JPH0631343B2 - 流動層式熱分解方法 - Google Patents
流動層式熱分解方法Info
- Publication number
- JPH0631343B2 JPH0631343B2 JP3795386A JP3795386A JPH0631343B2 JP H0631343 B2 JPH0631343 B2 JP H0631343B2 JP 3795386 A JP3795386 A JP 3795386A JP 3795386 A JP3795386 A JP 3795386A JP H0631343 B2 JPH0631343 B2 JP H0631343B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat medium
- fluidized bed
- gas
- spouted bed
- processed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、都市ごみ等の固形物を流動層方式で熱分解す
る方法に関する。
る方法に関する。
都市ごみは、近年の埋立地難や、公害の問題で焼却する
のが現在は主流である。都市ごみは、紙類，プラスチッ
ク，廚介，金属，あるいは土砂等を含むが、通常は都市
ごみを分別収集しながらストーカ炉によって焼却してい
る。しかるに、この方法は、都市ごみ中に含まれている
特にプラスチックによって、炉壁等の損傷が激しい。
のが現在は主流である。都市ごみは、紙類，プラスチッ
ク，廚介，金属，あるいは土砂等を含むが、通常は都市
ごみを分別収集しながらストーカ炉によって焼却してい
る。しかるに、この方法は、都市ごみ中に含まれている
特にプラスチックによって、炉壁等の損傷が激しい。
そこで、近年は熱分解法が注目され、一部実用化もされ
ている。この代表的なものは、熱分解塔と再燃焼塔とを
組み合せた二塔式のものである。この方法では、燃焼塔
内で昇温させた熱媒担体を分解塔へ供給し、分解塔で供
給される都市ごみを熱分解し、生じた炭素質を燃焼塔へ
供給する操作を繰り返すものである。
ている。この代表的なものは、熱分解塔と再燃焼塔とを
組み合せた二塔式のものである。この方法では、燃焼塔
内で昇温させた熱媒担体を分解塔へ供給し、分解塔で供
給される都市ごみを熱分解し、生じた炭素質を燃焼塔へ
供給する操作を繰り返すものである。
他方で、特公昭５８−４４１１２号公報に示されるよう
に、一塔式流動層にて行う方式もある。
に、一塔式流動層にて行う方式もある。
しかし、上記二塔式の場合、発熱量が高いガスが得られ
ること、分解炉が大きいので粗大固形物と熱媒の接触時
間が長く分解が完全である反面、二塔であるなどの理由
によって設備費が著しく高くなるとともに、動力費も高
い。
ること、分解炉が大きいので粗大固形物と熱媒の接触時
間が長く分解が完全である反面、二塔であるなどの理由
によって設備費が著しく高くなるとともに、動力費も高
い。
この点、上記一塔式の場合、設備費が低コストである利
点がもたらされるけれども、その操作は噴流層（深層流
動層）のみで行うために、層高を高くして全てをその層
内で熱分解させる関係上、流動用空気の圧力を高くせざ
るを得ず、その動力費が膨大であるという根本的な問題
が残されている。
点がもたらされるけれども、その操作は噴流層（深層流
動層）のみで行うために、層高を高くして全てをその層
内で熱分解させる関係上、流動用空気の圧力を高くせざ
るを得ず、その動力費が膨大であるという根本的な問題
が残されている。
そこで、本発明の主たる目的は、設備費および動力費が
安価であるとともに、粗大な分解速度の遅い固形物も充
分分解でき、安定した操業を行い得る熱分解方法を提供
することにある。
安価であるとともに、粗大な分解速度の遅い固形物も充
分分解でき、安定した操業を行い得る熱分解方法を提供
することにある。
上記問題点を解決するための本発明は、可燃性固形物を
