JPH01115995A - ガス化装置 - Google Patents
ガス化装置Info
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- JPH01115995A JPH01115995A JP63202042A JP20204288A JPH01115995A JP H01115995 A JPH01115995 A JP H01115995A JP 63202042 A JP63202042 A JP 63202042A JP 20204288 A JP20204288 A JP 20204288A JP H01115995 A JPH01115995 A JP H01115995A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
- C10J3/20—Apparatus; Plants
- C10J3/22—Arrangements or dispositions of valves or flues
- C10J3/24—Arrangements or dispositions of valves or flues to permit flow of gases or vapours other than upwardly through the fuel bed
- C10J3/26—Arrangements or dispositions of valves or flues to permit flow of gases or vapours other than upwardly through the fuel bed downwardly
-
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- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
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- C10J3/20—Apparatus; Plants
- C10J3/34—Grates; Mechanical ash-removing devices
- C10J3/36—Fixed grates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0959—Oxygen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Solid-Fuel Combustion (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ、技術分野
本発明は、一般に有機物を可燃ガスに変換するための装
置に関し、更に詳しくは従来技術のガス化装置に固有の
多くの問題をうまく解消した小規模ガス化装置の特別な
設計に関する。
置に関し、更に詳しくは従来技術のガス化装置に固有の
多くの問題をうまく解消した小規模ガス化装置の特別な
設計に関する。
口、従来技術
ここで使うガス化とは、固体有機物から加熱、即ち熱分
解によって可燃ガスを生産することを指す。ここで関係
する一般型のガス化装置は、約200年以上前からある
。産業革命中、大量の石炭が鉱石溶融作業に使う前にコ
ークスにされた。このコークスにする工程で追い出され
たガスは可燃性で、1800年代初期にガス照明用に使
われた。
解によって可燃ガスを生産することを指す。ここで関係
する一般型のガス化装置は、約200年以上前からある
。産業革命中、大量の石炭が鉱石溶融作業に使う前にコ
ークスにされた。このコークスにする工程で追い出され
たガスは可燃性で、1800年代初期にガス照明用に使
われた。
その後、ガス化装置は内燃機関に使用するために設計さ
れた。第1次世界大戦中、石油輸入の封鎖で、ドイツ軍
は自動車用燃料源としてボルト締めガス化装置を使った
。
れた。第1次世界大戦中、石油輸入の封鎖で、ドイツ軍
は自動車用燃料源としてボルト締めガス化装置を使った
。
ガス化のための燃焼は、酸素と有線燃料、即ち元素炭素
がその化学組成の中にある燃料との間の化学反応と定義
することができる。燃焼中、酸素は燃料と結合して新し
い化合物を作り、この反応の速度は燃料それ自身の化学
組成以外の多くの要因に依ることが分かる。例えば、燃
料に達する酸素の量は、燃焼が起るために必要なガスを
遊離するためこの燃料に加えられる熱の量がするのと同
様に燃焼速度に大きな影響を有する。他の要因は、燃料
の物理的特性、即ちその形状及び酸素にさらされる全表
面積である。
がその化学組成の中にある燃料との間の化学反応と定義
することができる。燃焼中、酸素は燃料と結合して新し
い化合物を作り、この反応の速度は燃料それ自身の化学
組成以外の多くの要因に依ることが分かる。例えば、燃
料に達する酸素の量は、燃焼が起るために必要なガスを
遊離するためこの燃料に加えられる熱の量がするのと同
様に燃焼速度に大きな影響を有する。他の要因は、燃料
の物理的特性、即ちその形状及び酸素にさらされる全表
面積である。
有効なガス化は、この燃料の燃焼中に解放された熱を未
燃焼の材料で吸収する方法にも依る。熱は上がるので、
当然、未燃焼燃料は燃焼が既に行われている点の上に置
くべきであることになる。
燃焼の材料で吸収する方法にも依る。熱は上がるので、
当然、未燃焼燃料は燃焼が既に行われている点の上に置
くべきであることになる。
燃焼の性質を変え又は影響するもう一つの変数は、酸化
剤を燃料に導入する方法にある。通常空気であるこの酸
