JP2004210942A - 固体燃料ガス化システム - Google Patents

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    • Y02W30/20Waste processing or separation

Abstract

【課題】チャーリサイクル手段の省略を可能にするとともに、水素及び一酸化炭素を主成分とした高発熱量の合成ガスを製造する。
【解決手段】固体燃料ガス化システムは、空気供給を絶たれた熱分解域と、熱分解域のチャーを燃焼させて高温燃焼ガスを生成するチャー燃焼域と、燃焼ガスを浄化する除塵装置と、除塵後の燃焼ガスの温度上昇をもたらす燃焼ガス再熱用燃焼手段と、燃焼ガスと水蒸気との熱交換により水蒸気を高温に加熱する水蒸気加熱装置とを備える。ガス化システムは、高温水蒸気により固体燃料を熱分解し、水素及び一酸化炭素を主成分とする合成ガスを製造する。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体燃料ガス化システムに関するものであり、より詳細には、水素及び一酸化炭素を主成分とした合成ガスを固体燃料の熱分解により製造する固体燃料ガス化システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
廃プラスチック、汚泥、シュレッダダスト又は都市ゴミ等の有機廃棄物、或いは、石炭等の低質固形燃料をガス化し、比較的高カロリーの合成ガスを発電設備等に供給する燃料ガス化システムが知られている。本発明者は、この種のガス化システムにおいて、約1000℃の高温空気で固体燃料をガス化溶融する燃料ガス化システムを開発し、特開2002−158885号等において提案している。
【0003】
この方式のガス化システムは、図10及び図11に示す如く、固体燃料をガス化溶融するガス化炉を備える。空気加熱装置が、1000℃以上の高温空気をガス化炉に供給し、熱回収・ガス精製装置が、ガス化炉の粗ガスを冷却し且つ精製する。ガス化炉に供給された固体燃料は、高温空気によりガス化溶融して約1000℃の高温粗ガスを生成し、高温粗ガスは、熱回収・ガス精製装置に供給される。熱回収・ガス精製装置は、高温粗ガスを冷却し且つ精製し、精製ガスを発電設備等に供給する。熱回収・ガス精製装置で回収したチャー(熱分解後の炭化物)は、チャーリサイクル手段により固体燃料供給路に導入され、固体燃料と共にガス化炉に供給される。精製ガスの一部は、空気加熱用燃料として空気加熱装置に供給され、空気加熱装置は、精製ガスの燃焼熱により空気を加熱し、高温空気をガス化炉に供給する。このような方式のガス化システムによれば、粗ガス温度が非常に高温(約1000℃)であるため、タール含有量が少なく、しかも、比較的多量の水素を含む粗ガスが得られる。
【0004】
本発明者は又、固体燃料の熱分解により生成した熱分解ガスを高温水蒸気で改質し、改質ガスを発電設備等に供給する燃料ガス化システムを開発し、特開2002−210444号等において提案している。
【0005】
この方式のガス化システムは、図12及び図13に示す如く、固体燃料を熱分解する熱分解炉を備えるとともに、熱分解ガスを高温水蒸気で改質する改質炉を備える。熱分解炉に供給された固体燃料は、熱分解炉内で熱分解し、熱分解炉に発生した温度約300℃程度の熱分解ガスが、改質炉に供給される。熱分解ガスは、改質炉において温度約1000℃の高温水蒸気と混合し、改質される。熱分解ガス中の炭化水素の水蒸気改質反応(吸熱反応)により改質炉の炉内温度が降下するのを防止すべく、約1000℃の高温空気が改質炉に供給され、約800℃程度の改質ガスが改質炉から熱回収・ガス精製装置に供給される。熱回収・ガス精製装置は、改質ガスを冷却し且つ精製し、精製ガスを発電設備等に供給する。精製ガスの一部は空気・水蒸気加熱装置に供給され、空気・水蒸気加熱装置は、精製ガスの燃焼熱により空気及び水蒸気を加熱し、温度約1000℃程度の高温空気及び高温水蒸気を改質炉に供給する。
【0006】
このような方式のガス化システムによれば、固体燃料は、熱分解炉内に比較的長時間滞留するので、比較的大きなサイズの廃棄物等を熱分解処理することが可能となり、しかも、炭素転換率が高く、煤分の発生が抑制されるので、チャーリサイクル手段を省略することが可能となる。また、この方式のガス化システムによれば、灰溶融燃焼炉を更に組込むことにより、チャー分が混入しない溶融灰の抽出が可能となる等の利点が得られる。
【0007】
【特許文献1】特開2002−158885号公報
【0008】
【特許文献2】特開2002−210444号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上述のガス化溶融型のガス化炉(図10及び図11)を備えたガス化システムにおいては、比較的多量の煤分が燃料ガスに含まれる傾向があり、煤分の発生は、特にプラスチック廃棄物等の固形燃料をガス化する場合に顕著に観られる。このため、図10に示す如く、ガス化システムは、チャー分を回収するチャーリサイクル手段を備える必要がある。また、ガス化炉における固体燃料の炉内滞留時間が比較的短時間であることから、サイズが大きい廃棄物等をガス化処理し難く、このため、固形燃料の微粉砕処理等の前処理工程及び前処理設備が必要となる。加えて、この方式のガス化システムでは、精製ガスの発熱量は、1000kcal/Nm程度であり、発熱量が低い合成ガスが得られるにすぎない。
【0010】
他方、熱分解炉及び改質炉を備えた上記ガス化システム(図12及び図13)によれば、このようなチャーリサイクル手段を省略し得るとともに、比較的大形の廃棄物等を微粉砕することなく熱分解処理することができる。しかしながら、熱分解ガス中のタール分を完全に改質するためには、改質炉の炉内温度をかなり高温(約1000℃程度)に維持すべく、比較的多量の高温空気を改質炉に導入する必要が生じ、この結果、改質・精製後の精製ガスの発熱量が約1000kcal/Nm程度に低下してしまうという問題が生じた。また、この方式では、精製ガスは、比較的多量のメタンを含有する反面、水素を多量に含有した合成ガスを製造し難く、更に改善すべき余地が残されていた。
