(57)【要約】      （修正有）【課題】未処理ガスをクリーンなガスに精製することができ除塵装置と、有機系燃料のガス化システムと、液体燃料を高効率に製造することのできる液体燃料製造システムとを提供する。【解決手段】未処理ガスを洗浄するジェットスクラバ１０４からの洗浄水を受ける小容量な一次貯留タンク１と、前記一次貯留タンク１に隣接され、該一次貯留タンク１の内底部に開口する吸引管を有する大容量な二次貯留タンク２と、前記二次貯留タンク２内に配設され、該二次貯留タンク内の循環水の浮上分離成分を排出する浮上分離成分排出手段６と、前記二次貯留タンク２の下部に形成され、該二次貯留タンク２内の循環水を循環ポンプ１０７により強制排出する循環水排出管１０８とを少なくとも用いて構成する。【選択図】    図１
2006077130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未処理ガスを吸引して水ジェット水滴噴流を鉛直軸方向に形成する駆動ノズルと、
前記駆動ノズルに連通し、該駆動ノズルから放出されたジェット水滴噴流を覆うように受けることによって前記水ジェット水滴噴流と生成ガスとを気液混合し、生成ガスの除塵を行うスクラバ部と、
前記気液混合後の水ジェット水滴噴流水と生成ガスとを受けて、前記噴流水を循環水として一時的に貯留するとともに、前記ガスを系外に排出する一次貯留タンクと、
前記一次貯留タンクに隣接され、該一次貯留タンクの内底部に開口する吸引管を有する二次貯留タンクと、
前記二次貯留タンク内に配設され、該二次貯留タンク内の循環水の浮上分離成分を排出する浮上分離成分排出手段と、
前記二次貯留タンクの下部に形成され、該二次貯留タンク内の循環水を循環ポンプにより強制排出する循環水排出管とを具備していることを特徴とする除塵装置。
【請求項２】
前記一次貯留タンクの容量が前記二次貯留タンクの容量より少なく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の除塵装置。
【請求項３】
前記二次貯留タンクの底部に堆積成分排出管が設けられ、該堆積成分排出管に向かって前記二次貯留タンクの底部が下方傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の除塵装置。
【請求項４】
前記二次貯留タンクの上部に給水口が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項５】
前記浮上分離成分排出手段が、少なくとも、前記浮上分離成分からなる浮上層中に開口する排出管と、該排出管に介装されたスラリーポンプとから構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項６】
前記浮上分離成分排出手段が、少なくとも、前記二次貯留タンクの上部が上端に向かって狭隘化されて形成されたテーパー状の浮上分離成分収集部と、該浮上分離成分収集部の上端狭隘部に設けられた排出手段とから構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項７】
前記上端狭隘部に前記浮上分離成分を前記排出手段に向けて送り出すフィーダ手段が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の除塵装置。
【請求項８】
前記二次貯留タンクの液面が前記一次貯留タンクの液面より低く維持されるように設定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項９】
前記浮上分離成分排出手段が、少なくとも、前記二次貯留タンクの上側部に形成されたオーバーフロー排液口と、排出管が取り付けられた排液溜めとから構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項１０】
前記二次貯留タンク内の上部に前記浮上分離成分を前記オーバーフロー排液口に向けて掻き出すレーキが設けられていることを特徴とする請求項９に記載の除塵装置。
【請求項１１】
前記一次貯留タンク内の上部空間と前記二次貯留タンクの上部空間とが連通されていることを特徴とする請求項１０に記載の除塵装置。
【請求項１２】
前記二次貯留タンクの下部に気泡を含んだ加圧水を注入するための加圧水注入口が設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の除塵装置。
【請求項１３】
前記加圧水として前記一次貯留タンク内の貯留水が用いられることを特徴とする請求項１２に記載の除塵装置。
【請求項１４】
