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JP2013014698A - Organism pyrolysis gas fuel-making device - Google Patents

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JP2013014698A
JP2013014698A JP2011148784A JP2011148784A JP2013014698A JP 2013014698 A JP2013014698 A JP 2013014698A JP 2011148784 A JP2011148784 A JP 2011148784A JP 2011148784 A JP2011148784 A JP 2011148784A JP 2013014698 A JP2013014698 A JP 2013014698A
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tar
pyrolysis gas
nitrogen
calorie
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Yoshiharu Yokota
祥治 横田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organism pyrolysis gas fuel-making device in which when organism pyrolysis gas is converted into fuel, the treatment of a tar content in the pyrolysis gas requires a lot of cost, in addition, the pyrolysis gas is diluted by nitrogen because air is generally introduced into a thermal decomposition furnace to be low calorie, so that: the tar is performed by detoxification; the pyrolysis gas is separated; the pyrolysis gas is made high in calorie; the tar is detoxified; and the pyrolysis gas is modified to be high calorie gas.SOLUTION: The organism pyrolysis gas fuel-making device W includes: a separator A that cools an organism pyrolysis gas exhausted from an organism thermal decomposition furnace to separates the pyrolysis gas into a tar content and a gaseous matter; a nitrogen removal device O that removes nitrogen from the separated gaseous matter; a gas reforming device K in which the gaseous matter from which nitrogen is removed, and the tar content are modified by superheated steam to a gas that is clean and has high calorie; and a quenching device in which the modified gas is quenched, and generates good quality gas that is clean and has high calorie.

Description

本発明は有機廃棄物を熱分解炉で熱分解された排ガスをクリーンで高カロリーなガスに改質させる装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for reforming exhaust gas obtained by pyrolyzing organic waste in a pyrolysis furnace into a clean and high-calorie gas.

従来技術は、下記に示す課題がある。
特許文献1に記載のシステムは熱分解ガス中のタール及び未反応残渣を熱分解させその熱を利用することによる複雑な行程に課題がある。
特許文献2に記載のシステムは、窒素除去の方法及び窒素除去の目的に課題がある。
The prior art has the following problems.
The system described in Patent Document 1 has a problem in a complicated process by thermally decomposing tar and unreacted residue in the pyrolysis gas and using the heat.
The system described in Patent Document 2 has a problem in the method of removing nitrogen and the purpose of removing nitrogen.

特許公開2010−77260Patent Publication 2010-77260 特許公開平7−4327Patent Publication No. 7-4327 特許公開2008−8559Patent Publication 2008-8559 特許公開2009−46554Patent Publication 2009-46554

一般社団法人日本エネルギー学会発行 著者 山田修他3名 「木質系バイオマスを原料とした過熱水蒸気(SHS)ガス化システム」Published by the Japan Institute of Energy The author Osamu Yamada and three others “Superheated Steam (SHS) Gasification System Using Woody Biomass”

本発明は有機廃棄物を熱分解炉で熱分解させる際発生する熱分解ガス中のタール分及びガス分を無害化して、ガス分中の窒素を除去し直接ガスエンジン等で使用できるクリーンで高カロリーなガスの提供にある。   The present invention detoxifies tar and gas in pyrolysis gas generated when pyrolyzing organic waste in a pyrolysis furnace, removes nitrogen in the gas, and can be used directly in a gas engine or the like. To provide calorie gas.