化剤は、三つの主な方向から、即ち、下から、上から又
は横からこの燃焼領域にもたらすことができる。空気流
の各方向は、それ自身の特別の利点及び欠点を示すこと
が分かる。空気の自然流は下からである。これは、火に
よって作られたガス及び煙が周囲大気より熱く、従って
軽いからである。これは燃焼領域を通してそれらを上に
あげ、次にそれが底で多くの空気を引込みそれと置換す
る。この自然対流空気供給の利点は、それが自己供給で
、送風機のような空気を動かすための外部駆動力を必要
としないことである。自然流の欠点は、タールや他の未
燃副産物が流出ガスする及び煙によって連れ去られ汚染
問題を起すことである。このタールや副産物は、このガ
ス化装置ユニットの壁に再凝縮する傾向もあり、掃除の
ために定期的な運転停止を要する。更に、この燃料塊を
上に通り抜けるこのタール物質は、凝結してこの燃料に
粘着する残留物を生じ、それが流れる能力を抑制しよう
とする。
剤を燃料に導入する方法にある。通常空気であるこの酸
化剤は、三つの主な方向から、即ち、下から、上から又
は横からこの燃焼領域にもたらすことができる。空気流
の各方向は、それ自身の特別の利点及び欠点を示すこと
が分かる。空気の自然流は下からである。これは、火に
よって作られたガス及び煙が周囲大気より熱く、従って
軽いからである。これは燃焼領域を通してそれらを上に
あげ、次にそれが底で多くの空気を引込みそれと置換す
る。この自然対流空気供給の利点は、それが自己供給で
、送風機のような空気を動かすための外部駆動力を必要
としないことである。自然流の欠点は、タールや他の未
燃副産物が流出ガスする及び煙によって連れ去られ汚染
問題を起すことである。このタールや副産物は、このガ
ス化装置ユニットの壁に再凝縮する傾向もあり、掃除の
ために定期的な運転停止を要する。更に、この燃料塊を
上に通り抜けるこのタール物質は、凝結してこの燃料に
粘着する残留物を生じ、それが流れる能力を抑制しよう
とする。
このタール発生問題を軽減又は除去する試みで、多数の
従来技術のガス化装置が、燃焼空気を側面から排出する
設計をした。この片側排出システムで、燃焼領域は良い
卵形の構成をとる。これは、封入容器の断面構成が大て
い円形であるという点でむしろ反生産的であることを証
明した。実際に、それはいくらかの未燃焼供給原料が燃
焼領域の脇を単に通過するだけで、灰穴に落ちることを
意味する。後に、多数の別個の方向から燃焼空気をとり
込み、それが卵形の重なった燃焼gA域を作る修整をし
た。例えば、もし燃焼領域の外周に60゜間隔で空気入
口を配置すると、各空気入口は単一人口が運ぶ空気の1
6.6%しか運ばない。これは、はとんど巾ならない急
激に減少した卵形に通じる。最終結果は、再び燃焼特性
が悪くなることである。
従来技術のガス化装置が、燃焼空気を側面から排出する
設計をした。この片側排出システムで、燃焼領域は良い
卵形の構成をとる。これは、封入容器の断面構成が大て
い円形であるという点でむしろ反生産的であることを証
明した。実際に、それはいくらかの未燃焼供給原料が燃
焼領域の脇を単に通過するだけで、灰穴に落ちることを
意味する。後に、多数の別個の方向から燃焼空気をとり
込み、それが卵形の重なった燃焼gA域を作る修整をし
た。例えば、もし燃焼領域の外周に60゜間隔で空気入
口を配置すると、各空気入口は単一人口が運ぶ空気の1
6.6%しか運ばない。これは、はとんど巾ならない急
激に減少した卵形に通じる。最終結果は、再び燃焼特性
が悪くなることである。
この側面排出設計は、燃焼ガスを未燃焼供給原料を通し
て出させ、それが不完全熱分解からタールを奪い去る。
て出させ、それが不完全熱分解からタールを奪い去る。
タール発生は、700℃以上で止まることが決まってい
る。その温度以上で発生したタールは、急速により単純
な成分に分解される。
る。その温度以上で発生したタールは、急速により単純
な成分に分解される。
それで、700℃の限界以下で供給原料に作られたター
ルは、このタールを700℃以上の温度に加熱するとい
う単純な方法で任意に分解することができる。多分これ
を達成する最も簡単な方法は、燃焼空気を上部からこの
短大又はガス化装置の中へもたらすことである。この燃
焼空気は、タール産物と蒸気をそれと共に直接このガス
化装置の熱い燃焼領域の中へ運ぶ。この燃焼ガスの排出
は、燃焼領域を通り、この4大の底から出る。
ルは、このタールを700℃以上の温度に加熱するとい
う単純な方法で任意に分解することができる。多分これ
を達成する最も簡単な方法は、燃焼空気を上部からこの
短大又はガス化装置の中へもたらすことである。この燃
焼空気は、タール産物と蒸気をそれと共に直接このガス
化装置の熱い燃焼領域の中へ運ぶ。この燃焼ガスの排出
は、燃焼領域を通り、この4大の底から出る。
従来技術のガス化装置の設置に現存するもう一つの問題
は、入ってくる供給原料がこの燃焼領域にたまり、燃焼
が行われるとき自然に流れない“ブリッジングを起すこ
とである。この燃料ブリッジング問題を扱う慣用手段は
、この有機物供給原料をかきまわす機械的かく拌機を設
け、それが燃焼領域←流れ続けられるようにブリッジし
た燃料を分断することである。そのような機械的装置は
注意を要し且つ頻繁な修理と交換も免かれない。
は、入ってくる供給原料がこの燃焼領域にたまり、燃焼
が行われるとき自然に流れない“ブリッジングを起すこ
とである。この燃料ブリッジング問題を扱う慣用手段は
、この有機物供給原料をかきまわす機械的かく拌機を設
け、それが燃焼領域←流れ続けられるようにブリッジし
た燃料を分断することである。そのような機械的装置は
注意を要し且つ頻繁な修理と交換も免かれない。
