(57)【要約】【課題】循環流動層炉を用いた場合において、循環流動層炉の流動媒体の少なくとも一部をタール分解触媒とした場合であっても、設備費を増大させることなく、連続操業した場合においても燃焼及び／又はガス化処理を安定的に行うことが可能な循環流動層炉及びその運転方法を提供する。【解決手段】少なくとも一部がタール分解触媒である流動媒体を用いて処理対象物の燃焼及び／又はガス化処理を行うライザ１と、該ライザ１から供給されたガス中から流動媒体を捕集して前記ライザ１へ戻すダウンカマー２とを備えた循環流動層炉であって、前記捕集した流動媒体をライザ１に戻す戻し管２２の途中に、前記流動媒体中のタール分解触媒の再生処理を行う再生処理部２８を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部がタール分解触媒である流動媒体を用いて処理対象物の燃焼及び／又はガス化処理を行うライザと、該ライザから供給されたガス中から流動媒体を捕集して前記ライザへ戻すダウンカマーとを備えた循環流動層炉であって、
前記捕集した流動媒体をライザに戻す戻し管の途中に、前記流動媒体中のタール分解触媒の再生処理を行う再生処理部を備えたことを特徴とする循環流動層炉。
【請求項２】
戻し管の途中に設けた、ライザからのガスの逆流を防止するためのループシール部に酸化剤吹き込み手段を設け、該ループシール部を再生処理部とすることを特徴とする請求項１に記載の循環流動層炉。
【請求項３】
戻し管の途中に設けた流動層部を再生処理部とすることを特徴とする請求項１に記載の循環流動層炉。
【請求項４】
再生処理部に、再生処理の際に発生する熱の回収を行う熱交換器を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の循環流動層炉。
【請求項５】
少なくとも一部がタール分解触媒である流動媒体を用いて処理対象物の燃焼及び／又はガス化処理を行うライザと、該ライザから供給されたガス中から流動媒体を捕集して前記ライザへ戻すダウンカマーとを備えた循環流動層炉の運転方法であって、
前記捕集した流動媒体をライザに戻す戻し管の途中で、前記流動媒体中のタール分解触媒の再生処理を行うことを特徴とする循環流動層炉の運転方法。
【請求項６】
戻し管の途中に形成した流動層部及び／又は気流層部でタール分解触媒の再生処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の循環流動層炉の運転方法。
【請求項７】
タール分解触媒再生処理後の流動媒体をライザの炉底部濃厚層に戻すことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の循環流動層炉の運転方法。
【請求項８】
再生処理を行う部分に熱交換器を備え、該熱交換器で再生処理の際に発生する熱の回収を行うと共にライザへ戻す流動媒体の温度調節を行うことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載の循環流動層炉の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環流動層炉及びその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
循環流動層炉は、石炭やオイルコークスなどの燃料、都市ごみや廃プラスチックや汚泥や製紙スラッジなどの廃棄物、ＲＤＦ（燃料固形化ごみ）などを燃焼或いはガス化させて焼却処理や熱回収などを行うのに広く用いられている。
【０００３】
図４は、例えば、特開２００３−２４０２０９号公報（特許文献１）にその例示があるように、主に燃焼のための代表的な循環流動層炉を示す概略構成図である。図４に示す循環流動層炉は、処理対象物を燃焼或いはガス化させるライザ１と、流動媒体を捕集してライザ１へと戻すダウンカマー２とで主に構成されている。ライザ１は炉本体１１からなり、炉本体１１内の下部には炉内に１次空気を吹き込む散気管１２が設けられている。また、炉本体１１の側壁には、炉内に２次空気を吹き込むための２次空気吹き込み口１３と、炉内に処理対象物を投入するための投入口１５とが下方から順次設けられている。
