WO2016136045A1 - 改質装置 - Google Patents

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WO2016136045A1
WO2016136045A1 PCT/JP2015/082061 JP2015082061W WO2016136045A1 WO 2016136045 A1 WO2016136045 A1 WO 2016136045A1 JP 2015082061 W JP2015082061 W JP 2015082061W WO 2016136045 A1 WO2016136045 A1 WO 2016136045A1
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WO
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supply
gas
processing gas
reformer
discharge
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/082061
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
慶一 中川
大本　節男
新屋　謙治
航一郎 平山
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
    • C10B49/06—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated according to the moving bed type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B51/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by combined direct and indirect heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/02—Treating solid fuels to improve their combustion by chemical means
    • C10L9/06—Treating solid fuels to improve their combustion by chemical means by oxidation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K1/00—Preparation of lump or pulverulent fuel in readiness for delivery to combustion apparatus
    • F23K1/04—Heating fuel prior to delivery to combustion apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/02—Supplying steam, vapour, gases, or liquids

Definitions

  • the present invention relates to a reformer for reforming by heating and solid-distilling solid organic matter.
  • Patent Document 1 includes a rotary furnace having a double cylinder structure of an inner cylinder and an outer cylinder, an external heating furnace that covers the outer periphery, and blades provided on the inner cylinder, and is supplied to the inner cylinder.
  • a rotary kiln is disclosed in which the raw material is indirectly heated with hot air supplied to an external heating furnace while flowing the raw material from one end to the other end of the inner tube and from the other end to the other end of the outer tube.
  • Patent Document 2 includes a rotating drum and a combustion-type medium-wavelength infrared light emitting tube disposed in the rotating drum.
  • the inside of the rotating drum is deprived of oxygen, and the combustion-type medium-wavelength infrared light emitting tube is set at around 850 ° C.
  • a rotary kiln type carbonization calcining apparatus that performs constant carbonization and dry carbonization calcining of a raw material supplied into a rotary drum by a heat ray having a wavelength of about 4 ⁇ m diffused from a combustion type medium wavelength infrared light emitting cylinder.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a reformer that can efficiently heat organic matter while having a simple configuration. It is an object.
  • a reforming apparatus that solves the above-described problems includes a preheating unit that preheats a solid organic material to 300 to 400 ° C., and a vertical packing in which the organic material preheated by the preheating unit is filled.
  • a main body of the reactor a processing gas supply means for supplying a processing gas containing oxygen into the main body of the packed reactor, and a lower portion of the main body of the packed reactor.
  • processing gas supply means is provided in the packed reactor main body so as to supply the processing gas above the packed bed of organic matter.
  • processing gas supply means is provided in the preheating means.
  • the processing gas supply means has a supply nozzle for supplying the processing gas into the organic material packed bed.
  • the supply nozzle is disposed on the lower side of the charged reactor main body, and the gas discharge means is provided connected to an upper portion of the charged reactor main body.
  • the gas discharge means has a plurality of discharge nozzles for discharging the gas in the packed reactor main body, and the plurality of discharge nozzles form a set with the plurality of supply nozzles and the plurality of the plurality of discharge nozzles forming a set. It is arranged below the supply nozzle.
  • the distance between the supply nozzle and the discharge nozzle forming a pair is 1 to 10 times the distance between the plurality of supply nozzles adjacent in the vertical direction.
  • L / D that is the size (L) of the plurality of supply nozzles with respect to the size (D) of the plurality of discharge nozzles is 0.1 to 1.
  • the plurality of supply nozzles and the plurality of discharge nozzles extend horizontally, and the plurality of supply nozzles and the plurality of discharge nozzles are orthogonal to each other in plan view.
  • At least three of the plurality of supply nozzles are arranged in the vertical direction, and the discharge nozzle forming a pair with the upper supply nozzle is in communication with the lower supply nozzle.
  • the present invention is characterized by having a header including the plurality of supply nozzles and the plurality of discharge nozzles.
  • the processing gas supply means has a supply header for supplying the processing gas into the packed bed of organic matter
  • the gas discharge means has a gas discharge header for discharging the gas in the packed reactor main body.
  • the supply header and the gas discharge header extend in the vertical direction in the charge reactor main body, and the supply header and the discharge header have holes provided at the same height in the vertical direction. It is characterized by.
  • an oxygen content adjusting means for adjusting the oxygen content of the processing gas
  • a processing gas supply amount adjusting means for adjusting the supply amount of the processing gas supplied by the processing gas supply means
  • the packed reactor main body Temperature measuring means for measuring the temperature of the solid reformed product
  • oxygen concentration measuring means for measuring the oxygen concentration of the gas discharged by the gas discharging means
  • the temperature measuring means and the oxygen concentration measuring means And a control means for controlling the oxygen content adjusting means and the processing gas supply amount adjusting means based on the measurement result obtained in (1).
  • control means is configured such that when the measured temperature measured by the temperature measuring means is lower than a first predetermined temperature and the measured oxygen concentration measured by the oxygen concentration measuring means is lower than a predetermined value, the processing gas
  • the oxygen concentration adjusting means is controlled to increase the oxygen concentration therein.
  • the control unit performs the processing
  • the processing gas supply amount adjusting means is controlled to reduce the gas supply amount.
  • control unit when the measured temperature measured by the temperature measuring unit is higher than a second predetermined temperature that is higher than the first predetermined temperature, the control unit is configured to reduce the oxygen concentration in the processing gas so as to reduce the oxygen concentration.
  • the density adjusting means is controlled.
  • the preheating means is an external heating kiln.
  • the organic matter is low-grade coal.
  • the preheated solid organic substance comes into contact with oxygen in the process gas and generates heat in the vertical filling reactor main body filled with the solid organic substance preheated to 300 to 400 ° C.
  • the temperature rises by reaction, and heat is transferred to the solid organic substance adjacent thereto to raise the temperature, and the generated tar also burns and rises in temperature, so compared with the case where the solid organic substance is heated indirectly.
  • the solid organic matter can be heated in a short time. That is, the organic substance can be efficiently heated. Thereby, the apparatus itself can be reduced in size.
  • the solid organic matter is simply processed by the preheater and the vertical packed reactor main body, and the apparatus configuration is simple.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a reformer according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the control flow of the said reformer. It is a schematic block diagram of the reformer which concerns on 2nd embodiment of this invention. It is a schematic block diagram of the reformer which concerns on 3rd embodiment of this invention. It is a schematic block diagram of the reformer which concerns on 4th embodiment of this invention. It is an enlarged view of the header with which the said reformer is provided. It is a schematic block diagram of the reformer which concerns on 5th embodiment of this invention. It is a schematic block diagram of the reformer which concerns on 6th embodiment of this invention. It is a schematic block diagram of the reformer which concerns on 7th embodiment of this invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along arrow XIII-XIII in FIG. 13.
  • the reformer 100 includes a preheater 110, a vertical charging reactor 120, a process gas supply device 130, a discharge device 140, and a control device 160. .
  • the preheater 110 is an external heating kiln.
  • the preheater 110 includes an inner cylinder (furnace main body) 111 that is rotatably supported, and an outer cylinder 112 that covers and fixes the outer periphery of the inner cylinder 111.
  • a supply hopper 114 into which the dry coal 1 is put is provided on the base end side of the supply feeder 113.
  • the supply hopper 114 communicates with the leading end side of the transfer line 115 and can receive the dry coal 1 transferred by the transfer line 115.
  • the transport line 115 is sealed with an inert gas such as nitrogen gas, and the inert gas is supplied into the inner cylinder 111 through the supply hopper 114 and the supply feeder 113 together with the dry coal 1.
  • the vertical charging reactor 120 is connected to the front end side of the inner cylinder 111 while allowing the inner cylinder 111 to rotate.
  • the outer cylinder 112 is connected to the front end side of a heating gas supply line 116 for supplying the heating gas 21 (temperature: 900 to 1200 ° C.) into the outer cylinder 112, and the heating gas 22 after heating the inner cylinder 111 is supplied to the outer cylinder 112.
  • the base end side of the heated gas discharge line 117 to be discharged is connected.
  • the dry coal 1 is preheated to 300 to 400 ° C. to be preheated coal 2 while flowing from one end side to the other end side of the inner tube 111 in the inner tube 111.
  • the cylinder 111 is supplied from the discharge port 111 a of the inner cylinder 111 into the vertical charge reactor 120.
  • the vertical packed reactor 120 includes a packed reactor main body (processing tower) 121 filled with the preheated coal 2.
  • the vertical packed reactor 120 further includes a processing gas supply device 130 capable of directly blowing the processing gas (oxygen-containing gas) 13 into the packed bed 3 formed by filling the preheated coal 2 in the packed reactor main body 121.
  • a discharge device 140 is provided below the charged reactor main body 121.
  • the discharge device 140 is connected to the lower side of the charged reactor main body 121 and is a fixed amount for discharging the modified coal 4 (solid reformate) that has been processed and reformed in the charged reactor main body 121 in a fixed amount.
  • a discharger 141 is provided.
  • the quantitative discharger 141 is connected to the solid-gas separator 143 via the feed line 142.
  • the gas 14 generated in the preheated coal 2 when it is treated with the treatment gas 13, the treatment gas 13, and the gas 14 in the filling reactor main body 121 such as the inert gas are also charged with the reformed coal 4 by the quantitative discharger 141.
  • the container body 121 is discharged.
  • As the fixed amount ejector 141 for example, a table feeder or the like can be used.
  • the solid-gas separator 143 is a device that separates the modified coal 4 and the gas 14.
  • the solid-gas separator 143 for example, a device constituted by a hopper and an exhaust pipe, a cyclone, or the like can be used.
  • a reformed coal discharge line 144 for discharging the reformed coal 4 separated by the solid gas separator 143 to the outside of the system is connected to the solid gas separator 143 and separated by the solid gas separator 143.
  • a gas discharge line 145 for discharging the gas 14 out of the system is connected.
  • the gas discharge line 145 is provided with a blower 145a.
  • the processing gas supply device 130 includes an introduction pipe 135 provided with a plurality (four in the left-right direction in the illustrated example) supply nozzles (supply headers) 136 on the distal end side.
  • the plurality of supply nozzles 136 are arranged in the vicinity of the upper surface 3 a in the packed bed 3.
  • the distal end side of the feed pipe 133 is connected to the proximal end side of the introduction pipe 135 via the heater 134.
  • the proximal end side of the feed pipe 133 is connected to the distal end side of the air supply pipe 131 that supplies the air 11 and the distal end side of the inert gas supply pipe 132 that supplies the inert gas 12.
  • a blower 131 a is connected to the proximal end side of the air supply pipe 131.
  • An inert gas supply source 132 a such as an inert gas tank is connected to the proximal end side of the inert gas supply pipe 132.
  • the air supply pipe 131 and the inert gas supply pipe 132 are provided with flow control valves 131b and 132b, respectively.
  • As the inert gas it is possible to use preheated coal 2 or nitrogen gas that is not reactive with air.
  • the oxygen concentration is adjusted by the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blower 131a, etc., and the same temperature as the preheated coal 2 in the packed reactor main body 121 by the heater 134 (for example, 400 ° C.).
  • the processing gas 13 heated to can be supplied into the packed bed 3.
  • a temperature sensor 161 that is a temperature measuring means for measuring the temperature of the packed bed 3 (reformed coal 4) is provided on the lower side of the charged reactor main body 121.
  • the gas discharge line 145 is provided with an oxygen sensor 162 which is an oxygen concentration measuring means for measuring the oxygen concentration in the gas 14 flowing through the gas discharge line 145.
  • the sensors 161 and 162 are electrically connected to the input unit of the control device 160 serving as control means.
  • the output unit of the control device 160 is electrically connected to the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 145a, the quantitative discharger 141, and the like.
  • the control device 160 can control the operations of the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 145a, and the quantitative discharger 141 based on information input from the sensors 161 and 162 and the like.
  • the processing gas supply device 130 constitutes the processing gas supply means.
  • the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blower 131a, and the like constitute oxygen content adjusting means.
  • a processing gas supply amount adjusting means is constituted by the blower 131a, the inert gas supply source 132a, the flow rate adjusting valves 131b and 132b, and the like.
  • the heating gas 21 (temperature: 900 to 1200 ° C.) is supplied into the outer cylinder 112 through the heating gas supply line 116, and the inner cylinder 111 is heated with the heating gas 21 in the outer cylinder 112.
  • the heating gas 21 is supplied into the outer cylinder 112 via the heating gas supply line 116, and the heating gas after heating the inner cylinder 111. 22 is discharged out of the system via the heated gas discharge line 117.
  • the dry coal 1 is transported by the transport line 115 and put into the supply hopper 114.
  • the dry coal 1 put in the supply hopper 114 is supplied to the proximal end side of the inner cylinder 111 by the supply feeder 113.
  • the dry coal 1 supplied into the inner cylinder 111 circulates (moves) while being indirectly heated by the heated gas 21 while being stirred from the proximal end side to the distal end side of the inner cylinder 111 as the inner cylinder 111 rotates.
  • the dry coal 1 is preheated to a predetermined temperature (for example, 300 ° C. to 400 ° C.) by being indirectly heated by the heating gas 21 at the front end side of the inner cylinder 111 (the discharge port 111a side of the inner cylinder 111). As a result, the preheated coal 2 is obtained.
  • the preheated coal 2 is discharged from the discharge port 111 a of the inner cylinder 111 along with the rotation of the inner cylinder 111 and is charged into the charged reactor main body 121.
  • the processing gas 13 is directly supplied via the supply nozzle 136 in the vicinity of the upper surface 3 a inside the packed bed 3 formed by filling the preheated coal 2 in the packed reactor main body 121. Since the solid and gas in the packed reactor main body 121 are discharged from the lower side of the packed reactor main body 121 by the quantitative discharger 141, the processing gas 13 directly supplied into the packed bed 3 is moved upward in the packed bed 3. It will distribute
  • the preheated coal 2 in the packed bed 3 is heated by the processing gas 13 and the generated tar.
  • the preheated coal 2 supplied into the charged reactor main body 121 is directly heated by an exothermic reaction with the process gas 13 and combustion of the tar.
  • the reformed coal 4 obtained by reforming the preheated coal 2 by heating to 450 to 700 ° C. by dry distillation and the gas 14 in the charged reactor main body 121 are sent from below the charged reactor main body 121 by the quantitative discharger 141. It is discharged through the supply line 142 and fed to the solid-gas separator 143. The reformed coal 4 and the gas 14 are separated by the solid gas separator 143. The modified coal 4 is discharged out of the system through the modified coal discharge line 144. The gas 14 is discharged out of the system via the gas discharge line 145.
  • the above-described reformer 100 preferably controls each device as follows by the controller 160 in order to produce the reformed coal 4 more efficiently.
  • first step S1 it is determined whether or not the temperature (measured temperature) T measured by the temperature sensor 161 is lower than a first predetermined temperature T1 (for example, 500 ° C.) (first step S1).
  • the oxygen concentration (measured oxygen concentration) X measured by the oxygen sensor 162 is a predetermined oxygen concentration (predetermined value) X1 (for example, 1%). Or less (second step S2).
  • the measured temperature T is equal to or higher than the first predetermined temperature T1
  • the measured temperature T is higher than the second predetermined temperature T2 (for example, 510 ° C.) higher than the first predetermined temperature T1. Is determined to be higher (fifth step S5).
  • the flow rate adjusting valves 131b, 132b and the oxygen supply amount are increased (the oxygen concentration is increased).
  • the blower 131a is controlled (third step S3). That is, the operation of the blower 131a and the opening degree of the flow rate adjustment valve 132b are kept constant, while only the opening degree of the flow rate adjustment valve 131b is controlled to increase. Alternatively, the operation of the blower 131a and the opening degree of the flow rate adjustment valve 131b are kept constant, while only the opening degree of the flow rate adjustment valve 132b is controlled to be small. Alternatively, control is performed such that the operation of the blower 131a is kept constant, while the opening degree of the flow rate adjustment valve 131b is large and the opening degree of the flow rate adjustment valve 132b is small.
  • the flow rate adjusting valves 131b and 132b and the blower so as to decrease (reduce) the gas amount.
  • 131a is controlled (fourth step S4). That is, the operation of the blower 131a is kept constant while the opening degree of the flow rate adjusting valves 131b and 132b is controlled to be small.
  • the flow rate adjusting valve 131b When it is determined in the fifth step S5 that the measured temperature T is higher than the second predetermined temperature T2, the flow rate adjusting valve 131b, so as to reduce the oxygen supply amount (lower the oxygen concentration). 132b and the blower 131a are controlled (sixth step S6). That is, the operation of the blower 131a and the opening degree of the flow rate adjusting valve 132b are kept constant, while only the opening degree of the flow rate adjusting valve 131b is controlled to be small. Alternatively, the operation of the blower 131a and the opening degree of the flow rate adjustment valve 131b are kept constant, while only the opening degree of the flow rate adjustment valve 132b is controlled to be increased. Alternatively, control is performed such that the operation of the blower 131a is kept constant, while the opening degree of the flow rate adjustment valve 131b is small and the opening degree of the flow rate adjustment valve 132b is large.
  • the flow rate adjusting valve 131b, The opening degree of 132b and the operation of the blower 131a are kept constant.
  • control of the flow rate adjusting valves 131b and 132b and the blower 131a by the control device 160 is continued until the reforming by heating the dry coal 1 and continuously dry distillation is completed.
  • the vertical heater that includes the preheater 110 and the vertical charging reactor 120 and is charged with the preheated coal 2 that has been preheated to 300 to 400 ° C. by the preheater 110.
