(57)【要約】【課題】流動層の温度が５５０℃以下の場合においても、炉本体から排出される熱分解ガスの温度を上昇させることが可能な流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法を提供すること。【解決手段】流動床式ガス化炉の炉本体（１０）へ酸素含有ガスを供給する方法であって、前記炉本体（１０）内に、流動媒体を流動化ガスで流動化させることによって形成される流動層（１８）であって５５０℃以下のものを形成する流動層形成工程と、前記流動層（１８）に廃棄物を供給する廃棄物供給工程と、前記流動層（１８）の表面に向けて前記酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給工程と、備えること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動床式ガス化炉の炉本体へ酸素を含有するガスである酸素含有ガスを供給する方法であって、
前記炉本体内に、流動媒体を流動化ガスで流動化させることによって形成される流動層であって５５０℃以下のものを形成する流動層形成工程と、
前記流動層に廃棄物を供給する廃棄物供給工程と、
前記流動層の表面に向けて前記酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給工程と、備える、流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法。
【請求項２】
請求項１に記載の流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法において、
前記酸素含有ガス供給工程では、前記ガス化炉のうち前記流動層の表面よりも高い部位から前記流動層の表面の中心部に向かって斜め下向きに前記酸素含有ガスを供給する、流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法において、
前記酸素含有ガス供給工程では、７ｍ／ｓ以上の流速で前記酸素含有ガスを供給する、流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法。
【請求項４】
請求項３に記載の流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法において、
前記酸素含有ガス供給工程では、２０ｍ／ｓ以下の流速で前記酸素含有ガスを供給する、流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法。
【請求項５】
流動床式ガス化炉であって、
炉本体と、
前記炉本体内に、流動媒体を流動化ガスで流動化させることによって形成される流動層であって５５０℃以下のものを形成する流動層形成部と、
前記炉本体内に酸素を含有するガスである酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部と、を備え、
前記酸素含有ガス供給部は、前記流動層の表面に向けて前記酸素含有ガスを供給する、流動床式ガス化炉。
【請求項６】
請求項５に記載の流動床式ガス化炉において、
前記酸素含有ガス供給部は、前記炉本体のうち前記流動層の表面よりも高い部位に、前記流動層の表面の中心部に向かって斜め下向きに前記酸素含有ガスを供給可能な姿勢で接続されたノズルを有する、流動床式ガス化炉。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の流動床式ガス化炉において、
前記酸素含有ガス供給部は、７ｍ／ｓ以上の流速で前記酸素含有ガスを供給する、流動床式ガス化炉。
【請求項８】
請求項７に記載の流動床式ガス化炉において、
前記酸素含有ガス供給部は、２０ｍ／ｓ以下の流速で前記酸素含有ガスを供給する、流動床式ガス化炉。
【請求項９】
請求項５ないし８のいずれかに記載の流動床式ガス化炉において、
