(57)【要約】      （修正有）【課題】スラグセトラ下部から排出されるスラリ水状態の微粒スラグを良好に捕集及び排出できる微粒スラグ回収装置を設置することにより、スラリ水状態の微粒スラグを効率よくプロセス水と微粒スラグとに分離することができる有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置に関する。【解決手段】有機性廃棄物ガス化プラント１のスラグ回収工程において、スラグセトラ５７の底部には微粒スラグスラリ抜出しライン５９が接続されていると共に、該微粒スラグスラリ抜出しライン５９下流には該微粒スラグスラリをろ過するフィルタプレス６３が設置されており、該フィルタプレス６３には分離した微粒スラグを排出する排出口６７が設置されていると共に、ろ液をスラグセトラの上部域に戻すろ液移送ライン６５が設置されていることを特徴とする。【選択図】          図２
2005097464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃棄物ガス化プラントのスラグ回収工程において、スラグセトラの底部には微粒スラグスラリ抜出しラインが接続されていると共に、該微粒スラグスラリ抜出しライン下流には該微粒スラグスラリをろ過するフィルタプレスが設置されており、該フィルタプレスには分離した微粒スラグを排出する排出口が設置されていると共に、ろ液をスラグセトラの上部域に戻すろ液移送ラインが設置されていることを特徴とする有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置。
【請求項２】
フィルタプレスにおいて普通ろ板用ろ布をモノフィラメント、圧搾ろ板用ろ布をマルチフィラメントで織ってある請求項１に記載の有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置。
【請求項３】
フィルタプレスの圧搾ろ板用ろ布の経糸をモノフィラメントとし、緯糸をマルチフィラメントとする請求項２に記載の有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置。
【請求項４】
フィルタプレスのろ布の材質をポリプロピレンとする請求項２又は３に記載の有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置。
【請求項５】
フィルタプレスを遠心分離機とする請求項１に記載の有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置。
【請求項６】
有機性廃棄物ガス化プラントのスラグ回収工程において、スラグセトラの底部から微粒スラグスラリを抜出してフィルタプレスでろ過し、微粒スラグを分離すると共にろ液をスラグセトラの上部域に戻すことを特徴とする有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃棄物ガス化プラントのスラグ回収工程において、微粒スラグを良好に捕集及び排出する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機性廃棄物を二段ガス化処理装置を用いてガス化処理して合成ガスを得る方法が提案されている。ここで、二段ガス化処理装置は、例えば図１のように低温ガス化炉４０と高温ガス化炉１を組合わせた装置からなっており、ここで、低温ガス化炉４０は、流動層４２とフリーボード４３を有する流動層ガス化炉であり、高温ガス化炉１は、可燃性炭素質粒子を含む可燃性気体を内部で旋回させながら部分燃焼させる燃焼室３と、燃焼室３で生成した合成ガスとスラグを冷却する二重管構造の急冷室２５が、スロート部９を介して燃焼室３を上方に配置して縦方向にて一体的に結合した構造となっている旋回溶融炉である（特許文献１参照）。
【０００３】
