JP2006070171A - Method of fluidized bed type gasification and device for the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve and stabilize the gasification efficiency of a treated material. <P>SOLUTION: In a method of fluidized bed type gasification, forming combustible gas by heating the treated material supplied to a gasification oven 3 and also fluidizing it with fluidizing gas and taking out a part of the combustible gas and returning to the gasification oven 3 as the fluidizing gas, the part of the combustible gas is burned with an oxygen-rich gas and heated to a set temperature before the combustible gas is returned to the gasification over 3. Thereby, since the ignition of the fluidized gas is inhibited in a supplying piping and the fluidized gas having a high heat value is supplied stably, it is possible to maintain a high gasification efficiency. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、廃棄物を流動化してガス化する流動層式ガス化方法およびその装置に関する。   The present invention relates to a fluidized bed gasification method and apparatus for fluidizing and gasifying waste.

都市ごみなどの廃棄物をガス化炉に投入し、流動層に空気を吹き込んで流動化させて加熱し、熱分解により生成された可燃性ガスを燃料として利用する廃棄物のガス化システムが知られている。   A waste gasification system that uses municipal combustible waste as a fuel by injecting it into a gasification furnace, blowing it into a fluidized bed, fluidizing it, heating it, and heating it. It has been.

このガス化システムは、廃棄物を空気で部分燃焼させて高温(例えば、600〜900℃)に加熱して熱分解し、この熱分解により生成された可燃性ガスおよびチャーを、集塵器、熱交換器、ガス冷却塔などを通じて冷却および除塵し、燃料ガスとして貯蔵タンクに貯蔵して利用するものである。ここで、集塵器により捕集されたチャーは、さらにガス化炉に戻されてガス化される。一方、廃棄物中に含まれる粗大な不燃物などは、流動層の底部に沈積し、配管を介して炉外に排出される。   In this gasification system, waste is partially combusted with air, heated to a high temperature (for example, 600 to 900 ° C.) and pyrolyzed, and the combustible gas and char generated by the pyrolysis are separated into a dust collector, It is cooled and removed through a heat exchanger, a gas cooling tower, etc., and stored in a storage tank for use as fuel gas. Here, the char collected by the dust collector is further returned to the gasification furnace for gasification. On the other hand, coarse incombustibles contained in the waste are deposited at the bottom of the fluidized bed and discharged out of the furnace through the piping.

ところで、例えば、バイオマスや高水分汚泥などのように、不燃異物などを含む低カロリー廃棄物においては、燃焼時に炉内温度が反応に必要な温度まで昇温されず、ガス化効率が低いため、リサイクル用途が限られている。特に、流動層の流動化ガスとして空気を用いる場合、空気中の約8割を占める窒素が不活性ガスとしてガス化炉に供給され、炉内における廃棄物の加熱能力が低下する。このため、例えば、廃棄物中の水分量が増加すると、炉内温度が不足しガス化効率を低下させるおそれがある。また、貯蔵タンクには、可燃性ガスとともに窒素が貯蔵されるため、タンク容量が大型化することに加え、燃料や化学原料となる可燃分の濃度が低下するため、貯蔵効率が悪くなる。   By the way, for example, in low-calorie waste containing incombustible foreign substances such as biomass and high-moisture sludge, the temperature inside the furnace is not raised to the temperature required for reaction during combustion, and the gasification efficiency is low. Recycling applications are limited. In particular, when air is used as the fluidizing gas in the fluidized bed, nitrogen, which occupies about 80% of the air, is supplied to the gasification furnace as an inert gas, and the heating capacity of waste in the furnace is reduced. For this reason, for example, if the amount of water in the waste increases, the temperature in the furnace may be insufficient, and gasification efficiency may be reduced. Further, since nitrogen is stored in the storage tank together with the combustible gas, the tank capacity is increased, and the concentration of combustible components that are fuel and chemical raw materials is reduced, resulting in poor storage efficiency.

そこで、流動化ガスとして空気に代えて酸素リッチガスを使用する試みがされている。しかし、酸素リッチガスを直接流動層に吹き込むと、流動化のために大量の酸素リッチガスが必要となるだけでなく、炉内が局部的に高温化するおそれがあることから、ガス化炉から排出される可燃性ガスの一部を酸素とともに、又は別々に炉内に吹き込む技術が開示されている(特許文献1参照)。これによれば、可燃性ガスと空気の流量比を適宜調整することで、流動化ガスの発熱量が調整されるから、局部的な高温を抑制できる。   Thus, attempts have been made to use oxygen-rich gas instead of air as fluidizing gas. However, if oxygen-rich gas is blown directly into the fluidized bed, not only a large amount of oxygen-rich gas is required for fluidization, but the inside of the furnace may be locally heated, so it is discharged from the gasification furnace. A technique is disclosed in which a part of a combustible gas is blown into a furnace together with oxygen or separately (see Patent Document 1). According to this, since the calorific value of fluidization gas is adjusted by adjusting the flow rate ratio of combustible gas and air suitably, local high temperature can be controlled.

