JPH11509242A - 燃焼ガスを製造するための方法と装置 - Google Patents
燃焼ガスを製造するための方法と装置Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、炭素を含有する生成物を、特に適当な仕方で条件づけられるかまたは浄化された廃棄物と残留物質をガス化するための方法と装置に関する。その場合、ガス化は対向流、直流および横流れからなる混合流において行なわれる。段状火格子および並進火格子として形成されている斜めに存在する火格子を通って、ガス化媒体の一部が導入され、灰分が火格子の下端で排出される。燃焼ガスの退去は側方のガス化媒体供給部に向かい合っている側で火格子の上段を経て行なわれる。ガス化装置は二層の絶縁−冷却−系統で囲まれており、絶縁媒体および冷却媒体として空気が用いられる。ガス化の調整はガス化装置の温度断面図を経て行なわれ、その際主ガス化域の位置が灰分排出により、ガス化温度がガス化媒体の流れによりおよび能率がガス化域の幅を介して調整される。発生した燃焼ガスは特に作業機械で電子エネルギー発生のために利用される。排ガスは特に活性炭フィルタにより浄化される。
Description
【発明の詳細な説明】
燃焼ガスを製造するための方法と装置
技術分野
本発明は、ガス化装置で、空気または酸素を含有するガス混合物からなるガス
化媒体でガス化することにより、適当な仕方で条件づけられたまたは浄化された
炭素を含有する固形物質、特に廃物および残留物質からの燃焼ガスの製造を調整
する方法に関する。
公知技術
ドイツ連邦共和国特許公開第33 09 292 号により、燃焼可能な排ガスが燃焼室
に供給される、燃焼可能な材料を燃焼させる方法が知られている。そこには、排
ガスが燃焼室の内方からその一つまたは複数の出口へ別々に導かれて、導かれた
別々の排ガスに新鮮な空気が混ぜ合わされる。それとともに、排ガスのできるだ
け完全なかつ妨害のない燃焼が可能でなければならない。
ドイツ連邦共和国特許明細書第34 09 292 号およびドイツ連邦共和国特許明細
書第37 05 406 号により、燃焼室を有する構造ユニットのガス発生器がいわゆる
ガス化加熱炉としてとして知られている。これは、可動火格子の上方に配置され
た充填層と、充填層に火格子の上方で隣接する反応室と、火格子の下方に配置さ
れた燃焼室と、燃焼室の内方に設けられた火炎管とからなる。
このガス化加熱炉における直流過程としてガス化案内することにより、その際
ガス化すべき物質およびガス化媒体が上方から下方に向かってガス化装置を通っ
て導かれそして発生した燃焼ガスは灰分排出部のすぐ近くで引き去られ、燃焼ガ
スにより炭素粒子を排出することになり、それとともに排ガス中のあまり高すぎ
る残留−CO−含有量の形態のガスを燃焼させる際に問題になる。
ドイツ連邦共和国特許明細書第926 978 号には、ガス化媒体の横方向流れにお
いて燃料のガス化が行なわれるガス発生器がある。それには、ガス化層の前壁が
斜めに存在する火格子として形成され、重なり合っている個々に遮断可能な風室
に予め支承されている。この遮断可能な風室の上方に、必要に応じて選択的に、
燃焼媒体の空気または空気と蒸気が供給され、それにより燃焼過程を左右するこ
とができる。
ドイツ連邦共和国特許公開第3816085 号には、問題のあるガス化材料からなる
特に燃焼施設で利用可能なガスを発生させるための方法と装置が記載されている
。シャフト状の固定床反応器では、反応室の頭部側にガス化材料が装入されそし
て底部側にガス化媒体が供給される。ガス化材料は交互に前後して続く固定相お
よび送り相で重力に依存して反応室に移される。ガス化媒体は反応室の長さにわ
たって実質的に同じ部分量に分配されて、横方向流れにおよび対向流になって供
給される。ガス化媒体の横方向流れが反応器底部を通ってそして付加的に部分量
が反応器室の下端に垂直に導入される。ガス化媒体の対向流が下に存在する酸化
帯領域の範囲に導入される。ガス化媒体の移動の際に、乾留域と還元域が層をな
