JP2009132829A - バイオマス分解ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油スクラビングと水スクラビングを行うことなく、タールをデュアルフューエルエンジンの燃料である液体燃料中に捕集してバイオマス分解ガスからタールを除去することができるバイオマス分解ガス処理装置を提供する。
【解決手段】バイオマス分解ガスと、液体燃料とを燃料としてデュアルフューエルエンジン１４を駆動させるバイオマス分解ガス処理装置１０において、バイオマス分解ガスを発生させるガス化炉１１と、該ガス化炉１１からバイオマス分解ガスを導入してバイオマス分解ガスに含有されるダストを除去するフィルタ１２と、該フィルタ１２からバイオマス分解ガスを液体燃料中に導入して含有されるタールを捕集してバイオマス分解ガスを前記デュアルフューエルエンジン１４の給気管３２に送るとともに、液体燃料を前記デュアルフューエルエンジンの燃料噴射ポンプ３６に供給する液体燃料タンク２１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、バイオマス分解ガス処理装置の技術に関し、より詳しくはバイオマスを熱分解して得られるバイオマス分解ガスと、液体燃料とを燃料としてデュアルフューエルエンジンを駆動させるバイオマス分解ガス処理装置の技術に関する。

従来、バイオマス分解ガスの原料としてバイオマス等の廃棄物を熱分解すると、バイオマス分解ガス、ダスト、およびタールなどが発生することが知られている。これらは、バイオマス等の廃棄物の組成や、ガス化の条件によって、それぞれの生成量や成分が異なる。

例えば、バイオマス等を部分燃焼あるいは部分酸化することで熱分解し、水素やメタン等のバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉は公知となっている。前記ガス化炉から得られたバイオマス分解ガスは、前記水素やメタンの他、ダストやタール等が含まれている。このようなバイオマス分解ガスを工業製品や燃料として利用する際には、前記タール及びダストを除去することが必要である。そこで、従来、図７に示すようにバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉２０１と、ダストを付着させて除去するフィルタ２０２と、前記バイオマス分解ガスから前記タールを除去する装置であって、前記タールを洗浄油によりスクラビングする油スクラビング及び／または水によりスクラビングする水スクラビングを行うスクラバ２０３と、を具備するバイオマス分解ガス処理装置２００が公知となっている（例えば特許文献１参照）。

一方、前記バイオマス分解ガス及び軽油等の液体燃料を混合した混合燃料により機関を駆動させるデュアルフューエルエンジン２０４は公知となっている（例えば特許文献２参照）。

特許第３９４３０４２号公報 特開２００５−６９０６１号公報

従来のバイオマス分解ガスの洗浄方法においては、バイオマス分解ガスからタールを除去するために油スクラビング及び／または水スクラビングを行っている。スクラビングは、噴霧などにより洗浄油または水をバイオマス分解ガスに接触させることにより温度を下げ、不純物を除去することであり、油スクラビング及び／または水スクラビングを行うために、スクラバ２０３を設けなければならず設備コストが多くかかる。また、洗浄に使用した洗浄油または水は、タール及びダストを含有しているため、数回繰り返して使用した後は図７に示すように廃棄処理しなければならず、廃棄処理コストが多くかかっていた。
また、前記タールは軽油等の液体燃料に含有されればデュアルフューエルエンジン２０４において燃焼させることが可能であるが、前記バイオマス分解ガスに含有されればデュアルフューエルエンジン２０４において燃焼させることはできない。また、前記タールはバイオマス分解ガスに含有されれば、前記デュアルフューエルエンジン２０４へバイオマス分解ガスを供給するための導入管２３５内においてタールが結晶化してしまい、導入管２３５の詰まりの原因となることがあった。

そこで、本発明はかかる課題に鑑み、油スクラビングと水スクラビングを行うことなく、タールをデュアルフューエルエンジンの燃料である液体燃料中に捕集してバイオマス分解ガスからタールを除去することができるバイオマス分解ガス処理装置を提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、バイオマスを熱分解して得られるバイオマス分解ガスと、液体燃料とを燃料としてデュアルフューエルエンジンを駆動させるバイオマス分解ガス処理装置において、バイオマスを熱分解してバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉と、該ガス化炉からバイオマス分解ガスを導入してバイオマス分解ガスに含有されるダストを除去するフィルタと、該フィルタからバイオマス分解ガスを液体燃料中に導入して含有されるタールを捕集して、当該バイオマス分解ガスを前記デュアルフューエルエンジンの給気管に送るとともに、液体燃料を前記デュアルフューエルエンジンの燃料噴射ポンプに供給する液体燃料タンクとを備えるものである。

請求項２においては、前記フィルタからのバイオマス分解ガスを導入する液体燃料タンク内部に板状部材を配置したものである。

請求項３においては、前記液体燃料タンクの底部に設けられたドレン通路に設けた電磁開閉式の排出弁と、前記液体燃料タンクの燃料噴射ポンプへの燃料供給口より低い位置に配置した、液体燃料タンク内の水及び不溶タールのレベルを検出するための検出センサと、前記検出センサの検出値を入力して、前記検出値が設定値以上であると判断した場合には前記排出弁を開くように制御する制御装置とを備えるものである。

