヤ３を有する熱分解炉１と、熱分解炉１から出た灰分等を溶かす灰溶融炉４と、熱分解炉１の後流に配された２次燃焼室５と、２次燃焼室５から出たガスを冷やす冷却器６と、冷却器６から出たガスを精製するガス精製装置７とを備えている。
【０００４】
熱分解炉１の前流には、有機性廃棄物投入用ホッパ８が配置されている。ホッパ８の下端部には、有機性廃棄物を破砕する破砕ローラ９が設けられている。
【０００５】
ホッパ８の下方には、通気性容器２が配置されている。通気性容器２は、その底壁が金網で形成されており、容器２内をガスが上下方向に流通できるようになっている。
【０００６】
熱分解炉１は、ゲート１０を介して計８つの室１１乃至１８に区画されている。最も前流側の第１室１１は、有機性廃棄物を収容した通気性容器２を熱分解炉１内に導入するための室であって、シールのためにガスの流通は行われていない。そして、第２室１２により乾燥ゾーン１Ａが構成され、第３室１３〜第５室１５により熱分解ゾーン１Ｂが構成され、第６室１６および第７室１７により冷却ゾーン１Ｃが構成されている。最も後流側の第８室１８の下方には、熱分解ゾーン１Ｂで生成された灰分等の受入部１９が設けられている。受入部１９の底部には、スクリューコンベヤ２０が設けられている。
【０００７】
熱分解炉１と灰溶融炉４との間には、受入部１９からスクリューコンベヤ２０により供給されたチャーおよび灰分の貯留用ホッパ２１が設けられている。
２次燃焼室５は、灰溶融炉４の前流部上方に灰溶融炉４内と連通するように設けられている。
【０００８】
冷却器６は、ガス急冷塔からなる。
【０００９】
ガス精製装置７は、ガス洗浄塔７１および微粒物質洗浄塔７２からなる。
【００１０】
有機性廃棄物からの燃料ガスの製造は、上記燃料ガス製造装置を用いて、例えば、次のようにして行う。
【００１１】
まず、有機性廃棄物をホッパ８に投入し、破砕ローラ９で破砕した後、通気性容器２に収容する。
【００１２】
そして、有機性廃棄物を収容した通気性容器２を、熱分解炉１の第１室１１に配置し、コンベヤ３により第２室１２乃至第８室１８に順次搬送する。各室１１乃至１８における通気性容器２の滞留時間は２０分とする。
【００１３】
第２室１２（乾燥ゾーン１Ａ）には、２次燃焼室５から出た酸素濃度１０％以下のガスの一部を２つの熱交換器２２，２３を経て１００℃に冷却してから供給し、このガスとの接触により有機性廃棄物を乾燥させる。有機性廃棄物の乾燥により生じた水蒸気は、第２室１２に供給されて乾燥に用いられた排ガスとともに、２次燃焼室５に送る。
【００１４】
第３室１３乃至第５室１５（熱分解ゾーン１Ｂ）には、２次燃焼室５から出た酸素濃度１０％以下のガスの一部を１つの熱交換器２２を経て７００℃に冷却してから供給し、このガスとの接触により有機性廃棄物を熱分解させる。なお、供給するガスの温度は、５００〜９００℃であれば、有機性廃棄物の熱分解を進行させることが可能である。熱分解ガス成分は、第３室１３乃至第５室１５に供給されて熱分解に用いられた排ガスとともに、２次燃焼室５に送る。
【００１５】
【特許文献１】
特開２０００−２８２０６１号公報（図１及び段落番号［００１８］乃至［００３８］）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記に示したように、従来の技術においては、容器に収納した有機性廃棄物を熱分解炉に導入して順次処理するために、熱分解炉内を前記ゾーン毎に室に分け、ガスの流通は行われない構造としている。そのため、熱分解炉は専用の容器と多数の室を備え、設備と装置の制御が複雑であり、また、処理が終了した容器を再利用するための運搬等が必要である。
【００１７】
本発明は、前記容器の代わりに有機性廃棄物を搭載するグレートを循環させ、連続処理を可能にした循環グレート装置を供することを課題としたものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置において、炭化された有機性廃棄物を投入する原料投入口と、投入された前記有機性廃棄物を搭載して環状に旋回するグレートと、前記グレートを覆う環状のフードと、前記グレートとの間隙を有しその間隙を前記有機性廃棄物が通過する前記フード内部を分割する隔壁と、前記有機性廃棄物を燃焼させる空気を供給する燃焼空気供給口と、前記有機性廃棄物と反応し可燃性ガスを発生させる水蒸気を供給するガス化水蒸気供給口と、発生した前記可燃性ガスを排出する可燃性ガス排出口と、前記フード内で前記有機性廃棄物の燃焼で生じた灰分を排出する灰分排出口と、を有することを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、炭化された有機性廃棄物を原料投入口よりフード内に投入し、投入された有機性廃棄物を搭載したグレートをフード内で環状に旋回させながら、燃焼空気供給口より供給された空気で有機性廃棄物を部分燃焼させ、その燃焼熱を利用して、ガス化水蒸気供給口より供給された水蒸気と炭化された有機性廃棄物とを反応させて可燃性ガスを発生させることができる。