JP7099909B2 - ガス化処理システム - Google Patents

Description

本発明は、可燃物を熱分解ガス化処理して熱分解ガスを得るガス化処理システムに関するものである。

可燃物を含む廃棄物の処理方法の一つとしては、廃棄物を熱分解ガス化処理し、得られる熱分解ガスを、発電装置などの燃料ガスとして利用することや、原料ガスとして利用することが考えられている。

廃棄物を熱分解処理して熱分解ガスを得る廃棄物ガス化処理システムは、たとえば、次のようなものが従来提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

廃棄物ガス化処理システムは、廃棄物を熱分解して熱分解ガスと熱分解残渣を発生させるガス化炉と、前記ガス化炉における熱分解ガスの出口の下流側にガス流路を介して順に接続された改質炉、熱回収ボイラ、バグフィルタ、ガス精製設備、および、送風機を備えた構成とされている。前記送風機の下流側には、熱分解ガスを改質処理した改質ガスを燃料ガスとして使用するガスエンジンが設けられている。

ところで、一般に、廃棄物の熱分解ガス化によって生じる熱分解ガスは、タールを含んでいる。タールは、凝縮温度が高くて液状になりやすく、液状のタールは、ガス流路や、その他、各種の配管や機器に付着すると、流路の閉塞や機器の動作不良など、種々の問題を引き起こす。

そこで、前記廃棄物ガス化処理システムは、前記熱回収ボイラで回収される粉塵を前記ガス化炉に供給する供給手段と、前記バグフィルタで回収される粉塵を前記ガス化炉に供給する供給手段の少なくとも一方を備える構成とされている。これにより、前記廃棄物ガス化処理システムは、ガス化炉内で発生するタールを粉塵に吸着させることで、ガス化炉から排出される熱分解ガス中のタール濃度を低減化している。ガス化炉内でタールを吸着した粉塵は、以下、タール吸着粉塵という。

なお、前記廃棄物ガス化処理システムでは、前記ガス化炉から排出される熱分解残渣は、熱分解残渣処理設備へ送られる。熱分解残渣処理設備は、熱分解残渣から不燃成分を含む熱分解カーボンを分別し、その後、熱分解カーボンを燃焼させて処理するものとされている。

特開２００９－２４０８８８号公報

ところで、前記廃棄物ガス化処理システムでは、タール吸着粉塵のうち、ガス化炉内で落下するものは、熱分解残渣に含まれた状態で熱分解残渣処理設備へ送られる。

熱分解残渣処理設備では、熱分解残渣から熱分解カーボンを分別する際に、熱分解カーボンに同伴されるタール吸着粉塵は、熱分解カーボンと共に燃焼処理される。

しかし、タール吸着粉塵は、熱分解カーボンとは異なる性状を有するものである。そのため、熱分解残渣処理設備では、熱分解残渣から熱分解カーボンを分別する処理では、タール吸着粉塵が熱分解カーボンの分別処理後の残物に含まれることがある。

よって、前記廃棄物ガス化処理システムでは、前記残物を系外に排出するときに、タール吸着粉塵の一部も系外に排出されてしまう、というのが実状である。

そこで、本発明は、可燃物を熱分解ガス化処理して発生させる熱分解ガスについて、含まれるタールを吸着処理して、熱分解ガス中のタールを低減させることができ、更に、前記吸着処理により熱分解ガスから分離されるタールは、系外に排出することなく処理することができるガス化処理システムを提供しようとするものである。

本発明は、前記課題を解決するために、可燃物を熱分解ガス化処理して、熱分解ガスとチャーとを分離して回収可能なガス化炉と、前記ガス化炉のガス出口の下流側にガス流路を介して接続された第１集じん装置と、前記第１集じん装置の上流側に配置され、前記第１集じん装置の耐熱温度よりも低い温度に前記熱分解ガスを冷却する第１ガス冷却装置と、前記ガス化炉の残渣出口の下流側に設けられた燃焼炉と、前記ガス流路に灰供給ラインを介し接続されて、前記ガス流路を流通するタールを含む前記熱分解ガス中に灰を供給する灰供給装置と、前記第１集じん装置より回収される前記タールを吸着した前記灰を含む集じん灰と、前記第１ガス冷却装置より取り出される集じん灰と、を前記燃焼炉へ供給する集じん灰供給装置と、を備え、前記燃焼炉は、前記ガス化炉から分離されたチャーと、前記第１集じん装置より回収される集じん灰と、前記第１ガス冷却装置より取り出される集じん灰と、を焼却する構成を有するガス化処理システムとする。

前記灰供給ラインを、前記第１ガス冷却装置よりも上流側の前記ガス流路に接続した構成としてもよい。

前記燃焼炉で生じる燃焼排ガスに同伴される飛灰を捕集する第２集じん装置と、前記第２集じん装置で捕集された前記飛灰を前記灰供給装置へ送る灰戻し管路を備えた構成としてもよい。
また、前記第２集じん装置の上流側に配置され、前記第２集じん装置の耐熱温度よりも低い温度に前記燃焼排ガスを冷却する第２ガス冷却装置、を備え、前記灰戻し管路は、前記第２集じん装置で捕集された前記飛灰と共に、前記第２ガス冷却装置より回収される飛灰を前記灰供給装置へ送る構成としてもよい。

