JP2007084758A - Gasifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、植物性有機物を熱分解してガス化するガス化装置に関する。 The present invention relates to a gasifier that thermally decomposes and gasifies plant organic matter.
有機系廃棄物等を再生可能なエネルギ資源として活用するために、これらの被処理物を高温空気や高温水蒸気等のガス化剤で熱分解して生成ガスを得るガス化装置には、熱分解効率を高めるために、被処理物を予め乾燥するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されたものでは、熱分解炉へ被処理物を投入するシュートに複数のダンパを設け、ダンパで仕切られたシュート内を乾燥ゾーンとして、過熱水蒸気を供給している。 In order to utilize organic waste as a renewable energy resource, the gasification equipment that obtains the product gas by thermally decomposing these materials with a gasifying agent such as high-temperature air or high-temperature steam includes pyrolysis. In order to increase efficiency, there is one in which an object to be processed is dried in advance (for example, see Patent Document 1). In what is described in Patent Document 1, a plurality of dampers are provided in a chute for introducing a workpiece into a pyrolysis furnace, and superheated steam is supplied with the inside of the chute partitioned by the damper as a drying zone.
一方、バイオマス等の植物性有機物の主要成分は、セルロース(約35%)、ヘミセルロース(約30%)、およびリグニン(約8%)であり、これらの主要成分の活発な熱分解温度は以下の通りである。
・セルロース :240〜400℃
・ヘミセルロース:180〜300℃
・リグニン :280〜550℃
On the other hand, the main components of plant organic matter such as biomass are cellulose (about 35%), hemicellulose (about 30%), and lignin (about 8%). The active pyrolysis temperature of these main components is as follows: Street.
-Cellulose: 240-400 ° C
-Hemicellulose: 180-300 ° C
・ Lignin: 280-550 ° C
これらの熱分解温度領域では、まず、熱分解により付着性のタールが発生し、これをさらに加熱することにより、発生したタールが低分子物質に熱分解されることが知られている。すなわち、植物性有機物は、200℃程度までは熱分解しないか、熱分解してもあまりタールは発生せず、500℃以上の高温で熱分解すれば、タールが生成されても速やかに低分子物質に分解されて、熱分解ガス中のタールが可及的に減少することが知られている。 In these thermal decomposition temperature regions, first, it is known that adhesive tar is generated by thermal decomposition, and the generated tar is thermally decomposed into low molecular weight substances by further heating. That is, the plant organic matter is not pyrolyzed up to about 200 ° C. or does not generate much tar even when pyrolyzed. It is known that tar in the pyrolysis gas is reduced as much as possible by being decomposed into substances.
以上のことから、植物性有機物の被処理物をガス化装置で熱分解する場合は、被処理物を200℃以下で予熱、乾燥したのち、500℃以上で急速に熱分解させれば、タールの発生を抑制して、タールの少ない良質の生成ガスを得ることができ、かつ、タールの付着によるトラブルを防止してガス化装置を安定運転できることが期待できる。 From the above, when pyrolyzing an object to be processed of plant organic matter with a gasifier, if the object to be treated is preheated and dried at 200 ° C. or lower and then rapidly pyrolyzed at 500 ° C. or higher, tar It can be expected that a good quality generated gas with less tar can be obtained by suppressing the generation of gas, and that the gasification apparatus can be stably operated by preventing troubles due to the adhesion of tar.
特許文献1に記載された有機系廃棄物のガス化装置は、植物性有機物を被処理物とした場合に、被処理物をシュート内の乾燥ゾーンで200℃以下で予熱できるが、ダンパを開けたときに多量の被処理物が熱分解炉内へ落下するので、これらの多量の被処理物を500℃以上で急速に熱分解させることができない。また、熱分解炉内は乾燥ゾーンよりも高温のため、熱伝導によって乾燥ゾーンの下部のダンパ付近が200℃以上のタール発生温度領域となり、発生したタールの付着によるダンパの作動不良等のトラブルが懸念される。 In the organic waste gasifier described in Patent Document 1, when plant organic matter is treated, the treated matter can be preheated at 200 ° C. or less in the drying zone in the chute, but the damper is opened. Since a large amount of objects to be processed fall into the pyrolysis furnace at that time, these large amounts of objects to be processed cannot be rapidly pyrolyzed at 500 ° C. or higher. Also, because the temperature inside the pyrolysis furnace is higher than that of the drying zone, the vicinity of the damper at the bottom of the drying zone becomes a tar generation temperature region of 200 ° C. or more due to heat conduction, and troubles such as malfunction of the damper due to adhesion of the generated tar occur. Concerned.