して破壊されるかまたは重ね直される。反応底部は交互に多数の固定したおよび
可動な区分に小分けされかつ水平面に対し或る角度で傾斜して配置されている。
本発明は、高いエネルギー能率でガス化装置で発生したガスの純度を高め、そ
れとともにその利用可能性が広げられる、方法と装置を提供することを課題の基
礎とする。特に、使用した塵埃物質または残留物質に含まれる炭素の広い完全な
利用、発生した燃焼ガスの最適な利用可能性ならびに有害物質をできるだけ少な
くすることなどは、熱の取り去り後退出する燃焼排ガスにより達成される。
本発明は、請求の範囲1の特徴とする手段でもって方法の課題をおよび請求の
範囲2の特徴とする手段でもって装置の課題を解決する。請求の範囲2による装
置の有利な構成は請求の範囲3および4に記載されている。
適当な仕方で条件づけられるかまたは浄化された廃棄物または残留物質が固形
物質として、空気をガス化媒体としてまたは酸素を含有するガス混合物をガス化
媒体としてガス化装置でガス化される。その場合、ガス化すべき固形物質がガス
化炉を上方から下方に向かって貫流し、そしてガス化媒体が上方からも下方から
もそして側方で、少なくとも側方で他方の前記箇所のうちの一箇所に固形物質の
流れが供給され、そして燃焼ガスの退去は特にガス化媒体の側方の供給部に向か
い合っている側で行なわれることにより、ガス化すべき物質およびガス化媒体が
混合流となって導かれる。
ガス化装置におけるガス化過程の調整は、本発明により、ガス化装置の高さに
わたって温度断面図を受け入れることにより行なわれる。そのとき、主ガス化領
域の垂直位置が最大温度領域に対応して、並進火格子の運動を介しておよびそれ
とともに灰分排出の速度を介して調整される。廃棄物または残留物質の種類に応
じて種々の最適のガス化温度がガス化媒体流の寸法と組成にわたって調整されか
つガス化炉の能率がガス化媒体供給部の幅にわたって上下に配置された供給箇所
により調整される。
本発明による方法では、部分的にガス化された固形物質の領域の灰分排出部の
速度の調整により、ガス化媒体の供給過剰が存在できる中空室を全く形成せず、
かつ固形物質装入物をガス化させる代わりに燃焼させるような状態になる圧縮化
が実現される。
発生した燃焼ガスは直ちに浄化せずにガス化装置の下に構造ユニットで配置さ
れたそれ自体周知の構造様式の燃焼室に供給することができかつ発生する燃焼ガ
スを熱的に利用することができる。しかしながら、有利には、燃焼ガスは電子エ
ネルギーを発生させるために作業機械に供給される。残留熱は加熱容器により熱
的に利用される。熱を取り去った後、燃焼排ガスが、特に活性炭フィルタを含む
煙道ガス浄化を受け、引続き煙突を経て大気の中へ達する。
炭素を含有する生成物をガス化することにより燃焼ガスを製造する装置であっ
て、特に適当な仕方で条件づけられるかまたは浄化された廃棄物と残留物質を、
空気をガス化媒体としてまたは空気または酸素を含有するガス混合物をガス化媒
体としてガス化するガス化装置において、前記ガス化装置は斜めに存在する火格
子を備え、この火格子は特に段状の火格子として形成され、この段状火格子はガ
ス化媒体の供給を可能としかつ適当な機構を介して並進運動で変位可能であり、
それにより灰分排出と同時に、部分的にガス化された固形物質装入物の圧縮の達
成が可能になることを特徴とする。
請求の範囲4によれば、装置、すなわちガス化装置は、二層の絶縁−冷却−系
統で囲まれていて、それらの層は孔のあいた中間壁により分離されており、その
際外側の絶縁層は冷却空気導入のための一つまたはより多くの開口部をおよび冷
却空気導入用の一つまたはより多くの開口部を有する。
その場合、特に重要なことは、冷たい冷却ガス流、一般にガス化媒体がまず絶
縁−冷却−系統の外壁を冷却し、その後孔のあいた中間壁の面を貫流し、そして
それとともに、次にガス化装置の全内側筒の上の面にも吹き込む。それにより、
ガス化媒体の同時の有利な予熱のときに、ガス化装置の内筒が一様に強く冷却さ
