热解气化系统中的热解附着物产生抑制方法及热解气化系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种将下水污泥或木质生物质等生物质进行气化的热解气化系统中 的热解附着物产生抑制方法及热解气化系统。
【背景技术】
[0002] 人们要求通过热解气化系统将下水污泥或木质生物质等生物质进行气化，并将W 往作为废弃物加W处理的生物质转化为资源进行有效利用。例如，提出有利用热解气化系 统将下水污泥进行气化，同时使其碳化制造碳化物，将该碳化物用作发电用碳化燃料的方 案，并开始投入使用。
[0003] 而且，在利用该下水污泥制造碳化燃料的碳化系统中，已提出有由干燥处理设备、 热解气化系统（热解气化设备）、w及排气处理设备构成的碳化系统（例如参照专利文献 1)。干燥处理设备将下水污泥（脱水污泥）进行干燥处理。热解气化系统使用热解气化炉 在低氧环境中对干燥污泥进行加热/热解使其气化，同时生成碳化物，并且使用燃烧炉在 高溫下对热解气进行清洁燃烧/燃烧除臭处理。排气处理设备会从燃烧排气中回收废热， 或对排气实施脱硫、脱盐、冷却/减湿等处理。
[0004] 此外，此种碳化系统中，还会将利用排气处理设备回收的废热或来自热解气化系 统的燃烧炉的废热送至干燥处理设备或热解气化系统的热解气化炉，将其用作下水污泥的 干燥或碳化的热源。并且，将从干燥处理设备排出的排气送至热解气化系统的燃烧炉，与热 解气一同在高溫下进行清洁燃烧/燃烧除臭处理。 阳0化]此外，热解气化系统还构成为，利用热解气化炉在溫度300~600°C、隔断氧气的 环境下将下水污泥（生物质）进行热解，并利用与该热解气化炉并列设置的固气分离部将 其分离为碳化物和热解气，将分离出的热解气通过热解气管线的配管送至燃烧炉进行燃烧 处理。
[0006] 另一方面，如此构成的热解气化系统中，从热解气化炉送至燃烧炉的热解气中的 焦油等热解成分会通过缩聚实现高分子化，进行气相沉积（凝缩），作为热解附着物附着堆 积在热解气管线的配管的内壁或设置于配管中途的风扇的叶轮等上。另外，热解附着物的 产生量可通过热解气的热解成分浓度与反应时间的一次函数来表示。而且，热解附着物的 附着堆积量因连续运转而增大时，会发生配管闭塞、风扇输出因叶轮平衡的恶化而增大、W 及振动增加等。因此，W往必须定期停止热解气化系统，并在热解气管线的配管内部进行清 扫，去除热解附着物。
[0007] 相对于此，在专利文献1中记载有一种热解附着物去除方法，即当风扇的输出超 过基准值时或者在热解气化系统运行了固定期间后的阶段，通过停止热解气化系统的运 转，使惰性气体与氧的混合气体在设于热解气化炉与燃烧炉之间的热解气管线的配管中流 通，从而使所附着堆积的热解附着物燃烧，将其去除。
[0008] 此外，在停止该热解气化系统的运转后进行的热解附着物去除方法（利用离线除 焦的热解附着物去除方法）中，会使气体溫度500°CW上、氧浓度为5体积百分比W上13体 积百分比W下的混合气体在热解气管线中流通。因此，可通过部分燃烧使热解附着物氧化， 促进其从固体向气体的相变，有效地使热解附着物燃烧，并将其去除。此外，在该热解附着 物去除方法中，通过将向热解气化系统的停止运转后的热解气管线供给的混合气体的氧浓 度设为13体积百分比W下，能够防止热解附着物出现燃烧失控，或者由于因热解附着物的 燃烧而产生的一氧化碳、氨、甲烧等发生爆炸。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 :日本专利特开2011-68859号公报
【发明内容】
阳〇1引要解决的技术问题
[0013] 根据上述专利文献1的热解附着物去除方法，可在5体积百分比W上13体积百分 比W下的低氧浓度、500~650°C的溫度范围内，将设备的连续运转中附着的热解附着物有 效地燃烧去除，与W往相比，能够大幅降低设备的清扫频率，但在去除热解附着物时仍必须 停止设备。
