(57)【要約】  【課題】有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして高効率で回収できる加熱方法および加熱装置を提供すること。  【解決手段】有機化合物１０１を連続的または断続的に供給して加熱する加熱容器１０２と、有機化合物１０１から発生する熱分解ガスまたは揮発物の一部を燃焼させる燃焼器１０７と、燃焼器１０７から排気される排気ガスと水とを熱交換して蒸気を発生させる蒸気発生器１１７とを備え、蒸気発生器１１７から発生する水蒸気を燃焼器１０７で得られる燃焼熱で過熱して加熱容器１０２に供給するものであり、有機化合物１０１から発生する揮発物等を燃焼して得られる燃焼熱を熱源として過熱水蒸気を発生させて有機化合物１０１を加熱するので、有機化合物１０１が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができる。また残渣１０３量も低減でき、エネルギー回収量も向上できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機化合物を連続的または断続的に供給して加熱する加熱容器と、前記有機化合物から発生する熱分解ガスまたは揮発物の一部を燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器から排気される排気ガスと水とを熱交換して蒸気を発生させる蒸気発生器とを備え、前記蒸気発生器から発生する水蒸気を前記燃焼器で得られる燃焼熱で過熱して前記加熱容器に供給することを特徴とする有機化合物の加熱方法。
【請求項２】
前記有機化合物から発生する熱分解ガスまたは揮発物は、先に投入した前記有機化合物層を流通することを特徴とする請求項１記載の有機化合物の加熱方法。
【請求項３】
前記燃焼器は、熱分解ガスまたは揮発物を燃焼する燃焼部と、前記燃焼部で得られる燃焼熱を蓄熱する蓄熱部と、前記蓄熱部内部に備えられ内部を蒸気が流通する蒸気過熱管とから構成され、前記蓄熱部と前記蒸気過熱管との間で熱交換することを特徴とする請求項１または２記載の有機化合物の加熱方法。
【請求項４】
前記有機化合物の温度を検知し、前記有機化合物の温度が所定の温度より低いときには燃焼器を稼働し、前記有機化合物の温度が所定の温度より高いときには前記燃焼器を停止することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の有機化合物の加熱方法。
【請求項５】
前記有機化合物は、動植物を起源とすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の有機化合物の加熱方法。
【請求項６】
有機化合物を連続的または断続的に供給して加熱する加熱容器と、前記有機化合物から発生する熱分解ガスまたは揮発物の一部を燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器から排気される排気ガスと水とを熱交換して蒸気を発生させる蒸気発生器とを備え、さらに前記蒸気発生器から発生する水蒸気を前記燃焼器で得られる燃焼熱で過熱して前記加熱容器に供給する供給手段を設けた有機化合物の加熱装置。
【請求項７】
前記有機化合物から発生する熱分解ガスまたは揮発物を、先に投入した前記有機化合物層を流通するようにした請求項６記載の有機化合物の加熱装置。
【請求項８】
前記燃焼器は、熱分解ガスまたは揮発物を燃焼する燃焼部と、前記燃焼部で得られる燃焼熱を蓄熱する蓄熱部と、前記蓄熱部内部に備えられ内部を蒸気が流通する蒸気過熱管とから構成され、さらに前記蓄熱部と前記蒸気過熱管との間で熱交換する熱交換手段を設けた請求項６または７記載の有機化合物の加熱装置。
【請求項９】
前記有機化合物の温度を検知し、前記有機化合物の温度が所定の温度より低いときには燃焼器を稼働し、前記有機化合物の温度が所定の温度より高いときには前記燃焼器を停止する制御手段を設けた請求項６から８のいずれか一項に記載の有機化合物の加熱装置。
【請求項１０】
動植物を起源とする有機化合物を用いる請求項６から９のいずれか一項に記載の有機化合物の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過熱水蒸気を用いた有機化合物の加熱方法および加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機化合物の加熱装置としては、都市ごみ等の一般廃棄物や廃プラスチック等を含む産業廃棄物の処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、特許文献１に記載された従来の廃棄物処理装置における燃焼溶融炉の系統図である。