上記急冷室２５には、外管に、スラグ排出口１９、生成ガス取出し口２１、冷却水導入口１５が設置されている。そして、二重管構造の内管となる下降管２７は、下方の端部が、急冷室下部の水槽部３１に貯留される貯留水に埋没している。このような二段ガス化処理装置において、燃焼室３で生成した溶融スラグは、下降管２７を流下して水槽部３１で貯留水と接触し、水砕スラグｇとなる。水槽部３１で生成した水砕スラグｇは、スラグ排出口１９より貯留水と共に排出され、スラグロックホッパ５１に一時貯留された後、排出され、スラグスクリーン５３によって粗粒スラグｋと微粒スラグｍに分別される。
【０００４】
分別された微粒スラグｍは、スラリ水状態でスラグセトラ５７に供給されて、固液分離が行われる（未反応炭素分が多い場合には、微粒スラグ返送ライン（図示せず）を経由して低温ガス化炉４０に供給される）。スラグセトラ５７の中心部に供給された微粒スラグを含むスラリは、スラグセトラ５７内を中心部から外周部に流れる間に固形分と水分とに分離され、スラグセトラ５７の上部域で分離された清澄水ｐは高温ガス化炉１へ冷却水ｉとして、ガス洗浄塔５５へは除塵用水ｓとしてそれぞれ供給されて再利用される。また、スラグセトラ５７の下部域に沈降した微粒スラグｍは、固形分濃度の比較的高いスラリ水状態でスラグセトラ５７の下部に配設された配管を通ってスラグセトラ５７の系外に排出される。系外に排出されたスラリ水状態の微粒スラグｎはそのまま処分されるか、或いは、微粒スラグ返送ラインを経由して低温ガス化炉に供給され、未反応炭素分が熱分解によりガス化される（特許文献２参照、特許文献３参照、特許文献４参照）。
【特許文献１】ＷＯ９８／１０２２５号公報（第１−２図）
【特許文献２】特開平１１−１６６１８５号公報（第５頁、第１図）
【特許文献３】特開平１１−３３５１９号公報（第４頁、第１図）
【特許文献４】特開２０００−３２８０７１号公報（第８頁、第５図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の装置においては、微粒スラグはセトラ下部からスラリ水状態で系外へ排出されてそのまま処分されており、その際、微粒スラグと共にプロセス水も系外に排出されリサイクルされていなかった。そこでこのプロセス水をリサイクルしようとすれば、二段ガス化処理装置で発生する微粒スラグの分離が容易ではなく安定した分離が困難で、系内の微粒スラグ濃度が上がって各所トラブル（配管内の閉塞、磨耗による配管の穴あき等）を引き起こす原因となっていた。
また、微粒スラグを低温ガス化炉へ供給する場合は、系内の微粒スラグ濃度が上昇することになり、微粒スラグ濃度を調整するため、結局は上記のように微粒スラグをスラグセトラ下部から排出することになるが、同様の問題が起こっていた。
【０００６】
そこで、本発明は、スラグセトラ下部から排出されるスラリ水状態の微粒スラグを良好に捕集及び排出できる微粒スラグ回収装置を設置することにより、スラリ水状態の微粒スラグを効率よくプロセス水と微粒スラグとに分離して、分離したプロセス水は系内にリサイクルすることにより水の使用量を削減でき、微粒スラグは系外へ排出することにより系内の微粒スラグ濃度を上昇させず運転を安定させることができる有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置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】
【０００７】
本発明は、有機性廃棄物ガス化プラントのスラグ回収工程において、スラグセトラの底部には微粒スラグスラリ抜出しラインが接続されていると共に、該微粒スラグスラリ抜出しライン下流には該微粒スラグスラリをろ過するフィルタプレスが設置されており、該フィルタプレスには分離した微粒スラグを排出する排出口が設置されていると共に、ろ液をスラグセトラの上部域に戻すろ液移送ラインが設置されていることを特徴とする有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置にある。
【０００８】
本発明は、また、有機性廃棄物ガス化プラントのスラグ回収工程において、スラグセトラの底部から微粒スラグスラリを抜出してフィルタプレスでろ過し、微粒スラグを分離すると共にろ液をスラグセトラの上部域に戻すことを特徴とする有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収方法にもある。
