JP4814621B2 - Waste disposal method - Google Patents
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Description
本発明は、バイオマス等の有機性廃棄物を加熱乾留し、可燃性ガスと炭化物を得る廃棄物処理方法に関する。 The present invention, by heating dry distillation of organic waste such as biomass, directed to waste treatment method for obtaining a combustible gas and carbides.
近年、京都議定書への批准を始め、CO2に対する削減要求は高く、バイオマス等の再生可能エネルギーの利用に関する要求が高まっていている。 In recent years, with the ratification of the Kyoto Protocol, there are high demands for CO 2 reduction, and there are increasing demands for the use of renewable energy such as biomass.
バイオマスを有効に利用する方法として加熱乾留によるガス化が注目を集めている。バイオマスを加熱乾留するとガスとともに炭化物が得られる。しかし、バイオマスに含まれる塩素によって、生成ガス中にダイオキシンが発生し、ガスの利用を妨げていた。すなわち、ダイオキシンをはじめとする有機性塩素化合物は設備の腐食を引き起こすとともに、人体への悪影響も考えられる。 Gasification by heating dry distillation is attracting attention as a method of effectively using biomass. When biomass is heat-distilled, carbides are obtained together with gas. However, the chlorine contained in the biomass generated dioxins in the product gas, preventing the use of the gas. That is, organic chlorine compounds such as dioxin cause corrosion of equipment and may have an adverse effect on the human body.
また、バイオマスを加熱乾留して得られたガスにはタール、軽油等の油分が含まれ、ガスの温度が低下すると結晶となって閉塞したり、軽油が凝縮する等のトラブルを引き起こすことがある。 In addition, gas obtained by heat-distilling biomass contains oils such as tar and light oil, which may cause troubles such as clogging and condensing light oil when the temperature of the gas decreases. .
廃プラスチック等の他の有機性廃棄物を有効に利用するために加熱乾留によりガス化する場合も、バイオマスの場合と同様に、ガスに含まれるダイオキシン、タール、軽油等が問題となる。 In the case of gasification by heating dry distillation in order to effectively use other organic waste such as waste plastic, dioxin, tar, light oil, etc. contained in the gas are problematic as in the case of biomass.
これに対して、特許文献1には、燃焼排ガス中のダイオキシンを分解、抑制する技術として、まずダイオキシンを触媒層により分解し、残分のダイオキシンを活性炭層により吸着する技術が開示されている。しかし、この特許文献1の技術では、有機性廃棄物の加熱乾留による生成ガス等の可燃性ガス中に含まれるダイオキシンを低減する場合、触媒層ではダイオキシン以外の炭化水素ガスも分解され、煤が発生するので、すぐに閉塞する。また、活性炭層ではダイオキシン以外のタール分、軽油分を吸着し、活性炭の活性を持続させることができない。持続させるためには、常に新しい活性炭を使用する必要があり、運転費が高くなる。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a technique for decomposing and suppressing dioxins in combustion exhaust gas by first decomposing dioxins with a catalyst layer and adsorbing the remaining dioxins with an activated carbon layer. However, in the technique of Patent Document 1, when reducing dioxin contained in a combustible gas such as a product gas by heating and dry distillation of organic waste, hydrocarbon gas other than dioxin is also decomposed in the catalyst layer, and soot is generated. Since it occurs, it closes immediately. Moreover, in the activated carbon layer, tar and light oil other than dioxin are adsorbed and the activity of the activated carbon cannot be maintained. In order to sustain it, it is necessary to always use new activated carbon, which increases operating costs.
また、特許文献2には、廃棄物処理炉の生成ガス処理方法において、ガスに含まれるチャー(固体炭素粒子)をセラミックフィルターにて除去する技術が開示されているが、ガスにタールや軽油が存在する場合、閉塞する可能性が高い。
本発明が解決しようとする課題は、バイオマス等の有機性廃棄物を加熱乾留して得られたガスに含まれるタール、軽油、チャー、及びダイオキシン等の有機性塩素化合物を低コストで効率的に除去できるとともに、加熱乾留して得られた炭化物の有効利用を図ることのできる廃棄物処理方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to efficiently produce organic chlorine compounds such as tar, light oil, char, and dioxin contained in gas obtained by heating and distilling organic waste such as biomass at low cost. An object of the present invention is to provide a waste treatment method that can be removed and that can effectively use carbides obtained by heating and carbonization.
