JP2011202116A - 被ガス化原料ガス化システムおよびタール除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス化装置で生成したガス中（合成ガス中）に含まれるタール等を除去し、タールの回収率を上げて効率よくガス化を行うこと。
【解決手段】ガス化装置１の後段にタール除去部３を設け、ガス化装置１より生成されたガスＧ１中のタールを除去するために、除去部３においてタール吸着材として被ガス化原料Ｍを使用してタールを吸着させた後、タールが吸着した被ガス化原料Ｍ’を被ガス化原料抜出し装置７によって除去部３より取り出して、ガス化装置１へ原料として供給してガス化に供するように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、被ガス化原料をガス化するガス化装置と、前記ガス化装置によって生成されたガス中のタールを除去するタール除去部とを備えた被ガス化原料ガス化システムおよびタール除去方法に関するものである。

産業廃棄物や有機性廃棄物等の被ガス化原料をガス化装置内で不完全燃焼または部分酸化して、生成ガス、すなわち合成ガス（水素と一酸化炭素を含む混合ガス）を生成する技術が知られている。ここで、被ガス化原料をガス化装置でガス化して生成したガス中（合成ガス中）には、生成ガスのほかに、スス、チャー、タールなどの成分が含まれる。これら成分がガス化装置より後段（下流側）に設けられた合成ガスを利用するための装置内に入り込むと、該装置を運転する際にその運転を阻害する要因となるため、ガス化装置の出口部分において、通常は集塵装置（例えば、サイクロン）を設けてスス、チャー、タールなどを除去するようにしている。

しかし、ススやチャーは除去できてもタールについては一部分しか除去できず、残りのタール成分は前述した後段に設けられた前記装置に入り込み、該装置の運転を阻害するという欠点が解消できない。そこで、集塵装置の後段（下流側）に残りのタールを除去するために洗浄塔（例えばスクラバー）を設けてタールを除去することとしている。しかし、集塵装置ではタールの一部分しか除去できないため、残りのタールを除去するのに洗浄塔（例えばスクラバー）にかなりの負荷がかかる状況が生じていた。

このような状況を改善するために、ガス化装置によって生成されたガス中のタールを除去するための種々の技術が知られている（特許文献１〜３）。

特許文献１に記載された発明は、タール含有ガスを洗浄油によって油スクラビングを行った後、さらに油スクラビングを経たタール含有ガスを洗浄水による水スクラビングを行うことにより、ガス中に含有するタール成分を除去するものである。
特許文献２に記載された発明は、タール等を分解する触媒が担持されたセラミックフィルターに、ガス化炉から発生したガスを通すことにより、ガス中のダストを集塵すると同時に、ガス中に含まれるタール成分を分解し除去するものである。
特許文献３に記載された発明は、ガス化設備で生成したガスをタール吸着塔に充填された粒子と接触させて、タールを粒子に付着させガス中のタール成分を除去するものである。

しかし、特許文献１に記載された発明では、ガス化炉で生成されたガスが、油スクラバーに供給される前にタール成分等を除去する装置等が設けられていないので、これら成分を除去するのに油スクラバーに相当の負荷がかかることとなる。また油スクラビング工程と水スクラビング工程という複数のスクラビング工程を有しているため、装置の数も多く効率的にタールを除去できないという欠点を有している。特許文献２に記載された発明では、セラミックフィルターに担持するタール等の分解触媒にＲｈ系のような高価な触媒が使用されており、特許文献３に記載された発明ではタールを付着する粒子の量を多量に使用しなければならず、両者ともコストがかかるという欠点を有している。

特開平２００４−２５６６９７号公報 特開平２００７−２３７１３５号公報 特開平２００８−２６０８０１号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目的は、ガス化装置より生成したガス中に含まれるタール成分を効率よく除去するとともに、後段の装置に負荷がかからないようなタール除去システムとタール除去方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る第１の態様は、被ガス化原料をガス化するガス化装置と、前記ガス化装置によって生成されたガス中のタールを除去するタール除去部とを備えた被ガス化原料ガス化システムであって、前記タール除去部は、前記タールを吸着する吸着材として前記被ガス化原料が入れられるように構成されると共に、前記被ガス化原料を定量的に抜出すことが可能な被ガス化原料抜出し装置を備え、前記タールを吸着した前記被ガス化原料が前記被ガス化原料抜出し装置によって前記タール除去部から定量的に抜出され、前記ガス化装置に移されてガス化に供されるように構成されていることを特徴とするものである。
ここで、「被ガス化原料を定量的に抜出すことが可能」とは、適宜設定される単位時間当りの所定の抜出し量で被ガス化原料を抜出すことが可能であることを意味する。

