JP2007138033A - 熱分解ガスの精製方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下水汚泥などの有機性廃棄物を熱分解して得られる熱分解ガスを、簡単かつ安価に燃料ガスとして回収することができる熱分解ガスの精製方法および装置を提供する。
【解決手段】有機性廃棄物を熱分解して得られる熱分解ガスを、スクラバー２により冷却・酸洗浄してガス中のカーボン粒子、タール分およびアルカリ性ガスを除去した後、得られたガスを酸素含有洗浄水が供給されている充填塔４に通気してガス精製し、次いでこのガスを除湿して燃料ガスとする熱分解ガスの精製方法。また、酸洗浄液の供給手段３ａを有するスクラバー２と、酸素含有洗浄水の供給手段４ａを有する充填塔４と、除湿装置９を順次連結した熱分解ガスの精製装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、下水汚泥などの有機性廃棄物を熱分解して得られる熱分解ガスを、簡単かつ安価に燃料ガスとして回収することができる熱分解ガスの精製方法および装置に関するものである。

従来から、下水汚泥などの有機性廃棄物を熱分解して得られる熱分解ガスから燃料ガスを取り出し、これをガス発電等のエネルギーとして利用に供することが広く行われている。この場合、例えば特許文献１に示されるように、スクラバーを用いて熱分解ガスに含まれるＨＣＮやＨ_２Ｓ等の有害ガスを除去することが一般的である。図３は、従来技術のフロー図を示すものであり、汚泥に空気を吹き込みつつガス化した後、酸素と水蒸気を加えて改質し、次いで冷却したガスをセラミックフィルター等で除塵した後、スクラバーで洗浄処理して燃料ガスを取り出すよう構成されている。

しかしながら、従来例においてはスクラバー洗浄の排水中に有害なＨＣＮが移行してしまうため、この処理に複雑な処理工程を必要とし、多大な設備と費用が必要になるという問題点があった。
特開２０００−２４０９２２号公報

本発明は上記のような問題点を解決して、有機性廃棄物を熱分解して得られる熱分解ガスを、簡単かつ安価に燃料ガスとして回収することができる熱分解ガスの精製方法および装置を提供することを目的として完成されたものである。

上記課題を解決するためになされた本発明は、有機性廃棄物を熱分解して得られる熱分解ガスを、スクラバーにより冷却・酸洗浄してガス中のカーボン粒子、タール分およびアルカリ性ガスを除去した後、得られたガスを酸素含有洗浄水が供給されている充填塔に通気してガス精製し、次いでこのガスを除湿して燃料ガスとすることを特徴とする熱分解ガスの精製方法を第１の発明とする。
また、有機性廃棄物を熱分解して得られる熱分解ガスを燃料ガスに精製する装置であって、ｐＨ制御装置により制御した酸洗浄液の供給手段を有するスクラバーと、ｐＨ制御装置および酸素供給装置により制御した酸素含有洗浄水の供給手段を有する充填塔と、除湿装置を順次連結したことを特徴とする熱分解ガスの精製装置を第２の発明とする。

本発明では、熱分解ガスを先ずスクラバーにより冷却・酸洗浄してガス中のカーボン粒子、タール分およびアルカリ性ガスを除去し、次いで、酸素含有洗浄水が供給されている充填塔により生物酸化してＨＣＮやＨ_２Ｓ等の有害ガスを除去するので、従来のように排水中に有害なＨＣＮが移行することがなく、簡単かつ安価に燃料ガスを回収することが可能となる。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい形態を示す。
図１は、本発明の熱分解ガスの精製方法を示すフロー図であり、下水汚泥などの有機性廃棄物を熱分解炉によりガス化、改質して熱分解ガスとし、冷却後にセラミックフィルター等で除塵する点は従来と同様である。
本発明では、このようにして得られた熱分解ガスをスクラバーにより冷却・酸洗浄してガス中のカーボン粒子、タール分およびアルカリ性ガスを除去した後、得られたガスを酸素含有洗浄水が供給されている充填塔に通気してガス精製するものである。

図２は、本発明の精製装置を示す概略図である。
図において、１は熱分解炉、２は酸洗浄液の供給手段２ａを有するスクラバー、３は前記酸洗浄液のｐＨを調整するｐＨ制御装置である。このｐＨ制御装置３はｐＨ調整槽からなり、ｐＨ計３ａとポンプ３ｂを備えている。４は内部に生物担体の充填層５を設けた充填塔で、酸素含有洗浄水の供給手段４ａを有している。この酸素含有洗浄水は、ｐＨ調整するｐＨ制御装置６および暴気処理する酸素供給装置７により調整されるものである。なお、６ａはｐＨ計、６ｂはポンプ、８はファン、９は除湿装置である。図示のように、本発明の精製装置ではスクラバー２と充填塔４と除湿装置９が順次連結されたものとなっている。

スクラバー２においては、熱分解ガスが酸洗浄液により冷却・酸洗浄されてガス中のカーボン粒子、タール分およびアルカリ性ガスが除去される。アルカリ性ガスの除去は下記の反応式による。
２ＮＨ_３＋Ｈ_２ＳＯ_４ → （ＮＨ_４）２ＳＯ_４

