(57)【要約】【課題】流動層式のガス化炉に液状有機物質を投入して熱分解ガス化する際に、液状有機物質により流動層の機能低下を生じさせることなく、液状有機物質を効率的に熱分解ガス化させ、ガス化率を高める。【解決手段】炉上方から流動層３内に挿入され、吐出口２０が流動層３の下部領域に位置する導入管２を通じて、液状有機物質（x）をガス化炉１内に投入する。導入管２を流れる液状有機物質（x）が炉の熱で加熱され、気化した状態又は容易に気化できる温度まで昇温した状態で流動層３内に導入されるため、液状有機物質（x）が流動媒体の粒子に付着して流動媒体の流動性が悪化する問題を生じることなく、流動層３内で液状有機物質（x）を効率的に熱分解ガス化させ、ガス化率を高めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動層式のガス化炉（１）において有機物質を熱分解させる方法であって、
ガス化炉（１）に液状有機物質（x）を投入して熱分解ガス化する際に、炉の上方から流動層（３）内に挿入され、吐出口（２０）が流動層（３）の下部領域に位置する導入管（２）を通じて、液状有機物質（x）をガス化炉（１）内に投入することを特徴とする有機物質の熱分解方法。
【請求項２】
導入管（２）を通過する液状有機物質（x）が炉内の熱で加熱されることにより気化し、気化した状態で流動層（３）内に導入されることを特徴とする請求項１に記載の有機物質の熱分解方法。
【請求項３】
ガス化炉（１）に固体の有機物質を投入して熱分解させ、ガス化炉（１）から取り出された有機物質の熱分解生成物から液状有機物質（x）を分離し、該液状有機物質（x）の少なくとも一部を導入管（２）を通じてガス化炉（１）に投入することを特徴とする請求項１又は２に記載の有機物質の熱分解方法。
【請求項４】
導入管（２）は、管外面の管軸方向に沿って形成される伝熱フィン（２１）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機物質の熱分解方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の熱分解方法において生成した、常温で気体である熱分解生成物を有用ガス状物質として回収することを特徴とするガス状物質の製造方法。
【請求項６】
流動層式のガス化炉（１）を有する有機物質の熱分解設備であって、
ガス化炉（１）は、液状有機物質（x）を炉内に投入するための管体であって、炉の上方から流動層（３）内に挿入され、吐出口（２０）が流動層（３）の下部領域に位置する導入管（２）を備えることを特徴とする有機物質の熱分解設備。
【請求項７】
さらに、ガス化炉（１）から排出された、有機物質の熱分解生成物を含むガス（g）を常温又は常温近傍まで冷却し、ガス（g）に含まれる有機物質の熱分解生成物から液状有機物質（x）を分離する分離装置（４）を有し、
該分離装置（４）で分離された液状有機物質（x）の少なくとも一部が導入管（２）を通じてガス化炉（１）に投入されるようにしたことを特徴とする請求項６に記載の有機物質の熱分解設備。
【請求項８】
分離装置（４）が散水式の装置からなる熱分解設備であって、
さらに、分離装置（４）で分離された液状有機物質（x）から水分を除去する水分除去装置（５）と、該水分除去装置（５）で水分が除去された液状有機物質（x）の少なくとも一部を導入管（２）に供給する供給手段（６）を有することを特徴とする請求項７に記載の有機物質の熱分解設備。
【請求項９】
導入管（２）は、管外面の管軸方向に沿って形成される伝熱フィン（２１）を有することを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の有機物質の熱分解設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動層式のガス化炉における有機物質の熱分解技術に関するもので、詳細には、ガス化炉に投入される液状有機物質を効率的に熱分解ガス化するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー問題が大きな課題となっており、これを解決するための一つのアプローチとして、廃プラスチックやバイオマス等の有機物質（廃棄物）が有する熱量を有効に活用する方法が考えられている。