本発明の廃棄物処理方法は、有機性廃棄物を乾留炉にて加熱乾留し、可燃性ガスと炭化物を得る廃棄物処理方法において、乾留炉から得られたガスを80℃〜150℃まで冷却し、当該ガス中に含まれるタール、軽油及び有機性塩素化合物をミスト化した後に、そのガスに含まれるタール、軽油、チャー及び有機性塩素化合物を乾留炉から得られ、80℃〜150℃に冷却された炭化物と接触させて自前で賄える炭化物に吸着させることにより、ガスを精製すること及び/又は炭化物の持つ発熱量を向上させることを特徴とすることを特徴とするものである。 The waste treatment method of the present invention is a waste treatment method in which organic waste is heated and distilled in a carbonization furnace to obtain a combustible gas and a carbide, and the gas obtained from the carbonization furnace is cooled to 80 ° C to 150 ° C. The tar, light oil, and organic chlorine compound contained in the gas are misted, and then the tar, light oil, char, and organic chlorine compound contained in the gas are obtained from the dry distillation furnace, and are heated to 80 ° C to 150 ° C. It is characterized by purifying the gas and / or improving the calorific value of the carbide by contacting with the cooled carbide and adsorbing it on the self-covered carbide.
このように、本発明は、有機性廃棄物を加熱乾留して得られた炭化物を利用して、その炭化物にガスに含まれるタール、軽油、チャー及び有機性塩素化合物を吸着させることを特徴とするものである。 As described above, the present invention is characterized by adsorbing the tar, light oil, char and organic chlorine compound contained in the gas to the carbide using the carbide obtained by heating and distilling the organic waste. To do.
すなわち、乾留炉から得られた炭化物には、有機分が揮発する過程で生じた細孔が無数にあり、タール、軽油、チャー、有機性塩素化合物等の不純物を吸着する性質を持っている。したがって、炭化物にガスを通過させ接触させることでガス中に含まれる不純物を吸着し、ガスを清浄化させることができる。 That is, the carbide obtained from the carbonization furnace has numerous pores generated in the process of volatilization of organic components, and has the property of adsorbing impurities such as tar, light oil, char, and organic chlorine compounds. Therefore, by allowing gas to pass through and contact with the carbide, impurities contained in the gas can be adsorbed and the gas can be purified.
一方、炭化物はタール、軽油、チャー等の吸着により発熱量が向上する。この炭化物を燃焼炉にて燃焼させ、ガス化、乾留に必要な熱源とすることで、一般的な活性炭を使用する場合に必要な、加熱による再生、交換による新品の購入が不要となり、自前で賄えることができ、エネルギー的、コスト的にも最適となる。炭化物を燃焼することで、吸着したダイオキシン等も分解することができ、環境に与える影響も小さい。また、バイオマスの場合、可燃性分のうち揮発分が大半を占め、従来、加熱乾留により得られた炭化物はその発熱量が石炭等の化石燃料に比べ低いという問題があったが、本発明によればタール、軽油、チャー等を炭化物に吸着させるため、高発熱量の炭化物が得られ、化石燃料の代替燃料としての利用価値が高まる。特に、石炭火力発電では、従来は(木質系)バイオマスの持つ繊維による破砕動力エネルギー増加の問題からバイオマス系燃料の使用は難しかったが、本発明による高発熱量炭化物を用いることで、石炭代替が可能である。無論、精製されたガスを燃焼炉で燃焼させて乾留炉の熱源としたり、化石燃料の代替燃料として利用することも可能である。 On the other hand, the calorific value of the carbide is improved by adsorption of tar, light oil, char and the like. By burning this carbide in a combustion furnace and using it as a heat source necessary for gasification and dry distillation, it is not necessary to regenerate by heating and purchase a new one by replacement, which is necessary when using general activated carbon. It can be covered and is optimal in terms of energy and cost. By burning the carbide, the adsorbed dioxins and the like can be decomposed, and the influence on the environment is small. Further, in the case of biomass, the volatile component occupies the majority of the combustible component, and conventionally, the carbonized material obtained by heating dry distillation has a problem that its calorific value is lower than that of fossil fuels such as coal. According to this, since tar, light oil, char and the like are adsorbed on the carbide, a high calorific value of the carbide is obtained, and the utility value as an alternative fuel for fossil fuel is increased. In particular, in the case of coal-fired power generation, it has been difficult to use biomass fuels due to the problem of increased crushing power energy due to the fibers of (woody) biomass. Is possible. Of course, the purified gas can be burned in a combustion furnace to be used as a heat source for a dry distillation furnace, or used as an alternative fuel for fossil fuels.
