特許 7598723 ガス化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-04

(45)【発行日】2024-12-12

(54)【発明の名称】ガス化装置

(51)【国際特許分類】

   C10J 3/72 20060101AFI20241205BHJP

   C10J 3/00 20060101ALI20241205BHJP

   F23G 5/027 20060101ALI20241205BHJP

   F27B 7/04 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

C10J3/72 J

C10J3/00 J

F23G5/027 Z

F27B7/04

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020151482

(22)【出願日】2020-09-09

(65)【公開番号】P2021042380

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-12-13

(31)【優先権主張番号】P 2019163618

(32)【優先日】2019-09-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005119

【氏名又は名称】カナデビア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110847

【弁理士】

【氏名又は名称】松阪 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100136526

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100136755

【弁理士】

【氏名又は名称】井田 正道

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼野 枝里子

(72)【発明者】

【氏名】平間 道郎

【審査官】岡田 三恵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０２１０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２０９５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５３－０３１７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３０３７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１６９３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１１１０１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５８６００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１０Ｊ ３／７２

Ｃ１０Ｊ ３／００

Ｆ２３Ｇ ５／０２７

Ｆ２７Ｂ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理物をガス化するガス化装置であって、
横方向を向く中心軸を中心とする筒状であり、前記中心軸に平行な軸方向における一方側の端部に供給口が設けられ、他方側の端部に排出口が設けられ、前記中心軸を中心として回転する回転筒状部と、
前記回転筒状部の内部において前記供給口側に設けられ、前記供給口から供給される被処理物の加熱により、熱分解ガスおよびチャーを生成する熱分解部と、
前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記排出口との間に設けられ、前記熱分解部から送られる前記熱分解ガスおよび前記チャーを、水蒸気または改質触媒により改質することにより、改質ガスを生成する改質部と、
前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記改質部との間に設けられ、前記熱分解部と前記改質部との間における前記チャーの移動を制限する中間制限部と、
を備え、
前記中間制限部が、前記回転筒状部の内周面から突出する環状部材であることを特徴とするガス化装置。

【請求項2】

請求項１に記載のガス化装置であって、
前記改質部が、前記チャーを前記軸方向に送るガイド部を備え、
前記ガイド部が、
前記回転筒状部の回転に伴って、前記チャーを前記供給口側に向かって送る第１ガイド構造と、
前記回転筒状部の回転に伴って、前記チャーを前記排出口側に向かって送る第２ガイド構造と、
を備えることを特徴とするガス化装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のガス化装置であって、
前記排出口の近傍において前記回転筒状部の内周面から突出する排出側環状部をさらに備え、
前記回転筒状部の下端部において、前記排出側環状部が形成する堰の上端の上下方向における位置が、前記中間制限部が形成する堰の上端の位置以下であることを特徴とするガス化装置。

【請求項4】

請求項１ないし３のいずれか１つに記載のガス化装置であって、
前記供給口の近傍において前記回転筒状部の内周面から突出する供給側環状部をさらに備え、
前記回転筒状部の下端部において、前記中間制限部が形成する堰の上端の上下方向における位置が、前記供給側環状部が形成する堰の上端の位置以下であることを特徴とするガス化装置。

【請求項5】

被処理物をガス化するガス化装置であって、
横方向を向く中心軸を中心とする筒状であり、前記中心軸に平行な軸方向における一方側の端部に供給口が設けられ、他方側の端部に排出口が設けられ、前記中心軸を中心として回転する回転筒状部と、
前記回転筒状部の内部において前記供給口側に設けられ、前記供給口から供給される被処理物の加熱により、熱分解ガスおよびチャーを生成する熱分解部と、
前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記排出口との間に設けられ、前記熱分解部から送られる前記熱分解ガスおよび前記チャーを、水蒸気または改質触媒により改質することにより、改質ガスを生成する改質部と、
前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記改質部との間に設けられ、前記熱分解部と前記改質部との間における前記チャーの移動を制限する中間制限部と、
を備え、
前記中間制限部が、前記回転筒状部の内周面から突出するとともに、前記内周面上において周方向に部分的に設けられる部材であることを特徴とするガス化装置。

【請求項6】

被処理物をガス化するガス化装置であって、
横方向を向く中心軸を中心とする筒状であり、前記中心軸に平行な軸方向における一方側の端部に供給口が設けられ、他方側の端部に排出口が設けられ、前記中心軸を中心として回転する回転筒状部と、
前記回転筒状部の内部において前記供給口側に設けられ、前記供給口から供給される被処理物の加熱により、熱分解ガスおよびチャーを生成する熱分解部と、
前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記排出口との間に設けられ、前記熱分解部から送られる前記熱分解ガスおよび前記チャーを、水蒸気または改質触媒により改質することにより、改質ガスを生成する改質部と、
前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記改質部との間に設けられ、前記熱分解部と前記改質部との間における前記チャーの移動を制限する中間制限部と、
を備え、
前記熱分解部が、前記回転筒状部の所定の回転角度範囲において前記チャーを前記改質部側に向かって送るガイド部を備え、
前記中間制限部が、前記ガイド部により送られる前記チャーに衝突するように、前記回転筒状部の内周面から突出するとともに、前記内周面上において周方向に部分的に設けられる部材であることを特徴とするガス化装置。

【請求項7】

請求項１ないし６のいずれか１つに記載のガス化装置であって、
前記中間制限部の前記熱分解部側において前記中間制限部に接触または近接して設けられ、前記回転筒状部の回転に伴って、前記チャーを掻き上げるリフト部をさらに備えることを特徴とするガス化装置。

【請求項8】

被処理物をガス化するガス化装置であって、
横方向を向く中心軸を中心とする筒状であり、前記中心軸に平行な軸方向における一方側の端部に供給口が設けられ、他方側の端部に排出口が設けられ、前記中心軸を中心として回転する回転筒状部と、
前記回転筒状部の内部において前記供給口側に設けられ、前記供給口から供給される被処理物の加熱により、熱分解ガスおよびチャーを生成する熱分解部と、
前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記排出口との間に設けられ、前記熱分解部から送られる前記熱分解ガスおよび前記チャーを、水蒸気または改質触媒により改質することにより、改質ガスを生成する改質部と、
前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記改質部との間に設けられ、前記熱分解部と前記改質部との間における前記チャーの移動を制限する中間制限部と、
を備え、
前記熱分解部および前記改質部の少なくとも一方が、
前記チャーを前記軸方向に送るガイド部と、
移動制限部と、
を備え、
前記少なくとも一方が設けられる前記軸方向の範囲において、前記回転筒状部の外周面に対して、前記供給口側から前記排出口側に向かって温度が漸次高くなる加熱が行われており、
前記ガイド部が、
前記回転筒状部の回転に伴って、前記チャーを前記供給口側に向かって送る第１ガイド構造と、
前記回転筒状部の回転に伴って、前記チャーを前記排出口側に向かって送る第２ガイド構造と、
を備え、
前記移動制限部により、前記チャーの前記供給口側への移動、および、前記排出口側への移動が制限されることを特徴とするガス化装置。

