(57)【要約】【課題】低コストで排水を処理する。【解決手段】ガス化ガス製造装置１００は、燃焼炉１１０と、燃焼炉１１０に接続されたサイクロン１２０と、フィルタを有し、排気管（第４配管１２４および第５配管１３２）を介してサイクロン１２０に接続された除塵部１４０と、サイクロン１２０に接続されたガス化炉１５０と、ガス化炉１５０によって生成されたガス化ガスに水を接触させる精製部１６０と、精製部１６０において生じた排水を、排気管（第５配管１３２）および除塵部１４０のうちいずれか一方または両方に供給する排水供給部１７０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼炉と、
前記燃焼炉に接続されたサイクロンと、
フィルタを有し、排気管を介して前記サイクロンに接続された除塵部と、
前記サイクロンに接続されたガス化炉と、
前記ガス化炉によって生成されたガス化ガスに水を接触させる精製部と、
前記精製部において生じた排水を、前記排気管および前記除塵部のうちいずれか一方または両方に供給する排水供給部と、
を備えるガス化ガス製造装置。
【請求項２】
前記排水供給部は、前記排気管または前記除塵部を通過する燃焼排ガスの流れと対向する方向に前記排水を供給する請求項１に記載のガス化ガス製造装置。
【請求項３】
前記除塵部の前記フィルタの温度が１００℃以上となるように前記排水供給部によって供給される前記排水の供給量を制御する制御部を備える請求項１または２に記載のガス化ガス製造装置。
【請求項４】
前記フィルタは、セラミックフィルタである請求項１または２に記載のガス化ガス製造装置。
【請求項５】
前記精製部は、
前記ガス化ガスに水を噴霧するスプレー塔と、
前記スプレー塔において生じた排水を貯留するタールデカンタと、
を備え、
前記排水供給部は、前記タールデカンタに貯留された前記排水を供給する請求項１から４のいずれか１項に記載のガス化ガス製造装置。
【請求項６】
燃料を燃焼させて流動媒体を加熱する工程と、
前記燃料を燃焼させることで生じた燃焼排ガスと、加熱された前記流動媒体とを固気分離する工程と、
固気分離された前記流動媒体が有する熱で原料をガス化してガス化ガスを生成する工程と、
前記ガス化ガスに水を接触させて前記ガス化ガスを精製する工程と、
前記ガス化ガスを精製することで生じた排水を、固気分離された前記燃焼排ガスに供給する工程と、
前記排水が供給された前記燃焼排ガスを除塵する工程と、
を含むガス化ガスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガス化ガス製造装置、および、ガス化ガスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
７００℃以上９００℃以下の低温の温度範囲において、水蒸気または二酸化炭素等のガス化剤により原料をガス化するガス化炉が開発されている。上記低温の温度範囲で原料をガス化する技術では、原料に含まれるタールが、生成されたガス化ガスに大量に含まれる。タールは２５０℃未満に冷却されると凝縮する。このため、ガス化炉の後段の機器や配管にタールが付着して堆積する。そうすると、配管等が閉塞したり、機器に含まれる触媒が被毒したりする問題が生じる。
【０００３】
ガス化ガスからタールを除去する技術として、ガス化ガスに水を噴霧して冷却し、タールを凝縮させて分離除去する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１１７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水蒸気を用いたガス化反応では、ガス化ガス中に水蒸気が含まれるため、排水が発生する。また、水を噴霧しガス化ガスを洗浄する技術は、タールを含む排水が大量に発生する。このため、ガス化ガス製造装置では、排水の処理に要するコストが高くなってしまう。
