JP2002235091A - Method for gasifying biomass and gasifier therefor, and method and equipment for producing methanol - Google Patents

Method for gasifying biomass and gasifier therefor, and method and equipment for producing methanol

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JP2002235091A
JP2002235091A JP2001033243A JP2001033243A JP2002235091A JP 2002235091 A JP2002235091 A JP 2002235091A JP 2001033243 A JP2001033243 A JP 2001033243A JP 2001033243 A JP2001033243 A JP 2001033243A JP 2002235091 A JP2002235091 A JP 2002235091A
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Japan
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biomass
gasification
gas
nozzle
partial combustion
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JP2001033243A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ariga
健 有賀
Yoshinori Kobayashi
由則 小林
Tatsuo Kahata
達雄 加幡
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for gasifying a biomass and a gasifier therefor enabling the hydrogen gas concentration of a product gas to be raised even with a compact gasification furnace. SOLUTION: The product gas 2 is obtained by feeding the biomass 1 and oxygen gas 5 within an ignition combustion region 14a inside the gasification furnace 14, concurrently steam 4 is fed within a gasification region 14b inside the furnace 14, thereby the biomass 1 is partially combusted at a sufficient temperature at the region 14a and then gasified at the region 14b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バイオマスのガス
化方法およびその装置並びにこれを使用するメタノール
製造方法及びその装置に関する。
The present invention relates to a method and an apparatus for gasifying biomass, a method for producing methanol using the same, and an apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】環境保全等の観点から、現在、石油や石
炭等の化石燃料に代えてメタノールを燃料に用いること
が検討されている。特に、草木等のバイオマスを原料に
用いてメタノールを製造するようにすれば、メタノール
の使用によって生成する二酸化炭素を消費して成長する
植物からメタノールを製造することができるので、循環
型のエネルギサイクルを確立することができ、廃棄物の
発生量を著しく減少させることができる。
2. Description of the Related Art From the viewpoint of environmental protection and the like, use of methanol as a fuel instead of fossil fuels such as petroleum and coal has been studied. In particular, if methanol is produced using biomass such as plants as a raw material, methanol can be produced from plants that grow by consuming carbon dioxide generated by the use of methanol. Can be established, and the amount of generated waste can be significantly reduced.

【0003】このようなバイオマスを原料に用いてメタ
ノールを製造するには、乾燥して粉砕したバイオマスと
酸素および水蒸気とをガス化装置のガス化炉内に送給し
てバイオマスを部分燃焼または水蒸気ガス化させること
により生成ガス(主に一酸化炭素と水素ガスとの混合ガ
ス)を生じさせ、この生成ガスをメタノール合成塔に送
給して当該ガス中の一酸化炭素と水素ガスとを反応させ
てメタノールを生成させている。
[0003] In order to produce methanol using such biomass as a raw material, dried and ground biomass and oxygen and steam are fed into a gasification furnace of a gasifier to partially burn the biomass or produce steam. By gasification, a generated gas (mainly a mixed gas of carbon monoxide and hydrogen gas) is generated, and this generated gas is sent to a methanol synthesis tower to react carbon monoxide and hydrogen gas in the gas. To produce methanol.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述したようなバイオ
マスからメタノールを製造するに際しては、バイオマス
をムラなく部分燃焼させて生成ガス中の水素ガス濃度を
できるだけ高くすることが強く望まれている。そのた
め、ガス化炉の長さを十分に長くしてガス化炉中でのバ
イオマスの滞留時間を長くすることが考えられるが、ガ
ス化炉の設置スペースが広大なものとなってしまう。
In the production of methanol from biomass as described above, it is strongly desired that the biomass be partially burned evenly so that the concentration of hydrogen gas in the produced gas is as high as possible. For this reason, it is conceivable that the length of the gasification furnace is made sufficiently long to increase the residence time of the biomass in the gasification furnace, but the installation space of the gasification furnace becomes large.

【0005】このようなことから、本発明は、コンパク
トなガス化炉であっても生成ガス中の水素ガス濃度を高
めることができるバイオマスのガス化方法及びその装置
並びにこれを使用するメタノール製造方法及びその装置
を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a biomass gasification method and apparatus capable of increasing the concentration of hydrogen gas in product gas even in a compact gasifier, and a method for producing methanol using the same. And an apparatus therefor.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、第一番目の発明によるバイオマスのガス化方法
は、酸素ガスを有する部分燃焼用ガスとバイオマスとを
反応させて当該バイオマスを部分燃焼させた後に、水蒸
気を有するガス化用ガスと反応させて当該バイオマスを
ガス化させることを特徴とする。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, a biomass gasification method according to a first aspect of the present invention provides a method for partially reacting a biomass by reacting a partial combustion gas having oxygen gas with the biomass. After the combustion, the biomass is gasified by reacting with a gasification gas having water vapor.

【0007】第二番目の発明によるバイオマスのガス化
方法は、第一番目の発明において、前記部分燃焼用ガス
が、酸素ガスまたは空気からなることを特徴とする。
[0007] A gasification method for biomass according to a second invention is characterized in that, in the first invention, the partial combustion gas comprises oxygen gas or air.

【0008】第三番目の発明によるバイオマスのガス化
方法は、第一番目の発明において、前記ガス化用ガス
が、水蒸気からなることを特徴とする。
[0008] A third aspect of the present invention is directed to the biomass gasification method according to the first aspect, wherein the gasification gas comprises water vapor.

【0009】第四番目の発明によるバイオマスのガス化
方法は、第一番目の発明において、前記部分燃焼用ガス
が、酸素ガスまたは空気および水蒸気からなり、当該水
蒸気が、前記バイオマスの量に対応して供給するすべて
の水蒸気の20〜60%を占めることを特徴とする。
In a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the partial combustion gas comprises oxygen gas or air and steam, and the steam corresponds to the amount of the biomass. Occupies 20 to 60% of all steam supplied.

【0010】また、前述した課題を解決するための、第
五番目の発明によるバイオマスのガス化装置は、バイオ
マスをガス化させる装置において、バイオマスを供給す
るバイオマス供給手段と、酸素ガスを有する部分燃焼用
ガスを供給する部分燃焼用ガス供給手段と、水蒸気を有
するガス化用ガスを供給するガス化用ガス供給手段と、
前記バイオマス供給手段および前記部分燃焼用ガス供給
手段を連結されて、前記バイオマスと前記部分燃焼用ガ
スとを反応させて当該バイオマスを部分燃焼させる着火
燃焼領域と、前記ガス化用ガス供給手段を連結されて、
前記着火燃焼領域で部分燃焼した前記バイオマスと前記
ガス化用ガスと反応させて当該バイオマスをガス化させ
るガス化領域とを備えていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a biomass gasifier for solving the above-mentioned problems, comprising: a biomass supply means for supplying biomass; Gas supply means for supplying a combustion gas, a gas supply means for supplying a gasification gas having water vapor,
An ignition combustion region in which the biomass supply unit and the partial combustion gas supply unit are connected to react the biomass with the partial combustion gas to partially burn the biomass, and connect the gasification gas supply unit Being
The biomass partially burned in the ignition combustion region and the gasification gas are reacted with the gasification gas to gasify the biomass.

【0011】第六番目の発明によるバイオマスのガス化
装置は、第五番目の発明において、前記バイオマス供給
手段および前記部分燃焼用ガス供給手段がガス化炉の内
部の上流側に連結されることにより、当該ガス化炉の内
部の上流側に前記着火燃焼領域が形成され、前記ガス化
用ガス供給手段が前記ガス化炉の内部の前記着火燃焼領
域の下流側に連結されることにより、当該ガス化炉の内
部の当該着火領域の下流側に前記ガス化領域が形成され
ていることを特徴とする。
[0011] The biomass gasifier according to a sixth aspect of the present invention is the biomass gasifier according to the fifth aspect, wherein the biomass supply means and the partial combustion gas supply means are connected to an upstream side inside a gasification furnace. The ignition combustion region is formed on the upstream side inside the gasification furnace, and the gasification gas supply unit is connected to the downstream side of the ignition combustion region inside the gasification furnace, whereby the gas The gasification region is formed on the downstream side of the ignition region inside the gasification furnace.

