JP2003206489A - 木質バイオマスを主材とする燃料ガス及びそれを利用したガス発電方法 - Google Patents
木質バイオマスを主材とする燃料ガス及びそれを利用したガス発電方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
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- Coke Industry (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、木質バイオマスを空気気流中で熱分
解、燃焼によりガス化することが試みられた。しかし、
ガス化による生成ガス中には、タール分、水分、微粉
炭、不燃性がス等の含有率が高く、可燃性ガスへの精製
は極めて困難であった。 【解決手段】 本発明の主たる構成は、木質バイオマス
の乾留により生成する木質ガスと、木質炭の燃焼ガスを
精製した可燃性ガスとを混合均一化した可燃性木質ガ
ス、又は、それらのガスの一方又は双方を混合均一化し
た燃料ガス、及び、これを利用したガス発電方法からな
る。
解、燃焼によりガス化することが試みられた。しかし、
ガス化による生成ガス中には、タール分、水分、微粉
炭、不燃性がス等の含有率が高く、可燃性ガスへの精製
は極めて困難であった。 【解決手段】 本発明の主たる構成は、木質バイオマス
の乾留により生成する木質ガスと、木質炭の燃焼ガスを
精製した可燃性ガスとを混合均一化した可燃性木質ガ
ス、又は、それらのガスの一方又は双方を混合均一化し
た燃料ガス、及び、これを利用したガス発電方法からな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、木質バイオマスを
乾留して生成する木質ガス（木ガスを含む）と、木質炭
の燃焼ガスを精製した可燃性ガスとを混合均一化した可
燃性木質ガス及びそれらを利用したガス発電方法に関す
るものである。
乾留して生成する木質ガス（木ガスを含む）と、木質炭
の燃焼ガスを精製した可燃性ガスとを混合均一化した可
燃性木質ガス及びそれらを利用したガス発電方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来エネルギー源として太陽熱、水力、
風力その他種々のものが用いられた。化石燃料の枯渇が
課題とされつつある今日、代替エネルギー源としてのバ
イオマスエネルギー活用の必要性が浮上している。中で
も木質系のバイオマス（例えば果樹園の剪定材、森林の
間伐材,製材所廃材など）の活用に炭化又は乾留の方法
がある。特に、乾留のための 乾留窯は、木材等の炭化
材を、空気を遮断し燻らせて炭化させる窯であって、処
理の完了まで外から常時加熱する必要がある。その加熱
のための熱源としては、灯油等が使用されており、多く
の貴重な燃料を消費するのが実情であった。
風力その他種々のものが用いられた。化石燃料の枯渇が
課題とされつつある今日、代替エネルギー源としてのバ
イオマスエネルギー活用の必要性が浮上している。中で
も木質系のバイオマス（例えば果樹園の剪定材、森林の
間伐材,製材所廃材など）の活用に炭化又は乾留の方法
がある。特に、乾留のための 乾留窯は、木材等の炭化
材を、空気を遮断し燻らせて炭化させる窯であって、処
理の完了まで外から常時加熱する必要がある。その加熱
のための熱源としては、灯油等が使用されており、多く
の貴重な燃料を消費するのが実情であった。
【０００３】ところで環境保護の要請を特に求める２１
世紀にあって、森林の有する環境保護ないし保全機能、
地球温暖化防止機能、あわせてエネルギー源としての各
種機能が評価され、活用の対象とされつつある。森林機
能の活性化は、適正な森林整備によって初めて達成され
る。この森林整備により、木質バイオマスの有効利用が
促進される。特に、木質バイオマスの効果的な活用方法
の一つは、その発電や発熱エネルギーへの転換、すなわ
ち木質バイオマスを主材とする可燃性木質ガス及びそれ
を利用したガス発電に求められる。
世紀にあって、森林の有する環境保護ないし保全機能、
地球温暖化防止機能、あわせてエネルギー源としての各
種機能が評価され、活用の対象とされつつある。森林機
能の活性化は、適正な森林整備によって初めて達成され