良いガス化装置は以下の特性を示すべきである。
即ち、
1、 ブリッジングなし
2、 保守最少
3、 WI除及び/又は灰除去のための停止時間最少
、並びに □ 4、 発生したガスが使用に便利、即ち、タールなし、
凝縮水なし、粒状物質なし、いやな放出物なし。
、並びに □ 4、 発生したガスが使用に便利、即ち、タールなし、
凝縮水なし、粒状物質なし、いやな放出物なし。
本発明のシステムは上の特性を全てもつ。それは、種類
及び大きさの点で広範囲の供給原料を吸うことができ、
作業者が付添う必要が4【い。このシステムは、定期的
な運転停止の必要なく長期間運転できる。それは、ター
ル、凝縮水、炭化水素又はいやな放出物を全く作らず、
米国環境保護庁ガイドラインを全て満足する。本発明は
、ブリッジング又は供給問題は全く呈示せず、掃除と灰
取扱いを徹底的に減じる。このガス化装置それ自身は完
全に自己清浄性で、発生した灰は全て、いかなる種類の
オーガ又は機械的装置にもよらないで、受は器の中にた
まる。本発明のシステムは、いかなる下流ガス掃除装置
も必要とせず、発生したガスはそのまますぐ使うことが
できる。
及び大きさの点で広範囲の供給原料を吸うことができ、
作業者が付添う必要が4【い。このシステムは、定期的
な運転停止の必要なく長期間運転できる。それは、ター
ル、凝縮水、炭化水素又はいやな放出物を全く作らず、
米国環境保護庁ガイドラインを全て満足する。本発明は
、ブリッジング又は供給問題は全く呈示せず、掃除と灰
取扱いを徹底的に減じる。このガス化装置それ自身は完
全に自己清浄性で、発生した灰は全て、いかなる種類の
オーガ又は機械的装置にもよらないで、受は器の中にた
まる。本発明のシステムは、いかなる下流ガス掃除装置
も必要とせず、発生したガスはそのまますぐ使うことが
できる。
ハ2発明の要約
本発明の上記の特徴及び利点は、底並びにステンレス鋼
外部ジャケット、ステンレス鋼内部ジャケット及びこの
二つの同心ジャケットの間に配置された適当な高温絶縁
材料から成る側壁を有する円筒形タンク本体を設けるこ
とによって達成される。耐火れんがもこのガス化装置の
内部を裏張りするために、その底及びその円筒形側壁の
両方に使ってもよい。この円筒形本体の上部から突出す
るのは円錐台形供給ホッパ組立体で、それも高温絶縁材
によって分離した外部及び内部ステンレス鋼壁から作ら
れる。この切頭円錐の上部は開いていて、有機燃料材料
を供給するのはこの孔を通してである。
外部ジャケット、ステンレス鋼内部ジャケット及びこの
二つの同心ジャケットの間に配置された適当な高温絶縁
材料から成る側壁を有する円筒形タンク本体を設けるこ
とによって達成される。耐火れんがもこのガス化装置の
内部を裏張りするために、その底及びその円筒形側壁の
両方に使ってもよい。この円筒形本体の上部から突出す
るのは円錐台形供給ホッパ組立体で、それも高温絶縁材
によって分離した外部及び内部ステンレス鋼壁から作ら
れる。この切頭円錐の上部は開いていて、有機燃料材料
を供給するのはこの孔を通してである。
この円筒形タンク本体内に位置し、この上部供給ホッパ
円錐の下に倒立するのは、この供給ホッパにボルト止め
された炉床円錐組立体である。この供給ホッパのベース
を囲むのは、この円錐供給ホッパのベースを貴通する複
数の等間隔の放射状孔に通じる空気流入マニホルドであ
る。それで、この入ってくる空気は、供給原料と共にこ
の逆円錐を通って燃焼領域へ流れる。この炉床円81[
は空気を絞るので、その速度が増し、それが燃焼を助け
る。
円錐の下に倒立するのは、この供給ホッパにボルト止め
された炉床円錐組立体である。この供給ホッパのベース
を囲むのは、この円錐供給ホッパのベースを貴通する複
数の等間隔の放射状孔に通じる空気流入マニホルドであ
る。それで、この入ってくる空気は、供給原料と共にこ
の逆円錐を通って燃焼領域へ流れる。この炉床円81[
は空気を絞るので、その速度が増し、それが燃焼を助け
る。
格子組立体は、この逆切頭炉床円錐部材のスロートの下
に所定の距離に配置され、Hつこの格子に横から見たと
き円錐形の輪郭を与えるために結合する4本の主支持棒
と4本の中間支持棒に溶接された同心リングのピラミッ
ド形を含む。この格子は、燃料を、それが燃やされると
き、制御された酸素供給環境に均一に分布された様式で
支持する。
に所定の距離に配置され、Hつこの格子に横から見たと
き円錐形の輪郭を与えるために結合する4本の主支持棒
と4本の中間支持棒に溶接された同心リングのピラミッ
ド形を含む。この格子は、燃料を、それが燃やされると
き、制御された酸素供給環境に均一に分布された様式で
支持する。
この円錐形格子のすぐ下に位置するのは、円錐形バッフ
ルで、それはこの格子を通って落ちる燃焼している燃料
粒子をこのガス化装置の壁の方に流し、それらがこのガ
ス化装置本体のベースにある灰処理室へ入らないように
する。この円錐バッフルの下に更に三つの一連の垂直に
配置されたバッフルがあり、その各々は内部円筒と同心
の外部円筒を含み、この内部円筒の外周から外部円筒の
内周へ延びる一連のら線形羽根を有する。
ルで、それはこの格子を通って落ちる燃焼している燃料
粒子をこのガス化装置の壁の方に流し、それらがこのガ
ス化装置本体のベースにある灰処理室へ入らないように
する。この円錐バッフルの下に更に三つの一連の垂直に
配置されたバッフルがあり、その各々は内部円筒と同心
の外部円筒を含み、この内部円筒の外周から外部円筒の
内周へ延びる一連のら線形羽根を有する。
このガス化装置の本体又はタンクのベースの近くにガス
流出接続部があり、この流出接続部はベーン軸流ファン
又は送風機に結合されている。この送風機が作動すると
