CN103314081A - 气化炉、气化系统、改性装置和改性系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供气化炉、气化系统、改性装置和改性系统。所述气化炉能够以焦油的生成量较少的方式将生物质资源气化。气化炉（10）包括：冲孔板（11），对炉内进行上下分隔；生物质资源供给口（10a），向冲孔板（11）上供给生物质资源；第一氧化剂供给口（10c）和第二氧化剂供给口（10d），向炉内供给氧化剂；第一氧化剂供给通道，从冲孔板（11）的上方朝向下方供给来自第一氧化剂供给口（10c）的氧化剂；第二氧化剂供给通道，向冲孔板（11）附近的规定范围内的多个部位分配供给来自第二氧化剂供给口（10d）的氧化剂；以及干馏气体排出口（10b），将利用冲孔板（11)上的生物质资源的部分氧化和热解而生成的干馏气体向外部排出。

Description

气化炉、气化系统、改性装置和改性系统

技术领域

本发明涉及使生物质资源气化的气化炉和气化系统、对生物质资源生成的干馏气体进行改性的改性装置和改性系统。

背景技术

众所周知，近年来广泛地把生物质资源（建筑废料的粉碎物等源于生物的资源）进行气化并用作燃料等。而且，生物质资源的气化通常使用下流式的气化炉（例如参照专利文献1）或上流式的气化炉（例如参照专利文献2），但各类气化炉在生物质资源的气化时都会生成较多量的焦油和炼渣。此外，现有的气化炉还难以进行炉内的温度控制（会失控）。

另外，生物质资源在气化时，尽管通常把气化炉生成的干馏气体通过改性装置（改性炉、改性器）进行改性，但是为了使现有的改性装置发挥功能需要电能和燃料（例如参照专利文献2、3）。

专利文献1：日本专利公开公报特开2008-81637号

专利文献2：日本专利公开公报特开2006-231301号

专利文献3：日本专利公开公报特开2008-169320号

发明内容

本发明第一课题是提供能够以焦油和炼渣的生成量较少的方式使生物质资源气化的气化炉和气化系统。

此外，本发明第二课题是提供干馏气体的改性不需要电能等的气化系统。

而且，本发明第三课题是提供干馏气体的改性不需要电能等的改性装置和改性系统。

为了解决上述第一课题，本发明的用于使生物质资源气化的气化炉包括：冲孔板，对气化炉内进行上下分隔；生物质资源供给口，向冲孔板上供给生物质资源；第一氧化剂供给口和第二氧化剂供给口，向气化炉内供给氧化剂；第一氧化剂供给通道，从冲孔板的上方朝向下方供给第一氧化剂供给口所供给的氧化剂；第二氧化剂供给通道，向冲孔板附近的规定范围内的多个部位分配供给第二氧化剂供给口所供给的氧化剂；以及干馏气体排出口，将利用冲孔板上的生物质资源的部分氧化和热解而生成的干馏气体向外部排出。

即，本发明的气化炉可以边向冲孔板上堆放的生物质资源（木质系/草本系生物质的粉碎物）的下层部分供给氧化剂，边从上方朝向所述生物质资源供给氧化剂。而且，尽管具体原因尚未明确（生成的焦油量等变少的具体理由/原理），但是通过各种试验结果可知，利用向冲孔板上堆放的生物质资源的下层部分供给加热后的氧化剂（只有空气，或空气和水蒸气），并从上方对所述生物质资源供给未加热的氧化剂（例如空气）的方式，使上述结构的气化炉运转时，能够以焦油和炼渣的生成量少的方式使生物质资源气化。因此，按照本发明的气化炉，可以通过焦油和炼渣的生成量少的方式使生物质资源气化。

此外，还判明如果减少从上方朝向生物质资源供给的氧化剂量，会使炉内的温度急剧下降。本发明的气化炉还能够容易地进行炉内的温度调节。

在实现本发明的气化炉时，作为第二氧化剂供给通道，只要能够将第二氧化剂供给口供给的氧化剂分配供给到冲孔板附近的规定范围内的多个部位，则可以采用各种具体的结构/构造。例如，作为第二氧化剂供给通道，可以采用将第二氧化剂供给口供给的氧化剂分配供给到冲孔板上方的规定范围内的多个部位和冲孔板下方的规定范围内的多个部位的结构。此外，第二氧化剂供给通道还可以包括多条管道，该多条管道贯穿冲孔板且侧面上设有多个通孔。