特開2000−18531号公報(第3頁)JP 2000-18531 A (page 3)

しかしながら、特許文献1に記載されるように、例えば、可燃性ガスと酸素リッチガスとの混合ガスを散気管から炉内に吹き込んで廃棄物を燃焼させる場合、ガス流速や炉内温度などの影響により、供給配管内で発火し、異常燃焼が生じるおそれがある。この場合、炉内温度が不安定になり、廃棄物のガス化が不安定になるという問題がある。   However, as described in Patent Document 1, for example, when a waste gas is burned by blowing a mixed gas of a combustible gas and an oxygen-rich gas into a furnace through an air diffuser, due to the influence of the gas flow rate, the furnace temperature, and the like. Otherwise, ignition may occur in the supply pipe, and abnormal combustion may occur. In this case, there is a problem that the furnace temperature becomes unstable and the gasification of waste becomes unstable.

本発明は、被処理物のガス化効率を向上し、安定化させることを課題とする。   An object of the present invention is to improve and stabilize the gasification efficiency of the object to be processed.

本発明は、上記の課題を解決するため、ガス化炉に供給した被処理物を加熱するとともに、流動化ガスにより流動化して可燃性ガスを生成し、可燃性ガスの一部を抜き出して流動化ガスとしてガス化炉に戻す流動層式ガス化方法において、可燃性ガスをガス化炉に戻す前に、可燃性ガスの一部を酸素リッチガスで燃焼して設定温度に加熱することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention heats the workpiece supplied to the gasification furnace, fluidizes it with a fluidizing gas to generate a combustible gas, and extracts a part of the combustible gas to flow. In the fluidized bed type gasification method for returning to the gasification furnace as the gasification gas, before returning the combustible gas to the gasification furnace, a part of the combustible gas is burned with an oxygen-rich gas and heated to a set temperature. To do.

すなわち、可燃性ガスを酸素リッチガスで部分燃焼することにより、添加した酸素は可燃性ガスの燃焼により消費されてなくなり、かつ設定温度に加熱された状態で、ガス化炉に供給される。また、酸素リッチガス中の不活性ガスは僅かであるから、不活性ガスによる流動化ガスの発熱量低下が抑制される。これにより、供給配管内における流動化ガスの発火が抑制されるため、高い発熱量の流動化ガスが安定して供給され、被処理物のガス化効率を高く維持できる。   That is, by partially burning the combustible gas with the oxygen-rich gas, the added oxygen is not consumed by the combustion of the combustible gas, and is supplied to the gasifier while being heated to the set temperature. Moreover, since the inert gas in oxygen rich gas is few, the fall of the emitted-heat amount of the fluidization gas by an inert gas is suppressed. Thereby, since the ignition of the fluidized gas in the supply pipe is suppressed, the fluidized gas having a high calorific value is stably supplied, and the gasification efficiency of the workpiece can be maintained high.

この場合において、酸素リッチガスで燃焼した可燃性ガスは、例えば、流動化ガスの供給系統の耐熱温度を超えない範囲の設定温度に冷却してから供給することが好ましい。これにより、流動層内の局部的な温度上昇を抑制できる。   In this case, the combustible gas burned with the oxygen-rich gas is preferably supplied after being cooled to a set temperature that does not exceed the heat resistance temperature of the fluidizing gas supply system, for example. Thereby, the local temperature rise in a fluidized bed can be suppressed.

また、本発明の流動層式ガス化装置は、被処理物を加熱するとともに、流動化ガスにより流動化して可燃性ガスを生成するガス化炉と、このガス化炉に流動化ガスを供給するガス供給手段とを有し、ガス供給手段は、ガス化炉から排出される可燃性ガスの一部を部分燃焼器に導いて酸素リッチガスにより部分燃焼して加熱し、この加熱された可燃性ガスを流動化ガスとしてガス化炉に供給することを特徴とする。   In addition, the fluidized bed type gasifier of the present invention heats an object to be processed and fluidizes the fluidized gas to generate a combustible gas, and supplies the fluidized gas to the gasifier. Gas supply means, and the gas supply means guides a part of the combustible gas discharged from the gasification furnace to the partial combustor, partially burns it with oxygen-rich gas, and heats the heated combustible gas. Is supplied as a fluidizing gas to a gasification furnace.

