JPH03192193A - 有機質材料の熱分解装置 - Google Patents
有機質材料の熱分解装置Info
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- JPH03192193A JPH03192193A JP16175789A JP16175789A JPH03192193A JP H03192193 A JPH03192193 A JP H03192193A JP 16175789 A JP16175789 A JP 16175789A JP 16175789 A JP16175789 A JP 16175789A JP H03192193 A JPH03192193 A JP H03192193A
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Links
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Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (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】
（産業上の利用分野）
本発明は、樹皮、もみ殻、合成樹脂を含む都市可燃ごみ
、などの廃棄物状態にある有機付材料を熱分解して発生
したガス中の、固体タール分は自動的に炉内に捕捉ｆｌ
留させ、液体タール分は発生ガスの冷却過程で水分と分
離して取得し、かくして得られた清浄なるガス分を内燃
機関へ利用して自家発電などを可能にした熱分解装置に
関わるものである。
、などの廃棄物状態にある有機付材料を熱分解して発生
したガス中の、固体タール分は自動的に炉内に捕捉ｆｌ
留させ、液体タール分は発生ガスの冷却過程で水分と分
離して取得し、かくして得られた清浄なるガス分を内燃
機関へ利用して自家発電などを可能にした熱分解装置に
関わるものである。
（従来技術）
有機費材料の熱分解装置には下向流式と下向流式とがあ
り、後者は取得ガスの熱量を大きくできるために一般に
採用されるが、ガスの冷却・除塵に過大装置を要し、な
お、ガス中の固体タールミストを除去しきれずに内燃機
関の長時間運転が不可能であった０本発明は上向流式に
関しての間雇点を抜本的に改善して熱分解装置の現状水
準を陵駕させたものである。
り、後者は取得ガスの熱量を大きくできるために一般に
採用されるが、ガスの冷却・除塵に過大装置を要し、な
お、ガス中の固体タールミストを除去しきれずに内燃機
関の長時間運転が不可能であった０本発明は上向流式に
関しての間雇点を抜本的に改善して熱分解装置の現状水
準を陵駕させたものである。
（問題を解決させるための手段）
在来の上向流式では、反応槽から取得するガス温度が百
°Ｃ以下になるため、熱分解で発生した水蒸気が槽内上
部で凝縮するので、上向ガス流を阻害して材料充填層に
短絡路を形成し、あるいは、蓄積した凝縮水が槽内下部
の高温度域へ自然流下するなどして、反応を不斉−化し
ていた０本発明は、その間雇点を解決する方法として、
水蒸気が槽内で凝縮せぬよう百℃以上に、一方、有害な
固体タール分は槽内で凝固捕捉できるよう百℃に近接す
る温度に、常にその範囲内に発生ガス排出温度を自動制
御し、さらに、動力利用可能な取ｔηガス分と液体ター
ル分とを還元層の機能を活用して良質かつ高率に改善し
、しかも、各秤熱分解生成物を口約の取得比率へＭｆＢ
可能とした。かくして、上向流式の欠陥を克服し、下向
流式に対しても絶対の優位性を確立できた。
°Ｃ以下になるため、熱分解で発生した水蒸気が槽内上
部で凝縮するので、上向ガス流を阻害して材料充填層に
短絡路を形成し、あるいは、蓄積した凝縮水が槽内下部
の高温度域へ自然流下するなどして、反応を不斉−化し
ていた０本発明は、その間雇点を解決する方法として、
水蒸気が槽内で凝縮せぬよう百℃以上に、一方、有害な
固体タール分は槽内で凝固捕捉できるよう百℃に近接す
