WO2004074409A1 - ガス化炉への可燃物供給方法及び装置及びガス化溶融システム - Google Patents

ガス化炉への可燃物供給方法及び装置及びガス化溶融システム Download PDF

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Ryuichi Ishikawa
Chikao Goke
Ken Komiyama
Yuichi Nakamura
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Definitions

  • the present invention relates to municipal waste, industrial waste, biomass waste, medical waste, and wastewater.
  • a method and an apparatus for supplying combustible materials to a gasification furnace which converts combustible materials such as automobile waste such as tires or shredder dust into a combustible gas, and a gasification melting system.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a fluidized-bed gasification furnace and a combustible material supply device that supplies combustible materials to the fluidized-bed gasification furnace used in this type of gasification and melting facility.
  • the fluidized-bed gasification furnace 10 has a fluidized medium in the lower part, and the fluidized medium forms a fluidized bed 11 by the fluidized gas 12 introduced from below the furnace.
  • the combustibles 14 introduced from the combustible material inlet 13 are gasified by partial combustion in the reducing atmosphere in the fluidized bed 11, and the generated combustible gas 17 rises in the fluidized bed 11.
  • the combustible gas outlet 16 leads to a melting furnace (not shown). High. Burns hot.
  • This kind of fluidized bed gasifier 10 is operated at a negative pressure of about 15 OmmAq in the furnace. For this reason, a large amount of outside air that has not been preheated leaks into the furnace from the combustible material inlet 13. The leaked non-preheated air is consumed by combustion in the free board 15 of the fluidized bed gasifier 10. The combustible gas partially burned by the leaked air enters the melting furnace through the combustible gas outlet 16. Normally, the combustion air supplied to the melting furnace is preheated, and the temperature of the melting furnace is raised. However, when the leaked air enters, the amount of preheated air supplied to the melting furnace decreases, and as a result, the melting temperature decreases.
  • the combustible material inlet it is necessary to prevent the flammable gas in the fluidized bed gasifier 10 from leaking to the combustible material supply device when the pressure in the fluidized bed gasifier 10 becomes positive. . Therefore, for example, the combustible material inlet
  • a double damper having a sealing function is provided on the chute (corresponding to the combustible material supply means 30 in FIG. 1 and the combustible substance supply means 33 connected above) in FIG. Double damper), the flammable material 14 put into the hopper 38 by the crane 21 is supplied to the flammable material supply means 30 via the double damper 19 by the screw 34, and the double damper 19
  • the sealing action prevents external air from entering the fluidized bed gasifier 10 through the combustible material inlet 13.
  • the present invention suppresses the leakage of external air into the gasifier, reduces the fluctuation of generated gas, and facilitates the operation control for stable gasification. It is an object of the present invention to provide a material supply method and apparatus and a gasification and melting system. Disclosure of the invention
  • the present invention relates to a method for supplying combustibles to a gasifier for gasifying combustibles, wherein the combustibles are supplied to a hopper while preventing external air from leaking into the gasifier, and the hopper is supplied with the combustibles.
  • the amount of combustible material in the hopper is supplied to the gasification furnace in a fixed amount while controlling the amount of stored combustible material supplied to the gasifier.
  • the combustible material is supplied to the hopper while the external air is prevented from leaking into the gasification furnace together with the combustible material, so that the external air can be prevented from leaking into the gasification furnace.
  • the amount of combustibles in the hopper can be quantitatively supplied to the gasifier while the amount of combustibles supplied to the hopper is kept constant, so that the amount of change in combustible gas generated in the gasifier is controlled. And the stable operation of the gasifier becomes easier.
  • the stable operation of the melting furnace following the gasification furnace can be easily performed because the amount of fluctuation of the flammable gas generated is small.
  • the present invention is characterized in that the flammable gas leaking from the gasification furnace to the side where the combustible material is supplied is discharged to a waste pit.
  • the present invention also provides a device for supplying a combustible material to a gasifier for gasifying the combustible material, A first combustible material supply mechanism that supplies combustible material while preventing air from leaking into the gasification furnace, a hopper that stores combustible material supplied from the first combustible material supply mechanism, and the hopper A second combustible material supply mechanism for supplying a fixed amount of combustible material in the hopper into the gasification furnace while controlling the stored amount of supplied combustible material constant.
  • the present invention provides a relief valve for releasing combustible gas leaked from the gasification furnace to the second combustible material supply mechanism side, and a supply means for supplying the combustible gas released from the release valve to a waste pit. And characterized in that: By providing a relief valve, when the pressure in the gasification furnace becomes positive, flammable gas leaking from the gasification furnace can be released from the relief valve and supplied to the waste pit by the supply means.
  • the garbage pits are constantly inhaled and burned for deodorization, so the flammable gas can be processed safely.
  • the present invention provides a relief valve for releasing combustible gas leaked from the gasification furnace to the second combustible material supply mechanism side, and a supply for supplying the combustible gas released from the relief valve to a garbage pit. Means. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a conventional fluidized bed gasifier and a combustible material supply device.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration example of a fluidized-bed gasification furnace and a combustible material supply device according to the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration example of another fluidized bed gasifier and a combustible material supply device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration example of another fluidized bed gasifier and a combustible material supply device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of the entire system when the combustible material supply device according to the present invention is applied to a gasification and melting system.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a fluidized-bed gasification furnace and a combustible material supply device for supplying a combustible material to the fluidized-bed gasification furnace according to the present invention.
