(57)【要約】【課題】  木材、エネルギー植物などのバイオマスあるいは廃ブラスチック、建築廃材、動植物性残渣、汚泥、生ごみ、紙などの有機物系廃棄物を、それらの発生する場所又はその近傍で安全かつ高効率でガス化して燃料ガスを製造し、ガスエンジン、ガスタービンおよび燃料電池による分散型発電を行うための、小規模で操作性、安全性が高くかつ経済性の良いガス化方法及び装置を提供すること。【解決手段】  有機物を単独で又は必要に応じて触媒とともに加熱して、熱分解反応を、又は／及び水蒸気等ガス化剤による水蒸気改質等ガス化反応を進行させる熱化学変換装置と、得られたガス中のタールガスを予め冷却したタール液と直接接触させてガスからタールを分離するタール分離装置と、分離したタール液と必要に応じてチャーを前記熱化学変換装置に送入して熱分解、水蒸気改質ガス化などの熱化学変換反応を進行させることによって、有機物をほぼ完全にガス化する。【選択図】  図１
2006169309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物系廃棄物からなる原料有機物の、熱化学反応によるガス化方法において、１１００℃以下の温度での熱化学反応によって発生するガスを該熱化学反応によって生成したチャーと接触させるようにしながら原料有機物をガスとチャーに変換し、得られたガスをタール液と直接接触させて該ガスに含まれるガス状タールを凝縮液化してガスからタール液に移行させ、これによって昇温増量したタール液を前記熱化学反応工程で原料とともにガス化することによって、原料有機物のガス化効率を高めることを特徴とする有機物のガス化方法。
【請求項２】
バイオマスあるいは有機物系廃棄物に、硝酸鉄などのように低温で金属酸化物又は金属を生成する塩（以下「触媒」とする）を、浸潤、混合その他の方法で含有させたものを原料とし、該原料を７００℃以下の温度での熱化学反応によって発生するガスを該熱化学反応によって生成したチャーと接触させるようにして原料有機物からガスと金属酸化物又は金属を含有するチャーを得て、得られたガスをタール液と直接接触させて該ガスに含まれるガス状タールをガスからタール液に移行させ、タール液の増量分と前記チャーを前記熱化学反応によりガス化工程で原料とともにガス化して、原料有機物のガス化効率を高めることを特徴とする有機物のガス化方法。
【請求項３】
水蒸気、二酸化炭素、燃焼ガスなどのガス化剤と又はガス化剤なしの単独で、１１００℃以下の温度で熱化学反応を行う熱分解装置又は／及び水蒸気改質装置（以下「熱化学変換装置」とする）であって、装置内で発生したガスとチャーが十分に接触するように装備した該装置に、有機物系廃棄物からなる原料有機物を送入してガスとチャーに変換し、得られたガスをタール分離装置において、タール液と直接接触させて、該ガスに含まれるガス状タールをガスからタール液へと移行させ、これによって増量したタール液を冷却して再びタール分離装置に循環させるとともに、タール液の増量分を前述した熱化学変換装置に送入して、ガス化することを特徴とする有機物の高効率ガス化装置。
【請求項４】
バイオマスあるいは有機物系廃棄物に、触媒を浸潤、混合その他の方法で含有させたものを原料とし、該原料を熱化学変換装置に送入して７００℃以下の温度で熱化学反応させてガスと金属酸化物又は金属を含有するチャーを得て、得られたガスに含まれるガス状タールをタール分離装置にてガスからタール液に移行させ、これによって増量したタール液を冷却してタール分離装置に循環させるとともに、タール液の増量分と前記チャーを、前記熱化学変換装置又は別に設けた第２熱化学変換装置に送入ガス化して原料有機物の殆んどすべてをガス化すること特徴とする有機物の高効率ガス化装置。
【請求項５】
原料を熱化学変換して得たチャーに触媒を混合したのち、これを再び熱化学変換装置に送入しあるいは、別に設けた第２熱化学変換装置に送入してガス化することを特徴とする請求項３記載の有機物のガス化装置。
【請求項６】