【請求項9】

被処理物をガス化するガス化装置であって、
横方向を向く中心軸を中心とする筒状であり、前記中心軸に平行な軸方向における一方側の端部に供給口が設けられ、他方側の端部に排出口が設けられ、前記中心軸を中心として回転する回転筒状部と、
前記回転筒状部の内部において前記供給口側に設けられ、前記供給口から供給される被処理物の加熱により、熱分解ガスおよびチャーを生成する熱分解部と、
前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記排出口との間に設けられ、前記熱分解部から送られる前記熱分解ガスおよび前記チャーを、水蒸気または改質触媒により改質することにより、改質ガスを生成する改質部と、
前記軸方向における少なくとも所定の範囲において、前記回転筒状部の外周面に対して、前記供給口側から前記排出口側に向かって温度が漸次高くなる加熱が行われており、前記チャーを、前記回転筒状部の回転に伴って、前記軸方向における前記所定の範囲にて前記供給口側に向かって送る第１ガイド構造と、
前記回転筒状部の回転に伴って、前記チャーを前記軸方向における前記所定の範囲にて前記排出口側に向かって送る第２ガイド構造と、
前記軸方向における前記所定の範囲内に設けられ、前記チャーの前記供給口側への移動、および、前記排出口側への移動を制限する移動制限部と、
を備え、
前記移動制限部が、前記回転筒状部の内周面から突出する部材であることを特徴とするガス化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガス化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、中心軸を中心として回転する回転筒状部（ロータリーキルン）の内部において、バイオマス等の被処理物を加熱することにより、熱分解ガスおよびチャーを生成するガス化装置が用いられている。また、当該回転筒状部の内部において、さらに水蒸気改質を行う手法も知られている（例えば、特許文献１参照）。このような装置では、改質用の装置を個別に製造する場合に比べて、装置の製造コストの削減、および、エネルギー効率の向上を図ることが可能である。

【0003】

なお、特許文献２では、乾燥ゾーンと熱分解ゾーンとを設けた外熱キルン炉において、熱分解ゾーンの入口側端部の近傍位置の内面に、堰を取り付ける手法が開示されている。当該キルン炉では、乾燥ゾーンでの廃棄物の滞留時間を堰の高さで調整することが可能である。また、特許文献３では、傾斜させた回転円筒体の上方より粉体を注入し、その下方より粉体を取り出す移動床装置において、円筒体内に複数の仕切り板が設けられ、各仕切り板の一端に円弧状の切り欠きが形成される。複数の仕切り板において、切り欠きの位置が交互に互い違いに配置されることにより、粉体の滞留時間が増加し、気体のショートパスが減少される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４５４７２４４号公報

【文献】特開２００８－２４９２１２号公報

【文献】特開平８－８０４３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、回転筒状部の内部において、熱分解ガスおよびチャーを生成し、さらに水蒸気改質を行って改質ガスを生成するガス化装置では、改質ガスの生成量を増大することが求められる（改質触媒を用いる場合も同様）。改質ガスの生成量を増大するには、被処理物のガス化率を向上する必要がある。また、ガス化装置では、エネルギー効率を向上することも常に求められている。

【0006】

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、被処理物のガス化率、または、ガス化装置におけるエネルギー効率を向上することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載の発明は、被処理物をガス化するガス化装置であって、横方向を向く中心軸を中心とする筒状であり、前記中心軸に平行な軸方向における一方側の端部に供給口が設けられ、他方側の端部に排出口が設けられ、前記中心軸を中心として回転する回転筒状部と、前記回転筒状部の内部において前記供給口側に設けられ、前記供給口から供給される被処理物の加熱により、熱分解ガスおよびチャーを生成する熱分解部と、前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記排出口との間に設けられ、前記熱分解部から送られる前記熱分解ガスおよび前記チャーを、水蒸気または改質触媒により改質することにより、改質ガスを生成する改質部と、前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記改質部との間に設けられ、前記熱分解部と前記改質部との間における前記チャーの移動を制限する中間制限部とを備え、前記中間制限部が、前記回転筒状部の内周面から突出する環状部材である。

【0008】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のガス化装置であって、前記改質部が、前記チャーを前記軸方向に送るガイド部を備え、前記ガイド部が、前記回転筒状部の回転に伴って、前記チャーを前記供給口側に向かって送る第１ガイド構造と、前記回転筒状部の回転に伴って、前記チャーを前記排出口側に向かって送る第２ガイド構造とを備える。

【0009】

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のガス化装置であって、前記排出口の近傍において前記回転筒状部の内周面から突出する排出側環状部をさらに備え、前記回転筒状部の下端部において、前記排出側環状部が形成する堰の上端の上下方向における位置が、前記中間制限部が形成する堰の上端の位置以下である。

【0010】

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のガス化装置であって、前記供給口の近傍において前記回転筒状部の内周面から突出する供給側環状部をさらに備え、前記回転筒状部の下端部において、前記中間制限部が形成する堰の上端の上下方向における位置が、前記供給側環状部が形成する堰の上端の位置以下である。

【0011】

請求項５に記載の発明は、被処理物をガス化するガス化装置であって、横方向を向く中心軸を中心とする筒状であり、前記中心軸に平行な軸方向における一方側の端部に供給口が設けられ、他方側の端部に排出口が設けられ、前記中心軸を中心として回転する回転筒状部と、前記回転筒状部の内部において前記供給口側に設けられ、前記供給口から供給される被処理物の加熱により、熱分解ガスおよびチャーを生成する熱分解部と、前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記排出口との間に設けられ、前記熱分解部から送られる前記熱分解ガスおよび前記チャーを、水蒸気または改質触媒により改質することにより、改質ガスを生成する改質部と、前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記改質部との間に設けられ、前記熱分解部と前記改質部との間における前記チャーの移動を制限する中間制限部とを備え、前記中間制限部が、前記回転筒状部の内周面から突出するとともに、前記内周面上において周方向に部分的に設けられる部材である。

【0012】

請求項６に記載の発明は、被処理物をガス化するガス化装置であって、横方向を向く中心軸を中心とする筒状であり、前記中心軸に平行な軸方向における一方側の端部に供給口が設けられ、他方側の端部に排出口が設けられ、前記中心軸を中心として回転する回転筒状部と、前記回転筒状部の内部において前記供給口側に設けられ、前記供給口から供給される被処理物の加熱により、熱分解ガスおよびチャーを生成する熱分解部と、前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記排出口との間に設けられ、前記熱分解部から送られる前記熱分解ガスおよび前記チャーを、水蒸気または改質触媒により改質することにより、改質ガスを生成する改質部と、前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記改質部との間に設けられ、前記熱分解部と前記改質部との間における前記チャーの移動を制限する中間制限部とを備え、前記熱分解部が、前記回転筒状部の所定の回転角度範囲において前記チャーを前記改質部側に向かって送るガイド部を備え、前記中間制限部が、前記ガイド部により送られる前記チャーに衝突するように、前記回転筒状部の内周面から突出するとともに、前記内周面上において周方向に部分的に設けられる部材である。

【0013】

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１つに記載のガス化装置であって、前記中間制限部の前記熱分解部側において前記中間制限部に接触または近接して設けられ、前記回転筒状部の回転に伴って、前記チャーを掻き上げるリフト部をさらに備える。