【０００４】
図３に示すように、廃棄物処理装置１は、都市ごみ等の廃棄物２の投入部３、廃棄物２を搬送するスクリューフィーダ４、廃棄物２を加熱する熱分解反応器５とが備えられている。
【０００５】
燃焼溶融炉６の後流側には空気加熱器７が配置され、熱分解反応器５と空気加熱器７は加熱空気ラインＬ１で接続されている。
【０００６】
排出装置８は前記熱分解反応器５の後流側に備えられ、廃棄物２から発生する熱分解ガスＧ１と、主として不揮発性成分からなる熱分解残留物ａとを分離する。冷却装置９は熱分解残留物ａを冷却し、分離装置１０に供給して灰分を含む燃焼性成分ｂと不燃焼性成分ｃとに分離される。コンテナ１１は不燃焼性成分ｃを回収する筺体である。
【０００７】
粉砕機１２は燃焼性成分ｂを微粉砕し、燃焼性成分ラインＬ２を経て燃焼溶融炉６に供給する。
【０００８】
前記燃焼溶融炉６の上部には、一方の蓄熱体１３（以下第１の蓄熱体という）と他方の蓄熱体１４（以下第２の蓄熱体という）が配置されている。この第１の蓄熱体１３と第２の蓄熱体１４の下部には区画１５が形成されるとともに、この区画１５は絞り部１６を介して燃焼溶融炉６内と連通している。そして、この燃焼溶融炉６の下部にはスラグ排出口１７が設けられている。さらに、第１の蓄熱体配置域１８及び第２の蓄熱体配置域１９には燃焼ゾーン２０、２１が形成されるとともに、この第１の蓄熱体配置域１８と第２の蓄熱体配置域１９内には、熱分解ガスラインＬ３及び第１の切換弁２２ａを有する第１の分岐管Ｌ３ａと第２の切換弁２２ｂを有する第２の分岐管Ｌ３ｂを経て熱分解ガスＧ１が、また図示しない押込送風機より供給される燃焼用空気ｄが、第１の制御弁２３ａを有する第１の空気供給管２４ａと第２の制御弁２３ｂを有する第２の空気供給管２４ｂを経てそれぞれ供給されるようになっている。
【０００９】
水槽２５は、前記スラグ排出口１７の下方に設置され、溶融スラグｅを回収する。廃熱ボイラ２６は、前記空気加熱器７と燃焼排ガスラインＬ４で接続されている。集塵装置２７は、前記廃熱ボイラ２６により熱回収された排ガスを除塵し、ガス洗浄装置２８に送る。ガス洗浄装置２８で洗浄されて比較的低温のクリーンな排ガスＧ４となって大部分は煙突２９から大気へ放出され、一部は送風機３０によりイナートガスラインＬ５を経て冷却装置９に供給される。発電装置３１は廃熱ボイラ２６により発生した蒸気Ｓにより発電する。誘引送風機３２はガス洗浄装置２８後流に設けられている。
【００１０】
以上のように構成された廃棄物処理装置について、以下その動作について説明する。
【００１１】
都市ごみ等の廃棄物２を、例えば二軸剪断式等の破砕機で、１５０ｍｍ角以下に破砕し、コンベア等により投入部３に投入し、スクリューフィーダ４を経て熱分解反応器５内に供給する。更に、廃棄物２を、空気加熱器７から加熱空気ラインＬ１を経て供給される加熱空気により、３００〜６００℃に、通常は４５０℃程度に加熱する。そして、加熱された廃棄物２は、熱分解して熱分解ガスＧ１と、主として不揮発性成分からなる熱分解残留物ａになり、排出装置８に送られて分離される。排出装置８で分離された熱分解ガスＧ１は、排出装置８の上部から熱分解ガスラインＬ３を経て燃焼溶融炉６に供給される。前記排出装置８から排出された熱分解残留物ａは、４５０℃程度の比較的高温であるため、冷却装置９により８０℃程度に冷却され、例えば磁選式、うず電流式、遠心式又は風力選別式等の公知の単独又は組み合わされた分離装置１０に供給され、ここで灰分を含む燃焼性成分ｂと不燃焼性成分ｃとに分離され、不燃焼性成分ｃはコンテナ１１に回収され再利用される。
【００１２】
更に、燃焼性成分ｂは、粉砕機１２により、例えば１ｍｍ以下に微粉砕され、燃焼性成分ラインＬ２を経て燃焼溶融炉６に供給される。
【００１３】
第２の蓄熱体１４が加熱され昇温している場合について説明すると、先ず第１の切換弁２２ａを開放し、第２の切換弁２２ｂを閉鎖するとともに第１の制御弁２３ａと第２の制御弁２３ｂとを所定の開度となるよう設定しておく。この場合、第１の制御弁２３ａの開度を大となるようにしておく。このように設定することにより、燃焼用空気ｆの大部分は第２の蓄熱体配置域１９に供給され、第２の蓄熱体１４により予熱されて例えば１０００℃程度の高温の燃焼用空気となって区画１５内に供給される。