此外，本发明的气化炉的第一氧化剂供给通道可以是形成在气化炉（的炉壳）上的通孔，还可以具有管道等实体。而且，本发明的气化炉的冲孔板不必是狭义的冲孔板，只要是以气体能通过的方式保持生物质资源的结构即可（供给的生物质资源不会直接落下；例如网状构件）。

本发明的气化炉的冲孔板可以是平板状的构件。但是各种试验结果表明，冲孔板上的生物质资源各部分存在厚度分布的情况（冲孔板上的生物质资源的一部分变厚的情况）下难以点燃。因此，冲孔板优选非平板形状的构件，例如具有与气化炉的水平方向的断面形状对应形状的、锥体的侧面状的构件等。

此外，为了解决上述第一课题，本发明第一方式的气化系统包括：权利要求1至6中任意一项所述的气化炉；热交换器，利用从气化炉的干馏气体排出口排出的干馏气体的热量生成加热空气和水蒸气；以及氧化剂供给通道，向第二氧化剂供给口供给由热交换器生成的加热空气和水蒸气作为氧化剂。

即，本发明第一方式的气化系统使用了本发明的气化炉。因此，所述气化系统能够以焦油等的生成量少的方式使生物质资源气化。此外，本发明第一方式的气化系统利用从气化炉排出的干馏气体的热量，对向气化炉供给的氧化剂（加热空气和水蒸气）进行加热。因此，本发明第一方式的气化系统中，氧化剂的加热不需要电能等。

作为本发明第一方式的气化系统的热交换器，还可以采用各种不同的具体结构。例如，热交换器可以是如下单元：将具有加热对象物的入口和出口以及热源气体的入口和出口的多个单位热交换器，连接成使气化炉的气体排出口排出的干馏气体依次通过各单位热交换器，并且使若干单位热交换器的加热对象物的出口与其他单位热交换器的加热对象物的入口连通，使一个以上的单位热交换器作为加热空气生成装置发挥功能、剩余的单位热交换器作为水蒸气生成装置发挥功能。而且，采用这种热交换器（准备这种热交换器用的单位热交换器），能够廉价实现需要的氧化剂（空气、水蒸气）的量和温度不同的各种规格的气化系统。

此外，如果在本发明第一方式的气化系统上，附加对气化炉的气体排出口排出的干馏气体进行改性并供给至热交换器的改性装置，则能够实现生物质资源气化时生成的焦油量和炼渣量更少的系统。

此外，本发明第二方式气化系统包括：权利要求1至6中任意一项所述的气化炉；以及改性装置，使用利用所述干馏气体的热量而生成的加热空气，对气化炉的干馏气体排出口排出的干馏气体进行改性。

即，本发明第二方式的气化系统使用了本发明的气化炉和改性装置，所述改性装置使用利用所述干馏气体的热量而生成的加热空气，对所述气化炉排出的干馏气体进行改性。因此，所述气化系统能够以焦油等的生成量少的方式使生物质资源气化，而且成为气体改性不需要电能等的系统。

另外，所述第二方式的气化系统的改性装置包括：中空状的改性装置容器，具有干馏气体入口和干馏气体出口，所述干馏气体入口导入从气化炉的气体排出口排出的干馏气体，所述干馏气体出口用于排出改性后的干馏气体；多个受热管，以上端部分形成有与所述改性装置的设置面大致水平的面并且贯穿改性装置容器的方式，安装于改性装置容器；空气导入口，与各受热管的一端连通；蓄热剂保持用冲孔板，设置于多个受热管的、改性装置容器内的部分上；蓄热材料，配置在蓄热剂保持用冲孔板上；多个热风吹出管，分别具有收容在改性装置容器的、蓄热剂保持用冲孔板上方的空间内的部分，并且在所述部分的管壁上形成有多个通孔；以及连接部，连接多个热风吹出管和多个受热管，以使通过多个受热管的空气从各热风吹出管的各通孔排出。

为了解决上述第三课题，本发明的用于对干馏气体进行改性的改性装置包括：改性装置容器；干馏气体入口、改性气体出口和氧化剂入口，设置于所述改性装置容器，所述干馏气体入口用于向改性装置容器内导入干馏气体，所述改性气体出口用于将作为改性后的干馏气体的改性气体排出到改性装置容器外，所述氧化剂入口用于向改性装置容器内导入氧化剂；热交换部，使从干馏气体入口导入的干馏气体与从氧化剂入口导入的氧化剂不直接接触，通过使干馏气体的热量在改性装置容器内移动到从氧化剂入口导入的氧化剂，来加热从氧化剂入口导入的氧化剂；以及氧化剂放出部，将利用热交换部而被加热的氧化剂放出到改性装置容器内。

