(57)【要約】【課題】炉内温度、特に、燃焼帯Ｚｂの中央部温度を、常時、計測できるガス化炉を提供する。【解決手段】縦型の炉体２２の上部から被処理物Ａを投入し、炉内上部より順に乾燥帯Ｚｄ、熱分解帯Ｚｃ、燃焼帯Ｚｂ及び冷却帯Ｚａを形成する。そして、炉体２２の下部から上部に向けて酸化剤ガスＧａを流すことにより、被処理物Ａを部分燃焼及び熱分解して生成ガスＧｃを取り出すと同時に、炉体２２の下部から燃焼灰Ａｃや残さＡｃを抜き出すガス化炉である。前記炉体２２の下部中央に、温度センサ３４を内蔵した温度計測器３５を立設する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦型の炉体の上部から被処理物を投入し、炉内上部より順に乾燥帯、熱分解帯、燃焼帯及び冷却帯を形成し、炉体の下部から上部に向けて酸化剤ガスを流すことにより、被処理物を部分燃焼及び熱分解して生成ガスを取り出すと同時に、炉体の下部から燃焼灰や残さを抜き出すガス化炉において、前記炉体の下部中央に、温度センサを内蔵した温度計測器を立設することを特徴とするガス化炉。
【請求項２】
前記温度計測器を、炉体下方に設置した残さ抜出し用テーブルフィーダーに立設し、該残さ抜出し用テーブルフィーダーと共に前記温度計測器を回転させることを特徴とする請求項１記載のガス化炉。
【請求項３】
前記温度計測器を、冷却帯に配置した複数本の支持部材によって支持すると共に、該支持部材を炉体外部より抜き差し可能とすることを特徴とする請求項１又は２記載のガス化炉。
【請求項４】
前記支持部材の取付け角度θを、０°〜６０°の範囲とすることを特徴とする請求項３記載のガス化炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化炉、更に詳しくは、炉体の上部から被処理物を投入すると共に、酸化剤ガス等を炉体の下部より注入して被処理物を部分燃焼及び熱分解し、この熱分解によって生じた生成ガスを炉体の上部から抜き出すと共に、炉体の下部から残さを抜き出す縦型のガス化炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、木屑や廃木材の木質系バイオマス、あるいは、一般ごみ等の廃棄物系バイオマスをガス化炉で熱分解してガス化し、この生成ガスを燃料としてガスエンジンに供給して発電を行うバイオマスガス化発電システムが研究開発されている。
【０００３】
このガス化炉に関連して、廃棄物を上方から反応器に投入すると共に、酸素含有ガスを反応器の下部より注入して廃棄物を部分燃焼及び熱分解し、この熱分解によって生じた生成ガス、例えば、ガス状燃焼生成物を反応器の上部から抜き出すと共に、残さを反応器の下部から抜き出す縦型のガス化炉が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−３４７２７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明を適用するガス化炉の例を図５に示す。
【０００５】
すなわち、このガス化炉１は、筒形に形成された縦型の炉本体２の上部に被処理物投入口３及び生成ガス取出口４を設けると共に、炉本体２の下部に残さ抜出装置５を設けている。
【０００６】
そして、炉本体２の上部に設けたスクリューフィーダー６内蔵の廃棄物供給装置７から炉本体２の被処理物投入口３に廃棄物等の被処理物Ａを投入し、乾燥帯Ｚｄ、熱分解帯Ｚｃ、燃焼帯Ｚｂ、冷却帯Ｚａを経て残さ抜出口５から被処理物の残さＡｃを抜き出している。
【０００７】
残さＡｃの抜き出しは、モーター８によって回転するテーブルフィーダー９を使用する。また、被処理物投入口３と廃棄物供給装置７とを接続するダクト１０には、シールゲート１１，１２を上下２段に設けている。
【０００８】
また、炉本体２の高さ方向に、適宜、設けている温度センサ取付穴（図示せず）に挿入されている温度センサ等の温度検出手段（図示せず）によって燃焼帯Ｚｂにおける温度を検出すると同時に、該検出温度により酸化剤ガス（酸素含有ガス。例えば、空気。）Ｇａや、水蒸気Ｇｂの供給量を制御している。