前記酸素含有ガス供給部は、前記炉本体の頂部の温度が所定の範囲に収まるように前記酸素含有ガスの供給量を調整する調整部を有する、流動床式ガス化炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動床式ガス化炉に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流動層で廃棄物を加熱することによって熱分解ガス（ＣＯや水蒸気等）を生じさせる流動床式ガス化炉が知られている。例えば、特許文献１には、流動床式ガス化炉とその下流側に設けられた溶融炉とを備えるガス化溶融炉が開示されている。流動床式ガス化炉は、筒状に形成された炉本体と、流動媒体が流動化することによって形成される流動層を形成するための底壁部と、を有している。炉本体の下部には、流動媒体を流動化させるための燃焼空気を導入するための空気導入空間部が形成されており、炉本体の上部には、流動層において廃棄物が加熱されることで生じた熱分解ガスを燃焼させるためのフリーボードが形成されている。
【０００３】
この流動床式ガス化炉では、空気導入空間部に流動媒体を流動化させるための燃焼空気を供給することによって炉本体内に流動層を形成することと、その流動層に廃棄物を供給することと、流動層において廃棄物が加熱されることで生じた熱分解ガスを燃焼させるための燃焼空気をフリーボードに供給することと、が行われる。なお、フリーボードにおいて熱分解ガスを燃焼させるのは、ガス化炉の下流側に設けられた溶融炉に高温の熱分解ガスを導入するため、換言すれば、溶融炉での熱分解ガスの燃焼を促進させる（着火性を向上させる）ためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３６７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるような流動床式ガス化炉では、流動層において廃棄物を安定的に燃焼させるため（安定的に熱分解ガスを発生させるため）に、流動層の温度が低く維持されること（例えば５５０℃以下とされること）が望ましい。しかし、特許文献１に記載されるようなガス化炉において流動層の温度が５５０℃以下になると、ガス化炉から排出される熱分解ガスの温度が低下する場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、流動層の温度が５５０℃以下の場合においても、ガス化炉から排出される熱分解ガスの温度を上昇させることが可能な流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法及び流動床式ガス化炉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明らは、５５０℃よりも高温の流動層で生じた熱分解ガスは、フリーボードに供給された空気に含まれる酸素と反応することによって発火するが、５５０℃以下の温度を有する流動層で生じた熱分解ガスの温度は、フリーボードにおいて発火温度（酸素と反応することによって発火する温度）に達しておらず、むしろ、フリーボードに供給された空気に当該熱分解ガスが冷却されることによって低下することを見出した。
【０００８】
そこで、本発明者らは、流動層の表面付近には火炎が存在することに着目し、その火炎を酸素含有ガスと熱分解ガスとの混合ガスに引火させることにより、ガス化炉から排出される熱分解ガスの温度の上昇が可能となることに想到した。
【０００９】
本発明は、上記の観点に基づいてなされたものである。具体的に、本発明は、流動床式ガス化炉の炉本体へ酸素を含有するガスである酸素含有ガスを供給する方法であって、前記炉本体内に、流動媒体を流動化ガスで流動化させることによって形成される流動層であって５５０℃以下のものを形成する流動層形成工程と、前記流動層に廃棄物を供給する廃棄物供給工程と、前記流動層の表面に向けて前記酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給工程と、備える、流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法を提供する。
【００１０】
本酸素含有ガス供給方法では、火炎が存在する流動層の表面に向けて酸素含有ガスが供給されるので、その酸素含有ガスと熱分解ガスとの混合ガスに火炎が引火する。よって、炉本体から排出される熱分解ガスの温度が有効に上昇する。
【００１１】
この場合において、前記酸素含有ガス供給工程では、前記ガス化炉のうち前記流動層の表面よりも高い部位から前記流動層の表面の中心部に向かって斜め下向きに前記酸素含有ガスを供給することが好ましい。
【００１２】
このようにすれば、流動層の表面に存在する火炎がより確実に混合ガスに引火する。
