JP2015196699A - Gasification treatment system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バイオマス資源を熱分解して改質ガスを得るガス化処理システムに関する。特に、本発明は、バイオマス資源の一種である一般廃棄物を熱分解して改質ガスを得るガス化処理システムに関する。 The present invention relates to a gasification processing system that obtains reformed gas by pyrolyzing biomass resources. In particular, the present invention relates to a gasification processing system that obtains a reformed gas by thermally decomposing general waste that is a kind of biomass resources.
従来から、一般廃棄物などのバイオマス資源を熱分解・ガス化処理してガスエンジン等に燃料として供給される改質ガスを生じさせるガス化処理システムが知られている。このようなガス化処理システムでは、バイオマス資源の熱分解・ガス化処理によりガス成分である熱分解ガスと共に、タール、チャー等の含炭素非ガス成分が生成する。ここで生じた熱分解ガスは、含炭素非ガス成分を含んだ状態で改質炉に移される。なお、熱分解ガスは、バイオマス資源の熱分解・ガス化処理により生じたガス成分を意味するが、本明細書の以降の記載において、単に「熱分解ガス」と記載した場合には、便宜上、含炭素非ガス成分を同伴したものを意味する場合もあるものとする。改質炉では、全体として１０００〜１２００℃に加熱され、熱分解ガス中に存在するタール、チャー等の含炭素非ガス成分は、Ｈ２、ＣＯ等の改質ガスに転換される。 2. Description of the Related Art Conventionally, gasification processing systems are known in which biomass resources such as general waste are pyrolyzed and gasified to generate reformed gas supplied as fuel to a gas engine or the like. In such a gasification treatment system, carbon-containing non-gas components such as tar and char are generated together with pyrolysis gas as a gas component by pyrolysis and gasification treatment of biomass resources. The pyrolysis gas generated here is transferred to the reforming furnace in a state containing carbon-containing non-gas components. The pyrolysis gas means a gas component generated by pyrolysis / gasification treatment of biomass resources. However, in the following description of the present specification, when simply described as “pyrolysis gas”, for convenience, It may also mean that accompanied by carbon-containing non-gas components. In the reforming furnace, the whole is heated to 1000 to 1200 ° C., and carbon-containing non-gas components such as tar and char existing in the pyrolysis gas are converted into reformed gases such as H 2 and CO.
図４に、従来のガス化処理システムの一例のフロー図を示す。 FIG. 4 shows a flowchart of an example of a conventional gasification processing system.
従来のガス化処理システム（１）においては、一般廃棄物等のバイオマス資源（２）は、破砕機（３）により所定のサイズに破砕処理された後、流動床式ガス化炉等のガス化炉（４）に投入される。このガス化炉（４）は、導入される空気によるバイオマス資源の部分燃焼により５００〜６００℃の加熱状態とされ、また、バイオマス資源を部分的に改質するための水蒸気または水が投入される。これにより、投入されたバイオマス資源は、熱分解・ガス化する。ガス化炉（４）における熱分解・ガス化により生じた熱分解ガスは、タール、チャー等の含炭素非ガス成分を同伴している。 In the conventional gasification processing system (1), biomass resources (2) such as general waste are crushed to a predetermined size by a crusher (3) and then gasified in a fluidized bed gasifier or the like. Charged into the furnace (4). The gasification furnace (4) is heated to 500 to 600 ° C. by partial combustion of the biomass resources by the introduced air, and steam or water for partially reforming the biomass resources is input. . Thereby, the input biomass resources are pyrolyzed and gasified. The pyrolysis gas generated by pyrolysis and gasification in the gasification furnace (4) is accompanied by carbon-containing non-gas components such as tar and char.