【０００４】
ライザ１では、散気装置１２及び２次空気吹き込み口１３から炉内に空気を吹き込んで、投入口１５から炉内に投入した処理対象物を、炉底部に充填された砂などの流動媒体とともに流動化させる。その過程で、処理対象物は、乾燥され、揮発分を放出し、或いは、燃焼する。なお、含水率が高い処理対象物を専焼する場合や混焼割合が高く処理対象物の自燃が困難である場合は、炉本体１１の側壁に補助燃料供給口１４を設け、この補助燃料供給口１４からオイルガンやガスガンなどにより炉内に補助燃料を供給する方法も用いられている。
【０００５】
ダウンカマー２は、流動媒体などを捕集する捕集部２１と、捕集した流動媒体などをライザ１に戻す戻し管２２とを備えている。ダウンカマー２には、多くの場合、ライザ１からのガスが捕集部２１内を上昇するのを防止するシール部２３が設けられている。ダウンカマー２には、処理対象物の燃焼などにより生じた排ガスや未燃分並びに流動媒体などが、ライザ１の上部から接続配管３を介して供給される。捕集部２１では、それらを排ガスと流動媒体や比較的粒径の大きな灰などとに分離する。捕集部２１で分離した排ガスは、比較的粒径の小さな灰などを同伴して排ガス処理設備へと送られ、除塵後に煙突から外部へと放出される。また、捕集部２１で回収した流動媒体や比較的粒径の大きな灰などは、流動媒体として、シール部２３及び戻し管２２を介してライザ１の下部へと戻して未燃分の再燃焼などを行う。
【０００６】
上述の炉本体１１の炉床部に充填された流動媒体は、その下方から吹き込まれる1次空気により流動状態となり、流動媒体による濃厚層を形成し、その保有する高い熱容量および撹拌効果により処理対象物の乾燥及び揮発分の放出を促進させる。また、前記炉本体１１の上方には、1次空気の吹き込み及び２次空気の吹き込みにより吹き上げられ、流動する流動媒体による希薄層が形成され、その流動する媒体の保有する熱容量および撹拌効果により処理対象物の燃焼或いはガス化を行う。つまり、このような循環流動層炉は、ライザ内に流動媒体による濃厚層と希薄層を形成することで、チャー（未燃炭素分）の発生を防止して、効率的に処理対象物を燃焼或いはガス化させる。
【０００７】
しかし、図４に示すような循環流動層炉で、例えば、木屑等のバイオマスをガス化処理する場合、ガス化の過程で生成するタール分が排ガス処理設備（ガス化の場合はガス精製設備を含む）側の比較的低温部分で凝集し、それが堆積することで炉の安定操業が妨げられる。そのため、定期的に堆積したタールを除去する作業が必要となる。また、定期的な除去作業を行うことなく炉の安定操業を継続するためには、生成ガス中のタール分を除去し、処理する装置が別途必要となり、装置構成が複雑化し、さらに、設備費が増大する。
【０００８】
一方、廃棄物や石炭等の可燃物をガス化処理するガス化炉において、生成されたガス中のタール分をタール分解触媒を用いて炉内で分解処理する技術が、特開２００３−２３８９７３号公報（特許文献２）に記載されている。これは、可燃物をガス化装置でガス化し、該ガス化によって得られる生成ガスを、触媒を用いるガス改質装置で改質し製品ガスを得ると共に、該ガス改質装置で劣化した触媒を触媒再生装置で再生するものである。ここで、前記触媒再生装置で触媒を再生する際には、前記可燃ガス改質プロセスの廃熱を利用する。
【０００９】
なお、前記特許文献２には、実施形態の一例として、図５（特許文献２の図６６）に示すような構成の装置が記載されている。図５に示す２塔循環型触媒流動層ガス化炉は、流動層ガス化炉２５１と流動層燃焼炉２５２の２つを主な機器として構成される。流動層ガス化炉２５１と流動層燃焼炉２５２の間に流動媒体ＭXを循環させる流動媒体循環手段を有している。この流動媒体ＭXはその少なくとも一部がアルミナやカルシウム化合物などの触媒粒子である。
【００１０】
