(57)【要約】【課題】  固形有機物ガス化原料に効率よく大量の反応熱を供給して高い反応効率を得ることができるガス化反応装置を提供する。【解決手段】  本発明のガス化反応装置１０は、炭素化合物を含有する固形有機物ガス化原料を、水又は水蒸気と共に触媒機能を有する伝熱体と混合させながら熱を供給することで、吸熱反応によりガス化するためのガス化反応装置１０であって、内部に伝熱体が収容され、ガス化原料が供給されるガス化室１１と、ガス化室１１内に収容された伝熱体を攪拌させる攪拌手段３０とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素化合物を含有する固形有機物ガス化原料を、水又は水蒸気と共に触媒機能を有する伝熱体と混合させながら熱を供給することで、吸熱反応によりガス化するためのガス化反応装置であって、
内部に伝熱体が収容され、ガス化原料が供給されるガス化室と、
前記ガス化室内に収容された伝熱体を攪拌させるための攪拌手段と、
を備えるガス化反応装置。
【請求項２】
前記攪拌手段は、前記ガス化室と連結され、伝熱体を循環させる循環路である請求項１に記載のガス化反応装置。
【請求項３】
ガス化原料中に含まれる不活性物質及び吸熱反応により生成される反応残渣を分離するための分離機構を更に備える請求項２に記載のガス化反応装置。
【請求項４】
前記ガス化室は、ガス化原料を供給する供給口と、生成されたガスを排出する排出口とを備え、
前記供給口から連続的にガス化原料を供給しながら、前記循環路を介して循環する伝熱体と混合させることでガス化させ、生成ガスを連続的に排出する請求項３に記載のガス化反応装置。
【請求項５】
前記循環路は、酸化雰囲気であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のガス化反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス等の炭素化合物を含有するガス化原料をガス化するためのガス化反応装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境問題に伴う二酸化炭素排出の削減や、化石燃料の高騰から、バイオマス等の固形有機物ガス化原料を、外部エネルギー源を用いて水性ガスに転化することが要望されている。このようなガス化原料を、水性ガスに転化する装置として、例えば特許文献１のようなガス化反応装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１１５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バイオマスから直接吸熱反応により水性ガスを得る場合に、従来のガス化反応装置を実際の水性ガスの生成に利用するためには、固形有機物ガス化原料（以下、「ガス化原料」と総称する。）に効率よく大量の反応熱を供給すること、特に反応生成ガスが速やかに水性ガスに転化するように、有効な触媒機能の存在下で、ガス化原料及び気相に接触により熱を伝達させることが必要とされる。しかしながら、反応の律速過程が熱供給過程にあるにもかかわらず、従来のガス化反応装置では、ガス化反応装置のガス化室内にガス化原料を投入し、ガス化室壁面からのみ熱を供給する構成であるため、伝熱面であるガス化室内壁とガス化原料及び気相との接触が十分に得られず、ガス化原料に効率よく大量の反応熱を供給できないという問題が生じていた。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、固形有機物ガス化原料に効率よく大量の反応熱を供給して高い反応効率を得ることができるガス化反応装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のガス化反応装置は、炭素化合物を含有する固形有機物ガス化原料を、水又は水蒸気と共に、触媒機能を有しかつ大きな熱伝導度及び熱容量を持つ伝熱体と混合させながら熱を供給することで、吸熱反応によりガス化するためのガス化反応装置であって、内部に伝熱体が収容され、ガス化原料が供給されるガス化室と、前記ガス化室内に収容された伝熱体を攪拌するための攪拌手段とを備える。
