JP6759492B2 - Carbide production equipment, carbide production methods, and carbide production systems - Google Patents

Carbide production equipment, carbide production methods, and carbide production systems Download PDF

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Description

本発明は、炭化物製造装置、炭化物製造方法、および炭化物製造システムに関する。 The present invention relates to a carbide production apparatus, a carbide production method, and a carbide production system.

従来、有機物を部分燃焼させ、その燃焼熱により有機物を炭化させる炭化炉が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に開示される炭化炉は、略円筒形の本体と本体に収容された円筒体との間に形成された領域の上方に炭化物を多く含む固形分を炭化させる炭化部を形成し、下方に炭化物を消火する不燃部を形成したものである。
Conventionally, a carbonization furnace in which an organic substance is partially burned and the organic substance is carbonized by the combustion heat is known (see, for example, Patent Document 1).
In the carbonization furnace disclosed in Patent Document 1, a carbonized portion for carbonizing a solid content containing a large amount of carbide is formed above a region formed between a substantially cylindrical main body and a cylindrical body housed in the main body. A non-combustible part that extinguishes carbonized material is formed below.

特許文献1は、円筒体の内部から吹き込まれる空気により炭化部の雰囲気温度が低下してしまうと炭化効率が低下するという問題に着目したものである。特許文献1は、円筒体を内部に予備加熱室を備える二重壁構造とし、予備加熱室で加熱された空気を炭化部へ供給して炭化部の雰囲気温度の低下を防止している。 Patent Document 1 focuses on the problem that the carbonization efficiency decreases when the atmospheric temperature of the carbonized portion decreases due to the air blown from the inside of the cylindrical body. Patent Document 1 has a double-walled structure in which a cylindrical body is provided with a preheating chamber inside, and air heated in the preheating chamber is supplied to the carbonized portion to prevent a decrease in the atmospheric temperature of the carbonized portion.

特許第4226066号公報Japanese Patent No. 4226066

樹木製の廃材などの有機物は、炭素,酸素,水素,窒素を主要元素として有し、その他にカルシウム等の微量の無機成分を有する。このような有機物を原料とし、炭素成分の含有率(以下、炭素含有率ともいう)の高い炭化物を得るとともに炭素成分の収率(以下、炭素収率ともいう)を高めるためには、炭素成分の減少量を抑えつつその他の成分を十分に除去する炭化処理を行う必要がある。 Organic matter such as waste wood has carbon, oxygen, hydrogen and nitrogen as the main elements, and also has a trace amount of inorganic components such as calcium. In order to obtain a carbide having a high carbon component content (hereinafter, also referred to as carbon content) and to increase the carbon component yield (hereinafter, also referred to as carbon yield) using such an organic substance as a raw material, the carbon component It is necessary to carry out a carbonization treatment that sufficiently removes other components while suppressing the amount of decrease in the amount of carbon.

しかしながら、炭素成分以外の他の成分を除去するために高い温度で有機物の炭化処理を行うと、炭素成分の一部が完全燃焼して炭素収率が低下してしまう。また、炭素収率を高めるために炭素成分が完全燃焼しない低い温度で有機物の炭化処理を行うと、炭素成分以外の他の成分の除去が十分に行われず炭化物の炭素含有率が低下してしまう。
特許文献1は、炭化部の雰囲気温度の低下を防止するために円筒体を二重壁構造とすることを開示するが、炭素収率と炭素含有率の双方を高める構造を開示するものではない。
However, if the organic substance is carbonized at a high temperature in order to remove components other than the carbon component, a part of the carbon component is completely burned and the carbon yield is lowered. Further, if the carbonization treatment of the organic substance is performed at a low temperature at which the carbon component is not completely burned in order to increase the carbon yield, the carbon content of the carbonized material is lowered because the components other than the carbon component are not sufficiently removed. ..
Patent Document 1 discloses that the cylindrical body has a double-walled structure in order to prevent a decrease in the atmospheric temperature of the carbonized portion, but does not disclose a structure that enhances both the carbon yield and the carbon content. ..

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、有機物に含まれる炭素成分の減少を抑制しつつ炭素成分以外の他の成分が十分に除去された炭化物を製造可能な炭化物製造装置、炭化物製造方法、および炭化物製造システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a carbide manufacturing apparatus capable of producing carbides in which carbon components other than carbon components are sufficiently removed while suppressing a decrease in carbon components contained in organic substances. , A carbide production method, and a carbide production system.

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の一態様に係る炭化物製造装置は、軸線に沿って延びる筒状に形成される本体部と、前記軸線に沿って延びる筒状に形成されるとともに前記本体部の内周面との間に有機物を炭化させるための間隙を形成する外周面を有する筒部と、前記間隙へ前記有機物を投入する有機物投入部と、前記間隙に堆積する前記有機物を部分燃焼させる燃焼用空気を供給する空気供給部と、前記間隙から前記有機物が炭化した炭化物を排出する炭化物排出部と、前記有機物が前記間隙で所定温度範囲に維持されかつ前記有機物が所定時間に渡って前記間隙に堆積するように前記有機物の炭化状態を制御する制御部と、を備え、前記部分燃焼が行われる領域の雰囲気温度を検出する第1温度検出部、前記間隙に堆積する前記有機物の温度を検出する第2温度検出部、前記有機物の燃焼ガスを排出する燃焼ガス排出部の燃焼ガスの温度を検出する第3温度検出部、前記間隙に堆積する前記有機物の堆積量を検出する堆積量検出部、前記空気供給部に有機物を燃焼させるために外部空気を供給する1次空気供給部、前記空気供給部と前記燃焼ガス排出部の間に燃焼ガスに含まれる可燃性ガスを燃焼させるために外部空気を供給する2次空気供給部、前記炭化物排出部に前記炭化物の排出口、前記間隙の下端と対向する位置に設けられるとともに前記軸線回りに回転することにより前記間隙の下端から前記排出口へ前記炭化物を導く回転体、前記回転体を前記軸線回りに回転させる駆動部、を有し、前記制御部では以下の制御を3秒の制御周期で行う。前記第1温度検出部の検出温度が所定の第1雰囲気温度より低い場合に前記1次空気供給部からの空気供給量を増加させる。前記第2温度検出部の検出温度が所定の炭化物温度以上の場合に前記回転体の回転速度を通常運転の第1回転速度よりも低速度の第2回転速度で回転させる。前記第3温度検出部の検出温度が所定の第1燃焼ガス温度より低い場合に前記2次空気供給部からの空気供給量を減少させる。また、さらに以下の制御を行う。前記第1温度検出部の検出温度が前記第1雰囲気温度以上である場合で、さらに前記第1雰囲気温度より高い所定の第2雰囲気温度を超える場合に前記1次空気供給部からの空気供給量を減少させる。前記第2温度検出部の検出温度が所定の炭化物温度未満の場合で、さらに前記堆積量検出部の検出堆積量が所定の堆積量以下である場合に前記回転体の回転速度を第2回転速度で回転、前記所定の堆積量を超える場合に前記回転体の回転速度を第1回転速度で回転させる。前記第3温度検出部の検出温度が所定の第1燃焼ガス温度以上である場合で、さらに前記第1燃焼ガス温度より高い所定の第2燃焼ガス温度を超える場合に前記2次空気供給部からの空気供給量を増加させる。これにより炭化物製造に係る状態を所望の状態に維持することができる。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The charcoal-producing apparatus according to one aspect of the present invention is between a main body portion formed in a tubular shape extending along an axis and an inner peripheral surface of the main body portion formed in a tubular shape extending along the axis. A tubular portion having an outer peripheral surface that forms a gap for carbonizing the organic matter, an organic matter charging portion for charging the organic matter into the gap, and air for supplying combustion air for partially burning the organic matter deposited in the gap. The supply section, a carbide discharge section that discharges the carbonized substance obtained by carbonizing the organic substance from the gap, and the above-mentioned so that the organic substance is maintained in a predetermined temperature range in the gap and the organic substance is deposited in the gap over a predetermined time. A first temperature detection unit that includes a control unit that controls the carbonized state of the organic substance and detects the ambient temperature of the region where the partial combustion is performed, and a second temperature detection unit that detects the temperature of the organic substance deposited in the gap. In the third temperature detection unit that detects the temperature of the combustion gas of the combustion gas discharge unit that discharges the combustion gas of the organic substance, the accumulation amount detection unit that detects the accumulation amount of the organic substance accumulated in the gap, and the air supply unit. A primary air supply unit that supplies external air to burn organic matter, and a secondary air supply unit that supplies external air to burn the flammable gas contained in the combustion gas between the air supply unit and the combustion gas discharge unit. A rotating body provided in the air supply unit and the carbon dioxide discharge unit at a position facing the carbon dioxide discharge port and the lower end of the gap and rotating around the axis to guide the carbon dioxide from the lower end of the gap to the discharge port. The control unit has a drive unit that rotates the rotating body around the axis, and the control unit performs the following control with a control cycle of 3 seconds. When the detection temperature of the first temperature detection unit is lower than the predetermined first atmosphere temperature, the amount of air supplied from the primary air supply unit is increased. When the detection temperature of the second temperature detection unit is equal to or higher than the predetermined carbide temperature, the rotation speed of the rotating body is rotated at a second rotation speed lower than the first rotation speed of normal operation. When the detection temperature of the third temperature detection unit is lower than the predetermined first combustion gas temperature, the amount of air supplied from the secondary air supply unit is reduced. Further, the following control is performed. The amount of air supplied from the primary air supply unit when the detection temperature of the first temperature detection unit is equal to or higher than the first atmosphere temperature and further exceeds a predetermined second atmosphere temperature higher than the first atmosphere temperature. To reduce. When the detection temperature of the second temperature detection unit is lower than the predetermined carbide temperature, and when the detected accumulation amount of the accumulation amount detection unit is less than or equal to the predetermined accumulation amount, the rotation speed of the rotating body is set to the second rotation speed. When the amount of accumulation exceeds the predetermined amount, the rotating body is rotated at the first rotation speed. When the detection temperature of the third temperature detection unit is equal to or higher than the predetermined first combustion gas temperature and further exceeds the predetermined second combustion gas temperature higher than the first combustion gas temperature, the secondary air supply unit Increase the air supply of. As a result, the state related to carbide production can be maintained in a desired state.

本発明の一態様にかかる炭化物製造装置によれば、炭化炉の通常運転状態において、本体部の内周面と筒部の外周面との間に形成される間隙に有機物投入部から有機物が投入され、軸線に沿った間隙の下方から上方に至るまで有機物投入部から投入される有機物が堆積する。間隙の上層側の有機物は、空気供給部から供給される燃焼用空気により部分燃焼して間隙の下層側へ導かれる。間隙の下層側の有機物は、上層側の有機物によって閉塞されており、間隙の下層側が炭素成分を多く含む固形分が精錬および冷却される炭化物精錬・冷却領域となる。炭化物精錬・冷却領域においては、炭素成分を多く含む固形分が、酸素濃度が低い状態で更に炭化されながら精錬され、間隙の下端に近付くに従って徐々に冷却される。これにより、間隙の下端から排出される炭化物の温度を低くすることができる。 According to the carbide manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention, organic matter is charged from the organic matter charging portion into the gap formed between the inner peripheral surface of the main body portion and the outer peripheral surface of the tubular portion in the normal operation state of the carbonization furnace. Then, the organic matter charged from the organic matter charging portion is deposited from the lower side to the upper side of the gap along the axis. The organic matter on the upper layer side of the gap is partially burned by the combustion air supplied from the air supply unit and guided to the lower layer side of the gap. The organic matter on the lower layer side of the gap is blocked by the organic matter on the upper layer side, and the lower layer side of the gap is a carbide refining / cooling region where solids containing a large amount of carbon components are refined and cooled. In the carbide refining / cooling region, the solid content containing a large amount of carbon component is refined while being further carbonized in a state where the oxygen concentration is low, and is gradually cooled as it approaches the lower end of the gap. As a result, the temperature of the carbide discharged from the lower end of the gap can be lowered.

また、本発明の一態様にかかる炭化物製造装置によれば、制御部により、有機物が間隙で所定温度範囲に維持されるように有機物の炭化状態が制御される。そのため、有機物が高い温度となって炭素成分の多くが完全燃焼してしまうことや、有機物が間隙で低い温度となって炭素成分以外の他の成分を十分に除去できなくなる不具合を抑制することができる。ここで、所定温度範囲は、例えば、900℃以上かつ1200℃以下の範囲とするのが好ましく、1000℃以上かつ1100℃以下の範囲とするのが更に好ましい。 Further, according to the carbide production apparatus according to one aspect of the present invention, the carbonization state of the organic substance is controlled by the control unit so that the organic substance is maintained in a predetermined temperature range in the gap. Therefore, it is possible to suppress the problem that the organic matter becomes a high temperature and most of the carbon components are completely burned, and the organic matter becomes a low temperature in the gap and the other components other than the carbon component cannot be sufficiently removed. it can. Here, the predetermined temperature range is, for example, preferably 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower, and more preferably 1000 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower.

また、本発明の一態様にかかる炭化物製造装置によれば、制御部により、有機物が所定時間に渡って間隙に堆積するように制御される。そのため、有機物が間隙に堆積する時間が短くなって有機物から炭素成分以外の他の成分を十分に除去できなくなる不具合を抑制することができる。ここで、所定時間は、例えば、30分以上かつ50分以下の範囲とするのが好ましい。
このように、本発明の一態様にかかる炭化物製造装置によれば、有機物に含まれる炭素成分の減少を抑制しつつ炭素成分以外の他の成分が十分に除去された炭化物を製造することができる。
Further, according to the carbide production apparatus according to one aspect of the present invention, the control unit controls the organic matter to be deposited in the gap over a predetermined time. Therefore, it is possible to suppress a problem that the time for the organic substance to be deposited in the gap is shortened and the components other than the carbon component cannot be sufficiently removed from the organic substance. Here, the predetermined time is preferably in the range of, for example, 30 minutes or more and 50 minutes or less.
As described above, according to the carbide production apparatus according to one aspect of the present invention, it is possible to produce a carbide from which other components other than the carbon component are sufficiently removed while suppressing a decrease in the carbon component contained in the organic substance. ..

本発明の一態様に係る炭化物製造装置においては、前記制御部が、前記有機物が前記間隙で前記所定温度範囲に維持されるように前記空気供給部が供給する前記燃焼用空気の供給量を制御し、前記有機物が前記所定時間に渡って前記間隙に堆積するように前記炭化物排出部が排出する前記炭化物の排出量を制御する構成とすることで、燃焼用空気の供給量を制御して有機物を間隙で所定温度範囲に維持し、炭化物の排出量を制御して有機物が所定時間に渡って間隙に堆積するようにし、炭素収率を高めつつ炭素含有率の高い炭化物を製造することができる。 In the carbide production apparatus according to one aspect of the present invention, the control unit controls the supply amount of the combustion air supplied by the air supply unit so that the organic matter is maintained in the predetermined temperature range in the gap. and, in the configuration and to Rukoto said carbide discharging portion so that the organic material is deposited on the gap over a predetermined time to control the emissions of the carbide to be discharged, by controlling the supply amount of combustion air It is possible to maintain the organic matter in a predetermined temperature range in the gap, control the amount of carbide emitted so that the organic matter is deposited in the gap over a predetermined time, and produce a carbide having a high carbon content while increasing the carbon yield. it can.

上記構成の炭化物製造装置においては、前記制御部が、3秒以内の制御周期で御することで、炭素収率を高めつつ炭素含有率の高い炭化物を製造することができる。 In carbide manufacturing apparatus having the above structure, the front Symbol controller, in Rukoto Gyosu braking control period of 3 seconds, while increasing the carbon MotoOsamuritsu can be produced with a high carbon content carbide.

本発明の一態様に係る炭化物製造装置においては、前記炭化物排出部から排出された前記炭化物と水蒸気とを熱分解反応させて水性ガスを生成する熱分解部と、前記熱分解部から排出される前記炭化物を回収する炭化物回収部と、を備える構成でもよい。
このようにすることで、炭素含有率の高い炭化物と水蒸気とを熱分解部で熱分解反応させて水性ガスを生成しつつ、未反応の炭化物を回収することができる。この未反応の炭化物は、水蒸気により洗浄されて炭素成分以外の他の成分が除去されたものである。そのため、炭素成分以外の他の成分が良好に除去された炭素含有率の高い炭化物を得ることができる。
In the carbide production apparatus according to one aspect of the present invention, the carbide discharged from the carbide discharge unit is thermally decomposed with water vapor to generate water gas, and the carbide is discharged from the thermal decomposition unit. It may be configured to include a carbide recovery unit for recovering the carbide.
By doing so, it is possible to recover unreacted carbides while generating water gas by thermally decomposing the carbides having a high carbon content and water vapor in the thermal decomposition section. This unreacted carbide is washed with steam to remove components other than the carbon component. Therefore, it is possible to obtain a carbide having a high carbon content in which components other than the carbon component are satisfactorily removed.

本発明の一態様に係る炭化物製造方法は、軸線に沿って延びる筒状に形成される本体部と、前記軸線に沿って延びる筒状に形成されるとともに前記本体部の内周面との間に有機物を炭化させるための間隙を形成する外周面を有する筒部とを備える炭化物製造装置を用い、前記間隙へ前記有機物を投入する有機物投入工程と、前記間隙へ燃焼用空気を供給して該間隙に堆積する前記有機物を部分燃焼させる空気供給工程と、前記間隙から前記有機物が炭化した炭化物を排出する炭化物排出工程と、前記有機物が前記間隙で所定温度範囲に維持されかつ前記有機物が所定時間に渡って前記間隙に堆積するように前記有機物の炭化状態を制御する制御工程と、を備え、前記有機物投入工程の後には前記部分燃焼が行われる領域の雰囲気温度を検出する第1温度検出工程、前記間隙に堆積する前記有機物の温度を検出する第2温度検出工程、前記有機物の燃焼ガス排出部に燃焼ガスの温度を検出する第3温度検出工程、前記間隙に堆積する前記有機物の堆積量を検出する堆積量検出工程を、前記空気供給工程には有機物を燃焼させるために外部空気を供給する1次燃焼用空気供給工程を、前記空気供給工程の後には燃焼ガスに含まれる可燃性ガスを燃焼させるために外部空気を供給する2次燃焼用空気供給工程を、前記炭化物排出工程には前記間隙の下端と対向する位置に設けられるとともに前記軸線回りに回転する回転体により前記間隙の下端から排出口へ前記炭化物を導く炭化物排出工程を有し、前記制御工程では、以下の制御を3秒の制御周期で行う。前記第1温度検出工程の検出温度が所定の第1雰囲気温度より低い場合に前記1次空気供給工程からの空気供給量を増加させる。前記第2温度検出工程の検出温度が所定の炭化物温度以上の場合に前記回転体の回転速度を通常運転の第1回転速度よりも低速度の第2回転速度で回転させる。前記第3温度検出工程の検出温度が所定の第1燃焼ガス温度より低い場合に前記2次空気供給工程からの空気供給量を減少させる。また、さらに以下の制御を行う。前記第1温度検出工程の検出温度が前記第1雰囲気温度以上である場合で、さらに前記第1雰囲気温度より高い所定の第2雰囲気温度以下の場合に前記1次空気供給工程からの空気供給量を減少させる。前記第2温度検出工程の検出温度が所定の炭化物温度未満の場合で、さらに前記堆積量検出工程の検出堆積量が所定の堆積量以下である場合に前記回転体の回転速度を第2回転速度で回転、前記所定の堆積量を超える場合に前記回転体の回転速度を第1回転速度で回転させる。前記第3温度検出工程の検出温度が所定の第1燃焼ガス温度以上である場合で、さらに前記第1燃焼ガス温度より高い所定の第2燃焼ガス温度を超える場合に前記2次空気供給工程からの空気供給量を増加させる。 The method for producing carbonized matter according to one aspect of the present invention is between a main body portion formed in a tubular shape extending along an axis and an inner peripheral surface of the main body portion formed in a tubular shape extending along the axis. Using a carbonized material manufacturing apparatus including a tubular portion having an outer peripheral surface for forming a gap for carbonizing the organic substance, an organic substance charging step of charging the organic substance into the gap and a combustion air being supplied to the gap are used. An air supply step of partially burning the organic matter deposited in the gap, a carbonization discharge step of discharging carbonized matter obtained by carbonizing the organic matter from the gap, and a carbonized matter discharging step in which the organic matter is maintained in a predetermined temperature range in the gap and the organic matter is maintained for a predetermined time. A first temperature detection step of detecting the atmospheric temperature of the region where the partial combustion is performed after the organic matter charging step, which comprises a control step of controlling the carbonized state of the organic matter so as to be deposited in the gap. A second temperature detection step of detecting the temperature of the organic substance deposited in the gap, a third temperature detection step of detecting the temperature of the combustion gas in the combustion gas discharging portion of the organic substance, and an amount of the organic substance deposited in the gap. The deposition amount detection step for detecting the above, the primary combustion air supply step for supplying external air for burning organic matter in the air supply step, and the flammable gas contained in the combustion gas after the air supply step. The secondary combustion air supply step of supplying external air for burning is provided at a position facing the lower end of the gap in the carbonization discharge step, and the lower end of the gap is provided by a rotating body rotating around the axis. It has a carbonization discharge step of guiding the carbonization from the discharge port to the discharge port, and in the control step, the following control is performed in a control cycle of 3 seconds. When the detection temperature of the first temperature detection step is lower than the predetermined first atmosphere temperature, the amount of air supplied from the primary air supply step is increased. When the detection temperature in the second temperature detection step is equal to or higher than the predetermined carbide temperature, the rotation speed of the rotating body is rotated at a second rotation speed lower than the first rotation speed in normal operation. When the detection temperature of the third temperature detection step is lower than the predetermined first combustion gas temperature, the amount of air supplied from the secondary air supply step is reduced. Further, the following control is performed. The amount of air supplied from the primary air supply step when the detection temperature in the first temperature detection step is equal to or higher than the first atmospheric temperature and further higher than the first atmospheric temperature to a predetermined second atmospheric temperature or lower. To reduce. When the detection temperature in the second temperature detection step is lower than the predetermined carbide temperature, and when the detection deposit amount in the deposit amount detection step is equal to or less than the predetermined deposit amount, the rotation speed of the rotating body is set to the second rotation speed. When the amount of accumulation exceeds the predetermined amount, the rotating body is rotated at the first rotation speed. From the secondary air supply step when the detection temperature in the third temperature detection step is equal to or higher than the predetermined first combustion gas temperature and further exceeds the predetermined second combustion gas temperature higher than the first combustion gas temperature. Increase the air supply of.

本発明の一態様にかかる炭化物製造方法によれば、制御工程により、有機物が間隙で所定温度範囲に維持されるように有機物の炭化状態が制御される。そのため、有機物が高い温度となって炭素成分の多くが完全燃焼してしまうことや、有機物が間隙で低い温度となって炭素成分以外の他の成分を十分に除去できなくなる不具合を抑制することができる。
また、本発明の一態様にかかる炭化物製造方法によれば、制御工程により、有機物が所定時間に渡って間隙に堆積するように制御される。そのため、有機物が間隙に堆積する時間が短くなって有機物から炭素成分以外の他の成分を十分に除去できなくなる不具合を抑制することができる。
このように、本発明の一態様にかかる炭化物製造方法によれば、有機物に含まれる炭素成分の減少を抑制しつつ炭素成分以外の他の成分が十分に除去された炭化物を製造することができる。
According to the carbide production method according to one aspect of the present invention, the carbonization state of the organic substance is controlled by the control step so that the organic substance is maintained in a predetermined temperature range in the gap. Therefore, it is possible to suppress the problem that the organic matter becomes a high temperature and most of the carbon components are completely burned, and the organic matter becomes a low temperature in the gap and the components other than the carbon component cannot be sufficiently removed. it can.
Further, according to the carbide production method according to one aspect of the present invention, the organic matter is controlled to be deposited in the gap over a predetermined time by the control step. Therefore, it is possible to suppress a problem that the time for the organic substance to be deposited in the gap is shortened and the components other than the carbon component cannot be sufficiently removed from the organic substance.
As described above, according to the carbide production method according to one aspect of the present invention, it is possible to produce a carbide from which other components other than the carbon component are sufficiently removed while suppressing a decrease in the carbon component contained in the organic substance. ..

本発明の一態様に係る炭化物製造方法においては、前記制御工程が、前記有機物が前記所定温度範囲に維持されるように前記空気供給工程が供給する前記燃焼用空気の供給量を制御し、前記有機物が前記所定時間に渡って前記間隙に堆積するように前記炭化物排出工程が排出する前記炭化物の排出量を制御する構成とすることで、燃焼用空気の供給量を制御して有機物を間隙で所定温度範囲に維持し、炭化物の排出量を制御して有機物が所定時間に渡って間隙に堆積するようにし、炭素収率を高めつつ炭素含有率の高い炭化物を製造することができる。 In the carbide production method according to one aspect of the present invention, the control step controls the supply amount of the combustion air supplied by the air supply step so that the organic matter is maintained in the predetermined temperature range. organic matter in configuration and be Rukoto said carbide discharging process to deposit in the gap over a predetermined time to control the emissions of the carbide to be discharged, the clearance organics by controlling the supply amount of combustion air It is possible to produce carbides having a high carbon content while maintaining a predetermined temperature range and controlling the amount of carbides emitted so that organic substances are deposited in the gaps over a predetermined time to increase the carbon yield.

上記構成の炭化物製造方法においては、前記制御工程が、3秒以内の制御周期で御することで、炭素収率を高めつつ炭素含有率の高い炭化物を製造することができる。
In the carbide manufacturing method of the above-described configuration, pre-SL control step, in Rukoto Gyosu braking control period of 3 seconds, while increasing the carbon MotoOsamuritsu can be produced with a high carbon content carbide.

本発明の一態様に係る炭化物製造システムは、上記のいずれか一項に記載の炭化物製造装置と、前記炭化物製造装置から排出される燃焼ガスと熱媒体とを熱交換させる熱交換部と、前記熱交換部により加熱された熱媒体から動力を得て発電する発電部と、を備える。
このようにすることで、炭化物製造装置から排出される燃焼ガスの熱を発電部の動力として回収し、システム全体のエネルギー効率を上昇させることができる。
The charcoal product manufacturing system according to one aspect of the present invention includes the charcoal product manufacturing apparatus according to any one of the above, a heat exchange unit for heat exchange between the combustion gas discharged from the charcoal product manufacturing apparatus and a heat medium, and the above. It is provided with a power generation unit that obtains power from a heat medium heated by the heat exchange unit to generate electricity.
By doing so, the heat of the combustion gas discharged from the carbide manufacturing apparatus can be recovered as the power of the power generation unit, and the energy efficiency of the entire system can be increased.

