(57)【要約】【課題】中小量の炭化物に対しても適用可能な熱効率のよい水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置の提供を目的とする。【解決手段】炭化物と、水蒸気と、空気とを熱分解ガス化炉内に投入して可燃性ガスを得る熱分解ガス化装置において、熱分解ガス化炉２０内で生成された可燃性ガス中に含まれている水蒸気を選択的に分離除去させる膜分離装置５０を設け、この膜分離装置５０で分離除去された水蒸気を熱分解ガス化炉２０へ戻して循環させる水蒸気循環経路を形成した。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化物と、水蒸気と、空気とを熱分解ガス化炉内に投入して可燃性ガスを得る熱分解ガス化装置であって、
前記熱分解ガス化炉内で生成された可燃性ガス中に含まれている水蒸気を選択的に分離除去させる水蒸気分離膜を設け、該水蒸気分離膜で分離除去された水蒸気を前記熱分解ガス化炉へ戻して循環させる水蒸気循環経路を形成したことを特徴とする水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置。
【請求項２】
前記水蒸気分離膜で分離除去された水蒸気にスイープガスを投入したことを特徴とする請求項１記載の水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置。
【請求項３】
前記スイープガスが酸素富化空気または酸素であることを特徴とする請求項２記載の水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機性廃棄物、廃プラスチック及び石炭等の炭化物から可燃性ガスを得る水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ごみ等の各種廃棄物を減容するため、焼却処理、炭化処理、溶融処理等の熱処理を行い、この時に発生する廃熱を利用して発電を行うことが行われている。
図４に示す従来技術では、流動床ガス化炉１及びロータリーキルン溶融炉２でごみ等の廃棄物について焼却・溶融処理を行い、ロータリーキルン溶融炉２より得られる高温の排ガスをボイラ３に供給して蒸気を発生させる。この蒸気は発電装置４を構成している蒸気タービン（図示省略）に供給され、この蒸気タービンにより発電機（図示省略）を駆動して発電を行っている。（これを「廃棄物焼却・蒸気タービンシステム」と呼ぶ。）
【０００３】
一方、廃棄物焼却・蒸気タービン発電システムとは別に、各種有機性廃棄物の炭化物を部分酸化または熱分解し、このとき得られた可燃性ガスを内燃機関の燃料とする発電も提案されている。（これらの方法を「通常型熱分解ガス化システム」と呼ぶ。）
なお、この場合の内燃機関として、ガスエンジン、ガスタービンがある。
【０００４】
通常型熱分解ガス化システムは、炭化物を熱分解ガス化炉で部分燃焼させ、熱分解ガス化炉内で水性ガス化反応［Ｃ＋Ｈ２　Ｏ＝Ｈ２　＋ＣＯ］を起させるために水蒸気を供給する方法である。（図示無）
この水蒸気の供給量は、反応速度が無限大で他の条件も理想的であれば、炭素（Ｃ）と等モルでよいが、実機では理想的な条件とはならないため、等モルより２０〜５０％程度過剰の水蒸気が必要となる。従って、熱分解ガス化炉では水性ガス（Ｈ２　＋ＣＯ）と呼ばれる可燃性ガスの他に反応に使用されなかった水蒸気が残留している。通常型熱分解ガス化システムでは、得られたガスを一度常温に戻して残留水蒸気を水として除去し、反応に必要な過剰の水蒸気は別途ボイラにより供給している。
通常型熱分解ガス化システムによる発電は廃棄物が保有するエネルギーがより効率的に利用できるため、廃棄物焼却・蒸気タービン発電システムより熱効率の高い発電が可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術である廃棄物焼却・蒸気発電システムにおいては、以下に示す問題点がある。
（１）近年問題となっているダイオキシンの発生を抑制するためには、８５０℃以上の高温を確保した温度条件で熱処理を行うことが必要となるが、小型の流動床ガス化炉等では放熱量が大きすぎるなどの理由から上記温度条件の確保が困難であった。また、この廃熱を利用して発電を行うためには、採算面等の観点から装置全体を大型化（たとえば処理能力が１００ｔ／日程度以上）してスケールメリットを出す必要があった。
【０００６】