【００１４】
一方、燃焼用空気ｆの一部は第２の空気供給管２４ｂから、また熱分解ガスＧ１は第１の分岐管Ｌ３ａから夫々第１の蓄熱体配置域１８に供給されて混合される。そして然る後燃焼ゾーン２０で約１，０００℃〜１，６００℃程度の高温で燃焼され、この燃焼ガスＧ２により第１の蓄熱体１３は加熱され昇温（蓄熱）される。そしてこの燃焼ガスＧ２は区画１５内で燃焼用空気ｆ’と混合され、酸素のリッチなガスとして絞り部１６を経て燃焼溶融炉６内の燃焼域に供給され、ここで燃焼性成分ラインＬ２から供給された燃焼性成分ｂを約１，３００℃程度の高温で燃焼させる。そしてこの高温燃焼により生じた燃焼灰や予め燃焼性成分ｂ中に含まれる灰分は溶融スラグｅとなって燃焼溶融炉６の内壁に付着し流下する。そしてスラグ排出口１７から水槽２５内に流下し冷却固化される。
【００１５】
前記燃焼溶融炉６内で発生した高温の燃焼ガスＧ３は、空気加熱器７及び燃焼排ガスラインＬ４を経て廃熱ボイラ２６により熱回収され、集塵装置２７で除塵され、かつガス洗浄装置２８で洗浄されて比較的低温のクリーンな排ガスＧ４となり、その大部分は煙突２９から大気へ放出され、一部は送風機３０によりイナートガスラインＬ５を経て冷却装置９に供給される。
【００１６】
第２の蓄熱体１４の温度が低下して来ると第１の切換弁２２ａと第２の切換弁２２ｂとを切換えるとともに、第１の制御弁２３ａと第２の制御弁２３ｂの開度を夫々制御することによって第１の蓄熱体１３により、高温の燃焼用空気ｆ’を生成し、一方第２の蓄熱体配置域１９により熱分解ガスＧ１を燃焼させて第２の蓄熱体１４を加熱して昇温させることとなる。
【特許文献１】特開平１０−２０５７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記従来の構成は、空気加熱器７で加熱された加熱空気を熱分解反応器５に供給して廃棄物２を熱分解し、そして発生した熱分解ガスＧ１および熱分解残留物ａに含まれる燃焼性成分ｂを燃焼させるため、廃棄物２が保有するエネルギーを熱以外の形態で取り出すことが困難であり、その利用用途は限られていた。また、分離装置１０において熱分解残留物ａの燃焼性成分ｂと不燃焼性成分ｃとを分離しているが、粉粒体状の熱分解残留物ａを精度良く分離することは困難であり、エネルギー資源として利用できる燃焼性成分ｂの一部が不燃焼性成分ｃ側に混入するため、回収できるエネルギー量が減少するという課題を有していた。
【００１８】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、有機化合物（廃棄物）が保有するエネルギーを燃料ガスとして回収し、さらにエネルギー回収量を向上させることができる加熱方法および加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の有機化合物の加熱方法は、有機化合物を連続的または断続的に供給して加熱する加熱容器と、有機化合物から発生する熱分解ガスまたは揮発物の一部を燃焼させる燃焼器と、燃焼器から排気される排気ガスと水とを熱交換して蒸気を発生させる蒸気発生器とを備え、蒸気発生器から発生する水蒸気を燃焼器で得られる燃焼熱で過熱して加熱容器に供給するものであり、有機化合物が加熱されて主として可燃性物質である熱分解ガスまたは揮発物が発生する。
【００２０】
これらを燃焼して得られる燃焼熱を熱源として過熱水蒸気を発生させて加熱容器に供給し、有機化合物を加熱する。
【００２１】
このように、前記有機化合物の保有するエネルギーの一部を利用して過熱水蒸気を発生させ、その過熱水蒸気をガス化剤として有機化合物および熱分解残渣をガス化するので、有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができる。また、最終的に残る残渣量も低減できるため、エネルギー回収量も向上できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の有機化合物の加熱方法および加熱装置は、有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスの形態で回収し、さらにエネルギー回収量も向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