そこで、本発明の課題は、植物性有機物からタールの少ない良質の生成ガスを得ることができ、かつ、タールの付着によるトラブルの恐れがないガス化装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a gasifier capable of obtaining a good quality product gas with a small amount of tar from plant organic matter and free from troubles due to adhesion of tar.
上記の課題を解決するために、本発明は、植物性有機物の被処理物を乾燥する乾燥室と、乾燥された被処理物を熱分解してガス化する熱分解室とを備えたガス化装置において、前記乾燥室の下方に絞り部を介して前記熱分解室を配設し、前記絞り部に被処理物を前記熱分解室へ落下させる流量を規制する流量規制手段を設け、この絞り部の近傍を冷却する冷却手段を設けた構成を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention provides a gasification comprising a drying chamber for drying an object to be processed of plant organic matter, and a pyrolysis chamber for thermally decomposing the dried object to be processed. In the apparatus, the thermal decomposition chamber is disposed below the drying chamber via a throttle portion, and the throttle portion is provided with a flow rate regulating means for regulating a flow rate at which an object to be treated is dropped into the thermal decomposition chamber. The structure which provided the cooling means which cools the vicinity of a part was employ | adopted.
すなわち、植物性有機物の被処理物を乾燥する乾燥室の下方に絞り部を介して熱分解室を配設し、絞り部に被処理物を熱分解室へ落下させる流量を規制する流量規制手段を設けるとともに、この絞り部の近傍を冷却する冷却手段を設けることにより、乾燥した被処理物を少量ずつ熱分解室へ落下させて、これを500℃以上で急速に熱分解させることができるようにするとともに、絞り部の近傍を冷却して乾燥室の下部が200℃以上のタール発生温度領域とならないようにし、植物性有機物からタールの少ない良質の生成ガスを得ることができ、かつ、タールの付着によるトラブルの恐れがないようにした。 That is, a flow rate regulating means for disposing a pyrolysis chamber through a throttle portion below a drying chamber for drying a plant organic matter to be treated, and regulating a flow rate at which the workpiece is dropped into the pyrolysis chamber at the throttle portion. And by providing a cooling means for cooling the vicinity of the throttle portion, the dried workpiece can be dropped into the pyrolysis chamber little by little and rapidly pyrolyzed at 500 ° C. or higher. In addition, the vicinity of the squeezing part is cooled so that the lower part of the drying chamber does not become a tar generation temperature region of 200 ° C. or higher, and a good quality product gas with less tar can be obtained from plant organic matter, and tar There is no fear of troubles due to adhesion.
前記流量規制手段を、前記熱分解室の上部空間から前記乾燥室への高温ガスの流量も規制するものとすることにより、熱分解室からの高温ガスをその流量を規制して乾燥室へ供給し、乾燥室での熱エネルギとして活用することができる。 By restricting the flow rate of the high-temperature gas from the upper space of the thermal decomposition chamber to the drying chamber, the flow rate regulating means regulates the flow rate of the high-temperature gas from the thermal decomposition chamber and supplies it to the drying chamber. It can be used as heat energy in the drying chamber.
本発明のガス化装置は、植物性有機物の被処理物を乾燥する乾燥室の下方に絞り部を介して熱分解室を配設し、絞り部に被処理物を熱分解室へ落下させる流量を規制する流量規制手段を設けるとともに、この絞り部の近傍を冷却する冷却手段を設けたので、乾燥した被処理物を少量ずつ熱分解室へ落下させて、これを500℃以上で急速に熱分解させることができるとともに、絞り部の近傍を冷却して乾燥室の下部が200℃以上のタール発生温度領域とならないようにし、植物性有機物からタールの少ない良質の生成ガスを得ることができ、かつ、タールの付着によるトラブルの恐れもなくすことができる。 The gasification apparatus of the present invention has a pyrolysis chamber disposed via a throttle section below a drying chamber for drying a plant organic matter to be treated, and a flow rate at which the workpiece is dropped into the pyrolysis chamber at the throttle section. In addition to the flow rate regulating means for regulating the temperature, and the cooling means for cooling the vicinity of the throttle portion, the dried object to be treated is dropped into the thermal decomposition chamber little by little, and this is rapidly heated above 500 ° C. It can be decomposed, and the vicinity of the throttle part is cooled so that the lower part of the drying chamber does not become a tar generation temperature region of 200 ° C. or more, and a good quality product gas with less tar can be obtained from plant organic matter, In addition, there is no fear of trouble due to tar adhesion.