（２）上述した理由により大型装置でしか対応できないという状況から、中小量の廃棄物を発生し、かつ、電力需要のある中小事業者が有機性廃棄物を熱分解処理する装置及びこの装置の廃熱等を利用して発電するシステムの導入を検討しても実現は困難である。
【０００７】
（３）廃熱を利用して得られた蒸気を蒸気タービンに供給して発電することが一般的であり、ボイラ及び発電機等の装置も大型になることから、従来の装置は連続運転を基本にしている。このため、廃棄物量の有無あるいは運転員の勤務形態に対応したデイリースタート・シャットダウン運転が困難である。
一方、上述した通常型熱分解ガス化システムでは、得られたガスは一度常温に戻して残留水蒸気を水として除去し、一方で反応に必要な過剰の水蒸気は別途ボイラにより供給しているため、水蒸気が持っている潜熱を系外へ放出し、一方で系内に供給することになり、熱効率を下げている。
従って、通常型熱分解ガス化システムによる発電は、廃棄物焼却・蒸気タービン発電システムより熱効率は高いが、なお熱効率の面から問題が残る。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、中小量の炭化物に対しても適用可能な熱効率のよい水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置は、炭化物と、水蒸気と、空気とを熱分解ガス化炉内に投入して可燃性ガスを得る熱分解ガス化装置であって、前記熱分解ガス化炉内で生成された可燃性ガス中に含まれている水蒸気を選択的に分離除去する水蒸気分離膜を設け、該水蒸気分離膜で分離除去された水蒸気を前記熱分解ガス化炉へ戻して循環させる水蒸気循環経路を形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
このような水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置によれば、熱分解ガス化炉内で生成された可燃性ガス中に含まれている水蒸気を選択的に分離除去する水蒸気分離膜を設け、該水蒸気分離膜で分離除去された水蒸気を熱分解ガス化炉へ戻して循環させる水蒸気循環経路を形成したので、熱分解ガス化炉内の水性ガス化反応に必要な水蒸気を凝縮させることなく、排出量を少なくしてリサイクルしながら使用することが可能になる。
【００１１】
請求項１記載の水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置においては、前記水蒸気分離膜で分離除去された水蒸気にスイープガスを投入することが好ましく、これにより、水蒸気分離膜の内外で水蒸気の分圧差が大きくなるので、水蒸気分離膜を透過して分離除去される水蒸気量を増すことができる。
この場合、前記スイープガスとして、酸素富化空気または酸素を用いることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置について、その一実施形態を図面に基づいて説明する。
図３において、図中の符号１０は炭化装置、２０は熱分解ガス化炉である。この実施形態における水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置では、有機性廃棄物を原料とする炭化装置１０から得た炭化物（Ｃ）と、水蒸気と、空気とを熱分解ガス化炉２０の内部へ投入して、水性ガス化反応によって可燃性ガスを得る。
【００１３】
炭化装置１０は、炭化炉内に投入された有機性廃棄物を原料として炭化処理を施し、炭化物を生成するものである。ここで原料となる有機性廃棄物の一例を挙げると、たとえばおからや茶殻等の食品製造副産物、木くず、糞尿、生ゴミ、有機性汚泥、下水汚泥などがある。
ここで使用する炭化装置１０は、公知の各種装置を採用可能であって特に限定されるものではないが、処理過程で発生する揮発分は、ダイオキシン抑制のため８５０℃以上の高温で燃焼させ、炭化処理の熱源として使用するのが好ましい。
【００１４】
熱分解ガス化炉２０は、炭化物、水蒸気及び空気を投入して水性ガス化反応を生じさせ、同反応の結果として可燃性ガスを含む水性ガスが生成される。この水性ガス化反応を化学式で示すと、
Ｃ＋Ｈ２Ｏ　→　ＣＯ＋Ｈ２
となる。この水性ガス化反応には、熱分解ガス化炉２０の炉内温度を８００℃以上の高温とする必要がある。
【００１５】