本態様によれば、タールを除去する除去部において、ガス化装置で生成されたガスと被ガス化原料を接触させ、ガス化装置で生成されたガス中に含まれるタールを被ガス化原料に吸着させるので、ガス化装置で生成されたガスに含まれているタールを効果的に除去することができる。よって、タールの回収率が上がり、さらに後段に設置する装置に対するタール除去の負荷を軽減することができる。

また、被ガス化原料をタールの吸着材として使用しているので、タールを吸着したガス化原料を原料としてガス化装置に供給することが可能となり、除去したタールをガス化装置にて処理することができるので効率よくガス化を行うことができる。さらに、タールの吸着材が被ガス化原料であることから、わざわざ、専用のタール吸着材を別途用意する必要もなく、タール吸着後の専用タール吸着材の後処理をする必要もないため、コストダウンを図ることが出来る。

更に、被ガス化原料抜出し装置によって前記タールを吸着した前記被ガス化原料が前記タール除去部から定量的に抜出され、前記ガス化装置に移されてガス化に供されるように構成されている。従って、タール除去部内での被ガス化原料の滞留時間を適宜調整することが可能になる。
これにより、「被ガス化原料」と「タールを含むガス」との接触時間を適宜調整することが可能となり、被ガス化原料に吸着されるタールの量を適量に維持して、すなわち過度にタールが吸着されて被ガス化原料がべとついた状態にならない状態にして、当該被ガス化原料を前記ガス化装置に移す一連の運転を安定性良く継続することができる。このように、タール除去とガス化効率の向上を安定した運転継続の下で実現することができる。

また更に、被ガス化原料抜出し装置によってタール除去部内に被ガス化原料が常に存在し、外部と区画された状態で該被ガス化原料を更新することが可能になるので、生成ガスへの大気混入の虞無くタール除去を効果的に行うことができる。

本発明に係る第２の態様は、第１の態様に記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、前記被ガス化原料抜出し装置はスクリューフィーダであることを特徴とするものである。
本態様によれば、前記被ガス化原料抜出し装置はスクリューフィーダで構成されているので、前記第１の態様の効果を構造簡単にして実現することができる。

本発明に係る第３の態様は、第１の態様または第２の態様に記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、前記タール除去部の前段に破砕装置が配設され、前記被ガス化原料は前記破砕装置で破砕されて前記タール除去部に入れられるように構成されていることを特徴とするものである。

本態様によれば、前記被ガス化原料は破砕装置で破砕されて前記タール除去部に入れられるので、タール吸着部内において、被ガス化原料とタールを偏り無く接触させることができ、以てタールの吸着を偏り少なく行うことができる。更に、被ガス化原料抜出し装置による抜出しも偏りなく一様に行うことができる。

本発明に係る第４の態様は、第１の態様から第３の態様のいずれか一つに記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、前記タール除去部は、振動付与手段を備えていることを特徴とするものである。
本態様によれば、振動付与手段によってタール除去部本体に定期的に振動を付与することで、タールを吸着した被ガス化原料がタール除去部内でブリッジング（原料降下不良）を起す虞を低減することができる。

本発明に係る第５の態様は、第１の態様から第４の態様のいずれか一つに記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、前記ガス化装置によって生成されたガスは、４５０℃以下の温度に降温されて前記タール除去部に導入されるように構成されていることを特徴とするものである。