流動層ガス化炉２５１には、原料（ＲＤＦ、廃プラスチック等の各種廃棄物、石炭、バイオマス等）Ａが供給され、蒸気等のガス化用ガスＶにより原料Ａの熱分解ガス化、及び熱分解ガスの分解・改質が行われる。ここで流動媒体ＭXの少なくとも一部に触媒粒子を用いることで、従来問題となったタール等の高分子化合物を炉内温度を高くすることなく、炉内で分解することが可能となる。流動層ガス化炉２５１内の触媒粒子は、タール等の高分子化合物を分解する際、その表面に炭素分が析出することがある。チャーＣXと触媒粒子を含む流動媒体ＭXの一部は流動層ガス化炉２５１から流動層燃焼炉２５２に供給される。
【００１１】
流動層ガス化炉２５１にて生成した生成ガス（熱分解ガス）は、流動媒体ＭX中の触媒粒子の働きにより、分解・改質され、より低分子化され生成ガスＧAとなる。この生成ガスＧAは、ガスタービン、ガスエンジン等の動力回収や発電、メタノール合成やＤＭＥ合成などの各種液体燃料合成プロセス、各種化学原料合成プロセス等に供給される。
【００１２】
流動層燃焼炉２５２には、空気等の酸化剤Ｗが供給され、流動媒体ＭXと共に流動層ガス化炉２５１から運ばれてきたチャー（主に未燃炭素）ＣXを燃焼する。また、流動層ガス化炉２５１にて触媒粒子の表面に析出する炭素分も流動層燃焼炉２５２で燃焼されるため、触媒粒子は再生される。流動層燃焼炉２５２にて上記チャーＣX等の可燃物の燃焼熱で高温化された再生触媒粒子を含む流動媒体ＭXは、流動層ガス化炉２５１に戻される。この高温化された流動媒体ＭXのもつ顕熱が、流動層ガス化炉２５１における熱分解ガス化の熱源として供給される。なお、流動層ガス化炉２５１からのチャーＣX等の可燃物の燃焼だけでは、流動層ガス化炉２５１で必要とする熱を得られない場合は、流動層燃焼炉２５２に助燃料Ｘを供給して燃焼させる。流動層燃焼炉２５２から排出された燃焼排ガスＧCはその顕熱を回収し、有害物質を除去し、除塵された後大気に放出される。
【特許文献１】特開２００３−２４０２０９号公報
【特許文献２】特開２００３−２３８９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、前記図５（特許文献２）に示す流動層ガス化炉２５１は、前記図４（特許文献１）に示すようなライザ内に流動媒体による濃厚層と希薄層を形成する循環流動層炉と比較してガス化効率をあまり高くできない。図４に示す循環流動層炉では、優れた攪拌効果により気体と固体との接触が極めて良好でガス化効率が高く、ガス化が効率的に行われるので、極めてチャーが生成しにくく、チャー燃焼のための大掛りな燃焼炉は必要ない。それに対し、図５に示す流動層ガス化炉２５１では、ガス化が不十分である場合に発生するチャーが発生し、そのチャーを燃焼するための流動層燃焼炉２５２が必要となる。
【００１４】
なお、前記特許文献１で開示された循環流動層炉における流動媒体の少なくとも一部を、前記特許文献２で開示されたタール分解触媒としただけでは、循環流動層炉内でタール分解触媒の再生処理を行うことができないため、操業を続けていくうちに触媒作用が弱まり、炉内でのタール発生量が増加する。その結果、例えば、捕集部２１の下流側でタールによる詰まりが発生する。また、特許文献１で開示された循環流動層炉に特許文献２に開示された流動層燃焼炉２５２を設けたのでは、装置が大型化し、設備費が増大してしまう。
【００１５】
さらに、特許文献２の流動層ガス化炉２５１では、濃厚層と希薄層を形成する循環流動層に比べて炉内の攪拌効果が弱く、気体と固体との接触が良好とはいえず、流動媒体の少なくとも一部をタール分解触媒としても、炉内にはタールの分解に有効に作用できない触媒、すなわち再生する必要のない触媒が多く滞留している。その再生する必要のない触媒も流動層燃焼炉２５２に送られてしまうため触媒再生としては設備が過剰となる。
【００１６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、循環流動層炉を用いた場合において、循環流動層炉の流動媒体の少なくとも一部をタール分解触媒とした場合であっても、設備費を増大させることなく、連続操業した場合においても燃焼及び／又はガス化処理を安定的に行うことが可能な循環流動層炉及びその運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題は次の発明により解決される。
