JP4295793B2 - Biomass gasifier - Google Patents

Biomass gasifier Download PDF

Info

Publication number
JP4295793B2
JP4295793B2 JP2007280252A JP2007280252A JP4295793B2 JP 4295793 B2 JP4295793 B2 JP 4295793B2 JP 2007280252 A JP2007280252 A JP 2007280252A JP 2007280252 A JP2007280252 A JP 2007280252A JP 4295793 B2 JP4295793 B2 JP 4295793B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biomass
gasification furnace
gas
main body
gasification
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2007280252A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008088434A (en
Inventor
利光 一ノ瀬
克彦 篠田
計二 武野
英明 太田
慎治 松本
由則 小林
達雄 加幡
健 有賀
正康 坂井
敏之 竹川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2007280252A priority Critical patent/JP4295793B2/en
Publication of JP2008088434A publication Critical patent/JP2008088434A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4295793B2 publication Critical patent/JP4295793B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

本発明は、バイオマスを有効利用してクリーンで高効率なガス化を行うことができるバイオマスガス化炉及びバイオマスガス化方法に関する。   The present invention relates to a biomass gasification furnace and a biomass gasification method capable of efficiently using biomass and performing clean and highly efficient gasification.

一般にバイオマスとは、エネルギー源又は工業原料として利用することのできる生物体(例えば農業生産物又は副産物、木材、植物等)をいい、太陽エネルギー、空気、水、土壌等の作用により生成されるので、無限に再生可能である。   In general, biomass refers to organisms (such as agricultural products or by-products, wood, plants, etc.) that can be used as energy sources or industrial raw materials, and are produced by the action of solar energy, air, water, soil, etc. Is infinitely reproducible.

上記バイオマスを利用することで燃料及びメタノール等の製造が可能となる。また、廃棄物としてのバイオマスを処理できるので、環境の浄化にも役立つと共に、新規に生産されるバイオマスも光合成によりCO2 の固定により生育されるので、大気のCO2 を増加させない。 By using the biomass, fuel and methanol can be produced. Further, since biomass as waste can be treated, it is useful for environmental purification, and newly produced biomass is also grown by CO 2 fixation by photosynthesis, so that it does not increase atmospheric CO 2 .

従来のバイオマスをアルコールに転換する方法としては、例えば発酵法や水熱分解法等が提案されているが、前者の発酵法は、糖分とでんぷん質しか原料とならず、発酵時間がかかるので大型で大容量の発酵タンクを設置する必要があると共に、後者の水熱分解法では高温・高圧・低収率、という問題がある。また、共に供給したバイオマスの残渣物が多く発生し、バイオマスの利用率が低いという問題もある。   For example, fermentation methods and hydrothermal decomposition methods have been proposed as conventional methods for converting biomass to alcohol. However, the former fermentation method uses only sugar and starch as raw materials and takes a long time for fermentation. In addition, it is necessary to install a large-capacity fermentation tank, and the latter hydrothermal decomposition method has problems of high temperature, high pressure, and low yield. In addition, there is a problem that a large amount of biomass residues are supplied together and the utilization rate of biomass is low.

一方、バイオマスをガス化する場合においては、例えば固定床或いは流動床等のガス化炉等を用いるようにしていたが、バイオマスの粒子の表面のみが反応し、内部まで均一に反応しないことにより、タールが発生し、生成したガス化ガスは、H2 ,COが少ないため、効率的なメタノール合成の原料とならない、という問題がある。 On the other hand, in the case of biomass gasification, for example, a gasification furnace such as a fixed bed or a fluidized bed was used, but only the surface of the biomass particles reacted and did not react uniformly to the inside, There is a problem that tar is generated and the generated gasification gas is not a raw material for efficient methanol synthesis because it has a small amount of H 2 and CO.

また、上記発生したタールが炉内へ付着すると共に、後流側に設置する機器等への付着等が起こり、運転に不具合を来す、という問題がある。   Further, there is a problem in that the generated tar adheres to the inside of the furnace and also adheres to equipment or the like installed on the downstream side, resulting in trouble in operation.

そこで、従来においては、酸素を多量に供給することで高温で燃焼することとしたが、この場合部分的に1200℃を超える高温域が形成され、バイオマスの燃焼により、大量のスートが発生してしまうという問題がある。   Therefore, in the past, it was decided to burn at a high temperature by supplying a large amount of oxygen, but in this case, a high temperature region partially exceeding 1200 ° C. was formed, and a large amount of soot was generated by the combustion of biomass. There is a problem of end.

本発明は上記問題に鑑み、クリーンで高効率なガス化を行い、バイオマスの完全ガス化を図ることができるバイオマスガス化炉を提供することを目的とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a biomass gasification furnace capable of performing clean and highly efficient gasification and achieving complete gasification of biomass.