  • the filled reactor 120 of the mold it contacts with oxygen in the processing gas 13 supplied with the preheated coal 2 to increase the temperature by exothermic reaction, transfer heat to the preheated coal 2 adjacent thereto, and increase the temperature. Since the generated tar also burns and rises in temperature, the dry coal 1 can be raised in a shorter time than when the dry coal 1 is indirectly heated. That is, the dry coal 1 can be efficiently heated. Thereby, the apparatus itself can be reduced in size.
  • the dry coal 1 is only processed by the preheater 110 and the vertical filling reactor 120, and the apparatus configuration is simple. Since the generated tar is combusted and the temperature rises to 450 to 700 ° C., the preheated coal 2 is dry-distilled and reformed coal 4 is formed. That is, the modified coal 4 can be obtained efficiently.
  • the temperature of the reformed coal 4 obtained in the vertical charge reactor 120 (the temperature of the coal immediately before being discharged from the vertical charge reactor 120) and the gas 14 discharged from the vertical charge reactor 120
  • the supply amount of the processing gas 13 supplied to the vertical charge reactor 120 and the oxygen concentration in the processing gas 13 based on the oxygen concentration of the preheated coal 2 and the processing gas 13
  • the quality of the modified coal 4 can be improved.
  • the inner cylinder 111 is provided with a drive mechanism (not shown) for rotating the inner cylinder 111, and it is preferable to adjust the rotation speed of the inner cylinder 111 to be, for example, 1 rpm to 3 rpm. This is because if it is slower than 1 rpm, the processing amount itself is small, and if it is faster than 3 rpm, the dry coal 1 cannot be heated efficiently, which may lead to a decrease in production efficiency.
  • the filling rate of the dry coal 1 in the inner cylinder 111 is preferably 10% to 30%. This is because if the amount is less than 10%, the processing amount itself is small, and if it is more than 30%, the dry coal 1 cannot be heated efficiently, and the production efficiency may be reduced.
  • the supply amount of the processing gas 13 into the packed bed 3 is, for example, 0.01 (kg-O 2 / kg-preheating coal 2) or more and 0.2 (kg-O 2 / kg-preheating coal 2) or less. It is preferable to adjust so that This is because when the supply amount of the processing gas 13 into the packed bed 3 is less than 0.01 (kg-O 2 / kg-preheated coal 2), oxygen cannot be sufficiently supplied into the packed bed 3. If the supply amount of the processing gas 13 into the packed bed 3 is larger than 0.2 (kg-O 2 / kg-preheated coal 2), oxygen will be excessive and reaction will occur. This is because it may progress too much. Further, the supply amount of the processing gas 13 into the packed bed 3 is more preferably 0.03 to 0.1 (kg-O 2 / kg-preheated coal 2).
  • the oxygen concentration of the processing gas 13 is preferably 1 to 21%. This is because if the oxygen concentration of the processing gas 13 is lower than 1%, the possibility that the packed bed 3 (preheated coal 2) cannot be sufficiently heated is increased, and the oxygen concentration of the processing gas 13 is higher than 21%. If it is high, a device for increasing the oxygen concentration is required, and the equipment cost increases.
  • the supply nozzle 136 has an opening for supplying the processing gas 13 and may have any shape that does not hinder the flow of the preheated coal 2.
  • the supply nozzle 136 has an inverted V shape in the longitudinal section and is provided with an opening on the lower side. Preferably it is. This is because blockage by the preheated coal 2 can be suppressed.
  • a reformer according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the filling reactor, the processing gas supply device, the discharge device, and the control device included in the first embodiment shown in FIG. 1 and described above are changed, and a gas discharge device is added.
  • Other configurations are generally the same as those of the apparatus shown in FIG. 1 and described above, and the same devices are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted as appropriate.
  • the reformer 100A includes a preheater 110, a vertical charging reactor 120A, a process gas supply device 130A, a discharge device 140A, a control device 160A, a gas A discharge device 150.
  • the vertical packed reactor 120A includes a packed reactor main body 121A having an exhaust port 123 provided in the ceiling 121a, instead of the packed reactor main body 121 included in the vertical packed reactor 120 described above.
  • a temperature sensor 161 that is a temperature measuring means for measuring the temperature of the packed bed 3 (reformed coal 4) is provided on the lower side of the packed reactor main body 121A, similarly to the vertical packed reactor 120 described above.
  • the processing gas supply device 130A includes an air supply pipe 131, an inert gas supply pipe 132, a supply pipe 133, a heater 134, a blower 131a, an inert gas supply source 132a, and flow rate adjusting valves 131b and 132b, as described above.
  • the tip side is positioned on the lower side (near the quantitative discharger 141) in the charging reactor main body 121A, and a plurality (in the illustrated example, the left-right direction) And 4) supply nozzles (supply headers) 136A are provided. That is, the processing gas supply device 130 ⁇ / b> A can supply the processing gas 13 to the lower side in the packed bed 3.
  • the discharge device 140A includes a quantitative discharger 141 provided in the lower part of the charged reactor main body 121A, and a reformed coal discharge line 144 connected to the fixed discharger 141 at the base end side. .
  • the reformed coal 4 (solid reformate) that has been processed and reformed in the packed reactor main body 121A is quantitatively discharged from the packed reactor main body 121A by the quantitative discharger 141, and the reformed coal discharge line 144 is discharged. Through the system.
  • the gas discharge device 150 includes an exhaust pipe 151 provided at the base end side connected to the exhaust port 123 of the packed reactor main body 121A.
  • a blower 151 a is provided in the exhaust pipe 151. Thereby, the gas 14 in the packed reactor main body 121A is discharged out of the system through the exhaust pipe 151.
  • the exhaust pipe 151 is provided with an oxygen sensor 162A which is an oxygen concentration measuring means for measuring the oxygen concentration in the gas 14 flowing through the exhaust pipe 151.
  • the sensors 161 and 162A are electrically connected to an input unit of a control device 160A that is a control unit.
  • the output unit of the control device 160A is electrically connected to the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 151a, and the fixed amount discharger 141, respectively.
  • the control device 160A can control the operations of the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 151a, and the quantitative discharger 141 based on information input from the sensors 161 and 162A.
  • processing gas supply device 130A and the like constitute processing gas supply means.
  • the preheated coal 2 preheated to a predetermined temperature (for example, 300 ° C. to 400 ° C.) by the preheater 110 of the reformer 100A is discharged from the discharge port 111a of the inner tube 111 as the inner tube 111 rotates.
  • the vertical reactor 120A is filled in the packed reactor main body 121A.
  • the processing gas 13 is directly supplied to the lower side in the packed bed 3 formed by filling the preheated coal 2 in the packed reactor main body 121A through the supply nozzle 136A.
  • the gas 14 in the packed reactor main body 121A is discharged from above the packed bed 3 in the packed reactor main body 121A by the exhaust port 123 and the gas discharge device 150.
  • the coal (reformed coal 4) in the charged reactor main body 121A is discharged from below the charged reactor main body 121A by the quantitative discharger 141. Therefore, the preheated coal 2 comes into contact with the processing gas 13 supplied from the supply nozzle 136A, reacts with oxygen in the processing gas 13, and the generated tar moves from the upper side to the lower side while burning. Moreover, it heat-transfers to the preheating coal 2 adjacent to this, and this preheating coal 2 is also heated up. Such reaction and combustion continuously occur when moving from above the packed bed 3 to below, and the preheated coal 2 is heated to 450 to 700 ° C. As a result, the preheated coal 2 becomes the reformed coal 4 reformed by dry distillation. As a result, it is possible to shorten the processing time of the dry coal 1 and to reduce the size of the reformer 100A itself as compared with the case of only indirect heating with the heating gas 21.
  • the control device 160A of the reforming device 100A controls the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 151a, the quantitative discharger 141 and the like based on information from the sensors 161 and 162A. By controlling, the reformed coal 4 can be produced more efficiently.
  • the reformed coal 4 is discharged out of the system through the reformed coal discharge line 144 from below the charged reactor main body 121A by the quantitative discharger 141.
  • the gas 14 in the packed reactor main body 121A is discharged out of the system by the blower 151a through the exhaust port 123 and the exhaust pipe 151 of the packed reactor main body 121A.
  • the charging is performed in the charging reactor main body 121A. Since the gas 14 in the reactor main body 121A and the preheated coal 2 (reformed coal 4) circulate opposite to each other, the temperature of the preheated coal 2 in the packed reactor main body 121A is started. The processing gas 13 is always supplied to the upper side, so that the preheated coal 2 can be efficiently reacted with oxygen in the processing gas 13.
  • FIG. 1 A reformer according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • This embodiment has a configuration in which the processing gas supply device and the control device included in the first embodiment shown in FIG. 1 and described above are changed.
  • Other configurations are substantially the same as those of the apparatus shown in FIG. 1 and described above, and the same devices are denoted by the same reference numerals, and redundant description is appropriately omitted.
  • the reformer 100B includes a preheater 110, a vertical charging reactor 120, a processing gas supply device 130B, a discharge device 140, and a control device 160B. .
  • the processing gas supply apparatus 130B includes an air supply pipe 131B whose front end side is branched into three and an inert gas supply pipe 132B whose front end side is branched into three.
  • the distal ends of the air supply pipe 131B and the inert gas supply pipe 132B are connected to the base ends of the introduction pipes 135Ba, 135Bb, and 135Bc via the supply pipes 133Ba, 133Bb, and 133Bc and the heaters 134Ba, 134Bb, and 134Bc. .
  • the introduction pipes 135Ba, 135Bb, and 135Bc include a plurality of (four in the left-right direction in the illustrated example) supply nozzles (supply headers) 136Ba, 136Bb, and 136Bc provided on the distal end side.
  • the supply nozzle 136Ba is positioned on the upper side in the packed bed 3 in the height direction.
  • the supply nozzle 136Bc is positioned on the lower side in the packed bed 3 in the height direction.
  • the supply nozzle 136Bb is positioned between the supply nozzle 136Ba and the supply nozzle 136Bc in the height direction and at the center in the packed bed 3.
  • the base end side of the air supply pipe 131B is connected to the blower 131a.
  • the base end side of the inert gas supply pipe 132B is connected to the inert gas supply source 132a.
  • Flow rate adjusting valves 131b and 132b are respectively provided at branched portions of the air supply pipe 131B and the inert gas supply pipe 132B.
  • the processing gas supply device 130B can supply the processing gases 13a, 13b, and 13c with the oxygen concentrations adjusted to the upper side, the center, and the lower side in the packed bed 3 in the height direction.
  • the control device 160B can control the operations of the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 145a, the quantitative discharger 141 and the like based on information input from the temperature sensor 161 and the oxygen sensor 162. Therefore, the control device 160B controls the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 145a, the quantitative discharger 141, and the like, so that the processing gases 13a, 13b, and 13c are supplied to the supply nozzles 136Ba, 136Bb, and 136Bc, respectively. .
  • processing gas supply device 130B and the like constitute processing gas supply means.
  • Control means is configured by the control device 160B and the like.
  • the operation of preheating the dry coal 1 by the preheater 110 of the reformer 100B, the operation of raising the temperature of the preheated coal 2 by the charging reactor 120 of the reformer 100B and reforming by dry distillation, and the reformer 100B The operation of separating and discharging the reformed coal 4 and the gas 14 by the discharge device 140 is the same as that in the above-described first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the control device 160B uses the flow rate adjustment valves 131b and 132b, the blowers 131a and 145a, and the fixed amount based on information from the sensors 161 and 162 and the like. It is preferable to control the discharger 141 and the like as follows.
  • control device 160B adjusts the oxygen concentration of the processing gas 13a supplied from the upper supply nozzle 136Ba to a higher concentration than the processing gases 13b and 13c supplied from the middle and lower supply nozzles 136Bb and 136Bc.
  • the flow rate adjusting valves 131b and 132b and the blowers 131a and 145a and The fixed amount ejector 141 is controlled.
  • the temperature of the preheated coal 2 can be adjusted more appropriately in the layer direction (vertical direction) in the packed bed 3 as compared with the case where the processing gas is supplied by only one stage of the supply nozzle, and the obtained modification is obtained.
  • the quality of the quality coal 4 can be improved.
  • the control nozzle 160B controls the flow rate adjusting valves 131b, 132b and the like, and the process gas supplied from the supply nozzles 136Ba, 136Bb, 136Bc at each stage is provided with the supply nozzles 136Ba, 136Bb, 136Bc arranged in a plurality of stages.
  • the oxygen concentration of 13a, 13b, and 13c so as to decrease from the upper side toward the lower side, the temperature distribution of coal is more appropriately controlled in the layer direction (vertical direction) in the packed bed 3 Can do.
  • the oxygen concentration in the processing gases 13a, 13b, and 13c can be adjusted according to the physical properties of coal such as specific heat and calorific value, and the coal particle size. Thereby, the quality of the reformed coal 4 can be improved, and the processing time can be shortened and the apparatus can be downsized.
  • the air supply pipe 131B and the inert gas supply pipe 132B branched at the front end side are provided, and the flow rate adjusting valves 131b and 132b are respectively provided at the branched portions, thereby corresponding to the supply nozzles 136Ba, 136Bb, and 136Bc.
  • the apparatus cost can be reduced as compared with the case where a supply line for supplying the processing gas is provided.
  • FIGS. 4 and 4 A reforming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • This embodiment has a configuration in which a gas discharge device is added by changing the filling reactor, the processing gas supply device, and the control device provided in the third embodiment shown in FIG. 4 and described above.
  • the other configuration is substantially the same as that of the apparatus shown in FIG. 4 and described above, and the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is appropriately omitted.
  • the reformer 100C includes a preheater 110, a vertical charging reactor 120A, a process gas supply device 130C, a discharge device 140A, a control device 160C, a gas A discharge device 150C.
  • the vertical filling reactor 120A has an exhaust port 123 provided in the ceiling portion 121a in the same manner as in the second embodiment described above, instead of the filling reactor main body 121 included in the vertical filling reactor 120 described above.
  • a packed reactor main body 121A is
  • the processing gas supply device 130C includes an air supply pipe 131B, an inert gas supply pipe 132B, a supply pipe 133Ba, 133Bb, 133Bc, a heater 134Ba, 134Bb, 134Bc, a blower 131a, an inert gas supply source 132a, and a flow rate adjustment valve 131b.
  • 132b and instead of the introduction pipes 135Ba, 135Bb, 135Bc and the supply nozzles 136Ba, 136Bb, 136Bc provided in the processing gas supply device 130B, the supply headers (supply nozzles) 136Ca, 136Cb, 136Cc of the header 137 are located on the tip side.
  • the header 137 is disposed in the filling layer 3.
  • the header 137 includes supply headers 136Ca, 136Cb, 136Cc, and discharge headers (discharge nozzles) 152a, 152b, 152c provided below the supply headers 136Ca, 136Cb, 136Cc. Note that the proximal ends of the introduction pipes 135Ca, 135Cb, and 135Cc are connected to the heaters 134Ba, 134Bb, and 134Bc.
  • the discharge device 140 ⁇ / b> A is connected to the quantitative discharger 141 provided at the lower portion of the charged reactor main body 121 ⁇ / b> A and the proximal end side to the fixed discharger 141, as in the second embodiment described above. And a modified coal discharge line 144.
  • the gas discharge device 150C includes an exhaust pipe 151 provided on the base end side of the exhaust outlet 123 of the packed reactor main body 121A.
  • the gas discharge device 150 ⁇ / b> C further includes a connection pipe 153 connected to the discharge headers 152 a, 152 b, 152 c of the header 137 and the exhaust pipe 151.
  • the exhaust pipe 151 is provided with an oxygen sensor 162A which is an oxygen concentration measuring means for measuring the oxygen concentration in the gas 14 flowing through the exhaust pipe 151.
  • the control device 160C can control the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 151a, the quantitative discharger 141, and the like based on information input from the temperature sensor 161 and the oxygen sensor 162A. Therefore, the control device 160C controls the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 151a, the quantitative discharger 141, and the like, so that the processing gases 13a, 13b, and 13c are supplied to the supply headers 136Ca, 136Cb, and 136Cc, respectively. .
  • the header 137 described above includes, for example, a front side plate 137a and a rear side plate 137b, a left side plate 137c and a right side plate 137d, as shown in FIG.
  • the header 137 includes an upper supply header 136Ca, an intermediate supply header 136Cb, and a lower supply header 136Cc.
  • the supply header 136Cb is disposed so as not to overlap the supply header 136Ca in the vertical direction.
  • the supply header 136Cc is disposed so as not to overlap the supply header 136Cb in the vertical direction.
  • Discharge headers 152a, 152b, and 152c that discharge gas 14 are provided between the supply headers 136Ca and 136Cb, between the supply headers 136Cb and 136Cc, and below the supply header 136Cc, respectively.
  • the discharge header 152b is disposed so as not to overlap the discharge header 152a in the vertical direction.
  • the discharge header 152c is disposed so as not to overlap the discharge header 152b in the vertical direction. That is, the supply headers 136Ca, 136Cb, and 136Cc are disposed adjacent to each other in the layer direction (vertical direction) of the packed bed 3.
  • the discharge headers 152a, 152b, and 152c are connected to the exhaust pipe 151 via the connection pipe 153.
  • the preheated coal 2 charged from above is supplied as the coal on the lower side of the packed bed 3 (reformed coal 4) is discharged from the lower side of the charged reactor main body 121 by the quantitative discharger 141.
  • the gas 14 is efficiently discharged while efficiently contacting the processing gases 13a, 13b, 13c.
  • processing gas supply device 130C and the like constitute processing gas supply means.
  • Control means is configured by the control device 160C and the like.
