(57)【要約】【課題】優れたエネルギ効率で効率のよいガス化反応が得られ、かつ、初期コストやランニングコストを低減できるガス化装置を提供することである。【解決手段】ガス化炉１の外周に、水蒸気１２が上側から供給される水蒸気供給室４を設け、この水蒸気供給室４の下部外周に誘導加熱コイル５を巻回して、その内周側の水蒸気供給室４の中に誘導加熱コイル５で発熱する発熱体６を配置し、この発熱体６と接触させて８００℃以上に加熱した高温水蒸気１２ａを、水蒸気供給室４の最下部に設けた連通孔７からガス化炉１内のガス化ゾーンＡへ導入することにより、ガス化炉１への供給途中における高温水蒸気１２ａの温度低下を防止して、ガス化炉１の外部加熱を不要とし、優れたエネルギ効率で効率のよいガス化反応が得られ、かつ、初期コストやランニングコストを低減できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス化炉内で有機物またはその炭化物を８００℃以上の高温水蒸気と反応させてガス化するガス化装置において、前記ガス化炉の外周に、ガス化炉内と連通部で連通され、水蒸気が供給される水蒸気供給室を設け、この水蒸気供給室に加熱手段を設けて、前記供給される水蒸気をこの加熱手段で８００℃以上に加熱し、この８００℃以上に加熱された後の高温水蒸気を前記連通部からガス化炉内へ導入するようにしたことを特徴とするガス化装置。
【請求項２】
前記有機物またはその炭化物がガス化されるガス化ゾーンが前記ガス化炉の下部に形成されるものとし、前記水蒸気供給室へ水蒸気を上側から供給して、前記加熱された後の高温水蒸気をガス化炉内へ導入する連通部を前記水蒸気供給室の下部に設けた請求項１に記載のガス化装置。
【請求項３】
前記加熱手段を、前記連通部の近傍で前記水蒸気供給室の外周に誘導加熱コイルを巻回して、この誘導加熱コイルを巻回した水蒸気供給室の中に発熱体を配置し、この発熱体を誘導加熱コイルによって発熱させ、前記水蒸気供給室に供給される水蒸気を加熱するものとした請求項１または２に記載のガス化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物またはその炭化物をガス化するガス化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
草木等のバイオマスや有機系廃棄物等の有機物を再生可能なエネルギ資源として活用するために、これらの有機物やその炭化物をガス化炉内で８００℃以上の高温水蒸気と反応させてガス化するようにしたガス化装置が開発されている。この種のガス化装置では、有機物を酸素や空気で燃焼させることなく高温水蒸気と反応させるので、空気中のＮ２や燃焼によるＣＯ２等の不活性ガスの含有比率が低く、ＣＯやＨ２を多く含む高カロリーのガス化ガスが得られる。このため、これらのガス化ガスは、ガスタービン用等の燃料ガス、メタノール合成用等の原料、さらには燃料電池用のＨ２等として利用することが期待されている。
【０００３】
このような有機物や炭化物をガス化炉内で高温水蒸気と反応させるガス化装置には、１００℃程度の比較的低温の水蒸気をガス化炉に供給し、ガス化炉を外部加熱することによって、内部に供給された水蒸気を８００℃以上に加熱する形式のもの（例えば、特許文献１参照）と、８００℃以上に加熱した高温水蒸気を直接ガス化炉内に供給する形式のもの（例えば、特許文献２参照）とがある。これらのガス化装置では、有機物や炭化物がガス化炉の上部から供給され、これらがガス化されるガス化ゾーンがガス化炉の下部に形成されるようになったものが多い。
【０００４】
特許文献１に記載されたものでは、その第３の実施形態に示されるように、ガス化炉の壁を２重構造とし、この２重構造とした内壁と外壁の間に下方から水蒸気を供給して、この水蒸気を外周側の燃焼炉で予備加熱し、内壁の上下方向で複数に設けた透孔から予備加熱された水蒸気をガス化炉内に導入するようにしたものもある。また、特許文献２に記載されたものでは、蒸気供給手段で発生させた高温水蒸気を蒸気配管によってガス化炉であるロータリーキルン内に供給している。なお、その第２の実施形態では、ロータリーキルンの外部加熱も併用している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１２５７４号公報（第１−５図）