本発明の一態様に係る炭化物製造システムにおいては、前記熱交換部にて熱交換した前記燃焼ガスにより前記有機物投入部から投入される前記有機物を乾燥させる乾燥部を備えていてもよい。
このようにすることで、炭化物製造装置から排出される燃焼ガスの熱を有機物の乾燥に用い、燃焼ガスの熱を更に有効利用することができる。
The carbide production system according to one aspect of the present invention may include a drying section for drying the organic substance charged from the organic substance charging section by the combustion gas exchanged with heat in the heat exchange section.
By doing so, the heat of the combustion gas discharged from the carbide production apparatus can be used for drying the organic matter, and the heat of the combustion gas can be further effectively utilized.

本発明によれば、有機物に含まれる炭素成分の減少を抑制しつつ炭素以外の成分が十分に除去された炭化物を製造可能な炭化物製造装置、炭化物製造方法、および炭化物製造システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a carbide production apparatus, a carbide production method, and a carbide production system capable of producing a carbide from which a component other than carbon is sufficiently removed while suppressing a decrease in a carbon component contained in an organic substance. it can.

水性ガス生成システムの一実施形態を示す全体構成図である。It is an overall block diagram which shows one Embodiment of the water gas generation system. 図1に示す炭化炉の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the carbonization furnace shown in FIG. 図2に示す炭化炉の要部拡大図である。It is an enlarged view of the main part of the carbonization furnace shown in FIG. 図2に示す炭化炉の端面図であり、(a)がA−A矢視端面図であり、(b)がB−B矢視端面図である。It is an end view of the carbonization furnace shown in FIG. 2, (a) is the end view of the arrow AA, and (b) is the end view of the arrow BB. 炭化炉制御部による1次燃焼ファンの送風量の制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the air volume of the primary combustion fan by a carbonization furnace control part. 炭化炉制御部による2次燃焼ファンの送風量の制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the air volume of a secondary combustion fan by a carbonization furnace control part. 炭化炉制御部によるターンテーブルの回転速度の制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the rotation speed of a turntable by a carbonization furnace control part. 図1に示す熱分解炉の縦断面図である。It is a vertical sectional view of the pyrolysis furnace shown in FIG. 図1に示す熱分解炉,減温器,サイクロン,蒸気発生器,および蒸気過熱器を示す構成図である。It is a block diagram which shows the pyrolysis furnace, a warmer, a cyclone, a steam generator, and a steam superheater shown in FIG. 図1に示す乾燥機を示す構成図である。It is a block diagram which shows the dryer shown in FIG. 水性ガス生成システムにより得られる炭化物を走査電子顕微鏡で撮像した画像を示す図である。It is a figure which shows the image which image | photographed the carbide obtained by the water gas generation system with a scanning electron microscope. 第2実施形態の炭化物製造システムを示す全体構成図である。It is an overall block diagram which shows the carbide manufacturing system of 2nd Embodiment.

<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態の水性ガス生成システム(炭化物製造装置;炭化物製造システム)100について図面を参照して説明する。
本実施形態の水性ガス生成システム100は、炭素を含む廃棄物である有機廃棄物を炭化させて炭化物を生成した後に、過熱された水蒸気(以下、「蒸気」ともいう。)をガス化剤として用いて炭化物を熱分解反応させることにより水性ガス(水素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガスを主成分とする混合ガス)を生成するシステムである。
また、本実施形態の水性ガス生成システム100は、有機廃棄物に含まれる炭素成分の減少を抑制しつつ炭素成分以外の他の成分が十分に除去された炭化物を製造可能な炭化物製造システムでもある。
<First Embodiment>
Hereinafter, the water gas generation system (carbide production apparatus; carbide production system) 100 of the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the water gas generation system 100 of the present embodiment, after carbonizing organic waste which is a waste containing carbon to generate carbide, superheated steam (hereinafter, also referred to as “steam”) is used as a gasizing agent. This is a system that produces water gas (mixed gas containing hydrogen gas, carbon monoxide gas, and carbon dioxide gas as the main components) by thermally decomposing carbides.
In addition, the water gas generation system 100 of the present embodiment is also a carbide production system capable of producing carbides in which components other than carbon components are sufficiently removed while suppressing a decrease in carbon components contained in organic waste. ..

有機廃棄物とは、例えば、食品廃棄物,建設廃材,シュレッダーダスト,畜産廃棄物,間伐材や剪定枝等の樹木製の廃材,汚泥,家庭から排出される一般廃棄物である。水性ガスを生成する原料として以上に例示されるような種々の有機廃棄物を用いることができるが、樹木製の廃材(「木質バイオマス」ともいう。)を用いるのが特に好ましい。また、本実施形態では、有機廃棄物を用いることとしたが、廃棄されるべきものではない有機物を炭化物の原料として用いてもよい。 Organic waste is, for example, food waste, construction waste, shredder dust, livestock waste, wood waste such as thinned wood and pruned branches, sludge, and general waste discharged from households. Although various organic wastes as exemplified above can be used as raw materials for producing water gas, it is particularly preferable to use wood waste materials (also referred to as “woody biomass”). Further, in the present embodiment, organic waste is used, but organic matter that should not be discarded may be used as a raw material for carbide.

図1の全体構成図に示すように、水性ガス生成システム100は、有機廃棄物を乾燥させる乾燥機(乾燥部)10と、乾燥機10へ投入する有機廃棄物を貯留するホッパ11と、乾燥機10にて乾燥された有機廃棄物を貯留するホッパ12と、乾燥された有機廃棄物から炭化物を生成する炭化炉20と、炭化炉20で生成された炭化物とガス化剤とを熱分解反応させて水性ガスを生成する熱分解炉(熱分解部)30と、熱分解炉30で生成された水性ガスを冷却する減温器40と、熱分解炉30から排出された炭化物を回収するチャー回収装置(炭化物回収部)41と、減温器40から供給される水性ガスから未反応の炭化物と残渣を除去するサイクロン50と、サイクロン50で除去された未反応の炭化物と残渣を回収する残渣回収装置(炭化物回収部)51とを備える。 As shown in the overall configuration diagram of FIG. 1, the water gas generation system 100 includes a dryer (drying unit) 10 for drying organic waste, a hopper 11 for storing organic waste to be charged into the dryer 10, and drying. A hopper 12 for storing organic waste dried by the machine 10, a carbonization furnace 20 for producing carbonized products from the dried organic waste, and a pyrolysis reaction between the carbonized products produced in the carbonizing furnace 20 and a gas agent. Pyrolysis furnace (pyrolysis unit) 30 to generate water gas, a thermostat 40 to cool the water gas generated in the pyrolysis furnace 30, and char to recover carbonized matter discharged from the pyrolysis furnace 30. The recovery device (carbonization recovery unit) 41, the cyclone 50 that removes unreacted carbonization and residues from the water gas supplied from the thermostat 40, and the residue that recovers the unreacted carbonization and residues removed by the cyclone 50. It is provided with a recovery device (carbonized material recovery unit) 51.

また、水性ガス生成システム100は、サイクロン50で炭化物および残渣が除去された水性ガスを冷却する水性ガス冷却装置60と、水性ガス冷却装置60で冷却された水性ガスを貯蔵する水性ガスホルダ70と、余剰の水性ガス等を焼却処理するフレアースタック71と、水性ガスを燃料として発電設備72と、水性ガスから水素ガスを精製する水素精製装置73と、水から飽和蒸気を生成する蒸気発生器80と、蒸気発生器80が生成した蒸気を過熱する蒸気過熱器81と、蒸気発生器80へ水を供給する水供給装置82と、水性ガス生成システム100の全体を制御する制御装置90と、を備える。
以下、水性ガス生成システム100が備える各部について説明する。
Further, the water gas generation system 100 includes a water gas cooling device 60 for cooling the water gas from which carbides and residues have been removed by the cyclone 50, a water gas holder 70 for storing the water gas cooled by the water gas cooling device 60, and the water gas holder 70. A flare stack 71 that incinerates excess water gas and the like, a power generation facility 72 that uses water gas as fuel, a hydrogen purification device 73 that purifies water gas from water gas, and a steam generator 80 that generates saturated steam from water. , A steam superheater 81 that superheats the steam generated by the steam generator 80, a water supply device 82 that supplies water to the steam generator 80, and a control device 90 that controls the entire water gas generation system 100. ..
Hereinafter, each part included in the water gas generation system 100 will be described.

乾燥機10は、有機廃棄物を燃焼ガスにより乾燥させるとともに乾燥された有機廃棄物を炭化炉20へ供給する装置である。乾燥機10には、有機廃棄物を貯蔵するホッパ11から原料供給路11aを介して有機廃棄物が供給される。また、乾燥機10には、有機廃棄物を乾燥させる熱源として、蒸気発生器80から排出された燃焼ガスが燃焼ガス流路200dを介して供給される。 The dryer 10 is a device that dries the organic waste with combustion gas and supplies the dried organic waste to the carbonization furnace 20. Organic waste is supplied to the dryer 10 from the hopper 11 that stores the organic waste via the raw material supply path 11a. Further, the combustion gas discharged from the steam generator 80 is supplied to the dryer 10 via the combustion gas flow path 200d as a heat source for drying the organic waste.

ホッパ11から乾燥機10に供給される有機廃棄物は、例えば、破砕機(図示略)により5mm以上かつ60mm以下の長さに破砕された木質バイオマスである。また、有機廃棄物は、例えば、55%程度の重量比で水分を含有するものが用いられる。乾燥機10は、55%程度の重量比で水分を含有する木質バイオマスを加熱して乾燥させることにより、有機廃棄物が含有する水分を15%程度の重量比まで低下させるものである。 The organic waste supplied from the hopper 11 to the dryer 10 is, for example, woody biomass crushed by a crusher (not shown) to a length of 5 mm or more and 60 mm or less. Further, as the organic waste, for example, one containing water in a weight ratio of about 55% is used. The dryer 10 heats and dries the woody biomass containing water at a weight ratio of about 55%, thereby reducing the water content of the organic waste to a weight ratio of about 15%.

乾燥機10は、燃焼ガスの熱により乾燥させた有機廃棄物を、原料供給路10aを介してホッパ12へ供給する。また、乾燥機10は、有機廃棄物を乾燥させる熱源として用いた燃焼ガスを、燃焼ガス流路200eを介して排ガス冷却洗浄装置13へ供給する。乾燥機10が排ガス冷却洗浄装置13へ供給する燃焼ガスの温度は、150℃以上かつ210℃以下となるように調整されている。 The dryer 10 supplies the organic waste dried by the heat of the combustion gas to the hopper 12 via the raw material supply path 10a. Further, the dryer 10 supplies the combustion gas used as a heat source for drying the organic waste to the exhaust gas cooling / cleaning device 13 via the combustion gas flow path 200e. The temperature of the combustion gas supplied by the dryer 10 to the exhaust gas cooling / cleaning device 13 is adjusted to be 150 ° C. or higher and 210 ° C. or lower.

排ガス冷却洗浄装置13は、燃焼ガスに含まれる硫黄酸化物(SO),硫酸(HSO),塩酸(HCl)等の有害物質を除去して燃焼ガスを無害化する装置である。排ガス冷却洗浄装置13は、有害物質が除去された燃焼ガス(排ガス)を無害化しつつ冷却した後に大気中に排出する。
排ガス冷却洗浄装置13は、例えば、スクラバとされており、大気中に排出する燃焼ガスの温度が120℃以上かつ180℃以下となるように調整している。
The exhaust gas cooling / cleaning device 13 is a device that detoxifies the combustion gas by removing harmful substances such as sulfur oxides (SO x ), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), and hydrochloric acid (HCl) contained in the combustion gas. The exhaust gas cooling / cleaning device 13 cools the combustion gas (exhaust gas) from which harmful substances have been removed while detoxifying it, and then discharges it into the atmosphere.
The exhaust gas cooling / cleaning device 13 is, for example, a scrubber, and is adjusted so that the temperature of the combustion gas discharged into the atmosphere is 120 ° C. or higher and 180 ° C. or lower.

炭化炉20は、乾燥した有機廃棄物を部分燃焼させることにより炭化物と燃焼ガスとを生成する装置である。炭化炉20には、有機廃棄物を貯蔵するホッパ12から原料供給路12aを介して乾燥した有機廃棄物が供給される。
炭化炉20は、有機廃棄物の部分燃焼によって生成された炭化物を、炭化物供給路101を介して熱分解炉30へ供給する。また、炭化炉20は、有機廃棄物の部分燃焼によって生成された燃焼ガスを、燃焼ガス流路200aを介して熱分解炉30へ供給する。
The carbonization furnace 20 is a device that produces carbonized matter and combustion gas by partially burning dry organic waste. The carbonization furnace 20 is supplied with dried organic waste from a hopper 12 that stores organic waste via a raw material supply path 12a.
The carbide furnace 20 supplies the carbides produced by partial combustion of organic waste to the pyrolysis furnace 30 via the carbide supply path 101. Further, the carbonization furnace 20 supplies the combustion gas generated by the partial combustion of the organic waste to the pyrolysis furnace 30 via the combustion gas flow path 200a.

なお、炭化炉20にて製造された炭化物の全量を熱分解炉30へ供給してもよいし、炭化炉20にて製造された炭化物の一部を回収装置(図示略)にて回収してもよい。炭化物の一部を回収装置にて回収する場合、炭化物そのものを水性ガス生成システム100の製造物として得ることができる。 The entire amount of the carbides produced in the carbonization furnace 20 may be supplied to the pyrolysis furnace 30, or a part of the carbides produced in the carbonization furnace 20 may be recovered by a recovery device (not shown). May be good. When a part of the carbide is recovered by the recovery device, the carbide itself can be obtained as a product of the water gas generation system 100.

熱分解炉30は、炭化炉20が生成した炭化物を過熱蒸気とともに燃焼ガスにより加熱して熱分解反応させることにより水性ガスを生成する装置である。熱分解炉30には、炭化物供給路101を介して炭化炉20が生成した炭化物が供給される。また、熱分解炉30には、蒸気過熱器81が生成した過熱蒸気がガス化剤として供給される。また、熱分解炉30には、熱分解反応を促進させる熱源として燃焼ガス流路200aから燃焼ガスが供給される。 The thermal decomposition furnace 30 is an apparatus for generating water gas by heating the carbides produced by the carbonization furnace 20 together with superheated steam with combustion gas and causing a thermal decomposition reaction. The carbide produced by the carbonization furnace 20 is supplied to the pyrolysis furnace 30 via the carbide supply path 101. Further, the superheated steam generated by the steam superheater 81 is supplied to the pyrolysis furnace 30 as a gasifying agent. Further, the combustion gas is supplied to the thermal decomposition furnace 30 from the combustion gas flow path 200a as a heat source for promoting the thermal decomposition reaction.

熱分解炉30は、炭化物と過熱蒸気とを熱分解反応をさせて、水素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガスを主成分とする水性ガスを生成する。炭化物と過熱蒸気との熱分解反応は、主に以下の式(1),(2)に示す反応である。
C+HO → CO+H (1)
CO+HO → CO+H (2)
式(1)に示す水性ガス反応は吸熱反応であり、式(2)に示す水性ガスシフト反応は発熱反応である。式(2)に示す発熱反応の発熱量よりも式(1)に示す吸熱反応の吸熱量の方が大きい。そのため、炭化物と過熱蒸気との熱分解反応は、全体として吸熱反応となる。
The pyrolysis furnace 30 causes a pyrolysis reaction between the carbide and the superheated steam to generate an aqueous gas containing hydrogen gas, carbon monoxide gas, and carbon dioxide gas as main components. The pyrolysis reaction between carbides and superheated steam is mainly the reaction represented by the following formulas (1) and (2).
C + H 2 O → CO + H 2 (1)
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (2)
The water gas reaction represented by the formula (1) is an endothermic reaction, and the water gas shift reaction represented by the formula (2) is an exothermic reaction. The endothermic reaction represented by the formula (1) has a larger heat absorption than the exothermic reaction represented by the formula (2). Therefore, the pyrolysis reaction between the carbide and the superheated steam becomes an endothermic reaction as a whole.

熱分解炉30に供給される炭化物の温度は、常温(例えば、25℃)以上かつ350℃以下となるように調整されている。また、熱分解炉30に供給される過熱蒸気の温度は、730℃以上かつ830℃以下となるように調整されている。また、熱分解炉30に供給される燃焼ガスの温度は、900℃以上かつ1300℃以下となるように調整されている。また、熱分解炉30が生成する水性ガスの温度は、650℃以上かつ850℃以下となるように調整されている。 The temperature of the carbides supplied to the pyrolysis furnace 30 is adjusted to be equal to or higher than normal temperature (for example, 25 ° C) and lower than 350 ° C. Further, the temperature of the superheated steam supplied to the pyrolysis furnace 30 is adjusted to be 730 ° C. or higher and 830 ° C. or lower. Further, the temperature of the combustion gas supplied to the pyrolysis furnace 30 is adjusted to be 900 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower. Further, the temperature of the water gas generated by the pyrolysis furnace 30 is adjusted to be 650 ° C. or higher and 850 ° C. or lower.

熱分解炉30は、熱分解反応により生成された水性ガスと未反応の炭化物および残渣を、水性ガス供給路102を介して減温器40へ供給する。また、熱分解炉30は、熱分解反応の熱源として用いられた燃焼ガスを、燃焼ガス流路200bを介して蒸気過熱器81へ供給する。蒸気過熱器81に供給される燃焼ガスの温度は、820℃以上かつ920℃以下となるように調整されている。 The pyrolysis furnace 30 supplies the water gas produced by the pyrolysis reaction with unreacted carbides and residues to the cooler 40 via the water gas supply path 102. Further, the pyrolysis furnace 30 supplies the combustion gas used as a heat source for the pyrolysis reaction to the steam superheater 81 via the combustion gas flow path 200b. The temperature of the combustion gas supplied to the steam superheater 81 is adjusted to be 820 ° C. or higher and 920 ° C. or lower.

減温器40は、液体である水を噴霧することにより水性ガス供給路102から供給される水性ガスの温度を低下させる装置である。減温器40には、水供給装置82から水供給ポンプ(図示略)により水が供給される。減温器40は、減温させた水性ガスを、水性ガス供給路103を介してサイクロン50へ供給する。また、減温器40は、水性ガス供給路102から供給される炭化物の未反応分および残渣をチャー回収装置41へ供給する。
減温器40は、650℃以上かつ750℃以下となるように熱分解炉30で調整された水性ガスを、220℃以上かつ280℃以下となるように水の噴霧量を調整する。
The heater 40 is a device that lowers the temperature of the water gas supplied from the water gas supply path 102 by spraying water which is a liquid. Water is supplied to the heater 40 from the water supply device 82 by a water supply pump (not shown). The heater 40 supplies the cooled water gas to the cyclone 50 via the water gas supply path 103. Further, the heater 40 supplies the unreacted portion and the residue of the carbide supplied from the water gas supply path 102 to the char recovery device 41.
The cooler 40 adjusts the amount of water spray adjusted by the pyrolysis furnace 30 so as to be 650 ° C. or higher and 750 ° C. or lower, and to 220 ° C. or higher and 280 ° C. or lower.

チャー回収装置41は、炭化物の未反応分を回収して再び熱分解炉30へ供給する装置である。
チャー回収装置41を設けることにより、未反応の炭化物が水性ガスの生成に用いられず廃棄されることが回避される。そのため、チャー回収装置41を設けることにより、炭化物からの水性ガスの収率が向上する。
The char recovery device 41 is a device that recovers the unreacted portion of carbide and supplies it to the pyrolysis furnace 30 again.
By providing the char recovery device 41, it is possible to prevent unreacted carbides from being discarded without being used for producing water gas. Therefore, by providing the char recovery device 41, the yield of the water gas from the carbide is improved.

なお、図1においては、チャー回収装置41で回収された未反応の炭化物を再び熱分解炉30へ供給するものとしたが、チャー回収装置41で回収された未反応の炭化物を熱分解炉30へ供給しないようにしてもよい。この場合、チャー回収装置41で回収される炭化物そのものを水性ガス生成システム100の製造物として得ることができる。
チャー回収装置41で回収された未反応の炭化物は、熱分解炉30の内部で過熱蒸気(水蒸気)により洗浄されて炭素成分以外の他の成分が除去されたものである。そのため、チャー回収装置41においては、炭素成分以外の他の成分が良好に除去された炭素含有率の極めて高い炭化物を得ることができる。
In FIG. 1, the unreacted carbide recovered by the char recovery device 41 is supplied to the pyrolysis furnace 30 again, but the unreacted carbide recovered by the char recovery device 41 is supplied to the pyrolysis furnace 30. It may not be supplied to. In this case, the carbide itself recovered by the char recovery device 41 can be obtained as a product of the water gas generation system 100.
The unreacted carbide recovered by the char recovery apparatus 41 is washed with superheated steam (steam) inside the pyrolysis furnace 30 to remove components other than the carbon component. Therefore, in the char recovery device 41, it is possible to obtain a carbide having an extremely high carbon content in which components other than the carbon component are satisfactorily removed.

サイクロン50は、水性ガス供給路103を介して供給される水性ガスに含まれる炭化物および残渣を除去する装置である。サイクロン50は、水性ガス供給路103を介して供給される水性ガスを内部で旋回させることにより水性ガスに含まれる炭化物および残渣を遠心分離して下方へ導いて残渣回収装置51へ供給する。また、サイクロン50は、炭化物および残渣が除去された水性ガスを上方へ導いて水性ガス供給路104を介して水性ガス冷却装置60へ供給する。なお、残渣回収装置51で回収される炭化物は、水性ガス生成システム100の製造物となる。 The cyclone 50 is an apparatus for removing carbides and residues contained in the water gas supplied through the water gas supply path 103. The cyclone 50 centrifuges the carbides and the residue contained in the water gas by internally swirling the water gas supplied through the water gas supply path 103, guides it downward, and supplies it to the residue recovery device 51. Further, the cyclone 50 guides the water gas from which carbides and residues have been removed upward and supplies it to the water gas cooling device 60 via the water gas supply path 104. The carbides recovered by the residue recovery device 51 are manufactured by the water gas generation system 100.

水性ガス冷却装置60は、液体である水を噴霧することにより水性ガス供給路104から供給される水性ガスの温度を低下させる装置である。水性ガス冷却装置60は、水性ガス中に噴霧した冷却水を回収して循環ポンプ(図示略)により再び水性ガス中に噴霧させるように冷却水を循環させる。 The water gas cooling device 60 is a device that lowers the temperature of the water gas supplied from the water gas supply path 104 by spraying water which is a liquid. The water gas cooling device 60 collects the cooling water sprayed in the water gas and circulates the cooling water so as to be sprayed into the water gas again by a circulation pump (not shown).

水性ガス冷却装置60は、冷却した水性ガスを水性ガスホルダ70へ供給する。水性ガス冷却装置60は水性ガスホルダ70へ供給する水性ガスの温度を検出する温度センサ(図示略)を備えており、検出する温度が目標温度と一致するように循環ポンプ(図示略)により循環させる冷却水の水量を制御する。水性ガス冷却装置60は、220℃以上かつ280℃以下となるように減温器40で調整された水性ガスを、30℃以上かつ50℃以下となるように水の噴霧量を調整する。 The water gas cooling device 60 supplies the cooled water gas to the water gas holder 70. The water gas cooling device 60 is provided with a temperature sensor (not shown) that detects the temperature of the water gas supplied to the water gas holder 70, and is circulated by a circulation pump (not shown) so that the detected temperature matches the target temperature. Control the amount of cooling water. The water gas cooling device 60 adjusts the spray amount of water gas adjusted by the heater 40 so as to be 220 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, and 30 ° C. or higher and 50 ° C. or lower.

水性ガスホルダ70は、水性ガス冷却装置60から供給される水性ガスを貯蔵する装置である。水性ガスホルダ70は、貯蔵した水性ガスをフレアースタック71、発電設備72、水素精製装置73のそれぞれに個別に供給することが可能となっている。 The water-based gas holder 70 is a device for storing the water-based gas supplied from the water-based gas cooling device 60. The water-based gas holder 70 can individually supply the stored water-based gas to each of the flare stack 71, the power generation facility 72, and the hydrogen purification device 73.

フレアースタック71は水性ガスホルダ70の貯蔵量が過剰となった場合等、水性ガスに余剰が生じた場合に焼却処理するための装置である。フレアースタック71は、液化天然ガス等の燃料によって常時燃焼が行われるようになっている。そのため、フレアースタック71に水性ガスが供給されると、水性ガスが焼却処理される。 The flare stack 71 is a device for incineration when a surplus of water gas is generated, such as when the storage amount of the water gas holder 70 is excessive. The flare stack 71 is constantly burned by a fuel such as liquefied natural gas. Therefore, when the water gas is supplied to the flare stack 71, the water gas is incinerated.

発電設備72は、水性ガスを燃料として動作することにより発電機を駆動させて発電出力を得る設備である。発電設備72が発電機を駆動させる動力源としては、例えば、水性ガスを燃焼させることにより動作するガスエンジンが用いられる。 The power generation facility 72 is a facility that operates a water gas as fuel to drive a generator and obtain a power generation output. As a power source for driving the generator by the power generation facility 72, for example, a gas engine that operates by burning water gas is used.

