本发明涉及使生物质等原料氧化并生成气体产物的气化炉以及气化炉的运转方法。
背景技术：
在使生物质等原料氧化并生成气体产物的气化炉中，对原料进行加热分解而生成气体产物(例如一氧化碳、氢)。在这样的气体产物的生成过程中，一般情况下，使原料炭化并使炭化后的炭(炭化物)燃烧，进而将燃烧生成的灰向外部排出。此时，将原料和空气等氧化剂一起导入并从外部对炉进行加热。
另外，在这种气化炉中，在生成气体产物的过程中产生焦油。即，生成的气体产物中含有焦油成分。例如，在利用燃气发动机使气体产物燃烧的情况下，有可能因所产生的焦油而导致阀等与气体产物接触的可动部件产生动作不良(具体而言，因焦油的附着而使得可动部件无法顺畅地移动的动作不良)等不良情况。
为了消除上述这样的不良情况，在现有的气化炉中，使氧化气氛的温度达到对焦油进行加热分解所需的温度、即焦油热分解温度以上(具体而言，为800℃左右以上，优选为1000℃左右以上)，由此抑制焦油的产生。
另一方面，已知如下情况：当以焦油热分解温度(例如800℃～1000℃左右)使含有硅土(二氧化硅)的原料燃烧时，若原料中还含有钾(例如稻谷壳等原料的情况)，则钾会促进从非晶质的硅土向结晶性硅土的结晶化，这种方式并非优选方式。
因此，在现有的气化炉中，根据抑制结晶性硅土的生成的观点，需要将氧化气氛抑制为较低的温度(例如低于800℃左右的温度)，但是，如此一来，会与对焦油的产生的抑制背道而驰。
即，若为了抑制焦油的产生而设为对焦油进行加热分解所需的温度以上(具体而言，为800℃左右以上)，则会生成结晶性硅土，另一方面，若为了抑制结晶性硅土的生成而将氧化气氛设为较低的温度(例如低于800℃左右的温度)，则无法抑制焦油的产生。
因此，对于现有的气化炉而言，采用如下结构。即，形成为如下结构：在前处理中进行酸清洗，由此将促进结晶性硅土的生成的钾从原料中除去，或者形成为如下结构：在早期阶段中以无法生成结晶性硅土的温度(例如700℃～800℃)使原料分离为气体成分和固体成分，然后在后续阶段中以焦油热分解温度(例如1000℃)以上的温度仅使气体成分氧化而抑制焦油的产生，如此进行多阶段氧化处理，或者作为其他方法，形成为如下结构：以不会生成结晶性硅土的温度(例如700℃～800℃)使原料氧化，然后将在气化炉的后处理中生成的气体产物中的焦油成分除去，或者以焦油热分解温度(例如1000℃)以上的温度实施氧化而抑制焦油的产生，然后在后处理中将结晶性硅土除去。
这样，对于现有的气化炉而言，在使含有硅土以及钾的原料(例如稻谷壳)氧化并生成气体产物的情况下，为了抑制焦油的产生以及结晶性硅土的生成这两者，需要进行前处理、或者将氧化分为多个阶段来执行(例如以700℃～800℃的温度进行一次氧化，然后以1000℃以上的温度仅对气化后的气体实施二次氧化)、或者在后处理中将焦油(例如以700℃～800℃的温度使原料氧化而产生的焦油)或者结晶性硅土(例如以1000℃以上的温度使原料氧化而生成的结晶性硅土)除去这样的多个阶段的工序，这并非能同时兼顾对焦油的产生和结晶性硅土的生成这两者进行抑制的结构。
针对这一点，专利文献1公开了如下结构：在下吸型气化炉中，将氧化剂(空气或者氧)吹入至比供炭堆积的还原层更靠上方的氧化层(参照专利文献1的图1)。专利文献2公开了如下结构：在流动床式气化炉中，在比炭堆积层更靠上方的位置将氧化剂吹入(参照专利文献2的图1)。另外，专利文献3公开了如下结构：在上吸型气化炉中，将氧化剂朝向生物质原料的炭化物的堆积层吹入(参照专利文献3的图1)。
专利文献
专利文献1：日本特开2005-146188号公报
专利文献2：日本特开2010-223564号公报
专利文献3：日本特开2013-213647号公报
技术实现要素：
然而，上述专利文献1～3均未针对用于同时兼顾对焦油的产生和结晶性硅土的生成这两者进行抑制的结构而予以任何公开。
因此，本发明的目的在于提供气化炉以及气化炉的运转方法，该气化炉使原料氧化并生成气体产物，当生成气体产物时，能够同时兼顾对焦油的产生和结晶性硅土的生成这两者进行抑制。
为了解决所述课题，本发明的发明人进行了潜心钻研，结果获得如下发现而完成了本发明。
即，对于含有硅土以及钾的原料(例如稻谷壳)，本发明的发明人得知：当该原料自身的温度达到生成结晶性硅土的温度、即结晶性硅土生成温度(例如750℃)时，生成结晶性硅土，发现：在使原料氧化并生成气体产物的气化炉中，当生成气体产物时，在同一工序(同一时期且同一空间)中，若该原料暴露于预先规定的规定温度或者规定温度范围的氧化气氛下的时间处于预先规定的规定时间范围内，则焦油的热分解得到促进而抑制了焦油的产生，另一方面，因原料自身的温度未充分升高而能够抑制结晶性硅土的生成，换言之，在对焦油进行加热分解所需的温度、即焦油热分解温度以上的氧化气氛下，从对原料进行加热的时刻起直至达到结晶性硅土生成温度或者结晶性硅土生成温度附近的温度为止，能够将焦油的产生抑制为允许水平以下。
更详细地说明，本发明的发明人在如下假设下进行了实验：在使原料氧化并生成气体产物的气化炉中，当生成气体产物时，在同一工序(同一时期且同一空间)中，从该原料暴露于焦油热分解温度(例如1000℃)以上的温度的氧化气氛下的时刻起直至该原料自身的温度达到结晶性硅土生成温度(例如750℃)为止的时间、即结晶性硅土生成温度达到时间(例如超过2分钟的时间)，达到将焦油的产生抑制为允许水平以下所需的时间、即焦油产生允许时间以上，结果发现：结晶性硅土生成温度达到时间达到焦油产生允许时间以上。由此，在同一工序(同一时期且同一空间)中，若该原料暴露于焦油热分解温度(例如1000℃)以上的规定温度(例如1050℃)或者规定温度范围(例如以1050℃为中央温度的温度范围)的氧化气氛下的时间达到焦油产生允许时间以上、且处于用于将结晶性硅土的生成抑制为允许水平以下的时间、即结晶性硅土生成允许时间以下的规定时间范围内(例如2分钟)，则能够抑制焦油的产生，并且能够抑制结晶性硅土的生成。
此外，结晶性硅土生成温度根据钾的含量浓度而变化，例如，在不含有钾的情况下，结晶性硅土生成温度为1350℃，与此相对，随着钾的含量浓度的增大，结晶性硅土生成温度逐渐降低(例如降低至750℃这样的温度)。
本发明基于上述这样的见解而提供如下气化炉以及气化炉的运转方法。
(1)气化炉
本发明所涉及的气化炉是使原料氧化并生成气体产物的气化炉，其特征在于，设置有将对所述原料进行氧化的氧化区域的温度维持为预先规定的规定温度或者维持于规定温度范围的单元，并设置有使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元。
(2)气化炉的运转方法
本发明所涉及的气化炉的运转方法是使原料氧化并生成气体产物的气化炉的运转方法，其特征在于，将对所述原料进行氧化的氧化区域的温度维持为预先规定的规定温度或者维持于规定温度范围，使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，所述规定温度或者所述规定温度范围是：对焦油进行加热分解所需的温度、即焦油热分解温度以上的温度或者以该温度为中央温度的温度范围，所述规定时间范围为将焦油的产生抑制为允许水平以下所需的时间、即焦油产生允许时间以上、且用于将结晶性硅土的生成抑制为允许水平以下的时间、即结晶性硅土生成允许时间以下。
对于本发明所涉及的气化炉而言，能够举例示出如下方式，设置有如下单元，该单元基于所述氧化区域的氧化气氛温度、和作为从所述原料进入所述氧化区域的时刻起直至该原料自身的温度达到生成结晶性硅土的温度、即结晶性硅土生成温度为止的时间的结晶性硅土生成温度达到时间的相关关系，确定所述规定温度或者所述规定温度范围的中央温度、以及所述原料在所述规定时间范围内从所述氧化区域通过的时间、即氧化区域通过时间。对于本发明所涉及的气化炉的运转方法而言，能够举例示出如下方式，基于所述氧化区域的氧化气氛温度、和作为从所述原料进入所述氧化区域的时刻起直至该原料自身的温度达到生成结晶性硅土的温度、即结晶性硅土生成温度为止的时间的结晶性硅土生成温度达到时间的相关关系，确定所述规定温度或者所述规定温度范围的中央温度、以及所述原料在所述规定时间范围内从所述氧化区域通过的时间、即氧化区域通过时间。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式：所述相关关系与下式[1]所示的相关函数式对应。
[数学式1]
其中，在所述式[1]中，t为所述氧化气氛温度，t为用于将结晶性硅土的生成抑制为允许水平以下的时间、即结晶性硅土生成允许时间，tmin为将焦油的产生抑制为允许水平以下所需的时间、即焦油产生允许时间，a、b、c为根据所述原料的成分量(特别是钾的含量浓度)而变化的常数。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，所述相关关系与以钾的规定的含量浓度的所述原料为基准的以下的[表1]所示的相关表对应。
[表1]
其中，在所述[表1]中，t为所述氧化气氛温度，t为用于将结晶性硅土的生成抑制为允许水平以下的时间、即结晶性硅土生成允许时间，t(k小)表示比成为基准的所述原料的钾的含量浓度小的原料的所述结晶性硅土生成允许时间，t(k大)表示比成为基准的所述原料的钾的含量浓度大的原料的所述结晶性硅土生成允许时间，a、b、c、d、e是针对所述氧化气氛温度t的所述结晶性硅土生成允许时间t的设定值，是根据所述原料的成分量(特别是钾的含量浓度)而变化的设定值，且是将焦油的产生抑制为允许水平以下所需的时间、即焦油产生允许时间tmin以上的设定值。
对于本发明所涉及的气化炉而言，能够举例示出如下方式，设置有在将所述原料导入之前将炉内预热为所述规定温度或者预热为所述规定温度范围的单元。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置为：比预先规定的规定的设想炭层的最上部更靠上方，将氧化剂导入的氧化剂导入部设置为：比所述设想炭层的最上部更靠上方、且比所述原料导入部的开口更靠下方，所述氧化剂导入部的开口形成为：使得所述氧化剂的导入方向沿着水平方向或者与水平方向相比而朝向上方，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置为：比所述氧化剂导入部的所述开口更靠上方，在面对所述设想炭层的位置，设置有将吸热反应剂导入的吸热反应剂导入部、以及将热容量剂导入的热容量剂导入部中的至少一方。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置为：比预先规定的规定的设想炭层的最上部更靠上方，将氧化剂导入的氧化剂导入部设置为：比所述设想炭层的最上部更靠上方、且比所述原料导入部的开口更靠下方，所述氧化剂导入部的开口形成为：使得所述氧化剂的导入方向沿着水平方向或者与水平方向相比而朝向上方，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置为：比所述氧化剂导入部的所述开口更靠上方，在与所述设想炭层对应的区域的外表面，设置有对炭层的温度进行控制的炭层温度控制部。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置为：比预先规定的规定的设想炭层的最上部更靠上方，将氧化剂导入的氧化剂导入部设置为：比所述设想炭层的最上部更靠下方，设置有对使所述氧化剂与炭接触的氧化剂接触时间进行控制的氧化剂接触时间控制部，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置为：比所述氧化剂导入部的所述开口更靠上方，在面对所述设想炭层的位置，设置有将吸热反应剂导入的吸热反应剂导入部、以及将热容量剂导入的热容量剂导入部中的至少一方。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置为：比预先规定的规定的设想炭层的最上部更靠上方，将氧化剂导入的氧化剂导入部设置为：比所述设想炭层的最上部更靠下方，设置有对使所述氧化剂与炭接触的氧化剂接触时间进行控制的氧化剂接触时间控制部，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置于面对所述设想炭层的最下部的位置，设置有对用于使炭堆积的炭堆积时间进行控制的炭堆积时间控制部。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置为：比预先规定的规定的设想炭层的最上部更靠上方，将氧化剂导入的氧化剂导入部设置为：比所述设想炭层的最上部更靠下方，设置有对使所述氧化剂与炭接触的氧化剂接触时间进行控制的氧化剂接触时间控制部，将氧化剂导入的氧化剂导入部还设置于面对所述设想炭层的最下部的位置，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置于：设置为比所述设想炭层的最上部更靠下方的所述氧化剂导入部、与还设置在面对所述设想炭层的最下部的位置的所述氧化剂导入部之间。