  • FIG. 2 portions denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. The same applies to other drawings.
  • the combustible material inlet 13 is connected to the screw conveyor 3
  • the combustible material supply means 33 is connected to the combustible material supply means 30 having A combustible material supply means 33 having a screw conveyor 34 driven by 35 is connected.
  • the combustible material supply means 33 is provided with a hopper 36 connected thereto, the hopper 36 is provided with a short 37 connected thereto, and the hopper 37 is further provided with a hopper 37 connected thereto.
  • a pusher 39 is provided at the connection between the shunt 37 and the hopper 38.
  • Combustible materials 14 such as municipal solid waste, industrial waste, biomass waste, medical waste, automobile tires such as waste tires or shredder dust, etc., are thrown into the hobbies 38 by cranes 21.
  • Good material sealing is performed by the combustible material 14 pressed by the pusher 39 in the lower cutout portion of the hopper.
  • the combustibles 14 are cut out by a predetermined amount by a pusher 39 and stored in a hopper 36.
  • the hopper 36 is provided with a level meter 18, and the pusher 39 is operated such that the amount of combustible material stored in the hopper 36 is substantially constant.
  • the leak of external air can be prevented by the material seal made of the compact combustible material 14 at the lower part of the hopper 38.
  • the infiltration of external air is also prevented by the sealing action of the combustible material 14 loaded on the hopper 36.
  • a pusher 40 is provided at a lower portion of the hopper 36, and the pusher portion 40 3 is pushed into the hopper 36 by the driving portion 401 of the pusher 40, and the combustible material 1 is pushed.
  • a scraping device 41 is provided at the tip of the screw 34, and the combustible material 14 extruded by the screw 34 is mechanically wiped off to remove the combustible material 14 to the screw conveyor 31.
  • the supply can be smoother.
  • the combustible material 14 quantitatively supplied from the combustible material supply means 3 3 to the combustible material supply means 30 is fed into the fluidized bed gasifier 10 from the combustible material inlet 13 by the screw conveyor 31. Supplied.
  • the combustibles 14 can be supplied in a fixed amount, stable operation of the fluidized-bed gasification furnace 10 by controlling the supply amount of the fluidizing gas 12 ⁇ ⁇ furnace temperature control, etc. becomes extremely easy.
  • a release valve 42 is provided in the combustible material supply means 3 3, and when the inside of the fluidized bed gasifier 10 becomes positive pressure (higher than the atmospheric pressure), it leaks out of the fluidized bed gasifier 10. It is preferable that the combustible gas be released from the relief valve 42 and supplied to the refuse pit by a supply means such as a pipe (not shown). The garbage pits are always inhaled and burned for deodorization, so the combustible gas can be processed safely.
  • a shut-off damper (not shown) is provided in the chute 43 connecting the combustible material supply means 33 and the combustible substance supply means 30, and is closed at the start of operation or in an emergency. This can prevent the combustible gas 17 in the fluidized bed gasifier 10 from being released to the atmosphere through the combustible material supply device, and can enhance the safety of the fluidized bed gasifier 10 .
  • the hopper 38, the pusher 39, and the chute 37 which correspond to the first combustible material supply mechanism, increase the packing density of the contained combustible material 14 and thereby increase the external air flow.
  • the flammable material supplied intermittently is supplied intermittently by the hopper 36, the combustible material supply means 33, and the combustible material supply means 30, which serve as the second combustible material supply mechanism, while having a sealing function to prevent leakage.
  • a predetermined amount is supplied to the fluidized-bed gasification furnace 10 while maintaining the sealing function of 14. Also, it is not necessary to provide a special sealing mechanism such as a damper in order to prevent external air from leaking into the fluidized bed gasifier 10 with a material seal.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the combustible material supply means 30 in FIG.
  • the quantitative supply of combustible material is performed by the pusher 40 of the combustible material supply means 33, the screw conveyor 34, and the feeding device 41, so the combustible material supply means 30 must necessarily be quantitative. It does not do. Therefore, the embodiment shown in Fig. 3
  • the combustible material supply means 30 is omitted, and the combustible material 14 is supplied directly from the combustible material supply means 33 into the fluidized bed gasifier 10 by the chute 43.
  • the chute 43 must have an appropriate inclination angle, and it is inevitable that the position of the entire combustible material supply facility will be high.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration example of another fluidized bed gasifier and a combustible material supply device according to the present invention.
  • the same or corresponding parts as those in the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • a specific configuration of the waste pit 501 for supplying the combustible material 14 to the hopper 38 is described. That is, the combustibles 14 are carried into the waste pit 501 while shutting off outside air from the waste entrance door 502. The combustibles 14 carried into the garbage pit 501 are injected into the hopper 38 by crane 21 or the like.
  • the inside of the garbage pit 501 is maintained at a negative pressure, and the gas in the garbage pit 501 does not go out to the outside air (the same applies to the above-described embodiment of FIGS. 2 and 3).
  • the flammable material 14 in the hopper 38 is pushed by the pusher 39 at the lower part of the hopper 38, and the flammable material 14 which is compacted provides a better material seal.
  • the so-called material seal of the combustible material 14 compacted at the lower part of the hopper 38 can prevent the outside air or the gas in the refuse pit 501 from flowing into the fluidized bed gasification furnace 10.
