JP5656022B2 - Biomass pyrolysis apparatus and pyrolysis method - Google Patents
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Description
本発明は、熱分解炉でバイオマスからガスとタールを生成するバイオマスの熱分解装置及び熱分解方法に関する。 The present invention relates to a biomass pyrolysis apparatus and pyrolysis method for generating gas and tar from biomass in a pyrolysis furnace.
製木材端材、樹皮、木屑、間伐材など林産資源に由来する木質系バイオマス（単にバイオマスという）をガス化し、生成ガスを、例えばガスエンジンの燃料として供給する竪型のガス化炉（熱分解装置）が非特許文献１に開示されている。このガス化炉ではバイオマスをガス化炉の上部から供給し、ガス化炉内にバイオマスが堆積した充填移動層を形成する。この充填移動層は上部から乾燥領域、熱分解領域、還元領域、酸化領域を形成するようになり、ガス化反応の進行に応じてバイオマスは充填移動層上部から下部へと下降する。また、このガス化炉には下部からガス化剤として水蒸気と空気が供給されており、ガス化炉内でガス流れは、ガス化炉の下部から上部へ向けて上記充填移動層内を流れ、生成ガスはガス化炉上部のガス排出口から取り出される。 A vertical gasification furnace (pyrolysis) that gasifies woody biomass (simply called biomass) derived from forest resources such as timber scrap, bark, wood chips, and thinned wood, and supplies the generated gas as fuel for a gas engine, for example Device) is disclosed in Non-Patent Document 1. In this gasification furnace, biomass is supplied from the upper part of the gasification furnace, and a packed moving bed in which biomass is deposited is formed in the gasification furnace. The packed moving bed forms a dry region, a pyrolysis region, a reduced region, and an oxidized region from the upper part, and the biomass descends from the upper part of the packed moving bed to the lower part as the gasification reaction proceeds. Further, steam and air are supplied as gasification agents from the lower part to the gasification furnace, and the gas flow in the gasification furnace flows from the lower part to the upper part of the gasification furnace in the packed moving bed, The product gas is taken out from the gas outlet at the top of the gasifier.
ガス化炉の上部から供給されたバイオマスは、ガス化炉内の充填移動層で生成したガスの熱により乾燥されて乾燥領域を上部に形成する。この乾燥領域から下降したバイオマスは熱分解領域で熱分解され、ＣＨ４、ＣＯ、Ｈ２等の可燃ガスと、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ、ガス状タール等の生成ガスと、固定炭素を生じる。可燃ガスとＣＯ２、Ｈ２Ｏ、ガス状タール等の生成ガスは上昇し、固定炭素が下降する。熱分解領域から下降した固定炭素は還元領域でガス化剤としての水蒸気やＣＯ２とガス化反応してＣＯ、Ｈ２を生成し、ＣＯ、Ｈ２は充填移動層内を上昇する。還元領域の下方の酸化領域では、還元領域から下降した残存する固定炭素、液状タール、未熱分解バイオマスが空気により部分酸化・燃焼され、ガス化反応、熱分解、乾燥に必要な熱を発生し、燃焼ガスは熱を伴い上昇する。充填移動層の下部から燃焼灰が外部へ排出される。 The biomass supplied from the upper part of the gasification furnace is dried by the heat of the gas generated in the packed moving bed in the gasification furnace to form a dry region in the upper part. Biomass descending from the drying region is pyrolyzed in the pyrolysis region, and combustible gases such as CH 4 , CO, and H 2 , product gases such as CO 2 , H 2 O, and gaseous tar, and fixed carbon are generated. Combustible gas and generated gas such as CO 2 , H 2 O, and gaseous tar rise, and fixed carbon falls. Fixed carbon descending from the pyrolysis region reacts steam and CO 2 gasification as a gasifying agent in the reduction zone CO, to produce a H 2, CO, H 2 rises to fill moving layer. In the oxidation area below the reduction area, the remaining fixed carbon, liquid tar, and unpyrolyzed biomass that have descended from the reduction area are partially oxidized and burned by air, generating heat necessary for gasification, pyrolysis, and drying. The combustion gas rises with heat. Combustion ash is discharged outside from the bottom of the packed moving bed.
また、バイオマスを熱分解してタールを取り出し、重油代替燃料などに利用することが検討されており、バイオマスを熱分解してタールを製造する場合に、タール収率の高い方法として気流層熱分解装置（特許文献１）や流動層熱分解装置（特許文献２）による急速熱分解プロセスが知られている。 In addition, it is being studied to pyrolyze biomass to take out tar and use it as an alternative fuel for heavy oil. When producing tar by pyrolyzing biomass, gas-bed pyrolysis is a method with high tar yield. Rapid pyrolysis processes using an apparatus (Patent Document 1) and a fluidized bed pyrolysis apparatus (Patent Document 2) are known.
しかしながら、特許文献１そして特許文献２によるプロセスでは、得られるタールの粘度が高いため、タール回収装置での閉塞トラブルを生じたり、利用プロセスでの送液等の取扱いが難しかった。また、非特許文献１の充填移動層ガス化炉からは、副生成物としてタールが得られるが、そのタール収率（原料バイオマスの乾燥重量に対する生成タール重量の比率）は５〜７％程度と低く、タール生成能力の点で十分でなかった。 However, in the processes according to Patent Document 1 and Patent Document 2, the viscosity of the obtained tar is high, which causes a clogging trouble in the tar recovery device, and handling of liquid feeding and the like in the utilization process is difficult. Further, tar is obtained as a by-product from the packed moving bed gasification furnace of Non-Patent Document 1, but the tar yield (ratio of the generated tar weight to the dry weight of the raw material biomass) is about 5 to 7%. It was low and was not sufficient in terms of tar production capacity.
特許文献１そして特許文献２によるプロセスはバイオマスから主にタールを生成することを目的とし、非特許文献１の充填移動層ガス化炉は可燃ガスを生成することを目的としており、特許文献１，２そして非特許文献１では、バイオマスから可燃ガスとタールとの両方をそれぞれ利用が容易な程度の収率で生成することが困難であった。さらに、バイオマスから生成する可燃ガスとタールの比率を需要ニーズに合わせて変更することもできない。 The process according to Patent Document 1 and Patent Document 2 is aimed mainly at producing tar from biomass, and the packed moving bed gasifier of Non-Patent Document 1 is aimed at producing combustible gas. 2 and Non-Patent Document 1, it is difficult to produce both combustible gas and tar from biomass in a yield that is easy to use. Furthermore, the ratio of combustible gas and tar generated from biomass cannot be changed according to demand needs.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バイオマスからタールを高いタール収率で製造することができ、さらに、粘度の低いタールを多く製造することができ、さらに、バイオマスから生成する可燃ガスとタールの比率を変更可能とするバイオマスの熱分解装置及び熱分解方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, can produce tar from biomass with high tar yield, can produce many low-viscosity tar, and further from biomass. It is an object of the present invention to provide a biomass pyrolysis apparatus and a pyrolysis method that can change the ratio of the generated combustible gas and tar.
本発明者らは、非特許文献１の方法では、熱分解領域で生成し乾燥領域に上昇したガス状タール又はミスト状タールは乾燥領域で冷却され凝縮して液状タールになり又は凝集され大粒径液状タールとなり、バイオマスに付着するなどして、捕捉されて、バイオマスが下降するとともに熱分解領域に戻される。このように、乾燥領域において熱分解領域で生成したタールの大部分が捕捉されるため、熱分解炉の上部から生成ガスとともに排出されるタールが少なく、タール収率は５〜７％程度と低くなっていることを見出した。 In the method of Non-Patent Document 1, the inventors of the present invention have reported that the gaseous tar or mist tar generated in the pyrolysis region and rising to the drying region is cooled and condensed in the drying region to become a liquid tar or agglomerated to form large particles. It becomes a liquid tar with a diameter and is captured by adhering to the biomass, and the biomass is lowered and returned to the thermal decomposition region. In this way, since most of the tar generated in the pyrolysis zone is captured in the drying zone, there is little tar discharged with the product gas from the top of the pyrolysis furnace, and the tar yield is as low as about 5 to 7%. I found out.
本発明者らは、非特許文献１のバイオマスのガス化炉を用いてタール収率を向上させるように検討を行った結果、充填移動層の層高を低下させ、かつ炉下部から投入するガス化剤流量を増加させることにより、非特許文献１の方法では５〜７％であったタール収率を２０％まで増加させることができた。これは気流層熱分解炉により得られるタール収率に匹敵し、かつ大幅に低い粘度のタールが得られた。 As a result of studying to improve the tar yield using the biomass gasification furnace of Non-Patent Document 1, the present inventors have reduced the bed height of the packed moving bed and introduced the gas from the bottom of the furnace. By increasing the agent flow rate, the tar yield, which was 5-7% in the method of Non-Patent Document 1, could be increased to 20%. This was comparable to the tar yield obtained with a gas-bed pyrolysis furnace, and a tar having a significantly lower viscosity was obtained.
