(57)【要約】【課題】流動層炉の流動層温度又はフリーボード部の温度変動をおさえることができる流動層ガス化方法及び装置を提供する。【解決手段】本発明は流動層を用いて廃棄物等の可燃物をガス化する方法および装置であり、流動層炉５１に、燃焼部に加えて熱回収部５９を設け、熱回収部５９における熱回収量を制御することにより、流動層の温度又はフリーボード部の温度が所定値に維持されるように温度制御される。【選択図】図１
2007163132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃物を流動層炉でガス化して処理する方法において、
流動層炉内に燃焼部と熱回収部を設け、流動媒体が燃焼部で加熱されるように燃焼部と熱回収部との間で流動媒体を循環させ、
流動層炉の燃焼部で可燃物をガス化し、可燃ガスと微粒子を生成し、
流動媒体が燃焼部で加熱された後に、流動層炉の熱回収部で流動媒体から熱を回収し、それによって流動層の温度を制御し、
可燃ガスと微粒子とを溶融燃焼炉に送り、溶融燃焼炉で可燃ガスを燃焼し、微粒子中の灰分を溶融することを特徴とする可燃物の処理方法。
【請求項２】
可燃物を流動層炉でガス化して処理する方法において、
流動層炉内に燃焼部と熱回収部を設け、流動媒体が燃焼部で加熱されるように燃焼部と熱回収部との間で流動媒体を循環させ、
流動層炉の燃焼部で可燃物をガス化し、可燃ガスと微粒子を生成し、
流動媒体が燃焼部で加熱された後に、流動媒体から熱を回収し、
可燃ガスと微粒子とを溶融燃焼炉に送り、溶融燃焼炉で可燃ガスを燃焼し、微粒子中の灰分を溶融することを特徴とする可燃物の処理方法。
【請求項３】
前記流動層炉の流動層の温度を４５０℃〜８００℃に維持し、前記灰分の溶融を１３００℃以上の温度で行うことを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
可燃物を流動層炉でガス化して処理する装置において、
可燃物をガス化し可燃ガスと微粒子とを生成する燃焼部と、熱回収部とを有し、流動媒体が加熱される燃焼部と熱回収部との間で流動媒体を循環させる流動層炉と、
流動媒体が燃焼部で加熱された後に、流動媒体から熱を回収し、それによって流動層の温度を制御する熱回収部に設けられた伝熱面と、
可燃ガスと微粒子とを受け入れ、可燃ガスを燃焼させ、微粒子中の灰分を溶融させる溶融燃焼炉とを備えたことを特徴とする可燃物の処理装置。
【請求項５】
可燃物を流動層炉でガス化して処理する装置において、
可燃物をガス化し可燃ガスと微粒子とを生成する燃焼部と、熱回収部とを有し、燃焼部と熱回収部との間で流動媒体を循環させる流動層炉と、
流動媒体が燃焼部で加熱された後に、流動媒体から熱を回収する熱回収部に設けられた伝熱面と、
可燃ガスと微粒子とを受け入れ、可燃ガスを燃焼させ、微粒子中の灰分を溶融させる溶融燃焼炉とを備えたことを特徴とする可燃物の処理装置。
【請求項６】
可燃物を流動層炉でガス化して処理する装置において、
可燃物をガス化し可燃ガスと微粒子とを生成する燃焼部と、熱回収部とを有し、燃焼部と熱回収部との間で流動媒体を循環させる流動層炉と、
流動媒体から熱を回収する熱回収部に設けられた伝熱面と、
可燃ガスと微粒子とを受け入れ、可燃ガスを燃焼させ、微粒子中の灰分を溶融させる溶融燃焼炉とを備えたことを特徴とする可燃物の処理装置。
【請求項７】
前記伝熱面は流動媒体から熱を回収し、流動層炉の流動層の温度を４５０℃〜８００℃に維持し、前記溶融燃焼炉は微粒子中の灰分を１３００℃以上の温度で溶融することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動層炉を用いて可燃物をガス化する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多量に発生する都市ごみ、廃プラスチック等の廃棄物を焼却し減量化すること、及びその焼却熱を有効利用することが望まれている。廃棄物の焼却灰は、通常、有害な重金属を含むので、焼却灰を埋め立てにより処理するためには、重金属成分を固化処理する等の対策が必要である。
【０００３】
従来、都市ごみ、廃タイヤ、下水汚泥、産業スラッジの相当割合が専用の焼却設備により、また、し尿や高濃度廃棄物が専用の廃水処理設備により処理されていたが、一方で多くの産業廃棄物が未処理のまま投棄されており、環境を汚染してきた。
【０００４】
従来の焼却法に代わる新たな環境保全型の廃棄物処理技術として、現在、ガス化と高温燃焼を組み合わせた「ガス化燃焼システム」の開発が各社により競われ、既に実用域に達しているものもある。本件発明者らは、日本特許出願「特願平８−３３１４３５号」において、廃棄物を流動層炉で低温でガス化し、得られるガス状物質とチャーをそのまま溶融炉に導入して高温でガス化し、低カロリーガス又は中カロリーガスを得る廃棄物のガス化処理方法を提案した。
上記方法において、流動層炉は、内部循環式流動層炉を用いるのが良く、また溶融炉は旋回溶融炉を用いるのが良く、両者を併用して用いるのが最適である。
【０００５】
すなわち、上記提案の技術によるガス化方法においては、流動層炉へ供給される流動化ガスが、炉底中央部付近から炉内へ供給される中央流動化ガス及び炉底周辺部から炉内へ供給される周辺流動化ガスからなり、中央流動化ガスの質量速度が、周辺流動化ガスの質量速度より小にされ、炉内周辺部上方における流動化ガスの上向き流が炉の中央部へ向かうように傾斜壁により転向され、それによって、炉の中央部に流動媒体（一般的には、硅砂を使用）が沈降拡散する移動層が形成されると共に炉内周辺部に流動媒体が活発に流動化している流動層が形成され、炉内へ供給される可燃物が流動媒体と共に循環する間に可燃ガスにガス化される。
【０００６】
流動層炉へ供給される流動化ガスは、可燃物の燃焼に必要な理論燃焼空気量の３０％以下の空気量を含んでいる。流動層炉の炉底周辺部付近から不燃物が取り出され、分級され、得られた砂が流動層炉内へ戻される。溶融炉で不完全燃焼させることにより可燃ガスを取り出すことができ、この可燃ガスを都市ガスや化学合成に利用することができる。一方、前記流動層炉で生成された可燃ガス及び微粒子を溶融炉で完全燃焼させることにより、得られた高温の排ガスをガスタービンに導き発電するとともに、ボイラで蒸気を生成して蒸気タービンを介して発電をする、いわゆる複合発電を行うことでエネルギ回収を行うことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
