【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱分解ガスの処理技術に係り、特に、熱分解ガス中の可燃物質を処理して可燃性ガスを生成する熱分解ガスの処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流動床炉、シャフト炉、キルン炉といったような熱分解炉などで生じた熱分解ガスには、可燃性ガスや水蒸気に加え、カーボン粒子やタールなどといった可燃物質が随伴している。このため、熱分解ガスをボイラなどの熱源などとして用いる場合、この熱分解ガスに随伴しているカーボン粒子やタールなどといった可燃物質がボイラの管などの目詰まりや腐食などを引き起こすことが懸念される。したがって、熱分解ガスをボイラなどの熱源として用いる場合、熱分解ガスに随伴されるカーボン粒子やタールなどといった可燃物質を取り除く必要がある。
【０００３】
これに対して、熱分解ガスに随伴されるカーボン粒子やタールなどといった可燃物質を取り除くため、熱分解炉などと熱分解ガスを利用するボイラなどの機器との間にバグフィルタ式やサイクロン式の集塵機などを設け、これにより熱分解ガスに随伴される可燃物質を除去している。また、熱分解炉で生成した熱分解ガスを、その熱分解炉に供給される廃棄物中に通流させることにより、廃棄物に熱分解ガス中のタールなどといった可燃物質を吸着させて熱分解ガスから可燃物質を除去することなども提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１１８６１４号公報（第３頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱分解ガスに随伴している可燃物質は、可燃性であることから燃料として利用することが可能である。そこで、本発明者らは、熱分解ガスに随伴している可燃物質を燃料として利用することを考えている。
【０００６】
しかし、従来のように、集塵機を用いたり、熱分解する廃棄物中にこの廃棄物の熱分解により生じた熱分解ガスを通すことで熱分解ガスから可燃物質を除去する方法では、可燃物質を除去することはできるが、除去された可燃物質は、燃料としては利用し難いか、または、できない状態となる。
【０００７】
本発明の課題は、熱分解ガスから随伴している可燃物質を除去し、この除去した可燃物質を燃料として利用可能な状態にすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱分解ガスの処理方法は、可燃物質を随伴した熱分解ガスをこの熱分解ガスよりも温度が低い粒体またはペレットに接触させてこの粒体またはペレットに可燃物質を付着させて回収し、この可燃物質が付着した粒体またはペレットを、底部側からガス化剤が供給される縦型のガス化炉の上部側からこのガス化炉内に導き、このガス化炉内で粒体またはペレットに付着した可燃物質を熱分解することにより上記課題を解決する。
【０００９】
このような方法とすれば、熱分解ガスに随伴してくるタールなどの可燃物質が、この熱分解ガスよりも温度が低い粒体またはペレットに接触することで冷却され、この粒体またはペレットに付着する。そして、タールなどの可燃物質が付着した粒体またはペレットが縦型のガス化炉の上部側から、ガス化剤が供給される底部側に移動する過程で熱分解されて可燃性ガスとなる。したがって、熱分解ガスから随伴している可燃物質を除去し、この除去した可燃物質を燃料として利用可能な状態にできる。
【００１０】
また、ガス化剤と共に水蒸気をガス化炉の底部側から供給し、粒体またはペレットに付着した可燃物質を水性ガス化反応で分解して可燃性ガスを生成すれば、熱分解ガスに随伴される可燃物質としてカーボン粒子を含んでいる場合、このカーボン粒子を水性ガス化反応により熱分解して可燃性ガスにできる。
【００１１】
さらに、粒体またはペレットが不燃性であれば、粒体またはペレットが化学変化しないため、この不燃性の粒体またはペレットを熱分解ガスからの可燃物質の回収に再利用できる。
【００１２】
また、粒体またはペレットが可燃性であれば、熱分解ガスに随伴される可燃物質の量が変動する場合に、可燃物質の量の変動に応じて粒体またはペレットの量を調整することで、ガス化炉での反応を安定化できる。さらに、可燃性の粒体またはペレットとしてＲＤＦ（Ｒｅｆｕｓｅ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｆｕｅｌ）を用いる。
【００１３】
本発明の熱分解ガスの処理装置は、内部に粒体またはペレットが収容され、可燃物質を随伴した熱分解ガスが通流されるろ過手段と、このろ過手段内の粒体またはペレットが上部側から導入される縦型のガス化炉とを備え、このガス化炉は、底部側にガス化剤を供給するガス化剤供給流路が連結され、上部側に炉内で生成した可燃性ガスを導出させる可燃性ガス流路が連結された構成とすることにより上記課題を解決する。
【００１４】
このような構成とすることにより、熱分解ガスに随伴してくるタールなどの可燃物質がろ過手段内の粒体またはペレットに付着し、そして、タールなどの可燃物質が付着した粒体またはペレットが縦型のガス化炉の上部側から、ガス化剤供給流路が連結された底部側に移動する過程で熱分解されて可燃性ガスとなり、上部側に連結した可燃性ガス流路から取り出される。したがって、熱分解ガスから随伴している可燃物質を除去し、この除去した可燃物質を燃料として利用可能な状態にできる。
【００１５】
