JPH10260119A

JPH10260119A - ガス分析前処理装置

Info

Publication number: JPH10260119A
Application number: JP6587997A
Authority: JP
Inventors: Junichi Sano; 順一佐野; Shinichiro Ando; 真一郎安藤; Shigeru Matsumori; 滋松森; Hiroyuki Domoto; 博幸堂本
Original assignee: Hitachi Zosen Corp; Hitachi Shipbuilding and Engineering Co Ltd
Current assignee: Kanadevia Corp
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス分析器による分析を連続して行うことを
可能にするガス分析前処理装置を提供する。【解決手段】サンプルガスは、まず、第１段Ａの上部
ポット21に導入され、ぬれ壁22を通って下方に送られ
る。ぬれ壁22において流下水とサンプルガスとが接触す
ることにより、サンプルガス中の固体粒子が流下水に移
動する。サンプルガスは、次いで、第１循環槽23の頂部
から抜き出されて、第２段Ｂの上部ポット24に導入さ
れ、ぬれ壁25を通って下方に送られる。このさい、アス
ピレータ付きポット26により、ガスおよび水が強制的に
下方に送り込まれる。サンプルガスは、次いで、第３段
Ｃの上部ポット28に至り、第２段Ｂの処理と同じ処理を
施され、さらに、第４段Ｄの上部ポット32に至り、第１
段Ａの処理と同じ処理を施される。４段の処理を経て固
体粒子が完全に除去されたサンプルガスは、ガス分析器
に送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、廃棄物
を熱分解して可燃性ガスを発生させるガス化炉内の酸素
濃度を分析するガス分析器の前流に設けられて、被分析
ガス中の固体粒子を除去するガス分析前処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみや産業廃物等の廃棄物をガス化
炉で熱分解し、発生した可燃性ガスを溶融炉に導いて燃
焼させ、その燃焼熱で灰を溶融させ、溶融炉からの排ガ
スの熱を廃熱ボイラにて熱回収する廃棄物ガス化溶融装
置は、従来より知られている。この廃棄物ガス化溶融装
置においては、ガス化炉内の酸素濃度上昇による炉内爆
発を防止するため、ガス化炉内の酸素濃度をガス分析器
により連続的に分析している。炉内ガスには、タールや
ダスト等の固体粒子が多く含まれており、ガス分析器の
前流には、これらの固体粒子を除去するガス分析前処理
装置が設けられている。

【０００３】従来のガス分析前処理装置としては、集塵
器やフィルターが一般に使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の集塵器やフ
ィルターでは、固体粒子が蓄積していくため、定期的に
掃除する必要があり、このため、ガス分析器による分析
を連続して行えないという問題があった。

【０００５】この発明の目的は、ガス分析器による分析
を連続して行うことを可能にするガス分析前処理装置を
提供することにある。

【０００６】この発明の他の目的は、長時間の連続自動
運転が可能な廃棄物ガス化溶融装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明によるガス分析
前処理装置は、ガス分析器の前流に設けられて被分析ガ
ス中の固体粒子を除去する装置であって、被分析ガス洗
浄水を流下させるパイプが垂直に設けられ、該パイプに
被分析ガスを流して気液接触により浄化するようになさ
れているものである。

【０００８】パイプが丸パイプであることが好ましい。

【０００９】パイプが複数配置されていることが好まし
い。

【００１０】このガス分析前処理装置は、廃棄物ガス化
溶融装置に設けられることが好ましい。廃棄物ガス化溶
融装置は、廃棄物をガス化炉で熱分解し、発生した可燃
性ガスを溶融炉に導いて燃焼させ、その燃焼熱で灰を溶
融させ、溶融炉からの排ガスの熱を廃熱ボイラにて熱回
収するものであり、ガス化炉内の酸素濃度を連続的に分
析するガス分析器が設けられており、ガス分析前処理装
置は、ガス化炉とガス分析器との間に設けられる。

【００１１】廃棄物ガス化溶融装置は、ガス化炉内の酸
素濃度が上昇したさいに、ボイラの蒸気をガス化炉内に
自動的に導入して酸素濃度を低下するようになされてい
ることが好ましい。また、廃棄物ガス化溶融装置は、ガ
ス化炉内の酸素濃度が上昇したさいに、不活性ガスをガ
ス化炉内に自動的に導入して酸素濃度を低下するように
なされていてもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下図
面を参照して説明する。