【０００６】
本開示は、このような課題に鑑み、低コストで排水を処理することが可能なガス化ガス製造装置、および、ガス化ガスの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るガス化ガス製造装置は、燃焼炉と、燃焼炉に接続されたサイクロンと、フィルタを有し、排気管を介してサイクロンに接続された除塵部と、サイクロンに接続されたガス化炉と、ガス化炉によって生成されたガス化ガスに水を接触させる精製部と、精製部において生じた排水を、排気管および除塵部のうちいずれか一方または両方に供給する排水供給部と、を備える。
【０００８】
また、排水供給部は、排気管または除塵部を通過する燃焼排ガスの流れと対向する方向に排水を供給してもよい。
【０００９】
また、除塵部のフィルタの温度が１００℃以上となるように排水供給部によって供給される排水の供給量を制御する制御部を備えてもよい。
【００１０】
また、フィルタは、セラミックフィルタであってもよい。
【００１１】
また、精製部は、ガス化ガスに水を噴霧するスプレー塔と、スプレー塔において生じた排水を貯留するタールデカンタと、を備え、排水供給部は、タールデカンタに貯留された排水を供給してもよい。
【００１２】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係るガス化ガスの製造方法は、燃料を燃焼させて流動媒体を加熱する工程と、燃料を燃焼させることで生じた燃焼排ガスと、加熱された流動媒体とを固気分離する工程と、固気分離された流動媒体が有する熱で原料をガス化してガス化ガスを生成する工程と、ガス化ガスに水を接触させてガス化ガスを精製する工程と、ガス化ガスを精製することで生じた排水を、固気分離された燃焼排ガスに供給する工程と、排水が供給された燃焼排ガスを除塵する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本開示によれば、低コストで排水を処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ガス化ガス製造装置を説明する図である。
【図２】精製部を説明する図である。
【図３】除塵部、排水供給部、温度測定部、および、制御部を説明する図である。
【図４】ガス化ガスの製造方法の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図５】変形例にかかる排水供給部を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
［ガス化ガス製造装置１００］
図１は、ガス化ガス製造装置１００を説明する図である。なお、図１中、実線の矢印は、固形物（流動媒体、原料、および、残渣）および液体（水、および、排水）の流れを示す。また、図１中、破線の矢印は、ガス（水蒸気、ガス化ガス、空気、および、燃焼排ガス）の流れを示す。また、図１中、一点鎖線の矢印は、信号の流れを示す。
【００１７】
図１に示すように、ガス化ガス製造装置１００は、燃焼炉１１０と、第１配管１１２と、第２配管１１４と、サイクロン１２０と、第３配管１２２と、第４配管１２４と、熱交換器１３０と、第５配管１３２と、除塵部１４０と、ガス化炉１５０と、第６配管１５６と、精製部１６０と、排水供給部１７０と、温度測定部１８０と、制御部１９０とを含む。
【００１８】
ガス化ガス製造装置１００は、流動媒体の流動層を用い、原料をガス化してガス化ガス（合成ガス）を製造する。原料は、例えば、石炭（褐炭等）、バイオマス（木質ペレット等）等の固体原料である。ガス化ガス製造装置１００は、循環流動層式ガス化システムである。つまり、ガス化ガス製造装置１００は、燃焼炉１１０、第２配管１１４、サイクロン１２０、第３配管１２２、ガス化炉１５０、第１配管１１２に、流動媒体を熱媒体として循環させている。流動媒体は、粒径が３００μｍ程度の珪砂である。
