移動床ガス化炉

【課題】移動床ガス化炉内での廃棄物のブリッヂや吹き抜けの発生を確実になくして適切なガス化を可能とする移動床ガス化炉を提供する。
【解決手段】ガス化炉１０の熱分解帯Ａ２が形成される高さ位置に炉内壁１０ａの周方向に沿った所定長さの押圧面３を有する箱状の押圧体２を周方向に複数設け、この押圧体２が炉心方向に前進することによって形成されたブリッヂを押圧面３で押圧して破壊し、最も前進した際に押圧体２の後端が挿通孔６を抜け出ない長さを有し、炉内壁１０ａに設けた挿通孔６に後退した際に押圧面３が上方の炉内壁１０ａより後退した位置となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動床ガス化炉に関し、さらに詳しくは移動床ガス化炉内での廃棄物のブリッヂや吹き抜けを確実になくして適切なガス化を可能とする移動床ガス化炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般ごみ等の廃棄物を熱分解させてガス化するガス化炉が提案されている。このガス化炉は、炉内に廃棄物を供給充填し、底部から主に空気を供給して点火することによって廃棄物の一部を燃焼させてガス化するようにしている。
【０００３】
廃棄物には、不燃性ペレットが混合されて、供給される空気等の流通が確保され、安定した位置に燃焼帯が形成される。その上方には還元雰囲気の熱分解帯が形成され、さらにその上方に乾燥帯が形成される。燃焼残渣は燃焼帯の下方に流下して底部から供給される空気等によって冷却されて冷却帯を形成し、順次、炉外に排出される。
【０００４】
廃棄物は上述した乾燥帯、熱分解帯、燃焼帯、冷却帯の順に自重によって降下するが、廃棄物が一般ごみ等の場合は疎密のばらつきが大きく、自重による降下では疎密のばらつきが解消されず、ブリッヂが形成され易くなる。廃棄物の一部が熱分解帯で炉内壁に固着することによってもブリッヂが形成される。ブリッヂが形成されるとその部分の廃棄物の円滑な降下が妨げられ、ブリッヂを放置しておくと益々、降下不良範囲が拡大することになる。
【０００５】
これによって供給された空気等が特定の経路に偏って上方へ流通するという吹き抜けが生じる。このようなブリッヂや吹き抜けが生じると、各帯域が安定して形成されず適正なガス化が実現できないという問題があった。
【０００６】
ブリッヂや吹き抜けを防止する方法として、ガス化炉の側周壁に傾斜角度を有する複数の挿通孔を穿設して、この挿通孔に突き棒を炉心方向へ進退可能に配備したガス化炉が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
この提案では、突き棒を進退させることによって、炉内の廃棄物に多数の連通孔を穿設して、この連通孔によって燃焼ガスの均一な流通を確保するようにしているので、多数の挿入孔および突き棒を配置しなければならないという問題があった。
【０００８】
また、突き棒では廃棄物に対して、非常に狭い範囲で局部的な外力を与えることしかできず、形成されたブリッヂを破壊することはできなかった。
【特許文献１】特開２００２―６１８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、移動床ガス化炉内での廃棄物のブリッヂや吹き抜けを確実になくして適切なガス化を可能とする移動床ガスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため本発明の移動床ガス化炉は、上部に廃棄物投入路を有し、廃棄物を低酸素雰囲気で熱分解させてガス化する移動床ガス化炉において、前記ガス化炉の高さ方向中途に炉内壁の周方向に沿った所定長さの押圧面を有する押圧体を周方向に複数設け、該複数の押圧体をそれぞれ炉心方向に進退可能としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の移動床ガス化炉によれば、上部に廃棄物投入路を有し、廃棄物を低酸素雰囲気で熱分解させてガス化する移動床ガス化炉において、ガス化炉の高さ方向中途に炉内壁の周方向に沿った所定長さの押圧面を有する押圧体を周方向に複数設け、この複数の押圧体をそれぞれ炉心方向に進退可能として、形成されたブリッヂを所定の大きさを有する押圧面で押圧することによって確実にブリッヂを破壊することができ、廃棄物の降下を促進させて吹き抜けをなくすことができる。加えて、ブリッヂの形成を予防することもできる。
