JP5590947B2

JP5590947B2 - Gasifier and boiler equipment

Info

Publication number: JP5590947B2
Application number: JP2010086802A
Authority: JP
Inventors: 竜平高島; 鳥居　　功; 徹哉澤津橋; 禎久山本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2010-04-05
Filing date: 2010-04-05
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2030-04-05
Also published as: JP2011219522A

Description

本発明は、バイオマスを燃焼・ガス化させることで一酸化炭素や水素などを発生させ、これをガス燃料として生成するガス化炉、バイオマスを用いて生成したガス燃料と石炭や油などの化石燃料とを燃料として併用して燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラ設備に関するものである。 The present invention relates to a gasification furnace that generates carbon monoxide, hydrogen, and the like by burning and gasifying biomass and generating this as gas fuel, a gas fuel generated using biomass, and a fossil fuel such as coal and oil Is combined with the fuel as a fuel, and the boiler equipment is capable of recovering the heat generated by the combustion.

バイオマスを、ガス化させることで一酸化炭素や水素などを発生させ、これをガス燃料として生成するガス化炉が各種提案されている。また、石炭や油などの化石燃料を燃料として燃焼させることで熱を発生させ、この発生した熱を回収するボイラが各種提案されている。そして、ガス化炉で生成したガス燃料をボイラに供給し、このガス燃料と化石燃料とを燃料として併用して燃焼させ、熱を回収するようにした設備が、例えば、下記特許文献１に記載されている。 Various gasification furnaces have been proposed in which carbon monoxide, hydrogen, and the like are generated by gasifying biomass and generated as gas fuel. In addition, various boilers have been proposed in which heat is generated by burning fossil fuels such as coal and oil as fuel, and the generated heat is recovered. And the equipment which supplies the gas fuel produced | generated with the gasification furnace to a boiler, uses this gas fuel and a fossil fuel together as a fuel, burns, and collect | recovers heat is described in the following patent document 1, for example Has been.

米国特許第４６７６１７７号公報US Pat. No. 4,676,177

このようなガス化炉とボイラとを組み合わせた設備において、ガス化炉は、バイオマスと共に高温空気を供給することで、このバイオマスを燃焼・ガス化させ、発生した可燃性のガスを燃料ガスとして取り出している。この場合、バイオマスに含まれる水分量に応じて適正な量の高温空気を供給し、空気比を調整する必要がある。バイオマスの種類としては、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤなどがあり、その状態（例えば、種類、大きさ、形状、水分率など）に応じて最適な空気比が相違する。そのため、例えば、ガス化炉内に水分量の多いバイオマスが投入されると、ガス化炉内に供給する高温空気の量を増加しなければならず、燃料コストが増加するだけでなく、この高温空気をボイラ設備内で生成されたものを使用する場合には、設備全体の効率が低下してしまうという問題がある。 In facilities that combine such a gasification furnace and boiler, the gasification furnace supplies high-temperature air together with the biomass to combust and gasify the biomass, and the generated combustible gas is taken out as fuel gas. ing. In this case, it is necessary to adjust the air ratio by supplying an appropriate amount of high-temperature air according to the amount of water contained in the biomass. Biomass types include thinned wood, waste wood, driftwood, grass, waste, sludge, tires, etc., and the optimal air ratio according to the state (for example, type, size, shape, moisture content, etc.) Is different. Therefore, for example, when biomass with a large amount of water is introduced into the gasifier, the amount of high-temperature air supplied into the gasifier must be increased, which not only increases the fuel cost but also increases this high temperature. When using what was generated in the boiler equipment, there is a problem that the efficiency of the whole equipment will fall.

本発明は上述した課題を解決するものであり、バイオマスを乾燥して適正な状態で供給可能とすると共に効率の低下を抑制可能とするガス化炉及びボイラ設備を提供することを目的とする。 This invention solves the subject mentioned above, and it aims at providing the gasification furnace and boiler equipment which can suppress a decline in efficiency while being able to dry and supply biomass in an appropriate state.

上記の目的を達成するための本発明のガス化炉は、バイオマスを燃料として燃焼・ガス化させることでガス燃料を生成するガス化炉であって、中空形状をなすガス化炉本体と、該ガス化炉本体内で発生した熱を利用してバイオマスを乾燥する乾燥装置と、該乾燥装置により乾燥されたバイオマスを前記ガス化炉本体内に供給可能な燃料供給系と、ガス化用空気を前記ガス化炉本体内に供給可能な空気供給系と、を備えることを特徴とするものである。 The gasification furnace of the present invention for achieving the above object is a gasification furnace that generates gas fuel by burning and gasifying biomass as fuel, the gasification furnace main body having a hollow shape, A drying device that dries biomass using heat generated in the gasification furnace body, a fuel supply system that can supply the biomass dried by the drying device into the gasification furnace body, and gasification air And an air supply system that can be supplied into the gasification furnace main body.

従って、未乾燥のバイオマスは、乾燥装置によりガス化炉本体内で発生した熱を利用して乾燥され、乾燥後のバイオマスは、燃料供給系によりガス化炉本体内に供給されることとなり、バイオマスを適正な乾燥状態で燃焼することができる。 Accordingly, the undried biomass is dried using the heat generated in the gasifier main body by the drying device, and the dried biomass is supplied into the gasifier main body by the fuel supply system. Can be burned in an appropriate dry state.

本発明のガス化炉では、前記ガス化炉本体は、バイオマスと空気と流動材を混合すると共に循環しながら燃焼・ガス化することでガス燃料を生成可能であり、前記乾燥装置は、前記ガス化炉本体で循環する流動材の熱を利用してバイオマスを乾燥することを特徴としている。 In the gasification furnace of the present invention, the gasification furnace main body is capable of generating gas fuel by mixing and circulating biomass, air, and fluidized material, and combusting and gasifying the gasification furnace body, It is characterized by drying biomass using the heat of fluidized material circulating in the main body of the furnace.

従って、未乾燥のバイオマスは、高温の流動材の熱を利用して乾燥されるので、バイオマスを適正な乾燥状態で燃焼・ガス化することができる。 Therefore, since undried biomass is dried using the heat | fever of a high temperature fluidized material, biomass can be combusted and gasified in a suitable dry state.

本発明のガス化炉では、前記ガス化炉本体から高温の流動材を取り出す流動材取出経路と、取り出された流動材にバイオマスを混合するバイオマス混合部と、乾燥後のバイオマスと流動材とを分離する分離部と、乾燥分離されたバイオマスを前記燃料供給系に搬送するバイオマス搬送経路と、分離された流動材を前記ガス化炉本体に戻す流動材戻し経路とを設けることを特徴としている。 In the gasification furnace of the present invention, a fluidized material extraction path for extracting a high-temperature fluidized material from the gasifier main body, a biomass mixing part for mixing biomass into the extracted fluidized material, and a dried biomass and fluidized material. A separation unit for separating, a biomass conveyance path for conveying the dried and separated biomass to the fuel supply system, and a fluidized material return path for returning the separated fluidized material to the gasification furnace main body are provided.

従って、ガス化炉本体から流動材取出経路により高温の流動材が取り出され、バイオマス混合部で高温の流動材と未乾燥のバイオマスが混合されることでこのバイオマスが乾燥され、分離部により分離された乾燥後のバイオマスは、バイオマス搬送経路により燃料供給系に搬送される一方、分離部により分離された流動材は、流動材戻し経路によりガス化炉本体に戻されることとなり、未乾燥のバイオマスの乾燥と供給を連続的に行うことが可能となり、作業の効率化を可能とすることができる。 Therefore, the high-temperature fluidized material is taken out from the gasification furnace main body through the fluidized material extraction path, and this biomass is dried by mixing the high-temperature fluidized material and undried biomass in the biomass mixing unit, and separated by the separation unit. The dried biomass is transported to the fuel supply system through the biomass transport path, while the fluidized material separated by the separation unit is returned to the gasifier main body through the fluidized material return path, Drying and supply can be performed continuously, and work efficiency can be improved.

本発明のガス化炉では、前記バイオマス混合部に高温ガスを供給する高温ガス供給部を設けることを特徴としている。 In the gasification furnace of the present invention, a high temperature gas supply unit that supplies a high temperature gas to the biomass mixing unit is provided.

従って、高温ガス供給部によりバイオマス混合部に高温ガスが供給されることで、この高温ガス供給部にて、未乾燥のバイオマスは、高温の流動材から熱を受け取ると共に、高温ガスから熱を受け取ることとなり、バイオマスを短時間で適正に乾燥することができる。 Accordingly, when the high temperature gas is supplied to the biomass mixing section by the high temperature gas supply section, the undried biomass receives heat from the high temperature fluidized material and also receives heat from the high temperature gas. As a result, the biomass can be properly dried in a short time.

本発明のガス化炉では、前記流動材取出経路または前記流動材戻し経路にある流動材から異物を除去する異物除去部を設けることを特徴としている。 The gasification furnace of the present invention is characterized in that a foreign matter removing unit for removing foreign matters from the fluidized material in the fluidized material take-out path or the fluidized material return path is provided.