れることになる。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第1図には、本発明による装置の原理的構造を示す。本発明によるガス化装置
には、斜めに存在する火格子1が形成されており、その際ガス化媒体の一部がガ
ス化すべき物質にこの火格子1を通って供給されかつ主として、使用生成物灰分
になお存在する炭素物質を完全に変換する役目を有する。さらにガス化媒体部分
が固形物質の上方のガス化炉に供給されそして主として、ガス化すべき物質の乾
留生成物をガス化領域へ押し流し、それとともに完全なガス化に連行する役目を
有する。ガス化媒体の主要量がガス化装置に側方の供給部2を経て供給される。
側方のガス化媒体供給部の幅を変えることにより、ガス化領域の寸法およびそれ
とともにガス化能率を定めることができる。ガス化すべき物質の上方から下方へ
の流れ方向において、ガス化装置の下部には対向流が、上方部分には直流がおよ
び主要ガス化領域の中央部分には横方向流れが実現される。燃焼ガスが、側方の
供給部2に相対する側で、斜めに存在する火格子1の最上段の上方で出口3で取
り除かれる。本発明による混合流ガス化により、一方ではガス化すべき物質を含
む炭素物質の完全な変換が、また他方では発生する一次乾留生成物の完全な変換
が達成されるので、その燃焼ガスには凝縮する有機物質およびタール状物質がな
い。
斜めに存在する火格子1は段状火格子としてまたは他の仕方で平坦な形状と異
なって形成されておりかつ並進火格子として可動に支承されている。適当な駆動
部4を介しての並進運動により、灰分は出口開口5を経て排出することができ、
灰分収集室6の中へ達する。燃焼ガスと灰分を空間的に分離して運び去ることに
より、燃焼ガスにはさらに炭素を含みかつ鉱物繊維を含む浮遊粒子がない。
本発明の別の特徴はガス化装置の周りの絶縁−冷却−系統である。冷却空気は
まず外側の絶縁層7に達しそしてそこから孔のあいた中間壁8を通って内側冷却
層9に達し、そこではガス化炉外筒12の本来の冷却が行なわれる。余熱された
空気は絶縁−冷却−系統を出口10より退去し、ガス化媒体または燃焼空気とし
て使用される。
ガス化装置におけるガス化過程の調節は、すでに述べたように、ガス化装置の
高さにわたる温度断面図を記録作成することにより行なわれる。そのとき、最大
温度領域に対応する主ガス化領域の位置が火格子1の運動を介してかつそれとと
もに灰分排出により調整される。廃棄物または残留物質の種類に応じて異なる最
適のガス化温度がガス化媒体流の容積や組成にわたって調整されおよびガス化媒
体の能率が比較的多数の上下に配置された供給部2によるガス化媒体供給部の幅
に対応するガス化領域の幅にわたって調整される。
発生した燃焼ガスは、ガス化装置の下に構造ユニットで配置されたそれ自体周
知の構造様式の燃焼室11をさらに浄化せずに完全にまたは部分的に供給するこ
とができかつ生ずる燃焼ガスを熱的に利用することができる。しかしながら、有
利には、電子エネルギーを発生させるために作業機械の燃焼ガスが供給される。
残りの熱は加熱炉により熱的に利用される。熱を取り去った後、燃焼排ガスが特
に活性コークスフィルタを用いて煙道ガス浄化を受け、そして引続き煙突を経て
大気に達する。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1997年3月24日
【補正内容】
・・・灰分排出部のすぐ近くで引き去られ、燃焼ガスにより炭素粒子を排出す
ることになり、それとともに排ガス中のあまり高すぎる残留−CO−含有量の形
態のガスを燃焼させる際に問題になる。
ドイツ連邦共和国特許明細書第926 978 号には、ガス化媒体の横方向流れにお
いて燃料のガス化が行なわれるガス発生器がある。それには、ガス化層の前壁が
斜めに存在する火格子として形成され、重なり合っている個々に遮断可能な風室
に予め支承されている。この遮断可能な風室の上方に、必要に応じて選択的に、
燃焼媒体の空気または空気と蒸気が供給され、それにより燃焼過程を左右するこ
とができる。
発明の開示
本発明は、高いエネルギー能率でガス化装置で発生したガスの純度を高め、そ
