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発明の名称 タール分離装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−5010
公開日 平成11年(1999)1月12日
出願番号 特願平9−159023
出願日 平成9年(1997)6月16日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武 (外2名)
発明者 松澤 克明 / 西野 順也 / 綾部 統夫
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 ミスト状タールを含む熱分解ガス分が供給されるタール沈降器(3A,3B)と、該タール沈降器の温度を検出する温度センサ(5)と、該温度センサの検出信号を受けてタール分離装置の温度を高温状態または低温状態に保持する温度調整手段(6)とが設けられることを特徴とするタール分離装置。
【請求項2】 温度調整手段(6)に、反応室(31A,31B)の温度を高温状態または低温状態にするための加熱手段(62)または冷却手段(63)が配されることを特徴とする請求項1記載のタール分離装置。
【請求項3】 熱分解ガスが、タール沈降器(3A,3B)において、ミスト状タールを含む液状の高沸点成分と、気体状の低沸点成分およびその他のガス成分とに分離されることを特徴とする請求項1または2記載のタール分離装置。
【請求項4】 タール沈降器(3A,3B)で分離された高沸点成分が、タール分と廃液分とに分離され、タール処理系(7)または廃液処理系(8)にそれぞれ送り込まれて処理されることを特徴とする請求項1、2または3記載のタール分離装置。
【請求項5】 熱分解炉(2)で発生した固体分が、固体処理手段(4)により処理されることを特徴とする請求項1、2、3または4記載のタール分離装置。
【請求項6】 タール沈降器(3A)に、熱分解ガスが送り込まれる反応室(31A)と、該反応室に収容され熱分解ガスから高沸点成分のミスト状タールを分離し該ミスト状タールを凝縮して凝縮液(L)を生成するフィルター(32)と、凝縮液を排出する液排出口(33A)とが設けられることを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載のタール分離装置。
【請求項7】 タール沈降器(3B)に、熱分解した熱分解ガスが送り込まれるサイクロン(C)と、該サイクロンで分離した比重の大きな高沸点成分を排出する液排出口(33B)と、サイクロンで分解した低沸点成分を排出するガス排出口(34B)とが設けられることを特徴とする請求項1、2、3、4または5記載のタール分離装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タール分離装置に係わり、ゴミや石炭などの熱分解の際に生じるミスト状タールを分離するものである。
【0002】
【従来の技術】ゴミや石炭などのガス化プロセス等からは、ミスト状のタールが発生する。このタールは、高沸点成分と低沸点成分とに分離可能である。ガスまたはミスト状のタールは、例えば、蒸留器の温度制御を行って、加温または冷却することにより、高沸点成分と低沸点成分とに分離することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガス中には、ミスト状のタールが含まれているために、温度を制御するだけではミスト状タールが装置を素通りしてしまい、タール分離収率が落ちてしまう。また、素通りしたタールが配管の閉塞を引き起こすという減少を生じ易い。
【0004】本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、以下の目的を達成するものである。
■ ミスト状タールを確実に捕集すること。
■ 下流側の配管への閉塞を防止すること。
■ 高沸点成分,低沸点成分の収率および分離効率を向上させること。
■ 都市ゴミのガス化溶融プロセスへの適用を可能にすること。
【0005】
【課題を解決するための手段】ゴミや石炭などの原料を熱分解炉により、熱分解すると、熱分解ガス分と固体分とに分離されるが、熱分解ガスには、ミスト状タールが含まれるため、タール分離装置に送り込まれて、タール分からなる高沸点成分と、低沸点成分およびその他のガス成分とに分離される。該タール分離装置は、ミスト状タールを含むガス分が供給されるタール沈降器と、該タール沈降器の温度を検出する温度センサと、該温度センサの検出信号を受けて所望の温度制御信号を出力する温度制御手段と、該温度制御手段とタール沈降器との間に介在状態に配されタール沈降器の温度を高温状態または低温状態に保持する温度調整手段とを有している。温度調整手段にあっては、反応室の温度を高温状態または低温状態に保持するために加熱手段および冷却手段が配されるものが採用される。タール沈降器の構成として、熱分解ガスが送り込まれる反応室と、該反応室に収容され熱分解ガスから高沸点成分のミスト状タールを分離しこれを凝縮して凝縮液を生成するフィルターと、該フィルターの凝縮により生成された凝縮液を排出する液排出口と、高沸点成分の分離後に、反応室内に気化した状態で残留する低沸点成分およびその他のガス成分とを排出するガス排出口とを有するものが採用され、さらに温度調整手段を構成する加熱手段および冷却手段の熱冷源としてヒーターまたは冷却器が具備されるものが採用される。あるいは、タール沈降器の他の構成として、熱分解した熱分解ガスが送り込まれるサイクロンと、該サイクロンで分離した大比重の高沸点成分を排出する液排出口と、サイクロンで分解した低沸点成分を排出するガス排出口とを有するものも採用される。高沸点成分にあっては、タール分離装置で分離された後、さらに、タール分と廃液分とに分離され、タール処理系または廃液処理系に送り込まれ、それぞれの成分特性に応じた処理が施される。一方、熱分解炉で発生した固体分にあっては、固体処理手段に送り込まれてその特性に応じた処理が施される。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるタール分離装置の第1実施形態について、図1および図2を参照して説明する。
