有機物質のガス化システム及びその熱分解器差圧解消方法
【課題】熱分解器において発生する改質器に対する差圧を解消する技術を提供する。
【解決手段】上記課題は、熱分解器４の圧力計４ｐによる計測結果が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、ヒートキャリアの循環、及び熱風生成装置１から予熱器２への熱風供給を継続したまま、有機物質原料の供給を停止する、差圧解消運転を行い、この差圧解消運転において、熱分解器４の圧力計４ｐによる計測結果が所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、有機物質原料の供給を再開して差圧解消運転を終了する、ことにより解決できる。
【解決手段】上記課題は、熱分解器４の圧力計４ｐによる計測結果が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、ヒートキャリアの循環、及び熱風生成装置１から予熱器２への熱風供給を継続したまま、有機物質原料の供給を停止する、差圧解消運転を行い、この差圧解消運転において、熱分解器４の圧力計４ｐによる計測結果が所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、有機物質原料の供給を再開して差圧解消運転を終了する、ことにより解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質バイオマス等の有機物質のガス化システム及びその熱分解器差圧解消方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料の代替及び地球温暖化防止を目的とした新エネルギー供給システムとして、間伐材等の木質バイオマスをガス化し、このガスを燃料として熱や電気エネルギーを生成する技術が提案され、利用されている。
【０００３】
このようなガス化システムとしては、種々のものが提案されているが、中でも特許文献１記載のヒートキャリア循環型システムは水素濃度の高いガスを生成できる点で優れたものの一つである。このガス化システムは、上から順に、予熱器、改質器、熱分解器、及び分離機を備えており、熱を運ぶための多数のヒートキャリア（熱担持媒体）が、予熱器で加熱されてから改質器、熱分解器及び分離機の順に通された後、バケットコンベア等の移送装置により再び予熱器に戻されるように構成されている。
【０００４】
有機物質原料は、スクリューコンベア等の適宜の定量供給装置により、例えば改質器と熱分解器とを繋ぐ供給管路を介して、熱分解器の上部供給口へ連続的に定量供給される。熱分解器内に供給された有機物質は、予熱器から改質器を経て供給された、加熱されたヒートキャリアと接触することにより、チャー（固体の炭素含有残留物）と熱分解ガス（揮発性相）とに分離される。固形分であるチャーは、ヒートキャリアとともに分離機へ供給され、気体である熱分解ガスはヒートキャリアに対して向流接触しながら改質器へ上昇供給される。
【０００５】
改質器には反応媒体としての水蒸気が供給されており、熱分解ガスがヒートキャリアにより加熱される条件下でこの水蒸気と混合接触すること及び９５０℃前後の高温環境下にあることにより、５５０℃前後で発生する熱分解ガスよりもはるかに水素含有濃度が高く、従って生成量も増大する。
【０００６】
改質器で発生したガスは、改質器の上部に設けられた改質ガス排出口を介して、下流側に設けられた誘引送風機によりガス処理・利用設備に送出される。
【０００７】
一方、分離機では、熱分解器から供給される混合物がチャーとヒートキャリアとに分離される。分離されたチャーは熱風炉等の熱風生成装置に供給され、ヒートキャリアは移送装置により予熱器に戻される。
【０００８】
熱風生成装置では、チャーの燃焼により熱風（高温排ガス）が生成される。この熱風は予熱器に供給され、予熱器内を堆積状態で通過するヒートキャリア間に通され、ヒートキャリアと直接接触することによりヒートキャリアが加熱される。また、熱風生成装置ではチャーの燃焼により灰が生成される。この灰は、大部分は熱風生成装置１内で回収・除去されるが、一部は予熱器に供給され、予熱器の排気経路に設けられたサイクロン等の分離手段で取り除かれる。
【０００９】
他方、改質器と熱分解器とを繋ぐ接続管路内には、改質器の下端排出口に取り付けられた漏斗状の通気性ヒートキャリア管路及びこの通気性ヒートキャリア管路の下端排出口の開閉を行うバルブが設けられている。ヒートキャリアの循環中は、このバルブが所定の間隔で開閉を繰り返し、ヒートキャリア等の固形分が断続的に定量通過するようになっている。また、バルブの開閉に関係なく、熱分解器で発生した熱分解ガスが通気性ヒートキャリア管路を透過して改質器に自由に上昇し、両機器間に内圧の差（差圧、圧力差）が殆ど発生しないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許４２６４５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述のシステムにおいては、熱分解器と改質器との接続管路に設けられた通気性ヒートキャリア管路が灰・ダスト（灰以外の粉粒体）で閉塞し、本来改質器の内圧と熱分解器の内圧とは等圧になるべきところ、１ｋＰａを超える差圧が生じるという問題点があった。
【００１２】
熱分解器はガス発生装置であることから、何らかの異常により熱分解器の内圧が上昇したときのために、熱分解器の上端部はガス抜出管を介してシールポットに接続されており、熱分解器の内圧がシールポットの設定圧以上に上昇すると、熱分解器内のガスがシールポット内に抜き出され、煙突を介して大気放出されるようになっている。しかし、改質器と熱分解器との間に差圧が発生すると、（１）熱分解器で発生したガスが改質器に流入しなくなり、改質ガスが発生しなくなるのはもちろん、（２）差圧を放置してガス化を続けると、熱分解ガスをシールポットを介して大気放出せざるをえなくなる等、安全性の面で好ましくない事態にもつながるため、改善が望まれるものである。
【００１３】
しかも、こうしたトラブルは、原料供給量がある量を超えた当たりから、数時間間隔で発生するため、その都度分解清掃をしていては、操業ロスは計り知れないものがある。
【００１４】
当初、灰やヒートキャリアや耐火煉瓦から発生した灰・ダストは、熱風生成装置の下部に集積するものと考えられていた。しかし、現実には、熱風生成装置での灰・ダストの蓄積はあまり観察されず、バケットコンベアの下部に大量の蓄積がみられ、開炉点検では、予熱器の下部への灰・ダスト堆積、パンチングメタルの穴の灰・ダストによる閉塞が観察された。そこで、この灰・ダスト、チャーを採取し、また新品のヒートキャリアであるアルミナボール、耐火煉瓦、断熱材を、それぞれ蛍光エックス線で分析したところ、灰・ダストの成分については採取位置によりバラツキが出たものの、いずれも主成分はアルミニューム、カルシューム、鉄、珪素及びカリウムが１パーセント以上の構成物質であった。カリウムは、アルミナボールでは不検出、耐火煉瓦と断熱材で１パーセント以下の構成であることが判明し、チャーに２０パーセント程度含まれていることが判明した。灰のもう一つの主成分であるカルシュームについては、耐火煉瓦に１０パーセント程度含まれているために灰・ダストの生成由来を考える上では使えないことも分かった。灰・ダスト中に数パーセントのカリウムが含まれていることが確認され、灰・ダストは炉から出た粉と灰の混ざったものであることが確認できた。
【００１５】
本発明が対象とするヒートキャリア循環型システムにおいては、ヒートキャリアの循環で熱供給をするため、これらを循環する際の摩擦・衝撃で粉が発生することはやむを得ないものである。また、ガス化原料として有機物が使用されるが、熱分解においては、間接ガス化のため、熱分解器や改質器での燃焼は無く、ガス化原料はガス・チャー・タールの３つに分解され、反応器の中での灰の発生は無いこととされている。しかし、開炉点検で得た灰・ダストの分析で灰の混入が認められ、このブルータワーというシステムにおいては、プラント内での灰の発生も避けられないと考えられる。
【００１６】
そこで、本発明の主たる課題は、ヒートキャリア循環型システムの熱分解器において不可避的に発生する改質器に対する差圧を、分解清掃を要せずに解消可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決した本発明は、次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
熱を運ぶための多数のヒートキャリアと、このヒートキャリアを加熱するための予熱器と、熱分解ガスの水蒸気改質を行うための改質器と、有機物質原料を熱分解するための熱分解器と、熱風を生成する熱風生成装置とを備え、
前記ヒートキャリアを、前記予熱器、改質器、及び熱分解器の順に通した後、移送装置により再び予熱器に戻して循環させるとともに、前記熱分解器内に有機物質原料を供給し、前記改質器内に対して直接又は間接的に水蒸気を供給し、
前記熱分解器内では、前記有機物質原料を、加熱されたヒートキャリアと接触させることによりチャーと熱分解ガスとに熱分解し、熱分解ガスはヒートキャリアに対して向流接触しながら改質器へ供給し、
前記改質器では、前記熱分解ガスを前記ヒートキャリアにより加熱しつつ前記水蒸気と接触させることにより水素含有濃度を向上させたガスを生成し、
前記熱風生成装置では、熱風を生成して予熱器に供給し、
前記予熱器では、前記熱風生成装置から供給される熱風を、前記予熱器内を堆積状態で通過するヒートキャリア間に通して、ヒートキャリアと直接接触することによりヒートキャリアを加熱する、
ように構成した有機物質のガス化システムであって；
前記改質器と熱分解器とを繋ぐ接続管路と、
この接続管路内に接続管路内面から離間するように配置され、前記熱分解ガスは内外に通過するが前記ヒートキャリアは内外に通過しない通気孔が形成された管壁を有し、且つ前記改質器から排出されるヒートキャリアの導入口及び導入したヒートキャリアを接続管路内に放出する放出口を有する、通気性ヒートキャリア管路と、
このヒートキャリア管路からのヒートキャリアの放出の開閉を行うバルブと、
前記熱分解器の内圧を計測する熱分解器圧力計と、を備え、
前記熱分解器圧力計による計測結果が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、前記ヒートキャリアの循環、及び前記熱風生成装置から前記予熱器への熱風供給を継続したまま、前記有機物質原料の供給を停止する、差圧解消運転を行い、
この差圧解消運転において、前記熱分解器圧力計による計測結果が前記所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、前記有機物質原料の供給を再開して差圧解消運転を終了するように構成した、
ことを特徴とする有機物質のガス化システム。
【００１８】
（作用効果）
熱分解器において不可避的に発生する圧力上昇（差圧）の原因は、熱分解器と改質器との接続管路に設けられた通気性ヒートキャリア管路の通気孔が灰・ダストで閉塞することにあるが、通気孔に詰まった灰・ダストは、指で突けばポロリと落ちるような軽いもので、硬く固まるものではない。よって、このような灰・ダストによる閉塞が発生したとき、原料供給を停止してヒートキャリアの予熱及び循環を継続すると、熱分解ガスの発生停止により熱分解器の内圧上昇が停止するとともに、移動するヒートキャリアが通気孔や灰・ダストに接触し、その衝撃力や押し出し力により、通気孔内の灰・ダストは通気孔内から押し出されて剥離・脱落し、通気孔を介した改質器への通気性が回復するため、改質器に対する差圧を分解清掃無して解消することができる。
【００１９】
＜請求項２記載の発明＞
前記通気孔は、前記通気性ヒートキャリア管路の内側から外側に向かうにつれて径が拡大するテーパー状をなしている、請求項１記載の有機物質のガス化システム。
【００２０】
（作用効果）
通気孔の形状が通気性ヒートキャリア管路の内側から外側まで同じ径であると、通気孔に入る灰・ダストの層が成長し易く、また詰まった灰・ダストが抜け難いが、上述のように、通気性ヒートキャリア管路の内側から外側に向かうにつれて径が拡大するテーパー状にすると、灰・ダスト付着が始まっても閉塞には至り難くなる。つまり、通気孔は、通気性ヒートキャリア管路の内面に開口しており、移動するヒートキャリアに接触する部分であるため、その接触により、灰・ダストは通気孔に押し込まれていく。この際、通気孔が上述のように外側に向かうにつれて径が拡大するテーパー形状をなしていると、通気孔内の灰・ダストは通気孔から押し出されて剥離・脱落し易くなり、通気孔内で閉塞まで成長するといった事態は発生し難くなる。
【００２１】
＜請求項３記載の発明＞
シールポットと、一端が前記シールポット内の貯留液体中に所定深さまで挿入され、且つ他端が前記熱分解器内に連通するガス抜出管とを設けるとともに、このガス抜出管にガス抜出開閉弁を設け、
前記熱分解器内に不活性ガスを加圧供給するガス吹込み口を設け、
前記熱分解器圧力計による計測結果が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、前記差圧解消運転に代えて又は前記差圧解消運転を行うとともに、前記ガス抜出開閉弁を閉じた状態で、前記ガス吹込み口を介して前記熱分解器内に不活性ガスを瞬間的に加圧供給する操作を一回又は複数回行い、
この操作により、前記熱分解器圧力計による計測結果が前記所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、前記ガス抜出開閉弁を開くように構成した、
請求項１又は２記載の有機物質のガス化システム。
【００２２】
（作用効果）
熱分解器内に不活性ガスを瞬間的に加圧供給する操作を行うと、その圧力上昇による衝撃が閉塞灰・ダストに十分に伝われば、通気孔内の閉塞灰・ダストを改質器側又は熱分解器側に吹き飛ばすことができる。しかし、前述のとおり、熱分解器はガス発生装置であることから、何らかの異常により熱分解器の内圧が上昇したときのために、熱分解器の上端部はガス抜出管を介してシールポットに接続されており、熱分解器の内圧がシールポットの設定圧以上に上昇すると、熱分解器内のガスがシールポット内に抜き出され、煙突を介して大気放出されるようになっている。よって、単に不活性ガスを熱分解機内に供給してもシールポットがその圧力変動を吸収してしまい、閉塞灰・ダストに衝撃を効率良く伝えることができない。そこで、上述のように、シールポットへのガス抜出管に開閉弁を設け、これを閉じた状態で不活性ガスを加圧供給することにより、その圧力上昇による衝撃が閉塞灰・ダストに効果的に伝わるようになり、閉塞灰・ダストの除去効果が高まるようになる。その結果、短時間での差圧解消を図ることができる。これに対して、前述の差圧解消運転や通気孔形状の改良技術は、通気孔を閉塞する灰・ダストの自然除去力を利用し、また補助するものであり、差圧解消にある程度の時間を要するものである。