【０００７】
起こる反応は、バイオマスを代表する物質としてセルロースを例にとれば、
(C6H10O5)n + nH2O → 6nH2 + 6nCO - 816n [kJ]
木質バイオマスを代表するリグニンに対しては、
(CH1.4O0.3)n + 0.7nH2O → 1.4nH2  + nCO - 136n [kJ]
であり、いずれも極めて大きな吸熱を伴う反応であり、水蒸気共存下で起こる。
【０００８】
ガス化反応装置では、ガス化室において、伝熱体が、その熱伝導度により速やかに外部熱源からの熱を得るとともに、その熱容量によって、熱源からの熱を保持している。本発明では、ガス化反応装置が攪拌手段を備えているため、伝熱体が攪拌手段によって攪拌されて、ガス化室内に均一に広がる。これにより、ガス化原料及びガス化原料の分解生成物（気相）に対して大きな面積で接触することができる。また伝熱体は撹拌により絶えず熱源と接触し、そこから熱を得る。その結果、伝熱体の熱伝導作用によって、ガス化原料及びガス化原料の分解生成物に、吸熱反応に十分な大量の反応熱を効率よく供給することができる。
【０００９】
なお、「伝熱体を攪拌する」とは、単にガス化室内において伝熱体をかき混ぜるのみではなく、例えば伝熱体をガス化室内とガス化室外とで循環させる、ガス化室を回転させる等して、伝熱体がガス化室内の一定箇所に留まらず、ガス化室内を散らばるようにすることも含むものである。この点は、本明細書を通じて同義である。
【００１０】
上記ガス化反応装置において、前記攪拌手段は、前記ガス化室と連結され、伝熱体を循環させる循環路であることができる。
【００１１】
また、上記ガス化反応装置は、ガス化原料中に含まれる不活性物質及び吸熱反応により生成される反応残渣を分離するための分離機構を更に備えることができる。ガス化原料には、不可避的に、灰分、金属片や土砂等の反応に寄与しない成分（以下、「不活性物質」と総称する。）が混入している。また、ガス化原料に吸熱反応を起こすと、タールや炭化成分といった反応残渣が生じる。しかしながら、上記構成を有することにより、分離機構によって不活性物質や反応残渣を分離できる。これにより、不活性物質や反応残渣がガス化室内に溜まることが防止でき、ガス化室内に溜まった不活性物質や反応残渣を除去する必要がなくなるため、ガス化反応装置を連続運転することができる。
【００１２】
また、上記ガス化反応装置において、前記ガス化室は、ガス化原料を供給する供給口と、生成されたガスを排出する排出口とを備え、前記供給口から連続的にガス化原料を供給しながら、前記循環路を介して循環する伝熱体と混合させることでガス化させ、生成ガスを連続的に排出することができる。上記構成を有することにより、ガス化原料を供給口から連続的に供給する一方、触媒機能を有する伝熱体を、その機能を損なわずに連続的に供給して、常時ガスを生成し、排出口から排出させることができる。それとともに、上述したように不活性物質や反応残渣を、ガス化室から除去することができる。これにより、ガス化反応装置を連続的に使用することができる。また、伝熱体が循環することに加え、その触媒機能を損なわないため、ガス化原料に対して高効率で熱を供給して吸熱反応を起こさせることができる。
【００１３】
また、上記ガス化反応装置において、前記循環路は、ガス化室と異なる雰囲気とすることができる別室となる上記構成を有することにより、ガス化原料をガス化室においてガス化させる吸熱反応を行いながら、吸熱反応の際に伝熱体の表面に付着したタールや炭化成分といった反応残渣を循環路において酸化雰囲気下で酸化除去して、伝熱体の触媒機能の再活性化させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ガス化原料に効率よく大量の反応熱を供給して高い反応効率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のガス化反応装置を備えるガス生成システムの概略図である。