前記循環水排出管の循環ポンプの下流にストレーナーが介装されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項１５】
前記二次貯留タンクに薬剤注入口が設けられていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項１６】
前記未処理ガスが有機系燃料のガス化炉により生成されたガスであることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の除塵装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の除塵装置を備えたことを特徴とする有機系燃料のガス化システム。
【請求項１８】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の除塵装置を備えたことを特徴とする有機系燃料を用いた液体燃料製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種ガス化装置、燃焼装置から排出される生成ガスから該ガス中のタールやチャーを含む煤塵を安価かつ高効率に除去することのできる除塵装置、該除塵装置を用いた有機系燃料のガス化システムおよび液体燃料製造システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石油、石炭などの化石燃料、廃棄物、バイオマス等の可燃性物質を用いた燃焼装置やガス化装置が種々開発されているが、いずれの装置によって生成もしくは排出されるガスには、量の多少はあるものの、微細ダスト状の煤塵成分が含まれている。これらガスを燃料ガス、液体燃料合成用原料ガスとして使用する場合でも、排気ガスとして処理する場合でも、ガス中の煤塵の除去処理を高精度に行う必要がある。
【０００３】
前述のようなガスの除塵装置として、従来、除去媒体として水ジェット水滴噴流を利用した装置が知られており（特許文献１）、その処理対象により一部改良したものが種々提案されている。それらの内、代表的一例を図９に示す。
【０００４】
この水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置は、除塵処理を要するガス１０１を吸引して水ジェット水滴噴流１０２を鉛直軸方向に形成する駆動ノズル１０３と、前記駆動ノズル１０３に連通し、該駆動ノズル１０３から放出された水ジェット水滴噴流１０２を覆うように受けることによって前記水ジェット水滴噴流１０２とガス１０１とを気液混合し、ガス中のダスト粒子を水滴に付着させることにより、ガス１０１の除塵を行う筒状のスクラバ部１０４と、前記水ジェット水滴噴流水を循環水として貯留するとともに、前記スクラバ部１０４において微粒子成分および水溶性成分が分離されたガス１０１を次の処理工程に送り出す排出口１０５ａを有する循環水タンク１０５と、前記循環水タンク１０５内の貯留水を撹拌する撹拌手段１０６と、循環水タンク１０５の側部下端に配設され、該循環水タンク１０５内の循環水を循環ポンプ１０７により強制排出する排出管１０８と、前記排出管１０８に介装されたストレーナ１０９とを具備する装置である。
【０００５】
前記スクラバ部１０４は、一体構造の筒状部材であり、比較的径の大きなチャンバー部１０４ａと、それに順次続く、漏斗状の吸引部１０４ｂ、縮径直管状のスロート部１０４ｃ、徐々に拡径するディフューザ部１０４ｄ、および拡幅直管状の出口管部１０４ｅとから構成されている。前記チャンバー部１０４ａの中央には前記駆動ノズル１０３が配置されており、この駆動ノズル１０３の噴出口は該スクラバ部１０４の中心線に位置している。このチャンバー部１０４ａの側部には、前記ガス１０１の導入口１０４ｆが形成されており、ガス１０１を水ジェット水滴噴流１０２に巻き込むように設定されている。この水ジェット水滴噴流１０２とガス１０１とは、吸引部１０４ｂで合流し、縮径直管状のスロート部１０４ｃにて高流速で気液混合がなされ、水滴へのダスト粒子の付着合体を促進する。その後、水滴噴流は徐々に拡径するディフューザ部１０４ｄに導かれて、流速が低下し、高流速エネルギーを圧力エネルギーに変えてスクラバの圧力損失を減少させる。ガス１０１から微粒子成分および水溶性成分を吸収した水滴流は、拡幅直管状の出口管部１０４ｅから前記循環水タンク１０５内に低速で流下し、水によって洗浄されたガス１０１は、循環水タンク１０５の上部空間を経由してガス排出口１０５ａから次の処理工程に導出される。
【０００６】
