JP2003227349A - Biomass gasification generating set - Google Patents

Biomass gasification generating set

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JP2003227349A
JP2003227349A JP2002030815A JP2002030815A JP2003227349A JP 2003227349 A JP2003227349 A JP 2003227349A JP 2002030815 A JP2002030815 A JP 2002030815A JP 2002030815 A JP2002030815 A JP 2002030815A JP 2003227349 A JP2003227349 A JP 2003227349A
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JP
Japan
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gas
biomass
exhaust gas
pyrolysis
boiler
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JP2002030815A
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Japanese (ja)
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Takeshi Suzuki
鈴木  剛
Kenichi Nagata
健一 永田
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve energy efficiency of biomass. <P>SOLUTION: This generating set comprises a thermal decomposition furnace 13 for thermal decomposing biomass; gas turbine generators 7, 9 driven by the combustion gas generated by performing burning by air discharged from a compressor 1 with thermal decomposed gas generated in the thermal decomposition furnace 13 as main fuel; and vapor turbine generators 23, 25 driven by vapor generated by burning char generated in the thermal decomposition furnace 13 with a boiler 17. Exhaust gas of the gas turbine 9 is utilized for a heat source 15 of the thermal decomposition furnace 13, and the exhaust gas after used as the heat source is used as air for burning in the boiler 17. Therefore, it is possible to save energy for heating the air for combustion to a combustion temperature of the boiler 17, resulting in improvement of energy efficiency of biomass. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、バイオマスを熱分
解すると共に、熱分解生成物により発電するバイオマス
ガス化発電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a biomass gasification power generation device that pyrolyzes biomass and generates electricity by the pyrolysis products.

【0002】[0002]

【従来の技術】バイオマスガス化発電装置として、例え
ば木質系、食品残渣、畜糞などの有機性バイオマスを熱
分解し、これにより得られる熱分解ガスを燃料として発
電するものが知られている。このようなバイオマスガス
化発電装置において、従来、熱分解するための熱源とし
て、例えば都市ガスなどを燃料とするガスタービンの排
ガスを利用する方法が提案されている。また、熱分解熱
源として利用した後の排ガスを廃熱ボイラに導いて熱量
を回収する方法が知られている。
2. Description of the Related Art As a biomass gasification power generation device, there is known a device for thermally decomposing organic biomass such as wood-based materials, food residues, livestock manure, etc., and using the pyrolysis gas obtained thereby as fuel. In such a biomass gasification power generation device, conventionally, a method of using exhaust gas from a gas turbine that uses, for example, city gas as a fuel, has been proposed as a heat source for thermal decomposition. Further, a method is known in which exhaust gas after being used as a heat source for pyrolysis is guided to a waste heat boiler to recover the amount of heat.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バイオマスガス化発電装置は、全体としてエネルギ効率
に改善すべき点がある。
However, the conventional biomass gasification power generator has a point to be improved in energy efficiency as a whole.

【0004】そこで、本発明の課題は、バイオマスガス
化発電のエネルギ効率を向上することにある。
Therefore, an object of the present invention is to improve the energy efficiency of biomass gasification power generation.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明のバイオマスガス
化発電装置は、上記課題を解決するために、バイオマス
を熱分解する熱分解炉と、熱分解炉で生成される熱分解
ガスを主燃料として圧縮機から吐出される空気で燃焼さ
せ、発生した燃焼ガスで駆動するガスタービン発電機
と、熱分解炉で生成されるチャーをボイラで燃焼させ、
発生した蒸気で駆動する蒸気タービン発電機とを備え、
ガスタービン発電機の排ガスを熱分解炉の熱源に利用す
ると共に、熱源として利用した後の排ガスをボイラの燃
焼用空気とすることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a biomass gasification power generator of the present invention uses a pyrolysis furnace for pyrolyzing biomass and a pyrolysis gas produced in the pyrolysis furnace as a main fuel. As a result, the gas discharged from the compressor is combusted, and the gas turbine generator driven by the generated combustion gas and the char generated in the pyrolysis furnace are combusted in the boiler.
With a steam turbine generator driven by the generated steam,
The exhaust gas of the gas turbine generator is used as the heat source of the pyrolysis furnace, and the exhaust gas after being used as the heat source is used as combustion air for the boiler.