しかしながら、これらをそのまま燃料として用いた場合、固体であるため燃焼速度が遅い、灰分が発生するといった問題があり、これを解決するために、有機物質を油化・ガス化するための様々な技術が考えられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、流動層式のガス化炉（反応炉）を用いてバイオマス、褐炭等を熱分解によりガス化し、流動媒体に付着した炭素分を燃焼炉で燃焼して、熱媒として流動層へ戻すようにした方法が示されている。この方法では、有機物質のガス化に流動層を用いることにより、有機物質への伝熱速度が向上し、低温で効率よくガス化を行うことが可能となる。しかし、この方法では、熱分解時に生成ガスとともに多量の油分・タール分（常温で液体である熱分解生成物。以下、説明の便宜上「液状物質」という。）が発生するため、原料中の炭素分のうち、ガスとして回収できる量が限定されるという問題がある。
【０００４】
一方、特許文献２には、ガス化炉（改質反応器）内で有機物質に特定の混合ガスを接触させ、有機物質を熱分解させる方法において、得られる熱分解生成物は、液状物質の割合が多くなり、ガス状物質の収率が低いという課題に対して、ガス化炉から取り出された熱分解生成物のうち、液状物質をガス化炉に還流させて再熱分解し、ガス化率を向上させるようにした技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４１９５９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１７３８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献２の方法を流動層式のガス化炉で実施する場合に、例えば、液状物質を炉上部から滴下してガス化炉に還流させても、滴下中の液状物質が揮発して熱分解ガス化することなく炉外に排出され、再び常温で液状となる物質として回収されてしまうため、ガス化率を十分に高めることができないことが判った。また、ガス化炉の炉体（炉体側部）に接続した還流管から流動層に直接液状物質を導入した場合でも同様の問題があり、しかも、この場合には、液状物質が流動媒体の粒子に付着して粒子が凝集してしまい、流動媒体の流動性が悪化する（流動層の機能が低下する）という問題が発生することが判った。
【０００７】
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、流動層式のガス化炉で有機物質を熱分解させる方法において、ガス化炉に液状有機物質を投入して熱分解ガス化する際に、液状有機物質が流動媒体の粒子に付着して流動層の機能が低下するような問題を生じることなく、液状有機物質を効率的に熱分解ガス化させ、ガス化率を高めることができる有機物質の熱分解方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、廃プラスチックなどのような固体の有機物質を熱分解して熱分解生成物を得る方法において、ガス化炉から取り出された熱分解生成物のうち、液状有機物質をガス化炉に還流させて再熱分解し、熱分解ガス化する際に、液状有機物質が流動媒体の粒子に付着して流動層の機能が低下するような問題を生じることなく、液状有機物質を効率的に熱分解ガス化させ、有機物質のガス化率を高めることができる有機物質の熱分解方法を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、以上のような有機物質の熱分解方法の実施に好適な熱分解設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決するため検討を重ねた結果、ガス化炉の上方から炉内に挿入され、その先端吐出口が流動層の下部領域に達する導入管を設け、この導入管を通じて液状有機物質を流動層の下部領域に導入することにより、上記課題を解決できることを見出した。