JP4650985B2 - Biomass gasification method and apparatus - Google Patents
Biomass gasification method and apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP4650985B2 JP4650985B2 JP2001238186A JP2001238186A JP4650985B2 JP 4650985 B2 JP4650985 B2 JP 4650985B2 JP 2001238186 A JP2001238186 A JP 2001238186A JP 2001238186 A JP2001238186 A JP 2001238186A JP 4650985 B2 JP4650985 B2 JP 4650985B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion
- air
- gas
- heat
- cylinder
- 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 - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/58—Construction or demolition [C&D] waste
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/78—Recycling of wood or furniture waste
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、間伐材、流木材、剪定材、建築廃材などの木材チップ、雑草、牧草、砂糖きびなどの草本系物、RDF、籾殻、牛糞、その他の廃棄物を原料としてバイオマスから合成ガスを得るためのバイオマスからのガス化方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
廃棄物を材料として再利用するマテリアルリサイクルに適さない廃棄物については、エネルギー源として有効利用するサーマルリサイクルが推進されており、未利用エネルギー資源の有効活用や廃棄物の減量効果などの利点がある。
【0003】
廃棄物のサーマルリサイクルは、廃棄物発電が最も有効であるとされているが、これまでは、大型の廃棄物処理施設にその適用が限定されいる。しかし、住民の反対から、大規模な産業廃棄物処理施設の建設が極めて困難な現状に鑑み、廃棄物が保有するエネルギーを効率よく回収できる小規模なバイオマスのガス化方法及び装置の出現が望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
木材、草本などを原料としてバイオマスからガス燃料を作り出す方法は、既に知られている。このガス燃料の主成分は、水素(H2)と一酸化炭素(CO)からなる合成ガスである。この合成ガスからメタノール(CH3OH)を合成できる。
【0005】
しかし、バイオマスからメタノールを製造するための小規模で、工業的な装置の実績はまだ無い。これは、原料として天然ガス(CH4)が安いので、経済的に対応できないこと、技術的にバイオマスから有効な合成ガスを作り出すことに成功していないこと、などの理由からである。
【0006】
本発明は、有効な合成ガスを、小規模な装置で、効率よく作り出すことのできるバイオマスのガス化方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上端を燃料投入口とし、中間部を投入されたバイオマス燃料の熱分解ゾーンとし、下端を温水予熱部とした燃焼ガス化炉筒と、この燃焼ガス化炉筒内の前記熱分解ゾーンの下部に設けた熱分解ガスの通過可能な熱保持材の収納部と、この熱保持材の収納部から熱分解ガスを下向きに吸引しつつ外部へ導出するガス導出手段と、このガス導出手段における底部の灰仕切り板の下方から前記温水予熱部までの空間部からなる水蒸気室と、上端部に一体に燃焼ノズルを設け、下端部に前記水蒸気室と連通する開口端を設け、前記燃焼ガス化炉筒内で前記燃焼ノズルを位置調整自在に設けた燃焼筒とを具備し、前記燃焼ノズルには、火炎を放射する火炎口と前記水蒸気室からの空気と水蒸気の混合気を供給する空気・水蒸気供給孔を設けてなることを特徴とするバイオマスのガス化装置である。
【0008】
上述のような構成において、バイオマス燃料12を燃焼ガス化炉筒10内の熱分解ゾーンで燃焼して熱分解ガス化を行い、この熱分解ガスを前記熱分解ゾーンの下方位置の燃焼層ゾーンに吸引して高温の水蒸気と空気の混合気に反応させて酸化し、さらに、その下方の還元層、改質層で改質ガスを得、この改質ガスから灰分と未反応タール分を除去して精製ガスを得る。
また、精製ガスを得た後に、通過する精製ガスの顕熱による改質層ゾーンへ供給する水蒸気と空気を加熱してエネルギーを有効利用する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図1ないし図3に基づき説明する。