【0012】第七番目の発明によるバイオマスのガス化
装置は、第五番目の発明において、前記ガス化用ガス供
給手段に連絡する外側ノズルと、前記外側ノズルの内部
に同軸をなして設けられて当該外側ノズルと略同一の長
さをなすと共に、前記部分燃焼用ガス供給手段に連絡す
る内側ノズルと、前記内側ノズルの内部に同軸をなして
設けられて前記外側ノズルおよび前記内側ノズルよりも
短い長さをなすと共に、前記バイオマス供給手段に連絡
する中央ノズルとを有するバーナノズルがガス化炉に連
結されることにより、前記着火燃焼領域が、前記バーナ
ノズルの前記中央ノズルの先端と前記内側ノズルの内部
の先端寄りとの間のスペースに形成され、前記ガス化領
域が、前記ガス化炉の内部の前記バーナノズルの下流側
に形成されていることを特徴とする。
A seventh aspect of the present invention is the biomass gasifier according to the fifth aspect, wherein the outer nozzle is connected to the gasification gas supply means, and is provided coaxially inside the outer nozzle. The outer nozzle has substantially the same length as the outer nozzle, and is provided coaxially with the inner nozzle which communicates with the partial combustion gas supply means, and is shorter than the outer nozzle and the inner nozzle. A burner nozzle having a length and having a central nozzle communicating with the biomass supply means is connected to a gasification furnace, so that the ignition combustion region is formed between the tip of the central nozzle of the burner nozzle and the inside of the inner nozzle. The gasification region is formed in a space between the front end of the burner nozzle and the downstream side of the burner nozzle inside the gasification furnace. And wherein the door.

【0013】第八番目の発明によるバイオマスのガス化
装置は、第五番目から第7番目の発明のいずれかにおい
て、前記部分燃焼用ガス送給手段が、酸素ガスまたは空
気を送給することを特徴とする。
An eighth aspect of the present invention provides the biomass gasifier according to any of the fifth to seventh aspects, wherein the partial combustion gas supply means supplies oxygen gas or air. Features.

【0014】第九番目の発明によるバイオマスのガス化
装置は、第五番目から第7番目の発明のいずれかにおい
て、前記ガス化用ガス送給手段が、水蒸気を送給するこ
とを特徴とする。
A ninth aspect of the present invention is directed to the biomass gasifier according to any one of the fifth to seventh aspects, wherein the gasification gas supply means supplies steam. .

【0015】第十番目の発明によるバイオマスのガス化
装置は、第五番目から第7番目の発明のいずれかにおい
て、前記部分燃焼用ガス送給手段が、酸素ガスまたは空
気を送給すると共に、ガス化炉の内部に供給する水蒸気
のうちの20〜60%を供給することを特徴とする。
A tenth aspect of the present invention provides the biomass gasifier according to any one of the fifth to seventh aspects, wherein the partial combustion gas supply means supplies oxygen gas or air; It is characterized in that 20 to 60% of the steam supplied to the inside of the gasification furnace is supplied.

【0016】また、前述した課題を解決するための、第
十一番目の発明によるメタノール製造方法は、第一番目
から第四番目の発明のいずれかのバイオマスのガス化方
法で得られた生成ガスを使用してメタノールを製造する
ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a methanol production method according to a tenth aspect of the present invention is directed to a method for producing gas obtained by the biomass gasification method according to any one of the first to fourth aspects of the invention. Is used to produce methanol.

【0017】また、前述した課題を解決するための、第
十二番目の発明によるメタノール製造装置は、第五番目
から第十番目の発明のいずれかのバイオマスのガス化装
置で得られた生成ガスからメタノールを合成するメタノ
ール合成手段を備えたことを特徴とする。
A methanol production apparatus according to a twelfth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is a product gas produced by the biomass gasifier according to any one of the fifth to tenth aspects of the invention. A methanol synthesis means for synthesizing methanol from the product.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明によるバイオマスのガス化
方法及びその装置並びにこれを使用するメタノール製造
方法及びその装置の実施の形態を以下に説明するが、本
発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a method and an apparatus for gasifying biomass according to the present invention and a method and an apparatus for producing methanol using the same will be described below, but the present invention is limited to these embodiments. It is not something to be done.

【0019】[第一番目の実施の形態]本発明によるバ
イオマスのガス化方法及びその装置並びにこれを使用す
るメタノール製造方法及びその装置の第一番目の実施の
形態を図1,2を用いて説明する。図1は、メタノール
製造装置の全体概略構成図、図2は、ガス化炉の概略構
成図である。
[First Embodiment] A first embodiment of a method and an apparatus for gasifying biomass according to the present invention, a method for producing methanol using the same and an apparatus therefor will be described with reference to FIGS. explain. FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a methanol production apparatus, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a gasification furnace.

【0020】図1に示すように、草木等のバイオマス1
を乾燥させる乾燥器11は、ホッパ12の受入口に連絡
している。ホッパ12の送出口は、乾燥されたバイオマ
ス1を粉砕する粉砕機13の受入口に連絡している。こ
のような乾燥器11、ホッパ12、粉砕機13などによ
り、本実施の形態ではバイオマス供給手段を構成してい
る。
As shown in FIG. 1, biomass 1 such as vegetation
Is connected to a receiving port of the hopper 12. The outlet of the hopper 12 is connected to the inlet of a crusher 13 for crushing the dried biomass 1. In the present embodiment, such a dryer 11, a hopper 12, a crusher 13, and the like constitute a biomass supply unit.

【0021】前記粉砕機13の送出口は、図1,2に示
すように、バイオマス1を必要十分な温度で部分燃焼さ
せるガス化炉14の内部の上流側の着火燃焼領域14a
に連絡している。また、ガス化炉14の上記着火燃焼領
域14aの下流側で、部分燃焼されたバイオマス1をガ
ス化させるガス化領域14bには、生成ガス2から灰分
6を除去する脱塵装置15の受入口に連絡している。
As shown in FIGS. 1 and 2, an outlet of the pulverizer 13 has an ignition combustion area 14a on the upstream side inside a gasification furnace 14 for partially burning the biomass 1 at a necessary and sufficient temperature.
Contact Downstream of the ignition combustion area 14a of the gasification furnace 14, a gasification area 14b for gasifying the partially burned biomass 1 is provided with a receiving port of a dust remover 15 for removing ash 6 from the product gas 2. Contact

【0022】図1に示すように、前記脱塵装置15のガ
ス送出口は、洗浄水7を噴霧して生成ガス2を洗浄冷却
するスクラバ16のガス受入口に連絡している。スクラ
バ16のガス送出口は、生成ガス2からメタノール8を
製造するメタノール合成手段であるメタノール合成塔1
9の供給口に昇圧機17および熱交換器18を介して連
絡している。メタノール合成塔19の送出口は、メタノ
ール8を貯蔵する貯蔵容器21に上記熱交換器18およ
び熱交換器20を介して連絡している。
As shown in FIG. 1, the gas sending port of the dust removing device 15 is connected to a gas receiving port of a scrubber 16 for spraying the washing water 7 to wash and cool the produced gas 2. The gas outlet of the scrubber 16 is connected to a methanol synthesis tower 1 which is a methanol synthesis means for producing methanol 8 from the product gas 2
The supply port 9 is connected to the supply port 9 via a booster 17 and a heat exchanger 18. The outlet of the methanol synthesis tower 19 is connected to a storage container 21 for storing the methanol 8 via the heat exchanger 18 and the heat exchanger 20.