前述した課題を解決する第1の発明は、バイオマスを原料とし、水蒸気によるガス化により生成ガスを得るバイオマスガス化炉であって、ガス化炉本体と、前記ガス化炉本体に連結されて、当該ガス化炉本体内へバイオマスを供給する供給手段と、前記ガス化炉本体を包囲するように設けられて、該ガス化炉本体内部を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に連結されて、当該加熱手段内へバイオマスを供給するバイオマス供給手段と、前記加熱手段に連結されて、当該加熱手段内へ酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、前記加熱手段と前記ガス化炉本体との間に設けられた隔壁部の複数の透孔に連結されて、当該ガス化炉内へ水蒸気を供給する水蒸気供給手段とを具備することを特徴とする。   A first invention that solves the above-described problem is a biomass gasification furnace that uses biomass as a raw material and obtains a product gas by gasification with steam, and is connected to the gasification furnace body and the gasification furnace body, Supply means for supplying biomass into the gasification furnace main body, a heating means provided to surround the gasification furnace main body, heating the gasification furnace main body, and connected to the heating means, A biomass supply means for supplying biomass into the heating means, an oxidant supply means connected to the heating means for supplying an oxidant into the heating means, and between the heating means and the gasifier main body And a water vapor supply means connected to the plurality of through holes of the partition wall provided in the gas supply section for supplying water vapor into the gasification furnace.

第2の発明は、第1の発明において、上記隔壁部がガス化炉本体の側壁であることを特徴とする。   A second invention is characterized in that, in the first invention, the partition wall is a side wall of the gasifier main body.

第3の発明は、第1または2のバイオマスガス化炉でガス化したガスをガス精製するガス精製装置と、精製したガスを燃料として用いるガスタービンとを具備することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, the gas purification apparatus includes a gas purification apparatus that purifies gas gasified in the first or second biomass gasification furnace, and a gas turbine that uses the purified gas as fuel.

第4の発明は、第1または2のバイオマスガス化炉でガス化したガスをガス精製するガス精製装置と、精製したガス中のH2 とCOよりメタノールを合成するメタノール合成装置とを具備することを特徴とする。 The fourth invention includes a gas purification device for gas purification of gas gasified in the first or second biomass gasification furnace, and a methanol synthesis device for synthesizing methanol from H 2 and CO in the purified gas. It is characterized by that.

第1の発明は、バイオマスを原料とし、水蒸気によるガス化により生成ガスを得るバイオマスガス化炉であって、ガス化炉本体と、前記ガス化炉本体に連結されて、当該ガス化炉本体内へバイオマスを供給する供給手段と、前記ガス化炉本体を包囲するように設けられて、該ガス化炉本体内部を加熱する加熱手段と、前記加熱手段に連結されて、当該加熱手段内へバイオマスを供給するバイオマス供給手段と、前記加熱手段に連結されて、当該加熱手段内へ酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、前記加熱手段と前記ガス化炉本体との間に設けられた隔壁部の複数の透孔に連結されて、当該ガス化炉内へ水蒸気を供給する水蒸気供給手段とを具備するので、バイオマスガス化に必要な水蒸気に与える高い熱量を効率よく得ることができる。   A first invention is a biomass gasification furnace that uses biomass as a raw material and obtains a product gas by gasification with steam, and is connected to the gasification furnace main body and the gasification furnace main body. Supply means for supplying biomass to the gasification furnace body, heating means for heating the inside of the gasification furnace main body, connected to the heating means, and biomass into the heating means Biomass supply means for supplying gas, oxidant supply means connected to the heating means for supplying an oxidant into the heating means, and a partition provided between the heating means and the gasifier main body The steam supply means connected to the plurality of through holes and supplying steam into the gasification furnace is provided, so that it is possible to efficiently obtain a high amount of heat applied to the steam necessary for biomass gasification.

第2の発明は、第1の発明において、上記隔壁部がガス化炉本体の側壁であるので、構成部材を簡略化できる。   According to a second invention, in the first invention, since the partition wall is a side wall of the gasifier main body, the constituent members can be simplified.

第3の発明は、第1または2のバイオマスガス化炉でガス化したガスをガス精製するガス精製装置と、精製したガスを燃料として用いるガスタービンとを具備するので、バイオマスを有効利用してガスタービンを駆動することができる。   Since the third invention comprises a gas purification device that purifies the gas gasified in the first or second biomass gasification furnace and a gas turbine that uses the purified gas as fuel, the biomass can be used effectively. A gas turbine can be driven.

第4の発明は、第1または2のバイオマスガス化炉でガス化したガスをガス精製するガス精製装置と、精製したガス中のH2 とCOよりメタノールを合成するメタノール合成装置とを具備するので、効率的なメタノール合成が可能となる。 The fourth invention includes a gas purification device for gas purification of gas gasified in the first or second biomass gasification furnace, and a methanol synthesis device for synthesizing methanol from H 2 and CO in the purified gas. Therefore, efficient methanol synthesis becomes possible.

本発明の実施の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。   Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments.

[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態を図1を用いて説明する。
図1は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の概略図である。
図1に示すように、本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉10は、高温下において水蒸気によるバイオマスの熱分解により生成ガスを得るものであって、炉頂部11から所定粒径に粉砕したバイオマス12を炉内部に供給する第1のバイオマス供給手段13A及び水蒸気14を炉内部に供給する水蒸気供給手段15を有する耐火材よりなるガス化炉本体16と、該炉本体16の周囲に設けられ、所定粒径に粉砕したバイオマス12を炉内部に供給する第2のバイオマス供給手段13B及び酸素又は空気等の酸化剤17を炉内部に供給する酸化剤供給手段18を有する流動床燃焼炉19とを具備してなるものである。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic view of a biomass gasification furnace according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, a biomass gasification furnace 10 according to the present embodiment obtains a product gas by thermal decomposition of biomass with water vapor at a high temperature, and is pulverized from a furnace top 11 to a predetermined particle size. A gasifier main body 16 made of a refractory material having a first biomass supply means 13A for supplying 12 to the interior of the furnace and a steam supply means 15 for supplying steam 14 to the interior of the furnace; A second biomass supply means 13B for supplying biomass 12 pulverized to a predetermined particle size into the furnace, and a fluidized bed combustion furnace 19 having an oxidant supply means 18 for supplying an oxidant 17 such as oxygen or air into the furnace. It is provided.