【００１２】
また、押圧面は炉内壁の周方向に沿った形状なので、押圧体を炉心方向において後退させることによって、押圧面の炉内壁からの突出量を最小限またはなくすことができ、廃棄物の円滑な降下を妨害することもない。
【００１３】
これによって、炉内の廃棄物が燃焼することで形成される燃焼帯や熱分解帯等の各帯域を安定して形成させることができ、適正なガス化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の移動床ガス化炉を図に示した実施形態に基づいて説明する。図１に第１の実施形態の移動床ガス化炉１０を縦断面図で示し、図２に図１のＡ−Ａ断面図を示す。このガス化炉１０は上部に投入路１６を立設し、上方側面に生成ガス排出路１１を有する円筒形の縦型のガス化炉１０である。
【００１５】
投入路１６には被燃焼物となる廃棄物Ｔを貯蔵する廃棄物ホッパ１３がスクリューフィーダ１５を介して接続され、ガス化炉１０内の通気性を確保するための移動床を形成する軽石、セラミックス等の粒状の不燃性ペレットＰを貯蔵するペレットホッパ１２がペレット導入路８を介して接続されている。
【００１６】
廃棄物ホッパ１３、ペレットホッパ１２の上方に接続されている廃棄物受入口７、ペレット受入口９には、それぞれ交互に開閉する開閉ゲート１ａ、１ｂが離間して設けられている。
【００１７】
ガス化炉１０の高さ方向中途には、押圧体２が炉心方向に進退可能に設けられている。押圧体２およびその周辺構造の詳細については後述する。
【００１８】
ガス化炉１０の底部には回転駆動モータ１８で回転する回転軸２１に固定されたテーブルフィーダ１９が備わり、離間して配置された開閉ゲート１ａ、１ｂを備えた残渣排出室１７がテーブルフィーダ１９に隣接して設けられている。回転軸２１にはガス供給孔２０が備わり、ガス化炉１０内に空気等と水蒸気が放射状に噴射可能となっている。
【００１９】
ガス化炉１０の側面には図示しない複数の温度センサ、複数の炉内圧力センサおよび充填された廃棄物Ｔのレベルを検知するレベルセンサが適所に配置されている。
【００２０】
このガス化炉１０内は微負圧または微正圧に設定されるため、各所に配置された離間して設けられた開閉ゲート１ａ、１ｂは、交互に開閉することで、ガス化炉１０内の気密性を保っている。これによって、ガス化炉１０内が微負圧の場合は、外気がガス化炉１０内に流入して生成ガスＧの質が低下することを防止し、ガス化炉１０が微正圧の場合は、生成ガスＧが大気中に流出することを防止する。
【００２１】
廃棄物Ｔはスクリューフィーダ１５によって投入路１６を経て炉内に供給され、不燃性ペレットＰは投入機１４によってペレット導入路８および投入路１６を経て炉内に供給される。
【００２２】
ガス化炉１０内の底部の廃棄物Ｔが点火されると、ガス化炉１０底部のガス供給孔２０から供給される空気等によって廃棄物Ｔの一部が燃焼して例えば１０００℃程度の燃焼帯Ａ３が形成される。ここで空気等の流通性は不燃性ペレットＰによって確保される。
【００２３】
定常状態ではこの燃焼帯Ａ３が安定した位置に形成され、その上方に還元雰囲気の熱分解帯Ａ２が形成され、さらにその上方に乾燥帯Ａ１が形成される。燃焼帯Ａ３の下方には燃焼して流下した燃焼残渣Ｄからなる層がガス供給孔２０から供給される空気等によって、冷却されて冷却帯Ａ４となる。燃焼残渣Ｄと不燃性ペレットＰの抜き出し速度を制御することによって各帯域の形成位置を制御する。
【００２４】
熱分解帯Ａ２においては、廃棄物Ｔが低酸素雰囲気で熱分解されて可燃性の熱分解ガス、炭素（チャー）、不燃性の残渣Ｄとなる。生成したチャーの一部はガス供給孔２０から供給される水蒸気と反応して水性ガス（ＣＯ、Ｈ₂）が生成される。
【００２５】
残渣Ｄはテーブルフィーダ１９によって、残渣排出室１７を経て、外部へ排出される。熱分解ガスと水性ガスとからなる生成ガスＧは、熱分解帯Ａ２の上方にある廃棄物Ｔのすき間を通って上昇する際に廃棄物Ｔを乾燥させて乾燥帯Ａ１を形成し、これによって生成ガスＧは、例えば２００℃程度に冷却されて生成ガス排出路１１から排出されて燃料ガス等として有効利用される。
【００２６】
残渣Ｄが排出されることによって、ガス化炉１０内の廃棄物Ｔは既述した乾燥帯Ａ１、熱分解帯Ａ２、燃焼帯Ａ３、冷却帯Ａ４の順に自重で降下する。
【００２７】
