CN101932678A - 燃料气体精制设备、发电系统及燃料合成系统 - Google Patents

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fuel gas
fuel
carbonizer
purification apparatus
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河濑诚
市川和芳
大高圆
森田宽
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Central Research Institute of Electric Power Industry
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Abstract

包括：碳化器1，所述碳化器热分解生物物质，生成热分解气体以及碳化物；燃烧炉2，所述燃烧炉燃烧由碳化器1供应的碳化物；密闭容器3，所述密闭容器配置在燃烧炉2内，并且容纳利用在燃烧炉2内燃烧的碳化物的热熔融的熔融碳酸盐4；导入管5，所述导入管以将热分解气体导入到密闭容器3的熔融碳酸盐4中的方式配置；燃料气体供应管6，所述燃料气体供应管，以将燃料气体从前述密闭容器3送往前述燃烧炉2的外部的方式配置，其中，所述燃料气体是通过使从前述导入管5送来的、在前述熔融碳酸盐4中流动的热分解气体与前述熔融碳酸盐4进行反应被精制的燃料气体。

Description

燃料气体精制设备、发电系统及燃料合成系统
技术领域
本发明涉及燃料气体精制设备、发电系统及燃料合成系统，特别是，涉及在除去包含在通过将生物物质气化产生的热分解气体中的未燃烧成分、灰分、杂质等、进行精制，利用通过精制获得的燃料气体的情况下适用的所述设备和系统。
背景技术
近年来，利用生物物质作为能量引起了人们的注意。作为利用生物物质的能量的方法，已知有使生物物质直接燃烧获得热能、电能的方法，或者通过热分解获得燃料气体的方法等。
图7是配备有根据现有技术的由生物物质精制燃料气体的燃料气体精制设备的发电系统的概略结构图。
如图所示，碳化器1，将所供应的生物物质加热，生成热分解气体和碳化物，将它们供应到燃烧炉2内。燃烧炉2由下部的气化、燃烧部、和上部的气体改性部构成。在下部的气化、燃烧部中，通过从碳化器1供应的碳化物被另外单独供应的空气或氧气部分燃烧，产生高温气体，该高温气体被引导到上部的气体改性部。在上部的气体改性部中，从碳化器1供应的热分解气体，在高温气体产生的高温场所中被改性，制造成含有灰分、杂质的粗气体。然后，利用气体精制装置10将粗气体脱硫、除尘，精制成以一氧化碳或氢为主要成分的燃料气体。
将这样制造的燃料气体，例如供应给由燃气轮机或燃料电池等构成的发电机构20，发电机构20利用该燃料气体发电。此外，燃料气体也可以作为合成液体燃料的原料使用。
另外，发电机构20生成的废热，被送往碳化器1，作为对生物物质加热的热源使用。
这里，为了除去粗气体中的灰分、焦油、杂质，现有技术的气体精制装置10，由除尘装置、COS转换装置、脱硫装置、气体冷却装置、气体清洗装置等构成。因此，进行气体精制用的设备结构复杂化，难以提高设备的运用性，成本变高。
为了在燃烧炉2的气化、燃烧部燃烧碳化物，从外部向燃烧炉2供应空气及氮气，所以，燃料气体(粗气体)被这些空气及氮气等稀释，每单位体积的燃料气体的卡路里(calorie)会降低。
另外，作为揭示和上述现有技术同种类型的技术的发行物，有下面所述的专利文献1。
专利文献1：日本特开2006-2042号公报
发明内容
