JP2006199838A - Water gas-producing apparatus and water-gas producing method as well as waste processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭質原料に過熱水蒸気を吹き付け、水素ガスと一酸化炭素ガスを製造する水性ガス製造装置及びこの装置を用いる水性ガスの製造方法並びに炭質原料に廃棄物を用いる廃棄物の処理方法に関する。 The present invention relates to a water gas production apparatus for producing hydrogen gas and carbon monoxide gas by spraying superheated steam on a carbonaceous raw material, a water gas production method using this apparatus, and a waste treatment method using waste as a carbonaceous raw material. .
水性ガスは、石油、LNG(液化天然ガス)、コークス等の炭化水素からなる炭質原料と水蒸気とを高温で反応させて製造されている。水性ガスは、燃料としてのみならず、メタノール、ホルマリン、アンモニアなどの合成化学原料として利用され、また精製により水素ガスが製造される。特に、水素ガスは、燃料電池の普及に伴い需要が増加している。 しかし、石油、LNG、コークス等の炭質原料は有限で将来の涸渇が予想されるため、エネルギー問題として憂慮されている。一方、都市ゴミ等の可燃性の廃棄物は増加傾向にあり、その処理が大きな社会問題となっている。したがって、効率的に水性ガスを製造できれば有限な炭質原料の節減が可能となる。また、廃棄物を処理してエネルギーとして利用できれば、環境浄化に資することができるばかりか、エネルギー問題の解決の一助となる。 The water gas is produced by reacting a carbonaceous raw material made of hydrocarbon such as petroleum, LNG (liquefied natural gas), coke and the like with water vapor at a high temperature. The water gas is used not only as a fuel but also as a synthetic chemical raw material such as methanol, formalin, and ammonia, and hydrogen gas is produced by purification. In particular, demand for hydrogen gas is increasing with the spread of fuel cells. However, carbonaceous raw materials such as petroleum, LNG, coke and the like are limited and are expected to be depleted in the future. On the other hand, combustible waste such as municipal waste is on the rise, and its disposal has become a major social problem. Therefore, if water gas can be produced efficiently, a finite carbonaceous raw material can be saved. If waste can be processed and used as energy, it not only contributes to environmental purification, but also helps to solve energy problems.
このような状況下、従来より過熱水蒸気を利用して廃棄物等の炭質原料から水性ガスを製造する装置、方法についての提案がある。例えば、炭素を含む化合物を主体とする液体を過熱蒸気で処理して効率的に水性ガスを製造する装置、方法(特許文献1参照)、有機廃棄物を過熱水蒸気でガス化する装置、方法(特許文献2参照)の提案がある。また、過熱水蒸気を生成させる装置についても提案がある。例えば、水蒸気を加熱熱源で加熱して過熱水蒸気を生成する装置(特許文献3参照)、筒状体の外周に巻回された励磁コイルと導電体材料製の通気性被加熱体とで過熱水蒸気を生成する装置(特許文献4参照)、電磁誘導加熱手段を利用して過熱水蒸気を生成する装置(特許文献5参照)の提案がある。
しかし、従来の水性ガスを製造する装置、方法で利用される過熱水蒸気は、水蒸気を電熱ヒータなどの加熱手段により水性ガス化反応の起こる温度に加温したり、あるいは加温後、蓄熱手段により蓄熱する必要があったため、装置の構成が複雑となったり、加温のための余分なエネルギーを必要とする問題があった。また、上記特許文献4又は特許文献5に記載の装置を水性ガスを製造する装置に組み込み、高温の過熱水蒸気を生成させることも可能であるが、これらの装置は電気エネルギーを利用するためエネルギー効率が悪く、経済性が悪くなるという問題があった。
However, the superheated steam used in the conventional apparatus and method for producing water gas is to heat the steam to a temperature at which the water gasification reaction occurs by a heating means such as an electric heater, or after heating, the heat storage means. Since it was necessary to store heat, the configuration of the apparatus was complicated, and there was a problem of requiring extra energy for heating. In addition, it is possible to incorporate the apparatus described in
本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、高温の火炎を発生する特殊なバーナーの熱で水を直接加熱し、水性ガス化反応が起きる高温の過熱水蒸気を生成させ、該過熱水蒸気を利用して炭質原料をガス化する簡単な構成で経済性に優れる水性ガス製造装置及びこの装置を用いる水性ガスの製造方法並びに炭質原料に廃棄物を用いる廃棄物の処理方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and directly heats water with the heat of a special burner that generates a high-temperature flame to generate high-temperature superheated steam that causes a water gasification reaction. An object of the present invention is to provide a water gas production apparatus that is excellent in economic efficiency with a simple configuration that gasifies a carbonaceous raw material by using it, a water gas production method that uses this apparatus, and a waste treatment method that uses waste as a carbonaceous raw material. And
本発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、本発明に想到した。
すなわち、本発明は、
筒形周壁の周面に複数のガス噴出孔を穿設し、前方開口側を中心にガス吐出孔を設けた蓋板により被蓋した内側燃焼筒体の後方開口側周縁を、筒形で前方開口側を中心にガス放出口を有する前方側壁板に、又後方開口側を後方側壁板により閉塞する外側燃焼筒体の後方側壁板内面に接合して、内側燃焼筒体を外側燃焼筒体に内設し、内側燃焼筒体内に適量の流体燃料と加圧空気を供給点火して燃焼させ内側燃焼筒体を加熱すると共に、後方より外側燃焼筒体内に加圧空気を供給し周回させて加熱し、内側燃焼筒体に設けたガス噴出孔及びガス吐出孔より外側燃焼筒体内に噴出する気化した不完全燃焼ガスを、周回する加熱ガスの逆火熱により再燃焼して反復周回させて更に内側燃焼筒体を加熱して熱気化を促進し、ガス放出口より外部に高温の完全燃焼ガスを放出する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーと、