10は、上端が燃料投入口11で、下端が温水予熱部27とした燃焼ガス化炉筒である。この燃焼ガス化炉筒10の内部の中間位置には、格子の粗い上部ロストル35と、格子の密な下部ロストル36とが互いにやや間隔をおいて配置固着されている。また、前記下部ロストル36より下方で、かつ、燃焼ガス化炉筒10の中心部には、上下貫通したガイド筒21が固定的に設けられ、このガイド筒21に、燃焼筒16が上下動自在に設けられている。
【0010】
この燃焼筒16の中心部には、ガス供給管22が一体に取り付けられ、このガス供給管22の上端部には、燃焼ノズル13を構成するバーナー14が仕切り板17で仕切られて設けられ、このバーナー14の収納された燃焼筒16の全周囲には、多数個の火炎口15が開口している。
また、この燃焼筒16における火炎口15の下方には、前記仕切り板17と前記上部ロストル35の間に位置して外周に多数個の空気・水蒸気供給孔18が開口している。
前記上部ロストル35と下部ロストル36との間には、800〜1000℃の温度を保持するための溶解しないセラミック、金属塊などからなる熱保持材54が収納されている。
【0011】
前記ガス供給管22は、前記温水予熱部27の中央部をパッキン52を介して下方部まで液密に貫通し、燃焼筒16と一体にガイド筒21内で上下位置を調節できるようになっている。また、このガス供給管22の下端部に導出した部分には、ガス導入孔23と空気導入孔24が設けられるとともに、ガス供給管22を貫通して点火用ケーブル25が設けられ、前記バーナー14に接続されている。
【0012】
前記燃焼ガス化炉筒10には、前記燃焼ノズル13と略同一高さに、副空気供給管19が連結され、この副空気供給管19は、弁20を介して後述する空気ポンプ41に連結されている。
また、前記燃焼ガス化炉筒10には、前記下部ロストル36の下方部に位置して引き出し形式の灰受け引き出し40が進退可能で、かつ、ガス通路となるように側方に開口されている。さらに、前記下部ロストル36の下方部における燃焼ガス化炉筒10の内部に、この灰受け引き出し40に向けて傾斜した灰仕切り板48が前記ガイド筒21に固定的に設けられている。
【0013】
前記燃焼ガス化炉筒10において、灰受け引き出し40と灰仕切り板48の下方から温水予熱部27までの空間部は、水蒸気室53を構成しており、この水蒸気室53における燃焼ガス化炉筒10の側面部には、前記灰仕切り板48のやや下方に位置して後述する空気供給管33の連結される空気供給口34が開口されるとともに、水蒸気供給管31が連結されている。前記温水予熱部27の入口側に給水管29が連結されるとともに、温水28を循環するための温水取り出し管30が連結されている。
【0014】
前記燃焼ガス化炉筒10における上方外部には、保温筒46が断熱材47を充填して形成されている。また、この保温筒46の下方であって、前記上部ロストル35,下部ロストル36,灰受け引き出し40の外周に位置してガス・空気熱交換筒50が形成され、さらに、前記水蒸気室53の外周に位置して空気予熱筒51が形成されている。
【0015】
前記ガス・空気熱交換筒50と燃焼ガス化炉筒10との間には、前記灰受け引き出し40の上部に位置して灰トラップ37が取り付けられ、また、180度反対側には、タールトラップ38が設けられ、このタールトラップ38から改質ガス取り出し管39を経て外部に導出されている。
【0016】
前記改質ガス取り出し管39と温水取り出し管30は、外部で熱交換器42に連結され、この熱交換器42のガスの出口側には、吸引ポンプ43を介してエンジン44とメタノール製造装置45に接続され、熱交換器42における温水出口側には、吸入ポンプ32を介して水蒸気供給管31に接続されている。
以上の装置全体が架台49に載せられている。
【0017】
次に、本発明の装置によるガス化の作用を説明する。
(1)バイオマスとして、間伐材、流木材、剪定材、建築廃材などの木材チップ、雑草、牧草、砂糖きび廃材などの草本系物、RDF、籾殻、牛糞、その他の廃棄物を燃焼ガス化炉筒10の燃料投入口11に、ホッパー(図示せず)から連続的に投入する。
燃焼筒16は、起動直後は、火炎口15が上部ロストル35と下部ロストル36との間に位置せしめるように下降している。この状態で、ガス導入孔23からガスを送るとともに、空気導入孔24から空気を送り、点火用ケーブル25からの電流でバーナー14を点火する。すると、火炎口15から火炎が熱保持材54に向かって放射し、この熱保持材54が800〜1000℃に達するまで加熱される。
給水管29から温水予熱部27に水を供給して温水28を作り、熱交換器42で水蒸気化し、吸入ポンプ32で水蒸気供給管31から水蒸気室53に水蒸気を供給する。バイオマス燃料12の水分含有量が多い場合には、水蒸気供給管31から水蒸気室53に水蒸気を供給することなく、吸入ポンプ32の出口側の排出路を開いて外部に逃がすこともある。
さらに、空気ポンプ41で空気供給管33から空気供給口34を経て水蒸気室53内に空気を供給するとともに、改質ガス取り出し管39に連結された吸引ポンプ43にて燃焼ガス化炉筒10内の空気を吸引する。
【0018】
(2)熱保持材54が十分加熱されたら、燃焼筒16をバイオマス燃料12の収納された燃焼ガス化炉筒10の略中央位置(図1の位置)まで上昇させる。すると、火炎口15から火炎が燃焼ガス化炉筒10内部に放射され、バイオマス燃料12が燃焼を開始する。
また、空気ポンプ41による空気の圧入と、吸引ポンプ43の吸引により、水蒸気室53内の水蒸気と空気の混合気が燃焼筒16の内部を上昇して、空気・水蒸気供給孔18から燃焼ガス化炉筒10内部へ供給される。
