JP2005298698A - 合成高分子化合物含有廃棄物のガス化方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 間接加熱式の諸問題を解決した、廃棄物のガス化方法及び装置を提供する。
【解決手段】伝熱壁２１によって囲まれた空間２５内を通過する合成高分子化合物含有廃棄物Ｗのガス化に当たって、そのガス化によって生成された重質の可燃性ガスＧ１の少なくとも一部が伝熱壁２１の周囲、その伝熱壁２１と接した状態で、それぞれ供給された前記酸化剤ＯＧ，スチームＳと部分燃焼、水性ガス反応を生起することによって軽質の可燃性ガスＧ２に改質され、それに伴って発生した熱が、前記伝熱壁２１を介して外側から前記空間２５内に伝えられると共に、前記スチームＳの供給量の増減によって、伝熱壁２１の外面温度Ｔ１が所定の範囲に維持されるよう制御されることを含んでいる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば使用済みの自動車の再資源化等に関する法律の規制対象となる、そのままでは部品，素材として再利用困難なシュレッダーダスト，廃タイヤ等の合成高分子化合物含有廃棄物のガス化方法及びその装置に関するものである。

使用済み自動車の再資源化等に関する法律の施行が迫っており、自動車の解体の最後に残るシュレッダーダストは、繊維質，硬軟・発泡各種プラスチック，ゴム類，布・紙・木，被覆導線，その他雑多なものを含んでおり、そのままでは部品や素材としてリサイクル困難な廃棄物であり、焼却するとダイオキシン等の有害物質を発生するおそれがあるため、燃料ガス，還元剤としての炭化物，銅等の非鉄金属の回収が可能な還元雰囲気下のガス化が最も実際的な再資源化手段と考えられている。

そのシュレッダーダストや廃タイヤ等合成高分子化合物含有廃棄物のガス化については多くの提案がなされている。その一つに例えば内部加熱方式の炉（例えば流動床炉，火格子炉，多段式縦型炉，回転炉，固定床炉，浮遊型炉，シャフト炉等）であって、ダイオキシンが発生しないよう、酸素を実質的に含まない燃焼ガスを発生する燃焼手段（バーナ）を備えたものが提案されている（例えば特許文献１参照。）。

その他これに類するものとして、製鉄類似の高炉による部分燃焼溶融ガス化（例えば特許文献２，３参照。）、さらに高温熱媒体によるガス化であって、循環熱分解ガス＋高温燃焼ガスであるもの（例えば特許文献４参照。）、高温スチームであるもの（例えば特許文献５参照。）が提案されている。

以上の内部加熱方式は、伝熱壁を介した加熱は不要であって、従って伝熱手段や伝熱壁材質の選定の煩わしさはないが、一般に廃棄物のみの部分燃焼は、温度が十分に高ければともかく、そうでない場合は、燃焼が不安定であって、失火・爆発のおそれがあると言う問題点がある。それに対して、特許文献１に記載のものは、燃焼手段（バーナ）での燃料の燃焼によって生じた燃焼ガスとの接触によるものであって、運転は安定していると予想されるが、別途燃料を必要とし、空気等の酸化剤に含まれていた窒素等の不燃性ガスや燃焼によって生じたＣＯ２によって稀釈されるため、可燃性成分の濃度が小さくなり、ガスの質が低下すると言う問題点がある。なお、ガスの質が向上のため、酸素濃度の高い酸化剤の使用が可能であるが、酸素濃度が高ければ高い程、酸化剤の単価が高くなり、得られたガスの単価を高くすると言う問題点がある。

また、特許文献２，３に記載の高炉による溶融ガス化は、熱可塑性の高い廃棄物に対しては、安定且つ均一な通気が可能にコークス等の配合その他製鉄用高炉並の技術と設備を必要とし、得られた可燃性ガス単価が高くなると言う問題点がある。特許文献４に記載の循環熱分解ガス＋高温燃焼ガス利用のものは、それによって熱分解ガスの一部が改質されるばかりでなく、失火・爆発の危険性がなく、安定運転が可能であると言う利点はあるが、コークやタールを含み、且つ５００℃と言う高温熱分解ガスがブロワによって支障なく循環可能であるかどうか極めて疑問であり、やはりガスの質が低くなると言う問題点は解消されていない。特許文献５に記載のスチーム利用のものは、コーキングが抑制乃至防止され、それの凝縮、分離によって高質の可燃性ガスが得られると言う利点はあるが、そのスチーム発生にはそれの加熱器及び殆ど回収不能な多大の蒸発潜熱を必要とすることに問題点がある。

