JP2008088434A - バイオマスガス化炉 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バイオマス12を原料とし、水蒸気14によるガス化により生成ガス24を得るバイオマスガス化炉30であって、ガス化炉本体31と、ガス化炉本体に連結されて、ガス化炉本体内へバイオマス12を供給するバイオマス供給手段13Aと、ガス化炉本体を包囲するように設けられて、ガス化炉本体内部を加熱する燃焼炉34と、燃焼炉に連結されて、燃焼炉内へバイオマス12を供給するバイオマス供給手段13Bと、燃焼炉に連結されて、燃焼炉内へ酸化剤17を供給する酸化剤供給手段18と、燃焼炉とガス化炉本体との間に設けられた隔壁部の複数の透孔32に連結されて、ガス化炉内へ水蒸気14を供給する水蒸気供給手段15とを具備する。
【選択図】図3
Description
本発明の第1の実施の形態を図1を用いて説明する。
図1は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の概略図である。
図1に示すように、本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉10は、高温下において水蒸気によるバイオマスの熱分解により生成ガスを得るものであって、炉頂部11から所定粒径に粉砕したバイオマス12を炉内部に供給する第1のバイオマス供給手段13A及び水蒸気14を炉内部に供給する水蒸気供給手段15を有する耐火材よりなるガス化炉本体16と、該炉本体16の周囲に設けられ、所定粒径に粉砕したバイオマス12を炉内部に供給する第2のバイオマス供給手段13B及び酸素又は空気等の酸化剤17を炉内部に供給する酸化剤供給手段18を有する流動床燃焼炉19とを具備してなるものである。
C+H2 O→CO+H2 ... 式(2)
C+2H2 O→CO2 +2H2 ... 式(3)
一方、ガス化の熱供給源としての燃焼排ガス25の余剰ガスは外部に排出される。
本発明でバイオマスとは、エネルギー源又は工業原料として利用することのできる生物資源(例えば農業生産物又は副産物、木材、植物等)をいい、例えばスイートソルガム,ネピアグラス,スピルリナ等を例示することができる。
また、供給する箇所も1ヵ所に限定されず、複数の箇所から供給するようにしてもよい。
これは、メタノール(又はジメチルエーテル)合成に直結する場合には、80気圧近傍が好ましいが、耐圧構造のガス化炉とする必要があり、製造費用が嵩み好ましくないからである。なお、30気圧程度の場合には、空塔速度が低くなり、装置もコンパクト化でき、好ましい。
これは、空塔速度は0.1m/s以下では反応部でのバイオマス堆積付着現象が懸念されるため、結果として反応熱分解が低下し、一方、5m/sを超える場合には、熱分解が完全になされずに、良好なガス化ができないからである。
なお、粉砕バイオマスを好適に搬送するには、バイオマスの粒径を考慮に入れるとさらによく、特に好ましくは、バイオマスの平均粒径が0.1〜1mmの場合には、空塔速度を0.4〜1m/sとし、平均粒径が1〜5mmの場合には、空塔速度を1〜5m/sとするのが好ましい。
以下、得られた生成ガス24をメタノール合成に利用するシステム100について、図2を参照して説明する。
ここで、排ガス107にはCH4 が残存しているので、再度ガス化炉本体16に供給したり水蒸気を予過熱する熱源(燃料)などとして、再利用をするようにしてもよい。
本発明の第3の実施の形態を図3を用いて説明する。
なお、図1に示すガス化炉と同一部材については同符号を付して重複する説明は省略する。
また、燃焼炉34は第1の実施の形態に示すような流動床加熱手段を用いるようにして、均一な熱を水蒸気14に付与するようにしてもよい。
本発明の第4の実施の形態を図4を用いて説明する。
なお、図1に示すガス化炉と同一部材については同符号を付して重複する説明は省略する。
なお、ガス化炉本体41Aとガス化炉本体41Bとは同一構成であるが、説明の都合上供給手段については一部省略している。
蓄熱材であるセラミックボール42はバイオマス燃焼により高温(好ましくは800〜1000℃)となり、高温水蒸気付与の熱媒体となる。
そして、これらを交互に行なうにより、第1の実施の形態と同様にバイオマスガス化に必要な水蒸気に与える高い熱量を効率よく得ることができる。
なお、セラミックボールの代わりに、蓄熱材をガス化炉本体の側壁内面に貼付するようにしてもよい。
また、ガス化炉本体は2以上設けて、これらを順にバイオマス燃焼させて蓄熱材を加熱して、順次高温水蒸気発生に寄与するようにしてもよい。
本発明の第5の実施の形態を図5を用いて説明する。
なお、図1に示すガス化炉と同一部材については同符号を付して重複する説明は省略する。
本実施の形態では、上記回転型熱交換器は上下2ヵ所に設けているが、本発明はこれに限定されず、熱交換容量に応じて1ヵ所又は複数箇所に設けるようにしてもよい。
11 頂部
12 バイオマス
13 バイオマス供給手段
14 水蒸気
15 水蒸気供給手段
16 ガス化炉本体(炉本体)
17 燃焼酸化剤
18 燃焼酸化剤供給手段
19 流動床炉
21 燃焼残渣
22 灰溜め部
24 生成ガス
30 バイオマスガス化炉
31 ガス化炉本体
32 透孔
33 高温水蒸気
34 燃焼炉本体
40 バイオマスガス化炉
41 炉本体
42 セラミックボール
50 バイオマスガス化炉
51 燃焼炉本体
52 ガス化炉本体
53 回転型熱交換器
100 バイオマスガス化システム
101 集塵装置
102 精製装置
103 スクラバ
104 COシフト反応装置
105 ブースタ装置
106 メタノール合成装置
107 排ガス
108 メタノール
109 蒸留装置
110 脱炭酸装置
Claims (4)
- バイオマスを原料とし、水蒸気によるガス化により生成ガスを得るバイオマスガス化炉であって、
ガス化炉本体と、
前記ガス化炉本体に連結されて、当該ガス化炉本体内へバイオマスを供給する供給手段と、
前記ガス化炉本体を包囲するように設けられて、該ガス化炉本体内部を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段に連結されて、当該加熱手段内へバイオマスを供給するバイオマス供給手段と、
前記加熱手段に連結されて、当該加熱手段内へ酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、
前記加熱手段と前記ガス化炉本体との間に設けられた隔壁部の複数の透孔に連結されて、当該ガス化炉内へ水蒸気を供給する水蒸気供給手段とを具備する
ことを特徴とするバイオマスガス化炉。 - 請求項1において、
上記隔壁部がガス化炉本体の側壁である
ことを特徴とするバイオマスガス化炉。 - 請求項1または2のバイオマスガス化炉でガス化したガスをガス精製するガス精製装置と、精製したガスを燃料として用いるガスタービンとを具備する
ことを特徴とするバイオマスのガス化システム。 - 請求項1または2のバイオマスガス化炉でガス化したガスをガス精製するガス精製装置と、精製したガス中のH2 とCOよりメタノールを合成するメタノール合成装置とを具備する
ことを特徴とするバイオマスのメタノール合成システム。
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CN107880941A (zh) * | 2016-09-30 | 2018-04-06 | 神华集团有限责任公司 | 气化炉 |
CN109578961A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-04-05 | 北京国电龙源环保工程有限公司 | 一种生物质气化耦合直燃发电系统及方法 |
WO2024012608A1 (zh) * | 2023-08-08 | 2024-01-18 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种生物质气化及垃圾焚烧一体炉 |
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2007
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