前記水ジェット水滴噴流１０２によってガス１０１から分離され水滴に付着したダストおよびタール成分およびチャーからなる微粒成分は、循環水タンク１０５内に水滴とともに落下することによって、一時的に水中に沈下させられる。前記微粒子成分のうち高比重チャーなど比重の高い不溶成分はそのまま沈下し、タール成分や低比重な疎水性チャーは疎水性かつ軽量であるため、直ぐに水面に浮上する。常に水滴噴流水が強く流下し続ける状態にあっても、前記浮上分離成分を循環液に均一に分布させることができない。したがって、循環水タンク１５の下部の配設されている排出管から循環液を吸引しても、前記浮上分離成分はほとんど回収することができない。そこで、この装置では、循環水タンク１０５内の水を撹拌する撹拌手段１０６を設けている。この撹拌手段１０６を駆動させることにより、前述のように勢いよく流下する水によって水中に潜った浮上分離成分の水中滞在時間を長引かせ、それら浮上分離成分を循環水とともに排出管１０８を介して循環ポンプ１０７により吸引し、ストレーナー１０９により分離して回収する。浮上分離成分をストレーナー１０９により分離された水は循環モータ１０７から循環ライン１１０により前記駆動ノズル１０３に回送される。
【０００７】
前記循環ライン１１０には、熱交換型冷却器１１１が介装されるとともに、開閉弁１１２および流量計１１３が設けられている。また、循環ライン１１０の前記冷却器１１１の下流側にはバイパス管１１４が連結されており、循環水の一部を直接に循環水タンク１０５内に送るように設定されている。このバイパス管１１４にも開閉弁１１５および流量計１１６が取り付けられている。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−６３６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記除塵装置は、水ジェット水滴噴流による接触によりガス中の水溶性物質およびタールなどの凝縮可能な塵を除くことができるが、凝縮によって生じたタール凝縮成分および低比重な疎水性チャーが循環水タンク１０５内の循環水の水面に浮上するために、循環水タンク１０５からストレーナー１０９に効率的に取り込むことが難しくなる。そのために前記除塵装置では、撹拌手段１０６を設けているが、疎水性かつ低比重な微粒成分（浮上分離成分）を効率的に排出管１０８に導くことができない。浮上分離成分は、水面に偏在して常に残留し、浮上層を構成した状態になり、除去効率化のネックとなっている。また、前記ガス中の高比重チャーは水洗浄を受けても循環水中に溶けずに沈積して循環水タンクの底部に堆積する（堆積成分）。これらが循環水中の混入して循環することにより、長期的に循環ポンプの損傷、冷却器の汚れが生じ、除塵装置の効率的稼働を低減させるばかりでなく、除塵装置の低寿命化を引き起こしてしまうことになる。
【００１０】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、水ジェット水滴噴流によりガスから分離した浮上分離成分（タール凝縮成分および低比重な疎水性チャー）と堆積成分（高比重チャー）の各効率的な分離手段を有し、それによって除塵効率および装置の長寿命化を実現した除塵装置と、この除塵装置を用いた有機系燃料のガス化システムおよび液体燃料製造システムを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した課題を解決する［請求項１］の発明の除塵装置は、未処理ガスを吸引して水ジェット水滴噴流を鉛直軸方向に形成する駆動ノズルと、前記駆動ノズルに連通し、該駆動ノズルから放出されたジェット水滴噴流を覆うように受けることによって前記水ジェット水滴噴流と生成ガスとを気液混合し、生成ガスの除塵を行うスクラバ部と、前記気液混合後の水ジェット水滴噴流水と生成ガスとを受けて、前記噴流水を循環水として一時的に貯留するとともに、前記ガスを系外に排出する一次貯留タンクと、前記一次貯留タンクに隣接され、該一次貯留タンクの内底部に開口する吸引管を有する二次貯留タンクと、前記二次貯留タンク内に配設され、該二次貯留タンク内の循環水の浮上分離成分を排出する浮上分離成分排出手段と、前記二次貯留タンクの下部に形成され、該二次貯留タンク内の循環水を循環ポンプにより強制排出する循環水排出管とを具備していることを特徴とする。
【００１２】
［請求項２］の発明は、請求項１に記載の除塵装置において、前記一次貯留タンクの容量が前記二次貯留タンクの容量より少なく設定されていることを特徴とする。
【００１３】
［請求項３］の発明は、請求項１または２に記載の除塵装置において、前記二次貯留タンクの底部に堆積成分排出管が設けられ、該堆積成分排出管に向かって前記二次貯留タンクの底部が下方傾斜していることを特徴とする。
【００１４】