以上の内部加熱方式に対する外部加熱方式として、燃焼ガスで外部加熱される回転炉によるものが提案されている（例えば特許文献６，７参照）。

この外部加熱方式の装置は、上述の伝熱手段や伝熱壁材質の選定等の煩わしさはあるが、構成が簡単であって、安定運転も容易であり、しかも不燃性ガスによる稀釈がないため、例え後で軽質化のための酸化剤やスチームが添加されたとしても、得られたガスの質が部分燃焼方式等の内部加熱によるものに比べて高く、且つそのガスの製造単価が安いと言う利点がある。しかしながら、伝熱壁内面に伝熱を損なうコーキングを起こし易く、それによって伝熱壁の温度が次第に高くなり、しばしばデコーキングのための運転停止が避けられないと言う問題点がある。なお、得られた可燃性ガスには重質成分が含まれており、回転炉の外部加熱用のバーナとそれに供給する燃料や可燃性ガスの軽質化のための改質炉が別に必要である。さらに、重質の可燃性ガスは軽質化のために改質炉に送られる途中の配管等にタール分の付着やコーキングを起こすため、これらの部分は５００〜６００℃に維持されなければならず、電気ヒーター等の付設が必要となり、設備費用、運転・保守費用が増大すると言う問題点がある。

それに対して、回転炉内で発生し、その壁に穿けられた多数のガス排出孔から噴出した重質の可燃性ガスが前記回転炉の周囲で燃焼又は部分燃焼し、それによって回転炉の外側から加熱されるよう構成されたものが、本発明の発明者を含む発明者らによって提案されている（例えば特許文献８，９参照）。この提案は回転炉壁に穿けられた多数のガス排出孔から噴出した重質の可燃性ガスが何らの処理を経ずにそのまま回転炉の外部加熱の燃料として利用可能であり、スチームの吹き込みによってタール・煤の発生が抑制され、改質炉に送られる途中の配管等へのタール付着、コーキングもなく、バーナは起動のために残しておく必要があるものの、それに供給する燃料を殆ど必要としないと言う利点がある。さらに特許文献９によれば、併せて得られた重質の可燃性ガスの部分燃焼や水性ガス反応による改質軽質化が可能である。

なお、デコーキングのための頻度の高い運転停止が避けられないと言う問題点はあるが、それに対して、回転炉やその周囲の可燃性ガス燃焼部分内への水又はスチームの供給よる回転炉内壁へのコーキングや煤の発生の抑制もある程度計られている。しかしながら、処理対象である屑ゴムや廃タイヤは、構成・性状が比較的安定していて、安定運転が容易であるが、例えばシュレッダーダストは発生場所、時間によって構成及び性状が著しく変動し、運転制御が困難なことが問題である。
ＷＯ９６／３５９１０号公報（特許請求の範囲：請求項１、図面）、 特開平６−１２９６１８号公報（特許請求の範囲：請求項１、図１） 特開２００３−２０１４８０号公報（特許請求の範囲：請求項１及び２、図１） 特開平１０−１３２２４０号公報（特許請求の範囲：請求項１、図１） 特開２０００−２９６３７８号公報（特許請求の範囲：請求項１、図１） 特開２０００−２０２４１９号公報（特許請求の範囲：請求項１、図１） 特開２０００−３３６３７２号公報（特許請求の範囲：請求項１、図１） 特開平１０−３１０７７５号公報（特許請求の範囲：請求項３，４、図３，４） 特開平２００３−２３８９３６号公報（特許請求の範囲：請求項３，４、図３，４）

解決しようとする課題は、上記従来の複数のガス化方法及びその装置には、それぞれ異なる問題点があり、本発明はこれらの問題点を解決した、合成高分子化合物含有廃棄物のガス化方法及びその装置を提供するものである。

請求項１の発明の合成高分子化合物含有廃棄物（以下単に廃棄物と呼称）のガス化方法は、伝熱壁（２１）によって囲まれた空間（２５）内を通過する廃棄物（Ｗ）のガス化に当たって、そのガス化によって生成された重質の可燃性ガス（Ｇ１）の少なくとも一部が伝熱壁２１の周囲、その伝熱壁２１と接した状態で、それぞれ供給された前記酸化剤（ＯＧ），スチーム（Ｓ）と部分燃焼、水性ガス反応を生起することによって軽質の可燃性ガス（Ｇ２）に改質され、それに伴って発生した熱が、前記伝熱壁（２１）を介して外側から前記空間（２５）内に伝えられると共に、前記スチーム（Ｓ）の供給量の増減によって、伝熱壁（２１）の外面温度（Ｔ１）が所定の範囲に維持されるよう制御されることを含んでいる。

