JPS62149792A - ガス化装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルカリ（ナトリウム、カリウム、マグネシ
ウム等）を含有する有機廃材を被ガス化物質として、空
気或いは酸素と反応させて可燃ガスとＮａＯＨ、ＫＯＨ
、Ｍｇ０Ｈ等の薬品を回収する装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のソーダ回収装置としては、流動媒体として酸化鉄
を炉床に供給して流動床を形成し、燃料としてアルカリ
パルプ廃液を流動床に供給して流動床燃焼をさせ、流動
床に冷却管を配置して、流動床の燃焼温度を所定の温度
に冷却させる流動床燃焼炉を利用したものがある。

又、噴流式燃焼炉で酸化鉄とアルカリパルプ廃液を混合
して炉内に噴射し、炉内に噴射された空気によジアルカ
リパルプ廃液を燃焼させ、その際生成する炭酸ソーダと
酸化鉄を反応させる方式がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の流動床燃焼方式のソーダ回収装置においては、流
動床の温度を所定の温度（８ｏＯ〜１０００℃）に維持
するために、冷却管を流動床内に配置しているが、この
冷管が流動媒体である酸化鉄或いは鉄鉱石粉末により摩
耗すると云う問題点があり、さらには、この流動床燃焼
炉は、流動床の空塔ガ、ス速度が、従来の噴流式燃焼炉
のガス速度に比べて％〜％であるため、流動床の火炉断
面積は、従来の噴流式に比べて２倍〜４倍の大きさを必
要として、燃焼炉が大きくなり、不経済である。又、流
動床用の高水頭を要する押込ファンの揚程も犬きくなジ
、ファンの消費動力も大きくなると云う問題点がある。

一方、噴流燃焼方式のソーダ回収装置に於いては、燃焼
生成物で炭酸ソーダと酸化鉄が燃焼ガスに比較的高速で
搬送されながら接触反応するために、８００〜１０００
℃のガス温度領域で両者を反応させる時間が不足し、反
応生成物であるナトリウムフェライトの収率が低い。

又、前記従来方式の何れに於いても、燃焼炉から後続の
輻射、対流伝熱面に流入する燃焼ガス中には、高濃度の
低融点の炭酸アルカリを主成分とするダストが含まれて
いるため、後続の伝熱面には上記ダストが堆積、固着し
て、熱伝達係数がクリーンガスに比べて％〜％以下とな
り、伝熱面積が大きくなる。

本発明の目的は上記従来のソーダ回収装置などの欠点を
解消したアルカリ回収兼ガス化装置を提供することであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、流動媒体として金属酸化物を有する流動床反
応室と噴流式反応室とを、ガス流れ方向に対して前記噴
流式反応室が下流側位置となるように互に連通させて配
置し、前記噴流式反応室には、アルカリを含有する有機
廃材とガス化剤を供給する手段を設置するとともに、前
記噴流式反応室の出口煙道に、脱塵装置及び生成ガスの
一部を抽出する装置を設置し、前記流動床反応室には、
前記脱塵装置の補集固体を供給する系統と前記抽出ガス
を供給する系統を有すると共に、酸化剤供給手段及び補
給用金属酸化物供給手段及び灰取出し手段を有すること
を特徴とするガス化装置に関する１゜ 〔作用〕 本発明装置では、アルカリ含有有機廃材（アルカリパル
プ廃液を含む）を噴流式反応室に於いて部分燃焼させて
、炭酸アルカリと可燃性ガス及び未燃炭素（チャー）を
生成し、この炭酸アルカリを流動床反応室に供給し、流
動床内の流動媒体の例えば酸化鉄と反応させてアルカリ
フェライトを生成する。その反応に必要な熱量は、前記
チャー及び一部の可燃性ガスを上記流動床に供給し、燃
焼することにより得られる。

前記アルカリフェライトは、灰として流動床より炉外に
取シ出され、加水分解により水酸化アルカリと酸化鉄に
分離し、水酸アルカリは薬品として回収され、酸化鉄は
流動床反応室に再供給される。