即，本发明的改性装置利用成为改性对象的干馏气体的热量生成用于对干馏气体进行改性（使干馏气体的一部分燃烧）所需要的高温的氧化剂（加热的空气等）。改性气体/干馏气体原本需要冷却。因此，如果使用所述改性装置，则干馏气体的改性不需要电能等，且能通过有效利用改性气体/干馏气体的热量的方式进行干馏气体的改性。

本发明的改性装置可以通过各种不同的具体结构实现。例如，本发明的改性装置也可以具有通常的热交换器的结构（但是，加热的物质不排出到热交换器外，而是放出到热交换器内）。

此外，本发明的改性装置还可以通过如下方式实现，热交换部包括：多个受热管，一端与氧化剂入口连通，并且以上端部分形成有与所述改性装置的设置面大致水平的面且贯穿改性装置容器的方式，安装于改性装置容器；蓄热剂保持用冲孔板，设置在多个受热管的、改性装置容器内的部分上；以及蓄热材料，配置在蓄热剂保持用冲孔板上；氧化剂放出部包括：多个热风吹出管，分别具有收容在改性装置容器的、蓄热剂保持用冲孔板上方的空间内的部分，并且在所述部分的管壁上形成有多个通孔；以及连接部，连接多个热风吹出管和多个受热管，以使通过多个受热管的氧化剂从各热风吹出管的各通孔放出到改性装置容器内。

另外，本发明的改性装置也可以作为从氧化剂入口供给并使用常温的氧化剂的装置来实现。但是，如果将本发明的改性装置作为上述装置来实现，则通常干馏气体/改性气体难以通过内部（干馏气体/改性气体的压力损失较大；连接于气化炉时干馏气体难以从气化炉放出）。

本发明的改性装置通过将热交换器与氧化剂流道组合使用，可以使干馏气体/改性气体容易通过改性装置内部。所述热交换器利用改性装置的改性气体出口排出的改性气体的热量加热氧化剂，所述氧化剂流道将由热交换器加热的氧化剂从氧化剂入口供给至改性装置内。

因此，优选将本发明的改性装置用作具有这种结构的改性系统的结构要素。

按照本发明，可以提供以焦油和炼渣的生成量少的方式使生物质资源气化的气化炉和气化系统、以焦油和炼渣的生成量少的方式使生物质资源气化且干馏气体的改性不需要电能等的气化系统、以及干馏气体的改性不需要电能等的改性装置和改性系统。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的气化系统的简要结构图。

图2是实施方式的气化系统所具备的气化炉的结构图。

图3是图2中A-A线箭头方向断面图。

图4是实施方式的气化系统所具备的改性装置的结构图。

图5是用于说明改性装置的内部结构的图。

图6是实施方式的气化系统所具备的热交换器的结构图。

图7是实施方式的改性装置的变形例的说明图。

附图标记说明

10  气化炉

10a  原料投入口

10b  干馏气体排出口

10c  第一氧化剂供给口

10d  第二氧化剂供给口

10e  点火口

11、25  冲孔板

11a、25a  通孔

12  环状管道

13、23  管道

20  改性装置

20′  改性装置容器

20a  干馏气体入口

20b、30b  改性气体出口

20c  加热空气导入口

20c′  空气导入口

21a、21b、21c  集管

22  受热管道

23  热风吹出管道

30  热交换器

30a  改性气体入口

30c  空气入口

30d  加热空气出口

30e  水入口

30f  水蒸气出口

31  单位热交换器

40  控制装置

42  温度传感器

44  旋转式进料器

50  原料供给系统

55  冷却系统

60  气体贮藏库

65  发电机

具体实施方式

以下，参照附图具体说明本发明的一个实施方式。

首先，利用图1说明本发明一个实施方式的气化系统、改性系统的概要。

本实施方式的气化系统是所谓的生物质发电系统。如图所示，气化系统具备气化炉10、改性装置20、热交换器30、控制装置40、原料供给系统50、冷却系统55、气体贮藏库60和发电机65。此外，气化系统包含本发明一个实施方式的改性系统，所述改性系统具备改性装置20、热交换器30、与改性装置20的加热空气导入口20c以及热交换器30的空气入口30c连接的加热空气流路。