過熱水蒸気生成用筐体に、前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーのガス放出口と連通するバーナー取付部と、過熱水蒸気排出部と、水注入部とを設けてなる過熱水蒸気生成装置と、
ガス化用筐体に、前記過熱水蒸気生成装置の過熱水蒸気排出部と連通する過熱水蒸気生成装置取付部と、ガス排出部と、炭質原料投入部とを設けてなるガス化装置と、
を備え、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの熱により過熱水蒸気生成装置内で生成させた過熱水蒸気をガス化装置内に投入された炭質原料に吹き付けて一酸化炭素ガスと水素ガスを製造する水性ガス製造装置を要旨とする。
The inventor of the present invention has arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems.
That is, the present invention
A plurality of gas injection holes are drilled in the peripheral surface of the cylindrical peripheral wall, and the rear opening side periphery of the inner combustion cylinder covered with a cover plate provided with gas discharge holes centering on the front opening side The inner combustion cylinder is changed to the outer combustion cylinder by joining the front side wall plate having the gas discharge port around the opening side and the rear opening side to the inner surface of the rear side wall plate of the outer combustion cylinder closed by the rear side wall plate. Installed inside, the appropriate amount of fluid fuel and pressurized air are supplied to the inner combustion cylinder and ignited to burn and heat the inner combustion cylinder, and the pressurized air is supplied to the outer combustion cylinder from the rear to circulate and heat The gasified incomplete combustion gas ejected into the outer combustion cylinder from the gas ejection hole and the gas discharge hole provided in the inner combustion cylinder is re-combusted by the backfired heat of the circulating heating gas and repeatedly circulated. The combustion cylinder is heated to promote thermal evaporation, and the temperature is high outside the gas outlet. And re-combustion burner flashback heat utilization aerobic thermal evaporation which release complete combustion gases,
A superheated steam generation device comprising a casing for superheated steam generation, a burner mounting portion communicating with the gas discharge port of the aerothermal vaporization reburning burner using the backfired heat, a superheated steam discharge portion, and a water injection portion When,
A gasification device comprising a gasification casing, and a superheated steam generator attachment portion communicating with the superheated steam discharge portion of the superheated steam generator, a gas discharge portion, and a carbonaceous raw material charging portion;
The superheated steam generated in the superheated steam generator by the heat of the aerothermal vaporization reburning burner using backfired heat is sprayed on the carbonaceous raw material charged in the gasifier to generate carbon monoxide gas and hydrogen gas. The gist of the water gas production apparatus to be produced is as follows.
上記の構成の発明により、約1500℃の火炎を発生するバーナーの熱で水を直接加熱して、水性ガス化反応が起きる高温で高密度の過熱水蒸気を生成させ、該過熱水蒸気により炭質原料から一酸化炭素ガスと水素ガスを製造できる。また、バーナーの酸素風量及び燃料の調節を行うことによりごく微量の酸素を圧入することが可能な構成のため、炭質原料の端面が緩やかに燃焼し赤熱活性化された箇所が出現する。この赤熱活性化された箇所に高温の過熱水蒸気が弾性衝突することにより、著しい低温の過熱水蒸気でも水の熱分解が可能でもある。すなわち、赤熱活性化された箇所が周りよりも著しく高温となり、水の熱分解が促進されるのである。 According to the invention of the above configuration, water is directly heated by the heat of a burner generating a flame of about 1500 ° C. to generate high-temperature and high-density superheated steam that causes a water gasification reaction, and from the carbonaceous raw material by the superheated steam. Carbon monoxide gas and hydrogen gas can be produced. In addition, since a very small amount of oxygen can be injected by adjusting the oxygen air volume and fuel of the burner, a portion where the end surface of the carbonaceous raw material is gently burned and red heat activated appears. High temperature superheated steam elastically collides with this red heat activated part, so that it is possible to thermally decompose water even with extremely low temperature superheated steam. That is, the red heat activated part becomes remarkably higher in temperature than the surroundings, and the thermal decomposition of water is promoted.