【0023】このような脱塵装置15、スクラバ16、
昇圧機17、熱交換器18,20、メタノール合成塔1
9、貯蔵容器21などにより、本実施の形態ではメタノ
ール合成手段を構成している。
Such a dust removing device 15, a scrubber 16,
Booster 17, heat exchangers 18, 20, methanol synthesis tower 1
9, the storage container 21 and the like constitute a methanol synthesis means in the present embodiment.

【0024】前記ガス化炉14の前記ガス化領域14b
には、給水器22が熱交換器22aを介して連絡してお
り、給水器22から水3を送給すると、熱交換器22a
が当該水3を加熱して蒸気化し、ガス化炉14のガス化
領域14b内にガス化用ガスである水蒸気4が供給され
るようになっている。このような給水器22、熱交換器
22aなどにより、本実施の形態ではガス化用ガス供給
手段を構成している。
The gasification zone 14b of the gasification furnace 14
Is connected to the water supply 22 via the heat exchanger 22a, and when the water 3 is supplied from the water supply 22, the heat exchanger 22a
Heats and vaporizes the water 3, and steam 4 as a gasification gas is supplied into the gasification region 14 b of the gasification furnace 14. In the present embodiment, the water supply device 22 and the heat exchanger 22a constitute gasification gas supply means.

【0025】また、前記ガス化炉14の前記着火燃焼領
域14aには、部分燃焼用ガスである酸素ガス5を送給
する部分燃焼用ガス供給手段である酸素ガス供給装置2
3が連絡している。
An oxygen gas supply device 2 serving as a partial combustion gas supply means for supplying an oxygen gas 5 as a partial combustion gas is provided in the ignition combustion region 14a of the gasification furnace 14.
3 are in contact.

【0026】このようなメタノール製造装置を使用する
メタノール製造方法を次に説明する。
A method for producing methanol using such a methanol producing apparatus will now be described.

【0027】バイオマス1を乾燥器11で乾燥してホッ
パ12内に送給し、当該ホッパ12から粉砕機13に供
給して当該バイオマス1を粉砕し、ガス化炉14の着火
燃焼領域14a内に供給すると共に、酸素ガス供給装置
23からガス化炉14の着火燃焼領域14a内に酸素ガ
ス5を供給して図示しない点火トーチで点火すると、バ
イオマス(CH2 O)1は、下記の化学式(1)に示す
ような部分燃焼を生じる。このとき、バイオマス1は、
高温環境下で部分燃焼するため、下記の化学式(1)に
示す反応が速やかに進行する。
The biomass 1 is dried by the drier 11 and fed into the hopper 12. The biomass 1 is supplied from the hopper 12 to the pulverizer 13 to pulverize the biomass 1 into the ignition combustion area 14 a of the gasification furnace 14. When the oxygen gas 5 is supplied from the oxygen gas supply device 23 into the ignition combustion area 14a of the gasification furnace 14 and ignited by an ignition torch (not shown), the biomass (CH 2 O) 1 has the following chemical formula (1) Partial combustion occurs as shown in FIG. At this time, biomass 1
Since partial combustion occurs in a high-temperature environment, the reaction represented by the following chemical formula (1) rapidly proceeds.

【0028】CH2 O+ 1/2O2 →CO+H2 O(1)CH 2 O + 1 / 2O 2 → CO + H 2 O (1)

【0029】引き続き、給水器22から水3を送給し、
熱交換器22aで加熱して高温となった水蒸気4をガス
化炉14のガス化領域14b内に供給すると、下記の化
学式(2)に示すようなガス化反応を生じて生成ガス
(CO,H2 )2が発生する。
Subsequently, water 3 is supplied from the water supply device 22,
When the steam 4 heated to a high temperature by the heat exchanger 22a is supplied into the gasification region 14b of the gasification furnace 14, a gasification reaction represented by the following chemical formula (2) occurs, and the generated gas (CO, H 2) 2 occurs.

【0030】CO+H2 O←→H2 +CO2 (2)CO + H 2 O ← → H 2 + CO 2 (2)

【0031】ガス化炉14のガス化領域14bで発生し
た生成ガス2は、脱塵装置15に送給されて灰分6等を
除去されてから、スクラバ16に送給されて洗浄水7を
噴霧されて冷却洗浄された後、昇圧機17で昇圧されて
熱交換器18を介してメタノール合成塔19内に送給さ
れることにより、下記の化学式(3)に示すように反応
してメタノール(CH3 OH)8を生成する。
The generated gas 2 generated in the gasification region 14b of the gasification furnace 14 is sent to a dust remover 15 to remove ash 6 and the like, and then sent to a scrubber 16 to spray the cleaning water 7. After being cooled and washed, the pressure is increased by a pressure booster 17 and sent to a methanol synthesis tower 19 via a heat exchanger 18 so that the methanol reacts as shown in the following chemical formula (3) to produce methanol ( CH 3 OH) 8.

【0032】CO+2H2 →CH3 OH (3)CO + 2H 2 → CH 3 OH (3)

【0033】上記メタノール8は、熱交換器18,20
を介して貯蔵容器21内に送給されて貯蔵され、排ガス
9は、系外へ排出される。
The methanol 8 is supplied to the heat exchangers 18 and 20.
The exhaust gas 9 is sent to and stored in the storage container 21 via the storage tank 21, and is discharged out of the system.

【0034】つまり、バイオマス1をガス化炉14の着
火燃焼領域14aで水蒸気4を加えることなく酸素ガス
5だけで部分燃焼させることにより、反応温度の低下を
抑制して上記化学式(1)の反応を速やかに進行させて
から、ガス化炉14のガス化領域14bで水蒸気4とガ
ス化反応させて生成ガス2を得るようにしたのである。
That is, the biomass 1 is partially burned only in the oxygen gas 5 without adding the steam 4 in the ignition combustion area 14a of the gasification furnace 14, so that the reaction temperature is suppressed from being lowered and the reaction of the chemical formula (1) is performed. Is made to proceed promptly, and then the gasification reaction is performed with the steam 4 in the gasification region 14 b of the gasification furnace 14 to obtain the product gas 2.

【0035】このため、ガス化炉14の長さが長くなく
ても、バイオマス1をムラなく部分燃焼させて生成ガス
2中の水素ガス濃度を高めることができる。
Therefore, even if the length of the gasification furnace 14 is not long, the biomass 1 can be partially burned evenly to increase the hydrogen gas concentration in the product gas 2.

【0036】したがって、本発明によれば、省スペース
なガス化炉14であっても、高水素ガス濃度の生成ガス
2を得ることができるので、バイオマス1を無駄なく使
用することができ、資源を有効に利用することができる
と共に、メタノール8の生成率を大幅に向上させること
ができ、製造コストの低減を図ることができる。
Therefore, according to the present invention, even in the space-saving gasification furnace 14, the product gas 2 having a high hydrogen gas concentration can be obtained, so that the biomass 1 can be used without waste, Can be used effectively, the production rate of methanol 8 can be greatly improved, and the production cost can be reduced.

【0037】なお、本発明で用いられるバイオマス1と
しては、エネルギ源または工業原料として利用できる生
物資源(例えば、農業生産物やこの副産物、木材、植物
等)が挙げられ、具体的には、例えば、スイートソルガ
ム、ネピアグラス、スピルリナ等が挙げられる。また、
糠、木屑、間伐材等のような農林系廃棄物も挙げられ
る。因みに、煩雑さを避けるためにバイオマス1の組成
をCH2 Oとして説明したが、バイオマス1の組成は、
一般的に(Cx 2 y n (但し、xは1.1〜1.
2、yは0.8〜0.9)として表されている。
The biomass 1 used in the present invention includes biological resources (eg, agricultural products and by-products, wood, plants, etc.) that can be used as an energy source or an industrial raw material. , Sweet sorghum, napier grass, spirulina and the like. Also,
Agricultural and forestry wastes such as bran, wood chips, thinned wood and the like are also included. Incidentally, although the composition of the biomass 1 was described as CH 2 O in order to avoid complexity, the composition of the biomass 1 is as follows.
Generally, (C x H 2 O y ) n (where x is 1.1 to 1.
2, y is expressed as 0.8 to 0.9).

