JP2018135463A - Gasification apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gasification apparatus capable of preventing a deposition amount of carbide in a gasification furnace from being excessive.SOLUTION: The gasification apparatus thermally decomposes a biomass as a raw material, partially combusts a thermal decomposition product produced by the thermal decomposition, and reduces carbide remaining after the thermal decomposition and the partial combustion. This gasification apparatus comprises a vessel-shaped cylinder part 14, a raw material feed device (raw material feed part) 3, a first discharge port 19, and a second discharge port 43. A bottom wall of the cylinder part 14 is arranged close to a bottom wall of a gasification furnace 2 in an inside of the gasification furnace 2, and the cylinder part 14 is disposed in a state in which a side wall thereof extends upward from a bottom wall side of the gasification furnace 2 and in which an upper face thereof is opened. The biomass is introduced into an inside of the cylinder part 14 by the raw material feed device 3. The first discharge port 19 makes it possible to discharge carbide from an inside of the cylinder part 14 to an outside thereof. The second discharge port 43 makes it possible to discharge the carbide from an outside of the cylinder part 14 in an inside of the gasification furnace 2 to the outside of the gasification furnace 2.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、原料を熱処理してガスを発生させるガス化炉を備えるガス化装置に関する。   The present invention relates to a gasifier including a gasification furnace that generates a gas by heat-treating a raw material.

従来から、原料（典型的には、バイオマス）をガス化するガス化装置が知られている。このようなガス化装置は、例えば特許文献１に記載されている。   Conventionally, gasifiers that gasify raw materials (typically biomass) are known. Such a gasifier is described in Patent Document 1, for example.

特許文献１には流動床式と呼ばれるガス化装置の構成が開示されているが、それとは異なる方式として、炉構造が簡単で、一般的にタールの発生が少ないと言われている固定床ダウンドラフト式ガス化装置が知られている。   Patent Document 1 discloses a configuration of a gasifier called a fluidized bed type, but as a different system, a fixed bed down is said to have a simple furnace structure and generally generate less tar. Draft gasifiers are known.

固定床ダウンドラフト式ガス化装置において、ガス化炉に投入された原料としてのバイオマスは、熱分解、酸化、還元の順に反応し、その過程でガスが発生する。これらの反応の過程で生成される炭化物（チャー）はガス化炉の下部に堆積するが、ある程度の時間が経過すると、堆積しているチャーは排出装置によってガス化炉の外部に排出される。   In a fixed-bed downdraft gasifier, biomass as a raw material charged into a gasifier reacts in the order of pyrolysis, oxidation, and reduction, and gas is generated in the process. Carbide (char) generated in the course of these reactions is deposited in the lower part of the gasification furnace, but after a certain amount of time has elapsed, the deposited char is discharged out of the gasification furnace by the discharge device.

上記のようなガス化装置において、近年、チャーがガス化炉の下部に滞留する時間が長過ぎると不要な物質が生成されてしまうおそれがあることが問題視されている。その反面、ガスの発生にチャーも寄与していることから、チャーがガス化炉の下部に滞留する時間が短過ぎると、ガス化効率が低下してしまうことが懸念される。従って、チャーがガス化炉の下部に滞留する時間は適正な長さに調整されることが望ましく、そのためには少なくともガス化炉におけるチャーの堆積量が過剰にならないようにすることが必要と考えられる。   In the gasification apparatus as described above, in recent years, it has been regarded as a problem that unnecessary substances may be generated if the time for the char to stay in the lower part of the gasification furnace is too long. On the other hand, since char also contributes to the generation of gas, there is a concern that the gasification efficiency is lowered if the time during which the char stays in the lower part of the gasification furnace is too short. Therefore, it is desirable that the time for the char to stay in the lower part of the gasification furnace is adjusted to an appropriate length, and for that purpose, it is necessary to at least prevent the amount of char deposited in the gasification furnace from becoming excessive. It is done.

ガス化炉内のチャーの堆積量が過剰にならないようにするため、例えば特許文献２に記載のように、ガス化炉の所望の高さの位置にレベルセンサを設け、レベルセンサの検出結果を監視しながら、バイオマスの投入量を調整したり、排出装置によるチャーの抜出し量を調整したりすることが考えられる。しかしながら、チャーの堆積量は、バイオマスの種類・状態、ガス化炉内の温度等の様々な因子の影響を受けて変動するため、制御が複雑となり、改善の余地があった。   In order to prevent the accumulation amount of char in the gasification furnace from becoming excessive, a level sensor is provided at a desired height position of the gasification furnace as described in Patent Document 2, for example, and the detection result of the level sensor is displayed. While monitoring, it is conceivable to adjust the input amount of biomass or adjust the extraction amount of char by the discharge device. However, the amount of char deposited fluctuates under the influence of various factors such as the type and state of biomass and the temperature in the gasifier, so that the control becomes complicated and there is room for improvement.

特開２００７−１６３１３２号公報JP 2007-163132 A 特開２０１６−１２１２５２号公報JP 2016-121252 A

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、ガス化炉内のチャーの堆積量が過剰にならないようにすることにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to prevent an excessive amount of char from being deposited in the gasification furnace.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

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とその効果を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.

本発明の観点によれば、以下の構成のガス化装置が提供される。即ち、このガス化装置は、ガス化炉と、容器状の筒部と、原料供給部と、第１排出口と、第２排出口と、を備える。前記ガス化炉は、原料を熱処理してガスを発生させ、その過程で生成される炭化物が堆積する。前記筒部は、前記ガス化炉の内部において、その底壁が当該ガス化炉の底壁の近傍に配置され、その側壁が当該ガス化炉の底壁側から上方に延び、その上面が開放した状態で設けられる。前記原料供給部は、前記筒部の内側に向かって原料を投入する。前記第１排出口は、前記筒部の内側から外側に向かって前記炭化物を排出可能とする。前記第２排出口は、前記ガス化炉の内部における前記筒部の外側から、前記ガス化炉の外部に向かって、前記炭化物を排出可能とする。   According to the viewpoint of this invention, the gasifier of the following structures is provided. That is, this gasification apparatus includes a gasification furnace, a container-like cylinder portion, a raw material supply portion, a first discharge port, and a second discharge port. The gasification furnace generates a gas by heat-treating a raw material, and carbides generated in the process are deposited. The cylindrical portion has a bottom wall disposed in the vicinity of the bottom wall of the gasifier, the side wall extends upward from the bottom wall side of the gasifier, and the top surface is open. Provided. The raw material supply unit inputs the raw material toward the inside of the cylindrical portion. The first discharge port can discharge the carbide from the inside to the outside of the cylindrical portion. The second discharge port can discharge the carbide from the outside of the cylindrical portion inside the gasification furnace toward the outside of the gasification furnace.

