CN111108180B - 生物质的气化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种将生物质的热分解温度及热分解气体的重整温度和其气体环境最优化而产生较多含有有价气体的重整气体、能够预防通过灰中的五氧化二磷及钾产生的配管的堵塞及腐蚀并抑制N2O的发生、还能够减少焦油及煤尘的产生的生物质的气化装置。本发明关于生物质的气化装置，所述生物质的气化装置具备生物质热分解器、热分解气体重整器和热分解气体导入管，生物质热分解器还具备热载体的导入及排出口，通过热载体的热，执行生物质的热分解，热分解气体重整器执行通过生物质的热分解而产生的热分解气体的蒸汽重整；热分解气体重整器还具备空气或氧吹入口；并且，热分解气体导入管被装备在比形成于生物质热分解器内的热载体层的上表面靠下方的生物质热分解器侧面。

Description

生物质的气化装置
技术领域
本发明涉及生物质（biomass）的气化装置，更详细地讲，涉及具备生物质热分解器和热分解气体重整器的生物质的气化装置，所述生物质热分解器将生物质、优选的是灰分含量比较高的生物质热分解，所述热分解气体重整器将在上述生物质热分解器中产生的热分解气体与氧或空气及蒸汽混合，进行部分燃烧及重整（reform）。
背景技术
在2011年3月11日发生的东日本大地震灾害后，可再生能源及分散型能源供给施设被重新审视，太阳能发电、风力发电、地热发电、水力发电、潮力发电、生物质发电等利用可再生能源的发电设备受到关注。此外，最近使用通过可再生能源发电的电力的、借助水的电解进行的氢制造也关注提高。
可再生能源中的太阳能发电、风力发电及潮力发电虽然作为暂时性的电力供给源受到期待，但由于发电量不稳定，所以不能期待作为稳定的电力供给设备。此外，水力发电及潮力发电如果是小规模设备则估计有某种程度的需求，此外如果是小规模设备则建设用地确保较容易，但是有为了建设大规模设备而设置场所受限的问题。
另一方面，木材、下水污泥、家畜排泄物等生物质在日本国内均匀地存在。其中，下水污泥、家畜排泄物由于季节变动较少且持续性地产生，所以被认为是稳定的生物质原料。特别是，下水污泥的产生量为约215万吨（干燥重量基准，2015年的产生量，根据国土交通省资料），其中的75重量%未被利用，所以被期待有效利用。
但是，由于在下水污泥中混入有氮、磷、钾及其他无机物、以及来源于雨水的土壤等，所以灰分较多而难燃，并且由于热量较低，所以有在进行焚烧处理时焚烧效率较低的缺点。此外，在燃烧时产生来源于氮的N2O。该N2O的温室效应系数是CO2的298倍（2013年以后，N2O的温室效应系数从CO2的温室效应系数的310倍变更为298倍。根据环境省资料），为了抑制N2O的产生，必须使其在850℃以上的高温下燃烧。另一方面，磷通过被燃烧而成为五氧化二磷。该五氧化二磷由于升华性较高、此外还有潮解性，所以已知在配管的低温部会引起堵塞作用。在五氧化二磷以外，还已知钾也促进配管的堵塞及腐蚀。因此，在将下水污泥燃烧的情况下，需要在抑制N2O及五氧化二磷的产生并抑制五氧化二磷及钾的挥散的条件下进行燃烧或加热处理。
对于高灰分生物质的气化装置，例如提出了以下的方法：在将灰分20重量%的下水污泥干燥后，用空气吹入式的流动层式热分解炉在500～800℃下进行热分解，使其热分解气体与空气一起在1000～1250℃的高温下燃烧，用其热产生水蒸汽，进行涡轮发电（专利文献1）。根据该方法，在将下水污泥的灰分效率良好地分离的同时，一边将热有效利用，一边同时进行下水污泥的干燥和发电。但是，由于在该方法中将空气向流动热分解炉吹入，所以热分解气体的热量下降而热效率变低，不能期待输出较高的发电量。此外，制品是电力，不能制造气体（例如，甲烷气体及氢气）这样的有价气体。此外，由于是流动层加热炉，所以不能进行产生的灰与流动介质的分离，所以通过五氧化二磷及钾而发生流动介质的固着，流动状态变得不稳定。结果，必须频繁地更换流动介质，结果，可以想到不能进行稳定的连续作业等的不良状况。
提出了以下的方法：将作为原料的高灰分生物质用空气吹入式的循环流动加热炉在450～850℃的温度下热分解，将作为热分解残渣的烧焦物用旋风器回收，另一方面，将含有焦油的热分解气体在氧的存在下在1000～1200℃下重整（专利文献2）。根据该装置，通过将热分解气体在氧中高温重整，能得到被除去了焦油的清洁的可燃性气体。但是，该方法由于将由旋风器分离回收的烧焦物送回到循环流动层炉，所以与专利文献1同样，可以预见到通过产生的灰中的五氧化二磷及钾与流动介质的固着而流动状态变得不稳定等的不良状况。此外，有由于在用氧重整的热分解气体中较多含有一氧化碳所以是低热量、几乎不含有甲烷及氢等有价气体这样的不良状况。此外，为了防止流动介质的固着，提出了以下的方法：在用同样的方法热分解并将烧焦物分离后，将该烧焦物造粒而向循环流动重整炉内供给，通过在900～1000℃的温度下烧结，制造造粒烧结体（专利文献3）。由此，有能够在防止五氧化二磷及钾与流动介质的固着的同时制造造粒骨料这一副产物的优点。但是，依然存在由于在热分解气体中较多含有一氧化碳所以是低发热量并且几乎不含有甲烷及氢等有价气体这样的不良状况。
作为木质类生物质等有机物质的气化方法，公开了使用热担持介质（热载体）的方法。例如，公开了以下这样的装置：具备用来运送热的许多热载体例如氧化铝球（直径约10mm）、用来将该热载体加热的预热器、用来进行热分解气体的水蒸汽重整的重整器、用来将木质生物质原料热分解的热分解器、用来将热载体与烧焦物分离的分离机、和将烧焦物燃烧而生成热风的热风炉；将上述预热器、重整器及热分解器从上方起依次纵型地配置（专利文献5）。在该装置中，将上述热载体在预热器中预先加热到高温，使其向重整器、接着热分解器依次下落，在重整器中，使在热分解器中产生的热分解气体与热载体直接接触，将热分解气体重整，达成该气体的低焦油化及氢高浓度化，接着，在热分解器中，使生物质与热载体直接接触，进行生物质的热分解，产生热分解气体。这样，在装置中，热载体在重力下下落而反应依次被促进，但由于将预热器、重整器及热分解器从上方起依次纵型地配置，所以有装置整体的高度显著变高的问题。例如，作为生物质，为了处理木质片1吨/日（干燥基准），装置高度也达到约23m，此外，使用的热载体量也在预热器中成为约1320kg、在重整器中成为约1320kg、以及在热分解器中成为约1000kg而变得庞大，成为大规模的装置。
为了解决如上述那样装置变得过高而成为大规模的装置的问题，提出了以下这样的装置：其特征在于，以分别独立地具备热分解区域中的热分解器和反应区域中的气体重整器为基础，由此能够构成串联连接型和并联连接型的任一种。例如，已知有以下这样的由有机物质及物质混合物制造具有较高的发热量的生成物气体的方法：循环的热担持介质经过约1100℃的加热区域、950～1000℃的反应区域、550～650℃的热分解区域及分离工序，接着回到加热区域；此时，将有机物质或物质混合物在热分解区域中通过与加热的热担持介质接触，分离为固体的含碳残留物及作为挥发性相的热分解气体；在经过热分解区域后，将固体的含碳残留物在分离工序中从热担持介质分离，将热分解气体与作为反应介质的水蒸汽混合；在反应区域中，通过将加热的热担持介质中包含的热的一部分交换，进一步加热以产生具有较高的发热量的生成物气体；在该由有机物质及物质混合物制造具有较高的发热量的生成物气体的方法中，将水蒸汽在热分解区域中与热分解气体混合，将全部的固体的含碳残留物向另外的燃烧装置供给，在这里燃烧，使该燃烧装置的较热的排气穿过存在于加热区域的热担持介质的堆积，此时，对热担持介质赋予大部分的显热（专利文献4）。在该方法中，在刚从热分解反应器出来之后，使将由热分解焦炭及热担持介质构成的混合物分离而得到的热分解焦炭在燃烧装置中燃烧，利用由此产生的显热，在加热区域内将热担持介质加热，所以能够以较低的成本得到发热量较高的生成物气体。此外，根据该方法，由于不将空气吹入而进行热分解，所以有能得到较多含有甲烷及氢那样的有价气体的重整气体的优点。除此以外，由于将热分解焦炭（烧焦物）效率良好地分离回收、进而作为热源再利用，所以有热效率较高的优点。此外，在将下水污泥那样的高灰分且较多含有氮的生物质作为原料的情况下，也期待能够在热分解时抑制五氧化二磷的产生的同时能够抑制N2O的产生。但是，在该方法中，在热分解区域即由热分解器产生的热分解气体被从该热分解器的上部通过配管导入到反应区域即热分解气体重整器的下部。在这样的热分解气体向重整器的导入方法中，焦油及煤尘等附着于热分解气体穿过的配管的内壁及阀等，由此发生不能避免堵塞故障的不良状况。除此以外，当使热分解焦炭（烧焦物）燃烧时，浓缩在热分解焦炭（烧焦物）中的磷、钾等成为氧化物而飞散，析出到燃烧装置内部及其下游侧的配管部，通过将水分吸湿而呈现潮解作用，担心由配管的堵塞及碱腐蚀造成的配管的损坏等。因此，有当以高灰分生物质为原料时不能使热分解焦炭（烧焦物）燃烧的缺点。与此同时，将高灰分生物质热分解而得到的烧焦物其灰分被进一步浓缩，成为更高灰分的烧焦物，所以不适合于燃烧，所以有该过程本身难以成立的缺点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－322902号公报
专利文献2：日本特开2004－51745号公报
专利文献3：日本特许4155507号公报
专利文献4：日本特许4264525号公报
专利文献5：日本特开2011－144329号公报。
发明内容
发明要解决的课题
本发明提供一种生物质的气化装置，所述生物质的气化装置通过使生物质优选的是灰分含量比较高的生物质的热分解温度及产生的热分解气体的重整温度、以及这些热分解及重整的气体环境最优化，最终，不仅能够产生较多含有氢等有价气体的重整气体、并且预防通过生物质中的灰中含有的五氧化二磷及钾的挥散引起的配管的堵塞及腐蚀，而且能够抑制N2O的产生，并且还能够减少焦油及煤尘的产生量。
