JP2008297464A - 熱分解ガスの洗浄方法並びにその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 タールや炭化物等の捕集効率を高めるとともに、洗浄液の循環経路の閉塞を回避して稼働率を向上することのできる新規な熱分解ガスの洗浄方法並びにその装置の開発を技術課題とした。
【解決手段】 樹脂系の産業廃棄物や石炭を熱分解して得られた熱分解ガスを、燃料として有効利用する際に行われる洗浄において、この洗浄は、熱分解ガス（被処理気体Ｇ）と洗浄液Ｌとを接触させることにより、熱分解ガス中に含まれるタールやダストＤを除去するものであり、前記接触を、異なる温度に設定された洗浄液Ｌに対して段階的に複数回行うようにしたことを特徴として成り、凝固点の異なるタールを熱分解ガス中から段階的に除去することができ、一度に多種のタールが凝固してしまうのを回避して、洗浄液Ｌの循環経路の閉塞を回避することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は熱分解ガス等からタールや炭化物等を除去する方法並びに装置に関するものである。

従来より図３に示すように、樹脂系の産業廃棄物や石炭等をガス化炉１′によってガス化して、プラントの熱源等として有効利用することが行われている。
この際、ガス化炉１′で発生した熱分解ガスたる被処理気体Ｇには、タールや炭化物等のダストＤが含まれているため、スクラバ装置中において被処理気体Ｇにタール、軽油等の洗浄液Ｌを噴霧することにより、タールやダストＤを除去することが行われている（例えば特許文献１参照）。
そしてこのような手法において洗浄液Ｌは循環使用されているが、回収されたタールは高粘性であり、更に洗浄液Ｌには固形物であるダストＤが取り込まれるため、ノズルや配管経路が閉塞してしまうこととなり、詰まったダストの除去等のメンテナンス作業に非常に手間がかかってしまっていた。
もちろんノズルの前段部分にストレーナを設ける等の対策を施すことにより、ノズルの閉塞を回避することも可能であるが、ストレーナもいずれは閉塞してしまうため、装置を停止してのメンテナンス作業が必要であることには変わりはない。

また前記熱分解ガスに含まれるタールは、凝固点の異なるものが多種混在しているものであり、熱分解ガスは洗浄液Ｌと接触することにより７００℃程から５０℃程にまで一気に冷却されることとなるため、これら凝固点の異なる多種のタールがまとめて凝固してしまい、その量も多大なものとなってしまっているため、このことが前記ノズルや配管経路を閉塞し易くすることの要因となっていた。

特開昭５６−１０６９９２号公報

本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、熱分解ガスと洗浄液との接触を、異なる温度に設定された洗浄液に対して段階的に複数回行うことにより、タールや炭化物等の捕集効率を高めるとともに、洗浄液の循環経路の閉塞を回避して稼働率を向上することのできる新規な熱分解ガスの洗浄方法並びにその装置の開発を技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の熱分解ガスの洗浄方法は、樹脂系の産業廃棄物や石炭を熱分解して得られた熱分解ガスを、燃料として有効利用する際に行われる洗浄において、この洗浄は、熱分解ガスと洗浄液とを接触させることにより、熱分解ガス中に含まれるタールやダストを除去するものであり、前記接触を、異なる温度に設定された洗浄液に対して段階的に複数回行うようにしたことを特徴として成るものである。
この発明によれば、凝固点の異なるタールを熱分解ガス中から段階的に除去することができ、一度に多種のタールが凝固してしまうのを回避して、洗浄液の循環経路の閉塞を回避することができる。

また請求項２記載の熱分解ガスの洗浄方法は、前記要件に加え、前記洗浄液を、高温、中温及び低温の三段階に設定することを特徴として成るものである。
この発明によれば、例えば熱分解ガスの温度が７００℃程度であるような場合に、高温用の洗浄液を２００〜２５０℃に設定し、中温用の洗浄液を１００〜１５０℃に設定し、低温用の洗浄液を２０〜５０℃に設定することにより、各温度帯で凝固するタール量を調整することができる。

