JP2002004948A

JP2002004948A - 炭化水素を原料とした動力発生装置および方法

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Publication number: JP2002004948A
Application number: JP2000186555A
Authority: JP
Inventors: Shuntaro Koyama; 俊太郎小山; Tomoko Kaneko; 朋子金子; Kenichi Soma; 憲一相馬
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2002-01-09
Anticipated expiration: 2020-06-21
Also published as: JP4200255B2

Abstract

(57)【要約】【課題】炭化水素原料をガス化して内燃機関用の可燃
性ガスを得る際の、ガス化効率を向上させる。【解決手段】内燃機関１０からの燃焼排ガス１１の一
部をガス化剤１３としてガス化器３０に導入して、ガス
化器３０内で炭化水素からなる原料２にガス化剤１３と
直接接触させて可燃性ガスを発生させる。そして、この
可燃性ガスを精製した後、内燃機関１０自身の燃料にす
る。残りの燃焼排ガス１１は大気放出ガス１２として大
気中に放出されるが、この大気放出ガス１２が通るライ
ンには燃焼排ガス分配弁１５が設けられ、この燃焼排ガ
ス分配弁１５の開度を調節することにより、燃焼排ガス
１１のガス化器３０への導入量と大気中への放出量の分
配割合を調節することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素原料を用
いて動力を発生する動力発生装置および動力発生方法に
関する。

【０００２】

【従来技術】従来より、石炭や重質油等の化石燃料を原
料として電力、熱、動力を発生させることが広く実施さ
れている。また廃棄物問題、環境問題から廃棄物を再利
用することが進められており、その一つの方法として、
ゴミ発電等がある。廃棄物には主に都市ゴミに代表され
る一般廃棄物と各産業セクターから排出される産業廃棄
物がある。可燃性の廃棄物には汚泥、紙、プラスチッ
ク、木屑、廃油等が代表的であり、近年の再利用の主な
対象である。これらは都市や工業地域、家庭が主な発生
源であるが、これ以外にも農業、林業、漁業関係の分野
からも、糞尿、廃棄木材、農耕廃棄物、漁業廃棄物等、
いわゆる有機系のもの（以下、バイオマスと称す）が排
出されており、これらの再利用も求められている。バイ
オマスの処理技術には、直接燃焼、熱分解、ガス化、液
化、発酵等が代表的であり、これらの転換技術により、
最終的には電力、燃料油、熱、化学製品等が製造され
る。この中で、木材等の植物系バイオマスを用いて発電
する技術がある。

【０００３】植物系バイオマスを用いて発電する方式に
は、１）燃焼して蒸気タービンで発電する、２）熱分解
して燃料油を製造し、これを用いてボイラー又はガスタ
ービン又はデイーゼルエンジンで発電する、３）ガス化
してガスタービンで発電する、４）ガス化してガスエン
ジンで発電する、５）ガス化して生成ガスをボイラ燃料
とする、等がある。

【０００４】現時点では、1）は実用段階にある。２）
については研究・開発途上であり、例えば、Proceeding
s of the 4th Biomass Conference of the Americas，O
akland,August,1999（文献１）には、熱分解油の品質向
上法等が記載されている（p.1229〜p.1273）。３）につ
いては同じく文献１にガス化技術やガス精製技術が大型
のプラントにより実証中であることが記載されている
（p.1061〜p.1127）。

【０００５】４）の方式は、古くはわが国で用いられた
木炭自動車のシステムが該当し、例えば、塩ノ谷幸造
著、木炭自動車、パワー社、1995年（文献２）に記載さ
れている。これはガス発生炉、ガス清浄器、ガス冷却
器、ガス混合器、エンジンで構成されており、ガス化に
必要な空気は送風機でガス発生炉に導入される。木炭自
動車は車を走らせることが目的であるが、これと基本的
に同様なシステムで電力を発生させる方法が、上記文献
１に記載されている（p.1026）。これは、熱分解装置、
ガス化装置、ガス清浄器、ガス貯蔵タンク、内燃機関及
び発電機より構成されている。ここでは内燃機関からの
排気ガスを熱分解の熱源に用いている。ガス化剤の空気
はガス化炉からの生成ガスと熱交換することで予熱し、
ガス化炉へ供給している。また、同じく文献１に木材乾
燥器、ガス化炉、脱塵器、ガス昇圧機、エンジン及び発
電機より構成されるシステムが述べられている（p.106
9）。ここでは、エンジンの排気ガスは木材乾燥の熱源
に利用されている。またガス化剤の空気は独立した系統
から供給される。さらに、おが屑を原料とし、発生した
ガスをガスエンジンに供して発電することが、上記文献
２に記載されている（p.60）。ここではガス化に必要な
空気はエンジンの吸引力を利用してガス発生炉に導入さ
れる。なお、原料は木材ではないが、古タイヤを、ガス
発生塔、不純物除去装置、消臭・タール清浄器、貯蔵タ
ンク、エンジン及び発電機で構成された装置で処理する
ことが、特開平７−１１３０９２号公報に記載されてい
る。ガス化剤の空気は送風機で供給している。

【０００６】５）については、発電所で実証中であるこ
とが、例えば、Symposium of PowerProduction from Bi
omassIII,Gasification and Pyrolysis,September,Esp
o,1999（文献３）に記載されている。既設の微粉炭焚き
ボイラ又はガス焚きボイラにバイオマスのガス化ガスを
供給することで、既設ボイラのリパワリングや燃料節約
を目的としている（いわゆる混焼方式）。バイオマスを
一旦ガス化するのは、ガス炊きボイラの場合は直接バイ
オマスを燃焼できないこと、また微粉炭焚きボイラでは
バイオマスの性状が微粉炭と異なり種々弊害が懸念され
るため、とされている。特開昭６３−２１０１８８号公
報には、同様にバイオマスをガス化して生成ガスをボイ
ラで燃焼させるが、その際、ガス化剤の酸素源をガスタ
ービン燃焼排ガスとすることが記載されている。これ
は、バイオマス、特に木質系燃料は原料自体にガス化剤
として機能する水分、酸素を保有していることから比較
的低温でガス化し易いこと、一方、ガスタービンの排気
ガスは一般に５００〜６００℃であると同時に、酸素を
かなり（例えば１５％）含んでおり、ガス化剤の補助剤
の役割がある、という知見に基づいている。