本发明鉴于上述情况，其目的是提供一种能够由生物物质精制高卡路里的燃料气体的简单结构的燃料气体精制设备。另外，其目的是提供具有能够由生物物质精制高卡路里的燃料气体的结构简单的燃料气体精制设备的发电系统及燃料合成系统。
为了达到上述目的的本发明的第一种形式，是一种燃料气体精制设备，其特征在于，包括：碳化器，所述碳化器将生物物质热分解，生成热分解气体及碳化物；燃烧炉，将利用前述碳化器生成的碳化物供应给所述燃烧炉，并且使该碳化物燃烧；密闭容器，所述密闭容器配置在前述燃烧炉内，并容纳被前述燃烧炉内燃烧的前述碳化物的热所熔融的碳酸盐；导入管，所述导入管以将在前述碳化器中生成的前述热分解气体导入到前述密闭容器的前述熔融的碳酸盐中的方式配置；以及燃料气体供应管，所述燃料气体供应管以将燃料气体从前述密闭容器送往前述燃烧炉外部的方式配置，其中，所述燃料气体是通过使从前述导入管送来并在前述熔融碳酸盐中流动的热分解气体与前述熔融碳酸盐进行反应被精制的燃料气体。
在这种第一种形式中，由生物物质生成热分解气体和碳化物，热分解气体变成被熔融碳酸盐精制的燃料气体。与过去相比，这种燃料气体，其单位体积的卡路里高。这时，由于利用在燃烧炉中燃烧的碳化物的热在密闭容器中进行热分解气体的精制，所以，没有必要设置像过去那样的大规模的精制装置。从而，可以谋求发电系统的低成本化。
本发明的第二种形式，是一种燃料气体精制设备，在第一种形式所记载的燃料气体精制设备中，其特征在于，前述碳化器利用前述燃烧炉的废热进行前述生物物质的热分解。
在这种第二种形式中，由于将燃烧炉的废热有效地用于碳化物的热分解，所以，可以提高整个燃料气体精制设备的能量效率。
本发明的第三种形式，是一种燃料气体精制设备，其特征在于，在第一或第二种形式所记载的燃料气体精制设备中，前述密闭容器配置在前述燃烧炉内。
在这种第三种形式中，由于密闭容器配置在燃烧炉内，所以，可以将在燃烧炉内燃烧的碳化物的热能最有效地给予密闭容器的碳酸盐。另外，由于密闭容器配置在燃烧炉内，所以，没有必要在燃烧炉外部设置一切气体精制设备，可以节省空间。
本发明的第四种形式，是一种燃料气体精制设备，其特征在于，在第一～第三种形式的任何一项所记载的燃料气体精制设备中，具有向前述熔融碳酸盐供应氢氧化物的氢氧化物供应机构。
这种第四种形式，当利用氢氧化物供应机构向密闭容器中的熔融碳酸盐供应氢氧化物时，包含在熔融碳酸盐或燃料气体(热分解气体)中的二氧化碳与氢氧化物反应，生成碳酸盐。即，当向密闭容器内供应氢氧化物时，获得与向密闭容器供应碳酸盐同样的效果。另外，由于氢氧化物吸收二氧化碳变成碳酸盐，所以，可以降低二氧化碳的排出量。
本发明的第五种形式，是一种燃料气体精制设备，其特征在于，在第一～第四种形式的任何一项所记载的燃料气体精制设备中，在前述熔融碳酸盐中，包含有催化剂。
在这种第五种形式中，借助包含在熔融碳酸盐中的催化剂，促进热分解气体与熔融碳酸盐的化学反应。借此，可以更迅速地精制热分解气体。
本发明的第六种形式，是一种燃料气体精制设备，其特征在于，在第一～第五种形式的任何一项所记载的燃料气体精制设备中，包括将在前述熔融碳酸盐中流动的热分解气体的气泡细化的气泡细分机构。
在这种第六种形式中，借助气泡细分机构将被导入到熔融碳酸盐内的热分解气体的气泡细化，气泡的表面面积比细化之前增大。热分解气体的气泡，以相当于该表面面积增大的量的更大的接触面积，与熔融碳酸盐接触。因此，促进热分解气体与熔融碳酸盐的反应，能够更迅速地精制热分解气体。
本发明的第七种形式，是一种燃料气体精制设备，其特征在于，在第一～第六种形式的任何一项所记载的燃料气体精制设备中，前述碳化器与前述燃烧炉的外表面接触。
在这种第七种形式中，燃烧炉的废热直接向碳化器传热。因此，与经由热交换器等间接地利用燃烧炉的废热的情况相比，可以更有效地利用燃烧炉的废热作为碳化器的热源。借此，可以提高燃料气体精制设备的整体的热效率。