タール除去部では、タール吸着材として被ガス化原料を使用しているので、タール除去部に導入される生成ガスの温度が高いと、タール除去部で被ガス化原料の一部がガス化されてしまい、所望する成分配合のガスが得られない場合がある。
本態様によれば、タール除去部に導入するガスの温度を４５０℃以下とすることで、タール除去部における被ガス化原料のガス化を抑制し、所望する成分配合の合成ガスを得ることが出来る。
タール除去部に導入するガスの温度を４００℃以下にすると前記ガス化を抑制する観点から一層好ましい。また、３００℃以上にすることで、ガス化装置に入れられる被ガス化原料を予め実用的なレベルで余熱することができ、ガス化装置で発生する熱エネルギーを有効に利用することができる。

本発明に係る第６の態様は、第１の態様から第５の態様のいずれか一つに記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、前記タール除去部の下流に、前記ガス中からタールを洗浄物質によって洗浄除去する洗浄部を備えていることを特徴とするものである。

本態様によれば、ガス化装置で生成されたガスは、ガス中に含まれているタールが前記除去部によって除去されるが、この除去後のガスにまだ少量のタールが含まれている場合がある。そこで、まだ少量のタールが含まれているガスを洗浄部によって洗浄物質で洗浄し、洗浄物質とともに該ガス中からタールを除去することで、精製されたガスを生成することができる。

また、タール除去部で大部分のタールが除去されているので、洗浄部で使用される洗浄物質の量を従来より減らすことができ、コストダウンを図ることが出来る。

本発明に係る第７の態様は、第６の態様に記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、前記洗浄物質とともに除去されたタールを前記洗浄物質から分離する分離装置を備え、前記分離装置によって分離されたタールを、前記タール除去部より抜出した前記タールを吸着した前記被ガス化原料と混合して前記ガス化装置に移すように構成されていることを特徴とするものである。

本態様によれば、洗浄物質とタールを分離する分離装置を設け、洗浄物質からタールを分離することで、タールの回収率を上げることができる。さらに、前記タール除去部から取り出した前記タールを吸着した被ガス化原料と、分離装置によって洗浄物質と分離したタールとを混合し、ガス化装置に供給することで、タールをガス化装置で再度処理することができるのでガス化の効率も上げることができる。

本発明に係る第８の態様は、第５の態様に記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、前記タール除去部の下流に設けられ、前記ガス中からタールを洗浄物質によって洗浄除去する洗浄部と、前記洗浄物質とともに除去されたタールを前記洗浄物質から分離する分離装置とを備え、前記分離装置によって分離されたタールを前記ガス化装置に移すように構成され、前記ガス化装置と前記タール除去部の間に、該ガス化装置を出た高温のガスを前記４５０℃以下の温度へ降温するための熱交換器が配設され、該熱交換器を出た高温熱媒体の熱エネルギーを、前記タール除去部を出て前記ガス化装置に移される前記被ガス化原料の昇温に利用するように構成されていることを特徴とするものである。

本態様によれば、ガス化装置を出た高温のガスを前記４５０℃以下の温度へ降温するための熱交換器が配設され、該熱交換器を出た高温熱媒体の熱エネルギーを、前記タール除去部を出て前記ガス化装置に移される前記被ガス化原料の昇温に利用するように構成されているので、タールの回収率を上げることができるとともに、ガス化装置に入れられる被ガス化原料を予め一層実用的なレベルで予熱することができ、ガス化装置で発生する熱エネルギーを一層有効に利用することができる。

本発明に係る第９の態様は、ガス化装置によって生成されたガス中のタールを除去するタール除去方法であって、前記ガス化装置によってガス化される被ガス化原料と前記ガス化装置によって生成するガスとを接触させて、該ガス中のタールを前記被ガス化原料に吸着させる第１工程と、前記タールを吸着した前記被ガス化原料を被ガス化原料抜出し装置によって前記タール除去部から定量的に抜出して前記ガス化装置に移す第２工程と、前記タールを吸着した被ガス化原料を前記ガス化装置でガス化する第３工程と、を有することを特徴とするものである。本態様によれば第１の態様と同様の効果が得られる。

本発明に係る被ガス化原料ガス化システムの一実施形態の概略構成図である。 本発明に係る一実施形態で使用するタール除去部の縦断面図である。 本発明に係る一実施形態で使用するガス供給管およびガス排出管の平面図である。 本発明に係る被ガス化原料ガス化システムの他の実施形態の概略構成図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る被ガス化原料ガス化システムおよびタール除去方法についての実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