これにより、ガス化炉に原料としてバイオマスを投入して、熱分解、酸化、還元によってガスを発生させるとき、バイオマスは筒部の内側に向かって投入されるため、原則として、炭化物は筒部の内側に堆積し、第１排出口を経由してガス化炉の外部に排出される。しかしながら、筒部内での炭化物の堆積量がある程度大きくなると、炭化物は筒部の内側から溢れて筒部の外側に出て、第２排出口からガス化炉の外部に排出される。よって、バイオマスの投入量や排出口からの炭化物の排出量を精密に制御しなくても、炭化物の堆積量が過大になることを抑制することができる。この結果、炭化物の滞留時間が長くなり過ぎて不要な物質が生成されてしまうことを、簡単な構成で抑制することができる。   As a result, when biomass is introduced as a raw material into a gasifier and gas is generated by pyrolysis, oxidation, and reduction, biomass is introduced toward the inside of the cylinder part. It accumulates inside and is discharged to the outside of the gasifier through the first discharge port. However, when the amount of carbide deposited in the cylinder portion increases to some extent, the carbide overflows from the inside of the cylinder portion, exits to the outside of the cylinder portion, and is discharged from the second outlet to the outside of the gasification furnace. Therefore, it is possible to prevent an excessive amount of carbide from being deposited without precisely controlling the amount of biomass input and the amount of carbide discharged from the outlet. As a result, it can be suppressed with a simple configuration that the residence time of the carbide is too long and unnecessary substances are generated.

前記のガス化装置においては、前記筒部の内側の底部には、多角錘状の撹拌部材がその頂点を上方に向けて回転可能に備えられることが好ましい。   In the gasifier described above, it is preferable that a polygonal pyramid-shaped stirring member is provided at the bottom portion inside the cylindrical portion so as to be rotatable with its apex upward.

この構成で、多角錐状の撹拌部材が回転することで、筒部の内側において、底部付近では中心部から外側へ向かった後、筒部の内壁に沿って上昇し、上面付近で中心部へ向かった後に下降する炭化物の流れが生じる。この上下方向の循環により、炭化物が筒部の内側にある程度の時間滞留することが促進されるため、炭化物の滞留時間が短くなり過ぎることを抑制し、炭化物の十分なガス化を行うことが可能となる。   With this configuration, the polygonal pyramid-shaped agitating member rotates, so that the inside of the cylinder part is directed from the center to the outside near the bottom, then rises along the inner wall of the cylinder, and reaches the center near the upper surface. There is a flow of carbide that descends after heading. This vertical circulation promotes that the carbide stays inside the cylinder for a certain amount of time, so it is possible to suppress the residence time of the carbide from becoming too short and to sufficiently gasify the carbide. It becomes.

前記のガス化装置においては、前記第２排出口には、前記ガス化炉の内部の気密性を保つための気密部材が設けられることが好ましい。   In the gasification apparatus, it is preferable that an airtight member for maintaining airtightness inside the gasification furnace is provided at the second discharge port.

これにより、第２排出口からガス化炉の内部に空気が侵入することを防止することができ、堆積した炭化物が直接的に空気に晒されて高温で燃焼されてしまうことを防止することができる。   As a result, air can be prevented from entering the gasification furnace from the second outlet, and the deposited carbide can be prevented from being directly exposed to air and combusted at a high temperature. it can.

本発明の一実施形態に係るガス化装置の全体的な構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the whole structure of the gasification apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. ガス化装置に備えられるガス化炉及びそれに関連する構成を説明する側面模式図。The side surface schematic diagram explaining the gasification furnace with which a gasification apparatus is equipped, and the structure relevant to it. ガス化炉の内部、とりわけチャーが堆積する領域の周辺の構成を説明する平面断面模式図。The plane cross-sectional schematic diagram explaining the structure inside the inside of a gasification furnace, especially the area | region around the area | region where char accumulates.

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るガス化装置１の全体的な構成を示す模式図である。図２は、ガス化装置１に備えられるガス化炉２及びそれに関連する構成を説明する側面模式図である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a gasifier 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic side view illustrating the gasification furnace 2 provided in the gasification apparatus 1 and the configuration related thereto.

初めに、本実施形態に係るガス化装置１の全体的な構成について、図１を参照して説明する。   First, the overall configuration of the gasifier 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

本実施形態のガス化装置１は、例えば、籾殻等の農業残渣や木質系廃材等の生物由来の有機性資源（厳密には、化石燃料を除いた有機性資源。以下、「バイオマス」と称する場合がある。）を燃料（原料、ガス化対象物）としてガスを発生させて、当該ガスを用いて発電する、いわゆるバイオマス発電プラントである。図１に示すように、本実施形態のガス化装置１は、ガス化炉２、原料供給装置（原料供給部）３、チャー排出装置４、バグフィルタ５、ガス冷却装置６、洗浄装置７、誘引ブロワ８、制御装置９、コージェネレーションシステム１０、及び余剰ガス燃焼装置１１等を備える。   The gasification apparatus 1 of this embodiment is, for example, organic resources derived from organisms such as agricultural residues such as rice husks and wood-based waste materials (strictly speaking, organic resources excluding fossil fuels. Hereinafter referred to as “biomass”). This is a so-called biomass power generation plant that generates gas using fuel (raw material, gasification target) and generates electric power using the gas. As shown in FIG. 1, the gasifier 1 of the present embodiment includes a gasification furnace 2, a raw material supply device (raw material supply unit) 3, a char discharge device 4, a bag filter 5, a gas cooling device 6, a cleaning device 7, An induction blower 8, a control device 9, a cogeneration system 10, and a surplus gas combustion device 11 are provided.

図２に示すガス化炉２は、バイオマスのガス化の主要な反応が行われる炉である。本実施形態のガス化炉２は、いわゆる固定床式炉である。図２に示すように、ガス化炉２の上下方向中途部には、ガス化炉２の内部に酸化剤としての空気又は酸素を供給するための酸化剤供給口１３が設けられる。   A gasification furnace 2 shown in FIG. 2 is a furnace in which a main reaction of biomass gasification is performed. The gasification furnace 2 of the present embodiment is a so-called fixed bed furnace. As shown in FIG. 2, an oxidant supply port 13 for supplying air or oxygen as an oxidant to the inside of the gasification furnace 2 is provided in the middle of the gasification furnace 2 in the vertical direction.

図２に模式的に示すように、ガス化炉２の内部には、バイオマスの熱分解及び酸化（部分燃焼）が行われる領域が形成されている。また、ガス化炉２の内部の、部分燃焼が行われる領域よりも下方には、熱分解及び部分燃焼の後に残ったチャー（炭化物）が堆積するチャー堆積領域が形成される。酸化剤供給口１３は、ガス化炉２の炉高方向の上記部分燃焼が行われる領域に対応する位置に、当該ガス化炉２の内部と外部とを連通するように孔状に設けられる。   As schematically shown in FIG. 2, a region where pyrolysis and oxidation (partial combustion) of biomass is performed is formed inside the gasification furnace 2. In addition, a char deposition region in which char (carbide) remaining after pyrolysis and partial combustion is deposited is formed below the region where partial combustion is performed inside the gasification furnace 2. The oxidant supply port 13 is provided in a hole shape at a position corresponding to the region where the partial combustion in the furnace height direction of the gasification furnace 2 is performed so as to communicate the inside and the outside of the gasification furnace 2.

