JP3549711B2 - 可燃性ガス中のタール分解処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、会社、工場、一般家庭等、各方面から排出された有機系物質からなる廃棄物のガス化処理に際し、生成した可燃性ガス中に含まれているタールを分解して除去し、可燃性ガスを有効に利用する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
会社、工場、一般家庭等から排出された有機系物質からなる廃棄物の処理手段の１つとして、これら廃棄物を流動層方式のガス化炉においてガス化し、生成した可燃性ガスを燃料等に有効利用することが行われている。
【０００３】
このようなガス化炉での廃棄物のガス化処理に際し、生成した可燃性ガスは、タールおよびＣｌ、Ｓ等を含有している。そのために、上記可燃性ガスを排熱ボイラーや熱交換器等に通し熱回収する際に、タール分が熱回収機器に析出して付着するために、熱回収効率を低下させ、場合によっては、熱回収が不可能になる問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そのために、従来は、ガス化炉から生成した可燃性ガスを、湿式スクラバーにおいて大量の洗浄液と接触させることにより、これを冷却すると共に、ガス中のタール分およびＣｌ、Ｓ等を除去していた。そのために、高温の可燃性ガスの熱回収を行うことができず、顕熱損失が大であり、更に、湿式スクラバーによる除去方法では、タールの除去効率が悪く、全体の約６０％位しか除去することができない。従って、その後の工程における各種機器へのタールの付着およびそれに伴って生ずる問題を解決するには至っていない。
【０００５】
石炭ガス化炉で発生するガス中のタール分を除去する方法として、特開平２−５５７８９号公報等には、石炭ガス化炉の発生ガスを、触媒を内蔵したタール分解装置によって除去する方法（以下、先行技術という）が開示されている。
【０００６】
しかしながら、先行技術は、石炭ガス化炉で発生するガスを対象としているので、タール分は分解し得ても、廃棄物をガス化処理する場合に問題となる、生成ガス中に存在する触媒毒としてのＣｌやＳを除去することができず、これらＣｌやＳのためにタール分解装置において触媒が劣化する結果、タール分の分解が行い得なくなる問題がある。従って、先行技術のような方法を、廃棄物のガス化処理に適用することはできない。
【０００７】
この発明は、上述した問題を解決し、廃棄物を流動層方式のガス化炉においてガス化処理するに際し、生成した可燃性ガス中に含有されているタールを効率的に分解除去し、可燃性ガスを有効利用すると共にその有する顕熱を回収することができる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の方法は、廃棄物を流動層方式のガス化炉においてガス化し、生成した可燃性ガスを得る際に、前記ガス化炉において生成した可燃性ガスを廃熱ボイラに導き、廃熱ボイラにおいて熱回収し、次いで、熱交換器において熱交換して所定温度となし、上記工程中において前記可燃性ガスに消石灰を添加し、ガス中に含有されているＣｌおよびＳを固定した上、前記可燃性ガスを集塵器に導き、集塵器においてガス中の固定されたＣｌおよびＳをダストと共に除去し、次いで、Ｃｌ，Ｓおよびダストが除去された可燃性ガスを、前記熱交換器において熱交換し所定温度まで昇温させた上、昇温したガスをタール改質塔に導き、タール改質塔において触媒と接触させ、ガス中のタールを同じくガス中のＨ２ と前記触媒によって反応させることにより前記タールを炭化水素等に分解し、このようにしてタールが分解された改質ガスを空気予熱器に導き、空気予熱器において熱回収した上、ガスホルダーに貯蔵し、一方、前記空気予熱器において予熱された空気は、前記ガス化炉に、前記廃棄物のガス化用空気として吹き込むことに特徴を有するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、この発明を図面を参照しながら説明する。図１はこの発明の方法の一実施態様を示す概略工程図である。図面に示すように、廃棄物を収容する原料ホッパ１に近接して流動層方式のガス化炉２が設けられており、原料ホッパ１からガス化炉２内に供給された廃棄物は、ガス化炉２内においてその下部から吹き込まれる高温空気によって流動化し、７００〜８００℃の温度でガス化される。