上記従来技術は、下記に示す課題がある。
特許文献1に記載のシステムは熱分解ガスの改質手段でタールおよび未反応残渣を再度熱分解させその熱を利用する、また改質ガス中の水蒸気の利用をするなど複雑な工程に課題がある。
特許文献2に記載のシステムは、窒素除去の目的は空気中の酸素を透過させ窒素を透過させないのであって、本発明が求めている窒素除去の目的は熱分解ガス中の可燃ガスを透過させることであり窒素除去の目的に課題がある。
特許文献3の熱分解炉の基本システムは低温であるが、送風機等のエネルギーを使用することで高温を可能にして乾留速度を上げていたが、本発明では基本の低温150〜350℃で乾留させることで乾留のためのエネルギーが全く不要になり、極めて経済性が高くなるとともに従来は高温でタールの発生を抑えていたが、高温にするためのエネルギーを使用することなくタールを良質の可燃性ガスに変換することが出来るようになった。
特許文献4に記載のシステムはガス改質に過熱水蒸気を利用して炭化水素や一酸化炭素の合成が計られているが、製造過程ではバイオマスのチップ化や水素や一酸化炭素を炭化水素に合成する際触媒を使い反王室を幾重にも設置していて、本発明の工程に比して製造工程が複雑と成っている。
非特許文献1に記載のシステムは、バイオマスの原料杉ペレットを5mm×L1.5〜10mm程度の円柱状のものをガス化していて、本発明のガス化は特許文献3の熱分解炉でガス化する際に、原料を粒状や粉末などに加工することなく例えば丸太のままガス化が出来るため前処理のための費用が不要であり経済的効果は大きい、また非特許文献1に記載のシステムはタールの生成を低減させているが、本発明はタールそのものを高カロリーガス化させてエネルギー量の増大を計られていて、特許文献3の熱分解炉から排出される熱分解ガス中の粉塵そのものの排出が極めて少量であり、極めて少ない粉塵の排出が当熱分解炉の特徴の一つでもあり大気汚染防止法の定める規制値を常に超えることなく環境に優しいシステムと成っている。
The above prior art has the following problems.
The system described in Patent Document 1 has problems in complicated processes such as thermal decomposition of tar and unreacted residue again by means of reforming of pyrolysis gas and use of the heat, and use of water vapor in the reformed gas. is there.
In the system described in Patent Document 2, the purpose of nitrogen removal is to transmit oxygen in the air and not nitrogen, and the purpose of nitrogen removal required by the present invention is to allow the combustible gas in the pyrolysis gas to pass. Therefore, there is a problem in the purpose of removing nitrogen.
Although the basic system of the pyrolysis furnace of Patent Document 3 is low temperature, the use of energy such as a blower enabled high temperature to increase the rate of carbonization, but in the present invention, the basic low temperature of 150 to 350 ° C. This eliminates the need for energy for dry distillation, making it extremely economical and suppressing tar generation at high temperatures. However, it is possible to use high quality combustible tar without using high temperature energy. It became possible to convert to sex gas.
The system described in Patent Document 4 uses superheated steam for gas reforming to synthesize hydrocarbons and carbon monoxide, but in the manufacturing process, chipping biomass and converting hydrogen and carbon monoxide into hydrocarbons. When synthesizing, a catalyst is used and multiple anti-royal families are installed, and the manufacturing process is complicated as compared with the process of the present invention.
The system described in Non-Patent Document 1 gasifies biomass raw cedar pellets in a cylindrical shape of about 5 mm × L 1.5 to 10 mm, and the gasification of the present invention is performed in the pyrolysis furnace of Patent Document 3. For example, since the raw material can be gasified without being processed into granules or powders, the cost for pretreatment is unnecessary and the economic effect is great, and the system described in Non-Patent Document 1 Although the production of tar is reduced, the present invention is intended to increase the amount of energy by converting the tar itself into a high-calorie gas, and dust in the pyrolysis gas discharged from the pyrolysis furnace of Patent Document 3 The discharge itself is extremely small, and the discharge of very little dust is also one of the features of this pyrolysis furnace, and it is an environmentally friendly system that does not always exceed the regulation values stipulated by the Air Pollution Control Law.

本発明の目的は極めて簡易で安価な熱分解ガスの改質をすることと、可燃ガス中の窒素を除去し熱分解ガスを高カロリー化することにある。   An object of the present invention is to modify the pyrolysis gas that is extremely simple and inexpensive, and to remove nitrogen in the combustible gas and increase the calorie content of the pyrolysis gas.

有機物を燃料化する際バイオマスガス化或いは熱分解ガス化の方法が行われているが、バイオマスガスの場合は発生するガスが低カロリーであり燃料として単独で利用が出来ない。例えば自動車エンジンの燃料にしようとすれば軽油などの燃料で低カロリーを補わなければならず、エンジンの改造などにに大きな費用が懸かっている、また熱分解ガスを燃料化するとき、熱分解ガス中のタール分の処理に構造面で多くの費用を要している。
更に熱分解ガスは一般的に還元雰囲気のなかで行われる、即ち空気を炉内に導入するため出来た燃料が窒素で希薄され低カロリーを余儀なくされている。
これらの厄介者のタールの無害化と更にタールのハイカロリー化及び低カロリーガスの高カロリー化を解決するのが本発明の課題である。
Biomass gasification or pyrolysis gasification methods are used to convert organic matter into fuel. In the case of biomass gas, the generated gas is low in calories and cannot be used alone as fuel. For example, if you want to use it as a fuel for an automobile engine, you have to make up for low calories with fuel such as light oil, and there is a large cost for remodeling the engine. A large amount of cost is required in terms of structure to process the tar content.
Furthermore, the pyrolysis gas is generally carried out in a reducing atmosphere, that is, the fuel produced for introducing air into the furnace is diluted with nitrogen and forced to have low calories.
It is an object of the present invention to solve the detoxification of tar of these troublesome persons and further increase the calorie of tar and the high calorie of low calorie gas.

(請求項1について)
有機物熱分解炉から排出される有機物熱分解ガスを導入して冷却しタール分とガス分を分離する分離装置と、該分離装置で分離されたガス分を導入して窒素を除去する窒素除去装置と、該窒素除去装置で窒素を除去されたたガス分と前記分離装置で分離されたタール分と過熱水蒸気発生装置で発生した過熱水蒸気とを導入してクリーンで高カロリーなガスに改質する反応炉を備えたガス改質装置と、該ガス改質装置で改質されたクリーンで高カロリーなガスを導入して急冷する急冷装置とを備えたこと。
(About claim 1)
Separation device that introduces and cools an organic pyrolysis gas discharged from an organic pyrolysis furnace and separates the tar component and the gas component, and a nitrogen removal device that introduces the gas component separated by the separation device and removes nitrogen And introducing a gas component from which nitrogen has been removed by the nitrogen removal device, a tar component separated by the separation device, and superheated steam generated by a superheated steam generator into a clean, high-calorie gas. A gas reformer provided with a reaction furnace, and a quenching device for quenching by introducing clean and high-calorie gas reformed by the gas reformer.