図１に示したように、本実施形態の被ガス化原料ガス化システムは、被ガス化原料Ｍをガス化するためのガス化装置１、ガス化装置１により生成された合成ガスＧ１中のススやチャー等を捕集するための集塵装置２、該集塵装置２の後段に設けられた熱交換器６、集塵装置２によってススやチャー等が除去された合成ガスＧ２中に含有されるタールの大部分を除去するためのタール除去部である吸着塔３、および吸着塔３によって大部分のタールが除去された合成ガスＧ３中に少量残存しているタール分を除去して精製された合成ガスＧ４を得るための洗浄部である湿式洗浄塔４を備えて構成されている。

更に、前記タール除去部である吸着塔３は、前記タールを吸着する吸着材として前記被ガス化原料Ｍが入れられるように構成されると共に、前記被ガス化原料Ｍを定量的に抜出すことが可能な被ガス化原料抜出し装置７を備えている。そして、前記タールを吸着した前記被ガス化原料Ｍ’が前記被ガス化原料抜出し装置７によって前記吸着塔３から定量的に抜出され、前記ガス化装置１に移されてガス化に供されるように構成されている。

さらに、前記吸着塔３の前段に破砕装置８が配設され、前記被ガス化原料Ｍは破砕装置８で破砕されて前記吸着塔３に入れられるように構成されている。また、湿式洗浄塔４で合成ガスＧ３中の少量のタール分を除くために使用された洗浄物質とタールの混合物から両者を分離するための分離装置である油水分離装置５が設けられている。

以下、各構成要素について具体的に説明する。
本発明で使用される被ガス化原料Ｍは、いわゆる産業廃棄物や有機性廃棄物と言われる物である。産業廃棄物としてはプラスチック等が挙げられる。また有機性廃棄物としてはバイオマス、例えば、稲わら、麦わら、籾殻、竹、笹、パーム椰子空果房、パーム椰子の幹、バガス等サトウキビ由来の廃材等の草本系バイオマス、製材所の残材、間伐材（杉、松、檜、ラワン、ブナ、ゴム、イチジク等）、街路樹剪定材、建築廃材、廃電柱、バーク、ダム流木等の木質系バイオマス、畜産系残渣の一例である鶏糞や牛・豚等の糞尿の畜産由来のバイオマス、更に、発酵残渣、食品残渣、黒液、海藻等が挙げられる。

ガス化装置１は、被ガス化原料Ｍを不完全燃焼または部分酸化して、生成ガスすなわち合成ガス（水素と一酸化炭素を含む混合ガス）を生成するのもで、公知のガス化装置を用いることが可能である。例えば流動床式ガス化炉、ロータリーキルン等が挙げられる。ガス化装置１は、装置内を低酸素状態にして被ガス化原料Ｍを８００〜９００℃で燃焼させて合成ガスＧ１を生成させる。

集塵装置２としては、バグフィルターやサイクロン等が挙げられる。集塵装置２は、ガス化の際に生じた合成ガス（８００〜９００℃）Ｇ１に含まれるスス、チャーおよびタールの一部を除去する機能を果たしている。

熱交換器６は、集塵装置２でススやチャー等が除去された合成ガスＧ２から熱を回収することにより合成ガスＧ２の温度を下げるためのものである。熱交換器６により、合成ガスＧ２は熱回収されその温度を８００〜９００℃程度から３００〜４００℃程度まで下げられ、吸着塔３に導入される。
吸着塔３内でのガス温度が４５０℃を超えてしまうと、後述するタール吸着材である被ガス化原料Ｍの一部がガス化してしまい、新たなガスが生じ、生成されるガス中の成分配合が変動し、所望の成分配合を有する精製ガスを得られなくなる虞があるからである。なお、合成ガスＧ２の温度を下げる装置であれば熱交換器６に限定されるものではない。例えば、回転再生式熱交換器（ユングストローム式、ローテミュレ式）等が挙げられる。