【００２３】
＜請求項４記載の発明＞
熱を運ぶための多数のヒートキャリアを、ヒートキャリアを加熱するための予熱器、熱分解ガスの水蒸気改質を行うための改質器、及び有機物質原料を熱分解するための熱分解器の順に通した後、移送装置により再び予熱器に戻して循環させるとともに、
前記熱分解器内に有機物質原料を供給し、且つ前記改質器内に対して直接又は間接的に水蒸気を供給し、
前記熱分解器内では、前記有機物質原料を、加熱されたヒートキャリアと接触させることによりチャーと熱分解ガスとに熱分解し、熱分解ガスはヒートキャリアに対して向流接触しながら改質器へ供給し、
前記改質器では、前記熱分解ガスを前記ヒートキャリアにより加熱しつつ前記水蒸気と接触させることにより水素含有濃度を向上させたガスを生成し、
熱風生成装置で、熱風を生成して予熱器に供給し、
前記予熱器では、前記熱風生成装置から供給される熱風を、前記予熱器内を堆積状態で通過するヒートキャリア間に通して、ヒートキャリアと直接接触することによりヒートキャリアを加熱する、
有機物質のガス化システムにおける熱分解器差圧解消方法であって；
前記改質器と熱分解器とを繋ぐ接続管路と、
この接続管路内に接続管路内面から離間するように配置され、前記熱分解ガスは内外に通過するが前記ヒートキャリアは内外に通過しない通気孔が形成された管壁を有し、且つ前記改質器から排出されるヒートキャリアの導入口及び導入したヒートキャリアを接続管路内に放出する放出口を有する、通気性ヒートキャリア管路と、
このヒートキャリア管路からのヒートキャリアの放出の開閉を行うバルブと、を備え付け、
前記熱分解器の内圧が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、前記ヒートキャリアの循環、及び前記熱風生成装置から前記予熱器への熱風供給を継続したまま、前記有機物質原料の供給を停止する、差圧解消運転を行い、
この差圧解消運転において、前記熱分解器の内圧が前記所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、前記有機物質原料の供給を再開して差圧解消運転を終了する、
有機物質のガス化システムにおける熱分解器差圧解消方法。
【００２４】
（作用効果）
請求項１記載の発明と同様の作用効果が奏せられる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のとおり、本発明によれば、ヒートキャリア循環型システムの熱分解器において不可避的に発生する改質器に対する差圧を、分解清掃を要せずに解消できるようになる、等の利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ガス化システムのフロー図である。
【図２】予熱器の縦断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図である。
【図４】改質器の縦断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図及びＤ−Ｄ断面図である。
【図６】熱分解器の縦断面図である。
【図７】図６のＥ−Ｅ断面図である。
【図８】分離機の概略図である。
【図９】傘状スクリーンの概略図である。
【図１０】分離機の概略図である。
【図１１】予熱器の縦断面図である。
【図１２】図１１のＦ−Ｆ断面図である。
【図１３】予熱器の破断斜視図である。
【図１４】通気性ヒートキャリア管路の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら詳説する。
本発明に係るガス化システムは、例えば図１に示される機器構成で実施することができる。すなわち、図１に示されるガス化システムは、上から順に、予熱器２、改質器３、熱分解器４、及び分離機５を直列に備えており、熱を運ぶための多数のヒートキャリア（熱担持媒体）が、予熱器２で加熱されてから改質器３、熱分解器４及び分離機５の順に通された後、バケットコンベア等の移送装置６により再び予熱器２に戻されるように構成されているものである。
【００２８】
ヒートキャリアとしては、粒径５〜２０ｍｍ程度、好ましくは粒径８〜１２ｍｍ程度の粒状物を用いることができ、特に球状のものが好適である。また、ヒートキャリアの素材としては、アルミナ等のように硬質で熱容量の大きなものが好適である。なお、粒径とは、JIS Z 8801−1「試験用ふるい−第 1 部：金属製網ふるい」に規定されるふるいを用い、JIS A 1102 「骨材のふるい分け試験方法」に準じて測定される、ふるい分け法による粒径（ふるいの目開き）を意味する（以下同じ）。
【００２９】
有機物質原料は原料ホッパ１７に貯留されており、スクリューコンベア１４やロータリーフィーダ等の適宜の定量供給装置により切り出され、改質器３と熱分解器４とを繋ぐ接続管路３ｘを介して、熱分解器４の上部供給口へ連続的に定量供給される。この接続管路の詳細は図４に示されている。接続管路３ｘにおける原料供給位置よりも上方には、改質器３の下端排出口に取り付けられた漏斗状の通気性ヒートキャリア管路３ｅ及びこの通気性ヒートキャリア管路３ｅの下端排出口の開閉を行うバルブ３ｂ（図示例は弁体が矢印方向に回動することにより開閉するものである）が設けられており、ヒートキャリア等の固形分の通過を停止させる等の制御が可能になっているとともに、バルブ３ｂの開閉に関係なく、熱分解器４で発生した熱分解ガスが接続管路３ｘと通気性ヒートキャリア管路３ｅとの間のスペース、及び通気性ヒートキャリア管路３ｅの管壁を透過して改質器３に自由に上昇できるようになっている。ヒートキャリアの循環中は、このバルブ３ｂが所定の間隔で開閉を繰り返し、ヒートキャリア等の固形分が断続的に定量通過するようになっている。通気性ヒートキャリア管路は、熱分解ガスは通過するがヒートキャリアは通過しない寸法の通気孔３ｆが管壁の全体（一部でも良い）にわたり多数形成された漏斗状部材（円筒状でも良い）であり、例えばパンチングメタル等により形成することができる。
【００３０】
有機物質原料としては、間伐材や剪定枝等の木質バイオマスが好適であるが、プラスチック等他の廃棄物等を用いることもできる。廃ラスチックの例としては、塩化ビニル、ポリウレタン、メタクリル樹脂、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン等を挙げることができる。有機物質原料の形状は特に限定されないが、φ１〜５０ｍｍ程度、Ｌ＝１〜１５０ｍｍ程度、特にヒートキャリアの粒径の１．６倍以下程度の粒径に破砕、切削、ペレット化したものを好適に用いることができる。
【００３１】
熱分解器４内に供給された有機物質は、予熱器２から改質器３を経て供給された、加熱されたヒートキャリアと混合状態で接触することにより、吸熱反応を起こし、チャー（固体の炭素含有残留物）と熱分解ガス（揮発性相）とに分離される。熱分解器４内の温度は適宜定めることができるが、５００〜６００℃程度にするのが好ましい。熱分解生成物のうち、固形分であるチャーは、ヒートキャリアとともに供給管路４ｘを介して分離機５へ供給され、気体である熱分解ガスはヒートキャリアに対して向流接触しながら改質器３へ上昇供給される。この供給管路４ｘにはバルブ４ｂが設けられるとともに、その下流側にダンパ４ｄが二段に設けられており、前者によりヒートキャリア等の固形分の通過を停止させる等の制御が可能になっており、後者により気体分の通過を停止させる等の制御が可能になっている。ヒートキャリアの循環中は、このバルブ４ｂが所定の間隔で開閉を繰り返すとともに、上下のダンパ４ｄが開閉動作を反対に行うことにより、気体の通過を遮断しつつ、ヒートキャリア等の固形分が断続的に定量通過するようになっている。
【００３２】
また、熱分解器４に対して、シールポット６０と、一端がシールポット６０内の水等の貯留液体中に所定深さまで挿入され、且つ他端が熱分解器４内に連通するガス抜出管６１とが設けられており、熱分解器４の内圧がシールポット６０の設定圧（ガス抜出管の浸漬深さに応じて定まり、通常の場合４ｋＰａ程度とすることができる）以上に上昇すると、熱分解器４内のガスがシールポット６０内に抜き出され、煙突を介して大気放出されるようになっている。
【００３３】
改質器３に対しては反応媒体としての水蒸気が供給されており、熱分解ガスがヒートキャリアにより加熱されつつ水蒸気と混合接触することにより、次式の改質反応が起こり、水素含有濃度の高いガスが発生する。改質器３内の温度は適宜定めることができるが、改質を十分かつ確実に行うために９５０℃以上とするのが好ましい。
ＣnＨm ＋ ｎＨ2Ｏ → ｎＣＯ ＋ （ｍ／２＋ｎ）Ｈ2 …（１）
ＣＯ ＋ Ｈ2Ｏ → Ｈ2 ＋ ＣＯ2 …（２）
【００３４】
水蒸気は適宜の方法で供給することができるが、図示例では、貯水タンク１９の水を給水ポンプ１９ｐにより汲みだし、廃熱ボイラ（間接接触式熱交換器）７において、改質器３から別途供給される生成ガスの熱を利用して蒸気とした後、改質器３の下部から供給するようにしている。また、改質器３への水蒸気供給とともに又はこれに代えて、改質器３における改質反応に利用する水蒸気を図示するように熱分解器４を介して間接的に供給することもできる。
【００３５】
一方、分離機５では、熱分解器４から供給される混合物がチャーとヒートキャリアとに分離される。分離されたチャーはスクリューコンベア等の移送装置１ｉにより熱風炉等の熱風生成装置１に供給され、ヒートキャリアは移送装置６により予熱器２に戻される。移送装置６から予熱器２への供給管路６ｘにはバルブ６ｂが設けられるとともに、その下流側にダンパ６ｄが二段に設けられており、前者によりヒートキャリア等の固形分の通過を停止させる等の制御が可能になっており、後者により気体分の通過を停止させる等の制御が可能になっている。ヒートキャリアの循環中は、このバルブ６ｂが所定の間隔で開閉を繰り返すとともに、上下のダンパ６ｄが開閉動作を反対に行うことにより、気体の通過を遮断しつつ、ヒートキャリア等の固形分が断続的に定量通過するようになっている。
【００３６】
熱風生成装置１はバーナーを備えており、このバーナーを介して炉内に空気が供給されることによりチャーが燃焼し、熱風（高温排ガス）が生成される。熱風生成装置１の運転においては、ＬＰＧ等の気体補助燃料やＢＤＦ等の液体燃料を、連続的に又は運転開始時等の必要時にバーナーに供給し、燃焼させることができる。熱風生成装置１で生成された熱風は予熱器２に供給される。また、熱風生成装置１でチャーの燃焼により生成される灰は、熱風生成装置１内で回収され、灰貯留部１ｐに排出される。
【００３７】
予熱器２では、熱風生成装置１から供給される熱風が、予熱器２内を堆積状態で通過するヒートキャリア間に通され、ヒートキャリアと直接接触することによりヒートキャリアが加熱される。予熱器２で加熱されたヒートキャリアは、供給管路２ｘを介して改質器３に供給される。この供給管路２ｘにはバルブ２ｂが設けられるとともに、その下流側にダンパ２ｄが二段に設けられており、前者によりヒートキャリア等の固形分の通過を停止させる等の制御が可能になっており、後者により気体分の通過を停止させる等の制御が可能になっている。ヒートキャリアの循環中は、このバルブ２ｂが所定の間隔で開閉を繰り返すとともに、上下のダンパ２ｄが開閉動作を反対に行うことにより、気体の通過を遮断しつつ、ヒートキャリア等の固形分が断続的に定量通過するようになっている。
【００３８】
予熱器２でヒートキャリアの加熱利用された熱風は、誘引送風機１５により予熱器２から排気され、サイクロン等の分離手段８を介して排気に混入する灰・ダストＤを取り除かれた後、好適には空気加熱器（（間接接触式熱交換器））９において熱風生成装置１へ供給する空気の加熱に利用した後、大気に放出される。なお、空気加熱器９における予熱に先立って、予熱器（間接接触式の熱交換器）９ｉを利用して水蒸気（前述の方法により製造し、供給できる）と熱交換し、予熱しておくとより好ましい。
【００３９】
改質器３で生成された水素高含有の生成ガスは、図示例では、誘引送風機１１により改質器３からガス処理・利用設備に送出され、廃熱ボイラ７で２５０℃程度まで冷却され、続いて湿式スクラバー１０に供給されてタールが除去されるとともに４０℃程度まで冷却された後、ガスホルダ１２に貯留されるようになっている。なお、図示例の湿式スクラバー１０は、上部から散水した洗浄水を下部から排出し、冷却器（間接接触式の熱交換器）１０ｃで冷却した後、再度上部から散水するものであり、符号１０ｐは洗浄水循環ポンプを示しており、符号１０ｄは冷却器に対する冷却水の循環を行う冷却水循環ポンプを示しており、符号１０ｔは冷却水を水により冷却する冷却塔を示しており、符号１８は洗浄水を排水処理する排水処理装置を示している。
【００４０】
生成されるガスの利用形態は特に限定されるものではないが、図示するように、ガスエンジン発電機１３を用いて電力に変換するのも一つの好ましい形態である。また、生成ガスの一部を、熱風生成装置１の補助燃料として使用するのも好ましい形態である。
【００４１】
他方、ヒートキャリアの循環サイクルは、各器間に設けられたセグメントバルブ２ｂ，３ｂ，４ｂ，６ｂの開閉頻度（間隔）を操作することにより調節が可能であり、通常の場合、１２〜８時間がサイクルタイムとして適切である。この１サイクルは、ヒートキャリア総量を時間当たりの循環量で割ることで求めることができる。
【００４２】
また、予熱器２内温度、予熱器２からの排ガス温度、改質器３内温度、熱分解器４内温度は、それぞれ温度計２ｔ，２ｘ，３ｔ，４ｔにより監視することができる。ここで、予熱器２内温度とは、図示位置からも分るとおり、予熱器２内の下部の温度（つまり予熱が完了して改質器３に向けて排出される前のヒートキャリアの温度に等しい）を意味する。同様に、図示位置からも分るとおり、改質器３内温度とは、改質器３内の下部の温度（つまり熱分解器４に向けて排出される前のヒートキャリアの温度に等しい）を意味し、熱分解器４内温度とは熱分解器４内の下部の温度（つまり分離機に向けて排出される前のヒートキャリアの温度に等しい）を意味する。
【００４３】
さらに、改質器３の内圧、及び熱分解器４の内圧は、各器の上部に設けられた圧力計３ｐ，４ｐによりそれぞれ計測することができる。
【００４４】
（予熱器）
