JPS5829998B2 - 可燃物質の単一流動層における熱分解ガス化方法 - Google Patents
可燃物質の単一流動層における熱分解ガス化方法Info
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- JPS5829998B2 JPS5829998B2 JP54087584A JP8758479A JPS5829998B2 JP S5829998 B2 JPS5829998 B2 JP S5829998B2 JP 54087584 A JP54087584 A JP 54087584A JP 8758479 A JP8758479 A JP 8758479A JP S5829998 B2 JPS5829998 B2 JP S5829998B2
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Description
【発明の詳細な説明】
２個の流動層間に連絡通路を設け、粉粒体を流動層間に
定常的に循環する方法は、灯軽油の接触分解、重質油の
軽質化に応用されていることは公知である。
定常的に循環する方法は、灯軽油の接触分解、重質油の
軽質化に応用されていることは公知である。
本発明者は上記の方法を重質油の熱分解（こよるオレフ
ィン類の製造（こ対して応用し、日本特許第６０６６６
６号、第６１８１６５号、第６２５３００号および第７
６８８８６号の発明を行なった。
ィン類の製造（こ対して応用し、日本特許第６０６６６
６号、第６１８１６５号、第６２５３００号および第７
６８８８６号の発明を行なった。
本発明者はさらに上記の方法を砂の循環による固形廃棄
物の熱分解に応用し日本特許第８７１９８２号、および
第９１１１９３号の発明を得た。
物の熱分解に応用し日本特許第８７１９８２号、および
第９１１１９３号の発明を得た。
−１かし乍ら上記の循環系はすべて２個の流動層間の循
環であるので装置、連絡通路の構造および操作が複雑で
あり、さらに装置全体の表面積が大きいので特に高温反
応系に応用する場合には熱エネルギーの損失が大きく、
また構造の複雑さのために熱応力が大きな問題になって
来る。
環であるので装置、連絡通路の構造および操作が複雑で
あり、さらに装置全体の表面積が大きいので特に高温反
応系に応用する場合には熱エネルギーの損失が大きく、
また構造の複雑さのために熱応力が大きな問題になって
来る。
２個の流動層間に粉粒体を循環する方法は両方の流動層
から別々の気体が出てゆく。
から別々の気体が出てゆく。
そのために液体状、固体状の原料を処理するのに、空気
をプロセス用のエネルギー発生のために使用する場合で
も、窒素を殆ど含まない濃厚な可燃ガスを製造すること
ができるのが利点である。
をプロセス用のエネルギー発生のために使用する場合で
も、窒素を殆ど含まない濃厚な可燃ガスを製造すること
ができるのが利点である。
したがって今後のエネルギー源としてピッチ、アスファ
ルト、タールサントビチューメン、廃油、重質油、石炭
、褐炭、亜炭、草炭、泥炭などの炭類、一般家庭および
工場からの可燃物を含む固体廃棄物、農林系産業からの
植物性廃棄物、エネルギーを目的として生産されるバイ
オマスなどの熱分解ガス化を行なう場合（こは粉粒体の
流動層循環系が望ましい。
ルト、タールサントビチューメン、廃油、重質油、石炭
、褐炭、亜炭、草炭、泥炭などの炭類、一般家庭および
工場からの可燃物を含む固体廃棄物、農林系産業からの
植物性廃棄物、エネルギーを目的として生産されるバイ
オマスなどの熱分解ガス化を行なう場合（こは粉粒体の
流動層循環系が望ましい。
しかし乍ら上記のようなエネルギー源のうち例えば廃油
、亜炭、草炭、泥炭などの低質炭、一般および産業廃棄
物、農林系産業廃棄物およびバイオマスなとは、石油な
どのように集中して大量に処理することは必ずしも得策
ではなく、中あるいは小規模の工場としてそれ等の生産
地、発生地の内部あるいは近傍（こ立地し、局地的なエ
ネルギー供給源（こすることが経済的である場合がある
。
、亜炭、草炭、泥炭などの低質炭、一般および産業廃棄
物、農林系産業廃棄物およびバイオマスなとは、石油な
どのように集中して大量に処理することは必ずしも得策
ではなく、中あるいは小規模の工場としてそれ等の生産
地、発生地の内部あるいは近傍（こ立地し、局地的なエ
ネルギー供給源（こすることが経済的である場合がある
。
例として開発途上国の製材工場を考えれば、そのエネル
ギー源として付近からの林産系廃棄物をガス化して中カ
ロリーの燃料ガスとし、これを内燃機関に用いればガ゛
ノリンの代替をすることができる。
ギー源として付近からの林産系廃棄物をガス化して中カ
ロリーの燃料ガスとし、これを内燃機関に用いればガ゛
ノリンの代替をすることができる。
上記のような未利用エネルギー源を新しくエネルギーと
して使用するためには前記のように２個の流動層間に粉
粒体を循環する方法が望ましいのであるが、これは装置
の構造と操作方法の複雑さと熱損失の大きさＩこよって
、必ずしも中規模の処理には有利ではなく、特（こ小規
模のものに至っては経済的（こ得策ではない。
して使用するためには前記のように２個の流動層間に粉
粒体を循環する方法が望ましいのであるが、これは装置
の構造と操作方法の複雑さと熱損失の大きさＩこよって
、必ずしも中規模の処理には有利ではなく、特（こ小規
模のものに至っては経済的（こ得策ではない。
