JPS6235440B2 - - Google Patents
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Description
本発明は固形廃棄物の熱分解により発生する可
燃性ガスを都市ガスに適したガスに変換する方法
に関するもので、詳しくはガス中に多量の窒素ガ
スが混入しないような方法で固形廃棄物を熱分解
し、発生したガスを高温水蒸気改質工程で処理す
ることによつて該ガス中の塩素化合物、硫黄化合
物、ジエン類およびアセチレンなどの有害成分を
ほぼ完全に改質して、さらにHCl除去、H2S除
去、およびメタン化の各工程で処理して都市ガス
等に好適なガスを製造する方法に関する。 固形廃棄物の処理方法として現在注目されつつ
ある方法の一つとしては、主として焼却処理と埋
立処分である。埋立処分量は埋立地が不足してき
ているため、徐々に少なくなつてきており、焼却
処理量はその分増加してきている。焼却処理では
最近、エネルギーの有効利用のため、余熱が積極
的に利用されている。しかし、焼却法での熱利用
は、余熱が蒸気または温水の形態でしかとれない
ため、その利用法には自から制約がある。現在一
般に利用されている方法としては、小規模な焼却
工場ではその余熱を温水で回収し、場内給湯して
いる程度である。大型焼却工場では、熱回収ボイ
ラで蒸気を発生させ、蒸気タービンで発電し、一
部の蒸気は温水プールや老人ホームなどの厚生施
設の熱源として利用され、さらに最近では工場附
近の集合住宅への冷暖房の熱源として蒸気を供給
している例がみられる。このように、最近ではエ
ネルギー事情を反映して焼却余剰熱量をかなり有
効に利用するように設備計画がなされている。 一方最近公害規制が強化され、また処理施設付
近の住民の諸要求や、処理する廃棄物の高カロリ
ー化などで、焼却処理方法にはいろいろな問題が
生じてきた。このため最近、焼却処理に替つてこ
れら廃棄物を熱分解処理する方法が開発され実用
化されつつある。固形廃棄物の熱分解処理による
利点は、 (1) 窒素酸化物（NOx）や硫黄酸化物（SOx）、
６価クロムなどの有害酸化物の発生量が少な
く、また排煙中の塩化水素濃度が低いなどの低
公害処理ができる、 (2) 処理残渣中の熱しやく減量が殆んどなく、金
属の回収率が高く、処理残渣の有効利用がしや
すいなど、廃棄物の資源化が図られる、 (3) 熱分解によつて発生するガスは炭化水素系の
可燃ガスであり、燃料として使用できる、 などが挙げられるが、一般的には低公害処理方法
である点と資源化できる点が重視されている。し
かし熱分解反応は高分子化合物を低分子化するこ
とであり、固形廃棄物を熱分解した場合、分解温
度によつて低分子化度が変わつてくる。一般的に
は液体燃料（タール）の回収を目的とする場合の
分解温度は400℃〜550℃であり、またガス燃料の
場合の分解温度は550℃以上が適する。固形廃棄
物、特にセルローズ系の廃棄物から生成するター
ルは非常に不安定で、放置しておくと浮遊固形物
が発生し、また臭気が強いため、そのまま使用す
るためにはかなりの制限がある。一方分解生成ガ
スは洗浄するだけでかなりクリーンな燃料となる
ため、ガス化した方が燃料として簡単に利用でき
る。 最近のエネルギー不足の状態により、固形廃棄
物を燃料として利用する考えが広まつてきた。現
在固形廃棄物を燃料として利用できる技術として
は (1) 廃棄物を破砕し、不燃物をできるだけ分離し
て可燃物の濃度を高めた、廃棄物を固体燃料と
して使う方法、 (2) 廃棄物を低温で熱分解して、液体燃料、即ち
タールを収率よく回収し、液体燃料として使う
方法、 (3) 廃棄物を高温で熱分解してガス化し、ガス燃
料として使う方法、および (4) 廃棄物を分別し、有機分をメタン発酵させ
て、ガス燃料として使う方法、 等がある。しかしながら廃棄物を燃料として評価
した場合、 (1) 不燃物や水分の含有率が高く、カロリーの低
い場合もある、 (2) 燃焼すると有害ガスを発生する原因となる窒
素、塩素、硫黄が含まれている、 (3) 形状が不定形であり、種々雑多な物質で構成
されている、 などの理由により、燃料としては低質燃料であ
る。 しかし、廃棄物をガス化または液化して燃料化
した場合には、精製することによりカロリーも高
くなり、取扱いやすくなり、クリーンな燃料にな
るため高質燃料化することができる。廃棄物より
生成する液体燃料、即ちタールは前述した如く固
形物が生成するため、燃料としては取扱いにく
い。このため550℃以上の高温で熱分解してガス
化し、ガス燃料を回収する方法が多く開発されて
いる。固形廃棄物の熱分解生成ガスは洗浄するだ
けで簡単に精製することができるし、利用範囲も
広く、またエネルギー利用効率も高い。従つて、
固形廃棄物を550℃以上の高温で熱分解して、生
成したガスを精製すれば、そのままでも燃料ガス
としての有効利用を図れるが、さらに高度処理す