すなわち、そのような形態で液状有機物質を流動層に導入することにより、（i）導入管を流れる液状有機物質が炉の熱で加熱され、気化した状態又は容易に気化できる温度まで昇温した状態で流動層の下部領域に導入されるため、流動層内を拡散しやすくなり、反応性が向上する、（ii）液状有機物質が流動層の下部領域に導入されるため、液状有機物質の流動層内での滞留時間が長くなり、熱分解反応が進行しやすくなる、という効果が得られ、その結果、液状有機物質が流動媒体の粒子に付着して流動媒体の流動性が悪化する（流動層の機能が低下する）ような問題を生じることなく、液状有機物質が効率的に熱分解ガス化し、ガス化率が向上することが判った。
【００１０】
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
［1］流動層式のガス化炉（１）において有機物質を熱分解させる方法であって、ガス化炉（１）に液状有機物質（x）を投入して熱分解ガス化する際に、炉の上方から流動層（３）内に挿入され、吐出口（２０）が流動層（３）の下部領域に位置する導入管（２）を通じて、液状有機物質（x）をガス化炉（１）内に投入することを特徴とする有機物質の熱分解方法。
［2］上記［1］の熱分解方法において、導入管（２）を通過する液状有機物質（x）が炉内の熱で加熱されることにより気化し、気化した状態で流動層（３）内に導入されることを特徴とする有機物質の熱分解方法。
【００１１】
［3］上記［1］又は［2］の熱分解方法において、ガス化炉（１）に固体の有機物質を投入して熱分解させ、ガス化炉（１）から取り出された有機物質の熱分解生成物から液状有機物質（x）を分離し、該液状有機物質（x）の少なくとも一部を導入管（２）を通じてガス化炉（１）に投入することを特徴とする有機物質の熱分解方法。
［4］上記［1］〜［3］のいずれかの熱分解方法において、導入管（２）は、管外面の管軸方向に沿って形成される伝熱フィン（２１）を有することを特徴とする有機物質の熱分解方法。
［5］上記［1］〜［4］のいずれかの熱分解方法において生成した、常温で気体である熱分解生成物を有用ガス状物質として回収することを特徴とするガス状物質の製造方法。
【００１２】
［6］流動層式のガス化炉（１）を有する有機物質の熱分解設備であって、ガス化炉（１）は、液状有機物質（x）を炉内に投入するための管体であって、炉の上方から流動層（３）内に挿入され、吐出口（２０）が流動層（３）の下部領域に位置する導入管（２）を備えることを特徴とする有機物質の熱分解設備。
［7］上記［6］の熱分解設備において、さらに、ガス化炉（１）から排出された、有機物質の熱分解生成物を含むガス（g）を常温又は常温近傍まで冷却し、ガス（g）に含まれる有機物質の熱分解生成物から液状有機物質（x）を分離する分離装置（４）を有し、該分離装置（４）で分離された液状有機物質（x）の少なくとも一部が導入管（２）を通じてガス化炉（１）に投入されるようにしたことを特徴とする有機物質の熱分解設備。
【００１３】
［8］上記［7］の熱分解設備において、分離装置（４）が散水式の装置からなる熱分解設備であって、さらに、分離装置（４）で分離された液状有機物質（x）から水分を除去する水分除去装置（５）と、該水分除去装置（５）で水分が除去された液状有機物質（x）の少なくとも一部を導入管（２）に供給する供給手段（６）を有することを特徴とする有機物質の熱分解設備。
［9］上記［6］〜［8］のいずれかの熱分解設備において、導入管（２）は、管外面の管軸方向に沿って形成される伝熱フィン（２１）を有することを特徴とする有機物質の熱分解設備。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、流動層式のガス化炉で有機物質を熱分解させる方法において、ガス化炉に液状有機物質を投入して熱分解ガス化する際に、液状有機物質が流動媒体の粒子に付着して流動層の機能が低下するような問題を生じることなく、液状有機物質を効率的に熱分解ガス化させ、ガス化率を高めることができる。