［１］少なくとも一部がタール分解触媒である流動媒体を用いて処理対象物の燃焼及び／又はガス化処理を行うライザと、該ライザから供給されたガス中から流動媒体を捕集して前記ライザへ戻すダウンカマーとを備えた循環流動層炉であって、
前記捕集した流動媒体をライザに戻す戻し管の途中に、前記流動媒体中のタール分解触媒の再生処理を行う再生処理部を備えたことを特徴とする循環流動層炉。
［２］上記［１］において、戻し管の途中に設けた、ライザからのガスの逆流を防止するためのループシール部に酸化剤吹き込み手段を設け、該ループシール部を再生処理部とすることを特徴とする循環流動層炉。
［３］上記［１］において、戻し管の途中に設けた流動層部を再生処理部とすることを特徴とする循環流動層炉。
［４］上記［１］乃至［３］のいずれかにおいて、再生処理部に、再生処理の際に発生する熱の回収を行う熱交換器を備えたことを特徴とする循環流動層炉。
［５］少なくとも一部がタール分解触媒である流動媒体を用いて処理対象物の燃焼及び／又はガス化処理を行うライザと、該ライザから供給されたガス中から流動媒体を捕集して前記ライザへ戻すダウンカマーとを備えた循環流動層炉の運転方法であって、
前記捕集した流動媒体をライザに戻す戻し管の途中で、前記流動媒体中のタール分解触媒の再生処理を行うことを特徴とする循環流動層炉の運転方法。
［６］上記［５］において、戻し管の途中に形成した流動層部及び／又は気流層部でタール分解触媒の再生処理を行うことを特徴とする循環流動層炉の運転方法。
［７］上記［５］又は［６］において、タール分解触媒再生処理後の流動媒体をライザの炉底部濃厚層に戻すことを特徴とする循環流動層炉の運転方法。
［８］上記［５］乃至［７］のいずれかにおいて、再生処理を行う部分に熱交換器を備え、該熱交換器で再生処理の際に発生する熱の回収を行うと共にライザへ戻す流動媒体の温度調節を行うことを特徴とする循環流動層炉の運転方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、循環流動層炉を用いた場合において、循環流動層炉の流動媒体の少なくとも一部をタール分解触媒とした場合であっても、設備費を増大させることなく、連続操業した場合においても燃焼及び／又はガス化処理を安定的に行うことが可能な循環流動層炉及びその運転方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態の一例を説明する。
【００２０】
図１は、本発明に係る循環流動層炉の一例を示す概略構成図である。なお、以下の説明においては、循環流動層炉として、例えば、処理対象物である木屑等のバイオマスを熱分解、部分酸化或いは水蒸気改質等によりガス化処理し、原料生成或いはエネルギー回収を目的として可燃ガスを生成させる場合について説明するが、一般の廃棄物等のガス化処理に同様に用いることができることはいうまでも無い。
【００２１】
図１に示す循環流動層炉は、前記処理対象物をガス化させるライザ１と、このライザ１から供給されたガス中から、少なくとも一部がタール分解触媒である流動媒体を捕集してライザ１へと戻すダウンカマー２とを備えている。さらに、ダウンカマー２からライザ１へ前記捕集した流動媒体を戻す戻し管２２の途中に、前記流動媒体中のタール分解触媒の再生処理を行う再生処理部２８を備えている。
【００２２】
前記ライザ１は炉本体１１からなり、炉本体１１内の下部には、炉内に空気、酸素、水蒸気、又は、これらの混合ガス等のガス化用酸化剤を１次酸化剤として吹き込む散気管或いは分散板等の散気装置１２が設けられている。また、炉本体１１の側壁には、炉内に処理対象物を投入するための投入口１５と、炉内に前記ガス化用酸化剤を２次酸化剤として吹き込むための２次酸化剤吹き込み口１３とが設けられている。
【００２３】
ライザ１では、散気管或いは分散板等の散気装置１２及び２次酸化剤吹き込み口１３から炉内に酸化剤を吹き込んで、投入口１５から炉内に投入した処理対象物を、炉底部に充填された流動媒体とともに上昇させる。その過程で、処理対象物は、乾燥され、揮発分を放出し、ガス化処理される。なお、含水率が高い処理対象物をガス化処理する場合は、炉本体１１の側壁に補助燃料供給口１４を設け、この補助燃料供給口１４からオイルガンやガスガンなどにより炉内に補助燃料を供給するようにしてもよい。
