(57)【要約】【課題】地域未利用資源から高カロリーガスを生成し、発電等の燃料に使用する。【解決手段】地域未利用資源ａを処理し高カロリーガスを生成し回収する高カロリーガス回収装置は、前記地域未利用資源ａを炭化する炭化炉２と、前記炭化炉２の中の地域未利用資源ａの炭化処理を行うための熱量を生成するガス化溶融炉１とを備える。前記ガス化溶融炉１と、前記炭化炉２とを連結し、ガス化溶融炉１の生成ガスを炭化炉２に導き、その生成したガス顕熱で炭化炉２内の所定の可燃物を炭化する。また、ガス化溶融炉１および炭化炉２の生成ガスを燃焼させ発電に利用する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地域未利用資源もしくは廃棄物等の可燃物を処理して高カロリーガスを生成し、この高カロリーガスを回収する高カロリーガス回収装置において、
前記可燃物を炭化させ炭化物を生成する炭化炉と、ガスを生成するガス化溶融炉とを備え、
前記ガス化溶融炉と前記炭化炉とは連結され、前記ガス化溶融炉で生成した生成ガスを前記炭化炉に導き、その際に前記生成ガスのガス顕熱で炭化炉内の所定の可燃物を炭化し、前記ガス化溶融炉および前記炭化炉の生成ガスを回収することを特徴とする高カロリーガス回収装置。
【請求項２】
前記炭化炉はこの炭化炉内の木材等を炭化させ炭化物を生成し、その炭化物により前記ガス化溶融炉から導かれた生成ガス中の不要物質を集塵することを特徴とする請求項１記載の高カロリーガス回収装置。
【請求項３】
前記炭化炉から回収した炭化物を粉砕し、この粉砕した炭化物を、二重構造にした特殊なペレットもしくはプリケット等に形成し、前記生成ガスにより発電を行い、この発電に使用した燃焼ガスの廃熱により前記ペレットもしくはプリケットを乾燥、固化させガス化溶融炉の熱量とすることを特徴とする請求項１又は２記載の高カロリーガス回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、高カロリーガス回収装置に関し、さらに詳細には各地域の廃棄物もしくは未利用資源から高カロリーガスを回収して、そのガスにより発電、貯蔵および給電する高カロリーガス回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物を焼却または溶融処理し、その熱源でボイラ等から発電する方法は従来技術として実施されている。しかし、ストーカ炉における焼却は排出されるガス顕熱が低く小型炉では給湯設備の設置が主で、大型炉において、発電が可能であるが、発電効率が低く、効率アップのための設備が必要である。また、ストーカ炉は焼却後の灰分や缶、ビン類の処分に問題が残る。ガス化溶融炉においては蒸気発電の実績があるが廃棄物中の灰分又は金属類の溶融にコークス等の燃料を多量に消費するため、運転コストが大になる欠点がある。また、排ガス処理においては排ガス中の有害物質の除去のため、触媒脱硝設備、バグフィルタ、湿式洗煙設備、活性炭吸着塔などの設備を組み合わせた重構造になっている。上記のような技術として、例えば特許文献１のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１９０５１１
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、一般廃棄物処理において、従来のストーカ炉等の焼却方法は発電効率が低く、さらに、焼却残渣の廃棄処分にコストが付加される。ガス化溶融炉ではコークス等の燃料を使用するため運転コストが高くなる欠点があった。
【０００５】
さらに排ガス処理設備は有害物質除去のため設備が重構造になるのは必然である。本発明はストーカ炉およびガス化溶融炉の欠点を改善するため、ガス化溶融炉と炭化炉を連結し各地域の廃棄物ならびに間伐材等の未利用資源から、高カロリーガスを生成させ、発電、貯蔵および給電するシステムを提案するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述のごとき問題に鑑みてなされたものであり、請求項１に係る発明は、地域未利用資源もしくは廃棄物等の可燃物を処理して高カロリーガスを生成し、この高カロリーガスを回収する高カロリーガス回収装置において、前記可燃物を炭化させ炭化物を生成する炭化炉と、ガスを生成するガス化溶融炉とを備え、前記ガス化溶融炉と、前記炭化炉とは連結され、前記ガス化溶融炉で生成した生成ガスを前記炭化炉に導き、その際に前記生成ガスのガス顕熱で炭化炉内の所定の可燃物を炭化し、前記ガス化溶融炉および前記炭化炉の生成ガスを回収する高カロリーガス回収装置である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記炭化炉はこの炭化炉内の木材等を炭化させ炭化物を生成し、その炭化物により前記ガス化溶融炉から導かれた生成ガス中の不要物質を集塵する高カロリーガス回収装置である。
【０００８】