れば、廃棄物の持つているエネルギーを例えば都
市ガスとして適したものにすることができる。 一般に固形廃棄物の熱分解生成ガスは、主とし
て水素、一般化炭素、炭酸ガス、メタン、C2以
上の炭化水素よりなり、この他不活性ガス及び少
量の塩素化合物、硫黄化合物、アンモニアなどの
不純物を含有するガスである。 以上のような固形廃棄物の熱分解生成ガスをそ
のまま都市ガスとするには、以下のような欠点が
ある。 (1) 有害成分（CO、硫黄化合物、塩素化合物）
が多い、 (2) オレフイン、ジエン類、アセチレンなどが多
く、コーキングすなわちガス導管、ガスバーナ
その他の部分にガム状物質を生成する恐れがあ
り、加熱するとコーキングの心配がある、 (3) 発熱量が低く、燃焼速度が速い、 等である。 LPGやナフサを原料とした従来の水蒸気改質工
程では原料中の硫黄化合物が触媒毒となるため、
これを除去するために水添脱硫を行うのが一般的
であるが、しかし従来通りの水添精製法を導入す
る場合熱分解生成ガス中には一酸化炭素、炭酸ガ
スが共存しており、メタン化反応を併発して反応
熱により著しく温度が上昇し、水添脱硫工程に悪
影響を及ぼすという不都合が生じる。 一方、更にこのガスを水蒸気改質することを考
えると炭素析出の観点から供給原料中のオレフイ
ンは制限をはるかに超えている。しかも水添脱硫
工程で水添してオレフインを減少させると反応熱
により著しい発熱を起す恐れもある。 このように熱分解生成ガスを都市ガス化するた
めに水蒸気改質工程を採用する場合、熱分解生成
ガスを所望のガスに変換し得る可能性については
勿論、そのための予備処理工程についても全く解
決されていなかつたのである。 これらの不都合を解決する方法として、本発明
者等が発明した特願昭55―105093号および特願昭
56―35303号に開示の方法がある。 特願昭55―105093号開示の方法は、固形廃棄物
を550℃以上で熱分解し、炭化水素、不活性ガス
ならびに塩素化合物、イオウ化合物等の不純物を
含有するガスを得、得られたガスを洗浄し、次い
で該ガス中の水素により水素化精製し、さらに脱
塩酸、脱硫し、次に必要に応じて低温水蒸気改
質、高温水蒸気改質およびCO転化のいずれか一
つ以上の処理した後、水蒸気および／または炭酸
ガスを分離することを特徴とするもので、この方
法により都市ガスに適した性状のガスが製造され
た。 また、特願昭56―35303号開示の方法は前記特
願昭55―105093号開示の方法をさらに改良したも
ので、固形廃棄物の種類または分解条件によつて
熱生成ガス中にジエン類またはアセチレンが多く
なつた場合の水添工程（水素化精製工程）におけ
るコーキングの惹起あるいは水添脱硫、脱塩酸が
困難になるような状態を防止すべく、洗浄工程の
後に温度を変えた２段階の水添を行うか、或いは
これに加えて前記２段階の水添前に脱硫を行う方
法である。 確かにこれらの方法によつて都市ガスに適した
性状のガスが製造されるものの、550℃以上でか
つ水蒸気とガスの容量比が約３：１程度の高水蒸
気比である熱分解ガスを単に冷却した後、再び精
製工程で再加熱することは熱的に非常に不経済で
ある。 本発明は前記見地からなされたもので、固形廃
棄物を高温分解して生成したガスを更に処理して
有用な都市ガスを経済的に効率よく製造する方法
を提供することを目的とする。 本発明は前記目的に沿つて鋭意研究の結果、高
温分解により生じた分解ガスを直ちに高温水蒸気
改質を行うことによつて前記目的が達成されるこ
とを見出し本発明に到達した。 すなわち本発明は、 固形廃棄物を２塔硫動層式熱分解炉で熱分解し
て得られるガスを都市ガス化するにあたり、熱分
解温度を550℃以上で行うことにより、水素、一
酸化炭素、炭酸ガス、メタン等の炭化水素、不活
性ガスならびに塩素化合物、硫黄化合物等の不純
物等を含有するガスを得、得られたガスを連続式
高温水蒸気改質、サイクリツク式高温水蒸気改質
または部分酸化式高温水蒸気改質等の高温水蒸気
改質を行つた後、脱HCl、脱H2Sおよびメタン化
を行うことを特徴とする固形廃棄物の都市ガス化
方法である。 このようにして得られたガスは更に増熱、希釈
などの処理を行つて都市ガスとして使用すること
も可能である。 以下、本発明を第１図に基いて具体的に説明す
る。第１図は本発明の実施方法の一例を示すブロ
ツクフローダイヤグラムである。 処理場に集められた都市ごみ或いは木質系廃棄
物（繊維くず、木くず、バカス等）等の固形廃棄
物は熱分解工程に供給される。ここでこれらの固
形廃棄物は熱分解炉で熱分解される。熱分解炉の
形式によつては固形廃棄物を直接分解炉に供給で
きず、一度破砕工程を通して粒径を小さくすると
同時に粒径をある程度そろえる必要がある。本発
明では熱分解炉に流動層炉を使用するので、固形
廃棄物は必ず破砕する必要がある。熱分解生成ガ
ス中に窒素ガスが多量に混入している場合には、
製品ガスの発熱量が低くなるので、熱分解生成ガ
ス中の窒素ガス濃度はできるだけ低い方が好まし