(請求項2について)
前記分離装置は、螺旋パイプが設置されていて、該螺旋パイプの最下部にタールを除去するドレンが設けられ、該ドレンから排出されたタール分を収納する格納容器を備え、該格納容器に収納されたタール分をポンプで前記ガス改質装置に導入するようにしたこと。
(About claim 2)
The separation device is provided with a spiral pipe, a drain for removing tar is provided at a lowermost part of the spiral pipe, and a storage container for storing the tar discharged from the drain is provided, and stored in the storage container The tar content was introduced into the gas reformer with a pump.

(請求項3について)
前記急冷装置は、螺旋パイプおよび送風機を備えてなること。
(Claim 3)
The quenching device includes a spiral pipe and a blower.

有機廃棄物を熱分解炉で熱分解させる際発生するガス中のガス分とタール分を分離装置で分離させ、ガス分中の可燃ガスは窒素を除去され高カロリー化し、また分離したタール分は高温の過熱水蒸気を備えたガス改質装置で無害化されクリーンで高カロリーガスに改質される。   Gas separation and tar content in the gas generated when pyrolyzing organic waste in a pyrolysis furnace are separated by a separator, and the combustible gas in the gas component is removed from nitrogen to increase the calorie. It is rendered harmless by a gas reformer equipped with high-temperature superheated steam and reformed into a clean, high-calorie gas.

本発明は有機廃棄物の内、燃やすか埋めるか以外にリサイクルや他の有効な利用が困難な一般のゴミを熱分解して、クリーンでハイカロリーなガスを生成することで環境負荷の少ないエネルギーとすることが出来、また二酸化炭素の固定化に貢献できる。   In addition to burning or filling organic waste, the present invention pyrolyzes general waste that is difficult to recycle or otherwise effectively use, and generates clean, high-calorie gas to generate energy with low environmental impact. And contribute to the fixation of carbon dioxide.

本発明の実施例に係る有機物熱分解ガス燃料化装置の概略構成図。The schematic block diagram of the organic substance pyrolysis gas fuelization apparatus which concerns on the Example of this invention. ガス改質反応炉の詳細図。Detailed view of the gas reforming reactor.

有機物熱分解ガス燃料化装置Wは、有機物熱分解炉(記載しない)から排出される有機物熱分解ガスを導入して冷却しタール分とガス分を分離する分離装置Aと、分離装置Aで分離されたガス分を導入して窒素を除去する窒素除去装置Oと、窒素除去装置Oで窒素を除去されたたガス分と分離装置Aで分離されたタール分と、過熱水蒸気発生装置Lで発生した過熱水蒸気とを導入してクリーンで高カロリーなガスに改質するガス改質反応炉Mを備えている。
そしてガス改質装置Kで改質されたクリーンで高カロリーなガスを導入して急冷する急冷装置Rとを備えている。
The organic pyrolysis gas fueling apparatus W introduces an organic pyrolysis gas discharged from an organic pyrolysis furnace (not shown), cools it, and separates it with a separation apparatus A that separates tar and gas components. Is generated in the superheated steam generator L, a nitrogen removal device O that introduces the removed gas component to remove nitrogen, a gas component from which nitrogen has been removed by the nitrogen removal device O, a tar component separated by the separation device A, and A gas reforming reactor M is introduced that introduces superheated steam and reforms it into a clean, high-calorie gas.
A quenching device R that introduces clean and high-calorie gas reformed by the gas reforming device K and quenches it is provided.

以上のような構成で、有機物熱分解炉(記載しない)から排出される有機物熱分解ガスは、冷却されガス分とタール分に分離され、ガス分は窒素除去装置Oで窒素を除去され、タール分は窒素を除去さたガス分と同時にガス改質装置Kへ導入され改質されてクリーンで高カロリーなガスに生成される。   With the configuration as described above, the organic pyrolysis gas discharged from the organic pyrolysis furnace (not shown) is cooled and separated into a gas component and a tar component. The gas is introduced into the gas reformer K at the same time as the gas from which nitrogen has been removed and reformed to produce a clean, high-calorie gas.

急冷装置Rは、螺旋パイプC3、螺旋パイプC4および送風機Sを備えている。
このように構成することで高温で排出されたクリーンで高カロリーなガスを急冷することで改質前のガス成分に戻ることを防止する。
The quenching device R includes a spiral pipe C3, a spiral pipe C4, and a blower S.
By comprising in this way, it returns to the gas component before modification | reformation by quenching the clean and high-calorie gas discharged | emitted at high temperature.

本発明の実施例(請求項1,2,3)を図1〜図2に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention (claims 1, 2, 3) will be described with reference to FIGS.