【0038】また、ガス化炉14に供給するバイオマス
1の平均粒径は、0.05〜5mmであると好ましい。
なぜなら、0.05mm未満であると、粉砕機13での
粉砕効率が悪くなってしまい、5mmを超えると、内部
まで十分に部分燃焼させて熱分解しにくくなってしま
い、ガス化効率が低下してしまうからである。
The average particle size of the biomass 1 supplied to the gasification furnace 14 is preferably 0.05 to 5 mm.
If the thickness is less than 0.05 mm, the crushing efficiency of the crusher 13 is deteriorated. If the thickness is more than 5 mm, the inside is sufficiently burned partially to be hardly thermally decomposed, and the gasification efficiency is reduced. It is because.

【0039】また、ガス化炉14内でのバイオマス1の
ガス化圧力は、特に限定されるものではないが、80気
圧前後であれば、ガス化炉14をメタノール合成塔19
に昇圧機17を介することなく接続できるようになるも
のの、ガス化炉14に高耐圧性が要求され、ガス化炉1
4が高価になってしまう。このため、1〜40気圧であ
れば、ガス化炉14に要求される耐圧性が一般的なもの
となるので好ましく、特に、1〜30気圧であれば、ガ
ス化炉14をさらに小型なものにすることができるので
非常に好ましい。
The gasification pressure of the biomass 1 in the gasification furnace 14 is not particularly limited, but may be about 80 atm.
Can be connected to the gasification furnace 14 without the intermediary of the booster 17, but the gasification furnace 14 is required to have high pressure resistance.
4 becomes expensive. For this reason, if the pressure is 1 to 40 atm, the pressure resistance required for the gasification furnace 14 is generally preferable, and if it is 1 to 30 atm, the gasification furnace 14 is more compact. It is very preferable because it can be.

【0040】[第二番目の実施の形態]本発明によるバ
イオマスのガス化方法及びその装置並びにこれを使用す
るメタノール製造方法及びその装置の第二番目の実施の
形態を図3を用いて説明する。図3は、ガス化炉の概略
構成図である。ただし、前述した第一番目の実施の形態
の場合と同様な部分については、その説明を省略する。
[Second Embodiment] A second embodiment of a method and an apparatus for gasifying biomass according to the present invention, a method for producing methanol using the same, and an apparatus therefor will be described with reference to FIG. . FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the gasification furnace. However, description of the same parts as in the first embodiment described above is omitted.

【0041】図3に示すように、水蒸気4は、ガス化炉
14のガス化領域14bに供給されるだけでなく、流量
調整バルブ24aおよび流量計24bを介して着火燃焼
領域14aにも供給されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the steam 4 is supplied not only to the gasification region 14b of the gasification furnace 14, but also to the ignition combustion region 14a via the flow control valve 24a and the flow meter 24b. It has become so.

【0042】このようなガス化炉14においては、着火
燃焼領域14a内にバイオマス1および酸素ガス5を供
給すると共に、前記流量調整バルブ24aを調整して、
当該ガス化炉14内に供給する水蒸気4のうちの一部の
量(20〜60%)を前記流量計24bで確認しながら
上記着火燃焼領域14a内に送給し、図示しない着火ト
ーチで着火すると、当該着火燃焼領域14a内に上記規
定量の水蒸気4が供給されているため、当該着火燃焼領
域14a内の温度を調整しながらバイオマス1を部分燃
焼させることができる。
In such a gasifier 14, the biomass 1 and the oxygen gas 5 are supplied into the ignition combustion area 14a, and the flow rate control valve 24a is adjusted to
A part (20 to 60%) of the steam 4 to be supplied into the gasification furnace 14 is fed into the ignition combustion area 14a while being checked by the flow meter 24b, and is ignited by an ignition torch (not shown). Then, since the specified amount of steam 4 is supplied into the ignition combustion region 14a, the biomass 1 can be partially burned while adjusting the temperature in the ignition combustion region 14a.

【0043】引き続き、ガス化炉14のガス化領域14
b内に供給される残り(40〜80%)の水蒸気4とガ
ス化反応することにより、生成ガス2が発生する。
Subsequently, the gasification region 14 of the gasification furnace 14
By gasification reaction with the remaining (40 to 80%) steam 4 supplied in b, product gas 2 is generated.

【0044】すなわち、前述した第一番目の実施の形態
では、着火燃焼領域14a内に水蒸気4をまったく供給
しないため、バイオマス1をムラなく部分燃焼させる温
度に加熱することができるものの、高温になり過ぎてバ
イオマス1や酸素ガス5の供給ノズル(バーナ)等を急
激に劣化させてしまう虞があるのに対し、本実施の形態
では、ガス化炉14内に供給する水蒸気4のうちの一部
の量(20〜60%)を着火燃焼領域14a内に供給す
ることにより、当該着火燃焼領域14a内の過剰な加熱
を抑制して、バイオマス1や酸素ガス5の供給ノズル
(バーナ)等の急激な劣化を防止するようにしたのであ
る。
That is, in the above-described first embodiment, since the steam 4 is not supplied at all into the ignition combustion area 14a, the biomass 1 can be heated to a temperature at which the biomass 1 can be partially burned evenly. In this embodiment, the supply nozzle (burner) of the biomass 1 and the oxygen gas 5 may be rapidly deteriorated, whereas in the present embodiment, a part of the steam 4 supplied into the gasification furnace 14 may be used. Is supplied into the ignition combustion area 14a, thereby suppressing excessive heating in the ignition combustion area 14a and rapidly increasing the supply nozzles (burners) of the biomass 1 and the oxygen gas 5 in the ignition combustion area 14a. This is to prevent any serious deterioration.

【0045】ここで、ガス化炉14の着火燃焼領域14
a内に供給する水蒸気4の量が、ガス化炉14の内部に
供給する水蒸気4の量のうちの20%未満であると、上
述したような問題を生じる虞があり、60%を超える
と、着火燃焼領域14a内の温度が低くなってしまい、
従来の場合と同様な結果となってしまうため、20〜6
0%の範囲であることが好ましい。
Here, the ignition combustion region 14 of the gasification furnace 14
If the amount of steam 4 supplied into a is less than 20% of the amount of steam 4 supplied into the gasification furnace 14, the above-described problem may occur, and if it exceeds 60%. , The temperature in the ignition combustion area 14a becomes low,
Since the result is the same as the conventional case, 20 to 6
It is preferably in the range of 0%.

【0046】したがって、本実施の形態によれば、前述
した第一番目の実施の形態の場合と同様な効果を得るこ
とができるのはもちろんのこと、着火燃焼領域14a内
の温度を調整することができるので、バイオマス1や酸
素ガス5の供給ノズル(バーナ)等の急激な劣化を防止
することができ、前述した第一番目の実施の形態の場合
よりも保守管理等の容易化を図ることができる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment described above, as well as to adjust the temperature in the ignition combustion region 14a. Therefore, it is possible to prevent rapid deterioration of the supply nozzle (burner) of the biomass 1 and the oxygen gas 5, and to facilitate maintenance management and the like as compared with the first embodiment described above. Can be.

【0047】なお、ガス化炉14に供給する水蒸気4お
よび酸素ガス5の量は、ガス化炉14に供給するバイオ
マス1の組成およびその量によって適宜選定されるもの
である。
The amounts of the steam 4 and the oxygen gas 5 to be supplied to the gasification furnace 14 are appropriately selected depending on the composition and the amount of the biomass 1 to be supplied to the gasification furnace 14.