【0014】

請求項８に記載の発明は、被処理物をガス化するガス化装置であって、横方向を向く中心軸を中心とする筒状であり、前記中心軸に平行な軸方向における一方側の端部に供給口が設けられ、他方側の端部に排出口が設けられ、前記中心軸を中心として回転する回転筒状部と、前記回転筒状部の内部において前記供給口側に設けられ、前記供給口から供給される被処理物の加熱により、熱分解ガスおよびチャーを生成する熱分解部と、前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記排出口との間に設けられ、前記熱分解部から送られる前記熱分解ガスおよび前記チャーを、水蒸気または改質触媒により改質することにより、改質ガスを生成する改質部と、前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記改質部との間に設けられ、前記熱分解部と前記改質部との間における前記チャーの移動を制限する中間制限部とを備え、前記熱分解部および前記改質部の少なくとも一方が、前記チャーを前記軸方向に送るガイド部と、移動制限部とを備え、前記少なくとも一方が設けられる前記軸方向の範囲において、前記回転筒状部の外周面に対して、前記供給口側から前記排出口側に向かって温度が漸次高くなる加熱が行われており、前記ガイド部が、前記回転筒状部の回転に伴って、前記チャーを前記供給口側に向かって送る第１ガイド構造と、前記回転筒状部の回転に伴って、前記チャーを前記排出口側に向かって送る第２ガイド構造とを備え、前記移動制限部により、前記チャーの前記供給口側への移動、および、前記排出口側への移動が制限される。

【0015】

請求項９に記載の発明は、被処理物をガス化するガス化装置であって、横方向を向く中心軸を中心とする筒状であり、前記中心軸に平行な軸方向における一方側の端部に供給口が設けられ、他方側の端部に排出口が設けられ、前記中心軸を中心として回転する回転筒状部と、前記回転筒状部の内部において前記供給口側に設けられ、前記供給口から供給される被処理物の加熱により、熱分解ガスおよびチャーを生成する熱分解部と、前記回転筒状部の内部において前記熱分解部と前記排出口との間に設けられ、前記熱分解部から送られる前記熱分解ガスおよび前記チャーを、水蒸気または改質触媒により改質することにより、改質ガスを生成する改質部と、前記軸方向における少なくとも所定の範囲において、前記回転筒状部の外周面に対して、前記供給口側から前記排出口側に向かって温度が漸次高くなる加熱が行われており、前記チャーを、前記回転筒状部の回転に伴って、前記軸方向における前記所定の範囲にて前記供給口側に向かって送る第１ガイド構造と、前記回転筒状部の回転に伴って、前記チャーを前記軸方向における前記所定の範囲にて前記排出口側に向かって送る第２ガイド構造と、前記軸方向における前記所定の範囲内に設けられ、前記チャーの前記供給口側への移動、および、前記排出口側への移動を制限する移動制限部とを備え、前記移動制限部が、前記回転筒状部の内周面から突出する部材である。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、被処理物のガス化率、または、ガス化装置におけるエネルギー効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】ガス化装置の構成を示す図である。

【図2】中間制限部を示す図である。

【図3】ガス化装置の他の例を示す図である。

【図4】中間制限部を示す図である。

【図5】中間制限部の他の例を示す図である。

【図6】ガス化装置の他の例を示す図である。

【図7】中間制限部およびリフト部を示す図である。

【図8】リフト部の他の例を示す図である。

【図9】ガス化装置の他の例を示す図である。

【図10】ガス化装置の他の例を示す図である。

【図11】ガス化装置の他の例を示す図である。

【図12】回転筒状部の内周面を示す展開図である。

【図13】ガス化装置の他の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、本発明の一の実施の形態に係るガス化装置１の構成を示す図である。図１では、後述の中心軸Ｊ１を含む面におけるガス化装置１の断面を示している。ガス化装置１は、外熱式ロータリーキルン（間接加熱式ロータリーキルン）であり、バイオマス等の被処理物をガス化して、燃料ガスである改質ガスを生成する装置である。改質ガスは、例えば、ガスエンジン等での発電に利用される。被処理物は、例えば、一般廃棄物、産業廃棄物、下水汚泥、木質バイオマス等である。

【0019】

ガス化装置１は、回転筒状部２１と、外筒部２６と、被処理物供給部３１と、ガス導入部３２と、熱分解部４と、改質部５と、中間制限部２５と、制御部（図示省略）とを備える。制御部は、例えば、ＣＰＵ等を備えるコンピュータであり、ガス化装置１の全体制御を担う。回転筒状部２１は、中心軸Ｊ１を中心とする筒状であり、例えば金属または合金等により形成される（回転筒状部２１内に設けられる他の構成において同様）。典型的には、中心軸Ｊ１に垂直な回転筒状部２１の断面形状は、円形である。当該断面形状は、ほぼ円形と捉えられる場合には、多角形等であってもよい。図１の例では、回転筒状部２１の中心軸Ｊ１は水平または略水平である。ガス化装置１の設計によっては、中心軸Ｊ１が水平方向に対して傾斜してもよい。

【0020】

回転筒状部２１において、中心軸Ｊ１に平行な方向（以下、「軸方向」という。）における一方側の端部開口は供給口２１１であり、他方側の端部開口は排出口２１２である。後述するように、回転筒状部２１の内部では、供給口２１１から排出口２１２に向かって熱分解部４、中間制限部２５および改質部５が順に設けられる。回転筒状部２１の内部において供給口２１１の近傍には、供給側環状部２３が設けられる。供給側環状部２３は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向の全周に亘って回転筒状部２１の内周面から突出する環状部材である。回転筒状部２１の内周面からの供給側環状部２３の高さ（回転筒状部２１の内周面に垂直な方向における供給側環状部２３の内周面の高さ）は、全周に亘ってほぼ一定である。

【0021】

回転筒状部２１の内部において排出口２１２の近傍には、排出側環状部２４が設けられる。排出側環状部２４は、周方向の全周に亘って回転筒状部２１の内周面から突出する環状部材である。回転筒状部２１の内周面からの排出側環状部２４の高さ（回転筒状部２１の内周面に垂直な方向における排出側環状部２４の内周面の高さ）は、排出口２１２に近づくに従って漸次小さくなる。すなわち、排出側環状部２４の内周面は、排出口２１２に近づくに従って直径が大きくなる円錐台面である。後述するチャーは、排出側環状部２４の内周面により排出口２１２へと案内される。軸方向の各位置では、排出側環状部２４の高さは全周に亘ってほぼ一定である。

【0022】

回転筒状部２１の供給口２１１側の端部には、フランジ部２１３が設けられる。フランジ部２１３は、中心軸Ｊ１を中心とする円環状の板部材である。フランジ部２１３の下方には、一対のローラ２２１が設けられる。一対のローラ２２１は、図１の紙面に垂直な方向に離間する。フランジ部２１３は、一対のローラ２２１により回転可能に支持される。

【0023】

また、回転筒状部２１の外周面において、排出口２１２側の端部近傍には、フランジ部２１４が設けられる。フランジ部２１３と同様に、フランジ部２１４も、中心軸Ｊ１を中心とする円環状の板部材であり、一対のローラ２２２により回転可能に支持される。ガス化装置１では、モータおよび減速機を有する回転機構２２がローラ２２１に接続されており、回転機構２２がローラ２２１を回転することにより、回転筒状部２１が中心軸Ｊ１を中心として連続的に回転する。回転筒状部２１の回転速度は、例えば一定である。回転筒状部２１を回転する構造は適宜変更されてよい。

【0024】

外筒部２６は、中心軸Ｊ１を中心とする筒状であり、例えば金属または合金等により形成される。外筒部２６は、２個のフランジ部２１３，２１４の間において回転筒状部２１の周囲を囲み、回転筒状部２１の外周面との間に筒状空間２６０を形成する。中心軸Ｊ１を中心とする径方向における、回転筒状部２１と外筒部２６との間の幅、すなわち筒状空間２６０の幅は、全長に亘ってほぼ一定である。軸方向における外筒部２６の両端部には、環状壁２６１，２６２が設けられる。各環状壁２６１，２６２は、中心軸Ｊ１を中心とする円環状の部材であり、外筒部２６から回転筒状部２１に向かって突出する。環状壁２６１，２６２における回転筒状部２１側の端面は、例えば摺動部材を介して回転筒状部２１の外周面と接する。これにより、環状壁２６１，２６２と回転筒状部２１との間に、シール構造が形成される。外筒部２６は、回転しない固定体である。