含む被処理物を熱媒体粒子を循環しながら熱分解する方
法であって； 下部において外部から吹き込まれる酸素含有ガスによっ
て実質的に１．０ｍ／ｓｅｃ以下の低ガス流速で熱媒体
および被処理物を流動化する器径として大径の噴流層部
を形成するとともに、この噴流層部に連って上部におい
て実質的に３．０ｍ／ｓｅｃ以上の高ガス流速で熱媒体
および被処理物を流動化する小径の高速流動層部を形成
し； 前記噴流層部上またはフリーボード部に被処理物を供給
し、被処理物の一部を噴流層内で燃焼させることによっ
て熱媒体を昇温するとともに、この熱媒体を上昇ガス流
に乗せて高速流動層部を通過させ、この際、上昇ガス流
に乗って同伴する被処理物については昇温した熱媒体お
よびガスの熱によって熱分解し； 高速流動層部の後段で熱分解ガスと熱媒体を分離し、熱
媒体は前記噴流層部へ戻す； ことを特徴とするものである。
含む被処理物を熱媒体粒子を循環しながら熱分解する方
法であって； 下部において外部から吹き込まれる酸素含有ガスによっ
て実質的に１．０ｍ／ｓｅｃ以下の低ガス流速で熱媒体
および被処理物を流動化する器径として大径の噴流層部
を形成するとともに、この噴流層部に連って上部におい
て実質的に３．０ｍ／ｓｅｃ以上の高ガス流速で熱媒体
および被処理物を流動化する小径の高速流動層部を形成
し； 前記噴流層部上またはフリーボード部に被処理物を供給
し、被処理物の一部を噴流層内で燃焼させることによっ
て熱媒体を昇温するとともに、この熱媒体を上昇ガス流
に乗せて高速流動層部を通過させ、この際、上昇ガス流
に乗って同伴する被処理物については昇温した熱媒体お
よびガスの熱によって熱分解し； 高速流動層部の後段で熱分解ガスと熱媒体を分離し、熱
媒体は前記噴流層部へ戻す； ことを特徴とするものである。
本発明では、下部に低速ガス流による噴流層が、上部に
高速ガス流による流動層が形成され、それらが有機的に
連繋されているところに主たる特徴がある。
高速ガス流による流動層が形成され、それらが有機的に
連繋されているところに主たる特徴がある。
噴流層では、被処理物の燃焼を行い、熱媒体を昇温させ
る。上昇ガス流に同伴して熱媒体および一部の被処理物
が高速流動層に達する。上昇ガス流は、すでに噴流層で
燃焼が行われている関係で、殆んど酸素を含まない還元
ガスであり、かつ高温となっているとともに、熱媒体も
高温となっているので、上昇ガス流に同伴して高速流動
層に達した被処理物の一部は熱分解される。これによっ
て生じた熱分解ガスは熱媒体と分離され、熱媒体は噴流
層へ戻される。同時に粗大ごみは流動層中に埋没して分
解され、不燃物は底部から熱媒と共に外部に容易に排出
される。
る。上昇ガス流に同伴して熱媒体および一部の被処理物
が高速流動層に達する。上昇ガス流は、すでに噴流層で
燃焼が行われている関係で、殆んど酸素を含まない還元
ガスであり、かつ高温となっているとともに、熱媒体も
高温となっているので、上昇ガス流に同伴して高速流動
層に達した被処理物の一部は熱分解される。これによっ
て生じた熱分解ガスは熱媒体と分離され、熱媒体は噴流
層へ戻される。同時に粗大ごみは流動層中に埋没して分
解され、不燃物は底部から熱媒と共に外部に容易に排出
される。
一方で、前記従来の一塔式のものでは、低速でかつ層全
体的で実質的な均一な速度のガス流下において、しかも
噴流層（同公報では深層流動層と呼んでいる）中で燃焼
と熱分解とを行っているのに対して、本発明では、大径
粒子や重粒子の被処理物については噴流層で主として燃
焼処理し、小径粒子や軽粒子は高速流動層へと上昇移行
させ熱分解させるという考え方であるため、被処理物全
体を高い流動層をもって流動させる必要はなく、したが
って流動用空気の圧力は低くて足り、動力費がはるかに
低くて足りる。また設備費としては、一塔式であるか
ら、二塔式のものに比較して少くて済む。また不燃物の
排出は従来と同様に熱媒と共に流動しやすくして下部よ
り排出できる。
