JPS6092393A - 発生炉ガスを製造するための反応器 - Google Patents
発生炉ガスを製造するための反応器Info
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- JPS6092393A JPS6092393A JP59205457A JP20545784A JPS6092393A JP S6092393 A JPS6092393 A JP S6092393A JP 59205457 A JP59205457 A JP 59205457A JP 20545784 A JP20545784 A JP 20545784A JP S6092393 A JPS6092393 A JP S6092393A
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
(産業上の利用分野)
この発明は可燃性廃棄物から発生炉ガスを¥J造するた
めの反応器に関Jる。 (従来の技術) 過去数世紀にわたり、バイオマス(biomass)特
に木材を炭焼窓により乾留して、木炭を得てさ/C。 バイオマスを積み重ねた土で覆うにうな旧式の決焼操作
は外部加熱されるし1−ル1〜を利用した操作にその後
置き換えられた。低温乾留ガスおよび/もしくは発生炉
ガスの製造すなわら右n月別から得られた蒸気の転換は
二段ガス化炉で行414つれており、このようなガス化
炉ではコークスガス化炉が通常低温乾留ガス化炉の下流
に接続され、比較的純度の高いガスが製造可能となって
いる。 従来技術としてはいわゆるライヒ:「ル1〜・パージ・
ガス・プロセス(Rcichelt purgOgas
proccs 5− 8)西独特許第1366、387.712.552.7
13.2!’toおよび7114.135号)および5
IFICプロセス(西独特許第763,915号)を参
照されたい。以上の二つのプ[1セスにa3いて、乾留
はし1〜ル1〜内で起り、このし1ヘルドにはバイオマ
スが連続的或は断続的に供給される。ここで重要な抽出
物は有機物蒸気の凝縮可能な成分であり、乾留ガスを製
造するのに必要な熱は残留ガスの少なくとも一部を燃焼
させることにより得られる。 次に、キーナー・プロセス(Kiener proce
ss)を参照すると、このブl]セスにおいて、低温乾
留ガス化炉の下流にはコークスガス化炉が接続されてお
り、発生炉ガスがガスモーフの運転に利用される点で、
動力の利用に特に利点を有しており、低温乾留ガス化は
乾留ドラム内においてモータ排気ガスを介して引き起こ
される。閉鎖システムを利用する結果、凝縮により生ず
る水以外の、例えば重金属化合物のような毒性化合物は
全て低温乾留コークスに置き去りにされるので環境を何
ら害なうことなく装置の運転を行なうことができる。し
6− かしながらこのようなプロセスに(13いては乾留ドラ
ムが依然として外部から加熱されているので、反応器へ
の供給とガスの需要どの間の連11(が鈍く、長時間依
存性を有しているといった欠点を有している。 (発明が解決しようとする問題+:、i >本発明の課
題はコークス製造部内ぐ乾留ガスを転換する周知のパー
ジガスプロセスの利点を利用するとともに一方では反応
器への供給物の送出を迅速に行ない、使方では特定の動
力需要に供される稀薄ガスすなわち発生炉ガスを19る
ことにある。 また運転に際しては例え周囲に出ることのKtいような
有害物を含んだバイオマスその他の可燃I11廃東物を
処理する場合であっても環境を古4Tうことのないよう
にする必要がある。 (問題点を解決するための手段〉 本発明において以上の課題は141訂請求の範囲第1項
に含まれた特徴的な構成により解決され、こような解決
策の有益な発展技術は実施「1す様項J、り得られる。 本発明においては、−次ガス化部と、好ましくは複数の
パイプす4
めの反応器に関Jる。 (従来の技術) 過去数世紀にわたり、バイオマス(biomass)特
に木材を炭焼窓により乾留して、木炭を得てさ/C。 バイオマスを積み重ねた土で覆うにうな旧式の決焼操作
は外部加熱されるし1−ル1〜を利用した操作にその後
置き換えられた。低温乾留ガスおよび/もしくは発生炉
ガスの製造すなわら右n月別から得られた蒸気の転換は
二段ガス化炉で行414つれており、このようなガス化
炉ではコークスガス化炉が通常低温乾留ガス化炉の下流
に接続され、比較的純度の高いガスが製造可能となって
いる。 従来技術としてはいわゆるライヒ:「ル1〜・パージ・
ガス・プロセス(Rcichelt purgOgas
proccs 5− 8)西独特許第1366、387.712.552.7
13.2!’toおよび7114.135号)および5
IFICプロセス(西独特許第763,915号)を参
照されたい。以上の二つのプ[1セスにa3いて、乾留
はし1〜ル1〜内で起り、このし1ヘルドにはバイオマ
スが連続的或は断続的に供給される。ここで重要な抽出
物は有機物蒸気の凝縮可能な成分であり、乾留ガスを製
造するのに必要な熱は残留ガスの少なくとも一部を燃焼
させることにより得られる。 次に、キーナー・プロセス(Kiener proce
ss)を参照すると、このブl]セスにおいて、低温乾
留ガス化炉の下流にはコークスガス化炉が接続されてお
り、発生炉ガスがガスモーフの運転に利用される点で、
動力の利用に特に利点を有しており、低温乾留ガス化は
乾留ドラム内においてモータ排気ガスを介して引き起こ
される。閉鎖システムを利用する結果、凝縮により生ず
る水以外の、例えば重金属化合物のような毒性化合物は
全て低温乾留コークスに置き去りにされるので環境を何
ら害なうことなく装置の運転を行なうことができる。し
