JP2024040246A - Gasification device - Google Patents

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秀行 松本
Hideyuki Matsumoto
武志 猪塚
Takeshi Inotsuka
茂雄 鈴木
Shigeo Suzuki
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Tokyo Institute of Technology NUC
Tekken Corp
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Tokyo Institute of Technology NUC
Tekken Corp
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Abstract

To provide a gasification device which can efficiently gasify a semi-carbonization-treated wood chip.SOLUTION: A gasification system 1 is composed of: a conveying device 20 which feeds a semi-carbonized wood chip S; and a reaction tower 11 which gasifies the semi-carbonized wood chip S. The conveying device 20 has a vertical direction conveying path 50 through which the semi-carbonized wood chip S is conveyed in a vertical direction from a bottom of the reaction tower 11 to an inside. The reaction tower 11 is provided on an upper part with a release pipe 12 through which a gas generated from gasification of the semi-carbonized wood chip S is released. The vertical direction conveying path 50 is configured to be a tubular shape along the vertical direction. A vertical direction screw blade 52 formed in a spiral shape along the vertical direction and rotatable around an axis along the vertical direction as a rotational axis is provided in the pipe. An upper end part of the vertical direction screw blade 52 is exposed above the bottom of the reaction tower 11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、木質チップをガス化するガス化装置に関する。 The present invention relates to a gasifier for gasifying wood chips.

近年、環境問題が大きく取り上げられる中、石油や石炭といった化石燃料を用いた発電の代わりに、例えば、自然由来の木質チップや半炭化処理された木質チップなどのバイオマス燃料から発生した燃焼物質を用いた発電装置などの研究が進められている。 In recent years, environmental issues have become a hot topic, and instead of power generation using fossil fuels such as oil and coal, for example, combustion materials generated from biomass fuels such as naturally derived wood chips and torrefied wood chips are being used. Research is progressing on power generation equipment, etc.

このような燃焼物質をバイオマス燃料から発生させるガス化装置の一例として、反応塔の底部に備えられたガス化剤供給口から空気や水蒸気などのガス化剤を供給しながら、反応塔の上部に設けた投入口からバイオマス燃料を投入して加熱し、バイオマス燃料をガス化させるガス化装置が特許文献1に開示されている。 As an example of a gasification device that generates such combustion substances from biomass fuel, a gasification agent such as air or steam is supplied from a gasification agent supply port provided at the bottom of the reaction tower, while a gasification agent is supplied to the top of the reaction tower. Patent Document 1 discloses a gasification apparatus that inputs biomass fuel from a provided input port, heats it, and gasifies the biomass fuel.

このガス化装置は、反応塔の上方側部に、バイオマス燃料から発生する生成ガスを放出する放出口が設けられた、いわゆるアップドラフト式のガス化装置であり、底部にはガス化されなかったバイオマスの灰などを除去するアッシュ排出部が備えられている。 This gasifier is a so-called updraft type gasifier, in which a discharge port is installed at the upper side of the reaction tower to release generated gas generated from biomass fuel, and the gasifier at the bottom is not gasified. It is equipped with an ash discharge section to remove biomass ash.

この特許文献1に開示されているガス化装置によると、上部から投入させたバイオマス燃料を反応塔内部でガス化させるとともに、完全にガス化されずに落下したバイオマス燃料(燃焼残渣)を安定して排除できるとされている。 According to the gasifier disclosed in Patent Document 1, the biomass fuel introduced from the top is gasified inside the reaction tower, and the biomass fuel (combustion residue) that has fallen without being completely gasified is stabilized. It is said that it can be eliminated by

しかしながら、反応塔に投入されるバイオマスの大きさは様々であり、十分にガス化されずに落下してきた燃焼残渣は排除される。このため、これらの燃焼残渣を有効活用できずに、バイオマスに対するガス化の効率が低減するといった問題があった。 However, the size of the biomass input into the reaction tower varies, and combustion residue that has not been sufficiently gasified and falls is removed. For this reason, there has been a problem that these combustion residues cannot be effectively utilized, and the efficiency of gasifying biomass is reduced.

特開2008-101215号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-101215

この発明は、上述の問題を鑑み、半炭化処理された木質チップを効率よくガス化させることができるガス化装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a gasifier that can efficiently gasify torrefied wood chips.

この発明は、半炭化処理された木質チップを投入する投入機構と、前記木質チップをガス化する反応塔とで構成された、前記木質チップをガス化するガス化装置であって、前記投入機構は、前記反応塔の底部から内部に前記木質チップを搬送する、垂直方向に沿った管状の縦方向搬送路を備え、前記反応塔には、前記木質チップからガス化された気体を放出する放出管が上方に設けられ、前記縦方向搬送路は、管内に、垂直方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、垂直方向に沿った軸を回転軸として回転可能な縦方向スクリュー羽根が備えられ、前記縦方向スクリュー羽根の上端部分が、前記反応塔の底部よりも上方において露出されたことを特徴とする。 The present invention provides a gasification apparatus for gasifying wood chips, which comprises an input mechanism for inputting torrefied wood chips, and a reaction tower for gasifying the wood chips, wherein the input mechanism is provided with a tubular longitudinal conveying path along the vertical direction for conveying the wood chips from the bottom of the reaction column into the interior thereof, and the reaction column has an outlet for discharging gasified gas from the wood chips. A pipe is provided above, and the vertical conveyance path is formed in the pipe in a spiral shape along the vertical direction, and is provided with a vertical screw blade rotatable about an axis along the vertical direction as a rotation axis. , the upper end portion of the vertical screw blade is exposed above the bottom of the reaction tower.

前記半炭化処理とは、酸素の供給量を制限し、または遮断した状態において、所定の温度(約200~350度)で加熱して木質チップなどを炭素成分の多い物質にする炭化物生成処理をさす。これにより、エネルギー密度の高い固形燃料を得ることができる。
前記縦方向搬送路は、必ずしも垂直方向に完全一致する必要はなく、例えば垂直方向に対して45度より小さい角度で交差する方向であればよい。
The above-mentioned torrefaction treatment is a process to generate carbide by heating at a predetermined temperature (approximately 200 to 350 degrees) while limiting or cutting off the amount of oxygen supplied to turn wood chips into a material with a high carbon content. As expected. Thereby, solid fuel with high energy density can be obtained.
The longitudinal conveyance path does not necessarily have to completely coincide with the vertical direction, and may be any direction that intersects the vertical direction at an angle of less than 45 degrees, for example.

この発明によると、半炭化処理された木質チップを効率よくガス化させることができる。
詳述すると、反応塔における高温層に半炭化処理された木質チップを下方から上方に向けて搬送できるとともに、縦方向スクリュー羽根の上端部分で高温層においてガス化されずに落下した木質チップを、反応塔に新たに投入される木質チップとともに反応塔における高温層に再度搬送することができる。
According to this invention, torrefied wood chips can be efficiently gasified.
To be more specific, the wood chips that have been torrefied can be transported from below to the top of the high temperature layer in the reaction tower, and the wood chips that have fallen without being gasified in the high temperature layer can be transported at the upper end of the vertical screw blade. It can be transported again to the high temperature layer in the reaction tower together with the wood chips newly introduced into the reaction tower.

これにより、十分にガス化されなかった木質チップを、新たな木質チップとともにガス化させることができる。すなわち、反応塔の内部においてガス化されなかった木質チップを循環させて再利用することができ、エネルギー密度の高い木質チップを効率よくガス化させることができる。 Thereby, wood chips that have not been sufficiently gasified can be gasified together with new wood chips. That is, wood chips that have not been gasified inside the reaction tower can be circulated and reused, and wood chips with high energy density can be efficiently gasified.

また、底部に落下してきた木質チップを縦方向スクリュー羽根により再度上方に搬送できるため、上方から落下して積み重なった木質チップ層を崩すことができる。これにより、積み重ねられた木質チップが崩れ、木質チップが形成するブリッジを解消できる。したがって、高温層において木質チップを安定してガス化させることができる。 In addition, since the wood chips that have fallen to the bottom can be transported upward again by the vertical screw blades, the wood chips that have fallen from above and are piled up can be broken down. This allows the stacked wood chips to collapse and eliminates the bridges formed by the wood chips. Therefore, wood chips can be stably gasified in the high temperature layer.

この発明の態様として、前記投入機構は、一端側に前記木質チップが投入される投入口が設けられるとともに、他端側に前記縦方向搬送路に対して交差する交差方向に連結する管状の上流側搬送路が備えられ、前記上流側搬送路は、管内に、螺旋状に形成されるとともに、回転により前記縦方向搬送路に向けて前記木質チップを搬送する上流側スクリュー羽根が備えられてもよい。 As an aspect of the present invention, the input mechanism is provided with an input port into which the wood chips are input on one end side, and a tubular upstream side connected in a cross direction intersecting with the longitudinal conveyance path on the other end side. A side conveyance path may be provided, and the upstream conveyance path may be formed in a spiral shape within the pipe, and may include an upstream screw blade that conveys the wood chips toward the longitudinal conveyance path by rotation. good.

この発明により、上流側搬送路から縦方向搬送路に木質チップを搬送する際に、木質チップを細分化することができる。これにより、所望の大きさに細分化された木質チップを反応塔に搬送することができるため、効率よく木質チップをガス化することができる。 According to this invention, the wood chips can be divided into small pieces when the wood chips are transported from the upstream transport path to the vertical transport path. Thereby, the wood chips finely divided into desired sizes can be transported to the reaction tower, so that the wood chips can be efficiently gasified.

詳述すると、上流側搬送路から上流側スクリュー羽根で搬出された木質チップは、縦方向スクリュー羽根で縦方向搬送路に取り込まれて搬送されるが、上流側スクリュー羽根の搬送量と縦方向スクリュー羽根の搬送量とを調整することで縦方向搬送路と上流側搬送路との間で木質チップを圧密させて細分化し、所望の大きさとすることができる。このように、木質チップが所望の大きさで細分化されることで、反応塔に搬送された木質チップがブリッジを形成することを防止できるとともに、細分化された木質チップは表面積が拡大し、効率よくガス化させることができる。 To explain in detail, the wood chips carried out from the upstream conveyance path by the upstream screw blades are taken into the vertical conveyance path by the vertical screw blades and conveyed, but the conveyance amount of the upstream screw blades and the vertical screw blade are By adjusting the amount of conveyance of the blades, the wood chips can be compacted and fragmented between the vertical conveyance path and the upstream conveyance path, and can be made into a desired size. In this way, by fragmenting the wood chips into desired sizes, it is possible to prevent the wood chips transported to the reaction tower from forming bridges, and the surface area of the fragmented wood chips is expanded. It can be gasified efficiently.

また、上流側スクリュー羽根と縦方向スクリュー羽根の回転速度を個別に調整することにより、搬送する新たな木質チップの細分化サイズを調整、新たな木質チップの搬送量を制限して反応塔の底部に貯まった木質チップの再利用、あるいは新たな木質チップの搬送量を増加させることができる。すなわち、反応塔の状況に合わせてより効率よく木質チップをガス化させることができる。 In addition, by individually adjusting the rotational speed of the upstream screw blade and the vertical screw blade, the subdivision size of the new wood chips to be conveyed can be adjusted, and the amount of new wood chips to be conveyed can be restricted to the bottom of the reaction tower. It is possible to reuse the wood chips accumulated in the factory or increase the amount of new wood chips transported. That is, wood chips can be gasified more efficiently depending on the conditions of the reaction tower.

またこの発明の態様として、前記反応塔には、ガス化剤を注入する注入部が設けられてもよい。
この発明により、ガス化剤により木質チップのガス化が促進されるため、より効率よく半炭化処理された木質チップをガス化させることができる。
Further, as an aspect of the present invention, the reaction tower may be provided with an injection part for injecting the gasifying agent.
According to the present invention, the gasification of the wood chips is promoted by the gasifying agent, so that the wood chips subjected to the torrefaction treatment can be more efficiently gasified.

ここで、前記ガス化剤とは、木質チップのガス化を促進する促進剤であり、例えば、空気、酸素、水蒸気などである。なお、ガス化剤は前述の気体などに限定されず、木質チップのガス化を促進できれば、前述の気体の以外の気体や、紛体、液体などであってもよい。 Here, the gasification agent is a promoter that promotes gasification of wood chips, and includes, for example, air, oxygen, water vapor, and the like. Note that the gasifying agent is not limited to the above-mentioned gases, and may be gases other than the above-mentioned gases, powders, liquids, etc. as long as they can promote gasification of the wood chips.

またこの発明の態様として、前記縦方向スクリュー羽根の回転速度を制御し、前記反応塔に搬送する前記木質チップの搬送量を調整する搬送量制御部が備えられてもよい。 Further, as an aspect of the present invention, a conveyance amount control section may be provided that controls the rotational speed of the vertical screw blade and adjusts the conveyance amount of the wood chips to be conveyed to the reaction tower.

前記搬送量制御部は、例えば、反応塔の内部に投入された木質チップの蓄積量や密度、反応塔内部の温度や放出されるガスの成分などに基づいて、またはこれらの組み合わせにより半炭化処理された木質チップの搬送量を制御してもよい。 The conveyance amount control unit performs the torrefaction treatment based on, for example, the accumulated amount and density of the wood chips introduced into the reaction tower, the temperature inside the reaction tower, the components of the gas released, or a combination thereof. The amount of transported wood chips may be controlled.

この発明により、反応塔の内部状況に応じて半炭化処理された木質チップの搬送量を調整でき、エネルギー密度の高い木質チップをより効率よくガス化させることができる。
例えば、反応塔の内部に搬送された半炭化処理された木質チップが過多である場合には、反応塔の内部への木質チップの搬送量を減少させ、内部に蓄積されている木質チップが熱分解などするように調整し、ガス化させることができる。これに対して、反応塔の内部に半炭化処理された木質チップが過少である場合には、反応塔の内部への半炭化処理された木質チップの搬送量を増大させて、ガス化の材料を増加させ、ガス化を促進させることができる。
According to the present invention, the amount of torrefied wood chips to be transported can be adjusted according to the internal condition of the reaction tower, and wood chips with high energy density can be gasified more efficiently.
For example, if there are too many torrefied wood chips transported into the reaction tower, the amount of wood chips transported into the reaction tower is reduced, and the wood chips accumulated inside are heated up. It can be adjusted to decompose and gasify. On the other hand, if there are too few torrefied wood chips inside the reaction tower, the amount of torrefied wood chips conveyed to the inside of the reaction tower is increased, and the material for gasification is increased. can be increased and gasification can be promoted.

またこの発明の態様として、前記反応塔は、前記反応塔の内部に蓄積された前記木質チップの量を検知する蓄積量検知部が備えられ、前記搬送量制御部は、前記蓄積量検知部で検知された前記木質チップの量に基づいて、前記縦方向スクリュー羽根の回転速度を制御してもよい。 Further, as an aspect of the present invention, the reaction tower is provided with an accumulation amount detection unit that detects the amount of the wood chips accumulated inside the reaction tower, and the conveyance amount control unit is configured to include an accumulation amount detection unit that detects the amount of the wood chips accumulated inside the reaction tower. The rotation speed of the longitudinal screw blades may be controlled based on the detected amount of the wood chips.

この発明により、前記蓄積量検知部の検知結果に基づき、半炭化処理された木質チップの搬送量を調整できる。すなわち、反応塔の内部に蓄積された木質チップの量に応じて、木質チップを反応塔に搬送し、反応塔の内部に適量の木質チップを蓄積させることができる。これにより、より効率よく木質チップをガス化させることができる。 According to the present invention, the amount of torrefied wood chips to be transported can be adjusted based on the detection result of the accumulation amount detection section. That is, depending on the amount of wood chips accumulated inside the reaction tower, the wood chips can be transported to the reaction tower and an appropriate amount of wood chips can be accumulated inside the reaction tower. Thereby, wood chips can be gasified more efficiently.

またこの発明の態様として、前記反応塔は、内部の温度を検知する温度検知部が備えられ、前記搬送量制御部は、前記温度検知部で検知された温度に基づいて、前記縦方向スクリュー羽根の回転速度を制御してもよい。 Further, as an aspect of the present invention, the reaction tower is provided with a temperature detection unit that detects an internal temperature, and the conveyance amount control unit controls the vertical screw blades based on the temperature detected by the temperature detection unit. The rotation speed may be controlled.

この発明により、前記温度検知部の検知結果に基づき、半炭化処理された木質チップの搬送量を調整できる。すなわち、反応塔の内部の温度に応じて、木質チップを反応塔に搬送し、反応塔の内部に適量の木質チップを蓄積させることができる。これにより、より効率よく木質チップをガス化させることができる。 According to this invention, the amount of torrefied wood chips to be transported can be adjusted based on the detection result of the temperature detection section. That is, depending on the temperature inside the reaction tower, wood chips can be transported to the reaction tower and an appropriate amount of wood chips can be accumulated inside the reaction tower. Thereby, wood chips can be gasified more efficiently.

例えば、所望の温度と比べて反応塔の内部温度が上昇していると検知した場合には、縦方向スクリュー羽根の回転速度を上げ、反応塔の内部に多くの木質チップを搬送することができる。一方で、所望の温度と比べて反応塔の内部温度が下降していると検知した場合には、縦方向スクリュー羽根の回転速度を下げ、反応塔の内部に搬送する木質チップの量を減少させ、内部に蓄積した木質チップをガス化させることができる。このため、より効率よく木質チップをガス化させることができる。 For example, if it is detected that the internal temperature of the reaction tower has increased compared to the desired temperature, the rotation speed of the vertical screw blades can be increased to transport more wood chips into the interior of the reaction tower. . On the other hand, if it is detected that the internal temperature of the reaction tower is lower than the desired temperature, the rotation speed of the vertical screw blades is lowered to reduce the amount of wood chips conveyed into the inside of the reaction tower. , the wood chips accumulated inside can be gasified. Therefore, wood chips can be gasified more efficiently.

またこの発明の態様として、前記気体の成分を分析する分析部が備えられ、搬送量制御部は、前記気体の成分に基づいて、前記縦方向スクリュー羽根の回転速度を制御してもよい。
この発明により、前記分析部の検知結果に基づき、半炭化処理された木質チップの搬送量を調整し、より効率よく木質チップをガス化させることができる。
Further, as an aspect of the present invention, an analysis section for analyzing the components of the gas may be provided, and the conveyance amount control section may control the rotational speed of the vertical screw blade based on the components of the gas.
According to the present invention, the amount of torrefied wood chips to be transported can be adjusted based on the detection results of the analysis section, and the wood chips can be gasified more efficiently.

詳述すると、反応塔から放出される気体の成分は、反応塔の内部温度や、ガス化剤の比率などによって変化する。このことから、放出される気体の成分に基づいて、半炭化処理された木質チップの搬送量を調整することで、反応塔の内部温度や、ガス化剤の比率を調整でき、安定した気体の供給を図ることができる。これにより、反応塔の内部におけるガス化の状態に応じで、木質チップの搬送量を調整でき、適量の木質チップを反応塔の内部に蓄積させ、より効率よく木質チップをガス化させることができる。 Specifically, the components of the gas released from the reaction tower vary depending on the internal temperature of the reaction tower, the ratio of the gasifying agent, and the like. Therefore, by adjusting the amount of torrefied wood chips transported based on the components of the gas released, the internal temperature of the reaction tower and the ratio of gasification agent can be adjusted, resulting in a stable gas flow. supply. As a result, the amount of wood chips transported can be adjusted depending on the gasification state inside the reaction tower, allowing an appropriate amount of wood chips to be accumulated inside the reaction tower, and making it possible to gasify wood chips more efficiently. .

またこの発明の態様として、前記放出管は、先端側が負圧となるように構成されてもよい。
この発明により、反応塔の内部でガス化された気体を放出管に吸引することができるため、ガス化された気体を放出管から確実に放出することができる。
Further, as an aspect of the present invention, the discharge tube may be configured such that a negative pressure is applied to the distal end side.
According to the present invention, the gas that has been gasified inside the reaction tower can be sucked into the discharge pipe, so that the gasified gas can be reliably discharged from the discharge pipe.

またこの発明の態様として、前記放出管は、基端側に比べて先端が細径となる細径部が設けられてもよい。
この発明によると、放出管の先端側が細径となるため、細径部を流れる生成ガスや木質チップなどの流速が放出管の基端側と比べて速くなる。これにより、流速が速くなった箇所の温度が上昇するため、完全にガス化されていない木質チップの残渣を放出管内でガス化させることができる。
Further, as an aspect of the present invention, the discharge tube may be provided with a narrow diameter portion whose tip end is narrower in diameter than the proximal end side.
According to this invention, since the distal end side of the discharge tube has a small diameter, the flow rate of generated gas, wood chips, etc. flowing through the narrow diameter portion is faster than at the proximal end side of the discharge tube. As a result, the temperature at the location where the flow rate is increased increases, so that wood chip residues that have not been completely gasified can be gasified within the discharge pipe.

またこの発明の態様として、前記反応塔の底部には、前記底部に蓄積した前記木質チップを排出するアッシュ排出部が設けられてもよい。
この発明により、反応塔の底部に蓄積し、縦方向スクリュー羽根によって再度上方に搬送されない位置に蓄積した木質チップなどを底部から排出することができる。
Further, as an aspect of the present invention, an ash discharge section may be provided at the bottom of the reaction tower to discharge the wood chips accumulated at the bottom.
According to the present invention, wood chips and the like that have accumulated at the bottom of the reaction tower and are not transported upward again by the vertical screw blades can be discharged from the bottom.

この発明によれば、半炭化処理された木質チップを効率よくガス化させることができるガス化装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a gasification device that can efficiently gasify wood chips that have been subjected to torrefaction treatment.

ガス化システムの概略図。Schematic diagram of the gasification system. 搬送装置及びガス化反応装置の概略図。Schematic diagram of a conveyance device and a gasification reaction device. ガス化のフローチャート。Gasification flowchart. 木質チップの細分化の概略図。Schematic diagram of wood chip fragmentation. 反応塔の内部における木質チップの動き概略図。Schematic diagram of the movement of wood chips inside the reaction tower.

