(57)【要約】【課題】タールを含む熱分解ガスのような流量などが計測困難な可燃物を対象としたガス改質炉において、適正量の支燃剤を供給できるようにした【解決手段】有機廃棄物を熱分解したときに発生するタールを含む熱分解ガスのように供給流量や組成が計測困難な可燃物を酸素を含む支燃剤を用いて部分燃焼し、水素、一酸化炭素を主体とする可燃ガスを含む改質ガスを得るガス改質炉の操炉方法であって、ガス改質炉１の可燃ガス配管にガス分析・制御装置２を配置し、一酸化炭素と二酸化炭素の濃度を計測して、過剰の酸素が供給されると、改質ガス中の一酸化炭素濃度が減少し、二酸化炭素濃度が増加する現象、また酸素が不足した時に起こる逆の現象を利用して、支燃剤供給弁３を開閉調節して、酸素供給量を制御する制御用情報として用いる【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給流量や組成が計測困難な可燃物を、酸素を含む支燃剤で部分燃焼し、水素、一酸化炭素を主体とする可燃ガスを含む改質ガスを得るガス改質炉の操炉方法であって、改質ガス中の一酸化炭素と二酸化炭素の少なくとも一方の濃度を制御用情報として用い、支燃剤の投入量を制御することを特徴とするガス改質炉の操炉方法。
【請求項２】
ガス改質炉に過剰の酸素が供給されると、改質ガス中の一酸化炭素濃度が減少し、二酸化炭素濃度が増加する現象、また酸素が不足した時に起こる逆の現象を利用して、一酸化炭素と二酸化炭素の濃度を制御用情報として用いる請求項１に記載のガス改質炉の操炉方法。
【請求項３】
供給流量や組成が計測困難な可燃物が、有機廃棄物を熱分解したときに発生するタールを含む熱分解ガスである請求項１または２に記載のガス改質炉の操炉方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱分解ガスなどを部分燃焼し可燃ガスを得るガス改質炉の操炉方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱分解ガスを支燃剤の存在下で部分燃焼させて可燃ガスを得る装置として、ガス改質炉が用いられている。このガス改質炉では、供給される熱分解ガスの量に応じて、適正な量の支燃剤を供給する必要があったが、通常は、熱分解ガスの供給流量を計測することによって対応している。
【０００３】
ところが、有機廃棄物を熱処理して得られる熱分解ガスには、数％〜数十％程度のタール分が混入していることが多いので、このようなタールを含む熱分解ガスを対象とすると、流量計の流量計測部のオリフィスなどにタールが付着して、流路の障害となり、その流量計測が困難となるという問題があった。
【０００４】
また、通常の完全燃焼を行う装置では、適正な量の支燃剤を供給するために、排ガス中の酸素濃度を計測、監視して、その結果を支燃剤供給制御に反映させることも試みられている。ところが、ガス改質炉では、支燃剤は、酸素比が１以下で供給され、供給された支燃剤中の酸素は基本的に全て酸化反応に消費されるため、酸素濃度の計測、監視によって、酸素が過剰に供給されているか否かを判断するのが困難であった。このことから、可燃ガスが爆発状態に入る危険を事前に予測するのが困難であるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、タールを含む熱分解ガスのような流量などが計測困難な可燃物を対象としたガス改質炉において、適正量の支燃剤を供給できるようにしたガス改質炉の操炉方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、供給流量や組成が計測困難な可燃物を酸素を含む支燃剤を用いて部分燃焼し、可燃ガスを含む改質ガスを得るガス改質炉の操炉方法であって、改質ガス中の一酸化炭素と二酸化炭素の少なくとも一方の濃度を制御用情報として用い、支燃剤の投入量を制御することを特徴とする本発明のガス改質炉の操炉方法によって、解決することができる。
【０００７】
また、本発明は、ガス改質炉に過剰の酸素が供給されると、改質ガス中の一酸化炭素濃度が減少し、二酸化炭素濃度が増加する現象、また酸素が不足した時に起こる逆の現象を利用して、一酸化炭素と二酸化炭素の濃度を制御用情報として用いるところの前記ガス改質炉の操炉方法として、特に、供給流量や組成が計測困難な可燃物が、有機廃棄物を熱分解したときに発生するタールを含む熱分解ガスである形態のガス改質炉の操炉方法として好ましく具体化される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のガス改質炉の操炉方法に係る実施形態について、図１を参照しながら説明する。