図1は実施例に係る有機物熱分解ガス燃料化装置Wの概略構成図である。
係る本実施形態は、図1〜図2に示すように図1の有機物熱分解ガス燃料化装置Wは、有機物熱分解炉(不記載)から排出される有機物熱分解ガスを導入する有機物熱分解ガス導入パイプB介して、分離装置Aの第一の螺旋パイプC1の最上段に接続され、最下段で逆流防止弁DD1を備えた第一のドレンD1を経てタール格納容器Eに接続される。 そして、螺旋パイプC1の最下段で有機物熱分解ガス導入パイプF1を介して、螺旋パイプC2の最上段に接続され、最下段で逆流防止弁DD2を備えた第二のドレンD2を経てタール格納容器Eに接続される。
タール格納容器Eの底の任意の位置には逆流防止弁GG1を備えたドレンGが設けられ、ドレンGに接続されたポンプIを備えたガス改質反応炉導入パイプHを介してタール噴出ノズルJに接続される。
一方、螺旋パイプC2は最下段で窒素導入パイプNを介して窒素除去装置Oに接続され、ガス改質反応炉導入パイプPを介してガス改質装置Kのガス改質反応炉Mに接続される。
ガス急冷装置Rは、ステンレス製のケース、寸法高さ1,050mm幅675mm奥行350mmで、螺旋パイプC3と螺旋パイプC4の上部に送風機Sが設けられていてる。 また、ガス改質装置Kのガス改質反応炉Mは、冷却導入パイプQを介して冷却螺旋パイプC3の最上段に接続され、最下段で有機物熱分解ガス導入パイプF2を介して螺旋パイプC4の最上段に接続され、更に最下段でガスホルダー導入パイプTを介してガスホルダーUに接続される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an organic pyrolysis gas fueling apparatus W according to an embodiment.
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the organic pyrolysis gas fueling device W in FIG. 1 introduces an organic pyrolysis gas introduced from an organic pyrolysis furnace (not shown). The gas is connected to the uppermost stage of the first spiral pipe C1 of the separator A via the gas introduction pipe B, and is connected to the tar storage container E via the first drain D1 provided with the backflow prevention valve DD1 at the lowermost stage. The tar storage container is connected to the uppermost stage of the spiral pipe C2 via the organic pyrolysis gas introduction pipe F1 at the lowermost stage of the spiral pipe C1, and through the second drain D2 provided with the backflow prevention valve DD2 at the lowermost stage. Connected to E.
A drain G provided with a backflow prevention valve GG1 is provided at an arbitrary position on the bottom of the tar containment vessel E, and a tar injection nozzle is provided via a gas reforming reactor introduction pipe H provided with a pump I connected to the drain G. Connected to J.
On the other hand, the spiral pipe C2 is connected to the nitrogen removal device O via the nitrogen introduction pipe N at the lowest stage and connected to the gas reforming reaction furnace M of the gas reforming device K via the gas reforming reactor introduction pipe P. The
The gas quenching device R has a stainless steel case, a dimension height of 1,050 mm, a width of 675 mm, and a depth of 350 mm, and a blower S is provided above the spiral pipe C3 and the spiral pipe C4. The gas reforming reactor M of the gas reforming apparatus K is connected to the uppermost stage of the cooling spiral pipe C3 via the cooling introduction pipe Q, and the helical pipe C4 is connected to the lowermost stage via the organic pyrolysis gas introduction pipe F2. Is connected to the gas holder U via the gas holder introduction pipe T at the lowermost stage.

分離装置Aは、有機物熱分解ガスを導入する口径25mm、厚さ0.8mmのステンレス製の有機物熱分解ガス導入パイプBを介して、螺旋の口径25mm、厚さ0.8mm、直径300mmのステンレス製で螺旋間の間隔を25mmに保った高さ1,000mm奥行き300mm幅300mmの螺旋パイプC1に最上段で接続され、最下段で逆流防止弁DD1を備えた第一ドレンD1を介して幅675mm高さ250mm奥行き300mm厚さ1.2mmのステンレス製タール格納容器Eに接続される。
更に、螺旋パイプC1の最下段で、有機物熱分解ガス導入パイプF1を介して螺旋パイプC2の最上段に接続され、最下段で逆流防止弁DD2を備えた第二ドレンD2を介してステンレス製のタール格納容器Eに導入される。
分離装置A及びタール格納容器Eは、同梱でステンレス製のケース高さ10,50mm幅675mm奥行350mmに納められている。
尚、分離装置Aの有機物熱分解ガスを導入する螺旋については他に効率よくガスが導入できる口径、厚さ、長さがあれば変更しても良い。また材質についても上記と同じく効率の良いものが有ればステンレス製でなくても良い。
Separation device A is made of stainless steel having a spiral diameter of 25 mm, a thickness of 0.8 mm, and a diameter of 300 mm via a stainless steel organic pyrolysis gas introduction pipe B having a diameter of 25 mm and a thickness of 0.8 mm for introducing organic pyrolysis gas. It is connected to the spiral pipe C1 with a height of 1,000 mm, a depth of 300 mm, and a width of 300 mm, which is made of a product and maintained at a distance of 25 mm between the spirals, and is 675 mm wide via a first drain D1 having a backflow prevention valve DD1 at the bottom. It is connected to a stainless steel tar containment container E having a height of 250 mm, a depth of 300 mm, and a thickness of 1.2 mm.
Further, at the lowermost stage of the spiral pipe C1, it is connected to the uppermost stage of the spiral pipe C2 via the organic pyrolysis gas introduction pipe F1, and at the lowermost stage, it is made of stainless steel via the second drain D2 provided with the backflow prevention valve DD2. It is introduced into the tar storage container E.
Separation device A and tar storage container E are enclosed and housed in a stainless steel case height 10, 50 mm width 675 mm depth 350 mm.
In addition, about the spiral which introduce | transduces the organic pyrolysis gas of the separation apparatus A, you may change if there exists a diameter, thickness, and length which can introduce | transduce gas efficiently. Further, the material may not be made of stainless steel if there is an efficient material as described above.

窒素除去装置Oは、分離装置Aの螺旋パイプC2の最下段から窒素導入パイプNで接続されている。
また、窒素除去装置Oはガス改質導入パイプPを通ってガス改質装置Kのガス改質反応炉Mに接続される。
窒素ガス除去装置Nは外装幅300mm×奥行390mm×高さ640mmである(内部機構は記載しない)。
The nitrogen removing device O is connected by a nitrogen introducing pipe N from the lowest stage of the spiral pipe C2 of the separating device A.
Further, the nitrogen removing device O is connected to the gas reforming reaction furnace M of the gas reforming device K through the gas reforming introduction pipe P.
The nitrogen gas removing device N has an exterior width of 300 mm × depth of 390 mm × height of 640 mm (internal mechanism is not described).

ガス改質装置Kは過熱水蒸気発生装置L、及びガス改質反応炉Mで構成されていて、タール格納容器Eの逆流防止弁GG1を備えたタール排出ドレンGから、タール排出ポンプIを備えたタール導入パイプHを介して、ガス改質反応炉Lに接続される。
そして、同時に前記タール導入パイプHを介してガス改質反応炉Mに導入されたタールと、また前記窒素除去装置Oからガス改質反応炉導入パイプPを介してガス改質反応炉Mに導入された窒素を除去されたガスとともに、過熱水蒸気発生装置Lで発生された過熱水蒸気で混合反応される。
過熱水蒸気発生装置L及びガス改質反応炉Mは同梱で、高さ675mm奥行き300mm幅1,000mmの厚さ1.2mmのステンレス製のケースに組み込まれている。
The gas reformer K is composed of a superheated steam generator L and a gas reforming reactor M, and is provided with a tar discharge pump I from a tar discharge drain G provided with a backflow prevention valve GG1 of the tar containment vessel E. It is connected to a gas reforming reactor L via a tar introduction pipe H.
At the same time, the tar introduced into the gas reforming reactor M through the tar introduction pipe H and the nitrogen removal device O into the gas reforming reactor M through the gas reforming reactor introduction pipe P. A mixed reaction is performed with the superheated steam generated by the superheated steam generator L together with the removed nitrogen gas.
The superheated steam generator L and the gas reforming reactor M are bundled and incorporated in a stainless steel case having a height of 675 mm, a depth of 300 mm, a width of 1,000 mm, and a thickness of 1.2 mm.


急冷装置Rはガス改質装置Kから冷却導入パイプQで接続されている。
急冷装置Rは高さ1,050mm幅675mm奥行き350mmに螺旋パイプC3、螺旋パイプC4及び上部に送風機Sを設け、厚さ1.2mmのステンレスのケースに組み込まれている。
.
The quenching device R is connected from the gas reforming device K by a cooling introduction pipe Q.
The quenching device R is provided with a spiral pipe C3 having a height of 1,050 mm, a width of 675 mm, and a depth of 350 mm, a spiral pipe C4 and a blower S on the upper part, and is incorporated in a stainless steel case having a thickness of 1.2 mm.

ガスホルダーUを示す。
ガスホルダーUは急冷装置Rからガス導入パイプTで接続されている。
The gas holder U is shown.
The gas holder U is connected from the quenching device R by a gas introduction pipe T.

図2はガス改質装置Kのガス改質反応炉Mの詳細図である。
ガス改質反応炉Mは過熱水蒸気1、窒素除去後の熱分解ガス2及びタール3を導入して、混合する混合部Yと、混合されたガスを反応させる円錐形の反応部Xとで構成されていて、過熱水蒸気1の流量調整は過熱水蒸気発生装置Lで行われ、窒素除去後の熱分解ガス2の流量調整は窒素除去装置で行われ、タール3の流量調整はタール噴出ノズルJで行われる。寸法は図2に図示する。
なお、詳細図で1、2及び3のパイプの口径は16mmであるが、よりよい効率の口径が有れば変更しても良い、また混合部Y及び反応部Xの大きさについても、よりよい効率の容量が有れば変更しても良い。
FIG. 2 is a detailed view of the gas reforming reaction furnace M of the gas reforming apparatus K.
The gas reforming reactor M is composed of a mixing unit Y for introducing and mixing superheated steam 1, pyrolysis gas 2 and tar 3 after nitrogen removal, and a conical reaction unit X for reacting the mixed gas. The flow rate of superheated steam 1 is adjusted by superheated steam generator L, the flow rate of pyrolysis gas 2 after nitrogen removal is adjusted by nitrogen removing device, and the flow rate of tar 3 is adjusted by tar jet nozzle J. Done. The dimensions are illustrated in FIG.
Although the diameters of the pipes 1, 2 and 3 in the detailed drawing are 16 mm, they may be changed if there is a diameter of better efficiency, and the sizes of the mixing part Y and the reaction part X are more It may be changed if there is a capacity with good efficiency.