体的で実質的な均一な速度のガス流下において、しかも
噴流層（同公報では深層流動層と呼んでいる）中で燃焼
と熱分解とを行っているのに対して、本発明では、大径
粒子や重粒子の被処理物については噴流層で主として燃
焼処理し、小径粒子や軽粒子は高速流動層へと上昇移行
させ熱分解させるという考え方であるため、被処理物全
体を高い流動層をもって流動させる必要はなく、したが
って流動用空気の圧力は低くて足り、動力費がはるかに
低くて足りる。また設備費としては、一塔式であるか
ら、二塔式のものに比較して少くて済む。また不燃物の
排出は従来と同様に熱媒と共に流動しやすくして下部よ
り排出できる。
以下本発明をさらに詳説する。
本発明における被処理物としては、可燃性固形物を含む
ものであればよく、その種別は限定されないが、石炭や
木材等の有機物を含むのが適しており、特に都市ゴミが
最適な対象とされる。熱媒体としては、砂，耐火物等の
無機系粒状体を用いるのが望ましい。
ものであればよく、その種別は限定されないが、石炭や
木材等の有機物を含むのが適しており、特に都市ゴミが
最適な対象とされる。熱媒体としては、砂，耐火物等の
無機系粒状体を用いるのが望ましい。
第１図は本発明法を実施するための装置例を示したもの
で、１は下部器で、その下部は下窄まりの円錐部１ａと
なっており、排出弁２を有する排出管３に連っている。
４は上部器で、たとえば狭窄部５を介して下部器１と連
っている。上部器４の上端は気固分離機、たとえばサイ
クロン６に連通しており、分解ガスＧはガス排出管７を
経て仕向先に供給され、熱媒体は戻り管８を介して下部
器１内へ戻るべく連通している。
で、１は下部器で、その下部は下窄まりの円錐部１ａと
なっており、排出弁２を有する排出管３に連っている。
４は上部器で、たとえば狭窄部５を介して下部器１と連
っている。上部器４の上端は気固分離機、たとえばサイ
クロン６に連通しており、分解ガスＧはガス排出管７を
経て仕向先に供給され、熱媒体は戻り管８を介して下部
器１内へ戻るべく連通している。
さて、下部器１内には砂等の熱媒体が流動する噴流層９
が形成される。この噴流層９中には、酸素または空気等
の酸素を含有するガスＧ０が、たとえば上下方向に複数
段でかつ周方向に複数個位置から、好ましくは下向きに
吹込管１０Ａ，１０Ｂを介して吹き込まれる。一方で、
噴流層９の上部またはフリーボード部９Ａ位置から被処
理物Ｍが投入される。この投入に際しては、間欠または
通常は連続的に、たとえばホッパー１１およびスクリュ
ーフィーダ１２を介して行なわれる。１３は必要により
設置される燃焼開始用バーナである。
が形成される。この噴流層９中には、酸素または空気等
の酸素を含有するガスＧ０が、たとえば上下方向に複数
段でかつ周方向に複数個位置から、好ましくは下向きに
吹込管１０Ａ，１０Ｂを介して吹き込まれる。一方で、
噴流層９の上部またはフリーボード部９Ａ位置から被処
理物Ｍが投入される。この投入に際しては、間欠または
通常は連続的に、たとえばホッパー１１およびスクリュ
ーフィーダ１２を介して行なわれる。１３は必要により
設置される燃焼開始用バーナである。
投入された被処理物Ｍの吹込みガスによる上昇流に乗れ
ない一部は、噴流層９内において、燃焼ガスＧ０と接触
して燃焼される。この場合、特に難燃物や粗大ごみは、
燃焼速度が遅いので、噴流層９内での滞留時間を長くす
る必要があるが、幸い噴流層９内には熱媒体が流動して
おり、これと混合されながら流動するので、燃焼が円滑
に行なわれるとともに、排出管３を介しての排出も円滑
に行うことができる。
ない一部は、噴流層９内において、燃焼ガスＧ０と接触
して燃焼される。この場合、特に難燃物や粗大ごみは、
燃焼速度が遅いので、噴流層９内での滞留時間を長くす
る必要があるが、幸い噴流層９内には熱媒体が流動して
おり、これと混合されながら流動するので、燃焼が円滑
に行なわれるとともに、排出管３を介しての排出も円滑
に行うことができる。