この発明の一実施態を以下図面とともに説明する。
図1はガス化システム1の概略図を示し、図2はガス化反応装置10及び搬送装置20の概略図を示し、図3はガス化システム1によるガス化のフローチャートを示し、図4はサージ槽30に貯蓄した半炭化木質チップSの搬送を表す概略図を示し、図5は反応塔11の内部での半炭化木質チップSの動きを表した概念図である。
One embodiment of this invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic diagram of the gasification system 1, FIG. 2 shows a schematic diagram of the gasification reactor 10 and the conveying device 20, FIG. 3 shows a flowchart of gasification by the gasification system 1, and FIG. 4 shows a surge A schematic diagram showing the transportation of the torrefied wood chips S stored in the tank 30 is shown, and FIG. 5 is a conceptual diagram showing the movement of the torrefied wood chips S inside the reaction tower 11.

ガス化システム1は、半炭化処理された木質チップ(以下、『半炭化木質チップS』とする。)を熱分解・燃焼・還元させてガス化し、発生した生成ガスGを上方から回収するアップドラフト方式のガス化システムである。 The gasification system 1 gasifies wood chips that have been torrefied (hereinafter referred to as "semi-carbonized wood chips S") by thermally decomposing, burning, and reducing them, and collects the generated gas G from above. This is a draft gasification system.

詳しくは、ガス化システム1は、半炭化木質チップSを略円筒の縦型容器である反応塔11の底部から上方に向けて搬送した後に、内部温度を上げた反応塔11で半炭化木質チップSをガス化する。このようにガス化されて発生した生成ガスG(一酸化炭素及び水素)は、反応塔11の上方に設けられた放出管12から放出されてガス貯蓄部60に貯蓄されている。 Specifically, the gasification system 1 transports the torrefied wood chips S upward from the bottom of the reaction tower 11, which is a substantially cylindrical vertical container, and then converts the torrefied wood chips S into the torrefied wood chips in the reaction tower 11 whose internal temperature has been raised. Gasify S. The product gas G (carbon monoxide and hydrogen) generated by gasification in this manner is discharged from the discharge pipe 12 provided above the reaction tower 11 and stored in the gas storage section 60.

以下、ガス化システム1の構造及びガス化システム1を用いた半炭化木質チップSのガス化について説明する。
ガス化システム1は、図1に示すように、半炭化木質チップSをガス化させるガス化反応装置10と、ガス化の原料である半炭化木質チップSをガス化反応装置10に搬送する搬送装置20と、ガス化反応装置10で発生した生成ガスGを貯蓄するガス貯蓄部60とで構成されている。
The structure of the gasification system 1 and the gasification of torrefied wood chips S using the gasification system 1 will be described below.
As shown in FIG. 1, the gasification system 1 includes a gasification reaction device 10 that gasifies torrefied wood chips S, and a transport device that transports the torrefied wood chips S, which are raw materials for gasification, to the gasification reaction device 10. It is composed of a device 20 and a gas storage section 60 that stores the generated gas G generated in the gasification reaction device 10.

ガス化反応装置10は、半炭化木質チップSをガス化させる反応塔11と、反応塔11で発生した生成ガスGを放出する放出管12と、反応塔11に底部からガス化剤Hを供給するガス化剤供給管13とで構成されている。また、反応塔11の内部には、反応塔11の内部温度を上昇させるヒータ14と、反応塔11の内部温度を検知する温度センサー15と、反応塔11の内部に貯蓄された半炭化木質チップSの貯蓄量を検知する貯蓄量検知センサー16とが備えられている。 The gasification reactor 10 includes a reaction tower 11 that gasifies semi-carbonized wood chips S, a discharge pipe 12 that releases the generated gas G generated in the reaction tower 11, and a gasification agent H that is supplied to the reaction tower 11 from the bottom. It is composed of a gasifying agent supply pipe 13. Further, inside the reaction tower 11, a heater 14 for increasing the internal temperature of the reaction tower 11, a temperature sensor 15 for detecting the internal temperature of the reaction tower 11, and torrefied wood chips stored inside the reaction tower 11 are installed. A storage amount detection sensor 16 that detects the storage amount of S is provided.

反応塔11は、略円筒状の縦型容器であり、底面部分は下方に向かって先細りする円錐形状で構成されている。この円錐の頂点部分には、後述する上流側搬送管41と連結するための挿通孔11aが設けられている。また、反応塔11の底部には、半炭化木質チップSが完全にガス化されずに残った残渣を外部に掻き出すためのアッシュ排出部17が設けられている。 The reaction tower 11 is a substantially cylindrical vertical container, and the bottom portion has a conical shape that tapers downward. An insertion hole 11a for connecting to an upstream conveyance pipe 41, which will be described later, is provided at the apex of this cone. Furthermore, an ash discharge section 17 is provided at the bottom of the reaction tower 11 for scraping out the residue left after the semi-carbonized wood chips S have not been completely gasified.

なお、半炭化木質チップSをガス化させる際に、この反応塔11の内部には、図1に示すように、半炭化木質チップSを熱分解させる熱分解帯T1と、熱分解された半炭化木質チップSを燃焼させる燃焼帯T2と、生成ガスG(一酸化炭素や水素)が発生する還元帯T3の3つの層が下方から上方に向かってこの順に形成される。 In addition, when gasifying the torrefied wood chips S, inside the reaction tower 11, as shown in FIG. Three layers are formed in this order from the bottom to the top: a combustion zone T2 where carbonized wood chips S are burned, and a reduction zone T3 where generated gas G (carbon monoxide and hydrogen) is generated.

放出管12は、反応塔11の内部で発生した生成ガスGを外部に放出するための管であり、反応塔11の上部に設けられている。この放出管12は、図2に示すように、反応塔11の側壁と連結している基端側放出管12aと、先端側に向かうにつれて内径が小さくなる縮径部12bと、縮径部12bと連結する先端側放出管12cとで一体構成されている。なお、先端側放出管12cは基端側放出管12aと比べて縮径している。 The discharge pipe 12 is a pipe for discharging the generated gas G generated inside the reaction tower 11 to the outside, and is provided at the upper part of the reaction tower 11 . As shown in FIG. 2, the discharge pipe 12 includes a proximal discharge pipe 12a connected to the side wall of the reaction column 11, a reduced diameter part 12b whose inner diameter decreases toward the distal end, and a reduced diameter part 12b. and a distal end discharge pipe 12c connected to the distal end discharge pipe 12c. Note that the distal end discharge tube 12c has a smaller diameter than the proximal discharge tube 12a.

先端側放出管12cの先端には、生成ガスGを貯蓄するガス貯蓄部60と生成ガスGを吸引するための吸引器71が備えられている。また先端側放出管12cの一部は分岐され、生成ガスGの成分を分析するためのガス分析器72が取り付けられている。 A gas storage section 60 for storing the produced gas G and a suction device 71 for sucking the produced gas G are provided at the distal end of the distal end side discharge pipe 12c. Further, a part of the tip-side discharge pipe 12c is branched, and a gas analyzer 72 for analyzing the components of the generated gas G is attached.

この吸引器71により、放出管12は負圧となり、生成ガスGをガス貯蓄部60に導くことができる。 This suction device 71 creates a negative pressure in the discharge pipe 12, and the generated gas G can be guided to the gas storage section 60.

ガス貯蓄部60の手前に設けられたガス分析器72は、反応塔11で生成された生成ガスGの成分分析結果を収集し、その分析結果を回転制御部73に送信している。
回転制御部73は、後述するロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度をそれぞれ制御し、反応塔11に搬送される半炭化木質チップSの搬送量を制御している。
A gas analyzer 72 provided in front of the gas storage section 60 collects the results of component analysis of the product gas G produced in the reaction tower 11 and transmits the analysis results to the rotation control section 73.
The rotation control unit 73 controls the rotation speeds of a rotary valve 33, an upstream screw blade 43, and a vertical screw blade 52, which will be described later, to control the amount of torrefied wood chips S to be transported to the reaction tower 11. There is.

ガス化剤供給管13は、基端側に接続されたガス化剤供給装置18から供給されるガス化剤H(空気及び水蒸気)を反応塔11の内部に供給する。このガス化剤供給管13は、反応塔11の底部に連結する第一供給管13aと、反応塔11の中央部分の側方と連結する第二供給管13bとで構成されている。 The gasifying agent supply pipe 13 supplies the gasifying agent H (air and steam) supplied from the gasifying agent supply device 18 connected to the base end into the reaction tower 11 . This gasifying agent supply pipe 13 is composed of a first supply pipe 13a connected to the bottom of the reaction tower 11, and a second supply pipe 13b connected to the side of the central portion of the reaction tower 11.

第一供給管13aは、後述する縦方向搬送管51に内装された縦方向スクリュー羽根52の回転軸の中央部分に設けられており、縦方向搬送管51の長手方向に沿って上方にガス化剤Hを供給することができる。 The first supply pipe 13a is provided at the center of the rotating shaft of a vertical screw blade 52 installed in a vertical conveyance pipe 51, which will be described later, and gasifies upward along the longitudinal direction of the vertical conveyance pipe 51. Agent H can be supplied.

なお、第一供給管13aは反応塔11の底部から上方に向けてガス化剤Hを供給できればよく、その位置や個数は限定されない。例えば、縦方向搬送管51の外周面に沿って配置されていてもよいし、反応塔11の底部の他の箇所に配置されていてもよい。 Note that the first supply pipe 13a only needs to be able to supply the gasifying agent H upward from the bottom of the reaction tower 11, and its position and number are not limited. For example, it may be arranged along the outer circumferential surface of the vertical conveyance pipe 51, or it may be arranged at another location at the bottom of the reaction tower 11.

第二供給管13bは、反応塔11の中央部分の側面に連結され、反応塔11の側方から内部にガス化剤Hを供給することができる。より具体的には、反応塔11の還元帯T3に対応する位置に配置されている。 The second supply pipe 13b is connected to the side surface of the central portion of the reaction tower 11, and can supply the gasifying agent H into the inside of the reaction tower 11 from the side. More specifically, it is arranged at a position corresponding to the reduction zone T3 of the reaction tower 11.

ヒータ14は、半炭化木質チップSをガス化する初期状態において、反応塔11の内部を高温状態とするための加熱装置である。また、温度センサー15による温度検知結果に基づいて、生成ガスGを生成する際の反応塔11の内部温度を上げるために使用されることもある。 The heater 14 is a heating device for bringing the inside of the reaction tower 11 into a high temperature state in the initial state of gasifying the semi-carbonized wood chips S. Further, based on the temperature detection result by the temperature sensor 15, it may be used to raise the internal temperature of the reaction tower 11 when producing the product gas G.

温度センサー15は、反応塔11の内部温度を検知する。なお、温度センサー15で検知した検知結果は、回転制御部73に送信される。 Temperature sensor 15 detects the internal temperature of reaction tower 11 . Note that the detection result detected by the temperature sensor 15 is transmitted to the rotation control section 73.

貯蓄量検知センサー16は、反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの量を検知する。具体的には、反応塔11の内部において、蓄積された半炭化木質チップSが所望の高さよりも低いまたは高いかを検出している。この貯蓄量検知センサー16で検知した温度検知結果は、回転制御部73に送信される。回転制御部73は、送信された結果情報に基づいて、ロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度をそれぞれ制御する。 The storage amount detection sensor 16 detects the amount of torrefied wood chips S accumulated inside the reaction tower 11. Specifically, inside the reaction tower 11, it is detected whether the accumulated torrefied wood chips S are lower or higher than a desired height. The temperature detection result detected by this storage amount detection sensor 16 is transmitted to the rotation control section 73. The rotation control unit 73 controls the rotation speeds of the rotary valve 33, the upstream screw blade 43, and the vertical screw blade 52, respectively, based on the transmitted result information.

搬送装置20は、ガス化反応装置10に搬送する半炭化木質チップSを貯留するサージ槽30と、サージ槽30から半炭化木質チップSをガス化反応装置10に搬送する上流側搬送路40と、反応塔11に半炭化木質チップSを搬送する縦方向搬送路50とで構成され、上端に回転用モータが取り付けられた外付スクリューフィダーFが備えられている。 The conveyance device 20 includes a surge tank 30 that stores torrefied wood chips S to be conveyed to the gasification reaction apparatus 10, and an upstream conveyance path 40 that conveys the torrefied wood chips S from the surge tank 30 to the gasification reaction apparatus 10. , and a vertical conveyance path 50 for conveying torrefied wood chips S to the reaction tower 11, and is equipped with an external screw feeder F having a rotation motor attached to its upper end.

サージ槽30は、半炭化木質チップSを貯留するサージ槽本体31と、サージ槽本体31の下端に接続されている供給管32と、サージ槽本体31と供給管32との間に取り付けられているロータリ弁33とで構成されている。 The surge tank 30 is installed between a surge tank main body 31 for storing torrefied wood chips S, a supply pipe 32 connected to the lower end of the surge tank main body 31, and between the surge tank main body 31 and the supply pipe 32. It is composed of a rotary valve 33.

供給管32は、管状の搬送路であり、一端側がロータリ弁33を介して先細りしたサージ槽本体31の下端に設けられた燃料投入口31aと連結し、他端が上流側搬送路40と連結している。
ロータリ弁33は、ロータリ弁用モータ34により回転自在に構成され、サージ槽本体31に貯留された半炭化木質チップSを供給管32に投入することができる。なお、ロータリ弁用モータ34は上述のように回転制御部73により制御されている。また、外付スクリューフィダーFを備えることにより、サージ槽本体31の内での半炭化木質チップSのブリッジ現象を防止でき、より確実に供給管32に半炭化木質チップSを供給することができる。
The supply pipe 32 is a tubular conveyance path, and one end thereof is connected to a fuel inlet 31a provided at the lower end of the tapered surge tank main body 31 via a rotary valve 33, and the other end is connected to the upstream conveyance path 40. are doing.
The rotary valve 33 is configured to be freely rotatable by a rotary valve motor 34 and can feed torrefied wood chips S stored in the surge tank main body 31 into the supply pipe 32. Note that the rotary valve motor 34 is controlled by the rotation control section 73 as described above. Furthermore, by providing the external screw feeder F, it is possible to prevent the bridging phenomenon of the torrefied wood chips S within the surge tank main body 31, and it is possible to more reliably supply the torrefied wood chips S to the supply pipe 32. .

なお、サージ槽本体31に貯留されている半炭化木質チップSは、木質チップなどの木質バイオマスを無酸素条件下で200度~350度の高温により熱分解して得られた、炭素成分の多い炭化物である。この半炭化木質チップSは、重量当たりのエネルギー密度が高く、粉砕性能が良好である。 The torrefied wood chips S stored in the surge tank main body 31 are carbon-rich wood chips obtained by thermally decomposing wood biomass such as wood chips at high temperatures of 200 to 350 degrees under anoxic conditions. It is a carbide. This torrefied wood chip S has a high energy density per weight and has good crushing performance.

上流側搬送路40は、図1及び図2に示すように、管状に構成された上流側搬送管41と、上流側搬送管41の下端からガス化反応装置10側に湾曲した中間搬送管42と、上流側搬送管41の内装された上流側スクリュー羽根43と、上流側スクリュー羽根43を回転駆動させる回転モータ44とで構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the upstream conveyance path 40 includes an upstream conveyance pipe 41 configured in a tubular shape, and an intermediate conveyance pipe 42 curved from the lower end of the upstream conveyance pipe 41 toward the gasification reaction apparatus 10 side. , an upstream screw blade 43 installed inside the upstream conveyance pipe 41 , and a rotation motor 44 that rotationally drives the upstream screw blade 43 .

上流側搬送管41は、上下方向に沿って立設する管状体であり、側方には、供給管32の先端が連結する投入口41aが設けられている。また、上流側搬送管41の上端には上流側スクリュー羽根43を回転駆動させる回転モータ44が設けられている。 The upstream conveyance pipe 41 is a tubular body that stands upright along the vertical direction, and is provided with an input port 41a on the side to which the tip of the supply pipe 32 is connected. Further, a rotary motor 44 for rotationally driving the upstream screw blade 43 is provided at the upper end of the upstream conveying pipe 41 .

中間搬送管42は、中心軸に対して直交する直交断面の形状が、上流側搬送管41における直交断面と同形状で構成された管状体であり、図2に示すように、円弧状に曲がっている。また、この中間搬送管42の基端が上流側搬送管41と、先端が縦方向搬送路50を構成する縦方向搬送管51と連結している。 The intermediate conveyance pipe 42 is a tubular body whose orthogonal cross section perpendicular to the central axis has the same shape as the orthogonal cross section of the upstream conveyance pipe 41, and as shown in FIG. ing. Further, the base end of the intermediate conveyance pipe 42 is connected to the upstream conveyance pipe 41, and the distal end thereof is connected to a vertical conveyance pipe 51 forming a vertical conveyance path 50.

上流側スクリュー羽根43は、螺旋状に形成されるとともに、曲がりながら回転可能な、いわゆるバネコンベアに用いる羽根であり、上流側搬送管41及び中間搬送管42に沿って、上流側搬送管41の上端から中間搬送管42の先端まで伸びている。 The upstream screw blade 43 is a blade used in a so-called spring conveyor, which is formed in a spiral shape and can rotate while bending. It extends from to the tip of the intermediate conveying pipe 42.

この上流側スクリュー羽根43は、上端が回転モータ44と連結しており、上流側搬送管41及び中間搬送管42の内部で自在に回転することができる。これにより、投入口41aより投入された半炭化木質チップSを中間搬送管42の先端まで搬送することができる。
なお、回転モータ44は回転制御部73と連結され、回転制御部73によって上流側スクリュー羽根43の回転速度を制御している。
The upper end of the upstream screw blade 43 is connected to the rotary motor 44 and can freely rotate inside the upstream conveyance pipe 41 and the intermediate conveyance pipe 42 . Thereby, the torrefied wood chips S inputted from the input port 41a can be conveyed to the tip of the intermediate conveyance pipe 42.
Note that the rotation motor 44 is connected to a rotation control section 73, and the rotation speed of the upstream screw blade 43 is controlled by the rotation control section 73.

縦方向搬送路50は、管状の縦方向搬送管51と、縦方向搬送管51の内装された縦方向スクリュー羽根52と、縦方向スクリュー羽根52を回転駆動させる回転モータ53とで構成されている。
縦方向搬送管51は、上下方向に沿って立設する管状体であり、反応塔11の下方に配置されている。この縦方向搬送管51は中央部分の側方には、上流側搬送管41の下端から連結している中間搬送管42と直交するように連結される連結部が設けられている。
The vertical conveyance path 50 is composed of a tubular vertical conveyance pipe 51, a vertical screw blade 52 installed inside the vertical conveyance pipe 51, and a rotation motor 53 that rotationally drives the vertical screw blade 52. .
The vertical conveyance pipe 51 is a tubular body that stands upright along the vertical direction, and is arranged below the reaction tower 11 . The longitudinal conveyance pipe 51 is provided with a connecting portion on the side of the central portion thereof, which is connected perpendicularly to the intermediate conveyance pipe 42 connected from the lower end of the upstream conveyance pipe 41 .

縦方向搬送管51に内装された縦方向スクリュー羽根52は、上下方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、上下方向に沿った軸を回転軸として回転可能な、いわゆるスクリューフィダーである。この縦方向スクリュー羽根52の下端は、縦方向搬送管51の下端に設けられた回転モータ53と連結されており、縦方向搬送管51の内部で自在に回転することができる。 The vertical screw blade 52 installed in the vertical conveyance pipe 51 is a so-called screw feeder, which is formed in a spiral shape along the vertical direction and is rotatable about an axis along the vertical direction as a rotation axis. The lower end of this vertical screw blade 52 is connected to a rotation motor 53 provided at the lower end of the vertical conveyance pipe 51, and can freely rotate inside the vertical conveyance pipe 51.

また、縦方向スクリュー羽根52は縦方向搬送管51よりも長く構成されている。このため、縦方向スクリュー羽根52の上方部分には、縦方向搬送管51の上端よりも突出した露出部52aが形成されている。
なお、回転モータ53は回転制御部73に連結されており、回転制御部73により縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御している。
Further, the vertical screw blade 52 is configured to be longer than the vertical conveying pipe 51. For this reason, an exposed portion 52 a that protrudes from the upper end of the vertical conveyance pipe 51 is formed in the upper portion of the vertical screw blade 52 .
Note that the rotation motor 53 is connected to a rotation control section 73, and the rotation speed of the vertical screw blade 52 is controlled by the rotation control section 73.

このように構成された縦方向搬送路50は、反応塔11の下方に配置され、縦方向搬送管51の上端が挿通孔11aと連結している。このため、縦方向スクリュー羽根52の上端部分である露出部52aは、挿通孔11a、すなわち、反応塔11の底部よりも上方に突出している。 The vertical conveyance path 50 configured in this manner is arranged below the reaction tower 11, and the upper end of the vertical conveyance pipe 51 is connected to the insertion hole 11a. Therefore, the exposed portion 52a, which is the upper end portion of the vertical screw blade 52, protrudes above the insertion hole 11a, that is, the bottom of the reaction tower 11.

次に、搬送装置20を用いて半炭化木質チップSを反応塔11に搬送する方法及び反応塔11でのガス化について、図3に基づいて簡単に説明する。
ガス化システム1を稼働させる前段階として、原料となる半炭化木質チップSをサージ槽本体31に貯留させておく(ステップs0)。このサージ槽本体31に貯留する段階での半炭化木質チップSは半炭化処理がされているため、その質量は半炭化処理する前の木質チップの質量と比べ、約45~68%まで減少している。
Next, a method of transporting the torrefied wood chips S to the reaction tower 11 using the transport device 20 and gasification in the reaction tower 11 will be briefly explained based on FIG. 3.
As a step before operating the gasification system 1, torrefied wood chips S serving as a raw material are stored in the surge tank main body 31 (step s0). Since the torrefied wood chips S stored in the surge tank main body 31 have been torrefied, their mass is reduced to about 45 to 68% compared to the mass of the wood chips before being torrefied. ing.

まず、半炭化木質チップSを反応塔11に搬送するため、ロータリ弁33、中間搬送管42、縦方向スクリュー羽根52をそれぞれ回転させる(ステップs1)。これにより、サージ槽本体31に貯留されている半炭化木質チップSはロータリ弁33で粉砕されながら供給管32に搬送され、そのまま上流側搬送管41に投入される。また、上流側搬送管41に投入された半炭化木質チップSは、上流側スクリュー羽根43の回転により、上流側搬送管41及び中間搬送管42に沿って下方に搬送される。 First, in order to transport the torrefied wood chips S to the reaction tower 11, the rotary valve 33, intermediate transport pipe 42, and vertical screw blade 52 are rotated (step s1). As a result, the torrefied wood chips S stored in the surge tank main body 31 are conveyed to the supply pipe 32 while being crushed by the rotary valve 33, and are thrown into the upstream conveyance pipe 41 as they are. Furthermore, the torrefied wood chips S introduced into the upstream conveyance pipe 41 are conveyed downward along the upstream conveyance pipe 41 and the intermediate conveyance pipe 42 by the rotation of the upstream screw blades 43 .

