JPH08296974A - 有機物のガス化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 重質油、プラスチックなどの有機物を部分ガ
ス化する装置に関する。 【構成】 有機物を部分ガス化反応させてメタノール合
成用原料ガスを生成する有機物のガス化装置において、
このガス化装置を、原料供給手段と支燃ガス及び水蒸気
供給手段と噴流用ガス供給手段とを設けた第１段ガス化
炉と、この第１段ガス化炉の後流に配置した第２段ガス
化炉とに分割し、この第１段ガス化炉と第２段ガス化炉
との間にサイクロンを配置し、前記第２段ガス化炉の入
側に支燃ガス及び水蒸気供給手段を設けてなることを特
徴とする有機物のガス化装置。 【効果】 有機物の部分ガス化による原料ガスからフラ
イアッシュ、固体有機物を除去するとともに、重質分を
完全に分解することができ、後流の装置への悪影響、い
わゆるタールトラブルを完全に防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は重質油、残渣油、プラス
チックなどの有機物を部分ガス化する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の装置の一例である有機物の
部分ガス化装置及びメタノール合成装置の概念を示す説
明図である。図２の装置において、装置の始動時にはガ
ス化炉５１を予熱装置５２によって約７００℃に予熱
し、このガス化炉５１に水封タンク５６によってシール
された噴流用ガス供給ライン５５から、例えば窒素ガス
（Ｎ₂ ），炭酸ガス（ＣＯ₂ ）などのイナートガスであ
る噴流用ガスを常温で供給するとともに、原料供給装置
５４及び水蒸気・酸素供給ライン５３から、水蒸気酸素
混合ガス（Ｈ₂ Ｏ＋Ｏ₂ ）及び例えばプラスチック廃棄
物を粉砕した有機物原料を供給し、噴流用ガスのガス化
炉５１内での噴流によって有機物原料と水蒸気（Ｈ
₂ Ｏ）及び酸素（Ｏ₂ ）とを反応させてガス化し、メタ
ノール合成用原料ガス（Ｈ₂ ＋ＣＯ＋ＣＯ₂ ）を生成す
る。定常運転中のガス化炉５１内は、この反応熱によっ
て７００℃前後の温度が維持される。

【０００３】このメタノール合成用原料ガス（Ｈ₂ ＋Ｃ
Ｏ＋ＣＯ₂ ）を熱回収装置５７によって所要の温度に冷
却し、ガス化炉５１で副生したフライアッシュ、タール
などの重質分ミスト、未反応の固体有機物等をガス洗浄
装置５８によって除去し、ＣＯシフト装置５９によって
一酸化炭素（ＣＯ）と水蒸気（Ｈ₂ Ｏ）とを水素ガス
（Ｈ₂ ）と炭酸ガス（ＣＯ₂ ）にシフトしてメタノール
合成用の原料ガス組成に最適なＨ₂ ／ＣＯ比とし、ＣＯ
₂ 除去装置６０によって余分の炭酸ガス（ＣＯ₂）を除
去し、メタノール合成装置６１に供給してＣＯ＋２Ｈ₂
→ＣＨ₃ ＯＨ及びＣＯ₂ ＋３Ｈ₂ →ＣＨ₃ ＯＨ＋Ｈ₂ Ｏ
の反応によりメタノール（ＣＨ₃ ＯＨ）を合成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の装置で
は、ガス化炉５１で副生されるフライアッシュ及びター
ルなどの重質分ミスト、未反応の固体有機物等が多い
と、それらをガス洗浄装置５８で完全に除去することが
できなくて、それら固体有機物等が熱回収装置５７以後
の各装置５８〜６１に付着及び残留し、これらの装置５
７〜６１の安全運転に悪影響を与える。本発明は上記技
術水準に鑑み、従来技術における固体成分による後続装
置への悪影響を防止することができ安定運転が可能な有
機物のガス化装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、有機物を部分
ガス化反応させてメタノール合成用原料ガスを生成する
有機物のガス化装置において、このガス化装置を、原料
供給手段と支燃ガス及び水蒸気供給手段と噴流用ガス供
給手段とを設けた第１段ガス化炉と、この第１段ガス化
炉の後流に配置した第２段ガス化炉とに分割し、この第
１段ガス化炉と第２段ガス化炉との間にサイクロンを配
置し、前記第２段ガス化炉の入側に支燃ガス及び水蒸気
供給手段を設けてなることを特徴とする有機物のガス化
装置である。