請求項１に記載の発明は、有機化合物を連続的または断続的に供給して加熱する加熱容器と、有機化合物から発生する熱分解ガスまたは揮発物の一部を燃焼させる燃焼器と、燃焼器から排気される排気ガスと水とを熱交換して蒸気を発生させる蒸気発生器とを備え、前記蒸気発生器から発生する水蒸気を前記燃焼器で得られる燃焼熱で過熱して加熱容器に供給する有機化合物の加熱方法である。
【００２４】
この方法によれば、前記有機化合物の保有するエネルギーの一部を利用して過熱水蒸気を発生させ、その過熱水蒸気をガス化剤として前記有機化合物および熱分解残渣をガス化するので、前記有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができる。また、最終的に残る残渣量も低減でき、エネルギー回収量も向上できる。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の有機化合物の加熱方法において、前記有機化合物から発生する熱分解ガスまたは揮発物が、先に投入した有機化合物層を流通するようにしたものである。
【００２６】
したがって、前記有機化合物からの発生物の一部を加熱容器内で一旦捕捉し、その後過熱水蒸気をガス化剤としてガス化させるため、有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができる。また、最終的に残る残渣量も低減できるため、エネルギー回収量もさらに向上できる。
【００２７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の有機化合物の加熱方法において、前記燃焼器を、熱分解ガスまたは揮発物を燃焼する燃焼部と、燃焼部で得られる燃焼熱を蓄熱する蓄熱部と、蓄熱部内部に備えられ内部を蒸気が流通する蒸気過熱管より構成し、前記蓄熱部と蒸気過熱管との間で熱交換させるようにしたものである。
【００２８】
これにより、前記有機化合物から発生する可燃性物質の一部を燃焼させて得た熱エネルギーを一旦蓄熱し、その熱を利用して過熱水蒸気を発生させて残りの有機化合物を水蒸気ガス化させるので、有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができ、さらに燃焼熱をガス化のためのエネルギーとして有効に利用できるので、エネルギー回収量をさらに向上できる。
【００２９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の有機化合物の加熱方法において、前記有機化合物の温度を検知し、有機化合物の温度が所定の温度より低いときには燃焼器を稼働し、有機化合物の温度が所定の温度より高いときには燃焼器を停止するものである。
【００３０】
これにより、前記有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができ、さらに燃焼熱をガス化のためのエネルギーとして有効に利用できるので、エネルギー回収量をさらに向上できる。
【００３１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の有機化合物の加熱方法において、前記有機化合物を動植物を起源とするものとしたものである。
【００３２】
これにより、動植物系有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができ、さらに燃焼熱をガス化のためのエネルギーとして有効に利用できるので、エネルギー回収量をさらに向上できる。
【００３３】
また、請求項６に記載の発明は、有機化合物を連続的または断続的に供給して加熱する加熱容器と、前記有機化合物から発生する熱分解ガスまたは揮発物の一部を燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器から排気される排気ガスと水とを熱交換して蒸気を発生させる蒸気発生器とを備え、さらに前記蒸気発生器から発生する水蒸気を前記燃焼器で得られる燃焼熱で過熱して前記加熱容器に供給する供給手段を設けた有機化合物の加熱装置である。
【００３４】
これにより、前記有機化合物の保有するエネルギーの一部を利用して過熱水蒸気を発生させ、その過熱水蒸気をガス化剤として有機化合物および熱分解残渣をガス化するので、有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができる。また、最終的に残る残渣量も低減でき、エネルギー回収量の優れた加熱装置が得られる。