【0011】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、チャーリサイクル手段の省略を可能にするとともに、水素及び一酸化炭素を主成分とした高発熱量の合成ガスを製造することができる固体燃料ガス化システムを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、従来のガス化システムでは、上記粗ガス又は改質ガスが比較的多量を窒素を含有する点に着目し、窒素含有量が少ない合成ガスを製造可能なガス化システムを研究した結果、熱分解炉に対する空気の供給を絶ち、600℃以上の高温水蒸気のみを熱分解ガス化炉に供給して固形燃料を熱分解することにより、比較的多量の水素を含む熱分解ガスが発生することを見い出し、かかる知見に基づき、本願発明を達成したものである。
【0013】
即ち、本発明は、固体燃料を熱分解し、水素及び一酸化炭素を主成分とする合成ガスを製造する固体燃料ガス化システムにおいて、
空気供給を絶たれた熱分解域と、該熱分解域のチャーを燃焼用空気の存在下に燃焼して燃焼ガスを生成するチャー燃焼域と、前記燃焼ガスと水蒸気との熱交換により前記水蒸気を加熱する水蒸気加熱装置と、前記チャー燃焼域及び水蒸気加熱装置の間で前記チャー燃焼域の燃焼ガスを浄化する除塵装置と、該除塵装置から水蒸気加熱装置に送出される除塵後の燃焼ガスを燃焼させ、該燃焼ガスの温度上昇をもたらす燃焼ガス再熱用燃焼手段とを備え、
前記水蒸気加熱装置は、前記燃焼ガスと前記水蒸気との熱交換により該水蒸気を600℃以上の高温水蒸気に加熱する熱交換器を備え、該高温水蒸気は、前記熱分解域に供給され、熱分解域の固体燃料を熱分解し、該熱分解域に熱分解ガスを発生させることを特徴とする固体燃料ガス化システムを提供する。
【0014】
本発明の上記構成によれば、固体燃料ガス化システムは、チャーの燃焼熱を熱エネルギー源として水蒸気を600℃以上に加熱し、600℃以上の高温水蒸気で固体燃料を熱分解する。空気供給を絶たれた熱分解域には、窒素を含まない熱分解ガスが発生し、煤分の発生も抑制される。熱分解域に残留するチャーは、チャー燃焼域で焼却され、チャーの燃焼熱は、チャー燃焼により生成した燃焼ガスを熱媒体として水蒸気加熱用の熱交換器に供給され、水蒸気加熱のための熱源として有効利用される。チャー燃焼域の燃焼ガスは、除塵装置を通して熱交換器に供給されるので、燃焼ガス温度を800℃以下の温度(浄化装置の高温限界)に抑制されるが、浄化工程を経た燃焼ガスは、燃焼ガス再熱用燃焼手段により二次燃焼又は再燃焼し、温度上昇する。温度上昇した燃焼ガスは、水蒸気加熱手段において水蒸気を高温に加熱し、高温水蒸気は、上記の如く、熱分解域に供給される。熱分解域に発生した熱分解ガスは、上記高温水蒸気により改質され、水素及び一酸化炭素を主成分とした比較的高発熱量の合成ガスが製造される。
【0015】
本発明は又、熱分解後にチャーが残留し難い固体燃料を熱分解し、水素及び一酸化炭素を主成分とする合成ガスを製造する固体燃料ガス化システムにおいて、空気供給を絶たれた熱分解域と、該熱分解域における前記固体燃料の熱分解により生成した熱分解ガス、又は該熱分解ガスを改質した精製ガスを燃焼させて1000℃を超える燃焼ガスを発生させる燃焼手段と、前記燃焼ガスと水蒸気との熱交換により前記水蒸気を加熱する水蒸気加熱装置とを備え、
前記水蒸気加熱装置は、前記燃焼ガスと前記水蒸気との熱交換により該水蒸気を600℃以上の高温水蒸気に加熱する熱交換器を備え、該高温水蒸気は、前記熱分解域に供給され、熱分解域の固体燃料を熱分解し、該熱分解域に熱分解ガスを発生させることを特徴とする固体燃料ガス化システムを提供する。
【0016】
本発明の上記構成によれば、熱分解域の熱分解ガス又は熱分解ガス精製後の精製ガスは、燃焼手段により燃焼し、高温の燃焼ガスを発生させる。熱分解ガス又は精製ガスの燃焼により発生した燃焼ガスは、浄化工程を介さず直に水蒸気加熱装置の熱交換器に導入し得るので、燃焼ガスの温度は、1000℃を超える高温に設定することができる。600℃以上の高温水蒸気のみが、空気供給を絶たれた熱分解域に供給される結果、熱分解域には、窒素を含まず、比較的多量の水素を含む熱分解ガスが発生し、煤分の発生も抑制される。熱分解域に発生した熱分解ガスは、高温水蒸気により改質され、水素及び一酸化炭素を主成分とした比較的高発熱量の合成ガスが製造される。このような構成は、燃焼後にチャーが残留し難い固体燃料、例えば、バイオマス燃料を用いたガス化システムにおいて採用される。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態によれば、上記チャー燃焼域は、熱分解域に残留するチャーが導入されるチャー燃焼炉内に形成され、チャー焼却用の燃焼用空気が、チャー燃焼炉内に供給される。
【0018】
本発明の他の好適な実施形態によれば、熱分解域兼チャー燃焼域として働く炉内領域を備えた熱分解・チャー燃焼兼用の第1炉及び第2炉が用いられる。第1炉及び第2炉の運転を切換える切換手段が設けられ、切換手段は、高温水蒸気を第1炉に供給し且つ燃焼用空気を第2炉に供給する第1位置と、燃焼用空気を第1炉に供給し且つ高温水蒸気を第2炉に供給する第2位置とに交互に切換えられる。切換手段の第1位置では、第1炉の炉内領域は熱分解域として機能し、第2炉の炉内領域はチャー燃焼域として機能する。切換手段の第2位置では、第1炉の炉内領域はチャー燃焼域として機能し、第2炉の炉内領域は熱分解域として機能する。このような構成によれば、固体燃料の熱分解後に炉床部分に残留したチャーは、引き続く燃焼用空気の炉内導入により燃焼し、高温燃焼ガスを生成する。従って、チャー燃焼専用にチャー燃焼炉を設ける必要がなく、チャーを第1及び第2炉から取出してチャー燃焼炉に移送するチャー供給路の配設も、省略することができる。なお、第1炉又は第2炉は、高温水蒸気を炉内に供給する前に固体燃料を予め炉内に投入するバッチ式のものであっても、第1炉又は第2炉への高温水蒸気の供給と同時に固体燃料を炉内に供給する連続供給式のものであっても良い。
【0019】
好ましくは、燃焼ガス再熱用燃焼手段は、合成ガスの一部及び/又は燃焼用空気を浄化後の燃焼ガスに添加する注入部を有し、注入部は、例えば、燃焼ガス配管又はダクトと、合成ガス又は燃焼用空気の配管又はダクトとのT形接続部、あるいは、燃焼ガスと合成ガス又は燃焼用空気とを混合可能な燃焼器からなる。合成ガス又は燃焼用空気の注入により、燃焼ガスは再燃焼又は二次燃焼し、燃焼ガスは温度上昇する。合成ガスの注入は、チャー燃焼域に十分な燃焼用空気を供給する場合(即ち、チャーがチャー燃焼域で実質的に完全燃焼し、燃焼ガスが比較的多量の酸素を含む場合)に好ましく採用され、燃焼ガスは、合成ガスの添加により再燃焼する。チャー燃焼域に対する燃焼用空気の供給量を制限する場合(即ち、チャーがチャー燃焼域で不完全燃焼し、燃焼ガスが比較的多量の一酸化炭素等を含む場合)には、燃焼用空気が注入部に供給され、燃焼ガスに添加される。燃焼用空気の注入により、燃焼ガスは二次燃焼し、燃焼ガスは温度上昇し、燃焼ガス中の未燃分の完全燃焼が促される。所望により、合成ガス及び燃焼用空気の双方を燃焼ガスに添加しても良い。
【0020】
本発明の好適な実施形態において、ガス化システムは、上記熱分解域の熱分解ガス及び高温水蒸気が導入される改質炉を有し、600℃以上、好ましくは、900℃以上の高温空気又は酸素が熱分解ガス給送路又は改質炉に注入される。酸素を熱分解ガス給送路又は改質炉に注入する場合には、常温(大気相当温度)の酸素を熱分解ガス給送路又は改質炉に注入しても良い。熱分解ガス、高温水蒸気及び高温空気(又は酸素)は、改質炉内で混合し、熱分解ガス中の炭化水素(主にタール分)は、水蒸気改質反応により、水素及び一酸化炭素を主成分とした改質ガス(合成ガス)に改質される。好適には、改質ガスは、後続の精製工程で精製され、精製ガスとして発電設備、水素製造装置等に供給される。好ましくは、改質ガスを精製前に冷却する熱回収装置が設けられ、熱回収装置に供給された給水は、改質ガスの顕熱により水蒸気に気化する。この水蒸気は、上記水蒸気加熱装置に供給され、上述の如く高温水蒸気に加熱される。更に好ましくは、精製ガスの一部が、空気加熱装置に供給され、常温空気が精製ガスの燃焼熱により上記高温空気に加熱される。
【0021】
本発明の他の実施形態によれば、上記高温水蒸気は、900℃以上の温度を有し、熱分解域におけるタール分の発生は、最小限に抑制され、上記改質工程は、省略される。
【0022】
好適には、精製ガス又は熱分解ガスの一部が、補助燃料としてチャー燃焼域に供給され、チャー燃焼熱の不足は、精製ガス又は熱分解ガスの燃焼熱で補われる。これにより、チャー燃焼域の燃焼ガスの温度及び/又は流量が調節され、熱分解域に供給される高温水蒸気の温度及び/又は流量が制御される。変形例として、チャー燃焼域を高温化し、チャー焼却灰を灰溶融しても良い。
【0023】
【実施例】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施例に係る固体燃料ガス化システムを示すブロックフロー図である。
【0024】
固体燃料ガス化システムは、産業廃棄物等の固体燃料を熱分解する熱分解ガス化炉と、温度約1000℃の高温水蒸気を熱分解ガス化炉に供給する水蒸気加熱装置と、熱分解ガス化炉から排出されたチャーを燃焼させるチャー燃焼炉とを備える。水蒸気加熱装置は、高温水蒸気供給路HSによって熱分解ガス化炉に接続される。熱分解ガス化炉には、固体燃料を熱分解ガス化炉に供給する固体燃料供給路L1が接続されるとともに、熱分解ガス化炉のチャーをチャー燃焼炉に供給するチャー供給路L2が接続される。空気供給路L3が、チャー燃焼炉に接続され、燃焼ガス送出路L4が、水蒸気加熱装置に接続される。燃焼ガス送出路L4には、燃焼ガスを浄化可能な高温セラミックフィルター等の高温除塵装置が介装される。空気供給路L3の分岐路L30が、高温除塵装置及び水蒸気加熱装置の間で燃焼ガス送出路L4に接続される。
【0025】
熱分解ガス化炉は、熱分解ガス給送路L5によって改質炉に接続され、改質炉は、改質ガス給送路L6によって熱回収・ガス精製装置に接続される。熱分解ガス化炉の炉内領域は、初期的に炉内に存在する空気及び酸素や、固体燃料供給時に固体燃料と一緒に炉内に流入し得る少量の空気の他は、空気及び酸素の供給を実質的に絶たれており、熱分解ガス化炉の炉内領域には、実質的に高温水蒸気のみが供給されるようになっている。熱分解ガス化炉の熱分解ガスは、熱分解ガス給送路L5を介して改質炉に供給され、改質炉の改質ガスは、改質ガス給送路L6を介して熱回収・ガス精製装置に供給される。所望により、熱分解ガスの一部が、分岐路L9を介してチャー燃焼炉に供給される。
【0026】
熱回収・ガス精製装置には、給水管路SW及び水蒸気供給路L7が接続される。水蒸気供給路L7の下流端は、水蒸気加熱装置に連結され、熱分解ガスの回収熱により生成した水蒸気が、水蒸気供給路L7を介して水蒸気加熱装置に供給される。熱回収・ガス精製装置は、精製ガス送出路L8によって発電設備又は水素製造設備に接続され、熱回収・ガス精製装置の精製ガスは、発電設備又は水素製造設備に燃料ガス又は原料ガスとして供給される。精製ガス供給路L8の第1分岐路L11が、空気加熱装置に接続され、精製ガスの一部が、空気加熱装置に空気加熱用燃料として供給される。空気加熱装置の高温空気供給路L10が、熱分解ガス給送路L5に接続され、約1000℃の高温空気が熱分解ガス給送路L5に注入される。精製ガス供給路L8の第2分岐路L12が、チャー燃焼炉に接続され、所望により、精製ガスの一部が、補助燃料としてチャー燃焼炉に供給される。第3分岐路L13が精製ガス供給路L8から更に分岐し、第3分岐路L13の下流端は、高温除塵装置及び水蒸気加熱装置の間で燃焼ガス送出路L4に接続される。
【0027】
産業廃棄物等の固体燃料が熱分解ガス化炉に供給され、熱分解ガス化炉の炉内領域に投入される。系外の補助燃料供給設備(図示せず)が初期燃焼用燃料をチャー燃焼炉のバーナ設備に供給し、空気供給路L3に介装した給気ファンが燃焼用空気をチャー燃焼炉に供給する。燃焼用空気を予熱する空気予熱装置(図示せず)が、所望により、空気供給路L3に介装される。チャー燃焼炉の燃焼作動により、温度約800℃程度の燃焼ガスがチャー燃焼炉から燃焼ガス送出路L4に送出され、燃焼ガスは、高温除塵装置及び燃焼ガス再熱用燃焼手段を介して水蒸気加熱装置に供給される。燃焼ガス再熱用燃焼手段には、系外の補助燃料供給設備(図示せず)から初期燃焼用燃料が供給される。
【0028】
比較的低温の水蒸気(温度約150〜300℃程度)が、系外のプロセス蒸気発生器(図示せず)等から水蒸気加熱装置に初期的に供給され、チャー燃焼炉の燃焼ガスと熱交換し、約1000℃程度の高温に加熱される。高温水蒸気は、高温水蒸気供給路HSを介して熱分解ガス化炉に供給される。
【0029】
熱分解ガス化炉の炉内領域(熱分解域)は、空気の供給を絶たれており、水蒸気加熱装置の高温水蒸気のみが熱分解ガス化炉に供給される。高温水蒸気供給路HSから熱分解ガス化炉への高温水蒸気の供給温度(供給路HSの出口温度)は、例えば、1000℃に設定され、熱分解ガス化炉の炉内圧力は、大気圧(常圧)、或いは、1〜2気圧に設定される。熱分解域の固体燃料は、熱分解ガス化炉の炉内に導入された高温水蒸気の熱で熱分解し、温度約600℃程度の熱分解ガスが固体燃料の熱分解により発生する。実質的に高温水蒸気のみに依存した固体燃料の熱分解によって熱分解域に発生した熱分解ガスは、窒素を含まず、水素及び一酸化炭素を主成分としており、しかも、約600℃程度の温度を有する熱分解ガスは、比較的少量のタール分を含むにすぎない。熱分解ガスは、熱分解ガス化炉内の高温水蒸気と一緒に熱分解ガス給送路L5に送出される。
【0030】
系外の補助燃料供給設備(図示せず)が初期燃焼用燃料を空気加熱装置に供給し、空気加熱装置は、燃料の燃焼熱により大気相当温度の空気を約1000℃の高温に加熱し、高温空気を高温空気供給路L10から熱分解ガス給送路L5に注入する。高温空気の添加は、次工程(改質工程)の改質反応に要する熱を補うためのものであり、高温空気の添加量は、熱補給に要する最小限の空気量に制限することが望ましい。
【0031】
改質炉は、中空且つ無触媒の反応容器からなる。熱分解ガス給送路L5の熱分解ガス、高温水蒸気及び高温空気は、改質炉の炉内領域に流入し、改質炉の改質域で混合し、熱分解ガス中の炭化水素(主にタール分)の水蒸気改質反応(吸熱反応)が、この混合過程で生じる。熱分解ガスは、このような改質工程により、比較的多量の水素及び一酸化炭素を含む高カロリーガスに改質される。改質域では、高温空気及び熱分解ガスの発熱反応が同時進行するので、温度約800℃の改質ガス(合成ガス)が改質ガス給送路L6に送出される。
【0032】
改質ガスは、少量の水蒸気の他、高温空気の添加により系内に供給された少量の窒素を含む。本実施例の変形例として、このような窒素の混入をも防止すべく、上述の空気加熱装置に換えて酸素加熱装置を使用しても良く、この場合、酸素加熱装置により予熱した酸素が、供給路L10から熱分解ガスに添加される。大気相当温度の酸素(常温酸素)を供給路L14から熱分解ガスに直に添加しても良い。
【0033】
改質ガス給送路L6の改質ガス(合成ガス)は、熱回収・ガス精製装置に導入される。熱回収・ガス精製装置は、改質ガスと給水との熱交換により水蒸気を生成する熱回収部を備えるとともに、熱回収後の改質ガスを浄化するスクラバー等の浄化部を備える。約800℃程度の温度を保有する高温の改質ガスは、給水と熱交換して冷却し、給水は、水蒸気に気化し、水蒸気供給路L7に送出される。改質ガスは更に、浄化部を通過し、浄化部は、改質ガス中の水蒸気及び固形分等を除去する。熱回収・ガス精製装置の精製ガスは、精製ガス供給路L8を介して発電設備のガスタービンエンジン等に燃料ガスとして供給され、あるいは、水素製造設備に原料ガスとして供給される。
【0034】
精製ガスの一部が、第1分岐路L11から空気加熱装置に供給される。空気加熱装置は、例えば、特開2002−158885号公報に記載された構成の空気加熱装置からなり、約大気温の空気を精製ガスの燃焼熱により約1000℃に加熱し、高温空気供給路L10に送出する。所望により、精製ガスの一部が、チャー燃焼炉の補助燃料として第2分岐路L12に送出され、チャー燃焼炉に供給される。
【0035】
チャー燃焼炉の精製ガスの一部、あるいは、空気供給路L3の燃焼用空気の一部が、高温除塵装置及び水蒸気加熱装置の間で分岐路L13又は分岐路L30から燃焼ガス送出路L4に注入される。精製ガス又は燃焼用空気の双方を燃焼ガス送出路L4に注入しても良い。精製ガス又は燃焼用空気の注入部は、配管又はダクトのT形接続部、あるいは、燃焼ガス送出路L4に介装した燃焼器を有する。
【0036】
高温除塵装置に供給すべき燃焼ガス温度は、チャー燃焼炉の燃焼制御により概ね600〜800℃程度の温度に規制されるが、燃焼ガスは、精製ガス(L13)及び/又は燃焼用空気(L30)の添加により再燃焼又は二次燃焼するので、燃焼ガス温度は上昇し、従って、水蒸気加熱装置に導入される燃焼ガスは、1000℃を超える温度、例えば、1200℃の温度を保有する。
【0037】
図2及び図3は、本実施例に係るガス化システムの熱源構成を示すブロックフロー図及び概略構造図である。
熱分解ガス化炉の熱分解ガス化反応が安定した段階で、系外の設備からの補助燃料供給及び水蒸気供給は停止され、ガス化システムは、図2に示す如く、熱分解ガス化炉のチャーを水蒸気加熱用の熱エネルギー源とした定常運転に切換えられる。図1に示す如く、定常運転時には、熱分解ガスの改質に用いられる空気(又は酸素)は、精製ガスの燃焼熱により加熱され、水蒸気加熱装置に供給すべき水蒸気は、改質ガスとの熱交換により生成する。従って、定常運転時には、水蒸気の加熱、空気(又は酸素)の加熱および水蒸気生成のための熱エネルギーは、熱分解ガス化炉1で発生するチャー及び熱分解ガスをエネルギー源としたものである。
【0038】
図3に示す如く、熱分解ガス化炉1は、熱分解域11 を形成する炉体10を備える。炉体10の下部には、多数の通気孔を備えた炉床12が形成される。炉床12として、多数の通気孔を穿孔したセラミック製固定床を好適に使用し得る。高温水蒸気供給路HS及びチャー供給路L2が、炉底部に接続される。固体燃料が固体燃料供給路L1から熱分解域11に投入され、炉床12上に堆積する。
【0039】
水蒸気加熱装置3の高温水蒸気は、炉底部から上向きに炉内に吹込み、炉床12の通気孔を通過して固体燃料13に接触し、固体燃料13を加熱する。固体燃料13の熱分解により、熱分解ガスが熱分解域11に発生する。熱分解域11の熱分解ガス及び高温水蒸気は、炉体上部に接続した熱分解ガス給送路L5に流出し、改質炉5に供給される。熱分解ガス給送路L5の熱分解ガス及び高温水蒸気には、高温空気供給路L10の高温空気(又は酸素)が添加される。常温酸素を供給路L14から熱分解ガス給送路L5に添加しても良い。
【0040】