本発明は主として上記のようなエネルギー源を処理する
中規模、小規模の熱分解ガス化を効率よく安全に行うこ
とを目的とし、単一の反応塔内に隔壁を設けること（こ
より、２個の流動層と連絡通路を用いることなく、同一
反応器内で粉粒体を濃厚流動層状態で安全、定常的に循
環させ、公知の２個の流動層間の循環方法にくらべて熱
損失をはるか（こ小さくすることができ、また隔壁を通
ずる伝導伝熱（こよって熱分解ガス化に必要な熱エネル
ギーの一部を供給し、熱分解ガス化の終った炭素質に富
む固体外を空気によって燃焼し、必要によってはこれを
酸素と水蒸気の混合ガスによって部分酸化して、熱分解
ガス化に必要な熱エネルギーを補給するとともに、殆ん
ど窒素を含まない濃厚な可燃ガスを製造する方法に関す
るものである。
中規模、小規模の熱分解ガス化を効率よく安全に行うこ
とを目的とし、単一の反応塔内に隔壁を設けること（こ
より、２個の流動層と連絡通路を用いることなく、同一
反応器内で粉粒体を濃厚流動層状態で安全、定常的に循
環させ、公知の２個の流動層間の循環方法にくらべて熱
損失をはるか（こ小さくすることができ、また隔壁を通
ずる伝導伝熱（こよって熱分解ガス化に必要な熱エネル
ギーの一部を供給し、熱分解ガス化の終った炭素質に富
む固体外を空気によって燃焼し、必要によってはこれを
酸素と水蒸気の混合ガスによって部分酸化して、熱分解
ガス化に必要な熱エネルギーを補給するとともに、殆ん
ど窒素を含まない濃厚な可燃ガスを製造する方法に関す
るものである。
次に添付図面によって本発明の詳細な説明する。
図面は本発明の方法に使用する装置の一実施態様を示す
ものであって、本発明はこれによって限定されるもので
はない。
ものであって、本発明はこれによって限定されるもので
はない。
図面において第１図は上方に向って内径を太きくシ、そ
の中央部の内径にくらべて３倍以上の高さを有する反応
塔１の縦断面図、第２図はその反応塔の縦断位置を異に
するもう一つの縦断面図、第３図は第１図、第２図にお
ける水平方向のＡ−Ａ’断面図、第４図はＢ−Ｂ′断面
図、第５図はＣＣ／断面図、第６図はＤ−Ｉ）’断面図
である。
の中央部の内径にくらべて３倍以上の高さを有する反応
塔１の縦断面図、第２図はその反応塔の縦断位置を異に
するもう一つの縦断面図、第３図は第１図、第２図にお
ける水平方向のＡ−Ａ’断面図、第４図はＢ−Ｂ′断面
図、第５図はＣＣ／断面図、第６図はＤ−Ｉ）’断面図
である。
反応塔１内ｌこは実質的ｌこ垂直方向の第１の隔壁２を
設置し、反応塔１内の空間の中部を２個に区分する。
設置し、反応塔１内の空間の中部を２個に区分する。
第１図の縦断面図は第４図に示されるＸＸ／断面図であ
り、第２図の縦断面図は第４図におけるＹ−Ｙ’断面図
で、共にイ方向より見たものである。
り、第２図の縦断面図は第４図におけるＹ−Ｙ’断面図
で、共にイ方向より見たものである。
反応塔１の中間のレベルに、実質的（こ第１の隔壁２と
ほぼ直交する第２の隔壁３を設置し、第１の隔壁２とと
もに反応塔１の中央より下部を４個の空間に区分する。
ほぼ直交する第２の隔壁３を設置し、第１の隔壁２とと
もに反応塔１の中央より下部を４個の空間に区分する。
反応塔１は上方に向って内径を大きくしており、その中
央部の内径にくらへて塔の高さが３倍以上であって、そ
の内部は上記の隔壁２および３によって上部で２個の空
間、中間部で４個の空間、下端部で２個の空間に分けら
れる。
央部の内径にくらへて塔の高さが３倍以上であって、そ
の内部は上記の隔壁２および３によって上部で２個の空
間、中間部で４個の空間、下端部で２個の空間に分けら
れる。
反応塔内部には平均粒径０．０５〜４ｍｍの範囲にある
粉粒体が濃厚流動層の状態に保たれているが、その濃厚
流動層は下部においてつながっているので、第１図の反
応塔内の上部にある２つの区分における流動層表面の平
均的位置４と４／をほぼ同一のレベルに保つことが出来
る。
粉粒体が濃厚流動層の状態に保たれているが、その濃厚
流動層は下部においてつながっているので、第１図の反
応塔内の上部にある２つの区分における流動層表面の平
均的位置４と４／をほぼ同一のレベルに保つことが出来
る。
この際反応塔内部の濃厚流動層を構成する粉粒体として
はコークス、チャーなどの炭素質粒子、砂、耐火物、触
媒担体、石炭灰焼結粒、セメントクリンカ−、アルミナ
粒などの不活性粒であればどれでもよく、また例えばＣ
ａＯなとの触媒を担持した多孔質担体であっても差支え
ない。
はコークス、チャーなどの炭素質粒子、砂、耐火物、触
媒担体、石炭灰焼結粒、セメントクリンカ−、アルミナ
粒などの不活性粒であればどれでもよく、また例えばＣ
ａＯなとの触媒を担持した多孔質担体であっても差支え
ない。
原料の可燃物は液体状、固体状のどちらでもよく、液体
原料としては原油、常圧および減圧残油、ピッチ、アス
ファルト、タール、タールサントビチューメン、廃油、
石油と微粉炭の混合スラリーなどを使用することができ
る。
原料としては原油、常圧および減圧残油、ピッチ、アス
ファルト、タール、タールサントビチューメン、廃油、
石油と微粉炭の混合スラリーなどを使用することができ
る。
固体原料としては石炭、褐炭、亜炭、草炭、泥炭などの
石炭類、般家庭からの固形廃棄物、産業廃棄物、建築廃
材、農林水産系産業からの植物性廃棄物、エネルギーを
目的として生産されるバイオマスなどをほぼ２０ＣＩｒ
