【手続補正書】
【提出日】平成19年7月31日(2007.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炉頂部にバイオマスの原料投入口及び空気吹き込み口と、炉下部には火格子、火格子付近への空気吹き込み口及び補助燃焼装置並びに火格子下部にガス取り出し口を有する炉において、炉頂部より数mmないし数百mmに破砕された原料を投入して火格子付近の補助燃焼装置により燃焼を起動させ、起動後は炉頂部より投入された空気と継続投入される原料の揮発分との燃焼反応によって生成される高温ガスを誘引通風機及び／又は煙突のドラフト効果により上から下へ通過させ、火格子上に上より順に乾燥層、ガス化層、燃焼層及び固定炭素燃焼層よりなる下向移動床を形成させることにより、連続的に火格子下部のガス取り出し口より可燃ガスを取り出すことを特徴とする下向移動床式炉。
【請求項２】
炉頂部にバイオマスの原料投入口及び空気吹き込み口と、炉下部には火格子、火格子付近への空気吹き込み口及び補助燃焼装置並びに火格子下部にガス取り出し口を有する炉において、炉頂部より数mmないし数百mmに破砕された原料を投入して火格子付近の補助燃焼装置により燃焼を起動させ、起動後は炉頂部より投入された空気と継続投入される原料の揮発分との燃焼反応によって生成される高温ガスを誘引通風機及び／又は煙突のドラフト効果により上から下へ通過させ、火格子上に上より順に乾燥層、ガス化層、燃焼層及び固定炭素燃焼層よりなる下向移動床を形成させることにより、連続的に火格子下部のガス取り出し口より燃焼ガスを取り出すことを特徴とする下向移動床式炉。
【請求項３】
炉頂部に焼却材投入口及び空気吹き込み口と、炉下部には火格子、火格子付近への空気吹き込み口及び補助燃焼装置並びに火格子下部にガス取り出し口を有する炉において、炉頂部より数mmないし数百mmに破砕された焼却材を投入して火格子付近の補助燃焼装置により燃焼を起動させ、起動後は炉頂部より投入された空気と継続投入される焼却材の揮発分との燃焼反応によって生成される高温ガスを誘引通風機及び／又は煙突のドラフト効果により上から下へ通過させ、火格子上に上より順に乾燥層、ガス化層、燃焼層及び固定炭素燃焼層よりなる下向移動床を形成させることにより、連続的に焼却材を焼却することを特徴とする下向移動床式炉。
【請求項４】
炉頂部に焼却物投入口及び空気吹き込み口と、炉下部には火格子、火格子付近への空気吹き込み口及び補助燃焼装置並びに火格子下部にガス取り出し口を有する炉において、炉頂部より投入された焼却物に、炉下部火格子上にて補助燃焼装置により下部着火し、火格子付近で高温燃焼させると同時に煙突のドラフト効果により上から下への高温ガスの流れを生じさせ、その後は炉頂部より追加投入される焼却物を継続焼却することを特徴とする下向移動床式家庭用小型焼却炉。
【手続補正２】
【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】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】下向移動床式炉
【技術分野】
【０００１】    本発明は、竪型下向き流れの炉に於いて、バイオマスを含む各種の原料を炉頂部より投入して、炉内に原料の下向移動床を形成し、原料のガス化又は燃焼により、発生した可燃ガス又は燃焼ガスの熱利用を計るか又は原料の焼却を行なう炉を提供する。注) 下向移動床      火格子は火炉下部に固定され、原料は炉頂部より供給される。原      料は火格子上で継続ガス化又は燃焼されることにより、上部の原      料は順次下方へ沈下、移動する。故に下向移動床と称す。 
【背景技術】
【０００２】  図1に廃木材等のバイオマス原料より可燃ガスを生成する従来のガス化炉のプロセスフローを示し、図2に原料を焼却処分する従来の焼却炉又は燃焼ガス生成炉のプロセスフローを示す。又、これらの実施例として、図3にガス化炉、図4に固定床式焼却炉、図5にストーカー式焼却炉、図6に流動床式焼却炉を示す。従来型の炉はいずれも下部に火格子、ストーカー或いは流動床を設け、火格子、ストーカー或いは流動床上部に着火又は補助燃焼装置を設けて、主として燃焼用空気を下方より供給し、可燃ガス又は／及び燃焼ガスを上方より取り出すことにより所定の目的を達成しようとするものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  １．本発明は廃木材等のバイオマス原料を炉頂部より連続的に供給し、空気及び可燃ガス又は燃焼ガスよりなる高温ガスを上方から下方へ流下させることにより、火格子上に上より順に乾燥層、ガス化層、燃焼層及び固定炭素燃焼層よりなる下向移動床を形成させ、安定した可燃ガス化、燃焼ガス化又は焼却を連続的に可能にする構造簡易且つ安価な炉を提供することを目的とする。【０００４】  ２．化学物質を含む建築廃木材の焼却の場合は、ガス化層で発生したH2,CO,CnHm等の可燃ガスを含む炉出口のガスを炉下部で1000℃以上の高温で完全燃焼してダイオキシンの発生を防止すると共に燃焼ガス中の有害物質を酸化・分解し、無害化して排出する炉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】