【0006】すなわち、本発明は、熱分解の熱源として
用いた後のガスタービンの排ガスは、酸素濃度が比較的
高く、かつ、高温(例えば、600〜800℃)であることに
着目し、この排ガスをボイラでチャーを燃焼させる燃焼
用空気として利用するようにしたものである。これによ
り、ボイラの排ガスで燃焼用空気を250℃程度に予熱
する従来の予熱方法に比べて、燃焼用空気をボイラの予
熱空気温度以上まで加熱するエネルギを節約することが
でき、結果、バイオマスのエネルギ効率が向上する。
That is, the present invention pays attention to the fact that the exhaust gas of a gas turbine after being used as a heat source for pyrolysis has a relatively high oxygen concentration and a high temperature (for example, 600 to 800 ° C.). The exhaust gas is used as combustion air for burning char in the boiler. This makes it possible to save energy for heating the combustion air to a temperature equal to or higher than the preheating air temperature of the boiler, as compared with the conventional preheating method in which the combustion air is preheated to about 250 ° C. with the exhaust gas of the boiler. Energy efficiency is improved.

【0007】なお、熱分解炉で発生した熱分解ガスが余
る場合は、ボイラの燃料として利用することができる。
また、ボイラが必要とする酸素量が不足する場合は、別
途空気を供給することはいうまでもない。一方、熱分解
により生成される熱分解ガスとチャーとの比は、熱分解
温度によって変化することが知られている。したがっ
て、必要な熱分解ガスの量とチャーの量に合わせて、熱
分解温度を制御して調節する。
When the pyrolysis gas generated in the pyrolysis furnace is left over, it can be used as fuel for the boiler.
Needless to say, when the amount of oxygen required by the boiler is insufficient, air is separately supplied. On the other hand, it is known that the ratio of pyrolysis gas generated by pyrolysis to char changes depending on the pyrolysis temperature. Therefore, the pyrolysis temperature is controlled and adjusted according to the required amount of pyrolysis gas and the amount of char.

【0008】ところで、バイオマスが熱分解される熱分
解温度は、通常600〜800℃である。これに対して、ガス
タービンから排出される排ガスは500℃程度であるた
め、排ガスの熱量だけでは熱分解温度まで昇温できな
い。そこで、熱分解炉に供給する排ガスを加熱する追焚
バーナを設けることにより、排ガスの熱量不足を補う。
この場合において、追焚バーナは、熱分解ガスを燃料と
し、排ガスを熱分解温度とすることが好ましい。これに
より熱分解炉の排ガスをボイラの燃焼用空気とすること
によりエネルギを節約することができる。
The pyrolysis temperature at which biomass is pyrolyzed is usually 600 to 800 ° C. On the other hand, since the exhaust gas discharged from the gas turbine has a temperature of about 500 ° C., it is not possible to raise the temperature to the thermal decomposition temperature only by the heat quantity of the exhaust gas. Therefore, an additional heating burner for heating the exhaust gas supplied to the pyrolysis furnace is provided to compensate for the lack of heat of the exhaust gas.
In this case, it is preferable that the reburning burner uses the pyrolysis gas as a fuel and the exhaust gas as a pyrolysis temperature. This makes it possible to save energy by using the exhaust gas of the pyrolysis furnace as combustion air for the boiler.

【0009】また、圧縮機から吐出される空気を、ガス
タービンの排ガスにより加熱する再生器を設けることが
好ましい。これにより、燃焼するために消費される酸素
の量が減り、ボイラに供給される排ガスの酸素濃度を高
くすることができる。
Further, it is preferable to provide a regenerator for heating the air discharged from the compressor by the exhaust gas of the gas turbine. As a result, the amount of oxygen consumed for combustion is reduced, and the oxygen concentration of the exhaust gas supplied to the boiler can be increased.

【0010】ところで、バイオマスを熱分解して得られ
る熱分解ガスの組成、及び熱分解ガスとチャーとの割合
は、バイオマスの種類、熱分解炉内の温度、及び炉内に
バイオマスが滞留する時間とによって決まることが知ら
れている。そこで、熱分解炉内のバイオマスを順送し、
かつ順送速度を可変できる順送装置を設け、バイオマス
の種類に応じてバイオマスの送り速度を変化させるよう
にすることが好ましい。
By the way, the composition of the pyrolysis gas obtained by pyrolyzing the biomass, and the ratio of the pyrolysis gas and the char are determined by the type of biomass, the temperature in the pyrolysis furnace, and the time during which the biomass stays in the furnace. It is known to depend on Therefore, the biomass in the pyrolysis furnace is sent forward,
Further, it is preferable to provide a progressive feeding device capable of varying the progressive feeding speed, and change the feeding speed of the biomass according to the type of biomass.

【0011】また、追焚バーナを調整して、熱分解炉内
の温度を調節することが好ましい。
Further, it is preferable to adjust the temperature in the pyrolysis furnace by adjusting the additional heating burner.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用してなるバイ
オマスガス化発電装置の一実施形態について図1を参照
して説明する。図1は、本発明を適用してなるバイオマ
スガス化発電装置の一実施形態の構成を示した図であ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a biomass gasification power generator to which the present invention is applied will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a biomass gasification power generation device to which the present invention is applied.