用来解决课题的手段
本发明者们为了解决以往技术的问题点而反复进行了各种研究，结果达到了以下的想法：只要能够将生物质热分解器和热分解气体重整器单独地进行温度控制，就能够使生物质的热分解温度及热分解气体的重整温度分别成为最优，所以可以期待能够抑制在将生物质热分解时产生的焦油及煤尘的产生、以及五氧化二磷及钾的挥散，并且能够在重整器内抑制N2O的产生的效果。但是，在上述的专利文献4所记载那样的装置结构中，虽然能够将生物质热分解器和热分解气体重整器的温度分别单独地控制，但在从生物质热分解器向热分解气体重整器导入热分解气体的热分解气体导入管中，发生焦油及煤尘等向其内壁及阀等的附着，结果发生热分解气体导入管的堵塞故障。
所以，本发明者们通过将生物质热分解器及热分解气体重整器各自的内部温度单独地控制、而使生物质的热分解温度及热分解气体的重整温度分别成为适当的值，减少了焦油及煤尘的产生、五氧化二磷及钾的挥散、以及N2O等的产生，除此以外，为了避免焦油及煤尘等附着到将在生物质热分解器中产生的热分解气体向热分解气体重整器导入的热分解气体导入管的内壁而该热分解气体导入管堵塞的情况，关于应将气化装置做成怎样的结构，尝试了各种各样的研究。
结果发现：通过将从生物质热分解器向热分解气体重整器导入热分解气体的热分解气体导入管在生物质热分解器侧设置在比形成于生物质热分解器内的被预先加热的多个粒状物及/或块状物（热载体）层的上表面靠下方的生物质热分解器的侧面、优选的是将该热分解气体导入管做成水平配管，能够解决焦油及煤尘等附着到热分解气体导入管的内壁而该热分解气体导入管堵塞这一问题。即发现：通过将热分解气体导入管的气体取入口（气体入口）设在热载体层中，使生物质热分解器中的热载体导入到该热分解气体导入管内，并且，通过热分解气体穿过在热分解气体导入管内保有的该热载体层，焦油及煤尘等被有效率地除去，并且焦油被有效地热分解。除此以外，令人吃惊的是还发现：侵入到该热分解气体导入管内的热载体随着生物质热分解器内的热载体的从上向下的移动而依次替换，由此，在热分解气体导入管内，热载体不会通过焦油等固着而堵塞，焦油及煤尘等被显著而有效率地除去，并且，焦油被热分解，更好的是被重整。并且，较好的是发现：如果使热分解气体导入管的内部底面朝向上方突出，则不仅能够更有效地防止在生物质热分解器中流动的热载体经过热分解气体导入管而向另一方的容器即热分解气体重整器内流入，而且热分解气体导入管内的热载体有效地替换，能够更有效率地将焦油及煤尘等除去。并且发现：如果将由热载体进行的加热仅限定于热分解器内的生物质的热分解，在热分解气体重整器内的热分解气体的重整中，除了蒸汽以外，还通过使用氧或空气将热分解气体进行部分氧化而产生热，通过蒸汽执行重整，则能够将热分解气体重整器的内部温度与生物质热分解器另外地控制；并且，如果适当地控制蒸汽及氧或空气的供给量，则不仅能够将热分解气体中的甲烷、一氧化碳及焦油等有效率地重整，而能够显著地减少生成气体即重整气体中的焦油，而且还能够显著地使氢浓度变高。
即，本发明是
（1）一种生物质的气化装置，具备：生物质热分解器，具备生物质供给口、以及非氧化性气体供给口及/或蒸汽吹入口；热分解气体重整器，具备蒸汽吹入口及重整气体排出口；以及热分解气体导入管，装备在上述生物质热分解器与上述热分解气体重整器之间，将在上述生物质热分解器中产生的热分解气体向上述热分解气体重整器导入；并且，上述生物质热分解器还具备被预先加热的多个粒状物及/或块状物的导入口及排出口，通过上述多个粒状物及/或块状物拥有的热，执行生物质的热分解，另一方面，上述热分解气体重整器执行通过生物质的热分解而产生的热分解气体的蒸汽重整，其特征在于，上述热分解气体重整器还具备空气或氧吹入口，通过该空气或氧使由生物质的热分解而产生的热分解气体进行部分燃烧，由此执行蒸汽重整，并且，上述热分解气体导入管被装备在比形成于上述生物质热分解器内的上述多个粒状物及/或块状物层的上表面靠下方的上述生物质热分解器的侧面。
作为优选的技术方案，可以举出：
（2）如上述（1）记载的生物质的气化装置，上述热分解气体导入管在上述生物质热分解器与上述热分解气体重整器之间相对于重力方向大致水平地装备；
（3）如上述（1）或（2）记载的生物质的气化装置，上述热分解气体导入管的内部底面具有朝向上方突出的构造；
（4）如上述（1）或（2）记载的生物质的气化装置，上述热分解气体导入管的内部底面具有从生物质热分解器侧向热分解气体重整器侧具备倾斜而朝向上方突出的构造；
（5）如上述（1）或（2）记载的生物质的气化装置，上述热分解气体导入管的内部底面具有从生物质热分解器侧向热分解气体重整器侧具备5～45度的倾斜而朝向上方突出的构造；
（6）如上述（1）或（2）记载的生物质的气化装置，上述热分解气体导入管的内部底面具有从生物质热分解器侧向热分解气体重整器侧具备10～30度的倾斜而朝向上方突出的构造；
（7）如上述（1）或（2）记载的生物质的气化装置，上述热分解气体导入管的内部底面具有从生物质热分解器侧向热分解气体重整器侧具备15～25度的倾斜而朝向上方突出的构造；
（8）如上述（1）～（7）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述热分解气体导入管的与长度方向（热分解气体的流动方向）垂直的截面的内形状是大致圆形或大致多边形；
（9）如上述（1）～（7）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述热分解气体导入管的与长度方向（热分解气体的流动方向）垂直的截面的内形状是大致四边形；
（10）如上述（1）～（9）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述热分解气体导入管具备1～3根；
（11）如上述（1）～（9）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述热分解气体导入管具备1或2根；
（12）如上述（1）～（11）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述热分解气体导入管在其内部保有上述多个粒状物及/或块状物；
（13）如上述（1）～（12）的任一项所记载的生物质的气化装置，蒸汽吹入口被装备在从由生物质热分解器及其附近、热分解气体重整器及其附近、以及热分解气体导入管构成的群中选择的一个以上的位置；
（14）如上述（1）～（12）的任一项所记载的生物质的气化装置，蒸汽吹入口被装备在生物质热分解器或其附近、热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管；
（15）如上述（1）～（12）的任一项所记载的生物质的气化装置，蒸汽吹入口在生物质热分解器或其附近、热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管分别装备有1～3个；
（16）如上述（1）～（12）的任一项所记载的生物质的气化装置，蒸汽吹入口在生物质热分解器或其附近、热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管分别装备有1个；
（17）如上述（1）～（16）的任一项所记载的生物质的气化装置，空气或氧吹入口被装备在从由热分解气体重整器及其附近、以及热分解气体导入管构成的群中选择的一个以上的位置；
（18）如上述（1）～（16）的任一项所记载的生物质的气化装置，空气或氧吹入口被装备在热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管；
（19）如上述（1）～（16）的任一项所记载的生物质的气化装置，空气或氧吹入口在热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管分别装备有1～3个；
（20）如上述（1）～（16）的任一项所记载的生物质的气化装置，空气或氧吹入口在热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管分别装备有1个；
（21）如上述（1）～（20）的任一项所记载的生物质的气化装置，在生物质热分解器的上方还具备用来将多个粒状物及/或块状物预先加热的预热器；
（22）如上述（1）～（21）的任一项所记载的生物质的气化装置，在生物质热分解器的上部具备上述多个粒状物及/或块状物的导入口；
（23）如上述（1）～（21）的任一项所记载的生物质的气化装置，在生物质热分解器的顶部具备上述多个粒状物及/或块状物的导入口；
（24）如上述（1）～（23）的任一项所记载的生物质的气化装置，在生物质热分解器的下部具备上述多个粒状物及/或块状物的排出口；
（25）如上述（1）～（23）的任一项所记载的生物质的气化装置，在生物质热分解器的底部具备上述多个粒状物及/或块状物的排出口；
（26）如上述（1）～（25）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述热分解气体重整器不具备加热装置；
（27）如上述（1）～（26）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述的粒状物及/或块状物从由金属球及陶瓷球构成的群中选择；
（28）如上述（27）记载的生物质的气化装置，金属球是不锈钢制；
（29）如上述（27）记载的生物质的气化装置，陶瓷球由从由氧化铝、硅石、碳化硅、碳化钨、氧化锆及氮化硅构成的群中选择的一种以上的材质构成；
（30）如上述（1）～（29）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述生物质热分解器的气相温度为400～700℃；