予熱器２は特に限定されないが、例えば図２及び図３に示されるような灰除去手段を有するものが好適である。すなわち、図２及び図３に示される予熱器２は、上下方向に沿う円筒状の上側ヒートキャリア通路２０と、この上側ヒートキャリア通路２０の下方に連続する漏斗状（逆さ裁頭円錐台状。下側に向かうにつれて径が小さくなる形状であればよい。）の下側ヒートキャリア通路２１とを有し、上側ヒートキャリア通路２０上面の中央部に供給口２０ｉ、下側ヒートキャリア通路２１下端に排出口２１ｘ、上側ヒートキャリア通路２０の側面に排気口２０ｘ及び下側ヒートキャリア通路２１の側面に熱風吹き出し口２２ｎをそれぞれ有しているものである。
【００４５】
図示例では、下側ヒートキャリア通路２１は、パンチングメタル等のように多数の透過孔２２ｎが全面に形成された漏斗状部材２２により形成されており、この漏斗状部材２２の外側を取り囲むように環状スペース２３が形成され、この環状スペース２３の側面に外部からの熱風供給口２４が連通されており、漏斗状部材２２の透過孔２２ｎが熱風吹き出し口となり、環状スペース２３が熱風吹き出し口２２ｎの全てに連通する分配供給路となる。漏斗状部材２２はニッケル合金等の耐熱金属又はアルミナセラミックス等の耐熱セラミックスにより、また、上側ヒートキャリア通路２０及び環状スペース２３の周壁はアルミナセラミックス等の耐熱セラミクス材により形成することができ、予熱器２の外面は鉄皮により形成することができる。
【００４６】
予熱器２では、上側及び下側ヒートキャリア通路２０，２１において、ヒートキャリアがある程度の堆積状態を維持しながら下降し、下側ヒートキャリア通路２１を通過する過程で各熱風吹き出し口２２ｎから、つまり周方向の複数個所から吹き出される熱風と接触して加熱される。このように、下側ヒートキャリア通路２１を通るヒートキャリア群に対して、周方向の複数個所から熱風が供給されると、ヒートキャリアの通過数が下側ヒートキャリア通路２１の径の減少に伴って減少することも相まって、熱風生成装置１からの高温熱風がより多くのヒートキャリアに対して直接又はそれに近い状態で接触されるため、ヒートキャリアの加熱効率に優れるようになる。
【００４７】
そして特徴的には、漏斗状部材２２の透過孔２２ｎの寸法は、灰・ダストＤは通過するがヒートキャリアは通過しないように設定されるとともに、分配供給路である環状スペース２３から外部に連通する灰・ダストＤの抜出口２５が形成されている。漏斗状部材２２の透過孔２２ｎの形状は、図示例のような円状の他、楕円状、三角形状等、適宜の形状とすることができる。透過孔２２ｎの寸法は、ヒートキャリアの寸法に応じて適宜定めることができ、例えば、透過孔２２ｎの直径（円孔の場合は直径を意味し、その他の形状（楕円孔等）の場合は短径（直径のうち最も短いものを意味する）が、ヒートキャリアの粒径未満、特に７０％以下とすることができる。また、灰・ダストＤの抜出口の下端は環状スペース２３の下端に合わせるのが好ましい。さらに、抜出口２５は環状スペース２３の側面から水平方向ないし下降気味に延在しているのが好ましい。
【００４８】
このような抜出口２５を有することにより、予熱器２内に堆積する灰・ダストＤを抜出口２５を介して除去し、熱風吹き出し口２２ｎ及び分配供給路２３の閉塞を防止できるようになる。よって、予熱器２におけるヒートキャリアの加熱効率の経時的低下を防止でき、生成ガスの水素濃度が低下するといった事態を防止できるようになる。
【００４９】
なお、抜出口２５からの灰・ダストＤの取り出しは、灰掻き等の機械的手段により行ってもよいが、作業が煩雑となるため、図示例のように、分配供給路２３に連通する吹き込み口２６を設け、ここから圧縮空気（圧縮空気に代えて不活性ガスを用いても良い。以下同じ。）を吹き込み、灰・ダストＤを圧縮空気に乗せて抜出口２５から排出するように構成すると、炉内温度に関係なく灰・ダストＤの抜出を実行でき、また自動的に定期実行することもできるため好ましい。吹き込み口２６の数、位置及び吹き込み方向は適宜定めることができるが、図示例のように、環状の分配供給路２３における抜出口２５に対して反対側の位置の側面に設けるのが好ましい。特に、吹き込み口２６を周方向に複数（図示例では２つ）並設し、図中に矢印で示すように、一方の吹き込み口２６からの圧縮空気を環状の分配供給路２３の一方側から、また、他方の吹き込み口２６からの圧縮空気を環状の分配供給路２３の他方側から、それぞれ抜出口２５に向けて回りこませるようにすると、分配供給路２３内の灰・ダストＤを円滑に抜出口２５へ送り出すことができるため好ましい。予熱器２における圧縮空気による灰の排出はガス化運転を行っていないときに実施する他、ガス化運転中にも実施できる。圧縮空気による灰の排出を行う場合は、予熱器２内温度を低下させないために、供給する圧縮空気を、例えば熱風生成装置１への供給空気と同様の廃熱との熱交換等、適宜の加熱手段により予め改質器３内温度又は近傍まで加熱してから供給することができる。
【００５０】
（改質器）
灰はヒートキャリアに伴って予熱器２、改質器３、熱分解器４の順に移動する過程で、改質器３内や改質器３と熱分解器４との間の経路（例えば、バルブ等）にも蓄積し、ヒートキャリアの循環阻害や、改質器３と熱分解器４との間の経路の閉塞による熱分解器４内圧の異常上昇等の問題を発生させる。この問題は、前述の予熱器２における灰の除去によって軽減されるが、さらに改質器３においても灰除去手段を設けると、より好ましい。
【００５１】
図４及び図５は、予熱器２と同様の灰除去手段を有する改質器３の一例を示している。すなわち、この改質器３は、上下方向に沿う円筒状の上側ヒートキャリア通路３０と、この上側ヒートキャリア通路３０の下方に連続する漏斗状（逆さ裁頭円錐台状。下側に向かうにつれて径が小さくなる形状であればよい。）の下側ヒートキャリア通路３１とを有し、上側ヒートキャリア通路３０上面の中央部に供給口３０ｉ、下側ヒートキャリア通路３１下端にガス導入兼ヒートキャリア排出口３１ｘ、上側ヒートキャリア通路３０の側面に改質ガス排出口３０ｘ、及び下側ヒートキャリア通路３１下端部に連通する水蒸気注入口３７をそれぞれ有しているものである。
【００５２】
改質器３では、予熱器２で十分に加熱されたヒートキャリアが上部供給口３０ｉから供給され、ある程度の堆積状態を維持しながら上側及び下側ヒートキャリア通路３０，３１を下降しつつ、改質器３内を改質反応温度に維持する。この温度条件下で、改質器３内に導入される熱分解ガス及び水蒸気が前述の改質反応を起こし、水素高含有の改質ガスが生成し、改質ガス排出口３０ｘを介してガス処理・利用設備へ供給される。
【００５３】
特徴的には、図示例の改質器３では、下側ヒートキャリア通路３１は、パンチングメタル等のように多数の透過孔３２ｎが全面に形成された漏斗状部材３２により形成されている。漏斗状部材３２の透過孔３２ｎの寸法は、灰・ダストＤは通過するがヒートキャリアは通過しないように設定されるとともに、漏斗状部材３２の外側を取り囲むように環状スペース３３が形成され、この環状スペース３３の側面から外部に連通する灰・ダストの抜出口３５が形成されている。漏斗状部材３２の透過孔３２ｎは灰・ダスト取り込み口となり、環状スペース３３が灰・ダスト取り込み口３２ｎの全てに連通する灰・ダスト落としスペースとなる。このような灰・ダスト取り込み口３２ｎ、灰・ダスト落としスペース３３、及び抜出口３５を有することにより、予熱器２で除去仕切れない灰・ダストＤを、改質器３で除去することができ、改質器３内や改質器３と熱分解器４との間の経路における灰・ダストＤの蓄積を効果的に防止できる。
【００５４】
漏斗状部材３２はニッケル合金等の耐熱金属又はアルミナセラミックス等の耐熱セラミックスにより、また、上側ヒートキャリア通路３０及び環状スペース３３の周壁は耐熱セラミックス材により形成することができ、改質器３の外面は鉄皮により形成することができる。
【００５５】
漏斗状部材３２の透過孔３２ｎの形状や寸法等、灰・ダストの抜出口３５の位置や向き等は、予熱器２の場合と同様の改変が可能である。また、予熱器２の場合と同様に、抜出口３５からの灰・ダストの取り出しを容易にするために、灰・ダスト落としスペース３３に連通する吹き込み口３６を設け、灰・ダスト落としスペース３３に圧縮空気（圧縮空気に代えて不活性ガスを用いても良い。以下同じ。）を吹き込んで抜出口３５から排出するように構成することもできる。改質器３における圧縮空気による灰・ダストＤの排出はガス化運転を行っていないときに実施する。灰・ダストＤの排出を行う場合に、改質器３内温度を低下させないために、供給する圧縮空気を、例えば熱風生成装置１への供給空気と同様の廃熱との熱交換等、適宜の加熱手段により予め改質器３内温度又は近傍まで加熱してから供給することができる。圧縮空気吹き込み口３６の位置や向き等は、予熱器２の場合と同様の改変が可能である。図示例では、予熱器２と同様の吹き込み口配置に対してさらに両側の吹き込み口３６間の中央に吹き込み口３６を追加している。
【００５６】
（分離機）
分離機５は特に限定されるものではなく、回転篩、振動篩等を好適に用いることができる。このようなスクリーンによる分離機５を用いる場合、熱分解後のチャーの寸法がヒートキャリアより十分に小さければ、ヒートキャリアより小さいチャーのみを通すスクリーンを用いることにより、ヒートキャリアとチャーとを確実に分離できる。しかし、現実には、有機物質原料の粒径を破砕等により揃えるとしても限界があり、ヒートキャリアより大きなチャーの発生を避けえず、この大きな塊状のチャーがヒートキャリアとともに予熱器２に送られ、予熱器２内で燃焼して灰が発生してしまう。しかも、このようにして発生した灰は、予熱器２の排気に伴い排出されるよりも、予熱器２内、改質器３内等、ヒートキャリアの循環経路内に堆積し易い。
【００５７】
そこで、図８に示すように、分離機５として、ヒートキャリアと等しい粒径を有する第１固形物（主にヒートキャリア）、第１固形物より粒径が小さい第２固形物（主に小さいチャー）、並びに第１固形物より粒径が大きい第３固形物（主に大きいチャー）の三種類に分離するものを用い、分離機５で分離した第１固形物、第２固形物及び第３固形物のうち、第１固形物は移送装置６により予熱器２に返送し、第２固形物及び第３固形物は熱風炉１に供給するように構成するのも好ましい形態である。
【００５８】
分離機５において三種類の粒径の固形物に分離し、ヒートキャリアより大きなチャーを、ヒートキャリアより小さなチャーとともに熱風炉生成装置１に送るように構成し、ヒートキャリア循環経路内の灰・ダストＤの堆積を抑制するのは好ましい。なお、現実には厳密な分離は困難であり、ある程度のチャーはヒートキャリアとともに予熱器２に供給され、予熱器２内で灰を発生させることになるため、前述の灰・ダストＤの除去は極めて有効な手段である。
【００５９】
分離機５の形態は特に限定されるものではないが、例えば図示のような、第１固形物及び第２固形物は通すが第３固形物は通さない円筒状内側スクリーン５０と、第２固形物は通すが第１固形物及び第３固形物は通さない、内側スクリーン５０より大径の円筒状外側スクリーン５１とを有する、２段スクリーンタイプの回転篩５を用いることができる。この回転篩５は、各スクリーン５０，５１内に供給された分離対象物が、各スクリーン５０，５１の軸心が水平方向に対して僅かに傾斜していること（これとともに又はこれに代えて、スクリーン５０，５１の内周面に螺旋方向に沿う羽根を突出させ、この羽根がスクリーン５０，５１の回転に伴い回転することにより、スクリューコンベアのように分離対象物が移送される構成としても良い。）、並びに各スクリーン５０，５１が軸心周りに回転されることにより、各スクリーン５０，５１の回転方向及び軸心の傾斜方向下側に移動しつつ、各スクリーン５０，５１を通過するものと、通過しないものとに分離されることを基本原理とするものである。そして、本例では、内側スクリーン５０の一端側に、分離対象であるチャー及びヒートキャリアを供給すると、そのうち第１固形物及び第２固形物は内側スクリーン５０を通過して外側スクリーン５１内に供給され、第３固形物は内側スクリーン５０を通過せずに内側スクリーン５０の他端側に移動し、内側スクリーン５０の他端側開口より回収され、外側スクリーン５１内に供給された第１固形物及び第２固形物のうち、第２固形物は外側スクリーン５１を通過して回収され、第１固形物は外側スクリーン５１を通過せずに外側スクリーン５１の他端側に移動し、外側スクリーン５１の他端側開口より回収されるようになっている。
【００６０】
（熱分解器）
ヒートキャリアより大きなチャーは、分離機５において三種類の粒径に分離することでも解決できるが、分離機５のコストや設置面積が嵩むという問題点がある。そこで、図６及び図７に示すように、熱分解器４におけるヒートキャリアの排出口４１ｘは、ヒートキャリアと等しい粒径を有する第１固形物、並びに第１固形物より粒径が小さい第２固形物は通すが、第１固形物より粒径が大きい第３固形物は通さないスクリーン４２で覆うのも好ましい形態である。より詳細には、図示例の熱分解器４は、上下方向に沿う円筒状の上側通路４０と、この上側通路４０の下方に連続する漏斗状（逆さ裁頭円錐台状。下側に向かうにつれて径が小さくなる形状であればよい。）の下側通路４１とを有し、上側通路４０上面の中央部に供給口４０ｉ、下側通路４１下端に、スクリーン４２で覆われた排出口４１ｘ、下側通路４１の側面に水蒸気吹き込み口４４をそれぞれ有しているものである。
【００６１】
このような排出口スクリーン４２を設けることにより、ヒートキャリアより大きなチャーをスクリーン４２で止めて熱分解器４から排出させず、ヒートキャリア及びヒートキャリアより小さなチャーのみ、スクリーン４２を通過させることができ、分離機５によらずに（つまり、ヒートキャリアより小さいチャーのみを通す篩装置のように簡素な分離機５を用いても）、ヒートキャリアより大きなチャーが予熱器２に送られるのを防止できる。しかも、スクリーン４２で止められたヒートキャリアより大きなチャーは、熱及びヒートキャリアの移動による外力を受けて砕けていくため、最終的にはヒートキャリア以下の寸法となってスクリーン４２を通過するため、熱分解器４の排出口が閉塞することもない。
【００６２】
排出口スクリーン４２の形状等は適宜定めることができ、平坦なパンチングメタルであっても良いが、図９（ａ）に示すように、排出口４１ｘ側に向かうにつれて直径が拡大する傘状（図示例では円錐状となっているが角錐状、ドーム状等にすることもできる）体の側面に、排出口４１ｘ側に向かうにつれて開口幅が拡大する通過孔４２ｎ（図示例では二等辺三角形状となっているが滴状等の適宜の形状とすることもできる）を周方向に所定の間隔で設けたものが好適である。このような傘状スクリーン４２においては、熱分解器４内を下降する固形物がスクリーン４２の側面の通過孔４２ｎにスムーズに移動することができる。また、このスクリーン４２の側面の通過孔４２ｎは、排出口側に向かうにつれて開口幅が拡大する形状となっているため、スクリーン４２側面に沿って接触しながら下降する固形物は、通過孔４２ｎに引っ掛かり難く、円滑な分離が可能となる。