また、炉本体16の下部には、バイオマス中の灰21の灰溜め部22が形成されている。   Further, an ash reservoir 22 for the ash 21 in the biomass is formed at the lower portion of the furnace body 16.

また、炉本体16の側壁下部側にはガス排出部23が設けられており、バイオマスガス化により生成した生成ガス24を後流側へ送り出している。   Moreover, the gas discharge part 23 is provided in the side wall lower part side of the furnace main body 16, and the produced gas 24 produced | generated by biomass gasification is sent out to the downstream.

上記流動床炉19内においては、供給手段13Bにより供給されたバイオマス12が対流しつつ均一に燃焼されるので、炉内燃焼温度が均一になり、該燃焼熱を内側に設けたガス化炉本体16に均一に熱が与えられることになる。   In the fluidized bed furnace 19, the biomass 12 supplied by the supply means 13 </ b> B is uniformly combusted while being convected, so that the combustion temperature in the furnace becomes uniform and the gasification furnace main body provided with the combustion heat inside Heat is uniformly applied to 16.

上記ガス化炉本体16内において、上部からガス化用バイオマス12が供給手段13Aにより供給されており、同様に酸素が除かれた水蒸気14が供給手段15により供給されている。この結果、ガス化用バイオマス12は、前記水蒸気14と混合流動化しながら、前記流動床燃焼炉19の燃焼の輻射熱により供給される熱で、熱分解ガス化されて生成ガス24が生成される。   In the gasification furnace main body 16, the biomass 12 for gasification is supplied from the top by the supply means 13 </ b> A, and the water vapor 14 from which oxygen is removed is similarly supplied by the supply means 15. As a result, the gasification biomass 12 is pyrolyzed and gasified with heat supplied by the radiant heat of combustion in the fluidized bed combustion furnace 19 while being mixed and fluidized with the water vapor 14 to generate a product gas 24.

上記供給する酸素が除かれた水蒸気14は、ガス化剤として機能し、400〜600°Cの過熱蒸気であることが好ましい。これにより、高温の蒸し焼き状態での熱分解ガス化が促進され、CO2 の生成による弊害を抑制することができる。 The water vapor 14 from which the supplied oxygen is removed functions as a gasifying agent and is preferably superheated steam at 400 to 600 ° C. Thereby, pyrolysis gasification in a high-temperature steamed state is promoted, and adverse effects due to the generation of CO 2 can be suppressed.

前記反応は、一般に、バイオマス(Cm H2 On )を原料に水蒸気(H2 O)をガス化剤として、下記式(1)、(2)、(3)の反応が主体となる。 In general, the reaction mainly includes reactions of the following formulas (1), (2), and (3) using biomass (Cm H 2 On) as a raw material and steam (H 2 O) as a gasifying agent.

CO+H2 O →CO2 +H2 ... 式(1)
C+H2 O→CO+H2 ... 式(2)
C+2H2 O→CO2 +2H2 ... 式(3)
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 ... Formula (1)
C + H 2 O → CO + H 2 ... Formula (2)
C + 2H 2 O → CO 2 + 2H 2 ... Formula (3)

前記生成ガス24により、メタノールを合成するためには、CO/H2 のモル比を1/2とすることが好ましい。このために、上記式(1)、(2)、(3)の反応がスムーズに行われるように調整する必要がある。 In order to synthesize methanol using the product gas 24, the molar ratio of CO / H 2 is preferably ½. For this reason, it is necessary to adjust so that reaction of said Formula (1), (2), (3) may be performed smoothly.

その調整手段の1つとしては、前記ガス化炉本体16内部の温度を、700〜1000°Cに制御することにある。前記ガス化炉本体16内部温度の制御は、流動床燃焼炉に供給するバイオマス及び酸化剤の量、ガス化炉に供給する水蒸気の量および温度により、行われる。   One of the adjusting means is to control the temperature inside the gasification furnace main body 16 to 700 to 1000 ° C. The internal temperature of the gasifier main body 16 is controlled by the amount of biomass and oxidant supplied to the fluidized bed combustion furnace, and the amount and temperature of steam supplied to the gasifier.

生成ガス24は、若干の飛散粒子と共に、排気部23から熱交換器等を経て下流の装置、たとえば、メタノール合成装置(図示せず)に供給される。
一方、ガス化の熱供給源としての燃焼排ガス25の余剰ガスは外部に排出される。
The generated gas 24 is supplied together with some scattered particles from the exhaust section 23 through a heat exchanger and the like to a downstream device, for example, a methanol synthesis device (not shown).
On the other hand, surplus gas of the combustion exhaust gas 25 as a heat supply source for gasification is discharged to the outside.