水素精製装置73は、水性ガスに含まれる一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等の成分を除去することで純度が高い水素ガス(例えば、純度99.995%以上の水素ガス)を精製する装置である。水素精製装置73は、水性ガスを圧縮機(図示略)にて所定の圧力まで加圧して吸着剤(一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等の成分の除去に適したもの)を充填した吸着塔(図示略)に供給する。水素精製装置73は、この吸着塔を、当該吸着塔に備え付けられた外気との導通を制御するバルブ(図示略)を開け閉めして大気圧まで減圧することで、吸着剤から一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等の成分を除去し、純度が高い水素ガスを精製する。 The hydrogen purification device 73 is a device for purifying high-purity hydrogen gas (for example, hydrogen gas having a purity of 99.995% or more) by removing components such as carbon monoxide gas and carbon dioxide gas contained in the water gas. is there. The hydrogen purification apparatus 73 is an adsorption tower filled with an adsorbent (suitable for removing components such as carbon monoxide gas and carbon dioxide gas) by pressurizing water gas to a predetermined pressure with a compressor (not shown). Supply to (not shown). The hydrogen purification apparatus 73 opens and closes a valve (not shown) for controlling conduction with the outside air provided in the adsorption tower to reduce the pressure to atmospheric pressure, thereby converting the adsorbent to carbon dioxide gas. , Carbon dioxide gas and other components are removed to purify high-purity hydrogen gas.

蒸気発生器80は、燃焼ガスで加熱することにより水を気化させて飽和水蒸気を生成する装置である。蒸気発生器80には、水供給装置82から水供給ポンプ(図示略)を介して水が供給される。また、蒸気発生器80には、蒸気過熱器81から排出される燃焼ガスが燃焼ガス流路200cを介して供給される。蒸気発生器80に供給される燃焼ガスの温度は、750℃以上かつ850℃以下となるように調整されている。 The steam generator 80 is a device that vaporizes water to generate saturated steam by heating it with combustion gas. Water is supplied to the steam generator 80 from the water supply device 82 via a water supply pump (not shown). Further, the combustion gas discharged from the steam superheater 81 is supplied to the steam generator 80 via the combustion gas flow path 200c. The temperature of the combustion gas supplied to the steam generator 80 is adjusted to be 750 ° C. or higher and 850 ° C. or lower.

蒸気発生器80が生成した飽和水蒸気は蒸気過熱器81へ供給される。また、蒸気発生器80で水を気化させる熱源として用いられた燃焼ガスは、燃焼ガス流路200dを介して乾燥機10へ供給される。乾燥機10へ供給される燃焼ガスの温度は、540℃以上かつ640℃以下となるように調整されている。 The saturated steam generated by the steam generator 80 is supplied to the steam superheater 81. Further, the combustion gas used as a heat source for vaporizing water in the steam generator 80 is supplied to the dryer 10 via the combustion gas flow path 200d. The temperature of the combustion gas supplied to the dryer 10 is adjusted to be 540 ° C. or higher and 640 ° C. or lower.

蒸気過熱器81は、燃焼ガスで飽和水蒸気を加熱することにより飽和水蒸気から過熱蒸気を生成する装置である。蒸気過熱器81には、蒸気発生器80が生成した飽和水蒸気が供給される。また、蒸気過熱器81には、熱分解炉30から排出される燃焼ガスが燃焼ガス流路200bを介して供給される。蒸気過熱器81に供給される燃焼ガスの温度は、820℃以上かつ920℃以下となるように調整されている。
蒸気過熱器81が生成した過熱蒸気は、熱分解炉30へガス化剤として供給される。また、蒸気過熱器81で過熱蒸気を生成する熱源として用いられた燃焼ガスは、燃焼ガス流路200cを介して蒸気発生器80へ供給される。
The steam superheater 81 is a device that generates superheated steam from saturated steam by heating saturated steam with combustion gas. Saturated steam generated by the steam generator 80 is supplied to the steam superheater 81. Further, the combustion gas discharged from the pyrolysis furnace 30 is supplied to the steam superheater 81 via the combustion gas flow path 200b. The temperature of the combustion gas supplied to the steam superheater 81 is adjusted to be 820 ° C. or higher and 920 ° C. or lower.
The superheated steam generated by the steam superheater 81 is supplied to the pyrolysis furnace 30 as a gasifying agent. Further, the combustion gas used as a heat source for generating superheated steam in the steam superheater 81 is supplied to the steam generator 80 via the combustion gas flow path 200c.

制御装置90は、水性ガス生成システム100を制御する装置である。制御装置90は、水性ガス生成システム100を構成する各部が備える制御部(図示略)と通信可能となっている。制御装置90は、水性ガス生成システム100を構成する各部が備える制御部に制御指令を伝達することにより、各部を制御することができるようになっている。また、制御装置90は、水性ガス生成システム100を構成する各部から温度,圧力等の各部の状態を示す信号を受信可能となっている。
制御装置90は、記憶部(図示略)に記憶された制御プログラムを読み出して実行することにより、水性ガス生成システム100を構成する各部に所望の動作を実行させることができる。
The control device 90 is a device that controls the water gas generation system 100. The control device 90 can communicate with a control unit (not shown) included in each unit constituting the water gas generation system 100. The control device 90 can control each unit by transmitting a control command to the control unit included in each unit constituting the water gas generation system 100. Further, the control device 90 can receive signals indicating the states of each part such as temperature and pressure from each part constituting the water gas generation system 100.
The control device 90 can make each unit constituting the water gas generation system 100 execute a desired operation by reading and executing the control program stored in the storage unit (not shown).

図1に示す水性ガス生成システム100において、炭化炉20で生成された燃焼ガスは、燃焼ガス流路200a,200b,200c,200d,200eからなる燃焼ガス流路によって以下のように流通する。
第1に、炭化炉20が生成した燃焼ガスは、燃焼ガス流路200aによって熱分解炉30へ供給される。
第2に、熱分解炉30から排出された燃焼ガスは、燃焼ガス流路200bによって蒸気過熱器81へ供給される。
第3に、蒸気過熱器81から排出された燃焼ガスは、燃焼ガス流路200cによって蒸気発生器80へ供給される。
第4に、蒸気発生器80から排出された燃焼ガスは、燃焼ガス流路200dによって乾燥機10へ供給される。
第5に、乾燥機10から排出された燃焼ガスは、燃焼ガス流路200eによって排ガス冷却洗浄装置13へ供給される。
第6に、排ガス冷却洗浄装置13が無害化した燃焼ガスは、排ガス冷却洗浄装置13によって大気中に排出される。
In the water gas generation system 100 shown in FIG. 1, the combustion gas generated in the carbonization furnace 20 is circulated as follows by the combustion gas flow path including the combustion gas flow paths 200a, 200b, 200c, 200d, 200e.
First, the combustion gas generated by the carbonization furnace 20 is supplied to the pyrolysis furnace 30 by the combustion gas flow path 200a.
Second, the combustion gas discharged from the pyrolysis furnace 30 is supplied to the steam superheater 81 by the combustion gas flow path 200b.
Third, the combustion gas discharged from the steam superheater 81 is supplied to the steam generator 80 by the combustion gas flow path 200c.
Fourth, the combustion gas discharged from the steam generator 80 is supplied to the dryer 10 by the combustion gas flow path 200d.
Fifth, the combustion gas discharged from the dryer 10 is supplied to the exhaust gas cooling / cleaning device 13 by the combustion gas flow path 200e.
Sixth, the combustion gas detoxified by the exhaust gas cooling / cleaning device 13 is discharged into the atmosphere by the exhaust gas cooling / cleaning device 13.

ここで、炭化炉20が生成した燃焼ガスを他の熱媒体との熱交換をさせないで熱分解炉30へ供給しているのは、高温な状態が維持された燃焼ガスを用いて熱分解炉30における熱分解反応を促進して炭化物からの水性ガスの収率を向上させるためである。炭化炉20が生成した燃焼ガスを他の熱媒体との熱交換をさせた後に熱分解炉30へ供給する場合に比べ、熱分解炉30の内部を高温に維持することができるため、熱分解反応が促進されて炭化物からの水性ガスの収率が向上する。 Here, the combustion gas generated by the carbonization furnace 20 is supplied to the pyrolysis furnace 30 without exchanging heat with another heat medium by using the pyrolysis gas maintained in a high temperature state. This is to promote the thermal decomposition reaction in No. 30 and improve the yield of water gas from carbonized products. Compared with the case where the combustion gas generated by the carbonization furnace 20 is heat-exchanged with another heat medium and then supplied to the pyrolysis furnace 30, the inside of the pyrolysis furnace 30 can be maintained at a high temperature, so that the pyrolysis can be carried out. The reaction is promoted and the yield of water gas from the carbonized material is improved.

次に、本実施形態の炭化炉20について詳細に説明する。
図2は、図1に示す炭化炉20の縦断面図である。図2において、軸線Xは、炭化炉20が設置される設置面(図示略)に対して直交する鉛直方向(重力方向)を示している。
Next, the carbonization furnace 20 of the present embodiment will be described in detail.
FIG. 2 is a vertical sectional view of the carbonization furnace 20 shown in FIG. In FIG. 2, the axis X indicates a vertical direction (gravity direction) orthogonal to an installation surface (not shown) on which the carbonization furnace 20 is installed.

図2に示すように、本実施形態の炭化炉20は、本体部21と、円筒部22と、有機廃棄物投入部23と、炭化物排出部24と、1次空気供給部25と、2次空気供給部26と、燃焼ガス排出部27と、温度センサ28aと、温度センサ28b(第1温度検出部)と、温度センサ28c(第2温度検出部)と、レベルセンサ28d(堆積量検出部)と、着火バーナ20cと、炭化炉制御部29(制御部)とを備える。 As shown in FIG. 2, the carbonization furnace 20 of the present embodiment has a main body portion 21, a cylindrical portion 22, an organic waste input portion 23, a carbide discharge portion 24, a primary air supply portion 25, and a secondary portion. Air supply unit 26, combustion gas discharge unit 27, temperature sensor 28a, temperature sensor 28b (first temperature detection unit), temperature sensor 28c (second temperature detection unit), level sensor 28d (deposit amount detection unit) ), An ignition burner 20c, and a carbonization furnace control unit 29 (control unit).

本体部21は、軸線Xに沿って延びる略円筒状に形成されるとともに炭化炉20の外装となる部材である。本体部21は、その内部に有機廃棄物を部分燃焼させる1次燃焼領域R2と、有機廃棄物から生成された燃焼ガスに含まれる可燃性ガスを燃焼させる2次燃焼領域R4とを形成している。
本体部21は、炭化炉20の外装を形成する金属製(例えば鉄製)のハウジング21aと、ハウジング21aの内周面に貼り付けられる断熱材21bと、断熱材21bの内周面に貼り付けられる耐火材21cとを有する。
The main body 21 is a member that is formed in a substantially cylindrical shape extending along the axis X and serves as an exterior of the carbonization furnace 20. The main body 21 forms a primary combustion region R2 for partially combusting organic waste and a secondary combustion region R4 for combusting combustible gas contained in the combustion gas generated from the organic waste. There is.
The main body 21 is attached to a metal (for example, iron) housing 21a forming the exterior of the carbonization furnace 20, a heat insulating material 21b attached to the inner peripheral surface of the housing 21a, and an inner peripheral surface of the heat insulating material 21b. It has a refractory material 21c.

円筒部22は、軸線Xに沿って延びる略円筒状に形成される部材である。円筒部22は、本体部21の内周面21dとの間に有機廃棄物を燃焼させて炭化物を生成するための間隙20aを形成する外周面22aを有する。円筒部22は、有機廃棄物の燃焼によって高温となるため、耐熱性の材料(例えば、ステンレス等の金属材料)によって形成するのが好ましい。
図2に示すように、円筒部22の内部は中空の閉空間となっておりこの閉空間は他の空間と連通しない状態となっている。そのため、円筒部22は一定の熱量を蓄熱可能であり、外部の温度変化による影響を受けにくくなっている。
The cylindrical portion 22 is a member formed in a substantially cylindrical shape extending along the axis X. The cylindrical portion 22 has an outer peripheral surface 22a that forms a gap 20a between the inner peripheral surface 21d of the main body portion 21 and the inner peripheral surface 21d for burning organic waste to generate carbides. Since the cylindrical portion 22 becomes hot due to combustion of organic waste, it is preferably formed of a heat-resistant material (for example, a metal material such as stainless steel).
As shown in FIG. 2, the inside of the cylindrical portion 22 is a hollow closed space, and this closed space is in a state of not communicating with other spaces. Therefore, the cylindrical portion 22 can store a certain amount of heat and is less susceptible to external temperature changes.

円筒部22は、図3に示すターンテーブル24aに取り付けられておりターンテーブル24aが軸線X回りに回転するのに応じて軸線X回りに回転するようになっている。円筒部22が軸線X回りに回転することにより、間隙20aとその上部に存在する有機廃棄物は間隙20aに沿って上方から下方へ導かれる。 The cylindrical portion 22 is attached to the turntable 24a shown in FIG. 3, and rotates around the axis X as the turntable 24a rotates about the axis X. By rotating the cylindrical portion 22 around the axis X, the gap 20a and the organic waste existing above the gap 20a are guided from above to below along the gap 20a.

間隙20aに供給された有機廃棄物は、1次燃焼領域R2において1次空気供給部25から供給される1次燃焼用空気によって部分燃焼し、炭化物を多く含む固形分と可燃性ガスを含む燃焼ガスとが生成される。炭化物を多く含む固形分は間隙20aに沿って下方の炭化物精錬・冷却領域R1へ導かれ、可燃性ガスを含む燃焼ガスは2次燃焼領域R4へ導かれる。
炭化物精錬・冷却領域R1は、上方が有機廃棄物で閉塞されているとともに1次空気供給部25からの1次燃焼用空気が供給されない領域となっている。そのため、炭化物は、炭化物精錬・冷却領域R1において冷却されながら精錬される。
The organic waste supplied to the gap 20a is partially burned by the primary combustion air supplied from the primary air supply unit 25 in the primary combustion region R2, and is burned containing a solid content containing a large amount of carbide and a flammable gas. Gas is produced. The solid content containing a large amount of carbide is guided to the lower carbide refining / cooling region R1 along the gap 20a, and the combustion gas containing combustible gas is guided to the secondary combustion region R4.
The carbide refining / cooling region R1 is a region in which the upper part is blocked with organic waste and the primary combustion air is not supplied from the primary air supply unit 25. Therefore, the carbide is refined while being cooled in the carbide refining / cooling region R1.

有機廃棄物投入部23は、本体部21に設けられるとともにホッパ12から原料供給路12aを介して供給される有機廃棄物(図示略)を本体部21の内部へ投入する開口部と開口部へ有機廃棄物を搬送する搬送部(図示略)とを備える。有機廃棄物投入部23の下方には軸線Xに近付くにつれて上方から下方へ傾斜する傾斜面23aが形成されている。有機廃棄物投入部23が開口部へ投入する有機廃棄物の投入量は、制御装置90が搬送部の搬送速度を制御することにより調整される。有機廃棄物投入部23から供給された有機廃棄物は、傾斜面23aに沿って円筒部22の上面22bおよび間隙20aに導かれる。 The organic waste charging section 23 is provided in the main body section 21 and is provided in the main body section 21 and into an opening and an opening for throwing organic waste (not shown) supplied from the hopper 12 through the raw material supply path 12a into the main body section 21. It is provided with a transport unit (not shown) for transporting organic waste. An inclined surface 23a that inclines downward from above is formed below the organic waste input portion 23 as it approaches the axis X. The amount of organic waste charged into the opening by the organic waste charging unit 23 is adjusted by the control device 90 controlling the transport speed of the transport unit. The organic waste supplied from the organic waste input unit 23 is guided to the upper surface 22b and the gap 20a of the cylindrical portion 22 along the inclined surface 23a.

図2に示すように有機廃棄物投入部23が配置される領域が原料投入領域R3である。原料投入領域R3において、軸線Xに対して有機廃棄物投入部23と反対側には点検窓20bが設けられている。点検窓20bは、炭化炉20の内部を視認可能にするものである。 As shown in FIG. 2, the region where the organic waste input unit 23 is arranged is the raw material input region R3. In the raw material input region R3, an inspection window 20b is provided on the side opposite to the organic waste input unit 23 with respect to the axis X. The inspection window 20b makes the inside of the carbonization furnace 20 visible.

炭化物排出部24は、間隙20aにおいて有機廃棄物が部分燃焼することにより生成される炭化物を炭化物供給路101へ排出する機構である。炭化物排出部24から炭化物供給路101へ排出された炭化物は、熱分解炉30へ供給される。
図2および図3に示すように、炭化物排出部24は、ターンテーブル24a(回転体)と、駆動部24bと、炭化物排出口24cとを有する。
The carbide discharge unit 24 is a mechanism for discharging the carbides produced by the partial combustion of the organic waste in the gap 20a to the carbide supply path 101. The carbide discharged from the carbide discharge unit 24 to the carbide supply path 101 is supplied to the pyrolysis furnace 30.
As shown in FIGS. 2 and 3, the carbide discharge unit 24 has a turntable 24a (rotating body), a drive unit 24b, and a carbide discharge port 24c.

ターンテーブル24aは、図3に示すように間隙20aの軸線X方向の下端と対向する位置に設けられる部材であり、軸線X回りの周方向に延びる円環状の回転体である。ターンテーブル24aは、駆動部24bから伝達される駆動力によって軸線X回りに回転する。
図3に示すように、間隙20aの下端と対向するターンテーブル24aの面は軸線Xから遠ざかるに従って下方へ傾斜する傾斜面となっている。そのため、間隙20aの下端とターンテーブル24aの傾斜面との間には隙間が形成されている。
As shown in FIG. 3, the turntable 24a is a member provided at a position facing the lower end of the gap 20a in the axis X direction, and is an annular rotating body extending in the circumferential direction around the axis X. The turntable 24a rotates about the axis X by the driving force transmitted from the driving unit 24b.
As shown in FIG. 3, the surface of the turntable 24a facing the lower end of the gap 20a is an inclined surface that inclines downward as the distance from the axis X increases. Therefore, a gap is formed between the lower end of the gap 20a and the inclined surface of the turntable 24a.

間隙20aの下端に存在する炭化物(図示略)は、ターンテーブル24aが軸線X回りに回転するのに応じてターンテーブル24aの傾斜面に沿って下方へ移動して炭化物排出口24cへと導かれる。そのため、ターンテーブル24aの回転速度が増加するのに応じて、間隙20aの下端から炭化物排出口24cへ導かれる炭化物の排出量が増加する。同様に、ターンテーブル24aの回転速度が減少するのに応じて、間隙20aの下端から炭化物排出口24cへ導かれる炭化物の排出量が減少する。 The carbide (not shown) existing at the lower end of the gap 20a moves downward along the inclined surface of the turntable 24a as the turntable 24a rotates about the axis X, and is guided to the carbide discharge port 24c. .. Therefore, as the rotation speed of the turntable 24a increases, the amount of carbide discharged from the lower end of the gap 20a to the carbide discharge port 24c increases. Similarly, as the rotation speed of the turntable 24a decreases, the amount of carbide discharged from the lower end of the gap 20a to the carbide discharge port 24c decreases.

駆動部24bは、ターンテーブル24aに駆動力を伝達し、ターンテーブル24aを軸線X回りに回転させる装置である。図2に示すように、駆動部24bは、駆動モータ24eと、減速機24fと、駆動ベルト24gと、駆動軸24hとを有する。 The drive unit 24b is a device that transmits a driving force to the turntable 24a and rotates the turntable 24a around the axis X. As shown in FIG. 2, the drive unit 24b includes a drive motor 24e, a speed reducer 24f, a drive belt 24g, and a drive shaft 24h.

駆動モータ24eは、炭化炉制御部29から伝達される制御信号によって回転数が制御されるインバータモータである。駆動モータ24eの回転動力は、駆動ベルト24gによって減速機24fに伝達される。
減速機24fは駆動ベルト24gによって駆動モータ24eから伝達される回転動力の回転速度を減速させつつトルクを増加させる装置である。減速機24fは、トルクを増加させた回転動力を軸線X回りに延びる駆動軸24hに伝達する。
ターンテーブル24aは駆動軸24hに連結されている。そのため、駆動軸24hが軸線X回りに回転するのに伴って、ターンテーブル24aが軸線X回りに回転する。
The drive motor 24e is an inverter motor whose rotation speed is controlled by a control signal transmitted from the carbonization furnace control unit 29. The rotational power of the drive motor 24e is transmitted to the speed reducer 24f by the drive belt 24g.
The speed reducer 24f is a device that increases torque while decelerating the rotational speed of rotational power transmitted from the drive motor 24e by the drive belt 24g. The speed reducer 24f transmits the rotational power with increased torque to the drive shaft 24h extending around the axis X.
The turntable 24a is connected to the drive shaft 24h. Therefore, as the drive shaft 24h rotates around the axis X, the turntable 24a rotates around the axis X.

炭化物排出口24cは、炭化物を炭化物供給路101へ排出する開口部である。炭化物排出口24cから炭化物供給路101へ排出された炭化物は、炭化物供給路101を介して熱分解炉30へ供給される。 The carbide discharge port 24c is an opening for discharging carbide to the carbide supply path 101. The carbide discharged from the carbide discharge port 24c to the carbide supply path 101 is supplied to the pyrolysis furnace 30 via the carbide supply path 101.

クリンカクラッシャ24dは、間隙20aの下端とターンテーブル24aの傾斜面との間に形成される隙間よりも大きな塊であるクリンカを破砕するための部材である。ここでクリンカとは、1次燃焼領域R2での有機廃棄物の燃焼により生成された燃焼灰が溶融して塊となったものである。 The clinker crusher 24d is a member for crushing a clinker, which is a mass larger than the gap formed between the lower end of the gap 20a and the inclined surface of the turntable 24a. Here, the clinker is a mass of combustion ash produced by burning organic waste in the primary combustion region R2.

図3に示すようにクリンカクラッシャ24dは、締結ボルトによって本体部21に取り付けられている。クリンカクラッシャ24dは、ターンテーブル24aが軸線X回りに回転しても本体部21に対して固定されたままとなる。そのため、ターンテーブル24aの回転に伴ってクリンカが移動すると、クリンカがクリンカクラッシャ24dに衝突して破砕される。 As shown in FIG. 3, the clinker crusher 24d is attached to the main body 21 by a fastening bolt. The clinker crusher 24d remains fixed to the main body 21 even when the turntable 24a rotates around the axis X. Therefore, when the clinker moves with the rotation of the turntable 24a, the clinker collides with the clinker crusher 24d and is crushed.

次に、1次空気供給部25について説明する。
1次空気供給部25は、間隙20aに堆積する有機廃棄物に向けて有機廃棄物を部分燃焼させる1次燃焼用空気を供給する装置である。図2に示すように、1次空気供給部25は、1次燃焼ファン25a(送風部)と、カバー部25bと、空気供給口25cとを有する。
Next, the primary air supply unit 25 will be described.
The primary air supply unit 25 is a device that supplies air for primary combustion that partially burns the organic waste toward the organic waste deposited in the gap 20a. As shown in FIG. 2, the primary air supply unit 25 has a primary combustion fan 25a (blower unit), a cover unit 25b, and an air supply port 25c.

1次燃焼ファン25aは、外部から導入した空気(大気)を送風する装置であり、インバータモータ(図示略)とインバータモータにより駆動されるファン(図示略)を有している。1次燃焼ファン25aは、インバータモータの回転数を制御することにより送風する風量を調整することができる。 The primary combustion fan 25a is a device that blows air (atmosphere) introduced from the outside, and has an inverter motor (not shown) and a fan driven by the inverter motor (not shown). The primary combustion fan 25a can adjust the amount of air to be blown by controlling the rotation speed of the inverter motor.

カバー部25bは、1次燃焼ファン25aから送風される空気が導入されるとともに空気供給口25cへ空気を供給する閉空間25dを形成する部材である。
図4(a)(図2に示す炭化炉20のA−A矢視端面図)に示すように、カバー部25bは、本体部21の外周面21eとの間に軸線X回りに延びる閉空間25dを形成する。
The cover portion 25b is a member that forms a closed space 25d in which the air blown from the primary combustion fan 25a is introduced and the air is supplied to the air supply port 25c.
As shown in FIG. 4A (the end view taken along the line AA of the carbonization furnace 20 shown in FIG. 2), the cover portion 25b is a closed space extending around the axis X between the cover portion 25b and the outer peripheral surface 21e of the main body portion 21. Form 25d.

空気供給口25cは、1次燃焼ファン25aから閉空間25dに送風された空気を閉空間25dから本体部21の内部の1次燃焼領域R2へ供給する流路である。
図2に示すように、空気供給口25cは、有機廃棄物を1次燃焼用空気により部分燃焼させる1次燃焼領域R2において、軸線Xに沿った鉛直方向の複数箇所に設けられている。
The air supply port 25c is a flow path for supplying the air blown from the primary combustion fan 25a to the closed space 25d from the closed space 25d to the primary combustion region R2 inside the main body 21.
As shown in FIG. 2, the air supply ports 25c are provided at a plurality of locations in the vertical direction along the axis X in the primary combustion region R2 in which the organic waste is partially burned by the primary combustion air.

また、図4(a)に示すように、空気供給口25cは軸線X回りの周方向に沿った等間隔(図4(a)では30°間隔)で本体部21に設けられている。また、図4(a)に示すように、空気供給口25cは、本体部21の外周面21eから軸線Xに向けた延びる直線状の流路となっている。
なお、図4(a)に示す例は軸線X回りの周方向に沿った30°間隔で空気供給口25cを配置するものとしたが、他の間隔(例えば、20°,45°等)としても良いし、等間隔でなく任意の間隔で配置してもよい。
Further, as shown in FIG. 4A, the air supply ports 25c are provided in the main body 21 at equal intervals along the circumferential direction around the axis X (30 ° intervals in FIG. 4A). Further, as shown in FIG. 4A, the air supply port 25c is a linear flow path extending from the outer peripheral surface 21e of the main body 21 toward the axis X.
In the example shown in FIG. 4A, the air supply ports 25c are arranged at intervals of 30 ° along the circumferential direction around the axis X, but other intervals (for example, 20 °, 45 °, etc.) are used. Alternatively, they may be arranged at arbitrary intervals instead of being evenly spaced.

図2に示す1次空気供給部25は、1次燃焼ファン25aから送風される空気を加熱する加熱部(図示略)を有する。空気供給口25cは、加熱部によって加熱された空気を空気供給口25cへ供給する。そのため、1次燃焼ファン25aから送風される空気を加熱しない場合に比べ、1次燃焼領域R2の雰囲気温度を高温に維持することができる。 The primary air supply unit 25 shown in FIG. 2 has a heating unit (not shown) that heats the air blown from the primary combustion fan 25a. The air supply port 25c supplies the air heated by the heating unit to the air supply port 25c. Therefore, the ambient temperature of the primary combustion region R2 can be maintained at a high temperature as compared with the case where the air blown from the primary combustion fan 25a is not heated.