溶融炉で不完全燃焼によりガス化を行い、低カロリー、中カロリーガスを取り出す場合、溶融炉での反応は、ガス組成、圧力、温度等の入口ガス条件に非常に敏感であり、特にガス温度に左右される場合が多い。しかしながら、生成されるガスの原料である都市ゴミ等の燃焼カロリーはばらつくため、流動層炉において均一な温度のガスを得ることは非常に難しい。
【０００８】
流動層炉での温度制御は、前述の周辺流動化ガス、中央流動化ガスの量を調整することにより行っていたが、例えば可燃物が高カロリーを有するもの（例えばプラスチック等）である場合、炉内の温度の抑制が充分に行えず、炉内が過度に高温となり、発生するガス組成、温度、圧力等のガス条件が変動してしまうおそれがあった。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、流動層炉の流動層温度又はフリーボード部の温度変動をおさえることができる流動層ガス化方法及び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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では、移動層と流動層とを有する流動層炉内に、流動層と仕切壁を介して隣接する熱回収部を設け、熱回収部内に受熱流体を通じた伝熱管等の熱交換器と散気装置とを設け、移動層、流動層を形成する流動化ガスと、熱回収部の散気装置から供給される流動化ガスとの量を調整して、流動媒体が流動層から仕切壁を越えて熱回収部に流入するようにし、かつ、流動媒体からの熱回収量を制御し、流動媒体の温度を過度に上昇しないよう制御する。
【００１０】
周辺流動化ガス（又は第２流動化ガス）、中央流動化ガス（又は第１流動化ガス）の量を調節することによって燃焼部の温度をある程度制御できるので、前記熱回収部による温度制御と組合せて温度制御を行う。この組合せにおいては、燃焼部（移動層、流動層）における温度制御を主、熱回収部における温度制御を従とするか、またはその逆であってもよい。
【００１１】
本発明では、流動層炉に流動化ガスを供給して流動媒体を流動化し、可燃物が流動層炉において可燃ガスにガス化される方法において、流動層炉に燃焼部に加えて熱回収部を設け、該熱回収部における熱回収量を制御することにより流動層の温度又はフリーボード部温度が一定値に維持されるよう温度制御される。
【００１２】
本発明の一態様では、流動層炉は仕切壁により上下部を連通させた熱回収部と、可燃物を供給しガス化する燃焼部とに区分され、さらに燃焼部は並設される第１及び第２の領域に区分され、流動層炉へ供給される流動化ガスは炉底第１領域付近から炉内へ上向き流として供給される第１流動化ガスと、炉底第２領域から炉内へ上向き流として供給される第２流動化ガスと熱回収部に供給される熱回収部流動化ガスとからなり、第１流動化ガスの質量速度は第２流動化ガスの質量速度より小にされ、それによって、炉内第１領域に流動媒体が沈降拡散する移動層が形成されると共に、炉内第２領域に流動媒体が活発に流動化している流動層が形成され、炉内へ供給される可燃物が、移動層の下部から流動層へ及び流動層頂部から移動層へ、流動媒体と共に循環する間に可燃ガスにガス化され、燃焼部の流動媒体を仕切壁を越えて熱回収部に流入せしめ、かつ仕切壁下部から熱回収部の流動媒体を燃焼部に還流せしめられ、第１流動化ガス、第２流動化ガス、熱回収部流動化ガスにより、燃焼部および熱回収部の流動媒体の温度を制御する。
【００１３】
好ましくは、流動層炉内の温度制御が、第１流動化ガス、第２流動化ガスによる燃焼部における温度制御と、熱回収部における温度制御とからなり、温度制御全体に占める割合は、燃焼部における温度制御が主で、熱回収部における温度制御が従である。
好ましくは、流動層炉内の温度制御が、第１流動化ガス、第２流動化ガスによる燃焼部における温度制御と、熱回収部における温度制御とからなり、温度制御全体に占める割合は、燃焼部における温度制御が従で、熱回収部における温度制御が主である。
【００１４】
また本発明の他の態様では、流動層炉は水平断面がほぼ円形に形成され、かつ仕切壁により上下部を連通させた外周部の熱回収部と、可燃物が供給されガス化する中心部の燃焼部とに区分され、さらに燃焼部は中央部と周辺部とに区分され、流動層炉へ供給される流動化ガスは炉底中央部付近から炉内へ上向き流として供給される中央流動化ガスと、炉底周辺部から炉内へ上向き流として供給される周辺流動化ガスと、熱回収部に供給される熱回収部流動化ガスとからなり、中央流動化ガスの質量速度と周辺流動化ガスの質量速度とはいずれか一方が他方より小にされ、それによって、炉の中央部および炉内周辺部のいずれか一方に流動媒体が沈降拡散する移動層が形成されると共に他方に流動媒体が活発に流動化している流動層が形成され、炉内へ供給される可燃物が、移動層の下部から流動層へ及び流動層頂部から移動層へ、流動媒体と共に循環する間に可燃ガスにガス化され、中央流動化ガスの酸素含有量と周辺流動化ガスの酸素含有量とはいずれか一方が他方より小にされ、燃焼部の流動媒体を仕切壁を越えて熱回収部に流入せしめ、かつ仕切壁下部から熱回収部の流動媒体を燃焼部に還流せしめられ、中央流動化ガス、周辺流動化ガス、熱回収部流動化ガスにより、燃焼部および熱回収部の流動媒体の温度を制御する。
【００１５】
好ましくは、流動層炉内の温度制御が、中央流動化ガス、周辺流動化ガスによる燃焼部における温度制御と、熱回収部における温度制御とからなり、温度制御全体に占める割合は、燃焼部における温度制御が主で、熱回収部における温度制御が従である。
好ましくは、流動層炉内の温度制御が、中央流動化ガス、周辺流動化ガスによる燃焼部における温度制御と、熱回収部における温度制御とからなり、温度制御全体に占める割合は、燃焼部における温度制御が従で、熱回収部における温度制御が主である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）熱回収部を設けた流動層炉とすることによって、ガス化原料の組成変動に拘らず、流動層の温度又はフリーボード部温度を所望の温度に制御することができる。特に溶融炉での反応は、溶融炉の入口のガス条件に敏感であり、この溶融炉の入口のガス条件の安定化を図ることができるため、流動層炉と溶融炉との組合せにおいて、最大の効果を生じる。