【００１０】
ガス化炉２に続いて、サイクロン３、廃熱ボイラ４、熱交換器５および集塵器６が設けられており、ガス化炉２において生成した可燃性ガスは、サイクロン３においてガス中のダストが除去された上、廃熱ボイラ４において熱回収される。
【００１１】
次いで、可燃性ガスは、熱交換器５において、後述する集塵器６で集塵された後のガスと熱交換され、その温度を約２５０℃にまで低下させた後、ガス中に所定量の消石灰を添加し、そして、集塵器６に送り込む。
【００１２】
ガス中に添加された消石灰により、廃棄物中に存在しガス化されて可燃性ガス中に含まれている、触媒毒としてのＣｌおよびＳは、ＣａＣｌ２ 、ＣａＳＯ４ 等として固定され、集塵器６においてダストと共に除去される。可燃性ガス中への石灰石の添加は、集塵器６の上流側のどこで行ってもよく、ガス化炉２中に添加してもよい。
【００１３】
このようにして、Ｃｌ、Ｓおよびダストが除去された可燃性ガスは、熱交換器５において、上述した廃熱ボイラ４からの高温のガスと熱交換されて昇温し、約４００〜５００℃となった後、触媒が装填されたタール改質塔７に導かれる。そして、タール改質塔７において、ガス中のタールは、同じくガス中のＨ２ と下記反応
ＣｎＨｍ＋Ｈ２ →ＣＯ＋Ｈ２ ＋Ｃｎ′Ｈｍ′
を起こして分解し、低分子の炭化水素等に改質される。
【００１４】
触媒としては、例えばＡｌ２ Ｏ３ に担持されたＮｉＯ／ＭｏＯまたはＣｏＯ／ＭｏＯ、ＰｔＯ等が使用され、特にＡｌ２ Ｏ３ に担持されたＮｉＯ／ＭｏＯは、触媒として機能的に好適である。
【００１５】
タール改質塔７に続いて、空気予熱器８およびガスホルダー９が設けられており、タール改質塔７において改質されたガスは、空気予熱器８において、ブロワ１０からの空気と熱交換された後、ガスホルダー９に貯蔵され、各種用途に利用される。
【００１６】
空気予熱器８において熱交換され予熱されたブロワ１０からの空気は、ガス化炉２に導かれ、廃棄物のガス化用空気として炉底部から炉内に吹き込まれる。
上述したように、この発明によれば、廃棄物を流動層方式のガス化炉２においてガス化し、生成した可燃性ガス中のタール分を、タール改質塔７において低分子の炭化水素等に改質するので、タール分が熱回収機器に析出して付着し、熱回収効率を低下させるようなことは生じない。
【００１７】
そして、生成ガス中に存在する触媒毒としてのＣｌやＳは、タール改質塔７よりも前の工程において除去されるので、タール改質塔７におけるガス改質の際の触媒に劣化が生ずることはなく、また、高温の改質ガスにより、空気予熱器８において予熱された空気は、ガス化炉２における、廃棄物のガス化用空気として利用される。
【００１８】
【実施例】
次に、この発明を実施例により説明する。
容量１５Ｎｍ３／Ｈ の流動層方式のガス化炉２に有機物系の廃棄物を供給し、その下部から７００〜８００℃の空気を吹込んで、廃棄物を流動させガス化した。
【００１９】
ガス化炉２において生成した約７００〜８００℃の可燃性ガスを、サイクロン３に導きダストを除去した後、廃熱ボイラ４において熱回収した。廃熱ボイラ４において熱回収された約４００〜５００℃のガスは、熱交換器５において熱交換され、約２５０℃の温度になした後、ガス中に０．６Ｋｇ／Ｈの量の消石灰を添加し集塵器６において集塵した。ガス中に存在する触媒毒であるＣｌおよびＳは、ＣａＣｌ２ 、ＣａＳＯ４ 等として固定そして集塵され、ガス中から除去された。
【００２０】
集塵器６において集塵されたガスを熱交換器５に通し、約４００〜５００℃の温度に昇温させた後、これを、タール改質塔７に吹き込んだ。
タール改質塔７において、触媒としてＡｌ２ Ｏ３ に担持されたＮｉＯ／ＭｏＯを使用し、ＳＶ値（空間速度）１００００Ｈ−１の条件で接触反応を行った。
【００２１】
その結果、可燃性ガス中のタール濃度は５．６５ｇ／Ｎｍ３ から０．３７ｇ／Ｎｍ３ になり、ガス中のタールの９３．５％が除去された。このようにしてタール分が除去された改質ガスは、空気予熱器８において、ブロワ１０からの空気を予熱し、約４００℃にした上、ガス化炉２内に廃棄物のガス化用空気として炉底部から吹き込んだ。
【００２２】
その結果、タール改質塔７における触媒の劣化が生ずることはなく、ガス化炉２からの可燃性ガスを改質し、排熱ボイラ４や空気予熱器８等において、タールの付着が生ずることなく効率的に熱交換が行われ、ガスの有する顕熱を有効に回収することができた。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、廃棄物を流動層方式のガス化炉においてガス化するに際し、生成した可燃性ガス中に含有されているタールを効率的に分解除去し、可燃性ガスを有効利用すると共にその有する顕熱を有効に回収することができる等、多くの工業上優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法の概略工程図である。
【符号の説明】
１ 原料ホッパ
２ ガス化炉
３ サイクロン
４ 廃熱ボイラ
５ 熱交換器
６ 集塵器
７ タール改質塔
８ 空気予熱器
９ ガスホルダー
１０ ブロワ
【発明の属する技術分野】
この発明は、会社、工場、一般家庭等、各方面から排出された有機系物質からなる廃棄物のガス化処理に際し、生成した可燃性ガス中に含まれているタールを分解して除去し、可燃性ガスを有効に利用する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
会社、工場、一般家庭等から排出された有機系物質からなる廃棄物の処理手段の１つとして、これら廃棄物を流動層方式のガス化炉においてガス化し、生成した可燃性ガスを燃料等に有効利用することが行われている。
【０００３】
このようなガス化炉での廃棄物のガス化処理に際し、生成した可燃性ガスは、タールおよびＣｌ、Ｓ等を含有している。そのために、上記可燃性ガスを排熱ボイラーや熱交換器等に通し熱回収する際に、タール分が熱回収機器に析出して付着するために、熱回収効率を低下させ、場合によっては、熱回収が不可能になる問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そのために、従来は、ガス化炉から生成した可燃性ガスを、湿式スクラバーにおいて大量の洗浄液と接触させることにより、これを冷却すると共に、ガス中のタール分およびＣｌ、Ｓ等を除去していた。そのために、高温の可燃性ガスの熱回収を行うことができず、顕熱損失が大であり、更に、湿式スクラバーによる除去方法では、タールの除去効率が悪く、全体の約６０％位しか除去することができない。従って、その後の工程における各種機器へのタールの付着およびそれに伴って生ずる問題を解決するには至っていない。
【０００５】
石炭ガス化炉で発生するガス中のタール分を除去する方法として、特開平２−５５７８９号公報等には、石炭ガス化炉の発生ガスを、触媒を内蔵したタール分解装置によって除去する方法（以下、先行技術という）が開示されている。
【０００６】
しかしながら、先行技術は、石炭ガス化炉で発生するガスを対象としているので、タール分は分解し得ても、廃棄物をガス化処理する場合に問題となる、生成ガス中に存在する触媒毒としてのＣｌやＳを除去することができず、これらＣｌやＳのためにタール分解装置において触媒が劣化する結果、タール分の分解が行い得なくなる問題がある。従って、先行技術のような方法を、廃棄物のガス化処理に適用することはできない。
【０００７】
この発明は、上述した問題を解決し、廃棄物を流動層方式のガス化炉においてガス化処理するに際し、生成した可燃性ガス中に含有されているタールを効率的に分解除去し、可燃性ガスを有効利用すると共にその有する顕熱を回収することができる方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の方法は、廃棄物を流動層方式のガス化炉においてガス化し、生成した可燃性ガスを得る際に、前記ガス化炉において生成した可燃性ガスを廃熱ボイラに導き、廃熱ボイラにおいて熱回収し、次いで、熱交換器において熱交換して所定温度となし、上記工程中において前記可燃性ガスに消石灰を添加し、ガス中に含有されているＣｌおよびＳを固定した上、前記可燃性ガスを集塵器に導き、集塵器においてガス中の固定されたＣｌおよびＳをダストと共に除去し、次いで、Ｃｌ，Ｓおよびダストが除去された可燃性ガスを、前記熱交換器において熱交換し所定温度まで昇温させた上、昇温したガスをタール改質塔に導き、タール改質塔において触媒と接触させ、ガス中のタールを同じくガス中のＨ２ と前記触媒によって反応させることにより前記タールを炭化水素等に分解し、このようにしてタールが分解された改質ガスを空気予熱器に導き、空気予熱器において熱回収した上、ガスホルダーに貯蔵し、一方、前記空気予熱器において予熱された空気は、前記ガス化炉に、前記廃棄物のガス化用空気として吹き込むことに特徴を有するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、この発明を図面を参照しながら説明する。図１はこの発明の方法の一実施態様を示す概略工程図である。図面に示すように、廃棄物を収容する原料ホッパ１に近接して流動層方式のガス化炉２が設けられており、原料ホッパ１からガス化炉２内に供給された廃棄物は、ガス化炉２内においてその下部から吹き込まれる高温空気によって流動化し、７００〜８００℃の温度でガス化される。
【００１０】
ガス化炉２に続いて、サイクロン３、廃熱ボイラ４、熱交換器５および集塵器６が設けられており、ガス化炉２において生成した可燃性ガスは、サイクロン３においてガス中のダストが除去された上、廃熱ボイラ４において熱回収される。
【００１１】
次いで、可燃性ガスは、熱交換器５において、後述する集塵器６で集塵された後のガスと熱交換され、その温度を約２５０℃にまで低下させた後、ガス中に所定量の消石灰を添加し、そして、集塵器６に送り込む。
【００１２】
ガス中に添加された消石灰により、廃棄物中に存在しガス化されて可燃性ガス中に含まれている、触媒毒としてのＣｌおよびＳは、ＣａＣｌ２ 、ＣａＳＯ４ 等として固定され、集塵器６においてダストと共に除去される。可燃性ガス中への石灰石の添加は、集塵器６の上流側のどこで行ってもよく、ガス化炉２中に添加してもよい。
【００１３】
このようにして、Ｃｌ、Ｓおよびダストが除去された可燃性ガスは、熱交換器５において、上述した廃熱ボイラ４からの高温のガスと熱交換されて昇温し、約４００〜５００℃となった後、触媒が装填されたタール改質塔７に導かれる。そして、タール改質塔７において、ガス中のタールは、同じくガス中のＨ２ と下記反応
ＣｎＨｍ＋Ｈ２ →ＣＯ＋Ｈ２ ＋Ｃｎ′Ｈｍ′
を起こして分解し、低分子の炭化水素等に改質される。
【００１４】
触媒としては、例えばＡｌ２ Ｏ３ に担持されたＮｉＯ／ＭｏＯまたはＣｏＯ／ＭｏＯ、ＰｔＯ等が使用され、特にＡｌ２ Ｏ３ に担持されたＮｉＯ／ＭｏＯは、触媒として機能的に好適である。
【００１５】
タール改質塔７に続いて、空気予熱器８およびガスホルダー９が設けられており、タール改質塔７において改質されたガスは、空気予熱器８において、ブロワ１０からの空気と熱交換された後、ガスホルダー９に貯蔵され、各種用途に利用される。
【００１６】
空気予熱器８において熱交換され予熱されたブロワ１０からの空気は、ガス化炉２に導かれ、廃棄物のガス化用空気として炉底部から炉内に吹き込まれる。
上述したように、この発明によれば、廃棄物を流動層方式のガス化炉２においてガス化し、生成した可燃性ガス中のタール分を、タール改質塔７において低分子の炭化水素等に改質するので、タール分が熱回収機器に析出して付着し、熱回収効率を低下させるようなことは生じない。
【００１７】
そして、生成ガス中に存在する触媒毒としてのＣｌやＳは、タール改質塔７よりも前の工程において除去されるので、タール改質塔７におけるガス改質の際の触媒に劣化が生ずることはなく、また、高温の改質ガスにより、空気予熱器８において予熱された空気は、ガス化炉２における、廃棄物のガス化用空気として利用される。
【００１８】
【実施例】
次に、この発明を実施例により説明する。
容量１５Ｎｍ３／Ｈ の流動層方式のガス化炉２に有機物系の廃棄物を供給し、その下部から７００〜８００℃の空気を吹込んで、廃棄物を流動させガス化した。
【００１９】
ガス化炉２において生成した約７００〜８００℃の可燃性ガスを、サイクロン３に導きダストを除去した後、廃熱ボイラ４において熱回収した。廃熱ボイラ４において熱回収された約４００〜５００℃のガスは、熱交換器５において熱交換され、約２５０℃の温度になした後、ガス中に０．６Ｋｇ／Ｈの量の消石灰を添加し集塵器６において集塵した。ガス中に存在する触媒毒であるＣｌおよびＳは、ＣａＣｌ２ 、ＣａＳＯ４ 等として固定そして集塵され、ガス中から除去された。