前記燃焼炉の炉底灰出口の下流側に、灰処理装置を備え、前記灰処理装置は、炉底灰の冷却を行う冷却処理部、異物除去処理部および粉砕処理部を備え、更に、前記灰処理装置の前記粉砕処理部で生成する粉砕灰を前記灰供給装置へ送る粉砕灰戻し管路を備えた構成としてもよい。

本発明のガス化処理システムによれば、可燃物を熱分解ガス化処理して発生させる熱分解ガスについて、含まれるタールを吸着処理して、熱分解ガス中のタールを低減させることができ、更に、前記吸着処理により熱分解ガスから分離されるタールは、系外に排出することなく処理することができる。

ガス化処理システムの第１実施形態を示す概要図である。 ガス化処理システムの第２実施形態を示す概要図である。 ガス化処理システムの第３実施形態を示す概要図である。

以下、本開示のガス化処理システムについて、図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、ガス化処理システムの第１実施形態を示す概要図である。

本実施形態のガス化処理システムは、図１に示すように、可燃物である原料５０を熱分解ガス化処理して、熱分解ガス５１と熱分解残渣であるチャー５２とを分離して回収可能なガス化炉１と、ガス化炉１のガス出口１ｂの下流側にガス流路２，３を介して順に接続されたガス冷却装置（第１ガス冷却装置）４および集じん装置（第１集じん装置）５と、ガス化炉１の残渣出口１ｃの下流側に設けられた燃焼炉６と、を備え、更に、ガス流路３に灰供給ライン８を介し接続されて、ガス流路３を流通する熱分解ガス５１中に灰５３を供給する灰供給装置７と、集じん装置５より回収される集じん灰５４を燃焼炉６へ供給する集じん灰供給装置９と、を備えた構成とされている。

ガス化炉１は、入口１ａに接続された図示しない供給装置より供給される可燃物である原料５０を、酸素濃度が低い雰囲気下で加熱して、熱分解ガス５１とチャー５２とを発生させる熱分解ガス化処理を実施する機能を備えている。更に、ガス化炉１は、発生した熱分解ガス５１とチャー５２とを分離する図示しない分離室を備えると共に、分離室の頂部に、熱分解ガス５１を回収するガス出口１ｂを備え、分離室の底部に、チャー５２を回収する残渣出口１ｃを備えた構成とされている。また、残渣出口１ｃは、残渣出口１ｃの下流側からガス化炉１内へ酸素を含むガスの流入（逆流）が生じないようにするために、二重ダンパ式やその他の形式の逆流防止手段を備えている。

なお、ガス化炉１は、前記した原料５０の熱分解ガス化処理の機能と、熱分解ガス５１を回収するガス出口１ｂと、チャー５２を回収する残渣出口１ｃを備えていれば、従来使用されているか、または従来提案されている任意の形式のガス化炉１を採用してよい。すなわち、ガス化炉１は、たとえば、熱源として、原料５０の部分燃焼による燃焼熱を用いる部分燃焼方式、外部から熱供給を受ける外熱式、部分燃焼方式と外熱式を併用する形式のいずれであってもよい。また、ガス化炉１の炉の形式は、流動層式やキルン式、外熱キルン式など、任意の形式のものを用いてもよいことは勿論である。

ガス冷却装置４は、ガス化炉１より回収される熱分解ガス５１の温度を、下流側の集じん装置５の耐熱温度の制限値よりも低い温度になるよう冷却する機能を備えている。

そのため、ガス冷却装置４は、入口４ａが、ガス化炉１のガス出口１ｂにガス流路２を介して接続されている。また、ガス冷却装置４の出口４ｂは、集じん装置５の入口５ａにガス流路３を介して接続されている。

更に、ガス冷却装置４は、図示しないが、入口４ａより流入する熱分解ガス５１が保有する熱を奪うための手段として、たとえば、冷却媒体としてのボイラ水と熱交換を行う熱交換部を備えた構成とされている。この構成によれば、ガス冷却装置４は、熱分解ガス５１の有する熱で、ボイラ水を昇温させる熱回収ボイラとしての働きを備える。

なお、ガス冷却装置４は、入口４ａより流入する熱分解ガス５１が出口４ｂまで流れる間に、熱分解ガス５１の温度を集じん装置５の耐熱温度の上限よりも低い温度まで冷却する機能を備えていれば、たとえば、熱交換部にて、ボイラ水以外の冷却媒体と熱交換を行う形式のものであってもよいし、ボイラ形式に代えて、水などの液体の気化熱などによって、熱分解ガス５１から熱を奪う形式のものであってもよい。

ところで、ガス冷却装置４では、入口４ａより流入した熱分解ガス５１が出口４ｂに到達するまでの間に、ガス化炉１から熱分解ガス５１中に浮遊した状態で熱分解ガス５１に同伴された灰（飛灰）の一部が、ガス冷却装置４の内部で落下することがある。