以下に、アルカリとしてナトリウムを成分とするアルカ
リパルプの場合の反応について説明する。

（Ａ）　　噴流式反応室に於いてニ ガ　　ス Ｎａｎｏ　＋　Ｃ！０２　□　Ｎａ２ＣＯ３−−（２）
以上、（ＩＬ　（２）式の反応によシ、噴流式反応室出
口の燃焼ガスは、Ｃｏ２．　Ｎ２０．Ｎ２．　　Ｃ０及
び燃焼用空気中のＮ２　　分（Ｎ２　、　Ｎ０ｘ）を成
分とする可燃性ガスであり　、Ｎａ２００３及びＣ（チ
ャー）は、固形分として上記可燃性ガスに搬送される。

（Ｂ）　　後部煙道に於いて： 後部煙道中間に設けられた集塵装置で、Ｎａ２Ｃ！０３
とＣ（チャー）は補集されて、流動床反応室へ供給され
る。又、可燃ガスの一部は、後部煙道より抽出され、流
動床反応炉へ供給される。

（Ｃ）　　流動床反応室に於いて： 上記のＣ（チャー）及び可燃ガスは、酸化剤である０２
　　と反応し、 Ｎ２＋　Ｔ０２　　→　Ｈ２０＋発熱 ＣＯ＋−０２→ｃｏ２十発熱 Ｃ十０２　→ＣＯ２十発熱 の反応で完全に燃焼する。

一方、Ｎａ２ＣＯ３は、流動材であるＦｅ２Ｏ３と接触
し、上記燃焼熱を吸収しながら、下記に示すように反応
する。

Ｎａ２ＣＯ３＋　Ｆｅ２Ｏ３＋吸熱→Ｎａ２Ｆｅ２０４
　＋００２この反応は、反応炉内温度が８００〜１００
０℃の領域で最も促進するので、炉内温度を８００〜１
０００℃以内に維持するように可燃ガスの供給量を調節
する４、この反応炉で発生したガスは、下流側の前記噴
流式反応室へ送給される１、一方、ナトリウムフェライ
ト（Ｎａ４Ｆｅ２０４　）は、灰として炉外に取り出さ
れる。

（Ｄ）　　炉外にて； 炉外に取り出されたナトリウムフェライトは、下式によ
る加水分解により酸化鉄と苛性ソーダに分解する。

Ｎａ２Ｆｅ２０４　＋Ｈ２０−＋　Ｆｅ２Ｏ３＋　２Ｎ
ａＯＨ次に、本兄明を、第１図に示す実施例に基づいて
詳細説明する。

酸化鉄（金属酸化物）を流動媒体とした流動床反応室１
と、アルカリパルプ廃液（アルカリ含有有機廃材）を部
分燃焼する噴流式反応室２とを、連通路１６によｐ連結
する、噴流式反応室２は、流動床反応室１の下流側に位
置する。

また、噴流式反応室２には、アルカリパルプ廃液供給経
路４（４−１はポンプ、４−２は噴射ノズル）と、部分
燃焼用空無又は酸素）の供給経路１０（１０−１は風量
調整ダンパ、１〇−２は通風機、１０−３は投入ノズル
）と、ガス化用蒸気供給経路１７が連結されている。さ
らに、噴流式反応室２の出口と集塵装置３を、後部煙道
５が連通ずる。集塵装置３で補集された固形分（炭酸ソ
ーダとチャー）供給経路７（７−１は投入ノズル）と、
集塵装置３の出口煙道６から分岐された抽出可燃ガス供
給経路８（８−１は通風機、８−２は風ｉ調節ダンパ、
８−３は噴射ノズル）と、燃焼用空気（又は酸素）供給
経路９（９−１は通風装置、９−２は風量調節ダンパ、
９−３は噴射ノズル）と、酸化鉄供給経路１１（１１−
１は投入口）が、流動床反応室１に連結されている。ま
た、流動床反応室１には、灰増出経路１２が連結し、他
端は、加水分解装置１５に連結する９、加水分解装置１
３には、前記の酸化鉄供給経路１１の他端と、水供給経
路１４及び苛性ソーダ溶液取出経路１５が連結されてい
る。