【００２０】
集塵器６において集塵されたガスを熱交換器５に通し、約４００〜５００℃の温度に昇温させた後、これを、タール改質塔７に吹き込んだ。
タール改質塔７において、触媒としてＡｌ２ Ｏ３ に担持されたＮｉＯ／ＭｏＯを使用し、ＳＶ値（空間速度）１００００Ｈ−１の条件で接触反応を行った。
【００２１】
その結果、可燃性ガス中のタール濃度は５．６５ｇ／Ｎｍ３ から０．３７ｇ／Ｎｍ３ になり、ガス中のタールの９３．５％が除去された。このようにしてタール分が除去された改質ガスは、空気予熱器８において、ブロワ１０からの空気を予熱し、約４００℃にした上、ガス化炉２内に廃棄物のガス化用空気として炉底部から吹き込んだ。
【００２２】
その結果、タール改質塔７における触媒の劣化が生ずることはなく、ガス化炉２からの可燃性ガスを改質し、排熱ボイラ４や空気予熱器８等において、タールの付着が生ずることなく効率的に熱交換が行われ、ガスの有する顕熱を有効に回収することができた。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によれば、廃棄物を流動層方式のガス化炉においてガス化するに際し、生成した可燃性ガス中に含有されているタールを効率的に分解除去し、可燃性ガスを有効利用すると共にその有する顕熱を有効に回収することができる等、多くの工業上優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法の概略工程図である。
【符号の説明】
１ 原料ホッパ
２ ガス化炉
３ サイクロン
４ 廃熱ボイラ
５ 熱交換器
６ 集塵器
７ タール改質塔
８ 空気予熱器
９ ガスホルダー
１０ ブロワ
Claims (1)
- 廃棄物を流動層方式のガス化炉においてガス化し、生成した可燃性ガスを得るに際し、前記ガス化炉において生成した可燃性ガスを廃熱ボイラに導き、廃熱ボイラにおいて熱回収し、次いで、熱交換器において熱交換して所定温度となし、上記工程中において前記可燃性ガスに消石灰を添加し、ガス中に含有されているＣｌおよびＳを固定した上、前記可燃性ガスを集塵器に導き、集塵器においてガス中の固定されたＣｌおよびＳをダストと共に除去し、
次いで、Ｃｌ，Ｓおよびダストが除去された可燃性ガスを、前記熱交換器において熱交換し所定温度まで昇温させた上、昇温したガスをタール改質塔に導き、タール改質塔において触媒と接触させ、ガス中のタールを同じくガス中のＨ２ と前記触媒によって反応させることにより前記タールを炭化水素等に分解し、
このようにしてタールが分解された改質ガスを空気予熱器に導き、空気予熱器において熱回収した上、ガスホルダーに貯蔵し、一方、前記空気予熱器において予熱された空気は、前記ガス化炉に、前記廃棄物のガス化用空気として吹き込むことを特徴とする、可燃性ガス中のタール分解処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17474297A JP3549711B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 可燃性ガス中のタール分解処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17474297A JP3549711B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 可燃性ガス中のタール分解処理方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH1121566A JPH1121566A (ja) | 1999-01-26 |
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| JP17474297A Expired - Fee Related JP3549711B2 (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 可燃性ガス中のタール分解処理方法 |
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