次に、実施例の有機物熱分解ガス燃料化装置Wを使った有機物熱分解ガス燃料化について説明する。
有機物熱分解炉(記載しない)から166℃の温度で排出された有機物熱分解ガスは、有機物熱分解ガス導入パイプBを通って分離装置Aで窒素除去装置の稼働温度である40℃以下に冷却される。分離装置Aにおける冷却能力としては、窒素除去装置Oの稼働温度により異なるが、窒素除去装置Oの稼働温度より低い温度まで冷却できることが必要である
このような状態で有機物熱分解ガスは液状のタール分とガス状のガス分に分離される。
尚、実施例では有機物熱分解炉から排出された温度は166℃であるが、150〜500℃の温度で排出された有機物熱分解ガスでも冷却の対応ができる。
Next, conversion to organic pyrolysis gas fuel using the organic pyrolysis gas fueling apparatus W of the embodiment will be described.
The organic pyrolysis gas discharged from the organic pyrolysis furnace (not shown) at a temperature of 166 ° C. is cooled to 40 ° C. or less, which is the operating temperature of the nitrogen removing device, by the separator A through the organic pyrolysis gas introduction pipe B. Is done. Although the cooling capacity in the separation apparatus A varies depending on the operating temperature of the nitrogen removing apparatus O, it is necessary to be able to cool to a temperature lower than the operating temperature of the nitrogen removing apparatus O. In such a state, the organic pyrolysis gas is a liquid tar. And gaseous components.
In the embodiment, the temperature discharged from the organic pyrolysis furnace is 166 ° C., but cooling can be performed even with the organic pyrolysis gas discharged at a temperature of 150 to 500 ° C.

前記分離された有機物熱分解ガスの内、ガス状のガス分は窒素導入パイプNを通って窒素除去装置Oへ導入される。
そして、ガス分はガス改質反応炉導入パイプPでガス改質装置Kのガス改質反応炉Mへ導入され、過熱水蒸気発生装置Lで発生された過熱水蒸気と反応して改質される。なお、窒素除去装置Oで窒素(N2)を98%以上除去されることにより低カロリーのガス分は高カロリーなガス分となる。
窒素除去の効果の一つはこのような有機物熱分解ガスの高カロリーなガスに変換させることにあり、もう一つは、有機物熱分解ガスの窒素を除去せずに直接800℃以上の過熱水蒸気を反応させると窒素化合物(NOX)が生成される恐れがあり、窒素化合物(NOX)の生成を防止するため、事前に有機物熱分解ガスの窒素を除去することにある。
尚、有機物熱分解ガス中の窒素を除去する方法は、膜式、PSA方式及びその他の方法でも良い。
また、ガス改質反応炉導入パイプP内のガスを磁石で磁化することでガスクラスターが細分化されガス改質の効率を上げることが出来る。
Of the separated organic pyrolysis gas, a gaseous gas component is introduced into the nitrogen removing device O through the nitrogen introduction pipe N.
The gas component is introduced into the gas reforming reactor M of the gas reformer K through the gas reforming reactor introduction pipe P, and is reformed by reacting with the superheated steam generated by the superheated steam generator L. In addition, by removing 98% or more of nitrogen (N2) by the nitrogen removing device O, the low-calorie gas component becomes a high-calorie gas component.
One of the effects of nitrogen removal is to convert the organic pyrolysis gas into a high-calorie gas, and the other is to directly superheat steam at 800 ° C. or higher without removing nitrogen from the organic pyrolysis gas. When nitrogen is reacted, nitrogen compound (NOX) may be generated. In order to prevent formation of nitrogen compound (NOX), nitrogen in organic pyrolysis gas is to be removed in advance.
The method for removing nitrogen in the organic pyrolysis gas may be a film method, a PSA method, and other methods.
Further, by magnetizing the gas in the gas reforming reactor introduction pipe P with a magnet, the gas cluster is subdivided and the efficiency of gas reforming can be increased.

また、有機物熱分解ガスの内、液状のタール分は第一ドレンD1を通ってタール格納容器Eに収納され、タール格納容器Eの逆流防止弁GG1を備えたタール排出ドレンGからタール導入パイプHを通ってポンプIでポンプアップされ噴出ノズルJからガス改質反応炉Mに噴霧導入され、過熱水蒸気発生装置Lで発生された1,000℃以上の過熱水蒸気と反応して、無害化されてクリーンなガスに改質される。なお、過熱水蒸気の温度が800℃未満では効果的な反応が望めない。
尚、タール導入パイプH内のタールを磁石で磁化することでタールクラスターが細分化されガス改質の効率を上げることが出来る。すなわち400℃の過熱水蒸気であっても効果的な反応が得られる。
In addition, the liquid tar component in the organic pyrolysis gas is stored in the tar storage container E through the first drain D1, and the tar introduction pipe H from the tar discharge drain G provided with the backflow prevention valve GG1 of the tar storage container E. It is pumped up by a pump I, sprayed from a jet nozzle J to a gas reforming reactor M, reacted with superheated steam at 1,000 ° C. or more generated by a superheated steam generator L, and rendered harmless. It is reformed to a clean gas. In addition, if the temperature of superheated steam is less than 800 degreeC, an effective reaction cannot be expected.
In addition, by magnetizing the tar in the tar introduction pipe H with a magnet, the tar cluster is subdivided and the efficiency of gas reforming can be increased. That is, an effective reaction can be obtained even with superheated steam at 400 ° C.

