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JP4620620B2 - Waste gasifier and operating method thereof - Google Patents

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JP4620620B2 JP2006093007A JP2006093007A JP4620620B2 JP 4620620 B2 JP4620620 B2 JP 4620620B2 JP 2006093007 A JP2006093007 A JP 2006093007A JP 2006093007 A JP2006093007 A JP 2006093007A JP 4620620 B2 JP4620620 B2 JP 4620620B2
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Description

本発明は、移動床式ガス化炉を用いて廃棄物を処理する廃棄物ガス化装置とその運転方法に関する。   The present invention relates to a waste gasification apparatus that processes waste using a moving bed gasification furnace and an operation method thereof.

廃棄物を処理する方法として、例えば、廃棄物を不燃性ペレット(例えば、軽石等)とともにガス化炉に投入して充填層を形成し、炉底部から酸化剤ガスを供給して部分燃焼させ、炉高方向に燃焼帯、熱分解帯、乾燥帯を形成させることにより廃棄物をガス化する移動床式ガス化炉が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。これによれば、熱分解帯で生成された熱分解ガスの熱により乾燥帯の廃棄物を乾燥させるとともに、熱分解ガスが乾燥帯を上昇する過程で熱分解ガスに含まれる飛灰等が除去されるため、比較的清浄な熱分解ガスを得ることができる。   As a method of treating the waste, for example, the waste is put into a gasification furnace together with incombustible pellets (for example, pumice) to form a packed bed, and an oxidant gas is supplied from the bottom of the furnace to partially burn it. There has been proposed a moving bed gasification furnace that gasifies waste by forming a combustion zone, a pyrolysis zone, and a drying zone in the furnace height direction (see, for example, Patent Document 1). According to this, the waste of the dry zone is dried by the heat of the pyrolysis gas generated in the pyrolysis zone, and fly ash etc. contained in the pyrolysis gas are removed in the process in which the pyrolysis gas rises up the drying zone. Therefore, a relatively clean pyrolysis gas can be obtained.

ところで、このような移動床式ガス化炉においては、一般に廃棄物が破砕された状態で炉内に投入されて充填層を形成するが、廃棄物には可燃物以外に不燃物が含まれるため、例えば、破砕片の大きさがばらついて充填が不均一になりやすい。そのため、充填層を上昇する酸化剤ガスに偏流が生じ、燃焼帯に供給される酸化剤ガスの量が充填層の同一高さ位置(横断面方向)で不均一になり、燃焼帯の横断面に温度分布が生じる場合がある。また、酸化剤ガスが横断面で均一に供給されても、燃焼帯の充填が不均一であると、発熱量の差から温度分布が生じるおそれがある。このように、燃焼帯の温度分布により低温領域が生じると、廃棄物の一部がガス化されずに可燃物のまま排出されるためガス化効率が低下する。   By the way, in such a moving bed type gasification furnace, waste is generally put into the furnace in a crushed state to form a packed bed, but the waste contains incombustibles in addition to combustibles. For example, the size of the crushed pieces varies and the filling tends to be uneven. Therefore, drift occurs in the oxidant gas that rises in the packed bed, and the amount of oxidant gas supplied to the combustion zone becomes uneven at the same height position (cross-sectional direction) of the packed bed, and the cross section of the combustion zone There may be a temperature distribution. Even if the oxidant gas is supplied uniformly in the cross section, if the filling of the combustion zone is not uniform, a temperature distribution may be generated due to the difference in calorific value. As described above, when a low temperature region is generated due to the temperature distribution of the combustion zone, a part of the waste is not gasified but is discharged as a combustible material, so that the gasification efficiency is lowered.

これに対し、例えば、シャフト炉方式の廃棄物溶融炉において、炉内に充填された廃棄物を燃焼させるために必要な空気を炉の側方の複数箇所から供給する際に、空気の吹き込み位置を周方向で周期的に切り替えることにより、炉内を流れる空気の偏流を抑制する技術が開示されている(特許文献2参照。)。   On the other hand, for example, in a shaft furnace type waste melting furnace, when supplying air necessary for burning the waste filled in the furnace from a plurality of locations on the side of the furnace, an air blowing position A technique for suppressing the drift of the air flowing in the furnace by periodically switching in the circumferential direction is disclosed (see Patent Document 2).

特開2004−2552号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-2552 特開平8−285248号公報JP-A-8-285248

しかしながら、特許文献2は、炉の側方から酸素を富化した空気を吹き込んで燃料のコークスを燃焼させ、炉高方向で廃棄物の燃焼領域、熱分解領域、乾燥領域を生じさせる一方、燃焼領域の下方に廃棄物の溶融領域を形成している。   However, Patent Document 2 blows in oxygen-enriched air from the side of the furnace and burns the coke of the fuel to generate a waste combustion area, a pyrolysis area, and a drying area in the furnace height direction. A waste melting region is formed below the region.