  • the operation of preheating dry coal 1 by the preheater 110 of the reformer 100C and the operation of discharging the reformed coal 4 by the discharge device 140A of the reformer 100C are the same as in the case of the second embodiment described above.
  • the operation of heating the preheated coal 2 by the charge reactor 120A of the reforming apparatus 100C and reforming by dry distillation is the same as in the third embodiment described above, and the description thereof is omitted.
  • the gas 14 in the charged reactor main body 121 such as the gas generated when the preheated coal 2 is processed with the processing gases 13a, 13b, and 13c, the processing gases 13a, 13b, and 13c, and the inert gas is exhausted by the blower 151a. 123, the discharge headers 152a, 152b, and 152c, the connecting pipe 153, and the exhaust pipe 152.
  • the header 137 and the introduction pipe 135Ca are provided.
  • 135Cb, 135Cc and the connecting pipe 153 can more appropriately control the temperature distribution of coal in the packed bed 3 in the height direction. Thereby, the quality of the reformed coal 4 can be improved, and the processing time can be shortened and the apparatus can be downsized.
  • the supply headers 136Ca, 136Cb, 136Cc and the discharge headers 152a, 152b, 152c extend horizontally, and the supply headers 136Ca, 136Cb, 136Cc and the discharge headers 152a, 152b, 152c are orthogonal to each other in plan view. Preferably it is. Thereby, the obstruction
  • the downward movement of the preheated coal 2 becomes smooth, and the quality of the modified coal 4 can be improved by appropriately treating the preheated coal 2 with the processing gases 13a, 13b, and 13c.
  • the supply flow rates of the processing gases 13a, 13b, and 13c supplied to the supply headers 136Ca, 136Cb, and 136Cc are preferably 20 m / second or less. Thereby, generation
  • the supply headers 136Ca, 136Cb, 136Cc and the discharge headers 152a, 152b, 152c are L / Ds that are the sizes (L) of the supply headers 136Ca, 136Cb, 136Cc with respect to the size (D) of the discharge headers 152a, 152b, 152c. Is preferably 0.1 to 1.
  • the discharge headers 152a, 152b, and 152c may have an opening for discharging the gas 14, and may have any shape that does not hinder the flow of the preheated coal 2.
  • the discharge headers 152a, 152b, and 152c have an inverted V shape in the longitudinal section and have an opening on the lower side. It is preferable to be provided. This is because the discharge of the preheated coal 2 can be suppressed.
  • a reformer according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • This embodiment has a configuration in which the processing gas supply device and the control device included in the first embodiment shown in FIG. 1 and described above are changed.
  • Other configurations are substantially the same as those of the apparatus shown in FIG. 1 and described above, and the same devices are denoted by the same reference numerals, and redundant description is appropriately omitted.
  • the reformer 100D includes a preheater 110, a vertical charging reactor 120, a process gas supply device 130D, a discharge device 140, and a control device 160D. .
  • the processing gas supply device 130D includes an air supply pipe 131, an inert gas supply pipe 132, a supply pipe 133, a heater 134, a blower 131a, an inert gas supply source 132a, and flow rate adjusting valves 131b and 132b, as described above.
  • the tip side is positioned on the upper side (near the ceiling portion 121a) in the charged reactor main body 121, and a plurality (in the illustrated example, in the left-right direction) 4) supply nozzles (supply headers) 136D are provided.
  • the processing gas supply device 130 ⁇ / b> D can supply the processing gas 13 to the upper side of the packed bed 3.
  • the processing gas 13 is dispersed and the oxygen concentration becomes uniform above the packed bed 3 (in the vicinity of the upper surface 3a).
  • the control device 160D can control the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 145a, the quantitative discharger 141 and the like based on information input from the temperature sensor 161 and the oxygen sensor 162. Therefore, the control device 160D controls the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 145a, the quantitative discharger 141, and the like, so that the processing gas 13 is supplied to the supply nozzle 136D.
  • processing gas supply device 130D and the like constitute processing gas supply means.
  • Control means is configured by the control device 160D and the like.
  • the operation of preheating the dry coal 1 by the preheater 110 of the reformer 100D, the operation of raising the temperature of the preheated coal 2 by the charge reactor 120 of the reformer 100D, and reforming by dry distillation, and the reformer 100D The operation of separating and discharging the reformed coal 4 and the gas 14 by the discharge device 140 is the same as that in the above-described first embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the reforming apparatus 100D according to the present embodiment, the same effect as the reforming apparatus 100 according to the first embodiment described above is obtained, and in addition, the reforming apparatus 100D is provided above the charged reactor main body 121. Since the processing gas 13 supplied from the supply nozzle 136D uniformly diffuses before reaching the upper surface 3a of the packed bed 3, the distribution of the oxygen concentration of the processing gas 13 in the horizontal direction disappears, and the processing gas 13 Is uniformly contacted in the horizontal direction of the packed bed 3, so that the quality of the modified coal 4 produced by treating the preheated coal 2 with the treatment gas 13 is improved. The processing time can be shortened and the apparatus can be downsized.
  • FIG. 7 A reformer according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • This embodiment has a configuration in which the processing gas supply device and the control device provided in the fifth embodiment shown in FIG. 7 and described above are changed.
  • the other configuration is substantially the same as that of the apparatus shown in FIG.
  • the reformer 100E includes a preheater 110, a vertical charging reactor 120, a processing gas supply device 130E, a discharge device 140, and a control device 160E. .
  • the processing gas supply apparatus 130E includes an air supply pipe 131, an inert gas supply pipe 132, a blower 131a, an inert gas supply source 132a, and flow rate adjustment valves 131b and 132b, and a supply provided in the above-described processing gas supply apparatus 130D.
  • a feed pipe 133E having a distal end side connected to the proximal end side of the supply feeder 113 is provided.
  • the processing gas 13 is heated to 300 to 400 ° C. together with the dry coal 1 by the preheater 110, and the heated processing gas 13 is supplied into the packed reactor main body 121 of the packed reactor 120.
  • the control device 160E can control the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 145a, the quantitative discharger 141 and the like based on information input from the temperature sensor 161 and the oxygen sensor 162. Therefore, the control device 160E controls the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 145a, the quantitative discharger 141, and the like, so that the processing gas 13 enters the charged reactor main body 121 via the supply feeder 113 and the inner cylinder 111. Supplied.
  • processing gas supply device 130E and the like constitute processing gas supply means.
  • Control means is configured by the control device 160E and the like.
  • the operation of preheating the dry coal 1 by the preheater 110 of the reformer 100E, the operation of raising the temperature of the preheated coal 2 by the charge reactor 120 of the reformer 100E and reforming by dry distillation, and the reformer 100E The operation of separating and discharging the reformed coal 4 and the gas 14 by the discharge device 140 is substantially the same as in the case of the fifth embodiment described above, and the description thereof is omitted.
  • the processing gas supply device 130E is supplied to the preheater 110.
  • the processing gas 13 supplied to the supply feeder 113 is uniformly diffused and heated before reaching the upper surface 3a of the packed bed 3, so that the oxygen of the processing gas 13 in the horizontal direction. Since the density distribution of the concentration disappears and the processing gas 13 comes into uniform contact with the packed bed 3 in the horizontal direction, the quality of the modified coal 4 produced by processing the preheated coal 2 with the processing gas 13 is improved.
  • the processing time can be shortened and the apparatus can be downsized.
  • a reforming apparatus according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
  • the present embodiment has a configuration in which a gas discharge device is added by changing the filling reactor, the processing gas supply device, the discharge device, and the control device provided in the third embodiment shown in FIG. 4 and described above.
  • the other configuration is substantially the same as that of the apparatus shown in FIG. 4 and described above, and the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is appropriately omitted.
  • the reformer 100F includes a preheater 110, a vertical charging reactor 120A, a processing gas supply device 130F, a discharge device 140A, a control device 160F, a gas A discharge device 150F.
  • the vertical filling reactor 120A has an exhaust port 123 provided in the ceiling portion 121a in the same manner as in the second embodiment described above, instead of the filling reactor main body 121 included in the vertical filling reactor 120 described above.
  • a packed reactor main body 121A is
  • the processing gas supply device 130F includes an air supply pipe 131B, an inert gas supply pipe 132B, a supply pipe 133Ba, 133Bb, 133Bc, a heater 134Ba, 134Bb, 134Bc, a blower 131a, an inert gas supply source 132a, and a flow rate adjustment valve 131b. , 132b and a plurality of (four in the left-right direction in the illustrated example) on the tip side instead of the introduction pipes 135Ba, 135Bb, 135Bc and the supply nozzles 136Ba, 136Bb, 136Bc provided in the processing gas supply apparatus 130B described above.
  • Introducing pipes 135Fa, 135Fb, 135Fc provided with supply nozzles (supply headers) 136Fa, 136Fb, 136Fc are provided.
  • the supply nozzle 136Fa is positioned on the upper side in the packed bed 3 in the height direction.
  • the supply nozzle 136Fc is positioned on the lower side in the filling layer 3 in the height direction.
  • the supply nozzle 136Fb is positioned in the center in the packed bed 3 between the supply nozzle 136Fa and the supply nozzle 136Fc in the height direction. Note that the proximal ends of the introduction pipes 135Fa, 135Fb, and 135Fc are connected to the heaters 134Ba, 134Bb, and 134Bc.
  • the discharge device 140 ⁇ / b> A is connected to the quantitative discharger 141 provided at the lower portion of the charged reactor main body 121 ⁇ / b> A and the proximal end side to the fixed discharger 141, as in the second embodiment described above. And a modified coal discharge line 144.
  • the gas discharge device 150F includes an exhaust pipe 151 provided on the base end side of the exhaust outlet 123 of the packed reactor main body 121A.
  • the gas discharge device 150F includes discharge nozzles (discharge headers) 152Fa, 152Fb, and 152Fc provided adjacent to the lower side of the supply nozzles 136Fa, 136Fb, and 136Fc.
  • the gas exhaust device 150F further includes a connecting pipe 153F connected to the exhaust nozzles 152Fa, 152Fb, 152Fc and the exhaust pipe 151.
  • the exhaust pipe 151 is provided with an oxygen sensor 162A which is an oxygen concentration measuring means for measuring the oxygen concentration in the gas 14 flowing through the exhaust pipe 151.
  • the control device 160F can control the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 151a, the quantitative discharger 141, and the like based on information input from the temperature sensor 161 and the oxygen sensor 162A. Therefore, the control device 160F controls the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 151a, the quantitative discharger 141, and the like, so that the processing gases 13a, 13b, and 13c are supplied to the supply nozzles 136Fa, 136Fb, and 136Fc, respectively. .
  • the supply nozzles 136Fa, 136Fb, 136Fc and the discharge nozzles 152Fa, 152Fb, 152Fc described above include a seal layer that suppresses the flow of gas and a reaction layer that reacts with the processing gases 13a, 13b, and 13c in the filling layer 3. It is arranged to make. As shown in FIG. 10, the upper supply nozzle 136 ⁇ / b> Fa is disposed so as to form a seal layer 3 ba between the supply nozzle 136 ⁇ / b> Fa and the lowermost portion of the upper surface 3 a of the filling layer 3.
  • the upper discharge nozzle 152Fa can discharge the processing gas 13a supplied into the packed bed 3 from the upper supply nozzle 136Fa, and below the upper supply nozzle 136Fa so as to form the reaction layer 3bb within the behavior range of the processing gas 13a. Placed on the side.
  • the middle supply nozzle 136Fb is disposed so as to form a seal layer 3ba between the supply nozzle 136Fb and the upper reaction layer 3bb.
  • the middle discharge nozzle 152Fb can discharge the processing gas 13b supplied from the middle supply nozzle 136Fb into the packed bed 3, and below the middle supply nozzle 136Fb so as to form the reaction layer 3bb within the behavior range of the processing gas 13b. Placed on the side.
  • the lower supply nozzle 136Fc is disposed so as to form a seal layer 3ba between the supply nozzle 136Fc and the upper reaction layer 3bb.
  • the lower discharge nozzle 152Fc can discharge the processing gas 13c supplied into the packed bed 3 from the lower supply nozzle 136Fc, and below the lower supply nozzle 136Fc so as to form the reaction layer 3bb within the behavior range of the processing gas 13c. Placed on the side.
  • the preheated coal 2 moves smoothly downward, and the preheated coal 2 is appropriately treated with the processing gases 13a, 13b, 13c.
  • the quality of the reformed coal 4 can be improved.
  • processing gas supply device 130F and the like constitute processing gas supply means.
  • Control means is configured by the control device 160F and the like.
  • the operation of the reformer 100F according to this embodiment will be described next.
  • the operation of preheating the dry coal 1 by the preheater 110 of the reformer 100F and the operation of discharging the reformed coal 4 by the discharge device 140A of the reformer 100F are the same as in the case of the second embodiment described above.
  • the operation of heating the preheated coal 2 by the charge reactor 120A of the reforming apparatus 100F and reforming by dry distillation is the same as in the case of the third embodiment described above, and the description thereof is omitted.
  • the preheated coal 2 preheated to a predetermined temperature (for example, 300 ° C. to 400 ° C.) by the preheater 110 of the reformer 100F is discharged from the discharge port 111a of the inner cylinder 111 as the inner cylinder 111 rotates.
  • the vertical reactor 120A is filled in the packed reactor main body 121A.
  • the processing gases 13a, 13b, 13F, and 13F are supplied through the supply nozzles 136Fa, 136Fb, and 136Fc on the upper side, the center, and the lower side. 13c is supplied directly.
  • Gases 14a, 13b, 13c react with preheated coal 2 and gas 14 such as process gas 13a, 13b, 13c and inert gas are combined with supply nozzles 136Fa, 136Fb, 136Fc by blower 151a.
  • the exhaust nozzles 152Fa, 152Fb, and 152Fc that are formed, the connection pipe 153F, the exhaust port 123, and the exhaust pipe 151 are discharged to the outside of the system.
  • the supply nozzle 136Fa forming a pair , 136Fb, 136Fc and the discharge nozzles 152Fa, 152Fb, 152Fc, the introduction pipes 135Fa, 135Fb, 135Fc, and the connection pipe 153F, the processing gases 13a, 13b, 13c and the preheating are provided in the height direction in the packed bed 3.
  • a plurality of reaction layers 3bb that react with the coal 2 and seal layers 3ba that control the flow of the processing gases 13a, 13b, and 13c can be alternately provided, and the temperature distribution of the coal in the packed bed 3 can be further increased in the height direction. It can be controlled appropriately. Thereby, the quality of the reformed coal 4 can be improved, and the processing time can be shortened and the apparatus can be downsized.
  • the supply nozzle 136Fa and the discharge nozzle 152Fa, the supply nozzle 136Fb and the discharge nozzle 152Fb, and the supply nozzle 136Fc and the discharge nozzle 152Fc are adjacent to each other in the vertical direction, and are arranged in pairs.
  • the passing distance of the processing gas 13a, 13b, 13c is short, the pressure loss is reduced, and the driving force of the blower 131a that supplies the processing gas 13a, 13b, 13c to the supply nozzles 136Fa, 136Fb, 136Fc can be reduced.
  • the height H2 of the reaction layer 3bb and the number of the reaction layers 3bb in the packed layer 3 are such that the flow rates of the processing gases 13a, 13b, and 13c supplied into the supply nozzles 136Fa, 136Fb, and 136Fc are 20 m / second or less. Is preferred. This is because the generation of erosion caused by the fine powder contained in the preheated coal 2 colliding with the wall surface of the packed reactor main body 121A due to the flow of the processing gases 13a, 13b, 13c can be suppressed.
  • the height H1 of the seal layer 3ba is preferably 1 to 10 times the height H2 of the reaction layer 3bb, and more preferably 2 to 5 times the height H2 of the reaction layer 3bb. This is because the ratio of the processing gas 13a, 13b, 13c flowing to the seal layer 3ba is suppressed to 1/6 to 1/3, and an increase in manufacturing cost due to the amount of the processing gas 13a, 13b, 13c used can be suppressed. is there.
  • FIGS. 11 and 12 A reformer according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
  • This embodiment has a configuration in which the processing gas supply device, the control device, and the gas discharge device provided in the seventh embodiment shown in FIG. 9 and described above are changed.
  • Other configurations are substantially the same as those of the apparatus shown in FIG. 9 and described above, and the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description is appropriately omitted.
  • the reformer 100G includes a preheater 110, a vertical charging reactor 120A, a process gas supply device 130G, a discharge device 140A, a control device 160G, a gas A discharge device 150G.
  • the processing gas supply device 130G includes an air supply pipe 131G whose front end is branched into two and an inert gas supply pipe 132G whose front end is branched into two.
  • the distal ends of the air supply pipe 131G and the inert gas supply pipe 132G are connected to the base ends of the introduction pipes 135Ga and 135Gb via the feed pipes 133Ga and 133Gb and the heaters 134Ga and 134Gb.
  • the introduction pipes 135Ga and 135Gb include a plurality of (four in the left-right direction in the illustrated example) supply nozzles (supply headers) 136Ga and 136Gb provided on the distal end side.
  • the supply nozzle 136Ga is positioned on the upper side in the packed bed 3 in the height direction.
  • the supply nozzle 136Gb is located at the center of the packed bed 3 in the height direction and below the supply nozzle 136Ga.
  • the processing gas supply device 130G includes a supply nozzle (supply header) 136Gc positioned on the lower side of the packed bed 3 in the height direction.
  • the supply nozzle 136Gc is provided on the distal end side of the communication pipe 139.
  • the connecting pipe 139 includes a discharge nozzle (discharge header) 138 provided adjacently below the upper supply nozzle 136Ga on the base end side.
