(57)【要約】      （修正有）【課題】別途の加熱源を必要とせずに、有用な燃料ガスやチャーが得られる廃木材の処理方法を提供する。【解決手段】廃木材を破砕してチップにし、この破砕された廃木材を、赤熱コークスを装入して窒素ガスを主とする冷却ガスを通気することにより冷却する設備であるコークス乾式消火設備における冷却塔１０のプレチャンバー１１へ装入し、装入した廃木材を加熱してガス化・炭化させ、可燃性ガスを発生させると共にチャーを生成させることを特徴としている。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃木材をコークス乾式消火設備における冷却塔のプレチャンバーへ装入してガス化・炭化させることを特徴とする廃木材の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有用な燃料ガスやチャーが得られる廃木材の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
分別収集されて都市ごみ焼却場へ搬入される粗大ごみのうち、家具類などの木質系の廃棄物は都市ごみ全体の約１％〜１．５％にも及び、又、木造家屋を解体した時などに発生する建築廃材中の木材は７００万トン／年にも及ぶと言われている。さらに、製材工場や木製品の製造工場においても、多量の端材が発生している。これらの廃木材はその大部分が焼却処理されている。
【０００３】
又、林業においては、樹木の成長に伴って間伐が行われるが、その極めて多量の間伐材はその一部が利用されているだけであって、大部分のものはそのまま放置され、朽ち果てている。
【０００４】
上記のような廃木材を有効活用する技術として、廃棄枕木又は間伐材を室炉式コークス炉で乾留する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、室炉式コークス炉の炭化室に廃棄枕木又は間伐材を装入して乾留し、生成する乾留ガスを燃料ガスとして回収すると共に、処理残留物を木炭として回収する方法が示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６４−７９２９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、室炉式コークス炉は燃焼室と炭化室とが交互に配置されており、燃焼室で燃料を燃焼させることにより炭化室内が加熱されるようになっている。このため、廃木材を炭化室へ装入して乾留しようとする場合には、炭化室内の廃木材を加熱するための熱源が必要である。そして、廃木材を乾留する際に別途にエネルギーが必要であると言うことは、廃木材を燃料ガスと木炭に変換するために、廃木材が有するエネルギーの一部が消費されるのと同じことであり、廃木材が有するエネルギーが十分に有効活用されていないと言うことになる。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の課題に鑑み、別途の加熱源を必要とせずに、有用な燃料ガスやチャーが得られる廃木材の処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明においては、廃木材をコークス乾式消火設備における冷却塔のプレチャンバーへ装入してガス化・炭化させる。
【０００９】
コークス乾式消火設備は、その冷却塔に赤熱コークスを装入し、そのコークスに窒素ガスを主とする冷却ガスを通気することによりコークスを冷却する設備である。そして、冷却塔へ装入されるコークスは約１０００℃の高温状態であり、又、冷却塔内は窒素ガスを主とする無酸素雰囲気であるので、廃木材をプレチャンバー内へ装入すれば、セルロースを主成分とする木材は熱分解される。この熱分解によって、一酸化炭素や水素などの可燃性ガスが発生してガス化し、残留物としてチャー生成する。
【００１０】
上記のように、廃木材は高温のコークスが有する顕熱によって加熱されて熱分解されるので、廃木材を熱分解させるための熱源を別途に必要としない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る実施の形態の一例を示す図である。この図は本発明で使用する設備であるコークス乾式消火設備の概略の構成を示したものであって、１０は高温のコークスを冷却する冷却塔、１５は冷却塔１０から排出された高温の冷却ガスの熱回収を行う廃熱ボイラである。冷却塔１０は内部が上下２つの区域に区分され、上部が高温のコークスを受け入れるプレチャンバー１１、下部が冷却ガスを吹き込んで高温のコークスを冷却する冷却室１２になっている。１３は冷却室の下部に設けられた冷却ガスのディストリビューター、１４は冷却室の下端に設けられ、冷却されたコークスを排出する切り出し装置である。又、１６，１７は冷却塔１０と廃熱ボイラ１５の間に冷却ガスの循環路を形成するための循環ダクト、１８は冷却ガスの循環ファンである。そして、１９は冷却ガスの抜き出し配管である。