吸着塔３では、集塵装置２でススやチャー等が除去された合成ガスＧ２中に含まれるタールの大部分が除去される。

ここで、本発明はタールを吸着するタール吸着材として被ガス化原料Ｍを使用する。吸着材に被ガス化原料Ｍを使用することで、タール分を吸着した被ガス化原料Ｍ’を吸着塔３から抜き出してライン１０へ送出し、ガス化装置１へ被ガス化原料Ｍ’として供給することができる。さらに、被ガス化原料Ｍ’に吸着しているタールをガス化装置１内で分解させることが可能となり、ガス化効率の向上が図られる。また、タール吸着材として被ガス化原料Ｍを使用しているため、タール吸着材を別にわざわざ用意する必要もないのでコストを削減することができる。

被ガス化原料抜出し装置７は、被ガス化原料Ｍ’を定量的に抜出すことが可能な装置、すなわち適宜設定される単位時間当りの所定の抜出し量で被ガス化原料Ｍ’を抜出すことが可能な装置で、ここではスクリューフィーダが使われている。被ガス化原料抜出し装置７は、前記タールを吸着した前記被ガス化原料Ｍ’を吸着塔３内から定量的に抜出してガス化装置１内に送り込むようになっている。図１において、符号１１はスクリューフィーダを駆動するための駆動モーターを示す。
尚、スクリューフィーダ以外でも、被ガス化原料Ｍ’を定量的に抜出すことが可能な装置であれば被ガス化原料抜出し装置７として使用可能であるのは勿論である。

破砕装置８は、前記吸着塔３の前段に配設されて前記被ガス化原料Ｍを５０〜１５０ｍｍ程度のサイズ（最長部の長さ）に粗破砕して前記吸着塔３に入れるように構成されている。破砕装置８として、例えば木屑破砕機や土木用粗破砕機（切断式／せん断式）を挙げることができる。
これにより、被ガス化原料Ｍは破砕装置８で粗破砕されて吸着塔３内に入れられるので、該吸着塔３内において、被ガス化原料Ｍとタールを偏り無く接触させることができ、以てタールの吸着を偏り少なく行うことができる。更に、被ガス化原料抜出し装置７による抜出しも偏りなく一様に行うことができるようになっている。

タール除去部である吸着塔３は、振動付与手段１２を備えている。振動付与手段２によって吸着塔３に定期的に振動を付与することで、タールを吸着した被ガス化原料Ｍ’が該吸着塔３内でブリッジング（原料降下不良）を起す虞を低減できるようになっている。
振動付与手段としては、一例としてハンマリングのような打撃力を作用させる装置が挙げられるが、前記原料降下不良を防止できるものであれば他の装置であってもよい。

従来、タールは、後述する湿式洗浄塔４において洗浄物質（洗浄液）と気液接触させることにより凝縮させて、分離装置５で洗浄物質と分離後、凝縮タールとして廃棄あるいはガス化装置１へ再投入するが、洗浄物質と分離する際、水溶性タールや液状タールは完全に分離回収することが難しい。そのためタールの回収率が低下することになる。

そこで、湿式洗浄塔４の前段に前述した吸着塔３を設け、被ガス化原料Ｍにタールを吸着させることでタールの回収率を上げることができるようになっている。

吸着塔３でタールの大部分が除去された合成ガスＧ３は、その温度が２５０〜３５０℃となって湿式洗浄塔４に送られる。つまり、吸着塔３へ供給される際の合成ガスＧ２の温度が３００〜４００℃程度であるので、合成ガスＧ２は吸着塔３内でタール吸着材である被ガス化原料Ｍ（常温）との間で熱交換がなされ、タール分を吸着した被ガス化原料Ｍ’はある程度の熱をもった状態でライン１０からガス化装置１へ供給される。従って、ガス化装置１内の温度を所定の温度にするまでの時間を短縮することができる。すなわち、ガス化の効率を上げることができる。このように本発明では、吸着塔３は一種の熱交換器の機能も果たしている。
なお、タール分を吸着した被ガス化原料Ｍ’をライン１０を経てガス化装置１へ供給する際の搬送手段は公知のものを使用することができ、例えばライン１０内にコンベヤを設置することで、被ガス化原料Ｍ’をガス化装置１へ供給することができる。