ここで、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を上流側スクリュー羽根43の回転速度よりも遅く設定することで、半炭化木質チップSは中間搬送管42で圧密される。中間搬送管42において圧密された半炭化木質チップSは、縦方向搬送管51に投入される際に、縦方向搬送管51の内部で回転する縦方向スクリュー羽根52で細分化されながら縦方向搬送管51に投入されることとなる。
このように縦方向搬送管51に投入された半炭化木質チップSは、縦方向スクリュー羽根52の回転により縦方向搬送管51に沿って反応塔11の内部に搬送される。
Here, by setting the rotation speed of the vertical screw blade 52 to be slower than the rotation speed of the upstream screw blade 43, the torrefied wood chips S are consolidated in the intermediate conveyance pipe 42. When the torrefied wood chips S consolidated in the intermediate conveyance pipe 42 are fed into the vertical conveyance pipe 51, they are transported in the vertical direction while being finely divided by the vertical screw blades 52 rotating inside the vertical conveyance pipe 51. It will be put into the tube 51.
The semi-carbonized wood chips S thus introduced into the vertical transport pipe 51 are transported into the reaction tower 11 along the vertical transport pipe 51 by the rotation of the vertical screw blades 52 .

このようにして反応塔11の内部に投入された半炭化木質チップSは、サージ槽本体31に貯留された半炭化木質チップSの2分の1から3分の1程度の大きさにまで細分化されている。このため、半炭化木質チップSは反応塔11の内部において、ブリッジを形成することなく蓄積される(図4参照)。 The torrefied wood chips S introduced into the reaction tower 11 in this way are subdivided into pieces that are about one-half to one-third the size of the torrefied wood chips S stored in the surge tank main body 31. has been made into Therefore, the torrefied wood chips S are accumulated inside the reaction tower 11 without forming bridges (see FIG. 4).

このように反応塔11に搬送される半炭化木質チップSは、図5に示すように、縦方向スクリュー羽根52による半炭化木質チップSの搬送によって中央部分が重力に打ち勝って盛り上がってくる。一方で、反応塔11の径方向外側部分は、中心部分の盛り上がりによって下方側に押し付けられることとなるため、下方側に移動した半炭化木質チップSは、上方の積み重なる半炭化木質チップSによって圧密されて、粉砕される。 As shown in FIG. 5, the torrefied wood chips S transported to the reaction tower 11 in this manner rise up in the center by overcoming gravity due to the transport of the torrefied wood chips S by the vertical screw blades 52. On the other hand, since the radially outer portion of the reaction tower 11 is pressed downward by the bulge in the center, the torrefied wood chips S that have moved downward are consolidated by the torrefied wood chips S piled up above. and crushed.

また、反応塔11の底部が円錐状に構成されていることにより、下方に押し付けられた半炭化木質チップSは、円錐形状に沿って中央部分に集まることとなる。このように中央部分に集まった半炭化木質チップSは、縦方向スクリュー羽根52に巻き込まれ、再度上方に持ち上げられることとなる。したがって、完全にガス化されなかった半炭化木質チップS(半炭化木質チップSの燃焼残渣)が、反応塔11の底部に蓄積することを防止できる。 Further, since the bottom of the reaction tower 11 is configured in a conical shape, the semi-carbonized wood chips S pressed downward gather in the center along the conical shape. The torrefied wood chips S gathered in the center in this way are wound around the vertical screw blades 52 and lifted upward again. Therefore, torrefied wood chips S (combustion residues of torrefied wood chips S) that have not been completely gasified can be prevented from accumulating at the bottom of the reaction tower 11.

また、半炭化木質チップSが内部に蓄積される反応塔11は、ガス化システム1の起動開始時に半炭化木質チップSのガス化に好適な温度となるようにヒータ14で高温化させる。そして、半炭化木質チップSのガス化(熱分解、燃焼、還元)が開始されるとヒータ14を停止させる。以後は、基本的に半炭化木質チップSのガス化の燃焼により、反応塔11の内部温度は管理される。 Further, the reaction tower 11 in which the torrefied wood chips S are accumulated is heated to a temperature suitable for gasifying the torrefied wood chips S by the heater 14 when the gasification system 1 starts to be activated. Then, when gasification (thermal decomposition, combustion, reduction) of the torrefied wood chips S is started, the heater 14 is stopped. Thereafter, the internal temperature of the reaction tower 11 is basically controlled by the gasification combustion of the torrefied wood chips S.

半炭化木質チップSのガス化が開始されると、反応塔11の内部で生成ガスG(一酸化炭素・水素)が発生し、この生成ガスGは上部に設け、先端側が負圧とした放出管12に引き込まれる。これにより、ガス貯蓄部60に生成ガスGを貯めることができる。 When gasification of the semi-carbonized wood chips S starts, a generated gas G (carbon monoxide/hydrogen) is generated inside the reaction tower 11, and this generated gas G is disposed at the top and discharged with negative pressure on the tip side. drawn into tube 12. Thereby, the generated gas G can be stored in the gas storage section 60.

また、放出管12の先端側が負圧となっているため、縦方向スクリュー羽根52の回転軸の中央部分に設けられた第一供給管13a及び第二供給管13bにより、反応塔11の内部にガス化剤Hが供給される。このように、反応塔11に供給されたガス化剤Hは放出管12により上昇気流となるため、反応塔11の内部での半炭化木質チップSのガス化を促進できるとともに、細分化された半炭化木質チップSを上昇させることができる。 In addition, since the distal end side of the discharge pipe 12 is under negative pressure, the inside of the reaction column 11 is Gasifying agent H is supplied. In this way, the gasifying agent H supplied to the reaction tower 11 becomes an upward airflow through the discharge pipe 12, so that the gasification of the torrefied wood chips S inside the reaction tower 11 can be promoted, and the It is possible to raise torrefied wood chips S.

これにより、細分化された半炭化木質チップSのガス化の促進に合わせて、完全にガス化されなかった半炭化木質チップSが反応塔11の底部に蓄積することをより防止できる。さらには、完全にガス化されなかった半炭化木質チップSの燃焼残渣を放出管12に引き込ませることを手助けすることができる。 Thereby, in accordance with the promotion of gasification of the finely divided torrefied wood chips S, it is possible to further prevent torrefied wood chips S that have not been completely gasified from accumulating at the bottom of the reaction tower 11. Furthermore, it is possible to help draw the combustion residue of the torrefied wood chips S, which has not been completely gasified, into the discharge pipe 12.

ここで、放出管12は、基端側放出管12aと先端側放出管12cが縮径部12bにより連結されているため、放出管12の内部を流れる半炭化木質チップSの流速が縮径部12b及び先端側放出管12cの箇所で速くなる。これにより、完全にガス化されなかった半炭化木質チップSの燃焼残渣の温度が上昇するため、半炭化木質チップSの燃焼残渣を完全にガス化させることができる。
これにより、反応塔11の底部に半炭化木質チップSの燃焼残渣が残ることを防止することができる。
Here, in the discharge tube 12, since the proximal discharge tube 12a and the distal discharge tube 12c are connected by the diameter-reduced portion 12b, the flow velocity of the torrefied wood chips S flowing inside the discharge tube 12 is lower than the diameter-reduced portion. 12b and the distal discharge tube 12c. As a result, the temperature of the combustion residue of the torrefied wood chips S that has not been completely gasified increases, so that the combustion residue of the torrefied wood chips S can be completely gasified.
Thereby, it is possible to prevent combustion residues of the torrefied wood chips S from remaining at the bottom of the reaction tower 11.

反応塔11の内部には、温度センサー15を備えられており、反応塔11の内部温度を検知している(ステップs2)。この温度センサー15で検出された温度検知結果は、回転制御部73に送信され、回転制御部73は、送信された検知結果情報に基づいて、ロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御し、半炭化木質チップSの搬送量を調整している(ステップs6)。 A temperature sensor 15 is provided inside the reaction tower 11 to detect the internal temperature of the reaction tower 11 (step s2). The temperature detection result detected by this temperature sensor 15 is transmitted to the rotation control section 73, and the rotation control section 73 controls the rotary valve 33, the upstream screw blade 43, the vertical screw The rotational speed of the blades 52 is controlled to adjust the amount of torrefied wood chips S to be conveyed (step s6).

同様に、貯蓄量検知センサー16による反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの蓄積量も検知しており(ステップs3)、その検知結果を回転制御部73に送信されている。そして、回転制御部73は送信された検知結果情報に基づいてロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御し、半炭化木質チップSの搬送量を調整している(ステップs6)。 Similarly, the storage amount detection sensor 16 also detects the amount of torrefied wood chips S accumulated inside the reaction tower 11 (step s3), and the detection result is transmitted to the rotation control section 73. Then, the rotation control unit 73 controls the rotational speed of the rotary valve 33, the upstream screw blade 43, and the vertical screw blade 52 based on the transmitted detection result information, and adjusts the conveyance amount of the torrefied wood chips S. (step s6).

さらにまた、ガス貯蓄部60の手前に取り付けられているガス分析器72により、反応塔11から発生する生成ガスGの成分を分析されている(ステップs4)。この分析結果も、回転制御部73に送信されており、回転制御部73は送信された分析結果情報に基づいてロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御し、半炭化木質チップSの搬送量を調整している(ステップs6)。 Furthermore, the components of the generated gas G generated from the reaction tower 11 are analyzed by the gas analyzer 72 installed before the gas storage section 60 (step s4). This analysis result is also sent to the rotation control unit 73, and the rotation control unit 73 controls the rotational speed of the rotary valve 33, upstream screw blade 43, and vertical screw blade 52 based on the sent analysis result information. , the amount of torrefied wood chips S to be transported is adjusted (step s6).

例えば、反応塔11の内部温度が適温と比べて低いと温度センサー15で検知した場合には(ステップs2:No)、反応塔11に搬送されている半炭化木質チップSは効率よくガス化できない。この場合、温度検知結果を受信した回転制御部73により、ロータリ弁用モータ34を制御し、ロータリ弁33の回転速度を早くして、供給管32に搬送される半炭化木質チップSを多くすることができる。 For example, if the temperature sensor 15 detects that the internal temperature of the reaction tower 11 is lower than the appropriate temperature (step s2: No), the torrefied wood chips S being conveyed to the reaction tower 11 cannot be efficiently gasified. . In this case, the rotation control unit 73 that has received the temperature detection result controls the rotary valve motor 34 to increase the rotation speed of the rotary valve 33 and increase the amount of torrefied wood chips S conveyed to the supply pipe 32. be able to.

また、回転制御部73により、回転モータ44と回転モータ53を制御し、上流側スクリュー羽根43と縦方向スクリュー羽根52の回転数を調整することで、中間搬送管42における半炭化木質チップSをより圧密させて、半炭化木質チップSを細分化することができる。具体的には、上流側スクリュー羽根43の回転速度を縦方向スクリュー羽根52の回転速度よりも早くすることで(ステップs6)、サージ槽30から多く搬送された半炭化木質チップSが中間搬送管42で多く詰まることとなり、より圧密される。このようにより圧密された半炭化木質チップSを縦方向スクリュー羽根52によって反応塔11に搬送することとなるため、半炭化木質チップSをより細分化することができる。
これにより、反応塔11に搬送される半炭化木質チップSが効率よくガス化され、反応塔11の内部温度を上昇させることができる。
In addition, the rotation control unit 73 controls the rotation motor 44 and the rotation motor 53 to adjust the rotation speed of the upstream screw blade 43 and the vertical screw blade 52, thereby controlling the torrefied wood chips S in the intermediate conveying pipe 42. The torrefied wood chips S can be further compacted and subdivided. Specifically, by making the rotation speed of the upstream screw blade 43 faster than the rotation speed of the vertical screw blade 52 (step s6), a large amount of torrefied wood chips S transported from the surge tank 30 are transferred to the intermediate transport pipe. 42, it becomes more clogged and becomes more compacted. Since the torrefied wood chips S compacted in this way are conveyed to the reaction tower 11 by the vertical screw blades 52, the torrefied wood chips S can be further divided into smaller pieces.
Thereby, the torrefied wood chips S transported to the reaction tower 11 are efficiently gasified, and the internal temperature of the reaction tower 11 can be increased.

同様に、反応塔11の内部の半炭化木質チップSの量が低下している場合には、貯蓄量検知センサー16が半炭化木質チップSの増加を検知して(ステップs3:No)、その情報を回転制御部73に送信する。この情報に基づいて、回転制御部73が回転モータ44を制御して上流側スクリュー羽根43の回転速度を増加させるとともに、回転制御部73が回転モータ53を制御して縦方向スクリュー羽根52の回転速度を増加させ(ステップs6)、反応塔11に搬送される半炭化木質チップSの搬送量を増加させ、半炭化木質チップSのガス化を促進できる。 Similarly, when the amount of torrefied wood chips S inside the reaction tower 11 is decreasing, the storage amount detection sensor 16 detects an increase in torrefied wood chips S (step s3: No), and The information is transmitted to the rotation control section 73. Based on this information, the rotation control unit 73 controls the rotation motor 44 to increase the rotation speed of the upstream screw blade 43, and the rotation control unit 73 controls the rotation motor 53 to rotate the vertical screw blade 52. By increasing the speed (step s6), the amount of torrefied wood chips S transported to the reaction tower 11 can be increased, and gasification of the torrefied wood chips S can be promoted.

逆に、反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの量が増加している場合には、貯蓄量検知センサー16が半炭化木質チップSの増加を検知し(ステップs3:No)、その情報を回転制御部73に送信する。この情報に基づいて、回転制御部73が縦方向スクリュー羽根52の回転速度を低下させ(ステップs6)、中間搬送管42において半炭化木質チップSをより圧密させる。これにより、縦方向スクリュー羽根52によって、より細分化された半炭化木質チップSが反応塔11に搬送することができる。
したがって、半炭化木質チップSの搬送量を低下させながらも、半炭化木質チップSを細分化できるため、半炭化木質チップSの表面積が拡大し、効率よくガス化させることができる。
Conversely, when the amount of torrefied wood chips S accumulated inside the reaction tower 11 is increasing, the storage amount detection sensor 16 detects the increase in torrefied wood chips S (step s3: No). , transmits the information to the rotation control section 73. Based on this information, the rotation control unit 73 reduces the rotation speed of the vertical screw blades 52 (step s6) to further consolidate the torrefied wood chips S in the intermediate conveyance pipe 42. Thereby, the more finely divided torrefied wood chips S can be transported to the reaction tower 11 by the vertical screw blades 52 .
Therefore, since the torrefied wood chips S can be divided into smaller pieces while reducing the amount of torrefied wood chips S to be transported, the surface area of the torrefied wood chips S can be expanded, and the torrefied wood chips S can be gasified efficiently.

同様に、ガス分析器72により検出される生成ガスGの成分が、所望の割合でない場合には(ステップs4:No)、この情報に基づいて、回転制御部73がロータリ弁用モータ34、回転モータ44、回転モータ53を制御して、それぞれの回転速度を調整する(ステップs6)。これにより、反応塔11への半炭化木質チップSの搬送量及びサイズ、密度が調整され、生成ガスGの成分が適正な割合となる。 Similarly, if the components of the generated gas G detected by the gas analyzer 72 are not at the desired ratio (step s4: No), the rotation control section 73 controls the rotation of the rotary valve motor 34 based on this information. The motor 44 and rotary motor 53 are controlled to adjust their respective rotational speeds (step s6). As a result, the amount, size, and density of the torrefied wood chips S to be transported to the reaction tower 11 are adjusted, and the components of the generated gas G are adjusted to an appropriate ratio.

このように、所定量の生成ガスGが得られまで(ステップs5)、反応塔11の内部状況に応じて、ロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度の調整を繰り返し、所望の状態で半炭化木質チップSのガス化が行われる。そして所定量の生成ガスGを得られたのちに、ロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転を停止し、ガス化を終了する。 In this way, until a predetermined amount of produced gas G is obtained (step s5), the rotational speeds of the rotary valve 33, upstream screw blades 43, and vertical screw blades 52 are adjusted according to the internal situation of the reaction tower 11. The torrefied wood chips S are repeatedly gasified in a desired state. After a predetermined amount of generated gas G is obtained, the rotation of the rotary valve 33, upstream screw blade 43, and vertical screw blade 52 is stopped to complete gasification.

なお、回転制御部73でガス化剤供給装置18を制御することにより、第一供給管13a及び第二供給管13bから供給されるガス化剤Hの供給量を制御し、反応塔11の内部でのガス化を調整することもできる。 Note that by controlling the gasifying agent supply device 18 with the rotation control unit 73, the amount of gasifying agent H supplied from the first supply pipe 13a and the second supply pipe 13b is controlled, and the inside of the reaction tower 11 is controlled. Gasification can also be adjusted.

このように構成されたガス化システム1は、半炭化木質チップSを投入する搬送装置20と、半炭化木質チップSをガス化する反応塔11とで構成されており、搬送装置20は、反応塔11の底部から内部に半炭化木質チップSを垂直方向(上下方向)に沿って搬送する縦方向搬送路50を備え、反応塔11には、半炭化木質チップSからガス化された生成ガスGを放出する放出管12が上方に設けられ、縦方向搬送路50は、垂直方向に沿って管状に構成され、管内に、垂直方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、垂直方向に沿った軸を回転軸として回転可能な縦方向スクリュー羽根52が備えられ、縦方向スクリュー羽根52の上端部分(露出部52a)が、反応塔11の底部よりも上方において露出されている。 The gasification system 1 configured in this way is composed of a conveying device 20 into which torrefied wood chips S are introduced, and a reaction tower 11 which gasifies the torrefied wood chips S. A vertical conveyance path 50 is provided for conveying torrefied wood chips S from the bottom of the column 11 in the vertical direction (up and down direction), and the reaction column 11 is provided with a generated gas gasified from the torrefied wood chips S. A discharge pipe 12 for discharging G is provided above, and a vertical conveyance path 50 is formed in a tubular shape along the vertical direction. A vertical screw blade 52 is provided that is rotatable about a shaft that is a rotation axis, and the upper end portion (exposed portion 52a) of the vertical screw blade 52 is exposed above the bottom of the reaction tower 11.

これにより、反応塔11における高温層に半炭化木質チップSを下方から上方に向けて搬送できるとともに、露出部52aで還元帯T3においてガス化されずに落下した半炭化木質チップSを、反応塔11に新たに投入される半炭化木質チップSとともに反応塔11における還元帯T3に再度搬送することができる。 As a result, the torrefied wood chips S can be transported from below to the high temperature layer in the reaction tower 11, and the torrefied wood chips S that have fallen without being gasified in the reduction zone T3 in the exposed portion 52a can be transported to the reaction tower 11. It can be transported again to the reduction zone T3 in the reaction tower 11 together with the torrefied wood chips S newly introduced into the reactor 11.

これにより、十分にガス化されなかった半炭化木質チップSを、新たな半炭化木質チップSとともにガス化させることができる。すなわち、反応塔11の内部においてガス化されなかった半炭化木質チップSを循環させて再利用することができ、エネルギー密度の高い半炭化木質チップSを効率よくガス化させることができる。 Thereby, the torrefied wood chips S that have not been sufficiently gasified can be gasified together with new torrefied wood chips S. That is, the torrefied wood chips S that have not been gasified inside the reaction tower 11 can be circulated and reused, and the torrefied wood chips S with high energy density can be efficiently gasified.

また、底部に落下してきた半炭化木質チップSを露出部52aで再度上方に搬送できるため、上方から落下して積み重なった半炭化木質チップSを崩すことができる。これにより、積み重ねられた半炭化木質チップSが崩れ、半炭化木質チップSが形成するブリッジを解消できる。したがって、高温層において半炭化木質チップSを安定してガス化させることができる。 Further, since the torrefied wood chips S that have fallen to the bottom can be transported upward again by the exposed portion 52a, the torrefied wood chips S that have fallen from above and are piled up can be broken up. As a result, the stacked torrefied wood chips S collapse, and the bridge formed by the torrefied wood chips S can be eliminated. Therefore, the torrefied wood chips S can be stably gasified in the high temperature layer.

また、搬送装置20は、一端側に半炭化木質チップSが投入される投入口41aが設けられるとともに、他端側に縦方向搬送路50に対して交差する交差方向に連結する管状の上流側搬送路40が備えられ、上流側搬送路40は、管内に、螺旋状に形成されるとともに、回転により縦方向搬送路50に向けて半炭化木質チップSを搬送する上流側スクリュー羽根43が備えられている。 Further, the conveyance device 20 is provided with an input port 41a into which torrefied wood chips S are input at one end, and a tubular upstream side connected to the vertical conveyance path 50 in a cross direction. A conveyance path 40 is provided, and the upstream conveyance path 40 is formed in a spiral shape in the pipe, and includes an upstream screw blade 43 that conveys the torrefied wood chips S toward the vertical conveyance path 50 by rotation. It is being

これにより、上流側搬送路40から縦方向搬送路50に半炭化木質チップSを搬送する際に、半炭化木質チップSを細分化することができる。これにより、所望の大きさの半炭化木質チップSを反応塔11に搬送することができるため、エネルギー密度の高い半炭化木質チップSを効率よくガス化することができる。 Thereby, when the torrefied wood chips S are conveyed from the upstream conveyance path 40 to the longitudinal conveyance path 50, the torrefied wood chips S can be divided into small pieces. Thereby, the torrefied wood chips S of a desired size can be transported to the reaction tower 11, so that the torrefied wood chips S with high energy density can be efficiently gasified.

