JP2022118469A - Biomass gasification device - Google Patents
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Abstract
Description
所定の加熱温度で行う植物バイオマスガス化装置に関する。 The present invention relates to a plant biomass gasification apparatus performed at a predetermined heating temperature.
森林、大規模な公園、高速道路ののり面、等の整備に際し、草刈りや剪定等により大量の枝や葉が生じる。これらを廃棄物処理することなく、エネルギー資源として利用できれば、廃棄処理のための費用の削減、及び地球のエネルギーの将来展望の観点から望ましい。しかし、草本類の植物は燃焼させた際に灰中の酸化カリウムとシリカが反応して多量のクリンカが発生するため、燃焼させて利用するのは適さなかった。また、ガス化炉として流動床炉がよく用いられるところ、チャーの処理が必要な点に問題があり、流動床炉を用いたガス化は困難であった。このため、草刈りや剪定等で生じた枝や葉等は廃棄物として処理されていた。竹についても、シリコン成分とカリウム成分を多く含んでいるため草本類の植物と同様の問題があり、エネルギー資源としての利用が困難であった。このため放置竹林が増加していた。上記事情により、草本類の植物や竹をエネルギー資源として有効に利用するシステムの開発が、世界中で求められていた。 A large amount of branches and leaves are generated by mowing, pruning, etc. in the maintenance of forests, large-scale parks, slopes of highways, and the like. If these can be used as energy resources without being disposed of as waste, it would be desirable from the viewpoint of cost reduction for disposal and future prospects for global energy. However, when herbaceous plants are burned, potassium oxide and silica in the ash react with each other to generate a large amount of clinker. Moreover, although a fluidized bed furnace is often used as a gasification furnace, there is a problem in that char treatment is required, and gasification using a fluidized bed furnace is difficult. For this reason, branches, leaves, etc. generated by mowing, pruning, etc. have been disposed of as waste. Bamboo also has the same problem as herbaceous plants because it contains a large amount of silicon and potassium, making it difficult to use as an energy resource. As a result, the number of abandoned bamboo forests has increased. Due to the above circumstances, the development of a system that effectively utilizes herbaceous plants and bamboo as energy resources has been demanded all over the world.
また、草本類や竹を含む植物をバイオマスガス化する装置にあっては、ガス化工程において発生するタールが、継続運転の妨げとなっていた。 In addition, in a device for biomass gasification of plants including herbs and bamboo, tar generated in the gasification process interferes with continuous operation.
また、草刈りや選定等により生じる植物バイオマスは、多様な植物を含んでおり、また葉、茎、根、といった植物の部位も様々である。よって、草刈りや選定等により生じる植物バイオマスは、様々な含水率のものが雑多に混合している。植物バイオマスをガス化装置の原料として用いるにあたり、植物バイオマスの含水率を測定し一定のものに揃えることが、タールやクリンカの発生等を抑えるための手段の一つであるところ、そのための工程が増えることによる費用と時間が問題となっていた。 In addition, plant biomass generated by mowing, selection, etc. includes a variety of plants, and plant parts such as leaves, stems, and roots also vary. Therefore, plant biomass generated by mowing, selection, etc. is a miscellaneous mixture of various water contents. When plant biomass is used as a raw material for a gasifier, measuring the moisture content of plant biomass and keeping it constant is one of the means for suppressing the generation of tar and clinker. The cost and time due to the increase was a problem.
特許文献1には、竹をバイオマス燃料として用いた燃焼装置について記載がある。特許文献1に記載の発明にあっては、竹を燃料として用いる際のクリンカの発生という問題点を解決するために、スギ・ヒノキなどの樹皮を竹に混ぜて燃焼させ、樹皮の灰中の酸化カルシウムにより、クリンカの発生を防止している。この文献に記載の装置にあっては、温度制御によってクリンカの発生を防止する思想については示唆がない。 Patent Document 1 describes a combustion apparatus using bamboo as a biomass fuel. In the invention described in Patent Document 1, in order to solve the problem of clinker generation when using bamboo as a fuel, the bark of cedar, cypress, etc. is mixed with bamboo and burned, and the ash in the bark is burned. Calcium oxide prevents the formation of clinker. In the device described in this document, there is no suggestion of the concept of preventing the generation of clinker by temperature control.