請求項２の発明の廃棄物のガス化方法は、伝熱壁（２１）によって囲まれた空間（２５）内を通過する廃棄物（Ｗ）がガス化されるよう、その空間（２５）内に前記伝熱壁（２１）を介して外側から熱が伝えられると共に、前記空間（２５）内の合成高分子化合物等の可燃分が部分燃焼可能に、その空間（２５）内に酸素ガス又は酸素ガス含有ガスよりなる酸化剤（ＯＧ）が供給されることを含んでいる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明の構成に加えて、前記空間（２５）内にスチーム（Ｓ）が供給されることを含んでいる。

請求項４の発明は、請求項２又は３の構成に加えて、ガス化によって生成された重質の可燃性ガス（Ｇ１）の少なくとも一部が伝熱壁２１の周囲、その伝熱壁（２１）と接した状態で、それぞれ供給された前記酸化剤（ＯＧ），スチーム（Ｓ）と部分燃焼、水性ガス反応を生起することによって軽質の可燃性ガス（Ｇ２）に改質され、それに伴って発生した熱が、前記空間（２５）内に前記伝熱壁（２１）を介して外側から伝えられると共に、前記スチーム（Ｓ）の供給量の増減によって、伝熱壁（２１）の外面温度（Ｔ１）が所定の範囲に維持されるよう制御されることを含んでいる。

請求項５の発明は、前記空間（２５）内で発生した重質の可燃性ガス（Ｇ１）の少なくとも一部が、前記伝熱壁（２１）に穿けられているガス排出孔（Ｈ）から伝熱壁（２１）の周囲に噴出し、少なくとも、酸素ガス又は酸素ガス含有ガスよりなる酸化剤（ＯＧ）によって酸化されることを含んでいる。

請求項６の発明の廃棄物のガス化装置は、廃棄物（Ｗ）が、回転円筒（２０）の一端から供給され、転動しながら他端に移動し、排出される間にガス化されるに当たって、前記回転円筒（２０）自身が伝熱壁（２１）となって、それに囲まれた空間（２５）内に外側から間接的に熱を伝えるよう、間接加熱手段（３０）が前記回転円筒（２０）を取り巻くように設けられていると共に、その間接加熱手段（３０）が、前記ガス化によって生成された重質の可燃性ガス（Ｇ１）の少なくとも一部が酸化剤（ＯＧ），スチーム（Ｓ）によってそれぞれ部分燃焼、水性ガス反応を生起し、それに伴って発生した熱が、前記伝熱壁（２１）を介して外側から前記空間（２５）内に伝えられるよう構成されている。

請求項７の発明の廃棄物のガス化装置は、廃棄物（Ｗ）が、回転円筒（２０）の一端から供給され、転動しながら他端に移動し、排出される間にガス化されるに当たって、前記回転円筒（２０）自身が伝熱壁（２１）となって、それに囲まれた空間（２５）内に外側から間接的に熱を伝えるよう、間接加熱手段（３０）が前記回転円筒（２０）を取り巻くように設けられていると共に、前記空間（２５）内の合成高分子化合物等の可燃分が部分燃焼可能に、その空間（２５）内に酸素ガス又は酸素ガス含有ガスよりなる酸化剤（ＯＧ）が供給されるよう構成されている。

請求項８の発明は、項６又は７の構成に加えて、請求項前記空間（２５）内にスチーム（Ｓ）が供給されるよう構成されている。

請求項９の発明は、請求項７又は８の発明の構成に加えて、前記間接加熱手段（３０）が、前記廃棄物（Ｗ）が空間（２５）内でガス化されることによって生成された重質の可燃性ガス（Ｇ１）の少なくとも一部が、それぞれ前記酸化剤（ＯＧ），スチーム（Ｓ）と部分燃焼、水性ガス反応を生起することによって軽質の可燃性ガス（Ｇ２）に改質され、それに伴って発生した熱が、その前記伝熱壁（２１）を介して外側から前記空間（２５）内に伝えられるよう構成されていると共に、前記スチーム（Ｓ）の供給量の増減によって、伝熱壁（２１）の外面温度（Ｔ１）を所定の範囲に維持する制御システム（４０）を備えている。

請求項１０の発明は、請求項６乃至９のいずれかの発明の構成に加えて、前記空間（２５）内で発生した重質の可燃性ガス（Ｇ１）の一部が間接加熱手段（３０）内に噴出し、少なくとも、酸素ガス又は酸素ガス含有ガスよりなる酸化剤（ＯＧ）によって酸化されるよう、前記伝熱壁（２１）にガス排出孔（Ｈ）が穿けられている。