【００６３】
この他にも、例えば図９（ｂ）に示すように、通過孔を有しない上面と、上下方向に沿って所定幅で延在する通過孔４２ｎが周方向に間隔を空けて形成された周面と、排出口４１ｘに連通する開口底面とを備えた円筒状のスクリーン４２を用いることもできる。
【００６４】
他方、排出口スクリーン４２を設ける場合、分離機５としては、第１固形物及び第２固形物の二種類に分離するものを用い、分離機５で分離した第１固形物及び第２固形物のうち、第１固形物は移送装置６により予熱器２に返送し、第２固形物は熱風生成装置１に供給するように構成すると、設備がより簡素となるため好ましい。しかしもちろん、前述の三種類に分離するものを用いても、多重分離による分離性能向上効果はもたらされる。この場合における分離機５の形態は特に限定されるものではないが、例えば図１０に示されるような、第２固形物は通すが第１固形物は通さない円筒状スクリーン５２を有する回転篩５を用いることができる。この回転篩５において、スクリーン５２の一端側に、分離対象であるチャー及びヒートキャリアを供給すると、スクリーン５２の軸心が水平方向に対して僅かに傾斜していること、（これとともに又はこれに代えて、スクリーン５０，５１の内周面に螺旋方向に沿う羽根を突出させ、この羽根がスクリーン５０，５１の回転に伴い回転することにより、スクリューコンベアのように分離対象物が移送される構成としても良い。）、並びにスクリーン５２が軸心周りに回転されることにより、第２固形物はスクリーン５２を通過して回収され、第１固形物は外側スクリーン５２を通過せずに外側スクリーン５２の他端側に移動し、外側スクリーン５２の他端側開口より回収されるようになっている。
【００６５】
（差圧解消）
本発明では、差圧解消のための技術として、主に（ａ）空運転による差圧解消、（ｂ）灰・ダスト閉塞防止技術、（ｃ）強制灰・ダスト除去による差圧解消、が提案される。これらは全て又は２つの技術を組み合わせて適用することができる。以下、順に説明する。
【００６６】
（ａ）空運転による差圧解消
定常運転において、熱分解器４の内圧を圧力計４ｐにより監視し、この内圧が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、ヒートキャリアの循環及び熱風生成装置１から予熱器２への熱風供給を継続したまま、有機物質原料の供給を停止する、差圧解消運転（空運転）を行う。この際、生成ガス誘引送風機１１、水蒸気注入ｂ、その他はそのまま継続すると、復帰を迅速に行うことができるため好ましいが、不必要な機器は停止することもできる。差圧解消運転は、圧力計４ｐによる計測値が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、自動的に開始するようにしても良いし、警告音や警告表示が出るように構成し、この警告に基づいて作業員が原料供給を停止するようにしても良い。また、熱分解器４の内圧だけでなく、改質器３の内圧も圧力計３ｐによる計測し、両者の差が所定値を超えたときに、熱分解器４の内圧が所定の定常運転許容範囲を超えたものとして差圧解消運転を開始するようにしても良い。
【００６７】
熱分解器４の内圧の定常運転許容範囲は適宜定めることができるが、例えば熱分解器４が改質器３を介して誘引送風機１１により吸引されている場合、熱分解器４内は−０．２ｋＰａ程度の負圧になるため、定常運転許容範囲は例えば０．７ｋＰａ以下とすることができる。
【００６８】
このような差圧解消運転を行うと、熱分解ガスの発生停止により熱分解器４の内圧上昇が停止するとともに、移動するヒートキャリアが通気性ヒートキャリア管路３ｅの通気孔３ｆや灰・ダストＤに接触し、その衝撃力や押し出し力により、通気孔３ｆ内の灰・ダストＤは通気孔３ｆ内から押し出されて剥離・脱落し、通気孔を介した改質器への通気性が回復する。その結果、改質器３に対する差圧が自然に解消される。
【００６９】
そして、この差圧解消運転において、熱分解器４の内圧を圧力計４ｐにより監視し、この内圧が所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、有機物質原料の供給を再開して差圧解消運転を終了することで、定常運転に復帰することができる。この差圧解消運転中の熱分解器４の圧力監視においても、自動的に終了して定常運転に復帰するようにしたり、熱分解器圧力異常に伴う警告音や警告表示が消えるように構成し、これに基づいて作業員が原料供給を再開するようにしても良く、さらに、熱分解器４の内圧だけでなく、改質器３の内圧も圧力計３ｐにより監視し、両者の差が所定値以下又は各値が定常運転許容範囲であるときに、熱分解器４の内圧が所定の定常運転許容範囲に戻ったものとして差圧解消運転を終了するようにしても良い。差圧解消運転の時間はシステムの規模やヒートキャリアのサイクルタイムによるが、早くて数十分程度で差圧が解消し、分解清掃と比較して著しく短い時間で対処できることが判明している。
【００７０】
（ｂ）灰・ダスト閉塞防止技術
改質器３と熱分解器４とを繋ぐ接続管路３ｘ内の通気性ヒートキャリア管路３ｅにおいて、通気孔３ｆが図１４（ａ）に示すように管路の内側から外側まで同じ径であると、通気孔に入る灰・ダストＤの層が成長し易く、また詰まった灰・ダストＤが抜け難い。そこで、図１４（ｂ）に示すように、通気孔３ｆの形状を通気性ヒートキャリア管路３ｅの内側から外側に向かうにつれて径が拡大するテーパー状にすることも提案する。これにより、灰・ダストＤの付着が始まっても閉塞には至り難くなる。つまり、通気孔３ｆは、通気性ヒートキャリア管路３ｅの内面に開口しており、移動するヒートキャリアに接触する部分であるため、その接触により、灰・ダストＤは通気孔３ｆに押し込まれていく。この際、通気孔３ｆが上述のように外側に向かうにつれて径が拡大するテーパー形状をなしていると、通気孔３ｆ内の灰・ダストＤは通気孔から押し出されて剥離・脱落し易くなり、通３ｆ気孔内で閉塞まで成長するといった事態は発生し難くなる。
【００７１】
（ｃ）強制灰・ダスト除去による差圧解消
上述の（ａ）及び（ｂ）の技術は、通気孔３ｆを閉塞する灰・ダストＤの自然除去力を利用し、また補助するものであり、差圧解消にある程度の時間を要する。そこで、熱分解器４内に水蒸気、窒素等の不活性ガスＮを加圧供給するガス吹込み口４ｇを設けるとともに、シールポット６０へのガス抜出管６１にガス抜出開閉弁６２を設け、熱分解器圧力計４ｐによる計測結果が前述の定常運転許容範囲を超えたときに、ガス抜出開閉弁６２を閉じた状態で、ガス吹込み口４ｇを介して熱分解器４内に不活性ガスを瞬間的に加圧供給する操作を一回又は複数回行うことも提案される。この操作により、熱分解器４の瞬間的内圧上昇が発生し、その衝撃が閉塞灰・ダストＤに効果的に伝わり、通気孔３ｆ内の閉塞灰・ダストＤを改質器３側又は熱分解器４側に吹き飛ばすことができる。これに対して、熱分解器４からのガス抜出管６１をシールポット６０に連通させたまま、単に不活性ガスを熱分解機４内に供給してもシールポット６０がその圧力変動を吸収してしまい、閉塞灰・ダストＤに衝撃を効率良く伝えることができない。また、熱分解器４内に水素等の引火性ガスが存在していても、不活性ガスを供給するのであれば安全性は確保できる。
【００７２】
ガス吹込み手段は、専用のものを設けることもできるが、通常この手の火を扱うプラントには緊急停止時の火災防止装置として窒素ガス等の不活性ガスを１０ｋＰａ程度の圧力で吹き込むガスパージが設置されているため、これを利用することができる。特に、窒素は、水蒸気と違い常温でガス状態であるため、熱分解器４に注入すれば、通気孔３ｆの閉塞物を吹き飛ばす有効・確実な圧力となる。図示例では、熱分解器４に改質用水蒸気を吹き込むための吹込み口４ｇを介して不活性ガスＮを加圧供給するように構成している。
【００７３】
上述の不活性ガス供給操作により、熱分解器４の内圧が前述の定常運転許容範囲に戻ったならば、ガス抜出開閉弁６２を開くことにより定常状態に戻すことができる。この際、有機物質原料の供給を停止していた場合は、有機物質原料の供給も再開する。
【００７４】
これらの操作の開始及び終了の指標となる熱分解器４の圧力監視は、前述の差圧解消運転の開始及び終了の場合と同様に行うことができる。
【００７５】
他方、ガス抜出開閉弁６２を閉じた後、上述の不活性ガス供給操作に先立って、熱分解器４内へのガス改質用水蒸気の注入を停止せずに継続しておくのが望ましい。これにより、通気孔３ｆに対しては、熱分解器４内へのガス改質用水蒸気の注入圧と、生成ガスの誘引送風機１１による吸引力が作用し、通気孔３ｆに詰まった灰・ダストＤが改質器３側へ押し出され易くなる。これにより、熱分解器４の内圧が前述の定常運転許容範囲に戻ったならば、不活性ガス供給操作を行わずに、ガス抜出開閉弁６２を開くことにより定常状態に戻すことができる。この際、有機物質原料の供給を停止していた場合は、有機物質原料の供給も再開する。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、木質バイオマス等の有機物質のガス化に利用できるものである。
【符号の説明】
【００７７】
１…熱風生成装置、２…予熱器、３…改質器、４…熱分解器、５…分離機、６…移送装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、木質バイオマス等の有機物質のガス化システム及びその熱分解器差圧解消方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料の代替及び地球温暖化防止を目的とした新エネルギー供給システムとして、間伐材等の木質バイオマスをガス化し、このガスを燃料として熱や電気エネルギーを生成する技術が提案され、利用されている。
【０００３】
このようなガス化システムとしては、種々のものが提案されているが、中でも特許文献１記載のヒートキャリア循環型システムは水素濃度の高いガスを生成できる点で優れたものの一つである。このガス化システムは、上から順に、予熱器、改質器、熱分解器、及び分離機を備えており、熱を運ぶための多数のヒートキャリア（熱担持媒体）が、予熱器で加熱されてから改質器、熱分解器及び分離機の順に通された後、バケットコンベア等の移送装置により再び予熱器に戻されるように構成されている。
【０００４】
有機物質原料は、スクリューコンベア等の適宜の定量供給装置により、例えば改質器と熱分解器とを繋ぐ供給管路を介して、熱分解器の上部供給口へ連続的に定量供給される。熱分解器内に供給された有機物質は、予熱器から改質器を経て供給された、加熱されたヒートキャリアと接触することにより、チャー（固体の炭素含有残留物）と熱分解ガス（揮発性相）とに分離される。固形分であるチャーは、ヒートキャリアとともに分離機へ供給され、気体である熱分解ガスはヒートキャリアに対して向流接触しながら改質器へ上昇供給される。
【０００５】
改質器には反応媒体としての水蒸気が供給されており、熱分解ガスがヒートキャリアにより加熱される条件下でこの水蒸気と混合接触すること及び９５０℃前後の高温環境下にあることにより、５５０℃前後で発生する熱分解ガスよりもはるかに水素含有濃度が高く、従って生成量も増大する。
【０００６】
改質器で発生したガスは、改質器の上部に設けられた改質ガス排出口を介して、下流側に設けられた誘引送風機によりガス処理・利用設備に送出される。
【０００７】
一方、分離機では、熱分解器から供給される混合物がチャーとヒートキャリアとに分離される。分離されたチャーは熱風炉等の熱風生成装置に供給され、ヒートキャリアは移送装置により予熱器に戻される。
【０００８】
熱風生成装置では、チャーの燃焼により熱風（高温排ガス）が生成される。この熱風は予熱器に供給され、予熱器内を堆積状態で通過するヒートキャリア間に通され、ヒートキャリアと直接接触することによりヒートキャリアが加熱される。また、熱風生成装置ではチャーの燃焼により灰が生成される。この灰は、大部分は熱風生成装置１内で回収・除去されるが、一部は予熱器に供給され、予熱器の排気経路に設けられたサイクロン等の分離手段で取り除かれる。
【０００９】
他方、改質器と熱分解器とを繋ぐ接続管路内には、改質器の下端排出口に取り付けられた漏斗状の通気性ヒートキャリア管路及びこの通気性ヒートキャリア管路の下端排出口の開閉を行うバルブが設けられている。ヒートキャリアの循環中は、このバルブが所定の間隔で開閉を繰り返し、ヒートキャリア等の固形分が断続的に定量通過するようになっている。また、バルブの開閉に関係なく、熱分解器で発生した熱分解ガスが通気性ヒートキャリア管路を透過して改質器に自由に上昇し、両機器間に内圧の差（差圧、圧力差）が殆ど発生しないようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許４２６４５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述のシステムにおいては、熱分解器と改質器との接続管路に設けられた通気性ヒートキャリア管路が灰・ダスト（灰以外の粉粒体）で閉塞し、本来改質器の内圧と熱分解器の内圧とは等圧になるべきところ、１ｋＰａを超える差圧が生じるという問題点があった。
【００１２】
熱分解器はガス発生装置であることから、何らかの異常により熱分解器の内圧が上昇したときのために、熱分解器の上端部はガス抜出管を介してシールポットに接続されており、熱分解器の内圧がシールポットの設定圧以上に上昇すると、熱分解器内のガスがシールポット内に抜き出され、煙突を介して大気放出されるようになっている。しかし、改質器と熱分解器との間に差圧が発生すると、（１）熱分解器で発生したガスが改質器に流入しなくなり、改質ガスが発生しなくなるのはもちろん、（２）差圧を放置してガス化を続けると、熱分解ガスをシールポットを介して大気放出せざるをえなくなる等、安全性の面で好ましくない事態にもつながるため、改善が望まれるものである。
【００１３】
しかも、こうしたトラブルは、原料供給量がある量を超えた当たりから、数時間間隔で発生するため、その都度分解清掃をしていては、操業ロスは計り知れないものがある。
【００１４】
当初、灰やヒートキャリアや耐火煉瓦から発生した灰・ダストは、熱風生成装置の下部に集積するものと考えられていた。しかし、現実には、熱風生成装置での灰・ダストの蓄積はあまり観察されず、バケットコンベアの下部に大量の蓄積がみられ、開炉点検では、予熱器の下部への灰・ダスト堆積、パンチングメタルの穴の灰・ダストによる閉塞が観察された。そこで、この灰・ダスト、チャーを採取し、また新品のヒートキャリアであるアルミナボール、耐火煉瓦、断熱材を、それぞれ蛍光エックス線で分析したところ、灰・ダストの成分については採取位置によりバラツキが出たものの、いずれも主成分はアルミニューム、カルシューム、鉄、珪素及びカリウムが１パーセント以上の構成物質であった。カリウムは、アルミナボールでは不検出、耐火煉瓦と断熱材で１パーセント以下の構成であることが判明し、チャーに２０パーセント程度含まれていることが判明した。灰のもう一つの主成分であるカルシュームについては、耐火煉瓦に１０パーセント程度含まれているために灰・ダストの生成由来を考える上では使えないことも分かった。灰・ダスト中に数パーセントのカリウムが含まれていることが確認され、灰・ダストは炉から出た粉と灰の混ざったものであることが確認できた。
