JP7685427B2 - Method for operating a waste gasification facility - Google Patents
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Description
本発明は廃棄物ガス化設備の運転方法に関し、より詳しくは、廃棄物を熱分解して可燃性ガスを含む排ガスが排出されるガス化炉を備えた廃棄物ガス化設備の運転方法に関する。 The present invention relates to a method for operating a waste gasification facility, and more particularly to a method for operating a waste gasification facility equipped with a gasification furnace that thermally decomposes waste and discharges exhaust gas containing combustible gas.
従来、可燃物を含んだ廃棄物をガス化炉で熱分解して水素、一酸化炭素、メタンなどの可燃性ガスを発生させることが行われている。この可燃性ガスは、燃料や燃料を製造するための原料などに利用されている。この種の設備でのガス化炉から排出される排ガスには可燃性ガス以外のガス、ミスト、煤なども含まれている。この種の設備では、ガス化炉から排出される排ガスは、集塵機で煤などの固形物を取り除いた後にガス洗浄装置でミストや水溶性のガスを取り除いた後に燃料などに有効利用されている。 Conventionally, waste containing combustible materials has been thermally decomposed in a gasifier to generate combustible gases such as hydrogen, carbon monoxide, and methane. These combustible gases are used as fuel or as raw materials for manufacturing fuel. The exhaust gas discharged from the gasifier in this type of facility also contains gases, mist, soot, and other substances in addition to combustible gases. In this type of facility, the exhaust gas discharged from the gasifier is first used in a dust collector to remove solid matter such as soot, and then in a gas cleaning device to remove mist and water-soluble gases, before being effectively used as fuel, etc.
下記特許文献１では上記のような設備を稼働して定常運転をさせるまでの立上げ運転に係る方法が検討されている。また、下記特許文献２には、石炭をガス化する設備での立上げ運転について記載されており、ガス化炉から排出される排ガスのフィルタリングを行なうポーラスフィルタでの付着物の燃焼を防止すべくイナートガスを使って排ガスの酸素濃度を調整することが開示されている。 The following Patent Document 1 considers a method for start-up operation of the above-mentioned equipment until it is in steady-state operation. In addition, the following Patent Document 2 describes the start-up operation of a coal gasification facility, and discloses that an inert gas is used to adjust the oxygen concentration of the exhaust gas to prevent the combustion of deposits on a porous filter that filters the exhaust gas discharged from the gasification furnace.
休転状態でのガス化炉は内部温度が定常運転時よりも低下しており、場合によっては冷え切ってしまっている。そのため廃棄物ガス化設備での立上げ運転に際しては、ガス化炉に十分に酸素を取り込んで内部での発熱量を多くする方が定常運転に移行するまでの時間を短くすることができる。しかしながら、そうすると立上げに要する時間を短縮できるものの立上げ時の排ガスに酸素が多く含まれることになりかねない。そのような立上げ時排ガスが集塵機に導入されると、集塵機の内部で煤などが燃焼するおそれがある。石炭ガス化設備と違って廃棄物ガス化設備は、通常、イナートガスを手軽に利用できるようにはなっていない。そのようなことから廃棄物ガス化設備やその運転方法においては設備を良好な形で立上げて速やかに定常運転に移行させることが要望されているもののそのような要望は十分満たされていない。そこで、本発明は定常運転を速やかに開始することが可能な廃棄物ガス化設備の運転方法および廃棄物ガス化設備を提供することを課題としている。 The internal temperature of a gasifier in a stopped state is lower than that during normal operation, and in some cases it is completely cold. Therefore, when starting up a waste gasification facility, it is better to take in enough oxygen into the gasification furnace to increase the amount of heat generated inside, in order to shorten the time it takes to transition to normal operation. However, while this shortens the time required for startup, the flue gas during startup may contain a lot of oxygen. If such flue gas during startup is introduced into the dust collector, there is a risk of soot burning inside the dust collector. Unlike coal gasification facilities, waste gasification facilities are usually not designed to easily use inert gas. For this reason, there is a demand for waste gasification facilities and their operating methods to start up the facility in good condition and transition quickly to normal operation, but such demands have not been fully met. Therefore, the objective of the present invention is to provide an operating method for waste gasification facilities and waste gasification facilities that can quickly start normal operation.
上記課題を解決するために、本発明では、
廃棄物ガス化設備の運転方法であって、
前記廃棄物ガス化設備が、ガス化炉と、集塵機とを備え、
前記ガス化炉では、酸素を含む気体と、可燃物を含む廃棄物とが導入され、前記可燃物の熱分解が行われて可燃性ガスを含む排ガスが発生され、
前記集塵機では、前記ガス化炉から排出される前記排ガスに含まれる煤が取り除かれ、
該廃棄物ガス化設備では、
前記ガス化炉を加熱して前記ガス化炉を立ち上げる立上げ運転が実施され、
該立上げ運転では、
前記廃棄物か、前記廃棄物とは別の可燃物かが立上げ用燃料とされ、
該立上げ用燃料が前記ガス化炉で燃焼されて前記ガス化炉が加熱されるとともに該立上げ用燃料の燃焼排ガスが立上げ時排ガスとして該ガス化炉から排出され、
前記立上げ運転では、酸素を含む前記立上げ時排ガスを前記ガス化炉から排出することと、
該立上げ時排ガスに対して前記集塵機の上流側で水を加えることとが実施される廃棄物ガス化設備の運転方法、を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides
1. A method for operating a waste gasification facility, comprising:
The waste gasification facility includes a gasification furnace and a dust collector.
In the gasification furnace, a gas containing oxygen and waste containing combustible matter are introduced, and the combustible matter is thermally decomposed to generate exhaust gas containing combustible gas;
The dust collector removes soot contained in the exhaust gas discharged from the gasification furnace,
In the waste gasification facility,
A start-up operation is carried out to heat the gasification furnace and start up the gasification furnace,
In the start-up operation,
The waste or a combustible material other than the waste is used as start-up fuel;
The start-up fuel is combusted in the gasification furnace to heat the gasification furnace, and the combustion exhaust gas of the start-up fuel is discharged from the gasification furnace as start-up exhaust gas;
In the start-up operation, the start-up exhaust gas containing oxygen is discharged from the gasification furnace;
and adding water to the flue gas upstream of the dust collector during start-up.
上記課題を解決するために、本発明では、
ガス化炉と、集塵機とを備えた廃棄物ガス化設備であって、
前記ガス化炉から前記集塵機へと至る排ガス経路を有し、
前記ガス化炉では、酸素を含む気体と、可燃物を含む廃棄物とが導入され、前記可燃物の熱分解が行われて可燃性ガスを含む排ガスが発生され、
前記集塵機では、前記ガス化炉で発生された前記排ガスが前記排ガス経路を通じて流入され、且つ、該排ガスに含まれる煤が取り除かれ、
前記排ガス経路を通じて前記集塵機に供給される前記排ガスに対して前記集塵機よりも上流側で水を加えることが可能な加水装置がさらに備えられている廃棄物ガス化設備、を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides
A waste gasification facility including a gasification furnace and a dust collector,
An exhaust gas passage extending from the gasification furnace to the dust collector,
In the gasification furnace, a gas containing oxygen and waste containing combustible matter are introduced, and the combustible matter is thermally decomposed to generate exhaust gas containing combustible gas;
In the dust collector, the exhaust gas generated in the gasification furnace flows through the exhaust gas path, and soot contained in the exhaust gas is removed,
The waste gasification facility further includes a water adding device capable of adding water to the exhaust gas supplied to the dust collector through the exhaust gas path on the upstream side of the dust collector.
本発明では、排ガスに水を加えるという簡易な操作でありながら、加えた水が大量の水蒸気となって排ガスの酸素濃度を低下させるとともに気化熱により排ガスの温度を低下させることができる。そのため、本発明では、集塵機に付着している煤が燃焼することを防ぎつつガス化炉を定常運転に適した温度にすばやく到達させることができる。即ち、本発明によれば定常運転を速やかに開始することが可能な廃棄物ガス化設備および廃棄物ガス化設備の運転方法が提供され得る。 In the present invention, by simply adding water to the exhaust gas, the added water becomes a large amount of water vapor, which reduces the oxygen concentration in the exhaust gas and lowers the temperature of the exhaust gas by the heat of vaporization. Therefore, in the present invention, the gasifier can be made to quickly reach a temperature suitable for steady operation while preventing the soot adhering to the dust collector from burning. In other words, the present invention can provide a waste gasification facility and a method for operating a waste gasification facility that can quickly start steady operation.