請求項１の発明によれば、廃棄物Ｗの空間２５内でのガス化によって生成された重質の可燃性ガスＧ１の少なくとも一部が軽質化されると共に、それに伴って発生した熱が前記空間２５内のガス化に供され、そのガス化のために精製済みの燃料を殆ど必要とせず、燃料費の節約が計られ、熱経済性が向上する。そのうえ、構成及び性状が発生場所，時間によって著しく変動する、例えばカーシュレッダダスト等の廃棄物が供給されても、そのスチームＳの供給量の増減によって水性ガス反応量，それに伴う熱発生量，加熱量を容易に調節可能であるため、前記伝熱壁２１の温度Ｔ１が所定の範囲に容易に維持され、それによって運転が安定化され、廃棄物Ｗがガス化不十分のまま空間２５から排出されたり、伝熱壁２１が過熱されたりすることがない。なお、スチームＳの供給量の増減は、例えば得られた軽質の可燃性ガスＧ１等の燃料ガス，酸化剤ＯＧ，さらに前記廃棄物Ｗその他の供給量の増減に比較して著しく容易である。

請求項２の発明によれば、空間２５内の合成高分子化合物等の可燃分は、酸化剤ＯＧが僅少であっても、前記空間２５を囲む伝熱壁２１が外側から赤熱されているため、それが着火源となって、前記酸化剤ＯＧと容易に反応し、失火・爆発することなく、安定して部分燃焼する。それと同時に、その伝熱壁２１内面に付着したタールやコークが燃焼するため、それだけコーキング進行速度が抑制され、連続運転期間が延長される。しかも、合成高分子化合物等の可燃分の部分燃焼依存度合が低いため、得られたガスの質の低下が小さく抑えられる。なお、僅少とは言え、前記可燃分の部分燃焼分だけ、外側から伝えられる熱量が低減されるため、伝熱壁２５の温度Ｔ１が低く抑えられ、それに対する負担（材料の耐熱性）が軽減されると言う副次効果がある。

請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明の効果に加えて、空間２５内に供給されたスチームＳによって空間２５内の可燃性ガスが稀釈され、そのガスの重合、タール化が抑制されるか、又は／そのうえ水性ガス反応が並起し、ガス中のタール分や煤がガス化されるため、伝熱壁２１へのコーキングがさらに抑制される。しかも、スチームは凝縮分離可能であって、得られた可燃性ガスＧ１の質の低下はない。

請求項４の発明によれば、請求項２又は３の発明の効果に加えて、請求項１の発明と同様の効果がある。

請求項５の発明によれば、請求項２の発明の構成に加えて、伝熱壁２１の周囲で、前記廃棄物Ｗの空間２５内でのガス化によって生成された重質の可燃性ガスＧ１の少なくとも一部が酸化（完全燃焼又は部分燃焼）可能となり、それに伴って発生した熱が前記ガス化に供されるため、そのガス化のために精製済みの燃料を殆ど必要とせず、燃料費の節約が計られ、熱経済性が向上する。また、請求項１乃至４のいずれかの発明の効果に加えて、例えば重質の可燃性ガスＧ１を空間２５から伝熱壁２１の周囲に送る配管が省略され、その配管に生起するタールやコーキングトラブルもない。

請求項６の発明によれば、請求項１と略同様に、回転円筒２０自身である伝熱壁２１に囲まれた空間２５内で生成された重質の可燃性ガスＧ１の少なくとも一部が軽質化されると共に、それに伴って発生した熱が前記ガス化に供され、そのガス化のために精製済みの燃料を殆ど必要とせず、燃料費の節約が計られ、熱経済性が向上する。そのうえ、回転円筒２０に囲まれた空間２５内に構成及び性状が発生場所，時間によって著しく変化する廃棄物が供給されても、スチームＳの供給量の増減によって水性ガス反応量，それに伴う熱発生量，加熱量を容易に調節可能であるため、前記伝熱壁２１の温度Ｔ１が所定の範囲に容易に維持され、それによって運転が安定化され、廃棄物Ｗがガス化不十分のまま空間２５から排出されたり、伝熱壁２１が過熱されたりすることがない。

請求項７の発明によれば、請求項６の発明同様の構成の回転円筒２０の、それ自身である伝熱壁２１及びそれに囲まれた空間２５に対して、請求項２同様の効果が発揮される。

請求項８の発明によれば、請求項６又は７の効果に加えて、請求項３同様の効果が発揮される。

請求項９の発明によれば、請求項７又は８の発明の効果に加えて、請求項４の発明と同様の効果がある。

請求項１０の発明によれば、請求項６乃至９の発明のいずれかの効果に加えて、請求項５同様の効果がある。

本発明を実施するための最良の形態の第１の例について、図１により説明すると、シュレッダーダスト等の廃棄物Ｗがガス化されるよう、例えば耐熱金属よりなる回転円筒２０内を通過する間に、それ自身である伝熱壁２１によって囲まれた空間２５内に、その伝熱壁２１を介して後述する間接加熱手段３０によって外側から前記ガス化に必要な熱の大半が伝えられると共に、前記合成高分子化合物等の可燃分が部分燃焼し、それに伴って発生した熱によって、前記ガス化に必要な残りの熱が賄われるよう、その空間５内に酸素ガス又は酸素ガス含有ガスよりなる酸化剤ＯＧが供給される。その際、前記空間２５内にスチームＳが併せて供給されることが好ましい。

