JP2003261885A - 木材等バイオマスガス化設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 木材等バイオマスの微粉砕を低減、あるいは
微粉砕をなくして効率よく木材等バイオマスをガス化で
きる木材等バイオマスガス化設備を提供する。 【解決手段】 高温ガスを発生するガス化炉１と、該高
温ガスにより木材等のバイオマスを熱分解する熱分解炉
２とを備え、ガス化炉１及び熱分解炉２にて発生した可
燃性ガスと固形分とを分離する固気分離装置５を備えた
木材等バイオマスガス化装置において、固気分離装置も
しくはその前段にて、固形分を衝突粉砕する装置６を設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、木材等のバイオマ
ス原料をガス化及び熱分解する木材等バイオマスガス化
設備に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】木材等のバイオマス材料をガス化する木
材等バイオマスガス化設備について本出願人は、特願２
００１−３０６８６５号で提案した。

【０００３】図３は木材等バイオマスガス化設備の概略
図である。図３において、ガス化炉１の上部に熱分解炉
２が連通して設けられている。ガス化炉１にはガス化バ
ーナ１ａが、熱分解炉２には木材バーナ２ａが設けられ
ている。ガス化炉１では、ハンマークラッシャーのよう
な木材粉砕装置３で１０ｍｍ程度に粗粉砕した木材をさ
らに２次粉砕装置４で数ｍｍ以下に微粉砕しガス化剤と
して、また酸素及び蒸気を酸化剤としてガス化バーナ１
ａより吹き込む。熱分解炉２にはガス化炉１と同様に微
粉砕した木材を吹き込む。

【０００４】操業は、まず、ガス化炉１を木材の着火温
度まで補助バーナ等を用いて昇温し、ガス化炉１の炉況
を整える。ガス化炉１が所定の温度に達したら、２次粉
砕装置４で微粉砕した木材を吹き込んで木材を燃焼さ
せ、ガス化温度まで上昇させる。そしてガス化炉１で発
生した高温ガスは熱分解炉２に流出し、熱分解炉２に２
次粉砕装置４にて微粉砕された木材を木材バーナ２ａよ
り吹き込むことにより木材と混合し、木材を熱分解す
る。熱分解炉２にて木材の熱分解により発生した可燃性
の熱分解ガス及びチャー等の固形分（以下「チャー」と
いう。）は、熱分解炉２出側に設置されたサイクロン５
にて熱分解ガスとチャーとに固気分離される。熱分解ガ
スは、ガス処理設備に導かれて冷却及び精製される。サ
イクロン５にて捕集されたチャーは、ガス化剤としてガ
ス化炉１に導かれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記の木材等バイオマ
スガス化設備において供給する木材等のバイオマス材料
は、繊維質が多く弾力性を有しているため、粉砕が非常
に困難な物性を有している。木材粉砕装置３による１０
ｍｍ程度までの粗粉砕はハンマーミル等の簡便な粉砕機
で対応できるが、微粉砕は糸状の繊維質が生成するた
め、粉状ではなく、綿状に固まり、ホッパでの棚吊り、
閉塞などの問題を生じ、粉砕後の貯蔵・搬送行程におい
て大きな弊害が生じる。これらを回避し、微粉砕を行お
うとすれば、簡便な粉砕機ではなく、カッターなどの切
断式の粉砕機を使用しなければならず、非常に処理能力
が小さく、時間と大きな粉砕エネルギーを必要とするた
めに非効率的であって、設備費も高価なものを使用しな
ければならないという問題点があった。

【０００６】そこで、本発明は、前述の従来の木材等バ
イオマスの微粉砕に起因する問題点を解決するため、木
材等バイオマスの微粉砕を低減、あるいは微粉砕をなく
して効率よく木材等バイオマスをガス化できる木材等バ
イオマスガス化設備を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、高温ガスを発
生するガス化炉と、該高温ガスにより木材等のバイオマ
スを熱分解する熱分解炉とを備え、ガス化炉及び熱分解
炉にて発生した可燃性ガスと固形分とを分離する固気分
離装置を備えた木材等バイオマスガス化装置において、
固気分離装置もしくはその前段にて、固形分を衝突粉砕
する装置を設けたことを特徴とする。

【０００８】前記ガス化炉及び熱分解炉にて生成した可
燃性ガスをガス化剤としてガス化炉に供給する手段を設
けたり、あるいは粉砕装置にて粉砕された木材等のバイ
オマスを粗粒粉と微粒粉とに選別する選別装置を設け、
粗粒粉を熱分解炉に供給し、微粒粉をガス化炉に供給す
る供給装置を設けてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】図２は本発明で使用する衝突粉砕
する装置の例を示す図である。図２（ａ）は固気分離装
置そのものを衝突式固気分離装置としたものである。図
２（ａ）において、熱分解炉２から排出された熱分解ガ
スとチャーはダクト６ａの途中に垂直に設けられた衝突
板６ｂに衝突し、チャーは衝突粉砕される。チャーは熱
分解炉にてガスを放出しているため、気孔が非常に多い
構造であり、強度が極めて低いため容易に粉砕されると
同時に固気分離される。

【００１０】図２（ｂ）は、固気分離装置の前段に衝突
壁を設けたものである。図２（ｂ）に示す衝突粉砕する
装置は、チャーを衝突壁６ｃに衝突させて粉砕する構造
としたものである。

【００１１】本実施例では、チャーは粉砕性がよいこと
から、熱分解炉２出側に設置されたチャーを衝突粉砕す
る装置５により衝突粉砕して固気分離装置にて回収して
ガス化炉１に供給するので、熱分解炉に微粉砕した木材
を吹き込む必要がなくなり、２次粉砕装置４の微粉砕量
を低減させることができるので、設備費及びランニング
コストを小さくすることができる。

【００１２】図１に示す本発明の木材等バイオマス材料
ガス化設備の構成図を参照して本発明の実施例について
説明する。

【００１３】

【実施例】実施例１ 図１（ａ）において、図３に示す木材等バイオマス材料
ガス化設備と同様に、ガス化炉１の上部に熱分解炉２が
連通して設けられている。ガス化炉１にはガス化バーナ
１ａが、熱分解炉２には木材バーナ２ａが設けられてい
る。ガス化炉１では、ハンマークラッシャーのような木
材粉砕装置３で１０ｍｍ程度に粗粉砕した木材をさらに
２次粉砕装置４で数ｍｍ以下に微粉砕しガス化剤とし
て、また酸化剤として酸素及び蒸気をガス化バーナ１ａ
より吹き込む。熱分解炉２には木材粉砕装置３で１０ｍ
ｍ程度に粗粉砕した木材を吹き込む。

【００１４】熱分解炉２にて木材の熱分解により発生し
た可燃性の熱分解ガス及びチャーは、熱分解炉２出側に
設置されたチャーを衝突粉砕する装置６で衝突粉砕し、
粉砕されたチャーは固気分離装置であるサイクロン５に
て熱分解ガスとチャーとに固気分離され、分離されたチ
ャーをガス化炉１に供給する。分離された熱分解ガス
は、ガス処理設備に導かれ、冷却し、精製される。

【００１５】実施例２ 図１（ｂ）は本発明の第２の実施例を示す図である。図
１（ａ）と同一構成には同一符号を付している。

【００１６】実施例１ではサイクロン５で固気分離され
たチャーをガス化炉１に供給し、サイクロン５で分離さ
れた熱分解ガスは、ガス処理設備に導かれて冷却及び精
製されているが、本実施例では、サイクロン５で固気分
離されたチャーをガス化炉１に供給するとともに、分離
された熱分解ガスの一部をガス化炉１にガス化剤として
使用するものである。

【００１７】チャーと熱分解ガスをガス化炉１に供給す
ることにより、ガス化炉に微粉砕した木材を吹き込むこ
となく充分にガス化できるので、木材の微粒粉をガス化
炉へ吹き込まなくてよいので、２次粉砕装置４が不要と
なる。

【００１８】実施例３ 図（ｃ）は本発明の第３の実施例を示す図である。図１
（ａ）と同一構成には同一符号を付している。

【００１９】実施例２では、サイクロン５で固気分離さ
れたチャーをガス化炉１に供給するとともに、分離され
た熱分解ガスの一部をガス化炉１にガス化剤として使用
しているが、ガス化炉１に供給する熱分解ガスが多く、
ガス処理設備で精製する熱分解ガスが少なくなる場合が
ある。

【００２０】本実施例では、ガス化炉１に供給する熱分
解ガスの供給量を低減させるため、木材粉砕装置４で粗
粉砕された木材を粗粒粉と微粒粉とに風力選別機や振動
篩等の選別装置７で選別して粗粒を熱分解炉２に吹き込
み、微粒をガス化炉１にガス化剤として吹き込む。

【００２１】本実施例では、ガス化剤としてサイクロン
５からのチャーと選別装置７からの微粒を吹き込むの
で、サイクロンからの熱分解ガスの使用量を低減させる
ことができる。また、高価な２次粉砕装置が不要とな
る。

【００２２】

【発明の効果】本発明により以下に示す効果を奏する。

【００２３】（１）チャーを衝突粉砕させてサイクロン
で回収したチャーをガス化炉に供給することにより、熱
分解炉に微粉砕した木材を吹き込む必要がなくなり２次
粉砕装置の微粉砕量を低減させることができる。そのた
め高価で大きな粉砕エネルギーを必要とする微粉砕機を
小さくすることができ設備費及びランニングコストを小
さくすることができる。

【００２４】（２）チャーと熱分解ガスをガス化炉に供
給することにより、ガス化炉に微粉砕した木材を吹き込
むことなく充分にガス化できるので、２次粉砕装置が不
要となる。

【００２５】（３）ガス化剤としてチャーと選別機で選
別した微粒粉を吹き込むことにより、ガス化炉への熱分
解ガスの吹き込み量を低減させることができる。また、
高価な２次粉砕装置が不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の木材等バイオマス材料ガス化設備の構
成図である。

【図２】本発明で使用する衝突粉砕する装置の例を示す
図である。

【図３】従来の木材等バイオマスガス化設備の概略図で
ある。

【符号の説明】

１：ガス化炉 １ａ：ガス化バーナ ２：熱分解炉 ２
ａ：木材バーナ ３：木材粉砕装置 ４：２次粉砕装置
５：サイクロン ６：衝突粉砕する装置 ６ａ：ダク
ト ６ｂ：衝突板 ６ｃ：衝突壁 ７：選別装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温ガスを発生するガス化炉と、該高温
   ガスにより木材等のバイオマスを熱分解する熱分解炉と
   を備え、ガス化炉及び熱分解炉にて発生した可燃性ガス
   と固形分とを分離する固気分離装置を備えたガス化装置
   において、固気分離装置もしくはその前段にて、固形分
   を衝突粉砕する装置もしくは構造を設けたことを特徴と
   する木材等バイオマスのガス化設備。
2. 【請求項２】 前記ガス化炉及び熱分解炉にて生成した
   可燃性ガスをガス化剤としてガス化炉に供給する手段を
   設けたことを特徴とする請求項１記載の木材等バイオマ
   スガス化設備。
3. 【請求項３】 粉砕装置にて粉砕された木材等のバイオ
   マスを粗粒粉と微粒粉とに選別する選別装置を設け、粗
   粒粉を熱分解炉に供給し、微粒粉をガス化炉に供給する
   供給装置を設けたことを特徴とする請求項２記載の木材
   等バイオマスのガス化設備。