発明者らは、この検討結果を考察し、充填移動層の層高を低下させ、かつ炉下部から投入するガス化剤流量を増加させることにより、タールの大部分を捕捉する乾燥領域の層厚を小さくするようにして、乾燥領域において熱分解領域で生成したタールの大部分を通過させることができることを見出した。すなわち、乾燥領域の層厚をできるだけ小さくすることがタール収率を向上させるために効果的である。一方、乾燥領域の層厚を小さくする場合に、熱分解領域におけるバイオマスの棚吊りの発生を抑制するために十分な圧力を下方に与えるために必要な層厚の下限があることも確認した。ここで、バイオマスの棚吊りとは、熱分解途中のバイオマスや熱分解残渣が炉内壁に融着し、棚を吊ったような状態になることをいい、棚吊りが生じると、バイオマスの下降や炉内ガスの流通に支障が生じ、安定した運転ができなくなる問題が生じる。乾燥領域の層厚が過小であると、熱分解領域のバイオマスを下降させる圧力が不足し、バイオマスや熱分解残渣が滞留し棚吊りが発生するリスクが生じる。 The inventors considered the results of this study, and reduced the bed height of the packed moving bed and increased the gasifying agent flow rate introduced from the lower part of the furnace to increase the layer thickness of the dry region that captures most of the tar. It has been found that most of the tar generated in the pyrolysis region can be passed through in the drying region so as to reduce the size of the material. That is, reducing the layer thickness in the dry region as much as possible is effective for improving the tar yield. On the other hand, when the layer thickness of the dry region is reduced, it was also confirmed that there is a lower limit of the layer thickness necessary for applying a sufficient pressure downward to suppress the occurrence of shelf hanging of biomass in the pyrolysis region. Here, the biomass shelf suspension means that biomass or pyrolysis residue during the pyrolysis is fused to the inner wall of the furnace, and the shelf is suspended. There arises a problem that the distribution of the gas in the furnace is hindered and the stable operation cannot be performed. If the layer thickness in the drying region is too small, the pressure for lowering the biomass in the pyrolysis region is insufficient, and there is a risk that the biomass and pyrolysis residue will remain and shelf hanging will occur.
このような経緯のもとで、課題の解決のために、本発明は、次のごとくの構成の装置についての第一発明そして方法についての第二発明に至った。 Under such circumstances, in order to solve the problems, the present invention has led to a first invention for a device having the following structure and a second invention for a method.
＜第一発明（装置発明）＞
竪型の熱分解炉の上部から炉内にバイオマスを供給して、供給されたバイオマスを乾燥する乾燥領域、バイオマスを熱分解してガスとタールを生成する熱分解領域、熱分解により発生した固定炭素をガス化する還元領域そして未燃の固定炭素及びバイオマスを部分酸化してガス化反応に必要な熱を発生する酸化領域を上部から下部に向って有するバイオマスの充填移動層を熱分解炉内に形成し、該熱分解炉の下部からガス化剤を供給し、充填移動層の降下するバイオマスを、上昇するガス化剤と向流接触させ熱分解させて生成ガスとタールを得る熱分解炉を備えるバイオマス熱分解装置において、
乾燥領域の層厚を、熱分解領域におけるバイオマスの棚吊りの発生を抑制するために十分な圧力を下方の層に与えるために必要な乾燥領域の層厚の下限以上とするとともに、乾燥領域においてバイオマスを乾燥させるとともに、熱分解領域で生成したタールの大部分を通過させるように乾燥領域の層厚の上限以下に調整するように設定されている乾燥領域層厚調整手段と、可燃ガス生成量及びタール生成量の調整手段とを有し、該乾燥領域層厚調整手段は、バイオマス供給量調整装置とガス化剤供給量調整装置を有し、
上記バイオマス供給量調整装置は、熱分解炉へのバイオマス供給量を調整し、ガス化剤供給量調整装置によるガス化剤供給量の調整と協働して、充填移動層の層高を調整し、乾燥領域層厚を所定範囲に調整するように設定されており、ガス化剤供給量調整装置は、ガス化剤供給量を調整し、バイオマス供給量調整装置によるバイオマス供給量の調整と協働して、充填移動層の層高を調整し、乾燥領域層厚を所定範囲に調整するように設定されており、さらに、可燃ガス生成量及びタール生成量の調整手段は、空気供給量と水蒸気供給量を調整し、熱分解炉から取り出される可燃ガス量とタール量を調整可能とすることを特徴とするバイオマスの熱分解装置。
<First invention (device invention)>
A drying area where biomass is supplied into the furnace from the top of the vertical pyrolysis furnace and the supplied biomass is dried, a pyrolysis area where the biomass is pyrolyzed to produce gas and tar, and fixation generated by pyrolysis In the pyrolysis furnace, there is a reduction zone for gasification of carbon and a packed moving bed of biomass that has an oxidation zone from the top to the bottom that generates heat necessary for the gasification reaction by partially oxidizing unburned fixed carbon and biomass. The pyrolysis furnace is configured to supply gasification agent from the lower part of the pyrolysis furnace and pyrolyze the biomass descending in the packed moving bed by countercurrent contact with the ascending gasification agent to obtain product gas and tar In a biomass pyrolysis apparatus comprising:
The layer thickness of the drying region is not less than the lower limit of the layer thickness of the drying region necessary for applying sufficient pressure to the lower layer to suppress the occurrence of biomass shelving in the pyrolysis region. Dry region layer thickness adjusting means set to adjust the amount to be less than or equal to the upper limit of the layer thickness of the dry region so that most of the tar generated in the pyrolysis region passes through the biomass, and the amount of combustible gas generated And the tar production amount adjusting means, the dry region layer thickness adjusting means has a biomass supply amount adjusting device and a gasifying agent supply amount adjusting device,
The biomass supply amount adjustment device adjusts the biomass supply amount to the pyrolysis furnace and adjusts the bed height of the packed moving bed in cooperation with the adjustment of the gasification agent supply amount by the gasification agent supply amount adjustment device. The dry region layer thickness is set to be adjusted to a predetermined range, and the gasifying agent supply amount adjusting device adjusts the gasifying agent supply amount and cooperates with the biomass supply amount adjustment by the biomass supply amount adjusting device. And adjusting the layer height of the packed moving bed and adjusting the dry region layer thickness to a predetermined range. Further, the means for adjusting the amount of combustible gas and the amount of tar generated are the air supply amount and water vapor. A biomass pyrolysis apparatus characterized in that the amount of combustible gas and the amount of tar taken out from a pyrolysis furnace can be adjusted by adjusting the supply amount.
かかる本発明では、タール収率を向上させるための乾燥領域層厚調整と可燃ガス生成量とタール生成量の比率の調整が次のごとくなされる。 In the present invention, the dry region layer thickness adjustment and the ratio of the combustible gas generation amount and the tar generation amount to improve the tar yield are adjusted as follows.
＜乾燥領域層厚調整＞
本発明において、乾燥領域の層厚が下限より小さいと、熱分解領域のバイオマスを下降させる圧力が不足し、熱分解途中のバイオマスやバイオマス熱分解残渣が滞留し炉壁に融着しやがて棚つりが生じ、バイオマスの熱分解が円滑に進まず、乾燥領域の層厚が上限より大きいと、熱分解領域で生成したガス状タール又はミスト状タールが乾燥領域で冷却され凝縮して液状タールになり又は凝集され大粒径液状タールとなり、バイオマスに付着するなどしてタールの大部分が捕捉され、熱分解炉から排出されるタール量が少なくなる。したがって、本発明では、上記上限と下限の間となるように、層厚が調整される。
<Dry area thickness adjustment>
In the present invention, if the layer thickness in the drying region is smaller than the lower limit, the pressure for lowering the biomass in the pyrolysis region is insufficient, and biomass in the middle of pyrolysis and biomass pyrolysis residue are retained and fused to the furnace wall before long. If pyrolysis of biomass does not proceed smoothly and the layer thickness of the drying zone is larger than the upper limit, the gaseous tar or mist tar generated in the pyrolysis zone is cooled and condensed in the drying zone to become liquid tar. Or it aggregates and becomes a large particle size liquid tar, adhere | attaches on biomass, etc., most tars are capture | acquired, and the amount of tar discharged | emitted from a pyrolysis furnace decreases. Therefore, in the present invention, the layer thickness is adjusted so as to be between the upper limit and the lower limit.
本発明において、乾燥領域層厚調整手段は、バイオマス供給量調整装置とガス化剤供給量調整装置を有していて、これらにより乾燥領域の層厚を調整する。 In the present invention, the dry region layer thickness adjusting means includes a biomass supply amount adjusting device and a gasifying agent supply amount adjusting device, which adjust the layer thickness of the dry region.
上記バイオマス供給量調整装置は、バイオマス供給量を調整して充填移動層の層高を調整し、さらに、乾燥領域層厚を熱分解領域におけるバイオマスの棚吊りの発生を抑制するために十分な圧力を下方の層に与えるために必要な乾燥領域の層厚の下限以上とするとともに、乾燥領域においてバイオマスを乾燥させるとともに、熱分解領域で生成したタールの大部分を通過させるように乾燥領域の層厚の上限以下に調整する。このように乾燥領域の層厚を調整することは、充填移動層熱分解装置を主にガス発生させるガス化装置として用いる場合に比べて、充填移動層の層高を低くし、乾燥領域の層厚を低減することに相当する。また、ガス化剤供給量調整装置は、乾燥領域層厚を熱分解領域におけるバイオマスの棚吊りの発生を抑制するために十分な圧力を下方の層に与えるために必要な乾燥領域の層厚の下限以上とするとともに、乾燥領域においてバイオマスを乾燥させるとともに、熱分解領域で生成したタールの大部分を通過させるように乾燥領域の層厚の上限以下に調整する。このように乾燥領域の層厚を調整することは、充填移動層熱分解装置を主にガス発生させるガス化装置として用いる場合に比べて、ガス化剤供給量を増加させて、熱分解領域、還元領域、酸化領域の層厚を増加させ、その結果、乾燥領域層厚を低減するように調整することに相当する。 The biomass supply amount adjusting device adjusts the biomass supply amount to adjust the bed height of the packed moving bed, and further, the dry region layer thickness is set to a pressure sufficient to suppress the occurrence of biomass shelving in the pyrolysis region. The layer of the drying region is set to be equal to or more than the lower limit of the layer thickness of the drying region necessary for supplying the lower layer, and the biomass is dried in the drying region and most of the tar generated in the pyrolysis region is allowed to pass through. Adjust below the upper limit of thickness. In this way, adjusting the layer thickness of the dry region can be achieved by lowering the layer height of the packed moving bed compared to the case where the packed moving bed pyrolyzer is mainly used as a gasifier for generating gas. This corresponds to reducing the thickness. In addition, the gasifying agent supply amount adjusting device has a dry region layer thickness of a dry region layer thickness necessary for applying a sufficient pressure to the lower layer to suppress the occurrence of biomass shelving in the pyrolysis region. While not less than the lower limit, the biomass is dried in the drying region, and adjusted to be equal to or less than the upper limit of the layer thickness of the drying region so that most of the tar generated in the pyrolysis region passes. In this way, adjusting the layer thickness of the dry region increases the gasification agent supply amount compared to the case where the packed moving bed pyrolyzer is used as a gasifier that mainly generates gas, This corresponds to increasing the layer thickness of the reduction region and the oxidation region and, as a result, adjusting to reduce the dry region layer thickness.