【００３５】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の加熱装置において、前記有機化合物から発生する熱分解ガスまたは揮発物を、先に投入した有機化合物層を流通するように構成したものである。
【００３６】
これにより、前記有機化合物からの発生物の一部を加熱容器内で一旦捕捉し、その後過熱水蒸気をガス化剤としてガス化させるため、有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができる。また、最終的に残る残渣量も低減できるため、エネルギー回収量もさらに向上できる。
【００３７】
また、請求項８に記載の発明は、請求項６または７に記載の加熱装置において、前記燃焼器を、熱分解ガスまたは揮発物を燃焼する燃焼部と、前記燃焼部で得られる燃焼熱を蓄熱する蓄熱部と、前記蓄熱部内部に備えられ内部を蒸気が流通する蒸気過熱管とから構成し、さらに前記蓄熱部と前記蒸気過熱管との間で熱交換させる熱交換手段を設けたものである。
【００３８】
これにより、前記有機化合物から発生する可燃性物質の一部を燃焼させて得た熱エネルギーを一旦蓄熱し、その熱を利用して過熱水蒸気を発生させて残りの有機化合物を水蒸気ガス化させるので、有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができ、さらに燃焼熱をガス化のためのエネルギーとして有効に利用できるので、エネルギー回収量をさらに向上できる。
【００３９】
また、請求項９に記載の発明は、請求項６から８のいずれか一項に記載の加熱装置において、前記有機化合物の温度を検知し、有機化合物の温度が所定の温度より低いときには燃焼器を稼働し、前記有機化合物の温度が所定の温度より高いときには前記燃焼器を停止する制御手段を設けたものである。
【００４０】
これにより、前記有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができ、さらに燃焼熱をガス化のためのエネルギーとして有効に利用できるので、エネルギー回収量をさらに向上できる。
【００４１】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項６から９のいずれか一項に記載の加熱装置において、動植物を起源とする有機化合物を用いるようにしたものである。
【００４２】
これにより、前記動植物系有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができ、さらに燃焼熱をガス化のためのエネルギーとして有効に利用できるので、エネルギー回収量をさらに向上できる。
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００４４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における加熱装置の正面図である。図２は本発明の実施の形態１におけるポンプ運転制御のフローチャートである。
【００４５】
図１において、有機化合物１０１はバイオマスを想定しており、代表例として家庭や事業所等からの廃棄物、製材所などからの木屑、畜産業者などから家畜糞尿などがある。なお、樹脂材料等もまた有機化合物１０１としても差し支えはない。
【００４６】
このような有機化合物１０１は、耐熱性及び耐食性に優れた材料であるステンレス３１６、インコネル、ハステロイなどで製造された加熱容器１０２内に収納されている。さらに、耐熱、耐食性能を向上させるために、耐火煉瓦など無機材料で製造したり、内部を耐熱、耐食塗料などでコーティングしても構わない。加熱容器１０２内部は定常運転しているときには、上部の有機化合物１０１層と下部の残渣１０３層に大きく分けることができる。また、前記加熱容器１０２の底部は、余分な残渣１０３を排出できるようにホッパー形状となっている。
【００４７】
さらに、前記加熱容器１０２の側壁には、有機化合物１０１層を加熱する第１のヒーター１０５と、残渣１０３層を加熱する第２のヒーター１０６が備えられており、有機化合物１０１、残渣１０３、加熱容器１０２の熱負荷が比較的小さい場合には、カンタル熱線など電気式ヒーターを使用すると小型で取り扱いが容易であり、逆に大熱量が必要な場合には、石油ヒーターやガスヒーターを使用すると良い。