次に、2次空気供給部26について説明する。
2次空気供給部26は、1次燃焼領域R2において有機廃棄物の燃焼により生成される燃焼ガスに含まれる可燃性ガスを燃焼させる2次燃焼用空気を本体部21の内部へ供給する装置である。図2に示すように、2次空気供給部26は2次燃焼領域R4に設けられており、2次燃焼領域R4に向けて2次燃焼用空気を供給する。2次空気供給部26は、2次燃焼ファン26aと、カバー部26bと、空気供給口26cとを有する。
Next, the secondary air supply unit 26 will be described.
The secondary air supply unit 26 is a device that supplies the secondary combustion air for burning the flammable gas contained in the combustion gas generated by the combustion of organic waste in the primary combustion region R2 to the inside of the main body 21. is there. As shown in FIG. 2, the secondary air supply unit 26 is provided in the secondary combustion region R4, and supplies the secondary combustion air toward the secondary combustion region R4. The secondary air supply unit 26 has a secondary combustion fan 26a, a cover unit 26b, and an air supply port 26c.

2次燃焼ファン26aは、外部から導入した空気(大気)を送風する装置であり、インバータモータ(図示略)とインバータモータにより駆動されるファン(図示略)を有している。2次燃焼ファン26aは、インバータモータの回転数を制御することにより送風する風量を調整することができる。 The secondary combustion fan 26a is a device that blows air (atmosphere) introduced from the outside, and has an inverter motor (not shown) and a fan driven by the inverter motor (not shown). The secondary combustion fan 26a can adjust the amount of air to be blown by controlling the rotation speed of the inverter motor.

カバー部26bは、2次燃焼ファン26aから送風される空気が導入されるとともに空気供給口26cへ空気を供給する閉空間26dを形成する部材である。
図4(b)(図2に示す炭化炉20のB−B矢視端面図)に示すように、カバー部26bは、本体部21の外周面21eとの間に軸線X回りに延びる閉空間26dを形成する。
The cover portion 26b is a member that forms a closed space 26d in which the air blown from the secondary combustion fan 26a is introduced and the air is supplied to the air supply port 26c.
As shown in FIG. 4B (the end view of the carbonization furnace 20 shown in FIG. 2 as seen by the arrow BB), the cover portion 26b is a closed space extending around the axis X between the cover portion 26b and the outer peripheral surface 21e of the main body portion 21. Form 26d.

空気供給口26cは、2次燃焼ファン26aから閉空間26dに送風された空気を閉空間26dから本体部21の内部の2次燃焼領域R4へ供給する流路である。
図2に示すように、空気供給口26cは、燃焼ガスに含まれる可燃性ガスを2次燃焼用空気により燃焼させる2次燃焼領域R4において、軸線Xに沿った鉛直方向の複数箇所に設けられている。
The air supply port 26c is a flow path for supplying the air blown from the secondary combustion fan 26a to the closed space 26d from the closed space 26d to the secondary combustion region R4 inside the main body 21.
As shown in FIG. 2, air supply ports 26c are provided at a plurality of vertical directions along the axis X in the secondary combustion region R4 in which the flammable gas contained in the combustion gas is burned by the secondary combustion air. ing.

また、図4(b)に示すように、空気供給口26cは軸線X回りの周方向に沿った等間隔(図4(b)では30°間隔)で本体部21に設けられている。また、図4(b)に示すように、空気供給口26cは、本体部21の外周面21eから軸線Xに向けた延びる直線状の流路となっている。
なお、図4(b)に示す例は軸線X回りの周方向に沿った30°間隔で空気供給口26cを配置するものとしたが、他の間隔(例えば、20°,45°等)としても良いし、等間隔でなく任意の間隔で配置してもよい。
Further, as shown in FIG. 4 (b), the air supply ports 26c are provided in the main body 21 at equal intervals (30 ° intervals in FIG. 4 (b)) along the circumferential direction around the axis X. Further, as shown in FIG. 4B, the air supply port 26c is a linear flow path extending from the outer peripheral surface 21e of the main body 21 toward the axis X.
In the example shown in FIG. 4B, the air supply ports 26c are arranged at intervals of 30 ° along the circumferential direction around the axis X, but other intervals (for example, 20 °, 45 °, etc.) are used. Alternatively, they may be arranged at arbitrary intervals instead of being evenly spaced.

燃焼ガス排出部27は、1次燃焼領域R2で生成されて2次燃焼領域R4で可燃性ガス成分を燃焼させた燃焼ガスを燃焼ガス流路200aへ排出する排出口である。燃焼ガス流路200aへ排出された燃焼ガスは、熱分解反応の熱源として利用するために熱分解炉30へ供給される。 The combustion gas discharge unit 27 is a discharge port for discharging the combustion gas generated in the primary combustion region R2 and burning the combustible gas component in the secondary combustion region R4 to the combustion gas flow path 200a. The combustion gas discharged to the combustion gas flow path 200a is supplied to the pyrolysis furnace 30 for use as a heat source for the pyrolysis reaction.

温度センサ28aは、燃焼ガス排出部27から排出される燃焼ガスの温度を検出するセンサである。温度センサ28aは、検出した温度を示す温度検出信号を炭化炉制御部29へ伝達する。
図2に示すように、温度センサ28aは2次燃焼領域R4の中でも燃焼ガス流路200aに近接した領域に配置されている。そのため、温度センサ28aが検出する燃焼ガス温度Tgは、燃焼ガス流路200aに排出される燃焼ガスの温度と略一致した温度となる。
The temperature sensor 28a is a sensor that detects the temperature of the combustion gas discharged from the combustion gas discharge unit 27. The temperature sensor 28a transmits a temperature detection signal indicating the detected temperature to the carbonization furnace control unit 29.
As shown in FIG. 2, the temperature sensor 28a is arranged in a region of the secondary combustion region R4 close to the combustion gas flow path 200a. Therefore, the combustion gas temperature Tg detected by the temperature sensor 28a is a temperature substantially equal to the temperature of the combustion gas discharged to the combustion gas flow path 200a.

温度センサ28bは、1次燃焼領域R2の雰囲気温度を検出するセンサである。温度センサ28bは、検出した温度を示す温度検出信号を炭化炉制御部29へ伝達する。
温度センサ28cは、間隙20aの下端側に堆積する炭化物の温度である炭化物温度Tcを検出するセンサである。温度センサ28bは、検出した炭化物温度Tcを示す温度検出信号を炭化炉制御部29へ伝達する。
The temperature sensor 28b is a sensor that detects the ambient temperature of the primary combustion region R2. The temperature sensor 28b transmits a temperature detection signal indicating the detected temperature to the carbonization furnace control unit 29.
The temperature sensor 28c is a sensor that detects the carbide temperature Tc, which is the temperature of the carbides deposited on the lower end side of the gap 20a. The temperature sensor 28b transmits a temperature detection signal indicating the detected carbide temperature Tc to the carbonization furnace control unit 29.

レベルセンサ28dは、間隙20aに堆積する有機廃棄物の堆積量を検出するセンサである。レベルセンサ28dは、1次燃焼領域R2において、図1に示す軸線Y方向に存在する有機廃棄物の堆積量を堆積量に応じた出力信号を得ることにより検出する。
レベルセンサ28dは、出射した光や超音波等の反射を受信することで堆積量を検出する反射型のセンサであってもよい。また、レベルセンサ28dは、出射したX線等を受信する受信部を円筒部22に設けた透過型のセンサであってもよい。
The level sensor 28d is a sensor that detects the amount of organic waste deposited in the gap 20a. The level sensor 28d detects the accumulated amount of organic waste existing in the Y direction of the axis shown in FIG. 1 in the primary combustion region R2 by obtaining an output signal corresponding to the accumulated amount.
The level sensor 28d may be a reflection type sensor that detects the amount of deposit by receiving the reflection of emitted light, ultrasonic waves, or the like. Further, the level sensor 28d may be a transmission type sensor in which a receiving unit for receiving emitted X-rays or the like is provided in the cylindrical portion 22.

後述するようにレベルセンサ28dは、有機廃棄物投入部23からの新たな有機廃棄物の投入が停止される場合等、間隙20aに存在する有機廃棄物の堆積量が減少したことを検出するためのセンサである。そのため、レベルセンサ28dは、取付位置から鉛直方向の下方に向けた軸線Yに沿った堆積量を検出するようになっている。炭化炉制御部29は、レベルセンサ28dが検出する有機廃棄物の堆積量である堆積量Aoが0である旨の検出信号を出力する場合、間隙20aに存在する有機廃棄物の堆積量が所定の第1堆積量Ao1以下へ減少したと判定する。 As will be described later, the level sensor 28d detects that the amount of organic waste accumulated in the gap 20a has decreased, such as when the input of new organic waste from the organic waste input unit 23 is stopped. It is a sensor of. Therefore, the level sensor 28d detects the amount of deposit along the axis Y downward in the vertical direction from the mounting position. When the carbonization furnace control unit 29 outputs a detection signal indicating that the accumulated amount Ao, which is the accumulated amount of organic waste detected by the level sensor 28d, is 0, the accumulated amount of organic waste existing in the gap 20a is predetermined. It is determined that the amount of the first deposit is reduced to Ao1 or less.

着火バーナ20cは、炭化炉20における有機廃棄物の燃焼を開始させる際に、有機廃棄物を着火させるために用いられる装置である。図2に示すように、着火バーナ20cは、間隙20aの下端側に設けられている。また、図2に示すように、着火バーナ20cは、軸線Xに対して対向する2箇所に配置されている。 The ignition burner 20c is a device used to ignite the organic waste when starting the combustion of the organic waste in the carbonization furnace 20. As shown in FIG. 2, the ignition burner 20c is provided on the lower end side of the gap 20a. Further, as shown in FIG. 2, the ignition burners 20c are arranged at two locations facing the axis X.

着火バーナ20cは、灯油等の着火用燃料を利用して火炎を発生させることにより間隙20aの下端側に堆積する有機廃棄物を燃焼させる。着火バーナ20cは、炭化炉制御部29からの制御指令によって炭化炉20における有機廃棄物の燃焼を開始させる際に火炎を発生させる。また、着火バーナ20cは、炭化炉制御部29からの制御指令によって所定のタイミングで火炎の発生を停止させる。 The ignition burner 20c burns organic waste accumulated on the lower end side of the gap 20a by generating a flame using an ignition fuel such as kerosene. The ignition burner 20c generates a flame when the combustion of organic waste in the carbonization furnace 20 is started by a control command from the carbonization furnace control unit 29. Further, the ignition burner 20c stops the generation of flame at a predetermined timing by a control command from the carbonization furnace control unit 29.

炭化炉制御部29は、炭化炉20が備える各部から各部の状態を示す検出信号を受信するとともに検出信号に基づいて各部に制御信号を伝達することで各部を制御する装置である。また、炭化炉制御部29は、制御装置90へ炭化炉20の状態を示す信号を伝達するとともに制御装置90から伝達される制御信号に応答して炭化炉20を制御する装置である。 The carbonization furnace control unit 29 is a device that controls each unit by receiving detection signals indicating the state of each unit from each unit included in the carbonization furnace 20 and transmitting a control signal to each unit based on the detection signal. Further, the carbonization furnace control unit 29 is a device that transmits a signal indicating the state of the carbonization furnace 20 to the control device 90 and controls the carbonization furnace 20 in response to the control signal transmitted from the control device 90.

炭化炉制御部29は、温度センサ28a,28b,28cのそれぞれが検出する温度を示す温度検出信号と、レベルセンサ28dが検出する有機廃棄物の堆積量Aoを示す堆積量検出信号とを受信する。また、炭化炉制御部29は、1次燃焼ファン25aの送風量を制御する制御信号を1次空気供給部25へ伝達する。また、炭化炉制御部29は、2次燃焼ファン26aの送風量を制御する制御信号を2次空気供給部26へ伝達する。また、炭化炉制御部29は、着火バーナ20cに制御信号を伝達して有機廃棄物の燃焼を開始させる際に火炎を発生させるとともに所定のタイミングで制御信号を伝達して火炎の発生を停止させる。また、炭化炉制御部29は、ターンテーブル24aの回転速度を制御する制御信号を駆動モータ24eへ伝達する。 The carbonization furnace control unit 29 receives a temperature detection signal indicating the temperature detected by each of the temperature sensors 28a, 28b, and 28c and an accumulation amount detection signal indicating the accumulation amount Ao of the organic waste detected by the level sensor 28d. .. Further, the carbonization furnace control unit 29 transmits a control signal for controlling the amount of air blown by the primary combustion fan 25a to the primary air supply unit 25. Further, the carbonization furnace control unit 29 transmits a control signal for controlling the amount of air blown by the secondary combustion fan 26a to the secondary air supply unit 26. Further, the carbonization furnace control unit 29 transmits a control signal to the ignition burner 20c to generate a flame when starting combustion of organic waste, and also transmits a control signal at a predetermined timing to stop the generation of the flame. .. Further, the carbonization furnace control unit 29 transmits a control signal for controlling the rotation speed of the turntable 24a to the drive motor 24e.

次に、炭化炉制御部29による1次燃焼ファン25aの送風量の制御方法について図5のフローチャートを用いて説明する。
炭化炉制御部29は、温度センサ28bが検出する1次燃焼領域R2の雰囲気温度に基づいて1次燃焼ファン25aが送風する空気の送風量を制御する。1次燃焼ファン25aが送風する空気の送風量は空気供給口25cから炭化炉20の1次燃焼領域R2へ供給される1次燃焼用空気の空気量と一致している。そのため、炭化炉制御部29は、1次燃焼ファン25aが送風する空気の送風量を制御することにより、1次燃焼領域R2に送風される1次燃焼用空気の空気量を調整することができる。
Next, a method of controlling the amount of air blown by the primary combustion fan 25a by the carbonization furnace control unit 29 will be described with reference to the flowchart of FIG.
The carbonization furnace control unit 29 controls the amount of air blown by the primary combustion fan 25a based on the ambient temperature of the primary combustion region R2 detected by the temperature sensor 28b. The amount of air blown by the primary combustion fan 25a is the same as the amount of air for primary combustion supplied from the air supply port 25c to the primary combustion region R2 of the carbonization furnace 20. Therefore, the carbonization furnace control unit 29 can adjust the amount of air for primary combustion blown to the primary combustion region R2 by controlling the amount of air blown by the primary combustion fan 25a. ..

炭化炉制御部29は、間隙20aに堆積した有機廃棄物を炭化させるのに適した燃焼状態が維持されるように温度センサ28bが検出する1次燃焼領域R2の雰囲気温度に基づいて1次燃焼ファン25aが送風する空気の送風量を制御する。具体的に、炭化炉制御部29は、1次燃焼領域R2の雰囲気温度が900℃以上かつ1200℃以下の範囲に収まるように1次燃焼ファン25aが送風する空気の送風量を制御する。 The carbonization furnace control unit 29 performs primary combustion based on the ambient temperature of the primary combustion region R2 detected by the temperature sensor 28b so that a combustion state suitable for carbonizing the organic waste deposited in the gap 20a is maintained. The amount of air blown by the fan 25a is controlled. Specifically, the carbonization furnace control unit 29 controls the amount of air blown by the primary combustion fan 25a so that the ambient temperature of the primary combustion region R2 falls within the range of 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower.

本実施形態の炭化炉20において、炭化炉制御部29は、1次燃焼領域R2の雰囲気温度Taが900℃以上かつ1200℃以下の範囲に収まるように1次燃焼ファン25aの送風量を制御することにより、炭化物精練・冷却領域R1の上層側に堆積する有機廃棄物が900℃以上かつ1200℃以下の温度範囲(所定温度範囲)に維持されるように有機物の炭化状態を制御する。以下では、炭化炉制御部29により制御される1次燃焼領域R2の雰囲気温度Taの下限である900℃を第1雰囲気温度Ta1とし、1次燃焼領域R2の雰囲気温度Taの上限である1200℃を第2雰囲気温度Ta2とする。
図5に示すフローチャートにおける各処理は、炭化炉制御部29が有する演算部(図示略)が記憶部(図示略)に記憶された制御プログラムを実行することにより行われる処理である。
In the carbonization furnace 20 of the present embodiment, the carbonization furnace control unit 29 controls the amount of air blown by the primary combustion fan 25a so that the atmospheric temperature Ta of the primary combustion region R2 falls within the range of 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. As a result, the carbonized state of the organic matter is controlled so that the organic waste deposited on the upper layer side of the carbonized material refining / cooling region R1 is maintained in a temperature range (predetermined temperature range) of 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. In the following, 900 ° C., which is the lower limit of the atmospheric temperature Ta of the primary combustion region R2 controlled by the carbonization furnace control unit 29, is set as the first atmospheric temperature Ta1, and 1200 ° C., which is the upper limit of the atmospheric temperature Ta of the primary combustion region R2. Is the second atmospheric temperature Ta2.
Each process in the flowchart shown in FIG. 5 is a process performed by the arithmetic unit (not shown) included in the carbonization furnace control unit 29 executing a control program stored in the storage unit (not shown).

図5のフローチャートに示す処理に先立って、炭化炉制御部29は、炭化炉20における有機廃棄物の燃焼を開始させる際に、着火バーナ20cによって火炎を発生させて間隙20aに堆積する有機廃棄物の燃焼を開始させる。炭化炉制御部29は、その後に1次燃焼ファン25aによる外部の空気(大気)の送風を開始させる。炭化炉制御部29は、温度センサ28bが検出する1次燃焼領域R2の雰囲気温度Taが第1雰囲気温度Ta1以上となるまでは一定の送風量となるように1次燃焼ファン25aを制御する。温度センサ28bが検出する雰囲気温度Taが第1雰囲気温度Ta1以上となった後に、図5のフローチャートに示す各処理が開始される。 Prior to the process shown in the flowchart of FIG. 5, when the carbonization furnace control unit 29 starts the combustion of the organic waste in the carbonization furnace 20, the ignition burner 20c generates a flame and the organic waste is deposited in the gap 20a. Start burning. The carbonization furnace control unit 29 then starts blowing external air (atmosphere) by the primary combustion fan 25a. The carbonization furnace control unit 29 controls the primary combustion fan 25a so that the amount of air blown is constant until the atmospheric temperature Ta of the primary combustion region R2 detected by the temperature sensor 28b becomes equal to or higher than the first atmospheric temperature Ta1. After the atmospheric temperature Ta detected by the temperature sensor 28b becomes equal to or higher than the first atmospheric temperature Ta1, each process shown in the flowchart of FIG. 5 is started.

なお、雰囲気温度Taが第1雰囲気温度Ta1以上となるまでに1次燃焼ファン25aが送風する1次燃焼用空気の送風量は、1次燃焼領域R2に投入される有機廃棄物を完全燃焼させるのに必要な量から一定量を減算した量となっている。これは、有機廃棄物を過剰に燃焼させて炭素収率(投入される有機廃棄物の重量と、それに対して得られる炭化物に含まれる炭素成分の重量の比率)が低下しないようにするためである。 The amount of air for primary combustion blown by the primary combustion fan 25a until the atmospheric temperature Ta becomes equal to or higher than the first atmospheric temperature Ta1 completely burns the organic waste charged into the primary combustion region R2. It is the amount obtained by subtracting a certain amount from the amount required for. This is to prevent the carbon yield (the ratio of the weight of the input organic waste to the weight of the carbon component contained in the obtained carbide) to decrease due to excessive combustion of the organic waste. is there.

ステップS500で炭化炉制御部29は、温度センサ28bから伝達される温度検出信号を受信することにより、1次燃焼領域R2の雰囲気温度Taを検出する。
ステップS501で炭化炉制御部29は、温度センサ28bが検出する雰囲気温度Taが第1雰囲気温度Ta1より低いか否かを判定する。炭化炉制御部29は、雰囲気温度Taが第1雰囲気温度Ta1よりも低いと判定した場合はステップ502に処理を進め、そうでなければステップS503に処理を進める。
In step S500, the carbonization furnace control unit 29 detects the atmospheric temperature Ta in the primary combustion region R2 by receiving the temperature detection signal transmitted from the temperature sensor 28b.
In step S501, the carbonization furnace control unit 29 determines whether or not the atmospheric temperature Ta detected by the temperature sensor 28b is lower than the first atmospheric temperature Ta1. If the carbonization furnace control unit 29 determines that the atmospheric temperature Ta is lower than the first atmospheric temperature Ta1, the process proceeds to step 502, and if not, the process proceeds to step S503.

ステップS502で炭化炉制御部29は、1次燃焼ファン25aの送風量を増加させるための制御信号を1次燃焼ファン25aに伝達する。1次燃焼ファン25aは、炭化炉制御部29から制御信号を受信したのに応答して送風量を増加させる。炭化炉制御部29は、1次燃焼ファン25aの送風量を増加させることにより、有機廃棄物を燃焼させるための酸素量を増大させて雰囲気温度Taを上昇させる。 In step S502, the carbonization furnace control unit 29 transmits a control signal for increasing the amount of air blown by the primary combustion fan 25a to the primary combustion fan 25a. The primary combustion fan 25a increases the amount of air blown in response to receiving a control signal from the carbonization furnace control unit 29. The carbonization furnace control unit 29 increases the amount of oxygen for burning organic waste by increasing the amount of air blown by the primary combustion fan 25a, thereby raising the atmospheric temperature Ta.

ステップS503で炭化炉制御部29は、温度センサ28bが検出する雰囲気温度Taが第2雰囲気温度Ta2より高いか否かを判定する。炭化炉制御部29は、検出した雰囲気温度Taが第2雰囲気温度Ta2よりも高いと判定した場合はステップS504に処理を進め、そうでなければステップS501に処理を進める。 In step S503, the carbonization furnace control unit 29 determines whether or not the atmospheric temperature Ta detected by the temperature sensor 28b is higher than the second atmospheric temperature Ta2. If the carbonization furnace control unit 29 determines that the detected atmospheric temperature Ta is higher than the second atmospheric temperature Ta2, the process proceeds to step S504, and if not, the process proceeds to step S501.

ステップS504で炭化炉制御部29は、1次燃焼ファン25aの送風量を減少させるための制御信号を1次燃焼ファン25aに伝達する。1次燃焼ファン25aは、炭化炉制御部29から制御信号を受信したのに応答して送風量を減少させる。炭化炉制御部29は、1次燃焼ファン25aの送風量を減少させることにより、有機廃棄物を燃焼させるあめの酸素量を減少させて雰囲気温度Taを低下させる。
炭化炉制御部29は、図5に示すフローチャートの処理を終了すると、再び図5に示す処理の実行を開始する。
In step S504, the carbonization furnace control unit 29 transmits a control signal for reducing the amount of air blown by the primary combustion fan 25a to the primary combustion fan 25a. The primary combustion fan 25a reduces the amount of air blown in response to receiving a control signal from the carbonization furnace control unit 29. The carbonization furnace control unit 29 reduces the amount of air blown by the primary combustion fan 25a to reduce the amount of oxygen in the candy that burns organic waste and lowers the atmospheric temperature Ta.
When the carbonization furnace control unit 29 finishes the process of the flowchart shown in FIG. 5, the carbonization furnace control unit 29 starts executing the process shown in FIG. 5 again.

このように、炭化炉制御部29は、1次燃焼領域R2の雰囲気温度Taが第1雰囲気温度Ta1(900℃)以上かつ第2雰囲気温度Ta2(1200℃)以下の範囲に収まるように1次燃焼ファン25aの送風量を制御する。これにより、炭化炉制御部29は、炭化物精練・冷却領域R1の上層側に堆積する有機廃棄物が900℃以上かつ1200℃以下の温度範囲(所定温度範囲)に維持されるように有機物の炭化状態を制御する。 In this way, the carbonization furnace control unit 29 primary so that the atmospheric temperature Ta of the primary combustion region R2 falls within the range of the first atmospheric temperature Ta1 (900 ° C.) or higher and the second atmospheric temperature Ta2 (1200 ° C.) or lower. The amount of air blown by the combustion fan 25a is controlled. As a result, the carbonization furnace control unit 29 carbonizes the organic matter so that the organic waste deposited on the upper layer side of the carbide refining / cooling region R1 is maintained in the temperature range (predetermined temperature range) of 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. Control the state.

本実施形態の炭化炉制御部29は、3秒を制御周期として図5に示す処理を繰り返し実行することにより、連続した制御周期で検知される雰囲気温度Taの差が25℃を超えないように制御することができる。本実施形態の水性ガス生成システム100は、炭化炉制御部29による雰囲気温度Taの自動制御を行うことにより、間隙20aに堆積される有機廃棄物を900℃以上かつ1200℃以下の温度範囲(所定温度範囲)に維持することができる。 The carbonization furnace control unit 29 of the present embodiment repeatedly executes the process shown in FIG. 5 with a control cycle of 3 seconds so that the difference in atmospheric temperature Ta detected in the continuous control cycle does not exceed 25 ° C. Can be controlled. In the water gas generation system 100 of the present embodiment, the atmospheric temperature Ta is automatically controlled by the carbonization furnace control unit 29, so that the organic waste deposited in the gap 20a is in a temperature range of 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower (predetermined). It can be maintained in the temperature range).

次に、炭化炉制御部29による2次燃焼ファン26aの送風量の制御方法について図6のフローチャートを用いて説明する。
炭化炉制御部29は、温度センサ28aが検出する燃焼ガス温度Tgに基づいて2次燃焼ファン26aが送風する空気の送風量を制御する。2次燃焼ファン26aが送風する空気の送風量は空気供給口26cから炭化炉20の2次燃焼領域R4へ供給される2次燃焼用空気の空気量と一致している。そのため、炭化炉制御部29は、2次燃焼ファン26aが送風する空気の送風量を制御することにより、2次燃焼領域R4に送風される2次燃焼用空気の空気量を調整することができる。
Next, a method of controlling the amount of air blown by the secondary combustion fan 26a by the carbonization furnace control unit 29 will be described with reference to the flowchart of FIG.
The carbonization furnace control unit 29 controls the amount of air blown by the secondary combustion fan 26a based on the combustion gas temperature Tg detected by the temperature sensor 28a. The amount of air blown by the secondary combustion fan 26a coincides with the amount of air for secondary combustion supplied from the air supply port 26c to the secondary combustion region R4 of the carbonization furnace 20. Therefore, the carbonization furnace control unit 29 can adjust the amount of air for secondary combustion blown to the secondary combustion region R4 by controlling the amount of air blown by the secondary combustion fan 26a. ..