き、それは外部空気を、この燃料ホッパを囲む空気マニ
ホルドを通し、このホッパの中の燃料を通して引き、そ
れは増加した速度で円錐格子によって支持された燃料を
通って動く。その後にこの空気がこれらのバッフルを通
ると、粒状物ml(灰)をある点へ向けさせ、そこでそ
れは灰受は器の中へ落ち、一方追加のバッフルはかなり
の乱流を生じ、それがこのガス流の中に存在する残りの
灰粒子をミクロンサイズに減じ、それでそれらはこの流
出ガス中に浮遊するようになり且つこのガス発生が目的
とする最終用途装置の中で効果的に燃やされる。これら
のバッフルは、このガスがこのガス化装置の高温地域に
とどまる停滞時間を増すという更なる曙能を果す。この
増加した滞在時間は、この燃料の中に存在するかもしれ
ないダイオキシンのような有毒化学物質を分解するのに
十分な時間を与える。
流出接続部があり、この流出接続部はベーン軸流ファン
又は送風機に結合されている。この送風機が作動すると
き、それは外部空気を、この燃料ホッパを囲む空気マニ
ホルドを通し、このホッパの中の燃料を通して引き、そ
れは増加した速度で円錐格子によって支持された燃料を
通って動く。その後にこの空気がこれらのバッフルを通
ると、粒状物ml(灰)をある点へ向けさせ、そこでそ
れは灰受は器の中へ落ち、一方追加のバッフルはかなり
の乱流を生じ、それがこのガス流の中に存在する残りの
灰粒子をミクロンサイズに減じ、それでそれらはこの流
出ガス中に浮遊するようになり且つこのガス発生が目的
とする最終用途装置の中で効果的に燃やされる。これら
のバッフルは、このガスがこのガス化装置の高温地域に
とどまる停滞時間を増すという更なる曙能を果す。この
増加した滞在時間は、この燃料の中に存在するかもしれ
ないダイオキシンのような有毒化学物質を分解するのに
十分な時間を与える。
空気吸入制御を行うことによって、この熱分解は酸素不
足環境で行われ、このガス化装置ユニット内に炎が存在
しないことを保証する。この燃料ホッパ及び格子並びに
この燃料ホッパの孔に対する格子の相対配置の設訓は、
燃料のブリッジングが起きないことを保証する。更に、
空気の流れが上部から底へであるから、タール、クレオ
ソール及びこの燃料から煮詰めたその他の岩屑は入って
くる燃料供給を通って上がり、先に述べたように、ある
従来技術の設計の欠点であった粘着物質を作ることはな
い。
足環境で行われ、このガス化装置ユニット内に炎が存在
しないことを保証する。この燃料ホッパ及び格子並びに
この燃料ホッパの孔に対する格子の相対配置の設訓は、
燃料のブリッジングが起きないことを保証する。更に、
空気の流れが上部から底へであるから、タール、クレオ
ソール及びこの燃料から煮詰めたその他の岩屑は入って
くる燃料供給を通って上がり、先に述べたように、ある
従来技術の設計の欠点であった粘着物質を作ることはな
い。
二0発明の目的
従って本発明の主たる目的は、有機物から可燃ガスを作
るための新規にして改良されたガス化装置を提供するこ
とである。
るための新規にして改良されたガス化装置を提供するこ
とである。
本発明の他の目的は、従来技術の設計ででくわした問題
をなくしたガス化装置を提供することである。
をなくしたガス化装置を提供することである。
本発明の他の目的は、保守が容易で、作業者が常時付添
う必要のないガス化装置を提供することである。
う必要のないガス化装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、その運転効率が高く、大気汚
染に関する現存の米国環境保護症規制に適合できるガス
化装置を提供することである。
染に関する現存の米国環境保護症規制に適合できるガス
化装置を提供することである。
本発明の更なる目的は、燃料のブリッジングによる問題
のない連続供給ガス化装置を提供することである。
のない連続供給ガス化装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、更に清浄にする手順を必要と
することなく多くの用途ですぐ使うのに適した清浄な可
燃ガスを作る、小規模、低コストガス化装置を提供する
ことである。
することなく多くの用途ですぐ使うのに適した清浄な可
燃ガスを作る、小規模、低コストガス化装置を提供する
ことである。
本発明のこれらやその他の目的及び利点は、以下の好ま
しい実施例の詳細な説明から、特に添付の図面を参照し
て考慮するとき、当業者には明白となろう。その添付の
図面で、いくつかの図での類似の番号は対応する部品を
指す。
しい実施例の詳細な説明から、特に添付の図面を参照し
て考慮するとき、当業者には明白となろう。その添付の
図面で、いくつかの図での類似の番号は対応する部品を
指す。
ホ、実施例
最初に第1図を参照すると、本発明の原理を実施するガ
ス化装置の側面図が示されている。このガス化装置組立
体は、全体を数字1oで示し、ビーム16によって支持
されたベース14上に取付けられた本体部材として円筒
形タンク12を含む。
ス化装置の側面図が示されている。このガス化装置組立
体は、全体を数字1oで示し、ビーム16によって支持
されたベース14上に取付けられた本体部材として円筒
形タンク12を含む。
このビーム16は、可動設備用のトレーラベツドの一部
でも固定でもよい。又このベツド16に取付けられてい
るのは、入口がこのガス化装置の出口24の7ランジ2
2に適当なダクト工作物20を介して結合された、モー
タ駆動ベーン軸流送風1118である。この送風機18
の出口26は、適当なダクト工作物28を介して、例え
ば炉又は内燃機関(図示せず)のようなガス利用装置に
結合されている。又このガス吐出し出口ダクト工作物2