この熱分解ガスは、引き続いて、改質炉（５）に投入される。改質炉（５）には、熱分解ガス中に存在する含炭素非ガス成分及び炭化水素ガスを改質させるための水蒸気または水が供給されるとともに、改質炉の温度を１０００℃以上に昇温させ、維持するための部分酸化を行うための空気または酸素が供給される。 This pyrolysis gas is subsequently fed into the reforming furnace (5). The reforming furnace (5) is supplied with steam or water for reforming carbon-containing non-gas components and hydrocarbon gas present in the pyrolysis gas, and the temperature of the reforming furnace is set to 1000 ° C. or higher. Air or oxygen is supplied for partial oxidation to raise and maintain the temperature.
改質炉（５）では、タール、チャー等の含炭素非ガス成分及び熱分解ガスの部分燃焼により１０００〜１２００℃の加熱状態となり、タール、チャー等の含炭素非ガス成分及び高分子量の炭化水素は、導入された水または水蒸気と以下に示すように反応し、これにより一酸化炭素および水素が生じる（水蒸気改質反応）。 In the reforming furnace (5), the carbon-containing non-gas components such as tar and char and the pyrolysis gas are heated to 1000 to 1200 ° C, and the carbon-containing non-gas components such as tar and char and high-carbon carbonization are obtained. Hydrogen reacts with the introduced water or steam as shown below, thereby producing carbon monoxide and hydrogen (steam reforming reaction).
ＣｍＨｎ ＋ ｎＨ２Ｏ → ｎＣＯ ＋ （ｍ／２＋ｎ）Ｈ２
さらに、上記により生じた一酸化炭素ＣＯは、下記式に従って、水または水蒸気と反応してＣＯ２およびＨ２が生じる（水性ガスシフト反応）。
C m H n + nH 2 O → nCO + (m / 2 + n) H 2
Further, the carbon monoxide CO generated as described above reacts with water or water vapor according to the following formula to generate CO 2 and H 2 (water gas shift reaction).
ＣＯ ＋ Ｈ２Ｏ → ＣＯ２ ＋Ｈ２
改質炉（５）においてタール、チャー等が改質反応した改質ガスは、次のボイラ（６）に供給される。ボイラ（６）には、改質ガスを冷却するための循環水が供給され、この循環水は、改質ガスと熱交換することにより、蒸気とされる。
CO + H 2 O → CO 2 + H 2
The reformed gas in which tar, char or the like undergoes a reforming reaction in the reforming furnace (5) is supplied to the next boiler (6). Circulating water for cooling the reformed gas is supplied to the boiler (6), and this circulating water is converted into steam by exchanging heat with the reformed gas.
ボイラ（６）により熱回収された改質ガスは、排ガス処理設備（７）に供給され、この排ガス処理設備（７）を通過する際に、改質ガス中に存在する不純物が取り除かれる。 The reformed gas heat-recovered by the boiler (6) is supplied to the exhaust gas treatment facility (7), and impurities present in the reformed gas are removed when passing through the exhaust gas treatment facility (7).
不純物が取り除かれた改質ガスは、ガスエンジン（８）に供給され、ガスエンジン（８）では、供給された改質ガスを燃料として駆動し発電が行われる。ガスエンジン（８）において消費されたガスは、煙突（９）を介して大気に排出される。 The reformed gas from which impurities are removed is supplied to the gas engine (8), and the gas engine (8) drives the supplied reformed gas as fuel to generate electric power. The gas consumed in the gas engine (8) is discharged to the atmosphere via the chimney (9).
一方で、ボイラ（６）にて用いられた循環水は、ボイラ（６）から出た後は、蒸気となっており、この蒸気は、蒸気だめ（１０）に貯められた後、蒸気タービン（１１）に供給され、この蒸気タービン（１１）を駆動させることにより発電等が行われる。また、蒸気だめ（１０）に貯められた蒸気の一部は、ガス、チャー等の含炭素非ガス成分を改質するための水蒸気として改質炉（５）またはガス化炉（４）に供給される。 On the other hand, the circulating water used in the boiler (6) becomes steam after leaving the boiler (6), and this steam is stored in the steam sump (10) and then steam turbine ( 11) and power generation is performed by driving the steam turbine (11). A part of the steam stored in the steam reservoir (10) is supplied to the reforming furnace (5) or the gasification furnace (4) as steam for reforming carbon-containing non-gas components such as gas and char. Is done.