本実施の形態では、上記第1のバイオマス供給手段13A及び水蒸気供給手段15は炉頂部に設けているが、本発明はこれに限定されるものではなく、下方又は側方から供給するようにしてもよい。またその供給箇所は1ヵ所のみならずに複数箇所としてもよい。   In the present embodiment, the first biomass supply means 13A and the water vapor supply means 15 are provided at the top of the furnace. However, the present invention is not limited to this, and is supplied from below or from the side. Also good. Moreover, the supply location may be not only one location but also a plurality of locations.

ここで、本発明では、供給するバイオマス12としては、生産又は廃棄されたバイオマスを粉砕・乾燥したものを供給するのが好ましい。
本発明でバイオマスとは、エネルギー源又は工業原料として利用することのできる生物資源(例えば農業生産物又は副産物、木材、植物等)をいい、例えばスイートソルガム,ネピアグラス,スピルリナ等を例示することができる。
Here, in the present invention, the biomass 12 to be supplied is preferably supplied by pulverizing and drying the produced or discarded biomass.
Biomass in the present invention refers to biological resources that can be used as an energy source or industrial raw material (for example, agricultural products or by-products, wood, plants, etc.), and examples include sweet sorghum, napiergrass, spirulina, and the like. it can.

本発明では、上記バイオマス12の粉砕物の平均粒径(D)は、0.05≦D≦5mmとするのが好ましい。これは、平均粒径が0.05mm以下であるとバイオマスの粉砕効率が悪くなり、好ましくないからである。一方、平均粒径が5mmを超えた場合には、バイオマスの内部までに反応が促進せず、高効率のガス化が困難となるからである。   In the present invention, the average particle diameter (D) of the pulverized biomass 12 is preferably 0.05 ≦ D ≦ 5 mm. This is because if the average particle size is 0.05 mm or less, the pulverization efficiency of biomass deteriorates, which is not preferable. On the other hand, when the average particle size exceeds 5 mm, the reaction is not promoted to the inside of the biomass, and high-efficiency gasification becomes difficult.

また、本発明では、バイオマスガス化炉10に供給する水蒸気14を炉頂部から供給しているが、本発明はこれに限定されず、下方側又は側方側から供給するようにしてもよい。
また、供給する箇所も1ヵ所に限定されず、複数の箇所から供給するようにしてもよい。
Moreover, in this invention, although the steam 14 supplied to the biomass gasification furnace 10 is supplied from a furnace top part, this invention is not limited to this, You may make it supply from the downward side or a side.
Moreover, the supply location is not limited to one location, and it may be supplied from a plurality of locations.

また、ガス化炉本体16の炉内圧力は1〜30気圧とするのが好ましい。
これは、メタノール(又はジメチルエーテル)合成に直結する場合には、80気圧近傍が好ましいが、耐圧構造のガス化炉とする必要があり、製造費用が嵩み好ましくないからである。なお、30気圧程度の場合には、空塔速度が低くなり、装置もコンパクト化でき、好ましい。
Moreover, it is preferable that the furnace pressure of the gasification furnace main body 16 shall be 1-30 atmospheres.
This is because when it is directly linked to the synthesis of methanol (or dimethyl ether), it is preferably near 80 atm, but it is necessary to use a gasification furnace having a pressure-resistant structure, which is not preferable because of high manufacturing costs. In addition, about 30 atmospheres, a superficial velocity becomes low and an apparatus can be made compact, and it is preferable.

また、ガス化炉本体16の炉内の空塔速度は0.1〜5m/sのガス化条件とするのが好ましい。
これは、空塔速度は0.1m/s以下では反応部でのバイオマス堆積付着現象が懸念されるため、結果として反応熱分解が低下し、一方、5m/sを超える場合には、熱分解が完全になされずに、良好なガス化ができないからである。
なお、粉砕バイオマスを好適に搬送するには、バイオマスの粒径を考慮に入れるとさらによく、特に好ましくは、バイオマスの平均粒径が0.1〜1mmの場合には、空塔速度を0.4〜1m/sとし、平均粒径が1〜5mmの場合には、空塔速度を1〜5m/sとするのが好ましい。
Further, the superficial velocity in the furnace of the gasification furnace main body 16 is preferably set to gasification conditions of 0.1 to 5 m / s.
This is because, when the superficial velocity is 0.1 m / s or less, there is a concern about the phenomenon of biomass deposition in the reaction part, and as a result, the reaction pyrolysis decreases, whereas when it exceeds 5 m / s, the pyrolysis occurs. This is because satisfactory gasification cannot be achieved without complete removal.
In order to suitably convey the pulverized biomass, it is better to take the particle size of the biomass into consideration, and particularly preferably, when the average particle size of the biomass is 0.1 to 1 mm, the superficial velocity is set to 0.1. When the average particle diameter is 4 to 1 m / s and the average particle diameter is 1 to 5 mm, the superficial velocity is preferably 1 to 5 m / s.

上記得られたガスはガス精製手段により精製した後、ガスタービン用の燃料ガスとして直接利用することが可能である。   The obtained gas can be directly used as a fuel gas for a gas turbine after being purified by a gas purification means.

また、ガス中のH2 とCOガスの組成を調整することで、メタノール(又はジメチルエーテル)製造用のガスとして利用することも可能である。 Moreover, it can also be used as a gas for producing methanol (or dimethyl ether) by adjusting the composition of H 2 and CO gas in the gas.

