(57)【要約】可燃性廃棄物等の可燃性原料を流動床式の炉内に供給する供給系のシール機能を高め、且つ不定形な可燃性原料を安定的に供給でき、更に建設コスト等が安価となる可燃性原料供給装置、該可燃性原料供給装置を用いた可燃性原料ガス化装置及び可燃性原料ガス化方法を提供すること。流動床式のガス化炉又は燃焼炉２０の流動層２３上に可燃性原料１０２を供給する可燃性原料供給装置であって、水平面に対して２０度以上８０度以下の角度で下流側が上方になるように傾斜させたスクリューコンベヤ１０を設け、該スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内に流動媒体１０１が流入し、コンベヤケーシング１１内に充満するようにした。
2007528479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動床式のガス化炉又は流動床式の燃焼炉の流動層上部に可燃性原料を供給する可燃性原料供給装置であって、
可燃性原料を貯留するホッパーと；
水平面に対して２０度以上８０度以下で下流側が上方になるように傾斜させた前記可燃性原料の流路を通じて、可燃性原料を前記ホッパーから前記流動床式のガス化炉又は前記流動床式の燃焼炉に供給する機械式供給装置とを備える；
可燃性原料供給装置。
【請求項２】
前記機械式供給装置が螺旋羽根を回転させて前記可燃性原料を供給するよう構成された回転螺旋羽根を有するコンベヤを備える；
請求項１に記載の可燃性原料供給装置。
【請求項３】
前記コンベヤは概ね平行に配置された複数本の螺旋羽根を具備する；
請求項２に記載の可燃性原料供給装置。
【請求項４】
前記螺旋羽根を収納するコンベヤケーシングをさらに備え、該コンベヤケーシングはコンベヤケーシングの内面に突起を有し、該突起は搬送効率を維持するように構成された；
請求項２又は請求項３に記載の可燃性原料供給装置。
【請求項５】
前記機械式供給装置に媒体を供給する媒体供給装置をさらに備え、前記機械式供給装置内に気体の流通を阻止する前記媒体を充満させる；
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の可燃性原料供給装置。
【請求項６】
前記媒体供給装置が、前記可燃性原料の前記流路とは別の、前記媒体の流路をさらに備える；
請求項５に記載の可燃性原料供給装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の可燃性原料供給装置と；
前記可燃性原料供給装置から可燃性原料の供給を受ける流動床式のガス化炉とを備える；
可燃性原料ガス化装置。
【請求項８】
請求項５又は請求項６に記載の可燃性原料供給装置と；
前記可燃性原料供給装置によって供給された前記可燃性原料をガス化する流動床式のガス化炉と；
前記可燃性原料供給装置内で前記可燃性原料から発生したガスを、前記ガス化炉をバイパスさせて導くバイパス配管とを備える；
可燃性原料ガス化装置。
【請求項９】
請求項５又は請求項６に記載の可燃性原料供給装置と；
前記可燃性原料供給装置によって供給された前記可燃性原料をガス化する流動床式のガス化炉とを備え；
前記可燃性原料供給装置内で前記可燃性原料から水分及び揮発分の少なくともいずれか一方を気化させる；
可燃性原料ガス化装置。
【請求項１０】
前記可燃性原料供給装置内で気化した水分および揮発分の少なくともいずれか一方を、前記ガス化炉をバイパスさせて前記ガス化炉の下流側に導くバイパス配管をさらに備える；
請求項９に記載の可燃性原料ガス化装置。
【請求項１１】
可燃性原料を流動床式のガス化炉または流動床式の燃焼炉内でガス化する可燃性原料ガス化方法であって、
前記可燃性原料をホッパーで貯留する工程と；
前記ホッパーから前記流動床式のガス化炉または前記流動床式の燃焼炉へ前記可燃性原料を上向きに機械的供給装置で供給し、流動層を構成する媒体を内部に充満させて、前記装置のマテリアルシール機能を高める工程と；
前記機械的供給装置により前記流動床式のガス化炉または前記流動床式の燃焼炉に供給された前記可燃性原料をガス化する工程とを備える；
可燃性原料ガス化方法。
【請求項１２】
流動床式のガス化炉又は流動床式の燃焼炉に可燃性原料を供給する可燃性原料供給装置であって、
可燃性原料を貯留するホッパーと；
下流側が上方になるような可燃性原料の流路を通じて、前記ホッパーから前記流動床式のガス化炉又は前記流動床式の燃焼炉に可燃性原料を供給する機械式供給装置とを備え；
前記可燃性原料を前記機械式供給装置を通じて気体の流通を阻止する媒体とともに供給する；
可燃性原料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は都市ごみや産業廃棄物、廃プラスチック、バイオマス（間伐材、木材チップ、建築廃材、汚泥など）、石炭、RDF、高含水分廃棄物等の可燃性原料をガス化又は焼却する設備にて使用される、可燃性原料を流動床式のガス化炉又は流動床式の燃焼炉に供給する可燃性原料供給装置、可燃性原料ガス化装置及び可燃性原料ガス化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種廃棄物等の可燃性廃棄物の処理方法として、近年、ガス化溶融方法が用いられている。ガス化溶融方法では、可燃性廃棄物を一旦熱分解ガス化する。必要以上の酸素が供給されると、可燃性廃棄物が過度に燃焼し、炉の温度を上昇させる。このような場合、安定運転が阻害されることがある。そこで、供給する空気の量は厳密に管理することが望ましい。
【０００３】
しかしながら、可燃性廃棄物の処理システムは、ガスの噴出を防止するため一般的には大気圧以下で運転されることが多い。それゆえ、可燃性廃棄物の処理システムは、可燃性廃棄物を炉内に供給する給塵システムからの空気の漏れ込みを防ぎきれず、問題となっている。シール弁等の機械的装置で空気の漏れ込みを防止する対策も採られているが、廃棄物が不定形であるので、シール部分への噛み込みやシール部分でのブリッジ形成等の問題がある。よって、安定した運転を実現できるシールシステムを採用することが困難であるのが実情である。
【０００４】
以上のように、近年、可燃性廃棄物をガス化して完全燃焼させるのではなく、生成ガスを精製し、それを原料として活用しようとする試みがなされている。このような方式の場合、生成ガス側に不要な空気が流入するのは、生成ガスの品質を低下させることにもつながる。そのため、不定形な可燃性廃棄物を安定に供給でき、空気の漏れ込みを最低限に抑制できるシステムが望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものである。そこで、可燃性廃棄物等の可燃性原料を流動床式の炉内に供給する供給系のシール機能を高め、不定形な可燃性原料を安定的に供給でき、更に建設コスト等が安価となる可燃性原料供給装置、該可燃性原料供給装置を用いた可燃性原料ガス化装置及び可燃性原料ガス化方法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】
【０００６】
上記課題を解決するため、例えば図１に示すように、本発明の一局面は流動床式のガス化炉又は流動床式の燃焼炉２０の流動層２３の上部に可燃性原料１０２を供給する可燃性原料供給装置であって、可燃性原料１０２を貯留するホッパーと、水平面に対して２０度以上８０度以下に傾斜し、下流側が上方になるような可燃性原料１０２の流路を通じて、前記ホッパーからガス化炉又は燃焼炉２０へ可燃性原料１０２を供給する機械式供給装置１０とを備える。
【０００７】
上記のように可燃性原料供給装置が、水平面に対して２０度以上８０度以下に傾斜し、下流側が上方になるような可燃性原料の流路を通じて、ホッパーからガス化炉又は燃焼炉へ可燃性原料を供給する機械式供給装置を備えるので、可燃性原料が供給される位置を下げることができる。例えばゴミクレーン等の原料供給手段の位置を低くできることから、可燃性原料供給装置を有する設備を収容する建物の建屋高さを低くできる。
【０００８】
本発明の一局面によれば、例えば図１に示すように、機械式供給装置が螺旋羽根１３を回転させて可燃性原料１０２を供給するよう構成された回転螺旋羽根１３を有するコンベヤ１０を備える。
【０００９】
上記のように機械式原料供給装置を螺旋羽根を回転させる、所謂スクリューコンベヤ或いはスパイラルコンベヤとすることにより、可燃性原料が下方から上方に押上げられながら供給される。その結果、高いマテリアルシール機能、特にコンベヤケーシング内に流動媒体を充満させることにより、原料の解砕が促進され、炉内への空気リーク、炉内からのガスのリークを防止できる。
【００１０】
本発明の別の局面によれば、例えば図６に示すように、コンベヤ１０は概ね平行に配置された複数本の螺旋羽根１３を具備する。
【００１１】
上記のようにコンベヤが概ね平行に配置された複数本の螺旋羽根を具備するので原料の解砕、特にコンベヤケーシング内に流動媒体を充満させることにより、原料の解砕が促進される。
【００１２】