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置为：比预先规定的规定的设想炭层的最上部更靠上方，将氧化剂导入的氧化剂导入部设置于面对所述设想炭层的最下部的位置，并设置为比所述设想炭层的最上部更靠上方且比所述原料导入部的开口更靠下方，在面对所述设想炭层的最下部的位置设置的所述氧化剂导入部的开口形成为：使得所述氧化剂的导入方向朝向上方或者大致朝向上方，设置为比所述设想炭层的最上部更靠上方且比所述原料导入部的开口更靠下方的所述氧化剂导入部的开口形成为：使得所述氧化剂的导入方向沿着水平方向或者与水平方向相比而朝向上方，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置为：比所有所述氧化剂导入部都更靠上方。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置为：比预先规定的规定的设想炭层的最上部更靠上方，将氧化剂导入的氧化剂导入部设置于面对所述设想炭层的最下部的位置，设置有对所述氧化剂的导入量进行控制的氧化剂导入量控制部，将所述氧化剂导入的氧化剂导入部的开口形成为：使得所述氧化剂的导入方向朝向上方或者大致朝向上方，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置为：比所述设想炭层的最上部更靠上方。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置为：比预先规定的规定的设想炭层的最上部更靠上方，将氧化剂导入的氧化剂导入部设置于面对所述设想炭层的最下部的位置，设置有对所述氧化剂和吸热反应剂以及热容量剂的至少一方进行调整的调整控制部，所述氧化剂导入部的开口形成为：使得所述氧化剂的导入方向朝向上方或者大致朝向上方，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置为：比所述设想炭层的最上部更靠上方。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部、以及将氧化剂导入的氧化剂导入部并列设置，所述原料导入部的开口形成为：使得所述原料的导入方向沿着所述气体产物的流动方向或者大致沿着所述流动方向，所述氧化剂导入部的开口形成为：使得所述氧化剂的导入方向沿着所述气体产物的流动方向或者大致沿着所述流动方向，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置为：在所述气体产物的流动方向上比所述原料导入部以及所述氧化剂导入部更靠下游侧，设置有对所述氧化剂的导入量进行控制的氧化剂导入量控制部。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部、以及将氧化剂导入的氧化剂导入部并列设置于所述气体产物的流动方向的上游侧端面，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置于所述上游侧端面的对置面、即下游侧端面，设置有对所述氧化剂的导入量进行控制的氧化剂导入量控制部。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置于所述气体产物的流动方向的上游侧端面，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置于所述上游侧端面的对置面、即下游侧端面，将氧化剂导入的多个氧化剂导入部在所述上游侧端面与所述下游侧端面之间从所述气体产物的流动方向的上游侧朝下游侧按顺序设置，设置有对所述多个氧化剂导入部的所述氧化剂的导入量进行控制的氧化剂导入量控制部，设置有从所述气体产物的流动方向的上游侧至下游侧使得所述氧化剂的温度逐渐降低的氧化剂温度控制部。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置于所述气体产物的流动方向的上游侧端面，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置于所述上游侧端面的对置面、即下游侧端面，将氧化剂导入的多个氧化剂导入部在所述上游侧端面与所述下游侧端面之间从所述气体产物的流动方向的上游侧朝下游侧按顺序设置，设置有对所述多个氧化剂导入部的所述氧化剂的导入量进行控制的氧化剂导入量控制部，设置有使所述氧化剂的浓度从所述气体产物的流动方向的上游侧至下游侧逐渐降低的氧化剂浓度控制部。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置于所述气体产物的流动方向的上游侧端面，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置于所述上游侧端面的对置面、即下游侧端面，将氧化剂导入的氧化剂导入部在所述上游侧端面与所述下游侧端面之间设置于所述气体产物的流动方向的上游侧，设置有对所述氧化剂导入部的所述氧化剂的导入量进行控制的氧化剂导入量控制部，在比所述氧化剂导入部更靠下游侧的位置设置有将吸热反应剂导入的吸热反应剂导入部、以及将热容量剂导入的热容量剂导入部中的至少一方。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置于所述气体产物的流动方向的上游侧端面，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置于所述上游侧端面的对置面、即下游侧端面，将氧化剂导入的氧化剂导入部设置于所述上游侧端面以及所述下游侧端面之间，设置有对所述氧化剂的导入量进行控制的导入量控制部，设置有对互不相同的多种温度的所述氧化剂进行切换的氧化剂温度切换控制部。
对于本发明而言，能够举例示出如下方式，作为使所述原料在预先规定的规定时间范围内从所述氧化区域通过的单元，将所述原料导入的原料导入部设置于所述气体产物的流动方向的上游侧端面，使所述气体产物流出的气体产物流出部设置于所述上游侧端面的对置面、即下游侧端面，将氧化剂导入的氧化剂导入部设置于所述上游侧端面以及所述下游侧端面之间，设置有对所述氧化剂的导入量进行控制的导入量控制部，设置有对互不相同的多种浓度的所述氧化剂进行切换的氧化剂浓度切换控制部。
对于本发明所涉及的气化炉的运转方法而言，能够举例示出如下方式，在设置所述气化炉时、或者确定或变更所述原料的筹措地时，对所述相关关系进行设定或更新。
发明效果
根据本发明，能够同时兼顾对焦油的产生和结晶性硅土的生成这两者进行抑制。
附图说明
图1是示出具备本发明的实施方式所涉及的气化炉的气化装置的整体结构的概要结构图。
图2是以剖切状态示出图1所示的气化炉的一部分的概要侧视图，且是示出对原料进行氧化并使其气化的状态的图。
图3是用于对氧化区域进行说明的说明图，且是放大示出图2所示的炉内的燃烧气体层和炭层的边界附近的图，图3(a)是示出以使得炭层位于不与氧化剂接触的位置或者位于与表面接触而被炙烤的位置的方式设定炭层的顶部的例子的图，图3(b)是示出以使得炭层的内侧位于与氧化剂接触而被炙烤的位置的方式设定炭层的顶部的例子的图。
图4是与结晶性硅土的情况相比而示出以稻谷壳为原料利用本实施方式所涉及的气化炉获得的灰中的硅土的x射线衍射的衍射图案的曲线图，图4(a)是示出使炭层的顶部处于图3(a)所示的位置而进行的结果的图，图4(b)是示出使炭层的顶部处于图3(b)所示的位置而进行的结果的图。
图5是示出结晶性硅土生成温度和钾的含量浓度之间的关系的曲线图。
图6是示出作为在结晶性硅土生成温度为750℃的情况下进行实验而获得的氧化气氛温度和结晶性硅土生成温度达到时间的相关关系的曲线图。
图7是概要地示出实施例1的第一实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图8是概要地示出实施例1的第二实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图9是概要地示出实施例1的第三实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图10是概要地示出实施例1的第四实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图11是概要地示出实施例1的第五实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图12是概要地示出实施例1的第六实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图13是概要地示出实施例1的第七实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图14是概要地示出实施例2的第一实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图15是概要地示出实施例2的第二实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图16是概要地示出实施例2的第三实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图17是概要地示出实施例2的第四实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图18是概要地示出实施例3的第一实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图19是概要地示出实施例3的第二实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图20是概要地示出实施例3的第三实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图21是概要地示出实施例3的第四实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图22是概要地示出实施例3的第五实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图23是概要地示出实施例3的第六实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图24是概要地示出实施例3的第七实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图25是概要地示出实施例3的第八实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图26是概要地示出实施例3的第九实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图27是概要地示出实施例3的第十实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图28是概要地示出实施例3的第十一实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图29是概要地示出实施例3的第十二实施方式所涉及的气化炉的示意图。
图30是概要地示出实施例3的第十三实施方式所涉及的气化炉的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明所涉及的实施方式进行说明。
[气化装置]
首先，对具备本发明的实施方式所涉及的气化炉102的气化装置100(气化系统)的整体结构进行说明。
图1是示出具备本发明的实施方式所涉及的气化炉102的气化装置100的整体结构的概要结构图。
如图1所示，气化装置100具备贮存料斗101、气化炉102、袋式过滤器103、气体冷却器104、洗涤器105、循环水槽106(贮水槽)、冷却塔107、气体过滤器108、引导鼓风机109、前处理单元110、作为后续工序的装置的后续工序装置(在本例中为燃气发动机111，更具体而言，为燃气发动机发电装置)、水封槽112以及剩余气体燃烧装置113(火炬烟囱)。
贮存料斗101对气体产物(在本例中为燃料气体g)的原料f进行贮存。此处，作为原料，能举例示出含有硅土以及钾的原料，例如，能举出水稻、麦子等的稻谷壳、秸秆等非食用农作物。在本例中，原料为含有硅土以及钾的稻谷壳的生物质，燃料气体g为生物气体。因而，气化装置100为生物气化装置。
气化炉102具备：原料导入部102a，其导入贮存于贮存料斗101的原料f；以及单个炉102b，在该炉102b中由借助原料导入部102a而导入的原料f生成燃料气体g。
在本例中，原料导入部102a具备原料导入输送机102a1以及原料导入进料器102a2。原料导入输送机102a1将贮存于贮存料斗101的原料f向原料导入进料器102a2输送。原料导入进料器102a2将利用原料导入输送机102a1输送来的原料f向炉102b导入。此外，后文中对气化炉102进行详细说明。
袋式过滤器103将在气化炉102中生成的燃料气体g中所含有的煤等不需要的物质除去。
气体冷却器104设置于从气化炉102朝向燃气发动机111的燃料气体供给路径。对于由袋式过滤器103将不需要的物质除去后的燃料气体g，气体冷却器104利用清洗水ww对其进行清洗，并且利用冷却水cw对其进行冷却。对于利用气体冷却器104进行清洗及冷却后的燃料气体g，洗涤器105使其进入清洗水ww中而对其进行进一步的清洗。