上記のように従来のガス化処理システムでは、改質炉（５）でガス成分に改質されずに残留したタール、チャー等の含炭素非ガス成分は、排ガス処理設備（７）で回収され、回収された不純物は、図示しない排水処理系統で処理される。排ガス処理設備（７）により排出される含炭素非ガス成分は、エネルギーとして用いられることがないので、その分エネルギーロスとなってしまう。 As described above, in the conventional gasification treatment system, carbon-containing non-gas components such as tar and char that remain without being reformed into gas components in the reforming furnace (5) are recovered by the exhaust gas treatment facility (7). The collected impurities are processed by a wastewater treatment system (not shown). Since the carbon-containing non-gas component discharged by the exhaust gas treatment facility (7) is not used as energy, an energy loss is caused accordingly.
また、改質のために蒸気だめ（１０）から蒸気が供給されるが、その分、蒸気タービン（１１）に供給される蒸気が減ることになるので蒸気タービン（１１）による発電量低下につながるおそれがある。 Moreover, although steam is supplied from the steam reservoir (10) for reforming, the amount of steam supplied to the steam turbine (11) is reduced correspondingly, which leads to a decrease in the amount of power generated by the steam turbine (11). There is a fear.
特許文献１には、廃棄物のガス化改質方法が記載されており、廃棄物のガス化工程１と改質する工程２とを含む点で、上記の従来のガス化処理システムと共通している。
また、特許文献１に記載された方法では、改質されたガスを洗浄水で洗浄・冷却し、改質ガスとの熱交換により加熱された洗浄水を、熱交換器において冷水と熱交換して冷却し、熱交換器における熱交換により冷水が加温されて得られた温水がスチームエジェクター７を介して水蒸気とされてガス化工程および／または改質工程２に供給することが記載されている。特許文献１の方法では、改質されたガスを洗浄・冷却するための洗浄水は、水処理工程に送られており、改質炉に戻されない点で、上記従来のガス化処理システムと同様である。さらに、特許文献１の方法では、改質ガスとの熱交換により得られた水媒体を蒸気タービンに供給することは記載も示唆もされていない。
In the method described in
特許文献２には、都市とみや産業廃棄物の焼却炉、工業用炉などから排出される排ガスの処理方法が記載されている。しかし、特許文献２には、排ガスから回収された不純物を利用しようとすることは記載されていない。
改質ガス中に残留し得るタール、チャー等の含炭素非ガス成分を回収して改質炉に投入すること並びに改質ガスとの熱交換で得られた蒸気の改質炉への供給量を減らし、エネルギーロスを低減させることは従来のガス化処理システムにおいて未解決の課題であった。 The amount of carbon-containing non-gas components such as tar and char that can remain in the reformed gas is recovered and charged into the reformer, and the amount of steam obtained by heat exchange with the reformed gas is supplied to the reformer Reducing the energy loss and reducing the energy loss has been an unsolved problem in the conventional gasification processing system.
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、改質炉で回収される含炭素非ガス成分を有効利用することができ、かつ、改質ガスとの熱交換により得られる蒸気の改質炉への供給を減らすことによりガス化処理システムのエネルギーロスを減らすことができるガス化処理システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and can effectively use the carbon-containing non-gas component recovered in the reforming furnace, and can be obtained by heat exchange with the reformed gas. An object of the present invention is to provide a gasification processing system that can reduce the energy loss of the gasification processing system by reducing the supply of steam to the reforming furnace.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下に示す発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the invention shown below.