【００１５】
本発明が対象とするヒートキャリア循環型システムにおいては、ヒートキャリアの循環で熱供給をするため、これらを循環する際の摩擦・衝撃で粉が発生することはやむを得ないものである。また、ガス化原料として有機物が使用されるが、熱分解においては、間接ガス化のため、熱分解器や改質器での燃焼は無く、ガス化原料はガス・チャー・タールの３つに分解され、反応器の中での灰の発生は無いこととされている。しかし、開炉点検で得た灰・ダストの分析で灰の混入が認められ、このブルータワーというシステムにおいては、プラント内での灰の発生も避けられないと考えられる。
【００１６】
そこで、本発明の主たる課題は、ヒートキャリア循環型システムの熱分解器において不可避的に発生する改質器に対する差圧を、分解清掃を要せずに解消可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決した本発明は、次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
熱を運ぶための多数のヒートキャリアと、このヒートキャリアを加熱するための予熱器と、熱分解ガスの水蒸気改質を行うための改質器と、有機物質原料を熱分解するための熱分解器と、熱風を生成する熱風生成装置とを備え、
前記ヒートキャリアを、前記予熱器、改質器、及び熱分解器の順に通した後、移送装置により再び予熱器に戻して循環させるとともに、前記熱分解器内に有機物質原料を供給し、前記改質器内に対して直接又は間接的に水蒸気を供給し、
前記熱分解器内では、前記有機物質原料を、加熱されたヒートキャリアと接触させることによりチャーと熱分解ガスとに熱分解し、熱分解ガスはヒートキャリアに対して向流接触しながら改質器へ供給し、
前記改質器では、前記熱分解ガスを前記ヒートキャリアにより加熱しつつ前記水蒸気と接触させることにより水素含有濃度を向上させたガスを生成し、
前記熱風生成装置では、熱風を生成して予熱器に供給し、
前記予熱器では、前記熱風生成装置から供給される熱風を、前記予熱器内を堆積状態で通過するヒートキャリア間に通して、ヒートキャリアと直接接触することによりヒートキャリアを加熱する、
ように構成した有機物質のガス化システムであって；
前記改質器と熱分解器とを繋ぐ接続管路と、
この接続管路内に接続管路内面から離間するように配置され、前記熱分解ガスは内外に通過するが前記ヒートキャリアは内外に通過しない通気孔が形成された管壁を有し、且つ前記改質器から排出されるヒートキャリアの導入口及び導入したヒートキャリアを接続管路内に放出する放出口を有する、通気性ヒートキャリア管路と、
このヒートキャリア管路からのヒートキャリアの放出の開閉を行うバルブと、
前記熱分解器の内圧を計測する熱分解器圧力計と、を備え、
前記熱分解器圧力計による計測結果が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、前記ヒートキャリアの循環、及び前記熱風生成装置から前記予熱器への熱風供給を継続したまま、前記有機物質原料の供給を停止する、差圧解消運転を行い、
この差圧解消運転において、前記熱分解器圧力計による計測結果が前記所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、前記有機物質原料の供給を再開して差圧解消運転を終了するように構成した、
ことを特徴とする有機物質のガス化システム。
【００１８】
（作用効果）
熱分解器において不可避的に発生する圧力上昇（差圧）の原因は、熱分解器と改質器との接続管路に設けられた通気性ヒートキャリア管路の通気孔が灰・ダストで閉塞することにあるが、通気孔に詰まった灰・ダストは、指で突けばポロリと落ちるような軽いもので、硬く固まるものではない。よって、このような灰・ダストによる閉塞が発生したとき、原料供給を停止してヒートキャリアの予熱及び循環を継続すると、熱分解ガスの発生停止により熱分解器の内圧上昇が停止するとともに、移動するヒートキャリアが通気孔や灰・ダストに接触し、その衝撃力や押し出し力により、通気孔内の灰・ダストは通気孔内から押し出されて剥離・脱落し、通気孔を介した改質器への通気性が回復するため、改質器に対する差圧を分解清掃無して解消することができる。
【００１９】
＜請求項２記載の発明＞
前記通気孔は、前記通気性ヒートキャリア管路の内側から外側に向かうにつれて径が拡大するテーパー状をなしている、請求項１記載の有機物質のガス化システム。
【００２０】
（作用効果）
通気孔の形状が通気性ヒートキャリア管路の内側から外側まで同じ径であると、通気孔に入る灰・ダストの層が成長し易く、また詰まった灰・ダストが抜け難いが、上述のように、通気性ヒートキャリア管路の内側から外側に向かうにつれて径が拡大するテーパー状にすると、灰・ダスト付着が始まっても閉塞には至り難くなる。つまり、通気孔は、通気性ヒートキャリア管路の内面に開口しており、移動するヒートキャリアに接触する部分であるため、その接触により、灰・ダストは通気孔に押し込まれていく。この際、通気孔が上述のように外側に向かうにつれて径が拡大するテーパー形状をなしていると、通気孔内の灰・ダストは通気孔から押し出されて剥離・脱落し易くなり、通気孔内で閉塞まで成長するといった事態は発生し難くなる。
【００２１】
＜請求項３記載の発明＞
シールポットと、一端が前記シールポット内の貯留液体中に所定深さまで挿入され、且つ他端が前記熱分解器内に連通するガス抜出管とを設けるとともに、このガス抜出管にガス抜出開閉弁を設け、
前記熱分解器内に不活性ガスを加圧供給するガス吹込み口を設け、
前記熱分解器圧力計による計測結果が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、前記差圧解消運転に代えて又は前記差圧解消運転を行うとともに、前記ガス抜出開閉弁を閉じた状態で、前記ガス吹込み口を介して前記熱分解器内に不活性ガスを瞬間的に加圧供給する操作を一回又は複数回行い、
この操作により、前記熱分解器圧力計による計測結果が前記所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、前記ガス抜出開閉弁を開くように構成した、
請求項１又は２記載の有機物質のガス化システム。
【００２２】
（作用効果）
熱分解器内に不活性ガスを瞬間的に加圧供給する操作を行うと、その圧力上昇による衝撃が閉塞灰・ダストに十分に伝われば、通気孔内の閉塞灰・ダストを改質器側又は熱分解器側に吹き飛ばすことができる。しかし、前述のとおり、熱分解器はガス発生装置であることから、何らかの異常により熱分解器の内圧が上昇したときのために、熱分解器の上端部はガス抜出管を介してシールポットに接続されており、熱分解器の内圧がシールポットの設定圧以上に上昇すると、熱分解器内のガスがシールポット内に抜き出され、煙突を介して大気放出されるようになっている。よって、単に不活性ガスを熱分解機内に供給してもシールポットがその圧力変動を吸収してしまい、閉塞灰・ダストに衝撃を効率良く伝えることができない。そこで、上述のように、シールポットへのガス抜出管に開閉弁を設け、これを閉じた状態で不活性ガスを加圧供給することにより、その圧力上昇による衝撃が閉塞灰・ダストに効果的に伝わるようになり、閉塞灰・ダストの除去効果が高まるようになる。その結果、短時間での差圧解消を図ることができる。これに対して、前述の差圧解消運転や通気孔形状の改良技術は、通気孔を閉塞する灰・ダストの自然除去力を利用し、また補助するものであり、差圧解消にある程度の時間を要するものである。
【００２３】
＜請求項４記載の発明＞
熱を運ぶための多数のヒートキャリアを、ヒートキャリアを加熱するための予熱器、熱分解ガスの水蒸気改質を行うための改質器、及び有機物質原料を熱分解するための熱分解器の順に通した後、移送装置により再び予熱器に戻して循環させるとともに、
前記熱分解器内に有機物質原料を供給し、且つ前記改質器内に対して直接又は間接的に水蒸気を供給し、
前記熱分解器内では、前記有機物質原料を、加熱されたヒートキャリアと接触させることによりチャーと熱分解ガスとに熱分解し、熱分解ガスはヒートキャリアに対して向流接触しながら改質器へ供給し、
前記改質器では、前記熱分解ガスを前記ヒートキャリアにより加熱しつつ前記水蒸気と接触させることにより水素含有濃度を向上させたガスを生成し、
熱風生成装置で、熱風を生成して予熱器に供給し、
前記予熱器では、前記熱風生成装置から供給される熱風を、前記予熱器内を堆積状態で通過するヒートキャリア間に通して、ヒートキャリアと直接接触することによりヒートキャリアを加熱する、
有機物質のガス化システムにおける熱分解器差圧解消方法であって；
前記改質器と熱分解器とを繋ぐ接続管路と、
この接続管路内に接続管路内面から離間するように配置され、前記熱分解ガスは内外に通過するが前記ヒートキャリアは内外に通過しない通気孔が形成された管壁を有し、且つ前記改質器から排出されるヒートキャリアの導入口及び導入したヒートキャリアを接続管路内に放出する放出口を有する、通気性ヒートキャリア管路と、
このヒートキャリア管路からのヒートキャリアの放出の開閉を行うバルブと、を備え付け、
前記熱分解器の内圧が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、前記ヒートキャリアの循環、及び前記熱風生成装置から前記予熱器への熱風供給を継続したまま、前記有機物質原料の供給を停止する、差圧解消運転を行い、
この差圧解消運転において、前記熱分解器の内圧が前記所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、前記有機物質原料の供給を再開して差圧解消運転を終了する、
有機物質のガス化システムにおける熱分解器差圧解消方法。
【００２４】
（作用効果）
請求項１記載の発明と同様の作用効果が奏せられる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のとおり、本発明によれば、ヒートキャリア循環型システムの熱分解器において不可避的に発生する改質器に対する差圧を、分解清掃を要せずに解消できるようになる、等の利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ガス化システムのフロー図である。
【図２】予熱器の縦断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図である。
【図４】改質器の縦断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ断面図及びＤ−Ｄ断面図である。
【図６】熱分解器の縦断面図である。
【図７】図６のＥ−Ｅ断面図である。
【図８】分離機の概略図である。
【図９】傘状スクリーンの概略図である。
【図１０】分離機の概略図である。
【図１１】予熱器の縦断面図である。
【図１２】図１１のＦ−Ｆ断面図である。
【図１３】予熱器の破断斜視図である。
【図１４】通気性ヒートキャリア管路の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら詳説する。
本発明に係るガス化システムは、例えば図１に示される機器構成で実施することができる。すなわち、図１に示されるガス化システムは、上から順に、予熱器２、改質器３、熱分解器４、及び分離機５を直列に備えており、熱を運ぶための多数のヒートキャリア（熱担持媒体）が、予熱器２で加熱されてから改質器３、熱分解器４及び分離機５の順に通された後、バケットコンベア等の移送装置６により再び予熱器２に戻されるように構成されているものである。
【００２８】
ヒートキャリアとしては、粒径５〜２０ｍｍ程度、好ましくは粒径８〜１２ｍｍ程度の粒状物を用いることができ、特に球状のものが好適である。また、ヒートキャリアの素材としては、アルミナ等のように硬質で熱容量の大きなものが好適である。なお、粒径とは、JIS Z 8801−1「試験用ふるい−第 1 部：金属製網ふるい」に規定されるふるいを用い、JIS A 1102 「骨材のふるい分け試験方法」に準じて測定される、ふるい分け法による粒径（ふるいの目開き）を意味する（以下同じ）。
【００２９】
有機物質原料は原料ホッパ１７に貯留されており、スクリューコンベア１４やロータリーフィーダ等の適宜の定量供給装置により切り出され、改質器３と熱分解器４とを繋ぐ接続管路３ｘを介して、熱分解器４の上部供給口へ連続的に定量供給される。この接続管路の詳細は図４に示されている。接続管路３ｘにおける原料供給位置よりも上方には、改質器３の下端排出口に取り付けられた漏斗状の通気性ヒートキャリア管路３ｅ及びこの通気性ヒートキャリア管路３ｅの下端排出口の開閉を行うバルブ３ｂ（図示例は弁体が矢印方向に回動することにより開閉するものである）が設けられており、ヒートキャリア等の固形分の通過を停止させる等の制御が可能になっているとともに、バルブ３ｂの開閉に関係なく、熱分解器４で発生した熱分解ガスが接続管路３ｘと通気性ヒートキャリア管路３ｅとの間のスペース、及び通気性ヒートキャリア管路３ｅの管壁を透過して改質器３に自由に上昇できるようになっている。ヒートキャリアの循環中は、このバルブ３ｂが所定の間隔で開閉を繰り返し、ヒートキャリア等の固形分が断続的に定量通過するようになっている。通気性ヒートキャリア管路は、熱分解ガスは通過するがヒートキャリアは通過しない寸法の通気孔３ｆが管壁の全体（一部でも良い）にわたり多数形成された漏斗状部材（円筒状でも良い）であり、例えばパンチングメタル等により形成することができる。
【００３０】
有機物質原料としては、間伐材や剪定枝等の木質バイオマスが好適であるが、プラスチック等他の廃棄物等を用いることもできる。廃ラスチックの例としては、塩化ビニル、ポリウレタン、メタクリル樹脂、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン等を挙げることができる。有機物質原料の形状は特に限定されないが、φ１〜５０ｍｍ程度、Ｌ＝１〜１５０ｍｍ程度、特にヒートキャリアの粒径の１．６倍以下程度の粒径に破砕、切削、ペレット化したものを好適に用いることができる。
【００３１】