この場合において、ガス供給手段は、部分燃焼器とガス化炉との間に可燃性ガスの温度を調節する熱交換器を有し、部分燃焼した可燃性ガスを熱交換により設定温度に冷却することが好ましい。また、ガス供給手段は、部分燃焼器から排出される可燃性ガスの温度を検出し、この検出値に基づいて部分燃焼に使用する酸素リッチガスの供給量を制御するようにしてもよい。   In this case, the gas supply means has a heat exchanger that adjusts the temperature of the combustible gas between the partial combustor and the gasifier, and cools the partially combustible combustible gas to a set temperature by heat exchange. It is preferable. Further, the gas supply means may detect the temperature of the combustible gas discharged from the partial combustor and control the supply amount of the oxygen-rich gas used for the partial combustion based on the detected value.

一方、ガス化炉の空塔部に、酸素リッチガスを供給することが好ましい。空塔部に設定量の酸素を供給し、空塔部の温度を設定温度(例えば、800〜1100℃)に維持することにより、被処理物のガス化効率を一層高く維持できる。ここで、空塔部の温度を検出し、検出値に基づいて空塔部に供給する酸素リッチガスの供給量を制御することが好ましい。すなわち、空塔部の温度が設定温度より低いときは、酸素リッチガスの供給量を増加させ、設定温度より高いときは、酸素リッチガスの供給量を減少させるように制御する。   On the other hand, it is preferable to supply oxygen-rich gas to the empty space of the gasifier. By supplying a set amount of oxygen to the empty tower and maintaining the temperature of the empty tower at a set temperature (for example, 800 to 1100 ° C.), the gasification efficiency of the object to be processed can be maintained higher. Here, it is preferable to detect the temperature of the empty tower and control the supply amount of the oxygen-rich gas supplied to the empty tower based on the detected value. That is, when the temperature of the empty tower is lower than the set temperature, the supply amount of oxygen-rich gas is increased, and when it is higher than the set temperature, the supply amount of oxygen-rich gas is controlled to decrease.

本発明によれば、被処理物のガス化効率を向上させて安定化できる。   According to the present invention, the gasification efficiency of the workpiece can be improved and stabilized.

(第1の実施形態)
以下、本発明を適用してなる流動層式ガス化装置の第1の実施形態について図を参照して説明する。図1は、本発明を適用してなる流動層式ガス化システムの系統図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a fluidized bed gasifier to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram of a fluidized bed gasification system to which the present invention is applied.

本実施形態の流動層式ガス化システムは、図1に示すように、部分燃焼器1と、ガス化炉3と、集塵器5と、熱交換器7と、エアヒータ9と、ガス急冷塔11と、集塵器13と、貯蔵タンク15と、酸素発生装置17とを備えている。   As shown in FIG. 1, the fluidized bed type gasification system of the present embodiment includes a partial combustor 1, a gasification furnace 3, a dust collector 5, a heat exchanger 7, an air heater 9, and a gas quenching tower. 11, a dust collector 13, a storage tank 15, and an oxygen generator 17.

ガス化炉3は、縦長に形成された容器の略中央高さの側面に廃棄物を供給する供給機21が供給シュート22を介して接続され、供給シュート22の接続口の下方には流動化ガスを吹き込む散気管23が水平方向に延在して設けられている。散気管23は、流動層内25に流動化ガスを吹き込んで、例えば、粒径が1ミリ程度の砂を媒体とする流動層25を流動化させるものである。容器の下方は、断面を窄めて形成され、例えば、流動層25の底部に沈積する不燃異物などを分別し、配管を通じて炉外に排出できるようになっている。また、容器の略中央高さの側面には、起動バーナ27が備えられている。起動バーナ27の上方であって、容器の上部空間には空塔部31が形成され、この空間には酸素供給ライン33が接続されている。また、容器の頂部には、ガス排出ライン35が接続されている。   In the gasification furnace 3, a feeder 21 for supplying waste is connected to a side surface of a substantially central height of a vertically formed container via a supply chute 22, and fluidized below a connection port of the supply chute 22. A diffuser tube 23 for blowing gas is provided extending in the horizontal direction. The air diffuser 23 blows a fluidizing gas into the fluidized bed 25 to fluidize the fluidized bed 25 using, for example, sand having a particle size of about 1 mm as a medium. The lower part of the container is formed with a narrowed cross section so that, for example, non-combustible foreign matter deposited on the bottom of the fluidized bed 25 can be separated and discharged out of the furnace through a pipe. An activation burner 27 is provided on the side surface of the container at a substantially central height. An empty tower 31 is formed in the upper space of the vessel above the activation burner 27, and an oxygen supply line 33 is connected to this space. A gas discharge line 35 is connected to the top of the container.