【図２】本発明のガス化反応装置の一実施形態を示す概略正面図である。
【図３】本発明のガス化反応装置の熱の伝達を示す概略図である。
【図４】本発明のガス化反応装置の他の実施形態を示す概略上面図である。
【図５】本発明のガス化反応装置の他の実施形態を示す概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るガス化反応装置１０の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１７】
まず、図１を参照して、本発明のガス化反応装置１０を組み込んだガス生成システム１について説明する。
【００１８】
本発明のガス生成システム１は、ガス化反応装置１０と、固形有機物ガス化原料Ｍを供給する原料供給部２と、ガス化反応装置１０から排出されたガスを貯蔵するガス貯蔵部５と、分離除去された不活性物質Ｉ及び反応残渣Ｒをガス化反応装置１０から排出する廃棄物排出部２０とを備えている。
【００１９】
原料供給部２に貯蔵されるガス化原料Ｍとしては、固形で、少なくとも炭素化合物を含有するものであればどのようなものでも良く、例えばバイオマス等を用いることができる。バイオマスとしては、例えば、動物又は植物由来のものが挙げられる。具体的な例としては、木質系バイオマス、セルロース系廃棄物、厨芥、生ゴミ、生ゴミの乾燥物、食品工場廃棄物、等の固形バイオマスを多く含む廃棄物である。また、バガス、キャッサバ、トウモロコシ等の作物から食糧、飼料、若しくはバイオ燃料として炭水化物を利用した後のセルロース系廃棄物を含むバイオマスが挙げられる。またバイオマスではないが、燃料ガスの重要な廃棄物系の原料であるとともに廃棄物系バイオマスに混入が想定されるポリエチレンやポリスチレンなどの廃プラスチックも、ガス化原料Ｍとして使用できる。
【００２０】
このガス化原料Ｍは、後述するガス化室１１内でガスに転化し易くするために、予め粉砕機等で所定の大きさに粉砕しておく必要がある。反応後に、不活性物質Ｉ及び反応残渣Ｒと、後述する伝熱体ＨＴとを分離することから、ガス化原料Ｍは、伝熱体ＨＴより十分小さくなるように粉砕する。このようにして粉砕されたガス化原料Ｍは、原料供給部２から、伝熱体ＨＴ及び水又は水蒸気と混合してガス化反応装置１０に供給される。なお、ガス化原料Ｍは、ガス化反応装置１０内で水又は水蒸気及び伝熱体ＨＴと混合しても良い。
【００２１】
ガス化反応装置１０は、水又は水蒸気と共にガス化原料Ｍを、触媒機能を有する伝熱体ＨＴと混合させながら熱を供給することで、吸熱反応によりガス化するためのものである。図２に示すように、ガス化反応装置１０は、内部に伝熱体ＨＴを収容するとともに、水又は水蒸気と共にガス化原料Ｍが供給されるガス化室１１と、ガス化室１１内に収容された伝熱体ＨＴを攪拌するための攪拌手段３０と、ガス化室１１の周辺又は内部に設けられて主として伝熱体を通してガス化室１１内のガス化原料Ｍと気相成分を加熱し、反応熱を供給するための熱源１３とを備えている。
【００２２】
触媒機能を有する伝熱体ＨＴは熱源１３からガス化原料Ｍに熱を伝えるために十分な熱容量と伝熱性能を持つ必要がある。材料としては、ニッケル、コバルト等、本発明で効果の認められたバイオマスのガス化反応に触媒効果を持つ金属粒や、それらを成分に含む合金粒、不活性な金属やセラミック粒子に触媒金属をコーティングしたもの、及びそれらの混合物等が挙げられる。これらの材料を用いた伝熱体ＨＴは、本発明で要求される熱的な特性と触媒機能の双方を有することから、好ましく使用することが出来る。この伝熱体ＨＴは、熱源１３からガス化原料Ｍに熱を伝えるために十分な熱容量と伝熱性能を持たせるために、代表長さとして１〜１０ｍｍ程度の大きさが必要である。