すなわち、本発明のガス化処理システムは、バイオマス資源を熱分解およびガス化させて熱分解・ガス化ガスを発生させるガス化炉と、該熱分解ガス中に含まれる含炭素非ガス成分を改質する改質炉と、該改質炉から排出される改質ガスの熱を回収して蒸気を発生させるボイラ設備と、前記ボイラ設備から排出される排ガスを処理するための排ガス処理設備とを有するガス化処理システムであって、該排ガス処理設備は、水洗を利用する湿式集塵機であり、該水洗により回収された含炭素非ガス成分が、該改質炉に供給されるようになっていることを特徴とするものである。 That is, the gasification processing system of the present invention modifies a gasification furnace for pyrolyzing and gasifying biomass resources to generate pyrolysis / gasification gas, and a carbon-containing non-gas component contained in the pyrolysis gas. A reforming furnace, a boiler facility for recovering heat of the reformed gas discharged from the reforming furnace to generate steam, and an exhaust gas treatment facility for treating the exhaust gas discharged from the boiler facility. The exhaust gas treatment facility is a wet dust collector using water washing, and the carbon-containing non-gas component recovered by the water washing is supplied to the reforming furnace. It is characterized by this.
上記のガス化処理システムにおいて、好ましくは、前記含炭素非ガス成分は、タール及び/またはチャーであり、前記湿式集塵機による水洗により発生した排水が前記改質炉に供給される。 In the above gasification processing system, preferably, the carbon-containing non-gas component is tar and / or char, and waste water generated by water washing by the wet dust collector is supplied to the reforming furnace.
上記のガス化処理システムにおいて、好ましくは、前記湿式集塵機による水洗により発生した排水を固液分離するための固液分離手段をさらに備え、該固液分離手段の上澄み液とともに、該固液分離手段に沈殿したチャーを多く含む沈殿物が前記改質炉に供給される。 In the above gasification processing system, preferably, it further comprises solid-liquid separation means for solid-liquid separation of waste water generated by washing with the wet dust collector, and together with the supernatant liquid of the solid-liquid separation means, the solid-liquid separation means A precipitate containing a large amount of char precipitated in is supplied to the reforming furnace.
本発明によれば、湿式集塵機で捕集された含炭素非ガス成分が改質炉に供給されるようにしたので、ガスエンジンの原料となり得る含炭素非ガス成分を改質することができ、エネルギーの回収率を向上させることができる。 According to the present invention, since the carbon-containing non-gas component collected by the wet dust collector is supplied to the reforming furnace, the carbon-containing non-gas component that can be a raw material of the gas engine can be modified, The energy recovery rate can be improved.
また、湿式集塵機で捕集された、含炭素非ガス成分を含む排水が改質炉に供給されるようにすることで、改質ガスとの熱交換により生じた蒸気の改質炉に供給する量を低減させるか供給する必要がなくなるため、より多くの蒸気を発電に回すことができる。 In addition, the wastewater containing carbon-containing non-gas components collected by the wet dust collector is supplied to the reforming furnace, so that the steam generated by heat exchange with the reformed gas is supplied to the reforming furnace. More steam can be diverted to power generation because the amount need not be reduced or supplied.
さらに、湿式集塵機における水洗により生じた排水を改質剤として改質炉に供給することで、本来排水処理系統へ排出される汚水が減量されることとなり、排水処理量を低減させることができる。 Furthermore, by supplying wastewater generated by water washing in the wet dust collector to the reforming furnace as a modifier, the amount of wastewater originally discharged to the wastewater treatment system is reduced, and the amount of wastewater treatment can be reduced.
以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態のガス化処理システム（２１）を示すフロー図である。 FIG. 1 is a flowchart showing a gasification processing system (21) according to an embodiment of the present invention.
本実施形態のガス化処理システム（２１）は、図１に示すように、ガス化炉（２４）と、改質炉（２５）と、ボイラ設備（２６）とを備えている。 As shown in FIG. 1, the gasification processing system (21) of the present embodiment includes a gasification furnace (24), a reforming furnace (25), and boiler equipment (26).