本发明的第八种形式，是一种发电系统，其特征在于，包括第一～第七种形式的任何一项所记载的燃料气体精制设备和利用来自于前述燃料气体供应管的燃料气体进行发电的发电机构。
在这种第八种形式中，可以利用在燃料气体精制设备中精制的高卡路里的燃料气体进行发电。
本发明的第九种形式，是一种发电系统，其特征在于，在第八种形式所记载的发电系统中，前述发电机构配备有具有燃料极的高温型燃料电池，来自于前述燃料气体供应管的燃料气体向前述燃料极运送。
在这种第九种形式中，可以向需要高的运转温度的熔融碳酸盐型燃料电池或固体氧化物型燃料电池中供应高卡路里的燃料气体。
本发明的第十种形式，是一种发电系统，其特征在于，在第八种形式所记载的发电系统中，前述发电机构包括借助来自于前述燃料气体供应管的燃料气体动作的燃气发动机，以及借助该燃气发动机的动作而发动的发电机。
在这种第十种形式中，可以利用燃气发动机发电。
本发明的第十一种形式，是一种发电系统，其特征在于，在第八种形式所记载的发电系统中，前述发电机构包括燃烧来自于前述燃料气体供应管的燃料气体的涡轮燃烧器，以及利用由该涡轮燃烧器的燃烧气体的膨胀而获得的动力进行发电机的驱动的燃气轮机。
在这种第十一种形式中，可以利用燃气轮机发电。
本发明的第十二种形式，是一种发电系统，其特征在于，在第八～第十一种形式中任何一项所记载的发电系统中，前述碳化器利用前述发电机构的废热进行前述生物物质的热分解。
在这种第十二种形式中，由于将发电机构的废热有效地用于碳化物的热分解，所以，可以提高发电系统的整体的能量效率。
本发明的第十三种形式，是一种燃料合成系统，其特征在于，包括：如第一～第七种形式的任何一种形式所记载的燃料气体精制设备，利用来自于前述燃料供应管的燃料气体合成液体燃料的液体燃料合成装置，以及以能够调节向前述燃烧炉外部供应的燃料气体的水分的比率的方式向前述碳化器或前述密闭容器内供应水的水分供应机构。
在这种第十三种形式中，通过调节水分供应机构，可以将燃料气体的一氧化碳与氢的比率制成适合于合成的液体燃料的比率。
本发明的第十四种形式，是一种燃料合成系统，其特征在于，在第十三种形式中所记载的燃料合成系统中，前述碳化器利用前述液体燃料合成装置的废热进行前述生物物质的热分解。
在这种第十四种形式中，由于可以将液体燃料合成装置的废热有效地用于碳化物的热分解，所以，可以提高燃料合成系统整体的能量效率。
根据本发明，提供一种能够由生物物质精制高卡路里的燃料气体的简单结构的燃料气体精制设备。进而，提供具有燃料精制设备的发电系统及燃料合成系统。
附图说明
图1是备有根据实施方式1的燃料气体精制设备的发电系统的概略结构图。
图2是备有根据实施方式2的燃料气体精制设备的燃料合成系统的概略结构图。
图3是根据实施方式3的碳化器及燃烧炉的概略立体图。
图4是备有根据实施方式3的燃料气体精制设备的发电系统的概略结构图。
图5是备有根据实施方式4的燃料气体精制设备的发电系统的概略结构图。
图6是备有根据实施方式4的燃料气体精制设备的发电系统的概略结构图。
图7是备有根据现有技术的由生物物质精制燃料气体的燃料气体精制设备的发电系统的概略结构图。
符号说明
1、1A 碳化器
2     燃烧炉
2a    气化、燃烧部
2b    容器配置部
3     密闭容器
4     熔融碳酸盐(碳酸盐)
5     导入管
6     燃料气体供应管
7     碳化物导入管
8     氢氧化钠供应机构
10    气体精制装置
20    发电机构
30    液体燃料合成装置
31    水分供应机构
41    上侧固定部
42    下侧固定部