請求項４においては、前記燃料タンク内へフィルタからのバイオマス分解ガスを導入する配管の出口に配管用フィルタを設けたものである。

請求項５においては、バイオマスを熱分解して得られるバイオマス分解ガスと、液体燃料とを燃料としてデュアルフューエルエンジンを駆動させるバイオマス分解ガス処理装置において、バイオマスを熱分解してバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉と、該ガス化炉からバイオマス分解ガスを導入して該バイオマス分解ガスに含有されるダストを除去するフィルタと、ダストを除去した後のバイオマス分解ガスを洗浄油によりスクラビングするスクラバと、該スクラバからバイオマス分解ガスを液体燃料中に導入して含有されるタールを捕集して、当該バイオマス分解ガスを前記デュアルフューエルエンジンの給気管に送るとともに、液体燃料を前記デュアルフューエルエンジンの燃料噴射ポンプに供給する液体燃料タンクとを備えるものである。

請求項６においては、バイオマスを熱分解して得られるバイオマス分解ガスを燃料としてガスエンジンを駆動させ、液体燃料を燃料として液体燃料エンジンを駆動させるバイオマス分解ガス処理装置において、バイオマスを熱分解してバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉と、該ガス化炉からバイオマス分解ガスを導入してバイオマス分解ガスに含有されるダストを除去するフィルタと、該フィルタからバイオマス分解ガスを液体燃料中に導入して含有されるタールを捕集して、当該バイオマス分解ガスを前記ガスエンジンの給気管に送るとともに、液体燃料を前記液体燃料エンジンの燃料噴射ポンプに供給する液体燃料タンクとを備えるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、タールを除去するために使用する油である液体燃料を廃棄処理する必要がなくなるため処理コストが削減されることとなる。また、油スクラビング及び／又は水スクラビングを行うことなく、バイオマス分解ガスからタールを捕集することができるため、スクラビングを行うために従来設けていたスクラバを設ける必要がなくなり、コストが削減されることとなる。また、液体燃料にタールを含有させることにより、デュアルフューエルエンジンの燃料として使用することができ、エネルギー効率が上昇する。

請求項２においては、液体燃料タンクにおいて、バイオマス分解ガスと液体燃料とが接触する機会が増加するため、液体燃料タンク内で捕集されるタールの量が増加することとなる。

請求項３においては、液体燃料タンク内に流入した水及び不溶タールがデュアルフューエルエンジン内に流入しないようにすることができる。

請求項４においては、配管より液体燃料タンクへ導入されるバイオマス分解ガスの気泡が配管用フィルタを通過することで、体積の小さな複数の気泡となることにより、表面積が増加して、バイオマス分解ガスと液体燃料とが接触する機会が増加するため、液体燃料タンク内で捕集されるタールの量が増加することとなる。

請求項５においては、バイオマス分解ガスに含有されるタールをほとんど除去して、液体燃料中に捕集することが可能となる。また、従来は廃棄処理していたタールを燃料として使用することにより、エネルギー効率が上昇する。

請求項６においては、タールを除去するために使用する油である液体燃料を廃棄処理する必要がなくなるため処理コストが削減されることとなる。また、油スクラビング及び／又は水スクラビングを行うことなく、バイオマス分解ガスからタールを捕集することができるため、スクラビングを行うために従来設けていたスクラバを設ける必要がなくなり、コストが削減されることとなる。また、バイオマス分解ガスからタールを除去することにより、ガスエンジンの燃料として使用することができ、液体燃料にタールを含有させることにより、液体燃料エンジンの燃料として使用することができ、エネルギー効率が上昇する。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係るバイオマス分解ガス処理装置の全体的な構成を示したフロー図、図２は液体燃料タンク及び邪魔板の一例を示す概略図、図３は液体燃料タンク及び検出センサの一例を示す概略図、図４は排出弁の制御を示すフローチャート図、図５はスクラバ及び液体燃料タンクによって構成される洗浄装置を具備するバイオマス分解ガス処理装置のフロー図、図６はガスエンジン及び液体燃料エンジンを具備するバイオマス分解ガス処理装置のフロー図、図７は従来のバイオマス分解ガス処理装置のフロー図である。

まず、本発明にかかるバイオマス分解ガス処理装置１０について図１を用いて説明する。
バイオマス分解ガス処理装置１０は、バイオマスを熱分解してバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉１１と、該ガス化炉１１からバイオマス分解ガスを導入して該バイオマス分解ガスに含有されるダストを除去するフィルタ１２と、前記バイオマス分解ガスと液体の油からなる液体燃料とを燃料として駆動させるデュアルフューエルエンジン１４と、前記フィルタ１２からバイオマス分解ガスを液体燃料中に導入して含有されるタールを捕集してバイオマス分解ガスをデュアルフューエルエンジン１４の給気管３２に送るとともに、液体燃料をデュアルフューエルエンジン１４の燃料噴射ポンプ３６に供給する液体燃料タンク２１とを具備する。

