(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を部分ガス化反応させてメタノール合成用原料ガスを生成する有機物のガス化装置において、前記ガス化装置を、原料供給手段と支燃ガス及び水蒸気供給手段と噴流用ガス供給手段とを設けた第１段ガス化炉と、この第１段ガス化炉の後流に配置した第２段ガス化炉とに分割し、この第１段ガス化炉と第２段ガス化炉との間にサイクロンを配置し、該サイクロンから前記第２段ガス化炉へのラインの途上に支燃ガス及び水蒸気供給手段を設けてなることを特徴とする有機物の噴流床式ガス化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は重質油、残渣油、プラスチックなどの有機物を部分ガス化する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来の装置の一例である有機物の部分ガス化装置及びメタノール合成装置の概念を示す説明図である。図２の装置において、装置の始動時にはガス化炉５１を予熱装置５２によって約７００℃に予熱し、このガス化炉５１に水封タンク５６によってシールされた噴流用ガス供給ライン５５から、例えば窒素ガス（Ｎ2 ），炭酸ガス（ＣＯ2 ）などのイナートガスである噴流用ガスを常温で供給するとともに、原料供給装置５４及び水蒸気・酸素供給ライン５３から、水蒸気酸素混合ガス（Ｈ2 Ｏ＋Ｏ2 ）及び例えばプラスチック廃棄物を粉砕した有機物原料を供給し、噴流用ガスのガス化炉５１内での噴流によって有機物原料と水蒸気（Ｈ2 Ｏ）及び酸素（Ｏ2 ）とを反応させてガス化し、メタノール合成用原料ガス（Ｈ2 ＋ＣＯ＋ＣＯ2 ）を生成する。定常運転中のガス化炉５１内は、この反応熱によって７００℃前後の温度が維持される。
【０００３】
このメタノール合成用原料ガス（Ｈ2 ＋ＣＯ＋ＣＯ2 ）を熱回収装置５７によって所要の温度に冷却し、ガス化炉５１で副生したフライアッシュ、タールなどの重質分ミスト、未反応の固体有機物等をガス洗浄装置５８によって除去し、ＣＯシフト装置５９によって一酸化炭素（ＣＯ）と水蒸気（Ｈ2 Ｏ）とを水素ガス（Ｈ2 ）と炭酸ガス（ＣＯ2 ）にシフトしてメタノール合成用の原料ガス組成に最適なＨ2 ／ＣＯ比とし、ＣＯ2 除去装置６０によって余分の炭酸ガス（ＣＯ2 ）を除去し、メタノール合成装置６１に供給してＣＯ＋２Ｈ2 →ＣＨ3 ＯＨ及びＣＯ2 ＋３Ｈ2 →ＣＨ3 ＯＨ＋Ｈ2 Ｏの反応によりメタノール（ＣＨ3 ＯＨ）を合成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来の装置では、ガス化炉５１で副生されるフライアッシュ及びタールなどの重質分ミスト、未反応の固体有機物等が多いと、それらをガス洗浄装置５８で完全に除去することができなくて、それら固体有機物等が熱回収装置５７以後の各装置５８〜６１に付着及び残留し、これらの装置５７〜６１の安全運転に悪影響を与える。
本発明は上記技術水準に鑑み、従来技術における固体成分による後続装置への悪影響を防止することができ安定運転が可能な有機物のガス化装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、有機物を部分ガス化反応させてメタノール合成用原料ガスを生成する有機物のガス化装置において、前記ガス化装置を、原料供給手段と支燃ガス及び水蒸気供給手段と噴流用ガス供給手段とを設けた第１段ガス化炉と、この第１段ガス化炉の後流に配置した第２段ガス化炉とに分割し、この第１段ガス化炉と第２段ガス化炉との間にサイクロンを配置し、該サイクロンから前記第２段ガス化炉へのラインの途上に支燃ガス及び水蒸気供給手段を設けてなることを特徴とする有機物の噴流床式ガス化装置である。
【０００６】
【作用】
本発明では、第１段ガス化炉に噴流ガス供給手段、原料供給手段、支燃ガス及び水蒸気供給手段によって噴流用ガス、有機物原料、支燃ガス及び水蒸気を供給し、高温で反応させてガス化し、原料用ガスを生成する。このガス化反応で副生されたフライアッシュや残留する未反応の固体有機物等の固体物をサイクロンによって除去し、原料ガスだけを第２段ガス化炉に供給するとともに支燃ガス及び水蒸気を第２段ガス化炉入口部に供給し、さらに反応を進行させる。この原料ガスには第１段ガス化炉で副生されたタールなどの重質分が残留しているが、第２段ガス化炉においてこれらの重質分の分解が進行し、またサイクロンによって固体物を除去しているため、新たな重質分の発生が無い。さらに、必要により支燃ガスを供給して第１段ガス化炉で生成した原料ガスの一部を燃焼させることにより原料ガスはさらに昇温し、重質分の分解はアレニウス則に従って大幅に促進される。