【００１３】
また、前記酸素含有ガス供給工程では、７ｍ／ｓ以上の流速で前記酸素含有ガスを供給することが好ましい。
【００１４】
このようにすれば、酸素含有ガスが流動層の表面に有効に到達するので、流動層の表面付近に、火炎が前記混合ガスに引火しやすい酸素濃度（例えば６ｗｅｔ％〜１０ｗｅｔ％）を有する領域が有効に形成される。よって、流動層の表面付近において熱分解ガスの燃焼が促進されるので、炉本体から排出される熱分解ガスの温度がより確実に上昇する。
【００１５】
この場合において、前記酸素含有ガス供給工程では、２０ｍ／ｓ以下の流速で前記酸素含有ガスを供給することが好ましい。
【００１６】
このようにすれば、酸素含有ガスが流動層の表面において散逸されることが抑制されるので、流動層の表面付近に、酸素含有ガスの塊、つまり、前記酸素濃度を有する領域がより確実に形成される。
【００１７】
また、本発明は、流動床式ガス化炉であって、炉本体と、前記炉本体内に、流動媒体を流動化ガスで流動化させることによって形成される流動層であって５５０℃以下のものを形成する流動層形成部と、前記炉本体内に酸素を含有するガスである酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部と、を備え、前記酸素含有ガス供給部は、前記流動層の表面に向けて前記酸素含有ガスを供給する、流動床式ガス化炉を提供する。
【００１８】
本流動床式ガス化炉では、火炎が存在する流動層の表面に向けて酸素含有ガス供給部が酸素含有ガスを供給するので、その酸素含有ガスと熱分解ガスとの混合ガスに火炎が引火する。よって、炉本体から排出される熱分解ガスの温度が有効に上昇する。
【００１９】
この場合において、前記酸素含有ガス供給部は、前記炉本体のうち前記流動層の表面よりも高い部位に、前記流動層の表面の中心部に向かって斜め下向きに前記酸素含有ガスを供給可能な姿勢で接続されたノズルを有することが好ましい。
【００２０】
このようにすれば、流動層の表面に存在する火炎がより確実に酸素含有ガスに引火する。
【００２１】
また、前記酸素含有ガス供給部は、７ｍ／ｓ以上の流速で前記酸素含有ガスを供給することが好ましい。
【００２２】
このようにすれば、酸素含有ガスが流動層の表面に有効に到達するので、流動層の表面付近に、火炎が前記混合ガスに引火しやすい酸素濃度（例えば６ｗｅｔ％〜１０ｗｅｔ％）を有する領域が有効に形成される。よって、流動層の表面付近において熱分解ガスの燃焼が促進されるので、炉本体から排出される熱分解ガスの温度がより確実に上昇する。
【００２３】
この場合において、前記酸素含有ガス供給部は、２０ｍ／ｓ以下の流速で前記酸素含有ガスを供給することが好ましい。
【００２４】
このようにすれば、酸素含有ガスが流動層の表面において散逸されることが抑制されるので、流動層の表面付近に、酸素含有ガスの塊、つまり、前記酸素濃度を有する領域がより確実に形成される。
【００２５】
また、前記酸素含有ガス供給部は、前記炉本体の頂部の温度が所定の範囲に収まるように前記酸素含有ガスの供給量を調整する調整部を有することが好ましい。
【００２６】
このようにすれば、炉本体の頂部の温度が所定の範囲に維持される。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明によれば、流動層の温度が５５０℃以下の場合においても、炉本体から排出される熱分解ガスの温度を上昇させることが可能な流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法及び流動床式ガス化炉を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態の流動床式ガス化炉の概略を示す図である。
【図２】本発明の実施例の炉本体及び条件１の概略を示す図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４】図２の平面視における概略図である。
【図５】条件１における時間と流動層の表面への給気量との関係を示すグラフである。
【図６】条件１における時間と流動層及び炉頂の温度との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例の条件２−ａの概略を示す図である。
【図８】本発明の実施例の条件２−ｂ及び条件３−ｂの概略を示す平面図である。