請求項３に係る発明は、前記炭化炉から回収した炭化物を粉砕し、この粉砕した炭化物を、二重構造にした特殊なペレットもしくはプリケット等に形成し、前記生成ガスにより発電を行い、この発電に使用した燃焼ガスの廃熱により前記ペレットもしくはプリケットを乾燥、固化させガス化溶融炉の熱量とする高カロリーガス回収装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は高カロリーガス回収装置の概略の構成を示す。前記高カロリー回収装置はガス化溶融炉１と炭化炉２とを備えている。前記ガス化溶融炉１から排出される生成ガス温度は通常４００〜８００℃（運転により設定可能な範囲）で還元ガスである。このガスを炭化炉２の下部に連結する。炭化炉２は移動層方式で上部から地域未利用資源（例えば間伐材等）ａを投入し、例えば間伐材が炭化炉２の下部に移動する間に炉下部よりガス化溶融炉１の生成ガスで炭化される。このときの炭化に適した温度は４００〜８００℃である。
【００１１】
このとき炭化された炭化物Ｃが活性炭と同様な機能を有するため、ガス化溶融炉１の生成ガスに含まれる有害物質を吸着する集塵設備を兼ねている。また、間伐材は炭化過程で熱分解作用により、一酸化炭素や水素等の還元性ガスが発生し、ガス化溶融炉１の生成ガスにプラスすることにより、より高カロリのガスとなる。一方、有害物質を吸着した炭化物は粉砕し、ペレットもしくはプリケットに形成されコークス等の燃料の代替とするので、運転コストの低下を保証することができ、かつ、電力等のエネルギーを回収することができる。
【００１２】
図２は本発明のシステムフローである。ガス化溶融炉１は、炉下部から各地域の廃棄物および地域未利用資源（例えばイオマス資源）ａの溶融したスラグや金属が排出される。炉上部から、燃料、廃棄物およびバイオマス資源の生成ガスが排出される。生成ガスの成分は一酸化炭素、水素、メタンおよびエチレン等の還元性ガスと残りは窒素と水蒸気である。但し、塩素系のガスや重金属も微量に含んでいる。このガスの温度は通常４００〜８００℃で無酸素である。
【００１３】
炭化炉２では、各地域の間伐材等の地域未利用資源ａを炉上部から投入する。ガス化溶融炉１の生成ガスを炉下部から導入し炭化させる。炭化炉２は移動層形式で、間伐材は上部から降下するに従い、間伐材の内部から表面へ水分が蒸発、拡散する。
【００１４】
炭化炉２の下部に近くなってくると、より高温になるため揮発性の炭素や水素がガス化して、一酸化炭素や水素等を生成する。間伐材は水分の蒸発、拡散やガス化により、内部に無数の気孔をつくる。この気孔は大きなマクロ孔と小さなメソ孔で構成されていて、１００オングストローム以下である。ダイオキシンＤの大きさは１５オングストローム程度で気孔内に吸着される。ガス状の重金属も同様に吸着される。これらを吸着した炭化物Ｃは炭化炉２の下部で排出される。炭化を終了したガスはガス化溶融炉１、炭化炉２の生成ガスがプラスされ高カロリとなる。
【００１５】
バックフィルタ３で炭化炉２中の移動で、磨耗する飛灰や炭化物Ｃの表面の煤状の微粉を回収する。回収された飛灰等は粉砕、造粒機６の工程で炭化物Ｃと共に成形される。ガス燃料内焼機関（例えばガスタービン、エンジン等）４でガス化溶融炉１と炭化炉２の高カロリーガスを燃焼させる。
【００１６】
次いで、乾燥機５でバグフィルタ３の回収物ならびに炭化物Ｃの造粒成形した固形燃料を乾燥する。そして、発電機７、電力貯蔵装置８、給電システム９で発電、電力貯蔵、給電等を行う。これにより、エネルギー需要家ｂが電力を使用することができる。
【００１７】
また、粉砕、造粒機６での工程で炭化物Ｃを粉砕し、バグフィルタ３の回収物と共に形成する。例として成形物をペレタイジングする場合、ダイオキシンＤや重金属を吸着した炭化物Ｃを種としたペレットを造粒し系外で購入もしくは製造したピュアな紛炭をさらに造粒していき二重構造のペレットを製造する。このペレットをガス化溶融炉１の燃料としてコークスの代替とする。二重構造のペレットの製造目的はガス化溶融炉１内を降下する間に熱影響を受けてもダイオキシンＤ等がペレット内部からの拡散を防止するからである。炭化物Ｃだけのペレットならば熱影響を受けて、有害物質の拡散が起こる。二重構造のペレットはガス化溶融の燃焼帯で赤熱、燃焼する。燃焼帯付近の温度は１８００℃前後であるから、ダイオキシンＤは瞬時に分解する（ダイオキシンＤは通常１３００℃以上で分解される）。重金属はスラグと金属に分配され、溶融されないことが証明されている。
【００１８】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、以上説明したシステムから構成されているので、以下の効果を得ることができる。
【００２０】
従来のガス化溶融炉および炭化炉を連結することによって、高カロリのガスを回収でき、発電効率のアップができるという効果がある。
【００２１】
また、炭化物からの二重構造のペレット等の燃料を製造することにより、コークスの代替燃料となり、購入燃料の不必要な自己完結型の処理設備となる。さらに一般廃棄物中の有害物質を無害化することができ、排ガス処理コストを安価にできるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】高カロリーガス回収装置の概略の構成を示す概略図である。
【図２】高カロリーガス回収装置の動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  ガス化溶融炉
２  炭化炉
３  バグフィルタ
４  ガス燃料内焼機関
５  乾燥機
６  粉砕、造粒機
７  発電機
８  電力貯蔵装置
９  給電システム
【図１】
2004155971.tif 000003
【図２】
2004155971.tif 000004