【0025】

外筒部２６には、流出口２６３および流入口２６４が形成される。流出口２６３は、供給口２１１側の環状壁２６１の近傍に設けられ、筒状空間２６０に接続する。流入口２６４は、排出口２１２側の環状壁２６２の近傍に設けられ、筒状空間２６０に接続する。流入口２６４には、所定の熱源流体が供給される。流入口２６４における熱源流体の温度は、例えば９００～１１００℃である。熱源流体は、筒状空間２６０を流れて、流出口２６３から排出される。筒状空間２６０を流れる熱源流体により回転筒状部２１の外周面が加熱される。なお、ガス化装置１の設計によっては、環状壁２６１，２６２の間に、もう１つの環状壁が設けられ、軸方向において筒状空間２６０が２つの空間に分割されてもよい。この場合、各空間に流入口および流出口が設けられ、熱源流体が当該空間を流れる。例えば、一方の空間は、熱分解部４に対向し、他方の空間は、改質部５に対向する。これにより、熱分解部４および改質部５を個別に加熱することが可能となる。筒状空間２６０は、３以上の空間に分割されてもよい。

【0026】

被処理物供給部３１は、ホッパ３１１と、スクリューフィーダ３１２とを備える。ホッパ３１１には、被処理物が貯留される。スクリューフィーダ３１２は、回転機構３１３と、スクリュー３１４とを備える。スクリュー３１４は、ホッパ３１１の内部から回転筒状部２１の供給口２１１まで中心軸Ｊ１に沿って延びる。回転機構３１３は、モータおよび減速機を有し、スクリュー３１４を回転する。これにより、ホッパ３１１内の被処理物が供給口２１１から回転筒状部２１の内部に供給される。被処理物供給部３１による回転筒状部２１内への被処理物の供給は、連続的であっても、断続的であってもよい。スクリュー３１４のスクリュー軸３１５は中空である。スクリュー軸３１５の中空部には、後述の導入管３２１が設けられる。導入管３２１は、中心軸Ｊ１に沿って延びる。

【0027】

熱分解部４は、回転筒状部２１の内部において供給口２１１側に設けられる。熱分解部４は、仕切板４１と、ガイド部４２とを備える。仕切板４１は、中心軸Ｊ１に平行な板部材であり、中心軸Ｊ１上に配置される。中心軸Ｊ１に垂直な方向における仕切板４１の両端部は、回転筒状部２１の内周面に固定される。中心軸Ｊ１に沿って見た場合における回転筒状部２１の内部空間は、仕切板４１により二等分される。仕切板４１の板厚（主面間の厚さ）は、比較的大きく、中心軸Ｊ１上に貫通孔４１１が設けられる。貫通孔４１１内には、既述の導入管３２１が挿入される。

【0028】

ガイド部４２は、複数の線状突起４２１を備える。一部の線状突起４２１は、仕切板４１の一方の主面から突出し、残りの線状突起４２１は、仕切板４１の他方の主面から突出する。仕切板４１の各主面に設けられる線状突起４２１は、互いに平行である。図１の例では、全ての線状突起４２１が、軸方向に対して傾斜した同一方向に延びる。図１では、実線で示す仕切板４１を中心軸Ｊ１を中心として１８０度回転させた場合に、手前側に配置される線状突起４２１を二点鎖線で示している。二点鎖線の線状突起４２１の傾斜方向は、実線の線状突起４２１の傾斜方向と逆向き（中心軸Ｊ１に対して反転した方向）となる。

【0029】

仕切板４１は、回転筒状部２１の回転に伴って、中心軸Ｊ１を中心として回転する。仕切板４１の回転において、仕切板４１の一方の主面の向きが上方から下方に切り替わる際に、当該主面上の被処理物（後述のチャーを含む。）が線状突起４２１により供給口２１１側へと送られる。当該被処理物は、回転筒状部２１の下端部（軸方向に垂直な断面における下端の部位）において供給側環状部２３と衝突し、仕切板４１の近傍に留まる。仕切板４１の当該主面上の線状突起４２１は、被処理物を供給口２１１側に向かって送る第１ガイド構造である。また、仕切板４１の他方の主面の向きが上方から下方に切り替わる際に、当該主面上の被処理物が線状突起４２１により供給口２１１とは反対側（排出口２１２側）へと送られる。当該被処理物は、後述の中間制限部２５と衝突することにより、仕切板４１の近傍に留まりやすくなる。仕切板４１の当該主面上の線状突起４２１は、被処理物を排出口２１２側に向かって送る第２ガイド構造である。以上のように、ガイド部４２では、回転筒状部２１の一の回転角度範囲において被処理物が供給口２１１側に向かって送られ、回転筒状部２１の他の回転角度範囲において被処理物が供給口２１１とは反対側に向かって送られる。その結果、軸方向における仕切板４１の両端部近傍の間で被処理物が往復（循環）しつつ、熱分解部４において被処理物が滞留する。

【0030】

既述のように、筒状空間２６０を流れる熱源流体により回転筒状部２１は加熱されている。熱分解部４では、被処理物を、例えば４００℃以上の温度（好ましくは、７００℃以下）で加熱することにより、熱分解が発生し、熱分解ガスおよびチャーが生成される。図示省略の誘引ファン等により排出口２１２は減圧されており、熱分解ガスは、排出口２１２に向かって流れる。熱分解ガスは、タールの蒸気（常温で液体となる。）および粉体のチャー等を含んでもよい。熱分解ガスに含まれないチャー（例えば、上記粉体のチャーよりも大きいチャー）は、熱分解部４にて滞留する。被処理物供給部３１から被処理物が供給されることにより、熱分解部４にて滞留するチャーの一部は、後述の中間制限部２５を超えて改質部５側（排出口２１２側）へと押し出される。以下の説明では、単に「チャー」という場合は、熱分解ガスに含まれないチャーを意味するものとする。なお、被処理物に不燃物が含まれる場合には、当該不燃物もチャーと共に移動する。

【0031】

図２は、熱分解部４側から中心軸Ｊ１に沿って見た場合における中間制限部２５を示す図である。既述のように、中間制限部２５は、回転筒状部２１の内部において熱分解部４と改質部５との間に設けられる。中間制限部２５は、環状部材であり、例えば金属またはセラミックにより形成される。中間制限部２５の外周縁は、全周に亘って回転筒状部２１の内周面に固定される。中間制限部２５は、周方向の全周に亘って回転筒状部２１の内周面から突出する。回転筒状部２１の内周面からの中間制限部２５の高さ（回転筒状部２１の内周面に垂直な方向における中間制限部２５の内周面の高さ）は、全周に亘ってほぼ一定である。図１の例では、中間制限部２５の高さは、供給側環状部２３の高さ以下であり、排出側環状部２４の高さ以上である。

【0032】

軸方向における中間制限部２５の位置では、回転筒状部２１の内部における熱分解ガスおよびチャーの経路が、中間制限部２５の内側の円形領域に制限される。換言すると、回転筒状部２１の下端部において中間制限部２５が堰となることにより、熱分解部４から改質部５へのチャーの移動が制限される。既述のように、回転筒状部２１の中心軸Ｊ１は水平であっても、傾斜してもよく、いずれの場合であっても、回転筒状部２１の下端部において、中間制限部２５が形成する堰の上端の上下方向における位置が、供給側環状部２３が形成する堰の上端の位置以下であることが好ましい。さらに好ましくは、回転筒状部２１の下端部において、中間制限部２５が形成する堰の上端の上下方向における位置が、供給側環状部２３が形成する堰の上端の位置未満である。これにより、熱分解部４において過度な量のチャーが滞留して、被処理物供給部３１による被処理物の供給が阻害されることが抑制される。