上記の水性ガス製造装置において、過熱水蒸気生成装置は、一方に過熱水蒸気排出口を他方に挿入口を穿設した取付板を設けた円筒状の過熱水蒸気生成用筐体の適宜位置に一箇所あるいは数箇所の水注入口を設け、水供給装置を水供給パイプを介して水注入口に設けた水供給管に連結した構成としても良い。また、ガス化装置は、一方にガス排出筒を他方に挿入口を穿設した取付板を設けた角筒状のガス化用筐体に炭質原料投入口が設けられる構成としても良い。更に、炭質原料を廃棄物としても良い。 In the water gas production apparatus described above, the superheated steam generator is provided at a suitable position of a cylindrical superheated steam generation housing provided with a mounting plate having a superheated steam discharge port on one side and an insertion port on the other side. It is good also as a structure which provided several water inlets and connected the water supply apparatus to the water supply pipe provided in the water inlet through the water supply pipe. In addition, the gasification apparatus may be configured such that a carbonaceous raw material charging port is provided in a rectangular tube-shaped gasification housing provided with a mounting plate having a gas discharge tube on one side and an insertion port formed on the other side. Furthermore, the carbonaceous raw material may be used as waste.
また、本発明は、筒形周壁の周面に複数のガス噴出孔を穿設し、前方開口側を中心にガス吐出孔を設けた蓋板により被蓋した内側燃焼筒体の後方開口側周縁を、筒形で前方開口側を中心にガス放出口を有する前方側壁板に、又後方開口側を後方側壁板により閉塞する外側燃焼筒体の後方側壁板内面に接合して、内側燃焼筒体を外側燃焼筒体に内設し、内側燃焼筒体内に適量の流体燃料と加圧空気を供給点火して燃焼させ内側燃焼筒体を加熱すると共に、後方より外側燃焼筒体内に加圧空気を供給し周回させて加熱し、内側燃焼筒体に設けたガス噴出孔及びガス吐出孔より外側燃焼筒体内に噴出する気化した不完全燃焼ガスを、周回する加熱ガスの逆火熱により再燃焼して反復周回させて更に内側燃焼筒体を加熱して熱気化を促進し、ガス放出口より外部に高温の完全燃焼ガスを放出する逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの熱により、水から過熱水蒸気を生成させ、該過熱水蒸気を炭質原料に吹き付け、一酸化ガスと水素ガスを製造する水性ガス製造方法を要旨とする。 In addition, the present invention provides a rear opening side peripheral edge of an inner combustion cylinder covered with a cover plate having a plurality of gas ejection holes formed in the peripheral surface of a cylindrical peripheral wall and provided with gas discharge holes around the front opening side. The inner combustion cylinder is joined to the front side wall plate having a gas discharge port centered on the front opening side and the rear side wall plate inner surface of the outer combustion cylinder closed by the rear side wall plate. Is installed in the outer combustion cylinder, an appropriate amount of fluid fuel and pressurized air are supplied and ignited in the inner combustion cylinder and burnt to heat the inner combustion cylinder, and from the rear, pressurized air is injected into the outer combustion cylinder. Supply, circulate and heat, recombust the vaporized incomplete combustion gas ejected into the outer combustion cylinder from the gas ejection hole and gas discharge hole provided in the inner combustion cylinder by the backfire heat of the circulating heating gas Repeated circulation to further heat the inner combustion cylinder to promote thermal vaporization and release gas By using the heat of an aerothermal vaporization reburning burner that uses a backfire to release a high-temperature complete combustion gas to the outside, superheated steam is generated from water, and the superheated steam is blown onto the carbonaceous raw material, and monoxide gas and hydrogen gas are The gist of the water gas production method is as follows.
上記のいずれかの水性ガス製造装置を用い、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの熱で過熱水蒸気生成装置に注入された水から過熱水蒸気を生成させ、該過熱水蒸気をガス化装置内に投入された炭質原料に吹きつけ、水素ガスと一酸化炭素ガスを製造する水性ガス製造方法を要旨とする。また、水性ガス製造方法において、炭質原料を廃棄物としても良い。 Using any of the above-mentioned water gas production apparatuses, superheated steam is generated from water injected into the superheated steam generation apparatus with the heat of the aerothermal vaporization reburning burner using backfired heat, and the superheated steam is gasified in the gasifier The gist is a water gas production method for producing hydrogen gas and carbon monoxide gas by spraying on the carbonaceous raw material charged in the process. In the water gas production method, the carbonaceous raw material may be used as waste.
上記のいずれかの方法で炭質原料に廃棄物を用い、該廃棄物を水性ガス化及び減容化する廃棄物の処理方法を要旨とする。 The gist of the present invention is a waste treatment method in which waste is used as a carbonaceous raw material by any one of the methods described above, and the waste is converted to water gas and reduced in volume.