【0019】
(3)火炎口15の周りの熱分解層ゾーンでは、完全燃焼に必要な空気量よりも十分絞った空気が供給されることにより、300〜600℃という比較的低い温度で加熱されて熱分解ガス化が行われる。ここで発生した熱分解ガス中には、COやH2などの可燃性ガスに加えてタール分やすすなどの可燃分が含まれており、特に、タール分は、冷却すると凝固するため、加熱したまま吸引ポンプ43の作用により吸引され、空気・水蒸気供給孔18の周りの下方の燃焼層(酸化層)ゾーンに送られる。この燃焼層ゾーンでは、800〜1000℃で、主に以下の反応により燃焼が行われる。
C+O2→CO2
【0020】
(4)燃焼層ゾーンの下方の還元層ゾーンでは、酸素が奪われ、さらに、この還元層ゾーンの下方の改質層ゾーンでは、以下の反応で、タール分をCOとH2へと改質する。
C+CO2→2CO
C+H2O→CO+H2
CnHm+nH2O→nCO+(n+1/2・m)H2
これらの反応は、800℃程度以上の高温でなければ起こらず、しかも、吸熱反応であるため、水蒸気に空気を混ぜて、次の反応によって改質に必要なエネルギーを供給する。
C+O2→CO2
C+1/2・O2→CO
熱分解したガスが下方へ吸引されて燃焼されたり、まだ、燃焼されていないバイオマス燃料12の隙間を通過する際、一度形成されたガスの通路は、固定されて、燃焼ガス化炉筒10内において、熱分解が十分に行われない個所が生じることがある。そこで、空気ポンプ41から副空気供給管19を介して弁20を開いて空気を供給することで、ガス流路を強制的に変更して万遍なくガス化が行われるようにする。
【0021】
(5)タール分の改質は、上部ロストル35と下部ロストル36との間の予め加熱されている熱保持材54を通過することにより、より一層確実に行われる。
上部ロストル35と下部ロストル36を通過した灰分は、灰仕切り板48に落下し、灰受け引き出し40に溜まる。改質ガスは、灰受け引き出し40から灰トラップ37を通るときに、灰の微粉末が除かれ、さらに、タールトラップ38により改質されていない微量のタール分が除かれて精製ガスとなり、改質ガス取り出し管39を経て熱交換器42に送られる。
【0022】
(6)高温の精製ガスが改質ガス取り出し管39を通るときにガス・空気熱交換筒50及び空気予熱筒51内で熱交換し、その熱で水蒸気室53内の空気を暖め、かつ、高温の水蒸気を発生させる。さらに、改質ガス取り出し管39から熱交換器42に送られた高温の精製ガスにより、温水取り出し管30から吸入ポンプ32で吸引された温水28を加熱して、水蒸気化し、水蒸気供給管31から水蒸気室53へ水蒸気を供給する。
【0023】
(7)吸引ポンプ43で吸引した精製ガスは、工業炉、ボイラ、内燃機関のエンジン44などの燃料ガスとして利用するとともに、メタノール製造装置45により、メタノール(CH3OH)が合成される。
【0024】
前記実施例において、燃焼ガス化炉筒10内における熱分解、酸化、還元、改質の各工程をより完全に行わせるためには、利用されるバイオマス燃料12の種類、水分含有量、筒内温度などによって、火炎口15の位置、空気・水蒸気供給孔18の位置、空気・水蒸気の供給量などを最適に制御しなければならない。
そこで、本発明では、熱分解層、燃焼層(酸化層)、還元層、改質層の各位置に、温度、湿度などの検出センサーを取り付け、このデータに基づきCPUにより、燃焼筒16の上下位置を調整したり、ガス導入孔23からのガスと、空気導入孔24からの空気の供給量などを制御できるようになっている。また、バーナー14から放射される火炎は、点火用としてのみならず、バイオマス燃料12の水分含有量が大きいときなど、燃焼用としても利用されることも前記データに基づきCPUにより制御する。
【0025】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、燃焼ガス化炉筒の下部の改質層ゾーンにおける熱保持材を燃焼ノズルで加熱する工程と、前記燃焼ガス化炉筒内の改質層ゾーンより上方位置の熱分解ゾーンに投入されたバイオマス燃料を前記燃焼ノズルにより点火後一部燃焼して、その熱によりバイオマス燃料の熱分解ガス化を行う工程と、この熱分解ガスを前記熱分解ゾーンの下方位置の燃焼層ゾーンで前記熱分解ゾーンより高温で燃焼し、この過程で発生する灰分中の高温の炭素分を、前記燃焼層ゾーンの下方位置の前記改質層ゾーンに吸引して高温の水蒸気と空気の混合気に反応させて改質ガスを得る工程と、この改質ガスから灰分と未反応タール分を改質・除去して精製ガスを得る工程とからなるので、熱分解ガスを下方へ吸引することで、特に熱保持材の加熱されたところを通過することで、タールやすすを自動的に、かつ、確実に除去できる。
【0026】
請求項2記載の発明によれば、予め熱保持材54を加熱する工程の加熱と、バイオマス燃料12を熱分解ゾーンで燃焼して熱分解ガス化を行う工程の点火とを同一の燃焼ノズル13で行うことができる。
【0027】
請求項3記載の発明によれば、精製ガスを得る工程の後に、通過する精製ガスの顕熱による改質層ゾーンへ供給する空気を加熱する工程を付加したので、熱分解ガスのもつ顕熱を有効利用できる。
【0028】