本発明の実施の形態について図を参照しつつ説明する。まず、図１の例示を参照しつつ廃棄物ガス化設備について説明する。本実施形態の廃棄物ガス化設備は、定常運転に際して可燃物を含んだ廃棄物を熱分解し、該熱分解によって可燃性ガスを生成し、該可燃性ガスを有効利用し得るように構成されている。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a waste gasification system will be described with reference to the example in FIG. 1. The waste gasification system of this embodiment is configured to pyrolyze waste containing combustibles during steady-state operation, generate combustible gas through the pyrolysis, and make effective use of the combustible gas.
図１の廃棄物ガス化設備１には、当該設備において処理される廃棄物を貯留する廃棄物貯留場１０と、該廃棄物貯留場１０から可燃物を含む廃棄物が供給されて当該可燃物を熱分解するガス化炉２０とが備えられている。前記ガス化炉２０は、酸素を含む気体を導入し、前記廃棄物を還元雰囲気下で燃焼させて可燃性ガスを含む排ガスを排出し得るように構成されている。本実施形態の廃棄物ガス化設備１は、前記ガス化炉２０に酸素を含む気体を供給するための気体供給装置３０をさらに備えている。 The waste gasification facility 1 in FIG. 1 is equipped with a waste storage area 10 that stores waste to be treated in the facility, and a gasification furnace 20 to which combustible waste is supplied from the waste storage area 10 and which thermally decomposes the combustible waste. The gasification furnace 20 is configured to introduce an oxygen-containing gas, combust the waste in a reducing atmosphere, and discharge exhaust gas containing combustible gas. The waste gasification facility 1 of this embodiment further includes a gas supply device 30 for supplying oxygen-containing gas to the gasification furnace 20.
前記ガス化炉２０は、その具体的な態様が特に限定されるわけではないが、例えば、流動層を有する流動床式ガス化炉とすることができる。前記廃棄物ガス化設備１には、前記気体供給装置３０から前記ガス化炉２０に前記気体を供給する気体供給経路ＧＳが設けられている。前記気体供給経路ＧＳは、前記ガス化炉２０の前記流動層（図示せず）を流動化させるための流動化ガスとして前記気体を前記ガス化炉２０の底部に供給するように設けられていてもよい。 The gasification furnace 20 is not particularly limited in its specific form, but may be, for example, a fluidized bed gasification furnace having a fluidized bed. The waste gasification facility 1 is provided with a gas supply path GS that supplies the gas from the gas supply device 30 to the gasification furnace 20. The gas supply path GS may be provided to supply the gas to the bottom of the gasification furnace 20 as a fluidizing gas for fluidizing the fluidized bed (not shown) of the gasification furnace 20.
前記廃棄物ガス化設備１には、前記廃棄物貯留場１０の廃棄物を燃料として前記ガス化炉２０に供給するための第１の燃料供給経路（以下「第１燃料供給経路ＰＳ１」ともいう）が設けられている。該第１燃料供給経路ＰＳ１は、前記廃棄物を前記流動床に前記廃棄物を投入するように設けられていてもよい。 The waste gasification facility 1 is provided with a first fuel supply path (hereinafter also referred to as the "first fuel supply path PS1") for supplying the waste from the waste storage area 10 as fuel to the gasification furnace 20. The first fuel supply path PS1 may be provided to feed the waste into the fluidized bed.
前記廃棄物ガス化設備１では、前記ガス化炉２０から排出される排ガスに含まれている可燃性ガスが有効利用される。前記廃棄物ガス化設備１には、前記ガス化炉２０から可燃性ガスが利用される場所まで排ガスを搬送するための排ガス経路Ｇ１が設けられている。前記ガス化炉２０から排出される排ガスには可燃性ガスだけでなく煤などの固形物も含まれる。前記廃棄物ガス化設備１には、煤などの固形物の少なくとも一部を排ガスから取り除くための集塵機４０が設けられている。 In the waste gasification equipment 1, the combustible gas contained in the exhaust gas discharged from the gasification furnace 20 is effectively utilized. The waste gasification equipment 1 is provided with an exhaust gas path G1 for transporting the exhaust gas from the gasification furnace 20 to a location where the combustible gas is utilized. The exhaust gas discharged from the gasification furnace 20 contains not only combustible gas but also solids such as soot. The waste gasification equipment 1 is provided with a dust collector 40 for removing at least a portion of the solids such as soot from the exhaust gas.
前記集塵機４０は、特に集塵方式が限定されるわけではないが、例えば、ろ過式や吸着式のものが挙げられる。即ち、前記集塵機４０は、フィルターを有するものであっても吸着板を有するものであってもよい。前記集塵機は、スクラバーや湿式電気集塵機などの内部で集塵のために水が用いられる湿式集塵機であっても、内部で水が用いられない乾式集塵機であってもよい。尚、該湿式集塵機は、後述するガス洗浄装置７０としても利用可能である。 The dust collector 40 is not particularly limited in the dust collection method, but examples include filtration and adsorption types. That is, the dust collector 40 may have a filter or an adsorption plate. The dust collector may be a wet dust collector in which water is used for dust collection inside, such as a scrubber or wet electrostatic precipitator, or a dry dust collector in which water is not used inside. The wet dust collector can also be used as a gas cleaning device 70, which will be described later.
前記集塵機４０で排ガスから取り除かれる煤などの固形物は、再び、燃料としてガス化炉２０に返送することができる。前記廃棄物ガス化設備１には、前記集塵機４０で排ガスから取り除いた煤を含む固形物をガス化炉２０で燃焼させる燃料としてガス化炉２０に返送する固形物返送経路（図示せず）を有していてもよい。前記湿式集塵機では、内部が湿った状態になるので内壁面等に付着している煤などによる意図せぬ発火が乾式集塵機よりも生じ難い。一方、乾式集塵機では、煤などの固形物を乾燥した状態で回収できるため当該固形物を燃料に利用しやすくなる。 Soot and other solids removed from the exhaust gas by the dust collector 40 can be returned to the gasifier 20 as fuel. The waste gasification equipment 1 may have a solid return path (not shown) that returns the soot-containing solids removed from the exhaust gas by the dust collector 40 to the gasifier 20 as fuel to be burned in the gasifier 20. In the wet dust collector, the inside is kept wet, so unintended ignition due to soot adhering to the inner wall surface is less likely to occur than in a dry dust collector. On the other hand, in a dry dust collector, solids such as soot can be collected in a dry state, making it easier to use the solids as fuel.
集塵機４０や後述するガス洗浄装置７０として湿式電気集塵機のようなクーロン力による集塵作用を利用する装置を用いる場合、放電による可燃性ガスの燃焼を防止する上で、上流側に酸素濃度計を設けて排ガスにおける酸素濃度をモニタリングするようにしてもよい。酸素濃度のモニタリングには、レーザー式酸素濃度計を用いることができる。レーザー式酸素濃度計は、応答性が良く、酸素濃度の変化をいち早く検知できる点で好適である。 When using a device that utilizes the dust collection effect of Coulomb force, such as a wet electrostatic precipitator, as the dust collector 40 or the gas cleaning device 70 described below, an oxygen concentration meter may be provided upstream to monitor the oxygen concentration in the exhaust gas in order to prevent the combustion of flammable gases due to discharge. A laser oxygen concentration meter can be used to monitor the oxygen concentration. A laser oxygen concentration meter is preferable because it has good responsiveness and can quickly detect changes in oxygen concentration.
本実施形態の前記排ガス経路Ｇ１は、前記ガス化炉２０から前記集塵機４０へと至り、該集塵機４０からさらに下流側に延びるように設けられている。本実施形態の廃棄物ガス化設備１には、前記ガス化炉２０と前記集塵機４０との間の排ガス経路Ｇ１において前記ガス化炉２０から排出された高温の排ガス（以下、「高温排ガスＸ０」ともいう）と熱交換して熱エネルギーを回収するための熱回収装置５０が備えられている。また、本実施形態の廃棄物ガス化設備１には、排ガス経路Ｇ１を通じて前記集塵機４０に供給される前記排ガスに対して前記集塵機４０よりも上流側で水を加えることが可能な加水装置６０がさらに備えられている。 The exhaust gas path G1 of this embodiment is provided so as to extend from the gasification furnace 20 to the dust collector 40 and further downstream from the dust collector 40. The waste gasification equipment 1 of this embodiment is provided with a heat recovery device 50 for recovering thermal energy by heat exchange with the high-temperature exhaust gas (hereinafter also referred to as "high-temperature exhaust gas X0") discharged from the gasification furnace 20 in the exhaust gas path G1 between the gasification furnace 20 and the dust collector 40. In addition, the waste gasification equipment 1 of this embodiment is further provided with a water adding device 60 capable of adding water upstream of the dust collector 40 to the exhaust gas supplied to the dust collector 40 through the exhaust gas path G1.