れとともにその利用可能性が広げられる、方法と装置を提供することを課題の基
礎とする。特に、使用した塵埃物質または残留物質に含まれる炭素の広い完全な
利用、発生した燃焼ガスの最適な利用可能性ならびに有害物質をできるだけ少な
くすることなどは、熱の取り去り後退出する燃焼排ガスにより達成される。
本発明は、請求の範囲1の特徴とする手段でもって方法の課題をおよび請求の
範囲2の特徴とする手段でもって装置の課題を解決する。請求の範囲2による装
置の有利な構成は請求の範囲3および4に記載されている。
・・・発生する一次乾留生成物の完全な変換が達成されるので、その燃焼ガス
には凝縮する有機物質およびタール状物質がない。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】1997年4月21日
【補正内容】
化領域の垂直位置が最大温度領域に対応して、並進火格子の運動を介しておよび
それとともに灰分排出の速度を介して調整される。廃棄物または残留物質の種類
に応じて種々の最適のガス化温度がガス化媒体流の寸法と組成にわたって調整さ
れかつガス化炉の能率がガス化媒体供給部の幅にわたって上下に配置された供給
箇所により調整される。
発生した燃焼ガスは直ちに浄化せずにガス化装置の下に構造ユニットで配置さ
れたそれ自体周知の構造様式の燃焼室に供給することができかつ発生する燃焼ガ
スを熱的に利用することができる。しかしながら、有利には、燃焼ガスは電子エ
ネルギーを発生させるために作業機械に供給される。残留熱は加熱容器により熱
的に利用される。熱を取り去った後、燃焼排ガスが、特に活性炭フィルタを含む
煙道ガス浄化を受け、引続き煙突を経て大気の中へ達する。
炭素を含有する生成物をガス化することにより燃焼ガスを製造する装置であっ
て、特に適当な仕方で条件づけられるかまたは浄化された廃棄物と残留物質を、
空気をガス化媒体としてまたは空気または酸素を含有するガス混合物をガス化媒
体としてガス化するガス化装置において、前記ガス化装置は斜めに存在する火格
子を備え、この火格子は特に段状の火格子として形成され、この段状火格子はガ
ス化媒体の供給を可能としかつ適当な機構を介して並進運動で変位可能であり、
それにより灰分排出と同時に、部分的にガス化された固形物質装入物の圧縮の達
成が可能になることを特徴とする。
請求の範囲4によれば、装置、すなわちガス化装置は、二層の絶縁−冷却−系
統で囲まれていて、それらの層は孔のあいた中間壁により分離されており、その
際外側の絶縁層は冷却空気導入のための一つまたはより多くの開口部をおよび冷
却空気導入用の一つまたはより多くの開口部を有する。
その場合、特に重要なことは、冷たい冷却ガス流、一般にガス化媒体がまず絶
縁−冷却−系統の外壁を冷却し、その後孔のあいた中間壁を貫流し、そしてそれ
とともに、次にガス化装置の内側筒の上にも吹き込む。それにより、ガス化媒体
の同時の有利な予熱のときに、ガス化装置の内筒が強く冷却されることになる。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第1図には、本発明による装置の原理的構造を示す。本発明によるガス化装置
には、斜めに存在する火格子1が形成されており、その際ガス化媒体の一部がガ
ス化すべき物質にこの火格子1を通って供給されかつ主として、使用生成物灰分
になお存在する炭素物質を完全に変換する役目を有する。さらにガス化媒体部分
が固形物質の上方のガス化炉に供給されそして主として、ガス化すべき物質の乾
留生成物をガス化領域へ押し流し、それとともに完全なガス化に連行する役目を
有する。ガス化媒体の主要量がガス化装置に側方の供給部2を経て供給される。
側方のガス化媒体供給部の幅を変えることにより、ガス化領域の寸法およびそれ
とともにガス化能率を定めることができる。ガス化すべき物質の上方から下方へ
の流れ方向において、ガス化装置の下部には対向流が、上方部分には直流がおよ
び主要ガス化領域の中央部分には横方向流れが実現される。燃焼ガスが、側方の