ガス改質反応炉Mで、過熱水蒸気発生装置Lで発生された1,000℃以上の過熱水蒸気の温度を加えられ、改質されたクリーンで高カロリーなガスは、ともに冷却導入パイプQを通って急冷装置Rで急冷され、有機物熱分解炉(記載しない)から排出される有機物熱分解ガスはクリーンで高カロリーなガスに生成される。
このようにすることで、高温で排出されたクリーンで高カロリーなガスは、冷却用送風機Sを備えた急冷装置Rで急冷されることで、反応前のガスの成分、主に水分に戻ることが防止される。
急冷装置Rの冷却能力としては、ガスホルダーUの稼働温度により異なるが、ガスホルダーUの稼働温度より低い温度まで冷却できることが必要である。なお、急冷装置の螺旋パイプの長さは冷却効率の良い長さに設定することが出来る。
In the gas reforming reactor M, the temperature of the superheated steam generated by the superheated steam generator L above 1,000 ° C. is added, and the reformed clean and high calorie gas passes through the cooling introduction pipe Q. Then, the organic pyrolysis gas that is quenched by the quenching device R and discharged from the organic pyrolysis furnace (not shown) is generated into a clean and high-calorie gas.
By doing in this way, the clean and high-calorie gas discharged at high temperature is rapidly cooled by the quenching device R equipped with the cooling fan S, so that it returns to the gas components before the reaction, mainly moisture. Is prevented.
The cooling capacity of the quenching device R varies depending on the operating temperature of the gas holder U, but it is necessary to be able to cool to a temperature lower than the operating temperature of the gas holder U. Note that the length of the spiral pipe of the quenching device can be set to a length with good cooling efficiency.

ガスホルダーUは急冷装置Rから反応ガス導入パイプTで接続されている。
生成されたクリーンで高カロリーなガスはガスホルダーUで貯留されることで、ガスタービン発電機や天然ガス自動車などの燃料として供給できるだけでなく、他の機関の燃料としても常時供給の体制ができて利便性が上がる。
The gas holder U is connected from the quenching device R by a reaction gas introduction pipe T.
The generated clean and high-calorie gas is stored in the gas holder U, so that it can be supplied not only as a fuel for gas turbine generators and natural gas vehicles, but also as a fuel for other engines. Convenience.

実施例として割り箸1立方メートル、重量120kgを熱分解時間3時間、熱分解温度166℃の条件で有機物熱分解炉から排出された有機物熱分解ガスを有機物熱分解ガス導入パイプBで計測した成分は以下の通りである。
一酸化炭素 4.5%
二酸化炭素 3.1%
酸素 4.5%
窒素 50.3%
水素 0.9%
煤塵量 0.069g/n立方メートル
水分 3.9%
タール 0.360L
As an example, the components measured for the organic pyrolysis gas discharged from the organic pyrolysis furnace under the conditions of 1 cubic meter chopsticks, weight 120 kg, pyrolysis time 3 hours, pyrolysis temperature 166 ° C. with the organic pyrolysis gas introduction pipe B are as follows: It is as follows.
Carbon monoxide 4.5%
Carbon dioxide 3.1%
Oxygen 4.5%
Nitrogen 50.3%
Hydrogen 0.9%
Dust amount 0.069g / n cubic meter Moisture 3.9%
Tar 0.360L

上記の有機物熱分解ガスを過熱水蒸気の温度1,000℃、流量2.5立方メートル/分で、およそ2秒間以上ガス改質反応炉に導入し、得られた改質ガスの組成は、冷却導入パイプQで測定したところ以下の通りであった。
二酸化炭素 20.6%
一酸化炭素 26.0
水素 48.5
メタン 5.9
なお、生成されたクリーンで高カロリーなガス量はおおよそ450立方メートルであった。
組成が100%超えるのは熱分解ガス中の水分とタール中の水分が1,000℃の過熱水蒸気が起こす水性ガス反応による水素及び二酸化炭素に変換したと推測される。
おおよそ都市ガスと同じカロリーであり、直接ガス仕様の自動車等での使用が可能となる。
The above organic pyrolysis gas was introduced into the gas reforming reactor for about 2 seconds or more at a superheated steam temperature of 1,000 ° C. and a flow rate of 2.5 cubic meters / minute, and the resulting reformed gas composition was cooled and introduced. The measurement with the pipe Q was as follows.
Carbon dioxide 20.6%
Carbon monoxide 26.0
Hydrogen 48.5
Methane 5.9
The amount of clean and high calorie gas produced was approximately 450 cubic meters.
The composition exceeding 100% is presumed that the moisture in the pyrolysis gas and the moisture in the tar were converted to hydrogen and carbon dioxide by the water gas reaction caused by superheated steam at 1,000 ° C.
It is approximately the same calorie as city gas, and can be used directly in gas-powered vehicles.