原料供给系统50包括：粉碎机，用于粉碎卡车等运来的木质系/草本系生物质；主料斗，用于保持由粉碎机粉碎的木质系/草本系生物质（以下称为原料）；以及供给机构，用于向气化炉10供给主料斗内的原料。所述原料供给系统50内的供给机构的主要结构要素包括能通过控制装置40控制的链式输送机、斗式提升机、螺旋输送机。

气化炉10用于使原料供给系统50供给的原料气化。所述气化炉10包括：作为向炉内（炉壳内）投入原料的投入口的原料投入口10a，以及用于将原料生成的干馏气体排出到外部的干馏气体排出口10b。此外，气化炉10还包括：向炉内供给空气（本实施方式是未加热的空气）的第一氧化剂供给口10c，以及向炉内供给加热空气和水蒸气的第二氧化剂供给口10d。

改性装置20用于对气化炉10的干馏气体排出口10b排出的干馏气体进行改性。改性装置20包括：与气化炉10的干馏气体排出口10b连接的干馏气体入口20a，以及作为改性气体（改性的干馏气体）的出口的改性气体出口20b。此外，改性装置20还具备加热空气导入口20c，该加热空气导入口20c作为对干馏气体进行改性（使其部分燃烧）的加热空气的入口。

热交换器30是利用来自改性装置20的干馏气体的热量生成加热空气和水蒸气的单元。所述热交换器30包括：与改性装置20的改性气体出口20b连接的改性气体入口30a、用于将通过本单元内的改性气体排出到外部的改性气体出口30b、空气入口30c、加热空气出口30d、水入口30e和水蒸气出口30f。

如图所示，热交换器30的加热空气出口30d利用具备流量调节阀的管道，分别连接于气化炉10的第二氧化剂供给口10d和改性装置20的加热空气导入口20c。此外，热交换器30的水蒸气出口30f利用具备流量调节阀的管道，连接于气化炉10的第二氧化剂供给口10d。

水罐（省略图示）借助带有泵的管道（省略图示）连接于热交换器30的水入口30e。鼓风机（送风机：省略图示）借助管道连接于热交换器30的空气入口30c。

根据系统内的各处设置的温度传感器42（参照图2、图4）的输出（图1中为TCs），控制装置40（本实施方式为所谓的顺序控制器）控制原料供给系统50内的供给机构和系统内的各流量调节阀，以良好进行原料的气化和干馏气体的改性。

冷却系统55用于冷却从热交换器30的改性气体出口30b排出的改性气体。气体贮藏库60是用于贮藏冷却系统55冷却的改性气体的容器，发电机65基于气体贮藏库60内的改性气体进行发电（所谓燃气发电机）。

以上述为前提，以下进一步具体说明本实施方式的气化系统的结构。另外，本实施方式的气化系统的结构要素中，原料供给系统50、冷却系统55、气体贮藏库60和发电机65也在现有的气化系统（生物质发电系统）中使用。因此，以下只说明本实施方式的气化系统其他的各结构要素的结构。

首先，利用图2和图3说明气化炉10的结构。另外，图3为图2中A-A线箭头方向断面图。此外，在上述附图和以下说明中使用的各附图中，为了容易识别气化炉10等各部分，适当变更了各部分的缩小比例尺和各部分的数量、位置等。

从图2和图3可知，气化炉10为上下尖的正四棱柱状的单元。此外，上述的原料投入口10a和第一氧化剂供给口10c设置在气化炉10（图2）的上部（上表面），上述的干馏气体排出口10b和第二氧化剂供给口10d设置在气化炉10的下部。

气化炉10内安装有将炉内上下分隔的冲孔板11，所述冲孔板11具有多个通孔11a（本实施方式中直径为8mm）。所述冲孔板11具有四棱锥形状的侧面（除四棱锥的底面的四面）。此外，冲孔板11还具备用于使开孔管道13（具体后述）穿过的多个通孔（参照图3）。

气化炉10内设有：大小两个环状管道12；与各环状管道12连通的多个开孔管道13；以及以连接用管道为主要结构要素的第二氧化剂供给通道，且所述连接用管道把各环状管道12连接到第二氧化剂供给口10d。

