JP2014024937A - ガス化ガス生成システム、および、ガス化ガス生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用済み活性汚泥の廃棄にかかるコストの低減を図る。
【解決手段】ガス化ガス生成システム１００は、ガス化炉１１６と、水を用いて、ガス化ガスＸ１を洗浄、精製して、精製ガス化ガスを生成する洗浄精製部（スプレー塔２１４、ミストセパレータ２１６、第２熱交換器２１８）と、洗浄精製部において生じた排水Ｙ３、Ｙ４と、活性汚泥とを収容し、排水と、活性汚泥とを接触させることで、排水中のタールを活性汚泥に取り込ませて、排水からタールを除去する活性汚泥槽３１４と、活性汚泥槽３１４において生成された、タールが除去された排水Ｙ９と、タールを取り込んだ活性汚泥とを含んで構成される混合物Ｙ７から水を除去する水分調整部３１６と、水分調整部３１６によって排水Ｙ９が除去された、タールを取り込んだ活性汚泥をガス化炉１１６に送出する第２の送出部３１８とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化ガス生成システムおよびガス化ガス生成方法に関する。

近年、石油に代えて、石炭やバイオマス、タイヤチップ等のガス化原料をガス化してガス化ガスを生成する技術が開発されている。このようにして生成されたガス化ガスは、発電システムや、水素の製造、合成燃料（合成石油）の製造、化学肥料（尿素）等の化学製品の製造等に利用されている。ガス化ガスの原料となるガス化原料のうち、特に石炭は、可採年数が１５０年程度と、石油の可採年数の３倍以上であり、また、石油と比較して埋蔵地が偏在していないため、長期に亘り安定供給が可能な天然資源として期待されている。

従来、石炭のガス化プロセスは、酸素や空気を用いて部分酸化することにより行われていたが、２０００℃といった高温で部分酸化する必要があるため、ガス化炉のコストが高くなるといった欠点を有していた。

この問題を解決するために、水蒸気を利用し、７００℃〜９００℃程度で石炭をガス化する技術が開発されている。この技術では、温度を低く設定することでコストを低減することが可能となるが、生成されたガス化ガスには、２０００℃の高温で部分酸化して生成したガス化ガスと比較して、タールが多く含まれていた。このとき、ガス化ガスを利用するプロセスにおいてガス化ガスの温度が低下すると、ガス化ガスに含まれるタールが凝縮し、配管の閉塞、プロセスで使用する機器の故障、触媒の被毒等の問題が生じてしまう。

そこで、ガス化炉で生成されたガス化ガスに水等の液体を噴霧することで、ガス化ガスに含まれるタール等の粒子を除去する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。また、特許文献１の技術には、ガス化ガスを精製することで生じた排水を、活性汚泥が収容された活性汚泥槽に供給し、かかる活性汚泥にタールを取り込ませることで、排水からタールを除去する技術が開示されている。

特開２０１１−９９０７１号公報

しかし、活性汚泥は増殖率が大きいため、活性汚泥槽から定期的に活性汚泥を廃棄しなければ、活性汚泥槽中の活性汚泥の濃度を最適に保つことができない。

そこで、使用済みの活性汚泥（タールを取り込んだ活性汚泥）を乾燥させた後、埋め立たり、使用済みの活性汚泥を焼却することが考えられる。

しかし、使用済みの活性汚泥を乾燥させたり、焼却したりするために熱エネルギーを要し、熱エネルギーにかかるコストが増大することとなる。また、埋め立てるための埋め立て地の確保も必要になる。

本発明は、このような課題に鑑み、使用済みの活性汚泥を有効利用することで、使用済み活性汚泥の廃棄にかかるコストの低減を図ることが可能なガス化ガス生成システム、および、ガス化ガス生成方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明のガス化ガス生成システムは、ガス化原料をガス化してガス化ガスを生成するガス化炉と、水を用いて、生成されたガス化ガスを洗浄、精製して、精製ガス化ガスを生成する洗浄精製部と、洗浄精製部において生じた排水と、活性汚泥とを収容し、排水と、活性汚泥とを接触させることで、排水中のガス化原料由来物質を活性汚泥に取り込ませて、排水からガス化原料由来物質を除去する活性汚泥槽と、活性汚泥槽において生成された、ガス化原料由来物質が除去された排水と、ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥とを含んで構成される混合物から水を除去する水分調整部と、水分調整部によって水が除去された、ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥をガス化炉に送出する送出部と、を備えたことを特徴とする。