本発明の水性ガス製造装置は、水性ガス化反応が起きる高温の過熱水蒸気をバーナーの熱のみで生成させることができるので、過熱水蒸気の加熱手段が不要で、簡単な構成とでき、またエネルギー効率が良く経済性に優れる。したがって、本発明の水性ガス製造装置の炭質原料に廃棄物を用いれば、廃棄物をより安価に処理でき、また製造される水性ガスによりエネルギー問題の解決の一助となるばかりか、需要が増加している水素ガスの供給が可能となる。 The water gas production apparatus of the present invention can generate high-temperature superheated steam that causes a water gasification reaction only by the heat of the burner, and therefore does not require a heating means for the superheated steam, can be configured simply, and is energy efficient. Is good and economical. Therefore, if waste is used as the carbonaceous raw material of the water gas production apparatus of the present invention, the waste can be treated at a lower cost, and the produced water gas not only helps solve the energy problem but also increases demand. Hydrogen gas can be supplied.
本発明の水性ガスの製造方法は、水性ガス化反応が起きる高温の過熱水蒸気をバーナーの熱のみで生成させることができるので、エネルギー効率が良く、より安価に水性ガスを製造できる。したがって、炭質原料に廃棄物を用いれば、廃棄物を更に安価に処理でき、同時にエネルギー問題の解決の一助となる方法を提供できる。 The method for producing a water gas of the present invention can produce high-temperature superheated steam that causes a water gasification reaction only by the heat of the burner, so that it is energy efficient and can produce the water gas at a lower cost. Therefore, if waste is used as the carbonaceous raw material, the waste can be processed at a lower cost, and at the same time, a method that helps to solve the energy problem can be provided.
本発明の廃棄物の処理方法によれば、水性ガス化反応が起きる高温の過熱水蒸気をバーナーの熱のみで生成させることができるので、廃棄物を炭質原料とする水性ガス化反応によりエネルギーや水素として廃棄物を有効に利用でき、また廃棄物の減容化により廃棄物の処理の容易化が図れる。 According to the waste treatment method of the present invention, high-temperature superheated steam that causes a water gasification reaction can be generated only by the heat of the burner, so energy and hydrogen can be generated by a water gasification reaction using waste as a carbonaceous raw material. As a result, waste can be used effectively, and waste disposal can be facilitated by reducing the volume of waste.
以下、本発明を図面を参照しながら、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAと水蒸気生成装置Bとガス化装置Cとから構成される水性ガス製造装置100、110を実施の形態により詳細に説明する。
Hereinafter, referring to the drawings, the present invention relates to water
〔第1実施形態〕
第1実施形態に係る水性ガス製造装置100を図1及び図2を参照して説明する。先ず、本出願人が特許を取得している逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーA(特許第2838241号)について説明する。逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAの外側燃焼筒体1は、外周面の前端部にフランジ2aを設けた筒形の周壁胴2と、下部に設けたダクト接続孔3の後方に向け突出して送風ダクト4を接続した後方側壁板5(ガスの流れ方向を前方とする)及び中央部にガス放出口6を穿設し、該ガス放出口6に連通して前方に突出するガス放出筒7を接続した前方側壁板8とよりなる。
[First Embodiment]
A water
前記の外側燃焼筒体1の周壁胴2より小径の筒状の周壁筒9は、周壁に複数のガス噴出孔10を穿設すると共に、下側周壁前部に燃焼用給気孔11を、又後部に点火用給気孔12を穿設し、周壁筒9の前方開口側の中心にガス吐出口13を設けた蓋板14により被蓋した内側燃焼筒体15を構成し、周壁筒9の後端縁16を外側燃焼筒体1の後方側壁板内壁面17の中間上部に密着接合する。
The cylindrical peripheral wall cylinder 9 having a smaller diameter than the
内側燃焼筒体15には、周壁筒9の下側周壁前部に設けた燃焼用給気孔11を介して内側燃焼筒体15に連通する如く送風ダクト4より適寸法小径の給気管18の前端周縁19を接合し、該給気管18の他端が送風ダクト4内に臨むように取り付け、又下側周壁後部に設けた点火用給気孔12を介し内側燃焼筒体15に連通するように給気管18より適寸法小径の補助給気管20の上端周縁21を接合し、他端が給気管18内に臨むように取り付けられる。
The inner combustion cylinder 15 has a front end of an air supply pipe 18 having a smaller diameter than that of the
このように給気管18及び補助給気管20を取り付け外側燃焼筒体1の後方側壁板内壁面17に接合した内側燃焼筒体15を、外側燃焼筒体1の周壁胴2の前方開口部をガス放出筒7を外方にして前方側壁板8により被蓋した該周壁胴2内に後方より挿入し、内側燃焼筒体15の蓋板14と外側燃焼筒体1の前方側壁板8間が適間隔tを隔てる状態で外側燃焼筒体1の周壁胴2の後端周縁と後方側壁板5の外周縁を密着接合して外側燃焼筒体1内に内側燃焼筒体15を内設すると共に、内側燃焼筒体15内に連通する燃料供給管22と点火装置Sを設けて逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAを構成する。