循环水槽106贮存向气体冷却器104以及洗涤器105供给的清洗水ww。冷却塔107贮存向气体冷却器104供给的冷却水cw。
对于利用洗涤器105清洗后的燃料气体g中所含有的焦油等不需要的物质，气体过滤器108通过过滤的方式而将其除去。引导鼓风机109将气化炉102侧的燃料气体供给路径中的燃料气体g吸入并将其向燃气发动机111侧的燃料气体供给路径以及剩余气体燃烧装置113侧的燃料气体供给路径排出。
前处理单元110将利用引导鼓风机109而排出至燃气发动机111侧的燃料气体供给路径的燃料气体g中的杂质除去。燃气发动机111使利用前处理单元110而除去杂质后的燃料气体g燃烧。
水封槽112对利用引导鼓风机109而排出至燃气发动机111侧的燃料气体供给路径的燃料气体g的压力进行控制。剩余气体燃烧装置113使在燃料气体g的压力超过水封槽112的压力的情况下流入的、并未供给至燃气发动机111的剩余燃料气体sg燃烧。
在以上说明的气化装置100中，由原料导入部102a将含有硅土以及钾的原料f(在本例中为稻谷壳)导入至气化炉102并在气化炉102中生成可燃性的燃料气体g。在气化炉102中生成的燃料气体g按照袋式过滤器103、气体冷却器104、洗涤器105、气体过滤器108、引导鼓风机109的顺序在这些部件中流动，在引导鼓风机109的下游侧朝燃气发动机111侧和剩余气体燃烧装置113侧分流，并且，剩余燃料气体sg在剩余气体燃烧装置113中燃烧，燃料气体g在燃气发动机111中燃烧。
详细而言，原料f贮存于贮存料斗101，利用原料导入部102a中的原料导入输送机102a1以及原料导入进料器102a2将贮存料斗101内的原料f导入至气化炉102内。
在气化炉102中，原料f进行不完全燃烧而生成燃料气体g。在气化炉102中生成的燃料气体g经由气体管201而向袋式过滤器103导入。此处，燃料气体g是以一氧化碳为主成分的燃料气体，燃料气体g中含有煤、焦油(气化炉102中产生的允许水平以下的焦油)、灰尘等不需要的物质。
在袋式过滤器103中，燃料气体g中含有的煤等不需要的物质由被称为滤布的过滤器除去。由袋式过滤器103将煤等不需要的物质除去后的燃料气体g，经由气体管202而向气体冷却器104导入。
在气体冷却器104内设置有未图示的气体管，燃料气体g在该气体管中流动，该气体管内的燃料气体g由清洗水ww进行清洗、且由在该气体管的周围流动的冷却水cw冷却。由气体冷却器104清洗、冷却后的燃料气体g，经由气体管203而向洗涤器105导入。
供给至气体冷却器104的冷却水cw贮存于冷却塔107，冷却塔107内的冷却水cw经由配水管204而向气体冷却器104导入。利用泵205将配水管204内的冷却水cw向气体冷却器104侧压送，并利用气体冷却器104对燃料气体g进行冷却。对燃料气体g进行冷却后的冷却水cw经由配水管206而向冷却塔107导出。
清洗水ww贮存于洗涤器105内，燃料气体g进入洗涤器105内的清洗水ww中而被清洗。由洗涤器105清洗后的燃料气体g经由气体管207而向气体过滤器108导入。
供给至气体冷却器104以及洗涤器105的清洗水ww贮存于循环水槽106。循环水槽106内的清洗水ww经由配水管209而向气体冷却器104导入，并且经由从配水管209分支的配水管210而向洗涤器105导入。利用泵211将配水管209、210内的清洗水ww向气体冷却器104侧以及洗涤器105侧压送，并利用气体冷却器104以及洗涤器105对燃料气体g进行清洗。利用气体冷却器104对燃料气体g进行清洗后的清洗水ww经由配水管212而向循环水槽106导出，另一方面，利用洗涤器105对燃料气体g进行清洗后的清洗水ww经由配水管213而向循环水槽106导出。
在气体过滤器108中，通过过滤而将燃料气体g中含有的焦油等不需要的物质除去。利用气体过滤器108将焦油等不需要的物质除去后的燃料气体g，经由气体管214而向引导鼓风机109导入。
在引导鼓风机109中，将从比引导鼓风机109更靠上游侧的燃料气体供给路径吸入的燃料气体g向比引导鼓风机109更靠下游侧的燃料气体供给路径排出。即，引导鼓风机109的上游侧的燃料气体供给路径变为负压，另一方面，引导鼓风机109的下游侧的燃料气体供给路径变为正压，因此，引导鼓风机109的上游侧的燃料气体供给路径中的燃料气体g在引导鼓风机109中被朝下游侧的燃料气体供给路径引导。
由引导鼓风机109引导的燃料气体g经由气体供给管215以及设置于气体供给管215的前处理单元110而向燃气发动机111导入。将利用前处理单元110将杂质除去后的燃料气体g向燃气发动机111供给。在本例中，燃气发动机111具备由燃气发动机部(省略图示)驱动的发电装置(省略图示)，形成为如下热电联产系统：利用该发电装置进行发电，并且，将该燃气发动机部排出的热用于热水供给、空调等。
另一方面，气化炉102中生成的燃料气体g中的、未供给至燃气发动机111的剩余燃料气体sg，经由从将来自引导鼓风机109的燃料气体g向燃气发动机111侧供给的气体供给管215分支的剩余气体供给管216、以及设置于剩余气体供给管216的水封槽112而向剩余气体燃烧装置113导入。
剩余气体供给管216具备：上游侧气体供给管216a，其设置于水封槽112的上游侧、且将引导鼓风机109和水封槽112连接起来；以及下游侧气体供给管216b，其设置于水封槽112的下游侧、且将水封槽112和剩余气体燃烧装置113连接起来。
水在水封槽112内封入至规定的水位。水封槽112使得水压作用于从上游侧气体供给管216a排出的剩余燃料气体sg，由此对从水封槽112向剩余气体燃烧装置113的下游侧气体供给管216b中的剩余燃料气体sg的供给量进行控制。由此，水封槽112能够对气体供给管215内的燃料气体g的压力进行控制。
在剩余气体燃烧装置113中，经由上游侧气体供给管216a、水封槽112以及下游侧气体供给管216b而输送来的剩余燃料气体sg在剩余气体燃烧部113a中燃烧。
接下来，以下，参照图2及图3对气化炉102进行说明。
[气化炉]
本实施方式所涉及的气化炉102是使原料f氧化并生成燃料气体g的气化炉。
图2是以剖切状态示出图1所示的气化炉102的一部分的概要侧视图，且是使原料f氧化并使其气化的状态的图。
在气化炉102中，对原料f进行加热分解而生成燃料气体g(例如一氧化碳、氢)。在燃料气体g的生成过程中，使原料f炭化，并使炭化后的炭r(炭化物)燃烧，进而将燃烧生成的灰s向外部排出。在本例中，将原料f和空气等氧化剂h一起导入。
气化炉102具备：原料导入部102a，原料f导入至该原料导入部102a；氧化剂导入部102d，氧化剂h导入至该氧化剂导入部102d；以及燃料气体流出部102e，其使燃料气体g流出。
原料导入部102a设置为：比预先规定的规定的设想炭层δx(在本例中为设想炭堆积层)的最上部δxa更靠上方。氧化剂导入部102d设置为：比原料导入部102a的开口102ah(在本例中为原料降落部)更靠下方。燃料气体流出部102e设置为：比氧化剂导入部102d的开口102dh更靠上方。
详细而言，原料导入部102a设置于炉102b的顶面102b1(上表面)。此外，原料导入部102a也可以设置于炉102b的侧面102b2上部。
气化炉102还具备：预热部102c(在本例中为升温燃烧器)，其对炉102b内进行预热；以及排出部102f，其将灰s排出并使炭r向下方移动。
预热部102c为利用丙烷气体等化石燃料的燃烧而进行预热的升温燃烧器。预热部102c具备：气体供给部102c1，其设置于炉102b的侧面102b2；以及储气罐102c2，其与气体供给部102c1连接，将可燃性气体g(在本例中为丙烷气体)向气体供给部102c1供给。由此，预热部102c能够借助从储气罐102c2经由气体供给部102c1而供给的可燃性气体g的燃烧而对炉102b内进行预热。
氧化剂导入部102d设置于炉102b的侧面102b2。氧化剂导入部102d的开口102dh形成为：使得氧化剂h的导入方向沿着水平方向或近似水平方向、或者朝向上方(例如朝向斜上方)。
燃料气体流出部102e设置于炉102b的顶面102b1。此外，燃料气体流出部102e也可以设置于炉102b的侧面102b2上部。
排出部102f设置于炉102b的底面102b3(下表面)。排出部102f具备将从炉102b流出的灰s向外部排出的灰排出输送机102f1。
但是，在现有的气化炉中，如上所述，若为了抑制焦油的产生而达到对焦油进行加热分解所需的温度以上(具体而言，为800℃左右以上)，则生成结晶性硅土，另一方面，若为了抑制结晶性硅土的生成而使得氧化气氛为较低的温度(例如低于800℃左右的温度)，则无法抑制焦油的产生。
关于这一点，在本实施方式所涉及的气化炉102的运转方法中，使得对原料f进行氧化的氧化区域α维持为预先规定的规定温度(例如1050℃)或者维持于规定温度范围(例如以1050℃为中央温度的1000℃～1100℃的规定温度范围)，并且使得原料f在预先规定的规定时间范围内(例如2分钟左右)从氧化区域α通过。本实施方式所涉及的气化炉102具备：第一单元，其使得对原料f进行氧化的氧化区域α维持为预先规定的规定温度(例如1050℃)、或者维持于规定温度范围(例如以1050℃为中央温度的1000℃～1100℃的规定温度范围)；以及第二单元，其使原料f在预先规定的规定时间范围内(例如2分钟左右)从氧化区域α通过。换言之，在本实施方式中，在对焦油进行加热分解所需的温度、即焦油热分解温度以上的氧化气氛下，从对原料f进行加热的时刻起直至该原料f自身的温度达到生成结晶性硅土的温度、即结晶性硅土生成温度、或者结晶性硅土生成温度附近的温度为止，将焦油的产生抑制为允许水平以下。
此处，“维持为规定温度”是如下概念：不仅包括维持为恒定温度的情形，而且还包括维持为大致恒定的温度的情形。另外，作为氧化剂h，能举例示出含氧的气体(代表性的空气)。氧化剂h可以是纯氧或者大致为纯氧，在本例中，为空气。另外，“使原料f从氧化区域α通过”是指如下概念：还包括使炭r从氧化区域α通过。另外，“结晶性硅土生成温度附近的温度”是指如下温度：即使超过结晶性硅土生成温度，也能将结晶性硅土的生成抑制为允许水平以下。
在本例中，对于气化炉102而言，在使原料f在规定时间以内(例如2分钟左右)从氧化区域α通过之后，使其到达与氧化区域α相邻、且比氧化区域α的规定温度、或者规定温度范围的中央温度或下限温度低的温度(具体而言，为低于结晶性硅土生成温度的温度)的低温区域β。此外，气化炉102也可以使原料f从低温区域β通过之后到达氧化区域α。
详细而言，第一单元包括氧化剂导入部102d。第二单元包括原料导入部102a以及排出部102f。
对于来自氧化剂导入部102d的氧化剂h的每单位时间的导入量，根据预先设定的原料f的导入量以及预先设定的灰s的排出量，以使得炉102b内维持为规定温度(例如1050℃)、或者维持于规定温度范围(例如以1050℃为中央温度的1000℃～1100℃的规定温度范围)的方式通过预先进行的实验等而设定为预先规定的规定值。
对于来自原料导入部102a的原料f的每单位时间的导入量、以及来自排出部102f的灰s的每单位时间的排出量、即炭层δ(在本例中为炭r堆积后的炭堆积层)中的炭r的每单位时间的移动距离，以使得原料f从氧化区域α通过的时间、即氧化区域通过时间tp处于规定时间范围内(在本例中为2分钟左右)的方式设定为预先规定的规定值。
此处，氧化区域通过时间tp是：从原料f被导入并进入氧化区域α的时刻起直至从氧化区域α脱离为止的时间，在本例中，还包括从氧化剂导入部102d导入至炉102b的原料f直至到达炭层δ为止而进行自由降落的时间。此外，可以以使得氧化区域通过时间tp处于规定时间范围内的方式设定来自原料导入部102a的原料f的降落距离。
另外，作为氧化区域α，并不限定于此，例如，能举出从将氧化剂h导入的开口102dh至燃料气体g的流出口102eh的区域。
此外，后文中对图2中未说明的控制装置102g以及热电偶102h等进行说明。
图3是用于对氧化区域α进行说明的说明图，且是放大示出图2所示的炉102b内的燃烧气体层γ和炭层δ的边界附近的图。图3(a)示出了以使得炭层δ位于未与氧化剂h接触的位置、或者位于与表面接触而被炙烤的位置的方式设定炭层δ的顶部δa的例子。图3(b)示出了以使得炭层δ的内侧位于与氧化剂h接触而被炙烤的位置的方式设定炭层δ的顶部δa的例子。
此处，炭层δ与氧化剂h以及顶部δa的表面接触而被炙烤的位置(参照图3(a))是朝向炭层δ的表面而将氧化剂h导入的位置。另外，炭层δ的内侧与氧化剂h接触而被炙烤的位置(参照图3(b))是朝向炭层δ的侧方将氧化剂h导入的位置。
此外，通过对来自原料导入部102a的原料f的导入量、以及来自排出部102f的灰s的排出量、即炭层δ中的炭r的每单位时间的移动距离进行调整，能够调整炭层δ的顶部δa的位置。例如，对于炭层δ的顶部δa的位置，能够举例示出如下方式：预先对维持恒定或者大致维持恒定的原料f的规定导入量以及灰s的规定排出量进行调整，当使炭层δ的顶部δa的位置上升时，使原料f的规定导入量比灰s的规定排出量多与上升的距离相应的量或者使灰s的规定排出量比规定导入量少与上升的距离相应的量来进行运转，然后使原料f恢复为规定导入量或者使灰s恢复为规定排出量，另一方面，当使炭层δ的顶部δa的位置下降时，使原料f的规定导入量比灰s的规定排出量少与下降的距离相应的量、或者使灰s的规定排出量比规定导入量多与下降的距离相应的量来进行运转，然后使原料f恢复为规定导入量或者使灰s恢复为规定排出量。