  • the base end side of the air supply pipe 131G is connected to the blower 131a.
  • the base end side of the inert gas supply pipe 132G is connected to the inert gas supply source 132a.
  • Flow rate adjusting valves 131b and 132b are respectively provided at branches of the air supply pipe 131G and the inert gas supply pipe 132G.
  • the processing gas supply device 130G can supply the processing gases 13a and 13b whose oxygen concentrations are adjusted to the upper side and the center in the packed bed 3 in the height direction, and the processing gas 13a is preheated coal. 2 can be supplied to the lower side of the packed bed 3 through the discharge nozzle 138, the connecting pipe 139, and the supply nozzle 136Gc.
  • the control device 160G can control the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 151a, the quantitative discharger 141 and the like based on information input from the temperature sensor 161 and the oxygen sensor 162A. Therefore, the control device 160G controls the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 151a, the quantitative discharger 141, and the like, so that the processing gases 13a, 13b, and 14a are supplied to the supply nozzles 136Ga, 136Gb, and 136Gc, respectively. .
  • processing gas supply device 130G and the like constitute processing gas supply means.
  • Control means is constituted by the control device 160G and the like.
  • the operation of heating and reforming the coal 2 by heating is the same as in the seventh embodiment described above, and the description thereof is omitted.
  • the preheated coal 2 preheated to a predetermined temperature (for example, 300 ° C. to 400 ° C.) by the preheater 110 of the reformer 100G is discharged from the discharge port 111a of the inner tube 111 as the inner tube 111 rotates.
  • the vertical reactor 120A is filled in the packed reactor main body 121A.
  • the processing gas 13a, 13b is directly supplied to the inside of the packed bed 3 formed by filling the preheated coal 2 in the packed reactor main body 121A via the supply nozzles 136Ga, 136Gb on the upper side and the center, respectively. .
  • a gas generated by the reaction of the processing gas 13a with the preheated coal 2, the processing gas 13a, and a gas such as the inert gas (lower processing gas) 14a are filled through a discharge nozzle 138, a connecting pipe 139, and a supply nozzle 136Gc. 3 is supplied to the lower side of the interior.
  • the gas 14 produced by the reaction of the processing gas 13b, 14a with the preheated coal 2, the processing gas 13b, 14a, and the gas 14 such as the inert gas are discharged from the discharge nozzles 152Fb, 152Fc paired with the supply nozzles 136Gb, 136Gc by the blower 151a. And it is discharged out of the system through the connecting pipe 153G and the exhaust pipe 151.
  • the discharge nozzle that forms a pair with the upper supply nozzle 136Ga By connecting 138 and the lower supply nozzle 136Gc with the connecting pipe 139, the gas 14a can be used effectively, and the apparatus can be simplified. Moreover, as shown in FIG. 12, since the coal which became high temperature advances reaction with the process gas of low oxygen concentration at low speed, safety
  • FIGS. 13 and 14 A reformer according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 13 and 14.
  • This embodiment has a configuration in which the processing gas supply device, the control device, and the gas discharge device provided in the first embodiment shown in FIG.
  • Other configurations are substantially the same as those of the apparatus shown in FIG. 1 and described above, and the same devices are denoted by the same reference numerals, and redundant description is appropriately omitted.
  • the reformer 100H includes a preheater 110, a vertical charging reactor 120A, a process gas supply device 130H, a discharge device 140A, a control device 160H, a gas A discharge device 150H.
  • the packed reactor 120A is a packed reaction having an exhaust port 123 provided in the ceiling 121a in the same manner as in the second embodiment described above, instead of the packed reactor main body 121 provided in the vertical packed reactor 120 described above.
  • a main body 121A is provided.
  • the processing gas supply device 130H includes an air supply pipe 131, an inert gas supply pipe 132, a supply pipe 133, a heater 134, a blower 131a, an inert gas supply source 132a, and flow rate adjusting valves 131b and 132b, as described above.
  • a supply header (supply nozzle) 136H and an introduction pipe 135H are provided.
  • the supply header 136H extends in the vertical direction in the packed reactor main body 121A. As shown in FIGS.
  • the supply header 136 ⁇ / b> H is a circular tube with a closed end, and a plurality of holes provided on the upper side, the center, and the lower side in the packed bed 3 in the height direction. Has 136 Ha. Thereby, the process gas 13 can be supplied to each of the upper side, the center, and the lower side in the packed bed 3.
  • the proximal end side of the introduction pipe 135H is connected to the heater 134.
  • the discharge device 140 ⁇ / b> A is connected to the quantitative discharger 141 provided at the lower portion of the charged reactor main body 121 ⁇ / b> A and the proximal end side to the fixed discharger 141, as in the second embodiment described above. And a modified coal discharge line 144.
  • the gas exhaust device 150H includes an exhaust pipe 151 provided on the base end side connected to the exhaust port 123 of the packed reactor main body 121A, and a blower 151a provided on the exhaust pipe 151. Is provided.
  • the gas discharge device 150H includes a discharge header (discharge nozzle) 152H provided in the charging reactor main body 121A, and a connecting pipe 153H connected to the discharge header 152H and the exhaust pipe 151.
  • the discharge header 152H is a circular tube with a closed end, and a plurality of holes provided on the upper side, the center, and the lower side in the packed bed 3 in the height direction. 152Ha.
  • the discharge header 152H has a hole 152Ha positioned at substantially the same height as the hole 136Ha of the supply header 136H.
  • a plurality of sealing layers and reaction layers can be alternately formed in the height direction of the packed bed 3.
  • the control device 160H can control the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 151a, the quantitative discharger 141 and the like based on information input from the temperature sensor 161 and the oxygen sensor 162A. Therefore, the control device 160H controls the flow rate adjusting valves 131b and 132b, the blowers 131a and 151a, the quantitative discharger 141, and the like, so that the processing gas 13 is supplied to the supply header 136H.
  • the processing gas supply unit is configured by the processing gas supply device 130H and the like.
  • Control means is configured by the control device 160H and the like.
  • the operation of preheating the dry coal 1 by the preheater 110 of the reformer 100H and the operation of discharging the reformed coal 4 by the discharge device 140A of the reformer 100H are generally the same as in the case of the second embodiment described above. This is the same and the description thereof is omitted.
  • the preheated coal 2 preheated to a predetermined temperature (for example, 300 ° C. to 400 ° C.) by the preheater 110 of the reformer 100H is discharged from the discharge port 111a of the inner tube 111 as the inner tube 111 rotates.
  • the vertical reactor 120A is filled in the packed reactor main body 121A.
  • the processing gas 13 is provided on the upper side, the center, and the lower side through the hole (opening) 136Ha of the supply header 136H. Are supplied directly.
  • the gas 14 produced by the reaction of the processing gas 13 with the preheated coal 2, the processing gas 13 and the gas 14 such as the inert gas are blown by the blower 151 a to the hole (opening) 152 Ha of the discharge header 152 H, the connecting pipe 153 H and the exhaust port 123. And is discharged out of the system via the exhaust pipe 151.
  • the supply header 136H and the discharge header 152H include the packed bed 3 Since it extends in the vertical direction, the reaction and movement of the preheated coal 2 become smooth, the quality of the reformed coal 4 is improved, the processing time can be shortened, and the apparatus can be downsized. .
  • the supply header 136H and the discharge header 152H have a plurality of holes 136Ha and 152Ha provided at substantially the same height, so that the processing gas 13 and the preheated coal 2 react in the height direction of the packed bed 3.
  • the reaction layer to be formed can be formed, and the seal layer can be formed at a location away from the holes 136Ha and 152Ha.
  • the reformer according to the present invention has a simple configuration and can efficiently heat organic matter, it can be used extremely beneficially in the power generation industry and the like.

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Abstract

　簡易な構成でありながらも、有機物を効率良く加熱できる改質装置を提供することにある。固形状の有機物を３００～４００℃まで予熱する予熱器（１１０）と、予熱器（１１０）で予熱された前記有機物が内部に充填される縦型の充填反応器（１２０）と、充填反応器（１２０）内に、酸素を含有する処理ガス（１３）を供給する処理ガス供給装置（１３０）と、充填反応器（１２０）の下部に設けれ、当該充填反応器（１２０）内にて前記有機物が前記処理ガス（１３）と反応し４５０～７００℃まで昇温し乾留されることにより改質された固形状の改質物と前記充填反応器（１２０）内のガス（１４）を排出する定量排出機（１４１）とを備えるようにした。