【０００７】これらの発電方法において、蒸気タービン
やガスタービンは大型ほど熱効率が高いので、１）や
３）の方式は、木材を多量に集積することが比較的容易
にできるところに立地されている。一方、木材が偏在し
ており、多く集積しようとするほど集積や輸送のコスト
が嵩む場合は、小規模でも熱効率が高いガスエンジンを
用いた４）の方式が好適である。５）の場合でも、既設
ボイラーは中、大規模の出力であるが、全体の燃料に対
してバイオマス自身の量は原料の割合で3〜１５％程度
である。

【０００８】なお、特開平８−２５２８２４号公報に
は、廃棄プラスチックを熱分解して燃料油やガスを得、
これを熱機関で使用して電力を製造する際に、熱機関か
らの排出熱を廃棄プラスチック熱分解の加熱源にするこ
とが記載されているが、ここでは排ガスの熱のみを利用
するもので、ガス化剤そのものに利用するものではな
い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように植物系バ
イオマス利用の発電では、原料処理量と発電効率の観点
で熱機関の使い分けがあるが、バイオマス単独の場合
は、いずれにしても分散電源としての役割を担うのが好
適でる。この場合、大規模発電と比較して電力単価を下
げることが課題であり、このためには発電効率の一層の
向上と設備費の低減が重要である。特に上記２）〜５）
の発電効率はガスエンジン、ガスタービンの熱効率とガ
ス化効率の積になるので、ガス化効率の向上が望まれ
る。また、生成したガスの性状が内燃機関の良好な燃焼
や出力に対してより適性にする余地がある。

【００１０】設備面では、空気供給設備、ガス化炉、ガ
ス精製装置、内燃機関、ボイラ等を具備しているが、よ
り簡素な構成とするのがよい。特にガス化剤である空気
を供給する設備の構成、仕様はガス化効率と設備費に大
きく影響する。

【００１１】ところで、上記特開昭６３−２１０１８８
号公報では、ガスタービン排ガスをガス化剤に用いてい
るので、特別の空気供給系統が不用である点で優れてい
るが、生成ガスは内燃機関自身で使用するのではなくボ
イラ燃料としているので、その分、ガスタービン用の燃
料が多く必要となり、ガス化効率を向上させる点では不
利である。

【００１２】本発明は、簡素な設備でガス化効率を向上
させることのできる炭化水素を原料とした動力発生装
置、および動力発生方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の動力発生装置は、炭化水素原料をガス化し
可燃性ガスを発生するガス化手段と、このガス化手段で
発生した可燃性ガスを精製するガス精製手段と、このガ
ス精製手段で精製した可燃性ガスを燃料として駆動する
内燃機関と、この内燃機関で生じた燃焼排ガスの一部を
ガス化手段に導入する排ガス導入手段とを備え、ガス化
手段は、燃焼排ガスを炭化水素原料に接触させることに
よりガス化を行うことを特徴としている。

【００１４】上記構成によれば、内燃機関で生じた燃焼
排ガスの一部は排ガス導入手段によってガス化手段に導
入され、炭化水素原料と接触して該炭化水素原料をガス
化するので、特別なガス化剤供給源が不要となり、設備
が簡単になると同時に、ガス化効率も向上できる。

【００１５】また、本発明では、排ガス導入手段が、内
燃機関の排気管を分岐してガス化手段に接続された排ガ
ス導入配管と、排気管の先端側に設けられ開口端が大気
開放された排ガス放出配管とを有し、排ガス放出配管に
は、燃焼排ガスのガス化手段への導入量と大気中への放
出量の分配割合を調節する燃焼排ガス分配弁が設けられ
ていることを特徴としている。このように構成すれば、
内燃機関からの高温の燃焼排ガスを冷却させることな
く、かつ、ガス化にとって常に良好な条件でガス化手段
に導入することができ、ガス化効率がより一層向上す
る。なお、燃焼排ガス分配弁の開度を小さくすれば、ガ
ス化手段への燃焼排ガスの導入量は増加し、大気中への
燃焼排ガスの排出量は減少する。逆に、燃焼排ガス分配
弁の開度を大きくすれば、ガス化手段への燃焼排ガスの
導入量は減少し、大気中への燃焼排ガスの排出量は増加
する。

【００１６】上記内燃機関はガスエンジンまたはガスタ
ービンである。ガスエンジンの場合は、ガス精製手段の
冷却系統はガスエンジンの冷却系統と接続され、ガスエ
ンジン冷却系統に設けられた冷却手段によって冷却され
る。このようにすれば、冷却手段の設備を合理化するこ
とができる。

【００１７】炭化水素原料としては、木材、プラスチッ
ク、紙、石炭、発熱量を有する産業廃棄物、発熱量を有
する農耕生産物、種子類、油類、廃油及びこれら複数個
の混合物が可能である。石炭の場合には揮発分が多い石
炭が好適である。

【００１８】上記動力発生装置の運転制御方法として
は、内燃機関がガスエンジンの場合は次のように行う。
すなわち、炭化水素原料をガス化し可燃性ガスを発生す
るガス化器と、このガス化器で発生した可燃性ガスを精
製するガス精製装置と、このガス精製装置で精製した精
製ガスを燃料とするガスエンジンと、このガスエンジン
で生じた燃焼排ガスの一部をガス化器に導入する排ガス
導入配管と、燃焼排ガスのガス化器への導入量と大気中
への放出量の分配割合を調節する燃焼排ガス分配弁とを
備えた動力発生装置を運転する際に、ガスエンジンに設
けられたスロットル弁の開度に比例させて、ガス化器へ
の炭化水素原料の供給量を変化させることにより、ガス
エンジン出力を調節すると同時に、ガス化器内の温度又
は精製ガスの組成に応じて、燃焼排ガス分配弁の開度を
調節することにより、ガス化器に導入する燃焼排ガス量
を制御する。

【００１９】また、内燃機関がガスタービンの場合は次
のように運転制御を行う。すなわち、炭化水素原料をガ
ス化し可燃性ガスを発生するガス化器と、このガス化器
で発生した可燃性ガスを精製するガス精製装置と、この
ガス精製装置で精製した精製ガスを燃料とするガスター
ビンと、このガスタービンで生じた燃焼排ガスの一部を
前記ガス化器に導入する排ガス導入配管と、燃焼排ガス
のガス化器への導入量と大気中への放出量の分配割合を
調節する燃焼排ガス分配弁とを備えた動力発生装置を運
転する際に、ガスタービンに設けられた燃料供給弁の開
度に比例させて、ガス化器への炭化水素原料の供給量を
変化させることにより、ガスタービン出力を調節すると
同時に、ガス化器内の可燃性ガス温度又は精製ガスの組
成に応じて、燃焼排ガス分配弁の開度を調節することに
より、ガス化器に導入する燃焼排ガス量を制御する。