先ず、本発明では、供給流量や組成が計測困難な可燃物を酸素を含む支燃剤で部分燃焼し、可燃ガスを含む改質ガスを得るガス改質炉がその対象とされ、ガス改質炉自体は従来と変わるところがない。そして、改質対象ガスは、前記した有機廃棄物を熱分解したときに発生するタールを含む熱分解ガスのように、供給流量や組成が計測困難な可燃物であるが、タール含有熱分解ガスに限定されるものではない。
【０００９】
本発明の特徴は、改質ガス中の一酸化炭素と二酸化炭素の少なくとも一方の濃度計測値を制御用情報として用い、支燃剤の投入量を制御する点にあるが、このことは、以下に説明するガス改質炉における熱分解ガス中の有機分と支燃剤との化学反応を根拠としているのである。
【００１０】
ガス改質炉における反応は、「有機分（Ｃ、Ｈ）」＋「支燃剤（Ｏ２）」→ＣＯ＋Ｈ２＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏの式で表されるが、炭素分に着目すると、次の式１、式２、式３に要約される。
Ｃ＋Ｏ２　→　ＣＯ２・・・式１
Ｃ＋１／２Ｏ２　→　ＣＯ・・・式２
ＣＯ＋１／２Ｏ２　→　ＣＯ２・・・式３
【００１１】
炭素と酸素の反応において、式１、式２のように、Ｃは、酸素と反応して、ＣＯ２とＣＯに変化するが、十分な酸素が供給されれば、式３のようにＣＯは、最終的にＣＯ２に変化する。従って、酸素が不充分な場合は、改質ガス中に一酸化炭素が存在するが、酸素量が増加するに応じて、ＣＯ濃度が減少し、ＣＯ２濃度が増加することになる。
【００１２】
そして、本発明は、このような現象を利用したものであり、図１に例示するような、熱分解生成物のうち熱分解残渣を溶融スラグ化するとともに、同じく熱分解ガスを可燃ガスに改質するガス改質炉１の可燃ガス配管にガス分析・制御装置２を配置し、一酸化炭素と二酸化炭素の一方または両方の濃度を計測して、上記のような過剰の酸素が供給されると、改質ガス中の一酸化炭素濃度が減少し、二酸化炭素濃度が増加する現象、および酸素が過少な場合にはその濃度の減少・増加が逆になる現象を利用して、支燃剤供給弁３を開閉調節して、酸素供給量を制御する制御用情報として用いることができるのである。
【００１３】
このようにして、本発明によれば、タールを含む熱分解ガスのように、供給流量や組成が計測困難な可燃物を改質する場合でも、支燃剤の供給量を適正に制御できるのである。そして、改質ガス中の未反応酸素が残留しないよう操炉できるから爆発限界に達するのを未然に防ぐことができる利点が得られる。
なお、この場合、ガス分析・制御装置２は、一酸化炭素と二酸化炭素の濃度の他に、残留酸素濃度を直接に計測できるようにしても良いのはいうまでもない。
【００１４】
なお、一酸化炭素と二酸化炭素の濃度を制御用情報として利用するには、一酸化炭素濃度と二酸化炭素の濃度の、一方または両方の変化率（微分値）またはその加速度（変化率の微分値）を求めて、次のように適用するとよい。すなわち、基本的には、一酸化炭素濃度の変化率もしくはその加速度が正、または、二酸化炭素の濃度の変化率もしくはその加速度が負であれば、支燃剤供給量を増加させる。その反対であれば、支燃剤供給量を減少させるのである。
【００１５】
【発明の効果】
本発明のガス改質炉の運転方法は、以上説明したように構成されているので、タールを含む熱分解ガスのような流量などが計測困難な可燃物を対象としたガス改質炉においても、支燃剤の供給量を制御して適正に保持できる。このため、得られる改質ガスが爆発限界に達するようなことがなく、ごく安全に操炉できるという優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消したガス改質炉の運転方法として、その技術的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するためのガス改質炉の要部模式図。
【符号の説明】
１　ガス改質炉、２　ガス分析・制御装置、３　支燃剤供給弁。
【図１】
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