本発明の他の局面によれば、例えば図３に示すように、可燃性原料供給装置が螺旋羽根１３を収納するコンベアケーシング１１を備え、コンベアケーシング１１の内面に突起１１１を有し、突起１１１は搬送効率を維持するように構成されている。
【００１３】
このように構成すると、可燃性原料が回転する螺旋羽根と一緒に回転することがなくなる。よって、可燃性原料は同じ位置に留まることがなくなり、確実に上方に押し上げられる。
【００１４】
本発明の他の局面によれば、例えば図１に示すように、可燃性原料供給装置１０は、機械式供給装置に媒体１０１を供給する媒体供給装置をさらに備え、機械式供給装置の内部は気体の流通を阻止する媒体１０１で充満される。
【００１５】
このように構成すると、媒体供給装置により気体の流通を阻止する媒体が充満される。よって、可燃性原料の解砕が促進され、原料の供給量の変動を抑制できるとともに、高いマテリアルシール機能が発揮される。
【００１６】
本発明の他の局面によれば、例えば図４に示すように、媒体供給装置が、可燃性原料１０２の流路とは別の、媒体１０１を供給する流路１６をさらに備える。
【００１７】
このように構成すると、媒体を供給するための流路を通じて媒体が確実に機械式原料供給装置に供給され、機械式原料供給装置に媒体を充満させることができる。
【００１８】
本発明の局面によれば、例えば図８に示すように、可燃性原料１０２をガス化する可燃性原料ガス化装置は、可燃性原料供給装置１０と、可燃性原料供給装置１０からの可燃性原料１０２の供給を受ける流動床式のガス化炉３０とを備える。
【００１９】
上記のように可燃性原料供給装置を機械式原料供給装置とし、機械式原料供給装置を水平面に対して２０度以上８０度以下で下流側が上方になるように傾斜させた可燃性原料の流路を通じて、可燃性原料をホッパーから流動床式のガス化炉または流動床式の燃焼炉に供給するように構成したので、可燃性原料ガス化装置を収容する建物の建屋高さを低くできる。
【００２０】
本発明の局面によれば、例えば図９に示すように、可燃性原料１０２をガス化するガス化装置は、可燃性原料１０２を供給するための供給装置１０と、可燃性原料供給装置１０から可燃性原料１０２の供給を受ける流動床式のガス化炉６０と、可燃性原料供給装置１０内で可燃性原料１０２から発生したガス１０３を、ガス化炉６０をバイパスさせて導くバイパス配管とを備える。
【００２１】
上記のように可燃性原料供給装置内で可燃性原料から発生したガスをガス化炉をバイパスさせてガス化炉の下流側に導くバイパス配管を設けたことにより、ガス化炉内でのガス発生量の変動を抑制できるとともに、可燃性原料供給装置内で発生したガスが外に漏れ出すことなく、確実に処理できる。
【００２２】
本発明の他の局面によれば、例えば図８に示すように、可燃性原料ガス化装置は、前記の可燃性原料供給装置１０と、可燃性原料１０２を供給する供給装置１０と、可燃性原料１０２を供給する供給装置１０によって供給された可燃性原料１０２をガス化する流動床式のガス化炉３０とを備え、可燃性原料１０２を供給する供給装置１０内で可燃性原料１０２から水分及び揮発分の少なくともいずれか一方を気化させる。
【００２３】
上記のように、可燃性原料供給装置内で可燃性原料から水分や揮発分を気化させ、該水分や揮発分が気化した可燃性原料を流動床式のガス化炉内に供給するので、ガス化炉内でのガス発生量の変動を抑制できるとともに、ガス化炉内の水分の変動も抑制できる。
【００２４】
本発明の一局面によれば、例えば図９に示すように、前記可燃性原料ガス化装置は、可燃性原料１０２の供給装置１０内で気化した水分あるいは揮発分の少なくとも一方１０３を、ガス化炉６０をバイパスさせてその下流側に導くバイパス配管をさらに備える。
【００２５】
上記のように可燃性原料供給装置内で気化した水分及び揮発分を流動床式のガス化炉をバイパスして該流動床式のガス化炉の下流側に導くので、可燃性原料供給装置内で発生したガスが外に漏れ出すことなく、確実に処理できる。
【００２６】
本発明の他の局面によれば、例えば図９に示すように、可燃性原料１０２を流動床式のガス化炉または流動床式の燃焼炉６０内でガス化する方法は、可燃性原料１０２をホッパー４０で貯留する工程と、ホッパー４０から流動床式のガス化炉または流動床式の燃焼炉６０へ可燃性原料１０２を上向きに機械式供給装置で供給し、流動床６２を構成する媒体１０１を内部に充満させて、装置のマテリアルシール機能を高める工程と、機械式供給装置により流動床式のガス化炉または流動床式の燃焼炉６０に供給された可燃性原料１０２をガス化する工程とを備える。
【００２７】
上記のように、可燃性原料が機械式供給装置で上方に供給され、流動媒体で機械式供給装置の内部を充満させることにより、可燃性原料の解砕が促進され原料の供給量の変動を抑制できる。さらに高いマテリアルシール機能を発揮させながら、可燃性原料をガス化させることができる。
【００２８】
本発明の他の局面によれば、例えば図１に示すように、流動床式のガス化炉または流動床式の燃焼炉２０に可燃性原料１０２を供給する供給装置１０は、可燃性原料１０２を貯留するホッパーと、下流側が上方になるような可燃性原料の流路を通じて、ホッパーから流動床式のガス化炉または流動床式の燃焼炉２０に可燃性原料１０２を供給する機械式供給装置とを備え、可燃性原料１０２を機械式供給装置を通じての気体の流通を阻止する媒体１０１とともに供給する。
【００２９】
上記のように、下流側が上方になるように可燃性原料供給装置により気体の流通を阻止する媒体とともに可燃性原料を供給するので、気体の流通を阻止する媒体と可燃性原料が混在して移送されることになり、マテリアルシール機能の高い可燃性原料供給装置となる。
【００３０】
この出願は、日本国で２００３年４月３０日に出願された特許出願、出願番号：特願２００３−１２５６９５に基づいており、その内容は、ここで、その一部として取り込む。
【発明の効果】
【００３１】
本書で説明したように、本発明によれば、可燃性廃棄物等の可燃性原料を流動床式の炉内に供給する供給系のシール機能を高め、且つ不定形な可燃性原料を安定的に供給でき、更に建設コスト等が安価となる可燃性原料供給装置、可燃性原料ガス化装置及び可燃性原料ガス化方法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】
【００３２】
上記のおよび他の本発明の目的、特徴および利点は、例示としての本発明の好ましい実施の形態を説明する添付の図面と共に考慮したときに、下記の説明により明らかとなるであろう。
【００３３】
図１は本発明に係る可燃性原料供給装置の例を示す構成図である。図１では、説明を簡単にするため、ホッパーは省略している。符号２０は流動床式のガス化炉又は燃焼炉のような炉を示している。炉２０は、炉体ケーシング２１と、炉体ケーシング２１内に配列された耐火材層２２と、内部に流動媒体１０１が流動する流動層２３を具備する。符号１０は可燃性廃棄物等の可燃性原料を炉２０内に供給するための可燃性原料供給装置としてのスクリューコンベヤである。可燃性原料としては、都市ごみ、産業廃棄物、廃プラスチック、バイオマス（間伐材、木材チップ、建築廃材、汚泥など）、石炭、ＲＤＦ、高含水分廃棄物などがあり、バイオマスや高含水分廃棄物は、マテリアルシール機能が乏しいものとして知られている。しかし、本発明による可燃性原料供給装置によれば、他の可燃性原料と同様に、バイオマスや高含水分廃棄物のマテリアルシール機能を高めることができる。
【００３４】
スクリューコンベヤ１０は、円筒状のコンベヤケーシング１１と、円筒状のコンベヤケーシング１１内に配置されたスクリュー１４と、コンベヤケーシング１１の周囲の蒸気ジャケット１５とを有する。スクリュー１４は、回転軸１２と、回転軸１２に取り付けた螺旋羽根１３を有する。スクリューコンベヤ１０は水平面に対して２０度以上８０度以下の角度で傾斜し、可燃性原料の流路がスクリューコンベヤ１０と同じ角度で下流側が上方になる。よって、スクリューコンベヤ１０により上向きに搬送される。コンベヤケーシング１１の先端が炉２０の原料供給口２４に連結されている。スクリュー１４の先端は原料供給口２４内に入っている。
【００３５】
原料供給口２４は流動層２３の上部、即ち濃厚流動層表面の上部に位置する。スクリューコンベヤ１０のスクリュー１４を回転することにより、可燃性原料１０２は原料供給口２４を通って濃厚流動層表面の上部で炉２０に供給される。流動層２３から吹き上がった高温の流動媒体１０１が原料供給口２４を通ってスクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内に流入し、コンベヤケーシング１１内には高温の流動媒体１０１が充満する。特に、スクリュー１４とコンベヤケーシング１１とのクリアランスにおいて、コンベヤケーシング１１内全体に高温の流動媒体１０１が充填される。
【００３６】