【0013】図1に示すように、空気を圧縮する圧縮機
1の吐出側のガス流路2は、再生器3を介して燃焼器5
に接続されている。燃焼器5は、熱分解ガスが供給され
るようになっており、この熱分解ガスを燃焼させて、ガ
スタービン9が駆動するために必要な例えば1000℃
の燃焼ガスを発生させるように設計されている。また、
燃焼器5は、図示していない例えば都市ガスなどの燃料
も供給できるようになっている。この燃焼器5の排出側
は、発電機7を駆動させるガスタービン9の吸引側に接
続されている。なお、ガスタービン9の回転軸は圧縮機
1の回転軸に連結された構成になっており、ガスタービ
ン9が駆動すると圧縮機1も駆動するようになってい
る。
As shown in FIG. 1, the gas passage 2 on the discharge side of the compressor 1 for compressing air is connected to a combustor 5 via a regenerator 3.
It is connected to the. Pyrolysis gas is supplied to the combustor 5, and the combustion gas is combusted to drive the gas turbine 9, for example, 1000 ° C.
It is designed to generate combustion gases. Also,
The combustor 5 can also supply fuel (not shown) such as city gas. The discharge side of the combustor 5 is connected to the suction side of the gas turbine 9 that drives the generator 7. The rotating shaft of the gas turbine 9 is connected to the rotating shaft of the compressor 1, and when the gas turbine 9 is driven, the compressor 1 is also driven.

【0014】ガスタービン9の吐出側のガス流路10
は、再生器3を介して追焚バーナ11に接続されてい
る。この再生器3は、ガス流路2を通流する空気とガス
タービン9から吐出される排ガスとを熱交換するように
形成されている。追焚バーナ11は、熱分解ガスが供給
されるようになっており、排ガスを燃焼用空気として熱
分解ガスを燃焼させるように形成されている。そして追
焚バーナ11の排出側は、熱交換器15の入側に接続さ
れている。熱交換器15は、熱分解炉13内に設けら
れ、バイオマスと排ガスとを熱交換させるように構成さ
れており、熱交換器15の出側はボイラ17の燃焼室に
接続されている。
Gas passage 10 on the discharge side of gas turbine 9
Is connected to the additional heating burner 11 via the regenerator 3. The regenerator 3 is formed so as to exchange heat between the air flowing through the gas passage 2 and the exhaust gas discharged from the gas turbine 9. The additional combustion burner 11 is configured to be supplied with pyrolysis gas, and is configured to burn the pyrolysis gas using exhaust gas as combustion air. The discharge side of the additional heating burner 11 is connected to the input side of the heat exchanger 15. The heat exchanger 15 is provided in the pyrolysis furnace 13 and configured to exchange heat between the biomass and the exhaust gas, and the outlet side of the heat exchanger 15 is connected to the combustion chamber of the boiler 17.

【0015】ボイラ17の燃焼室には、チャーが供給さ
れるようになっており、チャーを燃焼することにより発
生した熱で伝熱管21を通流する水を加熱して蒸気を発
生させるように形成されている。この燃焼により発生し
た排ガスは、図示していない集塵器などを介して煙突1
9から大気へ放出されるようになっている。また、伝熱
管21は、発電機23を駆動させる蒸気タービン25の
吸引側に接続され、蒸気タービン25を駆動させるよう
に形成されている。そして、蒸気タービン25の吐出側
は、図示していない復水器などを介して伝熱管21に接
続されており、蒸気を水に戻して循環させるようになっ
ている。
Char is supplied to the combustion chamber of the boiler 17, and heat generated by burning the char heats the water flowing through the heat transfer tube 21 to generate steam. Has been formed. The exhaust gas generated by this combustion passes through a dust collector (not shown) or the like to the chimney 1.
9 is released into the atmosphere. The heat transfer tube 21 is connected to the suction side of the steam turbine 25 that drives the generator 23, and is formed to drive the steam turbine 25. The discharge side of the steam turbine 25 is connected to the heat transfer pipe 21 via a condenser (not shown) or the like, and returns steam to water for circulation.