6− かしながらこのようなプロセスに(13いては乾留ドラ
ムが依然として外部から加熱されているので、反応器へ
の供給とガスの需要どの間の連11(が鈍く、長時間依
存性を有しているといった欠点を有している。 (発明が解決しようとする問題+:、i >本発明の課
題はコークス製造部内ぐ乾留ガスを転換する周知のパー
ジガスプロセスの利点を利用するとともに一方では反応
器への供給物の送出を迅速に行ない、使方では特定の動
力需要に供される稀薄ガスすなわち発生炉ガスを19る
ことにある。 また運転に際しては例え周囲に出ることのKtいような
有害物を含んだバイオマスその他の可燃I11廃東物を
処理する場合であっても環境を古4Tうことのないよう
にする必要がある。 (問題点を解決するための手段〉 本発明において以上の課題は141訂請求の範囲第1項
に含まれた特徴的な構成により解決され、こような解決
策の有益な発展技術は実施「1す様項J、り得られる。 本発明においては、−次ガス化部と、好ましくは複数の
パイプす4
【わちノズルを備えた側方エア供給部を有す
る二次ガス化部との間に煙道ガス転換部を設け、その部
位に常に生ずる遠心動を伴って一次ガス化部からの煙道
流の滞留時間を大幅に増加させることににす、そこでの
湿度が約1000℃に達し得るようになっている。加熱
に必要な二次エアは定量的に供給されており、このJζ
うな供給エアは二次ガス化部のジャケット近傍の環状隙
間を介してこのジャケラ1〜に沿って接線方向に流れる
ことから均質かつ均等な供給が行なわれるといった利点
をさらに有している。−次ガス化部と二次ガス化部との
間の領域に二次エアを供給するためのノズルを多数設け
たことにj:す、充填レベル依存式で取りイ」【ノられ
た充填レベルシーブの熱ひずみが最小限どなっている。 −次刀ス化部からスラップ残留分その他を1ノ1出する
ために偏心的に配置された排出スクリココンベアを利用
した回転式スライド弁を用いたことにより反応器基部に
おりる残留分のこびりっぎが防止され、運転信頼性が改
善されるとともに反応器の適用範囲が拡張づる。 煙道ガス転向部の領域を一次ガス化部側で限定するレベ
ルシーブは所望とする運転状f1uおJ、び反応器出力
に応じて垂直方向に位置設定可能であるという利点に加
えて、煙道ガス転換部の領域の二次ガス化部側の上限と
なる環状火格子が垂直方向に位置調節可能であるという
利点を右している。 ガスの取入部を中心対称に設【ノたことににす、反応器
を通る均一な流れが確保され、また薄型に構成された熱
交換器の補助を受番ノで一次エアを向流式で予熱するこ
とにより、反応器壁が熱的に大幅に緩和されることとな
っている。 反応器の運転に際しては、乾留物すなわら蒸発物は所望
の実際値条件が重大な涯延等の1ヘラプルなく設定でき
るよう、部分燃焼された発生炉ガスにより加熱されるの
で、熱交換を水素のパーセンテージの大きな還元雰囲気
中で行なうことができるという利点がもたらされる。ま
たざらにもたらされる利点として、環境を害なう重金属
化合物を含み本発明に基づいて設計された反応器では酸
化 9− されない廃油等のガ燃性廃棄物をガス化しようとする場
合、それらは所定の還元条f1で高温で処理することに
J:り一次ガス化部のスラップ或は灰分を介して安全に
除去される。このように、本発明はガス製造の同時緩衝
を伴って、コークスガス化部におりる低温乾留ガスの変
換を行なう周知のパージガスプロセスの特徴を有る程度
組み入れたものである。水素に冨んだ雰囲気の還元条件
で乾留プロセスを行なうことにより、反応器のパイプそ
の他の通路へのタールやグラファイトのHf積が防止さ
れる。 また運転中においては難なく乾留に必要なエネルギーを
一次ガス化部から得ることができ、乾留ガス生成の変動
を遅滞なく補償することができる。 ガス消費の関数としては二次ガス化部を作動させるため
の発生炉ガスのバイパス流が依存するところの煙道ガス
転向部内の空所の変化があり、燃焼エア吊と乾留物すな
わち蒸発物の供給量は最終的には温度制御の関数であり
、このことは、反応器について存在し或は与えられるパ
ラメータはり一 10 − いに理想的な依存状態で制御可能で(1つることを意味
している。 本発明による二段ガス化装置は水相や泥炭の乾留すなわ
ち氷塊や泥炭から発生炉ガスを製造J゛るための炭質化
、活性炭の製造、廃油、スラッジおよびエマルジョンを
含むあらゆるタイプのスラリーの蒸発および転化、さら
には屠殺場廃棄物、病院廃棄物或は下水スラッジにいた
るはどlυどの種類の廃棄物の熱分解の用途に等しく有
効に利用できる。 さまざまな特徴を備えた態様で具体化i’l rllj
なバイパスガイド部は乾留寸なわら蒸発が一次ガス化部
における運転依存性の負圧Jなわら誘57:されIこ吸
引により僅かな遅延時間で制御相11;ぐあるのが特に
望ましい。減圧装置Flを介してΩ圧をゆ化さlること
により、バイパスガスの一部が(il「実に適用される
。 (実施例) 次にこの発明の一実施例を図面に(K−って説明りる。 11− 第1図には直立円筒状の反応容器を有する反応器の縦断
面が概略で図示されており、その下部には一次ガス化部
2が、また上部には二次ガス化部20が形成されている
。−次ガス化i!1lI2と二次ガス化部20との間の
内部空所には一次ガス化部2の充填レベルシーブ10ど
二次ガス化部20の円形火格子22との間の煙道ガス転
換部14が中間ガス化部として設りられている。 一次ガス化部2の中央部には、反応器の底部から、バイ
オマスその他の可決化廃棄物の形態の主燃料が供給され
る。このため、主燃料は図示しない貯蔵部から給送スク
リュ1を軒で水平方向の圧送スクリュ3へと送られるよ