炭化炉制御部29は、2次燃焼領域R4の燃焼ガスに含まれる可燃性ガスを燃焼させるのに適した燃焼状態が維持されるように温度センサ28aが検出する燃焼ガス温度Tgに基づいて2次燃焼ファン26aが送風する空気の送風量を制御する。具体的に、炭化炉制御部29は、図6に示すフローチャートに従って2次燃焼ファン26aが送風する空気の送風量を制御する。
図6に示すフローチャートにおける各処理は、炭化炉制御部29が有する演算部(図示略)が記憶部(図示略)に記憶された制御プログラムを実行することにより行われる処理である。
The carbonization furnace control unit 29 is based on the combustion gas temperature Tg detected by the temperature sensor 28a so that a combustion state suitable for burning the combustible gas contained in the combustion gas in the secondary combustion region R4 is maintained. The amount of air blown by the next combustion fan 26a is controlled. Specifically, the carbonization furnace control unit 29 controls the amount of air blown by the secondary combustion fan 26a according to the flowchart shown in FIG.
Each process in the flowchart shown in FIG. 6 is a process performed by the arithmetic unit (not shown) included in the carbonization furnace control unit 29 executing a control program stored in the storage unit (not shown).

図6のフローチャートに示す処理に先立って、炭化炉制御部29は、炭化炉20における有機廃棄物の燃焼を開始させる際に、着火バーナ20cによって火炎を発生させて間隙20aに堆積する有機廃棄物の燃焼を開始させる。炭化炉制御部29は、その後に2次燃焼ファン26aによる外部の空気(大気)の送風を開始させる。炭化炉制御部29は、温度センサ28aが検出する燃焼ガス温度Tgが第1燃焼ガス温度Tg1以上となるまでは一定の送風量となるように2次燃焼ファン26aを制御する。温度センサ28aが検出する燃焼ガス温度Tgが第1燃焼ガス温度Tg1以上となった後に、図6のフローチャートに示す各処理が開始される。 Prior to the process shown in the flowchart of FIG. 6, when the carbonization furnace control unit 29 starts the combustion of the organic waste in the carbonization furnace 20, the ignition burner 20c generates a flame and the organic waste is deposited in the gap 20a. Start burning. The carbonization furnace control unit 29 then starts blowing external air (atmosphere) by the secondary combustion fan 26a. The carbonization furnace control unit 29 controls the secondary combustion fan 26a so that the amount of air blown is constant until the combustion gas temperature Tg detected by the temperature sensor 28a becomes equal to or higher than the first combustion gas temperature Tg1. After the combustion gas temperature Tg detected by the temperature sensor 28a reaches the first combustion gas temperature Tg1 or higher, each process shown in the flowchart of FIG. 6 is started.

なお、燃焼ガス温度Tgが第1燃焼ガス温度Tg1以上となるまでに2次燃焼ファン26aが送風する2次燃焼用空気の送風量は、2次燃焼領域R4に存在すると想定される可燃性ガスを完全燃焼させるのに必要な量に一定の余剰量を加算した量となっている。 The amount of air for secondary combustion blown by the secondary combustion fan 26a before the combustion gas temperature Tg becomes equal to or higher than the first combustion gas temperature Tg1 is a flammable gas that is assumed to exist in the secondary combustion region R4. It is the amount required to completely burn the gas plus a certain surplus amount.

ステップS600で炭化炉制御部29は、温度センサ28aから伝達される温度検出信号を受信することにより、燃焼ガス排出部27から排出される燃焼ガスの温度である燃焼ガス温度Tgを検出する。 In step S600, the carbonization furnace control unit 29 detects the combustion gas temperature Tg, which is the temperature of the combustion gas discharged from the combustion gas discharge unit 27, by receiving the temperature detection signal transmitted from the temperature sensor 28a.

ステップS601で炭化炉制御部29は、温度センサ28aが検出する燃焼ガス温度Tgが第1燃焼ガス温度Tg1より低いか否かを判定する。炭化炉制御部29は、燃焼ガス温度Tgが第1燃焼ガス温度Tg1よりも低いと判定した場合はステップS602に処理を進め、そうでなければステップS603に処理を進める。 In step S601, the carbonization furnace control unit 29 determines whether or not the combustion gas temperature Tg detected by the temperature sensor 28a is lower than the first combustion gas temperature Tg1. If the carbonization furnace control unit 29 determines that the combustion gas temperature Tg is lower than the first combustion gas temperature Tg1, the process proceeds to step S602, and if not, the process proceeds to step S603.

ステップS602で炭化炉制御部29は、2次燃焼ファン26aの送風量を減少させるための制御信号を2次燃焼ファン26aに伝達する。2次燃焼ファン26aは、炭化炉制御部29から制御信号を受信したのに応答して送風量を減少させる。
ここで、燃焼ガス温度Tgが第1燃焼ガス温度Tg1よりも低いと判定した場合に2次燃焼ファン26aの送風量を減少させているのは次の理由による。
In step S602, the carbonization furnace control unit 29 transmits a control signal for reducing the amount of air blown by the secondary combustion fan 26a to the secondary combustion fan 26a. The secondary combustion fan 26a reduces the amount of air blown in response to receiving a control signal from the carbonization furnace control unit 29.
Here, when it is determined that the combustion gas temperature Tg is lower than the first combustion gas temperature Tg1, the amount of air blown by the secondary combustion fan 26a is reduced for the following reason.

2次空気供給部26が2次燃焼領域R4へ供給する2次燃焼用空気の量は、2次燃焼領域R4に存在する燃焼ガスに含まれる可燃性ガスを完全燃焼させる量よりも一定量だけ多い量とするのが好ましい。すなわち、2次燃焼領域R4における空気過剰率を1.0より大きい一定値とするのが好ましい。 The amount of secondary combustion air supplied by the secondary air supply unit 26 to the secondary combustion region R4 is a certain amount more than the amount of completely combusting the flammable gas contained in the combustion gas existing in the secondary combustion region R4. It is preferable to use a large amount. That is, it is preferable that the excess air ratio in the secondary combustion region R4 is a constant value larger than 1.0.

しかしながら、2次燃焼領域R4に存在する可燃性ガスの量は、有機廃棄物の性状や1次燃焼領域R2における有機廃棄物の燃焼状態等の要因により変動するのが一般的である。そのため、2次空気供給部26が2次燃焼領域R4へ供給する2次燃焼用空気の量を一定としたままでは可燃性ガスを完全燃焼させるのに適した空気量を維持することができない。 However, the amount of flammable gas existing in the secondary combustion region R4 generally fluctuates depending on factors such as the properties of the organic waste and the combustion state of the organic waste in the primary combustion region R2. Therefore, if the amount of secondary combustion air supplied by the secondary air supply unit 26 to the secondary combustion region R4 remains constant, it is not possible to maintain an amount of air suitable for completely combusting the flammable gas.

そして、2次燃焼用空気の量が可燃性ガスを完全燃焼させる量に対して過剰に多くなる場合、可燃性ガスの燃焼に用いられない余剰空気が2次燃焼領域R4に多量に供給されることとなる。2次燃焼ファン26aが送風する空気(大気)の温度は2次燃焼領域R4の雰囲気温度よりも低いため、多量の余剰空気によって2次燃焼領域R4の雰囲気温度が低下してしまう。 When the amount of secondary combustion air is excessively large with respect to the amount of complete combustion of the combustible gas, a large amount of excess air not used for combustion of the combustible gas is supplied to the secondary combustion region R4. It will be. Since the temperature of the air (atmosphere) blown by the secondary combustion fan 26a is lower than the atmospheric temperature of the secondary combustion region R4, the atmospheric temperature of the secondary combustion region R4 is lowered by a large amount of excess air.

そうすると、2次燃焼領域R4における可燃性ガスの燃焼効率が悪化し、可燃性ガスを多く含んだままの燃焼ガスが燃焼ガス排出部27から排出されてしまうこととなる。可燃性ガスには、凝固してタールとなる成分である高分子炭化水素が含まれている。そのため、可燃性ガスに凝固してタールとなる成分が多量に含まれたままであると、炭化炉20およびその下流側に設置される機器に損傷を与える可能性がある。そのため、燃焼ガスに凝固してタールとなる成分が多量に含まれないようにし、炭化炉20およびその下流側に設置される機器に与える損傷を抑制するのが望ましい。
そこで、炭化炉制御部29は、燃焼ガス温度Tgが第1燃焼ガス温度Tg1よりも低いと判定した場合に、2次燃焼領域R4に供給される余剰空気量を減少させるために、2次燃焼ファン26aの送風量を減少させている。
Then, the combustion efficiency of the combustible gas in the secondary combustion region R4 deteriorates, and the combustion gas containing a large amount of the combustible gas is discharged from the combustion gas discharge unit 27. The flammable gas contains high molecular weight hydrocarbons, which are components that solidify into tar. Therefore, if the flammable gas still contains a large amount of components that solidify into tar, the carbonization furnace 20 and the equipment installed on the downstream side thereof may be damaged. Therefore, it is desirable to prevent the combustion gas from containing a large amount of components that solidify into tar, and to suppress damage to the carbonization furnace 20 and the equipment installed on the downstream side thereof.
Therefore, when the carbonization furnace control unit 29 determines that the combustion gas temperature Tg is lower than the first combustion gas temperature Tg1, the secondary combustion is performed in order to reduce the amount of excess air supplied to the secondary combustion region R4. The amount of air blown by the fan 26a is reduced.

ステップS603で炭化炉制御部29は、温度センサ28aが検出する燃焼ガス温度Tgが第2燃焼ガス温度Tg2より高いか否かを判定する。炭化炉制御部29は、検出した燃焼ガス温度Tgが第2燃焼ガス温度Tg2よりも高いと判定した場合はステップS604に処理を進め、そうでなければステップS601に処理を進める。 In step S603, the carbonization furnace control unit 29 determines whether or not the combustion gas temperature Tg detected by the temperature sensor 28a is higher than the second combustion gas temperature Tg2. If the carbonization furnace control unit 29 determines that the detected combustion gas temperature Tg is higher than the second combustion gas temperature Tg2, the process proceeds to step S604, and if not, the process proceeds to step S601.

ステップS604で炭化炉制御部29は、2次燃焼ファン26aの送風量を増加させるための制御信号を2次燃焼ファン26aに伝達する。2次燃焼ファン26aは、炭化炉制御部29から制御信号を受信したのに応答して送風量を増加させる。
炭化炉制御部29は、図6に示すフローチャートの処理を終了すると、再び図6に示す処理の実行を開始する。
ここで、燃焼ガス温度Tgが第2燃焼ガス温度Tg2よりも高いと判定した場合に2次燃焼ファン26aの送風量を増加させているのは次の理由による。
In step S604, the carbonization furnace control unit 29 transmits a control signal for increasing the amount of air blown by the secondary combustion fan 26a to the secondary combustion fan 26a. The secondary combustion fan 26a increases the amount of air blown in response to receiving the control signal from the carbonization furnace control unit 29.
When the carbonization furnace control unit 29 finishes the process of the flowchart shown in FIG. 6, the carbonization furnace control unit 29 starts executing the process shown in FIG. 6 again.
Here, when it is determined that the combustion gas temperature Tg is higher than the second combustion gas temperature Tg2, the amount of air blown by the secondary combustion fan 26a is increased for the following reason.

燃焼ガス温度Tgに上限を定めずに炭化炉20を運転させる場合、想定される最高の燃焼ガス温度を想定し、その燃焼ガス温度でも十分に耐熱性が保たれるように炭化炉20および燃焼ガス流路200aを設計する必要がある。この場合、耐熱性の高い高価な部材を用いて炭化炉20等を製造する必要があり、炭化炉20等の製造コストが増加してしまう。炭化炉20等の製造コストを増加させないようにするためには、燃焼ガス温度Tgが予め定めた上限温度以下となるようにするのが好ましい。 When operating the carbonization furnace 20 without setting an upper limit on the combustion gas temperature Tg, the carbonization furnace 20 and combustion are assumed so that the maximum expected combustion gas temperature is assumed and sufficient heat resistance is maintained even at the combustion gas temperature. It is necessary to design the gas flow path 200a. In this case, it is necessary to manufacture the carbonization furnace 20 and the like using expensive members having high heat resistance, which increases the manufacturing cost of the carbonization furnace 20 and the like. In order not to increase the manufacturing cost of the carbonization furnace 20 and the like, it is preferable that the combustion gas temperature Tg is equal to or lower than a predetermined upper limit temperature.

そこで、炭化炉制御部29は、燃焼ガス温度Tgが第2燃焼ガス温度Tg2よりも高いと判定した場合に2次燃焼ファン26aの送風量を増加させている。前述したように、2次燃焼ファン26aの送風量を増加させることにより多量の余剰空気が2次燃焼領域R4に供給されると、2次燃焼領域R4の雰囲気温度が低下することとなる。 Therefore, the carbonization furnace control unit 29 increases the amount of air blown by the secondary combustion fan 26a when it is determined that the combustion gas temperature Tg is higher than the second combustion gas temperature Tg2. As described above, when a large amount of excess air is supplied to the secondary combustion region R4 by increasing the amount of air blown by the secondary combustion fan 26a, the atmospheric temperature of the secondary combustion region R4 is lowered.

以上のように、炭化炉制御部29は、温度センサ28aが検出する燃焼ガス温度Tgに基づいて2次燃焼ファン26aが送風する空気の送風量を制御することにより、燃焼ガス温度Tgが第1燃焼ガス温度Tg1以上かつ第2燃焼ガス温度Tg2以下となるようにしている。
ここで、第1燃焼ガス温度Tg1および第2燃焼ガス温度Tg2として、例えば、第1燃焼ガス温度Tg1を900℃とし、第2燃焼ガス温度Tg2を1300℃と設定することができる。
As described above, the carbonization furnace control unit 29 controls the amount of air blown by the secondary combustion fan 26a based on the combustion gas temperature Tg detected by the temperature sensor 28a, so that the combustion gas temperature Tg is first. The combustion gas temperature is Tg1 or more and the second combustion gas temperature is Tg2 or less.
Here, as the first combustion gas temperature Tg1 and the second combustion gas temperature Tg2, for example, the first combustion gas temperature Tg1 can be set to 900 ° C. and the second combustion gas temperature Tg2 can be set to 1300 ° C.

第1燃焼ガス温度Tg1を900℃としているのは、2次燃焼領域R4の温度を900℃以上に維持することにより、燃焼ガスから高分子炭化水素の大部分を除去することができるからである。高分子炭化水素は、燃焼ガスに含まれる可燃性ガスのうち凝固してタールとなる成分である。そのため、燃焼ガスから高分子炭化水素の大部分を除去することにより、炭化炉20およびその下流側に設置される機器に与える損傷を抑制することができる。 The reason why the first combustion gas temperature Tg1 is set to 900 ° C. is that most of the high molecular weight hydrocarbons can be removed from the combustion gas by maintaining the temperature of the secondary combustion region R4 at 900 ° C. or higher. .. High molecular weight hydrocarbon is a component of combustible gas contained in combustion gas that solidifies into tar. Therefore, by removing most of the high molecular weight hydrocarbon from the combustion gas, it is possible to suppress damage to the carbonization furnace 20 and the equipment installed on the downstream side thereof.

また、第1燃焼ガス温度Tg1および第2燃焼ガス温度Tg2として、例えば、第1燃焼ガス温度Tg1を1000℃とし、第2燃焼ガス温度Tg2を1200℃と設定するようにしてもよい。
また、例えば、第1燃焼ガス温度Tg1および第2燃焼ガス温度Tg2の双方を1100℃に設定するようにしてもよい。この場合、炭化炉制御部29は、燃焼ガス温度Tgが第1燃焼ガス温度Tg1より低い場合は送風量を減少させ、燃焼ガス温度Tgが第2燃焼ガス温度Tg2より高い場合は送風量を増加させるよう2次燃焼ファン26aを制御する。
Further, as the first combustion gas temperature Tg1 and the second combustion gas temperature Tg2, for example, the first combustion gas temperature Tg1 may be set to 1000 ° C. and the second combustion gas temperature Tg2 may be set to 1200 ° C.
Further, for example, both the first combustion gas temperature Tg1 and the second combustion gas temperature Tg2 may be set to 1100 ° C. In this case, the carbonization furnace control unit 29 reduces the amount of air blown when the combustion gas temperature Tg is lower than the first combustion gas temperature Tg1, and increases the amount of air blown when the combustion gas temperature Tg is higher than the second combustion gas temperature Tg2. The secondary combustion fan 26a is controlled so as to cause the combustion.

次に、炭化炉制御部29によるターンテーブル24aの回転速度の制御方法について図7のフローチャートを用いて説明する。
図7に示すフローチャートにおける各処理は、炭化炉制御部29が有する演算部(図示略)が記憶部(図示略)に記憶された制御プログラムを実行することにより行われる処理である。
Next, a method of controlling the rotation speed of the turntable 24a by the carbonization furnace control unit 29 will be described with reference to the flowchart of FIG.
Each process in the flowchart shown in FIG. 7 is a process performed by the arithmetic unit (not shown) included in the carbonization furnace control unit 29 executing a control program stored in the storage unit (not shown).

図7に示すフローチャートにおいて、炭化炉制御部29は、炭化物排出部24が排出する炭化物の排出量を制御している。本実施形態において炭化物排出部24が排出する炭化物の排出量を制御しているのは、有機廃棄物投入部23からに投入される有機廃棄物が所定時間に渡って間隙20aに堆積するようにし、有機廃棄物に含まれる炭素成分以外の他の成分を加熱による熱分解等により十分に除去するためである。有機廃棄物が間隙20aに堆積する時間が短いと炭素成分以外の他の成分を十分に除去することができず、得られる炭化物含有率が低下してしまう。 In the flowchart shown in FIG. 7, the carbide furnace control unit 29 controls the amount of carbide discharged by the carbide discharge unit 24. In the present embodiment, the amount of carbide discharged by the carbide discharge unit 24 is controlled so that the organic waste input from the organic waste input unit 23 is deposited in the gap 20a over a predetermined time. This is because the components other than the carbon component contained in the organic waste are sufficiently removed by thermal decomposition by heating or the like. If the time for the organic waste to be deposited in the gap 20a is short, the components other than the carbon component cannot be sufficiently removed, and the obtained carbide content is lowered.

また、有機廃棄物が間隙20aに堆積する時間が長いと炭素成分の一部が完全燃焼してしまい原料である有機廃棄物から得られる炭化物の炭素収率が低下してしまう。有機廃棄物を間隙20aに堆積させる所定時間は、有機廃棄物の種類や状態、あるいは炭化炉20の環境温度等により変動するが、例えば、30分以上かつ50分以下の任意の時間とするのが好ましい。より好ましくは、35分以上かつ45分以下の任意の時間である。
また、炭化物排出部24が排出する炭化物の排出量を制御しているのは、有機廃棄物投入部23から間隙20aへの有機廃棄物の投入が停止されるのに伴って炭化物排出部24から排出される炭化物の温度が上昇してしまうことを防ぐためである。
Further, if the organic waste is deposited in the gap 20a for a long time, a part of the carbon component is completely burned, and the carbon yield of the carbide obtained from the organic waste as a raw material is lowered. The predetermined time for depositing the organic waste in the gap 20a varies depending on the type and condition of the organic waste, the environmental temperature of the carbonization furnace 20, and the like, but is, for example, an arbitrary time of 30 minutes or more and 50 minutes or less. Is preferable. More preferably, it is an arbitrary time of 35 minutes or more and 45 minutes or less.
Further, the amount of carbide discharged by the carbide discharge unit 24 is controlled by the carbide discharge unit 24 as the charge of organic waste from the organic waste input unit 23 into the gap 20a is stopped. This is to prevent the temperature of the discharged carbide from rising.

間隙20aに堆積する有機廃棄物の量が徐々に少なくなると、炭化物を消火させる炭化物精錬・冷却領域R1が徐々に狭くなる。この場合、ターンテーブル24aの回転速度を一定のままで維持すると、炭化物が十分に冷却されない状態で間隙20aの下端から排出されてしまう。これは、1次燃焼領域R2で炭化されて高温となった炭化物が炭化物精錬・冷却領域R1で十分に冷却されないためである。
そこで、炭化炉制御部29は、炭化物排出部24が排出する炭化物の排出量を制御することにより、炭化物排出部24が排出する炭化物の温度を調整している。
As the amount of organic waste deposited in the gap 20a gradually decreases, the carbide refining / cooling region R1 that extinguishes the carbide gradually narrows. In this case, if the rotation speed of the turntable 24a is kept constant, the carbides are discharged from the lower end of the gap 20a in a state where they are not sufficiently cooled. This is because the carbides that are carbonized in the primary combustion region R2 and become hot are not sufficiently cooled in the carbide refining / cooling region R1.
Therefore, the carbide furnace control unit 29 adjusts the temperature of the carbide discharged by the carbide discharge unit 24 by controlling the discharge amount of the carbide discharged by the carbide discharge unit 24.

本実施形態において、炭化炉制御部29は、温度センサ28cとレベルセンサ28dの双方を用いて、炭化物排出部24が排出する炭化物の温度を調整している。前者は炭化物の温度を直接的に検出するセンサであり、後者は炭化物の堆積量から炭化物の温度が高温となる状態を間接的に検出するセンサである。
以下、図7のフローチャートの各ステップについて説明する。
In the present embodiment, the carbide furnace control unit 29 adjusts the temperature of the carbide discharged by the carbide discharge unit 24 by using both the temperature sensor 28c and the level sensor 28d. The former is a sensor that directly detects the temperature of carbides, and the latter is a sensor that indirectly detects a state in which the temperature of carbides becomes high from the amount of accumulated carbides.
Hereinafter, each step of the flowchart of FIG. 7 will be described.

ステップS700で炭化炉制御部29は、温度センサ28cから伝達される温度検出信号を受信することにより、間隙20aの下端側に堆積する炭化物の温度である炭化物温度Tcを検出する。
ステップS701で炭化炉制御部29は、レベルセンサ28dから伝達される堆積量検出信号を受信することにより、間隙20aに堆積する有機廃棄物の堆積量である堆積量Aoを検出する。
In step S700, the carbide furnace control unit 29 detects the carbide temperature Tc, which is the temperature of the carbide deposited on the lower end side of the gap 20a, by receiving the temperature detection signal transmitted from the temperature sensor 28c.
In step S701, the carbonization furnace control unit 29 detects the accumulated amount Ao, which is the accumulated amount of the organic waste accumulated in the gap 20a, by receiving the accumulated amount detection signal transmitted from the level sensor 28d.

ステップS702で炭化炉制御部29は、温度センサ28cが検出する炭化物温度Tcが第1炭化物温度Tc1以上であるか否かを判定する。炭化炉制御部29は、検出した炭化物温度Tcが第1炭化物温度Tc1以上であると判定した場合はステップS703に処理を進め、そうでなければステップS704に処理を進める。
ここで、第1炭化物温度Tc1として、例えば、250℃以上かつ300℃以下の範囲の任意の温度を設定することができる。
In step S702, the carbide furnace control unit 29 determines whether or not the carbide temperature Tc detected by the temperature sensor 28c is equal to or higher than the first carbide temperature Tc1. If the carbonization furnace control unit 29 determines that the detected carbide temperature Tc is equal to or higher than the first carbide temperature Tc1, the process proceeds to step S703, and if not, the process proceeds to step S704.
Here, as the first carbide temperature Tc1, for example, any temperature in the range of 250 ° C. or higher and 300 ° C. or lower can be set.

ステップS703で炭化炉制御部29は、ターンテーブル24aの回転速度を第2回転速度Rs2で回転させるよう駆動部24bを制御する。第2回転速度Rs2は後述する第1回転速度Rs1よりも低速度である。
ここで、第1回転速度Rs1は、炭化炉20が通常運転状態を維持するために必要な量の炭化物を炭化物排出部24から排出させるための速度である。ステップS703では、温度センサ28cが検出する炭化物温度Tcが第1炭化物温度Tc1以上となった場合に炭化物排出部24が排出する炭化物の温度が低下するように、ターンテーブル24aの回転速度を第1回転速度Rs1よりも低い第2回転速度Rs2としている。ターンテーブル24aの回転速度を低下させることにより炭化物が炭化物精錬・冷却領域R1に滞留する時間が長くなり、それに伴って炭化物排出部24が排出する炭化物の温度が低下する。
In step S703, the carbonization furnace control unit 29 controls the drive unit 24b so that the rotation speed of the turntable 24a is rotated by the second rotation speed Rs2. The second rotation speed Rs2 is lower than the first rotation speed Rs1 described later.
Here, the first rotation speed Rs1 is a speed at which the carbide furnace 20 discharges an amount of carbide required for maintaining the normal operating state from the carbide discharge unit 24. In step S703, the rotation speed of the turntable 24a is first set so that the temperature of the carbide discharged by the carbide discharge unit 24 decreases when the carbide temperature Tc detected by the temperature sensor 28c becomes the first carbide temperature Tc1 or higher. The second rotation speed Rs2 is lower than the rotation speed Rs1. By lowering the rotation speed of the turntable 24a, the time for the carbide to stay in the carbide refining / cooling region R1 becomes longer, and the temperature of the carbide discharged by the carbide discharge unit 24 decreases accordingly.

ステップS704で炭化炉制御部29は、レベルセンサ28dが検出する堆積量Aoが第1堆積量Ao1以下であるか否かを判定する。炭化炉制御部29は、検出した堆積量Aoが第1堆積量Ao1以下であると判定した場合はステップS705に処理を進め、そうでなければステップS706に処理を進める。 In step S704, the carbonization furnace control unit 29 determines whether or not the accumulated amount Ao detected by the level sensor 28d is equal to or less than the first accumulated amount Ao1. If the carbonization furnace control unit 29 determines that the detected accumulated amount Ao is equal to or less than the first accumulated amount Ao1, the process proceeds to step S705, and if not, the process proceeds to step S706.