前記ガス化炉１１は、バイオマス分解ガスの原料であるバイオマスを、空気や酸素等のガス化剤を制限的に投入しつつ３００℃から６００℃に加熱して熱分解し、タールやダストを含む可燃性ガスであるバイオマス分解ガスを生成するものである。
前記バイオマスは、生物系有機資源であり、例えば木材（木材くず）、農産物（農産物くず）、藻類、プランクトン、生物系廃棄物を用いることができる。この他、廃棄物や低品位石炭なども、原料として用いることができる。

前記バイオマス分解ガスは水素や一酸化炭素を含有し、その組成は、バイオマス分解ガスの原料やガス化の条件などによって異なり、本発明において特に制限はない。

前記タールは、例えば、バイオマス等の有機物の熱分解により生じる茶褐色または黒い常温常圧にて粘性の高い液状物質であり、芳香族炭化水素を主成分として含み、酸素、窒素、あるいは硫黄を含有する化合物を含むこともある。タールの各成分は、バイオマス分解ガスの原料、前記ガス化炉１１の運転温度、ガス化炉１１の種類によって生成量及び組成が異なる。

バイオマスがガス化されると少なくとも、水素や一酸化炭素を含むバイオマス分解ガスと、タールが生じる。前記ガス化炉１１から排出されるバイオマス分解ガスは、水素や一酸化炭素に加えてその温度に応じたタールを含む。また前記バイオマス分解ガスにはダストが随伴していることが多い。ダストとしては、例えば、灰、チャー、ガス化炉１１における流動媒体として用いられる砂（ケイ砂）などがある。

前記フィルタ１２は、例えばバグフィルタによって構成されている。前記バイオマス分解ガスを前記フィルタ１２に通すことにより、前記ダストがフィルタ１２に付着して、ダストの除去が行われる。

前記液体燃料タンク２１は前記デュアルフューエルエンジン１４の燃料となる液体燃料を貯留しており、必要に応じて燃料供給口２２よりデュアルフューエルエンジン１４へと燃料を供給する。液体燃料は本実施例では軽油を主として使用している。
前記液体燃料タンク２１には前記フィルタ１２によってダストを除去したバイオマス分解ガスを前記液体燃料タンク２１内の液体燃料中へと導くための配管２３が設けられている。前記配管２３は前記液体燃料タンク２１内部まで挿通して連通している。

前記デュアルフューエルエンジン１４は、前記バイオマス分解ガスと液体燃料とを燃料とするエンジンである。前記デュアルフューエルエンジン１４は単独で充分な発熱量を発生する液体燃料、及び、単独では発熱量が不十分で発熱量自体が変動するバイオマス分解ガスを混合させた混合燃料によって、駆動させるように構成されている。
前記デュアルフューエルエンジン１４は、液体燃料を燃焼室１４ａに噴射する燃料噴射弁３１と、燃焼室１４ａに対し、空気を供給する給気経路としての給気管３２と、燃焼室１４ａから排気ガスを排出する排気管３３と、前記給気管３２内に開度調整可能に設けられ、空気と混合したバイオマス分解ガスの供給量を調整するスロットル弁３４と、前記バイオマス分解ガスを前記スロットル弁３４よりも上流側から給気管３２内に導入する導入管３５とを具備する。

前記燃料噴射弁３１は、この燃料噴射弁３１に対し液体高圧燃料を供給する燃料噴射ポンプ３６と、該燃料噴射ポンプ３６による軽油の噴射量を多段階に調整するラック３７と接続されている。そして、前記ラック３７はＣＰＵを搭載する制御装置であるコントローラ４０に接続されており、該コントローラ４０からの指令により、燃料噴射ポンプ３６による軽油の噴射量を最適に調整する位置にラック３７を移動させるように制御している。

前記スロットル弁３４は、電磁比例弁より構成して、該スロットル弁３４の開度は開度調整機構３８により調整されている。該開度調整機構３８は前記コントローラ４０に接続されており、該コントローラ４０からの指令により、導入管３５から給気管３２に最適な量のバイオマス分解ガスが燃焼室１４ａに導かれるように制御されている。該コントローラ４０には前記デュアルフューエルエンジン１４のクランク軸等に配置した図示しない回転センサと接続されている。

前記バイオマス分解ガスは導入管３５によって、デュアルフューエルエンジン１４へ空気を供給する給気経路としての給気管３２へと導入され、該給気管３２において空気と混合されてデュアルフューエルエンジン１４の燃焼室１４ａへと供給される。一方、液体燃料は燃料噴射弁３１によって燃焼室１４ａへと噴射される。これにより、バイオマス分解ガス及び液体燃料が混合される。このとき前記デュアルフューエルエンジン１４のクランク軸の回転に合わせて燃料の供給が行われ、安定した回転が得られるようにしている。