8に結合されているのは、自動的に制御される弁32を
直列にもつ通気立て管30である。以下に指摘するよう
に、この制御弁32は、例えば、過温度状態が生じたら
、このガス化装置10が作った揮発性ガスを利用装置へ
送出するのではなく大気へ逃がすようにする安全装置で
ある。
でも固定でもよい。又このベツド16に取付けられてい
るのは、入口がこのガス化装置の出口24の7ランジ2
2に適当なダクト工作物20を介して結合された、モー
タ駆動ベーン軸流送風1118である。この送風機18
の出口26は、適当なダクト工作物28を介して、例え
ば炉又は内燃機関(図示せず)のようなガス利用装置に
結合されている。又このガス吐出し出口ダクト工作物2
8に結合されているのは、自動的に制御される弁32を
直列にもつ通気立て管30である。以下に指摘するよう
に、この制御弁32は、例えば、過温度状態が生じたら
、このガス化装置10が作った揮発性ガスを利用装置へ
送出するのではなく大気へ逃がすようにする安全装置で
ある。
円筒形本体12の上端にボルト止めされているのは、切
頭円錐の形をした燃料送入ホッパ34である。例えば、
木屑、おがくずたどん、たどんにした動物廃棄物等のよ
うな燃料を、一部だけ第1図に示し且つ数字36で指定
する送込オーガによってこのガス化装置組立体10の中
へ送る。このオーガで送られた燃料は、送入室て管38
を通り、且つ円錐台形燃料送込ホッパ34の開放上部を
通って落下する。又この本体部材12の上端に取付けら
れ、このホッパ34を囲むのは、環状燃焼空気マニホル
ド40である。
頭円錐の形をした燃料送入ホッパ34である。例えば、
木屑、おがくずたどん、たどんにした動物廃棄物等のよ
うな燃料を、一部だけ第1図に示し且つ数字36で指定
する送込オーガによってこのガス化装置組立体10の中
へ送る。このオーガで送られた燃料は、送入室て管38
を通り、且つ円錐台形燃料送込ホッパ34の開放上部を
通って落下する。又この本体部材12の上端に取付けら
れ、このホッパ34を囲むのは、環状燃焼空気マニホル
ド40である。
次に第2図の断面図を参照すると、この本体部材12は
、外側がセラミックスリーブ46で囲まれ、その内面が
耐火レンガ又はセラミック絶縁層48で寝張りされてい
る内部円筒44を含むのが分かる。この材料の組合せは
この本体12を適当に絶縁し、それでこの本体の外面は
触っても安全で且つ燃焼中に発生した熱はこのガス化装
置の中にこもって変換効率を上げる。角型的には、この
耐火層48とセラミック層46の厚さは各々約75m+
でもよい。
、外側がセラミックスリーブ46で囲まれ、その内面が
耐火レンガ又はセラミック絶縁層48で寝張りされてい
る内部円筒44を含むのが分かる。この材料の組合せは
この本体12を適当に絶縁し、それでこの本体の外面は
触っても安全で且つ燃焼中に発生した熱はこのガス化装
置の中にこもって変換効率を上げる。角型的には、この
耐火層48とセラミック層46の厚さは各々約75m+
でもよい。
同様に、ベース14は、高温セラミック54で分離され
た第1及び第2円形鋼板5o及び52を含み、この上ス
テンレス鋼板52も耐火レンガライチ56を支持する。
た第1及び第2円形鋼板5o及び52を含み、この上ス
テンレス鋼板52も耐火レンガライチ56を支持する。
このように、この本体部材とベースは、そこを通る実質
的熱損失を避けるように形成されている。
的熱損失を避けるように形成されている。
この送込ホッパ34は、そのベースの周り且つ空気取入
れマニホルド40で囲まれた範囲内に放射状に360°
に作られた複数の空気取入れ口を備える。まとめると、
この放射状空気吸込口58の面積は、ガス流出口24及
び空気吸込口42の面積に等しいか、それを超える。こ
の送込ホッパ34も、ステンレス鋼のような適当な金属
で作るのが好ましく、且つそこを通る熱損失を制限する
ためにセラミック層60で覆ってもよい。
れマニホルド40で囲まれた範囲内に放射状に360°
に作られた複数の空気取入れ口を備える。まとめると、
この放射状空気吸込口58の面積は、ガス流出口24及
び空気吸込口42の面積に等しいか、それを超える。こ
の送込ホッパ34も、ステンレス鋼のような適当な金属
で作るのが好ましく、且つそこを通る熱損失を制限する
ためにセラミック層60で覆ってもよい。
この円錐台形送込ホッパ34は、そのベースを囲む環状
7ランジ62を有し、そしてこの7ランジは、この本体
部材12の内部へ下方に突出する逆円錐台形部材66の
上部外周に作られた対応する環状フランジ64に結合す
る。この円錐66は、第1格子の上所定の距離に位置す
る炉床スロート68に収束する。第3図及び第4図で最
もよくわかるように、この格子は、90°間隔に配置さ
れた4本の放射状に延びる支持棒76に支持された一連
の同心リング72.74等を含む。中間支持体77は、
主支持棒の藺の中間に置かれ、且つ主支持棒と同様、リ
ング72.74等に溶接される。
7ランジ62を有し、そしてこの7ランジは、この本体
部材12の内部へ下方に突出する逆円錐台形部材66の
上部外周に作られた対応する環状フランジ64に結合す
る。この円錐66は、第1格子の上所定の距離に位置す
る炉床スロート68に収束する。第3図及び第4図で最
もよくわかるように、この格子は、90°間隔に配置さ
れた4本の放射状に延びる支持棒76に支持された一連
の同心リング72.74等を含む。中間支持体77は、
主支持棒の藺の中間に置かれ、且つ主支持棒と同様、リ
ング72.74等に溶接される。
遭遇する温度のために、これらの格子リング及び支持体
を304型ステンレス鋼から作るのが適当であることが
判っているが、それに制限する必要はない。又、第4図