フード内には隔壁を縦に備え、隔壁の上端はフードの天井と接し、隔壁の下端はグレートとの間隙を設け、間隙の高さとグレートに搭載した有機性廃棄物の高さを略同一にして、隔壁とグレートとの間隙を有機性廃棄物が通過できるように構成する。フード内で生じた有機性廃棄物の灰分は、グレートを傾斜させることにより、灰分排出口より排出される。灰分が排出されたグレートは一巡して次の炭化された有機性廃棄物を受け入れ、連続して処理を行うことができる。灰分とならなかった余剰の有機性廃棄物は分離してグレート上に再搭載し、再処理してもよい。この一巡する処理は、必ずしもフード内一周で行うものではなく、フードに各供給口及び各排出口を複数設け、一周のうちに複数回の処理を行っても、本発明の技術的範囲であることは言うまでもない。
【００２０】
上記課題を解決するために、請求項２に記載の本発明は、有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置において、乾燥された有機性廃棄物を投入する原料投入口と、投入された前記混合物を搭載して環状に旋回するグレートと、前記グレートを覆う環状のフードと、前記グレートとの間隙を有しその間隙を前記有機性廃棄物が通過する前記フード内部を分割する隔壁と、前記有機性廃棄物を炭化させるガスを供給する炭化ガス供給口と、前記フード内で発生する揮発ガスを排出する揮発ガス排出口と、炭化された前記有機性廃棄物を燃焼させる空気を供給する燃焼空気供給口と、炭化された前記有機性廃棄物と反応し可燃性ガスを発生させる水蒸気を供給するガス化水蒸気供給口と、発生した前記可燃性ガスを排出する可燃性ガス排出口と、炭化された前記有機性廃棄物の燃焼で生じた灰分を排出する灰分排出口と、を有することを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、乾燥された有機性廃棄物を原料投入口よりフード内に投入し、投入された有機性廃棄物を搭載したグレートを水平方向にフード内で環状に旋回させながら、炭化ガス供給口より供給された高温のガスで有機性廃棄物を炭化させる。フード内には隔壁を縦に備え、隔壁の上端はフードの天井と接し、隔壁の下端はグレートとの間隙を設け、間隙の高さとグレートに搭載した有機性廃棄物の高さを略同一にして、隔壁とグレートとの間隙を有機性廃棄物が通過できるように構成する。隔壁とグレートとの間隙が有機性廃棄物でほぼ塞がれるため、炭化ガス供給口より供給されたガスのうち隔壁を超えるガスは微量である。
【００２２】
隔壁を隔て、燃焼空気供給口より供給された空気で炭化された有機性廃棄物を部分燃焼させ、その燃焼熱を利用して、ガス化水蒸気供給口より供給された水蒸気と炭化された有機性廃棄物とを反応させて可燃性ガスを発生させることができる。フード内で生じた有機性廃棄物の灰分は、グレートを傾斜させることにより、灰分排出口より排出される。灰分が排出されたグレートは一巡して次の炭化された有機性廃棄物を受け入れ、連続して処理が行うことができる。灰分とならなかった余剰の有機性廃棄物は分離してグレート上に再搭載し、再処理してもよい。この一巡する処理は、必ずしもフード内一周で行うものではなく、フードに各供給口及び各排出口を複数設け、一周のうちに複数回の処理を行っても、本発明の技術的範囲であることは言うまでもない。
【００２３】
上記課題を解決するために、請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置において、前記フード内部をガス化ゾーンとしたことを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、フード内部をガス化ゾーンとして、過熱水蒸気と高温に予熱した空気を供給して、炭化した有機性廃棄物の一部を燃焼、残りを水性ガス化（Ｃ＋Ｈ_２Ｏ→Ｈ_２＋ＣＯ）することができる。なお、燃焼の割合を調整することで雰囲気温度を８００℃以上、より好ましくは９００℃以上とする。水性ガスは可燃性ガスの一部又は全部を構成する。