次に前記バイオマス分解ガスの処理方法について説明する。
まず、前記ガス化炉１１において、バイオマスを熱分解してガス化しバイオマス分解ガスを排出する。前記バイオマス分解ガスにはタール及びダストが含有されている。
次に、前記フィルタ１２によって前記バイオマス分解ガスに含有されるダストを除去する。前記バイオマス分解ガスを前記フィルタ１２に通すことにより、フィルタ１２にダストを付着させて、ダストを除去するものである。前記フィルタ１２を通過したバイオマス分解ガスにはタールが含有されている。

次に、前記液体燃料タンク２１によって前記バイオマス分解ガスに含有されるタールを除去する。つまり、前記バイオマス分解ガスを前記液体燃料タンク２１内の液体燃料中へと導入するために、フィルタ１２と液体燃料タンク２１の間に配管２３が連通され、該配管２３の出口側は液体燃料タンク２１内の底部近傍まで延出している。こうして、配管２３を通じてバイオマス分解ガスを液体燃料タンク２１内へと導入し、液体燃料と接触させることにより、前記バイオマス分解ガスに含有されるタールは液体燃料に溶けて、液体燃料中に捕集されるのである。これにより、前記液体燃料タンク２１を通過したバイオマス分解ガスにはタール及びダストがほとんど含まれなくなるのである。

一方、前記バイオマス分解ガスに含有されるタールを除去した液体燃料は、前記バイオマス分解ガスに含有されていたタールを捕集したため、タールを含有することとなる。前記タールは液体燃料に含有されれば前記デュアルフューエルエンジン１４において燃焼させることが可能である。
これにより、タールを除去するために使用する油である液体燃料を廃棄処理する必要がなくなるため、廃棄処理コストが削減されることとなる。また、スクラビングを行うために従来設けていたスクラバを設ける必要がなくなるため、コストが削減されることとなる。

また、図２に示すように、前記液体燃料タンク２１内の前記フィルタ１２からのバイオマス分解ガスを導入するための配管２３の出口、つまり配管２３下端の近傍上方には複数の板状部材で構成した邪魔板５１・５１・・・が配設されている。該邪魔板５１は、液体燃料タンク２１の内幅を複数に分割する程度の所定幅の板状の部材を水平方向に横設して、両側を液体燃料タンク２１の内壁に固定し、邪魔板５１・５１・・・は平面視で一部重複するように上下交互に配置して、液面よりも低い位置に設けられている。但し、邪魔板５１は網や孔開き綱板等で構成して上下複数層状に配置してもよい。
このように、前記邪魔板５１を設けることにより、配管２３から吐出したバイオマス分解ガスは液体燃料中において、浮き上がる時に複数の邪魔板５１と当接することになり、ガスが砕かれて小さな気泡となり、液体燃料と接触する面積が増加して、タール分が溶け易くなり、液体燃料中にタールをより多く捕集して溶かすことができる。

また、図２に示すように、前記液体燃料タンク２１内の前記フィルタ１２からのバイオマス分解ガスを導入するための配管２３の出口、つまり配管２３下端には配管用フィルタ５６が配設されている。前記配管用フィルタ５６は、配管２３の内径と同じ大きさで構成しており、細かい網状の部材によって構成している。
このように、前記配管用フィルタ５６を設けることにより、前記フィルタ１２から導入されたバイオマス分解ガスの気泡が配管２３から吐出される際に前記配管用フィルタ５６を通過することにより、小さな複数の気泡に分割されるため、液体燃料と接触する面積が増加して、タール分が溶け易くなり、液体燃料中にタールをより多く捕集して溶かすことができる。

また、前記液体燃料タンク２１から燃料噴射ポンプ３６へは液体燃料のみを送るように構成している。つまり、図３に示すように、前記液体燃料タンク２１内において、底面よりも高く、前記デュアルフューエルエンジン１４へ液体燃料を供給するための前記燃料供給口２２よりも低い位置に、液体燃料タンク２１内の水及び不溶タールのレベルを検出するための検出センサ５２を設けている。該検出センサ５２は制御装置である前記コントローラ４０に接続されている。一方、前記液体燃料タンク２１の底部には排出用のドレン通路としてドレンパイプ５３を連通して、該ドレンパイプ５３の途中に排出弁５４が設けられている。前記排出弁５４は電磁弁で構成されている。該排出弁５４のソレノイド５５は前記コントローラ４０と接続されており、前記排出弁５４を開閉制御できるようにしている。

