(57)【要約】【課題】バイオマス、石炭及び可燃廃棄物を単独で、燃焼ガス化剤として空気を使用した場合、生成ガス量、熱量が小さく特に石炭ではタールが発生して問題であり、生成物の利用がニーズに合うことが課題であった。そこで、地域で、分散型として、生成物は発電、動力源の原料として利用できる小回りのきく、高性能、コンパクト燃焼ガス化装置が課題であった。【解決手段】バイオマス、石炭、可燃廃棄物を元素でみて、適当に混合ブリケットとする。燃焼ガス化剤として、空気を利用し、ブリケットを上下２段の燃焼ガス化装置下段の燃焼ガス化を２分割して、空気を片側の燃焼ガス化側に供給し、そのタール分を含んだ生成ガスを他方のブリケット堆積側の上方から供給して、堆積層でタール分を削減し、生成ガスとして、装置外に排出する。次いで、空気を切り替えて、タール分を除去した堆積層を燃焼ガス化する。これを交互に繰り返して、タールが少ない利用しやすい生成ガスが得られる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガス化装置において、装置は上下２段で構成され、上段は可燃物保持、供給機能で、下段は可燃物の燃焼ガス化機能であり、下段内部構造は縦に分割し、その上部は横の空間を共有して、低部に網目を有し、網目の下に、燃焼ガス化ガス及び生成ガスの出入れ口が装置側面に有し、上段の可燃物が分割された部分に交互に供給することを特徴とする燃焼ガス化装置
【請求項２】
可燃物は燃焼ガス化装置の分割した部屋の網目下部から供給した燃焼ガス化用ガスまたはガス化用ガスにより、燃焼ガス化され、その生成ガス等は別の分割された未燃焼ガス化可燃物堆積部屋の上部から供給して、ガス中のタール分等を除去削減させ、生成ガスとして装置より排出させる。次に、可燃物は燃焼ガス化された部屋に上段から供給する。継いで、燃焼ガス化ガスを切り替えて、燃焼ガス用ガスまたはガス化用ガスはタール分を除去した未燃焼ガス化可燃物堆積部屋の網目下部から供給して、タール等ともに可燃物を燃焼ガス化し、新たな可燃物堆積部屋の上部から同様に供給する交互で燃焼ガス化することを特徴とする燃焼ガス化方法
【請求項３】
請求項１，２記載の可燃物はバイオマス・石炭・廃棄物のうち、いずれか一つを含んだ物である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は可燃物の燃焼ガス化装置とその燃焼ガス化方法に関するもので、特に地域で、分散型として利用できる。
【０００２】
【従来技術】
従来、可燃物等の燃焼装置、ガス化装置は多くの分野で多くの製品・商品があり、近年、廃棄物の炭化装置も数多く見うけられる。可燃物等の燃焼・ガス化に関する公知は、例えば、特開平０８−１５１５８２、特開２００３−０９０５２０、特願２０００−５８１１１９等あり、特に可燃物をバイオマスに着目すると特公平６−１３７１８に見られるように、バイオマス等廃棄物より発生炉ガスの生成、迫田ら「バイオマスの流動層によるガス化」Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．Ｊ．，２２．２２１（１９８１）の研究等がある。また、平戸瑞穂  「石炭から燃料ガスをつくる」  日本エネルギー学会誌  ７９，５，２０００及び石炭ガスのタール除去に関しては、例えば特開２００１−２０８６５８、特開平１１−５０１０、特開平８−２５９９６３等が公知である。一方、可燃物の性状により、燃焼ガス化及び装置特性が変化する。例えば、ＲＤＦや可燃物をブリケット化した特開２００２−１６１２９０、特開平１０−２８７８９０等及び呂国慶ら「バイオブリケットの基礎燃焼特性  化学工学論文集  ２３，３，１９９７及び特公平７−６８５３０のように、原料を成形して、燃焼ガス化に利用、また、その生成ガスをガスエンジンに利用する特開２００２−２８５８５５がある。装置の小型化、例えば（株）マイクロ・エナジーの廃棄物ガス化発電システムが公知である。
【発明が解決しようとする課題】
地球環境保全技術と経済発展が伴にできる総合的な科学技術が必要である。特に、地域で、原料等入手及び生成物の利用ができ、また小回りがきく、小型で、安価な、高性能の燃焼ガス化装置及びその生成物の利用が課題である。また、地球温暖化問題に関して木屑、間伐材等バイオマス（動物性バイオマスと区別する）が炭酸ガスリサイクル型自然エネルギーとして注目されている。その延長上に石炭が位置するが、他の可燃物に比較してＣＯ２排出量が多く問題である。従って、石炭と他の物質の混合が課題であり、又燃焼ガス化技術でその特性を小さくすることも課題である。また、特に石炭の燃焼ガス化はタール分が発生するため、長時間稼動すると、それが装置やパイプに付着してトラブルの原因となる。