図２には、本実施形態で使用される吸着塔３の縦断面図が示されている。
吸着塔３は中央部が円柱形状をなしており、その上部にはタール吸着材である被ガス化原料Ｍを供給するための供給部３１が設けられ、その下部の抜き出し部３２にはタールを吸着した被ガス化原料Ｍ’を抜き出すための前記被ガス化原料抜出し装置７であるスクリューフィーダが接続されている。

そして、中央部下方には集塵装置２でチャーやスス等が除去された合成ガスＧ２を吸着塔３に供給するためのガス供給管３３が設けられ、中央部上方には被ガス化原料Ｍによってタールが除去された合成がスＧ３を収集し、後段の湿式洗浄塔４へ送出するためのガス排出管３４が設けられている。

図３（Ａ）には、ガス供給管３３の平面図（図２のI―I線断面図）が、図３（Ｂ）にはガス排出管３４の平面図（図２のII―II線断面図）が示されている。なお、図３（Ａ）では、ガス供給管３３の構造がわかりやすいように被ガス化原料Ｍは省略している。

ガス供給管３３は、吸着塔３の円柱形状をした中央部下方位置に、図３（Ａ）に示したように、吸着塔３に投入された被ガス化原料Ｍが抜き出し部３２方向に通過可能なように吸着塔３内に格子状に配設され、各格子の交点の部分にはガス吹き込み口３５が設けられている。そして、そこから合成ガスＧ２を供給し、予め充填されているタール吸着材である被ガス化原料Ｍと合成ガスＧ２を接触させる構造になっている。ガス吹き込み口３５は円錐台の形状（図２）をしており、ガス吹き込み口３５が被ガス化原料Ｍによって目詰まりを起こさないように、その上部にかさ部３５’（図２）が設けられている。

なお、ガス吹き込み口３５の形状は、合成ガスＧ２を被ガス化原料Ｍ中に吹き込める機能を果たす形状であればよく、円錐台の形状に限定されるものではない。また、ガス吹き込み口３５は、その側面部に数個の出口穴を設けて合成ガスＧ２を被ガス化原料Ｍ中に吹き込めるような構造としても良い。

一方、ガス排出管３４は、吸着塔３の円柱形状をした中央部上方位置に、図３（Ｂ）に示したように、吸着塔３に投入された被ガス化原料Ｍが供給部３１から投入された際に中央部に通過可能なように、吸着塔３内に格子状に配設され、各格子の交点の部分には円錐台の形状をしたガス収集口３６がガス吹き込み口３５とほぼ対向するように設けられている。このガス収集口３６からタールが除去された合成ガスＧ３を収集して、後段の湿式洗浄塔４へ供給するような構造となっている。

なお、ガス収集口３６の入り口はメッシュ構造としガスに巻き込まれたバイオマスがガス排出管３４へ入り込むのを防止するようにするのがこの好ましい。ガス収集口３６の形状は、ガス吹き込み口３５同様に円錐台の形状に限られるものではない。

被ガス化原料Ｍは、格子状に設けられたガス供給管３３、ガス排出管３４を通過できるような大きさに、吸着塔３に投入する前に、破砕装置８によって予め粗破砕してサイズを整えておくのが望ましい。例えば、被ガス化原料Ｍの破砕後のサイズ（最長部の長さ）としては５０〜１５０ｍｍ程度、また形状としては短繊維状、立方体あるいは円柱状ペレット等の形状が挙げられる。なお、吸着塔３の規模に応じて被ガス化原料のサイズや形状は適宜変更が可能である。

吸着塔３は、供給部３１から被ガス化原料Ｍが外部と遮断された状態で適宜投入される。この際の被ガス化原料Ｍの投入量は、吸着させるタールの量（被ガス化原料の種類によって異なる）を考慮して適宜設定することが出来るようになっている。そして、集塵装置２によってススやチャーが除去された合成ガスＧ２を吸着塔３内にガス供給管３３を通してガス吹き込み口３５から供給し、タール吸着材である被ガス化原料Ｍと接触させて合成ガスＧ２中のタールを被ガス化原料Ｍに吸着させて除去し、合成ガスＧ３としてガス排出管３４に設けられたガス収集口３６で収集して、湿式洗浄塔４へ供給する。