构成所述第二氧化剂供给通道的各开孔管道13为管道状构件，其侧面（管道壁）上具备多个通孔，且一端（图2中上侧一端）被封闭。采用的各开孔管道13构成为，根据系统连续运转时冲孔板11上原料的厚度D来决定其长度（本实施方式中冲孔板11上的部分的长度为大致0.6×D）。

各环状管道12为将侧面形成有多个通孔的管道加工成四边形、且将两端连接的构件。各环状管道12上设有用于以图2所示姿势安装各开孔管道13的多个通孔，还设有用于安装上述的连接用管道的通孔。而且，第二氧化剂供给通道是组合了上述形状的各构件的构件，即，是将供给到第二氧化剂供给口10d的氧化剂（本实施方式为加热空气和水蒸气）分配供给到冲孔板11附近的规定范围内的多个部位的构件。

气化炉10上连接有旋转式进料器44，所述旋转式进料器44将来自原料供给系统50的原料投入到原料投入口10a（向存在压力差的气化炉10内投入）。此外，气化炉10内设有用于将供给到第一氧化剂供给口10c的氧化剂（本实施方式为未加热的空气）导入炉内的管道。而且，气化炉10内还设有将来自所述管道的空气、从原料投入口10a投入的原料，大致均匀分散到冲孔板11上的各处/冲孔板11上的原料上的各处的构件（省略图示）。

气化炉10的特定的侧壁（图2中左侧的侧壁）上设有点火口10e。而且，气化炉10上安装有受控制装置40控制的点火机构（省略图示），所述点火机构通过所述点火口10e，把点火剂（固体甲醇等）投入到冲孔板11上的原料上。

气化炉10的最下部设有灰渣排出用螺杆16，用于将因原料的气化而产生的灰渣排出炉外。此外，气化炉10安装有用于测量炉内各处的温度的多个温度传感器42。

而且，本实施方式的气化系统的气化炉10除了具有以上说明的结构以外，为了使炉内的温度不易降低，其内表面涂覆有棉状耐热材料（陶瓷膜）。

下面，利用图4和图5说明改性装置20的结构。

改性装置20（图4）由改性装置容器20′、多个受热管道22、多个热风吹出管道23等组成。

改性装置容器20′为下部尖的、中空长方体状的容器。所述改性装置容器20′如图4所示，在容器的下端附近设有干馏气体入口20a，在高于干馏气体入口20a的位置上设有改性气体出口20b。

各受热管道22的上端部分形成有与改性装置20的设置面大致水平的面，且各受热管道22以贯穿改性装置容器20′的方式安装在改性装置容器20′上。

各受热管道22的一个开口部与具备加热空气导入口20c的集管21a连接，各受热管道22的另一个开口部与集管21b连接。

各热风吹出管道23以在高于各受热管道22且低于改性气体出口20b的下端的位置上贯穿改性装置容器20′的方式，安装在改性装置容器20′上。各热风吹出管道23（参照图5）的、收容于改性装置容器20′内的部分的各处上形成有通孔。

各热风吹出管道23的一个开口部通过管端封闭凸缘被封闭，各热风吹出管道23的另一个开口部借助集管21c与集管21b连接。

改性装置容器20′内的多个受热管道22上，设置有具备多个通孔25a的冲孔板25（参照图5）。改性装置容器20′内的所述冲孔板25上的空间中填充有蓄热剂，所述蓄热剂的量能埋住各热风吹出管道23。所述蓄热剂用于使改性装置容器20′内的各部分温度均匀化，并除去改性气体（和改性中的干馏气体）内的杂质等。因此，蓄热剂优选比热容和耐热性高的醋酸、焦油、H2S等耐酸性气体的材料。此外，由于还优选蓄热剂为不发生水泥化的材料，并具有压力损失少的形状，所以将中空圆筒状的陶瓷性构件等用作蓄热剂。

改性装置容器20′的下端部设有灰渣排出用螺杆26，用于将因原料的气化而产生的灰渣排出炉外。而且，改性装置容器20′安装有两个温度传感器42，用于测量改性装置20（改性装置容器20′）内的、充填有蓄热剂的部分的温度。