【０００６】

【作用】本発明では、第１段ガス化炉に噴流ガス供給手
段、原料供給手段、支燃ガス及び水蒸気供給手段によっ
て噴流用ガス、有機物原料、支燃ガス及び水蒸気を供給
し、高温で反応させてガス化し、原料用ガスを生成す
る。このガス化反応で副生されたフライアッシュや残留
する未反応の固体有機物等の固体物をサイクロンによっ
て除去し、原料ガスだけを第２段ガス化炉に供給すると
ともに支燃ガス及び水蒸気を第２段ガス化炉入口部に供
給し、さらに反応を進行させる。この原料ガスには第１
段ガス化炉で副生されたタールなどの重質分が残留して
いるが、第２段ガス化炉においてこれらの重質分の分解
が進行し、またサイクロンによって固体物を除去してい
るため、新たな重質分の発生が無い。さらに、必要によ
り支燃ガスを供給して第１段ガス化炉で生成した原料ガ
スの一部を燃焼させることにより原料ガスはさらに昇温
し、重質分の分解はアレニウス則に従って大幅に促進さ
れる。以上の作用によって、原料用ガス中に、フライア
ッシュ、未反応の固体有機物及びタールなどの重質分の
無いクリーンな原料ガスを生成でき、下流機器を安定し
て運転することが可能になる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例である有機物の部分
ガス化装置及びメタノール合成装置の概念を示す説明図
である。図１において、第２段ガス化炉２は第１段ガス
化炉１の後流にサイクロン３を介して配置され、第２段
ガス化炉２の入側には水蒸気・酸素供給ライン４が設け
られている。このサイクロン３の下部にはダスト排出ラ
イン５が設けられている。第１段ガス化炉１には、従来
の装置と同様に、予熱装置５２、水蒸気・酸素供給ライ
ン５３、原料供給装置５４及び水封タンク５６でシール
された噴流用ガス供給ライン５５が設けられている。第
２段ガス化炉２の後流には、従来の装置と同様に熱回収
装置５７、ガス洗浄装置５８、ＣＯシフト装置５９、Ｃ
Ｏ₂ 除去装置６０及びメタノール合成装置６１が配置さ
れている。

【０００８】装置の始動時には、第１段ガス化炉１を予
熱装置５２によって約７００℃に予熱する。次に、噴流
用ガス供給ライン５５からこの第１段ガス化炉１に、例
えば窒素ガス（Ｎ₂ ），炭酸ガス（ＣＯ₂ ）などのイナ
ートガスである常温の噴流用ガスを供給するとともに、
原料供給装置５４及び水蒸気・酸素供給ライン５３から
水蒸気酸素混合ガス（Ｈ₂ Ｏ＋Ｏ₂ ）及び例えばプラス
チック廃棄物を粉砕した有機物原料を供給し、予熱され
た熱によって有機物原料（Ｃ_n Ｈ_m など）と水蒸気（Ｈ
₂ Ｏ）及び酸素ガス（Ｏ₂ ）とを反応させてガス化し、
メタノール合成用原料ガス（Ｈ₂ ＋ＣＯ＋ＣＯ₂ ）を生
成する。定常反応時には第１段ガス化炉１内は、この反
応熱によって７００℃前後の温度に維持される。第１段
ガス化炉１内では、有機物原料の中のフライアッシュ、
タールなどの重質分（Ｃ_n Ｈ_m など）が副生され、未反
応の固体有機物が残留する。