る温度に、常にその範囲内に発生ガス排出温度を自動制
御し、さらに、動力利用可能な取ｔηガス分と液体ター
ル分とを還元層の機能を活用して良質かつ高率に改善し
、しかも、各秤熱分解生成物を口約の取得比率へＭｆＢ
可能とした。かくして、上向流式の欠陥を克服し、下向
流式に対しても絶対の優位性を確立できた。
（構造）
第１図に示す一実施例について説明する。１は材料ホッ
パ、２は材料の供給筒、３は主要部をなす熱分解の反応
槽、４は槽３の下部を構成する冷却槽、５は槽３の下端
に設けた残滓排出装置、６は残滓の排出口、７は燃焼用
空気の給気口、８はロアと連結した給気ブロワ、９は梢
３上部に一端を開口する排気管、ｌＯは管９池端と連結
した排気ブロワ、１１・１１′は熱交換器であってブロ
ワ１０から政列に連結し、１２・１２′・１２゛′はそ
の冷水管で直列に配管し、１３・１３’は凝縮液回収用
の０字管、１４はその排液口、１５・１５°は熱交換器
と直列に連結するガス管である。
パ、２は材料の供給筒、３は主要部をなす熱分解の反応
槽、４は槽３の下部を構成する冷却槽、５は槽３の下端
に設けた残滓排出装置、６は残滓の排出口、７は燃焼用
空気の給気口、８はロアと連結した給気ブロワ、９は梢
３上部に一端を開口する排気管、ｌＯは管９池端と連結
した排気ブロワ、１１・１１′は熱交換器であってブロ
ワ１０から政列に連結し、１２・１２′・１２゛′はそ
の冷水管で直列に配管し、１３・１３’は凝縮液回収用
の０字管、１４はその排液口、１５・１５°は熱交換器
と直列に連結するガス管である。
１６は筒２内に設けたるスクリュなどの材料供給袋ｊＪ
７，１７はダクト、１８は煙センサ、１９は吸気ブロワ
で、１７と１９はｆｌＩｉ２へ通気可能に連結する。２
０は管９へ装着した温度センサ、２１はブロワ８へ装着
した流量弁、２２は槽３上端へ装着したレベルスイッチ
、２３は槽４へ装着した調圧弁、２４は槽３下部端部に
開口する蒸気口で管路の他端を槽４内上端部開口し、２
５は装置の据え付は台である。
７，１７はダクト、１８は煙センサ、１９は吸気ブロワ
で、１７と１９はｆｌＩｉ２へ通気可能に連結する。２
０は管９へ装着した温度センサ、２１はブロワ８へ装着
した流量弁、２２は槽３上端へ装着したレベルスイッチ
、２３は槽４へ装着した調圧弁、２４は槽３下部端部に
開口する蒸気口で管路の他端を槽４内上端部開口し、２
５は装置の据え付は台である。
（作用）
つぎに第１図に示す一実施例についての作用を説明する
。もみ殻・樹皮・都市可燃ごみなどの有機質材料をホッ
パｌへ投入し、材料供給袋Ｗ１６を駆動すると簡２を経
て槽３内へ材各は落下堆積し、口４以上まで充填したと
き着火して、ブロワ８・１０・１９を駆動した後、漸次
に材料を補給してスイッチ２２位置まで達すると、以後
は２２にて１６を制御して図示の材料充填状態を保持す
る。その時、センサ１８で発生ガスの煙を感知して煙が
大量に出ないように１９の吸引空気量を制御すると、ホ
ッパ１１１１からの空気はすべて１９へと吸引され、１
０へは槽３からの発生ガスのみが吸引される。
。もみ殻・樹皮・都市可燃ごみなどの有機質材料をホッ
パｌへ投入し、材料供給袋Ｗ１６を駆動すると簡２を経
て槽３内へ材各は落下堆積し、口４以上まで充填したと
き着火して、ブロワ８・１０・１９を駆動した後、漸次
に材料を補給してスイッチ２２位置まで達すると、以後
は２２にて１６を制御して図示の材料充填状態を保持す
る。その時、センサ１８で発生ガスの煙を感知して煙が
大量に出ないように１９の吸引空気量を制御すると、ホ
ッパ１１１１からの空気はすべて１９へと吸引され、１
０へは槽３からの発生ガスのみが吸引される。
その徨１．排出装置４を適量に作動して定常状態に移行
すると、ホッパｌ内のＭ：材料層に対し、＃ｔ３内の材
料は、Ａ：乾燥層、Ｂ：熱分解層、Ｃ：還元層、Ｄ：燃
焼層へ区分され、材料は順次にＡからＤへと流下しつつ
反応を変化する。なぜならば、Ａは品温１掃が１３５℃