従って、未乾燥のバイオマスを乾燥させるときに、異物除去部によりバイオマスと共にガス化炉本体内に供給された異物を除去することができる。 Therefore, when drying undried biomass, the foreign matter supplied into the gasifier main body together with the biomass can be removed by the foreign matter removing unit.

また、本発明のボイラ設備は、バイオマスを燃料として燃焼・ガス化させることでガス燃料を生成するガス化炉と、該ガス化炉で生成されたガス燃料と化石燃料を燃焼させて発生した熱を回収するボイラと、を備え、前記ガス化炉は、中空形状をなすガス化炉本体と、該ガス化炉本体内または前記ボイラ内で発生した熱を利用してバイオマスを乾燥する乾燥装置と、該乾燥装置により乾燥されたバイオマスを前記ガス化炉本体内に供給可能な燃料供給系と、ガス化用空気を前記ガス化炉本体内に供給可能な空気供給系と、を有する、ことを特徴とするものである。 In addition, the boiler equipment of the present invention includes a gasification furnace that generates gas fuel by burning and gasifying biomass as fuel, and heat generated by burning the gas fuel and fossil fuel generated in the gasification furnace. A gasification furnace body that has a hollow shape, and a drying device that dries biomass using heat generated in the gasification furnace body or in the boiler. A fuel supply system capable of supplying biomass dried by the drying device into the gasifier main body, and an air supply system capable of supplying gasification air into the gasifier main body. It is a feature.

従って、ガス化炉にて、未乾燥のバイオマスは、乾燥装置によりガス化炉本体内で発生した熱を利用して乾燥され、乾燥後のバイオマスは、燃料供給系によりガス化炉本体内に供給されることとなり、バイオマスを適正な乾燥状態で燃焼・ガス化することができ、その結果、ボイラ設備にて、効率の低下を抑制することができる。 Therefore, in the gasification furnace, the undried biomass is dried using the heat generated in the gasification furnace main body by the drying device, and the dried biomass is supplied into the gasification furnace main body by the fuel supply system. As a result, the biomass can be combusted and gasified in an appropriate dry state, and as a result, efficiency reduction can be suppressed in the boiler equipment.

本発明のボイラ設備では、前記ガス化炉本体は、バイオマスと空気と流動材を混合すると共に循環しながら燃焼・ガス化することでガス燃料を生成可能であり、前記乾燥装置は、前記ガス化炉本体で循環する流動材の熱を利用してバイオマスを乾燥することを特徴としている。 In the boiler equipment of the present invention, the gasification furnace main body can generate gas fuel by mixing and circulating the biomass, air, and fluidized material, and combusting and gasifying, and the drying apparatus can generate the gasification The biomass is dried by using the heat of the fluidized material circulating in the furnace body.

従って、未乾燥のバイオマスは、高温の流動材の熱を利用して乾燥されることで、バイオマスを適正な乾燥状態で燃焼・ガス化することができる。 Therefore, the undried biomass can be burned and gasified in an appropriate dry state by being dried using the heat of the high-temperature fluidizing material.

本発明のガス化炉及びボイラ設備によれば、ガス化炉とボイラとを備え、ガス化炉に本体内で発生した熱を利用してバイオマスを乾燥する乾燥装置を設けるので、未乾燥のバイオマスは、ガス化炉本体内やボイラ内で発生した熱を利用して乾燥され、乾燥後のバイオマスがガス化炉本体内に供給されることとなり、バイオマスを適正な乾燥状態で燃焼・ガス化することができ、その結果、効率の低下を抑制することができる。 According to the gasification furnace and the boiler facility of the present invention, the gasification furnace and the boiler are provided, and the gasification furnace is provided with a drying device for drying the biomass using the heat generated in the main body. Is dried using the heat generated in the gasifier main body and boiler, and the dried biomass is supplied into the gasifier main body, and the biomass is combusted and gasified in an appropriate dry state. As a result, a decrease in efficiency can be suppressed.

図１は、本発明の実施例１に係るボイラ設備を表す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a boiler facility according to a first embodiment of the present invention. 図２は、実施例１のガス化炉における乾燥装置を表す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a drying device in the gasification furnace according to the first embodiment. 図３は、本発明の実施例２に係るボイラ設備のガス化炉における乾燥装置を表す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a drying device in a gasifier of a boiler facility according to Embodiment 2 of the present invention. 図４は、本発明の実施例３に係るボイラ設備のガス化炉における乾燥装置を表す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a drying device in a gasifier of a boiler facility according to Embodiment 3 of the present invention.

以下に添付図面を参照して、本発明に係るガス化炉及びボイラ設備の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。 Exemplary embodiments of a gasification furnace and boiler equipment according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this Example.

図１は、本発明の実施例１に係るボイラ設備を表す概略構成図、図２は、実施例１のガス化炉における乾燥装置を表す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a boiler facility according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a drying device in the gasification furnace according to the first embodiment.

実施例１のボイラ設備は、バイオマスを用いて生成したガス燃料と石炭や油などの化石燃料とを燃料として併用して燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラ設備である。 The boiler equipment of Example 1 is a boiler equipment capable of recovering heat generated by combustion using gas fuel generated using biomass and fossil fuel such as coal and oil as fuel. is there.

この実施例１のボイラ設備は、図１に示すように、バイオマスを燃焼してガス化することでガス燃料を生成するガス化炉１０と、このガス化炉１０で生成したガス燃料と化石燃料とを燃焼することで発生した熱を回収するボイラ３０を有している。 As shown in FIG. 1, the boiler facility of the first embodiment includes a gasification furnace 10 that generates gas fuel by burning and gasifying biomass, and a gas fuel and a fossil fuel generated in the gasification furnace 10. And a boiler 30 that recovers the heat generated by burning.

ここで、バイオマスとは、再生可能な生物由来の有機性資源であって、化石資源を除いたものと定義する。例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ、及びこれらを原料としたリサイクル燃料(ペレットやチップ)などであり、ここに提示したものに限定されることはない。 Here, biomass is defined as organic resources derived from renewable organisms, excluding fossil resources. For example, thinned wood, waste wood, driftwood, grass, waste, sludge, tires, and recycled fuel (pellets and chips) using these as raw materials are not limited to those presented here.

ガス化炉１０は、循環流動層形式のガス化炉であって、ガス化炉本体１１を有している。この場合、循環流動層形式に限らず気泡型循環流動層形式であってもよい。このガス化炉本体１１は、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、上下及び周囲の各壁部が全面耐火材料により構成され、外部への放熱が防止可能な構造であり、例えば、５００〜１０００℃で運転可能となっている。このガス化炉本体１１は、流動材としての流動砂と燃料としてのバイオマスを供給可能となっており、内部でバイオマスを燃焼・ガス化することで流動砂を高温化すると共に、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガスが発生し、この可燃性ガスをガス化剤としてガス化反応が起こる。ここで、流動砂としては、例えば、珪砂（主成分として、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３など）であり、また、ガス化炉本体１１内で発生したガスから硫黄を除去（脱硫）するために、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を投入してもよい。 The gasification furnace 10 is a circulating fluidized bed type gasification furnace, and has a gasification furnace body 11. In this case, not only a circulating fluidized bed format but also a bubble type circulating fluidized bed format may be used. This gasification furnace main body 11 has a hollow shape and is installed along the vertical direction, and each of the upper and lower walls and the surrounding walls are entirely made of a refractory material, and is capable of preventing heat dissipation to the outside. Operation is possible at 500 to 1000 ° C. The gasification furnace main body 11 can supply fluidized sand as a fluidized material and biomass as a fuel. The temperature of the fluidized sand is increased by burning and gasifying the biomass inside, and carbon dioxide is mainly used. A combustible gas is generated as a component, and a gasification reaction occurs using this combustible gas as a gasifying agent. Here, as the fluidized sand, for example, silica sand (as a main component, SiO ₂ , Al ₂ O _3, etc.) is used to remove (desulfurize) sulfur from the gas generated in the gasification furnace main body 11. , Calcium carbonate (CaCO ₃ ) may be added.

燃料供給系として、ホッパ１２、スクリューフィーダ１３、コンベア１４、供給配管１５を有している。ホッパ１２は、所定量のバイオマスを貯留可能であり、スクリューフィーダ１３は、このホッパ１２に貯留されたバイオマスを所定量ずつ供給することができる。コンベア１４は、スクリューフィーダ１３から供給されたバイオマスを搬送可能であり、ここで、図示しない磁選機により釘や蝶番など、混入している金属製の異物を除去する。そして、バイオマスは、供給配管１５を通して側部からガス化炉本体１１内に投入される。 As a fuel supply system, a hopper 12, a screw feeder 13, a conveyor 14, and a supply pipe 15 are provided. The hopper 12 can store a predetermined amount of biomass, and the screw feeder 13 can supply the biomass stored in the hopper 12 by a predetermined amount. The conveyor 14 can convey the biomass supplied from the screw feeder 13, and removes mixed metal foreign matters such as nails and hinges by a magnetic separator (not shown). Then, the biomass is introduced into the gasifier main body 11 from the side through the supply pipe 15.