これに対し、移動床式ガス化炉は、廃棄物の燃焼に必要な酸化剤ガスを炉底部から供給するとともに、その酸化剤ガスと熱交換された燃焼残渣を冷却させた状態で炉底部から排出している。すなわち、移動床式ガス化炉は、燃焼に必要な酸素を基本的に炉底部からの供給により賄っているのに対し、特許文献2は、炉底部に溶融領域が存在するため、燃焼に必要な酸素は炉の側方から供給するようにしている。   On the other hand, the moving bed type gasification furnace supplies oxidant gas necessary for combustion of waste from the bottom of the furnace and cools the combustion residue heat-exchanged with the oxidant gas from the bottom of the furnace. It is discharging. That is, the moving bed type gasification furnace basically supplies oxygen necessary for combustion by supplying from the bottom of the furnace, whereas Patent Document 2 requires a melting region at the bottom of the furnace, so that it is necessary for combustion. Oxygen is supplied from the side of the furnace.

この酸素の供給経路の相違に基づき、主として、燃焼帯の下方の充填状態に伴う酸化剤ガスの偏流による移動床式ガス化炉の燃焼帯の温度分布は、特許文献2の構成では生じ得ないものである。   Based on the difference in the oxygen supply path, the temperature distribution in the combustion zone of the moving bed type gasifier due to the drift of the oxidant gas accompanying the filling state below the combustion zone cannot occur in the configuration of Patent Document 2. Is.

本発明は、移動床式ガス化炉の燃焼帯の不均一な温度分布を抑制し、ガス化効率を向上させることを課題とする。   An object of the present invention is to suppress non-uniform temperature distribution in the combustion zone of a moving bed gasifier and improve gasification efficiency.

上記課題を解決するため、本発明は、縦型のガス化炉内に廃棄物を投入して充填層を形成し、充填層の下方から酸化剤ガスを供給して部分燃焼による燃焼帯と熱分解帯とを炉高方向に順次形成し、炉底部から燃焼残渣を排出するように形成された廃棄物ガス化装置の運転方法において、ガス化炉の側方から燃焼帯にガスを間欠的に吹き込み、該ガスの吹き込む位置を時間の経過とともに少なくとも周方向で変化させることで、燃焼帯の充填物を攪拌させることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is to introduce waste into a vertical gasification furnace to form a packed bed, and supply an oxidant gas from below the packed bed to generate a combustion zone and heat generated by partial combustion. In the operation method of the waste gasifier formed so that the decomposition zone is sequentially formed in the furnace height direction and the combustion residue is discharged from the bottom of the furnace, the gas is intermittently supplied from the side of the gasification furnace to the combustion zone. The filling of the combustion zone is agitated by changing the position where the gas is blown in and at least the circumferential direction with time .

すなわち、燃焼帯の燃焼に必要な酸素を充填層の下方から供給する一方、燃焼帯の側方からガスを直接吹き込んで燃焼帯の充填物を攪拌させることにより、下方から供給される酸化剤ガスに偏流が生じても、燃焼帯の水平断面の不均一な温度分布を抑制できるため、ガス化効率を向上させることができる。   That is, the oxygen necessary for combustion in the combustion zone is supplied from below the packed bed, while the gas in the combustion zone is directly blown from the side of the combustion zone to stir the packing in the combustion zone, thereby supplying the oxidant gas from below. Even if a drift occurs, the nonuniform temperature distribution in the horizontal cross section of the combustion zone can be suppressed, so that the gasification efficiency can be improved.

また、所定の圧力のガスをガス化炉内の側方から燃焼帯に間欠的に吹き込み、そのガスの吹き込む位置を時間の経過とともに少なくとも周方向で変化させているため、燃焼帯の全域に渡って常に充填層を攪拌させることができ、ガス化効率を向上させることができる。 Also, the predetermined pressure of the gas intermittently blown into the combustion zone from the side of the gasification furnace, since by changing at least in the circumferential direction position of blowing thereof gases over time, over the entire combustion zone always Ki de be stirred packed bed Te, it is possible to improve the gasification efficiency.

また、ガスを吹き込む位置を時間の経過とともにランダムに決定し、その決定した位置からガスを吹き込むように制御するようにしてもよい。これによれば、複雑な制御機構を必要とせず、簡単な構成でガス化効率を向上させることができる。   Further, the position where gas is blown may be determined randomly as time passes, and control may be performed so that gas is blown from the determined position. According to this, it is possible to improve the gasification efficiency with a simple configuration without requiring a complicated control mechanism.

ここで、燃焼帯の側方から供給するガスの種類は、例えば、充填層の下方から供給する酸化剤ガスと同種のものであってもよいが、これに限定されず、例えば、不活性ガスなどを用いるようにしてもよい。   Here, the type of gas supplied from the side of the combustion zone may be, for example, the same type of oxidant gas supplied from below the packed bed, but is not limited to this, for example, an inert gas Etc. may be used.

また、本発明の廃棄物ガス化装置は、炉の上部に廃棄物が投入される投入口を有する縦型のガス化炉と、このガス化炉内の廃棄物の充填層に下方から酸化剤ガスを供給して部分燃焼による燃焼帯を形成する酸化剤供給手段と、ガス化炉の上方から生成ガスを排出するガス排出口と、ガス化炉の炉底部から燃焼残渣を抜き出す排出手段と、充填層の燃焼帯にガス化炉の側方からガスを供給する複数のガス供給ノズルと、複数のガス供給ノズルのうちガスを供給する位置を時間の経過とともに少なくとも周方向で変化させる手段とを備える構成により、上記課題を解決できる。   Further, the waste gasification apparatus of the present invention includes a vertical gasification furnace having a charging port into which waste is introduced at the upper part of the furnace, and an oxidant from below into a packed bed of waste in the gasification furnace. An oxidant supply means for supplying a gas to form a combustion zone by partial combustion, a gas discharge port for discharging the generated gas from above the gasifier, and an exhaust means for extracting combustion residues from the furnace bottom of the gasifier, A plurality of gas supply nozzles for supplying gas to the combustion zone of the packed bed from the side of the gasification furnace, and means for changing the position of supplying the gas among the plurality of gas supply nozzles at least in the circumferential direction over time. The above problem can be solved by the configuration provided.

本発明によれば、移動床式ガス化炉の燃焼帯の不均一な温度分布を抑えてガス化効率を向上させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gasification efficiency can be improved by suppressing the nonuniform temperature distribution of the combustion zone of a moving bed type gasification furnace.

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図1は、本発明を適用してなる廃棄物ガス化装置の主要部を示す構成図である。ここで、本実施形態の廃棄物ガス化装置は、一般ごみや産業廃棄物、バイオマスなどのガス化に好適に使用されるが、これに限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a waste gasifier to which the present invention is applied. Here, although the waste gasification apparatus of this embodiment is used suitably for gasification of a general waste, an industrial waste, biomass, etc., it is not limited to this.

図に示すように、本実施形態の廃棄物ガス化装置1(以下、単に、ガス化炉という。)は、例えば、円筒の縦型の容器3の頂部に、廃棄物を適宜乾燥させた状態で貯蔵するホッパ5と、炉内で廃棄物と混合して使用される不燃性ペレット(例えば、球形の焼成軽石、φ20〜25mm)を貯蔵するホッパ6を備える。ホッパ5及びホッパ6の投入口は、それぞれ二重ダンパ8,10が設けられる。廃棄物は、例えば、スクリューコンベア7により搬送されて投入口9から容器3内に供給される一方、不燃性ペレットは、ロータリフィーダ12により投入口9から容器3内に供給される。   As shown in the figure, the waste gasifier 1 of the present embodiment (hereinafter simply referred to as a gasification furnace) is, for example, a state in which waste is appropriately dried on the top of a cylindrical vertical container 3. And a hopper 6 for storing non-combustible pellets (for example, spherical calcined pumice, φ20 to 25 mm) used by mixing with waste in the furnace. Double dampers 8 and 10 are provided at the inlets of the hopper 5 and the hopper 6, respectively. For example, the waste is conveyed by the screw conveyor 7 and supplied into the container 3 from the input port 9, while the non-combustible pellet is supplied from the input port 9 into the container 3 by the rotary feeder 12.