（２）熱回収部での熱回収量を制御することにより、流動層炉で生成されるガスを流動層炉の後段に配置された設備に最適な温度状態に調整することが可能となる。
【００１７】
（３）流動層炉の循環流により熱が拡散されるので、高負荷とすることができ、炉を小型にすることができる。
（４）流動層炉が少量の空気で燃焼を維持できるので、流動層炉を低空気比低温度とし、発熱を最小限に抑えて、ゆるやかに燃焼させることにより、可燃分を多量に含む均質な生成ガスを得ることができ、ガス、タール、チャーの可燃分の大部分を次段の熔融燃焼炉において利用できる。また、流動層炉内を低温度とするため炉の材料の耐熱性を厳密に選定しなくてよく、コストを安くできる。
【００１８】
（５）流動層炉の循環流により大きな不燃物も容易に排出できる。また、不燃物中の鉄、アルミが、未酸化の有価物として利用できる。
（６）流動層炉を溶融炉と組合せることによって、高温燃焼ガス化によりダイオキシンを分解し、ごみ処理を無害化し、高エネルギー利用率を有する方法又は設備が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面に基づいて本発明を詳しく説明する。図１乃至図１０において、同一の符号が付された部材は、同一又は対応する部材を示す。
【００２０】
図１は、本発明のガス化方法を実施するガス化装置の一実施例を示すものであって、流動層ガス化炉に熱回収室を設けたものである。図２は図１のII-II線断面図である。
図１において、符号５１は流動層炉である。炉５１は図２に示すように水平断面がほぼ円形に構成されている。炉５１内の底部には、ブロワ５７により流動層ガス導入管５３から炉内に流入される流動化ガスを噴出する分散板５２が設けられている。この分散板５２は周辺部が中央部より低く、概略円錐状に形成されている。そして、ブロワ５７から送られる流動化ガスは、水平断面が円形状の流動化ガス室５５と、水平断面が環状の流動化ガス室５６を経て分散板５２から上方に噴出せしめるようになっている。周辺部の流動化ガス室５６から噴出する流動化ガスの質量速度は、炉５１内の流動媒体の流動層を形成するのに十分な速度に設定されている。中央部の流動化ガス室５５から噴出する流動化ガスの質量速度は、周辺部の流動化ガス室５６から噴出する流動化ガスの質量速度よりも小さく設定されている。
【００２１】
周辺部の流動化ガス室５６の上部には、流動化ガスの上向き流路をさえぎり、流動化ガス室５６から噴出される流動化ガスを炉５１内中央に向けて反射転向させる反射壁として、概略円筒形状をなし、上部を内側に折り曲げた板状の反射仕切壁５８が設けられ、この反射仕切壁５８と噴出する流動化ガスの質量速度の差により図面中矢印で示すように炉の中央部と炉内周辺部との間に放射方向に旋回流が生ずる。なお、反射仕切壁５８の上部は折れ曲がっていなくてもよく、上記質量速度の差のみにより、該旋回流を形成することも可能である。
【００２２】
次にガス化工程について述べる。図１に示されるガス化装置１において、流動層炉５１内へ炉底に配置される分散板５２を介し供給される流動化ガスは、炉底中央部（流動化ガス室５５）付近から炉内へ上向き流として供給される中央流動化ガス７及び炉底周辺部（流動化ガス室５６）から炉内へ上向き流として供給される周辺流動化ガス８からなる。
【００２３】
中央流動化ガス７は、水蒸気、水蒸気と空気の混合気体、及び空気の３種の気体の内の１つであり、周辺流動化ガス８は、酸素、酸素と空気の混合気体、及び空気の３種の気体の内の１つである。流動化ガス全体の空気量が、可燃物Ｆの燃焼に必要な理論燃焼空気量以下とされ、炉内は、還元雰囲気とされる。
【００２４】
中央流動化ガス７の質量速度は、周辺流動化ガス８の質量速度より小にされ、炉内周辺部上方における流動化ガスの上向き流が炉の中央部へ向かうように転向される。それによって、炉の中央部に流動媒体（一般的には硅砂を使用）が沈降拡散する移動層９が形成されると共に炉内周辺部に流動媒体が活発に流動化している流動層１０が形成される。流動媒体は、矢印１１８で示すように、炉周辺部の流動層１０を上昇し、移動層９の上方へ流入し、移動層９中を下降し、次に矢印１１２で示すように、分散板５２に沿って移動し、流動層１０の下方へ流入することにより、流動層１０と移動層９の中を矢印１１８及び１１２で示すように循環する。
【００２５】
可燃物供給口６６から移動層９の上部へ供給された可燃物Ｆは、流動媒体と共に移動層９中を下降する間に、流動媒体の持つ熱により加熱され、主として揮発分がガス化される。移動層９には、酸素がないか少ないため、ガス化された揮発分からなる生成ガスは燃焼されないで、移動層９中を矢印１１６のように抜ける。それ故、移動層９は、ガス化ゾーンＧを形成する。フリーボード１０２へ移動した生成ガスは上昇し、ガス出口６８から生成ガス２９として排出される。
【００２６】
移動層９中でガス化されない、主としてチャー（固定炭素分）やタール１１４は、移動層９の下部から流動媒体と共に矢印１１２で示すように、炉内周辺部の流動層１０の下部へ移動し、比較的酸素含有量の多い周辺流動化ガス８により燃焼され、部分酸化される。流動層１０は可燃物の酸化ゾーンＳを形成する。流動層１０内において、流動媒体は、流動層内の燃焼熱により加熱され高温となる。高温になった流動媒体は、矢印１１８で示すように、傾斜壁５８により反転され、移動層９へ移り、再びガス化の熱源となる。流動層９の温度は、４５０〜８００℃に維持され、抑制された燃焼反応が継続するようにされる。
【００２７】
図１に示すガス化炉によれば、流動層炉５１にガス化ゾーンＧと酸化ゾーンＳが形成され、流動媒体が両ゾーンにおいて熱伝達媒体となることにより、ガス化ゾーンＧにおいて、発熱量の高い良質の可燃ガスが生成され、酸化ゾーンＳにおいては、ガス化困難なチャーやタール１１４を効率良く燃焼させ、ガス化することができる。それ故、可燃物のガス化効率を向上させることができ、良質の可燃ガスを生成することができる。
【００２８】
旋回流により炉の周辺部にチャーが均一に分散されるため、チャーを効率的に酸化できる。それにより、未反応の酸素が上昇して上方の生成ガスを酸化するということが起こらない。したがって、ガスの酸化を防止し、ガス化効率が高く、また、チャーを効率的に酸化するため、エネルギー回収率が高い。