【００１９】
燃焼炉１１０は、筒形状である。第１配管１１２は、燃焼炉１１０の下部と、後述するガス化炉１５０とを接続する。燃焼炉１１０には、第１配管１１２を通じて、ガス化炉１５０から燃料および流動媒体が導入される。燃焼炉１１０は、燃料を燃焼させて、流動媒体を６００℃以上１０００℃以下に加熱する。第２配管１１４は、燃焼炉１１０の上部と、後述するサイクロン１２０とを接続する。燃焼排ガス、および、燃焼炉１１０において加熱された流動媒体は、第２配管１１４を通じて、サイクロン１２０に送出される。
【００２０】
サイクロン１２０は、第２配管１１４を通じて燃焼炉１１０から導入された流動媒体と燃焼排ガスとの混合物を固気分離する。サイクロン１２０によって分離された流動媒体は、第３配管１２２に導かれる。第３配管１２２は、サイクロン１２０の底部とガス化炉１５０とを接続する。したがって、サイクロン１２０で分離された高温の流動媒体は、第３配管１２２を通じて、ガス化炉１５０に導入される。
【００２１】
高温の流動媒体は、ガス化炉１５０において、流動化ガス（例えば、水蒸気）によって流動化する。具体的に説明すると、ガス化炉１５０は、収容槽１５２と、水蒸気導入部１５４とを含む。収容槽１５２は、流動媒体および原料を収容する。
【００２２】
水蒸気導入部１５４は、収容槽１５２に水蒸気を導入する。水蒸気導入部１５４は、風箱１５４ａと、ボイラ１５４ｂとを含む。風箱１５４ａは、収容槽１５２の下方に設けられる。風箱１５４ａの上部は、収容槽１５２の底面としても機能する。風箱１５４ａの上部は、通気可能な分散板で構成されている。ボイラ１５４ｂは、水蒸気を生成する。ボイラ１５４ｂは、風箱１５４ａに接続される。ボイラ１５４ｂによって生成された水蒸気は、風箱１５４ａに導入される。風箱１５４ａに導入された水蒸気は、収容槽１５２の底面（分散板）から当該収容槽１５２内に導入される。ボイラ１５４ｂは、収容槽１５２内に流動媒体の流動層を形成可能な流速で水蒸気を風箱１５４ａに導入する。したがって、サイクロン１２０から導入された高温の流動媒体は、水蒸気によって流動化する。これにより、収容槽１５２内において、流動媒体の流動層（例えば、気泡流動層（バブリング流動層））が形成される。
【００２３】
また、ガス化炉１５０（収容槽１５２）には、原料が導入される。導入された原料は、流動媒体が有する６００℃以上９００℃以下の熱によってガス化され、これによってガス化ガス（合成ガス）が製造される。ガス化炉１５０で製造されたガス化ガスは、第６配管１５６を通じて、精製部１６０に導入される。第６配管１５６は、ガス化炉１５０の上部と、精製部１６０とを接続する。精製部１６０の具体的な構成については後に詳述する。
【００２４】
そして、上記したように、ガス化炉１５０において流動化された流動媒体は、ガス化炉１５０と燃焼炉１１０とを接続する第１配管１１２を通じて燃焼炉１１０に戻される。
【００２５】
このように、本実施形態にかかるガス化ガス製造装置１００において、流動媒体は、燃焼炉１１０、第２配管１１４、サイクロン１２０、第３配管１２２、ガス化炉１５０、第１配管１１２を、この順に移動し、再度燃焼炉１１０に導入されることにより、これらを循環する。
【００２６】
また、燃焼炉１１０には、第１配管１１２を通じて、ガス化炉１５０から原料の残渣が導入される。原料の残渣は、燃焼炉１１０において燃料として利用される。原料の残渣は、原料のうち、ガス化炉１５０においてガス化されずに残ったものである。
【００２７】
一方、サイクロン１２０によって、燃焼排ガスは、第４配管１２４に導かれる。第４配管１２４（排気管）は、サイクロン１２０の上部と熱交換器１３０とを接続する。熱交換器１３０は、例えば、ボイラである。熱交換器１３０は、サイクロン１２０によって分離された燃焼排ガスと水とを熱交換する。熱交換器１３０は、燃焼排ガスを冷却して、水を加熱する（気化させる）。熱交換器１３０によって冷却された燃焼排ガスの温度は、例えば、１３０℃以上４５０℃以下である。