熱化学変換装置は、水平あるいは水平面に対して若干の傾斜を有する軸線のまわりを回転する耐熱性の筒状体であって、該筒状体の両端あるいは原料投入端とは異なる一端からタール液送入管又はタール液送入管とガス化剤送入管の双方をその内部まで進入させ、更に必要に応じ筒状体の内部に公知の内装物を装備するとともに、外部から供給した電流又は電磁波により発生する熱あるいは、筒状体外皮と回転筒状体を覆う固定外筒の間を通過する高温ガスの発生する熱により該筒状体に送入された原料を加熱することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の有機物のガス化装置。
【請求項７】
回転筒状体の、原料投入端とは異なる一端寄りに、スパイラル板を有する少なくとも１対の円筒を内蔵するとともに、これら１対の円筒では筒状体の回転に伴うスパイラル内での粉粒体の進行方向が互いに反対となるようにし、筒状体内の熱化学反応によって発生したガス及びガス状タールが前記円筒内を通過するように構成したことを特徴とする請求項６記載の有機物のガス化装置。
【請求項８】
熱化学変換装置は、鉛直面に軸線を有する耐熱性の筒状体であって、該筒状体の中央部及び／又は下方にタール液送入管とガス化剤の送入管を設け、更に必要に応じて筒状体上部へのチャー送入管あるいは公知の固結防止装置を装備するとともに、外部から供給した電流又は電磁波により発生する熱あるいは、筒状体外皮と回転筒状体を覆う固定外筒の間を通過する高温ガスの発生する熱又は熱変換ガスの部分燃焼熱により該筒状体に送入された原料を加熱することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の有機物のガス化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剪定枝、間伐材、木屑などの木材やエネルギー植物などのバイオマスと、廃プラスチック、建築廃材、動植物性残渣、汚泥などの産業廃棄物あるいは、生ごみ、紙、プラスチックなどからなる一般廃棄物とからなる有機物系廃棄物（以下、単に「原料」という）を、それらの発生する場所又はその近辺でガス化して、有用な燃料ガスや必要に応じて水素をも得ることができる、小規模で安全かつ経済性の高い有機物のガス化方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般廃棄物あるいは産業廃棄物から燃料ガスを製造するために国内で開発され実用化されたガス化プロセス技術としては、２塔循環流動層ガス化プロセス、単一塔砂流動層ガス化プロセスがあり、これらの実用化技術より遅れて海外から廃棄物の熱分解ガス化プロセスが導入されて実用化されている。
本発明者らは、（特許文献１）において、これまでの実用化プロセス及びその後に実証段階に入った各プロセスを検討し、これらは、各地域に分散して発生する原料をガス化してその地域でのエネルギー源として使用する、小規模分散型エネルギープロセスには適当ではないことを明らかにするとともに、循環型社会の形成に適う分散型エネルギーシステムとして最適な有機物のガス化装置を提案した。
【０００３】
この（特許文献１）おいては、有機物を乾留（熱分解ガス化）して得たガスを次の工程で６００℃〜１２００℃に昇温して改質反応を促進させて、一酸化炭素と水素に富むガス、更に水を加えて水素に富むガスを得、これを熱媒体油と直接接触させて該ガス中に含まれているタールを凝縮油化して循環利用することを示している。しかし、この技術を有効に実施する際には、改質反応のための昇温にエネルギーが消費され、その分ガス化効率が低下してしまうという問題があった。
【特許文献１】特開２００４−２０４１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
有機物を熱化学変換して得たガスをガスエンジン燃料などとして利用する場合、ガスに含まれているタールを十分に除去しておかないと、シリンダーや配管にタールが付着・固化するなどのトラブルが生じる。これを避けるために、ガス中のタールを１００ｍｇ／Ｎｍ３以下にすることは、有機物のガス化プロセス開発の重要な課題となっている。