In this way, the air supply pipe 18 and the auxiliary air supply pipe 20 are attached and the inner combustion cylinder 15 joined to the inner wall surface 17 of the rear side wall plate of the
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAの送風ダクト4には送風ホース23を介して空気圧と給気量の調節可能な加圧空気供給装置Dを、燃料供給管22には燃料供給パイプ24を介して供給量の調整可能な燃料供給装置Fを、又サーモスターター式点火装置S(特許第2111294号明細書参照)の点火用燃料供給管25には点火用燃料供給ホース26を介して供給圧と供給量を調節可能な点火燃料用ポンプPに連結すると共に、端子金具27のリード線接続用端子部28にはリード線29を介して電源Eに接続する。
The
次いで、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAに連設される過熱水蒸気生成装置Bについて説明する。
図中の30は円筒状をなし、中央に過熱水蒸気排出口31aが穿設された側板31と、挿入口32aが穿設された側板32とで両端が塞がれ、外周二箇所に水注入口33が設けられた過熱水蒸気生成用筐体である。過熱水蒸気生成用筐体30の一方の側板31中央には、過熱水蒸気排出筒34が突設され、過熱水蒸気排出部が構成されている。また、過熱水蒸気生成用筐体30の他方の側板32に過熱水蒸気生成用筐体30と同径の取付穴35aが穿設された取付板35が設けられ、バーナー取付部が構成されている。なお、過熱水蒸気生成装置Bで用いる「水」には水以外の成分を含む水溶液をも包含する。
Next, the superheated steam generator B connected to the backfired aerobic aerobic reburning burner A will be described.
30 in the figure has a cylindrical shape, and both ends are closed by a side plate 31 having a superheated steam outlet 31a drilled in the center and a
36は、水供給管で、過熱水蒸気生成用筐体30の外側から内側に貫通して設けられている。Jは、水量の調節を可能とした水供給装置であり、水供給パイプ37にて、水供給管36に連結し、水注入部が構成されている。このような構成の過熱水蒸気生成装置Bの挿入口32aに逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAのガス放出筒7を挿設してガス放出筒7が過熱水蒸気生成用筐体30内となるように設けてガス放出口6と連通させると共に、取付板35とフランジ2aとを連結し、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAと過熱水蒸気生成装置Bとが連設されている。
Reference numeral 36 denotes a water supply pipe that is provided so as to penetrate from the outside to the inside of the superheated
また、過熱水蒸気生成装置Bに連設されるガス化装置Cについて説明する。
図中の40は、上部にガス排出部に相当するガス排出筒41を突設し、一方の側部に挿入口42を穿設すると共に、炭質原料投入部に相当する炭質原料投入口43が設けられる角筒状のガス化用筐体である。挿入口42には、過熱水蒸気生成装置Bの過熱水蒸気排出筒34を挿入して連通させ、更に取付板44によりガス化用筐体40に固定されて過熱水蒸気発生装置取付部が構成されている。また、炭質原料を投入するための炭質原料投入口43には、扉45が形成され、開閉可能となっている。
The gasifier C connected to the superheated steam generator B will be described.
40 in the figure projects a gas discharge cylinder 41 corresponding to the gas discharge portion at the upper portion, and has an insertion port 42 formed on one side, and a carbonaceous material input port 43 corresponding to the carbonaceous material input portion. It is a rectangular tube-shaped casing for gasification. The superheated steam generation tube B of the superheated steam generator B is inserted into the insertion port 42 and communicated therewith, and is further fixed to the
次いで 、以上のように構成される本発明の水性ガス製造装置100の作用を説明する。
図1は、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAの連続稼働状態における作用を示し、加圧空気供給装置Dを稼働して、適圧でかつ適量の加圧空気aを送風ダクト4に給気すれば、加圧空気aは送風ダクト4と給気管18間を通り外側燃焼筒体1内と、給気管18及び補助給気管20を通り燃料用給気孔11及び点火用給気孔12を介して内側燃焼筒体15内に噴流する。燃料供給装置Fより燃料供給パイプ24を経て、適量の流体燃料fを内側燃焼筒体15内に供給すれば、該燃料fは燃焼給気管18及び補助給気管20を通り燃焼用給気孔11と点火用給気孔12を経て内側燃焼筒体15内に噴流する加圧空気aにより乱流拡散されて霧状となり、点火用給気孔12より流入する加圧空気aの補給により着火を確実とする点火装置Sを作動して燃料fに点火し燃焼させれば、不完全燃焼ガスgは内側燃焼筒体15を加熱すると共に内部の圧力を高めながら膨脹して、気化した状態で周壁筒9に設けたガス噴出孔10及び蓋板14に設けたガス吐出孔13より外側燃焼筒体1内に噴出する。
Next, the operation of the water
FIG. 1 shows the operation in the continuous operation state of an aerothermal vaporization reburning burner A using backfired heat. The pressurized air supply device D is operated to supply an appropriate amount of pressurized air a to the
送風ダクト4より外側燃焼筒体1内に給気される加圧空気aにより該燃焼筒体1内の後部が減圧部となるので、加圧空気aは内側燃焼筒体15の外周に沿って逆流し、内側燃焼筒体15より外側燃焼筒体1内に噴出する不完全燃焼ガスgと混合し外側燃焼筒体1内を繰返し周回して高温のガスとなつて更に内側燃焼筒体15を加熱して熱気化を促進し、周回する高温のガスの逆火熱により内側燃焼筒体15より噴出する不完全燃焼ガスgを高温の完全燃焼ガスGとしてガス吐出筒7より過熱水蒸気発生装置B内に噴出する。
Since the rear part in the