43    本体部
44    内部空间
45    螺旋叶片
46    生物物质导入管
47    生物物质
50    搅拌机(气泡细分机构)
具体实施方式
(实施方式1)
下面，对于实施本发明的最佳形式进行说明。另外，本实施方式的说明是例子，本发明并不局限于下面的说明。
图1是备有根据实施方式1的燃料气体精制设备的发电系统的概略结构图。
如图所示，根据实施方式1的燃料气体精制设备，包括：热分解生物物质的碳化器1，燃烧碳化物的燃烧炉2，配置在燃烧炉2内的密闭容器3，将来自于碳化器1的热分解气体导入到密闭容器3内的导入管5，将来自于碳化器1的碳化物导入到燃烧炉2内的碳化物导入管7，将在密闭容器3内精制的燃料气体供应给发电机构20的燃料供应管6，将氢氧化钠(NaOH)供应给密闭容器3的氢氧化钠供应机构8(在图中表示为“NaOH供应机构”)。
向碳化器1中，供应木质类的生物物质、城市垃圾等废弃物类的生物物质以及它们的混合生物物质等。碳化器1，蒸烤生物物质将其热分解，生成热分解气体和碳化物。热分解气体由生物物质中的挥发成分构成，主要由一氧化碳、氢、水、碳化氢、焦油等构成。另一方面，碳化物是碳、木炭等所谓的炭。
燃烧炉2，内部为空腔，由下部的气化、燃烧部2a和上部的容器配置部2b构成。在气化、燃烧部2a中，通过从碳化器1经由碳化物导管7供应的碳化物被另外单独导入到气化、燃烧部2a内的空气或氧气燃烧，产生高温气体，该高温气体被导入到上部容器配置部2b。另外，在燃烧的碳化物中熔点比较低的灰分，从燃烧炉2的底部作为熔融炉渣被排出。
在燃烧炉2的容器配置部2b上，配置密闭容器3。密闭容器3的内部，与燃烧炉2的内部空间隔离，在该内部容纳碳酸盐4。由于密闭容器3被配置在充满前述高温气体的容器配置部2b上，所以，密闭容器3内的碳酸盐4被高温气体的热加热、熔融。以后，将该熔融的碳酸盐4称之为熔融碳酸盐4。
作为本发明的熔融碳酸盐4，可以单独或者多种混合使用碳酸锂(Li2CO3)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸钾(K2CO3)等各种碱金属碳酸盐。另外，除上述碱金属碳酸盐之外，也可以使用镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、铈(Ce)等的碳酸盐作为熔融碳酸盐。
碳化器1和密闭容器3，经由导入管5连接。导入管5的一端，配置在碳化器1的上部，以便将在碳化器1中精制的热分解气体导入，导入管5的另一端，配置在密闭容器3内的熔融碳酸盐4中。在碳化器1中产生的热分解气体，被经由导入管5供应给密闭容器3内的熔融碳酸盐4中。
这样经由导入管5被运送的热分解气体，在密闭容器3中d熔融碳酸盐4中流动。这时，热分解气体通过与熔融碳酸盐4的反应，如下面所详细描述的，除去杂质，由热分解气体精制成燃料气体。
作为热分解气体中的具有代表性的杂质元素，可以列举出硫(S)成分、卤素(F、Cl)成分、氮(N)成分等，由这些元素，在高温的还原气氛中，产生硫化氢(H2S)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、氨(NH3)等为代表的杂质气体。
下面，对于根据本实施方式的利用熔融碳酸盐4(这里为碱金属碳酸盐、M2CO3、M＝Li、Na、K)除去上述杂质的机理进行说明。
在还原气氛下产生的H2S，作为S2-被引入到熔融碳酸盐4中，并作为硫化碱金属(M2S)被捕捉，所产生的HCl、HF，作为Cl-、F-被引入到熔融碳酸盐4中，氯成分作为氯化碱金属(MCl)被捕捉，氟成分作为氟化碱金属(MF)被捕捉。