【００２４】
上述の炉本体１１の炉床部に充填される流動媒体は、その少なくとも一部がタール分解触媒である。前記タール分解触媒としては、例えば、アルミナ、ゼオライト、活性白土、カルシウム化合物、マグネシウム化合物、ニッケル系触媒等を用いることができる。
【００２５】
前記流動媒体のタール分解触媒の含有量は、タール分解の効果を考えるとできるだけ多いほうが好ましく、流動媒体の全量としてもよい。しかし、一般に流動媒体として用いられる川砂、海砂、山砂等の硅砂と比較すると、タール分解触媒、例えば、前記アルミナの一種である多孔質アルミナ粒子は高価であるので、経済性、タールの発生量等を考慮して、その含有量を適宜決定することが好ましい。
【００２６】
前記炉本体１１の炉床部に充填された前記流動媒体は、その下方から吹き込まれる１次酸化剤により流動状態となり、濃厚層を形成し、その保有する高い熱容量および撹拌効果により処理対象物の乾燥及び揮発分の放出を促進させる。また、前記炉本体１１の上方には、１次酸化剤の吹き込み及び２次酸化剤の吹き込みにより吹き上げられ、流動する流動媒体による希薄層が形成され、その流動する粒子の保有する熱容量および撹拌効果により処理対象物のガス化処理を完結させる。
【００２７】
さらに、処理対象物のガス化の過程で生成されたタール分は、前記流動媒体に含まれるタール分解触媒、例えば、多孔質アルミナ粒子に吸着され、この吸着されたタールは、多孔質アルミナ粒子の触媒作用により分解される。ただし、この際、多孔質アルミナ粒子の表面或いは細孔内には、タール分解反応に伴い生成する炭素分が残留し、触媒作用を弱める原因となる。
【００２８】
本実施形態においては、ライザ１内の濃厚層及び希薄層内でタール分とタール分解触媒が十分攪拌、混合され、さらに、１次酸化剤及び２次酸化剤の吹き込み量の調整等により炉内での滞留時間も十分に確保することが可能であるので、タール分の分解を効率良く行うことが可能となる。
【００２９】
特に、平均粒径又は比重の異なる複数種類の流動媒体を用いて濃厚層と希薄層とを形成する循環流動層炉では、例えば、平均粒径の小さい或いは比重の軽い流動媒体をタール分解触媒とすることにより、希薄層に滞留する粒子の大部分がタール分解触媒となり、タールの分解をより促進させることが可能となる。さらに、タール分解触媒のほとんど全てがタールの分解に寄与するため、タール分解触媒の量を必要最小限とすることができる。
【００３０】
ダウンカマー２は、流動媒体などを捕集する捕集部２１と、捕集した流動媒体などをライザ１に戻す戻し管２２とを備えている。なお、前記捕集部２１としては、例えば、サイクロン式のものを用いることが好ましい。
【００３１】
前記ダウンカマー２には、処理対象物のガス化処理により生じた生成ガス並びに流動媒体などが、ライザ１の上部から接続配管３を介して供給される。捕集部２１では、それらを可燃ガスと流動媒体や比較的粒径の大きな灰などとに分離する。捕集部２１で分離された可燃ガスは、比較的粒径の小さな灰などを同伴して可燃ガス処理設備へと送られ、例えば除塵後に貯蔵タンク等に貯蔵される。また、捕集部２１で回収した流動媒体や比較的粒径の大きな灰などは、再生処理部２８及び戻し管２２を介してライザ１の下部へと戻される。
【００３２】
本発明は、前記戻し管２２の途中に、流動媒体中の少なくとも一部に含まれるタール分解触媒の再生処理を行う再生処理部２８を備えるものである。
【００３３】
ここで、前記再生処理部２８は、ライザ１内のガス化が完了していないガスが逆流し、そのガスが捕集部２１内を上昇するのを防止するために設けられるループシール部３０に設けることができる。
【００３４】