特許文献2には、生成ガスに水を噴射する工程を備えることによってタールの発生を減じるバイオマスガス生成装置について記載がある。しかし、この文献に記載の装置にあっては生成ガスの温度が300℃程度でありタールが気化しないため、650℃~780℃という高温の温度帯で、気化されているタール分を凝縮し回収する、という思想については示唆がない。 Patent Document 2 describes a biomass gas generator that reduces the generation of tar by including a step of injecting water into the generated gas. However, in the apparatus described in this document, the temperature of the generated gas is about 300°C and the tar does not vaporize, so the vaporized tar is condensed and recovered in a high temperature range of 650°C to 780°C. There is no suggestion of the idea that
非特許文献1には、バイオマスをチップ化し、熱分解炉で加熱してガス化するシステム(図5)について次の通りに記載されている。「バイオマスガス発電による緑の新たなリサイクルシステム」と称するシステムについて、次の通りの記載がある。「バイオマスガス発電のシステムフローは乾燥機でチップ化したバイオマスを乾燥させた後、熱分解炉で加熱・蒸し焼きにして熱分解ガスと炭化物に分解する。熱分解ガスに含まれるタールや微粉状のすすに洗浄循環水を吹き付けてガスを精製。最終精製された熱分解ガスを発電機に送り、補助燃料(A重油)を混ぜて発電を行う。一日当たりのバイオマスの処理可能量は4、8トン。発電機の定格出力は100キロワットで、うちプラントの自己消費50キロワット、SAへの送電50キロワット。SAではトイレや駐車場の照明などに発電した電気を使用している。工程上で発生するガスは発電燃料に使用する以外にもバイオマスの加熱エネルギーとして循環させる。ガス以外の炭化物は植物発生材重量の10分の1まで減量。発電機の排熱もバイオマスの乾燥に活用し、エネルギー効率を高めている。バイオマスを外部から蒸し焼きにしてガス化させるため、ダイオキシンなどの有害物質が発生しない。」 Non-Patent Document 1 describes a system ( FIG. 5 ) in which biomass is chipped and heated in a pyrolysis furnace to be gasified as follows. Regarding the system called "new green recycling system by biomass gas power generation", there is the following description. “The system flow for biomass gas power generation is to dry biomass chips in a dryer, heat and steam them in a pyrolysis furnace, and decompose them into pyrolysis gas and char. Gas is purified by blowing washing circulating water on the soot.The final refined pyrolysis gas is sent to the generator and mixed with auxiliary fuel (A heavy oil) to generate power.The amount of biomass that can be processed per day is 4 to 8. The rated output of the generator is 100 kilowatts, of which 50 kilowatts is self-consumed by the plant and 50 kilowatts is transmitted to SA, which uses the generated electricity for lighting in the toilets and parking lots. In addition to being used as fuel for power generation, the generated gas is also circulated as energy for heating biomass.Carbonized materials other than gas are reduced to 1/10 of the weight of plant-generated materials.Exhaust heat from generators is also used to dry biomass, which is used as an energy source. We are improving efficiency.Because the biomass is steamed and gasified from the outside, harmful substances such as dioxins are not generated."
非特許文献1に記載のシステムにあっては、洗浄循環水を吹き付ける温度については何ら示唆がない。非特許文献1に記載のシステムにあっては、タールを取り除くことができず、タールがプラント運転に支障を来たし、プラントは数日以上継続して稼働させることができなかった。 In the system described in Non-Patent Document 1, there is no suggestion about the temperature at which the circulating cleaning water is sprayed. In the system described in Non-Patent Document 1, the tar could not be removed, the tar interfered with the plant operation, and the plant could not be operated continuously for more than several days.
草本類の植物及び竹を熱分解炉で加熱しガス化する装置であって、クリンカの発生による支障が起きず継続稼働ができる装置を提供することを課題とする。 To provide an apparatus for heating and gasifying herbaceous plants and bamboo in a pyrolysis furnace, and capable of continuous operation without causing trouble due to generation of clinker.