【００２８】
第５配管１３２（排気管）は、熱交換器１３０と除塵部１４０とを接続する。除塵部１４０は、熱交換器１３０によって冷却された燃焼排ガスを除塵する。除塵部１４０の具体的な構成については後に詳述する。除塵部１４０によって除塵された燃焼排ガスは、不図示の脱硝装置によって脱硝される。脱硝された燃焼排ガスは、不図示の脱硫装置によって脱硫される。脱硫された燃焼排ガスは、外部に排気される。
【００２９】
このように、ガス化炉１５０は、原料を６００℃以上９００℃以下の低温の温度範囲でガス化する。このため、ガス化炉１５０で生成されたガス化ガスには、タール等の不純物が含まれる。そこで、ガス化ガス製造装置１００は精製部１６０を備える。精製部１６０は、ガス化ガスから不純物を除去（ガス化ガスを精製）する。以下、精製部１６０について詳述する。
【００３０】
［精製部１６０］
図２は、精製部１６０を説明する図である。なお、図２中、破線の矢印は、ガスの流れを示す。また、図２中、実線の矢印は、排水の流れを示す。図２に示すように、精製部１６０は、タール分解炉２１０と、熱交換器２１２と、スプレー塔２１４と、昇圧器２１６と、シフト反応部２１８と、タールデカンタ２２０と、原水槽２２２と、凝集沈殿槽２２４と、排水処理部２２６とを含む。
【００３１】
タール分解炉（酸化改質炉）２１０は、ガス化炉１５０で生成されたガス化ガスに酸素や空気を加え、ガス化ガスの一部を燃焼させる。そうすると、ガス化ガスは、９００℃〜１５００℃程度になる。これにより、ガス化ガスに含まれるタールが酸化改質（分解）される。
【００３２】
熱交換器２１２は、タール分解炉２１０によってタールが分解されたガス化ガスと水蒸気との熱交換を行う。熱交換器２１２は、ガス化ガスの顕熱を水蒸気で回収し、ガス化ガスの出口温度を３００℃以上６００℃以下にする。
【００３３】
スプレー塔２１４は、ガス化ガスに４０℃程度の水を噴霧する。これにより、ガス化ガスは、７０℃程度まで冷却される。そうすると、ガス化ガスに残存するダスト（スラッジ）が凝縮され、ガス化ガスから除去される。
【００３４】
昇圧器２１６は、例えば、ブロワ、圧縮機、ターボ型のポンプ、または、容積型のポンプで構成される。昇圧器２１６は、スプレー塔２１４によってスラッジが除去されたガス化ガスを０．１ＭＰａ〜５ＭＰａに昇圧する。
【００３５】
シフト反応部２１８は、昇圧されたガス化ガスに水蒸気を加えてシフト反応を進行させる。これにより、ガス化ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）が水素に変換される。こうして、シフト反応部２１８によって水素の含有量が高められたガス化ガス（精製ガス化ガス）は、後段の設備に送出される。
【００３６】
タールデカンタ２２０は、スプレー塔２１４において生じた排水を貯留する。タールデカンタ２２０は、比重（質量重量および粒径）の違いによって、排水を上澄液と沈降物とに分離する。上澄液には、タールが含まれる。沈降物には、ダストが含まれる。ダストには、例えば、カルシウム（Ｃａ）の化合物、シリカ（Ｓｉ）の化合物、および、重金属の化合物が含まれる。タールデカンタ２２０において生じた上澄液は、原水槽２２２に送出される。タールデカンタ２２０において生じた沈降物は、所定の処理が施された後、廃棄される。
【００３７】
原水槽２２２は、タールデカンタ２２０で分離された上澄液と、昇圧器２１６およびシフト反応部２１８において生じた排水を一時的に貯留する。
【００３８】
凝集沈殿槽２２４には、原水槽２２２から排水（上澄液を含む）が導かれる。凝集沈殿槽２２４は、排水と凝集剤とを混合する。これにより、排水中の無機イオンが凝集されて、排水から除去される。無機イオンは、例えば、カルシウムイオン、シリカイオン、および、重金属のイオンである。