上記のように可燃性原料１０２と流動媒体１０１がコンベヤケーシング１１内に充填するので、マテリアルシール機能が発揮される。すなわち、可燃性原料１０２より細かな粒子である流動媒体１０１が可燃性原料１０２の隙間に入り込み、マテリアルシール機能が高まる。なお、マテリアルシール機能とは、可燃性原料１０２と流動媒体１０１が気体の流通を阻止することであり、必ずしも気密でなく、多少の気体の流通があっても、流通しにくい状態になっていることをいう。なおここでいう気体には、空気、水蒸気、可燃ガス、燃焼ガスなどを含む。気体の流通を阻止する媒体としては、流動媒体１０１のような、例えば平均粒径が１ｍｍ以下の、細かな粒状態、あるいは、水分を含む泥状態の物質などがある。細かな粒状態の物質としては、流動層２３を形成する流動媒体１０１がよい。流動媒体１０１を用いることにより、流動床２３に異なる物質が混入することがなくなり、また、気体の流通を阻止する媒体として他の物質を備える必要もなくなる。流動媒体１０１は、流動層２３から原料供給口２４を通じて導いてもよく、あるいは、後述するようにコンベアケーシング１１に流動媒体供給口１６（図４参照）を設ける場合には、流動層２３から直接導いても、不燃物抜き出し装置５１（図８参照）から流動媒体１０１の流路としての配管を介して導いてもよい。不燃物抜き出し装置５１（図８参照）から導くことにより、温度の低下した流動媒体１０１が導かれる。更に、不燃物抜き出し装置５１（図８参照）からコンベアケーシング１１に至る流路に流動媒体１０１の温度を低下させる装置を備えてもよい。また、細かな粒状態の物質としては、排ガスを処理したときに回収される飛灰５５（図８参照）を用いてもよい。飛灰５５は、一般的に粒子が細かいので、マテリアルシール機能を更に高めることができる。あるいは、系外から、珪砂などを供給してもよい。また、泥状態の物質としては、下水処理場でのスラッジなどを用いることができる。スラッジを気体の流通を阻止する媒体として用いることにより、可燃性原料供給装置１０のマテリアルシール機能を高めると共に、スラッジの処理を行うことができる。
【００３７】
大き目の可燃性原料の隙間に小さめの可燃性原料（混燃料等）が入り込むようにして、大き目の可燃性原料と小さめの可燃性原料とのマテリアルシール機能を高めることもできる。例えば、大き目の可燃性原料として、例えば往復動式破砕機により約直径３０ｃｍ程度に破砕された可燃性原料や、回転式破砕機により約直径１５ｃｍに破砕された可燃性原料を供給し、小さ目の可燃性原料としては、おおよそ直径５ｃｍ程度以下のバイオマス（チップ、籾殻、木材ペレット、粒造汚泥など）、ＲＤＦ、その他圧縮成型された廃棄物などを供給することで、上記のマテリアルシール機能を実現できる。
【００３８】
スクリューコンベヤ１０を水平面に対して２０度以上８０度以下の角度でスクリューコンベヤ１０による搬送が上向きとなるように傾斜させることにより、コンベヤケーシング１１内に流動媒体１０１が流入する。そこで、コンベヤケーシング１１の充満率が高まる。そのため、ガスの流通抵抗が増し、炉２０への可燃性原料供給系であるスクリューコンベヤ１０からのガスリークを防止できる。特に、炉の外部から炉の内部への空気のリークを防止できる。なお、スクリューコンベヤ１０の角度は、好ましくは３０度以上、更に好ましくは４０度以上とする。このように、角度を増すことにより、充満率が高まり、マテリアルシール機能が更に高まる。また、スクリューコンベヤ１０の角度は、好ましくは６０度以下、更に好ましくは５０度以下とする。このように、極端に大きくならないようにスクリューコンベヤ１０の角度を抑えることにより、スクリューコンベア１０と炉体ケーシング２１とで干渉を起こすことがない。更に、スクリューコンベヤ１０での搬送効率の低下を防ぐことができる。ただし、マテリアルシール機能を高めるのを目的に流動媒体１０１が充満される場合に、スクリューコンベヤ１０を上記の範囲外の所定の角度とすることもある。
【００３９】
ここで、図２に可燃性原料供給装置１０の傾斜角度と搬送効率の関係のグラフを示す。図２は、被搬送物として砂を用い、螺旋羽根１３（図１参照）の外縁とコンベアケーシング１１内面とのクリアランスを変えて、スクリューコンベヤ１０の水平面からの傾斜角を変化させたときの搬送効率を測定した結果を表すグラフである。傾斜角度が４５度くらいまでは、搬送効率の低下は少ない。傾斜角度が４５度を越えると、特に６０度を超えると、搬送効率の低下が大きくなる。７５度を超えると０に近づいてくる。傾斜角度を大きくするときの搬送効率の低下は、スクリューコンベヤ１０の角度を大きくすると被搬送物とコンベヤケーシング１１内面との間の摩擦が減少し、螺旋羽根１３の回転と一緒に被搬送物が回転するためで、被搬送物が軸方向に押し出されなくなるためと考えられる。
【００４０】
そこで、図３に示すように、スクリューコンベア１０の螺旋羽根１３を収納する殻であるコンベアケーシング１１の内面に突起１１１を設け、可燃性原料１０２および流動媒体１０１が螺旋羽根１３に同伴して回転することを防止する。被搬送物（可燃性原料１０２および流動媒体１０１）の螺旋羽根１３に同伴しての回転は、突起１１１により妨害され、あるいは、螺旋羽根１３と突起１１１との間に形成されたクリアランスが小さくなる。そのため、被搬送物の螺旋羽根回転軸１２廻りの回転（いわゆる共廻り）が妨害される。よって、螺旋羽根１３の回転に同伴する被搬送物の回転を防ぐので、被搬送物は螺旋羽根１３により軸方向に移動させられ、確実に上方に押し上げられ、その結果、搬送効率が維持される。すなわち、搬送効率の低下を防ぐ。ここで、螺旋羽根１３と突起１１１とのクリアランスは、５０ｍｍ以下とするのがよく、好ましくは２０ｍｍ以下、更に好ましくは５ｍｍ以下とする。なお、突起１１１は、コンベアケーシング１１の長手方向に連続した直線状とするのが制作上、また、搬送方向の抵抗も小さいので好ましい。突起１１１は、短い突起を間隔をあけて配列してもよい。突起１１１は、螺旋状あるいはランダムに配置してもよい。図３では、２本の突起１１１が示されているが、突起は１本でも３本以上でもよい。
【００４１】
また、上記のように、スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１の先端が連通する原料供給口２４は濃厚流動層表面の上部に位置するので、流動層２３から吹き上げられた流動媒体１０１は原料供給口２４を通じてコンベヤケーシング１１内に流入する。しかし、スクリューコンベヤ１０内には流動層２３の圧力がかからない。よって、炉２０内のガスがスクリューコンベヤ１０内を逆流すること、および炉２０から外に漏れ出すことが防止できる。
【００４２】
また、原料供給口２４の高さ、開口角度、流動層２３の高さ、および流動層２３の流動化状態は、適切に設定され、流動層２３の流動化によって吹き上げられた流動媒体１０１がコンベヤケーシング１１に流入し易い。よって、原料供給口は、流動媒体１０１をコンベヤケーシング１１内に輸送する、媒体供給装置の一部として用いられる。
【００４３】
ここで、流動層２３の構成について説明する。流動層２３は、その鉛直方向下方部にある、流動化ガスにより流動化状態に置かれている流動媒体１０１（例えば珪砂）を濃厚に含む濃厚層と、その濃厚層の鉛直方向上方部にあるスプラッシュゾーンとからなる。スプラッシュゾーンでは、流動媒体が勢いよくはねあがっている。流動層２３の上方即ちスプラッシュゾーンの上方には流動媒体１０１をほとんど含まずガスを主体とするフリーボード部がある。
【００４４】
原料供給口２４を静止層（流動化を停止したときに流動媒体１０１が存在する範囲）に設置すると、流動媒体１０１の重量により生ずる圧力（逆圧という）がスクリューコンベヤ１０内に作用する。よって、スクリューコンベヤ１０は逆圧を受けながら可燃性原料を搬送することになり、供給により多くのエネルギが必要になり、あるいは、可燃性原料１０２や流動媒体１０１が逆流することがある。しかし、流動媒体１０１が原料供給口２４付近に多く存在し、掻取り効果が高いので、原料供給口２４からの可燃性原料１０２が定量的に炉体ケーシング２１内に供給される。また、スクリューコンベヤ１０内に飛び込む多くの流動媒体１０１により、スクリューコンベヤ１０は満たされる。なお、スクリューコンベヤ１０に流動媒体１０１が飛び込む開口角度を有するスクリューコンベヤ１０を、例えば図１に示すように傾斜させることにより、より多くの流動媒体１０１が飛び込み、スクリューコンベヤ１０内に落下する。傾斜角度は、運転状態によっても異なるが、３０度以上６０度以下とすることが好ましい。
【００４５】
原料供給口２４をスプラッシュゾーンより上部、すなわち流動媒体１０１が存在しないフリーボード３３（図８参照）に設置すると、負圧領域であるので、逆圧は存在しないが、流動媒体１０１が存在しないため、掻取り効果やスクリューコンベヤ１０内への流動媒体１０１の飛び込みはほとんど望めない。
【００４６】
原料供給口２４を濃厚層上部に設置すると、逆圧は少なく、スクリューコンベヤ１０内に多くの流動媒体１０１が飛び込む。また、流動媒体１０１が炉２０内で旋回していれば、高い掻取り効果が見込め、原料供給口２４からの可燃性原料１０２が定量的に炉体ケーシング２１内に供給される。また、原料供給口２４をスプラッシュゾーンに設置すると、逆圧はなくなり、スクリューコンベヤ１０内に多くの流動媒体１０１が飛び込む。
【００４７】