草本類の植物及び竹を熱分解炉で加熱しガス化して発電する装置であって、タールによるプラントへの支障が起きず、継続稼働ができる装置を提供することを課題とする。 To provide a device for heating and gasifying herbaceous plants and bamboo in a pyrolysis furnace to generate power, which is capable of continuous operation without causing trouble to the plant due to tar.
植物の種類や部位や大きさが様々な植物バイオマスを、含水率等を気にすることなく一括してガス化対象として用いることができる装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an apparatus capable of collectively using plant biomass of various plant types, parts, and sizes as a gasification target without worrying about moisture content or the like.
(1)植物バイオマスを800℃以下で加熱し熱分解ガスを排出する熱分解手段と、前記熱分解手段から排出された650℃から780℃の熱分解ガスからタール成分を除去するタール成分除去手段と、を備えたバイオマスガス化装置によって課題を解決する。
(2)植物バイオマスをロータリーキルン型の炉で加熱することを特徴とする(1)に記載のバイオマスガス化装置によって課題を解決する。
(3)前記植物バイオマスが草本類の植物又は竹であることを特徴とする(2)に記載のバイオマスガス化装置によって課題を解決する。
(4)前記熱分解手段において、前記熱分解手段から排出された前記熱分解ガスが加熱のためのエネルギーとして用いられ、前記熱分解手段における温度の制御を前記熱分解手段の内部の温度と前記熱分解手段を加熱する温度の観点で行うことを特徴とする(1)から(3)のいずれかに記載のバイオマスガス化装置によって課題を解決する。
(5)前記タール成分除去手段が、前記熱分解ガスに水を吹きかけてタール成分を除去する水スクラバを備えることを特徴とする(1)から(4)のいずれかに記載のバイオマスガス化装置によって課題を解決する。
(6)前記タール成分除去手段が、前記熱分解ガスにオイルを吹きかけてタール成分を除去するオイルスクラバを備えることを特徴とする(1)から(5)のいずれかに記載のバイオマスガス化装置によって課題を解決する。
(7)植物バイオマスの加熱により生じたチャーを分離して採取するチャー採取手段を備えることを特徴とする(1)から(6)のいずれかに記載のバイオマスガス化装置によって課題を解決する。
(8)前記熱分解ガスを用いて発電を行う発電手段を備えることを特徴とする(1)から(7)のいずれかに記載のバイオマスガス化装置によって課題を解決する。
(1) Thermal decomposition means for heating plant biomass at 800° C. or less and discharging thermal decomposition gas, and tar component removal means for removing tar components from the thermal decomposition gas at 650° C. to 780° C. discharged from the thermal decomposition means. and a biomass gasifier that solves the problem.
(2) The problem is solved by the biomass gasifier according to (1), characterized in that the plant biomass is heated in a rotary kiln type furnace.
(3) The problem is solved by the biomass gasifier according to (2), wherein the plant biomass is a herbaceous plant or bamboo.
(4) In the thermal decomposition means, the thermal decomposition gas discharged from the thermal decomposition means is used as energy for heating, and the temperature control in the thermal decomposition means is controlled by the temperature inside the thermal decomposition means and the temperature inside the thermal decomposition means. The problem is solved by the biomass gasifier according to any one of (1) to (3), characterized in that the heating is performed from the viewpoint of the temperature at which the pyrolysis means is heated.
(5) The biomass gasifier according to any one of (1) to (4), wherein the tar component removing means includes a water scrubber that blows water onto the pyrolysis gas to remove the tar component. to solve the problem.
(6) The biomass gasifier according to any one of (1) to (5), wherein the tar component removing means includes an oil scrubber that blows oil onto the pyrolysis gas to remove the tar component. to solve the problem.
(7) The problem is solved by the biomass gasifier according to any one of (1) to (6), characterized by comprising a char collecting means for separating and collecting char generated by heating the plant biomass.
(8) The problem is solved by the biomass gasifier according to any one of (1) to (7), which is characterized by comprising power generation means for generating power using the pyrolysis gas.