【０００９】
このガス化炉によれば、燃焼帯Ｚｂから流出する高温の燃焼ガスにより熱分解帯Ｚｃで被処理物Ａが熱分解され、熱分解ガスが発生し、さらに、熱分解ガスの熱によって乾燥帯Ｚｄの被処理物Ａが乾燥される。また、熱分解ガスが乾燥帯Ｚｄを通過する間に熱分解ガスに含まれている飛灰等が乾燥帯Ｚｄの被処理物Ａに付着して除去される。このため、比較的清浄な熱分解ガスを得ることができる。
【００１０】
つまり、このガス化炉１では、廃棄物等の被処理物Ａを縦型の炉本体２に投入して充填層を形成すると共に、炉底部から酸化剤ガス（酸素含有ガス）Ｇａを供給して被処理物Ａの一部分を燃焼させ、炉本体２の高さ方向に下側から、順に、冷却帯Ｚａ、燃焼帯Ｚｂ、熱分解帯Ｚｃ、乾燥帯Ｚｄを形成する。そして、被処理物Ａの自重により降下させる際、酸化剤ガスＧａと向流接触させることで被処理物Ａを、順次、乾燥、熱分解、部分燃焼することにより生成ガスＧｃを得るのである。
【００１１】
因みに、冷却帯Ｚａは、約２００℃、燃焼帯Ｚｂは、約１０００℃〜約１２００℃、熱分解帯Ｚｃは、熱分解ガスを発生させるため、ガス化効率を考慮して約５００℃、乾燥帯Ｚｄは、約８０℃〜約２００℃に維持され、生成ガスＧｃは、約８０℃で排出される。
【００１２】
ところで、このガス化炉１は、安定したガス化運転をするためには、燃焼帯において均一な温度制御が必要である。そのためには、断面の周辺部や中央部の温度計測が必要となるが、温度センサ取付穴（図示せず）がガス化炉の外壁に設置されているため、周辺部の計測はし易いが、中央部の温度検出手段は、その温度センサをガス化炉１の半径方向にバッチ的に挿入して計測していた。
【００１３】
しかし、温度センサをガス化炉の外壁から炉本体の中心に向けて半径方向に挿入したまま保持した場合には、半径方向に挿入した温度センサによって被処理物Ａの降下を妨げることとなり、ブリッジングが発生する原因になり易いという問題があった。
【００１４】
また、この場合、温度センサの支持方法が片持ち式になるため、被処理物Ａの自重や降下運動によって温度センサが根元から曲がったり、あるいは、破損し易いという問題があった。このため、連続的に中央部に温度センサを挿入するのが困難で、中央部の温度を、常時、監視することができないのである。
【００１５】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、被処理物の降下を妨げたり、あるいは、温度センサ自身の変形や破損を防止し、以て、炉内温度、特に、燃焼帯Ｚｂの中央部温度を、常時、計測できるガス化炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するため、本発明は、次のように構成されている。
【００１７】
請求項１に記載の発明に係るガス化炉は、縦型の炉体の上部から被処理物を投入し、炉内上部より順に乾燥帯、熱分解帯、燃焼帯及び冷却帯を形成し、炉体の下部から上部に向けて酸化剤ガスを流すことにより、被処理物を部分燃焼及び熱分解して生成ガスを取り出すと同時に、炉体の下部から燃焼灰や残さを抜き出すガス化炉において、前記炉体の下部中央に、温度センサを内蔵した温度計測器を立設することを特徴としている。
【００１８】
請求項２に記載の発明に係るガス化炉は、前記温度計測器を、炉体下方に設置した残さ抜出し用テーブルフィーダーに立設し、該残さ抜出し用テーブルフィーダーと共に前記温度計測器を回転させることを特徴とする請求項１記載のガス化炉である。
【００１９】
請求項３に記載の発明に係るガス化炉は、前記温度計測器を、前記冷却帯Ｚａに配置した複数本の支持部材によって支持すると共に、該支持部材を炉体外部より抜き差し可能とすることを特徴とする請求項１又は２記載のガス化炉である。
【００２０】
請求項４に記載の発明に係るガス化炉は、前記支持部材の取付け角度θを、０°〜６０°の範囲とすることを特徴とする請求項３記載のガス化炉である。
【発明の効果】
【００２１】