でわかるように、支持棒76及び79は、離間した同心
リング72.74等がピラミッド形をとるように、外方
且つ下方に傾斜している。これらの同心リングは、所定
サイズ以上の未燃焼供給原料が間から落ちないような間
隔にされている。更に、この格子をステンレス鋼リング
の代りにチタン線の支持したら線を使って作ることがで
きることも意図している。
を304型ステンレス鋼から作るのが適当であることが
判っているが、それに制限する必要はない。又、第4図
でわかるように、支持棒76及び79は、離間した同心
リング72.74等がピラミッド形をとるように、外方
且つ下方に傾斜している。これらの同心リングは、所定
サイズ以上の未燃焼供給原料が間から落ちないような間
隔にされている。更に、この格子をステンレス鋼リング
の代りにチタン線の支持したら線を使って作ることがで
きることも意図している。
この円錐形格子70は、垂直に位置を定めうるようにこ
の本体部材12内に取付けるのが好ましく、そうすれば
この格子と炉床円錐66のスロート68との間の距離を
異なる燃料を収容するために調整できる。この点で、こ
の格子を送込ホッパの下部ベースを囲むフランジから7
5(第4図)のようなねじ付棒でつり下げてもよい。
の本体部材12内に取付けるのが好ましく、そうすれば
この格子と炉床円錐66のスロート68との間の距離を
異なる燃料を収容するために調整できる。この点で、こ
の格子を送込ホッパの下部ベースを囲むフランジから7
5(第4図)のようなねじ付棒でつり下げてもよい。
この格子7oの下に位置するのは、第1バツフル78を
含む複数のバッフル部材である。このバッフルは、水平
に対して約25°の角度で傾斜するステンレス鋼面79
を有し、それはこの格子を通って落ちた燃料粒子をその
外周縁へそらせる結果となる。バッフル78は、ビン(
図示せず)によってこの本体側壁からつり下げ、それが
このバッフルの外周縁と本体の内径との簡に隙間を残し
、そこを通って燃料粒子と灰が落ちることができる。
含む複数のバッフル部材である。このバッフルは、水平
に対して約25°の角度で傾斜するステンレス鋼面79
を有し、それはこの格子を通って落ちた燃料粒子をその
外周縁へそらせる結果となる。バッフル78は、ビン(
図示せず)によってこの本体側壁からつり下げ、それが
このバッフルの外周縁と本体の内径との簡に隙間を残し
、そこを通って燃料粒子と灰が落ちることができる。
この円錐バッフル78の下に位置するのは、一連の三つ
の追加バッフル80.82及び84で、その各々がベー
ス板、内部円筒88と同心の外部円筒86及びこの内部
円筒88の外周から外部円筒86の内周へ延びて可燃ガ
スの流れが通る長い円環状通路を形成する一連のら線形
羽根を含む。更に詳しくは、バッフル80は、発生した
ガスをバッフル78の外縁からバッフル80のベース板
の中心孔へ送るように形成されたその羽根を有する。
の追加バッフル80.82及び84で、その各々がベー
ス板、内部円筒88と同心の外部円筒86及びこの内部
円筒88の外周から外部円筒86の内周へ延びて可燃ガ
スの流れが通る長い円環状通路を形成する一連のら線形
羽根を含む。更に詳しくは、バッフル80は、発生した
ガスをバッフル78の外縁からバッフル80のベース板
の中心孔へ送るように形成されたその羽根を有する。
これは、ガスの流れに渦巻運動を生じ、その速度を増す
効果を有する。バッフル82は、中心孔がなく、バッフ
ル80の中心を出るガスを集める。
効果を有する。バッフル82は、中心孔がなく、バッフ
ル80の中心を出るガスを集める。
その羽根はガスの流れをその外周に向ける。そうするこ
とで、このガスの速度は再び減する。バッフル84は、
設計がバッフル80に類似し、再びガスをそのベース板
にある中心孔に向け、再びガスの速度を増す。最下バッ
フル84の下に位置するのは、ガス流出マニホルド90
で、それにガス流出口24が接続する。
とで、このガスの速度は再び減する。バッフル84は、
設計がバッフル80に類似し、再びガスをそのベース板
にある中心孔に向け、再びガスの速度を増す。最下バッ
フル84の下に位置するのは、ガス流出マニホルド90
で、それにガス流出口24が接続する。
バッフル80のベースを貫通するのは、ドレン孔で、こ
のドレン孔にねじ込まれているのは、45″エルボとこ
の本体12の壁を貫通する延長管を含むドレン組立体9
2である。この燃料塊に含まれているガラス及び非鉄金
属のような材料は、このガス化装置の中で溶け、分離し
、4つこの組立体92を通って排出される。
のドレン孔にねじ込まれているのは、45″エルボとこ
の本体12の壁を貫通する延長管を含むドレン組立体9
2である。この燃料塊に含まれているガラス及び非鉄金
属のような材料は、このガス化装置の中で溶け、分離し
、4つこの組立体92を通って排出される。
本発明によるガス化装置の一般的構成を説明しだので、
次にその作用について考慮する。
次にその作用について考慮する。
へ0作用
ガス化すべき有機燃料は連続して燃料ホッパ34の中ヘ
オーガで送られ、且つそれは炉床円錐66の中へ落され
、そこでそれは、送風機18によって空気人口42を通
り、従ってこの供給ホッパ34のベース部を貫通する放
射状孔58を通って引かれる燃焼空気と混ぜられる。こ
の炉床円錐66は、この燃焼量を炉床スロート68へ向
けるように準備されている。予備燃焼は、この炉床円錐
66の内部で始まり、その燃焼熱は未燃焼供給原料の中
で熱分解プロセスを始める。この熱分解の生成物には、
二酸化炭素、−酸化炭素、水素、CH、タール及び水蒸
気がある。
オーガで送られ、且つそれは炉床円錐66の中へ落され