前記検出センサ５２の検出部は、液体燃料タンク２１内に向けて設置して液体燃料タンク２１内の水及び不溶タールのレベルを検出するセンサである。該検出センサ５２は静電容量式または光学式のセンサが使用される。例えば、バイオマス分解ガスに含有されていたタールのうち液体燃料中に溶けることができない不溶タールや、水蒸気が冷却されて液体となった水等は液体燃料よりも比重が大きい為、前記液体燃料タンク２１内底部に溜まることとなる。
そして、水及び不溶タールと液体燃料との境界面のレベルｄが、前記検出センサ５２の検出部が位置する液体燃料タンク２１底面からのレベルＤ１と同じレベル、またはそれ以上となると、前記排出弁５４を開けて不溶タール及び水を排出するように制御している。

この制御の流れについて図４を用いて説明する。まず、コントローラ４０は検出センサ５２からの水及び不溶タールのレベルｄを示す検出値を読み込み（ステップＳ１０）、検出値が、検出センサの検出部が位置するレベルＤ１である設定値以上であるかを比較する（ステップＳ２０）。

検出値が設定値未満であると判断した場合には、引き続き検出センサ５２によって検出を行う。また、検出値が設定値以上であると判断した場合には、水及び不溶タールのレベルｄが、前記検出センサ５２の検出部が位置するレベルＤ１以上となったので、コントローラ４０は、ソレノイド５５を作動させて排出弁５４を一定時間開くようにしている（ステップＳ３０）。この一定時間は排出弁５４を開けて不溶タール及び水を排出開始してから水及び不溶タールと液体燃料との境界が底面または排出弁５４まで至る時間よりも短い時間に設定されている。
このように構成することにより、液体燃料タンク２１内に流入した水及び不溶タールがデュアルフューエルエンジン１４内に流入しないようにすることができる。

また、図５に示すように、前記バイオマス分解ガス処理装置１０は、前記ガス化炉１１と、前記フィルタ１２と、前記ダストを除去後のバイオマス分解ガスを洗浄油によりスクラビングするスクラバ６１と、前記液体燃料タンク２１と、前記デュアルフューエルエンジン１４とを備える構成とすることもできる。
前記ガス化炉１１、フィルタ１２、デュアルフューエルエンジン１４、及び液体燃料タンク２１は、図１に示すバイオマス分解ガス処理装置１０における構成と同様に構成されている。
前記スクラバ６１は、油スクラビング工程を行うために設けられたものである。油スクラビングとは、噴霧などにより洗浄油を前記バイオマス分解ガスに接触させることにより当該バイオマス分解ガスの温度を下げて不純物を除去することである。前記スクラバ６１では前記バイオマス分解ガスに接触させる前記洗浄油を軽油で構成している。
前記スクラバ６１においてスクラビングを行うために使用した洗浄油は、前記液体燃料タンク２１へと導かれ、液体燃料として使用される。従来は、前記洗浄油はタールを含有しているため、廃棄処理を行わなければならなかった。しかし、前記洗浄油を軽油で構成しているので、前記液体燃料タンク２１へと導いて回収し、液体燃料として利用することにより、処理コストが低減する。

また、前記スクラバ６１を通過したバイオマス分解ガスは、配管２３を通り、前記液体燃料タンク２１へと導かれる。前記配管２３は図１の配管２３と同様に構成されている。

このように構成したバイオマス分解ガス処理装置１０のバイオマス分解ガスの処理方法について説明する。
まず、前記ガス化炉１１において、バイオマスを熱分解してガス化しバイオマス分解ガスを排出する。前記バイオマス分解ガスにはタール及びダストが含有されている。
次に、前記フィルタ１２によって、バイオマス分解ガスに含有されるダストを除去する。前記バイオマス分解ガスを前記フィルタ１２に通すことにより、フィルタ１２にダストを付着させて、ダストを除去するものである。前記フィルタ１２を通過したバイオマス分解ガスにはタールが含有されている。
次に前記スクラバ６１によって前記バイオマス分解ガスに含有されるタールを除去する。前記バイオマス分解ガスを油スクラビングすることによりタールを除去するものである。これにより、前記スクラバ６１を通過したバイオマス分解ガスには低濃度のタールが含有されることとなる。一方、油スクラビングに使用したタールが含有されている洗浄油は、前記液体燃料タンク２１へと導いて回収する。
次に、前記液体燃料タンク２１によって前記バイオマス分解ガスに含有される低濃度のタールを除去する。前記バイオマス分解ガスを前記液体燃料タンク２１内の液体燃料中へと導く配管２３を通じて液体燃料中へ導き、液体燃料と接触させることにより、前記バイオマス分解ガスに含有されるタールを除去し、液体燃料中に捕集するものである。
これにより、前記スクラバ６１及び液体燃料タンク２１を通過したバイオマス分解ガスにはタール及びダストがほとんど含まれていない。