活性汚泥槽に活性炭を導入する活性炭導入部を備え、活性汚泥槽において活性炭は、排水中のガス化原料由来物質を吸着し、活性汚泥槽の活性汚泥は、ガス化原料由来物質に加えて、ガス化原料由来物質を吸着した活性炭を取り込み、送出部は、ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥とともに、ガス化原料由来物質を吸着した活性炭を取り込んだ活性汚泥炭と、ガス化原料由来物質を吸着した活性炭とをガス化炉に送出するとしてもよい。

ガス化炉では、流動媒体が流動層を形成しており、流動媒体を加熱する燃焼炉をさらに備え、送出部は、ガス化炉に加えて、燃焼炉に、ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥、ガス化原料由来物質を吸着した活性炭を取り込んだ活性汚泥炭、ガス化原料由来物質を吸着した活性炭の群から選択される１または複数を送出するとしてもよい。

排水を、比重の違いによって、上澄液と沈降物とに分離する沈降分離部をさらに備え、活性汚泥槽は、上澄液からガス化原料由来物質を除去し、送出部は、沈降物をガス化炉および燃焼炉のいずれか一方または双方に送出するとしてもよい。

上記課題を解決するために、本発明の他のガス化ガス生成システムは、流動媒体が流動層を形成しており、流動媒体によってガス化原料をガス化してガス化ガスを生成するガス化炉と、流動媒体を加熱する燃焼炉と、水を用いて、生成されたガス化ガスを洗浄、精製して、精製ガス化ガスを生成する洗浄精製部と、洗浄精製部において生じた排水と、活性汚泥とを収容し、排水と、活性汚泥とを接触させることで、排水中のガス化原料由来物質を活性汚泥に取り込ませて、排水からガス化原料由来物質を除去する活性汚泥槽と、活性汚泥槽において生成された、ガス化原料由来物質が除去された排水と、ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥とを含んで構成される混合物から水を除去する水分調整部と、水分調整部によって水が除去された、ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥を燃焼炉に送出する送出部と、を備えたことを特徴とする。

排水を、比重の違いによって、上澄液と沈降物とに分離する沈降分離部をさらに備え、活性汚泥槽は、上澄液からガス化原料由来物質を除去し、送出部は、沈降物をガス化炉および燃焼炉のいずれか一方または双方に送出するとしてもよい。

上記課題を解決するために、本発明のガス化ガス生成方法は、ガス化原料をガス化してガス化ガスを生成するガス化炉を用いたガス化ガス生成方法であって、水を用いて、生成されたガス化ガスを洗浄、精製して、精製ガス化ガスを生成する工程と、精製ガス化ガスを生成する工程において生じた排水と、活性汚泥とを接触させることで、排水中のガス化原料由来物質を活性汚泥に取り込ませて、排水からガス化原料由来物質を除去する工程と、排水からガス化原料由来物質を除去する工程において生成された、ガス化原料由来物質が除去された排水と、ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥とを含んで構成される混合物から水を除去する工程と、水が除去されたガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥をガス化炉に送出する工程と、を有することを特徴とする。

上記課題を解決するために、本発明の他のガス化ガス生成方法は、流動媒体が流動層を形成しており、流動媒体によってガス化原料をガス化してガス化ガスを生成するガス化炉と、流動媒体を加熱する燃焼炉と、を用いたガス化ガス生成方法であって、水を用いて、生成されたガス化ガスを洗浄、精製して、精製ガス化ガスを生成する工程と、精製ガス化ガスを生成する工程において生じた排水と、活性汚泥とを接触させることで、排水中のガス化原料由来物質を活性汚泥に取り込ませて、排水からガス化原料由来物質を除去する工程と、排水からガス化原料由来物質を除去する工程において生成された、ガス化原料由来物質が除去された排水と、ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥とを含んで構成される混合物から水を除去する工程と、水が除去されたガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥を燃焼炉に送出する工程と、を有することを特徴とする。