另外，包含在从碳化器1导入的热分解气体中的未燃烧成分、灰分，由于熔融碳酸盐4是液体，所以，能够在密闭容器3内除尘。进而，包含在热分解气体内的焦油，也同样与熔融碳酸盐4反应而被分解。
这样，在碳化器1中生成的热分解气体由熔融碳酸盐4精制，被精制成以一氧化碳及氢为主要成分的燃料气体。
另外，在熔融碳酸盐4中，也可以包含催化剂。利用催化剂促进热分解气体和熔融碳酸盐4的化学反应，能够更快速地精制热分解气体。作为这种催化剂，可以使用金属、合金、金属氧化物或者镍陶瓷。作为金属的例子，可以列举出镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钒(V)、钨(W)、钛(Ti)、钴(Co)、锡(Sn)、镁(Mg)、钌(Ru)、钯(Pd)、锌(Zn)。合金由所述这些金属的两种以上构成，金属氧化物，是这些金属分别氧化或者这些金属的两种以上氧化的复合氧化物。优选地，催化剂作为粉体包含在熔融碳酸盐4中。
另一方面，密闭容器3和发电机构20，经由燃料气体供应管6连接。燃料气体供应管6的一端配置在密闭容器3内的上部，燃料气体供应管6的另一端连接到发电机构20上。在密闭容器3内精制的燃料气体，经由该燃料气体供应管6，供应给燃烧炉2外部的发电机构20。
发电机构20，例如，由熔融碳酸盐型的燃料电池(MCFC)构成，所述燃料电池包括被供给来自于燃料气体供应管6燃料气体的燃料极。一般在燃料电池中，MCFC是高效率、并且能够利用一氧化碳作为燃料的电池。
另外，作为发电机构20，只要能够利用来自于燃料气体供应管6的燃料气体发电，没有特定的限制。例如，发电机构20，也可以由利用来自于燃料供应管6的燃料气体动作的燃气发动机和利用该燃气发动机的动作发动的发电机构成。此外，发电机构20，也可以由燃烧来自于燃料气体供应管6的燃料的涡轮燃烧器和借助来自于该涡轮燃烧器的燃烧气体的膨胀获得动力进行发电机的驱动的燃气轮机构成。
另外，发电机构20和碳化器1以如下方式构成，即，发电机构20中产生的废热经由热交换器(图中未示出)等，成为加热生物物质的碳化器1的热源。借此，可以改进发电系统的整体的能量效率。另外，燃烧炉2和碳化器1以如下方式构成，即，在燃烧炉2中产生的废热经由热交换器(图中未示出)等，成为加热生物物质的碳化器1的热源。借此，可以进一步改进发电系统的整体的能量效率。
作为氢氧化物供应机构的一个例子的氢氧化钠供应机构8，向熔融碳酸盐4中供应氢氧化钠。当向熔融碳酸盐4中供应氢氧化钠时，熔融碳酸盐4中的二氧化碳与氢氧化钠反应，生成碳酸钠(碳酸盐)。
顺便提及，在不供应氢氧化钠而在熔融碳酸盐4中连续地精制燃料气体时，在密闭容器3中，硫化碱金属等蓄积，熔融碳酸盐4减少，所以，有必要适当地更换密闭容器3的熔融碳酸盐4。例如，有必要经由连接密闭容器3的内部和外部的排出管(图中未示出)，将密闭容器3内的熔融碳酸盐4及硫化碱金属等排出到外部，同时，向密闭容器3内供应新的碳酸盐。但是，在本发明的燃料气体精制设备中，通过适当地向熔融碳酸盐4中供应碳酸钠，可以获得与一面在熔融碳酸盐4中精制燃料气体，一面向密闭容器3供应碳酸盐的同样的效果。进而，由于包含在熔融碳酸盐4或燃料气体(热分解气体)内的二氧化碳被氢氧化钠吸收变成碳酸钠，所以，可以减少二氧化碳的排出量。
另外，在更新密闭容器3的熔融碳酸盐4时，并不局限于如上所述的向熔融碳酸盐4中供应氢氧化物、间接供应碳酸盐的情况，也可以向密闭容器3内直接供应碳酸盐。另外，这里所谓的碳酸盐，也可以包括水分及碳酸氢钠。
另外，作为氢氧化物的供应机构，并不局限于供应氢氧化钠，也可以供应氢氧化锂、氢氧化镁、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锶、氢氧化钡、或者氢氧化铈。总之，氢氧化物供应机构，只要是向密闭容器3内的熔融碳酸盐4供应与熔融碳酸盐4中的二氧化碳反应、生成碳酸盐的氢氧化物的结构即可。