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAを作動して、ガス放出筒7より噴出する完全燃焼ガスGによって、過熱水蒸気発生装置Bの過熱水蒸気発生用筐体30が加熱され高温になると、水供給装置Jを作動して、水jを水供給管36により過熱水蒸気発生用筐体30内に供給する。
When the overheated
過熱水蒸気生成用筐体30内に供給された水jは、完全燃焼ガスGによって直接加熱され、瞬時に過熱水蒸気hとなり、過熱水蒸気生成用筐体30内を内周に沿って回る。そして、過熱水蒸気生成用筐体30内で直接加熱によって発生した過熱水蒸気hは、過熱水蒸気発生筒30内を回ると共にガス放出筒7の方向への循環を行いながら高温高圧の過熱水蒸気Hとなり、過熱水蒸気排出筒34よりガス化装置C内に放出される。
The water j supplied into the superheated
逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAは、着火直後の出口温度が約1500℃になり、エネルギー収束率が極めて高い高温・高エネルギーの火炎を放出し、又このバーナーは理論的空気量のみで完全燃焼するため、窒素酸化物の発生もなく、高温でガス化された燃料をバーナー内部で繰り返し旋回して、酸素と激しく交わり高温となる。そのため、この火炎に水を噴霧又は滴下して瞬間的に600℃以上の高温の過熱水蒸気Hを発生させることができる。この場合、燃焼ガスと過熱水蒸気Hの割合は、水の噴霧の割合によっては、60%以上にも達する無害の高温の過熱水蒸気Hとなる。また、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAよりの完全燃焼ガスGによって過熱水蒸気生成用筐体30内の旋回あるいは循環によって加熱効率を高め、高温の完全混合水蒸気に処理するため、スケールの発生を抑え、過熱水蒸気生成能力を維持することができる。
The aerobic re-burning burner A using backfire heat emits a high-temperature, high-energy flame with an extremely high energy convergence rate, with an outlet temperature immediately after ignition of approximately 1500 ° C. Because it burns completely, it does not generate nitrogen oxides, and the fuel gasified at high temperature is swirled repeatedly inside the burner, and it is violently mixed with oxygen and becomes high temperature. Therefore, water can be sprayed or dripped onto the flame to instantaneously generate a superheated steam H having a high temperature of 600 ° C. or higher. In this case, the ratio between the combustion gas and the superheated steam H becomes harmless high-temperature superheated steam H reaching 60% or more depending on the ratio of spraying water. In addition, the scale is used to increase the heating efficiency by swirling or circulating in the superheated
従来のバーナーにより製造される過水熱蒸気の温度は、300〜500℃程度と低く、水性ガス化反応が起きる600〜1000℃とするには蒸気をボイラー等で再加熱しなければならず、大きなエネルギーが必要であった。また、電磁誘導加熱により過熱水蒸気を製造する場合は電気エネルギーのためエネルギー効率が悪く、やはり大きなエネルギーが必要であった。しかし、本願発明の逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAは、上記の構成により高温の火炎を発生するためエネルギー効率に優れ、かつ瞬時に600℃以上の高温の過熱水蒸気をガス化製造装置自体で生成させ、利用できる。 The temperature of the superhydrothermal steam produced by a conventional burner is as low as about 300 to 500 ° C., and the steam must be reheated with a boiler or the like in order to make the water gasification reaction 600 to 1000 ° C. I needed a lot of energy. In addition, when superheated steam is produced by electromagnetic induction heating, energy efficiency is low due to electric energy, and large energy is still necessary. However, the reverse-fired aerobic re-burning burner A of the present invention is superior in energy efficiency because it generates a high-temperature flame with the above-described configuration, and instantly gasifies and produces high-temperature superheated steam at 600 ° C. or higher. It can be generated and used by the device itself.
過熱水蒸気生成装置B内で生成した過熱水蒸気Hは、炭質原料投入口43からガス化装置C内に投入された炭質原料に吹き付けられる。水性ガス化反応は、600〜1000℃で起こるので、ガス化装置C内で600℃以上の高温の過熱水蒸気Hにより下記の水性ガス化反応が起き、一酸化炭素ガスと水素ガスが生成する。
水性ガス化反応:C+H2O→CO+H2
The superheated steam H generated in the superheated steam generator B is sprayed onto the carbonaceous raw material charged into the gasifier C from the carbonaceous raw material inlet 43. Since the water gasification reaction occurs at 600 to 1000 ° C., the following water gasification reaction occurs in the gasifier C due to the high-temperature superheated steam H at 600 ° C. or higher, and carbon monoxide gas and hydrogen gas are generated.