タールは熱分解温度を高くするほど減少し、１３００℃以上ではほとんど分解して水素、一酸化炭素などのガスとなるため、タールを減少するために高温度で熱化学反応を行わせる方法がとられている。しかし、この方法は外熱式の場合材料金属の腐食劣化を生じ１１００℃以上では不可能に近く、１０００℃以上でも長期連続運転は困難であるため採用できない。そこで通常部分燃焼による内熱式を採用し耐火レンガを用いることで解決しているが、昇温に多くのガスを消費してしまいガス化効率が低下してしまう。また部分燃焼に空気を用いた場合は得られたガスの発熱量が低下しガスエンジン用には利用しにくい。
また、熱分解ガスを水と直接接触させてタールを冷却液化して分離する方法もとられているが、水処理負荷が大きくなること及びタールのなかに含まれている冷却固化成分のため流動性が悪くハンドリングがしにくいなどの問題がある。
有機物の効率のよい熱化学変換ガス化装置を開発する上での解決すべきもう一つの課題は、チャーの利用である。通常９００℃以上の高温で水蒸気改質を行うかあるいは、燃焼して熱として利用する方法がとられているが、この方法はガス化効率を低下させてしまい、タールと同様、効率のよいガス化手段を開発する際の障害となっている。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、バイオマスあるいは有機物系廃棄物をタールもチャーも含めて９００℃以下、好ましくは７００℃以下の低温度域で熱化学変換してタールをほとんど含まないガスを得ることができるとともに、ガス化効率がよく、かつ操作性・安全性の高い有機物のガス化方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための本発明の趣旨は次の通りである。
すなわち、バイオマスあるいは有機物系廃棄物を加熱して熱分解、水蒸気改質などの熱化学変換反応を進行させガスとチャーを発生させる「熱化学変換装置」と、ガスを、冷却したタール油と直接接触させて冷却し、ガス中のタールを凝縮液化（又は油化）する「タール分離装置」と、チャーを水蒸気などのガス化剤で改質する「チャー改質ガス化装置」からなり、タール液の増加分を前記「熱化学変換装置」に送入してタールを分解ガス化させるよう構成された有機物のガス化方法及び装置である。
より明確にするため、本発明の基幹部分を具体例で述べると、原料有機物を非部分燃焼型熱分解装置に送入して１１００℃以下、好ましくは７００℃以下で熱分解し、得られたガスをタール分離装置に送入してタール液と接触させ、ガスに含まれるタール成分をタール液として回収し、これを熱分解装置に戻して更なる熱分解反応を進行させることによって、熱分解温度以上に昇温することなしにタールをガス化することによる効率の高い有機物のガス化装置及びその方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、バイオマス、あるいは有機物系廃棄物から、クリーンな燃料ガスあるいは必要に応じて水素を製造する、高効率の小規模分散型エネルギー技術を提供するものであり、廃棄物等の有機物を有効利用して循環型社会の形成推進に貢献することが出来る。
本発明によれば、有機物を１１００℃以下、好ましくは７００℃以下で熱化学変換してガスをチャーに接触させるようにして得た熱分解ガスに、次の工程で冷却されたタール液を噴霧接触させてガスに含まれているタールを凝縮液化すると同時にタール液と溶解一体化させて除去することで、優れた除去効率を示すと同時に、除去したタールを熱分解装置に戻してガス化することによってガス化効率を高めることが出来る。更に、タール液を循環する際に冷却する過程でガスの顕熱を熱回収でき、例えば水蒸気として回収してチャーのガス化剤として利用することによって、総合エネルギー効率を向上させることができる。また、熱化学変換温度を７００℃以下に抑えることによってガス化効率を高めるとともに回転キルン等の金属材質の腐食を防ぎ長期の安定した操作を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下添付図面に基づき、本発明の好ましい実施形態例を説明する。