【図９】本発明の実施例の条件３−ａの概略を示す図である。
【図１０】条件１における流速と６ｗｅｔ％〜１０ｗｅｔ％の酸素濃度を有する領域との関係を示すグラフである。
【図１１】条件２−ａにおける流速と６ｗｅｔ％〜１０ｗｅｔ％の酸素濃度を有する領域との関係を示すグラフである。
【図１２】条件２−ｂにおける流速と６ｗｅｔ％〜１０ｗｅｔ％の酸素濃度を有する領域との関係を示すグラフである。
【図１３】条件３−ａにおける流速と６ｗｅｔ％〜１０ｗｅｔ％の酸素濃度を有する領域との関係を示すグラフである。
【図１４】条件３−ｂにおける流速と６ｗｅｔ％〜１０ｗｅｔ％の酸素濃度を有する領域との関係を示すグラフである。
【図１５】時間とフリーボードへの給気量との関係を示すグラフである。
【図１６】時間と流動層及び炉頂の温度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の一実施形態の流動床式ガス化炉について、図１を参照しながら説明する。
【００３０】
図１に示されるように、本実施形態の流動床式ガス化炉は、炉本体１０と、流動層形成部２０と、酸素含有ガス供給部３０と、を備えている。なお、流動床式ガス化炉の下流側には、このガス化炉で生じた熱分解ガスを燃焼させるとともに当該熱分解ガスに含まれる灰分を溶融させる溶融炉が設けられている。
【００３１】
炉本体１０は、筒状に形成された側壁１２と、側壁１２に接続された副室１３と、側壁１２内において硅砂等の流動媒体を下方から支持する底壁１４と、を有する。側壁１２には、廃棄物の供給口（図示略）が設けられている。副室１３は、円筒状に形成されており、この副室１３と側壁１２との境界には開口部が設けられている。副室１３には、バーナー等が設けられる。底壁１４には、流動媒体と廃棄物に含まれる不燃物との混合物を下方に排出するための排出口１４ａが設けられている。炉本体１０内のうち底壁１４の下部には、流動媒体を流動化させるための流動化ガス（本実施形態では空気）を導入するための風箱１６が形成されている。風箱１６に供給された流動化ガスは、底壁１４に形成されている複数の孔を通じて炉本体１０内に供給される。
【００３２】
流動層形成部２０は、炉本体１０内に５５０℃以下の流動層（流動媒体を流動化ガスで流動化させることによって形成される層）１８を形成する。具体的に、流動層形成部２０は、流動化ガスの供給源２２と、流動化ガス供給流路２４と、制御部２６と、を有する。流動化ガス供給流路２４は、供給源２２と風箱１６とを接続する。この流動化ガス供給流路２４には、開度調整が可能な第１バルブＶ１が設けられている。制御部２６は、流動層１８の温度が５５０℃以下になるように風箱１６への流動化ガスの供給量、つまり、第１バルブＶ１の開度を制御する。なお、流動層１８の温度は、炉本体１０のうち流動層１８の温度を検出可能な部位（流動層１８の表面と底壁１４との間の部位）に設けられた温度センサ２９によって検出される。
【００３３】
流動層形成部２０によって炉本体１０内に形成された５５０℃以下の流動層１８で炉本体１０内に供給された廃棄物が部分燃焼されることにより、熱分解ガス（ＣＯ等の可燃性ガスや水蒸気等）が発生する。熱分解ガスは、炉本体１０の頂部から当該炉本体１０外（溶融炉側）に排出される。
【００３４】
酸素含有ガス供給部３０は、炉本体１０内に酸素を含有するガスである酸素含有ガス（空気等）を供給する。具体的に、酸素含有ガス供給部３０は、流動層１８の表面に向けて酸素含有ガスを供給する。本実施形態では、酸素含有ガス供給部３０は、酸素含有ガスの供給源３２と、炉本体１０に接続されたノズル３４と、酸素含有ガス供給流路３６と、調整部３８と、を有する。
【００３５】
ノズル３４は、酸素含有ガスを炉本体１０内に供給するためのものである。ノズル３４は、炉本体１０のうち流動層１８の表面よりも高い部位に、流動層１８の表面の中心部に向かって斜め下向きに酸素含有ガスを供給可能な姿勢で接続されている。流動層１８の静止層（流動媒体が流動化していない状態の層）の表面からノズル３４の中心軸と側壁１２との交点までの距離は、２ｍ以内に設定されることが好ましい。また、ノズル３４の中心軸と水平面とのなす角は、４０°〜６０°に設定されることが好ましく、５０°に設定されることがより好ましい。
【００３６】
酸素含有ガス供給流路３６は、酸素含有ガスの供給源３２とノズル３４とを接続する。この酸素含有ガス供給流路３６には、開度調整が可能な第２バルブＶ２が設けられている。