【００３９】
排水処理部２２６には、凝集沈殿槽２２４から排水が導かれる。排水処理部２２６は、排水中のアンモニアおよび有機物を除去する。こうして、処理された排水は、放流される。
【００４０】
このように、精製部１６０は、ガス化炉１５０によって生成されたガス化ガスに水を接触させて、ガス化ガスから不純物を除去する。このため、不純物を含む排水が大量に発生する。そうすると、タールデカンタ２２０、原水槽２２２、凝集沈殿槽２２４、および、排水処理部２２６の容積（設置面積）が大きくなったり、凝集沈殿槽２２４において添加される凝集剤の量が多くなったりするという問題が生じる。そこで、本実施形態のガス化ガス製造装置１００は、排水供給部１７０、温度測定部１８０、および、制御部１９０を備える。以下、排水供給部１７０、温度測定部１８０、および、制御部１９０について詳述する。
【００４１】
［排水供給部１７０、温度測定部１８０、および、制御部１９０］
排水供給部１７０は、精製部１６０において生じた排水を、第５配管１３２および除塵部１４０に供給する。本実施形態において、排水供給部１７０は、タールデカンタ２２０に貯留された排水、および、凝集沈殿槽２２４に貯留された排水を第５配管１３２および除塵部１４０に供給する。具体的に説明すると、排水供給部１７０は、タールデカンタ２２０の下部の排水、つまり、沈降物を含む排水を第５配管１３２および除塵部１４０に供給する。また、排水供給部１７０は、凝集沈殿槽２２４の下部の排水、つまり、凝集物を含む排水を第５配管１３２および除塵部１４０に供給する。
【００４２】
図３は、除塵部１４０、排水供給部１７０、温度測定部１８０、および、制御部１９０を説明する図である。なお、図３中、破線の矢印は、ガスの流れを示す。また、図３中、実線の矢印は、排水の流れを示す。図３中、一点鎖線の矢印は、信号の流れを示す。
【００４３】
図３に示すように、除塵部１４０は、バグフィルタで構成される。除塵部１４０は、筐体１４２と、フィルタ１４４とを含む。筐体１４２は、第５配管１３２に接続される。フィルタ１４４は、筐体１４２内に配される。フィルタ１４４は、筐体１４２内を第１空間１４２Ａと第２空間１４２Ｂとに仕切る。第１空間１４２Ａは、第５配管１３２と連通する。第２空間１４２Ｂは、第５配管１３２と非連通である。
【００４４】
フィルタ１４４には、複数の細孔が形成される。第５配管１３２を通じて、熱交換器１３０（サイクロン１２０）から導入された燃焼排ガスは、まず、除塵部１４０の第１空間１４２Ａに導入される。そして、燃焼排ガスは、フィルタ１４４を通過して、第２空間１４２Ｂに導入される。燃焼排ガスに含まれるダストは、フィルタ１４４の通過過程でフィルタ１４４に捕捉される。フィルタ１４４に捕捉されたダストは、第１空間１４２Ａに設けられた排出口１４２ａを通じて外部に排出される。一方、フィルタ１４４によってダストが除去された燃焼排ガスは、第２空間１４２Ｂに設けられた排気口１４２ｂを通じて脱硝装置に排気される。
【００４５】
排水供給部１７０は、第７配管１７２と、ポンプ１７４と、第８配管１７６と、バルブ１７６ｂと、第９配管１７８と、バルブ１７８ｂとを含む。
【００４６】
第７配管１７２は、精製部１６０とポンプ１７４の吸入側とを接続する。ポンプ１７４は、精製部１６０において生じた排水を吸引して、第５配管１３２および除塵部１４０に供給する。
【００４７】
第８配管１７６は、ポンプ１７４の吐出側と第５配管１３２とを接続する。第８配管１７６の先端には、１または複数の開口１７６ａが形成されている。開口１７６ａは、第５配管１３２内に配される。具体的に説明すると、開口１７６ａは、第５配管１３２内を流れる燃焼排ガスが衝突する位置に設けられる。また、第８配管１７６には、バルブ１７６ｂが設けられる。
【００４８】
