【手続補正書】
【提出日】平成16年1月30日(2004.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】流動層ガス化炉の可燃物供給方法、可燃物供給装置及びガス化溶融システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】流動媒体が流動化ガスによって流動する流動層を具備し、該流動層に投入される可燃物をガス化する流動層ガス化炉の可燃物供給方法であって、
外部空気が炉内にリークするのを阻止するシール機能を有する第１の可燃物供給機構から不定量で供給される可燃物を該シール機能を有し且つ定量性を有する第２の可燃物供給機構で所定の定量を維持しながら炉内に供給することを特徴とする流動層ガス化炉の可燃物供給方法。
【請求項２】請求項１に記載の可燃物供給方法において、
前記シール機能は前記第１及び第２の可燃物供給機構内を移動する可燃物により行われるマテリアルシール機能であることを特徴とする流動層ガス化炉の可燃物供給方法。
【請求項３】流動媒体が流動化ガスによって流動する流動層を具備し、該流動層に投入される可燃物をガス化する流動層ガス化炉の可燃物供給装置であって、
外部空気が炉内にリークするのを阻止するシール機能を有する第１の可燃物供給機構と、該第１の可燃物供給機構で供給される可燃物を前記シール機能を有し且つ所定の定量で炉内に供給する第２の可燃物供給機構を具備することを特徴とする流動層ガス化炉の可燃物供給装置。
【請求項４】流動媒体が流動化ガスによって流動する流動層を具備し、該流動層に投入される可燃物をガス化する流動層ガス化炉と、該流動層ガス化炉でガス化した生成ガスを溶融炉に導入するように構成されたガス化溶融システムにおいて、
前記流動層ガス化炉に可燃物を供給する可燃物供給装置として、請求項３に記載の可燃物供給装置を用いることを特徴とするガス化溶融システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみや産業廃棄物或いは、バイオマス廃棄物や医療廃棄物、廃タイヤ或いはシュレッダーダスト等の自動車廃棄物等の可燃物をガス化し、可燃性の生成ガスとする流動層ガス化炉に該可燃物を供給する流動層ガス化炉の可燃物供給方法、可燃物供給装置及びガス化溶融システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ごみや産業廃棄物或いは、バイオマス廃棄物や医療廃棄物、廃タイヤ或いはシュレッダーダスト等の自動車廃棄物等、廃棄物の処理に、これらの廃棄物を流動層ガス化炉の流動層の還元雰囲気下でガス化し、該ガス化された生成ガスを溶融炉で高温燃焼させ、該生成ガスに含まれるチャー等の未燃炭素成分を燃焼させると共に、該生成ガスに含まれる灰分を溶融し、溶融スラグ化するガス化溶融施設がある。
【０００３】
図１はこの種のガス化溶融施設で用いられる、流動層ガス化炉及び該流動層ガス化炉に可燃物を供給する可燃物供給装置の概略構成例を示す図である。図示するように、流動層ガス化炉１０は下部に流動媒体（主に硅砂）が下方から導入される（吹き込まれる）流動化ガス１２により流動する流動層１１が設けられている。可燃物投入口１３から投入される都市ごみや産業廃棄物或いは、バイオマス廃棄物や医療廃棄物、廃タイヤ或いはシュレッダーダスト等の自動車廃棄物等の可燃物１４は、流動層１１内の還元雰囲気下でガス化され、ガス化された生成ガス１７は流動層１１内を抜け出してフリーボード１５を通って、生成ガス出口１６から図示しない溶融炉に導かれる。
【０００４】
この種の流動層ガス化炉１０は炉内圧力が負圧（外部圧力より低い）になっているので、可燃物投入口１３から外部の空気が炉内にリークするのを防止する必要がある。そのため、例えば可燃物投入口１３に接続されるシュート１８にシール機能を有するダンパー１９、１９を二重に設け（所謂ダブルダンパー機構）、クレーン２１でホッパー２０に投入される可燃物１４を該ダンパー１９、１９を介して間欠的に炉内に供給すると共に、二重に設けたダンパー１９、１９のシール作用により、可燃物投入口１３から外部空気が炉内にリークするのを阻止している。
【０００５】