【００２０】なお、上記の運転制御方法において、燃焼
排ガスの酸素濃度を測定し、その測定値が所定値より小
さくなった場合、内燃機関の空気吸入量を増加させる。

【００２１】次に、本発明の原理と作用について木材を
例として説明する。木材の性状の一例を、化石燃料と比
較して表１に示す。乾燥した木材は瀝青炭に比べ灰分や
硫黄分が少なく、重油並である。また酸素の割合が極め
て多い。これらの性状はガスする場合に好都合である。
なお、水分については、屋外にあったものを一旦１０５
℃で乾燥し、その後室内で放置した状態で測定した結果
である。

【００２２】

【表１】

【００２３】最初に、このような原料を空気でガス化し
た場合の特性を図６に示す。ガス化器は流動層形式で、
木材を一定量で連続的に供給し、空気量を変化させた場
合である。空気は２０℃の場合と２８０℃予熱した場合
である。横軸は空気量と木材量の比率(Nm^３/kg)であ
り、縦軸はガス化器内温度及び、次式で定義した炭素ガ
ス化率、冷ガス効率である。ガス化反応の基本はどちら
の効率も高くすることである。

【００２４】

【数１】

【００２５】空気を予熱しない場合、空気量を増やすと
炭素ガス化率は増大するが冷ガス効率は低下した。空気
量を増やすと燃焼が進むので炭素ガス化率は増大する
が、生成ガス中のＣＯ_２やＮ_２の割合が多くなり発熱量
が低くなるため、冷ガス効率は低下する。ガス化しなか
った炭素は未反応の木材（以下、チャーと称す）と油状
物（以降、タールと称す）である。空気を予熱すると、
ガス化器の温度が高くなりガス化反応がより進むので、
同じ空気量／木材量比でも炭素ガス化率や冷ガス効率は
高くなった。

【００２６】このような特性において、ガス化器の好適
な操作条件は次のように決める。すなわち、冷ガス効率
を高くするため少ない空気量でガス化するのが好ましい
が、少なすぎると温度が低下する。このため、チャーや
タールの割合が増える炭素ガス化率が低下する。タール
の生成が多いと後続のガス精製装置の閉塞や内燃機関で
付着、燃焼悪化という弊害をもたらし、好ましくない。
したがって、好適な空気量はガス化温度や炭素ガス化率
の観点で規定される。予熱しない空気の場合は例えばＡ
点が、予熱した場合は例えばＢ点である。空気を予熱す
ると空気量が少ない所で操作が可能となり、高い冷ガス
効率をもたらす。なお、図６の横軸の空気量／木材量比
は酸素量／木材量比に置きかえることができる。すなわ
ち、上記ガス化特性は酸素量／木材量比の変化によるも
のである。

【００２７】次に内燃機関の燃焼排ガス性状がガス化剤
になりうることについて説明する。上述の特開昭６３−
２１０１８８号公報に記載されているように、例えば大
型の高温・高効率ガスタービンでは天然ガスを用いた場
合、排気ガスの温度は６００℃前後であり、また排ガス
中の酸素濃度は１０〜１４％である。近年、１００ｋＷ
程度またはそれ以下の超小型のガスタービンが開発中で
あるが、この場合は圧縮比は小さいので熱効率は低く、
したがって排気ガスの温度は７００〜８００℃で、排ガ
ス中の酸素濃度は１２〜１７％である。希薄燃焼を行う
ディーゼルエンジンの場合、天然ガスを燃料とした時に
は、例えば排気ガスの温度は６００℃前後であり、排ガ
ス中の酸素濃度は８〜１２％である。このように内燃機
関の燃焼排ガスは通常のガス／ガス熱交換器で得られる
よりも高い温度であるが、当然ながら空気より酸素濃度
は低い。

【００２８】低濃度酸素のガス化剤を用いた時のガス化
特性を図７に示す。ガス化剤量と木材の供給量の比率(N
m^３/kg)およびガス化剤の温度が一定の場合、酸素濃度
が低いガスほど、酸素量／木材量の値は小さくなり、図
７で示したと同様、ガス化温度は下がり、ガス化効率も
低下する。しかし、同じガス化剤量／木材量でも、ガス
化剤の温度が高いほどガス化温度は高くなり、ガス効率
も向上する。植物系バイオマスは表１に示したように、
自身酸素を多く含んでいるので、本来少ない酸素量でガ
ス化できるものであるが、少ない酸素量ゆえガス化温度
が上がりにくい。それをガス化剤の顕熱で補うことによ
り温度の確保が可能となり、良好なガス化が行える。上
記の例で挙げた燃焼排ガス温度や酸素濃度は天然ガスの
場合であり、木材のガス化ガスを燃焼した時の温度や酸
素濃度がどの程度になるかは知られていない。本発明で
は、そのようなガスでもガス化が高効率で行える条件に
あることを見出したものである。なお、図７において、
酸素濃度が低すぎる場合にはガス化剤の温度が高くても
好適なガス化温度は維持できない。このような限界が存
在するので、内燃機関はできるだけ希薄燃焼を行うのが
好ましい。このため、燃焼排ガスの酸素濃度を測定し、
その測定値が所定値より小さくなった場合、内燃機関の
空気吸入量を増加させるようにした制御方法を採用して
いる。

【００２９】最後に、内燃機関でうまく燃焼できる性状
のガスを得る原理について説明する。ガスに要求される
性状で一番重要なのはガス発熱量である。ガスエンジン
の場合にはこれにノック性が加味される。発熱量が低す
ぎると、失火や出力低下、燃焼温度の低下による熱効率
の低下を招くので、一定以上の発熱量のガスを製造する
ことが必要である。一定以上の発熱量を確保するという
ことは、前述の(２)式で示したように、冷ガス効率をで
きるだけ高くすることである。すなわち、図６および図
７で説明したような高い効率が得られる好適な条件を維
持することが、ガス発熱量を確保することであり、内燃
機関にとって好適な性状のガスを発生させることであ
る。燃焼排ガスには酸素以外にＮ_２,ＣＯ_２,Ｈ_２Ｏが
含まれるが、最も濃度が高いのはＮ_２なので、ガス発熱
量はガス中の窒素濃度に強く影響される。本発明ではあ
る窒素濃度Ｃ_ｉｎの燃焼排ガスがガス化炉に入り、ここ
で生成ガスと混ざり、窒素濃度Ｃ_ｏｕｔのガスとなり、
このガスを燃料にして内燃機関を作動させ、窒素濃度Ｃ
_ｉｎ’の排ガスを再びガス化剤に用いる、という循環を
繰り返す。このような循環系において、好適なガス化条
件を維持することが重要で、その方法は次のようであ
る。まず、図６に示したように原料とガス化剤の割合を
適性にすることが重要である。適性かどうかは、ガス化
器の温度で判断する。原料供給量が一定の場合、ガス化
剤量が多すぎると温度が上がり、ガス発熱量は小さくな
り、冷ガス効率は下がる。このため、燃焼排ガス分配弁
の開度を開き、ガス化器へ流れる排ガス量を少なくす
る。これによりガス発熱量は増大し、ガス効率は高くな
る。このようにして、ガス化器の温度が常に一定の範囲
に収まるよう、分配弁を調節する。