い。このため熱分解方式は自ら決まり、本発明実
施のために使用できる熱分解方式としては、分解
炉と分解熱を供給する燃焼炉に分かれている２塔
流動層式熱分解炉（特許第871982号）が採用され
る。 高発熱量の固形廃棄物では上記の方法の他に空
気を用いた部分燃焼方式が考えられる。熱分解
は、550℃以上で行われる。 熱分解炉から出た分解生成ガスの主成分は水
素、一酸化炭素、炭酸ガス、メタン、エタン、エ
チレン、プロピレン、ブタジエン、ブタン等であ
るが、微量有害ガスとして塩化水素、アンモニ
ア、硫化水素、シアン化水素等が含まれており、
その濃度は都市ごみの場合、通常塩化水素1000〜
3000ppm、塩化メチル1000〜1500ppm、アンモ
ニア6000〜12000ppm、硫化水素6000〜
8000ppm、シアン化水素300〜600ppmであり、
その温度は700℃前後でかつ水蒸気対ガスの容量
比がほぼ３：１程度の高水蒸気比である。 この分解生成ガスは直ちに連続式高温水蒸気改
質、サイクリツク式高温水蒸気改質または部分酸
化式高温水蒸気改質等の高温水蒸気改質を行うこ
とによつて、分解ガス中のメタン及びC2以上の
炭化水素並びにジエン類、アセチレン等を改質す
ると共に、塩素化合物、硫黄化合物をHCl、H2S
に変え、精製、調整しやすいガスに改質する。 連続式高温水蒸気改質においては、反応に必要
な熱量を外部からの燃焼ガスによつて供給し、反
応器を750〜850℃に保つて処理される。サイクリ
ツク式高温水蒸気改質は、反応に必要な熱を触媒
層の蓄熱で賄い、触媒層の温度が例えば750℃以
下に低下し、有機塩素化合物及び有機硫黄化合物
が認められたら、反応器を切り換え、触媒層を加
熱し、触媒層を所定の温度、例えば750℃以上に
まですると同時に、触媒上に析出した炭素質ある
いは吸着した硫黄を燃焼除去し、活性の回復を図
る。また、部分酸化式高温水蒸気改質にあつて
は、分解ガスに空気または酸素を添加して部分酸
化により反応熱を維持する。この場合、反応をよ
り高温に維持することにより、硫黄化合物等の触
媒上への吸着を防止し、触媒活性を維持すること
ができる。 このように本発明においては、分解ガス中の有
機塩素、有機硫黄は分解し、それぞれHCl、H2S
となるので、従来の水添工程は必要がない。 この改質後のガスはさらに熱回収工程を経て
HCl除去およびH2S除去後、メタン化により都市
ガスとされる。HCl除去およびH2S除去は化学吸
収法によつて除去される。すなわちHClは炭酸カ
ルシウム（CaCO3）などを吸収剤として吸収除去
され、またH2Sはアミン系吸収剤や炭酸カリウム
（K2CO3）等の吸収剤により吸収除去される。さら
に化学吸収により除去できなかつた未吸収のHCl
やH2Sは酸化亜鉛やアルミナ系、シリカ系の吸着
剤を組み合わせることにより吸着除去される。 以下、実施例および比較例に基いて本発明をさ
らに具体的に説明する。なお、本実施例に用いて
いる装置等の番号は比較例３の後に列記する。 実施例１ （連続式高温水蒸気改質） 第１表に示す組成都市ごみを間接加熱方式であ
る２塔流動層式熱分解炉２にて680〜730℃で熱分
解し、生成ガス３は、ただちに水蒸気改質反応器
４に導かれ、連続式高温水蒸気改質が行われる。
燃性ガスを都市ガスに適したガスに変換する方法
に関するもので、詳しくはガス中に多量の窒素ガ
スが混入しないような方法で固形廃棄物を熱分解
し、発生したガスを高温水蒸気改質工程で処理す
ることによつて該ガス中の塩素化合物、硫黄化合
物、ジエン類およびアセチレンなどの有害成分を
ほぼ完全に改質して、さらにHCl除去、H2S除
去、およびメタン化の各工程で処理して都市ガス
等に好適なガスを製造する方法に関する。 固形廃棄物の処理方法として現在注目されつつ
ある方法の一つとしては、主として焼却処理と埋
立処分である。埋立処分量は埋立地が不足してき
ているため、徐々に少なくなつてきており、焼却
処理量はその分増加してきている。焼却処理では
最近、エネルギーの有効利用のため、余熱が積極
的に利用されている。しかし、焼却法での熱利用
は、余熱が蒸気または温水の形態でしかとれない
ため、その利用法には自から制約がある。現在一
般に利用されている方法としては、小規模な焼却
工場ではその余熱を温水で回収し、場内給湯して
いる程度である。大型焼却工場では、熱回収ボイ
ラで蒸気を発生させ、蒸気タービンで発電し、一
部の蒸気は温水プールや老人ホームなどの厚生施
設の熱源として利用され、さらに最近では工場附
近の集合住宅への冷暖房の熱源として蒸気を供給
している例がみられる。このように、最近ではエ
ネルギー事情を反映して焼却余剰熱量をかなり有
効に利用するように設備計画がなされている。 一方最近公害規制が強化され、また処理施設付
近の住民の諸要求や、処理する廃棄物の高カロリ
ー化などで、焼却処理方法にはいろいろな問題が
生じてきた。このため最近、焼却処理に替つてこ