[第2の実施の形態]
以下、得られた生成ガス24をメタノール合成に利用するシステム100について、図2を参照して説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a system 100 that uses the obtained product gas 24 for methanol synthesis will be described with reference to FIG.

図2に示すように、上記バイオマスガス化炉により生成した生成ガス24を用いてメタノール合成を行うバイオマスのメタノール合成システム100は、図1に示すバイオマスガス化炉10内において発生したガス24中の煤塵を除去する集塵装置101と、集塵後のガスを精製する精製装置102と、ガス中のH2 とCOガスの組成を調整するCOシフト反応装置104と、ガスの圧力を向上させるブースタ装置105と、ガス中のH2 とCO2 とからメタノール(CH3 OH)を製造する(合成する)メタノール合成装置106と、排ガス107とメタノール108とに分離する気液分離装置109とを具備するものである。 As shown in FIG. 2, a biomass methanol synthesis system 100 that synthesizes methanol using the product gas 24 produced by the biomass gasification furnace includes a gas 24 generated in the biomass gasification furnace 10 shown in FIG. A dust collector 101 that removes soot, a purifier 102 that purifies the gas after dust collection, a CO shift reaction device 104 that adjusts the composition of H 2 and CO gas in the gas, and a booster that improves the gas pressure An apparatus 105, a methanol synthesizer 106 that produces (synthesizes) methanol (CH 3 OH) from H 2 and CO 2 in the gas, and a gas-liquid separator 109 that separates the exhaust gas 107 and methanol 108. To do.

ガス化炉10内に供給されたバイオマス12は、流動床炉19により外側で均一に炉内を加熱することによりガス化炉16内でのバイオマスのガス化の効率を向上させる。ここで発生したガス24は、次いで集塵装置101で除塵された後、精製装置102へ導かれ、ここで冷却されると共に水蒸気を除去し、次いでCOシフト反応装置104でH2 量を増大させ、ブースタ装置105で圧力をメタノール合成の圧力まで向上させてメタノール合成装置106へ導かれ、ここで、メタノール108が製造される。その後、メタノール108と排ガス107とを分離する。
ここで、排ガス107にはCH4 が残存しているので、再度ガス化炉本体16に供給したり水蒸気を予過熱する熱源(燃料)などとして、再利用をするようにしてもよい。
The biomass 12 supplied into the gasification furnace 10 improves the gasification efficiency of the biomass in the gasification furnace 16 by heating the inside of the furnace uniformly outside by the fluidized bed furnace 19. The generated gas 24 is then dedusted by the dust collector 101 and then guided to the purifier 102 where it is cooled and water vapor is removed, and then the CO shift reactor 104 increases the amount of H 2. The pressure is increased to the pressure of methanol synthesis by the booster device 105 and guided to the methanol synthesis device 106, where the methanol 108 is manufactured. Thereafter, the methanol 108 and the exhaust gas 107 are separated.
Here, since CH4 remains in the exhaust gas 107, it may be reused as a heat source (fuel) that is supplied again to the gasification furnace main body 16 or preheats water vapor.

なお、メタノールの回収率の向上のためには、余分なCO2 はシステム最終段階でアミン系湿式CO2 除去装置等のようなCO2 を除去するCO2 除去装置(脱炭酸装置)110をブースター装置105とメタノール合成装置106との間に介装することにより、余分なCO2 を除去するようにしてもよい。 Incidentally, in order to improve the recovery rate of the methanol, the excess CO 2 is CO 2 removal unit (decarbonation apparatus) 110 for removing CO 2, such as amine wet CO 2 removing device in the system final stage booster Extra CO 2 may be removed by interposing between the apparatus 105 and the methanol synthesis apparatus 106.

この結果、メタノール合成装置106に供給されるメタノール原料ガスは、余分なCO2 が除去され、CO、2H2 のモル比率組成とすることができ、メタノール合成が効率よく進行し、供給したバイオマスを効率よくメタノールに合成することができる。 As a result, the methanol raw material gas supplied to the methanol synthesizer 106 can remove excess CO 2 and have a molar ratio composition of CO and 2H 2. Methanol synthesis proceeds efficiently, and the supplied biomass is It can be efficiently synthesized into methanol.

[第3の実施の形態]
本発明の第3の実施の形態を図3を用いて説明する。
なお、図1に示すガス化炉と同一部材については同符号を付して重複する説明は省略する。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, about the same member as the gasification furnace shown in FIG. 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉30は、炉頂部11からバイオマス12を供給するバイオマス供給手段13Aを備えたガス化炉本体31と、ガス化炉本体31の周囲に設けられ、バイオマス12と酸化剤17とを供給して燃焼させて該ガス化炉本体31内部を加熱する加熱手段である燃焼炉34と、該ガス化炉本体31の側壁31aに複数の透孔32を設けると共に、該側壁31aと燃焼炉34との間に水蒸気14を供給する水蒸気供給手段をガス化炉本体31の下方側に設けてなるものである。   A biomass gasification furnace 30 according to the present embodiment is provided around a gasification furnace main body 31 provided with a biomass supply means 13A for supplying biomass 12 from the furnace top 11 and the gasification furnace main body 31, A combustion furnace 34 which is a heating means for supplying and burning the oxidant 17 to heat the inside of the gasification furnace main body 31, a plurality of through holes 32 are provided in the side wall 31a of the gasification furnace main body 31, and the A steam supply means for supplying the steam 14 between the side wall 31 a and the combustion furnace 34 is provided on the lower side of the gasification furnace main body 31.