＜実施形態１＞
図１に示すガス化装置は、有機物とチャーを、熱分解、水蒸気ガス化などの熱化学変換によってガスとチャーにし、ガスに含まれるタールを分離して回収したタールを再び熱化学変換工程に戻すとともに、チャーも熱化学変換ガス化して、これによって原料有機物のほとんど全部をガス化するためのものであり、生成したガスは水素、一酸化炭素、メタン等の可燃性ガスで構成されており、ガスエンジン、ガスタービン発電の燃料として、更には燃料電池用の水素もしくはアルコール、アンモニアなどの化学原料として有効利用することができる。本発明のガス化装置は、ガス化効率が高いことから小規模であっても経済性のよい装置とすることができる。
【０００９】
必要に応じて適宜の大きさに破砕された原料１は、送入機構によって第１熱化学変換装置Ａ１に供給され、加熱装置ａから燃焼ガス７のもつ熱を与えられて４００℃〜１１００℃、好ましくは７００℃以下に加熱され熱化学変換を生じ、ガス２とチャー４になる。なお熱化学変換装置Ａ１は縦型移動層、横型回転移動層、流動層など既知のものであれば、いずれの型式のものでも良い。第１熱化学変換装置Ａ１からタール分離装置Ｂに送り出されたガス２は、微小粒子状に吹き出された２００℃以下に冷却されたタール液３と十分に接触して急冷され、これによってガス２に含まれている高沸点油成分であるタール３′は凝縮液化してタール液となり、循環してきたタール３と混合溶解し、一体化したタール（３＋３′）となる。こうしてタール液は増量するがその増量相当分は分流され、第１熱化学変換装置Ａ１内に散布されて原料１とともに熱化学変換を受ける。タール分離装置Ｂ内のタール液には常温では固化する物質及び第１熱化学変換装置Ａ１において発生する微紛炭素質物質も含まれているが、該第１熱化学変換装置Ａ１内に送入されて更なる分解が進み、こうして原料からタールに転化した成分のほとんど全部が原料ガス５とチャー４になり、タールの除去とその有効利用が効果的に行われて高収率で原料ガスが得られる。
【００１０】
一方、固形状の炭素質を主成分とするチャー４は、水蒸気、二酸化炭素などのガス化剤９とともに、第２熱化学変換装置Ａ２に送入され原料ガス５′となり、原料中に含まれていた無機物は灰３０となって系外に排出される。第２熱化学変換装置Ａ２内での反応は吸熱反応であり、燃焼排ガスに含まれ酸素による部分燃焼熱で必要な熱が供給される。なお、第２熱化学変換装置Ａ２は移動層、噴流層など公知のものでよく、特に限定されるものではない。
このようにして得られた原料ガス５、５′は、公知のガス精製装置Ｃにより酸性ガスなどの不純物が除去されてクリーンガス６となり、ガスホルダーＤに貯留され、各種燃料あるいは化学原料として有効利用される。
第２熱化学変換装置Ａ２に送入されるガス化剤９は、クリーンガス６の一部６′を用いてガス燃焼炉Ｆで発生した燃焼ガスと、過熱水蒸気８を用いている。燃焼ガス７は、熱化学変換装置Ａ１を加熱し冷却したものを、過熱水蒸気８は、タール分離装置Ｂで昇温したタール液３を冷却する装置で発生した蒸気１０を、クリーンガス６の他の一部６″を使って作動・発電させるガスエンジン発電機Ｅからのガス発電排ガス１１の熱を利用し、過熱蒸気発生装置Ｇにおいて加熱し発生させたものを用いている。
燃焼ガス７は必ずしもガス化剤として利用することに限定したものではなく、例えば過熱蒸気発生装置Ｇにおいて過熱水蒸気８の発生熱源として利用したのち大気放出してもよい。又、加熱装置ａはクリーンガス６′を燃料とした燃焼ガス７のもつ熱によるものを用いているがこれには限定されず、チャーまたはタールの燃焼熱によるものであってもよいし、電気あるいは電磁波により発生する熱によるものであってもよい。
又、チャーのガス化を行わずに、そのまま取り出し有効利用してもよい。更に、熱化学変換装置は、ガス化剤を送入しないで行う熱分解であることには限定されず、過熱水蒸気などの、ガス化剤を送入した熱分解・水蒸気改質装置であってもよい。
【００１１】
＜実施形態２＞