までに完了し、Ｂはそれ以上から６００℃までに完了し
、Ｄは千°Ｃ位にあり、従って、ＢとＤとの間にほの中
間高温度域をなす還元層Ｃが成立し、Ｄ層から上昇する
燃焼ガスはＣ屑にて高温の固定炭素分と反応してＣＯｌ
の一部がＣＯへ変わり、Ｂ層で発生する熱分解生成ガス
に加わって熱量を強化し、Ａ層では乾燥による水蒸気が
付加して管９へ出る。一方、発生ガス温度はＤ層からＣ
−Ｂ−Ａ層を通過する間に必要熱量を奪われて潟度低丁
するのであるから、同一材料については、材料含水率の
差異と０７からの空気量の嵩による炭素分燃焼止車の差
異とによって管９内温度は定まる。よって、センサ２１
により弁２２を規制して管９内の排出ガス温度を百°Ｃ
以−Ｌに制御する峙は、Ｂ層とＡ層で発生する水蒸気は
槽３内で凝縮せず管９へ排出し、かつ、センサ２１の指
示を百℃以上の近接温度に制御するならば、Ｂ層で発生
した固体タール分は槽３内で凝固して材料へ付着し、そ
のミストも充填材料でろ過除去されて管９内ガスへは殆
ど含まれず、発生ガスは熱交換器１１で百℃以下へ冷却
されると水蒸気の殆どが凝縮してＵ中管１３へ捕捉され
て口１４から溢流し、管１５を杆て熱交換器１１’にて
さらに常温に近く冷却されると、メタノール類を主体の
軽質液体タール分が凝縮して管１３’へ捕捉され口１４
′から取ｔ５され、清浄なるガス分のみが管１５′へ流
出するので内燃機関燃料として支障なく利用できる。
すると、ホッパｌ内のＭ：材料層に対し、＃ｔ３内の材
料は、Ａ：乾燥層、Ｂ：熱分解層、Ｃ：還元層、Ｄ：燃
焼層へ区分され、材料は順次にＡからＤへと流下しつつ
反応を変化する。なぜならば、Ａは品温１掃が１３５℃
までに完了し、Ｂはそれ以上から６００℃までに完了し
、Ｄは千°Ｃ位にあり、従って、ＢとＤとの間にほの中
間高温度域をなす還元層Ｃが成立し、Ｄ層から上昇する
燃焼ガスはＣ屑にて高温の固定炭素分と反応してＣＯｌ
の一部がＣＯへ変わり、Ｂ層で発生する熱分解生成ガス
に加わって熱量を強化し、Ａ層では乾燥による水蒸気が
付加して管９へ出る。一方、発生ガス温度はＤ層からＣ
−Ｂ−Ａ層を通過する間に必要熱量を奪われて潟度低丁
するのであるから、同一材料については、材料含水率の
差異と０７からの空気量の嵩による炭素分燃焼止車の差
異とによって管９内温度は定まる。よって、センサ２１
により弁２２を規制して管９内の排出ガス温度を百°Ｃ
以−Ｌに制御する峙は、Ｂ層とＡ層で発生する水蒸気は
槽３内で凝縮せず管９へ排出し、かつ、センサ２１の指
示を百℃以上の近接温度に制御するならば、Ｂ層で発生
した固体タール分は槽３内で凝固して材料へ付着し、そ
のミストも充填材料でろ過除去されて管９内ガスへは殆
ど含まれず、発生ガスは熱交換器１１で百℃以下へ冷却
されると水蒸気の殆どが凝縮してＵ中管１３へ捕捉され
て口１４から溢流し、管１５を杆て熱交換器１１’にて
さらに常温に近く冷却されると、メタノール類を主体の
軽質液体タール分が凝縮して管１３’へ捕捉され口１４
′から取ｔ５され、清浄なるガス分のみが管１５′へ流
出するので内燃機関燃料として支障なく利用できる。
また、槽３下部をボイラの機能を持つ冷却槽４に構成す
ると、０層の熱で槽４内冷却水は沸騰し、調圧ｊｆ ２
３を調節すると適聚の水蒸気が［１２４から＃Ｉ４内下
部へ安全に噴出し、残量は管９へ送られて、熱量は管１
２゛′へ熱湯として利用できる。
ると、０層の熱で槽４内冷却水は沸騰し、調圧ｊｆ ２
３を調節すると適聚の水蒸気が［１２４から＃Ｉ４内下
部へ安全に噴出し、残量は管９へ送られて、熱量は管１
２゛′へ熱湯として利用できる。
口２４からの水！６気は槽４内を上昇する間に燃焼残滓
と熱交換して高温となり、残滓は低温度にて０６から排
出され、槽４内はＥ：冷却層としても作用する。高温水
蒸気はＤ屑を経てｃｗＩ″ｃＪＩＩ元反応して水性ガス
化し、）Ｉ 、 ＯはＨ，・ＣＯガスへ高率に変わり、
発生ガス熱量を一層に強化する。その重要な役割を果た
す６層は槽３外壁を充分に断熱することでＢ層と０層の
間に充分に大容積に確保できる。