る。この森林整備により、木質バイオマスの有効利用が
促進される。特に、木質バイオマスの効果的な活用方法
の一つは、その発電や発熱エネルギーへの転換、すなわ
ち木質バイオマスを主材とする可燃性木質ガス及びそれ
を利用したガス発電に求められる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、木質バイオマス
を空気気流中で熱分解、燃焼によりガス化することが試
みられてきた。しかしながら、ガス化による生成ガス中
には、タール分、水分、微粉炭、不燃性ガス等の含有率
が高く、可燃性ガスへの精製は極めて困難であった。従
って、この方法による発電用木質ガスの精製は極めて困
難又は不可能であるとされる。ここでいう木質バイオマ
スの実例としては、廃木材としての炭化材（間伐材、剪
定材、製材所廃材等）が考えられる。これらの各種廃木
材類等は、相当のエネルギー源となり得るが、単なる焼
却や廃棄等により処理されることが多く、このため従来
充分に活用されない例があった。
を空気気流中で熱分解、燃焼によりガス化することが試
みられてきた。しかしながら、ガス化による生成ガス中
には、タール分、水分、微粉炭、不燃性ガス等の含有率
が高く、可燃性ガスへの精製は極めて困難であった。従
って、この方法による発電用木質ガスの精製は極めて困
難又は不可能であるとされる。ここでいう木質バイオマ
スの実例としては、廃木材としての炭化材（間伐材、剪
定材、製材所廃材等）が考えられる。これらの各種廃木
材類等は、相当のエネルギー源となり得るが、単なる焼
却や廃棄等により処理されることが多く、このため従来
充分に活用されない例があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き課
題解決の観点に鑑みてなされたものであって、その主た
る構成は、木質バイオマスの乾留により生成する木質ガ
スと、木質炭の燃焼ガスを精製した可燃性ガスとを混合
均一化した可燃性木質ガス、又は、前記木質ガスもしく
は、可燃性ガスの一方を得る木質バイオマスを主材とす
る燃料ガス、及びこれを利用したガス発電方法からな
る。
題解決の観点に鑑みてなされたものであって、その主た
る構成は、木質バイオマスの乾留により生成する木質ガ
スと、木質炭の燃焼ガスを精製した可燃性ガスとを混合
均一化した可燃性木質ガス、又は、前記木質ガスもしく
は、可燃性ガスの一方を得る木質バイオマスを主材とす
る燃料ガス、及びこれを利用したガス発電方法からな
る。
【０００６】乾留法においては、これにより木質炭、木
質分解生成物水溶液、木質タール、木質ガスを生成す
る。それぞれの生成物は、分離装置により簡易に分離さ
れる。木質ガス中のタール分、微粉炭の含有率は、極め
て低く濾過、洗浄、脱水の精製工程を経て発電に適した
良質かつ、高カロリーの可燃性ガスの採取が可能となっ
た。前記乾留法により生成された木質炭は、軟質で燃焼
しやすく、かつ、簡易にガス変換することが出来る。木
質バイオマスから可燃性ガスを高収率で採取するために
は、乾留による木質ガスの生成と、木質炭のガス化が必
要である。
質分解生成物水溶液、木質タール、木質ガスを生成す
る。それぞれの生成物は、分離装置により簡易に分離さ
れる。木質ガス中のタール分、微粉炭の含有率は、極め
て低く濾過、洗浄、脱水の精製工程を経て発電に適した
良質かつ、高カロリーの可燃性ガスの採取が可能となっ
た。前記乾留法により生成された木質炭は、軟質で燃焼
しやすく、かつ、簡易にガス変換することが出来る。木
質バイオマスから可燃性ガスを高収率で採取するために
は、乾留による木質ガスの生成と、木質炭のガス化が必
要である。
【０００７】本発明によれば、木質炭を高温下、空気気
流中で燃焼後、生成した燃焼ガスは、木質炭層で還元さ
れ、引き続き、濾過、洗浄、脱水の精製工程により、高
カロリーの燃焼ガスとしての採取が可能となった。より
具体的に言えば、乾留法により生成された木質ガスと、
木質炭の燃焼により生成された可燃性ガスは、それぞれ
一定の加圧条件の下でタンクに貯蔵し、攪拌混合し均一
化する。
流中で燃焼後、生成した燃焼ガスは、木質炭層で還元さ
れ、引き続き、濾過、洗浄、脱水の精製工程により、高
カロリーの燃焼ガスとしての採取が可能となった。より