[0014] 尤其是W下水污泥为对象的碳化系统时，即使在设备停止期间中也无法限制下水 污泥的产生，因此会在维持管理方面产生有待改善的课题，例如还必须另行使用设备来存 储在去除热解附着物的期间内产生的污泥等。因此，人们强烈希望一种能够无需停止设备 即可在连续运转中去除热解附着物的方法、W及能够直接抑制热解附着物的产生的方法。
[0015] 本发明提供一种无需停止设备即可在连续运转中抑制热解附着物的产生的热解 气化系统中的热解附着物产生抑制方法W及热解气化系统。
[0016] 技术方案
[0017] 根据本发明的第1实施方式，热解气化系统中的热解附着物产生抑制方法，其利 用热解气化炉将生物质进行热解并使其气化，利用固气分离部将因所述生物质热解而连续 生成的热解气与碳化物进行分离，将含有氧的含氧气体供给至分离后的所述热解气中，并 将所述热解气与所述含氧气体一同通过热解气管线的配管导入至燃烧炉。
[0018] 根据本发明的第2实施方式，热解气化系统具有：热解气化炉，其将生物质进行热 解并使其气化；固气分离部，其将因所述生物质热解而连续生成的热解气与碳化物进行分 离；含氧气体供给机构，其将含有氧的含氧气体供给至分离后的所述热解气中；W及燃烧 炉，其通过热解气管线的配管将所述热解气与所述含氧气体一同导入，并将所述热解气进 行燃烧处理。
[0019] 在本发明的第1和第2实施方式中，如果在热解气化系统的运转中，将含氧气体 供给至利用固气分离部与碳化物分离后的热解气中，则能够因该含氧气体中的氧而形成 1000~1400°C左右的高溫火焰（flame),并且能够利用该火焰使热解气中的焦油等热解成 分进行热解（吸热反应）。因此，能够减少热解气的热解成分浓度，并且可抑制在用来将该 热解气导入至燃烧炉的热解气管线中产生热解附着物。
[0020] 此外，根据本发明的第3实施方式，在所述热解气化系统中的热解附着物产生抑 制方法中，所述含氧气体可W是氧浓度为15体积百分比W上的气体。
[0021]此处，例如干燥处理后的下水污泥中含有15体积百分比左右的水分化2〇)，在木片 等木质生物质中含有20体积百分比左右的水分化2〇)。因此，利用热解气化炉使运些下水 污泥和木质生物质等生物质进行气化时，会生成水分含量为30体积百分比W上的热解气。
[0022] 本发明的第3实施方式中，在热解气化系统的运转期间内，将含氧气体供给至热 解气中。因此，会使上述生物质进行气化，并将含氧气体供给至含有大量水分的热解气中。 因此，可提高会因热解气中的水分而引起爆炸的极限氧浓度，即使供给具有15体积百分比 W上的高氧浓度的含氧气体，也不会发生燃烧失控或爆炸，能够适当地形成火焰，使热解气 中的热解成分进行热解。
[0023] 并且，根据本发明的第4实施方式，在热解气化系统中的热解附着物产生抑制方 法中，可将所述含氧气体供给至所述热解气中，使在所述热解气中混合所述含氧气体后的 混合气体的溫度为500~650°C。
[0024] 本发明的第4实施方式中，例如将含氧气体供给至热解气中时，热解气管线的配 管或风扇等不诱钢制构成构件的耐热溫度为700~800°C左右，相对于此，在热解气中混合 含氧气体后的混合气体的溫度为500~650°C。因此，不会超过热解气管线的构成构件的耐 热溫度，并且能够抑制在热解气管线产生热解附着物。
[00巧]此外，根据本发明的第5实施方式，在所述热解气化系统中的热解附着物产生抑 制方法中，可将所述含氧气体供给至所述热解气中，使所述含氧气体的实际供给量与所述 热解气完全燃烧所需的所述含氧气体的理论供给量的比为0. 1W下。
[0026]本发明的第5实施方式中，即使将含氧气体供给至热解气中时，含氧气体的实际 供给量与热解气完全燃烧所需的含氧气体的理论供给量的比（即与空气比同义）明显较 低，为0. 1W下，也能够形成火焰，切实地减少热解气的热解成分浓度