また、燃料供給系にて、ホッパ１２の上方には乾燥装置１６が設けられている。この乾燥装置１６は、バイオマスに含まれる水分を除去する。 In the fuel supply system, a drying device 16 is provided above the hopper 12. The drying device 16 removes moisture contained in the biomass.

また、ガス化炉本体１１は、可燃性ガスと流動砂を分離するサイクロン１７が接続されている。即ち、ガス化炉本体１１は、上側部が排出配管１８を介してサイクロン１７の上側部に連結されており、このサイクロン１７は、下部が循環配管１９を介してガス化炉本体１１の下側部に連結されており、この循環配管１９にシールポッド２０が装着されている。 The gasifier main body 11 is connected to a cyclone 17 that separates combustible gas and fluidized sand. That is, the upper part of the gasifier main body 11 is connected to the upper part of the cyclone 17 via the discharge pipe 18, and the lower part of the cyclone 17 is below the gasifier main body 11 via the circulation pipe 19. The seal pod 20 is attached to the circulation pipe 19.

そして、ガス化炉本体１１に対して、ガス化用の空気を供給する空気供給系が設けられている。即ち、空気供給系を構成する空気供給配管２１は、端部がガス化炉本体１１の下部に連結されると共に、この空気供給配管２１から分岐した空気供給分岐配管２２がシールポッド２０に連結されている。この空気供給配管２１は、後述するが、２００〜３５０℃に加熱された高温空気をガス化炉本体１１の下部から内部に供給することができると共に、空気供給分岐配管２２によりシールポッド２０に供給することができる。 An air supply system that supplies gasification air to the gasification furnace main body 11 is provided. That is, the end of the air supply pipe 21 constituting the air supply system is connected to the lower portion of the gasification furnace main body 11, and the air supply branch pipe 22 branched from the air supply pipe 21 is connected to the seal pod 20. ing. As will be described later, the air supply pipe 21 can supply high-temperature air heated to 200 to 350 ° C. from the lower part of the gasification furnace main body 11 to the inside, and is supplied to the seal pod 20 through the air supply branch pipe 22. can do.

ガス化炉本体１１は、下部にバイオマスに混入していた異物を除去する異物排出配管２３が連結されている。 The gasification furnace main body 11 is connected to a lower portion of a foreign matter discharge pipe 23 for removing foreign matters mixed in the biomass.

また、サイクロン１７は、上部に生成した可燃性ガス、つまり、ガス燃料を送給するガス燃料配管２４が連結されている。このガス燃料配管２４は、ガス燃料をボイラ３０まで搬送するためのものであり、中途部に除塵装置２５とサイクロン２６が設けられている。この除塵装置２５は、流速を低減することで、比重が重く、ガス燃料の気流に乗りにくい燃料とならない成分、具体的には、珪砂を主成分とする粉体を集塵除去する。そのため、除塵装置２５は、下部に粉体排出配管２７が設けられている。また、サイクロン２６は、セラミックフィルタを有し、サイクロン１７で除去できなかった微細なチャーを除去する。そのため、サイクロン２６は、下部にチャー排出配管２８が設けられている。 The cyclone 17 is connected to a combustible gas generated in the upper portion, that is, a gas fuel pipe 24 for supplying gaseous fuel. The gas fuel pipe 24 is for conveying the gas fuel to the boiler 30, and a dust removing device 25 and a cyclone 26 are provided in the middle part. The dust removing device 25 collects and removes a component that does not become a fuel that has a high specific gravity and is difficult to ride on a gas fuel flow, specifically, powder mainly composed of silica sand, by reducing the flow velocity. Therefore, the dust removing device 25 is provided with a powder discharge pipe 27 in the lower part. The cyclone 26 has a ceramic filter and removes fine char that could not be removed by the cyclone 17. Therefore, the cyclone 26 is provided with a char discharge pipe 28 in the lower part.

なお、ガス化炉１０で生成されるガス燃料は、主成分が一酸化炭素（ＣＯ）、水素（Ｈ_２）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、窒素（Ｎ）などから構成され、３００〜１１００ｋｃａｌ／Ｎｍ^３程度の低カロリーガスであり、６５０〜８５０℃の範囲でガス化炉１０により生成される。 The gas fuel generated in the gasification furnace 10 is composed mainly of carbon monoxide (CO), hydrogen (H ₂ ), carbon dioxide (CO ₂ ), nitrogen (N), etc., and has a viscosity of 300 to 1100 kcal / It is a low calorie gas of about Nm ³ and is produced by the gasifier 10 in the range of 650 to 850 ° C.

従って、ガス化炉１０にて、ガス化炉本体１１は、図示しない供給経路から流動砂が供給されており、バイオマスは、乾燥装置１６で乾燥された後にホッパ１２に貯留され、このホッパ１２からスクリューフィーダ１３及びコンベア１４により供給配管１５を通してガス化炉本体１１に投入される。また、ガス化炉本体１１は、空気供給配管２１により下部からガス化用の高温空気が供給される。すると、ガス化炉本体１１内にて、流動砂とバイオマスとが流動混合すると共に、バイオマスが燃焼・ガス化して可燃性ガスが発生する。 Therefore, in the gasification furnace 10, the gasification furnace main body 11 is supplied with fluid sand from a supply path (not shown), and the biomass is stored in the hopper 12 after being dried by the drying device 16. The gasification furnace main body 11 is charged through the supply pipe 15 by the screw feeder 13 and the conveyor 14. Further, the gasification furnace main body 11 is supplied with high-temperature air for gasification from the lower part through the air supply pipe 21. Then, fluidized sand and biomass are fluidly mixed in the gasification furnace main body 11, and the biomass is combusted and gasified to generate combustible gas.

この燃焼・ガス化により発生した可燃性ガスは、流動砂と共に排出配管１８を通してサイクロン１７に排出され、このサイクロン１７により可燃性ガスと流動砂とに分離される。そして、分離された可燃性ガスは、ガス燃料としてガス燃料配管２４を通してボイラ３０に供給される。このとき、ガス燃料配管２４を流動するガス燃料は、除塵装置２５により珪砂を主成分とする粉体が集塵除去され、サイクロン２６により微細なチャーが除去される。また、サイクロン１７で分離された高温の流動砂は、シールポッド２０を介して循環配管１９によりガス化炉本体１１に戻される。 The combustible gas generated by the combustion and gasification is discharged to the cyclone 17 through the discharge pipe 18 together with the fluidized sand, and is separated into the combustible gas and the fluidized sand by the cyclone 17. The separated combustible gas is supplied as gas fuel to the boiler 30 through the gas fuel pipe 24. At this time, the gas fuel flowing through the gas fuel pipe 24 collects and removes powder mainly composed of silica sand by the dust removing device 25, and fine char is removed by the cyclone 26. Further, the high-temperature fluidized sand separated by the cyclone 17 is returned to the gasifier main body 11 by the circulation pipe 19 through the seal pod 20.

一方、ボイラ３０は、コンベンショナルボイラであって、ガス燃料と化石燃料とを燃焼可能なボイラ本体３１を有している。このボイラ本体３１は、中空形状をなして鉛直方向に設置され、このボイラ本体３１を構成する火炉壁の下部に燃焼装置３２が設けられている。この燃焼装置３２は、火炉壁に装着された複数の化石燃料用の燃焼バーナ３３と、複数のガス燃料用の燃焼バーナ３４とを有している。本実施例にて、化石燃料用の燃焼バーナ３３は、周方向に沿って４個配設されたものが上下方向に４段配置されている。一方、ガス燃料用の燃焼バーナ３４は、複数の化石燃料用の燃焼バーナ３３の下方であって、周方向に沿って４個配設されたものが上下方向に１段配置されている。なお、化石燃料用の燃焼バーナ３３とガス燃料用の燃焼バーナ３４の配置関係は上下逆であってもよい。また、各燃焼バーナ３３,３４にて、周方向の数は４個に限るものではなく、段数も４段や１段に限るものではない。更に、各燃焼バーナ３３，３４対向するように配置してもよい。 On the other hand, the boiler 30 is a conventional boiler and has a boiler body 31 capable of burning gas fuel and fossil fuel. The boiler main body 31 has a hollow shape and is installed in the vertical direction, and a combustion device 32 is provided at the lower part of the furnace wall constituting the boiler main body 31. The combustion device 32 has a plurality of fossil fuel combustion burners 33 mounted on the furnace wall and a plurality of gas fuel combustion burners 34. In the present embodiment, four combustion burners 33 for fossil fuels are arranged in four stages along the circumferential direction. On the other hand, four combustion burners 34 for gas fuel are disposed below the plurality of combustion burners 33 for fossil fuels, and four are disposed along the circumferential direction in the vertical direction. The arrangement relationship between the combustion burner 33 for fossil fuel and the combustion burner 34 for gas fuel may be upside down. In each combustion burner 33, 34, the number in the circumferential direction is not limited to four, and the number of stages is not limited to four or one stage. Furthermore, you may arrange | position so that each combustion burner 33 and 34 may be opposed.

