JP2022067699A - Gasification system and operational method of gasification furnace - Google Patents

Gasification system and operational method of gasification furnace Download PDF

Info

Publication number
JP2022067699A
JP2022067699A JP2020176415A JP2020176415A JP2022067699A JP 2022067699 A JP2022067699 A JP 2022067699A JP 2020176415 A JP2020176415 A JP 2020176415A JP 2020176415 A JP2020176415 A JP 2020176415A JP 2022067699 A JP2022067699 A JP 2022067699A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gasification
gas
raw material
gasification furnace
water content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020176415A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
佳久 山川
Yoshihisa Yamakawa
良博 岩井
Yoshihiro Iwai
全信 杉原
Harunobu Sugihara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanki Engineering Co Ltd
Original Assignee
Sanki Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanki Engineering Co Ltd filed Critical Sanki Engineering Co Ltd
Priority to JP2020176415A priority Critical patent/JP2022067699A/en
Publication of JP2022067699A publication Critical patent/JP2022067699A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

To provide a gasification system and an operational method of a gasification furnace, that can suitably control a gasification reaction.SOLUTION: A gasification system comprises: a gasification furnace 1 that heats a gas raw material (wood chips) M as a carbon source together with a gasifying agent (air A, steam V) to generate a gasified gas G; combustion equipment (generator 2, tar combustion device 15) that burns fuel (gasified gas G, tar T) to generate an exhaust gas E; and an exhaust gas supply flow channel 25 that collects an exhaust gas E generated from the combustion equipment 2, 15 and supplies the exhaust gas to the gasification furnace 1, wherein the gasification system is configured to be able to control an amount of oxygen supplied to the gasification furnace 1 by supplying the exhaust gas E generated from the combustion equipment 2, 15 to the gasification furnace 1 as the gasifying agent.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、木質バイオマス等の炭素源からガス化ガスを生成する技術に関し、特に、ガス化炉におけるガス化反応を制御するシステム、およびそのようなガス化炉の運転方法に関する。 The present invention relates to a technique for producing gasification gas from a carbon source such as woody biomass, and more particularly to a system for controlling a gasification reaction in a gasification furnace and a method for operating such a gasification furnace.

図4は従来における一般的なガス化システムの一例を示している。ここでは、ガス化ガスの炭素源とするガス原料Mとして木質チップを用い、該木質チップMをガス化剤と共にガス化炉1で加熱し、熱分解によりガス化ガスGを得、該ガス化ガスGをエンジン発電機2(以下、単に「発電機2」と称する)で燃焼して発電を行うバイオマス発電システムを想定している。 FIG. 4 shows an example of a conventional general gasification system. Here, wood chips are used as the gas raw material M as the carbon source of the gasification gas, and the wood chips M are heated in the gasification furnace 1 together with the gasifying agent to obtain gasification gas G by thermal decomposition, and the gasification is performed. A biomass power generation system is assumed in which gas G is burned by an engine generator 2 (hereinafter, simply referred to as “generator 2”) to generate electricity.

木質チップMは、チップクレーン3によってホッパ4の上方から投入され、該ホッパ4の出口に接続されたコンベヤ5によってガス化炉1まで運搬され、該ガス化炉1に投入される。 The wood chips M are loaded from above the hopper 4 by the chip crane 3, transported to the gasifier 1 by the conveyor 5 connected to the outlet of the hopper 4, and charged into the gasifier 1.

ガス化炉1としては、ここではアップフロー式のガス化炉を想定している。ガス化炉1には、上方に設けられた原料投入口1aからガス原料としての木質チップMが投入される一方、下方に設けられたガス化剤供給口1bから、ガス化剤としての空気Aと水蒸気Vが供給される。 As the gasification furnace 1, an upflow type gasification furnace is assumed here. The wood chip M as a gas raw material is charged into the gasifier 1 from the raw material input port 1a provided above, while the air A as a gasifier is charged from the gasifier supply port 1b provided below. And steam V are supplied.

ガス化剤としての空気Aは、送風機6によりガス化剤供給路1cを通じてガス化炉1へ送り込まれる。送風機6からガス化剤供給口1bへ至るガス化剤供給路1cは、途中で2本に分岐しており、その一方には途中に加湿器7が設けられている。加湿器7では、空気Aに対しガス化剤としての水蒸気Vが添加される。こうして、送風機6から送り出される空気Aは、適宜の量の水蒸気Vを混合された状態でガス化炉1に供給される。 The air A as the gasifying agent is sent to the gasifying furnace 1 by the blower 6 through the gasifying agent supply path 1c. The gasifier supply path 1c from the blower 6 to the gasifier supply port 1b is branched into two in the middle, and a humidifier 7 is provided in the middle of one of them. In the humidifier 7, water vapor V as a gasifying agent is added to the air A. In this way, the air A sent out from the blower 6 is supplied to the gasification furnace 1 in a state where an appropriate amount of steam V is mixed.

ガス化剤供給口1bに供給された気体(ガス化剤としての空気Aおよび水蒸気V)のうち、酸素は炉内の下層で木質チップMの一部と反応し、これを燃焼させる。燃焼に伴い発生した熱により、木質チップMの成分の一部が熱分解され、一酸化炭素や気体水素、メタン等を含むガス化ガスが生成される。 Of the gases (air A and steam V as gasifiers) supplied to the gasifier supply port 1b, oxygen reacts with a part of the wood chip M in the lower layer in the furnace and burns it. Due to the heat generated by combustion, a part of the components of the wood chip M is thermally decomposed to generate gasified gas containing carbon monoxide, gaseous hydrogen, methane and the like.

生成されたガス化ガスGは、ガス化炉1の上部に設けたガス出口1dから抜き出され、ガス化炉1の後段に備えた冷却器8に送り込まれる。冷却に伴い、ガス化ガスGに含まれる水蒸気とタールが凝縮してガス化ガスGから除かれる。水蒸気とタールを除かれたガス化ガスGは、続いて集塵機9に送られ、ここでガス化ガスGに残存する液滴や粒子が除かれる。 The generated gasification gas G is taken out from the gas outlet 1d provided in the upper part of the gasification furnace 1 and sent to the cooler 8 provided in the subsequent stage of the gasification furnace 1. With cooling, water vapor and tar contained in the gasification gas G are condensed and removed from the gasification gas G. The gasified gas G from which water vapor and tar have been removed is subsequently sent to the dust collector 9, where droplets and particles remaining in the gasified gas G are removed.

冷却器8で凝縮したタールT、および集塵機9で捕集されたタールTは、タール分離機10に送られる。タール分離機10に送られて以降のタールTの処理については後述する。 The tar T condensed by the cooler 8 and the tar T collected by the dust collector 9 are sent to the tar separator 10. The processing of tar T after being sent to the tar separator 10 will be described later.

冷却器8と集塵機9でタールTや粒子を除かれたガス化ガスGは、ファン11によって燃焼設備としての発電機(エンジン発電機)2に送り込まれる。発電機2ではガス化ガスGが燃焼されて発電が行われ、発生した排気ガスEは排気流路12に流れ、該排気流路12の出側に設けられた排気筒13から排出される。尚、排気流路12の途中には排気ガスEの排熱を回収するための熱交換器14が設けられているが、この熱交換器14の役割については後述する。 The gasified gas G from which the tar T and particles have been removed by the cooler 8 and the dust collector 9 is sent to the generator (engine generator) 2 as a combustion facility by the fan 11. In the generator 2, the gasified gas G is burned to generate electricity, and the generated exhaust gas E flows into the exhaust flow path 12 and is discharged from the exhaust pipe 13 provided on the outlet side of the exhaust flow path 12. A heat exchanger 14 for recovering the exhaust heat of the exhaust gas E is provided in the middle of the exhaust flow path 12, and the role of the heat exchanger 14 will be described later.

タール分離機10では、冷却器8と集塵機9に回収されたタールTが成分の比重によって分離される。分離されたタールTの成分のうち、比重の大きい成分はタール燃焼装置15に送られる。タール燃焼装置15は、タールTを燃料として燃焼する燃焼設備である。 In the tar separator 10, the tar T recovered in the cooler 8 and the dust collector 9 is separated by the specific gravity of the components. Of the separated tar T components, the component having a large specific gravity is sent to the tar combustion device 15. The tar combustion device 15 is a combustion facility that burns tar T as fuel.