また、ガス化炉の底部側から排出された前記粒体またはペレットを前記ろ過手段に戻す管路を有する構成とする。これにより、ろ過手段の内部に収容される粒体またはペレットが不燃性である場合、この不燃性つまり化学変化しない粒体またはペレットをろ過手段に戻し、熱分解ガスからの可燃物質の回収に再利用できる。
【００１６】
また、ろ過手段が、ガス化炉の上方に設けられ、ろ過手段と前記ガス化炉とはダンパ部を介して連結されており、ダンパ部のダンパの開閉により、可燃物質回収器から前記縦型のガス化炉への前記ろ過手段の内部に収容された粒体またはペレットの移動が制御される構成とする。このような構成とすれば、ろ過手段内の可燃物質が付着した粒体またはペレットをダンパ部のダンパを開くことで自重降下でガス化炉内に移動できるため、装置の構成を簡素化できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明を適用してなる熱分解ガスの処理方法、及び処理装置の第１の実施形態について図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる熱分解ガスの処理装置の概略構成と動作を示すブロック図である。図２は、本発明を適用してなる熱分解ガスの処理装置のガス化炉内の状態を説明する模式図である。
【００１８】
本実施形態の熱分解ガスの処理装置１は、図１に示すように、熱分解ガスに随伴されてくる可燃物質を回収するろ過塔３、熱分解ガスに随伴されてくる可燃物質を熱分解するガス化炉５などを備えている。
【００１９】
ろ過塔３は、縦長の筒状に形成されており、不燃性の粒体またはペレット（以下、不燃ペレットと称する）を内部に導入するためのペレット導入口７が上部に設けられている。ペレット導入口７には、不燃ペレットのろ過塔３内への導入及び導入の停止を制御する第１ダンパ部９が設けられている。ろ過塔３の底部側、例えばろ過塔３の底部側壁には、流動床炉やシャフト炉などといった熱分解炉１１で生成され、分離器１３で熱分解カーボンと不燃物などが分離された熱分解ガスをろ過塔３に導く熱分解ガス管路１５が連結されている。
【００２０】
ろ過塔３の上部側、例えばろ過塔３の上部側壁には、ろ過塔３内に収容された不燃ペレットによって可燃物質が除去された熱分解ガスや水蒸気などをろ過塔３内から導出するための熱分解ガス管路１７が連結されている。ろ過塔３の底部には、ろ過塔３内の不燃ペレットのガス化炉５への移動及び移動の停止を制御する二重ダンパ構造となっている第２ダンパ部１９が設けられている。なお、図示していないが、熱分解ガス管路１５の第１ダンパ部９近傍部分などに、不燃ペレットを加熱して温度を調整するための温度調整手段が必要に応じて設けられている。温度調整手段は、不燃ペレットを収容した容器の電気加熱や、不燃ペレットを収容した容器や不燃ペレットの通路に加熱空気を通流させることなど様々な方法で不燃ペレットを加熱するものである。
【００２１】
ガス化炉５は、縦型の熱分解炉であり、上部が第２ダンパ部１９を介して、ろ過塔３に連結されている。ガス化炉５の底部側、例えばガス化炉５の底部側壁には、ガス化剤となる空気と共に、水蒸気をガス化炉５に供給するガス化剤供給管路２１が連結されている。なお、ガス化剤としては空気に限らず酸素を供給する構成にすることもできる。ガス化炉５の上部側、例えばガス化炉５の上部側壁には、ガス化炉５内で生成された可燃性ガスや水蒸気などをガス化炉５内から導出するための可燃性ガス管路２３が連結されている。ガス化炉５の底部には、ガス化炉５内の不燃ペレットやガス化炉５で生じた灰などのガス化炉５内からの導出及び導出の停止を制御する二重ダンパ構造となっている第３ダンパ部２５が設けられている。第３ダンパ部２５の出口側には、ガス化炉５内からの不燃ペレットと灰分とを分離する分離器２７が連結されている。
【００２２】
分離器２７には、灰を排出する灰排出路２９と、不燃ペレットが排出される不燃ペレット管路３１とが連結されている。分離器２７に一端が連結された不燃ペレット管路３１の他端は、ろ過塔３のペレット導入口７に設けられた第１ダンパ部９の入口側に連結されている。ガス化炉５の上部側に連結された可燃性ガス管路２３は、ろ過塔３の上部側に連結された熱分解ガス管路１７と合流して燃料供給管路３３となっている。燃料供給管路３３は、ガス化炉５で可燃物質を熱分解して得た可燃性ガスと、ろ過塔３で清浄化した熱分解路１１からの熱分解ガスとを混合したガスを燃料として用いる燃焼器３５に連結されている。
【００２３】
このような構成の熱分解ガスの処理装置の動作と本発明の特徴部について説明する。熱分解炉１１で生成された熱分解ガスは、分離器１３で熱分解カーボンや不燃物などが分離され、熱分解ガス管路１５を介して、ろ過塔３内に導かれる。ろ過塔３内に導かれる熱分解炉１１で生成された熱分解ガスは、分離器１３で熱分解カーボンや不燃物などが分離されているが、分離器１３では分離できない熱分解カーボン粒子やタールなどの可燃物質を随伴している。また、ろ過塔３内に導かれる熱分解ガスは、例えば４５０℃といった温度になっている。
【００２４】
一方、ろ過塔３内には、ろ過塔３内に導かれる熱分解ガスよりも低い温度、例えば図示していない温度調整手段で１５０℃といった温度に維持された不燃ペレットが投入されると共に、この不燃ペレットの移動床が形成された状態となっている。不燃ペレットは、ガス化炉５から分離器２７及び不燃ペレット管路３１を介して、ろ過塔３内にろ過塔３の上部側から供給されてくるものであり、ろ過塔３内の上部側から底部側に移動する移動床を形成する。
【００２５】