上記のように、請求項１に記載の発明に係るガス化炉は、縦型の炉体の上部から被処理物を投入し、炉内上部より順に乾燥帯、熱分解帯、燃焼帯及び冷却帯を形成し、炉体の下部から上部に向けて酸化剤ガスを流すことにより、被処理物を部分燃焼及び熱分解して生成ガスを取り出すと同時に、炉体の下部から燃焼灰や残さを抜き出すガス化炉において、前記炉体の下部中央に、温度センサを内蔵した温度計測器を立設するため、炉体の横断面積に対して、温度計測器の横断面積が小さくなり、温度計測器によって被処理物の降下が妨げられることが少なくなった。このため、温度計測器に起因する被処理物のブリッジング発生を抑制することが可能となった。
【００２２】
また、本発明は、上記のように、温度計測器を垂直方向に立設したため、温度計測器に作用する炉内に充填された被処理物の荷重が減少し、温度計測器が曲がったり、あるいは、破損する事故が少なくなった。
【００２３】
また、請求項２に記載の本発明は、前記温度計測器を、炉体下方に設置した残さ取出用テーブルフィーダーに立設し、該残さ取出用テーブルフィーダーと共に前記温度計測器を回転させるため、被処理物が燃焼してできた灰や残さ等が温度計測器の表面に付着し難くなった。
【００２４】
このため、温度計測器の表面が灰や残さ等に覆われることが少なくなるため、メンテナンスフリーで、長期にわたって炉内温度、特に、燃焼帯Ｚｂの温度計測を連続で行えるようになった。
【００２５】
また、請求項３に記載の本発明は、前記温度計測器を、前記冷却帯Ｚａに配置した複数本の支持部材によって支持するのである。冷却帯Ｚａは、２００℃程度であるため、支持部材を設置したとき、熱影響を受けないため、長時間の使用に耐えられる。また、冷却帯Ｚａでは、廃棄物である被処理物が燃焼灰と残さとなっているため、支持部材が邪魔になることはほとんどない。
【００２６】
また、支持部材を炉体外部より抜き差し可能としているため、炉の外部から支持部材を、時々、押し引きすることによって支持部材に引っかかった金属片や瓦礫等を容易に除去することが可能となった。
【００２７】
また、請求項４に記載の本発明は、前記支持部材の取付け角度θを、０°〜６０°の範囲に設定しているため、不燃性の金属片や瓦礫等の引っかりを未然に防止することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００２９】
図１は、本発明にかかるガス化炉の要部拡大断面図である。
【００３０】
図１において、２１は、縦型のガス化炉であり、その炉体２２は、中空状の第１の架台２３に設置されている。また、ガス化炉２１は、炉体２２の直下に灰排出装置２５を備えている。
【００３１】
この灰排出装置２５は、センターシャフト２６と、テーブルフィーダー２７と、第１，第２の２つのスプロケット２８，２９と、動力伝達帯３０と、減速機付きの電動モーター３１により形成されている。
【００３２】
具体的に説明すると、第１の架台２３内の第２の架台２４に、軸受３２を介して中空状のセンターシャフト２６を回転自在に装着している。そして、センターシャフト２６の上端部に円板状の灰抜き出し用テーブルフィーダー２７を取り付け、センターシャフト２６の下端部に第１のスプロケット２８を取り付けている。
【００３３】
また、第１のスプロケット２８と、第２のスプロケット２９との間には、動力伝達帯３０が掛け渡され、減速機付きの駆動モーター３１を駆動することによって円板状のテーブルフィーダー２７が所定の速度（例えば、０．０５ｒｐｍ〜０．５０ｒｐｍの低速）で回転するようにしている。また、センターシャフト２６は、第２の架台２４に設けたグランドパッキン３３によって軸封している。
【００３４】
この発明では、炉体２２の下方に設置したセンターシャフト２６の上端に、熱電対３４を内蔵した細長い温度計測器３５を立設している。この温度計測器３５は、熱電対３４と、熱電対３４を内蔵した保護管３６により形成されている。保護管３６は、先端部分が次第に細くなり、最先端部分は、試験管のように封止している。
【００３５】