シリカ等が燃焼することなくガス化することによりクリンカの発生を抑制することが望ましい。そこで、植物バイオマスの加熱温度を800℃以下とすることにより、シリカが燃料することなくガス化する。このため、植物バイオマスの加熱温度を800℃以下とする。
加熱はロータリーキルン型の炉を用いて行う。ロータリーキルン型の炉を用いることにより、流動床型の炉で見られるような、砂とチャーの分離の問題はなくなる。また、ガス化にあっては、燃焼と異なり炉内の温度が、バイオマスを加熱する温度とほぼ同じということができるため、バイオマスを加熱する温度の管理がやり易い。
It is desirable to suppress generation of clinker by gasifying silica or the like without burning. Therefore, by setting the heating temperature of the plant biomass to 800° C. or lower, the silica is gasified without being used as fuel. Therefore, the heating temperature of plant biomass is set to 800° C. or lower.
Heating is performed using a rotary kiln type furnace. By using a rotary kiln type furnace, the problem of sand and char segregation as seen in fluidized bed type furnaces is eliminated. In gasification, unlike combustion, the temperature inside the furnace can be almost the same as the temperature for heating biomass, so the temperature for heating biomass can be easily controlled.
分解炉から排出されて間もないガスからタールを除去する。熱分解炉の内部の温度を650℃から780℃としているため、熱分解ガスからタール成分を除去する際の温度は650℃から780℃である。熱分解ガスの温度が650℃から780℃のとき、タール成分は液体又は固体状で顕在化する前の、気化している状態である。タール成分は、このように、気化している状態で取り除くことにより、良好に取り除くことができる。キルン内の温度を650℃以上とするのは、キルン内の温度が650℃以下になると、バイオマスのガス化するスピードが極端に遅くなり、ガス化したガスの質が悪くなるからである。 Remove tar from the gas freshly discharged from the cracking furnace. Since the temperature inside the pyrolysis furnace is set at 650°C to 780°C, the temperature at which the tar component is removed from the pyrolysis gas is 650°C to 780°C. When the temperature of the pyrolysis gas is between 650° C. and 780° C., the tar component is in a vaporized state before becoming actualized in a liquid or solid state. The tar component can be removed satisfactorily by removing it in a vaporized state. The reason why the temperature in the kiln is set to 650° C. or higher is that if the temperature in the kiln is 650° C. or lower, the gasification speed of biomass becomes extremely slow and the quality of the gasified gas deteriorates.
草本類の植物及び竹を熱分解炉で加熱しガス化して発電する装置であって、クリンカの発生による支障が起きず、継続稼働ができる装置を得ることができる。 To provide an apparatus for heating and gasifying herbaceous plants and bamboo in a pyrolysis furnace to generate power, and capable of continuous operation without causing trouble due to the generation of clinker.
草本類の植物及び竹を熱分解炉で加熱しガス化して発電する装置であって、タールによる支障が起きず、継続稼働ができる装置を得ることができる。 It is possible to obtain a device for heating herbaceous plants and bamboo in a pyrolysis furnace to gasify them to generate power, which can be operated continuously without being disturbed by tar.
植物の種類や部位や大きさが様々な植物バイオマスを、含水率等を気にすることなく一括してガス化対象として用いることができる装置を得ることができる。 It is possible to obtain an apparatus that can collectively use plant biomass of various plant types, parts, and sizes as a gasification target without worrying about moisture content or the like.