そして、化石燃料用の燃焼バーナ３３は、微粉炭供給部３５が供給配管３６を介して連結されると共に、燃料油（または、燃料ガス）供給部３７が供給配管３８を介して連結されており、この場合、化石燃料として、微粉炭または燃料油を供給可能となっている。一方、ガス燃料用の燃焼バーナ３４は、ガス化炉１０からのガス燃料配管２４が連結されている。この場合、ガス燃料配管２４からガス燃料用の燃焼バーナ３４に供給されるガス燃料は、４００℃以上に維持することが望ましい。 The combustion burner 33 for fossil fuel is connected to a pulverized coal supply unit 35 via a supply pipe 36 and to a fuel oil (or fuel gas) supply part 37 via a supply pipe 38. In this case, pulverized coal or fuel oil can be supplied as the fossil fuel. On the other hand, the gas fuel combustion burner 34 is connected to the gas fuel pipe 24 from the gasification furnace 10. In this case, the gas fuel supplied from the gas fuel pipe 24 to the combustion burner 34 for gas fuel is preferably maintained at 400 ° C. or higher.

また、燃焼装置３２は、各燃焼バーナ３３，３４に燃焼用空気を供給可能な空気供給配管３９を有しており、この空気供給配管３９は、基端部に送風機４０が装着され、先端部がボイラ本体３１の外周側に設けられた風箱４１に連結されている。そのため、この風箱４１に供給された空気を各燃焼バーナ３３，３４に供給することができる。 Further, the combustion device 32 has an air supply pipe 39 capable of supplying combustion air to the combustion burners 33 and 34. The air supply pipe 39 has a blower 40 attached to a base end portion thereof, and a distal end portion. Is connected to a wind box 41 provided on the outer peripheral side of the boiler body 31. Therefore, the air supplied to the wind box 41 can be supplied to the combustion burners 33 and 34.

ボイラ本体３１は、上部に煙道４２が連結されており、この煙道４２に、対流伝熱部として排ガスの熱を回収するための、過熱器４３，４４、再熱器４５，４６、節炭器４７，４８，４９が設けられており、ボイラ本体３１での燃焼で発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。 The boiler body 31 has a flue 42 connected to the upper portion thereof, and the superheaters 43 and 44, the reheaters 45 and 46, and the nodes for recovering the heat of the exhaust gas as a convection heat transfer section are connected to the flue 42. Charcoal units 47, 48, and 49 are provided, and heat exchange is performed between the exhaust gas generated by the combustion in the boiler body 31 and water.

煙道４２は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出される排ガス配管５０が連結されている。この排ガス配管５０は、空気供給配管３９との間にエアヒータ５１が設けられ、空気供給配管３９を流れる空気と、排ガス配管５０を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ３３，３４に供給する燃焼用空気を２００〜３００℃の範囲に昇温することが望ましい。 The flue 42 is connected to an exhaust gas pipe 50 through which the exhaust gas subjected to heat exchange is discharged downstream. The exhaust gas pipe 50 is provided with an air heater 51 between the air supply pipe 39 and performs heat exchange between the air flowing through the air supply pipe 39 and the exhaust gas flowing through the exhaust gas pipe 50, and It is desirable to raise the temperature of the combustion air to be supplied to a range of 200 to 300 ° C.

また、空気供給配管３９は、エアヒータ５１より下流側の位置から分岐して、空気供給配管２１が設けられている。この空気供給配管２１は、塵や埃などの粒子状物質を除去可能な除塵装置５２と、高温空気を昇圧可能なブロア５３が装着されており、エアヒータ５１で２００〜３００℃に加熱した空気をガス化炉１０のガス化炉本体１１内に供給することができる。 The air supply pipe 39 is branched from a position downstream of the air heater 51, and the air supply pipe 21 is provided. The air supply pipe 21 is equipped with a dust removing device 52 capable of removing particulate matter such as dust and dust, and a blower 53 capable of boosting high-temperature air. Air heated by an air heater 51 to 200 to 300 ° C. The gasification furnace 10 can be supplied into the gasification furnace body 11.

なお、排ガス配管５０は、エアヒータ５１より上流側に位置して、選択還元型触媒５４が設けられ、エアヒータ５１より下流側に位置して、電気集塵機５５、誘引送風機５６、脱硫装置５７が設けられ、下流端部に煙突５８が設けられている。 The exhaust gas pipe 50 is located upstream of the air heater 51 and is provided with a selective reduction catalyst 54, and is located downstream of the air heater 51 and is provided with an electric dust collector 55, an induction blower 56, and a desulfurization device 57. A chimney 58 is provided at the downstream end.

従って、ボイラ３０にて、送風機４０を駆動して空気を吸引すると、この空気は、空気供給配管３９を通してエアヒータ５１で加熱された後に風箱４１を介して各燃焼バーナ３３，３４に供給される。また、化石燃料としての微粉炭または燃料油は、供給配管３６，３８を通して化石燃料用の燃焼バーナ３３に供給されると共に、ガス化炉１０からのガス燃料は、ガス燃料配管２４を通してガス燃料用の燃焼バーナ３４に供給される。 Accordingly, when the blower 40 is driven in the boiler 30 to suck air, the air is heated by the air heater 51 through the air supply pipe 39 and then supplied to the combustion burners 33 and 34 through the wind box 41. . Further, pulverized coal or fuel oil as fossil fuel is supplied to the combustion burner 33 for fossil fuel through the supply pipes 36 and 38, and gas fuel from the gasifier 10 is supplied to the gas fuel through the gas fuel pipe 24. The combustion burner 34 is supplied.

すると、化石燃料用の燃焼バーナ３３は、燃焼用空気と化石燃料をボイラ本体３１に噴射すると同時に着火し、また、ガス燃料用の燃焼バーナ３４は、燃焼用空気とガス燃料をボイラ本体３１に噴射すると同時に着火する。このボイラ本体３１では、燃焼用空気、化石燃料、ガス燃料が燃焼して火炎が生じる。ボイラ本体３１内の下部で火炎が生じると、燃焼ガスがこのボイラ本体３１内を上昇し、煙道４２に排出される。 Then, the combustion burner 33 for fossil fuel injects combustion air and fossil fuel into the boiler body 31 and ignites at the same time, and the combustion burner 34 for gas fuel ignites combustion air and gas fuel to the boiler body 31. Ignites simultaneously with injection. In the boiler body 31, combustion air, fossil fuel, and gas fuel are burned to generate a flame. When a flame is generated in the lower part of the boiler body 31, the combustion gas rises in the boiler body 31 and is discharged to the flue 42.

このとき、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器４７，４８，４９によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムに供給され火炉壁の各水管（図示せず）に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。更に、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器４３，４４に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器４３，４４で生成された過熱蒸気は、図示しない発電プラント（例えば、タービン等）に供給される。また、タービンでの膨張過程の中途で取り出した蒸気は、再熱器４５，４６に導入され、再度過熱されてタービンに戻される。なお、ボイラ本体３１をドラム型（蒸気ドラム）として説明したが、この構造に限定されるものではない。 At this time, while water supplied from a water supply pump (not shown) is preheated by the economizers 47, 48, and 49, it is supplied to a steam drum (not shown) and supplied to each water pipe (not shown) on the furnace wall. Is heated to become saturated steam and fed into a steam drum (not shown). Further, saturated steam of a steam drum (not shown) is introduced into the superheaters 43 and 44 and is heated by the combustion gas. The superheated steam generated by the superheaters 43 and 44 is supplied to a power plant (not shown) such as a turbine. Further, the steam taken out in the middle of the expansion process in the turbine is introduced into the reheaters 45 and 46, overheated again, and returned to the turbine. In addition, although the boiler main body 31 was demonstrated as a drum type | mold (steam drum), it is not limited to this structure.

その後、煙道４２の節炭器４７，４８，４９を通過した排ガスは、排ガス配管５０にて、選択還元型触媒５４でＮＯｘなどの有害物質が除去され、電気集塵機５５で粒子状物質が除去され、脱硫装置５７により硫黄分が除去された後、煙突５８から大気中に排出される。 Thereafter, the exhaust gas that has passed through the economizers 47, 48, and 49 of the flue 42 is removed of harmful substances such as NOx by the selective reduction catalyst 54 in the exhaust gas pipe 50, and the particulate matter is removed by the electric dust collector 55. After the sulfur content is removed by the desulfurization device 57, it is discharged from the chimney 58 to the atmosphere.

このように構成された本実施例のボイラ設備のガス化炉１０において、上述したように、燃料供給系にて、ガス化炉本体１１は、ホッパ１２の上方に乾燥装置１６が設けられており、この乾燥装置１６は、未乾燥のバイオマスを乾燥し、ホッパ１２に供給するものである。本実施例にて、この乾燥装置１６は、ガス化炉本体１１内及びボイラ本体３１内で発生した熱を利用してバイオマスを乾燥するものである。具体的には、ガス化炉本体１１は、バイオマスと空気と流動砂（流動材）を混合すると共に循環しながら燃焼・ガス化することでガス燃料を生成可能であり、乾燥装置１６は、ガス化炉本体１１で循環する流動砂の熱を利用してバイオマスを乾燥するものである。 In the gasifier 10 of the boiler equipment of the present embodiment configured as described above, as described above, the gasifier main body 11 is provided with the drying device 16 above the hopper 12 in the fuel supply system. The drying device 16 dries undried biomass and supplies it to the hopper 12. In the present embodiment, the drying device 16 dries biomass using heat generated in the gasification furnace main body 11 and the boiler main body 31. Specifically, the gasification furnace main body 11 can generate gas fuel by mixing biomass, air, and fluidized sand (fluidized material) and combusting and gasifying it while circulating. The biomass is dried using the heat of the fluidized sand circulating in the main body 11.