流動層25内には、温度検出器29の検出端が配設され、この温度検出器29が検知した流動層25の検出温度が制御器37に入力されると、この検出温度に基づいて供給機21に指令が出力され、廃棄物の供給量を制御するようになっている。また、空塔部31内には、温度検出器39の検出端が配設され、この温度検出器39が検知した空塔部31の検出温度が制御器41に入力されると、この検出温度に基づいて酸素供給ライン33に付設する制御弁43に指令が出力されて弁開度が調節され、酸素の供給量を制御するようになっている。   A detection end of a temperature detector 29 is disposed in the fluidized bed 25, and when the detected temperature of the fluidized bed 25 detected by the temperature detector 29 is input to the controller 37, supply is made based on this detected temperature. A command is output to the machine 21 to control the amount of waste supplied. Further, a detection end of a temperature detector 39 is disposed in the empty tower section 31. When the detected temperature of the empty tower section 31 detected by the temperature detector 39 is input to the controller 41, the detected temperature Based on the above, a command is output to the control valve 43 attached to the oxygen supply line 33, the valve opening is adjusted, and the oxygen supply amount is controlled.

ガス化炉3のガス排出ライン35は、集塵器5の入り側に接続され、ここにおいて可燃性ガスに同伴するチャーが捕集される。なお、集塵器5で捕集されたチャーは、配管を介してガス化炉3内に供給され、再循環されるようになっている。集塵器5の出側は、配管を介して熱交換器7の入り側に接続され、可燃性ガスは熱交換により冷却される。熱交換器7の出側は、エアヒータ9の入り側に接続され、可燃性ガスは流動化ガスとしてガス化炉3内に供給される酸素と熱交換して冷却される。次に、エアヒータ9の出側は、ガス急冷塔11の入り側と接続され、ガス急冷塔11の出側は、集塵器13の入り側と接続されており、各装置を通じて可燃性ガスは順次冷却される。集塵器13を通過したガスは、誘引送風機14を介して貯蔵タンク15内に貯蔵される。   The gas discharge line 35 of the gasification furnace 3 is connected to the entrance side of the dust collector 5 where char accompanying the combustible gas is collected. The char collected by the dust collector 5 is supplied into the gasification furnace 3 via a pipe and is recirculated. The exit side of the dust collector 5 is connected to the entrance side of the heat exchanger 7 through a pipe, and the combustible gas is cooled by heat exchange. The outlet side of the heat exchanger 7 is connected to the inlet side of the air heater 9, and the combustible gas is cooled by exchanging heat with oxygen supplied into the gasification furnace 3 as a fluidizing gas. Next, the exit side of the air heater 9 is connected to the entrance side of the gas quenching tower 11, and the exit side of the gas quenching tower 11 is connected to the entrance side of the dust collector 13, and the combustible gas is passed through each device. Sequentially cooled. The gas that has passed through the dust collector 13 is stored in the storage tank 15 via the induction fan 14.

酸素発生装置17は、誘引送風機45を備えた配管を通じてエアヒータ9の伝熱管入り側に接続され、ここにおいて伝熱管を流れる酸素リッチガスはエアヒータ9内を流れる高温の可燃性ガスと熱交換して加熱される。エアヒータ9の伝熱管出側は、酸素供給ライン47に接続され、該酸素供給ライン47は、部分燃焼器1の入り側に接続される一方、途中から酸素供給ライン33に分岐してガス化炉3の空塔部31に接続されている。一方、誘引送風機14の後流側の配管は、誘引送風機49を備えたガス供給ライン50に分岐して部分燃焼器1の入り側と接続されている。   The oxygen generation device 17 is connected to the heat transfer tube entrance side of the air heater 9 through a pipe provided with the induction blower 45, where the oxygen rich gas flowing through the heat transfer tube is heated by exchanging heat with the high-temperature combustible gas flowing in the air heater 9. Is done. The heat transfer tube outlet side of the air heater 9 is connected to an oxygen supply line 47. The oxygen supply line 47 is connected to the inlet side of the partial combustor 1, while branching to the oxygen supply line 33 from the middle and gasifying furnace. 3 empty towers 31. On the other hand, the piping on the downstream side of the induction blower 14 branches to the gas supply line 50 provided with the induction blower 49 and is connected to the entry side of the partial combustor 1.

部分燃焼器1では、酸素リッチガスと可燃性ガスとの混合ガスを噴出させてイグナイタ51で点火し、部分燃焼させた後の高温の可燃性ガスを流動化ガスとして散気管23に供給するようになっている。部分燃焼器1の出側は、熱交換器53を介して散気管23の入り側と接続されている。ここで、熱交換器53の出側の配管内には、温度検出器55の検出端が配設され、熱交換器53から排出された可燃性ガスの検出温度が制御器57に入力されると、該検出温度に基づいて酸素供給ライン47に付設する制御弁59に出力指令を出して開度を調節し、部分燃焼器1に供給する酸素リッチガスの供給量を制御するようになっている。   In the partial combustor 1, a mixed gas of oxygen-rich gas and combustible gas is ejected and ignited by the igniter 51, and the high-temperature combustible gas after partial combustion is supplied to the diffuser pipe 23 as a fluidized gas. It has become. The exit side of the partial combustor 1 is connected to the entry side of the diffuser tube 23 via the heat exchanger 53. Here, the detection end of the temperature detector 55 is disposed in the piping on the outlet side of the heat exchanger 53, and the detected temperature of the combustible gas discharged from the heat exchanger 53 is input to the controller 57. Based on the detected temperature, an output command is issued to the control valve 59 attached to the oxygen supply line 47 to adjust the opening, and the supply amount of oxygen rich gas supplied to the partial combustor 1 is controlled. .