アルカリパルプ廃液は、アルカリパルプ廃液経路４から
噴流式反応室２に投入され、空気（又は酸素）供給経路
１０よす投入された理論燃焼空気量（又は酸素量）の約
％の空気（又は酸素）と、ガス化用蒸気供給経路１７よ
シ供給された水蒸気によりガス化され、下記反応式に示
すように、粗生成ガスを生じる。

Ｃ十　０２　　→　　Ｃ０２ Ｃ＋　２０２→　Ｃ０ ０＋　ＣＯ２→　２ＣＯ Ｃ＋Ｈ２０→　Ｈ２＋ＣＯ 又、廃液固形分中の炭素は、一部未燃炭素（チャー）と
して生成ガス中に浮遊する。

アルカリパルプ廃液中のＮａ　　は、下記反応によシＮ
ａ２００３となる。

２１ｉａ　　＋　　Ｈｏ２−＋　　Ｎａ２０Ｎａｎｏ　
＋　Ｃ！０２−＊　Ｎａ２ＣＯ３前記粗生成ガスに搬送
された未燃炭素とＮａ２ＣＯ３の固形分は、集塵装置３
で補集され、固形分供給経路７により流動床反応室１に
供給される。

固形分のうちの未燃炭素は、空気供給経路９よシ供給さ
れる空気によシ燃暁される。一方、炭酸ソーダは、酸化
鉄供給経路１１により供給された酸化鉄と接触反応して
、下記反応によりナトリウムフェライトを作る。

Ｎａ２（！０３　＋　Ｆｅ２Ｏ３＋吸熱　４　Ｎａ２Ｆ
ｅ２０４　＋　　ＣＯ２上記反応に必要な熱量は、前述
の未燃炭素の燃焼によシ供給されるが、不足する場合は
、抽出可燃ガス供給経路８から供給される可燃ガスを燃
焼することにより、補なわれる。また、上記反応にとっ
て最適の炉内温度８００〜１０００℃となるように、可
燃ガスの噴出量を調節ダンパ８−２によシ調節する。そ
して、上述の反応によって生成されたＮａ２Ｆｅ２０４
は、灰として灰取出経路１２から取９出され、加水分解
装置１６によシ水と反応して酸化鉄と苛性ソーダとなる
。

Ｎａ２Ｆｅ２０４　＋　Ｈ２Ｏ→Ｆｅ２Ｏ３＋　２Ｎａ
ＯＨＦ８２０３は、酸化鉄供給経路１１によシ流動床反
応室１に再供給される。一方、苛性ソーダは、苛性ソー
ダ溶液として取出経路１５によシ取出される。流動床反
応室１で発生した高温の生成ガス（（０２、Ｎ２が主体
）は、連経路１６ｔ−経て噴流式反応室２に送給される
。

以上は、アルカリパイル廃液についての一実施例を述べ
たが、その他のアルカリ含有有機廃材にも、本発明装置
が適用できることは勿論である。

〔発明の効果〕

（１）本発明によれば、流動床の温度が酸化鉄と炭酸ソ
ーダとの反応に最適な温度に維持されるため、従来の装
置は必要としていた冷却管は不要となり、このための冷
却管の摩耗の問題は無くなる。

（２）流動床反応室に供給される可燃分は、全量の３０
程度で、流動床の断面積を小さくでき、流動床用の高水
頭を要する押込ファンの容量も小さくできる。

（３）　　クリーンな可燃ガスが得られ、既設の重油、
ガス焚ボイラに使用し、高価燃料の節約が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すフローでちゃ、本発
明をアルカリパルプ廃液に適用した例を示す。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流動媒体として金属酸化物を有する流動床反応室と噴流
   式反応室とを、ガス流れ方向に対して前記噴流式反応室
   が下流側位置となるように互に連通させて配置し、前記
   噴流式反応室には、アルカリを含有する有機廃材とガス
   化剤を供給する手段を設置するとともに、前記噴流式反
   応室の出口煙道に、脱塵装置及び生成ガスの一部を抽出
   する装置を設置し、前記流動床反応室には、前記脱塵装
   置の補集固体を供給する系統と前記抽出ガスを供給する
   系統を有すると共に、酸化剤供給手段及び補給用金属酸
   化物供給手段及び灰取出し手段を有することを特徴とす
   るガス化装置。