  • a predetermined amount of the combustible material 14 is cut out by the pusher 39 and is put into the hopper 36.
  • the so-called spillage generated when the pusher 39 retreats is carried back to the garbage pit 501 by a dedicated conveyor (not shown). Since the hopper 36 is provided with the level meter 18, the pusher 39 can be operated so that the amount of the combustible material 14 in the hopper 36 is kept constant. The inflow of external air can also be prevented by the material seal of the combustible material 14 in the hopper 36.
  • the action of the pusher 40 is similar to the action in FIG. 2, and the drive part 401 of the pusher 40 pushes a part of the pusher 40 3 into the hopper 36 to convert the combustible material 14 into the screw 34.
  • a removing device 41 which mechanically removes the combustible material 14 extruded from the screw 34, so that the supply by the screw 34 can be further quantified.
  • the combustible material 14 that has passed through the extraction device 41 is supplied to the fluidized bed gasifier 10 through the chute 43.
  • a release valve 42 is provided in the combustible material supply means 3 3 to release the flammable gas leaking from the fluidized bed gasifier 10 when the pressure in the fluidized bed gasifier 10 becomes positive. Discharge from the valve 42 to the waste pit 501 via the piping (supply means) 500. It is also possible to provide a path through which the combustible gas leaking out of the fluidized bed gasifier 10 from the relief valve 42 is sucked by a blower and introduced directly into the combustion gas pipe 700. It is.
  • the gas in the garbage pit 501 is constantly sucked by the push-in blower 504, and the amount of suction gas can be adjusted by the valve 503.
  • the gas introduced into the combustion gas pipe 700 is separately mixed with air introduced from the outside, and then mixed as air for combustion in the fluidized bed gasifiers 10 and Z or the melting furnace in the gasification and melting system. Preferably, it is used.
  • the emergency shut-off valve 44 provided in the shut 43 and closing the emergency shut-off valve 44 at the time of emergency or operation start means that the flammable gas in the fluidized bed gasifier 10 is It is preferable from the viewpoint of safety because it can block leakage to the outside through the supply device.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of the entire system when the combustible material supply device according to the present invention is applied to a gasification and melting system.
  • the gasification melting system is Combustible material is gasified in a gasifier, and the gas, gas, and products generated in the gasifier are introduced into a melting furnace, and the product is burned at a high temperature in the melting furnace to be contained in the product.
  • This is a system to convert the ash contained into molten slag.
  • the flammable gas 17 which is a product generated in the fluidized-bed gasification furnace 10
  • the melting furnace 800 is introduced into the melting furnace 800, and a swirling flow is generated in the melting furnace 800.
  • the combustion air 801 is introduced in the tangential direction of the swirling flow to form slag mist, and the slag mist is collected on the furnace wall by the swirling action of the gas.
  • the molten slag discharged from the slag discharge port 802 becomes granulated slag in the water chamber 803, and is discharged out of the system by the compressor 804.
  • the combustion exhaust gas generated in the melting furnace 800 recovers the heat of the combustion exhaust gas as steam by the waste heat steam generator 900 and is cooled in the gas cooling chamber 901, and the bagfill 9002 is cooled. After it collects fly ash, it is released out of the system.
  • the entire gasification and melting system is maintained at a negative pressure by the induced draft fan 903. Note that the combustible material supply device shown in Figs. 2 and 3 can be used in such a gasification and melting system.
  • a combustible material supply device that prevents external air from leaking into the gasification furnace and does not require a mechanical seal mechanism such as a double damper is used. Can be driven. Further, conventionally, improvement of the sealing property and improvement of the quantitative supply were two conflicting issues. However, by using the present supply apparatus, a method of supplying a combustible material excellent in both the sealing property and the quantitative supply can be realized. Further, even if the flammable gas leaks through the flammable material supply device, the system can safely treat the leak. Industrial applicability
  • the external air is combustible.
  • the flammable material is supplied to the hopper while preventing leakage into the gasification furnace, preventing leakage of external air into the gasification furnace and eliminating the need to provide a special sealing mechanism such as a double damper.
  • a method for supplying combustible materials to a gasification furnace can be provided.
  • the combustibles in the hopper can be quantitatively supplied to the gasifier while controlling the amount of the combustibles supplied to the hopper to a constant level, so that the fluctuation of combustible gas generated in the gasifier And the stable operation of the gasifier becomes easier.
  • the amount of flammable gas fluctuation is small, stable operation of the melting furnace following the gasification furnace can be easily performed.
  • the refuse pit since the refuse pit constantly sucks air in the refuse pit and performs a combustion process, the flammable gas leaking to the side supplying the combustible material is discharged to the refuse pit.
  • a method for supplying combustibles to a gasifier which can safely process the combustible gas.
  • the first combustible material supply mechanism supplies combustibles to the hopper while preventing external air from leaking into the gasification furnace. It is possible to provide a combustible material supply device and a gasification and melting system to the gasification furnace, which can prevent leakage into the furnace and eliminate the need to provide a special sealing mechanism such as a double damper.
  • the fixed amount of combustible material supplied to the hopper by the second combustible material supply mechanism can be controlled at a constant level while the amount of combustible material in the hopper can be supplied to the gasifier at a constant rate. Fluctuations are reduced, and stable operation of the gasification furnace is facilitated. In addition, since the amount of fluctuation of the flammable gas generated is small, stable operation of the melting furnace following the gasification furnace can be easily performed.