このように構成することにより、バイオマス分解ガスに含有されるタールを、ほとんど除去することが可能となる。

一方、前記バイオマス分解ガスに含有されるタールを除去した液体燃料は、前記バイオマス分解ガスに含有されていたタールを捕集したため、タールを含有することとなる。前記タールは液体燃料に含有されれば前記デュアルフューエルエンジン１４において燃焼させることが可能である。
これにより、タールを除去するために使用する油である液体燃料を廃棄処理する必要がなくなるため、廃棄処理コストが削減されることとなる。また、スクラビングを行うために従来設けていたスクラバを設ける必要がなくなるため、コストが削減されることとなる。また、液体燃料にタールを含有させることにより、デュアルフューエルエンジン１４の燃料として使用することができ、エネルギー効率が上昇する。

また、前記バイオマス分解ガス処理装置１０は、図６に示すように、前記ガス化炉１１と、前記フィルタ１２と、前記液体燃料タンク２１と、バイオマスを熱分解して得られるバイオマス分解ガスとを燃料として駆動させるガスエンジン７１と、液体燃料を燃料として駆動させる液体燃料エンジン８１とを備える構成とすることもできる。
前記ガス化炉１１、フィルタ１２、及び液体燃料タンク２１は、図１に示すバイオマス分解ガス処理装置１０における構成と同様に構成されている。

前記ガスエンジン７１は、前記バイオマス分解ガスを燃料とするエンジンである。
前記ガスエンジン７１は燃焼室７１ａに対し、空気を供給する給気経路としての給気管７２と、燃焼室７１ａから排気ガスを排出する排気管７３と、前記給気管７２内に開度調整可能に設けられ、空気と混合したバイオマス分解ガスの供給量を調整するスロットル弁３４と、前記バイオマス分解ガスを前記スロットル弁３４よりも上流側から給気管７２内に導入する導入管３５とを具備する。

前記スロットル弁３４は、電磁比例弁より構成して、該スロットル弁３４の開度は開度調整機構３８により調整されている。該開度調整機構３８は前記コントローラ４０に接続されており、該コントローラ４０からの指令により、導入管３５から給気管７２に最適な量のバイオマス分解ガスが燃焼室７１ａに導かれるように制御されている。該コントローラ４０には前記ガスエンジン７１のクランク軸等に配置した図示しない回転センサと接続されている。

前記バイオマス分解ガスは導入管３５によって、ガスエンジン７１へ空気を供給する給気経路としての給気管７２へと導入され、該給気管７２において空気と混合されてガスエンジン７１の燃焼室７１ａへと供給される。

一方、前記液体燃料エンジン８１は、液体燃料を燃料とするエンジンであり、例えば、ディーゼルエンジン等で構成されている。
前記液体燃料エンジン８１は、液体燃料を燃焼室８１ａに噴射する燃料噴射弁３１と、燃焼室８１ａに対し、空気を供給する給気経路としての給気管８２と、燃焼室８１ａから排気ガスを排出する排気管８３とを具備する。

前記燃料噴射弁３１は、この燃料噴射弁３１に対し液体高圧燃料を供給する燃料噴射ポンプ３６と、該燃料噴射ポンプ３６による軽油の噴射量を多段階に調整するラック３７と接続されている。そして、前記ラック３７はＣＰＵを搭載する制御装置であるコントローラ４０に接続されており、該コントローラ４０からの指令により、燃料噴射ポンプ３６による軽油の噴射量を最適に調整する位置にラック３７を移動させるように制御している。前記コントローラ４０には前記液体燃料エンジン８１のクランク軸等に配置した図示しない回転センサと接続されている。

このように構成したバイオマス分解ガス処理装置１０のバイオマス分解ガスの処理方法について説明する。
まず、前記ガス化炉１１において、バイオマスを熱分解してガス化しバイオマス分解ガスを排出する。前記バイオマス分解ガスにはタール及びダストが含有されている。
次に、前記フィルタ１２によって、バイオマス分解ガスに含有されるダストを除去する。前記バイオマス分解ガスを前記フィルタ１２に通すことにより、フィルタ１２にダストを付着させて、ダストを除去するものである。前記フィルタ１２を通過したバイオマス分解ガスにはタールが含有されている。
次に、前記液体燃料タンク２１によって前記バイオマス分解ガスに含有されるタールを除去する。前記バイオマス分解ガスを前記液体燃料タンク２１内の液体燃料中へと導く配管２３を通じて液体燃料中へ導き、液体燃料と接触させることにより、前記バイオマス分解ガスに含有されるタールを除去し、液体燃料中に捕集するものである。
これにより、前記液体燃料タンク２１を通過したバイオマス分解ガスにはタール及びダストが含まれていない。

前記液体燃料タンク２１内でタールが除去されたバイオマス分解ガスは、前記ガスエンジン７１において燃焼させるものである。
一方、前記バイオマス分解ガスに含有されるタールを除去した液体燃料は、前記バイオマス分解ガスに含有されていたタールを捕集したため、タールを含有することとなる。前記タールは液体燃料に含有されれば前記液体燃料エンジン８１において燃焼させることが可能である。
これにより、タールを除去するために使用する油である液体燃料を廃棄処理する必要がなくなるため、廃棄処理コストが削減されることとなる。また、スクラビングを行うために従来設けていたスクラバを設ける必要がなくなるため、コストが削減されることとなる。また、バイオマス分解ガスからタールを除去することにより、ガスエンジン７１の燃料として使用することができ、液体燃料にタールを含有させることにより、液体燃料エンジン８１の燃料として使用することができ、エネルギー効率が上昇する。