【0033】

既述のように、改質部５は、回転筒状部２１の内部において中間制限部２５と排出口２１２との間に設けられる。改質部５は、例えば熱分解部４と同様の構造を有し、仕切板５１と、ガイド部５２とを備える。ガイド部５２は、複数の線状突起５２１を備える。一部の線状突起５２１は、仕切板５１の一方の主面から突出し、残りの線状突起５２１は、仕切板５１の他方の主面から突出する。仕切板５１の回転において、仕切板５１の一方の主面の向きが上方から下方に切り替わる際に、当該主面上のチャーが線状突起５２１により熱分解部４側（供給口２１１側）へと送られる。このとき、回転筒状部２１の下端部において中間制限部２５が堰となることにより、中間制限部２５と改質部５との間の空間においてある程度の量のチャーが滞留する。仕切板５１の当該主面上の線状突起５２１は、チャーを供給口２１１側に向かって送る第１ガイド構造である。また、仕切板５１の他方の主面の向きが上方から下方に切り替わる際に、当該主面上のチャーが線状突起５２１により熱分解部４とは反対側（排出口２１２側）へと送られる。このとき、回転筒状部２１の下端部において排出側環状部２４が堰となることにより、排出側環状部２４と改質部５との間の空間においてある程度の量のチャーが滞留する（貯留される）。仕切板５１の当該主面上の線状突起５２１は、チャーを排出口２１２側に向かって送る第２ガイド構造である。

【0034】

以上のように、ガイド部５２では、回転筒状部２１の一の回転角度範囲においてチャーが熱分解部４側に向かって送られ、回転筒状部２１の他の回転角度範囲においてチャーが熱分解部４とは反対側に向かって送られる。その結果、軸方向における仕切板５１の両端部近傍の間でチャーが往復（循環）しつつ、改質部５においてチャーが滞留する。実際には、熱分解部４で生成されたチャーが改質部５に順次供給されるため、余剰のチャーは、排出側環状部２４を超えて排出口２１２から排出される。

【0035】

既述のように、回転筒状部２１の中心軸Ｊ１は水平であっても、傾斜してもよく、いずれの場合であっても、回転筒状部２１の下端部において、排出側環状部２４が形成する堰の上端の上下方向における位置が、中間制限部２５が形成する堰の上端の位置以下であることが好ましい。さらに好ましくは、回転筒状部２１の下端部において、排出側環状部２４が形成する堰の上端の上下方向における位置が、中間制限部２５が形成する堰の上端の位置未満である。これにより、改質部５において過度な量のチャーが滞留することが抑制される。なお、仕切板５１の排出口２１２側の端部において、回転筒状部２１の回転に伴って、チャーを仕切板５１の主面上に取り入れる構造が設けられてもよい（仕切板５１の熱分解部４側の端部、並びに、仕切板４１において同様）。

【0036】

ガス導入部３２は、導入管３２１と、混合ガス供給部３２６とを備える。既述のように、導入管３２１は、スクリュー軸３１５の中空部、および、仕切板４１の貫通孔４１１を貫通する。混合ガス供給部３２６は、回転筒状部２１の外部において導入管３２１の一端に接続される。回転筒状部２１の内部において改質部５の近傍に配置される導入管３２１の他端には、下方に向かって屈曲する屈曲部が設けられる。屈曲部の先端には、噴出口３２２が設けられる。例えば、噴出口３２２は、軸方向に関して中間制限部２５と改質部５との間に配置される。好ましいガス化装置１では、噴出口３２２は、中間制限部２５と改質部５との間に滞留するチャー内に位置する。すなわち、導入管３２１が、中間制限部２５と改質部５との間においてチャーに向かって開口する。導入管３２１では、屈曲部が省略され、噴出口が改質部５に向かって開口してもよい。

【0037】

混合ガス供給部３２６が、酸素含有ガスおよび水蒸気を含む混合ガスを導入管３２１に供給することにより、導入管３２１の噴出口３２２から混合ガスが噴出される。酸素含有ガスは、例えば空気または酸素富化空気であり、本実施の形態では、予熱された高温の空気である。混合ガスの温度は、例えば２００～３００℃である。混合ガスは、噴出口３２２からチャー内に噴出される。改質部５では、排出口２１２に向かって流れる熱分解ガスと、混合ガスおよびチャーとが混合（攪拌）される。これにより、熱分解ガスに含まれる可燃性のガスや、タールの蒸気が部分燃焼する（すなわち、一部の熱分解ガスが燃焼する。）。また、チャーも部分燃焼する。なお、酸素含有ガスの加熱および水蒸気の生成には、ガス化装置１で生成される改質ガスや、改質ガスを利用するガスエンジンの排ガス等の熱が用いられてよい。

【0038】

熱分解ガスおよびチャーの部分燃焼により、改質部５を流れる熱分解ガス、および、仕切板５１の周囲のチャーが高温となっている。また、混合ガスには、水蒸気が含まれる。その結果、熱分解ガスに含まれる炭化水素ガス等が、水蒸気改質反応により、水素（Ｈ_２）や一酸化炭素（ＣＯ）等のガスに転換される（すなわち、水蒸気改質される）。熱分解ガスに含まれるタールおよび粉体のチャー、並びに、仕切板５１の周囲のチャーも、水蒸気改質される。なお、仕切板５１の周囲に、十分な量のチャーが存在している場合には、改質部５を流れる熱分解ガスの一部のタール、および、粉体のチャーが、仕切板５１の周囲のチャーの細孔等に捕集（トラップ）される。

【0039】

以上のように、熱分解部４から熱分解ガスおよびチャーが送られる改質部５では、熱分解ガスの部分燃焼を伴って熱分解ガスおよびチャーを水蒸気改質することにより、改質ガスが生成される。改質部５における熱分解ガスおよびチャーの温度は、例えば７００℃以上であり、好ましくは８００℃以上であり、より好ましくは９００℃以上である。当該温度は、例えば１１００℃以下である。改質ガスは、排出口２１２を介して回転筒状部２１から排出される。

【0040】

排出口２１２には、分離部３３が接続される。分離部３３は、鉛直方向に延びる管である。分離部３３では、改質ガスは上方に向かって流れ、例えば、ボイラ等を通過した後、ガスエンジン等に供給される。また、排出口２１２から排出された余剰のチャーは、分離部３３において下方に向かって落下し、回収される。分離部３３の下部は、チャー回収部である。なお、チャー回収部では、不燃物等、チャー以外の物質も回収される。

【0041】

以上に説明したように、ガス化装置１では、回転筒状部２１の内部において、供給口２１１側に熱分解部４が設けられ、熱分解部４と排出口２１２との間に改質部５が設けられる。また、熱分解部４と改質部５との間に中間制限部２５が設けられ、中間制限部２５により、熱分解部４と改質部５との間におけるチャーの移動が制限される（すなわち、チャーの移動量が制限される）。これにより、熱分解部４におけるチャーの滞留時間を長くすることができ、被処理物のガス化率（被処理物がガス化される割合）を向上することができる。

【0042】

また、ガス化装置１の改質部５では、軸方向における仕切板５１の両端部近傍の間でチャーを往復させつつ、チャーの水蒸気改質が行われる。これにより、ガス化装置１における被処理物のガス化率をさらに向上することが可能となる。

【0043】

ここで、中間制限部２５を省略した比較例のガス化装置を想定する。比較例のガス化装置では、ガイド部５２により高温のチャーが熱分解部４へと戻されてしまい、熱分解部４および改質部５の温度が均一化される。熱分解部４における熱分解ガスおよびチャーの生成では、水蒸気改質が行われる改質部５ほどの高い温度は必要ではない。したがって、比較例のガス化装置では、熱分解ガスの部分燃焼により生じた熱が熱分解部４の不必要な昇温に用いられ、ガス化装置におけるエネルギー効率が低下してしまう。

【0044】

これに対し、図１のガス化装置１では、熱分解部４と改質部５との間の中間制限部２５により、改質部５における高温のチャーが熱分解部４に戻されることが抑制される。その結果、熱分解部４の温度が不必要に高くなることを防止または抑制して（すなわち、熱分解部４の温度が改質部５に比べて低くなる好ましい温度分布を実現して）、ガス化装置１におけるエネルギー効率の低下を抑制することができる。

【0045】

ガス化装置１では、回転筒状部２１の下端部において、排出側環状部２４が形成する堰の上端の上下方向における位置が、中間制限部２５が形成する堰の上端の位置以下である。これにより、改質部５において過度な量のチャーが滞留することを防止または抑制することができる。また、回転筒状部２１の下端部において、中間制限部２５が形成する堰の上端の上下方向における位置が、供給側環状部２３が形成する堰の上端の位置以下である。これにより、熱分解部４において過度な量のチャーが滞留して、被処理物供給部３１による被処理物の供給が阻害されることを抑制することができる。

【0046】

図３および図４は、ガス化装置１の他の例を示す図である。図３および図４のガス化装置１では、図１および図２のガス化装置１と比較して、中間制限部２５ａの形状が相違する。他の構成は、図１および図２のガス化装置１と同様であり、同じ構成に同じ符号を付す。

【0047】

図４に示すように、中間制限部２５ａは、略半円形状の板部材（邪魔板）である。既述のように、図３の熱分解部４のガイド部４２では、回転筒状部２１の所定の回転角度範囲においてチャーが改質部５側に向かって送られる。中間制限部２５ａは、ガイド部４２により改質部５側に向かって送られるチャーに衝突するように、回転筒状部２１の内周面上において周方向に部分的に設けられる。これにより、熱分解部４から改質部５に向かうチャーの移動がより確実に制限される。好ましくは、中間制限部２５ａは、改質部５のガイド部５２により熱分解部４側に向かって送られるチャーにも衝突する。これにより、改質部５から熱分解部４に向かうチャーの移動がより確実に制限される。回転筒状部２１の内周面からの中間制限部２５ａの最大高さＬは、例えば、排出側環状部２４の高さ以上である。中間制限部２５ａの最大高さＬは、供給側環状部２３の高さ以上であってもよい。

【0048】

ところで、中間制限部２５が環状部材である図１および図２のガス化装置１では、中間制限部２５の熱分解部４側に存在する比較的重い金属灰等が、中間制限部２５を超えることができず、長時間に亘って滞留する可能性がある。これに対し、図３および図４のガス化装置１では、中間制限部２５ａが、回転筒状部２１の内周面上において周方向に部分的に設けられる。これにより、周方向において中間制限部２５ａが設けられていない範囲が回転筒状部２１の下端部に位置する際に、金属灰等が改質部５へと移動可能となり、中間制限部２５ａの熱分解部４側において金属灰等が長時間に亘って滞留することを抑制することができる。

【0049】

図５に示すように、中間制限部２５ｂが、周方向に部分的に設けられる複数の部材２５１であってもよい。当該複数の部材２５１は、回転筒状部２１の内周面上において周方向に隙間を空けて配列される。部材２５１間の隙間が回転筒状部２１の下端部に位置する際に、金属灰等が改質部５へと移動可能となる。図５の中間制限部２５ｂでは、一部の部材２５１が、ガイド部４２により改質部５側に向かって送られるチャー（並びに、ガイド部５２により熱分解部４側に向かって送られるチャー）に衝突する位置に配置される。また、図１および図２の中間制限部２５において、回転筒状部２１の内周面からの高さが他の部位よりも低くなる切欠き部や、中間制限部２５を貫通する開口部等を設けることにより、熱分解部４における金属灰等の滞留を抑制することも可能である。

【0050】

図６および図７は、ガス化装置１の他の例を示す図である。図６および図７のガス化装置１では、図１および図２のガス化装置１に対して、リフト部２９が追加される。他の構成は、図１および図２のガス化装置１と同様であり、同じ構成に同じ符号を付す。

【0051】

リフト部２９は、中間制限部２５の熱分解部４側に設けられる。リフト部２９は、複数のリフト部材２９１を備える。複数のリフト部材２９１は、例えば、周方向に等角度間隔で配置される。各リフト部材２９１は板状であり、その主面が軸方向に略平行な姿勢で、回転筒状部２１の内周面から中心軸Ｊ１に向かって突出する。図６および図７の例では、回転筒状部２１の内周面からのリフト部材２９１の高さは、中間制限部２５とほぼ同じである。リフト部材２９１の高さは、中間制限部２５よりも高くてもよく、低くてもよい。リフト部材２９１は、中間制限部２５に接触する。リフト部材２９１と中間制限部２５との間に僅かな隙間が設けられた状態、すなわち、リフト部材２９１が中間制限部２５に近接した状態であってもよい。中間制限部２５の熱分解部４側に存在するチャーは、回転筒状部２１の回転に伴って、リフト部材２９１により掻き上げられる。

【0052】

既述のように図１および図２のガス化装置１では、中間制限部２５の熱分解部４側に存在する比較的重い金属灰等が、中間制限部２５を超えることができず、長時間に亘って滞留する可能性がある。これに対し、図６および図７のガス化装置１では、中間制限部２５の熱分解部４側において中間制限部２５に接触または近接するリフト部２９が設けられ、回転筒状部２１の回転に伴って、リフト部２９によりチャーが掻き上げられる。これにより、チャーと共に金属灰等が掻き上げられ、金属灰等が中間制限部２５を超えて改質部５へと移動しやすくなる。すなわち、中間制限部２５の熱分解部４側において金属灰等が長時間に亘って滞留することを抑制することができる。

【0053】

リフト部２９におけるリフト部材２９１の形状は、様々に変更されてよく、例えば、図８に示すように、スクリュー型であってもよい。リフト部２９は、複数のリフト部材２９１を含むことが好ましいが、リフト部２９の設計によっては、１つのリフト部材２９１のみが設けられてもよい。回転筒状部２１の回転に伴ってチャーを掻き上げることが可能であるならば、リフト部材２９１は板状以外の形状であってもよい。また、図３および図４の中間制限部２５ａ、および、図５の中間制限部２５ｂに対してリフト部２９が設けられてもよい。排出側環状部２４に対してリフト部２９が設けられてもよい。

【0054】

図９は、ガス化装置１の他の例を示す図である。図９のガス化装置１では、図１および図２のガス化装置１に対して、複数の移動制限部２７が追加される。他の構成は、図１および図２のガス化装置１と同様であり、同じ構成に同じ符号を付す。

【0055】

複数の移動制限部２７は、熱分解部４に設けられる。図９の例では、２個の移動制限部２７が設けられており、一方の移動制限部２７は、仕切板４１の供給口２１１側の端部に設けられる。他方の移動制限部２７は、軸方向における仕切板４１の略中央に設けられる。図９に示す各移動制限部２７の形状および材料は、図２の中間制限部２５と略同じである。すなわち、移動制限部２７は、環状部材であり、例えば金属またはセラミックにより形成される。移動制限部２７の外周縁は、全周に亘って回転筒状部２１の内周面に固定される。移動制限部２７は、周方向の全周に亘って回転筒状部２１の内周面から突出する。回転筒状部２１の内周面からの移動制限部２７の高さは、全周に亘ってほぼ一定である。図９の例では、移動制限部２７の高さは、中間制限部２５と略同じである。

【0056】

既述のように、熱分解部４では、チャーを軸方向に送るガイド部４２が設けられる。ガイド部４２では、仕切板４１の一方の主面に設けられる線状突起４２１（第１ガイド構造）により、回転筒状部２１の回転に伴って、チャーが供給口２１１側に向かって送られる。また、仕切板４１の他方の主面に設けられる線状突起４２１（第２ガイド構造）により、回転筒状部２１の回転に伴って、チャーが排出口２１２側に向かって送られる。このように、チャーを供給口２１１側に向かって送る第１ガイド構造、および、チャーを排出口２１２側に向かって送る第２ガイド構造により、熱分解部４において、チャーを循環させ、チャーの反応時間（滞留時間）を長くすることが可能となる。また、軸方向における移動制限部２７の位置では、回転筒状部２１の内部における熱分解ガスおよびチャーの経路が、移動制限部２７の内側の円形領域に制限される。換言すると、回転筒状部２１の下端部において移動制限部２７が堰となることにより、チャーの排出口２１２側への移動、および、供給口２１１側への移動がある程度制限される。

【0057】

ところで、ガス化装置１において筒状空間２６０を流れる熱源流体では、チャー等との熱交換により、流入口２６４から流出口２６３に向かって温度が漸次低くなる。換言すると、回転筒状部２１の外周面に対して供給口２１１側から排出口２１２側に向かって温度が漸次高くなる外部加熱が行われている。熱分解部４に移動制限部２７が設けられないガス化装置１（図１参照）では、熱分解部４において、改質部５側（排出口２１２側）の端部近傍に位置して比較的高温となったチャーと、供給口２１１側の端部近傍に位置して比較的低温であるチャー（被処理物を含む。）とが過度に混合され、熱分解部４の全体において温度が均一化される場合がある。ガス化装置１においてエネルギー効率のよい熱交換（間接加熱）を実現するには、チャーと熱源流体との間にある程度の温度差があることが好ましいが、熱分解部４における温度が均一化されたガス化装置１では、熱分解部４の一部（例えば供給口２１１側の端部近傍）において上記温度差が小さくなる。その結果、外部加熱のエネルギーロスが大きくなり、ガス化装置１におけるエネルギー効率が低下する。

【0058】

これに対し、図９のガス化装置１では、熱分解部４において、チャーの供給口２１１側への移動、および、排出口２１２側への移動を制限する移動制限部２７が設けられる。熱分解部４では、改質部５側（排出口２１２側）の端部近傍に位置して比較的高温となったチャーと、供給口２１１側の端部近傍に位置して比較的低温であるチャーとが過度に混合されることが、移動制限部２７により抑制される（すなわち、チャーの過度な循環が抑制される）。これにより、熱分解部４内のチャーにおいて供給口２１１側から排出口２１２側に向かって温度が漸次高くなる温度勾配を生じさせることが可能となる。その結果、熱分解部４のほぼ全体において、チャーと熱源流体との間の温度差が大きくなり、ガス化装置１におけるエネルギー効率を向上することができる。

【0059】

熱分解部４における移動制限部２７の個数は、１個であってもよく、３個以上であってもよい。また、熱分解部４における移動制限部２７の位置は、適宜変更されてよい。好ましくは、少なくとも１つの移動制限部２７が、軸方向において熱分解部４の両端部の間、かつ、当該両端部から離れた位置に設けられる。移動制限部２７の高さは、図２の中間制限部２５より大きくてもよく、小さくてもよい。また、移動制限部２７および中間制限部２５の高さが、供給口２１１側から排出口２１２側に向かって、漸次高くされてもよく、漸次低くされてもよい。移動制限部２７は、仕切板４１に固定（例えば、溶接）されて、回転筒状部２１内に設けられてもよい。また、移動制限部２７が、回転筒状部２１の内周面に直接固定されてもよく、この場合、仕切板４１において移動制限部２７との干渉を避ける切欠き部が設けられる。軸方向において、仕切板４１が複数の板部材に分割して設けられ、隣接する２個の板部材間の隙間に移動制限部２７が配置されてもよい。

【0060】

移動制限部２７の形状は、適宜変更されてもよい。例えば、図４の中間制限部２５ａと同様に、移動制限部２７が略半円形状の板部材であってもよい。この場合、移動制限部２７は、例えば、ガイド部４２（の第１ガイド構造）により供給口２１１側に向かって送られるチャーに衝突するように、回転筒状部２１の内周面上において周方向に部分的に設けられる。移動制限部２７は、ガイド部４２（の第２ガイド構造）により排出口２１２側に向かって送られるチャーに衝突するように設けられてもよい。周方向における一部の範囲のみに設けられる移動制限部２７では、当該範囲以外の範囲が回転筒状部２１の下端部に位置する際に、比較的重い金属灰等が排出口２１２側へと移動可能となり、移動制限部２７の供給口２１１側において金属灰等が長時間に亘って滞留することを抑制することができる。

【0061】

移動制限部２７は、図５の中間制限部２５ｂと同様に、周方向に部分的に設けられる複数の部材の集合であってもよい。この場合も、当該部材間の隙間が回転筒状部２１の下端部に位置する際に、金属灰等が排出口２１２側へと移動可能となる。好ましくは、一部の部材が、ガイド部４２により供給口２１１側に向かって送られるチャーに衝突する位置に配置され、他の一部の部材が、ガイド部４２により排出口２１２側に向かって送られるチャーに衝突する位置に配置される。環状部材である図９の移動制限部２７において、回転筒状部２１の内周面からの高さが他の部位よりも低くなる切欠き部や、移動制限部２７を貫通する開口部等を設けることにより、金属灰等の滞留を抑制することも可能である。また、図７および図８の中間制限部２５と同様に、移動制限部２７にリフト部２９が設けられ、金属灰等の長時間に亘る滞留が抑制されてもよい。

【0062】

図１０に示すように、熱分解部４に加えて、改質部５にも移動制限部２７が設けられてもよい。図１０の例では、改質部５において、１つの移動制限部２７が、軸方向における改質部５の両端部の間、かつ、当該両端部から離れた位置に設けられる。既述のように、改質部５のガイド部５２では、仕切板５１の一方の主面上の線状突起５２１（第１ガイド構造）により、回転筒状部２１の回転に伴って、チャーが供給口２１１側に向かって送られる。また、仕切板５１の他方の主面上の線状突起５２１（第２ガイド構造）により、回転筒状部２１の回転に伴って、チャーが排出口２１２側に向かって送られる。このように、チャーを供給口２１１側に向かって送る第１ガイド構造、および、チャーを排出口２１２側に向かって送る第２ガイド構造により、改質部５において、チャーを循環させ、チャーの反応時間（滞留時間）を長くすることが可能となる。

【0063】

このとき、上記移動制限部２７では、改質部５におけるチャーの供給口２１１側への移動、および、排出口２１２側への移動が制限される。これにより、改質部５（例えば、部分燃焼が行われない改質部５）において、排出口２１２側の端部近傍に位置して比較的高温となったチャーと、熱分解部４側（供給口２１１側）の端部近傍に位置して比較的低温であるチャーとが過度に混合されることが抑制される。その結果、改質部５内のチャーにおいて供給口２１１側から排出口２１２側に向かって温度が漸次高くなる温度勾配を生じさせることが可能となる。したがって、改質部５のほぼ全体において、チャーと熱源流体との間の温度差が大きくなり、ガス化装置１におけるエネルギー効率を向上することができる。

【0064】

また、移動制限部２７は、改質部５のみに設けられてもよい。ガス化装置１では、熱分解部４および改質部５の少なくとも一方が、チャーを軸方向に送るガイド部４２，５２と、移動制限部２７とを備えることにより、ガス化装置１におけるエネルギー効率を向上することが可能となる。既述のように、熱分解部４および改質部５は個別に加熱されてよく、上記の場合には、当該少なくとも一方が設けられる軸方向の範囲において、回転筒状部２１の外周面に対して、供給口２１１側から排出口２１２側に向かって温度が漸次高くなる加熱が行われていればよい。

【0065】

さらに、移動制限部２７を利用したガス化装置１では、改質部５が省略され、熱分解部４による熱分解ガスおよびチャーの生成のみが行われてもよい。移動制限部２７によりエネルギー効率を向上するガス化装置１を一般化すると、軸方向における少なくとも所定の範囲において、回転筒状部２１の外周面に対して、供給口２１１側から排出口２１２側に向かって温度が漸次高くなる加熱が行われる。また、回転筒状部２１の回転に伴って、軸方向における当該範囲にてチャーを供給口２１１側に向かって送る第１ガイド構造と、回転筒状部２１の回転に伴って、軸方向における当該範囲にてチャーを排出口２１２側に向かって送る第２ガイド構造とが設けられる。そして、軸方向における当該範囲内に設けられる移動制限部２７により、チャーの供給口２１１側への移動、および、排出口２１２側への移動が制限される。なお、図１、図３および図６のガス化装置１では、熱分解部４から改質部５に亘る範囲に第１および第２ガイド構造が設けられ、当該範囲内に設けられる中間制限部２５が移動制限部としてチャーの供給口２１１側への移動、および、排出口２１２側への移動を制限していると捉えることも可能である。

【0066】

上記ガス化装置１では様々な変形が可能である。

【0067】

熱分解部４および改質部５の構造は、適宜変更されてよい。例えば、回転筒状部２１の内周面上に複数の攪拌羽根を設ける等、仕切板４１，５１を用いない構造が採用されてもよい。図１１の例では、熱分解部４において、複数の攪拌羽根４２２を含むガイド部４２ａが設けられる。図１２は、回転筒状部２１の内周面を示す展開図である。図１２中の左側が供給口２１１側であり、右側が排出口２１２側（改質部５側）である。

【0068】

複数の攪拌羽根４２２は、軸方向（図１２中の横方向）、および、周方向（図１２中の縦方向）に沿って配列される。各攪拌羽根４２２は、例えば矩形の平板であり、回転筒状部２１の内周面に対して略垂直に固定される。また、攪拌羽根４２２において当該内周面と接する部位の長手方向が、軸方向に対して傾斜する。軸方向の同じ位置にて周方向に並ぶ攪拌羽根４２２に注目すると、一部の攪拌羽根４２２が図１２中の右上に傾斜し、残りの攪拌羽根４２２が図１２中の右下に傾斜する。したがって、ガイド部４２ａは、回転筒状部２１の回転に伴って、チャーを供給口２１１側に向かって送る第１ガイド構造である攪拌羽根４２２と、回転筒状部２１の回転に伴って、チャーを排出口２１２側に向かって送る第２ガイド構造である攪拌羽根４２２とを有する。図１１および図１２のガス化装置１においても、移動制限部２７により、熱分解部４におけるチャーの供給口２１１側への移動、および、排出口２１２側への移動が制限される。

【0069】

なお、ガイド部４２ａでは、図１２中の右上に傾斜する攪拌羽根４２２と、右下に傾斜する攪拌羽根４２２とが混在して軸方向および周方向に（規則的にまたは不規則に）配列されてもよい。ガス化装置１では、チャーを供給口２１１側に送る攪拌羽根４２２と、排出口２１２側に送る攪拌羽根４２２とが軸方向に並んでいてもよい。上記ガイド部４２ａと同様のガイド部が、改質部５に設けられてもよい。中間制限部２５により熱分解部４におけるチャーの滞留時間を長くするガス化装置１では、熱分解部４においてガイド部４２，４２ａが省略されてもよい（改質部５において同様）。

【0070】

図１３に示すように、ガス導入部３２において、排出口２１２および改質部５を貫通する導入管３２１ａが設けられてもよい。図１３の例では、導入管３２１ａは、中心軸Ｊ１上に配置され、導入管３２１ａの先端（噴出口３２２）が、軸方向において中間制限部２５と改質部５との間に配置される。混合ガス供給部３２６が、混合ガスを導入管３２１ａに供給することにより、噴出口３２２から混合ガスが噴出される。これにより、改質部５において、熱分解ガスおよびチャーを適切に水蒸気改質することが可能となる。

【0071】

ガス導入部３２では、酸素含有ガスと水蒸気とが異なる（別々の）導入管を介して回転筒状部２１の内部に導入されてもよい。改質部５において部分燃焼を効率よく生じさせるには、少なくとも酸素含有ガスを噴出する導入管の噴出口が、改質部５、または、改質部５と熱分解部４との間に配置されることが好ましい。

【0072】

上記実施の形態では、熱分解部４および改質部５の双方において、筒状空間２６０を流れる熱源流体による間接加熱が行われるが、熱分解ガスの部分燃焼の熱を利用する改質部５では、熱源流体による間接加熱が省略されてもよい。間接加熱のみにより改質部５において必要な温度が確保される場合には、改質部５において部分燃焼が省略されてもよい。また、ガス化装置１を含むシステムでは、例えば、分離部３３において回収されたチャーを燃焼することにより得られる熱を、熱分解部４（または改質部５）における被処理物の間接加熱に利用することにより、エネルギー効率を高くすることが可能であるが、システムの設計によっては、被処理物またはチャーの加熱が、電気等により行われてもよい。

【0073】

改質部５では、改質触媒（例えば、ニッケル系改質触媒）を設置して、熱分解ガス中のタールを分解する改質を実施してもよい。改質触媒（例えば、ニッケル系改質触媒）を設置する場合、水蒸気を供給しなくてもよい。

【0074】

ガス化装置１により得られる改質ガスは、ガスエンジン以外に、ガスタービン式、または、燃料電池（固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）等）式の発電装置において用いられてもよい。また、改質ガスは、燃料ガスとして様々な用途に用いられてよく、さらに、液体に変換することにより液体燃料として用いられてもよい。

【0075】

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

【符号の説明】

【0076】

１ ガス化装置
４ 熱分解部
５ 改質部
２１ 回転筒状部
２３ 供給側環状部
２４ 排出側環状部
２５，２５ａ，２５ｂ 中間制限部
２７ 移動制限部
２９ リフト部
４２，５２ ガイド部
２１１ 供給口
２１２ 排出口
２５１ （中間制限部を構成する）部材
４２１，５２１ 線状突起
４２２ 攪拌羽根
Ｊ１ 中心軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】