供給部2に相対する側で、斜めに存在する火格子1の最上段の上方の出口3で取
り除かれる。本発明による混合流ガス化により、一方ではガス化すべき物質を含
む炭素物質の完全な変換が、また他方では発生する一次乾留生成物の完全な変換
が達成されるので、その燃焼ガスには凝縮する有機物質およびタール状物質がな
い。
斜めに存在する火格子1は段状火格子としてまたは他の仕方で平坦な形状と異
なって形成されておりかつ並進火格子として可動に支承されている。適当な駆動
部4を介しての並進運動により、灰分は出口開口5を経て排出することができ、
灰分収集室6の中へ達する。燃焼ガスと灰分を空間的に分離して運び去ることに
より、燃焼ガスにはさらに炭素を含みかつ鉱物繊維を含む浮遊粒子がない。
本発明の別の特徴はガス化装置の周りの絶縁−冷却−系統である。冷却空気は
まず外側の絶縁層7に達しそしてそこから孔のあいた中間壁8を通って内側冷却
層9に達し、そこではガス化炉外筒12の本来の冷却が行なわれる。余熱された
空気は絶縁−冷却−系統を出口10より退去し、ガス化媒体または燃焼空気とし
て使用される。
請求の範囲
1.ガス化装置で、空気からなるかまたは酸素を含有するガス混合物からなるガ
ス化媒体でガス化することにより、適当な仕方で条件づけられるかまたは浄化さ
れた炭素を含有する固形物質、特に廃棄物および残留物質からの燃焼ガスの製造
を調整する方法であって、前記ガス化装置では、ガス化すべき固形物質がガス化
装置を上から下方に向かって貫流し、火格子の上方のガス化領域にガス化すべき
固形物質を装入することでガス化が行なわれ、混合物の流れにおけるガス化媒体
が下方から火格子を通っておよび/または上方からならびに側方からガス化領域
に供給され、ガス化装置からの燃焼ガスの排出がガス化媒体の側方の供給部に向
かい合っている側で行なわれ、その際ガス化媒体の主流がガス化領域の側方に供
給され、そしてガス化過程の調整が装入物に受容される温度プロフィルに依存し
て行なわれる方法において、
−主ガス化領域の姿勢がガス化装置からの灰分排出の速度により調整され、
−最適なガス化温度がガス化媒体の流れを経て調整され、
−ガス化装置の能率が、ガス化領域の幅の調整を経て、ガス化媒体の側方によ
り調整されることを特徴とする方法。
2.ガス化装置において、適当な仕方で条件づけられるかまたは浄化された炭素
を含有する固形物質、特に廃物および残留物質からの燃焼ガスの製造を調整する
装置であって、前記装置では、ガス化すべき固形物質がガス化装置を上から下方
に向かって貫流し、実質的に火格子の上方のガス化すべき固形物質を装入するこ
とでガス化が行なわれ、ガス化媒体を混合物流で下から火格子を通っておよび/
または上方からならびに側方へ供給しそして側方の供給部に向かい合っている側
で他の方向へ導く手段が存在している装置において、
ガス化装置は斜めに存在する火格子(1)を有し、この火格子は、灰分の排出が
調整できるように、火格子が並進運動で変位可能である機構を備えている装置。
3.斜めに存在する火格子(1)が段状火格子であることを特徴とする請求の範囲
2による装置。
4.ガス化装置の外壁が二層の絶縁−冷却−系統からなる熱絶縁部を有し、その
個々の層が孔のあいた中間壁(8)により互いに分離されており、その際冷たい燃
焼媒体を絶縁層(7)である外側層の中へ導入する手段が存在しており、その後孔
のあいた中間壁(8)を経て冷却層(9)である内側層の中へ導入され、そして内側層
から加熱された連結手段として他の方向へ導かれて、少なくとも側方(n)の供給
部(n)(2)を経てガス化装置に供給できることを特徴とする請求の範囲2または3
による装置。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S
Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD
,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AT,AU