請求項4記載の発明によれば、最初に燃焼ノズルで熱保持材を十分に加熱し、ついで、燃焼ノズルの位置を調整してバイオマス燃料に点火するようにしたので、燃焼ガス化炉筒、燃焼ノズル、空気・水蒸気供給孔、温水予熱部、水蒸気室、ガス導出手段の構造が簡単で、特に、小規模のバイオマスのガス化装置として安価に提供することができる。また、生成ガスが下向きに吸引されることで、水蒸気室の混合気と十分に反応し、酸化・還元・改質が確実に行われる。
【0029】
請求項5記載の発明によれば、燃焼ガス化炉筒の熱保持材の収納部の下方位置に灰分除去手段としての灰受け引き出しを設け、この灰受け引き出しを、前記熱保持材の収納部の外周に位置して設けられたガス・空気熱交換筒の一端部に灰トラップを介して連結し、このガス・空気熱交換筒の他端部にタールトラップを介して改質ガス取り出し管を連結し、この改質ガス取り出し管を、水蒸気室の外周に設けられた空気予熱筒で熱交換するように貫通して外部へ導出してなるので、水蒸気室内の空気と水蒸気の混合気を効果的に加熱して、熱分解ガスの改質作用を十分行わせることができる。
【0030】
請求項6記載の発明によれば、温水予熱部から温水取り出し管,熱交換器,吸入ポンプ,水蒸気供給管を経て水蒸気室に水蒸気を供給せしめるように連結し、燃焼筒の空気・水蒸気供給孔から湿り気を持たせた空気をバイオマス燃料に供給することで熱分解ガスの水蒸気改質をするようにしたので、温水を効率よく精製後のガスのもつ顕熱で水蒸気化することができる。
【0031】
請求項7記載の発明によれば、水蒸気室に外部の空気ポンプから空気を供給する空気供給管を連結したので、点火時から必要、かつ、十分な空気を供給して、熱分解ガスの発生を確実に行わせることができる。
【0032】
請求項8記載の発明によれば、燃焼ガス化炉筒における燃焼ノズルに臨ませて、外部の空気ポンプから空気を供給する副空気供給管を連結し、供給された空気により燃焼ガス化炉筒の内部に生じたガス流路を強制的に変更するようにしたので、燃焼筒内で万遍なく熱分解ガス化と改質反応を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるバイオマスのガス化方法及び装置の一実施例を示す図である。
【図2】図1におけるA−A線断面図である。
【図3】図1におけるB−B線断面図である。
【符号の説明】
10…燃焼ガス化炉筒、11…燃料投入口、12…バイオマス燃料、13…燃焼ノズル、14…バーナー、15…火炎口、16…燃焼筒、17…仕切り板、18…空気・水蒸気供給孔、19…副空気供給管、20…弁、21…ガイド筒、22…ガス供給管、23…ガス導入孔、24…空気導入孔、25…点火用ケーブル、26…開口端、27…温水予熱部、28…温水、29…給水管、30…温水取り出し管、31…水蒸気供給管、32…吸入ポンプ、33…空気供給管、34…空気供給口、35…上部ロストル、36…下部ロストル、37…灰トラップ、38…タールトラップ、39…改質ガス取り出し管、40…灰受け引き出し、41…空気ポンプ、42…熱交換器、43…吸引ポンプ、44…エンジン、45…メタノール製造装置、46…保温筒、47…断熱材、48…灰仕切り板、49…架台、50…ガス・空気熱交換筒、51…空気予熱筒、52…パッキン、53…水蒸気室、54…熱保持材。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In particular, the present invention provides synthetic gas from biomass using, as raw materials, wood chips such as thinned wood, driftwood, pruned wood, construction waste, herbaceous materials such as weeds, grass, sugar cane, RDF, rice husk, cow dung, and other wastes The present invention relates to a gasification method from biomass and an apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
Waste that is not suitable for material recycling that reuses waste as a material is being promoted by thermal recycling that effectively uses it as an energy source, and there are advantages such as effective use of unused energy resources and the effect of reducing waste. .
[0003]