乾燥装置１６において、図２に示すように、バイオマスを搬送する搬送装置としてのベッドアッシュクーラ６１は、スクリューコンベアであって、ガス化炉本体１１の下方に設置されており、このガス化炉本体１１の下部に連結された異物排出配管２３の下端部がベッドアッシュクーラ６１における上流部の上方に位置している。従って、ガス化炉本体１１で高温となった流動砂などは、異物排出配管２３によりベッドアッシュクーラ６１上に取り出すことができる。この場合、異物排出配管２３は、ガス化炉本体１１から高温の流動砂を取り出す流動材取出経路として機能する。 In the drying device 16, as shown in FIG. 2, a bed ash cooler 61 as a transport device for transporting biomass is a screw conveyor, and is installed below the gasifier main body 11, and this gasifier main body. 11 is located above the upstream portion of the bed ash cooler 61. Therefore, the fluidized sand and the like that have become high temperature in the gasification furnace main body 11 can be taken out onto the bed ash cooler 61 by the foreign matter discharge pipe 23. In this case, the foreign matter discharge pipe 23 functions as a fluid extraction route for extracting high-temperature fluid sand from the gasification furnace main body 11.

ベッドアッシュクーラ６１は、異物排出配管２３から取り出された高温の流動砂を所定の速度で搬送するスクリューを有している。未乾燥のバイオマスを供給する供給系として、ホッパ６２、スクリューフィーダ６３、コンベア６４、供給配管６５を有している。ホッパ６２は、未乾燥のバイオマスを貯留可能であり、スクリューフィーダ６３はホッパ６２に貯留された未乾燥のバイオマスを所定量ずつ供給することができる。コンベア６４は、スクリューフィーダ６３から供給された未乾燥のバイオマスを搬送可能であり、供給配管６５を通してベッドアッシュクーラ６１の上流部側に供給可能である。 The bed ash cooler 61 has a screw that conveys hot fluidized sand taken out from the foreign matter discharge pipe 23 at a predetermined speed. A hopper 62, a screw feeder 63, a conveyor 64, and a supply pipe 65 are provided as a supply system for supplying undried biomass. The hopper 62 can store undried biomass, and the screw feeder 63 can supply the undried biomass stored in the hopper 62 by a predetermined amount. The conveyor 64 can transport undried biomass supplied from the screw feeder 63 and can supply the upstream portion of the bed ash cooler 61 through the supply pipe 65.

ベッドアッシュクーラ６１は、異物排出配管２３から取り出された高温の流動砂と、ホッパ６２からスクリューフィーダ６３、コンベア６４、供給配管６５を介して供給された未乾燥のバイオマスとを混合する。即ち、このベッドアッシュクーラ６１では、高温の流動砂と未乾燥のバイオマスとが混合することで、流動砂の熱が未乾燥のバイオマスに伝導し、この未乾燥のバイオマスを加熱乾燥して水分を除去することができる。この場合、ベッドアッシュクーラ６１は、取り出された流動砂にバイオマスを混合するバイオマス混合部として機能する。 The bed ash cooler 61 mixes the hot fluidized sand taken out from the foreign matter discharge pipe 23 and the undried biomass supplied from the hopper 62 via the screw feeder 63, the conveyor 64, and the supply pipe 65. That is, in the bed ash cooler 61, the heat of the fluidized sand is conducted to the undried biomass by mixing the hot fluidized sand and the undried biomass, and the moisture is removed by heating and drying the undried biomass. Can be removed. In this case, the bed ash cooler 61 functions as a biomass mixing unit that mixes biomass with the extracted fluidized sand.

また、ベッドアッシュクーラ６１は、下流側で、粒子の小さい流動砂を分級することで分離することができる。そして、ベッドアッシュクーラ６１は、下流側に分離した流動砂を搬送する流動砂搬送配管６６が連結されると共に、この流動砂搬送配管６６の連結より下流側に流動砂が分離された乾燥済のバイオマスを搬送するバイオマス搬送配管６７が連結されている。なお、このバイオマス搬送配管６７は、下流端部がホッパ１２に連結されている。この場合、ベッドアッシュクーラ６１は、乾燥後のバイオマスと流動砂とを分離する分離部として機能し、バイオマス搬送配管６７は、乾燥分離されたバイオマスをホッパ１２に搬送するバイオマス搬送経路として機能する。 Further, the bed ash cooler 61 can be separated by classifying the fluidized sand having small particles on the downstream side. The bed ash cooler 61 is connected to a fluid sand transport pipe 66 that transports the fluid sand separated to the downstream side, and the dried sand from which fluid sand has been separated downstream from the connection of the fluid sand transport pipe 66. A biomass transport pipe 67 for transporting biomass is connected. The biomass transport pipe 67 is connected to the hopper 12 at the downstream end. In this case, the bed ash cooler 61 functions as a separation unit that separates the dried biomass and fluidized sand, and the biomass transport pipe 67 functions as a biomass transport path for transporting the dried and separated biomass to the hopper 12.

流動砂搬送配管６６は、ベッドアッシュクーラ６１で分離された流動砂を配送するものであるが、ここで分離した流動砂には、金属製の異物が混在しているおそれがある。この金属製の異物とは、例えば、廃材木に固定されていた蝶番や釘、タイヤを構成するワイヤなどである。分級機（異物除去部）６８は、流動砂搬送配管６６の下流端部が連結され、スクリーンまたは磁選機などを用いて流動砂から異物を除去することができる。そして、異物が除去された流動砂は、ホッパ６９に貯留され、戻し配管７０を通して循環配管１９またはシールポッド２０に戻される。一方、除去された異物は、ホッパ７１に貯留された後、回収配管７２を通して回収ボックス７３に回収される。この場合、流動砂搬送配管６６、分級機６８、ホッパ６９、戻し配管７０は、分離された流動砂をガス化炉本体１１に戻す流動材戻し経路として機能する。 The fluidized sand transport pipe 66 delivers the fluidized sand separated by the bed ash cooler 61. However, there is a possibility that metal foreign matter is mixed in the fluidized sand separated here. The metal foreign matter is, for example, a hinge or a nail fixed to a waste wood, a wire constituting a tire, or the like. The classifier (foreign matter removing unit) 68 is connected to the downstream end of the fluidized sand transport pipe 66 and can remove foreign matter from the fluidized sand using a screen or a magnetic separator. The fluidized sand from which the foreign matter has been removed is stored in the hopper 69 and returned to the circulation pipe 19 or the seal pod 20 through the return pipe 70. On the other hand, the removed foreign matter is stored in the hopper 71 and then collected in the collection box 73 through the collection pipe 72. In this case, the fluidized sand transport pipe 66, the classifier 68, the hopper 69, and the return pipe 70 function as a fluidized material return path for returning the separated fluidized sand to the gasification furnace main body 11.

従って、異物排出配管２３によりガス化炉本体１１内の流動砂などがベッドアッシュクーラ６１上に取り出されると共に、未乾燥のバイオマスがホッパ６２、スクリューフィーダ６３、コンベア６４、供給配管６５を介してベッドアッシュクーラ６１上に供給される。すると、ベッドアッシュクーラ６１は、高温の流動砂と未乾燥のバイオマスを混合することで、この未乾燥のバイオマスを加熱乾燥して水分を除去する。続いて、ベッドアッシュクーラ６１は、下流側で、流動砂を分級し、流動砂搬送配管６６を通して分級機６８に送られ、ここで異物が除去される。そして、異物が除去された流動砂は、ホッパ６９から戻し配管７０を通して循環配管１９またはシールポッド２０に戻される。一方、ベッドアッシュクーラ６１で、流動砂を分級された乾燥後のバイオマスは、バイオマス搬送配管６７を通してホッパ１２に供給され、ガス化炉本体１１に供給される。 Accordingly, fluid sand and the like in the gasification furnace main body 11 are taken out on the bed ash cooler 61 by the foreign matter discharge pipe 23, and undried biomass is bedded through the hopper 62, the screw feeder 63, the conveyor 64, and the supply pipe 65. Supplied on the ash cooler 61. Then, the bed ash cooler 61 mixes high-temperature fluidized sand and undried biomass, thereby heating and drying the undried biomass to remove moisture. Subsequently, the bed ash cooler 61 classifies the fluidized sand on the downstream side, and sends it to the classifier 68 through the fluidized sand transport pipe 66, where foreign matter is removed. Then, the fluid sand from which the foreign matters have been removed is returned from the hopper 69 to the circulation pipe 19 or the seal pod 20 through the return pipe 70. On the other hand, the dried biomass classified by the bed ash cooler 61 is supplied to the hopper 12 through the biomass transfer pipe 67 and supplied to the gasifier main body 11.