【０００９】この副生物及び残留物を含有した原料ガス
（Ｈ₂ ＋ＣＯ＋ＣＯ₂ ）をサイクロン３に供給してフラ
イアッシュ、固体有機物等の固体物を除去し、ダスト排
出ライン５によって排出する。この重質分（Ｃ_n Ｈ_m ）
が残留した原料ガス（Ｈ₂ ＋ＣＯ＋ＣＯ₂ ）を第２段ガ
ス化炉２に供給し、水蒸気酸素混合ガス（Ｈ₂ Ｏ＋
Ｏ ₂ ）を水蒸気・酸素供給ライン４から供給して重質分
（Ｃ_n Ｈ_m ）と反応させ、水素ガス（Ｈ₂ ），一酸化炭
素（ＣＯ），炭酸ガス（ＣＯ₂ ）に分解する。第２段ガ
ス化炉２において、酸素ガス（Ｏ₂ ）と原料ガス（Ｈ₂
＋ＣＯ＋ＣＯ₂ ）の一部を反応させ、その発熱反応によ
って約１０００℃に昇温させるようにすれば重質分の分
解がアレニウス則に従って促進される。

【００１０】このようにして副生物を除去及び分解した
原料ガス（Ｈ₂ ＋ＣＯ＋ＣＯ₂ ）を熱回収装置５７によ
って所要の温度に冷却し、第２段ガス化炉２で僅かに発
生するフライアッシュをガス洗浄装置５８によって除去
し、ＣＯシフト装置５９によって一酸化炭素（ＣＯ）と
水蒸気（Ｈ₂ Ｏ）とから水素ガス（Ｈ₂ ）にシフトさせ
て補給し、ＣＯ₂ 除去装置６０によって炭酸ガス（ＣＯ
₂ ）を除去し、メタノール合成装置６１において２Ｈ₂
＋ＣＯ→ＣＨ₃ ＯＨの化学反応でメタノールを合成す
る。

【００１１】

【発明の効果】本発明では、ガス化装置を、第１段ガス
化炉と、その後流に配置した第２段ガス化炉とに分割
し、この第１段ガス化炉と第２段ガス化炉との間に配置
したサイクロンによって第１段ガス化炉で副生されたフ
ライアッシュ及び残留する未反応の固体有機物を除去す
ることにより、これらの固体分が第２段ガス化炉に供給
されることがないので、第２段ガス化炉での固体有機物
のガス化による新たな重質分の生成を防止することが可
能になり、第２段ガス化炉には第１段ガス化炉で副生さ
れたタールなどの重質分を分解させる機能だけを持たせ
ることができる。また、第２段ガス化炉において第１段
ガス化炉から供給された原料ガスの一部を燃焼させるこ
とにより、原料ガスの温度をさらに上昇させてこの重質
分の分解を促進することができる。従って、本発明の装
置によれば、有機物の部分ガス化による原料ガスからフ
ライアッシュ、固体有機物を除去するとともに、重質分
を完全に分解することができ、クリーンなガス化が可能
になり、第２段ガス化炉の後流の装置への悪影響、いわ
ゆるタールトラブルを完全に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例である有機物の部分ガス化装置
及びメタノール合成装置の概念を示す説明図。

【図２】従来の装置の一例である有機物の部分ガス化装
置及びメタノール合成装置の概念を示す説明図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 正樹 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 角野 匡 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 米沢 鴻一 広島県広島市中区小町４番33号 中国電力 株式会社内 (72)発明者 大楽 正則 広島県広島市中区小町４番33号 中国電力 株式会社内 (72)発明者 徳政 賢治 広島県広島市中区小町４番33号 中国電力 株式会社内 (72)発明者 大居 芳雄 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 新屋 謙治 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 金子 雅人 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機物を部分ガス化反応させてメタノー
   ル合成用原料ガスを生成する有機物のガス化装置におい
   て、前記ガス化装置を、原料供給手段と支燃ガス及び水
   蒸気供給手段と噴流用ガス供給手段とを設けた第１段ガ
   ス化炉と、この第１段ガス化炉の後流に配置した第２段
   ガス化炉とに分割し、この第１段ガス化炉と第２段ガス
   化炉との間にサイクロンを配置し、前記第２段ガス化炉
   の入側に支燃ガス及び水蒸気供給手段を設けてなること
   を特徴とする有機物のガス化装置。