【0048】[第三番目の実施の形態]本発明によるバ
イオマスのガス化方法及びその装置並びにこれを使用す
るメタノール製造方法及びその装置の第三番目の実施の
形態を図4,5を用いて説明する。図4は、ガス化炉の
概略構成図、図5は、図4の矢線V部の抽出拡大図であ
る。ただし、前述した第一,二番目の実施の形態と同様
な部分については、その説明を省略する。
[Third Embodiment] A third embodiment of a method and an apparatus for gasifying biomass and a method for producing methanol using the same according to the present invention will be described with reference to FIGS. explain. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the gasification furnace, and FIG. 5 is an enlarged view of an arrow V portion in FIG. 4. However, description of the same parts as those in the first and second embodiments will be omitted.

【0049】図4に示すように、ガス化炉34には、バ
ーナノズル34aが設けられている。このバーナノズル
34aは、図5に示すように、外側ノズル34aaと、
当該外側ノズル34aの内部に同軸をなして設けられて
当該外側ノズル34aと略同一の長さをなす内側ノズル
34abと、当該内側ノズル34abの内部に同軸をな
して設けられて前記外側ノズル34aaおよび当該内側
ノズル34abよりも長さの短い中央ノズル34acと
を備えており、当該中央ノズル34acの先端と前記内
側ノズル34abの内部の先端寄りとの間のスペースが
着火燃焼領域34adとなっている。また、ガス化炉3
4は、内部の上記バーナノズル34aの先端の下流側、
すなわち内部全体がガス化領域34bとなっている。
As shown in FIG. 4, the gasification furnace 34 is provided with a burner nozzle 34a. As shown in FIG. 5, the burner nozzle 34a includes an outer nozzle 34aa,
An inner nozzle 34ab provided coaxially inside the outer nozzle 34a and having substantially the same length as the outer nozzle 34a; and an outer nozzle 34aa provided coaxially inside the inner nozzle 34ab and A central nozzle 34ac shorter in length than the inner nozzle 34ab is provided, and a space between the tip of the central nozzle 34ac and the tip of the inside of the inner nozzle 34ab is an ignition combustion area 34ad. Gasification furnace 3
4 is the downstream side of the tip of the burner nozzle 34a inside,
That is, the entire inside is a gasification region 34b.

【0050】図4,5に示すように、バーナノズル34
aの中央ノズル34acには、バイオマス1が供給さ
れ、内側ノズル34abには、ガス化炉14内に供給さ
れる量の一部(20〜60%)の水蒸気4と酸素ガス5
とを混合された部分燃焼用ガス10が供給され、外側ノ
ズル34aaには、ガス化ガスである残り(40〜80
%)の水蒸気4が供給されるようになっている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the burner nozzle 34
a, the biomass 1 is supplied to the central nozzle 34ac, and the inner nozzle 34ab is supplied to the gasification furnace 14 with a part (20 to 60%) of steam 4 and oxygen gas 5
Is supplied, and the remaining (40-80) gasified gas is supplied to the outer nozzle 34aa.
%) Steam 4 is supplied.

【0051】このようなガス化炉34においては、バー
ナノズル34aの中央ノズル34aにバイオマス1を供
給すると共に、内側ノズル34abに上記部分燃焼用ガ
ス10を供給し、さらに、外側ノズル34aaに上記水
蒸気4を供給して、図示しない点火トーチで点火する
と、バイオマス1がバーナノズル34a内の前記着火燃
焼領域34ad内で部分燃焼用ガス10により部分燃焼
した後、ガス化炉34の内部(ガス化領域34b)で上
記水蒸気4とガス化反応して、生成ガス2を生じるよう
になる。
In the gasifier 34, the biomass 1 is supplied to the central nozzle 34a of the burner nozzle 34a, the partial combustion gas 10 is supplied to the inner nozzle 34ab, and the steam 4 is supplied to the outer nozzle 34aa. When the biomass 1 is ignited by an ignition torch (not shown), the biomass 1 is partially burned by the partial combustion gas 10 in the ignited combustion area 34ad in the burner nozzle 34a, and then inside the gasification furnace 34 (gasification area 34b). Then, a gasification reaction occurs with the steam 4 to generate a product gas 2.

【0052】つまり、前述した第一,二番目の実施の形
態では、ガス化炉14の内部に着火燃焼領域14aとガ
ス化領域14bとを設定したが、本実施の形態では、バ
イオマス1や部分燃焼用ガス10や水蒸気4を供給する
バーナノズル34a内に着火燃焼領域34aaを設定
し、ガス化炉34の内部全体をガス化領域34bとした
のである。
That is, in the first and second embodiments described above, the ignition combustion region 14a and the gasification region 14b are set inside the gasification furnace 14, but in the present embodiment, the biomass 1 and the partial An ignition combustion area 34aa is set in a burner nozzle 34a that supplies the combustion gas 10 and the steam 4, and the entire inside of the gasification furnace 34 is defined as a gasification area 34b.

【0053】このため、本実施の形態においては、前述
した第一,二番目の実施の形態の場合よりも、バイオマ
ス1と部分燃焼用ガス10とを必要十分な狭い領域で効
率よく部分燃焼させることができる。
For this reason, in the present embodiment, the biomass 1 and the partial combustion gas 10 are partially burned more efficiently in a necessary and sufficient narrow area than in the first and second embodiments described above. be able to.

【0054】したがって、本実施の形態によれば、前述
した第一,二番目の実施の形態の場合と同様な効果を得
ることができるのはもちろんのこと、バイオマス1の部
分燃焼にかかるスペースを必要最小限に抑えることがで
きるので、前述した第一,二番目の実施の形態のガス化
炉14よりもコンパクトなガス化炉34とすることがで
きる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain the same effects as those of the first and second embodiments described above, as well as to reduce the space required for the partial combustion of the biomass 1. Since the gasification furnace can be minimized, the gasification furnace 34 can be more compact than the gasification furnaces 14 of the first and second embodiments.

【0055】[その他の実施の形態]なお、前述した第
一〜三番目の実施の形態では、ガス化炉14,34内に
供給する酸素ガス5の全量を着火燃焼領域14a,34
ad内に供給するようにしたが、酸素ガス5の全量を着
火燃焼領域14a,34ad内に供給すると多過ぎてし
まう場合には、当該酸素ガス5の一部をガス化領域14
b,34b内に供給するようにしてもよい。
[Other Embodiments] In the above-described first to third embodiments, the entire amount of the oxygen gas 5 supplied into the gasification furnaces 14 and 34 is supplied to the ignition combustion regions 14a and 34.
However, when the entire amount of the oxygen gas 5 is too large to be supplied to the ignition combustion regions 14a and 34ad, a part of the oxygen gas 5 is supplied to the gasification region 14a.
b, 34b.

【0056】また、前述した第一〜三番目の実施の形態
では、酸素ガス5を用いるようにしたが、本発明は、こ
れに代えて空気を用いて当該空気中の酸素を使用するよ
うにすることも可能である。
In the first to third embodiments described above, the oxygen gas 5 is used. However, the present invention uses air instead of oxygen to use oxygen in the air. It is also possible.

【0057】[0057]

【実施例】本発明によるバイオマスのガス化方法及びそ
の装置並びにこれを使用するメタノール製造方法及びそ
の装置の効果を確認するため、下記のような確認実験を
行った。
EXAMPLES In order to confirm the effects of the method and apparatus for gasifying biomass according to the present invention, the method for producing methanol using the same, and the effects of the apparatus, the following confirmation experiments were conducted.