本発明では、乾留炉に蒸気を吹き込み、炭化物の活性を向上させることができる。蒸気を吹き込むことで、炭化物表面の微細な残留揮発分が除去され、炭化物の活性が向上する。 In the present invention, steam can be blown into the carbonization furnace to improve the activity of the carbide. By blowing steam, fine residual volatile matter on the surface of the carbide is removed, and the activity of the carbide is improved.
また、本発明では、ガスと接触させる炭化物を吸着塔に充填し、吸着塔を移動層とすることが好ましい。すなわち、吸着塔にて不純物を吸着した炭化物は徐々に劣化し、一定量の不純物を吸着した炭化物は活性を失うので、劣化したものから順次系外に排出し、新たに発生した炭化物を補充するようにする。具体的には、吸着塔の炭化物の充填層の上から補充し、順次充填層の下部から抜き出すことで常に充填層の活性を保つことができる。さらにガスを対向流で流すことで、出口ガスが新しい炭化物と反応し、吸着物の再飛散を防止し、高い吸着力を維持することができる。 Further, in the present invention, it is preferable to fill the adsorption tower with the carbide to be brought into contact with the gas and to use the adsorption tower as a moving bed. That is, the carbide that has adsorbed impurities in the adsorption tower gradually deteriorates, and the carbide that has adsorbed a certain amount of impurities loses its activity, so that the deteriorated ones are sequentially discharged out of the system and replenished with newly generated carbides. Like that. Specifically, it is possible to always maintain the activity of the packed bed by replenishing from the top of the packed bed of carbide in the adsorption tower and sequentially withdrawing from the lower part of the packed bed. Furthermore, by letting the gas flow in a counterflow, the outlet gas reacts with new carbides, prevents the adsorbate from re-scattering, and maintains a high adsorption power.
また、本発明では、乾留炉から得られたガスを80℃〜150℃まで冷却し、タール、軽油及び有機性塩素化合物をミスト化した後に、炭化物と接触させる。このようにガスを冷却し不純物をミスト化することで、不純物が炭化物に吸着しやすくなる。冷却したガスを除塵装置に通し、ダスト成分を除去した後に、炭化物と接触させるようにすることもできる。 In the present invention, the gas obtained from the carbonization furnace is cooled to 80 ° C. to 150 ° C. , and tar, light oil, and organic chlorine compounds are misted and then brought into contact with the carbide . By cooling the gas and misting the impurities in this way, the impurities are easily adsorbed on the carbide. The cooled gas can be passed through a dust removing device to remove dust components, and then contact with the carbide.
また、本発明では、乾留炉から得られたガスに、酸素若しくは空気と、蒸気を吹き込んで800℃〜1400℃で改質し、タール分及び軽油分を減じた後に炭化物と接触させることができる。このようにすることで、炭化物の発生量に対し、タール、軽油等の不純物が多い場合、ガスを改質することで、タール、軽油、ダイオキシンを減じることができ、発生した炭化物に適した量に調整することができ、最適な系を成立させることができる。 Further, in the present invention, oxygen or air and steam are blown into the gas obtained from the carbonization furnace and reformed at 800 ° C. to 1400 ° C., and after reducing the tar content and light oil content, it can be brought into contact with the carbide. . By doing this, when there are many impurities such as tar and light oil relative to the amount of carbide generated, tar, light oil and dioxin can be reduced by modifying the gas, and the amount suitable for the generated carbide The optimum system can be established.