【００３７】
調整部３８は、炉本体１０の頂部の温度が所定の範囲に収まるようにノズル３４からの酸素含有ガスの供給量、つまり、第２バルブＶ２の開度を調整する。なお、炉本体１０の頂部の温度は、炉本体１０の頂部に設けられた温度センサ３９によって検出される。
【００３８】
酸素含有ガス供給部３０からの酸素含有ガスの供給量は、空気比相当で０．０５〜０．１５に設定されることが好ましい。また、酸素含有ガス供給部３０は、７ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下の流速で酸素含有ガスを供給する。
【００３９】
次に、本実施形態の流動床式ガス化炉の動作について説明する。
【００４０】
まず、流動層形成部２０は、炉本体１０内に５５０℃以下の流動層１８が形成されるように炉本体１０内に流動化ガスを供給する。これが流動層形成工程に相当する。
【００４１】
続いて、流動層形成工程で形成された流動層１８に対し廃棄物の供給口を通じて廃棄物が供給される。これが廃棄物供給工程に相当する。流動層１８への廃棄物の供給により、廃棄物が流動層１８において燃焼する。このとき、流動層１８の表面には火炎が形成される。例えば、火炎は、廃棄物の炭化物の表面に生じる。
【００４２】
次に、酸素含有ガス供給部３０は、流動層１８の表面に向けて酸素含有ガスを供給する。これが酸素含有ガス供給工程に相当する。流動層１８の表面へ酸素含有ガスが供給されると、その酸素含有ガスが流動層１８の表面付近（流動層１８の表面から高さ２ｍ程度の範囲）に存在する熱分解ガスの一部と混合される。そして、その混合ガス（酸素含有ガスと熱分解ガスとを含むガス）に流動層１８の表面に存在する火炎が引火する。換言すれば、流動層１８の表面付近において、熱分解ガスは、火炎に加え酸素が存在することによって燃焼する。よって、炉本体１０から排出される熱分解ガスの温度が上昇する。
【００４３】
また、本実施形態では、炉本体１０のうち流動層１８の表面よりも高い部位に接続されたノズル３４から、流動層１８の表面の中心部に向かって斜め下向きに酸素含有ガスが供給されるので、流動層１８の表面に存在する火炎がより確実に混合ガスに引火する。
【００４４】
さらに、酸素含有ガス供給部３０は、７ｍ／ｓ以上の流速で酸素含有ガスを供給するので、酸素含有ガスが流動層１８の表面に有効に到達する。このため、流動層１８の表面付近に、火炎が前記混合ガスに引火しやすい酸素濃度（例えば６ｗｅｔ％〜１０ｗｅｔ％）を有する領域が有効に形成される。よって、流動層１８の表面付近において熱分解ガスの燃焼が促進されるので、炉本体１０から排出される熱分解ガスの温度がより確実に上昇する。
【００４５】
また、酸素含有ガス供給部３０は、２０ｍ／ｓ以下の流速で酸素含有ガスを供給するので、酸素含有ガスが流動層１８の表面において散逸されることが抑制される。このため、流動層１８の表面付近に、酸素含有ガスの塊、つまり、前記酸素濃度を有する領域がより確実に形成される。
【００４６】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００４７】
例えば、酸素含有ガス供給部３０のノズル３４は、当該ノズル３４の中心軸が水平となる姿勢で炉本体１０に接続されてもよい。
【００４８】
また、流動層形成部２０は、流動層１８の温度を５５０℃以下に維持するために、炉本体１０に設けられた給水ノズルから流動層１８に対して冷却水を供給してもよい。
【実施例】
【００４９】
上記実施形態の実施例について、説明する。この実施例では、図３に示されるように、ノズル３４の中心軸Ｌと水平面Ｈとのなす角を５０°とし、ノズル３４の径を２４０ｍｍとした。なお、ノズル３４の径が２４０ｍｍであるときの酸素含有ガスの流速は、７ｍ／ｓである。この実施例では、流動層１８の温度が５３０℃付近で推移している状態において、図５に示されるように、特定の時間Ｔ１にノズル３４から流速７ｍ／ｓで酸素含有ガスを流動層１８の表面に向けて供給した。この結果、図６に示されるように、炉本体１０の炉頂の温度が上昇した。具体的に、炉本体１０の炉頂の温度が約６００℃〜約８００℃で推移することが確認された。
【００５０】
