JP2004277551A

JP2004277551A - 熱分解ガス配管

Info

Publication number: JP2004277551A
Application number: JP2003070266A
Authority: JP
Inventors: Masato Endo; 正人遠藤; Shunichi Mishima; 俊一三島; Kazuo Ogata; 一夫緒方; Naoto Watanabe; 直人渡邉
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】ヒータ装置などのように、外部からのエネルギーを使用することなく、熱分解ガス配管内のタール分の凝集を抑制することを可能にした。
【解決手段】熱分解炉１から改質炉３に熱分解ガスを送給するための熱分解ガス配管２は、中心部の熱分解ガス送給管２１の外周にスパイラル壁２５を連設して、スパイラルな加熱ガス流路２２を形成した２重壁管２ａでもって構成され、この２重壁管２ａの両端に、前記開口２４ａ、２４ａを有するフランジ２３ａ、２３ａが設けられ、一方の開口２４ａから熱分解ガスが送入され他方の開口２４ａから送出されるものとしている。また、この２重壁管２ａの両端近傍に、開口２７ａ、２７ａを有するフランジ２６ａ、２６ａを持つ加熱ガス連結管２８ａ、２８ａが、前記加熱ガス流路２２に通じる状態で配設されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱分解炉から改質炉または溶融改質炉に熱分解ガスを送給するための熱分解ガス配管の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱分解炉や改質炉などを用いて有機性廃棄物から可燃性ガスを製造するための熱分解システムでは、回転筒状分解炉に有機性廃棄物が送入され、空気を遮断し、最高７００℃程度の温度で熱分解反応が進行し、出口側から熱分解ガスと熱分解残渣が取り出される。この熱分解ガス中には炭化水素系、ＣＯガスなど可燃性ガスの他に水蒸気やタール分を含む。
【０００３】
ところが、そのタール分が配管内で凝集しやすく、部分的に堆積してガスの流れの障害となるという問題があった。そこで、熱分解ガス配管を加熱して、タール分の凝縮を防ぐために、電気ヒータ等で配管を加熱する必要があった。（特許文献１を参照のこと）
このため、電気ヒータ等の発熱のためのエネルギーが別途必要となる上、万一可燃性の熱分解ガスが配管より漏洩した場合、ヒータ自身が着火源となる恐れがあった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０９−１８９４１０号公報：段落〔００１０〕、〔００１１〕の記載事項
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、電気ヒータ装置などを使用することなく、熱分解ガス配管内のタール分の凝集を抑制し、配管を加熱するためのエネルギーを別途必要としない熱分解ガス配管を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、熱分解炉から改質炉または溶融改質炉に熱分解ガスを送給するためのガス配管であって、そのガス配管外周に、燃料の燃焼排ガスを加熱ガスとして導入可能な加熱ガス流路を配設し、前記配管を外部から加熱可能としたことを特徴とする本発明の熱分解ガス配管によって、解決することができる。
【０００７】
そして、本発明は、前記熱分解炉を燃料の燃焼熱で加熱するようにするとともに、前記ガス配管を、中心部の熱分解ガス送給管の外周にスパイラルな加熱ガス流路を形成した２重壁管とし、この加熱ガス流路に前記熱分解炉の加熱に供した燃料の燃焼排ガスを導入するようにした形態の前記熱分解ガス配管として具体化される。この場合、前記加熱ガス流路の末端部分近傍にＣＯセンサを配置し、排出される加熱ガス中のＣＯガス濃度を監視するようにするのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の熱分解ガス配管に係る実施形態について、図１、２を参照しながら説明する。
先ず、本発明の熱分解ガス配管が適用される熱分解炉と改質炉の概要について図２に基づいて説明する。この熱分解炉１では、回転筒状炉本体１１の入口部にはホッパ１１ａから送られる有機質廃棄物ａを炉内に供給する供給装置１１ｂと、出口側には排出ケース１１ｃが設けられている。
【０００９】
そして、有機質廃棄物ａは酸素不足の状態で５００〜７００℃に加熱され、熱分解を受ける。その結果、炉内で発生した熱分解ガスｂは、排出ケース１１ｃに集められ、熱分解ガス配管２を経て、改質炉３へ送給されるが、有機質廃棄物ａがガス化した残りである熱分解残渣ｃは下部の残渣排出口１１ｄから取り出され所定の方法で処分される。
【００１０】
そして、改質炉３に送給された熱分解ガスｂは、８００℃〜１２００℃に加熱された炉内において高温空気もしくは酸素と同水蒸気とにより改質処理され、含有するタール分や炭素分がＨ_２ガスやＣＯガスに変換されて得られる、可燃ガスを多量に含む改質ガスｄとして取り出されるのである。また、熱分解残渣ｃと熱分解ガスｂを同一炉に供給し、１２００℃〜１５００℃に加熱された炉内において、熱分解残渣ｃ中の灰分の溶融と、熱分解ガスｂの改質を同時に行う形式の溶融改質炉にも本発明の熱分解ガス配管が応用される。
【００１１】