図２において、バイオマスあるいは有機物系廃棄物１′は触媒添加装置Ｈにおいて触媒１２を含有する原料１となる。ここでは触媒としては硝酸鉄、酢酸ニッケルのように７００℃以下の低温で金属酸化物又は金属を生成する塩を用い、触媒添加装置としては触媒水溶液に原料を浸潤したのち液を分離するものを用いているが、必ずしもこれに限定するものではない。触媒含有原料１はガス化剤としての過熱水蒸気８とともに、熱化学変換装置Ａに投入される。熱化学変換装置Ａは、加熱装置ａから必要な電熱の供給を受けており、原料１は、ここでガス２とチャー４に変換する。ガス２は、実施形態１と同様タール分離装置Ｂを用いることによって原料ガス５となり、チャー４は過熱水蒸気８とともに熱化学変換装置Ａに投入され触媒の作用で７００℃以下の低温度でガス化される。過熱水蒸気８は実施形態１と同様の方法で発生させたものを用いている。このように図２に示す装置は、一つの熱化学変換装置Ａで原料有機物をほぼ完全にガス化する装置を示しているが、必ずしもこれに限定するものではなく、例えば図１の第２熱化学変換装置Ａ２と同様、チャーを水蒸気改質するものであってもよい。第２熱化学変換装置Ａ２から得られるチャーは触媒を含んでいるため、７００℃以下の低温で改質ガス化できる。これに対し触媒を用いない場合は１０００℃の熱を必要とするから、これに比べチャー改質ガス化に必要な熱は少なくてすみ、その結果、高効率で高カロリーガスを得ることができる。なお、加熱装置ａは電熱を用いているが必ずしもこれに限定されるものでなく、実施形態１と同様の燃焼ガスの熱によるものであってもよい。
【００１２】
＜実施形態３＞
図３に示すガス化装置は実施形態１と同様の装置で、触媒を含有しない原料を用いて得られたチャーに触媒１２を混合して、実施形態２と同様に１つの熱化学変換工程で有機物の完全ガス化を実施する装置を示したものである。すなわち、熱化学変換装置Ａで得られたチャー４を触媒１２とともに混合装置Ｉで十分に混合して触媒混合チャー４′とし、これをガス化剤である過熱水蒸気８とともに、熱化学変換装置Ａに送入し、ガス２とチャー４に変換する。ガス２は実施形態１，２と同様の方法で原料ガス５となり原料中の有機物はほぼ完全にガスに変換される。
【００１３】
＜実施形態４＞
図４に示すガス化装置は、原料を比較的低温で熱分解し、生成したガスに含まれるタールを分離して最終的にクリーンな燃料ガスを得ると共に、分離したタール液を原料の一部として再利用するシステムを実現するためのものである。
図示のガス化装置は、基本的には、前後に原料の送入と処理後のガスおよびチャーの排出を行う手段を備えた筒状体から構成される熱分解装置Ａと、該熱分解装置Ａに続いて配置され、送られてくる熱分解ガスからタール分を除去するためのタール分離装置Ｂと、該タール分離装置Ｂからのガスを清浄化するためのガス精製装置Ｃと、該ガス精製装置Ｃで処理されたクリーンな燃料ガスを貯蔵するガスホルダーＤと、前記タール分離装置から出る昇温したタールを冷却して再度タール分離装置内に循環送入するクーラーＪとから構成される。
【００１４】
熱分解装置Ａは、本体が熱伝導牲のよい耐熱材料から成る回転キルンタイプの横型筒状体１３から形成され、該筒状体の軸線１４は水平もしくは僅かに傾斜しており、該軸線の周りに該筒状体は回転可能となっている。筒状体の回転に必要な回転機構及び軸受け類は周知のものであるので図示及び説明は省略する。筒状体１３の一端側（図の左側）には原料送入部が付設されており、該原料送入部は筒状体の端面に接続したスクリューフィーダの如き原料送入機構１５と該送入機構に連設した原料ホッパー１６とからなる。また、筒状体１３の他端側（図の右側）には原料が熱分解処理された結果生成する熱分解ガスを排出する上部フード１７及びチャーを排出する下部フード（排出管）１８がそれぞれ付設されている。