また請求項３記載の熱分解ガスの洗浄装置は、樹脂系の産業廃棄物や石炭を熱分解して得られた熱分解ガスを、燃料として有効利用する際に洗浄を行うための装置において、
この装置は、熱分解ガスと洗浄液とを接触させることにより、熱分解ガス中に含まれるタールやダストを除去するものであり、前記熱分解ガスと洗浄液との接触を、異なる温度に設定された洗浄液に対して段階的に複数回行うようにするために、スクラバ装置を多段に具えて構成されたものであることを特徴として成るものである。
この発明によれば、凝固点の異なるタールを熱分解ガス中から段階的に除去することができ、一度に多種のタールが凝固してしまうのを回避して、洗浄液の循環経路の閉塞を回避することができる。

更にまた請求項４記載の熱分解ガスの洗浄装置は、前記請求項３記載の要件に加え、前記タールスクラバは、高温用、中温用及び低温用のものが三段階で具えられていることを特徴として成るものである。
この発明によれば、例えば熱分解ガスの温度が７００℃程度であるような場合に、高温用の洗浄液を２００〜２５０℃に設定し、中温用の洗浄液を１００〜１５０℃に設定し、低温用の洗浄液を２０〜５０℃に設定することにより、各温度帯で凝固するタール量を調整することができる。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。

本発明によれば、タールや炭化物等の捕集効率を高めるとともに、洗浄液の循環経路の閉塞を回避することができるため、装置を長時間にわたって連続運転することが可能となり、生産性を高めるとともにランニングコストを低減することができる。

以下本発明の熱分解ガスの洗浄方法並びにその装置について、図示の実施例に基づいて説明するものであるが、この実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。

図１に示すものが本発明の熱分解ガスの洗浄装置たるスクラバ装置５を具えて構成された熱分解ガス化システムＳであり、このシステムは一例として、ガス化炉１、投入装置２、熱風炉３、スクラバ装置５、アルカリスクラバ６、ミストセパレータ７、ブロワ８及びガスホルダ９を具えて構成されるものであり、樹脂系の産業廃棄物や石炭等をガス化炉１によってガス化して可燃性の熱分解ガスを得て、燃料として有効利用するためのシステムである。

まず前記ガス化炉１は、一例としてロータリーキルン型の装置を適用して成るものであり、内周面に複数のリフタ１０ａが具えられた回転ドラム１０の両端に接続される蓋体に、投入口１１、排出口１２及び排ガス口１３が形成されて成る。
また前記回転ドラム１０はジャケット構造となっており、ジャケット外体１０Ａと回転ドラム１０との間に熱風が供給されることにより、回転ドラム１０内に投入された被処理物を加熱できるように構成されるものであり、熱風の給気口１４及び排気口１５がジャケット外体１０Ａに形成され、それぞれに熱風炉３、排気ファン１６が接続される。

また前記投入口１１には、一例としてスクリューコンベヤを適用した投入装置２が接続される。
更に前記排ガス口１３には、ダクト１７が接続されるとともに、その次段にスクラバ装置５が接続されることとなる。

そして前記スクラバ装置５は、一例として高温用、中温用及び低温用のタールスクラバ５Ａ、５Ｂ、５Ｃが三段階で具えられて構成されるものである。もちろんこのような三段階の構成の他に、二段階あるいは四段階以上の構成とすることもできる。
前記タールスクラバ５Ａ、５Ｂ、５Ｃは図２に示すように、筐体５０内に形成された処理空間５０Ａに対して被処理気体Ｇを供給するとともに洗浄液Ｌを供給し、被処理気体Ｇと洗浄液Ｌとの接触を図って被処理気体Ｇ中のダストＤ（タールや析出された固形物）の除去を行うガス洗浄器である。
具体的には、一例として中空円筒状部材（一例として２００φ）の下部に逆円錐状部材を接続して形状された貯留空間５０Ｂの上方に、処理空間５０Ａが連設されて成るものであり、更にこの処理空間５０Ａの上部側周には給気口５１が形成されている。
また前記貯留空間５０Ｂと処理空間５０Ａとの境界部付近には排気口５２が形成され、更に貯留空間５０Ｂの最下部には排出口５３が形成されるとともに、排気口５２と排出口５３との間に流出口５４が形成される。