このように実施例１のガス化炉にあっては、中空形状をなすガス化炉本体１１に対して、ガス化炉本体１１内で発生した熱を利用してバイオマスを乾燥する乾燥装置１６と、この乾燥装置１６により乾燥されたバイオマスをガス化炉本体１１に供給可能な燃料供給系と、燃焼・ガス化用空気をガス化炉本体１１に供給可能な空気供給系とを設けている。 Thus, in the gasification furnace of Example 1, the drying apparatus 16 that dries biomass using the heat generated in the gasification furnace main body 11 with respect to the gasification furnace main body 11 having a hollow shape; A fuel supply system capable of supplying biomass dried by the drying device 16 to the gasification furnace main body 11 and an air supply system capable of supplying combustion / gasification air to the gasification furnace main body 11 are provided.

従って、未乾燥のバイオマスは、乾燥装置１６によりガス化炉本体１１内で発生した熱を利用して乾燥され、乾燥後のバイオマスは、燃料供給系によりガス化炉本体１１内に供給されることとなり、バイオマスを適正な乾燥状態で燃焼・ガス化することができる。 Therefore, the undried biomass is dried using the heat generated in the gasification furnace main body 11 by the drying device 16, and the dried biomass is supplied into the gasification furnace main body 11 by the fuel supply system. Thus, the biomass can be combusted and gasified in an appropriate dry state.

また、実施例１のガス化炉では、ガス化炉本体１１がバイオマスと空気と流動砂を混合すると共に循環しながら燃焼・ガス化することでガス燃料を生成可能とし、乾燥装置１６は、ガス化炉本体１１で循環する流動砂の熱を利用してバイオマスを乾燥している。従って、未乾燥のバイオマスは、高温の流動砂の熱を利用して乾燥されるので、バイオマスを適正な乾燥状態で燃焼・ガス化することができる。 Moreover, in the gasification furnace of Example 1, the gasification furnace main body 11 can produce | generate gas fuel by mixing and burning and gasifying, circulating biomass, air, and a fluidized sand, and the drying apparatus 16 is gas The biomass is dried using the heat of the fluidized sand circulating in the main body 11. Therefore, since undried biomass is dried using the heat | fever of a high-temperature fluidized sand, biomass can be combusted and gasified in a suitable dry state.

また、実施例１のガス化炉では、ガス化炉本体１１から高温の流動砂を取り出す異物排出配管２３と、取り出された流動砂にバイオマスを混合した後に分離するベッドアッシュクーラ６１と、乾燥分離されたバイオマスを燃料供給系に搬送するバイオマス搬送配管６７と、分離された流動砂をガス化炉本体１１に戻す流動砂搬送配管６６とを設けている。従って、未乾燥のバイオマスの乾燥とガス化炉本体１１への供給を連続的に行うことが可能となり、作業の効率化を可能とすることができる。 Moreover, in the gasification furnace of Example 1, the foreign substance discharge piping 23 which takes out high temperature fluid sand from the gasification furnace main body 11, the bed ash cooler 61 which isolate | separates after mixing biomass with the taken fluid sand, and dry separation A biomass transfer pipe 67 for transferring the produced biomass to the fuel supply system and a fluidized sand transfer pipe 66 for returning the separated fluidized sand to the gasification furnace main body 11 are provided. Therefore, drying of undried biomass and supply to the gasification furnace main body 11 can be performed continuously, and work efficiency can be improved.

また、実施例１のガス化炉では、流動砂搬送配管６６の下流端部に流動砂から異物を除去する分級機６８を設けている。従って、未乾燥のバイオマスを乾燥させるときに、バイオマスと共にガス化炉本体１１内に供給された異物を除去することができる。その結果、蝶番や釘が固定されている廃材木や古タイヤなど、安価な材料のバイオマスを利用することができ、燃料の低コスト化を可能とすることができる。 In the gasification furnace of the first embodiment, a classifier 68 for removing foreign substances from the fluidized sand is provided at the downstream end of the fluidized sand transport pipe 66. Therefore, when drying undried biomass, the foreign material supplied in the gasification furnace main body 11 with biomass can be removed. As a result, it is possible to use biomass of inexpensive materials such as waste wood and old tires to which hinges and nails are fixed, and it is possible to reduce the cost of fuel.

実施例１のボイラ設備にあっては、バイオマスを燃料として燃焼・ガス化させることでガス燃料を生成するガス化炉１０と、ガス化炉１０で生成されたガス燃料と化石燃料を燃焼させて発生した熱を回収するボイラ３０とを設け、ガス化炉１０として、中空形状をなすガス化炉本体１１に対して、ガス化炉本体１１内で発生した熱、つまり、流動砂の熱を利用してバイオマスを乾燥する乾燥装置１６と、この乾燥装置１６により乾燥されたバイオマスをガス化炉本体１１に供給可能な燃料供給系と、ガス化用空気をガス化炉本体１１に供給可能な空気供給系とを設けている。 In the boiler facility of the first embodiment, the gasification furnace 10 that generates gas fuel by burning and gasifying biomass as fuel, and the gas fuel and fossil fuel generated in the gasification furnace 10 are combusted. A boiler 30 that recovers the generated heat is provided, and as the gasification furnace 10, the heat generated in the gasification furnace body 11, that is, the heat of fluidized sand, is utilized for the gasification furnace body 11 having a hollow shape. Then, a drying device 16 that dries the biomass, a fuel supply system that can supply the biomass dried by the drying device 16 to the gasifier main body 11, and air that can supply gasification air to the gasifier main body 11. And a supply system.

従って、ガス化炉１０にて、未乾燥のバイオマスは、乾燥装置１６によりガス化炉本体１１内で発生した熱を利用して乾燥され、乾燥後のバイオマスは、燃料供給系によりガス化炉本体１１内に供給されることとなり、バイオマスを適正な乾燥状態で燃焼・ガス化することができる。その結果、ボイラ３０にて、燃焼・ガス化用空気などを未乾燥のバイオマスを乾燥するための熱源として利用する必要はなく、ボイラ本体３１に供給する燃焼・ガス化空気を一定に維持することができ、安定した燃焼を可能として熱回収効率の低下を抑制することができる。 Therefore, in the gasification furnace 10, the undried biomass is dried using the heat generated in the gasification furnace main body 11 by the drying device 16, and the dried biomass is gasified by the fuel supply system. The biomass can be burned and gasified in an appropriate dry state. As a result, it is not necessary for the boiler 30 to use combustion / gasification air or the like as a heat source for drying undried biomass, and to maintain the combustion / gasification air supplied to the boiler body 31 constant. Therefore, stable combustion can be performed and a decrease in heat recovery efficiency can be suppressed.

図３は、本発明の実施例２に係るボイラ設備のガス化炉における乾燥装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a drying device in a gasifier of a boiler facility according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the function similar to the Example mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.

実施例２のボイラ設備のガス化炉において、図３に示すように、燃料供給系にて、ガス化炉本体１１は、ホッパ１２に供給する未乾燥のバイオマスを乾燥する乾燥装置８１が設けられている。乾燥装置８１において、ベッドアッシュクーラ６１は、ガス化炉本体１１の下方に設置されており、このガス化炉本体１１の下部に連結された異物排出配管２３の下端部がベッドアッシュクーラ６１における上流部の上方に位置している。また、ベッドアッシュクーラ６１は、下流端部が配管８２により分級機６８に連結され、この分級機６８は、スクリーンまたは磁選機などを用いて流動砂から異物を除去することができる。そして、除去された異物は、ホッパ７１に貯留された後、回収配管７２を通して回収ボックス７３に回収される。一方、異物が除去された流動砂は、ホッパ８３に貯留される。 In the gasification furnace of the boiler facility of Example 2, as shown in FIG. 3, in the fuel supply system, the gasification furnace main body 11 is provided with a drying device 81 for drying undried biomass supplied to the hopper 12. ing. In the drying device 81, the bed ash cooler 61 is installed below the gasifier main body 11, and the lower end portion of the foreign matter discharge pipe 23 connected to the lower portion of the gasifier main body 11 is upstream of the bed ash cooler 61. It is located above the part. The bed ash cooler 61 is connected to a classifier 68 at the downstream end by a pipe 82, and the classifier 68 can remove foreign substances from the fluidized sand using a screen or a magnetic separator. The removed foreign matter is stored in the hopper 71 and then collected in the collection box 73 through the collection pipe 72. On the other hand, the fluid sand from which the foreign matter has been removed is stored in the hopper 83.