本実施の形態によれば、上記供給された水蒸気14は燃焼炉34の熱により高温水蒸気となり、ガス化炉本体31内に供給されることで、ガス化炉本体31の保護を図ると共に、内部に供給する水蒸気を高温側(好ましくは800〜1000℃)とすることができる。     According to the present embodiment, the supplied steam 14 becomes high-temperature steam by the heat of the combustion furnace 34 and is supplied into the gasifier main body 31 to protect the gasifier main body 31 and The water vapor supplied to can be on the high temperature side (preferably 800 to 1000 ° C.).

これにより、第1の実施の形態の効果に加え、側壁31aの保護を図ることができ、耐久性が向上すると共に、該側壁31aの肉厚を薄くすることができる。   Thereby, in addition to the effects of the first embodiment, the side wall 31a can be protected, the durability can be improved, and the thickness of the side wall 31a can be reduced.

なお、本実施の形態ではガス化炉本体31の側壁31aが燃焼炉34との間に形成された隔壁として機能しているが、別途隔壁部を設け、当該隔壁部に水蒸気を供給して水蒸気加熱を行なうようにしてもよい。
また、燃焼炉34は第1の実施の形態に示すような流動床加熱手段を用いるようにして、均一な熱を水蒸気14に付与するようにしてもよい。
In this embodiment, the side wall 31a of the gasification furnace main body 31 functions as a partition wall formed between the gasification furnace body 31 and the combustion furnace 34. However, a separate partition wall portion is provided, and steam is supplied to the partition wall portion to supply steam. Heating may be performed.
Further, the combustion furnace 34 may use fluidized bed heating means as shown in the first embodiment so as to apply uniform heat to the steam 14.

[第4の実施の形態]
本発明の第4の実施の形態を図4を用いて説明する。
なお、図1に示すガス化炉と同一部材については同符号を付して重複する説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, about the same member as the gasification furnace shown in FIG. 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉40は、バイオマス12を供給する供給手段13と水蒸気14を供給する水蒸気供給手段15Aと酸化剤17を供給する酸化剤供給手段18とを備えた2基のガス化炉本体41A、41Bとを設けてなり、上記ガス化炉本体41A,41B内部に蓄熱材としてのセラミックボール42が充填されている。
なお、ガス化炉本体41Aとガス化炉本体41Bとは同一構成であるが、説明の都合上供給手段については一部省略している。
The biomass gasification furnace 40 according to the present embodiment includes two supply means 13 for supplying biomass 12, steam supply means 15A for supplying steam 14, and oxidant supply means 18 for supplying oxidant 17. Gasification furnace main bodies 41A and 41B are provided, and ceramic balls 42 as heat storage materials are filled in the gasification furnace main bodies 41A and 41B.
Although the gasifier main body 41A and the gasifier main body 41B have the same configuration, a part of the supply means is omitted for convenience of explanation.

本実施の形態によれば、一方のガス化炉本体41A内にバイオマス12と酸化剤17とを供給して燃焼反応によりバイオマスを燃焼させて燃焼炉Aとしていると共に、他方のガス化炉本体(該燃焼炉は既に蓄熱材42が加熱により蓄熱されている)41B内に水蒸気14を供給して該水蒸気14によるガス化を行ないガス化炉Bとしている。
蓄熱材であるセラミックボール42はバイオマス燃焼により高温(好ましくは800〜1000℃)となり、高温水蒸気付与の熱媒体となる。
そして、これらを交互に行なうにより、第1の実施の形態と同様にバイオマスガス化に必要な水蒸気に与える高い熱量を効率よく得ることができる。
According to the present embodiment, the biomass 12 and the oxidant 17 are supplied into one gasifier main body 41A and the biomass is combusted by a combustion reaction to form the combustion furnace A, and the other gasifier main body ( In the combustion furnace, the heat storage material 42 is already stored by heating), and the steam 14 is supplied into the gas 41B and gasified by the steam 14 to form the gasification furnace B.
The ceramic balls 42 which are heat storage materials become high temperature (preferably 800 to 1000 ° C.) by biomass combustion, and become a heat medium for applying high temperature steam.
And by performing these alternately, the high calorie | heat amount given to the water vapor | steam required for biomass gasification can be obtained efficiently similarly to 1st Embodiment.

本実施の形態では蓄熱材としてセラミックボール42を用いたが高い熱容量を蓄熱する媒体であればこれに限定されるものではない。
なお、セラミックボールの代わりに、蓄熱材をガス化炉本体の側壁内面に貼付するようにしてもよい。
また、ガス化炉本体は2以上設けて、これらを順にバイオマス燃焼させて蓄熱材を加熱して、順次高温水蒸気発生に寄与するようにしてもよい。
In the present embodiment, the ceramic balls 42 are used as the heat storage material, but the present invention is not limited to this as long as the medium stores high heat capacity.
In addition, you may make it stick a heat storage material on the inner surface of the side wall of a gasifier main body instead of a ceramic ball | bowl.
Alternatively, two or more gasification furnace main bodies may be provided, and these may be biomass-fired in order to heat the heat storage material, thereby sequentially contributing to the generation of high-temperature steam.

[第5の実施の形態]
本発明の第5の実施の形態を図5を用いて説明する。
なお、図1に示すガス化炉と同一部材については同符号を付して重複する説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, about the same member as the gasification furnace shown in FIG. 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉50は、バイオマス12を供給するバイオマス供給手段13と水蒸気14を供給する水蒸気供給手段15と酸化剤17を供給する酸化剤供給手段18とを備えた燃焼炉本体51と、バイオマス12を供給するバイオマス供給手段13と水蒸気14を供給する水蒸気供給手段15と酸化剤17を供給する酸化剤供給手段18とを備えたガス化炉本体52と、燃焼炉本体51とガス化炉本体52の内部に鉛直軸回りに回転自在に介在されてなる回転型熱交換器53とを具備してなるものである。
本実施の形態では、上記回転型熱交換器は上下2ヵ所に設けているが、本発明はこれに限定されず、熱交換容量に応じて1ヵ所又は複数箇所に設けるようにしてもよい。
A biomass gasification furnace 50 according to the present embodiment includes a biomass supply means 13 that supplies biomass 12, a steam supply means 15 that supplies steam 14, and an oxidant supply means 18 that supplies oxidant 17. A gasification furnace main body 52 including a main body 51, a biomass supply means 13 for supplying biomass 12, a steam supply means 15 for supplying steam 14, and an oxidant supply means 18 for supplying oxidant 17, and a combustion furnace main body 51 And a rotary heat exchanger 53 interposed in the gasification furnace main body 52 so as to be rotatable about a vertical axis.
In the present embodiment, the rotary heat exchanger is provided in two places at the top and bottom, but the present invention is not limited to this and may be provided at one place or a plurality of places according to the heat exchange capacity.

本実施の形態によれば、上記回転型熱交換器53が燃焼炉本体51内で、バイオマス12の燃焼により発生した熱を蓄熱した後回転し、他方のガス化炉本体52内を加熱し、バイオマスガス化に必要な高温水蒸気(好ましくは800〜1000℃)とすることができる。   According to the present embodiment, the rotary heat exchanger 53 rotates in the combustion furnace main body 51 after accumulating heat generated by the combustion of the biomass 12, and heats the other gasification furnace main body 52, High-temperature steam necessary for biomass gasification (preferably 800 to 1000 ° C.) can be used.

そして、これらを交互に行なうにより、第1の実施の形態と同様にバイオマスガス化に必要な水蒸気に与える高い熱量を効率よく得ることができる。   And by performing these alternately, the high calorie | heat amount given to the water vapor | steam required for biomass gasification can be obtained efficiently similarly to 1st Embodiment.

第1の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の概略図である。It is the schematic of the biomass gasification furnace concerning 1st Embodiment. 第2の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用いたメタノール合成システムの概略図である。It is the schematic of the methanol synthesis | combination system using the biomass gasification furnace concerning 2nd Embodiment. 第3の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の概略図である。It is the schematic of the biomass gasification furnace concerning 3rd Embodiment. 第4の実施の形態の他のバイオマスガス化炉の概略図である。It is the schematic of the other biomass gasification furnace of 4th Embodiment. 第5の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の概略図である。It is the schematic of the biomass gasification furnace concerning 5th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 バイオマスガス化炉
11 頂部
12 バイオマス
13 バイオマス供給手段
14 水蒸気
15 水蒸気供給手段
16 ガス化炉本体(炉本体)
17 燃焼酸化剤
18 燃焼酸化剤供給手段
19 流動床炉
21 燃焼残渣
22 灰溜め部
24 生成ガス
30 バイオマスガス化炉
31 ガス化炉本体
32 透孔
33 高温水蒸気
34 燃焼炉本体
40 バイオマスガス化炉
41 炉本体
42 セラミックボール
50 バイオマスガス化炉
51 燃焼炉本体
52 ガス化炉本体
53 回転型熱交換器
100 バイオマスガス化システム
101 集塵装置
102 精製装置
103 スクラバ
104 COシフト反応装置
105 ブースタ装置
106 メタノール合成装置
107 排ガス
108 メタノール
109 蒸留装置
110 脱炭酸装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Biomass gasification furnace 11 Top part 12 Biomass 13 Biomass supply means 14 Water vapor 15 Water vapor supply means 16 Gasification furnace main body (furnace main body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 Combustion oxidant 18 Combustion oxidant supply means 19 Fluidized bed furnace 21 Combustion residue 22 Ash storage part 24 Generated gas 30 Biomass gasification furnace 31 Gasification furnace main body 32 Through-hole 33 High temperature steam 34 Combustion furnace main body 40 Biomass gasification furnace 41 Furnace body 42 Ceramic ball 50 Biomass gasification furnace 51 Combustion furnace body 52 Gasification furnace body 53 Rotary heat exchanger 100 Biomass gasification system 101 Dust collector 102 Purifier 103 Scrubber 104 CO shift reactor 105 Booster device 106 Methanol synthesis Equipment 107 Exhaust gas 108 Methanol 109 Distillation equipment 110 Decarbonation equipment

Claims (4)