熱分解器４内に供給された有機物質は、予熱器２から改質器３を経て供給された、加熱されたヒートキャリアと混合状態で接触することにより、吸熱反応を起こし、チャー（固体の炭素含有残留物）と熱分解ガス（揮発性相）とに分離される。熱分解器４内の温度は適宜定めることができるが、５００〜６００℃程度にするのが好ましい。熱分解生成物のうち、固形分であるチャーは、ヒートキャリアとともに供給管路４ｘを介して分離機５へ供給され、気体である熱分解ガスはヒートキャリアに対して向流接触しながら改質器３へ上昇供給される。この供給管路４ｘにはバルブ４ｂが設けられるとともに、その下流側にダンパ４ｄが二段に設けられており、前者によりヒートキャリア等の固形分の通過を停止させる等の制御が可能になっており、後者により気体分の通過を停止させる等の制御が可能になっている。ヒートキャリアの循環中は、このバルブ４ｂが所定の間隔で開閉を繰り返すとともに、上下のダンパ４ｄが開閉動作を反対に行うことにより、気体の通過を遮断しつつ、ヒートキャリア等の固形分が断続的に定量通過するようになっている。
【００３２】
また、熱分解器４に対して、シールポット６０と、一端がシールポット６０内の水等の貯留液体中に所定深さまで挿入され、且つ他端が熱分解器４内に連通するガス抜出管６１とが設けられており、熱分解器４の内圧がシールポット６０の設定圧（ガス抜出管の浸漬深さに応じて定まり、通常の場合４ｋＰａ程度とすることができる）以上に上昇すると、熱分解器４内のガスがシールポット６０内に抜き出され、煙突を介して大気放出されるようになっている。
【００３３】
改質器３に対しては反応媒体としての水蒸気が供給されており、熱分解ガスがヒートキャリアにより加熱されつつ水蒸気と混合接触することにより、次式の改質反応が起こり、水素含有濃度の高いガスが発生する。改質器３内の温度は適宜定めることができるが、改質を十分かつ確実に行うために９５０℃以上とするのが好ましい。
ＣnＨm ＋ ｎＨ2Ｏ → ｎＣＯ ＋ （ｍ／２＋ｎ）Ｈ2 …（１）
ＣＯ ＋ Ｈ2Ｏ → Ｈ2 ＋ ＣＯ2 …（２）
【００３４】
水蒸気は適宜の方法で供給することができるが、図示例では、貯水タンク１９の水を給水ポンプ１９ｐにより汲みだし、廃熱ボイラ（間接接触式熱交換器）７において、改質器３から別途供給される生成ガスの熱を利用して蒸気とした後、改質器３の下部から供給するようにしている。また、改質器３への水蒸気供給とともに又はこれに代えて、改質器３における改質反応に利用する水蒸気を図示するように熱分解器４を介して間接的に供給することもできる。
【００３５】
一方、分離機５では、熱分解器４から供給される混合物がチャーとヒートキャリアとに分離される。分離されたチャーはスクリューコンベア等の移送装置１ｉにより熱風炉等の熱風生成装置１に供給され、ヒートキャリアは移送装置６により予熱器２に戻される。移送装置６から予熱器２への供給管路６ｘにはバルブ６ｂが設けられるとともに、その下流側にダンパ６ｄが二段に設けられており、前者によりヒートキャリア等の固形分の通過を停止させる等の制御が可能になっており、後者により気体分の通過を停止させる等の制御が可能になっている。ヒートキャリアの循環中は、このバルブ６ｂが所定の間隔で開閉を繰り返すとともに、上下のダンパ６ｄが開閉動作を反対に行うことにより、気体の通過を遮断しつつ、ヒートキャリア等の固形分が断続的に定量通過するようになっている。
【００３６】
熱風生成装置１はバーナーを備えており、このバーナーを介して炉内に空気が供給されることによりチャーが燃焼し、熱風（高温排ガス）が生成される。熱風生成装置１の運転においては、ＬＰＧ等の気体補助燃料やＢＤＦ等の液体燃料を、連続的に又は運転開始時等の必要時にバーナーに供給し、燃焼させることができる。熱風生成装置１で生成された熱風は予熱器２に供給される。また、熱風生成装置１でチャーの燃焼により生成される灰は、熱風生成装置１内で回収され、灰貯留部１ｐに排出される。
【００３７】
予熱器２では、熱風生成装置１から供給される熱風が、予熱器２内を堆積状態で通過するヒートキャリア間に通され、ヒートキャリアと直接接触することによりヒートキャリアが加熱される。予熱器２で加熱されたヒートキャリアは、供給管路２ｘを介して改質器３に供給される。この供給管路２ｘにはバルブ２ｂが設けられるとともに、その下流側にダンパ２ｄが二段に設けられており、前者によりヒートキャリア等の固形分の通過を停止させる等の制御が可能になっており、後者により気体分の通過を停止させる等の制御が可能になっている。ヒートキャリアの循環中は、このバルブ２ｂが所定の間隔で開閉を繰り返すとともに、上下のダンパ２ｄが開閉動作を反対に行うことにより、気体の通過を遮断しつつ、ヒートキャリア等の固形分が断続的に定量通過するようになっている。
【００３８】
予熱器２でヒートキャリアの加熱利用された熱風は、誘引送風機１５により予熱器２から排気され、サイクロン等の分離手段８を介して排気に混入する灰・ダストＤを取り除かれた後、好適には空気加熱器（（間接接触式熱交換器））９において熱風生成装置１へ供給する空気の加熱に利用した後、大気に放出される。なお、空気加熱器９における予熱に先立って、予熱器（間接接触式の熱交換器）９ｉを利用して水蒸気（前述の方法により製造し、供給できる）と熱交換し、予熱しておくとより好ましい。
【００３９】
改質器３で生成された水素高含有の生成ガスは、図示例では、誘引送風機１１により改質器３からガス処理・利用設備に送出され、廃熱ボイラ７で２５０℃程度まで冷却され、続いて湿式スクラバー１０に供給されてタールが除去されるとともに４０℃程度まで冷却された後、ガスホルダ１２に貯留されるようになっている。なお、図示例の湿式スクラバー１０は、上部から散水した洗浄水を下部から排出し、冷却器（間接接触式の熱交換器）１０ｃで冷却した後、再度上部から散水するものであり、符号１０ｐは洗浄水循環ポンプを示しており、符号１０ｄは冷却器に対する冷却水の循環を行う冷却水循環ポンプを示しており、符号１０ｔは冷却水を水により冷却する冷却塔を示しており、符号１８は洗浄水を排水処理する排水処理装置を示している。
【００４０】
生成されるガスの利用形態は特に限定されるものではないが、図示するように、ガスエンジン発電機１３を用いて電力に変換するのも一つの好ましい形態である。また、生成ガスの一部を、熱風生成装置１の補助燃料として使用するのも好ましい形態である。
【００４１】
他方、ヒートキャリアの循環サイクルは、各器間に設けられたセグメントバルブ２ｂ，３ｂ，４ｂ，６ｂの開閉頻度（間隔）を操作することにより調節が可能であり、通常の場合、１２〜８時間がサイクルタイムとして適切である。この１サイクルは、ヒートキャリア総量を時間当たりの循環量で割ることで求めることができる。
【００４２】
また、予熱器２内温度、予熱器２からの排ガス温度、改質器３内温度、熱分解器４内温度は、それぞれ温度計２ｔ，２ｘ，３ｔ，４ｔにより監視することができる。ここで、予熱器２内温度とは、図示位置からも分るとおり、予熱器２内の下部の温度（つまり予熱が完了して改質器３に向けて排出される前のヒートキャリアの温度に等しい）を意味する。同様に、図示位置からも分るとおり、改質器３内温度とは、改質器３内の下部の温度（つまり熱分解器４に向けて排出される前のヒートキャリアの温度に等しい）を意味し、熱分解器４内温度とは熱分解器４内の下部の温度（つまり分離機に向けて排出される前のヒートキャリアの温度に等しい）を意味する。
【００４３】
さらに、改質器３の内圧、及び熱分解器４の内圧は、各器の上部に設けられた圧力計３ｐ，４ｐによりそれぞれ計測することができる。
【００４４】
（予熱器）
予熱器２は特に限定されないが、例えば図２及び図３に示されるような灰除去手段を有するものが好適である。すなわち、図２及び図３に示される予熱器２は、上下方向に沿う円筒状の上側ヒートキャリア通路２０と、この上側ヒートキャリア通路２０の下方に連続する漏斗状（逆さ裁頭円錐台状。下側に向かうにつれて径が小さくなる形状であればよい。）の下側ヒートキャリア通路２１とを有し、上側ヒートキャリア通路２０上面の中央部に供給口２０ｉ、下側ヒートキャリア通路２１下端に排出口２１ｘ、上側ヒートキャリア通路２０の側面に排気口２０ｘ及び下側ヒートキャリア通路２１の側面に熱風吹き出し口２２ｎをそれぞれ有しているものである。
【００４５】
図示例では、下側ヒートキャリア通路２１は、パンチングメタル等のように多数の透過孔２２ｎが全面に形成された漏斗状部材２２により形成されており、この漏斗状部材２２の外側を取り囲むように環状スペース２３が形成され、この環状スペース２３の側面に外部からの熱風供給口２４が連通されており、漏斗状部材２２の透過孔２２ｎが熱風吹き出し口となり、環状スペース２３が熱風吹き出し口２２ｎの全てに連通する分配供給路となる。漏斗状部材２２はニッケル合金等の耐熱金属又はアルミナセラミックス等の耐熱セラミックスにより、また、上側ヒートキャリア通路２０及び環状スペース２３の周壁はアルミナセラミックス等の耐熱セラミクス材により形成することができ、予熱器２の外面は鉄皮により形成することができる。
【００４６】
予熱器２では、上側及び下側ヒートキャリア通路２０，２１において、ヒートキャリアがある程度の堆積状態を維持しながら下降し、下側ヒートキャリア通路２１を通過する過程で各熱風吹き出し口２２ｎから、つまり周方向の複数個所から吹き出される熱風と接触して加熱される。このように、下側ヒートキャリア通路２１を通るヒートキャリア群に対して、周方向の複数個所から熱風が供給されると、ヒートキャリアの通過数が下側ヒートキャリア通路２１の径の減少に伴って減少することも相まって、熱風生成装置１からの高温熱風がより多くのヒートキャリアに対して直接又はそれに近い状態で接触されるため、ヒートキャリアの加熱効率に優れるようになる。
【００４７】
そして特徴的には、漏斗状部材２２の透過孔２２ｎの寸法は、灰・ダストＤは通過するがヒートキャリアは通過しないように設定されるとともに、分配供給路である環状スペース２３から外部に連通する灰・ダストＤの抜出口２５が形成されている。漏斗状部材２２の透過孔２２ｎの形状は、図示例のような円状の他、楕円状、三角形状等、適宜の形状とすることができる。透過孔２２ｎの寸法は、ヒートキャリアの寸法に応じて適宜定めることができ、例えば、透過孔２２ｎの直径（円孔の場合は直径を意味し、その他の形状（楕円孔等）の場合は短径（直径のうち最も短いものを意味する）が、ヒートキャリアの粒径未満、特に７０％以下とすることができる。また、灰・ダストＤの抜出口の下端は環状スペース２３の下端に合わせるのが好ましい。さらに、抜出口２５は環状スペース２３の側面から水平方向ないし下降気味に延在しているのが好ましい。
【００４８】
このような抜出口２５を有することにより、予熱器２内に堆積する灰・ダストＤを抜出口２５を介して除去し、熱風吹き出し口２２ｎ及び分配供給路２３の閉塞を防止できるようになる。よって、予熱器２におけるヒートキャリアの加熱効率の経時的低下を防止でき、生成ガスの水素濃度が低下するといった事態を防止できるようになる。
【００４９】
なお、抜出口２５からの灰・ダストＤの取り出しは、灰掻き等の機械的手段により行ってもよいが、作業が煩雑となるため、図示例のように、分配供給路２３に連通する吹き込み口２６を設け、ここから圧縮空気（圧縮空気に代えて不活性ガスを用いても良い。以下同じ。）を吹き込み、灰・ダストＤを圧縮空気に乗せて抜出口２５から排出するように構成すると、炉内温度に関係なく灰・ダストＤの抜出を実行でき、また自動的に定期実行することもできるため好ましい。吹き込み口２６の数、位置及び吹き込み方向は適宜定めることができるが、図示例のように、環状の分配供給路２３における抜出口２５に対して反対側の位置の側面に設けるのが好ましい。特に、吹き込み口２６を周方向に複数（図示例では２つ）並設し、図中に矢印で示すように、一方の吹き込み口２６からの圧縮空気を環状の分配供給路２３の一方側から、また、他方の吹き込み口２６からの圧縮空気を環状の分配供給路２３の他方側から、それぞれ抜出口２５に向けて回りこませるようにすると、分配供給路２３内の灰・ダストＤを円滑に抜出口２５へ送り出すことができるため好ましい。予熱器２における圧縮空気による灰の排出はガス化運転を行っていないときに実施する他、ガス化運転中にも実施できる。圧縮空気による灰の排出を行う場合は、予熱器２内温度を低下させないために、供給する圧縮空気を、例えば熱風生成装置１への供給空気と同様の廃熱との熱交換等、適宜の加熱手段により予め改質器３内温度又は近傍まで加熱してから供給することができる。
【００５０】
（改質器）
灰はヒートキャリアに伴って予熱器２、改質器３、熱分解器４の順に移動する過程で、改質器３内や改質器３と熱分解器４との間の経路（例えば、バルブ等）にも蓄積し、ヒートキャリアの循環阻害や、改質器３と熱分解器４との間の経路の閉塞による熱分解器４内圧の異常上昇等の問題を発生させる。この問題は、前述の予熱器２における灰の除去によって軽減されるが、さらに改質器３においても灰除去手段を設けると、より好ましい。
【００５１】
図４及び図５は、予熱器２と同様の灰除去手段を有する改質器３の一例を示している。すなわち、この改質器３は、上下方向に沿う円筒状の上側ヒートキャリア通路３０と、この上側ヒートキャリア通路３０の下方に連続する漏斗状（逆さ裁頭円錐台状。下側に向かうにつれて径が小さくなる形状であればよい。）の下側ヒートキャリア通路３１とを有し、上側ヒートキャリア通路３０上面の中央部に供給口３０ｉ、下側ヒートキャリア通路３１下端にガス導入兼ヒートキャリア排出口３１ｘ、上側ヒートキャリア通路３０の側面に改質ガス排出口３０ｘ、及び下側ヒートキャリア通路３１下端部に連通する水蒸気注入口３７をそれぞれ有しているものである。
【００５２】
改質器３では、予熱器２で十分に加熱されたヒートキャリアが上部供給口３０ｉから供給され、ある程度の堆積状態を維持しながら上側及び下側ヒートキャリア通路３０，３１を下降しつつ、改質器３内を改質反応温度に維持する。この温度条件下で、改質器３内に導入される熱分解ガス及び水蒸気が前述の改質反応を起こし、水素高含有の改質ガスが生成し、改質ガス排出口３０ｘを介してガス処理・利用設備へ供給される。
【００５３】
特徴的には、図示例の改質器３では、下側ヒートキャリア通路３１は、パンチングメタル等のように多数の透過孔３２ｎが全面に形成された漏斗状部材３２により形成されている。漏斗状部材３２の透過孔３２ｎの寸法は、灰・ダストＤは通過するがヒートキャリアは通過しないように設定されるとともに、漏斗状部材３２の外側を取り囲むように環状スペース３３が形成され、この環状スペース３３の側面から外部に連通する灰・ダストの抜出口３５が形成されている。漏斗状部材３２の透過孔３２ｎは灰・ダスト取り込み口となり、環状スペース３３が灰・ダスト取り込み口３２ｎの全てに連通する灰・ダスト落としスペースとなる。このような灰・ダスト取り込み口３２ｎ、灰・ダスト落としスペース３３、及び抜出口３５を有することにより、予熱器２で除去仕切れない灰・ダストＤを、改質器３で除去することができ、改質器３内や改質器３と熱分解器４との間の経路における灰・ダストＤの蓄積を効果的に防止できる。