1.発電システムの構成
図1を参照して、実施例1におけるプラントの構成を説明する。原料貯留ヤード10には、原料が貯めてある。原料はベルトコンベヤを介してサイロ20まで運ばれ、サイロ内である程度乾燥させる。
1. Configuration of Power Generation System The configuration of the plant in Example 1 will be described with reference to FIG. Raw materials are stored in the raw
原料は、引続き、ベルトコンベヤを介して計量器30まで運ばれ、計量の後、ロータリーキルン40に投入される。ロータリーキルン40は、加熱ガス発生炉100で得たガスで外部から加熱される。原料はロータリーキルン40内で、キルンの回転により回転しながら、ほぼ無酸素状態で熱せられ、熱分解ガスが発生する。
The raw material is subsequently conveyed to the weighing
ロータリーキルン内の温度は720℃~760℃が維持されるように制御される。制御の詳細は後述する。ロータリーキルン40内で発生したガスは、発生後とほとんど変わらない温度(約720℃~760℃)を維持したまま集塵機50に流れ込む。集塵機50として、チャンバ式集塵機(図示せず)とサイクロン式集塵機(図示せず)の二種類が用いられる。チャンバ式集塵機においては、比較的大きなチャーが重力により下方のコンベヤ(図示せず)に向けて落下する。発生ガスは引き続き、温度をほぼ保ったままサイクロン式集塵機に流れ込み、比較的微細なチャーが遠心力により集められ、下方のコンベヤ(図示せず)に向けて落下する。チャンバ式集塵機とサイクロン式集塵機からコンベヤに向けて落下したチャーは、コンベヤで運ばれ貯蔵される。
The temperature in the rotary kiln is controlled to maintain 720°C-760°C. Details of the control will be described later. The gas generated in the
発生ガスは引き続き、発生時の温度をほぼ維持した状態で水スクラバ60に流れ込み、スプレー状の水のシャワーが吹きかけられる。これにより、ガス中に、気化した状態で混入する親水性のタール成分が取り除かれる。タールはガスの温度が冷えてくると液体又は固体状で顕在化するところ、気化状態で取り除くことにより、その後ガスが冷えた際のタールの発生を著しく減少させることができる。水スクラバ60では、吹きかける水の温度上昇を抑制する機構を備え、これにより発生ガスの温度を急激に下げ、タールの液体化及び固体化の促進を図り除去する。水スクラバ60を経由した発生ガス45は、引続きオイルスクラバ70に流れ込み、スプレー状のオイルが吹きかけられる。これにより、ガス中の親油性のタール成分が取り除かれる。図1を参照して、引き続き、発生ガスはサブミクロンフィルタ80に流れ込み、ガスに残ったサブミクロンサイズのタール成分が、フィルタにより取り除かれる。ここまでの過程で、ガス中のタール成分はほぼ全て取り除かれる。引き続き、ガスは送風機により発電機90のシリンダに送り込まれ、エンジンが駆動されて発電する。
The generated gas continues to flow into the
図2を参照して、実施例1のフローにエネルギーの流れを加えて説明する。キルン40の加熱には、加熱ガス発生炉100のガスが用いられる(図2の矢印a)。サブミクロンフィルタ80を経由しタール成分がほぼすべて取り除かれたガスは、加熱ガス発生炉で燃料として用いられる(矢印b)。また、プラントにはA重油等の補助燃料130が設けてあり、バイオマス由来のエネルギーの供給(矢印b)が不十分なときに、ロータリーキルンの熱源を得る加熱ガス発生炉100の燃料として用いられる(矢印c)。
With reference to FIG. 2, the energy flow will be added to the flow of the first embodiment. The gas from the heating
オイルスクラバ70でガス中の親油性のタールを取る際に用いたオイルは、その後、タールを含んだまま、ロータリーキルンの熱源を得る加熱ガス発生炉100の燃料として用いられる(矢印d)。補助燃料130は、バイオマス由来のエネルギーの供給が不十分なときに、発電機90の発電のためのエネルギーとしても用いられる(矢印e)。発電により得られた電気は、例えば、サイロ20内に送り込まれる温風の加熱(矢印f)等、システム稼働のために用いられる。図示しないが、発電により得られた電気は、前記で余った場合には販売対象にもする。
The oil used to remove the lipophilic tar in the gas with the
2.熱分解ガスの流量、発電量
図3に、実施例1のプラントと旧プラントにおける熱分解ガスの流量等を比較して示す。図3の表に示した値はある日の一時間当たりの平均値である。旧プラントとは、非特許文献1に示すプラントである。すなわち、旧プラントは、高温下でタール成分を除去する手段と、親油性のタール成分を除去するためのオイルスクラバを備えていない。旧プラントでは、プラントの稼働によりタールが顕在化してプラントに支障をきたし、プラントが継続稼働できない。
2. Pyrolysis Gas Flow Rate and Power Generation Amount FIG. 3 shows a comparison of the pyrolysis gas flow rates and the like between the plant of Example 1 and the old plant. The values shown in the table of FIG. 3 are average values per hour on a certain day. The old plant is the plant shown in Non-Patent Document 1. That is, the old plant does not have a means for removing tar components at high temperatures and an oil scrubber for removing lipophilic tar components. At the old plant, tar becomes apparent due to the operation of the plant, hindering the plant, and the plant cannot continue to operate.