なお、伝熱壁２１によって囲まれた空間２５を構成する機器は、上記回転円筒２０に限定されるものではなく、廃棄物Ｗが一端から他端に向かって攪拌されながら移動する間に外部加熱されるよう構成されたものであればよく、図示は省略するが、シールが容易な、例えば耐熱金属よりなる固定の筒に攪拌・輸送用のスクリュウ又はパドルが装填されたものでもよい。

前記間接加熱手段３０について説明すると、前記回転円筒２０を取り巻くように設けられ、空気Ａと予混合された燃料Ｆが供給され、完全燃焼するよう構成されている。３５は前記空間２５内で得られた重質の可燃性ガスＧ１の軽質化装置であって、その重質の可燃性ガスＧ１が酸素又は単体の酸素含有ガス（例えば空気）及びスチームＳと混合し、部分燃焼、水性ガス反応を生起し、軽質化されるよう構成されている。

付帯機器として、前記廃棄物Ｗの供給装置１０、前記回転円筒２０のそれぞれ前後端部を気密に囲む、廃棄物Ｗの供給、炭化物Ｃの排出のためのフード２２，２３を備えている。なお、その他、図示は省略するが、廃棄物Ｗを破砕する破砕機、前記炭化物Ｃを間接水冷する回転式クーラ及び炭化物Ｃに含まれる鉄分を除去する磁選機、銅等の非鉄金属を分離する非鉄金属分離機、軽質化装置４０から排出される軽質可燃性ガスＧ２の廃熱回収ボイラ、ガス精製装置等を備えている。

作用について説明すると、間接加熱手段３０内での燃料燃焼によって発生した熱が伝熱壁２１を介してそれに囲まれた空間２５内に伝えられると共に、空間２５内に酸化剤ＯＧ及びスチームＳが供給されると、空間２５内を転動しながら移動する廃棄物Ｗは乾留、ガス化されると共に、廃棄物Ｗ等の可燃分が部分燃焼又は／及び水性ガス反応を起こし、重質の可燃性ガスＧ１及び炭化物Ｃを生成する。

得られた重質の可燃性ガスＧ１は、軽質化装置３５内でさらに軽質化され、昇温し、その後図示は省略するが、例えば廃熱回収ボイラで冷却されると共に、スチームを発生し、ガス精製装置内での洗浄液によって洗浄、有害成分が除去される等によって、比較的高発熱量で質が高く、用途の多いガス燃料が得られる。また、炭化物Ｃからは銅等の非鉄金属が回収されるだけでなく、その残りは還元剤，保温材等としてリサイクルされる。

しかも、空間２５内の合成高分子化合物等の可燃分は、添加された酸化剤ＯＧが僅少であっても、前記空間２５を囲む伝熱壁２１が外側から赤熱されているため、それが着火源となって、前記酸化剤ＯＧと容易に反応し、失火・爆発することなく、安定して部分燃焼し、熱を発生する。それと同時に、その伝熱壁２１内面に付着したタールやコークが燃焼するため、それだけコーキング進行速度が抑制され、連続運転期間が延長される。そのうえ、合成高分子化合物等の可燃分の部分燃焼依存度合が低いため、得られたガスの質の低下が小さく抑えられる。なお、僅少とは言え、前記可燃分の部分燃焼分だけ、外側から伝えられる熱量が低減されるため、伝熱壁２５の温度が低く抑えられ、それに対する負担（回転円筒２０の材料の耐熱性）が軽減されると言う副次効果がある。

それに加えて、空間２５内に供給されたスチームＳによって空間２５内の可燃性ガスが稀釈されるため、そのガスの重合、タール化が抑制されると共に、水性ガス反応が並起し、ガス中のタール分や煤がガス化されるため、伝熱壁２１へのコーキングがさらに抑制される。しかも、スチームＳは凝縮分離可能であって、得られた可燃性ガスＧ１の質の低下はない。

本発明を実施するための最良の形態の第２の例について、図２により説明すると、間接加熱手段３０が上述の第１の例が燃焼装置として作用するのとは異なり、単なる加熱器と作用するものであって、他の構成、作用はそれと略同じである。すなわち、間接加熱手段３０に軽質化装置３５からの高温の軽質の可燃性ガスＧ２の少なくとも一部が導かれ、伝熱壁２１と接触し、それの持つ熱が空間２５内部へ伝えられるよう構成されている。なお、図示は省略するが、起動のためのバーナは当然必要であり、設けられている。