具体的に言えば、乾留法により生成された木質ガスと、
木質炭の燃焼により生成された可燃性ガスは、それぞれ
一定の加圧条件の下でタンクに貯蔵し、攪拌混合し均一
化する。
【０００８】
【発明の実施の態様】次に、本発明の実施例の要部を、
図面に基づいて説明する。木材を乾留窯で木質ガスと木
質炭に分けてそれぞれ生成し、木質炭は、ガス発生炉を
通じて燃焼ガスとした後水冷し、ガス採取装置に採取す
る。別に、木質ガスをガス採取装置に収集する。これら
の一方又は両者をフイルター濾過、アルカリ洗浄、シリ
カゲル脱水の工程を経て貯蔵タンクに貯蔵し、必要に応
じて発電機に使用して発電する。別に生成される灰分を
ガス発生炉から回収する。次に、本発明の複数の実施例
につき、その構成と作用を以下説明する。
図面に基づいて説明する。木材を乾留窯で木質ガスと木
質炭に分けてそれぞれ生成し、木質炭は、ガス発生炉を
通じて燃焼ガスとした後水冷し、ガス採取装置に採取す
る。別に、木質ガスをガス採取装置に収集する。これら
の一方又は両者をフイルター濾過、アルカリ洗浄、シリ
カゲル脱水の工程を経て貯蔵タンクに貯蔵し、必要に応
じて発電機に使用して発電する。別に生成される灰分を
ガス発生炉から回収する。次に、本発明の複数の実施例
につき、その構成と作用を以下説明する。
【０００９】
【実施例１】ブナ木片１立法メートルを、最高温度摂氏
５００度、全乾留時間５時間の条件で乾留した。木質ガ
スの採取温度は摂氏３５０度から５００度の範囲とし
た。木質ガスは、水冷後、ガス採取装置に採取し、濾過
し、５％ＫＯＨ水溶液洗浄、シリカゲル脱水の生成処理
を行い、タンクに加圧貯蔵した。木炭の収率は２０．０
％、木質ガスの収率は約１５立方メートルであり、本実
施例におけるガス分析の結果は表１の通りとなった。
５００度、全乾留時間５時間の条件で乾留した。木質ガ
スの採取温度は摂氏３５０度から５００度の範囲とし
た。木質ガスは、水冷後、ガス採取装置に採取し、濾過
し、５％ＫＯＨ水溶液洗浄、シリカゲル脱水の生成処理
を行い、タンクに加圧貯蔵した。木炭の収率は２０．０
％、木質ガスの収率は約１５立方メートルであり、本実
施例におけるガス分析の結果は表１の通りとなった。
【００１０】
表１ 木質ガスの成分 ％（Ｖ／Ｖ）
Ｈ２ １９．２
ＣＯ ３４．６
ＣＨ４ ３４．５
Ｃ２Ｈ ３．９
Ｃ２Ｈ6 ４．５
Ｃ3Ｈ６ ２．０
Ｃ３Ｈ８ ０．７
その他 ０．６
発熱量（ＫＣＡＬ／ｍ3）：６３８０
【００１１】
【実施例２】乾留木炭片２０ｋｇを、摂氏４００度の円
筒形ガス発生炉に充填し、下方より空気を送り燃焼し
た。発生する燃焼ガスは、木炭層を通りＣＯ２は、ＣＯ
に還元され、炉外で水冷し、ガス燃焼装置に採取した。
その後濾過し５％ＫＯＨ水溶液洗浄、シリカゲル脱水の
精製処理を行い、タンクに加圧貯蔵した。灰分の収率は
２．５％であった。精製した木炭燃焼ガスの収率は約
８．３立方メートルであり本実施例におけるガス分析の
結果は表２の通りとなった。
筒形ガス発生炉に充填し、下方より空気を送り燃焼し
た。発生する燃焼ガスは、木炭層を通りＣＯ２は、ＣＯ
に還元され、炉外で水冷し、ガス燃焼装置に採取した。
その後濾過し５％ＫＯＨ水溶液洗浄、シリカゲル脱水の
精製処理を行い、タンクに加圧貯蔵した。灰分の収率は
２．５％であった。精製した木炭燃焼ガスの収率は約
８．３立方メートルであり本実施例におけるガス分析の
結果は表２の通りとなった。
【００１２】
表２ 木炭燃焼ガスの成分 ％（Ｖ／Ｖ）
Ｈ２ ２３．６
ＣＯ ４０．１
ＣＨ４ ３．７
Ｎ２ ３０．０
Ｏ２ １．８
その他 ０．８
発熱量（ＫＣＡＬ／ｍ3）：３４２０
【００１３】
【実施例３】精製した乾留木質ガス及び乾留木炭の可燃
性ガスは、貯蔵タンクにおいて加圧下で混合均一化し、
更に空気と１：４の比率で混合した後、最大出力２．５
ＫＷのガソリン用発電機に送り発電した。この結果、５
００Ｗの電球５個が点灯し、１００Ｖ、２．５ＫＷの発
電を確認した。混合均一化した木質系ガスの毎時１立方
メートルの流量により３，０００ｒｐｍ，１００Ｖ，
１．５ＫＷの安定的な発電の持続を確認した。発電機の
エンジン回転数は、４，５００ｒｐｍまで上げることが
可能であった。
性ガスは、貯蔵タンクにおいて加圧下で混合均一化し、
更に空気と１：４の比率で混合した後、最大出力２．５