【００３０】好適なガス化状態はガス化器温度以外に、
ガス化ガスの組成を検知しても判断できる。ガス化剤量
が多いと、ガス中のＣＯ_２濃度が増え、ＣＯ、Ｈ_２濃度
が減少する。これを検出して分配弁を調節してもよい
が、ガス化温度の方が、ガス化剤量の変化に対して感度
が高いので、検出因子としては好適である。

【００３１】以上のようにしても、ガス発熱量が低く内
燃機関の作動に支障をきたす場合は、そもそも燃焼排ガ
ス中の窒素濃度が高い場合なので、内燃機関への空気供
給量を減らす。しかし、内燃機関の空気量は内燃機関の
作動に最も好適な条件で決めるので、おのずと限界があ
る。前述したように、内燃機関は出きるだけ希薄燃焼
し、酸素濃度が高く、窒素濃度が低くなるものが好適で
ある。なお、内燃機関の出力を変更する方法は、ガスエ
ンジンの場合はスロットル弁の開度に、またガスタービ
ンの場合は燃料ガス調節弁の開度に比例して、ガス化装
置への原料供給速度をそれぞれ変化させることにより行
う。

【００３２】本発明で対象となるガスは都市ガスに比べ
るとメタンガス等の炭化水素ガスの濃度が低いのでオク
タン価が低くなるが、点火プラグの設置、点火時期の調
整、圧力の設定など、エンジンの仕様によってある範囲
でノッキング対策が可能である。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。なお、原料には前述した表１に示し
た性状のカラマツを用いている。図１は本発明に係る動
力発生装置の基本システムを示している。本動力発生装
置は、内燃機関１０、発電機２０、燃焼排ガス分配弁１
５、ガス化器３０、原料供給機４０、ガス精製装置５
０、および補助燃料供給装置６０を備えている。内燃機
関１０の排気管は分岐して、一方はガス化器３０に接続
され、他方は開口端が大気開放されている。そして、内
燃機関１０から排出された燃焼排ガス１１は、ガス化器
３０へ流れるガス化剤１３と大気放出ガス１２に分岐さ
れる。ここでは、ガス化剤１３が流れるラインが排ガス
導入配管で、大気放出ガス１２が流れるラインが排ガス
放出配管である。燃焼排ガス分配弁１５は排ガス放出配
管に設けられ、燃焼排ガスのガス化器３０への導入量と
大気中への放出量の分配割合を調節する。この分配割合
は、燃焼排ガス分配弁１５の開度を調節して行う。すな
わち、燃焼排ガス分配弁１５の開度を小さくすると、排
ガス放出配管内におけるガス抵抗が増えるので、ガス化
器３０に導入される燃焼排ガスの流量が増加し、大気中
へ放出される燃焼排ガスの流量が減少する。逆に、燃焼
排ガス分配弁１５の開度を大きくすると、排ガス放出配
管内におけるガス抵抗が減るので、ガス化器３０に導入
される燃焼排ガスの流量が減少し、大気中へ放出される
燃焼排ガスの流量が増加する。なお、ガス化剤１３の温
度は高い方が好ましいので、排ガス導入配管はできるだ
け断熱状態に保つ必要がある。

【００３４】ガス化器３０では、原料２がガス化剤１３
に直接接触してガス化される。原料２は原料供給機４０
により供給量が制御される。ガス化器３０には様々な形
式がある。本実施の形態には公知のどの形式でも適用が
可能であるが、できるだけタールが発生しない形式が好
ましい。原料２には灰分等の無機物が含まれている場合
があるが、この無機物は、ガス化器３０において固形残
渣３２として分離されガス化器３０から連続的に排出さ
れる。

【００３５】原料２はガス化器３０でガス化され、ガス
化ガス３１としてガス化器３０からガス精製装置５０に
導入される。ガス精製装置５０に導入されたガス化ガス
３１は、ガス精製装置５０でサイクロンやフィルタ等の
乾式法によりダスト５４が除去される。また、ガス化ガ
ス３１を内燃機関１０で燃焼させる際に、ガス化ガス３
１中の水分が弊害となる場合には、ガス精製装置５０で
ガス化ガス３１を洗浄し、水分を排水５５として取り出
す。精製されたガス５６は内燃機関１０の燃料供給管に
導入される。なお、補助燃料供給装置６０は本動力発生
装置の起動用に用いられる。

【００３６】次に、図２は内燃機関がガスエンジンの場
合の例である。この動力発生装置は、空気・燃料ガス混
合器５、スロットル弁７、空気流量調節器８、ガスエン
ジン１０、ラジエータ１４、発電機２０、燃焼排ガス分
配弁１５、ガス化器３０、ガス化器温度センサ３５、原
料供給機４０、ガス冷却器５１、脱塵装置５２、ガス浄
化装置５３、補助燃料供給装置６０、酸素センサ９０、
制御装置１００、およびガス分析計１１０を備えてい
る。

【００３７】ガスエンジン１０としては、例えば希薄燃
焼のディーゼルエンジンであり、作用は従来例と同様で
ある。すなわち、精製ガス５６は空気・燃料ガス混合器
５のベンチュリ部に吸引されて空気１と混合される。空
気・燃料ガス混合器５へ導入される空気１の流量は、空
気流量調節器８で調節される。スロットル弁７はガスエ
ンジン１０の出力を変えるもので、この開度を大きくす
ると、空気量すなわち空気・燃料混合ガス６の流量が増
える。混合ガス６は吸気管内を流れガスエンジン１０に
供給される。ガスエンジン１０からの燃焼排ガス１１の
温度は、例えば５８０℃である。ガスエンジン１０には
ラジエータ１４を有する冷却系統が設けられており、こ
の冷却系統はガス冷却器５１の冷却系統に接続されてい
る。そして、ラジエータ１４によって冷却された冷却水
１６がガスエンジン１０とガス冷却器５０間を循環し
て、ガスエンジン１０およびガス冷却器５０を冷却す
る。