うになっており、この圧送スクリュ3はさらに垂直方向
の圧送スクリュ4に対し、直角方向で開口し、圧送スク
リュ4を通じて燃料は一次ガス化部2にお(〕る酸化或
は溶融損に応じて滞留なく導かれる。 −次ガス化部2を運転するための一次エアは反応器基部
の下方に配設された環状通路26から向流熱交換器25
を経て導入される。つまり、−次 12− エアは環状通路26から向流熱交換器25内に流入し、
この向流熱交換器25は一次ガス化部2の近傍に必ず設
けられる反応器ジャケラ1〜内部の内側環状リングと外
側環状リングとの聞の中央環状リングを備えている。内
側環状通路す<71つちリングは壁により中央環状リン
グから隔てられてJ3す、この中央環状リングにより、
内側環状リングを通って二次ガス化部を出る高熱量のガ
スの熱が一次エアに伝えられる。このJ:うに向流熱交
換にJ:って加熱された一次エアは反応器への補助エア
供給用のノズル18におけるエアとばば同じレベルの温
度となり、仕切プレー1〜27すな1つら転向プレート
(第1図参照)の上端まわりのジャクツ1〜内で転向し
、外側環状リング内を二次ガス化部20のガス流と平行
状態で反応器基部に向って下方に流れ、対称位置に配置
された複数のノズル28を介してリング状ノズル5へと
供給される。、−次エアは反応器ジャケット内を特にこ
のJ:うに導かれることによりほぼ500℃まで加熱さ
れて一次ガス化部2内のバイオマス等の供給ゾーンへと
流入 13− し、この流入部にお(プる一次ガス化部の温度は約95
0℃となる。 反応器の基部域にはスラッジ除去のための回転式スライ
ド弁6が設【)られており、このスライド弁6は垂直方
向の圧送スクリュ4を介する中央への主燃料供給部おに
びリングノズル5を介する予熱された一次エアの供給部
の直上に配置されている。−例として、このようなスラ
イド弁6は円形の火格子の形態とされて反応器側壁に対
し可動に取り付けられ、駆動装置7を備えて構成される
。 スライド弁6は反応器の基部を通る排出スクリュ8に対
し偏心的に重なり合い、この排出スクリュ8は本実施例
では反応器の基部に対し垂直をなしており、これを介し
てスラッジその伯同様な不燃成分が水桶9に排出される
。このような不燃成分の一次ガス化部からの除去は連続
或は断続のいずれでも行なうことができる。またさらに
上向きのスクリュコンベアにより、冷却されたスラッジ
を水桶9から排出することができる。水桶9の水面レベ
ルは任意にコントロールしてもよいし、また 14− 望みにより所望の基準レベルに保つこともできる。 垂直方向の圧送スクリュ4を介する主燃料の一次ガス化
部2への1燃′P1の供給は一次ガス化部の充填レベル
についてモニターされ、充填1ノベルシーブ10の高さ
までに制限される。この充1眞レベルシーブ10は第1
図中に符号11で概略を示づ゛ように、反応器内部の側
壁にり・1し垂直方向に位置調節可能に取り付IJられ
ている。レンリ124.1.充填レベルシーブ10の実
高を検出してての情IJを指示制御装置13に伝える。 指示制御装置FI 131.L主燃料用の給送スクリコ
−1を実際に望31.れる1ホ1との比較に基づいて作
動さぼる。充填1ノベルシーブ10は一次ガス化部2の
−に限を促供ηる゛しのて゛あり、−次ガスを自流さV
るlこめの中間ガス化部として機能する煙道ガス転換部
14に通じてJ’3つ、−次ガスはそれに含まれるター
ルやフェノール分が非常に限られた雰囲気内で除去され
る程度:1で加熱される。煙道ガス転換部1/I内でn
い熱を発生させるため、その内部には反別■vから横方
向に突出する複数のノズル18を介して二次エアが 1
5− 供給される。二次エアは圧送装置15を介して上部の反
応器カバ一部に供給され、二次ガス化部20近傍の反応
器ジャケットのまわりに設(Jられた環状リング17か
ら向流式で流入する。またこのため、圧送装置15から
の取入部ど環状リング17どは環状隙間16によりつな
がれている。供給エアを均等化するため、二次エアは環
状隙間16において、圧送装置15から出た直後に反応
器ジャケラ1〜に対し接線方向に導かれ、このような環
状隙間16によって、外周面にわたり均一に分配されて
いる。環状リング17は引き込まれた二次エアを予熱す
るのに利用されている。このような二次エアをノズル1
8を介してffWガス転換部14に供給することにより
、充填レベルシーブ10の過熱がなくなり、また−次ガ
ス化部2からのガスの81)閉時間を長くすることがで
きるので、二次エアの導入に先立ってタールやフェノー
ル分の少ないガスの生成に最適な状態となる。このため
、二次ガス化部20に対して煙道ガス転換部14を上方
に向かうにつれ閉ざすリングノズル19は中 16− 央部が上方に向かうにつれ先細状寸なわI)はぼ円錐状
となっている。リングノズル19のチップ21は上方に
吹き上げられ1ζあらゆる種類のガスや粒子の保留部を
形成し、半径方向に対称41円形のリングノズル19を
経て二次ガス化部20内に至るすなわち二次ガス化部2
0に向かう流路が偏向して、コークス製造部として構成
されでいるところの二次ガス化部20のコークス床を通
る均一な流れが得られる。このようなリングノズル19
を介するガス流の偏向ににって、重粒子例えば円形火格
子22のチップ21内に上向きに加速されたカーボン粒
子のような粒子の滞留時間が長くなり、このような重粒
子の加速度にほぼ比例して上記の滞留時間が長くなる。 この部分において約950℃で生成された煙道炭の補助
ににり所望の還元プロセスが得られる。 また以上のようなプロセスにJ:す、二次ガス化部20
内のタール分その他の重質分が実質的に分解されること
となる。−次ガス化部2のガスは半径方向の対称なリン