そこで、ガス冷却装置４は、底部側に、ガス冷却装置４の内部で落下した灰を、集じん灰５４として取り出す灰取出口４ｃを備えた構成とされている。

集じん装置５は、ガス冷却装置４で冷却された後の熱分解ガス５１を処理対象として、集じん処理を行う機能を備えるものであり、本実施形態では、たとえば、バグフィルタとされている。

したがって、集じん装置５は、ガス流路３が接続された入口５ａに加えて、ガス出口５ｂと、入口５ａからガス出口５ｂに向かう熱分解ガス５１を通過させる複数の袋状のろ布（図示せず）と、熱分解ガス５１より分離された灰を集じん灰５４として回収する灰回収部５ｃとを備えた構成とされている。

灰回収部５ｃは、図示しないが、たとえば、集じん装置５の内底部に配置された搬送手段を備えた構成として、集じん装置５の内部で自然落下した灰と、ろ布で捕集された後、自然落下するか、または、逆洗などによりろ布より強制的に落下させた灰を、集じん灰５４として取り出す機能を備えている。

これにより、集じん装置５は、入口５ａより供給される熱分解ガス５１の集じん処理を行い、清浄化された熱分解ガス５１を、ガス出口５ｂより下流側へ送り出すことができる。

なお、集じん装置５は、熱分解ガス５１に同伴されている灰を捕集して熱分解ガス５１から分離させた後、灰の回収部から集じん灰５４として取り出すことができる機能を備えていれば、バグフィルタ以外の形式の集じん装置５を用いてもよいことは勿論である。

本実施形態では、集じん装置５のガス出口５ｂには、ガス流路１０を介して誘引送風機１１が接続され、更に、誘引送風機１１の下流側に、熱分解ガス５１を燃料ガスや原料ガスとして利用する熱分解ガス５１の需要部１２が接続されている。

燃焼炉６は、入口６ａへ供給されたチャー５２の燃焼処理、より具体的には、チャー５２に含まれている固定炭素を燃焼処理する機能を備えている。

そのため、ガス化炉１の残渣出口１ｃの下流側には、チャー５２の供給装置１３の入口側が配管１４を介して接続され、この供給装置１３の出口側が、燃焼炉６の入口６ａに接続されている。

供給装置１３は、たとえば、ガス化炉１からチャー５２を受け取ると、一旦貯留した後、燃焼炉６にチャー５２を定量的に供給する機能や、燃焼炉６におけるチャー５２の燃焼状況に応じてチャー５２の燃焼炉６への供給量を調整する機能を備えたものとすればよい。

なお、燃焼炉６は、チャー５２の燃焼処理を行うことができれば、流動層式や、火格子式など、任意の形式の燃焼炉６を採用してもよいことは勿論である。

本実施形態のガス化処理システムにて、ガス化炉１が、外熱式、または、部分燃焼方式と外熱式を併用する形式の場合には、燃焼炉６は、チャー５２の燃焼処理により生じる熱を、図１に二点鎖線で示すようにガス化炉１へ供給する機能を備えて、ガス化炉１で実施する原料５０の熱分解ガス化処理用の熱源の一部または全部として利用することが好ましい。なお、燃焼炉６からガス化炉１への熱の供給は、たとえば、双方の炉１，６が共に流動層式の場合には、燃焼炉６で加熱された図示しない流動媒体をガス化炉１へ循環供給することで行うようにすればよい。また、燃焼炉６からガス化炉１への熱の供給は、燃焼炉６で生じる高温ガスをガス化炉１へ供給することで行うようにしてもよい。

この構成によれば、本実施形態のガス化処理システムは、ガス化炉１にて、外熱により原料５０の熱分解ガス化処理を行う場合に必要とされる熱源として、チャー５２の燃焼熱を有効利用することができる。

燃焼炉６は、チャー５２の燃焼により発生する燃焼排ガス５５の出口となる排ガス出口６ｂと、炉底灰５６の出口となる炉底灰出口６ｃとを備えた構成とされている。

本実施形態のガス化処理システムは、燃焼炉６の排ガス出口６ｂの下流側には、排ガス流路１５，１６を介して順に接続されたガス冷却装置（第２ガス冷却装置）１７および集じん装置（第２集じん装置）１８を備えた構成とされている。

ガス冷却装置１７は、燃焼炉６より排出される燃焼排ガス５５の温度を、下流側の集じん装置１８の耐熱温度の上限よりも低い温度になるよう冷却する機能を備えている。

そのため、ガス冷却装置１７は、入口１７ａが、燃焼炉６の排ガス出口６ｂに排ガス流路１５を介して接続されている。また、ガス冷却装置１７の出口１７ｂは、集じん装置１８の入口１８ａに排ガス流路１６を介して接続されている。

更に、ガス冷却装置１７は、図示しないが、入口１７ａより流入する燃焼排ガス５５が保有する熱を奪うための手段として、たとえば、冷却媒体としてのボイラ水と熱交換を行う熱交換部を備えた構成とされている。この構成によれば、ガス冷却装置１７は、燃焼排ガス５５の有する熱で、ボイラ水を昇温させる熱回収ボイラとしての働きを備える。