ガス化処理の対象となるバイオマス資源（２２）は、破砕機（２３）により所定のサイズに粉砕された後に、ガス化炉（２４）に投入される。ガス化炉（２４）内において、投入されたバイオマス資源（２２）は、熱分解およびガス化され、生じた熱分解ガスは、改質炉（２５）に供給される。改質炉（２５）では、熱分解ガス中に含まれるタール、チャー等の含炭素非ガス成分の改質が行われる。改質炉（２５）によって生じた改質ガスは、熱回収手段として機能するボイラ設備（２６）に供給される。ボイラ設備（２６）では、ボイラ設備（２６）内に流通する循環水との熱交換により、改質ガスの温度が低減させられ、ボイラ設備（２６）から排出された改質ガスは、排ガス処理設備（２７）に通される。排ガス処理設備（２７）では、改質ガス中に存在する残留含炭素非ガス成分が除去される。排ガス処理設備（２７）から排出される改質ガスは、ガスエンジン（２８）に供給され、このガスエンジン（２８）は、改質ガスを燃料として駆動する。ガスエンジン（２８）から排出された排ガスは、煙突（２９）を介して大気へ排出される。 The biomass resource (22) to be gasified is pulverized into a predetermined size by the crusher (23) and then charged into the gasification furnace (24). In the gasification furnace (24), the input biomass resource (22) is pyrolyzed and gasified, and the generated pyrolyzed gas is supplied to the reforming furnace (25). In the reforming furnace (25), carbon-containing non-gas components such as tar and char contained in the pyrolysis gas are reformed. The reformed gas generated by the reforming furnace (25) is supplied to the boiler facility (26) that functions as heat recovery means. In the boiler facility (26), the temperature of the reformed gas is reduced by heat exchange with the circulating water circulating in the boiler facility (26), and the reformed gas discharged from the boiler facility (26) is treated as an exhaust gas treatment. Passed through the facility (27). In the exhaust gas treatment facility (27), residual carbon-containing non-gas components present in the reformed gas are removed. The reformed gas discharged from the exhaust gas treatment facility (27) is supplied to the gas engine (28), and the gas engine (28) is driven using the reformed gas as fuel. The exhaust gas discharged from the gas engine (28) is discharged to the atmosphere through the chimney (29).
また、ボイラ設備（２６）に供給された循環水は、改質ガスとの熱交換により水蒸気となる。生じた水蒸気は、蒸気だめ（３０）に貯められた後、蒸気タービン（３１）を駆動するために利用される。蒸気タービン（３１）を出た水は、循環水として再度ボイラ設備（２６）に供給され、循環を形成する。 Moreover, the circulating water supplied to the boiler facility (26) becomes steam by heat exchange with the reformed gas. The generated steam is stored in the steam reservoir (30) and then used to drive the steam turbine (31). The water exiting the steam turbine (31) is supplied again to the boiler facility (26) as circulating water to form a circulation.
また、蒸気だめ（３０）に貯められた水蒸気は、一部、改質反応のために改質炉（２５）およびガス化炉（２４）に供給される。 The steam stored in the steam sump (30) is partially supplied to the reforming furnace (25) and the gasification furnace (24) for the reforming reaction.
本発明において処理対象となるバイオマス資源（１）としては、例えば、家庭やオフィスからの一般廃棄物、産業廃棄物、汚泥、木質バイオマスなどが挙げられる。 Examples of the biomass resource (1) to be treated in the present invention include general waste from households and offices, industrial waste, sludge, and woody biomass.
ガス化炉（２４）は、流動床式ガス化炉等の従来からガス化に用いられるような好適なガス化炉であればよい。ガス化炉（２４）内には、バイオマス資源の部分酸化を行うのに必要な所定量の空気または酸素が導入され、これにより５００〜６００℃の加熱状態となる。これにより、ガス化炉（２４）内のバイオマス資源は、熱分解またはガス化され、熱分解ガスおよび改質性のガス（水素、一酸化炭素）が生じる。また、ガス化炉（２４）内の熱分解によりタール、チャー等の含炭素非ガス成分も生成し、熱分解性および改質性のガスに含まれることになる。 The gasification furnace (24) may be any suitable gasification furnace conventionally used for gasification, such as a fluidized bed gasification furnace. A predetermined amount of air or oxygen necessary for partial oxidation of biomass resources is introduced into the gasification furnace (24), and thereby a heating state of 500 to 600 ° C is obtained. As a result, the biomass resources in the gasification furnace (24) are pyrolyzed or gasified to generate pyrolysis gas and reformable gas (hydrogen, carbon monoxide). In addition, carbon-containing non-gas components such as tar and char are also generated by thermal decomposition in the gasification furnace (24), and are included in the thermally decomposable and reformable gas.
