(57)【要約】【課題】熱分解ガス中のタールを改質する改質器のタールのガス化率を向上する。【解決手段】廃棄物を熱分解して得られた熱分解ガスが流通される容器２と、該容器に前記熱分解ガスが流入される流入管路３を有する熱分解ガスの改質器１において、前記流入管路と前記容器の接続部に位置させて該流入管路と同軸に円筒状のノズル４を設け、該ノズルと前記流入管路３とにより形成される空間が熱分解ガス流入路５とされ、前記ノズル４は、酸化剤ガスの供給源に連通可能に設けられた管路の先端を閉塞して形成され、該先端の周縁部に前記熱分解ガス流入路に向けて形成された複数の噴出孔を有し、該複数の噴出孔から前記酸化剤ガスを噴出させて前記熱分解ガスの一部を燃焼させることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を熱分解して得られた熱分解ガスが流通される容器と、該容器に前記熱分解ガスが流入される流入管路と、前記容器から前記熱分解ガスを排出する排出管路を有する熱分解ガスの改質器において、
前記流入管路と前記容器の接続部に位置させて該流入管路と同軸に円筒状のノズルを設け、該ノズルと前記流入管路とにより形成される空間が熱分解ガス流入路とされ、
前記ノズルは、酸化剤ガスの供給源に連通可能に設けられた管路の先端を閉塞して形成され、該先端の周縁部に前記熱分解ガス流入路に向けて形成された複数の噴出孔を有し、該複数の噴出孔から前記酸化剤ガスを噴出させて前記熱分解ガスの一部を燃焼させることを特徴とする熱分解ガスの改質器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱分解ガスの改質器において、
前記ノズルの先端の複数の噴出孔は、各噴出孔から噴出される前記酸化剤ガスと前記熱分解ガスにより形成される燃焼火炎が、前記熱分解ガス流入路の断面を覆うように配置されてなることを特徴とする熱分解ガスの改質器。
【請求項３】
請求項１に記載の熱分解ガスの改質器において、
前記ノズルの先端の複数の噴出孔は、それぞれ連結されて円環状のスリットに形成されてなることを特徴とする熱分解ガスの改質器。
【請求項４】
請求項３に記載の熱分解ガスの改質器において、
前記ノズルは、該ノズルの開口された先端に円錐状の先端部材を装着して閉塞され、該ノズルの開口された先端と前記先端部材とにより形成される隙間を前記円環状のスリットの噴出孔とされてなることを特徴とする熱分解ガスの改質器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱分解ガスの改質器に係り、特に、熱分解ガスに含まれる高分子量の炭化水素を低分子量の炭化水素等に変換するのに好適な熱分解ガスの改質器に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱分解ガスは、木質系チップ等のバイオマス、あるいは種々の廃棄物を熱分解して得られる熱分解ガスを燃料ガスや原料ガスとして有効利用することが考えられている。
【０００３】
しかし、廃棄物の熱分解ガスには、種々の不純物が含まれることから、そのまま燃料ガスや化学工業の原料ガスとして用いることはできないため、熱分解ガスを精製する方法が種々提案されている。特に、熱分解ガスには、炭素Ｃが５以上の高分子量の炭化水素（以下、タールと総称する。）が含まれることがあり、タールは凝縮温度が比較的高いことから低温になると液状となる。液状のタールは、燃料ガスや原料ガスの用途によっては種々の問題を引き起こすため、熱分解ガス中のタールの除去等が要請される。
【０００４】
そこで、特許文献１には、バイオマスガス化システムにおいて、球体セラミック等の蓄熱体を充填した改質器、又はハニカム構造の蓄熱体を設けた改質器に熱分解ガスを流通し、蓄熱体を１１００℃以上に加熱して、タールを低分子量の炭化水素等にガス化することが提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、可燃性廃棄物の熱分解ガスを空気吹き改質器（ガスクラッカー）に導入して１０００〜１２００℃で部分燃焼し、熱分解ガスに含まれるタール分や軽油分をＣ数１〜４程度の低分子量の炭化水素等にガス化することが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−６０５３３号公報
【特許文献２】特開２００４−２３８５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の技術によれば、蓄熱体をバーナーの火炎により加熱していることから、蓄熱体の位置によって温度の不均一が生じるので、熱分解ガスが流通する位置によってタールのガス化率が異なり、全体としてタールのガス化率（改質率）を向上できないという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２の技術によれば、改質器中の熱分解ガスに空気を吹き込み、１０００〜１２００℃で部分燃焼させて、熱分解ガス中のタールをガス化しているが、空気を吹き込みノズルの配置及び形状によっては、改質器中の熱分解ガスの温度が均一に高温にならないことがあり、タールのガス化率を向上する余地がある。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、熱分解ガスを高温に加熱してタールを改質してガス化する改質器のタールのガス化率を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明は、廃棄物を熱分解して得られた熱分解ガスが流通される容器と、該容器に前記熱分解ガスが流入される流入管路と、前記容器から前記熱分解ガスを排出する排出管路を有する熱分解ガスの改質器において、前記流入管路と前記容器の接続部に位置させて該流入管路と同軸に円筒状のノズルを設け、該ノズルと前記流入管路とにより形成される空間が熱分解ガス流入路とされ、前記ノズルは、酸化剤ガスの供給源に連通可能に設けられた管路の先端を閉塞して形成され、該先端の周縁部に前記熱分解ガス流入路に向けて形成された複数の噴出孔を有し、該複数の噴出孔から前記酸化剤ガスを噴出させて前記熱分解ガスの一部を燃焼させることを特徴とする。