ろ過塔３内に導入された熱分解炉１１からの熱分解ガスが、この移動床を形成している熱分解ガスよりも温度が低い不燃ペレットに接触することで冷却され、熱分解ガスに随伴していた可燃物質であるタールが不燃ペレットの表面に凝縮し付着する。また、このようにタールが不燃ペレットの表面へ凝縮したときの、この凝縮したタールの粘着性により、熱分解ガスに随伴していた他の粒子状の可燃物質、例えば熱分解カーボン粒子なども不燃ペレットの表面へ付着する。これにより、ろ過塔３内で熱分解炉１１からの熱分解ガスから、この熱分解ガスに随伴していたタールや熱分解カーボン粒子などの可燃物質が回収され、熱分解ガスが清浄化される。
【００２６】
タールや熱分解カーボン粒子などの可燃物質が付着した不燃ペレットは、第２ダンパ部１９を介して自重降下によりガス化炉５に移動する。ガス化炉５内では、図２に示すように、上部側から不燃ペレットを投入し、底部側から灰及び処理後の不燃ペレットを排出すること、そして、底部側からガス化剤となる空気と水蒸気を供給し、上部側から生成した可燃性ガスを導出することにより、底部側から上部側に向かって、冷却帯３７、燃焼帯３９、熱分解帯４１、そして乾燥帯４３が形成されている。したがって、ガス化炉５内にも、不燃ペレットが上部側から底部側に向かって、つまり、乾燥帯４３、熱分解帯４１、燃焼帯３９、そして冷却帯３７の順に移動する移動床が形成された状態となっている。
【００２７】
不燃ペレットに付着した状態でガス化炉５に移動したタールや熱分解カーボン粒子などの可燃物質は、まず、乾燥帯４３で乾燥される。そして、熱分解帯４１や燃焼帯３９において、タールなどの可燃物質は、部分燃焼により熱分解され、また、熱分解カーボン粒子などの可燃物質は、ガス化剤である空気と共に水蒸気が供給されることで生じる水性ガス化反応と部分燃焼でＣＯとＨ２に熱分解され、可燃性ガスとなる。タールや熱分解カーボン粒子などの可燃物質のガス化により生じた可燃性ガスは、図２において破線の矢印で示すように、ガス化炉５内を上部側に移動し、ガス化炉５内の水蒸気と共に、可燃性ガス管路２３に流入し、ガス化炉５内から導出される。また、可燃物質がガス化された後の不燃性ペレットと、可燃物質のガス化により生じた灰分は、冷却帯３７でガス化剤となる空気によって冷却された後、ガス化炉５内から排出される。
【００２８】
なお、ガス化炉５内では、供給するガス化剤の流量の調整により、燃焼帯３９の温度は、例えば１０００℃〜１２００℃といった温度に維持されており、これにより、ガス化炉５から可燃性ガス管路２３に流入する可燃性ガスの温度は、例えば２００℃〜２５０℃といった程度になっている。このように、ガス化炉５は、流動床炉やシャフト炉などといった他のガス化炉に比べて燃焼帯の温度が低く、生成されたガスの炉からの出口温度も低くなっている。また、ガス化剤となる空気や酸素と、水蒸気の供給量の比率は、例えば酸素が１に対して水蒸気を２といった比率にしている。さらに、ガス化炉５内では、不燃性ペレットが存在することにより、可燃物質が灰となった冷却帯３７において、ガス化剤をできるだけ均一に流すための流路を確保する役割を果たす。
【００２９】
ガス化炉５内で生成された可燃性ガスは、可燃性ガス管路２３を通流して、熱分解ガス管路１７を通流してきたろ過塔３からの清浄化された熱分解ガスと合流し、燃料供給管路３３を介して燃焼器３５に供給され、燃料として用いられる。一方、ガス化炉５の底部から排出され、第３ダンパ部２５を介して分離器２７に移動した不燃ペレットと灰分は、分離器２７で分離され、灰分は、灰排出路２９を介して排出され、不燃ペレットは、不燃ペレット管路３１を介して、ろ過塔３のペレット導入口７に送られ、ろ過塔３内に再度投入される。
【００３０】
このような本実施形態の熱分解ガスの処理方法、及び熱分解ガスの処理装置１では、熱分解ガスに随伴してくるタールなどの可燃物質が、ろ過塔３内でこの熱分解ガスよりも温度が低い不燃ペレットに接触することで冷却され、この不燃ペレットに付着し回収される。そして、タールなどの可燃物質が付着した不燃ペレットが縦型のガス化炉５の上部側から、ガス化剤が供給される底部側に移動する過程で部分燃焼されて熱分解され、可燃性ガスとなる。したがって、熱分解ガスから随伴している可燃物質を除去し、この除去した可燃物質を燃料として利用可能な状態にできる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、ガス化剤と共に水蒸気をガス化炉５の底部側から供給し、不燃ペレットに付着した熱分解カーボン粒子などの可燃物質を水性ガス化反応で分解して可燃性ガスを生成している。したがって、タールなどの可燃物質だけでなく、熱分解ガスに随伴されるカーボン粒子などの可燃物質も熱分解して可燃性ガスにできる。ここで、熱分解ガスに随伴する可燃物質のうち、熱分解カーボン粒子の量は、条件によっては、熱分解の対象物から発生する熱分解カーボン全体の半分の量に達する場合もある。したがって、熱分解ガスに随伴されるカーボン粒子などの可燃物質も熱分解して可燃性ガスにできることで、熱分解ガスに随伴される可燃物質の可燃性ガスへの変換効率を向上できる。
【００３２】
加えて、本実施形態では、ろ過塔３において不燃ペレットを用いて熱分解ガスに随伴される可燃物質を回収しており、ガス化炉５で付着した可燃物質が熱分解された後の不燃ペレットがろ過塔３に戻しているため、熱分解ガスに随伴される可燃物質を回収に用いる粒体またはペレットを再利用でき、また、安定した熱分解ガスに随伴される可燃物質のろ過性能や回収性能を持続できる。
【００３３】