なお、ガス冷却装置１７は、入口１７ａより流入する燃焼排ガス５５が出口１７ｂまで流れる間に、燃焼排ガス５５の温度を集じん装置１８の耐熱温度の上限よりも低い温度まで冷却する機能を備えていれば、たとえば、熱交換部にて、ボイラ水以外の冷却媒体と熱交換を行う形式のものであってもよいし、ボイラ形式に代えて、水などの液体の気化熱などによって、燃焼排ガス５５から熱を奪う形式のものであってもよい。

ところで、ガス冷却装置１７では、入口１７ａより流入した燃焼排ガス５５が出口１７ｂに到達するまでの間に、燃焼炉６から燃焼排ガス５５中に浮遊した状態で燃焼排ガス５５に同伴された灰（飛灰）の一部が、ガス冷却装置１７の内部で落下することがある。

そこで、ガス冷却装置１７は、底部側に、ガス冷却装置１７の内部で落下した灰を、飛灰５７として回収する灰取出口１７ｃを備えた構成とされている。

集じん装置１８は、ガス冷却装置１７で冷却された後の燃焼排ガス５５を処理対象として、集じん処理を行う機能を備えるものであり、本実施形態では、たとえば、バグフィルタとされている。

したがって、集じん装置１８は、排ガス流路１５が接続された入口１８ａに加えて、ガス出口１８ｂと、入口１８ａからガス出口１８ｂに向かう燃焼排ガス５５を通過させる複数の袋状のろ布（図示せず）と、燃焼排ガス５５より分離された灰を飛灰５７として回収する灰回収部１８ｃとを備えた構成とされている。

灰回収部１８ｃは、図示しないが、たとえば、集じん装置１８の内底部に配置された搬送手段を備えた構成として、集じん装置１８の内部で自然落下した灰と、ろ布で捕集された後、自然落下するか、または、逆洗などによりろ布より強制的に落下させた灰を、飛灰５７として取り出す機能を備えている。

これにより、集じん装置１８は、入口１８ａより供給される燃焼排ガス５５の集じん処理を行い、清浄化された燃焼排ガス５５を、ガス出口１８ｂより下流側へ送り出すことができる。

なお、集じん装置１８は、燃焼排ガス５５に同伴されている灰を捕集して燃焼排ガス５５から分離させた後、灰の回収部から飛灰５７として取り出すことができる機能を備えていれば、バグフィルタ以外の形式の集じん装置１８を用いてもよいことは勿論である。

本実施形態では、集じん装置１８のガス出口１８ｂには、ガス流路１９を介して誘引送風機２０が接続され、更に、誘引送風機２０の下流側には、排ガス処理装置２１が接続されている。

なお、排ガス処理装置２１は、燃焼排ガス５５を大気へ放出する際に、集じん処理以外で必要とされる排ガス処理を行う装置とすればよい。したがって、燃焼炉６から排出される燃焼排ガス５５を大気へ放出する際に、集じん処理以外の排ガス処理が特に必要とされない場合は、排ガス処理装置２１を省略して、誘引送風機２０の下流側に図示しない煙突が接続された構成としてもよい。

ガス冷却装置１７の灰取出口１７ｃ、および、集じん装置１８の灰回収部１８ｃの下流側には、飛灰５７の移送管路２２を介して、灰振分装置２３の入口２３ａが接続されている。

灰振分装置２３は、ガス冷却装置１７および集じん装置１８で回収された飛灰５７のうち、一部の飛灰５７を分取して灰供給装置７へ、残りの飛灰５７を灰処理装置２４へ、それぞれ振り分けて供給する機能を備えている。

そのため、灰振分装置２３は、２つの出口２３ｂ，２３ｃを備え、第１の出口２３ｂが配管２５を介して灰処理装置２４に接続されている。また、第２の出口２３ｃは、灰戻し管路２６を介して灰供給装置７に接続されている。灰戻し管路２６は、図示しないが、灰振分装置２３の第２の出口２３ｃより供給される飛灰５７を、灰供給装置７まで空気輸送する手段を備えている。なお、灰戻し管路２６は、飛灰５７を灰供給装置７まで輸送できる機能を備えていれば、コンベヤなど空気輸送以外の装置を用いてもよいことは勿論である。

なお、灰振分装置２３による灰処理装置２４と灰供給装置７への飛灰５７の振り分けは、後述するように、灰供給装置７により熱分解ガス５１中へ分散して供給する灰５３の供給量に応じた量の飛灰５７が、灰振分装置２３より灰供給装置７へ送られるようにし、その余剰分の飛灰５７が、灰処理装置２４へ送られるように設定されている。

灰処理装置２４は、本実施形態で生じる飛灰５７と同様の組成の飛灰の処理のために従来使用されているか、または、従来提案されている灰処理装置を用いるようにすればよい。

灰供給装置７は、図示しないが、灰振分装置２３より灰戻し管路２６を通して供給される飛灰５７を、熱分解ガス５１への吹き込み用の灰５３として貯蔵する灰貯蔵容器と、灰貯蔵容器から灰５３を設定された量ずつ切り出す切出装置と、切出装置で切り出された灰５３を、灰供給ライン８を通してガス流路３まで空気輸送する空気輸送手段を備えた構成とされている。

これにより、灰供給装置７は、灰５３を、灰供給ライン８を通して空気輸送すると共に、灰供給ライン８より熱分解ガス５１が流通しているガス流路３に対して吹き込むように供給することができる。したがって、ガス流路３に吹き込まれた灰５３は、ガス流路３を流通している熱分解ガス５１中に分散して供給されるようになる。

この際、灰５３は、タールを吸着する特性を有しているため、ガス流路３を流通している熱分解ガス５１中に分散供給された灰５３は、熱分解ガス５１に含まれているタールの吸着を行う。よって、ガス流路３を通過した後の熱分解ガス５１は、含まれるタールの量が低下した熱分解ガス５１となる。一方、ガス流路３を通過した後の熱分解ガス５１に同伴された灰５３は、タール吸着灰５３ａとなる。

本実施形態のガス化処理システムは、ガス流路３の下流側に集じん装置５を備えているので、タール吸着灰５３ａは、この集じん装置５で熱分解ガス５１より分離される。したがって、集じん装置５の灰回収部５ｃから取り出される集じん灰５４は、タール吸着灰５３ａを含むものとなる。

そこで、本実施形態のガス化処理システムは、集じん装置５の灰回収部５ｃと、燃焼炉６との間に、灰回収部５ｃより取り出される集じん灰５４を燃焼炉６まで輸送すると共に、燃焼炉６へ供給する機能を備えた集じん灰供給装置９を備えた構成とされている。

なお、本実施形態では、ガス冷却装置４は、灰供給ライン８が接続されたガス流路３の上流側に設けられているため、ガス冷却装置４の灰取出口４ｃより取り出される集じん灰５４は、灰供給装置７から供給される灰５３に由来するタール吸着灰５３ａを含むものとはならない。しかし、ガス冷却装置４より取り出される集じん灰５４は、もともとタールを含む熱分解ガス５１に同伴されてガス化炉１よりガス冷却装置４まで到達した灰に由来するものであるため、この集じん灰５４がタールを吸着している可能性はある。

そこで、集じん灰供給装置９は、灰回収部５ｃより取り出される集じん灰５４に加えて、ガス冷却装置４の灰取出口４ｃより取り出される集じん灰５４も、燃焼炉６まで輸送すると共に、燃焼炉６へ供給する機能を備えることが好ましい。

なお、前記においては、集じん灰供給装置９は、集じん灰５４を、燃焼炉６へ供給するものとして説明した。これに対し、集じん灰供給装置９は、燃焼炉６の入口６ａに接続されているチャー５２の供給装置１３へ集じん灰５４を供給する構成としてもよい。この構成によれば、集じん灰５４は、供給装置１３から燃焼炉６へ、チャー５２に混入された状態で供給される。

以上により、本実施形態のガス化処理システムでは、集じん灰５４は、燃焼炉６へ供給することができ、集じん灰５４に含まれたタール吸着灰５３ａが吸着しているタール、および、集じん灰５４自体が吸着しているタールは、燃焼炉６にて、チャー５２の燃焼を利用して焼却することができる。

これにより、燃焼炉６では、排ガス出口６ｂから排出される燃焼排ガス５５に同伴される飛灰５７は、タールが除去された状態の灰とすることができる。

更に、本実施形態のガス化処理システムでは、燃焼炉６からガス化炉１へ熱の供給を行うようにしてあるので、燃焼炉６でタールを焼却するときに生じるタールの燃焼熱は、燃焼炉６からガス化炉１へ供給する熱の一部として有効に利用することができる。

燃焼炉６の炉底灰出口６ｃには、炉底灰５６を処理対象とする灰処理装置２７が接続されている。

灰処理装置２７は、一般的な燃焼炉より排出される炉底灰の処理のために従来用いられるか、または、従来提案されている灰処理装置を、適宜選定して用いるようにすればよい。

以上の構成としてある本実施形態のガス化処理システムを使用する場合は、先ず、ガス化炉１、ガス冷却装置４、集じん装置５、燃焼炉６、灰供給装置７、集じん灰供給装置９、誘引送風機１１、供給装置１３、ガス冷却装置１７、集じん装置１８、誘引送風機２０、排ガス処理装置２１、灰振分装置２３、灰処理装置２４、灰処理装置２７を運転状態にする。

次に、ガス化炉１に原料５０を供給する。これにより、ガス化炉１では、原料５０の熱分解ガス化処理が行われて、熱分解ガス５１と、チャー５２が発生する。

ガス化炉１で発生した熱分解ガス５１は、ガス化炉１のガス出口１ｂよりガス流路２を通してガス冷却装置４へ導かれて、ガス冷却装置４にて、所定の温度まで冷却される。

次に、ガス冷却装置４を通過した熱分解ガス５１は、ガス流路３を流通するときに、灰供給装置７より灰供給ライン８を通して導かれた灰５３が、熱分解ガス５１中に分散供給される。このため、熱分解ガス５１中では、熱分解ガス５１に含まれるタールが灰５３に吸着される。

次いで、ガス流路３を通過した熱分解ガス５１は、集じん装置５へ供給される。集じん装置５では、ガス化炉１から排出される時点で熱分解ガス５１にもともと含まれていた灰と共に、灰５３が熱分解ガス５１中のタールを吸着することで生じたタール吸着灰５３ａの捕集が行われて、熱分解ガス５１より分離される。

したがって、本実施形態のガス化処理システムは、集じん装置５の上流側で熱分解ガス５１に含まれるタールを灰５３に吸着させる処理を行うことができ、タール吸着灰５３ａは集じん装置５で捕集することができるので、集じん装置５を通過した後にガス流路１０、誘引送風機１１を介して熱分解ガス５１の需要部１２に導かれる熱分解ガス５１については、タールを低減させることができる。

集じん装置５では、灰回収部５ｃよりタール吸着灰５３ａを含んだ集じん灰５４が回収される。この集じん装置５より回収される集じん灰５４は、ガス冷却装置４より回収される集じん灰５４と一緒に、集じん灰供給装置９により燃焼炉６へ供給される。

したがって、本実施形態のガス化処理システムは、ガス化炉１より回収されるチャー５２の燃焼処理を行う燃焼炉６に、タール吸着灰５３ａを含む集じん灰５４を供給することができ、よって、灰５３に吸着することで熱分解ガス５１より分離したタールは、系外に排出することなく、燃焼炉６で焼却して処理することができる。

そのため、本実施形態のガス化処理システムは、燃焼炉６で生じる熱をガス化炉１の熱源として利用する場合は、熱分解ガス５１より分離されたタールを燃焼炉６で焼却処理する際に生じる燃焼熱、すなわち、タールが炭化水素として有している熱量を、ガス化炉１の熱源の一部として有効利用することができる。

なお、本実施形態のガス化処理システムは、燃焼炉６で生じる熱をガス化炉１以外の熱需要部の熱源として利用してもよい。この場合は、熱分解ガス５１より分離されたタールを燃焼炉で焼却処理する際に生じる燃焼熱は、前記熱需要部の熱源の一部として有効利用することができる。

しかも、熱分解ガス５１中のタールの吸着に用いる灰５３は、燃焼炉６で生じて燃焼炉６から排出される飛灰５７を使用するようにしてあるので、本実施形態のガス化処理システムは、外部からタール吸着材として用いる灰を別途調達する必要をなくすことができる。

更に、本実施形態のガス化処理システムは、特許文献１に示された従来の廃棄物ガス化処理システムと比較して、以下のような利点を備えている。

すなわち、特許文献１に示された廃棄物ガス化処理システムは、粉塵を、ガス化炉内に廃棄物の入口側から単に供給する構成であるため、ガス化炉内におけるタールを含む熱分解ガスが存在する空間に対して粉塵を均一に分散させることは難しい。

これに対し、本実施形態のガス化処理システムは、熱分解ガス５１が流通するガス流路３に、灰供給装置７より灰５３を導く灰供給ライン８を接続した構成としてある。したがって、本実施形態のガス化処理システムは、ガス流路３というタールを含む熱分解ガス５１の流通のために制限された空間に対して灰５３を分散して供給することができ、しかも、ガス流路３を上流側から下流側へ一方向に流れる熱分解ガス５１の流れの中に、灰５３を分散供給することができるため、熱分解ガス５１中における灰５３の分散状態を、より均一化させることができる。よって、本実施形態では、タールを含む熱分解ガス５１と灰５３との接触効率を、特許文献１に示されたものに比して向上させる効果が期待できて、灰５３による熱分解ガス５１中のタールを吸着する効率の向上化を図ることができる。

一般に、原料５０としてバイオマスを使用する場合は、一般的な廃棄物に比して、熱分解ガス化処理によって生じる熱分解ガス５１は、タールを多く含む傾向にある。よって、本実施形態のガス化処理システムは、原料５０としてバイオマスを使用して、タールの低減化が図られた熱分解ガス５１を得ることが要求される場合に好適なシステムとすることができる。なお、本実施形態のガス化処理システムで使用する原料５０は、熱分解ガス化処理によって熱分解ガス５１を発生する可燃物であれば、バイオマスに限定されず、廃棄物にも限定されないことは勿論である。

また、特許文献１に示された廃棄物ガス化処理システムでは、ガス化炉内に供給してタールの吸着に用いる粉塵は、もともとタールを含む熱分解ガスに同伴されてガス化炉から排出された粉塵であるため、ガス化炉から排出された粉塵は、既に熱分解ガス中のタールを吸着している可能性がある。そのため特許文献１に示された廃棄物ガス化処理システムは、粉塵に吸着されたタールの熱分解処理が可能な改質炉を、粉塵の回収が行われる熱回収ボイラやバグフィルタよりも上流側に備えた構成とする必要がある。

これに対し、本実施形態のガス化処理システムは、灰５３を、熱分解ガス５１より分離されたタールを焼却処理する燃焼炉６より排出される飛灰５７に由来するものとしてある。そのため、ガス流路３へ供給する灰５３は、タールを未吸着の状態、あるいは、タールの吸着能が高められた状態とすることができる。したがって、本実施形態のガス化処理システムは、特許文献１に示された如き改質炉を不要にすることができる。よって、本実施形態のガス化処理システムは、改質されていない状態の熱分解ガス５１であって、タールの低減化が図られた状態の熱分解ガス５１を得ることができる。

［第２実施形態］
図２は、ガス化処理システムの第２実施形態を示す概要図である。

なお、図２において、第１実施形態と同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態のガス化処理システムは、図２に示すように、第１実施形態と同様の構成において、灰供給装置７より灰５３を導く灰供給ライン８を、ガス流路３に接続した構成に代えて、灰供給ライン８を、ガス冷却装置（第１ガス冷却装置）４の入口４ａの上流側に接続されたガス流路２に接続した構成としたものである。

この構成により、本実施形態のガス処理システムでは、灰供給装置７より灰供給ライン８を通して導かれる灰５３は、ガス流路２を流通している熱分解ガス５１中に分散供給される。

これにより、ガス流路２では、灰５３により熱分解ガス５１に含まれているタールの吸着が行われる。よって、ガス流路２を通過した後の熱分解ガス５１は、含まれるタールの量が低下した状態で、ガス冷却装置４へ供給される。

ところで、通常、ガス冷却装置４では、熱分解ガス５１の温度を低下させるため、熱分解ガス５１中に含まれるタールが凝縮する可能性が高まる。

これに対し、本実施形態では、前記したように、ガス流路２における灰５３を用いたタールの吸着処理により、含まれるタールの量を予め低下させた状態の熱分解ガス５１を、ガス冷却装置４へ供給することができる。このため、本実施形態では、ガス冷却装置４にて、熱分解ガス５１中のタールが凝縮して熱分解ガス５１の流路に付着する可能性を引き下げることができる。

よって、本実施形態のガス化処理システムは、原料５０の熱分解ガス化処理によって生じる熱分解ガス５１の組成や、集じん装置（第１集じん装置）５の耐熱温度に応じてガス冷却装置４に設定される熱分解ガス５１の温度低下量などの条件が、ガス化炉１より排出される熱分解ガス５１を、そのままガス冷却装置４に供給すると、ガス冷却装置４でのタールの凝縮量が多くなることが想定される条件である場合に、好適なシステムとすることができる。

なお、本実施形態のガス化処理システムでは、ガス流路２で、タールを吸着した灰５３であるタール吸着灰５３ａが生じる。したがって、本実施形態では、集じん装置５の灰回収部５ｃより回収される集じん灰５４のみならず、ガス冷却装置４の灰取出口４ｃから取り出される集じん灰５４にも、タール吸着灰５３ａが含まれるようになる。

しかし、この場合であっても、ガス冷却装置４より回収される集じん灰５４、および、集じん装置５より回収される集じん灰５４は、いずれも集じん灰供給装置９により燃焼炉６へ供給するようにしてあるので、本実施形態によっても、灰５３に吸着することで熱分解ガス５１より分離したタールは、系外に排出することなく、燃焼炉６で焼却して処理することができる。

したがって、本実施形態のガス化処理システムは、第１実施形態のガス化処理システムと同様に使用して同様の効果を得ることができる。

なお、図２に一点鎖線で示すように、灰供給装置７より灰５３を導く灰供給ライン８の下流側を２本に分岐させて、ガス流路２に加えて、ガス流路３に接続した構成としてもよい。この構成によっても、第２実施形態のガス処理システムと同様の効果を得ることができる。

［第３実施形態］
図３は、ガス化処理システムの第３実施形態として、前記各実施形態の応用例を示すものである。

なお、図３において、第１実施形態と同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態のガス化処理システムは、第１実施形態と同様の構成において、燃焼炉６の下流側に備えた灰処理装置２７を、炉底灰５６の冷却を行う冷却処理部２８と、冷却された炉底灰５６から混入している不燃物などの異物を除去する異物除去処理部２９と、異物除去が行われた後の炉底灰５６を粉砕して粉砕灰５８を生成する粉砕処理部３０と、を備えた構成とする。

更に、本実施形態のガス化処理システムは、灰処理装置２７における粉砕灰５８の出口が、粉砕灰戻し管路３１を介して灰供給装置７に接続された構成を備えている。なお、粉砕灰戻し管路３１は、図示しないが、灰処理装置２７より供給される粉砕灰５８を、灰供給装置７まで空気輸送する手段を備えている。なお、粉砕灰戻し管路３１は、粉砕灰５８を灰供給装置７まで輸送できる機能を備えていれば、コンベヤなど空気輸送以外の装置を用いてもよいことは勿論である。

本実施形態では、灰供給装置７は、図示しないが、灰振分装置２３より灰戻し管路２６を通して供給される飛灰５７と、灰処理装置２７より粉砕灰戻し管路３１を通して供給される粉砕灰５８とを、合わせて熱分解ガス５１への吹き込み用の灰５３として扱う構成を備えるようにすればよい。

以上の構成としてある本実施形態のガス化処理システムは、第１実施形態のガス化処理システムと同様に使用して、同様の効果を得ることができる。

更に、本実施形態のガス化処理システムは、燃焼炉６で発生して燃焼排ガス５５に同伴される飛灰５７の量が少ない場合であっても、燃焼炉６の炉底灰５６を灰処理装置２７で処理して生成する粉砕灰５８を、灰供給装置７で灰５３として使用することができるため、灰５３の量の確保に有利な構成とすることができる。