［請求項４］の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の除塵装置において、前記二次貯留タンクの上部に給水口が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
［請求項５］の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の除塵装置において、前記浮上分離成分排出手段が、少なくとも、前記浮上分離成分からなる浮上層中に開口する排出管と、該排出管に介装されたスラリーポンプとから構成されていることを特徴とする。
【００１６】
［請求項６］の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の除塵装置において、前記浮上分離成分排出手段が、少なくとも、前記二次貯留タンクの上部が上端に向かって狭隘化されて形成されたテーパー状の浮上分離成分収集部と、該浮上分離成分収集部の上端狭隘部に設けられた排出手段とから構成されていることを特徴とする。
【００１７】
［請求項７］の発明は、請求項６に記載の除塵装置において、前記上端狭隘部に前記浮上分離成分を前記排出手段に向けて送り出すフィーダ手段が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
［請求項８］の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の除塵装置において、前記二次貯留タンクの液面が前記一次貯留タンクの液面より低く維持されるように設定されていることを特徴とする。
【００１９】
［請求項９］の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の除塵装置において、前記浮上分離成分排出手段が、少なくとも、前記二次貯留タンクの上側部に形成されたオーバーフロー排液口と、排出管が取り付けられた排液溜めとから構成されていることを特徴とする。
【００２０】
［請求項１０］の発明は、請求項９に記載の除塵装置において、前記二次貯留タンク内の上部に前記浮上分離成分を前記オーバーフロー排液口に向けて掻き出すレーキが設けられていることを特徴とする。
【００２１】
［請求項１１］の発明は、請求項１０に記載の除塵装置において、前記一次貯留タンク内の上部空間と前記二次貯留タンクの上部空間とが連通されていることを特徴とする。
【００２２】
［請求項１２］の発明は、請求項１１に記載の除塵装置において、前記二次貯留タンクの下部に気泡を含んだ加圧水を注入するための加圧水注入口が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
［請求項１３］の発明は、請求項１２に記載の除塵装置において、前記加圧水として前記一次貯留タンク内の貯留水が用いられることを特徴とする。
【００２４】
［請求項１４］の発明は、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の除塵装置において、前記循環水排出管の循環ポンプの下流にストレーナーが介装されていることを特徴とする。
【００２５】
［請求項１５］の発明は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の除塵装置において、前記二次貯留タンクに薬剤注入口が設けられていることを特徴とする。
【００２６】
［請求項１６］の発明は、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の除塵装置において、前記未処理ガスが有機系燃料のガス化炉により生成されたガスであることを特徴とする。
【００２７】
［請求項１７］の発明は、有機系燃料のガス化システムであって、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の除塵装置を備えたことを特徴とする。
【００２８】
［請求項１８］の発明は、有機系燃料を用いた液体燃料製造システムであって、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の除塵装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、各種ガス化装置、燃焼装置から排出される生成ガスの除塵を水ジェット水滴噴流を用いて行う除塵装置において、ガス中のタールやチャーを含む煤塵を安価かつ高効率に除去することのでき、それによって効率的な有機系燃料のガス化システムおよび液体燃料製造システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の実施の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００３１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係る除塵装置の一例を示す全体構成図であり、図９と共通する要素には同一符号を付している。