高温、軽質の可燃性ガスＧ２の間接加熱熱手段３０への供給、排出位置はそれぞれ、空間２５内の温度が低く、且つ最も熱を必要とする、廃棄物Ｗの供給端に近い上流側（図面左側）、空間２５内の温度が高い、炭化物Ｃの排出端に近い側（図面右側）が望ましく、それによって伝熱壁２１の温度分布が均一化され、過熱が防止される。

空間２５内部の作用は第１の例同様であるため、間接加熱手段３０内の作用について説明すると、高温の軽質可燃性ガスＧ２の少なくとも一部は、上述のように固形分やガスの流れの上流側（図面左側）に導かれ、それの持つ熱を、前記空間２５内に与え、降温しながら、下流側（図面右側）に移動し、排出される。なお、廃棄物Ｗが例えば６００〜７００℃で乾留、ガス化される場合、それが回転円筒２０内で部分燃焼し、熱を発生するため、ガス化のための外部加熱に必要な熱量は、軽質化装置３５での重質の可燃性ガスＧ１の軽質化によって生成した高温，軽質の可燃性ガスＧ２の持つ顕熱の一部によって十分賄われる。排出後は、残りの軽質の可燃性ガスＧ２と混合され、第１の例同様に処理される。それによって、高温軽質の可燃性ガスＧ２の持つ熱が廃棄物Ｗのガス化に必要な熱として回収されるため、別途精製済みの燃料を殆ど必要とせず、燃料費の節約が計られ、熱経済性が向上する。

本発明を実施するための最良の形態の第３の例について、図３により説明すると、他の構成は略同じであるが、回転円筒２０の伝熱壁２１には、間接加熱手段３０に通じる複数のガス排出孔Ｈが穿けられており、そのガス排出孔Ｈから噴出した重質の可燃性ガスＧ２の少なくとも一部が酸素ガス又は酸素ガス含有ガス（例えば空気）と混合し、燃焼し、空間２５内に熱を与えた後、その燃焼ガスＧＦが軽質化装置３５に導かれるよう構成されている。なお、重質の可燃性ガスＧ２の燃焼によって煤が発生しないよう、スチームＳが添加されることが好ましい。

そのガス排出孔Ｈは、回転円筒２０内の固形分が間接加熱手段３０に落下しないよう、図では回転円筒２０内へ向って直筒状のものが突設されているが、先端がＬ字状に折り曲げられた筒状のもの等、重質の可燃性ガスＧ１は通過可能であり、且つ固形分が間接加熱手段３０に落下しないよう構成されているものであれば、これに限定されるものではない。

間接加熱手段３０内のガス圧力は、回転円筒２０内で発生した重質の可燃性ガスＧ１が間接加熱手段３０へ流出可能に、回転円筒２０内のガス圧力よりも僅かに低く保持される共に、その中では前記重質の可燃性ガスＧ１が燃焼し、発生する熱のみが回転円筒２０自身であるである伝熱壁２１を介して空間２５内へ伝達されるように設定されている。

作用について説明すると、空間２５内では廃棄物Ｗが上述の第１，第２の例同様に伝熱壁２１からの熱を受けると共に、酸化剤ＯＧと反応し、部分燃焼することによって、乾留，ガス化され、重質の可燃性ガスＧ２に変換されると共に炭化物Ｃを残す。空間２５からガス排出口Ｈを通って排出された重質の可燃性ガスＧ１の少なくとも一部が、酸化剤ＯＧと混合し、燃焼することによって熱を発生する。その熱が伝熱壁２１を介して空間２５内に伝えられることは、燃料の種類が異なることを除いて上述の第１の例同様である。また、重質の可燃性ガスＧ１の残りが軽質化装置３５で酸化剤ＯＧ及びスチームＳと混合され、部分燃焼，水性ガス反応を生起し、軽質の可燃性ガスＧ２に変換されることは、第１，第２の例同様である。

それによって、重質の可燃性ガスＧ２の一部がそのまま燃料として利用されるため、精製済みの燃料が殆ど不要であり、燃料費の節約が計られ、熱経済性が向上すると言う効果を有する。さらに、その燃焼ガスＧＦが軽質化装置３５に導かれると、軽質の可燃性ガスＧ２が稀釈され、ガスの質が低下すると言うマイナス面はあるが、ガス冷却，熱回収や精製処理が１本化され、燃焼ガスＧＦの廃熱回収や有害成分の除去が可能であると言うプラス面もある。

本発明を実施するための最良の形態の第４の例について、図４により説明すると、前記間接加熱手段３０内で重質の可燃性ガスＧ１の少なくとも一部が完全燃焼する代わりに、酸化剤ＯＧ，スチームＳと混合、部分燃焼、水性ガス反応を生起するよう構成されたものであって、それを除いて、その作用効果は第３の例と基本的には同様であり、そのうえ後述する運転安定化のための制御システム４０が併設されている。なお、前記間接加熱手段３０へ重質の可燃性ガスＧ１の全量が送られてもよい。また、必要に応じて、間接加熱手段３０の排ガスＧＦ'は軽質化装置３５に送られ、さらなる軽質化が行われこともある。