【００１３】図１は、この発明のガス分析前処理装置を
流動床ガス化溶融装置に使用した実施形態を示してい
る。

【００１４】流動床ガス化溶融装置(1) は、都市ごみや
産業廃物等の廃棄物を熱分解する流動床ガス化炉(2)
と、ガス化炉(2) で発生した可燃性ガスを燃焼させその
燃焼熱で灰を溶融させる溶融炉(3) と、溶融炉(3) から
の排ガスの熱を回収する廃熱ボイラ(4) とを備えてい
る。

【００１５】給じん装置(5) によりガス化炉(2) に投入
された廃棄物は、流動床(6) の媒体の持つ熱と部分燃焼
熱とによって熱分解され、可燃性ガス、チャー、ター
ル、ダスト等が発生する。これらは、ガス化炉出口(7)
から排出されて溶融炉(3) へ導かれる。溶融炉(3) にお
いて、熱分解ガスとチャーとが燃焼し、その燃焼熱でダ
ストや灰分が溶融する。溶融炉(3) からの排ガスはボイ
ラー(4) に導かれ、これに熱を与えて蒸気を発生させた
後、バグフィルタ(8) を経て排出される。

【００１６】ガス化炉(2) 内においては、炉(2) 内圧力
が正圧になると、ＣＯガスなどの有害ガスが吹き出す可
能性があるため、炉(2) 内圧力は通常一定の負圧に保た
れている。炉(2) 内圧力は、廃棄物の性状変動や供給量
変動により変動し、通常の運転圧力よりもさらに負圧に
なることがある。このさい、大気が炉(2) 内に吸い込ま
れ、炉(2) 内の酸素濃度が上昇して爆発限界に入り、炉
(2) 内爆発を起こす可能性が生じる。

【００１７】そこで、流動床ガス化溶融装置(1) には、
炉(2) 内ガス中の酸素濃度を監視し、酸素濃度上昇時、
爆発限界未満で発生ガス中に不活性ガスを吹き込むため
の爆発防止装置(9) が設けられている。

【００１８】爆発防止装置(9) は、ガス化炉(2) 出口の
煙道中のガスをサンプリングプローブ(11)により抜き出
してその酸素濃度を測定するガス分析器(10)と、ガス分
析器(10)の前流に設けられたガス分析前処理装置(12)
と、廃熱ボイラ(4) の蒸気をガス化炉(2) 内に導入する
蒸気配管(13)と、蒸気配管(13)途中に設けられた自動弁
(14)と、ガス分析器(10)と自動弁(14)との間に設けられ
て酸素濃度が上昇したときに自動弁(14)を開くようにな
された弁制御器(15)とを備えている。

【００１９】ガス分析器(10)により酸素濃度上昇が検知
されると、この検知信号を受けた弁制御器(15)が自動弁
(14)に弁制御信号を送ってこれを開き、廃熱ボイラ(4)
の蒸気がガス化炉(2) 内に導入される。

【００２０】サンプリングプローブ(11)は、図２に拡大
して示すように、温度制御用ヒータ(16)を内蔵してい
る。炉(2) 内のガス温度およびガス流速が変動し、ガス
温度の低下に伴ってプローブ(11)が冷えて、ガス中に含
まれたタールやダストが凝縮・堆積する可能性がある
が、ヒータ(16)によりプローブ(11)を加熱することによ
り、タールやダストによってプローブ(11)内のガス通路
が閉塞されることが防止されている。

【００２１】図３にガス分析前処理装置(12)のフロー
を、図４にガス分析前処理装置(12)の実施例を示す。図
３および図４において、実線の矢印は、ガスの通路を、
破線の矢印は、水の通路を示している。

【００２２】ガス分析前処理装置(12)は、図３に示すよ
うに、４段（Ａ〜Ｄ）で構成されている。

【００２３】第１段Ａは、サンプリングプローブ(11)、
ぬれ壁上部ポット(21)、ぬれ壁(22)および循環液槽(23)
を備えている。ぬれ壁(22)において、サンプルガス（被
分析ガス）と流下水とが接触することにより、サンプル
ガス中の固体粒子が流下水に移動するようになされてい
る。第１段Ａは、熱分解ガスを冷却するとともに、ター
ルを凝縮してガスから分離させる。

【００２４】第２段Ｂは、ぬれ壁上部ポット(24)、ぬれ
壁(25)、ガス洗浄器(26)および循環液槽(27)を備えてい
る。ガス洗浄器(26)は、エジェクターやアスピレータな
どを用いてガス流速を速めて洗浄効果を上げるもので、
ガス流速の増大に伴って、ガスと循環水との混合および
タールやダストの衝突が促進され、より多くのタールと
ダストが熱分解ガスから除去される。除去されたタール
およびダストは、循環液槽(27)内底部に集められる。