Ｌ以下の粉、粒、塊状に前処理して使用することが出来
る。
石炭類、般家庭からの固形廃棄物、産業廃棄物、建築廃
材、農林水産系産業からの植物性廃棄物、エネルギーを
目的として生産されるバイオマスなどをほぼ２０ＣＩｒ
Ｌ以下の粉、粒、塊状に前処理して使用することが出来
る。
第１図において５はそれらの液体状、固体状原料の送入
口であり、原料に対してそれぞれ公知の方法によって反
応塔内にある濃厚流動層中に連続的に送入される。
口であり、原料に対してそれぞれ公知の方法によって反
応塔内にある濃厚流動層中に連続的に送入される。
此の際水蒸気の送入を行って原料の層内に対する混合、
分散を助けるのが望ましい。
分散を助けるのが望ましい。
また原料の送入は反応塔内の隔壁２によって区分された
一方の流動層の中央部あるいは上部に行なうものであれ
ば送入の方法、送入口の形状と数は任意であり、送入口
の先端が流動層の内部に進入しているものであっても差
支えない。
一方の流動層の中央部あるいは上部に行なうものであれ
ば送入の方法、送入口の形状と数は任意であり、送入口
の先端が流動層の内部に進入しているものであっても差
支えない。
原料が固体状、特に粒、塊状である場合には必ずしも流
動層の内部に送入する必要がなく、第１図の送入口６か
ら濃厚流動層の上面に落下送入することができる。
動層の内部に送入する必要がなく、第１図の送入口６か
ら濃厚流動層の上面に落下送入することができる。
この際の送入方法は任意である。反応塔内で隔壁２（こ
よって仕切られた濃厚流動層は、第１図、第２図、第４
図、第５図、第６図（こ示される送入ロア 、 ７’；
８ 、８’； ９ 、９’を通じて送入されろ水蒸気
によって平均空隙率０．４５〜０．８５および温度５０
０〜９５０℃の範囲の濃厚流動層状態（こ保たれており
、そこに送入された液体状あるいは固体上の原料は直ち
に濃厚流動層に分散、混合して熱分解ガス化反応を受け
る。
よって仕切られた濃厚流動層は、第１図、第２図、第４
図、第５図、第６図（こ示される送入ロア 、 ７’；
８ 、８’； ９ 、９’を通じて送入されろ水蒸気
によって平均空隙率０．４５〜０．８５および温度５０
０〜９５０℃の範囲の濃厚流動層状態（こ保たれており
、そこに送入された液体状あるいは固体上の原料は直ち
に濃厚流動層に分散、混合して熱分解ガス化反応を受け
る。
第１図の濃厚流動層において熱分解ガス化を行なう部分
の下端は隔壁２の下端が開いていることから、濃厚流動
層の他の部分すなわち原料の熱分解ガス化（こよって生
１ｆｆＬ、た炭素質物質の燃焼によって循環する粉粒体
を加熱する部分の下端と連続している。
の下端は隔壁２の下端が開いていることから、濃厚流動
層の他の部分すなわち原料の熱分解ガス化（こよって生
１ｆｆＬ、た炭素質物質の燃焼によって循環する粉粒体
を加熱する部分の下端と連続している。
炭素物質の燃焼あるいは部分酸化（こよって７００〜１
０５０℃に加熱された粉粒体は送入口９ 、９’； ８
、８’； ７ 、７’からの送入水蒸気によって濃厚
流動層状態を保ちながら反応塔を上方に向って輸送され
、原料が連続的に供給される濃厚流動層部分（こ混合し
て行って熱分解ガス化に必要な熱エネルギーを補給する
。
０５０℃に加熱された粉粒体は送入口９ 、９’； ８
、８’； ７ 、７’からの送入水蒸気によって濃厚
流動層状態を保ちながら反応塔を上方に向って輸送され
、原料が連続的に供給される濃厚流動層部分（こ混合し
て行って熱分解ガス化に必要な熱エネルギーを補給する
。
隔壁２によって仕切られた濃厚流動層の一方が５００〜
９５０℃の熱分解ガス化部分、他方が７００〜１０５０
℃の燃焼加熱部分であるから両者の温度差により熱エネ
ルギーが隔壁２を通じる伝導伝熱によって熱分解ガス化
部に与えられ、必要エネルギーの一部を補給する。
９５０℃の熱分解ガス化部分、他方が７００〜１０５０
℃の燃焼加熱部分であるから両者の温度差により熱エネ
ルギーが隔壁２を通じる伝導伝熱によって熱分解ガス化
部に与えられ、必要エネルギーの一部を補給する。
上記の粉粒体移動状況を第３図〜第６図によって説明す
ると、炭素質物質の燃焼加熱によって高温となった粉粒
体は送入口９，９′を通ずる水蒸気によって第６図の区
画１０から上方に輸送されて第５図の区画１１に入り、
送入口８，８１からの水蒸気によって第４図の区画１２
に揚送され、送入ロア、７′を通じて送入されろ水蒸気
によって流動化される第３図の区画１３内の濃厚流動層
中に分散、混合して熱分解ガス化に必要な熱エネルギー
を補給する。
ると、炭素質物質の燃焼加熱によって高温となった粉粒
体は送入口９，９′を通ずる水蒸気によって第６図の区
画１０から上方に輸送されて第５図の区画１１に入り、
送入口８，８１からの水蒸気によって第４図の区画１２
に揚送され、送入ロア、７′を通じて送入されろ水蒸気
によって流動化される第３図の区画１３内の濃厚流動層
中に分散、混合して熱分解ガス化に必要な熱エネルギー
を補給する。
送入口５あるいは６を通じて反応塔の中間部あるいは上
部に送入された原料は前述のように５００〜９５０℃の
濃厚流動層中に分散、混合して熱分解ガス化反応を進め
、炭素質の固体を生成して循環する粉粒体の表面に付着
するかあるいは粉粒状Ｅこなって循環する粉粒体と同行
動をとること【こなる。
部に送入された原料は前述のように５００〜９５０℃の
濃厚流動層中に分散、混合して熱分解ガス化反応を進め