処理対象となるバイオマス資源（２２）は、例えば、破砕機（２３）により破砕された後にガス化炉（２４）に投入されるが、バイオマス資源（１）が当初より破砕を必要としないサイズである場合には、破砕機（２３）により破砕を行わずにガス化炉（２４）に投入するようにしてもよい。 The biomass resource (22) to be treated is, for example, crushed by the crusher (23) and then put into the gasification furnace (24), but the biomass resource (1) has a size that does not require crushing from the beginning. In some cases, the gasifier (24) may be charged without being crushed by the crusher (23).
改質炉（２５）は、従来から改質に用いられるような改質炉であればよい。改質炉には、ガス化炉（２４）において生じた熱分解ガスが、排ガス流路（図示せず）を介して導かれる。 The reforming furnace (25) may be any reforming furnace conventionally used for reforming. Pyrolysis gas generated in the gasification furnace (24) is guided to the reforming furnace through an exhaust gas passage (not shown).
改質炉（２５）には、従来のシステムと同様に、含炭素非ガス成分を改質するために、水および／またはボイラ設備（２６）で発生した蒸気が供給されると共に、熱分解ガス成分および含炭素非ガス成分を部分燃焼させるために、酸素および／または空気が供給される。 Similarly to the conventional system, the reforming furnace (25) is supplied with water and / or steam generated in the boiler facility (26) in order to reform the carbon-containing non-gas component, and also pyrolysis gas. Oxygen and / or air are supplied to partially burn the components and carbon-containing non-gas components.
さらに、改質炉（２５）に、供給される水および／または水蒸気に、過酸化水素水等を供給することにより、従来のシステムより低温である７００〜１１００℃、さらに好ましくは７００〜１０００℃で、タール、チャー等の含炭素非ガス成分を改質反応させることができる。なお、過酸化水素は少量ずつ継続して改質炉内に吹き込むことが好ましい。 Furthermore, by supplying hydrogen peroxide water or the like to the water and / or steam supplied to the reforming furnace (25), the temperature is 700 to 1100 ° C., more preferably 700 to 1000 ° C., which is lower than the conventional system. Thus, a carbon-containing non-gas component such as tar or char can be subjected to a reforming reaction. It is preferable that hydrogen peroxide is continuously blown into the reforming furnace little by little.
改質炉（２５）では、水および／または水蒸気を供給することにより、水蒸気改質反応：
ＣｍＨｎ ＋ ｎＨ２Ｏ → ｎＣＯ ＋ （ｍ／２＋ｎ）Ｈ２
および水性ガスシフト反応：
ＣＯ ＋ Ｈ２Ｏ → ＣＯ２ ＋ Ｈ２
の反応が生じており、これらの反応により、ＣＯ、Ｈ２およびＣＯ２が生成する。
In the reforming furnace (25), steam reforming reaction is performed by supplying water and / or steam:
C m H n + nH 2 O → nCO + (m / 2 + n)
And water gas shift reaction:
CO + H 2 O → CO 2 + H 2
These reactions produce CO, H 2 and CO 2 .
水蒸気は、後述するボイラ設備（２６）にて発生した蒸気を分岐させて供給することが好ましい。ボイラ設備（２６）で発生する蒸気は４００〜５４０℃程度であり、当該蒸気を改質炉（２５）内に吹き込むことで改質炉（２５）内の温度があまり下げることがない。 The steam is preferably supplied by branching steam generated in a boiler facility (26) described later. The steam generated in the boiler facility (26) is about 400 to 540 ° C., and the temperature in the reforming furnace (25) is not lowered so much by blowing the steam into the reforming furnace (25).