れら廃棄物を熱分解処理する方法が開発され実用
化されつつある。固形廃棄物の熱分解処理による
利点は、 (1) 窒素酸化物（NOx）や硫黄酸化物（SOx）、
６価クロムなどの有害酸化物の発生量が少な
く、また排煙中の塩化水素濃度が低いなどの低
公害処理ができる、 (2) 処理残渣中の熱しやく減量が殆んどなく、金
属の回収率が高く、処理残渣の有効利用がしや
すいなど、廃棄物の資源化が図られる、 (3) 熱分解によつて発生するガスは炭化水素系の
可燃ガスであり、燃料として使用できる、 などが挙げられるが、一般的には低公害処理方法
である点と資源化できる点が重視されている。し
かし熱分解反応は高分子化合物を低分子化するこ
とであり、固形廃棄物を熱分解した場合、分解温
度によつて低分子化度が変わつてくる。一般的に
は液体燃料（タール）の回収を目的とする場合の
分解温度は400℃〜550℃であり、またガス燃料の
場合の分解温度は550℃以上が適する。固形廃棄
物、特にセルローズ系の廃棄物から生成するター
ルは非常に不安定で、放置しておくと浮遊固形物
が発生し、また臭気が強いため、そのまま使用す
るためにはかなりの制限がある。一方分解生成ガ
スは洗浄するだけでかなりクリーンな燃料となる
ため、ガス化した方が燃料として簡単に利用でき
る。 最近のエネルギー不足の状態により、固形廃棄
物を燃料として利用する考えが広まつてきた。現
在固形廃棄物を燃料として利用できる技術として
は (1) 廃棄物を破砕し、不燃物をできるだけ分離し
て可燃物の濃度を高めた、廃棄物を固体燃料と
して使う方法、 (2) 廃棄物を低温で熱分解して、液体燃料、即ち
タールを収率よく回収し、液体燃料として使う
方法、 (3) 廃棄物を高温で熱分解してガス化し、ガス燃
料として使う方法、および (4) 廃棄物を分別し、有機分をメタン発酵させ
て、ガス燃料として使う方法、 等がある。しかしながら廃棄物を燃料として評価
した場合、 (1) 不燃物や水分の含有率が高く、カロリーの低
い場合もある、 (2) 燃焼すると有害ガスを発生する原因となる窒
素、塩素、硫黄が含まれている、 (3) 形状が不定形であり、種々雑多な物質で構成
されている、 などの理由により、燃料としては低質燃料であ
る。 しかし、廃棄物をガス化または液化して燃料化
した場合には、精製することによりカロリーも高
くなり、取扱いやすくなり、クリーンな燃料にな
るため高質燃料化することができる。廃棄物より
生成する液体燃料、即ちタールは前述した如く固
形物が生成するため、燃料としては取扱いにく
い。このため550℃以上の高温で熱分解してガス
化し、ガス燃料を回収する方法が多く開発されて
いる。固形廃棄物の熱分解生成ガスは洗浄するだ
けで簡単に精製することができるし、利用範囲も
広く、またエネルギー利用効率も高い。従つて、
固形廃棄物を550℃以上の高温で熱分解して、生
成したガスを精製すれば、そのままでも燃料ガス
としての有効利用を図れるが、さらに高度処理す
れば、廃棄物の持つているエネルギーを例えば都
市ガスとして適したものにすることができる。 一般に固形廃棄物の熱分解生成ガスは、主とし
て水素、一般化炭素、炭酸ガス、メタン、C2以
上の炭化水素よりなり、この他不活性ガス及び少
量の塩素化合物、硫黄化合物、アンモニアなどの
不純物を含有するガスである。 以上のような固形廃棄物の熱分解生成ガスをそ
のまま都市ガスとするには、以下のような欠点が
ある。 (1) 有害成分（CO、硫黄化合物、塩素化合物）
が多い、 (2) オレフイン、ジエン類、アセチレンなどが多
く、コーキングすなわちガス導管、ガスバーナ
その他の部分にガム状物質を生成する恐れがあ
り、加熱するとコーキングの心配がある、 (3) 発熱量が低く、燃焼速度が速い、 等である。 LPGやナフサを原料とした従来の水蒸気改質工
程では原料中の硫黄化合物が触媒毒となるため、
これを除去するために水添脱硫を行うのが一般的
であるが、しかし従来通りの水添精製法を導入す
る場合熱分解生成ガス中には一酸化炭素、炭酸ガ
スが共存しており、メタン化反応を併発して反応
熱により著しく温度が上昇し、水添脱硫工程に悪
影響を及ぼすという不都合が生じる。 一方、更にこのガスを水蒸気改質することを考
えると炭素析出の観点から供給原料中のオレフイ
ンは制限をはるかに超えている。しかも水添脱硫
工程で水添してオレフインを減少させると反応熱
により著しい発熱を起す恐れもある。 このように熱分解生成ガスを都市ガス化するた
めに水蒸気改質工程を採用する場合、熱分解生成
ガスを所望のガスに変換し得る可能性については
勿論、そのための予備処理工程についても全く解
決されていなかつたのである。 これらの不都合を解決する方法として、本発明
者等が発明した特願昭55―105093号および特願昭
56―35303号に開示の方法がある。 特願昭55―105093号開示の方法は、固形廃棄物
を550℃以上で熱分解し、炭化水素、不活性ガス
ならびに塩素化合物、イオウ化合物等の不純物を
含有するガスを得、得られたガスを洗浄し、次い
で該ガス中の水素により水素化精製し、さらに脱
塩酸、脱硫し、次に必要に応じて低温水蒸気改
質、高温水蒸気改質およびCO転化のいずれか一
つ以上の処理した後、水蒸気および／または炭酸
ガスを分離することを特徴とするもので、この方
法により都市ガスに適した性状のガスが製造され
た。 また、特願昭56―35303号開示の方法は前記特
願昭55―105093号開示の方法をさらに改良したも
ので、固形廃棄物の種類または分解条件によつて
熱生成ガス中にジエン類またはアセチレンが多く
なつた場合の水添工程（水素化精製工程）におけ
るコーキングの惹起あるいは水添脱硫、脱塩酸が
困難になるような状態を防止すべく、洗浄工程の
後に温度を変えた２段階の水添を行うか、或いは
これに加えて前記２段階の水添前に脱硫を行う方
法である。 確かにこれらの方法によつて都市ガスに適した
性状のガスが製造されるものの、550℃以上でか
つ水蒸気とガスの容量比が約３：１程度の高水蒸
気比である熱分解ガスを単に冷却した後、再び精
製工程で再加熱することは熱的に非常に不経済で
ある。 本発明は前記見地からなされたもので、固形廃
棄物を高温分解して生成したガスを更に処理して
有用な都市ガスを経済的に効率よく製造する方法
を提供することを目的とする。 本発明は前記目的に沿つて鋭意研究の結果、高
温分解により生じた分解ガスを直ちに高温水蒸気
改質を行うことによつて前記目的が達成されるこ
とを見出し本発明に到達した。 すなわち本発明は、 固形廃棄物を２塔硫動層式熱分解炉で熱分解し
て得られるガスを都市ガス化するにあたり、熱分
解温度を550℃以上で行うことにより、水素、一
酸化炭素、炭酸ガス、メタン等の炭化水素、不活
性ガスならびに塩素化合物、硫黄化合物等の不純
物等を含有するガスを得、得られたガスを連続式
高温水蒸気改質、サイクリツク式高温水蒸気改質
または部分酸化式高温水蒸気改質等の高温水蒸気
改質を行つた後、脱HCl、脱H2Sおよびメタン化
を行うことを特徴とする固形廃棄物の都市ガス化
方法である。 このようにして得られたガスは更に増熱、希釈
などの処理を行つて都市ガスとして使用すること
も可能である。 以下、本発明を第１図に基いて具体的に説明す
る。第１図は本発明の実施方法の一例を示すブロ
ツクフローダイヤグラムである。 処理場に集められた都市ごみ或いは木質系廃棄
物（繊維くず、木くず、バカス等）等の固形廃棄
物は熱分解工程に供給される。ここでこれらの固
形廃棄物は熱分解炉で熱分解される。熱分解炉の
形式によつては固形廃棄物を直接分解炉に供給で
きず、一度破砕工程を通して粒径を小さくすると
同時に粒径をある程度そろえる必要がある。本発
明では熱分解炉に流動層炉を使用するので、固形
廃棄物は必ず破砕する必要がある。熱分解生成ガ
ス中に窒素ガスが多量に混入している場合には、
製品ガスの発熱量が低くなるので、熱分解生成ガ
ス中の窒素ガス濃度はできるだけ低い方が好まし
い。このため熱分解方式は自ら決まり、本発明実
施のために使用できる熱分解方式としては、分解
炉と分解熱を供給する燃焼炉に分かれている２塔
流動層式熱分解炉（特許第871982号）が採用され
る。 高発熱量の固形廃棄物では上記の方法の他に空
気を用いた部分燃焼方式が考えられる。熱分解
は、550℃以上で行われる。 熱分解炉から出た分解生成ガスの主成分は水
素、一酸化炭素、炭酸ガス、メタン、エタン、エ
チレン、プロピレン、ブタジエン、ブタン等であ
るが、微量有害ガスとして塩化水素、アンモニ
ア、硫化水素、シアン化水素等が含まれており、
その濃度は都市ごみの場合、通常塩化水素1000〜
3000ppm、塩化メチル1000〜1500ppm、アンモ
ニア6000〜12000ppm、硫化水素6000〜
8000ppm、シアン化水素300〜600ppmであり、
その温度は700℃前後でかつ水蒸気対ガスの容量
比がほぼ３：１程度の高水蒸気比である。 この分解生成ガスは直ちに連続式高温水蒸気改
質、サイクリツク式高温水蒸気改質または部分酸
化式高温水蒸気改質等の高温水蒸気改質を行うこ
とによつて、分解ガス中のメタン及びC2以上の
炭化水素並びにジエン類、アセチレン等を改質す
ると共に、塩素化合物、硫黄化合物をHCl、H2S
に変え、精製、調整しやすいガスに改質する。 連続式高温水蒸気改質においては、反応に必要
な熱量を外部からの燃焼ガスによつて供給し、反
応器を750〜850℃に保つて処理される。サイクリ
ツク式高温水蒸気改質は、反応に必要な熱を触媒
層の蓄熱で賄い、触媒層の温度が例えば750℃以
下に低下し、有機塩素化合物及び有機硫黄化合物
が認められたら、反応器を切り換え、触媒層を加
熱し、触媒層を所定の温度、例えば750℃以上に
まですると同時に、触媒上に析出した炭素質ある
いは吸着した硫黄を燃焼除去し、活性の回復を図
る。また、部分酸化式高温水蒸気改質にあつて
は、分解ガスに空気または酸素を添加して部分酸
化により反応熱を維持する。この場合、反応をよ
り高温に維持することにより、硫黄化合物等の触
媒上への吸着を防止し、触媒活性を維持すること
ができる。 このように本発明においては、分解ガス中の有
機塩素、有機硫黄は分解し、それぞれHCl、H2S
となるので、従来の水添工程は必要がない。 この改質後のガスはさらに熱回収工程を経て
HCl除去およびH2S除去後、メタン化により都市
ガスとされる。HCl除去およびH2S除去は化学吸
収法によつて除去される。すなわちHClは炭酸カ
ルシウム（CaCO3）などを吸収剤として吸収除去
され、またH2Sはアミン系吸収剤や炭酸カリウム
（K2CO3）等の吸収剤により吸収除去される。さら
に化学吸収により除去できなかつた未吸収のHCl
やH2Sは酸化亜鉛やアルミナ系、シリカ系の吸着
剤を組み合わせることにより吸着除去される。 以下、実施例および比較例に基いて本発明をさ
らに具体的に説明する。なお、本実施例に用いて
いる装置等の番号は比較例３の後に列記する。 実施例１ （連続式高温水蒸気改質） 第１表に示す組成都市ごみを間接加熱方式であ
る２塔流動層式熱分解炉２にて680〜730℃で熱分
解し、生成ガス３は、ただちに水蒸気改質反応器
４に導かれ、連続式高温水蒸気改質が行われる。
【表】
水蒸気改質反応器４において800〜830℃、SV
＝20001／HR、常圧で反応を行つた。次いで冷却
し過剰の水蒸気を凝縮除去して第２表の改質ガス
７を得た。
＝20001／HR、常圧で反応を行つた。次いで冷却
し過剰の水蒸気を凝縮除去して第２表の改質ガス
７を得た。
【表】
この改質ガスをHCl除去塔１１およびH2S除去
塔１４にてそれぞれHClおよびH2Sを吸収除去し
た後、酸化亜鉛（ZnO）及びアルミナ（Al2O3）を
充填層とした吸着塔を通して得た精製ガス１８
に、該精製ガス対スチームの容量比が１：５の割
合になるように該スチーム１０を加え、メタン化
反応器１９に導き、350℃、SV＝30001／HR、常
圧で反応を行つた。過剰なスチームを凝縮除去し
て、第３表のガスを得た。更にこのガスより炭酸
ガスを吸収除去して第４表のガスを得た。
塔１４にてそれぞれHClおよびH2Sを吸収除去し
た後、酸化亜鉛（ZnO）及びアルミナ（Al2O3）を
充填層とした吸着塔を通して得た精製ガス１８
に、該精製ガス対スチームの容量比が１：５の割
合になるように該スチーム１０を加え、メタン化
反応器１９に導き、350℃、SV＝30001／HR、常
圧で反応を行つた。過剰なスチームを凝縮除去し
て、第３表のガスを得た。更にこのガスより炭酸
ガスを吸収除去して第４表のガスを得た。
【表】
【表】
実施例２ （サイクリツク式高温水蒸気改質）
水蒸気改質反応器３０に燃料、空気、スチーム
を送り、触媒層を830〜850℃に加熱した後、実施
例１第１表に示す都市ごみを２塔流動層式分解炉
２にて680〜730℃で熱分解したガスを、加熱した
触媒層に導き、SV＝20001／HR、常圧で反応を
行つた。次いで冷却して、過剰の水蒸気を凝縮除
去して第５表の改質ガス７を得た。触媒層の温度
が750℃位に低下すると、有機塩素化合物および
有機硫黄化合物が流出してきたので、分解ガスの
供給を停止し、再び燃料５、空気、スチームを供
給し触媒層を830〜850℃に加熱した。次いで、再
び反応を開始すると第５表と同等のガスを得るこ
とができた。
を送り、触媒層を830〜850℃に加熱した後、実施
例１第１表に示す都市ごみを２塔流動層式分解炉
２にて680〜730℃で熱分解したガスを、加熱した
触媒層に導き、SV＝20001／HR、常圧で反応を
行つた。次いで冷却して、過剰の水蒸気を凝縮除
去して第５表の改質ガス７を得た。触媒層の温度
が750℃位に低下すると、有機塩素化合物および
有機硫黄化合物が流出してきたので、分解ガスの
供給を停止し、再び燃料５、空気、スチームを供
給し触媒層を830〜850℃に加熱した。次いで、再
び反応を開始すると第５表と同等のガスを得るこ
とができた。
【表】
この改質ガスをHCl除去塔１１およびH2S除去
塔１４にてそれぞれHClおよびH2Sを吸収除去し
た後、酸化亜鉛（ZnO）及びアルミナ（Al2O3）を
充填層とした吸着塔１７を通して得た精製ガス１
８に、該精製ガス対スチームの容量比が１：５の
割合になるように該スチーム１０を加え、メタン
化反応器１９に導き、350℃、SV＝30001／HR、
常圧で反応を行つた。過剰なスチームを凝縮除去
して、第６表のガスを得た。更にこのガスより炭
酸ガスを吸収除去して第７表のガスを得た。
塔１４にてそれぞれHClおよびH2Sを吸収除去し
た後、酸化亜鉛（ZnO）及びアルミナ（Al2O3）を
充填層とした吸着塔１７を通して得た精製ガス１
８に、該精製ガス対スチームの容量比が１：５の
割合になるように該スチーム１０を加え、メタン
化反応器１９に導き、350℃、SV＝30001／HR、
常圧で反応を行つた。過剰なスチームを凝縮除去
して、第６表のガスを得た。更にこのガスより炭
酸ガスを吸収除去して第７表のガスを得た。
【表】
【表】
実施例３ （部分酸化式高温水蒸気改質）
実施例１第１表に示す都市ごみを２塔流動層式
分解炉２にて680〜730℃に熱分解して得たスチー
ムを含む分解ガスに、該分解ガスと酸素の容量比
が20：１になるように該酸素を供給し、部分酸化
用水蒸気改質反応器４０にて800〜830℃、SV＝
20001／HR、常圧で反応を行つた。生成ガスを冷
却して過剰の水蒸気を凝縮除去して第８表の改質
ガス７を得た。
分解炉２にて680〜730℃に熱分解して得たスチー
ムを含む分解ガスに、該分解ガスと酸素の容量比
が20：１になるように該酸素を供給し、部分酸化
用水蒸気改質反応器４０にて800〜830℃、SV＝
20001／HR、常圧で反応を行つた。生成ガスを冷
却して過剰の水蒸気を凝縮除去して第８表の改質
ガス７を得た。
【表】
この改質ガスをHCl除去塔１１およびH2S除去
塔１４にてそれぞれHClおよびH2Sを吸収除去し
た後、酸化亜鉛（ZnO）及びアルミナ（Al2O3）を
充填層とした吸着塔１７を通して得た精製ガス１
８に、該精製ガス対スチームの容量比が１：５の
割合になるように該スチーム１０を加え、メタン
化反応器１９に導き、350℃、SV＝30001／HR、
常圧で反応を行つた。過剰なスチームを凝縮除去
して、第９表のガスを得た。更にこのガスより炭
酸ガスを吸収除去して第10表のガスを得た。
塔１４にてそれぞれHClおよびH2Sを吸収除去し
た後、酸化亜鉛（ZnO）及びアルミナ（Al2O3）を
充填層とした吸着塔１７を通して得た精製ガス１
８に、該精製ガス対スチームの容量比が１：５の
割合になるように該スチーム１０を加え、メタン
化反応器１９に導き、350℃、SV＝30001／HR、
常圧で反応を行つた。過剰なスチームを凝縮除去
して、第９表のガスを得た。更にこのガスより炭
酸ガスを吸収除去して第10表のガスを得た。
【表】
【表】
比較例 １
実施例１第１表に示す都市ごみを２塔流動層式
分解炉２にて680〜730℃に熱分解して得られた分
解ガスをそのまま水蒸気改質触媒を充填した断熱
反応器（図示せず）に導き、SV＝10001／HR、
常圧で反応を行わせたところ、反応器出口で500
〜550℃になり、第11表に示す如き組成のガスが
得られたが、徐々に反応器出口温度が高くなり、
有機塩素化合物、有機硫黄化合物およびC2以上
の炭素水素が検出されるようになつた。
分解炉２にて680〜730℃に熱分解して得られた分
解ガスをそのまま水蒸気改質触媒を充填した断熱
反応器（図示せず）に導き、SV＝10001／HR、
常圧で反応を行わせたところ、反応器出口で500
〜550℃になり、第11表に示す如き組成のガスが
得られたが、徐々に反応器出口温度が高くなり、
有機塩素化合物、有機硫黄化合物およびC2以上
の炭素水素が検出されるようになつた。
【表】
【表】
第２〜４図における装置等の番号
１……廃棄物、２……熱分解炉、３……分解生
成ガス、４……水蒸気改質反応器（連続式）、５
……燃料、６……No.１廃熱ボイラー、７……改質
ガス、８……ボイラー給水、９……No.２廃熱ボイ
ラー、１０……スチーム、１１……HCl除去塔、
１２……ポンプ、１３……クーラー、１４……
H2S除去塔、１５……ポンプ、１６……クーラ
ー、１７……吸着塔、１８……精製ガス、１９…
…メタン化反応器、２０……クーラー、２１……
分離器、２２……メタン化ガス、３０……水蒸気
改質反応器（サイクリツク式）、４０……水蒸気
改質反応器（部分酸化式）。
成ガス、４……水蒸気改質反応器（連続式）、５
……燃料、６……No.１廃熱ボイラー、７……改質
ガス、８……ボイラー給水、９……No.２廃熱ボイ
ラー、１０……スチーム、１１……HCl除去塔、
１２……ポンプ、１３……クーラー、１４……
H2S除去塔、１５……ポンプ、１６……クーラ
ー、１７……吸着塔、１８……精製ガス、１９…
…メタン化反応器、２０……クーラー、２１……
分離器、２２……メタン化ガス、３０……水蒸気
改質反応器（サイクリツク式）、４０……水蒸気
改質反応器（部分酸化式）。
第１図は本発明の方法を示すブロツクフローダ
イヤグラムおよび第２〜第４図はおのおの本発明
の一実施例を示すプロセスシートである。第２図
は連続式水蒸気改質を用いた例であり、また第３
図はサイクリツク式水蒸気改質および第４図は部
分酸化式水蒸改質を用いた例で、水蒸気改質工程
のみを示したものである。
イヤグラムおよび第２〜第４図はおのおの本発明
の一実施例を示すプロセスシートである。第２図
は連続式水蒸気改質を用いた例であり、また第３
図はサイクリツク式水蒸気改質および第４図は部
分酸化式水蒸改質を用いた例で、水蒸気改質工程
のみを示したものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固形廃棄物を２塔流動層式熱分解炉で熱分解
して得られるガスを都市ガス化するにあたり、熱
分解温度を550℃以上で行うことにより、水素、
一酸化炭素、炭酸ガス、メタン等の炭化水素、不
活性ガスならびに塩素化合物、硫黄化合物等の不
純物等を含有するガスを得、得られたガスを高温
水蒸気改質を行つた後、脱HCl、脱H2Sおよびメ
タン化を行うことを特徴とする固形廃棄物の都市
ガス化方法。 ２ 前記高温水蒸気改質が連続式高温水蒸気改
質、サイクリツク式高温水蒸気改質または部分酸
化式高温水蒸気改質のいずれかである前記特許請
求の範囲第１項記載の固形廃棄物の都市ガス化方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5622381A JPS57170991A (en) | 1981-04-16 | 1981-04-16 | Processing of solid waste into gas |
| GB8207279A GB2110231B (en) | 1981-03-13 | 1982-03-12 | Process for converting solid wastes to gases for use as a town gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5622381A JPS57170991A (en) | 1981-04-16 | 1981-04-16 | Processing of solid waste into gas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57170991A JPS57170991A (en) | 1982-10-21 |
| JPS6235440B2 true JPS6235440B2 (ja) | 1987-08-01 |
Family
ID=13021100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5622381A Granted JPS57170991A (en) | 1981-03-13 | 1981-04-16 | Processing of solid waste into gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57170991A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100445363B1 (ko) * | 1995-11-28 | 2004-11-03 | 가부시키 가이샤 에바라 세이사꾸쇼 | 기화를통한폐기물처리장치및방법 |
| FR2797642B1 (fr) * | 1999-08-16 | 2003-04-11 | Inst Francais Du Petrole | Procede et installation de production d'un gaz combustible a partir d'une charge riche en matiere organique |
| JP4956889B2 (ja) * | 2004-05-24 | 2012-06-20 | 日産自動車株式会社 | プレス型のスクラップ排出方法とそれに用いる吸着式ハンドリング装置 |
| CN109248689B (zh) * | 2017-07-14 | 2021-05-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种大孔氧化物催化剂 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638385A (en) * | 1979-09-06 | 1981-04-13 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Thermal decomposition of municipal waste |
-
1981
- 1981-04-16 JP JP5622381A patent/JPS57170991A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638385A (en) * | 1979-09-06 | 1981-04-13 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Thermal decomposition of municipal waste |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57170991A (en) | 1982-10-21 |
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