起動バーナ27には、バルブ63を有する配管61と、酸素供給ライン47を分岐させてバルブ65を有する配管67が接続されており、配管61は大気中から炉内に空気を取り込み、配管67は酸素発生装置17から酸素を取り込む系統になっている。バルブ63とバルブ65は互いに連係している。   A pipe 61 having a valve 63 and a pipe 67 having a valve 65 by branching the oxygen supply line 47 are connected to the activation burner 27. The pipe 61 takes air into the furnace from the atmosphere. The system takes in oxygen from the oxygen generator 17. The valve 63 and the valve 65 are linked to each other.

なお、本実施形態で処理する廃棄物としては、例えば、バイオマスや高水分汚泥などの不燃異物を有する低カロリー廃棄物などが好適に用いられるが、これに限定されず、例えば、都市ゴミなどの廃棄物でもよい。   In addition, as the waste to be treated in the present embodiment, for example, low-calorie waste having incombustible foreign matters such as biomass and high moisture sludge is preferably used, but is not limited to this, for example, municipal waste It may be waste.

次に、本実施形態の動作を説明する。廃棄物は、供給機21から供給シュート22を通じて流動層25に投入され、流動層25には流動化ガスが供給される。流動化ガスは、部分燃焼器1において予熱され、熱交換器53により設定温度に調節された状態で、散気管23から流動層25内に吹き込まれる。廃棄物は、流動層25において加熱されて熱分解し、可燃性ガスとチャーを生成する。可燃性ガスは、チャーを同伴して炉内を上昇し、途中、空塔部31でさらにガス化反応が促進される。   Next, the operation of this embodiment will be described. The waste is introduced into the fluidized bed 25 from the feeder 21 through the supply chute 22, and the fluidized gas is supplied to the fluidized bed 25. The fluidizing gas is preheated in the partial combustor 1 and is blown into the fluidized bed 25 from the diffuser pipe 23 while being adjusted to the set temperature by the heat exchanger 53. The waste is heated in the fluidized bed 25 and thermally decomposed to generate combustible gas and char. The combustible gas rises in the furnace accompanied by char, and the gasification reaction is further promoted in the empty space 31 on the way.

一方、廃棄物中に通常含まれる粗大な不燃物などは、流動層25の流動に伴い、次第に底部に沈積し、配管を介して炉外に排出される。   On the other hand, coarse incombustibles or the like normally contained in the waste are gradually deposited on the bottom as the fluidized bed 25 flows, and are discharged out of the furnace through the piping.

ガス化炉3の頂部から排出された可燃性ガスは、ガス排出ライン35を介して集じん器5に導入されて除塵され、ここで分別されたチャーは配管を介してガス化炉3内に戻されてガス化される。集塵器5を通過した可燃性ガスは、熱交換器7、エアヒータ9、ガス急冷塔11を順次通過して所定温度に冷却された後、集塵器13に導入されて除塵される。集塵器13を通過した可燃性ガスは、誘引送風機14により製品ガスとして貯蔵タンク15に送り込まれる。   The combustible gas discharged from the top of the gasification furnace 3 is introduced into the dust collector 5 through the gas discharge line 35 and removed, and the separated char is put into the gasification furnace 3 through the pipe. It is returned and gasified. The combustible gas that has passed through the dust collector 5 sequentially passes through the heat exchanger 7, the air heater 9, and the gas quenching tower 11 and is cooled to a predetermined temperature, and is then introduced into the dust collector 13 and removed. The combustible gas that has passed through the dust collector 13 is sent to the storage tank 15 as product gas by the induction blower 14.

次に、流動化ガスの炉内供給に関する動作を詳細に説明する。まず、酸素発生装置17で製造した酸素リッチガス(純酸素ガスを含む)を、送風機45により昇圧し、エアヒータ9、配管47を介して部分燃焼器1に供給する。一方、誘引送風機14の吐出側配管を分岐した配管50を通じて、抜き出した可燃性ガスを循環送風機49により昇圧し、部分燃焼器1に供給し循環させる。部分燃焼器1では、酸素リッチガスと可燃性ガスとの混合ガスがイグナイタ51により点火され、安定な火炎が形成されている。なお、部分燃焼器1は、酸素不足状態になっている。   Next, the operation relating to the in-furnace supply of fluidized gas will be described in detail. First, the oxygen rich gas (including pure oxygen gas) produced by the oxygen generator 17 is pressurized by the blower 45 and supplied to the partial combustor 1 through the air heater 9 and the pipe 47. On the other hand, the extracted combustible gas is boosted by the circulation blower 49 through the pipe 50 branched from the discharge side pipe of the induction blower 14, supplied to the partial combustor 1 and circulated. In the partial combustor 1, a mixed flame of oxygen rich gas and combustible gas is ignited by the igniter 51, and a stable flame is formed. The partial combustor 1 is in an oxygen-deficient state.