また、本発明では、乾留炉から得られた炭化物を篩装置に通し、微細な粒子を除いた後に吸着用として利用することができる。すなわち、炭化物に微細な粒子(微粉状炭化物)が存在すると、吸着塔の閉塞、吸着塔内の微粉炭化物の飛散に繋がるため、微細な粒子を除いた後に吸着塔に投入することが好ましい。 Moreover, in this invention, the carbide | carbonized_material obtained from the dry distillation furnace can be used for adsorption | suction, after passing a sieve apparatus and removing a fine particle. That is, if fine particles (fine powdered carbides) are present in the carbide, it will lead to blockage of the adsorption tower and scattering of fine powdered carbide in the adsorption tower. Therefore, it is preferable that the fine particles are removed and then introduced into the adsorption tower.
本発明によれば、乾留炉から得られた炭化物を不純物吸着用として利用することで、乾留炉から得られたガスに含まれるタール、軽油、チャー及び有機性塩素化合物を低コストで効率的に除去してガスを精製することができる。 According to the present invention, by using the carbide obtained from the carbonization furnace for the adsorption of impurities, tar, light oil, char and organic chlorine compounds contained in the gas obtained from the carbonization furnace can be efficiently produced at low cost. The gas can be purified by removal.
また、炭化物は、タール、軽油、チャー等の吸着によりその発熱量が向上するので、化石燃料の代替燃料等として利用することができ、有効利用を図ることができる。 Further, since the calorific value of the carbide is improved by adsorption of tar, light oil, char, etc., it can be used as an alternative fuel for fossil fuel, and can be used effectively.
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では、本発明の構成の一部のみを含むものも実施例として説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on examples shown in the drawings. In the following description, an embodiment including only a part of the configuration of the present invention will be described.
図1は本発明の第1実施例を示す装置構成図である。この実施例は本発明の基本形であり、有機性廃棄物としてバイオマスを処理するようにしたものである。 FIG. 1 is an apparatus configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. This embodiment is a basic form of the present invention, in which biomass is treated as organic waste.
図1において、バイオマスは、乾留炉1の滞留時間内でガス化、乾留が完了するように一定の大きさ以下まで破砕した後に乾留炉1に投入される。そして、乾留炉1にてバイオマスを300℃〜1000℃で加熱乾留し、可燃性ガスと炭化物を得る。図1に示す乾留炉1としては例えば直接加熱方式のロータリーキルンを使用することができ、この場合、燃焼用空気若しくは酸素を導入し可燃性ガスを一部燃焼させることでバイオマスを加熱乾留する。このほか、間接加熱方式のロータリーキルン、シャフト炉、流動床炉等を使用することができる。 In FIG. 1, biomass is crushed to a certain size or less so as to complete gasification and dry distillation within the residence time of the dry distillation furnace 1, and then charged into the dry distillation furnace 1. And biomass is heat-distilled at 300 to 1000 degreeC with the carbonization furnace 1, and a combustible gas and a carbide | carbonized_material are obtained. As the dry distillation furnace 1 shown in FIG. 1, for example, a direct heating type rotary kiln can be used. In this case, biomass is heated to dry distillation by introducing combustion air or oxygen and partially combusting a combustible gas. In addition, an indirect heating type rotary kiln, a shaft furnace, a fluidized bed furnace, or the like can be used.