【特許文献２】特開２００３−２５３２７３号公報（第１−２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたもののように、ガス化炉を外部加熱することによって内部の水蒸気を高温に加熱する形式のガス化装置は、ガス化炉全体を外部加熱するために多大のエネルギを必要とするのでエネルギ効率が悪く、かつ、ガス化炉の昇温に時間がかかる問題がある。ガス化炉全体が高温雰囲気となるので、その壁に高温に耐える耐火物を多量に必要とし、初期コストやランニングコストが高くなる問題もある。また、その第３の実施形態に示されるように、２重構造としたガス化炉の内壁と外壁の間で水蒸気を予備加熱する方法は、さらにガス化炉の初期コストが高くなるとともに、内壁に設けた上部の透孔からは高温水蒸気がガス化炉内に導入されるが、下部の透孔からはあまり加熱されていない水蒸気が導入される問題がある。
【０００７】
一方、特許文献２に記載されたもののように、高温水蒸気を直接ガス化炉内に供給する形式のガス化装置は、蒸気配管の途中で高温水蒸気の温度が８００℃未満に低下し、効率のよいガス化反応が阻害されやすい問題があり、場合によってはガス化炉の外部加熱を併用する必要がある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、優れたエネルギ効率で効率のよいガス化反応が得られ、かつ、初期コストやランニングコストを低減できるガス化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、ガス化炉内で有機物またはその炭化物を８００℃以上の高温水蒸気と反応させてガス化するガス化装置において、前記ガス化炉の外周に、ガス化炉内と連通部で連通され、水蒸気が供給される水蒸気供給室を設け、この水蒸気供給室に加熱手段を設けて、前記供給される水蒸気をこの加熱手段で８００℃以上に加熱し、この８００℃以上に加熱された後の高温水蒸気を前記連通部からガス化炉内へ導入する構成を採用した。
【００１０】
すなわち、ガス化炉の外周に、ガス化炉内と連通部で連通され、水蒸気が供給される水蒸気供給室を設け、この水蒸気供給室に加熱手段を設けて、供給される水蒸気をこの加熱手段で８００℃以上に加熱し、この８００℃以上に加熱された後の高温水蒸気を連通部からガス化炉内へ導入することにより、ガス化炉内への供給途中における８００℃以上の高温水蒸気の温度低下を防止して、ガス化炉の外部加熱を不要とし、優れたエネルギ効率で効率のよいガス化反応が得られるようにした。また、このガス化装置は、ガス化炉のガス化反応ゾーンのみが高温となり、ガス化炉の上部等の他の部分では温度が低下するので、ガス化反応ゾーンのみに高温に耐える耐火物を使用すればよく、初期コストやランニングコストを低減することもできる。
【００１１】
前記有機物またはその炭化物がガス化されるガス化ゾーンが前記ガス化炉の下部に形成されるものでは、前記水蒸気供給室へ水蒸気を上側から供給して、前記加熱された後の高温水蒸気をガス化炉内へ導入する連通部を前記水蒸気供給室の下部に設けることにより、８００℃以上に加熱された高温水蒸気をガス化ゾーンへ効率よく供給することができる。
【００１２】
前記加熱手段を、前記連通部の近傍で前記水蒸気供給室の外周に誘導加熱コイルを巻回して、この誘導加熱コイルを巻回した水蒸気供給室の中に発熱体を配置し、この発熱体を誘導加熱コイルによって発熱させ、前記水蒸気供給室に供給される水蒸気を加熱するものとすることにより、水蒸気供給室に供給される水蒸気を短時間で８００℃以上に昇温することができ、かつ、加熱手段をコンパクトに設計することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のガス化装置は、ガス化炉の外周に、ガス化炉内と連通部で連通され、水蒸気が供給される水蒸気供給室を設け、この水蒸気供給室に加熱手段を設けて、供給される水蒸気をこの加熱手段で８００℃以上に加熱し、この８００℃以上に加熱された後の高温水蒸気を連通部からガス化炉内へ導入するようにしたので、ガス化炉内への供給途中における８００℃以上の高温水蒸気の温度低下を防止して、ガス化炉の外部加熱を不要とし、優れたエネルギ効率で効率のよいガス化反応を得ることができる。また、このガス化装置は、ガス化炉のガス化反応ゾーンのみが高温となり、ガス化炉の上部等の他の部分では温度が低下するので、ガス化反応ゾーンのみに高温に耐える耐火物を使用すればよく、初期コストやランニングコストを低減することもできる。