原料供給装置３は、ガス化炉２の上端部から内部にバイオマスを供給するものである。本実施形態の原料供給装置３は、図略のホッパ、スクリュー３２、及びモータ３３等を備えている。前記ホッパは、バイオマスを投入する容器である。スクリュー３２は、このホッパの底部に回転可能に取り付けられる。モータ３３は、スクリュー３２を回転駆動する。本実施形態では、このモータ３３の回転速度を例えばインバータ制御によって変化させることにより、バイオマスが所望の供給速度でガス化炉２に供給される。原料供給装置３からのバイオマスは、ガス化炉２内の、第１排出口１９を有する筒部１４の内側に向かって投入されるようになっている。筒部１４の構成については、後で詳しく説明する。   The raw material supply device 3 supplies biomass from the upper end of the gasification furnace 2 to the inside. The raw material supply apparatus 3 of this embodiment includes a hopper, a screw 32, a motor 33, and the like (not shown). The hopper is a container into which biomass is charged. The screw 32 is rotatably attached to the bottom of the hopper. The motor 33 drives the screw 32 to rotate. In this embodiment, biomass is supplied to the gasification furnace 2 at a desired supply speed by changing the rotation speed of the motor 33 by, for example, inverter control. Biomass from the raw material supply device 3 is introduced toward the inside of the cylindrical portion 14 having the first discharge port 19 in the gasification furnace 2. The configuration of the cylindrical portion 14 will be described in detail later.

チャー排出装置４は、ガス化炉２の底部から、ガス化炉２の外部に向かってチャーを排出する（抜き出す）ものである。厳密には、チャー排出装置４は、ガス化炉２の底部のうち筒部１４の外側の部分から、ガス化炉２の外部に向かってチャーを排出する。具体的には、本実施形態のチャー排出装置４は、ガス化炉２の底壁から当該ガス化炉２の外部に向かってチャーを抜き出す。本実施形態のチャー排出装置４は、ガス化炉２の外部に向かってチャーを排出可能とする第２排出口４３と、当該第２排出口４３の下流側に設けられるロータリバルブ（気密部材）４１と、スクリューコンベア４２と、を備えて構成される。   The char discharge device 4 discharges (extracts) char from the bottom of the gasification furnace 2 toward the outside of the gasification furnace 2. Strictly speaking, the char discharging device 4 discharges the char from the portion outside the cylindrical portion 14 in the bottom of the gasifying furnace 2 toward the outside of the gasifying furnace 2. Specifically, the char discharge device 4 of the present embodiment extracts the char from the bottom wall of the gasification furnace 2 toward the outside of the gasification furnace 2. The char discharge device 4 of the present embodiment includes a second discharge port 43 that can discharge char toward the outside of the gasification furnace 2, and a rotary valve (airtight member) provided on the downstream side of the second discharge port 43. 41 and a screw conveyor 42.

第２排出口４３は、ガス化炉２内の底部に設けられる孔である。厳密には、第２排出口４３は、ガス化炉２の底部のうち筒部１４の外側に配置される底壁に設けられている。第２排出口４３は、ガス化炉２の内部と外部とを接続する。当該第２排出口４３には、チャー堆積領域から抜き出したチャーをスクリューコンベア４２に案内するための通路が接続される。   The second discharge port 43 is a hole provided at the bottom of the gasification furnace 2. Strictly speaking, the second discharge port 43 is provided on the bottom wall of the bottom portion of the gasification furnace 2 that is disposed outside the cylindrical portion 14. The second discharge port 43 connects the inside and the outside of the gasification furnace 2. A passage for guiding the char extracted from the char accumulation region to the screw conveyor 42 is connected to the second discharge port 43.

ロータリバルブ４１は、ガス化炉２を気密状態に保持するための部材である。また、ロータリバルブ４１は、ガス化炉２から抜き出したチャーが当該ガス化炉２内に逆流することを防止するための逆止弁としての機能を有している。ロータリバルブ４１は、回転することにより、第２排出口４３から抜き出されたチャーを下方のスクリューコンベア４２へと供給する。スクリューコンベア４２は、その回転速度が変更されることにより、抜き出されたチャーをガス化炉２の外部の所定の場所へと所望の速度で搬送する。   The rotary valve 41 is a member for holding the gasification furnace 2 in an airtight state. Further, the rotary valve 41 has a function as a check valve for preventing the char extracted from the gasification furnace 2 from flowing back into the gasification furnace 2. The rotary valve 41 rotates to supply the char extracted from the second discharge port 43 to the screw conveyor 42 below. The screw conveyor 42 changes the rotation speed thereof, and conveys the extracted char to a predetermined location outside the gasification furnace 2 at a desired speed.

ガス化炉２内のチャー堆積領域よりも上方の領域では、原料供給装置３から供給されたバイオマス（原料、ガス化対象物）が乾燥される。乾燥されたバイオマスは、その後、２００〜６００℃程度の温度で無酸素状態において熱分解される。これにより、バイオマスの約５０〜９０％がガス（ＣＯ、Ｈ2、ＣＨ4、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ）及びタール等のガス状物質に、残りの約１０〜５０％がチャーと呼ばれる固定炭素に転換される。なお、転換の割合は、炉内での加熱速度、バイオマスの種類・粒径等の影響を受けて変動する。熱分解で生成した熱分解生成物質は、酸化剤供給口１３から供給された空気又は酸素によって、酸化（部分燃焼）される。この部分燃焼により発生する熱は、上記の熱分解での熱源として利用される。部分燃焼の後に残ったチャーは、部分燃焼が行われる領域よりも下方のチャー堆積領域に堆積される。 In the region above the char deposition region in the gasification furnace 2, the biomass (raw material, gasification target) supplied from the raw material supply device 3 is dried. The dried biomass is then pyrolyzed in an oxygen-free state at a temperature of about 200 to 600 ° C. Thus, about 50-90% gas (CO, H 2, CH 4 , CO 2, H 2 O) of biomass and gaseous substances such as tar, fixed carbon which about 10-50% remaining called char Converted to The rate of conversion varies depending on the heating rate in the furnace, the type and particle size of biomass, and the like. The pyrolysis product generated by pyrolysis is oxidized (partial combustion) by air or oxygen supplied from the oxidant supply port 13. The heat generated by this partial combustion is used as a heat source in the above pyrolysis. The char remaining after the partial combustion is deposited in the char deposition region below the region where the partial combustion is performed.

ガス化炉２内のチャー堆積領域では、部分燃焼のときよりも概ね低い温度（例えば、７００〜１０００℃）においてチャーによる還元反応（吸着反応）が行われ、これによりチャーが蒸し焼き状態とされてガス化が行われる。このチャー堆積領域でのチャーによるガス化（還元）では、主に以下の反応が行われ、ＣＯとＨ2が生成する。
Ｃ＋ＣＯ2→２ＣＯ
Ｃ＋Ｈ2Ｏ→Ｈ2＋ＣＯ In the char deposition region in the gasification furnace 2, a reduction reaction (adsorption reaction) with char is performed at a temperature (for example, 700 to 1000 ° C.) that is generally lower than that during partial combustion. Gasification is performed. In gasification (reduction) by char in the char deposition region, the following reaction is mainly performed, and CO and H 2 are generated.
C + CO 2 → 2CO
C + H 2 O → H 2 + CO

ガス化炉２で生成されたガスは、図１に示すように、配管等により構成されるガス経路を通ってコージェネレーションシステム１０及び余剰ガス燃焼装置１１に供給される。このガス経路のガス化炉２とコージェネレーションシステム１０（余剰ガス燃焼装置１１）との間の中途部には、上流側から下流側に向かって、バグフィルタ５、ガス冷却装置６、洗浄装置７、及び誘引ブロワ８がこの順に配置されている。   As shown in FIG. 1, the gas generated in the gasification furnace 2 is supplied to the cogeneration system 10 and the surplus gas combustion device 11 through a gas path constituted by piping and the like. In the middle part between the gasification furnace 2 and the cogeneration system 10 (surplus gas combustion device 11) in this gas path, the bag filter 5, the gas cooling device 6, and the cleaning device 7 from the upstream side toward the downstream side. And the attraction blower 8 are arranged in this order.