前記筒状体１３の外周は電気炉の炉筒１９によって包囲されており、該炉筒内に設けた電気ヒータ２１によって筒状体の内部が所望の温度範囲に加熱され、原料１が熱分解される。なお、筒状体の両端には回転シール２２ａ、２２ｂを設け、筒状体内の気体の漏出および筒状体内への空気の流入を防止する。回転シールは公知のものであればよく、必ずしも図４に示されるものには限定されない。また、チャー排出フード１８にはシール機構２３が設けられているが、これも公知のものであればよく、必ずしも図示の方式に限定されない。更に、送入機構１５についても図示のものに限定されず、実質的に連続して投入できる公知のものであってもよい。
【００１５】
タール分離装置Ｂは、前記熱分解装置Ａから送られてくるガスを冷却することによって、ガス中に含まれるタールガスを凝縮液化させるためのもので、装置本体は上部側が筒状のガス処理部２４、下部側が漏斗状のタール油貯留部２５の２段構造に構成されておりガス処理部の頂部には熱分解ガス挿入口２６とタール油挿入口２７が、タール液貯留部２５の下端にはタール液出口２８が、かつ、中間部にはタール液を除去された後のガスの排出を行うタール冷却分離装置出口２９が、それぞれ設けられている。
なお、タール分離装置は、必ずしも図４に示されるものに限定されない。例えば、熱分解ガスを筒状体Ａからの排出直後に傾斜する下向管へ送入し、その頂部から低温のタール液を噴霧流下させることにより該ガスを冷却する方法など、タールガスを凝縮分離するものであれば、いかなる形式のものでもよい。
タール液貯留部２５の下端のタール液出口２８は、熱分解装置Ａの筒状体１３の他端側から軸線１４に沿って挿入設置されたタール液送入管３１と連絡しており、その連絡経路には送入用ポンプ３２が介設されており、タール液を筒状体１３内に吹き込むことで原料と混合するようにしている。
【００１６】
タール分離装置出口２９に続くガス精製装置Ｃは、原料ガス（タール分を除去したガス）に含まれている酸性ガス等の不純物を除去してクリーンなガスとするためのもので、例えば、アルカリ水スクラバーやバグフィルターなどを備えている。該ガス精製装置Ｃは不純物の除去が充分に行えるものであれば、いかなる形式のものでも差し支えない。クリーンな燃料ガスを貯留するガスホルダーＤは、吸引ブロワ３３を介してガス精製装置Ｃに続いて設置されている。
更に、クーラーＪは、循環ポンプ３４を介してタール分離装置Ｂの下部に連絡しており、分離装置の下部に溜まったタール液を、冷却媒体（冷却水）を充填したクーラーＪ内に送り込んで冷却する。図示のクーラーＪは、循環タール液の冷却に水の蒸発を利用する例であり、頂部に設けた導管３５を経て水蒸気を副生することができる。該クーラーＪは必ずしも図示のものに限らず、冷却水との熱交換を行うものであれば他の形式のものでもよい。
【００１７】
＜実態形態５＞
図５は、本発明における熱化学変換装置の別の態様を示す実施例であり、筒状体３７の内部の原料投入側に近い箇所に公知の板状又は筒状の構造物を配置して、筒状体３７の回転によって転動する粉粒体（実質的にはほとんどチャー）を循環し、ホッパー１６から送入される原料と十分に混合させることができる。
一方、筒状体３７の出口に近い領域には、内部にスパイラル面５３をもつ複数個（偶数個）の小円筒体５４を装備する。このスパイラル面５３は筒状体３７の回転によって粉粒体を出口方向に進行させるものと、その逆方向に進行させるものとの対をなすように構成される。
図６は図５に示すスパイラル面５３及び小円筒体５４の拡大説明図、図７は図６の断面説明図である。スパイラル面５３はそれぞれ中心軸５５の周りに形成されるが、中心軸は必須ではない。また、スパイラル面５３を互いに反対方向にした小円筒体５４は、図７（ａ）に示す如く少なくとも１対は必要であり、（ｂ）の如く２対であってもよい。タールと微粉状チャーの全部あるいは一部を筒状体内に送入する管３１と、複数個の小円筒体５４及び筒状体３７の間の隙間は、小円筒体５４の一端に設けた隔板５６によって仕切られており、筒状体３７の内部の熱化学反応によって発生した気体及びタールガスの全部が小円筒体５４中を通過して出口から排出されるようになっている。
【００１８】