と熱交換して高温となり、残滓は低温度にて０６から排
出され、槽４内はＥ：冷却層としても作用する。高温水
蒸気はＤ屑を経てｃｗＩ″ｃＪＩＩ元反応して水性ガス
化し、）Ｉ 、 ＯはＨ，・ＣＯガスへ高率に変わり、
発生ガス熱量を一層に強化する。その重要な役割を果た
す６層は槽３外壁を充分に断熱することでＢ層と０層の
間に充分に大容積に確保できる。
（効果）
本発明によるときは、反応槽３内で水分を凝縮させず常
に槽外へ排出して熱交換器１’ｌ″Ｃ”ＭＩｌｉｉ回収
できるので、槽内の熱反応を効率良く持続できる。また
、同体タールの大部分は槽内で凝固させて、そのミスト
も槽内材料でろ過除去して清浄なるガス分が取得できる
ので、従来は困難であった内燃機関の長時間運転が可能
となる。さらに、液体タール分を槽３内で凝縮させずに
槽外へ取り出して、熱交換器１１で殆どが水分の部分を
除去した徨、熱交換器１１’で沸点の低い良質油部分を
区分して取得できるので、それを有効なる生産物として
内燃機関燃料などへ活用できるし、それらの冷却過程で
得た熱湯をも利用できる。
に槽外へ排出して熱交換器１’ｌ″Ｃ”ＭＩｌｉｉ回収
できるので、槽内の熱反応を効率良く持続できる。また
、同体タールの大部分は槽内で凝固させて、そのミスト
も槽内材料でろ過除去して清浄なるガス分が取得できる
ので、従来は困難であった内燃機関の長時間運転が可能
となる。さらに、液体タール分を槽３内で凝縮させずに
槽外へ取り出して、熱交換器１１で殆どが水分の部分を
除去した徨、熱交換器１１’で沸点の低い良質油部分を
区分して取得できるので、それを有効なる生産物として
内燃機関燃料などへ活用できるし、それらの冷却過程で
得た熱湯をも利用できる。
例えば、含水率１０％の樹皮を原材料としたときで、湿
材料に対するＦｊｆｆｉ比で６．４％の水を口２４から
供給したときは、同比で１８８％の空気をロアから供給
すると残滓中の炭素分含有率は零となるので、同比２．
８％位の灰分のみを排出するよう装置５を作動して定常
運転となり、その時には還元層Ｃの作用が最大となり、
＃Ｉ３を充分に断熱ルて還元反応を８０％程度に確保で
きたときは、３ 、６００ ｋｃａｌ／Ｎｒｒｒのガス
分を同比で２４０％取ｔ″Ｊできて、材料消！ −１ｉ
！ ８０ ｋｇ／ｈｒ規模の炉をエンジン効率３０％で
運転するときに出カフ３Ｋｌｌが自家発電できる一方、
４ 、２５０ ｋｃａｌ／ｋｇの液体タール分（水を含
む）を同化３３％取１３ して活用できる。エンジン排
気や熱湯を原料の予備乾燥などへ活用するならば、本発
明はさらに効果的となる。利用場が動力を多く必要とし
ない場合には、口２４からの水蒸気供給を減少あるいは
停止し、排１を管９内ガス温度を極力百℃へ近接制御し
、装ｒＩｔ５の作動量を増やして炭素分を多く排出取得
するなど、地域の目的に応じて運転調節できる。取得ガ
ス分をロア部から送って炭素分燃焼量を節約すると、良
質の炭を取得する条件へ設定することも可能である。
材料に対するＦｊｆｆｉ比で６．４％の水を口２４から
供給したときは、同比で１８８％の空気をロアから供給
すると残滓中の炭素分含有率は零となるので、同比２．
８％位の灰分のみを排出するよう装置５を作動して定常
運転となり、その時には還元層Ｃの作用が最大となり、
＃Ｉ３を充分に断熱ルて還元反応を８０％程度に確保で
きたときは、３ 、６００ ｋｃａｌ／Ｎｒｒｒのガス
分を同比で２４０％取ｔ″Ｊできて、材料消！ −１ｉ
！ ８０ ｋｇ／ｈｒ規模の炉をエンジン効率３０％で
運転するときに出カフ３Ｋｌｌが自家発電できる一方、
４ 、２５０ ｋｃａｌ／ｋｇの液体タール分（水を含
む）を同化３３％取１３ して活用できる。エンジン排
気や熱湯を原料の予備乾燥などへ活用するならば、本発
明はさらに効果的となる。利用場が動力を多く必要とし
ない場合には、口２４からの水蒸気供給を減少あるいは
停止し、排１を管９内ガス温度を極力百℃へ近接制御し
、装ｒＩｔ５の作動量を増やして炭素分を多く排出取得