次に、以下の条件１、条件２−ａ、条件２−ｂ、条件３−ａ及び条件３−ｂの５つ条件において、シミュレーションを行った。各条件の詳細は、以下のとおりである。なお、いずれの条件においても、側壁１２の直径は１．９５ｍであり、副室１３の上流側の端部の直径φ１（図３を参照）は４５０ｍｍであり、副室の下流側の端部の直径φ２（図３を参照）は５８０ｍｍである。また、流動層１８の温度は５３０℃であり、熱分解ガスの発生量は６０００ｍ３Ｎ／ｈであり、水分率は４０％である。そして、ノズル３４の中心軸Ｌと側壁１２と交点Ｏの静止層の表面からの高さは、１．１ｍであり、静止層の表面と流動層の表面との距離は５００ｍｍである。
【００５１】
（条件１）
図２〜図４に示されるように、副室１３の上端部から、ノズル３４の中心軸Ｌと水平面Ｈとのなす角が５０°で当該ノズル３４から酸素含有ガスを供給する。酸素含有ガスの流速は、３．３ｍ／ｓ、７．４ｍ／ｓ、１０．７ｍ／ｓ、１８．８ｍ／ｓ、４１．０ｍ／ｓの５例で解析する。
【００５２】
（条件２−ａ）
図７に示されるように、副室１３の下端部（側壁１２の開口部）から、ノズル３４の中心軸Ｌと水平面Ｈとのなす角が５０°で当該ノズル３４から酸素含有ガスを供給する。酸素含有ガスの流速は、１．３ｍ／ｓ、７．４ｍ／ｓ、１０．７ｍ／ｓ、１８．８ｍ／ｓ、４１．０ｍ／ｓの５例で解析する。
【００５３】
（条件２−ｂ）
図８に示されるように、側壁１２のうち当該側壁１２の周方向に沿って９０度間隔で並ぶ４カ所に設けられた４本のノズルから酸素含有ガスを供給する。各ノズルの中心軸Ｌと水平面Ｈとのなす角は、条件２−ａと同じ５０°である。酸素含有ガスの流速は、１．２ｍ／ｓ、６．７ｍ／ｓ、１０．２ｍ／ｓ、１７．６ｍ／ｓ、３８．６ｍ／ｓの５例で解析する。
【００５４】
（条件３−ａ）
図９に示されるように、副室１３の下端部（側壁１２の開口部）から、ノズル３４の中心軸Ｌが水平面Ｈと平行となる状態で当該ノズル３４から酸素含有ガスを供給する。酸素含有ガスの流速は、１．３ｍ／ｓ、６．９ｍ／ｓ、１０．７ｍ／ｓ、１８．８ｍ／ｓ、４１．０ｍ／ｓの５例で解析する。ノズル３４は、図４に示されるように１本である。
【００５５】
（条件３−ｂ）
図８に示されるように、側壁１２のうち当該側壁１２の周方向に沿って９０°間隔で並ぶ４カ所に設けられた４本のノズルから酸素含有ガスを供給する。各ノズルの中心軸Ｌと水平面Ｈとのなす角は、条件３−ａと同じ０°である。酸素含有ガスの流速は、１．２ｍ／ｓ、６．７ｍ／ｓ、１０．２ｍ／ｓ、１７．６ｍ／ｓ、３８．６ｍ／ｓの５例で解析する。
【００５６】
上記５つの条件において、酸素含有ガスの流速と、流動層１８の表面付近（静止層の表面から高さ２ｍまでの範囲）における６ｗｅｔ％〜１０ｗｅｔ％の酸素濃度を有する領域の存在割合と、の関係についてシミュレーションを行った。ここで、空気比１．０相当の空気を熱分解ガス中の可燃性ガスに対して混合した場合の当該混合ガス中の酸素濃度は６ｗｅｔ％であり、空気比１．０相当の空気を熱分解ガス全体に対して混合した場合の当該混合ガス中の酸素濃度は１０ｗｅｔ％である。なお、空気比１．０の混合ガスは、着火しやすいことが知られている。つまり、６ｗｅｔ％〜１０ｗｅｔ％の酸素濃度を有する領域は、着火しやすい領域といえる。
【００５７】
図１０〜図１４は、それぞれ、条件１から条件３−ｂの結果を示している。なお、条件１における流速７．４ｍ／ｓの場合が、上記の実施例に該当する。各グラフの縦軸は、６ｗｅｔ％〜１０ｗｅｔ％の酸素濃度を有する領域の存在割合を示している。この縦軸の値が大きい程、流動層１８の表面に存在する火炎が熱分解ガスと酸素含有ガスとの混合ガスに引火しやすいと評価することができる。図１０〜図１４から、少なくとも流速が７ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下である場合、いずれの条件においても、前記領域の存在割合が高くなることが分かる。具体的に、図１０から、条件１においては、流速が７ｍ／ｓ以上４１ｍ／ｓ以下である場合に前記領域の存在割合が高くなり、図１１から、条件２−ａにおいては、流速が７ｍ／ｓ以上１０ｍ／ｓ以下である場合に前記領域の存在割合が高くなり、図１２から、条件２−ｂにおいては、流速が７ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下である場合に前記領域の存在割合が高くなり、図１３から、条件３−ａにおいては、流速が７ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下である場合に前記領域の存在割合が高くなり、図１４から、条件３−ｂにおいては、流速が７ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下である場合に前記領域の存在割合が高くなることが分かる。但し、条件１は、他の条件に比べて６ｗｅｔ％〜１０ｗｅｔ％の酸素濃度を有する領域の割合が多く形成されることから、条件１の酸素含有ガス供給形態が好ましい。