【００２５】
上記課題を解決するために、請求項４に記載の本発明は、請求項２に記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置において、前記フード内部を前記隔壁によって、少なくとも、炭化ゾーンと、ガス化ゾーンと、に分割されたことを特徴とする。
【００２６】
上記構成によれば、炭化ゾーンと、ガス化ゾーンと２つのゾーンを設け、炭化ゾーンにおいて、水蒸気を供給して有機性廃棄物を炭化させることができる。このとき発生した揮発分は燃焼器に供給して熱源とする。なお、この炭化処理は、有機性廃棄物量に対して過少な空気を供給して酸素不足燃焼を行うことでも可能である。また、ガス化ゾーンにおいて、過熱水蒸気と高温に予熱した空気を供給して、炭化した有機性廃棄物の一部を燃焼、残りを水性ガス化（Ｃ＋Ｈ_２Ｏ→Ｈ_２＋ＣＯ）することができる。なお、燃焼の割合を調整することで雰囲気温度を８００℃以上、より好ましくは９００℃以上とする。水性ガスは可燃性ガスの一部又は全部を構成する。
【００２７】
上記課題を解決するために、請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置において、前記炭化ゾーンに、前記炭化ガス供給口と、前記揮発ガス排出口と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
上記構成によれば、炭化ガス供給口より高温の気体である例えば過熱水蒸気を供給して乾燥した有機性廃棄物を炭化させ、揮発ガス排出口よりこのとき発生した揮発分を排出して熱源とすることができる。
【００２９】
上記課題を解決するために、請求項６に記載の本発明は、請求項３乃至５のいずれかに記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置において、前記ガス化ゾーンに、前記ガス化水蒸気供給口と、前記燃焼空気供給口と、前記可燃性ガス排出口と、を備えたことを特徴とする。
【００３０】
上記構成によれば、高温に予熱した空気を供給して炭化した有機性廃棄物の一部を燃焼させ、ガス化水蒸気供給口より過熱水蒸気を供給して残りの炭化した有機性廃棄物と反応させて水性ガスを生成し、生成した水性ガスを可燃性ガス排出口より排出することができる。
【００３１】
上記課題を解決するために、請求項７に記載の本発明は、請求項３乃至６のいずれかに記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置において、前記ガス化ゾーンを、蓄熱ゾーンとガス生成ゾーンに分割し、蓄熱ゾーンに前記燃焼空気供給口を、ガス生成ゾーンに前記ガス化水蒸気供給口と前記可燃性ガス排出口と、を備えたことを特徴とする。
【００３２】
上記構成によれば、蓄熱ゾーンにて燃焼空気供給口より供給した空気により有機性廃棄物を部分的に燃焼させ、発生した燃焼熱を蓄熱し、その蓄熱を利用してガス生成ゾーンにて水蒸気と炭化物を反応させて水性ガスを発生させることができる。蓄熱と水性ガスの発生を分離することにより、水性ガス発生時に空気を混入させないので純度の高い水性ガスを得ることができる。
【００３３】
上記課題を解決するために、請求項８に記載の本発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置において、前記グレート上に蓄熱体を搭載したことを特徴とする。
【００３４】
上記構成によれば、燃焼空気供給口より供給された空気で有機性廃棄物を部分燃焼させ、その燃焼熱を蓄熱体に蓄熱し、ガス化水蒸気供給口より供給された水蒸気と炭化された有機性廃棄物とを蓄熱体の蓄熱を利用して反応させて可燃性ガスを発生させることができる。
【００３５】
上記課題を解決するために、請求項９に記載の本発明の有機性廃棄物のガス化処理方法は、請求項１乃至７のいずれかに記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置において、前記グレート上に前記有機性廃棄物を積層して積層物を形成し、前記隔壁と前記グレートとの間隙寸法と、前記積層物の積層高さと、を略同一にして前記グレートを移動させることを特徴とする。