しかしながら、上記のように炉内に可燃物を間欠的に供給する方法では、供給される可燃物が流動層１１内で迅速にガス化されるため、流動層ガス化炉１０で生成される生成ガス１７が可燃物の間欠的供給に連動して間欠的に大きく変動し、可燃物の安定したガス化を行うための流動層ガス化炉の運転制御に支障をきたすと共に、後段の溶融炉で流動層ガス化炉１０からの生成ガスを安定して燃焼させる運転制御にも支障をきたすという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、流動層ガス化炉内の生成ガスの変動が少なく、安定したガス化のための運転制御が容易となる流動層ガス炉の可燃物供給方法及び可燃物供給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、流動媒体が流動化ガスによって流動する流動層を具備し、該流動層に投入される可燃物をガス化する流動層ガス化炉の可燃物供給方法であって、外部空気が炉内にリークするのを阻止するシール機能を有する第１の可燃物供給機構から不定量で供給される可燃物を該シール機能を有し且つ定量性を有する第２の可燃物供給機構で所定の定量を維持しながら炉内に供給することを特徴とする。
【０００８】
上記のようにシール機能を有する第１の可燃物供給機構から不定量で供給される可燃物を第２の可燃物供給機構で所定の定量で炉内に供給するので、炉内でガス化される生成ガスの変動が少なくなり、流動層ガス化炉の安定したガス化運転制御が容易となる。また、ガス化される生成ガスの変動量が小さいことから、流動層ガス化炉に続く溶融炉の安定した運転制御も容易に実行できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可燃物供給方法において、シール機能は第１及び第２の可燃物供給機構内を移動する可燃物により行われるマテリアルシール機能であることを特徴とする。
【００１０】
上記のようにシール機能を可燃物供給機構内を移動する可燃物により行わせるマテリアルシール機能とすることにより、可燃物供給機構自体にシール機能を奏するための格別な機構を設ける必要がない。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、流動媒体が流動化ガスによって流動する流動層を具備し、該流動層に投入される可燃物をガス化する流動層ガス化炉の可燃物供給装置であって、外部空気が炉内にリークするのを阻止するシール機能を有する第１の可燃物供給機構と、該第１の可燃物供給機構で供給される可燃物をシール機能を有し且つ所定の定量で炉内に供給する第２の可燃物供給機構を具備することを特徴とする。
【００１２】
上記のようにシール機能を有する第１及び第２の可燃物供給機構を具備することにより、これら可燃物供給機構を通して炉内にリークする外部空気を阻止しながら、第１の可燃物供給機構で不定量に供給された可燃物を第２の可燃物供給機構により所定の定量で炉内に供給できるから、炉内でガス化される生成ガスの変動が少なくなり、流動層ガス化炉の安定したガス化運転制御が容易となる。また、ガス化される生成ガスの変動量が小さいことから、流動層ガス化炉に続く溶融炉の安定した運転制御も容易に実行できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、流動媒体が流動化ガスによって流動する流動層を具備し、該流動層に投入される可燃物をガス化する流動層ガス化炉と、該流動層ガス化炉でガス化した生成ガスを溶融炉に導入するように構成されたガス化溶融システムにおいて、流動層ガス化炉に可燃物を供給する可燃物供給装置として、請求項３に記載の可燃物供給装置を用いることを特徴とする。
【００１４】
上記のように流動層ガス化炉に可燃物を供給する可燃物供給装置として、請求項３に記載の可燃物供給装置を用いることにより、流動層ガス化炉内でガス化される生成ガスの変動が少なくなり、該流動層ガス化炉に続く溶融炉の安定した運転制御が容易となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図２は本発明に係る流動層ガス化炉及び該流動層ガス化炉に可燃物を供給する可燃物供給装置の概略構成を示す図である。図２において、図１と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。なお、他の図においても同様とする。図２に示すように、流動層ガス化炉１０の可燃物投入口１３にモータ２８で駆動されるスクリューコンベア２４を具備する可燃物供給機構（第２の可燃物供給機構）２２を設け、該可燃物供給機構２２に接続して２重のダンパー１９、１９（ダブルダンパー）を具備するシュート２３を設け、更に該シュート２３に接続してコンベア２５を設けている。このコンベア２５及びシュート２３で第１の可燃物供給機構を構成している。