本発明では、使用済みの活性汚泥を有効利用することで、使用済み活性汚泥の廃棄にかかるコストの低減を図ることが可能となる。

ガス化ガス生成システムを説明するための説明図である。 ガス化ガス精製装置および排水処理システムを説明するための説明図である。 第１のガス化ガス生成方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第２のガス化ガス生成方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（ガス化ガス生成システム１００）
図１は、ガス化ガス生成システム１００を説明するための説明図である。図１に示すように、ガス化ガス生成システム１００は、ガス化ガス生成装置１１０と、ガス化ガス精製装置２００と、排水処理システム３００とを含んで構成される。図１中、ガスの流れを実線の矢印で、砂の流れを一点鎖線の矢印で、ガス化原料や、水、油等の固体および液体の流れを破線の矢印で示す。

ガス化ガス生成システム１００は、石油に代えて、石炭やバイオマス、タイヤチップ等の固体原料をガス化してガス化ガスを生成する技術である。ガス化ガス生成システム１００では、流動媒体が流動層を形成しているガス化炉内で、水蒸気を利用して、７００℃〜９００℃程度で固体原料をガス化する（水蒸気ガス化）。

このシステムでは、温度を低く設定することで昇温にかかるコストを低減することが可能となるが、生成されたガス化ガスには、２０００℃の高温で部分酸化して生成したガス化ガスと比較して、タールが多く含まれることとなる。そこで、生成されたガス化ガスを精製するために、ガス化ガス精製装置２００が利用される。以下、ガス化ガス生成システム１００の具体的な構成について説明する。

（ガス化ガス生成装置１１０）
図１に示すようにガス化ガス生成装置１１０は、燃焼炉１１２と、媒体分離装置（サイクロン）１１４と、ガス化炉１１６とを含んで構成される。

ガス化ガス生成装置１１０では、全体として、粒径が３００μｍ程度の硅砂（珪砂）等の砂で構成される流動媒体を熱媒体として循環させている。具体的には、まず、流動媒体は、燃焼炉１１２で１０００℃程度に加熱され、燃焼排ガスとともに媒体分離装置１１４に導入される。媒体分離装置１１４においては、高温の流動媒体と燃焼排ガスとが分離され、当該分離された高温の流動媒体が、ガス化炉１１６に導入される。そして、ガス化炉１１６に導入された流動媒体は、ガス化炉１１６の底面から導入されるガス化剤（水蒸気、窒素、空気、酸素、不活性ガス等）によって流動層化された後、最終的に、燃焼炉１１２に戻される。また、媒体分離装置１１４で分離された燃焼排ガスは、ボイラ等で熱回収される。

ガス化炉１１６は、例えば、気泡流動層（バブリング流動層）ガス化炉であり、褐炭等の石炭、石油コークス（ペトロコークス）、バイオマス、タイヤチップ等の固体原料や、黒液等液体原料のガス化原料を７００℃〜９００℃でガス化させてガス化ガスを生成する。本実施形態では、ガス化炉１１６に水蒸気を供給することにより、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成する（水蒸気ガス化）。ガス化炉１１６で生成されたガス化ガスＸ１には、タール（ガス化原料由来物質）、水蒸気等が含まれているため、下流のガス化ガス精製装置２００に送出され、精製される。

なお、ここでは、循環流動層方式のガス化炉１１６を例に挙げて説明するが、ガス化原料をガス化するガス化炉であれば、単なる流動層方式のガス化炉や、砂が自重で鉛直下方向に流下することで移動層を形成する移動層方式のガス化炉であってもよい。

（ガス化ガス精製装置２００）
図２は、ガス化ガス精製装置２００および排水処理システム３００を説明するための説明図である。図２に示すようにガス化ガス精製装置２００は、改質炉（酸化改質炉）２１０と、第１熱交換器２１２と、スプレー塔２１４と、ミストセパレータ２１６と、第２熱交換器２１８と、沈降分離部２２０と、第１の送出部２２２とを含んで構成される。図２中、ガスの流れを実線の矢印で、ガス化原料や、水、油等の固体および液体の流れを破線の矢印で示す。

改質炉２１０は、ガス化炉１１６で生成されたガス化ガスＸ１に酸素や空気を加え、９００〜１５００℃程度にして、ガス化ガスＸ１に含まれるタールを改質（酸化改質）する。第１熱交換器２１２は、改質炉２１０で改質されたガス化ガスＸ２と水蒸気との熱交換を行い、すなわち、ガス化ガスＸ２の顕熱を水蒸気で回収し、ガス化ガスＸ２の出口温度を３００℃〜６００℃にする。