バグフィルタ５は、ガス化炉２から流れてきたガスに含まれる煤等の炭素の微粒子や、塵等を除去するものである。バグフィルタ５は、例えば遠心分離等の手法を用いて、ガスをバグフィルタ５のフィルタに通し、煤や塵等をこのフィルタで捕捉する。   The bag filter 5 removes carbon fine particles such as soot and dust contained in the gas flowing from the gasification furnace 2. The bag filter 5 passes gas through the filter of the bag filter 5 using, for example, a method such as centrifugation, and traps soot and dust with this filter.

ガス冷却装置６は、バグフィルタ５を通過した後に流れてきたガスを冷却し、当該ガスの密度を高めるものである。ガス冷却装置６は、例えば熱交換等の手法を用いて、ガスを冷却する。具体的には、ガス冷却装置６は、例えば冷却水が供給される熱交換器と、当該熱交換器の間に配管されるガス経路と、を備えている。熱交換器には冷却水として貯水槽からの水が供給され、冷却水とガスとの間で熱交換が行われる。   The gas cooling device 6 cools the gas that has flowed after passing through the bag filter 5 and increases the density of the gas. The gas cooling device 6 cools the gas by using a technique such as heat exchange. Specifically, the gas cooling device 6 includes, for example, a heat exchanger to which cooling water is supplied and a gas path that is piped between the heat exchangers. The heat exchanger is supplied with water from a water storage tank as cooling water, and heat is exchanged between the cooling water and the gas.

洗浄装置７は、ガス冷却装置６で冷却された後に流れてきたガスを洗浄してタール等を除去するものである。洗浄装置７は、例えば、ガス状のタールを凝縮する工程と、ガス・液体混合物を分離する工程と、液滴濾過を行う工程と、を含む物理的プロセスを行うことにより、タールを除去する。   The cleaning device 7 cleans the gas that has flowed after being cooled by the gas cooling device 6 to remove tar and the like. The cleaning device 7 removes the tar by performing a physical process including, for example, a step of condensing the gaseous tar, a step of separating the gas / liquid mixture, and a step of performing droplet filtration.

誘引ブロワ８は、負圧を発生させることにより、ガス化炉２からのガスをコージェネレーションシステム１０側に誘引するものである。誘引ブロワ８は、例えば誘引通風式の送風機により構成される。誘引ブロワ８の作用により、誘引ブロワ８よりも上流側のガス経路及びガス化炉２内では、負圧が生じている。   The induction blower 8 induces the gas from the gasification furnace 2 to the cogeneration system 10 side by generating a negative pressure. The induction blower 8 is configured by, for example, an induction draft fan. Due to the action of the induction blower 8, a negative pressure is generated in the gas path upstream of the induction blower 8 and in the gasification furnace 2.

コージェネレーションシステム１０は、ガスエンジン及び発電機等により構成されるものである。ガス化炉２で生成されたガスが、煤やタール等が除去されて密度が高められた後にガスエンジンに供給されて、当該ガスの熱エネルギーがガスエンジンにより回転運動に変換される。この回転運動が発電機に伝達されて、電気が発生する。またガスの熱エネルギーのうちの一部は、給湯等に用いられる。   The cogeneration system 10 includes a gas engine and a generator. The gas generated in the gasification furnace 2 is supplied to the gas engine after soot and tar are removed and the density is increased, and the thermal energy of the gas is converted into rotational motion by the gas engine. This rotational motion is transmitted to the generator to generate electricity. A part of the heat energy of the gas is used for hot water supply or the like.

誘引ブロワ８を通過した後のガスのうち、コージェネレーションシステム１０に供給されなかった余剰のガスは、余剰ガス燃焼装置１１に供給される。余剰ガス燃焼装置１１は、余剰のガスを焼却処理し、一酸化炭素を二酸化炭素に変換して無害化する。   Of the gas after passing through the induction blower 8, surplus gas that has not been supplied to the cogeneration system 10 is supplied to the surplus gas combustion device 11. The surplus gas combustion device 11 incinerates surplus gas, converts carbon monoxide into carbon dioxide, and renders it harmless.

制御装置９は、ガス化炉２、原料供給装置３、チャー排出装置４、バグフィルタ５、ガス冷却装置６、洗浄装置７、誘引ブロワ８、コージェネレーションシステム１０、及び余剰ガス燃焼装置１１等を制御するコンピュータである。制御装置９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵは各種プログラム等をＲＯＭから読み出して実行することができる。また、前記ＲＯＭには、ガス化装置１に適切にバイオマスのガス化を行わせるための適宜のプログラムが記憶されている。そして、上記したソフトウェアとハードウェアの協働により、ガス化装置１に適宜にバイオマスのガス化を行わせ、ガス中の煤やタールの除去、ガスの濃縮、コージェネレーションシステム１０及び余剰ガス燃焼装置１１へのガスの供給等を行わせることができる。   The control device 9 includes a gasification furnace 2, a raw material supply device 3, a char discharge device 4, a bag filter 5, a gas cooling device 6, a cleaning device 7, an induction blower 8, a cogeneration system 10, a surplus gas combustion device 11, and the like. A computer to control. The control device 9 is configured as a computer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and the CPU can read various programs from the ROM and execute them. The ROM stores an appropriate program for causing the gasifier 1 to appropriately gasify biomass. And by cooperation of above-mentioned software and hardware, the gasification apparatus 1 performs gasification of biomass suitably, the removal of the soot and tar in gas, the concentration of gas, the cogeneration system 10, and the surplus gas combustion apparatus 11 can be supplied with gas.

記憶部１２は、制御装置９が行う様々な制御に用いられる数値や、パラメータ等を記憶するメモリである。   The storage unit 12 is a memory that stores numerical values, parameters, and the like used for various controls performed by the control device 9.

上記のような構成のガス化装置１では、バイオマスを燃料としてガス化炉２内でガスが生成されて、このガスに含まれる煤やタールがガス経路の途中で取り除かれて、濃縮された後に当該ガスがコージェネレーションシステム１０に供給される。このガスの熱エネルギーにより電力を得ることができる。即ち、バイオマスを資源としたエネルギーが電力に変換されて取り出される。これにより、再生可能なエネルギー源としてのバイオマスを有効に利用することができる。   In the gasification apparatus 1 configured as described above, after biomass is generated in the gasification furnace 2 using biomass as fuel, soot and tar contained in the gas are removed in the middle of the gas path and concentrated. The gas is supplied to the cogeneration system 10. Electric power can be obtained by the thermal energy of the gas. That is, energy using biomass as a resource is converted into electric power and extracted. Thereby, biomass as a renewable energy source can be used effectively.

ところで、チャーがチャー堆積領域に滞留する時間が長過ぎると不要な物質が生成されてしまうことが、近年問題視されている。その反面、チャーがチャー堆積領域に滞留する時間が短過ぎると、チャーによる十分なガス化（還元）が行われず、ガス化効率が低下してしまうことも懸念される。従って、チャーがガス化炉２内のチャー堆積領域に適切な時間だけ滞留してから排出されることが望まれており、そのためには、少なくともガス化炉２内のチャー堆積領域のチャーの堆積量が過剰にならないようにすることが必要と考えられる。   By the way, in recent years, it has been regarded as a problem that an unnecessary substance is generated if the time during which char stays in the char deposition region is too long. On the other hand, if the time during which the char stays in the char deposition region is too short, sufficient gasification (reduction) by char is not performed, and there is a concern that the gasification efficiency may be reduced. Therefore, it is desired that the char stays in the char deposition region in the gasification furnace 2 for an appropriate period of time before being discharged, and for this purpose, at least char deposition in the char deposition region in the gasification furnace 2 is desired. It is considered necessary to prevent the amount from becoming excessive.