タール分離機10で分離されたタールTの成分のうち、比重の小さい成分は軽質タール濃縮装置16に送られ、蒸発により濃縮されたうえでタール燃焼装置15に送られて燃焼される。濃縮時に発生するフラッシュ蒸気Fは、蒸気加熱器17にて加熱されたうえでタール燃焼装置15に送られる。 Among the components of tar T separated by the tar separator 10, the component having a small specific gravity is sent to the light tar concentrator 16, concentrated by evaporation, and then sent to the tar combustion device 15 for combustion. The flash steam F generated at the time of concentration is heated by the steam heater 17 and then sent to the tar combustion device 15.

タール燃焼装置15で発生する排気ガスEの流通する排気流路18の途中には、上述の蒸気加熱器17が設置され、ここで排気ガスEの排熱によりフラッシュ蒸気Fが加熱されるようになっている。また、蒸気加熱器17の下流側には、燃焼用空気加熱器19が設置されている。燃焼用空気加熱器19には、タールTの燃焼のための空気(燃焼用空気A1)がファン20の作動により送り込まれ、燃焼用空気A1は、ここで排気ガスEの排熱により加熱されたうえで、タール燃焼装置15に供給されるようになっている。 The above-mentioned steam heater 17 is installed in the middle of the exhaust flow path 18 through which the exhaust gas E generated in the tar combustion device 15 flows, so that the flash steam F is heated by the exhaust heat of the exhaust gas E. It has become. Further, a combustion air heater 19 is installed on the downstream side of the steam heater 17. Air for combustion of the tar T (combustion air A1) was sent to the combustion air heater 19 by the operation of the fan 20, and the combustion air A1 was heated here by the exhaust heat of the exhaust gas E. Then, it is supplied to the tar combustion device 15.

排気流路18における燃焼用空気加熱器19の下流側には、熱交換器21が設けられている。上述した発電機2の排気流路12に設けられた熱交換器14と、このタール燃焼装置15の排気流路18に設けられた熱交換器21の間は熱媒流路22で接続されており、この熱媒流路22内を水等の熱媒Hが循環して排気ガスEの排熱を回収するようになっている。熱媒流路22は、さらに軽質タール濃縮装置16に接続されており、熱交換器14,21にて熱媒Hにより回収された排熱が、軽質タール濃縮装置16におけるタールTの濃縮に利用されるようになっている。 A heat exchanger 21 is provided on the downstream side of the combustion air heater 19 in the exhaust flow path 18. The heat exchanger 14 provided in the exhaust flow path 12 of the generator 2 described above and the heat exchanger 21 provided in the exhaust flow path 18 of the tar combustion device 15 are connected by a heat medium flow path 22. A heat medium H such as water circulates in the heat medium flow path 22 to recover the exhaust heat of the exhaust gas E. The heat medium flow path 22 is further connected to the light tar concentrator 16, and the waste heat recovered by the heat medium H in the heat exchangers 14 and 21 is used for concentrating the tar T in the light tar concentrator 16. It is supposed to be done.

排気流路18における熱交換器21の下流側にはファン23が設置され、このファン23の動作により、排気流路18における排気ガスEの流れが駆動される。排気ガスEは、排気流路18の出側に設けられた排気筒24から排出される。 A fan 23 is installed on the downstream side of the heat exchanger 21 in the exhaust flow path 18, and the operation of the fan 23 drives the flow of the exhaust gas E in the exhaust flow path 18. The exhaust gas E is discharged from the exhaust pipe 24 provided on the outlet side of the exhaust flow path 18.

尚、こうしたガス化炉によるガス化ガスの生成に関連する先行技術文献としては、例えば、下記の特許文献1等がある。 As prior art documents related to the generation of gasified gas by such a gasification furnace, for example, there is the following Patent Document 1 and the like.

特開2005-273456号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-273456

ところで、上述の如きガス化システムにおいて、ガス原料として用いられる木質チップMの性質、すなわち構成成分である有機物の組成や含水率等は、植物種や生育状態、保管状態等によってまちまちである。特に含水率は、ガス化の工程に必要な熱量および酸素量に大きく影響する。すなわち、含水率が高ければそれだけ木質チップMの乾燥に必要な熱量が大きく、その熱量を賄う酸素の量も多くなる。このため、ガス化に必要な酸素を供給するという観点からは、ガス化剤としての空気Aの必要供給量は木質チップMの含水率に応じて変動する。 By the way, in the above-mentioned gasification system, the properties of the wood chip M used as a gas raw material, that is, the composition and water content of the organic matter which is a constituent component, vary depending on the plant species, the growing state, the storage state and the like. In particular, the water content greatly affects the amount of heat and oxygen required for the gasification process. That is, the higher the water content, the larger the amount of heat required to dry the wood chips M, and the larger the amount of oxygen that covers the amount of heat. Therefore, from the viewpoint of supplying oxygen required for gasification, the required supply amount of air A as a gasifying agent varies depending on the water content of the wood chip M.

一方、ガス化炉1のガス出口1dにおいては、ガス化ガスGの圧力を大気圧よりわずかに低い程度に保つことが望ましい。外部の空気がガス化ガスGの流路へ流入する可能性を極力低め、またガス化ガスGを後段の発電機2へスムーズに供給するためである。このように圧力を一定に保つ必要があるため、ガス化剤としての空気Aの供給量は、あまり大きく変動させることができない。結果として、木質チップMの含水率が低く、ガス化に必要な酸素量が比較的少ない場合であっても、ガス化のための酸素の要求量を上回る空気Aを供給せざるを得ず、余剰の酸素によって木質チップMの成分が燃焼し(すなわち、炭素分がメタンや一酸化炭素ではなく二酸化炭素になり)、これがガス化の効率の向上を阻害する一因になっていた。 On the other hand, at the gas outlet 1d of the gasification furnace 1, it is desirable to keep the pressure of the gasification gas G slightly lower than the atmospheric pressure. This is to minimize the possibility that external air will flow into the flow path of the gasification gas G, and to smoothly supply the gasification gas G to the generator 2 in the subsequent stage. Since it is necessary to keep the pressure constant in this way, the supply amount of air A as a gasifying agent cannot be changed so much. As a result, even when the water content of the wood chip M is low and the amount of oxygen required for gasification is relatively small, it is inevitable to supply air A that exceeds the required amount of oxygen for gasification. The excess oxygen burns the components of the wood chip M (that is, the carbon content becomes carbon dioxide instead of methane or carbon monoxide), which is one of the factors that hinder the improvement of gasification efficiency.

本発明は、斯かる実情に鑑み、ガス化反応を好適に制御し得るガス化システムおよびガス化炉の運転方法を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention is intended to provide a gasification system and a method of operating a gasification furnace capable of suitably controlling a gasification reaction.

本発明は、炭素源としてのガス原料をガス化剤と共に加熱してガス化ガスを生成するガス化炉と、燃料を燃焼して排気ガスを発生する燃焼設備と、前記燃焼設備から発生する排気ガスを回収して前記ガス化炉に供給する排気供給流路とを備え、前記燃焼設備から発生する排気ガスをガス化剤として前記ガス化炉に供給することにより、前記ガス化炉への酸素の供給量を制御し得るよう構成されていることを特徴とするガス化システムにかかるものである。 The present invention comprises a gasification furnace that heats a gas raw material as a carbon source together with a gasifying agent to generate gasified gas, a combustion facility that burns fuel to generate exhaust gas, and an exhaust gas generated from the combustion facility. It is provided with an exhaust supply flow path for recovering gas and supplying it to the gasification furnace, and by supplying the exhaust gas generated from the combustion equipment to the gasification furnace as a gasifier, oxygen to the gasification furnace is provided. It is related to a gasification system characterized in that it is configured to be able to control the supply amount of the gas.