【0007】図1は、都市ゴミや石炭などを熱分解処理するプロセス例を示しており、符号1は原料供給系、2は熱分解炉、3Aはタール沈降器、4は固体処理手段、5は温度センサ、6は温度調整手段、7はタール処理系、8は廃液処理系、9はガス処理系、Xはタール分離装置である。
【0008】前記原料供給系1は、都市ゴミとされる、紙や生ゴミなどの一般廃棄物,石炭,プラスチックや金属などの産業廃棄物を被熱分解物(原料)として熱分解炉2に供給する機能を有している。
【0009】前記熱分解炉2は、原料供給系1から供給された被熱分解物を、約450℃の温度で熱分解する機能を有している。被熱分解物は、熱分解により熱分解ガス分と固体分とに分離され、熱分解ガス分にあってはタール分離装置Xのタール沈降器3Aに供給され、固体分にあっては固体処理手段4に供給される。
【0010】タール分離装置Xは、図1および図2に示すように、タール沈降器3Aの温度を検出する温度センサ5と、該温度センサ5の検出信号を受けてタール沈降器3Aの温度を高温状態または低温状態に保持するための温度調整手段6とを有しており、熱分解炉2において分離された熱分解ガスが供給された場合に、加熱または冷却を行って、高沸点成分と、底沸成分およびこれ以外のガス成分とに分離し、各成分ごとにタール処理系7、廃液処理系8、ガス処理系9に送り込んで、各成分の特性に応じた処理を実施するようにしている。
【0011】前記タール沈降器3Aについて図1および図2を参照して具体的構造を説明する。
【0012】タール沈降器3Aには、熱分解炉2から供給された熱分解ガス分を取り込むためのガス取り込み口30Aと、取り込まれた熱分解ガスを一時貯留して分解を行うための反応室31Aと、ガス取り込み口30Aの下部を取り囲むように反応室31Aの内部に配され熱分解ガスから高沸点成分として分離された液状分を凝縮させるフィルター32と、該フィルター32により凝縮させられた液状分からなる凝縮液Lを排出する液排出口33Aと、高沸点成分との分離後に、反応室31Aの内部に気化状態で残留する底沸点成分を排出するガス排出口34Aと、温度調整手段6の熱冷源として反応室31Aのまわりに配され該反応室31Aの加熱または冷却を行うヒータまたは冷却器とが配設されている。
【0013】前記温度調整手段6には、温度センサ5の検出信号を受けて所望の温度制御信号を出力する温度制御手段61と、該温度制御手段61とタール分離装置Xとの間に介在状態に配されタール沈降器3Aの温度を高温状態または低温状態にする加熱手段62および冷却手段63とが配される。
【0014】このように構成されているタール分離装置Xによるガス分の分離作用について、以下説明する。熱分解炉2から排出され、ガス取り込み口30Aより反応室31Aに取り込まれる熱分解ガス分は、水素,炭化水素,CO,CO2 等からなるガス成分に、タールや水分からなるミスト状の液状分が混ざり合ったものとなる。このため、ガス分がタール沈降器3Aに取り込まれると、粒子の大きな液状分はフィルター32に吸着され、液状分の吸着量が増加すると下方に滴下する。滴下した液状分にあっては、反応室31Aの底部に配された液排出口33Aから抜き出される。一方、粒子の小さなガス分は、フィルター32を通過することにより液状分と分離され、ガス排出口34Aから抜き出される。つまり、加熱手段62および冷却手段63を具備する温度調整手段6において、反応室31Aの内部温度を調節した場合には、調節した温度よりも高い沸点を有する成分にあっては、液状態となってフィルター32に吸着されて補集され、調節した温度よりも低い沸点を有する成分にあっては、気化することによって液状分と分離される。また、上述した技術と併せて、フィルター32の目の大きさを変えることにより、各成分の分離効率の向上が図られることはいうまでもない。
【0015】次いで、本発明に係わるタール分離装置の第2実施形態について、図3を参照して説明する。
【0016】該第2実施形態にあっては、フィルター32の使用に代えて、反応室31Aの内部にサイクロンCの機能を持たせたタール沈降器3Bが採用される。
【0017】タール分離装置Xのガス取り込み口30Bより反応室31Bに熱分解ガス分が送り込まれると、サイクロンCの部分に回転流が発生して発熱分解ガスに遠心力が与えられ、比重の大きな液状分(高沸点成分)が気体分と分離して反応室31Bの内壁に付着し、付着量の増加とともに内壁を伝わって流下して、図中底部に示す液排出口33Bより排出される。一方、比重の小さなガス成分にあっては、液状分と分離して、図中、螺旋で表記した上昇方向の矢印のように、反応室31Bを上昇して、ガス排出口34Bより排出される。なお、サイクロンCの構造を有するタール沈降器3Bにあっても、前述した第1実施例と同様に、反応室31Bの加熱または冷却を行う温度調整手段6が配され、内部の温度を調整することによって熱分解ガスの沸点温度を調節し、目的の成分を分離できるようになっている。併せて、反応室31Bの圧力や回転流の速度を変えることにより、各成分の分離効率の向上が図られることはいうまでもない。
【0018】
【発明の効果】本発明に係るタール分離装置によれば、以下の効果を奏する。
(1) 熱分解炉から供給された熱分解ガス分を、ガス取り込み口を取り囲むように反応室内配されたフィルターによって濾過することにより、熱分解ガス分中のミスト状タールを確実に捕集することができる。
(2) 温度調整手段の熱冷源として反応室のまわりに加熱または冷却を行うヒータまたは冷却器を配備することにより、熱分解ガスを任意の温度で底沸点成分と高沸点成分とに分離して、目的にあわせて熱分解ガス中の成分を効率的に分離することができる。
(3) 熱分解ガス中の成分を底沸点成分と高沸点成分とに分離するとともに、底沸点成分および高沸点成分を、それぞれ専用の排出口から排出することにより、異成分の混入による配管の閉塞を防止することができる。
(4) 一般廃棄物や産業廃棄物などからなる都市ゴミの熱分解ガスの分離を促進させ、都市ゴミのガス化溶融プロセスへの適用性高めることができる。




 

 


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