It is said that waste power generation is most effective for thermal recycling of waste, but so far, its application has been limited to large waste treatment facilities. However, in view of the current situation in which it is extremely difficult to construct a large-scale industrial waste treatment facility because of opposition from residents, it is hoped that a small-scale biomass gasification method and apparatus capable of efficiently recovering the energy held by waste will emerge. It is rare.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
A method for producing gas fuel from biomass using wood, herbaceous material, etc. as a raw material is already known. The main component of this gas fuel is a synthesis gas composed of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO). Methanol (CH 3 OH) can be synthesized from this synthesis gas.
[0005]
However, there is still no track record of small-scale industrial equipment for producing methanol from biomass. This is because natural gas (CH 4 ) is cheap as a raw material and cannot be economically handled, and technically it has not been successful in producing effective syngas from biomass.
[0006]
An object of the present invention is to provide a biomass gasification method and apparatus capable of efficiently producing effective synthesis gas with a small-scale apparatus.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, an upper end and fuel input port, an intermediate portion and the pyrolysis zone of the input biomass fuel, the combustion gasification furnace tube was hot water preheating unit to the lower end, the thermal decomposition of the combustion gasification furnace cylinder a housing portion of the passable heat retaining material of the pyrolysis gas which is provided in the lower zone, gas outlet means for deriving outside while sucking from the housing portion of the heat retaining material of fumes downwards, the gas outlet A steam chamber comprising a space from the bottom of the bottom ash partition plate to the hot water preheating portion , a combustion nozzle integrally provided at the upper end, and an open end communicating with the steam chamber at the lower end, and the combustion A combustion cylinder in which the position of the combustion nozzle is freely adjustable in a gasification furnace cylinder, and the combustion nozzle is supplied with a mixture of air and water vapor from a flame outlet for radiating a flame and the water vapor chamber. Air / steam supply holes are provided. A gasifier biomass characterized by Rukoto.