【００４８】
加熱容器１０２内において有機化合物１０１が加熱されて発生する熱分解ガスやタールなど揮発物質を高温空気と混合することにより燃焼する燃焼器１０７内部は、内部から燃焼部１０８、蓄熱部１０９、断熱材１１０で構成された多重構造である。
【００４９】
燃焼部１０８は非常に高温になるために、加熱容器１０２と同様の耐熱材料で製造することが好ましい。蓄熱部１０９は燃焼部１０８で発生する燃焼熱を、例えばマグネシアクリンカなどに一時的に蓄熱し、必要に応じて蓄熱部１０９内に埋設された蒸気過熱管１１１内を流通する水蒸気を過熱するための熱源として利用する。なお、燃焼部１０８からの燃焼熱だけでは蓄熱部１０９の蓄熱量が不足する場合を考慮し、蓄熱部１０９の内部または外部に第３のヒーター１１２を備える。蓄熱部１０９は高温になるため、断熱材１１０として高温雰囲気でも断熱性能の高いシリカ微粉末などを用いると良い。
【００５０】
第４のヒーター１１３およびポンプ１１４は、加熱容器１０２と燃焼器１０７を接続する配管１１５から分岐した配管１１６上に備えられ、加熱容器１０２から送られるガス成分に混合する高温空気を供給する。
【００５１】
蒸気発生器１１７は、蒸気過熱管１１０と流量調整弁１１９を介して配管１１８で接続されている。前記蒸気発生器１１７の内部には、水１２０が所定以上の水位を維持して貯められており、底部に備えられた第５のヒーター１２１により加熱されて水蒸気を発生する。なお、第５のヒーターはシーズーヒーターを水１２０中に浸す直接加熱方式でも構わない。また、燃焼器１０７からの排気ガスが流通する配管１２１は、蒸気発生器１１７壁面を貫通し、内部の水１１９と間接的に熱交換できる。なお、配管１２１は内部に凝縮水が貯まらないように入口から出口方向に傾斜がつけられている。蒸気発生器１１７上部に接続された給水配管１２３には給水開始及び停止を操作する開閉弁１２４が備えられている。
【００５２】
気液分離器１２５は配管１２１の出口より低い位置になるように設置され、配管１２１から流入するガス成分と凝縮成分を分離し、ガス成分をガス出口１２６から排気する。このガス成分は、水素、メタン、エチレンなど燃料ガスとして有用なものが多く含まれている。また、凝縮成分はドレン配管１２７から開閉弁１２８を介して排出される。なお、図示していないが、気液分離器１２５は冷却ファン、冷却水、蒸気圧縮式冷却器などを利用して冷却することにより、さらに分離性能は向上する。
【００５３】
ポンプ制御器１２９は、熱電対１３０で有機化合物１０１の温度を測定し、ポンプ１１４の運転を制御するものである。
【００５４】
以上のように構成された加熱装置について、以下その動作、作用を説明する。なお、加熱容器１０２が空の状態、つまり残渣１０３が無い場合についての説明は省略し、残渣１０３が加熱容器１０２下部にある場合についてのみ説明する。
【００５５】
まず、有機化合物１０１を加熱容器１０２内の残渣１０３上方に投入する。次に第１のヒーター１０５および第２のヒーター１０６をＯＮにして、有機化合物１０１および残渣１０３を加熱する。
【００５６】
しばらく加熱され有機化合物１０１が昇温すると、保有している水分は蒸発して残渣１０３層を通過する。このとき、残渣１０３温度は常に有機化合物１０１温度以上にして、水が凝縮しないようにする。また、余分な残渣１０３は加熱容器１０２底部から排出され、回収容器１０４に回収される。
【００５７】
残渣１０３層を通過した水蒸気は、配管１１５、燃焼器１０７、配管１２１、気液分離器１２５を通過して外気へ放出される。
【００５８】
さらに加熱されて有機化合物１０１が２００〜３００℃以上になると、揮発分や熱分解ガスが発生する。揮発分の主なものはタール（高分子炭化水素）であり、発生後に残渣１０３層を通過するとき、これら物質の一部は残渣１０３により捕捉される。ここで捕捉されずに通過したタールは燃焼器１０７に到達する。
【００５９】
このときポンプ１１４の運転は、図２に示すようにポンプ制御器１２８により制御される。
【００６０】
まず、有機化合物１０１の温度を検知し、所定温度（例えば７００℃）以下と判断し、ポンプ１１４にＯＮ信号を送って空気を供給し、第３のヒーター１１３で約６００℃まで加熱された高温空気と配管１１５で混合されて燃焼部１０８に送られて燃焼する。燃焼は発熱反応であるため、発生した熱の一部は蓄熱部１０９に伝熱し、そこで蓄熱される。