グノズル19により転向され−17− 平行に逆流して二次ガス化部20のコークス床でさらに
還元作用を受Iプ、円形火格子22の下部を通り約60
0〜700℃で反応器下部の内側環状リングに入る。必
要な還元ゾーンの長さは円形火格子22を垂直方向に調
節することによって理想的に設定でき、特定の処理条件
にあわせることができる。 二次ガス化部20へのコークスの充填は反応器のカバ一
部より、周知方法で連続的或は断続的に行なわれる。コ
ークスの分布の均一化は振動機構23により確実に果さ
れ、]−クスガス化部の反応性は例えば超音波作用によ
り改善できる。内側環状リングを通って平行に導かれた
ガスは反応器基部に設けられた吸引装置24を介して反
応器かり取り出される。内側環状リングを通るガスは高
温であるため、−次ガス化部2の外部への熱損失が極度
に防止され、また本実施例では一次エアの予熱に利用さ
れる内側環状リングと中央環状リングとの間の上記熱交
換器に対し、中間壁を介して約40%の熱が供給される
。 18− 煙道ガス転換部14の運転に不可欠<Zあら(′J)る
種類の外来ガスは1ケ所もしくは複数ケ所の外来ガス取
入部30を介して供給可能どなっている。 ガスから有害物質を除去するため、靜通流に東せられる
高活性の粉炭の吸着作用を利用してこのにうな粉炭を通
ったガスを表面タンクに流入さ1!る。 ガスの浄化のためにスクラバーを利用Jる場合、生成さ
れた燃料炭を洗浄水界面にJ3いてrA化の目的に利用
することができる。 ここでまた指摘しておきたいこと(,1いリングノズル
5が観察窓を通じて光学的にモニターされ、必要に応じ
て清掃可能どなっていることである。 反応器操作の最終段階にお(プる操作温度ができるだけ
長く保たれまたエア供給部からの万ス抜りが防止される
ことを確実とするため、反応器のカバーには防音運転用
の給配口31が設LJられている。 反応器内に自然の化合エアが存J゛ることにj;す、−
次エアおよび二次エアのいずれムが上記取入口より適量
吸入され、−次ガス化部を出た後烏温の二次ガス化部を
通って導かれたガスは濶炸を右さ 19− ず、従って環境を害なうことなく1〕1出される。 次に第2図〜第4図により、第1図に示した二段式ガス
化装冒に利用されるさまざまな態様のバイパス装置を説
明する。 第2図において、二段式ガス化装閥にJ:り生成された
発生炉ガスはガス出口24を介して浄化装置32へ導か
れ、モこでの浄化を終えた後、ブロワ33およびパイプ
35を介してパイプ37の分岐点に至り、圧力レギュレ
ータ36を経て任意のガス消費部に至る。パイプ37か
らの分岐流は真空に相当する減圧装置38を介して燃焼
室39内に至る。温感調整されかつザーボモータ41を
利用したスロットル弁40により、充分な量のエアがエ
ア取入口12を介して燃焼室内のパイプ35からの供給
ガスに与えられる。従って、常に生成物固有の燃焼潤度
を与えることができ、また、流入ガスの低酸素減少雰囲
気を確実に保つことができる。このような方法で温度が
高められた乾留ガスは燃焼室39から反応室43に入り
、この反応室43において可燃性分が給送装蓚44およ
び温 20− 邸依存反応制御装冒45を介して供給されて接触するこ
とにより、利用される特定成分が蒸発しbしくは炭化さ
れ、このような雰囲気で生成されたガスを反応室43か
らパイプ48を経て外来ガス供給部30により二段式ガ
ス化装置へどfハ給可能となっている。このように、い
かなるイ1害物質分も、第1図に示した二段式ガス化装
置の煙道ガス転換部14へ、閉回路状態で理想的に導か
れるので、環境は何ら害なわれず、このことは重金属を
含有する潤滑油等を燃焼させる場合に1!1に重要であ
る。反応チャンバ43に置ぎ去りにされた残留物質は全
て出口46から除去される。 次にこのようなバイパスamの二つの実施態様について
説明する。 第3図において、二段式ガス11】装″?rIJ曹う出
lこ浄化ガスはバイパスパイプ37および減圧装置38
を経てバーナー39に至り、このバーナー39には調整
エア供給機構すなわち第2図のバイパス機構によるザー
ボモータ41を備えたスロットル弁40およびエア取入
部42が接続されている。加 21− 熱されたガスは下方からシーブコンテナ47を通って流
れ、生成された乾留ガスは部分燃焼された貧ガスととも
にパイプ48を経て引き込まれ、外来ガス取入部30を
介して煙道ガス転換部14に導入される。このような操
作はまた、所要の特定パラメーターに応じた実際に望ま
れる値で閉回路で行なわれる。 第4図にはまた低温乾留ドラム49を利用した閉バイパ
ス装置が示されており、このドラム49はそのジャケッ
ト52に沿って設けられたローラベアリング50を介し
て回転可能に取り付【ノられており、駆動装置51によ
り回転駆動される。ドラム49内で乾留される材料はス
クリュ53および給送スクリュ54を介して供給される
。部分燃焼された貧ガスを伴う低温乾留ガスはスクリコ
53および吸入管48により外来ガス取入部30を介し
て煙道ガス転換部14に供給され、炭化残留分は排出機
構46を介してドラム49から取り除かれる。
る二次ガス化部との間に煙道ガス転換部を設け、その部
位に常に生ずる遠心動を伴って一次ガス化部からの煙道
流の滞留時間を大幅に増加させることににす、そこでの
湿度が約1000℃に達し得るようになっている。加熱
に必要な二次エアは定量的に供給されており、このJζ
うな供給エアは二次ガス化部のジャケット近傍の環状隙
間を介してこのジャケラ1〜に沿って接線方向に流れる
ことから均質かつ均等な供給が行なわれるといった利点
をさらに有している。−次ガス化部と二次ガス化部との
間の領域に二次エアを供給するためのノズルを多数設け