以下，说明热交换器30的结构。

如图6所示，热交换器30为如下单元：把五台单位热交换器31连接为使改性装置20排出的改性气体依次通过各单位热交换器31。五台所述单位热交换器31分别具有加热对象物的入口和出口及热源气体的入口31x（x＝a or b）和出口31y（y＝b or a）。此外，热交换器30为如下单元：将若干单位热交换器31的加热对象物的出口31y与其他单位热交换器31的加热对象物的入口31x连通，使得后级侧的两台单位热交换器31作为“具备空气入口30c和加热空气出口30d的加热空气生成装置”发挥功能，而前级侧的三台单位热交换器31作为“具备水入口30e和水蒸气出口30f的水蒸气生成装置”发挥功能。

在说明控制装置40的功能之前，此处说明本实施方式的气化系统采用上述结构的气化炉10、改性装置20和热交换器30的理由。

上述气化炉10的结构是基于从各种试验结果得到的下述见解而想到的，即，向冲孔板上的原料的下层部分供给较高温的氧化剂（只有空气，或空气和水蒸气），并从上方朝向所述原料供给未加热的氧化剂（例如空气）时，能够以焦油和炼渣的生成量少的方式使原料（生物质资源）气化。另外，尽管采用上述结构时能以焦油等的生成量少的方式进行原料气化的原因并未明确，但是可以考虑的原因是，相比于上流式/下流式的气化炉的结构，上述结构使气体更容易通过气化的原料内，而且相比于只有一个氧化剂供给口的气化炉，上述结构更容易利用对氧化剂供给量的控制来进行温度调整。

但是，用电加热器对供给至气化炉10的氧化剂进行加热时，气化系统的输出电量会相应减少加热氧化剂所需要的电量部分。此外，用电加热器对气化炉10排出的干馏气体进行改性时，气化系统的输出电量也会相应减少改性气体的改性（加热）所需要的电量部分。

因此，如果利用从气化炉10排出的干馏气体的热量进行氧化剂的加热和干馏气体的改性，则能够实现不发生上述问题的气化系统。因此，本实施方式的气化系统采用了热交换器30（图6），所述热交换器30利用气化炉10生成的干馏气体的热量，生成向气化炉10供给的水蒸气和加热空气。此外，本实施方式的气化系统采用了改性装置20（图4），所述改性装置20利用热交换器30生成的加热空气对来自气化炉10的干馏气体进行改性，更具体而言，用来自气化炉10的干馏气体加热由热交换器30生成的加热空气后，利用加热后的加热空气对来自气化炉10的干馏气体进行改性。

以下，说明通过控制装置40对气化系统进行控制的控制内容。

气化系统连续运转（稳定运转）的情况下，控制装置40控制原料供给系统50内的供给机构，从而以预定的速度向气化炉10内供给原料。此外，控制装置40还进行控制系统内的各流量调节阀的处理，使系统内的各部分的温度（主要是图2、图4所示的TC1～TC7）进入预定的温度范围内。

控制装置40进行的所述处理（以下称为连续运转用调节阀控制处理）是控制系统内的各流量调节阀的处理，使得TC5达到850℃～900℃左右的温度，TC6达到1050℃～1100℃左右的温度。

更具体而言，连续运转用调节阀控制处理是控制各流量调节阀的处理，使得从第二氧化剂供给口10d供给适当空气比0.3～0.4左右的量的加热空气，并从第一氧化剂供给口10c供给多于加热空气的量的空气。另外，气化系统连续运转时向第二氧化剂供给口10d导入的加热空气（即，被供给1050℃～1100℃左右的改性气体的热交换器30所生成的加热空气）为400℃～550℃左右的空气。

此外，连续运转用调节阀控制处理原则上通过控制第一氧化剂供给口10c的空气供给量调整TC5。

在气化系统中开始原料的气化时，首先，控制装置40控制原料供给系统50内的供给机构，以向气化炉10内供给规定量的原料。接着，控制装置40通过控制安装在气化炉10的点火口10e上的点火机构，向气化炉10内投入100g左右的固体甲醇。此外，控制装置40控制与第一氧化剂供给口10c连接的鼓风机，以从第一氧化剂供给口10c向气化炉10内供给空气。

而后，控制装置40开始如下监视处理，即监视安装在气化炉10的最上部的温度传感器42的温度检测结果（图2中的TC1）成为第一规定温度，所述第一规定温度作为原料在气化炉10内燃烧（部分燃烧）进行到某种程度时的温度而预先设定。

当发现TC1达到第一规定温度时，控制装置40控制加热空气、水蒸气用的各流量调节阀，以向第二氧化剂供给口10d供给来自热交换器30的加热空气出口30d、水蒸气出口30f的加热空气、水蒸气。此外，控制装置40控制原料供给系统50内的供给机构，向气化炉10内追加规定量的原料。