また、本実施形態では、ろ過手段として、縦長の筒状に形成されたろ過塔３を用いており、さらに、ガス化炉５の上方にろ過塔３を配設し、ろ過塔３の底部とガス化炉５の上部間を第２ダンパ部１９で連結している。しかし、ろ過塔３は、本実施形態のような縦型の物である必要はなく、粒体またはペレットと熱分解ガスを接触させて熱分解ガスに随伴する可燃物質を回収できれば様々な形状や構成にできる。さらに、ろ過塔３とガス化炉５の位置関係は、様々な状態で設置することもでき、ろ過塔３とガス化炉５をダンパ部で連結せずに、ろ過塔３からの可燃物質が付着した粒子やペレットをガス化炉５の上部に搬送し投入できれば、様々な搬送手段を介して連結することもできる。
【００３４】
ただし、本実施形態のように、ろ過手段である縦型のろ過塔３が、ガス化炉５の上方に設けられ、ろ過塔３とガス化炉５とが二重ダンパである第２ダンパ部１９を介して連結されていれば、ろ過塔３内の可燃物質が付着した粒体またはペレットを第２ダンパ部１９のダンパを開くことで自重降下でガス化炉５内に移動できるため、装置の構成を簡素化できる。
【００３５】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用してなる熱分解ガスの処理方法、及び処理装置の第２の実施形態について図３を参照して説明する。図３は、本発明を適用してなる熱分解ガスの処理装置の概略構成と動作を示すブロック図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態と同一の構成などには同じ符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と相違する構成や特徴部などについて説明する。
【００３６】
本実施形態の熱分解ガスの処理方法、及び処理装置が、第１の実施形態と相違する点は、ろ過手段での熱分解ガスに随伴する可燃物質の回収に不燃性の粒体またはペレットを用いず、可燃性の粒体またはペレットとなるＲＤＦ、つまり「Ｒｅｆｕｓｅ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｆｕｅｌ」を用いることにある。すなわち、本実施形態の熱分解ガスの処理装置４５では、図３に示すように、ペレット導入口７に設けられた第１ダンパ部９に、図示していないＲＤＦの供給源に一端が連結されたＲＤＦ供給管路４７の他端が連結されている。そして、ろ過塔３内には、ＲＤＦ供給管路４７を介して、図示していないＲＤＦの供給源からＲＤＦの粒体またはペレットが投入され、ＲＤＦの粒体またはペレットにより移動床が形成される。
【００３７】
なお、ろ過塔３内に投入されるＲＤＦの粒体またはペレットの量は、熱分解炉１１で熱分解処理される対象物の量やその種類、例えば廃棄物や燃料といった対象物の種類などに応じて調整される。例えば、対象物が可燃物質を多く生じる場合にはＲＤＦを少なく、生じる可燃物質が少ない場合にはＲＤＦを多くするといったように調整される。また、ろ過塔３内において、ＲＤＦの粒体またはペレットに熱分解炉１１からの熱分解ガスに随伴される可燃物質を付着させることで熱分解ガスに随伴される可燃物質を回収する点は、不燃ペレットの場合と同じである。
【００３８】
また、本実施形態のガス化炉５では、可燃物質が灰となった冷却帯３７における通気流路の確保のため不燃性ペレットが収容されている。ガス化炉５内に収容されていたこの不燃ペレットは、ガス化炉５の底部から第３ダンパ部２５及び分離器２７を介して灰分と分離して排出されることになる。このため、ガス化炉５には、このガス化炉５の底部から排出した不燃ペレットをガス化炉５の上部側に戻すための不燃ペレット管路４９が設けられている。
【００３９】
このような本実施形態の熱分解ガスの処理方法、及び熱分解ガスの処理装置４５でも、第１の実施形態と同様に、熱分解ガスから随伴している可燃物質を除去し、この除去した可燃物質を燃料として利用可能な状態にできる。さらに、本実施形態では、熱分解炉などからの熱分解ガスに随伴される可燃物質の量が変動する場合に、可燃物質の量の変動に応じてＲＤＦの粒体またはペレットの量を調整することで、可燃性の物質の量を一定化し、ガス化炉での反応を安定化できる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、熱分解ガスから随伴している可燃物質を除去し、この除去した可燃物質を燃料として利用可能な状態にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる熱分解ガスの処理装置の、第１の実施形態の概略構成と動作を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用してなる熱分解ガスの処理装置のガス化炉内の状態を説明する模式図である。
【図３】本発明を適用してなる熱分解ガスの処理装置の、第２の実施形態の概略構成と動作を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 熱分解ガスの処理装置
３ ろ過塔
５ ガス化炉
７ ペレット導入口
９ 第１ダンパ部
１１ 熱分解炉
１５ 熱分解ガス管路
１９ 第２ダンパ部
２１ ガス化剤供給管路
２３ 可燃性ガス管路
２５ 第３ダンパ部
２７ 分離器
３１ 不燃ペレット管路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for treating a pyrolysis gas, and more particularly to a technique for treating a pyrolysis gas that generates a combustible gas by treating a combustible substance in the pyrolysis gas.