このような水性ガス化反応により生成された水性ガスは、一酸化炭素（ＣＯ）及び水素ガス（Ｈ２　）を主成分とする安定した性状の混合ガスであり、いずれも可燃性であることから内燃機関の燃料として使用可能である。
上述した可燃性ガス（水性ガス）を燃料として使用できる内燃機関には、ガスエンジン、ガスタービンなどがある。このような内燃機関はデイリースタート・シャットダウン運転が容易なため、これを駆動源として発電すれば、中小量規模の炭化物を処理して発電する装置として好都合である。
【００１６】
さて、上述した熱分解ガス化炉２０では、炉内に投入された炭化物を部分燃焼させて熱を得ることにより、水性ガス化反応に必要な８００℃以上の高温を容易に確保することができる。
しかし、炭化物を部分燃焼させると、炭化物の燃焼に必要な空気中に窒素が含まれていることから、窒素ガス及び窒素化合物の他にも二酸化炭素（ＣＯ２　）等の燃焼排ガスが水性ガスと共に生成される。
【００１７】
また、熱分解ガス化炉２０で生成された水性ガス等の可燃性ガスを主成分とする排出ガス（以下、「可燃性ガス」と呼ぶ）は、水性ガス化反応と同時に生じるシフト反応により、水蒸気も含んだ混合ガスとして熱分解ガス化炉２０から排出される。このシフト反応の化学式を以下に示す。
ＣＯ２＋Ｈ２　→　ＣＯ＋Ｈ２Ｏ
【００１８】
図１は、図３に示した水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置の構成例について、熱分解ガス化炉２０の下流側をより具体的に示したものである。
図によれば、熱分解ガス化炉２０で生成された可燃性ガスは、投入用水蒸気熱交換器（以下、「投入熱交」と呼ぶ）２１、補充用水蒸気熱交（以下、「補充熱交」と呼ぶ）２２、空気熱交２３、膜分離装置５０、除湿装置２４及びドレンタンク２５を経てガスホルダー２６に貯蔵される。
【００１９】
投入熱交２１は、熱分解ガス化炉２０で生成された可燃性ガスが保有する廃熱を利用し、炉内へ投入する水蒸気（以下、「投入水蒸気」と呼ぶ）を加熱して昇温させる熱交換器である。この投入水蒸気は、後述する膜分離装置５０において可燃性ガス（混合ガス）から分離除去（回収）された後にブロアー２７で圧送されてくる水蒸気（以下、「回収水蒸気」と呼ぶ）に対して、不足分の水蒸気（以下、「補充水蒸気」と呼ぶ）を補充したものである。すなわち、投入水蒸気は、回収水蒸気に補充水蒸気を加えたものである。
【００２０】
この補充水蒸気は、ポンプ３０によりボイラ３１に供給された水を加熱して生成される。ボイラ３１の燃料は、ガスホルダー２６内に貯蔵されている可燃性ガスを使用する。なお、ボイラ３１の燃料は、上述した可燃性ガスを利用するだけでなく、専用の燃料系を設けたり他の加熱源を導入することも可能であり、あるいは、他の用途に設けられている図示省略のボイラから余剰水蒸気の供給を受けるようにしてもよい。
【００２１】
上述した投入水蒸気は、水性ガス化反応に必要となる水蒸気量を確保するため、制御弁２８において回収水蒸気に不足分の補充水蒸気を加えることによって得られる。
また、補充水蒸気についても、制御弁２８の上流側において補充熱交２２により加熱して昇温されている。この補充熱交２２は、可燃性ガスをガスホルダー２６へ導く配管経路において補充熱交２２の下流側に位置する熱交換器であり、投入熱交２１と同様に可燃性ガスの廃熱を利用して水蒸気を加熱する。
なお、上述した投入水蒸気は、たとえば１１０℃程度に加熱されたものが熱分解ガス化炉２０へ投入される。
【００２２】
熱分解ガス化炉２０からガスホルダー２６へ可燃性ガスを導く配管経路において補充熱交２２の下流側に設置されている空気熱交２３は、熱分解ガス化炉２０で生成された可燃性ガスが保有する廃熱を利用して、熱分解ガス化炉２０へ投入する部分燃焼用の空気を予熱する熱交換器である。この場合、空気熱交２３で予熱された空気は、後述する膜分離装置５０のスイープガスとして使用された後、回収水蒸気と共に制御弁２８を経て熱分解ガス化炉２０へ投入されている。
ところで、空気熱交２３では大気をそのまま導入して加熱してもよいが、酸素濃度の高い酸素富化空気（または酸素）を供給することにより、空気に含まれる窒素ガス量が減少する。このため、窒素ガスの減少分だけ、熱分解ガス化炉２０から排出される可燃性ガス中の可燃性ガス成分濃度が上昇する。
【００２３】