【００２９】
また、旋回流により、炉の底部では横方向の流れがあるため、無破砕の大きい不燃物が存在しても炉底に堆積せず、排出することが可能で原料の無破砕投入が可能となる。
また、該旋回により炉内の熱の拡散を促し、砂の塊状化現象（アグロメレーション）を防止し、炉床負荷を大きくとれ、炉をコンパクトにできる。
【００３０】
図１に示す実施例において、ガス出口６８からダクトを介して図９に示す熔融燃焼炉４１へ生成ガス及びチャー２９を送るが、送られる生成ガス２９は９００℃以下、例えば７００〜７５０℃の温度に保たれる。そのために、熱回収室（後述する）で散気装置により流動化ガス量を調整し、また移動層、流動層形成のための周辺流動化ガス、中央流動化ガスの量を調整し、流動媒体の温度が過度に上がらないようにし、フリーボートからダクトへ至る部分で送られるガスが９００℃以下になるように調整している。
溶融炉の供給空気量を調節することにより、可燃ガスとチャーを溶融炉で完全燃焼させてその熱を複合発電により排熱を回収することもできる。また、可燃ガスとチャーを不完全燃焼させて、可燃ガスを取り出すこともできる。
【００３１】
以下、熱回収室、熱回収室内の散気装置、および流動媒体の循環について述べる。
図１および図２に示されるように、反射仕切壁５８の背面と炉壁間に環状の熱回収室５９が形成され、運転中に流動媒体の一部が矢印ａで示すように反射仕切壁５８の上部を越えて熱回収室５９に入り込むように構成されている。また、熱回収室５９の下部の炉底よりも高いレベルには、ブロワ６０から導入管６１を経てガスを導入する散気装置６２が設けられ、熱回収室５９の散気装置６２を設置した近傍には開口部６３が設けられ、熱回収室５９に入り込んだ流動媒体は、運転状態によって連続的又は断続的に移動層を形成しつつ沈降し、燃焼部（流動層１０）へ循環する。
【００３２】
この沈降量は熱回収室散気装置、燃焼部の流動化ガス風量によって制御される。すなわち、流動媒体が熱回収室５９に入り込む量Ｇ１は燃焼部を流動させるために分散板５２から噴出する流動化ガス、特に炉内周辺部の流動化ガス室５６から噴出する流動化ガスの量を増やすと、増加する。また、熱回収室風量を０〜１Ｇｍｆの範囲で変化させると、熱回収室内を沈降する流動媒体量は、ほぼ比例して変化し、熱回収室風量が１Ｇｍｆ以上の場合にほぼ一定となる。この一定となる流動媒体量は熱回収室に入り込む流動媒体量Ｇ１にほぼ等しい。なお、熱回収室内を沈降する流動媒体量はＧ１に応じた量となる。この両風量を調節することにより熱回収室５９内を沈降する流動媒体の沈降量は制御される。
【００３３】
熱回収室５９内には配管によって廃熱ボイラに連通された内部に受熱流体を通じた伝熱管６５が配置され、熱回収室を下方に移動する流動媒体と熱交換を行うことにより流動媒体から熱を回収するようになっている。熱回収部での伝熱係数は、熱回収室散気風量を０〜３Ｇｍｆまで変化させると大きく変化する。
【００３４】
熱回収量を制御するためには、前述のように、流動媒体循環量を制御すると同時に伝熱係数を制御する。すなわち、燃焼室の流動化ガス量を一定とすれば、熱回収室の散気風量を増加させると、流動媒体循環量が増加すると同時に伝熱係数が増加し、相乗効果として熱回収量は大幅に増加する。このことは、流動層中の流動媒体の温度の面から考えれば、流動媒体の温度が所定の温度以上に上昇するのを防ぐ効果にあたる。したがって、可燃物が燃焼中高温を発するプラスチック等であっても流動層部（流動層１０と移動層９）を４５０〜８００℃に制御でき、フリーボード部を結果的に９００℃以下（例えば７００〜７５０℃）に制御できる。
【００３５】
熱回収室５９にガスを導入する手段としては種々の装置が考えられるが、一般的には散気装置又は散気ノズルを水平に設置する方法が採られる。この場合、ガスを導入するための開口を全炉床面に対し均一に設けると、散気装置へのガス供給量に関係なく単位面積当たりの供給ガス量は炉床全面にわたって均一となる。そして散気装置へのガス供給量を徐々に増やしてゆくと、或る供給ガス量を境にして熱回収室内の流動媒体が固定層から移動層そして流動層へと変化する。
【００３６】
図１において、符号６６は炉５１上部に設けられた燃焼物投入口である。溶融炉出口に設けられる廃熱ボイラの図示しない気水ドラムは、熱回収室５９内の伝熱管６５と循環路を形成している。また、符号６９は炉５１底部の分散板５２の周縁部外側に接続された不燃物排出口であり、符号７０はスクリュー７１を有するスクリューコンベアである。
【００３７】
しかして、燃焼物投入口６６より炉５１内に投入された燃焼物（可燃物）Ｆは、流動化ガスにより旋回流動している流動媒体と共に流動しながら燃焼ガス化する。この時、流動化ガス室５５の上方中央部付近の流動媒体は激しい上下動は伴わず、軽い流動状態にある下降移動層を形成している。この移動層は、上方は狭いが裾の方は分散板５２の傾斜の作用もあいまってやや広がっており、裾の一部は周辺部の流動化ガス室５６の上方に面しているので、この時流動化ガス室からの大きな質量速度の流動化ガスの噴射を受けて吹き上げられる。すると、裾の一部の流動媒体が除かれるので、流動化ガス室５５の直上の層は自重で下降する。この層の上方には、後述のように流動層からの流動媒体が補給されて堆積し、これを繰り返して流動化ガス室５５の上方の流動媒体は徐々に連続的に下降する移動層を形成する。
【００３８】
流動化ガス室５６上に移動した流動媒体は上方に吹き上げられるが、反射仕切壁５８に当たって反射転向して炉５１の中央に向かって旋回せしめられ、中央部の移動層の頂部に落下し、再び前述のように循環されると共に、流動媒体の一部は矢印ａで示すように反射仕切壁５８の上部を越えて熱回収室５９内に入り込む。そして熱回収室５９に堆積した流動媒体の沈降速度が遅い場合には、熱回収室の上部には安息角を形成し余剰の流動媒体は反射仕切壁上部から燃焼部に落下する。
【００３９】
熱回収室５９内に入り込んだ流動媒体は、散気装置６２から吹き込まれるガスによって緩やかな流動が行われつつ徐々に下降する下降移動層が形成され、伝熱管６５との熱交換が行われたのち、開口部６３から燃焼部へ還流される。
燃焼物中に流動媒体より大きな径の不燃物がある場合には、燃焼残渣は一部の流動媒体と共に炉底部のスクリューコンベア７０より排出される。