Description

改質装置
　本発明は、固形状の有機物を加熱して連続的に乾留することにより改質する改質装置に関する。
　上述のような改質装置は種々開発されており、例えば、有機物を内筒内に供給し、内筒の回転に伴い、有機物を当該内筒の一端から他端に流通させつつ、内筒を覆う外筒内に供給される加熱ガスで間接加熱する外熱式キルンなどのロータリーキルンを用いることが検討されている。このような外熱式キルンでは、有機物を４５０℃～７００℃まで加熱しようとすると、内筒の他端側では加熱源である前記加熱ガスの温度（例えば、１０００℃）との差が当該内筒の一端側と比べて小さく伝熱効率が低下することから、ロータリーキルンのサイズが大きくなってしまうという課題があった。そのため、小型化する技術が種々検討されている。
　例えば、下記特許文献１には、内筒と外筒の２重筒構造の回転炉と、この外周を覆う外熱炉と、内筒に設けられた羽根とを備え、内筒に供給された原料を内筒の一端から他端へさらに外筒の他端から一端へ流通させつつ、外熱炉に供給される熱気で間接加熱するロータリーキルンが開示されている。
　下記特許文献２には、回転胴と、回転胴内に配置される燃焼式中波長赤外線発光筒とを備え、回転胴内を酸欠状態にし、燃焼式中波長赤外線発光筒を８５０℃近辺に恒温制御して、燃焼式中波長赤外線発光筒から放散される４μｍ前後の波長を有する熱線により回転胴内に供給された原料を乾燥炭化焼成するロータリーキルン型炭化焼成装置が記載されている。
特開２００４－３８２６号公報 特開２００３－３１３５５９号公報
　しかしながら、前記特許文献１に記載のロータリーキルンでは、前記原料が前記内筒内および前記外筒内を通過することで加熱することができるものの、この内部構造が複雑であることから、その分装置コスト増を招いてしまう可能性があった。
　前記特許文献２に記載のロータリーキルン型炭化焼成装置では、原料の炭化焼成によりタールが生成し燃焼式中波長赤外線発光筒に付着しコーキングが生じると、燃焼式中波長赤外線発光筒からの熱線の放散が妨げられて当該原料の乾燥石炭化焼成を行うことができなくなってしまう可能性があった。
　このようなことから、本発明は、前述した課題を解決するために為されたものであって、簡易な構成でありながらも、有機物を効率良く加熱することができる改質装置を提供することを目的としている。
　上述した課題を解決する本発明に係る改質装置は、固形状の有機物を３００～４００℃まで予熱する予熱手段と、前記予熱手段で予熱された前記有機物が内部に充填される縦型の充填反応器本体と、前記充填反応器本体内に、酸素を含有する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記充填反応器本体の下部に設けられ、当該充填反応器本体内にて前記有機物が前記処理ガスと反応し４５０～７００℃まで昇温し乾留されることにより改質された固形状の改質物を排出する排出手段と、前記充填反応器本体内のガスを排出するガス排出手段と、を備えることを特徴とする。
　また、前記処理ガス供給手段は、前記有機物の充填層よりも上方へ前記処理ガスを供給するように前記充填反応器本体に設けられることを特徴とする。
　また、前記処理ガス供給手段は、前記予熱手段に設けられることを特徴とする。
　また、前記処理ガス供給手段は、前記有機物の充填層内に前記処理ガスを供給する供給ノズルを有することを特徴とする。
　また、前記供給ノズルは、前記充填反応器本体の下方側に配置され、前記ガス排出手段は、前記充填反応器本体の上部に接続して設けられることを特徴とする。
　また、前記供給ノズルは複数あり、前記複数の供給ノズルは、上下方向で隣接して配置されることを特徴とする。
　また、前記ガス排出手段は、前記充填反応器本体内のガスを排出する排出ノズルを複数有し、前記複数の排出ノズルは、前記複数の供給ノズルと組みをなすと共に、組をなす前記複数の供給ノズルの下方側に配置されることを特徴とする。
　また、組みをなす前記供給ノズルと前記排出ノズルとの距離は、上下方向で隣接する前記複数の供給ノズルの距離に対して１倍～１０倍であることを特徴とする。
　また、前記複数の排出ノズルの大きさ（Ｄ）に対する前記複数の供給ノズルの大きさ（Ｌ）であるＬ／Ｄが０．１～１であることを特徴とする。
　また、前記複数の供給ノズルおよび前記複数の排出ノズルは、水平に延在し、前記複数の供給ノズルと前記複数の排出ノズルは、平面視で直交していることを特徴とする。
　また、前記複数の供給ノズルは、上下方向で少なくとも３つ配置され、上段の前記供給ノズルと組みをなす前記排出ノズルは、下段の前記供給ノズルと連絡していることを特徴とする。
　また、前記複数の供給ノズルと前記複数の排出ノズルとを備えるヘッダを有することを特徴とする。
　また、前記処理ガス供給手段は、前記有機物の充填層内に前記処理ガスを供給する供給ヘッダを有し、前記ガス排出手段は、前記充填反応器本体内のガスを排出するガス排出ヘッダを有し、前記供給ヘッダおよび前記ガス排出ヘッダは、前記充填反応器本体内にて上下方向に延在し、前記供給ヘッダおよび前記排出ヘッダは、上下方向で同じ高さに設けられた穴を有することを特徴とする。
　また、前記処理ガスの酸素含有量を調整する酸素含有量調整手段と、前記処理ガス供給手段により供給される前記処理ガスの供給量を調整する処理ガス供給量調整手段と、前記充填反応器本体内の前記固形状の改質物の温度を計測する温度計測手段と、前記ガス排出手段により排出される前記ガスの酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段と、前記温度計測手段および前記酸素濃度計測手段で得られた計測結果に基づき、前記酸素含有量調整手段および前記処理ガス供給量調整手段を制御する制御手段と、をさらに備えることを特徴とする。
　また、前記制御手段は、前記温度計測手段で計測された計測温度が第１の所定温度より低く、かつ、前記酸素濃度計測手段で計測された計測酸素濃度が所定値より低い場合、前記処理ガス中の酸素濃度を増やすように前記酸素濃度調整手段を制御することを特徴とする。
　また、前記制御手段は、前記温度計測手段で計測された計測温度が第１の所定温度より低く、かつ、前記酸素濃度計測手段で計測された計測酸素濃度が所定値以上である場合、前記処理ガスの供給量を減らすように前記処理ガス供給量調整手段を制御することを特徴とする。
　また、前記制御手段は、前記温度計測手段で計測された計測温度が第１の所定温度より高温である第２の所定温度よりも高い場合、前記処理ガス中の酸素濃度を減らすように前記酸素濃度調整手段を制御することを特徴とする。
　また、前記予熱手段は、外熱式キルンであることを特徴とする。
　また、前記有機物は、低品位石炭であることを特徴とする。
　本発明によれば、３００～４００℃まで予熱された固形状の有機物が充填される縦型の充填反応器本体内にて、予熱された固形状の有機物が処理ガス中の酸素と接触し発熱反応して昇温し、これに隣接する固形状の有機物に伝熱して昇温すると共に、生成したタールも燃焼して昇温することから、前記固形状の有機物を間接加熱する場合と比べて、固形状の有機物を短時間で昇温することができる。すなわち、有機物を効率良く加熱することができる。これにより、装置自体を小型化できる。また、固形状の有機物を予熱器と縦型の充填反応器本体で処理するだけであり、装置構成が簡易である。
本発明の第一の実施形態に係る改質装置の概略構成図である。 前記改質装置の制御フローを示す図である。 本発明の第二の実施形態に係る改質装置の概略構成図である。 本発明の第三の実施形態に係る改質装置の概略構成図である。 本発明の第四の実施形態に係る改質装置の概略構成図である。 前記改質装置が備えるヘッダの拡大図である。 本発明の第五の実施形態に係る改質装置の概略構成図である。 本発明の第六の実施形態に係る改質装置の概略構成図である。 本発明の第七の実施形態に係る改質装置の概略構成図である。 前記改質装置が備える充填反応器本体内におけるガス流れを説明するための図である。 本発明の第八の実施形態に係る改質装置の概略構成図である。 前記改質装置が備える充填反応器本体内における充填層の高さと石炭温度との関係を示すグラフである。 本発明の第九の実施形態に係る改質装置の概略構成図である。 図１３におけるＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ矢視断面図である。
　本発明に係る改質装置の各実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
　［第一の実施形態］
　本発明の第一の実施形態に係る改質装置について、図１および図２に基づいて説明する。
　本実施形態に係る改質装置１００は、図１に示すように、予熱器１１０と、縦型の充填反応器１２０と、処理ガス供給装置１３０と、排出装置１４０と、制御装置１６０とを備える。
　予熱器１１０は、外熱式キルンである。予熱器１１０は、回転可能に支持される内筒（炉本体）１１１と、内筒１１１の外周を覆い固定支持された外筒１１２とを備える。内筒１１１の基端側には、固形状の有機物である乾燥された褐炭や亜瀝青炭等のような低品位石炭（乾燥石炭）１を供給する供給フィーダ１１３が当該内筒１１１の回転を可能としつつ連結される。
　供給フィーダ１１３の基端側には、前記乾燥石炭１が入れられる供給ホッパ１１４が設けられる。供給ホッパ１１４は、搬送ライン１１５の先端側と連絡しており、搬送ライン１１５により搬送された前記乾燥石炭１を受け入れ可能になっている。なお、搬送ライン１１５は、窒素ガスなどの不活性化ガスでシールされており、当該不活性ガスが前記乾燥石炭１と共に供給ホッパ１１４および供給フィーダ１１３を介して内筒１１１内に供給される。
　内筒１１１の先端側には、当該内筒１１１の回転を可能としつつ前記縦型の充填反応器１２０が連結される。
　外筒１１２には、当該外筒１１２内に加熱ガス２１（温度：９００～１２００℃）を供給する加熱ガス供給ライン１１６の先端側が連結され、前記内筒１１１を加熱した後の加熱ガス２２を排出する加熱ガス排出ライン１１７の基端側が連結される。前記乾燥石炭１は、内筒１１１内にて当該内筒１１１の一端側から他端側まで流通する間に、３００～４００℃まで予熱されて予熱石炭２となり、前記予熱石炭２は、前記内筒１１１の回転に伴い、当該内筒１１１の排出口１１１ａから縦型の充填反応器１２０内に供給される。
　縦型の充填反応器１２０は、予熱石炭２が充填される充填反応器本体（処理塔）１２１を備える。縦型の充填反応器１２０は、充填反応器本体１２１内にて予熱石炭２が充填してなる充填層３内に処理ガス（酸素含有ガス）１３を直接吹き込み可能な処理ガス供給装置１３０をさらに備える。充填反応器本体１２１の下方には、排出装置１４０が設けられる。
　排出装置１４０は、充填反応器本体１２１の下方に接続して設けられ、当該充填反応器本体１２１内で処理されて改質した改質石炭４（固形状の改質物）を定量で排出する定量排出機１４１を備える。定量排出機１４１は、送給ライン１４２を介して固気分離機１４３と接続している。予熱石炭２を処理ガス１３で処理したときに生成したガス、処理ガス１３および前記不活性ガスなどの充填反応器本体１２１内のガス１４も、定量排出機１４１により、改質石炭４と共に充填反応器本体１２１内から排出される。定量排出機１４１として、例えば、テーブルフィーダなどを用いることが可能である。
　固気分離機１４３は、前記改質石炭４と前記ガス１４とを分離する機器である。前記固気分離機１４３として、例えば、ホッパおよび排気管などで構成される機器や、サイクロンなどを用いることが可能である。固気分離機１４３には、当該固気分離機１４３で分離された改質石炭４を系外へ排出する改質石炭排出ライン１４４が接続されると共に、当該固気分離機１４３で分離されたガス１４を系外へ排出するガス排出ライン１４５が接続される。ガス排出ライン１４５にはブロア１４５ａが設けられる。
　処理ガス供給装置１３０は、先端側に複数（図示例では左右方向にて４つ）の供給ノズル（供給ヘッダ）１３６が設けられた導入管１３５を備える。複数の供給ノズル１３６は、充填層３内における上面３ａ近傍に配置される。導入管１３５の基端側には、加熱器１３４を介して送給管１３３の先端側が接続される。送給管１３３の基端側には、空気１１を供給する空気供給管１３１の先端側が接続されると共に、不活性ガス１２を供給する不活性ガス供給管１３２の先端側が接続される。空気供給管１３１の基端側には、ブロア１３１ａが接続される。不活性ガス供給管１３２の基端側には、不活性ガスタンクなどの不活性ガス供給源１３２ａが接続される。空気供給管１３１および不活性ガス供給管１３２には流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂがそれぞれ設けられる。なお、不活性ガスとして、予熱石炭２や空気との反応性の無い、窒素ガスなどを用いることが可能である。よって、前記処理ガス供給装置１３０は、流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂやブロア１３１ａなどにより酸素濃度が調整され、加熱器１３４により充填反応器本体１２１内の予熱石炭２と同じ温度（例えば、４００℃）に加熱された処理ガス１３を充填層３内に供給することができる。
　充填反応器本体１２１の下方側には、充填層３（改質石炭４）の温度を計測する温度計測手段である温度センサ１６１が設けられる。ガス排出ライン１４５には、ガス排出ライン１４５内を流通するガス１４中の酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段である酸素センサ１６２が設けられる。前記センサ１６１，１６２は、制御手段である制御装置１６０の入力部とそれぞれ電気的に接続している。制御装置１６０の出力部は、前記流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、前記ブロア１３１ａ，１４５ａおよび前記定量排出機１４１などとそれぞれ電気的に接続している。制御装置１６０は、センサ１６１，１６２などから入力された情報に基づき、前記流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、前記ブロア１３１ａ，１４５ａおよび前記定量排出機１４１の作動を制御できるようになっている。
　なお、本実施形態においては、処理ガス供給装置１３０などにより処理ガス供給手段を構成している。流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂおよびブロア１３１ａなどにより酸素含有量調整手段を構成している。ブロア１３１ａ、不活性ガス供給源１３２ａ、流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂなどにより処理ガス供給量調整手段を構成している。
　このような本実施形態に係る改質装置１００の作動を次に説明する。
　先ず、加熱ガス供給ライン１１６により外筒１１２内に加熱ガス２１（温度：９００～１２００℃）を供給し、外筒１１２内の加熱ガス２１により内筒１１１を加熱する。なお、前記乾燥石炭１を内筒１１１内にて熱処理している際、加熱ガス２１は、加熱ガス供給ライン１１６を介して外筒１１２内に供給され、内筒１１１を加熱した後の加熱ガス２２は、加熱ガス排出ライン１１７を介して系外へ排出される。
　前記乾燥石炭１は、搬送ライン１１５により搬送されて供給ホッパ１１４に入れられる。供給ホッパ１１４に入れられた前記乾燥石炭１は、供給フィーダ１１３により前記内筒１１１の基端側へ供給される。内筒１１１内に供給された前記乾燥石炭１は、内筒１１１の回転に伴い、加熱ガス２１により間接加熱されつつ内筒１１１の基端側から先端側へ撹拌されながら流通（移動）する。前記乾燥石炭１は、内筒１１１の先端側（内筒１１１の排出口１１１ａ側）にあっては、前記加熱ガス２１により間接加熱されて所定の温度（例えば、３００℃～４００℃）まで予熱されて予熱石炭２となる。
　予熱石炭２は、内筒１１１の回転に伴い、内筒１１１の排出口１１１ａから排出されて充填反応器本体１２１内に充填される。充填反応器本体１２１内にて予熱石炭２が充填してなる充填層３の内部における上面３ａ近傍には、供給ノズル１３６を介して処理ガス１３が直接供給される。定量排出機１４１により充填反応器本体１２１内の固体および気体を充填反応器本体１２１の下方から排出することから、充填層３内に直接供給された処理ガス１３は、充填層３内にて上方側から下方側へ予熱石炭２と共に流通し、充填層３全体と直接接触することになる。このとき、充填層３の予熱石炭２は、処理ガス１３および発生したタールにより昇温される。これは、予熱石炭２が前記所定の温度まで高められると、酸素との反応性が高くなり、処理ガス１３中の酸素と反応して発熱する一方、発生したタールが燃焼するからである。このように充填反応器本体１２１内に供給された予熱石炭２は、処理ガス１３との発熱反応および前記タールの燃焼により直接加熱されることになる。また、これに隣接する予熱石炭２に伝熱してこの予熱石炭２も昇温される。その結果、前記加熱ガス２１による間接加熱だけの場合と比べて、前記乾燥石炭１の処理時間を短くできると共に、改質装置１００自体を小型化することができる。
　予熱石炭２を例えば４５０～７００℃まで加熱し乾留して改質した改質石炭４と、充填反応器本体１２１内のガス１４とは、定量排出機１４１により充填反応器本体１２１の下方から送給ライン１４２を通じて排出されて固気分離機１４３に送給される。固気分離機１４３により改質石炭４およびガス１４が分離される。改質石炭４は、改質石炭排出ライン１４４を介して系外へ排出される。ガス１４は、ガス排出ライン１４５を介して系外へ排出される。
　上述した改質装置１００は、改質石炭４をさらに効率良く製造するために、制御装置１６０により各機器を以下のように制御することが好ましい。
　図２に示すように、温度センサ１６１により計測された温度（計測温度）Ｔが第１の所定温度Ｔ１（例えば、５００℃）よりも低いか否かを判定する（第１のステップＳ１）。前記計測温度Ｔが前記第１の所定温度Ｔ１よりも低い場合には、酸素センサ１６２により計測された酸素濃度（計測酸素濃度）Ｘが所定の酸素濃度（所定値）Ｘ１（例えば、１％）よりも低いか否かを判定する（第２のステップＳ２）。他方、前記計測温度Ｔが前記第１の所定温度Ｔ１以上である場合には、当該計測温度Ｔが前記第１の所定温度Ｔ１より高温である第２の所定温度Ｔ２（例えば、５１０℃）よりも高いか否かを判定する（第５のステップＳ５）。
　第２のステップＳ２にて、前記計測酸素濃度Ｘが前記所定値Ｘ１よりも低いと判定した場合には、酸素供給量を増やす（酸素濃度を上げる）ように、前記流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂおよび前記ブロア１３１ａを制御する（第３のステップＳ３）。すなわち、前記ブロア１３１ａの動作と前記流量調整弁１３２ｂの開度とを一定に保つ一方、前記流量調整弁１３１ｂの開度のみが大きくなるように制御する。または、前記ブロア１３１ａの動作と前記流量調整弁１３１ｂの開度とを一定に保つ一方、前記流量調整弁１３２ｂの開度のみが小さくなるように制御する。または、前記ブロア１３１ａの動作を一定に保つ一方、前記流量調整弁１３１ｂの開度が大きく、前記流量調整弁１３２ｂの開度が小さくなるように制御する。
　他方、第２のステップＳ２にて、前記計測酸素濃度Ｘが前記所定値Ｘ１以上であると判定した場合には、ガス量を下げる（減らす）ように、前記流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂおよび前記ブロア１３１ａを制御する（第４のステップＳ４）。すなわち、前記ブロア１３１ａの動作を一定に保つ一方、前記流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂの開度を小さくなるように制御する。
　第５のステップＳ５にて、前記計測温度Ｔが前記第２の所定温度Ｔ２よりも高いと判定した場合には、酸素供給量を減らす（酸素濃度を下げる）ように、前記流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂおよび前記ブロア１３１ａを制御する（第６のステップＳ６）。すなわち、前記ブロア１３１ａの動作と前記流量調整弁１３２ｂの開度とを一定に保つ一方、前記流量調整弁１３１ｂの開度のみが小さくなるように制御する。または、前記ブロア１３１ａの動作と前記流量調整弁１３１ｂの開度とを一定に保つ一方、前記流量調整弁１３２ｂの開度のみが大きくなるように制御する。または、前記ブロア１３１ａの動作を一定に保つ一方、前記流量調整弁１３１ｂの開度が小さく、前記流量調整弁１３２ｂの開度が大きくなるように制御する。
　他方、第５のステップＳ５にて、前記計測温度Ｔが前記第２の所定温度Ｔ２以下であると判定した場合には、酸素供給量およびガス量を調整せずに、前記流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂの開度と前記ブロア１３１ａの動作を一定に保つことになる。