【0058】[実験例]前述した第三番目の実施の形態
で説明したガス化炉34を用いて下記の条件によりバイ
オマス1から生成ガス2を発生させ、当該生成ガス2中
の水素ガスの濃度を求める。
[Experimental Example] The product gas 2 is generated from the biomass 1 under the following conditions using the gasification furnace 34 described in the third embodiment described above, and the concentration of hydrogen gas in the product gas 2 is obtained. Ask for.

【0059】<条件> ・バイオマスの供給量:2.0kg/h ・着火燃焼領域への水蒸気の供給割合:20% ・バイオマス中のC分に対する水蒸気量の割合(H2O/
C):2.5 〜3.5(mol/mol)
<Conditions> ・ Supply amount of biomass: 2.0 kg / h ・ Ratio of supply of water vapor to the ignition combustion region: 20% ・ Ratio of amount of water vapor to C in biomass (H 2 O /
C): 2.5 to 3.5 (mol / mol)

【0060】[比較例]従来のガス化炉を用いて下記の
条件によりバイオマス1から生成ガス2を発生させ、当
該生成ガス2中の水素ガス濃度を求める。
Comparative Example A product gas 2 is generated from a biomass 1 using a conventional gasifier under the following conditions, and the hydrogen gas concentration in the product gas 2 is determined.

【0061】<条件> ・着火燃焼領域への水蒸気の供給割合:100% ・その他の条件:実験例と同一<Conditions>-Proportion of supplying steam to the ignition combustion region: 100%-Other conditions: Same as in the experimental example

【0062】[実験結果]実験結果を下記の表1に示
す。
[Experimental results] The experimental results are shown in Table 1 below.

【表1】 [Table 1]

【0063】表1からわかるように、比較例では、生成
ガス中の水素ガス濃度が14vol.%-dry であったのに対
し、実験例では、生成ガス中の水素ガス濃度が20vol.%-
dry となって、比較例よりも水素ガス濃度が約40%も
上昇した。
As can be seen from Table 1, in the comparative example, the hydrogen gas concentration in the produced gas was 14 vol.% -Dry, whereas in the experimental example, the hydrogen gas concentration in the produced gas was 20 vol.% -Dry.
As a result, the hydrogen gas concentration increased by about 40% as compared with the comparative example.

【0064】したがって、本発明によってバイオマスを
ムラなく部分燃焼させて生成ガス中の水素ガス濃度を高
められることが確認できた。
Therefore, it was confirmed that the present invention can increase the hydrogen gas concentration in the product gas by partially burning biomass without unevenness.

【0065】[0065]

【発明の効果】第一番目の発明によるバイオマスのガス
化方法は、酸素ガスを有する部分燃焼用ガスとバイオマ
スとを反応させて当該バイオマスを部分燃焼させた後
に、水蒸気を有するガス化用ガスと反応させて当該バイ
オマスをガス化させることから、バイオマスの部分燃焼
の際の温度低下を抑制して部分燃焼反応を速やかに進行
させてから、ガス化反応を行うことができるので、バイ
オマスをムラなく部分燃焼させて生成ガス中の水素ガス
濃度を高めることができる。このため、省スペースであ
っても、高水素ガス濃度の生成ガスを得ることができる
ので、バイオマスを無駄なく使用することができ、資源
を有効に利用することができる。
The gasification method of biomass according to the first aspect of the present invention is characterized in that the partial combustion gas having oxygen gas and the biomass are reacted to partially burn the biomass, and then the gasification gas having water vapor is added to the gas. Since the biomass is gasified by the reaction, the temperature drop at the time of the partial combustion of the biomass is suppressed, and the partial combustion reaction is allowed to proceed promptly, so that the gasification reaction can be performed. Partial combustion can increase the concentration of hydrogen gas in the product gas. For this reason, even if space is saved, a product gas having a high hydrogen gas concentration can be obtained, so that biomass can be used without waste and resources can be used effectively.

【0066】第二番目の発明によるバイオマスのガス化
方法は、第一番目の発明において、前記部分燃焼用ガス
が、酸素ガスまたは空気からなるので、バイオマスの部
分燃焼を確実に行うことができる。
In the gasification method for biomass according to the second invention, in the first invention, the partial combustion gas comprises oxygen gas or air, so that the partial combustion of the biomass can be reliably performed.

【0067】第三番目の発明によるバイオマスのガス化
方法は、第一番目の発明において、前記ガス化用ガス
が、水蒸気からなるので、バイオマスのガス化反応を確
実に行うことができる。
In the gasification method of biomass according to the third invention, in the first invention, since the gasification gas comprises water vapor, the gasification reaction of biomass can be reliably performed.

【0068】第四番目の発明によるバイオマスのガス化
方法は、第一番目の発明において、前記部分燃焼用ガス
が、酸素ガスまたは空気および水蒸気からなり、当該水
蒸気が、前記バイオマスの量に対応して供給するすべて
の水蒸気の20〜60%を占めることから、バイオマス
の部分燃焼の際の温度調整を行うことが簡単にでき、過
剰な加熱を抑制することが簡単にできる。
[0068] In a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the partial combustion gas comprises oxygen gas or air and steam, and the steam corresponds to the amount of the biomass. Occupying 20 to 60% of the total steam supplied by heating, the temperature can be easily adjusted during the partial combustion of biomass, and excessive heating can be easily suppressed.

【0069】また、第五番目の発明によるバイオマスの
ガス化装置は、バイオマスをガス化させる装置におい
て、バイオマスを供給するバイオマス供給手段と、酸素
ガスを有する部分燃焼用ガスを供給する部分燃焼用ガス
供給手段と、水蒸気を有するガス化用ガスを供給するガ
ス化用ガス供給手段と、前記バイオマス供給手段および
前記部分燃焼用ガス供給手段を連結されて、前記バイオ
マスと前記部分燃焼用ガスとを反応させて当該バイオマ
スを部分燃焼させる着火燃焼領域と、前記ガス化用ガス
供給手段を連結されて、前記着火燃焼領域で部分燃焼し
た前記バイオマスと前記ガス化用ガスと反応させて当該
バイオマスをガス化させるガス化領域とを備えているこ
とから、バイオマスの部分燃焼の際の温度低下を抑制し
て部分燃焼反応を速やかに進行させてから、ガス化反応
を行うことができるので、バイオマスをムラなく部分燃
焼させて生成ガス中の水素ガス濃度を高めることができ
る。このため、省スペースなガス化炉であっても、高水
素ガス濃度の生成ガスを得ることができるので、バイオ
マスを無駄なく使用することができ、資源を有効に利用
することができる。
A fifth aspect of the present invention is a biomass gasifier, which is a device for gasifying biomass, comprising: a biomass supply means for supplying biomass; and a partial combustion gas for supplying partial combustion gas having oxygen gas. A supply unit, a gasification gas supply unit that supplies a gasification gas having water vapor, the biomass supply unit, and the partial combustion gas supply unit are connected, and the biomass and the partial combustion gas react with each other. The ignition combustion region for partially burning the biomass and the gasification gas supply means are connected, and the biomass partially burned in the ignition combustion region reacts with the gasification gas to gasify the biomass. And a gasification zone to suppress the temperature drop during the partial combustion of biomass to speed up the partial combustion reaction. Were allowed to crab proceed, it is possible to carry out the gasification reaction, it is possible to increase the hydrogen gas concentration in the product gas by biomass without unevenness by partial combustion of. For this reason, even in a space-saving gasification furnace, a product gas having a high hydrogen gas concentration can be obtained, so that biomass can be used without waste and resources can be used effectively.