【００１１】
このように、ノズル先端の周縁部に熱分解ガス流入路に向けて形成された複数の噴出孔から酸化剤ガスを噴出させていることから、噴出される酸化剤ガスにより熱分解ガスの一部が燃焼され、その高温（例えば、１５００℃以上）の燃焼火炎中を熱分解ガスが流通する過程でタールが効果的にガス化され、さらに改質器内を高温（例えば、１０００℃〜１２００℃）に保持することにより、タールのガス化率を向上することができる。
【００１２】
この場合において、前記ノズルの先端の複数の噴出孔は、各噴出孔から噴出される前記酸化剤ガスと前記熱分解ガスにより形成される燃焼火炎が、前記熱分解ガス流入路の断面を覆うように配置することが好ましい。これにより、熱分解ガス流入路の断面を覆って形成された高温の燃焼火炎中を熱分解ガスを流通させることができるので、その過程でタールを一層効果的にガス化することができる。
【００１３】
特に、前記ノズルの先端の複数の噴出孔は、それぞれ連結されて円環状のスリットに形成されてなることがさらに好ましい。この場合において、前記ノズルは、該ノズルの開口された先端に円錐状の先端部材を装着して閉塞され、該ノズルの開口された先端と前記先端部材とにより形成される隙間を前記円環状のスリットの噴出孔とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、熱分解ガスを高温に加熱してタールを改質してガス化する改質器のタール変換率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の熱分解ガスの改質器を実施形態に基づいて説明する。
【００１６】
図１に、一実施形態の熱分解ガスの改質器１の主要部の断面構成図を示し、図２に部分の拡大図を示し、図３に改質器１の全体断面図を示す。それらの図に示すように、改質器１は、廃棄物を熱分解して得られた熱分解ガスが流通される容器２と、容器２に熱分解ガスが流入される流入管路３と、容器２から改質された熱分解ガスを排出する排出管路９を有して形成されている。容器２は、図３に示すように、筒状に形成された鉄皮２ａの内面に耐火壁２ｂを施して形成され、流入管路３と排出管路９も同様に形成されている。また、改質器１の排出口近くに温度計Ｔが設けられ、これに基づいて温度制御がなされるようになっている。
【００１７】
流入管路３は、円筒状の容器２の一端を円錐筒状に絞った先端に、容器２の軸に一致させて連結されている。流入管路３内には、同軸に円筒状のノズル４が設けられている。ノズル４の先端は、流入管路３と容器２の境界である接続部に位置させて配置されている。そして、流入管路３とノズル４との間隙に形成される空間が熱分解ガス流入路５とされている。
【００１８】
一方、ノズル４は、一端が図示していない酸化剤ガスの供給源に連通可能に設けられている。また、ノズル４は、円筒状の管路の先端開口に、円錐形の先端部材６が円錐先端部をノズル筒内に向けて装着され、これによってノズル４の先端開口を閉塞するようになっている。ノズル４の先端の周縁部、言い換えれば、先端部材６の外周面に円環状のスリットが形成され、このスリットが酸化剤ガスの噴出孔７となっている。つまり、噴出孔７は、熱分解ガス流入路５の出口部に向けて、流路の断面を覆うように形成されている。
【００１９】
このように形成されることから、本実施の形態の改質器１によれば、図示していない廃棄物等を熱分解する熱分解炉（例えば、回転ドラム型の熱分解キルン）から供給される熱分解ガスは、熱分解ガス流路５を通って容器２内に導入される。一方、改質器１のノズル４の酸化剤ガス管路８には、図示していない酸化剤供給源から、酸化剤ガスとして、酸素Ｏ２（又は、空気）が供給される。酸化剤ガスはノズル先端の環状の噴出孔７から熱分解ガス流路５の出口部に噴出され、熱分解ガスの一部を燃焼させて火炎１１を形成する。この燃焼炎は高温（例えば、１５００℃以上）であることから、この燃焼炎に触れた熱分解ガス中のタールは直ちにガス化され、かつ熱分解されてＣＯ、Ｈ２、ＣＯ２、Ｃ数１〜４程度の低分子量の炭化水素に変換される。なお、酸化剤ガスとともに水蒸気Ｈ２Ｏを噴出すると、熱分解ガス中のタールは水性反応により改質される。
【００２０】
燃焼火炎内を通過した熱分解ガスは、高温雰囲気（例えば、１０００℃〜１２００℃）に保持された容器２内を流通する過程で、熱分解ガス中のタールが熱分解されて低分子量の炭化水素に変換される。なお、容器２内の熱分解ガスの滞留時間は、例えば、２〜４秒程度に設定される。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態によれば、高温の燃焼火炎中を熱分解ガスが流通されることから、タールが効果的に分解されてガス化されることから、ガス化率を向上させることができる。特に、ノズル４の円環状のスリットからなる噴出孔７から噴出される酸化剤ガスにより、熱分解ガス流路５の流路断面全域に高温の火炎が形成されるので、熱分解ガスが均等に加熱され、タールを効果的に分解することができる。
【００２２】
上記実施形態では、円環状のスリットからなる噴出孔７を用いたが、本発明はこれに限らず、ノズル４の先端に熱分解ガス流路５の流路断面に向けて複数の噴出孔を形成しても同様の効果を奏することができる。この場合は、複数の噴出孔の間隔を狭めて、密に形成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態の熱分解ガスの改質器の主要部の断面図を示す。
【図２】図１の実施形態の主要部の拡大断面図を示す。
【図３】図１の実施形態の改質器の全体断面図を示す。
【符号の説明】
【００２４】
１  改質器
２  容器
２ａ  鉄皮
２ｂ  耐火壁
３  流入管路
４  ノズル
５  熱分解ガス流路
６  先端部材
７  噴出孔
８  酸化剤ガス管路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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