部分燃焼器1で発生する高温の可燃性ガスは、熱交換器53を通じて設定温度に冷却された後、散気管23から流動化ガスとして流動層23内に噴出され、流動層23を流動化させる。これにより、供給シュート22から供給された廃棄物は、流動化して加熱され、ガス化する。   The high-temperature combustible gas generated in the partial combustor 1 is cooled to a set temperature through the heat exchanger 53 and then ejected from the diffuser pipe 23 into the fluidized bed 23 as a fluidized gas to fluidize the fluidized bed 23. . Thereby, the waste material supplied from the supply chute 22 is fluidized and heated to be gasified.

ここで、熱交換器53から排出される流動化ガスの温度を温度検出器55により検出し、この検出温度が、例えば、散気管23の耐熱温度(例えば、約800℃)を超えないように、制御器57を介して制御弁59の開度を調節し、部分燃焼器1に供給される酸素リッチガスの供給量を制御する。   Here, the temperature of the fluidized gas discharged from the heat exchanger 53 is detected by the temperature detector 55, and the detected temperature does not exceed the heat resistance temperature (for example, about 800 ° C.) of the air diffuser 23, for example. Then, the opening degree of the control valve 59 is adjusted via the controller 57 to control the supply amount of the oxygen-rich gas supplied to the partial combustor 1.

このように、可燃性ガスを酸素リッチガスで部分燃焼することにより、部分燃焼器1に供給された酸素は、燃焼に消費されてなくなり、かつ設定温度に加熱された可燃性ガスが、流動化ガスとしてガス化炉3に供給される。また、酸素リッチガス中の不活性ガスは僅かであり、流動化ガス中の不活性ガスが十分に低減されるため、流動化ガスの発熱量低下が抑制され、貯蔵効率が向上する。すなわち、散気管23を含めた供給配管内において、流動化ガスの発火が抑制され、高い発熱量の流動化ガスを安定的に供給できるから、廃棄物のガス化効率を高く維持できる。また、本実施形態によれば、バイオマスや高水分汚泥などの不燃異物を含む低カロリー廃棄物などを効率的にガス化できる。   Thus, by partially burning the combustible gas with the oxygen-rich gas, the oxygen supplied to the partial combustor 1 is not consumed for combustion, and the combustible gas heated to the set temperature is fluidized gas. Is supplied to the gasification furnace 3. Moreover, since the inert gas in oxygen rich gas is few and the inert gas in fluidization gas is fully reduced, the calorific value fall of fluidization gas is suppressed and storage efficiency improves. That is, in the supply pipe including the diffuser pipe 23, the ignition of the fluidized gas is suppressed, and the fluidized gas having a high calorific value can be stably supplied. Therefore, the waste gasification efficiency can be maintained high. Moreover, according to this embodiment, the low calorie waste containing incombustible foreign materials, such as biomass and a high moisture sludge, can be efficiently gasified.

さらに、溶融粘着トラブルを避けるため、流動層25の温度が、例えば900℃を超えないように、以下の制御を行うようにする。すなわち、流動層25の温度を温度検出器29で検知し、この温度が高くなり過ぎるようであれば、制御器37を介して廃棄物の供給量を増加させて、層温度を低下させるようにし、層温度が下がり過ぎるようであれば、廃棄物の供給量を減らす操作を行うことにより、層温度を適正範囲に維持できる。このように、例えば、アルミ缶などの耐熱性の低い不燃異物の回収を想定する場合は、流動層25の温度を約600℃で運転するように温度制御することが好ましい。   Furthermore, in order to avoid a melt adhesion trouble, the following control is performed so that the temperature of the fluidized bed 25 does not exceed 900 ° C., for example. That is, if the temperature of the fluidized bed 25 is detected by the temperature detector 29 and this temperature is too high, the amount of waste supplied is increased via the controller 37 to lower the bed temperature. If the layer temperature is too low, the layer temperature can be maintained within an appropriate range by performing an operation to reduce the amount of waste supplied. Thus, for example, when it is assumed that non-combustible foreign matter having low heat resistance such as an aluminum can is recovered, it is preferable to control the temperature so that the temperature of the fluidized bed 25 is operated at about 600 ° C.