ボイラ設備（２６）は、改質炉（２５）から排出される改質ガスの排熱を熱回収して、水蒸気を発生させる。ボイラ設備（２６）にて発生させた水蒸気は、ガス化炉（２４）及び／または改質炉（２５）に供給してもよい。 The boiler facility (26) recovers exhaust heat of the reformed gas discharged from the reforming furnace (25) to generate steam. The steam generated in the boiler facility (26) may be supplied to the gasification furnace (24) and / or the reforming furnace (25).
排ガス処理設備（２７）として、本実施形態では、湿式集塵機が用いられる。このような湿式集塵機は、改質ガスに含まれている酸性ガス、タールや煤などを水洗により除去するようになっている。湿式集塵機としては、湿式洗煙塔や湿式電気集塵機を用いることができ、湿式電気集塵機では、改質ガスに含まれる酸性ガス、タール、チャー（煤）等をミストで覆い、電極を通すことによりこの微粒子をマイナスに帯電させ、プラス極に帯電させた集塵極で捕集する。湿式電気集塵機には、補給水が供給され、改質ガス中の残留含炭素非ガス成分は、補給水による水洗により除かれ、排水中の成分として湿式電気集塵機から排出される。 In this embodiment, a wet dust collector is used as the exhaust gas treatment facility (27). Such a wet dust collector is adapted to remove acid gas, tar, soot and the like contained in the reformed gas by washing with water. As the wet dust collector, a wet smoke tower or a wet electrostatic dust collector can be used. In the wet electrostatic dust collector, acid gas, tar, char (soot), etc. contained in the reformed gas are covered with mist and passed through the electrode. These fine particles are negatively charged and collected by a dust collecting electrode charged to a positive electrode. The wet electric dust collector is supplied with make-up water, and the residual carbon-containing non-gas component in the reformed gas is removed by washing with the make-up water and discharged from the wet electric dust collector as a component in the waste water.
湿式電気集塵機から排出された排水は、固液分離手段に通される。固液分離手段は、例えば沈殿槽を備えており、タールを多く含む上澄み液と、水やチャーを含む沈殿液に分離される。タールを多く含む上澄み液は改質炉に供給されて、水は改質剤として、タールおよびチャーは被改質対象として再び利用される。さらに、沈殿槽に沈殿したチャーを多く含む沈殿物を前記の上澄み液に添加することも可能である。その他の沈殿槽中の水溶液は排水処理工程に送られる。 Waste water discharged from the wet type electrostatic precipitator is passed through solid-liquid separation means. The solid-liquid separation means includes, for example, a precipitation tank, and is separated into a supernatant liquid containing a large amount of tar and a precipitation liquid containing water and char. The supernatant liquid containing a large amount of tar is supplied to the reforming furnace, water is used again as a reforming agent, and tar and char are used again as reforming targets. Furthermore, it is possible to add a precipitate containing a large amount of char precipitated in the settling tank to the supernatant. The aqueous solution in other precipitation tanks is sent to the waste water treatment process.
ガスエンジン（２８）には、図示しない発電機が取り付けられ、ガスエンジン（２８）で改質ガスを燃焼させて、発電機を駆動させて発電するようになっている。なお、図１には図示していないが、ガスエンジン（２８）の後段にボイラを設置して、ガスエンジン（２８）からの排ガスの排熱から水蒸気を発生させて、この水蒸気に過酸化水素水等を添加した後にこれを改質炉（２５）内に供給するようにしてもよい。 A generator (not shown) is attached to the gas engine (28), the reformed gas is burned by the gas engine (28), and the generator is driven to generate power. Although not shown in FIG. 1, a boiler is installed at the rear stage of the gas engine (28) to generate water vapor from the exhaust heat of the exhaust gas from the gas engine (28). After adding water or the like, it may be supplied into the reforming furnace (25).
次に、湿式電気集塵機を用いた場合の排水循環プロセスの収支例について以下に説明する。 Next, an example of the balance of the drainage circulation process when using a wet electric dust collector will be described below.