本発明のガス化システムは、前記燃焼設備として、前記ガス化炉で生成したガス化ガスを燃焼する設備、または前記ガス化炉で生成したガス化ガスから回収したタールを燃焼するタール燃焼装置の少なくとも一方を備えることができる。 In the gasification system of the present invention, as the combustion equipment, an equipment for burning the gasification gas generated in the gasification furnace or a tar combustion device for burning the tar recovered from the gasification gas generated in the gasification furnace. At least one can be provided.

本発明のガス化システムは、ガス原料の含水率に応じて排気ガスの供給を切り替え得るよう構成することができる。 The gasification system of the present invention can be configured so that the supply of exhaust gas can be switched according to the water content of the gas raw material.

本発明のガス化システムにおいては、ガス原料の含水率を、前記ガス化炉内の温度を通じて把握し得るよう構成してもよい。 In the gasification system of the present invention, the water content of the gas raw material may be configured so that it can be grasped through the temperature in the gasification furnace.

本発明のガス化システムにおいては、ガス原料の含水率を、前記ガス化炉にて生成されたガス化ガスの組成を通じて把握し得るよう構成してもよい。 In the gasification system of the present invention, the water content of the gas raw material may be configured so that it can be grasped through the composition of the gasification gas produced in the gasification furnace.

本発明のガス化システムにおいては、ガス原料の含水率を、ガス原料の消費量を通じて把握し得るよう構成してもよい。 In the gasification system of the present invention, the water content of the gas raw material may be configured so that it can be grasped through the consumption amount of the gas raw material.

本発明のガス化システムは、ガス原料としてバイオマス、ごみ、石炭から選択される原料を使用するよう構成してもよい。 The gasification system of the present invention may be configured to use a raw material selected from biomass, waste, and coal as a gas raw material.

また、本発明は、炭素源としてのガス原料をガス化剤と共に加熱してガス化ガスを生成するガス化炉に対し、燃料を燃焼する燃焼設備から発生する排気ガスを回収し、ガス化剤として供給することにより、前記ガス化炉への酸素の供給量を制御することを特徴とするガス化炉の運転方法にかかるものである。 Further, the present invention recovers the exhaust gas generated from the combustion equipment that burns the fuel to the gasifier that generates the gasified gas by heating the gas raw material as a carbon source together with the gasifying agent, and the gasifying agent. The present invention relates to a method for operating a gasifier, which comprises controlling the amount of oxygen supplied to the gasifier.

本発明のガス化炉の運転方法において、前記燃焼設備は、前記ガス化炉で生成したガス化ガスを燃焼する設備、または前記ガス化炉で生成したガス化ガスから回収したタールを燃焼するタール燃焼装置の少なくとも一方とすることができる。 In the operation method of the gasification furnace of the present invention, the combustion equipment is the equipment for burning the gasification gas generated in the gasification furnace or the tar for burning the tar recovered from the gasification gas generated in the gasification furnace. It can be at least one of the combustors.

本発明のガス化炉の運転方法においては、ガス原料の含水率に応じて排気ガスの供給を切り替えることができる。 In the operation method of the gasification furnace of the present invention, the supply of the exhaust gas can be switched according to the water content of the gas raw material.

本発明のガス化システムおよびガス化炉の運転方法によれば、ガス化反応を好適に制御するという優れた効果を奏し得る。 According to the gasification system and the operation method of the gasification furnace of the present invention, an excellent effect of appropriately controlling the gasification reaction can be obtained.

本発明の実施によるガス化システムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the gasification system by carrying out this invention. 従来例におけるガス原料の含水率と消費量の関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the water content and the consumption amount of a gas raw material in a conventional example. 本発明の実施によるガス化炉の運転方法の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the operation method of the gasification furnace by carrying out this invention. ガス原料として木質バイオマスを用いた一般的なガス化システムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the general gasification system using woody biomass as a gas raw material.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明の実施によるガス化システムの形態の一例を示しており、図中、図4と同一の符号を付した部分は同一物を表している。基本的な構成は図4に示す従来例と同様であり、木質チップMを反応させてガス化ガスGを得るガス化炉1と、該ガス化炉1で生成したガス化ガスGを燃料として燃焼させる燃焼設備としての発電機(エンジン発電機)2を備えている。 FIG. 1 shows an example of the form of a gasification system according to the implementation of the present invention, and in the figure, the portions having the same reference numerals as those in FIG. 4 represent the same objects. The basic configuration is the same as that of the conventional example shown in FIG. 4, and the gasification furnace 1 that reacts the wood chip M to obtain the gasification gas G and the gasification gas G generated by the gasification furnace 1 are used as fuel. It is equipped with a generator (engine generator) 2 as a combustion facility for combustion.

チップクレーン3によってホッパ4に投入された木質チップMはコンベヤ5によって運搬され、ガス化炉1の原料投入口1aに投入される。ガス化剤としての空気Aと水蒸気Vは、ガス化炉1の下方に設けられたガス化剤供給口1bから供給される。ガス化剤としての空気Aは、送風機6によりガス化剤供給路1cを通じてガス化剤供給口1bから送り込まれる。空気Aには、ガス化剤供給路1cの途中に設けられた加湿器7にて、ガス化剤としての水蒸気Vを必要に応じて添加されるようになっている。 The wood chips M charged into the hopper 4 by the chip crane 3 are carried by the conveyor 5 and charged into the raw material charging port 1a of the gasification furnace 1. The air A and the steam V as the gasifying agent are supplied from the gasifying agent supply port 1b provided below the gasification furnace 1. The air A as the gasifying agent is sent from the gasifying agent supply port 1b through the gasifying agent supply path 1c by the blower 6. Water vapor V as a gasifying agent is added to the air A as needed by a humidifier 7 provided in the middle of the gasifying agent supply path 1c.

ガス化剤としての空気Aに含まれる酸素の一部は、炉内の下部で木質チップMの一部を燃焼させ、その際に生じる燃焼熱によって木質チップMの成分の一部がガス化剤と共に加熱され、熱分解されてガス化ガスGが生成される。ガス化ガスGは、ガス化炉1の上部に設けたガス出口1dから抜き出され、後段の冷却器8に送り込まれ、タールTを除かれる。タールTの除かれたガス化ガスGは、続いて集塵機9に送られ、残存するタールTや粒子を除かれる。冷却器8で凝縮したタールT、および集塵機9で捕集されたタールTは、タール分離機10に送られる。 A part of the oxygen contained in the air A as a gasifying agent burns a part of the wood chip M in the lower part of the furnace, and the combustion heat generated at that time causes a part of the components of the wood chip M to be a gasifying agent. It is heated together with it and pyrolyzed to generate gasification gas G. The gasified gas G is taken out from the gas outlet 1d provided in the upper part of the gasification furnace 1 and sent to the cooler 8 in the subsequent stage to remove the tar T. The gasified gas G from which the tar T has been removed is subsequently sent to the dust collector 9, and the remaining tar T and particles are removed. The tar T condensed by the cooler 8 and the tar T collected by the dust collector 9 are sent to the tar separator 10.

冷却器8と集塵機9でタールTや粒子を除かれたガス化ガスGは、ファン11によって燃焼設備としての発電機2に送り込まれ、燃焼される。発生した排気ガスEは排気流路12に流れ、該排気流路12の出側に設けられた排気筒13から排出される。 The gasified gas G from which the tar T and particles have been removed by the cooler 8 and the dust collector 9 is sent to the generator 2 as a combustion facility by the fan 11 and burned. The generated exhaust gas E flows into the exhaust flow path 12, and is discharged from the exhaust pipe 13 provided on the outlet side of the exhaust flow path 12.

タール分離機10では、冷却器8と集塵機9にてガス化ガスGから回収されたタールTが成分の比重によって分離され、比重の大きい成分は燃焼設備としてのタール燃焼装置15に送られて燃焼される。比重の小さい成分は軽質タール濃縮装置16に送られ、濃縮されたうえでタール燃焼装置15に送られて燃焼される。濃縮時に発生するフラッシュ蒸気Fは、蒸気加熱器17にて加熱されたうえでタール燃焼装置15に送られる。 In the tar separator 10, the tar T recovered from the gasified gas G by the cooler 8 and the dust collector 9 is separated by the specific gravity of the components, and the components having a large specific density are sent to the tar combustion device 15 as a combustion facility for combustion. Will be done. The component having a low specific density is sent to the light tar concentrator 16, concentrated, and then sent to the tar combustion device 15 for combustion. The flash steam F generated at the time of concentration is heated by the steam heater 17 and then sent to the tar combustion device 15.