するなど、地域の目的に応じて運転調節できる。取得ガ
ス分をロア部から送って炭素分燃焼量を節約すると、良
質の炭を取得する条件へ設定することも可能である。
ＷＩ３下部をボイラの機能を持っ槽４に構成するときは
、槽下部からのＨｓＯの供給を円滑かつ調節可能にし、
さらに、槽下部で残滓を効果的に冷却して熱量を回収可
能とし、−層に効果的にできる。また、供給筒２部分へ
吸気ブロワ１９と煙センサ１８とを設置して吸気量をＩ
ｌ陣するときは、排出ガス中への空気の混入を簡易な装
置で防止できて、スクリュなどの供給装置で支障なく定
量に材料の供給が可能となり、−層に効果的となる。
、槽下部からのＨｓＯの供給を円滑かつ調節可能にし、
さらに、槽下部で残滓を効果的に冷却して熱量を回収可
能とし、−層に効果的にできる。また、供給筒２部分へ
吸気ブロワ１９と煙センサ１８とを設置して吸気量をＩ
ｌ陣するときは、排出ガス中への空気の混入を簡易な装
置で防止できて、スクリュなどの供給装置で支障なく定
量に材料の供給が可能となり、−層に効果的となる。
下向流式では、熱分解生成ガス中のＣＯヨや水分を還元
反応でＣＯ−ｎ、ｏへ変性できる利点があるが充分なる
還元層を確保できないで転換比率は低く、取得ガス分が
千°Ｃ近い高温でＷ２Ｂ外へ出るし、残滓が粉塵として
多量にガス分中へ混入し、固体タール分のミストも凝固
せぬ内に混入し、それらの除去のために過大な装置と効
率損失とが必須な現状なので、本発明のようにｔ向流式
を改善したことの優位性は歴然といている。
反応でＣＯ−ｎ、ｏへ変性できる利点があるが充分なる
還元層を確保できないで転換比率は低く、取得ガス分が
千°Ｃ近い高温でＷ２Ｂ外へ出るし、残滓が粉塵として
多量にガス分中へ混入し、固体タール分のミストも凝固
せぬ内に混入し、それらの除去のために過大な装置と効
率損失とが必須な現状なので、本発明のようにｔ向流式
を改善したことの優位性は歴然といている。
かくして、廃棄物を利用して自家発電などへ効率良く活
用できるので、ライスセンタ・チップ工場・製材工場な
どで生産費を低減し、あるいは可燃ごみをも利用できて
、地球に限り有る資源の活用を計ることができる。
用できるので、ライスセンタ・チップ工場・製材工場な
どで生産費を低減し、あるいは可燃ごみをも利用できて
、地球に限り有る資源の活用を計ることができる。
２０：温度センサ
２２ニレベルスイツチ
２４：蒸気口 ２５：台
Ａ：乾燥Ｍ Ｂ：熱分解層
Ｄ：燃焼層 Ｅ：冷却層
Claims (4)
- （１）反応槽３の上端に材料の供給筒２を、下端には気
密作動の残滓排出装置５を、装置５に近い槽３内下部に
は給気口７を設け、筒２に近い槽３上部へ排気管９の一
端を開口し、９の他端は熱交換器１１・１１′を介して
ガス管１５′へ気密に連結し、管９に設けた温度センサ
２０によって流量弁２１を制御して管９内の通過ガス湿
度を１００℃以上で１００℃に近接する設定温度を保持
するよう給気口７からの燃焼空気量を制御してなる有機
廃棄物の熱分解装置。 - （２）特許請求の範囲（１）に記載のものにおいて、熱
交換器を２段階の１１・１１′に分割し、第１段熱交換
器１１の通過ガスを１００℃以下の近接温度に、第２段
熱交換器１１′の通過ガスを常温に近い低温度に保持し
てなる有機質材料の熱分解装置。 - （３）特許請求の範囲（１）に記載のものにおいて、給
気口７より下方の反応槽３下部をボイラの機能を持つ冷
却槽４に構成し、槽３内下端部に開口する蒸気口２４の
他端を槽４内上端部に連結してなる有機質材料の熱分解
装置。 - （４）特許請求の範囲（１）に記載のものにおいて、供
給筒２へ吸気ブロワ１９を連結し、筒２に設けた煙セン
サ１８でブロワ１９の流量を制御してなる有機質材料の