【００３２】
この水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の特徴は、従来の循環水タンク１０５の替わりに一次貯留タンク１と二次貯留タンク２の二つのタンクを用いていることにある。
【００３３】
一次貯留タンク１は、前記スクラバ部１０４から気液混合後の水ジェット水滴噴流水と生成ガスとを受けて、前記噴流水を循環水として一時的に貯留する小容量なタンクであり、その上部にはガス出口１ａが形成されている。
【００３４】
前記二次貯留タンク２は、前記一次貯留タンク１に隣接され、該一次貯留タンク１の内底部に開口する吸引管２ａを有する大容量の貯留タンクであり、その下部には該二次貯留タンク２内の循環水を強制排出する循環水排出管１０８が連結されている。この循環水排出管１０８には循環ポンプ１０７が介装されており、前記二次貯留タンク２内の水を循環ライン１１０に送り込むようになっている。前記循環ポンプ１０７による二次貯留タンク２内の循環水の強制排出量とスクラバ部１０４からの流下水量とを調節することにより、前記一次貯留タンク１内の水位が二次貯留タンク２内の水位より上位に位置し、その落差が一定に保たれる。
【００３５】
前記一次貯留タンク１の容量は前記二次貯留タンク２の容量より大幅に少なく設定されており、二次貯留タンク２内の大容量な水は下部に設けた循環水排出管１０８から強制的に循環ライン１１０に送り出される。スクラバ部１０４から勢いよく流下した水を受ける一次貯留タンク１内では、タンク容量がきわめて少ないので、流下した水の中に含まれている「タール凝縮成分および低比重な疎水性チャー」からなる浮上しやすい微粒成分は、浮上分離せずに全体に分散したままとなる。また、「高比重なチャー」からなる沈積しやすい高比重な微粒成分も撹拌されて流動状態にある。一次貯留タンク１内の水は、低比重な微粒成分および高比重な微粒成分が分散および流動状態にあるままで、オーバーフローすることなく、吸引管２ａを介して二次貯留タンク２内に移送される。
【００３６】
前記二次貯留タンク２は大容量であり、しかもスクラバ部１０４からの流下水によって撹拌されることもないので、前記一次貯留タンク１から二次貯留タンク２に移動した水は、その中に分散していた「タール凝縮成分および低比重な疎水性チャー」からなる浮上しやすい微粒成分は容易に浮上分離する。この浮上分離成分３は、集合して浮上層４を構成する。一方、タンク２中の水に含まれる高比重チャーは沈降して、タンク２の底面上に堆積成分５となって堆積する。
【００３７】
前記二次貯留タンク２には、前記浮上分離成分３をタンク外に排出するために、浮上分離成分排出手段６が設けられている。この浮上分離成分排出手段６は、本実施の形態では、前記浮上分離成分３からなる浮上層４中に開口する排出管７と、該排出管７に介装されたスラリーポンプ８とから構成されている。
【００３８】
前記二次貯留タンク２の底面は一端に向かって下方傾斜しており、最も低い部分には、定積成分排出管２ｂが取り付けられている。タンク２の底面上の堆積成分５は傾斜面に沿って前記堆積成分排出管２ｂに集められるので、排出管２ｂを開くことにより堆積成分５をタンク２内の水から分離し、回収することができる。
【００３９】
前記二次貯留タンク２では、浮上分離成分３と堆積成分５が系外に除去され、また、ガス出口１ａからの蒸発損失分もあり、そのままでは、スクラバ部１０４→一次貯留タンク１→二次貯留タンク２→循環ライン１１０→（スクラバ部１０４）からなる全循環ライン中の循環水の量が徐々に少なくなってしまう。その損失水分量を補うために、二次貯留タンク２の上部には、給水口９が設けられており、系外から水量の補給を行うようになっている。
【００４０】
なお、前記構成では、浮上分離成分排出手段６を排出管７とスラリーポンプ８との組み合わせから構成したが、浮上分離成分の粘度が流動容易な程度であれば、排出管７のみから構成しても良い。浮上分離成分の粘度が流動が困難な程に大きかったり、冬期などの低温環境下に置かれて粘度上昇を伴う場合などには、スラリーポンプ８が必須になる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明に係る除塵装置の第２の実施形態を示す全体構成図であり、図１と共通する要素には同一符号を付している。
【００４２】