ガス化炉１０内の廃棄物Ｔが一般ごみ等の雑多なごみである場合は、特に疎密のばらつきが大きく、また、炉内壁に固着する成分を含んでいることがあるので、主に熱分解帯Ａ２でブリッヂが形成され易く、ブリッヂによっていわゆる吹き抜けが発生し、各帯域が形成される位置が不安定になる。尚、ガス化炉１０の適所に配置した図示しない温度センサが検知した炉内の温度でブリッヂ、吹き抜けの発生有無を判断する。
【００２８】
押圧体２はガス化炉１０においてブリッヂが形成され易い熱分解帯Ａ２となる５００〜８００℃に制御される高さ位置に配置するのが好ましい。この実施形態では箱状の押圧体２が、熱分解帯Ａ２となる高さ位置にガス化炉１０の側壁に設けられた挿通孔６を挿通して炉心方向に図示しない油圧機構等のロッド５によって略水平に進退可能となっている。押圧体２の水平方向の移動距離は１ｃｍ〜５ｃｍ程度、好ましくは１ｃｍ〜２ｃｍで十分である。
【００２９】
押圧体２は、前面に炉内壁１０ａの周方向に沿った所定長さの押圧面３を有している。所定長さとは、炉内壁１０ａの周長の５０〜１００％程度であり、周方向に配置する押圧体２の数等によって決定される。例えば、周方向に沿って２つの押圧体２を配置する場合は、この所定長さを長く設定し、配置数が多い場合は短く設定する。尚、縦方向寸法は形成される熱分解帯Ａ２の厚みや進退させ易さ等を考慮して決定する。
【００３０】
ガス化炉１０の側壁外側には、挿通孔６を覆うようにシールカバー４が設置され、押圧体２の進退スペースを確保しつつ、炉内の気密性を保つようにしている。
【００３１】
温度センサの検知温度に基づいてブリッヂや吹き抜けが発生していると判断すると、通常は炉心方向において後退した位置にある押圧体２が前進して押圧面３で廃棄物Ｔを押圧し、廃棄物Ｔを炉内壁１０ａからはく離させてから通常の後退位置に戻り、空洞等をなくして偏りのない空気等の流路を確保する。それぞれの押圧体２は、個別独立に進退させてもよく、対向する押圧体２を同位相、逆位相で進退させてもよい。
【００３２】
このように、炉内壁１０ａの周方向に沿った所定長さを有する押圧面３、即ち、所定の広さを有する押圧面３で廃棄物Ｔを押圧するので、確実にブリッヂや吹き抜けをなくすことができ、適正なガス化が可能となる。ブリッヂを破壊するだけでなく、適宜、押圧体２を進退させてブリッヂ、吹き抜けの予防をすることもできる。
【００３３】
温度センサの検知温度からブリッヂや吹き抜けの発生有無を判断して、押圧体２を進退させる一連のプロセスは、図示しない制御装置に必要データを入力しておき、この予め入力したデータと検知した温度データとに基づいて自動制御運転することが好ましい。
【００３４】
また、図３に示すように挿通孔６内部に引っ込んで後退位置にある押圧体２の押圧面３は、押圧面３の上方にある炉内壁１０ａと同じ位置にあり、通常時に炉内壁１０ａから突出しないので廃棄物Ｔの自重降下を妨げることがない。廃棄物Ｔの降下を円滑にするには、このように押圧面３を炉内壁１０ａと同一または炉内壁１０ａよりも後退した位置なるように押圧体２を後退可能にするのが好ましい。
【００３５】
この挿入孔６は押圧体２が進退可能であり、炉内壁１０ａを拡径する部分となるので、本発明で規定する拡径部１０ｂに該当する。
【００３６】
また、図２に示すように押圧体２が炉心方向において、最も前進した際に押圧体２の後端が押圧体２の上方の炉内壁１０ａよりも後退した位置となる長さ、即ち、後端が炉内壁１０ａから突出せず抜け出ない長さを有しているので、押圧体２を進退させても押圧体２の後端面に廃棄物Ｔが入り込むことがなく、円滑に進退させることができる。押圧体２は中実体でもよいが、中空体として軽量化することができる。
【００３７】
押圧体２の周方向の配置は、図２では均等に４分割した位置にしているがこれに限定されず、少なくとも２つの押圧体２を周方向に配置するようにすればよい。
【００３８】
また、それぞれの押圧体２の高さ位置は、すべて同一高さでも、それぞれ高さ位置を変えてもよく、熱分解帯Ａ２となる位置に配置されるようにすれば効果的である。
【００３９】
実施形態では、押圧体２を炉心方向においてほぼ水平に進退させる構造となっているが、傾斜をつけて斜め下方、斜め上方に進退させてもよく、水平に進退する押圧体２、斜めに進退する押圧体２を組合せてもよい。
【００４０】
図４に第２実施形態の押圧体２およびその周辺の構造を示す。この押圧体２はガス化炉１０の炉内壁１０ａの周方向に沿った所定長さの押圧面３を有する縦方向寸法の短い円弧状の棒体となっている。