このような熱分解炉１と改質炉３の基本的な構成は従来知られたものであるが、本発明の特徴とするところは、このような熱分解炉１から改質炉３に熱分解ガスを送給するための熱分解ガス配管２において、図１に示すように、熱分解ガス送給管２１とそのガス送給管２１の外周に、燃料の燃焼排ガスを加熱ガスとして導入可能な加熱ガス流路２２を配設し、前記ガス送給管２１を外部から加熱可能とした点にある。
【００１２】
図１の事例では、熱分解ガス配管２は、中心部の熱分解ガス送給管２１の外周にスパイラル壁２５を連設して、スパイラルな加熱ガス流路２２を形成した２重壁管２ａでもって構成している。そして、この２重壁管２ａの両端に、前記開口２４ａ、２４ａを有するフランジ２３ａ、２３ａが設けられ、一方の開口２４ａから熱分解ガスが送入され他方の開口２４ａから送出されるものとしている。
また、この２重壁管２ａの両端近傍に、開口２７ａ、２７ａを有するフランジ２６ａ、２６ａを持つ加熱ガス連結管２８ａ、２８ａが、前記加熱ガス流路２２に通じる状態で配設されている。
【００１３】
そして、本発明では、この加熱ガス流路２２に、加熱ガス連結管２８ａから燃料の燃焼排ガスを加熱ガスとして導入して、中心部のガス送給管２１を外部から加熱可能としているのであるが、本発明ではさらに、この加熱ガスとして、前記熱分解炉１の加熱に供した燃料の燃焼排ガスを導入するのが特に好適である。
【００１４】
すなわち、図２に示すように、熱分解炉１の回転筒状炉本体１１を包囲して配置された加熱バーナ１３、１３によって燃焼した燃料の燃焼排ガスｅを引き出して、前記２重壁管２ａの加熱ガス連結管２８ａから送入して、中心部のガス送給管２１を加熱するものである。
【００１５】
かくして、加熱に供される前記燃焼排ガスｅは、ガス送給管中の熱分解ガスｂより少なくとも５０℃高温度であるから、このような高温度の燃焼排ガスｅで熱分解ガス送給路２１中のガスを加熱するようにすれば、熱分解ガス送給管の長さが長い場合でも、熱分解ガスｂの温度低下を効果的に防止でき、結果、タール分の凝集を確実に抑制して閉塞事故などを予防できるうえ、後段の改質炉３において水素ガスなど可燃性ガスの原料としても十分に活用されるのである。
【００１６】
また、高温度の熱分解ガスが改質炉に送給されるので、改質炉の熱効率も向上するうえ、熱分解ガスの加熱熱源として前段における燃料の燃焼排ガスｅを利用するので、新規な熱源が不要となるうえ、さらに熱効率が向上するという利点も得られる。さらに、燃焼排ガスｅ自体は、酸素濃度が低く、それ自体実質的な可燃成分を含まないので、仮に、熱分解ガスｂが加熱ガス流路２２中に漏洩することがあっても、引火したり爆発するような危険は全く避けられるという利点も得られる。
【００１７】
また、図１に示すように、熱分解ガス配管２を、中心部の熱分解ガス送給管２１の外周にスパイラルな加熱ガス流路２２を形成した２重壁管２ａでもって構成した２重管ユニットとすれば、この２重管ユニットを必要な本数、連結して所要の長さの加熱機能付き熱分解ガス配管を簡単に形成することもできる。
なお、本発明では、スパイラル壁２５を設けた加熱ガス流路２２の代りに、一端から他端に一様に流れる単純な２重壁管としたり、加熱ガス配管をスパイラルに密接して巻き回すよう具体化することも可能である。
【００１８】
また、本発明において、前記加熱ガス流路２２の末端部分近傍にＣＯセンサ（図示せず）を配置し、排出される加熱ガス中のＣＯガス濃度を監視するようにするのも好ましい。この場合、ＣＯガス濃度の監視によって、仮に、熱分解ガスｂが加熱ガス流路中に漏洩した場合には、直ちに検知できるので、大気に放出する前に必要な対策を講じることができる利点が得られる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の熱分解ガス配管は、以上説明したように構成されているので、電気ヒータ装置などを使用することなく、熱分解ガス配管内のタール分の凝集を抑制し、配管の閉塞を防止できるから、熱分解ガス発生システムの効率運転やメンテナンスに大きく寄与できる。また、加熱機能付き熱分解ガス配管を簡単に構成したり、熱分解ガスの漏洩を簡単に検知できるように具体化できるなどの優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消した熱分解ガス配管として、実用的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す要部断面図。
【図２】本発明が用いられる熱分解炉と改質炉の概要を示すフローブロック図。
【符号の説明】
１熱分解炉、１１回転筒状炉本体、１１ａホッパ、１１ｂ供給装置、１１ｃ排出ケース、１１ｄ残渣排出口、１３加熱バーナ、２熱分解ガス配管、２ａ２重壁管、２１ガス送給管、２２加熱ガス流路、２３ａフランジ、２４ａ開口、２５スパイラル壁、２６ａフランジ、２７ａ開口、２８ａ加熱ガス連結管、３改質炉、ａ有機質廃棄物、ｂ熱分解ガス、ｃ熱分解残渣、ｄ改質ガス、ｅ燃焼排ガス。

Claims

熱分解炉から改質炉または溶融改質炉に熱分解ガスを送給するためのガス配管であって、熱分解ガス送給管の外周に、燃料の燃焼排ガスを加熱ガスとして導入可能な加熱ガス流路を配設し、前記熱分解ガス送給管を外部から加熱可能としたことを特徴とする熱分解ガス配管。
前記熱分解炉を燃料の燃焼熱で加熱するようにするとともに、前記ガス配管を、中心部の熱分解ガス送給管の外周にスパイラルな加熱ガス流路を形成した２重壁管とし、この加熱ガス流路に前記熱分解炉の加熱に供した燃料の燃焼排ガスを導入するようにした請求項１に記載の熱分解ガス配管。
前記加熱ガス流路の末端部分近傍にＣＯセンサを配置し、排出される加熱ガス中のＣＯガス濃度を監視するようにした請求項１に記載の熱分解ガス配管。