第９配管１７８は、第８配管１７６におけるポンプ１７４とバルブ１７６ｂとの間と、除塵部１４０とを接続する。第９配管１７８の先端には、１または複数の開口１７８ａが形成されている。開口１７８ａは、筐体１４２内に配される。開口１７８ａは、筐体１４２と第５配管１３２との接続箇所に臨んで設けられる。開口１７８ａは、フィルタ１４４と対向しない向きに設けられる。また、第９配管１７８には、バルブ１７８ｂが設けられる。
【００４９】
排水供給部１７０によって、第５配管１３２および除塵部１４０に排水が供給されると、燃焼排ガスが有する熱で排水が気化される。また、排水に含まれるカルシウム、シリカ、および、重金属は、燃焼排ガスに含まれる二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、および、硫黄酸化物（ＳＯｘ）と反応し、固体となる。こうして生成された固体は、フィルタ１４４で捕捉される。捕捉された固体は、上記ダストとともに、排出口１４２ａを通じて外部（脱硝装置）に排出される。
【００５０】
温度測定部１８０は、フィルタ１４４の温度を測定する。温度測定部１８０によって測定されたフィルタ１４４の温度は、制御部１９０に出力される。
【００５１】
制御部１９０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成される。制御部１９０は、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出す。制御部１９０は、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働してガス化ガス製造装置１００全体を管理および制御する。
【００５２】
本実施形態において、制御部１９０は、フィルタ１４４の温度に基づいて、ポンプ１７４、バルブ１７６ｂ、および、バルブ１７８ｂを制御する。
【００５３】
制御部１９０は、フィルタ１４４の温度が１００℃以上の所定の閾値以上である場合に、ポンプ１７４を起動、または、駆動を維持する。また、制御部１９０は、フィルタ１４４の温度が閾値未満である場合に、ポンプ１７４の駆動を停止する。
【００５４】
さらに、制御部１９０は、フィルタ１４４の温度が閾値以上である場合に、バルブ１７６ｂを開弁する。制御部１９０は、フィルタ１４４の温度が閾値未満である場合に、バルブ１７６ｂを閉弁する。また、制御部１９０は、フィルタ１４４の温度が閾値以上である場合に、バルブ１７８ｂを開弁し、バルブ１７８ｂの開度を調整する。制御部１９０は、フィルタ１４４の温度が閾値未満である場合に、バルブ１７８ｂを閉弁する。
【００５５】
［ガス化ガスの製造方法］
続いて、上記ガス化ガス製造装置１００を用いたガス化ガスの製造方法を説明する。図４は、ガス化ガスの製造方法の処理の流れを説明するフローチャートである。図４に示すように、ガス化ガスの製造方法は、加熱工程Ｓ１１０と、分離工程Ｓ１２０と、ガス化工程Ｓ１３０と、精製工程Ｓ１４０と、供給工程Ｓ１５０と、除塵工程Ｓ１６０とを含む。以下、各工程について詳述する。
【００５６】
［加熱工程Ｓ１１０］
加熱工程Ｓ１１０は、燃焼炉１１０が、燃料（原料の残渣）を燃焼させて流動媒体を加熱する工程である。
【００５７】
［分離工程Ｓ１２０］
分離工程Ｓ１２０は、サイクロン１２０が、燃料を燃焼させることで生じた燃焼排ガスと、加熱された流動媒体とを固気分離する工程である。
【００５８】
［ガス化工程Ｓ１３０］
ガス化工程Ｓ１３０は、ガス化炉１５０が、固気分離された流動媒体が有する熱で原料をガス化してガス化ガスを生成する工程である。
【００５９】
［精製工程Ｓ１４０］
精製工程Ｓ１４０は、精製部１６０が、ガス化ガスに水を接触させてガス化ガスを精製する工程である。
【００６０】
［供給工程Ｓ１５０］
供給工程Ｓ１５０は、排水供給部１７０が、ガス化ガスを精製することで生じた排水を、固気分離された燃焼排ガスに供給する工程である。