【００４１】
この押圧体２も先の実施形態と同様にロッド５によって炉心方向に進退し、円弧状の面で廃棄物Ｔを押圧して確実にブリッヂや吹き抜けをなくすことができる。炉内壁１０ａの高さ方向中途より下方には炉内壁１０ａを外側に拡大した拡径部１０ｂが設けられている。
【００４２】
押圧体２は、この拡径部１０ｂに後退して、この後退位置にある押圧体２の押圧面３は、押圧面３の上方の炉内壁１０ａよりも後退した位置となる。即ち、通常時となる後退位置においては、押圧面３は上方の炉内壁１０ａよりも突出しないので、廃棄物Ｔの自重降下を妨げることはない。尚、炉内壁１０ａに拡径部１０ｂを設けず直線状にすることもできる。
【００４３】
この押圧体２は縦方向寸法を比較的短い１０〜２０ｃｍとしているので後退する際に、後端面に廃棄物が入り込んでも、後退している過程で滞留することなく排出されて、押圧面３を上方の炉内壁１０ａから突出させることなく、所定の後退位置まで後退させることができる。
【００４４】
図５に押圧体２およびその周辺構造の変形例を示す。図５（ａ）に示す押圧体２は板状で、炉内壁の周方向に沿った所定長さの押圧面３を有している。この押圧体２も既述した実施形態と同様に、ロッド５によって炉心方向に進退可能となっている。このロッド５はガス化炉１０の側壁の挿通孔６を挿通し、側壁外側には、挿通孔６およびロッド５を覆うシールカバー４が設置されている。
【００４５】
この押圧体２では、押圧面３が広いので広範囲の廃棄物Ｔを押圧することができ、ブリッヂの破壊には効果的である。この例では、炉内壁１０ａに凹状の拡径部１０ｂが設けられ、押圧体２が後退位置にある際に廃棄物Ｔの降下を妨げない構造となっている。
【００４６】
図５（ｂ）に示す押圧体２は、縦断面形状がＬ字状で、炉内壁１０ａの周方向に沿った所定長さの押圧面３を有し、この押圧面３の上端に平板２ａが連結した形状となっている。
【００４７】
この押圧体２では、押圧面３が広いのでブリッヂの破壊には効果的であり、押圧体２が進退した際に、上端の平板２ａが廃棄物Ｔの押圧面３裏側への回り込みを防止するので、円滑に押圧体２を進退させることが可能となる。
【００４８】
炉内壁１０ａには拡径部１０ｂが設けられ、押圧体２が後退位置にある際に廃棄物Ｔの降下を妨げない構造となっている。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１実施形態のガス化炉を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面拡大図である。
【図３】図１において押圧体を後退させた状態を例示する一部拡大図である。
【図４】第２実施形態のガス化炉の押圧体およびその周辺を示し、炉内壁を縦方向に切り取って一部を拡大した斜視図である。
【図５】押圧体およびその周辺構造の変形例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１、１ａ、１ｂ開閉ゲート
２押圧体２ａ押圧体の上端平板
３押圧面
４シールカバー
５ロッド
６挿通孔
７廃棄物受入口
８ペレット導入路
９ペレット受入口
１０ガス化炉１０ａ炉内壁１０ｂ拡径部
１１生成ガス排出路
１２ペレットホッパ
１３廃棄物ホッパ
１４ペレット投入機
１５スクリューフィーダ
１６投入路
１７残渣排出室
１８回転駆動モータ
１９テーブルフィーダ
２０ガス供給孔
２１回転軸

【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に廃棄物投入路を有し、廃棄物を低酸素雰囲気で熱分解させてガス化する移動床ガス化炉において、前記ガス化炉の高さ方向中途に炉内壁の周方向に沿った所定長さの押圧面を有する押圧体を周方向に複数設け、該複数の押圧体をそれぞれ炉心方向に進退可能としたことを特徴とする移動床ガス化炉。
【請求項２】
前記炉内壁に前記押圧体が後退可能な拡径部を設けるとともに、該拡径部に後退した押圧体の押圧面が炉心方向において、押圧面の上方の炉内壁と同一またはこの炉内壁より後退した位置となる請求項１に記載の移動床ガス化炉。
【請求項３】
前記押圧体は箱状であり、炉心方向において最も前進した際に、その後端が押圧体の上方の炉内壁よりも後退した位置となる長さを有する請求項１または２に記載の移動床ガス化炉。

【図１】