【００３６】
上記方法によれば、炭化された有機性廃棄物を原料投入口よりフード内に投入し、投入された有機性廃棄物を搭載したグレートをフード内で循環させながら、燃焼空気供給口より供給された空気で有機性廃棄物を部分燃焼させ、その燃焼熱を利用して、ガス化水蒸気供給口より供給された水蒸気と炭化された有機性廃棄物とを反応させて可燃性ガスを発生させることができる。
【００３７】
上記課題を解決するために、請求項１０に記載の本発明の有機性廃棄物のガス化処理方法は、請求項８に記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置において、前記グレート上に前記蓄熱体と前記有機性廃棄物とを積層して積層物を形成し、前記隔壁と前記グレートとの間隙寸法と、前記積層物の積層高さと、を略同一にして前記グレートを移動させることを特徴とする。
【００３８】
上記方法によれば、隔壁により処理を行う各ゾーンを分離し、燃焼空気供給口より供給した空気により有機性廃棄物を部分的に燃焼させ、発生した燃焼熱を蓄熱体に蓄熱し、その蓄熱を利用して水蒸気と炭化物を反応させて水性ガスを発生させることができる。隔壁と蓄熱体を備えることにより、水性ガス発生時に空気を混入させないで純度の高い水性ガスを得ることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に従って詳細に説明する。図１に本発明の第１の実施の形態に係る有機性廃棄物の処理設備フロー図を示す。図２に本発明の第１の実施の形態に係る循環グレート装置の概念展開断面図を示す。図３に本発明の第２の実施の形態に係る有機性廃棄物の処理設備フロー図を示す。図４に本発明の第２の実施の形態に係る循環グレート装置の概念展開断面図を示す。図５に本発明の第３の実施の形態に係る有機性廃棄物の処理設備フロー図を示す。図６に本発明の第３の実施の形態に係る循環グレート装置の概念展開断面図を示す。なお、図１乃至６において、同じ構成の部分には同一の符号を付し、それらについての重複する説明は省略する。
【００４０】
（本発明の第１の実施の形態）
図１において、２は有機性廃棄物の予備乾燥機３への投入用ホッパを示す。ＬＰＧガスがブロア５３により送付された空気で燃焼空気ガス炉５４内で燃焼し、生成された熱風により予備乾燥機３に投入された有機性廃棄物３０が予備乾燥され、フィーダ５を通って原料投入口８より循環グレート装置１に投入される。燃焼空気ガス炉５４より発生する排気ガスは、サイクロン５１で固形物を分離され、ブロア５２により排気され、一部は燃焼空気ガス炉５４に再循環される。
【００４１】
図２は、循環グレート装置１の断面図において環状の装置を平面的に展開したものである。循環グレート装置１はフード３２により囲まれ、内部を隔壁３５により複数のパートに分割されて、加熱空気、水蒸気等の流体が混合しないように有機性廃棄物３０と蓄熱体４０とを、高さが隔壁３５の下限位置までなるように積層するように構成されている。蓄熱体４０はフード内の有機性廃棄物３０の処理温度条件によりその量が調整される。蓄熱体４０としてはセラミック材、さらにはアルミナが最適である。有機性廃棄物３０の蓄熱性が高い場合は蓄熱体４０として有機性廃棄物３０そのものを使用してもよい。
【００４２】
図１及び図２において、この循環グレート装置１のグレート３１の回転するグレート３１上に、予備乾燥機３にて予備乾燥された有機性廃棄物３０を連続的に原料投入口８より装入する。循環グレート装置１のグレート３１の回転に伴って、グレート３１上の乾燥された有機性廃棄物３０が炭化ガス供給口１０より供給された加熱過少空気によって炭化し、同時に、有機性廃棄物より生成した揮発ガスが揮発ガス排出口２２より排出される。
【００４３】
揮発ガス排出口２２より排出された揮発ガスは揮発ガス炉２０内で燃焼し、サイクロン２１と熱交換器２３を経由して外気に排気される。また、揮発ガス炉２０に供給された水は揮発ガス炉２０内に設置された熱交換器により水蒸気となり、循環グレート装置１のガス化水蒸気供給口に供給される。有機性廃棄物３０を循環グレート装置１内で燃焼させる空気はブロア２４で熱交換器２３に送風され加熱されて、循環グレート装置１の燃焼空気供給口に供給される。
【００４４】