Abstract

可燃物をガス化するガス化炉(10)への可燃物供給方法において、外部空気が可燃物(14)と共にガス化炉(10)内に漏洩するのを阻止しつつ可燃物(14)をホッパー(36)へ供給し、ホッパー(36)に供給された可燃物(14)の貯留量を一定に制御しつつホッパー(36)内の可燃物(14)をガス化炉(10)内に定量供給する。これによって外部空気のガス化炉(10)内へのリークを阻止し、同時にホッパー(36)内の可燃物(14)をガス化炉(10)内に定量供給することでガス化炉(10)内で発生する可燃性ガスの変動を少なくし、ガス化炉(10)の安定運転を容易にする。

Description

ガス化炉への可燃物供給方法及び装置及びガス化溶融システム
技術分野 本発明は、 都市ごみや産業廃棄物或いは、 バイオマス廃棄物や医療廃棄物、 廃 明
タイヤ或いはシュレッダーダスト等の自動車廃棄物等の可燃物をガス化し、 可燃 性ガスとするガス化炉への可燃物供給方法及び装置及びガス化溶融システムに関 書
するものである。
背景技術 近年、 都市ごみや産業廃棄物或いは、 バイオマス廃棄物や医療廃棄物、 廃タイ ャ或いはシュレッダ一ダス卜等の自動車廃棄物等、 可燃物の処理に、 これらの廃 棄物をガス化炉で還元雰囲気下にてガス化し、 該ガス化により生成した可燃性ガ スを溶融炉で高温燃焼させ、 該可燃性ガスに同伴されたチヤ一等の未燃炭素分を 燃焼させると共に、 該チヤ一に含まれる灰分を溶融し、 溶融スラグ化するガス化 溶融施設がある。 図 1はこの種のガス化溶融施設で用いられる、 流動層ガス化炉及び該流動層ガ ス化炉に可燃物を供給する可燃物供給装置の概略構成例を示す図である。 図示す るように、 流動層ガス化炉 1 0は下部に流動媒体を保有し、 炉下方から導入され る流動化ガス 1 2により該流動媒体が流動層 1 1を形成している。 可燃物投入口 1 3から投入.される可燃物 1 4は、 流動層 1 1内の還元雰囲気下 で部分燃焼によりガス化され、 生成した可燃性ガス 1 7は流動層 1 1内を上昇し フリーボード 1 5を通って、 可燃性ガス出口 1 6から図示しない溶融炉に導かれ 高.温燃焼する。
この種の流動層ガス化炉 1 0は炉内圧力が通常一 5 O mmA q程度の負圧で運 転されている。 このため可燃物投入口 1 3から予熱されていない外部の空気が炉 内に大量にリークする。 このリークした予熱されていない空気は、 流動層ガス化 炉 1 0のフリーボード 1 5で燃焼により消費される。 このリーク空気により一部 燃焼した可燃性ガスは、 可燃性ガス出口 1 6から溶融炉に入る。 通常、 溶融炉へ 供給する燃焼用空気は予熱されており、 溶融炉部の高温化を図っている。 しかし ながら前記リーク空気が入ることにより、 溶融炉に供給される予熱された空気量 が減少し、 この結果、 溶融温度の低下を招く。 また、 何らかの理由で、 流動層ガ ス化炉 1 0内が正圧になった時に、 流動層ガス化炉 1 0内の可燃性ガスが可燃物 供給装置に漏れ出すことを防止する必要がある。 そのため、 例えば可燃物投入口
1 3に接続されるシュート （図 1では可燃物供給手段 3 0とその上段に接続され る可燃物供給手段 3 3との間に相当） にシール機能を有するダンパーを二重に設 け（所謂ダブルダンパー）、クレーン 2 1でホッパ一 3 8に投入された可燃物 1 4 を、 スクリュー 3 4により該ダブルダンパー 1 9を介して可燃物供給手段 3 0に 供給すると共に、 ダブルダンパー 1 9のシール作用により、 可燃物投入口 1 3か ら外部空気が流動層ガス化炉 1 0内に侵入するのを阻止している。
しかしながら、 上記のように流動層ガス化炉 1 0内に可燃物 1 4を間欠的に供 給する方法では、 供給される可燃物 1 4には流動層 1 1内で極めて迅速に熱が伝 えられるため、 流動層ガス化炉 1 0で生成される可燃性ガス 1 7の量が可燃物 1
4の間欠的な供給の作用を受けて大きく変動し、 流動層ガス化炉 1 0の安定運転 に支障をきたすと共に、 後段の溶融炉で流動層ガス化炉 1 0からの生成ガスを受 け入れて低空気比で高温燃焼を行わせるための運転制御にも支障をきたす。 また、 ホッパー 3 8にはクレーン 2 1により可燃物 1 4が間欠的に供給される ため、 ホッパー 3 8内に貯留される可燃物 1 4の量は変動が大きく、 また可燃物 1 4自身の質にもバラツキがあるため、 スクリユー 3 4による定量供給性は必ず しも良好ではない。
本発明は上述の点に鑑みて、 ガス化炉内への外部空気のリークを抑制し、 生成 ガスの変動が少なく、 安定したガス化のための運転制御が容易となるガス化炉へ の可燃物供給方法及び装置及びガス化溶融システムを提供することを目的とする。 発明の開示