　そして、制御装置１６０による前記流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂおよび前記ブロア１３１ａの制御は、乾燥石炭１を加熱して連続的に乾留することによる改質が終了するまで継続される。
　したがって、本実施形態に係る改質装置１００によれば、予熱器１１０と縦型の充填反応器１２０とを備え、予熱器１１０により３００～４００℃まで予熱された予熱石炭２が充填される縦型の充填反応器１２０内にて、予熱石炭２が供給された処理ガス１３中の酸素と接触し発熱反応して昇温し、これに隣接する予熱石炭２に伝熱して昇温すると共に、生成したタールも燃焼して昇温することから、乾燥石炭１を間接加熱する場合と比べて、乾燥石炭１を短時間で昇温することができる。すなわち、乾燥石炭１を効率良く加熱することができる。これにより、装置自体を小型化できる。また、乾燥石炭１を予熱器１１０と縦型の充填反応器１２０で処理するだけであり、装置構成が簡易である。発熱すると共に発生するタールが燃焼して４５０～７００℃まで昇温することから、前記予熱石炭２が乾留して改質した改質石炭４となる。すなわち、改質石炭４を効率良く得ることができる。
　縦型の充填反応器１２０で得られる改質石炭４の温度（縦型の充填反応器１２０から排出される直前の石炭の温度）と、縦型の充填反応器１２０から排出されるガス１４中の酸素濃度とに基づき、縦型の充填反応器１２０に供給する処理ガス１３の供給量および処理ガス１３中の酸素濃度を調整するようにしたことにより、予熱石炭２と処理ガス１３中の酸素との反応を効率良く行うことでき、改質石炭４の品質を向上させることができる。
　縦型の充填反応器１２０に供給する処理ガス１３を加熱器１３４により加熱しておくことにより、予熱石炭２と処理ガス１３中の酸素とが反応するときの熱エネルギの損失を防ぐことができ、改質石炭４を効率良く製造することができる。
　なお、内筒１１１は当該内筒１１１を回転駆動する駆動機構（図示せず）を備えており、内筒１１１の回転速度を例えば１ｒｐｍ～３ｒｐｍとなるように調整することが好ましい。これは、１ｒｐｍより遅いと処理量自体が少なく、３ｒｐｍより速いと乾燥石炭１を効率良く加熱できず、生産効率の低下を招いてしまう可能性があるからである。
　内筒１１１での乾燥石炭１の充填率は、１０％～３０％であることが好ましい。これは、１０％より少ないと処理量自体が少なく、３０％より多いと乾燥石炭１を効率良く加熱できず、生産効率の低下を招いてしまう可能性があるからである。
　充填層３内への処理ガス１３の供給量は、例えば、０．０１（ｋｇ－Ｏ2／ｋｇ－前記予熱石炭２）以上０．２（ｋｇ－Ｏ2／ｋｇ－前記予熱石炭２）以下となるように調整されると好ましい。これは、前記処理ガス１３の前記充填層３内への供給量が０．０１（ｋｇ－Ｏ2／ｋｇ－前記予熱石炭２）よりも少ないと、充填層３内に十分に酸素を供給できない可能性があるからであり、前記処理ガス１３の前記充填層３内への供給量が０．２（ｋｇ－Ｏ2／ｋｇ－前記予熱石炭２）よりも多いと、酸素が過多となり反応が進行しすぎてしまう可能性があるからである。さらには、充填層３内への処理ガス１３の供給量は、０．０３～０．１（ｋｇ－Ｏ2／ｋｇ－前記予熱石炭２）であるとより好ましい。
　処理ガス１３の酸素濃度は、１～２１％であることが好ましい。これは、処理ガス１３の酸素濃度が１％より低いと、充填層３（予熱石炭２）を十分に昇温できない可能性を高めてしまうからであり、処理ガス１３の酸素濃度が２１％より高いと、酸素濃度を高くするための装置が必要となり、設備コストが上昇してしまうからである。
　供給ノズル１３６は、処理ガス１３を供給する開口部を有し、予熱石炭２の流通を阻害しない形状であれば良く、縦断面にて逆Ｖ字形状であり下方側に開口部が設けられていることが好ましい。これは、予熱石炭２による閉塞を抑制できるからである。
　［第二の実施形態］
　本発明の第二の実施形態に係る改質装置について、図３に基づいて説明する。
　本実施形態は、図１に示し上述した第一の実施形態が備える充填反応器および処理ガス供給装置および排出装置および制御装置を変更し、ガス排出装置を追加した構成となっている。その他の構成は、図１に示し上述した装置と概ね同様であり、同一機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
　本実施形態に係る改質装置１００Ａは、図３に示すように、予熱器１１０と、縦型の充填反応器１２０Ａと、処理ガス供給装置１３０Ａと、排出装置１４０Ａと、制御装置１６０Ａと、ガス排出装置１５０とを備える。
　縦型の充填反応器１２０Ａは、上述した縦型の充填反応器１２０が備える充填反応器本体１２１の代わりに、天井部１２１ａに設けられた排気口１２３を有する充填反応器本体１２１Ａを備える。充填反応器本体１２１Ａの下方側には、上述した縦型の充填反応器１２０と同様、充填層３（改質石炭４）の温度を計測する温度計測手段である温度センサ１６１が設けられる。
　処理ガス供給装置１３０Ａは、空気供給管１３１，不活性ガス供給管１３２，送給管１３３，加熱器１３４，ブロア１３１ａ，不活性ガス供給源１３２ａ，流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂを備えると共に、上述した処理ガス供給装置１３０が備える導入管１３５および供給ノズル１３６の代わりに、先端側が充填反応器本体１２１Ａ内における下方側（定量排出機１４１近傍）に位置付けられ、先端側に複数（図示例では左右方向にて４つ）の供給ノズル（供給ヘッダ）１３６Ａが設けられた導入管１３５Ａを備える。すなわち、処理ガス供給装置１３０Ａは、充填層３における下方側へ処理ガス１３を供給可能になっている。
　排出装置１４０Ａは、上述した排出装置１４０とは異なり、充填反応器本体１２１Ａの下部に設けられた定量排出機１４１と、定量排出機１４１に基端側が接続する改質石炭排出ライン１４４とを備える。充填反応器本体１２１Ａ内で処理されて改質した改質石炭４（固形状の改質物）は、定量排出機１４１により充填反応器本体１２１Ａ内から定量で排出され、改質石炭排出ライン１４４を介して系外へ排出される。
　ガス排出装置１５０は、充填反応器本体１２１Ａの排気口１２３に基端側が連結して設けられた排気管１５１を備える。排気管１５１にブロア１５１ａが設けられる。これにより、充填反応器本体１２１Ａ内のガス１４は、排気管１５１を通じて系外へ排出される。
　排気管１５１には、排気管１５１内を流通するガス１４中の酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段である酸素センサ１６２Ａが設けられる。前記センサ１６１，１６２Ａは、制御手段である制御装置１６０Ａの入力部とそれぞれ電気的に接続している。制御装置１６０Ａの出力部は、前記流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、前記ブロア１３１ａ，１５１ａおよび前記定量排出機１４１とそれぞれ電気的に接続している。制御装置１６０Ａは、センサ１６１，１６２Ａなどから入力された情報に基づき、前記流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、前記ブロア１３１ａ，１５１ａおよび前記定量排出機１４１の作動を制御できるようになっている。
　なお、本実施形態においては、処理ガス供給装置１３０Ａなどにより処理ガス供給手段を構成している。
　このような本実施形態に係る改質装置１００Ａの作動を次に説明する。なお、改質装置１００Ａの予熱器１１０により乾燥石炭１を予熱する作動は、上述の第一の実施形態の場合と同じであり、その説明を省略する。
　改質装置１００Ａの予熱器１１０で所定の温度（例えば、３００℃～４００℃）まで予熱されてなる予熱石炭２は、内筒１１１の回転に伴い、内筒１１１の排出口１１１ａから排出されて縦型の充填反応器１２０Ａの充填反応器本体１２１Ａ内に充填される。充填反応器本体１２１Ａ内にて予熱石炭２が充填してなる充填層３の内部における下方側には、供給ノズル１３６Ａを介して処理ガス１３が直接供給される。充填反応器本体１２１Ａ内のガス１４は、排気口１２３およびガス排出装置１５０によって充填反応器本体１２１Ａ内の充填層３よりも上方から排出される。他方、充填反応器本体１２１Ａ内の石炭（改質石炭４）は、定量排出機１４１により充填反応器本体１２１Ａの下方から排出される。よって、予熱石炭２は、供給ノズル１３６Ａから供給される処理ガス１３と接触して当該処理ガス１３中の酸素と反応し、発生するタールが燃焼しながら上方から下方へ移動していく。また、これに隣接する予熱石炭２に伝熱してこの予熱石炭２も昇温される。このような反応および燃焼は、充填層３の上方から下方に移動しているときに継続的に生じ、予熱石炭２は、４５０～７００℃まで昇温される。これにより、予熱石炭２は、乾留して改質した改質石炭４となる。その結果、前記加熱ガス２１による間接加熱だけの場合と比べて、前記乾燥石炭１の処理時間を短くできると共に、改質装置１００Ａ自体を小型化することができる。
　改質装置１００Ａの制御装置１６０Ａは、改質装置１００の制御装置１６０と同様、センサ１６１，１６２Ａなどからの情報に基づき、流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂおよびブロア１３１ａ，１５１ａおよび定量排出機１４１などを制御することにより、改質石炭４をさらに効率良く製造することができる。
　改質石炭４は、定量排出機１４１により充填反応器本体１２１Ａの下方から改質石炭排出ライン１４４を通じて系外へ排出される。充填反応器本体１２１Ａ内のガス１４は、ブロア１５１ａにより充填反応器本体１２１Ａの排気口１２３および排気管１５１を介して系外へ排出される。
　したがって、本実施形態に係る改質装置１００Ａによれば、上述の第一の実施形態に係る改質装置１００と同様な作用効果を奏することに加え、充填反応器本体１２１Ａ内にて、当該充填反応器本体１２１Ａ内のガス１４と予熱石炭２（改質石炭４）とが対向して流通することから、充填反応器本体１２１Ａ内にて予熱石炭２の昇温が開始される充填層３の上方側に対して、処理ガス１３を常に供給することになり、予熱石炭２を処理ガス１３中の酸素と効率良く反応させることができる。充填反応器本体１２１Ａ内の充填層３よりも上方に設けられた排気口１２３を介して、充填反応器本体１２１Ａ内のガス１４を排出するようにしたことで、固気分離機が不要となり、その分装置コストを低減することができる。充填反応器本体１２１Ａ内のガス１４を定量排出機１４１と異なる箇所から排出することにより、タールに起因した、改質石炭４の排出経路を閉塞する可能性を抑制できる。
　［第三の実施形態］
　本発明の第三の実施形態に係る改質装置について、図４に基づいて説明する。
　本実施形態は、図１に示し上述した第一の実施形態が備える処理ガス供給装置および制御装置を変更した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述した装置と概ね同様であり、同一機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
　本実施形態に係る改質装置１００Ｂは、図４に示すように、予熱器１１０と、縦型の充填反応器１２０と、処理ガス供給装置１３０Ｂと、排出装置１４０と、制御装置１６０Ｂとを備える。
　処理ガス供給装置１３０Ｂは、上述した処理ガス供給装置１３０とは異なり、先端側が３つに分岐した空気供給管１３１Ｂと、先端側が３つに分岐した不活性ガス供給管１３２Ｂとを備える。空気供給管１３１Ｂおよび不活性ガス供給管１３２Ｂの先端は、送給管１３３Ｂａ，１３３Ｂｂ，１３３Ｂｃおよび加熱器１３４Ｂａ，１３４Ｂｂ，１３４Ｂｃを介して、導入管１３５Ｂａ，１３５Ｂｂ，１３５Ｂｃの基端と接続している。導入管１３５Ｂａ，１３５Ｂｂ，１３５Ｂｃは、先端側に設けられた複数（図示例では左右方向にて４つ）の供給ノズル（供給ヘッダ）１３６Ｂａ，１３６Ｂｂ，１３６Ｂｃを備える。供給ノズル１３６Ｂａは、高さ方向で充填層３内の上方側に位置づけられる。供給ノズル１３６Ｂｃは、高さ方向で充填層３内の下方側に位置づけられる。供給ノズル１３６Ｂｂは、高さ方向で供給ノズル１３６Ｂａと供給ノズル１３６Ｂｃの間であって、充填層３内の中央に位置づけられる。なお、空気供給管１３１Ｂの基端側は、ブロア１３１ａと接続している。不活性ガス供給管１３２Ｂの基端側は、不活性ガス供給源１３２ａと接続している。空気供給管１３１Ｂおよび不活性ガス供給管１３２Ｂにおける分岐した箇所には流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂがそれぞれ設けられる。
　すなわち、処理ガス供給装置１３０Ｂは、高さ方向で、充填層３内の上方側，中央，下方側へ酸素濃度をそれぞれ調整した処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃを供給可能になっている。
　制御装置１６０Ｂは、温度センサ１６１および酸素センサ１６２などから入力された情報に基づき、各流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１４５ａおよび定量排出機１４１などの作動を制御できるようなっている。よって、制御装置１６０Ｂが各流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１４５ａおよび定量排出機１４１などを制御することで、処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃが供給ノズル１３６Ｂａ，１３６Ｂｂ，１３６Ｂｃへそれぞれ供給される。
　なお、本実施形態においては、処理ガス供給装置１３０Ｂなどにより処理ガス供給手段を構成している。制御装置１６０Ｂなどにより制御手段を構成している。
　このような本実施形態に係る改質装置１００Ｂの作動を次に説明する。なお、改質装置１００Ｂの予熱器１１０により乾燥石炭１を予熱する作動と、改質装置１００Ｂの充填反応器１２０により予熱石炭２を昇温し乾留して改質する作動と、改質装置１００Ｂの排出装置１４０により改質石炭４およびガス１４を分離し排出する作動とは、上述の第一の実施形態の場合と同じであり、その説明を省略する。
　上述した改質装置１００Ｂは、改質石炭４をさらに効率良く製造するために、制御装置１６０Ｂにより、センサ１６１，１６２などからの情報に基づき、流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂおよびブロア１３１ａ，１４５ａおよび定量排出機１４１などを以下のように制御することが好ましい。
　制御装置１６０Ｂは、例えば、上段の供給ノズル１３６Ｂａから供給される処理ガス１３ａの酸素濃度を中段および下段の供給ノズル１３６Ｂｂ，１３６Ｂｃから供給される処理ガス１３ｂ，１３ｃよりも高濃度に調整し、中段の供給ノズル１３６Ｂｂから供給される処理ガス１３ｂの酸素濃度を下段の供給ノズル１３６Ｂｃから供給される処理ガス１３ｃよりも高濃度に調整するように、各流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂおよびブロア１３１ａ，１４５ａおよび定量排出機１４１を制御する。これにより、１段の供給ノズルのみで処理ガスを供給する場合と比べて充填層３内の層方向（上下方向）にて予熱石炭２の温度をより適切に調整することができ、得られる改質石炭４の品質を向上させることができる。
　したがって、本実施形態に係る改質装置１００Ｂによれば、上述の第一の実施形態に係る改質装置１００と同様な作用効果を奏することに加え、充填層３における層方向（上下方向）にて複数段に配置された供給ノズル１３６Ｂａ，１３６Ｂｂ，１３６Ｂｃを備え、制御装置１６０Ｂが各流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂなどを制御して、各段の供給ノズル１３６Ｂａ，１３６Ｂｂ，１３６Ｂｃから供給される処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃの酸素濃度を上段側から下段側に向けて低くなるように調整することにより、充填層３内の層方向（上下方向）にて石炭の温度分布をより適切に制御することができる。また、比熱や発熱量などの石炭物性や石炭粒径に応じて処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃ中の酸素濃度を調整できる。これにより、改質石炭４の品質が向上し、処理時間の短縮や装置の小型化を行うことができる。また、先端側が分岐した空気供給管１３１Ｂおよび不活性ガス供給管１３２Ｂを設けると共に、分岐している箇所に流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂをそれぞれ設けたことにより、各供給ノズル１３６Ｂａ，１３６Ｂｂ，１３６Ｂｃに対応して処理ガスを供給する供給ラインを設ける場合と比べて装置コストを低減することができる。
　［第四の実施形態］
　本発明の第四の実施形態に係る改質装置について、図５および図６に基づいて説明する。
　本実施形態は、図４に示し上述した第三の実施形態が備える充填反応器および処理ガス供給装置および制御装置を変更し、ガス排出装置を追加した構成となっている。その他の構成は図４に示し上述した装置と概ね同様であり、同一機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
　本実施形態に係る改質装置１００Ｃは、図５に示すように、予熱器１１０と、縦型の充填反応器１２０Ａと、処理ガス供給装置１３０Ｃと、排出装置１４０Ａと、制御装置１６０Ｃと、ガス排出装置１５０Ｃとを備える。
　縦型の充填反応器１２０Ａは、上述した縦型の充填反応器１２０が備える充填反応器本体１２１の代わりに、上述した第二の実施形態と同様、天井部１２１ａに設けられた排気口１２３を有する充填反応器本体１２１Ａを備える。
　処理ガス供給装置１３０Ｃは、空気供給管１３１Ｂ，不活性ガス供給管１３２Ｂ，送給管１３３Ｂａ，１３３Ｂｂ，１３３Ｂｃ，加熱器１３４Ｂａ，１３４Ｂｂ，１３４Ｂｃ，ブロア１３１ａ，不活性ガス供給源１３２ａ，流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂを備えると共に、上述した処理ガス供給装置１３０Ｂが備える導入管１３５Ｂａ，１３５Ｂｂ，１３５Ｂｃおよび供給ノズル１３６Ｂａ，１３６Ｂｂ，１３６Ｂｃの代わりに、先端側がヘッダ１３７の供給ヘッダ（供給ノズル）１３６Ｃａ，１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃと接続する導入管１３５Ｃａ，１３５Ｃｂ，１３５Ｃｃを備える。ヘッダ１３７は、充填層３内に配置される。ヘッダ１３７は、供給ヘッダ１３６Ｃａ，１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃと、供給ヘッダ１３６Ｃａ，１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃの下方側に設けられた排出ヘッダ（排出ノズル）１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃとを備える。なお、導入管１３５Ｃａ，１３５Ｃｂ，１３５Ｃｃの基端側は、加熱器１３４Ｂａ，１３４Ｂｂ，１３４Ｂｃと接続している。
　排出装置１４０Ａは、上述した排出装置１４０とは異なり、上述した第二の実施形態と同様、充填反応器本体１２１Ａの下部に設けられた定量排出機１４１と、定量排出機１４１に基端側が接続する改質石炭排出ライン１４４とを備える。
　ガス排出装置１５０Ｃは、上述した第二の実施形態と同様、充填反応器本体１２１Ａの排気口１２３に基端側が連結して設けられた排気管１５１を備える。ガス排出装置１５０Ｃは、ヘッダ１３７の排出ヘッダ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃおよび排気管１５１と接続する連結管１５３をさらに備える。なお、排気管１５１には、排気管１５１内を流通するガス１４中の酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段である酸素センサ１６２Ａが設けられる。
　制御装置１６０Ｃは、温度センサ１６１および酸素センサ１６２Ａなどから入力された情報に基づき、各流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１５１ａおよび定量排出機１４１などを制御できるようになっている。よって、制御装置１６０Ｃが各流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１５１ａおよび定量排出機１４１などを制御することで、処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃが供給ヘッダ１３６Ｃａ，１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃへそれぞれ供給される。