スプレー塔（洗浄精製部）２１４は、処理対象であるガス化ガスＸ２に４０℃程度の冷却水をスプレー噴霧することにより、３００℃〜６００℃となったガス化ガスＸ２を７０℃程度に冷却する。これにより、ガス化ガスＸ２に含まれるタールが凝縮し、ガス化ガスＸ２から除去され、精製ガスＸ３と油混合水Ｙ１が生成される。そして、スプレー塔２１４は、精製ガスＸ３を下流のミストセパレータ２１６に供給し、水、タールで構成される油混合水Ｙ１を沈降分離部２２０に送出する。

ミストセパレータ（洗浄精製部）２１６は、精製ガスＸ３に、冷却水（水温は４０℃程度）を、スプレー塔２１４における粒径よりも小さい水滴としてスプレー噴霧する。これにより、スプレー塔２１４では、十分に分離、除去できなかった精製ガスＸ３に含まれる霧状のタール等が凝縮し、精製ガスＸ３から除去され、精製ガスＸ４と油混合水Ｙ２が生成される。そして、ミストセパレータ２１６は、精製ガスＸ４を下流の第２熱交換器２１８に供給し、水、タールで構成される油混合水Ｙ２を沈降分離部２２０に送出する。

第２熱交換器２１８（洗浄精製部）は、海水、ブライン等を用いて、精製ガスＸ４を３０℃以下にさらに冷却する。これにより、さらに残存したタールが凝縮し、精製ガスＸ４から除去され、精製ガスＸ５（精製ガス化ガス）が生成される。第２熱交換器２１８で利用された排水Ｙ３は、後述する排水処理システム３００に送出される。

沈降分離部２２０は、スプレー塔２１４から送出された油混合水Ｙ１（排水）およびミストセパレータ２１６から送出された油混合水Ｙ２（排水）を、比重の違いによって、上澄液Ｙ４と、沈降物Ｙ５とに分離する。沈降分離部２２０によって分離された上澄液Ｙ４は、排水処理システム３００に送出される。

第１の送出部２２２は、ポンプ等で構成され、沈降分離部２２０によって沈降分離された沈降物Ｙ５を、上記ガス化ガス生成装置１１０の燃焼炉１１２に送出する。

沈降物Ｙ５にはタールが多く含まれているため、第１の送出部２２２が燃焼炉１１２に沈降物Ｙ５を送出することにより、ガス化原料に由来するタールを燃料として、燃焼炉１１２で燃焼させることができる。したがって、沈降分離部２２０において沈降分離された沈降物Ｙ５を廃棄することなく有効利用でき、廃棄に要するコストを削減することが可能となる。また、燃焼炉１１２において使用される燃料の量を低減することが可能となるため、燃料に要するコストも削減することができる。

ガス化ガス精製装置２００の第２熱交換器２１８で利用された排水Ｙ３や、沈降分離部２２０で分離された上澄液Ｙ４には、有機物、および、アンモニア性窒素が多く含まれている。したがって、排水Ｙ３、上澄液Ｙ４を河川や下水道等の公水に放流するためには、有機物やアンモニア性窒素を放流基準値まで低減する必要がある。そこで、排水処理システム３００を利用して、排水Ｙ３、上澄液Ｙ４から、有機物やアンモニア性窒素を放流基準値まで低減する。

（排水処理システム３００）
図２に示すように、排水処理システム３００は、アンモニア除去部３１０と、活性炭導入部３１２と、活性汚泥槽３１４と、水分調整部３１６と、第２の送出部３１８とを含んで構成される。

アンモニア除去部３１０は、アンモニアストリッピング装置（アンモニア放散塔）で構成され、水蒸気を向流接触させることで、排水Ｙ３、上澄液Ｙ４からアンモニアを除去する。アンモニア除去部３１０において生じた排水Ｙ６は、活性汚泥槽３１４に送出される。

活性炭導入部３１２は、活性汚泥槽３１４に活性炭Ｃを導入する。活性汚泥槽３１４に活性炭Ｃを導入することで、活性汚泥槽３１４に収容される排水Ｙ６に含まれるタールを活性炭Ｃに吸着させることができる。活性炭Ｃは吸着能力に優れているため、排水Ｙ６からタールを効率よく除去することが可能となる。