（31）如上述（1）～（29）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述生物质热分解器的气相温度为500～700℃；
（32）如上述（1）～（29）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述生物质热分解器的气相温度为550～650℃；
（33）如上述（1）～（32）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述热分解气体重整器的气相温度为700～1000℃；
（34）如上述（1）～（32）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述热分解气体重整器的气相温度为850～950℃；
（35）如上述（1）～（32）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述热分解气体重整器的气相温度为880～930℃；
（36）如上述（1）～（35）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述生物质是在干燥基准下包含5.0质量%以上的灰分的高灰分生物质；
（37）如上述（1）～（35）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述生物质是在干燥基准下包含10.0～30.0质量%的灰分的高灰分生物质；
（38）如上述（1）～（35）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述生物质是在干燥基准下包含15.0～20.0质量%的灰分的高灰分生物质；
（39）如上述（1）～（38）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述生物质是从由植物类生物质、生物类生物质、生活杂排出物及食品废弃物构成的群中选择的生物质资源；
（40）如上述（1）～（38）的任一项所记载的生物质的气化装置，上述生物质是从由下水污泥及家畜排泄物构成的群中选择的生物质资源。
此外，本发明是使用上述（1）记载的生物质的气化装置的生物质的气化方法。即，本发明是
（41）一种生物质的气化方法，具备：生物质热分解器，将生物质在非氧化性气体环境下或非氧化性气体与蒸汽的混合气体环境下加热；以及热分解气体重整器，将在上述生物质热分解器中产生的气体在蒸汽的存在下重整；并且，将被预先加热的多个粒状物及/或块状物向上述生物质热分解器投入，通过上述多个粒状物及/或块状物拥有的热，执行生物质的热分解，接着，将通过该生物质的热分解而产生的热分解气体向上述热分解气体重整器导入，执行该热分解气体的蒸汽重整，其特征在于，通过上述生物质的热分解而产生的热分解气体经过热分解气体导入管被向上述热分解气体重整器导入，所述热分解气体导入管被装备在比形成于上述生物质热分解器内的上述多个粒状物及/或块状物层的上表面靠下方的上述生物质热分解器的侧面，接着，通过另外被导入到该热分解气体重整器的空气或氧将上述被导入的热分解气体进行部分氧化，同时通过与上述空气或氧同时被导入的蒸汽进行重整。
作为优选的技术方案，可以举出：
（42）如上述（41）记载的生物质的气化方法，上述热分解气体导入管在上述生物质热分解器与上述热分解气体重整器之间相对于重力方向大致水平地装备；
（43）如上述（41）或（42）记载的生物质的气化方法，上述热分解气体导入管的内部底面具有朝向上方突出的构造；
（44）如上述（41）或（42）记载的生物质的气化方法，上述热分解气体导入管的内部底面具有从生物质热分解器侧向热分解气体重整器侧具备倾斜而朝向上方突出的构造；
（45）如上述（41）或（42）记载的生物质的气化方法，上述热分解气体导入管的内部底面具有从生物质热分解器侧向热分解气体重整器侧具备5～45度的倾斜而朝向上方突出的构造；
（46）如上述（41）或（42）记载的生物质的气化方法，上述热分解气体导入管的内部底面具有从生物质热分解器侧向热分解气体重整器侧具备10～30度的倾斜而朝向上方突出的构造；
（47）如上述（41）或（42）记载的生物质的气化方法，上述热分解气体导入管的内部底面具有从生物质热分解器侧向热分解气体重整器侧具备15～25度的倾斜而朝向上方突出的构造；
（48）如上述（41）～（47）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述热分解气体导入管的与长度方向（热分解气体的流动方向）垂直的截面的内形状是大致圆形或大致多边形；
（49）如上述（41）～（47）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述热分解气体导入管的与长度方向（热分解气体的流动方向）垂直的截面的内形状是大致四边形；
（50）如上述（41）～（49）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述热分解气体导入管装备有1～3根；
（51）如上述（41）～（49）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述热分解气体导入管装备有1或2根；
（52）如上述（41）～（51）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述热分解气体导入管在其内部保有上述多个粒状物及/或块状物；
（53）如上述（41）～（52）的任一项所记载的生物质的气化方法，蒸汽吹入口被装备在从由生物质热分解器及其附近、热分解气体重整器及其附近、以及热分解气体导入管构成的群中选择的一个以上的位置；
（54）如上述（41）～（52）的任一项所记载的生物质的气化方法，蒸汽吹入口被装备在生物质热分解器或其附近、热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管；
（55）如上述（41）～（52）的任一项所记载的生物质的气化方法，蒸汽吹入口在生物质热分解器或其附近、热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管分别装备有1～3个；
（56）如上述（41）～（52）的任一项所记载的生物质的气化方法，蒸汽吹入口在生物质热分解器或其附近、热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管分别装备有1个；
（57）如上述（41）～（52）的任一项所记载的生物质的气化方法，空气或氧吹入口被装备在从由热分解气体重整器及其附近、以及热分解气体导入管构成的群中选择的一个以上的位置；
（58）如上述（41）～（52）的任一项所记载的生物质的气化方法，空气或氧吹入口被装备在热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管；
（59）如上述（41）～（52）的任一项所记载的生物质的气化方法，空气或氧吹入口在热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管分别装备有1～3个；
（60）如上述（41）～（52）的任一项所记载的生物质的气化方法，空气或氧吹入口在热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管分别装备有1个；
（61）如上述（41）～（60）的任一项所记载的生物质的气化方法，在生物质热分解器的上方还具备用来将多个粒状物及/或块状物预先加热的预热器；
（62）如上述（41）～（60）的任一项所记载的生物质的气化方法，在生物质热分解器的上部具备上述多个粒状物及/或块状物的导入口；
（63）如上述（41）～（60）的任一项所记载的生物质的气化方法，在生物质热分解器的顶部具备上述多个粒状物及/或块状物的导入口；
（64）如上述（41）～（63）的任一项所记载的生物质的气化方法，在生物质热分解器的下部具备上述多个粒状物及/或块状物的排出口；
（65）如上述（41）～（63）的任一项所记载的生物质的气化方法，在生物质热分解器的底部具备上述多个粒状物及/或块状物的排出口；
（66）如上述（41）～（65）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述热分解气体重整器中的通过上述生物质的热分解而产生的热分解气体的蒸汽重整，仅通过该热分解气体具有的热、被导入到该热分解气体重整器中的空气或氧具有的热、与该空气或氧同时被导入的蒸汽具有的热、以及通过由该空气或氧带来的该热分解气体的部分氧化而产生的热来执行；
（67）如上述（41）～（66）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述的粒状物及/或块状物从由金属球及陶瓷球构成的群中选择；
（68）如上述（67）记载的生物质的气化方法，金属球是不锈钢制；
（69）如上述（67）记载的生物质的气化方法，陶瓷球由从由氧化铝、硅石、碳化硅、碳化钨、氧化锆及氮化硅构成的群中选择的一种以上的材质构成；
（70）如上述（41）～（69）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述生物质热分解器的气相温度为400～700℃；
（71）如上述（41）～（69）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述生物质热分解器的气相温度为500～700℃；
（72）如上述（41）～（69）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述生物质热分解器的气相温度为550～650℃；