運転安定化のための制御システム４０について説明すると、回転円筒２０、伝熱壁２１の外面温度Ｔ１（又は間接加熱部分３０の内面温度Ｔ２）を検出し、それに基いて間接加熱部分２５に対するスチームＳの添加量を増減することによって、前記重質の可燃性ガスＧ１の少なくとも一部の部分燃焼、水性ガス反応に伴う熱発生量を調節し、前記伝熱壁２１の外面温度Ｔ１を所定範囲に維持するよう構成されている。

作用について説明すると、スチームＳの供給量の増減は、例えば軽質の可燃性ガスＧ１，酸化剤ＯＧ，さらに廃棄物Ｗその他の供給量の増減に比較して著しく容易であって、構成及び性状が発生場所，時間によって著しく変動する廃棄物Ｗが供給され、その吸熱量が変動することがあっても、そのスチームＳの供給量の増減によって水性ガス反応量，それに伴う熱発生量，加熱量が容易に調節可能であるため、伝熱壁２１の外面温度Ｔ１が所定の範囲に維持され、それによって運転が安定化され、廃棄物Ｗがガス化不十分のまま空間２５から排出されたり、伝熱壁２１が過熱されたりすることがない。なお、

最後に、従来、加熱によって長手方向に伸縮、変形する回転円筒２０とフード２２，２３，間接加熱手段３０との間のシール部に対して複雑な構造が必要であったが、酸化剤ＯＧの少なくとも一部として空気又は／及びスチームＳの少なくとも一部が、それぞれシール部ＳＥからも回転円筒２０，間接加熱手段３０へ実質的に導入可能であり、それによって、その構造が簡略化可能となり、それに要する設備費並びに運転・保守費が低減される。なお、このことは、前述のいずれの例に対しても適用可能である。

さらに、以上は回転円筒２０内の空間２５に酸化剤ＯＧが供給されることを前提に、説明されているが、酸化剤ＯＧが供給されないものであっても、間接加熱手段３０内で重質の可燃性ガスＧ２が酸化剤ＯＧ及びスチームＳによってそれぞれ部分燃焼、水性ガス反応を生起する場合は、前記運転安定化のための制御システム４０が運転安定化のために有効であることは勿論である。

最後に、以上全ての例について、回転円筒２０から排出され、そのまま次の軽質化装置３５へ送られる重質の可燃性ガスＧ１は、その配管内少なくとも上流側に酸化剤ＯＧ，スチームＳが供給されれば、軽質化が進み、ガス温度が上昇するため、配管内のタール沈着、コーキングが防止される。

本発明実施するための最良の形態の第１の例を示す機器構成図である。 第２の例を示す機器構成図である。 第３の例を示す機器構成図である。 第４の例を示す機器構成図である。

符号の説明

１０ 供給装置
２０ 回転円筒
２１ 伝熱壁
２２ フード
２３ フード
２５ 空間
３０ 間接加熱手段
３５ 軽質化装置
４０ 制御システム
Ａ 空気
Ｃ 炭化物
Ｆ 燃料
ＧＦ 燃焼ガス
ＧＦ' 部分燃焼ガス
Ｇ１ 重質の可燃性ガス
Ｇ２ 軽質の可燃性ガス
Ｈ ガス排出孔
Ｓ スチーム
Ｔ１ 伝熱壁２１の外面温度
Ｔ２ 間接加熱部分の内面温度
Ｗ 合成高分子化合物含有廃棄物

Claims (10)