上記バイオマス供給量調整装置そしてガス化剤供給量調整装置により、乾燥領域の層厚を適切な範囲とすることにより、熱分解領域で生成し乾燥領域に上昇したガス状又はミスト状のタールは、乾燥領域で凝縮して液状になり又は凝集され捕捉されて熱分解領域に戻されることがなく、ガス状又はミスト状のまま乾燥領域を通過し、熱分解炉の上部から排出される。 By setting the layer thickness of the drying region to an appropriate range by the biomass supply amount adjusting device and the gasifying agent supply amount adjusting device, the gaseous or mist tar generated in the pyrolysis region and raised to the drying region is It does not condense and become liquid or aggregate in the drying area, is trapped and returned to the pyrolysis area, passes through the drying area in the form of gas or mist, and is discharged from the upper part of the pyrolysis furnace.
＜可燃ガス生成量とタール生成量の比率の調整＞
この可燃ガス生成量とタール生成量の比率を所望値とする調整は、バイオマス供給量とガス化剤供給量（例えば、空気供給量と水蒸気供給量）との調整により得られた、上記乾燥領域層厚調整時に設定された乾燥領域層厚範囲を維持したまま、可燃ガス生成量とタール生成量の調整手段を操作することにより行われる。すなわち、上記乾燥領域層厚範囲を確保する上記空気供給量と水蒸気供給量の範囲を維持するようにして、さらに、この空気供給量と水蒸気供給量を調整することで、所望の可燃ガス生成量とタール生成量の比率を得る。
<Adjustment of ratio of combustible gas production and tar production>
The above-mentioned drying region obtained by adjusting the biomass supply amount and the gasifying agent supply amount (for example, the air supply amount and the water vapor supply amount) is adjusted so that the ratio between the combustible gas generation amount and the tar generation amount is a desired value. This is done by operating the means for adjusting the amount of combustible gas and the amount of tar generated while maintaining the dry region layer thickness range set during the layer thickness adjustment. That is, by maintaining the range of the air supply amount and the water vapor supply amount that secure the dry region layer thickness range, and further adjusting the air supply amount and the water vapor supply amount, a desired combustible gas generation amount And the ratio of tar production.
本発明において、ガス化剤は、さらに、熱分解炉から取り出される可燃ガスの一部を循環して供給する循環可燃ガスを含み、ガス化剤供給量調整装置は、空気供給量と水蒸気供給量と循環可燃ガス供給量を調整し、熱分解炉から排出される可燃ガス量とタール量を調整可能とすることができる。こうすることで、熱分解炉から取り出される可燃ガスの高位発熱量を低下させることなく、可燃ガス量とタール量を調整できる。 In the present invention, the gasifying agent further includes a circulating combustible gas that circulates and supplies a part of the combustible gas taken out from the pyrolysis furnace, and the gasifying agent supply amount adjusting device includes an air supply amount and a water vapor supply amount. The circulating combustible gas supply amount can be adjusted, and the combustible gas amount and tar amount discharged from the pyrolysis furnace can be adjusted. By doing so, the amount of combustible gas and the amount of tar can be adjusted without reducing the higher heating value of the combustible gas taken out from the pyrolysis furnace.
本発明において、ガス化剤は、不活性ガスを含み、ガス化剤供給量調整装置は、空気供給量と水蒸気供給量と不活性ガス供給量を調整し、熱分解炉から排出される可燃ガス量とタール量を調整可能とすることができる。こうすることで、熱分解炉から取り出されるガスから分離する水分の増加を抑制して、可燃ガス量とタール量を調整できる。 In the present invention, the gasifying agent includes an inert gas, and the gasifying agent supply amount adjusting device adjusts the air supply amount, the water vapor supply amount, and the inert gas supply amount, and combustible gas discharged from the pyrolysis furnace. The amount and tar amount can be adjusted. By doing so, an increase in moisture separated from the gas taken out from the pyrolysis furnace can be suppressed, and the amount of combustible gas and the amount of tar can be adjusted.
＜第二発明（方法発明）＞
竪型の熱分解炉の上部から炉内にバイオマスを供給して、供給されたバイオマスを乾燥する乾燥領域、バイオマスを熱分解してガスとタールを生成する熱分解領域、熱分解により発生した固定炭素をガス化する還元領域そして未燃の固定炭素及びバイオマスを部分酸化してガス化反応に必要な熱を発生する酸化領域を上部から下部に向って有するバイオマスの充填移動層を熱分解炉内に形成し、該熱分解炉の下部からガス化剤を供給し、充填移動層の降下するバイオマスを、上昇するガス化剤と向流接触させ熱分解させて生成ガスとタールを得る熱分解炉を備えるバイオマス熱分解方法において、
乾燥領域の層厚を、熱分解領域におけるバイオマスの棚吊りの発生を抑制するために十分な圧力を下方の層に与えるために必要な乾燥領域の層厚の下限以上とするとともに、乾燥領域においてバイオマスを乾燥させるとともに、熱分解領域で生成したタールの大部分を通過させるように乾燥領域の層厚の上限以下に調整するように、熱分解炉へのバイオマス供給量の調整とガス化剤供給量の調整とを相俟って行うことで、充填移動層の層高を調整し、乾燥領域層厚を所定範囲に調整し、さらに、空気供給量と水蒸気供給量を調整して熱分解炉から取り出される可燃ガス量とタール量を調整することを特徴とするバイオマスの熱分解方法。
<Second invention (method invention)>
A drying area where biomass is supplied into the furnace from the top of the vertical pyrolysis furnace and the supplied biomass is dried, a pyrolysis area where the biomass is pyrolyzed to produce gas and tar, and fixation generated by pyrolysis In the pyrolysis furnace, there is a reduction zone for gasification of carbon and a packed moving bed of biomass that has an oxidation zone from the top to the bottom that generates heat necessary for the gasification reaction by partially oxidizing unburned fixed carbon and biomass. The pyrolysis furnace is configured to supply gasification agent from the lower part of the pyrolysis furnace and pyrolyze the biomass descending in the packed moving bed by countercurrent contact with the ascending gasification agent to obtain product gas and tar In a biomass pyrolysis method comprising:
The layer thickness of the drying region is not less than the lower limit of the layer thickness of the drying region necessary for applying sufficient pressure to the lower layer to suppress the occurrence of biomass shelving in the pyrolysis region. Adjusting the biomass supply amount to the pyrolysis furnace and supplying the gasifying agent so that the biomass is dried and adjusted below the upper limit of the layer thickness of the drying zone so that most of the tar generated in the pyrolysis zone passes through In combination with the adjustment of the amount, the bed height of the packed moving bed is adjusted, the dry region layer thickness is adjusted to a predetermined range, and the air supply amount and the water vapor supply amount are adjusted, and the pyrolysis furnace A method for pyrolyzing biomass, comprising adjusting the amount of combustible gas and tar that are extracted from the biomass.
この第二発明においても、乾燥領域の層厚の調整、そして可燃ガス生成量とタール生成量との比率の調整は、第一発明の場合と同様に、バイオマス供給量の調整やガス化剤供給量の調整、そして空気供給量と水蒸気供給量の調整によってそれぞれ行われる。 Also in the second invention, the adjustment of the layer thickness in the drying region and the adjustment of the ratio of the combustible gas production amount and the tar production amount are the same as those in the first invention in the adjustment of the biomass supply amount and the supply of the gasifying agent. It is performed by adjusting the amount and adjusting the air supply amount and the water vapor supply amount, respectively.
本発明は、以上のように、バイオマスの充填移動層の上部における乾燥領域の層厚を、熱分解領域におけるバイオマスの棚吊りの発生を抑制するために十分な圧力を下方の層に与えるために必要な乾燥領域の層厚の下限以上とするとともに、乾燥領域でバイオマスを乾燥させるとともに、熱分解領域で生成したタールの大部分を通過させるように乾燥領域の層厚の上限以下に調整することとしたので、タールを高い収率で生成することができ、さらに、乾燥領域で凝縮温度の低いタールすなわち粘度の低いタールを選択的に通過させることとしたので、粘度の低いタールを最大限得ることができ、さらには、上記層厚の範囲を確保するガス化剤供給量の範囲を維持しつつ熱分解炉への空気供給量と水蒸気供給量を調整することで、得られる可燃ガス量とタール量の比率を所望のものとするバイオマス熱分解装置そして方法を提供できる。 As described above, the present invention is to apply a sufficient pressure to the lower layer to suppress the occurrence of the shelf hanging of the biomass in the pyrolysis region, and the layer thickness of the drying region in the upper part of the packed moving bed of biomass. Adjust to below the upper limit of the layer thickness of the drying zone so that the bulk of the tar generated in the pyrolysis zone is allowed to pass through while drying the biomass in the drying zone while making it not less than the lower limit of the required drying zone thickness. Therefore, tar can be produced with high yield, and tar with low condensation temperature, that is, tar with low viscosity is selectively passed in the drying region, so that tar with low viscosity is obtained to the maximum. Furthermore, it can be obtained by adjusting the air supply amount and the steam supply amount to the pyrolysis furnace while maintaining the range of the gasification agent supply amount that secures the range of the layer thickness. The ratio of the amount of gas and tar can provide biomass pyrolysis apparatus and methods for a desired thing.
図１は、本発明の一実施形態としてのバイオマス熱分解装置の概要構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a biomass pyrolysis apparatus as one embodiment of the present invention.
図１において、符号１は竪型炉として形成された熱分解炉である。熱分解炉１の上部には、ホッパ等に貯留されているバイオマスをロータリバルブ等の切出し装置で切り出して搬送コンベア等により搬送し炉内の上部空間へバイオマスを供給するバイオマス供給装置２が接続されていると共に、上記上部空間から生成ガスを排出するガス排出口３が設けられている。該ガス排出口３には、冷却器４が接続され、そして該冷却器４には比重分離器５が接続されている。上記冷却器４は、ガス排出口３からの生成ガスを受け、冷却媒体との熱交換により該生成ガスを冷却するようになっており、冷却により、液状分としてのタールおよび水と、冷却後も残存するガス分としての可燃ガスとに気液分離するようになっている。また、この冷却器４に接続されている比重分離器５は、例えば遠心分離器であり、冷却器４から受けたタールおよび水を、比重差によって、軽質タールと水と、重質タールとに分離するようになっている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a pyrolysis furnace formed as a vertical furnace. Connected to the upper part of the pyrolysis furnace 1 is a biomass supply apparatus 2 that cuts biomass stored in a hopper or the like by a cutting device such as a rotary valve, conveys the biomass by a conveyor or the like, and supplies the biomass to the upper space in the furnace. In addition, a
また、本実施形態装置では、熱分解炉１のガス排出口３からの生成ガスが上記冷却器４にて冷却されて気液分離され、そのガス分が可燃ガスとして取り出される該可燃ガスの一部がブロワ９を経て熱分解炉の下部へ供給されるようになっている。
In the apparatus of the present embodiment, the generated gas from the
上記熱分解炉１は、その下部からガス化剤として空気そして水蒸気を受けるようになっている。炉下部には、加湿器６が接続されており、空気がブロワ７によりそして水蒸気がブロワ８により加湿器６に送られて互いに混合されて、該加湿器６から炉下部に送入される。 The pyrolysis furnace 1 receives air and water vapor as gasifying agents from its lower part. A humidifier 6 is connected to the lower part of the furnace, air is sent to the humidifier 6 by the blower 7 and steam is sent to the humidifier 6 by the blower 8, mixed with each other, and sent from the humidifier 6 to the lower part of the furnace.
本実施形態装置では、好ましい形態として、炉内のバイオマスの充填移動層の温度及び充填移動層から出たガスの温度を検知するための温度センサが炉壁に上下にわたり分布配置されている。さらにバイオマスの充填移動層の層高を計測する層高センサが設置されている。この温度センサと層高センサの出力をもって、後述のバイオマス供給量調整装置とガス化剤供給量調整装置から成る乾燥領域層厚調整装置を作動させるようになっている。本実施形態では、上記バイオマス供給装置２がバイオマスの切り出し量を調整して切り出すロータリバルブなどのバイオマス供給量調整装置（図示せず）を備えていて、熱分解炉１へのバイオマス供給量を調整できるようになっている。また、空気を送風するブロワ７と水蒸気を送風するブロワ８とが、ガス化剤供給量調整装置として設置され、ガス化剤としての空気そして水蒸気の供給量を調整できるようになっている。空気及び水蒸気を送風するダクトにダンパを設け、ダンパの開度により供給量を調整するようにしてもよい。 In the apparatus of this embodiment, as a preferred embodiment, temperature sensors for detecting the temperature of the packed moving bed of biomass in the furnace and the temperature of the gas discharged from the packed moving bed are distributed over the furnace wall. In addition, a bed height sensor is installed to measure the bed height of the packed moving bed of biomass. With the outputs of the temperature sensor and the bed height sensor, a dry region layer thickness adjusting device including a biomass supply amount adjusting device and a gasifying agent supply amount adjusting device, which will be described later, is operated. In the present embodiment, the biomass supply device 2 includes a biomass supply amount adjustment device (not shown) such as a rotary valve that adjusts and cuts out the biomass, and adjusts the biomass supply amount to the pyrolysis furnace 1. It can be done. Further, a blower 7 for blowing air and a blower 8 for blowing water vapor are installed as a gasifying agent supply amount adjusting device so that the supply amounts of air and water vapor as the gasifying agent can be adjusted. A damper may be provided in a duct that blows air and water vapor, and the supply amount may be adjusted by the opening degree of the damper.
さらに、本実施形態では、選択的に、ブロワ１０により不活性ガス、例えば窒素を、上記加湿器６からの空気と水蒸気の混合気と共に、炉下部に送入されるようになっている。
Further, in the present embodiment, an inert gas, for example, nitrogen is selectively fed into the lower part of the furnace together with the air / water vapor mixture from the humidifier 6 by the
かかる構成の本実施形態装置では、次の要領でバイオマスを熱分解しタールを得る。 In the apparatus of this embodiment having such a configuration, biomass is pyrolyzed in the following manner to obtain tar.
＜熱分解炉＞
バイオマス供給装置２により、熱分解炉１に、バイオマスが該熱分解炉１の上部から供給されると、熱分解炉１内にバイオマスが堆積した充填移動層が形成される。この充填移動層は上部から乾燥領域、熱分解領域、還元領域、酸化領域を形成するようになり、熱分解反応の進行に応じてバイオマスは充填移動層上部から下部へと下降する。各領域での好適な温度は、乾燥領域で８０〜１００℃、熱分解領域で１５０〜８００℃、還元領域で８００〜１１００℃、そして酸化領域で１１００〜１３００℃である。
<Pyrolysis furnace>
When biomass is supplied from the upper part of the pyrolysis furnace 1 to the pyrolysis furnace 1 by the biomass supply device 2, a packed moving bed in which the biomass is deposited in the pyrolysis furnace 1 is formed. The packed moving bed forms a dry region, a pyrolysis region, a reduction region, and an oxidation region from the upper part, and the biomass descends from the upper part of the packed moving layer to the lower part as the pyrolysis reaction proceeds. Suitable temperatures in each zone are 80-100 ° C. in the dry zone, 150-800 ° C. in the pyrolysis zone, 800-1100 ° C. in the reduction zone, and 1100-1300 ° C. in the oxidation zone.
熱分解炉１の下部からは、ガス化剤としてブロワ７，８で圧送された空気と水蒸気が加湿器６で混合された後炉内に供給され、混合気は熱分解炉１内を下部から上部へ酸化領域、還元領域、熱分解領域へと上昇する。酸化領域で固定炭素、液状タール、未熱分解バイオマスが混合気により部分酸化・燃焼され、ガス化反応、熱分解、乾燥に必要な熱を発生し、燃焼ガスはこの熱を伴い充填移動層内を上昇する。還元領域で燃焼ガスの熱によりバイオマスが熱分解され、バイオマスから生成された生成ガスは上部のガス排出口３から取り出される。
From the lower part of the pyrolysis furnace 1, air and water vapor fed by the blowers 7 and 8 as gasification agents are mixed in the humidifier 6 and then supplied into the furnace, and the air-fuel mixture passes through the pyrolysis furnace 1 from the lower part. It rises to the oxidation region, the reduction region, and the thermal decomposition region. In the oxidation region, fixed carbon, liquid tar, and unpyrolyzed biomass are partially oxidized and burned by the gas mixture, generating heat necessary for gasification reaction, pyrolysis, and drying. To rise. In the reduction region, the biomass is thermally decomposed by the heat of the combustion gas, and the product gas generated from the biomass is taken out from the upper
熱分解炉１の上部から供給され該熱分解炉１内で充填移動層を形成するバイオマスは、生成したガスの熱により乾燥されて乾燥領域を該充填移動層の上部に形成する。この乾燥領域から下降したバイオマスは熱分解領域で熱分解され、ＣＨ４、ＣＯ、Ｈ２等の可燃ガスと、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ、ガス状タール等の生成ガスと、固定炭素を生じる。可燃ガスとＣＯ２、Ｈ２Ｏ、ガス状タール等の生成ガスは充填移動層内を上昇し、固定炭素は下降する。熱分解領域から下降した固定炭素、液状タール、未熱分解バイオマスは還元領域でガス化剤としての水蒸気やＣＯ２とガス化反応してＣＯ、Ｈ２を生成し、生成されたＣＯ、Ｈ２は充填移動層内を上昇する。還元領域の下方に形成されている酸化領域では、還元領域から下降した残存する固定炭素、液状タール、未熱分解バイオマスが空気により部分酸化・燃焼され、ガス化反応、熱分解、乾燥に必要な熱を発生し、燃焼ガスは熱を伴い充填移動層内を上昇し熱分解領域でのバイオマスの熱分解のための熱を供給する。充填移動層の下部からは燃焼灰が外部へ排出される。 Biomass that is supplied from the top of the pyrolysis furnace 1 and forms a packed moving bed in the pyrolysis furnace 1 is dried by the heat of the generated gas to form a dry region on the top of the packed moving bed. Biomass descending from the drying region is pyrolyzed in the pyrolysis region, and combustible gases such as CH 4 , CO, and H 2 , product gases such as CO 2 , H 2 O, and gaseous tar, and fixed carbon are generated. Combustible gas and produced gas such as CO 2 , H 2 O, and gaseous tar rise in the packed moving bed, and fixed carbon falls. Fixed carbon, liquid tar, and unpyrolyzed biomass descending from the pyrolysis region gasify and react with water vapor or CO 2 as a gasifying agent in the reduction region to produce CO and H 2, and the generated CO and H 2 Rises in the packed moving bed. In the oxidation region formed below the reduction region, the remaining fixed carbon, liquid tar, and unpyrolyzed biomass that have descended from the reduction region are partially oxidized and burned by air, which is necessary for gasification, thermal decomposition, and drying. Heat is generated, and the combustion gas rises in the packed moving bed with heat and supplies heat for pyrolysis of biomass in the pyrolysis region. Combustion ash is discharged to the outside from the lower part of the packed moving bed.
＜乾燥領域の層厚の調整＞
所定のバイオマス熱分解処理量（単位時間当りの量）はガス化剤の供給量で規定され、所定の処理量が設定される。これに対応して充填移動層の高さが設定されると、これに見合った乾燥領域の高さが設定され、そして乾燥領域の層厚の上下限範囲（標準層厚の範囲）が設定される。
<Adjustment of layer thickness in dry area>
The predetermined biomass pyrolysis processing amount (amount per unit time) is defined by the supply amount of the gasifying agent, and a predetermined processing amount is set. Correspondingly, when the height of the filling moving layer is set, the height of the drying area corresponding to this is set, and the upper and lower limit range (standard layer thickness range) of the drying area is set. The
熱分解炉の炉壁には、上下方向に温度センサが分布配置されており、高さ方向での充填移動層の温度分布が得られる。また、層高センサから充填移動層上面の位置（層高）が得られる。その温度分布と層高から、既述した８０〜１００℃の範囲が乾燥領域として認識される。かくして、乾燥領域の層厚を検出する。この検出層厚を上記標準層厚の範囲と比較し、検出層厚が標準層厚範囲内となるように、乾燥領域層厚調整装置としてのバイオマス供給量調整装置そしてガス化剤供給量調整装置を調整操作する。すなわち、乾燥領域の層厚を、熱分解領域におけるバイオマスの棚吊りの発生を抑制するために十分な圧力を下方に与えるために必要な標準層厚の下限以上とするとともに、乾燥領域においてバイオマスを乾燥させ、かつ、熱分解領域で生成したタールの大部分を通過させるように上限以下に調整する。乾燥領域の層厚が上記下限より小さいと、バイオマスを熱分解領域から還元領域へ下降させる圧力が不足し、バイオマスが熱分解領域に滞留し熱分解途中のバイオマスやバイオマスの熱分解残渣が炉壁に融着し棚吊りが生じて熱分解炉の運転に問題が生じるからである。 Temperature sensors are distributed in the vertical direction on the furnace wall of the pyrolysis furnace, and the temperature distribution of the packed moving bed in the height direction can be obtained. Further, the position (layer height) of the upper surface of the filling moving layer is obtained from the layer height sensor. From the temperature distribution and the layer height, the aforementioned range of 80 to 100 ° C. is recognized as the dry region. Thus, the layer thickness of the dry region is detected. The detection layer thickness is compared with the above standard layer thickness range, and the biomass supply amount adjustment device and the gasifying agent supply amount adjustment device as the dry region layer thickness adjustment device so that the detection layer thickness is within the standard layer thickness range. Adjust the operation. That is, the layer thickness of the drying region is set to be equal to or more than the lower limit of the standard layer thickness necessary for applying downward pressure sufficient to suppress the occurrence of biomass shelving in the pyrolysis region, and the biomass in the drying region Dry and adjust below the upper limit to pass most of the tar produced in the pyrolysis zone. If the layer thickness of the drying zone is smaller than the above lower limit, the pressure for lowering the biomass from the pyrolysis zone to the reduction zone is insufficient, and the biomass stays in the pyrolysis zone and the pyrolysis residue of biomass and biomass during the pyrolysis remains in the furnace wall. This is because a problem arises in the operation of the pyrolysis furnace due to the occurrence of the shelf hanging.
かかる調整において、乾燥領域の検出層厚が標準層厚範囲よりも大きかったり（あるいは、乾燥領域の上面高さ、すなわち充填移動層の高さが高すぎたり）する場合には、バイオマス供給調整装置を操作してバイオマス供給量を減じ、これで十分でないときには、ガス化剤供給量調整装置をも操作してガス化剤供給量を増加させて乾燥領域の層厚を上限以下とする。 In such adjustment, when the detection layer thickness in the dry region is larger than the standard layer thickness range (or the upper surface height of the dry region, that is, the height of the packed moving layer is too high), the biomass supply adjusting device To reduce the biomass supply amount. If this is not sufficient, the gasification agent supply amount adjusting device is also operated to increase the gasification agent supply amount so that the layer thickness of the dry region is below the upper limit.
このように、上記バイオマス供給量調整装置により、バイオマス供給量を調整し充填移動層の層高を調整するか、又は乾燥領域層厚を調整するが、バイオマスの熱分解炉の運転立上げ時には、予め定めた充填移動層の層高となるようにバイオマスを供給し充填移動層を形成し、立上げ運転が終了し定常運転に移行した後は、予め定めた充填移動層の層高を維持し、乾燥領域層厚を好ましい層厚とするようにバイオマス供給量を調整する。 Thus, by the biomass supply amount adjusting device, the biomass supply amount is adjusted and the bed height of the packed moving bed is adjusted, or the dry region layer thickness is adjusted, but when the operation of the biomass pyrolysis furnace is started, Biomass is supplied to form a packed moving bed so as to have a predetermined packed moving bed height, and after the start-up operation ends and the operation shifts to a steady operation, the predetermined packed moving bed height is maintained. The biomass supply amount is adjusted so that the dry region layer thickness is a preferable layer thickness.
また、ガス化剤供給量調整装置によっては、ガス化剤供給量を増加させて、熱分解領域、還元領域、酸化領域の層厚を増加させることで、その結果、乾燥領域層厚を低減し好ましい層厚とするように調整する。 In addition, depending on the gasification agent supply amount adjusting device, the gasification agent supply amount is increased to increase the layer thickness of the pyrolysis region, the reduction region, and the oxidation region, thereby reducing the dry region layer thickness. It adjusts so that it may become a preferable layer thickness.
かくして、熱分解領域で生成し乾燥領域に上昇したガス状又はミスト状タールの大部分は、乾燥領域で凝縮して液状タールになったり又は凝集され大粒径液状タールになることはなく、そのため捕捉されて熱分解領域に戻されることがなく、ガス状又はミスト状のまま乾燥領域を通過し、熱分解炉から排出される。ガス化剤供給量を増加させると、乾燥領域層厚を低減させ捕捉されるタール量を低減させ、タール収率が向上するが、過剰にガス化剤供給量を増加させると、炉内ガス上昇速度の増加により充填移動層を構成するバイオマス等の下方への均一な移動を妨げ、やがて炉内ガスの偏流や棚つりが生じるので、棚つりが生じるガス流量以下の流量に調整する。 Thus, most of the gaseous or mist tar generated in the pyrolysis zone and rising to the dry zone does not condense into a liquid tar or agglomerate into a large particle size liquid tar in the dry zone. Instead of being captured and returned to the pyrolysis zone, it passes through the drying zone in a gaseous or mist form and is discharged from the pyrolysis furnace. Increasing the gasification agent supply amount decreases the dry area layer thickness and reduces the amount of trapped tar and improves the tar yield. However, if the gasification agent supply amount is increased excessively, the gas in the furnace rises. By increasing the speed, the downward movement of biomass and the like constituting the packed moving bed is hindered, and the drift of the in-furnace gas and the shelves are eventually generated.
乾燥領域の温度に関しては、バイオマス供給量調整装置によりバイオマス供給量を調整すること及び／又はガス化剤供給量調整装置によりガス化剤供給量を調整することにより、該乾燥領域の温度を８０℃以上１００℃以下、さらに好ましくは８０℃以上９０℃以下に維持する。このように乾燥領域の温度を維持することにより、高沸点で粘度の高い高分子量タールは凝縮され、常温で投入され充填層上部を覆うバイオマスがこの凝縮した高分子量タールのフィルターとなり、高分子量タールが捕捉されるため、ガス排出口から排出されるタールにこの粘度の高いタールが含まれる比率は少なくなる。そのため得られたタールは低粘度である。これにより粘度の高いタールによるトラブルを回避できる。また、充填移動層の高さを低くし乾燥領域の層厚を熱分解領域で生成したタールの大部分を通過させるように調整して、タールを高い収率で得るようにする際に、該乾燥領域の温度を上記の範囲に維持することにより、得られるタールを低粘度のタールとし、低粘度のタールを高い収率で得ることができる。 Regarding the temperature of the drying region, the temperature of the drying region is set to 80 ° C. by adjusting the biomass supply amount with the biomass supply amount adjusting device and / or adjusting the gasifying agent supply amount with the gasifying agent supply amount adjusting device. The temperature is maintained at 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or higher and 90 ° C. or lower. By maintaining the temperature in the drying region in this way, the high molecular weight tar having a high boiling point and high viscosity is condensed, and the biomass charged at room temperature and covering the top of the packed bed serves as a filter for the condensed high molecular weight tar. Is trapped, so that the ratio of the tar having a high viscosity to the tar discharged from the gas discharge port is reduced. Therefore, the tar obtained has a low viscosity. This avoids troubles caused by high viscosity tar. Further, when the height of the packed moving bed is lowered and the layer thickness of the drying region is adjusted so as to pass most of the tar generated in the pyrolysis region, the tar is obtained in a high yield. By maintaining the temperature of the drying region within the above range, the tar obtained can be made into a low-viscosity tar and a low-viscosity tar can be obtained in a high yield.
このようにして、本実施形態の竪型の熱分解炉で得られるタールの動粘度は、約１００ ｍｍ２／ｓ（５０℃）であり、気流層反応器で得られるタールの５００〜１０００ｍｍ２／ｓ（５０℃）と比較し１／５以下の値となって低粘度であるため取り扱いやすい。 In this way, the kinematic viscosity of the tar obtained in the vertical pyrolysis furnace of the present embodiment is about 100 mm 2 / s (50 ℃ ), the tar obtained in the stream bed reactor 500 to 1000 mm 2 Compared with / s (50 ° C.), the value is 1/5 or less, and it is easy to handle because of low viscosity.