循環グレート装置１のグレート３１のさらなる回転に伴って、燃焼空気供給口より供給された燃焼空気により炭化物の一部が燃焼し、循環グレート装置１内は約８００℃以上の、より好ましくは９００℃以上の温度に加熱され、ガス化水蒸気供給口より供給された過熱水蒸気と炭化物が反応し水性ガスを生成し、水性ガスが可燃性ガス排出口２６より排出される。燃焼空気とガス化水蒸気とを循環グレート装置１への供給前に混合し、燃焼空気供給口と、ガス化水蒸気供給口と、を兼用した共通供給口１１より供給しても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。本実施の形態においては共通供給口１１を使用する。
【００４５】
１６は有機性廃棄物３０より生成される灰を排出する灰排出口を示す。
【００４６】
２７は可燃性ガス排出口２６より排出されるガスの排気ダクトを示す。水性ガスは、排気ダクト２７を通り、熱交換器４１にて循環グレート装置１に送風する空気を加熱して加熱過少空気とし、冷却器４３にて冷却され、液分離器４４により精製されてガスホルダー１８に貯蔵される。ガスホルダー１８に貯蔵された水性ガスは適宜ガスエンジン４５にて燃料として消費される。
【００４７】
循環グレート装置１はその機能により、グレート３１上の乾燥された有機性廃棄物３０が炭化ガス供給口１０より供給された加熱空気によって炭化し、同時に、有機性廃棄物３０より生成した揮発ガスが揮発ガス排出口２２より排出される炭化ゾーン３７、共通供給口１１より供給された燃焼空気により炭化物の一部が燃焼し、循環グレート装置１内は約８００℃以上の、より好ましくは９００℃以上の温度に加熱され、共通供給口１１より供給された過熱水蒸気と炭化物が反応し水性ガスを生成し、水性ガスが可燃性ガス排出口２６より排出されるガス化ゾーン３８、の２つのゾーンに分けられる。
【００４８】
（本発明の第２の実施の形態）
図３において、２は有機性廃棄物の炭化炉４への投入用ホッパを示す。ＬＰＧガスがブロア５３により送付された空気で燃焼空気ガス炉５４内で燃焼し、生成された熱風により炭化炉４に投入された有機性廃棄物３０が炭化され、フィーダ５を通って原料投入口８より循環グレート装置１に投入される。燃焼空気ガス炉５４より発生する排気ガスは、サイクロン５１で固形物を分離され、ブロア５２により排気され、一部は燃焼空気ガス炉５４に再循環される。
【００４９】
図４は、循環グレート装置１の断面図において環状の装置を平面的に展開したものである。循環グレート装置１はフード３２により囲まれ、内部を隔壁３５により複数のパートに分割されて、燃焼空気、水蒸気等の流体が混合しないように炭化された有機性廃棄物３０と蓄熱体４０とを、高さが隔壁３５の下限位置までなるように積層するように構成されている。蓄熱体４０はフード内の有機性廃棄物３０の処理温度条件によりその量が調整される。蓄熱体４０としてはセラミック材、さらにはアルミナが最適である。有機性廃棄物３０の蓄熱性が高い場合は蓄熱体４０として有機性廃棄物３０そのものを使用してもよい。
【００５０】
図３及び図４において、この循環グレート装置１のグレート３１の回転するグレート３１上に、炭化炉４にて炭化された有機性廃棄物３０を連続的に原料投入口８より装入する。循環グレート装置１のグレート３１の回転に伴って、グレート３１上の炭化された有機性廃棄物３０のうち一部分が燃焼空気供給口１２より供給された燃焼空気によって燃焼し、循環グレート装置１内は約８００℃以上の、より好ましくは９００℃以上の温度に加熱され、同時に、有機性廃棄物３０より生成した揮発ガスが揮発ガス排出口２２より排出される。
【００５１】
揮発ガス排出口２２より排出された揮発ガスは揮発ガス炉２０内で燃焼し、サイクロン２１と熱交換器２３を経由して外気に排気される。また、揮発ガス炉２０に供給された水は揮発ガス炉２０内に設置された熱交換器により水蒸気となり、循環グレート装置１のガス化水蒸気供給口１３に供給される。有機性廃棄物３０を循環グレート装置１内で燃焼させる空気はブロア４２で熱交換器４１に送風され加熱されて、循環グレート装置１の燃焼空気供給口１２に供給される。
【００５２】
循環グレート装置１のグレート３１のさらなる回転に伴って、ガス化水蒸気供給口１３より供給された過熱水蒸気と炭化された有機性廃棄物３０が反応し水性ガスを生成し、水性ガスが可燃性ガス排出口２６より排出される。
【００５３】
１６は有機性廃棄物３０より生成される灰を排出する灰排出口を示す。
【００５４】