バイオマスは燃焼ガス化すると、タール分は石炭と比較してその発生が少ないが、生成ガス量（上記の迫田ら：９５〜８３１ｍｌ／ｇ−ｎｅｔ，４００〜１０００℃）と熱量（２０４０〜３２５０ｋｃａｌ／Ｎ−ｍ３）が小さいので燃焼ガス化剤を空気としたとき希釈され問題である。一方、大型の装置は通常、ヒートロスが小さいため熱効率が大きく取れる。しかし、供給量が１００Ｋｇ／ｈ以下の小型は熱ロスが相対的に大きく、それを改善することが課題である。小型の燃焼ガス化プロセスシステムは市場に少なく、あっても高価であり、経済的に問題である。また、生成ガスの利用として、現在の内燃機関（発電、動力源等）に適応、例えば、マンション等の非常用電灯、耕運機等、するさい、微粒子、タール等をいかに簡単に除去し、充分精製すること及び灰の処理も課題である。
一方、廃棄物問題が地球規模で深刻である。通常、１人、１日、生活すると約８００ｇ廃棄物が発生する。日本では一億人として、１年間で３０００万トンでる。産業廃棄物はその１０倍として、３億トンである。これらを現在、主に焼却して、処理しているがダイオキシン、重金属問題が未解決である。また、一部リサイクルしているがその割合は１０％程度と少ない。この問題はリサイクルでは殆ど経済的に成立しない為であり、これを解決することも課題である。廃棄物発電は発電効率が低くまた、廃プラスチックで特にＰＶＣが存在すると塩素があるため、塩酸、ダイオキシン発生で高温腐食、人体に有害であり問題である。最近、排ガス中のダイオキシン除去はほぼ解決されたようであるが、分別が基本であり、課題である。
【課題を解決するための手段】
従来、経済発展に伴い発生する産業廃棄物問題は、その生成物の利用も考慮して、地域で、分散型のインプロセスとして解決することが必要である。
それらを一挙に解決するためには、総合的なエンジニアリング技術を駆使して解決することが、重要と考え、バイオマス・石炭・廃棄物の何れか一つを含む物質を原料として、その場で、安全に、高性能でコンパクトで、エネルギー源に変えることで本発明に到達した。
石炭は乾留、燃焼ガス化等でタールが発生し、装置トラブルの原因になることが知られているが、バイオマス、廃棄物も同様な技術でタール等が生成する。一方、それらは炭素、水素、酸素、窒素、ハロゲン等の化合物、混合物でもある。それらを適当に混合し、固形物とすれば、元素からみれば適当なエネルギー源即ち、原料となり、可燃物となる。また、原料の化学量論比以下で操作する燃焼ガス化技術を装置特性、原料の加工及びその供給技術及び燃焼ガス化剤の交換技術を整合して、従来のタール等問題及び小回りのきく、高性能燃焼ガス化装置及びその方法で各種問題を解決した。燃焼ガス化装置が大型であると設備費、ランニングコストは高く、使い勝手も良くないため、地域で、分散型では利用されてにくい問題も解決した。なお、生成ガス中のタール分等を更に削減するために、装置外でフィルター及びその燃焼除去を利用してもよい。また、スタートアップはバーナ、蝋燭、電気加熱等公知の技術が利用できる。
なお、廃棄物の定義は、法律の通りである。従って、可燃物として、廃プラスチック等をペレット化した物も利用することができる。
【発明の実施形態】
【実施例−１】
始めに、チャ−を各５００ｇを２分割した燃焼ガス化装置の両部屋に入れ、ヒータによって温度を５００℃程度まで上げたのち、装置下部より、燃焼ガス化剤として、空気を４０〜５０Ｌ／ｍｉｎ燃焼ガス化側に供給した。次いで、農業、林業の植物廃棄物２０〜３０ｗｔ％含有しその他は石炭で製造したブリケット（大きさ：１０＊２０程度）は２００ｇずつ空気流入方向を切り替える度に、燃焼ガス化側に、上段の可燃物供給装置から、バタフライバルブで供給した。供給量は全体で１６００ｇである。下段の燃焼ガス化装置の可燃物堆積層温度は４００〜１２００℃で、燃焼ガス化した。そのガス組成及び発熱量は表・１に示す。
【表１】
2005008686.tif 000002
【発明の効果】
バイオマス・石炭・廃棄物を適当に混合ブリケットして、上下２段の燃焼ガス化装置及びその燃焼ガス化方法により、タール分の少ない、発熱量が約３６００ｋＪ／ｎｍ３のガスが得られた。この生成ガスは通常の内燃機関で、軽油、ガソリンを使わないで、充分稼動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃焼ガス化装置全体図
【図２】可燃物供給模式図
【符号の説明】
１可燃物供給部
２燃焼ガス化部
３燃焼ガス化剤供給口及び生成ガス排出口
【図１】
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【図２】
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