図２は、ループシール部３０をタール分解触媒の再生処理を行う再生処理部２８とした場合の構成の一例を示す図である。図２に示すように、戻し管２２の途中に設けたループシール部３０に酸化剤吹き込み手段２５を設け、該ループシール部３０の略Ｕ字状に曲げた配管の底部から酸化剤を吹き込むことで、流動媒体に含まれるタール分解触媒に付着、残留している炭素分をガス化、燃焼させる。前記流動媒体に含まれるタール分解触媒に付着、残留している炭素分をガス化、燃焼させることで、タール分解触媒、例えば、多孔質アルミナ粒子の表面或いは細孔内に、タール分解反応に伴い生成、残留した炭素分を除去し、タール分解触媒の再生を行う。再生されたタール分解触媒は、戻し管２２を経由してライザ１の下部へと戻され、再び流動媒体として使用される。なお、前記酸化剤吹き込み手段２５としては、図２にその一例を示すように、ループシール部の略Ｕ字状に曲げた配管の底部付近に酸化剤吹き込み用の配管を接続することで構成できる。
【００３５】
前記ループシール部の略Ｕ字状に曲げた配管の底部付近から酸化剤を吹き込む際には、ループシール部内に流動媒体による流動層又は気流層、より好ましくは流動層を形成するように吹き込む。これにより、酸化剤とタール分解触媒との接触が均一且つ効率的に行われ、燃焼による付着炭素分の除去が短時間で効率的に行われる。また、燃焼による付着炭素分のガス化、燃焼に必要な滞留時間に応じて、流動層又は気流層の規模、粒子滞留量を決定することが望ましい。
【００３６】
また、前記再生処理部２８は、戻し管の途中に設けた流動層部とすることもできる。
【００３７】
図３は、戻し管の途中に設けた流動層部３１をタール分解触媒の再生処理を行う再生処理部２８とした場合の構成の一例を示す図である。図３に示すように、戻し管２２の途中に設けた流動層部３１に散気管或いは分散板等の散気装置３２を設け、該流動層部３１の底部から酸化剤を吹き込むことで、流動媒体に含まれるタール分解触媒に付着、残留している炭素分をガス化、燃焼させる。前記流動媒体に含まれるタール分解触媒に付着、残留している炭素分をガス化、燃焼させることで、タール分解触媒、例えば、多孔質アルミナ粒子の表面或いは細孔内に、タール分解反応に伴い生成、残留した炭素分を除去し、タール分解触媒の再生を行う。再生されたタール分解触媒は、戻し管２２を経由してライザ１の下部へと戻され、再び流動媒体として使用される。
【００３８】
前記流動層部３１では、底部から吹き込まれる酸化剤により、流動媒体による流動層を形成することにより、酸化剤とタール分解触媒との接触が均一且つ効率的に行われ、ガス化、燃焼による付着炭素分の除去が短時間で効率的に行われる。また、付着炭素分のガス化、燃焼に必要な滞留時間に応じて、流動層部の規模、粒子滞留量を決定することが望ましい。
【００３９】
なお、平均粒径又は比重の異なる複数種類の流動媒体を用いて濃厚層と希薄層とを形成する循環流動層炉では、例えば、平均粒径の小さい或いは比重の軽い流動媒体をタール分解触媒とすることにより、希薄層に滞留する粒子の大部分がタール分解触媒となり、タールの分解をより促進させることが可能となり、さらに、タール分解触媒のほとんど全てがタールの分解に寄与するため、タール分解触媒の量を必要最小限とすることができる。そのため、前記流動層部３１は、その必要最小限の量のタール分解触媒を処理できれば足りるため、必要最小限のコンパクトな大きさとすることが可能となる。
【００４０】
また、上述の実施形態における、ループシール部３０と流動層部３１とは、戻し管２２の途中にどちらかを設けるようにしてもよいが、両方を設ける構成にしてもよい。この場合、ループシール部３０でタール分解触媒の再生処理が完全でないような場合に、ループシール部３０の下流側に設けた流動層部３１でタール分解触媒の再生処理を完結させるように構成することが好ましい。
【００４１】
ここで、前記酸化剤としては、空気、酸素、水蒸気等の酸素含有ガスを用いることができる。また、前記酸化剤は、予め、予熱しておくことが、ガス化、燃焼を効率的に行う上で好ましい。なお、前記酸化剤の予熱は、前記捕集部２１で分離された可燃ガスの潜熱或いは前記可燃ガスを燃焼させた熱を利用して加熱することにより、熱の有効利用を図ることが好ましい。
【００４２】