乾燥装置本体（バイオマス混合部）８４は、流動層型の乾燥装置であって、内部に流動砂が循環可能であると共に、流動性ガス（蒸気、排ガスなど）がガス配管（高温ガス供給部）８５を通して供給可能となっている。即ち、この乾燥装置本体８４は、高温の流動砂と未乾燥のバイオマスとを混合すると共に、流動性ガスにより加熱することで、未乾燥のバイオマスを加熱乾燥して水分を除去することができる。この場合、ガス配管８５により供給される流動性ガスとして、ボイラ３０のボイラ本体３１（図１参照）から排出される排ガス（１１０℃以上で酸素が１０ｗ％以下）、高温蒸気（１１０℃）、高温の不活性ガス（窒素ガス）などを使用するとよい。そして、ホッパ８３に貯留された流動砂が供給配管８６を通してこの乾燥装置本体８４に供給可能である。 The drying device main body (biomass mixing unit) 84 is a fluidized bed type drying device in which fluidized sand can be circulated, and fluid gas (steam, exhaust gas, etc.) is gas piping (hot gas supply unit). 85 can be supplied. In other words, the drying device main body 84 can remove the moisture by heating and drying the undried biomass by mixing the high-temperature fluidized sand and the undried biomass and heating with the fluid gas. In this case, as the fluid gas supplied by the gas pipe 85, exhaust gas discharged from the boiler body 31 (see FIG. 1) of the boiler 30 (110 ° C. or higher and oxygen is 10 w% or lower), high-temperature steam (110 ° C.), A high temperature inert gas (nitrogen gas) or the like may be used. Then, the fluidized sand stored in the hopper 83 can be supplied to the drying device main body 84 through the supply pipe 86.

また、未乾燥のバイオマスを供給する供給系として、ホッパ６２、スクリューフィーダ６３、コンベア６４、供給配管６５を有し、未乾燥のバイオマスを乾燥装置本体８４に供給可能である。乾燥装置本体８４は、下部が配管８７により分級機（分離部）８８に連結され、この分級機８８は、乾燥済のバイオマスと流動砂とを分級することができる。そして、分級された乾燥済のバイオマスは、ホッパ８９に貯留された後、バイオマス搬送配管９０を介してホッパ９１に送られ、ベルトコンベア９２によりホッパ１２に供給可能となっている。一方、ホッパ６９に貯留された流動砂は、戻し配管７０を通して循環配管１９またはシールポッド２０に戻される。 Further, as a supply system for supplying undried biomass, a hopper 62, a screw feeder 63, a conveyor 64, and a supply pipe 65 are provided, and undried biomass can be supplied to the drying apparatus main body 84. The lower part of the drying apparatus main body 84 is connected to a classifier (separator) 88 by a pipe 87, and the classifier 88 can classify dried biomass and fluidized sand. The classified and dried biomass is stored in the hopper 89, then sent to the hopper 91 through the biomass transfer pipe 90, and can be supplied to the hopper 12 by the belt conveyor 92. On the other hand, the fluid sand stored in the hopper 69 is returned to the circulation pipe 19 or the seal pod 20 through the return pipe 70.

また、乾燥装置本体８４は、内部で発生したガスや蒸気を排出するガス排出配管９３が連結され、このガス排出配管９３により排出されたガスや蒸気は、熱交換器９４で潜熱が回収されてから煙突などにより大気に開放される。 Further, the drying apparatus main body 84 is connected to a gas discharge pipe 93 for discharging gas and steam generated inside, and the heat and heat from the gas and steam discharged by the gas discharge pipe 93 is recovered by the heat exchanger 94. To the atmosphere by a chimney.

従って、異物排出配管２３によりガス化炉本体１１内の流動砂などがベッドアッシュクーラ６１上に取り出され、分級機６８で異物が除去された後、この異物が除去された流動砂がホッパ８３に貯留され、供給配管８６を通して乾燥装置本体８４に供給される。また、未乾燥のバイオマスは、ホッパ６２、スクリューフィーダ６３、コンベア６４、供給配管６５を介して乾燥装置本体８４に供給される。すると、乾燥装置本体８４にて、高温の流動砂と未乾燥のバイオマスが混合されると共に、ガス配管８５から流動性ガスが供給されることで、この未乾燥のバイオマスが加熱乾燥されて水分が除去される。そして、乾燥装置本体８４から乾燥済のバイオマスと流動砂が分級機８８に排出され、ここで、バイオマスと流動砂を分離する。分離された流動砂は、戻し配管７０を通して循環配管１９またはシールポッド２０に戻される。一方、分離された乾燥済のバイオマスは、バイオマス搬送配管９０、ベルトコンベア９２によりホッパ１２に供給され、ガス化炉本体１１に供給される。 Accordingly, the fluid sand in the gasifier main body 11 is taken out on the bed ash cooler 61 through the foreign material discharge pipe 23 and the foreign material is removed by the classifier 68, and then the fluid sand from which the foreign material has been removed is transferred to the hopper 83. It is stored and supplied to the drying apparatus main body 84 through the supply pipe 86. Further, the undried biomass is supplied to the drying apparatus main body 84 via the hopper 62, the screw feeder 63, the conveyor 64, and the supply pipe 65. Then, in the drying apparatus main body 84, high-temperature fluidized sand and undried biomass are mixed, and fluid gas is supplied from the gas pipe 85, whereby the undried biomass is heated and dried, and moisture is supplied. Removed. Then, the dried biomass and fluidized sand are discharged from the drying device main body 84 to the classifier 88, where the biomass and fluidized sand are separated. The separated fluidized sand is returned to the circulation pipe 19 or the seal pod 20 through the return pipe 70. On the other hand, the separated and dried biomass is supplied to the hopper 12 by the biomass transfer pipe 90 and the belt conveyor 92 and is supplied to the gasifier main body 11.

このように実施例２のガス化炉にあっては、中空形状をなすガス化炉本体１１に対して、ガス化炉本体１１で循環する流動砂の熱を利用してバイオマスを乾燥する乾燥装置８１と、この乾燥装置８１により乾燥されたバイオマスをガス化炉本体１１に供給可能な燃料供給系と、ガス化用空気をガス化炉本体１１に供給可能な空気供給系とを設け、乾燥装置本体８４内に流動性ガス（高温ガス）を供給するガス配管８５を設けている。 Thus, in the gasification furnace according to the second embodiment, a drying apparatus that dries biomass using the heat of fluidized sand circulating in the gasification furnace body 11 with respect to the gasification furnace body 11 having a hollow shape. 81, a fuel supply system capable of supplying biomass dried by the drying device 81 to the gasification furnace main body 11, and an air supply system capable of supplying gasification air to the gasification furnace main body 11, provided with a drying apparatus A gas pipe 85 for supplying a fluid gas (high temperature gas) is provided in the main body 84.

従って、未乾燥のバイオマスは、乾燥装置８１の乾燥装置本体８４内にて、ガス化炉本体１１から取り出した流動砂の熱と、ガス配管８５から供給される高温の流動性ガスを利用して乾燥され、乾燥後のバイオマスは、燃料供給系によりガス化炉本体１１内に供給されることとなり、バイオマスを短時間で適正に乾燥し、適正な乾燥状態で燃焼・ガス化することができる。 Therefore, the undried biomass uses the heat of the fluid sand taken out from the gasification furnace body 11 and the high-temperature fluid gas supplied from the gas pipe 85 in the drying device body 84 of the drying device 81. The dried and dried biomass is supplied into the gasification furnace main body 11 by the fuel supply system, and the biomass can be properly dried in a short time and combusted and gasified in an appropriate dry state.

図４は、本発明の実施例３に係るボイラ設備のガス化炉における乾燥装置を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a drying device in a gasifier of a boiler facility according to Embodiment 3 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the function similar to the Example mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.

実施例３のボイラ設備のガス化炉１０において、図４に示すように、燃料供給系にて、ガス化炉本体１１は、ホッパ１２に供給する未乾燥のバイオマスを乾燥する乾燥装置１０１が設けられている。乾燥装置１０１において、搬送コンベア１０２は、例えば、ベルトコンベアであって、未乾燥のバイオマスを搬送可能である。この搬送コンベア１０２は、その上流側端部に、未乾燥のバイオマスを貯留するホッパ１０３が設けられており、ホッパ１０３は、搬送コンベア１０２の上流側に未乾燥のバイオマスを供給可能である。搬送コンベア１０２は、その下流側端部がホッパ１２の上方に位置しており、ホッパ１０３から供給された未乾燥のバイオマスを搬送し、ホッパ１２に供給することができる。 In the gasification furnace 10 of the boiler facility of the third embodiment, as shown in FIG. 4, in the fuel supply system, the gasification furnace main body 11 is provided with a drying device 101 for drying undried biomass supplied to the hopper 12. It has been. In the drying apparatus 101, the transport conveyor 102 is, for example, a belt conveyor and can transport undried biomass. The transport conveyor 102 is provided with a hopper 103 that stores undried biomass at an upstream end thereof, and the hopper 103 can supply undried biomass to the upstream side of the transport conveyor 102. The transport conveyor 102 has a downstream end located above the hopper 12, and can transport undried biomass supplied from the hopper 103 and supply it to the hopper 12.