この実施形態の除塵装置の特徴は、前記第１の実施形態の除塵装置において、浮上分離成分排出手段６の具体的構成が異なり、それに伴って、一次貯留タンク１内の水位と二次貯留タンク２の内の水位とを同一水位に設定する点が異なり、他の構成は、前記第１の実施形態と同様である。
【００４３】
本実施形態における浮上分離成分排出手段６は、二次貯留タンク２の側部に形成されたオーバーフロー排液口１０と、その外側に付設されている排液溜め１１と、前記排液溜め１１の底部に連結されている排液管１２とから構成されている。前記排液管１２にはスラリーポンプ１３を介装することが好ましく、前記第１の実施の形態で説明したように、浮上分離成分が比較的粘度の高い場合にも、スラリーポンプ１３があれば、前記浮上分離成分３を容易に強制排出できる。
【００４４】
（第３の実施の形態）
図３は、本発明に係る除塵装置の第３の実施形態を示す全体構成図であり、図２と共通する要素には同一符号を付している。
【００４５】
この実施形態の除塵装置の特徴は、前記第１の実施形態の除塵装置において、浮上分離成分排出手段６の構成要素として、二次貯留タンク２内の上部に前記浮上分離成分３を前記オーバーフロー排液口１０に向けて掻き出すレーキ１４がさらに設けられている点にある。また、この実施形態では、一次貯留タンク１と二次貯留タンク２との上部を連通することにより均圧ライン１５を形成しており、この均圧ライン１５によって一次貯留タンク１と二次貯留タンク２との水位を同一かつ安定化させている。二次貯留タンク２の水位を安定化し、レーキ１４を設けることによって、浮上分離成分３の排出をより効率的かつ安定的に実施することが可能になる。
【００４６】
（第４の実施の形態）
図４は、本発明に係る除塵装置の第４の実施形態を示す全体構成図であり、図１〜３と共通する要素には同一符号を付している。
【００４７】
この実施形態の除塵装置の特徴は、前記第１〜３の実施形態の除塵装置において、浮上分離成分排出手段６を、前記二次貯留タンク２の上部が上端に向かって狭隘化されて形成されたテーパー状の浮上分離成分収集部１６と、該浮上分離成分収集部１６の上端狭隘部１６ａに設けられた排出管１７とから構成したこと以外、前記第１〜３の各実施形態と同様に形成されていることにある。
【００４８】
この実施形態では、一次貯留タンク１内の水位より二次貯留タンク２内の水位が低くなるように設定されている。二次貯留タンク２内の上部は、前述のように、上に行くに従って狭隘化されており、その先端には排出管１７が連結された構造となっているので、浮上分離成分３の分量が多くなってくると、浮上分離成分３の積極的排出をしない限り浮上層４が厚くなる。この状態では、浮上層４は常に上向きの水圧を受けていることになる。従って、排出管１７を開けば、浮上分離成分３は排出管１７を介してタンク外へ押し出されることになる。さらに、前記排出管１７には、先に述べたように、浮上分離成分３の濃度が高いなどの場合に排出を促進するためにスラリーポンプ１８を介装しておくことが好ましい。
【００４９】
（第５の実施の形態）
図５は、本発明に係る除塵装置の第５の実施形態を示す要部構成図であり、図４と共通する要素には同一符号を付している。
【００５０】
この実施形態の除塵装置の特徴は、前記第４の実施形態の除塵装置において、浮上分離成分排出手段６の構成要素として、浮上分離成分収集部１６の下部から上端狭隘部１６ａにかけて位置するヘリカルスクリュー（フィーダ手段）１９がさらに設けられている点にある。このヘリカルスクリュー１９はモータ２０により回転されることにより粘度の高い浮上分離成分３を排出管１７に向けて強制的に掻き上げるので、浮上分離成分３の排出をより効率的に実施することが可能になる。
【００５１】
（第６の実施の形態）
図６は、本発明に係る除塵装置の第６の実施形態を示すもので、前記図４に示した構成と同一構成要素には同一符号を付して説明を簡略化する。
本実施形態の特徴は、二次貯留タンク２の下部に気泡を含んだ加圧水を注入するための加圧水注入口２１が設けられていることにある。この加圧水は系外から供給しても良いし、この実施形態例でのように、循環ポンプ１０７の直後の循環ライン１１０に分岐配管２２を接続し、この分岐配管２２を前記加圧水注入口２１に連結することによって、加圧水を供給するようにしても良い。この分岐配管２２に加圧水を発生させるために、一次貯留タンク１の側部中央に吸引管２３を接続し、その先端を循環ポンプ１０７の上流に連結するとともに、循環ポンプ１０７にて気泡を噛み込ませるように設定する。
【００５２】
二次貯留タンク２の底面から気泡を発生させることにより、循環水中に分散している低比重な疎水性微粒成分の凝縮を促進することができ、前記浮上分離成分３の生成速度を高めることができる。なお、この加圧水注入構成は、前記第４の実施形態の二次貯留タンクに形成したが、他の実施例の二次タンクにも同様に形成することができ、同様の効果を得ることができる。