図2に示す通り、タールを除去した熱分解ガス(図3の表では「乾ガス」と称している)は、発電機90と加熱ガス発生炉100(矢印b)の二か所でエネルギーとして利用される。従って、「加熱ガス発生炉への供給乾ガス流量」と「発電機への供給乾ガス流量」を計測すれば、それぞれのプラントで排出された熱分解ガスの総量がある程度わかる。
As shown in FIG. 2, the pyrolysis gas from which tar has been removed (referred to as “dry gas” in the table of FIG. 3) is used as energy in two places, the
図3で「加熱ガス発生炉への供給乾ガス流量」と「発電機への供給乾ガス流量」を、実施例1のプラントと旧プラントで比較すると、次の通りである。実施例1のプラントでは、「加熱ガス発生炉への供給乾ガス流量」と「発電機への供給乾ガス流量」を加えると、19.8+32.7=52.5(Nm3/h)である。一方、旧プラントでは、「加熱ガス発生炉への供給乾ガス流量」と「発電機への供給乾ガス流量」を加えると、0+20.0=20.0(Nm3/h)である。 A comparison of the "flow rate of dry gas supplied to the heating gas generator" and the "flow rate of dry gas supplied to the generator" in FIG. 3 between the plant of Example 1 and the old plant is as follows. In the plant of Example 1, adding the "flow rate of dry gas supplied to the heating gas generator" and the "flow rate of dry gas supplied to the generator" gives 19.8 + 32.7 = 52.5 (Nm 3 /h). be. On the other hand, in the old plant, adding the "flow rate of dry gas supplied to the heating gas generator" and the "flow rate of dry gas supplied to the generator" gives 0+20.0=20.0 (Nm 3 /h).
図4に、実施例1のプラントと旧プラントにおける「発電機への乾ガス流量」と「発電機へのA重油供給量」と「発電量」を示す。図4の表に示した値は、図3に示したものと同じ日時の、1時間当たりの平均値である。 FIG. 4 shows the "dry gas flow rate to generator", "A heavy oil supply amount to generator" and "power generation" in the plant of Example 1 and the old plant. The values shown in the table of FIG. 4 are average values per hour on the same date and time as those shown in FIG.
「発電機への乾ガス流量」は、実施例1のプラントでは平均32.7Nm3/hであるのに対し、旧プラントでは平均20.0Nm3/hである。「発電機へのA重油供給量」は、実施例1のプラントでは平均5.2L/hであるのに対し、旧プラントでは平均21.3L/hである。「発電量」は、実施例1のプラントでは平均71.6KWであるのに対し、旧プラントでは平均91.4KWである。 The "dry gas flow rate to the generator" averages 32.7 Nm3/h for the Example 1 plant, while it averages 20.0 Nm3/h for the old plant. The "A heavy oil supply amount to the generator" is 5.2 L/h on average in the plant of Example 1, while it is 21.3 L/h on average in the old plant. The "power generation amount" is 71.6 KW on average for the plant of Example 1, while it is 91.4 KW on average for the old plant.
図4の値を用いて、実施例1のプラントと旧プラントのそれぞれについて、発電に用いられた熱量に関し、供給した乾ガスによるものと補助燃料であるA重油によるものの比を計算すると次の通りである。 Using the values in FIG. 4, the ratio of the amount of heat used for power generation by the supplied dry gas to the auxiliary fuel A heavy oil for each of the plant of Example 1 and the old plant is calculated as follows. is.