一方、タール吸着材である被ガス化原料Ｍは、タールを吸着した被ガス化原料Ｍ’として、前記被ガス化原料抜出し装置７であるスクリューフィーダによって定量的に抜き出し部３２より抜出され、出口部９からライン１０に送出される。この際、被ガス化原料Ｍ’の抜出し量は、駆動モーター１１を制御することによって適量に調整されるようになっている。具体的には吸着塔３内での被ガス化原料Ｍの滞留時間を適宜調整するようになっている。

これにより、被ガス化原料Ｍとタールを含むガスとの接触時間を適宜調整することが可能となり、被ガス化原料Ｍに吸着されるタールの量を適量に維持して、すなわち過度にタールが吸着されて被ガス化原料がべとついた状態にならないようにして、当該被ガス化原料Ｍ’を前記ガス化装置１に移す一連の運転を安定性良く継続することができるようになっている。

更に、被ガス化原料抜出し装置７であるスクリューフィーダによって吸着塔３内に被ガス化原料Ｍ’が常に存在し、外部と区画された状態で該被ガス化原料Ｍ’を更新することが可能になっている。これにより、生成ガスＧ３への大気混入の虞無くタール除去を効果的に行うことができる。

湿式洗浄塔４は、吸着塔３で大部分のタールが除去された合成ガスＧ３中に少量残存しているタール分を除去し、精製された合成ガスＧ４を得るためのものである。一般にはスクラバーが用いられる。スクラバーは公知のものを使用することが可能であり、スクラバーの上部より洗浄液を噴霧させ、下部より合成ガスＧ３を供給し、両者が対向するような状態でスクラバー内で気液接触させて合成ガス３中に含まれている少量のタールを洗浄液と共に除去する。

ここで、洗浄液としては、水、カセイソーダ、硫酸等が挙げられるが、コストや取り扱い易さを考慮すると水が好ましい。
なお、スクラバー内での処理温度は、５０〜１００℃が好ましい。

本発明では、吸着塔３で合成ガス２中のタールが大部分除去されているので、合成ガスＧ３中に含まれるタールは少量であるため、従来のように湿式洗浄塔４で多量のタールを除去する必要がなく、湿式洗浄塔４の負荷を従来より軽減することができる。

湿式洗浄塔４で洗浄液と共に合成ガスＧ３より除去されたタールは、油水分離装置５に送られ凝縮タール１３と凝集液１４とに分離される。そして、凝縮タール１３は公知の搬送手段（コンベア、ポンプ等）が設けられたライン２０を経て、上述した吸着塔３でタールを吸着した被ガス化原料Ｍ’をガス化装置１に供給するためのライン１０に送出され、タールを吸着した被ガス化原料Ｍ’と混合されガス化装置１に供給され、ガス化に供される。

ここで、凝縮タール１３は粘度が大きな液体で気化しやすい物質であるため、吸着塔３から送出されるタールを吸着した被ガス化原料Ｍ’及びライン１０内の温度は、ライン２０より送り込まれる凝縮タール１３が揮発しない程度の温度が好ましい。揮発してライン１０内に付着すると、ライン１０内で固化して張り付き、ライン１０の閉塞障害を引き起こしてしまう虞があるからである。また、ライン１０内にタールが残ってしまうとタールの回収率を下げてしまうことにもなるからである。

なお、油水分離装置５は公知のものが使用でき、例えば、沈殿池、分離型オイルセパレーター等が挙げられる。

図４には、本発明の他の実施形態が示されている。
本実施形態では、油水分離装置５で洗浄液と分離された凝縮タール１３をライン３０を経て直接ガス化装置１へ供給するように構成されている。

さらに、熱交換器６を出た高温熱媒体の熱エネルギーを、ライン１０上に設けられた予熱器１５を用いて、被ガス化原料抜出し装置７であるスクリューフィーダによって定量的に抜出されてガス化装置１に移される被ガス化原料Ｍ’の昇温に利用できるように構成されている。

以上のような構成としたことで、タールの回収率を上げることができる。また、「被ガス化原料」と「タールを含むガス」との接触時間を適宜調整することが可能となり、被ガス化原料Ｍに吸着されるタールの量を適量に維持して当該「タールを吸着した被ガス化原料Ｍ’」をガス化装置１に移す一連の運転を安定性良く継続することができる。また、ガス化装置１に入れられる被ガス化原料Ｍ’を予め実用的なレベルで予熱することができ、ガス化装置１で発生する熱エネルギーを一層有効に利用することができる。