【００５８】
また、図１５及び図１６に、炉本体１０のフリーボードに空気を供給した場合の結果を示す。図１５に示されるように、特定の時間Ｔ２及びＴ３において、フリーボードに空気を供給した。図１６に示されるように、時間Ｔ３では、流動層１８の温度は５８０℃程度であり、このときにフリーボードに空気が供給されると、その後、炉本体の炉頂の温度が７００℃程度まで上昇する一方、時間Ｔ２では、流動層１８の温度は５５０℃程度であり、このときにフリーボードに空気が供給されると、その後、炉本体１０の炉頂の温度が低下することが確認された。なお、この例では、側壁の８カ所に設けられたノズルからフリーボードに対して空気が供給された。具体的には、各ノズルの中心軸と側壁と交点の静止層の表面からの高さは、３．７ｍ、流速は１０ｍ／ｓである。
【符号の説明】
【００５９】
１０    炉本体
１２    側壁
１３    副室
１４    底壁
１６    風箱
１８    流動層
２０    流動層形成部
２２    供給源
２４    流動化ガス供給流路
２６    制御部
３０    酸素含有ガス供給部
３２    供給源
３４    ノズル
３６    酸素含有ガス供給流路
３８    調整部
【図１】
2019070505.tif 000003
【図２】
2019070505.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月22日(2018.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動床式ガス化炉の炉本体へ酸素を含有するガスである酸素含有ガスを供給する方法であって、
前記炉本体内に、流動媒体を流動化ガスで流動化させることによって形成される流動層であって５５０℃以下のものを形成する流動層形成工程と、
前記流動層に廃棄物を供給する廃棄物供給工程と、
前記流動層の表面に向けて前記酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給工程と、備え、
前記酸素含有ガス供給工程では、７ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下の流速で前記酸素含有ガスを供給する、流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法。
【請求項２】
請求項１に記載の流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法において、
前記酸素含有ガス供給工程では、前記ガス化炉のうち前記流動層の表面よりも高い部位から前記流動層の表面の中心部に向かって斜め下向きに前記酸素含有ガスを供給する、流動床式ガス化炉への酸素含有ガス供給方法。
【請求項３】
流動床式ガス化炉であって、
炉本体と、
前記炉本体内に、流動媒体を流動化ガスで流動化させることによって形成される流動層であって５５０℃以下のものを形成する流動層形成部と、
前記炉本体内に酸素を含有するガスである酸素含有ガスを供給する酸素含有ガス供給部と、を備え、
前記酸素含有ガス供給部は、前記流動層の表面に向けて７ｍ／ｓ以上２０ｍ／ｓ以下の流速で前記酸素含有ガスを供給する、流動床式ガス化炉。
【請求項４】
請求項３に記載の流動床式ガス化炉において、
前記酸素含有ガス供給部は、前記炉本体のうち前記流動層の表面よりも高い部位に、前記流動層の表面の中心部に向かって斜め下向きに前記酸素含有ガスを供給可能な姿勢で接続されたノズルを有する、流動床式ガス化炉。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の流動床式ガス化炉において、
前記酸素含有ガス供給部は、前記炉本体の頂部の温度が所定の範囲に収まるように前記酸素含有ガスの供給量を調整する調整部を有する、流動床式ガス化炉。