この燃焼によって、熱媒体および上昇ガス流が昇温され
た後、上昇して、上部器４中に形成される高速流動層１
４に移行される。他方で、投入された被処理物Ｍ中の小
径あるいは軽粒子分は、上昇ガス流に同伴して高速流動
層１４へ達する。ここで、上昇ガス流は、噴流層９中で
の燃焼に伴って、すでに実質的に酸素を含まない還元ガ
スとなっている。したがって、上昇ガス流に同伴した被
処理物成分は、高温の熱媒体ならびに高温還元ガスと高
速流動層１４中において接触しながら熱分解される。
た後、上昇して、上部器４中に形成される高速流動層１
４に移行される。他方で、投入された被処理物Ｍ中の小
径あるいは軽粒子分は、上昇ガス流に同伴して高速流動
層１４へ達する。ここで、上昇ガス流は、噴流層９中で
の燃焼に伴って、すでに実質的に酸素を含まない還元ガ
スとなっている。したがって、上昇ガス流に同伴した被
処理物成分は、高温の熱媒体ならびに高温還元ガスと高
速流動層１４中において接触しながら熱分解される。
その後、サイクロン６において、熱分解ガスＧが分離さ
れ、これは直接または洗浄してタール分を除去した後ガ
スエンジンに供給してその駆動用としたり、ボイラーの
運転用などに用いることができる。熱分解ガスＧと分離
された熱媒体を主成分とするものは、戻り管８を介して
噴流層９に戻す。
れ、これは直接または洗浄してタール分を除去した後ガ
スエンジンに供給してその駆動用としたり、ボイラーの
運転用などに用いることができる。熱分解ガスＧと分離
された熱媒体を主成分とするものは、戻り管８を介して
噴流層９に戻す。
被処理物Ｍ中の不燃物は、排出管３にて冷却状態で取り
出す。
出す。
ところで、噴流層中のガス流速は実質的に（最大径部分
で）０．２〜１．０ｍ／ｓｅｃ、高速流動層部では３〜
１０ｍ／ｓｅｃが好ましい。また、固形物濃度として
は、前者で６００〜１０００kg／ｍ３、後者で５０〜２
００kg／ｍ３が最適運転条件である。また、第１図に示
す径比ｄ／Ｄとしては、1/2以下、最適には1/3以下とす
るのが望まれる。
で）０．２〜１．０ｍ／ｓｅｃ、高速流動層部では３〜
１０ｍ／ｓｅｃが好ましい。また、固形物濃度として
は、前者で６００〜１０００kg／ｍ３、後者で５０〜２
００kg／ｍ３が最適運転条件である。また、第１図に示
す径比ｄ／Ｄとしては、1/2以下、最適には1/3以下とす
るのが望まれる。
第１図に示す装置を用いて次の条件で操業を行った。
(I) 供給物条件 発熱量４５００kcal／kg・乾燥品、水分４０％、プラス
チック混入率１２％の都市ごみを、８００kg／ｈｒで供
給した。
チック混入率１２％の都市ごみを、８００kg／ｈｒで供
給した。
(II) 噴流層部 直径８００mm×高さ２ｍの噴流層部を約９２０℃に保持
するとともに、ガス流速を約０．４ｍ／ｓｅｃとした。
するとともに、ガス流速を約０．４ｍ／ｓｅｃとした。
(III) 高速流動層部 直径２００mm×高さ１５ｍの高速流動層部の出口温度を
約８４０℃に保持し、ガス流速を約６．４ｍ／ｓｅｃと
した。
約８４０℃に保持し、ガス流速を約６．４ｍ／ｓｅｃと
した。
(IV) その他 約５０Ｔ／ｈｒで熱媒体の循環を行いながら、下部から
２０kg／ｈｒで不難物を排出した。
２０kg／ｈｒで不難物を排出した。
(V) 結果 得られた分解ガス組成は、Ｈ２：８．２％，ＣＯ：１
１．３％，ＣＨ４：２．５％，ＣＯ２：１３．８％，Ｈ
２Ｏ：１２％，Ｎ２：４８．２％，Ｃ１〜Ｃ６の炭化水
素：４．０％であった。また、流動ガス用ブロワの消費
動力は１５kW／ｈｒであった。
１．３％，ＣＨ４：２．５％，ＣＯ２：１３．８％，Ｈ
２Ｏ：１２％，Ｎ２：４８．２％，Ｃ１〜Ｃ６の炭化水
素：４．０％であった。また、流動ガス用ブロワの消費
動力は１５kW／ｈｒであった。
以上の通り、本発明によれば、設備費および運転費が低
コストとなるばかりでなく、安定した運転を行うことが
できる。
コストとなるばかりでなく、安定した運転を行うことが
できる。