[0002]
[Prior art]
The pyrolysis gas generated in a pyrolysis furnace such as a fluidized bed furnace, a shaft furnace, and a kiln furnace is accompanied by combustible substances such as carbon particles and tar in addition to combustible gas and water vapor. For this reason, when the pyrolysis gas is used as a heat source of a boiler or the like, there is a concern that combustible substances such as carbon particles and tar accompanying the pyrolysis gas may cause clogging and corrosion of boiler tubes and the like. You. Therefore, when the pyrolysis gas is used as a heat source for a boiler or the like, it is necessary to remove combustible substances such as carbon particles and tar accompanying the pyrolysis gas.
[0003]
On the other hand, in order to remove combustible substances such as carbon particles and tar accompanying the pyrolysis gas, a bag filter or cyclone type is installed between the pyrolysis furnace and other equipment such as a boiler that uses the pyrolysis gas. A dust collector and the like are provided to remove combustible substances accompanying the pyrolysis gas. In addition, the pyrolysis gas generated in the pyrolysis furnace is passed through the waste supplied to the pyrolysis furnace, thereby adsorbing combustible substances such as tar in the pyrolysis gas to the waste and pyrolyzing. It has also been proposed to remove combustible substances from gas (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-118614 (page 3, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the flammable substance accompanying the pyrolysis gas can be used as fuel because it is flammable. Therefore, the present inventors have considered using a combustible substance accompanying the pyrolysis gas as fuel.
[0006]
However, in the conventional method of removing combustible substances from pyrolysis gas by using a dust collector or by passing pyrolysis gas generated by pyrolysis of this waste through the pyrolysis waste, the combustible substance is removed. Although it can be removed, the combustible material removed becomes difficult or impossible to use as fuel.
[0007]
An object of the present invention is to remove accompanying combustible substances from a pyrolysis gas and make the removed combustible substances usable as fuel.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the method for treating a pyrolysis gas of the present invention, a pyrolysis gas accompanied by a combustible substance is brought into contact with a granule or a pellet having a lower temperature than the pyrolysis gas, and the combustible substance is attached to the granule or the pellet and recovered. Then, the granules or pellets having the combustible substance attached thereto are guided into the gasification furnace from the top side of the vertical gasification furnace to which the gasification agent is supplied from the bottom side, and the granules or pellets are formed in the gasification furnace. Alternatively, the above problem is solved by thermally decomposing a combustible substance attached to the pellet.
[0009]
According to such a method, a combustible substance such as tar accompanying the pyrolysis gas is cooled by contacting the granules or pellets having a lower temperature than the pyrolysis gas, and the granules or pellets are cooled. Adhere to. Then, the granules or pellets to which a combustible substance such as tar is attached are thermally decomposed in the process of moving from the upper side of the vertical gasification furnace to the bottom side to which the gasifying agent is supplied to become a combustible gas. Therefore, the accompanying combustible substance can be removed from the pyrolysis gas, and the removed combustible substance can be used as a fuel.
[0010]
In addition, if steam is supplied from the bottom side of the gasification furnace together with the gasifying agent, and the combustible substances attached to the granules or pellets are decomposed by the aqueous gasification reaction to generate a combustible gas, the combustible gas is accompanied by the pyrolysis gas. When carbon particles are contained as a combustible substance, the carbon particles can be thermally decomposed by a water gasification reaction to form a combustible gas.
[0011]
Furthermore, if the granules or pellets are non-flammable, the granules or pellets do not undergo chemical change, so that the non-flammable granules or pellets can be reused for recovering combustible substances from pyrolysis gas.
[0012]
Further, if the granules or pellets are flammable, by adjusting the amount of granules or pellets according to the change in the amount of combustible material, when the amount of combustible material accompanying the pyrolysis gas fluctuates. In addition, the reaction in the gasification furnace can be stabilized. Further, RDF (Refuse Derived Fuel) is used as flammable particles or pellets.
[0013]
The apparatus for treating a pyrolysis gas of the present invention has a filtration unit through which a pyrolysis gas accommodating a combustible substance is accommodated, in which granules or pellets are contained, and the granules or pellets in the filtration unit are arranged from above. A vertical gasification furnace to be introduced is provided, and the gasification furnace is connected to a gasification agent supply flow path for supplying a gasification agent to a bottom side, and a combustible gas generated in the furnace is connected to a top side. The above problem is solved by adopting a configuration in which the combustible gas flow paths to be led out are connected.
[0014]
With such a configuration, combustible substances such as tar accompanying the pyrolysis gas adhere to the granules or pellets in the filtration means, and the granules or pellets to which the combustible substance such as tar adheres are formed. From the upper part of the vertical gasifier, the gasification agent supply flow path is thermally decomposed in the process of moving to the connected bottom part to become flammable gas, which is taken out from the flammable gas flow path connected to the upper part. . Therefore, the accompanying combustible substance can be removed from the pyrolysis gas, and the removed combustible substance can be used as a fuel.
[0015]
In addition, a configuration is provided in which a pipe is provided for returning the granules or pellets discharged from the bottom side of the gasification furnace to the filtering means. Thus, when the particles or pellets contained in the filtering means are non-flammable, the non-flammable particles or pellets which do not undergo chemical change are returned to the filtering means, and are recovered for recovering the combustible material from the pyrolysis gas. Available.