詳述すると、上流側搬送路40から上流側スクリュー羽根43で搬出された半炭化木質チップSは、縦方向スクリュー羽根52で縦方向搬送路50に取り込まれて搬送されるが、上流側スクリュー羽根43の搬送量と縦方向スクリュー羽根52の搬送量とを調整することで縦方向搬送路50と上流側搬送路40との間で半炭化木質チップSを圧密させて細分化し、所望の大きさとすることができる。このように、半炭化木質チップSが細分化されることで、反応塔11に搬送された半炭化木質チップSがブリッジを形成することを確実に防止できるとともに、細分化された半炭化木質チップSは表面積が拡大し、効率よくガス化させることができる。 To explain in detail, the torrefied wood chips S carried out from the upstream conveyance path 40 by the upstream screw blade 43 are taken into the vertical conveyance path 50 by the vertical screw blade 52 and conveyed. By adjusting the conveyance amount of 43 and the conveyance amount of the vertical screw blade 52, the torrefied wood chips S are consolidated and finely divided between the vertical conveyance path 50 and the upstream conveyance path 40, and the torrefied wood chips S are divided into desired sizes. can do. By fragmenting the torrefied wood chips S in this way, it is possible to reliably prevent the torrefied wood chips S conveyed to the reaction tower 11 from forming bridges, and to S has an expanded surface area and can be efficiently gasified.

また、上流側スクリュー羽根43と縦方向スクリュー羽根52の回転速度を個別に調整することにより、搬送する新たな半炭化木質チップSの細分化サイズを調整、新たな半炭化木質チップSの搬送量を制限して反応塔11の底部に貯まった半炭化木質チップSの再利用、あるいは新たな半炭化木質チップSの搬送量を増加させることができる。すなわち、反応塔11の状況に合わせてより効率よく半炭化木質チップSをガス化させることができる。 In addition, by individually adjusting the rotational speed of the upstream screw blade 43 and the vertical screw blade 52, the subdivision size of the new torrefied wood chips S to be conveyed can be adjusted, and the conveyance amount of the new torrefied wood chips S can be adjusted. It is possible to reuse the torrefied wood chips S accumulated at the bottom of the reaction tower 11 by limiting the amount of torrefied wood chips S, or to increase the amount of new torrefied wood chips S transported. That is, it is possible to more efficiently gasify the torrefied wood chips S according to the conditions of the reaction tower 11.

さらにまた、反応塔11には、ガス化剤Hを注入するガス化剤供給管13が設けられているため、ガス化剤Hにより半炭化木質チップSのガス化が促進され、エネルギー密度の高い半炭化木質チップSをより効率よくガス化させることができる。 Furthermore, since the reaction tower 11 is provided with the gasifying agent supply pipe 13 for injecting the gasifying agent H, the gasifying agent H promotes the gasification of the torrefied wood chips S, resulting in high energy density. The torrefied wood chips S can be gasified more efficiently.

また、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御し、反応塔11に搬送する半炭化木質チップSの搬送量を調整する回転制御部73が備えられていることにより、反応塔11の内部状況に応じて半炭化木質チップSの搬送量を調整でき、半炭化木質チップSをより効率よくガス化させることができる。 Furthermore, since a rotation control section 73 is provided that controls the rotation speed of the vertical screw blade 52 and adjusts the amount of torrefied wood chips S to be transported to the reaction tower 11, the internal situation of the reaction tower 11 can be controlled. The amount of torrefied wood chips S to be conveyed can be adjusted accordingly, and the torrefied wood chips S can be gasified more efficiently.

例えば、反応塔11の内部に搬送された半炭化木質チップSが過多である場合には、反応塔11の内部への半炭化木質チップSの搬送量を減少させ、内部に蓄積されている半炭化木質チップSが熱分解などするように調整し、ガス化させることができる。これに対して、反応塔11の内部に半炭化木質チップSが過少である場合には、反応塔11の内部への半炭化木質チップSの搬送量を増大させて、ガス化の材料を増加させ、ガス化を促進させることができる。 For example, if there are too many torrefied wood chips S transported into the reaction tower 11, the amount of torrefied wood chips S transported into the reaction tower 11 is reduced, and the half-carbonized wood chips S accumulated inside the reaction tower 11 are reduced. The carbonized wood chips S can be adjusted to be thermally decomposed and gasified. On the other hand, if there are too few torrefied wood chips S inside the reaction tower 11, the amount of torrefied wood chips S conveyed into the inside of the reaction tower 11 is increased to increase the material for gasification. gasification can be promoted.

また、反応塔11は、反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの量を検知する貯蓄量検知センサー16が備えられ、回転制御部73は、貯蓄量検知センサー16で検知された半炭化木質チップSの量に基づいて、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御していることにより、貯蓄量検知センサー16の検知結果に基づき半炭化木質チップSの搬送量を調整できる。 Further, the reaction tower 11 is equipped with a storage amount detection sensor 16 that detects the amount of torrefied wood chips S accumulated inside the reaction tower 11, and the rotation control unit 73 is configured to detect the amount of torrefied wood chips S detected by the storage amount detection sensor 16. By controlling the rotational speed of the vertical screw blade 52 based on the amount of torrefied wood chips S, the amount of torrefied wood chips S to be conveyed can be adjusted based on the detection result of the storage amount detection sensor 16.

すなわち、反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの量に応じて、半炭化木質チップSを反応塔11に搬送し、反応塔11の内部に適量の半炭化木質チップSを蓄積させることができる。このため、より効率よく半炭化木質チップSをガス化させることができる。 That is, depending on the amount of torrefied wood chips S accumulated inside the reaction tower 11, the torrefied wood chips S are transported to the reaction tower 11, and an appropriate amount of torrefied wood chips S is accumulated inside the reaction tower 11. can be done. Therefore, the torrefied wood chips S can be gasified more efficiently.

また、反応塔11は、内部の温度を検知する温度センサー15が備えられ、回転制御部73は、温度センサー15で検知された温度に基づいて、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御していることにより、温度センサー15の検知結果に基づき、半炭化木質チップSの搬送量を調整できる。 Further, the reaction tower 11 is equipped with a temperature sensor 15 that detects the internal temperature, and the rotation control unit 73 controls the rotation speed of the vertical screw blade 52 based on the temperature detected by the temperature sensor 15. Accordingly, the amount of torrefied wood chips S to be conveyed can be adjusted based on the detection result of the temperature sensor 15.

すなわち、反応塔11の内部の温度に応じて、半炭化木質チップSを反応塔11に搬送し、反応塔11の内部に適量の半炭化木質チップSを蓄積させることができる。このため、より効率よく半炭化木質チップSをガス化させることができる。 That is, depending on the temperature inside the reaction tower 11, the torrefied wood chips S can be transported to the reaction tower 11, and an appropriate amount of torrefied wood chips S can be accumulated inside the reaction tower 11. Therefore, the torrefied wood chips S can be gasified more efficiently.

例えば、所望の温度と比べて反応塔11の内部温度が上昇していると検知した場合には、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を上げ、反応塔11の内部に多くの半炭化木質チップSを搬送し、反応塔11の内部温度を下げることができる。一方で、所望の温度と比べて反応塔11の内部温度が下降していると検知した場合には、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を下げ、反応塔11の内部に搬送する半炭化木質チップSの量を減少させることで、内部に蓄積した半炭化木質チップSの反応効率を上げ、より効率よく半炭化木質チップSをガス化させることができる。 For example, if it is detected that the internal temperature of the reaction tower 11 has increased compared to the desired temperature, the rotation speed of the vertical screw blade 52 is increased to increase the number of torrefied wood chips S inside the reaction tower 11. can be transported to lower the internal temperature of the reaction tower 11. On the other hand, if it is detected that the internal temperature of the reaction tower 11 is lower than the desired temperature, the rotation speed of the vertical screw blade 52 is lowered, and the torrefied wood chips transported into the reaction tower 11 are lowered. By reducing the amount of S, the reaction efficiency of the torrefied wood chips S accumulated inside can be increased, and the torrefied wood chips S can be gasified more efficiently.

さらにまた、気体の成分を分析するガス分析器72が備えられ、回転制御部73は、気体の成分に基づいて、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御していることにより、ガス分析器72の検知結果に基づき、半炭化木質チップSの搬送量を調整し、より効率よく半炭化木質チップSをガス化させることができる。 Furthermore, a gas analyzer 72 for analyzing gas components is provided, and the rotation control unit 73 controls the rotation speed of the vertical screw blade 52 based on the gas components. Based on the detection result, the amount of torrefied wood chips S to be transported can be adjusted, and the torrefied wood chips S can be gasified more efficiently.

詳述すると、反応塔11から放出される気体の成分は、反応塔11の内部温度や、ガス化剤Hの比率などによって変化する。このことから、放出される気体の成分に基づいて、半炭化木質チップSの搬送量を調整することで、反応塔11の内部温度や、ガス化剤Hの比率を調整でき、安定した気体の供給を図ることができる。これにより、反応塔11の内部におけるガス化の状態に応じで、半炭化木質チップSの搬送量を調整でき、適量の半炭化木質チップSを反応塔11の内部に蓄積させ、より効率よく半炭化木質チップSをガス化させることができる。 Specifically, the components of the gas released from the reaction tower 11 vary depending on the internal temperature of the reaction tower 11, the ratio of the gasifying agent H, and the like. From this, it is possible to adjust the internal temperature of the reaction tower 11 and the ratio of the gasifying agent H by adjusting the amount of torrefied wood chips S to be transported based on the components of the gas to be released. supply. As a result, the amount of torrefied wood chips S to be transported can be adjusted depending on the gasification state inside the reaction tower 11, and an appropriate amount of torrefied wood chips S can be accumulated inside the reaction tower 11 to more efficiently halve the chips. Carbonized wood chips S can be gasified.

また、放出管12は、先端側が負圧となるように構成されていることにより、反応塔11の内部でガス化された気体を放出管12に吸引することができるため、ガス化された気体を放出管12から確実に放出することができる。 In addition, the discharge pipe 12 is configured to have a negative pressure on the tip side, so that the gas that has been gasified inside the reaction tower 11 can be sucked into the discharge pipe 12. can be reliably released from the release pipe 12.

さらに、ガス化剤供給管13から供給されるガス化剤Hを反応塔11の内部に引き込み上昇気流を起こすことができるため、縦方向スクリュー羽根52により搬送される半炭化木質チップSを、還元帯T3ができている上方に持ち上げやすくなる。さらには、完全にガス化しきっていない半炭化木質チップSを放出管12に引き込むことができる。 Furthermore, since the gasifying agent H supplied from the gasifying agent supply pipe 13 can be drawn into the reaction tower 11 to generate an upward air current, the torrefied wood chips S conveyed by the vertical screw blades 52 can be reduced. It becomes easier to lift it upwards where band T3 is formed. Furthermore, torrefied wood chips S that have not been completely gasified can be drawn into the discharge pipe 12.

さらにまた、放出管12は、基端側に比べて先端が細径となる先端側放出管12cが設けられていることにより、放出管12の先端側を細径となる。これにより、縮径部12b及び先端側放出管12cを流れる生成ガスGや半炭化木質チップSなどの流速が速くなり、流速が速くなった箇所の温度が上昇し、完全にガス化されていない半炭化木質チップSの燃焼残渣を放出管12内でガス化させることができる。 Furthermore, the discharge tube 12 is provided with the distal discharge tube 12c, which has a smaller diameter at the distal end than the proximal end, so that the distal end of the discharge tube 12 has a smaller diameter. As a result, the flow velocity of the produced gas G, torrefied wood chips S, etc. flowing through the reduced diameter portion 12b and the distal end discharge pipe 12c becomes faster, and the temperature at the location where the flow velocity becomes faster rises, preventing complete gasification. The combustion residue of the torrefied wood chips S can be gasified in the discharge pipe 12.

また、反応塔11の底部には、底部に蓄積した半炭化木質チップSを排出するアッシュ排出部17が設けられていることにより、反応塔11の底部に蓄積し、縦方向スクリュー羽根52によって再度上方に搬送されないような位置に蓄積した半炭化木質チップSなどを底部から排出することができる。 In addition, an ash discharge section 17 is provided at the bottom of the reaction tower 11 to discharge the torrefied wood chips S accumulated at the bottom. It is possible to discharge torrefied wood chips S and the like accumulated in a position where they cannot be transported upwards from the bottom.

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
木質チップは、半炭化木質チップSに対応し、同様に、
投入機構は、搬送装置20に対応し、
反応塔は、反応塔11に対応し、
ガス化装置は、ガス化システム1に対応し、
縦方向搬送路は、縦方向搬送路50に対応し、
放出管は、放出管12に対応し、
縦方向スクリュー羽根は、縦方向スクリュー羽根52に対応し、
投入口は、投入口41aに対応し、
上流側搬送路は、上流側搬送管41に対応し、
上流側スクリュー羽根は、上流側スクリュー羽根43に対応し、
注入部は、ガス化剤供給管13に対応し、
搬送量制御部は、回転制御部73に対応し、
蓄積量検知部は、貯蓄量検知センサー16に対応し、
温度検知部は、温度センサー15に対応し、
分析部は、ガス分析器72に対応し、
細径部は、先端側放出管12cに対応し、
アッシュ排出部は、アッシュ排出部17に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施形態を得ることができる。
In the correspondence between the configuration of this invention and the above-described embodiments,
The wood chips correspond to torrefied wood chips S, and similarly,
The loading mechanism corresponds to the transport device 20,
The reaction tower corresponds to the reaction tower 11,
The gasifier corresponds to gasification system 1,
The vertical conveyance path corresponds to the vertical conveyance path 50,
The discharge pipe corresponds to the discharge pipe 12,
The vertical screw blade corresponds to the vertical screw blade 52,
The input port corresponds to the input port 41a,
The upstream conveyance path corresponds to the upstream conveyance pipe 41,
The upstream screw blade corresponds to the upstream screw blade 43,
The injection part corresponds to the gasifying agent supply pipe 13,
The conveyance amount control section corresponds to the rotation control section 73,
The storage amount detection section corresponds to the storage amount detection sensor 16,
The temperature detection section corresponds to the temperature sensor 15,
The analysis section corresponds to the gas analyzer 72,
The narrow diameter portion corresponds to the distal end discharge tube 12c,
The ash discharge section corresponds to the ash discharge section 17, but
This invention is not limited only to the configuration of the above-described embodiments, but can be implemented in many other embodiments.

例えば、本実施形態において、縦方向搬送路50は、反応塔11に対して垂直方向(上下方向)に立設させているが、垂直方向に完全一致する必要はない。例えば、縦方向搬送路50は垂直方向に対して±30度程度傾いていてもよい。 For example, in the present embodiment, the vertical conveyance path 50 is vertically disposed vertically (in the vertical direction) with respect to the reaction tower 11, but it is not necessary to completely coincide with the vertical direction. For example, the vertical conveyance path 50 may be inclined at approximately ±30 degrees with respect to the vertical direction.

また、本実施形態において、中間搬送管42と縦方向搬送管51とが連結部分において直交しているが、必ずしも直交する必要はなく、中間搬送管42と縦方向搬送管51とが交差していればよい。また、上流側搬送管41が上下方向と交差する方向、例えば水平方向に沿って配置してもよく、さらには上流側搬送管41と縦方向搬送管51とが直接連結する構成としてもよい。 Further, in this embodiment, the intermediate conveyance pipe 42 and the vertical conveyance pipe 51 are orthogonal at the connecting portion, but they do not necessarily need to be orthogonal, and the intermediate conveyor pipe 42 and the vertical conveyor pipe 51 are That's fine. Further, the upstream conveyance pipe 41 may be arranged in a direction intersecting the vertical direction, for example, along the horizontal direction, and furthermore, the upstream conveyance pipe 41 and the vertical conveyance pipe 51 may be directly connected.

また、反応塔11の下方に蓄積された半炭化木質チップSを縦方向スクリュー羽根52が上方に搬送できれば、縦方向搬送路50はどのような構成でもよい。例えば、縦方向搬送路50は、反応塔11の内部において、上方に延びる縦方向搬送管51に部分的な開口が形成され、この開口部分から縦方向スクリュー羽根52が部分的に露出されていてもよい。 Further, as long as the vertical screw blades 52 can transport the torrefied wood chips S accumulated below the reaction tower 11 upward, the vertical transport path 50 may have any configuration. For example, in the vertical conveyance path 50, a partial opening is formed in a vertical conveyance pipe 51 extending upward inside the reaction tower 11, and the vertical screw blade 52 is partially exposed from this opening. Good too.

また、ガス化剤として、本実施形態では、空気及び水蒸気を用いているが、ガス化剤は半炭化木質チップSのガス化を促進すれば、特に限定はされない。そのため、例えば、酸素などの気体の他、別の気体や、紛体、液体などであってもよい。 Further, as the gasifying agent, air and water vapor are used in this embodiment, but the gasifying agent is not particularly limited as long as it promotes gasification of the semi-carbonized wood chips S. Therefore, for example, in addition to gas such as oxygen, other gases, powders, liquids, etc. may be used.

さらにまた、回転制御部73は、例えば、反応塔11の内部に投入された半炭化木質チップSの蓄積量や密度、反応塔11内部の温度や放出されるガスの成分などに基づいて、またはこれらの組み合わせにより半炭化木質チップSの搬送量を制御してもよい。 Furthermore, the rotation control unit 73 controls the rotation control unit 73 based on, for example, the accumulated amount and density of the torrefied wood chips S introduced into the reaction tower 11, the temperature inside the reaction tower 11, the components of the gas released, or the like. The amount of torrefied wood chips S to be conveyed may be controlled by a combination of these.

さらにまた、上流側スクリュー羽根43を上流側搬送管41及び中間搬送管42に沿って、上流側搬送管41の上端から中間搬送管42の先端まで伸びた構成としている。しかしながら、この構成に限定されず、例えば、上流側搬送管41の内部には、上下方向に沿った軸を回転軸として回転可能な、いわゆるスクリューフィダーとし、湾曲した中間搬送管42の内部には、上流側搬送管41の内部に設けたスクリューフィダーの回転を伝達できる、上流側スクリュー羽根43のようないわゆるバネコンベア羽根としてもよい。 Furthermore, the upstream screw blade 43 is configured to extend along the upstream conveying pipe 41 and the intermediate conveying pipe 42 from the upper end of the upstream conveying pipe 41 to the tip of the intermediate conveying pipe 42. However, the configuration is not limited to this, and for example, a so-called screw feeder that is rotatable about an axis along the vertical direction is installed inside the upstream conveyance pipe 41, and a so-called screw feeder is installed inside the curved intermediate conveyance pipe 42. , a so-called spring conveyor blade such as the upstream screw blade 43 that can transmit the rotation of a screw feeder provided inside the upstream conveying pipe 41 may be used.

1 ガス化システム
11 反応塔
12 放出管
12c 先端側放出管
13 ガス化剤供給管
15 温度センサー
16 貯蓄量検知センサー
17 アッシュ排出部
20 搬送装置
40 上流側搬送路
41a 投入口
43 上流側スクリュー羽根
50 縦方向搬送路
52 縦方向スクリュー羽根
72 ガス分析器
73 回転制御部
S 半炭化木質チップ
1 Gasification system 11 Reaction tower 12 Discharge pipe 12c Tip side discharge pipe 13 Gasifying agent supply pipe 15 Temperature sensor 16 Storage amount detection sensor 17 Ash discharge section 20 Conveyance device 40 Upstream conveyance path 41a Input port 43 Upstream screw blade 50 Vertical conveyance path 52 Vertical screw blade 72 Gas analyzer 73 Rotation control section S Semi-carbonized wood chips

この発明は、木質チップをガス化するガス化装置に関する。 The present invention relates to a gasifier for gasifying wood chips.

近年、環境問題が大きく取り上げられる中、石油や石炭といった化石燃料を用いた発電の代わりに、例えば、自然由来の木質チップや半炭化処理された木質チップなどのバイオマス燃料から発生した燃焼物質を用いた発電装置などの研究が進められている。 In recent years, environmental issues have become a hot topic, and instead of power generation using fossil fuels such as oil and coal, for example, combustion materials generated from biomass fuels such as naturally derived wood chips and torrefied wood chips are being used. Research is progressing on power generation equipment, etc.

このような燃焼物質をバイオマス燃料から発生させるガス化装置の一例として、反応塔の底部に備えられたガス化剤供給口から空気や水蒸気などのガス化剤を供給しながら、反応塔の上部に設けた投入口からバイオマス燃料を投入して加熱し、バイオマス燃料をガス化させるガス化装置が特許文献1に開示されている。 As an example of a gasification device that generates such combustion substances from biomass fuel, a gasification agent such as air or steam is supplied from a gasification agent supply port provided at the bottom of the reaction tower, while a gasification agent is supplied to the top of the reaction tower. Patent Document 1 discloses a gasification apparatus that inputs biomass fuel from a provided input port, heats it, and gasifies the biomass fuel.

このガス化装置は、反応塔の上方側部に、バイオマス燃料から発生する生成ガスを放出する放出口が設けられた、いわゆるアップドラフト式のガス化装置であり、底部にはガス化されなかったバイオマスの灰などを除去するアッシュ排出部が備えられている。 This gasifier is a so-called updraft type gasifier, in which a discharge port is installed at the upper side of the reaction tower to release generated gas generated from biomass fuel, and the gasifier at the bottom is not gasified. It is equipped with an ash discharge section to remove biomass ash.

この特許文献1に開示されているガス化装置によると、上部から投入させたバイオマス燃料を反応塔内部でガス化させるとともに、完全にガス化されずに落下したバイオマス燃料(燃焼残渣)を安定して排除できるとされている。 According to the gasifier disclosed in Patent Document 1, the biomass fuel introduced from the top is gasified inside the reaction tower, and the biomass fuel (combustion residue) that has fallen without being completely gasified is stabilized. It is said that it can be eliminated by

しかしながら、反応塔に投入されるバイオマスの大きさは様々であり、十分にガス化されずに落下してきた燃焼残渣は排除される。このため、これらの燃焼残渣を有効活用できずに、バイオマスに対するガス化の効率が低減するといった問題があった。 However, the size of the biomass input into the reaction tower varies, and combustion residue that has not been sufficiently gasified and falls is removed. For this reason, there has been a problem that these combustion residues cannot be effectively utilized, and the efficiency of gasifying biomass is reduced.

特開2008-101215号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-101215

この発明は、上述の問題を鑑み、半炭化処理された木質チップを効率よくガス化させることができるガス化装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a gasifier that can efficiently gasify torrefied wood chips.