以上より、バイオマス分解ガス処理装置１０は、バイオマスを熱分解して得られるバイオマス分解ガスと、液体燃料とを燃料としてデュアルフューエルエンジン１４を駆動させるバイオマス分解ガス処理装置１０において、バイオマスを熱分解してバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉１１と、該ガス化炉１１からバイオマス分解ガスを導入してバイオマス分解ガスに含有されるダストを除去するフィルタ１２と、該フィルタ１２からバイオマス分解ガスを液体燃料中に導入して含有されるタールを捕集して、当該バイオマス分解ガスを前記デュアルフューエルエンジン１４の給気管３２に送るとともに、液体燃料を前記デュアルフューエルエンジンの燃料噴射ポンプ３６に供給する液体燃料タンク２１とを備えるものである。このように構成することにより、タールを除去するために使用する油である液体燃料を廃棄処理する必要がなくなるため処理コストが削減されることとなる。また、油スクラビング及び／又は水スクラビングを行うことなく、バイオマス分解ガスからタールを捕集することができるため、スクラビングを行うために従来設けていたスクラバを設ける必要がなくなり、コストが削減されることとなる。また、液体燃料にタールを含有させることにより、デュアルフューエルエンジン１４の燃料として使用することができ、エネルギー効率が上昇する。

また、前記フィルタ１２からのバイオマス分解ガスを導入する液体燃料タンク２１内部に邪魔板５１を配置したものである。このように構成することにより、液体燃料タンク２１において、バイオマス分解ガスと液体燃料とが接触する機会が増加するため、液体燃料タンク２１内で捕集されるタールの量が増加することとなる。

また、前記液体燃料タンク２１の底部に設けたドレンパイプ５３に設けられる電磁開閉式の排出弁５４と、前記液体燃料タンク２１の燃料噴射ポンプ３６への燃料供給口２２より低い位置に配置した、液体燃料タンク２１内の水及び不溶タールのレベルを検出するための検出センサ５２と、前記検出センサ５２の検出値を入力して、前記検出値が設定値以上であると判断した場合には前記排出弁５４を開くように制御するコントローラ４０とを備えるものである。このように構成することにより、液体燃料タンク２１内に流入した水及び不溶タールがデュアルフューエルエンジン１４内に流入しないようにすることができる。

また、前記液体燃料タンク２１内へフィルタ１２からのバイオマス分解ガスを導入する配管２３の出口に配管用フィルタ５６を設けたものである。このように構成することにより、配管２３より液体燃料タンク２１へ導入されるバイオマス分解ガスの気泡が配管用フィルタ５６を通過することで、体積の小さな複数の気泡となることにより、表面積が増加して、バイオマス分解ガスと液体燃料とが接触する機会が増加するため、液体燃料タンク２１内で捕集されるタールの量が増加することとなる。

また、バイオマスを熱分解して得られるバイオマス分解ガスと、液体燃料とを燃料としてデュアルフューエルエンジン１４を駆動させるバイオマス分解ガス処理装置１０において、バイオマスを熱分解してバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉１１と、該ガス化炉１１からバイオマス分解ガスを導入して該バイオマス分解ガスに含有されるダストを除去するフィルタ１２と、ダストを除去した後のバイオマス分解ガスを洗浄油によりスクラビングするスクラバ６１と、該スクラバ６１からバイオマス分解ガスを液体燃料中に導入して含有されるタールを捕集して、当該バイオマス分解ガスを前記デュアルフューエルエンジン１４の給気管３２に送るとともに、液体燃料を前記デュアルフューエルエンジン１４の燃料噴射ポンプ３６に供給する液体燃料タンク２１とを備えるものである。このように構成することにより、バイオマス分解ガスに含有されるタールをほとんど除去して、液体燃料中に捕集することが可能となる。また、従来は廃棄処理していたタールを燃料として使用することにより、エネルギー効率が上昇する。