２７は可燃性ガス排出口２６より排出されるガスの排気ダクトを示す。水性ガスは、排気ダクト２７を通り、熱交換器４１にて循環グレート装置１に送風する空気を加熱して加熱過少空気とし、冷却器４３にて冷却され、液分離器４４により精製されてガスホルダー１８に貯蔵される。ガスホルダー１８に貯蔵された水性ガスは適宜ガスエンジン４５にて燃料として消費される。
【００５５】
循環グレート装置１はその機能により、グレート３１上の炭化された有機性廃棄物３０が燃焼空気供給口１２より供給された燃焼空気により一部燃焼し、循環グレート装置１内は約８００℃以上の、より好ましくは９００℃以上の温度に加熱され、燃焼熱を蓄熱体４０に蓄熱し、有機性廃棄物３０より生成した揮発ガスが揮発ガス排出口２２より排出される蓄熱ゾーン３６、ガス化水蒸気供給口１３より供給された過熱水蒸気と炭化物が反応し水性ガスを生成し、水性ガスが可燃性ガス排出口２６より排出されるガス生成ゾーン３９、の２つのゾーンに分けられる。
【００５６】
（本発明の第３の実施の形態）
図５において、２は有機性廃棄物３０の炭化炉４への投入用ホッパを示す。ＬＰＧガスがブロア５３により送付された空気で燃焼空気ガス炉５４内で燃焼し、生成された熱風により炭化炉４に投入された有機性廃棄物３０が炭化され、蓄熱体４０と混合されて、フィーダ５を通って原料投入口８より循環グレート装置１に投入される。燃焼空気ガス炉５４より発生する排気ガスは、サイクロン５１で固形物を分離され、ブロア５２により排気され、一部は燃焼空気ガス炉５４に再循環される。
【００５７】
図６は、循環グレート装置１の断面図において環状の装置を平面的に展開したものである。循環グレート装置１はフード３２により囲まれ、内部を隔壁３５により複数のパートに分割されて、燃焼空気、水蒸気等の流体が混合しないように炭化された有機性廃棄物３０と蓄熱体４０とを、高さが隔壁３５の下限位置までなるように積層するように構成されている。蓄熱体４０はフード内の有機性廃棄物３０の処理温度条件によりその量が調整される。蓄熱体４０としてはセラミック材、さらにはアルミナが最適である。有機性廃棄物３０の蓄熱性が高い場合は蓄熱体４０として有機性廃棄物３０そのものを使用してもよい。
【００５８】
図５及び図６において、この循環グレート装置１のグレート３１の回転するグレート３１上に、炭化炉４にて炭化された有機性廃棄物３０と蓄熱体４０とを混合し、連続的に原料投入口８より装入する。循環グレート装置１のグレート３１の回転に伴って、グレート３１上の炭化された有機性廃棄物３０のうち一部分が燃焼空気供給口１２より供給された燃焼空気によって燃焼し、循環グレート装置１内は約８００℃以上の、より好ましくは９００℃以上の温度に加熱され、同時に、有機性廃棄物３０より生成した揮発ガスが揮発ガス排出口２２より排出される。有機性廃棄物３０を循環グレート装置１内で燃焼させる空気はブロア４２で熱交換器４１に送風され加熱されて、循環グレート装置１の燃焼空気供給口１２に供給される。
【００５９】
揮発ガス排出口２２より排出されたガスは熱交換器２３にて水を過熱水蒸気に変換した後、大気に排気される。変換された過熱水蒸気はガス化水蒸気供給口１３より供給される。
【００６０】
循環グレート装置１のさらなる回転に伴って、ガス化水蒸気供給口１３より供給された過熱水蒸気と炭化された有機性廃棄物３０が反応し水性ガスを生成し、水性ガスが可燃性ガス排出口２６より排出される。
【００６１】
１６は有機性廃棄物３０より生成される灰及び蓄熱体４０の混合物を排出する灰排出口を示す。蓄熱体４０は排出された混合物より分離し、再利用される。
【００６２】
２７は可燃性ガス排出口２６より排出されるガスの排気ダクトを示す。水性ガスは、排気ダクト２７を通り、サイクロン５５で固形物を分離した後、熱交換器４１にて循環グレート装置１に送風する空気を加熱して燃焼空気とし、冷却器４３にて冷却され、液分離器４４により精製されてガスホルダー１８に貯蔵される。ガスホルダー１８に貯蔵された水性ガスは適宜ガスエンジン４５にて燃料として消費される。
【００６３】