ここで、
ガスに与える熱量=流量(Nm3/h)×乾ガスの単位当たりの発熱量(MJ/Nm3)
乾ガスの単位当たりの発熱量=14.7(MJ/Nm3)
またここで、
油によって得られる熱量=流量(L/h)×比重(kg/L)×乾ガスの単位当たりの発熱量(MJ/kg)
比重=0.85(kg/L)
乾ガスの単位当たりの発熱量=38.9(MJ/kg)
here,
Amount of heat given to gas = flow rate (Nm3/h) x calorific value per unit of dry gas (MJ/Nm3)
Calorific value per unit of dry gas = 14.7 (MJ/Nm3)
Also here,
Heat value obtained by oil = flow rate (L/h) x specific gravity (kg/L) x calorific value per unit of dry gas (MJ/kg)
Specific gravity = 0.85 (kg/L)
Calorific value per unit of dry gas = 38.9 (MJ/kg)
[実験例1のプラント]
乾ガス 32.7×14.7=480.7(MJ/h)
重 油 5.2×0.85×38.9=171.9(MJ/h)
乾ガス:重油=480.7:171.9=1:0.36
[旧プラント]
乾ガス 20.0×14.7=294.0(MJ/h)
重 油 21.3×0.85×38.9=704.3(MJ/h)
乾ガス:重油=294.0:704.3=1:2.40
すなわち、実施例1のプラントでは、設定された量の電力を得るために使った熱量は、乾ガスによるもの1に対して、補助燃料によるものは0.36であった。また、旧プラントでは、設定された量の電力を得るために使った熱量は、乾ガスによるもの1に対して、補助燃料によるものは2.40であった。これにより、実施例1のプラントでは、旧プラントとの比較で補助燃料の使用量が非常に少ないことがわかる。
[Plant of Experimental Example 1]
Dry gas 32.7×14.7=480.7 (MJ/h)
Heavy oil 5.2 x 0.85 x 38.9 = 171.9 (MJ/h)
Dry gas: heavy oil = 480.7: 171.9 = 1: 0.36
[Old plant]
Dry gas 20.0 x 14.7 = 294.0 (MJ/h)
Heavy oil 21.3 x 0.85 x 38.9 = 704.3 (MJ/h)
Dry gas: Heavy oil = 294.0: 704.3 = 1: 2.40
That is, in the plant of Example 1, the amount of heat used to obtain the set amount of power was 1 from the dry gas and 0.36 from the auxiliary fuel. Also, in the old plant, the amount of heat used to obtain the set amount of power was 1 from the dry gas and 2.40 from the auxiliary fuel. From this, it can be seen that the plant of Example 1 uses a very small amount of auxiliary fuel as compared with the old plant.
3.クリンカの発生とキルンの温度調節
キルン内の温度が720℃~760℃に維持されるよう、キルン内の温度と、キルンを加熱するガスの温度(すなわち加熱ガス発生炉から生じる加熱ガスの温度)、の2つの温度を計測し、これらの2つの温度の変化に応じて次の通りに制御する。
3. Clinker generation and kiln temperature control The temperature in the kiln and the temperature of the gas that heats the kiln (i.e., the temperature of the heated gas generated from the heated gas generator) so that the temperature in the kiln is maintained between 720°C and 760°C. , are measured, and the following control is performed according to changes in these two temperatures.
(1)キルン内の温度に応じて原料の供給量を変化させる。すなわち、キルン内の温度が720℃よりも低い場合には原料の供給量を減らす。キルン内の温度が760℃よりも高い場合には原料の供給量を増やす。
(2)原料の供給量を少なくすると、発生するガス量が減り、加熱ガス発生炉に供給するガス量が減るので、キルンを加熱するガスの温度が上がるよう、炊き込み量を上げる。炊き込み量を上げてもキルンを加熱するガスの温度が充分に上がらない場合には、補助燃料を用いる。
(3)補助燃料を用いてもキルン内の温度の低下が防げず、例えば650℃以下になる場合には、原料の供給を止めて、キルン内の温度が上がるのを待つ。キルン内の温度が650℃まで上がったことが確認でき次第、段階的に原料を再供給する。
(4)キルン内温度が760℃を超えた場合、キルンを加熱するガスの温度を下げたり、バイオマス原料の供給量を下げたりして、適正な温度を維持できるようにする。
(1) Vary the amount of raw material supplied according to the temperature inside the kiln. That is, when the temperature inside the kiln is lower than 720° C., the amount of feedstock is reduced. When the temperature inside the kiln is higher than 760°C, the amount of feedstock is increased.