【００１２】
上記コークス乾式消火設備においては、約１０００℃のコークスが冷却塔のプレチャンバー１１へ装入される。この高温のコークスは下降して冷却室１２へ入り、順次下降しながら塔下部から吹き込まれる窒素を主体とする冷却ガスによって冷却され、２００℃程度に冷却されて排出される。
【００１３】
一方、塔下部から吹き込まれた冷却ガスは、下降してくる高温のコークスと向流接触し、８００℃程度の高温ガスになって廃熱ボイラ１５へ送られ、熱回収される。熱回収されて冷却された冷却ガスは、再び冷却媒体として冷却塔１０へ送られる。このようにして冷却ガスが循環使用されている間に、冷却ガス中の可燃性ガス成分がある限度以上に増加した場合には、その一部が抜き出し配管１９から抜き出され、燃料用ガスの用途に供される。
【００１４】
上記構成のコークス乾式消火設備を使用する廃木材の処理は次のように行われる。廃木材を破砕して３０ｍｍ〜５０ｍｍのチップにし、この廃木材を約１０００℃の赤熱コークスが装入されている冷却塔のプレチャンバー１１へ装入する。プレチャンバー１１内においては、まず、木材中の水分が蒸発して水蒸気が発生する。次いで、セルロースを主成分とする木材が熱分解し、一酸化炭素や水素などの可燃性ガスが発生する。又、木材から発生した水蒸気と高温の炭素類との接触により、水素と一酸化炭素が生成する反応も起こる。このように、廃木材を装入することにより、水分の蒸発や吸熱反応である化学反応が起こるので、廃木材がコークスを冷却する作用をなし、冷却塔の冷却効率が向上する。上記の反応は冷却室１２においても行われ、装入された廃木材はチャーになってコークスとともに排出される。
【００１５】
上述のように、コークス乾式消火設備の冷却塔１０へ廃木材を装入することにより、廃木材が赤熱コークスを冷却する作用をなし、冷却塔の冷却効率が向上する。
【００１６】
又、冷却塔１０へ廃木材を装入することにより、冷却ガス中の可燃性ガス成分の濃度が上昇するので、抜き出し配管１９から燃料用ガスとして抜き出す冷却ガスの量が増加する。
【００１７】
又、廃熱ボイラ１５へ導入する冷却ガスに空気を供給して可燃性ガスの一部を燃焼させる処理を行う場合には、廃熱ボイラ１５へ導入する冷却ガスの温度が上昇し、廃熱ボイラ１５における熱回収量が増加する。
【００１８】
図２はコークス乾式消火設備による廃木材のガス化・炭化プロセスの一例を示す図である。図２において、破砕された廃木材が冷却塔１０へ装入されて乾留され、生成したチャーはコークスと一緒に排出される。チャーはコークスと共に高炉用の原料、燒結用の原料、転炉熱付与原料などの用途に供することができ、有効活用することができる。さらに、良質の固形燃料として外販することもできる。抜き出されたガスは、燃料用ガスとして製鉄所内の加熱炉や発電設備へ供給される。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、廃木材をコークス乾式消火設備における冷却塔のプレチャンバーへ装入し、被冷却物である高温コークスの顕熱によって廃木材を加熱してガス化・炭化させるので、その処理に別途の加熱源を必要とせずに、有用な燃料ガスやチャーが得られる。
【００２０】
又、本発明によれば、有用な燃料ガスやチャーを得ながら廃棄物を処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の一例を示す図である。
【図２】コークス乾式消火設備による廃木材のガス化・炭化プロセスの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０  冷却塔
１１  プレチャンバー
１２  冷却室
１３  ディストリビューター
１４  切り出し装置
１５  廃熱ボイラ
１６，１７  冷却ガスの循環ダクト
１８  冷却ガスの循環ファン
１９  冷却ガスの抜き出し配管
【図１】
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【図２】
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