ガス化炉（２４）でのごみの処理量を１００ｔ／ｄとしたときの従来のプロセスの収支例を図２に示し、湿式電気集塵機を用いる本実施形態の収支例を図３に示す。 FIG. 2 shows an example of the balance of the conventional process when the amount of waste treated in the gasifier (24) is 100 t / d, and FIG. 3 shows an example of the balance of this embodiment using a wet electrostatic precipitator.
本実施形態のように、湿式電気集塵機で得た排水を改質炉に供給するプロセスでは、湿式電気集塵機で回収したタール、チャー等の含炭素非ガス成分を固液分離槽で分離し、上澄みに溜まったタールと水を改質炉（２４）に供給することとした。 As in this embodiment, in the process of supplying wastewater obtained by the wet electrostatic precipitator to the reforming furnace, carbon-containing non-gas components such as tar and char recovered by the wet electrostatic precipitator are separated in a solid-liquid separation tank, and the supernatant The tar and water collected in the reactor were supplied to the reforming furnace (24).
なお、このとき固液分離槽に溜まった沈殿には、チャーや灰分、処理で用いた試薬等が溜まっており、これらは後の排水処理の過程で回収される。 At this time, the sediment accumulated in the solid-liquid separation tank contains char, ash, reagents used in the treatment, and the like, and these are recovered in the process of the subsequent wastewater treatment.
従来プロセスでは、排水処理系統への排水量が２９５１ｋｇ／ｈであったのに対して、本実施形態のプロセスでは２６０３ｋｇ／ｈとなり、約１２％程度排水処理量を低減させることができた。また、タールの発熱量を３２ｋＪ／ｇとすると、従来系外に排出されていた１５ｋｇ／ｈのタールは、４８０００ｋＪ／ｈの熱量を持っており、これを改質炉に供給することでエネルギーロスを低減させることができる。 In the conventional process, the amount of wastewater to the wastewater treatment system was 2951 kg / h, whereas in the process of this embodiment, it became 2603 kg / h, and the wastewater treatment amount could be reduced by about 12%. Also, if the calorific value of tar is 32 kJ / g, the 15 kg / h tar discharged outside the conventional system has a calorific value of 48000 kJ / h, and energy loss is achieved by supplying this to the reforming furnace. Can be reduced.
２１ ガス化処理システム
２２ バイオマス資源
２３ 破砕機
２４ ガス化炉
２５ 改質炉
２６ ボイラ設備
２７ 排ガス処理設備
２８ ガスエンジン
２９ 煙突
３０ 蒸気だめ
３１ 蒸気タービン
21
Claims (3)
該熱分解ガス中に含まれる含炭素非ガス成分を改質する改質炉と、
該改質炉から排出される改質ガスの熱を回収して蒸気を発生させるボイラ設備と、
前記ボイラ設備から排出される排ガスを処理するための排ガス処理設備と
を有するガス化処理システムであって、
該排ガス処理設備は、水洗を利用する湿式集塵機であり、該水洗により回収された含炭素非ガス成分が、該改質炉に供給されるようになっていることを特徴とするガス化処理システム。 A gasification furnace for pyrolyzing and gasifying biomass resources to generate pyrolysis gas;
A reforming furnace for reforming a carbon-containing non-gas component contained in the pyrolysis gas;
Boiler equipment for recovering heat of the reformed gas discharged from the reforming furnace and generating steam;
A gasification processing system having an exhaust gas treatment facility for treating exhaust gas discharged from the boiler facility,
The exhaust gas treatment facility is a wet dust collector using water washing, and a carbonized non-gas component recovered by the water washing is supplied to the reforming furnace. .
前記湿式集塵機による水洗により発生した排水が前記改質炉に供給される、請求項１に記載のガス化処理システム。 The carbon-containing non-gas component is tar and / or char,
The gasification processing system of Claim 1 with which the waste_water | drain generated by the water washing by the said wet dust collector is supplied to the said reforming furnace.
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