【００５４】
漏斗状部材３２はニッケル合金等の耐熱金属又はアルミナセラミックス等の耐熱セラミックスにより、また、上側ヒートキャリア通路３０及び環状スペース３３の周壁は耐熱セラミックス材により形成することができ、改質器３の外面は鉄皮により形成することができる。
【００５５】
漏斗状部材３２の透過孔３２ｎの形状や寸法等、灰・ダストの抜出口３５の位置や向き等は、予熱器２の場合と同様の改変が可能である。また、予熱器２の場合と同様に、抜出口３５からの灰・ダストの取り出しを容易にするために、灰・ダスト落としスペース３３に連通する吹き込み口３６を設け、灰・ダスト落としスペース３３に圧縮空気（圧縮空気に代えて不活性ガスを用いても良い。以下同じ。）を吹き込んで抜出口３５から排出するように構成することもできる。改質器３における圧縮空気による灰・ダストＤの排出はガス化運転を行っていないときに実施する。灰・ダストＤの排出を行う場合に、改質器３内温度を低下させないために、供給する圧縮空気を、例えば熱風生成装置１への供給空気と同様の廃熱との熱交換等、適宜の加熱手段により予め改質器３内温度又は近傍まで加熱してから供給することができる。圧縮空気吹き込み口３６の位置や向き等は、予熱器２の場合と同様の改変が可能である。図示例では、予熱器２と同様の吹き込み口配置に対してさらに両側の吹き込み口３６間の中央に吹き込み口３６を追加している。
【００５６】
（分離機）
分離機５は特に限定されるものではなく、回転篩、振動篩等を好適に用いることができる。このようなスクリーンによる分離機５を用いる場合、熱分解後のチャーの寸法がヒートキャリアより十分に小さければ、ヒートキャリアより小さいチャーのみを通すスクリーンを用いることにより、ヒートキャリアとチャーとを確実に分離できる。しかし、現実には、有機物質原料の粒径を破砕等により揃えるとしても限界があり、ヒートキャリアより大きなチャーの発生を避けえず、この大きな塊状のチャーがヒートキャリアとともに予熱器２に送られ、予熱器２内で燃焼して灰が発生してしまう。しかも、このようにして発生した灰は、予熱器２の排気に伴い排出されるよりも、予熱器２内、改質器３内等、ヒートキャリアの循環経路内に堆積し易い。
【００５７】
そこで、図８に示すように、分離機５として、ヒートキャリアと等しい粒径を有する第１固形物（主にヒートキャリア）、第１固形物より粒径が小さい第２固形物（主に小さいチャー）、並びに第１固形物より粒径が大きい第３固形物（主に大きいチャー）の三種類に分離するものを用い、分離機５で分離した第１固形物、第２固形物及び第３固形物のうち、第１固形物は移送装置６により予熱器２に返送し、第２固形物及び第３固形物は熱風炉１に供給するように構成するのも好ましい形態である。
【００５８】
分離機５において三種類の粒径の固形物に分離し、ヒートキャリアより大きなチャーを、ヒートキャリアより小さなチャーとともに熱風炉生成装置１に送るように構成し、ヒートキャリア循環経路内の灰・ダストＤの堆積を抑制するのは好ましい。なお、現実には厳密な分離は困難であり、ある程度のチャーはヒートキャリアとともに予熱器２に供給され、予熱器２内で灰を発生させることになるため、前述の灰・ダストＤの除去は極めて有効な手段である。
【００５９】
分離機５の形態は特に限定されるものではないが、例えば図示のような、第１固形物及び第２固形物は通すが第３固形物は通さない円筒状内側スクリーン５０と、第２固形物は通すが第１固形物及び第３固形物は通さない、内側スクリーン５０より大径の円筒状外側スクリーン５１とを有する、２段スクリーンタイプの回転篩５を用いることができる。この回転篩５は、各スクリーン５０，５１内に供給された分離対象物が、各スクリーン５０，５１の軸心が水平方向に対して僅かに傾斜していること（これとともに又はこれに代えて、スクリーン５０，５１の内周面に螺旋方向に沿う羽根を突出させ、この羽根がスクリーン５０，５１の回転に伴い回転することにより、スクリューコンベアのように分離対象物が移送される構成としても良い。）、並びに各スクリーン５０，５１が軸心周りに回転されることにより、各スクリーン５０，５１の回転方向及び軸心の傾斜方向下側に移動しつつ、各スクリーン５０，５１を通過するものと、通過しないものとに分離されることを基本原理とするものである。そして、本例では、内側スクリーン５０の一端側に、分離対象であるチャー及びヒートキャリアを供給すると、そのうち第１固形物及び第２固形物は内側スクリーン５０を通過して外側スクリーン５１内に供給され、第３固形物は内側スクリーン５０を通過せずに内側スクリーン５０の他端側に移動し、内側スクリーン５０の他端側開口より回収され、外側スクリーン５１内に供給された第１固形物及び第２固形物のうち、第２固形物は外側スクリーン５１を通過して回収され、第１固形物は外側スクリーン５１を通過せずに外側スクリーン５１の他端側に移動し、外側スクリーン５１の他端側開口より回収されるようになっている。
【００６０】
（熱分解器）
ヒートキャリアより大きなチャーは、分離機５において三種類の粒径に分離することでも解決できるが、分離機５のコストや設置面積が嵩むという問題点がある。そこで、図６及び図７に示すように、熱分解器４におけるヒートキャリアの排出口４１ｘは、ヒートキャリアと等しい粒径を有する第１固形物、並びに第１固形物より粒径が小さい第２固形物は通すが、第１固形物より粒径が大きい第３固形物は通さないスクリーン４２で覆うのも好ましい形態である。より詳細には、図示例の熱分解器４は、上下方向に沿う円筒状の上側通路４０と、この上側通路４０の下方に連続する漏斗状（逆さ裁頭円錐台状。下側に向かうにつれて径が小さくなる形状であればよい。）の下側通路４１とを有し、上側通路４０上面の中央部に供給口４０ｉ、下側通路４１下端に、スクリーン４２で覆われた排出口４１ｘ、下側通路４１の側面に水蒸気吹き込み口４４をそれぞれ有しているものである。
【００６１】
このような排出口スクリーン４２を設けることにより、ヒートキャリアより大きなチャーをスクリーン４２で止めて熱分解器４から排出させず、ヒートキャリア及びヒートキャリアより小さなチャーのみ、スクリーン４２を通過させることができ、分離機５によらずに（つまり、ヒートキャリアより小さいチャーのみを通す篩装置のように簡素な分離機５を用いても）、ヒートキャリアより大きなチャーが予熱器２に送られるのを防止できる。しかも、スクリーン４２で止められたヒートキャリアより大きなチャーは、熱及びヒートキャリアの移動による外力を受けて砕けていくため、最終的にはヒートキャリア以下の寸法となってスクリーン４２を通過するため、熱分解器４の排出口が閉塞することもない。
【００６２】
排出口スクリーン４２の形状等は適宜定めることができ、平坦なパンチングメタルであっても良いが、図９（ａ）に示すように、排出口４１ｘ側に向かうにつれて直径が拡大する傘状（図示例では円錐状となっているが角錐状、ドーム状等にすることもできる）体の側面に、排出口４１ｘ側に向かうにつれて開口幅が拡大する通過孔４２ｎ（図示例では二等辺三角形状となっているが滴状等の適宜の形状とすることもできる）を周方向に所定の間隔で設けたものが好適である。このような傘状スクリーン４２においては、熱分解器４内を下降する固形物がスクリーン４２の側面の通過孔４２ｎにスムーズに移動することができる。また、このスクリーン４２の側面の通過孔４２ｎは、排出口側に向かうにつれて開口幅が拡大する形状となっているため、スクリーン４２側面に沿って接触しながら下降する固形物は、通過孔４２ｎに引っ掛かり難く、円滑な分離が可能となる。
【００６３】
この他にも、例えば図９（ｂ）に示すように、通過孔を有しない上面と、上下方向に沿って所定幅で延在する通過孔４２ｎが周方向に間隔を空けて形成された周面と、排出口４１ｘに連通する開口底面とを備えた円筒状のスクリーン４２を用いることもできる。
【００６４】
他方、排出口スクリーン４２を設ける場合、分離機５としては、第１固形物及び第２固形物の二種類に分離するものを用い、分離機５で分離した第１固形物及び第２固形物のうち、第１固形物は移送装置６により予熱器２に返送し、第２固形物は熱風生成装置１に供給するように構成すると、設備がより簡素となるため好ましい。しかしもちろん、前述の三種類に分離するものを用いても、多重分離による分離性能向上効果はもたらされる。この場合における分離機５の形態は特に限定されるものではないが、例えば図１０に示されるような、第２固形物は通すが第１固形物は通さない円筒状スクリーン５２を有する回転篩５を用いることができる。この回転篩５において、スクリーン５２の一端側に、分離対象であるチャー及びヒートキャリアを供給すると、スクリーン５２の軸心が水平方向に対して僅かに傾斜していること、（これとともに又はこれに代えて、スクリーン５０，５１の内周面に螺旋方向に沿う羽根を突出させ、この羽根がスクリーン５０，５１の回転に伴い回転することにより、スクリューコンベアのように分離対象物が移送される構成としても良い。）、並びにスクリーン５２が軸心周りに回転されることにより、第２固形物はスクリーン５２を通過して回収され、第１固形物は外側スクリーン５２を通過せずに外側スクリーン５２の他端側に移動し、外側スクリーン５２の他端側開口より回収されるようになっている。
【００６５】
（差圧解消）
本発明では、差圧解消のための技術として、主に（ａ）空運転による差圧解消、（ｂ）灰・ダスト閉塞防止技術、（ｃ）強制灰・ダスト除去による差圧解消、が提案される。これらは全て又は２つの技術を組み合わせて適用することができる。以下、順に説明する。
【００６６】
（ａ）空運転による差圧解消
定常運転において、熱分解器４の内圧を圧力計４ｐにより監視し、この内圧が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、ヒートキャリアの循環及び熱風生成装置１から予熱器２への熱風供給を継続したまま、有機物質原料の供給を停止する、差圧解消運転（空運転）を行う。この際、生成ガス誘引送風機１１、水蒸気注入ｂ、その他はそのまま継続すると、復帰を迅速に行うことができるため好ましいが、不必要な機器は停止することもできる。差圧解消運転は、圧力計４ｐによる計測値が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、自動的に開始するようにしても良いし、警告音や警告表示が出るように構成し、この警告に基づいて作業員が原料供給を停止するようにしても良い。また、熱分解器４の内圧だけでなく、改質器３の内圧も圧力計３ｐによる計測し、両者の差が所定値を超えたときに、熱分解器４の内圧が所定の定常運転許容範囲を超えたものとして差圧解消運転を開始するようにしても良い。
【００６７】
熱分解器４の内圧の定常運転許容範囲は適宜定めることができるが、例えば熱分解器４が改質器３を介して誘引送風機１１により吸引されている場合、熱分解器４内は−０．２ｋＰａ程度の負圧になるため、定常運転許容範囲は例えば０．７ｋＰａ以下とすることができる。
【００６８】
このような差圧解消運転を行うと、熱分解ガスの発生停止により熱分解器４の内圧上昇が停止するとともに、移動するヒートキャリアが通気性ヒートキャリア管路３ｅの通気孔３ｆや灰・ダストＤに接触し、その衝撃力や押し出し力により、通気孔３ｆ内の灰・ダストＤは通気孔３ｆ内から押し出されて剥離・脱落し、通気孔を介した改質器への通気性が回復する。その結果、改質器３に対する差圧が自然に解消される。
【００６９】
そして、この差圧解消運転において、熱分解器４の内圧を圧力計４ｐにより監視し、この内圧が所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、有機物質原料の供給を再開して差圧解消運転を終了することで、定常運転に復帰することができる。この差圧解消運転中の熱分解器４の圧力監視においても、自動的に終了して定常運転に復帰するようにしたり、熱分解器圧力異常に伴う警告音や警告表示が消えるように構成し、これに基づいて作業員が原料供給を再開するようにしても良く、さらに、熱分解器４の内圧だけでなく、改質器３の内圧も圧力計３ｐにより監視し、両者の差が所定値以下又は各値が定常運転許容範囲であるときに、熱分解器４の内圧が所定の定常運転許容範囲に戻ったものとして差圧解消運転を終了するようにしても良い。差圧解消運転の時間はシステムの規模やヒートキャリアのサイクルタイムによるが、早くて数十分程度で差圧が解消し、分解清掃と比較して著しく短い時間で対処できることが判明している。
【００７０】
（ｂ）灰・ダスト閉塞防止技術
改質器３と熱分解器４とを繋ぐ接続管路３ｘ内の通気性ヒートキャリア管路３ｅにおいて、通気孔３ｆが図１４（ａ）に示すように管路の内側から外側まで同じ径であると、通気孔に入る灰・ダストＤの層が成長し易く、また詰まった灰・ダストＤが抜け難い。そこで、図１４（ｂ）に示すように、通気孔３ｆの形状を通気性ヒートキャリア管路３ｅの内側から外側に向かうにつれて径が拡大するテーパー状にすることも提案する。これにより、灰・ダストＤの付着が始まっても閉塞には至り難くなる。つまり、通気孔３ｆは、通気性ヒートキャリア管路３ｅの内面に開口しており、移動するヒートキャリアに接触する部分であるため、その接触により、灰・ダストＤは通気孔３ｆに押し込まれていく。この際、通気孔３ｆが上述のように外側に向かうにつれて径が拡大するテーパー形状をなしていると、通気孔３ｆ内の灰・ダストＤは通気孔から押し出されて剥離・脱落し易くなり、通３ｆ気孔内で閉塞まで成長するといった事態は発生し難くなる。
【００７１】
（ｃ）強制灰・ダスト除去による差圧解消
上述の（ａ）及び（ｂ）の技術は、通気孔３ｆを閉塞する灰・ダストＤの自然除去力を利用し、また補助するものであり、差圧解消にある程度の時間を要する。そこで、熱分解器４内に水蒸気、窒素等の不活性ガスＮを加圧供給するガス吹込み口４ｇを設けるとともに、シールポット６０へのガス抜出管６１にガス抜出開閉弁６２を設け、熱分解器圧力計４ｐによる計測結果が前述の定常運転許容範囲を超えたときに、ガス抜出開閉弁６２を閉じた状態で、ガス吹込み口４ｇを介して熱分解器４内に不活性ガスを瞬間的に加圧供給する操作を一回又は複数回行うことも提案される。この操作により、熱分解器４の瞬間的内圧上昇が発生し、その衝撃が閉塞灰・ダストＤに効果的に伝わり、通気孔３ｆ内の閉塞灰・ダストＤを改質器３側又は熱分解器４側に吹き飛ばすことができる。これに対して、熱分解器４からのガス抜出管６１をシールポット６０に連通させたまま、単に不活性ガスを熱分解機４内に供給してもシールポット６０がその圧力変動を吸収してしまい、閉塞灰・ダストＤに衝撃を効率良く伝えることができない。また、熱分解器４内に水素等の引火性ガスが存在していても、不活性ガスを供給するのであれば安全性は確保できる。