【０００９】
次に、本発明の微粒スラグ回収装置の好ましい様態を列記する。
（１）フィルタプレスにおいて普通ろ板用ろ布をモノフィラメント、圧搾ろ板用ろ布をマルチフィラメントで織ってある上記の有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置。
（２）フィルタプレスの圧搾ろ板用ろ布の経糸をモノフィラメントとし、緯糸をマルチフィラメントとする上記の有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置。
（３）フィルタプレスのろ布の材質をポリプロピレンとする上記いずれかの有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置。
（４）フィルタプレスを遠心分離機とする上記の有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、スラグセトラ下部から排出されるスラリ水状態の微粒スラグを良好に捕集及び排出できる微粒スラグ回収装置を設置することにより、スラリ水状態の微粒スラグを効率よくプロセス水と微粒スラグとに分離して、分離したプロセス水は系内にリサイクルすることにより水の使用量を削減でき、微粒スラグは系外へ排出することにより系内の微粒スラグ濃度を上昇させず運転を安定させることができ、更に、微粒スラグによる配管内の閉塞、磨耗による配管の穴あき等のトラブルを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置の実施の形態について、添付図面の図１〜図３を参照しながら説明する。
まず最初に図１を参照し、有機性廃棄物ａの二段ガス化処理装置の概略について説明する。
図１には、低温ガス化炉４０に流動層４２とフリーボード４３を有する流動層ガス化炉を用い、高温ガス化炉１に燃焼室３と急冷室２５を有する旋回溶融炉を用いた有機性廃棄物ａの二段ガス化処理装置が示されている。
【００１２】
低温ガス化炉４０の内部では、炉の下方から供給された流動化ガスｂによって流動化した流動媒体ｃが流動層４２を形成している。流動化ガスｂには、通常は、含酸素ガス（酸素ガス、空気、或いはこれらの混合ガス）が用いられる。流動化ガスｂとして供給される酸素ガス及び空気は有機性廃棄物ａのガス化剤としても作用する。ガス化剤には更に水蒸気を混合してもよい。
低温ガス化炉４０に供給された有機性廃棄物ａは、４５０〜８５０℃の温度に保持された流動層４２内で、流動化ガス兼ガス化剤として炉内に供給された酸素ガス又は空気により速やかに部分燃焼によりガス化され、可燃性気体ｅを生成する。流動化ガス兼ガス化剤として供給する酸素ガス又は空気の量は、有機性廃棄物ａを完全燃焼させるのに必要な理論酸素量の１０〜３０％とすることが好ましい。
【００１３】
低温ガス化炉４０の炉底からは、流動媒体ｃが不燃物ｄと共にロックホッパ４４を介して排出され、スクリーン４６により不燃物ｄが除去される。不燃物ｄが除去された流動媒体ｃは、低温ガス化炉４０の内部に戻される。分離された不燃物ｄに含まれている金属は、流動層４２を還元雰囲気とすることで未酸化状態で回収することが可能である。
【００１４】
有機性廃棄物ａの部分燃焼により生成した可燃性炭素質は、流動層４２の攪拌運動により微粉砕されて、チャーとなって可燃性気体ｅの流れに同伴する。不燃性物質（灰分）の一部も流動層４２の攪拌運動により微粉砕されて、粒子となって可燃性気体ｅの流れに同伴する。
【００１５】
不燃性物質粒子と可燃性炭素質粒子（チャー）とを浮遊状態で含有する可燃性気体ｅは、高温ガス化炉１の可燃性気体導入口５から燃焼室３に供給されて旋回しながら下降する。そして、可燃性気体ｅ（特に炭化水素ガスと可燃性炭素質粒子とタール）が含酸素ガス導入口１３及び好ましくは頂部含酸素ガス導入口７からも供給される含酸素ガスｆによって部分燃焼によりガス化され、一酸化炭素ガスや水素ガスが生成する。可燃性気体ｅの燃焼熱により燃焼室３内の温度は１３００〜１５００℃に維持される。含酸素ガスｆ（上記と同様）に水蒸気が含まれている場合は、水蒸気と可燃性炭素質粒子との水性ガス化反応によっても一酸化炭素ガスと水素ガスが生成する。