乾留炉1から得られたガスは、H2、CO、CH4を主成分とし、そのほか、タール、軽油、チャー、ダイオキシン等を含む。この乾留炉1から得られたガスは、その後、吸着塔2に導入される。
The gas obtained from the carbonization furnace 1 contains H 2 , CO, and CH 4 as main components, and also contains tar, light oil, char, dioxin, and the like. The gas obtained from the carbonization furnace 1 is then introduced into the
吸着塔2には、乾留炉1から得られた炭化物が入れられており、この炭化物が充填層2aを形成している。そして、乾留炉1から得られたガスが充填層2a内を通過することで、ガスに含まれるタール、軽油、チャー、ダイオキシン等が充填層2aの炭化物に吸着され、除去される。精製されたガスは、事業用発電ボイラ、ガスタービン、加熱炉のバーナ等のガス利用設備で利用される。
The
本実施例では、吸着塔2の吸着能力を高レベルに維持するために吸着塔2を移動層としている。すなわち、乾留炉1から得られた炭化物は、乾留炉出口のコンベア3において冷却水で間接冷却された後、吸着塔2頂部の炭化物ホッパー4に移送され、供給装置5の操作により吸着塔2内に順次投入される。一方、不純物を吸着し活性の低下した炭化物は、吸着塔2の底部からスクリューコンベア6により順次排出される。このように吸着塔2を移動層とすることで、その充填層2aの炭化物の活性を高レベルに維持することができる。なお、炭化物ホッパー4と吸着塔2との間に配置される供給装置5は図2に示すように2つのロータリーバルブを設けて、いわゆる2重シール弁構造とすることが好ましい。すなわち、炭化物を吸着塔2内に供給する場合、ガス側に空気が漏れこむと、異常燃焼等を引き起こす場合があるため、窒素等で置換した後に供給することが好ましい。なお、供給装置5としては、スイング弁、ボール弁、ゲート弁、ロータリーバルブとスクリューとを組み合わせたものとしてもよい。
In this embodiment, the
スクリューコンベア6により排出された炭化物は、吸着剤としての活性は低下しているが、タール、軽油、チャー等を吸着したことにより発熱量が向上している。したがって、事業用発電等に使用される化石燃料の代替燃料等として有効利用することができる。
The carbide discharged by the
図3は吸着塔の構造例を示し、(a)はその縦断面図、(b)は横断面図である。この例では、ルーバー2bで仕切られた空間に炭化物を充填して充填層2aとする。ガスは水平方向に通過させる。ルーバー2bは上向きに傾斜しているので炭化物が漏れ出すことはない。
FIG. 3 shows an example of the structure of the adsorption tower, (a) is a longitudinal sectional view, and (b) is a transverse sectional view. In this example, the space partitioned by the
図4は吸着塔の構造例を示し、(a)はその縦断面図、(b)は(a)のA−A断面図である。この例では、炭化物かこぼれない程度の穴を有する板2cにて仕切られた空間内を炭化物が移動する。この炭化物の移動層(充填層2a)は本体前面を塞ぐように配置されており、ガスは板2cの穴から入り、炭化物と接触した後に上方へ流れる。炭化物の移動層は斜めに設置され、下部より排出することで、重力により下方へ移動する。移動層は複数高さ方向に折り返しながら設置され、ガスは炭化物の移動層を通過するたびに徐々に浄化される。
FIG. 4 shows an example of the structure of the adsorption tower, (a) is a longitudinal sectional view thereof, and (b) is an AA sectional view of (a). In this example, the carbide moves in the space partitioned by the
図5は吸着塔のさらに他の構造例を示し、(a)はその縦断面図、(b)は横断面図である。この例では、穴の開いた筒2dを複数配置し、この筒2d内に炭化物を充填して充填層2aとする。ガスは下から導入し、上から排出する。筒2dに開ける穴は炭化物が漏れ出ない程度の大きさとする。
FIG. 5 shows still another structural example of the adsorption tower, in which (a) is a longitudinal sectional view and (b) is a transverse sectional view. In this example, a plurality of
図6は吸着塔のさらに他の構造例を示す縦断面図である。この例では、吸着塔2の内部に炭化物を充填し充填層2aとする。この場合、ガスを吸着塔2の壁面から導入するとガスが壁面に沿って流れ充填層2aの中心部を流れないので吸着効果が低下する。したがって、図6に示すように、充填層2aの炭化物の中心にガスを吹き込むようにすることが好ましい。より好ましくは、ダクト7を充填層2a中心に入れ、下向きにガスを導入する。ダクトを上向きにした場合、ダクト内に入り込んだ炭化物は排出されず、許容量以上の不純物を吸着し、閉塞に至ることがある。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing still another structural example of the adsorption tower. In this example, the inside of the
このような吸着塔2において、充填層2aを通過するガスの流速が速すぎるとガス中の不純物を十分に吸着することができない。したがって、充填層2aを通過するガスの流速は0.05〜1.0m/sとする。充填層2aにおけるガスの滞留時間は1sec〜30secとする。また、充填層2aの炭化物の温度は80℃〜150℃とする。図1で説明したとおり、乾留炉1で生成した炭化物は炉出口のコンベア3で冷却されるが炭化物の温度が高いと吸着塔2までの搬送装置に支障があり、低いと、通ガス時に炭化物表面でガス中水分が結露し、吸着性能を損なう。
In such an
なお、この実施例では、バイオマスの処理について説明したが、バイオマスに廃プラスチックその他の有機性廃棄物を混合して処理するようにしてもよい。 In addition, although the process of biomass was demonstrated in this Example, you may make it mix and process waste plastics and other organic waste with biomass.