【0016】熱分解炉13は、僅かに傾斜したドラム型
の炉(例えば、キルン式)であり、ドラムには、内部の
バイオマスと排ガスとを熱交換させる熱交換器15が設
けられている。このドラムは、回転することにより、炉
内に投入されたバイオマスを分別装置27へ送るように
なっている。なお、ドラムの回転速度は図示していない
制御装置により調節できるようになっている。分別装置
27は、例えば櫛などによる周知の分別方法で熱分解ガ
スとチャーとを分別する構成である。分別装置27で分
別されたチャーが導かれる搬送路28は、ボイラ17の
燃焼室に接続されている。一方、分別装置27で分別さ
れた熱分解ガスが導かれるガス流路30は、ボイラ17
に供給される水と熱分解ガスとを熱交換させるボイラ給
水加熱器29、熱分解ガスのタール分を取り除くタール
除去装置31を介して熱分解ガスを圧縮するガス圧縮機
33の吸引側に接続されている。このガス圧縮機33の
吐出側は、分岐して燃焼器5及び追焚バーナ11に接続
され、熱分解ガスを燃料として供給するようになってい
る。
The pyrolysis furnace 13 is a slightly inclined drum type furnace (for example, kiln type), and the drum is provided with a heat exchanger 15 for exchanging heat between the biomass inside and the exhaust gas. By rotating this drum, the biomass introduced into the furnace is sent to the sorting device 27. The rotation speed of the drum can be adjusted by a control device (not shown). The separation device 27 is configured to separate the pyrolysis gas and the char by a known separation method such as a comb. The conveying path 28 to which the char separated by the separating device 27 is guided is connected to the combustion chamber of the boiler 17. On the other hand, the gas flow path 30 through which the pyrolysis gas separated by the separation device 27 is guided is connected to the boiler 17
Connected to the suction side of a gas compressor 33 that compresses the pyrolysis gas via a boiler feedwater heater 29 that heat-exchanges the water and the pyrolysis gas that are supplied to the Has been done. The discharge side of the gas compressor 33 is branched and connected to the combustor 5 and the additional burner 11 to supply the pyrolysis gas as fuel.

【0017】次に、このような構成のバイオマスガス化
発電装置の動作について説明する。バイオマスガス化発
電装置の運転中、空気を圧縮する圧縮機1で圧縮された
空気が再生器3を通流して燃焼器5に導かれ、燃焼器5
に供給される例えば都市ガスや熱分解ガスなどの燃料を
燃焼する。燃焼器5から排出される例えば1000℃の
燃焼ガスは、発電機7を駆動させるガスタービン9に導
かれ、ガスタービン9を駆動させた後、排出される。ガ
スタービン9から排出される例えば酸素濃度15〜18
%、温度500〜550℃の排ガスは、再生器3に導か
れ、再生器3を通流する空気と熱交換して空気を予熱す
る。これにより、熱分解ガスなどを燃焼させるために消
費される酸素の量を低減でき、後流に送る排ガスの酸素
濃度を例えば3%上昇させることができる。
Next, the operation of the biomass gasification power generator having such a configuration will be described. During the operation of the biomass gasification power generator, the air compressed by the compressor 1 that compresses air flows through the regenerator 3 and is guided to the combustor 5,
The fuel such as city gas or pyrolysis gas that is supplied to is burned. The combustion gas of, for example, 1000 ° C. discharged from the combustor 5 is guided to the gas turbine 9 that drives the generator 7, is driven after driving the gas turbine 9, and is then discharged. For example, the oxygen concentration discharged from the gas turbine 9 is 15 to 18
%, The exhaust gas having a temperature of 500 to 550 ° C. is introduced into the regenerator 3 and exchanges heat with the air flowing through the regenerator 3 to preheat the air. As a result, the amount of oxygen consumed for burning the pyrolysis gas or the like can be reduced, and the oxygen concentration of the exhaust gas sent to the downstream can be increased by, for example, 3%.

【0018】そして、空気と熱交換することにより例え
ば350〜400℃に降温された排ガスは、燃焼用空気
として追焚バーナ11に導かれ、熱分解ガスを燃焼する
ことで例えば600〜800℃の熱分解温度まで昇温さ
れる。このように、排ガスを燃焼用空気に利用すること
で、常温の空気を燃焼用空気として利用した場合に比
べ、燃焼用空気を熱分解温度まで加熱するエネルギを節
約することができるので、バイオマスのエネルギ効率を
向上させることができる。
The exhaust gas, which has been cooled to 350 to 400 ° C. by exchanging heat with the air, is introduced into the additional heating burner 11 as combustion air and burns the pyrolysis gas to, for example, 600 to 800 ° C. The temperature is raised to the pyrolysis temperature. In this way, by using the exhaust gas as the combustion air, it is possible to save energy for heating the combustion air to the pyrolysis temperature as compared with the case of using room temperature air as the combustion air. Energy efficiency can be improved.