【００４０】
また、熱回収室５９内の伝熱は、流動媒体と伝熱管６５との直接接触による伝熱に加えて、流動媒体の流動により激しく不規則に振動しながら上昇するガスを媒体とした伝熱がある。後者は、通常のガス−固体間の接触伝熱に対し、伝熱の妨げとなる固体表面の境界層がほとんど存在せず、また流動媒体同士が流動によってよく攪拌されるために、静止媒体中粉体の中での伝熱と異なり、極めて大きな伝熱特性を示す。したがって、本発明の熱回収室においては、通常の燃焼ガスボイラに比較して１０倍近い伝熱係数をとることができる。
【００４１】
このように、流動媒体と伝熱面との伝熱現象は流動の強弱に大きく依存しており、散気装置６２から導入するガス量の調節により流動媒体循環量も調節でき、且つ、移動層による熱回収室５９を炉内において燃焼室から独立させることで、コンパクトでかつターンダウン比が大きくて制御容易な流動層熱回収室とすることができる。
中央流動化ガス７、周辺流動化ガス８の噴出量調節により、燃焼室（移動層９、流動層１０）において温度制御が行われる。したがって、熱回収室での温度制御、流動化ガス７，８による燃焼室での温度制御の二者を組合せて温度制御可能である。前者を主、後者を従とする温度制御、またはこの逆も考えられる。熱回収室での温度制御が主となる場合も、従となる場合も、主たる温度制御を行う方の室で温度を大きく変化させ、従たる温度制御をする方の室では、温度をほぼ一定に保つように制御する。
【００４２】
なお、前記の不燃物排出口６９の位置は、例えば図示例のように熱回収室５９の反射仕切壁５８の下部の開口部６３並びに炉５１内の流動化ガスの分散板５２の周縁部に接するように位置せしめるのがよいが、これに限定されるものではない。
また、熱回収室５９から不燃物排出口６９への流動媒体の短絡による排出を防止し、伝熱後の媒体を有効に燃焼室である流動層へ戻すために、仕切壁５０を設けることも好ましい。
【００４３】
図３は本発明の第２実施例を示す図である。図３に示す実施例においては、流動層炉５１は水平断面が概略矩形状をなしている。炉内は反射仕切壁５８により、水平断面が矩形状の中央の燃焼部と、水平断面が矩形状の炉の両側部にある２つの熱回収室５９とに区分されている。
【００４４】
図３において、炉５１内の底部には、ブロワ５７により流動層ガス導入管５３から炉内に流入される流動化ガスを噴出する分散板５２が設けられている。この分散板５２は両側縁部が中央部より低く、炉５１の中心線に対してほぼ対称的な山形断面状（屋根状）に形成されている。そして、ブロワ５７から送られる流動化ガスは、流動化ガス室５４，５５，５６を経て分散板５２から上方に噴出せしめるようになっており、両側縁部の流動化ガス室５４，５６から噴出する流動化ガスの質量速度は、炉５１内の流動媒体の流動層を形成するのに十分な速度に設定されている。中央部の流動化ガス室５５から噴出する流動化ガスの質量速度は両側縁部の流動化ガス室５４，５６から噴出する流動化ガスの質量速度よりも小さく設定されている。
【００４５】
両側縁部の流動化ガス室５４，５６の上部には、流動化ガスの上向き流路をさえぎり、流動化ガス室５４，５６から噴出される流動化ガスを炉５１内中央に向けて反射転向させる反射壁として、上部を内側に折り曲げた板状の反射仕切壁５８が設けられ、この反射仕切壁５８と噴出する流動化ガスの質量速度の差により図面中矢印で示すように２つの旋回流Ａ，Ｂが生ずる。なお、反射仕切壁５８の上部は折れ曲がっていなくてもよく、上記質量速度の差のみにより、該旋回流を形成することも可能である。
【００４６】
次にガス化工程について述べる。図３に示されるガス化装置１において、流動層炉５１内へ炉底に配置される分散板５２を介し供給される流動化ガスは、炉底中央部（流動化ガス室５５）付近から炉内へ上向き流として供給される第１流動化ガス７ａ及び炉底両側部（流動化ガス室５４，５６）から炉内へ上向き流として供給される２つの第２流動化ガス８ａからなる。
【００４７】
第１流動化ガス７ａは、水蒸気、水蒸気と空気の混合気体、及び空気の３種の気体の内の１つであり、第２流動化ガス８ａは、酸素、酸素と空気の混合気体、及び空気の３種の気体の内の１つである。第１流動化ガスの酸素含有量は、第２流動化ガスの酸素含有量以下としてもよい。流動化ガス全体の空気量が、可燃物Ｆの燃焼に必要な理論燃焼空気量の好ましくは３０％以下とされ、炉内は、還元雰囲気とされる。
【００４８】
第１流動化ガス７ａの質量速度は、第２流動化ガス８ａの質量速度より小にされ、炉内両側部上方における流動化ガスの上向き流が炉の中央部へ向かうように転向される。それによって、炉の中央部（第１領域）に流動媒体（一般的には硅砂を使用）が沈降拡散する移動層９が形成されると共に炉内両側部（２つの第２領域）に流動媒体が活発に流動化している流動層１０が形成される。流動媒体は、矢印１１８で示すように、炉両側部の流動層１０を上昇し、炉中央部の移動層９の上方へ流入し、移動層９中を下降し、次に矢印１１２で示すように、分散板５２に沿って移動し、流動層１０の下方へ流入することにより、流動層１０と移動層９の中を矢印１１８及び１１２で示すように循環する。
【００４９】
可燃物供給口６６から移動層９の上部へ供給された可燃物Ｆは、流動媒体と共に移動層９中を下降する間に、流動媒体の持つ熱により加熱され、主として揮発分がガス化される。移動層９には、酸素がないか少ないため、ガス化された揮発分からなる生成ガスは燃焼されないで、移動層９中を矢印１１６のように抜ける。それ故、移動層９は、ガス化ゾーンＧを形成する。フリーボード１０２へ移動した生成ガスは上昇し、ガス出口６８から生成ガス２９として排出される。流動媒体の一部は矢印ａで示すように反射仕切壁５８の上部を越えて熱回収室５９内に入り込む。熱回収室５９の構成は、図１に示す実施例においては水平断面が環状であるのに対し、図３に示す実施例においては水平断面が矩形である。その他の構成及び作用は同一である。
【００５０】
図４は本発明の第３実施例を示す図である。この実施例においては、反射仕切壁５８の形状並びにその取付け方が図３に示す実施例とは主として相違し、また図３に示す実施例では、２つの旋回流Ａ，Ｂを形成していたが、図４では１つの旋回流Ａ１を有する炉に本発明を適用した場合を示す。
【００５１】