[0008]
In the configuration as described above, the
In addition, after obtaining the purified gas, the steam and air supplied to the reformed layer zone by the sensible heat of the purified gas passing through are heated to effectively use the energy.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0010]
A
A number of air / water
Between the
[0011]
The
[0012]
An auxiliary
The combustion
[0013]
In the combustion
[0014]
A
[0015]
Between the gas / air
[0016]
The reformed gas take-out
The entire apparatus described above is mounted on the
[0017]
Next, the operation of gasification by the apparatus of the present invention will be described.
(1) Combustion gasification furnace cylinders such as thinned wood, driftwood, pruned wood, wood chips such as building waste, herbaceous materials such as weed, grass, sugarcane waste, RDF, rice husk, cow dung, and other waste Ten fuel inlets 11 are continuously supplied from a hopper (not shown).
Immediately after activation, the
Water is supplied from the
Further, air is supplied from the
[0018]
(2) When the
In addition, due to the press-fitting of air by the air pump 41 and the suction of the
[0019]
(3) In the pyrolysis layer zone around the
C + O 2 → CO 2
[0020]
(4) In the reduction layer zone below the combustion layer zone, oxygen is deprived, and in the reformed layer zone below the reduction layer zone, the tar content is reformed to CO and H 2 by the following reaction. To do.
C + CO 2 → 2CO
C + H 2 O → CO + H 2
C n H m + nH 2 O → nCO + (n + 1/2 · m) H 2
These reactions occur only at a high temperature of about 800 ° C. or more, and are endothermic reactions. Therefore, air is mixed with water vapor, and energy necessary for reforming is supplied by the next reaction.
C + O 2 → CO 2
C + 1/2 · O 2 → CO
When the pyrolyzed gas is sucked downward and burned, or when passing through the gaps in the
[0021]
(5) The reforming of the tar is more reliably performed by passing through the preheated
The ash that has passed through the
[0022]
(6) When high-temperature purified gas passes through the reformed gas take-out
[0023]
(7) The purified gas sucked by the
[0024]
In the above-described embodiment, in order to perform the thermal decomposition, oxidation, reduction, and reforming steps in the combustion
Therefore, in the present invention, detection sensors such as temperature and humidity are attached to the respective positions of the thermal decomposition layer, the combustion layer (oxidation layer), the reduction layer, and the reforming layer. The position can be adjusted, and the amount of gas supplied from the
[0025]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the step of heating the heat retaining material in the reformed layer zone below the combustion gasification furnace cylinder with the combustion nozzle, and the position above the reforming layer zone in the combustion gasification furnace cylinder the pyrolysis zone is turned biomass fuel burning part after ignition by the combustion nozzle, the pyrolysis zone and step, the pyrolysis gas to perform pyrolysis gasification of by Riva biomass fuel to the heat The combustion layer zone below the combustion layer burns at a higher temperature than the pyrolysis zone, and the high-temperature carbon content in the ash generated in this process is sucked into the reforming layer zone below the combustion layer zone to obtain a high temperature. The process comprises a step of obtaining a reformed gas by reacting with a mixture of water vapor and air, and a step of obtaining a purified gas by reforming and removing ash and unreacted tar from the reformed gas. by sucking the downward Netsuho especially By passing through a place which is heated in the wood, tar and soot automatically, and can be reliably removed.
[0026]
According to the second aspect of the present invention, the same combustion nozzle 13 performs the heating in the step of heating the
[0027]
According to the invention of claim 3, since the step of heating the air supplied to the reformed layer zone by the sensible heat of the purified gas passing after the step of obtaining the purified gas is added, the sensible heat of the pyrolysis gas Can be used effectively.