并且，控制装置40开始如下监视处理，即监视气化炉10排出的干馏气体的温度TC5达到预定的第二规定温度，当TC5成为第二规定温度时，进行控制来增加从第一氧化剂供给口10c向气化炉10内供给的空气量。

另外，TC5成为第二规定温度的状态为冲孔板11上的原料中未形成热解区域的状态（冲孔板11上的原料的下层部分成为氧化分解区域、上层部分成为加温干燥区域的状态）。

而后，控制装置40开始如下监视处理，即监视气化炉10的各部分的温度TC1～TC5成为表示冲孔板11上的原料中形成了热解区域的温度。随后，当温度TC1～TC5达到所述温度时，控制装置40开始连续运转控制处理（包含已经说明的连续运转用调节阀控制处理），通过以规定速度供给原料使气化炉10连续进行原料的气化。

（变形方式）

可以对上述实施方式的气化系统进行各种变形。例如，可以将气化炉10变形为具有平板状的冲孔板11。但是，根据各种试验结果可知，当冲孔板11上的原料（生物质资源）各部分存在厚度分布时（冲孔板11上的原料的一部分变厚的情况）难以点火。因此，作为冲孔板11，优选上述的冲孔板11这种非平板形状的构件。

此外，还可以将气化炉10变形为圆柱状的气化炉。但是，由于在四棱柱状的气化炉10内部能投入更多原料，所以气化炉10的形状优选上述四棱柱形状。

也可以将气化系统变形为，代替改性装置20采用为了发挥功能而需要电能等的改性装置的系统，以及用电能等加热向气化炉10供给的氧化剂的系统，但是不能有效利用由气化炉10生成的干馏气体所具有的热能。此外，还可以将气化系统变形为用于制造甲醇等的系统。

上述实施方式的改性系统（以改性装置20、热交换器30及连接上述两者的加热空气流路为结构要素的系统）也可以进行各种变形。例如，可以将改性装置20变形为能供给常温的空气。另外，将改性装置20变形为这种装置的情况下可以通过如下方式实现，例如图7所示，向空气导入口20c′供给的空气多次（图中为两次）通过横断改性装置容器20′的受热管道22后，使其从热风吹出管道23向改性装置容器20′内放出。

此外，可以将改性装置20变形成未内置蓄热材料的装置（普通的热交换器的结构）。但是，如果内置蓄热材料，可以使改性装置容器20′内的各部分的温度均匀化，且防止因改性气体（和改性中的干馏气体）内的杂质堵塞热风吹出管道23的通孔。因此，尽管改性装置20的具体结构也可以与上述结构不同，但是优选内置有蓄热材料的装置。

此外，当然改性系统也可以与下流式/上流式的气化炉组合使用，而且改性系统还可以应用在用于制造甲醇等的气化系统。

Claims (14)

1.一种气化炉，用于使生物质资源气化，所述气化炉的特征在于包括：

冲孔板，对气化炉内进行上下分隔；

生物质资源供给口，向所述冲孔板上供给生物质资源；

第一氧化剂供给口和第二氧化剂供给口，向气化炉内供给氧化剂；

第一氧化剂供给通道，从所述冲孔板的上方朝向下方供给所述第一氧化剂供给口所供给的氧化剂；

第二氧化剂供给通道，向所述冲孔板附近的规定范围内的多个部位分配供给所述第二氧化剂供给口所供给的氧化剂；以及

干馏气体排出口，将利用所述冲孔板上的生物质资源的部分氧化和热解而生成的干馏气体向外部排出。

2.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述第二氧化剂供给通道将所述第二氧化剂供给口所供给的氧化剂，分配供给到所述冲孔板上方的规定范围内的多个部位和所述冲孔板下方的规定范围内的多个部位。

3.根据权利要求1或2所述的气化炉，其特征在于，所述第二氧化剂供给通道包括多条管道，所述多条管道贯穿所述冲孔板且侧面设有多个通孔。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的气化炉，其特征在于，所述冲孔板为非平板形状的构件。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的气化炉，其特征在于，所述冲孔板为锥体的侧面状的构件。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的气化炉，其特征在于，