図４において、符号８０は水管を示し、符号８１，８２は外壁に設けられた管寄せを示す。図４に示す例においては、炉壁がメンブレン外壁で構成されており、このメンブレン外壁の上下に設けた管寄せ８１，８２から水管８０を分岐して、それぞれの下方斜めの部分にメンブレン壁の仕切壁を傾斜させて設け、反射仕切壁５８としたものである。
これらの図面に示す水管群は１ヵ所又は２ヵ所で曲げ加工されており、熱膨張を吸収でき、また上下管寄せで固定されているので流動媒体の激しい流動にも十分に耐えることができる。また水管８０の垂直部分は、流動媒体の頂部を貫いて十分に長くしてあるので、上部傾斜部に不純物が堆積することがない。
【００５２】
流動化ガス室５５からの第１流動化ガス７ａの質量速度は流動化ガス室５６からの第２流動化ガス８ａの質量速度より小とされ、流動化ガス室５５の上部がガス化ゾーンＧ（第１領域）とされ、流動化ガス室５６の上部が酸化ゾーンＳ（第２領域）とされている。本実施例においては、炉５１の形状が矩形状に形成され、かつ１つの旋回流が形成されるとともに１つの熱回収室５９が設けられるが、作用は図１及び図３に示す実施例と同様である。
【００５３】
図５は、本発明の第４実施例を示す図である。本実施例においては、流動層炉５１は水平断面がほぼ円形に構成されている。そして、流動層炉５１の内部を垂直な円筒状の仕切壁５８によって、環状の熱回収室５９と、部分燃焼ガス化流動層を形成する円形の燃焼部に分割しているが、該仕切壁５８の上部及び下部で、熱回収室５９は燃焼部と連絡しており、相互の流動媒体の移動が可能である。流動層炉５１にはガス出口６８が設けられ、生成ガスを溶融炉４１に導出する。熱回収室５９には伝熱管６５が埋設されており、流動媒体から熱回収することができる。
【００５４】
燃焼部の下部には分散板５２が配置されている。さらにその下部には流動化ガス室５６，５６’が設けてあり、それぞれ接続口を通して、流動化ガス９５，９５’を導入する。流動化ガス室５６’からは実質的に小さな流動化速度を与えるように流動化ガス９５’を噴出し、その結果、仕切壁５８の近傍に弱流動化域１２１を形成する。さらに流動化ガス室５６からは実質的に大きな流動化速度を与えるように流動化ガス９５を噴出し、燃焼部の中央部に強流動化域１２２を形成する。
【００５５】
燃焼部の流動層内に２つの異なる流動化域が存在する結果、弱流動化域１２１で沈降し、強流動化域１２２で上昇する旋回流が生じる。
一方、熱回収室５９においても、下部には分散板５２が配置されている。さらに分散板５２の下部には流動化ガス室９０が設けてあり、接続口を通して流動化ガス９４を導入する。流動化ガス室９０からは実質的に小さな流動化速度を与えるように流動化ガス９４を噴出し、熱回収室５９に弱流動化域１２３を形成する。
【００５６】
このように流動化速度の異なる流動化域を組み合わせることによって、以下のような流れが生じる。すなわち、燃焼部においては、強流動化域１２２で流動媒体は上昇流１１８にのって上昇する。そして表面近くで、弱流動化域１２１に向かう水平流に転じ、弱流動化域１２１では沈降流１１２となる。一方、水平流の一部は仕切壁５８の上端を超えて、熱回収室５９に導入される。
【００５７】
熱回収室５９においては弱流動化域１２３が形成されているので沈降流が生じ、さらに流動媒体は仕切壁５８の下部連絡口を通る還流によって燃焼部へ戻る。このように燃焼部においては内部の旋回流が形成され、燃焼部の部分燃焼ガス化流動層と熱回収室流動層との間には、相互の循環流が形成されている。
したがって、流動層炉５１の上方に設けた可燃物投入口６６から可燃物を投入すると、内部旋回流によって均一に分散混合し、部分燃焼、ガス化が行われる。
【００５８】
一方、部分燃焼により発生した熱量は、一部ガス化熱源となるほか、仕切壁５８上部を越えて熱回収室５９に入り、沈降流となったのち、仕切壁下部から部分燃焼ガス化流動層に戻る流動媒体循環流によって、熱回収室５９に運ばれ、伝熱管６５を通じて外部に取り出される。
このように、投入された可燃物のエネルギーについて、一部はガスとなって化学エネルギーとして取り出され、一部は熱エネルギーとして有効に高効率で回収することが可能である。
【００５９】
また、投入される可燃物の中に不燃分が混入していることも多い。そのため、部分燃焼ガス化流動層の中央部に不燃物排出口６９を設けて不燃物を排出するようにしている。また不燃物排出を容易にするため、それぞれの炉床が不燃物排出口に向かってすり鉢状に下降傾斜面をなしている。
【００６０】
図５に示す実施例においては、燃焼部の中央部で流動媒体の上昇流を形成し、垂直な仕切壁５８の近傍で流動媒体の下降流を形成したが、図１に示す例と同様に仕切壁５８の近傍で流動媒体の上昇流を形成し、燃焼部の中央部で流動媒体の下降流を形成してもよい。
【００６１】
図６は本発明の第５実施例を示す図である。図６に示す実施例においては、流動層炉５１は水平断面が概略矩形状をなしている。流動層炉５１は、垂直な仕切壁５８により燃焼部と熱回収室５９とに区分されており、燃焼部と熱回収室５９の炉底部から、流動化ガス９１，９２，９３がそれぞれ側縁部流動化ガス室５５、中央流動化ガス室５５、熱回収部流動化ガス室９０を通り、更に各室の上部の分散板５２から炉内に上向き流７，８，７’として噴出する。
【００６２】
流動化ガス８の質量速度は、流動化ガス７と流動化ガス７’の質量速度よりも大きい。
流動化ガス８は、酸素、酸素と空気の混合気体、及び空気の３種の気体の内の１つである。流動化ガス７は、水蒸気、水蒸気と空気の混合気体、及び空気の３種の気体の内の１つであり、流動化ガス８の酸素含有量は、流動化ガス７の酸素含有量以上が好ましい。流動化ガス全体の空気量が、可燃物Ｆの燃焼に必要な理論燃焼空気量の３０％以下が好ましく、炉内は、還元雰囲気とされる。
【００６３】
流動化ガス７の質量速度は、流動化ガス８の質量速度より小さく、炉内中央部上方における流動化ガスの上向き流が炉の周辺部へ向かうように転向される。それによって、炉の側縁部では、流動媒体（一般的には硅砂を使用）が沈降拡散する移動層９が形成されると共に炉内中央部に流動媒体が活発に流動化している流動層１０が形成される。流動媒体は、矢印１１８で示すように、炉中央部の流動層１０を上昇し、移動層９の上方へ流入し、移動層９中を下降し、次に矢印１１２で示すように、分散板５２に沿って移動し、流動層１０の下部へ流入することにより、流動層１０と移動層９の中を矢印１１８及び１１２で示すように循環する。