【0070】第六番目の発明によるバイオマスのガス化
装置は、第五番目の発明において、前記バイオマス供給
手段および前記部分燃焼用ガス供給手段がガス化炉の内
部の上流側に連結されることにより、当該ガス化炉の内
部の上流側に前記着火燃焼領域が形成され、前記ガス化
用ガス供給手段が前記ガス化炉の内部の前記着火燃焼領
域の下流側に連結されることにより、当該ガス化炉の内
部の当該着火領域の下流側に前記ガス化領域が形成され
ていることから、第五番目の発明により得られる効果を
確実に得ることができる。
A biomass gasifier according to a sixth aspect of the present invention is the biomass gasifier according to the fifth aspect, wherein the biomass supply means and the partial combustion gas supply means are connected to an upstream side inside a gasification furnace. The ignition combustion region is formed on the upstream side inside the gasification furnace, and the gasification gas supply unit is connected to the downstream side of the ignition combustion region inside the gasification furnace, whereby the gas Since the gasification region is formed on the downstream side of the ignition region inside the gasification furnace, the effects obtained by the fifth invention can be reliably obtained.

【0071】第七番目の発明によるバイオマスのガス化
装置は、第五番目の発明において、前記ガス化用ガス供
給手段に連絡する外側ノズルと、前記外側ノズルの内部
に同軸をなして設けられて当該外側ノズルと略同一の長
さをなすと共に、前記部分燃焼用ガス供給手段に連絡す
る内側ノズルと、前記内側ノズルの内部に同軸をなして
設けられて前記外側ノズルおよび前記内側ノズルよりも
短い長さをなすと共に、前記バイオマス供給手段に連絡
する中央ノズルとを有するバーナノズルがガス化炉に連
結されることにより、前記着火燃焼領域が、前記バーナ
ノズルの前記中央ノズルの先端と前記内側ノズルの内部
の先端寄りとの間のスペースに形成され、前記ガス化領
域が、前記ガス化炉の内部の前記バーナノズルの下流側
に形成されていることから、第五番目の発明により得ら
れる効果を効率よく得ることができる。
A biomass gasifier according to a seventh aspect of the present invention is the biomass gasifier according to the fifth aspect, wherein the outer nozzle is connected to the gasification gas supply means and coaxially provided inside the outer nozzle. The outer nozzle has substantially the same length as the outer nozzle, and is provided coaxially with the inner nozzle which communicates with the partial combustion gas supply means, and is shorter than the outer nozzle and the inner nozzle. A burner nozzle having a length and having a central nozzle communicating with the biomass supply means is connected to a gasification furnace, so that the ignition combustion region is formed between the tip of the central nozzle of the burner nozzle and the inside of the inner nozzle. The gasification region is formed downstream of the burner nozzle inside the gasification furnace. From, it is possible to efficiently obtain the effects obtained by the fifth invention.

【0072】第八番目の発明によるバイオマスのガス化
装置は、第五番目から第七番目の発明のいずれかにおい
て、前記部分燃焼用ガス送給手段が、酸素ガスまたは空
気を送給するので、バイオマスの部分燃焼を確実に行う
ことができる。
The biomass gasifier according to the eighth aspect of the present invention is the biomass gasifier according to any of the fifth to seventh aspects, wherein the partial combustion gas supply means supplies oxygen gas or air. Partial combustion of biomass can be reliably performed.

【0073】第九番目の発明によるバイオマスのガス化
装置は、第五番目から第七番目の発明のいずれかにおい
て、前記ガス化用ガス送給手段が、水蒸気を送給するの
で、バイオマスのガス化反応を確実に行うことができ
る。
The ninth aspect of the present invention is directed to the biomass gasifier according to any one of the fifth to seventh aspects, wherein the gasification gas supply means supplies water vapor. The conversion reaction can be performed reliably.

【0074】第十番目の発明によるバイオマスのガス化
装置は、第五番目から第七番目の発明のいずれかにおい
て、前記部分燃焼用ガス送給手段が、酸素ガスまたは空
気を送給すると共に、ガス化炉の内部に供給する水蒸気
のうちの20〜60%を供給することから、着火燃焼領
域内の過剰な加熱を抑制して、着火燃焼領域内の温度を
調整することができるので、バイオマスや部分燃焼用ガ
スの送給ノズル(バーナ)等の急激な劣化を防止するこ
とができ、保守管理等の容易化を図ることができる。
A biomass gasifier according to a tenth aspect of the present invention is the biomass gasifier according to any one of the fifth to seventh aspects, wherein the partial combustion gas supply means supplies oxygen gas or air; Since 20 to 60% of the steam supplied to the inside of the gasification furnace is supplied, excessive heating in the ignition combustion region can be suppressed, and the temperature in the ignition combustion region can be adjusted. It is possible to prevent rapid deterioration of the gas supply nozzle (burner) for the partial combustion gas and the like, and to facilitate maintenance management and the like.

【0075】また、第十一番目の発明によるメタノール
製造方法は、第一番目から第四番目の発明のいずれかの
バイオマスのガス化方法で得られた生成ガスを使用して
メタノールを製造することから、コンパクトなガス化炉
であっても、高効率でメタノールを製造することができ
るので、メタノールの生成率を大幅に向上させて製造コ
ストの低減を図ることができる。
The tenth invention provides a method for producing methanol by using the product gas obtained by the biomass gasification method according to any one of the first to fourth inventions. Therefore, even with a compact gasification furnace, methanol can be produced with high efficiency, so that the production rate of methanol can be greatly improved and the production cost can be reduced.

【0076】また、第十二番目の発明によるメタノール
製造装置は、第五番目から第十番目の発明のいずれかの
バイオマスのガス化装置で得られた生成ガスからメタノ
ールを合成するメタノール合成手段を備えたことから、
コンパクトなガス化炉であっても、高効率でメタノール
を製造することができるので、メタノールの生成率を大
幅に向上させて製造コストの低減を図ることができる。
A methanol production apparatus according to a twelfth aspect of the present invention comprises a methanol synthesizing means for synthesizing methanol from a product gas obtained by the biomass gasifier according to any one of the fifth to tenth aspects. Having prepared,
Even with a compact gasification furnace, methanol can be produced with high efficiency, so that the production rate of methanol can be greatly improved and the production cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるメタノール製造装置の第一番目の
実施の形態の全体概略構成図である。
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a first embodiment of a methanol production apparatus according to the present invention.

【図2】図1のガス化炉の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the gasification furnace of FIG.

【図3】本発明によるメタノール製造装置の第二番目の
実施の形態のガス化炉の概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a gasification furnace of a second embodiment of the methanol production apparatus according to the present invention.

【図4】本発明によるメタノール製造装置の第三番目の
実施の形態のガス化炉の概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a gasification furnace of a third embodiment of the methanol production apparatus according to the present invention.

【図5】図4の矢線V部の内部構造説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an internal structure of a portion indicated by an arrow V in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バイオマス 2 生成ガス 3 水 4 水蒸気 5 酸素ガス 6 灰分 7 洗浄水 8 メタノール 9 排ガス 10 部分燃焼用ガス 11 乾燥器 12 ホッパ 13 粉砕機 14 ガス化炉 14a 着火燃焼領域 14b ガス化領域 15 脱塵装置 16 スクラバ 17 昇圧機 18,20 熱交換器 19 メタノール合成塔 21 貯蔵容器 22 給水器 22a 熱交換器 23 酸素ガス供給装置 24a 流量調整バルブ 24b 流量計 34 ガス化炉 34a バーナノズル 34aa 外側ノズル 34ab 内側ノズル 34ac 中央ノズル 34ad 着火燃焼領域 34b ガス化領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Biomass 2 Product gas 3 Water 4 Steam 5 Oxygen gas 6 Ash content 7 Washing water 8 Methanol 9 Exhaust gas 10 Partial combustion gas 11 Dryer 12 Hopper 13 Crusher 14 Gasification furnace 14a Ignition combustion area 14b Gasification area 15 Dedusting device Reference Signs List 16 scrubber 17 booster 18, 20 heat exchanger 19 methanol synthesis tower 21 storage vessel 22 water supply device 22a heat exchanger 23 oxygen gas supply device 24a flow control valve 24b flow meter 34 gasifier 34a burner nozzle 34aa outer nozzle 34ab inner nozzle 34ac Central nozzle 34ad Ignition combustion area 34b Gasification area