スクリューコンベヤ１０は湿潤且つ還元雰囲気で、厳しい腐食環境となる。従ってコンベヤケーシング１１、スクリュー１４の加温による温度保持は必須である。図示の例では、コンベヤケーシング１１の外周に設けた蒸気ジャケット１５に蒸気を通し、コンベヤケーシング１１、スクリュー１４の温度を維持する。そして、コンベヤケーシング１１内面の結露を防止し、低温腐食を防止する。また、スクリュー１４の先端は、交換可能なものとしたり、必要に応じて溶射等の表面処理を施すのが好ましい。
【００４８】
スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内では、可燃性原料１０２と高温の流動媒体１０１が接触し、可燃性原料の解砕が進行する。それにつれ、可燃性原料１０２の炉２０内へのドカ落ちを防止できる。したがって、可燃性原料１０２の供給量および炉２０内の圧力の変動が抑制される。可燃性原料１０２と高温の流動媒体１０１とが接触すると可燃性原料１０２中の水分が蒸発したり揮発分が熱分解したりして、蒸気や熱分解ガス１０３が発生する。この水蒸気や熱分解ガス１０３のうち一部は、原料供給口２４から炉２０内に流入し、流動層２３上部に位置するフリーボード部を通って下流側に流れる。可燃性原料１０２と高温の流動媒体１０１が接触しガスを発生するのは、高温の流動媒体１０１が飛び込む原料供給口２４の近くである。上述のように、可燃性原料１０２と流動媒体１０１がマテリアルシール機能を備えているので、発生したガスはスクリューコンベヤ１０の上流側に通り抜けずに、炉２０内に流れる。
【００４９】
また、コンベヤケーシング１１の上流部分（原料供給口２４より上流側）で発生した水蒸気や熱分解ガス１０３は逆流を防止するため引き抜いて、熱回収前のガス流路に導入するのが好ましい。これにより、水蒸気や熱分解ガス１０３はスクリューコンベヤ１０から外に漏れ出すことなく、確実に処理される。
【００５０】
この改変を、本発明に係る可燃性原料供給装置の例を示す構成図である、図４に示す。図４において、図１と類似または同一の部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図４に示すように、本可燃性原料供給装置は、スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１に、後に詳述する流動媒体循環ラインから流動媒体１０１を供給する流動媒体供給口１６と水蒸気や熱分解ガス１０３を引き抜くガス引き抜き口１７とを設けている。ガス引き抜き口１７は流動媒体供給口１６より上流側に設けている。これにより、コンベヤケーシング１１内で発生した水蒸気や熱分解ガス１０３の逆流を防止し、熱回収前のガス流路に導入することが可能となる。よって、水蒸気や熱分解ガス１０３はスクリューコンベヤ１０から外に漏れ出すことなく、確実に処理される。
【００５１】
流動媒体供給口１６から供給する媒体としては、炉２０内から供給される流動媒体１０１が好ましい。温度が３００℃以上の流動媒体１０１は、水分を蒸発し揮発分を熱分解して、水蒸気や熱分解ガスを発生する。より確実にガスを発生するので、３５０℃以上の流動媒体が好ましい。また、１００℃以上の温度の流動媒体であれば、水蒸気を発生する。このように、スクリューコンベア１０内で可燃性原料１０２から水分や揮発分を気化させ、水分や揮発分が気化された可燃性原料１０２を炉２０内に供給する。したがって、炉２０内で可燃性原料１０２が供給されることにより発生するガス量の急激な増加が抑制され、すなわちガス発生量の変動が抑制されるとともに、炉２０内の水分も抑制できる。更に、スクリューコンベア１０内で発生したガスをガス引き抜き口１７より引き抜いてガス圧の変動に対して強い後段機器に直接搬送し、炉２０をバイパスさせることにより、炉２０内のガス量の変動を抑え、炉２０の運転を安定化させることができる。なお、媒体としては、流動媒体１０１以外であっても、高温に耐える不燃性を有していればよい。
【００５２】
流動媒体供給口１６から供給する媒体は高温でなくてもよい。そのときには、水分を蒸発することも揮発分を熱分解することもなく、水蒸気や熱分解ガスは発生しない。しかし、高温の流動媒体と同じ力学的効果を有し、気体の流通を阻止する媒体としての機能、すなわちマテリアルシール機能を有する。また、媒体の存在により、可燃性原料１０２の螺旋羽根１３等への絡まりや付着が抑制され、媒体との間のせん断力により可燃性原料１０２がかき混ぜられ、搬送される可燃性原料の定量性が向上する。水蒸気や熱分解ガスが発生しないので、流動媒体供給口１６だけを設けて、ガス引き抜き口１７を設けなくてもよい。また、媒体としては、不燃性の砂等ではなく、混燃燃料あるいは補助燃料等の粒状物を用い、炉２０内で燃焼してもよい。
【００５３】
図５に示すように、流動媒体供給口１６をガス引き抜き口１７より上流側に設けてもよい。このように設置すると、スクリューコンベヤ１０の上流側端部である、可燃性原料供給口（不図示）からガス引き抜き口１７への空気の流入が起こりにくいので好適である。ただし、流動媒体１０１が高温である場合に、流動媒体供給口１６から供給された流動媒体１０１が可燃性原料１０２と接触することによりガスが発生し、発生したガスが可燃性原料供給口（不図示）を通じて外部に流出する恐れがある。そこで、流動媒体供給口１６とガス引き抜き口１７との間隔を短くして、発生したガスを確実にガス引き抜き口１７に導くことが好ましい。
【００５４】
図４に示すように、ガス引き抜き口１７を流動媒体供給口１６より上流側に設けた場合に、流動媒体供給口１６から供給された流動媒体１０１が可燃性原料１０２と接触することによりガスが発生しても、可燃性原料供給口（不図示）よりも手前のガス引き抜き口１７に導かれるので好適である。したがって、可燃性原料供給口（不図示）からガス引き抜き口１７への空気の流入が起こり易いので、可燃性原料供給口（不図示）とガス引き抜き口１７との間の距離を長くして、空気が流入しないようにすることが好ましい。
【００５５】
上記の可燃性原料供給装置の実施の形態では、スクリューコンベヤ１０は回転軸１２を含むスクリュー１４と、スクリュー１４に取り付けた螺旋羽根１３を有するが、スクリューコンベヤ１０はこれに限定されるものではない。図６に示すように、スクリューコンベヤ１０は、スクリュー１４を２本概ね平行に配置した構成でもよい。あるいは、スクリューコンベヤ１０は、３本以上の複数本のスクリューを概ね平行に配置した構成のものでもよい。複数本のスクリュー１４を配置することにより、スクリューコンベヤ１０は、大形の原料を搬送することができ、且つ可燃性原料１０２の解砕は促進される。
【００５６】
また、上記の実施の形態では可燃性原料供給装置はコンベヤケーシング１１内に配置したスクリュー１４を有しているが、可燃性原料供給装置はこれに限定されるものではない。例えば図７に示すように、可燃性原料供給装置は、コンベヤケーシング１１内に配置した回転軸１２と、回転軸１２の端部に取り付けた螺旋羽根１３を有するスパイラルコンベヤ１８のような機械式供給装置でもよい。この場合、螺旋羽根１３をそれぞれ有する複数本の回転軸１２をコンベヤケーシング１１内で概ね平行に配列してもよい。
【００５７】
図８は本発明に係る可燃性原料１０２の供給装置１０と流動床式の焼却炉を具備する焼却設備の例を示す構成図である。図８において、符号３０は流動床式焼却炉の焼却炉であり、流動床式焼却炉３０は、スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１の先端が接続される原料供給口３１を有する。コンベヤケーシング１１の他端には可燃性原料１０２を投入する原料ホッパ４０が接続されている。原料ホッパ４０の底部にはプッシャ４１が配置され、原料ホッパ４０内の可燃性原料１０２をコンベヤケーシング１１の後端部に押し込む。スクリューコンベヤ１０が水平に設置されている場合には、スクリューコンベア１０の軸に直交して、スクリューコンベヤ１０の上部に原料ホッパを接続することで、可燃性原料１０２は重力の作用により供給される。スクリューコンベヤ１０を傾斜させて設置することにより、原料ホッパから供給される可燃性原料の流れが鉛直方向から水平方向に近づき、重力の作用のみでは適切に供給されにくくなる。そこで、プッシャ４１により可燃性原料１０２をスクリューコンベヤ１０内に押し込むことにより可燃性原料１０２を供給するのが好ましい。
【００５８】
スクリューコンベヤ１０のスクリュー１４を回転すると、上記プッシャ４１で押し込まれた可燃性原料１０２は下流側に移動し、焼却炉３０の原料供給口３１から流動層３２の上部（濃厚流動層表面上部）に供給される。供給された可燃性原料は流動層３２内で燃焼し、燃焼ガス１０４となる。燃焼ガス１０４は、焼却炉３０のフリーボード３３を通って、熱回収装置５０に流れる。また、可燃性原料１０２中の不燃物１０５は流動媒体１０１に伴って流動層３２の底部から排出され、不燃物抜き出し装置５１に送られる。不燃物抜き出し装置５１で流動媒体１０１から不燃物１０５が抜き出される（分離される）。
【００５９】
スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内には流動層３２の流動媒体１０１の流動化により、流動媒体（主に硅砂）１０１が原料供給口３１を通って流入する。同時に、不燃物抜き出し装置５１で不燃物１０５から分離された流動媒体１０１がスクリューコンベヤ１０の流動媒体供給口１６（図４参照）からコンベヤケーシング１１内に供給される。このように原料供給口３１を通って流入する流路とは別に、コンベヤケーシング１１内への流動媒体１０１の流路を備えることにより、コンベヤケーシング１１には流動媒体１０１が充満する。よって、流動媒体１０１と可燃性原料１０２の混合体による高いマテリアルシール機能で、外部の空気がスクリューコンベヤ１０を通って焼却炉３０内にリークしたり、焼却炉３０内で発生した燃焼ガス１０４がスクリューコンベヤ１０を通って外部にリークすることがない。なお、不燃性粒子が流動媒体として用いられる。
【００６０】
なお、不燃物抜き出し装置５１で分離された流動媒体１０１をスクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１に供給することにより、不燃物抜き出し装置５１で分離した流動媒体１０１を流動層３２に戻す流動媒体循環ラインを省略できる。
【００６１】
また、スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内では可燃性原料１０２と高温の流動媒体１０１とが接触することにより、可燃性原料１０２中の水分が蒸発し、可燃性原料１０２が熱分解され、水蒸気や熱分解ガス１０３が発生する。このコンベヤケーシング１１内で発生した水蒸気や熱分解ガス１０３の一部は原料供給口３１からフリーボード３３内に流入し、その他はガス引き抜き口１７（図４参照）から引き抜かれフリーボード３３内に供給される。
【００６２】
熱回収装置５０には、蒸気５２を得る廃熱ボイラや、予熱空気５３を得る空気予熱器が設けられており、予熱空気５３は焼却炉３０に送る流動空気や燃焼空気に用いられる。熱回収装置５０で熱が回収され、燃焼ガス１０４は温度が低下する。それから燃焼ガス１０４はバグフィルタ等に送られ飛灰５５が除去される。その後、燃焼ガス１０４は脱塩装置５６及び脱硝装置５７を経て、脱塩及び脱硝処理された後、排ガス１０６となって煙突（図示せず）から大気中に放出される。
【００６３】
図９は本発明に係る可燃性原料供給装置と、ガス化炉を具備する流動床式のガス化炉を有する、ガス化装置のモデルとしての、ガス化溶融設備の例を示す構成図である。図９において、図８と類似または同一の部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。可燃性原料１０２は、スクリューコンベヤ１０により、ガス化炉６０の原料供給口６１から流動層６２の上部（濃厚流動層表面上部）に供給される。可燃性原料１０２は、流動層６２内で熱分解ガス化され、ガス１０７を生成する。生成ガス１０７は、ガス化炉６０のフリーボード６３を通って、灰溶融装置７０に流れる。該灰溶融装置７０で生成ガス１０７はそれに含まれるチャー（固定炭素）とともに高温燃焼し、生成ガス１０７中の灰分は溶融してスラグ７１となり、系外に排出される。灰分の除去された燃焼ガス１０７’は完全燃焼装置７２に送られる。
【００６４】
スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内には図８の場合と同様、流動媒体１０１が充満しており、流動媒体１０１と可燃性原料１０２の混合体による高いマテリアルシール機能で外部の空気がスクリューコンベヤ１０を通ってガス化炉６０内にリークしたり、ガス化炉６０内で生成した生成ガス１０７がスクリューコンベヤ１０を通ってガス化炉６０の外部にリークすることがない。
【００６５】
また、スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内では、可燃性原料１０２と高温の流動媒体１０１とが接触することにより、可燃性原料１０２中の水分が蒸発したり可燃性原料１０２が熱分解して、水蒸気や熱分解ガス１０３が発生する。水蒸気や熱分解ガス１０３の一部は原料供給口６１からフリーボード６３内に流入し、その他はガス引き抜き口１７（図４参照）から引き抜かれ、完全燃焼装置７２に送られ、水蒸気や熱分解ガス１０３は灰溶融装置７０からの燃焼ガス１０７’とともに完全燃焼する。
【００６６】
完全燃焼装置７２で完全燃焼して発生した燃焼ガス１０９は、熱回収装置５０で熱回収される。そして、燃焼ガス１０９は、脱塵装置５４に運ばれ飛灰５５が除去され、その後、脱塩装置５６で脱塩され、脱硝装置５７で脱硝された後、排ガス２０６となって煙突（図示せず）から大気中に放出される。
【００６７】
図１０は本発明に係る可燃性原料供給装置を有する、ガス化装置のモデルとしての、ガス化改質設備の例を示す構成図である。図１０において、図８及び図９と類似または同一の部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。可燃性原料１０２は、スクリューコンベヤ１０により、ガス化炉６０の原料供給口６１から流動層６２の上部（濃厚流動層表面上部）に供給される。可燃性原料１０２は、流動層６２内で熱分解ガス化され、ガス１０７を生成する。生成ガス１０７はガス化炉６０のフリーボード６３を通って、ガス改質＆灰溶融装置７４に送られる。ガス改質＆灰溶融装置７４で生成ガス１０７は改質されるとともに、一部を高温燃焼させることにより灰分は溶融してスラグ７１となり、系外に排出される。生成ガス１０７はガス改質＆灰溶融装置７４から熱回収装置５０に排出される。
【００６８】
生成ガス１０７は熱回収装置５０で熱回収され、温度が低下する。その後、生成ガス１０７はガス洗浄＆脱塵装置７５に送られ、そこで生成ガス１０７に水噴射してガス洗浄をし、排水７６、灰分（飛灰）７７の除去が行なわれる。洗浄された生成ガス１０７は、ガス精製装置７８へ送られ、製品ガス１０８を生ずる。
【００６９】
スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内には図８及び図９の場合同様、流動媒体１０１が充満しており、流動媒体１０１と可燃性原料１０２の混合体による高いマテリアルシール機能で、外部の空気がスクリューコンベヤ１０を通ってガス化炉６０内にリークしたり、ガス化炉６０内の生成ガス１０７がスクリューコンベヤ１０を通ってガス化炉６０から外部にリークすることがない。
【００７０】
スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内では可燃性原料１０２と高温の流動媒体１０１とが接触することにより、中の水分が蒸発したり可燃性原料１０２が熱分解され、水蒸気や熱分解ガス１０３が発生する。水蒸気や熱分解ガス１０３の一部は原料供給口６１からフリーボード６３内に流入し、その他はガス引き抜き口１７（図４参照）から引き抜かれ、フリーボード６３に供給される。
【００７１】
図１１は本発明に係る可燃性原料供給装置を有する、ガス化装置のモデルとしての、低温ガス化改質設備の例を示す構成図である。図１１において、図８乃至図１０と類似または同一の部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。可燃性原料１０２は、スクリューコンベヤ１０により、ガス化炉６０の原料供給口６１から流動層６２の上部（濃厚流動層表面上部）に供給される。可燃性原料１０２は、流動層６２内で熱分解ガス化され、ガス１０７を生成する。生成ガス１０７はガス化炉６０のフリーボード６３を通って、ガス改質装置８０に送られ、生成ガス１０７は改質される。生成ガス１０７は熱回収装置５０に送られ、熱回収装置５０で熱回収され生成ガス１０７は温度が低下する。生成ガス１０７は、ガス洗浄＆脱塵装置７５に送られる。ガス洗浄＆脱塵装置７５で、生成ガス１０７は水噴射されガス洗浄され、排水７６および灰分７７が除去される。洗浄された生成ガス１０７はガス精製装置７８へ送られ、製品ガス１０８を生ずる。
【００７２】
スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内には図８乃至図１０の場合と同様、流動媒体１０１が充満しており、流動媒体１０１と可燃性原料１０２の混合体による高いマテリアルシール機能で外部の空気がスクリューコンベヤ１０を通ってガス化炉６０内にリークしたり、ガス化炉６０内で生成した生成ガス１０７がスクリューコンベヤ１０を通ってガス化炉６０から外部にリークすることがない。
【００７３】
スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内では、可燃性原料１０２と高温の流動媒体１０１とが接触することにより、可燃性原料１０２中の水分が蒸発したり可燃性原料１０２が熱分解して、水蒸気や熱分解ガス１０３が発生する。水蒸気や熱分解ガス１０３の一部は原料供給口６１からフリーボード６３内に流入し、その他はガス引き抜き口１７（図４参照）から引き抜かれ、フリーボード６３に供給される。
【００７４】