【００１６】
ホッパー２６にクレーン２１等で投入される都市ごみや産業廃棄物或いは、バイオマス廃棄物や医療廃棄物、廃タイヤ或いはシュレッダーダスト等の自動車廃棄物等の可燃物１４は、コンベア２５により搬送され、シュート２３の上部に投入される。シュート２３に投入された可燃物は、シール機能を有する２重のダンパー１９、１９の動作により間欠的に可燃物供給機構２２に投入される。可燃物供給機構２２はそのスクリューコンベア２４により、間欠的に投入された可燃物の間欠性を緩和して所定の一定量で連続的（定量的）に炉内に投入する。
【００１７】
図３の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれコンベア２５、シュート２３、可燃物供給機構２２から供給される可燃物の変動状態を示す図で、コンベア２５から（ａ）に示す変動状態で供給された可燃物は、シュート２３の２重のダンパー１９、１９の動作により（ｂ）に示すような間欠的な変動となるが、可燃物供給機構２２のスクリューコンベア２４の作用により間欠性は（ｃ）に示すように緩和され連続的な流れとなって炉内に投入される。
【００１８】
炉内に投入された可燃物１４は、流動層１１内の還元雰囲気下でガス化され、ガス化された生成ガス１７は流動層１１内を抜け出してフリーボード１５を通って、生成ガス出口１６から図示しない溶融炉に導かれる点は、図１に示す従来の流動層ガス化炉と同じであるが、ここでは、シュート２３から間欠的に供給された可燃物１４は可燃物供給機構２２のスクリューコンベア２４の作用により、略一定量で連続的（定量的）に供給されるから、流動化ガス１２の供給制御や炉内温度制御等の流動層ガス化炉１０の安定したガス化運転を行うための制御が極めて容易となる。しかも２重のダンパー１９、１９のシール機能により、可燃物投入口１３から炉内にリークする外部空気も阻止できる。
【００１９】
図４は本発明に係る流動層ガス化炉及び該流動層ガス化炉に可燃物を供給する可燃物供給装置の概略構成を示す図である。図４において、可燃物投入口１３にはモータ３２で駆動されるスクリューコンベア３１を具備する可燃物供給機構３０が接続され、該可燃物供給機構３０にはモータ３５で駆動されるスクリューコンベア３４を具備する可燃物供給機構３３が接続されている。可燃物供給機構３３にはホッパー３６が接続して設けられ、該ホッパー３６にはシュート３７が接続して設けられ、更にシュート３７にはホッパー３８が接続して設けられ、シュート３７とホッパー３８の接続部にはプッシャー３９が設けられている。なお、４０、４１はそれぞれ緊急時閉じる緊急遮断弁である。
【００２０】
クレーン２１等でホッパー３８に投入される都市ごみや産業廃棄物或いは、バイオマス廃棄物や医療廃棄物、廃タイヤ或いはシュレッダーダスト等の自動車廃棄物等の可燃物１４は、プッシャー３９により所定量ずつ切出され、ホッパー３６に収容される。このようにホッパー３８に収容された可燃物１４をプッシャー３９で所定量ずつ切出してシュート３７に投入するように構成することにより、プッシヤー３９に収容された可燃物のシール（マテリアルシール）作用により外部空気のリークを阻止できる。また、ホッパー３６に収容される可燃物１４のシール（マテリアルシール）作用によっても外部空気のリークが阻止される。
【００２１】
ホッパー３６に収容された可燃物１４は、可燃物供給機構３３のスクリューコンベア３４の作用により所定の一定量を維持しながら可燃物供給機構３０に供給される。可燃物供給機構３０ではそのスクリューコンベア３１により、可燃物１４が可燃物投入口１３から連続的に炉内に供給される。このように可燃物１４を所定の定量を維持し連続的に供給するので、流動化ガス１２の供給制御や炉内温度制御等の流動層ガス化炉１０の安定したガス化運転制御が極めて容易となる。
【００２２】
なお、可燃物供給量の定量性は、可燃物供給機構３３のスクリューコンベア３４の作用により行うから、可燃物供給機構３０は必ずしも定量性を必要とするものではなく、可燃物供給機構３３から定量的に供給される可燃物１４を連続的に炉内に供給できるものであればよく、例えばシュートのようなものであってもよい。