熱分解ガス、水蒸気及び空気(又は酸素)は、改質炉5に導入され、改質炉5内で混合し、熱分解ガス中の炭化水素(主にタール分)の水蒸気改質反応により、比較的多量の水素及び一酸化炭素を含む改質ガス(合成ガス)として改質ガス給送路L6に送出され、熱回収・ガス精製装置(図1)に供給される。改質炉5として、例えば、特開2002−210444号に開示された構造の改質炉を好適に使用し得る。
【0041】
固体燃料13の熱分解により生成したチャーは、炉床12の通気孔を流下し、炉底領域に設けられたチャー排出口及びチャー供給路L2を介してチャー燃焼炉2に供給される。チャー燃焼炉2は、熱分解ガス化炉1と同様の構造を備えており、チャー燃焼域21を形成する炉体20と、多数の通気孔を備えた炉床22とを有する。炉床22として、多数の通気孔を穿孔したセラミック製固定床を好適に使用し得る。空気供給路L3は、チャー燃焼炉2の炉底部に接続され、燃焼ガス送出路L4は、チャー燃焼炉2の炉体上部に接続される。
【0042】
チャー燃焼炉2に供給されたチャーは、炉床22上に堆積し、空気供給路L3の燃焼用空気が炉床22の通気孔を介してチャー燃焼域21内に上向きに吹込む。チャー燃焼炉2の炉温は、チャーの燃焼により800℃を超える温度に達し、温度約600〜800℃程度の燃焼ガスが、燃焼ガス送出路L4の流路L41に送出される。所望により、第2分岐路L12の精製ガス又は分岐路L9の熱分解ガスを補助的にチャー燃焼域11に供給しても良い。
【0043】
燃焼ガスは、高温除塵装置4を通過し、燃焼ガス中のダスト等を除去され、流路L42に送出される。精製ガス及び/又は燃焼用空気の注入部40が、流路L42に接続される。注入部40は、流路L42に対する分岐路L13、L30のT形接続部、あるいは、分岐路L13、L30を接続した燃焼器からなり、燃焼ガスは、注入部40において精製ガス及び/又は燃焼用空気と混合し、再燃焼又は二次燃焼する。
【0044】
分岐路L13、L30には、注入部40に対する精製ガス及び燃焼用空気の供給を制御する制御弁(図示せず)が設けられる。制御弁は、燃焼ガスの再燃焼又は二次燃焼が注入部40において適切に進行するように精製ガス及び燃焼用空気の流量を制御する。例えば、チャー燃焼域21のチャーが完全燃焼する場合、燃焼ガスは比較的多量の酸素を含むので、制御弁は、主として分岐路L13の精製ガスを注入部40に供給する。他方、チャー燃焼域21のチャーが不完全燃焼する場合には、燃焼ガスは比較的多量の一酸化炭素を含むので、制御弁は、主として分岐路L30の燃焼用空気を注入部40に供給する。
【0045】
燃焼ガスは、注入部40における再燃焼又は二次燃焼により1000℃を超える高温に温度上昇し、流路L43から水蒸気加熱装置3に供給され、前述の如く、水蒸気と熱交換して水蒸気を高温に加熱し、自らは冷却した後、排気路を介して大気に放出される。
【0046】
水蒸気加熱装置3は、例えば、高温度効率を有するユングストローム式の熱交換器からなり、水蒸気供給路L7の水蒸気を約1000℃程度の高温に加熱して高温水蒸気供給路HSに送出する。水蒸気加熱装置3として、セラミックハニカム構造等の蓄熱体を備えたリジェネレータ型熱交換器、あるいは、伝熱コイルを備えたレキュペレータ型熱交換器を採用しても良く、この場合、水蒸気供給路L7の水蒸気は、蓄熱体を介してなされる燃焼ガスと水蒸気との熱交換、あるいは、伝熱コイルを流通する水蒸気と燃焼ガスとの熱交換により加熱される。
【0047】
なお、チャーによる燃焼炉2の燃焼量が不足する場合、熱分解ガス又は精製ガスの一部が分岐炉L9、L12からチャー燃焼炉2のバーナ設備に補助的にされる。
【0048】
図4〜図7は、本発明の第2実施例に係るガス化システムの構成を示すブロックフロー図及び概略構造図である。
上記第1実施例では、ガス化システムは、熱分解ガス化炉と直列に連結したチャー燃焼炉を備えるが、本実施例のガス化システムは、図4及び図5に示す如く並列に配置された第1炉及び第2炉を備え、第1及び第2炉は夫々、熱分解ガス化炉及びチャー燃焼炉を兼ねる。
【0049】
図5には、交互に実行されるガス化システムの第1工程及び第2工程が示されている。図5(A) に示す第1工程では、第1炉はガス化運転し、第2炉はチャー燃焼運転し、図5(B) に示す第2工程では、第1炉はチャー燃焼運転し、第2炉はガス化運転する。第1工程及び第2工程は、数時間又は十数時間の時間単位で交互に実行される。
【0050】
図5(A) に示す第1工程では、高温水蒸気が、第1炉に供給される。第1炉のガス化運転により発生した熱分解ガスが、改質炉に供給される。固体燃料は、第1炉に予め投入され、あるいは、高温水蒸気の供給と同時に第1炉に連続投入される。
【0051】
第1炉がガス化運転(図5(A) )を終了すると、図5(B) に示す第2工程が実行され、燃焼用空気が第1炉に供給される。第2工程では、第1炉のガス化運転中(図5(A) )に第1炉の炉床部分に残留したチャーが燃焼用空気の供給により燃焼し、第1炉は、チャー燃焼炉として作動し、燃焼ガスを除塵装置に送出する。除塵装置で除塵した燃焼ガスは、上述の第1実施例と同じく、燃焼用空気及び/又は精製ガスの添加により二次燃焼又は再燃焼し、昇温した後、水蒸気加熱装置に供給される。高温燃焼ガスとの熱交換により約1000℃に加熱された水蒸気は、第2炉に供給される。第2炉は、高温水蒸気の供給により固体燃料を熱分解し、熱分解ガスを改質炉に供給する。なお、固体燃料は、第2炉に予め投入され、あるいは、高温水蒸気の供給と同時に第2炉に連続投入される。
【0052】
第2炉がガス化運転を終了すると、図5(A) に示す第1工程が実行される。第1工程では、第2炉のガス化運転中(図5(B) )に第2炉の炉床部分に残留したチャーが燃焼用空気の供給により燃焼し、第2炉は、チャー燃焼炉として作動し、高温の燃焼ガスを除塵装置に送出する。除塵装置で除塵した燃焼ガスは、燃焼用空気及び/又は精製ガスの添加により二次燃焼又は再燃焼し、昇温した後、水蒸気加熱装置に供給される。高温燃焼ガスとの熱交換により約1000℃に加熱された水蒸気は、第1炉に供給される。第1炉は、高温水蒸気の供給により固体燃料を熱分解し、熱分解ガスを改質炉に供給する。
【0053】
第1工程(図5(A) )及び第2工程(図5(B) )は数時間又は十数時間の時間間隔で交互に切換えられ、各炉は、熱分解ガスを発生する熱分解ガス化炉としての作用と、炉床部分に残留したチャーの燃焼により高温燃焼ガスを生成するチャー燃焼炉としての作用とを交互に発揮する。
【0054】
図6及び図7は、ガス化システムの熱源構成を示す概略構造図である。図6には、ガス化システムの第1工程が示され、図7には、ガス化システムの第2工程が示されている。
【0055】
第1及び第2炉1a、1bは、上記第1実施例の熱分解ガス化炉と実質的に同一の構造を有し、炉体10の下部には、多数の通気孔を穿設した炉床12が配設される。固体燃料供給路L1a、L1b、熱分解ガス給送路L5a、L5b及び燃焼ガス送出路L4a、L4bが、炉体上部に接続される。固体燃料供給路L1a、L1bは、切換制御弁V1を介して固体燃料供給路L1に接続され、熱分解ガス給送路L5a、L5bは、切換制御弁V2を介して熱分解ガス給送路L5に接続され、燃焼ガス送出路L4a、L4bは、切換制御弁V3を介して燃焼ガス送出路L4に接続される。
【0056】
空気供給路L3a、L3b及び高温水蒸気供給路HSa、HSbが各炉1a、1bの炉底部に接続される。空気供給路L3a、L3bは、切換制御弁V4を介して空気供給路L3に接続され、高温水蒸気供給路HSa、HSbは、切換制御弁V5を介して高温水蒸気供給路HSに接続される。
【0057】
切換制御弁V1〜V5は、図6に示す第1工程において、第1位置に位置し、固体燃料供給路L1、熱分解ガス給送路L5及び高温水蒸気供給路HSを第1炉1aに接続し、空気供給路L3及びガス送出路L4を第2炉1bに接続する。第1炉1aは、熱分解ガス化炉として機能し、固体燃料13の熱分解により発生した熱分解ガスを改質炉5に供給する。第2炉1bは、チャー燃焼炉として機能し、炉床部分のチャー14の燃焼により生成した燃焼ガスを水蒸気加熱装置3に供給する。
【0058】
切換制御弁V1〜V5は、図7に示す第2工程において、第2位置に位置し、固体燃料供給路L1、熱分解ガス給送路L5及び高温水蒸気供給路HSを第2炉1bに接続し、空気供給路L3及びガス送出路L4を第1炉1aに接続する。第2炉1bは、熱分解ガス化炉として機能し、固体燃料13の熱分解により発生した熱分解ガスを改質炉5に供給する。第1炉1aは、チャー燃焼炉として機能し、炉床部分のチャー14の燃焼により生成した燃焼ガスを水蒸気加熱装置3に供給する。
【0059】
所望により、チャー燃焼中の第1又は第2炉に対して、精製ガス送出路L8の精製ガスの一部を第2分岐路L12から補助的に供給しても良く、熱分解ガス給送路L5の熱分解ガスの一部を分岐路L9から補助的に供給しても良い。
【0060】
このような実施例によれば、ガス化運転により各炉1の炉床部に残留したチャーを炉外のチャー燃焼炉に移送することなく、各炉1のチャー燃焼運転により燃焼させ、水蒸気加熱用の高温燃焼ガスを生成することができる。このため、チャー燃焼専用にチャー燃焼炉を設ける必要がなく、チャーを炉1から取出してチャー燃焼炉に移送するチャー供給路L2(図1)についても、その配設を省略することができる。
【0061】
図8及び図9は、本発明の第3実施例に係るガス化システムの構成を示すブロックフロー図及び概略構造図である。
上記第1及び第2実施例では、ガス化システムは、チャー燃焼域、除塵装置及び燃焼ガス再熱用燃焼手段を備えるが、本実施例のガス化システムは、精製ガス及び空気の燃焼反応により高温の燃焼ガスを発生させる燃焼器40を備える。燃焼器40には、所望により空気予熱器で加熱した燃焼用空気と、分岐路L13の精製ガスが導入される。1000℃を超える燃焼器40の燃焼ガスは、流路L43を介して水蒸気加熱装置3に供給され、前述の如く、水蒸気と熱交換して水蒸気を高温に加熱し、自らは冷却した後、排気路を介して大気に放出される。高温燃焼ガスとの熱交換により約1000℃に加熱された水蒸気は、熱分解ガス化炉1に供給され、ガス化炉1は、高温水蒸気の供給により固体燃料を熱分解し、熱分解ガスを改質炉5に供給する。なお、熱分解ガス給送路L5の熱分解ガスの一部を分岐路L9(図9)から燃焼器40に供給しても良い。その他の構成は、前述の第1及び第2実施例と実質的に同一であるので、更なる詳細な説明は、省略する。
【0062】
本実施例は、バイオマス燃料の如くチャーが残留し難い固体燃料を用いたガス化システムに好ましく適用される。精製ガスの燃焼により発生した燃焼ガスは、浄化装置により浄化することなく、水蒸気加熱装置3に供給し得るので、燃焼ガス温度を1000℃を超える高温に設定し、高温燃焼ガスを直に水蒸気加熱装置3に導入することができる。なお、熱分解ガスの一部(L9)を燃焼器40に導入し、熱分解ガスの燃焼により上記高温燃焼ガスを発生させることも可能である。
【0063】
変形例として、上記第2実施例と同様に第1炉及び第2炉を設け、第1又は第2炉の熱分解ガス又はその精製ガスを燃焼器40に選択的に供給するように構成しても良い。この場合、ガス化システムの熱源は、例えば、図4〜図8に示す構成のガス化システムにおいて、流路L4a、L4b、L41、L42、切換弁V3及び高温除塵装置4を省略し、流路L5、L8を燃焼器40に接続し、第1炉又は第2炉の熱分解ガス又はその精製ガスを交互に燃焼器40に供給するようにした構成を有する。
【0064】
以上、本発明の好適な実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変形又は変更が可能である。
【0065】
例えば、温度1000℃以上の高温水蒸気を熱分解ガス化炉に供給してタールの発生を最小限に抑制することにより、改質炉の改質工程を省略することも可能である。また、固体燃料は、微粉砕処理等の前処理工程により熱分解域投入前に微粉砕しても良い。更に、上記第1実施例では、チャー燃焼後の焼却灰は、チャー燃焼炉から排出されるが、チャー燃焼炉の炉温を高温化することにより、焼却灰を灰溶融することも可能である。また、上記第2実施例では、ガス化システムは、ガス化及びチャー燃焼の各機能を交互に発揮する第1炉及び第2炉を備えているが、切換運転可能な3体以上の炉をガス化システムに組み込んでも良い。
【0066】
【発明の効果】
以上説明した如く、請求項1に記載された本発明の固体燃料ガス化システムによれば、チャーはチャー燃焼域で焼却されるので、チャーリサイクル手段を省略することができる。チャーの燃焼熱を熱エネルギー源として加熱した高温水蒸気は、空気供給を絶った熱分解域に供給され、固体燃料は、高温水蒸気のみで熱分解するので、窒素を含まない熱分解ガスが熱分解域に発生する。熱分解ガスは更に、高温水蒸気により改質され、かくして、固体燃料ガス化システムは、水素及び一酸化炭素を主成分とした高発熱量の合成ガスを製造し、発電設備、水素製造設備等に供給することができる。
【0067】
また、請求項2に記載された本発明の上記構成によれば、燃焼後にチャーが残留し難い固体燃料を高温水蒸気のみで熱分解し、熱分解ガス又は精製ガスの燃焼により1000℃を超える高温の燃焼ガスを発生させ、燃焼ガスとの熱交換により、水蒸気を600℃以上の高温に加熱する。固体燃料は、高温水蒸気のみで熱分解するので、窒素を含まない熱分解ガスが熱分解域に発生する。熱分解ガスは更に、高温水蒸気により改質され、かくして、固体燃料ガス化システムは、水素及び一酸化炭素を主成分とした高発熱量の合成ガスを製造し、発電設備、水素製造設備等に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る固体燃料ガス化システムの全体構成を示すブロックフロー図である。
【図2】図1に示すガス化システムの熱源構成を示すブロックフロー図である。
【図3】図1に示すガス化システムの熱源構成を示す概略構造図である。
【図4】本発明の第2実施例に係る固体燃料ガス化システムの全体構成を示すブロックフロー図である。
【図5】図4に示すガス化システムの熱源構成を示すブロックフロー図である。
【図6】図4に示すガス化システムの熱源構成を概略的に示す概略構造図であり、第1及び第2炉の第1工程の作動形態が示されている。
【図7】図4に示すガス化システムの熱源構成を概略的に示す概略構造図であり、第1及び第2炉の第2工程の作動形態が示されている。
【図8】本発明の第3実施例に係るガス化システムの構成を示すブロックフロー図である。
【図9】図8に示すガス化システムの熱源構成を概略的に示す概略構造図である。
【図10】従来の燃料ガス化システムの全体構成を示すブロックフロー図であり、固体燃料をガス化溶融炉によりガス化する方式のガス化システムが例示されている。
【図11】図10に示すガス化システムの熱源構成を示すブロックフロー図である。
【図12】従来の燃料ガス化システムの全体構成を示すブロックフロー図であり、固体燃料を熱分解炉により熱分解し、熱分解ガスを改質炉により改質する方式のガス化システムが例示されている。
【図13】図12に示すガス化システムの熱源構成を示すブロックフロー図である。
【符号の説明】
1 熱分解ガス化炉、熱分解・チャー燃焼兼用炉
1a 第1炉
1b 第2炉
2 チャー燃焼炉
3 水蒸気加熱装置
4 高温除塵装置
5 改質炉
40 注入部
L1 固体燃料供給路
L2 チャー供給路
L3 空気供給路
L5 熱分解ガス給送路
L10 高温空気供給路
HS 高温水蒸気供給路
V1〜V5 切換制御弁

Claims (10)

  1. 固体燃料を熱分解し、水素及び一酸化炭素を主成分とする合成ガスを製造する固体燃料ガス化システムにおいて、
    空気供給を絶たれた熱分解域と、該熱分解域のチャーを燃焼用空気の存在下に燃焼して燃焼ガスを生成するチャー燃焼域と、前記燃焼ガスと水蒸気との熱交換により前記水蒸気を加熱する水蒸気加熱装置と、前記チャー燃焼域及び水蒸気加熱装置の間で前記チャー燃焼域の燃焼ガスを浄化する除塵装置と、該除塵装置から水蒸気加熱装置に送出される除塵後の燃焼ガスを燃焼させ、該燃焼ガスの温度上昇をもたらす燃焼ガス再熱用燃焼手段とを備え、
    前記水蒸気加熱装置は、前記燃焼ガスと前記水蒸気との熱交換により該水蒸気を600℃以上の高温水蒸気に加熱する熱交換器を備え、該高温水蒸気は、前記熱分解域に供給され、熱分解域の固体燃料を熱分解し、該熱分解域に熱分解ガスを発生させることを特徴とする固体燃料ガス化システム。
  2. 熱分解後にチャーが残留し難い固体燃料を熱分解し、水素及び一酸化炭素を主成分とする合成ガスを製造する固体燃料ガス化システムにおいて、
    空気供給を絶たれた熱分解域と、該熱分解域における前記固体燃料の熱分解により生成した熱分解ガス、又は該熱分解ガスを改質した精製ガスを燃焼させて1000℃を超える燃焼ガスを発生させる燃焼手段と、前記燃焼ガスと水蒸気との熱交換により前記水蒸気を加熱する水蒸気加熱装置とを備え、
    前記水蒸気加熱装置は、前記燃焼ガスと前記水蒸気との熱交換により該水蒸気を600℃以上の高温水蒸気に加熱する熱交換器を備え、該高温水蒸気は、前記熱分解域に供給され、熱分解域の固体燃料を熱分解し、該熱分解域に熱分解ガスを発生させることを特徴とする固体燃料ガス化システム。
  3. 前記燃焼ガス再熱用燃焼手段は、前記合成ガスの一部及び/又は燃焼用空気を浄化後の燃焼ガスに添加する注入部を有し、前記燃焼ガスは、前記注入部における合成ガス及び/又は燃焼用空気の注入により、再燃焼又は二次燃焼し、温度上昇することを特徴とする請求項1に記載の固体燃料ガス化システム。
  4. 前記チャー燃焼域は、前記熱分解域のチャーが導入されるチャー燃焼炉内に形成され、チャー焼却用の燃焼用空気が、チャー燃焼炉内に供給されることを特徴とする請求項1又は3に記載の固体燃料ガス化システム。
  5. 熱分解域兼チャー燃焼域として働く炉内領域を備えた熱分解・チャー燃焼兼用の第1炉及び第2炉と、該第1炉及び第2炉の運転を切換える切換手段とを有し、該切換手段は、前記高温水蒸気を第1炉に供給し且つ燃焼用空気を第2炉に供給する第1位置と、燃焼用空気を第1炉に供給し且つ前記高温水蒸気を第2炉に供給する第2位置とに交互に切換えられることを特徴とする請求項1又は3に記載の固体燃料ガス化システム。
  6. 前記熱分解ガスの一部又は熱分解ガスを精製した精製ガスの一部が、前記チャー燃焼域の燃焼熱を補うための補助燃料として前記チャー燃焼域に供給されることを特徴とする請求項1、3、4又は5のいずれか1項に記載の固体燃料ガス化システム。
  7. 前記チャー燃焼域の燃焼ガスの温度及び/又は流量が調節され、これにより、前記熱分解域に供給される高温水蒸気の温度及び/又は流量が制御されることを特徴とする請求項6に記載の固体燃料ガス化システム。
  8. 熱分解ガス給送路を介して前記熱分解域と連通する改質炉と、前記合成ガスの燃焼熱により空気を600℃以上の高温空気に加熱する空気加熱装置とを更に有し、前記高温空気は、前記熱分解ガス給送路又は改質炉に注入されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の固体燃料ガス化システム。
  9. 熱分解ガス給送路を介して前記熱分解域と連通する改質炉を更に有し、酸素が、前記熱分解ガス給送路又は改質炉に注入されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の固体燃料ガス化システム。
  10. 前記熱分解域と連通する熱回収・ガス精製装置が設けられ、前記熱交換器は、前記水蒸気を900℃以上の温度に加熱し、熱分解域の熱分解ガスは、前記熱分解域から直に前記熱回収・ガス精製装置に供給されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の固体燃料ガス化システム。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005118750A1 (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Japan Science And Technology Agency 固体燃料ガス化システム
KR100641760B1 (ko) 2005-07-15 2006-11-02 제이씨 엔바이러 엔터프라이지즈 코포레이션 가연성 합성 기체 제조 방법 및 제조 장치
JP2008188538A (ja) * 2007-02-05 2008-08-21 Nishio Kousan Co Ltd バイオマス固体発酵方法及び発酵装置
JP2009197073A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Chugoku Electric Power Co Inc:The 固体燃料ガス化装置
JP2009228958A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Metawater Co Ltd ガス化発電装置
JP2010168482A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Ihi Corp ガス化ガス精製方法及び装置
JP2010180259A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Ihi Corp ガス化ガス精製方法及び装置
JP2011514923A (ja) * 2008-02-28 2011-05-12 クロネス アーゲー 炭素原材料を変換するための方法および装置
KR101097443B1 (ko) * 2010-08-31 2011-12-23 코오롱건설주식회사 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법 및 가연성 폐기물의 가스화 장치
JP2012017376A (ja) * 2010-07-07 2012-01-26 Ai Net Corporation:Kk 有機系廃棄物ガス化システムおよび有機系廃棄物ガス化方法
JP2013531121A (ja) * 2010-07-20 2013-08-01 武▲漢凱▼迪控股投▲資▼有限公司 水蒸気を用いるバイオマスの間接ガス化方法および装置
JP2014514416A (ja) * 2011-04-06 2014-06-19 イネオス バイオ ソシエテ アノニム シンガスを生成するための炭素質材料のガス化のための装置及び方法
CN105135669A (zh) * 2015-10-08 2015-12-09 哈尔滨敬宇民用锅炉科技有限公司 一种双效节能热水民用锅炉

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005118750A1 (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Japan Science And Technology Agency 固体燃料ガス化システム
KR100641760B1 (ko) 2005-07-15 2006-11-02 제이씨 엔바이러 엔터프라이지즈 코포레이션 가연성 합성 기체 제조 방법 및 제조 장치
JP2008188538A (ja) * 2007-02-05 2008-08-21 Nishio Kousan Co Ltd バイオマス固体発酵方法及び発酵装置
JP2009197073A (ja) * 2008-02-19 2009-09-03 Chugoku Electric Power Co Inc:The 固体燃料ガス化装置
JP2011514923A (ja) * 2008-02-28 2011-05-12 クロネス アーゲー 炭素原材料を変換するための方法および装置
JP2009228958A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Metawater Co Ltd ガス化発電装置
JP2010168482A (ja) * 2009-01-23 2010-08-05 Ihi Corp ガス化ガス精製方法及び装置
JP2010180259A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Ihi Corp ガス化ガス精製方法及び装置
JP2012017376A (ja) * 2010-07-07 2012-01-26 Ai Net Corporation:Kk 有機系廃棄物ガス化システムおよび有機系廃棄物ガス化方法
JP2013531121A (ja) * 2010-07-20 2013-08-01 武▲漢凱▼迪控股投▲資▼有限公司 水蒸気を用いるバイオマスの間接ガス化方法および装置
KR101097443B1 (ko) * 2010-08-31 2011-12-23 코오롱건설주식회사 가연성 폐기물의 에너지 연료화 방법 및 가연성 폐기물의 가스화 장치
JP2014514416A (ja) * 2011-04-06 2014-06-19 イネオス バイオ ソシエテ アノニム シンガスを生成するための炭素質材料のガス化のための装置及び方法
CN105135669A (zh) * 2015-10-08 2015-12-09 哈尔滨敬宇民用锅炉科技有限公司 一种双效节能热水民用锅炉

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