図１２は本発明に係る可燃性原料供給装置と統合型流動床ガス化炉を具備する、ガス化装置のモデルとしての、ガス改質設備の例を示す構成図である。統合型流動床ガス化炉とは、１つの流動層ガス化炉９０の内部に、熱分解・ガス化が行われるガス化室９１と、熱分解により発生したチャーを燃焼させる燃焼室９２があり、それら２室９１、９２の相互間で流動媒体１０１を自在に循環させるガス化装置である。ガス化室９１の流動層９１ｂは、蒸気などの酸素を含まないガスにより流動化され、燃焼室９２から循環してくる流動媒体により、約600〜850℃の温度に維持される。ガス化室９１に供給された可燃性原料１０２は、熱分解・ガス化される。燃焼室９２の流動層９２ｂは空気等の含酸素ガスにより流動化される。ガス化室９１から移送されてきた熱分解残渣は燃焼室９２で完全燃焼される。燃焼室９２内の流動媒体９２ｂは、この燃焼反応により発生する燃焼熱によって加熱される。燃焼室９２内の流動層９２ｂは、ガス化室９１の流動層９１ｂの温度より高い温度、約700〜950℃に保たれる。図１２において、類似または同一の部分には図５乃至図８と同一符号を付し、重複する説明は省略する。統合型流動床ガス化炉９０は原料供給口９３を備える。スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１の先端は、ガス化室９１の原料供給口９３に接続され、コンベヤケーシング１１の他端には可燃性原料１０２を投入する原料ホッパ４０が接続されている。原料ホッパ４０の底部にはプッシャ４１が配置され、原料ホッパ４０内の可燃性原料１０２をコンベヤケーシング１１の他端に押し込む。
【００７５】
可燃性原料１０２は、スクリューコンベヤ１０により、統合型流動床ガス化炉９０のガス化室９１から流動層９１ｂの上部（濃厚流動層表面上部）に供給される。可燃性原料１０２は、流動層９１ｂ内で熱分解ガス化され、ガス１０７を生成する。生成ガス１０７はガス化室９１のフリーボード９１ａを通って、ガス改質装置８０に送られ、そこで、生成ガス１０７は改質される。次に、生成ガス１０７は熱回収装置５０に送られ、熱回収装置５０で熱回収され温度が低下する。生成ガス１０７は次に洗浄＆脱塵装置７５に送られる。洗浄＆脱塵装置７５で、生成ガス１０７は、水噴射によるガス洗浄、排水７６及び灰分７７の除去が行なわれる。洗浄された生成ガス１０７はガス精製装置７８を経て製品ガス１０８を生成する。
【００７６】
ガス化室９１の流動層９１ｂと燃焼室９２の流動層９２ｂは隔壁９４の下端下方で連通しており、ガス化室９１の流動層９１ｂから流動媒体とチャーが燃焼室９２に移動する。燃焼室９２でチャーが燃焼し、燃焼ガス１０４を生成する。燃焼ガス１０４は熱回収装置５０に送られ、熱回収され温度が低下する。燃焼ガス１０４は次に脱塵装置５４に送られ、飛灰５５が除去される。その後、燃焼ガス１０４は脱塩装置５６へ送られ、脱塩され、脱硝装置５７へ送られ、脱硝され、それから排ガス１０６として煙突（不図示）から大気中に放出される。
【００７７】
可燃性原料１０２中の不燃物１０５は、流動媒体１０１とともに燃焼室９２の流動層９２ｂの底部から不燃物抜き出し装置５１へ排出される。不燃物抜き出し装置５１で流動媒体１０１から不燃物１０５が除去される。流動媒体１０１はスクリューコンベヤ１０の流動媒体供給口１７（図４参照）からコンベヤケーシング１１内に供給される。また、図８乃至図１１の場合と同様、コンベヤケーシング１１内には流動層９１ｂからの流動媒体１０１も流入する。これによりコンベヤケーシング１１内には流動媒体１０１が充満しており、流動媒体１０１と可燃性原料１０２の混合体による高いマテリアルシール機能で外部の空気がスクリューコンベヤ１０を通ってガス化室９１内にリークしたり、ガス化室９１内で生成した生成ガス１０７がスクリューコンベヤ１０を通って外部にリークすることがない。
【００７８】
また、スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内では可燃性原料１０２と高温の流動媒体１０１とが接触することにより、可燃性原料１０２中の水分が蒸発したり可燃性原料１０２が熱分解して、水蒸気や熱分解ガス１０３が発生する。この水蒸気や熱分解ガス１０３の一部は原料供給口９３からフリーボード９１ａ内に流入し、その他はガス引き抜き口１７（図４参照）から引き抜かれ、燃焼室９２のフリーボード９２ａ内に供給される。
【００７９】
ガス化室９１のフリーボード９１ａの圧力を燃焼室９２のフリーボード９２ａの圧力よりも高く設定することが好ましい。その場合には、コンベヤケーシング１１内で発生した水蒸気や熱分解ガス１０３を確実に燃焼室９２内に流入させることができ、爆発や中毒の危険性を低減させることができる。更に、スクリューコンベヤ１０と燃焼室９２を極力接近させることで、水蒸気や熱分解ガス１０３の導入ダクト内のトラブルも防止できる。
【００８０】
図１３は本発明に係る可燃性原料供給装置と統合型ガス化炉を含むガス化溶融炉とを備える、ガス化設備のモデルとしての、アドバンストガス化溶融設備の例を示す構成図である。アドバンストガス化溶融設備は、統合型ガス化炉９０と灰の溶融及び完全燃焼装置（灰溶融炉）８１を組合せた廃棄物処理設備である。アドバンストガス化溶融設備では、ガス化室９１からの生成ガス１０７のみを高温化するので、灰溶融炉８１や排ガス処理設備５０、５４、５６、５７が従来型ガス化溶融炉に比べて小型化できる。図１３において、図５乃至図９と類似または同一の部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。スクリューコンベヤ１０によりガス化室９１に可燃性原料１０２が供給される。可燃性原料１０２は熱分解ガス化され、ガス１０７を生成する。生成ガス１０７は、ガス化室９１のフリーボード９１ａを通って、灰溶融＆完全燃焼装置８１に送られる。灰溶融＆完全燃焼装置８１で生成ガス１０７中の灰分は溶融されスラグ７１となり、系外に排出されるとともに、生成ガス１０７は完全燃焼する。完全燃焼した燃焼ガス１１０は、熱回収装置５０、脱塵装置５４、脱塩装置５６、脱硝装置５７を経た後、排ガス１０６として大気中に放出される。
【００８１】
また、図１２の場合と同様、スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内では可燃性原料１０２と高温の流動媒体１０１とが接触することにより、可燃性原料１０２中の水分が蒸発したり可燃性原料１０２が熱分解して、水蒸気や熱分解ガス１０３が発生する。この水蒸気や熱分解ガス１０３の一部は原料供給口９３からフリーボード９１ａ内に流入し、その他はガス引き抜き口１７（図４参照）から引き抜かれ、燃焼室９２のフリーボード９２ａ内に供給される。
【００８２】
図８乃至図１３に示す各設備では、可燃性原料供給装置としてのスクリューコンベヤ１０がコンベヤケーシング１１内に１本のスクリュー１４を有するが、スクリューコンベヤ１０はこれに限定されるものではない。図６に示すようにスクリューコンベヤ１０は概ね平行に配置したスクリュー１４を２本、又は２本以上有していてもよい。あるいは、図７に示すように、コンベヤケーシング１１内に配置された回転軸１２と、回転軸１２の端部に取り付けた螺旋羽根１３とを有するスパイラルコンベヤ１８を用いてもよい。この場合に、コンベヤケーシング１１内に、螺旋羽根１３をそれぞれ有する複数本の回転軸１２を平行に配置してもよい。また、他の機械式原料供給装置でもよい。また、スクリューコンベア１０に供給する流動媒体１０１が図示のようにガス引き抜き口１７の下流側に位置しているが、図５に示すように、ガス引き抜き口１７の上流側であってもよい。
【００８３】
上記のように、機械式原料供給装置、例えばスクリューコンベヤ１０を水平面に対して２０度以上８０度以下の角度で、スクリューコンベヤ１０の可燃性原料の搬送で下流側が上方になるように傾斜させるた結果、原料供給位置を下げられ、原料が高温流動媒体と予め混合され、炉の原料供給口のシール機能が高まる。したがって、図１４に示すように、下記のような効果が得られる。
【００８４】
（Ｓ１）原料供給位置、即ち原料ホッパ４０の位置を下げることができることにより、下記のような効果が得られる。
【００８５】
原料ホッパ４０に廃棄物等の可燃性原料を供給するゴミクレーン高さを低くできるから（Ｓ１−１）、建屋高さを低くでき（Ｓ１−２）、建設コストを抑制できる（Ｓ１−３）。
【００８６】
（Ｓ２）原料が高温媒体と予め混合、即ちスクリューコンベヤ１０内で可燃性原料と高温の流動媒体とが予め混合されることにより、下記の効果が得られる。
【００８７】
可燃性原料がほぐされ（Ｓ２−１）、原料を炉内へ供給する前に均質化ができ（Ｓ２−２）、原料の供給量変動を抑制できる（Ｓ２−３）。このことから、ガス量変動を抑制でき（Ｓ２−４）、ガス系設備の余裕度を小さくできる（Ｓ２−５）。
【００８８】
可燃性原料が炉内に投入される前に熱分解される。特に炉内に投入される前に、可燃性原料が高温の流動媒体と接触することにより、可燃性原料が熱分解され、揮発分が得られる（Ｓ２−６）。これにより炉内での可燃性原料からの揮発分の放出が抑制されるから（Ｓ２−７）、上記（Ｓ２−４）と同様にガス発生量の変動を抑制できる（Ｓ２−８）。炉内圧力変動を抑制できる（Ｓ２−９）。これにより炉内圧力を高めに設定できることから（Ｓ２−１０）、（Ｓ３−１）で後述するように炉内への空気リークを抑制できる。