また、本発明によれば、廃プラスチックなどのような固体の有機物質を熱分解して熱分解生成物を得る方法において、ガス化炉から取り出された熱分解生成物から液状有機物質を分離し、これをガス化炉に還流させて再熱分解し、熱分解ガス化する際に、液状有機物質が流動媒体の粒子に付着して流動層の機能が低下するような問題を生じることなく、液状有機物質を効率的に熱分解ガス化させ、有機物質のガス化率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による有機物質の熱分解方法のフロー及び熱分解設備の一実施形態を模式的に示す全体構成図
【図２】本発明で使用する液状有機物質の導入管の一実施形態を示す正面図
【図３】図２のIII−IIIに沿う断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の有機物質の熱分解方法は、流動層式のガス化炉１において有機物質を熱分解させる方法であり、ガス化炉１に液状有機物質（x）を投入して熱分解ガス化する際に、炉の上方から流動層３内に挿入され、吐出口２０が流動層３の下部領域に位置する導入管２を通じて、液状有機物質（x）をガス化炉１内に投入するものである。したがって、廃プラスチックなどのような固体の有機物質を熱分解して熱分解生成物を得る方法においては、ガス化炉１から取り出された熱分解生成物から液状有機物質（x）を分離し、これをガス化炉１に還流させて再熱分解し、熱分解ガス化する際に、その液状有機物質（x）の少なくとも一部を導入管２を通じてガス化炉１内に投入することができる。
【００１７】
本発明法では、ガス化炉１の上方から炉内（流動層３内）に挿入され、その先端吐出口２０が流動層３の下部領域に達する導入管２から液状有機物質（x）を導入することにより、（i）導入管２を流れる液状有機物質（x）が炉の熱で加熱され、気化した状態（なお、説明の便宜上、気化した状態のものも「液状有機物質（x）」という。）又は容易に気化できる温度まで昇温した状態で流動層３内に導入されるため、流動層３内を拡散しやすくなり、反応性が向上する、（ii）液状有機物質（x）が流動層３の下部領域に導入されるため、液状有機物質（x）の流動層３内での滞留時間が長くなり、熱分解反応が進行しやすくなる、という作用効果が得られ、その結果、ガス化炉１に投入された液状有機物質（x）が効率的に熱分解ガス化し、ガス化率が高められる。また、液状有機物質（x）は導入管２を通じて気化した状態又は容易に気化できる温度まで昇温した状態で流動層３内に導入されるため、液状有機物質（x）が流動媒体の粒子に付着して流動媒体の流動性が悪化する（流動層の機能が低下する）ということもない。
本発明において、液状有機物質（x）とは常温で液状である有機物質（油状物質）であり、その種類は問わないが、特に常温で液体である熱分解生成物が好ましく、そのなかでも、後述するような、ガス化炉１から取り出された熱分解生成物のうち、常温で液体である熱分解生成物（油分・タール分）が特に好ましい。
【００１８】
図１は、本発明による有機物質の熱分解方法のフロー及び熱分解設備の一実施形態を模式的に示す全体構成図である。
この熱分解設備は、有機物質を熱分解する流動層式のガス化炉１と、このガス化炉１に液状有機物質（x）を投入するための導入管２と、ガス化炉１から排出された有機物質の熱分解生成物を含むガス（g）を冷却し、ガス（g）に含まれる有機物質の熱分解生成物から液状有機物質（x）を分離する分離装置４と、この分離装置４で分離された液状有機物質（x）から水分を除去する水分除去装置５と、この水分除去装置５で水分が除去された液状有機物質（x）の少なくとも一部を導入管２に供給する供給手段６を有する。
【００１９】
前記ガス化炉１では、供給管７を通じて分散板８の下側の風箱部９に流動化ガス（ガス化剤）が導入され、この流動化ガスが分散板８から吹き出すことにより、分散板８の上方に流動媒体による流動層３が形成される。流動媒体の種類に特別な制限はなく、例えば、珪砂、製鋼ダストなどを用いることができるが、これらに限定されない。なお、流動層３の流動媒体は所定の高温状態に維持される必要があり、このため必要に応じて、ガス化炉１にはヒーターなどの加熱手段が設けられる。
【００２０】