(2) If the amount of raw material supplied is reduced, the amount of gas generated will decrease, and the amount of gas supplied to the heating gas generating furnace will also decrease. Supplementary fuel is used when the temperature of the gas that heats the kiln is not raised sufficiently by increasing the cooking rate.
(3) If the temperature inside the kiln cannot be prevented from dropping even with the use of auxiliary fuel, for example, if it falls below 650° C., the supply of raw materials is stopped and the temperature inside the kiln is waited for to rise. As soon as it is confirmed that the temperature inside the kiln has risen to 650°C, the raw material is re-supplied step by step.
(4) When the temperature inside the kiln exceeds 760° C., the temperature of the gas that heats the kiln is lowered or the amount of biomass raw material supplied is lowered so that the proper temperature can be maintained.
上記の通り、キルン内の温度を、キルン内の温度とキルンを加熱するガスの温度の2つの観点で制御することにより、投入するバイオマスの含水率を測定する必要がない。従来のバイオマスガス化装置にあっては、バイオマスの含水率を測定し、キルンに投入するバイオマスの量を、バイオマスの含水率に応じて決定するところ、上記手段による場合、バイオマスの含水率に関わらず、二つの温度の計測のみでキルン内の温度を制御できる。バイオマスは含水率が多岐に亘るところ、バイオマスの含水率に関わらずガス化の原料として用いることができることは、作業の効率化、低コスト化、の観点で、大きな意義がある。 As described above, by controlling the temperature inside the kiln from two viewpoints, the temperature inside the kiln and the temperature of the gas that heats the kiln, it is not necessary to measure the moisture content of the input biomass. In a conventional biomass gasifier, the moisture content of biomass is measured and the amount of biomass to be fed into the kiln is determined according to the moisture content of the biomass. Instead, the temperature inside the kiln can be controlled by measuring only two temperatures. Since biomass has a wide range of moisture contents, the fact that biomass can be used as a raw material for gasification regardless of its moisture content is of great significance in terms of work efficiency and cost reduction.
10 原料貯留ヤード
20 サイロ
30 計量器
40 ロータリーキルン
45 発生ガス
50 集塵機
60 水スクラバ
61 水封コンベア
62 水封槽
63 スラッジ
64 洗浄水循環ポンプ
65 オートストレーナ
66 洗浄水クーラ
67 冷却水
68 噴射孔
70 オイルスクラバ
80 サブミクロンフィルタ
90 発電機
100 加熱ガス発生炉
110 廃油タンク
120 調理場
130 補助燃料
140 SA(サービスエリア)
10 raw
Claims (8)
前記熱分解手段から排出された650℃から780℃の熱分解ガスからタール成分を除去するタール成分除去手段と、を備えたバイオマスガス化装置。 pyrolysis means for heating plant biomass at 800° C. or less and discharging pyrolysis gas;
and a tar component removing means for removing tar components from the pyrolysis gas at 650° C. to 780° C. discharged from the pyrolysis means.
前記熱分解手段における温度の制御を前記熱分解手段の内部の温度と前記熱分解手段を加熱する温度の観点で行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のバイオマスガス化装置。 In the pyrolysis means, the pyrolysis gas discharged from the pyrolysis means is used as energy for heating,
4. The biomass gas according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature control in the thermal decomposition means is performed from the viewpoint of the internal temperature of the thermal decomposition means and the temperature at which the thermal decomposition means is heated. conversion device.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2021015034A JP2022118469A (en) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | Biomass gasification device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021015034A JP2022118469A (en) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | Biomass gasification device |
Publications (1)
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JP2021015034A Pending JP2022118469A (en) | 2021-02-02 | 2021-02-02 | Biomass gasification device |
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