[0016]
Further, filtration means is provided above the gasification furnace, and the filtration means and the gasification furnace are connected via a damper part. By opening and closing the damper part of the damper part, the vertical type from the combustible material collector is opened. The movement of the granules or pellets housed inside the filtration means to the gasification furnace is controlled. With such a configuration, the granules or pellets to which the combustible substance adheres in the filtering means can be moved into the gasification furnace by their own weight by opening the damper of the damper section, so that the configuration of the apparatus can be simplified.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a method and apparatus for processing a pyrolysis gas according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration and operation of a pyrolysis gas processing apparatus to which the present invention is applied. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a state in a gasification furnace of a pyrolysis gas processing apparatus to which the present invention is applied.
[0018]
As shown in FIG. 1, a pyrolysis gas treatment apparatus 1 according to the present embodiment includes a filtration tower 3 for collecting combustible substances accompanying the pyrolysis gas, and a pyrolysis apparatus for pyrolyzing the combustible substances accompanying the pyrolysis gas. And a gasification furnace 5 to be used.
[0019]
The filtration tower 3 is formed in a vertically long cylindrical shape, and is provided with a pellet inlet 7 for introducing non-combustible particles or pellets (hereinafter, referred to as non-combustible pellets) therein. The pellet inlet 7 is provided with a first damper unit 9 for controlling the introduction of the non-combustible pellets into the filtration tower 3 and the stop of the introduction. On the bottom side of the filtration tower 3, for example, on the bottom side wall of the filtration tower 3, pyrolysis is performed in a pyrolysis furnace 11 such as a fluidized bed furnace or a shaft furnace, and pyrolyzed carbon and incombustible substances are separated by a separator 13. A pyrolysis gas line 15 that guides the gas to the filtration tower 3 is connected.
[0020]
On the upper side of the filtration tower 3, for example, on the upper side wall of the filtration tower 3, a pyrolysis gas or steam from which combustible substances have been removed by the non-combustible pellets contained in the filtration tower 3 is led out of the filtration tower 3. The pyrolysis gas pipeline 17 is connected. At the bottom of the filtration tower 3, a second damper unit 19 having a double damper structure for controlling movement of the non-combustible pellets in the filtration tower 3 to the gasification furnace 5 and stop of the movement is provided. Although not shown, a temperature adjusting means for adjusting the temperature by heating the non-combustible pellets is provided as necessary, for example, in the vicinity of the first damper section 9 of the pyrolysis gas pipe 15. The temperature adjusting means heats the non-combustible pellets by various methods, such as electric heating of the container containing the non-combustible pellets, and passing heated air through the container containing the non-combustible pellets or the passage of the non-combustible pellets.
[0021]
The gasification furnace 5 is a vertical pyrolysis furnace, and the upper part is connected to the filtration tower 3 via the second damper unit 19. A gasifying agent supply pipe 21 that supplies steam to the gasifying furnace 5 together with air serving as a gasifying agent is connected to a bottom side of the gasifying furnace 5, for example, a bottom side wall of the gasifying furnace 5. The gasifying agent is not limited to air, but may be configured to supply oxygen. On the upper side of the gasification furnace 5, for example, on the upper side wall of the gasification furnace 5, a flammable gas pipe for taking out the flammable gas or steam generated in the gasification furnace 5 from the inside of the gasification furnace 5. 23 are connected. The bottom of the gasification furnace 5 has a double damper structure for controlling the discharge of non-combustible pellets and ash generated in the gasification furnace 5 from the gasification furnace 5 and the stop of the discharge from the gasification furnace 5. 3rd damper part 25 is provided. A separator 27 for separating non-combustible pellets and ash from inside the gasification furnace 5 is connected to the outlet side of the third damper unit 25.
[0022]
An ash discharge path 29 for discharging ash and a non-combustible pellet pipe 31 for discharging non-combustible pellets are connected to the separator 27. The other end of the non-combustible pellet pipe 31 whose one end is connected to the separator 27 is connected to the inlet side of the first damper unit 9 provided at the pellet inlet 7 of the filtration tower 3. The combustible gas line 23 connected to the upper side of the gasification furnace 5 joins with the pyrolysis gas line 17 connected to the upper side of the filtration tower 3 to form a fuel supply line 33. The fuel supply line 33 uses, as a fuel, a gas obtained by mixing a combustible gas obtained by pyrolyzing a combustible substance in the gasification furnace 5 and a pyrolysis gas from the pyrolysis passage 11 purified by the filtration tower 3. It is connected to the combustor 35 used.
[0023]
The operation of the pyrolysis gas processing apparatus having such a configuration and the features of the present invention will be described. The pyrolysis gas generated in the pyrolysis furnace 11 is separated into pyrolytic carbon, incombustibles, and the like by the separator 13, and is introduced into the filtration tower 3 via the pyrolysis gas pipe 15. The pyrolysis gas generated in the pyrolysis furnace 11 guided into the filtration tower 3 is separated into pyrolytic carbon and incombustibles by the separator 13, but the pyrolytic carbon particles and tar which cannot be separated by the separator 13 are separated. With combustible substances such as. The pyrolysis gas introduced into the filtration tower 3 has a temperature of, for example, 450 ° C.
[0024]
On the other hand, non-combustible pellets maintained at a lower temperature than the pyrolysis gas introduced into the filtration tower 3, for example, at a temperature of 150 ° C. by a temperature adjusting means (not shown) are introduced into the filtration tower 3. The moving bed of the non-combustible pellets has been formed. The non-combustible pellets are supplied from the gasification furnace 5 through the separator 27 and the non-combustible pellet pipe 31 into the filtration tower 3 from the upper side of the filtration tower 3. It forms a moving floor that moves to the bottom side.