ステップS705で炭化炉制御部29は、ターンテーブル24aの回転速度を第2回転速度Rs2で回転させるよう駆動部24bを制御する。第2回転速度Rs2は後述する第1回転速度Rs1よりも低速度である。ステップS705では、レベルセンサ28dが検出する堆積量Aoが第1堆積量Ao1以下となった場合に炭化物排出部24が排出する炭化物の温度が低下するように、ターンテーブル24aの回転速度を第1回転速度Rs1よりも低い第2回転速度Rs2としている。 In step S705, the carbonization furnace control unit 29 controls the drive unit 24b so that the rotation speed of the turntable 24a is rotated at the second rotation speed Rs2. The second rotation speed Rs2 is lower than the first rotation speed Rs1 described later. In step S705, the rotation speed of the turntable 24a is first set so that the temperature of the carbide discharged by the carbide discharge unit 24 decreases when the deposit amount Ao detected by the level sensor 28d becomes the first deposit amount Ao1 or less. The second rotation speed Rs2 is lower than the rotation speed Rs1.

ステップS706で炭化炉制御部29は、ターンテーブル24aの回転速度を第1回転速度Rs1で回転させるよう駆動部24bを制御する。前述したように、第1回転速度Rs1は、炭化炉20が通常運転状態を維持するために必要な量の炭化物を炭化物排出部24から排出させるための速度である。炭化炉制御部29は、ステップS906において、炭化物温度Tcが第1炭化物温度Tc1よりも低くかつ堆積量Aoが第1堆積量Ao1よりも多いことから、運転状態を維持するために必要な量の炭化物を炭化物排出部24から排出させるように駆動部24bを制御する。 In step S706, the carbonization furnace control unit 29 controls the drive unit 24b so that the rotation speed of the turntable 24a is rotated at the first rotation speed Rs1. As described above, the first rotation speed Rs1 is a speed at which the carbide furnace 20 discharges an amount of carbide required for maintaining the normal operating state from the carbide discharge unit 24. In step S906, the carbide furnace control unit 29 has an amount required to maintain the operating state because the carbide temperature Tc is lower than the first carbide temperature Tc1 and the accumulated amount Ao is larger than the first accumulated amount Ao1. The drive unit 24b is controlled so that the carbide is discharged from the carbide discharge unit 24.

炭化炉制御部29は、図7に示すフローチャートの処理を終了すると、再び図7に示す処理の実行を開始する。このようにして、炭化炉制御部29は、温度センサ28cが検出する炭化物温度Tcおよびレベルセンサ28dが検出する有機廃棄物の堆積量Aoに基づいて駆動部24bがターンテーブル24aを回転させる回転速度を制御する。 When the carbonization furnace control unit 29 finishes the process of the flowchart shown in FIG. 7, the carbonization furnace control unit 29 starts executing the process shown in FIG. 7 again. In this way, in the carbonization furnace control unit 29, the rotation speed at which the drive unit 24b rotates the turntable 24a based on the carbide temperature Tc detected by the temperature sensor 28c and the accumulated amount of organic waste Ao detected by the level sensor 28d. To control.

以上の図7に示すフローチャートにおいては、温度センサ28cが検出する炭化物温度Tcが第1炭化物温度Tc1以上であるか否かに応じてターンテーブル24aの回転速度を2段階に切り替えるものであったが他の態様であってもよい。
例えば、炭化物温度Tcに応じて2段階以上の複数段階でターンテーブル24aの回転速度を切り替えるようにしてもよい。また例えば、ターンテーブル24aの回転速度を段階的に切り替えず、温度センサ28cが検出する炭化物温度Tcと反比例する速度となるようにターンテーブル24aの回転速度を制御するようにしてもよい。
In the flowchart shown in FIG. 7 above, the rotation speed of the turntable 24a is switched in two stages depending on whether or not the carbide temperature Tc detected by the temperature sensor 28c is equal to or higher than the first carbide temperature Tc1. Other aspects may be used.
For example, the rotation speed of the turntable 24a may be switched in a plurality of steps of two or more steps according to the carbide temperature Tc. Further, for example, the rotation speed of the turntable 24a may be controlled so as to be inversely proportional to the carbide temperature Tc detected by the temperature sensor 28c without gradually switching the rotation speed of the turntable 24a.

また、以上の図7に示すフローチャートにおいては、レベルセンサ28dが検出する堆積量Aoが第1堆積量Ao1以上であるか否かに応じてターンテーブル24aの回転速度を2段階に切り替えるものであったが他の態様であってもよい。
例えば、堆積量Aoに応じて2段階以上の複数段階でターンテーブル24aの回転速度を切り替えるようにしてもよい。また例えば、ターンテーブル24aの回転速度を段階的に切り替えず、レベルセンサ28dが検出する堆積量Aoと比例する速度となるようにターンテーブル24aの回転速度を制御するようにしてもよい。
Further, in the flowchart shown in FIG. 7, the rotation speed of the turntable 24a is switched in two stages depending on whether or not the deposit amount Ao detected by the level sensor 28d is equal to or higher than the first deposit amount Ao1. However, other aspects may be used.
For example, the rotation speed of the turntable 24a may be switched in a plurality of stages of two or more stages according to the amount of deposit Ao. Further, for example, the rotation speed of the turntable 24a may be controlled so as to be proportional to the deposit amount Ao detected by the level sensor 28d without switching the rotation speed of the turntable 24a stepwise.

また、以上の図7に示すフローチャートにおいては、温度センサ28cが検出する炭化物温度Tcとレベルセンサ28dが検出する堆積量Aoの双方を用いてターンテーブル24aの回転速度を制御するものであったが他の態様であってもよい。
例えば、温度センサ28cが検出する炭化物温度Tcとレベルセンサ28dが検出する堆積量Aoの何れか一方を用いてターンテーブル24aの回転速度を制御するようにしてもよい。
Further, in the flowchart shown in FIG. 7, the rotation speed of the turntable 24a is controlled by using both the carbide temperature Tc detected by the temperature sensor 28c and the deposition amount Ao detected by the level sensor 28d. Other aspects may be used.
For example, the rotation speed of the turntable 24a may be controlled by using either the carbide temperature Tc detected by the temperature sensor 28c or the deposition amount Ao detected by the level sensor 28d.

以上のように、本実施形態の炭化炉制御部29は、温度センサ28cが検出する炭化物温度Tcが第1炭化物温度Tc1(例えば、250℃以上かつ300℃の範囲の任意の温度)を下回るようにターンテーブル24aの回転速度を制御する。
これにより、1次燃焼ファン25aの送風量の制御により炭化物精練・冷却領域R1の上層側で900℃以上かつ1200℃以下の温度範囲で堆積する有機廃棄物が、所定時間(例えば、30分以上かつ50分以下)に渡って間隙20aに堆積し、その後に炭化物排出部24から排出される。
また、温度センサ28cの位置で第1炭化物温度Tc1を下回る温度となった有機廃棄物は、温度センサ28cの下方の間隙20aで徐々に冷却されて常温(例えば、25℃)で炭化物排出部24から排出される。
As described above, in the carbonization furnace control unit 29 of the present embodiment, the carbide temperature Tc detected by the temperature sensor 28c is lower than the first carbide temperature Tc1 (for example, an arbitrary temperature in the range of 250 ° C. or higher and 300 ° C.). The rotation speed of the turntable 24a is controlled.
As a result, organic waste deposited in the temperature range of 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower on the upper layer side of the carbide scouring / cooling region R1 by controlling the air flow rate of the primary combustion fan 25a is deposited for a predetermined time (for example, 30 minutes or longer). And it is deposited in the gap 20a for 50 minutes or less), and then discharged from the carbide discharge part 24.
Further, the organic waste having a temperature lower than the first carbide temperature Tc1 at the position of the temperature sensor 28c is gradually cooled in the gap 20a below the temperature sensor 28c and is gradually cooled at room temperature (for example, 25 ° C.). Is discharged from.

本実施形態の炭化炉制御部29は、3秒を制御周期として図7に示す処理を繰り返し実行することにより、連続した制御周期で検知される炭化物温度Tcの差が25℃を超えないように制御することができる。本実施形態の水性ガス生成システム100は、炭化炉制御部29による炭化物温度Tcの自動制御を行うことにより、有機廃棄物が30分以上かつ50分以下の時間(所定時間)に渡って間隙20aに堆積させることができる。 The carbonization furnace control unit 29 of the present embodiment repeatedly executes the process shown in FIG. 7 with a control cycle of 3 seconds so that the difference in carbide temperature Tc detected in the continuous control cycle does not exceed 25 ° C. Can be controlled. In the water gas generation system 100 of the present embodiment, by automatically controlling the carbide temperature Tc by the carbonization furnace control unit 29, the gap 20a is formed over a time (predetermined time) of 30 minutes or more and 50 minutes or less for organic waste. Can be deposited in.

次に、本実施形態の熱分解炉30について詳細に説明する。
図8は、図1に示す熱分解炉30の縦断面図である。図8において、軸線Zは、熱分解炉30が設置される設置面(図示略)に対して直交する鉛直方向(重力方向)を示している。
Next, the pyrolysis furnace 30 of the present embodiment will be described in detail.
FIG. 8 is a vertical cross-sectional view of the pyrolysis furnace 30 shown in FIG. In FIG. 8, the axis Z indicates a vertical direction (gravity direction) orthogonal to an installation surface (not shown) on which the pyrolysis furnace 30 is installed.

図8に示すように、本実施形態の熱分解炉30は、本体部31と、反応管32と、反応管ヘッド33(供給部)と、水性ガス出口ノズル34(水性ガス出口部)と、燃焼ガス供給部35(加熱用ガス供給部)と、燃焼ガス排出部36(加熱用ガス排出部)と、グランドパッキン37(第1シール部)と、グランドパッキン38(第2シール部)と、グランドパッキン39(第3シール部)とを備える。 As shown in FIG. 8, the pyrolysis furnace 30 of the present embodiment includes a main body 31, a reaction tube 32, a reaction tube head 33 (supply section), a water gas outlet nozzle 34 (water gas outlet section), and the like. Combustion gas supply unit 35 (heating gas supply unit), combustion gas discharge unit 36 (heating gas discharge unit), gland packing 37 (first seal part), gland packing 38 (second seal part), It is provided with a gland packing 39 (third seal portion).

本体部31は、軸線Zに沿って延びる略円筒状に形成される部材である。本体部31は、その内部に反応管32を収容する空間を形成している。
本体部31は、熱分解炉30の外装を形成する金属製(例えば鉄製)のハウジング31aと、ハウジング31aの内周面に貼り付けられる断熱材31bと、断熱材31bの内周面に貼り付けられる耐熱材31cとを有する。
The main body 31 is a member formed in a substantially cylindrical shape extending along the axis Z. The main body 31 forms a space for accommodating the reaction tube 32 inside.
The main body 31 is attached to a metal (for example, iron) housing 31a forming the exterior of the pyrolysis furnace 30, a heat insulating material 31b to be attached to the inner peripheral surface of the housing 31a, and an inner peripheral surface of the heat insulating material 31b. It has a heat-resistant material 31c to be used.

略円筒状の本体部31の上面は平面視円環状の上板31dで構成されており、本体部31の底面は平面視円環状の底板31eで構成されている。
また、本体部31の側面31fの上端には上端フランジ部31g(第1フランジ部)が設けられており、本体部31の側面31fの下端には下端フランジ31i(第2フランジ部)が設けられている。
The upper surface of the substantially cylindrical main body 31 is formed of an annular top plate 31d in a plan view, and the bottom surface of the main body 31 is formed of an annular bottom plate 31e in a plan view.
Further, an upper end flange portion 31g (first flange portion) is provided at the upper end of the side surface 31f of the main body portion 31, and a lower end flange 31i (second flange portion) is provided at the lower end of the side surface 31f of the main body portion 31. ing.

上板31dと上端フランジ部31gとは、軸線Z回りの複数箇所で上板31dと上端フランジ部31gとの間に図示しないガスケット(第4シール部)を挟んだ状態で締結ボルト31h(締結部材)によって締結されている。
同様に、底板31eと下端フランジ31iとは、軸線Z回りの複数箇所で底板31eと下端フランジ31iとの間に図示しないガスケット(第5シール部)を挟んだ状態で締結ボルト31j(締結部材)によって締結されている。
The upper plate 31d and the upper end flange portion 31g have a fastening bolt 31h (fastening member) in a state where a gasket (fourth seal portion) (not shown) is sandwiched between the upper plate 31d and the upper end flange portion 31g at a plurality of locations around the axis Z. ) Is concluded.
Similarly, the bottom plate 31e and the lower end flange 31i have a fastening bolt 31j (fastening member) with a gasket (fifth seal portion) (not shown) sandwiched between the bottom plate 31e and the lower end flange 31i at a plurality of locations around the axis Z. Is concluded by.

反応管32は、軸線Zに沿って延びる略円筒状に形成される機構である。反応管32は、本体部31の内周面との間に燃焼ガス(加熱用ガス)を流通させるための燃焼ガス流路30aを形成する外周面32dを有する。
反応管32は、センターパイプ32a(管状部材)と、上端フランジ32b(第3フランジ部)と、複数の第1傾斜板32fと、複数の第2傾斜板32gと、複数の保持棒32h(保持部)とを有する。
The reaction tube 32 is a mechanism formed in a substantially cylindrical shape extending along the axis Z. The reaction tube 32 has an outer peripheral surface 32d that forms a combustion gas flow path 30a for flowing a combustion gas (heating gas) with the inner peripheral surface of the main body 31.
The reaction tube 32 includes a center pipe 32a (tubular member), an upper end flange 32b (third flange portion), a plurality of first inclined plates 32f, a plurality of second inclined plates 32g, and a plurality of holding rods 32h (holding portions). ) And.

図8に示すように、反応管32の上端フランジ32bおよび上端フランジ32b側のセンターパイプ32aの端部は、本体部31の上板31d(上面)から上方へ突出している。
また、反応管32の下端部32cは、本体部31の底板31e(底面)から下方へ突出している。
As shown in FIG. 8, the upper end flange 32b of the reaction tube 32 and the end portion of the center pipe 32a on the upper end flange 32b side project upward from the upper plate 31d (upper surface) of the main body portion 31.
Further, the lower end portion 32c of the reaction tube 32 projects downward from the bottom plate 31e (bottom surface) of the main body portion 31.

センターパイプ32aは、軸線Zに沿って延びる円筒状に形成される部材である。センターパイプ32aの内部には、複数の第1傾斜板32fと複数の第2傾斜板32gと複数の保持棒32h(保持部)からなる熱分解促進機構が収容されている。
熱分解促進機構は、炭化物をセンターパイプ32aの上端側から下端側まで段階的に導いて炭化物を反応管32の内部に滞留させることにより、炭化物および過熱蒸気(ガス化剤)の熱分解反応を促進させる機構である。
The center pipe 32a is a member formed in a cylindrical shape extending along the axis Z. Inside the center pipe 32a, a thermal decomposition promoting mechanism including a plurality of first inclined plates 32f, a plurality of second inclined plates 32g, and a plurality of holding rods 32h (holding portions) is housed.
The pyrolysis promoting mechanism promotes the pyrolysis reaction of the carbide and the superheated vapor (gasifying agent) by guiding the carbide stepwise from the upper end side to the lower end side of the center pipe 32a and retaining the carbide inside the reaction tube 32. It is a mechanism to make it.

図8に示すように、複数の第1傾斜板32fおよび複数の第2傾斜板32gは、軸線Zに沿った複数箇所で4本の保持棒(図示略)によって保持されている。また、第1傾斜板32fおよび第2傾斜板32gは、軸線Zに沿って交互に配置されている。
4本の保持棒の上端は、反応管ヘッド33の下端フランジ33aの下面に取り付けられている。反応管32の上端フランジ32bと反応管ヘッド33の下端フランジ33aとの締結を解除することにより、熱分解促進機構はセンターパイプ32aから上方に取り外す(着脱する)ことが可能となっている。
As shown in FIG. 8, the plurality of first inclined plates 32f and the plurality of second inclined plates 32g are held by four holding rods (not shown) at a plurality of locations along the axis Z. Further, the first inclined plate 32f and the second inclined plate 32g are alternately arranged along the axis Z.
The upper ends of the four holding rods are attached to the lower surface of the lower end flange 33a of the reaction tube head 33. By releasing the fastening between the upper end flange 32b of the reaction tube 32 and the lower end flange 33a of the reaction tube head 33, the thermal decomposition promotion mechanism can be removed (attached / detached) upward from the center pipe 32a.

図8に示すように、第1傾斜板32fが形成する第1傾斜面は第2開口部32jから落下した炭化物を下方へ導くように傾斜しており、第2傾斜板32gが形成する第2傾斜面は第1開口部32iから落下した炭化物を下方へ導くように傾斜している。
このように、熱分解促進機構は、軸線Zに沿って交互に配置される第1傾斜板32fと第2傾斜板32gとを用いて炭化物をセンターパイプ32aの上端側から下端側まで段階的に導くことができる。
As shown in FIG. 8, the first inclined surface formed by the first inclined plate 32f is inclined so as to guide the carbides that have fallen from the second opening 32j downward, and the second inclined plate 32g is formed. The inclined surface is inclined so as to guide the carbides that have fallen from the first opening 32i downward.
As described above, the thermal decomposition promotion mechanism guides the carbide stepwise from the upper end side to the lower end side of the center pipe 32a by using the first inclined plate 32f and the second inclined plate 32g alternately arranged along the axis Z. be able to.

第1傾斜面および第2傾斜面の軸線Zに直交する平面に対する傾斜角度は、炭化物の性状に応じて任意に設定することができるが、炭化物を確実に傾斜面に沿って移動させるために炭化物の安息角以上の角度とするのが好ましい。一方、傾斜角度を大きくしすぎると、炭化物の反応管32内での滞留時間が短くなり、熱分解反応が十分に促進されない。
そのため、第1傾斜面および第2傾斜面の軸線Zに直交する平面に対する傾斜角度は、20°以上かつ60°以下の範囲で炭化物の安息角以上となるように定めるのが特に好ましい。
The angle of inclination of the first inclined surface and the second inclined surface with respect to the plane orthogonal to the axis Z can be arbitrarily set according to the properties of the carbide, but the carbide is ensured to move along the inclined surface. It is preferable that the angle is equal to or greater than the angle of repose of. On the other hand, if the inclination angle is made too large, the residence time of the carbide in the reaction tube 32 becomes short, and the thermal decomposition reaction is not sufficiently promoted.
Therefore, it is particularly preferable that the inclination angle of the first inclined surface and the second inclined surface with respect to the plane orthogonal to the axis Z is set to be equal to or more than the angle of repose of the carbide in the range of 20 ° or more and 60 ° or less.

反応管ヘッド33は、反応管32に取り付けられるとともに反応管32の内部へ炭化物と過熱蒸気(ガス化剤)とを供給して反応管32の内部で水性ガスを生成させるものである。
反応管ヘッド33は、反応管32と取り付けられる下端フランジ33a(第4フランジ)と、炭化物供給路101に取り付けられる上端フランジ33bと、蒸気過熱器81から過熱蒸気が供給される流路(図示略)に取り付けられる側方フランジ33cとを有する。
The reaction tube head 33 is attached to the reaction tube 32 and supplies carbides and superheated steam (gasifying agent) to the inside of the reaction tube 32 to generate water gas inside the reaction tube 32.
The reaction tube head 33 includes a lower end flange 33a (fourth flange) attached to the reaction tube 32, an upper end flange 33b attached to the carbide supply path 101, and a flow path in which superheated steam is supplied from the steam superheater 81 (not shown). ) With a side flange 33c.

反応管ヘッド33の下端フランジ33aと反応管32の上端フランジ32bとは、軸線Z回りの複数箇所でこれらの間に図示しないガスケット(第6シール部)を挟んだ状態で締結ボルト33dによって締結されている。 The lower end flange 33a of the reaction tube head 33 and the upper end flange 32b of the reaction tube 32 are fastened by fastening bolts 33d with a gasket (sixth seal portion) (not shown) sandwiched between them at a plurality of locations around the axis Z. ing.

水性ガス出口ノズル34は、反応管32の下端部32cに取り付けられる略筒状の部材である。水性ガス出口ノズル34は、反応管32の内部で炭化物の熱分解反応により生成された水性ガス、炭化物の未反応分、および灰分等の残渣を、水性ガス供給路102を介して減温器40へ導く。
なお、水性ガス出口ノズル34から減温器40へ導かれる未反応の炭化物は、過熱蒸気(水蒸気)により洗浄されて炭素成分以外の他の成分が除去されたものである。そのため、減温器40へ導かれる炭化物は、炭素成分以外の他の成分が良好に除去された炭素含有率の高い炭化物となっている。
The water gas outlet nozzle 34 is a substantially tubular member attached to the lower end 32c of the reaction tube 32. The water gas outlet nozzle 34 removes residues such as water gas, unreacted carbides, and ash generated by the thermal decomposition reaction of carbides inside the reaction tube 32 via the water gas supply path 102. Lead to.
The unreacted carbides led from the water gas outlet nozzle 34 to the heater 40 are washed with superheated steam (steam) to remove components other than the carbon component. Therefore, the carbide guided to the cooler 40 is a carbide having a high carbon content in which components other than the carbon component are satisfactorily removed.

燃焼ガス供給部35は、本体部31の上方に設けられるとともに燃焼ガス流路200aから導かれる燃焼ガスを燃焼ガス流路30aへ供給する開口部である。
燃焼ガス排出部36は、本体部31の下方に設けられるとともに燃焼ガス流路30aから燃焼ガス流路200bへ燃焼ガスを排出する開口部である。
燃焼ガス供給部35から燃焼ガス流路30aへ供給される燃焼ガスは、センターパイプ32aの外周面32dを加熱しながらセンターパイプ32aの上端側から下端側に向けて流通し、燃焼ガス排出部36から排出される。
The combustion gas supply unit 35 is an opening provided above the main body 31 and supplying the combustion gas guided from the combustion gas flow path 200a to the combustion gas flow path 30a.
The combustion gas discharge unit 36 is provided below the main body 31 and is an opening for discharging the combustion gas from the combustion gas flow path 30a to the combustion gas flow path 200b.
The combustion gas supplied from the combustion gas supply unit 35 to the combustion gas flow path 30a flows from the upper end side to the lower end side of the center pipe 32a while heating the outer peripheral surface 32d of the center pipe 32a, and is discharged from the combustion gas discharge unit 36. Will be done.

グランドパッキン37は、本体部31の上板31dから燃焼ガス流路30a内の燃焼ガスが外部へ流出することを遮断する部材である。グランドパッキン37は、本体部31の上板31dの下面と接するように設けられるとともに反応管32の外周面32dと接触する内周面37dを有する平面視円環状の部材である。 The gland packing 37 is a member that blocks the outflow of the combustion gas in the combustion gas flow path 30a from the upper plate 31d of the main body 31 to the outside. The gland packing 37 is a plan view annular member provided so as to be in contact with the lower surface of the upper plate 31d of the main body 31 and having an inner peripheral surface 37d in contact with the outer peripheral surface 32d of the reaction tube 32.

グランドパッキン37は、セラミックボード37aとセラミックボード37bとセラミックファイバー37cとを互いに密着させた状態で構成されている。比較的容易に変形可能な繊維状の素材であるセラミックファイバー37cを用いることにより、断熱材31bおよび耐熱材31cと接触する部分におけるシール性を高めている。 The gland packing 37 is configured with the ceramic board 37a, the ceramic board 37b, and the ceramic fiber 37c in close contact with each other. By using the ceramic fiber 37c, which is a fibrous material that can be deformed relatively easily, the sealing property at the portion in contact with the heat insulating material 31b and the heat insulating material 31c is improved.

グランドパッキン38は、本体部31の底板31eから燃焼ガス流路30a内の燃焼ガスが外部へ流出することを遮断する部材である。グランドパッキン38は、本体部31の底板31eの上面と接するように設けられるとともに反応管32の外周面32dと接触する内周面38dを有する平面視円環状の部材である。 The gland packing 38 is a member that blocks the outflow of combustion gas in the combustion gas flow path 30a from the bottom plate 31e of the main body 31 to the outside. The gland packing 38 is a plan view annular member provided so as to be in contact with the upper surface of the bottom plate 31e of the main body 31 and having an inner peripheral surface 38d in contact with the outer peripheral surface 32d of the reaction tube 32.

グランドパッキン38は、セラミックボード38aとセラミックボード38bとセラミックファイバー38cとを互いに密着させた状態で構成されている。比較的容易に変形可能な繊維状の素材であるセラミックファイバー38cを用いることにより、断熱材31bおよび耐熱材31cと接触する部分におけるシール性を高めている。
グランドパッキン39は、反応管32の下端部32cと水性ガス出口ノズル34との取付位置において、取付位置からの水性ガスの流出を遮断する部材である。
The gland packing 38 is configured with the ceramic board 38a, the ceramic board 38b, and the ceramic fiber 38c in close contact with each other. By using the ceramic fiber 38c, which is a fibrous material that can be deformed relatively easily, the sealing property at the portion in contact with the heat insulating material 31b and the heat insulating material 31c is improved.
The gland packing 39 is a member that blocks the outflow of water gas from the mounting position at the mounting position of the lower end 32c of the reaction tube 32 and the water gas outlet nozzle 34.

次に、図9を用いて、本実施形態の熱分解炉30,減温器40,サイクロン50,蒸気発生器80,蒸気過熱器81,およびその周辺の機器について詳細に説明する。
図9に示すように、炭化物供給路101は、スクリューコンベア101aと、クリンカ除去装置101bと、ベルトコンベア101cと、磁選機101dと、スクリューコンベア101eと、スクリューコンベア101fとを有する。
Next, with reference to FIG. 9, the pyrolysis furnace 30, the heater 40, the cyclone 50, the steam generator 80, the steam superheater 81, and the peripheral devices of the present embodiment will be described in detail.
As shown in FIG. 9, the carbide supply path 101 includes a screw conveyor 101a, a clinker removing device 101b, a belt conveyor 101c, a magnetic separator 101d, a screw conveyor 101e, and a screw conveyor 101f.

スクリューコンベア101aは、炭化炉20から排出された炭化物を運搬する装置である。スクリューコンベア101aは、直線状に延びる筒体の内部にスクリューを収容したものである。スクリューコンベア101aは、モータの駆動力によってスクリューを筒体の内部で回転させることにより、炭化物を筒体の延びる方向に沿って運搬する。 The screw conveyor 101a is a device for transporting carbides discharged from the carbonization furnace 20. The screw conveyor 101a accommodates a screw inside a cylinder extending in a straight line. The screw conveyor 101a conveys carbides along the extending direction of the cylinder by rotating the screw inside the cylinder by the driving force of the motor.