【００６１】
［除塵工程Ｓ１６０］
除塵工程Ｓ１６０は、除塵部１４０が、排水が供給された燃焼排ガスを除塵する工程である。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態のガス化ガス製造装置１００およびこれを用いたガス化ガスの製造方法は、排水供給部１７０を備える。このため、精製部１６０において生じた排水を燃焼排ガスによって気化（蒸発）させることができる。したがって、精製部１６０で処理する排水の量を低減することが可能となる。これにより、タールデカンタ２２０、原水槽２２２、凝集沈殿槽２２４、および、排水処理部２２６の容積を小さくすることができる。また、凝集沈殿槽２２４において添加される凝集剤の量を低減することが可能となる。さらに、タールデカンタ２２０において生じた沈降物の量を低減することができる。したがって、排水の処理に要するコストを低減することができる。
【００６３】
また、上記したように、排水供給部１７０は、第５配管１３２内に配される開口１７６ａを有する第８配管１７６、および、除塵部１４０（筐体１４２）内に配される開口１７８ａを有する第９配管１７８を備える。そして、開口１７６ａは、第５配管１３２を流れる燃焼排ガスが衝突する位置に設けられ、開口１７８ａは、筐体１４２と第５配管１３２との接続箇所に臨んで設けられる。つまり、排水供給部１７０（開口１７６ａ）は、第５配管１３２を通過する燃焼排ガスの流れと対向する方向に排水を供給する。また、排水供給部１７０（開口１７８ａ）は、除塵部１４０を通過する燃焼排ガスの流れと対向する方向に排水を供給する。これにより、排水と燃焼排ガスとを効率よく接触させることができる。したがって、燃焼排ガスによる排水の処理量（蒸発させる排水量）を増加させることが可能となる。
【００６４】
また、上記したように、開口１７８ａは、フィルタ１４４と対向しない位置に設けられる。これにより、排水がフィルタ１４４に直接吹きかけられる事態を回避することができる。したがって、フィルタ１４４の温度の急激な低下を防止することが可能となる。
【００６５】
また、上記したように、制御部１９０は、除塵部１４０のフィルタ１４４の温度が１００℃以上となるように排水供給部１７０によって供給される排水の供給量を制御する。これにより、フィルタ１４４が結露してしまう事態を回避することができる。
【００６６】
また、上記したように、排水供給部１７０は、タールデカンタ２２０の下部および凝集沈殿槽２２４の下部から排水を取り出す。これにより、排水中に含まれる沈降物を、第５配管１３２および除塵部１４０に送出することができる。したがって、沈降物に含まれる無機物（無機イオン）によって、燃焼排ガスに含まれる二酸化炭素、窒素酸化物、および、硫黄酸化物を取り除くことができる。このため、除塵部１４０の後段に設けられる脱硝装置、および、脱硫装置を小型化する、もしくは、省略することが可能となる。また、ガス化ガス製造装置１００から排気される二酸化炭素の量を削減することができる。さらに、沈降物を乾燥体として回収することができるため、廃棄物としての沈降物の重量および体積を低減することが可能となる。
【００６７】
以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６８】
例えば、上述した実施形態において、排水供給部１７０が、第５配管１３２および除塵部１４０に排水を供給する構成を例に挙げて説明した。しかし、排水供給部１７０は、第５配管１３２および除塵部１４０のいずれか一方に排水を供給すればよい。
【００６９】
また、上記実施形態において、排水供給部１７０が、第５配管１３２または除塵部１４０を通過する燃焼排ガスの流れと対向する方向に排水を供給する構成を例に挙げて説明した。しかし、排水供給部１７０は、燃焼排ガスの流れと同じ方向、または、燃焼排ガスの流れと交差する方向に排水を供給してもよい。