そこで、本実施形態のガス化装置１では、チャー堆積領域のチャーの堆積量が過剰になることを防止するための構成として、図２に示すように、筒部１４、第１排出口１９、及び第２排出口４３等を備えている。また、チャー堆積領域でのチャーの滞留時間を十分に確保するための構成の一部として、撹拌部材１５等を備えている。   Therefore, in the gasification apparatus 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, as a configuration for preventing an excessive amount of char from being accumulated in the char deposition region, a cylindrical portion 14, a first discharge port 19, And a second discharge port 43 and the like. In addition, a stirring member 15 and the like are provided as a part of a configuration for sufficiently securing the char residence time in the char deposition region.

以下では、チャー堆積領域のチャーの堆積量、及びチャーの滞留時間を調整するために、本実施形態のガス化装置１が備える特徴的な構成について、詳細に説明する。   Hereinafter, in order to adjust the amount of char deposited in the char deposition region and the residence time of the char, a characteristic configuration included in the gasifier 1 of the present embodiment will be described in detail.

筒部１４は、下端が閉塞し、上端が大きく開口することにより容器状に構成されている円筒状の部材である。即ち、筒部１４は、有底円筒状をなす。筒部１４の下端部の壁（底壁）は円板状とされており、ガス化炉２の底部の底壁の近傍に配置される。筒部１４の側壁（円筒状の側壁）は、その底壁の周縁部（ガス化炉２の底面側）から上方に向かって延びている。筒部１４の上端面は、その開口を原料供給装置３側に向けて配置される。筒部１４は、その側壁の上縁の複数箇所がそれぞれ吊上げ部材２１を介してガス化炉２の炉壁２ａに固定されることにより、ガス化炉２の（底壁）底面に対して若干上方に浮いた状態で設けられる。   The cylindrical portion 14 is a cylindrical member configured in a container shape with a lower end closed and a large upper end opened. That is, the cylinder portion 14 has a bottomed cylindrical shape. A wall (bottom wall) at the lower end of the cylindrical portion 14 has a disc shape, and is disposed in the vicinity of the bottom wall of the bottom of the gasification furnace 2. The side wall (cylindrical side wall) of the cylindrical portion 14 extends upward from the peripheral edge portion (the bottom surface side of the gasification furnace 2) of the bottom wall. The upper end surface of the cylindrical portion 14 is arranged with its opening facing the raw material supply device 3 side. The cylindrical portion 14 is slightly fixed with respect to the bottom surface of the gasification furnace 2 by fixing a plurality of locations on the upper edge of the side wall to the furnace wall 2 a of the gasification furnace 2 via the lifting members 21. It is provided in a state of floating upward.

筒部１４の底部には、筒部１４の内側から外側に向かってチャーを排出可能とする第１排出口１９が設けられる。本実施形態では、筒部１４の側壁の下端部に第１排出口１９が設けられている。第１排出口１９は、筒部１４の内側の空間と外側の空間とを連通するように孔状に形成される。ただし、第１排出口１９の開口面積は、筒部１４の上側の開放部分の開口面積と比較すると相当に小さくなっている。   A first discharge port 19 is provided at the bottom of the tube portion 14 so that char can be discharged from the inside to the outside of the tube portion 14. In the present embodiment, a first discharge port 19 is provided at the lower end portion of the side wall of the cylindrical portion 14. The 1st discharge port 19 is formed in hole shape so that the space inside the cylinder part 14 and space outside may be connected. However, the opening area of the first discharge port 19 is considerably smaller than the opening area of the open portion on the upper side of the cylindrical portion 14.

撹拌部材１５は筒部１４の内側において、その下端面の近傍に配置される。図２及び図３に示すように、本実施形態の撹拌部材１５は、多角錘状に形成されており、複数の稜線を有している。本実施形態では、撹拌部材１５は４角錐状に形成されており、４つの稜線を有する。撹拌部材１５は、実質的に多角錘状に形成されていればよい。撹拌部材１５の形状は、例えば、上面の面積が底面の面積よりも相当に小さい多角錘台状であってもよい。図３は、ガス化炉２の内部、とりわけチャーが堆積する領域の周辺の構成を説明する平面断面模式図である。   The stirring member 15 is disposed in the vicinity of the lower end surface of the cylindrical portion 14. As shown in FIG.2 and FIG.3, the stirring member 15 of this embodiment is formed in the shape of a polygonal pyramid, and has a some ridgeline. In this embodiment, the stirring member 15 is formed in a quadrangular pyramid shape and has four ridge lines. The stirring member 15 should just be formed in the shape of a polygonal pyramid substantially. The shape of the stirring member 15 may be, for example, a polygonal frustum shape in which the area of the upper surface is considerably smaller than the area of the bottom surface. FIG. 3 is a schematic plan cross-sectional view illustrating the configuration of the inside of the gasification furnace 2, particularly the periphery of the area where char is deposited.

本実施形態の撹拌部材１５は、その頂点を上方に向けた状態で、筒部１４の底部の中央部に配置される。図２に示すように、撹拌部材１５は、軸部材１６の上端部に固定される。   The stirring member 15 of the present embodiment is disposed at the center of the bottom of the cylindrical portion 14 with its apex facing upward. As shown in FIG. 2, the stirring member 15 is fixed to the upper end portion of the shaft member 16.

軸部材１６は、筒部１４の下端面の中央部、及びガス化炉２の底壁の中央部を貫通する長い軸状の部材である。軸部材１６は、筒部１４の底部及びガス化炉２の底壁に対して回転可能に設けられる。軸部材１６は、図示せぬモータ等の駆動源により回転駆動される。   The shaft member 16 is a long shaft-like member that penetrates the central portion of the lower end surface of the cylindrical portion 14 and the central portion of the bottom wall of the gasification furnace 2. The shaft member 16 is provided so as to be rotatable with respect to the bottom portion of the cylindrical portion 14 and the bottom wall of the gasification furnace 2. The shaft member 16 is rotationally driven by a drive source such as a motor (not shown).

内側撹拌羽根１７は、軸部材１６の軸線に対して放射状に設けられる羽根である。内側撹拌羽根１７は、筒部１４の内側に配置される。図２に示すように、本実施形態の内側撹拌羽根１７は、撹拌部材１５を介して、軸部材１６の上端部に固定される。内側撹拌羽根１７が軸部材１６の回転に伴って回転することにより、筒部１４の内側に堆積したチャーが筒部１４内で撹拌される。これにより、筒部１４の内側に堆積したチャーが、偏りのない状態で第１排出口１９に案内されて当該筒部１４の外側に排出される。   The inner stirring blade 17 is a blade provided radially with respect to the axis of the shaft member 16. The inner stirring blade 17 is disposed inside the cylindrical portion 14. As shown in FIG. 2, the inner stirring blade 17 of the present embodiment is fixed to the upper end portion of the shaft member 16 via the stirring member 15. As the inner stirring blade 17 rotates as the shaft member 16 rotates, the char accumulated inside the cylindrical portion 14 is stirred in the cylindrical portion 14. As a result, the char accumulated inside the cylindrical portion 14 is guided to the first discharge port 19 without being biased and discharged to the outside of the cylindrical portion 14.