クリンカ除去装置101bは、スクリューコンベア101aから排出される炭化物から一定以上の粒径のクリンカをネット等により除去する装置である。クリンカが除去された炭化物はベルトコンベア101cによって磁選機101dまで運搬される。
磁選機101dは、炭化物に含まれる釘等の鉄製の屑を磁石により除去する装置である。鉄製の屑が除去された炭化物は、スクリューコンベア101eへ供給される。
The clinker removing device 101b is a device that removes clinker having a certain particle size or more from the carbide discharged from the screw conveyor 101a by a net or the like. The carbide from which the clinker has been removed is transported to the magnetic separator 101d by the belt conveyor 101c.
The magnetic separator 101d is a device that uses a magnet to remove iron debris such as nails contained in carbides. The carbide from which the iron debris has been removed is supplied to the screw conveyor 101e.

スクリューコンベア101eおよびスクリューコンベア101fは、それぞれ炭化物を運搬する装置である。スクリューコンベア101fは、炭化物を熱分解炉30が有する窒素置換器30bへ供給する。なお、スクリューコンベア101eおよびスクリューコンベア101fの構造は、スクリューコンベア101aと同様であるので説明を省略する。 The screw conveyor 101e and the screw conveyor 101f are devices for transporting carbides, respectively. The screw conveyor 101f supplies carbides to the nitrogen substituent 30b of the pyrolysis furnace 30. Since the structures of the screw conveyor 101e and the screw conveyor 101f are the same as those of the screw conveyor 101a, the description thereof will be omitted.

スクリューコンベア101eとスクリューコンベア101fとで熱分解炉30の上方まで炭化物を運搬しているのは、炭化物を熱分解炉30の上方から供給し、炭化物の自重によって熱分解炉30の反応管32中に炭化物を通過させるためである。炭化物の自重によって熱分解炉30の反応管32を通過させることにより、反応管32の上端から下端までの全領域を、熱分解反応を促進する領域として利用することができる。また、炭化物の自重によって反応管32中に炭化物を通過させるため、炭化物を移動させるための特段の動力を必要としない。 The screw conveyor 101e and the screw conveyor 101f transport the carbides above the pyrolysis furnace 30 by supplying the carbides from above the pyrolysis furnace 30 and using the weight of the carbides in the reaction tube 32 of the pyrolysis furnace 30. This is to allow carbides to pass through. By passing the reaction tube 32 of the thermal decomposition furnace 30 by the weight of the carbide, the entire region from the upper end to the lower end of the reaction tube 32 can be used as a region for promoting the thermal decomposition reaction. Further, since the carbide is passed through the reaction tube 32 by the weight of the carbide, no special power is required to move the carbide.

なお、スクリューコンベア101eとスクリューコンベア101fとの2段階で炭化物を運搬しているのは、各スクリューコンベアがスクリューを回転させるのに必要とする動力を少なくして駆動力の大きな高価なモータを必要としないようにするためである。 In addition, transporting carbides in two stages of the screw conveyor 101e and the screw conveyor 101f requires an expensive motor with a large driving force by reducing the power required for each screw conveyor to rotate the screw. This is to prevent.

窒素置換器30bは、熱分解炉30を構成する機器であり、炭化物とともにスクリューコンベア101fから供給される空気に含まれる酸素を不活性な窒素ガスと置換するための装置である。
窒素置換器30bは、スクリューコンベア101fと連結される上方と反応管ヘッド33と連結される下方のそれぞれに配置され、制御装置90によって開閉状態が制御される電動式の制御弁(例えば、ボール弁)を有する。
The nitrogen substituent 30b is an apparatus constituting the pyrolysis furnace 30, and is an apparatus for replacing oxygen contained in the air supplied from the screw conveyor 101f together with carbides with an inert nitrogen gas.
The nitrogen substitution device 30b is arranged in each of the upper part connected to the screw conveyor 101f and the lower part connected to the reaction tube head 33, and the open / closed state is controlled by the control device 90 (for example, a ball valve). ).

制御装置90は、上方の制御弁を開状態とし下方の制御弁を閉状態とすることで窒素置換器30bの内部に炭化物を供給する。制御装置90は、窒素置換器30bの内部に供給される炭化物が一定量に達した場合、スクリューコンベア101fによる炭化物の運搬を停止させるとともに、窒素置換器30bの上方の制御弁を閉状態とする。 The control device 90 supplies carbides to the inside of the nitrogen substituent 30b by opening the upper control valve and closing the lower control valve. When the amount of carbide supplied to the inside of the nitrogen substitution device 30b reaches a certain amount, the control device 90 stops the transportation of the carbide by the screw conveyor 101f and closes the control valve above the nitrogen substitution device 30b. ..

窒素置換器30bには、空気分離装置等の窒素ガスを生成する装置から窒素ガスが常時供給されるようになっている。そのため、窒素置換器30bの上方および下方の制御弁を閉状態として一定時間が経過すると、炭化物とともに窒素置換器30bの内部に供給された空気が外部に排出されて内部が窒素ガスで置換された状態となる。 Nitrogen gas is constantly supplied to the nitrogen substituent 30b from a device that generates nitrogen gas, such as an air separation device. Therefore, when a certain period of time elapses with the control valves above and below the nitrogen substitution device 30b closed, the air supplied to the inside of the nitrogen substitution device 30b together with the charcoal is discharged to the outside and the inside is replaced with nitrogen gas. It becomes a state.

制御装置90は、窒素置換器30bの内部が窒素ガスで置換された状態となった後に、窒素置換器30bの下方の制御弁を開状態に切り替えて窒素置換器30bから反応管ヘッド33へ炭化物を供給する。
制御装置90は、窒素置換器30bから反応管ヘッド33へ炭化物を供給した後、窒素置換器30bの下方の制御弁を閉状態とする。また、制御装置90は、その後に窒素置換器30bの上方の制御弁を開状態として窒素置換器30bの内部に新たな炭化物を供給する。
After the inside of the nitrogen substitution device 30b is replaced with nitrogen gas, the control device 90 switches the control valve below the nitrogen substitution device 30b to the open state to carry carbides from the nitrogen substitution device 30b to the reaction tube head 33. Supply.
The control device 90 closes the control valve below the nitrogen substitution device 30b after supplying carbides from the nitrogen substitution device 30b to the reaction tube head 33. Further, the control device 90 subsequently opens the control valve above the nitrogen substitution device 30b and supplies new carbides to the inside of the nitrogen substitution device 30b.

制御装置90は、以上のように窒素置換器30bの上方および下方の制御弁の開閉を制御することにより、反応管ヘッド33へ炭化物とともに供給される気体を窒素ガスとしている。この窒素ガスは、反応管32で生成される水性ガスと反応しない不活性ガスである。そのため、炭化物とともに酸素を含む空気が反応管32へ供給され、酸素と水性ガスとが反応して水性ガスの収率が低下してしまうことを抑制することができる。 The control device 90 uses nitrogen gas as the gas supplied together with the carbides to the reaction tube head 33 by controlling the opening and closing of the control valves above and below the nitrogen substituent 30b as described above. This nitrogen gas is an inert gas that does not react with the water gas produced in the reaction tube 32. Therefore, it is possible to prevent the air containing oxygen together with the carbides from being supplied to the reaction tube 32 and the oxygen and the water gas reacting with each other to reduce the yield of the water gas.

チャー回収装置41は、窒素置換器41aとチャー回収部41bとを有する。
窒素置換器41aは、炭化物の未反応分とともに減温器40から供給される水性ガスを不活性な窒素ガスと置換するための装置である。
チャー回収部41bは、炭化物の未反応分を回収して図示しない供給経路から窒素置換器30bへ供給する装置である。
窒素置換器41aは、減温器40と連結される上方とチャー回収部41bと連結される下方のそれぞれに配置され、制御装置90によって開閉状態が制御される電動式の制御弁(例えば、ボール弁)を有する。
The char recovery device 41 has a nitrogen substituent 41a and a char recovery unit 41b.
The nitrogen substitution device 41a is a device for replacing the water gas supplied from the heater 40 together with the unreacted component of the carbide with the inert nitrogen gas.
The char recovery unit 41b is a device that recovers the unreacted portion of carbide and supplies it to the nitrogen substituent 30b from a supply path (not shown).
The nitrogen substitution device 41a is arranged in each of the upper part connected to the thermostat 40 and the lower part connected to the char recovery unit 41b, and the open / closed state is controlled by the control device 90 (for example, a ball). Has a valve).

制御装置90は、上方の制御弁を開状態とし下方の制御弁を閉状態とすることで窒素置換器41aの内部に炭化物の未反応分を供給する。制御装置90は、窒素置換器41aの内部に供給される炭化物の未反応分が一定量に達した場合、窒素置換器41aの上方の制御弁を閉状態とする。 The control device 90 supplies the unreacted portion of carbide to the inside of the nitrogen substituent 41a by opening the upper control valve and closing the lower control valve. When the unreacted amount of carbide supplied to the inside of the nitrogen substituent 41a reaches a certain amount, the control device 90 closes the control valve above the nitrogen substituent 41a.

窒素置換器41aには、空気分離装置等の窒素ガスを生成する装置から窒素ガスが常時供給されるようになっている。そのため、窒素置換器41aの上方および下方の制御弁を閉状態として一定時間が経過すると、炭化物の未反応分とともに窒素置換器41aの内部に供給された水性ガスが外部に排出されて内部が窒素ガスで置換された状態となる。なお、窒素置換器41aから排出される水性ガスは、フレアースタック71に供給されるようになっている。 Nitrogen gas is constantly supplied to the nitrogen substituent 41a from a device that generates nitrogen gas, such as an air separation device. Therefore, when a certain period of time elapses with the control valves above and below the nitrogen substitution device 41a closed, the water gas supplied to the inside of the nitrogen substitution device 41a is discharged to the outside together with the unreacted component of the carbide, and the inside is nitrogen. It will be in a state of being replaced with gas. The water gas discharged from the nitrogen substituent 41a is supplied to the flare stack 71.

制御装置90は、窒素置換器41aの内部が窒素ガスで置換された状態となった後に、窒素置換器41aの下方の制御弁を開状態に切り替えて窒素置換器41aからチャー回収部41bへ炭化物の未反応分を供給する。
制御装置90は、窒素置換器41aからチャー回収部41bへ炭化物の未反応分を供給した後、窒素置換器41aの下方の制御弁を閉状態とする。また、制御装置90は、その後に窒素置換器41aの上方の制御弁を開状態として窒素置換器41aの内部に新たな炭化物の未反応分を供給する。
After the inside of the nitrogen substitution device 41a is replaced with nitrogen gas, the control device 90 switches the control valve below the nitrogen substitution device 41a to the open state and from the nitrogen substitution device 41a to the char recovery unit 41b. Supply the unreacted portion of.
The control device 90 supplies the unreacted portion of carbide from the nitrogen substitution device 41a to the char recovery unit 41b, and then closes the control valve below the nitrogen substitution device 41a. Further, the control device 90 subsequently opens the control valve above the nitrogen substituent 41a and supplies an unreacted portion of new carbides to the inside of the nitrogen substituent 41a.

制御装置90は、以上のように窒素置換器41aの上方および下方の制御弁の開閉を制御することにより、チャー回収部41bへ炭化物の未反応分とともに供給される水性ガスがチャー回収部41bへ供給されるのを防止している。 By controlling the opening and closing of the control valves above and below the nitrogen substituent 41a as described above, the control device 90 supplies the water gas supplied to the char recovery unit 41b together with the unreacted portion of the carbide to the char recovery unit 41b. It prevents it from being supplied.

残渣回収装置51は、窒素置換器51aと残渣回収部51bとを有する。
窒素置換器51aは、未反応の炭化物および残渣とともにサイクロン50から供給される水性ガスを不活性な窒素ガスと置換するための装置である。
残渣回収部51bは、窒素置換器51aから排出される未反応の炭化物および残渣を回収する装置である。
The residue recovery device 51 includes a nitrogen substituent 51a and a residue recovery unit 51b.
The nitrogen substituent 51a is a device for replacing the water gas supplied from the cyclone 50 with the unreacted carbides and residues with the inert nitrogen gas.
The residue recovery unit 51b is a device for recovering unreacted carbides and residues discharged from the nitrogen substituent 51a.

窒素置換器51aは、サイクロン50と連結される上方と残渣回収部51bと連結される下方のそれぞれに配置され、制御装置90によって開閉状態が制御される電動式の制御弁(例えば、ボール弁)を有する。窒素置換器51aには、空気分離装置等の窒素ガスを生成する装置から窒素ガスが常時供給されるようになっている。 The nitrogen substituent 51a is arranged in the upper part connected to the cyclone 50 and the lower part connected to the residue recovery unit 51b, respectively, and an electric control valve (for example, a ball valve) whose opening / closing state is controlled by the control device 90. Has. Nitrogen gas is constantly supplied to the nitrogen substituent 51a from a device that generates nitrogen gas, such as an air separation device.

なお、制御装置90は、窒素置換器41aの制御弁を制御するのと同様に窒素置換器51aの制御弁を制御し、水性ガスが残渣回収部51bへ供給されるのを防止するものである。制御装置90が窒素置換器51aの制御弁を制御する方法は、制御装置90が窒素置換器41aの制御弁を制御する方法と同様であるので、説明を省略する。 The control device 90 controls the control valve of the nitrogen substitution device 51a in the same manner as controlling the control valve of the nitrogen substitution device 41a, and prevents the water gas from being supplied to the residue recovery unit 51b. .. The method in which the control device 90 controls the control valve of the nitrogen substitution device 51a is the same as the method in which the control device 90 controls the control valve of the nitrogen substitution device 41a, and thus the description thereof will be omitted.

蒸気発生器80は、蒸気発生部80aと蒸気循環タンク80bとを有する。
蒸気発生部80aは、燃焼ガスと熱交換する水を内部に流通させる伝熱管(図示略)と、伝熱管を覆うように形成される筒体に設けられるとともに水を内部に流通させるジャケット(図示略)とを有する。伝熱管とジャケットには、それぞれ蒸気循環タンク80bから水が供給されるようになっている。
The steam generator 80 has a steam generator 80a and a steam circulation tank 80b.
The steam generator 80a is provided on a heat transfer tube (not shown) for internally circulating water that exchanges heat with combustion gas, and a jacket (not shown) provided on a cylinder formed so as to cover the heat transfer tube and allowing water to flow inside. Omitted) and. Water is supplied to the heat transfer tube and the jacket from the steam circulation tank 80b, respectively.

蒸気循環タンク80bは、水供給装置82から水が供給されるとともに水を蒸気発生部80aの伝熱管およびジャケットに供給する。ジャケットで熱された温水と、伝熱管が燃焼ガスによって加熱されて生成した蒸気とは、それぞれ蒸気循環タンク80bに回収される。
蒸気循環タンク80bは、蒸気発生部80aの伝熱管から供給された蒸気(飽和蒸気)を、蒸気過熱器81へ供給する。
The steam circulation tank 80b supplies water from the water supply device 82 and also supplies the water to the heat transfer tube and the jacket of the steam generator 80a. The hot water heated by the jacket and the steam generated by heating the heat transfer tube with the combustion gas are recovered in the steam circulation tank 80b, respectively.
The steam circulation tank 80b supplies steam (saturated steam) supplied from the heat transfer tube of the steam generator 80a to the steam superheater 81.

次に、図10を用いて、本実施形態の乾燥機10について詳細に説明する。
乾燥機10は、ロータリキルンと呼ばれる方式の乾燥機であり、燃焼ガス導入部10bと、回転体10cと、排出部10dとを有する。
燃焼ガス導入部10bは、燃焼ガス流路200dから供給される燃焼ガスを乾燥機10の内部へ導入するとともに導入した燃焼ガスを回転体10cの内部へ導くものである。
Next, the dryer 10 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.
The dryer 10 is a type of dryer called a rotary kiln, and has a combustion gas introduction unit 10b, a rotating body 10c, and a discharge unit 10d.
The combustion gas introduction unit 10b introduces the combustion gas supplied from the combustion gas flow path 200d into the inside of the dryer 10 and guides the introduced combustion gas into the inside of the rotating body 10c.

回転体10cは、軸線Wに沿って延びる方向に形成される円筒状の部材であり駆動モータによって回転動力を与えられることにより軸線W回りに回転する。
また、回転体10cの内部には、原料供給路11aから有機廃棄物が供給される。回転体10cの内部に供給された有機廃棄物は、燃焼ガス導入部10bから導かれる燃焼ガスによって乾燥されながら排出部10dに向けて導かれる。
有機廃棄物は、回転体10cの回転によって撹拌されながら燃焼ガスによって直接的に加熱され、回転体10cの一端から他端まで燃焼ガスの流れによって搬送される。
The rotating body 10c is a cylindrical member formed in a direction extending along the axis W, and rotates around the axis W when rotational power is applied by a drive motor.
Further, organic waste is supplied to the inside of the rotating body 10c from the raw material supply path 11a. The organic waste supplied to the inside of the rotating body 10c is guided toward the discharge unit 10d while being dried by the combustion gas guided from the combustion gas introduction unit 10b.
The organic waste is directly heated by the combustion gas while being agitated by the rotation of the rotating body 10c, and is conveyed by the flow of the combustion gas from one end to the other end of the rotating body 10c.

排出部10dは、回転体10cによって搬送されながら乾燥した有機廃棄物を回収して原料供給路10aへ供給する。原料供給路10aへ供給された有機廃棄物は、ホッパ12を介して炭化炉20へ供給される。
また、排出部10dは、燃焼ガス導入部10bから回転体10cの内部を通過して導かれた燃焼ガスを燃焼ガス流路200eへ供給する。燃焼ガス流路200eへ供給された燃焼ガスは、排ガス冷却洗浄装置13へ供給される。
The discharge unit 10d collects the dried organic waste while being conveyed by the rotating body 10c and supplies it to the raw material supply path 10a. The organic waste supplied to the raw material supply path 10a is supplied to the carbonization furnace 20 via the hopper 12.
Further, the discharge unit 10d supplies the combustion gas guided from the combustion gas introduction unit 10b through the inside of the rotating body 10c to the combustion gas flow path 200e. The combustion gas supplied to the combustion gas flow path 200e is supplied to the exhaust gas cooling / cleaning device 13.

次に、本実施形態の炭化炉20にて得られる炭化物と、チャー回収装置41および残渣回収装置51にて得られる炭化物の性状について説明する。
15重量%の水分を含む樹木製の廃材をホッパ12から供給する有機廃棄物として用いた場合、有機廃棄物に対して15〜25重量%の炭化物が炭化炉20にて得られた。水性ガス生成システム100を連続運転し、約6時間毎に炭化炉20から排出される炭化物を採取して全16サンプルの炭化物を得て有機元素分析装置(ヤナコ分析工業株式会社製のMT-5)で分析を行った。その結果、炭化物の炭素含有率の平均値が91.5%であり、標準偏差が1.5%であった。また、比表面積測定装置(Quantachrome社製のNova-4200e)を用いて炭化物の比表面積を測定したところ、300m/g〜400m/gとの結果を得た。また、有機廃棄物に含まれる灰分(炭化物以外の他の成分)を蛍光X線分析装置(Philips社製PW2400)で分析したところ、灰分全体に対して約52重量パーセントのCaが含まれるとの結果を得た。
Next, the properties of the carbide obtained in the carbonization furnace 20 of the present embodiment and the carbides obtained in the char recovery device 41 and the residue recovery device 51 will be described.
When the wood waste material containing 15% by weight of water was used as the organic waste supplied from the hopper 12, 15 to 25% by weight of carbonized material was obtained in the carbonization furnace 20 with respect to the organic waste. The water gas generation system 100 is continuously operated, and the carbides discharged from the carbide furnace 20 are collected about every 6 hours to obtain a total of 16 samples of carbides, which is an organic element analyzer (MT-5 manufactured by Yanako Analytical Industry Co., Ltd.). ) Was used for the analysis. As a result, the average value of the carbon content of the carbide was 91.5%, and the standard deviation was 1.5%. The measured specific surface area of the carbide with a specific surface area measuring device (Quantachrome Co. Nova-4200e), to give the results of 300m 2 / g~400m 2 / g. In addition, when the ash content (components other than carbides) contained in the organic waste was analyzed with a fluorescent X-ray analyzer (PW2400 manufactured by Philips), it was found that about 52% by weight of Ca was contained in the total ash content. I got the result.

また、15重量%の水分を含む樹木製の廃材をホッパ12から供給する有機廃棄物として用いた場合、チャー回収装置41と残渣回収装置51とを合計して、有機廃棄物に対して約2〜3重量%の未反応の炭化物が得られた。水性ガス生成システム100を連続運転し、約6時間毎にチャー回収装置41および残渣回収装置51から排出される炭化物を採取して全16サンプルの炭化物を得て有機元素分析装置(ヤナコ分析工業株式会社製のMT-5)で分析を行った。その結果、炭化物の炭素含有率の平均値が92.1%であり、標準偏差が1.4%であった。また、比表面積測定装置(Quantachrome社製のNova-4200e)を用いて炭化物の比表面積を測定したところ、300m/g〜400m/gとの結果を得た。また、有機廃棄物に含まれる灰分(炭化物以外の他の成分)を蛍光X線分析装置(Philips社製PW2400)で分析したところ、灰分全体に対して約52重量パーセントのCaが含まれるとの結果を得た。 Further, when the wood waste material containing 15% by weight of water is used as the organic waste supplied from the hopper 12, the char recovery device 41 and the residue recovery device 51 are totaled to be about 2 with respect to the organic waste. Up to 3% by weight of unreacted carbide was obtained. The water gas generation system 100 is continuously operated, and the carbides discharged from the char recovery device 41 and the residue recovery device 51 are collected about every 6 hours to obtain a total of 16 samples of carbides, which are organic element analyzers (Yanako Analytical Industry Co., Ltd.). The analysis was performed with MT-5) manufactured by the company. As a result, the average value of the carbon content of the carbide was 92.1%, and the standard deviation was 1.4%. The measured specific surface area of the carbide with a specific surface area measuring device (Quantachrome Co. Nova-4200e), to give the results of 300m 2 / g~400m 2 / g. In addition, when the ash content (components other than carbides) contained in the organic waste was analyzed with a fluorescent X-ray analyzer (PW2400 manufactured by Philips), it was found that about 52% by weight of Ca was contained in the total ash content. I got the result.

このように、本実施形態の水性ガス生成システム100によれば、有機廃棄物に対して15〜25重量%の炭化物を得ることができ、その炭化物の炭素含有率が約92%となる。したがって、本実施形態の水性ガス生成システム100によれば、炭化炉20,チャー回収装置41,残渣回収装置51にて、高い炭素収率で炭化物を得ることができるとともに炭素含有率が極めて高い炭化物を得ることができる。 As described above, according to the water gas generation system 100 of the present embodiment, 15 to 25% by weight of carbide can be obtained with respect to the organic waste, and the carbon content of the carbide is about 92%. Therefore, according to the water gas generation system 100 of the present embodiment, in the carbide furnace 20, the char recovery device 41, and the residue recovery device 51, carbides can be obtained with a high carbon yield and the carbon content is extremely high. Can be obtained.

また、本実施形態の水性ガス生成システム100によれば、300m/g〜400m/gという比表面積の大きい炭化物を得ることができる。比表面積の大きい炭化物は、調湿剤や吸着剤(活性炭)として有用である。図11は、本実施形態の水性ガス生成システム100により得られる炭化物を走査電子顕微鏡で撮像した画像を示すものであり、比表面積の大きい構造が示されている。図11の右下には目盛が示されており、1目盛が100μmである。 Further, according to the water gas generation system 100 of the present embodiment, it is possible to obtain a large carbide having a specific surface area of 300m 2 / g~400m 2 / g. Carbides with a large specific surface area are useful as humidity control agents and adsorbents (activated carbon). FIG. 11 shows an image of the carbide obtained by the water gas generation system 100 of the present embodiment taken by a scanning electron microscope, and shows a structure having a large specific surface area. A scale is shown in the lower right of FIG. 11, and one scale is 100 μm.

なお、炭化炉20にて得られる炭化物の炭素含有率(平均値で91.5%)よりもチャー回収装置41および残渣回収装置51にて得られる炭化物の炭素含有率(平均値で92.1%)の方が高い。これは、チャー回収装置41および残渣回収装置51で得られる炭化物が、熱分解炉30で過熱蒸気(水蒸気)により洗浄されて炭素成分以外の他の成分が良好に除去されているためである。
また、本実施形態の水性ガス生成システム100により製造される炭化物は、前述した調湿剤や吸着剤以外の他の用途にも有効に利用することができる。例えば、土壌改良剤、埋炭剤、融雪剤、研磨剤として利用することもできる。
It should be noted that the carbon content of the carbides obtained in the char recovery device 41 and the residue recovery device 51 (average value of 92.1%) is higher than the carbon content of the carbides obtained in the carbonization furnace 20 (91.5% on average). %) Is higher. This is because the carbides obtained in the char recovery device 41 and the residue recovery device 51 are washed with superheated steam (steam) in the pyrolysis furnace 30 to satisfactorily remove components other than the carbon component.
Further, the carbide produced by the water gas generation system 100 of the present embodiment can be effectively used for applications other than the above-mentioned humidity control agent and adsorbent. For example, it can be used as a soil conditioner, a charcoal filling agent, a snow melting agent, and an abrasive.

以上説明した本実施形態が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の水性ガス生成システム100によれば、炭化炉20の本体部21の内周面と円筒部22の外周面との間に形成される間隙20aに有機廃棄物投入部23から有機廃棄物が投入され、炭化炉20の通常運転状態において、軸線Xに沿った間隙20aの下方から上方に至るまで有機廃棄物投入部23から投入される有機廃棄物が堆積する。間隙20aの上層側の有機廃棄物は、1次空気供給部25から供給される1次燃焼用空気により部分燃焼して間隙20aの下層側へ導かれる。
The actions and effects of the present embodiment described above will be described.
According to the water gas generation system 100 of the present embodiment, the organic waste input portion 23 organically disposes of the gap 20a formed between the inner peripheral surface of the main body 21 of the carbonization furnace 20 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 22. The material is charged, and in the normal operating state of the carbonization furnace 20, the organic waste charged from the organic waste charging unit 23 is deposited from below to above the gap 20a along the axis X. The organic waste on the upper layer side of the gap 20a is partially burned by the primary combustion air supplied from the primary air supply unit 25 and guided to the lower layer side of the gap 20a.