【0019】追焚バーナ11における燃焼で、排ガスの
酸素濃度は例えば13%に低下する。そして、追焚バー
ナ11から排出される排ガスは熱分解炉13内のバイオ
マスと排ガスとを熱交換させる熱交換器15に導かれ
る。熱交換器15でバイオマスと熱交換して降温した排
ガスは、ボイラ17の燃焼室に導かれ、ボイラ17に供
給されたチャーを燃焼する。また、チャーを燃焼するこ
とにより発生した排ガスは、図示していない集塵器など
を介して煙突19から大気へ放出される。
Combustion in the additional burner 11 reduces the oxygen concentration of the exhaust gas to, for example, 13%. Then, the exhaust gas discharged from the additional heating burner 11 is guided to the heat exchanger 15 that exchanges heat between the biomass in the thermal decomposition furnace 13 and the exhaust gas. The exhaust gas that has exchanged heat with the biomass in the heat exchanger 15 and has been cooled down is introduced into the combustion chamber of the boiler 17 and burns the char supplied to the boiler 17. Further, the exhaust gas generated by burning the char is discharged from the chimney 19 to the atmosphere via a dust collector (not shown) or the like.

【0020】ここで、ボイラ17の伝熱管21内を通流
する水は、チャーの燃焼により加熱されて蒸気になり、
発電機23を駆動させる蒸気タービン25に導かれ、蒸
気タービン25を駆動させる。そして、蒸気タービン2
5から排出された蒸気は、図示していない復水器などを
介して水に戻された後、再びボイラ17に導かれる。熱
分解炉13に投入されたバイオマスは、熱交換器15を
介して排ガスと熱交換することで熱分解され、また、バ
イオマスは熱分解炉13内を移送され、熱分解ガスとチ
ャーとを分別する分別装置27に送られる。
Here, the water flowing through the heat transfer tube 21 of the boiler 17 is heated by the combustion of char to become steam,
It is guided to the steam turbine 25 that drives the generator 23, and drives the steam turbine 25. And the steam turbine 2
The steam discharged from 5 is returned to the water via a condenser (not shown) or the like, and is then guided to the boiler 17 again. The biomass introduced into the thermal decomposition furnace 13 is thermally decomposed by exchanging heat with the exhaust gas through the heat exchanger 15, and the biomass is transferred inside the thermal decomposition furnace 13 to separate the thermal decomposition gas and char. It is sent to the sorting device 27.

【0021】分別装置27で分別されたチャーは、ボイ
ラ17の燃焼室に導かれ、燃焼用空気として供給された
排ガスと混合して燃焼される。これにより、燃焼用空気
をボイラ17の予熱燃焼空気温度まで加熱するエネルギ
を節約することができるので、バイオマスのエネルギ効
率を向上させることができる。
The char separated by the separating device 27 is introduced into the combustion chamber of the boiler 17 and mixed with the exhaust gas supplied as combustion air to be combusted. As a result, the energy for heating the combustion air to the preheated combustion air temperature of the boiler 17 can be saved, so that the energy efficiency of the biomass can be improved.

【0022】このボイラ17での燃焼により、伝熱管2
1内を通流する水を蒸気にまたは蒸気を過熱する。一
方、分別装置27で分別された熱分解ガスは、ボイラ1
7に供給される水と熱分解ガスとを熱交換させるボイラ
給水加熱器29に導かれ、水と熱交換して水を予熱した
後、熱分解ガスのタール分を取り除くタール除去装置3
1に導かれる。タール除去装置31で浄化された熱分解
ガスは、熱分解ガスを圧縮するガス圧縮機33で圧縮さ
れた後、分岐して燃焼室5及び追焚バーナ11に供給さ
れる。
By the combustion in the boiler 17, the heat transfer tube 2
The water flowing in 1 is heated to steam or superheated steam. On the other hand, the pyrolysis gas separated by the separation device 27 is the boiler 1
The tar removal device 3 which is guided to the boiler feed water heater 29 for exchanging heat between the water supplied to 7 and the pyrolysis gas, preheats the water by exchanging heat with the water, and then removes the tar component of the pyrolysis gas 3
Guided to 1. The pyrolysis gas purified by the tar removal device 31 is compressed by the gas compressor 33 that compresses the pyrolysis gas, and then branched and supplied to the combustion chamber 5 and the additional heating burner 11.