ガス化炉1は、頂部の側壁に生成ガス(熱分解ガス)を排出するガス排出口11が形成され、底部に燃焼用の酸化剤ガス(空気又は酸素等)及び水蒸気を供給するガス化剤供給口13が設けられる。ガス化剤供給口13は、例えば、ガス化炉1の底部を形成する回転式の抜き出し機15の回転軸17の先端に形成される。回転軸17内を通流してガス化剤供給口13から炉内に供給される酸化剤ガスと水蒸気は、ガス化炉1内に放射状に供給されるようになっている。抜き出し機15の回転軸17はモータ21に連結され、回転軸17が回転することにより、羽根16が廃棄物の燃焼残渣等を半径方向に切り出して排出口19から排出させるようになっている。なお、ガス化剤供給口13は、例えば、ガス化炉1の水平断面方向に酸化剤と水蒸気とを均一に供給する構成であれば、本実施形態に限定されるものではない。   The gasification furnace 1 has a gas outlet 11 for discharging a generated gas (pyrolysis gas) on the top side wall, and a gasifying agent for supplying combustion oxidant gas (air or oxygen, etc.) and water vapor to the bottom. A supply port 13 is provided. The gasifying agent supply port 13 is formed at the tip of the rotary shaft 17 of the rotary extractor 15 that forms the bottom of the gasification furnace 1, for example. The oxidant gas and water vapor that flow through the rotary shaft 17 and are supplied into the furnace from the gasifying agent supply port 13 are supplied radially into the gasification furnace 1. The rotating shaft 17 of the extractor 15 is connected to the motor 21, and the rotating shaft 17 rotates, so that the blades 16 cut out the combustion residue of the waste in the radial direction and discharge it from the discharge port 19. Note that the gasifying agent supply port 13 is not limited to the present embodiment as long as the oxidizing agent and the water vapor are uniformly supplied in the horizontal cross-sectional direction of the gasification furnace 1, for example.

炉壁の設定高さ位置、すなわち、後述する燃焼帯51の形成位置の下部には、水蒸気を炉内に供給する水蒸気供給ノズル18が取り付けられる。この水蒸気供給ノズル18は、例えば、炉壁の同一高さ位置に周方向で複数配置される。   A steam supply nozzle 18 for supplying steam into the furnace is attached to a set height position of the furnace wall, that is, a lower part of a formation position of a combustion zone 51 described later. For example, a plurality of the water vapor supply nozzles 18 are arranged in the circumferential direction at the same height position on the furnace wall.

ガス化炉1は、炉壁の炉高方向に所定の間隔で複数の温度センサ23が取り付けられ、この温度センサ23のうち1つは、水蒸気供給ノズル18と同一の炉高位置に配設される。最上段に配置される温度センサ23の上方の炉壁には、充填層の高さを検知するレベルセンサ25が炉高方向に複数取り付けられる。なお、図示しないが、レベルセンサ25の上方の炉壁には、充填層の上部空間27の圧力を検知する圧力センサが取り付けられる。   The gasification furnace 1 is provided with a plurality of temperature sensors 23 at predetermined intervals in the furnace height direction of the furnace wall, and one of the temperature sensors 23 is disposed at the same furnace height position as the steam supply nozzle 18. The A plurality of level sensors 25 for detecting the height of the packed bed are attached to the furnace wall above the temperature sensor 23 arranged at the uppermost stage in the furnace height direction. Although not shown, a pressure sensor for detecting the pressure in the upper space 27 of the packed bed is attached to the furnace wall above the level sensor 25.

次に、ノズル26の構成について説明する。図2は、図1のノズル26の近傍を拡大して示す概略構成図、図3は、図2のA−A線断面図である。   Next, the configuration of the nozzle 26 will be described. FIG. 2 is an enlarged schematic diagram showing the vicinity of the nozzle 26 of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

図に示すように、ガス化炉1の容器3の側壁には、炉高位置を揃えて周方向に等間隔で4個のノズル26が配置され、各ノズル26には電磁弁28を介してガス供給ライン30が接続される。ここで、各ノズル26は、燃焼帯51の形成領域と一致する炉高位置に配置される。各ノズル26の電磁弁28は、例えば、図示しない中央操作室のコントローラと電気的に接続され、コントローラから出力される電気信号に基づいて電磁弁28が開閉制御される。なお、本実施形態では、4個のノズル26からなるノズル群を1組設ける例を示すが、これに限定されず、例えば、燃焼帯51の炉高方向に複数のノズル群を設けても良いし、各ノズル群を2個のノズル26や6個のノズル26から構成してもよい。   As shown in the figure, on the side wall of the vessel 3 of the gasification furnace 1, four nozzles 26 are arranged at equal intervals in the circumferential direction with the furnace height aligned, and each nozzle 26 is connected via an electromagnetic valve 28. A gas supply line 30 is connected. Here, each nozzle 26 is disposed at a furnace height position that coincides with the formation region of the combustion zone 51. The solenoid valve 28 of each nozzle 26 is electrically connected to, for example, a controller in a central operation chamber (not shown), and the solenoid valve 28 is controlled to open and close based on an electrical signal output from the controller. In this embodiment, an example in which one set of nozzle groups including four nozzles 26 is provided is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, a plurality of nozzle groups may be provided in the furnace height direction of the combustion zone 51. However, each nozzle group may be composed of two nozzles 26 or six nozzles 26.

次に、このように構成されるガス化炉1の動作について説明する。まず、立ち上げ時において、不燃性ペレットが投入口9からガス化炉1内に供給される。この不燃性ペレットは、炉内に供給される酸化剤等の通流性を向上させるためのものである。不燃性ペレットが所定量供給されると、適宜乾燥及び粉砕された廃棄物が投入口9からガス化炉1内に投入される。炉内に投入された廃棄物は、不燃性ペレットとともに均一に混合された状態で炉内に充填されて充填層を形成する。   Next, operation | movement of the gasification furnace 1 comprised in this way is demonstrated. First, at the time of start-up, incombustible pellets are supplied into the gasifier 1 from the inlet 9. This incombustible pellet is for improving the flowability of an oxidant or the like supplied into the furnace. When a predetermined amount of incombustible pellets is supplied, waste that has been appropriately dried and pulverized is introduced into the gasification furnace 1 from the inlet 9. The waste thrown into the furnace is filled into the furnace in a state of being uniformly mixed with the noncombustible pellets to form a packed bed.

次に、廃棄物が充填されたガス化炉1内に、ガス化剤供給口13から酸化剤を供給し、着火用熱風発生器14から高温空気(例えば、400℃以上)を吹き込むことで着火させる。そして、酸化剤の供給量を調整し、廃棄物を部分燃焼させて、充填層に燃焼帯を形成する。この燃焼帯の燃焼熱により、廃棄物が熱分解されると、熱分解ガスが発生し、この熱分解ガスは廃棄物の隙間を通ってガス化炉1内を上昇し、ガス排出口11から排出される。   Next, the gasifier 1 filled with waste is ignited by supplying an oxidizing agent from the gasifying agent supply port 13 and blowing hot air (for example, 400 ° C. or more) from the hot air generator 14 for ignition. Let Then, the supply amount of the oxidant is adjusted, the waste is partially burned, and a combustion zone is formed in the packed bed. When the waste is pyrolyzed by the combustion heat of this combustion zone, pyrolysis gas is generated, and this pyrolysis gas rises in the gasification furnace 1 through the gap between the waste and is discharged from the gas outlet 11. Discharged.

廃棄物の部分燃焼及び熱分解が安定する定常状態になると、炉底部近傍に安定した燃焼帯51が形成され、その上部には熱分解帯53が形成され、さらに上部に廃棄物の乾燥帯55が形成される。廃棄物は、例えば約300℃以上に達すると熱分解されることから、その温度域を超えた廃棄物の充填層の領域が熱分解帯53となる。熱分解帯53では、廃棄物が熱分解されて可燃性の熱分解ガス及び炭素(チャー)が生成される。ここで生成されたチャーは、燃焼帯51に流下して燃焼され、燃焼帯51の温度は約1000℃以上になる。また、熱分解帯53で生成されたチャーの一部は、燃焼帯51に供給される水蒸気と反応し、CO、Hに転換される。炉内に供給される酸化剤と水蒸気は、生成されたチャーの殆どが燃焼ガスと水性ガスとなるように流量調整される。 In a steady state where partial combustion and thermal decomposition of waste are stable, a stable combustion zone 51 is formed in the vicinity of the bottom of the furnace, a thermal decomposition zone 53 is formed on the upper portion, and a waste drying zone 55 is further provided on the upper side. Is formed. For example, when the waste reaches about 300 ° C. or more, it is thermally decomposed. Therefore, the region of the packed bed of waste exceeding the temperature range becomes the thermal decomposition zone 53. In the pyrolysis zone 53, the waste is pyrolyzed to generate combustible pyrolysis gas and carbon (char). The char generated here flows down to the combustion zone 51 and burns, and the temperature of the combustion zone 51 becomes about 1000 ° C. or higher. Further, a part of the char generated in the thermal decomposition zone 53 reacts with the water vapor supplied to the combustion zone 51 and is converted into CO and H 2 . The flow rate of the oxidant and water vapor supplied into the furnace is adjusted so that most of the generated char becomes combustion gas and water gas.

このようにして生成された熱分解ガスと水性ガスが混合された生成ガスは、上層の廃棄物の隙間を通流する過程で、乾燥帯55を通過して廃棄物を乾燥させる。生成ガスは、廃棄物を乾燥させることにより減温(例えば、約200℃)され、ガス化炉1の頂部に形成される上部空間27を介してガス排出口11から排出される。また、燃焼帯51で発生する飛灰が生成ガスに同伴しても、乾燥帯55に充填された廃棄物の層がフィルタの役目をして捕集するため、ガス排出口11から流出する飛灰の量を低減できる。   The generated gas obtained by mixing the pyrolysis gas and the water gas generated in this manner passes through the drying zone 55 and dries the waste in the process of flowing through the gap between the wastes in the upper layer. The generated gas is reduced in temperature (for example, about 200 ° C.) by drying the waste, and is discharged from the gas outlet 11 through the upper space 27 formed at the top of the gasification furnace 1. Even if fly ash generated in the combustion zone 51 accompanies the product gas, the waste layer filled in the dry zone 55 collects as a filter, and thus the fly ash flowing out from the gas outlet 11 is collected. The amount of ash can be reduced.

一方、乾燥帯55で乾燥された廃棄物は、次第に熱分解帯53に移動して熱分解処理され、続いて燃焼帯51に移動して熱分解及び燃焼されて灰(燃焼残渣)になる。これらは燃焼帯51の下層に形成される冷却帯57を流下する過程で、炉底部から供給される酸化剤ガスと熱交換して冷却され、抜き出し機15の回転によって不燃性ペレットとともに排出口19に切り出されて炉外に排出される。炉外へ排出された不燃性ペレットはホッパ6へ戻されて繰り返し利用される。   On the other hand, the waste dried in the drying zone 55 gradually moves to the thermal decomposition zone 53 and undergoes thermal decomposition treatment, and then moves to the combustion zone 51 where it is thermally decomposed and burned to become ash (combustion residue). These are cooled by exchanging heat with the oxidant gas supplied from the bottom of the furnace in the process of flowing down the cooling zone 57 formed in the lower layer of the combustion zone 51, and the discharge port 19 together with the incombustible pellets by rotation of the extractor 15. Is cut out and discharged out of the furnace. The non-combustible pellets discharged to the outside of the furnace are returned to the hopper 6 and repeatedly used.

このように、抜き出し機15が廃棄物を底部から抜き出すことにより充填層の廃棄物は下方に移動する。これに対し、燃焼帯51や熱分解帯53が形成される炉高位置は、例えば、廃棄物の抜き出し速度、酸化剤の供給速度などによって設定された高さ範囲に調整されている。   In this way, the waste in the packed bed moves downward by the extractor 15 extracting the waste from the bottom. On the other hand, the furnace height position at which the combustion zone 51 and the pyrolysis zone 53 are formed is adjusted to a height range set by, for example, the waste extraction speed and the oxidant supply speed.

上記ガス化炉1の立ち上げ時において、廃棄物を熱分解して生成されるチャーは、燃焼帯51において燃焼処理されるが、一部は未燃のまま燃焼帯51を通過して冷却帯57を流下する場合があるため、立ち上げ時から廃棄物のガス化効率を安定化させるため、水蒸気を供給して水性ガス反応を行わせる。   When the gasification furnace 1 is started up, the char generated by pyrolyzing the waste is combusted in the combustion zone 51, but a part of the char passes through the combustion zone 51 and remains in the cooling zone without being burned. Since 57 may flow down, water vapor reaction is performed by supplying water vapor in order to stabilize the gasification efficiency of the waste from the start-up.

ところで、例えば、廃棄物中に不燃物などが含まれると、充填層を形成する廃棄物の大きさが不均一となり、これに伴い、充填物同士の隙間などの充填状態が不均一になる場合がある。すなわち、炉底部のガス化剤供給口13から供給された酸化剤ガスは、冷却帯57の隙間を流れて上昇するため、この充填状態が不均一であると、酸化剤ガスの流れに偏りが生じ、燃焼帯51に到達する単位時間当たりの酸化剤ガスの供給量がガス化炉1の横断面方向で不均一になる。そして、燃焼帯51の燃焼温度は、酸化剤ガスの供給量にある程度相関するため、酸化剤ガスの供給量が不均一であると、燃焼帯51の横断面方向で不均一な温度分布が生じるおそれがある。また、燃焼帯51の横断面方向で均一に酸化剤ガスが供給されても、燃焼帯51の充填状態が不均一であると、発熱量に差が生じ、同様に不均一な温度分布が生じるおそれがある。   By the way, for example, when non-combustible materials are included in the waste, the size of the waste forming the packed layer becomes non-uniform, and accordingly, the filling state such as the gap between the packings becomes non-uniform There is. That is, since the oxidant gas supplied from the gasifying agent supply port 13 at the bottom of the furnace flows up through the gap in the cooling zone 57, the flow of the oxidant gas is biased if the filling state is uneven. As a result, the supply amount of the oxidant gas per unit time reaching the combustion zone 51 becomes uneven in the cross-sectional direction of the gasification furnace 1. Since the combustion temperature in the combustion zone 51 correlates to some extent with the supply amount of the oxidant gas, if the supply amount of the oxidant gas is not uniform, a non-uniform temperature distribution occurs in the cross-sectional direction of the combustion zone 51. There is a fear. Further, even if the oxidant gas is supplied uniformly in the cross-sectional direction of the combustion zone 51, if the filling state of the combustion zone 51 is non-uniform, a difference in heat generation occurs, and similarly non-uniform temperature distribution occurs. There is a fear.

そこで、本実施形態では、燃焼帯51の炉高位置に周方向で配置された複数のノズル26から燃焼帯51に直接ガスを所定の圧力で吹き込んで燃焼帯51の充填物を攪拌、つまり外乱を生じさせるようにする。ここで吹き込むガスは、少なくとも燃焼帯51の所定領域の充填物を攪拌可能な圧力とし、容器3の大きさやノズル26の設置本数などに応じて適宜設定する。ここで、ノズル26から炉内に吹き込むガスの種類は、特に限定されず、例えば、酸化剤ガスであってもよいし、不活性ガスであってもよい。例えば、酸化剤ガスを吹き込む場合、燃焼帯51の燃焼に必要な酸素は基本的に炉底部から供給されるため、ノズル26から吹き込む酸化剤ガスは、炉底部から供給する酸化剤ガスよりも酸素濃度を低く設定することができる。   Therefore, in the present embodiment, gas is directly blown into the combustion zone 51 from the plurality of nozzles 26 arranged in the circumferential direction at the furnace height position of the combustion zone 51 to stir the filler in the combustion zone 51, that is, disturbance. To produce. Here, the gas to be blown is set to a pressure at which at least the filler in a predetermined region of the combustion zone 51 can be stirred, and is appropriately set according to the size of the container 3 and the number of nozzles 26 installed. Here, the type of gas blown into the furnace from the nozzle 26 is not particularly limited, and may be, for example, an oxidant gas or an inert gas. For example, when oxidant gas is blown, oxygen necessary for combustion in the combustion zone 51 is basically supplied from the bottom of the furnace. Therefore, the oxidant gas blown from the nozzle 26 is more oxygen than the oxidant gas supplied from the bottom of the furnace. The concentration can be set low.

図4は、図3において位置A〜Dに配置されるノズル26に対応する電磁弁28のバルブ開状況を経時的に示す図である。図示しないコントローラから出力された信号に基づいて、各ノズル26の電磁弁28を短時間開閉し、間欠的にガスを炉内に供給する。各ノズル26の電磁弁28が開放されるタイミングは、コントローラにおいて時間の経過とともにランダムに決定し、その決定したノズル位置の電磁弁28を開放するように制御する。すなわち、燃焼帯51の水平断面の温度は、燃焼帯51や冷却帯57の充填状態などによって随時変化するため、例えば、充填物の温度計測結果に基づいてガスの供給位置を変化させる制御形式よりも、ランダムにガスを供給する形式の方が、設備構成を簡単化でき、好適である。   FIG. 4 is a diagram showing the valve opening status of the electromagnetic valve 28 corresponding to the nozzles 26 arranged at positions A to D in FIG. 3 over time. Based on a signal output from a controller (not shown), the solenoid valve 28 of each nozzle 26 is opened and closed for a short time, and gas is intermittently supplied into the furnace. The timing at which the solenoid valve 28 of each nozzle 26 is opened is randomly determined with the passage of time by the controller, and the solenoid valve 28 at the determined nozzle position is controlled to be opened. That is, since the temperature of the horizontal cross section of the combustion zone 51 changes at any time depending on the filling state of the combustion zone 51 and the cooling zone 57, for example, from a control type in which the gas supply position is changed based on the temperature measurement result of the filling material. However, the type of supplying gas at random is preferable because the equipment configuration can be simplified.

このように、本実施形態によれば、燃焼帯51の燃焼に必要な酸素を充填層の底部から供給する一方、燃焼帯51の側方からガスを直接吹き込んで燃焼帯51の充填物、つまり炭化された廃棄物を攪拌することにより、下方から供給される酸化剤ガスに偏流が生じても、燃焼帯51の水平断面の不均一な温度分布を抑制することができる。これにより、燃焼帯51における燃焼温度を所定の範囲に収めることができるため、ガス化効率を向上させることができる。   Thus, according to the present embodiment, oxygen necessary for combustion in the combustion zone 51 is supplied from the bottom of the packed bed, while gas is directly blown from the side of the combustion zone 51, that is, the filling in the combustion zone 51, that is, By stirring the carbonized waste, uneven temperature distribution in the horizontal section of the combustion zone 51 can be suppressed even if a drift occurs in the oxidant gas supplied from below. Thereby, since the combustion temperature in the combustion zone 51 can be kept in a predetermined range, gasification efficiency can be improved.