【００６４】
可燃物供給口６６から移動層９の上部へ供給された可燃物Ｆは、流動媒体と共に移動層９中を下降する間に、流動媒体の持つ熱により加熱され、主として揮発分がガス化される。移動層９には、酸素がないか少ないため、ガス化された揮発分からなる生成ガスは燃焼されないで、移動層９中を矢印１１６のように抜ける。それ故、移動層９は、ガス化ゾーンＧを形成する。フリーボード１０２へ移動した生成ガスは上昇し、ガス出口６８から生成ガス２９として排出される。
【００６５】
移動層９中でガス化されない、主としてチャー（固定炭素分）やタール１１４は、移動層９の下部から流動媒体と共に矢印１１２で示すように、炉内中央部の流動層１０の下部へ移動し、比較的酸素含有量の多い流動化ガス８により燃焼され、部分酸化される。流動層１０は可燃物の酸化ゾーンＳを形成する。流動層１０内において、流動媒体は、流動層内の燃焼熱により加熱され高温となる。高温になった流動媒体は、矢印１１８で示すように、炉中央部上部で反転され、移動層９へ移り、再びガス化の熱源となる。流動層部（流動層１０と移動層９）の温度は、４５０〜８００℃に維持され、抑制された燃焼反応が継続するようにされる。
【００６６】
ガス出口６８は、図１に示す実施例と同様に溶融燃焼炉４１に接続されている。また、仕切壁５８の背面と炉壁間に環状の熱回収室５９が形成され、運転中の流動媒体の一部が仕切壁５８の上部を越えて熱回収室５９に入り込むように構成されている。熱回収室５９に入り込んだ流動媒体は、流動化ガス室９０を経て分散板５２から上方に吹き上げられる流動化ガス７’によって、運転状態に従って連続的又は断続的に移動層を形成しつつ沈降し、伝熱管６５との熱交換が行われた後、燃焼部へ還流される。この沈降量は流動化ガス７’の風量、燃焼部の流動化ガス７，８の風量によって制御される。
【００６７】
図７は、本発明のガス化装置により製造される生成ガスの精製工程の一例を示すフロー図である。図７の精製工程において、ガス化原料Ｆ及び流動化ガス７，８がガス化装置１へ供給される。ガス化装置１において生成された可燃生成ガスは、廃熱ボイラ３１で熱が回収され冷却されて、サイクロン分離器３２へ送られ、固形分３７，３８が分離される。その後、生成ガスは、水洗浄塔３３において水により洗浄され冷却され、アルカリ洗浄塔３４において硫化水素が除去され、その後、ガスホルダー３５に貯留される。サイクロン分離器３２で分離された固形分の内の未反応チャー３７は、ガス化装置１へ戻され、残りの固形分３８は、系外へ排出される。ガス化装置１から排出された不純物の内、大きな不燃物２７は、系外へ排出され、砂は、ガス化装置１へ戻される。洗浄塔３３，３４から出る廃水は、廃水処理器３６へ導入され、無害化処理される。
【００６８】
図８は、ガス化装置１において発生した可燃生成ガス及び微粒子（灰、チャーやタールからなる）が、熔融燃焼炉４１に導入されて高温燃焼され、灰が熔融される工程の一例を示すフロー図である。図８の工程において、ガス化装置１で製造された可燃分の多い生成ガスが、熔融燃焼炉４１へ導入される。熔融燃焼炉４１には、酸素、酸素と空気の混合気体、又は空気が吹き込まれ、生成ガス及び微粒子が１３００℃以上で燃焼され、灰が熔融され、またダイオキシン、ＰＣＢ等の有害物質が分解される。熔融燃焼炉４１で熔融された灰４４は、急冷されスラグとされ減量化される。熔融燃焼炉４１で発生した燃焼排気ガスは、スクラバー４２で急冷され、ダイオキシンの再合成が防止される。スクラバー４１で急冷された排気ガスは、フィルタ４３において更に塵埃３８が除去され、排気塔２００から大気へ排出される。
【００６９】
図９は、本発明の熔融燃焼装置の垂直断面斜視図である。図９において図１、図３、図４、図５及び図６に示すガス化装置１のガス出口６８は、熔融燃焼炉４１の可燃ガス入口１４２に連通されている。熔融燃焼炉４１は、ほぼ垂直方向の軸線を有する円筒形一次燃焼室１４０、及び水平方向に傾斜する二次燃焼室１５０を含んでいる。流動層炉２で発生された可燃ガス１１６及び微粒子は、可燃ガス入口１４２を介し一次燃焼室１４０へその軸線のまわりに旋回するように供給される。
【００７０】
一次燃焼室１４０は、上端に始動バーナを備えると共に、燃焼用空気を軸線のまわりに旋回するように供給する複数の空気ノズル１３４を備える。二次燃焼室１５０は、一次燃焼室１４０とその下端で連通されると共に、二次燃焼室の下方部分に配置され熔融灰分を排出可能な排出口１５２、排出口１５２の上方に配置される排気口１５４、一次燃焼室と連通する部分の付近に配置される助燃バーナ１３６、及び燃焼用空気を供給する空気ノズル１３４を備える。排気口１５４は、輻射板１６２を備え、輻射により排気口１５４から失われる熱量を減少させている。
【００７１】
なお、流動層ガス化炉、熔融燃焼装置に、廃熱ボイラ及びタービンを組合せてもよい。すなわち、熔融燃焼炉から排出される燃焼ガスが廃熱ボイラを通過し、ボイラにより水が蒸気にされ、蒸気タービンを駆動するよう構成してもよい。
また、図４において、図３の反射仕切壁５８上部の屈曲部と同様の偏向板を流動化ガス室５６上方に設け、流動媒体の流動層から移動層への移動を促進するようにしてもよい。前記偏向板は図４で散気装置６２と略平行に傾斜しているものとする。
また、図４において、散気装置６２は、図３と同様に、水平に設けてもよい。
【００７２】
また、図１の炉内の傾斜壁５８よりも内側の部分において、流動化ガスは、炉底中央部（流動化ガス室５５上方）と炉底周辺部（流動化ガス室５６上方）の間の炉底中間部から炉内へ供給される中間流動化ガスを更に含み、中間流動化ガスの質量速度が、中央流動化ガスの質量速度と周辺流動化ガスの質量速度の中間にあるようにしてもよい。また、中間流動化ガスの酸素含有量が、中央流動化ガスの酸素含有量と周辺流動化ガスの酸素含有量の中間にあるようにしてもよい。
【００７３】
図３および図４に示す実施例においても、炉内の傾斜壁５８よりも内側の部分において、流動化ガスが、炉底第１領域と炉底第２領域の間の炉底第３領域から炉内へ供給される第３流動化ガスを更に含み、第３流動化ガスの質量速度が第１流動化ガスの質量速度と第２流動化ガスの質量速度の中間にあるようにしてもよい。
また、好ましくは、第３流動化ガスの酸素含有量が、第１流動化ガスの酸素含有量と第２流動化ガスの酸素含有量の中間にあるようにしてもよい。