（73）如上述（41）～（72）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述热分解气体重整器的气相温度为700～1000℃；
（74）如上述（41）～（72）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述热分解气体重整器的气相温度为850～950℃；
（75）如上述（41）～（72）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述热分解气体重整器的气相温度为880～930℃；
（76）如上述（41）～（75）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述生物质是在干燥基准下包含5.0质量%以上的灰分的高灰分生物质；
（77）如上述（41）～（75）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述生物质是在干燥基准下包含10.0～30.0质量%的灰分的高灰分生物质；
（78）如上述（41）～（75）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述生物质是在干燥基准下包含15.0～20.0质量%的灰分的高灰分生物质；
（79）如上述（41）～（78）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述生物质是从由植物类生物质、生物类生物质、生活杂排出物及食品废弃物构成的群中选择的生物质资源；
（80）如上述（41）～（78）的任一项所记载的生物质的气化方法，上述生物质是从由下水污泥及家畜排泄物构成的群中选择的生物质资源。
发明效果
在本发明的装置中，由于能够将生物质热分解器和热分解气体重整器单独地温度控制，所以能够将生物质的热分解温度及产生的热分解气体的重整温度都容易且持续长期间最优化。由此，不仅在生物质热分解器侧能够抑制在生物质特别是灰分含量较高的生物质中含有的五氧化二磷及钾的产生、并且在热分解气体重整器侧能够抑制N2O的产生、并且还能够使作为最终制品的含氢气体的生产量增大，而且，能够尽可能减少通过生物质的热分解产生的焦油及煤尘的量。进而，在重整器侧除了蒸汽还吹入空气或氧，从而能够促进焦油的进一步的分解和重整。结果，能够显著地减少由五氧化二磷及钾、以及焦油及煤尘造成的装置故障，并且能够使产生的焦油的气化率最大化，以高热效率及低成本从生物质特别是灰分含量较高的生物质制造高热量的气体。除此以外，由于由热载体进行的加热只是生物质热分解器，所以能够显著地缩短从起动至达到稳态状态的时间。进而，在本发明的装置中，能够将生物质热分解器和热分解气体重整器并联地配置，与将预热器、重整器及热分解器从上方起依次纵型地配置的以往的装置相比，能够显著地降低装置高度，所以能够大幅地削减装置制造成本。
附图说明
图1是表示本发明的生物质的气化装置的一实施方式的概略图。
图2是表示装备在生物质热分解器与热分解气体重整器之间的热分解气体导入管的几个不同的实施方式的概略图。
图3是在比较例中使用的以往的生物质的气化装置的概略图。
图4是表示本发明的生物质的气化装置的热分解气体导入管的另一实施方式的概略图。
图5是表示本发明的生物质的气化装置的热分解气体导入管的另一实施方式的概略图。
具体实施方式
本发明的气化装置具备：生物质热分解器，具备生物质供给口、以及非氧化性气体供给口及/或蒸汽吹入口；热分解气体重整器，具备蒸汽吹入口及重整气体排出口；以及热分解气体导入管，装备在上述生物质热分解器与上述热分解气体重整器之间，将在上述生物质热分解器中产生的热分解气体向上述热分解气体重整器导入；并且，上述生物质热分解器还具备被预先加热的多个粒状物及/或块状物即热担持介质（热载体）的导入口及排出口；另一方面，热分解气体重整器还具备空气或氧吹入口。并且，被预先加热的多个粒状物及/或块状物被向生物质热分解器导入，通过该多个粒状物及/或块状物拥有的热，执行生物质的热分解。这里，产生的热分解气体经过上述热分解气体导入管被向热分解气体重整器给送，所以，一边通过与蒸汽同时被导入的空气或氧将被导入的热分解气体进行部分氧化，一边通过被导入的蒸汽执行热分解气体的重整。这里，在本发明的气化装置中，仅向生物质热分解器导入多个粒状物及/或块状物，执行生物质的热分解，热分解气体重整器被与多个粒状物及/或块状物的流动分开，热分解气体的加热及重整通过另外导入蒸汽及氧或空气来执行。优选的是，上述的热分解气体的加热及重整仅通过被导入到热分解气体重整器中的上述热分解气体及同样被导入到热分解气体重整器中的上述蒸汽及氧或空气拥有的热、和通过由上述氧或空气带来的上述热分解气体的部分氧化产生的热来执行。这样，不是如以往的生物质的气化装置那样，生物质热分解器和热分解气体重整器相对于多个粒状物及/或块状物的流动上下串联地装备，而是被分开，所以能够单独地控制各自的温度。
在本发明的气化装置中，热分解气体导入管在生物质热分解器侧被装备在比形成于生物质热分解器内的多个粒状物及/或块状物层即热载体层的上表面靠下方的生物质热分解器的侧面，优选的是被装备在生物质热分解器的底部侧的侧面。即，在生物质热分解器侧，在形成于生物质热分解器中的由多个粒状物及/或块状物构成的层中具备热分解气体导入管的气体取入口（气体入口）。另一方面，在热分解气体重整器侧，只要被导入的热分解气体能够被重整，对于热分解气体导入管的气体导入口（气体出口）的位置没有特别限制，但优选的是，在热分解气体重整器的底部或其附近具备热分解气体导入管的气体导入口。并且，穿过该热分解气体导入管，在生物质热分解器中产生的热分解气体被向热分解气体重整器导入。这样，由于热分解气体导入管的热分解气体的取入口设在由多个粒状物及/或块状物构成的层中，所以存在于生物质热分解器中的多个粒状物及/或块状物的一部分能够向该热分解气体导入管的内部侵入，该热分解气体导入管能够在其内部保有多个粒状物及/或块状物。除此以外，由于热分解气体导入管优选的是相对于重力方向大致水平地装备，所以多个粒状物及/或块状物容易侵入到热分解气体导入管内部，并且，在热分解气体导入管内部保有的多个粒状物及/或块状物随着在生物质热分解器中从上向下通过重力移动的多个粒状物及/或块状物的流动，能够与从上向下移动的多个粒状物及/或块状物连续地逐渐替换。并且，由此在热分解气体导入管内部保有的多个粒状物及/或块状物能够保持新的状态。进而，能够避免从生物质热分解器流入到热分解气体导入管中的多个粒状物及/或块状物混入到热分解气体重整器中。这样，由于在热分解气体导入管内部保有多个粒状物及/或块状物，所以穿过那里而被向热分解气体重整器导入的热分解气体中含有的焦油及煤尘等与该多个粒状物及/或块状物接触而被捕捉。并且，被捕捉的焦油的一部分或大部分在这里通过多个粒状物及/或块状物拥有的热被热分解而被气化，优选的是还被重整。此外，没有被气化而残留的焦油及煤尘等以附着于多个粒状物及/或块状物的原状被从生物质热分解器底部排出。由此，能够有效地将焦油及煤尘等从热分解气体除去。
在本发明的气化装置中，热分解气体导入管的内部底面优选的是具有朝向上方突出的构造。这样，通过热分解气体导入管的内部底面具有朝向上方突出的构造，能够更有效地防止从生物质热分解器向热分解气体导入管流入的多个粒状物及/或块状物侵入到热分解气体重整器中。更优选的是，热分解气体导入管的内部底面具有从生物质热分解器侧朝向热分解气体重整器侧具备倾斜而朝向上方突出的构造。上述倾斜的角度（θ）优选的是5～45度，更优选的是10～30度，进一步优选的是15～25度。此外，在该突出的构造中，热分解气体导入管的内部底面也可以具有从生物质热分解器及热分解气体重整器的两侧朝向中央部具备倾斜而朝向上方突出的构造。在该情况下，该倾斜的角度（θ）在生物质热分解器及热分解气体重整器的两侧既可以相同，也可以分别不同。通过具备这样的倾斜，防止从生物质热分解器向热分解气体导入管侵入的多个粒状物及/或块状物在热分解气体导入管内停滞，促进多个粒状物及/或块状物在热分解气体导入管内的替换。在上述热分解气体导入管中，与其长度方向垂直的截面、即相对于热分解气体的流动方向垂直的截面的内形状优选的是大致圆形或大致多边形，更优选的是大致四边形。该热分解气体导入管的内径只要是多个粒状物及/或块状物能够容易地流入到热分解气体导入管内且流出，没有特别限制。此外，该热分解气体导入管在生物质热分解器与热分解气体重整器之间优选的是具备1～3根，更优选的是具备1或2根。
在本发明的气化装置中，蒸汽吹入口优选的是被装备在从由生物质热分解器及其附近、热分解气体重整器及其附近、以及热分解气体导入管构成的群中选择的一个以上的位置。更优选的是，蒸汽吹入口被装备在生物质热分解器或其附近、热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管的全部。由此，能够更好地达成生物质的热分解及热分解气体的重整。在热分解气体的重整时，优选的是从装备在热分解气体重整器或其附近及热分解气体导入管的蒸汽吹入口，更优选的是从装备在热分解气体重整器或其附近的蒸汽吹入口吹入蒸汽。对于蒸汽吹入口的个数没有特别限制，但在生物质热分解器或其附近、热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管优选的是分别装备1～3个，更优选的是分别装备1个。