如图3所示，氧化区域α不仅包括燃烧气体层γ的区域(参照图3(a)及图3(b))，在存在炭层δ(炭堆积层或者炭流动层，在本例中为炭堆积层)、且该炭层δ暴露于氧化剂h中的情况下，还包括炭层δ的区域中的暴露于氧化剂h中的区域(参照图3(b))。
在以上说明的气化炉102中，首先，利用预热部102c预先将炉102b内加热至规定温度或者规定温度范围，由此预先形成氧化区域α。此处，规定温度(例如1050℃)或者规定温度范围(例如以1050℃为中央温度的1000℃～1100℃)是原料f的热分解温度(例如原料f为稻谷壳的情况下为400℃左右)以上的温度或者温度范围。接下来，若使原料导入部102a运转而从原料导入部102a将原料f导入，则原料f受热分解。另外，使氧化剂导入部102d运转而从氧化剂导入部102d将氧化剂h导入。而且，将氧化区域α维持为规定温度(例如1050℃)或者维持于规定温度范围(例如以1050℃为中央温度的1000℃～1100℃)，使原料f在规定时间范围内(在本例中为2分钟左右)从氧化区域α通过。此时，使原料f炭化，并使炭化后的炭r(炭化物)燃烧，进而利用排出部102f将燃烧生成的灰s向外部排出，另一方面，使生成的燃料气体g从燃料气体流出部102e流出。
根据本实施方式，将对原料f进行氧化的氧化区域α维持为规定温度(例如1050℃)、或者维持于规定温度范围(例如以1050℃为中央温度的1000℃～1100℃)，使原料f在规定时间范围内(在本例中为2分钟左右)从氧化区域α通过，因此，换言之，在焦油热分解温度以上的氧化气氛下，从对原料f进行加热的时刻起直至该原料f自身的温度达到结晶性硅土生成温度或者结晶性硅土生成温度附近的温度为止，将焦油的产生抑制为允许水平以下，因此，作为原料f，当利用含有硅土以及钾的原料(例如稻谷壳)生成燃料气体g时，在同一工序(同一时期且同一空间)中，在规定温度(例如1050℃)或者规定温度范围(例如以1050℃为中央温度的1000℃～1100℃)的氧化气氛中，即使对原料f进行氧化，若氧化区域通过时间tp处于规定时间范围内(在本例中为2分钟左右)，则也能够抑制焦油的产生，并且能够抑制结晶性硅土的生成，基于本发明的发明人的这一新见解而能够实现气化炉。由此，当生成燃料气体g时，能够同时兼顾对焦油的产生以及结晶性硅土的生成这两者进行抑制。
接下来，由于确认了能否抑制焦油的产生和结晶性硅土的生成这两者，因此以下对此进行说明。
图4是与结晶性硅土的情况相比而示出以稻谷壳为原料f在本实施方式所涉及的气化炉102中获得的灰s中的硅土的x射线衍射的衍射图案的曲线图。图4(a)示出了炭层δ的顶部δa处于图3(a)所示的位置而进行的结果，图4(b)示出了炭层δ的顶部δa处于图3(b)所示的位置而进行的结果。图4中，实线表示在本实施方式所涉及的气化炉102中生成的硅土的x射线衍射的衍射图案，虚线表示结晶性硅土的x射线衍射的衍射图案。
当对试验材料照射x射线时，x射线因处于试验材料的原子周围的电子而产生散射、干涉，结果引起衍射，x射线衍射装置对该衍射进行解析。因此，若硅土为非晶质，则x射线发生散射、干涉而使得衍射图案变为平缓的衍射图案，若为结晶性硅土，则x射线以某衍射角度进行反射而变为陡峭的具有峰值的衍射图案。
如图4所示，无论炭层δ的顶部δa处于图3(a)所示的位置(参照图4(a))、以及图3(b)所示的位置(参照图4(b))中的哪个位置，利用本实施方式所涉及的气化炉102而获得的灰s中的硅土均为非晶质，在x射线衍射的衍射图案中，未确认到结晶性硅土。
另外，对结晶性硅土进行了定量分析，结果可知处于允许水平以下。
另一方面，已知以稻谷壳为原料f在本实施方式所涉及的气化炉102中所获得的燃料气体g中的焦油也处于允许水平以下。而且，对于以稻谷壳为原料f在本实施方式所涉及的气化炉102中所生成的燃料气体，在后续工序(例如燃气发动机111)中能够无障碍地使用，具有后续工序所需的热量(例如为了使燃气发动机111运转所需的热量)。
此外，如上所述，结晶性硅土生成温度根据钾的含量浓度而变化。
图5是表示结晶性硅土生成温度tc和钾的含量浓度kc的关系的曲线图。
如图5所示，例如，在不存在钾的情况下，结晶性硅土生成温度tc为1350℃，与此相对，随着钾的含量浓度kc的增大，结晶性硅土生成温度tc逐渐降低(例如降低至750℃这样的温度)。
详细而言，在本实施方式所涉及的气化炉102以及气化炉102的运转方法中，规定温度或者规定温度范围是焦油热分解温度以上的温度或者以该温度为中央温度的温度范围。另外，规定时间范围为如下范围：达到将焦油的产生抑制为允许水平以下所需的时间、即焦油产生允许时间以上、且处于用于将结晶性硅土的生成抑制为允许水平以下的时间、即结晶性硅土生成允许时间以下。
根据本实施方式，作为原料，当利用含有硅土以及钾的原料f(例如稻谷壳)而生成燃料气体g时，在同一工序(同一时期且同一空间)中，若使原料f暴露于焦油热分解温度(例如1000℃)以上的规定温度(例如1050℃)或者规定温度范围(例如以1050℃为中央温度的温度范围)的氧化气氛下的时间处于焦油产生允许时间以上、且结晶性硅土生成允许时间以下的规定时间范围内(例如2分钟)，则能够可靠地抑制焦油的产生，并且能够可靠地抑制结晶性硅土的生成。
此处，焦油产生允许时间是：未生成焦油、或者即使生成焦油也是可以允许的产生量的时间。焦油的允许水平可以设为焦油的水平不会在实际应用时产生障碍的水平，在通过后续工序(例如洗涤器105等装置)将焦油除去的情况下，通过后续工序除去后的焦油的水平可以设为在实际应用时不会产生障碍的水平。另外，结晶性硅土生成允许时间是未生成结晶性硅土、或者即使生成结晶性硅土也为可以允许的生成量的时间。结晶性硅土的允许水平可以设为考虑到结晶性硅土所造成的影响而规定的水平。
作为规定温度或者规定温度范围，例如并不限定于此，能举出900℃～1100℃的范围内的任意温度或者以该温度为中央温度的温度范围。若规定温度或者规定温度范围的中央温度低于900℃，则产生的焦油容易超出允许水平。另一方面，若规定温度或者规定温度范围的中央温度超过1100℃，则氧化区域通过时间tp变得过短。另外，作为规定时间范围内的氧化区域通过时间tp，还取决于含有硅土以及钾的原料f中的钾的含量浓度kc，但是，例如，在结晶性硅土生成温度tc为750℃的钾的含量浓度kc的情况下，当规定温度或者规定温度范围的中央温度为900℃时能举出5分钟左右，当规定温度或者规定温度范围的中央温度为1100℃时能举出1分30秒左右。
此外，气化炉102可以在原料f从氧化区域α通过时(通过中)生成后续工序所需的预先规定的规定热量(在本例中，为用于使燃气发动机111运转所需的热量)以上的燃料气体，也可以在原料f从氧化区域α通过之前以及/或者通过之后在低温区域β生成规定热量以上的燃料气体。
[关于氧化气氛温度和结晶性硅土生成温度达到时间的相关关系]
在本实施方式所涉及的气化炉102的运转方法中，基于氧化区域α的氧化气氛温度t、和从原料f进入氧化区域α的时刻起直至原料f自身的温度达到结晶性硅土生成温度tc为止的时间、即结晶性硅土生成温度达到时间tc的相关关系ρ(参照后述的图6以及[表1])，确定规定温度或者规定温度范围的中央温度以及规定时间范围内的氧化区域通过时间tp。本实施方式所涉及的气化炉102还具备第三单元，该第三单元基于氧化气氛温度t和结晶性硅土生成温度达到时间tc的相关关系ρ而确定规定温度或者规定温度范围的中央温度以及规定时间范围内的氧化区域通过时间tp。
第三单元对第一单元(具体而言，为氧化剂导入部102d)以及第二单元(具体而言，为原料导入部102a以及排出部102f)进行动作控制。
详细而言，气化炉102具备：控制装置102g(参照图2)，其掌管对气化炉102整体的控制；以及温度检测单元(在本例中为热电偶102h)，其对炉102b内的氧化区域α的温度进行检测。第三单元构成控制装置102g的一部分控制单元。热电偶102h设置于氧化区域α。
控制装置102g具备：由cpu(centralprocessingunit)等微机构成的处理部102g1(参照图2)；以及包括rom(readonlymemory)等非易失性存储器、ram(randamaccessmemory)等易失性存储器的存储部102g2(参照图2)，控制装置102g具有计时器功能。
控制装置102g的处理部102g1将预先储存于存储部102g2的rom的控制程序加载至存储部102g2的ram上并执行该控制程序，由此进行对各种结构要素的动作控制。
控制装置102g对原料导入部102a进行动作控制而调整来自原料导入部102a的原料f的每单位时间的导入量(具体而言，为原料导入输送机102a1的输送速度)。控制装置102g对氧化剂导入部102d进行动作控制而调整来自氧化剂导入部102d的氧化剂h的每单位时间的导入量。另外，控制装置102g对排出部102f进行动作控制而调整来自排出部102f的灰s的每单位时间的排出量(具体而言，为灰排出输送机102f1的输送速度)、即炭层δ中的炭r在每单位时间内向下方的移动距离。热电偶102h将与检测到的氧化区域α的温度相关的电信号向控制装置102g发送。控制装置102g利用与氧化区域α的温度相关的电信号对氧化区域α的温度进行检测(识别)。
而且，控制装置102g可以根据来自原料导入部102a的原料f的每单位时间的导入量、以及来自排出部102f的灰s的每单位时间的排出量，而设定规定时间范围内的氧化区域通过时间tp。
根据本实施方式，即使对规定温度或者规定温度范围或者/以及规定时间范围内的氧化区域通过时间tp进行了变更，也能够容易地利用氧化气氛温度t和结晶性硅土生成温度达到时间tc的相关关系ρ而对与氧化区域α的氧化气氛温度t对应的规定温度或者规定温度范围、或者/以及与结晶性硅土生成温度达到时间tc对应的规定时间范围内的氧化区域通过时间tp(例如自动地或者通过手工操作，在本例中，通过控制装置102g的控制动作而自动地)进行变更。
(相关函数式)
根据本发明的发明人的见解，在氧化气氛温度t低于结晶性硅土生成温度tc(在本例中为750℃)的情况下，不生成结晶性硅土，结晶性硅土生成温度达到时间tc在理论上为无限大。另一方面，结晶性硅土生成温度达到时间tc实际上不会变为0分钟。而且，根据实验结果的曲线图(参照图6)，可以将氧化气氛温度t和结晶性硅土生成温度达到时间tc的相关关系ρ视为反比例的关系。
图6是表示作为在结晶性硅土生成温度为750℃的情况下进行实验而获得的氧化气氛温度t和结晶性硅土生成温度达到时间tc的相关关系ρ的曲线图。
如图6所示，氧化气氛温度t和结晶性硅土生成温度达到时间tc的相关关系ρ可以与下式[1]所示的相关函数式κ对应。
[数学式1]
其中，在式[1]中，t为氧化气氛温度，t为结晶性硅土生成允许时间，tmin为焦油产生允许时间，a、b、c为根据原料f的成分量(特别是钾的含量浓度)而变化的常数。
此处，常数a、b、c、d是可以通过预先进行的实验以及/或者模拟而计算出的值，取决于原料f(例如稻谷壳)的成分量、特别是钾的含量浓度。
对于将通过实验等而获得的4个点的(t，t)的值代入式[1]而获得的4个联立方程式，例如，在原料f为结晶性硅土生成温度达到750℃的钾的含量浓度的原料的情况下，对t＝900℃、t＝5分钟时根据式[1]获得的第一方程式、t＝950℃、t＝4分钟时根据式[1]获得的第二方程式、t＝1050℃、t＝2分钟时根据式[1]获得的第三方程式、以及t＝1100℃、t＝1分30秒时根据式[1]获得的第四方程式这4个联立方程式进行求解，由此获得常数a、b、c、d。
表示氧化气氛温度t和结晶性硅土生成温度达到时间tc的相关关系ρ的相关函数式κ预先存储于存储部102g2。
控制装置102g能够根据氧化气氛温度t而对结晶性硅土生成温度达到时间tc进行检测(识别)。由此，控制装置102g可以将与氧化气氛温度t相应的规定时间范围(氧化区域通过时间tp)设为由图6中示出的斜线包围的范围。另一方面，控制装置102g可以根据结晶性硅土生成温度达到时间tc而对氧化气氛温度t进行检测(识别)。由此，控制装置102g可以将与结晶性硅土生成温度达到时间tc相应的规定温度或者规定温度范围的中央温度(氧化气氛温度t)设为由图6中示出的斜线包围的范围。
而且，控制装置102g可以对规定时间范围或者/以及规定温度或者规定温度范围进行控制以便满足式[1]的关系。另外，操作者可以以满足式[1]的关系的方式对规定时间范围或者/以及规定温度或者规定温度范围进行设定。
根据这样的结构，可以利用相关函数式κ而简单且容易地实现用于设定规定时间范围或者/以及规定温度或者规定温度范围的控制结构。
(相关表)
另外，可以使氧化气氛温度t和结晶性硅土生成温度达到时间tc的相关关系ρ，与以钾的规定的含量浓度的原料f为基准的以下[表1]所示的相关表对应。
[表1]