ガス化炉１の上部には有機物質の供給管１０と炉内ガスのガス取出管１２が接続され、貯留槽１１から定量切出装置（図示せず）によって切り出された固体の有機物質が、供給管１０を通じてガス化炉１内に定量供給される。
ガス化炉１に投入された有機物質は流動層３内で熱分解され、気体状の熱分解生成物（ガス状物質及び気化した液状有機物質）となる。この熱分解生成物を含むガス（g）は、ガス化炉１から排出されてガス取出管１２により分離装置４に送られる。
【００２１】
前記導入管２は、ガス化炉１内に液状有機物質（x）を導入するため管体であって、炉の上方から炉内（流動層３内）に挿入され、その先端の吐出口２０が流動層３の下部領域に位置している。ここで、流動層３の下部領域とは、流動層３（流動状態にある流動媒体の層）の高さ方向中間点よりも下方の領域である。
このような形態で液状有機物質（x）の導入管２を設けるのは、導入管２を通過する液状有機物質（x）が炉の熱で加熱される時間をなるべく長くし、液状有機物質（x）が気化した状態又は容易に気化できる温度まで昇温した状態で流動層３内に導入されるようにするためである。また、導入管２の吐出口２０を流動層３の下部領域に位置させるのは、液状有機物質（x）の流動層３内での滞留時間が長くなり、熱分解反応が進行しやすくなるためである。したがって、導入管２の吐出口２０は、流動層３のなるべく下層側に位置することが好ましい。
【００２２】
導入管２の材質は特に限定されないが、炉の熱によって導入管２内を流れる液状有機物質（x）を揮発させるためには、熱伝導性が高い金属管であることが好ましく、通常、鉄管、ＳＵＳ管等で構成される。また、液状有機物質（x）が導入管２内で加熱され、吐出口２０において気化された状態となるように、導入管２の長さ・管径、液状有機物質（x）の温度・導入速度を適宜調整するのが好ましい。
【００２３】
炉内雰囲気に対する導入管２の接触面積を増加させ、炉の熱により導入管２が効率的に加熱されるようにするため、導入管２の外面に伝熱フィン２１を設けてもよい。管外面での伝熱フィン２１の設け方に特別な制限はないが、例えば、管周方向に沿って形成される伝熱フィン２１を管軸方向で複数条並列的に設けた場合には、隣接する伝熱フィン２１間に流動媒体が付着しやすいため、伝熱フィン２１は管軸方向に沿って設けることが好ましく、また、管軸方向に沿って形成される伝熱フィン２１を管周方向で間隔をおいて複数条設けることが好ましい。このような形態で伝熱フィン２１を設けることにより、流動媒体の付着を最小限に抑えつつ、導入管２の伝熱性を高めることができる。図２及び図３は、そのような伝熱フィン２１が形成された導入管２の一実施形態を示すもので、図２は導入管２の正面図、図３は図２のIII−IIIに沿う断面図である。この実施形態の導入管２では、管軸方向に沿って形成される伝熱フィン２１が管周方向において等間隔で４条設けられている。
【００２４】
前記分離装置４は、ガス化炉１からガス取出管１２で送られてきた熱分解生成物を含むガス（g）を常温又は常温近傍まで冷却し、ガス（g）に含まれる有機物質の熱分解生成物から液状有機物質（x）を分離する。本実施形態の分離装置４は散水式のもので構成されており、高温のガス（g）にノズルから散水することにより、ガス（ｇ）の温度は常温付近まで冷却され、有機物質の熱分解生成物のうち常温で液体である熱分解生成物が液化して液状有機物質（x）となる。すなわち、ガス（g）から液状有機物質（x）が分離される。分離装置４で液状有機物質（x）が分離されたガス（ガス状物質）は、製品ガスとして輸送管１３により系外に輸送され、種々の用途に利用される。
【００２５】
前記水分除去装置５は、分離装置４から輸送管１４で送られてきた液状有機物質（x）から散水に用いた水を分離するもので、通常、比重分離槽などで構成される。比重分離槽の場合には、比重の大きい水が沈み、比重の小さい液状有機物質（x）が浮上することにより油水分離を行う。
前記供給手段６は、水分除去装置５で水分が除去された液状有機物質（x）を導入管２に供給するための還流管１５と、この還流管１５の途中に設けられるタンク１６などで構成されている。