、炭素質の固体を生成して循環する粉粒体の表面に付着
するかあるいは粉粒状Ｅこなって循環する粉粒体と同行
動をとること【こなる。
第１図の反応塔における隔壁２の濃厚流動層の上半分で
熱分解ガス化を受けて生成した炭素質固体は循環する粉
粒体に伴なわれて第３図の区画１３から降下し、第２図
の反応塔内に設置された隔壁３により第４図の区画１４
に入れられる。
熱分解ガス化を受けて生成した炭素質固体は循環する粉
粒体に伴なわれて第３図の区画１３から降下し、第２図
の反応塔内に設置された隔壁３により第４図の区画１４
に入れられる。
第４図で１５．１５’は水蒸気の送入口であり、第１図
および第２図のＢ −Ｂ’断画面上熱分解ガス化を行う
部分を濃厚流動層状態に保つために送入されるものであ
る。
および第２図のＢ −Ｂ’断画面上熱分解ガス化を行う
部分を濃厚流動層状態に保つために送入されるものであ
る。
生成炭素質を含む粉粒体は第４図の区画１４から更「こ
下降して第５図の区画１６に入り、更に下降して第６図
の区画１７に入る。
下降して第５図の区画１６に入り、更に下降して第６図
の区画１７に入る。
第６図は第１図および第２図のＤ−Ｄ’断面であり、水
蒸気送入口１８．１８’、１８”、１８′〃によって濃
厚流動層状態に保たれると同時に粉粒体循環速度の制御
が行なわれる。
蒸気送入口１８．１８’、１８”、１８′〃によって濃
厚流動層状態に保たれると同時に粉粒体循環速度の制御
が行なわれる。
上述の態様を第２図を用いて説明すると、第２図の反応
塔１の濃厚流動層内、隔壁２の左側で熱分解ガス化を受
けて生成した固体状炭素質は粉粒体に伴なわれて第２図
の隔壁３よりもこちら側の区画に入り、レベルＢとＣを
経てＤまで降下するが、水平断面りのレベルで送入され
ろ水蒸気によって隔壁２の右側ｆこ入る。
塔１の濃厚流動層内、隔壁２の左側で熱分解ガス化を受
けて生成した固体状炭素質は粉粒体に伴なわれて第２図
の隔壁３よりもこちら側の区画に入り、レベルＢとＣを
経てＤまで降下するが、水平断面りのレベルで送入され
ろ水蒸気によって隔壁２の右側ｆこ入る。
再び第６図、第５図、第４図、第３図を用いてその後の
粉粒体の移動状況を説明する。
粉粒体の移動状況を説明する。
第６図の区画１７ｔこある粉粒体は送入口１８，１８’
、１８”１８″を通じて送入されろ水蒸気によって濃厚
流動層中を上方に輸送される。
、１８”１８″を通じて送入されろ水蒸気によって濃厚
流動層中を上方に輸送される。
すなわち第６図の区画１７から第５図の区画１９（こ揚
送されるが、ここで送入管２０．２０’を通じて送入さ
れろ水蒸気あるいは空気あるいは酸素と水蒸気の混合ガ
スによって濃厚流動化状態のまま更に上方へ輸送されて
第４図の区画２１に入る。
送されるが、ここで送入管２０．２０’を通じて送入さ
れろ水蒸気あるいは空気あるいは酸素と水蒸気の混合ガ
スによって濃厚流動化状態のまま更に上方へ輸送されて
第４図の区画２１に入る。
第４図の２２．２２’は空気の送入口であり、区画２１
内の粉粒体を濃厚流動層状態に保つとともに同伴する炭
素質を燃焼あるいは部分酸化しで循環する粉粒体を加熱
して上記の熱分解ガス化ｔこ必要な熱エネルギーを発生
させる。
内の粉粒体を濃厚流動層状態に保つとともに同伴する炭
素質を燃焼あるいは部分酸化しで循環する粉粒体を加熱
して上記の熱分解ガス化ｔこ必要な熱エネルギーを発生
させる。
此の際２２ 、２２′を通して送入されるものは空気に
限定されず、酸素を含有するガスであれば例えば酸素と
水蒸気の混合ガスであっても差支えない。
限定されず、酸素を含有するガスであれば例えば酸素と
水蒸気の混合ガスであっても差支えない。
第４図の区画２１内にある濃厚流動層はその上部すなわ
ち第３図の区画２３にある濃厚流動層と連絡しており、
粉粒体に同伴する炭素質は第３図の区画２３内濃厚流動
層（こおいて、２４ 、２４’から送入される空気ある
いは酸素と水蒸気の混合ガスによってほとんど燃焼を完
了する。
ち第３図の区画２３にある濃厚流動層と連絡しており、
粉粒体に同伴する炭素質は第３図の区画２３内濃厚流動
層（こおいて、２４ 、２４’から送入される空気ある
いは酸素と水蒸気の混合ガスによってほとんど燃焼を完
了する。
このような炭素質の燃焼あるいは部分酸化による加熱の
ため（こ、熱分解ガス化を行う部分よりもｉｏｏ〜５５
０℃程度高い温度ｔこ加熱された粉粒体は第３図の区画
２３から第４図の区画２５内に下降し、第５図の区画２
６を経て第６図の区画１０に送られる。
ため（こ、熱分解ガス化を行う部分よりもｉｏｏ〜５５
０℃程度高い温度ｔこ加熱された粉粒体は第３図の区画
２３から第４図の区画２５内に下降し、第５図の区画２
６を経て第６図の区画１０に送られる。
この際送入口９“、９″を通じて水蒸気を送入し、区画
１０内の粉粒体が濃厚流動層状態を保ちながら反応塔内
隔壁２の一方の濃厚流動層中へ連続安定に循環してゆく
ように調節する。
１０内の粉粒体が濃厚流動層状態を保ちながら反応塔内
隔壁２の一方の濃厚流動層中へ連続安定に循環してゆく
ように調節する。
第６図の区画１０に下降した高温の粉粒体は送入口９，
９′、９″、９′′′の作用により第１図の反応塔で隔
壁２の左側の濃厚流動層の下部に送入されレベルＣにお
いては送入管８ 、８’、レベルＢにおいては送入管７
，７′を通じて送入されろ水蒸気によって濃厚流動層状
態で上方に輸送され、第４図の区画１２、第３図の区画