【００６１】
燃焼器１０７から出る燃焼排気ガスは配管１２１を通過中、水１１９に熱を与えて水蒸気とし、配管１１８、流量調整弁１１９を介して蒸気過熱管１１０に供給される。
【００６２】
蒸気過熱管１１０内を通過する水蒸気は蓄熱部１０９を熱源として、過熱されて過熱水蒸気となり加熱容器１０２に供給され、有機化合物１０１を加熱する。
【００６３】
さらに加熱が進み、有機化合物１０１および残渣１０３が約７００℃以上になると、過熱水蒸気がガス化剤となり、有機化合物１０１中の炭素分と反応して、燃料ガスである水素、一酸化炭素、炭化水素などと、二酸化炭素を生成する。
【００６４】
このときポンプ制御器１２８は有機化合物１０１の温度を検知し、所定温度以上と判断し、ポンプ１１４にＯＦＦ信号を送って空気を停止する。このため、燃焼器１０７に到達した燃料ガスは燃焼されることなく、配管１１５、燃焼器１０７、配管１２１、気液分離器１２５を通過して外気へ放出される。ここでは示していないが、内燃機関を利用した発電機や燃料電池などを接続すると、発電可能となる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態においては、有機化合物１０１を連続的または断続的に供給して加熱する加熱容器１０２と、有機化合物１０１から発生する熱分解ガスまたは揮発物の一部を燃焼させる燃焼器１０７と、燃焼器１０７から排気される排気ガスと水とを熱交換して蒸気を発生させる蒸気発生器１１７とを備え、蒸気発生器１１７から発生する水蒸気を燃焼器１０７で得られる燃焼熱で過熱して加熱容器１０２に供給するものであり、有機化合物１０１が加熱されて主として可燃性物質である熱分解ガスまたは揮発物が発生する。
【００６６】
これらを燃焼して得られる燃焼熱を熱源として過熱水蒸気を発生させて加熱容器１０２に供給し、有機化合物１０１を加熱する。このように、有機化合物１０１の保有するエネルギーの一部を利用して過熱水蒸気を発生させ、その過熱水蒸気をガス化剤として有機化合物１０１および熱分解残渣１０３をガス化するので、有機化合物１０１が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができる。また、最終的に残る残渣１０３量も低減できるため、エネルギー回収量も向上できる。
【００６７】
このように、前記有機化合物の保有するエネルギーあるいは、有機化合物からの発生物を利用して過熱水蒸気を発生させ、その過熱水蒸気をガス化剤としてガス化させるため、有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができる。また、最終的に残る残渣量も低減できるため、エネルギー回収量もさらに向上できる。
【００６８】
また、有機化合物が保有するエネルギーを燃料ガスとして取り出すことができ、さらに燃焼熱をガス化のためのエネルギーとして有効に利用できるので、エネルギー回収量をさらに向上できる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上のように、本発明にかかる有機化合物の加熱方法および加熱装置は、有機化合物を加熱したときに発生する可燃性物質の一部を燃焼し、その燃焼熱を過熱水蒸気生成の熱源として利用し、得られる過熱水蒸気をガス化剤として残りの有機化合物をガス化して水素等の燃料ガスを回収するので、有機化合物のエネルギー化システムの高効率化が可能となり、システム全体を小型化でき、設置面積が限られる小店舗、家庭など有機系廃棄物が排出されるその場所で、ガス化し発電することにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施の形態１における加熱装置の正面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるポンプ運転制御のフローチャート
【図３】従来の廃棄物処理装置における燃焼溶融炉の系統図
【符号の説明】
【００７１】
１０１  有機化合物（動植物）
１０２  加熱容器
１０７  燃焼器
１０８  燃焼部
１０９  蓄熱部
１１１  蒸気過熱管
１１７  蒸気発生器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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