JP4727520B2 - バイオマスガス化システム - Google Patents
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Description
従来のバイオマスガス化ガスのガス精製装置110は、バイオマス101を一時的に貯留しており、該ガス精製装置110内に、冷却器109を通過した冷却生成ガス107Aを通過させ、ここで冷却生成ガス107A中に含まれるタール成分を吸着させ、精製ガス107Bとし、タール吸着を吸着したタール吸着バイオマス111を搬送手段112により、バイオマス供給手段103に搬送するようにしている。なお、分離手段108からの灰及び冷却器109からの水は、共に再利用108a、109aされている。
更に、循環中に粒子が摩擦等で粉砕され微粉化される可能性があるがサイクロン分級器でのチャー循環運転は実用化されていない。
バイオマス供給部が、気流搬送によるインジェクタであることを特徴とするバイオマスガ
ス化システムにある。
図1に示すように、本実施例に係るバイオマスガス化システム10Aは、バイオマス11をガス火炉本体(以下「炉本体」という)12内に投入するバイオマス投入部13と、酸素または酸素と水蒸気の混合物からなる燃焼用の酸化剤14を炉本体12内に供給する酸化剤供給部15とを備えてなるバイオマスガス化炉16と、該バイオマスガス化炉16でガス化した生成ガス17A中の粉塵を除去する除塵装置18と、除塵された生成ガス17Bを冷却する冷却器19と、該冷却した冷却生成ガス17C中に含まれるタール成分等をバイオマス11で吸着除去して精製ガス17Dとするバイオマスによる吸着精製部20とから構成されている。なお、図中、符号12aは炉本体12から排出される灰の灰溜め部、R1〜R4はバイオマスの供給を切替えるロータリバルブ、Mはモータを各々図示している。
なお、供給ホッパ22の下方底面にはバイオマス11を所定量切出す切出しレーキ22aが設けられており、所定量を第1スクリュフィーダS1に切出すようにしている。
これにより、従来の分離装置で用いていたサイクロン等と異なり、炉内への未燃分を送ることができ、回収チャー31の循環効率の向上を図ることができる。
ここで、前記第2ロックホッパ34−2には、後述する焼却炉47からの排ガス48が送られており、該排ガス48により前記第2ロックホッパ34−2内のガス置換を行い、排出チャー31Bに含有する有害ガス(例えばCO等)が外部に漏れないようにしている。このガス置換は排出ガス48の再利用であるので、別途N2ガス等の不活性ガスを用いる必要がなく、コスト低下を図ることができる。
これは、従来のような分離手段として例えばサイクロン等の分級方式回収手段では回収不可能な回収限界粒径以下の粒子に未燃分が多い場合は未燃分の再循環率が低下するために未燃分再燃焼によるガス化効率向上に限界があるからである。
この結果、セラミックフィルタへの逆洗用ガスとして、精製ガス17Eを用いているので、その混入がある場合でも精製ガスの成分変化に影響を与えることがない。
これにより、バイオマスガス化システムがコンパクトになり運転性が良くなり低コストとなる。
また、供給ホッパ22とバイオマス投入部13との間に介装されるバイオマスによる吸着精製部20を用いることによりガス精製の向上化を図ることができる。これにより、生成ガス中のタール除去性能向上を図ることができる。
また、この精製において、バイオマスによる吸着精製装置20のバイオマス供給側を負圧ラインとすることにより、生成ガス中に含まれる有害ガス成分のバイオマス供給側である供給ホッパ22へのリークを防止することができる。
図2に示すように、本実施例に係るバイオマスガス化システム10Bは、実施例1のガス化システム10Aにおいて、バイオマス投入部13をスクリュフィーダS3の替わりに、気流搬送による第1インジェクタ61としている。この第1インジェクタ61の気流搬送により、炉本体12内にバイオマス11を効率良く投入するようにしている。
図3に示すように、本実施例に係るバイオマスガス化システム10Cは、実施例2のガス化システム10Bにおいて、循環チャー31Aの炉本体12への再投入手段として気流搬送による第2インジェクタ62としている。
これにより、循環チャー31Aを供給するための実施例1、2のような第2切出しスクリュフィーダS2を設置する必要がなく、しかも気流搬送管は長距離・水平・垂直搬送に裕度が有るため、除塵装置18の配置に制約がなく、システム設計の自由度が向上する。
図4に示すように、本実施例に係るバイオマスガス化システム10Dは、実施例2のガス化システム10Bにおいて、除塵装置18を循環用除塵装置18−1と系外排出用除塵装置18−2との独立した別系統としている。