【００２３】
触媒活性成分としては、この他にRu、Pd、Rh、Pt等貴金属系も活性を持つことから、好ましく使用することが出来る。反応は熱供給に律速されるため、伝熱体ＨＴに必要な触媒表面は比較的小さくともよい。一方、従来の細孔を有する触媒は、簡単にその表面がタールや炭化物で封じられてしまい効果が低い傾向がある。また多孔質体は熱容量、熱伝導度ともに低く、本発明における伝熱体ＨＴとしては効果が低い傾向がある。
【００２４】
セラミック系伝熱体ＨＴとしては、チタニア、ジルコニア、チタニア-ジルコニア、アルミナ、シリカ、アルミナ-シリカからなる群から選ばれた少なくとも１種の金属酸化物、窒化物等が挙げられる。セラミック系伝熱体ＨＴとしては、還元雰囲気、水蒸気雰囲気で安定な化合物であることが好ましい。
【００２５】
触媒機能を有する伝熱体ＨＴの形状は、特に限定されないが、流動性の観点から球状であることが好ましい。伝熱体ＨＴが球状の場合、伝熱体ＨＴの平均粒子径は、１〜１０ｍｍ程度が好ましい。伝熱体ＨＴの平均粒子径が１ｍｍより小さくなると、伝熱体ＨＴが保有する熱がすぐに放熱してしまい、ガス化原料Ｍやその分解生成ガスに反応熱を十分に伝えることができなくなる傾向がある。一方、伝熱体ＨＴの平均粒子径が１０ｍｍより大きくなると、伝熱体ＨＴがすぐに加熱されず、ガス化原料Ｍに反応熱を十分に伝えることができなくなる傾向がある。
【００２６】
ガス化室１１内で、ガス化原料Ｍからガスを生成する反応条件は、触媒機能については空間速度（SV値）を用いて表すことができる。空間速度とは、単位時間あたりにガス化原料Ｍがガス化室１１に接触する時間の逆数で表すことができる。
空間速度（SV値）＝製品ガス通過流量（m3/h）／触媒充填量（m3）
が等しくなるように、触媒機能を有する伝熱体ＨＴをガス化室１１に保持させることが好ましい。
【００２７】
一方、反応は前述のように供給熱量により律速されるので、伝熱体ＨＴによる熱源１３からガス化原料Ｍ及び反応中のガスへの総括熱伝達が、ガス化原料Ｍの供給量に見合うだけのガス化室１１内での吸熱量に相当するように設計することが好ましい。このため、伝熱体ＨＴとガス化原料Ｍの混合割合は通常伝熱体ＨＴが重量的には大きくなる。また、熱源１３から伝熱体ＨＴへの熱伝達も重要である。ガス化室１１の壁面積と熱伝達で制限されるガス化室１１外側からの加熱よりも、ガス化室１１の内部に熱源１３を設置すれば、伝熱体ＨＴやガス化原料Ｍへ直接熱伝達し、また伝熱面積を多くとることができるのでより好ましい。
【００２８】
ガス化室１１は、縦長円筒形に形成されている。ガス化室１１の上部には、水又は水蒸気と共にガス化原料Ｍを供給するための供給口１１１が開口しており、ガス化室１１の下部には、生成されたガスを排出するための排出口１１２が開口されている。ガス化室１１の材質としては、ガス化原料Ｍをガスに転化する際の温度に耐えられるとともに、内部の還元雰囲気における浸炭、脱炭を考慮した選択を行う。またガス化室１１外面には断熱を施すが、その断熱材との共存性、また外側が大気であれば耐酸化性も必要である。ガス化室１１内の雰囲気は、ガス化原料Ｍの分解で生成したガスと水蒸気の混合気であり、熱力学的な平衡である水素、一酸化炭素などの単純なガス組成に向けて反応が進む。触媒がなくともある程度反応が進むが、吸熱により著しく温度が下がるため、絶えず熱を供給して温度を保持しなければ反応は進行しない。
【００２９】
ガス化室１１内には、ガス化室１１の内側底面から積み重なるようにして伝熱体ＨＴが収容されている。
【００３０】
