[发明专利]用于气化处理的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于气化工艺的气化加工方法和设备，更具体地涉及 用于产生高热值或高BTU可燃气体、同时限制在废物或碎屑例如木屑 的处理中产生低热值可燃气体的加工方法和设备。

背景技术

由于废物例如木屑的焚化产生的二氧化碳和二氧杂芑是导致全球 环境破坏的因素，因此最近对在高于或等于800℃的高温下完成热分 解或热解而不会使废物燃烧的气化炉格外关注。

气化炉也被称为渗碳炉，在专利文献1和2中公开了它们的已知 类型。专利文献1示出了一种为了降低干馏时间并吸取所产生的气体 而布置成在关闭从料斗中供给待蒸馏材料的供给入口的状态下通过燃 烧器并在干馏塔内完成干馏以使待蒸馏材料蒸馏的系统。专利文献2 示出了一种布置在竖直方向以降低包括气化炉和燃烧炉的系统的尺寸 的系统。

专利文献1：公开的日本专利说明书公开No.H01-28077。

专利文献2：公开的日本专利说明书公开No.2004-233048。

然而，气化炉具有以下问题。通过废物处理产生的干馏的可燃气 体热值(卡路里，calorie)低至4-6MJ，由此收集的气体在利用燃烧 热的热应用方面受到限制。由于低热值特性，收集的气体不适用于内 燃机例如燃气发动机的燃料。因此，难以通过将内燃机作为原动机通 过驱动发电机而将收集气体的能量转化电能，并难以期望实现多样化。 出于以下原因产生高热值气体和低热值气体。

(1)为了产生高热值可燃气体，必须控制作为气化剂从外部供给 的原材料的燃烧用空气量。气化炉容易使空气在供给原材料的步骤和 排放的步骤被混合，并且难以遮断和控制外部空气。因此，从外部导 入的过量空气促进了燃烧反应，并由此降低了可燃气体的热值。在这 种气化反应中，如果没有形成任何焦油、煤烟和木炭，则反应可以通 过以下表示所产生气体的主要成分的简化的化学反应式表达。

CnHmOp+aO2+bH2O→cCO+dCO2+eH2+CxHy

在高于或等于800℃的理论化学平衡中，不仅产生CxHy，而且产 生CO、CO2和H2的纯净气体。在高温和长时间的反应中，所述成 分变得接近平衡的气体成分。然而，如果气化剂的量相当少的话，则 从化学平衡计算中也可以确认产生CH4和C(参照：Japan Institute of Energy编的“Biomass Handbook(日文)”、第93页)。

(2)为了产生高热值可燃气体，有效的方法是对原材料的快速热 分解。然而，由于加工材料是固体，因此不可能仅通过利用来自的外 部的热在设备内快速形成均匀的高温反应场，从而在原材料处理过程 中形成不均匀性。因此，由气化炉产生的可燃气体的热值变得不规则 (热值降低)并且所产生气体的量(体积)增大或减小。

图6是表示在上述参考文献的109页中公开的“加热温度与气体 成分之间关系”的视图。在图6的视图中，在对数刻度上表示了通过 瞬间加热产生的热分解气体的成分。在400℃的加热温度下，CO2占 60％。在更高温度下，CO2浓度变得更低，并且可燃气体(CO、CO2、 H2)的浓度变得更高。因此，如果大约4-6MJ的低热值气体的产生受 到限制并且可以产生13MJ或更高的高热值气体的话，则可以使应用 拓宽到采用该气体的热电联合系统的公式化；期望具有多样化；以及 有效地利用未使用气体的能量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供可以产生高热值可燃气体的气化 工艺和气化设备。

根据本发明的一方面，一种气化工艺，所述气化工艺包括：将可 燃原材料供给到竖直气化炉主体内，其中，在竖直气化炉主体中旋转 布置有螺旋装置；从气化炉主体的侧面加热气化炉主体；以及，收集 所产生的气体；其中，所述气化工艺包括：通过向气化炉主体内供给 空气来产生高热值可燃气体。

根据本发明的另一方面，通过加热气化炉侧面并由此使可燃原材 料燃烧而进行快速加热，由此进行气化炉主体的加热。

根据本发明的另一方面，在气化炉主体的加热过程中，空气供给 量设定在氧量为2％-10％的范围内。

根据本发明的另一方面，通过经由形成在螺旋装置的螺旋轴中的 轴向孔供给空气，来进行空气向气化炉主体内的供给。

根据本发明的另一方面，通过设置在螺旋装置中的搅拌叶片来分 散被供给到气化炉主体内的空气。