【００２５】第３段Ｃは、ぬれ壁上部ポット(28)、ぬれ
壁(29)、ガス洗浄器(30)および循環液槽(31)を備えてお
り、第２段Ｂと同じ作用を有している。

【００２６】第４段Ｄは、ぬれ壁上部ポット(32)、ぬれ
壁(33)、循環液槽(34)、ドレンポット(35)、カセット式
ろ過器(36)、電子クーラ(37)および流量計(38)を備えて
おり、タールおよびダスト完全に除去し、さらに、ガス
中の水分を分離させる。

【００２７】図４に示すガス分析前処理装置(12)におい
て、左から順に、第１段Ａの処理を行う部分(A) 、第２
段Ｂの処理を行う部分(B) 、第３段Ｃの処理を行う部分
(C)および第４段Ｄの処理を行う部分(D) とされてい
る。各部分(A)(B)(C)(D)は、それぞれ、サンプルガスお
よび水の導入部となる上部ポット(21)(24)(28)(32)と、
上部ポット(21)(24)(28)(32)に垂下状に設けられかつ被
分析ガスと流下水とが接触するようになされたぬれ壁(2
2)(25)(29)(33)と、ぬれ壁(22)(25)(29)(33)を流下した
水が溜められる循環槽(23)(27)(31)(34)と、循環槽(23)
(27)(31)(34)底部から水を抜き出して上部ポット(21)(2
4)(28)(32)に戻す循環ポンプ(39)(40)(42)(44)とを備え
ている。第２段Ｂの処理を行う部分(B) および第３段Ｃ
の処理を行う部分(C) は、さらに、ぬれ壁(25)(29)途中
に設けられてサンプルガスおよび水を強制的に下方に送
り込むアスピレータ付きポット(26)(30)と、循環槽(27)
(31)底部から水を抜き出してアスピレータ付きポット(2
6)(30)に戻す循環ポンプ(41)(43)とを備えている。

【００２８】第１段Ａの処理を行う部分(A) では、図示
省略したサンプリングプローブ(11)から抜き出されたサ
ンプルガスが上部ポット(21)に導入され、ぬれ壁(22)を
通って下方に送られる。ぬれ壁(22)において流下水とサ
ンプルガスとが接触することにより、サンプルガス中の
固体粒子が流下水に移動する。サンプルガスは、第１循
環槽(23)の頂部から抜き出されて、第２段Ｂの処理行う
部分(B) の上部ポット(24)に導入され、ぬれ壁(25)を通
って下方に送られる。この部分(B) では、アスピレータ
付きポット(26)により、ガスおよび水が強制的に下方に
送り込まれており、ガスと循環水との混合が促進され、
固体粒子の除去効果を上げるようになされている。サン
プルガスは、次いで、第２循環槽(27)の頂部から抜き出
されて、第３段Ｃの処理を行う部分(C) の上部ポット2
8) に至り、ぬれ壁(25)を通る間に第２段Ｂの処理と同
じ処理を施される。サンプルガスは、さらに第３循環槽
(34)の頂部から抜き出されて、第４段Ｄの処理を行う部
分(D) の上部ポット(32)に至り、ぬれ壁(33)を通る間に
第１段Ａの処理と同じ処理を施される。４段の処理を経
てタール、ダスト、チャーなどの固体粒子が完全に除去
されたサンプルガスは、図示省略したカセット式ろ過器
(36)、電子クーラ(37)などを経て、ガス分析器(10)に送
られる。

【００２９】図４に示す実施例においては、各ぬれ壁(2
2)(25)(29)(33)は、垂直状に設けられた丸パイプにより
形成されており、パイプの内壁面に沿って水が流下し、
パイプの内部をサンプルガスが下向きに通るようになさ
れている。水の流れない箇所があると、ダストが壁面に
付着・堆積するために、パイプの内壁面全体に水が流れ
るようになされている。パイプは丸パイプでも角パイプ
でもよい。各ぬれ壁(22)(25)(29)(33)の下端は、ここに
ダストが蓄積しないように、各循環槽(23)(27)(31)(34)
の液面よりも上方に位置させられている。各循環槽(23)
(27)(31)(34)は、垂直仕切壁(23a)(27a)(31a)(34a)によ
り、各ぬれ壁(22)(25)(29)(33)を流下した水が落下する
部分と、循環ポンプにより水を抜き出す部分とに２分割
されており、循環水中にダストなどが入らないようにな
されている。また、第２段Ｂおよび第３段Ｃにおいて
は、また、各循環槽(23)(27)(31)(34)の底部同士は、そ
れぞれ連通管(45)(46)(47)によりつながれており、第２
〜第４循環槽(27)(31)(34)内に溜まったタール、ダスト
およびチャーは、これらの連通管(45)(46)(47)により第
１循環槽(23)の底部に集められ、第１循環槽(23)の循環
ポンプ(35)により吸引され、系外へ排出される。