本実施形態の廃棄物ガス化設備１には、排ガス経路Ｇ１を流通する排ガスの温度を測定するための温度測定装置が１又は２台以上備えられている。本実施形態の廃棄物ガス化設備１には、複数の温度測定装置が備えられている。複数の温度測定装置の内の第１の温度測定装置（以下、「第１温度測定装置Ｔ１」ともいう）は、前記ガス化炉２０から排出された排ガスの温度（以下、「ガス化炉出口温度ｔ０」ともいう）を熱回収装置５０よりも手前（上流側）で測定するように配されている。 The waste gasification equipment 1 of this embodiment is provided with one or more temperature measurement devices for measuring the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust gas path G1. The waste gasification equipment 1 of this embodiment is provided with multiple temperature measurement devices. The first temperature measurement device (hereinafter also referred to as the "first temperature measurement device T1") among the multiple temperature measurement devices is arranged to measure the temperature of the exhaust gas discharged from the gasification furnace 20 (hereinafter also referred to as the "gasification furnace outlet temperature t0") before (upstream of) the heat recovery device 50.
本実施形態の前記熱回収装置５０は、熱回収用の熱媒が流通される熱交換器（図示せず）を有する。熱回収装置５０は、熱交換器（図示せず）での単位時間あたりの熱媒の流通量を任意に調整可能であってもよい。即ち、熱回収装置５０は、熱媒の流通量を調節することが可能な熱媒量調節機（図示せず）を有していてもよい。 The heat recovery device 50 of this embodiment has a heat exchanger (not shown) through which a heat medium for heat recovery flows. The heat recovery device 50 may be capable of arbitrarily adjusting the amount of heat medium flowing per unit time in the heat exchanger (not shown). In other words, the heat recovery device 50 may have a heat medium amount regulator (not shown) capable of adjusting the amount of heat medium flowing.
前記加水装置６０は、排ガスに対して水を吐出するノズル（図示せず）と該ノズルに水を給水するポンプなどの給水機（図示せず）を備えている。前記加水装置６０は、排ガスに対して単位時間あたりに加える水の量を調節自在であってもよい。即ち、加水装置６０の給水機（図示せず）は、排ガスに対して単位時間あたりに加える水の量を調節することが可能であってもよい。 The water adding device 60 includes a nozzle (not shown) that ejects water into the exhaust gas and a water supply device (not shown) such as a pump that supplies water to the nozzle. The water adding device 60 may be capable of freely adjusting the amount of water added to the exhaust gas per unit time. In other words, the water supply device (not shown) of the water adding device 60 may be capable of adjusting the amount of water added to the exhaust gas per unit time.
前記複数の温度測定装置の内の第２の温度測定装置（以下、「第２温度測定装置Ｔ２」ともいう）は、前記集塵機４０に導入される排ガスの温度（以下、「集塵機入口温度ｔ２」ともいう）を測定できるように備えられている。該第２温度測定装置Ｔ２は、前記加水装置６０で水が供給される地点よりも下流側において排ガスの温度を測定できるようになっている。 The second temperature measuring device (hereinafter also referred to as "second temperature measuring device T2") among the plurality of temperature measuring devices is provided so as to be able to measure the temperature of the exhaust gas introduced into the dust collector 40 (hereinafter also referred to as "dust collector inlet temperature t2"). The second temperature measuring device T2 is adapted to be able to measure the temperature of the exhaust gas downstream of the point where water is supplied by the water adding device 60.
本実施形態の加水装置６０は、前記熱回収装置５０で熱交換された排ガス（以下、「１次冷却排ガスＸ１」ともいう）に対して必要に応じて水を加え、該水の蒸発潜熱を利用して前記１次冷却排ガスＸ１をさらに冷却された排ガス（以下、「２次冷却排ガスＸ２」ともいう）へと変化させ得るよう構成されている。 The water adding device 60 of this embodiment is configured to add water as necessary to the exhaust gas (hereinafter also referred to as "primary cooled exhaust gas X1") that has been heat exchanged in the heat recovery device 50, and to convert the primary cooled exhaust gas X1 into further cooled exhaust gas (hereinafter also referred to as "secondary cooled exhaust gas X2") by utilizing the latent heat of vaporization of the water.
本実施形態の廃棄物ガス化設備１は、必要に応じて前記排ガスが前記集塵機４０を通過しないようにするために、前記集塵機４０よりも上流側で前記排ガス経路Ｇ１から分岐した分岐経路Ｇ２を有している。また、本実施形態の廃棄物ガス化設備１は、前記集塵機４０に温風を循環供給して前記集塵機４０を加熱し得るように循環経路Ｃ１が設けられている。該循環経路Ｃ１には温風循環装置Ｂ１が備えられている。 The waste gasification equipment 1 of this embodiment has a branch path G2 that branches off from the exhaust gas path G1 upstream of the dust collector 40 to prevent the exhaust gas from passing through the dust collector 40 as necessary. The waste gasification equipment 1 of this embodiment also has a circulation path C1 that circulates and supplies hot air to the dust collector 40 to heat the dust collector 40. The circulation path C1 is equipped with a hot air circulation device B1.
本実施形態の廃棄物ガス化設備１は、前記集塵機４０を通じて排ガスが下流側に供給される第１の状態と前記集塵機４０を通らずに前記分岐経路Ｇ２を通じて排ガスが下流側に供給される第２の状態とに排ガスの経路を切り替えるための切替弁Ｖ１が備えられている。また、本実施形態では、前記集塵機４０に排ガスを流通させない状態において循環経路Ｃ１を通じて前記集塵機４０を通る温風の循環流を形成することができるように前記切替弁Ｖ１が備えられている。 The waste gasification equipment 1 of this embodiment is provided with a switching valve V1 for switching the exhaust gas path between a first state in which exhaust gas is supplied to the downstream side through the dust collector 40 and a second state in which exhaust gas is supplied to the downstream side through the branch path G2 without passing through the dust collector 40. In this embodiment, the switching valve V1 is provided so that a circulating flow of hot air passing through the dust collector 40 through the circulation path C1 can be formed in a state in which exhaust gas is not circulated through the dust collector 40.
本実施形態の廃棄物ガス化設備１は、前記集塵機４０で前記煤が取り除かれた前記排ガスを水で洗浄するガス洗浄装置７０を更に有し、該ガス洗浄装置７０で浄化された排ガス（以下、「浄化排ガスＸ３」ともいう）を可燃性ガスを有効利用するガス使用装置８０に供給し得るように構成されている。 The waste gasification equipment 1 of this embodiment further includes a gas cleaning device 70 that cleans the exhaust gas from which the soot has been removed by the dust collector 40 with water, and is configured so that the exhaust gas purified by the gas cleaning device 70 (hereinafter also referred to as "purified exhaust gas X3") can be supplied to a gas-using device 80 that effectively utilizes combustible gas.
ガス洗浄装置７０は、潜り堰式の簡単な構造のものであってもよい。ガス洗浄装置７０は、例えば、複数の充填材が隙間を設けて堆積された充填材層を有し、該充填材層を通過するように排ガスを流通させつつ前記充填材層に散水するスクラバーを備えたものであってもよい。 The gas cleaning device 70 may be a simple submerged weir type. For example, the gas cleaning device 70 may have a packing layer in which multiple packing materials are piled up with gaps between them, and may be equipped with a scrubber that sprays water onto the packing layer while circulating the exhaust gas through the packing layer.
集塵機４０とガス洗浄装置７０とは、廃棄物ガス化設備１に個別に設ける必要はなく一体化されてもよい。本実施形態では、湿式集塵機などで集塵機４０とガス洗浄装置７０とを兼用させることもできる。集塵機４０とガス洗浄装置７０とが一体化されている場合では、集塵機４０とガス洗浄装置７０とが個別に設けられているよりも廃棄物ガス化設備１を構成する装置類の数を減らすことができて省スペース化が図られ得る。一方、集塵機４０とガス洗浄装置７０とが個別に設けられている場合では、ガス洗浄装置７０の排水処理の頻度を低減することができる。 The dust collector 40 and the gas cleaning device 70 do not need to be provided separately in the waste gasification facility 1 and may be integrated together. In this embodiment, a wet dust collector or the like can serve as both the dust collector 40 and the gas cleaning device 70. When the dust collector 40 and the gas cleaning device 70 are integrated together, the number of devices constituting the waste gasification facility 1 can be reduced compared to when the dust collector 40 and the gas cleaning device 70 are provided separately, and space can be saved. On the other hand, when the dust collector 40 and the gas cleaning device 70 are provided separately, the frequency of drainage treatment of the gas cleaning device 70 can be reduced.