ちなみに、本発明者の知見によれば、噴流層高さは、前
記従来の一塔式の場合と比較して、1/3〜1/10となり、
動力消費量は約1/3程度となるし、二塔式との比較では
約1/20となることが判った。
記従来の一塔式の場合と比較して、1/3〜1/10となり、
動力消費量は約1/3程度となるし、二塔式との比較では
約1/20となることが判った。
第１図は本発明法を実施するための装置の一例を示す概
要図である。 １……大径器、４……小径器、６……サイクロン、７…
…ガス排出管、８……戻り管、９……噴流層、１４……
高速流動層、Ｇ０……（流動）燃焼用ガス、Ｇ……熱分
解ガス、Ｍ……被処理物。
要図である。 １……大径器、４……小径器、６……サイクロン、７…
…ガス排出管、８……戻り管、９……噴流層、１４……
高速流動層、Ｇ０……（流動）燃焼用ガス、Ｇ……熱分
解ガス、Ｍ……被処理物。
Claims (1)
- 【請求項１】可燃性固形物を含む被処理物を熱媒体粒子
を循環しながら熱分解する方法であって； 下部において外部から吹き込まれる酸素含有ガスによっ
て実質的に１．０ｍ／ｓｅｃ以下の低ガス流速で熱媒体
および被処理物を流動化する器径として大径の噴流層部
を形成するとともに、この噴流層部に連って上部におい
て実質的に３．０ｍ／ｓｅｃ以上の高ガス流速で熱媒体
および被処理物を流動化する小径の高速流動層部を形成
し； 前記噴流層部上またはフリーボード部に被処理物を供給
し、被処理物の一部を噴流層内で燃焼させることによっ
て熱媒体を昇温するとともに、この熱媒体を上昇ガス流
に乗せて高速流動層部を通過させ、この際、上昇ガス流
に乗って同伴する被処理物については昇温した熱媒体お
よびガスの熱によって熱分解し； 高速流動層部の後段で熱分解ガスと熱媒体を分離し、熱
媒体は前記噴流層部へ戻す； ことを特徴とする流動層式熱分解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3795386A JPH0631343B2 (ja) | 1986-02-22 | 1986-02-22 | 流動層式熱分解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3795386A JPH0631343B2 (ja) | 1986-02-22 | 1986-02-22 | 流動層式熱分解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62195086A JPS62195086A (ja) | 1987-08-27 |
| JPH0631343B2 true JPH0631343B2 (ja) | 1994-04-27 |
Family
ID=12511911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3795386A Expired - Lifetime JPH0631343B2 (ja) | 1986-02-22 | 1986-02-22 | 流動層式熱分解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0631343B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105154141B (zh) * | 2015-09-18 | 2018-01-12 | 北京华石联合能源科技发展有限公司 | 一种煤气化反应装置及基于该装置的反应系统和工艺 |
-
1986
- 1986-02-22 JP JP3795386A patent/JPH0631343B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62195086A (ja) | 1987-08-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |