JP5630626B2 - 有機物原料のガス化装置及び方法 - Google Patents
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Description
ガス化炉1は、加熱された流動媒体を受けると共に、下部にて水蒸気を、そして外部から有機物原料を受けるようになっている。ガス化炉1として流動層炉を用いた場合、加熱された流動媒体は上記水蒸気によってガス化炉1内で流動層を形成する。炉内に投入された上記有機物原料は流動層内でガス化される。生成ガスは後述のガス改質炉2へ供給される。ガス化炉1は燃焼炉2とガス改質炉3に接続されており、上記ガス化炉1での有機物原料のガス化反応の結果生じた気体としての生成ガスと固体としてのチャーと流動媒体のうち、このチャーと流動媒体を燃焼炉2に払い出し、生成ガスをガス改質炉3に払い出す。
(1)熱分解反応
有機物原料 → 揮発分(CO,H2 ,炭化水素、タール)+ C(チャー)
(2)水性ガス化反応
C(チャーの一部)+H2 O(水蒸気) → CO + H2
(3)水蒸気改質反応
タール+H2 O(水蒸気) → CO + H2
(4)COシフト反応
CO + H2 O(水蒸気) → CO2 + H2
前記4つの反応は、吸熱反応であるが、加熱された流動媒体のもつ熱が与えられて進行し、また水性ガス化反応と水蒸気改質反応とCOシフト反応は、供給される水蒸気により制御される。
燃焼炉2は、ガス化炉から払い出されたチャーと流動媒体を受けて、外部から受けた空気でチャーを燃焼して流動媒体を加熱する。また、燃焼炉2で加熱された流動媒体が後述するガス改質炉3を介してガス化炉1へ帰還する。
ガス化炉1と燃焼炉2との間には、ガス改質炉3が設けられていて、燃焼炉2で加熱された流動媒体を該燃焼炉2から受け、そしてこの流動媒体をガス化炉1へ供給するように、さらには、このガス化炉1から生成ガスそしてガス状タールを受けるように、該ガス改質炉3は上記ガス化炉1と燃焼炉2に接続されている。
バイオマス等のような固定炭素含有量の少ない有機物原料の場合、従来のガス化装置では、ガス化炉で生じるチャー量が少なく、燃焼炉に送られるチャーの量が少なくなり、燃焼炉で燃焼させるチャーが少なくなるので発生する熱量が低下し、流動媒体を昇温する熱量が低下し、ガス化炉で有機物原料のガス化反応を進行させるために十分な熱量を流動媒体が保有できなくなり、ガス化装置の熱バランスが成立しなくなる。
そこで、本発明では、ガス化炉からの生成ガス中のタールをガス改質炉でガス化することにより、生成ガス量を増加させ、タールの保有する熱量を利用できる。さらに、タール除去処理の負荷増大を防止し、またタールに起因する生成ガス利用装置でのトラブルを防止させることができる。
2 燃焼炉
3 ガス改質炉
Claims (4)
- 有機物原料、水蒸気および加熱された熱媒体を受けて、有機物原料を該熱媒体により加熱してガス化反応を行うと共に、生成されたチャーと熱媒体を払い出すガス化炉と、上記ガス化炉から払い出されたチャーと熱媒体を受けて、チャーを燃焼して上記熱媒体を加熱する燃焼炉とを有し、燃焼炉で加熱された熱媒体をガス化炉へ帰還しガス化反応のための熱量を供給するように構成されている有機物原料のガス化装置において、
ガス化装置は、燃焼炉とガス化炉に接続されたガス改質炉をも有し、該ガス改質炉は、燃焼炉で加熱された熱媒体を受けると共に、ガス化炉で生成された生成ガスを受けて、該生成ガスを熱媒体と接触せしめ、生成ガスに含まれるタールを熱分解または水蒸気改質し可燃ガスに転換して生成ガスを改質すると共に熱媒体をガス化炉へ帰還するように構成されており、
ガス化炉にてガス化反応温度の制御および有機物原料の滞留時間の制御に基づいてガス化反応の進行を調整することにより、チャーの生成量が、燃焼炉でのチャーの燃焼により加熱された熱媒体がガス化炉での有機物原料のガス化反応に必要な熱量を保有するようなチャー量に調整されるようになっており、
ガス化炉の上部排気部に第一のサイクロンが設けられ、該第一のサイクロンの下部出口が燃焼炉に接続され、上部出口がガス改質炉に接続され、第一のサイクロンは、ガス化炉から抜き出された生成ガスとガス状タールとの気体と、チャーと熱媒体の固体とに分離し、チャーと熱媒体を燃焼炉へ供給するようになっており、
ガス改質炉の上部排気部に第二のサイクロンが設けられ、該第二のサイクロンの下部出口がガス化炉の下部に接続され、第二のサイクロンは、ガス改質炉から抜き出された生成ガスとタールから生成されたガスとの気体と、熱媒体の固体とに分離し、熱媒体をガス化炉へ供給することを特徴とする有機物原料のガス化装置。 - 加熱された流動媒体を受けて、該流動媒体を水蒸気により流動化して流動層を形成し、有機物原料を該流動層に供給してガス化反応を行うと共に、生成されたチャーと流動媒体を払い出すガス化炉と、上記ガス化炉から払い出されたチャーと流動媒体を受けて、空気により上記流動媒体を流動化してチャーを燃焼して上記流動媒体を加熱する燃焼炉とを有し、燃焼炉で加熱された流動媒体をガス化炉へ帰還しガス化反応のための熱量を供給するように構成されている有機物原料のガス化装置において、