【0023】このように本実施形態によれば、熱源とし
て利用した後の排ガスを燃焼用空気としてボイラ17の
燃焼室に供給することで、燃焼用空気をボイラ17の燃
焼温度まで加熱するエネルギを節約することができるの
で、バイオマスのエネルギ効率を向上させることができ
る。また、追焚バーナ11において、ガスタービン9の
排ガスを燃焼用空気として熱分解ガスを燃焼させ、熱分
解ガスを燃焼させて排ガスを加熱することにより、燃焼
用空気を熱分解温度まで昇温するエネルギを節約するこ
とができるので、バイオマスのエネルギ効率を向上させ
ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the exhaust gas after being used as a heat source is supplied as combustion air to the combustion chamber of the boiler 17, so that the energy for heating the combustion air to the combustion temperature of the boiler 17 is supplied. Since it can be saved, the energy efficiency of biomass can be improved. Further, in the reburning burner 11, the pyrolysis gas is burned by using the exhaust gas of the gas turbine 9 as the combustion air, and the pyrolysis gas is burned to heat the exhaust gas, whereby the combustion air is heated to the pyrolysis temperature. Since energy can be saved, the energy efficiency of biomass can be improved.

【0024】さらに、再生器3を設けた構成とすること
で、圧縮機1から排出される空気とガスタービン9から
排出される排ガスとを熱交換させることができる。これ
により、燃焼器5に供給する空気を予熱することがで
き、熱分解ガスなどを燃焼させるために消費される酸素
の量を低減でき、後流に送る排ガスの酸素濃度を高くす
ることができる。この結果、追焚バーナ11及びボイラ
17における燃焼温度の上限を高く、つまり燃焼温度の
範囲を広くすることができる。また、熱分解炉13内の
バイオマスの順送速度を可変にすることにより、バイオ
マスの種類及び所望の熱分解ガスの組成に応じた運転を
行うことができる。この場合において、追焚バーナ及び
再生器を調整可能なものにすることが好ましい。さら
に、熱分解により発生したチャーをボイラ17の燃焼室
で燃焼させて発電に利用することができる。
Further, by providing the regenerator 3, the air discharged from the compressor 1 and the exhaust gas discharged from the gas turbine 9 can be heat-exchanged. As a result, the air supplied to the combustor 5 can be preheated, the amount of oxygen consumed for burning the pyrolysis gas and the like can be reduced, and the oxygen concentration of the exhaust gas sent to the downstream can be increased. . As a result, the upper limit of the combustion temperature in the additional combustion burner 11 and the boiler 17 can be increased, that is, the combustion temperature range can be widened. Further, by varying the progressive feeding speed of the biomass in the pyrolysis furnace 13, it is possible to perform an operation according to the type of biomass and the desired composition of the pyrolysis gas. In this case, it is preferable that the additional heating burner and the regenerator are adjustable. Furthermore, the char generated by thermal decomposition can be burned in the combustion chamber of the boiler 17 and used for power generation.

【0025】また、本実施形態では、熱分解ガスを燃焼
器5に導くようになっているが、これに代えて、図2に
示すように熱分解ガスをボイラ17の燃焼室に供給する
ようにすることができる。これにより、例えば、熱分解
温度が低くチャーの生成量が少ない場合などに、熱分解
ガスを補助燃料としてボイラに供給することができる。
また、熱分解ガスをボイラ用の燃料として使用できるの
で、熱分解ガスをガスタービン用に使用する場合に必要
だった水洗浄及びフィルタなどの浄化処理装置を廃設す
ることができ設備費を低減することができる。
Further, in the present embodiment, the pyrolysis gas is guided to the combustor 5, but instead of this, the pyrolysis gas is supplied to the combustion chamber of the boiler 17 as shown in FIG. Can be Thereby, for example, when the pyrolysis temperature is low and the amount of char produced is small, the pyrolysis gas can be supplied to the boiler as an auxiliary fuel.
In addition, because the pyrolysis gas can be used as fuel for the boiler, it is possible to abolish the water purification and purification processing equipment such as filters that were required when using the pyrolysis gas for gas turbines, reducing equipment costs. can do.

【0026】ところで、本実施形態では、追焚バーナ1
1で加熱された排ガスが熱分解炉13の熱交換器15を
通流する構成としているが、これに代えて、追焚バーナ
と熱分解炉とを一体に形成することもできる。図3は、
本発明を適用してなるバイオマスガス化発電装置の熱分
解炉の変形例を示した断面図である。
By the way, in the present embodiment, the additional burner 1
Although the exhaust gas heated in 1 flows through the heat exchanger 15 of the thermal decomposition furnace 13, instead of this, the additional heating burner and the thermal decomposition furnace may be integrally formed. Figure 3
It is sectional drawing which showed the modification of the thermal decomposition furnace of the biomass gasification power generation apparatus to which this invention is applied.