【０００５】  １．廃木材等のバイオマス原料より連続的に可燃ガス、燃焼ガスを得るか又はそれらを連続的に焼却する炉に関する上記の課題を解決する為に、本発明者らは直立竪型炉に於いて、炉頂部に原料投入口及び空気吹き込み口、下部に火格子を設置して炉頂部より原料を投入し、火格子付近で補助燃焼装置により着火した後、空気を含有する高温ガスを誘引通風機及び／又は煙突のドラフト効果により上から下へ通過させ、火格子上に上より順に乾燥層、ガス化層、燃焼層及び固定炭素燃焼層よりなる移動床を形成させる。移動床内を下降する空気を含有した高温ガスは、移動床のガス流動に対する抵抗とガス化層、燃焼層及び固定炭素燃焼層での反応生成ガスの上昇ベクトルを抑える形で各層の横断面全体にわたって広がり、均一に流下することに着目し、図7に示す如き実験炉で安定した可燃ガス化、燃焼ガス化又は焼却が継続されることを確認して本発明に至った。
【発明の効果】
【０００６】１）廃木材等のバイオマス原料より可燃ガスや燃焼ガスを生成したり、廃木材等の焼却を行なうにあたり、バイオマス自身が保有する揮発分の熱エネルギーを活用することにより、外部からの補助燃料を起動着火には要するものの定常状態では要しない。【０００７】２）炉の構造が簡易であるので設備費が小さい。【０００８】３）竪型炉であるので設置に要する敷地面積が小さい。【０００９】４）連続して処理が出来る。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  以下に本発明を詳細に説明する。  図7により本発明の下向移動床式炉を説明する。【００１１】  １）反応炉1の炉頂部に設けられた投入口より数mmないし数百mmに破砕された原料2を炉横断面にわたって均一になるように炉内に投入する。【００１２】  ２）炉内に投入された原料が反応炉1の下部に設けられた火格子4の上方に積層された後、火格子4の上部又は下方の3次空気7と補助燃料8よりなる補助燃焼装置6にて火格子4の付近で原料に着火する。【００１３】  ３）着火された原料の燃焼は、炉頂部より吹き込まれる1次空気3により上方へ伝播されるが、誘引通風機14及び／又は煙突15のドラフト効果を利かせて空気及びガスを上から下へ通過させることにより、上方より順に乾燥層イ、ガス化層ロ、燃焼層ハ及び固定炭素燃焼層ニが形成される。【００１４】  ４）燃焼層ハ及び固定炭素燃焼層ニにおける燃焼が進行するにつれて火格子4上方の積層は沈下するが、その沈下量に相当する原料を炉頂部より連続的に追加投入する。かくして、下向移動床が形成される。【００１５】  ５）一端、下向移動床が形成されると、補助燃焼装置6の補助燃料8は徐々に減少せしめるか又は零にすることが出来る。  
【実施例】
【００１６】１）図8にバイオマス等の原料より可燃ガスを生成する可燃ガス化炉の実施例を示す。【００１７】イ、被ガス化材は炉頂部より連続投入されるが、起動及び下向移動床の形成は上記図7の説明に同じである。【００１８】ロ、ガス化を促進するため、1次空気3及び2次空気5は強圧通風機12及び熱交換器11により予熱され、反応炉1の頂部又は燃焼層ハ及び固定炭素燃焼層ニの境界面付近より吹き込まれる。【００１９】ハ、可燃ガスの収量を多くする為、1次空気3及び2次空気5の合計空気比(理論燃焼空気量に対する比率)を0.3程度として燃焼層ハ及び固定炭素燃焼層ニでの燃焼を抑えることが大事である。【００２０】ニ、補助燃料8は、一端下向移動床が形成されると、ガス化層ロで発生する可燃ガスが燃焼層ハ及び固定炭素燃焼層ニで全て燃焼完了せず火格子4下部で燃焼継続される為，減少するか零にすることが出来る。【００２１】ホ、生成される可燃ガスは起動直後は純度が悪い為、切替弁16を介して煙突15より排出するが、純度が一定レベルに達した後は切替弁17を開け、切替弁16を閉じてガスホルダー18に貯え、燃料の用に供することが出来る。【００２２】２）図9に廃木材等のバイオマス原料より燃焼ガスを生成する燃焼ガス化炉の実施例を示す。