[0028]
According to the fourth aspect of the invention, the first heat retaining material was sufficiently heated by combustion nozzle, then since such a point fire biomass fuel by adjusting the position of the fuel nozzle, combustion gasification furnace The structure of the cylinder, the combustion nozzle, the air / water vapor supply hole, the hot water preheating unit, the water vapor chamber, and the gas outlet means is simple, and can be provided at a low cost especially as a small-scale biomass gasifier. In addition, since the generated gas is sucked downward, it sufficiently reacts with the air-fuel mixture in the water vapor chamber, and oxidation, reduction, and reforming are reliably performed.
[0029]
According to the fifth aspect of the present invention, the ash receiving drawer as the ash removing means is provided at a lower position of the heat holding material storage portion of the combustion gasification furnace cylinder, and the ash receiving drawer is provided as the heat holding material storage portion. Is connected to one end of a gas / air heat exchange cylinder provided on the outer periphery of the gas via an ash trap, and a reformed gas take-out pipe is connected to the other end of the gas / air heat exchange cylinder via a tar trap. The reformed gas take-out pipe is connected to the outside so as to exchange heat with an air preheating cylinder provided on the outer periphery of the steam chamber, and is led out to the outside, so that the mixture of air and steam in the steam chamber is effective. Heating can be performed sufficiently to effect the reforming action of the pyrolysis gas.
[0030]
According to the invention described in claim 6, the hot water preheating part is connected so as to supply water vapor to the water vapor chamber through the hot water take-out pipe, heat exchanger, suction pump, water vapor supply pipe, and the air / water vapor supply hole of the combustion cylinder Since the steam is reformed from the pyrolysis gas by supplying humidified air to the biomass fuel, the hot water can be efficiently steamed with the sensible heat of the purified gas.
[0031]
According to the invention described in claim 7, since the air supply pipe for supplying air from the external air pump is connected to the water vapor chamber, the necessary and sufficient air is supplied from the time of ignition to generate pyrolysis gas. Can be surely performed.
[0032]
According to the eighth aspect of the present invention, the auxiliary air supply pipe for supplying air from an external air pump is connected to the combustion nozzle in the combustion gasification furnace cylinder, and the combustion gasification furnace cylinder is supplied with the supplied air. since the gas flow path caused inside of the so that to force a change, it is possible to perform a reforming reaction evenly pyrolysis gasification in the combustion cylinder.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a biomass gasification method and apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001238186A JP4650985B2 (en) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | Biomass gasification method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001238186A JP4650985B2 (en) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | Biomass gasification method and apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003049177A JP2003049177A (en) | 2003-02-21 |
JP4650985B2 true JP4650985B2 (en) | 2011-03-16 |
Family
ID=19069148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001238186A Expired - Fee Related JP4650985B2 (en) | 2001-08-06 | 2001-08-06 | Biomass gasification method and apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4650985B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102161908A (en) * | 2011-03-24 | 2011-08-24 | 王团群 | Biomass energy cracking kettle and biomass energy cracking method |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004189932A (en) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Kozo Shionoya | Apparatus for gasifying solid fuel |
JP2006083293A (en) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Gasification apparatus of biomass fuel |
JP2007186611A (en) * | 2006-01-13 | 2007-07-26 | Maywa Co Ltd | Biomass gasification and firing system |
CN100465512C (en) * | 2006-04-27 | 2009-03-04 | 王玉志 | Energy saving biomass gasifying furnace |
KR100784851B1 (en) | 2007-01-12 | 2007-12-14 | 한국에너지기술연구원 | Biomass gasifier producing low tar |
CA2704713A1 (en) | 2007-10-09 | 2009-04-16 | Silvagas Corporation | Systems and methods for oxidation of synthesis gas tar |
JP2009108270A (en) * | 2007-10-31 | 2009-05-21 | Yanmar Co Ltd | Gasification furnace |
JP5060912B2 (en) * | 2007-10-31 | 2012-10-31 | ヤンマー株式会社 | Gasifier |
JP5060911B2 (en) * | 2007-10-31 | 2012-10-31 | ヤンマー株式会社 | Gasifier |
KR200448404Y1 (en) * | 2009-06-11 | 2010-04-13 | 정남철 | Portable burner using biomass natural gas |