また前記処理空間５０Ａの上部には、ノズル５５が配されるとともに、前記流出口５４とノズル５５との間が管路によって接続されるものであり、この管路には循環ポンプ５６及び冷却器５７が具えられる。
そして前記貯留空間５０Ｂにおける流出口５４の上部にまで、洗浄液Ｌとしてのタールが充填される。
因みに被処理気体Ｇに含まれる物質の性状に応じて、軽油やその他の液体を洗浄液Ｌとして貯留空間５０Ｂに充填してもよい。

更にまた前記アルカリスクラバ６は、一例として前記タールスクラバ５Ａ、Ｂ、Ｃと同様の構成が採られるものであり、筐体５０内に形成された処理空間５０Ａに対して被処理気体Ｇを供給するとともにアルカリ溶液（苛性ソーダ溶液等）を供給し、被処理気体Ｇとアルカリ溶液との接触を図って被処理気体Ｇ中に含まれる酸の中和を行うガス洗浄器である。

更にまた前記ミストセパレータ７は、被処理気体Ｇ中のミスト成分（微細な粒子・油分・水分）を除去するための装置である。

更にまた前記ガスホルダ９は、浄化された被処理気体Ｇ（熱分解ガス）を一定量、貯留するための機器であり、適宜の耐圧構造が採られて構成されるものである。

本発明の熱分解ガスの洗浄装置たるスクラバ装置５を具えて構成された熱分解ガス化システムＳは、一例として上述したように構成されるものであり、以下この装置及びシステムの作動態様について説明する。
なおこの実施例では、樹脂系の産業廃棄物を被処理物とするものであり、このものをガス化炉１によってガス化して、得られた可燃性の熱分解ガスを、熱分解ガス化システムＳ自体の熱源として有効利用するものとするが、適宜他の機器、プラントの熱源として有効利用することももちろん可能である。

まずガス化炉１及び熱風炉３を起動して熱風を給気口１４に供給するものであり、この熱風は回転ドラム１０を加熱した後、排気口１５から排気され、排気ファン１６によって外部に排気される。なお起動時の燃料としては、ガスホルダ９に熱分解ガスが貯留されていないときにはＬＰＧが使用される。
またタールスクラバ５Ａ、Ｂ、Ｃにおける循環ポンプ５６を起動することにより、洗浄液Ｌの循環を行うものであり、洗浄液Ｌは流出口５４から冷却器５７を経由してノズル５５より噴出されて処理空間５０Ａ中に放出されることとなる。

次いで投入装置２によって被処理物を回転ドラム１０内に供給するものであり、このものはリフタ１０ａによって掻き上げられながら排出口１２に向けて進行し、この過程で回転ドラム１０から熱を受けて熱分解され、被処理気体Ｇたる熱分解ガスが生成される。
そして被処理気体Ｇ（７００℃程）は排ガス口１３から排気され、タールスクラバ５Ａにおける給気口５１から処理空間５０Ａ内に供給される。
なおこのとき、被処理物中のガス化しない成分がチャーとして生成されるものであり、このものは排出口１２から排出されて適宜廃棄処分されることとなる。

そして被処理気体Ｇは処理空間５０Ａ内において、ブロワ８の吸引作用によって給気口５１から排気口５２に向けて進行する際に、洗浄液Ｌと接触することとなり、このときダストＤが洗浄液Ｌ中に取り込まれることとなる。
なおこの実施例では、ノズル５５から噴出される洗浄液Ｌが、２００〜２５０℃となるように冷却器５７が設定されるものであり、被処理気体Ｇは洗浄液Ｌと触れて温度が低下するため、処理空間５０Ａにおいてこの温度体を凝固点とするタールが凝縮するものであり、このタールも洗浄液Ｌに取り込まれることとなる。
また貯留空間５０Ｂの下部に堆積したダストＤは、排出口５３から定期的に取り出されて適宜廃棄処分される。
一方、洗浄液Ｌは被処理気体Ｇと接触した後、一旦、貯留空間５０Ｂに貯留され、流出口５４から循環ポンプ５６によって圧送されて再びノズル５５に送られることとなる。

次いで被処理気体Ｇはタールスクラバ５Ａの排気口５２から排気され、タールスクラバ５Ｂにおける給気口５１から処理空間５０Ａ内に供給される。
なおこの実施例では、ノズル５５から噴出される洗浄液Ｌが、１００〜１５０℃となるように冷却器５７が設定されるものであり、被処理気体Ｇは洗浄液Ｌと触れて温度が低下するため、処理空間５０Ａにおいてこの温度体を凝固点とするタールが凝縮するものであり、このタールも洗浄液Ｌに取り込まれることとなる。

次いで被処理気体Ｇはタールスクラバ５Ｂの排気口５２から排気され、タールスクラバ５Ｃにおける給気口５１から処理空間５０Ａ内に供給される。
なおこの実施例では、ノズル５５から噴出される洗浄液Ｌが、２０〜５０℃となるように冷却器５７が設定されるものであり、被処理気体Ｇは洗浄液Ｌと触れて温度が低下するため、処理空間５０Ａにおいてこの温度体を凝固点とするタールが凝縮するものであり、このタールも洗浄液Ｌに取り込まれることとなる。
このように本発明によれば、凝固点の異なるタールを熱分解ガスたる被処理気体Ｇ中から段階的に除去することができ、一度に多種のタールが凝固してしまうのを回避して、洗浄液Ｌの循環経路の閉塞を回避することができ、長期間にわたる連続運転が可能となるものである。
また上述のように、例えば熱分解ガスの温度が７００℃程度であるような場合に、高温用の洗浄液Ｌを２００〜２５０℃に設定し、中温用の洗浄液Ｌを１００〜１５０℃に設定し、低温用の洗浄液Ｌを２０〜５０℃に設定することにより、各温度帯で凝固するタール量を調整することができ、洗浄液Ｌの循環経路の閉塞をより確実に回避することができる。

そして上述のようにして洗浄された被処理気体Ｇは、アルカリスクラバ６及びミストセパレータ７によって更なる処理が施された後、ガスホルダ９に貯留され、その後、熱風炉３に供給されて燃料として供されることとなる。

本発明のスクラバ装置が適用された熱分解ガス化システムを示す骨格図である。 本発明のスクラバ装置構成するタールスクラバを示す縦断側面図である。 既存の熱分解ガス化システムを示す骨格図である。

符号の説明

１ ガス化炉
１０ 回転ドラム
１０ａ リフタ
１０Ａ ジャケット外体
１１ 投入口
１２ 排出口
１３ 排ガス口
１４ 給気口
１５ 排気口
１６ 排気ファン
１７ ダクト
２ 投入装置
３ 熱風炉
５ スクラバ装置
５Ａ タールスクラバ
５Ｂ タールスクラバ
５Ｃ タールスクラバ
５０ 筐体
５０Ａ 処理空間
５０Ｂ 貯留空間
５１ 給気口
５２ 排気口
５３ 排出口
５４ 流出口
５５ ノズル
５６ 循環ポンプ
５７ 冷却器
６ アルカリスクラバ
７ ミストセパレータ
８ ブロワ
９ ガスホルダ
Ｄ ダスト
Ｇ 被処理気体
Ｌ 洗浄液
Ｓ 熱分解ガス化システム

Claims (4)

1. 樹脂系の産業廃棄物や石炭を熱分解して得られた熱分解ガスを、燃料として有効利用する際に行われる洗浄において、この洗浄は、熱分解ガスと洗浄液とを接触させることにより、熱分解ガス中に含まれるタールやダストを除去するものであり、前記接触を、異なる温度に設定された洗浄液に対して段階的に複数回行うようにしたことを特徴とする熱分解ガスの洗浄方法。
2. 前記洗浄液を、高温、中温及び低温の三段階に設定することを特徴とする請求項１記載の熱分解ガスの洗浄方法。
3. 樹脂系の産業廃棄物や石炭を熱分解して得られた熱分解ガスを、燃料として有効利用する際に洗浄を行うための装置において、この装置は、熱分解ガスと洗浄液とを接触させることにより、熱分解ガス中に含まれるタールやダストを除去するものであり、前記熱分解ガスと洗浄液との接触を、異なる温度に設定された洗浄液に対して段階的に複数回行うようにするために、スクラバ装置を多段に具えて構成されたものであることを特徴とする熱分解ガスの洗浄装置。
4. 前記タールスクラバは、高温用、中温用及び低温用のものが三段階で具えられていることを特徴とする請求項３記載の熱分解ガスの洗浄装置。

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