在本发明的气化装置中，空气或氧吹入口优选的是被装备在从由热分解气体重整器及其附近、以及热分解气体导入管构成的群中选择的一个以上的位置。更优选的是，空气或氧吹入口被装备在热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管的全部。由此，能够更好地达成热分解气体的重整。对于空气或氧吹入口的个数没有特别限制，但在热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管，优选的是分别装备1～3个，更优选的是分别装备1个。在本发明的气化装置中，如已经叙述那样，通过从上述的空气或氧吹入口供给的空气或氧，执行被导入到热分解气体重整器中的热分解气体的部分氧化，通过由此产生的热来执行蒸汽重整，所以，热分解气体重整器通常不具备加热装置、例如由蒸汽或电热器等从热分解气体重整器外部及/或内部供给热的加热装置等。
在本发明的气化装置中，在生物质热分解器的上方具备用来将多个粒状物及/或块状物预先加热的预热器。由此，该多个粒状物及/或块状物被加热到规定的温度。该预热器在生物质热分解器的上方优选的是设置1台，在那里将全部的粒状物及/或块状物加热到规定的温度，能够将被加热到该温度的粒状物及/或块状物通过重力向生物质热分解器导入。如果采用该结构，则能够削减装置成本，此外，当通过向生物质热分解器的蒸汽导入量来控制生物质热分解温度时，通过导入的蒸汽，能够更有效且容易地执行热分解，并且能够实现粒状物及/或块状物的加热所需要的能源的削减。
此外，在生物质热分解器的上部、优选的是在顶部，具备多个粒状物及/或块状物的导入口，另一方面，在生物质热分解器的下部、优选的是在底部，具备多个粒状物及/或块状物的排出口。多个粒状物及/或块状物的导入口及排出口例如使用在配管的上下各具备1个、合计具备两个阀的所谓2段式阀方式。但是，该导入及放出方式是一例，并不限定于该方式。
多个粒状物及/或块状物即热担持介质（热载体）优选的是由从由金属及陶瓷构成的群中选择的一种以上的材质构成。作为金属，优选的是从由铁、不锈钢、镍合金钢及钛合金钢构成的群中选择，更优选的是选择不锈钢。此外，作为陶瓷，从由氧化铝、硅石、碳化硅、碳化钨、氧化锆及氮化硅构成的群中选择，更优选的是选择氧化铝。多个粒状物及/或块状物的形状优选的是球状（球），当并不一定需要是正球，也可以是截面形状为椭圆形或长圆形的球状物。球状物的直径（最大径）优选的是3～25mm，更优选的是8～15mm。在超过上述上限时，有损害生物质热分解器内部的流动性即自由下落性的情况，由此，有球状物在生物质热分解器内部静止而成为堵塞的原因的情况。另一方面，在不到上述下限时，在生物质热分解器中，有通过附着于球状物的焦油及煤尘等而球状物自身固着的情况，有成为堵塞的原因的情况。例如，在球状物的直径不到3mm时，通过附着于球状物的焦油及煤尘等的影响，球状物附着于生物质热分解器的内壁而成长，在最差的情况下，担心会使生物质热分解器堵塞。此外，焦油附着的球状物在被从生物质热分解器的底部的阀放出时，不到3mm的球状物较轻，而且因焦油附着，有不会自然下落而固着于阀内部、助长堵塞的情况。
本发明的生物质，是指所谓的生物质资源。这里所述的生物质资源是指：植物类生物质，例如，从林业废弃的间伐材、制材废材、剪枝、林地残材、未利用树等，从农业废弃的蔬菜残渣及果树残渣等农作物、稻草、麦杆及稻谷壳等，其他的海洋植物，建设类废木材等；生物类生物质，例如，以家畜排泄物及下水污泥为代表的生物类排泄物；以及垃圾等生活杂排出物及食品废弃物等。本发明的装置优选的是适合于植物类生物质及生物类生物质的气化。其中，适合于灰分在干燥基准下优选的是5.0质量%以上、更优选的是10.0～30.0质量%、进一步优选的是15.0～20.0质量%的高灰分生物质，特别是下水污泥及家畜排泄物的气化。
以下，基于附图说明本发明的生物质的气化装置。图1是表示本发明的生物质的气化装置的一实施方式的概略图。在该生物质的气化装置中，具备：生物质热分解器（1），通过预先被加热的多个粒状物及/或块状物（5）即热载体拥有的热，执行生物质的热分解；以及热分解气体重整器（2），通过由与蒸汽同时被另外导入的氧或空气将通过生物质的热分解产生的热分解气体进行部分氧化而得到的热，执行该热分解气体的蒸汽重整。并且，在生物质热分解器（1）的上方具备用来将多个粒状物及/或块状物（5）预先加热的预热器（3）。此外，在生物质热分解器（1）与热分解气体重整器（2）之间具备1根热分解气体导入管（4），由此，在生物质热分解器（1）中产生的热分解气体被向热分解气体重整器（2）导入。这里，热分解气体导入管（4）在生物质热分解器（1）侧被装备在比形成于生物质热分解器（1）内的多个粒状物及/或块状物（5）层的上表面（13）靠下方的生物质热分解器（1）的侧面。即，在多个粒状物及/或块状物（5）层中设有热分解气体导入管（4）的生物质热分解器（1）侧气体取入口（气体入口）（4－3）。另一方面，在热分解气体重整器（2）侧，热分解气体导入管（4）与热分解气体重整器（2）的底部连接。此外，热分解气体导入管（4）在生物质热分解器（1）与热分解气体重整器（2）之间相对于重力方向大致水平地装备。这里，热分解气体导入管（4）也可以采用以下的结构：在生物质热分解器（1）侧相对于重力方向大致水平地装备，在其下游侧、即生物质热分解器（1）与热分解气体重整器（2）的中间，朝向热分解气体重整器（2）大致垂直地立起，与热分解气体重整器（2）的底部连接（图4）。或者也可以采用以下的结构：在生物质热分解器（1）与热分解气体重整器（2）的中间，朝向热分解气体重整器（2）具有倾斜角度（θ）而向上方立起，与热分解气体重整器（2）的底部连接（图5）。此外，优选的是热分解气体导入管（4）的内部底面具有朝向上方突出的构造。例如，具备从生物质热分解器（1）侧朝向热分解气体重整器（2）侧距水平配管的底部有大致25度的倾斜角度（θ）的突出部。但是，该内部底面也可以是平坦的构造。
多个粒状物及/或块状物（5）、即热载体在被向生物质热分解器（1）导入之前，在预热器（3）中被预先加热。热载体（5）优选的是被加热到650～800℃，更优选的是被加热到700～750℃。在不到上述下限时，在生物质热分解器（1）中不能将生物质、例如高灰分生物质充分地热分解，热分解气体的产生量下降。另一方面，在超过上述上限时，引起磷及钾的挥散，成为引起由五氧化二磷及钾带来的配管的堵塞及腐蚀的原因。此外，不仅带来多余的热，而且不能期待显著的效果的增大，反而只是导致成本升高。此外，也成为设备的热效率下降的原因。
在预热器（3）中被加热到上述规定温度的热载体（5）接着被向生物质热分解器（1）导入。在生物质热分解器（1）中，热载体（5）与另外从生物质供给口（7）供给到生物质热分解器（1）的生物质接触。这里，生物质供给口（7）也可以设在生物质热分解器（1）自身，但也可以如图1所示那样设在生物质热分解器（1）附近，例如热载体（5）向生物质热分解器（1）的供给配管。此外，对于生物质热分解器（1），分别从非氧化性气体供给口（12）及蒸汽吹入口（111）供给非氧化性气体、例如氮及任意的蒸汽，被保持为非氧化性气体环境或非氧化性气体与蒸汽的混合气体环境。然后，通过热载体（5）与生物质的接触，生物质被加热而热分解，生成热分解气体。通过将生物质热分解器（1）设为非氧化性气体环境，能够阻止生物质的燃烧，使生物质效率良好地热分解。所生成的热分解气体穿过热分解气体导入管（4），被向热分解气体重整器（2）导入。此时，所生成的热分解气体中包含的焦油及煤尘等被在热分解气体导入管（4）内保有的热载体（5）捕捉，焦油的一部分或大部分被热载体（5）加热而气化，残留的焦油及煤尘等以附着于热载体（5）的原状被从生物质热分解器（1）底部排出。生物质热分解器（1）的气相温度其上限优选的是700℃，更优选的是650℃，下限优选的是400℃，更优选的是500℃，进一步优选的是550℃。在不到上述下限时，有生物质的热分解不进展的情况。在超过上述上限时，产生五氧化二磷及钾、以及重质的焦油。这样的重质焦油在热分解气体重整器（2）内通过氧或空气几乎全部被燃烧而去除，但微量残留的重质焦油不能通过蒸汽充分地重整，所以有成为由焦油造成的装置故障的原因的情况。这里，所述的生物质热分解器（1）的气相温度，是指由被向生物质热分解器（1）内投入的被预先加热的热载体（5）、作为原料的生物质及非氧化性气体和任意被吹入的蒸汽被混合而产生的温度、以及热载体（5）层的辐射热等综合地产生的生物质热分解器（1）内部的气相温度。该生物质热分解器（1）的气相温度可以通过热载体（5）的供给速度及放出速度、生物质热分解器（1）内的热载体（5）层的体积及其占有率、生物质的供给量、非氧化性气体及/或蒸汽的供给量等适当控制。通常，根据生物质的供给量决定热载体（5）的供给速度及放出速度，接着，通过一边将生物质热分解器（1）内的热载体（5）层的体积及其占有率逐渐变更，一边适当变更非氧化性气体及/或蒸汽的供给量，能够将生物质热分解器（1）的气相温度控制为规定温度。