循環グレート装置１はその機能により、グレート３１上の炭化された有機性廃棄物３０が燃焼空気供給口１２より供給された燃焼空気により一部燃焼し、循環グレート装置１内は約８００℃以上の、より好ましくは９００℃以上の温度に加熱され、燃焼熱を蓄熱体４０に蓄熱し、有機性廃棄物３０より生成した揮発ガスが揮発ガス排出口２２より排出される蓄熱ゾーン３６、ガス化水蒸気供給口１３より供給された過熱水蒸気と炭化物が反応し水性ガスを生成し、水性ガスが可燃性ガス排出口２６より排出されるガス生成ゾーン３９、の２つのゾーンに分けられる。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の本発明によれば、炭化された有機性廃棄物を原料投入口よりフード内に投入し、投入された有機性廃棄物を搭載したグレートをフード内で環状に旋回させながら、燃焼空気供給口より供給された空気で有機性廃棄物を部分燃焼させ、その燃焼熱を利用して、ガス化水蒸気供給口より供給された水蒸気と炭化された有機性廃棄物とを反応させて可燃性ガスを発生させることができる。
【００６５】
また、請求項２の本発明によれば、乾燥された有機性廃棄物を原料投入口よりフード内に投入し、投入された有機性廃棄物を搭載したグレートを水平方向にフード内で環状に旋回させながら、炭化ガス供給口より供給された高温のガスで有機性廃棄物を炭化させ、燃焼空気供給口より供給された空気で炭化された有機性廃棄物を部分燃焼させ、その燃焼熱を利用して、ガス化水蒸気供給口より供給された水蒸気と炭化された有機性廃棄物とを反応させて可燃性ガスを発生させることができる。
【００６６】
また、請求項３の本発明によれば、フード内部をガス化ゾーンとして、過熱水蒸気と高温に予熱した空気を供給して、炭化した有機性廃棄物の一部を燃焼、残りを水性ガス化（Ｃ＋Ｈ_２Ｏ→Ｈ_２＋ＣＯ）することができる。
【００６７】
また、請求項４の本発明によれば、炭化ゾーンにおいて、水蒸気を供給して有機性廃棄物を炭化させることができ、ガス化ゾーンにおいて、過熱水蒸気と高温に予熱した空気を供給して、炭化した有機性廃棄物の一部を燃焼、残りを水性ガス化（Ｃ＋Ｈ_２Ｏ→Ｈ_２＋ＣＯ）することができる。
【００６８】
また、請求項５の本発明によれば、炭化ガス供給口より高温の気体である例えば過熱水蒸気を供給して乾燥した有機性廃棄物を炭化させ、揮発ガス排出口よりこのとき発生した揮発分を排出して熱源とすることができる。
【００６９】
また、請求項６の本発明によれば、高温に予熱した空気を供給して炭化した有機性廃棄物の一部を燃焼させ、ガス化水蒸気供給口より過熱水蒸気を供給して残りの炭化した有機性廃棄物と反応させて水性ガスを生成し、生成した水性ガスを可燃性ガス排出口より排出することができる。
【００７０】
また、請求項７の本発明によれば、蓄熱ゾーンにて燃焼空気供給口より供給した空気により有機性廃棄物を部分的に燃焼させ、発生した燃焼熱を蓄熱し、その蓄熱を利用してガス生成ゾーンにて水蒸気と炭化物を反応させて水性ガスを発生させることができる。蓄熱と水性ガスの発生を分離することにより、水性ガス発生時に空気を混入させないので純度の高い水性ガスを得ることができる。
【００７１】
また、請求項８の本発明によれば、燃焼空気供給口より供給された空気で有機性廃棄物を部分燃焼させ、その燃焼熱を蓄熱体に蓄熱し、ガス化水蒸気供給口より供給された水蒸気と炭化された有機性廃棄物とを蓄熱体の蓄熱を利用して反応させて可燃性ガスを発生させることができる。
【００７２】
また、請求項９の本発明によれば、燃焼空気供給口より供給された空気で有機性廃棄物を部分燃焼させ、その燃焼熱を利用して、ガス化水蒸気供給口より供給された水蒸気と炭化された有機性廃棄物とを反応させて可燃性ガスを発生させることができる。
【００７３】
また、請求項１０の本発明によれば、隔壁により処理を行う各ゾーンを分離し、燃焼空気供給口より供給した空気により有機性廃棄物を部分的に燃焼させ、発生した燃焼熱を蓄熱体に蓄熱し、その蓄熱を利用して水蒸気と炭化物を反応させて水性ガスを発生させることができる。隔壁と蓄熱体を備えることにより、水性ガス発生時に空気を混入させないで純度の高い水性ガスを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の態様に係る有機性廃棄物の処理設備フロー図。
【図２】本発明の第１の実施の態様に係る循環グレート装置の概念展開断面図。
【図３】本発明の第２の実施の態様に係る有機性廃棄物の処理設備フロー図。
【図４】本発明の第２の実施の態様に係る循環グレート装置の概念展開断面図。
【図５】本発明の第３の実施の態様に係る有機性廃棄物の処理設備フロー図。
【図６】本発明の第３の実施の態様に係る循環グレート装置の概念展開断面図。
【図７】従来の技術に係る廃棄物からの燃料ガス製造装置の概念図。