バイオマスを原料とし、水蒸気によるガス化により生成ガスを得るバイオマスガス化炉であって、
ガス化炉本体と、
前記ガス化炉本体に連結されて、当該ガス化炉本体内へバイオマスを供給する供給手段と、
前記ガス化炉本体を包囲するように設けられて、該ガス化炉本体内部を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段に連結されて、当該加熱手段内へバイオマスを供給するバイオマス供給手段と、
前記加熱手段に連結されて、当該加熱手段内へ酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、
前記加熱手段と前記ガス化炉本体との間に設けられた隔壁部の複数の透孔に連結されて、当該ガス化炉内へ水蒸気を供給する水蒸気供給手段とを具備する
ことを特徴とするバイオマスガス化炉。
A biomass gasification furnace using biomass as a raw material and obtaining a product gas by gasification with steam,
A gasifier body,
Supply means connected to the gasifier main body and supplying biomass into the gasifier main body,
Heating means provided so as to surround the gasification furnace main body and heating the gasification furnace main body;
Coupled to the heating means, biomass supply means for supplying biomass into the heating means;
An oxidant supply means connected to the heating means for supplying an oxidant into the heating means;
It is connected to a plurality of through holes of a partition wall provided between the heating means and the gasification furnace main body, and comprises a water vapor supply means for supplying water vapor into the gasification furnace. Biomass gasifier.
請求項1において、
上記隔壁部がガス化炉本体の側壁である
ことを特徴とするバイオマスガス化炉。
In claim 1,
A biomass gasifier characterized in that the partition wall is a side wall of a gasifier main body.
請求項1または2のバイオマスガス化炉でガス化したガスをガス精製するガス精製装置と、精製したガスを燃料として用いるガスタービンとを具備する
ことを特徴とするバイオマスのガス化システム。
A biomass gasification system comprising: a gas purification apparatus that purifies gas gasified in the biomass gasification furnace according to claim 1 or 2; and a gas turbine that uses the purified gas as fuel.
請求項1または2のバイオマスガス化炉でガス化したガスをガス精製するガス精製装置と、精製したガス中のH2 とCOよりメタノールを合成するメタノール合成装置とを具備する
ことを特徴とするバイオマスのメタノール合成システム。
A gas refining device for purifying gas gasified in the biomass gasification furnace according to claim 1 or 2, and a methanol synthesizer for synthesizing methanol from H 2 and CO in the purified gas. Biomass methanol synthesis system.
JP2007280252A 2007-10-29 2007-10-29 Biomass gasifier Expired - Lifetime JP4295793B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007280252A JP4295793B2 (en) 2007-10-29 2007-10-29 Biomass gasifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007280252A JP4295793B2 (en) 2007-10-29 2007-10-29 Biomass gasifier

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001011532A Division JP4071939B2 (en) 2001-01-19 2001-01-19 Biomass gasifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008088434A JP2008088434A (en) 2008-04-17
JP4295793B2 true JP4295793B2 (en) 2009-07-15

Family

ID=39372901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007280252A Expired - Lifetime JP4295793B2 (en) 2007-10-29 2007-10-29 Biomass gasifier

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4295793B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017203587A1 (en) * 2016-05-23 2017-11-30 株式会社ジャパンブルーエナジー Biomass gasification apparatus
CN107880941B (en) * 2016-09-30 2020-10-27 神华集团有限责任公司 Gasification furnace
CN109578961A (en) * 2018-11-12 2019-04-05 北京国电龙源环保工程有限公司 A kind of gasification of biomass coupling direct combustion power generation system and method
CN116857655A (en) * 2023-08-08 2023-10-10 华电电力科学研究院有限公司 Biomass gasification and garbage incineration integrated furnace

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008088434A (en) 2008-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5777887B2 (en) Method and apparatus for converting carbon raw materials
JP5731379B2 (en) Method and apparatus for producing low tar synthesis gas from biomass
JP5686803B2 (en) Method for gasifying carbon-containing materials including methane pyrolysis and carbon dioxide conversion reaction
CN101213273B (en) Method of solid fuel gasification including gas purification and gasifier employing the method
JP5030320B2 (en) Biomass methanol synthesis system
JP4938920B2 (en) Biomass gasification furnace and biomass gasification system
CN103930523A (en) Process for the thermochemical conversion of a carbon-based feedstock to synthesis gas containing predominantly H2 and CO
CN102796561B (en) Anaerobic gasification method and device for biomass fuels by carbon dioxide circulation
JP4547244B2 (en) Organic gasifier
EP2126004B1 (en) Processing biomass
US20090308731A1 (en) Gasification process
CN103923705A (en) Device and method for preparing hydrogen-rich gas by gasifying biomass
KR100742159B1 (en) Cogeneration system by biomass gasification
JP2002193858A (en) Method and plant for producing methanol using biomass feedstock
JP2004339360A (en) Method and system for treating biomass and fluid fuel obtained by the method
CN104910986B (en) A kind of biomass double fluidized-bed vaporizing system gas plant and technique
JP4295793B2 (en) Biomass gasifier
WO2007099989A1 (en) Carbon support, method of producing carbon support, apparatus for producing carbon support, gas formation method, power generation method and power generator
JP4388245B2 (en) Biomass gasifier
JP4443799B2 (en) Biomass methanol synthesis system
JP4071939B2 (en) Biomass gasifier
JP3913248B2 (en) Biomass gasifier
JP2001279266A (en) Method for carrying out gasification of coal and system for synthesizing methanol
JP4981202B2 (en) Biomass gasifier
JP5372343B2 (en) Tar reforming reactor

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090317

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090410

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120417

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120417

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130417

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140417

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250