タール燃焼装置15で発生する排気ガスEの流通する排気流路18の途中には蒸気加熱器17が設置され、ここで排気ガスEの排熱によりフラッシュ蒸気Fが加熱される。蒸気加熱器17の下流側には燃焼用空気加熱器19が設置されており、ここに燃焼用空気A1がファン20の作動により送り込まれ、排気ガスEの排熱により加熱されたうえで、タール燃焼装置15に供給されるようになっている。 A steam heater 17 is installed in the middle of the exhaust flow path 18 through which the exhaust gas E generated by the tar combustion device 15 flows, and the flash steam F is heated by the exhaust heat of the exhaust gas E here. A combustion air heater 19 is installed on the downstream side of the steam heater 17, and the combustion air A1 is sent by the operation of the fan 20, heated by the exhaust heat of the exhaust gas E, and then tar. It is designed to be supplied to the combustion device 15.

排気流路12の途中、および排気流路18における燃焼用空気加熱器19の下流側の位置には、熱交換器14,21がそれぞれ設けられている。熱交換器14と熱交換器21の間は熱媒流路22で接続されており、この熱媒流路22内を水等の熱媒Hが循環している。熱媒流路22は、さらに軽質タール濃縮装置16に接続されており、熱交換器14,21にて熱媒Hにより回収された排熱が、軽質タール濃縮装置16におけるタールTの濃縮に利用されるようになっている。 Heat exchangers 14 and 21 are provided in the middle of the exhaust flow path 12 and at positions on the downstream side of the combustion air heater 19 in the exhaust flow path 18, respectively. The heat exchanger 14 and the heat exchanger 21 are connected by a heat medium flow path 22, and a heat medium H such as water circulates in the heat medium flow path 22. The heat medium flow path 22 is further connected to the light tar concentrator 16, and the waste heat recovered by the heat medium H in the heat exchangers 14 and 21 is used for concentrating the tar T in the light tar concentrator 16. It is supposed to be done.

排気流路18における熱交換器21の下流側にはファン23が設置され、このファン23の動作により、排気流路18における排気ガスEの流れが駆動される。排気ガスEは、排気流路18の出側に設けられた排気筒24から排出される。 A fan 23 is installed on the downstream side of the heat exchanger 21 in the exhaust flow path 18, and the operation of the fan 23 drives the flow of the exhaust gas E in the exhaust flow path 18. The exhaust gas E is discharged from the exhaust pipe 24 provided on the outlet side of the exhaust flow path 18.

以上の構成については図4に示す従来例と共通しているが、図1に示す本実施例の場合、排気流路12,18に排気供給流路25を接続し、この排気供給流路25から排気ガスEを回収し、ガス化剤としてガス化炉1に供給できるよう構成した点を特徴としている。 The above configuration is common to the conventional example shown in FIG. 4, but in the case of this embodiment shown in FIG. 1, the exhaust supply flow path 25 is connected to the exhaust flow paths 12 and 18, and the exhaust supply flow path 25 is connected. It is characterized in that it is configured so that the exhaust gas E can be recovered from the gasifier 1 and supplied to the gasifier 1 as a gasifying agent.

排気供給流路25の入側は、排気流路12においては熱交換器14と排気筒13の間の位置に接続され、排気流路18においてはファン23と排気筒24の間の位置に接続され、各排気供給流路25は、その下流側で互いに合流している。排気供給流路25の出側は、ガス化剤供給路1cに接続されている。排気供給流路25の途中には開閉弁26が設けられ、排気供給流路25を開閉できるようになっている。こうして、ガス化剤供給路1cを流通する空気Aに対し、排気ガスEを必要に応じて導入することができるようになっている。 The inlet side of the exhaust flow path 25 is connected to the position between the heat exchanger 14 and the exhaust stack 13 in the exhaust flow path 12, and is connected to the position between the fan 23 and the exhaust stack 24 in the exhaust flow path 18. Each of the exhaust supply flow paths 25 joins each other on the downstream side thereof. The outlet side of the exhaust supply flow path 25 is connected to the gasifier supply path 1c. An on-off valve 26 is provided in the middle of the exhaust gas supply flow path 25 so that the exhaust gas supply flow path 25 can be opened and closed. In this way, the exhaust gas E can be introduced into the air A flowing through the gasifier supply path 1c as needed.

ガス化剤供給路1cに対する排気供給流路25の接続位置は、送風機6の上流側(図中に実線で示す)でもよいし、下流側(図中に破線で示す)でもよい。排気供給流路25を送風機6の下流側に接続する場合には、途中にファン27を備え、排気ガスEを加圧してガス化剤供給路1cに送り込むようにするとよい。 The connection position of the exhaust supply flow path 25 with respect to the gasifier supply path 1c may be the upstream side (indicated by a solid line in the figure) or the downstream side (indicated by a broken line in the figure) of the blower 6. When the exhaust gas supply flow path 25 is connected to the downstream side of the blower 6, it is preferable to provide a fan 27 in the middle to pressurize the exhaust gas E and send it to the gasifier supply path 1c.

このようにすると、例えば木質チップMの含水率が高い場合にはガス化炉1に対しガス化剤として空気Aのみ(または空気Aと水蒸気V)を供給し、木質チップMの含水率が低い場合には、ガス化剤としての空気Aに酸素の少ない排気ガスEを混合して供給する、といった運転により、ガス化炉1へ供給する酸素の量を制御することが可能である。空気A中の酸素濃度は一般的に21%程度であるが、発電機2から排出される排気ガスE中の酸素濃度は例えば10%程度、タール燃焼装置15から排出される排気ガスE中の酸素濃度は例えば4~5%程度である。このように酸素濃度の低い排気ガスEを回収し、ガス化剤としてガス化炉1に供給することにより、供給されるガス化剤の総体積および圧力を大きく変動させることなく、したがってガス化炉1内の圧力を大きく変動させることもなく、酸素の供給量を調整することができるのである。 In this way, for example, when the water content of the wood chip M is high, only air A (or air A and steam V) is supplied to the gasifier 1 as a gasifying agent, and the water content of the wood chip M is low. In this case, it is possible to control the amount of oxygen supplied to the gasifier 1 by operating such that air A as a gasifying agent is mixed with exhaust gas E having a small amount of oxygen and supplied. The oxygen concentration in the air A is generally about 21%, but the oxygen concentration in the exhaust gas E discharged from the generator 2 is, for example, about 10%, and the oxygen concentration in the exhaust gas E discharged from the tar combustion device 15 is about 10%. The oxygen concentration is, for example, about 4 to 5%. By recovering the exhaust gas E having a low oxygen concentration and supplying it to the gasifier 1 as a gasifier, the total volume and pressure of the supplied gasifier do not fluctuate significantly, and therefore the gasifier. The amount of oxygen supplied can be adjusted without greatly changing the pressure in 1.

図2は、図4に示す従来例における木質チップMの含水率と、木質チップMの消費量の関係を示している。図中の実線は、定格出力で発電を行う際、木質チップMの含水率に応じ、ガス化に必要な量の酸素を添加してガス化を行った場合の理論値を示している。発電機2において必要な発電量を賄うための木質チップMの消費量を考えると、木質チップMの含水率が高いほど木質チップMの一日あたりの消費重量は大きくなり(水分の蒸発に炭素分の燃焼が必要となるため)、含水率が低いほど一日あたりの消費重量は小さくなると、理論上は考えられる。 FIG. 2 shows the relationship between the water content of the wood chip M and the consumption amount of the wood chip M in the conventional example shown in FIG. The solid line in the figure shows the theoretical value when gasification is performed by adding an amount of oxygen required for gasification according to the water content of the wood chip M when generating power at the rated output. Considering the consumption of the wood chip M to cover the required power generation in the generator 2, the higher the water content of the wood chip M, the larger the daily consumption weight of the wood chip M (carbon for evaporation of water). It is theoretically considered that the lower the water content, the smaller the weight consumed per day (because it requires the combustion of minutes).

これに対し、図中の破線は実際の設備において定格出力で発電を行った際の木質チップMの含水率と消費量の関係を示している。実線で示す理論値と比較すると、含水率の低い領域において、木質チップMの消費量が高くなっている。これは、ガス化に要求される量だけの酸素を供給していれば、少ない量の木質チップMで必要なガス化ガスGを生成できるはずであるにもかかわらず、上に説明したように圧力を保つ目的で余剰量の空気Aが供給される結果、理論的にはガス化ガスとして利用できるはずの炭素分が余剰の空気Aに含まれる酸素によって燃焼し、二酸化炭素になってしまっていることを意味している。 On the other hand, the broken line in the figure shows the relationship between the water content and the consumption of the wood chip M when power is generated at the rated output in the actual equipment. Compared with the theoretical value shown by the solid line, the consumption of the wood chip M is high in the region where the water content is low. This is as explained above, even though a small amount of wood chip M should be able to produce the required gasification gas G if only the amount of oxygen required for gasification is supplied. As a result of the surplus air A being supplied for the purpose of maintaining pressure, the carbon content that could theoretically be used as a gasification gas is burned by the oxygen contained in the surplus air A and becomes carbon dioxide. It means that you are.

そこで、図1に示す本実施例のように、酸素量の少ない排気ガスEをガス化ガスとして利用すれば、ガス化炉1内に供給されるガス化剤の総量を大きく変動させず、ガス化炉1のガス出口1dにおける圧力を大気圧付近に保ちながら酸素の供給量を適正な値に近づけることができ、これにより、木質チップMの含水率が低い場合におけるガス化効率を向上することができるのである。 Therefore, if the exhaust gas E having a small amount of oxygen is used as the gasification gas as in the present embodiment shown in FIG. 1, the total amount of the gasifying agent supplied into the gasifier 1 does not change significantly, and the gas does not change significantly. It is possible to bring the oxygen supply amount close to an appropriate value while keeping the pressure at the gas outlet 1d of the gas outlet 1d close to the atmospheric pressure, thereby improving the gasification efficiency when the water content of the wood chip M is low. Can be done.

ここで、上述の如き運転を行うためには、木質チップMの含水率を何らかの形で把握することが望ましい。このための具体的な方法について、以下に数例を説明する。 Here, in order to perform the above-mentioned operation, it is desirable to grasp the water content of the wood chip M in some form. A few examples of specific methods for this will be described below.

例えば、図中に28の符号で示すように、ガス化炉1に含水率監視部としての温度センサを設け、炉内の温度を通じて木質チップMの含水率を把握することができる。ここでは、炉内における高さの異なる位置に複数の温度センサ28を取り付けた場合を例示している。アップフロー式のガス化炉1の場合、下方から酸素を含むガス化剤が供給され、木質チップMの下層で酸素による燃焼が生じるので、炉内の温度は最下部で最も高く、そこから上に向かうほど低くなる。ここで、木質チップMの含水率が高い場合には、最下部で燃焼によって生じる熱は上方への伝達に伴い水分の蒸発によって速やかに奪われていくので、温度は最下部からやや上方の領域で大きく低下する。一方、木質チップMの含水率が低い場合には、乾燥に使われる熱量が少なく、比較的上方まで高温の領域が広く連続する。このような温度分布の違いにより、木質チップMの含水率の高低をある程度把握することができる。尚、このような温度分布ではなく、ある一点における温度や、複数の位置で測定した温度の平均値等によって木質チップMの含水率を把握するようにしてもよい。 For example, as shown by the reference numeral 28 in the figure, the gasification furnace 1 is provided with a temperature sensor as a water content monitoring unit, and the water content of the wood chip M can be grasped through the temperature inside the furnace. Here, a case where a plurality of temperature sensors 28 are attached to different height positions in the furnace is illustrated. In the case of the upflow type gasifier 1, a gasifying agent containing oxygen is supplied from below, and combustion by oxygen occurs in the lower layer of the wood chip M, so that the temperature inside the furnace is the highest at the bottom and above that. It gets lower as you go toward. Here, when the water content of the wood chip M is high, the heat generated by combustion at the lowermost part is quickly taken away by the evaporation of water as it is transferred upward, so that the temperature is in the region slightly above the lowermost part. Will drop significantly. On the other hand, when the moisture content of the wood chip M is low, the amount of heat used for drying is small, and the high temperature region continues widely to a relatively upper position. From such a difference in temperature distribution, it is possible to grasp the high and low water content of the wood chip M to some extent. Instead of such a temperature distribution, the water content of the wood chip M may be grasped from the temperature at a certain point, the average value of the temperatures measured at a plurality of positions, and the like.

あるいは、木質チップMから生成されたガス化ガスGの組成を測定することによって木質チップMの含水率を把握することもできる。発電所等の施設においてガスを燃料として利用する場合、燃焼によって発生する熱量を把握する等の目的で、燃料のガスの一部をサンプリングし、組成を分析することが一般に行われる。図1には、含水率監視部として、ガス化ガスGを分析するためのサンプリング部29を図示している。サンプリング部29では、集塵機9でタールTや粒子を除かれたガス化ガスGの一部をサンプリングガスSとして抜き出し、各種の方法(例えば、非分散赤外線吸収法や、磁気式酸素濃度計を用いた方法など)を用いて組成を分析するようになっている。このサンプリングガスSの組成分析の結果によって、木質チップMの含水率を把握することができる。 Alternatively, the water content of the wood chip M can be grasped by measuring the composition of the gasification gas G generated from the wood chip M. When gas is used as fuel in a facility such as a power plant, it is generally performed to sample a part of the fuel gas and analyze the composition for the purpose of grasping the amount of heat generated by combustion. FIG. 1 illustrates a sampling unit 29 for analyzing the gasified gas G as a water content monitoring unit. In the sampling unit 29, a part of the gasified gas G from which the tar T and particles have been removed by the dust collector 9 is extracted as the sampling gas S, and various methods (for example, a non-dispersed infrared absorption method or a magnetic oxygen concentration meter are used). The composition has come to be analyzed using the method used. From the result of the composition analysis of the sampling gas S, the water content of the wood chip M can be grasped.

あるいはまた、ガス原料である木質チップMの消費量によっても、木質チップMの含水率を把握することができる。例えば図2に実線で示した理論値のように、ガス化ガスGによってある一定の熱量を賄うために必要なガス原料(木質チップM)の量は、含水率が高いほど多くなる。そこで、例えば図1中に示すチップクレーン3において、ガス原料である木質チップMの消費量を監視する(この場合、チップクレーン3が原料消費量監視部としての役割を果たす)。チップクレーン3では、ある時間帯にホッパ4に投入された木質チップMの量を、消費量として把握することができる。後段の発電機2における発電量に対し、木質チップMの消費量が多ければ、木質チップMの含水率が高いと判断することができる。 Alternatively, the water content of the wood chip M can also be grasped from the consumption amount of the wood chip M which is a gas raw material. For example, as shown by the theoretical value shown by the solid line in FIG. 2, the amount of the gas raw material (wood chip M) required to cover a certain amount of heat by the gasification gas G increases as the water content increases. Therefore, for example, in the chip crane 3 shown in FIG. 1, the consumption amount of the wood chip M as a gas raw material is monitored (in this case, the chip crane 3 plays a role as a raw material consumption monitoring unit). In the chip crane 3, the amount of wood chips M put into the hopper 4 at a certain time zone can be grasped as the consumption amount. If the consumption of the wood chip M is larger than the power generation amount of the generator 2 in the subsequent stage, it can be determined that the water content of the wood chip M is high.

むろん、より直接的な方法として、定期的に木質チップMをサンプリングして乾燥させ、乾燥前後の重量差から含水率を把握するという手分析による方法も可能である。 Of course, as a more direct method, a manual analysis method in which the wood chips M are periodically sampled and dried and the water content is grasped from the weight difference before and after drying is also possible.