其中，在[表1]中，t为氧化气氛温度，t为结晶性硅土生成允许时间，t(k小)表示比成为基准的原料f中的钾的含量浓度小的原料f的结晶性硅土生成允许时间，t(k大)表示比成为基准的原料f中的钾的含量浓度大的原料f的结晶性硅土生成允许时间t，a、b、c、d、e是针对氧化气氛温度t的结晶性硅土生成允许时间t的设定值，是根据原料f的成分量(特别是钾的含量浓度)而变化的设定值，且是焦油产生允许时间tmin以上的设定值。此外，a、b、c、d、e满足a>b>c>d>e的关系。
此处，设定值a、b、c、d、e是可以通过预先进行的实验以及/或者模拟而设定的值，取决于原料f(例如稻谷壳)的成分量(特别是钾的含量浓度)。
例如，在基准原料为结晶性硅土生成温度达到750℃的钾的含量浓度的原料的情况下，[表1]中的a可以为5分钟或者为大致5分钟，b可以为4分钟或者为大致4分钟，c可以为2分50秒或者为大致2分50秒，d可以为2分钟或者为大致2分钟，e可以为1分30秒或者为大致1分30秒。
表示氧化气氛温度t和结晶性硅土生成温度达到时间tc的相关关系ρ的相关表预先存储于存储部102g2。
而且，控制装置102g可以以满足[表1]的关系的方式对规定时间范围或者/以及规定温度或者规定温度范围进行控制。另外，操作者可以以满足[表1]的关系的方式而设定规定时间范围或者/以及规定温度或者规定温度范围。
根据这样的结构，可以利用相关表而简单且容易地实现用于设定规定时间范围或者/以及规定温度或者规定温度范围的控制结构。
(相关关系的设定)
在本实施方式中，在气化炉102的设置时或者原料f的筹措地的确定时或变更时设定或更新相关关系ρ。
在本实施方式中，关于气化炉102的设置场所或者原料f的筹措地的原料f，预先对相关关系ρ进行测量，或者，针对各种的成分量(特别是钾的含量浓度)的原料f，预先进行实验等而获取针对各种成分量的原料f的相关关系ρ，对气化炉102的设置场所或者原料f的筹措地的原料f的成分量(特别是钾的含量浓度)进行测量，根据利用所获得的原料f的成分量(特别是钾的含量浓度)并预先通过实验等而获取的各种相关关系ρ～ρ，选择应用于气化炉102的设置场所或者原料f的筹措地的原料f的相关关系ρ，能够与气化炉102的设置场所或者原料f的筹措地的原料f的成分量(特别是钾的含量浓度)相应地对同时兼顾对焦油的产生和结晶性硅土的生成这两者进行抑制的氧化区域α的氧化气氛温度t和原料f的氧化区域通过时间tp进行调整。此外，各种相关关系ρ～ρ可以预先设定(存储)于存储部102g2。
[关于预热]
对于第六实施方式所涉及的气化炉102的运转方法而言，在将原料f导入之前，对炉102b内进行预热而使其温度达到规定温度或者规定温度范围。本实施方式所涉及的气化炉102还具备第四单元，在将原料f导入之前，该第四单元对炉102b内进行预热而使其温度达到规定温度或者规定温度范围。详细而言，第四单元包括预热部102c。
根据这样的结构，可以在将原料f导入之前对炉102b内进行预热(预先进行加热)而使其温度达到规定温度或者规定温度范围，由此能够迅速地进行气化处理。
此外，在本实施方式所涉及的气化炉102中，控制装置102g可以形成为如下结构：以根据热电偶102h的检测温度而将氧化区域α的温度维持为规定温度、或者使该温度落入规定温度范围内的方式，对来自原料导入部102a的原料f的每单位时间的导入量、来自氧化剂导入部102d的氧化剂h的每单位时间的导入量、来自排出部102f的灰s的每单位时间的排出量、即炭层δ中的炭r在每单位时间内向下方的移动距离中的至少1个进行调整。
[实施例1]
接下来，以下参照图7至图13对本实施方式所涉及的气化炉102的其他实施方式(实施例1)进行说明。
图7至图13是概要地示出本实施方式所涉及的气化炉102的其他实施方式的示意图。图7至图13分别示出了实施例1的第一实施方式至第七实施方式所涉及的气化炉1021a～1021g。其中，图7至图13中，省略了控制装置102g等的图示。
在图7至图13所示的气化炉1021a～1021g中，对实质上与图2所示的气化炉102的结构相同的结构标注相同的附图标记并将其说明省略。
(第一实施方式)
图7所示的第一实施方式所涉及的气化炉1021a是使得炭r堆积而形成炭层δ(具体而言，为炭堆积层)的气化炉，且是使得生成的燃料气体g向上方流出的气化炉(所谓的固定床式上吸型气化炉)。
对于气化炉1021a而言，在图2所示的气化炉102的基础上，原料导入部102a设置为：比设想炭层δx的最上部δxa更靠上方，氧化剂导入部102d设置为：比设想炭层δx的最上部δxa更靠上方、且比原料导入部102a的开口102ah更靠下方。
另外，氧化剂导入部102d的开口102dh形成为：使得氧化剂h的导入方向沿着水平方向或者与水平方向相比而朝向上方(例如朝向斜上方)。燃料气体流出部102e设置为：比氧化剂导入部102d的开口102dh更靠上方。
详细而言，燃料气体流出部102e设置为：比原料导入部102a的开口102ah更靠下方。氧化剂导入部102d设置于1处部位或者多处部位(在本例中为2处部位)。
在本例中，原料导入部102a设置于炉102b的顶面102b1，氧化剂导入部102d以及燃料气体流出部102e设置于炉102b的侧面102b2。
根据第一实施方式，能够形成为使得原料f可靠地在氧化区域α降落的结构，由此，能够可靠地使原料f在规定时间范围内从氧化区域α通过。并且，原料导入部102a设置为：比设想炭层δx的最上部δxa更靠上方，燃料气体流出部102e设置为：比氧化剂导入部102d的开口102dh更靠上方，由此能够避开炭层δ而进行氧化剂h的导入以及燃料气体g的流出，由此，能够可靠地将氧化区域α控制为规定温度或者控制于规定温度范围内。
此外，在第一实施方式所涉及的气化炉1021a中，可以对原料导入部102a的配设位置和燃料气体流出部102e的配设位置进行调换。
(第二实施方式)
对于图8所示的第二实施方式所涉及的气化炉1021b而言，在图7所示的气化炉1021a的基础上，设置有吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j中的至少一方(在本例中为双方)。
气化炉1021b还具备：吸热反应剂导入部102i，其导入吸热反应剂m；以及热容量剂导入部102j，其导入热容量剂n。气化炉1021b也可以具备吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j中的任一方。
吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j中的至少一方(在本例中为双方)设置于炉102b的面对设想炭层δx的位置。在本例中，吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j双方设置于炉102b的底面102b3。
在此，作为吸热反应剂m，只要能引起吸热反应，则可以使用任何吸热反应剂，例如能举出水蒸气、二氧化碳。作为热容量剂n，只要能增大炭层δ的热容量，则可以使用任何热容量剂，例如能举出氮。
根据第二实施方式，通过吸热反应剂m(例如水蒸气、二氧化碳)的吸热反应或者投入吸热反应剂m(例如低温物质)而引起的冷却效果、以及/或者由热容量剂n(例如氮)引起的炭层δ的热容量提高效果，能够有效地防止炭层δ的低温区域β达到规定温度或者规定温度范围的下限温度以上。
(第三实施方式)
对于图9所示的第三实施方式所涉及的气化炉1021c而言，在图7所示的气化炉1021a的基础上，设置有炭层温度控制部102k。
气化炉1021c还具备对炭层δ的温度进行控制的炭层温度控制部102k。炭层温度控制部102k包括控制装置102g的一部分。
炭层温度控制部102k设置于炉102b的与设想炭层δx对应的区域的外表面(在本例中，为炉102b的侧面102b2的一部分以及底面102b3)。
详细而言，炭层温度控制部102k具备：热交换部102k1，水等热交换介质w在该热交换部102k1流动；供给部102k2，其向热交换部102k1供给热交换介质w；以及排出部102k3，其将热交换介质w从热交换部102k1排出。供给部102k2以及排出部102k3与省略图示的循环泵以及温度调节部连接。对于由温度调节部对温度进行调节后的热交换介质w，炭层温度控制部102k利用循环泵使该热交换介质w在供给部102k2、热交换部102k1以及供给部102k2循环。
另外，炭层温度控制部102k具备对炉102b内的低温区域β的温度进行检测的温度检测单元(在本例中为热电偶102k4)。热电偶102k4设置于预测为低温区域β的温度最高的部分，在本例中，设置于氧化区域α和低温区域β的相邻部(低温区域β的边界附近)。
炭层温度控制部102k对循环泵进行动作控制，由此利用循环泵对热交换介质w的每单位时间的循环量进行调整。炭层温度控制部102k对温度调节部进行动作控制，由此利用温度调节部对热交换介质w的温度进行调整。热电偶102k4将与检测到的低温区域β的温度相关的电信号向炭层温度控制部102k发送。炭层温度控制部102k利用与低温区域β的温度相关的电信号对低温区域β的温度进行检测(识别)。
炭层温度控制部102k构成为：根据来自热电偶102k4的检测温度，在低温区域β的温度达到规定温度或者规定温度范围的下限温度以上的情况下，利用循环泵对热交换介质w的每单位时间的循环量进行调整且利用温度调节部对热交换介质w的温度进行调整，由此对低温区域β进行冷却，以使得温度低于规定温度或者规定温度范围的下限温度。另一方面，炭层温度控制部102k构成为：根据来自热电偶102k4的检测温度，在低温区域β的温度为规定温度或者低于规定温度范围的温度的预先规定的规定低温温度以下的情况下，利用循环泵对热交换介质w的每单位时间的循环量进行调整且利用温度调节部对热交换介质w的温度进行调整，由此对低温区域β进行加热，以使得温度超过规定低温温度。
根据第三实施方式，通过炭层温度控制部102k的冷却效果，能够有效地防止包括炭层δ的低温区域β达到规定温度或者规定温度范围的下限温度以上。另外，例如，在包括运转开始时的炭层δ的低温区域β的温度为规定低温温度以下的情况下，能够通过加热效果而将炭层δ保持为促进炭r中残留的气体的挥发的温度以上的温度，由此促进炭r中残留的气体的挥发。
(第四实施方式)
图10所示的第四实施方式所涉及的气化炉1021d是使炭r堆积而形成炭层δ(具体而言，为炭堆积层)的气化炉，且是使生成的燃料气体g向下方流出的气化炉(所谓的固定床式下吸型气化炉)。
对于气化炉1021d而言，在图7所示的气化炉1021a的基础上，燃料气体流出部102e设置为：比氧化剂导入部102d的开口102dh更靠下方。
详细而言，燃料气体流出部102e设置于炉102b的面对设想炭层δx(具体而言，为设想炭层δx的最下部δxb)的位置。在本例中，燃料气体流出部102e设置于炉102b的底面102b3的中央部。而且，设想炭层δx的高度低于图7所示的气化炉1021a的设想炭层δx的高度，炭层δ维持为：低于图7所示的气化炉1021a的炭层δ。
根据第四实施方式，能够形成为使得原料f可靠地在氧化区域α降落的结构，由此，能够可靠地使原料f在规定时间范围内从氧化区域α通过。并且，能够使燃料气体g从炉102b的底面102b3流出。另外，通过将炭层δ维持为较低，能够缩短炭层δ中的氧化区域通过时间tp。
(第五实施方式)
对于图11所示的第五实施方式所涉及的气化炉1021e而言，在图10所示的气化炉1021d的基础上，在炉102b的与设想炭层δx对应的区域的外表面设置有炭层温度控制部102k。
根据第五实施方式，利用炭层温度控制部102k对炭层δ进行温度控制，由此能够有效地防止炭层δ中的氧化区域α的温度偏离规定温度或者偏离规定温度范围。
(第六实施方式)
对于图12所示的第六实施方式所涉及的气化炉1021f而言，在图10所示的气化炉1021d的基础上，设置有暂时对炭r以及灰s进行贮存的分隔装置102l。
分隔装置102l在暂时对炭r以及灰s进行贮存且经过一定时间之后使它们向下方降落。
详细而言，分隔装置102l具备：相对于炉102b拆装自如的(在本例中，为沿着水平方向滑动自如的)分隔部102l1；以及使分隔部102l1执行动作的工作部102l2(具体而言，为致动部)。分隔部102l1在上下方向上设置于炉102b的中途。在炉102b中，比分隔部102l1更靠下方的部分构成盛接炭r以及灰s的盛接盘部102b4。
当分隔部102l1装配于炉102b时，使炭r堆积而对炭层δ进行贮存，另一方面，若从炉102b脱离，则使得贮存的炭r以及灰s向下方的盛接盘部102b4降落。在分隔部102l1设置有使得燃料气体g通过的多个通过孔102la～102la。此外，在盛接盘部102b4中燃烧生成的灰s由排出部102f向外部排出。
工作部102l2在来自控制装置102g的指示命令下，将分隔部102l1装配于炉102b，并且，相对于炉102b定期地进行拆装而使得炭r以及灰s向盛接盘部102b4降落。
根据第六实施方式，能够使炭r以及灰s定期地向盛接盘部102b4降落。
(第七实施方式)
图13所示的第七实施方式所涉及的气化炉1021g是使炭r堆积而形成炭层δ(具体而言，为炭堆积层)的气化炉，且是将氧化剂h从上方及下方导入的气化炉(所谓的固定床式双向吸入(doublefire)型气化炉)。