この発明は、半炭化処理された木質チップを投入する投入機構と、前記木質チップをガス化する反応塔とで構成された、前記木質チップをガス化するガス化装置であって、前記投入機構は、前記反応塔の底部から内部に前記木質チップを搬送する、垂直方向に沿った管状の縦方向搬送路を備え、前記反応塔には、前記木質チップからガス化された気体を放出する放出管が上方に設けられるとともにガス化剤を前記反応塔の内部に注入する注入部が設けられ、前記縦方向搬送路は、管内に、垂直方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、垂直方向に沿った軸を回転軸として回転可能な縦方向スクリュー羽根が備えられ、前記縦方向スクリュー羽根が、前記反応塔の底部よりも上方において露出され、前記注入部は、前記反応塔の底部に設けられた第一注入部と、前記反応塔の中央部分の側方に設けられた第二注入部とが備えられたことを特徴とする。 The present invention provides a gasification apparatus for gasifying wood chips, which comprises an input mechanism for inputting torrefied wood chips, and a reaction tower for gasifying the wood chips, wherein the input mechanism is provided with a tubular longitudinal conveying path along the vertical direction for conveying the wood chips from the bottom of the reaction column into the interior thereof, and the reaction column has an outlet for discharging gasified gas from the wood chips. A pipe is provided above, and an injection part for injecting the gasifying agent into the reaction tower is provided, and the vertical conveyance path is formed in a spiral shape along the vertical direction in the pipe , and A vertical screw blade is provided that is rotatable about an axis along the vertical direction, the vertical screw blade is exposed above the bottom of the reaction tower , and the injection part is configured to be connected to the bottom of the reaction tower. The reactor is characterized in that it includes a first injection section provided at the bottom and a second injection section provided on the side of the central portion of the reaction column .

前記半炭化処理とは、酸素の供給量を制限し、または遮断した状態において、所定の温度(約200~350度)で加熱して木質チップなどを炭素成分の多い物質にする炭化物生成処理をさす。これにより、エネルギー密度の高い固形燃料を得ることができる。
前記縦方向搬送路は、必ずしも垂直方向に完全一致する必要はなく、例えば垂直方向に対して45度より小さい角度で交差する方向であればよい。
The above-mentioned torrefaction treatment is a process to generate carbide by heating at a predetermined temperature (approximately 200 to 350 degrees) while limiting or cutting off the amount of oxygen supplied to turn wood chips into a material with a high carbon content. As expected. Thereby, solid fuel with high energy density can be obtained.
The longitudinal conveyance path does not necessarily have to completely coincide with the vertical direction, and may be any direction that intersects the vertical direction at an angle of less than 45 degrees, for example.

この発明によると、半炭化処理された木質チップを効率よくガス化させることができる。
詳述すると、反応塔における高温層に半炭化処理された木質チップを下方から上方に向けて搬送できるとともに、縦方向スクリュー羽根の上端部分で高温層においてガス化されずに落下した木質チップを、反応塔に新たに投入される木質チップとともに反応塔における高温層に再度搬送することができる。
According to this invention, torrefied wood chips can be efficiently gasified.
To be more specific, the wood chips that have been torrefied can be transported from below to the top of the high temperature layer in the reaction tower, and the wood chips that have fallen without being gasified in the high temperature layer can be transported at the upper end of the vertical screw blade. It can be transported again to the high temperature layer in the reaction tower together with the wood chips newly introduced into the reaction tower.

これにより、十分にガス化されなかった木質チップを、新たな木質チップとともにガス化させることができる。すなわち、反応塔の内部においてガス化されなかった木質チップを循環させて再利用することができ、エネルギー密度の高い木質チップを効率よくガス化させることができる。 Thereby, wood chips that have not been sufficiently gasified can be gasified together with new wood chips. That is, wood chips that have not been gasified inside the reaction tower can be circulated and reused, and wood chips with high energy density can be efficiently gasified.

また、底部に落下してきた木質チップを縦方向スクリュー羽根により再度上方に搬送できるため、上方から落下して積み重なった木質チップ層を崩すことができる。これにより、積み重ねられた木質チップが崩れ、木質チップが形成するブリッジを解消できる。したがって、高温層において木質チップを安定してガス化させることができる。 In addition, since the wood chips that have fallen to the bottom can be transported upward again by the vertical screw blades, the wood chips that have fallen from above and are piled up can be broken down. This allows the stacked wood chips to collapse and eliminates the bridges formed by the wood chips. Therefore, wood chips can be stably gasified in the high temperature layer.

た、前記反応塔には、ガス化剤を注入する注入部が設けられているため、ガス化剤により木質チップのガス化が促進され、より効率よく半炭化処理された木質チップをガス化させることができる。 In addition, since the reaction tower is provided with an injection part for injecting a gasification agent, the gasification of the wood chips is promoted by the gasification agent , and wood chips that have been torrefied are more efficiently produced. It can be gasified.

ここで、前記ガス化剤とは、木質チップのガス化を促進する促進剤であり、例えば、空気、酸素、水蒸気などである。なお、ガス化剤は前述の気体などに限定されず、木質チップのガス化を促進できれば、前述の気体の以外の気体や、紛体、液体などであってもよい。 Here, the gasification agent is a promoter that promotes gasification of wood chips, and includes, for example, air, oxygen, water vapor, and the like. Note that the gasifying agent is not limited to the above-mentioned gases, and may be gases other than the above-mentioned gases, powders, liquids, etc. as long as they can promote gasification of the wood chips.

この発明の態様として、前記第一注入部は、前記縦方向搬送路に内装された前記縦方向スクリュー羽根の回転軸の中央部分に設けられ、前記縦方向搬送路の長手方向に沿って上方に前記ガス化剤を供給してもよい。 As an aspect of the present invention, the first injection part is provided at a central portion of the rotating shaft of the vertical screw blade installed in the vertical conveyance path, and is arranged upwardly along the longitudinal direction of the vertical conveyance path. The gasifying agent may be supplied.

またこの発明の態様として、前記木質チップをガス化させる際に、前記反応塔の内部には、前記木質チップを熱分解する熱分解帯、熱分解された前記木質チップを燃焼する燃焼帯と、前記気体が発生する還元帯の3つの層が下方から上方に向かってこの順に形成され、前記第二注入部は、前記反応塔の中央部分の側面において前記還元帯に対応する位置に配置されてもよい。 Further, as an aspect of the present invention, when gasifying the wood chips, the reaction tower includes a pyrolysis zone for thermally decomposing the wood chips, a combustion zone for burning the pyrolyzed wood chips, Three layers of the reduction zone in which the gas is generated are formed in this order from the bottom to the top, and the second injection part is disposed at a position corresponding to the reduction zone on a side surface of the central portion of the reaction tower. Good too.

またこの発明の態様として、前記放出管は、先端側が負圧となるように構成され、前記放出管の先端側が負圧となることで前記第一注入部及び前記第二注入部から、前記反応塔の内部に前記ガス化剤が注入されてもよい。 Further, as an aspect of the present invention, the discharge tube is configured such that the distal end side is under negative pressure, and the negative pressure is applied to the distal end side of the discharge tube, so that the reaction from the first injection part and the second injection part is The gasifying agent may be injected into the interior of the column.
この発明により、反応塔の内部でガス化された気体を放出管に吸引することができるため、ガス化された気体を放出管から確実に放出することができる。According to the present invention, the gas that has been gasified inside the reaction tower can be sucked into the discharge pipe, so that the gasified gas can be reliably discharged from the discharge pipe.

またこの発明の態様として、前記放出管は、基端側に比べて先端が細径となる細径部が設けられるとともに、先端に、生成された前記気体を吸引する吸引器が備えられてもよい。 Further, as an aspect of the present invention, the discharge tube may be provided with a small diameter portion having a smaller diameter at the tip than the proximal end side, and the tip may be provided with an aspirator for sucking the generated gas. good.
この発明によると、放出管の先端側が細径となるため、細径部を流れる生成ガスや木質チップなどの流速が放出管の基端側と比べて速くなる。これにより、流速が速くなった箇所の温度が上昇するため、完全にガス化されていない木質チップの残渣を放出管内でガス化させることができる。 According to this invention, since the distal end side of the discharge tube has a small diameter, the flow rate of generated gas, wood chips, etc. flowing through the narrow diameter portion is faster than at the proximal end side of the discharge tube. As a result, the temperature at the location where the flow rate is increased increases, so that wood chip residues that have not been completely gasified can be gasified within the discharge pipe.

またこの発明の態様として、前記縦方向搬送路は、上下方向に沿って立設するとともに、前記反応塔の底部に設けられた挿通孔と連結された管状の縦方向搬送管と、前記縦方向搬送管に内装された前記縦方向スクリュー羽根とが備えられ、前記縦方向スクリュー羽根が、ガス化されずに前記反応塔の底部に落下した前記木質チップを循環するように、前記縦方向搬送管よりも上方に向けて突出するとともに、前記反応塔の底部よりも上方に露出してもよい。Further, as an aspect of the present invention, the vertical conveyance path may include a tubular vertical conveyance pipe that is vertically arranged and connected to an insertion hole provided at the bottom of the reaction tower; and the vertical screw blade installed in the conveying pipe, and the vertical screw blade is configured to circulate the wood chips that have fallen to the bottom of the reaction tower without being gasified. It may protrude upward from the bottom of the reaction column and may be exposed above the bottom of the reaction column.

この発明の態様として、前記投入機構は、一端側に前記木質チップが投入される投入口が設けられるとともに、他端側に前記縦方向搬送路に対して交差する交差方向に連結する管状の上流側搬送路が備えられ、前記上流側搬送路は、管内に、螺旋状に形成されるとともに、回転により前記縦方向搬送路に向けて前記木質チップを搬送する上流側スクリュー羽根が備えられてもよい。 As an aspect of the present invention, the input mechanism is provided with an input port into which the wood chips are input on one end side, and a tubular upstream side connected in a cross direction intersecting with the longitudinal conveyance path on the other end side. A side conveyance path may be provided, and the upstream conveyance path may be formed in a spiral shape within the pipe, and may include an upstream screw blade that conveys the wood chips toward the longitudinal conveyance path by rotation. good.

この発明により、上流側搬送路から縦方向搬送路に木質チップを搬送する際に、木質チップを細分化することができる。これにより、所望の大きさに細分化された木質チップを反応塔に搬送することができるため、効率よく木質チップをガス化することができる。 According to this invention, the wood chips can be divided into small pieces when the wood chips are transported from the upstream transport path to the vertical transport path. Thereby, the wood chips finely divided into desired sizes can be transported to the reaction tower, so that the wood chips can be efficiently gasified.

詳述すると、上流側搬送路から上流側スクリュー羽根で搬出された木質チップは、縦方向スクリュー羽根で縦方向搬送路に取り込まれて搬送されるが、上流側スクリュー羽根の搬送量と縦方向スクリュー羽根の搬送量とを調整することで縦方向搬送路と上流側搬送路との間で木質チップを圧密させて細分化し、所望の大きさとすることができる。このように、木質チップが所望の大きさで細分化されることで、反応塔に搬送された木質チップがブリッジを形成することを防止できるとともに、細分化された木質チップは表面積が拡大し、効率よくガス化させることができる。 To explain in detail, the wood chips carried out from the upstream conveyance path by the upstream screw blades are taken into the vertical conveyance path by the vertical screw blades and conveyed, but the conveyance amount of the upstream screw blades and the vertical screw blade are By adjusting the amount of conveyance of the blades, the wood chips can be compacted and fragmented between the vertical conveyance path and the upstream conveyance path, and can be made into a desired size. In this way, by fragmenting the wood chips into desired sizes, it is possible to prevent the wood chips transported to the reaction tower from forming bridges, and the surface area of the fragmented wood chips is expanded. It can be gasified efficiently.

また、上流側スクリュー羽根と縦方向スクリュー羽根の回転速度を個別に調整することにより、搬送する新たな木質チップの細分化サイズを調整、新たな木質チップの搬送量を制限して反応塔の底部に貯まった木質チップの再利用、あるいは新たな木質チップの搬送量を増加させることができる。すなわち、反応塔の状況に合わせてより効率よく木質チップをガス化させることができる。 In addition, by individually adjusting the rotational speed of the upstream screw blade and the vertical screw blade, the subdivision size of the new wood chips to be conveyed can be adjusted, and the amount of new wood chips to be conveyed can be restricted to the bottom of the reaction tower. It is possible to reuse the wood chips accumulated in the factory or increase the amount of new wood chips transported. That is, wood chips can be gasified more efficiently depending on the conditions of the reaction tower.

またこの発明の態様として、前記縦方向スクリュー羽根の回転速度を制御し、前記反応塔に搬送する前記木質チップの搬送量を調整する搬送量制御部が備えられてもよい。 Further, as an aspect of the present invention, a conveyance amount control section may be provided that controls the rotational speed of the vertical screw blade and adjusts the conveyance amount of the wood chips to be conveyed to the reaction tower.

前記搬送量制御部は、例えば、反応塔の内部に投入された木質チップの蓄積量や密度、反応塔内部の温度や放出されるガスの成分などに基づいて、またはこれらの組み合わせにより半炭化処理された木質チップの搬送量を制御してもよい。 The conveyance amount control unit performs the torrefaction treatment based on, for example, the accumulated amount and density of the wood chips introduced into the reaction tower, the temperature inside the reaction tower, the components of the gas released, or a combination thereof. The amount of transported wood chips may be controlled.

この発明により、反応塔の内部状況に応じて半炭化処理された木質チップの搬送量を調整でき、エネルギー密度の高い木質チップをより効率よくガス化させることができる。
例えば、反応塔の内部に搬送された半炭化処理された木質チップが過多である場合には、反応塔の内部への木質チップの搬送量を減少させ、内部に蓄積されている木質チップが熱分解などするように調整し、ガス化させることができる。これに対して、反応塔の内部に半炭化処理された木質チップが過少である場合には、反応塔の内部への半炭化処理された木質チップの搬送量を増大させて、ガス化の材料を増加させ、ガス化を促進させることができる。
According to the present invention, the amount of torrefied wood chips to be transported can be adjusted according to the internal condition of the reaction tower, and wood chips with high energy density can be gasified more efficiently.
For example, if there are too many torrefied wood chips transported into the reaction tower, the amount of wood chips transported into the reaction tower is reduced, and the wood chips accumulated inside are heated up. It can be adjusted to decompose and gasify. On the other hand, if there are too few torrefied wood chips inside the reaction tower, the amount of torrefied wood chips conveyed to the inside of the reaction tower is increased, and the material for gasification is increased. can be increased and gasification can be promoted.

またこの発明の態様として、前記反応塔は、前記反応塔の内部に蓄積された前記木質チップの量を検知する蓄積量検知部が備えられ、前記搬送量制御部は、前記蓄積量検知部で検知された前記木質チップの量に基づいて、前記縦方向スクリュー羽根の回転速度を制御してもよい。 Further, as an aspect of the present invention, the reaction tower is provided with an accumulation amount detection unit that detects the amount of the wood chips accumulated inside the reaction tower, and the conveyance amount control unit is configured to include an accumulation amount detection unit that detects the amount of the wood chips accumulated inside the reaction tower. The rotation speed of the longitudinal screw blades may be controlled based on the detected amount of the wood chips.

この発明により、前記蓄積量検知部の検知結果に基づき、半炭化処理された木質チップの搬送量を調整できる。すなわち、反応塔の内部に蓄積された木質チップの量に応じて、木質チップを反応塔に搬送し、反応塔の内部に適量の木質チップを蓄積させることができる。これにより、より効率よく木質チップをガス化させることができる。 According to the present invention, the amount of torrefied wood chips to be transported can be adjusted based on the detection result of the accumulation amount detection section. That is, depending on the amount of wood chips accumulated inside the reaction tower, the wood chips can be transported to the reaction tower and an appropriate amount of wood chips can be accumulated inside the reaction tower. Thereby, wood chips can be gasified more efficiently.

またこの発明の態様として、前記反応塔は、内部の温度を検知する温度検知部が備えられ、前記搬送量制御部は、前記温度検知部で検知された温度に基づいて、前記縦方向スクリュー羽根の回転速度を制御してもよい。 Further, as an aspect of the present invention, the reaction tower is provided with a temperature detection unit that detects an internal temperature, and the conveyance amount control unit controls the vertical screw blades based on the temperature detected by the temperature detection unit. The rotation speed may be controlled.

この発明により、前記温度検知部の検知結果に基づき、半炭化処理された木質チップの搬送量を調整できる。すなわち、反応塔の内部の温度に応じて、木質チップを反応塔に搬送し、反応塔の内部に適量の木質チップを蓄積させることができる。これにより、より効率よく木質チップをガス化させることができる。 According to this invention, the amount of torrefied wood chips to be transported can be adjusted based on the detection result of the temperature detection section. That is, depending on the temperature inside the reaction tower, wood chips can be transported to the reaction tower and an appropriate amount of wood chips can be accumulated inside the reaction tower. Thereby, wood chips can be gasified more efficiently.

例えば、所望の温度と比べて反応塔の内部温度が上昇していると検知した場合には、縦方向スクリュー羽根の回転速度を上げ、反応塔の内部に多くの木質チップを搬送することができる。一方で、所望の温度と比べて反応塔の内部温度が下降していると検知した場合には、縦方向スクリュー羽根の回転速度を下げ、反応塔の内部に搬送する木質チップの量を減少させ、内部に蓄積した木質チップをガス化させることができる。このため、より効率よく木質チップをガス化させることができる。 For example, if it is detected that the internal temperature of the reaction tower has increased compared to the desired temperature, the rotation speed of the vertical screw blades can be increased to transport more wood chips into the interior of the reaction tower. . On the other hand, if it is detected that the internal temperature of the reaction tower is lower than the desired temperature, the rotation speed of the vertical screw blades is lowered to reduce the amount of wood chips conveyed into the inside of the reaction tower. , the wood chips accumulated inside can be gasified. Therefore, wood chips can be gasified more efficiently.

またこの発明の態様として、前記気体の成分を分析する分析部が備えられ、搬送量制御部は、前記気体の成分に基づいて、前記縦方向スクリュー羽根の回転速度を制御してもよい。
この発明により、前記分析部の検知結果に基づき、半炭化処理された木質チップの搬送量を調整し、より効率よく木質チップをガス化させることができる。
Further, as an aspect of the present invention, an analysis section for analyzing the components of the gas may be provided, and the conveyance amount control section may control the rotational speed of the vertical screw blade based on the components of the gas.
According to the present invention, the amount of torrefied wood chips to be transported can be adjusted based on the detection results of the analysis section, and the wood chips can be gasified more efficiently.

詳述すると、反応塔から放出される気体の成分は、反応塔の内部温度や、ガス化剤の比率などによって変化する。このことから、放出される気体の成分に基づいて、半炭化処理された木質チップの搬送量を調整することで、反応塔の内部温度や、ガス化剤の比率を調整でき、安定した気体の供給を図ることができる。これにより、反応塔の内部におけるガス化の状態に応じで、木質チップの搬送量を調整でき、適量の木質チップを反応塔の内部に蓄積させ、より効率よく木質チップをガス化させることができる。 Specifically, the components of the gas released from the reaction tower vary depending on the internal temperature of the reaction tower, the ratio of the gasifying agent, and the like. Therefore, by adjusting the amount of torrefied wood chips transported based on the components of the gas released, the internal temperature of the reaction tower and the ratio of gasification agent can be adjusted, resulting in a stable gas flow. supply. As a result, the amount of wood chips transported can be adjusted depending on the gasification state inside the reaction tower, allowing an appropriate amount of wood chips to be accumulated inside the reaction tower, and making it possible to gasify wood chips more efficiently. .

またこの発明の態様として、前記反応塔の底部には、前記底部に蓄積した前記木質チップを排出するアッシュ排出部が設けられてもよい。
この発明により、反応塔の底部に蓄積し、縦方向スクリュー羽根によって再度上方に搬送されない位置に蓄積した木質チップなどを底部から排出することができる。
Further, as an aspect of the present invention, an ash discharge section may be provided at the bottom of the reaction tower to discharge the wood chips accumulated at the bottom.
According to the present invention, wood chips and the like that have accumulated at the bottom of the reaction tower and are not transported upward again by the vertical screw blades can be discharged from the bottom.

この発明によれば、半炭化処理された木質チップを効率よくガス化させることができるガス化装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a gasification device that can efficiently gasify wood chips that have been subjected to torrefaction treatment.

ガス化システムの概略図。Schematic diagram of the gasification system. 搬送装置及びガス化反応装置の概略図。Schematic diagram of a conveying device and a gasification reactor. ガス化のフローチャート。Gasification flowchart. 木質チップの細分化の概略図。Schematic diagram of wood chip fragmentation. 反応塔の内部における木質チップの動き概略図。Schematic diagram of the movement of wood chips inside the reaction tower.

この発明の一実施態を以下図面とともに説明する。
図1はガス化システム1の概略図を示し、図2はガス化反応装置10及び搬送装置20の概略図を示し、図3はガス化システム1によるガス化のフローチャートを示し、図4はサージ槽30に貯蓄した半炭化木質チップSの搬送を表す概略図を示し、図5は反応塔11の内部での半炭化木質チップSの動きを表した概念図である。
One embodiment of this invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a schematic diagram of the gasification system 1, FIG. 2 shows a schematic diagram of the gasification reactor 10 and the conveying device 20, FIG. 3 shows a flowchart of gasification by the gasification system 1, and FIG. 4 shows a surge A schematic diagram showing the transportation of the torrefied wood chips S stored in the tank 30 is shown, and FIG. 5 is a conceptual diagram showing the movement of the torrefied wood chips S inside the reaction tower 11.

ガス化システム1は、半炭化処理された木質チップ(以下、『半炭化木質チップS』とする。)を熱分解・燃焼・還元させてガス化し、発生した生成ガスGを上方から回収するアップドラフト方式のガス化システムである。 The gasification system 1 gasifies wood chips that have been torrefied (hereinafter referred to as "semi-carbonized wood chips S") by thermally decomposing, burning, and reducing them, and collects the generated gas G from above. This is a draft gasification system.

詳しくは、ガス化システム1は、半炭化木質チップSを略円筒の縦型容器である反応塔11の底部から上方に向けて搬送した後に、内部温度を上げた反応塔11で半炭化木質チップSをガス化する。このようにガス化されて発生した生成ガスG(一酸化炭素及び水素)は、反応塔11の上方に設けられた放出管12から放出されてガス貯蓄部60に貯蓄されている。 Specifically, the gasification system 1 transports the torrefied wood chips S upward from the bottom of the reaction tower 11, which is a substantially cylindrical vertical container, and then converts the torrefied wood chips S into the torrefied wood chips in the reaction tower 11 whose internal temperature has been raised. Gasify S. The product gas G (carbon monoxide and hydrogen) generated by gasification in this manner is discharged from the discharge pipe 12 provided above the reaction tower 11 and stored in the gas storage section 60.

以下、ガス化システム1の構造及びガス化システム1を用いた半炭化木質チップSのガス化について説明する。
ガス化システム1は、図1に示すように、半炭化木質チップSをガス化させるガス化反応装置10と、ガス化の原料である半炭化木質チップSをガス化反応装置10に搬送する搬送装置20と、ガス化反応装置10で発生した生成ガスGを貯蓄するガス貯蓄部60とで構成されている。
The structure of the gasification system 1 and the gasification of torrefied wood chips S using the gasification system 1 will be described below.
As shown in FIG. 1, the gasification system 1 includes a gasification reaction device 10 that gasifies torrefied wood chips S, and a transport device that transports the torrefied wood chips S, which are raw materials for gasification, to the gasification reaction device 10. It is composed of a device 20 and a gas storage section 60 that stores the generated gas G generated in the gasification reaction device 10.

ガス化反応装置10は、半炭化木質チップSをガス化させる反応塔11と、反応塔11で発生した生成ガスGを放出する放出管12と、反応塔11に底部からガス化剤Hを供給するガス化剤供給管13とで構成されている。また、反応塔11の内部には、反応塔11の内部温度を上昇させるヒータ14と、反応塔11の内部温度を検知する温度センサー15と、反応塔11の内部に貯蓄された半炭化木質チップSの貯蓄量を検知する貯蓄量検知センサー16とが備えられている。 The gasification reactor 10 includes a reaction tower 11 that gasifies semi-carbonized wood chips S, a discharge pipe 12 that releases the generated gas G generated in the reaction tower 11, and a gasification agent H that is supplied to the reaction tower 11 from the bottom. It is composed of a gasifying agent supply pipe 13. Further, inside the reaction tower 11, a heater 14 for increasing the internal temperature of the reaction tower 11, a temperature sensor 15 for detecting the internal temperature of the reaction tower 11, and torrefied wood chips stored inside the reaction tower 11 are installed. A storage amount detection sensor 16 that detects the storage amount of S is provided.

反応塔11は、略円筒状の縦型容器であり、底面部分は下方に向かって先細りする円錐形状で構成されている。この円錐の頂点部分には、後述する縦方向搬送管51と連結するための挿通孔が設けられている。また、反応塔11の底部には、半炭化木質チップSが完全にガス化されずに残った残渣を外部に掻き出すためのアッシュ排出部17が設けられている。 The reaction tower 11 is a substantially cylindrical vertical container, and the bottom portion has a conical shape that tapers downward. An insertion hole is provided at the apex of this cone for connection to a vertical conveyance pipe 51 , which will be described later. Furthermore, an ash discharge section 17 is provided at the bottom of the reaction tower 11 for scraping out the residue left after the semi-carbonized wood chips S have not been completely gasified.

なお、半炭化木質チップSをガス化させる際に、この反応塔11の内部には、図1に示すように、半炭化木質チップSを熱分解させる熱分解帯T1と、熱分解された半炭化木質チップSを燃焼させる燃焼帯T2と、生成ガスG(一酸化炭素や水素)が発生する還元帯T3の3つの層が下方から上方に向かってこの順に形成される。 In addition, when gasifying the torrefied wood chips S, inside the reaction tower 11, as shown in FIG. Three layers are formed in this order from the bottom to the top: a combustion zone T2 where carbonized wood chips S are burned, and a reduction zone T3 where generated gas G (carbon monoxide and hydrogen) is generated.

放出管12は、反応塔11の内部で発生した生成ガスGを外部に放出するための管であり、反応塔11の上部に設けられている。この放出管12は、図2に示すように、反応塔11の側壁と連結している基端側放出管12aと、先端側に向かうにつれて内径が小さくなる縮径部12bと、縮径部12bと連結する先端側放出管12cとで一体構成されている。なお、先端側放出管12cは基端側放出管12aと比べて縮径している。 The discharge pipe 12 is a pipe for discharging the generated gas G generated inside the reaction tower 11 to the outside, and is provided at the upper part of the reaction tower 11 . As shown in FIG. 2, the discharge pipe 12 includes a proximal discharge pipe 12a connected to the side wall of the reaction column 11, a reduced diameter part 12b whose inner diameter decreases toward the distal end, and a reduced diameter part 12b. and a distal end discharge pipe 12c connected to the distal end discharge pipe 12c. Note that the distal end discharge tube 12c has a smaller diameter than the proximal discharge tube 12a.

先端側放出管12cの先端には、生成ガスGを貯蓄するガス貯蓄部60と生成ガスGを吸引するための吸引器71が備えられている。また先端側放出管12cの一部は分岐され、生成ガスGの成分を分析するためのガス分析器72が取り付けられている。 A gas storage section 60 for storing the produced gas G and a suction device 71 for sucking the produced gas G are provided at the distal end of the distal end side discharge pipe 12c. Further, a part of the tip-side discharge pipe 12c is branched, and a gas analyzer 72 for analyzing the components of the generated gas G is attached.

この吸引器71により、放出管12は負圧となり、生成ガスGをガス貯蓄部60に導くことができる。 This suction device 71 creates a negative pressure in the discharge pipe 12, and the generated gas G can be guided to the gas storage section 60.

ガス貯蓄部60の手前に設けられたガス分析器72は、反応塔11で生成された生成ガスGの成分分析結果を収集し、その分析結果を回転制御部73に送信している。
回転制御部73は、後述するロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度をそれぞれ制御し、反応塔11に搬送される半炭化木質チップSの搬送量を制御している。
A gas analyzer 72 provided in front of the gas storage section 60 collects the results of component analysis of the product gas G produced in the reaction tower 11 and transmits the analysis results to the rotation control section 73.
The rotation control unit 73 controls the rotation speeds of a rotary valve 33, an upstream screw blade 43, and a vertical screw blade 52, which will be described later, to control the amount of torrefied wood chips S to be transported to the reaction tower 11. There is.

ガス化剤供給管13は、基端側に接続されたガス化剤供給装置18から供給されるガス化剤H(空気及び水蒸気)を反応塔11の内部に供給する。このガス化剤供給管13は、反応塔11の底部に連結する第一供給管13aと、反応塔11の中央部分の側方と連結する第二供給管13bとで構成されている。 The gasifying agent supply pipe 13 supplies the gasifying agent H (air and steam) supplied from the gasifying agent supply device 18 connected to the base end into the reaction tower 11 . This gasifying agent supply pipe 13 is composed of a first supply pipe 13a connected to the bottom of the reaction tower 11, and a second supply pipe 13b connected to the side of the central portion of the reaction tower 11.

第一供給管13aは、後述する縦方向搬送管51に内装された縦方向スクリュー羽根52の回転軸の中央部分に設けられており、縦方向搬送管51の長手方向に沿って上方にガス化剤Hを供給することができる。 The first supply pipe 13a is provided at the center of the rotating shaft of a vertical screw blade 52 installed in a vertical conveyance pipe 51, which will be described later, and gasifies upward along the longitudinal direction of the vertical conveyance pipe 51. Agent H can be supplied.

なお、第一供給管13aは反応塔11の底部から上方に向けてガス化剤Hを供給できればよく、その位置や個数は限定されない。例えば、縦方向搬送管51の外周面に沿って配置されていてもよいし、反応塔11の底部の他の箇所に配置されていてもよい。 Note that the first supply pipe 13a only needs to be able to supply the gasifying agent H upward from the bottom of the reaction tower 11, and its position and number are not limited. For example, it may be arranged along the outer circumferential surface of the vertical conveyance pipe 51, or it may be arranged at another location at the bottom of the reaction tower 11.

第二供給管13bは、反応塔11の中央部分の側面に連結され、反応塔11の側方から内部にガス化剤Hを供給することができる。より具体的には、反応塔11の還元帯T3に対応する位置に配置されている。 The second supply pipe 13b is connected to the side surface of the central portion of the reaction tower 11, and can supply the gasifying agent H into the inside of the reaction tower 11 from the side. More specifically, it is arranged at a position corresponding to the reduction zone T3 of the reaction tower 11.

ヒータ14は、半炭化木質チップSをガス化する初期状態において、反応塔11の内部を高温状態とするための加熱装置である。また、温度センサー15による温度検知結果に基づいて、生成ガスGを生成する際の反応塔11の内部温度を上げるために使用されることもある。 The heater 14 is a heating device for bringing the inside of the reaction tower 11 into a high temperature state in the initial state of gasifying the semi-carbonized wood chips S. Further, based on the temperature detection result by the temperature sensor 15, it may be used to raise the internal temperature of the reaction tower 11 when producing the product gas G.

温度センサー15は、反応塔11の内部温度を検知する。なお、温度センサー15で検知した検知結果は、回転制御部73に送信される。 Temperature sensor 15 detects the internal temperature of reaction tower 11 . Note that the detection result detected by the temperature sensor 15 is transmitted to the rotation control section 73.

貯蓄量検知センサー16は、反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの量を検知する。具体的には、反応塔11の内部において、蓄積された半炭化木質チップSが所望の高さよりも低いまたは高いかを検出している。この貯蓄量検知センサー16で検知した温度検知結果は、回転制御部73に送信される。回転制御部73は、送信された結果情報に基づいて、ロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度をそれぞれ制御する。 The storage amount detection sensor 16 detects the amount of torrefied wood chips S accumulated inside the reaction tower 11. Specifically, inside the reaction tower 11, it is detected whether the accumulated torrefied wood chips S are lower or higher than a desired height. The temperature detection result detected by this storage amount detection sensor 16 is transmitted to the rotation control section 73. The rotation control unit 73 controls the rotation speeds of the rotary valve 33, the upstream screw blade 43, and the vertical screw blade 52, respectively, based on the transmitted result information.

搬送装置20は、ガス化反応装置10に搬送する半炭化木質チップSを貯留するサージ槽30と、サージ槽30から半炭化木質チップSをガス化反応装置10に搬送する上流側搬送路40と、反応塔11に半炭化木質チップSを搬送する縦方向搬送路50とで構成され、上端に回転用モータが取り付けられた外付スクリューフィダーFが備えられている。 The conveyance device 20 includes a surge tank 30 that stores torrefied wood chips S to be conveyed to the gasification reaction apparatus 10, and an upstream conveyance path 40 that conveys the torrefied wood chips S from the surge tank 30 to the gasification reaction apparatus 10. , and a vertical conveyance path 50 for conveying torrefied wood chips S to the reaction tower 11, and is equipped with an external screw feeder F having a rotation motor attached to its upper end.

サージ槽30は、半炭化木質チップSを貯留するサージ槽本体31と、サージ槽本体31の下端に接続されている供給管32と、サージ槽本体31と供給管32との間に取り付けられているロータリ弁33とで構成されている。 The surge tank 30 is installed between a surge tank main body 31 for storing torrefied wood chips S, a supply pipe 32 connected to the lower end of the surge tank main body 31, and between the surge tank main body 31 and the supply pipe 32. It is composed of a rotary valve 33.

供給管32は、管状の搬送路であり、一端側がロータリ弁33を介して先細りしたサージ槽本体31の下端に設けられた燃料投入口31aと連結し、他端が上流側搬送路40と連結している。
ロータリ弁33は、ロータリ弁用モータ34により回転自在に構成され、サージ槽本体31に貯留された半炭化木質チップSを供給管32に投入することができる。なお、ロータリ弁用モータ34は上述のように回転制御部73により制御されている。また、外付スクリューフィダーFを備えることにより、サージ槽本体31の内での半炭化木質チップSのブリッジ現象を防止でき、より確実に供給管32に半炭化木質チップSを供給することができる。
The supply pipe 32 is a tubular conveyance path, and one end thereof is connected to a fuel inlet 31a provided at the lower end of the tapered surge tank main body 31 via a rotary valve 33, and the other end is connected to the upstream conveyance path 40. are doing.
The rotary valve 33 is configured to be freely rotatable by a rotary valve motor 34 and can feed torrefied wood chips S stored in the surge tank main body 31 into the supply pipe 32. Note that the rotary valve motor 34 is controlled by the rotation control section 73 as described above. Furthermore, by providing the external screw feeder F, it is possible to prevent the bridging phenomenon of the torrefied wood chips S within the surge tank main body 31, and it is possible to more reliably supply the torrefied wood chips S to the supply pipe 32. .

なお、サージ槽本体31に貯留されている半炭化木質チップSは、木質チップなどの木質バイオマスを無酸素条件下で200度~350度の高温により熱分解して得られた、炭素成分の多い炭化物である。この半炭化木質チップSは、重量当たりのエネルギー密度が高く、粉砕性能が良好である。 The torrefied wood chips S stored in the surge tank main body 31 are carbon-rich wood chips obtained by thermally decomposing wood biomass such as wood chips at high temperatures of 200 to 350 degrees under anoxic conditions. It is a carbide. This torrefied wood chip S has a high energy density per weight and has good crushing performance.

上流側搬送路40は、図1及び図2に示すように、管状に構成された上流側搬送管41と、上流側搬送管41の下端からガス化反応装置10側に湾曲した中間搬送管42と、上流側搬送管41の内装された上流側スクリュー羽根43と、上流側スクリュー羽根43を回転駆動させる回転モータ44とで構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the upstream conveyance path 40 includes an upstream conveyance pipe 41 configured in a tubular shape, and an intermediate conveyance pipe 42 curved from the lower end of the upstream conveyance pipe 41 toward the gasification reaction apparatus 10 side. , an upstream screw blade 43 installed inside the upstream conveyance pipe 41 , and a rotation motor 44 that rotationally drives the upstream screw blade 43 .

上流側搬送管41は、上下方向に沿って立設する管状体であり、側方には、供給管32の先端が連結する投入口が設けられている。また、上流側搬送管41の上端には上流側スクリュー羽根43を回転駆動させる回転モータ44が設けられている。 The upstream conveyance pipe 41 is a tubular body that stands upright along the vertical direction, and is provided with an input port on the side to which the tip of the supply pipe 32 is connected. Further, a rotary motor 44 for rotationally driving the upstream screw blade 43 is provided at the upper end of the upstream conveying pipe 41 .

中間搬送管42は、中心軸に対して直交する直交断面の形状が、上流側搬送管41における直交断面と同形状で構成された管状体であり、図2に示すように、円弧状に曲がっている。また、この中間搬送管42の基端が上流側搬送管41と、先端が縦方向搬送路50を構成する縦方向搬送管51と連結している。 The intermediate conveyance pipe 42 is a tubular body whose orthogonal cross section perpendicular to the central axis has the same shape as the orthogonal cross section of the upstream conveyance pipe 41, and as shown in FIG. ing. Further, the base end of the intermediate conveyance pipe 42 is connected to the upstream conveyance pipe 41, and the distal end thereof is connected to a vertical conveyance pipe 51 forming a vertical conveyance path 50.

上流側スクリュー羽根43は、螺旋状に形成されるとともに、曲がりながら回転可能な、いわゆるバネコンベアに用いる羽根であり、上流側搬送管41及び中間搬送管42に沿って、上流側搬送管41の上端から中間搬送管42の先端まで伸びている。 The upstream screw blade 43 is a blade used in a so-called spring conveyor, which is formed in a spiral shape and can rotate while bending. It extends from to the tip of the intermediate conveying pipe 42.

この上流側スクリュー羽根43は、上端が回転モータ44と連結しており、上流側搬送管41及び中間搬送管42の内部で自在に回転することができる。これにより、投入口より投入された半炭化木質チップSを中間搬送管42の先端まで搬送することができる。
なお、回転モータ44は回転制御部73と連結され、回転制御部73によって上流側スクリュー羽根43の回転速度を制御している。
The upper end of the upstream screw blade 43 is connected to the rotary motor 44 and can freely rotate inside the upstream conveyance pipe 41 and the intermediate conveyance pipe 42 . Thereby, the torrefied wood chips S input from the input port can be conveyed to the tip of the intermediate conveyance pipe 42.
Note that the rotation motor 44 is connected to a rotation control section 73, and the rotation speed of the upstream screw blade 43 is controlled by the rotation control section 73.

縦方向搬送路50は、管状の縦方向搬送管51と、縦方向搬送管51の内装された縦方向スクリュー羽根52と、縦方向スクリュー羽根52を回転駆動させる回転モータ53とで構成されている。
縦方向搬送管51は、上下方向に沿って立設する管状体であり、反応塔11の下方に配置されている。この縦方向搬送管51は中央部分の側方には、上流側搬送管41の下端から連結している中間搬送管42と直交するように連結される連結部が設けられている。
The vertical conveyance path 50 is composed of a tubular vertical conveyance pipe 51, a vertical screw blade 52 installed inside the vertical conveyance pipe 51, and a rotation motor 53 that rotationally drives the vertical screw blade 52. .
The vertical conveyance pipe 51 is a tubular body that stands upright along the vertical direction, and is arranged below the reaction tower 11 . The longitudinal conveyance pipe 51 is provided with a connecting portion on the side of the central portion thereof, which is connected perpendicularly to the intermediate conveyance pipe 42 connected from the lower end of the upstream conveyance pipe 41 .

縦方向搬送管51に内装された縦方向スクリュー羽根52は、上下方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、上下方向に沿った軸を回転軸として回転可能な、いわゆるスクリューフィダーである。この縦方向スクリュー羽根52の下端は、縦方向搬送管51の下端に設けられた回転モータ53と連結されており、縦方向搬送管51の内部で自在に回転することができる。 The vertical screw blade 52 installed in the vertical conveyance pipe 51 is a so-called screw feeder, which is formed in a spiral shape along the vertical direction and is rotatable about an axis along the vertical direction as a rotation axis. The lower end of this vertical screw blade 52 is connected to a rotation motor 53 provided at the lower end of the vertical conveyance pipe 51, and can freely rotate inside the vertical conveyance pipe 51.

また、縦方向スクリュー羽根52は縦方向搬送管51よりも長く構成されている。このため、縦方向スクリュー羽根52の上方部分には、縦方向搬送管51の上端よりも突出した露出部52aが形成されている。
なお、回転モータ53は回転制御部73に連結されており、回転制御部73により縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御している。
Further, the vertical screw blade 52 is configured to be longer than the vertical conveying pipe 51. For this reason, an exposed portion 52 a that protrudes from the upper end of the vertical conveyance pipe 51 is formed in the upper portion of the vertical screw blade 52 .
Note that the rotation motor 53 is connected to a rotation control section 73, and the rotation speed of the vertical screw blade 52 is controlled by the rotation control section 73.

このように構成された縦方向搬送路50は、反応塔11の下方に配置され、縦方向搬送管51の上端が挿通孔と連結している。このため、縦方向スクリュー羽根52の上端部分である露出部52aは、挿通孔、すなわち、反応塔11の底部よりも上方に突出している。 The vertical conveyance path 50 configured in this manner is disposed below the reaction tower 11, and the upper end of the vertical conveyance pipe 51 is connected to the insertion hole . Therefore, the exposed portion 52a, which is the upper end portion of the vertical screw blade 52, protrudes above the insertion hole , that is, the bottom of the reaction tower 11.

次に、搬送装置20を用いて半炭化木質チップSを反応塔11に搬送する方法及び反応塔11でのガス化について、図3に基づいて簡単に説明する。
ガス化システム1を稼働させる前段階として、原料となる半炭化木質チップSをサージ槽本体31に貯留させておく(ステップs0)。このサージ槽本体31に貯留する段階での半炭化木質チップSは半炭化処理がされているため、その質量は半炭化処理する前の木質チップの質量と比べ、約45~68%まで減少している。
Next, a method of transporting the torrefied wood chips S to the reaction tower 11 using the transport device 20 and gasification in the reaction tower 11 will be briefly explained based on FIG. 3.
As a step before operating the gasification system 1, torrefied wood chips S serving as a raw material are stored in the surge tank main body 31 (step s0). Since the torrefied wood chips S stored in the surge tank main body 31 have been torrefied, their mass is reduced to about 45 to 68% compared to the mass of the wood chips before being torrefied. ing.

まず、半炭化木質チップSを反応塔11に搬送するため、ロータリ弁33、中間搬送管42、縦方向スクリュー羽根52をそれぞれ回転させる(ステップs1)。これにより、サージ槽本体31に貯留されている半炭化木質チップSはロータリ弁33で粉砕されながら供給管32に搬送され、そのまま上流側搬送管41に投入される。また、上流側搬送管41に投入された半炭化木質チップSは、上流側スクリュー羽根43の回転により、上流側搬送管41及び中間搬送管42に沿って下方に搬送される。 First, in order to transport the torrefied wood chips S to the reaction tower 11, the rotary valve 33, intermediate transport pipe 42, and vertical screw blade 52 are rotated (step s1). As a result, the torrefied wood chips S stored in the surge tank main body 31 are conveyed to the supply pipe 32 while being crushed by the rotary valve 33, and are thrown into the upstream conveyance pipe 41 as they are. Furthermore, the torrefied wood chips S introduced into the upstream conveyance pipe 41 are conveyed downward along the upstream conveyance pipe 41 and the intermediate conveyance pipe 42 by the rotation of the upstream screw blades 43 .

ここで、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を上流側スクリュー羽根43の回転速度よりも遅く設定することで、半炭化木質チップSは中間搬送管42で圧密される。中間搬送管42において圧密された半炭化木質チップSは、縦方向搬送管51に投入される際に、縦方向搬送管51の内部で回転する縦方向スクリュー羽根52で細分化されながら縦方向搬送管51に投入されることとなる。
このように縦方向搬送管51に投入された半炭化木質チップSは、縦方向スクリュー羽根52の回転により縦方向搬送管51に沿って反応塔11の内部に搬送される。
Here, by setting the rotation speed of the vertical screw blade 52 to be slower than the rotation speed of the upstream screw blade 43, the torrefied wood chips S are consolidated in the intermediate conveyance pipe 42. When the torrefied wood chips S consolidated in the intermediate conveyance pipe 42 are fed into the vertical conveyance pipe 51, they are transported in the vertical direction while being finely divided by the vertical screw blades 52 rotating inside the vertical conveyance pipe 51. It will be put into the tube 51.
The semi-carbonized wood chips S thus introduced into the vertical transport pipe 51 are transported into the reaction tower 11 along the vertical transport pipe 51 by the rotation of the vertical screw blades 52 .

このようにして反応塔11の内部に投入された半炭化木質チップSは、サージ槽本体31に貯留された半炭化木質チップSの2分の1から3分の1程度の大きさにまで細分化されている。このため、半炭化木質チップSは反応塔11の内部において、ブリッジを形成することなく蓄積される(図4参照)。 The torrefied wood chips S introduced into the reaction tower 11 in this way are subdivided into pieces that are about one-half to one-third the size of the torrefied wood chips S stored in the surge tank main body 31. has been made into Therefore, the torrefied wood chips S are accumulated inside the reaction tower 11 without forming bridges (see FIG. 4).

このように反応塔11に搬送される半炭化木質チップSは、図5に示すように、縦方向スクリュー羽根52による半炭化木質チップSの搬送によって中央部分が重力に打ち勝って盛り上がってくる。一方で、反応塔11の径方向外側部分は、中心部分の盛り上がりによって下方側に押し付けられることとなるため、下方側に移動した半炭化木質チップSは、上方の積み重なる半炭化木質チップSによって圧密されて、粉砕される。 As shown in FIG. 5, the torrefied wood chips S transported to the reaction tower 11 in this manner rise up in the center by overcoming gravity due to the transport of the torrefied wood chips S by the vertical screw blades 52. On the other hand, since the radially outer portion of the reaction tower 11 is pressed downward by the bulge in the center, the torrefied wood chips S that have moved downward are consolidated by the torrefied wood chips S piled up above. and crushed.

また、反応塔11の底部が円錐状に構成されていることにより、下方に押し付けられた半炭化木質チップSは、円錐形状に沿って中央部分に集まることとなる。このように中央部分に集まった半炭化木質チップSは、縦方向スクリュー羽根52に巻き込まれ、再度上方に持ち上げられることとなる。したがって、完全にガス化されなかった半炭化木質チップS(半炭化木質チップSの燃焼残渣)が、反応塔11の底部に蓄積することを防止できる。 Further, since the bottom of the reaction tower 11 is configured in a conical shape, the semi-carbonized wood chips S pressed downward gather in the center along the conical shape. The torrefied wood chips S gathered in the center in this way are wound around the vertical screw blades 52 and lifted upward again. Therefore, torrefied wood chips S (combustion residues of torrefied wood chips S) that have not been completely gasified can be prevented from accumulating at the bottom of the reaction tower 11.

また、半炭化木質チップSが内部に蓄積される反応塔11は、ガス化システム1の起動開始時に半炭化木質チップSのガス化に好適な温度となるようにヒータ14で高温化させる。そして、半炭化木質チップSのガス化(熱分解、燃焼、還元)が開始されるとヒータ14を停止させる。以後は、基本的に半炭化木質チップSのガス化の燃焼により、反応塔11の内部温度は管理される。 Further, the reaction tower 11 in which the torrefied wood chips S are accumulated is heated to a temperature suitable for gasifying the torrefied wood chips S by the heater 14 when the gasification system 1 starts to be activated. Then, when gasification (thermal decomposition, combustion, reduction) of the torrefied wood chips S is started, the heater 14 is stopped. Thereafter, the internal temperature of the reaction tower 11 is basically controlled by the gasification combustion of the torrefied wood chips S.

半炭化木質チップSのガス化が開始されると、反応塔11の内部で生成ガスG(一酸化炭素・水素)が発生し、この生成ガスGは上部に設け、先端側が負圧とした放出管12に引き込まれる。これにより、ガス貯蓄部60に生成ガスGを貯めることができる。 When gasification of the semi-carbonized wood chips S starts, a generated gas G (carbon monoxide/hydrogen) is generated inside the reaction tower 11, and this generated gas G is disposed at the top and discharged with negative pressure on the tip side. drawn into tube 12. Thereby, the generated gas G can be stored in the gas storage section 60.

また、放出管12の先端側が負圧となっているため、縦方向スクリュー羽根52の回転軸の中央部分に設けられた第一供給管13a及び第二供給管13bにより、反応塔11の内部にガス化剤Hが供給される。このように、反応塔11に供給されたガス化剤Hは放出管12により上昇気流となるため、反応塔11の内部での半炭化木質チップSのガス化を促進できるとともに、細分化された半炭化木質チップSを上昇させることができる。 In addition, since the distal end side of the discharge pipe 12 is under negative pressure, the inside of the reaction column 11 is Gasifying agent H is supplied. In this way, the gasifying agent H supplied to the reaction tower 11 becomes an upward airflow through the discharge pipe 12, so that the gasification of the torrefied wood chips S inside the reaction tower 11 can be promoted, and the It is possible to raise torrefied wood chips S.

これにより、細分化された半炭化木質チップSのガス化の促進に合わせて、完全にガス化されなかった半炭化木質チップSが反応塔11の底部に蓄積することをより防止できる。さらには、完全にガス化されなかった半炭化木質チップSの燃焼残渣を放出管12に引き込ませることを手助けすることができる。 Thereby, in accordance with the promotion of gasification of the finely divided torrefied wood chips S, it is possible to further prevent torrefied wood chips S that have not been completely gasified from accumulating at the bottom of the reaction tower 11. Furthermore, it is possible to help draw the combustion residue of the torrefied wood chips S, which has not been completely gasified, into the discharge pipe 12.

ここで、放出管12は、基端側放出管12aと先端側放出管12cが縮径部12bにより連結されているため、放出管12の内部を流れる半炭化木質チップSの流速が縮径部12b及び先端側放出管12cの箇所で速くなる。これにより、完全にガス化されなかった半炭化木質チップSの燃焼残渣の温度が上昇するため、半炭化木質チップSの燃焼残渣を完全にガス化させることができる。
これにより、反応塔11の底部に半炭化木質チップSの燃焼残渣が残ることを防止することができる。
Here, in the discharge tube 12, since the proximal discharge tube 12a and the distal discharge tube 12c are connected by the diameter-reduced portion 12b, the flow velocity of the torrefied wood chips S flowing inside the discharge tube 12 is lower than the diameter-reduced portion. 12b and the distal discharge tube 12c. As a result, the temperature of the combustion residue of the torrefied wood chips S that has not been completely gasified increases, so that the combustion residue of the torrefied wood chips S can be completely gasified.
Thereby, it is possible to prevent combustion residues of the torrefied wood chips S from remaining at the bottom of the reaction tower 11.

反応塔11の内部には、温度センサー15を備えられており、反応塔11の内部温度を検知している(ステップs2)。この温度センサー15で検出された温度検知結果は、回転制御部73に送信され、回転制御部73は、送信された検知結果情報に基づいて、ロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御し、半炭化木質チップSの搬送量を調整している(ステップs6)。 A temperature sensor 15 is provided inside the reaction tower 11 to detect the internal temperature of the reaction tower 11 (step s2). The temperature detection result detected by this temperature sensor 15 is transmitted to the rotation control section 73, and the rotation control section 73 controls the rotary valve 33, the upstream screw blade 43, the vertical screw The rotational speed of the blades 52 is controlled to adjust the amount of torrefied wood chips S to be conveyed (step s6).

同様に、貯蓄量検知センサー16による反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの蓄積量も検知しており(ステップs3)、その検知結果を回転制御部73に送信されている。そして、回転制御部73は送信された検知結果情報に基づいてロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御し、半炭化木質チップSの搬送量を調整している(ステップs6)。 Similarly, the storage amount detection sensor 16 also detects the amount of torrefied wood chips S accumulated inside the reaction tower 11 (step s3), and the detection result is transmitted to the rotation control section 73. Then, the rotation control unit 73 controls the rotational speed of the rotary valve 33, the upstream screw blade 43, and the vertical screw blade 52 based on the transmitted detection result information, and adjusts the conveyance amount of the torrefied wood chips S. (step s6).

さらにまた、ガス貯蓄部60の手前に取り付けられているガス分析器72により、反応塔11から発生する生成ガスGの成分を分析されている(ステップs4)。この分析結果も、回転制御部73に送信されており、回転制御部73は送信された分析結果情報に基づいてロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御し、半炭化木質チップSの搬送量を調整している(ステップs6)。 Furthermore, the components of the generated gas G generated from the reaction tower 11 are analyzed by the gas analyzer 72 installed before the gas storage section 60 (step s4). This analysis result is also sent to the rotation control unit 73, and the rotation control unit 73 controls the rotational speed of the rotary valve 33, upstream screw blade 43, and vertical screw blade 52 based on the sent analysis result information. , the amount of torrefied wood chips S to be transported is adjusted (step s6).

例えば、反応塔11の内部温度が適温と比べて低いと温度センサー15で検知した場合には(ステップs2:No)、反応塔11に搬送されている半炭化木質チップSは効率よくガス化できない。この場合、温度検知結果を受信した回転制御部73により、ロータリ弁用モータ34を制御し、ロータリ弁33の回転速度を早くして、供給管32に搬送される半炭化木質チップSを多くすることができる。 For example, if the temperature sensor 15 detects that the internal temperature of the reaction tower 11 is lower than the appropriate temperature (step s2: No), the torrefied wood chips S being conveyed to the reaction tower 11 cannot be efficiently gasified. . In this case, the rotation control unit 73 that has received the temperature detection result controls the rotary valve motor 34 to increase the rotation speed of the rotary valve 33 and increase the amount of torrefied wood chips S conveyed to the supply pipe 32. be able to.

また、回転制御部73により、回転モータ44と回転モータ53を制御し、上流側スクリュー羽根43と縦方向スクリュー羽根52の回転数を調整することで、中間搬送管42における半炭化木質チップSをより圧密させて、半炭化木質チップSを細分化することができる。具体的には、上流側スクリュー羽根43の回転速度を縦方向スクリュー羽根52の回転速度よりも早くすることで(ステップs6)、サージ槽30から多く搬送された半炭化木質チップSが中間搬送管42で多く詰まることとなり、より圧密される。このようにより圧密された半炭化木質チップSを縦方向スクリュー羽根52によって反応塔11に搬送することとなるため、半炭化木質チップSをより細分化することができる。
これにより、反応塔11に搬送される半炭化木質チップSが効率よくガス化され、反応塔11の内部温度を上昇させることができる。
In addition, the rotation control unit 73 controls the rotation motor 44 and the rotation motor 53 to adjust the rotation speed of the upstream screw blade 43 and the vertical screw blade 52, thereby controlling the torrefied wood chips S in the intermediate conveying pipe 42. The torrefied wood chips S can be further compacted and subdivided. Specifically, by making the rotation speed of the upstream screw blade 43 faster than the rotation speed of the vertical screw blade 52 (step s6), a large amount of torrefied wood chips S transported from the surge tank 30 are transferred to the intermediate transport pipe. 42, it becomes more clogged and becomes more compacted. Since the torrefied wood chips S compacted in this way are conveyed to the reaction tower 11 by the vertical screw blades 52, the torrefied wood chips S can be further divided into smaller pieces.
Thereby, the torrefied wood chips S transported to the reaction tower 11 are efficiently gasified, and the internal temperature of the reaction tower 11 can be increased.

同様に、反応塔11の内部の半炭化木質チップSの量が低下している場合には、貯蓄量検知センサー16が半炭化木質チップSの低下を検知して(ステップs3:No)、その情報を回転制御部73に送信する。この情報に基づいて、回転制御部73が回転モータ44を制御して上流側スクリュー羽根43の回転速度を増加させるとともに、回転制御部73が回転モータ53を制御して縦方向スクリュー羽根52の回転速度を増加させ(ステップs6)、反応塔11に搬送される半炭化木質チップSの搬送量を増加させ、半炭化木質チップSのガス化を促進できる。 Similarly, when the amount of torrefied wood chips S inside the reaction tower 11 is decreasing, the storage amount detection sensor 16 detects the decrease in torrefied wood chips S (step s3: No), and The information is transmitted to the rotation control section 73. Based on this information, the rotation control unit 73 controls the rotation motor 44 to increase the rotation speed of the upstream screw blade 43, and the rotation control unit 73 controls the rotation motor 53 to rotate the vertical screw blade 52. By increasing the speed (step s6), the amount of torrefied wood chips S transported to the reaction tower 11 can be increased, and gasification of the torrefied wood chips S can be promoted.

逆に、反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの量が増加している場合には、貯蓄量検知センサー16が半炭化木質チップSの増加を検知し(ステップs3:No)、その情報を回転制御部73に送信する。この情報に基づいて、回転制御部73が縦方向スクリュー羽根52の回転速度を低下させ(ステップs6)、中間搬送管42において半炭化木質チップSをより圧密させる。これにより、縦方向スクリュー羽根52によって、より細分化された半炭化木質チップSが反応塔11に搬送することができる。
したがって、半炭化木質チップSの搬送量を低下させながらも、半炭化木質チップSを細分化できるため、半炭化木質チップSの表面積が拡大し、効率よくガス化させることができる。
Conversely, when the amount of torrefied wood chips S accumulated inside the reaction tower 11 is increasing, the storage amount detection sensor 16 detects the increase in torrefied wood chips S (step s3: No). , transmits the information to the rotation control section 73. Based on this information, the rotation control unit 73 reduces the rotation speed of the vertical screw blades 52 (step s6) to further consolidate the torrefied wood chips S in the intermediate conveyance pipe 42. Thereby, the more finely divided torrefied wood chips S can be transported to the reaction tower 11 by the vertical screw blades 52 .
Therefore, since the torrefied wood chips S can be divided into smaller pieces while reducing the amount of torrefied wood chips S to be transported, the surface area of the torrefied wood chips S can be expanded, and the torrefied wood chips S can be gasified efficiently.

同様に、ガス分析器72により検出される生成ガスGの成分が、所望の割合でない場合には(ステップs4:No)、この情報に基づいて、回転制御部73がロータリ弁用モータ34、回転モータ44、回転モータ53を制御して、それぞれの回転速度を調整する(ステップs6)。これにより、反応塔11への半炭化木質チップSの搬送量及びサイズ、密度が調整され、生成ガスGの成分が適正な割合となる。 Similarly, if the components of the generated gas G detected by the gas analyzer 72 are not at the desired ratio (step s4: No), the rotation control unit 73 controls the rotation of the rotary valve motor 34 based on this information. The motor 44 and rotary motor 53 are controlled to adjust their respective rotational speeds (step s6). As a result, the amount, size, and density of the torrefied wood chips S to be transported to the reaction tower 11 are adjusted, and the components of the generated gas G are adjusted to an appropriate ratio.

このように、所定量の生成ガスGが得られまで(ステップs5)、反応塔11の内部状況に応じて、ロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転速度の調整を繰り返し、所望の状態で半炭化木質チップSのガス化が行われる。そして所定量の生成ガスGを得られたのちに、ロータリ弁33、上流側スクリュー羽根43、縦方向スクリュー羽根52の回転を停止し、ガス化を終了する。 In this way, until a predetermined amount of produced gas G is obtained (step s5), the rotational speeds of the rotary valve 33, upstream screw blades 43, and vertical screw blades 52 are adjusted according to the internal situation of the reaction tower 11. The torrefied wood chips S are repeatedly gasified in a desired state. After a predetermined amount of generated gas G is obtained, the rotation of the rotary valve 33, upstream screw blade 43, and vertical screw blade 52 is stopped to complete gasification.

なお、回転制御部73でガス化剤供給装置18を制御することにより、第一供給管13a及び第二供給管13bから供給されるガス化剤Hの供給量を制御し、反応塔11の内部でのガス化を調整することもできる。 Note that by controlling the gasifying agent supply device 18 with the rotation control unit 73, the amount of gasifying agent H supplied from the first supply pipe 13a and the second supply pipe 13b is controlled, and the inside of the reaction tower 11 is controlled. Gasification can also be adjusted.

このように構成されたガス化システム1は、半炭化木質チップSを投入する搬送装置20と、半炭化木質チップSをガス化する反応塔11とで構成されており、搬送装置20は、反応塔11の底部から内部に半炭化木質チップSを垂直方向(上下方向)に沿って搬送する縦方向搬送路50を備え、反応塔11には、半炭化木質チップSからガス化された生成ガスGを放出する放出管12が上方に設けられ、縦方向搬送路50は、垂直方向に沿って管状に構成され、管内に、垂直方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、垂直方向に沿った軸を回転軸として回転可能な縦方向スクリュー羽根52が備えられ、縦方向スクリュー羽根52の上端部分(露出部52a)が、反応塔11の底部よりも上方において露出されている。 The gasification system 1 configured in this way is composed of a conveying device 20 into which torrefied wood chips S are introduced, and a reaction tower 11 which gasifies the torrefied wood chips S. A vertical conveyance path 50 is provided for conveying torrefied wood chips S from the bottom of the column 11 in the vertical direction (up and down direction), and the reaction column 11 is provided with a generated gas gasified from the torrefied wood chips S. A discharge pipe 12 for discharging G is provided above, and a vertical conveyance path 50 is formed in a tubular shape along the vertical direction. A vertical screw blade 52 is provided that is rotatable about a shaft that is a rotation axis, and the upper end portion (exposed portion 52a) of the vertical screw blade 52 is exposed above the bottom of the reaction tower 11.

これにより、反応塔11における高温層に半炭化木質チップSを下方から上方に向けて搬送できるとともに、露出部52aで還元帯T3においてガス化されずに落下した半炭化木質チップSを、反応塔11に新たに投入される半炭化木質チップSとともに反応塔11における還元帯T3に再度搬送することができる。 As a result, the torrefied wood chips S can be transported from below to the high temperature layer in the reaction tower 11, and the torrefied wood chips S that have fallen without being gasified in the reduction zone T3 in the exposed portion 52a can be transported to the reaction tower 11. Together with the torrefied wood chips S newly introduced into the reactor 11, the torrefied wood chips S can be transported again to the reduction zone T3 in the reaction tower 11.

これにより、十分にガス化されなかった半炭化木質チップSを、新たな半炭化木質チップSとともにガス化させることができる。すなわち、反応塔11の内部においてガス化されなかった半炭化木質チップSを循環させて再利用することができ、エネルギー密度の高い半炭化木質チップSを効率よくガス化させることができる。 Thereby, the torrefied wood chips S that have not been sufficiently gasified can be gasified together with new torrefied wood chips S. That is, the torrefied wood chips S that have not been gasified inside the reaction tower 11 can be circulated and reused, and the torrefied wood chips S with high energy density can be efficiently gasified.

また、底部に落下してきた半炭化木質チップSを露出部52aで再度上方に搬送できるため、上方から落下して積み重なった半炭化木質チップSを崩すことができる。これにより、積み重ねられた半炭化木質チップSが崩れ、半炭化木質チップSが形成するブリッジを解消できる。したがって、高温層において半炭化木質チップSを安定してガス化させることができる。 Further, since the torrefied wood chips S that have fallen to the bottom can be transported upward again by the exposed portion 52a, the torrefied wood chips S that have fallen from above and are piled up can be broken up. As a result, the stacked torrefied wood chips S collapse, and the bridge formed by the torrefied wood chips S can be eliminated. Therefore, the torrefied wood chips S can be stably gasified in the high temperature layer.

また、搬送装置20は、一端側に半炭化木質チップSが投入される投入口が設けられるとともに、他端側に縦方向搬送路50に対して交差する交差方向に連結する管状の上流側搬送路40が備えられ、上流側搬送路40は、管内に、螺旋状に形成されるとともに、回転により縦方向搬送路50に向けて半炭化木質チップSを搬送する上流側スクリュー羽根43が備えられている。 Further, the conveyance device 20 is provided with an input port into which torrefied wood chips S are inputted at one end side, and a tubular upstream conveyor connected to the vertical conveyance path 50 in a cross direction at the other end side. The upstream conveyance path 40 is formed in a spiral shape within the pipe, and is provided with an upstream screw blade 43 that conveys the torrefied wood chips S toward the vertical conveyance path 50 by rotation. ing.

これにより、上流側搬送路40から縦方向搬送路50に半炭化木質チップSを搬送する際に、半炭化木質チップSを細分化することができる。これにより、所望の大きさの半炭化木質チップSを反応塔11に搬送することができるため、エネルギー密度の高い半炭化木質チップSを効率よくガス化することができる。 Thereby, when the torrefied wood chips S are conveyed from the upstream conveyance path 40 to the longitudinal conveyance path 50, the torrefied wood chips S can be divided into small pieces. Thereby, the torrefied wood chips S of a desired size can be transported to the reaction tower 11, so that the torrefied wood chips S with high energy density can be efficiently gasified.

詳述すると、上流側搬送路40から上流側スクリュー羽根43で搬出された半炭化木質チップSは、縦方向スクリュー羽根52で縦方向搬送路50に取り込まれて搬送されるが、上流側スクリュー羽根43の搬送量と縦方向スクリュー羽根52の搬送量とを調整することで縦方向搬送路50と上流側搬送路40との間で半炭化木質チップSを圧密させて細分化し、所望の大きさとすることができる。このように、半炭化木質チップSが細分化されることで、反応塔11に搬送された半炭化木質チップSがブリッジを形成することを確実に防止できるとともに、細分化された半炭化木質チップSは表面積が拡大し、効率よくガス化させることができる。 To explain in detail, the torrefied wood chips S carried out from the upstream conveyance path 40 by the upstream screw blade 43 are taken into the vertical conveyance path 50 by the vertical screw blade 52 and conveyed. By adjusting the conveyance amount of 43 and the conveyance amount of the vertical screw blade 52, the torrefied wood chips S are consolidated and finely divided between the vertical conveyance path 50 and the upstream conveyance path 40, and the torrefied wood chips S are divided into desired sizes. can do. By fragmenting the torrefied wood chips S in this way, it is possible to reliably prevent the torrefied wood chips S conveyed to the reaction tower 11 from forming bridges, and to prevent the torrefied wood chips S from forming a bridge. S has an expanded surface area and can be efficiently gasified.

また、上流側スクリュー羽根43と縦方向スクリュー羽根52の回転速度を個別に調整することにより、搬送する新たな半炭化木質チップSの細分化サイズを調整、新たな半炭化木質チップSの搬送量を制限して反応塔11の底部に貯まった半炭化木質チップSの再利用、あるいは新たな半炭化木質チップSの搬送量を増加させることができる。すなわち、反応塔11の状況に合わせてより効率よく半炭化木質チップSをガス化させることができる。 In addition, by individually adjusting the rotational speed of the upstream screw blade 43 and the vertical screw blade 52, the subdivision size of the new torrefied wood chips S to be conveyed can be adjusted, and the conveyance amount of the new torrefied wood chips S can be adjusted. It is possible to reuse the torrefied wood chips S accumulated at the bottom of the reaction tower 11 by limiting the amount of torrefied wood chips S, or to increase the amount of new torrefied wood chips S transported. That is, it is possible to more efficiently gasify the torrefied wood chips S according to the conditions of the reaction tower 11.

さらにまた、反応塔11には、ガス化剤Hを注入するガス化剤供給管13が設けられているため、ガス化剤Hにより半炭化木質チップSのガス化が促進され、エネルギー密度の高い半炭化木質チップSをより効率よくガス化させることができる。 Furthermore, since the reaction tower 11 is provided with the gasifying agent supply pipe 13 for injecting the gasifying agent H, the gasifying agent H promotes the gasification of the torrefied wood chips S, resulting in high energy density. The torrefied wood chips S can be gasified more efficiently.

また、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御し、反応塔11に搬送する半炭化木質チップSの搬送量を調整する回転制御部73が備えられていることにより、反応塔11の内部状況に応じて半炭化木質チップSの搬送量を調整でき、半炭化木質チップSをより効率よくガス化させることができる。 Furthermore, since a rotation control section 73 is provided that controls the rotation speed of the vertical screw blade 52 and adjusts the amount of torrefied wood chips S to be transported to the reaction tower 11, the internal situation of the reaction tower 11 can be controlled. The amount of torrefied wood chips S to be conveyed can be adjusted accordingly, and the torrefied wood chips S can be gasified more efficiently.

例えば、反応塔11の内部に搬送された半炭化木質チップSが過多である場合には、反応塔11の内部への半炭化木質チップSの搬送量を減少させ、内部に蓄積されている半炭化木質チップSが熱分解などするように調整し、ガス化させることができる。これに対して、反応塔11の内部に半炭化木質チップSが過少である場合には、反応塔11の内部への半炭化木質チップSの搬送量を増大させて、ガス化の材料を増加させ、ガス化を促進させることができる。 For example, if there are too many torrefied wood chips S transported into the reaction tower 11, the amount of torrefied wood chips S transported into the reaction tower 11 is reduced, and the half-carbonized wood chips S accumulated inside the reaction tower 11 are reduced. The carbonized wood chips S can be adjusted to be thermally decomposed and gasified. On the other hand, if there are too few torrefied wood chips S inside the reaction tower 11, the amount of torrefied wood chips S conveyed into the inside of the reaction tower 11 is increased to increase the material for gasification. gasification can be promoted.

また、反応塔11は、反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの量を検知する貯蓄量検知センサー16が備えられ、回転制御部73は、貯蓄量検知センサー16で検知された半炭化木質チップSの量に基づいて、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御していることにより、貯蓄量検知センサー16の検知結果に基づき半炭化木質チップSの搬送量を調整できる。 Further, the reaction tower 11 is equipped with a storage amount detection sensor 16 that detects the amount of torrefied wood chips S accumulated inside the reaction tower 11, and the rotation control unit 73 is configured to detect the amount of torrefied wood chips S detected by the storage amount detection sensor 16. By controlling the rotational speed of the vertical screw blade 52 based on the amount of torrefied wood chips S, the amount of torrefied wood chips S to be conveyed can be adjusted based on the detection result of the storage amount detection sensor 16.

すなわち、反応塔11の内部に蓄積された半炭化木質チップSの量に応じて、半炭化木質チップSを反応塔11に搬送し、反応塔11の内部に適量の半炭化木質チップSを蓄積させることができる。このため、より効率よく半炭化木質チップSをガス化させることができる。 That is, depending on the amount of torrefied wood chips S accumulated inside the reaction tower 11, the torrefied wood chips S are transported to the reaction tower 11, and an appropriate amount of torrefied wood chips S is accumulated inside the reaction tower 11. can be done. Therefore, the torrefied wood chips S can be gasified more efficiently.

また、反応塔11は、内部の温度を検知する温度センサー15が備えられ、回転制御部73は、温度センサー15で検知された温度に基づいて、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御していることにより、温度センサー15の検知結果に基づき、半炭化木質チップSの搬送量を調整できる。 Further, the reaction tower 11 is equipped with a temperature sensor 15 that detects the internal temperature, and the rotation control unit 73 controls the rotation speed of the vertical screw blade 52 based on the temperature detected by the temperature sensor 15. Accordingly, the amount of torrefied wood chips S to be conveyed can be adjusted based on the detection result of the temperature sensor 15.

すなわち、反応塔11の内部の温度に応じて、半炭化木質チップSを反応塔11に搬送し、反応塔11の内部に適量の半炭化木質チップSを蓄積させることができる。このため、より効率よく半炭化木質チップSをガス化させることができる。 That is, depending on the temperature inside the reaction tower 11, the torrefied wood chips S can be transported to the reaction tower 11, and an appropriate amount of torrefied wood chips S can be accumulated inside the reaction tower 11. Therefore, the torrefied wood chips S can be gasified more efficiently.

例えば、所望の温度と比べて反応塔11の内部温度が上昇していると検知した場合には、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を上げ、反応塔11の内部に多くの半炭化木質チップSを搬送し、反応塔11の内部温度を下げることができる。一方で、所望の温度と比べて反応塔11の内部温度が下降していると検知した場合には、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を下げ、反応塔11の内部に搬送する半炭化木質チップSの量を減少させることで、内部に蓄積した半炭化木質チップSの反応効率を上げ、より効率よく半炭化木質チップSをガス化させることができる。 For example, if it is detected that the internal temperature of the reaction tower 11 has increased compared to the desired temperature, the rotation speed of the vertical screw blade 52 is increased to increase the number of torrefied wood chips S inside the reaction tower 11. can be transported to lower the internal temperature of the reaction tower 11. On the other hand, if it is detected that the internal temperature of the reaction tower 11 is lower than the desired temperature, the rotation speed of the vertical screw blade 52 is lowered, and the torrefied wood chips transported into the reaction tower 11 are lowered. By reducing the amount of S, the reaction efficiency of the torrefied wood chips S accumulated inside can be increased, and the torrefied wood chips S can be gasified more efficiently.

さらにまた、気体の成分を分析するガス分析器72が備えられ、回転制御部73は、気体の成分に基づいて、縦方向スクリュー羽根52の回転速度を制御していることにより、ガス分析器72の検知結果に基づき、半炭化木質チップSの搬送量を調整し、より効率よく半炭化木質チップSをガス化させることができる。 Furthermore, a gas analyzer 72 for analyzing gas components is provided, and the rotation control unit 73 controls the rotation speed of the vertical screw blade 52 based on the gas components. Based on the detection result, the amount of torrefied wood chips S to be transported can be adjusted, and the torrefied wood chips S can be gasified more efficiently.

詳述すると、反応塔11から放出される気体の成分は、反応塔11の内部温度や、ガス化剤Hの比率などによって変化する。このことから、放出される気体の成分に基づいて、半炭化木質チップSの搬送量を調整することで、反応塔11の内部温度や、ガス化剤Hの比率を調整でき、安定した気体の供給を図ることができる。これにより、反応塔11の内部におけるガス化の状態に応じで、半炭化木質チップSの搬送量を調整でき、適量の半炭化木質チップSを反応塔11の内部に蓄積させ、より効率よく半炭化木質チップSをガス化させることができる。 Specifically, the components of the gas released from the reaction tower 11 vary depending on the internal temperature of the reaction tower 11, the ratio of the gasifying agent H, and the like. From this, it is possible to adjust the internal temperature of the reaction tower 11 and the ratio of the gasifying agent H by adjusting the amount of torrefied wood chips S to be transported based on the components of the gas to be released. supply. As a result, the amount of torrefied wood chips S to be transported can be adjusted depending on the gasification state inside the reaction tower 11, and an appropriate amount of torrefied wood chips S can be accumulated inside the reaction tower 11 to more efficiently halve the chips. Carbonized wood chips S can be gasified.

また、放出管12は、先端側が負圧となるように構成されていることにより、反応塔11の内部でガス化された気体を放出管12に吸引することができるため、ガス化された気体を放出管12から確実に放出することができる。 In addition, the discharge pipe 12 is configured to have a negative pressure on the tip side, so that the gas that has been gasified inside the reaction tower 11 can be sucked into the discharge pipe 12. can be reliably released from the release pipe 12.

さらに、ガス化剤供給管13から供給されるガス化剤Hを反応塔11の内部に引き込み上昇気流を起こすことができるため、縦方向スクリュー羽根52により搬送される半炭化木質チップSを、還元帯T3ができている上方に持ち上げやすくなる。さらには、完全にガス化しきっていない半炭化木質チップSを放出管12に引き込むことができる。 Furthermore, since the gasifying agent H supplied from the gasifying agent supply pipe 13 can be drawn into the reaction tower 11 to generate an upward air current, the torrefied wood chips S conveyed by the vertical screw blades 52 can be reduced. It becomes easier to lift it upwards where band T3 is formed. Furthermore, torrefied wood chips S that have not been completely gasified can be drawn into the discharge pipe 12.

さらにまた、放出管12は、基端側に比べて先端が細径となる先端側放出管12cが設けられていることにより、放出管12の先端側を細径となる。これにより、縮径部12b及び先端側放出管12cを流れる生成ガスGや半炭化木質チップSなどの流速が速くなり、流速が速くなった箇所の温度が上昇し、完全にガス化されていない半炭化木質チップSの燃焼残渣を放出管12内でガス化させることができる。 Furthermore, the discharge tube 12 is provided with the distal discharge tube 12c, which has a smaller diameter at the distal end than the proximal end, so that the distal end of the discharge tube 12 has a smaller diameter. As a result, the flow velocity of the produced gas G, torrefied wood chips S, etc. flowing through the reduced diameter portion 12b and the distal end discharge pipe 12c becomes faster, and the temperature at the location where the flow velocity becomes faster rises, preventing complete gasification. The combustion residue of the torrefied wood chips S can be gasified in the discharge pipe 12.

また、反応塔11の底部には、底部に蓄積した半炭化木質チップSを排出するアッシュ排出部17が設けられていることにより、反応塔11の底部に蓄積し、縦方向スクリュー羽根52によって再度上方に搬送されないような位置に蓄積した半炭化木質チップSなどを底部から排出することができる。 In addition, an ash discharge section 17 is provided at the bottom of the reaction tower 11 to discharge the torrefied wood chips S accumulated at the bottom. It is possible to discharge torrefied wood chips S and the like accumulated in a position where they cannot be transported upwards from the bottom.

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
木質チップは、半炭化木質チップSに対応し、同様に、
投入機構は、搬送装置20に対応し、
反応塔は、反応塔11に対応し、
ガス化装置は、ガス化システム1に対応し、
縦方向搬送路は、縦方向搬送路50に対応し、
放出管は、放出管12に対応し、
縦方向スクリュー羽根は、縦方向スクリュー羽根52に対応し
流側搬送路は、上流側搬送管41に対応し、
上流側スクリュー羽根は、上流側スクリュー羽根43に対応し、
注入部は、ガス化剤供給管13に対応し、
搬送量制御部は、回転制御部73に対応し、
蓄積量検知部は、貯蓄量検知センサー16に対応し、
温度検知部は、温度センサー15に対応し、
分析部は、ガス分析器72に対応し、
細径部は、先端側放出管12cに対応し、
アッシュ排出部は、アッシュ排出部17に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施形態を得ることができる。
In the correspondence between the configuration of this invention and the above-described embodiments,
The wood chips correspond to torrefied wood chips S, and similarly,
The loading mechanism corresponds to the transport device 20,
The reaction tower corresponds to the reaction tower 11,
The gasifier corresponds to gasification system 1,
The vertical conveyance path corresponds to the vertical conveyance path 50,
The discharge pipe corresponds to the discharge pipe 12,
The vertical screw blade corresponds to the vertical screw blade 52 ,
The upstream conveyance path corresponds to the upstream conveyance pipe 41,
The upstream screw blade corresponds to the upstream screw blade 43,
The injection part corresponds to the gasifying agent supply pipe 13,
The conveyance amount control section corresponds to the rotation control section 73,
The storage amount detection section corresponds to the storage amount detection sensor 16,
The temperature detection section corresponds to the temperature sensor 15,
The analysis section corresponds to the gas analyzer 72,
The narrow diameter portion corresponds to the distal end discharge tube 12c,
The ash discharge section corresponds to the ash discharge section 17, but
This invention is not limited only to the configuration of the above-described embodiments, but can be implemented in many other embodiments.

例えば、本実施形態において、縦方向搬送路50は、反応塔11に対して垂直方向(上下方向)に立設させているが、垂直方向に完全一致する必要はない。例えば、縦方向搬送路50は垂直方向に対して±30度程度傾いていてもよい。 For example, in the present embodiment, the vertical conveyance path 50 is vertically disposed vertically (in the vertical direction) with respect to the reaction tower 11, but it is not necessary to completely coincide with the vertical direction. For example, the vertical conveyance path 50 may be inclined at approximately ±30 degrees with respect to the vertical direction.

また、本実施形態において、中間搬送管42と縦方向搬送管51とが連結部分において直交しているが、必ずしも直交する必要はなく、中間搬送管42と縦方向搬送管51とが交差していればよい。また、上流側搬送管41が上下方向と交差する方向、例えば水平方向に沿って配置してもよく、さらには上流側搬送管41と縦方向搬送管51とが直接連結する構成としてもよい。 Further, in this embodiment, the intermediate conveyance pipe 42 and the vertical conveyance pipe 51 are orthogonal at the connecting portion, but they do not necessarily need to be orthogonal, and the intermediate conveyor pipe 42 and the vertical conveyor pipe 51 are That's fine. Further, the upstream conveyance pipe 41 may be arranged in a direction intersecting the vertical direction, for example, along the horizontal direction, and furthermore, the upstream conveyance pipe 41 and the vertical conveyance pipe 51 may be directly connected.

また、反応塔11の下方に蓄積された半炭化木質チップSを縦方向スクリュー羽根52が上方に搬送できれば、縦方向搬送路50はどのような構成でもよい。例えば、縦方向搬送路50は、反応塔11の内部において、上方に延びる縦方向搬送管51に部分的な開口が形成され、この開口部分から縦方向スクリュー羽根52が部分的に露出されていてもよい。 Further, as long as the vertical screw blades 52 can transport the torrefied wood chips S accumulated below the reaction tower 11 upward, the vertical transport path 50 may have any configuration. For example, in the vertical conveyance path 50, a partial opening is formed in a vertical conveyance pipe 51 extending upward inside the reaction tower 11, and the vertical screw blade 52 is partially exposed from this opening. Good too.

また、ガス化剤として、本実施形態では、空気及び水蒸気を用いているが、ガス化剤は半炭化木質チップSのガス化を促進すれば、特に限定はされない。そのため、例えば、酸素などの気体の他、別の気体や、紛体、液体などであってもよい。 Further, as the gasifying agent, air and water vapor are used in this embodiment, but the gasifying agent is not particularly limited as long as it promotes gasification of the semi-carbonized wood chips S. Therefore, for example, in addition to gas such as oxygen, other gases, powders, liquids, etc. may be used.

さらにまた、回転制御部73は、例えば、反応塔11の内部に投入された半炭化木質チップSの蓄積量や密度、反応塔11内部の温度や放出されるガスの成分などに基づいて、またはこれらの組み合わせにより半炭化木質チップSの搬送量を制御してもよい。 Furthermore, the rotation control unit 73 controls the rotation control unit 73 based on, for example, the accumulated amount and density of the torrefied wood chips S introduced into the reaction tower 11, the temperature inside the reaction tower 11, the components of the gas released, or the like. The amount of torrefied wood chips S to be conveyed may be controlled by a combination of these.

さらにまた、上流側スクリュー羽根43を上流側搬送管41及び中間搬送管42に沿って、上流側搬送管41の上端から中間搬送管42の先端まで伸びた構成としている。しかしながら、この構成に限定されず、例えば、上流側搬送管41の内部には、上下方向に沿った軸を回転軸として回転可能な、いわゆるスクリューフィダーとし、湾曲した中間搬送管42の内部には、上流側搬送管41の内部に設けたスクリューフィダーの回転を伝達できる、上流側スクリュー羽根43のようないわゆるバネコンベア羽根としてもよい。 Furthermore, the upstream screw blade 43 is configured to extend along the upstream conveying pipe 41 and the intermediate conveying pipe 42 from the upper end of the upstream conveying pipe 41 to the tip of the intermediate conveying pipe 42. However, the configuration is not limited to this, and for example, a so-called screw feeder that is rotatable about an axis along the vertical direction is installed inside the upstream conveyance pipe 41, and a so-called screw feeder is installed inside the curved intermediate conveyance pipe 42. , a so-called spring conveyor blade such as the upstream screw blade 43 that can transmit the rotation of a screw feeder provided inside the upstream conveying pipe 41 may be used.

1 ガス化システム
11 反応塔
12 放出管
12c 先端側放出管
13 ガス化剤供給管
15 温度センサー
16 貯蓄量検知センサー
17 アッシュ排出部
20 搬送装置
40 上流側搬送路
43 上流側スクリュー羽根
50 縦方向搬送路
52 縦方向スクリュー羽根
72 ガス分析器
73 回転制御部
S 半炭化木質チップ
1 Gasification system 11 Reaction tower 12 Discharge pipe 12c Tip side discharge pipe 13 Gasifying agent supply pipe 15 Temperature sensor 16 Storage amount detection sensor 17 Ash discharge section 20 Conveyance device 40 Upstream conveyance path 43 Upstream screw blade 50 Vertical conveyance Channel 52 Vertical screw blade 72 Gas analyzer 73 Rotation control section S Torrefied wood chips

Claims (10)

半炭化処理された木質チップを投入する投入機構と、前記木質チップをガス化する反応塔とで構成された、前記木質チップをガス化するガス化装置であって、
前記投入機構は、
前記反応塔の底部から内部に前記木質チップを搬送する、垂直方向に沿った管状の縦方向搬送路を備え、
前記反応塔には、
前記木質チップからガス化された気体を放出する放出管が上方に設けられ、
前記縦方向搬送路は、
管内に、垂直方向に沿って螺旋状に形成されるとともに、垂直方向に沿った軸を回転軸として回転可能な縦方向スクリュー羽根が備えられ、
前記縦方向スクリュー羽根のが、前記反応塔の底部よりも上方において露出された
ガス化装置。
A gasifier for gasifying the wood chips, comprising an input mechanism for inputting torrefied wood chips, and a reaction tower for gasifying the wood chips,
The input mechanism is
comprising a tubular longitudinal conveyance path along the vertical direction that conveys the wood chips from the bottom of the reaction tower to the inside;
The reaction tower includes
A discharge pipe for discharging gasified gas from the wood chips is provided above;
The longitudinal conveyance path is
A vertical screw blade is provided in the pipe in a spiral shape along the vertical direction and rotatable about an axis along the vertical direction as a rotation axis,
A gasifier in which the longitudinal screw blades are exposed above the bottom of the reaction column.
前記投入機構は、
一端側に前記木質チップが投入される投入口が設けられるとともに、他端側に前記縦方向搬送路に対して交差する交差方向に連結する管状の上流側搬送路が備えられ、
前記上流側搬送路は、
管内に、螺旋状に形成されるとともに、回転により前記縦方向搬送路に向けて前記木質チップを搬送する上流側スクリュー羽根が備えられた
請求項1に記載のガス化装置。
The input mechanism is
An input port into which the wood chips are inputted is provided on one end side, and a tubular upstream conveyance path connected to the vertical conveyance path in a cross direction is provided on the other end side,
The upstream conveyance path is
2. The gasification apparatus according to claim 1, further comprising an upstream screw blade formed in a spiral shape in a pipe and configured to rotate to convey the wood chips toward the longitudinal conveyance path.
前記反応塔には、ガス化剤を注入する注入部が設けられた
請求項1または請求項2に記載のガス化装置。
3. The gasification apparatus according to claim 1, wherein the reaction tower is provided with an injection part for injecting a gasification agent.
前記縦方向スクリュー羽根の回転速度を制御し、前記反応塔に搬送する前記木質チップの搬送量を調整する搬送量制御部が備えられた
請求項1乃至請求項3のうちのいずれかに記載のガス化装置。
4. The method according to claim 1, further comprising a conveyance amount control section that controls the rotational speed of the vertical screw blade and adjusts the conveyance amount of the wood chips to be conveyed to the reaction tower. Gasifier.
前記反応塔は、
前記反応塔の内部に蓄積された前記木質チップの量を検知する蓄積量検知部が備えられ、
前記搬送量制御部は、
前記蓄積量検知部で検知された前記木質チップの量に基づいて、前記縦方向スクリュー羽根の回転速度を制御する
請求項4に記載のガス化装置。
The reaction tower is
an accumulation amount detection unit that detects the amount of the wood chips accumulated inside the reaction tower;
The conveyance amount control section includes:
The gasifier according to claim 4, wherein the rotational speed of the vertical screw blade is controlled based on the amount of the wood chips detected by the accumulation amount detection section.
前記反応塔は、
内部の温度を検知する温度検知部が備えられ、
前記搬送量制御部は、
前記温度検知部で検知された温度に基づいて、前記縦方向スクリュー羽根の回転速度を制御する
請求項4または請求項5に記載のガス化装置。
The reaction tower is
Equipped with a temperature detection section that detects the internal temperature,
The conveyance amount control section includes:
The gasification apparatus according to claim 4 or 5, wherein the rotational speed of the vertical screw blade is controlled based on the temperature detected by the temperature detection section.
前記気体の成分を分析する分析部が備えられ、
搬送量制御部は、
前記気体の成分に基づいて、前記縦方向スクリュー羽根の回転速度を制御する
請求項4乃至請求項6のうちのいずれかに記載のガス化装置。
an analysis section that analyzes the components of the gas,
The conveyance amount control section is
The gasifier according to any one of claims 4 to 6, wherein the rotational speed of the vertical screw blade is controlled based on the components of the gas.
前記放出管は、先端側が負圧となるように構成された
請求項1乃至請求項7のうちのいずれかに記載のガス化装置。
The gasification apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the discharge pipe is configured such that a distal end thereof is under negative pressure.
前記放出管は、基端側に比べて先端が細径となる細径部が設けられた
請求項1乃至請求項8のうちのいずれかに記載のガス化装置。
9. The gasifier according to any one of claims 1 to 8, wherein the discharge tube is provided with a narrow diameter portion having a smaller diameter at the tip than at the proximal end.
前記反応塔の底部には、前記底部に蓄積した前記木質チップを排出するアッシュ排出部が設けられた
請求項1乃至請求項9のうちのいずれかに記載のガス化装置。
10. The gasification apparatus according to claim 1, wherein the bottom of the reaction tower is provided with an ash discharge section for discharging the wood chips accumulated at the bottom.
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