また、本実施形態では、燃焼帯51にガスを供給するノズル26の位置をランダムに変化させる例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、時間の経過とともに、ノズル26の供給位置を周期的に変化させるようにしてもよい。   In this embodiment, an example in which the position of the nozzle 26 that supplies gas to the combustion zone 51 is randomly changed has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the supply of the nozzle 26 with time elapses. You may make it change a position periodically.

以上、本発明を図示の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱せずして種々改変を加え、多種多様の変形をなし得ることは云うまでもない。   While the present invention has been described with reference to the illustrated embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention. It goes without saying that it can be done.

本実施形態の廃棄物ガス化装置の主要部を示す構成図である。It is a block diagram which shows the principal part of the waste gasification apparatus of this embodiment. 図1の一部を拡大して示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which expands and shows a part of FIG. 図2のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 図3において位置A〜Dに配置されるノズルに対応する電磁弁のバルブ開状況を経時的に示す図である。It is a figure which shows the valve opening condition of the solenoid valve corresponding to the nozzle arrange | positioned in position AD in FIG. 3 with time.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガス化炉
11 ガス排出口
13 ガス化剤供給口
19 排出口
26 ノズル
28 電磁弁
30 ガス供給ライン
51 燃焼帯
53 熱分解帯
55 乾燥帯
57 冷却帯
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gasification furnace 11 Gas discharge port 13 Gasifying agent supply port 19 Discharge port 26 Nozzle 28 Solenoid valve 30 Gas supply line 51 Combustion zone 53 Pyrolysis zone 55 Drying zone 57 Cooling zone

Claims (4)

縦型のガス化炉内に廃棄物を投入して充填層を形成し、該充填層の下方から酸化剤ガスを供給して部分燃焼による燃焼帯と熱分解帯とを炉高方向に順次形成し、炉底部から燃焼残渣を排出するように形成された廃棄物ガス化装置の運転方法において、
前記ガス化炉の側方から前記燃焼帯にガスを間欠的に吹き込み、該ガスの吹き込む位置を時間の経過とともに少なくとも周方向で変化させることで、前記燃焼帯の充填物を攪拌させることを特徴とする廃棄物ガス化装置の運転方法。
Waste is put into a vertical gasification furnace to form a packed bed, and an oxidant gas is supplied from below the packed bed to sequentially form a combustion zone and a pyrolysis zone by partial combustion in the furnace height direction. In the operation method of the waste gasifier configured to discharge the combustion residue from the furnace bottom,
Gas is intermittently blown into the combustion zone from the side of the gasification furnace , and the filling position of the combustion zone is agitated by changing the blowing position of the gas at least in the circumferential direction over time. The operation method of the waste gasifier.
前記ガスを吹き込む位置を時間の経過とともにランダムに決定し、その決定した位置から前記ガスを吹き込むように制御することを特徴とする請求項に記載の廃棄物ガス化装置の運転方法。 The operation method of the waste gasifier according to claim 1 , wherein a position where the gas is blown is randomly determined as time passes, and the gas is blown from the determined position. 前記ガスは、酸化剤ガスであることを特徴とする請求項1又は2に記載の廃棄物ガス化装置の運転方法。 The gas, operating method of the waste gasification apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the oxidizing agent gas. 炉の上部に廃棄物が投入される投入口を有する縦型のガス化炉と、該ガス化炉内の前記廃棄物の充填層に下方から酸化剤ガスを供給して部分燃焼による燃焼帯を形成する酸化剤供給手段と、前記ガス化炉の上方から生成ガスを排出するガス排出口と、前記ガス化炉の炉底部から燃焼残渣を抜き出す排出手段と、前記充填層の前記燃焼帯に前記ガス化炉の側方からガスを供給する複数のガス供給ノズルと、前記複数のガス供給ノズルのうち前記ガスを供給する位置を時間の経過とともに少なくとも周方向で変化させる手段とを有する廃棄物ガス化装置。   A vertical gasification furnace having an inlet into which waste is introduced at the top of the furnace, and a combustion zone by partial combustion by supplying an oxidant gas from below into the waste packed bed in the gasification furnace An oxidant supply means for forming; a gas discharge port for discharging the generated gas from above the gasification furnace; a discharge means for extracting combustion residues from the bottom of the gasification furnace; and the combustion zone of the packed bed in the combustion zone Waste gas having a plurality of gas supply nozzles for supplying gas from the side of the gasification furnace, and means for changing a position for supplying the gas among the plurality of gas supply nozzles at least in the circumferential direction over time Device.
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