搬送コンベア１０２は、断熱カバー１０４により周囲が覆われてほぼ密閉状態となっている。そして、断熱カバー１０４は、下部に高温ガス（例えば、蒸気、排ガスなど）を供給する高温ガス供給配管１０５が連結されている。そのため、搬送コンベア１０２により搬送中の未乾燥のバイオマスは、高温ガス供給配管１０５から供給された高温ガスにより加熱されて乾燥可能となる。一方、断熱カバー１０４は、上部に高温ガスや内部で発生したガス、蒸気を排出するガス排出配管１０６が連結され、このガス排出配管１０６により排出されたガスや蒸気は、熱交換器１０７で潜熱が回収されてから煙突などにより大気に開放される。 The conveyor 102 is covered with a heat insulating cover 104 and is almost sealed. The heat insulating cover 104 is connected to a lower portion of a high temperature gas supply pipe 105 that supplies high temperature gas (for example, steam, exhaust gas). Therefore, the undried biomass being transported by the transport conveyor 102 is heated by the high temperature gas supplied from the high temperature gas supply pipe 105 and can be dried. On the other hand, the heat insulating cover 104 is connected to a gas discharge pipe 106 for discharging high-temperature gas, gas generated inside, and steam at the upper part, and the gas and steam discharged by the gas discharge pipe 106 are latent heat in the heat exchanger 107. After being recovered, it is released to the atmosphere by a chimney or the like.

従って、未乾燥のバイオマスは、ホッパ１０３から搬送コンベア１０２上に供給され、この搬送コンベア１０２により搬送される。このとき、高温ガス供給配管１０５から断熱カバー１０４の内部に高温ガスが供給されることで、未乾燥のバイオマスは、この高温ガスにより加熱乾燥されて水分が除去される。そして、乾燥済のバイオマスは、搬送コンベア１０２により搬送され、ホッパ１２に供給され、ガス化炉本体１１に供給される。 Accordingly, the undried biomass is supplied from the hopper 103 onto the transport conveyor 102 and is transported by the transport conveyor 102. At this time, by supplying the high-temperature gas from the high-temperature gas supply pipe 105 to the inside of the heat insulating cover 104, the undried biomass is heated and dried by the high-temperature gas to remove moisture. Then, the dried biomass is transported by the transport conveyor 102, supplied to the hopper 12, and supplied to the gasifier main body 11.

このように実施例３のガス化炉にあっては、中空形状をなすガス化炉本体１１に対して、バイオマスを乾燥する乾燥装置１０１と、この乾燥装置１０１により乾燥されたバイオマスをガス化炉本体１１に供給可能な燃料供給系と、ガス化用空気をガス化炉本体１１に供給可能な空気供給系とを設けている。 Thus, in the gasification furnace of Example 3, with respect to the gasification furnace main body 11 which makes | forms a hollow shape, the drying apparatus 101 which dries biomass, and the biomass dried by this drying apparatus 101 are gasification furnace A fuel supply system that can supply the main body 11 and an air supply system that can supply gasification air to the gasification furnace main body 11 are provided.

従って、未乾燥のバイオマスは、乾燥装置１０１の搬送コンベア１０２による搬送中に、断熱カバー１０４内に供給される高温ガスにより乾燥され、乾燥後のバイオマスは、燃料供給系によりガス化炉本体１１内に供給されることとなり、バイオマスを短時間で適正に乾燥し、適正な乾燥状態で燃焼・ガス化することができる。 Therefore, the undried biomass is dried by the high-temperature gas supplied into the heat insulating cover 104 during the transfer by the transfer conveyor 102 of the drying apparatus 101, and the dried biomass is dried in the gasifier main body 11 by the fuel supply system. Thus, the biomass can be properly dried in a short time, and can be combusted and gasified in an appropriate dry state.

なお、上述した各実施例では、各乾燥装置１６，８１，１０１にて、ガス化炉本体１１により循環する流動砂を異物排出配管２３により取り出し、ベッドアッシュクーラ６１や乾燥装置本体８４内でこの流動砂の熱を利用して未乾燥のバイオマスを乾燥するように構成したが、この構成に限定されるものではない。例えば、ガス化炉本体１１に対して異物排出配管２３とは別の配管などを用いて流動砂を取り出したり、サイクロン１７からの循環配管１９から流動砂を取り出したりしてもよい。 In each of the above-described embodiments, the fluid sand circulated by the gasifier main body 11 is taken out by the foreign substance discharge pipe 23 in each of the drying devices 16, 81, 101, and this is removed in the bed ash cooler 61 and the drying device main body 84. Although it has comprised so that undried biomass may be dried using the heat | fever of a fluid sand, it is not limited to this structure. For example, the fluidized sand may be taken out from the gasification furnace main body 11 using a pipe different from the foreign matter discharge pipe 23 or the like, or the fluidized sand may be taken out from the circulation pipe 19 from the cyclone 17.

本発明に係るガス化炉及びボイラ設備は、ガス化炉本体内やボイラ本体内で発生した熱を利用してバイオマスを乾燥する乾燥装置を設けることで、バイオマスを乾燥して適正な状態で供給可能とすると共に効率の低下を抑制可能とするものであり、いずれのガス化炉やボイラ設備にも適用することができる。 The gasification furnace and the boiler equipment according to the present invention provide biomass in a proper state by drying it by providing a drying device that dries the biomass using heat generated in the gasification furnace body or the boiler body. It is possible to suppress the decrease in efficiency and can be applied to any gasification furnace or boiler equipment.

１０ガス化炉
１１ガス化炉本体
１２ホッパ（燃料供給系）
１５供給配管（燃料供給系）
１６，８１，１０１乾燥装置
１７サイクロン
２１空気供給配管（空気供給系）
２３異物排出配管（流動材取出経路）
２４ガス燃料配管
２５除塵装置
２６サイクロン
３０ボイラ
３１ボイラ本体
３２燃焼装置
３３化石燃料用の燃焼バーナ
３４ガス燃料用の燃焼バーナ
３９空気供給配管
４２煙道
５１エアヒータ
５２除塵装置
５３ブロア
６１ベッドアッシュクーラ（バイオマス混合部、分離部）
６６流動砂搬送配管（流動材戻し経路）
６７，９０バイオマス搬送配管（バイオマス搬送経路）
６８分級機（異物除去部）
７０戻し配管（流動材戻し経路）
８４乾燥装置本体（バイオマス混合部）
８５ガス配管（高温ガス供給部）
８８分級機（分離部）
９２ベルトコンベア
１０２搬送コンベア 10 Gasifier 11 Gasifier Body 12 Hopper (Fuel Supply System)
15 Supply piping (fuel supply system)
16, 81, 101 Drying device 17 Cyclone 21 Air supply pipe (air supply system)
23 Foreign matter discharge piping (fluid extraction route)
24 Gas fuel piping 25 Dust removal device 26 Cyclone 30 Boiler 31 Boiler body 32 Combustion device 33 Combustion burner for fossil fuel 34 Combustion burner for gas fuel 39 Air supply piping 42 Flue 51 Air heater 52 Dust removal device 53 Blower 61 Bed ash cooler ( (Biomass mixing part, separation part)
66 Fluidized sand transport piping (fluid return path)
67,90 Biomass transfer piping (biomass transfer route)
68 classifier (foreign matter removal part)
70 Return pipe (fluid return path)
84 Dryer body (biomass mixing part)
85 Gas piping (High temperature gas supply part)
88 classifier (separator)
92 Belt conveyor 102 Conveyor

Claims

A gasification furnace that generates gas fuel by burning and gasifying biomass as fuel,
A gasification furnace body having a hollow shape;
A drying device for drying biomass using heat generated in the gasification furnace body;
A fuel supply system capable of supplying biomass dried by the drying device into the gasification furnace main body;
An air supply system capable of supplying gasification air into the gasification furnace body;
Equipped with a,
The gasifier main body is capable of generating gas fuel by mixing and circulating biomass, air, and fluidized material, and combusting and gasifying, and the drying device is a fluidized material circulating in the gasifier main body. The biomass is dried using the heat of
A fluidized material extraction path for extracting a high-temperature fluidized material from the gasification furnace body, a biomass mixing unit that mixes biomass with the extracted fluidized material, a separation unit that separates dried biomass and fluidized material, and dry separation A biomass transport path for transporting the produced biomass to the fuel supply system, and a fluidized material return path for returning the separated fluidized material to the gasification furnace body,
A gasification furnace characterized by that.

The gasification furnace according to claim 1 , wherein a high temperature gas supply unit that supplies a high temperature gas to the biomass mixing unit is provided.

The gasification furnace according to claim 1 or 2 , further comprising a foreign matter removing unit that removes foreign matter from the fluidized material in the fluidized material extraction path or the fluidized material return path.

A gasification furnace that generates gas fuel by burning and gasifying biomass as fuel;
A boiler that recovers heat generated by burning the gas fuel and fossil fuel generated in the gasifier;
With
The gasifier is
A gasification furnace body having a hollow shape;
A drying device for drying biomass using heat generated in the gasifier body or in the boiler;
A fuel supply system capable of supplying biomass dried by the drying device into the gasification furnace main body;
An air supply system capable of supplying gasification air into the gasification furnace body;
I have a,
The gasifier main body is capable of generating gas fuel by mixing and circulating biomass, air, and fluidized material, and combusting and gasifying, and the drying device is a fluidized material circulating in the gasifier main body. The biomass is dried using the heat of
A fluidized material extraction path for extracting a high-temperature fluidized material from the gasification furnace body, a biomass mixing unit that mixes biomass with the extracted fluidized material, a separation unit that separates dried biomass and fluidized material, and dry separation A biomass transport path for transporting the produced biomass to the fuel supply system, and a fluidized material return path for returning the separated fluidized material to the gasification furnace body,
Boiler equipment characterized by that.