【００２３】イ、被燃焼ガス化材は炉頂部より連続投入されるが、起動及び下向移動床の形成は上記図7の説明に同じである。【００２４】ロ、燃焼ガス化を促進する為、1次空気3及び2次空気5の合計空気量は空気比で1.8〜2.0とする。【００２５】ハ、補助燃料8は、一端下向移動床が形成されると、ガス化層ロで発生する可燃ガスが燃焼層ハ及び固定炭素燃焼層ニで全てが燃焼完了せず火格子4下部で燃焼継続される為，減少するか零にすることが出来る。【００２６】ニ、燃焼ガスの保有熱は通風機19及び熱交換器11により回収され、温室20等の熱源としての利用に供される。【００２７】３）図10に廃木材等のバイオマスの焼却を行なう焼却炉の実施例を示す。【００２８】イ、焼却物22は炉頂部より連続投入されるが、起動及び下向移動床の形成は上記図7の説明に同じである。【００２９】ロ、焼却を促進するため、1次空気3及び2次空気5は強圧通風機12及び熱交換器11により予熱され、反応炉1の頂部又は燃焼層ハ及び固定炭素燃焼層ニの境界面付近より吹き込まれる。【００３０】ハ、焼却を促進する為、1次空気3及び2次空気5の合計空気量は空気比で1.8〜2.0とする。【００３１】ニ、補助燃料8は、一端下向移動床が形成されると、ガス化層ロで発生する可燃ガスが燃焼層ハ及び固定炭素燃焼層ニで全てが燃焼完了せず火格子4下部で燃焼継続される為，減少するか零にすることが出来る。【００３２】ホ、火格子4の下部にて、ガス化層ロで発生し、燃焼層ハ及び固定炭素燃焼層ニで未燃焼の可燃ガスを3次空気7により1000℃以上の高温で完全燃焼してダイオキシンの発生を防止すると共に燃焼ガス中の有害物質を酸化・分解し、無害化して排出する。【００３３】４）図11に家庭ごみの焼却を行なう家庭用小型焼却炉の実施例を示す。【００３４】イ、焼却炉21の炉頂部に設けられた投入口より焼却物22を炉横断面にわたって均一になるように炉内に投入する。【００３５】ロ、炉内に投入された焼却物22が焼却炉21の下部に設けられた火格子4の上方の積層された後、補助燃焼装置6にて火格子4の下方で原料に着火(補助燃焼装置6は着火時のみ使用)する。【００３６】ハ、着火された焼却物22の燃焼は、炉頂部より吹き込まれる1次空気3及び下方の2次空気5により上方へ伝播されるが、煙突15のドラフト効果にて空気及びガスを上から下へ通過させることにより、上方より順に乾燥層イ、ガス化層ロ、燃焼層ハ及び固定炭素燃焼層ニが形成される。【００３７】ニ、燃焼層ハ及び固定炭素燃焼層ニにおける燃焼が進行するにつれて火格子4上方の積層は沈下するが、その沈下量に相当する原料を炉頂部より連続的に追加投入する。かくして、下向移動床が形成される。【００３８】ホ、火格子4の下方に吹き込まれる3次空気7により、燃焼ガスは完全燃焼してダイオキシンの発生を防止すると共に、ガス中の有害物質を酸化、分解し、無害化する。【００３９】ヘ、4次空気23の吹込みにより、煙突15を含むガス排出経路の過熱を防止することが出来る。【００４０】ト、1次空気3及び2次空気5の吹き込み量調節並びにダンパー24を調節して煙突15によるドラフト効果を加減することにより、焼却物22の焼却速度を調節することができる。 
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ガス化炉のプロセスフロー
【００４２】
【図２】焼却炉のプロセスフロー
【００４３】
【図３】ガス化炉
【００４４】
【図４】固定床式焼却炉
【００４５】
【図５】ストーカー式焼却炉
【００４６】
【図６】流動床式焼却炉
【００４７】
【図７】下向移動床式炉
【００４８】
【図８】ガス化炉の実施例
【００４９】
【図９】燃焼ガス化炉の実施例
【００５０】
【図１０】焼却炉の実施例
【００５１】
【図１１】家庭用小型焼却炉の実施例
【符号の説明】
【００５２】1  反応炉2  原料3  1次空気4  火格子5  2次空気6  補助燃焼装置7  3次空気8  補助燃料9  灰等10  ガス取り出し口11  熱交換器12  強圧通風機13  集塵装置14  誘引通風機15  煙突16  切替弁17  切替弁18  ガスホルダー19  通風機20  温室21  焼却炉22  焼却物23  4次空気24  ダンパーイ  乾燥層ロ  ガス化層ハ  燃焼層ニ  固定炭素燃焼層 
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006300501.tif 000008
【図９】
2006300501.tif 000009
【図１０】
2006300501.tif 000010
【図１１】
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