【００７４】
図１０は本発明のガス化方法を複合発電システムに適用した実施例を示す図である。即ち、流動層炉のガス化原料として、石炭の割合を増やした場合は、灰が少なくなるため、溶融炉の代わりにセラミックスフィルタを使用して未燃分及び灰を取り除くことができる。そして、流動層炉で生じた可燃ガスを燃焼器で燃焼することにより、排ガス温度を流動層でのアグロメレーションの発生を防ぐための最高流動層温度よりも高くすることが可能となり、ガスタービン入口のガス温度を高くすることにより複合発電の高効率化を達成することができる。
【００７５】
図１０に示すように、内部循環流動層炉１は層内が仕切壁５８で仕切られ、中央部には部分燃焼ガス化が生じる燃焼部、その外側に層内伝熱管６５が配された熱回収部５９を有する。燃焼部には中央部の移動層９とその周辺部の流動層１０からなる内部旋回流を有している。
【００７６】
流動化ガス室５５から吹き込まれる流動化ガス７中の酸素濃度はできるだけ低くし、燃焼部の中央部の移動層９に投入された可燃物Ｆの熱分解のための熱量は流動化ガス室５６から吹き込まれた流動化ガス８中に含ませた酸素による燃焼熱にて得るようにしている。こうすることによって酸素と反応し易いガス化ガスが酸素と反応するのを抑制でき、高いガス化効率を得ることができる。上記の内部循環流動床ガス化炉１は圧力容器内に収められ、高いガス化効率を得ることができる。
【００７７】
未燃分を大量に含んだガス化ガスはガス出口６８を通ってセラミックスフィルタ１３０に導かれる。セラミックスフィルタ１３０入口のガス温度は通常４８０℃以下に冷却されるが、セラミックスフィルタ１３０の耐熱温度、ガス性状等によっては８００℃乃至９００℃程度とすることもできる。ガスの冷却はガス化炉のフリーボード１０２部に設けた伝熱管１２０で冷却することもできる。もちろんガス化炉の熱回収室５９を流動化させて層温を下げることによってガスの温度を低下させることもできる。
【００７８】
セラミックスフィルタ１３０で捕集された未燃分はボイラ１３３に燃焼用空気とともに送られ、そこで燃焼させる。またセラミックスフィルタ１３０を通過したガスは、燃焼器１３１を経由してガスタービン１３２に導かれ、動力回収した後、ボイラ１３３に送られる。ボイラ１３３には、ガスタービン排気とともにセラミックスフィルタ１３０から未燃分が流入して燃焼し、それらの熱が蒸気として回収され、蒸気タービン１３４でさらに動力回収される。ボイラ１３３を出た燃焼ガスは節炭器１３５、空気予熱器１３６にてさらに熱回収された後、大気放出される。
【００７９】
層内伝熱管の無い従来の流動層炉では、燃料が定まれば層温は流動化ガス中に含まれる酸素量で１点に定まってしまうのに対して、層温調節のできる本実施例では流動層炉の空気比と層温を全く独立に制御することができるので、ガスタービン１３２前の燃焼器１３１や、ボイラ１３３の運転状況が最適となるようにガス化炉の運転状態を調節することができる。
具体的には、ガスタービン側の出力が低下気味のときは空気比を抑えて層温を上げることによってガス化効率を高める。蒸気温度が低下気味の場合は流動層炉の層温を下げて、ガス化効率を下げて、未燃チャーを増やす様にした。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、都市ごみ、廃プラスチック、石炭等の可燃物をガス化し、得られたガスを化学工業や燃料として利用することができ、廃棄物などの可燃物から有用なガスを得るために好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は本発明のガス化方法を実施するガス化装置の第１実施例を示す断面図である。
【図２】図２は図１のII-II線断面図である。
【図３】図３は本発明のガス化方法を実施するガス化装置の第２実施例を示す断面図である。
【図４】図４は本発明のガス化方法を実施するガス化装置の第３実施例を示す断面図である。
【図５】図５は本発明のガス化方法を実施するガス化装置の第４実施例を示す断面図である。
【図６】図６は本発明のガス化方法を実施するガス化装置の第５実施例を示す断面図である。
【図７】図７は本発明の一実施例の生成ガスの精製工程を示すフロー図である。
【図８】図８は本発明の一実施例の灰が熔融される工程を示すフロー図である。
【図９】図９は本発明の一実施例の熔融燃焼装置の断面斜視図である。
【図１０】図１０は本発明のガス化方法を複合発電システムに適用した実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  ガス化装置
７  中央流動化ガス
８  周辺流動化ガス
９  移動層
１０  流動層
３１  廃熱ボイラ
３２  サイクロン分離器
３３  水洗浄塔
３４  アルカリ洗浄塔
３５  ガスホルダー
３６  廃水処理器
５１  流動層炉
５２  分散板
５３  流動層ガス導入管
５４，５５，５６  流動化ガス室
５７，６０  ブロワ
５８  反射仕切壁
５９  熱回収室
６２  散気装置
６３  開口部
６５  伝熱管
６６  可燃物供給口
６８  ガス出口
６９  不燃物排出口
７０  スクリューコンベア
７１  スクリュー
８０  水管
８１，８２  管寄せ
９０  流動化ガス室
９１，９２，９３，９４，９５  流動化ガス
１０２  フリーボード
１１４  タール
１２１，１２３  弱流動化域
１２２  強流動化域
１３０  セラミックスフィルタ
１３１  燃焼器
１３２  ガスタービン
１３３  ボイラ
１３５  節炭器
１４０  一次燃焼室
１４２  可燃ガス入口
１５０  二次燃焼室
１５２  排出口
１５４  排気口
１６２  輻射板
【図１】
2007163132.tif 000003
【図２】
2007163132.tif 000004
【図３】
2007163132.tif 000005
【図４】
2007163132.tif 000006
【図５】
2007163132.tif 000007
【図６】
2007163132.tif 000008
【図７】
2007163132.tif 000009
【図８】
2007163132.tif 000010
【図９】
2007163132.tif 000011
【図１０】
2007163132.tif 000012