本実施形態の廃棄物ガス化設備１は、ガス洗浄装置７０で洗浄された後の浄化排ガスＸ３に含まれる可燃性ガスや酸素などの含有量（濃度）を測定可能なガス分析装置９０をさらに備えている。本実施形態の廃棄物ガス化設備１は、ガス洗浄装置７０の下流側で前記排ガス経路Ｇ１から分岐し、該分岐地点よりも下流側で再び排ガス経路Ｇ１に接続されたバイパス経路Ｇ３が設けられており、該バイパス経路Ｇ３にも浄化排ガスＸ３を流通させ得るようになっている。そして本実施形態においては、該バイパス経路Ｇ３を通過する浄化排ガスＸ３に対して分析を行うことができるように前記ガス分析装置９０が配されている。 The waste gasification equipment 1 of this embodiment further includes a gas analyzer 90 capable of measuring the content (concentration) of combustible gases, oxygen, and the like contained in the purified exhaust gas X3 after it has been cleaned by the gas cleaning device 70. The waste gasification equipment 1 of this embodiment is provided with a bypass path G3 that branches off from the exhaust gas path G1 downstream of the gas cleaning device 70 and is connected back to the exhaust gas path G1 downstream of the branching point, so that the purified exhaust gas X3 can also flow through the bypass path G3. In this embodiment, the gas analyzer 90 is provided so that the purified exhaust gas X3 passing through the bypass path G3 can be analyzed.
本実施形態の前記ガス使用装置８０での浄化排ガスＸ３の利用方法は、特に限定されるものではないが、例えば、前記ガス使用装置８０は、可燃性ガスを濃縮するための装置とすることができる。前記ガス使用装置８０は、例えば、浄化排ガスＸ３に含まれる不燃性ガス（Ｎ２等）の少なくとも一部を分離し、可燃性ガス（Ｈ２、ＣＯ、ＣＨ４など）の濃度が浄化排ガスＸ３よりも高い高濃度ガスを製造可能な装置であってもよい。前記ガス使用装置８０は、浄化排ガスＸ３を１次貯留する１次貯留部（図示せず）と、１次貯留部に蓄えられた浄化排ガスＸ３から窒素ガスなどを分離するガス分離部（図示せず）と、該ガス分離部（図示せず）で窒素ガスの少なくとも一部が取り除かれて可燃性ガスの濃度が向上された高濃度ガスを貯留する２次貯留部（図示せず）とを有していてもよい。前記ガス分離部（図示せず）は、例えば、圧力変動吸着（ＰＳＡ）装置などにより構成され得る。 The method of using the purified exhaust gas X3 in the gas-using device 80 of this embodiment is not particularly limited, but for example, the gas-using device 80 can be a device for concentrating combustible gas. The gas-using device 80 may be, for example, a device that can separate at least a portion of the non-combustible gas (N 2 , etc.) contained in the purified exhaust gas X3 and produce a high-concentration gas in which the concentration of combustible gas (H 2 , CO, CH 4 , etc.) is higher than that of the purified exhaust gas X3. The gas-using device 80 may have a primary storage section (not shown) that primarily stores the purified exhaust gas X3, a gas separation section (not shown) that separates nitrogen gas and the like from the purified exhaust gas X3 stored in the primary storage section, and a secondary storage section (not shown) that stores a high-concentration gas in which at least a portion of the nitrogen gas has been removed in the gas separation section (not shown) and the concentration of the combustible gas has been improved. The gas separation section (not shown) may be, for example, a pressure swing adsorption (PSA) device.
本実施形態の廃棄物ガス化設備１は、浄化排ガスＸ３や高濃度ガスを前記ガス化炉２０の燃料として利用できるようになっていてもよい。即ち、前記廃棄物ガス化設備１には、浄化排ガスＸ３と高濃度ガスとの内の少なくとも一方をガス化炉２０で燃焼させる燃料としてガス化炉２０に返送するガス返送経路（図示せず）を有していてもよい。 The waste gasification equipment 1 of this embodiment may be configured to use the purified exhaust gas X3 or the high-concentration gas as fuel for the gasification furnace 20. That is, the waste gasification equipment 1 may have a gas return path (not shown) that returns at least one of the purified exhaust gas X3 and the high-concentration gas to the gasification furnace 20 as fuel to be combusted in the gasification furnace 20.
本実施形態の廃棄物ガス化設備１では、前記ガス分析装置９０の結果、可燃性ガスの濃度が低い場合など、排ガス（浄化排ガスＸ３）がガス使用装置８０に供給するのに適さないと判断されるような場合に当該排ガスを焼却処理するための焼却装置１００と、該焼却装置１００から排出される焼却ガスを大気中など系外に放出できるように処理するためのガス処理装置１１０とがさらに備えられている。 The waste gasification equipment 1 of this embodiment is further provided with an incineration device 100 for incinerating the exhaust gas when the gas analyzer 90 determines that the exhaust gas (purified exhaust gas X3) is not suitable for supply to the gas-using device 80, for example when the concentration of combustible gas is low, and a gas treatment device 110 for treating the incineration gas discharged from the incineration device 100 so that it can be released outside the system, such as into the atmosphere.
ガス分析装置９０には、多成分分析計（ＣＯ／ＣＯ２／ＣＨ４・・・）、水素濃度計、吸引式酸素濃度計などを配することができる。 The gas analyzer 90 may be equipped with a multi-component analyzer (CO/CO 2 /CH 4 . . . ), a hydrogen concentration meter, an aspirating type oxygen concentration meter, and the like.
本実施形態の廃棄物ガス化設備１は、都市ガスなどの気体状の可燃物や石油（灯油、軽油、重油・・・）などの液体状の可燃物といった廃棄物とは別の可燃物を前記ガス化炉２０での燃料とし得るように燃料供給装置Ｐ１がさらに備えられている。該燃料供給装置Ｐ１は、必要に応じて前述のような化石燃料をガス化炉２０に供給すべく備えられている。該燃料供給装置Ｐ１から前記ガス化炉２０への燃料の供給には、前記第１燃料供給経路ＰＳ１とは別の第２の燃料供給経路（以下、「第２燃料供給経路ＰＳ２」ともいう）が利用される。本実施形態では必要に応じて焼却装置１００に対して前記燃料供給装置Ｐ１から燃料を供給するための第３の燃料供給経路（以下、「第３燃料供給経路ＰＳ３」ともいう）が設けられている。 The waste gasification equipment 1 of this embodiment is further provided with a fuel supply device P1 so that combustibles other than waste, such as gaseous combustibles such as city gas and liquid combustibles such as petroleum (kerosene, light oil, heavy oil, etc.), can be used as fuel in the gasification furnace 20. The fuel supply device P1 is provided to supply the above-mentioned fossil fuel to the gasification furnace 20 as necessary. A second fuel supply path (hereinafter also referred to as the "second fuel supply path PS2") separate from the first fuel supply path PS1 is used to supply fuel from the fuel supply device P1 to the gasification furnace 20. In this embodiment, a third fuel supply path (hereinafter also referred to as the "third fuel supply path PS3") is provided to supply fuel from the fuel supply device P1 to the incineration device 100 as necessary.
本実施形態の廃棄物ガス化設備１では、排ガス経路Ｇ１を流れる前記排ガスの搬送動力となる送風装置Ｂ２が備えられている。該送風装置Ｂ２は、ガス洗浄装置７０の下流側に設けられている。該送風装置Ｂ２は、当該送風装置Ｂ２が配されている地点よりも上流側の排ガス経路Ｇ１に対しては、前記排ガスを吸引するように機能し、当該送風装置Ｂ２が配されている地点よりも下流側の排ガス経路Ｇ１に対しては、前記排ガスを圧送するように機能する。 The waste gasification equipment 1 of this embodiment is equipped with a blower B2 that serves as the transport power for the exhaust gas flowing through the exhaust gas path G1. The blower B2 is provided downstream of the gas cleaning device 70. The blower B2 functions to suck in the exhaust gas from the exhaust gas path G1 upstream of the point where the blower B2 is provided, and functions to pressurize the exhaust gas from the exhaust gas path G1 downstream of the point where the blower B2 is provided.
本実施形態の廃棄物ガス化設備１は、前記熱回収装置５０での熱交換器における単位時間当たりの熱媒の流通量が前記第１温度測定装置Ｔ１や前記第２温度測定装置Ｔ２での測定結果に基づいて変更可能であってもよい。即ち、前記熱回収装置５０の前記熱媒量調節機は、排ガスの温度を測定する温度測定装置での測定結果に基づいて運転されるように構成されていてもよい。そのような態様によれば回収する熱量や熱交換後の熱媒の温度を調整することが容易となり、且つ、１次冷却排ガスＸ１の温度も調整容易となる。 In the waste gasification equipment 1 of this embodiment, the flow rate of the heat medium per unit time in the heat exchanger of the heat recovery device 50 may be changeable based on the measurement results of the first temperature measuring device T1 and the second temperature measuring device T2. That is, the heat medium amount regulator of the heat recovery device 50 may be configured to operate based on the measurement results of a temperature measuring device that measures the temperature of the exhaust gas. According to such an embodiment, it becomes easy to adjust the amount of heat recovered and the temperature of the heat medium after heat exchange, and also easy to adjust the temperature of the primary cooled exhaust gas X1.