なお、輸送管１４や還流管１５は、液状有機物質（x）の粘度を低下させて流動性を確保するため、図示しない加熱手段により５０℃〜２００℃に加熱されることが好ましい。加熱温度が５０℃未満では液状有機物質（x）の流動性が不足するおそれがあり、一方、２００℃を超えると液状有機物質（x）の一部が揮発してしまうおそれがある。
【００２６】
ガス化炉１に投入される固体の有機物質の種類に特別な制限はないが、高分子量の有機物質が好適であり、例えば、樹脂類（通常、廃プラスチック）、バイオマスなどが挙げられ、これらの１種以上を対象とすることができる。
樹脂類としては、例えば、ＰＥやＰＰなどのポリオレフィン類、ＰＡやＰＥＴなどの熱可塑性ポリエステル類、ＰＳなどのエラストマー類、熱硬化性樹脂類、合成ゴム類や発砲スチロールなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、バイオマスとしては、例えば、下水汚泥、紙、木材（例えば、建設廃木材、梱包・運送廃木材、間伐材など）、農作物由来の廃棄物（例えば、籾殻、茶殻、コーヒー殻（滓）など）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２７】
流動層３内の流動媒体温度は５００〜９００℃とすることが好ましい。流動媒体温度が５００℃未満では有機物質のガス化速度が小さく、一方、９００℃を超えるとメタンをはじめとする炭化水素が分解し、ＣＯ、Ｈ２が生成されるため、生成ガスの発熱量が低下する。
ガス化炉１に供給する流動化ガス（ガス化剤）の種類は特に制限はなく、公知の流動化ガス（ガス化剤）、例えば、特開２０１４−３７５２４号に示される混合ガス（冶金炉で発生した一酸化炭素を含有する排ガスに過剰の水蒸気を添加してシフト反応を行わせることで、シフト反応で生成した水素および炭酸ガスと、シフト反応に消費されなかった水蒸気とを含む混合ガス）などを用いることができる。
【００２８】
図１の実施形態では、ガス化炉１に投入された有機物質は流動層３内で熱分解され、気体状の熱分解生成物（ガス状物質及び気化した液状有機物質）となり、この熱分解生成物を含むガス（g）は、ガス化炉１から排出されてガス取出管１２により分離装置４に送られ、ここでガス（g）から液状有機物質（x）が分離される。液状有機物質（x）は、水分除去装置５で水分が除去された後、供給手段６（還流管１５、タンク１６）により導入管２に供給される。液状有機物質（x）は、導入管２からガス化炉１に導入され、再度の熱分解により熱分解ガス化されるが、導入管２を流れる間に炉の熱で加熱され、気化した状態又は容易に気化できる温度まで昇温した状態で流動層３内に導入されるため、流動層３内を拡散しやすくなり、液状有機物質（x）のガス化反応性が向上する。さらに、導入管２を通じて液状有機物質（x）が流動層３の下部領域に導入されるため、液状有機物質（x）の流動層３内での滞留時間が長くなり、熱分解反応が進行しやすくなる。
なお、液状有機物質（x）は、図示しないポンプにより送液されて導入管２に供給され、所定の圧力（流速）をもって導入管２内を流下し、流動層３内に導入される。
【００２９】
以上のように本実施形態では、ガス化炉１から取り出された有機物質の熱分解生成物から分離された液状有機物質（x）を導入管２を通じて流動層３に導入するので、液状有機物質（x）を効率的に熱分解ガス化することができ、このためガス化炉１での生成ガス中の炭化水素濃度が上昇し、また、生成ガス中のカーボン量が増加するため、生成ガス発熱量、ガス化率がともに向上する。
また、液状有機物質（x）は導入管２を通じて気化した状態又は容易に気化できる温度まで昇温した状態で流動層３内に導入されるため、液状有機物質（x）が流動媒体の粒子に付着して流動媒体の流動性が悪化する（流動層の機能が低下する）ということもない。
【００３０】
