[发明专利]热分解附着物去除方法及热分解气化系统

说明书

技术领域

本发明涉及在下水污泥、木质生物质等的生物质的热分解气化系统中去除附着在配管内部等上的热分解生成物的方法。

背景技术

在图1例示的生物质热分解气化系统10中，在热分解气化炉11内，在温度300～600℃、阻断氧的气氛下使生物质热分解。在热分解气化炉11内产生的热分解气体经由配管12被输送至燃烧炉13，在燃烧炉13内燃烧。

使上述生物质热分解气化系统运转时，在配管内壁及设置在配管中途的鼓风机14的叶轮等上凝结热分解气体并附着或堆积尘埃部分。附着物及堆积物(以下称附着物)的量增加后，因配管闭塞及叶轮平衡恶化，故而产生鼓风机的输出增大而振动增加等连续运转故障。因此，需要定期地使热分解气化系统停止，清扫配管内部并去除附着物。

在石油精炼工业及石油化学工业等中，公知有一种称为脱焦的热分解附着物去除方法。脱焦是一种如下所述的方法：使高温的蒸气及不活泼气体在配管内流通，并赋予配管内壁的附着物热冲击，由此使附着物产生散裂(收缩断裂)而从配管脱落，使已脱落的附着物通过流体(气体)排出，并且利用混入少量空气的气体来使残留附着物燃烧而分解。

在专利文献1中记载有在600℃以上的燃烧分解中因无法避免管材质的劣化，而需要严格的运转管理。另外记载有附着物量多时实施散裂时，剥离的焦碳堵塞管的问题。为了防止这些情况的发生，在专利文献1中公开的技术是将因附着在管内的原油等产生的焦炭在空气和水蒸气或不活泼气体的混合气氛下，在温度350℃～500℃、氧浓度3体积％～21体积％的条件下实施脱焦。

专利文献1：日本特许第2973347号公报(权利项1、段落[0013]～[0018]、[0020])

在生物质热分解气化系统中，虽然认为气体造成的散裂对在表层部所形成的比较软质的生物质热分解附着物的去除具有某种程度的效果，但需要将气体的管内流速及压力维持得较高。这在生物质热分解气化系统等的生物质能量变换设备中从最重要的寿命周期成本降低的观点来看并不理想。另外，在生物质原料中与石油原料相比附着物较多，因此，在高温下使生物质热分解附着物燃烧分解时，易产生局部的发热和失控的燃烧。

另外，在来源于石油的热分解附着物(焦炭)和来源于生物质的热分解附着物中，因成分完全不同，所以附着物的性状及热分解机构不同。在专利文献1中，为了防止起因于焦炭的热变性硬化收缩的剥离，在500℃以下实施燃烧分解。但是，在专利文献1的条件下，即使进行生物质热分解气化系统的热分解附着物的去除，由于附着物去除效果差，因此也会产生去除时需要长时间这类的问题。即，在专利文献1的条件下，去除生物质热分解附着物需要长时间停止设备，实用性差。

发明内容

本发明提供一种在生物质的热分解气化系统中，能够有效地去除附着在配管内壁等上的热分解生成物的方法及热分解气化系统。

为了解决上述问题，本发明提供一种热分解附着物去除方法，在下水污泥、木质生物质等生物质的热分解气化系统中，使氧浓度为5体积％以上且13体积％以下的不活泼气体及氧的混合气体向设置于热分解气化炉和燃烧炉之间的配管流通，在气体温度为500℃以上的条件下，使附着在所述配管的内壁上的热分解附着物燃烧而去除。

另外，本方面提供一种热分解气化系统，是下水污泥、木质生物质等生物质的热分解气化系统，其中，具备：热分解气化炉；设置在该热分解气化炉下游侧的燃烧炉；设置在所述热分解气化炉和所述燃烧炉之间的配管，还具备：氧化剂供给口，与所述配管连接，用于向所述配管供给作为不活泼气体和氧的混合气体的氧化剂；氧化剂调整部，用于将所述氧化剂的氧浓度调整为5体积％以上13体积％以下；用于对所述配管的内壁进行加热的加热部；对在所述配管的内侧流通的气体的温度进行计测的气体温度检测部；及用于控制所述气体温度的气体温度控制部。

对于附着在生物质热分解气化系统的配管及设置在配管中途的鼓风机上的附着物，在300～600℃被气化的成分是主体。热分解气体到达配管及鼓风机时，由于设备起动时相对于气体温度配管内壁的温度较低，所以气体成分凝结而附着在配管内壁上。热分解附着物的堆积层变厚时，堆积层成为隔热层，所以随着附着物的成长，高沸点成分主要被堆积。即，堆积层的表面侧主要是高沸点成分。在本发明中，通过形成气体温度为500℃以上的条件，能够有效地燃烧分解去除堆积层表面侧的高沸点成分，所以促进向堆积层下层的分解反应。在生物质热分解附着物的情况中，不产生在上述温度范围内的热变性硬化收缩，没有附着物大量剥离并闭塞配管的危险。