Water gasification reaction: C + H 2 O → CO + H 2
生成した一酸化炭素ガスと水素ガスは、ガス排出筒41から排出し回収される。回収された水性ガスは燃料として用いたり、メタノール等の製造に用いることができる。また、水素ガスは燃料電池に用いることができる。更に一酸化ガスは下記の水性ガスシフト反応により水素の製造に用いることができる。
水性ガスシフト反応:CO+H2O→CO2+H2
The generated carbon monoxide gas and hydrogen gas are discharged from the gas discharge tube 41 and collected. The recovered water gas can be used as a fuel or for the production of methanol or the like. Moreover, hydrogen gas can be used for a fuel cell. Further, the monoxide gas can be used for producing hydrogen by the following water gas shift reaction.
Water gas shift reaction: CO + H 2 O → CO 2 + H 2
また、水性ガス化反応で炭質原料が減容化し生成した灰分は、回収される。また、図示しないが、ガス化装置Cの下部にホッパーを形成し、この中に一旦回収するようにしても良い。 Further, the ash produced by reducing the volume of the carbonaceous raw material by the water gasification reaction is recovered. Although not shown, a hopper may be formed in the lower part of the gasifier C, and the hopper may be temporarily collected therein.
炭質原料は、主として炭素質あるいは炭化水素質をいい、廃棄物をも包含する。廃棄物は、例えば産業廃棄物のコーヒー豆滓、製紙滓、廃屋の解体木材、樹木の剪定廃棄物、農業廃棄物の籾殻等、炭素質あるいは炭化水素質の廃棄物を挙げられる。炭質原料にこれらの廃棄物を用いることにより、廃棄物をエネルギー源として利用でき、また減容化により廃棄物の処理が容易になる。 The carbonaceous raw material mainly means carbonaceous or hydrocarbonaceous matter and also includes waste. Examples of the waste include carbonaceous or hydrocarbon waste such as coffee bean straw, industrial waste, demolished wood of abandoned house, pruning waste of trees, rice husk of agricultural waste, and the like. By using these wastes as the carbonaceous raw material, the waste can be used as an energy source, and the waste can be easily treated by volume reduction.
〔第2実施形態〕
次いで、第2実施形態に係る水性ガス製造装置110について、図3及び図4を参照して説明する。水性ガス製造装置110の逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAは、第1実施形態と同一であるため、その詳細な記載は割愛し、以下異なる構成を中心に説明する。また、図面においても、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAの詳細は割愛した。
[Second Embodiment]
Next, the water
図中の60は、円筒状をなす過熱水蒸気生成用筐体で、一方の側端面中央に水供給管55が過熱水蒸気生成用筐体60の外側から内側に貫通して設けられている。Jは、水量の調節を可能とした水供給装置であり、水供給パイプ56にて、水供給管55に連結している。また、過熱水蒸気生成用筐体60の他方の側端面中央には、過熱水蒸気排出筒61が突設されている。
Reference numeral 60 in the figure denotes a cylindrical superheated steam generating housing, and a
過熱水蒸気生成用筐体60の外周面の一部に穿孔62が形成され、該穿孔62に逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーAのガス放出筒7の先端が溶接により連設されている。
A perforation 62 is formed in a part of the outer peripheral surface of the superheated steam generation housing 60, and the tip of the
ガス化装置Cは、箱状をなすガス化用筐体70の上部にガス排出筒71が突設され、また、一方の側端面に穿孔72が形成され、該穿孔72には過熱水蒸気生成装置Bの過熱水蒸気排出筒61の先端が溶接により連設されている。また、ガス化用筐体70内に炭質原料を投入するための炭質原料投入口73が設けられている。炭質原料投入口73には、扉74が形成され、開閉可能となっている。 In the gasifier C, a gas discharge cylinder 71 projects from an upper part of a box-shaped gasification casing 70, and a perforation 72 is formed on one side end surface. The tip of the B superheated steam discharge cylinder 61 is continuously provided by welding. In addition, a carbonaceous raw material inlet 73 is provided in the gasification casing 70 for charging the carbonaceous raw material. A door 74 is formed at the carbonaceous raw material inlet 73 and can be opened and closed.
このように構成される水性ガス製造装置110は、第1実施形態と同様に水性ガス化反応が起き、炭質原料から一酸化炭素ガスと水素ガスが生成する。
In the water
本発明は、その技術的範囲に属する限り、上記の実施の形態に限定されるものではなく、種々形態を変更して具体化できる。 The present invention is not limited to the above embodiment as long as it belongs to the technical scope, and can be embodied by changing various forms.