たことにj:す、充填レベル依存式で取りイ」【ノられ
た充填レベルシーブの熱ひずみが最小限どなっている。 −次刀ス化部からスラップ残留分その他を1ノ1出する
ために偏心的に配置された排出スクリココンベアを利用
した回転式スライド弁を用いたことにより反応器基部に
おりる残留分のこびりっぎが防止され、運転信頼性が改
善されるとともに反応器の適用範囲が拡張づる。 煙道ガス転向部の領域を一次ガス化部側で限定するレベ
ルシーブは所望とする運転状f1uおJ、び反応器出力
に応じて垂直方向に位置設定可能であるという利点に加
えて、煙道ガス転換部の領域の二次ガス化部側の上限と
なる環状火格子が垂直方向に位置調節可能であるという
利点を右している。 ガスの取入部を中心対称に設【ノたことににす、反応器
を通る均一な流れが確保され、また薄型に構成された熱
交換器の補助を受番ノで一次エアを向流式で予熱するこ
とにより、反応器壁が熱的に大幅に緩和されることとな
っている。 反応器の運転に際しては、乾留物すなわら蒸発物は所望
の実際値条件が重大な涯延等の1ヘラプルなく設定でき
るよう、部分燃焼された発生炉ガスにより加熱されるの
で、熱交換を水素のパーセンテージの大きな還元雰囲気
中で行なうことができるという利点がもたらされる。ま
たざらにもたらされる利点として、環境を害なう重金属
化合物を含み本発明に基づいて設計された反応器では酸
化 9− されない廃油等のガ燃性廃棄物をガス化しようとする場
合、それらは所定の還元条f1で高温で処理することに
J:り一次ガス化部のスラップ或は灰分を介して安全に
除去される。このように、本発明はガス製造の同時緩衝
を伴って、コークスガス化部におりる低温乾留ガスの変
換を行なう周知のパージガスプロセスの特徴を有る程度
組み入れたものである。水素に冨んだ雰囲気の還元条件
で乾留プロセスを行なうことにより、反応器のパイプそ
の他の通路へのタールやグラファイトのHf積が防止さ
れる。 また運転中においては難なく乾留に必要なエネルギーを
一次ガス化部から得ることができ、乾留ガス生成の変動
を遅滞なく補償することができる。 ガス消費の関数としては二次ガス化部を作動させるため
の発生炉ガスのバイパス流が依存するところの煙道ガス
転向部内の空所の変化があり、燃焼エア吊と乾留物すな
わち蒸発物の供給量は最終的には温度制御の関数であり
、このことは、反応器について存在し或は与えられるパ
ラメータはり一 10 − いに理想的な依存状態で制御可能で(1つることを意味
している。 本発明による二段ガス化装置は水相や泥炭の乾留すなわ
ち氷塊や泥炭から発生炉ガスを製造J゛るための炭質化
、活性炭の製造、廃油、スラッジおよびエマルジョンを
含むあらゆるタイプのスラリーの蒸発および転化、さら
には屠殺場廃棄物、病院廃棄物或は下水スラッジにいた
るはどlυどの種類の廃棄物の熱分解の用途に等しく有
効に利用できる。 さまざまな特徴を備えた態様で具体化i’l rllj
なバイパスガイド部は乾留寸なわら蒸発が一次ガス化部
における運転依存性の負圧Jなわら誘57:されIこ吸
引により僅かな遅延時間で制御相11;ぐあるのが特に
望ましい。減圧装置Flを介してΩ圧をゆ化さlること
により、バイパスガスの一部が(il「実に適用される
。 (実施例) 次にこの発明の一実施例を図面に(K−って説明りる。 11− 第1図には直立円筒状の反応容器を有する反応器の縦断
面が概略で図示されており、その下部には一次ガス化部
2が、また上部には二次ガス化部20が形成されている
。−次ガス化i!1lI2と二次ガス化部20との間の
内部空所には一次ガス化部2の充填レベルシーブ10ど
二次ガス化部20の円形火格子22との間の煙道ガス転
換部14が中間ガス化部として設りられている。 一次ガス化部2の中央部には、反応器の底部から、バイ
オマスその他の可決化廃棄物の形態の主燃料が供給され
る。このため、主燃料は図示しない貯蔵部から給送スク
リュ1を軒で水平方向の圧送スクリュ3へと送られるよ
うになっており、この圧送スクリュ3はさらに垂直方向
の圧送スクリュ4に対し、直角方向で開口し、圧送スク
リュ4を通じて燃料は一次ガス化部2にお(〕る酸化或
は溶融損に応じて滞留なく導かれる。 −次ガス化部2を運転するための一次エアは反応器基部
の下方に配設された環状通路26から向流熱交換器25
を経て導入される。つまり、−次 12− エアは環状通路26から向流熱交換器25内に流入し、
この向流熱交換器25は一次ガス化部2の近傍に必ず設
けられる反応器ジャケラ1〜内部の内側環状リングと外
側環状リングとの聞の中央環状リングを備えている。内
側環状通路す<71つちリングは壁により中央環状リン
グから隔てられてJ3す、この中央環状リングにより、
内側環状リングを通って二次ガス化部を出る高熱量のガ
スの熱が一次エアに伝えられる。このJ:うに向流熱交
換にJ:って加熱された一次エアは反応器への補助エア
供給用のノズル18におけるエアとばば同じレベルの温
度となり、仕切プレー1〜27すな1つら転向プレート
(第1図参照)の上端まわりのジャクツ1〜内で転向し
、外側環状リング内を二次ガス化部20のガス流と平行
状態で反応器基部に向って下方に流れ、対称位置に配置
された複数のノズル28を介してリング状ノズル5へと
供給される。、−次エアは反応器ジャケット内を特にこ
のJ:うに導かれることによりほぼ500℃まで加熱さ
れて一次ガス化部2内のバイオマス等の供給ゾーンへと
流入 13− し、この流入部にお(プる一次ガス化部の温度は約95
0℃となる。 反応器の基部域にはスラッジ除去のための回転式スライ
ド弁6が設【)られており、このスライド弁6は垂直方
向の圧送スクリュ4を介する中央への主燃料供給部おに