【符号の説明】
１…循環グレート装置
８…原料投入口
１０…炭化ガス供給口
１１…共通供給口（燃焼空気供給口１２、ガス化水蒸気供給口１３）
１２…燃焼空気供給口
１３…ガス化水蒸気供給口
１６…灰排出口
２２…揮発ガス排出口
２６…可燃性ガス排出口
３０…有機性廃棄物
３１…グレート
３２…フード
３５…隔壁
３６…蓄熱ゾーン
３７…炭化ゾーン
３８…ガス化ゾーン
３９…ガス生成ゾーン
４０…蓄熱体

Claims (10)

1. 炭化された有機性廃棄物を投入する原料投入口と、投入された前記有機性廃棄物を搭載して環状に旋回するグレートと、前記グレートを覆う環状のフードと、前記グレートとの間隙を有しその間隙を前記有機性廃棄物が通過する前記フード内部を分割する隔壁と、前記有機性廃棄物を燃焼させる空気を供給する燃焼空気供給口と、前記有機性廃棄物と反応し可燃性ガスを発生させる水蒸気を供給するガス化水蒸気供給口と、発生した前記可燃性ガスを排出する可燃性ガス排出口と、前記フード内で前記有機性廃棄物の燃焼で生じた灰分を排出する灰分排出口と、を有することを特徴とする有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置。
2. 乾燥された有機性廃棄物を投入する原料投入口と、投入された前記混合物を搭載して環状に旋回するグレートと、前記グレートを覆う環状のフードと、前記グレートとの間隙を有しその間隙を前記有機性廃棄物が通過する前記フード内部を分割する隔壁と、前記有機性廃棄物を炭化させるガスを供給する炭化ガス供給口と、前記フード内で発生する揮発ガスを排出する揮発ガス排出口と、炭化された前記有機性廃棄物を燃焼させる空気を供給する燃焼空気供給口と、炭化された前記有機性廃棄物と反応し可燃性ガスを発生させる水蒸気を供給するガス化水蒸気供給口と、発生した前記可燃性ガスを排出する可燃性ガス排出口と、炭化された前記有機性廃棄物の燃焼で生じた灰分を排出する灰分排出口と、を有することを特徴とする有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置。
3. 前記フード内部をガス化ゾーンとしたことを特徴とする請求項１に記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置。
4. 前記フード内部を前記隔壁によって、少なくとも、炭化ゾーンと、ガス化ゾーンと、に分割されたことを特徴とする請求項２に記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置。
5. 前記炭化ゾーンに、前記炭化ガス供給口と、前記揮発ガス排出口と、を備えたことを特徴とする請求項４に記載の循環グレート装置。
6. 前記ガス化ゾーンに、前記ガス化水蒸気供給口と、前記燃焼空気供給口と、前記可燃性ガス排出口と、を備えたことを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置。
7. 前記ガス化ゾーンを蓄熱ゾーンとガス生成ゾーンに分割し、蓄熱ゾーンに前記燃焼空気供給口を、ガス生成ゾーンに前記ガス化水蒸気供給口と前記可燃性ガス排出口と、を備えたことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置。
8. 前記グレート上に蓄熱体を搭載したことを特徴とする請求項１乃至７に記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置。
9. 請求項１乃至７に記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置において、前記グレート上に前記有機性廃棄物を積層して積層物を形成し、前記隔壁と前記グレートとの間隙寸法と、前記積層物の積層高さと、を略同一にして前記グレートを移動させることを特徴とする有機性廃棄物のガス化処理方法。
10. 請求項８に記載の有機性廃棄物のガス化処理用循環グレート装置において、前記グレート上に前記蓄熱体と前記有機性廃棄物とを積層して積層物を形成し、前記隔壁と前記グレートとの間隙寸法と、前記積層物の積層高さと、を略同一にして前記グレートを移動させることを特徴とする有機性廃棄物のガス化処理方法。

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