在生物质热分解器（1）中通过将生物质热分解而生成的热分解气体经过热分解气体导入管（4）被向热分解气体重整器（2）导入。被导入到热分解气体重整器（2）的热分解气体借助空气或氧而被部分氧化，由此，热分解气体重整器（2）内被加热。由此，热分解气体与蒸汽反应，能够将热分解气体向富含氢的气体重整。这里，伴随着热分解气体的焦油的一部分借助空气或氧而被部分氧化，作为热源被消耗，一部分借助蒸汽及氧而被重整。在气体重整中使用的蒸汽被从装备在从由生物质热分解器（1）及其附近、热分解气体重整器（2）及其附近、以及生物质热分解器与热分解气体重整器之间的热分解气体导入管（4）构成的群中选择的一个以上的位置处的蒸汽吹入口（111、112、113）导入。优选的是，被从装备在生物质热分解器（1）或其附近、热分解气体重整器（2）或其附近、以及热分解气体导入管（4）处的蒸汽吹入口（111、112、113）的全部导入。更优选的是，被从装备在热分解气体重整器（2）或其附近、以及热分解气体导入管（4）处的蒸汽吹入口（112、113）导入，也能够仅从装备在热分解气体重整器（2）或其附近的蒸汽吹入口（112）导入。此外，氧或空气被从装备在从由热分解气体重整器（2）及其附近、以及生物质热分解器（1）与热分解气体重整器（2）之间的热分解气体导入管（4）构成的群中选择的一个以上的位置处的氧或空气供给口（141、142）导入。优选的是，被从装备在热分解气体重整器或其附近、以及热分解气体导入管处的氧或空气供给口（141、142）的全部导入。热分解气体重整器（2）的气相温度其上限优选的是1000℃，更优选的是950℃，进一步优选的是930℃，下限优选的是850℃，更优选的是880℃，进一步优选的是900℃。在不到上述下限时，有重整反应不进展的情况。此外，也可能成为产生N2O的主要原因。另一方面，即使超过上述上限，也不能期待显著的效果的增大，加热所需要的热量增大，导致成本升高。热分解气体重整器（2）的气相温度在作为上述优选的下限值的850℃以上，由蒸汽带来的一氧化碳的重整变得显著，在作为更优选的下限值的880℃以上，由蒸汽带来的甲烷的重整变得显著。因而，为了将一氧化碳及甲烷的两者有效率地重整，热分解气体重整器（2）的气相温度更优选的是880℃以上。热分解气体重整器（2）的气相温度的更优选的上限是950℃，在该温度以下能够充分地将热分解气体重整，但为了实现燃料使用量的削减，进一步优选的是930℃以下。这里，所述的热分解气体重整器（2）的气相温度，是指从被向热分解气体重整器（2）内导入的热分解气体以及蒸汽及空气或氧被混合产生的温度综合地产生的热分解气体重整器内部的气相温度。热分解气体重整器（2）的气相温度可以通过空气或氧的供给量来适当控制。
上述的生物质热分解器（1）中的生物质的热分解所需要的热的几乎全部，由被预先加热到上述温度的多个粒状物及/或块状物（5）即热担持介质（热载体）拥有的热供给。热载体（5）向生物质热分解器（1）的导入以及热载体（5）从生物质热分解器（1）的放出，例如使用在配管的上下各具备1个合计具备两个阀的所谓2段式阀方式（未图示）来进行。如果简单地说明该2段式阀方式的操作，则将上下两个阀关闭，首先，将上方的阀打开而使热载体（5）下落到配管内部，将热载体（5）向下方的阀与上方的阀之间填充。接着，通过将上方的阀关闭、将下方的阀打开，将被填充在两个阀之间的热载体（5）向生物质热分解器（1）导入，或从生物质热分解器（1）放出。通过反复进行这样的阀操作，热载体（5）被向生物质热分解器（1）大致连续地导入，并且被从生物质热分解器（1）大致连续地放出。该导入及放出方式是一例，并不限定于该方式。通过对热载体（5）向生物质热分解器（1）的导入及热载体（5）从生物质热分解器（1）的放出速度进行控制，能够在生物质热分解器（1）形成热载体（5）层并将该层的厚度控制为适当的值，并且将生物质热分解器（1）的温度控制为上述规定温度。这样，仅向生物质热分解器（1）导入热载体（5），用其热进行生物质的热分解，另一方面，向热分解气体重整器（2）导入蒸汽及氧或空气，由它进行重整，由此，能够单独地控制生物质热分解器（1）和热分解气体重整器（2）的内部温度。由此，能够使热分解气体重整器（2）中的重整反应在适当温度下进行，并且能够使生物质热分解器（1）中的生物质的热分解在适当温度下执行。进而，能够改善热效率。此外，仅向生物质热分解器（1）导入热载体（5），并且将预热器（3）和生物质热分解器（1）优选的是配置为竖型，使热载体（5）通过重力而自然下落，由此，不需要用来使热载体（5）移动的动力，能够做成能源节约型的有效率的气化装置。
这里，如果热载体（5）从生物质热分解器（1）的放出速度过快，则生物质热分解器（1）的温度变高，另一方面，如果放出速度过慢，则热载体（5）放热，生物质热分解器（1）的温度变低。热载体（5）向生物质热分解器（1）的供给速度及放出速度取决于作为原料的生物质的供给量及其种类、以及生物质的水分及灰分量等，但通常与生物质的供给量对应而决定。通常，被设定为干燥原料即干燥生物质向生物质热分解器（1）的供给速度的5～60质量倍。优选的是，被设定为干燥生物质向生物质热分解器（1）的供给速度的5～30质量倍，更优选的是被设定为10～20质量倍。在不到上述下限时，不能供给为了将生物质热分解所需要的热量。另一方面，在超过上述上限时，不仅热载体（5）的供给量成为过剩，而且为此必须将生物质热分解器（1）增大到所需以上，此外，在热载体（5）的加热中需要多余的热量。
生物质热分解器（1）及热分解气体重整器（2）中的压力的上限优选的是104.33kPa，更优选的是102.33kPa，下限优选的是100.33kPa，更优选的是101.23kPa。在超过上述上限时，有所生成的热分解气体从生物质供给口（7）倒流而向生物质热分解器（1）的外部泄漏的情况。另一方面，在不到上述下限时，有所生成的热分解气体均匀分散在生物质热分解器（1）及热分解气体导入管（4）的热载体的层内部而不穿过、热分解气体及伴随它的焦油等没有被充分地气化及重整的情况。
如上述那样，蒸汽吹入口（111、112、113）优选的是被设置在生物质热分解器（1）、热分解气体重整器（2）的底部、以及生物质热分解器（1）与热分解气体重整器（2）之间的热分解气体导入管（4）。当设置在生物质热分解器（1）时，特别优选的是设置在生物质热分解器（1）的上部。由此，能够更有效地执行导入到生物质热分解器（1）中的蒸汽与热载体（5）的接触，并且不仅能够使该蒸汽与通过生物质（5）的热分解而产生的气体的接触时间变得更长，而且能够使与热载体（5）的接触时间也变长。并且，结果能够有效率地实施热分解气体及附着在热载体（5）的焦油等的气化及重整。在图1中，蒸汽吹入口在热分解气体重整器（2）的下部（112）、生物质热分解器（1）的上部（111）及热分解气体导入管（4）（113）分别设置有1个，合计设置有3个，但并不限定于此。蒸汽吹入口也可以在各个部位设置多个。供给的蒸汽的温度没有被特别限定，优选的是130～200℃，更优选的是约160℃。此外，优选的是也可以使用500～600℃的过热蒸汽。例如，在供给更优选的约160℃的蒸汽时，蒸汽的供给量优选的是被供给与作为原料的生物质的供给量大致等量。但是，蒸汽的量根据原料的水分量而增减，所以并不限定于上述。
空气或氧的吹入口（141、142）优选的是设置在热分解气体重整器（2）的底部、以及生物质热分解器（1）与热分解气体重整器（2）之间的热分解气体导入管（4）。通过将空气或氧吹入，将生物质的热分解气体特别是伴随的焦油等进行部分氧化，通过其热，能够有效率地实施蒸汽重整。在图1中，空气或氧吹入口在热分解气体重整器（1）的下部（141）及热分解气体导入管（4）（142）分别各设置有1个，合计设置有两个设置，但并不限定于此。空气或氧吹入口也可以在各个部位设置多个。供给的空气或氧的温度没有被特别限定，优选的是室温～700℃，更优选的是300～600℃。
生物质供给口（7）只要设置在能够对生物质热分解器（1）有效地供给生物质的位置就可以。优选的是，希望设置在生物质热分解器（1）的上方，即从预热器（3）使热载体（5）向生物质热分解器（1）下落的配管。由此，能够效率良好地进行生物质与热载体（5）的混合，能够适当地确保在生物质热分解器（1）内部的接触时间，能够将生物质充分地热分解。在图1中，生物质供给口（7）记载有1个，但并不限定于此。生物质供给口（7）优选的是设置1个以上，更优选的是设置1～5个，进一步优选的是设置1～3个，进一步更优选的是设置1或两个。通过设置多个生物质供给口（7），也能够将性状不同的生物质从各自的供给口同时供给。
生物质热分解器（1）中的生物质的滞留时间优选的是5～60分钟，更优选的是10～40分钟，进一步优选的是15～35分钟。在不到上述下限时，在生物质中热没有被均匀地传递，没有进行均匀的热分解，所以热分解气体的产生量减少。另一方面，即使超过上述上限，也看不到显著的效果的增大，反而导致设备成本的增加。这里，生物质热分解器（1）中的生物质的滞留时间可以根据热载体（5）的移动速度和生物质供给量适当地调节。此外，热分解气体重整器（2）中的气体的滞留时间优选的是1～10秒，更优选的是2～5秒。热分解气体重整器（2）中的气体的滞留时间可以根据蒸汽、空气或氧的供给量以及预定的热分解气体产生量来设定。如果如以往那样将热分解气体重整器（2）和生物质热分解器（1）上下串联地连接，则不能分别单独地控制各个容器中的滞留时间，即生物质热分解器（1）中的用于生物质热分解的滞留时间及用于热分解气体中的焦油的分解的滞留时间、以及热分解气体重整器（2）中的热分解气体与蒸汽的重整反应所需要的滞留时间。但是，通过如本发明那样设为仅将生物质热分解器（1）用热载体（5）加热、热分解气体重整器（2）另外地导入蒸汽和氧或空气、借助热分解气体的部分氧化进行加热的方式，能够分别独立地控制各个容器（1、2）中的滞留时间，所以能够分别独立地控制各个容器（1、2）内部的温度。
如上述那样，穿过生物质热分解器（1）后的热载体（5）与生物质的热分解残渣（烧焦物）及附着于热载体（5）的没有被热分解而残留的微量的焦油及煤尘等一起，被从生物质热分解器（1）的底部排出。包括被排出的热载体（5）的排出物的处理，可以通过如图1所示那样在排出物处理装置（9）中将烧焦物分离等的以往公知的方法来实施。例如，可以采用在上述的专利文献4及5中记载的方法及装置。这样被处理后的热载体（5）再次被向预热器（3）送回而被向生物质热分解器（1）供给。