びリングノズル5を介する予熱された一次エアの供給部
の直上に配置されている。−例として、このようなスラ
イド弁6は円形の火格子の形態とされて反応器側壁に対
し可動に取り付けられ、駆動装置7を備えて構成される
。 スライド弁6は反応器の基部を通る排出スクリュ8に対
し偏心的に重なり合い、この排出スクリュ8は本実施例
では反応器の基部に対し垂直をなしており、これを介し
てスラッジその伯同様な不燃成分が水桶9に排出される
。このような不燃成分の一次ガス化部からの除去は連続
或は断続のいずれでも行なうことができる。またさらに
上向きのスクリュコンベアにより、冷却されたスラッジ
を水桶9から排出することができる。水桶9の水面レベ
ルは任意にコントロールしてもよいし、また 14− 望みにより所望の基準レベルに保つこともできる。 垂直方向の圧送スクリュ4を介する主燃料の一次ガス化
部2への1燃′P1の供給は一次ガス化部の充填レベル
についてモニターされ、充填1ノベルシーブ10の高さ
までに制限される。この充1眞レベルシーブ10は第1
図中に符号11で概略を示づ゛ように、反応器内部の側
壁にり・1し垂直方向に位置調節可能に取り付IJられ
ている。レンリ124.1.充填レベルシーブ10の実
高を検出してての情IJを指示制御装置13に伝える。 指示制御装置FI 131.L主燃料用の給送スクリコ
−1を実際に望31.れる1ホ1との比較に基づいて作
動さぼる。充填1ノベルシーブ10は一次ガス化部2の
−に限を促供ηる゛しのて゛あり、−次ガスを自流さV
るlこめの中間ガス化部として機能する煙道ガス転換部
14に通じてJ’3つ、−次ガスはそれに含まれるター
ルやフェノール分が非常に限られた雰囲気内で除去され
る程度:1で加熱される。煙道ガス転換部1/I内でn
い熱を発生させるため、その内部には反別■vから横方
向に突出する複数のノズル18を介して二次エアが 1
5− 供給される。二次エアは圧送装置15を介して上部の反
応器カバ一部に供給され、二次ガス化部20近傍の反応
器ジャケットのまわりに設(Jられた環状リング17か
ら向流式で流入する。またこのため、圧送装置15から
の取入部ど環状リング17どは環状隙間16によりつな
がれている。供給エアを均等化するため、二次エアは環
状隙間16において、圧送装置15から出た直後に反応
器ジャケラ1〜に対し接線方向に導かれ、このような環
状隙間16によって、外周面にわたり均一に分配されて
いる。環状リング17は引き込まれた二次エアを予熱す
るのに利用されている。このような二次エアをノズル1
8を介してffWガス転換部14に供給することにより
、充填レベルシーブ10の過熱がなくなり、また−次ガ
ス化部2からのガスの81)閉時間を長くすることがで
きるので、二次エアの導入に先立ってタールやフェノー
ル分の少ないガスの生成に最適な状態となる。このため
、二次ガス化部20に対して煙道ガス転換部14を上方
に向かうにつれ閉ざすリングノズル19は中 16− 央部が上方に向かうにつれ先細状寸なわI)はぼ円錐状
となっている。リングノズル19のチップ21は上方に
吹き上げられ1ζあらゆる種類のガスや粒子の保留部を
形成し、半径方向に対称41円形のリングノズル19を
経て二次ガス化部20内に至るすなわち二次ガス化部2
0に向かう流路が偏向して、コークス製造部として構成
されでいるところの二次ガス化部20のコークス床を通
る均一な流れが得られる。このようなリングノズル19
を介するガス流の偏向ににって、重粒子例えば円形火格
子22のチップ21内に上向きに加速されたカーボン粒
子のような粒子の滞留時間が長くなり、このような重粒
子の加速度にほぼ比例して上記の滞留時間が長くなる。 この部分において約950℃で生成された煙道炭の補助
ににり所望の還元プロセスが得られる。 また以上のようなプロセスにJ:す、二次ガス化部20
内のタール分その他の重質分が実質的に分解されること
となる。−次ガス化部2のガスは半径方向の対称なリン
グノズル19により転向され−17− 平行に逆流して二次ガス化部20のコークス床でさらに
還元作用を受Iプ、円形火格子22の下部を通り約60
0〜700℃で反応器下部の内側環状リングに入る。必
要な還元ゾーンの長さは円形火格子22を垂直方向に調
節することによって理想的に設定でき、特定の処理条件
にあわせることができる。 二次ガス化部20へのコークスの充填は反応器のカバ一
部より、周知方法で連続的或は断続的に行なわれる。コ
ークスの分布の均一化は振動機構23により確実に果さ
れ、]−クスガス化部の反応性は例えば超音波作用によ
り改善できる。内側環状リングを通って平行に導かれた
ガスは反応器基部に設けられた吸引装置24を介して反
応器かり取り出される。内側環状リングを通るガスは高
温であるため、−次ガス化部2の外部への熱損失が極度
に防止され、また本実施例では一次エアの予熱に利用さ
れる内側環状リングと中央環状リングとの間の上記熱交
換器に対し、中間壁を介して約40%の熱が供給される
。 18− 煙道ガス転換部14の運転に不可欠<Zあら(′J)る
種類の外来ガスは1ケ所もしくは複数ケ所の外来ガス取
入部30を介して供給可能どなっている。 ガスから有害物質を除去するため、靜通流に東せられる
高活性の粉炭の吸着作用を利用してこのにうな粉炭を通
ったガスを表面タンクに流入さ1!る。 ガスの浄化のためにスクラバーを利用Jる場合、生成さ
れた燃料炭を洗浄水界面にJ3いてrA化の目的に利用
することができる。 ここでまた指摘しておきたいこと(,1いリングノズル
5が観察窓を通じて光学的にモニターされ、必要に応じ
て清掃可能どなっていることである。 反応器操作の最終段階にお(プる操作温度ができるだけ