　上述したヘッダ１３７は、例えば、図６に示すように、前側板１３７ａおよび後側板１３７ｂと左側板１３７ｃおよび右側板１３７ｄとを備え、上方および下方が開放した箱型形状をなしている。ヘッダ１３７は、上段の供給ヘッダ１３６Ｃａと、中段の供給ヘッダ１３６Ｃｂと、下段の供給ヘッダ１３６Ｃｃとを備える。供給ヘッダ１３６Ｃｂは、供給ヘッダ１３６Ｃａと上下方向で重ならないように配置される。供給ヘッダ１３６Ｃｃは、供給ヘッダ１３６Ｃｂと上下方向で重ならないように配置される。供給ヘッダ１３６Ｃａ，１３６Ｃｂの間と供給ヘッダ１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃの間と供給ヘッダ１３６Ｃｃの下方には、ガス１４を排出する排出ヘッダ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃがそれぞれ設けられる。排出ヘッダ１５２ｂは、排出ヘッダ１５２ａと上下方向で重ならないように配置される。排出ヘッダ１５２ｃは、排出ヘッダ１５２ｂと上下方向で重ならないように配置される。すなわち、供給ヘッダ１３６Ｃａ，１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃは、充填層３の層方向（上下方向）で隣接して配置される。排出ヘッダ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃは、連結管１５３を介して排気管１５１と連結される。これにより、上方から充填された予熱石炭２は、充填層３の下方側の石炭（改質石炭４）が充填反応器本体１２１の下方から定量排出機１４１により排出されることに伴い、前記供給ヘッダ１３６Ｃａ，１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃおよび前記排出ヘッダ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃの間を円滑に流通しつつ、処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃと効率良く接触する一方、ガス１４が効率良く排出される。
　なお、本実施形態においては、処理ガス供給装置１３０Ｃなどにより処理ガス供給手段を構成している。制御装置１６０Ｃなどにより制御手段を構成している。
　このような本実施形態に係る改質装置１００Ｃの作動を次に説明する。なお、改質装置１００Ｃの予熱器１１０により乾燥石炭１を予熱する作動と、改質装置１００Ｃの排出装置１４０Ａにより改質石炭４を排出する作動とは、上述の第二の実施形態の場合と同じであり、改質装置１００Ｃの充填反応器１２０Ａにより予熱石炭２を昇温し乾留して改質する作動は、上述の第三の実施形態の場合と同じであり、その説明を省略する。
　予熱石炭２を処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃで処理したときに生成したガス、処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃおよび前記不活性ガスなどの充填反応器本体１２１内のガス１４は、ブロア１５１ａにより排気口１２３および排出ヘッダ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃおよび連結管１５３および排気管１５２を介して系外へ排出される。
　したがって、本実施形態に係る改質装置１００Ｃによれば、上述の第二および第三の実施形態に係る改質装置１００Ａ，１００Ｂと同様な作用効果を奏することに加え、ヘッダ１３７と導入管１３５Ｃａ，１３５Ｃｂ，１３５Ｃｃと連結管１５３を設けることにより、高さ方向で充填層３内における石炭の温度分布をより適切に制御することができる。これにより、改質石炭４の品質が向上し、処理時間の短縮や装置の小型化を行うことができる。
　なお、供給ヘッダ１３６Ｃａ，１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃおよび排出ヘッダ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃは、水平に延在し、供給ヘッダ１３６Ｃａ，１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃと排出ヘッダ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃとは、平面視にて直交していることが好ましい。これにより、予熱石炭２が供給ヘッダ１３６Ｃａ，１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃと排出ヘッダ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃとの間に詰まることによる閉塞を抑制することができる。予熱石炭２の下方への移動が円滑になり、予熱石炭２を処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃで適切に処理して、改質石炭４の品質を向上させることができる。
　各供給ヘッダ１３６Ｃａ，１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃへ供給する処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃの供給流速は、２０ｍ／秒以下であることが好ましい。これにより、予熱石炭２に含まれる微粉が充填反応器本体１２１Ａなどの壁面に衝突することによるエロージョンの発生を抑制することができる。
　供給ヘッダ１３６Ｃａ，１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃと排出ヘッダ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃとは、排出ヘッダ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃの大きさ（Ｄ）に対する供給ヘッダ１３６Ｃａ，１３６Ｃｂ，１３６Ｃｃの大きさ（Ｌ）であるＬ／Ｄが０．１～１であることが好ましい。これにより、ガス１４が排出ヘッダ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃおよび排気口１２３を介して排出されるときの流速を抑えることができ、予熱石炭２に含まれる微粉が充填反応器本体１２１Ａなどの壁面に衝突することによるエロージョンの発生を抑制することができる。
　排出ヘッダ１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃは、ガス１４を排出する開口部を有し、予熱石炭２の流通を阻害しない形状であれば良く、縦断面にて逆Ｖ字形状であり下方側に開口部が設けられていることが好ましい。これは、予熱石炭２の排出を抑制できるからである。
　［第五の実施形態］
　本発明の第五の実施形態に係る改質装置について、図７に基づいて説明する。
　本実施形態は、図１に示し上述した第一の実施形態が備える処理ガス供給装置および制御装置を変更した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述した装置と概ね同様であり、同一機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
　本実施形態に係る改質装置１００Ｄは、図７に示すように、予熱器１１０と、縦型の充填反応器１２０と、処理ガス供給装置１３０Ｄと、排出装置１４０と、制御装置１６０Ｄとを備える。
　処理ガス供給装置１３０Ｄは、空気供給管１３１，不活性ガス供給管１３２，送給管１３３，加熱器１３４，ブロア１３１ａ，不活性ガス供給源１３２ａ，流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂを備えると共に、上述した処理ガス供給装置１３０が備える導入管１３５および供給ノズル１３６の代わりに、先端側が充填反応器本体１２１内における上方側（天井部１２１ａ近傍）に位置付けられ、先端側に複数（図示例では左右方向にて４つ）の供給ノズル（供給ヘッダ）１３６Ｄが設けられた導入管１３５Ｄを備える。すなわち、処理ガス供給装置１３０Ｄは、充填層３の上方側へ処理ガス１３を供給可能になっている。これにより、充填層３の上方（上面３ａ近傍）にあっては、処理ガス１３が分散して酸素濃度が均一になる。
　制御装置１６０Ｄは、温度センサ１６１および酸素センサ１６２などから入力された情報に基づき、流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１４５ａおよび定量排出機１４１などを制御できるようなっている。よって、制御装置１６０Ｄが流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１４５ａおよび定量排出機１４１などを制御することで、処理ガス１３が供給ノズル１３６Ｄへ供給される。
　なお、本実施形態においては、処理ガス供給装置１３０Ｄなどにより処理ガス供給手段を構成している。制御装置１６０Ｄなどにより制御手段を構成している。
　このような本実施形態に係る改質装置１００Ｄの作動を次に説明する。なお、改質装置１００Ｄの予熱器１１０により乾燥石炭１を予熱する作動と、改質装置１００Ｄの充填反応器１２０により予熱石炭２を昇温し乾留して改質する作動と、改質装置１００Ｄの排出装置１４０により改質石炭４およびガス１４を分離し排出する作動とは、上述の第一の実施形態の場合と同じであり、その説明を省略する。
　したがって、本実施形態に係る改質装置１００Ｄによれば、上述の第一の実施形態に係る改質装置１００と同様な作用効果を奏することに加え、充填反応器本体１２１の上方に設けられた供給ノズル１３６Ｄから供給された処理ガス１３が充填層３の上面３ａに到達するまでに、均一に拡散することから、水平方向にて処理ガス１３の酸素濃度の濃淡の分布がなくなり、処理ガス１３が充填層３の水平方向で均一に接触することから、予熱石炭２を処理ガス１３で処理して生成する改質石炭４の品質が向上する。処理時間の短縮や装置の小型化を行うことができる。
　［第六の実施形態］
　本発明の第六の実施形態に係る改質装置について、図８に基づいて説明する。
　本実施形態は、図７に示し上述した第五の実施形態が備える処理ガス供給装置および制御装置を変更した構成となっている。その他の構成は図７に示し上述した装置と概ね同様であり、同一機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
　本実施形態に係る改質装置１００Ｅは、図８に示すように、予熱器１１０と、縦型の充填反応器１２０と、処理ガス供給装置１３０Ｅと、排出装置１４０と、制御装置１６０Ｅとを備える。
　処理ガス供給装置１３０Ｅは、空気供給管１３１，不活性ガス供給管１３２，ブロア１３１ａ，不活性ガス供給源１３２ａ，流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂを備えると共に、上述した処理ガス供給装置１３０Ｄが備える送給管１３３および加熱器１３４および導入管１３５Ｄおよび供給ノズル１３６Ｄの代わりに、先端側が供給フィーダ１１３の基端側に接続される送給管１３３Ｅを備える。これにより、処理ガス１３は予熱器１１０により乾燥石炭１と共に３００～４００℃まで加熱され、加熱された処理ガス１３が充填反応器１２０の充填反応器本体１２１内に供給されることになる。
　制御装置１６０Ｅは、温度センサ１６１および酸素センサ１６２などから入力された情報に基づき、流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１４５ａおよび定量排出機１４１などを制御できるようなっている。よって、制御装置１６０Ｅが流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１４５ａおよび定量排出機１４１などを制御することで、処理ガス１３が供給フィーダ１１３および内筒１１１を介して充填反応器本体１２１内へ供給される。
　なお、本実施形態においては、処理ガス供給装置１３０Ｅなどにより処理ガス供給手段を構成している。制御装置１６０Ｅなどにより制御手段を構成している。
　このような本実施形態に係る改質装置１００Ｅの作動を次に説明する。なお、改質装置１００Ｅの予熱器１１０により乾燥石炭１を予熱する作動と、改質装置１００Ｅの充填反応器１２０により予熱石炭２を昇温し乾留して改質する作動と、改質装置１００Ｅの排出装置１４０により改質石炭４およびガス１４を分離し排出する作動は、上述の第五の実施形態の場合と概ね同じであり、その説明を省略する。
　したがって、本実施形態に係る改質装置１００Ｅによれば、上述の第五の実施形態に係る改質装置１００Ｄと同様な作用効果を奏することに加え、処理ガス供給装置１３０Ｅを予熱器１１０の供給フィーダ１１３に設けることにより、供給フィーダ１１３に供給された処理ガス１３が充填層３の上面３ａに到達するまでに、均一に拡散すると共に加熱されることから、水平方向にて処理ガス１３の酸素濃度の濃淡の分布がなくなり、処理ガス１３が充填層３の水平方向で均一に接触することから、予熱石炭２を処理ガス１３で処理して生成する改質石炭４の品質が向上する。処理時間の短縮や装置の小型化を行うことができる。
　［第七の実施形態］
　本発明の第七の実施形態に係る改質装置について、図９および図１０に基づいて説明する。
　本実施形態は、図４に示し上述した第三の実施形態が備える充填反応器および処理ガス供給装置および排出装置および制御装置を変更し、ガス排出装置を追加した構成となっている。その他の構成は図４に示し上述した装置と概ね同様であり、同一機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
　本実施形態に係る改質装置１００Ｆは、図９に示すように、予熱器１１０と、縦型の充填反応器１２０Ａと、処理ガス供給装置１３０Ｆと、排出装置１４０Ａと、制御装置１６０Ｆと、ガス排出装置１５０Ｆとを備える。
　縦型の充填反応器１２０Ａは、上述した縦型の充填反応器１２０が備える充填反応器本体１２１の代わりに、上述した第二の実施形態と同様、天井部１２１ａに設けられた排気口１２３を有する充填反応器本体１２１Ａを備える。
　処理ガス供給装置１３０Ｆは、空気供給管１３１Ｂ，不活性ガス供給管１３２Ｂ，送給管１３３Ｂａ，１３３Ｂｂ，１３３Ｂｃ，加熱器１３４Ｂａ，１３４Ｂｂ，１３４Ｂｃ，ブロア１３１ａ，不活性ガス供給源１３２ａ，流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂを備えると共に、上述した処理ガス供給装置１３０Ｂが備える導入管１３５Ｂａ，１３５Ｂｂ，１３５Ｂｃおよび供給ノズル１３６Ｂａ，１３６Ｂｂ，１３６Ｂｃの代わりに、先端側に複数（図示例では左右方向にて４つ）の供給ノズル（供給ヘッダ）１３６Ｆａ，１３６Ｆｂ，１３６Ｆｃが設けられた導入管１３５Ｆａ，１３５Ｆｂ，１３５Ｆｃを備える。供給ノズル１３６Ｆａは、高さ方向で充填層３内の上方側に位置づけられる。供給ノズル１３６Ｆｃは、高さ方向で充填層３内の下方側に位置づけられる。供給ノズル１３６Ｆｂは、高さ方向で供給ノズル１３６Ｆａと供給ノズル１３６Ｆｃの間であって、充填層３内の中央に位置づけられる。なお、導入管１３５Ｆａ，１３５Ｆｂ，１３５Ｆｃの基端側は、加熱器１３４Ｂａ，１３４Ｂｂ，１３４Ｂｃと接続している。
　排出装置１４０Ａは、上述した排出装置１４０とは異なり、上述した第二の実施形態と同様、充填反応器本体１２１Ａの下部に設けられた定量排出機１４１と、定量排出機１４１に基端側が接続する改質石炭排出ライン１４４とを備える。
　ガス排出装置１５０Ｆは、上述した第二の実施形態と同様、充填反応器本体１２１Ａの排気口１２３に基端側が連結して設けられた排気管１５１を備える。ガス排出装置１５０Ｆは、供給ノズル１３６Ｆａ，１３６Ｆｂ，１３６Ｆｃの下方側に隣接して設けられた排出ノズル（排出ヘッダ）１５２Ｆａ，１５２Ｆｂ，１５２Ｆｃを備える。ガス排出装置１５０Ｆは、排出ノズル１５２Ｆａ，１５２Ｆｂ，１５２Ｆｃおよび排気管１５１と接続する連結管１５３Ｆをさらに備える。なお、排気管１５１には、排気管１５１内を流通するガス１４中の酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段である酸素センサ１６２Ａが設けられる。
　制御装置１６０Ｆは、温度センサ１６１および酸素センサ１６２Ａなどから入力された情報に基づき、各流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１５１ａおよび定量排出機１４１などを制御できるようになっている。よって、制御装置１６０Ｆが各流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１５１ａおよび定量排出機１４１などを制御することで、処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃが供給ノズル１３６Ｆａ，１３６Ｆｂ，１３６Ｆｃへそれぞれ供給される。
　上述した供給ノズル１３６Ｆａ，１３６Ｆｂ，１３６Ｆｃおよび排出ノズル１５２Ｆａ，１５２Ｆｂ，１５２Ｆｃは、充填層３内にて、ガスの流通を抑制するシール層と、処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃと反応する反応層とをなすように配置される。図１０に示すように、上段の供給ノズル１３６Ｆａは、当該供給ノズル１３６Ｆａと充填層３の上面３ａの最下部との間でシール層３ｂａをなすように配置される。上段の排出ノズル１５２Ｆａは、上段の供給ノズル１３６Ｆａから充填層３内に供給される処理ガス１３ａを排出でき、当該処理ガス１３ａの挙動範囲で反応層３ｂｂをなすように上段の供給ノズル１３６Ｆａの下方側に配置される。
　中段の供給ノズル１３６Ｆｂは、当該供給ノズル１３６Ｆｂと上方の反応層３ｂｂとの間でシール層３ｂａをなすように配置される。中段の排出ノズル１５２Ｆｂは、中段の供給ノズル１３６Ｆｂから充填層３内に供給される処理ガス１３ｂを排出でき、当該処理ガス１３ｂの挙動範囲で反応層３ｂｂをなすように中段の供給ノズル１３６Ｆｂの下方側に配置される。
　下段の供給ノズル１３６Ｆｃは、当該供給ノズル１３６Ｆｃと上方の反応層３ｂｂとの間でシール層３ｂａをなすように配置される。下段の排出ノズル１５２Ｆｃは、下段の供給ノズル１３６Ｆｃから充填層３内に供給される処理ガス１３ｃを排出でき、当該処理ガス１３ｃの挙動範囲で反応層３ｂｂをなすように下段の供給ノズル１３６Ｆｃの下方側に配置される。
　上述したように供給ノズル１３６Ｆａ，１３６Ｆｂ，１３６Ｆｃおよび排出ノズル１５２Ｆａ，１５２Ｆｂ，１５２Ｆｃを配置することにより、予熱石炭２が下方へ円滑に移動し、予熱石炭２を処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃで適切に処理することができ、改質石炭４の品質が向上する。
　なお、本実施形態においては、処理ガス供給装置１３０Ｆなどにより処理ガス供給手段を構成している。制御装置１６０Ｆなどにより制御手段を構成している。
　このような本実施形態に係る改質装置１００Ｆの作動を次に説明する。なお、改質装置１００Ｆの予熱器１１０により乾燥石炭１を予熱する作動と、改質装置１００Ｆの排出装置１４０Ａにより改質石炭４を排出する作動とは、上述の第二の実施形態の場合と同じであり、改質装置１００Ｆの充填反応器１２０Ａにより予熱石炭２を昇温し乾留して改質する作動は、上述の第三の実施形態の場合と同じであり、その説明を省略する。
　改質装置１００Ｆの予熱器１１０で所定の温度（例えば、３００℃～４００℃）まで予熱されてなる予熱石炭２は、内筒１１１の回転に伴い、内筒１１１の排出口１１１ａから排出されて縦型の充填反応器１２０Ａの充填反応器本体１２１Ａ内に充填される。充填反応器本体１２１Ａ内にて予熱石炭２が充填してなる充填層３の内部には、上方側および中央および下方側にて、供給ノズル１３６Ｆａ，１３６Ｆｂ，１３６Ｆｃを介して処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃがそれぞれ直接供給される。処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃが予熱石炭２と反応し生成するガス、処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃおよび前記不活性ガスなどのガス１４は、ブロア１５１ａにより、供給ノズル１３６Ｆａ，１３６Ｆｂ，１３６Ｆｃと組みをなす排出ノズル１５２Ｆａ，１５２Ｆｂ，１５２Ｆｃおよび連結管１５３Ｆおよび排気口１２３および排気管１５１を介して系外へ排出される。