１３における濃厚流動層に熱分解ガス化に必要な熱エネ
ルギーを供給すると同時に、送入口５あるいは６を通じ
て濃厚流動層中に送入される液体状、固体状原料を混合
分散させて充分な熱分解ガス化反応を行なわせる。
９′、９″、９′′′の作用により第１図の反応塔で隔
壁２の左側の濃厚流動層の下部に送入されレベルＣにお
いては送入管８ 、８’、レベルＢにおいては送入管７
，７′を通じて送入されろ水蒸気によって濃厚流動層状
態で上方に輸送され、第４図の区画１２、第３図の区画
１３における濃厚流動層に熱分解ガス化に必要な熱エネ
ルギーを供給すると同時に、送入口５あるいは６を通じ
て濃厚流動層中に送入される液体状、固体状原料を混合
分散させて充分な熱分解ガス化反応を行なわせる。
すなわち単一の反応塔内ｌこ隔壁を作り、濃厚流動層の
上部を２区画、中間部を４区画、下部を２区画に区切る
とともに、上記中間部４区画には、粉粒体が自重に抗し
て上方に移動するように流動用ガス量を調整した部分、
および粉粒体は流動するが、自重によって下方に移動す
るようにガス量を調節した部分が交互になるように配置
されている。
上部を２区画、中間部を４区画、下部を２区画に区切る
とともに、上記中間部４区画には、粉粒体が自重に抗し
て上方に移動するように流動用ガス量を調整した部分、
および粉粒体は流動するが、自重によって下方に移動す
るようにガス量を調節した部分が交互になるように配置
されている。
したがって、上昇した粉粒体は、上記２区画部分で降下
する部分に移行し、また降下した粉粒体は下部の２区画
部分で上昇する部分子こ移行するよう（こなっているの
で単一濃縮流動層内（こ粉粒体の循環経路がつくられる
。
する部分に移行し、また降下した粉粒体は下部の２区画
部分で上昇する部分子こ移行するよう（こなっているの
で単一濃縮流動層内（こ粉粒体の循環経路がつくられる
。
このため水蒸気によって流動化される濃厚流動層中ｌこ
液体状、固体状原料を送入することによってその熱分解
ガス化を行なって殆ど窒素の含有しない濃厚なガスを製
造し、熱分解ガス化によって生成する炭素質を濃厚流動
層の他の部分において空気あるいは酸素と水蒸気の混合
ガスを用いて燃焼あるいは部分酸化することによって粉
粒体を加熱し、熱分解ガス化に必要な熱エネルギーを補
給し、さらに隔壁を通ずる伝導伝熱によって上記熱分解
ガス化に必要な熱エネルギーの一部を補給することが出
来る。
液体状、固体状原料を送入することによってその熱分解
ガス化を行なって殆ど窒素の含有しない濃厚なガスを製
造し、熱分解ガス化によって生成する炭素質を濃厚流動
層の他の部分において空気あるいは酸素と水蒸気の混合
ガスを用いて燃焼あるいは部分酸化することによって粉
粒体を加熱し、熱分解ガス化に必要な熱エネルギーを補
給し、さらに隔壁を通ずる伝導伝熱によって上記熱分解
ガス化に必要な熱エネルギーの一部を補給することが出
来る。
熱分解ガス化によって発生したガス状生改物は第１図、
第２図の出口２７から取出され次の工程ｔこ入る。
第２図の出口２７から取出され次の工程ｔこ入る。
また炭素質の燃焼あるいは部分酸化によつて生成した燃
焼ガスあるいは可燃ガスは第１図。
焼ガスあるいは可燃ガスは第１図。
第２図の出口２，８から排出され次の工程に入れられる
。
。
第１図〜第６図の説明図は簡単のために円形断面の反応
塔を例にとったが、本発明はこれに拘束されるものでは
なく、例えば第７図、第８図のような矩形のものであっ
ても、楕円形その他の形であっても差支えない。
塔を例にとったが、本発明はこれに拘束されるものでは
なく、例えば第７図、第８図のような矩形のものであっ
ても、楕円形その他の形であっても差支えない。
ここに第７図は円形断面の場合の第３図、第８図は第４
図に対応するものである。
図に対応するものである。
第１図〜第８図は隔壁の設置が対称形の場合であるが、
本発明はこれに限ることなく、例えば第９図、第１０図
のように非対称形をなすものであってもよい。
本発明はこれに限ることなく、例えば第９図、第１０図
のように非対称形をなすものであってもよい。
ここに第９図は円形断面対称形の場合の第３図、第１０
図は第４図に対応するものである。
図は第４図に対応するものである。
また第１図〜第１０図に示す送入口は簡単のためすへて
内壁面に開口するものの例だけを示したが、本発明の方
法はこれらに拘束されるものではなく、例えば第１１図
の送入ロア’、 １５’、 ２２’。
内壁面に開口するものの例だけを示したが、本発明の方
法はこれらに拘束されるものではなく、例えば第１１図
の送入ロア’、 １５’、 ２２’。
２４′に示されるように各区画の空間部すなわち濃厚流
動層の内部に開口するものであっても差支えない。
動層の内部に開口するものであっても差支えない。
ここに第１１図は前例の第４図に相当するものである。
本発明における送入口のレベル、形状、数は任意であっ
て例えば第４図のＹ−Ｙ’断面に相当するものとして、
第１２図における送入口２２′のように傾斜していても
、２０のように内部をこ送入しても、１８′のように内
部に送入しても差支えない。
て例えば第４図のＹ−Ｙ’断面に相当するものとして、
第１２図における送入口２２′のように傾斜していても
、２０のように内部をこ送入しても、１８′のように内
部に送入しても差支えない。
また、Ｃ−Ｃ＊＊断面、Ｄ＊ Ｄ＊＊断面のように必
要に応じて送入レベルを増加することもできる。