图2是表示在生物质热分解器（1）与热分解气体重整器（2）之间装备的热分解气体导入管（4）的几个不同的实施方式（I、II、III、IV、V、VI）的概略图。图2是表示热分解气体导入管（4）的长度方向的截面（沿着热分解气体的流动方向的截面）的图。此外，在图2中，（g）示意地表示热分解气体的流动方向。在图2中，面对着图，右侧是生物质热分解器（1）（在图2中示出为1），左侧是热分解气体重整器（2）（图2中示出为2）。此外，仅将热分解气体导入管（4）内的热载体（5）着色而示意地表示，没有示出生物质热分解器（1）内的热载体（5）。此外，虽然在图2中没有示出，但热分解气体导入管（4）其内部底面也可以是不朝向上方突出的平面的构造。图2所示的全部的热分解气体导入管（4）是能够在本发明的生物质的热分解装置、例如图1所示的生物质的热分解装置中使用的构造。即，在生物质热分解器（1）侧，被装备在比形成于生物质热分解器（1）内的热载体（5）层的上表面（13）靠下方的生物质热分解器（1）的侧面，并且，该热分解气体导入管（4）优选的是相对于重力方向大致水平地装备，并且热分解气体导入管（4）的内部底面具有朝向上方突出的构造。热分解气体导入管（4）优选的是做成图2的（I）、（II）、（III）、（IV）、（V）及（VI）所示的构造。即，是热分解气体导入管（4）的内部底面的突出部分的高度（h）与热分解气体导入管（4）的气体取入口（气体入口）及导入口（气体出口）的垂直方向的幅度（高度）（h1、h2）相同的构造（I、IV），或者是比其高的构造（II、III、V、VI）。更优选的是上述的突出部分的高度（h）比热分解气体导入管（4）的气体取入口及导入口的垂直方向的幅度（高度）（h1、h2）高的构造（II、III、V、VI）。如果采用这样的构造，则能够更可靠地防止热载体（5）从生物质热分解器（1）流入到热分解气体重整器（2）中。更优选的是图2的（IV）、（V）及（VI）的构造。例如，如图2的（II）那样以两个阶梯具备倾斜角度（θ）的构造与具有相同的倾斜角度（θ）的图2的（V）的构造相比，有避免热分解气体导入管（4）内的热载体（5）的停滞的作用较差的情况。因而，在图2的左列所示的阶梯地突出的形状的突出部中，更优选的是将其阶梯的数量进一步增加。该倾斜角度（θ）优选的是5～45度，更优选的是10～30度，进一步优选的是15～25度。此外，如图2的（III）及（VI）所示的热分解气体导入管（4）那样，其构造基本上是水平配管，但也可以做成如（III）那样在配管的内部上表面设置凹部、或如（VI）那样在配管的内部上表面设置设有倾斜的凹部的构造。此外，热分解气体导入管（4）的气体取入口及气体导入口的垂直方向的幅度（高度）（h1、h2）既可以相互相同也可以不同。图2所示的热分解气体导入管（4）是例示，并不限定于此。此外，热分解气体导入管（4）的与长度方向垂直的截面（相对于热分解气体的流动方向垂直的截面）的内形状是上述那样的，优选的是大致圆形或大致多边形，更优选的是大致四边形。此外，该热分解气体导入管（4）的内径，即气体取入口的垂直方向的幅度（高度）（h1）及气体导入口的垂直方向的幅度（高度）（h2），只要是热载体（5）能够容易地流入到热分解气体导入管（4）内且流出，就没有特别限制，优选的是热载体（5）的尺寸（最大径）的8～50倍，更优选的是10～40倍，进一步优选的是10～30倍。
以下，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。
实施例
（实施例1）
在实施例1中使用的生物质原料、以及在该生物质原料的热分解及气体重整中使用的气化装置是下述这样的。
作为生物质原料，将下水污泥造粒而使用。造粒后的下水污泥的大小是最大尺寸为6～15mm左右。在表1中表示该下水污泥的性状。此外，在表2中表示将该下水污泥燃烧而得到的灰的组成。
[表1]
Figure 315945DEST_PATH_IMAGE001
关于表1的各值，
水分、挥发成分及固定碳是依据JIS M8812、灰分是依据JIS Z7302－4：2009、并且高位发热量是依据JIS M8814测量的。此外，元素组成中的碳（C）、氢（H）及氮（N）都是依据JIS Z7302－8：2002、硫（S）是依据JIS Z7302‐7：2002、并且氯（Cl）是依据JIS Z7302‐6：1999测量的。此外，氧（O）是从100质量%减去C、H、N、S、Cl及灰分的各质量%而求出的。这里，灰分、挥发成分、固定碳及元素组成都是在干燥基准下计算的。此外，水分是生物质原料（下水污泥）的接受时的水分。
[表2]
Figure 108451DEST_PATH_IMAGE002
关于表2的各值，
二氧化硅、氧化铝、三氧化二铁、氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化钾、五氧化二磷及氧化锰是依据JIS M8815测量的。此外，汞、铬、镉、氧化铜、氧化铅、氧化锌及镍是依据JISZ7302‐5：2002测量的。
作为在生物质原料的热分解及产生的热分解气体的重整中使用的气化装置，使用图1所示的装置。该气化装置基本上具有生物质热分解器（1）、热分解气体重整器（2）及预热器（3），生物质热分解器（1）和热分解气体重整器（2）被将在生物质热分解器（1）中产生的热分解气体向热分解气体重整器（2）导入的热分解气体导入管（4）连接。这里，在生物质热分解器（1）的上部具备1台预热器（3），该预热器（3）将向生物质热分解器（1）供给的多个粒状物及/或块状物（热载体）（5）预先加热，被加热后的热载体（5）被向生物质热分解器（1）供给，在供给了生物质的热分解所需要的热之后，被从其底部放出，再次被向预热器（3）送回。另一方面，在生物质热分解器（1）中产生的热分解气体经过热分解气体导入管（4），被向热分解气体重整器（2）导入。这里，从空气或氧导入管（141）向热分解气体重整器（2）另外导入空气或氧，由此，热分解气体被部分燃烧，并且同时从蒸汽吹入口（112）导入蒸汽，热分解气体被蒸汽重整，由此得到的重整气体被从重整气体排出口（8）取出。此外，空气或氧及蒸汽既可以代替上述的空气或氧导入管（141）及蒸汽吹入口（112）而从装备于热分解气体导入管（4）的空气或氧导入管（142）及蒸汽吹入口（113）导入，也可以从全部的空气或氧导入管（141、142）及蒸汽吹入口（112、113）导入。生物质热分解器（1）的直躯体部分的内径为约550mm，高度为约1100mm，内容积为约260升。此外，热分解气体重整器（2）的直躯体部分的内径为约600mm，高度为约1200mm，内容积为约340升。此外，作为热分解气体导入管（4），使用图2的（V）所示的构造。这里，突出部的倾斜角度（θ）从生物质热分解器（1）侧朝向热分解气体重整器（2）侧，相对于该配管的内部底面为25度。热分解气体导入管（4）在生物质热分解器（1）侧被装备在比形成于生物质热分解器（1）内的热载体（5）层的上表面（13）靠下方的生物质热分解器（1）的侧面，另一方面，在热分解气体重整器（2）侧被装备在热分解气体重整器（2）的底面附近的侧面。此外，热分解气体导入管（4）相对于重力方向大致水平地装备。作为该热分解气体导入管（4），使用长度约1000mm及内径约80mm的配管，其内部被绝热材覆盖，并且上述突出部也由该绝热材形成。作为热载体（5），使用直径（最大径）10～12mm的大致球形的氧化铝制球。
在生物质热分解器（1）及预热器（3）内部，将热载体（5）预先填充到各个容器的70%左右的高度，接着，在预热器（3）中将该热载体（5）加热到大约700℃的温度。接着，将该热载体（5）从生物质热分解器（1）的顶部以200千克/小时的量导入，并且从生物质热分解器（1）的底部将适当量放出，开始热载体（5）的循环。通过该热载体（5）的循环，生物质热分解器（1）内部的气相温度及容器自身的温度逐渐上升。一边继续这样的热载体（5）的循环，一边同时将预热器（3）内部的热载体（5）温度逐渐升温到800℃。在热载体（5）达到该温度后，进一步继续循环，使生物质热分解器（1）内部的气相温度逐渐上升，从生物质热分解器（1）的气相温度超过550℃时起，从生物质供给口（7）、非氧化性气体供给口（12）及蒸汽吹入口（111）向生物质热分解器（1）分别导入生物质原料、氮气及蒸汽，进行控制以使生物质热分解器（1）的温度成为600℃。此时，热载体（5）在生物质热分解器（1）中以层状堆积，其堆积量是生物质热分解器（1）的内容积的约60体积%。热载体（5）从生物质热分解器（1）的放出量与供给量相同，在生物质热分解器（1）中是200千克/小时。此外，放出时的热载体（5）的温度为650℃。但是，热载体（5）从生物质热分解器（1）的放出量也可以根据其温度状况而适当控制。
在上述的操作中，将作为生物质原料的下水污泥使用定量给料器从生物质供给口（7）向生物质热分解器（1）一边逐渐增加供给量一边连续地导入，以最终成为约22千克/小时（干燥基准）。生物质热分解器（1）的温度随着生物质原料的导入而逐渐下降，但通过同时将氮气及过热蒸汽一边调节其供给量一边向生物质热分解器（1）导入，将生物质热分解器（1）的温度保持为600℃。此外，将生物质热分解器（1）内的压力保持为101.3kPa。这里，氮气被从设在生物质热分解器（1）的上部的非氧化性气体供给口（12）最终以1000升/小时的一定量导入。此外，作为蒸汽而使用过热蒸汽（160℃、0.6MPa），从设在生物质热分解器（1）的上部的蒸汽吹入口（111）最终以1千克/小时的一定量导入。生物质热分解器（1）中的生物质原料的滞留时间为约1小时。由此，在生物质热分解器（1）中通过热分解而产生的气体以15千克/小时得到。此外，烧焦物及灰合计以6.5千克/小时被从热分解残渣（烧焦物）排出口（6）排出。
在生物质热分解器（1）中得到的热分解气体接着从生物质热分解器（1）的侧面下部穿过热分解气体导入管（4），被导入到热分解气体重整器（2）。在热分解气体的导入最初，热分解气体重整器（2）内的温度变得不稳定，但通过调节从设在热分解气体重整器（2）下部的蒸汽吹入口（112）导入的过热蒸汽的量、以及从空气或氧导入管（141）导入的氧的量，使热分解气体进行部分燃烧，进行调节以使热分解气体重整器（2）内部的温度成为1000℃。此时，热分解气体重整器（2）被保持为压力101.3kPa。来自设在热分解气体重整器（2）下部的蒸汽吹入口（112）的过热蒸汽最终被以3.7千克/小时的一定量导入。来自空气或氧导入口（141）的氧最终被以2.3m3－normal/小时的一定量导入。但是，该氧量根据热分解气体重整器（2）内部的温度上升程度而适当增减。