本発明は、 可燃物をガス化するガス化炉への可燃物供給方法において、 外部空 気がガス化炉内に漏洩するのを可燃物により阻止しつつ可燃物をホッパーへ供給 し、 前記ホッパーに供給された可燃物の貯留量を一定に制御しつつ前記ホッパー 内の可燃物を前記ガス化炉内に定量供給することを特徴とする。 上記のように外 部空気が可燃物と共にガス化炉内に漏洩するのを可燃物により阻止しつつ可燃物 をホッパーへ供給するので、 外部空気のガス化炉内へのリークを阻止でき、 ダブ ルダンパー等の特別のシール機構を設ける必要がなくなる。 同時にホッパーに供 給された可燃物の貯留量を一定に制御しつつ前記ホッパー内の可燃物を前記ガス 化炉に定量的に供給できるので、 ガス化炉内で発生する可燃性ガスの変動量が小 さくなり、 ガス化炉の安定運転が容易となる。 また、 発生する可燃性ガスの変動 量が小さいことから、 ガス化炉に続く溶融炉の安定運転も容易に実行できる。 また本発明は、 前記ガス化炉内から可燃物を供給する側に漏洩する可燃性ガス をごみピットに放出することを特徴とする。 ごみピットは脱臭のために、 常時空 気を吸引して燃焼処理しているので、 可燃物を供給する側に漏洩する可燃性ガス をごみピットに放出することで、当該可燃性ガスを安全に処理することが出来る。 また本発明は、 可燃物をガス化するガス化炉への可燃物供給装置において、 外 部空気がガス化炉内に漏洩するのを阻止しつつ可燃物を供給する第一可燃物供給 機構と、 前記第一可燃物供給機構から供給された可燃物を貯留するホッパーと、 前記ホッパーに供給された可燃物の貯留量を一定に制御しつつホッパー内の可燃 物を前記ガス化炉内に定量供給する第二可燃物供給機構とを備えたことを特徴と する。 上記のように第一可燃物供給機構によって外部空気がガス化炉内に漏洩す るのを阻止しつつ可燃物をホッパーへ供給するので、 外部空気のガス化炉内への リークを阻止でき、 ダブルダンパー等の特別のシール機構を設ける必要がなくな る。 同時に第二可燃物供給機構によってホッパーに供給された可燃物の貯留量を 一定に制御しつつホッパー内の可燃物をガス化炉に定量供給できるので、 ガス化 炉内で発生する可燃性ガスの変動が少なくなり、 ガス化炉の安定運転が容易とな る。 また、 発生する可燃性ガスの変動量が小さいことから、 ガス化炉に続く溶融 炉の安定運転も容易に実行できる。
また本発明は、 前記ガス化炉内から第二可燃物供給機構側に漏洩した可燃性ガ スを逃がす逃がし弁と、 該逃がし弁から放出された可燃性ガスをごみピットに供 給する供給手段とを備えたことを特徴とする。 逃がし弁を設けることで、 ガス化 炉内が正圧になった時に、 ガス化炉内から漏れ出す可燃性ガスを、 逃がし弁から 放出して供給手段によってごみピットに供給できる。ごみピットは脱臭のために、 常時空気を吸引して燃焼処理しているので、 当該可燃性ガスを安全に処理するこ とが出来る。
また本発明は、 可燃物をガス化するガス化炉と、 該ガス化炉にて生成した生成 物を溶融する溶融炉とを備えたガス化溶融システムにおいて、 外部空気が可燃物 と共に前記ガス化炉内に漏洩するのを阻止しつつ可燃物を供給する第一可燃物供 給機構と、前記第一可燃物供給機構から供給された可燃物を貯留するホッパーと、 前記ホッパーに供給された可燃物の貯留量を一定に制御しつつホッパー内の可燃 物を前記ガス化;！:戸内に定量供給する第二可燃物供給機構とを備えたことを特徴と する。
また本発明は、 前記ガス化炉内から第二可燃物供給機構側に漏洩した可燃性ガ スを逃がす逃がし弁と、 該逃がし弁から放出された可燃性ガスをごみピッ卜に供 給する供給手段とを備えたことを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1は、 従来の流動層ガス化炉及び可燃物供給装置の概略構成例を示す図であ る。
図 2は、 本発明に係る流動層ガス化炉及び可燃物供給装置の概略構成例を示す 図である。
図 3は、 本発明に係る別の流動層ガス化炉及び可燃物供給装置の概略構成例を 示す図である。
図 4は、 本発明に係る別の流動層ガス化炉及び可燃物供給装置の概略構成例を 示す図である。
図 5は本発明に係る可燃物供給装置をガス化溶融システムに適用した場合の、 システム全体の一例を示す概略構成図である。 発明を実施するための最良の形態
図 2は本発明に係る流動層ガス化炉及び該流動層ガズ化炉に可燃物を供給する 可燃物供給装置の概略構成を示す図である。 図 2において、 図 1と同一符号を付 した部分は同一又は相当部分を示す。 なお、 他の図においても同様とする。 図 2 において、 可燃物投入口 1 3にはモ一夕 3 2で駆動されるスクリユーコンベア 3
1を具備する可燃物供給手段 3 0が接続され、 該可燃物供給手段 3 0にはモータ 3 5で駆動されるスクリユーコンベア 3 4を具備する可燃物供給手段 3 3が接続 されている。 可燃物供給手段 3 3にはホッパー 3 6が接続して設けられ、 該ホッ パー 3 6にはシユート 3 7が接続して設けられ、 更にシユート 3 7にはホッパー