【００１４】
前記有機物またはその炭化物がガス化されるガス化ゾーンがガス化炉の下部に形成されるものでは、水蒸気供給室へ水蒸気を上側から供給して、加熱された後の高温水蒸気をガス化炉内へ導入する連通部を水蒸気供給室の下部に設けることにより、８００℃以上に加熱された高温水蒸気をガス化ゾーンへ効率よく供給することができる。
【００１５】
前記加熱手段を、連通部の近傍で水蒸気供給室の外周に誘導加熱コイルを巻回して、この誘導加熱コイルを巻回した水蒸気供給室の中に発熱体を配置し、この発熱体を誘導加熱コイルによって発熱させ、水蒸気供給室に供給される水蒸気を加熱するものとすることにより、水蒸気供給室に供給される水蒸気を短時間で８００℃以上に昇温することができ、かつ、加熱手段をコンパクトに設計することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このガス化装置は有機物やその炭化物等の被処理物をガス化するものであり、図１に示すように、縦向き筒状のガス化炉１の天井から被処理物１１の投入シュート２が垂下され、ガス化炉１の外周に、上部の供給口３から水蒸気１２が供給される水蒸気供給室４が設けられている。この水蒸気供給室４に上側から供給される水蒸気１２は、ガス化炉１により間接的に予熱されるようになっている。
【００１７】
前記水蒸気供給室４の下部外周には誘導加熱コイル５が巻回され、その内周側の水蒸気供給室４の中に、誘導加熱コイル５への通電によって発熱する円盤状の発熱体６が、千鳥状に多数段積みされて充填されている。また、水蒸気供給室４の最下部には、ガス化炉１と連通する連通部としての複数の連通孔７が周方向に間隔を開けて設けられており、発熱体６との接触で８００℃以上に加熱された高温水蒸気１２ａが、これらの連通孔７からガス化炉１の下部のガス化ゾーンＡに導入されるようになっている。この連通孔７は周方向に延びるスリット等としてもよい。
【００１８】
前記投入シュート２はガス化ゾーンＡの近くまで垂下されており、投入シュート２からガス化炉１内に投入される被処理物１１は、連通部７から導入される高温水蒸気１２ａとガス化ゾーンＡでガス化反応し、このガス化反応で生成されたＨ２、ＣＯ等を主成分とするガス化ガス１３が、ガス化炉１の天井に設けられた排出口８から貯蔵タンク（図示省略）に回収される。ガス化反応によって生じる灰分等の残渣は、ガス化ゾーンＡの下側の桟９からガス化炉１の底に落下する。
【００１９】
なお、前記ガス化炉１内の温度は、下部のガス化ゾーンＡでは８００℃以上の高温となるが、ガス化ガス１３が上昇する上部や、灰分等が落下する底部は温度が低下するので、その内壁の耐火物には、ガス化ゾーンＡの部分のみに高温に耐える耐火物を使用すればよい。
【００２０】
上述した実施形態では、ガス化炉を縦向き筒状のものとし、その天井にガス化ガスの排出口を設けたが、ガス化炉の形状は実施形態のものに限定されることはなく、ガス化ガスの排出口も任意の部位に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ガス化装置の実施形態を示す縦断面図
【符号の説明】
【００２２】
Ａ  ガス化ゾーン
１  ガス化炉
２  投入シュート
３  供給口
４  水蒸気供給室
５  誘導加熱コイル
６  発熱体
７  連通孔
８  排出口
９  桟
１１  被処理物
１２  水蒸気
１２ａ  高温水蒸気
１３  ガス化ガス
【図１】
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