また、バイオマスを熱分解して得られるバイオマス分解ガスを燃料としてガスエンジン７１を駆動させ、液体燃料を燃料として液体燃料エンジン８１を駆動させるバイオマス分解ガス処理装置１０において、バイオマスを熱分解してバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉１１と、該ガス化炉１１からバイオマス分解ガスを導入してバイオマス分解ガスに含有されるダストを除去するフィルタ１２と、該フィルタ１２からバイオマス分解ガスを液体燃料中に導入して含有されるタールを捕集して、当該バイオマス分解ガスを前記ガスエンジン７１の給気管７２に送るとともに、液体燃料を前記液体燃料エンジン８１の燃料噴射ポンプ３６に供給する液体燃料タンク２１とを備えるものである。このように構成することにより、タールを除去するために使用する油である液体燃料を廃棄処理する必要がなくなるため処理コストが削減されることとなる。また、油スクラビング及び／又は水スクラビングを行うことなく、バイオマス分解ガスからタールを捕集することができるため、スクラビングを行うために従来設けていたスクラバを設ける必要がなくなり、コストが削減されることとなる。また、バイオマス分解ガスからタールを除去することにより、ガスエンジン７１の燃料として使用することができ、液体燃料にタールを含有させることにより、液体燃料エンジン８１の燃料として使用することができ、エネルギー効率が上昇する。

本発明の一実施例に係るバイオマス分解ガス処理装置の全体的な構成を示したフロー図。 液体燃料タンク及び邪魔板の一例を示す概略図。 液体燃料タンク及び検出センサの一例を示す概略図。 排出弁の制御を示すフローチャート図。 スクラバ及び液体燃料タンクによって構成される洗浄装置を具備するバイオマス分解ガス処理装置のフロー図。 ガスエンジン及び液体燃料エンジンを具備するバイオマス分解ガス処理装置のフロー図。 従来のバイオマス分解ガス処理装置のフロー図。

符号の説明

１０ バイオマス分解ガス処理装置
１１ ガス化炉
１２ フィルタ
１４ デュアルフューエルエンジン
２１ 液体燃料タンク
２２ 燃料供給口
４０ コントローラ
５１ 邪魔板
５２ 検出センサ
５３ 排出弁
６１ スクラバ

Claims (6)

1. バイオマスを熱分解して得られるバイオマス分解ガスと、液体燃料とを燃料としてデュアルフューエルエンジンを駆動させるバイオマス分解ガス処理装置において、
   バイオマスを熱分解してバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉と、
   該ガス化炉からバイオマス分解ガスを導入してバイオマス分解ガスに含有されるダストを除去するフィルタと、
   該フィルタからバイオマス分解ガスを液体燃料中に導入して含有されるタールを捕集して、当該バイオマス分解ガスを前記デュアルフューエルエンジンの給気管に送るとともに、液体燃料を前記デュアルフューエルエンジンの燃料噴射ポンプに供給する液体燃料タンクとを備える、
   ことを特徴とするバイオマス分解ガス処理装置。
2. 前記フィルタからのバイオマス分解ガスを導入する液体燃料タンク内部に板状部材を配置した、
   ことを特徴とする請求項１に記載のバイオマス分解ガス処理装置。
3. 前記液体燃料タンクの底部に設けられたドレン通路に設けた電磁開閉式の排出弁と、
   前記液体燃料タンクの燃料噴射ポンプへの燃料供給口より低い位置に配置した、液体燃料タンク内の水及び不溶タールのレベルを検出するための検出センサと、
   前記検出センサの検出値を入力して、前記検出値が設定値以上であると判断した場合には前記排出弁を開くように制御する制御装置とを備える、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバイオマス分解ガス処理装置。
4. 前記燃料タンク内へフィルタからのバイオマス分解ガスを導入する配管の出口に配管用フィルタを設けた、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のバイオマス分解ガス処理装置。
5. バイオマスを熱分解して得られるバイオマス分解ガスと、液体燃料とを燃料としてデュアルフューエルエンジンを駆動させるバイオマス分解ガス処理装置において、
   バイオマスを熱分解してバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉と、
   該ガス化炉からバイオマス分解ガスを導入して該バイオマス分解ガスに含有されるダストを除去するフィルタと、
   ダストを除去した後のバイオマス分解ガスを洗浄油によりスクラビングするスクラバと、
   該スクラバからバイオマス分解ガスを液体燃料中に導入して含有されるタールを捕集して、当該バイオマス分解ガスを前記デュアルフューエルエンジンの給気管に送るとともに、液体燃料を前記デュアルフューエルエンジンの燃料噴射ポンプに供給する液体燃料タンクとを備える、
   ことを特徴とするバイオマス分解ガス処理装置。
6. バイオマスを熱分解して得られるバイオマス分解ガスを燃料としてガスエンジンを駆動させ、液体燃料を燃料として液体燃料エンジンを駆動させるバイオマス分解ガス処理装置において、
   バイオマスを熱分解してバイオマス分解ガスを発生させるガス化炉と、
   該ガス化炉からバイオマス分解ガスを導入してバイオマス分解ガスに含有されるダストを除去するフィルタと、
   該フィルタからバイオマス分解ガスを液体燃料中に導入して含有されるタールを捕集して、当該バイオマス分解ガスを前記ガスエンジンの給気管に送るとともに、液体燃料を前記液体燃料エンジンの燃料噴射ポンプに供給する液体燃料タンクとを備える、
   ことを特徴とするバイオマス分解ガス処理装置。
   

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