[0025]
The pyrolysis gas from the pyrolysis furnace 11 introduced into the filtration tower 3 is cooled by contacting the non-combustible pellets having a lower temperature than the pyrolysis gas forming the moving bed, and is accompanied by the pyrolysis gas. Tar, which is a combustible substance, condenses and adheres to the surface of the non-combustible pellets. In addition, when the tar condenses on the surface of the non-combustible pellets as described above, due to the tackiness of the condensed tar, other particulate combustible substances accompanying the pyrolysis gas, such as pyrolytic carbon particles, also become non-flammable. Attaches to the surface of the pellet. Thereby, combustible substances such as tar and pyrolytic carbon particles accompanying the pyrolysis gas are recovered from the pyrolysis gas from the pyrolysis furnace 11 in the filtration tower 3, and the pyrolysis gas is purified. .
[0026]
The non-combustible pellets to which combustible substances such as tar and pyrolytic carbon particles are attached move to the gasification furnace 5 via the second damper unit 19 due to its own weight drop. In the gasification furnace 5, as shown in FIG. 2, non-combustible pellets are charged from the upper side, ash and treated non-combustible pellets are discharged from the bottom side, and air as a gasifying agent is discharged from the bottom side. The cooling zone 37, the combustion zone 39, the pyrolysis zone 41, and the drying zone 43 are formed from the bottom side to the top side by supplying steam and extracting the combustible gas generated from the top side. . Therefore, a moving bed in which the non-combustible pellets move from the top side to the bottom side, that is, the drying zone 43, the pyrolysis zone 41, the combustion zone 39, and the cooling zone 37 is formed also in the gasification furnace 5. It is in a state where it is set.
[0027]
The combustibles such as tar and pyrolytic carbon particles that have moved to the gasification furnace 5 while being attached to the non-combustible pellets are first dried in the drying zone 43. In the pyrolysis zone 41 and the combustion zone 39, combustible substances such as tar are thermally decomposed by partial combustion, and the combustible substances such as pyrolytic carbon particles are supplied with water vapor together with air as a gasifying agent. It is thermally decomposed into CO and H 2 by the water gasification reaction and partial combustion that occur, and becomes a combustible gas. The combustible gas generated by the gasification of combustible substances such as tar and pyrolytic carbon particles moves upward in the gasification furnace 5 as shown by the dashed arrow in FIG. The gas flows into the combustible gas pipe 23 together with the water vapor, and is discharged from the gasification furnace 5. Further, the non-combustible pellets after the combustible substance is gasified and the ash generated by gasification of the combustible substance are discharged from the gasification furnace 5 after being cooled by air serving as a gasifying agent in the cooling zone 37. Is done.
[0028]
In the gasification furnace 5, the temperature of the combustion zone 39 is maintained at a temperature of, for example, 1000 ° C. to 1200 ° C. by adjusting the flow rate of the gasifying agent to be supplied. The temperature of the flammable gas flowing into the flammable gas pipeline 23 is, for example, about 200 ° C. to 250 ° C. As described above, the gasification furnace 5 has a lower temperature in the combustion zone and a lower outlet temperature of the generated gas from the furnace than other gasification furnaces such as a fluidized bed furnace and a shaft furnace. In addition, the ratio of the supply amount of water vapor to air or oxygen serving as a gasifying agent is, for example, a ratio such that oxygen is 1 and steam is 2. Further, in the gasification furnace 5, the presence of the non-combustible pellets serves to secure a flow path for flowing the gasifying agent as uniformly as possible in the cooling zone 37 where the combustible material has turned into ash.
[0029]
The combustible gas generated in the gasification furnace 5 flows through the combustible gas line 23 and joins with the purified pyrolysis gas from the filtration tower 3 flowing through the pyrolysis gas line 17. Then, the fuel is supplied to the combustor 35 through the fuel supply line 33 and used as fuel. On the other hand, the non-combustible pellets and ash discharged from the bottom of the gasification furnace 5 and moved to the separator 27 through the third damper unit 25 are separated by the separator 27, and the ash is discharged through the ash discharge passage 29. Then, the non-combustible pellets are sent to the pellet introduction port 7 of the filtration tower 3 via the non-combustible pellet pipe 31 and are again charged into the filtration tower 3.
[0030]
In the pyrolysis gas processing method and the pyrolysis gas processing apparatus 1 according to the present embodiment, combustible substances such as tar accompanying the pyrolysis gas are generated in the filtration tower 3 more than the pyrolysis gas. It is cooled by contacting the incombustible pellet having a low temperature, and adheres to the incombustible pellet and is collected. The non-combustible pellets to which combustible substances such as tar are attached are partially burned and thermally decomposed in the process of moving from the upper side of the vertical gasifier 5 to the bottom side where the gasifying agent is supplied. It becomes. Therefore, the accompanying combustible substance can be removed from the pyrolysis gas, and the removed combustible substance can be used as a fuel.
[0031]
Further, in the present embodiment, steam is supplied from the bottom side of the gasification furnace 5 together with the gasifying agent, and the combustible substances such as pyrolytic carbon particles attached to the non-combustible pellets are decomposed by the aqueous gasification reaction to convert the combustible gas. Has been generated. Therefore, not only combustible substances such as tar but also combustible substances such as carbon particles accompanying the pyrolysis gas can be pyrolyzed to a combustible gas. Here, among the combustible substances accompanying the pyrolysis gas, the amount of the pyrolysis carbon particles may reach half the total amount of the pyrolysis carbon generated from the object of the pyrolysis depending on the conditions. Therefore, a combustible substance such as carbon particles accompanying the pyrolysis gas can also be thermally decomposed into a flammable gas, thereby improving the conversion efficiency of the combustible substance accompanying the pyrolysis gas into a flammable gas.