通过上述操作，生物质热分解器（1）被保持为温度600℃及压力101.3kPa，并且，热分解气体重整器（2）被保持为温度950℃及压力101.3kPa。由此，从重整气体排出口（8）以31千克/小时的量得到了温度1000℃的重整气体。
将得到的重整气体捕集到橡胶制袋中，通过气体色谱法测量气体组成。在表3中表示得到的重整气体的组成。此外，能够将该作业连续3天实施。在该作业期间中，能够维持没有故障特别是起因于焦油的故障的良好的连续运转。此外，在作业期间中，在热分解气体导入管（4）内也没有发生热载体（5）通过焦油等而堵塞这样的故障，维持了从生物质热分解器（1）向热分解气体重整器（2）的热分解气体的顺畅的导入。此外，被从热分解气体重整器（2）出口取出的重整气体中的焦油量为约10mg/m3－normal。
[表3]
Figure 888189DEST_PATH_IMAGE003
关于表3的各值，氢（H2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）及氮（N2）由带有TCD（Thermal Conductive Detector；热导检测器）检测器的气体色谱法［岛津制作所制GC－14A（商标）］分析而定量。此外，硫化氢（H2S）由带有FPD（Flame PhotometricDetector；火焰光度检测器）检测器的气体色谱法［岛津制作所制GC－8A（商标）］分析而定量。关于氯化氢（HCL），使重整气体流通到纯水中，通过用株式会社堀场制作所制便携式pH计D－72（商标）测量纯水的pH值，将氯化氢量定量。
（比较例1）
作为在生物质原料的热分解及产生的热分解气体的重整中使用的气化装置，使用图3所示的装置。该装置与在专利文献5中记载的装置类似。该气化装置具有将生物质热分解器（100）及热分解气体重整器（200）相对于热载体（500）的流动而串联地配置的装置结构。在热分解气体重整器（200）的上部具备1台预热器（300），在该预热器（300）中，将向生物质热分解器（100）及热分解气体重整器（200）供给的热载体（500）预先加热。预热器（300）的直躯体部分的内径为约800mm，高度是1400mm，内容积为约700升。生物质热分解器（100）的直躯体部分的内径为约800mm，高度为约1000mm，内容积为约500升。此外，热分解气体重整器（200）的直躯体部分的内径为约800mm，高度为约1300mm，内容积为约650升。此外，将热分解气体从生物质热分解器（100）向热分解气体重整器（200）给送的配管（400）是长度约3000mm及内径约400mm，其内部被隔热剂覆盖，相对于重力方向大致垂直地装备。该配管（400）与将热载体（500）从热分解气体重整器（200）向生物质热分解器（100）导入的管单独装备。作为热载体（500），使用直径（最大径）10～12mm的大致球形的氧化铝制球。
作为生物质原料，使用与实施例相同的下水污泥。将该下水污泥使用定量给料器（未图示）从生物质供给口（700）向被保持为温度550℃及压力0.103MPa的生物质热分解器（100）以30.0kg/小时的量连续地导入。生物质热分解器（100）中的该下水污泥的表观的滞留时间为约1小时。
从生物质热分解器（100）的顶部以14.7kg/小时的量得到了通过热分解而产生的气体。该气体接着被向被保持为温度950℃及压力0.103MPa的热分解气体重整器（200）导入。同时，从蒸汽吹入口（1102）向热分解气体重整器（200）以20.0kg/hr的量导入过热蒸汽（180℃、1MPa）而进行了气体重整。
从重整气体排出口（800）以34.7kg/小时的量得到了950℃的被重整的气体。接着，该气体被导入到气体冷却装置（未图示）中而与水接触，被冷却到40℃。该气体的组成是表4所示那样的。
[表4]
Figure 283398DEST_PATH_IMAGE004
这样能够得到重整气体，但在热分解气体被从生物质热分解器（100）向热分解气体重整器（200）给送的配管（400）及从热分解气体重整器（200）将热分解气体放出的配管、即重整气体排出口（800）及其以后的配管上，观察到了焦油、以及五氧化二磷及钾等的附着。因而，在长期间的连续作业中，推测有可能在这些配管中发生堵塞及腐蚀。
产业上的可利用性
本发明的生物质的气化装置不仅能够从生物质优选的是灰分含量比较高的生物质产生较多含有氢等有价气体的重整气体、并且能够预防通过生物质中的灰中包含的五氧化二磷及钾的挥散而引起的配管的堵塞及腐蚀，而且能够抑制N2O的产生、并且还能够减少焦油及煤尘的产生量，所以今后可以期待作为生物质特别是灰分含量比较高的生物质的气化装置被较多利用。
附图标记说明
1 生物质热分解器
2 热分解气体重整器
3 预热器
4 热分解气体导入管
4－2 热分解气体导入管的热分解气体重整器侧气体导入口（气体出口）
4－3 热分解气体导入管的生物质热分解器侧气体取入口（气体入口）
5 多个粒状物及/或块状物（热载体）
6 热分解残渣（烧焦物）排出口
7 生物质供给口
8 重整气体排出口
9 排出物处理装置
111、112、113 蒸汽吹入口
12 非氧化性气体供给口
13 形成于生物质热分解器内的多个粒状物及/或块状物（热载体）层的上表面
141、142 空气或氧导入管
g 热分解气体的流动方向
h 热分解气体导入管内部底面的突出部分的高度
h1 热分解气体导入管的气体取入口的垂直方向的幅度（高度）
h2 热分解气体导入管的气体导入口的垂直方向的幅度（高度）
θ 热分解气体导入管的内部底面突出部的倾斜角度
100 生物质热分解器
200 热分解气体重整器
300 预热器
400 将热分解气体从生物质热分解器向热分解气体重整器给送的配管
500 多个粒状物及/或块状物（热载体）
700 生物质供给口
800 重整气体排出口
1101、1102 蒸汽吹入口。

Claims (13)

1.一种生物质的气化装置，具备：生物质热分解器，具备生物质供给口、以及非氧化性气体供给口及/或蒸汽吹入口；热分解气体重整器，具备蒸汽吹入口及重整气体排出口；以及热分解气体导入管，装备在上述生物质热分解器与上述热分解气体重整器之间，将在上述生物质热分解器中产生的热分解气体向上述热分解气体重整器导入；并且，上述生物质热分解器还具备被预先加热的多个粒状物及/或块状物的导入口及排出口，通过上述多个粒状物及/或块状物拥有的热，执行生物质的热分解，另一方面，上述热分解气体重整器执行通过生物质的热分解而产生的热分解气体的蒸汽重整，其特征在于，上述热分解气体重整器还具备空气或氧吹入口，一边通过该空气或氧使由生物质的热分解而产生的热分解气体进行部分燃烧，一边执行蒸汽重整，并且，上述热分解气体导入管被装备在比形成于上述生物质热分解器内的上述多个粒状物及/或块状物层的上表面靠下方的上述生物质热分解器的侧面，上述热分解气体导入管的内部底面具有朝向上方突出的构造。
2.如权利要求1所述的生物质的气化装置，其特征在于，上述热分解气体导入管在上述生物质热分解器与上述热分解气体重整器之间相对于重力方向大致水平地装备。
3.如权利要求1所述的生物质的气化装置，其特征在于，上述热分解气体导入管的内部底面具有从生物质热分解器侧向热分解气体重整器侧具备倾斜而朝向上方突出的构造。
4.如权利要求1所述的生物质的气化装置，其特征在于，上述热分解气体导入管的与长度方向垂直的截面的内形状是大致四边形。
5.如权利要求1所述的生物质的气化装置，其特征在于，上述热分解气体导入管具备1或2根。
6.如权利要求1所述的生物质的气化装置，其特征在于，上述热分解气体导入管在其内部保有上述多个粒状物及/或块状物。
7.如权利要求1所述的生物质的气化装置，其特征在于，上述热分解气体重整器不具备加热装置。
8.如权利要求1～7中任一项所述的生物质的气化装置，其特征在于，上述生物质是在干燥基准下包含5.0质量%以上的灰分的高灰分生物质。
9.一种生物质的气化方法，具备：生物质热分解器，将生物质在非氧化性气体环境下或非氧化性气体与蒸汽的混合气体环境下加热；以及热分解气体重整器，将在上述生物质热分解器中产生的气体在蒸汽的存在下重整；并且，将被预先加热的多个粒状物及/或块状物向上述生物质热分解器投入，通过上述多个粒状物及/或块状物拥有的热，执行生物质的热分解，接着，将通过该生物质的热分解而产生的热分解气体向上述热分解气体重整器导入，执行该热分解气体的蒸汽重整，其特征在于，通过上述生物质的热分解而产生的热分解气体经过热分解气体导入管被向上述热分解气体重整器导入，所述热分解气体导入管被装备在比形成于上述生物质热分解器内的上述多个粒状物及/或块状物层的上表面靠下方的上述生物质热分解器的侧面，所述热分解气体导入管的内部底面具有朝向上方突出的构造，接着，通过另外被导入到该热分解气体重整器的空气或氧将上述被导入的热分解气体进行部分氧化，同时通过与上述空气或氧同时被导入的蒸汽进行重整。
10.如权利要求9所述的生物质的气化方法，其特征在于，上述热分解气体导入管在上述生物质热分解器与上述热分解气体重整器之间相对于重力方向大致水平地装备。
11.如权利要求9所述的生物质的气化方法，其特征在于，上述热分解气体导入管的内部底面具有从生物质热分解器侧向热分解气体重整器侧具备倾斜而朝向上方突出的构造。
12.如权利要求9所述的生物质的气化方法，其特征在于，上述热分解气体导入管在其内部保有上述多个粒状物及/或块状物。
13.如权利要求9～12中任一项所述的生物质的气化方法，其特征在于，上述生物质是在干燥基准下包含5.0质量%以上的灰分的高灰分生物质。
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