本実施形態では、ガス化剤供給量調整装置は、熱分解炉内の内容物の不存在時にガス化剤が熱分解炉内を１０００℃で上昇するとしたときの空塔ガス線速度を４０〜６０ｃｍ／ｓの範囲に設定することがより好ましい。この範囲の下限より低いと乾燥領域の層厚をタールの大部分を通過させるように小さくした際に、層高が低くなりすぎて標準層厚の下限以下となり棚つりが生じることがある。また、この範囲の上限より高いと充填移動層を構成するバイオマス等の下方への均一な移動を妨げ、やがて炉内ガスの偏流や棚つりが生じる。 In the present embodiment, the gasification agent supply amount adjusting device sets the superficial gas linear velocity to 40 to 40 when the gasification agent rises at 1000 ° C. in the pyrolysis furnace when the contents in the pyrolysis furnace are absent. More preferably, it is set in the range of 60 cm / s. If it is lower than the lower limit of this range, when the layer thickness of the dry region is reduced so as to pass most of the tar, the layer height becomes too low and becomes below the lower limit of the standard layer thickness. Moreover, if it is higher than the upper limit of this range, the downward movement of biomass and the like constituting the packed moving bed will be prevented, and in-furnace gas drift and shelves will eventually occur.
＜可燃ガス生成量とタール生成量の調整＞
このように、本実施形態では、乾燥領域層厚調整手段は、バイオマス供給量調整装置とガス化剤供給量調整装置を有していて、これらを既述のごとく調整して、乾燥領域の層厚を上限と下限の範囲に維持する。
<Adjustment of combustible gas production and tar production>
Thus, in the present embodiment, the dry region layer thickness adjusting means includes the biomass supply amount adjusting device and the gasifying agent supply amount adjusting device, and adjusting these as described above to determine the layer of the dry region. Maintain thickness within upper and lower limits.
上記バイオマス供給量調整装置は、熱分解炉へのバイオマス供給量を調整し、ガス化剤供給量調整装置によるガス化剤供給量の調整と協働して、充填移動層の層高を調整し、乾燥領域層厚を適切な範囲に調整する。そして、ガス化剤供給量調整装置は、ガス化剤供給量を調整し、バイオマス供給量調整装置によるバイオマス供給量の調整と協働して、充填移動層の層高を調整し、乾燥領域層厚を適切な範囲に調整するとともに、本実施形態では、次のごとく、可燃ガス量とタール生成量の調整手段により、空気供給量と水蒸気供給量を調整することで、熱分解炉から取り出される可燃ガス量とタール量をも調整可能としている。この調整手段による空気供給量と水蒸気供給量の調整は、既述の乾燥領域の層厚を上限と下限の範囲に保つように設定された乾燥領域層厚調整手段のガス化剤供給調整装置により設定されたガス化剤としての空気そして水蒸気の供給量範囲を維持したまま、その範囲内で行われる。この空気そして水蒸気の供給量の調整により生成される可燃ガス量とタール量をも調整できるようになることの作動原理は、次のごとくである。 The biomass supply amount adjustment device adjusts the biomass supply amount to the pyrolysis furnace and adjusts the bed height of the packed moving bed in cooperation with the adjustment of the gasification agent supply amount by the gasification agent supply amount adjustment device. Then, the dry region layer thickness is adjusted to an appropriate range. The gasifying agent supply amount adjusting device adjusts the gasifying agent supply amount, adjusts the bed height of the filling moving layer in cooperation with the adjustment of the biomass supplying amount by the biomass supply amount adjusting device, and While adjusting the thickness to an appropriate range, in the present embodiment, the air supply amount and the water vapor supply amount are adjusted by the means for adjusting the amount of combustible gas and the amount of tar generated, as described below, and then removed from the pyrolysis furnace. The amount of combustible gas and tar can be adjusted. The adjustment of the air supply amount and the water vapor supply amount by the adjusting means is performed by the gasifying agent supply adjusting device of the drying area layer thickness adjusting means set so as to keep the layer thickness of the drying area in the upper limit and lower limit ranges. It is carried out within the range while maintaining the supply range of air and water vapor as the gasifying agent. The operating principle of enabling adjustment of the amount of combustible gas and the amount of tar generated by adjusting the supply amount of air and water vapor is as follows.
（１）空気供給量と水蒸気供給量の調整
充填移動層の層高を低下させ、空気供給量と水蒸気供給量の合計であるガス化剤供給量を、上記乾燥領域層厚の上限と下限の範囲を維持するガス化剤供給量の範囲内で増加させることにより、熱分解領域、還元領域、酸化領域の層厚を増加させ、その結果、タールの大部分を捕捉する乾燥領域の層厚を小さくすることにより、乾燥領域において熱分解領域で生成したタールの大部分を通過させることができ、タール収量、タール収率を増加させることができる。
(1) Adjustment of air supply amount and water vapor supply amount The bed height of the packed moving bed is lowered, and the gasification agent supply amount which is the sum of the air supply amount and the water vapor supply amount is set to the upper limit and lower limit of the dry region layer thickness. By increasing the gasifying agent supply amount within the range to maintain the range, the layer thickness of the pyrolysis region, reduction region and oxidation region is increased, and as a result, the layer thickness of the dry region capturing most of the tar is increased. By reducing the size, most of the tar generated in the pyrolysis region can be passed in the drying region, and the tar yield and tar yield can be increased.
この場合、上述の層厚調整のための操作に加えて、さらに、空気供給量を増減せず水蒸気供給量を増加する操作を行うと、可燃ガス生成量を増減させずタール収量を増加させることができる。空気供給量を増加させるとバイオマスの熱分解反応を促進させ可燃ガス生成量が増加する。そして可燃ガス生成量は空気供給量にほぼ比例して増加する。 In this case, in addition to the above-described operation for adjusting the layer thickness, further increasing the water vapor supply amount without increasing or decreasing the air supply amount increases the tar yield without increasing or decreasing the combustible gas generation amount. Can do. Increasing the air supply rate promotes biomass pyrolysis and increases the amount of combustible gas produced. The amount of combustible gas generated increases almost in proportion to the air supply amount.
バイオマスの酸化剤としては空気が支配的であり、水蒸気は１０００℃を超える高温の領域で酸化剤として機能するが、１０００℃より低い領域では不活性ガスのように振舞う。また、水蒸気を供給することは、熱分解炉下部で過剰に高温となり熱分解残渣が炉壁に融着するなどクリンカが生じることを防ぐために冷却のために供給する目的もある。 Air is dominant as an oxidant for biomass, and water vapor functions as an oxidant in a high temperature region exceeding 1000 ° C., but behaves like an inert gas in a region below 1000 ° C. The supply of water vapor also has the purpose of supplying water for cooling in order to prevent clinker from being generated, for example, the temperature becomes excessively high in the lower part of the pyrolysis furnace and the pyrolysis residue is fused to the furnace wall.
空気供給量を増減せず水蒸気供給量を増加すると、バイオマスの熱分解を促進する空気供給量が変わらないため可燃ガス生成量を変えずに、合計ガス供給量を増加することにより乾燥領域でタールが捕捉される比率を低減し熱分解炉外へのタールの取り出しを促進し、可燃ガス生成量を増減させずタール収量、タール収率を増加させることができる。 If the steam supply rate is increased without increasing or decreasing the air supply rate, the air supply rate that promotes the thermal decomposition of biomass does not change, so the total gas supply rate is increased without changing the amount of combustible gas generation, and tar is generated in the dry region. It is possible to reduce the ratio of trapping and promote the removal of tar out of the pyrolysis furnace, and to increase the tar yield and tar yield without increasing or decreasing the amount of combustible gas generated.
（２）空気供給量と水蒸気供給量と循環可燃ガス供給量の調整
本実施形態では、図１に示されるように、熱分解炉１から取り出される可燃ガスの一部を循環してブロワ９により熱分解炉１の下部へ循環可燃ガスとしてさらに用いてもよい。循環可燃ガスは、空気と水蒸気の混合気を送風する配管とは別の配管により熱分解炉１の下部へ供給され、可燃ガスと混合気との合流部を設けないようにして燃焼を回避している。
(2) Adjustment of air supply amount, water vapor supply amount, and circulating combustible gas supply amount In this embodiment, as shown in FIG. 1, a part of the combustible gas taken out from the pyrolysis furnace 1 is circulated by a blower 9. You may further use for the lower part of the pyrolysis furnace 1 as circulating combustible gas. The circulating combustible gas is supplied to the lower part of the pyrolysis furnace 1 by a pipe different from the pipe for blowing the air / water vapor mixture, and avoids combustion by not providing a junction of the combustible gas and the air / fuel mixture. ing.
（１）のように水蒸気供給量を増加すると、充填移動層下部でシフト反応（ＣＯ+Ｈ２Ｏ→ＣＯ２+Ｈ２）により生成ガスに含まれるＣＯ２濃度が増加し、生成された可燃ガスの単位体積当たりの発熱量が低下する。そこで、熱分解炉から取り出される可燃ガスの一部を循環して循環可燃ガスとして熱分解炉下部から供給するようにし、空気供給量と水蒸気供給量と循環可燃ガス供給量を調整すると、水蒸気供給と循環可燃ガス供給により、乾燥領域でタールが捕捉される比率を低減し熱分解炉外へのタールの取り出しを促進し、タール収量、タール収率を増加させることができるとともに、水蒸気供給量をむやみに増加させることがないため可燃ガスの発熱量の低下を抑制できる。 When the water vapor supply amount is increased as in (1), the CO 2 concentration contained in the product gas is increased by the shift reaction (CO + H 2 O → CO 2 + H 2 ) at the bottom of the packed moving bed, and the generated combustible gas The calorific value per unit volume of gas decreases. Therefore, when a part of the combustible gas taken out from the pyrolysis furnace is circulated and supplied from the lower part of the pyrolysis furnace as a circulating combustible gas, the steam supply And the supply of circulating combustible gas can reduce the ratio of tar trapped in the drying zone, promote the removal of tar to the outside of the pyrolysis furnace, increase the tar yield and tar yield, and Since it is not increased unnecessarily, a decrease in the calorific value of the combustible gas can be suppressed.