【0027】以下に、本実施形態の熱分解炉の変形例を
説明する。すなわち、図3に示す熱分解炉40は、ガス
タービン9から排出される排ガスが通流する熱風発生炉
42と、熱風発生炉42内に配設され内部を順送される
バイオマスと排ガスとを熱交換させる筒体44とが一体
に形成されている。筒体44は、上下方向に複数配置さ
れ、上下方向に隣り合う筒体44の端部が交互に連結さ
れて、蛇行する1本の順送路46を形成している。最も
上に位置する筒体44には、例えば、破砕機などを備え
た供給装置43からバイオマスが供給されるようになっ
ており、最も下に位置する筒体44は、チャーをボイラ
17の燃焼室に搬送する例えば、スクリューコンベアな
どの搬送路28に接続されている。また、筒体44はス
クリューフィーダ48を内部に備えており、スクリュー
フィーダ48は、変速可能な駆動モータ49によって回
転するように構成されている。駆動モータ49の回転数
は、例えば、バイオマスの水分含有量に応じて調整可能
になっている。筒体44の上部には、それぞれガス管路
50が連結されており、熱分解ガスの一部を加熱用の燃
料として熱風発生炉42に導くように形成されている。
A modification of the thermal decomposition furnace of this embodiment will be described below. That is, the thermal decomposition furnace 40 shown in FIG. 3 includes a hot air generating furnace 42 through which the exhaust gas discharged from the gas turbine 9 flows, and biomass and exhaust gas which are disposed in the hot air generating furnace 42 and are sequentially fed inside. A cylindrical body 44 for heat exchange is integrally formed. A plurality of cylinders 44 are arranged in the vertical direction, and the ends of the cylinders 44 that are adjacent to each other in the vertical direction are alternately connected to each other to form one meandering forward passage 46. Biomass is supplied to the uppermost tubular body 44 from, for example, a supply device 43 including a crusher, and the lowermost tubular body 44 burns char to burn the boiler 17. For example, it is connected to a conveyance path 28 such as a screw conveyor that conveys to the chamber. Further, the cylindrical body 44 includes a screw feeder 48 therein, and the screw feeder 48 is configured to be rotated by a variable speed drive motor 49. The rotation speed of the drive motor 49 can be adjusted according to the water content of the biomass, for example. Gas pipes 50 are connected to the upper portions of the cylinders 44, respectively, and are formed so as to guide a part of the pyrolysis gas to the hot air generating furnace 42 as fuel for heating.

【0028】熱風発生炉42は、ガスタービン9から導
かれた排ガスと、ガス管路50を介して供給された熱分
解ガスとを混合させて燃焼するように形成され、この燃
焼により加熱された排ガスは、排ガス流路52を通流す
る構成である。排ガス流路52は、順送路46を内包
し、かつ、順送路46に沿うように形成され、内部を通
流する排ガスは筒体44を介してバイオマスと熱交換し
するようになっている。そして、排ガスは、大気中に排
出または再び熱風発生炉42に導かれるようになってい
る。
The hot air generating furnace 42 is formed so as to mix the exhaust gas introduced from the gas turbine 9 and the pyrolysis gas supplied through the gas pipe 50 and burn the mixture, and is heated by this combustion. The exhaust gas is configured to flow through the exhaust gas passage 52. The exhaust gas passage 52 is formed so as to include the progressive passage 46 and along the progressive passage 46, and the exhaust gas flowing inside is adapted to exchange heat with the biomass through the tubular body 44. There is. Then, the exhaust gas is discharged into the atmosphere or is guided to the hot air generating furnace 42 again.

【0029】このような熱風発生炉42に順送路46が
内包された構成とすることにより、順送路46内の温度
分布を均等にすることができるので好ましい。また、本
実施形態では、スクリューフィーダ48の回転数をバイ
オマスの含有水分量に応じて制御するとしたが、これに
限らず、バイオマスの種類や組成などに応じて滞留時間
を調整するように回転数を制御することができる。
It is preferable that the hot air generating furnace 42 has the progressive passage 46 included therein because the temperature distribution in the progressive passage 46 can be made uniform. Further, in the present embodiment, the rotation speed of the screw feeder 48 is controlled according to the moisture content of the biomass, but the rotation speed is not limited to this, and the rotation speed is adjusted so as to adjust the residence time according to the type and composition of the biomass. Can be controlled.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、バイオマスのエネルギ
効率を向上させることができる。
According to the present invention, the energy efficiency of biomass can be improved.

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

【図1】本発明を適用してなるバイオマスガス化発電装
置の一実施形態の構成を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a biomass gasification power generation device to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用してなるバイオマスガス化発電装
置の変形例の構成を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a modified example of the biomass gasification power generation device to which the present invention is applied.