攪拌手段３０は、本実施形態では、ガス化室１１と連結されて設けられる循環路１２である。循環路１２は、縦長円筒形に形成されており、上下一対の連結路１２１によってガス化室１１の上下端と連結されている。循環路１２の内部には、スクリューフィーダ１７が設けられている。スクリューフィーダ１７は、回転軸１７１の外周面に螺旋状の押出羽根１７２が取り付けられて構成されている。そして、循環路１２の上面から回転軸１７１の一端が突出するようにして、循環路１２内に取り付けられている。回転軸１７１は、循環路１２の上方に設けられる駆動装置（図示せず）によって回転可能となっており、回転軸１７１が回転することで、押出羽根１７２によって伝熱体ＨＴが持ち上げられるようになっている。
【００３１】
循環路１２の下端には、不活性物質Ｉ及び反応残渣Ｒを分離するための分離機構１４が設けられている。分離機構１４としては、例えば篩を用いることができる。篩は、伝熱体ＨＴが通過せず、不活性物質Ｉ及び反応残渣Ｒのみが通過可能な大きさの目を有している。分離機構１４の下方には、分離された不活性物質Ｉ及び反応残渣Ｒを回収するための廃棄物排出部２０が設けられている。
【００３２】
熱源１３は、ガス化室１１内を吸熱反応が生じる温度、例えば９００℃程度で反応熱を供給するもので、例えばガス化室１１内部に設置、又は外部を包囲する電気ヒータや熱媒体を流通する配管やパネルを用いることができる。熱源１３は、ガス化室１１の内部及び外部のいずれにも設けられるが、ガス化室１１の外部に設けた場合には、ガス化原料Ｍに供給する熱量がガス化室１１の外壁の熱伝導により制限されるため、ガス化室１１の内部に設けることが好ましい。加熱温度は、反応効率の点で、８００〜９００℃程度が好ましい。伝熱体ＨＴ表面では吸熱により必ずこれより低い温度になっており、前記温度範囲は実効的な反応温度となる。ガス化室１１と熱源１３の構成材料の耐熱性からは供給熱温度は低い方がよく、一方反応温度は高い方がよいため、伝熱体ＨＴを介した熱伝達能力を利用して、これらの間の温度差をなるべく小さくすることが重要である。この観点で、図３の矢印Ｐに示すように、熱源１３から伝熱体ＨＴ、伝熱体ＨＴからガス化原料Ｍ及び気相への熱供給量を整合させ、かつ最大にするように設計する。
【００３３】
ガス化室１１内部の圧力は、その上部から、ガス化原料Ｍを供給するための供給口１１１が開口するものであるため、常圧（又は大気圧）付近で良い。
【００３４】
循環路１２内を搬送される伝熱体ＨＴはガス化室１１を出るときは反応温度に近い８００〜９００℃である。このままの温度で循環してもよいが、適度な温度にしてもよい。この場合、循環路１２の入り口では冷却、出口では加熱を行う必要があり、この冷却及び加熱に、熱効率の観点から、熱交換器を利用することが好ましい。
【００３５】
なお、熱源１３は、電気ヒータや熱媒体を流通する配管やパネルに限られず、ガス化室１１内に大量の反応熱を供給することができれば、既知の任意の手段を用いることができる。
【００３６】
次に、本発明のガス化方法について、上述したガス化反応装置１０を用いて説明する。
【００３７】
まず、バイオマス等のガス化原料Ｍは、粉砕機等で所定の大きさに粉砕され、水又は水蒸気とともにガス化室１１の供給口１１１から連続的又は定期的にガス化室１１内に供給される。水又は水蒸気は、予めガス化原料Ｍに含ませておいても良いし、ガス化原料Ｍをガス化室１１に供給する際に、同時に供給口１１１を利用して、又は別の開口を利用してガス化室１１内に供給されても良い。
【００３８】
ガス化室１１内には予め触媒機能を有する伝熱体ＨＴが循環可能な形で備えられており、ガス化室１１に供給されたガス化原料Ｍ及び水又は水蒸気は、伝熱体ＨＴと混合されながら、熱源１３によって伝熱体ＨＴを介して熱が供給される。このとき、ガス化室１１内は、水蒸気及び生成ガスで満たされており、空気や酸素の排除された還元雰囲気である。ガス化室１１内が脱酸素状態で保たれていることにより、ガス化原料Ｍや製品ガスが燃焼せずに、ガス化原料Ｍから水素ガス、一酸化炭素、メタンガス等の有用なガスを得ることが可能になる。
【００３９】