一方、ガス化炉3において、ガス化反応を促進するためには、空塔部31を設定温度(例えば、約800〜1100℃)に維持することが好ましい。このため、本実施形態では、酸素供給ライン47を分岐して、酸素発生装置17から供給される酸素リッチガスの一部を抜き出し、酸素供給ライン33を通じて空塔部31に供給している。ここで、温度検出器39により空塔部31の温度を検知し、この検出温度に基づいて、制御器41を介して制御弁43の弁開度を調整し、酸素供給量を制御する。すなわち、空塔部31の温度が設定温度よりも低い場合は、酸素供給量を増加させて空塔部31の温度を上昇させるようにし、空塔部31の温度が設定温度よりも高い場合は、酸素供給量を減らす操作を行うことにより、空塔部13の温度をガス化の適正温度範囲に維持できる。   On the other hand, in the gasification furnace 3, in order to promote the gasification reaction, it is preferable to maintain the empty column 31 at a set temperature (for example, about 800 to 1100 ° C.). For this reason, in this embodiment, the oxygen supply line 47 is branched, a part of the oxygen rich gas supplied from the oxygen generator 17 is extracted, and supplied to the superficial portion 31 through the oxygen supply line 33. Here, the temperature of the empty tower 31 is detected by the temperature detector 39, and based on this detected temperature, the valve opening of the control valve 43 is adjusted via the controller 41 to control the oxygen supply amount. That is, when the temperature of the empty tower 31 is lower than the set temperature, the oxygen supply amount is increased to increase the temperature of the empty tower 31, and when the temperature of the empty tower 31 is higher than the set temperature. By performing the operation of reducing the oxygen supply amount, the temperature of the empty tower 13 can be maintained within the appropriate temperature range for gasification.

このように、流動化ガスとは別個に、酸素リッチガスを空塔部31に供給することにより、流動層25とは独立して、空塔部31をガス化に最適な温度状態に維持できるため、廃棄物のガス化効率を一層向上できる。   As described above, by supplying the oxygen-rich gas to the superficial part 31 separately from the fluidized gas, the superficial part 31 can be maintained at an optimum temperature state for gasification independently of the fluidized bed 25. The gasification efficiency of waste can be further improved.

(第2の実施形態)
以下、本発明を適用してなる流動層式ガス化装置の第2の実施形態について図を参照して説明する。図2は、本発明を適用してなる流動層式ガス化システムの散気管の構成を示す詳細図である。なお、本実施形態では、第1の実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同一部分については説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of a fluidized bed gasifier to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a detailed view showing a configuration of a diffuser tube of a fluidized bed gasification system to which the present invention is applied. In the present embodiment, only different parts from the first embodiment will be described, and description of the same parts will be omitted.

第1の実施形態では、集塵器13で除塵した後の可燃性ガスを、部分燃焼器1に導いて酸素リッチガスで部分燃焼している。これに対し、本実施形態では、図に示すように、例えば、ガス化炉3から排出された直後の可燃性ガスを、例えば、集塵器5の上流側から抜き出し、部分燃焼器1に代えて散気管71に導いて、部分燃焼している点で、第1の実施形態と相違する。   In 1st Embodiment, the combustible gas after dust-removing with the dust collector 13 is guide | induced to the partial combustor 1, and is partially burned with oxygen rich gas. On the other hand, in this embodiment, as shown in the figure, for example, the combustible gas immediately after being discharged from the gasification furnace 3 is extracted from, for example, the upstream side of the dust collector 5 and replaced with the partial combustor 1. Therefore, the second embodiment is different from the first embodiment in that it is led to the air diffuser 71 and partially burned.

本実施形態では、散気管71に、可燃性ガスを部分燃焼する燃焼部73が形成されている。この燃焼部73では、散気管71の上流側から供給される可燃性ガスとノズル75から導入される酸素リッチガスの混合ガスが、イグナイタ51の点火により燃焼している。燃焼部73で加熱された可燃性ガスは、噴出孔77から流動層25内に吹き込まれる。   In the present embodiment, the air diffusion pipe 71 is formed with a combustion portion 73 that partially burns combustible gas. In the combustion unit 73, a mixed gas of combustible gas supplied from the upstream side of the air diffusion pipe 71 and oxygen-rich gas introduced from the nozzle 75 is burned by ignition of the igniter 51. The combustible gas heated in the combustion unit 73 is blown into the fluidized bed 25 from the ejection holes 77.

これによれば、可燃性ガスを高温の循環ガスとして利用できるため、部分燃焼器1に供給する酸素量を節約でき、設備の簡単化が可能になる。なお、ガス化炉3から抜き出した可燃性ガスは、タール、チャーなどを含み、かつ高温であるため、循環送風機などの循環ライン上の機器の熱損傷および閉塞などを防止する手段を講じる必要があることは言うまでもない。   According to this, since combustible gas can be utilized as high-temperature circulation gas, the amount of oxygen supplied to the partial combustor 1 can be saved, and the facility can be simplified. In addition, since the combustible gas extracted from the gasification furnace 3 contains tar, char, etc. and is high in temperature, it is necessary to take measures to prevent thermal damage and blockage of equipment on a circulation line such as a circulation blower. Needless to say.