、そこでそれは、送風機18によって空気人口42を通
り、従ってこの供給ホッパ34のベース部を貫通する放
射状孔58を通って引かれる燃焼空気と混ぜられる。こ
の炉床円錐66は、この燃焼量を炉床スロート68へ向
けるように準備されている。予備燃焼は、この炉床円錐
66の内部で始まり、その燃焼熱は未燃焼供給原料の中
で熱分解プロセスを始める。この熱分解の生成物には、
二酸化炭素、−酸化炭素、水素、CH、タール及び水蒸
気がある。
スロート68で、この燃焼している固体有機燃料は格子
70上に案内される。同時に、この断面積の円錐形のく
びれがガス速度を増す機能をし、それがこのようにスロ
ートの中及び下の領域を高温にするのに貢献する。水平
に対し約50°までのこの炉床円錐66のテーバ、スロ
ット68を形成する孔の直径、及びこの格子70からの
スロート68の高さを適当に設計することによって、こ
の燃焼している燃料を格子7oの表面上に均一に分布さ
せることができる。この格子70上に支持された高温石
炭は、供給燃料の完全燃焼を保証し且つ更に不燃二酸化
炭素の可燃−酸化炭素への変換を保証するためにそこに
、保持される。格子リングの間から落ちる細かい燃料粒
子は、第1バツフル78に達し、そこで不燃CO2が赤
熱炭素石炭の存在下で可燃COに更に変換され、且つこ
の変換プロセスは二酸化炭素がこの石炭と接触している
時間に正比例して行われる。バッフル78も流出ガスの
通路の長さを増し、それらのこのガス化装置内の滞在時
間を増し、それがこの変換プロセスを強化する。更に、
このバッフルによって導入される絞りは、ガスの速度を
増し、微細リング及びフライアッシュのこのガス流によ
る持ち上げ及び運搬を助ける。更なるバッフル80.8
2及び84もこの微細固体燃料粒子のこのガス化装置内
の滞在時間を増す働きをし、且つこれらのバッフル内に
含まれるら線羽根によってこのガス流に導入される渦巻
作用は、このガス流が当たるバッフル及びその他の面を
きれいに保つことを支援する。
70上に案内される。同時に、この断面積の円錐形のく
びれがガス速度を増す機能をし、それがこのようにスロ
ートの中及び下の領域を高温にするのに貢献する。水平
に対し約50°までのこの炉床円錐66のテーバ、スロ
ット68を形成する孔の直径、及びこの格子70からの
スロート68の高さを適当に設計することによって、こ
の燃焼している燃料を格子7oの表面上に均一に分布さ
せることができる。この格子70上に支持された高温石
炭は、供給燃料の完全燃焼を保証し且つ更に不燃二酸化
炭素の可燃−酸化炭素への変換を保証するためにそこに
、保持される。格子リングの間から落ちる細かい燃料粒
子は、第1バツフル78に達し、そこで不燃CO2が赤
熱炭素石炭の存在下で可燃COに更に変換され、且つこ
の変換プロセスは二酸化炭素がこの石炭と接触している
時間に正比例して行われる。バッフル78も流出ガスの
通路の長さを増し、それらのこのガス化装置内の滞在時
間を増し、それがこの変換プロセスを強化する。更に、
このバッフルによって導入される絞りは、ガスの速度を
増し、微細リング及びフライアッシュのこのガス流によ
る持ち上げ及び運搬を助ける。更なるバッフル80.8
2及び84もこの微細固体燃料粒子のこのガス化装置内
の滞在時間を増す働きをし、且つこれらのバッフル内に
含まれるら線羽根によってこのガス流に導入される渦巻
作用は、このガス流が当たるバッフル及びその他の面を
きれいに保つことを支援する。
この乱れがフライアッシュをミクロンサイズに減じ、そ
れがフライアッシュをこのガス流で運rrことを可能に
し、従来技術のシステムで大サイズのアッシュ粒子を使
用可能燃料から分離するために使われねばならなかった
高価な装置を必要なくすることが判った。
れがフライアッシュをこのガス流で運rrことを可能に
し、従来技術のシステムで大サイズのアッシュ粒子を使
用可能燃料から分離するために使われねばならなかった
高価な装置を必要なくすることが判った。
供給円錐66の負のテーパは、軸流ベーン送風1118
をこのガス化装置ユニットのベースにあるガス流出口に
結合し燃焼空気を本体12の上部近くに導入するとき生
ずる下向通風と共にタールの発生を本質的に除去するこ
とが判った。更に、供給原料ブリッジングの傾向は、燃
焼領域の中への燃料の連続した流れを維持するための複
雑な振どう機や機械的かく拌機を必要とすることなく、
除かれている。
をこのガス化装置ユニットのベースにあるガス流出口に
結合し燃焼空気を本体12の上部近くに導入するとき生
ずる下向通風と共にタールの発生を本質的に除去するこ
とが判った。更に、供給原料ブリッジングの傾向は、燃
焼領域の中への燃料の連続した流れを維持するための複
雑な振どう機や機械的かく拌機を必要とすることなく、
除かれている。
本発明のガス化装置に固有の負の下向通風設計のため、
全ての炭化水素は、高温格子領域を通って降ろされ、効
果的に炭素及び種々のガスに゛分解″される。
全ての炭化水素は、高温格子領域を通って降ろされ、効
果的に炭素及び種々のガスに゛分解″される。
本発明を、特許法に従うため並びに当業者にこの新規な
原理を適用するため及びそのような特別の部品を要求さ
れる通りに作り且つ使用するために必要な情報を与える
ため、かなり詳しくここに説明した。しかし、本発明が
明確に異なる装置及び設備で実行できること、並びに装
置の詳細及び操作手順の両方についての種々の修整が本
発明それ自身の範囲から逸脱することな〈実施できるこ
とは理解されるべきである。
原理を適用するため及びそのような特別の部品を要求さ
れる通りに作り且つ使用するために必要な情報を与える
ため、かなり詳しくここに説明した。しかし、本発明が