【００３０】上記ガス分析前処理装置(12)によると、被
分析ガスからの固体粒子除去が循環水を用いて連続して
行われるので、装置(12)を掃除する頻度が極めて少なく
て済み、ガス分析器(10)による分析を連続して行うこと
ができる。したがって、集塵器やフィルターを使用した
場合には、数時間〜数十時間であった連続分析可能時間
が、数十時間〜数百時間に延長される。そして、ガス分
析器(10)により酸素濃度上昇が検知されると、弁制御器
(15)により自動弁(14)が開かれ、廃熱ボイラ(4) の蒸気
がガス化炉(2) 内に導入され、炉(2) 内の酸素濃度は常
に爆発限界未満に保たれる。これにより、流動床ガス化
溶融装置(1) の長時間の自動連続運転も可能となる。

【００３１】なお、上記において、第１〜第４段の処理
を行うとしているが、この段数は、４段に限られるもの
ではなく、ガスの性状や固体粒子除去程度に応じて、段
数の増減が可能であることはもちろんである。また、廃
熱ボイラ(4) の蒸気がガス化炉(2) 内に導入されるよう
になされているが、ガス化炉(2) 内に窒素ガス等の不活
性ガスを導入して炉(2) 内の酸素濃度を低下させるよう
にしてもよい。

【００３２】

【発明の効果】この発明のガス分析前処理装置による
と、被分析ガスと流下水とが接触することにより、固体
粒子が流下水に移動し、被分析ガス中の固体粒子が除去
される。したがって、集塵器やフィルターを使用した場
合に必要であった蓄積した固体粒子の掃除が不要とな
り、ガス分析器による分析を連続して行うことができ
る。

【００３３】また、このガス分析前処理装置を廃棄物ガ
ス化溶融装置に設けることにより、流動床ガス化溶融装
置の長時間連続運転が可能となる。

【００３４】さらに、ガス化炉内の酸素濃度が上昇した
さいに、不活性ガスまたはボイラの蒸気をガス化炉内に
導入して酸素濃度を低下させることにより、炉内の酸素
濃度は常に爆発限界未満に保たれ、ガス化溶融装置の自
動連続運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるガス分析前処理装置が使用され
る流動床ガス化溶融装置を概略的に示す図である。

【図２】サンプリングプローブの拡大図である。

【図３】ガス分析前処理装置のフロー図である。

【図４】ガス分析前処理装置の具体例を概略的に示す図
である。

【符号の説明】

(1) 廃棄物ガス化溶融装置 (2) 流動床ガス化炉 (3) 溶融炉 (10) ガス分析器 (12) ガス分析前処理装置 (22)(25)(29)(33) ぬれ壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松森滋大阪市此花区西九条５丁目３番28号日立造船株式会社内 (72)発明者堂本博幸大阪市此花区西九条５丁目３番28号日立造船株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス分析器の前流に設けられて被分析ガ
ス中の固体粒子を除去するガス分析前処理装置であっ
て、被分析ガス洗浄水を流下させるパイプが垂直に設け
られ、該パイプに被分析ガスを流して気液接触により浄
化するようになされているガス分析前処理装置。
【請求項２】パイプが丸パイプである請求項１記載の
ガス分析前処理装置。
【請求項３】パイプが複数配置されている請求項１ま
たは２記載のガス分析前処理装置。
【請求項４】廃棄物をガス化炉で熱分解し、発生した
可燃性ガスを溶融炉に導いて燃焼させ、その燃焼熱で灰
を溶融させ、溶融炉からの排ガスの熱を廃熱ボイラにて
熱回収する廃棄物ガス化溶融装置において、ガス化炉内
の酸素濃度を連続的に分析するガス分析器が設けられて
おり、ガス化炉とガス分析器との間に、請求項１〜３い
ずれか１項記載のガス分析前処理装置が設けられている
ことを特徴とする廃棄物ガス化溶融装置。
【請求項５】ガス化炉内の酸素濃度が上昇したさい
に、ボイラの蒸気をガス化炉内に自動的に導入して酸素
濃度を低下するようになされている請求項４の廃棄物ガ
ス化溶融装置。
【請求項６】ガス化炉内の酸素濃度が上昇したさい
に、不活性ガスをガス化炉内に自動的に導入して酸素濃
度を低下するようになされている請求項４の廃棄物ガス
化溶融装置。