この他、木質チップMの含水率を把握する方法としては種々の方法が考えられる。含水率を把握する原理や、含水率監視部の構成としては、含水率を把握し得る限りにおいて適宜の原理や構成を採用することができる。また、含水率監視部として複数の種類の装置や設備を併用してもよい。 In addition, various methods can be considered as a method for grasping the water content of the wood chip M. As the principle for grasping the water content and the configuration of the water content monitoring unit, an appropriate principle and configuration can be adopted as long as the water content can be grasped. Further, a plurality of types of devices and equipment may be used in combination as the water content monitoring unit.

このようにして把握された含水率に基づき、ガス化剤としての排気ガスEの導入を操作するにあたっては、例えばこれを人的な判断に基づいて行うことができる。含水率監視部28~30によって把握された木質チップMの含水率に応じ、ガス化炉1への酸素の供給量を下げるか否かを人が判断し、含水率が高い場合には開閉弁26を閉止し、ガス化剤として空気Aのみ、あるいは空気Aと水蒸気Vをガス化炉1へ供給する一方、含水率が低い場合には開閉弁26を開放し(また、ファン27を作動させ)、ガス化剤として排気ガスEをガス化炉1へ導入するのである。 In operating the introduction of the exhaust gas E as a gasifying agent based on the water content grasped in this way, for example, this can be performed based on human judgment. According to the water content of the wood chip M grasped by the water content monitoring units 28 to 30, a person determines whether or not to reduce the amount of oxygen supplied to the gasifier 1, and if the water content is high, the on-off valve is used. 26 is closed and only air A or air A and steam V are supplied to the gasifier 1 as a gasifying agent, while the on-off valve 26 is opened (and the fan 27 is operated) when the water content is low. ), Exhaust gas E is introduced into the gasification furnace 1 as a gasifying agent.

こうした操作は、例えば含水率についてある閾値を設定し、把握された含水率が前記閾値以上であれば開閉弁26を閉止し、含水率が前記閾値を下回っていれば開閉弁26を開放する、といった形で行ってもよいし、あるいは、含水率の数値の大小に応じて開閉弁26の開度をも調整するようにしてもよい。このように、ガス化剤としての排気ガスEの供給の有無あるいは供給量をガス原料Mの含水率に応じて変更することにより、含水率に応じたガス化反応の最適化を図ることができる。 In such an operation, for example, a certain threshold value is set for the water content, the on-off valve 26 is closed when the grasped water content is equal to or higher than the threshold value, and the on-off valve 26 is opened when the water content is lower than the threshold value. Alternatively, the opening degree of the on-off valve 26 may be adjusted according to the magnitude of the numerical value of the water content. In this way, by changing the presence / absence or supply amount of the exhaust gas E as the gasifying agent according to the water content of the gas raw material M, it is possible to optimize the gasification reaction according to the water content. ..

また、把握された木質チップMの含水率と、開閉弁26の開閉とを自動的に連動させてもよい。例えば図1に示すように、含水率監視部28~30によって把握される含水率を制御装置31に入力し、該制御装置31では、入力された含水率に応じて開閉弁26の開閉および開度を操作するように構成することもできる。 Further, the grasped water content of the wood chip M and the opening / closing of the on-off valve 26 may be automatically linked. For example, as shown in FIG. 1, the water content grasped by the water content monitoring units 28 to 30 is input to the control device 31, and the control device 31 opens / closes and opens the on-off valve 26 according to the input water content. It can also be configured to manipulate the degree.

以上の如きガス化システムにおけるガス化炉の運転方法は、例えば図3に示す如きフローチャートにまとめることができる。 The operation method of the gasification furnace in the gasification system as described above can be summarized in a flowchart as shown in FIG. 3, for example.

まず、ガス原料である木質チップMの含水率を把握する(ステップS1)。含水率は、上に述べたように、含水率監視部3,28,29のうち少なくとも1つ、あるいは手分析等によって把握できる。続いて、システムの運転員、または制御装置31が、把握された含水率が高いか否かを判定する(ステップS2)。ここでは、例えばある含水率監視部によって把握された木質チップMの含水率、あるいは含水率を反映した何らかの数値(ガス化炉1内の温度、サンプリングガスSにおける水分の比率、木質チップMの消費量等)が、ある閾値を超えているか否かを基準に判定を行ってもよいし、また、上に説明したように、ガス化炉1における温度分布に基づいて含水率の高低を判定することもできる。 First, the water content of the wood chip M, which is a gas raw material, is grasped (step S1). As described above, the water content can be grasped by at least one of the water content monitoring units 3, 28, 29, or by manual analysis or the like. Subsequently, the system operator or the control device 31 determines whether or not the grasped water content is high (step S2). Here, for example, the water content of the wood chip M grasped by a certain water content monitoring unit, or some numerical value reflecting the water content (temperature in the gasifier 1, the ratio of water in the sampling gas S, consumption of the wood chip M). The determination may be made based on whether or not the amount, etc.) exceeds a certain threshold value, and as described above, the high or low water content is determined based on the temperature distribution in the gasifier 1. You can also do it.

木質チップMの含水率が低いと判定されたら、開閉弁26を開放し、排気供給流路25からガス化剤として排気ガスEをガス化炉1に供給する(ステップS3)。ここで、さらに含水率の高低に応じ、排気ガスEの供給量を調整してもよい。 When it is determined that the water content of the wood chip M is low, the on-off valve 26 is opened and the exhaust gas E is supplied to the gasifier 1 as a gasifying agent from the exhaust supply flow path 25 (step S3). Here, the supply amount of the exhaust gas E may be further adjusted according to the level of the water content.

ステップS2において、含水率が高いと判定された場合は、開閉弁26を閉止し、ガス化剤として排気ガスE以外のガス(空気Aや水蒸気V)のみを供給する(ステップS4)。この工程を繰り返しながらガス化炉1を運転することで、ガス化炉1内の圧力を大きく変動させることなく、木質チップMのガス化に適切な量の酸素を供給することができる。 If it is determined in step S2 that the water content is high, the on-off valve 26 is closed and only a gas other than the exhaust gas E (air A or water vapor V) is supplied as a gasifying agent (step S4). By operating the gasification furnace 1 while repeating this step, it is possible to supply an appropriate amount of oxygen for gasification of the wood chip M without significantly changing the pressure in the gasification furnace 1.

尚、ここでは実施例として、ガス原料に木質チップを用いる場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。ガス原料として含水率の異なる物質を使用し得るガス化炉を備えている限りにおいて、本発明は種々のガス化システムに適用することができる。すなわち、ガス原料は、木質チップ以外のバイオマスを含む原料(例えば、ごみ等)や、バイオマス以外の物質、例えば石炭等であってもよい。 Although a case where wood chips are used as a gas raw material has been described here as an example, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to various gasification systems as long as a gasification furnace capable of using substances having different water contents as a gas raw material is provided. That is, the gas raw material may be a raw material containing biomass other than wood chips (for example, garbage) or a substance other than biomass, for example, coal.