本実施形態の廃棄物ガス化設備１は、前記加水装置６０で単位時間あたりに排ガスに対して加える水の量が前記第１温度測定装置Ｔ１や前記第２温度測定装置Ｔ２での測定結果に基づいて変更可能であってもよい。即ち、前記給水機は、排ガスの温度を測定する温度測定装置での測定結果に基づいて運転されるように構成されていてもよい。 In the waste gasification equipment 1 of this embodiment, the amount of water added to the exhaust gas per unit time by the water adding device 60 may be changeable based on the measurement results of the first temperature measuring device T1 and the second temperature measuring device T2. In other words, the water supply machine may be configured to operate based on the measurement results of a temperature measuring device that measures the temperature of the exhaust gas.
本実施形態の廃棄物ガス化設備１について、上記例示において直接的に明記されていない装置類やその具体的な構成については、従来公知の技術事項を採用することができる。 Regarding the waste gasification equipment 1 of this embodiment, conventionally known technical matters can be adopted for the devices and their specific configurations that are not directly specified in the above examples.
以下、このような廃棄物ガス化設備１の運転方法について説明する。
廃棄物ガス化設備１の運転方法では、休転状態の設備の運転を開始してから定常運転までの過渡期において立上げ運転を実施する。
A method of operating such a waste gasification facility 1 will now be described.
In the method for operating the waste gasification facility 1, a start-up operation is carried out in a transitional period from when the facility is in a stopped state until the facility reaches a steady state of operation.
該立上げ運転では、定常運転時よりも温度が低下している前記ガス化炉２０に、前記廃棄物か、前記廃棄物とは別の可燃物かが立上げ用燃料として供給され前記ガス化炉２０の昇温が行われる。別の可燃物としては、前記燃料供給装置Ｐ１より供給される都市ガスなどとすることができる。また、立上げ用燃料は、廃棄物ガス化設備１が休転状態になる前に作製された可燃性ガス（浄化排ガスＸ３、高濃度ガスなど）であってもよい。 During the start-up operation, the gasification furnace 20, whose temperature is lower than during normal operation, is supplied with either the waste or a combustible material other than the waste as start-up fuel to raise the temperature of the gasification furnace 20. The other combustible material may be city gas supplied from the fuel supply device P1. The start-up fuel may also be a combustible gas (such as purified exhaust gas X3 or high-concentration gas) produced before the waste gasification facility 1 was idled.
該立上げ運転では、該立上げ用燃料が前記ガス化炉２０で燃焼されて前記ガス化炉２０が加熱されるとともに該立上げ用燃料の燃焼排ガスが立上げ時排ガスとして該ガス化炉から排出され、前記立上げ運転では、酸素を含む前記立上げ時排ガスを前記ガス化炉から排出することと、該立上げ時排ガスに対して前記集塵機４０の上流側で前記加水装置６０により水を加えることとが実施される。 During the start-up operation, the start-up fuel is combusted in the gasification furnace 20 to heat the gasification furnace 20, and the combustion exhaust gas of the start-up fuel is discharged from the gasification furnace as start-up exhaust gas. During the start-up operation, the start-up exhaust gas containing oxygen is discharged from the gasification furnace, and water is added to the start-up exhaust gas by the water adding device 60 upstream of the dust collector 40.
前記立上げ運転の前段、すなわち、前記ガス化炉２０の運転開始からしばらくの間は、前記燃料として廃棄物よりも燃料供給装置Ｐ１から供給される化石燃料を主として用いることが好ましい。前記立上げ運転の前段で用いることが好ましい化石燃料を主体とした燃料での廃棄物の割合（完全燃焼に必要な酸素量での割合）は、２５％以下とすることができる。該割合は、１０％以下であってもよく、５％以下であってもよく、実質的に０％であってもよい。 In the first stage of the start-up operation, i.e., for a while after the start of operation of the gasification furnace 20, it is preferable to mainly use fossil fuel supplied from the fuel supply device P1 rather than waste as the fuel. The proportion of waste in the fuel mainly composed of fossil fuel that is preferably used in the first stage of the start-up operation (proportion in the amount of oxygen required for complete combustion) can be 25% or less. The proportion may be 10% or less, 5% or less, or substantially 0%.
このとき廃棄物は、第１燃料供給経路ＰＳ１を通じてガス化炉２０に供給することができる。化石燃料は、流動層を主たる加熱対象として第２燃料供給経路ＰＳ２を通じてガス化炉２０に供給することができる。 At this time, the waste can be supplied to the gasifier 20 through the first fuel supply path PS1. Fossil fuel can be supplied to the gasifier 20 through the second fuel supply path PS2, with the fluidized bed as the main heating target.
前記立上げ運転の後段、すなわち、定常運転の手前の段階では、前段よりも燃料に含まれる廃棄物の量を多くすることが好ましい。前記立上げ運転の後段では、廃棄物を主体とした燃料を用いることが好ましい。前記立上げ運転の前段で用いることが好ましい廃棄物を主体とした燃料での化石燃料の割合（完全燃焼に必要な酸素量での割合）は、４５％以下とすることができる。該割合は、３０％以下であってもよく、１５％以下であってもよく、実質的に０％であってもよい。 In the latter stage of the start-up operation, i.e., before steady-state operation, it is preferable to use a larger amount of waste material in the fuel than in the former stage. In the latter stage of the start-up operation, it is preferable to use a fuel mainly made of waste material. The proportion of fossil fuel (proportion of the amount of oxygen required for complete combustion) in the fuel mainly made of waste material that is preferably used in the former stage of the start-up operation can be 45% or less. The proportion may be 30% or less, 15% or less, or substantially 0%.
ガス化炉２０に供給する燃料における廃棄物の割合を増加させるタイミングは、ガス化炉２０の内部の加熱状況に基づいて実施できる。本実施形態では、ガス化炉２０の内部の加熱状況（例えば、流動層の温度）に基準値（以下、「炉内温度基準値」ともいう）を設け、該炉内温度基準値により燃料の切り替えを実施すればよい。 The timing for increasing the proportion of waste in the fuel supplied to the gasification furnace 20 can be determined based on the heating conditions inside the gasification furnace 20. In this embodiment, a reference value (hereinafter also referred to as the "furnace temperature reference value") is set for the heating conditions inside the gasification furnace 20 (e.g., the temperature of the fluidized bed), and fuel switching can be performed based on the furnace temperature reference value.
ガス化炉２０に供給する燃料における廃棄物の割合を増加させるタイミングを決定するのに設定される前記炉内温度基準値は、例えば、流動層の温度であれば、３５０℃以上７５０℃以下の範囲内での何れかとすることができる。 The furnace temperature reference value that is set to determine the timing for increasing the proportion of waste in the fuel supplied to the gasification furnace 20 can be, for example, any value within the range of 350°C or more and 750°C or less in the case of the fluidized bed temperature.
本実施形態の前記ガス化炉２０での立上げ用燃料の燃焼は、前記気体供給装置３０から１を超える空気比で酸素を含む気体が供給されて実施される。酸素が余るような状態で立上げ用燃料が完全燃焼されるので、本実施形態では、ガス化炉２０を所望の温度に速やかに到達させることができる。このとき立上げ時排ガスに対して前記加水装置６０で水が加えられることから、加水装置６０よりも下流側での排ガス経路Ｇ１を流通する立上げ時排ガスには、大量の水蒸気が含まれる。即ち、立上げ時排ガスは、加水装置６０によって酸素濃度が大きく低下する。また、前記加水装置６０で加えられた水が水蒸気となる際に蒸発潜熱により立上げ時排ガスの温度を低下させる。そのため、立上げ時排ガスは、加水装置６０によって大きく温度低下する。 In this embodiment, the combustion of the start-up fuel in the gasification furnace 20 is carried out by supplying gas containing oxygen from the gas supply device 30 at an air ratio exceeding 1. Since the start-up fuel is completely combusted in a state where there is a surplus of oxygen, in this embodiment, the gasification furnace 20 can be quickly brought to the desired temperature. At this time, water is added to the start-up flue gas by the water adding device 60, so the start-up flue gas flowing through the flue gas path G1 downstream of the water adding device 60 contains a large amount of water vapor. That is, the oxygen concentration of the start-up flue gas is greatly reduced by the water adding device 60. In addition, when the water added by the water adding device 60 becomes water vapor, the temperature of the start-up flue gas is reduced by the latent heat of vaporization. Therefore, the temperature of the start-up flue gas is greatly reduced by the water adding device 60.