【００３８】ガスエンジン１０出口の排気管には酸素セ
ンサ９０が設置され、燃焼排ガス１１中の酸素量が検出
され、その検出信号は制御装置１００に入力される。ガ
スエンジン１０出口の排気管には、排気管から分岐して
ガス化器３０に接続された排気ガス導入配管と、排気管
の先端側に接続され開口端が大気開放された排ガス放出
配管と、が設けられている。そして、燃焼排ガス１１
は、その一部が排ガス導入配管を通ってガス化剤１３と
してガス化器３０へ導入される。排ガス放出配管の低温
部分には通常のバタフライ弁からなる燃焼排ガス分配弁
１５が設置されており、この燃焼排ガス分配弁１５の開
度を調節することにより、ガス化器３０へのガス化剤１
３の導入量を制御する。

【００３９】一方、原料２は図示していないバンカから
原料供給機４０に送られ、原料供給機４０で流量が調節
されてガス化器３０に供給される。原料供給機４０に
は、スクリューフィーダ、ロータリーフィーダまたはピ
ストンフィーダ等公知の供給装置が設置されており、こ
の供給装置の回転数を変えることにより原料２の供給量
を変化させる。

【００４０】ガス化器３０の内部には流動層に近いもの
が形成され、原料２がガス化剤１３に直接接触してガス
化される。ガス化器３０にはガス化器３０内のガス温度
を検出するガス化器温度センサ３５が設けられ、その検
出信号は制御装置１００に入力される。ガス化で発生す
る固形残渣３２は原料供給と同様な装置によりガス化器
３０から連続的に排出される。

【００４１】ガス化器３０からのガス化ガス３１は温度
が８００〜９００℃と高温なため、ガス冷却器５１に通
されて冷却される。ガス冷却器５１は単純な２重管熱交
換器で、内管にガス化ガス３１が、外管に冷却水１６が
通るようになっている。冷却水１６は前述のガスエンジ
ン１０の冷却水が使用される。これにより、ガス化ガス
３１は２００〜３００℃に冷却される。

【００４２】次に、ガス冷却器５１で冷却されたガス化
ガス３１は脱塵装置５２に導入され、ガス中のダスト５
４が分離される。脱塵装置５２としては、サイクロン、
フィルタ、充填層等公知のものでよいが、後続の空気・
燃料ガス混合器５での吸引動力を軽減するためには、で
きるだけ圧力損失の少ないものが好ましい。続いて、ガ
ス化ガス３１はガス洗浄装置５３に導入され精製され
る。ここでは、脱塵装置５２では除去できない水分やタ
ール等５５が回収される。

【００４３】ガス洗浄装置５３で精製された精製ガス５
６は空気・燃料ガス混合器５へ導入される。このとき、
精製ガス５６のガス成分はガス分析計１１０で分析さ
れ、その分析結果の信号は制御装置１００に入力され
る。空気・燃料ガス混合器５においては、精製ガス５６
と空気１が混合され、空気・燃料混合ガス６としてスロ
ットル弁７を介してガスエンジン１０に供給される。空
気・燃料ガス混合器５に流入する空気１の流量は、空気
流量調節器８により調節される。

【００４４】本動力発生装置の起動時には補助燃料供給
装置６０が用いられる。補助燃料としては気体が望まし
く、例えば天然ガスや液体プロパンガス等で、ボンベか
ら供給される。補助燃料の供給量は、補助燃料調節弁６
１によって調節される。

【００４５】制御装置１００には、上述したように、ガ
ス化器温度センサ３５、酸素センサ９０、およびガス分
析計１１０からの信号が入力されており、制御装置１０
０は、これらの信号に基づいて、スロットル弁７と燃焼
排ガス分配弁１５の開度、空気流量調節器８での空気流
量、および原料供給機４０での原料供給の制御を行い、
本動力発生装置全体を最適な運転条件に維持する。

【００４６】次に本動力発生装置の運転・制御方法につ
いて説明する。運転にあたっては、ガス化条件を最適に
保ちつつ、必要な電力を発生させることが重要である。
最初に燃焼排ガス分配弁１５は特定の開度に設定してお
く。起動時には補助燃料供給装置６０を用いてガスエン
ジン１０を作動させ、燃焼排ガス１１の一部をガス化器
３０に導入してガス化器３０や脱塵装置５２を暖める。

【００４７】ガス化器３０内には前回の運転で残った流
動媒体があるが、層内の温度が特定の温度になったら原
料２の供給を開始する。特定の温度は原料によって異な
るが、その原料のガス化が顕著に始まる温度で、例えば
木材の場合は４００〜５００℃である。原料２の供給に
よりガス化器３０の温度は上昇する。ガス化器３０の温
度がガス化に好適な温度になった時点で、調節弁６１を
作動させて補助燃料からガスへの運転に切り変える。

【００４８】出力を増やす場合は、スロットル弁７の開
度を大きくするが、この際、開度と原料供給機４０の回
転数を連動させ、スロットル弁７の開度を開くと、原料
２の供給量が増大するに制御を行う。原料２を増大する
と、精製ガス５６の量が増え、これによって燃焼排ガス
の量が増大する。このとき、燃焼排ガス分配弁１５の開
度は一定なので、ガス化器３０へ導入されるガス化剤１
３の量も増大し、原料２の増量に見合ってガス化剤１３
の量がよい条件に保たれる。ガス化条件が好適かどうか
は、ガス化器温度センサ３５で検出したガス化器３１内
の温度で判断し、この温度が規定温度内にあるように、
例えば８５０±２０℃に制御する。ガス化器３０内の温
度が前記温度範囲より低い場合は、ガス化剤３１の量が
少ないので、燃焼排ガス分配弁１５を閉じ、ガス化器３
０へ導入する燃焼排ガスの量を増やす。前記温度範囲よ
り高い場合は、逆に燃焼排ガス分配弁１５を開く。以上
のように、負荷変動はスロットル弁７とこれに連動した
原料供給機４０の調節で行い、最適ガス化条件の設定
は、ガス化器３０出口温度とこれに連動した燃焼排ガス
分配弁１５の調整で行う。

【００４９】表２は、図２の動力発生装置での運転結果
の一例で実施例１として示してある。また表２には、２
８０℃で予熱した空気を用いた場合の結果も比較例とし
て示してある。１００％負荷時の原料供給量は約１０ｋ
ｇ／ｈである。本動力発生装置では作動ガスが循環する
ので、起動してから暫くは各所の温度やガス組成が変動
するが、分配弁の調節によりこれらを安定させた。