よって、実施例1の構成では系外チャー31Bの系外排出時には循環チャー31Aの流れが停止するが2系列化により連続流れが可能となる。
また、ダンパの切替え時に発生するチャー噛み込み等の不具合が発生することを防止することができる。
さらに、ガス化炉の大容量化に伴いセラミックフィルタの容量が大きくなった場合に対応することができる。
図5に示すように、本実施例に係るバイオマスガス化システム10Eでは、実施例1のガス化システム10Aにおいて用いたバイオマスによる吸着精製装置20のスクリュフィーダ形式を吸着塔形式にしたものである。本実施例のバイオマスによる吸着精製装置70は、内部にバイオマス11が充填され、生成ガス17Cが供給されるガス供給内筒71と、前記ガス供給内塔71の下方側で連通し、外部に精製ガス17Dを排出するガス排出外塔72と、内筒内に配設され、冷却器19からの生成ガス17Cを内筒内に充填されたバイオマス11に供給する多孔質のガス供給部74とからなるものである。また、外筒72の底面側には、切出しスクリュフィーダS4が設けられており、タール成分を吸着したバイオマスをインジェクタ61側へ供給するスタンドパイプ63へ切出すようにしている。
なお、ガス供給内筒71の上蓋71aにはレベル計(図示せず)を設け、バイオマスのレベルを所定値に保つように上流側のバイオマスを供給するスクリュウフィーダS1の回転を制御するようにしている。
図6に示すように、本実施例に係るバイオマスガス化システム10Fのバイオマスによる吸着精製装置は、実施例5の吸着塔形式の他の実施例である。なお、システム構成は、実施例1のシステムと同一であるので、図6においてはガス精製部分のみを示している。
図6に示すように、本実施例のバイオマスによる吸着精製部80は、内部にバイオマス11が充填される吸着塔81と、該吸着塔81内に配設され、冷却器19で冷却された生成ガス17Cが供給される多孔質材からなる少なくとも一つのガス供給部82と、前記ガス供給部82から供給された生成ガス17Cが充填されたバイオマス11中を通過することでタール成分が除去され精製され、該精製された精製ガス17Dが取込まれると共に外部に排出する多孔質材からなる少なくとも一つ(本実施例では2つ)のガス排出部83−1、83−2とを具備するものである。
図8に示すように、本実施例に係るバイオマスガス化システム10Gは、実施例3のガス化システム10Cにおいて、バイオマスによる吸着精製部20を、実施例7のバイオマスによる吸着精製部80に変更したものである。
11 バイオマス
12 ガス火炉本体(炉本体)
13 バイオマス投入部
14 酸化剤
15 酸化剤供給部
16 バイオマスガス化炉
17A 生成ガス
17C 冷却生成ガス
17D 精製ガス
18 除塵装置
19 冷却器
20、70、80 バイオマスによる吸着精製部
Claims (4)
- バイオマスを炉本体内に投入するバイオマス投入部と、燃焼用の酸化剤を炉本体内に供給する酸化剤供給部とを備えてなるバイオマスガス化炉と、
該バイオマスガス化炉でガス化した生成ガス中のチャーを除去する除塵装置と、
チャーが除塵された生成ガスを冷却する冷却器と、
該冷却した冷却生成ガス中に含まれるタール成分等を前記バイオマス供給部から供給されたバイオマスで吸着除去して精製ガスとするバイオマスによる吸着精製部とを具備すると共に、
前記バイオマスによる吸着精製部が、内部にバイオマスが充填される吸着塔と、該吸着塔内に配設され、生成ガスが供給される多孔質材からなるガス供給部とからなり、
前記ガス供給部から供給された生成ガスがバイオマスを通過することで精製され、精製ガスを外部に排出すると共に、
前記精製ガスが外部に排出する際、該精製された精製ガスが内部に取込まれると共に、
前記吸収塔の外部に排出管を介して、前記精製ガスを外部に排出する多孔質材からなるガス排出部を具備することを特徴とするバイオマスガス化システム。 - 請求項1において、
バイオマス供給部と前記バイオマスによる吸着精製部との間の連結部が、前記酸化剤を炉本体内に供給する酸化剤供給部と連通する負圧ラインと接続してなることを特徴とするバイオマスガス化システム。 - 請求項1又は2において、
前記除塵装置が循環チャーと系外排出チャーとを分配する分配部を具備すると共に、循環チャーがバイオマス供給部又は炉本体内に直接に供給されてなることを特徴とするバイオマスガス化システム。 - 請求項1乃至3のいずれか一つにおいて、
前記バイオマスを供給するバイオマス供給部が、気流搬送によるインジェクタであることを特徴とするバイオマスガス化システム。
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