要に応じて送入レベルを増加することもできる。
上記のような粉粒体循環によって固体状原料を熱分解ガ
ス化する場合、原料中の無機物質が灰となって残留する
が、その粒径の小さいものは生成ガスおよび燃焼ガスに
伴なわれて系外に去るが、粗粒状のものは例えば第１図
の反応塔下部に蓄積するので、連続的あるいは断続的に
底部より抜き出して篩分し、灰分を除去した粉粒体は適
当な位置から反応塔に戻すことによって濃厚流動層の質
、量を一定１こ保つことができる。
ス化する場合、原料中の無機物質が灰となって残留する
が、その粒径の小さいものは生成ガスおよび燃焼ガスに
伴なわれて系外に去るが、粗粒状のものは例えば第１図
の反応塔下部に蓄積するので、連続的あるいは断続的に
底部より抜き出して篩分し、灰分を除去した粉粒体は適
当な位置から反応塔に戻すことによって濃厚流動層の質
、量を一定１こ保つことができる。
第１図、第２図および第１２図は生成ガスおよび燃焼ガ
スをそのまま反応塔外に取り出す場合の例であるが、必
要によっては第１３図のように反応塔内に粉体補集器を
設置し、粉粒体を流動層中に回収することも出来る。
スをそのまま反応塔外に取り出す場合の例であるが、必
要によっては第１３図のように反応塔内に粉体補集器を
設置し、粉粒体を流動層中に回収することも出来る。
ここに２９は熱分解ガス化による生成ガスに対する粉粒
捕集器、３０は燃焼ガスに対する粉粒捕集器である。
捕集器、３０は燃焼ガスに対する粉粒捕集器である。
本発明の方法によれば、構造および操作が複雑である上
に熱損失が大きくて中規模、小規模の処理を行なう場合
には不利となる粉粒体の循環を単一流動層内で容易に行
なうことが出来るので、小さくとも伝熱能力が大きくて
熱効率の高い熱分解ガス化を行なうことができる。
に熱損失が大きくて中規模、小規模の処理を行なう場合
には不利となる粉粒体の循環を単一流動層内で容易に行
なうことが出来るので、小さくとも伝熱能力が大きくて
熱効率の高い熱分解ガス化を行なうことができる。
すなわち大量集荷には不適な局地的未利用資源が、本方
法の実用によって局地的使用に便利な高カロリー、中カ
ロリーのガスに転化することが出来るので、大きな省エ
ネルギー効果を上げうるだけでなく、プラスチックや農
林産系廃棄物のエネルギー化と動力としての局地的使用
を促進することが出来る。
法の実用によって局地的使用に便利な高カロリー、中カ
ロリーのガスに転化することが出来るので、大きな省エ
ネルギー効果を上げうるだけでなく、プラスチックや農
林産系廃棄物のエネルギー化と動力としての局地的使用
を促進することが出来る。
実施例 １
内径１２０ｍｍ、総高１４００ｍｍである第１図に示し
たような装置を用い、平均粒径０．２５ ｍｍの耐火物
粒を濃厚流動層状態で流動させ、反応塔の中間部に噴霧
ノズルを用い下記のような重質原油を供給し、装置の外
側を電熱によって外熱して高温を保持しながら熱分解反
応を行なわせた。
たような装置を用い、平均粒径０．２５ ｍｍの耐火物
粒を濃厚流動層状態で流動させ、反応塔の中間部に噴霧
ノズルを用い下記のような重質原油を供給し、装置の外
側を電熱によって外熱して高温を保持しながら熱分解反
応を行なわせた。
なお反応塔内に存在する耐火物粒の総量は６．５ ｋｇ
であった。
であった。
供給重質油力フジ原油 １．１ ｋｇ／ ｈ ｒ流
動層熱分解剖温度 ７９８ °Ｃ Ｃ流動層燃焼熱熱部温度８３５ ℃ 水蒸気送入流量 ２．１ ｋｇ／ ｈ ｒ空
気送入流量 ３．６ Ｎｍ’／ｈ ｒ乾ガ
ス発生流量 １．２８ Ｎｒｎ’／ｈ ｒ液状
生成物重量割合 ４１．２ ％ 乾ガス組成〔対原料油重量比〕 Ｈ２２，２％ Ｃ４Ｈ６３，４％ ＣＯ２−２〃Ｃ４Ｈ８１，２ｔｔ ＣＯ２１１，２ＩＩ ＣＨ４１１，５１／Ｃ２Ｈ２Ｏ
，２／／ Ｃ２Ｈ６２，２／／Ｃ２Ｈ，２１，２ＩＩ
Ｃ３Ｈ８０，３／／Ｃ３Ｈ６９、ＯＩＩ Ｃ４Ｈ
１ｏＯ，７／／耐火粒循環流量 ３８ ｋ
ｇ／ｈｒ実施例 ２ 実施例１と同じ装置および粉粒体として平均粒径０．２
ｍｍの砂粒を用い、下記のような都市系固体廃棄物を平
均径５ｍｒＩＬ以下に破砕して下記の条件で熱分解ガス
化を行なった。
動層熱分解剖温度 ７９８ °Ｃ Ｃ流動層燃焼熱熱部温度８３５ ℃ 水蒸気送入流量 ２．１ ｋｇ／ ｈ ｒ空
気送入流量 ３．６ Ｎｍ’／ｈ ｒ乾ガ
ス発生流量 １．２８ Ｎｒｎ’／ｈ ｒ液状
生成物重量割合 ４１．２ ％ 乾ガス組成〔対原料油重量比〕 Ｈ２２，２％ Ｃ４Ｈ６３，４％ ＣＯ２−２〃Ｃ４Ｈ８１，２ｔｔ ＣＯ２１１，２ＩＩ ＣＨ４１１，５１／Ｃ２Ｈ２Ｏ
，２／／ Ｃ２Ｈ６２，２／／Ｃ２Ｈ，２１，２ＩＩ
Ｃ３Ｈ８０，３／／Ｃ３Ｈ６９、ＯＩＩ Ｃ４Ｈ
１ｏＯ，７／／耐火粒循環流量 ３８ ｋ
ｇ／ｈｒ実施例 ２ 実施例１と同じ装置および粉粒体として平均粒径０．２
ｍｍの砂粒を用い、下記のような都市系固体廃棄物を平
均径５ｍｒＩＬ以下に破砕して下記の条件で熱分解ガス
化を行なった。
都市系固体廃棄物組成 （重量比）
水分 ４５％、可燃分 ３８％、非燃分１７％同上の内
容 （重量比） 木質 ５％鉄 １１ ％ 繊維 ６１１ 他金属 １ 〃紙
４９１／ 土、砂、硝子 ５ 〃厨房ごみ
１５ ／Ｉ プラスチックス ６ 〃熱分解条件 装置内の全熱媒体量 ６．１ ｋｇ湿り固体
廃棄物供給速度 ４．５ ｋｙ／ ｈ ｒ流動層
熱分解ガス化部温妾 ７０５ ℃ 流動層燃焼加熱部温度 ８３０ ℃水蒸気送入流
量 ２．３ ｋｇ／ ｈ ｒ燃焼用空気