外側撹拌羽根１８は、軸部材１６の軸線に対して放射状に設けられる羽根である。外側撹拌羽根１８は、筒部１４の外側に配置される。本実施形態の外側撹拌羽根１８は、筒部１４の下端面と、ガス化炉２の底壁と、の間のスペースに配置される。外側撹拌羽根１８は、軸部材１６の上下中途部に固定される。外側撹拌羽根１８が軸部材１６の回転に伴って回転することにより、筒部１４の外側に出たチャーがガス化炉２の炉壁２ａの内側で撹拌される。これにより、筒部１４の外側に出たチャーが、偏りのない状態で第２排出口４３に案内されて、ロータリバルブ４１へと供給される。ロータリバルブ４１に供給されたチャーは、当該ロータリバルブ４１が回転することにより、スクリューコンベア４２側に供給される。   The outer stirring blades 18 are blades provided radially with respect to the axis of the shaft member 16. The outer stirring blade 18 is disposed outside the cylindrical portion 14. The outer stirring blade 18 of the present embodiment is disposed in a space between the lower end surface of the cylindrical portion 14 and the bottom wall of the gasification furnace 2. The outer stirring blade 18 is fixed to the middle part of the shaft member 16 in the vertical direction. The outer stirring blade 18 rotates with the rotation of the shaft member 16, whereby the char that has come out of the cylindrical portion 14 is stirred inside the furnace wall 2 a of the gasification furnace 2. As a result, the char that has been exposed to the outside of the cylindrical portion 14 is guided to the second discharge port 43 without being biased and supplied to the rotary valve 41. The char supplied to the rotary valve 41 is supplied to the screw conveyor 42 side as the rotary valve 41 rotates.

このような構成により、ガス化装置１では、原料としてのバイオマスは、原料供給装置３から筒部１４の内側に向かって供給される。これにより、投入されたバイオマス及び当該バイオマスが熱分解・部分燃焼されることにより生成するチャーは、原則として、筒部１４の内側に堆積する。筒部１４の内側に溜まったチャーの大部分は、多角錐状の撹拌部材１５の回転により、筒部１４の底壁付近では撹拌部材１５の軸線から遠ざかった後、筒部１４の内壁に沿って上昇し、チャー堆積領域の上面付近で前記軸線へ近づいた後に下降するように流動する（図２の細線矢印を参照）。この上下方向の循環の過程で、チャーの少なくとも一部は、第１排出口１９を経由して筒部１４の外側に出た後、第２排出口４３を経由してガス化炉２の外部に排出される。   With such a configuration, in the gasifier 1, biomass as a raw material is supplied from the raw material supply device 3 toward the inside of the cylindrical portion 14. Thereby, the input biomass and the char generated by the thermal decomposition and partial combustion of the biomass are, as a rule, accumulated inside the cylindrical portion 14. Most of the char accumulated inside the cylindrical portion 14 moves away from the axis of the stirring member 15 in the vicinity of the bottom wall of the cylindrical portion 14 due to the rotation of the polygonal pyramid-shaped stirring member 15, and then along the inner wall of the cylindrical portion 14. And flows so as to descend after approaching the axis near the upper surface of the char deposition region (see thin line arrows in FIG. 2). In the course of this vertical circulation, at least a part of the char exits outside the cylindrical portion 14 via the first discharge port 19 and then passes through the second discharge port 43 to the outside of the gasifier 2. To be discharged.

また、筒部１４の内側に堆積するチャーの量が過剰となり、それ以上筒部１４の内側に堆積できなくなった場合（具体的には、例えば安息角を超えるほどの角度でチャーが円錐状に積み上がった場合）には、余剰のチャーは、少なくともその一部が、筒部１４の内側のチャー堆積領域において下方に沈み込み、その後上方に浮かび上がってくる挙動を示した後（図２の細線矢印を参照）、筒部１４の側壁の上縁を超えて当該筒部１４の外側に出る。言い換えれば、チャーの一部は、筒部１４の内側を循環した後、当該筒部１４の外側へとオーバーフローする。なお、ロータリバルブ４１及びスクリューコンベア４２は十分な速度で動作しているので、第１排出口１９から出た場合であっても、筒部１４からオーバーフローした場合であっても、チャーを速やかに第２排出口４３からガス化炉２の外部へ排出することができる。   In addition, when the amount of char accumulated inside the cylinder portion 14 becomes excessive and can no longer be accumulated inside the cylinder portion 14 (specifically, for example, the char has a conical shape at an angle exceeding the repose angle). 2), at least a part of the surplus char is sunk downward in the char accumulation region inside the cylindrical portion 14 and then rises upward (see FIG. 2). (See thin line arrow), and goes out of the cylinder part 14 beyond the upper edge of the side wall of the cylinder part 14. In other words, a part of the char circulates inside the cylinder part 14 and then overflows to the outside of the cylinder part 14. In addition, since the rotary valve 41 and the screw conveyor 42 are operating at a sufficient speed, the char can be quickly discharged regardless of whether the rotary valve 41 and the screw conveyor 42 are discharged from the first discharge port 19 or overflow from the cylindrical portion 14. The gas can be discharged from the second discharge port 43 to the outside of the gasification furnace 2.

即ち、チャーの堆積量が過剰になった場合には、その過剰分のチャーの殆どが、筒部１４の内側からオーバーフローして筒部１４の外側に出て落下し、第２排出口４３からガス化炉２の外部に短時間で排出される。よって、例えば原料供給装置３のスクリュー３２の動作速度や、チャー排出装置４のロータリバルブ４１及びスクリューコンベア４２の動作速度等を、従来のように精密に制御しなくても、チャーのチャー堆積領域への堆積量が過剰になってしまうことを抑制することができる。   That is, when the amount of accumulated char becomes excessive, most of the excess char overflows from the inside of the tube portion 14 and falls out of the tube portion 14 and falls from the second discharge port 43. It is discharged to the outside of the gasification furnace 2 in a short time. Therefore, for example, even if the operating speed of the screw 32 of the raw material supply device 3 and the operating speed of the rotary valve 41 and the screw conveyor 42 of the char discharging device 4 are not precisely controlled as in the prior art, the char char accumulation region It is possible to suppress the amount of deposition on the substrate from becoming excessive.

また、撹拌部材１５の回転によってチャーが流動することにより、チャーが筒部１４の内側にある程度の時間滞留することが促進される。言い換えれば、チャーがチャー堆積領域に十分な時間滞留せずに、ガス化炉２の外部へと排出されてしまうことを抑制することができる。この結果、チャーによるガス化（還元）を十分な時間にわたって行うことが可能である。   Further, when the char flows due to the rotation of the stirring member 15, it is promoted that the char stays inside the cylindrical portion 14 for a certain period of time. In other words, it is possible to prevent the char from being discharged outside the gasification furnace 2 without staying in the char deposition region for a sufficient time. As a result, gasification (reduction) with char can be performed for a sufficient time.