以上の作用によって、原料用ガス中に、フライアッシュ、未反応の固体有機物及びタールなどの重質分の無いクリーンな原料ガスを生成でき、下流機器を安定して運転することが可能になる。
【０００７】
【実施例】
図１は本発明の一実施例である有機物の部分ガス化装置及びメタノール合成装置の概念を示す説明図である。図１において、第２段ガス化炉２は第１段ガス化炉１の後流にサイクロン３を介して配置され、第２段ガス化炉２の入側には水蒸気・酸素供給ライン４が設けられている。このサイクロン３の下部にはダスト排出ライン５が設けられている。第１段ガス化炉１には、従来の装置と同様に、予熱装置５２、水蒸気・酸素供給ライン５３、原料供給装置５４及び水封タンク５６でシールされた噴流用ガス供給ライン５５が設けられている。第２段ガス化炉２の後流には、従来の装置と同様に熱回収装置５７、ガス洗浄装置５８、ＣＯシフト装置５９、ＣＯ2 除去装置６０及びメタノール合成装置６１が配置されている。
【０００８】
装置の始動時には、第１段ガス化炉１を予熱装置５２によって約７００℃に予熱する。次に、噴流用ガス供給ライン５５からこの第１段ガス化炉１に、例えば窒素ガス（Ｎ2 ），炭酸ガス（ＣＯ2 ）などのイナートガスである常温の噴流用ガスを供給するとともに、原料供給装置５４及び水蒸気・酸素供給ライン５３から水蒸気酸素混合ガス（Ｈ2 Ｏ＋Ｏ2 ）及び例えばプラスチック廃棄物を粉砕した有機物原料を供給し、予熱された熱によって有機物原料（Ｃn Ｈm など）と水蒸気（Ｈ2 Ｏ）及び酸素ガス（Ｏ2 ）とを反応させてガス化し、メタノール合成用原料ガス（Ｈ2 ＋ＣＯ＋ＣＯ2 ）を生成する。定常反応時には第１段ガス化炉１内は、この反応熱によって７００℃前後の温度に維持される。第１段ガス化炉１内では、有機物原料の中のフライアッシュ、タールなどの重質分（Ｃn Ｈm など）が副生され、未反応の固体有機物が残留する。
【０００９】
この副生物及び残留物を含有した原料ガス（Ｈ2 ＋ＣＯ＋ＣＯ2 ）をサイクロン３に供給してフライアッシュ、固体有機物等の固体物を除去し、ダスト排出ライン５によって排出する。この重質分（Ｃn Ｈm ）が残留した原料ガス（Ｈ2 ＋ＣＯ＋ＣＯ2 ）を第２段ガス化炉２に供給し、水蒸気酸素混合ガス（Ｈ2 Ｏ＋Ｏ2 ）を水蒸気・酸素供給ライン４から供給して重質分（Ｃn Ｈm ）と反応させ、水素ガス（Ｈ2 ），一酸化炭素（ＣＯ），炭酸ガス（ＣＯ2 ）に分解する。第２段ガス化炉２において、酸素ガス（Ｏ2 ）と原料ガス（Ｈ2 ＋ＣＯ＋ＣＯ2 ）の一部を反応させ、その発熱反応によって約１０００℃に昇温させるようにすれば重質分の分解がアレニウス則に従って促進される。
【００１０】
このようにして副生物を除去及び分解した原料ガス（Ｈ2 ＋ＣＯ＋ＣＯ2 ）を熱回収装置５７によって所要の温度に冷却し、第２段ガス化炉２で僅かに発生するフライアッシュをガス洗浄装置５８によって除去し、ＣＯシフト装置５９によって一酸化炭素（ＣＯ）と水蒸気（Ｈ2 Ｏ）とから水素ガス（Ｈ2 ）にシフトさせて補給し、ＣＯ2 除去装置６０によって炭酸ガス（ＣＯ2 ）を除去し、メタノール合成装置６１において２Ｈ2 ＋ＣＯ→ＣＨ3 ＯＨの化学反応でメタノールを合成する。
【００１１】
【発明の効果】
本発明では、ガス化装置を、第１段ガス化炉と、その後流に配置した第２段ガス化炉とに分割し、この第１段ガス化炉と第２段ガス化炉との間に配置したサイクロンによって第１段ガス化炉で副生されたフライアッシュ及び残留する未反応の固体有機物を除去することにより、これらの固体分が第２段ガス化炉に供給されることがないので、第２段ガス化炉での固体有機物のガス化による新たな重質分の生成を防止することが可能になり、第２段ガス化炉には第１段ガス化炉で副生されたタールなどの重質分を分解させる機能だけを持たせることができる。
また、第２段ガス化炉において第１段ガス化炉から供給された原料ガスの一部を燃焼させることにより、原料ガスの温度をさらに上昇させてこの重質分の分解を促進することができる。
従って、本発明の装置によれば、有機物の部分ガス化による原料ガスからフライアッシュ、固体有機物を除去するとともに、重質分を完全に分解することができ、クリーンなガス化が可能になり、第２段ガス化炉の後流の装置への悪影響、いわゆるタールトラブルを完全に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施例である有機物の部分ガス化装置及びメタノール合成装置の概念を示す説明図。
【図２】従来の装置の一例である有機物の部分ガス化装置及びメタノール合成装置の概念を示す説明図。
【図１】
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【図２】
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