【００７０】
図５は、変形例にかかる排水供給部１７０を説明する図である。なお、図５中、破線の矢印は、ガスの流れを示す。また、図５中、実線の矢印は、排水の流れを示す。図５中、一点鎖線の矢印は、信号の流れを示す。
【００７１】
図５に示すように、変形例の開口１７６ａは、第５配管１３２内を流れる燃焼排ガスが衝突しない位置に設けられる。具体的に説明すると、開口１７６ａは、第５配管１３２内の燃焼排ガスの流れに沿って（燃焼排ガスの流れと同じ方向に）排水が供給されるように設けられる。
【００７２】
上記したように、第５配管１３２を通過する燃焼排ガスは、１３０℃以上４５０℃以下と高温である。また、排水供給部１７０に導かれる排水（タールデカンタ２２０に貯留された排水）は８０℃程度である。このため、開口１７６ａから排出された排水は、直ちに蒸発し、これに伴い固形物が生じる。
【００７３】
したがって、燃焼排ガスが衝突しない位置に開口１７６ａが設けられる構成により、排水の蒸発に伴って生じる固形物による、開口１７６ａの目詰まりを抑制することができる。
【００７４】
また、図５に示すように、開口１７６ａが形成されるノズルは、一部が第５配管１３２外に設けられる。これにより、燃焼排ガスに含まれるダストのノズルへの衝突を抑制することができる。したがって、第８配管１７６は、ノズルの摩耗を抑制することが可能となる。
【００７５】
また、上記実施形態において、除塵部１４０のフィルタ１４４の温度が１００℃以上となるように排水の供給量を制御する構成を例に挙げて説明した。しかし、排水供給部１７０は、所定量の排水を常時供給してもよい。この場合、所定量は、シミュレーション、または、実験によって算出された、フィルタ１４４の温度が１００℃以上となる排水の供給量である。
【００７６】
また、上記実施形態において、ガス化ガス製造装置１００が、熱交換器１３０を備える構成を例に挙げて説明した。しかし、ガス化ガス製造装置１００は、熱交換器１３０を備えずともよい。この場合、除塵部１４０のフィルタ１４４は、セラミックフィルタで構成されてもよい。これにより、６００℃以上１０００℃以下の燃焼排ガスによって、精製部１６０で生じた排水を気化させることができる。また、この際、制御部１９０は、除塵部１４０のフィルタ１４４の温度が１００℃以上となるように排水の供給量を制御せずともよい。
【００７７】
また、上記実施形態において、排水供給部１７０は、タールデカンタ２２０および凝集沈殿槽２２４から排水を取り出す構成を例に挙げて説明した。しかし、排水供給部１７０は、タールデカンタ２２０および凝集沈殿槽２２４のいずれか一方から排水を取り出してもよい。
【００７８】
また、上記実施形態において、ガス化炉１５０は、流動媒体の流動層で固体原料をガス化する構成を例に挙げて説明した。しかし、ガス化炉１５０は、流動媒体が有する熱で固体原料をガス化できればよい。ガス化炉１５０は、例えば、流動媒体の移動層で固体原料をガス化してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本開示は、ガス化ガス製造装置、および、ガス化ガスの製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１００  ガス化ガス製造装置
１１０  燃焼炉
１２０  サイクロン
１２４  第４配管（排気管）
１３２  第５配管（排気管）
１４０  除塵部
１４４  フィルタ
１５０  ガス化炉
１６０  精製部
１７０  排水供給部
１９０  制御部
２１４  スプレー塔
２２０  タールデカンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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