【００５０】

【表２】

【００５１】実施例１で用いたガスエンジンの排ガス温
度は５７０℃であった。ガス化器の温度は８７０℃前後
であり、このとき、精製ガス中の窒素濃度は５４.８％
となり、ガス発熱量は４.８９ＭＪ／Ｎｍ^３となった。
これをエンジンの燃焼用空気と混合すると、空気・燃料
混合ガスの発熱量は２.４１ＭＪ／Ｎｍ^３となり、この
ガスでエンジンは良好に作動した。なお、ダスト５４は
木材の未燃焼分で微粒子で、発生量は原料木材の約０.
１ｗｔ％であった。ガス洗浄装置５３からの排水５５に
はタールが含まれていた。粘性は比較的低く、収率は原
料木材の約０.５ｗｔ％であった。冷ガス効率は７５.６
％となった。予熱空気でガス化した場合は、ガス化温度
は実施例１に近い条件とした。空気を用いたので、精製
ガス中の窒素濃度は４５.５％と実施例１より小さくな
り、その結果、発熱量は６.６２ＭＪ／Ｎｍ^３と高くな
った。したがって、エンジンの作動、出力は良好であっ
た。しかし冷ガス効率は６８.４％となり、実施例１よ
り小さくなった。これはガス化温度を維持するため、実
施例１より過剰の酸素量を要したからである。

【００５２】図３は、実施例１において空気量１を一定
にして、表２の場合よりも開度を狭くし、ガス化器へ流
れるガス化剤の量を増やしたときの特性である。ガス化
剤量が増えるに伴いガス化器の温度は上昇する。ガス化
器に流れる窒素ガスの絶対量が増えるので、精製ガスの
発熱量が下がりそれに伴い冷ガス効率も下がった。な
お、このとき、空気・燃料混合ガスの発熱量もわずかに
低下した。燃焼排ガス分配弁の開度を図３の横軸の範囲
で変化させた場合、一番感度が高いのはガス化器出口温
度であることがわかる。したがって、ガス化器温度を制
御因子にするのが、高効率ガス化を維持するのに最も好
適である。

【００５３】内燃機関がガスエンジンの場合は小型でも
熱効率が高く、発電効率も高くなる。中小の発電を考え
た場合、植物系バイオマスのみをボイラで燃焼し蒸気タ
ービンで発電した場合の効率は１５〜２０％である。こ
れに対して、ガスエンジンの場合、天然ガスと比べれば
発熱量が低いので出力的には不利になるが、それでも実
施例１では２５％程度の発電効率となる。

【００５４】図４は、内燃機関がガスタービンの場合の
例である。この動力発生装置は、燃焼排ガス分配器１
５、発電機２０、ガス化器３０、ガス化器温度センサ３
５、原料供給機４０、ガス冷却器５１、脱塵装置５２、
補助燃料供給装置６０、精製ガス加圧機７０、空気圧縮
機８１、燃焼器８２、タービン８３、空気流量調節器８
４、酸素センサ９０、および制御装置１００を備えてい
る。

【００５５】起動は既存のガスタービン起動法と同様で
あり、補助燃料供給装置６０からの気体補助燃料を用い
る。空気圧縮機８１により空気１が吸引され、所定の圧
力に加圧される。本実施の形態では超小型のガスタービ
ンを対象とし、例えば燃焼器８２入口での０.３５ＭＰ
ａに加圧される。また、空気圧縮機８１への空気１の流
量は空気流量調節器８４により調節される。

【００５６】空気圧縮機８１で加圧された空気は燃焼器
８２に導入され、ここで精製ガス５６を燃焼させる。燃
焼温度はタービンの仕様により種々異なるが、例えば８
００〜１０００℃である。燃焼器８２での燃焼ガスはタ
ービン８３に通して動力を回収する。タービン８３から
の燃焼排ガス１１の温度もタービンの仕様で異なるが、
例えば７００〜８００℃である。

【００５７】タービン８３出口の排気管には酸素センサ
９０が設置され、燃焼排ガス１１中の酸素量が検出さ
れ、その検出信号は制御装置１００に入力される。ター
ビン８３出口の排気管には、排気管から分岐してガス化
器３０に接続された排気ガス導入配管と、排気管の先端
側に接続され開口端が大気開放された排ガス放出配管
と、が設けられている。そして、燃焼排ガス１１は、そ
の一部が排ガス導入配管を通ってガス化剤１３としてガ
ス化器３０へ導入される。排ガス放出配管の低温部分に
は通常のバタフライ弁からなる燃焼排ガス分配弁１５が
設置されており、この燃焼排ガス分配弁１５の開度を調
節することにより、ガス化器３０へのガス化剤１３の導
入量が制御される。

【００５８】ガス化器３０内では、図２の場合と同様
に、原料２がガス化剤１３に直接接触してガス化され
る。ガス化器３０内の温度はガス化気温度センサ３５で
検出され、その検出信号は制御装置１００に入力され
る。ガス化器３０からのガス化ガス３１はガス冷却器５
１へ導入され、ここでガス温度が２００〜３００℃に冷
却される。この場合、冷却系統はガスタービン側からは
得られないので、ガス化工程に独自に設けられている。

【００５９】冷却されたガス化ガス３１は脱塵装置５２
に導入され、ガス中のダストが除去される。ダスト除去
の方式としては、サイクロン、フィルタなど、いわゆる
乾式法である。ガス化ガス１３の温度は２００〜３００
℃であるから、バグフィルタが適用できる。本実施の形
態では、精製ガスガス加圧機７０があるので、図２のと
ころでで言及した圧力損失に関しては特に制約はない。
このようにして得られた精製ガス５６は精製ガス加圧機
７０で加圧される。加圧の圧力はガスタービンの仕様に
合わせて、たとえば０.４ＭＰａより僅かに高い圧力で
ある。そして、加圧した精製ガス５６は弁７１で流量調
節されつつガスタービンの燃焼器８２に導入される。

【００６０】制御装置１００には、上述したように、ガ
ス化器温度センサ３５および酸素センサ９０からの信号
が入力されており、制御装置１００は、これらの信号に
基づいて、燃焼排ガス分配弁１５の開度、原料供給機４
０での原料供給、空気流量調節器８４での空気流量の制
御を行い、本動力発生装置全体を最適な運転条件に維持
する。