【００１６】
可燃性気体ｅに含まれている不燃性物質粒子は燃焼室３にて溶融スラグとなる。燃焼室３で発生したガス（一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガスを主体とするガス）及び溶融スラグは急冷室２５で急冷され、ガスは生成ガス取り出し口２１から生成ガスｈ（合成ガス）として取り出され、溶融スラグは水砕スラグｇとなりスラグ排出口１９から取り出される。
【００１７】
なお、高温ガス化炉１は、燃焼室３及びその下部にスロート部９を介して急冷室２５を備えている。そして、燃焼室３は、側部に可燃性気体導入口５を備えていると共に、含酸素ガスとスチームの混合ガスを導入するため、側部に含酸素ガス導入口１３を複数個所備え、好ましくは頂部にも頂部含酸素ガス導入口７を備えている。急冷室２５には、下降管２７の上部の外側表面に沿って冷却水導入口１５が接続されていると共に、冷却水ｉを貯留するための環状の溢流堰２３が配置されていて、該溢流堰２３は貯留された冷却水ｉが該溢流堰２３を超えて該下降管内側表面に沿って流下することができるようになっている。ここで、冷却水ｉは、旋回しながら下降管２７の内壁を流下して急冷室２５の底部の水槽部３１に貯留される。この貯留水には、下降管２７の下方の端部が埋没するようになっている。
【００１８】
高温ガス化炉１の生成ガス取出し口２１から取り出された生成ガスｈに含まれている一酸化炭素ガス及び水素ガスは、各種の化学工業原料として利用することができる。例えば該生成ガスｈをＣＯ転化反応させ水素ガスを得て、これをアンモニア合成用の水素源として用いることも可能である。
【００１９】
一方、高温ガス化炉１のスラグ排出口１９から排出された水砕スラグｇはスラグ回収工程へ送られる。ここでスラグ排出口１９から排出された水砕スラグｇはスラグロックホッパ５１に捕集され、スラグロックホッパシステムにより加圧系から抜出され、スラグスクリーン５３にて粗粒スラグｋが分離されて系外へ抜出される。一方、スラグスクリーン５３にて分離できない微粒スラグｍは、スラグセトラ５７へ送られ、沈降分離される。また、急冷室２５の水槽部３１上部のスラグスラリ水排出口１７からは水砕スラグｇを含んだ冷却水の一部（スラグスラリ水ｊ）が、ガス洗浄塔５５底部からは生成ガスｈの除塵及び洗浄を行った後のスラグを含んだ廃液がそれぞれスラグセトラ５７へ送られて沈降分離される。
【００２０】
そして、スラグセトラ５７においてスラグセトラ５７上部域の清澄水ｐの大部分は高温ガス化炉１及びガス洗浄塔５５へリサイクルされ、冷却水ｉ、除塵用水ｓとして再使用される。また、清澄水ｐの一部は、系内の塩素濃度を所定値以下に抑えるため、廃水処理工程へ抜出される。そして、スラグセトラ５７下部域に沈降した微粒スラグは固形分濃度の比較的高いスラリ水状態（微粒スラグスラリｎ）でスラグセトラ５７の下部に配設された微粒スラグスラリ抜き出しライン５９を通って排出される。なお、排出される微粒スラグｍやスラグスラリ水ｊ中のスラグが未反応炭素分を多く含む場合には、微粒スラグｍとスラグスラリ水ｊの大部分が微粒スラグ返送ライン（図示せず）を経由して低温ガス化炉４０に供給される。
以上が有機性廃棄物ガス化処理装置の概略である。
【００２１】
次に、本発明の有機性廃棄物ガス化における微粒スラグ回収装置について詳しく説明する。
図２〜図３は、図１の二段ガス化処理装置に加えて、本発明の微粒スラグ回収装置を備えた有機性廃棄物の二段ガス化処理装置の一例の構成図である。
【００２２】
スラグセトラ５７下部域に沈降した微粒スラグｍは比較的高い濃度のスラリ水状態で（微粒スラグスラリｎとして）スラグセトラ５７の下部に接続された微粒スラグスラリ抜出しライン５９を通って排出され、微粒スラグ回収装置フィードタンク６１を介してフィルタプレス６３へ送られて、微粒スラグｍ’とろ液ｒに分離される。微粒スラグｍ’は微粒スラグ排出口６７から系外へ排出され、ろ液ｒは再びろ液移送ライン６５を介してスラグセトラ５７の上部域に戻される。これにより、微粒スラグｍ’は確実に系外へ排出されて系内の微粒スラグ濃度の上昇を抑えることができ、微粒スラグによる配管閉塞、配管の穴あき等のトラブルを防止することができ、さらにろ液ｒを系内にリサイクルすることによりフレッシュな水の供給を抑えプロセス水として再利用することができ、コスト削減にも寄与することができる。