ＫＷのガソリン用発電機に送り発電した。この結果、５
００Ｗの電球５個が点灯し、１００Ｖ、２．５ＫＷの発
電を確認した。混合均一化した木質系ガスの毎時１立方
メートルの流量により３，０００ｒｐｍ，１００Ｖ，
１．５ＫＷの安定的な発電の持続を確認した。発電機の
エンジン回転数は、４，５００ｒｐｍまで上げることが
可能であった。
【００１４】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、乾留法により生成された木質炭は、軟質
で、燃焼しやすく、かつ簡易にガス変換することが出来
る。木質バイオマスから可燃性木質ガスを高収率で採取
するためには、乾留による木質ガスの生成と、木質炭の
ガス化が必要である。本発明によれば、木質炭を高温
下、空気気流中で燃焼後、生成した燃焼ガスは、木質炭
層で還元され、引き続いて、濾過、洗浄、脱水の精製工
程により、高カロリーの可燃性ガスが採取可能となっ
た。又、これにより木質バイオマスのガス化によるガス
発電が可能となった。
明によれば、乾留法により生成された木質炭は、軟質
で、燃焼しやすく、かつ簡易にガス変換することが出来
る。木質バイオマスから可燃性木質ガスを高収率で採取
するためには、乾留による木質ガスの生成と、木質炭の
ガス化が必要である。本発明によれば、木質炭を高温
下、空気気流中で燃焼後、生成した燃焼ガスは、木質炭
層で還元され、引き続いて、濾過、洗浄、脱水の精製工
程により、高カロリーの可燃性ガスが採取可能となっ
た。又、これにより木質バイオマスのガス化によるガス
発電が可能となった。
【００１５】本発明によれば、木質バイオマスの有効利
用が促進される。特に、木質バイオマスの最も効果的な
活用方法は、エネルギー成分を有する煙やガスの気体に
浄化され、該気体を乾留窯内の燃焼室に還流放出するこ
とによって、炭化材の乾留に必要な熱エネルギーとして
有効利用することができる。それによりボイラーの燃料
節約を図ることができるから、省力化に寄与することが
できる。
用が促進される。特に、木質バイオマスの最も効果的な
活用方法は、エネルギー成分を有する煙やガスの気体に
浄化され、該気体を乾留窯内の燃焼室に還流放出するこ
とによって、炭化材の乾留に必要な熱エネルギーとして
有効利用することができる。それによりボイラーの燃料
節約を図ることができるから、省力化に寄与することが
できる。
【００１６】更に、 本発明によれば、従来廃棄されて
いた木質バイオマス資源のエネルギー化が図れる。
いた木質バイオマス資源のエネルギー化が図れる。
【図１】本発明の工程の一実施例を示すフローチャート
である。図中の角型枠は、それぞれの工程を示す。図中
楕円型の枠は、素材又は生成物質を示す。
である。図中の角型枠は、それぞれの工程を示す。図中
楕円型の枠は、素材又は生成物質を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｃ１０Ｊ 3/46 Ｃ１０Ｋ 3/06
Ｃ１０Ｋ 3/06 Ｃ１０Ｌ 3/00 ＺＡＢＡ
Ｃ１０Ｌ 3/10 Ｂ
Ｋ
Claims (2)
- 【請求項１】 木質バイオマスの乾留により生成する木
質ガスと、木質炭の燃焼ガスを精製した可燃性ガスとを
混合均一化した可燃性木質ガス、又は、前記木質ガスも
しくは可燃性ガスの一方を得ることを特徴とする木質バ
イオマスを主材とする燃料ガス。 - 【請求項２】 木質バイオマスの乾留により生成する木
質ガスと、木質炭の燃焼ガスを精製した可燃性ガスとを
混合均一化した可燃性木質ガス、又は、前記木質ガスも
しくは可燃性ガスの一方を得、それらの任意のガスによ
り発電することを特徴とするガス発電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002006450A JP2003206489A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 木質バイオマスを主材とする燃料ガス及びそれを利用したガス発電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002006450A JP2003206489A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 