十分な熱を供給されたガス化原料Ｍは、吸熱反応を起こし、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン等を主成分とする混合ガスが生成される。前述のように、
(C6H10O5)n + nH2O → 6nH2 + 6nCO - 816n [kJ]
(CH1.4O0.3)n + 0.7nH2O → 1.4nH2  + nCO - 136n [kJ]
の反応が起こるが、さらにこれらに並行して水性ガス反応、リフォーミング反応、シフト反応といった平衡反応が起き、結果的にできる生成ガスの組成は、概ねＣ、Ｈ、Ｏの元素の化学平衡組成に近い。また、ガス化原料Ｍのガス化には複雑な多段階が存在すると考えられるが、反応の対象となるのはガス化原料Ｍとその分解で生じた気相成分であり、熱がこれらに加えられて吸熱反応がおこった結果、最終的にこの平衡組成に近い混合ガスが、上記の吸熱量に相当するエネルギーの消費を伴って発生する。そして、生成されたガスが、排出口１１２を介してガス化室１１から取り出される。
【００４０】
一方、使用された伝熱体ＨＴは、ガス化室１１内において下側に位置するものから順次、下側の連結路１２１を通って循環路１２に入り、循環路１２においてスクリューフィーダ１７によって上昇させられる。このとき、循環路１２内は、ガス化室１１とは別室となるため、ガス化室１１と異なる雰囲気にすることができ、必要に応じて酸素や空気を供給することで酸化雰囲気とすることができる。酸化雰囲気下では、伝熱体ＨＴの表面に付着した反応残渣（タール、炭化成分等）を酸化により除去することが可能になる。一方、伝熱体ＨＴの触媒機能を損なわない範囲において反応残渣が付着していても、連結路１２１の上側から再びガス化室１１内に供給されたのちは、ガス化原料と同様の反応により除去される。
【００４１】
また、循環路１２には、伝熱体ＨＴと共に、遊離している不活性物質Ｉ（灰分、金属片や土砂等）が入ってくるが、これら不活性物質Ｉは、伝熱体ＨＴと、分離機構１４によって篩い分けられる。また、使用された伝熱体ＨＴの表面に付着している反応残渣Ｒ（タール、炭化成分等）の一部は、伝熱体ＨＴが、循環路１２を搬送される過程でスクリューフィーダ１７の押出羽根１７２上を回転したり、循環路１２の内壁面と接触したり、他の伝熱体ＨＴと互いに接触したりして、落下・除去される。落下した不活性物質Ｉや反応残渣Ｒは、廃棄物排出部２０に回収される。そして、不活性物質Ｉや反応残渣Ｒが分離除去された伝熱体ＨＴが、上側の連結路１２１を通ってガス化室１１に戻され、再度ガス化室１１内においてガス化原料Ｍの吸熱反応の促進に使用される。
【００４２】
以上のように、本実施形態によれば、ガス化反応装置１０は循環路１２を備えるため、伝熱体ＨＴが循環路１２を通ってガス化室１１の上方へ移動させられて、ガス化室１１内に均一に広がる。これにより、ガス化原料Ｍ及びガス化原料Ｍの分解生成物（気相）に対して大きな面積で接触することができる。また、伝熱体ＨＴも効果的に熱源１３からの熱を得る。その結果、伝熱体ＨＴの熱伝導作用によってガス化原料Ｍ及びガス化原料Ｍの分解生成物に、吸熱反応に十分な大量の反応熱を熱源１３から効率よく供給することができる。また、循環路１２を循環する間に、分離機構１４によって伝熱体ＨＴから不活性物質Ｉ及び反応残渣Ｒが分離される。これにより、ガス化室１１において、不活性物質Ｉ及び反応残渣Ｒが蓄積して運転を継続できなくなることを防止することができる。さらに、循環路１２が酸化雰囲気であるため、循環路１２を循環する間に、ガス化反応の際に伝熱体ＨＴの表面に付着した反応残渣を酸化除去して、伝熱体ＨＴの触媒機能の再活性化することができる。これにより、伝熱体ＨＴがその触媒機能を損なわないため、ガス化原料Ｍに対して高効率で熱を供給して持続的な吸熱反応を起こさせることができる。その結果、ガス化反応装置１０の連続運転が可能となる。
【００４３】