また、ここでは燃焼設備として、ガス化ガスGを燃焼するエンジン発電機である発電機2、およびタールTを燃焼するタール燃焼装置15を備えた場合を例示したが、燃焼設備はこれらの設備に限定されない。ガス化剤として利用し得る排気ガス、すなわち空気よりも酸素の含有量が少ない排気ガスを発生する装置や設備であれば、その種類や構成を問わず、本発明の実施に利用することができる。ただし、ガス化炉1にて生じたガス化ガスGやタールTを燃料として燃焼する上述の如き燃焼設備(発電機2やタール燃焼装置15)を排気ガスの供給源として利用すれば、ガス化剤としての排気ガスEの供給先としてのガス化炉1が、燃焼設備への燃料(ガス化ガスGやタールT)の供給源としての機能をも兼ねることになるので、ガス化システムの全体構成をコンパクトにすることができる。尚、本実施例では排気ガスEの供給源である燃焼設備として発電機2とタール燃焼装置15を利用する場合を説明したが、これらのうち一方から発生する排気ガスEのみをガス化剤としてガス化炉1に供給するようにしてもよい。 Further, here, as a combustion facility, a case where a generator 2 which is an engine generator that burns gasified gas G and a tar combustion device 15 that burns tar T is provided is illustrated, but the combustion facility is used in these facilities. Not limited. Any device or equipment that generates an exhaust gas that can be used as a gasifying agent, that is, an exhaust gas having a lower oxygen content than air, can be used for carrying out the present invention regardless of its type and configuration. .. However, if the above-mentioned combustion equipment (generator 2 or tar combustion device 15) that burns the gasification gas G or tar T generated in the gasification furnace 1 as fuel is used as a supply source of exhaust gas, it is gasified. Since the gasification furnace 1 as a supply destination of the exhaust gas E as an agent also functions as a supply source of fuel (gasification gas G and tar T) to the combustion equipment, the entire gasification system The configuration can be made compact. In this embodiment, the case where the generator 2 and the tar combustion device 15 are used as the combustion equipment that is the supply source of the exhaust gas E has been described, but only the exhaust gas E generated from one of these is used as the gasifying agent. It may be supplied to the gasification furnace 1.

また、ガス化炉としてはアップフロー式のガス化炉1を例示したが、ダウンドラフト式のガス化炉に本発明を適用することもできる。ただし、一般にダウンドラフト式のガス化炉では、予めガス原料をある程度乾燥させてからガス化炉へ投入するので、ガス原料の含水率の変動はアップフロー式のガス化炉の場合ほど大きくない。本発明の作用効果をより顕著に発揮し得るのは、上に説明した実施例のように、ガス原料における含水率の変動の大きいアップフロー式のガス化炉に適用した場合である。 Further, although the upflow type gasification furnace 1 is exemplified as the gasification furnace, the present invention can also be applied to the downdraft type gasification furnace. However, in general, in a downdraft type gasification furnace, the gas raw material is dried to some extent in advance and then put into the gasification furnace, so that the fluctuation of the water content of the gas raw material is not as large as in the case of the upflow type gasification furnace. The action and effect of the present invention can be exhibited more remarkably when applied to an upflow type gasification furnace in which the water content of the gas raw material fluctuates greatly, as in the above-described embodiment.

以上のように、上記本実施例のガス化システムは、炭素源としてのガス原料(木質チップ)Mをガス化剤(空気A、水蒸気V)と共に加熱してガス化ガスGを生成するガス化炉1と、燃料(ガス化ガスG、タールT)を燃焼して排気ガスEを発生する燃焼設備(発電機2、タール燃焼装置15)と、燃焼設備2,15から発生する排気ガスEを回収してガス化炉1に供給する排気供給流路25とを備え、燃焼設備2,15から発生する排気ガスEをガス化剤としてガス化炉1に供給することにより、ガス化炉1への酸素の供給量を制御し得るよう構成されている。 As described above, in the gasification system of the present embodiment, the gas raw material (wood chip) M as a carbon source is heated together with the gasifier (air A, steam V) to generate gasification gas G. The furnace 1, the combustion equipment (generator 2, tar combustion device 15) that burns fuel (gasified gas G, tar T) to generate exhaust gas E, and the exhaust gas E generated from the combustion equipments 2 and 15. It is provided with an exhaust supply flow path 25 that collects and supplies the exhaust gas to the gasifier 1, and supplies the exhaust gas E generated from the combustion facilities 2 and 15 to the gasifier 1 as a gasifier to the gasifier 1. It is configured to be able to control the amount of oxygen supplied to the vehicle.

また、上記本実施例のガス化炉の運転方法においては、炭素源としてのガス原料Mをガス化剤A,Vと共に加熱してガス化ガスGを生成するガス化炉1に対し、燃料G,Tを燃焼する燃焼設備2,15から発生する排気ガスEを回収し、ガス化剤として供給することにより、ガス化炉1への酸素の供給量を制御するようにしている。 Further, in the operation method of the gasification furnace of the present embodiment, the fuel G is compared with the gasification furnace 1 which heats the gas raw material M as a carbon source together with the gasifiers A and V to generate the gasification gas G. , The exhaust gas E generated from the combustion equipments 2 and 15 that burn T is recovered and supplied as a gasifying agent to control the amount of oxygen supplied to the gasification furnace 1.

このようにすれば、ガス化炉1内の圧力を大きく変動させることなく、ガス化炉1への酸素の供給量を調整することができる。 By doing so, it is possible to adjust the amount of oxygen supplied to the gasification furnace 1 without significantly changing the pressure in the gasification furnace 1.

また、本実施例のガス化システムは、前記燃焼設備として、ガス化炉1で生成したガス化ガスGを燃焼する設備(発電機2)、またはガス化炉1で生成したガス化ガスGから回収したタールTを燃焼するタール燃焼装置15の少なくとも一方(本実施例では両方)を備えている。 Further, in the gasification system of the present embodiment, as the combustion equipment, the equipment for burning the gasification gas G generated in the gasification furnace 1 (generator 2) or the gasification gas G generated in the gasification furnace 1 is used. It is provided with at least one of the tar combustion devices 15 (both in this embodiment) for burning the recovered tar T.

また、本実施例のガス化炉の運転方法において、前記燃焼設備は、ガス化炉1で生成したガス化ガスGを燃焼する設備(発電機2)、またはガス化炉1で生成したガス化ガスGから回収したタールTを燃焼するタール燃焼装置15の少なくとも一方(本実施例では両方)としている。 Further, in the operation method of the gasification furnace of the present embodiment, the combustion equipment is the equipment for burning the gasification gas G generated in the gasification furnace 1 (generator 2) or the gasification generated in the gasification furnace 1. At least one of the tar combustion devices 15 (both in this embodiment) for burning the tar T recovered from the gas G.

このようにすれば、ガス化剤としての排気ガスEの供給先としてのガス化炉1が、燃焼設備への燃料(ガス化ガスGやタールT)の供給源としての機能をも兼ねることにより、ガス化システムの全体構成をコンパクトにすることができる。 By doing so, the gasifier 1 as a supply destination of the exhaust gas E as a gasifying agent also functions as a supply source of fuel (gasified gas G or tar T) to the combustion equipment. , The overall configuration of the gasification system can be made compact.

また、本実施例のガス化システムは、ガス原料Mの含水率に応じて排気ガスEのガス化炉1への供給を切り替え得るよう構成されている。 Further, the gasification system of the present embodiment is configured to be able to switch the supply of the exhaust gas E to the gasification furnace 1 according to the water content of the gas raw material M.

また、本実施例のガス化炉の運転方法においては、ガス原料Mの含水率に応じて排気ガスEのガス化炉1への供給を切り替えるようにしている。 Further, in the operation method of the gasification furnace of this embodiment, the supply of the exhaust gas E to the gasification furnace 1 is switched according to the water content of the gas raw material M.

このようにすれば、ガス化剤としての排気ガスEの供給量をガス原料Mの含水率に応じて変更し、ガス原料Mの含水率に応じたガス化反応の最適化を図ることができる。 By doing so, the supply amount of the exhaust gas E as the gasifying agent can be changed according to the water content of the gas raw material M, and the gasification reaction can be optimized according to the water content of the gas raw material M. ..

また、本実施例のガス化システムにおいては、ガス原料Mの含水率を、ガス化炉1内の温度を通じて把握し得るよう構成することができる。 Further, in the gasification system of the present embodiment, the water content of the gas raw material M can be configured so as to be grasped through the temperature in the gasification furnace 1.

また、本実施例のガス化システムにおいては、ガス原料Mの含水率を、ガス化炉1にて生成されたガス化ガスGの組成を通じて把握し得るよう構成することもできる。 Further, in the gasification system of the present embodiment, the water content of the gas raw material M can be configured so that it can be grasped through the composition of the gasification gas G generated in the gasification furnace 1.

また、本実施例のガス化システムにおいては、ガス原料Mの含水率を、ガス原料Mの消費量を通じて把握し得るよう構成することもできる。 Further, in the gasification system of the present embodiment, the water content of the gas raw material M can be configured so as to be grasped through the consumption amount of the gas raw material M.