　したがって、本実施形態に係る改質装置１００Ｆによれば、上述の第二および第三の実施形態に係る改質装置１００Ａ，１００Ｂと同様な作用効果を奏することに加え、組をなす供給ノズル１３６Ｆａ，１３６Ｆｂ，１３６Ｆｃおよび排出ノズル１５２Ｆａ，１５２Ｆｂ，１５２Ｆｃと導入管１３５Ｆａ，１３５Ｆｂ，１３５Ｆｃと連結管１５３Ｆとを備えることにより、充填層３内の高さ方向にて、処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃと予熱石炭２とが反応する反応層３ｂｂと処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃの流れを制御するシール層３ｂａとを交互に複数設けることができ、高さ方向で充填層３内における石炭の温度分布をより適切に制御することができる。これにより、改質石炭４の品質が向上し、処理時間の短縮や装置の小型化を行うことができる。
　上述したように、供給ノズル１３６Ｆａと排出ノズル１５２Ｆａ、供給ノズル１３６Ｆｂと排出ノズル１５２Ｆｂ、供給ノズル１３６Ｆｃと排出ノズル１５２Ｆｃとをそれぞれ上下方向で隣接し、組をなして配置したことにより、充填層３内にて処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃの通過距離が短く、圧力損失が小さくなり、処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃを供給ノズル１３６Ｆａ，１３６Ｆｂ，１３６Ｆｃへ供給するブロア１３１ａの駆動力を低減できる。
　なお、反応層３ｂｂの高さＨ２および充填層３内における反応層３ｂｂの数は、供給ノズル１３６Ｆａ，１３６Ｆｂ，１３６Ｆｃ内へ供給する処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃの流速が２０ｍ／秒以下であることが好ましい。これは、処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃの流れに起因し予熱石炭２に含まれる微粉が充填反応器本体１２１Ａなどの壁面に衝突することによるエロージョンの発生を抑制できるからである。
　シール層３ｂａの高さＨ１は、反応層３ｂｂの高さＨ２の１倍～１０倍であることが好ましく、反応層３ｂｂの高さＨ２の２倍～５倍であることがより好ましい。これは、シール層３ｂａへ流れる処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃの割合を１／６～１／３に抑制し、処理ガス１３ａ，１３ｂ，１３ｃの使用量に起因する製造コスト増を抑制できるからである。
　［第八の実施形態］
　本発明の第八の実施形態に係る改質装置について、図１１および図１２に基づいて説明する。
　本実施形態は、図９に示し上述した第七の実施形態が備える処理ガス供給装置および制御装置およびガス排出装置を変更した構成となっている。その他の構成は図９に示し上述した装置と概ね同様であり、同一機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
　本実施形態に係る改質装置１００Ｇは、図１１に示すように、予熱器１１０と、縦型の充填反応器１２０Ａと、処理ガス供給装置１３０Ｇと、排出装置１４０Ａと、制御装置１６０Ｇと、ガス排出装置１５０Ｇとを備える。
　処理ガス供給装置１３０Ｇは、上述した処理ガス供給装置１３０Ｆと異なり、先端側が２つに分岐した空気供給管１３１Ｇと、先端側が２つに分岐した不活性ガス供給管１３２Ｇとを備える。空気供給管１３１Ｇおよび不活性ガス供給管１３２Ｇの先端は、送給管１３３Ｇａ，１３３Ｇｂおよび加熱器１３４Ｇａ，１３４Ｇｂを介して、導入管１３５Ｇａ，１３５Ｇｂの基端と接続している。導入管１３５Ｇａ，１３５Ｇｂは、先端側に設けられた複数（図示例では左右方向にて４つ）の供給ノズル（供給ヘッダ）１３６Ｇａ，１３６Ｇｂを備える。供給ノズル１３６Ｇａは、高さ方向で充填層３内の上方側に位置づけられる。供給ノズル１３６Ｇｂは、高さ方向で充填層３の中央であり、供給ノズル１３６Ｇａの下方側に位置づけられる。処理ガス供給装置１３０Ｇは、高さ方向で充填層３の下方側に位置づけられる供給ノズル（供給ヘッダ）１３６Ｇｃを備える。供給ノズル１３６Ｇｃは、連絡管１３９の先端側に設けられる。連絡管１３９は、基端側にて、上段の供給ノズル１３６Ｇａの下方で隣接して設けられた排出ノズル（排出ヘッダ）１３８を備える。なお、空気供給管１３１Ｇの基端側は、ブロア１３１ａと接続している。不活性ガス供給管１３２Ｇの基端側は、不活性ガス供給源１３２ａと接続している。空気供給管１３１Ｇおよび不活性ガス供給管１３２Ｇにおける分岐した箇所には流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂがそれぞれ設けられる。
　すなわち、処理ガス供給装置１３０Ｇは、高さ方向で、充填層３内の上方側および中央へ酸素濃度をそれぞれ調整した処理ガス１３ａ，１３ｂを供給可能になっていると共に、処理ガス１３ａが予熱石炭２と反応した後のガス（下段用処理ガス）１４ａを排出ノズル１３８および連絡管１３９および供給ノズル１３６Ｇｃを介して充填層３の下方側へ供給可能になっている。
　制御装置１６０Ｇは、温度センサ１６１および酸素センサ１６２Ａなどから入力された情報に基づき、各流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１５１ａおよび定量排出機１４１などを制御できるようなっている。よって、制御装置１６０Ｇが各流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１５１ａおよび定量排出機１４１などを制御することで、処理ガス１３ａ，１３ｂ，１４ａが供給ノズル１３６Ｇａ，１３６Ｇｂ，１３６Ｇｃへそれぞれ供給される。
　なお、本実施形態においては、処理ガス供給装置１３０Ｇなどにより処理ガス供給手段を構成している。制御装置１６０Ｇなどにより制御手段を構成している。
　このような本実施形態に係る改質装置１００Ｇの作動を次に説明する。なお、改質装置１００Ｇの予熱器１１０により乾燥石炭１を予熱する作動と、改質装置１００Ｇの排出装置１４０Ａにより改質石炭４を排出する作動と、改質装置１００Ｇの充填反応器１２０Ａにより予熱石炭２を昇温し乾留して改質する作動は、上述の第七の実施形態の場合と同じであり、その説明を省略する。
　改質装置１００Ｇの予熱器１１０で所定の温度（例えば、３００℃～４００℃）まで予熱されてなる予熱石炭２は、内筒１１１の回転に伴い、内筒１１１の排出口１１１ａから排出されて縦型の充填反応器１２０Ａの充填反応器本体１２１Ａ内に充填される。充填反応器本体１２１Ａ内にて予熱石炭２が充填してなる充填層３の内部には、上方側および中央にて、供給ノズル１３６Ｇａ，１３６Ｇｂを介して処理ガス１３ａ，１３ｂがそれぞれ直接供給される。処理ガス１３ａが予熱石炭２と反応し生成するガス、処理ガス１３ａおよび前記不活性ガスなどのガス（下段用処理ガス）１４ａは、排出ノズル１３８および連絡管１３９および供給ノズル１３６Ｇｃを介して充填層３内部の下方側へ供給される。処理ガス１３ｂ，１４ａが予熱石炭２と反応し生成するガス、処理ガス１３ｂ，１４ａおよび前記不活性ガスなどのガス１４は、ブロア１５１ａにより、供給ノズル１３６Ｇｂ，１３６Ｇｃと組みをなす排出ノズル１５２Ｆｂ，１５２Ｆｃおよび連結管１５３Ｇおよび排気管１５１などを介して系外へ排出される。
　したがって、本実施形態に係る改質装置１００Ｇによれば、上述の第七の実施形態に係る改質装置１００Ｆと同様な作用効果を奏することに加え、上段の供給ノズル１３６Ｇａと組みをなす排出ノズル１３８と下段の供給ノズル１３６Ｇｃとを連絡管１３９で接続したことにより、ガス１４ａを有効活用することができ、装置の簡易化を図ることができる。また、図１２に示すように、高温となった石炭が低酸素濃度の処理ガスと低速で反応が進むことから、安全性を高めることができる。
　［第九の実施形態］
　本発明の第九の実施形態に係る改質装置について、図１３および図１４に基づいて説明する。
　本実施形態は、図１に示し上述した第一の実施形態が備える処理ガス供給装置および制御装置およびガス排出装置を変更した構成となっている。その他の構成は図１に示し上述した装置と概ね同様であり、同一機器には同一符号を付記し重複する説明を適宜省略する。
　本実施形態に係る改質装置１００Ｈは、図１３に示すように、予熱器１１０と、縦型の充填反応器１２０Ａと、処理ガス供給装置１３０Ｈと、排出装置１４０Ａと、制御装置１６０Ｈと、ガス排出装置１５０Ｈとを備える。
　充填反応器１２０Ａは、上述した縦型の充填反応器１２０が備える充填反応器本体１２１の代わりに、上述した第二の実施形態と同様、天井部１２１ａに設けられた排気口１２３を有する充填反応器本体１２１Ａを備える。
　処理ガス供給装置１３０Ｈは、空気供給管１３１，不活性ガス供給管１３２，送給管１３３，加熱器１３４，ブロア１３１ａ，不活性ガス供給源１３２ａ，流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂを備えると共に、上述した処理ガス供給装置１３０が備える導入管１３５および供給ノズル１３６の代わりに、供給ヘッダ（供給ノズル）１３６Ｈおよび導入管１３５Ｈを備える。供給ヘッダ１３６Ｈは、充填反応器本体１２１Ａ内にて上下方向に延在する。供給ヘッダ１３６Ｈは、図１３および図１４に示すように、先端が閉塞された円管であり、高さ方向にて、充填層３内における上方側および中央および下方側に設けられた複数の穴１３６Ｈａを有する。これにより、充填層３内における上方側および中央および下方側のそれぞれに処理ガス１３を供給することができる。なお、導入管１３５Ｈの基端側は、加熱器１３４と接続している。
　排出装置１４０Ａは、上述した排出装置１４０とは異なり、上述した第二の実施形態と同様、充填反応器本体１２１Ａの下部に設けられた定量排出機１４１と、定量排出機１４１に基端側が接続する改質石炭排出ライン１４４とを備える。
　ガス排出装置１５０Ｈは、上述した第二の実施形態と同様、充填反応器本体１２１Ａの排気口１２３に基端側が連結して設けられた排気管１５１と、排気管１５１に設けられたブロア１５１ａとを備える。ガス排出装置１５０Ｈは、充填反応器本体１２１Ａ内に設けられた排出ヘッダ（排出ノズル）１５２Ｈと、排出ヘッダ１５２Ｈおよび排気管１５１に接続する連結管１５３Ｈとを備える。排出ヘッダ１５２Ｈは、図１３および図１４に示すように、先端が閉塞された円管であり、高さ方向にて、充填層３内における上方側および中央および下方側に設けられた複数の穴１５２Ｈａを有する。すなわち、排出ヘッダ１５２Ｈは、供給ヘッダ１３６Ｈの穴１３６Ｈａとほぼ同じ高さに位置づけられる穴１５２Ｈａを有する。これにより、第七の実施形態と同様、充填層３の高さ方向にて、シール層と反応層とを交互に複数なすことができる。
　制御装置１６０Ｈは、温度センサ１６１および酸素センサ１６２Ａなどから入力された情報に基づき、流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１５１ａおよび定量排出機１４１などを制御できるようになっている。よって、制御装置１６０Ｈが流量調整弁１３１ｂ，１３２ｂ、ブロア１３１ａ，１５１ａおよび定量排出機１４１などを制御することで、処理ガス１３が供給ヘッダ１３６Ｈへ供給される。
　なお、本実施形態においては、処理ガス供給装置１３０Ｈなどにより処理ガス供給手段を構成している。制御装置１６０Ｈなどにより制御手段を構成している。
　このような本実施形態に係る改質装置１００Ｈの作動を次に説明する。なお、改質装置１００Ｈの予熱器１１０により乾燥石炭１を予熱する作動と、改質装置１００Ｈの排出装置１４０Ａにより改質石炭４を排出する作動は、上述の第二の実施形態の場合と概ね同じであり、その説明を省略する。
　改質装置１００Ｈの予熱器１１０で所定の温度（例えば、３００℃～４００℃）まで予熱されてなる予熱石炭２は、内筒１１１の回転に伴い、内筒１１１の排出口１１１ａから排出されて縦型の充填反応器１２０Ａの充填反応器本体１２１Ａ内に充填される。充填反応器本体１２１Ａ内にて予熱石炭２が充填してなる充填層３の内部には、上方側および中央および下方側にて、供給ヘッダ１３６Ｈの穴（開口部）１３６Ｈａを介して処理ガス１３がそれぞれ直接供給される。処理ガス１３が予熱石炭２と反応し生成するガス、処理ガス１３および前記不活性ガスなどのガス１４は、ブロア１５１ａにより、排出ヘッダ１５２Ｈの穴（開口部）１５２Ｈａおよび連結管１５３Ｈおよび排気口１２３および排気管１５１を介して系外へ排出される。
　したがって、本実施形態に係る改質装置１００Ｈによれば、上述の第一の実施形態に係る改質装置１００と同様な作用効果を奏することに加え、供給ヘッダ１３６Ｈおよび排出ヘッダ１５２Ｈが充填層３内にて上下方向に延在していることから、予熱石炭２の反応および移動が円滑になり、改質石炭４の品質が向上し、処理時間の短縮や装置の小型化を行うことができる。
　供給ヘッダ１３６Ｈおよび排出ヘッダ１５２Ｈは、ほぼ同じ高さとなる箇所に設けられた複数の穴１３６Ｈａ，１５２Ｈａを有することにより、充填層３の高さ方向にて、処理ガス１３と予熱石炭２とが反応する反応層を形成することができると共に、穴１３６Ｈａ，１５２Ｈａから離れた箇所にシール層を形成することできる。これにより、予熱石炭２が下方へ円滑に移動することができると共に、予熱石炭２と処理ガス１３とが効率良く接触することができ、改質石炭４の品質を向上させることができる。
　［他の実施形態］
　なお、上記では、空気１１と不活性ガス１２とを混合してなる処理ガス１３を用いて予熱石炭２を処理する場合について説明したが、空気と燃焼排ガス（例えば、酸素含有量１～３％）とを混合してなる処理ガスを用いることも可能である。このような場合であっても、上述の実施形態と同様な作用効果を奏する。
　上記では、乾燥された低品位石炭（乾燥石炭）１を予熱し処理ガス１３との接触により反応させて昇温（加熱）することで乾留して改質する場合について説明したが、固形状の有機物を加熱し乾留して改質する場合であれば、上述の実施形態を適用することも可能である。このような場合であっても、上述の実施形態と同様な作用効果を奏する。
　本発明に係る改質装置は、簡易な構成でありながらも、有機物を効率良く加熱できるので、発電産業などにおいて、極めて有益に利用することができる。
１　乾燥石炭、２　予熱石炭、３　充填層、４　改質石炭（乾留石炭）、１１　空気、１２　不活性ガス（窒素ガス）、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ　処理ガス（酸素含有ガス）、１４　ガス、１００，１００Ａ～Ｈ　改質装置、１１０　予熱器、１２０，１２０Ａ　縦型の充填反応器、１２１，１２１Ａ　充填反応器本体（処理塔）、１３０，１３０Ａ～Ｈ　処理ガス供給装置、１４０，１４０Ａ　排出装置、１４１　定量排出機、１４２　送給ライン、１４３　固気分離機、１４４　改質石炭排出ライン、１４５　ガス排出ライン、１５０，１５０Ｃ，１５０Ｆ，１５０Ｇ，１５０Ｈ　ガス排出装置、１６０，１６０Ａ～Ｈ　制御装置、１６１　温度センサ、１６２，１６２Ａ　酸素センサ

Claims (19)

  1. 　固形状の有機物を３００～４００℃まで予熱する予熱手段と、
    　前記予熱手段で予熱された前記有機物が内部に充填される縦型の充填反応器本体と、
    　前記充填反応器本体内に、酸素を含有する処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
    　前記充填反応器本体の下部に設けられ、当該充填反応器本体内にて前記有機物が前記処理ガスと反応し４５０～７００℃まで昇温し乾留されることにより改質された固形状の改質物を排出する排出手段と、
    　前記充填反応器本体内のガスを排出するガス排出手段と、
    を備える
    ことを特徴とする改質装置。
  2. 　請求項１に記載された改質装置であって、
    　前記処理ガス供給手段は、前記有機物の充填層よりも上方へ前記処理ガスを供給するように前記充填反応器本体に設けられる
    ことを特徴とする改質装置。
  3. 　請求項１に記載された改質装置であって、
    　前記処理ガス供給手段は、前記予熱手段に設けられる
    ことを特徴とする改質装置。
  4. 　請求項１に記載された改質装置であって、
    　前記処理ガス供給手段は、前記有機物の充填層内に前記処理ガスを供給する供給ノズルを有する
    ことを特徴とする改質装置。
  5. 　請求項４に記載された改質装置であって、
    　前記供給ノズルは、前記充填反応器本体の下方側に配置され、
    　前記ガス排出手段は、前記充填反応器本体の上部に接続して設けられる
    ことを特徴とする改質装置。
  6. 　請求項４に記載された改質装置であって、
    　前記供給ノズルは複数あり、
    　前記複数の供給ノズルは、上下方向で隣接して配置される
    ことを特徴とする改質装置。
  7. 　請求項６に記載された改質装置であって、
    　前記ガス排出手段は、前記充填反応器本体内のガスを排出する排出ノズルを複数有し、
    　前記複数の排出ノズルは、前記複数の供給ノズルと組みをなすと共に、組をなす前記複数の供給ノズルの下方側に配置される
    ことを特徴とする改質装置。
  8. 　請求項７に記載された改質装置であって、
    　組みをなす前記供給ノズルと前記排出ノズルとの距離は、上下方向で隣接する前記複数の供給ノズルの距離に対して１倍～１０倍である
    ことを特徴とする改質装置。
  9. 　請求項７または請求項８に記載された改質装置であって、
    　前記複数の排出ノズルの大きさ（Ｄ）に対する前記複数の供給ノズルの大きさ（Ｌ）であるＬ／Ｄが０．１～１である
    ことを特徴とする改質装置。
  10. 　請求項７から請求項９の何れか一項に記載された改質装置であって、
    　前記複数の供給ノズルおよび前記複数の排出ノズルは、水平に延在し、
    　前記複数の供給ノズルと前記複数の排出ノズルは、平面視で直交している
    ことを特徴とする改質装置。
  11. 　請求項７から請求項９の何れか一項に記載された改質装置であって、
    　前記複数の供給ノズルは、上下方向で少なくとも３つ配置され、
    　上段の前記供給ノズルと組みをなす前記排出ノズルは、下段の前記供給ノズルと連絡している
    ことを特徴とする改質装置。
  12. 　請求項７から請求項１１の何れか一項に記載された改質装置であって、
    　前記複数の供給ノズルと前記複数の排出ノズルとを備えるヘッダを有する
    ことを特徴とする改質装置。
  13. 　請求項１に記載された改質装置であって、
    　前記処理ガス供給手段は、前記有機物の充填層内に前記処理ガスを供給する供給ヘッダを有し、
    　前記ガス排出手段は、前記充填反応器本体内のガスを排出するガス排出ヘッダを有し、
    　前記供給ヘッダおよび前記ガス排出ヘッダは、前記充填反応器本体内にて上下方向に延在し、
    　前記供給ヘッダおよび前記排出ヘッダは、上下方向で同じ高さに設けられた穴を有する
    ことを特徴とする改質装置。
  14. 　請求項１から請求項１３の何れか一項に記載された改質装置であって、
    　前記処理ガスの酸素含有量を調整する酸素含有量調整手段と、
    　前記処理ガス供給手段により供給される前記処理ガスの供給量を調整する処理ガス供給量調整手段と、
    　前記充填反応器本体内の前記固形状の改質物の温度を計測する温度計測手段と、
    　前記ガス排出手段により排出される前記ガスの酸素濃度を計測する酸素濃度計測手段と、
    　前記温度計測手段および前記酸素濃度計測手段で得られた計測結果に基づき、前記酸素含有量調整手段および前記処理ガス供給量調整手段を制御する制御手段と、
    をさらに備える
    ことを特徴とする改質装置。
  15. 　請求項１４に記載された改質装置であって、
    　前記制御手段は、前記温度計測手段で計測された計測温度が第１の所定温度より低く、かつ、前記酸素濃度計測手段で計測された計測酸素濃度が所定値より低い場合、前記処理ガス中の酸素濃度を増やすように前記酸素濃度調整手段を制御する
    ことを特徴とする改質装置。
  16. 　請求項１４に記載された改質装置であって、
    　前記制御手段は、前記温度計測手段で計測された計測温度が第１の所定温度より低く、かつ、前記酸素濃度計測手段で計測された計測酸素濃度が所定値以上である場合、前記処理ガスの供給量を減らすように前記処理ガス供給量調整手段を制御する
    ことを特徴とする改質装置。
  17. 　請求項１４に記載された改質装置であって、
    　前記制御手段は、前記温度計測手段で計測された計測温度が第１の所定温度より高温である第２の所定温度よりも高い場合、前記処理ガス中の酸素濃度を減らすように前記酸素濃度調整手段を制御する
    ことを特徴とする改質装置。
  18. 　請求項１から請求項１７の何れか一項に記載された改質装置であって、
    　前記予熱手段は、外熱式キルンであることを特徴とする改質装置。
  19. 　請求項１から請求項１８の何れか一項に記載された改質装置であって、
    　前記有機物は、低品位石炭であることを特徴とする改質装置。
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