このように、本実施形態のガス化装置１では、バイオマスの供給量やチャーの抜出し量等の精密な制御を行うことなく、機械的な構造によって、チャーの滞留時間をある程度コントロールすることが可能である。よって、ガス化装置１の制御系の構成を簡素化することができる。   As described above, in the gasification apparatus 1 of the present embodiment, the residence time of the char can be controlled to some extent by the mechanical structure without performing precise control of the biomass supply amount and the char extraction amount. It is. Therefore, the configuration of the control system of the gasifier 1 can be simplified.

以上に説明したように、本実施形態のガス化装置１は、バイオマスを熱分解し、当該熱分解で生成した熱分解生成物質を部分燃焼し、前記熱分解及び前記部分燃焼の後に残ったチャーを還元する。このガス化装置１は、容器状の筒部１４と、原料供給装置（原料供給部）３と、第１排出口１９と、第２排出口４３と、を備える。筒部１４は、ガス化炉２の内部において、その底壁が当該ガス化炉２の底壁の近傍に配置され、その側壁が当該ガス化炉２の底壁側から上方に延び、その上面が開放した状態で設けられる。原料供給装置３は、筒部１４の内側に向かってバイオマスを投入する。第１排出口１９は、筒部１４の内側から外側に向かってチャーを排出可能とする。第２排出口４３は、ガス化炉２の内部における筒部１４の外側から、ガス化炉２の外部に向かって、チャーを排出可能とする。   As described above, the gasifier 1 of the present embodiment pyrolyzes biomass, partially burns the pyrolysis product generated by the pyrolysis, and the char remaining after the pyrolysis and the partial combustion. Reduce. The gasifier 1 includes a container-shaped cylinder portion 14, a raw material supply device (raw material supply portion) 3, a first discharge port 19, and a second discharge port 43. The cylindrical portion 14 has a bottom wall disposed in the vicinity of the bottom wall of the gasification furnace 2 in the inside of the gasification furnace 2, a side wall extending upward from the bottom wall side of the gasification furnace 2, and an upper surface thereof. Is provided in an open state. The raw material supply device 3 inputs biomass toward the inside of the cylindrical portion 14. The first discharge port 19 allows the char to be discharged from the inside to the outside of the cylindrical portion 14. The second discharge port 43 allows the char to be discharged from the outside of the cylindrical portion 14 inside the gasification furnace 2 toward the outside of the gasification furnace 2.

バイオマスは筒部１４の内側に向かって投入されるため、原則として、チャーは筒部１４の内側に堆積し、第１排出口１９を経由してガス化炉２の外部に排出される。しかしながら、筒部１４内でのチャーの堆積量がある程度大きくなると、筒部１４内のチャーは筒部１４の上縁から溢れて筒部１４の外側に出て、第２排出口４３からガス化炉２の外部に排出される。よって、バイオマスの投入量や排出口４３からのチャーの排出量を精密に制御しなくても、チャーの堆積量が過剰になってしまうことを抑制することができる。この結果、チャーの滞留時間が長くなり過ぎて不要な物質が生成されてしまうことを、簡単な構成で抑制することができる。   Since biomass is introduced toward the inside of the cylindrical portion 14, in principle, char accumulates inside the cylindrical portion 14 and is discharged to the outside of the gasification furnace 2 via the first discharge port 19. However, when the accumulation amount of char in the cylinder portion 14 increases to some extent, the char in the cylinder portion 14 overflows from the upper edge of the cylinder portion 14 and comes out of the cylinder portion 14, and is gasified from the second discharge port 43. It is discharged outside the furnace 2. Therefore, it is possible to suppress an excessive amount of char deposition without precisely controlling the input amount of biomass and the discharge amount of char from the discharge port 43. As a result, it can be suppressed with a simple structure that the residence time of the char becomes too long and unnecessary substances are generated.

また、本実施形態のガス化装置１においては、筒部１４の内側の底部には、多角錘状の撹拌部材１５がその頂点を上方に向けて回転可能に備えられる。   Moreover, in the gasification apparatus 1 of this embodiment, the polygonal pyramid-shaped stirring member 15 is provided in the bottom part inside the cylinder part 14 so that the vertex may be rotated upwards.

この構成で、多角錐状の撹拌部材１５が回転することにより、筒部１４の内側において、底部付近では中心部から外側へ向かった後、筒部１４の内壁に沿って上昇し、上面付近で中心部へ向かった後に下降するチャーの流れが生じる。この上下方向の循環により、筒部１４内に入ったチャーが第１排出口１９から速やかに排出されてしまうことが防止され、チャーが筒部１４の内側にある程度の時間滞留することが促進される。このため、チャーの滞留時間が短くなり過ぎることを抑制し、チャーによる十分なガス化（還元）を行うことが可能となる。よって、ガス化効率の向上を図ることができる。   With this configuration, the polygonal pyramid-shaped stirring member 15 rotates, so that it moves from the center to the outside near the bottom on the inside of the cylinder 14, then rises along the inner wall of the cylinder 14, and near the top surface. There is a flow of char that descends after going to the center. This vertical circulation prevents the char that has entered the cylindrical portion 14 from being quickly discharged from the first discharge port 19, and promotes the char to stay inside the cylindrical portion 14 for a certain period of time. The For this reason, it becomes possible to suppress that the residence time of char becomes too short, and to perform sufficient gasification (reduction) by char. Therefore, the gasification efficiency can be improved.

また、本実施形態のガス化装置１においては、第２排出口４３には、ガス化炉２の内部の気密性を保つためのロータリバルブ（気密部材）４１が設けられる。   Further, in the gasification apparatus 1 of the present embodiment, the second exhaust port 43 is provided with a rotary valve (airtight member) 41 for maintaining the airtightness inside the gasification furnace 2.

これにより、第２排出口４３からガス化炉２の内部に空気が侵入することを防止することができ、堆積したチャーが直接的に空気に晒されて高温で燃焼されてしまうことを防止することができる。   As a result, air can be prevented from entering the gasification furnace 2 from the second discharge port 43, and the accumulated char can be prevented from being directly exposed to air and combusted at a high temperature. be able to.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the above configuration can be modified as follows, for example.

上記の実施形態では、撹拌部材１５は４角錐状としたが、角錐の形状は４角錐に限るものではなく、例えば３角錐であってもよいし、５角錐以上であってもよい。   In the above embodiment, the stirring member 15 has a quadrangular pyramid shape. However, the shape of the pyramid is not limited to a quadrangular pyramid, and may be, for example, a triangular pyramid, or may be five or more pyramids.

上記の実施形態では、気密部材はロータリバルブ４１であるものとしたが、必ずしもこれに限るものではなく、例えばこれに代えて、ダブルダンパ等としてもよい。即ち、気密部材は、ガス化炉２内の気密性を保ちながら、当該ガス化炉２内のチャーを抜き出せるものであれば、他の構成であってもよい。   In the above-described embodiment, the airtight member is the rotary valve 41. However, the airtight member is not necessarily limited thereto. For example, a double damper or the like may be used instead. That is, the airtight member may have another configuration as long as it can extract the char in the gasification furnace 2 while maintaining the gastightness in the gasification furnace 2.

上記の実施形態では、第１排出口１９は、筒部１４の側壁の下端部に設けられるものとしたが、必ずしもこれに限るものではなく、例えばこれに代えて、第１排出口を筒部１４の下端面に貫通状に形成するものとしてもよい。筒部１４には、複数の第１排出口１９を設けることもできる。   In the above embodiment, the first discharge port 19 is provided at the lower end portion of the side wall of the cylindrical portion 14, but is not necessarily limited thereto. For example, instead of this, the first discharge port is replaced with the cylindrical portion. It is good also as what is formed in the lower end surface of 14 at penetration shape. A plurality of first discharge ports 19 can be provided in the cylindrical portion 14.