熱分解装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16175789A JPH03192193A (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 有機質材料の熱分解装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16175789A JPH03192193A (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 有機質材料の熱分解装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03192193A true JPH03192193A (ja) | 1991-08-22 |
Family
ID=15741316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16175789A Pending JPH03192193A (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 有機質材料の熱分解装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03192193A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009023965A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | National Institute For Agro-Environmental Science | 籾殻ガス化残渣の循環利用システム |
| JP2015509993A (ja) * | 2011-12-29 | 2015-04-02 | コージュバイオ | 固定床ガス化方法及び装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5332978A (en) * | 1976-09-06 | 1978-03-28 | Takuma Co Ltd | Treatment of disposals and apparatus therefor |
| JPS5389877A (en) * | 1977-01-18 | 1978-08-08 | Agency Of Ind Science & Technol | Controlling method for thermal decomposition furnace for solid waste |
-
1989
- 1989-06-23 JP JP16175789A patent/JPH03192193A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5332978A (en) * | 1976-09-06 | 1978-03-28 | Takuma Co Ltd | Treatment of disposals and apparatus therefor |
| JPS5389877A (en) * | 1977-01-18 | 1978-08-08 | Agency Of Ind Science & Technol | Controlling method for thermal decomposition furnace for solid waste |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009023965A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | National Institute For Agro-Environmental Science | 籾殻ガス化残渣の循環利用システム |
| JP2015509993A (ja) * | 2011-12-29 | 2015-04-02 | コージュバイオ | 固定床ガス化方法及び装置 |
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