長く保たれまたエア供給部からの万ス抜りが防止される
ことを確実とするため、反応器のカバーには防音運転用
の給配口31が設LJられている。 反応器内に自然の化合エアが存J゛ることにj;す、−
次エアおよび二次エアのいずれムが上記取入口より適量
吸入され、−次ガス化部を出た後烏温の二次ガス化部を
通って導かれたガスは濶炸を右さ 19− ず、従って環境を害なうことなく1〕1出される。 次に第2図〜第4図により、第1図に示した二段式ガス
化装冒に利用されるさまざまな態様のバイパス装置を説
明する。 第2図において、二段式ガス化装閥にJ:り生成された
発生炉ガスはガス出口24を介して浄化装置32へ導か
れ、モこでの浄化を終えた後、ブロワ33およびパイプ
35を介してパイプ37の分岐点に至り、圧力レギュレ
ータ36を経て任意のガス消費部に至る。パイプ37か
らの分岐流は真空に相当する減圧装置38を介して燃焼
室39内に至る。温感調整されかつザーボモータ41を
利用したスロットル弁40により、充分な量のエアがエ
ア取入口12を介して燃焼室内のパイプ35からの供給
ガスに与えられる。従って、常に生成物固有の燃焼潤度
を与えることができ、また、流入ガスの低酸素減少雰囲
気を確実に保つことができる。このような方法で温度が
高められた乾留ガスは燃焼室39から反応室43に入り
、この反応室43において可燃性分が給送装蓚44およ
び温 20− 邸依存反応制御装冒45を介して供給されて接触するこ
とにより、利用される特定成分が蒸発しbしくは炭化さ
れ、このような雰囲気で生成されたガスを反応室43か
らパイプ48を経て外来ガス供給部30により二段式ガ
ス化装置へどfハ給可能となっている。このように、い
かなるイ1害物質分も、第1図に示した二段式ガス化装
置の煙道ガス転換部14へ、閉回路状態で理想的に導か
れるので、環境は何ら害なわれず、このことは重金属を
含有する潤滑油等を燃焼させる場合に1!1に重要であ
る。反応チャンバ43に置ぎ去りにされた残留物質は全
て出口46から除去される。 次にこのようなバイパスamの二つの実施態様について
説明する。 第3図において、二段式ガス11】装″?rIJ曹う出
lこ浄化ガスはバイパスパイプ37および減圧装置38
を経てバーナー39に至り、このバーナー39には調整
エア供給機構すなわち第2図のバイパス機構によるザー
ボモータ41を備えたスロットル弁40およびエア取入
部42が接続されている。加 21− 熱されたガスは下方からシーブコンテナ47を通って流
れ、生成された乾留ガスは部分燃焼された貧ガスととも
にパイプ48を経て引き込まれ、外来ガス取入部30を
介して煙道ガス転換部14に導入される。このような操
作はまた、所要の特定パラメーターに応じた実際に望ま
れる値で閉回路で行なわれる。 第4図にはまた低温乾留ドラム49を利用した閉バイパ
ス装置が示されており、このドラム49はそのジャケッ
ト52に沿って設けられたローラベアリング50を介し
て回転可能に取り付【ノられており、駆動装置51によ
り回転駆動される。ドラム49内で乾留される材料はス
クリュ53および給送スクリュ54を介して供給される
。部分燃焼された貧ガスを伴う低温乾留ガスはスクリコ
53および吸入管48により外来ガス取入部30を介し
て煙道ガス転換部14に供給され、炭化残留分は排出機
構46を介してドラム49から取り除かれる。
22−
図はこの発明の一実施例を示ず−らので、第1図は反応
機の縦断面図、第2図は第1図に示した反応機に関連し
て用いられるバイパス++31椙を承り概略図、第3図
は第2図に示したバイパス機構の別例を示し、コンテナ
を利用したバイパスm 4%の概略図、第4図は第2図
に示したバイパス機構のざらに別例を示し、低湿乾留ド
ラムを備えたバイパス機構の概略図である。 2・・・−次ガス化部 6・・・回転式スライド弁 8・・・排出スクリュ 10・・・充填レベルシーブ 14・・・煙道ガス転換部 18・・・ノズル 19・・・リングノズル 20・・・二次ガス化部 30・・・外来ガス取入部 出願人 へルヴイッヒ・ミシエル・−1−ム代理人 弁
理士 岡 11 英 彦 23−
機の縦断面図、第2図は第1図に示した反応機に関連し
て用いられるバイパス++31椙を承り概略図、第3図
は第2図に示したバイパス機構の別例を示し、コンテナ
を利用したバイパスm 4%の概略図、第4図は第2図
に示したバイパス機構のざらに別例を示し、低湿乾留ド
ラムを備えたバイパス機構の概略図である。 2・・・−次ガス化部 6・・・回転式スライド弁 8・・・排出スクリュ 10・・・充填レベルシーブ 14・・・煙道ガス転換部 18・・・ノズル 19・・・リングノズル 20・・・二次ガス化部 30・・・外来ガス取入部 出願人 へルヴイッヒ・ミシエル・−1−ム代理人 弁
理士 岡 11 英 彦 23−
Claims (9)
- (1)バイオマスその仙潤滑油のJ:うなあらゆる種類
の可炭化廃棄物から貧ガス1′なわち発生炉ガスを製造
するだめの反応器をであって、垂直方向に調節可能な充
填レベルシーブど燃焼残留物のための排出機能とを備え
た一部ガス化部を右するとともに反応器基部を通じて該
−次ガス化部へ主燃料と予熱されたエアを供給可能とな
し、二次エアが別個に供給されるコークス製造部型式の
二次ガス化部を前記−次ガス化部に()l 段−するど
ともにこれらの間には煙道ガス転換部を設【−Jて、前
記二次ガス化部の前記二次ガス化部おJ、び前611−
次ガス化部の低温乾留ガスさらには前記−次ガス化部か
らのカーボン粒子の遠心動による混合流が半径方向に対
称なリングノズルににり長Nil留11.1間かつ還元