また、前記再生処理部２８には、再生処理部２８内で発生したガスを抜き出すガス抜き出し手段２６を設け、該抜き出されたガスの成分分析を行えるようにすることが好ましい。前記分析は、例えば、前記ガス抜き出し手段にＣＯガス、ＣＯ2 ガス等の検知器２７を設け、それらのガスの発生量を検知することで行う。これらの発生ガス量を検知することで、タール分解触媒の再生の度合いを推定でき、酸化剤吹き込み量及び再生処理部２８内の温度等を適切な範囲に調整することが可能となる。なお、前記ガス抜き出し手段２６としては、図２及び図３にその一例を示すように、再生処理部２８の頂部付近にガス排出用の配管を接続することで構成できる。また、タール分解触媒の再生の際に発生したＣＯガス等の可燃性ガスは、補助燃料として、前記炉本体１１の側壁に設けた補助燃料供給口１４からライザ１内に供給するようにしてもよい。
【００４３】
ここで、前記再生処理部２８内は、７００〜１０００℃の温度範囲とすることが、効率的な再生を行う上で好ましい。７００℃未満では、ガス化、燃焼が十分に行われず炭素分の除去が十分に行われない場合があり、１０００℃より高温ではタール分解触媒が変質する危険性がある。
【００４４】
また、前記再生処理部２８には、熱交換器２４を設けることが好ましい。前記再生処理部２８で、特に燃焼により発生する熱を回収し利用することで、前記燃焼熱の有効活用を図ることが可能となる。例えば、前記熱交換器２４で回収された熱で炉内に吹き込む１次酸化剤、２次酸化剤、或いは補助燃料等の予熱を行うことで循環流動層炉全体での熱効率を大きく向上させることが可能となる。なお、流動層部を再生処理部２８とする場合には、流動層部３１の規模によっては、図３に示すように、流動層部３１内に熱交換器２４を設置することもできる。
【００４５】
前記再生処理部２８で再生処理された流動媒体は、ライザ１の炉底部濃厚層に戻すようにすることが好ましい。前記再生処理部２８で再生処理された後の流動媒体は高温となっており、この高温の流動媒体を前記炉底部濃厚層に戻すようにすることで、前記濃厚層を高温に保持でき、処理対象物のガス化を効率的に行うことが可能となる。また、前記高温の流動媒体を炉底部濃厚層に戻すことで、例えば、処理対象物がライザ１内に投入された際の濃厚層の温度低下を少なくすることができ、処理対象物のガス化を高効率に行うことが可能となる
ここで、前記ライザ１の炉底部濃厚層に戻す流動媒体の温度は、前記再生処理部２８に設けた熱交換器２４での熱交換量、再生処理部２８に設けた酸化剤吹き込み手段２５から吹き込む酸化剤の流量或いは温度等を制御することで調整可能である。前記濃厚層に戻す流動媒体の温度を調整することで、前記濃厚層の温度制御も可能となり、これにより、より効率的な炉の操業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る循環流動層炉の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係るループシール部をタール分解触媒の再生処理を行う再生処理部とした場合の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明に係る戻し管の途中に設けた流動層部をタール分解触媒の再生処理を行う再生処理部とした場合の構成の一例を示す図である。
【図４】従来技術に係る代表的な循環流動層炉を示す概略構成図である。
【図５】従来技術に係る２塔循環型触媒流動層ガス化炉を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  ライザ
２  ダウンカマー
１１  炉本体
１２  散気装置
１３  ２次酸化剤吹き込み口
１４  補助燃料供給口
１５  投入口
２１  捕集部
２２  戻し管
２３  シール部
２４  熱交換器
２５  酸化剤吹き込み手段
２６  ガス抜き出し手段
２７  検知器
２８  再生処理部
３０  ループシール部
３１  流動層部
３２  散気装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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