【００２３】
固液分離を行う場合、フィルタプレスにおいては、微粒スラグｍ’とろ液ｒの分離を確実なものにするため、使用するろ布は以下のものが好ましい。
即ち、フィルタプレス６３に使用するろ布は普通ろ板用ろ布と圧搾ろ板用ろ布（微粒スラグケーキを圧縮して脱水するためのろ板用のろ布）から構成されているが、この普通ろ板用ろ布はモノフィラメントで織ったものとし、圧搾ろ板用ろ布はマルチフィラメントで織ったものとすることが好ましい。これにより、捕集能力の低下を防止して、有機性廃棄物ガス化処理装置において生成する平均粒径１０μｍ以下の微粒スラグを効率よく分離することができる。
圧搾ろ板用ろ布は、前記のようにマルチフィラメント（経糸及び緯糸ともマルチフィラメント）とすることが好ましいが、経糸をモノフィラメントとし、緯糸をマルチフィラメントとすることが更に好ましい。これにより、微粒スラグの目詰まりを低減させ、圧搾した微粒スラグケーキのろ布からの剥離性をアップさせ、圧搾ろ板用ろ布が受ける機械的応力にも耐えて捕集能力を一層アップさせることができ、さらに、補集能力低下も防止できる。
【００２４】
また、前記の普通ろ板用ろ布と圧搾ろ板用ろ布の材質はポリプロピレンであることが好ましい。これにより、７０〜９０℃の高温の微粒スラグスラリｎをフィルタプレス６３に通すことによる糸の伸びを抑えて（即ち、目開きを抑制して）安定した運転を行うことができる。
【００２５】
本発明では、また、前記のフィルタプレス６３を遠心分離機７０とすることもできる。
即ち、スラグセトラ５７下部域に沈降した微粒スラグｍは比較的高い濃度のスラリ水状態で（微粒スラグスラリｎとして）スラグセトラ５７の下部に接続された微粒スラグスラリ抜出しライン５９を通って排出され、微粒スラグ回収装置フィードタンク６１を介して遠心分離機７０へ送られて、微粒スラグｍ’とろ液ｒに分離される。微粒スラグｍ’は微粒スラグ排出口６７から系外へ排出され、ろ液ｒは再びろ液移送ライン６５を介してスラグセトラ５７の上部域に戻される。これにより、上記フィルタプレスの場合と同様の効果が得られる。
【００２６】
以上、発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】有機性廃棄物の二段ガス化処理装置の一例の構成図である。
【図２】本発明の微粒スラグ回収装置（フィルタプレス）を備えた有機性廃棄物の二段ガス化処理装置の一例の構成図である。
【図３】本発明の微粒スラグ回収装置（遠心分離機）を備えた有機性廃棄物の二段ガス化処理装置の一例の構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１：高温ガス化炉
３：燃焼室
５：可燃性気体導入口
７：頂部含酸素ガス導入口
９：スロート部
１３：側部含酸素ガス導入口
１４：高温ガス化炉内層キャスタブル
１５：冷却水導入口
１７：スラグスラリ水排出口
１９：スラグ排出口
２１：生成ガス取出し口
２３：溢流堰
２５：急冷室
２７：下降管
２９：上昇管
３１：水槽部
４０：低温ガス化炉
４２：流動層
４３：フリーボード
４４：ロックホッパ
４６：スクリーン
５１：スラグロックホッパ
５３：スラグスクリーン
５５：ガス洗浄塔
５７：スラグセトラ
５９：微粒スラグスラリ抜き出しライン
６１：微粒スラグ回収装置フィードタンク
６３：フィルタプレス
６５：ろ液移送ライン
６７：微粒スラグ排出口
７０：遠心分離機
ａ：有機性廃棄物
ｂ：流動化ガス
ｃ：流動媒体
ｄ：不燃物
ｅ：可燃性気体
ｆ：含酸素ガス
ｇ：水砕スラグ
ｈ：生成ガス
ｉ：冷却水
ｊ：スラグスラリ水
ｋ：粗粒スラグ
ｍ：微粒スラグ
ｍ’：微粒スラグ
ｎ：微粒スラグスラリ
ｐ：清澄水
ｒ：ろ液
ｓ：除塵用水
【図１】
2005097464.tif 000003
【図２】
2005097464.tif 000004
【図３】
2005097464.tif 000005