活性汚泥槽３１４は、排水Ｙ６と活性汚泥とを収容し、排水Ｙ６と活性汚泥とを接触させることで、排水Ｙ６中のタールを活性汚泥に取り込ませて（タールを活性汚泥で処理して）、排水Ｙ６からタールを除去する。ここで、活性汚泥がタールを取り込むとは、活性汚泥を構成する微生物（菌、原生動物、後生動物）の細胞がタールを吸収することを示す。また、上述したように、活性汚泥槽３１４において、活性炭Ｃは排水Ｙ６中のタールを吸着することとなる。そして、活性汚泥槽３１４の活性汚泥は、タール単体に加えて、タールを吸着した活性炭Ｃを取り込む。

このように、活性炭導入部３１２が活性汚泥槽３１４に活性炭Ｃを導入することにより、活性汚泥は、タール単体のみならず、タールを吸着した活性炭Ｃを取り込むことができ、活性汚泥によるタールの取り込み効率を向上させることが可能となる。

水分調整部３１６は、遠心濃縮器、フィルタ等で構成され、活性汚泥槽３１４において生成された、タールが除去された排水と、タールを取り込んだ活性汚泥（タールを吸着した活性炭Ｃを取り込んだ活性汚泥を含む、以下同じ）と、タールを吸着した活性炭Ｃとを含んで構成される混合物Ｙ７から水Ｙ９を除去する。そうすると、タールを取り込んだ活性汚泥と、タールを吸着した活性炭Ｃとの混合物Ｙ８が生成される。なお、水分調整部３１６において除去された水Ｙ９は、放流、または廃棄される。

第２の送出部３１８は、ポンプ等で構成され、混合物Ｙ８をガス化炉１１６に送出する。

混合物Ｙ８にはタールが含まれているため、第２の送出部３１８がガス化炉１１６に混合物Ｙ８を送出することにより、ガス化原料に由来するタールおよび活性炭Ｃをガス化原料として、ガス化炉１１６でガス化させることができる。したがって、水分調整部３１６において分離された混合物Ｙ８を廃棄するためのコストや、混合物Ｙ８を埋め立てるためのコストを削減することが可能となる。

なお、水分調整部３１６に導入される混合物Ｙ７は、９９％が水であり、タールを取り込んだ活性汚泥と活性炭の量は１％にすぎない。したがって、第２の送出部３１８が、活性汚泥槽３１４において生成された混合物Ｙ７をそのままガス化炉１１６に送出すると、ガス化炉１１６の温度が下がり、ガス化効率が低下してしまう。

そこで、水分調整部３１６が、混合物Ｙ７から水を除去することで、混合物Ｙ８中の水を７５％程度まで低下させる（２５倍濃縮する）ことが可能となる。したがって、第２の送出部３１８が、水分調整部３１６が水を除去した後の混合物Ｙ７（すなわち混合物Ｙ８）をガス化炉１１６に送出することにより、ガス化炉１１６の温度低下を低減し、ガス化効率の低下を抑制しつつ、タールをガス化炉１１６に再導入することが可能となる。

（第１のガス化ガス生成方法）
続いて、ガス化ガス生成システム１００を用いた第１のガス化ガス生成方法について説明する。図３は、第１のガス化ガス生成方法の処理の流れを説明するためのフローチャートであり、沈降分離部２２０で分離された沈降物Ｙ５を送出する処理を示す。

図３に示すように、本実施形態にかかる第１のガス化ガス生成方法は、ガス化ガス生成工程Ｓ４１０と、洗浄精製工程Ｓ４２０と、送出工程Ｓ４３０とを含む。以下、各工程について詳述する。

（ガス化ガス生成工程Ｓ４１０）
ガス化原料が投入されることで、ガス化炉１１６は、ガス化ガスＸ１を生成する。初めて、ガス化ガス生成工程Ｓ４１０を遂行する場合、ガス化原料は、褐炭等の石炭、石油コークス（ペトロコークス）、バイオマス、タイヤチップ等の固体原料や、黒液等液体原料のみである。しかし、後述する第２のガス化ガス生成方法が遂行されると、ガス化炉１１６には、ガス化原料として、褐炭等の石炭、石油コークス（ペトロコークス）、バイオマス、タイヤチップ等の固体原料や、黒液等液体原料に加えて、または、これらに代えて、混合物Ｙ８が導入されることとなる。