間隙20aの下層側の有機廃棄物は、上層側の有機廃棄物によって閉塞されており、間隙20aの下層側が炭素成分を多く含む固形分が精錬および冷却される炭化物精錬・冷却領域R1となる。炭化物精錬・冷却領域R1においては、炭素成分を多く含む固形分が、酸素濃度が低い状態で更に炭化されながら精錬され、間隙20aの下端に近付くに従って徐々に消火される。これにより、間隙20aの下端から排出される炭化物の温度を低くすることができる。 The organic waste on the lower layer side of the gap 20a is blocked by the organic waste on the upper layer side, and the lower layer side of the gap 20a is a carbide refining / cooling region R1 in which the solid content containing a large amount of carbon component is refined and cooled. In the carbide refining / cooling region R1, the solid content containing a large amount of carbon component is refined while being further carbonized in a state where the oxygen concentration is low, and the fire is gradually extinguished as it approaches the lower end of the gap 20a. As a result, the temperature of the carbide discharged from the lower end of the gap 20a can be lowered.

また、本実施形態の水性ガス生成システム100によれば、有機廃棄物が間隙20aで所定温度範囲に維持されるように有機廃棄物の炭化状態が制御される。そのため、有機廃棄物が高い温度となって炭素成分の多くが完全燃焼してしまうことや、有機廃棄物が間隙で低い温度となって炭素成分以外の他の成分を十分に除去できなくなる不具合を抑制することができる。ここで、所定温度範囲は、例えば、900℃以上かつ1200℃以下の範囲とするのが好ましく、1000℃以上かつ1100℃以下の範囲とするのが更に好ましい。 Further, according to the water gas generation system 100 of the present embodiment, the carbonization state of the organic waste is controlled so that the organic waste is maintained in a predetermined temperature range in the gap 20a. Therefore, there is a problem that the organic waste becomes high temperature and most of the carbon components are completely burned, and the organic waste becomes low temperature in the gap and other components other than the carbon component cannot be sufficiently removed. It can be suppressed. Here, the predetermined temperature range is, for example, preferably 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower, and more preferably 1000 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower.

また、本実施形態の水性ガス生成システム100によれば、有機廃棄物が所定時間に渡って間隙20aに堆積するように制御される。そのため、有機廃棄物が間隙20aに堆積する時間が短くなって有機廃棄物から炭素成分以外の他の成分を十分に除去できなくなる不具合を抑制することができる。ここで、所定時間は、例えば、30分以上かつ50分以下の範囲とするのが好ましい。
このように、本実施形態の水性ガス生成システム100によれば、有機廃棄物に含まれる炭素成分の減少を抑制しつつ炭素成分以外の他の成分が十分に除去された炭化物を製造することができる。
Further, according to the water gas generation system 100 of the present embodiment, the organic waste is controlled to be deposited in the gap 20a over a predetermined time. Therefore, it is possible to suppress a problem that the time for the organic waste to be deposited in the gap 20a is shortened and the components other than the carbon component cannot be sufficiently removed from the organic waste. Here, the predetermined time is preferably in the range of, for example, 30 minutes or more and 50 minutes or less.
As described above, according to the water gas generation system 100 of the present embodiment, it is possible to produce a carbide in which the carbon component other than the carbon component is sufficiently removed while suppressing the decrease of the carbon component contained in the organic waste. it can.

本実施形態の水性ガス生成システム100は、炭化物排出部24から排出された炭化物と過熱蒸気とを熱分解反応させて水性ガスを生成する熱分解炉30と、熱分解炉30から排出される炭化物を回収するチャー回収装置41および残渣回収装置51と、を備える。
このようにすることで、炭素含有率の高い炭化物と過熱蒸気とを熱分解炉30で熱分解反応させて水性ガスを生成しつつ、未反応の炭化物を回収することができる。この未反応の炭化物は、過熱蒸気により洗浄されて炭素成分以外の他の成分が除去されたものである。そのため、炭素成分以外の他の成分が良好に除去された炭素含有率の高い炭化物を得ることができる。
The water gas generation system 100 of the present embodiment has a pyrolysis furnace 30 that generates an aqueous gas by thermally decomposing the carbides discharged from the carbide discharge unit 24 and superheated steam, and the carbides discharged from the thermal decomposition furnace 30. The char recovery device 41 and the residue recovery device 51 are provided.
By doing so, the carbide having a high carbon content and the superheated steam can be thermally decomposed in the thermal decomposition furnace 30 to generate an aqueous gas, and the unreacted carbide can be recovered. This unreacted carbide is washed with superheated steam to remove components other than the carbon component. Therefore, it is possible to obtain a carbide having a high carbon content in which components other than the carbon component are satisfactorily removed.

<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態の炭化物製造システム300について図面を参照して説明する。
本実施形態の炭化物製造システム300は、第1実施形態の水性ガス生成システム100の変形例である。本実施形態の炭化物製造システム300は、以下で特に説明する場合を除き第1実施形態の水性ガス生成システム100と同様であるものとする。
<Second Embodiment>
Next, the carbide production system 300 of the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The carbide production system 300 of the present embodiment is a modification of the water gas generation system 100 of the first embodiment. The carbide production system 300 of the present embodiment is the same as the water gas generation system 100 of the first embodiment unless otherwise specified below.

第1実施形態の水性ガス生成システム100は、炭化炉20で得た炭化物を熱分解炉30で過熱蒸気により熱分解反応させることにより水性ガスを生成するものであり、主産物として水性ガスを製造して副産物として炭化物を製造するものであった。
それに対して本実施形態の炭化物製造システム300は、熱分解炉を備えておらず主産物として炭化物を製造するものである。
The water gas generation system 100 of the first embodiment generates water gas by thermally decomposing the carbides obtained in the carbonization furnace 20 with superheated steam in the thermal decomposition furnace 30, and produces water gas as a main product. As a by-product, carbides were produced.
On the other hand, the carbide production system 300 of the present embodiment does not have a pyrolysis furnace and produces carbide as a main product.

図12に示すように、本実施形態の炭化物製造システム300は、乾燥機10と、ホッパ11と、ホッパ12と、排ガス冷却洗浄装置13と、炭化炉(炭化物製造装置)20と、炭化炉20で製造された炭化物を回収する炭化物回収装置310と、炭化炉20から排出される燃焼ガスと水(熱媒体)との熱交換を行って蒸気を発生する蒸気発生器(熱交換部)320と、蒸気発生器320で発生した蒸気により駆動される蒸気タービン330と、蒸気タービン330のタービン軸(図示略)と連結される発電機により発電出力を得る発電設備340と、炭化物製造システム300の各部を制御する制御装置350と、を備える。 As shown in FIG. 12, the carbonized product manufacturing system 300 of the present embodiment includes a dryer 10, a hopper 11, a hopper 12, an exhaust gas cooling and cleaning device 13, a carbonizing furnace (carbonized product manufacturing device) 20, and a carbonizing furnace 20. The carbonized material recovery device 310 that recovers the carbonized material produced in the above, and the steam generator (heat exchange unit) 320 that generates steam by exchanging heat between the combustion gas discharged from the carbonization furnace 20 and water (heat medium). , A steam turbine 330 driven by steam generated by a steam generator 320, a power generation facility 340 that obtains power output from a generator connected to a turbine shaft (not shown) of the steam turbine 330, and each part of a carbonized product production system 300. A control device 350 for controlling the above.

発電設備340は、得られた発電出力を炭化物製造システム300の各部で使用するように電力を供給することができる。また、発電設備340は、炭化物製造システム300では余剰となる発電出力を電力系統(図示略)へ供給することもできる。なお、蒸気発生器320で発生して蒸気タービン330のタービン軸の回転動力として用いられた蒸気は、復水器(図示略)にて復水した後に再び蒸気発生器320へ熱媒体として供給される。 The power generation facility 340 can supply electric power so that the obtained power generation output can be used in each part of the carbide manufacturing system 300. Further, the power generation facility 340 can also supply the power generation output that is surplus in the carbide manufacturing system 300 to the power system (not shown). The steam generated by the steam generator 320 and used as the rotational power of the turbine shaft of the steam turbine 330 is returned to the steam generator 320 as a heat medium after being restored by the condenser (not shown). To.

図12に示す炭化物製造システム300において、炭化炉20で生成された燃焼ガスは、燃焼ガス流路300a,300b,300cからなる燃焼ガス流路によって以下のように流通する。
炭化炉20が生成した燃焼ガスは、燃焼ガス流路300aによって蒸気発生器320へ供給される。蒸気発生器320から排出された燃焼ガスは、燃焼ガス流路300bによって乾燥機10へ供給される。乾燥機10から排出された燃焼ガスは、燃焼ガス流路300cによって排ガス冷却洗浄装置13へ供給される。排ガス冷却洗浄装置13が無害化した燃焼ガスは、排ガス冷却洗浄装置13によって大気中に排出される。
In the carbide manufacturing system 300 shown in FIG. 12, the combustion gas generated in the carbonization furnace 20 is circulated as follows by the combustion gas flow path including the combustion gas flow paths 300a, 300b, and 300c.
The combustion gas generated by the carbonization furnace 20 is supplied to the steam generator 320 by the combustion gas flow path 300a. The combustion gas discharged from the steam generator 320 is supplied to the dryer 10 by the combustion gas flow path 300b. The combustion gas discharged from the dryer 10 is supplied to the exhaust gas cooling / cleaning device 13 by the combustion gas flow path 300c. The combustion gas detoxified by the exhaust gas cooling / cleaning device 13 is discharged into the atmosphere by the exhaust gas cooling / cleaning device 13.

本実施形態の炭化物製造システム300によれば、炭化炉20にて製造された炭化物の全量を炭化物回収装置310で回収するため、主産物として炭素含有率の極めて高い炭化物を得ることができる。
また、本実施形態の炭化物製造システム300によれば、炭化炉20で生成される高温(例えば、1000℃〜1200℃)の燃焼ガスの熱を水との熱交換により蒸気を発生させ、蒸気タービン330を動作させ、発電設備340の動力として回収することができる。さらに、蒸気発生器320を通過した比較的高温(例えば、500℃〜600℃)の燃焼ガスを乾燥機10において有機廃棄物の乾燥に用い、燃焼ガスの熱を更に有効利用することができる。
According to the carbide production system 300 of the present embodiment, since the entire amount of carbide produced in the carbide furnace 20 is recovered by the carbide recovery device 310, it is possible to obtain carbide having an extremely high carbon content as a main product.
Further, according to the carbonized product production system 300 of the present embodiment, steam is generated by exchanging heat of high temperature (for example, 1000 ° C. to 1200 ° C.) combustion gas generated in the carbonization furnace 20 with water to generate steam, and a steam turbine. The 330 can be operated and recovered as power for the power generation facility 340. Further, the relatively high temperature (for example, 500 ° C. to 600 ° C.) combustion gas that has passed through the steam generator 320 can be used for drying the organic waste in the dryer 10, and the heat of the combustion gas can be further effectively utilized.

〔他の実施形態〕
本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified without departing from the gist thereof.

10 乾燥機(乾燥部)
20 炭化炉
20a 間隙
21 本体部
22 円筒部
23 有機廃棄物投入部
24 炭化物排出部
25 1次空気供給部(空気供給部)
26 2次空気供給部(第2空気供給部)
27 燃焼ガス排出部
28a 温度センサ
28b 温度センサ(第1温度検出部)
28c 温度センサ(第2温度検出部)
28d レベルセンサ(堆積量検出部)
29 炭化炉制御部(制御部)
30 熱分解炉(熱分解部)
40 減温器
41 チャー回収装置(炭化物回収部)
51 残渣回収装置(炭化物回収部)
90 制御装置
100 水性ガス生成システム
300 炭化物製造システム
310 炭化物回収装置
R1 炭化物精錬・冷却領域
R2 1次燃焼領域
R3 原料投入領域
R4 2次燃焼領域
W,X,Y,Z 軸線
10 Dryer (drying part)
20 Carbonization furnace 20a Gap 21 Main body 22 Cylindrical part 23 Organic waste input part 24 Carbide discharge part 25 Primary air supply part (air supply part)
26 Secondary air supply section (second air supply section)
27 Combustion gas discharge unit 28a Temperature sensor 28b Temperature sensor (1st temperature detection unit)
28c temperature sensor (second temperature detector)
28d level sensor (deposition amount detection unit)
29 Carbonization furnace control unit (control unit)
30 Pyrolysis furnace (pyrolysis part)
40 Incubator 41 Char recovery device (carbide recovery section)
51 Residue recovery device (carbide recovery section)
90 Control device 100 Water gas generation system 300 Carbide production system 310 Carbide recovery device R1 Carbide refining / cooling area R2 Primary combustion area R3 Raw material input area R4 Secondary combustion area W, X, Y, Z Axis

Claims (9)

軸線に沿って延びる筒状に形成される本体部と、
前記軸線に沿って延びる筒状に形成されるとともに前記本体部の内周面との間に有機物を炭化させるための間隙を形成する外周面を有する筒部と、
前記間隙へ前記有機物を投入する有機物投入部と、
前記間隙に堆積する前記有機物を部分燃焼させる燃焼用空気を供給する空気供給部と、
前記間隙から前記有機物が炭化した炭化物を排出する炭化物排出部と、
前記有機物が前記間隙で所定温度範囲に維持されかつ前記有機物が所定時間に渡って前記間隙に堆積するように前記有機物の炭化状態を制御する制御部と、を備える炭化物製造装置であって、
前記部分燃焼が行われる領域の雰囲気温度を検出する第1温度検出部、
前記間隙に堆積する前記有機物の温度を検出する第2温度検出部、
前記有機物の燃焼ガスを排出する燃焼ガス排出部の燃焼ガスの温度を検出する第3温度検出部、
前記間隙に堆積する前記有機物の堆積量を検出する堆積量検出部、
前記空気供給部に有機物を燃焼させるために外部空気を供給する1次空気供給部、
前記空気供給部と前記燃焼ガス排出部の間に燃焼ガスに含まれる可燃性ガスを燃焼させるために外部空気を供給する2次空気供給部、
前記炭化物排出部に前記炭化物の排出口、前記間隙の下端と対向する位置に設けられるとともに前記軸線回りに回転することにより前記間隙の下端から前記排出口へ前記炭化物を導く回転体、前記回転体を前記軸線回りに回転させる駆動部、を有し、
前記制御部では以下の制御を3秒の制御周期で行う炭化物製造装置。
前記第1温度検出部の検出温度が所定の第1雰囲気温度より低い場合に前記1次空気供給部からの空気供給量を増加
前記第2温度検出部の検出温度が所定の炭化物温度以上の場合に前記回転体の回転速度を通常運転の第1回転速度よりも低速度の第2回転速度で回転
前記第3温度検出部の検出温度が所定の第1燃焼ガス温度より低い場合に前記2次空気供給部からの空気供給量を減少
The main body, which is formed in a tubular shape that extends along the axis,
A tubular portion having a tubular shape extending along the axis and an outer peripheral surface forming a gap for carbonizing organic substances with the inner peripheral surface of the main body portion.
An organic substance charging section for charging the organic substance into the gap,
An air supply unit that supplies combustion air that partially burns the organic matter that accumulates in the gap,
A carbide discharge part that discharges carbonized matter obtained by carbonizing the organic matter from the gap,
A carbide manufacturing apparatus comprising a control unit that controls a carbonized state of the organic substance so that the organic substance is maintained in a predetermined temperature range in the gap and the organic substance is deposited in the gap over a predetermined time .
A first temperature detection unit that detects the ambient temperature in the region where partial combustion is performed,
A second temperature detection unit that detects the temperature of the organic matter deposited in the gap,
A third temperature detection unit that detects the temperature of the combustion gas of the combustion gas discharge unit that discharges the combustion gas of the organic substance,
A deposit amount detection unit that detects the deposit amount of the organic matter deposited in the gap,
A primary air supply unit that supplies external air to the air supply unit to burn organic matter,
A secondary air supply unit that supplies external air to burn the flammable gas contained in the combustion gas between the air supply unit and the combustion gas discharge unit.
A rotating body, which is provided in the carbide discharging portion at a position facing the lower end of the gap and the lower end of the gap, and which guides the carbide from the lower end of the gap to the discharging port by rotating around the axis. Has a drive unit, which rotates around the axis.
The control unit is a carbide manufacturing apparatus that performs the following control with a control cycle of 3 seconds.
When the detection temperature of the first temperature detection unit is lower than the predetermined first atmosphere temperature, the amount of air supplied from the primary air supply unit is increased.
When the detection temperature of the second temperature detection unit is equal to or higher than the predetermined carbide temperature, the rotation speed of the rotating body is rotated at a second rotation speed lower than the first rotation speed of normal operation.
When the detection temperature of the third temperature detection unit is lower than the predetermined first combustion gas temperature, the amount of air supplied from the secondary air supply unit is reduced.
前記制御部ではさらに以下の制御を行う請求項1に記載の炭化物製造装置。The carbide production apparatus according to claim 1, wherein the control unit further controls the following.
前記第1温度検出部の検出温度が前記第1雰囲気温度以上である場合で、さらに前記第1雰囲気温度より高い所定の第2雰囲気温度を超える場合に前記1次空気供給部からの空気供給量を減少The amount of air supplied from the primary air supply unit when the detection temperature of the first temperature detection unit is equal to or higher than the first atmosphere temperature and further exceeds a predetermined second atmosphere temperature higher than the first atmosphere temperature. Decrease
前記第2温度検出部の検出温度が所定の炭化物温度未満の場合で、さらに前記堆積量検出部の検出堆積量が所定の堆積量以下である場合に前記回転体の回転速度を第2回転速度で回転、前記所定の堆積量を超える場合に前記回転体の回転速度を第1回転速度で回転When the detection temperature of the second temperature detection unit is lower than the predetermined carbide temperature, and when the detected accumulation amount of the accumulation amount detection unit is less than or equal to the predetermined accumulation amount, the rotation speed of the rotating body is set to the second rotation speed. Rotates at, and when the amount of accumulation exceeds the predetermined amount, the rotation speed of the rotating body is rotated at the first rotation speed.
前記第3温度検出部の検出温度が所定の第1燃焼ガス温度以上である場合で、さらに前記第1燃焼ガス温度より高い所定の第2燃焼ガス温度を超える場合に前記2次空気供給部からの空気供給量を増加When the detection temperature of the third temperature detection unit is equal to or higher than the predetermined first combustion gas temperature and further exceeds the predetermined second combustion gas temperature higher than the first combustion gas temperature, the secondary air supply unit Increased air supply
前記所定温度範囲は、900℃以上かつ1200℃以下の範囲である請求項1又は請求項2に記載の炭化物製造装置。 The carbide production apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the predetermined temperature range is 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower. 前記所定時間は、30分以上かつ50分以下である請求項1から請求項のいずれか一項に記載の炭化物製造装置。 The carbide production apparatus according to any one of claims 1 to 3 , wherein the predetermined time is 30 minutes or more and 50 minutes or less. 前記炭化物排出部から排出された前記炭化物と水蒸気とを熱分解反応させて水性ガスを生成する熱分解部と、
前記熱分解部から排出される前記炭化物を回収する炭化物回収部と、を備える請求項1から請求項のいずれか一項に記載の炭化物製造装置。
A pyrolysis section that produces an aqueous gas by thermally decomposing the carbide discharged from the carbide discharge section with water vapor.
The carbide manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a carbide recovery unit that recovers the carbide discharged from the thermal decomposition unit.
軸線に沿って延びる筒状に形成される本体部と、前記軸線に沿って延びる筒状に形成されるとともに前記本体部の内周面との間に有機物を炭化させるための間隙を形成する外周面を有する筒部とを備える炭化物製造装置を用いた炭化物製造方法であって、
前記間隙へ前記有機物を投入する有機物投入工程と、
前記間隙へ燃焼用空気を供給して該間隙に堆積する前記有機物を部分燃焼させる空気供給工程と、
前記間隙から前記有機物が炭化した炭化物を排出する炭化物排出工程と、
前記有機物が前記間隙で所定温度範囲に維持されかつ前記有機物が所定時間に渡って前記間隙に堆積するように前記有機物の炭化状態を制御する制御工程と、を備える炭化物製造方法であって、
前記有機物投入工程の後には前記部分燃焼が行われる領域の雰囲気温度を検出する第1温度検出工程、前記間隙に堆積する前記有機物の温度を検出する第2温度検出工程、前記有機物の燃焼ガス排出部に燃焼ガスの温度を検出する第3温度検出工程、前記間隙に堆積する前記有機物の堆積量を検出する堆積量検出工程を、
前記空気供給工程には有機物を燃焼させるために外部空気を供給する1次燃焼用空気供給工程を、
前記空気供給工程の後には燃焼ガスに含まれる可燃性ガスを燃焼させるために外部空気を供給する2次燃焼用空気供給工程を、
前記炭化物排出工程には前記間隙の下端と対向する位置に設けられるとともに前記軸線回りに回転する回転体により前記間隙の下端から排出口へ前記炭化物を導く炭化物排出工程を有し、
前記制御工程では、以下の制御を3秒の制御周期で行う炭化物製造方法。
前記第1温度検出工程の検出温度が所定の第1雰囲気温度より低い場合に前記1次空気供給工程からの空気供給量を増加
前記第2温度検出工程の検出温度が所定の炭化物温度以上の場合に前記回転体の回転速度を通常運転の第1回転速度よりも低速度の第2回転速度で回転
前記第3温度検出工程の検出温度が所定の第1燃焼ガス温度より低い場合に前記2次空気供給工程からの空気供給量を減少
An outer circumference that forms a gap for carbonizing organic substances between the main body portion that is formed in a tubular shape that extends along the axis and the inner peripheral surface of the main body that is formed in a tubular shape that extends along the axis. A carbide manufacturing method using a carbide manufacturing apparatus including a tubular portion having a surface.
An organic substance charging step of charging the organic substance into the gap, and
An air supply step of supplying combustion air to the gap and partially burning the organic matter deposited in the gap.
A carbide discharge step of discharging carbonized matter obtained by carbonizing the organic matter from the gap,
A carbide production method comprising a control step of controlling the carbonization state of the organic matter so that the organic matter is maintained in a predetermined temperature range in the gap and the organic matter is deposited in the gap over a predetermined time .
After the organic substance charging step, a first temperature detecting step of detecting the ambient temperature of the region where the partial combustion is performed, a second temperature detecting step of detecting the temperature of the organic substance deposited in the gap, and discharging of the combustion gas of the organic substance. A third temperature detection step for detecting the temperature of the combustion gas, and a deposit amount detection step for detecting the amount of the organic matter deposited in the gap.
The air supply step includes a primary combustion air supply step of supplying external air to burn organic matter.
After the air supply step, a secondary combustion air supply step of supplying external air to burn the flammable gas contained in the combustion gas is performed.
The carbide discharge step includes a carbide discharge step of guiding the carbide from the lower end of the gap to the discharge port by a rotating body provided at a position facing the lower end of the gap and rotating around the axis.
In the control step, a carbide production method in which the following control is performed with a control cycle of 3 seconds.
When the detection temperature of the first temperature detection step is lower than the predetermined first atmosphere temperature, the amount of air supplied from the primary air supply step is increased.
When the detection temperature in the second temperature detection step is equal to or higher than the predetermined carbide temperature, the rotating body is rotated at a second rotation speed lower than the first rotation speed in normal operation.
When the detection temperature of the third temperature detection step is lower than the predetermined first combustion gas temperature, the amount of air supplied from the secondary air supply step is reduced.
前記制御工程ではさらに以下の制御を行う請求項7に記載の炭化物製造方法。The carbide production method according to claim 7, wherein the following control is further performed in the control step.
前記第1温度検出工程の検出温度が前記第1雰囲気温度以上である場合で、さらに前記第1雰囲気温度より高い所定の第2雰囲気温度以下の場合に前記1次空気供給工程からの空気供給量を減少The amount of air supplied from the primary air supply step when the detection temperature in the first temperature detection step is equal to or higher than the first atmospheric temperature and further higher than the first atmospheric temperature to a predetermined second atmospheric temperature or lower. Decrease
前記第2温度検出工程の検出温度が所定の炭化物温度未満の場合で、さらに前記堆積量検出工程の検出堆積量が所定の堆積量以下である場合に前記回転体の回転速度を第2回転速度で回転、前記所定の堆積量を超える場合に前記回転体の回転速度を第1回転速度で回転When the detection temperature in the second temperature detection step is lower than the predetermined carbide temperature, and when the detection deposit amount in the deposit amount detection step is equal to or less than the predetermined deposit amount, the rotation speed of the rotating body is set to the second rotation speed. Rotates at, and when the amount of accumulation exceeds the predetermined amount, the rotation speed of the rotating body is rotated at the first rotation speed.
前記第3温度検出工程の検出温度が所定の第1燃焼ガス温度以上である場合で、さらに前記第1燃焼ガス温度より高い所定の第2燃焼ガス温度を超える場合に前記2次空気供給工程からの空気供給量を増加From the secondary air supply step when the detection temperature in the third temperature detection step is equal to or higher than the predetermined first combustion gas temperature and further exceeds the predetermined second combustion gas temperature higher than the first combustion gas temperature. Increased air supply
請求項1から請求項のいずれか一項に記載の炭化物製造装置と、
前記炭化物製造装置から排出される燃焼ガスと熱媒体とを熱交換させる熱交換部と、
前記熱交換部により加熱された熱媒体から動力を得て発電する発電部と、を備える炭化物製造システム。
The carbide production apparatus according to any one of claims 1 to 4 .
A heat exchange unit that exchanges heat between the combustion gas discharged from the carbide production apparatus and the heat medium,
A carbide manufacturing system including a power generation unit that generates power by obtaining power from a heat medium heated by the heat exchange unit.
前記熱交換部にて熱交換した前記燃焼ガスにより前記有機物投入部から投入される前記有機物を乾燥させる乾燥部を備える請求項に記載の炭化物製造システム。 The carbide production system according to claim 8 , further comprising a drying unit for drying the organic substance charged from the organic substance charging unit by the combustion gas exchanged with heat in the heat exchange unit.
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