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CZ,CZ,DE,DE,DK,DK,EE,EE,E
S,FI,FI,GB,GE,HU,IL,IS,JP
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LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,M
X,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE
,SG,SI,SK,SK,TJ,TM,TR,TT,
UA,UG,US,UZ,VN
(72)発明者 ライヒェルト・ギュンター
ドイツ連邦共和国、D−45133 エッセン、
ヴェーク・ツール・プラッテ、26アー
(72)発明者 ハーン・ディーター
ドイツ連邦共和国、D−01169 ドレスデ
ン、ロイテヴィッツエル・リング、16
(72)発明者 リービッシュ・ギュンター
ドイツ連邦共和国、D−01187 ドレスデ
ン、カイツェル・ストラーセ、105
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.ガス化装置で、空気からなるかまたは酸素を含有するガス混合物からなるガ ス化媒体でガス化することにより、適当な仕方で条件づけられるかまたは浄化さ れた炭素を含有する固形物質、特に廃棄物および残留物質からの燃焼ガスの製造 を調整する方法であって、前記ガス化装置では、ガス化すべき固形物質がガス化 装置を上から下方に向かって貫流し、実質的に火格子の上方のガス化領域にガス 化すべき固形物質を装入することでガス化が行なわれ、混合物の流れにおけるガ ス化媒体が下方から火格子を通っておよび/または上方からならびに側方からガ ス化領域に供給され、ガス化装置からの燃焼ガスの排出がガス化媒体の側方の供 給部に向かい合っている側で行なわれ、その際ガス化媒体の主流がガス化領域の 側方に供給され、そしてガス化過程の調整が装入物に受容される温度断面図に依 存して行なわれる方法において、 −主ガス化領域の垂直姿勢がガス化装置からの灰分排出の速度により調整され 、 −最適なガス化温度がガス化媒体の流れの調整および一部すでにガス化された 装入物の機械的な圧縮を経て調整され、 −ガス化装置の能率が、ガス化領域の幅の調整を経て、ガス化媒体の供給部お よび灰分排出部の調和された調整により調整されることを特徴とする方法。 2.ガス化装置において、適当な仕方で条件づけられるかまたは浄化された炭素 を含有する固形物質、特に廃物および残留物質からの燃焼ガスの製造を調整する 装置であって、前記装置では、ガス化すべき固形物質がガス化装置を上から下方 に向かって貫流し、実質的に火格子の上方のガス化すべき固形物質を装入するこ とでガス化が行なわれ、ガス化媒体を混合物流で下から火格子を通っておよび/ または上方からならびに側方へ供給しそして側方の供給部に向かい合っている側 で他の方向へ導く手段が存在している装置において、 ガス化装置は斜めに存在する火格子(1)を有し、この火格子は、すでに一部が ガス化した装入物がこの領域で圧縮されるように、火格子が並進運動で変位可能 である機構を備えている装置。 3.斜めに存在する火格子(1)が段状火格子であることを特徴とする請求の範囲 2による装置。 4.ガス化装置の外壁が二層の絶縁−冷却−系統からなる熱絶縁部を有し、その 個々の層が孔のあいた中間壁(8)により互いに分離されており、その際冷たい燃 焼媒体を絶縁層(7)である外側層の中へ導入する手段が存在しており、その後実 質的に孔のあいた中間壁(8)の全面を経て冷却層(9)である内側層の中へ導入され 、そして内側層から加熱された連結手段として他の方向へ導かれて、少なくとも 側方(n)の供給部(n)(2)を経てガス化装置に供給できることを特徴とする請求の 範囲2または3による装置。
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