ガス化装置は、燃焼炉とガス化炉に接続されたガス改質炉をも有し、該ガス改質炉は、燃焼炉で加熱された流動媒体を受けると共に、ガス化炉で生成された生成ガスを受けて、該生成ガスを流動媒体と接触せしめ、生成ガスに含まれるタールを熱分解または水蒸気改質し可燃ガスに転換して生成ガスを改質すると共に流動媒体をガス化炉へ帰還するように構成されており、
ガス化炉にてガス化反応温度の制御および有機物原料の滞留時間の制御に基づいてガス化反応の進行を調整することにより、チャーの生成量が、燃焼炉でのチャーの燃焼により加熱された流動媒体がガス化炉での有機物原料のガス化反応に必要な熱量を保有するようなチャー量に調整されるようになっており、
ガス化炉の上部排気部に第一のサイクロンが設けられ、該第一のサイクロンの下部出口が燃焼炉に接続され、上部出口がガス改質炉に接続され、第一のサイクロンは、ガス化炉から抜き出された生成ガスとガス状タールとの気体と、チャーと流動媒体の固体とに分離し、チャーと流動媒体を燃焼炉へ供給するようになっており、
ガス改質炉の上部排気部に第二のサイクロンが設けられ、該第二のサイクロンの下部出口がガス化炉の下部に接続され、第二のサイクロンは、ガス改質炉から抜き出された生成ガスとタールから生成されたガスとの気体と、流動媒体の固体とに分離し、流動媒体をガス化炉へ供給することを特徴とする有機物原料のガス化装置。 - 有機物原料、水蒸気および加熱された熱媒体をガス化炉に供給し、該ガス化炉にて有機物原料を該熱媒体により加熱してガス化反応を行うと共に、生成されたチャーと熱媒体を払い出し、上記ガス化炉から払い出されたチャーと熱媒体を燃焼炉に供給して、該燃焼炉にてチャーを燃焼して上記熱媒体を加熱し、燃焼炉で加熱された熱媒体をガス化炉へ帰還しガス化反応のための熱量を供給する有機物原料のガス化方法において、
燃焼炉とガス化炉に接続されたガス改質炉へ、燃焼炉で加熱された熱媒体とガス化炉で生成された生成ガスとを供給し、上記ガス改質炉にて生成ガスを加熱された熱媒体と接触せしめ、生成ガスに含まれるタールを熱分解または水蒸気改質し可燃ガスに転換して生成ガスを改質すると共に加熱された熱媒体をガス化炉へ帰還し、
ガス化炉にてガス化反応温度の制御および有機物原料の滞留時間の制御に基づいてガス化反応の進行を調整することにより、チャーの生成量を、燃焼炉でのチャーの燃焼により加熱された熱媒体がガス化炉での有機物原料のガス化反応に必要な熱量を保有するようなチャー量に調整し、
ガス化炉の上部排気部に設けられた第一のサイクロンにより、ガス化炉から抜き出された生成ガスとガス状タールとの気体と、チャーと熱媒体の固体とに分離し、チャーと熱媒体を燃焼炉へ供給するようになっており、
ガス改質炉の上部排気部に設けられた第二のサイクロンにより、ガス改質炉から抜き出された生成ガスとタールから生成されたガスとの気体と、熱媒体の固体とに分離し、熱媒体をガス化炉へ供給することを特徴とする有機物原料のガス化方法。 - 加熱された流動媒体をガス化炉に供給し、該ガス化炉にて、該流動媒体を水蒸気により流動化して流動層を形成し、有機物原料を該流動層に供給してガス化反応を行うと共に、生成されたチャーと流動媒体を払い出し、上記ガス化炉から払い出されたチャーと流動媒体を燃焼炉に供給して、該燃焼炉にて空気により上記流動媒体を流動化してチャーを燃焼して上記流動媒体を加熱し、燃焼炉で加熱された流動媒体をガス化炉へ帰還しガス化反応のための熱量を供給する有機物原料のガス化方法において、
燃焼炉とガス化炉に接続されたガス改質炉へ、燃焼炉で加熱された流動媒体とガス化炉で生成された生成ガスとを供給し、上記ガス改質炉にて生成ガスを流動媒体と接触せしめ、生成ガスに含まれるタールを熱分解または水蒸気改質し可燃ガスに転換して生成ガスを改質すると共に流動媒体をガス化炉へ帰還し、
ガス化炉にてガス化反応温度の制御および有機物原料の滞留時間の制御に基づいてガス化反応の進行を調整することにより、チャーの生成量を、燃焼炉でのチャーの燃焼により加熱された流動媒体がガス化炉での有機物原料のガス化反応に必要な熱量を保有するようなチャー量に調整し、
ガス化炉の上部排気部に設けられた第一のサイクロンにより、ガス化炉から抜き出された生成ガスとガス状タールとの気体と、チャーと流動媒体の固体とに分離し、チャーと流動媒体を燃焼炉へ供給するようになっており、
ガス改質炉の上部排気部に設けられた第二のサイクロンにより、ガス改質炉から抜き出された生成ガスとタールから生成されたガスとの気体と、流動媒体の固体とに分離し、流動媒体をガス化炉へ供給することを特徴とする有機物原料のガス化方法。
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