上述したように、本発明は、被ガス化原料をガス化するガス化装置と、前記ガス化装置によって生成されたガス中のタールを除去するタール除去部とを備えた被ガス化原料ガス化システムおよびタール除去方法の技術に利用可能である。

１ ガス化装置、 ２ 集塵装置、 ３ 吸着塔（タール除去部）、
４ 湿式洗浄塔（洗浄部）、 ５ 油水分離装置（分離装置）、 ６ 熱交換器、
７ 被ガス化原料抜出し装置（スクリューフィーダ）、 ８ 破砕装置、
９ 出口部、 １１ 駆動モーター、 １２ 振動付与手段、 １３ 凝縮タール、
１４ 凝集液、 １５ 予熱器、 ３１ 供給部、 ３２ 抜き出し部、
３３ ガス供給管、 ３４ ガス排出管、 ３５ ガス吹き込み口、
３６ ガス収集口、 Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３ 合成ガス、 Ｇ４ 精製合成ガス、
Ｍ 被ガス化原料、 Ｍ’ タールを吸着した前記被ガス化原料

Claims (9)

1. 被ガス化原料をガス化するガス化装置と、
   前記ガス化装置によって生成されたガス中のタールを除去するタール除去部と、
   を備えた、被ガス化原料ガス化システムであって、
   前記タール除去部は、前記タールを吸着する吸着材として前記被ガス化原料が入れられるように構成されると共に、前記被ガス化原料を定量的に抜出すことが可能な被ガス化原料抜出し装置を備え、
   前記タールを吸着した前記被ガス化原料が前記被ガス化原料抜出し装置によって前記タール除去部から定量的に抜出され、前記ガス化装置に移されてガス化に供されるように構成されていることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。
2. 請求項１に記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、
   前記被ガス化原料抜出し装置はスクリューフィーダであることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。
3. 請求項１または請求項２に記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、
   前記タール除去部の前段に破砕装置が配設され、前記被ガス化原料は前記破砕装置で破砕されて前記タール除去部に入れられるように構成されていることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、
   前記タール除去部は、振動付与手段を備えていることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、
   前記ガス化装置によって生成されたガスは、４５０℃以下の温度に降温されて前記タール除去部に導入されるように構成されていることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、
   前記タール除去部の下流に、前記ガス中からタールを洗浄物質によって洗浄除去する洗浄部を備えていることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。
7. 請求項６に記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、
   前記洗浄物質とともに除去されたタールを前記洗浄物質から分離する分離装置を備え、
   前記分離装置によって分離されたタールを、前記タール除去部より抜出した前記タールを吸着した前記被ガス化原料と混合して前記ガス化装置に移すように構成されていることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。
8. 請求項５に記載された被ガス化原料ガス化システムにおいて、
   前記タール除去部の下流に設けられ、前記ガス中からタールを洗浄物質によって洗浄除去する洗浄部と、
   前記洗浄物質とともに除去されたタールを前記洗浄物質から分離する分離装置と、を備え、
   前記分離装置によって分離されたタールを、前記ガス化装置に移すように構成され、
   前記ガス化装置と前記タール除去部の間に、該ガス化装置を出た高温のガスを前記４５０℃以下の温度へ降温するための熱交換器が配設され、
   該熱交換器を出た高温熱媒体の熱エネルギーを、前記タール除去部を出て前記ガス化装置に移される前記被ガス化原料の昇温に利用するように構成されていることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。
9. ガス化装置によって生成されたガス中のタールを除去するタール除去方法であって、
   前記ガス化装置によってガス化される被ガス化原料と前記ガス化装置によって生成するガスとを接触させて、該ガス中のタールを前記被ガス化原料に吸着させる第１工程と、
   前記タールを吸着した前記被ガス化原料を被ガス化原料抜出し装置によって前記タール除去部から定量的に抜出して、前記ガス化装置に移す第２工程と、
   前記タールを吸着した被ガス化原料を前記ガス化装置でガス化する第３工程と、を有するタール除去方法。

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