条件下で前記二次ガス化部に供給されるj、う構成し、
さらに前記煙道ガス転換部には前記二次1ア供給用のノ
ズルとは別にバイパスIlN 横を(r意に接続可能な
少なくとも一つの外来ガス取入部を設けて発生炉ガスの
少なくとも一部を供給可能に構成したことを特徴とする
発生炉ガスを1lIJ造Jるための反応器。 - (2)前記−次ガス化部への可燃月利の供給が反応器底
部中央に開口する垂直方向の給送スクリココンベアを介
して燃料酸化ロスの関数として制御され、かつ前記給送
スクリココンベアには水平方向の圧送スクリュコンベア
が接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の発生炉ガスを製造するための反応器。 - (3)前記−次ガス化部の!1(部域には回転式スライ
ドバルブが、駆動機構により回転可能に取り付けられて
おり、該回転式スライドバルブは不燃スラッグ成分等を
反応器基部に偏心的に間口する131出スクリユコンベ
アへ投入可能に構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の発生炉ガスを製造するための反応
器。 - (4)前記−次ガス化部の垂直/j向への位冒調節可能
な前記充填レベルシーブは側方の支持1N椙を介して取
り付けられており、この支Rr UQ構はレンザ、制御
装置への入力i構おJ:び’f’lji n!!−次ガ
ス化部の特定実際レベル指示装置に連動田続き11でい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の発生炉
ガスを製造するための反応器。 - (5)前記煙道ガス転1φ部を前記二次ガス化部から隔
てる前記半径方向に対称<rリングノズル0.1前記二
次ガス化部に向かい先細の円♀11状をなして突出して
おり、平行流で)浮かれて前記−次ガス化部から前記レ
ベルシーブを経て前記煙道ガス変換部に入った前記−次
エアは乱流状態で前記二次ガス化部に供給され、ガス流
に対重る炭質粒イの811留時間の増加が得られるJ:
う構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の発生炉ガスを製造するための反応器。 - (6)前記二次エアは補数のノズルを介して側方から前
記煙道ガス変換部に供給され、前記複数のノズルは圧送
装置により制御されてi13す、+’+it記二次エア
は接線方向で流れて環状隙間にJ:り平行流状態で加熱
可能に構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
もしくは第4項のいずれかに記載の発生炉ガスを製造す
るための反応器。 - (7) 6i+記半径方向に対称なリングノズルは垂直
方向に位置調節可能な火格子の上方に配設されてd3す
、この火格子は振動装置に接続されていることを特徴と
する特許請求の範囲第1 rl″1記載の発生炉ガスを
製造するための反応器。 - (8)上部の反応器hバーには、すなわち前記二次ガス
化部の」−万には防音運転用の給装置]が設りられてい
ることを特徴とする特W[請求の範囲第1項記載の発生
炉ガスを製造するための反応器。 - (9)前記外来ガス取入口は反応器ガスがガス出口部か
ら減圧装置およびバイパス管路を経て供給されるパージ
ガス熱分解装置すなわち反応チャンバ、コンテナ熱分割
装置或はパーガスジ熱分解ドラムに対し必要に応じて接
続可能なパイプに通じており、部分燃焼した高温の発生
かガスと、固体おJ:び/もしくは液体熱分解相別を充
填した前記パージガス熱分解装置の低温乾留ガスどの混
合物が前記煙道ガス転換部に導かれるよう構成したこと
を特徴とする特W[請求の範囲第11rJ記載の発生炉
ガスを製造するための反応器。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3335544.4 | 1983-09-28 | ||
| DE19833335544 DE3335544A1 (de) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | Reaktorvorrichtung zur erzeugung von generatorgas aus brennbaren abfallprodukten |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6092393A true JPS6092393A (ja) | 1985-05-23 |
| JPH0613718B2 JPH0613718B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=6210597
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP59205457A Expired - Lifetime JPH0613718B2 (ja) | 1983-09-28 | 1984-09-28 | 発生炉ガスを製造するための反応器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5026403A (ja) |
| EP (1) | EP0136255B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0613718B2 (ja) |
| AT (1) | ATE33265T1 (ja) |
| DE (2) | DE3335544A1 (ja) |
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