对于气化炉1021g而言，在图7所示的气化炉1021a的基础上，使燃料气体流出部102e设置为：比氧化剂导入部102d的开口102dh更靠下方，并且，使氧化剂导入部102d设置于面对设想炭层δx的最下部δxb的位置。
氧化剂导入部102d还设置于面对设想炭层δx的最下部δxb的位置。
燃料气体流出部102e设置于：设置为比设想炭层δx的最上部δxa更靠上方的氧化剂导入部102d、与还设置于面对设想炭层δx的最下部δxb的位置的氧化剂导入部102d之间(优选为中间位置)。在本例中，燃料气体流出部102e设置于设想炭层δx的最上部δxa与最下部δxb之间。
详细而言，燃料气体流出部102e设置于炉102b的邻近设想炭层δx的位置。在本例中，燃料气体流出部102e设置于炉102b的侧面102b2。
还在面对设想炭层δx的最下部δxb的位置设置的氧化剂导入部102d，设置于炉102b的底面102b3的中央部。
根据第七实施方式，能够形成为使得原料f可靠地在氧化区域α降落的结构，由此，能够可靠地使原料f在规定时间范围内从氧化区域α通过。并且，能够将氧化剂h从上方及下方导入，并且能够使燃料气体g从炉102b的侧面102b2流出。
此外，在图10至图13所示的第四实施方式至第七实施方式所涉及的气化炉1021d～1021g中，燃料气体流出部102e存在于比氧化剂导入部102d的开口102dh更靠下方的位置，因此，当使原料f(更准确而言为炭r、灰s)从氧化区域α脱离时，将其从炉102b排出。
[实施例2]
接下来，以下参照图14至图17对本实施方式所涉及的气化炉102的其他实施方式(实施例2)进行说明。
图14至图17是概要地示出本实施方式所涉及的气化炉102的其他实施方式的示意图。图14至图17分别示出了实施例2的第一实施方式至第四实施方式所涉及的气化炉1022a～1022d。此外，图14至图17中省略了控制装置102g等的图示。
在图14至图17所示的气化炉1022a～1022d中，对实质上与图2所示的气化炉102的结构相同的结构标注相同的附图标记并将其说明省略。
(第一实施方式)
图14所示的第一实施方式所涉及的气化炉1022a是使炭r堆积而形成炭层δ(具体而言，为炭堆积层)的气化炉，且是使得生成的燃料气体g向上方流出的气化炉(所谓的固定床式上吸型气化炉)。
对于气化炉1022a而言，在图2所示的气化炉102的基础上，原料导入部102a设置为：比设想炭层δx的最上部δxa更靠上方，氧化剂导入部102d设置为：比设想炭层δx的最上部δxa更靠下方，并且设置有氧化剂接触时间控制部102m。
另外，燃料气体流出部102e设置为：比氧化剂导入部102d的开口102dh更靠上方。
详细而言，燃料气体流出部102e设置为：比原料导入部102a的开口102ah更靠下方。
氧化剂导入部102d设置于炉102b的面对设想炭层δx的位置。氧化剂导入部102d设置于1处部位或者多处部位(在本例中为2处部位)。
在本例中，原料导入部102a设置于炉102b的顶面102b1，氧化剂导入部102d以及燃料气体流出部102e设置于炉102b的侧面102b2。
气化炉1022a还具备氧化剂接触时间控制部102m，该氧化剂接触时间控制部102m对使氧化剂h与炭r接触的时间、即氧化剂接触时间进行控制。氧化剂接触时间控制部102m包括控制装置102g的一部分。
氧化剂接触时间控制部102m对来自原料导入部102a的原料f的每单位时间的导入量、以及来自排出部102f的灰s的每单位时间的排出量、即炭层δ中的炭r在每单位时间内向下方的移动距离中的至少一方进行调整。由此，氧化剂接触时间控制部102m能够对氧化剂接触时间进行控制。
根据第一实施方式，能够形成为使得原料f可靠地在氧化区域α降落的结构，由此，能够使原料f可靠地在规定时间范围内从氧化区域α通过。而且，当将氧化剂h向炭层δ导入时，能够对氧化剂接触时间进行控制，由此，能够可靠地将炭层δ的氧化区域α控制为规定温度或者控制于规定温度范围内。
(第二实施方式)
对于图15所示的第二实施方式所涉及的气化炉1022b而言，在图14所示的气化炉1022a的基础上，设置有吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j中的至少一方(在本例中为双方)。
气化炉1022b还具备：吸热反应剂导入部102i，其导入吸热反应剂m；以及热容量剂导入部102j，其导入热容量剂n。气化炉1022b也可以具备吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j中的任一方。
吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j中的至少一方(在本例中为双方)设置于炉102b的面对设想炭层δx的位置。在本例中，吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j双方设置于炉102b的底面102b3。
在此，作为吸热反应剂m，只要能引起吸热反应，则可以使用任何吸热反应剂，例如能举出水蒸气、二氧化碳。作为热容量剂n，只要能增大炭层δ的热容量，则可以使用任何热容量剂，例如能举出氮。
根据第二实施方式，通过吸热反应剂m(例如水蒸气、二氧化碳)的吸热反应或者投入吸热反应剂m(例如低温物质)而引起的冷却效果、以及/或者由热容量剂n(例如氮)引起的炭层δ的热容量提高效果，能够有效地防止炭层δ的低温区域β达到规定温度或者规定温度范围的下限温度以上。
(第三实施方式)
图16所示的第三实施方式所涉及的气化炉1022c是使炭r堆积而形成炭层δ(具体而言，为炭堆积层)的气化炉，且是使生成的燃料气体g向下方流出的气化炉(所谓的固定床式下吸型气化炉)。
对于气化炉1022c而言，在图14所示的气化炉1022a的基础上，燃料气体流出部102e设置为：比氧化剂导入部102d的开口102dh更靠下方，并且，设置有炭堆积时间控制部102n。
详细而言，燃料气体流出部102e设置于炉102b的面对设想炭层δx(具体而言，为设想炭层δx的最下部δxb)的位置。在本例中，燃料气体流出部102e设置于炉102b的底面102b3的中央部。而且，设想炭层δx的高度低于图14所示的气化炉1022a的设想炭层δx的高度，炭层δ维持为：低于图14所示的气化炉1022a的炭层δ。
另外，气化炉1022c具备炭堆积时间控制部102n，该炭堆积时间控制部102n对用于使炭r堆积的炭堆积时间进行控制。炭堆积时间控制部102n包括控制装置102g的一部分。
炭堆积时间控制部102n对来自原料导入部102a的原料f的每单位时间的导入量、以及来自排出部102f的灰s的每单位时间的排出量、即炭层δ中的炭r在每单位时间内向下方的移动距离中的至少一方进行调整。由此，炭堆积时间控制部102n能够对炭堆积时间进行控制。
根据第三实施方式，能够使包括炭堆积时间的原料f的氧化区域通过时间tp处于规定时间范围内。另外，能够容易且有效地防止炭层δ中的氧化区域α的温度偏离规定温度或者偏离规定温度范围。并且，能够使燃料气体g从炉102b的底面102b3流出。另外，通过将炭层δ维持为较低，能够缩短炭层δ中的氧化区域通过时间tp。
(第四实施方式)
图17所示的第四实施方式所涉及的气化炉1022d是使炭r堆积而形成炭层δ(具体而言，为炭堆积层)的气化炉，且是将氧化剂h从上方及下方导入的气化炉(所谓的固定床式双向吸入型气化炉)。
对于气化炉1022d而言，在图14所示的气化炉1022a的基础上，燃料气体流出部102e设置为：比氧化剂导入部102d的开口102dh更靠下方，并且，氧化剂导入部102d设置于面对设想炭层δx的最下部δxb的位置。
氧化剂导入部102d还设置于面对设想炭层δx的最下部δxb的位置。
燃料气体流出部102e设置于：设置为比设想炭层δx的最上部δxa更靠下方的氧化剂导入部102d、与还设置于面对设想炭层δx的最下部δxb的位置的氧化剂导入部102d之间(优选为中间位置)。
详细而言，燃料气体流出部102e设置于炉102b的面对设想炭层δx的位置。在本例中，燃料气体流出部102e设置于炉102b的侧面102b2。
还在面对设想炭层δx的最下部δxb的位置设置的氧化剂导入部102d，设置于炉102b的底面102b3的中央部。
根据第四实施方式，能够将氧化剂h从上方及下方导入，并且能够使燃料气体g从炉102b的侧面102b2流出。
此外，在图16及图17所示的第三实施方式以及第四实施方式所涉及的气化炉1022c、1022d中，燃料气体流出部102e存在于比氧化剂导入部102d的开口102dh更靠下方的位置，因此，当使原料f(更准确而言为炭r、灰s)从氧化区域α脱离时，将其从炉102b排出。
[实施例3]
接下来，以下参照图18至图30对本实施方式所涉及的气化炉102的其他实施方式(实施例3)进行说明。
图18至图30是概要地示出本实施方式所涉及的气化炉102的其他实施方式的示意图。图18至图30分别示出了实施例3的第一实施方式至第十三实施方式所涉及的气化炉1023a～1023m。此外，图18至图30中省略了控制装置102g等的图示。
在图18至图30所示的气化炉1023a～1023m中，对实质上与图2所示的气化炉102的结构相同的结构标注相同的附图标记并将其说明省略。
(第一实施方式)
图18所示的第一实施方式所涉及的气化炉1023a是使炭r流动而形成炭层δ(具体而言，为炭流动层)的气化炉(所谓的流动床式气化炉)。此外，在第一实施方式所涉及的气化炉1023a中，在图1所示的气化装置100设置有省略图示的流动层用的循环线路。这一点对于后述的第二实施方式以及第三实施方式所涉及的气化炉1023b、1023c也一样。
对于气化炉1023a而言，在图2所示的气化炉102的基础上，原料导入部102a设置为：比设想炭层δx(在本例中为设想炭流动层)的最上部δxa更靠上方，氧化剂导入部102d设置于面对设想炭层δx的最下部δxb的位置(下侧)、以及比设想炭层δx的最上部δxa更靠上方且比原料导入部102a的开口102ah更靠下方(上侧)的位置，燃料气体流出部102e设置为：比所有氧化剂导入部102d～102d都更靠上方。
另外，设置于下侧的氧化剂导入部102d的开口102dh形成为：使得氧化剂h的导入方向朝向上方(具体而言，为炭r堆积的炭的堆积方向)或者大致朝向上方。设置于上侧的氧化剂导入部102d的开口102dh形成为：使得氧化剂h的导入方向沿着水平方向或者与水平方向相比而朝向上方(例如朝向斜上方)。
详细而言，在本例中，燃料气体流出部102e设置为：比原料导入部102a的开口102ah更靠下方，但并不限定于此，可以对原料导入部102a的配设位置和燃料气体流出部102e的配设位置进行调换。设置于上侧的氧化剂导入部102d设置于1处部位或者多处部位(在本例中为2处部位)。
在本例中，原料导入部102a设置于炉102b的顶面102b1，设置于下侧的氧化剂导入部102d设置在炉102b的底面102b3，设置于上侧的氧化剂导入部102d以及燃料气体流出部102e设置在炉102b的侧面102b2。
根据第一实施方式，能够形成为使得原料f可靠地在氧化区域α降落的结构，由此，能够使原料f可靠地在规定时间范围内从氧化区域α通过。并且，能够将氧化剂h从设想炭层δx的最下部δxb导入，由此，能够缩短原料f的氧化区域通过时间tp，从而能够有效地防止炭层δ的温度偏离规定温度或者偏离规定温度范围。
此外，在流动床式气化炉的情况下，作为炭r的排出方法，除了此处记载的向下排出方法以外，还可以使用向上排出方法、中间排出方法等各种方法。不管怎样都能够使原料f可靠地在规定时间范围内从氧化区域α通过。这一点对于后述的第二实施方式以及第三实施方式所涉及的气化炉1023b、1023c也一样。
(第二实施方式)
图19所示的第二实施方式所涉及的气化炉1023b是使炭r流动而形成炭层δ(具体而言，为炭流动层)的气化炉(所谓的流动床式气化炉)。
对于气化炉1023b而言，在图2所示的气化炉102的基础上，原料导入部102a设置为：比设想炭层δx的最上部δxa更靠上方，氧化剂导入部102d设置于面对设想炭层δx的最下部δxb的位置，燃料气体流出部102e设置为：比设想炭层δx的最上部δxa更靠上方，并且，设置有氧化剂导入量控制部102o。
此外，在第二实施方式所涉及的气化炉1023b中，可以对原料导入部102a的配设位置和燃料气体流出部102e的配设位置进行调换。
气化炉1023b还具备对氧化剂h的导入量进行控制的氧化剂导入量控制部102o。在本例中，氧化剂导入部102d包括氧化剂导入量控制部102o。氧化剂导入量控制部102o包括控制装置102g的一部分。
氧化剂导入部102d的开口102dh形成为：使得氧化剂h的导入方向朝向上方(具体而言，为炭r堆积的炭的堆积方向)或者大致朝向上方。
在本例中，炉102b并不限定于此，其宽度(水平方向上的尺寸)大于图18所示的气化炉1023a的炉102b的宽度。详细而言，图18所示的气化炉1023a的氧化剂h的导入口分岔，来自用于使原料f流动的炉102b的下部的氧化剂h的量减少，因此，为了提高炉102b内的流速，需要减小炉102b的宽度(具体而言为直径)。另一方面，图19所示的气化炉1023b的炉102b的宽度即使较大，所有量也会从炉102b的下部进入，因此能够实现流动化。原料导入部102a设置于炉102b的顶面102b1，燃料气体流出部102e设置于炉102b的侧面102b2，氧化剂导入部102d设置于炉102b的底面102b3。
