JP4486515B2 - 水性ガス製造装置及び水性ガスの製造方法並びに廃棄物の処理方法 - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
水性ガス化反応:C+H2O→CO+H2
水性ガスシフト反応:CO+H2O→CO2+H2
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。
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
Claims (7)
- 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。 - 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てなることを特徴とする請求項1記載の水性ガス製造装置。
- 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てなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の水性ガス製造装置。
- 炭質原料が廃棄物である請求項1〜請求項3のいずれかに記載の水性ガス製造装置。
- 請求項1〜請求項3のいずれかに記載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。
- 炭質原料が廃棄物である請求項5記載の水性ガス製造方法。
- 請求項5又は請求項6に記載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。
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