【００５３】
その他の形態として、前記第２の実施形態の除塵装置の場合に図示するが、図７に示すように、本発明の除塵装置において、二次貯留タンク２の上部に薬剤注入口２４を設けてもよい。この薬剤注入口２４から種々の薬剤を投入して循環水のより一層の浄化や混入物の制御を行うことができる。例えば、凝集剤を注入することによってタール成分や低比重疎水性のチャーの浮上速度を速めたり、酸性化剤を注入してシアンの溶解を防止したりすることができる。
【００５４】
（第７の実施の形態）
図８は、前述の本発明の除塵装置を有機系燃料の代表例であるバイオマスを用いた液体燃料合成システムに用いた実施例を示している。
【００５５】
一般にバイオマスとは、エネルギー源または工業原料として利用することのできる生物体（例えば、農業生産物または副産物、木材、植物等）をいい、太陽エネルギー、空気、水、土壌等の作用により生成されるので、無限に再生可能である。
【００５６】
上記バイオマスを利用することで燃料用のガスおよびメタノール等のクリーンなエネルギー源の製造が可能となる。また、廃棄物としてのバイオマスを処理できるので、環境の浄化にも役立つとともに、新規に生産されるバイオマスも光合成によりＣＯ2の固定により生育されるので、大気のＣＯ2を増加させないので、ＣＯ２の抑制につながるので好ましい技術である。
【００５７】
バイオマス３０を炉本体３１内に供給するバイオマス供給手段３２と、酸素または酸素と水蒸気の混合物からなる燃焼用の酸化剤３３を炉本体３１内に供給する酸化剤供給手段３４とを備えてなるバイオマスガス化炉３５と、該バイオマスガス化炉３５でガス化した生成ガス３６中の粉塵を除去するサイクロンなどの分離手段３７と、この分離手段３７で３μｍ以上の比較的大きな粒径の粉塵を除去されたガスをさらに高精度に除塵処理する前記本発明の除塵装置１１と、高精度に除塵したガスを精製するガス精製装置３８と、該精製後のガスを用いてメタノール（液体燃料）を合成し、排ガス３９とメタノール４０とに分離する蒸留装置４１を備えた液体燃料合成装置４２とから液体燃料製造システム４３を構成している。
【００５８】
供給するバイオマス３０としては、生産または廃棄されたバイオマスを粉砕・乾燥したものを供給するのが好ましい。本発明で言うバイオマスとは、エネルギー源または工業原料として利用することのできる生物資源（例えば、農業生産物または副産物、木材、植物等）をいい、例えば、スイートソルガム，ネピアグラス，スピルリナ等が用いられている。
【００５９】
前記バイオマスを原料として生成したガスには、チャーなどの微粒子成分、タール成分、硫化水素、塩素などが含まれるため、そのままでは、合成触媒を利用した液体燃料や、燃料電池へのエネルギー源を合成するためのガスには適さない。そのため、本発明では、前述の各実施の形態に示した水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置Ａを用いて、前記微粒子、タール成分、硫化水素、塩素などの微量成分を効率的に除去している。その除去の仕組みは、前記各実施形態に説明した通りである。液体燃料や燃料電池へのエネルギー源を得るための原料ガスとしては、実際の運用に当たっては、前記微量成分は、その許容含有量を検出限界量程度までに低減する必要があるが、本発明の除塵装置Ａを用い、さらに必要に応じて高精度吸着精製装置を組み合わせて用いれば、従来困難であった前記微量成分の充分なる低減が可能になる。なお、バイオマスから主にクリーンな生成ガスを得る場合のシステムは、図８のガス精製装置３８までの構成要素にて実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上説明したように、本発明に係る除塵装置は、未処理ガスを吸引して水ジェット水滴噴流を鉛直軸方向に形成する駆動ノズルと、前記駆動ノズルに連通し、該駆動ノズルから放出されたジェット水滴噴流を覆うように受けることによって前記水ジェット水滴噴流と生成ガスとを気液混合し、生成ガスの除塵を行うスクラバ部と、前記気液混合後の水ジェット水滴噴流水と生成ガスとを受けて、前記噴流水を循環水として一時的に貯留するとともに、前記ガスを系外に排出する一次貯留タンクと、前記一次貯留タンクに隣接され、該一次貯留タンクの内底部に開口する吸引管を有する二次貯留タンクと、前記二次貯留タンク内に配設され、該二次貯留タンク内の循環水の浮上分離成分を排出する浮上分離成分排出手段と、前記二次貯留タンクの下部に形成され、該二次貯留タンク内の循環水を循環ポンプにより強制排出する循環水排出管とを具備していることを特徴とするものである。