1. 伝熱壁（２１）によって囲まれた空間（２５）内を通過する合成高分子化合物含有廃棄物（Ｗ）のガス化に当たって、そのガス化によって生成された重質の可燃性ガス（Ｇ１）の少なくとも一部が伝熱壁２１の周囲、その伝熱壁（２１）と接した状態で、それぞれ供給された前記酸化剤（ＯＧ），スチーム（Ｓ）と部分燃焼、水性ガス反応を生起することによって軽質の可燃性ガス（Ｇ２）に改質され、それに伴って発生した熱が、前記伝熱壁（２１）を介して外側から前記空間（２５）内に伝えられると共に、前記スチーム（Ｓ）の供給量の増減によって、伝熱壁（２１）の外面温度（Ｔ１）が所定の範囲に維持されるよう制御されることを含んでいる
   ことを特徴とする合成高分子化合物含有廃棄物のガス化方法。
2. 伝熱壁（２１）によって囲まれた空間（２５）内を通過する合成高分子化合物含有廃棄物（Ｗ）がガス化されるよう、その空間（２５）内に前記伝熱壁（２１）を介して外側から熱が伝えられると共に、前記空間（２５）内の合成高分子化合物等の可燃分が部分燃焼可能に、その空間（２５）内に酸素ガス又は酸素ガス含有ガスよりなる酸化剤（ＯＧ）が供給されることを含んでいる
   を特徴とする合成高分子化合物含有廃棄物のガス化方法。
3. 前記空間（２５）内にスチーム（Ｓ）が供給されることを含んでいる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の合成高分子化合物含有廃棄物のガス化方法。
4. ガス化によって生成された重質の可燃性ガス（Ｇ１）の少なくとも一部が伝熱壁２１の周囲、その伝熱壁（２１）と接した状態で、それぞれ供給された前記酸化剤（ＯＧ），スチーム（Ｓ）と部分燃焼、水性ガス反応を生起することによって軽質の可燃性ガス（Ｇ２）に改質され、それに伴って発生した熱が、前記空間（２５）内に前記伝熱壁（２１）を介して外側から伝えられると共に、前記スチーム（Ｓ）の供給量の増減によって、伝熱壁（２１）の外面温度（Ｔ１）が所定の範囲に維持されるよう制御されることを含んでいる
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の合成高分子化合物含有廃棄物のガス化方法。
5. 前記空間（２５）内で発生した重質の可燃性ガス（Ｇ１）の少なくとも一部が、前記伝熱壁（２１）に穿けられているガス排出孔（Ｈ）から伝熱壁（２１）の周囲に噴出し、少なくとも、酸素ガス又は酸素ガス含有ガスよりなる酸化剤（ＯＧ）によって酸化されることを含んでいる
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の合成高分子化合物含有廃棄物のガス化方法。
6. 合成高分子化合物含有廃棄物（Ｗ）が、回転円筒（２０）の一端から供給され、転動しながら他端に移動し、排出される間にガス化されるに当たって、前記回転円筒（２０）自身が伝熱壁（２１）となって、それに囲まれた空間（２５）内に外側から間接的に熱を伝えるよう、間接加熱手段（３０）が前記回転円筒（２０）を取り巻くように設けられていると共に、その間接加熱手段（３０）が、前記ガス化によって生成された重質の可燃性ガス（Ｇ１）の少なくとも一部が酸化剤（ＯＧ），スチーム（Ｓ）によってそれぞれ部分燃焼、水性ガス反応を生起し、それに伴って発生した熱が、前記伝熱壁（２１）を介して外側から前記空間（２５）内に伝えられるよう構成されている
   ことを特徴とする合成高分子化合物含有廃棄物のガス化装置。
7. 合成高分子化合物含有廃棄物（Ｗ）が、回転円筒（２０）の一端から供給され、転動しながら他端に移動し、排出される間にガス化されるに当たって、前記回転円筒（２０）自身が伝熱壁（２１）となって、それに囲まれた空間（２５）内に外側から間接的に熱を伝えるよう、間接加熱手段（３０）が前記回転円筒（２０）を取り巻くように設けられていると共に、前記空間（２５）内の合成高分子化合物等の可燃分が部分燃焼可能に、その空間（２５）内に酸素ガス又は酸素ガス含有ガスよりなる酸化剤（ＯＧ）が供給されるよう構成されている
   ことを特徴とする合成高分子化合物含有廃棄物のガス化装置。
8. 前記空間（２５）内にスチーム（Ｓ）が供給されるよう構成されている
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の合成高分子化合物含有廃棄物のガス化装置。
9. 前記間接加熱手段（３０）が、前記合成高分子化合物含有廃棄物（Ｗ）が空間（２５）内でガス化されることによって生成された重質の可燃性ガス（Ｇ１）の少なくとも一部が、それぞれ前記酸化剤（ＯＧ），スチーム（Ｓ）と部分燃焼、水性ガス反応を生起することによって軽質の可燃性ガス（Ｇ２）に改質され、それに伴って発生した熱が、その前記伝熱壁（２１）を介して外側から前記空間（２５）内に伝えられるよう構成されていると共に、前記スチーム（Ｓ）の供給量の増減によって、伝熱壁（２１）の外面温度（Ｔ１）を所定の範囲に維持する制御システム（４０）を備えている
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の合成高分子化合物含有廃棄物のガス化装置。
10. 前記空間（２５）内で発生した重質の可燃性ガス（Ｇ１）の一部が間接加熱手段（３０）内に噴出し、少なくとも、酸素ガス又は酸素ガス含有ガスよりなる酸化剤（ＯＧ）によって酸化されるよう、前記伝熱壁（２１）にガス排出孔（Ｈ）が穿けられている
    ことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の合成高分子化合物含有廃棄物のガス化装置。
    

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