図7は本発明の第2実施例を示す装置構成図である。この実施例は、第1実施例の構成に、乾留炉1に高温の蒸気を吹き込む構成を加えたものである。 FIG. 7 is an apparatus configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a configuration in which high-temperature steam is blown into the dry distillation furnace 1 is added to the configuration of the first embodiment.
乾留炉1に高温の蒸気(100℃〜400℃程度)を吹き込むことで、炭化物表面の微細な残留揮発分が除去され、得られる炭化物の活性が向上する。この活性の向上した炭化物を吸着塔2で使用することで、吸着塔2の吸着能力が向上する。
By blowing high-temperature steam (about 100 ° C. to 400 ° C.) into the carbonization furnace 1, fine residual volatile components on the surface of the carbide are removed, and the activity of the resulting carbide is improved. By using the carbide having improved activity in the
なお、このように乾留炉1において、ガス化と炭化物の活性化(賦活)を同時に行う場合には、蒸気は乾留炉1にノズルを入れ、炭化物生成後に炭化物に直接蒸気を吹き付けることが望ましい。 When gasification and carbide activation (activation) are performed simultaneously in the dry distillation furnace 1 as described above, it is desirable to put a nozzle into the dry distillation furnace 1 and spray the vapor directly on the carbide after the carbide is generated.
図8は本発明の第3実施例を示す装置構成図である。この実施例は乾留炉と別に炭化炉を設けたものである。 FIG. 8 is an apparatus configuration diagram showing a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a carbonization furnace is provided separately from the dry distillation furnace.
図8において、前段の乾留炉1aでは300℃〜600℃程度の低温でバイオマスを加熱してガス化し、後段の炭化炉1bではガス化後に残った炭化物をさらに600℃〜1000℃程度の高温で加熱するようにしている。そして、2段に設けた乾留炉1a、炭化炉1bでは蒸気を共に吹き込むことで炭化物の細孔を増加させ炭化物の吸着能力を向上させるようにしている。
In FIG. 8, biomass is heated and gasified at a low temperature of about 300 ° C. to 600 ° C. in the
図9は本発明の第4実施例を示す装置構成図である。この実施例は吸着塔2にて不純物を吸着して排出された炭化物の全て若しくは一部を、乾留炉1にてバイオマスをガス化、乾留するのに必要な熱源とするようにしたものである。
FIG. 9 is an apparatus configuration diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, all or a part of the carbide discharged by adsorbing impurities in the
図9において、吸着塔2底部のスクリューコンベア6から排出された炭化物の一部が燃焼炉8に投入され、その燃焼排ガスを乾留炉1におけるガス化、乾留の熱源とする。図9に示す乾留炉1は間接加熱式(外熱式)のロータリーキルン若しくはシャフト炉であり、燃焼炉8からの高温の燃焼排ガスを熱源としてバイオマスのガス化、乾留を行う。乾留炉1の熱源として使用された後の燃焼排ガスは余熱の回収、排ガス処理が施された後、大気放散される。
In FIG. 9, a part of the carbide discharged from the
なお、図9において、炭化物を燃焼炉8で燃焼させる代わりに、精製されたガスを燃焼炉8で燃焼させて乾留炉1の熱源としてもよい。
In FIG. 9, instead of burning the carbide in the
図10は本発明の第5実施例を示す装置構成図である。この実施例は乾留炉1から得られたガスを冷却した後に吸着塔2に導入するようにしたものである。
FIG. 10 is an apparatus configuration diagram showing a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, the gas obtained from the carbonization furnace 1 is cooled and then introduced into the