なお、本発明では、導入管２を流れる液状有機物質（x）が気化した状態で吐出口２０から流動層３に導入されることが好ましいが、導入管２の吐出口２０における液状有機物質（x）の状態は、例えば、ガス化炉１の本体が石英製の場合には、流動媒体を入れない状態で炉体を加熱し、導入管２の吐出口２０における液状有機物質（x）の状態を観察することで確認することが可能である。また、ガス化炉１の本体が金属（ＳＵＳ等）製の場合には、導入管２に与えられる熱伝達速度、管の熱伝導速度、管から液状有機物質（x）への熱伝達速度を算出し、管内における液状有機物質（x）の温度上昇を計算することができるので、この計算された液状有機物質（x）の温度が揮発温度よりも高い場合に、吐出口２０から気体として流動層３に導入されるものと推定できる。
【実施例】
【００３１】
内径６６ｍｍΦ、高さ１２００ｍｍのＳＵＳ管製のガス化炉（試験炉）に、流動媒体である７号珪砂（１０００ｇ）を静止時の流動媒体層の高さ（厚さ）が５００ｍｍとなるように充填した。ガス化炉の下部から、ガス組成がＨ２：２６vol％、ＣＯ２：３０vol％、Ｈ２Ｏ：３５vol％、Ｎ２：９vol％の流動化ガス（ガス化剤）を４Ｌ／ｍｉｎの流量で導入し、流動媒体による流動層を形成した。ガス化炉の上部から、冷凍粉砕により粒度を１〜２ｍｍに調整した廃プラスチックを、振動フィーダーを介して３００ｇ／ｈの速度で連続的に投入した。ガス化炉の炉体を電気ヒーターで加熱し、流動媒体温度が７００℃となるように調整した。ガス化炉内で廃プラスチックの熱分解により発生した生成ガスを炉から取り出し、多管式冷却器（冷媒温度０℃）で冷却して液状有機物質（x）を分離回収した。以上は比較例、発明例に共通の条件である。
【００３２】
比較例１では、生成ガスから分離回収した液状有機物質（x）のガス化炉への還流は行わなかった。比較例２では、生成ガスから分離回収した液状有機物質（x）をガス化炉の上部から流動層に対して１００ｇ／ｈの速度で滴下した。発明例では、炉の上方から流動層内に挿入され、先端吐出口が流動層の下部領域（分散板上面から５０ｍｍの高さ位置）に位置する導入管（ＳＵＳ製）を通じて、液状有機物質（x）を１００ｇ／ｈの速度で流動層内に導入した。
ガス化炉から取り出され、液状有機物質（x）を分離回収した後の生成ガスの成分をＴＣＤガスクロマトグラフィーにより測定し、以下のようなガス化挙動の評価を行った。すなわち、測定された生成ガス成分が有する発熱量とそれらの含有比率から「生成ガス発熱量」を求めた。また、測定された生成ガス成分の炭素含有量とそれらの含有比率から生成ガス中炭素量を算出し、これを投入した廃プラスチック中の炭素量で除して「ガス化率」を求めた。それらの結果を表１に示す。
【００３３】
表１によれば、生成ガスから分離回収された液状有機物質（x）をガス化炉に還流させる比較例２は、比較例１に較べてガス化率、生成ガス発熱量ともに増加している。しかし、この比較例２では、炉上部から滴下された液状有機物質（x）が滴下中に揮発し、熱分解ガス化する前に炉から排出されるため、ガス化率、生成ガス発熱量の向上効果は限定的である。これに対して発明例では、導入管を流れる液状有機物質（x）が炉の熱で加熱され、気化した状態又は容易に気化できる温度まで昇温した状態で流動層の下部領域に導入されるため、流動層内で液状有機物質（x）が効率的に熱分解ガス化され、その結果、生成ガス発熱量、ガス化率ともに比較例２に較べて大幅に増加している。
また、流動層の下部圧力と出口圧力の差分から流動層内の圧力損失が求められるが、発明例では、導入管を通じた液状有機物質（x）の導入による流動層内圧力損失変動は小さく、流動媒体の運動が阻害されていない（流動性が低下していない）ことが確認できた。液状有機物質（x）は導入管内でガス化して流動層内に導入されたものと考えられる。
【００３４】
【表１】
2019147873.tif 000003
【符号の説明】
【００３５】
１  ガス化炉
２  導入管
３  流動層
４  分離装置
５  水分除去装置
６  供給手段
７  供給管
８  分散板
９  風箱部
１０  供給管
１１  貯留槽
１２  ガス取出管
１３  輸送管
１４  輸送管
１５  還流管
１６  タンク
２０  吐出口
２１  伝熱フィン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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