【００６１】
また、本発明に係る有機系燃料のガス化システムおよび有機系燃料を用いた液体燃料製造システムは、前記除塵装置を用いたことを特徴としたものである。
【００６２】
本発明の除塵装置においては、前記一次貯留タンクの容量は前記二次貯留タンクの容量より大幅に少なく設定されており、二次貯留タンク内の大容量な水は下部に設けた循環水排出管から強制的に循環ラインに送り出される。スクラバ部から勢いよく流下した水を受ける一次貯留タンク内では、タンク容量がきわめて少ないので、流下した水の中に含まれている「タール凝縮成分および低比重な疎水性チャー」からなる浮上しやすい微粒成分は、浮上分離せずに全体に分散したままとなる。一次貯留タンク内の水は、微粒成分が分散状態にあるままで、オーバーフローすることなく、吸引管を介して二次貯留タンク内に移送される。前記二次貯留タンクは大容量であり、しかもスクラバ部からの流下水によって撹拌されることもないので、前記一次貯留タンクから二次貯留タンクに移動した水は、その中に分散していた「タール凝縮成分および低比重な疎水性チャー」からなる浮上しやすい微粒成分は容易に浮上分離する。この浮上分離成分は、浮上分離成分排出手段によって、容易かつ効率的に系外へ排出される。また、ガス中の高比重チャー由来の堆積成分は、その高比重性ゆえに自然と沈降分離される現象を利用して堆積成分排出管からタンクの外に効率的に排出される。したがって、本除塵装置では、循環水排出管および循環ライン内に循環される循環水の浮上分離成分および堆積成分の混入率は大幅に低減される。そのため、循環ポンプやストレーナなどの部品を傷めることがなく、装置の寿命を大幅に延ばすことが可能になる。
【００６３】
本発明の除塵装置によれば、前述のように、装置に負担を掛けることなく、高精度の除塵が可能になり、ガス化装置や燃焼装置から排出されたガスをクリーンなガスに精製することができる。特にバイオマスを始めとした有機系燃料のガス化システムおよび有機系燃料を用いた液体燃料製造システムに適用した場合には、ガスの精製度が高いため、有用な燃料ガス、および液体燃料を高い収率で製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係る水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の第４の実施形態を示す概略構成図である。
【図５】本発明に係る水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の第５の実施形態を示す概略構成図である。
【図６】本発明に係る水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の第６の実施形態を示す概略構成図である。
【図７】図２の除塵装置に薬剤注入口をさらに取り付けた場合の構成図である。
【図８】本発明の除塵装置を用いた本発明に係る「有機系燃料（バイオマス）を用いた液体燃料製造システム」の全体構成図である。
【図９】従来の水ジェット水滴噴流を利用した除塵装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  一次貯留タンク
１ａ  ガス出口
２  二次貯留タンク
２ａ  吸引管
２ｂ  堆積成分排出管
３  浮上分離成分
４  浮上層
５  堆積成分
６  浮上分離成分排出手段
７  排出管
８  スラリーポンプ
９  給水口
１０  オーバーフロー排液口
１１  排液溜め
１２  排出管
１３  スラリーポンプ
１４  レーキ
１５  均圧ライン
１６  浮上分離成分収集部
１６ａ  上端狭隘部
１７  排出管
１８  スラリーポンプ
１９  ヘリカルスクリュー（フィーダ手段）
２０  モータ
２１  加圧水注入口
２２  分岐配管
２３  吸引管
２４  薬注口
３０  バイオマス
３５  バイオマスガス化炉
１０１  未処理ガス
１０２  水ジェット水滴噴流
１０３  駆動ノズル
１０４  スクラバ部
１０４ａ  スクラバ部の出口の開口部
１０５  循環水タンク
１０５ａ  排出口
１０５ｂ  循環水タンク内の液面
１０７  循環ポンプ
１０８  排出管
１０９  ストレーナ
Ａ  本発明の除塵装置
【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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【図９】
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