3 8が接続して設けられ、 シユート 3 7とホッパー 3 8の接続部にはプッシヤー 3 9が設けられている。
都市ごみや産業廃棄物或いは、 バイオマス廃棄物や医療廃棄物、 廃タイヤ或い はシュレッダーダスト等の自動車廃棄物等の可燃物 1 4は、 クレーン 2 1等でホ ツバ一 3 8に投入され、 ホッパー下部切り出し部においてプッシヤー 3 9に押さ れて圧密した可燃物 1 4により良好なマテリアルシールが行われる。 該可燃物 1 4はプッシヤー 3 9により所定量ずつ切出され、 ホッパー 3 6に収容される。 該 ホッパー 3 6にはレベル計 1 8が設けられ、 該ホッパー 3 6の可燃物貯留量がほ ぼ一定になるようにプッシヤー 3 9の運転が行われる。 ホッパー 3 8下部の圧密 した可燃物 1 4によるマテリアルシールにより外部空気のリークが阻止できる。 また、 ホッパー 3 6に積まれる可燃物 1 4のシール作用によっても外部空気の侵 入が阻止される。
さらにホッパー 3 6の下部にはプッシャ一 4 0が設けられ、 プッシヤー 4 0の 駆動部 4 0 1によってプッシヤー部 4 0 3をホッパー 3 6内に押し込み可燃物 1
4をスクリュー 3 4に押し付けることにより、 可燃物 1 4の局所的な圧密化を防 止し、 可燃物 1 4をスクリュー 3 4により確実に排出することができる。 スクリ ュ一3 4の先端部には搔き取り装置 4 1を設け、 スクリユー 3 4により押し出さ れる可燃物 1 4を機械的に搔き落とすことにより、 スクリューコンベア 3 1への 可燃物 1 4の供給をより平滑化することができる。
可燃物供給手段 3 3から可燃物供給手段 3 0に定量供給された可燃物 1 4は、 スクリューコンベア 3 1により、 可燃物投入口 1 3から流動層ガス化炉 1 0内に 供給される。 このように可燃物 1 4を定量供給できるので、 流動化ガス 1 2の供 給量制御ゃ炉内温度制御等による流動層ガス化炉 1 0の安定運転が極めて容易と なる。
また、 可燃物供給手段 3 3には逃がし弁 4 2を設け、 流動層ガス化炉 1 0内が 正圧 （大気圧力より高い） になった時に、 流動層ガス化炉 1 0内から漏れ出す可 燃性ガスを、 逃がし弁 4 2から放出して図示しない配管等からなる供給手段によ りごみピットに供給するのが良い。 ごみピットは脱臭のために、 常時空気を吸引 して燃焼処理しているので、 当該可燃性ガスを安全に処理することが出来る。 可 燃物供給手段 3 3と可燃物供給手段 3 0を接続するシュート 4 3には、 図示しな い遮断用ダンパを設けて、 運転開始時や緊急時には閉とする。 これにより流動層 ガス化炉 1 0内の可燃性ガス 1 7が可燃物供給装置を通じて大気に放出されるこ とを防ぐことができ、 流動層ガス化炉 1 0の安全性を高めることができる。
図 2に示す可燃物供給装置では、第一の可燃物供給機構にあたるホッパー 3 8、 プッシヤー 3 9、 シュート 3 7において、 収容される可燃物 1 4の充填密度を高 くし、 それにより外部空気のリークを阻止するシール作用を持たせつつ、 間欠的 に供給される可燃物 1 4を第 2の可燃物供給機構にあたるホッパー 3 6、 可燃物 供給手段 3 3及び可燃物供給手段 3 0で可燃物 1 4によるシール作用を維持しな がら所定量を流動層ガス化炉 1 0に供給することになる。 また、 外部空気の流動 層ガス化炉 1 0内へのリークをマテリアルシールで阻止するために、 ダンパー等 の特別のシール機構を設ける必要がなレ ^。
図 3は、 図 2における可燃物供給手段 3 0をシュート 4 3に代えた実施の形態 例である。 可燃物供給量の定量性は、 可燃物供給手段 3 3のプッシヤー 4 0、 ス クリューコンベア 3 4および接き取り装置 4 1により行なうため、 可燃物供給手 段 3 0は必ずしも定量性を必要とするものではない。 従って図 3に示す実施の形 態例では、 可燃物供給手段 3 0を省略して可燃物 1 4を可燃物供給手段 3 3から シュート 4 3によって直接流動層ガス化炉 1 0内に供給するようにしている。 た だし図 3のような構造にすると、 シュート 4 3は適当な傾斜角度が必要になるの で、 可燃物供給設備全体の位置が高くなることは避けられない。