【００７２】
ガス吹込み手段は、専用のものを設けることもできるが、通常この手の火を扱うプラントには緊急停止時の火災防止装置として窒素ガス等の不活性ガスを１０ｋＰａ程度の圧力で吹き込むガスパージが設置されているため、これを利用することができる。特に、窒素は、水蒸気と違い常温でガス状態であるため、熱分解器４に注入すれば、通気孔３ｆの閉塞物を吹き飛ばす有効・確実な圧力となる。図示例では、熱分解器４に改質用水蒸気を吹き込むための吹込み口４ｇを介して不活性ガスＮを加圧供給するように構成している。
【００７３】
上述の不活性ガス供給操作により、熱分解器４の内圧が前述の定常運転許容範囲に戻ったならば、ガス抜出開閉弁６２を開くことにより定常状態に戻すことができる。この際、有機物質原料の供給を停止していた場合は、有機物質原料の供給も再開する。
【００７４】
これらの操作の開始及び終了の指標となる熱分解器４の圧力監視は、前述の差圧解消運転の開始及び終了の場合と同様に行うことができる。
【００７５】
他方、ガス抜出開閉弁６２を閉じた後、上述の不活性ガス供給操作に先立って、熱分解器４内へのガス改質用水蒸気の注入を停止せずに継続しておくのが望ましい。これにより、通気孔３ｆに対しては、熱分解器４内へのガス改質用水蒸気の注入圧と、生成ガスの誘引送風機１１による吸引力が作用し、通気孔３ｆに詰まった灰・ダストＤが改質器３側へ押し出され易くなる。これにより、熱分解器４の内圧が前述の定常運転許容範囲に戻ったならば、不活性ガス供給操作を行わずに、ガス抜出開閉弁６２を開くことにより定常状態に戻すことができる。この際、有機物質原料の供給を停止していた場合は、有機物質原料の供給も再開する。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、木質バイオマス等の有機物質のガス化に利用できるものである。
【符号の説明】
【００７７】
１…熱風生成装置、２…予熱器、３…改質器、４…熱分解器、５…分離機、６…移送装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を運ぶための多数のヒートキャリアと、このヒートキャリアを加熱するための予熱器と、熱分解ガスの水蒸気改質を行うための改質器と、有機物質原料を熱分解するための熱分解器と、熱風を生成する熱風生成装置とを備え、
前記ヒートキャリアを、前記予熱器、改質器、及び熱分解器の順に通した後、移送装置により再び予熱器に戻して循環させるとともに、前記熱分解器内に有機物質原料を供給し、前記改質器内に対して直接又は間接的に水蒸気を供給し、
前記熱分解器内では、前記有機物質原料を、加熱されたヒートキャリアと接触させることによりチャーと熱分解ガスとに熱分解し、熱分解ガスはヒートキャリアに対して向流接触しながら改質器へ供給し、
前記改質器では、前記熱分解ガスを前記ヒートキャリアにより加熱しつつ前記水蒸気と接触させることにより水素含有濃度を向上させたガスを生成し、
前記熱風生成装置では、熱風を生成して予熱器に供給し、
前記予熱器では、前記熱風生成装置から供給される熱風を、前記予熱器内を堆積状態で通過するヒートキャリア間に通して、ヒートキャリアと直接接触することによりヒートキャリアを加熱する、
ように構成した有機物質のガス化システムであって；
前記改質器と熱分解器とを繋ぐ接続管路と、
この接続管路内に接続管路内面から離間するように配置され、前記熱分解ガスは内外に通過するが前記ヒートキャリアは内外に通過しない通気孔が形成された管壁を有し、且つ前記改質器から排出されるヒートキャリアの導入口及び導入したヒートキャリアを接続管路内に放出する放出口を有する、通気性ヒートキャリア管路と、
このヒートキャリア管路からのヒートキャリアの放出の開閉を行うバルブと、
前記熱分解器の内圧を計測する熱分解器圧力計と、を備え、
前記熱分解器圧力計による計測結果が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、前記ヒートキャリアの循環、及び前記熱風生成装置から前記予熱器への熱風供給を継続したまま、前記有機物質原料の供給を停止する、差圧解消運転を行い、
この差圧解消運転において、前記熱分解器圧力計による計測結果が前記所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、前記有機物質原料の供給を再開して差圧解消運転を終了するように構成した、
ことを特徴とする有機物質のガス化システム。
【請求項２】
前記通気孔は、前記通気性ヒートキャリア管路の内側から外側に向かうにつれて径が拡大するテーパー状をなしている、請求項１記載の有機物質のガス化システム。
【請求項３】
シールポットと、一端が前記シールポット内の貯留液体中に所定深さまで挿入され、且つ他端が前記熱分解器内に連通するガス抜出管とを設けるとともに、このガス抜出管にガス抜出開閉弁を設け、
前記熱分解器内に不活性ガスを加圧供給するガス吹込み口を設け、
前記熱分解器圧力計による計測結果が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、前記差圧解消運転に代えて又は前記差圧解消運転を行うとともに、前記ガス抜出開閉弁を閉じた状態で、前記ガス吹込み口を介して前記熱分解器内に不活性ガスを瞬間的に加圧供給する操作を一回又は複数回行い、
この操作により、前記熱分解器圧力計による計測結果が前記所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、前記ガス抜出開閉弁を開くように構成した、
請求項１又は２記載の有機物質のガス化システム。
【請求項４】
熱を運ぶための多数のヒートキャリアを、ヒートキャリアを加熱するための予熱器、熱分解ガスの水蒸気改質を行うための改質器、及び有機物質原料を熱分解するための熱分解器の順に通した後、移送装置により再び予熱器に戻して循環させるとともに、
前記熱分解器内に有機物質原料を供給し、且つ前記改質器内に対して直接又は間接的に水蒸気を供給し、
前記熱分解器内では、前記有機物質原料を、加熱されたヒートキャリアと接触させることによりチャーと熱分解ガスとに熱分解し、熱分解ガスはヒートキャリアに対して向流接触しながら改質器へ供給し、
前記改質器では、前記熱分解ガスを前記ヒートキャリアにより加熱しつつ前記水蒸気と接触させることにより水素含有濃度を向上させたガスを生成し、
熱風生成装置で、熱風を生成して予熱器に供給し、
前記予熱器では、前記熱風生成装置から供給される熱風を、前記予熱器内を堆積状態で通過するヒートキャリア間に通して、ヒートキャリアと直接接触することによりヒートキャリアを加熱する、
有機物質のガス化システムにおける熱分解器差圧解消方法であって；
前記改質器と熱分解器とを繋ぐ接続管路と、
この接続管路内に接続管路内面から離間するように配置され、前記熱分解ガスは内外に通過するが前記ヒートキャリアは内外に通過しない通気孔が形成された管壁を有し、且つ前記改質器から排出されるヒートキャリアの導入口及び導入したヒートキャリアを接続管路内に放出する放出口を有する、通気性ヒートキャリア管路と、
このヒートキャリア管路からのヒートキャリアの放出の開閉を行うバルブと、を備え付け、
前記熱分解器の内圧が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、前記ヒートキャリアの循環、及び前記熱風生成装置から前記予熱器への熱風供給を継続したまま、前記有機物質原料の供給を停止する、差圧解消運転を行い、
この差圧解消運転において、前記熱分解器の内圧が前記所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、前記有機物質原料の供給を再開して差圧解消運転を終了する、
ことを特徴とする有機物質のガス化システムにおける熱分解器差圧解消方法。
【請求項１】
熱を運ぶための多数のヒートキャリアと、このヒートキャリアを加熱するための予熱器と、熱分解ガスの水蒸気改質を行うための改質器と、有機物質原料を熱分解するための熱分解器と、熱風を生成する熱風生成装置とを備え、
前記ヒートキャリアを、前記予熱器、改質器、及び熱分解器の順に通した後、移送装置により再び予熱器に戻して循環させるとともに、前記熱分解器内に有機物質原料を供給し、前記改質器内に対して直接又は間接的に水蒸気を供給し、
前記熱分解器内では、前記有機物質原料を、加熱されたヒートキャリアと接触させることによりチャーと熱分解ガスとに熱分解し、熱分解ガスはヒートキャリアに対して向流接触しながら改質器へ供給し、
前記改質器では、前記熱分解ガスを前記ヒートキャリアにより加熱しつつ前記水蒸気と接触させることにより水素含有濃度を向上させたガスを生成し、
前記熱風生成装置では、熱風を生成して予熱器に供給し、
前記予熱器では、前記熱風生成装置から供給される熱風を、前記予熱器内を堆積状態で通過するヒートキャリア間に通して、ヒートキャリアと直接接触することによりヒートキャリアを加熱する、
ように構成した有機物質のガス化システムであって；
前記改質器と熱分解器とを繋ぐ接続管路と、
この接続管路内に接続管路内面から離間するように配置され、前記熱分解ガスは内外に通過するが前記ヒートキャリアは内外に通過しない通気孔が形成された管壁を有し、且つ前記改質器から排出されるヒートキャリアの導入口及び導入したヒートキャリアを接続管路内に放出する放出口を有する、通気性ヒートキャリア管路と、
このヒートキャリア管路からのヒートキャリアの放出の開閉を行うバルブと、
前記熱分解器の内圧を計測する熱分解器圧力計と、を備え、
前記熱分解器圧力計による計測結果が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、前記ヒートキャリアの循環、及び前記熱風生成装置から前記予熱器への熱風供給を継続したまま、前記有機物質原料の供給を停止する、差圧解消運転を行い、
この差圧解消運転において、前記熱分解器圧力計による計測結果が前記所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、前記有機物質原料の供給を再開して差圧解消運転を終了するように構成した、
ことを特徴とする有機物質のガス化システム。
【請求項２】
前記通気孔は、前記通気性ヒートキャリア管路の内側から外側に向かうにつれて径が拡大するテーパー状をなしている、請求項１記載の有機物質のガス化システム。
【請求項３】
シールポットと、一端が前記シールポット内の貯留液体中に所定深さまで挿入され、且つ他端が前記熱分解器内に連通するガス抜出管とを設けるとともに、このガス抜出管にガス抜出開閉弁を設け、
前記熱分解器内に不活性ガスを加圧供給するガス吹込み口を設け、
前記熱分解器圧力計による計測結果が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、前記差圧解消運転に代えて又は前記差圧解消運転を行うとともに、前記ガス抜出開閉弁を閉じた状態で、前記ガス吹込み口を介して前記熱分解器内に不活性ガスを瞬間的に加圧供給する操作を一回又は複数回行い、
この操作により、前記熱分解器圧力計による計測結果が前記所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、前記ガス抜出開閉弁を開くように構成した、
請求項１又は２記載の有機物質のガス化システム。
【請求項４】
熱を運ぶための多数のヒートキャリアを、ヒートキャリアを加熱するための予熱器、熱分解ガスの水蒸気改質を行うための改質器、及び有機物質原料を熱分解するための熱分解器の順に通した後、移送装置により再び予熱器に戻して循環させるとともに、
前記熱分解器内に有機物質原料を供給し、且つ前記改質器内に対して直接又は間接的に水蒸気を供給し、
前記熱分解器内では、前記有機物質原料を、加熱されたヒートキャリアと接触させることによりチャーと熱分解ガスとに熱分解し、熱分解ガスはヒートキャリアに対して向流接触しながら改質器へ供給し、
前記改質器では、前記熱分解ガスを前記ヒートキャリアにより加熱しつつ前記水蒸気と接触させることにより水素含有濃度を向上させたガスを生成し、
熱風生成装置で、熱風を生成して予熱器に供給し、
前記予熱器では、前記熱風生成装置から供給される熱風を、前記予熱器内を堆積状態で通過するヒートキャリア間に通して、ヒートキャリアと直接接触することによりヒートキャリアを加熱する、
有機物質のガス化システムにおける熱分解器差圧解消方法であって；
前記改質器と熱分解器とを繋ぐ接続管路と、
この接続管路内に接続管路内面から離間するように配置され、前記熱分解ガスは内外に通過するが前記ヒートキャリアは内外に通過しない通気孔が形成された管壁を有し、且つ前記改質器から排出されるヒートキャリアの導入口及び導入したヒートキャリアを接続管路内に放出する放出口を有する、通気性ヒートキャリア管路と、
このヒートキャリア管路からのヒートキャリアの放出の開閉を行うバルブと、を備え付け、
前記熱分解器の内圧が所定の定常運転許容範囲を超えたときに、前記ヒートキャリアの循環、及び前記熱風生成装置から前記予熱器への熱風供給を継続したまま、前記有機物質原料の供給を停止する、差圧解消運転を行い、
この差圧解消運転において、前記熱分解器の内圧が前記所定の定常運転許容範囲に戻ったときに、前記有機物質原料の供給を再開して差圧解消運転を終了する、
ことを特徴とする有機物質のガス化システムにおける熱分解器差圧解消方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
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【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２０１７７０（Ｐ２０１２−２０１７７０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６６７９３（Ｐ２０１１−６６７９３）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００１１５４６３）ライト工業株式会社 (137)
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００１１５４６３）ライト工業株式会社 (137)
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