【００６１】なお、本実施の形態では、脱塵した後の精
製ガスの温度は脱塵装置の温度に近く、２００〜３００
℃であった。表１に示したように、木材は硫黄分が少な
いので、硫黄酸化物（Ｈ_２Ｓ、ＣＯＳ）の発生が少な
く、ガス化ガスからこれらの不純ガスを除去しなくて
も、環境上の規制を満たす場合がある。すなわち、ガス
精製装置は乾式法が採用でき、これはガスタービンの効
率向上に寄与する。規制が厳しい場合や、精製ガス中の
タール分がタービンで弊害をもたらす程度に多い場合
は、ガスエンジンの場合と同様、ガス洗浄工程を設ける
必要がある。

【００６２】次に、本動力発生装置の運転方法について
説明する。運用にあたっては、ガスエンジンの場合と同
様、ガス化条件を最適に保ちつつ、必要な消費電力を得
ることである。最初に排ガス分配弁１５を特定の開度に
設定しておく。起動はガスエンジンの場合と同様で、最
初に補助燃料供給装置６０からの補助燃料を用いてガス
タービンを起動し、ガス化器３０や精製工程を所定の温
度に暖める。ガス化気０内の層内温度が約５００℃にな
ったところで、原料２の供給を開始する。そして、ガス
化器３０の温度が設定値になった時点で、補助燃料から
ガスに切り換える。

【００６３】負荷を上げる場合は原料供給機４０を操作
して原料を増やす。これにより燃焼排ガス１１の量が増
大する。ガス化条件が適切かどうかは、ガスエンジンの
場合と同様、ガス化器温度センサ３５によってガス化器
３０内の温度を監視し、この温度が所定温度より高くな
ったら、制御装置１００は燃焼排ガス分配弁１５の開度
を開け、ガス化器３０への燃焼排ガスの量を減らす。

【００６４】表３は、図４の動力発生装置での運転結果
の一例で実施例２として示してある。安定化の操作は実
施例１と同様である。原料供給量は実施例１と同じく、
１０ｋｇ／ｈとした。

【００６５】

【表３】

【００６６】本実施例２では、ガスエンジンと違って、
ガスタービン燃焼排ガス中の酸素濃度が高かったので、
ガス化剤量は少なくてよい。ガス化器温度は制御の結果
８４０℃程度となった。また燃焼排ガス中の窒素濃度が
低いので精製ガス中の窒素濃度は低くなり、このため発
熱量は約７ＭＪ／Ｎｍ^３と、ガスエンジンに比べて高く
なった。この程度の発熱量であれば、ガスタービンでの
高温燃焼が可能であるが、用いたガスタービンは燃焼器
の制約が９００℃程度なので、燃焼時の空気過剰率を高
くする必要があり、その結果、燃焼排ガス中の酸素濃度
が高くなったものである。冷ガス効率は７３.６％と、
ガスエンジンに比べ小さくなった。本実施例２では、上
記のようにガス化器へのガス化剤供給量が少なくなる
が、このことでガス化器へ持ち込まれる顕熱が少なくな
り、ガス化温度を維持するのにガスエンジンよりも多い
酸素量を供給する必要があった。その結果,酸素量／木
材量の比率がガスエンジンより大きくなり、図７で説明
した原理により、冷ガス効率が下がったものである。そ
れでも、表２で示した空気加熱法よりは高くなった。

【００６７】図５は、実施例１の場合と同様に、空気１
の量を一定にして、表３のときよりも開度を狭くし、ガ
ス化器へ流れるガス化剤の量を増やしたときの特性であ
る。実施例１と同様、ガス化剤量が増えるに伴いガス化
器の温度は上昇する。また精製ガスの発熱量が下がり、
それに伴い冷ガス効率も下がり、混合器発熱量も低下し
たが、その感度は実施例１より高い。燃焼排ガス分配弁
の開度をこの程度変化させた場合、一番感度が高いのは
やはりガス化器出口温度であることがわかる。

【００６８】ガスタービン燃焼温度が１１００℃付近の
場合、ガス化剤量は１３.８Ｎｍ^３／ｈ、精製ガス発熱
量は６.９ＭＪ／Ｎｍ^３、冷ガス効率は７４.６％であ
る。またガスタービン燃焼温度が１２００℃付近の場
合、ガス化剤量１５.５Ｎｍ^３／ｈ、精製ガス発熱量は
６.６ＭＪ／Ｎｍ^３、冷ガス効率は７５.５％である。実
施例２のガスタービン燃焼温度９００℃程度の場合に比
べると、燃焼排ガス１１中の酸素濃度が低いので、ガス
化剤１３の量としては増やす必要があり、また精製ガス
の窒素割合が増えるので発熱量は小さくなる。ただ、ガ
ス化剤の供給量が増える分だけ持ち込む顕熱が増えるの
でガス化温度は高くなりやすく、その分だけ、酸素量／
木材量の割合は小さくでき、結果として冷ガス効率は高
くなった。

【００６９】なお、実施例２は超小型のガスタービンを
例としたが、原理的には本発明は任意のガスタービン、
例えば高温・高圧ガスタービンに適用できる。その場合
には燃焼器圧力は高くなるので、精製ガス加圧機７０は
高圧用が必要である。また高温燃焼をするため、空気１
の量は相対的に少なくなり、燃焼排ガス１１中の酸素濃
度は小さくなる。

【００７０】内燃機関の大気へ放出する燃焼排ガス１２
は温度が高く、その顕熱を利用することが考えられる。
例えば、原料の乾燥である。本実施例２では表１に示し
たように、水分８％の原料であったが、一般に木材は２
０〜６０％の水分を含む。ガス化するにはガス化温度の
確保が需要なので、事前に乾燥させる必要があるが、本
実施例２で排出する排ガスの熱量でこの範囲の水分を１
０％程度まで乾燥できる。また超小型のガスタービンの
場合には熱効率を上げるため、圧縮された空気と燃焼排
ガスを熱交換して高温空気を得ることが知られている。
本発明では、燃焼排ガスの一部をガス化剤に回すが、そ
の量は全排ガス量の９〜１５％程度である。したがっ
て、残りの排ガスは、空気を加熱にするのに充分な熱量
を有しているので、いわゆる再生サイクルが実施でき
る。

【００７１】実施例２では燃焼温度が低いものを対象に
したので、発電効率自体は１１％、再生サイクルの場合
は２２％程度であった。熱効率は燃焼器温度に比例して
高くなるので、より高温のガスタービンを用いれば、よ
り高い効率が得られる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガス化の際に必要な空気供給設備が不要であり、内燃機
関とガス製造装置のみの簡素な設備で、ガス化効率を向
上させることができる。