図 4は本発明に係る別の流動層ガス化炉及び可燃物供給装置の概略構成例を示 す図である。 この実施の形態例において、 前記図 2， 図 3に示す実施の形態例と 同一又は相当部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。 この実施の 形態例では、 ホッパー 3 8に可燃物 1 4を供給するごみピット 5 0 1の具体的構 成を記載している。 即ち可燃物 1 4はごみ投入扉 5 0 2から外気を遮断しつつご みピット 5 0 1に搬入される。 ごみピット 5 0 1に搬入された可燃物 1 4は、 ク レーン 2 1等によりホッパー 3 8に投入される。 なお、 ごみピット 5 0 1内は負 圧に維持され、ごみピット 5 0 1内のガスが外気に出ることはない（前述の図 2， 3に係る実施の形態例においても同様である）。 ホッパー 3 8内の可燃物 1 4は、 ホッパー 3 8の下部においてプッシヤー 3 9に押されて圧密化した可燃物 1 4に より良好なマテリアルシールが行われる。 ホッパー 3 8下部にて圧密化された可 燃物 1 4によるいわゆるマテリアルシールにより、 外部空気乃至ごみピット 5 0 1内のガスの流動層ガス化炉 1 0への流入を阻止することができる。 該可燃物 1 4は、 プッシヤー 3 9により所定量が切り出されてホッパー 3 6に投入される。 プッシヤー 3 9が後退する時に生ずる、 いわゆるこぼれごみは、 図示しない専用 のコンペャによってごみピット 5 0 1に運ばれ戻される。 ホッパー 3 6にはレべ ル計 1 8が設けられているので、 ホッパー 3 6内の可燃物 1 4の量が一定に維持 されるようにプッシヤー 3 9の運転を行うことができる。 なお、 ホッパー 3 6内 における可燃物 1 4のマテリアルシールによっても、 外部空気の流入を防ぐこと ができる。 なおプッシャ一 4 0の作用については図 2における作用と同様に、 プッシヤー 4 0の駆動部 4 0 1により、 プッシャ一部 4 0 3をホッパー 3 6内に押し込んで 可燃物 1 4をスクリュー 3 4に押し付けることで、 可燃物 1 4の局所的圧密化を 防止し、 スクリュー 3 4への定量供給を確保することができる。 スクリュー 3 4 の出口には搔き取り装置 4 1が設けられ、 スクリュー 3 4から押し出される可燃 物 1 4を機械的に搔き取っており、 スクリユー 3 4による供給をより定量化する ことができる。 搔き取り装置 4 1を経た可燃物 1 4は、 シュート 4 3を経て、 流 動層ガス化炉 1 0に供給される。
また可燃物供給手段 3 3に逃がし弁 4 2を設けて、 流動層ガス化炉 1 0内が正 圧となった場合に、 流動層ガス化炉 1 0内から漏れ出す可燃性ガスを、 逃がし弁 4 2から配管 （供給手段） 5 0 0を経由して、 ごみピット 5 0 1へ放出する。 な お、 逃がし弁 4 2から、 流動層ガス化炉 1 0内から漏れ出す可燃性ガスを、 送風 機により吸引して、 直接、 燃焼用ガス配管 7 0 0へ導入する経路を設けることも 可能である。 ごみピット 5 0 1内のガスは、 押し込み送風機 5 0 4により常時吸 引されており、 弁 5 0 3により吸引ガス量を調整することが可能である。 燃焼用 ガス配管 7 0 0へ導入されたガスは、 別途、 外部から導入される空気と混合させ た後、 ガス化溶融システムにおける流動層ガス化炉 1 0及び Z又は溶融炉の燃焼 用空気として用いることが好ましい。
なおシュ一ト 4 3に緊急遮断弁 4 4を設けて緊急時又は運転開始時に該緊急遮 断弁 4 4を閉とすることは、 流動層ガス化炉 1 0内の可燃性ガスが可燃物供給装 置を通じて外部に漏洩するのを遮断することができるので安全性の観点から好ま しい。
図 5は本発明に係る可燃物供給装置をガス化溶融システムに適用した場合の、 システム全体の一例を示す概略構成図である。 ここでガス化溶融システムとは、 ガス化炉において可燃物をガス化し、 ガス化炉にて生成したガス、 チヤ一、 夕一 ルといった生成物を溶融炉に導入し、 溶融炉において該生成物を高温燃焼させ該 生成物中に含まれる灰分を溶融スラグ化するシステムである。 図に即して説明す ると、 流動層ガス化炉 1 0において生成した生成物である可燃性ガス 1 7を、 溶 融炉 8 0 0に、 該溶融炉 8 0 0内で旋回流を形成するように導入し、 燃焼用空気 8 0 1を旋回流の接線方向に導入して灰分をスラグミスト化するとともに、 該ガ スの旋回作用により該スラグミストを炉壁に捕集する。 スラグ排出口 8 0 2より 排出された溶融スラグは、 水室 8 0 3にて水砕スラグとなり、 コンペャ 8 0 4に より系外に排出される。 他方、 溶融炉 8 0 0内で発生した燃焼排ガスは、 廃熱ポ イラ 9 0 0により該燃焼排ガスの熱をスチームとして回収し、 ガス冷却室 9 0 1 にて冷却され、 バグフィル夕 9 0 2により飛灰を捕集後に、 系外に放出される。 なお、 誘引通風機 9 0 3により、 ガス化溶融システム全体が負圧に維持される。 なお、 このようなガス化溶融システムに、 図 2， 図 3に示した可燃物供給装置 を使用することもできる。