排ガス経路Ｇ１がダクトなどで構成されている場合、その内壁面等には煤などの可燃性の固形物が付着していることがある。本実施形態では、立上げ時排ガスでの酸素濃度が低下されるとともに温度が低下されるため、煤などの可燃物が不用意に発火してしまうおそれを抑制することができる。このような機能をより確実に発揮させるべく、前記加水装置６０による加水の程度は、前述の通り第２温度測定装置Ｔ２での測定結果に基づいて実施されてもよい。本実施形態の立上げ運転では、集塵機４０に導入される立上げ時排ガスの温度（第２温度測定装置Ｔ２で測定される温度）に基準値（以下、「２次冷却基準値」ともいう）を設け、該２次冷却基準値に基づいて加水装置６０の運転を制御するようにしてもよい。 When the exhaust gas path G1 is configured as a duct or the like, flammable solids such as soot may adhere to the inner wall surface, etc. In this embodiment, the oxygen concentration in the exhaust gas at the start-up is reduced and the temperature is also reduced, so that the risk of inadvertent ignition of flammables such as soot can be suppressed. In order to more reliably perform such a function, the degree of water addition by the water addition device 60 may be performed based on the measurement results of the second temperature measurement device T2 as described above. In the start-up operation of this embodiment, a reference value (hereinafter also referred to as the "secondary cooling reference value") may be set for the temperature of the exhaust gas at the start-up introduced into the dust collector 40 (the temperature measured by the second temperature measurement device T2), and the operation of the water addition device 60 may be controlled based on the secondary cooling reference value.
本実施形態では、前記集塵機４０又は該集塵機４０よりも上流側で立上げ時排ガスの温度が測定されることと、該測定結果に基づいて加水装置６０での単位時間当たりの加水量が調整されることとが実施されるようにしてもよい。該温度測定は、加水装置６０よりも下流側の立上げ時排ガスに対して実施されても上流側の立上げ時排ガスに対して実施されてもよい。加水装置６０での加水量は段階的に変動されても連続的に変動されてもよい。加水装置６０での加水量は、例えば、ＰＩＤ制御によって変動されてもよい。 In this embodiment, the temperature of the start-up exhaust gas may be measured at the dust collector 40 or upstream of the dust collector 40, and the amount of water added per unit time at the water adding device 60 may be adjusted based on the measurement result. The temperature measurement may be performed on the start-up exhaust gas downstream of the water adding device 60 or on the start-up exhaust gas upstream of the water adding device 60. The amount of water added at the water adding device 60 may be changed in steps or continuously. The amount of water added at the water adding device 60 may be changed, for example, by PID control.
立上げ運転での前記加水装置６０は、単位時間当たりの加水量が相対的に少ない低加水状態と、該低加水状態よりも単位時間当たりの加水量が多い高加水状態とに切り替え可能であり、且つ、前記温度測定の結果が前記低加水状態よりも高温である場合に前記高加水状態で運転されてもよい。温度測定が加水装置６０よりも下流側で実施される場合、該温度測定の結果が基準となる温度に近い値となるように前記高加水状態と前記低加水状態とが切り替えられてもよい。 During start-up operation, the water adding device 60 can be switched between a low water addition state in which the amount of water added per unit time is relatively small, and a high water addition state in which the amount of water added per unit time is greater than that of the low water addition state, and may be operated in the high water addition state when the temperature measurement result is higher than that of the low water addition state. When the temperature measurement is performed downstream of the water adding device 60, the high water addition state and the low water addition state may be switched so that the temperature measurement result is close to a reference temperature.
前記加水装置６０は、前記集塵機４０へ導入される立上げ時排ガスの温度が、基準値以下で、且つ、基準値よりも大きく下回らない温度域（例えば、（基準値－ｘ℃）以上基準値以下の範囲（ただし、ｘ＞０））となるように加水量を調整可能であることが好ましい。基準値を下回る温度（ｘ℃）としては、例えば、５０℃以内とすることができる。基準値を下回る温度（ｘ℃）は、例えば、３０℃以内であってもよい。基準値を下回る温度（ｘ℃）は、例えば、５℃以上とすることができ、１０℃以上であってもよい。 The water adding device 60 is preferably capable of adjusting the amount of water added so that the temperature of the exhaust gas introduced into the dust collector 40 at start-up is below a reference value and falls within a temperature range that is not significantly below the reference value (for example, a range between (reference value - x°C) and below the reference value (where x > 0)). The temperature below the reference value (x°C) may be, for example, within 50°C. The temperature below the reference value (x°C) may be, for example, within 30°C. The temperature below the reference value (x°C) may be, for example, 5°C or higher, or may be 10°C or higher.
前記２次冷却基準値の温度は、例えば、３５０℃以下の何れかとすることができる。前記２次冷却基準値は、３００℃以下の何れかの温度としてもよく、２５０℃以下の何れかの温度としてもよい。前記２次冷却基準値の温度は、例えば、１００℃以上とすることができる。前記２次冷却基準値は、１２０℃以上の何れかの温度としてもよく、１５０℃以上の何れかの温度としてもよい。 The temperature of the secondary cooling reference value can be, for example, any temperature below 350°C. The secondary cooling reference value may be any temperature below 300°C, or any temperature below 250°C. The temperature of the secondary cooling reference value can be, for example, 100°C or higher. The secondary cooling reference value may be any temperature above 120°C, or any temperature above 150°C.
立上げ運転では、ガス化炉２０の温度上昇にともなって内部での燃焼における空気比をスタート時よりも低下させるようにしてもよい。そのことにより炉内を還元雰囲気にして立上げ時排ガスにおける可燃性ガスの含有量を増やすようにしてもよい。空気比の切り替えは、前記第１温度測定装置Ｔ１での測定結果（ガス化炉出口温度ｔ０）と前記第２温度測定装置Ｔ２での測定結果（集塵機入口温度ｔ２）との何れか一方又は両方に基づいて実施されてもよい。空気比の切り替えは、前記第１温度測定装置Ｔ１での測定結果と前記第２温度測定装置Ｔ２での測定結果との両方に基づいて実施されることが好ましい。 During start-up operation, the air ratio in internal combustion may be lowered from the start as the temperature of the gasifier 20 rises. This may create a reducing atmosphere inside the furnace and increase the amount of combustible gas in the exhaust gas during start-up. The air ratio may be switched based on either or both of the measurement results from the first temperature measuring device T1 (gasifier outlet temperature t0) and the measurement results from the second temperature measuring device T2 (dust collector inlet temperature t2). It is preferable that the air ratio be switched based on both the measurement results from the first temperature measuring device T1 and the measurement results from the second temperature measuring device T2.
本実施形態では、上記のようなことからガス化炉出口温度ｔ０についても基準値（以下、「出口温度基準値」ともいう）を設けるようにしてもよい。空気比の切り替えタイミングを決定するための出口温度基準値は、例えば、８００℃以上とされ得る。出口温度基準値は、例えば、８５０℃以上であってもよく、９００℃以上であってもよく、９５０℃以上であってもよい。出口温度基準値は、例えば、１２００℃以下とされ得る。出口温度基準値は、例えば、１１５０℃以下であってもよく、１１００℃以下であってもよい。ガス化炉出口温度ｔ０は、出口温度基準値以上で、且つ、温度の変動幅が５０℃以内の状態が一定時間以上（例えば、１分以上）継続された場合に安定状態に達したとみなすことができる。また、集塵機入口温度ｔ２も、前記２次冷却基準値以上で、且つ、温度の変動幅が５０℃以内の状態が一定時間以上（例えば、１分以上）継続された場合に安定状態に達したとみなすことができる。そして、空気比の切り替えは、両者が安定状態に入ったことが確認できた時点で行われることが好ましい。 In this embodiment, for the above reasons, a reference value (hereinafter also referred to as the "outlet temperature reference value") may also be set for the gasifier outlet temperature t0. The outlet temperature reference value for determining the timing of switching the air ratio may be, for example, 800°C or higher. The outlet temperature reference value may be, for example, 850°C or higher, 900°C or higher, or 950°C or higher. The outlet temperature reference value may be, for example, 1200°C or lower. The outlet temperature reference value may be, for example, 1150°C or lower, or 1100°C or lower. The gasifier outlet temperature t0 can be considered to have reached a stable state when the state in which the temperature is equal to or higher than the outlet temperature reference value and the temperature fluctuation range is within 50°C continues for a certain period of time or more (for example, 1 minute or more). In addition, the dust collector inlet temperature t2 can also be considered to have reached a stable state when the state in which the temperature is equal to or higher than the secondary cooling reference value and the temperature fluctuation range is within 50°C continues for a certain period of time or more (for example, 1 minute or more). It is preferable to switch the air ratio when it is confirmed that both have reached a stable state.