在备有上面说明的结构的燃料气体精制设备的发电系统中，利用碳化器1由生物物质生成热分解气体及碳化物，碳化物为了使密闭容器3内的碳酸盐熔融并形成熔融碳酸盐4而燃烧，另一方面，热分解气体被熔融碳酸盐4精制，变成燃料气体，燃料气体被供应给发电机构20。
这样，由于在配置在燃烧炉2内的密闭容器3内进行热分解气体的精制，所以，没有必要将精制燃料气体的装置设置在燃烧炉2的外部。从而，可以实现发电系统的节省空间化。另外，由于不需要像现有技术的气体精制装置10那样的结构复杂的装置，所以，可以提高设备的运用性，进而，由于不需要这样的装置，可以减少所述发电系统的成本。另外，在本实施方式中，密闭容器3配置在燃烧炉2内，但是，并不一定需要配置在燃烧炉2内。例如，也可以将密闭容器的全部或者一部分配置在燃烧炉2的外部，将在燃烧炉2中燃烧的碳化物的热能经由热交换器等供应给配置在燃烧炉2的外部的密闭容器。在这种情况下，也可以精制高卡路里的燃料气体，利用该燃料气体进行发电。
进而，由于在与燃烧炉2的内部的空间隔开的密闭容器3的内部由热分解气体精制燃料气体，所以，燃料气体不会被用于碳化物的燃烧的空气或氮等稀释。另外，如前面所述，燃料气体被除去杂质。因此，可以从燃料气体供应管6供应单位体积的卡路里比过去高的燃料气体。这样，由于本发明的燃料气体的精制设备精制高卡路里的燃料气体，特别是，可以应用于以高温型的燃料电池、例如熔融碳酸盐型燃料电池(MCFC)或固体氧化物型燃料电池(SOFC)作为发电机构的发电系统。
<实施方式2>
在实施方式1中，对以将利用燃料气体精制设备制造的燃料气体供应给发电机构20的方式构成的发电系统进行了说明，但是，在本实施方式中，对以燃料气体作为原料合成液体燃料的燃料合成系统进行说明。
图2是配备有实施方式2的燃料气体精制设备的燃料合成系统的概略结构图。另外，对于和实施方式1相同的部件赋予相同的标号，省略重复的说明。
本实施方式与实施方式1的不同之处在于，包括将从燃料气体供应管6供应的燃料气体作为原料合成液体燃料的液体燃料合成装置30，和向碳化器1供应水分的水分供应机构31。
液体燃料合成装置30，是由燃料气体合成甲醇、二甲醚、汽油、煤油、轻油等碳氢化合物液体燃料的装置。已知，一般地，这种液体燃料通过在适合于反应的温度、压力下，在存在催化剂的条件下，使以氢和一氧化碳为主要成分的气体进行合成反应来获得。
水分供应机构31，以向碳化器1的内部供应水分的方式构成。通过调节向碳化器1的内部供应的水分的量，可以调节从燃料气体供应管6向液体燃料合成装置30供应的燃料气体的水分的比率。这样，利用本实施方式的燃料合成系统制造的燃料气体，成为构成燃料气体的一氧化碳与氢的比率被设定成所希望的比率的燃料气体。
合成哪一种类别的液体燃料，由成为原料的一氧化碳与氢的比率决定。从而，在合成特定的液体燃料的情况下，可以调节水分供应机构31，以便使得燃料气体的一氧化碳与氢的比率成为适合于该液体燃料的比率。这样，本实施方式的燃料合成系统，具有能够制造所希望的种类的液体燃料的灵活性。
另外，水分供应机构31，并不局限于向碳化器1的内部供应水分的情况，例如，也可以在密闭容器3内，还可以对导入管5或燃料气体供应管6供应水分。总之，水分供应机构31，只要是能够在向液体燃料合成装置30供应燃料气体之前向燃料气体(热分解气体)添加水分的结构即可。
另外，燃烧炉2和碳化器1，以使在燃烧炉2中产生的废热经由热交换器(图中未示出)等而成为对生物物质进行加热的碳化器1的热源的方式构成。借此，可以进一步改进燃料合成系统的整体的能量效率。
<实施方式3>