【００２３】
図４に示す可燃物供給装置では、第１の可燃物供給機構にあたるホッパー３８、プッシャー３９、シュート３７及びホッパー３６において、収容される可燃物１４の充填密度を高くしそれにより外部空気のリークを阻止するシール（マテリアルシール）作用を持たせつつ不定量で供給される可燃物１４を第２の可燃物供給機構にあたる可燃物供給機構３３及び可燃物供給機構３０で可燃物１４によるシール（マテリアルシール）作用を維持しながら所定の一定量で供給することになる。また、外部空気の炉内へのリークをマテリアルシールで阻止するので、ダンパー等の格別のシール機構を設ける必要がない。
【００２４】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００２５】
請求項１に記載の発明によれば、シール機能を有する第１の可燃物供給機構から不定量で供給される可燃物を第２の可燃物供給機構で所定の定量で炉内に供給するので、炉内でガス化される生成ガスの変動が少なくなり、流動層ガス化炉の安定したガス化運転制御が容易となる。また、ガス化される生成ガスの変動量が小さいことから、流動層ガス化炉に続く溶融炉の安定した運転制御も容易に実行できる。
【００２６】
請求項２に記載の発明によれば、シール機能を可燃物供給機構内を移動する可燃物により行わせるマテリアルシール機能とすることにより、可燃物供給機構自体にシール機能を奏するための格別な機構を設ける必要がない。
【００２７】
請求項３に記載の発明によれば、シール機能を有する第１及び第２の可燃物供給機構を具備することにより、これら可燃物供給機構を通して炉内にリークする外部空気を阻止しながら、第１の可燃物供給機構で不定量に供給された可燃物を第２の可燃物供給機構により所定の定量で炉内に供給できるから、炉内でガス化される生成ガスの変動が少なくなり、流動層ガス化炉の安定したガス化運転制御が容易となる。また、ガス化される生成ガスの変動量が小さいことから、流動層ガス化炉に続く溶融炉の安定した運転制御も容易に実行できる。
【００２８】
請求項４に記載の発明によれば、流動層ガス化炉に可燃物を供給する可燃物供給装置として、請求項３に記載の可燃物供給装置を用いることにより、流動層ガス化炉内でガス化される生成ガスの変動が少なくなり、該流動層ガス化炉に続く溶融炉の安定した運転制御が容易なガス化溶融システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の流動層ガス化炉及び可燃物供給装置の概略構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る流動層ガス化炉及び可燃物供給装置の概略構成例を示す図である。
【図３】図２に示す可燃物供給装置の各可燃物供給機構により供給される可燃物の変動状態を示す図である。
【図４】本発明に係る流動層ガス化炉及び可燃物供給装置の概略構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０            流動層ガス化炉
１１            流動層
１２            流動化ガス
１３            可燃物投入口
１４            可燃物
１５            フリーボード
１６            生成ガス出口
１７            生成ガス
１８            シュート
１９            ダンパー
２０            ホッパー
２１            クレーン
２２            可燃物供給機構
２３            シュート
２４            スクリューコンベア
２５            コンベア
２６            ホッパー
２８            モータ
３０            可燃物供給機構
３１            スクリューコンベア
３２            モータ
３３            可燃物供給機構
３４            スクリューコンベア
３５            モータ
３６            ホッパー
３７            シュート
３８            ホッパー
３９            プッシャー
４０            緊急遮断弁
４１            緊急遮断弁