また、（１）のように水蒸気供給量を増加すると、後述の冷却器で熱分解炉から取り出されるガスを冷却して生じる凝縮水量が増加し排水処理量が増加し排水処理の負荷が増大するが、循環可燃ガスを用いることにより排水処理量の増加を抑制できる。 Further, when the water vapor supply amount is increased as in (1), the amount of condensed water generated by cooling the gas taken out from the pyrolysis furnace with a cooler described later increases, the waste water treatment amount increases, and the waste water treatment load increases. However, the increase in the amount of wastewater treatment can be suppressed by using the circulating combustible gas.
（３）空気供給量と水蒸気供給量と不活性ガス供給量の調整
本実施形態では、図１にて破線で示されるごとく、ブロワ１０を経て、不活性ガス、例えば窒素を熱分解炉下部へ供給すると、水蒸気供給と不活性ガス供給により、乾燥領域でタールが捕捉される比率を低減し熱分解炉外へのタールの取り出しを促進し、タール収量、タール収率を増加させることができる。
(3) Adjustment of air supply amount, water vapor supply amount, and inert gas supply amount In this embodiment, as shown by a broken line in FIG. 1, an inert gas, for example, nitrogen is passed through the
（１）のように水蒸気供給量を増加すると、冷却器で熱分解炉から取り出されるガスを冷却して生じる凝縮水量が増加し排水処理量が増加し排水処理の負荷が増大するが、不活性ガスを用いることにより排水処理量の増加を抑制できる。 Increasing the water vapor supply amount as in (1) increases the amount of condensed water generated by cooling the gas taken out from the pyrolysis furnace with a cooler, increasing the wastewater treatment amount and increasing the wastewater treatment load. By using gas, an increase in the amount of wastewater treatment can be suppressed.
＜生成ガスの処理＞
このようにして、熱分解炉１で生成されガス排出口３から取り出された生成ガスは、冷却器４にもたらされ、冷却によってタールと水分が凝集されて気液分離される。液状分は比重分離器５へ送られ、凝集によって残った生成ガス分は可燃ガスとして冷却器４から送り出され燃料等の使用に供される。一方、液状分は含水タールであり、比重分離器５で比重差によって含水軟質タールと重質タールに分離された後にそれぞれ取り出される。重質タール（非水溶性タール）はＣ重油の代替燃料として利用可能である。
<Processing of generated gas>
In this way, the product gas produced in the pyrolysis furnace 1 and taken out from the
以下、本実施形態装置を用いた実施例を比較例と共に示す。 Hereinafter, examples using the apparatus of the present embodiment will be shown together with comparative examples.
各実施例では、竪型の熱分解炉内の充填移動層の高さを、この熱分解炉を用いて行う通常のガス化操業の際の充填移動層の高さの６０％程度となるようにバイオマス供給量を調整した。比較例に示されるような通常のガス化操業の際の充填移動層の高さが３．２ｍであるのに対して実施例１〜４ではその６０％となる１．９ｍとし、乾燥領域層厚も減じた状態で、バイオマス供給量、ガス化剤供給量そして空塔ガス線速度を種々変えて実施した。その結果は、表１に示す通りの高いタール収量、タール収率そして可燃ガスとタールとの高位発熱量分配を得た。 In each embodiment, the height of the packed moving bed in the vertical pyrolysis furnace is set to be about 60% of the height of the packed moving bed in the normal gasification operation performed using this pyrolysis furnace. The biomass supply amount was adjusted. While the height of the packed moving bed at the time of normal gasification operation as shown in the comparative example is 3.2 m, in Examples 1 to 4, the height is 1.9 m, which is 60%, and the dry region layer While the thickness was reduced, the biomass supply amount, the gasifying agent supply amount, and the superficial gas linear velocity were variously changed. As a result, high tar yield, tar yield and high calorific value distribution between combustible gas and tar were obtained as shown in Table 1.
［比較例］
充填移動層ガス化装置（炉内径３００ｍｍ）において、ガス化操業を行う際の充填移動層の層高３．２ｍ、乾燥領域の層厚２．２ｍとした。乾燥領域で生成したタールの大部分が捕捉され、取り出されるタールのタール収率は４．２ｗｔ％であった。
[Comparative example]
In the packed moving bed gasifier (furnace inner diameter 300 mm), the bed height of the packed moving bed during gasification operation was 3.2 m, and the layer thickness of the dry region was 2.2 m. Most of the tar produced in the dry zone was captured and the tar yield of the tar removed was 4.2 wt%.
［実施例１］
充填移動層の層高を比較例の６０％の１．９ｍに低下させ、乾燥領域の層厚を比較例の４０％程度である０．９ｍに小さくし、バイオマス供給量、空気供給量、水蒸気供給量を比較例より増加させる。乾燥領域の層厚を小さくし、空気と水蒸気の合計であるガス化剤供給量を増加することにより、乾燥領域でタールの大部分を通過させ、タール収率を１４．２ｗｔ％と、比較例の３．４倍に増加できた。
[Example 1]
The bed height of the packed moving bed is reduced to 1.9 m, which is 60% of the comparative example, and the layer thickness of the dry region is reduced to 0.9 m which is about 40% of the comparative example, and the biomass supply amount, air supply amount, water vapor The supply amount is increased from the comparative example. By reducing the layer thickness in the drying region and increasing the gasification agent supply amount, which is the sum of air and water vapor, most of the tar passes in the drying region and the tar yield is 14.2 wt%. It was increased by 3.4 times.
［実施例２］
実施例１に対して空気供給量、水蒸気供給量を１０％増加させると、タール収量と可燃ガス生成量が増加し、タール収率を１６．４ｗｔ％と、比較例の３．９倍に増加できた。
また、空気供給量を増加させることにより、バイオマスの熱分解反応を促進させタール収量と可燃ガス生成量を増加させる効果があった。
[Example 2]
When the air supply amount and the water vapor supply amount are increased by 10% with respect to Example 1, the tar yield and the amount of combustible gas increase, and the tar yield increases to 16.4 wt%, 3.9 times that of the comparative example. did it.
Further, by increasing the air supply amount, there was an effect of promoting the thermal decomposition reaction of biomass and increasing the tar yield and the amount of combustible gas generated.
［実施例３］
実施例１に対してバイオマス供給量を変えず、空気供給量を変えず、水蒸気供給量を２５０％に増加させ、ガス化剤供給量を１．２６倍に増加すると、タール収量と可燃ガス生成量が増加し、タール収率を１８．５ｗｔ％と、比較例の４．４倍に増加できた。また、空気供給量を変えず、水蒸気供給量を増加させることにより、可燃ガス生成量をほぼ変化させずに、タール収量を増加させタール収率を増加させることができた。高位発熱量の分配を、実施例１では可燃ガス：タールの比率が４４：１９であるところ、実施例３では４２：２５とタールの比率を高くしバイオマスからタールをより多く生成することができた。
[Example 3]
When the biomass supply amount is not changed, the air supply amount is not changed, the water vapor supply amount is increased to 250%, and the gasifying agent supply amount is increased 1.26 times compared to Example 1, the tar yield and the generation of combustible gas The amount increased, and the tar yield was 18.5 wt%, which was 4.4 times that of the comparative example. Moreover, by increasing the water vapor supply amount without changing the air supply amount, the tar yield could be increased and the tar yield increased without substantially changing the combustible gas generation amount. In the distribution of high calorific value, in Example 1, the ratio of combustible gas: tar is 44:19, but in Example 3, the ratio of tar is increased to 42:25, so that more tar can be generated from biomass. It was.
［実施例４］
実施例１に対してバイオマス供給量を変えず、空気供給量を変えず、水蒸気供給量を１／２に減少し、循環可燃ガスを供給し、ガス化剤供給量を１．２６倍に増加すると、タール収量が増加し、タール収率を１８ｗｔ％と、比較例の４．３倍に増加できた。また、空気供給量を変えず、水蒸気と循環可燃ガスを供給し、合計ガス供給量を増加させることにより、可燃ガス生成量をほぼ変化させずに、タール収量を増加させタール収率を増加させることができた。高位発熱量の分配を、実施例１では可燃ガス：タールの比率が４４：１９であるところ、実施例４では４３：２５とタールの比率を高くしバイオマスからタールをより多く生成することができた。
[Example 4]
No change in biomass supply, no change in air supply, 1/2 reduction in steam supply, supply of flammable gas, and increase in gasification agent supply by 1.26 times compared to Example 1. Then, the tar yield was increased, and the tar yield was 18 wt%, which was 4.3 times that of the comparative example. In addition, by supplying water vapor and circulating combustible gas without changing the air supply amount and increasing the total gas supply amount, the tar yield is increased and the tar yield is increased without substantially changing the combustible gas generation amount. I was able to. In the distribution of the higher calorific value, in Example 1, the ratio of combustible gas: tar is 44:19, but in Example 4, the ratio of tar is increased to 43:25, and more tar can be generated from biomass. It was.