根据第二实施方式，能够形成为使得原料f可靠地在氧化区域α降落的结构，由此，能够使原料f可靠地在规定时间范围内从氧化区域α通过。并且，能够对氧化剂h的导入量进行控制(例如控制为增加风量)，由此，能够缩短原料f的氧化区域通过时间tp而有效地防止炭层的温度偏离规定温度或者偏离规定温度范围。
(第三实施方式)
图20所示的第三实施方式所涉及的气化炉1023c是使炭r流动而形成炭层δ(具体而言，为炭流动层)的气化炉(所谓的流动床式气化炉)。
对于气化炉1023c而言，在图2所示的气化炉102的基础上，原料导入部102a设置为：比设想炭层δx的最上部δxa更靠上方，氧化剂导入部102d设置于面对设想炭层δx的最下部δxb的位置，燃料气体流出部102e设置为：比设想炭层δx的最上部δxa更靠上方，并且，设置有调整控制部102p。
此外，在第三实施方式所涉及的气化炉1023c中，可以对原料导入部102a的配设位置和燃料气体流出部102e的配设位置进行调换。
气化炉1023c还具备对氧化剂h、吸热反应剂m以及热容量剂n的至少一方进行调整的调整控制部102p。调整控制部102p包括控制装置102g的一部分。
在此，作为吸热反应剂m，只要能引起吸热反应，则可以使用任何吸热反应剂，例如能举出水蒸气、二氧化碳。作为热容量剂n，只要能增大炭层δ的热容量，则可以使用任何热容量剂，例如能举出氮。
氧化剂导入部102d的开口102dh形成为：使得氧化剂h的导入方向朝向上方(具体而言，为炭r堆积的炭的堆积方向)或者大致朝向上方。
在本例中，炉102b并不限定于此，其宽度(水平方向上的尺寸)大于图18所示的气化炉1023a的炉102b的宽度。详细而言，图18所示的气化炉1023a的氧化剂h的导入口分岔，来自用于使原料f流动的炉102b的下部的氧化剂h的量减少，因此，为了提高炉102b内的流速，需要减小炉102b的宽度(具体而言为直径)。另一方面，图20所示的气化炉1023c的炉102b的宽度即使较大，所有量也会从炉102b的下部进入，并且，添加有吸热反应剂m以及热容量剂n，因此能够实现流动化。原料导入部102a设置于炉102b的顶面102b1，燃料气体流出部102e设置于炉102b的侧面102b2，氧化剂导入部102d设置于炉102b的底面102b3。
调整控制部102p具备：第一调整部102p1，其用于对氧化剂h和吸热反应剂m进行调整；以及第二调整部102p2，其用于对氧化剂h和热容量剂n进行调整。吸热反应剂导入部102i经由第一调整部102p1而与氧化剂导入部102d连接。热容量剂导入部102j在比第一调整部102p1靠下游侧的位置经由第二调整部102p2而与氧化剂导入部102d连接。
调整控制部102p对第一调整部102p1进行动作控制并利用第一调整部102p1对氧化剂h以及吸热反应剂m进行调整，由此适当地使二者实现平衡，以及/或者对第二调整部102p2进行动作控制并利用第二调整部102p2对氧化剂h以及热容量剂n进行调整，由此适当地使二者实现平衡。
此外，也可以对氧化剂h和吸热反应剂m以及热容量剂n的至少一方进行切换。
根据第三实施方式，能够形成为使得原料f可靠地在氧化区域α降落的结构，由此，能够使原料f可靠地在规定时间范围内从氧化区域α通过。并且，能够对氧化剂h和吸热反应剂m(例如水蒸气、二氧化碳)以及热容量剂n(例如氮)的至少一方进行调整，由此，能够缩短原料f的氧化区域通过时间tp而有效地防止炭层δ的温度偏离规定温度或者偏离规定温度范围。
(第四实施方式)
图21所示的第四实施方式所涉及的气化炉1023d是使炭r喷流并使燃料气体g沿预先规定的流动方向v移动的气化炉(所谓的喷流床式气化炉)。
对于气化炉1023d而言，在图2所示的气化炉102的基础上，原料导入部102a以及氧化剂导入部102d并列设置，燃料气体流出部102e在燃料气体g的流动方向v上设置为：比原料导入部102a以及氧化剂导入部102d更靠下游侧，并且设置有氧化剂导入量控制部102o。
原料导入部102a的开口102ah形成为：使得原料f的导入方向沿着燃料气体g的流动方向v或者大致沿着流动方向v。氧化剂导入部102d的开口102dh形成为：使得氧化剂h的导入方向沿着燃料气体g的流动方向v或者大致沿着流动方向v。
详细而言，燃料气体流出部102e设置为：比原料导入部102a以及氧化剂导入部102d更靠上方。
在本例中，原料导入部102a以及氧化剂导入部102d设置于炉102b的下部(具体而言，为底面102b3)，燃料气体流出部102e设置于炉102b的顶面102b1。此外，燃料气体流出部102e可以设置于炉102b的侧面102b2。
气化炉1023d还具备对氧化剂h的导入量进行控制的氧化剂导入量控制部102o。在本例中，氧化剂导入部102d包括氧化剂导入量控制部102o。氧化剂导入量控制部102o包括控制装置102g的一部分。
此外，在气化炉1023d中，从炉102b排出的燃料气体g中含有炭r以及/或者灰s，利用未图示的后续工序中的除去装置(例如旋流器)将炭r以及/或者灰s除去。
根据第四实施方式，能够使原料f与氧化剂h并行地流动，并且，能够将氧化剂h的导入量设为规定量(例如风量)，由此，能够使原料f可靠地在规定时间范围内从氧化区域α通过。另外，能够可靠地将氧化区域α控制为规定温度或者控制于规定温度范围内。
(第五实施方式)
对于图22所示的第五实施方式所涉及的气化炉1023e而言，在图21所示的气化炉1023d的基础上，设置有炉温控制部102q。
气化炉1023e还具备炉温控制部102q。炉温控制部102q包括控制装置102g的一部分。
详细而言，炉温控制部102q具备发热体等热源102q1、以及对热源102q1进行驱动的驱动部102q2。
热源102q1遍及整个面地设置于炉102b的侧面102b2。热电偶102h将与检测到的氧化区域α的温度相关的电信号向炉温控制部102q发送。炉温控制部102q利用与氧化区域α的温度相关的电信号而对驱动部102q2进行控制，以使得氧化区域α的温度达到规定温度，并利用热源102q1将炉102b内的温度调整为规定温度或者调整为处于规定温度范围内。
根据第五实施方式，能够稳定且可靠地将氧化区域α控制为规定温度或者控制于规定温度范围内。
(第六实施方式)
图23所示的第六实施方式所涉及的气化炉1023f，是一边使炉102b绕轴线旋转一边使燃料气体g沿预先规定的流动方向v移动的气化炉(所谓的旋转式气化炉)。
对于气化炉1023f而言，在图2所示的气化炉102的基础上，炉102b以能够绕轴线旋转的方式倾斜，原料导入部102a以及氧化剂导入部102d并列设置于燃料气体g的流动方向v的上游侧端面102b5，燃料气体流出部102e设置于上游侧端面102b5的对置面、即下游侧端面102b6，并且设置有氧化剂导入量控制部102o。
另外，原料导入部102a的开口102ah形成为：使得原料f的导入方向沿着燃料气体g的流动方向v或者大致沿着流动方向v。氧化剂导入部102d的开口102dh形成为：使得氧化剂h的导入方向沿着燃料气体g的流动方向v或者大致沿着流动方向v。
气化炉1023f还具备对氧化剂h的导入量进行控制的氧化剂导入量控制部102o。在本例中，氧化剂导入部102d包括氧化剂导入量控制部102o。氧化剂导入量控制部102o包括控制装置102g的一部分。
此外，能够根据炉102b的长度、炉102b的旋转速度对原料f的氧化区域通过时间tp进行调整。这一点对于后述的第七实施方式至第十三实施方式所涉及的气化炉1023g～1023m也一样。
根据第六实施方式，能够使原料f与氧化剂h并行地流动，并且能够将氧化剂h的导入量设为规定量(例如风量)，由此，能够使原料f可靠地在规定时间范围内从氧化区域α通过。并且，能够可靠地将氧化区域α控制为规定温度或者控制于规定温度范围内。
(第七实施方式)
图24所示的第七实施方式所涉及的气化炉1023g是一边使炉102b绕轴线x旋转、一边使燃料气体g沿预先规定的流动方向v移动的气化炉(所谓的旋转式气化炉)。
对于气化炉1023g而言，在图2所示的气化炉102的基础上，炉102b以能够绕轴线旋转的方式倾斜，原料导入部102a设置于燃料气体g的流动方向v的上游侧端面102b5，燃料气体流出部102e设置于上游侧端面102b5的对置面、即下游侧端面102b6，在上游侧端面102b5与下游侧端面102b6之间从燃料气体g的流动方向v的上游侧向下游侧按顺序设置有多个(n个，n为2以上的整数)的氧化剂导入部102d(1)～102d(n)，并且，还设置有多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(n)以及多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(n)。
气化炉1023g还具备多个氧化剂导入部102d(1)～102d(n)、多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(n)、以及对氧化剂h的温度进行控制的多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(n)。在本例中，多个氧化剂导入部102d(1)～102d(n)分别包括多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(n)以及多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(n)。多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(n)以及多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(n)包括控制装置102g的一部分。
多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(n)分别对氧化剂导入部102d(1)～102d(n)的氧化剂h的导入量进行控制。
多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(n)分别对氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(n)进行动作控制，以使得氧化剂的温度从燃料气体g的流动方向v的上游侧至下游侧逐渐降低。
在本例中，多个氧化剂导入部102d(1)～102d(n)在炉102b的侧面102b2的下部沿轴线x方向并列设置。
根据第七实施方式，通过使氧化剂h的温度从燃料气体g的流动方向v的上游侧至下游侧逐渐降低，能够与对原料f的氧化的促进相应地降低氧化区域α的氧化气氛温度，由此，能够可靠地将氧化区域α控制为规定温度或者控制于规定温度范围内。另外，能够将氧化剂h的导入量设为规定控制量(例如控制风量)，由此，能够使原料f可靠地在规定时间范围内从氧化区域α通过。此外，在炉102b内，可以与氧化区域α相邻地在燃料气体g的流动方向v的下游侧设置低温区域β。
(第八实施方式)
对于图25所示的第八实施方式所涉及的气化炉1023h而言，在图24所示的气化炉1023g的基础上，取代多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(n)而设置有多个氧化剂浓度控制部102s(1)～102s(n)。
气化炉1023g还具备多个氧化剂导入部102d(1)～102d(n)、多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(n)、以及对氧化剂h的浓度(例如氧浓度、空气浓度)进行控制的多个氧化剂浓度控制部102s(1)～102s(n)。在本例中，多个氧化剂导入部102d(1)～102d(n)分别包括多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(n)以及多个氧化剂浓度控制部102s(1)～102s(n)。多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(n)以及多个氧化剂浓度控制部102s(1)～102s(n)包括控制装置102g的一部分。
多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(n)分别对氧化剂导入部102d(1)～102d(n)的氧化剂h的导入量(例如氧量、空气量)进行控制。
多个氧化剂浓度控制部102s(1)～102s(n)具备分别设置于多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(n)的氧化剂储存罐，使得贮存的氧化剂h的浓度(例如氧浓度、空气浓度)从燃料气体g的流动方向v的上游侧至下游侧逐渐降低。