また、本実施形態では、供給口１１１から連続的にガス化原料Ｍを供給しながら、循環路１２を介して循環する伝熱体ＨＴと混合させることでガス化させ、生成ガスを連続的に排出することができる。これにより、常時ガスを生成し、排出口１１２から排出させることができ、その結果、ガス化反応装置１０を連続的に使用することができる。このため、バッチ式の反応で不可避な、ガス化室や伝熱体を不必要に加熱冷却することによる熱損失を押えることができる。
【００４４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。
【００４５】
例えば、上記実施形態では、攪拌手段３０は、循環路１２であったが、攪拌手段３０は、伝熱体ＨＴを攪拌できれば、既知の任意の手段を採用することができる。例えば、図４に示すように、ガス化室１１内に攪拌器１８を設け、これを攪拌手段３０としても良い。また、ガス化室１１自体を回転可能に形成することで、攪拌手段３０としても良い。このような循環路１２と別の攪拌手段３０を設ける場合、別の攪拌手段３０と共に循環路１２を設けても良いし、循環路１２を設けなくても良い。循環路１２を設けない場合には、ガス化室の一部に分離機構１４を設けることが好ましい。
【００４６】
また、上記実施形態では、ガス化室１１を縦長円筒形に形成したが、例えば、図４に示すように、ガス化室１１を横向きないし斜めに設置する横長円筒形に形成しても良い。この場合、供給口１１１から供給されたガス化原料Ｍと、ガス化室１１内の伝熱体ＨＴとを十分に混合させるために、ガス化室１１内にスクリューフィーダ、コンベア、攪拌器１８等を設けたり、ロータリーキルン形式の回転円筒としたりすることが好ましい。これにより、ガス化原料Ｍと伝熱体ＨＴとが十分に混合され、吸熱反応を助長することができる。また、このとき、循環路１２は縦長円筒形でも良いが、循環路１２も横長円筒形に形成して、互いに平行に設置することもできる。また、図５に示すように、横長円筒形のガス化室１１を、供給口１１１が上側となるように、設置面に対して傾斜させて設置することもできる。この場合には、ガス化室１１の内部にスクリューフィーダ、コンベア、攪拌器１８等を設けなくても、上記実施形態と同様に自重によってガス化原料Ｍがガス化室１１の内部に搬送され、伝熱体ＨＴと混合して吸熱反応を起こさせることができる。その他、ガス化室１１は任意の形状に形成することができる。いずれの形式においても、本発明では吸熱反応のための熱供給が重要であり、ガス化室１１内部においてなるべく大きな伝熱面積を熱源１３と伝熱体ＨＴ及びガス化原料Ｍの混合物の間に得ることが好ましい。
【００４７】
また、上記実施形態では、循環路１２にスクリューフィーダ１７を設けて伝熱体を循環させる構成としているが、この構成に限られない。例えば、段付きのベルトコンベアを用いて伝熱体ＨＴを搬送することもできる。その他、循環路１２内において伝熱体を搬送できれば、既知の任意の手段を使用することができる。
【００４８】
また、上記実施形態では、分離機構１４として篩を例示したが、分離機構１４は篩以外にもサイクロンや遠心分離を用いることもできる。ただし、サイクロンや遠心分離は断熱してエネルギー効率を上げるためには有利ではなく、篩が好ましい。
【符号の説明】
【００４９】
１０      ガス化反応装置
１１      ガス化室
１１１    供給口
１１２    排出口
１２      循環路
１３      熱源
１４      分離機構
３０      攪拌手段
Ｍ        ガス化原料
ＨＴ      伝熱体
Ｉ        不活性物質
Ｒ        反応残渣
【図１】
2015178578.tif 000003
【図４】
2015178578.tif 000004
【図５】
2015178578.tif 000005
【図２】
2015178578.tif 000006
【図３】
2015178578.tif 000007