【００８９】
原料の水分が蒸発する、即ち可燃性原料が炉に投入される前に高温の流動媒体と接触することによりその水分が蒸発する（Ｓ２−１１）から、炉内での水分蒸発を抑制でき（Ｓ２−１２）、その結果炉内への水分供給量を抑制でき、そして（Ｓ３−３）で後述するように、ガス化溶融炉の場合、助燃用燃料の消費量を抑制できる（Ｓ２−１３）。
【００９０】
（Ｓ３）炉の原料供給口のシール機能が高まる。即ち、スクリューコンベヤ１０のコンベヤケーシング１１内に流動媒体が充満し、そのマテリアルシール機能が高まることから、下記の効果が得られる。
【００９１】
炉内への空気リークを抑制できる（Ｓ３−１）。これにより炉内への制御不能なガスの流入を抑制できるから（Ｓ３−２）、ガス化溶融炉の場合、助燃用燃料の消費量を抑制できる（Ｓ３−３）。
【００９２】
炉内ガスの噴出しが抑制できる（Ｓ３−４）。これにより逆火リスクを低減できるとともに（Ｓ３−５）、中毒リスクを低減できる（Ｓ３−６）。その結果、安全性が高くなり（Ｓ３−７）、安全対策コストを抑制できる（Ｓ３−８）。
【００９３】
（Ｓ４）上記（Ｓ１−３）の「建設コストを抑制できる」こと、（Ｓ２−５）の「ガス系設備の余裕度を小さくできる」こと、及び（Ｓ３−８）の「安全対策コストを抑制できる」ことから、イニシャルコストを抑制できるという効果が得られる。
（Ｓ５）（Ｓ３−３）の「ガス化溶融炉の場合、助燃用燃料の消費量を抑制できる」ことから、ランニングコストが抑制できるという効果が得られる。
（Ｓ６）全体として顧客満足度を高めることが可能となる。
【００９４】
また、本発明の第１の実施の形態として、水平面に対して所定の角度以上で可燃性原料を上方に向けて搬送する機械式原料供給手段を設けたことを特徴とする、流動床式のガス化炉又は流動床式の燃焼炉の流動層上部に可燃性原料を供給する可燃性原料供給装置としてもよい。
【００９５】
上記のように可燃性原料供給装置を機械式原料供給手段とし、水平面に対して所定の角度以上で可燃性原料を上方に向けて搬送するようにしたことにより、原料供給位置を下げることができる。例えば廃棄物等の可燃性原料を搬送するクレーン等の原料供給手段の位置を低くできることから、設備を収容する建物の建屋高さを低くできる。
【００９６】
また、本発明の第２の実施の形態として、機械式原料供給手段が螺旋羽根を回転させて可燃性原料を供給するコンベヤを備えた、本発明の第１の実施の形態の可燃性原料供給装置としてもよい。
【００９７】
上記のように機械式原料供給手段を螺旋羽根を回転させる、所謂スクリューコンベヤ或いはスパイラルコンベヤとすることにより、可燃性原料が下方から上方に押上げられながら供給される。よって、高いマテリアルシール機能が発揮でき、特にコンベヤケーシング内に流動媒体を充満させることにより、原料の解砕を伴い、炉内への空気リーク、炉内からのガスのリークを防止できる。
【００９８】
また、本発明の第３の実施の形態として、コンベヤが概ね平行に配置された２本以上の前記螺旋羽根を具備することを特徴とする、本発明の第２の実施の形態の可燃性原料供給装置としてもよい。
【００９９】
上記のようにコンベヤが概ね平行に配置された２本以上の螺旋羽根を具備するので、特にコンベヤケーシング内に流動媒体を充満させることにより、原料の解砕が促進される。
【０１００】
また、本発明の第４の実施の形態として、流動床式のガス化炉と、該ガス化炉に可燃性原料を供給する可燃性原料供給手段を具備し、該可燃性原料供給手段により流動層上部に供給された可燃性原料をガス化する可燃性原料ガス化装置としては、可燃性原料供給手段は、水平面に対して所定の角度以上で可燃性原料を上方に向けて搬送するように傾斜させた機械式原料供給手段であり、機械式原料供給手段内に流動式ガス化炉の流動層を構成する流動媒体を充満させる流動媒体供給手段を設けたことを特徴とする可燃性原料ガス化装置としてもよい。
【０１０１】
上記のように可燃性原料供給手段を機械式原料供給手段とし、該機械式原料供給手段を水平面に対して所定の角度以上で可燃性原料を上方に向けて搬送するように傾斜させて配置し、流動媒体供給手段を設けたので、流動媒体供給手段により流動媒体供給手段内に高温の流動媒体を充満させることにより、可燃性原料の解砕が促進され原料の供給量の変動を抑制できるとともに、高いマテリアルシール機能が発揮される。
【０１０２】
また、本発明の第５の実施の形態として、流動床式のガス化炉と、該ガス化炉に可燃性原料を供給する可燃性原料供給手段を具備し、流動層上部に供給された可燃性原料をガス化する可燃性原料ガス化装置において、可燃性原料供給手段は、水平面に対して所定の角度以上で可燃性原料を上方に向けて搬送するように傾斜させた機械式原料供給手段であり、該機械式原料供給手段内に流動床式のガス化炉の流動層を構成する流動媒体を充満させる流動媒体供給手段を設けるとともに、該機械式原料供給手段内で可燃性原料と流動媒体とが接触したことにより発生するガスをガス化炉をバイパスさせてその下流側に導くバイパス手段を設けたことを特徴とする可燃性原料ガス化装置としてもよい。
【０１０３】
上記のように機械式原料供給手段内で発生したガスをガス化炉をバイパスさせてその下流側に導くバイパス手段を設けたことにより、上記本発明の第４の実施の形態が有する効果に加え、ガス化炉内でのガス発生量の変動を抑制できるとともに、機械式原料供給手段内で発生したガスが外に漏れ出すことなく、確実に処理できる。
【０１０４】
また、本発明の第６の実施の形態として、可燃性原料を流動床式のガス化炉内に供給し、可燃性原料をガス化する可燃性原料ガス化方法において、水平面に対して所定の角度以上で可燃性原料を上方向きに搬送するように傾斜させた機械式原料供給手段で可燃性原料を供給し、機械式原料供給手段を流動床式のガス化炉の流動層を構成する流動媒体で充満させて、原料供給系のマテリアルシール機能を高めながら可燃性原料を流動床式のガス化炉内に供給し、可燃性原料をガス化することを特徴とする可燃性原料ガス化方法としてもよい。
【０１０５】
上記のように可燃性原料を水平面に対して所定の角度以上で可燃性原料を上方向けて搬送するように傾斜させた機械式原料供給手段で供給し、該機械式原料供給手段を流動媒体で充満することにより、可燃性原料の解砕が促進され、原料の供給量の変動を抑制できるとともに、ガス化において高いマテリアルシール機能を発揮することができる。
【０１０６】
また、本発明の第７の実施の形態として、可燃性原料を流動床式のガス化炉内に供給し、該可燃性原料をガス化する可燃性原料ガス化方法において、可燃性原料を水平面に対して所定の角度以上で可燃性原料を上方向きに搬送するように傾斜させた機械式原料供給手段で供給し、該機械式原料供給手段の内部に流動層を構成する流動媒体を充満させて、原料供給系のマテリアルシール機能を高めるとともに可燃性原料を流動床式のガス化炉に供給し、機械式原料供給手段内で可燃性原料と高温の流動媒体を積極的に接触させ、該可燃性原料中の水分や揮発分を蒸発させ、該水分や揮発分の除去された可燃性原料を流動床式のガス化炉内に供給し、可燃性原料をガス化することを特徴とする可燃性原料ガス化方法としてもよい。
【０１０７】
上記のように、可燃性原料と高温の流動媒体を積極的に接触させ、該可燃性原料中の水分や揮発分を蒸発させ、水分や揮発分の除去された可燃性原料を流動床式のガス化炉内に供給するので、ガス化炉内でのガス発生量の変動を抑制できるとともに、ガス化炉内の水分の発生量の変動も抑制できる。
【０１０８】
また、本発明の第８の実施の形態として、可燃性原料を流動床式のガス化炉内に供給し、該可燃性原料をガス化する可燃性原料ガス化方法において、可燃性原料を水平面に対して所定の角度以上で可燃性原料を上方向きに搬送するように傾斜させた機械式原料供給手段で供給し、該機械式原料供給手段の内部に流動床式のガス化炉の流動層を構成する流動媒体を充満させて、原料供給系のマテリアルシール機能を高めるとともに可燃性原料を流動床式のガス化炉に供給し、機械式原料供給手段内で可燃性原料と流動媒体を積極的に接触させ、該可燃性原料中の水分や揮発分を蒸発させ、発生した蒸気及び揮発分を流動床式のガス化炉をバイパスして該流動床式のガス化炉の下流側に流入させるとともに、該水分や揮発分の除去された可燃性原料を前記流動床式のガス化炉内に供給し、可燃性原料をガス化することを特徴とする可燃性原料ガス化方法としてもよい。
【０１０９】
上記のように機械式原料供給手段内で発生した蒸気及び揮発分を前記流動床式のガス化炉をバイパスして該流動床式のガス化炉内の下流側に流入させるので、本発明の第７の実施の形態が有する効果に加え、機械式原料供給手段内で発生したガスが外に漏れ出すことなく、確実に処理できる。
【０１１０】
更に、本発明の第９の実施の形態として、不燃性粒子とともに可燃性原料を供給する可燃性原料供給装置であって、水平面に対して所定角度以上で可燃性原料を上方向きに搬送するように傾斜させた機械式原料供給手段を設けたことを特徴とする可燃性原料供給装置としてもよい。