なお、炉底灰５６は、集じん灰５４に含まれたタール吸着灰５３ａが吸着しているタール、および、集じん灰５４自体が吸着しているタールを焼却する燃焼炉６で生じるものであるため、炉底灰５６も、飛灰５７と同様に、タールが吸着していない状態の灰とすることができる。

よって、この炉底灰５６に由来する粉砕灰５８を、タール吸着用の灰５３として用いても、灰５３におけるタールの吸着能に特に問題が生じることはない。

なお、本開示のガス化処理システムは、前記各実施形態にのみ限定されるものではない。

各図に示した各機器のサイズ、各機器の配置、機器同士のサイズの比は、図示するための便宜上のものであり、実際の各機器のサイズや配置、機器同士のサイズの比を反映したものではない。

熱分解ガス５１中のタールの吸着に用いる灰５３は、燃焼炉６で生じる飛灰５７を使用することが好ましいが、燃焼炉で生じる灰であって、タールの吸着能が大となる灰を、外部から調達して、本開示のガス化処理システムで灰５３として使用するようにしてもよい。この場合であっても、本開示のガス化処理システムは、可燃物を熱分解ガス化処理して発生させる熱分解ガスについて、含まれるタールを吸着処理して、熱分解ガス中のタールを低減させることができるという効果と、前記吸着処理により熱分解ガスから分離されるタールは、系外に排出することなく処理することができるという効果を得ることができる。

第３実施形態における灰処理装置２７と、灰処理装置２７で生じる粉砕灰５８を灰供給装置７へ送る粉砕灰戻し管路３１とを備える構成は、図２に示した第２実施形態の構成に適用してもよい。

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ ガス化炉
１ｂ ガス出口
１ｃ 残渣出口
２ ガス流路
３ ガス流路
４ ガス冷却装置（第１ガス冷却装置）
５ 集じん装置（第１集じん装置）
６ 燃焼炉
６ｃ 炉底灰出口
７ 灰供給装置
８ 灰供給ライン
９ 集じん灰供給装置
１８ 集じん装置（第２集じん装置）
２６ 灰戻し管路
２７ 灰処理装置
２８ 冷却処理部
２９ 異物除去処理部
３０ 粉砕処理部
３１ 粉砕灰戻し管路
５０ 原料（可燃物）
５１ 熱分解ガス
５２ チャー
５３ 灰
５３ａ タール吸着灰
５４ 集じん灰
５５ 燃焼排ガス
５６ 炉底灰
５７ 飛灰
５８ 粉砕灰

Claims (5)

1. 可燃物を熱分解ガス化処理して、熱分解ガスとチャーとを分離して回収可能なガス化炉と、
   前記ガス化炉のガス出口の下流側にガス流路を介して接続された第１集じん装置と、
   前記第１集じん装置の上流側に配置され、前記第１集じん装置の耐熱温度よりも低い温度に前記熱分解ガスを冷却する第１ガス冷却装置と、
   前記ガス化炉の残渣出口の下流側に設けられた燃焼炉と、
   前記ガス流路に灰供給ラインを介し接続されて、前記ガス流路を流通するタールを含む前記熱分解ガス中に灰を供給する灰供給装置と、
   前記第１集じん装置より回収される前記タールを吸着した前記灰を含む集じん灰と、前記第１ガス冷却装置より取り出される集じん灰と、を前記燃焼炉へ供給する集じん灰供給装置と、を備え、
   前記燃焼炉は、前記ガス化炉から分離されたチャーと、前記第１集じん装置より回収される集じん灰と、前記第１ガス冷却装置より取り出される集じん灰と、を焼却すること、
   を特徴とするガス化処理システム。
2. 前記灰供給ラインを、前記第１ガス冷却装置よりも上流側の前記ガス流路に接続した
   請求項１に記載のガス化処理システム。
3. 前記燃焼炉で生じる燃焼排ガスに同伴される飛灰を捕集する第２集じん装置と、
   前記第２集じん装置で捕集された前記飛灰を前記灰供給装置へ送る灰戻し管路と、を備えた
   請求項１または２に記載のガス化処理システム。
4. 前記第２集じん装置の上流側に配置され、前記第２集じん装置の耐熱温度よりも低い温度に前記燃焼排ガスを冷却する第２ガス冷却装置、
   を備え、
   前記灰戻し管路は、前記第２集じん装置で捕集された前記飛灰と共に、前記第２ガス冷却装置より回収される飛灰を前記灰供給装置へ送る、
   請求項３記載のガス化処理システム。
5. 前記燃焼炉の炉底灰出口の下流側に、灰処理装置を備え、
   前記灰処理装置は、炉底灰の冷却を行う冷却処理部、異物除去処理部および粉砕処理部を備え、
   更に、前記灰処理装置の前記粉砕処理部で生成する粉砕灰を前記灰供給装置へ送る粉砕灰戻し管路を備えた
   請求項３または４に記載のガス化処理システム。

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