このように偶数個の小円筒体５４の配置により、筒状体３７内の粉粒体、即ちチャーは大きな移動速度で小円筒体５４の両端間で循環する。これにより筒状体３７内での熱化学反応によって発生したガス及びタールガスは、小円筒体５４内を通過するに際し、その流路がスパイラル状となることから、小円筒体５４の底部付近で必ずチャー層を貫流し、発生ガス及びタールガスは高温のチャー層と必ず接触することとなる。
偶数個の小円筒体５４の両端間を循環するチャーの温度が高い場合、もしくは触媒を含有する場合には、発生ガス及びタールガスの熱化学反応が促進され、これによってタール分離装置において凝縮分離し循環して熱化学変換装置に送入するべきタール液量を著しく減少することが可能となる。
チャー中に触媒が、ガス中に水蒸気がそれぞれ存在し、かつ温度が高い場合には、小円筒体内で循環するチャーの一部は水性ガス反応によって一酸化炭素と水素に転化する。図５では送入管３１を通してタール液と微粉状チャーが筒状体３７に送入されるが、これだけではなく、排出管１８から排出されるチャーの一部あるいは全部をホッパー１６から原料送入装置を通して筒状体３７に送入し、送入管４１あるいは送入管３１を通して水蒸気５７を送入して一酸化炭素と水素に富むガスを発生させることもできる。
【００１９】
なお、図５における加熱源は、耐火断熱材で構成される炉筒３６と回転する筒状体３７の間の空間３８に、送入口３９から高温の燃焼ガスを流通させて筒状体内の原料１を間接的に加熱し反対側の出口４０から排出する構造を採用している。また、タール液の送入は筒状体の後端側の送入管３１に限らず、原料を投人する前端側に設置したタール液送入管４１から行ってもよく、また場合によっては双方の送入管を併用することもできる。
また、図４、図５の装置では、いずれも回転筒状体に原料有機物を送入機構を介して連続供給する形式を例示したが、本発明はこれに限定するものではなく、固定した円筒内に送る機構を装備した横型筒状体であってもよい。又、連続投入するものとは限らず予め筒状体内に原料を供給した後密閉し、これを外部から加熱する回分式の形式であってもよい。
【００２０】
＜実態形態６＞
図８は鉛直方向に軸線を有する竪型筒状体からなる熱化学変換装置を示したものである。４２は耐熱性筒状体、４３はその外筒で図示していない断熱材で保温されている。原料１は上部の投入ホッパー４４からダンパー４５で外気を遮断しながら筒状体内に投入され、耐熱性筒状体４２と外筒４３の間隙を通過する熱風による筒状壁からの伝熱及び上昇してくるガスの熱によって乾燥・熱分解ガス化されながら容積・重量が減少し、炭化された状態となって下方に移動して格子４６に達し、そこでプッシャー４７を作動させて筒状体下方部に落下・移動させる。プッシャー４７は左右二対となっており、同時に内側に向って作動させることによって、内部で固結した原料を砕いて内部のガス流を均一化するとともに、熱化学変換反応の進行を早める機能も併せてもっている。タール分離装置Ｂで分離されたタール３′は、格子４６の下方に設けた送入口４８から送入される。筒状体下方部において、炭化の進んだ原料はその一部がガス化剤送入管４９から送入されたガス化剤９と反応してガス化し、残りは排出口５０から外気をシールした排出バルブ５１を通してチャー４として排出され、その一部は投入ホッパーあるいは筒状体上部から炉内に供給される。
一方、熱分解で発生したガス２は、上昇する過程で原料及びチャーと接触し筒状体上部から排出し、タール分離装置Ｂに送られる。
【００２１】
図８は竪型炉の一例を示したものであり、炉の断面形状は必ずしも円形である必要はなく、また、投入あるいは排出のシールについても図示したものに限定せず、例えば、供給手段を用いて内部あるいは外部へ斜め下方から斜め上方へと押し出して物質（原料あるいはチャー）自体にシール機能を分担させる方式であってもよい。同様に、原料の送入方法、灰の排出方法、ガスの送入、排出方式、固結防止方式のいずれも図示のものに限定されることがなく、同一の機能を満たす公知のものであればよい。また、熱の供給方式も、部分燃焼熱のみによるもの、外部から電気あるいは燃焼によって供給される熱のみによるものなど、熱供給機能をもつものであればいずれの方式でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るガス化装置の実施形態例を示すブロック図。