JP5794662B2 (en) * | 2011-01-13 | 2015-10-14 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | Waste melting treatment method |
KR101452327B1 (en) * | 2013-08-23 | 2014-10-23 | 삼양에코너지 주식회사 | Gasification reacting apparatus using biomass |
CN104438297B (en) * | 2014-12-10 | 2016-07-13 | 密西西比国际水务有限公司 | A kind of method and apparatus processing organic waste |
CN104949132A (en) * | 2015-07-17 | 2015-09-30 | 张宝家 | Pyrolyzing gasifier |
JP7352386B2 (en) * | 2019-06-17 | 2023-09-28 | 藤森工業株式会社 | Raw material processing equipment |
CN110375317A (en) * | 2019-07-08 | 2019-10-25 | 广东宝杰环保科技有限公司 | Gasify Split type combustion device |
CN113028445A (en) * | 2021-03-29 | 2021-06-25 | 青岛理工大学 | Biomass low-nitrogen combustion boiler based on local gasification technology |
CN114369830A (en) * | 2021-12-23 | 2022-04-19 | 上海荣和环保科技有限公司 | Novel method and device for recovering etching solution through iron powder reduction reaction |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57155291A (en) * | 1980-12-27 | 1982-09-25 | Kernforschungsanlage Juelich | Method and device for continuously generating combustible gas from organic garbage |
JPH09263776A (en) * | 1996-03-28 | 1997-10-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Process for gasifying organic waste and fixed-bed gasification oven |
-
2001
- 2001-08-06 JP JP2001238186A patent/JP4650985B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57155291A (en) * | 1980-12-27 | 1982-09-25 | Kernforschungsanlage Juelich | Method and device for continuously generating combustible gas from organic garbage |
JPH09263776A (en) * | 1996-03-28 | 1997-10-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Process for gasifying organic waste and fixed-bed gasification oven |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102161908A (en) * | 2011-03-24 | 2011-08-24 | 王团群 | Biomass energy cracking kettle and biomass energy cracking method |
CN102161908B (en) * | 2011-03-24 | 2013-11-06 | 王团群 | Biomass energy cracking kettle and biomass energy cracking method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003049177A (en) | 2003-02-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4650985B2 (en) | Biomass gasification method and apparatus | |
CN101346455B (en) | Biomass gasification facility | |
JP5631313B2 (en) | Thermal reactor | |
EP0228409A1 (en) | Fuel gas-producing pyrolysis reactors. | |
CA2501841A1 (en) | Carbonization and gasification of biomass and power generation system | |
CN101434846A (en) | Method and apparatus for biomass ion catalytic pyrolysis gasification | |
CN2677376Y (en) | Down-draft gasification furnace | |
JP2006038441A (en) | Combustion equipment comprising lower gasification combustion structure for solid biomass, carbonization furnace, and gasification furnace | |
CN100362084C (en) | Internal and external circulation coal gasification method and device | |
CN102635940B (en) | Gasification combined-combustion hot-blast stove | |
JP2008088310A (en) | High temperature carbonization method and high temperature carbonization apparatus | |
CN102234546A (en) | Biomass gasifier | |
JP5748333B2 (en) | Electric heating biomass gasifier | |
CN2525093Y (en) | Gas generating furnace | |
CN201334451Y (en) | Catalytic cracking gasification device of biomass ions | |
CN208776671U (en) | It is a kind of using biomass as the mobile generating device of fuel | |
CN101962578B (en) | Renewable energy generating system | |
CN201962258U (en) | Renewable energy source power generation system | |
CN201697112U (en) | Boiler combusting biomass fuel gas | |
CN2295754Y (en) | Bidirectional gas generating furnace | |
CN102329647B (en) | Generation furnace and production method of heat clean gas | |
CN102878564B (en) | Counter-burning wet combustion furnace | |
CN212356523U (en) | Boiler flue gas modifier | |
CN211204412U (en) | Methanol plasma boiler device applying pyrolysis method | |
CN102367393B (en) | Biomass water-cooling air-vapor gasifier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080228 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080228 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20100219 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100219 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20100408 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20100408 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20100520 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100716 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100810 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101008 |
|
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: 20101116 |
|
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: 20101210 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131224 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131224 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131224 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |