JPS59100188A - リグノセルロ−ス産物のガス化方法及び該方法の実施装置 - Google Patents

リグノセルロ−ス産物のガス化方法及び該方法の実施装置

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JPS59100188A
JPS59100188A JP58207317A JP20731783A JPS59100188A JP S59100188 A JPS59100188 A JP S59100188A JP 58207317 A JP58207317 A JP 58207317A JP 20731783 A JP20731783 A JP 20731783A JP S59100188 A JPS59100188 A JP S59100188A
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

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。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は，リグノセルロース産物特に林業脆棄物の高速
熱分解方法、及び該方法の実施装置に係る。 木材加工産挙に於いて、樹皮、鉋屑、鋸屑、切株智から
成る廃棄物を工、利用できる木材の１６ｌｋ係にも達す
る。エネルギの値上りを考えると、このような廃棄物に
含まれるエネルギの回収が極めて重要であると思われる
。 最も普及したエネルギ回収方法としては廃棄物をボイラ
内で愁焼させ，こｆ１により蒸気を発生させ、この蒸気
を暖房及び発宵，等に利用する。しかし乍らこの方法に
は欠点がある。即ち、ボイラが廃棄物燃焼用に構成され
る必要があり、燃焼室の寸法が大きくボイラが大型にな
る。このようなボイラによつ℃供給される火力の調整は
極めて難しく、このため，Ｍ通性に欠け、このような火
力を，殆んどの場合流動的な利用者のその時々の要求に
適応させることができない。最後に，煙を大気中に廃棄
する１１１に処理する必要があり、このため、しばしば
高価な浄化装置の設置が必要になる。 より進歩した別のエネルギ回収方法は廃棄物のガス化で
ある。しかし乍らこの方法で発生するガスは二酸化炭素
及び／又は窒素で希釈されるので小発熱量即ちＰＣＩが
小さく僅か１００ｏ乃至３０００Ｋｍ／ＮｎＸのオーダ
ー”’ｅしかない。更に、このガスは水素と一酸化炭素
とを含むので有機合成に使用する方が遥かに適当である
。更に，現用のガス化用ガス発生器は、多数の欠点を有
する。 これらの欠点のあるものは、完全に浄化されたガスを生
成するためには空気又は酸素及び場合によっては水蒸気
の作用下での固体燃料からガスへの変換が熱分解と熱分
解産物のクラッキングとの後に生じるべきなのに多くの
場合熱分解と同時に生じろことに関係がある。このため
、不完全に変換された生成物が得られたガスを汚染し、
このガヌは特別な処理をしないでは直接使用できない。 本発明の目的は、リグノセルロース産物を空気遮断下で
高速熱分解し、前記欠点を除去して４０００乃至５ｏＯ
ＯＫｃａｌ／Ｎ，ｌの小発熱量を有する清浄な富ガスを
供給する方法である。このようなガスは，配給し易いす
ぐれたエネノシＮ源となり得る。 本発明方法では、加熱媒体を構成する高熱耐火粒子の流
動床に於いて小破片状のリグノセルロース産物が空気遮
断下で高速熱分解される。流動床の流動化には、発生ガ
スの一部分の再循環が使用される。炭素質固体残渣とタ
ールとガスとから成る熱分解産物は流動床から脱出しオ
ーバーヒートゾーンを通過する。オーバーヒートゾーン
を王、流動床に熱エネルギを与える高熱耐火粒子シャワ
ーを受容する再生式熱交換器Ｃ６ｃｈａｎｇｅｕｒｌ３
．ｇａｒｎｉｓｓａｇｅ）から成る。オーバーヒートゾ
ーン通過中に、ガスに含まれているタールが気体留分と
してクラツキングされる。 次に、炭素質固体残渣が発生ガスから分離される。発生
ガスの一部分は流動床の流動化のために再循環され，残
りの部分がエネルギとして利用される。炭素質固体残渣
は移動床で燃焼され再生式熱■換器と流動床とに供給さ
れる耐火粒子を加熱″する。 従って、本発明方法によって、利用者に配給し易い高発
熱量の清浄ガスが得られる。 炭素質固体残渣から分離された発生ガスは、顕熱の一部
を回収すべく冷却され得る８場合によってはこの熱を用
いて、流動床に導入する前にリグノセルロース産物を予
め乾燥させる。 移動床内で炭素質固体残渣の燃焼により生じた煙は、該
残渣の燃焼用空気を再加熱するために使用され得ろ。 本発明のリグノセルロース産物のガス化方法を示す概略
基本図たる添付図に基いて本発明を更に詳細に説明する
。 小破片状のリグノセルロース産物を、篩とスクリュー式
供給デバイス２ａとを備えた供給ホツパ２から熱分〃ｒ
器１に導入する。熱分解器ＩＧ工、フランス特６「公開
第２４３６９５４号に記藏の装（ｉｉと同様の昔ばから
成る。熱分解器Ｈ’工、耐火レンガを詰めた円筒状カラ
ム３を内蔵しており，カラムの下部に流動化用グリッド
４、グリッド４の下方（（ウインドボックス５が備えら
れている。ウインドボックス５は、圧縮機６ヶ介して流
動化用ガスを受容する。 グリッド４は，加熱媒体を構成する流動粒子床７を支持
しており，余剰の粒子は、サイフォン８ａをｆｉｉｉｉ
えた側面オーバーフロー８から排出される。 カラムの上部は、高熱耐火粒子シャワーを含む再生式熱
父換器９を内蔵している。記載の具体ｆ；１１では熱父
換器９は，各段が開口率９３チの粗目格子から成る４つ
の段と、気孔率９４俤の耐火鋼Ｐａ．１１リングから成
る１つのスタックとを含む。 回転式耐火粒子分配器１０は、最上段の表面全体に粒子
を分配する。粒子は導管ｌ１によって分配器１０に導入
される。 最上段の上方でカラムに発生ガス排出管１２が取付けら
れている。ガス排出管は発生ガスを、２つのパイプを備
えた気体一固体セバレータｌ３に誘導する。一方のバイ
プｌ４は捕集固体産物の排出用であり、他方のバイプ１
５は浄化されたガスを空気一気体熱交換器１６に誘導す
る。圧縮機１７は導管１８を介して熱交換器１６０回路
１６２の１つに冷却用空気を導入する。 熱交換器１６の別の回路１６ｂは導管１９を介して発生
ガスの貯留室２０に接続されている。導管１９は流量調
整千段２２を備えたバイプ２１でバイパスされ
【おり，
該パイプは、導管２３を介して熱分旌器ｌのウインドボ
ックス５に接続された圧縮ｉ％６ｙ介して発生ガスの一
部を百循環し得る。 バイプ２１の接合部と貯留室２０との間で導管１９に第
２熱交換器１６ｃ−１６ｄが配設されている。 熱分解器１に隣接しており加熱移町床を内包する撚怜炉
２４は，流動床７の側面オーバーフロー８を介して熱分
解器１に接続されている。燃焼炉の下部のオーバーフロ
ー８の到着部の下方に１ｉｌｌ化用グリッド２５が備え
られており，該グリッドの下方にウインドボックス２６
が備えらねでいる。 ウィンドボックス２Ｇへの供給はノくイプ２７を介して
行なわれる。予熱バーナー２８がグリッド２５の上方で
燃焼炉２４の側壁内に取付けらｊｔている。気体一固体
セパレータ１３の排出管１４は、惚郷炉２４に接続され
ており流動化用グリッド２５の上方で炉２４に開口して
いる。 然焼炉２４の上部はｚ体一固体セノくレータ２９で終結
しており、セパレータ２９の下部即ち流下部は回転式固
体粒子分配器１ｏの供給導管ｌ１と連通している。第２
の気体一固体セバレータ３ｏほ第１のセパレータ２９の
上部に接続されている。 セパレータ３ｆｕ’１２つの導管な有しており、下方の
導管３１は集灰器３２に開口しており、上方の導管３３
は煙一空気熱交換器３４に接続されている。 圧縮機３５は、パイプ３６な介して熱交換器３４に新鮮
空気を供給する。ｌｉが燃焼炉２４のウインドボツクヌ
２６に開口しているパイブ２７が熱交換器３４の排気口
側に接続されている。 リグノセルロース産物の晶速熱分解方法は、常用モード
では以下の如く行なわれろ。 温度７００乃至９００”（；の範囲の耐火粒子流動床７
から成る加熱媒体に、供給ホッパ２を介して小破片状リ
グノセルロース産物を導入し、空気遮断下で熱分解する
。熱分解産物即ち炭素質固体残／へど不完全熱分解リグ
ノセルロース産物即ちタールとガスとを、３ｍ／秒のオ
ーダの速度の流動化用ガスによって熱分解器１の上方に
移動させる。 これらの産物及びガスはオーバーヒートゾーン９を通過
し、この間にタールがより軽い留分にクラツ虚ングされ
た後、温度約８００”Ｃで熱分解器】から導管１２によ
ーって導出さオ１、固体一気体セバ１／一夕１３に到達
する。固体産物から分離されたガスは熱交換器１６に入
り温度約３００℃で出る。 ガス冷却用肇気は約６００℃で熱変換器１６から導出さ
れ、熱交換器ＩＫ導入以前にリグノセルロース高棄物を
予め乾燥するために使用され得る。 冷却されたガスの一部は，圧縮機６と調整千段２２とパ
イプ２１．２３とを介して熱分蟹器１のウインドボック
ス５に再循環さオ１、流動床７を流釉化ずべ《使用され
る。 前記ガスの残りの部分は熱交換器１６（−１６ｄＱτ於
いて温度約４０℃になるまで肖度冷却されて含有水の大
部分を凝縮させてから導管１９を介して貯留室２０に到
着する。 燃焼炉２４は、反応器１でのリグノセルロース産物の熱
分解の際に生じた固体物質ビ燃焼して，再生式熱交換器
９及び流動床７に順次供給される耐火粒子を加熱すべく
機能する。気体一同体セバレータ１３内で捕集されるこ
のような固体物質は木炭類似の炭素質残渣と不完全変換
リグノセルロース物質とから成り、バイグエ４を介して
燃焼炉２４内のグリッド２５の上方に導入される。流動
床７内の余剰の耐火粒子と流動化用ガスに連行されない
炭素質固体残渣の最も粗い粒子とは、グリッド２５の上
方に開口するサイフォン８ａを備えたオーバーフロー８
を介して熱分解器１から熱焼炉２４に移送される。最後
に，燃焼及び移動床の移動に必要な空気は、ウィンドボ
ックス２６１Ｃ開口するパイプ２７によって供給される
。 移動床弐の燃焼炉２４の下部の温度は約９５５℃、上部
の温度は約９５０”Ｃである。燃焼によって発生ずる煙
の速度は約ｘｏｍ／秒である。 移動床弐の灼條炉２４から出たＩ，’：’３焼煙は、第
１の煙一固休セバレータ２９を通り、加熱さオ１た耐火
粒子から分ｐａされる６ｉｔＩ火粒子は，導ｌ？？ｔｘ
ｗよって回転式分配器１０に導入される。第１セバレー
タ２９２一直列に装着された第２の気体一固体セバレー
ｐ３０ｔｓ．、炭累質残渣と不完全変換リグノ十ルロー
ス物質との撚焼により４ｔじた灰を捕隼し、集灰器３２
に排出する。 浄化された燃４−Ｈ％煙は、圧縮轡３５から新鮮空気上
， を受容する煙一空気交換器３４ゲ介して熱エネルギを燃
焼炉２４のね焼用空気に与えろ。再熱空気はバイプ２７
によって撚焼炉２４内に導入されろ。 ダご３焼煙σｌ温度は熱交換器３４０入口で９００℃、
出口で１（）０℃である。ウィンドボックス２６内の燃
４１ｈ用空２の温度は６８０℃である。 装置始動の際に、移動床式燃焼炉２４内で耐火粒子が加
熱され，熱分解器１内での熱分解ケ可能にずるに十分な
温度を得る。 以下に本発明の実施例を示す。この実施例は本発明の範
囲を限定するものではない。 一−一熱分解器１の作動条件 流動床の温度ｓｏｏ”ｃ 流動床σ）上方でのガスの速度３ｍ／秒再生式熱交換器
と流動床とに 供給される耐火粒子の流量２ｏｋｇ／秒流動化用ガスの
流量０，Ｉｓｋｇ／秒 流動化用ガスの温度３００’Ｃ −−−−−燃焼炉２４の作動条件 炉の下部の温度９５５℃ 炉の上部の温度９５ｔ）℃ 炉内の燃焼煙の速度１０７７１／秒 燃焼用空気の流量２．７＋ｋ．ｑ／秒 炉のウインドボックスの入口で の燃焼空気の温度６８０”Ｃ 上記の作動条件で以下の結果が得られる。 −ガス化用反応器内に導入されるリグノセルロース産物
の流ｆｌ１．４００ｋｇ７秒 （１ｋｑ／秒の乾燥産物−１−ｏ，ａｋｇ／秒の水分）
。 一エネルギ源として得られろ湿性ガスの流量１．１８ｓ
ｋｇ／秒 一湿性ガスの重Ｒ絹成： Ｃｏ３７，５９′， ００２６ヂ Ｈ２１ヂ ＣＨ４６．２ヂ Ｃ，，｝ｉ４５係 Ｃ，，Ｈ６０，３’４ Ｃ２Ｈ２０．７俤 Ｈ２０４３．３チ 珍７ 一発生乾諏スの小発熱量４３００Ｋｍ／Ｎ佑本発明方法
により、以下の如き利点が得られる。 一発熱量の高い富ガスが得られる（ＰＣＩが４０００乃
至５０００Ｋａｔｅ．７Ｎｎｌ）。 ｒ．”ｒ”Ｊ’Ｊ”ｊ’ｒ’ｌ１：ｅにζ｝人さねたリ
クノセルロース産物（ハエネルギ含鍼に対ずる！１１・
野月γｌ’ｌ”４物のエネルギ音｝１：の比として定ｒ
される効皐が、窒気スＦａｒ．醒；｛ζによるガス化で
得られる値よりも顕著にａ−：＋い値たる実質７０幅に
も通し得ろ。 一Ｊ妬１の実施に使用されるシステノ＼ほ自己調整性で
あり，安定動作のためのＴ（＜’ｊ点に維持されろ。即
ち、Ｆｉｌ｝分解温度がｅｉＪえば低Ｍ・１ぎろと炭素
質残渣の割合が増大し、この残渣の燃暁によって仔動Ｌ
１０（燈畑炉から出る耐火粒子の温１，（ｔが上４７．
シ、防分解器の流Ｐυ床の温度を上げる。熱分解温度が
ｉ荀過ぎろ，鴫合には，炭素１′Ｉ１晶Ｉ体飛ｔ々の割
介が減少し，これにより移動床式僑・徨炉かも出る耐火
粒子の温度が低下し、その結果，忽分解器の流勤床のｉ
ａ度が下がる。 一−一本発明方法でに、熱分解器内で発生したガスが燃
焼用空気及び燃焼炉の煙と混合する恐れかない。 一本発明方法によれば、全ての種類のリグノセルロース
亮棄物を小破片に分割してから処理することが可能であ
り，従って、製紙工業に向かない木材特に殆んど使途の
ない樹皮を有効利用し得る。また、麦わら、トウモロコ
シの球果等の如き八苗高素物及び輪代用樹林の如き森林
廃棄物を本発明方法で処理することも可能でホ、る。 一本発明方法で産出されるガスは、鍾々の熱利用に適す
る値のＰＣＩを有するので輸入エネルギ（石油、ガス）
を節約し得ろ。 本発明の変形として，熱分解器１の流動床７の流動化を
過熱水蒸気によって確保してもよい。
【図面の簡単な説明】
図は、本発明のリグノセルロース産物のガス化方法を示
す概略基本図である。 １・・・熱分解器、２・・・供給ホッパ、３・・・カラ
ム， ｆｌ，１７．３５・・・圧縮機， ７・・・流動床、８・・・オーノく−フロー、８ａ・・
・ザイフオン・ ９，１６．３４・・・熱交換器、 １０・・・分配器， １３・・・セバレータ，２０・・・ガス貯Ｗｉ室．２４
・・・燃焔炉、３２・・・集灰器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （】）小破片状リグノセルロース産物を高速熱分解する
    ために、加熱媒体を構成する高熱耐火粒子流動床にリグ
    ノセルロース産物を導入し、加熱媒体によってガスとタ
    ールと炭素質固体残渣とから成る熱分解産物に変化させ
    、熱分解に必要な熱エネルギを炭素質固体残渣の燃焼に
    より供給する方法であり、 ータールが、流動床の上方に流動床から離間して位置、
    しており高熱耐火粒子シャワーを受容する再生式熱交換
    器から成るオーバーヒートゾーンを通過する際に気体留
    分にクラツキングされること、及び、 一炭素質固体残渣が気体状熱分解産物から分ｍｓされ、
    次に、耐火粒子の加熱と再生式熱交換器及び流動床への
    耐火粒子の移動とを確保すべく移動床式燃焼炉内で燃焼
    させられることを特徴とするリグノセルロース産物の高
    速熱分慴方法、 ｛２｝流動床とオーバーヒートゾーンとの間のガスの速
    度が２．５０乃至３．５０ｍ／秒であることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ｛３｝移動床式燃飾炉内で炭素質固体残渣の燃暁により
    生じた煙の速度が９乃至１１ｍ／秒であることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法ヶ （４》移動床式燃焼炉内の燃焼煙の温度が９００乃至９
    ８０゜Ｃであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
    乃至第３項のいずれかに記載の方法。 （０）発生ガスの小発熱量が４０００乃至５０００ｘｃ
    ａｔ／Ｎ一であることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項乃至第４項のいずれかに記載の方法。 （６）移動床式燃焼炉に接続された熱分解器を含むこと
    を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれ
    かに記載の方法を実施するための装置。 （７）熱分解器と儲焼炉との下部が、グリッドの上方で
    燃焼炉内に開口する熱分解器の流動床のオーバーフロー
    を介して連通していることを特徴とする特許請求の範囲
    第６項に記載の装置。 （８》熱分解器と燃焼炉との上部が，熱分解器の回転式
    高熱耐火粒子分配器に導管を介して接続された下部を有
    する煙一固体セバレータによって互いに連通しているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第６項又は第７項に記載
    の装置・
JP58207317A 1982-11-05 1983-11-04 リグノセルロ−ス産物のガス化方法及び該方法の実施装置 Expired JPS6039713B2 (ja)

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