また、本実施例のガス化システムにおいては、ガス原料Mとしてバイオマス、ごみ、石炭から選択される原料(本実施例においては、木質チップ)を使用している。このようにすれば、ガス原料Mとしてバイオマスを使用するガス化システムにおいて、上述の作用効果を奏することができる。 Further, in the gasification system of this embodiment, a raw material selected from biomass, waste, and coal (wood chips in this example) is used as the gas raw material M. By doing so, in a gasification system using biomass as the gas raw material M, the above-mentioned action and effect can be obtained.

したがって、上記本実施例によれば、ガス化反応を好適に制御し得る。 Therefore, according to the present embodiment, the gasification reaction can be suitably controlled.

尚、本発明のガス化システムおよびガス化炉の運転方法は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The gasification system and the operation method of the gasification furnace of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the gist of the present invention. ..

1 ガス化炉
2 燃焼設備(発電機)
15 燃焼設備(タール燃焼装置)
25 排気供給流路
A ガス化剤(空気)
G ガス化ガス
T タール
M ガス原料(木質チップ)
V ガス化剤(水蒸気)
1 Gasification furnace 2 Combustion equipment (generator)
15 Combustion equipment (tar combustion equipment)
25 Exhaust supply flow path A Gasifier (air)
G gasification gas T tar M gas raw material (wood chips)
V gasifying agent (water vapor)

Claims (10)

炭素源としてのガス原料をガス化剤と共に加熱してガス化ガスを生成するガス化炉と、
燃料を燃焼して排気ガスを発生する燃焼設備と、
前記燃焼設備から発生する排気ガスを回収して前記ガス化炉に供給する排気供給流路とを備え、
前記燃焼設備から発生する排気ガスをガス化剤として前記ガス化炉に供給することにより、前記ガス化炉への酸素の供給量を制御し得るよう構成されていること
を特徴とするガス化システム。
A gasifier that heats a gas raw material as a carbon source together with a gasifying agent to generate gasified gas,
Combustion equipment that burns fuel to generate exhaust gas,
It is provided with an exhaust supply flow path that collects the exhaust gas generated from the combustion equipment and supplies it to the gasification furnace.
A gasification system characterized in that the amount of oxygen supplied to the gasification furnace can be controlled by supplying the exhaust gas generated from the combustion facility as a gasifying agent to the gasification furnace. ..
前記燃焼設備として、前記ガス化炉で生成したガス化ガスを燃焼する設備、または前記ガス化炉で生成したガス化ガスから回収したタールを燃焼するタール燃焼装置の少なくとも一方を備えること
を特徴とする請求項1に記載のガス化システム。
The combustion facility is characterized by including at least one of a facility for burning the gasification gas generated in the gasification furnace and a tar combustion device for burning the tar recovered from the gasification gas generated in the gasification furnace. The gasification system according to claim 1.
ガス原料の含水率に応じて排気ガスの供給を切り替え得るよう構成されていること
を特徴とする請求項1または2に記載のガス化システム。
The gasification system according to claim 1 or 2, wherein the supply of the exhaust gas can be switched according to the water content of the gas raw material.
ガス原料の含水率を、前記ガス化炉内の温度を通じて把握し得るよう構成されていること
を特徴とする請求項3に記載のガス化システム。
The gasification system according to claim 3, wherein the water content of the gas raw material can be grasped through the temperature in the gasification furnace.
ガス原料の含水率を、前記ガス化炉にて生成されたガス化ガスの組成を通じて把握し得るよう構成されていること
を特徴とする請求項3に記載のガス化システム。
The gasification system according to claim 3, wherein the water content of the gas raw material can be grasped through the composition of the gasification gas produced in the gasification furnace.
ガス原料の含水率を、ガス原料の消費量を通じて把握し得るよう構成されていること
を特徴とする請求項3に記載のガス化システム。
The gasification system according to claim 3, wherein the water content of the gas raw material can be grasped through the consumption amount of the gas raw material.
ガス原料としてバイオマス、ごみ、石炭から選択される原料を使用するよう構成されていること
を特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載のガス化システム。
The gasification system according to any one of claims 1 to 6, wherein the gasification system is configured to use a raw material selected from biomass, waste, and coal as a gas raw material.
炭素源としてのガス原料をガス化剤と共に加熱してガス化ガスを生成するガス化炉に対し、
燃料を燃焼する燃焼設備から発生する排気ガスを回収し、ガス化剤として供給することにより、前記ガス化炉への酸素の供給量を制御すること
を特徴とするガス化炉の運転方法。
For a gasifier that produces a gasified gas by heating a gas raw material as a carbon source together with a gasifying agent.
A method for operating a gasifier, which comprises controlling the amount of oxygen supplied to the gasifier by recovering exhaust gas generated from a combustion facility that burns fuel and supplying it as a gasifying agent.
前記燃焼設備は、前記ガス化炉で生成したガス化ガスを燃焼する設備、または前記ガス化炉で生成したガス化ガスから回収したタールを燃焼するタール燃焼装置の少なくとも一方であること
を特徴とする請求項8に記載のガス化炉の運転方法。
The combustion facility is characterized in that it is at least one of a facility for burning the gasification gas generated in the gasification furnace and a tar combustion device for burning the tar recovered from the gasification gas generated in the gasification furnace. The method for operating the gasifier according to claim 8.
ガス原料の含水率に応じて排気ガスの供給を切り替えること
を特徴とする請求項8または9に記載のガス化炉の運転方法。
The method for operating a gasifier according to claim 8 or 9, wherein the supply of exhaust gas is switched according to the water content of the gas raw material.
JP2020176415A 2020-10-21 2020-10-21 Gasification system and operational method of gasification furnace Pending JP2022067699A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020176415A JP2022067699A (en) 2020-10-21 2020-10-21 Gasification system and operational method of gasification furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020176415A JP2022067699A (en) 2020-10-21 2020-10-21 Gasification system and operational method of gasification furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022067699A true JP2022067699A (en) 2022-05-09

Family

ID=81456055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020176415A Pending JP2022067699A (en) 2020-10-21 2020-10-21 Gasification system and operational method of gasification furnace

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2022067699A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2581288C (en) Method for steam reforming carbonaceous material
KR20080028409A (en) A system for the conversion of coal to a gas of a specified composition
EA023478B1 (en) Waste management system
CN104487550A (en) Improvements in waste processing
Wei et al. Syn-gas quality evaluation for biomass gasification with a downdraft gasifier
JP2007099927A (en) Tar cracking system and cracking method
AU2013257835B2 (en) Improvements in waste processing
Roy et al. Fuel cell integrated carbon negative power generation from biomass
JP2022067699A (en) Gasification system and operational method of gasification furnace
JP2013087702A (en) Method for controlling gas turbine power plant, gas turbine power plant, method for controlling oven for gasification of carbon-containing fuel, and oven for gasification of carbon-containing fuel
WO2011091488A1 (en) Method and system for supplying thermal energy to a thermal processing system from the gasification of dry, carbon-containing raw materials, followed by oxidation, and installation for operating this system
US9138708B2 (en) System and method for removing residual gas from a gasification system
JP2006105509A (en) Heating method and heating device
JP2004043586A (en) Pyrolytic gasifying device using steam separating membrane
KR20180045941A (en) Apparatus and method for recovering energy from synthesis gas
JP6359624B2 (en) Waste treatment system and waste treatment method
JP6556639B2 (en) Gasification system and operation method of gasification system
WO2024076772A1 (en) Method and device for making hydrogen from heterogenous waste
SK7044Y1 (en) Device for adjusting and control gases for combustion device
JP2006023024A (en) Heating method and heating device of organic compound
JP2005036108A (en) Heating method and heating apparatus
JPH09133476A (en) Scrap preheating device
Wilk et al. Co-combustion of syngas obtained from air–biomass gasification with coal in small scale boilers
Herrmann et al. Thermo-economic and experimental investigation of small to medium-scale integrated biomass gasification solid oxide fuel cell systems
Ochodek et al. Technical aspects in heat and electric energy production by waste biomass gasification in south Moravia sawmill

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230807