図10において、乾留炉1から得られたガスの温度は300℃〜800℃程度であり、これをボイラ9と冷却水噴霧方式の冷却塔10の組み合わせにより80℃〜150℃まで冷却する。ただし、処理対象のバイオマスの水分、冷却塔10での冷却水の噴霧量によって定められるガス中蒸気の凝縮温度以上に維持することが好ましい。ガスを冷却することによって、ガスに含まれるタール、軽油、ダイオキシン等がミスト化し、これらが吸着塔2で炭化物に吸着しやすくなる。逆に、ガス温度が高いと吸着塔2で一旦吸着したタール、軽油、ダイオキシン等が再離脱し、吸着性能が十分に得られない。水分が凝縮すると炭化物が吸湿し、タール、軽油、ダイオキシン等の十分な吸着性能が得られない。
10, the temperature of the gas obtained from the carbonization furnace 1 is about 300 ° C. to 800 ° C., which is cooled to a combination by Ri 80 ° C. to 150 DEG ° C. in the
また、ダイオキシンの吸着能力を最大限に発揮するためには、ガスを水分の凝縮温度以下に冷却し、水分を凝縮させ、その後再加熱器(図示せず)でガスを再加熱し、吸着塔2内で水分が凝縮しない温度まで昇温した後に吸着塔2に導入する。これによって、低温での吸着ができ、吸着能力を最大限に活かすことができる。
In order to maximize the dioxin adsorption capacity, the gas is cooled below the moisture condensation temperature, the moisture is condensed, and then the gas is reheated with a reheater (not shown), The temperature is raised to a temperature at which moisture does not condense in 2, and then introduced into the
また、図10においては図示していないが、冷却塔10の後段に電気集塵機、バグフィルター、サイクロン等の除塵装置を配置し、ダスト成分を除去した後に、吸収塔2に導入するようにすることもできる。除塵装置出口のダスト濃度は100mg/Nm3以下とすることが好ましい。これによって、吸着塔2の閉塞を確実に防止することができる。
Although not shown in FIG. 10, a dust removing device such as an electrostatic precipitator, a bag filter, or a cyclone is disposed at the rear stage of the
図11は本発明の第6実施例を示す装置構成図である。この実施例は図10の構成に改質炉11を加えたものである。
FIG. 11 is an apparatus configuration diagram showing a sixth embodiment of the present invention. In this embodiment, a reforming
図11において、改質炉11では乾留炉1から得られたガスに、酸素若しくは空気と、蒸気を吹き込んで改質し、ガス中のタール分、軽油分及びダイオキシンを減じる。
In FIG. 11, in the reforming
改質温度は800〜1400℃とし、改質炉11出口のガス温度を測定し、その温度が目標値となるように酸素若しくは空気と、蒸気の量を調整する。この改質により、タール分及び軽油分は、CO、CO2、H2、CH4、H2O等のガスとチャーに転換される。また、ダイオキシンも一部分解され減少する。改質温度が800℃未満では改質が不十分となり、1400℃を超えるとタール分、軽油分及びダイオキシンはさらに低減できるが、同時にメタン、エタン、プロパン等の炭化水素ガスも分解して、CO、H2となるため、ガスカロリーは低下しガスボリュームが増加するので、ガスの利用価値が低くなる。
The reforming temperature is set to 800 to 1400 ° C., the gas temperature at the outlet of the reforming
また、本実施例では、改質炉11の後段でボイラ9及び冷却塔10によりガスを冷却するようにしており、改質炉11の改質温度によるタール、軽油及びダイオキシンの残存量、並びに冷却温度による吸着能力の調整により、処理対象のバイオマスの性状変化、つまり得られる炭化物の性状や量の変化に対応して、タール、軽油及びダイオキシンの除去能力をコントロールすることができる。
Further, in this embodiment, the gas is cooled by the
図12は本発明の第7実施例を示す装置構成図である。この実施例はバイオマスとそれ以外の廃プラスチック等の廃棄物を別系統で処理するもので、そのための構成を図11の構成に付加したものである。 FIG. 12 is an apparatus configuration diagram showing a seventh embodiment of the present invention. In this embodiment, biomass and other wastes such as waste plastic are processed in separate systems, and the configuration for this is added to the configuration of FIG.