（洗浄精製工程Ｓ４２０）
ガス化ガス生成工程Ｓ４１０において生成されたガス化ガスＸ１を、水を用いて、洗浄、精製して、精製ガス化ガスＸ５を生成する。

具体的に説明すると、ガス化ガスＸ１は、ガス化ガス精製装置２００に導入され、まず、改質炉２１０において、ガス化ガスＸ１に含まれるタールが改質される。

続いて、第１熱交換器２１２において、改質炉２１０で改質されたガス化ガスＸ２が冷却され、スプレー塔２１４に送出される。そして、スプレー塔２１４において、ガス化ガスＸ２に水がスプレー噴霧されて、ガス化ガスＸ２からタールが除去される。こうして、精製ガスＸ３と、油混合水Ｙ１が生成される。そして、ミストセパレータ２１６において、精製ガスＸ３に水がスプレー噴霧され、精製ガスＸ３からタールがさらに除去される。こうして、精製ガスＸ４と、油混合水Ｙ２が生成される。

精製ガスＸ４は、第２熱交換器２１８に送出されて冷却され、精製ガスＸ４からさらにタールが除去される。こうして、精製ガスＸ５と排水Ｙ３が生成される。そして、精製ガスＸ５は、後段のプロセスで利用される。

スプレー塔２１４、ミストセパレータ２１６で生成された油混合水Ｙ１および油混合水Ｙ２は、沈降分離部２２０に送出され、沈降分離部２２０において、上澄液Ｙ４と、沈降物Ｙ５に沈降分離される。

そして、沈降分離部２２０において分離された沈降物Ｙ５は、後述する送出工程Ｓ４３０で処理される。

一方、上澄液Ｙ４は、第２熱交換器２１８において生成された排水Ｙ３とともに、後述する第２のガス化ガス生成方法の排水処理工程Ｓ４５０で処理される。

（送出工程Ｓ４３０）
第１の送出部２２２は、洗浄精製工程Ｓ４２０において生成された沈降物Ｙ５を燃焼炉１１２に送出する。

これにより、沈降物Ｙ５中のタールを燃料として、燃焼炉１１２で燃焼させることができる。

（第２のガス化ガス生成方法）
続いて、ガス化ガス生成システム１００を用いた第２のガス化ガス生成方法について説明する。図４は、第２のガス化ガス生成方法の処理の流れを説明するためのフローチャートであり、水分調整部３１６で分離された混合物Ｙ８を送出する処理を示す。

図４に示すように、本実施形態にかかる第２のガス化ガス生成方法は、ガス化ガス生成工程Ｓ４１０と、洗浄精製工程Ｓ４２０と、排水処理工程Ｓ４５０と、水分調整工程Ｓ４６０と、送出工程Ｓ４７０とを含む。以下、各工程について詳述する。なお、上述した第１のガス化ガス生成方法において既に述べたガス化ガス生成工程Ｓ４１０、洗浄精製工程Ｓ４２０は、実質的に処理が等しいので重複説明を省略し、ここでは、処理が相異する排水処理工程Ｓ４５０、水分調整工程Ｓ４６０、送出工程Ｓ４７０を主に説明する。

また、第２のガス化ガス生成方法では、活性汚泥槽３１４には、予め活性汚泥を収容しておく。

（排水処理工程Ｓ４５０）
洗浄精製工程Ｓ４２０において生じた排水Ｙ３、上澄液Ｙ４と、活性汚泥とを接触させることで、排水Ｙ３、上澄液Ｙ４中のタールを活性汚泥に取り込ませて、排水Ｙ３、上澄液Ｙ４からタールを除去する。

具体的に説明すると、排水Ｙ３、上澄液Ｙ４は、排水処理システム３００に導入され、まずアンモニア除去部３１０において、アンモニアが除去される。

続いて、アンモニアが除去された排水Ｙ６は、活性汚泥槽３１４に導入される。また、活性炭導入部３１２によって、活性汚泥槽３１４には、排水Ｙ６とともに、活性炭Ｃが導入される。そうすると、活性汚泥槽３１４に収容されている活性汚泥がタール単体と、タールを吸着した活性炭Ｃを取り込む。