所述气化炉的水平方向的断面形状为四边形，

所述冲孔板为以顶点朝向下方的姿势固定在气化炉内的、四棱锥的侧面状的构件。

7.一种气化系统，其特征在于包括：

权利要求1至6中任意一项所述的气化炉；

热交换器，利用从所述气化炉的所述干馏气体排出口排出的干馏气体的热量生成加热空气和水蒸气；以及

氧化剂供给通道，向所述第二氧化剂供给口供给由所述热交换器生成的加热空气和水蒸气作为氧化剂。

8.根据权利要求7所述的气化系统，其特征在于，所述热交换器是如下单元：将具有加热对象物的入口和出口以及热源气体的入口和出口的多个单位热交换器，连接成使所述气化炉的所述气体排出口排出的干馏气体依次通过各单位热交换器，并且将若干单位热交换器的加热对象物的出口与其他单位热交换器的加热对象物的入口连通，使得一个以上的单位热交换器作为加热空气生成装置发挥功能、剩余的单位热交换器作为水蒸气生成装置发挥功能。

9.根据权利要求7或8所述的气化系统，其特征在于，还包括改性装置，所述改性装置对所述气化炉的所述气体排出口排出的干馏气体进行改性，并供给至所述热交换器。

10.一种气化系统，其特征在于包括：

权利要求1至6中任意一项所述的气化炉；以及

改性装置，使用利用所述干馏气体的热量而生成的加热空气，对所述气化炉的所述干馏气体排出口排出的干馏气体进行改性。

11.根据权利要求10所述的气化系统，其特征在于，

所述改性装置包括：

中空状的改性装置容器，具有干馏气体入口和改性气体出口，所述干馏气体入口导入从所述气化炉的所述气体排出口排出的干馏气体，所述改性气体出口用于排出改性后的干馏气体；

多个受热管，以上端部分形成有与所述改性装置的设置面大致水平的面并且贯穿所述改性装置容器的方式，安装于所述改性装置容器；

空气导入口，与各受热管的一端连通；

蓄热剂保持用冲孔板，设置于所述多个受热管的、所述改性装置容器内的部分上；

蓄热材料，配置在所述蓄热剂保持用冲孔板上；

多个热风吹出管，分别具有收容在所述改性装置容器的、所述蓄热剂保持用冲孔板上方的空间内的部分，并且在所述部分的管壁上形成有多个通孔；以及

连接部，连接所述多个热风吹出管和所述多个受热管，以使通过所述多个受热管的空气从各热风吹出管的各通孔排出。

12.一种改性装置，用于对干馏气体进行改性，所述改性装置的特征在于包括：

改性装置容器；

干馏气体入口、改性气体出口和氧化剂入口，设置于所述改性装置容器，所述干馏气体入口用于向所述改性装置容器内导入干馏气体，所述改性气体出口用于将作为改性后的干馏气体的改性气体排出到所述改性装置容器外，所述氧化剂入口用于向所述改性装置容器内导入氧化剂；

热交换部，使从所述干馏气体入口导入的干馏气体与从所述氧化剂入口导入的氧化剂不直接接触，通过使所述干馏气体的热量在所述改性装置容器内移动到从所述氧化剂入口导入的氧化剂，来加热从所述氧化剂入口导入的氧化剂；以及

氧化剂放出部，将利用所述热交换部而被加热的氧化剂放出到所述改性装置容器内。

13.根据权利要求12所述的改性装置，其特征在于，

所述热交换部包括：

多个受热管，一端与所述氧化剂入口连通，并且以上端部分形成有与所述改性装置的设置面大致水平的面且贯穿所述改性装置容器的方式，安装于所述改性装置容器；

蓄热剂保持用冲孔板，设置在所述多个受热管的、所述改性装置容器内的部分上；以及

蓄热材料，配置在所述蓄热剂保持用冲孔板上；

所述氧化剂放出部包括：

多个热风吹出管，分别具有收容在所述改性装置容器的、所述蓄热剂保持用冲孔板上方的空间内的部分，并且在所述部分的管壁上形成有多个通孔；以及

连接部，连接所述多个热风吹出管和所述多个受热管，以使通过所述多个受热管的氧化剂从各热风吹出管的各通孔放出到所述改性装置容器内。

14.一种改性系统，其特征在于包括：

权利要求12或13所述的改性装置；

热交换器，利用从所述改性装置的所述改性气体出口排出的改性气体的热量加热氧化剂；以及

氧化剂流道，将利用所述热交换器而被加热的氧化剂，从所述氧化剂入口供给至所述改性装置内。

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