有機廃棄物のリサイクルは進んではいるが、現在の取り組みは肥料化、炭化、バイオマスガスなどがあり、それぞれ進化しているものの全体に占めるリサイクル率は家畜排泄物のようにおおよそ80%堆肥等に利用されているものもあるが、一般的に高いもので30数%止まりであり、食品廃棄物に至っては90%が焼却・埋却処理されている。
このような状況の中で、本発明は種別を問わず有機廃棄物を高カロリーで安全なガス化が出来るとともに、ガス化のコストが安価であることから産業上の利用の可能性は極めて大きい。
Recycling of organic waste is progressing, but current efforts include fertilizer, carbonization, biomass gas, etc., but the recycling rate in the whole is about 80% compost etc. like animal waste Although some are used, it is generally expensive, only 30% or less, and 90% of the food waste is incinerated or buried.
Under such circumstances, the present invention can safely gasify organic waste with high calorie regardless of the type, and the possibility of industrial use is extremely high because the cost of gasification is low. .

A 分離装置
B 有機物熱分解ガス導入パイプ
C1 螺旋パイプ
C2 螺旋パイプ
C3 螺旋パイプ
C4 螺旋パイプ
D1 第一ドレン
DD1 逆流防止弁
D2 第二ドレン
DD2 逆流防止弁
D3 第三ドレン
DD3 逆流防止弁
D4 第四ドレン
DD4 逆流防止弁
E タール格納容器
F1 有機物熱分解ガス導入パイプ
F2 反応ガス導入パイプ
G タール排出ドレン
GG1 逆流防止弁
H タール導入パイプ
I タール送出ポンプ
J タール噴出ノズル
K ガス改質装置
L 過熱水蒸気発生装置
M ガス改質反応炉
N 窒素導入パイプ
O 窒素除去装置
P ガス改質反応炉導入パイプ
Q 冷却導入パイプ
R 急冷装置
S 送風機
T 反応ガス導入パイプ
U ガスホルダー
W 有機物熱分解ガス燃料化装置
A Separator
B Organic pyrolysis gas introduction pipe C1 Spiral pipe C2 Spiral pipe C3 Spiral pipe C4 Spiral pipe D1 First drain DD1 Backflow prevention valve D2 Second drain DD2 Backflow prevention valve D3 Third drain DD3 Backflow prevention valve D4 Fourth drain DD4 Backflow prevention Valve E Tar containment vessel F1 Organic pyrolysis gas introduction pipe F2 Reaction gas introduction pipe G Tar discharge drain GG1 Backflow prevention valve H Tar introduction pipe I Tar delivery pump J Tar injection nozzle K Gas reformer L Superheated steam generator M Gas reform Quality reactor N Nitrogen introduction pipe O Nitrogen removal device P Gas reforming reactor introduction pipe Q Cooling introduction pipe R Quenching device
S Blower T Reaction gas introduction pipe U Gas holder W Organic pyrolysis gas fuel conversion device

Claims (3)

有機物熱分解炉から排出される有機物熱分解ガスを導入して冷却しタール分とガス分を分離する分離装置と、
該分離装置で分離されたガス分を導入して窒素を除去する窒素除去装置と、
該窒素除去装置で窒素を除去されたたガス分と前記分離装置で分離されたタール分と過熱水蒸気発生装置で発生した過熱水蒸気とを導入してクリーンで高カロリーなガスに改質するガス改質反応炉を備えたガス改質装置と、
該ガス改質装置で改質されたクリーンで高カロリーなガスを導入して急冷する急冷装置とを備えたことを特徴とする有機物熱分解ガス燃料化装置。
A separator for introducing an organic pyrolysis gas discharged from an organic pyrolysis furnace and cooling it to separate a tar component and a gas component;
A nitrogen removing device for introducing a gas component separated by the separating device to remove nitrogen;
A gas reformer that introduces a gas component from which nitrogen has been removed by the nitrogen removing device, a tar component separated by the separation device, and superheated steam generated by a superheated steam generator to reform the gas into a clean, high-calorie gas. A gas reformer equipped with a quality reactor,
An organic pyrolysis gas fueling apparatus comprising: a quenching device that introduces a clean, high-calorie gas reformed by the gas reforming device to quench the gas.
前記分離装置は、螺旋パイプが設置されていて、該螺旋パイプの最下部にタールを除去するドレンが設けられ、該ドレンから排出されたタール分を収納する格納容器を備え、該格納容器に収納されたタール分をポンプで前記ガス改質装置に導入するようにしたことを特徴とする請求項1の有機物熱分解ガス燃料化装置。   The separation device is provided with a spiral pipe, a drain for removing tar is provided at a lowermost part of the spiral pipe, and a storage container for storing the tar discharged from the drain is provided, and stored in the storage container 2. The organic pyrolysis gas fueling apparatus according to claim 1, wherein the tar content is introduced into the gas reforming apparatus by a pump. 前記急冷装置は、螺旋パイプおよび送風機を備えてなることを特徴とする請求項1乃至2の有機物熱分解ガス燃料化装置。   3. The organic pyrolysis gas fueling device according to claim 1, wherein the quenching device includes a spiral pipe and a blower.
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