JP2003238972A - 木質系バイオマスガス製造装置 - Google Patents

木質系バイオマスガス製造装置

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JP2003238972A JP2002038129A JP2002038129A JP2003238972A JP 2003238972 A JP2003238972 A JP 2003238972A JP 2002038129 A JP2002038129 A JP 2002038129A JP 2002038129 A JP2002038129 A JP 2002038129A JP 2003238972 A JP2003238972 A JP 2003238972A
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Tomoyuki Mizuhiki
朋之 水引
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】エンジン発電機等を駆動するタール分の少ない
可燃性ガスを木質系バイオマスから連続製造すると共
に、木酢液回収と除去したタール分を再燃焼できる木質
系バイオマスガス製造装置を提供する。 【解決手段】チップ廃材等の木質系原料はガス発生炉1
の上部より投入され、燃焼層1−5において着火部材を
設けた空気吹き出し部材1−2から吹き出される燃焼用
加熱空気で酸化燃焼され、発生したガスは誘引部材11
により下方にひかれ還元層1−6を通過しガス出口管1
−9を経由してサイクロン2で除塵し、空冷式ガス冷却
器3及び水冷式ガス冷却器5で水分及び木酢液を分離
し、除湿器9及びガスフィルター10によりガスを浄化
しエンジン12へ供給する。タール分が付着したフィル
ターは適宜取り外してガス発生炉へ原料と共に投入し焼
却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は木質系バイオマスを
原料としたタール分の少ない、エンジンやボイラー燃料
用可燃性ガスの製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】木質系バイオマスのエネルギー利用装置
としてはボイラーにより蒸気を製造し、タービンを駆動
し発電をすることが行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来は上
記装置用に適する小型の蒸気タービンが市販されていな
いことや、タービンが高速回転機器であるが故に専任の
技術者を設置する必要がある等、小規模な需要に対して
の対応は実質的に不可能であった。又木質系バイオマス
ガス発生装置も研究されているがタール分の発生が多く
みられたり、燃焼用空気により与圧された容器へ原料の
連続供給機構を必要とし、簡単な構造の装置とすること
は困難であった。そのため本出願人はこれらの事情に鑑
みて、実験用のバイオマスガス発生装置を製作し送風量
や原料の燃焼方法を変えながら可燃性ガスの製造を種々
試みたが、結果的には煙とタールが多く有効な可燃性ガ
スが得られなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで本出願人は上記課
題を解決するために、さらに鋭意研究を重ね本発明を創
案するに至ったものである。すなわち、以上のような問
題を解決するための本発明の装置は、小規模な用途にも
応えられるよう市販のエンジン発電機が駆動できたり、
ボイラー等の燃料用可燃性ガスが連続して製造できるも
ので、始動用の着火部材により点火後、燃焼空気の供給
と発生ガス誘引量のバランスをとり安定したガスを発生
させること、ガス発生炉を与圧しないものとし原料投入
が簡単にできること、ガス製造に伴い発生する木酢液を
回収し利用すること、又発生したタール分は紙や布等に
吸着させ、該紙や布等と共に再度ガス発生炉に戻し燃焼
することを特徴としている。
【0005】
【実施例】図1は本発明の装置の構成を示すブロック図
で、ガス発生炉1により発生したガスをサイクロン2で
除塵し、空冷式ガス冷却器3及び水冷式ガス冷却器5で
水分、木酢液を冷却分離し、除湿器9及びガスフィルタ
ー10によりガスを浄化しエンジン12へ供給する。
【0006】図2はガス発生炉1の詳細を示すもので、
原料投入用のホッパー1−1と円筒形の容器及び耐火断
熱材1−8により構成されている。ガス発生炉1の上部
よりチップ廃材等の木質系原料を投入し燃焼層1−5で
酸化燃焼、還元層1−6を高温ガスが通過することによ
り底部の火格子1−3からガス出口管1−9を経由して
ガスを取り出す。X、Yは夫々未燃焼層と燃焼層、燃焼
層と還元層の境界を示す
【0007】ガスの流れは誘引部材11によりガス出口
管1−9が負圧となっていることで燃焼層1−5で発生
したガスは常に下方に引かれる。燃焼用空気の供給は送
風部材4から空冷式ガス冷却器3で熱交換し、加熱空気
入口管1−10よりガス発生炉1の燃焼層1−5へ導か
れ空気吹き出し部材1−2から放出される。
【0008】空気吹き出し部材1−2は水平方向に空気
を吹き出すよう放射状に複数の小孔が窄設されあり、ガ
ス出口管1−9の負圧による燃焼層1−5の下方へのガ
ス流との流量を調整することにより燃焼層1−5へ均等
に燃焼用加熱空気を与えることができ供給原料を100
0℃程度の温度で安定した燃焼をさせることができる。
必要に応じて吹き出し部材1−2の小孔は数を増やして
も構わない。
【0009】空気吹き出し部材1−2の下部に耐熱絶縁
用の磁器にニクロム線1−13を巻いた着火部材を取り
付け、装置を始動する時に燃焼層1−5内の供給原料に
着火する。着火部材は空気吹き出し部材1−2より小径
とし、原料の落下移送下手側に位置することで空気吹き
出し部材1−2により遮蔽され、長期間損傷なく使用す
ることができる。印加電圧は変圧器1−11により12
V程度の低圧に変圧し1次側の回路と絶縁する。尚、図
例では空気吹き出し部材及び着火部材は1個表示してあ
るが、必要に応じて複数個配置しても良い。
【0010】図3は空冷式及び水冷式の同じ構造をした
ガス冷却器3、5を示す詳細図である。ガス冷却器は円
筒形の容器に熱交換用配管3−1を組み込み空気又は水
と熱交換をするようにしたものである。ガスはガス入口
管3−2より入り熱交換用配管3−1を経由し、ガス出
口管3−3へ流れる。冷却用の空気又は水は空気・水入
口管3−4より入り容器内で熱交換し出口管3−5より
排出される。水冷式冷却器5でガスから熱を吸収した水
は放熱器6で大気へ熱を廃棄した後、冷却水循環ポンプ
7で再び水冷式冷却器5へ循環する。
【0011】ガス冷却器3、5内で燃焼ガスが冷却され
ると水分及び木酢液ができ容器の下部に溜まる。容器内
は大気圧に対し負圧となっているため容器の下部に設け
た水・木酢液出口管3−6から吸引ポンプ8により液を
抽出する。配管には逆止弁(図示省略)を設け吸引ポン
プ停止時の逆流を防止する。ポンプは空冷式ガス冷却器
3と水冷式ガス冷却器5に別々としても構わない。
【0012】図4はガスフィルター10の詳細図であ
る。機密性を持ち脱着できる蓋10−2があるガスフィ
ルター容器10−1と、薄紙や布等を巻き付けた内容器
10−3により構成されている。内容器10−3はガス
フィルター容器10−1に容易に脱着可能となってい
て、脱着用のねじ部10−6が下部にある円筒で外周に
網10−4がはられており、その周囲に薄紙や布等の通
気性を有するフィルター10−5を巻きつけられるよう
になっている。
【0013】ガス入口管10−7より流入したガスは内
容器10−3を通過する時、フィルター10−5にター
ル分を吸着されガス出口管10−8から誘引部材11を
経由して取り出す。タール分が付着したフィルター10
−5を適宜に取り外しガス発生炉1へ原料と共に投入し
焼却する。
【0014】図5、図6はガス発生炉1内に組み込んだ
攪拌送り込み部材の詳細である。毎分1〜5回転程度の
減速モーター1−20に接続されたクランク軸1−21
とクランク軸1−21の回転により上下動するアーム1
−22と、アーム1−22に取り付けた攪拌棒1−23
から構成されている。そして減速モーター1−20は図
外制御機構により正転及び逆転を交互に且つ間欠的に繰
り返すようにしてある。
【0015】還元層1−6の物質がガス化し体積が減る
と燃焼層1−5が下方へ移動し還元層1−6となり、上
部の未燃焼層1−4の原料が燃焼層1−5に順次移動す
る。安定した燃焼を継続するため内部に空洞ができない
ように上記攪拌送り込み部材で原料を攪拌しながら下方
へ押し込む。
【0016】しかるに本装置により実験をしてみると、
チップ廃材を原料として製造したガスは極めて清浄で直
接燃焼においては青色無煙の炎となった。市販のガソリ
ンエンジン発電機(出力1,500W)にガスと空気を
混合して供給し発電をすると、本装置の運転に必要な電
力を賄った上に500W以上の余剰電力を得ることがで
きた。又、エンジンの排気ガスも無色高温でほとんど無
臭であった。二酸化炭素は排出するものの化石燃料に依
存しない再生可能エネルギーであるバイオマスのエネル
ギー利用として、地球温暖化防止に貢献できるものと確
信している。
【0017】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され着火部材
により着火し、ホッパーにコンベア等の適宜な手段で原
料の供給を連続して行うことで、請求項1による燃焼部
への加熱空気の送り込みと、請求項2による清浄化で可
燃性ガスを安価で安定的に取り出すことができ、エンジ
ンやボイラーの燃料として使用することで木質系バイオ
マスをエネルギーとして活用することができる。又、抽
出した水分、木酢液は精製することにより農業用の資材
として使用できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】木質系バイオマスガス製造装置の構成を示した
ブロック図である。
【図2】ガス発生炉の構造を示した説明図である。
【図3】ガス冷却器の構造を示した説明図である。
【図4】ガスフィルターの構造を示した説明図である。
【図5】ガス発生炉内の攪拌送り込み部材の構造を示し
た説明図(正面図)である。
【図6】ガス発生炉内の攪拌送り込み部材の構造を示し
た説明図(側面図)である。
【符号の説明】
A 燃焼空気用配管 G 可燃性ガス用配管 M 水・木酢液用配管 W 冷却水用配管 X 未燃焼層と燃焼層の境界を図示 Y 燃焼層と還元層の境界を図示 1 ガス発生炉 1−2 空気吹き出し部材 1−4 未燃焼層 1−5 燃焼層 1−6 還元層 1−9 ガス出口管 3 空冷式ガス冷却器 4 送風部材 5 水冷式ガス冷却器 8 吸引ポンプ 10 ガスフィルター 11 誘引部材 12 エンジン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】木質系バイオマス原料からエンジンやボイ
    ラー等の燃料として使用できる可燃性ガスを製造する、
    上部より原料を供給し中央部に燃焼層、下部に還元層及
    びガス出口管から成る縦形のガス発生炉において (1)燃焼層への空気供給用送風部材と、還元層で発生
    したガスを誘引しエンジンやボイラー等に供給する誘引
    部材を設けること、(2)空気供給用送風部材で供給さ
    れる燃焼用加熱空気を、燃焼層内で水平方向に且つ放射
    状に吹き出す空気吹き出し部材を設けて原料を均一に燃
    焼させること(3)空気吹き出し部材の下部に着火部材
    を設けること、(4)投入した原料を燃焼層へ安定的に
    供給するための攪拌送り込み部材を設けることを特徴と
    するバイオマスガス製造装置。
  2. 【請求項2】還元層及びガス出口管から発生する高温の
    可燃性ガスを冷却器で冷却し、ガスフィルターで清浄化
    してエンジンやボイラー等に供給する過程で(1)冷却
    により生じた水分、木酢液を抽出する吸引ポンプを冷却
    器に連通して設けること、(2)ガス中に含まれるター
    ル分を吸着除去するためのフィルターに通気性を有する
    薄紙や布等を使用し、タール分吸着後の薄紙や布は原料
    と共にガス発生炉で燃焼し、廃棄物としないことを特徴
    とする木質系バイオマスガス製造装置。
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