【００７３】また、植物系バイオマスは分散している一
方、集めて大規模に発電するのは集積の経費が嵩み得策
ではないが、本発明により、少量のものでも有効利用で
きるので、廃棄物問題やエネルギ問題の解消に貢献でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る動力発生装置の基本システムのフ
ローダイアグラムを示した図である。

【図２】本発明をガスエンジンに適用した場合の動力発
生装置のフローダイアグラムを示した図である。

【図３】実施例１の運転特性を示した図である。

【図４】本発明をガスタービンに適用した場合の動力発
生装置のフローダイアグラムを示した図である。

【図５】実施例２の運転特性を示した図である。

【図６】原料を空気でガス化したときの特性図である。

【図７】低濃度酸素のガス化剤を用いたときのガス化特
性図である。

【符号の説明】

１空気２炭化水素原料５空気・燃料ガス混合器６空気燃料混合ガス７スロットル弁８空気流量調節器１０内燃機関（ガスエンジン、ガスタービン）１１燃焼排ガス１２大気放出ガス１３ガス化剤１４ラジエータ１５燃焼排ガス分配弁１６冷却水２０発電機３０ガス化器３１ガス化ガス３２固形残渣３５ガス化器温度センサ４０原料供給機５０ガス精製装置５１ガス冷却器５２脱塵装置５３ガス洗浄装置５４ダスト５５排水５６精製ガス６０補助燃料供給装置６１補助燃料調節弁７０精製ガス加圧機７１流量調節弁８１空気圧縮機８２燃焼器８３タービン８４空気流量調節器９０酸素センサ１００制御装置１１０ガス分析計

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｃ 3/28 Ｆ０２Ｃ 3/28 6/18 6/18 ＺＦ０２Ｍ 31/20 Ｆ０２Ｍ 31/20 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭化水素原料をガス化し可燃性ガスを発
生するガス化手段と、このガス化手段で発生した可燃性
ガスを精製するガス精製手段と、このガス精製手段で精
製した可燃性ガスを燃料として駆動する内燃機関と、こ
の内燃機関で生じた燃焼排ガスの一部を前記ガス化手段
に導入する排ガス導入手段とを備え、前記ガス化手段
は、前記燃焼排ガスを前記炭化水素原料に接触させるこ
とによりガス化を行うことを特徴とする炭化水素を原料
とした動力発生装置。
【請求項２】請求項１に記載の動力発生装置におい
て、前記排ガス導入手段は、前記内燃機関の排気管を分岐し
て前記ガス化手段に接続された排ガス導入配管と、前記
排気管の先端側に設けられ開口端が大気開放された排ガ
ス放出配管とを有し、前記排ガス放出配管には、前記燃
焼排ガスの前記ガス化手段への導入量と大気中への放出
量の分配割合を調節する燃焼排ガス分配弁が設けられて
いることを特徴とする炭化水素を原料とした動力発生装
置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の動力発生装置に
おいて、前記内燃機関はガスエンジンであることを特徴とする炭
化水素を原料とした動力発生装置。
【請求項４】請求項３に記載の動力発生装置におい
て、前記ガス精製手段は冷却系統を有し、該冷却系統が前記
ガスエンジンの冷却系統と接続され、前記ガスエンジン
冷却系統に設けられた冷却手段によって冷却されること
を特徴とする炭化水素を原料とした動力発生装置。
【請求項５】請求項１又は２に記載の動力発生装置に
おいて、前記内燃機関はガスタービンであることを特徴とする炭
化水素を原料とした動力発生装置。
【請求項６】請求項１又は２に記載の動力発生装置に
おいて、前記炭化水素原料は、木材、プラスチック、紙、石炭、
発熱量を有する産業廃棄物、発熱量を有する農耕生産
物、種子類、油類、廃油及びこれら複数個の混合物であ
ることを特徴とする炭化水素を原料とした動力発生装
置。
【請求項７】炭化水素原料をガス化器に供給し、該ガ
ス化器でガス化して可燃性ガスを発生させ、前記可燃性
ガスを燃料として内燃機関に供給して動力を発生させる
際に、前記内燃機関からの燃焼排ガスの一部を前記ガス
化器に導入して、燃焼排ガスを前記原料に接触させるこ
とにより、ガス化を行うことを特徴とする炭化水素を原
料とした動力発生方法。
【請求項８】炭化水素原料をガス化し可燃性ガスを発
生するガス化器と、このガス化器で発生した可燃性ガス
を精製するガス精製装置と、このガス精製装置で精製し
た精製ガスを燃料とするガスエンジンと、このガスエン
ジンで生じた燃焼排ガスの一部を前記ガス化器に導入す
る排ガス導入配管と、燃焼排ガスの前記ガス化器への導
入量と大気中への放出量の分配割合を調節する燃焼排ガ
ス分配弁とを備えた動力発生装置を運転する際に、前記ガスエンジンに設けられたスロットル弁の開度に比
例させて、前記ガス化器への炭化水素原料の供給量を変
化させることにより、前記ガスエンジン出力を調節する
と同時に、前記ガス化器内の温度又は精製ガスの組成に応じて、前
記燃焼排ガス分配弁の開度を調節することにより、前記
ガス化器に導入する燃焼排ガス量を制御することを特徴
とする動力発生装置の運転制御方法。
【請求項９】炭化水素原料をガス化し可燃性ガスを発
生するガス化器と、このガス化器で発生した可燃性ガス
を精製するガス精製装置と、このガス精製装置で精製し
た精製ガスを燃料とするガスタービンと、このガスター
ビンで生じた燃焼排ガスの一部を前記ガス化器に導入す
る排ガス導入配管と、燃焼排ガスの前記ガス化器への導
入量と大気中への放出量の分配割合を調節する燃焼排ガ
ス分配弁とを備えた動力発生装置を運転する際に、前記ガスタービンに設けられた燃料供給弁の開度に比例
させて、前記ガス化器への炭化水素原料の供給量を変化
させることにより、前記ガスタービン出力を調節すると
同時に、前記ガス化器内の温度又は精製ガスの組成に応じて、前
記燃焼排ガス分配弁の開度を調節することにより、前記
ガス化器に導入する燃焼排ガス量を制御することを特徴
とする動力発生装置の運転制御方法。
【請求項１０】請求項８又は９に記載の運転制御方法
において、燃焼排ガスの酸素濃度を測定し、その測定値が所定値よ
り小さくなった場合、前記内燃機関の空気吸入量を増加
させることを特徴とする動力発生装置の運転制御方法。