根据第八实施方式，通过使氧化剂h的浓度(例如氧浓度、空气浓度)从燃料气体g的流动方向v的上游侧至下游侧逐渐降低，能够与对原料f的氧化的促进相应地降低氧化区域α的氧化气氛温度，由此，能够可靠地将氧化区域α控制为规定温度或者控制于规定温度范围内。另外，能够将氧化剂h的导入量设为规定控制量(例如控制风量)，由此，能够使原料f可靠地在规定时间范围内从氧化区域α通过。此外，可以在炉102b内与氧化区域α相邻地在燃料气体g的流动方向v的下游侧设置低温区域β。
(第九实施方式)
图26所示的第九实施方式所涉及的气化炉1023i是一边使炉102b绕轴线旋转、一边使燃料气体g沿预先规定的流动方向v移动的气化炉(所谓的旋转式气化炉)。
对于气化炉1023i而言，在图2所示的气化炉102的基础上，炉102b以能够绕轴线旋转的方式倾斜，原料导入部102a设置于燃料气体g的流动方向v的上游侧端面102b5，燃料气体流出部102e设置于上游侧端面102b5的对置面、即下游侧端面102b6，氧化剂导入部102d在上游侧端面102b5与下游侧端面102b6之间设置于燃料气体g的流动方向v的上游侧，吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j中的至少一方(在本例中为双方)在氧化剂导入部102d设置于下游侧，并且设置有氧化剂导入量控制部102o。
气化炉1023i还具备：氧化剂导入量控制部102o，其对氧化剂导入部102d的氧化剂h的导入量进行控制；吸热反应剂导入部102i，其导入吸热反应剂m；以及热容量剂导入部102j，其导入热容量剂n。吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j在燃料气体g的流动方向v上设置为：比氧化剂导入部102d更靠下游侧。在流动方向v上，吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j的任一方可以处于下游侧，也可以处于上游侧，另外，可以对齐或者大致对齐。在吸热反应剂m以及热容量剂n的任一方导入至气化炉1023i的情况下，也可以具备吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j的任一方。氧化剂导入量控制部102o包括控制装置102g的一部分。
在本例中，氧化剂导入部102d包括氧化剂导入量控制部102o。氧化剂导入量控制部102o、吸热反应剂导入部102i以及热容量剂导入部102j在炉102b的侧面102b2的下部沿轴线x方向并列设置。
根据第九实施方式，通过吸热反应剂m(例如水蒸气、二氧化碳)的吸热反应或者投入吸热反应剂m(例如低温物质)所引起的冷却效果、以及/或者由热容量剂n(例如氮)引起的炭层δ的热容量提高效果，能够与对原料f的氧化的促进相应地降低氧化区域的氧化气氛温度，由此，能够可靠地将氧化区域α控制为规定温度或者控制于规定温度范围内。另外，能够将氧化剂h的导入量设为规定控制量(例如控制风量)，由此，能够使原料f可靠地在规定时间范围内从氧化区域α通过。此外，可以在炉102b内与氧化区域α相邻地在燃料气体g的流动方向v的下游侧设置低温区域β。
(第十实施方式)
图27所示的第十实施方式所涉及的气化炉1023j是一边使炉102b绕轴线x旋转、一边使燃料气体g在预先规定的流动方向v上移动的气化炉(所谓的旋转式气化炉)。
对于气化炉1023j而言，在图2所示的气化炉102的基础上，炉102b以能够绕轴线旋转的方式倾斜，原料导入部102a设置于燃料气体g的流动方向v的上游侧端面102b5，燃料气体流出部102e设置于上游侧端面102b5的对置面、即下游侧端面102b6，氧化剂导入部102d设置于上游侧端面102b5与下游侧端面102b6之间，并且，设置多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(m)(m为2以上的整数，在本例中，m＝2)、多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(m)以及氧化剂温度切换控制部102t。
气化炉1023j还具备：多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(m)，它们分别对氧化剂导入部102d的氧化剂h的导入量进行控制；多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(m)，它们对氧化剂h(ha(1)～ha(m))的温度进行控制；以及氧化剂温度切换控制部102t，其对互不相同的多种温度的氧化剂h(ha(1)～ha(m))进行切换。在本例中，氧化剂导入部102d包括多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(m)、多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(m)以及氧化剂温度切换控制部102t。
多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(m)、多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(m)以及氧化剂温度切换控制部102t包括控制装置102g的一部分。
多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(m)以使得氧化剂ha(1)～ha(m)的温度变为不同的温度的方式分别对氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(m)进行动作控制。
氧化剂温度切换控制部102t选择性地切换利用多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(m)而形成为互不相同的温度的氧化剂ha(1)～ha(m)中的任一种。
根据第十实施方式，通过对互不相同的多种温度的氧化剂ha(1)～ha(m)进行切换，能够可靠地将氧化区域α控制为规定温度或者控制于规定温度范围内。另外，能够将氧化剂h的导入量设为规定控制量(例如控制风量)，由此，能够使原料f可靠地在规定时间范围内从氧化区域α通过。
(第十一实施方式)
对于图28所示的第十一实施方式所涉及的气化炉1023k而言，在图27所示的气化炉1023j的基础上，取代多个氧化剂温度控制部102r(1)～102r(m)以及氧化剂温度切换控制部102t而设置有多个氧化剂浓度控制部102s(1)～102s(m)以及氧化剂浓度切换控制部102u。
气化炉1023k还具备：多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(m)，它们分别对氧化剂导入部102d的氧化剂h的导入量进行控制；多个氧化剂浓度控制部102s(1)～102s(m)，它们对氧化剂h(hb(1)～hb(m))的浓度(例如氧浓度、空气浓度)进行控制；以及氧化剂浓度切换控制部102u，其对互不相同的多种浓度(例如氧浓度、空气浓度)的氧化剂h(hb(1)～hb(m))进行切换。在本例中，氧化剂导入部102d包括多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(m)、多个氧化剂浓度控制部102s(1)～102s(m)以及氧化剂浓度切换控制部102u。
多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(m)、多个氧化剂浓度控制部102s(1)～102s(m)以及氧化剂温度切换控制部102t包括控制装置102g的一部分。
多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(m)分别对氧化剂h(hb(1)～hb(m))的导入量(例如氧量、空气量)进行控制。
多个氧化剂浓度控制部102s(1)～102s(m)具备分别设置于多个氧化剂导入量控制部102o(1)～102o(m)的氧化剂储存罐，所贮存的氧化剂h的浓度(例如氧浓度、空气浓度)互不相同。
氧化剂浓度切换控制部102u选择性地切换利用多个氧化剂浓度控制部102s(1)～102s(m)而形成为互不相同的浓度(例如氧浓度、空气浓度)的氧化剂hb(1)～hb(m)中的任一种。
根据第十一实施方式，通过对互不相同的多种浓度(例如氧浓度、空气浓度)的氧化剂h进行切换，能够可靠地将氧化区域α控制为规定温度或者控制于规定温度范围内。另外，能够将氧化剂h的导入量作为规定控制量(例如控制风量)，由此，能够使原料f可靠地在规定时间范围内从氧化区域α通过。
(第十二实施方式)
对于图29所示的第十二实施方式所涉及的气化炉10231而言，在图23所示的气化炉1023f的基础上，设置有炉温控制部102q。
气化炉10231还具备炉温控制部102q。炉温控制部102q包括控制装置102g的一部分。
详细而言，炉温控制部102q具备发热体等热源102q1、以及对热源102q1进行驱动的驱动部102q2。
热源102q1遍及整个面地设置于炉102b的侧面102b2。热电偶102h将与检测出的氧化区域α的温度相关的电信号向炉温控制部102q发送。炉温控制部102q根据与氧化区域α的温度相关的电信号以使得氧化区域α的温度达到规定温度的方式对驱动部102q2进行控制，并利用热源102q1将炉102b内的温度调整为规定温度或者调整为处于规定温度范围内。
根据第十二实施方式，能够稳定且可靠地将氧化区域α控制为规定温度或者控制于规定温度范围内。
(第十三实施方式)
对于图30所示的第十三实施方式所涉及的气化炉1023m而言，在图29所示的气化炉1023l的基础上，减小了供炉温控制部102q设置的区域。
热源102q1在燃料气体g的流动方向v上设置于炉102b的侧面102b2的上游侧的一部分(在本例中为一半)。热电偶102h在炉102b内对与热源102q1对应的区域的温度进行检测。
根据第十三实施方式，能够与对原料f的氧化的促进相应地降低氧化区域α的氧化气氛温度，由此，能够可靠地将氧化区域α控制为规定温度或者控制于规定温度范围内。此外，可以在炉102b内与氧化区域α相邻地在燃料气体g的流动方向v的下游侧设置低温区域β。
本发明并不限定于以上说明的实施方式，可以以其他各种形式来实施。因此，上述实施方式在所有方面都不过是简单的示例而已，不应对其进行限定性的解释。本发明的范围由权利要求书来表示，并不受到说明书正文的任何约束。并且，属于与权利要求书的等同范围的变形、变更全部都处于本发明的范围内。
本申请主张基于2016年1月15日在日本申请的特愿2016-006511号、特愿2016-006512号、特愿2016-006513号、特愿2016-006514号以及特愿2016-006515号的优先权。通过在此处进行记载而将它们的全部内容都并入本申请。
产业上的利用可能性
本发明涉及对原料进行氧化而生成气体产物的气化炉以及气化炉的运转方法，特别是能够应用于如下用途：当生成气体产物时，同时兼顾对焦油的产生和结晶性硅土的生成这两者进行抑制。
附图标记的说明
100…气化装置；101…贮存料斗；102…气化炉；1021a～g…气化炉；1022a～d…气化炉；1023a～m…气化炉；102a…原料导入部；102a1…原料导入输送机；102a2…原料导入进料器；102ah…开口；102b…炉；102b1…顶面；102b2…侧面；102b3…底面；102b4…盛接盘部；102b5…上游侧端面；102b6…下游侧端面；102c…预热部；102c1…气体供给部；102c2…储气罐；102d…氧化剂导入部；102dh…开口；102e…燃料气体流出部；102eh…流出口；102f…排出部；102f1…灰排出输送机；102g…控制装置；102g1…处理部；102g2…存储部；102h…热电偶；102i…吸热反应剂导入部；102j…热容量剂导入部；102k…炭层温度控制部；102k1…热交换部；102k2…供给部；102k3…排出部；102k4…热电偶；102l…分隔装置；102l1…分隔部；102l2…工作部；102la…通过孔；102m…氧化剂接触时间控制部；102n…炭堆积时间控制部；102o…氧化剂导入量控制部；102p…调整控制部；102p1…第一调整部；102p2…第二调整部；102q…炉温控制部；102q1…热源；102q2…驱动部；102r…氧化剂温度控制部；102s…氧化剂浓度控制部；102t…氧化剂温度切换控制部；102u…氧化剂浓度切换控制部；103…袋式过滤器；104…气体冷却器；105…洗涤器；106…循环水槽；107…冷却塔；108…气体过滤器；109…引导鼓风机；110…前处理单元；111…燃气发动机；112…水封槽；113…剩余气体燃烧装置；113a…剩余气体燃烧部；a～e…设定值；f…原料；g…燃料气体；h…氧化剂；ha…氧化剂；hb…氧化剂；kc…含量浓度；m…吸热反应剂；n…热容量剂；r…炭；s…灰；t…氧化气氛温度；tc…结晶性硅土生成温度；v…流动方向；w…热交换介质；x…轴线；a～d…常数；g…可燃性气体；t…结晶性硅土生成允许时间；tc…结晶性硅土生成温度达到时间；tmin…焦油产生允许时间；tp…氧化区域通过时间；α…氧化区域；β…低温区域；γ…燃烧气体层；δ…炭层；δa…顶部；δx…设想炭层；δxa…最上部；δxb…最下部；κ…相关函数式；ρ…相关关系。