前記流量規制手段を、熱分解室の上部空間から乾燥室への高温ガスの流量も規制するものとすることにより、熱分解室からの高温ガスをその流量を規制して乾燥室へ供給し、乾燥室での熱エネルギとして活用することができる。 By restricting the flow rate of the high-temperature gas from the upper space of the pyrolysis chamber to the drying chamber, the flow rate regulating means regulates the flow rate of the high-temperature gas from the pyrolysis chamber, and supplies it to the drying chamber. It can be used as heat energy in the drying room.
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このガス化装置は植物性有機物の被処理物をガス化するものであり、図1に示すように、被処理物Aの投入口1aが設けられた乾燥室1の下方に、絞り部2を介して熱分解室3が配設され、絞り部2の出口に、被処理物Aの流量規制手段としての陣笠形状の昇降弁4が設けられている。昇降弁4は頂部の投入口1aから軸棒4aで昇降可能に吊り下げられ、絞り部2の出口の隙間を調節するようになっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This gasification apparatus gasifies a plant organic matter to be treated. As shown in FIG. 1, a
前記乾燥室1の外周と絞り部2の外周はそれぞれジャケット5、6で囲われており、絞り部2がジャケット6に供給される冷却ガスBで外部冷却されるとともに、絞り部2を冷却後の昇温した冷却ガスBがジャケット5に供給されて、乾燥室1が外部加熱されるようになっている。また、絞り部2からは、熱分解室3の上部空間の高温ガスDが昇降弁4で流量を調節されて流入し、乾燥室1はこの高温ガスDによっても内部加熱される。乾燥室1を内部加熱した高温ガスDは、その上部の排出口8から排出される。図示は省略するが、乾燥室1には温度計が設けられ、乾燥室1が200℃以上に温度上昇しないように、高温ガスDの流量が昇降弁4で調節されるようになっている。
The outer periphery of the drying chamber 1 and the outer periphery of the
前記熱分解室3の上部には、高温のガス化剤Cの供給口7が設けられている。この供給口7には、絞り部2を冷却後の昇温した冷却ガスBの一部も供給されるようになっている。また、熱分解室3の下部には被処理物Aが堆積する火格子9が設けられ、その下方に、熱分解で生成される生成ガスEの取り出し口10と、灰分等の残渣Fの排出口11とが設けられている。
A
前記投入口1aから乾燥室1に投入される被処理物Aは、ジャケット5からの外部加熱と熱分解室3の上部空間から上昇する高温ガスDによって200℃以下で予熱、乾燥され、昇降弁4で流量を調節されて、少量ずつ絞り部2から熱分解室3へ落下する。このとき、絞り部2はジャケット6で外部冷却されているので、絞り部2内の被処理物Aが200℃以上のタール発生温度領域に昇温することはない。
The object A to be processed, which is input into the drying chamber 1 from the
前記熱分解室3へ少量ずつ落下した被処理物Aは、供給口7から供給される高温のガス化剤Cによって、500℃以上に急速に加熱される。500℃以上に急速加熱された被処理物Aは、熱分解しながら火格子9上に堆積し、さらに熱分解を続ける。したがって、この500℃以上の温度領域での熱分解では、ほとんどタールが発生することはなく、発生しても速やかに低分子物質に分解してガス化する。この熱分解で得られた生成ガスEは取り出し口10から取り出され、灰分等の残渣Fは排出口11に排出される。
The object A to be processed, which has been dropped into the
上述した実施形態では、絞り部での流量規制手段を陣笠形状の昇降弁としたが、この流量規制手段は、スライドダンパ、フラップゲート、プッシャ、ロータリバルブ等としてもよい。 In the embodiment described above, the flow restricting means at the throttle portion is a Jinkasa-shaped lift valve, but this flow restricting means may be a slide damper, a flap gate, a pusher, a rotary valve, or the like.
また、上述した実施形態では、絞り部を冷却する手段を、その外周の冷却ジャケットで外部冷却するものとしたが、昇降弁やスライドダンパ等の流量規制手段を中空構造とし、これらの中に冷却媒体を通すようにしてもよい。 Further, in the above-described embodiment, the means for cooling the throttle portion is externally cooled by the cooling jacket on the outer periphery thereof, but the flow rate regulating means such as the lift valve and the slide damper has a hollow structure and is cooled in these. You may make it let a medium pass.
1 乾燥室
1a 投入口
2 絞り部
3 熱分解室
4 昇降弁
4a 軸棒
5、6 ジャケット
7 供給口
8 排出口
9 火格子
10 取り出し口
11 排出口
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GB2511890A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-17 | Mark Koenig | Outlet tube for a material transfer system |
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