A 逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナー
B 過熱水蒸気生成装置
C ガス化装置
G 完全燃焼ガス
H 過熱水蒸気
7 ガス放出筒
30、60 過熱水蒸気生成用筐体
34、61 過熱水蒸気排出筒
36、55 水供給管
40、70 ガス化用筐体
41、71 ガス排出筒
43、73 炭質原料投入口
100、110 水性ガス製造装置
A Backfired aerobic aerobic re-burning burner B Superheated steam generator C Gasifier G Complete combustion gas
Claims (8)
過熱水蒸気生成用筐体に、前記逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーのガス放出口と連通するバーナー取付部と、過熱水蒸気排出部と、水注入部とを設けてなる過熱水蒸気生成装置と、
ガス化用筐体に、前記過熱水蒸気生成装置の過熱水蒸気排出部と連通する過熱水蒸気生成装置取付部と、ガス排出部と、炭質原料投入部とを設けてなるガス化装置と、
を備え、逆火熱利用有酸素熱気化再燃焼式バーナーの熱により過熱水蒸気生成装置内で生成させた過熱水蒸気をガス化装置内に投入された炭質原料に吹き付けて一酸化炭素ガスと水素ガスを製造する水性ガス製造装置。 A plurality of gas injection holes are drilled in the peripheral surface of the cylindrical peripheral wall, and the rear opening side periphery of the inner combustion cylinder covered with a cover plate provided with gas discharge holes centering on the front opening side The inner combustion cylinder is changed to the outer combustion cylinder by joining the front side wall plate having the gas discharge port around the opening side and the rear opening side to the inner surface of the rear side wall plate of the outer combustion cylinder closed by the rear side wall plate. Installed inside, the appropriate amount of fluid fuel and pressurized air are supplied to the inner combustion cylinder and ignited to burn and heat the inner combustion cylinder, and the pressurized air is supplied to the outer combustion cylinder from the rear to circulate and heat The gasified incomplete combustion gas ejected into the outer combustion cylinder from the gas ejection hole and the gas discharge hole provided in the inner combustion cylinder is re-combusted by the backfired heat of the circulating heating gas and repeatedly circulated. The combustion cylinder is heated to promote thermal evaporation, and the temperature is high outside the gas outlet. And re-combustion burner flashback heat utilization aerobic thermal evaporation which release complete combustion gases,
A superheated steam generation device comprising a casing for superheated steam generation, a burner mounting portion communicating with the gas discharge port of the aerothermal vaporization reburning burner using the backfired heat, a superheated steam discharge portion, and a water injection portion When,
A gasification device comprising a gasification casing, and a superheated steam generator attachment portion communicating with the superheated steam discharge portion of the superheated steam generator, a gas discharge portion, and a carbonaceous raw material charging portion;
The superheated steam generated in the superheated steam generator by the heat of the aerothermal vaporization reburning burner using backfired heat is sprayed on the carbonaceous raw material charged in the gasifier to generate carbon monoxide gas and hydrogen gas. Water gas production equipment to produce.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008185249A (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Toshio Yoshida | Water gas burner |
CN105861086A (en) * | 2016-05-10 | 2016-08-17 | 中国科学院理化技术研究所 | Technique of utilizing gasified coal gas and coke oven gas to co-produce liquefied natural gas, methanol and liquid ammonia |
KR101668290B1 (en) * | 2015-10-14 | 2016-10-21 | 김백민 | Apparatus and method for generating heat wind energy using effluent of food waste |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05187617A (en) * | 1992-01-14 | 1993-07-27 | Teruie Fujiwara | Back fire heat available/oxygen heat gassification afterburning type burner |
JP2003253273A (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-10 | Katsumi Shibata | Method and apparatus for gasification of solid fuel and organic substance |
JP2004209314A (en) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Kogi Corp | Treatment method and treatment apparatus of waste or the like by superheated steam |
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05187617A (en) * | 1992-01-14 | 1993-07-27 | Teruie Fujiwara | Back fire heat available/oxygen heat gassification afterburning type burner |
JP2003253273A (en) * | 2002-02-27 | 2003-09-10 | Katsumi Shibata | Method and apparatus for gasification of solid fuel and organic substance |
JP2004209314A (en) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Kogi Corp | Treatment method and treatment apparatus of waste or the like by superheated steam |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008185249A (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Toshio Yoshida | Water gas burner |
KR101668290B1 (en) * | 2015-10-14 | 2016-10-21 | 김백민 | Apparatus and method for generating heat wind energy using effluent of food waste |
CN105861086A (en) * | 2016-05-10 | 2016-08-17 | 中国科学院理化技术研究所 | Technique of utilizing gasified coal gas and coke oven gas to co-produce liquefied natural gas, methanol and liquid ammonia |
CN105861086B (en) * | 2016-05-10 | 2019-04-26 | 中国科学院理化技术研究所 | Utilize the process of gasification gas and coke-stove gas co-production of liquefied natural gas, methanol and liquefied ammonia |
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