上述した酸素富化空気は、公知技術である圧力スイング吸着装置（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｓｗｉｎｇ　Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ：ＰＳＡ）により生成して供給することができる。この圧力スイング吸着装置は、圧力を高くすることにより吸着剤による吸着を行い、圧力を低くすることで脱着を行う。これによって吸脱着サイクルを繰り返し、空気中の脱湿やガスの回収などを行うことができる。
【００２４】
酸素富化空気の生成に圧力スイング吸着装置を採用する場合、一般に工場内等にある余剰圧縮空気を使用して消費電力を抑えることが好ましい。これは、通常の圧力スイング吸着装置では、すなわち、余剰圧縮空気の供給を受けない運転では付設の圧縮機を運転して圧縮空気を供給する必要があるので、この圧縮機における消費電力が大きいためである。従って、熱分解ガス化炉２０で生成した可燃性ガスを燃料として使用し、内燃機関発電機４０を運転して発電しても、結局外部へ供給できる発電量が減少してメリットは少ない。
【００２５】
上述した投入熱交２１、補充熱交２２及び空気熱交２３を設けて廃熱利用を行うと、熱分解ガス化炉２０へ投入する水蒸気及び酸素富化空気の温度を高く設定できるので、炉内温度を高温に維持する部分燃焼の割合を低く抑えることができる。また、廃熱を有効利用するため、装置全体としての熱効率を向上させることができる。
なお、上述した投入熱交２１、補充熱交２２及び空気熱交２３を設けなくても水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置の運転は可能であり、また、少なくとも一つの熱交を設けたり、あるいは設置順序を変えるなど、諸条件に応じて適宜変更が可能である。
【００２６】
膜分離装置５０は、投入した可燃性ガス（入口ガス）を、可燃性ガス中に含まれる水蒸気（膜透過ガス）と、残りの水素ガスや一酸化炭素等（出口ガス）とに分離する機能を有している。
この膜分離装置５０は、たとえば図２に示すように、ケーシング５１の内部に円筒状のエレメント（水蒸気透過膜）５２が設置された構成となっている。
【００２７】
ケーシング５１は、入口ガスを投入する入口ノズル５３と、スイープガスを投入するスイープガスノズル５４と、膜透過ガス及びスイープガス（水蒸気濃度が低いガス）が流出する透過ガスノズル５５と、水蒸気が除去された可燃性ガスが流出する出口ノズル５６とを備えた容器である。
ケーシング５１の内部は、上下一対の仕切板５７，５８によって、スイープガス室５９、入口・出口ガス室６０及び透過ガス室６１の３つの空間に仕切られている。スイープガス室５９にはスイープガスノズル５４が開口し、入口・出口ガス室６０には入口ノズル５３及び出口ノズル５６が開口し、さらに、透過ガス室６１には透過ガスノズル５５が開口している。
【００２８】
エレメント５２は、一端がスイープガス室５９に開口し、かつ、他端が透過ガス室６１に開口するようにして、上下一対の仕切板５７，５８を貫通して多数設けられている。このエレメント５２として、たとえば特許第１７００３８８号、特許第２８０８４７９号、特公平８−３２２９８に開示されているシリカゲル膜等の無機分離膜が使用可能である。これらに開示されているシリカゲル膜は、耐熱性や耐酸性があり、有機酸または有機溶剤／水混合物からの水分離や、水蒸気を含むガス中から水蒸気を高性能で分離・除去することができる。
【００２９】
以下、膜分離装置５０における水蒸気分離の作用を説明する。
熱分解ガス化炉２０から流出した可燃性ガスは、入口ガスとして入口ノズル５３から入口・出口ガス室６０へ流れ込む。この可燃性ガス中に含まれている水蒸気は、出口ノズルへ向けて流れて行く過程で矢印６２（図２（ｂ）参照）のようにエレメント５２を透過し、エレメント５２の中空部５２ａに入り込む。この結果、可燃性ガスは、中空部５２ａ内の水蒸気（膜透過ガス）と、エレメント５２を透過しない水蒸気以外の他の成分（出口ガス）とに分離される。このうち、可燃性ガス成分を含む水蒸気以外の出口ガス（膜非透過ガス）は、出口ノズル５６から流出して下流側の除湿装置２４へ導かれる。なお、膜分離装置５０においては、水蒸気が完全に除去されないこともあるので、出口ガスにはある程度の残存水蒸気が含まれている場合もある。
【００３０】
一方、エレメント５２を透過した水蒸気は、スイープガスノズル５４から流入し、中空部５２ａを通って透過ガスノズル５５から流出するスイープガスの流れを推進力とし、このスイープガスと共に流出する。こうして分離した水蒸気及びスイープガスは、ブロアー２７に吸引されて熱分解ガス化炉２０に戻されるので、スイープガスには酸素富化空気など熱分解ガス化炉２０に投入されるガス流体を使用するのが好ましい。