バイオマス以外の廃棄物、たとえば廃プラスチック等は塩素を多く含むため、ガス化の際に得られるガス中に大量のダイオキシンを含む。一方で、得られる炭化物は粉状のもの(若しくは粉状のものを造粒)したものであることが多く、吸着塔2でのガス精製に利用することは難しい。
Wastes other than biomass, such as waste plastics, contain a large amount of chlorine, so a large amount of dioxin is contained in the gas obtained during gasification. On the other hand, the obtained carbide is often powdered (or granulated powdery) and is difficult to use for gas purification in the
そこで、本実施例ではバイオマス以外の廃プラスチック等を別系統でガス化し、得られたガスの精製を、バイオマスから得られた炭化物で行うようしている。すなわち、バイオマス以外の廃プラスチックはガス化炉12でガス化され、得られたガスは改質炉11及び冷却塔10を経て吸着塔13に導入される。この吸着塔13にはバイオマス処理系統の吸着塔2の底部から排出された炭化物、すなわちバイオマスから得られた炭化物が充填されるようになっている。このような構成にすることで、バイオマスから得られた炭化物を用いて、バイオマス以外の廃棄物から得られたガス化ガスの精製をすることができる。
Therefore, in this embodiment, waste plastic other than biomass is gasified in a separate system, and purification of the obtained gas is performed with carbide obtained from biomass. That is, waste plastic other than biomass is gasified in the
なお、本実施例では、廃プラスチック等処理系統の吸着塔13の底部から排出された炭化物を燃焼炉8に投入し乾留炉1の熱源としている。
In the present embodiment, the carbide discharged from the bottom of the
図13は本発明の第8実施例を示す装置構成図である。この実施例は先に示した図11の構成に、乾留炉から得られた炭化物中の微細な粒子を除くための篩装置14を設けたもので、バイオマスの処理装置としては最良の例である。
FIG. 13 is an apparatus configuration diagram showing an eighth embodiment of the present invention. In this embodiment, a
図13において、篩装置14は乾留炉出口のコンベア3から排出される炭化物を篩分けし、例えば粒径1mm未満の微粉炭化物を取り除く。この微粉炭化物を取り除かれた炭化物が吸着塔2で吸着用として使用される。一方、微粉炭化物は燃焼炉8に投入され、乾留炉1の熱源として利用される。
In FIG. 13, the sieving
この図13に示す装置において、吸着塔の入口と出口におけるガス中のダイオキシン類、固体炭素粒子(チャー)、及び液状炭化水素(タール分、軽油分)を測定した結果を表1に示す。
表1に示すように、いずれの不純物も吸着塔により十分に除去されていることがわかる。 As shown in Table 1, it can be seen that all impurities are sufficiently removed by the adsorption tower.
1、1a 乾留炉
1b 炭化炉
2 吸着塔
2a 充填層
2b ルーバー
2c 板
2d 筒
3 コンベア
4 炭化物ホッパー
5 供給装置
6 スクリューコンベア
7 ダクト
8 燃焼炉
9 ボイラ
10 冷却塔
11 改質炉
12 ガス化炉
13 吸着塔
14 篩装置
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