在实施方式1及实施方式2中，碳化器1远离燃烧炉2设置，以将燃烧炉2的废热经由热交换器等间接地给予碳化器1的方式构成，但是，并不局限于这种情况。
图3是根据实施方式3的碳化器及燃烧炉的概略立体图，图4是配备有实施方式3的燃料气体精制设备的发电系统的概略结构图。另外，对于和实施方式1相同的部分，赋予相同的标号，省略重复的说明。
如图3及图4所示，碳化器1A形成为圆筒状，以其内表面与燃烧炉2的外表面接触的方式安装在燃烧炉2上。
具体地说，碳化器1A由上侧固定部41和下侧固定部42和本体部43构成。上侧固定部41及下侧固定部42固定到燃烧炉2上，本体部43被这些上侧固定部41和下侧固定部42支承。
本体部43形成为圆筒状，其内表面与燃烧炉2的外表面接触。另外，在本体部43与上侧固定部41之间，以及在本体部43与下侧固定部42之间，设置轴承(图中未示出)，本体部43以燃烧炉2为中心转动，本体部43的内表面在燃烧炉2的外表面上滑动。
这样，由于本体部43与燃烧炉2接触，所以，燃烧炉2的废热直接向本体部43的投入生物物质47的内部空间44传热。因此，与经由热交换器等间接地利用燃烧炉2的废热的情况相比，可以有效地利用燃烧炉2的废热作为碳化器1A的热源。
另外，在本体部43的内部空间44中，设置以燃烧炉2作为中心的螺旋状的螺旋叶片45。螺旋叶片45从和内部44连通的生物物质导入管46接受生物物质47，通过和本体部43一起转动，将接受的生物物质47安稳地输送到本体部43的下部。因此，可以给予生物物质47足够的热，能够更可靠地获得热分解气体。
另外，导入管5与本体部43连通，经由该导入管5，热分解气体被导入到密闭容器3的熔融碳酸盐4中。另外，碳化物导入管7也与本体部43连通，经由该碳化物导入管7，碳化物被导入到燃烧炉2内。
如上面说明的，在备有本实施方式的燃料气体精制设备的发电系统中，由于碳化器1A与燃烧炉2接触，所以，能够将燃烧炉2的废热直接用作碳化器1A的热源。因此，可以有效地利用燃烧炉2的废热，可以提高燃料气体精制设备乃至发电系统的整体的热效率。
另外，在本实施方式中，对备有燃料气体精制设备的发电系统进行了说明，但是，在燃料合成系统中，也可以使碳化器与燃烧炉接触。在这种情况下，也可以有效地利用燃烧炉2的废热，可以提高燃料合成系统的整体的热效率。
<实施方式4>
在实施方式1～实施方式3中，通过与熔融碳酸盐4的反应精制热分解气体，但是，为了促进该反应，也可以在密闭容器3内设置气泡细分机构。
图5是配备有实施方式4的燃料气体精制设备的发电系统的概略结构图。另外，对于和实施方式3相同的部分赋予相同的标号，省略重复的说明。
如图所示，在密闭容器3上，安装有作为气泡细分机构的一个例子的搅拌机50。搅拌机50，由动力部(图中未示出)、安装在动力部上的轴51、安装在轴的前端的螺旋桨52构成。轴51，在螺旋桨52浸入到密闭容器3的熔融碳酸盐4内的状态下，安装于密闭容器3。从而，通过借助动力部进行的驱动，轴51转动，与此相伴，螺旋桨52在熔融碳酸盐4内转动。
这样，当螺旋桨52在熔融碳酸盐4内转动时，被导入到熔融碳酸盐4内的热分解气体的气泡被细小地分割，将气泡细分化。由于其表面积增大，热分解气体的气泡以更大的接触面积与熔融碳酸盐4接触。因此，可以促进热分解气体与熔融碳酸盐4的反应，可以更迅速地精制热分解气体。
另外，在本实施方式中，对于备有燃料气体精制设备的发电系统进行了说明，但是，在燃料合成系统中，在密闭容器3内也可以设置搅拌机50。在这种情况下，通过将热分解气体的气泡细化，可以更迅速地精制热分解气体。