また、スイープガスを使用することにより、エレメント５２の前後、すなわちエレメント５２の外側となる入口・出口ガス室６０と、エレメント５２の内側となる中空部５２ａとの間で水蒸気の分圧差が大きくなるので、水蒸気の透過効率が向上する。
【００３１】
除湿装置２４は、可燃性ガス中に含まれる水分を冷却して除湿する冷却手段である。この除湿装置２４では、高温の可燃性ガスが冷却されることにより、水分が結露して分離除去される。従って、可燃性ガスと共に膜分離装置５０を通過した残存水蒸気は、除湿装置２４でほぼ完全に分離除去されてドレンタンク２５内に残る。この結果、可燃性ガス中の水分が除去された分だけ、ＣＯ及びＨ２　よりなる可燃性ガス成分の濃度が上昇し、燃料としての質が向上する。
なお、積極的に冷却する除湿装置２４を設けなくても、配管中やガスホルダー２６内における自然冷却により水分を結露させることも可能である。
【００３２】
ガスホルダー２６に貯蔵された可燃性ガスは、内燃機関発電機４０の燃料として使用される。内燃機関発電機４０は、発電機を駆動して発電するための動力源（内燃機関）がガスエンジン、ガスタービンの中から適宜選択される。
なお、ガスホルダー２６に貯蔵した可燃性ガスは、主ボイラ４１の燃焼器に供給する燃料として使用してもよい。
【００３３】
上述した構成の水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置によれば、炭化物と、水蒸気と、空気（好適には酸素富化空気または酸素）とを投入した熱分解ガス化炉２０内で水性ガス化反応が生じ、安定した性状の可燃性ガスを得ることができる。
この可燃性ガスは、内燃機関発電機４０の燃料として使用できるので、蒸気タービンによる発電を行う場合と比較して、小型で建設費の安価な内燃機関駆動の発電が可能となる。また、内燃機関発電機４０による発電は、必要に応じて発電を行うデイリースタート・シャットダウン運転を容易に実施することができるので、中小量規模の炭化物を処理する装置にとって好都合である。
【００３４】
この時、有機性廃棄物が発生する場所またはその近傍に設置した炭化装置１０で炭化物を得た後、これを水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置まで搬送して投入するように構成すれば、たとえばおからのように水分の割合が極めて高い有機性廃棄物をそのまま搬送するのと比較して、減容された炭化物を搬送することで輸送効率を大幅に増すことができる。
【００３５】
そして、上述した本発明の水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置においては、可燃性ガスに含まれている水蒸気を膜分離装置５０で分離除去して回収し、熱分解ガス化炉２０へ戻す水蒸気循環経路が形成されている。この水蒸気循環経路は、投入熱交２１、補充熱交２２、空気熱交２３を経て可燃性ガスと共に膜分離装置５０に流入した水蒸気を分離させて回収し、ブロアー２７、制御弁２８及び投入熱交２１を経て熱分解ガス化炉２０へ戻すものである。この水蒸気循環流路を流れる水蒸気は、凝縮されることなく循環するので、凝縮させて系外へ捨てていた従来と比較して凝縮潜熱の損失が減少して熱効率がよい。
また、水蒸気をリサイクルしながら使用して水性ガス化反応を行わせるので、系外へ排出される水蒸気量を最小限に抑えることができ、従って、ボイラ３１で生成する補充水蒸気量も最小限となる。
【００３６】
このため、ボイラ３１の容量が小さくなって燃料消費量の節約、装置の小型化及び低コスト化に有効である。また、除湿装置２４やガスホルダー２６の必要容量も小さくできるので、同様に装置の小型化や低コスト化に有効である。
また、熱分解ガス化炉２０へ投入する空気に酸素富化空気または酸素使用し、これを膜分離装置５０のスイープガスとして使用するので、水蒸気の膜透過量が増加して回収水蒸気量を増すことができる。なお、このスイープガスには他のガスを使用することも可能であるが、この場合は新たなガス供給系が必要になるなど装置の小型化や低コスト化を阻害する要因となる。
【００３７】