そして、タールが除去された排水と、タールを取り込んだ活性汚泥と、タールを吸着した活性炭Ｃを取り込んだ活性汚泥と、タールを吸着した活性炭Ｃとを含んで構成される混合物Ｙ７が生成され、水分調整工程Ｓ４６０で処理される。

（水分調整工程Ｓ４６０）
水分調整部３１６は、混合物Ｙ７から水を除去する。水分調整工程Ｓ４６０を遂行することにより、混合物Ｙ８と、水Ｙ９が生成される。そして、混合物Ｙ８は、送出工程Ｓ４７０で処理され、水Ｙ９は、放流、または廃棄される。

（送出工程Ｓ４７０）
第２の送出部３１８は、水分調整工程Ｓ４６０で生成された混合物Ｙ８をガス化炉１１６に送出する。

混合物Ｙ８中のタールおよび活性炭Ｃをガス化原料として、ガス化炉１１６でガス化させることができる。つまり、次回のガス化ガス生成工程Ｓ４１０においては、褐炭等の石炭、石油コークス（ペトロコークス）、バイオマス、タイヤチップ等の固体原料や、黒液等液体原料に加えて、または、これらに代えて、混合物Ｙ８をガス化原料とすることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態において、第２の送出部３１８は、混合物Ｙ８をガス化炉１１６に送出する場合を例に挙げて説明した。しかし、第２の送出部３１８は、混合物Ｙ８を燃焼炉１１２に送出してもよい。第２の送出部３１８が、混合物Ｙ８を燃焼炉１１２に送出することにより、ガス化原料に由来するタールおよび活性炭Ｃを燃料として、燃焼炉１１２で燃焼させることができる。

また、上述した実施形態において、第１の送出部２２２は、沈降物Ｙ５を燃焼炉１１２に送出する場合を例に挙げて説明したが、第１の送出部２２２は、沈降物Ｙ５をガス化炉１１６に送出してもよい。第１の送出部２２２が、沈降物Ｙ５をガス化炉１１６に送出することにより、ガス化原料に由来するタールをガス化原料として、ガス化炉１１６でガス化させることができる。

また、上述した実施形態において、ガス化ガス生成システム１００は、２つの送出部（第１の送出部２２２、第２の送出部３１８）を備える構成について説明したが、第１の送出部２２２の機能と第２の送出部３１８の機能を集約した、１つの送出部を備えてもよい。

また、上述した実施形態において、第１の送出部２２２は、沈降物Ｙ５をそのまま燃焼炉１１２に送出する場合を例に挙げて説明した。しかし、遠心濃縮器、フィルタ等を用いて、沈降物Ｙ５から水分を除去した後に、燃焼炉１１２に送出してもよい。

なお、本明細書のガス化ガス生成方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。

本発明は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化ガス生成システムおよびガス化ガス生成方法に利用することができる。

１００ …ガス化ガス生成システム
１１２ …燃焼炉
１１６ …ガス化炉
２１４ …スプレー塔（洗浄精製部）
２１６ …ミストセパレータ（洗浄精製部）
２１８ …第２熱交換器（洗浄精製部）
２２０ …沈降分離部
３１２ …活性炭導入部
３１４ …活性汚泥槽
３１６ …水分調整部
３１８ …第２の送出部（送出部）

Claims (8)