另外，在本实施方式中，列举了以实施方式3为基础设置搅拌机50的燃料气体精制设备的例子，但是，如图6所示，也可以制成以实施方式1作为基础设置搅拌机50的燃料气体精制设备。即，也可以在碳化器不与燃烧炉的外表面接触的燃料气体精制设备中，在密闭容器3内设置搅拌机50。此外，在密闭容器3位于燃烧炉2的外部的情况下，例如，在将密闭容器的全部或者一部分配置在燃烧炉2的外部的燃料气体精制设备中，也可以在密闭容器3内设置搅拌机50。在任何一种燃料气体精制设备中，热分解气体的气泡被搅拌机50微细化，借此，可以更迅速地精制热分解气体。
工业上的利用可能性
在使用、制造、销售将生物物质气化并作为燃料或液体燃料的原料使用的设备的工业领域，可以有效地加以利用。

Claims (14)

1.一种燃料气体精制设备，其特征在于，包括：
碳化器，所述碳化器将生物物质热分解，生成热分解气体及碳化物；
燃烧炉，将利用前述碳化器生成的碳化物供应给所述燃烧炉，并且使该碳化物燃烧；
密闭容器，所述密闭容器容纳被在前述燃烧炉内燃烧了的前述碳化物的热所熔融了的熔融碳酸盐；
导入管，所述导入管以将在前述碳化器中生成了的前述热分解气体导入到前述密闭容器的前述熔融碳酸盐中的方式配置；
燃料气体供应管，所述燃料气体供应管以将燃料气体从前述密闭容器内送往前述燃烧炉外部的方式配置，其中，所述燃料气体是通过使从前述导入管送来并在前述熔融碳酸盐中流动的热分解气体与前述熔融碳酸盐进行反应而被精制的燃料气体。
2.如权利要求1所述的燃料气体精制设备，其特征在于，前述碳化器利用前述燃烧炉的废热进行前述生物物质的热分解。
3.如权利要求1或权利要求2所述的燃料气体精制设备，其特征在于，前述密闭容器配置在前述燃烧炉内。
4.如权利要求1～权利要求3中任何一项所述的燃料气体精制设备，其特征在于，具有向前述熔融碳酸盐供应氢氧化物的氢氧化物供应机构。
5.如权利要求1～权利要求4中任何一项所述的燃料气体精制设备，其特征在于，在前述熔融碳酸盐中，包含有催化剂。
6.如权利要求1～权利要求5中任何一项所述的燃料气体精制设备，其特征在于，包括将在前述熔融碳酸盐中流动的热分解气体的气泡细分的气泡细分机构。
7.如权利要求1～权利要求6中任何一项所述的燃料气体精制设备，其特征在于，前述碳化器与前述燃烧炉的外表面接触。
8.一种发电系统，其特征在于，包括：
权利要求1～权利要求7中的任何一项所记载的燃料气体精制设备；
利用来自于前述燃料气体供应管的燃料气体进行发电的发电机构。
9.如权利要求8所述的发电系统，其特征在于，前述发电机构配备有具有燃料极的高温型燃料电池，来自于前述燃料气体供应管的燃料气体向前述燃料极运送。
10.如权利要求8所述的发电系统，其特征在于，前述发电机构包括燃气发动机和发电机，前述燃气发动机借助来自于前述燃料气体供应管的燃料气体而动作，前述发电机借助该燃气发动机的动作而发动。
11.如权利要求8所述的发电系统，其特征在于，前述发电机构包括涡轮燃烧器和燃气轮机，前述涡轮燃烧器燃烧来自于前述燃料气体供应管的燃料气体，前述燃气轮机通过来自于该涡轮燃烧器的燃烧气体的膨胀而获得动力，从而进行发电机的驱动。
12.如权利要求8～权利要求11中任何一项所述的发电系统，其特征在于，前述碳化器利用前述发电机构的废热进行前述生物物质的热分解。
13.一种燃料合成系统，包括：
如权利要求1～权利要求7中的任何一项所记载的燃料气体精制设备；
液体燃料合成装置，该液体燃料合成装置由来自于前述燃料气体供应管的燃料气体合成液体燃料；
水分供应机构，该水分供应机构向前述碳化器或前述密闭容器内供应水，以便能够调节向前述燃烧炉外部供应的燃料气体的水分的比率。
14.如权利要求13所述的燃料合成系统，其特征在于，前述碳化器利用前述液体燃料合成装置的废热进行前述生物物质的热分解。
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