さらに、可燃性ガスの廃熱を利用して、投入水蒸気や補充水蒸気、そして部分燃焼用の酸素富化空気や酸素（空気）を加熱して昇温させるので、熱分解ガス化炉２０内の温度を維持する部分燃焼を最小限とすることができる。このようにして部分燃焼が最小限に抑えられると、部分燃焼に必要な窒素を含む空気量も減少するので、空気や酸素富化空気を投入する場合には生成される可燃性ガスに含まれる窒素ガス量が減少し、可燃性ガス成分は内燃機関燃料として好都合な高発熱量のガスとなる。
【００３８】
＜実施例＞
図１に示す構想の装置を使用し、以下の条件で運転を実施した結果、水蒸気の発生に必要なボイラー用燃料を約２０％削減することができた。
2004043586.tif 000003
【００３９】
以上の実施形態では、熱分解ガス化炉２０に有機性廃棄物を原料とする炭化物を投入するものとして説明したが、上述した本発明の水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置はこれに限定されることはなく、たとえば廃プラスチックや石炭等の炭化物を投入する場合にも適用可能である。
なお、本発明の構成は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜組み合わせるなど、種々の変形例が可能である。
【００４０】
【発明の効果】
上述した本発明の水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置によれば、以下の効果を奏する。
請求項１に記載の水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置によれば、熱分解ガス化炉内で生成された可燃性ガス中に含まれている水蒸気を選択的に分離除去する水蒸気分離膜を設け、該水蒸気分離膜で分離除去された水蒸気を熱分解ガス化炉へ戻して循環させる水蒸気循環経路を形成したので、熱分解ガス化炉内の水性ガス化反応に必要な水蒸気を凝縮させることなく、排出量を少なくしてリサイクルしながら使用することが可能になる。このため、熱効率のよい装置となり、補充水蒸気を供給するボイラや除湿装置等を小型化することもできるので、装置全体を小型化が可能になり、機器のコストだけでなく、建設費や敷地面積の低減により安価な装置を提供できるという顕著な効果を奏する。
【００４１】
また、本発明の装置で得られた可燃性ガスは内燃機関の燃料として使用可能なため、この内燃機関を駆動源として発電を行うと、中小量規模の炭化物を処理してデイリースタート・シャットダウン運転を実施することが可能になるので、炭化物の処理量から制約を受けることなく水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置装置を広範囲に使用できるようになる。
【００４２】
また、水蒸気分離膜で分離除去された水蒸気にスイープガスを投入するようにすれば、水蒸気分離膜の内外で水蒸気の分圧差が大きくなるので、膜水蒸気分離膜を透過して分離除去される水蒸気量を増すことができ、結果として回収できる水蒸気量を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置の一実施形態として、具体的な構成例を示す図である。
【図２】図１における膜分離装置の構成例を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は水蒸気の分離除去を説明するための斜視図である。
【図３】水蒸気分離膜を用いた熱分解ガス化装置の概要を示すブロック図である。
【図４】従来例（廃棄物焼却・蒸気タービン発電システム）を示す構成図である。
【符号の説明】
１０　　炭化装置
２０　　熱分解ガス化炉
２１　　投入用水蒸気熱交換器（投入熱交）
２２　　補充用水蒸気熱交換器（補充熱交）
２３　　空気熱交
２４　　除湿装置
２５　　ドレンタンク
２６　　ガスホルダー
２７　　ブロアー
２８　　制御弁
３０　　ポンプ
３１　　ボイラ
４０　　内燃機関発電機
４１　　主ボイラ
５０　　膜分離装置
５１　　ケーシング
５２　　エレメント（水蒸気透過膜）
５２ａ　中空部
５３　　入口ノズル
５４　　スイープガスノズル
５５　　透過ガスノズル
５６　　出口ノズル
５７，５８　　仕切板
５９　　スイープガス室
６０　　入口・出口ガス室
６１　　透過ガス室
【図１】
2004043586.tif 000004
【図２】
2004043586.tif 000005
【図３】
2004043586.tif 000006
【図４】
2004043586.tif 000007