休転状態のガス化炉２０の運転を開始する時点では、十分な酸素が供給される方が燃料の燃焼による熱量を十分に確保することができる。但し、空気比が過度に大きいと、立上げ時排ガスとして持ち出される熱量も大きくなってしまい、燃料がガス化炉２０の加熱に効率良く活用され難い。 When starting operation of the gasifier 20 that has been idled, it is better to supply sufficient oxygen so that a sufficient amount of heat can be generated by burning the fuel. However, if the air ratio is too high, the amount of heat taken out as exhaust gas during start-up will also be large, making it difficult to efficiently use the fuel to heat the gasifier 20.
休転状態のガス化炉２０の運転を開始する時点での空気比（以下、「立上初期空気比」ともいう）は、例えば、１．０を超え１．５以下の範囲の何れかの値とすることができる。立上初期空気比は、１．１以上であってもよい。立上初期空気比は、１．４以下であってもよい。 The air ratio at the time when the operation of the idle gasifier 20 is started (hereinafter also referred to as the "initial air ratio at start-up") can be, for example, any value in the range of more than 1.0 and not more than 1.5. The initial air ratio at start-up may be 1.1 or more. The initial air ratio at start-up may be 1.4 or less.
本実施形態での空気比は、「空気比＝ガス化炉に投入される空気風量／必要理論空気量」で表され、「必要理論空気量」とは、廃棄物及び廃棄物とは別の燃料の可燃分組成より理論上必要となる空気量として求められる。 In this embodiment, the air ratio is expressed as "air ratio = air volume fed into the gasifier / theoretical air volume required", and the "theoretical air volume required" is calculated as the amount of air theoretically required based on the combustible composition of the waste and the fuel other than the waste.
立上げ運転の後期では、定常運転と同様の空気比で燃料のガス化を実施してもよい。立上げ運転では、そのような空気比の切替を複数回実施してもよい。切替は、切替後の空気比が切り替え前よりも低下するように実施してもよい。 In the later stages of start-up operation, fuel gasification may be performed at an air ratio similar to that in steady-state operation. Such switching of the air ratio may be performed multiple times during start-up operation. The switching may be performed so that the air ratio after the switch is lower than before the switch.
定常運転の直前での空気比（以下、「立上後期空気比」ともいう）は、例えば、０．９以下とすることができる。立上後期空気比は、０．７以下であってもよく、０．５以下であってもよい。立上後期空気比は、通常、０．２以上とされる。立上後期空気比は、０．３以上であってもよい。 The air ratio just before steady-state operation (hereinafter also referred to as the "late-stage air ratio") can be, for example, 0.9 or less. The late-stage air ratio may be 0.7 or less, or 0.5 or less. The late-stage air ratio is usually set to 0.2 or more. The late-stage air ratio may be 0.3 or more.
化石燃料を主体として燃料によってガス化炉２０が加熱されている間は、煤などが発生し難い状況にあるため立上げ時排ガスを前記集塵機４０に供給するのは効率的であるとは言い難い。そのため、ガス化炉２０の運転を開始してしばらくの間は、例えば、切替弁Ｖ１を操作し、図２に示すように立上げ時排ガスを分岐経路Ｇ２を通じて前記集塵機４０よりも下流側に流すようにしてもよい。即ち、ガス化炉２０の運転を開始してしばらくの間は、前記集塵機４０に立上げ時排ガスを流さないようにしてもよい。その場合、別途、集塵機４０を加熱しておく方が好ましく、循環経路Ｃ１を通じて前記集塵機４０を通る温風の循環流を形成させて集塵機４０を加熱すようにしてもよい。 When the gasification furnace 20 is heated by fuel mainly composed of fossil fuels, soot and the like are unlikely to be generated, and it is therefore difficult to say that it is efficient to supply the start-up exhaust gas to the dust collector 40. For this reason, for a while after the operation of the gasification furnace 20 is started, for example, the switching valve V1 may be operated to cause the start-up exhaust gas to flow downstream of the dust collector 40 through the branch path G2 as shown in FIG. 2. In other words, for a while after the operation of the gasification furnace 20 is started, the start-up exhaust gas may not be caused to flow to the dust collector 40. In that case, it is preferable to heat the dust collector 40 separately, and the dust collector 40 may be heated by forming a circulating flow of warm air passing through the dust collector 40 through the circulation path C1.
立上げ時排ガスを集塵機４０を通過させずに下流側に流す間、立上げ時排ガスは、焼却装置１００に供給して焼却処理するようにしてもよい。その際、必要に応じて第３燃料供給経路ＰＳ３を通じて前記燃料供給装置Ｐ１から焼却装置１００に前記燃料を供給してもよい。立上げ時排ガスは、集塵機４０だけでなくガス洗浄装置７０をも通過させずに焼却装置１００に供給してもよく、ガス洗浄装置７０を通過させて焼却装置１００に供給してもよい。 While the start-up exhaust gas is allowed to flow downstream without passing through the dust collector 40, the start-up exhaust gas may be supplied to the incineration apparatus 100 for incineration. In this case, the fuel may be supplied from the fuel supply device P1 to the incineration apparatus 100 via the third fuel supply path PS3 as necessary. The start-up exhaust gas may be supplied to the incineration apparatus 100 without passing through not only the dust collector 40 but also the gas cleaning device 70, or may be supplied to the incineration apparatus 100 after passing through the gas cleaning device 70.
前述のように本実施形態では、ガス洗浄装置７０の下流側に送風装置Ｂ２が設けられており、ガス洗浄装置７０を通過した立上げ時排ガスは、該送風装置Ｂ２によって吸引される。そこで、本実施形態の前記立上げ運転では、前記ガス洗浄装置７０で前記立上げ時排ガスを水で洗浄することと、該ガス洗浄装置７０で前記立上げ時排ガスを負圧状態にすることとが両立され易い。前記ガス洗浄装置７０で前記立上げ時排ガスを負圧状態にしつつ水で洗浄することで立上げ時排ガスがガス洗浄装置７０から外部に漏れだすことを防止することができる。 As described above, in this embodiment, the blower B2 is provided downstream of the gas cleaning device 70, and the start-up exhaust gas that has passed through the gas cleaning device 70 is sucked in by the blower B2. Therefore, in the start-up operation of this embodiment, it is easy to simultaneously clean the start-up exhaust gas with water in the gas cleaning device 70 and put the start-up exhaust gas into a negative pressure state in the gas cleaning device 70. By cleaning the start-up exhaust gas with water while putting it into a negative pressure state in the gas cleaning device 70, it is possible to prevent the start-up exhaust gas from leaking out of the gas cleaning device 70.
ガス化炉２０から排出された直後の立上げ時排ガス（高温排ガスＸ０）が所定の温度以上になったら、燃料における廃棄物の割合が増加されるため、切替弁Ｖ１を操作し、立上げ時排ガスを集塵機４０に通過させるようにすればよい。この時も、図３に示すように立上げ時排ガスは、焼却装置１００に供給して焼却処理するようにしてもよい。 When the start-up exhaust gas (high-temperature exhaust gas X0) immediately after being discharged from the gasification furnace 20 reaches a predetermined temperature or higher, the proportion of waste in the fuel increases, so the switching valve V1 can be operated to pass the start-up exhaust gas through the dust collector 40. In this case, the start-up exhaust gas can also be supplied to the incineration device 100 for incineration treatment, as shown in FIG. 3.
立上げ時排ガスを集塵機４０に通過させない状態から集塵機４０に通過させる状態への切り替えはガス化炉２０への廃棄物の供給量を増加させるタイミングとすることができる。したがって、上記切替は炉内温度基準値に基づいて実施されてもよい。立上げ時排ガスを集塵機４０に供給するタイミングを決定するのに設定される炉内温度基準値は、燃料における廃棄物の割合を増加させるタイミングを決定するのに設定される炉内温度基準値と全く同じ温度であっても異なる温度であってもよい。制御が複雑になることを抑制できる点では立上げ時排ガスを集塵機４０に供給するタイミングを決定するのに設定される炉内温度基準値は、燃料における廃棄物の割合を増加させるタイミングを決定するのに設定される炉内温度基準値と同じく４５０℃以上７５０℃以下の範囲内から選択されることが好ましく、両者が同じ温度であることが好ましい。 The switching from the state where the exhaust gas at start-up is not passed through the dust collector 40 to the state where it is passed through the dust collector 40 can be the timing to increase the amount of waste supplied to the gasification furnace 20. Therefore, the above switching may be performed based on the furnace temperature reference value. The furnace temperature reference value set to determine the timing to supply the exhaust gas at start-up to the dust collector 40 may be exactly the same temperature as the furnace temperature reference value set to determine the timing to increase the proportion of waste in the fuel, or may be a different temperature. In terms of preventing the control from becoming complicated, it is preferable that the furnace temperature reference value set to determine the timing to supply the exhaust gas at start-up to the dust collector 40 is selected from the range of 450°C to 750°C, the same as the furnace temperature reference value set to determine the timing to increase the proportion of waste in the fuel, and it is preferable that both are the same temperature.