1. ガス化原料をガス化してガス化ガスを生成するガス化炉と、
   水を用いて、生成された前記ガス化ガスを洗浄、精製して、精製ガス化ガスを生成する洗浄精製部と、
   前記洗浄精製部において生じた排水と、活性汚泥とを収容し、該排水と、該活性汚泥とを接触させることで、該排水中のガス化原料由来物質を該活性汚泥に取り込ませて、該排水から前記ガス化原料由来物質を除去する活性汚泥槽と、
   前記活性汚泥槽において生成された、前記ガス化原料由来物質が除去された排水と、前記ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥とを含んで構成される混合物から水を除去する水分調整部と、
   前記水分調整部によって水が除去された、前記ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥を前記ガス化炉に送出する送出部と、
   を備えたことを特徴とするガス化ガス生成システム。
2. 前記活性汚泥槽に活性炭を導入する活性炭導入部を備え、
   前記活性汚泥槽において前記活性炭は、前記排水中のガス化原料由来物質を吸着し、
   前記活性汚泥槽の活性汚泥は、前記ガス化原料由来物質に加えて、該ガス化原料由来物質を吸着した活性炭を取り込み、
   前記送出部は、前記ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥とともに、該ガス化原料由来物質を吸着した活性炭を取り込んだ活性汚泥炭と、該ガス化原料由来物質を吸着した活性炭とを前記ガス化炉に送出することを特徴とする請求項１に記載のガス化ガス生成システム。
3. 前記ガス化炉では、流動媒体が流動層を形成しており、
   前記流動媒体を加熱する燃焼炉をさらに備え、
   前記送出部は、前記ガス化炉に加えて、前記燃焼炉に、前記ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥、該ガス化原料由来物質を吸着した活性炭を取り込んだ活性汚泥炭、該ガス化原料由来物質を吸着した活性炭の群から選択される１または複数を送出することを特徴とする請求項２に記載のガス化ガス生成システム。
4. 前記排水を、比重の違いによって、上澄液と沈降物とに分離する沈降分離部をさらに備え、
   前記活性汚泥槽は、前記上澄液から前記ガス化原料由来物質を除去し、
   前記送出部は、前記沈降物を前記ガス化炉および前記燃焼炉のいずれか一方または双方に送出することを特徴とする請求項３に記載のガス化ガス生成システム。
5. 流動媒体が流動層を形成しており、該流動媒体によってガス化原料をガス化してガス化ガスを生成するガス化炉と、
   前記流動媒体を加熱する燃焼炉と、
   水を用いて、生成された前記ガス化ガスを洗浄、精製して、精製ガス化ガスを生成する洗浄精製部と、
   前記洗浄精製部において生じた排水と、活性汚泥とを収容し、該排水と、該活性汚泥とを接触させることで、該排水中のガス化原料由来物質を該活性汚泥に取り込ませて、該排水から前記ガス化原料由来物質を除去する活性汚泥槽と、
   前記活性汚泥槽において生成された、前記ガス化原料由来物質が除去された排水と、前記ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥とを含んで構成される混合物から水を除去する水分調整部と、
   前記水分調整部によって水が除去された、前記ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥を前記燃焼炉に送出する送出部と、
   を備えたことを特徴とするガス化ガス生成システム。
6. 前記排水を、比重の違いによって、上澄液と沈降物とに分離する沈降分離部をさらに備え、
   前記活性汚泥槽は、前記上澄液から前記ガス化原料由来物質を除去し、
   前記送出部は、前記沈降物を前記ガス化炉および前記燃焼炉のいずれか一方または双方に送出することを特徴とする請求項５に記載のガス化ガス生成システム。
7. ガス化原料をガス化してガス化ガスを生成するガス化炉を用いたガス化ガス生成方法であって、
   水を用いて、生成された前記ガス化ガスを洗浄、精製して、精製ガス化ガスを生成する工程と、
   前記精製ガス化ガスを生成する工程において生じた排水と、活性汚泥とを接触させることで、該排水中のガス化原料由来物質を該活性汚泥に取り込ませて、該排水から前記ガス化原料由来物質を除去する工程と、
   前記排水から前記ガス化原料由来物質を除去する工程において生成された、前記ガス化原料由来物質が除去された排水と、前記ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥とを含んで構成される混合物から水を除去する工程と、
   水が除去された前記ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥を前記ガス化炉に送出する工程と、
   を有することを特徴とするガス化ガス生成方法。
8. 流動媒体が流動層を形成しており、該流動媒体によってガス化原料をガス化してガス化ガスを生成するガス化炉と、該流動媒体を加熱する燃焼炉と、を用いたガス化ガス生成方法であって、
   水を用いて、生成された前記ガス化ガスを洗浄、精製して、精製ガス化ガスを生成する工程と、
   前記精製ガス化ガスを生成する工程において生じた排水と、活性汚泥とを接触させることで、該排水中のガス化原料由来物質を該活性汚泥に取り込ませて、該排水から前記ガス化原料由来物質を除去する工程と、
   前記排水から前記ガス化原料由来物質を除去する工程において生成された、前記ガス化原料由来物質が除去された排水と、前記ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥とを含んで構成される混合物から水を除去する工程と、
   水が除去された前記ガス化原料由来物質を取り込んだ活性汚泥を前記燃焼炉に送出する工程と、
   を有することを特徴とするガス化ガス生成方法。

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