【図２】本発明に係るガス化装置の他の実施形態例を示すブロック図。
【図３】本発明に係るガス化装置の他の実施形態例を部分的に示すブロック図。
【図４】本発明に係るガス化装置の他の実施形態例を示す全体概略図。
【図５】図４における熱化学変換装置の他の例を示す断面図。
【図６】図５に示すスパイラル面及び小円筒体の拡大説明図。
【図７】図６の断面説明図。
【図８】本発明において用いる竪型熱化学変換装置の例を示す断面図。
【符号の説明】
【００２３】
Ａ、Ａ１、Ａ２：熱化学変換装置            Ｂ：タール分離装置
Ｃ：ガス精製装置                          Ｄ：ガスホルダー
Ｅ：ガスエンジン発電機                    Ｆ：ガス燃焼炉
Ｇ：過熱蒸気発生装置                      Ｈ：触媒添加装置
Ｉ：触媒混合装置                          Ｊ：クーラー
１：原料                                  ２：熱分解ガス
３、３′：タール                          ４：チャー
５、５′：原料ガス                        ６、６′、６″：クリーンガス
７：燃焼ガス                              ８：過熱水蒸気
９：ガス化剤                              １０：蒸気
１１：ガス発電排ガス                      １２：触媒
１３：筒状体                              １４：筒状体軸線
１５：送入機構                            １６：ホッパー
１７：上部フード                          １８：下部フード（排出管）
１９：炉筒                                ２０：予熱空気
２１：電気ヒータ                          ２２：回転シール
２３：シール機構                          ２４：ガス処理部
２５：タール油貯留部                      ２６：熱分解ガス挿入口
２７：タール液挿入口                      ２８：タール油出口
２９：タール冷却分離装置出口              ３０：灰
３１：タール液送入管                      ３２：送入ポンプ
３３：吸引ブロワ−                        ３４：循環ポンプ
３５：導管                                ３６：炉筒
３７：筒状体                              ３８：空間
３９：送入口                              ４０：出口
４１：タール液送入管                      ４２：耐熱性筒状体
４３：外筒                                ４４：投入ホッパー
４５：ダンパー                            ４６：格子
４７：プッシャ−                          ４８：送入口
４９：ガス化剤送入管                      ５０：排出口
５１：排出バルブ                          ５２：板状又は筒状構造物
５３：スパイラル面                        ５４：小円筒体
５５：中心軸                              ５６：隔板
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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