前記立上げ運転では、前記立上げ時排ガスの酸素含有量を前述の酸素濃度計などによって求めることを更に実施し、該酸素含有量が予め設定した基準値未満となったときに前記立上げ時排ガスに対して前記水を加えることを停止するようにしてもよい。酸素含有量に関する基準値（以下、「酸素基準値」ともいう）は、例えば、０体積％以上２体積％以下の範囲から選択される値とすることができる。前記酸素基準値は、０体積％以上１体積％以下の範囲から選択される値であってもよい。前記酸素基準値は、０体積％以上０．５体積％以下から選択される値であってもよい。前記酸素基準値は０体積％としてもよい。 During the start-up operation, the oxygen content of the start-up exhaust gas may be determined using the oxygen concentration meter described above, and the addition of water to the start-up exhaust gas may be stopped when the oxygen content falls below a preset reference value. The reference value for the oxygen content (hereinafter also referred to as the "oxygen reference value") may be, for example, a value selected from the range of 0 vol.% to 2 vol.%. The oxygen reference value may be a value selected from the range of 0 vol.% to 1 vol.%. The oxygen reference value may be a value selected from the range of 0 vol.% to 0.5 vol.%. The oxygen reference value may be 0 vol.%.
前記立上げ運転では、前記立上げ時排ガスの可燃性ガス含有量を求めることを更に実施し、該可燃性ガス含有量が予め設定した基準値を超えたときに前記立上げ時排ガスに対して前記水を加えることを停止するようにしてもよい。可燃性ガスの内、水素ガスでの基準値（以下、「水素基準値」ともいう）は１５体積％以上３５体積％以下の範囲から選択される値とすることができる。前記水素基準値は、２０体積％以上３０体積％以下の範囲から選択される値であってもよい。可燃性ガスの内、一酸化炭素ガスでの基準値（以下、「一酸化炭素基準値」ともいう）は１５体積％以上３５体積％以下の範囲から選択される値とすることができる。前記一酸化炭素基準値は、２０体積％以上３０体積％以下の範囲から選択される値であってもよい。可燃性ガスの内、メタンガスでの基準値（以下、「メタン基準値」ともいう）は３体積％以上２０体積％以下の範囲から選択される値とすることができる。前記メタン基準値は、５体積％以上１５体積％以下の範囲から選択される値であってもよい。 In the start-up operation, the combustible gas content of the start-up exhaust gas may be further determined, and the addition of the water to the start-up exhaust gas may be stopped when the combustible gas content exceeds a preset reference value. The reference value for hydrogen gas (hereinafter also referred to as the "hydrogen reference value") among the combustible gases may be a value selected from a range of 15% by volume to 35% by volume. The hydrogen reference value may be a value selected from a range of 20% by volume to 30% by volume. The reference value for carbon monoxide gas (hereinafter also referred to as the "carbon monoxide reference value") among the combustible gases may be a value selected from a range of 15% by volume to 35% by volume. The carbon monoxide reference value may be a value selected from a range of 20% by volume to 30% by volume. The reference value for methane gas (hereinafter also referred to as the "methane reference value") among the combustible gases may be a value selected from a range of 3% by volume to 20% by volume. The methane standard value may be a value selected from the range of 5% by volume or more and 15% by volume or less.
可燃性ガスの発生状況が上記のようになれば、図４に示すように浄化排ガスＸ３をガス使用装置８０に供給するようにし、立上げ運転を終了して定常運転へと移行させることができる。このように本実施形態では、定常運転を速やかに開始することが可能となる。尚、本実施形態の廃棄物ガス化設備の運転方法は、上記例示に何等限定されることなく、本発明の効果が著しく損なわれない範囲において種々の変更を加えることができる。 When the generation of flammable gases reaches the above-mentioned state, the purified exhaust gas X3 can be supplied to the gas-using device 80 as shown in FIG. 4, and the start-up operation can be terminated and a transition to steady-state operation can be made. In this way, in this embodiment, steady-state operation can be started quickly. Note that the method of operating the waste gasification equipment of this embodiment is not limited to the above examples, and various modifications can be made within the scope that does not significantly impair the effects of the present invention.
１：廃棄物ガス化設備、１０：廃棄物貯留場、２０：ガス化炉、３０：気体供給装置、４０：集塵機、５０：熱回収装置、６０：加水装置、７０：ガス洗浄装置、８０：ガス使用装置、９０：ガス分析装置、１００：焼却装置、１１０：ガス処理装置、Ｂ１：温風循環装置、Ｂ２：送風装置、Ｃ１：循環経路、Ｇ１：排ガス経路、Ｇ２：分岐経路、Ｇ３：バイパス経路、ＧＳ：気体供給経路、Ｐ１：燃料供給装置、Ｔ１：第１温度測定装置、Ｔ２：第２温度測定装置、Ｖ１：切替弁、Ｘ０：高温排ガス、Ｘ１：１次冷却排ガス、Ｘ２：２次冷却排ガス、Ｘ３：浄化排ガス 1: Waste gasification equipment, 10: Waste storage, 20: Gasification furnace, 30: Gas supply device, 40: Dust collector, 50: Heat recovery device, 60: Hydration device, 70: Gas cleaning device, 80: Gas-using device, 90: Gas analyzer, 100: Incinerator, 110: Gas treatment device, B1: Hot air circulation device, B2: Blower, C1: Circulation path, G1: Exhaust gas path, G2: Branch path, G3: Bypass path, GS: Gas supply path, P1: Fuel supply device, T1: First temperature measuring device, T2: Second temperature measuring device, V1: Switching valve, X0: High-temperature exhaust gas, X1: Primary cooling exhaust gas, X2: Secondary cooling exhaust gas, X3: Purified exhaust gas
Claims (5)
前記廃棄物ガス化設備が、ガス化炉と、集塵機とを備え、
前記ガス化炉では、酸素を含む気体と、可燃物を含む廃棄物とが導入され、前記可燃物の熱分解が行われて可燃性ガスを含む排ガスが発生され、
前記集塵機では、前記ガス化炉から排出される前記排ガスに含まれる煤が取り除かれ、
該廃棄物ガス化設備では、
前記ガス化炉を加熱して前記ガス化炉を立ち上げる立上げ運転が実施され、
該立上げ運転では、
前記廃棄物か、前記廃棄物とは別の可燃物かが立上げ用燃料とされ、
該立上げ用燃料が前記ガス化炉で燃焼されて前記ガス化炉が加熱されるとともに該立上げ用燃料の燃焼排ガスが立上げ時排ガスとして該ガス化炉から排出され、
前記立上げ運転では、酸素を含む前記立上げ時排ガスを前記ガス化炉から排出することと、
該立上げ時排ガスに対して前記集塵機の上流側で水を加えることとが実施される廃棄物ガス化設備の運転方法。 1. A method for operating a waste gasification facility, comprising:
The waste gasification facility includes a gasification furnace and a dust collector.
In the gasification furnace, a gas containing oxygen and waste containing combustible matter are introduced, and the combustible matter is thermally decomposed to generate exhaust gas containing combustible gas;
The dust collector removes soot contained in the exhaust gas discharged from the gasification furnace,
In the waste gasification facility,
A start-up operation is carried out to heat the gasification furnace and start up the gasification furnace,
In the start-up operation,
The waste or a combustible material other than the waste is used as start-up fuel;
The start-up fuel is combusted in the gasification furnace to heat the gasification furnace, and the combustion exhaust gas of the start-up fuel is discharged from the gasification furnace as start-up exhaust gas;
In the start-up operation, the start-up exhaust gas containing oxygen is discharged from the gasification furnace;
and adding water to the flue gas upstream of said dust collector during start-up.
前記集塵機よりも上流側での立上げ時排ガスの温度を測定することと、
該温度に応じて前記集塵機の上流側で加えられる前記水の量を調整することとが実施される請求項１記載の廃棄物ガス化設備の運転方法。 In the start-up operation,
Measuring the temperature of the exhaust gas at start-up upstream of the dust collector;
2. The method of claim 1, further comprising adjusting the amount of water added upstream of the dust collector in response to the temperature.
前記立上げ運転では、
前記ガス洗浄装置で前記立上げ時排ガスを負圧状態にしつつ水で洗浄することが更に実施される請求項１又は２記載の廃棄物ガス化設備の運転方法。 The waste gasification facility further includes a gas cleaning device that cleans the exhaust gas from which the soot has been removed by the dust collector with water,
In the start-up operation,
3. The method for operating a waste gasification facility according to claim 1, further comprising the step of washing the flue gas with water while keeping the flue gas under a negative pressure during start-up in the gas washing device.
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