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加幡 達雄 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内 Fターム(参考) 4G040 BA02 BA03 BB02 4G140 BA02 BA03 BB02  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Tatsuo Kahata 2-5-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Sanishi Heavy Industries Co., Ltd. 4G040 BA02 BA03 BB02 4G140 BA02 BA03 BB02

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素ガスを有する部分燃焼用ガスとバイ
オマスとを反応させて当該バイオマスを部分燃焼させた
後に、水蒸気を有するガス化用ガスと反応させて当該バ
イオマスをガス化させることを特徴とするバイオマスの
ガス化方法。
1. A method of reacting a partial combustion gas having oxygen gas with biomass to partially burn the biomass, and then reacting with the gasification gas having steam to gasify the biomass. Biomass gasification method.
【請求項2】 請求項1において、 前記部分燃焼用ガスが、酸素ガスまたは空気からなるこ
とを特徴とするバイオマスのガス化方法。
2. The method for gasifying biomass according to claim 1, wherein the partial combustion gas comprises oxygen gas or air.
【請求項3】 請求項1において、 前記ガス化用ガスが、水蒸気からなることを特徴とする
バイオマスのガス化方法。
3. The method for gasifying biomass according to claim 1, wherein the gasification gas comprises water vapor.
【請求項4】 請求項1において、 前記部分燃焼用ガスが、酸素ガスまたは空気および水蒸
気であり、当該水蒸気が、前記バイオマスの量に対応し
て供給するすべての水蒸気の20〜60%を占めること
を特徴とするバイオマスのガス化方法。
4. The gas according to claim 1, wherein the partial combustion gas is oxygen gas or air and steam, and the steam occupies 20 to 60% of all steam supplied corresponding to the amount of the biomass. A method for gasifying biomass, comprising:
【請求項5】 バイオマスをガス化させる装置におい
て、 バイオマスを供給するバイオマス供給手段と、 酸素ガスを有する部分燃焼用ガスを供給する部分燃焼用
ガス供給手段と、 水蒸気を有するガス化用ガスを供給するガス化用ガス供
給手段と、 前記バイオマス供給手段および前記部分燃焼用ガス供給
手段を連結されて、前記バイオマスと前記部分燃焼用ガ
スとを反応させて当該バイオマスを部分燃焼させる着火
燃焼領域と、 前記ガス化用ガス供給手段を連結されて、前記着火燃焼
領域で部分燃焼した前記バイオマスと前記ガス化用ガス
と反応させて当該バイオマスをガス化させるガス化領域
とを備えていることを特徴とするバイオマスのガス化装
置。
5. An apparatus for gasifying biomass, comprising: biomass supply means for supplying biomass; partial combustion gas supply means for supplying partial combustion gas having oxygen gas; and gasification gas having steam. A gasification gas supply unit, and an ignition combustion region in which the biomass supply unit and the partial combustion gas supply unit are connected to react the biomass with the partial combustion gas to partially burn the biomass; A gasification region connected to the gasification gas supply means and reacting the biomass partially burned in the ignition combustion region with the gasification gas to gasify the biomass. Biomass gasifier.
【請求項6】 請求項5において、 前記バイオマス供給手段および前記部分燃焼用ガス供給
手段がガス化炉の内部の上流側に連結されることによ
り、当該ガス化炉の内部の上流側に前記着火燃焼領域が
形成され、 前記ガス化用ガス供給手段が前記ガス化炉の内部の前記
着火燃焼領域の下流側に連結されることにより、当該ガ
ス化炉の内部の当該着火領域の下流側に前記ガス化領域
が形成されていることを特徴とするバイオマスのガス化
装置。
6. The gas generator according to claim 5, wherein the biomass supply unit and the partial combustion gas supply unit are connected to an upstream side inside the gasification furnace, so that the ignition occurs upstream in the gasification furnace. A combustion region is formed, and the gasification gas supply means is connected to a downstream side of the ignition combustion region inside the gasification furnace, so that a downstream side of the ignition region inside the gasification furnace is provided. A biomass gasifier, wherein a gasification region is formed.
【請求項7】 請求項5において、 前記ガス化用ガス供給手段に連絡する外側ノズルと、 前記外側ノズルの内部に同軸をなして設けられて当該外
側ノズルと略同一の長さをなすと共に、前記部分燃焼用
ガス供給手段に連絡する内側ノズルと、 前記内側ノズルの内部に同軸をなして設けられて前記外
側ノズルおよび前記内側ノズルよりも短い長さをなすと
共に、前記バイオマス供給手段に連絡する中央ノズルと
を有するバーナノズルがガス化炉に連結されることによ
り、 前記着火燃焼領域が、前記バーナノズルの前記中央ノズ
ルの先端と前記内側ノズルの内部の先端寄りとの間のス
ペースに形成され、 前記ガス化領域が、前記ガス化炉の内部の前記バーナノ
ズルの下流側に形成されていることを特徴とするバイオ
マスのガス化装置。
7. The outer nozzle connected to the gasification gas supply means according to claim 5, wherein the outer nozzle is provided coaxially inside the outer nozzle and has substantially the same length as the outer nozzle. An inner nozzle communicating with the gas supply means for partial combustion; and a coaxially provided inside the inner nozzle, having a shorter length than the outer nozzle and the inner nozzle, and communicating with the biomass supply means. A burner nozzle having a central nozzle is connected to a gasifier, so that the ignition combustion region is formed in a space between a tip of the central nozzle of the burner nozzle and a tip of the inside of the inner nozzle. A gasification apparatus for biomass, wherein a gasification region is formed inside the gasification furnace and downstream of the burner nozzle.
【請求項8】 請求項5から7のいずれかにおいて、 前記部分燃焼用ガス送給手段が、酸素ガスまたは空気を
送給することを特徴とするバイオマスのガス化装置。
8. The biomass gasifier according to claim 5, wherein the partial combustion gas supply means supplies oxygen gas or air.
【請求項9】 請求項5から7のいずれかにおいて、 前記ガス化用ガス送給手段が、水蒸気を送給することを
特徴とするバイオマスのガス化装置。
9. The biomass gasification apparatus according to claim 5, wherein the gasification gas supply means supplies water vapor.
【請求項10】 請求項5から7のいずれかにおいて、 前記部分燃焼用ガス送給手段が、酸素ガスまたは空気を
送給すると共に、ガス化炉の内部に供給する水蒸気のう
ちの20〜60%を供給することを特徴とするバイオマ
スのガス化装置。
10. The partial combustion gas supply means according to claim 5, wherein said partial combustion gas supply means supplies oxygen gas or air and 20 to 60 of steam supplied to the inside of the gasification furnace. % Biomass gasifier.
【請求項11】 請求項1から4のいずれかのバイオマ
スのガス化方法で得られた生成ガスを使用してメタノー
ルを製造することを特徴とするメタノール製造方法。
11. A method for producing methanol using the product gas obtained by the method for gasifying biomass according to any one of claims 1 to 4.
【請求項12】 請求項5から10のいずれかのバイオ
マスのガス化装置で得られた生成ガスからメタノールを
合成するメタノール合成手段を備えたことを特徴とする
メタノール製造装置。
12. An apparatus for producing methanol, comprising: methanol synthesizing means for synthesizing methanol from a product gas obtained by the biomass gasifier according to any one of claims 5 to 10.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008512336A (en) * 2004-09-09 2008-04-24 ハルドール・トプサー・アクチエゼルスカベット Method for producing hydrogen and / or carbon monoxide
JP4486699B1 (en) * 2009-11-06 2010-06-23 株式会社リ・サイエンスシステム研究所 Method for reforming organic waste with generation of hydrogen gas and apparatus for reforming organic waste

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