(57)【要約】【課題】廃棄物ガス化ガスからの熱回収において、ガスに含まれる灰の廃熱ボイラ内への付着を防止する。【解決手段】ガス化ガスに含まれるすす粒子濃度が１．５ｇ／Ｎｍ３  以上になるように、ガス化炉に投入する水蒸気量を調節する。最適なガス化効率を得るためには、廃熱ボイラ前後のガス温度を測定して温度差が一定となるようガス化炉投入水蒸気量を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素を２０質量％以上含む廃棄物を９００℃以上の温度条件下で酸素または空気、および、水蒸気によりガス化し、ガス化炉発生ガスの廃熱をガス化炉廃熱ボイラで回収する方法において、ガス化炉発生ガスに含まれるすすの濃度が１．５ｇ／Ｎｍ３  以上となるように、ガス化の際に投入する水蒸気量を制御することを特徴とするガス化炉廃熱回収ボイラの運転方法。
【請求項２】
廃熱ボイラ入口、出口のガス温度差に基づき、前記投入水蒸気量を制御することを特徴とする請求項１に記載のガス化炉廃熱回収ボイラの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は炭素を含む物質から水素と一酸化炭素を主成分とするガスを製造する方法に係り、とくにガスの顕熱を回収するボイラの灰付着防止機構に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、資源リサイクルの要望から各種廃棄物のリサイクル利用が進んでおり、その方法の一つとして高温雰囲気下で炭素を含む可燃性廃棄物を部分酸化し、水素と一酸化炭素を主成分とするガスに転換するプロセスが開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
廃棄物中には亜鉛、銅、鉛等の重金属（〜２％程度）および塩素、臭素（〜２０％程度）が含まれ、これらはガス化炉発生ガス中で金属塩を形成する。これらの沸点は３００〜８００℃付近にあり（塩化亜鉛７３２℃、塩化鉄（ＩＩ）６７０〜６７４℃）、ボイラ伝熱面で凝固することにより伝熱性能を低下させるという問題、ガス流路の閉塞を引き起こすという問題、溶融塩による高温腐食を引き起こすという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点を解消し、ガス炉廃熱ボイラの性能を保ち安定して操業する方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、以下の手段を考案した。
【０００６】
（１）  炭素を２０％以上含む廃棄物を９００℃以上の温度条件下で酸素または空気、および、水蒸気によりガス化し、ガス化炉発生ガスの廃熱をガス化炉廃熱ボイラで回収する方法において、ガス化炉発生ガスに含まれるすすの濃度が１．５ｇ／Ｎｍ３  以上となるようにガス化の際に投入する水蒸気量を制御することを特徴とするガス化炉廃熱回収ボイラの運転方法。
【０００７】
（２）  廃熱ボイラ入口、出口のガス温度差に基づき、前記投入水蒸気量を制御することを特徴とする前記（１）記載のガス化炉廃熱回収ボイラの運転方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本発明に係る廃熱ボイラ運転方法を適用したガス化設備を示し、ガス化炉１に廃棄物と酸素または空気４と、水蒸気５を吹き込んでガスを発生させ、廃熱ボイラ２でガスの顕熱を回収し、ガス精製装置３へ通すよう構成してある。
【００１０】
さらに、廃熱ボイラ２の前にボイラ入口ガス温度計６、後にボイラ出口ガス温度計７を配置し、ボイラ前後でのガスの温度を把握できるよう構成している。
【００１１】
本発明の対象とする廃棄物は、ＣＯとＨ２  からなるガス化炉発生ガスを得るために、炭素を２０質量％以上含有するものに限定する。
【００１２】
ガス化プロセスでは、原料に対して酸素を１．３〜１．５程度の重量比で投入し、酸素不足の条件で部分燃焼させるため、無機物の灰粒子の他に炭素からなるすす粒子が生成する。
【００１３】
ガス化炉の温度は十分な反応速度を得るために９００℃以上、望ましくは１０００℃以上とする。この際、炉体の耐火物保護の目的から、炉温は、１５００℃以下とするのが望ましい。
【００１４】
固体炭素の融点は極めて高いため、すす粒子がボイラ伝熱面に融着することはない。この特性を利用して、ガス中に一定濃度以上のすすを存在させることで、ボイラ伝熱面に剥離性の良いすすの薄膜を形成させ、低融点の灰粒子がボイラ伝熱面に融着することを防止することが出来る。
【００１５】
ガス中のすす濃度は低いほど製品ガス量が増え望ましいが、低すぎる場合ガス中の付着性を持つ灰粒子の濃度が相対的に高くなり、ボイラ伝熱面に付着しやすくなる。
【００１６】
そこで、すす濃度を１．５ｇ／Ｎｍ３  以上に保つことで、ボイラ伝熱面への灰粒子付着を防止することができる。ここで、ガス中のすす濃度の上限値は特に規定するものではない。
【００１７】
ガス化反応の中で、水蒸気の濃度が高いとＣ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２  ＋ＣＯの反応により固体の炭素がガスに転換されることが知られている。そこで、水蒸気５の量を調節することで、ガス中すすの濃度を調整することが可能である。
【００１８】
さらに、ボイラ入口と出口のガス温度差が減少する傾向があれば、伝熱性能が落ちつつあることを応答性よく検知できる。
【００１９】
そこで、ボイラ入口ガス温度計６とボイラ出口ガス温度計７の差を監視し、その値が一定であるように水蒸気５の量を調節することで、必要最小限の水蒸気量で灰付着防止効果を発揮させることができる。
【００２０】
ボイラ入口と出口の温度差が大きくなれば投入水蒸気量を少なくし、温度差が小さくなれば投入水蒸気量を大きくすることにより、適正な温度差を保つことができる。
【００２１】
適正な温度差としてはガス化炉の温度によるが、３００〜５００℃、好ましくは３５０〜４５０℃の範囲で一定とすることがさらに好ましい。
【００２２】
【実施例】
以下に、本発明のボイラ運転方法をガス化設備に適用した例を説明する。
【００２３】
ガス化設備の基本仕様・操業条件を表１に示す。この設備に設置した廃熱ボイラにおける、すすの濃度と、ボイラ入口と出口のガス温度差の関係を表したグラフを図２に示す。すすの濃度が低すぎる場合、伝熱性能が悪化した。なお、すすの濃度が高すぎる場合にも、伝熱性能の悪化がみられた。
【００２４】
ガス中のすすの濃度と、ガス化炉に投入した水蒸気量の関係を表したグラフを図３に示す。ガス化炉へ投入する水蒸気量と廃棄物の重量比を１．１６以下とすることにより、ボイラ入出口温度差を３７５〜４５０℃の範囲で一定とすれば、すすの濃度を１．５〜１０．３ｇ／Ｎｍ３の範囲に制御できることがわかる。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
【発明の効果】
本発明のガス化炉廃熱回収ボイラの運転方法は、廃熱ボイラ内部の灰付着を防止して、高品質のガスを効率よく安定して製造することを可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明例の廃熱回収ボイラ運転方法を適用したガス化プロセスの概略を示す図である。
【図２】すすの濃度と、ボイラ入口と出口のガス温度差の関係を示す図である。
【図３】すすの濃度と、ガス化炉に挿入した水蒸気量の関係を示す図である。
【符号の説明】
１…ガス化炉
２…廃熱ボイラ
３…ガス精製装置
４…ガス化原料、酸素または空気
５…水蒸気
６…ボイラ入口ガス温度計
７…ボイラ出口ガス温度計
８…水蒸気流量調節器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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