【０１１１】
上記のように水平面に対して所定角度以上で可燃性原料を上方向きに搬送するように傾斜させた機械式原料供給手段で、不燃性粒子とともに可燃性原料を供給するので、不燃性粒子と可燃性原料が混在して移送されることになり、マテリアルシール機能の高い可燃性原料供給装置となる。
【０１１２】
第１の実施の形態によれば、可燃性原料供給装置を機械式原料供給手段とし、水平面に対して所定の角度以上で可燃性原料を上方向きに搬送するように傾斜して配置する。原料供給位置を下げることができるから、設備を収容する建物の建屋高さを低くでき、設備全体の建築コストを抑制できる可燃性原料供給装置を提供できる。
【０１１３】
第２の実施の形態によれば、機械式原料供給手段を螺旋羽根を回転させる、所謂スクリューコンベヤ或いはスパイラルコンベヤとし、可燃性原料が上方へ押上げられながら供給されるから、第１の実施の形態の効果に加え、炉内への空気リーク、炉内からのガスのリークを防止でき、特にコンベヤケーシング内に流動媒体を充満させることにより、原料の解砕を伴い、高い安全性と高いマテリアルシール機能を有する可燃性原料供給装置を提供できる。
【０１１４】
第３の実施の形態によれば、コンベヤが概ね平行に配置された２本以上の螺旋羽根を具備するので、第１の実施の形態及び第２の実施の形態が有する効果に加え、特にコンベヤケーシング内に流動媒体を充満させることにより、原料の解砕を促進させることができ、可燃性原料供給の供給量の変動を抑制できる可燃性原料供給装置を提供できる。
【０１１５】
第４の実施の形態によれば、可燃性原料供給手段を機械式原料供給手段とし、該機械式原料供給手段を所定の角度以上で下流側が上方になるように傾斜させて配置し、流動媒体供給手段を設けたので、流動媒体供給手段により可燃性媒体供給手段内に高温の流動媒体を充満させることにより、可燃性原料の解砕が促進され原料の供給量の変動を抑制できるとともに、高い安全性と高いマテリアルシール機能を有する可燃性原料ガス化装置を提供できる。
【０１１６】
第５の実施の形態によれば、機械式原料供給手段内で可燃性原料から発生したガスをガス化炉をバイパスさせて、ガス化炉の下流側に導くバイパス手段を設けたので、本発明の第４の実施の形態が有する効果に加え、ガス化炉内でのガス発生量の変動を抑制できるとともに、機械式原料供給手段内で発生したガスが外に漏れ出すことなく、確実に処理でき、高い安全性と高いマテリアルシール機能を有する可燃性原料ガス化装置を提供できる。
【０１１７】
第６の実施の形態によれば、可燃性原料を水平面に対して所定の角度以上で可燃性原料を上方向きに搬送するように傾斜させた機械式原料供給手段で供給し、該機械式原料供給手段の内部に流動媒体を充満させることにより、可燃性原料の解砕が促進され原料の供給量の変動を抑制できるとともに、ガス化において高いマテリアルシール機能を発揮できる可燃性原料ガス化方法を提供できる。
【０１１８】
第７の実施の形態によれば、機械式原料供給手段内で可燃性原料と高温の流動媒体を積極的に接触させ、可燃性原料中の水分や揮発分を蒸発させ、水分や揮発分の除去された可燃性原料を流動床式のガス化炉内に供給するので、第６の実施の形態が有する効果に加え、ガス化炉内でのガス発生量の変動を抑制できるとともに、ガス化炉内の水分も抑制できる可燃性原料ガス化方法を提供できる。
【０１１９】
第８の実施の形態によれば、機械式原料供給手段内で発生した蒸気及び揮発分をガス化炉をバイパスして流動床式のガス化炉内の下流側に流入させるので、本発明の第７の実施の形態が有する効果に加え、機械式原料供給手段内で発生したガスが外に漏れ出すことなく、確実に処理できる可燃性原料ガス化方法を提供できる。
【０１２０】
第９の実施の形態によれば、水平面に対して所定角度以上で可燃性原料を上方向きに搬送するように傾斜させた機械式原料供給手段で、不燃性粒子とともに可燃性原料を供給するので、不燃性粒子と可燃性原料が混在して移送されることになり、マテリアルシール機能の高い可燃性原料供給装置を提供できる。
【０１２１】
以上の詳細な説明と特定の例は、本発明を説明する目的だけのための、好ましい実施の形態である。当業者にとって、本発明の範囲と精神内において種々の方法で改変し変形できることが明らかであり、出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明に係る可燃性原料供給装置の例を示す構成図である。
【図２】スクリューコンベアの傾斜角度と搬送効率の関係例を表すグラフである。
【図３】螺旋羽根を収納するコンベアケーシングの内面に、搬送効率を維持するため、突起を設けた例を示す図である。
【図４】本発明に係る可燃性原料供給装置の例を示す構成図である。
【図５】本発明に係る可燃性原料供給装置の例を示す構成図である。
【図６】本発明に係る可燃性原料供給装置に用いるスクリューコンベヤの例を示す図である。
【図７】本発明に係る可燃性原料供給装置に用いるスパイラルコンベヤの例を示す図である。
【図８】本発明に係る可燃性原料供給装置と流動床焼却炉とを有する焼却設備の例を示す構成図である。
【図９】本発明に係る可燃性原料供給装置と流動床式のガス化炉とを有するガス化溶融設備の例を示す構成図である。
【図１０】本発明に係る可燃性原料供給装置を有するガス化改質設備の例を示す構成図である。
【図１１】本発明に係る可燃性原料供給装置を有する低温ガス化改質設備の例を示す構成図である。
【図１２】本発明に係る可燃性原料供給装置と統合型流動床式のガス化炉とを有するガス化改質設備の例を示す構成図である。
【図１３】本発明に係る可燃性原料供給装置を有するアドバンストガス化溶融設備の例を示す構成図である。
【図１４】本発明の効果を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２３】
１０            スクリューコンベヤ
１１            コンベヤケーシング
１２            回転軸
１３            螺旋羽根
１４            スクリュー
１５            蒸気ジャケット
１６            流動媒体供給口
１７            ガス引き抜き口
１８            スパイラルコンベヤ
２０            ガス化炉又は燃焼炉
２１            炉体ケーシング
２２            耐火材層
２３            流動層
２４            原料供給口
３０            焼却炉
３１            原料供給口
３２            流動層
３３            フリーボード
４０            原料ホッパ
４１            プッシャ
５０            熱回収装置
５１            不燃物抜き出し装置
５２            蒸気
５３            予熱空気
５４            脱塵装置
５５            飛灰
５６            脱塩装置
５７            脱硝装置
６０            ガス化炉
６１            原料供給口
６２            流動層
６３            フリーボード
７０            灰溶融装置
７１            スラグ
７２            完全燃焼装置
７４            ガス改質＆灰溶融装置
７５            ガス洗浄＆脱塵装置
７６            排水
７７            灰分
７８            ガス精製装置
８０            ガス改質装置
８１            灰溶融＆完全燃焼装置
９０            統合型流動床ガス化炉
９１            ガス化室
９２            燃焼室
９３            原料供給口
９４            隔壁
１１１          突起
【図１】
2007528479.tif 000003
【図２】
2007528479.tif 000004
2007528479.tif 000005
【図４】
2007528479.tif 000006
【図５】
2007528479.tif 000007
【図６】
2007528479.tif 000008
【図７】
2007528479.tif 000009
【図８】
2007528479.tif 000010
【図９】
2007528479.tif 000011
【図１０】
2007528479.tif 000012
【図１１】
2007528479.tif 000013
【図１２】
2007528479.tif 000014
【図１３】
2007528479.tif 000015
2007528479.tif 000016
2007528479.tif 000017
【国際調査報告】
2007528479.tif 000018