木質バイオマスを主材とする燃料ガス及びそれを利用したガス発電方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003206489A true JP2003206489A (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=27645214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002006450A Pending JP2003206489A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | 木質バイオマスを主材とする燃料ガス及びそれを利用したガス発電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003206489A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2138569A1 (de) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Hans-Hermann Jacobs | Verfahren zur Erzeugung eines verbrennungsmotortauglichen Mischgases und Vorrichtung hierfür |
| CN101619221A (zh) * | 2008-03-31 | 2010-01-06 | 美特索电力公司 | 与蒸发器相关的热解方法和热解设备 |
| CN101824350A (zh) * | 2010-05-07 | 2010-09-08 | 胜利油田胜利动力机械集团有限公司 | 环保节能型转筒生物质制煤工艺及装置 |
| CN101935565A (zh) * | 2009-06-29 | 2011-01-05 | 北京奥润泰克教育科技有限责任公司 | 一种低碳气体燃料及其制备方法 |
| CN110305676A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-10-08 | 华中科技大学 | 一种含碳固体原料自维持热解系统 |
-
2002
- 2002-01-15 JP JP2002006450A patent/JP2003206489A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101619221A (zh) * | 2008-03-31 | 2010-01-06 | 美特索电力公司 | 与蒸发器相关的热解方法和热解设备 |
| CN101619221B (zh) * | 2008-03-31 | 2014-12-24 | 维美德电力有限公司 | 与蒸发器相关的热解方法和热解设备 |
| EP2138569A1 (de) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Hans-Hermann Jacobs | Verfahren zur Erzeugung eines verbrennungsmotortauglichen Mischgases und Vorrichtung hierfür |
| CN101935565A (zh) * | 2009-06-29 | 2011-01-05 | 北京奥润泰克教育科技有限责任公司 | 一种低碳气体燃料及其制备方法 |
| CN101824350A (zh) * | 2010-05-07 | 2010-09-08 | 胜利油田胜利动力机械集团有限公司 | 环保节能型转筒生物质制煤工艺及装置 |
| CN110305676A (zh) * | 2019-07-17 | 2019-10-08 | 华中科技大学 | 一种含碳固体原料自维持热解系统 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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|
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