送入流量 ４．２ Ｎｍ７ｈｒ砂循環量
３５．０に９／ｈｒ反応結果 液状生成物 ０．２ ｋｇ／ｈ ｒ発
生乾ガス量 １．２ Ｎｍ：／ｈｒ同上
真発熱量 ３９５０ ＫａｌＶＮｍ’Ｃ
容 （重量比） 木質 ５％鉄 １１ ％ 繊維 ６１１ 他金属 １ 〃紙
４９１／ 土、砂、硝子 ５ 〃厨房ごみ
１５ ／Ｉ プラスチックス ６ 〃熱分解条件 装置内の全熱媒体量 ６．１ ｋｇ湿り固体
廃棄物供給速度 ４．５ ｋｙ／ ｈ ｒ流動層
熱分解ガス化部温妾 ７０５ ℃ 流動層燃焼加熱部温度 ８３０ ℃水蒸気送入流
量 ２．３ ｋｇ／ ｈ ｒ燃焼用空気
送入流量 ４．２ Ｎｍ７ｈｒ砂循環量
３５．０に９／ｈｒ反応結果 液状生成物 ０．２ ｋｇ／ｈ ｒ発
生乾ガス量 １．２ Ｎｍ：／ｈｒ同上
真発熱量 ３９５０ ＫａｌＶＮｍ’Ｃ
第１図は反応塔の縦断面図、第２図は第１図と異なる部
分の縦断面図、第３図はＡ −Ａ’の横断面図、第４図
はＢ−Ｂ’の横断面図、第５図はｃ−ｃ’の横断面図、
第６図はＤ−Ｄ′の横断面図、第７図、第８図は形状の
異る場合の横断面図、第９図、第１０図は隔壁位置の異
る場合の横断面図、第１１図、第１２図は導入管の導入
位置、形状の異る場合を示す横断面図及び縦断面図、第
１３図は反応塔内【こ粉体捕集器を設置した場合の図で
ある。 １・・・・・・反応塔、２・・・・・・第１の隔壁（隔
壁）、３・・・・・・第２の隔壁（隔壁）、５，６・・
・・・・可燃物導入口、７．７’、８．８’、９．９’
、９″、９″′、１５゜１ｓ’、ｉｓ、１ｓ’、ｉｓ″
、ｉｓ”・・・・・・水蒸気導入口、２０．２０’、２
２．２２’、２４，２４’・・・・・燃焼用酸素含有ガ
ス導入口、１０，１１，１２゜１３；１７，１９，２Ｌ
２３・・・・・・粉粒体が上昇する区画、１３，１４，
１６．１７；２３，２５゜２６．１０・・・・・・粉粒
体が降下する区画。
分の縦断面図、第３図はＡ −Ａ’の横断面図、第４図
はＢ−Ｂ’の横断面図、第５図はｃ−ｃ’の横断面図、
第６図はＤ−Ｄ′の横断面図、第７図、第８図は形状の
異る場合の横断面図、第９図、第１０図は隔壁位置の異
る場合の横断面図、第１１図、第１２図は導入管の導入
位置、形状の異る場合を示す横断面図及び縦断面図、第
１３図は反応塔内【こ粉体捕集器を設置した場合の図で
ある。 １・・・・・・反応塔、２・・・・・・第１の隔壁（隔
壁）、３・・・・・・第２の隔壁（隔壁）、５，６・・
・・・・可燃物導入口、７．７’、８．８’、９．９’
、９″、９″′、１５゜１ｓ’、ｉｓ、１ｓ’、ｉｓ″
、ｉｓ”・・・・・・水蒸気導入口、２０．２０’、２
２．２２’、２４，２４’・・・・・燃焼用酸素含有ガ
ス導入口、１０，１１，１２゜１３；１７，１９，２Ｌ
２３・・・・・・粉粒体が上昇する区画、１３，１４，
１６．１７；２３，２５゜２６．１０・・・・・・粉粒
体が降下する区画。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上方に向って内径を大きくシ、中間部の内径に比し
て３倍以上の高さを有する反応塔内に、平均粒径０．０
５〜４間の範囲にある粉粒体を空隙率として０．４５〜
０．８５の範囲にある濃厚流動層状態で流動化せしめ、
反応塔内で流動層の上部にある空間および流動層の上部
と中間部を実質的に垂直な第１の隔壁を設置することに
よって流動層を熱分解ガス化部分と燃焼加熱部分に分け
、さらに流動層の中間および下部の位置（こ前記隔壁と
直交あるいは斜交する実質的に垂直な第２の隔壁を設け
て前記熱分解ガス化部分と燃焼加熱部分をそれぞれ２つ
づつの区画に分け、流動層の下部の位置あるいは中間の
任意の位置に水蒸気あるいは空気あるいは酸素と水蒸気
の混合ガスを送入することによって該流動層の各区画を
濃厚流動層の状態で流動化するとともに、該流動層の熱
分解ガス化部分の一方の中間部もしくは上部ｔこ液状あ
るいは固体状の可燃物を連続的もしくは断続的に送入し
て該流動層を構成する粉粒体の中に分散混合せしめるこ
とにより該可燃物を５００〜９５０℃の範囲で熱分解ガ
ス化して可燃ガスを発生させ、熱分解ガス化Ｅこよって
生成した炭素質あるいは炭素質を含む残留物質粒と前記
粉粒体との混合物を、前記第２の隔壁ｔこよって２つに
仕切られた該流動層熱分解ガス化部分の他方において主
として自重によって下方に移動させ、前記の第１の隔壁
の下端を通って該混合物を流動層の熱分解ガス化部分の
下部から流動層の燃焼加熱部分に移動させ、前記第２の
隔壁（こよって２つに仕切られる流動層の燃焼加熱部分
の一方の下部および中間部の任意の位置に水蒸気を送入
して該混合物を流動層の燃焼加熱部分の一方（こおいて
濃厚流動層の状態で上方に移動させ、該流動層の燃焼加
熱部分の中間部（こおける任意の位置に空気あるいは酸
素と水蒸気の混合ガスを送入することによって、該混合
物中の炭素質あるいは炭素質を含む残留物質粒を濃厚流
動層の燃焼加熱部分において燃焼あるいは部分酸化して
７００〜１０５０℃に粉粒体を加熱するとともに、発生
した燃焼ガスあるいは可熱ガスを反応塔外に排出し、前
記第２隔壁によ−）で２つに仕切られる該流動層燃焼加
熱部分の他方において該粉粒体を主として重力（こよっ
て下方に移動させ、前記第１の隔壁の下端を通って該粉
粒体を流動層の燃焼加熱部分の下部から流動層の熱分解
ガス化部分の下部に移動させ、前記第２の隔壁によって
２つに仕切られる流動層の熱分解ガス化部分の他方の下