明確に異なる装置及び設備で実行できること、並びに装
置の詳細及び操作手順の両方についての種々の修整が本
発明それ自身の範囲から逸脱することな〈実施できるこ
とは理解されるべきである。
第1図は、本発明のガス化装置ユニットの側面図である
。 第2図は、第1図のユニットの断面図である。 第3図は、好ましい実施例で使用する格子組立体の平面
図である。 第4図は、第3図の格子の部分断面側面図である。 12・・・本体部材 14・・・ベース部材18
・・・送風機 24・・・ガス流出口34・・
・ホッパ 40・・・マニホルド42・・・空
気人口 44・・・内部ジャケット46・・・高
温絶縁材 48・・・耐火レンガ66・・・逆切頭
円錐 68・・・スロート70・・・格子
72.74・・・リング75・・・調節手段
76.77・・・支持棒78.80.82.84・・
・バッフル部材86・・・外部リング 88・・・
内部リング。
。 第2図は、第1図のユニットの断面図である。 第3図は、好ましい実施例で使用する格子組立体の平面
図である。 第4図は、第3図の格子の部分断面側面図である。 12・・・本体部材 14・・・ベース部材18
・・・送風機 24・・・ガス流出口34・・
・ホッパ 40・・・マニホルド42・・・空
気人口 44・・・内部ジャケット46・・・高
温絶縁材 48・・・耐火レンガ66・・・逆切頭
円錐 68・・・スロート70・・・格子
72.74・・・リング75・・・調節手段
76.77・・・支持棒78.80.82.84・・
・バッフル部材86・・・外部リング 88・・・
内部リング。
Claims (14)
- (1)固体有機物から可燃ガスを作るためのガス化装置
であつて、 (a)ベース部材(14)、 (b)該ベースに垂直に取付けられ且つ開いた上部をも
つ全体として管状の本体部材(12)、 (c)ガス化すべき該有機物を受けるため該開いた上部
に固定された、下方及び外方に傾斜した側面を有する供
給ホッパ(34)、 (d)該供給ホッパの中に入れられた該有機物の流れを
スロート領域(68)へ注ぐため該本体部材の中に該供
給ホッパのすぐ下に配置された逆切頭円錐(66)、 (e)該供給ホッパ及び該逆切頭円錐を通して燃焼空気
を均一に導入するための手段、 (f)該有機物を該燃焼領域に支持するために該スロー
ト領域の下に配置された格子手段(70)、 (g)該本体部材の高温領域の中の燃焼ガスの停滞時間
を増し且つ相応して該装置を通して引かれるガスの速度
を増すため該本体部材内に該格子手段の下に配置された
バッフル手段、 (h)該ベースに近接して配置されたガス流出口(24
)、並びに (i)燃焼空気を導入するため該装置を通し及び該可燃
物の燃焼を支持するため該格子手段で支持された該可燃
物を通し、空気を引くため該ガス流出口に結合された送
風機手段(18)、を含む装置。 - (2)請求項1記載の装置に於いて、該バッフル手段が
該ガス化装置本体部材の表面にたまる灰の堆積を抑制す
るためにこのガス流に十分な乱れを生ずる装置。 - (3)請求項1記載の装置に於いて、該本体部材が、外
部ジャケット(12)、内部ジャケット(44)及びそ
れらの間に配置された高温絶縁材(46)を有する円筒
形タンク(12)を含み、該内部ジャケットが耐火れん
が(48)で裏張りされている装置。 - (4)請求項1記載の装置に於いて、該供給ホッパは、
形が円錐台形であり且つ開いた上部及び下部ベースを有
する装置。 - (5)請求項4記載の装置で、更に該円錐台形供給ホッ
パをその下部ベースで囲む環状マニホルド(40)を含
み、該環状マニホルドが大気の空気の入口(42)を有
し、該マニホルドが該燃焼空気を均一に導入するための
手段といつしよになつて作用する装置。 - (6)請求項1記載の装置に於いて、該格子手段が該有
機物の該格子手段上でのブリッジングを阻止するために
該供給ホッパと協同するように形造られている装置。 - (7)請求項1記載の装置に於いて、該格子手段が放射
状に延びる支持棒(76、77)によつて互いに結合さ
れた同心の、離間したリング(72、74)のピラミッ
ド形配列を含む装置。 - (8)請求項1記載の装置に於いて、該バッフル手段が
かく拌するために、該本体部材内且つ該格子手段の下で
互いに垂直に離れた複数の環状バッフル部材(78、8
0、82、84)を含む装置。 - (9)請求項8記載の装置に於いて、該バッフルの最上
のもの(78)は、円錐形に作られ且つ燃焼している有
機物粒子を該本体部材の壁の方へ向けるためにそこに配
置された羽根を有する装置。 - (10)請求項9記載の装置に於いて、少なくとも一つ
の更なるバッフルが外部リング部材(86)、同心に配
置された内部リング部材(88)及び該外部リング部材
と該内部リング部材を互に結合する複数のら線羽根部を
含み、該外部及び内部リング部材がベース板に付着され
ている装置。 - (11)請求項1記載のガス化装置に於いて、該有機物
が該供給ホッパの中に装填される前に押し固めてたどん
にされる装置。 - (12)請求項1記載のガス化装置に於いて、該切頭円
錐が該格子の上に支持された該有機物の燃焼を容易にす
るためにこの格子へ流れるガスの速度を増すように構成
されている装置。 - (13)請求項5記載のガス化装置に於いて、該環状マ
ニホルドが該本体部材の中へ導入される空気の体積を計
量するための手段を含む装置。 - (14)請求項1記載のガス化装置に於いて、更に該ス
ロート領域と該格子手段との間の垂直距離を調節するた
めの手段(75)を含む装置。
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