本発明を適用してなる第1の実施形態の流動層式ガス化システムの系統図である。1 is a system diagram of a fluidized bed gasification system according to a first embodiment to which the present invention is applied. 本発明を適用してなる第2の実施形態の流動層式ガス化システムにおいて、散気管の構成を示す詳細図である。In the fluidized bed type gasification system of a 2nd embodiment to which the present invention is applied, it is a detailed figure showing composition of a diffuser tube.

符号の説明Explanation of symbols

1 部分燃焼器
3 ガス化炉
5,13 集塵器
15 貯蔵タンク
17 酸素発生装置
23,71 散気管
25 流動層
29,39,55 温度検出器
37,41,57 制御器
73 燃焼部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Partial combustor 3 Gasifier 5,13 Dust collector 15 Storage tank 17 Oxygen generator 23,71 Air diffuser 25 Fluidized bed 29,39,55 Temperature detector 37,41,57 Controller 73 Combustion part

Claims (7)

ガス化炉に供給した被処理物を加熱するとともに流動化ガスにより流動化して可燃性ガスを生成し、前記可燃性ガスの一部を抜き出して前記流動化ガスとして前記ガス化炉に戻す流動層式ガス化方法において、
前記可燃性ガスを前記ガス化炉に戻す前に、前記可燃性ガスの一部を酸素リッチガスで燃焼して設定温度に加熱することを特徴とする流動層式ガス化方法。
A fluidized bed that heats the workpiece supplied to the gasification furnace and fluidizes it with a fluidizing gas to generate a combustible gas, extracts a part of the combustible gas, and returns the fluidized gas to the gasification furnace. In the type gasification method,
Before returning the combustible gas to the gasification furnace, a part of the combustible gas is combusted with an oxygen-rich gas and heated to a set temperature.
前記酸素リッチガスで燃焼した前記可燃性ガスを設定温度に冷却することを特徴とする請求項1に記載の流動層式ガス化炉方法。 The fluidized bed gasifier method according to claim 1, wherein the combustible gas burned with the oxygen-rich gas is cooled to a set temperature. 被処理物を加熱するとともに流動化ガスにより流動化して可燃性ガスを生成するガス化炉と、該ガス化炉に前記流動化ガスを供給するガス供給手段とを有する流動層式ガス化装置において、
前記ガス供給手段は、前記ガス化炉から排出される前記可燃性ガスの一部を部分燃焼器に導いて酸素リッチガスにより部分燃焼して加熱し、該加熱された可燃性ガスを前記流動化ガスとして前記ガス化炉に供給することを特徴とする流動層式ガス化装置。
In a fluidized bed gasifier having a gasification furnace that heats an object to be processed and fluidizes with a fluidizing gas to generate a combustible gas, and a gas supply means for supplying the fluidizing gas to the gasification furnace. ,
The gas supply means guides a part of the combustible gas discharged from the gasification furnace to a partial combustor, partially burns it with an oxygen-rich gas, and heats the heated combustible gas. As a fluidized bed type gasifier.
前記ガス供給手段は、前記部分燃焼器と前記ガス化炉との間に前記可燃性ガスの温度を調節する熱交換器を有することを特徴とする請求項3に記載の流動層式ガス化装置。 The fluidized-bed gasifier according to claim 3, wherein the gas supply unit includes a heat exchanger that adjusts a temperature of the combustible gas between the partial combustor and the gasification furnace. . 前記ガス供給手段は、前記部分燃焼器から排出される前記可燃性ガスの温度を検出し、該検出値に基づいて前記部分燃焼に使用する前記酸素リッチガスの供給量を制御することを特徴とする請求項3に記載の流動層式ガス化装置。 The gas supply means detects the temperature of the combustible gas discharged from the partial combustor, and controls the supply amount of the oxygen-rich gas used for the partial combustion based on the detected value. The fluidized bed type gasifier according to claim 3. 前記ガス化炉の空塔部に酸素リッチガスを供給することを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の流動層式ガス化装置。 The fluidized-bed gasifier according to any one of claims 3 to 5, wherein an oxygen-rich gas is supplied to an empty portion of the gasifier. 前記空塔部の温度を検出し、該検出値に基づいて前記空塔部に供給する前記酸素リッチガスの供給量を制御することを特徴とする請求項6に記載の流動層式ガス化装置。
The fluidized bed type gasifier according to claim 6, wherein the temperature of the empty tower portion is detected, and the supply amount of the oxygen-rich gas supplied to the empty tower portion is controlled based on the detected value.
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