【図3】本発明を適用してなるバイオマスガス化発電装
置の熱分解炉の変形例を示した断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a modified example of the pyrolysis furnace of the biomass gasification power generation device to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧縮機 7 発電機 9 ガスタービン 13 熱分解炉 17 ボイラ 23 発電機 25 蒸気タービン 1 compressor 7 generator 9 gas turbine 13 Pyrolysis furnace 17 Boiler 23 generator 25 steam turbine

───────────────────────────────────────────────────── 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 6/00 F02C 6/00 Z 6/18 6/18 Z 7/22 7/22 D F23G 5/027 ZAB F23G 5/027 ZABZ H02P 9/04 H02P 9/04 P Fターム(参考) 3G081 BA02 BA11 BB00 BC07 BD00 DA14 DA22 3K061 AB02 AC11 AC17 BA04 FA23 5H590 AA02 CA01 CA08 FA01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) F02C 6/00 F02C 6/00 Z 6/18 6/18 Z 7/22 7/22 D F23G 5/027 ZAB F23G 5/027 ZABZ H02P 9/04 H02P 9/04 P F term (reference) 3G081 BA02 BA11 BB00 BC07 BD00 DA14 DA22 3K061 AB02 AC11 AC17 BA04 FA23 5H590 AA02 CA01 CA08 FA01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 バイオマスを熱分解する熱分解炉と、前
記熱分解炉で生成される熱分解ガスを主燃料として圧縮
機から吐出される空気で燃焼させ、発生した燃焼ガスで
駆動するガスタービン発電機と、前記熱分解炉で生成さ
れるチャーをボイラで燃焼させ、発生した蒸気で駆動す
る蒸気タービン発電機とを備え、 前記ガスタービン発電機の排ガスを前記熱分解炉の熱源
に利用すると共に、熱源として利用した後の前記排ガス
を前記ボイラの燃焼用空気とするバイオマスガス化発電
装置。
1. A pyrolysis furnace for pyrolyzing biomass, and a gas turbine driven by the combustion gas generated by burning the pyrolysis gas produced in the pyrolysis furnace as the main fuel with air discharged from a compressor. A steam turbine generator that drives a steam generated by burning a char and a char generated in the pyrolysis furnace in a boiler is provided, and the exhaust gas of the gas turbine generator is used as a heat source of the pyrolysis furnace. At the same time, a biomass gasification power generator that uses the exhaust gas after being used as a heat source as combustion air for the boiler.
【請求項2】 バイオマスを熱分解する熱分解炉と、圧
縮機から吐出される空気で燃料を燃焼させ、発生した燃
焼ガスで駆動するガスタービン発電機と、前記熱分解炉
で生成される熱分解ガス及びチャーをボイラで燃焼さ
せ、発生した蒸気で駆動する蒸気タービン発電機とを備
え、 前記ガスタービン発電機の排ガスを前記熱分解炉の熱源
に利用すると共に、熱源として利用した後の前記排ガス
を前記ボイラの燃焼用空気とするバイオマスガス化発電
装置。
2. A pyrolysis furnace that pyrolyzes biomass, a gas turbine generator that burns fuel with air discharged from a compressor, and drives with generated combustion gas, and heat generated in the pyrolysis furnace. Combustion of decomposed gas and char in a boiler, and a steam turbine generator driven by the generated steam, and using the exhaust gas of the gas turbine generator as a heat source of the thermal decomposition furnace, after using as a heat source A biomass gasification power generator that uses exhaust gas as combustion air for the boiler.
【請求項3】 前記熱分解ガスを、前記ガスタービン発
電機の排ガスを燃焼用空気として燃焼させ、前記ガスタ
ービン発電機の排ガスを加熱する追焚バーナを備えたこ
とを特徴とする請求項1または2に記載のバイオマスガ
ス化発電装置。
3. A reburning burner for burning the exhaust gas of the gas turbine generator by using the exhaust gas of the gas turbine generator as combustion air to heat the exhaust gas of the gas turbine generator. Alternatively, the biomass gasification power generator according to 2.
【請求項4】 前記バイオマスを前記熱分解炉内の排出
側へ送る順送装置を備え、該順送装置は前記バイオマス
の種類及び所望する前記熱分解ガスの組成に応じて送り
速度を変化させることを特徴とする請求項1乃至3のい
ずれか1項に記載のバイオマスガス化発電装置。
4. A progressive feeding device for feeding the biomass to a discharge side in the pyrolysis furnace, the progressive feeding device changing a feeding speed in accordance with a type of the biomass and a desired composition of the pyrolysis gas. The biomass gasification power generation device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that.
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