部および中間部の任意の位置に水蒸気を送入して該粉粒
体を流動層の熱分解ガス化部分の他方において濃厚流動
層状態で上方に移動させ、該流動層の熱分解ガス化部分
の中間部における任意の位置に水蒸気を送入することに
よって該粉粒体を濃厚流動化状態に保つもので、上記し
た流動層の熱分解ガス化部分の一方に送入する可燃物と
燃焼加熱部分の一方の下部および中間部へ送入する水蒸
気と、同じく中間部に送入する酸素と水蒸気の混合ガス
と、更をこ熱分解ガス化部分の他方の下部および中間部
へ送入する水蒸気と濃厚流動化を促進させるための同じ
く中間部へ送入する水蒸気とを、調整操作することによ
って、流動層内に区画した各部を有機的【こ移動させな
から粉粒体を反応塔内流動層の熱分解ガス化部分と燃焼
加熱部分を定常的に循環させて熱分解ガス化に必要な熱
エネルギーを供給するととも（こ、温度の高い流動層の
燃焼加熱部分から温度の低い流動層の熱分解ガス化部分
（こ対して隔壁を通ずる熱伝導によって熱エネルギーを
供給することを特徴とする可燃物質の単一流動層Ｉこお
ける熱分解ガス化方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54087584A JPS5829998B2 (ja) | 1979-07-11 | 1979-07-11 | 可燃物質の単一流動層における熱分解ガス化方法 |
| CA000342939A CA1155661A (en) | 1979-07-11 | 1980-01-02 | Method and apparatus for thermally decomposing and gasifying combustible material in a single fluidized reactor |
| US06/109,294 US4337066A (en) | 1979-07-11 | 1980-01-03 | Apparatus for thermally decomposing and gasifying combustible material in a single fluidized reactor |
| US06/341,492 US4414001A (en) | 1979-07-11 | 1982-01-21 | Method for thermally decomposing and gasifying combustible material in a single fluidized reactor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54087584A JPS5829998B2 (ja) | 1979-07-11 | 1979-07-11 | 可燃物質の単一流動層における熱分解ガス化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5613029A JPS5613029A (en) | 1981-02-07 |
| JPS5829998B2 true JPS5829998B2 (ja) | 1983-06-25 |
Family
ID=13919043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54087584A Expired JPS5829998B2 (ja) | 1979-07-11 | 1979-07-11 | 可燃物質の単一流動層における熱分解ガス化方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4337066A (ja) |
| JP (1) | JPS5829998B2 (ja) |
| CA (1) | CA1155661A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0182199U (ja) * | 1987-11-20 | 1989-06-01 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4405339A (en) * | 1980-08-07 | 1983-09-20 | Mittetu Chemical Engineering, Ltd. | Process and apparatus for gasifying combustible materials |
| JPS57153088A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-21 | Daizo Kunii | Apparatus and method for particulate material recirculation type pyrolytic gasification using inner cylinder provided with partition plate |
| EP0061326B1 (en) * | 1981-03-24 | 1985-06-19 | Exxon Research And Engineering Company | Apparatus for converting a fuel into combustible gas |
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