また充填塔４においては、洗浄水中のＤＯ、および生物担体の充填層５を利用して生物酸化が行われ、Ｈ_２ＳやＨＣＮが効率良く除去される。Ｈ_２ＳおよびＨＣＮの除去は下記の反応式による。
Ｈ_２Ｓ＋４Ｏ → Ｈ_２ＳＯ_４
２ＨＣＮ＋５Ｏ → Ｎ_２＋２ＣＯ_２＋Ｈ_２Ｏ

スクラバー２における酸洗浄液のｐＨは２〜５、液ガス比はＬ／Ｇ＝１〜４Ｌ／ｍ^３とするのが好ましい。
ｐＨが２未満では、缶体の腐食が激しくなる恐れがあり、ｐＨが５より大きいと洗浄液中にHCN溶解量が増大するからである。
また、液ガス比が１未満では、液量不足により有害成分の除去効果が低下し、液ガス比が４より大きいと液量が多すぎるため排水処理系への負荷が増大するからである。
また、充填塔４に供給する酸素含有洗浄水のｐＨを４〜８、液ガス比をＬ／Ｇ＝１〜５Ｌ／ｍ^３、ＳＶを５０〜１００ｌ／Ｈｒとするのが好ましい。
ｐＨが４未満あるいはｐＨが８より大きいと、生物が死滅してしまう恐れがあるからである。
液ガス比は１未満では、液量不足により有害成分の除去効果が低下し、液ガス比が５より大きいと液量が多すぎるため排水処理系への負荷が増大する。
ＳＶは５０未満では、缶体容積が大きくなりすぎ、ＳＶが１００より大きいと接触時間が短すぎるため、反応性が低下する。

また充填塔４には、セラミック材料やＰＶＡなどの高分子材料からなる生物担体を充填しておく。一般的な鉄系の脱硫剤を用いる場合は脱硫剤コストが高くなるのに対し、生物担体を充填して生物脱硫する場合は空気を微量供給して生物学的に除去することから低ランニングコストでの処理が可能となる。なお、図示の装置では散気板からなる酸素供給装置７により空気が供給されている。

また本発明においては、スクラバー２における酸洗浄排水からアルカリストリッピング法によりアンモニアを回収することができる。更に、スクラバー２における酸洗浄排水中のカーボン粒子、タール分などを凝集分離した後に、ＭＡＰ法やゼオライト法などによりアンモニアを回収することもできる。

以上の説明からも明らかなように、本発明は熱分解ガスを先ずスクラバーにより冷却・酸洗浄してガス中のカーボン粒子、タール分およびアルカリ性ガスを除去し、次いで、酸素含有洗浄水が供給されている充填塔により生物酸化してＨＣＮやＨ_２Ｓ等の有害ガスを除去するので、従来のように排水中に有害なＨＣＮが移行することがなく、簡単に燃料ガスを回収することができるものである。また、生物酸化を利用することによりランニングコストの低減を図ることもできる。

本発明の精製方法を示すフロー図である。 本発明の精製装置を示す概略図である。 従来例を示すフロー図である。

符号の説明

１ 熱分解炉
２ スクラバー
２ａ 酸洗浄液の供給手段
３ ｐＨ制御装置
４ 充填塔
４ａ 酸素含有洗浄水の供給手段
５ 充填層
６ ｐＨ制御装置
７ 酸素供給装置
９ 除湿装置

Claims (6)

1. 有機性廃棄物を熱分解して得られる熱分解ガスを、スクラバーにより冷却・酸洗浄してガス中のカーボン粒子、タール分およびアルカリ性ガスを除去した後、得られたガスを酸素含有洗浄水が供給されている充填塔に通気してガス精製し、次いでこのガスを除湿して燃料ガスとすることを特徴とする熱分解ガスの精製方法。
2. スクラバーにおける酸洗浄液のｐＨを２〜５、液ガス比をＬ／Ｇ＝１〜４Ｌ／ｍ^３とし、充填塔に供給する酸素含有洗浄水のｐＨを４〜８、液ガス比をＬ／Ｇ＝１〜５Ｌ／ｍ^３、ＳＶを５０〜１００ｌ／Ｈｒとする請求項１に記載の熱分解ガスの精製方法。
3. 充填塔に、セラミック材料やＰＶＡなどの高分子材料からなる生物担体を充填しておく請求項１または２に記載の熱分解ガスの精製方法。
4. スクラバーにおける酸洗浄排水からアルカリストリッピング法によりアンモニアを回収する請求項１〜３のいずれかに記載の熱分解ガスの精製方法。
5. スクラバーにおける酸洗浄排水中のカーボン粒子、タール分などを凝集分離した後に、ＭＡＰ法やゼオライト法などによりアンモニアを回収する請求項１〜３のいずれかに記載の熱分解ガスの精製方法。
6. 有機性廃棄物を熱分解して得られる熱分解ガスを燃料ガスに精製する装置であって、ｐＨ制御装置により調整した酸洗浄液の供給手段を有するスクラバーと、ｐＨ制御装置および酸素供給装置により調整した酸素含有洗浄水の供給手段を有する充填塔と、除湿装置を順次連結したことを特徴とする熱分解ガスの精製装置。
   

Images