また、熱電対３４に接続しているリード線３７の端部には、テレメータ、つまり、無線式の温度データ発信機３８を接続し、熱電対３４によって計測した燃焼帯Ｚｂの燃焼温度を炉外に無線で送信するようにしている。
【００３６】
ここで、温度計測データは、非接触方式の熱電対のみならず、接触方式の熱電対によって外部に取り出しても差し支えがない。また、熱電対としては、特に、限定しないがＫタイプの熱電対が好ましい。
【００３７】
この温度計測器３５は、所定の長さを有し、その先端部３９が燃焼帯Ｚｂの中に位置するようにしている。また、この温度計測器３５は、炉体２２の下部中央に位置し、炉体２２の軸芯Ｙ１と温度計測器３５の軸芯Ｙ２とが一致するようにしている。
【００３８】
上記保護管としては、ＳＵＳ（ステンレススチール）やセラミックス製の保護管が好ましい。
【００３９】
上記温度計測器３５は、センターシャフトの上端に立設する構造であるが、片持ち構造による長手方向のフレを極力おさえるために、燃焼帯Ｚｂの下方に位置する冷却帯Ｚａに複数本（例えば、２乃至３本）の支持部材４０を配置している。この支持部材４０は、細長い棒体４１の先端部に取り付けた円弧状の支持部４２によって温度計測器３５の側面を支えるようにしている。
【００４０】
ここで、支持部材の支持部４２の円弧の曲率は、温度計測器３５の保護管３６の直径より、若干、大きくし、温度計測器３５の回転のさまたげとならない構造とする。
【００４１】
また、支持部材４０の細長い棒体４１は、炉体２２に設けた支持部材挿入部４３を貫通して炉外に突き出ており、炉外から支持部材４０を２頭矢印の方向に押し引きできるようにしている。
【００４２】
また、支持部材４０の取付け角度、つまり、支持部材４０の傾斜角度θは、０°から６０°の範囲が好ましい。また、支持部材４０の数は、特に、限定されるものではなく、図２に示すように、２本でも良いし、また、図３に示すように、３本でも良い。
【００４３】
次に、このガス化炉に設置した温度計測器の作用について説明する。
【００４４】
図４に示すように、ガス化炉２１の燃焼帯Ｚｂにて燃焼した廃棄物等の被処理物Ａは、燃焼灰Ａａや残さＡｃとなって燃焼帯Ｚｂより冷却帯Ｚａに降下し、最終的には、灰排出装置２５である円板状のテーブルフィーダー２７によって炉外に排出される。
【００４５】
その際、炉体２２の下部に立設した細長い温度計測器３５によって燃焼帯Ｚｂにおける温度を計測し、その計測温度をテレメーター等の無線式の温度データ発信機３８を経て図示しない制御装置に送信する。そして、図示しない制御装置によって酸化剤ガス（酸素含有ガス）Ｇａや、水蒸気Ｇｂの供給量を調整している。
【００４６】
また、この温度計測器３５は、上記のように、炉体２２の下部に垂直方向に立設されているから、燃焼灰Ａａや残さＡｃの降下を妨げることがない。その上、支持部材４０を２頭矢印の方向に動かすことによって温度計測器３５と支持部材４０の先端にある円弧状の支持部４２の間に挟まっている残さＡｃ等を除去することができる。
【００４７】
以上の説明では、所定長の温度計測器を適用する場合について説明したが、燃焼帯Ｚｂの上下変動に対応するために、温度計測器３５を上下方向に摺動できるようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明にかかるガス化炉の要部拡大断面図である。
【図２】支持部材が２本の場合の配置図である。
【図３】支持部材の３本の場合の配置図である。
【図４】本発明にかかるガス化炉の作用説明図である。
【図５】実験用ガス化炉の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
２１  ガス化炉
２２  炉体
３４  温度センサ
３５  温度計測器
Ａ  被処理物
Ｇａ  酸化剤ガス
Ｇｃ  生成ガス
Ｚａ  冷却帯
Ｚｂ  燃焼帯
Ｚｃ  熱分解帯
Ｚｄ  乾燥帯
【図１】
2006250416.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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