［実施例５］
実施例１に対してバイオマス供給量を変えず、空気供給量を変えず、水蒸気供給量を１／２に減少し、窒素ガスを供給し、ガス化剤供給量を１．２６倍に増加すると、タール収量が増加し、タール収率を１７．６ｗｔ％と、比較例の４．２倍に増加できた。また、空気供給量を変えず、水蒸気と窒素ガスを供給し、合計ガス供給量を増加させることにより、タール収量を増加させタール収率を増加させることができた。高位発熱量の分配を、実施例１では可燃ガス：タールの比率が４４：１９であるところ、実施例４では４３：２４とタールの比率を高くしバイオマスからタールをより多く生成することができた。
[Example 5]
When the biomass supply amount is not changed with respect to Example 1, the air supply amount is not changed, the water vapor supply amount is reduced to 1/2, the nitrogen gas is supplied, and the gasifying agent supply amount is increased 1.26 times. The tar yield increased, and the tar yield was 17.6 wt%, which was 4.2 times that of the comparative example. Further, by supplying water vapor and nitrogen gas without changing the air supply amount and increasing the total gas supply amount, the tar yield was increased and the tar yield could be increased. In the distribution of the higher calorific value, in Example 1, the ratio of combustible gas: tar is 44:19, but in Example 4, the ratio of tar is increased to 43:24, so that more tar can be generated from biomass. It was.
１ 熱分解炉
２ バイオマス供給量調整装置（バイオマス供給装置）
７ ガス化剤供給量調整装置（可燃ガス量とタール生成量の調整手段）（空気ブロワ）
８ ガス化剤供給量調整装置（可燃ガス量とタール生成量の調整手段）（水蒸気ブロワ）
1 Pyrolysis furnace 2 Biomass supply amount adjustment device (biomass supply device)
7 Gasification agent supply amount adjustment device (Adjustment means for combustible gas amount and tar generation amount) (Air blower)
8 Gasification agent supply amount adjustment device (Adjustment means for combustible gas amount and tar generation amount) (steam blower)
Claims (6)
乾燥領域の層厚を、熱分解領域におけるバイオマスの棚吊りの発生を抑制するために十分な圧力を下方の層に与えるために必要な乾燥領域の層厚の下限以上であって、乾燥領域においてバイオマスを乾燥させるとともに、熱分解領域で生成したガス状又はミスト状のタールが凝縮又は凝集して捕捉されることなく、タールをガス状又はミスト状のまま乾燥領域を通過可能とする乾燥領域の層厚の上限以下である所定範囲に調整するように設定されている乾燥領域層厚調整手段と、可燃ガス生成量及びタール生成量の調整手段とを有し、
該乾燥領域層厚調整手段は、バイオマス供給量調整装置とガス化剤供給量調整装置を有し、
上記バイオマス供給量調整装置は、熱分解炉へのバイオマス供給量を調整し、ガス化剤供給量調整装置によるガス化剤供給量の調整と協働して、充填移動層の層高を調整し、乾燥領域層厚を所定範囲に調整するように設定されており、
ガス化剤供給量調整装置は、熱分解炉の下部から供給される空気供給量と水蒸気供給量の合計であるガス化剤供給量を調整し、バイオマス供給量調整装置によるバイオマス供給量の調整と協働して、充填移動層の層高を調整し、乾燥領域層厚を所定範囲に調整するように設定されており、
さらに、可燃ガス生成量及びタール生成量の調整手段は、乾燥領域層厚調整手段のガス化剤供給量調整装置により設定されるガス化剤としての空気と水蒸気の供給量範囲内で、空気供給量と水蒸気供給量を調整し、熱分解炉から取り出される可燃ガス量とタール量を調整可能とすることを特徴とするバイオマスの熱分解装置。 A drying area where biomass is supplied into the furnace from the top of the vertical pyrolysis furnace and the supplied biomass is dried, a pyrolysis area where the biomass is pyrolyzed to produce gas and tar, and fixation generated by pyrolysis In the pyrolysis furnace, there is a reduction zone for gasification of carbon and a packed moving bed of biomass that has an oxidation zone from the top to the bottom that generates heat necessary for the gasification reaction by partially oxidizing unburned fixed carbon and biomass. And supplying air and water vapor as gasifying agents from the bottom of the pyrolysis furnace, and the biomass descending in the packed moving bed is brought into countercurrent contact with the ascending gasifying agent and thermally decomposed to produce product gas and tar. In a biomass pyrolysis apparatus comprising a pyrolysis furnace to obtain,
The layer thickness of the drying zone, there is sufficient pressure above the lower limit of the layer thickness of required drying zone to provide the layer below in order to suppress the occurrence of hanging shelf biomass in the pyrolysis region, in the drying region A drying zone that allows the biomass to dry and the gas or mist tar produced in the pyrolysis zone does not condense or agglomerate and is trapped, allowing the tar to pass through the drying zone while remaining in the form of gas or mist . A dry region layer thickness adjusting means that is set to adjust to a predetermined range that is equal to or less than the upper limit of the layer thickness, and a means for adjusting the amount of combustible gas generated and the amount of tar generated,
The dry region layer thickness adjusting means has a biomass supply amount adjusting device and a gasifying agent supply amount adjusting device,
The biomass supply amount adjustment device adjusts the biomass supply amount to the pyrolysis furnace and adjusts the bed height of the packed moving bed in cooperation with the adjustment of the gasification agent supply amount by the gasification agent supply amount adjustment device. , Set to adjust the dry area layer thickness to a predetermined range,
The gasification agent supply amount adjustment device adjusts the gasification agent supply amount, which is the sum of the air supply amount and the steam supply amount supplied from the lower part of the pyrolysis furnace, and the biomass supply amount adjustment device adjusts the biomass supply amount. In cooperation, it is set to adjust the bed height of the filling moving bed and to adjust the dry area layer thickness to a predetermined range,
Further, the means for adjusting the amount of combustible gas generation and the amount of tar generation is an air supply within the supply range of air and water vapor as the gasifying agent set by the gasifying agent supply amount adjusting device of the dry region layer thickness adjusting means. A biomass pyrolysis apparatus characterized by adjusting an amount and a water vapor supply amount to adjust an amount of combustible gas and a tar amount taken out from a pyrolysis furnace.
さらに、可燃ガス生成量及びタール生成量の調整手段は、乾燥領域層厚調整手段のガス化剤供給量調整装置により設定されるガス化剤としての空気と水蒸気と循環可燃ガスの供給量範囲内で、空気供給量と水蒸気供給量と循環可燃ガス供給量を調整し、熱分解炉から排出される可燃ガス量とタール量を調整可能であることとする請求項１に記載のバイオマスの熱分解装置。 The gasifying agent includes a circulating combustible gas that circulates a part of the combustible gas taken out from the pyrolysis furnace and supplies it from the lower part of the pyrolysis furnace , and the gasifying agent supply amount adjusting device includes an air supply amount and a water vapor supply amount. And the circulating combustible gas supply amount is adjusted, the bed height of the packed moving bed is adjusted, and the dry area layer thickness is adjusted to a predetermined range,
Further, the means for adjusting the amount of combustible gas generated and the amount of tar generated is within the supply range of air, water vapor and circulating combustible gas as the gasifying agent set by the gasifying agent supply amount adjusting device of the dry region layer thickness adjusting means. The biomass pyrolysis according to claim 1 , wherein the air supply amount, the water vapor supply amount, and the circulating combustible gas supply amount can be adjusted to adjust the combustible gas amount and tar amount discharged from the pyrolysis furnace. apparatus.
乾燥領域の層厚を、熱分解領域におけるバイオマスの棚吊りの発生を抑制するために十分な圧力を下方の層に与えるために必要な乾燥領域の層厚の下限以上であって、乾燥領域においてバイオマスを乾燥させるとともに、熱分解領域で生成したガス状又はミスト状のタールが凝縮又は凝集して捕捉されることなく、タールをガス状又はミスト状のまま乾燥領域を通過可能とする乾燥領域の層厚の上限以下である所定範囲に調整するように、熱分解炉へのバイオマス供給量の調整と空気供給量と水蒸気供給量の合計であるガス化剤供給量の調整とを相俟って行うことで、充填移動層の層高を調整し、乾燥領域層厚を所定範囲に調整し、さらに、空気供給量と水蒸気供給量を、乾燥領域層厚を所定範囲に調整するために設定される範囲内で調整して熱分解炉から取り出される可燃ガス量とタール量を調整することを特徴とするバイオマスの熱分解方法。 A drying area where biomass is supplied into the furnace from the top of the vertical pyrolysis furnace and the supplied biomass is dried, a pyrolysis area where the biomass is pyrolyzed to produce gas and tar, and fixation generated by pyrolysis In the pyrolysis furnace, there is a reduction zone for gasification of carbon and a packed moving bed of biomass that has an oxidation zone from the top to the bottom that generates heat necessary for the gasification reaction by partially oxidizing unburned fixed carbon and biomass. And supplying air and water vapor as gasifying agents from the bottom of the pyrolysis furnace, and the biomass descending in the packed moving bed is brought into countercurrent contact with the ascending gasifying agent and thermally decomposed to produce product gas and tar. In a biomass pyrolysis method comprising a pyrolysis furnace to obtain,
The layer thickness of the drying zone, there is sufficient pressure above the lower limit of the layer thickness of required drying zone to provide the layer below in order to suppress the occurrence of hanging shelf biomass in the pyrolysis region, in the drying region A drying zone that allows the biomass to dry and the gas or mist tar produced in the pyrolysis zone does not condense or agglomerate and is trapped, allowing the tar to pass through the drying zone while remaining in the form of gas or mist . Combined with the adjustment of the biomass supply amount to the pyrolysis furnace and the adjustment of the gasification agent supply amount, which is the sum of the air supply amount and the steam supply amount, so as to adjust to a predetermined range which is less than the upper limit of the layer thickness By performing the adjustment, the layer height of the packed moving bed is adjusted, the dry region layer thickness is adjusted to a predetermined range, and the air supply amount and the water vapor supply amount are set to adjust the dry region layer thickness to a predetermined range. adjust within that range Pyrolysis method biomass and adjusting the combustible gas amount and the tar amount taken out from the pyrolysis furnace.
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