また上述の構成において、 外部空気がガス化炉内にリークすることを阻止しつ つダブルダンバなどの機械的シール機構が不要である可燃物供給装置を用いたの で、 極めて安全にガス化溶融システムを運転することができる。 更に、 従来では シール性の向上と定量供給性の向上は二律背反する課題であつたが、 本供給装置 を用いることによりシール性及び定量供給性両面で優れた可燃物の供給方法を実 現できる。 更にたとえ可燃物供給装置を介して可燃性ガスがリークしても本シス テムによれば安全に処理することができる。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 請求項 1， 2に記載の発明によれば、 外部空気が可燃物 と共にガス化炉内に漏洩するのを阻止しつつ可燃物をホッパーへ供給するので、 外部空気のガス化炉内へのリークを阻止でき、 ダブルダンパー等の特別のシール 機構を設ける必要がなくなるガス化炉への可燃物供給方法が提供できる。 同時に ホッパーに供給された可燃物の貯留量を一定に制御しつつ前記ホッパー内の可燃 物を前記ガス化炉内に定量的に供給できるので、 ガス化炉内で発生する可燃性ガ スの変動が少なくなり、 ガス化炉の安定運転が容易となる。 また、 発生する可燃 性ガスの変動量が小さいことから、 ガス化炉に続く溶融炉の安定運転も容易に実 行できる。
請求項 2に記載の発明によれば、 ごみピットは、 常時ごみピット内の空気を吸 引して燃焼処理しているので、 可燃物を供給する側に漏洩する可燃性ガスをごみ ピットに放出することで、 当該可燃性ガスを安全に処理することが出来るガス化 炉への可燃物供給方法を提供できる。
請求項 3 , 5に記載の発明によれば、 第一可燃物供給機構によって外部空気が ガス化炉内に漏洩するのを阻止しつつ可燃物をホッパーへ供給するので、 外部空 気のガス化炉内へのリークを阻止でき、 ダブルダンパー等の特別のシール機構を 設ける必要がなくなるガス化炉への可燃物供給装置及びガス化溶融システムが提 供できる。 同時に第二可燃物供給機構によってホッパーに供給された可燃物の貯 留量を一定に制御しつつホッパー内の可燃物をガス化炉に定量供給できるので、 ガス化炉内で発生する可燃性ガスの変動が少なくなり、 ガス化炉の安定運転が容 易となる。 また、 発生する可燃性ガスの変動量が小さいことから、 ガス化炉に続 く溶融炉の安定運転も容易に実行できる。
請求項 4 , 6に記載の発明によれば、 逃がし弁を設けることで、 ガス化炉内が 正圧になった時に、 ガス化炉内から漏れ出す可燃性ガスを、 逃がし弁から放出し て供給手段によってごみピットに供給できるガス化炉への可燃物供給装置及びガ ス化溶融システムが提供できる。 ごみピットは、 常時ごみピット内の空気を吸弓 して燃焼処理しているので、 当該可燃性ガスを安全に処理することが出来る。 '

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 可燃物をガス化するガス化炉への可燃物供給方法において、
外部空気がガス化炉内に漏洩するのを可燃物により阻止しつつ可燃物をホッパ 一^ ^供給し、
前記ホッパーに供給された可燃物の貯留量を一定に制御しつつ前記ホッパー内 の可燃物を前記ガス化炉内に定量供給することを特徴とするガス化炉への可燃物 供給方法。
2 . 前記ガス化炉内から可燃物を供給する側に漏洩する可燃性ガスをごみピッ 卜に放出することを特徴とする請求項 1記載のガス化炉への可燃物供給方法。
3 . 可燃物をガス化するガス化炉への可燃物供給装置において、
外部空気がガス化炉内に漏洩するのを可燃物により阻止しつつ可燃物を供給す る第一可燃物供給機構と、
前記第一可燃物供給機構から供給された可燃物を貯留するホッパーと、 前記ホッパーに供給された可燃物の貯留量を一定に制御しつつホッパー内の可 燃物を前記ガス化炉内に定量供給する第二可燃物供給機構とを備えたことを特徴 とするガス化炉への可燃物供給装置。
4. 前記ガス化炉内から第二可燃物供給機構側に漏洩した可燃性ガスを逃がす 逃がし弁と、 該逃がし弁から放出された可燃性ガスをごみピットに供給する供給 手段とを備えたことを特徴とする請求項 3記載のガス化炉への可燃物供給装置。
5 . 可燃物をガス化するガス化炉と、 該ガス化炉にて生成した生成物を溶融す る溶融炉とを備えたガス化溶融システムにおいて、
外部空気が可燃物と共に前記ガス化炉内に漏洩するのを阻止しつつ可燃物を供 給する第一可燃物供給機構と、
前記第一可燃物供給機構から供給された可燃物を貯留するホッパーと、 前記ホッパーに供給された可燃物の貯留量を一定に制御しつつホッパー内の可 燃物を前記ガス化炉内に定量供給する第二可燃物供給機構とを備えたことを特徴 とするガス化溶融システム。
6 . 前記ガス化炉内から第二可燃物供給機構側に漏洩した可燃性ガスを逃がす 逃がし弁と、 該逃がし弁から放出された可燃性ガスをごみピットに供給する供給 手段とを備えたことを特徴とする請求項 5記載のガス化溶融システム。
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