[0032]
In addition, in the present embodiment, the combustible substances accompanying the pyrolysis gas are recovered using the non-combustible pellets in the filtration tower 3, and the non-combustible pellets after the combustible substances attached in the gasification furnace 5 are thermally decomposed. Is returned to the filtration tower 3 so that granules or pellets used for recovering combustible substances accompanying the pyrolysis gas can be reused, and stable filtration performance and recovery of combustible substances accompanying the pyrolysis gas can be reused. Performance can be sustained.
[0033]
Further, in the present embodiment, a filtration tower 3 formed in a vertically long cylindrical shape is used as a filtration means. Further, the filtration tower 3 is disposed above the gasification furnace 5, and the bottom of the filtration tower 3 is provided. The upper part of the gasification furnace 5 is connected by a second damper part 19. However, the filtration tower 3 does not need to be a vertical type as in the present embodiment, and may have various shapes and shapes as long as the combustible substances accompanying the pyrolysis gas can be recovered by bringing the particles or pellets into contact with the pyrolysis gas. Can be configured. Further, the positional relationship between the filtration tower 3 and the gasification furnace 5 can be set in various states, and the combustible substances from the filtration tower 3 are removed without connecting the filtration tower 3 and the gasification furnace 5 with a damper part. As long as the attached particles and pellets can be transported to the upper part of the gasification furnace 5 and thrown in, they can be connected via various transporting means.
[0034]
However, as in the present embodiment, the vertical filtration tower 3 which is a filtering means is provided above the gasification furnace 5, and the filtration tower 3 and the gasification furnace 5 are double damper second damper units. 19, the granules or pellets to which the combustible substance adheres in the filtration tower 3 can be moved into the gasification furnace 5 by their own weight drop by opening the damper of the second damper unit 19. Can be simplified.
[0035]
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of a pyrolysis gas processing method and a processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration and operation of a pyrolysis gas processing apparatus to which the present invention is applied. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted, and the configurations and features different from those in the first embodiment will be described.
[0036]
The processing method and the processing apparatus of the pyrolysis gas of the present embodiment are different from the first embodiment in that non-combustible particles or pellets are used for collecting combustible substances accompanying the pyrolysis gas in the filtering means. RDF that becomes flammable particles or pellets, that is, “Refuse Derived Fuel” is used without using. That is, in the pyrolysis gas treatment device 45 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, one end is connected to a first damper unit 9 provided in the pellet inlet 7 to a supply source of RDF (not shown). The other end of the RDF supply pipe 47 is connected. Then, RDF particles or pellets are fed into the filtration tower 3 from an RDF supply source (not shown) via an RDF supply line 47, and a moving bed is formed by the RDF particles or pellets. .
[0037]
The amount of the RDF particles or pellets to be charged into the filtration tower 3 depends on the amount and type of the object to be thermally decomposed in the pyrolysis furnace 11, for example, the type of the object such as waste and fuel. Adjusted accordingly. For example, the adjustment is made such that the RDF is reduced when the target object generates a large amount of combustible material, and the RDF is increased when the target object generates a small amount of combustible material. Further, in the filtration tower 3, the combustible substance accompanying the pyrolysis gas is collected by attaching the combustible substance accompanying the pyrolysis gas from the pyrolysis furnace 11 to the RDF particles or pellets. Same as for non-combustible pellets.
[0038]
Further, in the gasification furnace 5 of the present embodiment, non-combustible pellets are accommodated in the cooling zone 37 in which the combustible material has become ash in order to secure a ventilation channel. The non-combustible pellets stored in the gasification furnace 5 are separated from the bottom of the gasification furnace 5 through the third damper unit 25 and the separator 27 to be discharged from the ash. Therefore, the gasification furnace 5 is provided with a noncombustible pellet pipe 49 for returning the noncombustible pellets discharged from the bottom of the gasification furnace 5 to the upper side of the gasification furnace 5.
[0039]
In the pyrolysis gas processing method and the pyrolysis gas processing apparatus 45 according to the present embodiment, similarly to the first embodiment, the accompanying combustible substances are removed from the pyrolysis gas, and this is removed. The combustible material can be made available for use as fuel. Furthermore, in this embodiment, when the amount of combustible material accompanying the pyrolysis gas from the pyrolysis furnace or the like fluctuates, the amount of RDF granules or pellets is adjusted according to the change in the amount of combustible material. This can stabilize the amount of combustible substances and stabilize the reaction in the gasification furnace.
[0040]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the accompanying combustible substance is removed from a pyrolysis gas, and the removed combustible substance can be used as a fuel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration and operation of a first embodiment of a pyrolysis gas processing apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a state inside a gasification furnace of a pyrolysis gas processing apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration and operation of a second embodiment of a pyrolysis gas treatment apparatus to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 Pyrolysis gas treatment device 3 Filtration tower 5 Gasification furnace 7 Pellet inlet 9 First damper section 11 Pyrolysis furnace 15 Pyrolysis gas pipe line 19 Second damper section 21 Gasifying agent supply pipe line 23 Combustible gas pipe Channel 25 Third damper part 27 Separator 31 Non-combustible pellet line