上記の実施形態では、第１排出口１９は、筒部１４の内側の空間と外側の空間とを接続する孔状に形成されるものとしたが、第１排出口１９を開閉可能な構成としてもよい。その場合、例えばガス化装置１の始動直後等において所望の量のチャーが筒部１４の内側に堆積するまでは第１排出口１９を閉じた状態とし、チャー堆積量が所望の量に達した後に第１排出口１９を開いた状態として、チャー堆積量を増減する通常のコントロールを開始するものとしてもよい。   In the above embodiment, the first discharge port 19 is formed in a hole shape that connects the inner space and the outer space of the cylindrical portion 14. However, the first discharge port 19 can be opened and closed. Also good. In that case, for example, immediately after the gasifier 1 is started, the first discharge port 19 is closed until a desired amount of char is deposited inside the cylindrical portion 14, and the char deposition amount reaches the desired amount. It is also possible to start normal control for increasing / decreasing the amount of char deposition with the first discharge port 19 opened later.

上記の実施形態では、第２排出口４３は、ガス化炉２の底壁に貫通状に設けられるものとしたが、これに限るものではなく、例えばこれに代えて、第２排出部をガス化炉２の炉壁２ａの下端部を水平方向に貫通するように形成するものとしてもよい。即ち、第２排出口４３は、ガス化炉２の底部に設けられているものであれば、底壁に形成されていてもよいし、炉壁２ａの下端近傍に形成されていてもよい。ガス化炉２には、複数の第２排出口４３を設けることもできる。   In the above embodiment, the second discharge port 43 is provided in a penetrating manner in the bottom wall of the gasification furnace 2, but the present invention is not limited to this. It is good also as what forms so that the lower end part of the furnace wall 2a of the conversion furnace 2 may penetrate horizontally. That is, as long as the 2nd discharge port 43 is provided in the bottom part of the gasification furnace 2, it may be formed in the bottom wall and may be formed in the lower end vicinity of the furnace wall 2a. The gasification furnace 2 may be provided with a plurality of second discharge ports 43.

上記の実施形態では、筒部１４は有底円筒状の部材であったが、筒部１４の形状はこれに限定されるものではない。筒部１４は、例えば、有底の多角筒状等であってもよい。   In said embodiment, although the cylinder part 14 was a bottomed cylindrical member, the shape of the cylinder part 14 is not limited to this. The cylindrical portion 14 may be, for example, a bottomed polygonal cylindrical shape.

上記の実施形態では、ガス化炉２で発生されたガスはコージェネレーションシステム１０に供給されるものとしたが、これに限るものではなく、例えばこれに代えて、ガスタービンに供給されるものとしてもよい。   In the above embodiment, the gas generated in the gasification furnace 2 is supplied to the cogeneration system 10. However, the present invention is not limited to this. For example, instead of this, the gas generated in the gasification furnace 2 is supplied to the gas turbine. Also good.

上記の実施形態では、ガス化炉２内でバイオマスが乾燥されるものとしたが、必ずしもこれに限るものではなく、例えばこれに代えて、原料供給装置３に供給される前に予めバイオマスが乾燥されるものとしてもよい。   In the above embodiment, the biomass is dried in the gasification furnace 2, but the present invention is not necessarily limited thereto. For example, instead of this, the biomass is dried in advance before being supplied to the raw material supply device 3. It is good also as what is done.

上記の実施形態では、筒部１４及び撹拌部材１５等を備えた機械的な構造により、チャーの堆積量をコントロールするものとした。しかしながら、これに限るものではなく、チャーの堆積量の制御は、上述した機械的な構造による制御に加えて、バイオマスの供給量を調整する電気的な制御や、チャーの抜出し量を調整する電気的な制御も併せて行われることにより、総合的に実現されてもよい。   In the above embodiment, the amount of char deposited is controlled by a mechanical structure including the cylindrical portion 14 and the stirring member 15. However, the present invention is not limited to this. In addition to the above-described control by the mechanical structure, the control of the char deposition amount is not limited to the electric control for adjusting the biomass supply amount and the electric charge for adjusting the char extraction amount. It may be realized comprehensively by performing general control as well.

本発明は、部分燃焼が行われる領域よりも下方にチャーが堆積されて、このチャーが堆積される領域で、部分燃焼のときよりも低い温度で当該チャーによる還元が行われるガス化炉２を備えるガス化装置１に広く適用可能である。即ち、ガス化炉２の形式は必ずしも固定床式に限るものではない。   The present invention provides a gasification furnace 2 in which char is deposited below a region where partial combustion is performed, and reduction by the char is performed at a temperature lower than that during partial combustion. It can be widely applied to the gasifier 1 provided. That is, the type of the gasification furnace 2 is not necessarily limited to the fixed bed type.

１ ガス化装置
３ 原料供給装置（原料供給部）
１４ 筒部
１５ 撹拌部材
１９ 第１排出口
４１ ロータリバルブ（気密部材）
４３ 第２排出口 1 Gasifier 3 Raw material supply device (raw material supply unit)
14 cylinder part 15 stirring member 19 1st discharge port 41 rotary valve (airtight member)
43 Second outlet

Claims (3)

原料を熱処理してガスを発生させ、その過程で生成される炭化物が堆積するガス化炉と、
前記ガス化炉の内部において、その底壁が当該ガス化炉の底壁の近傍に配置され、その側壁が当該ガス化炉の底壁側から上方に延び、その上面が開放した状態で設けられる容器状の筒部と、
前記筒部の内側に向かって原料を投入する原料供給部と、
前記筒部の内側から外側に向かって前記炭化物を排出可能とする第１排出口と、
前記ガス化炉の内部における前記筒部の外側から、前記ガス化炉の外部に向かって、前記炭化物を排出可能とする第２排出口と、
を備えることを特徴とするガス化装置。 A gasification furnace in which raw materials are heat treated to generate gas, and carbides generated in the process are deposited;
Inside the gasification furnace, the bottom wall is disposed in the vicinity of the bottom wall of the gasification furnace, the side wall extends upward from the bottom wall side of the gasification furnace, and the upper surface thereof is opened. A container-shaped tube part;
A raw material supply unit for charging the raw material toward the inside of the cylindrical portion;
A first discharge port capable of discharging the carbide from the inside to the outside of the cylindrical portion;
A second discharge port capable of discharging the carbide from the outside of the cylindrical portion inside the gasification furnace toward the outside of the gasification furnace;
A gasification apparatus comprising: 請求項１に記載のガス化装置であって、
前記筒部の内側の底部には、多角錘状の撹拌部材がその頂点を上方に向けて回転可能に備えられることを特徴とするガス化装置。 The gasifier according to claim 1,
A gasification apparatus characterized in that a polygonal pyramid-shaped stirring member is rotatably provided with the apex thereof facing upward at the bottom inside the cylindrical portion. 請求項１又は２に記載のガス化装置であって、
前記第２排出口には、前記ガス化炉の内部の気密性を保つための気密部材が設けられることを特徴とするガス化装置。 The gasifier according to claim 1 or 2,
The gasifier according to claim 1, wherein an airtight member for maintaining airtightness inside the gasification furnace is provided at the second discharge port.
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