JP5990978B2 - Fluidized bed system and biomass introduction method - Google Patents

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Description

本発明は、流動媒体を利用してバイオマスを処理する流動層システムおよびバイオマス導入方法に関する。   The present invention relates to a fluidized bed system and a biomass introduction method for processing biomass using a fluidized medium.

近年、石油に代えて、バイオマスや、石炭、タイヤチップ等の固体原料をガス化してガス化ガスを生成する技術が開発されている。このようにして生成されたガス化ガスは、発電システムや、水素の製造、合成燃料(合成石油)の製造、化学肥料(尿素)等の化学製品の製造等に利用されている。ガス化ガスの原料となる固体原料のうち、木材、紙、藁、海草、生ゴミ等の生物由来の有機性資源であるバイオマスは、再生可能な資源であるため、石炭や石油といった化石燃料に代わるエネルギー源として期待されている。   2. Description of the Related Art In recent years, a technology for generating gasified gas by gasifying solid raw materials such as biomass, coal, and tire chips instead of petroleum has been developed. The gasified gas thus generated is used for power generation systems, hydrogen production, synthetic fuel (synthetic petroleum) production, chemical fertilizer (urea) and other chemical products. Biomass, which is an organic resource derived from living organisms such as wood, paper, firewood, seaweed, and raw garbage, is a renewable resource among the solid raw materials used as gasification gas, so it can be used as a fossil fuel such as coal and oil. Expected to be an alternative energy source.

固体原料をガス化する技術として、水蒸気を利用した流動層ガス化炉に固体原料を導入してガス化する技術が開発されている。このような流動層ガス化炉には、固体原料を導入する技術として、気体搬送や、ホッパを利用した落下搬送(例えば、特許文献1)、二軸スクリュー式フィーダを用いた搬送(例えば、特許文献2)が利用されている。   As a technique for gasifying a solid material, a technique for gasifying a solid material by introducing it into a fluidized bed gasification furnace using steam has been developed. In such a fluidized bed gasification furnace, as a technique for introducing a solid raw material, gas conveyance, drop conveyance using a hopper (for example, Patent Document 1), conveyance using a twin screw feeder (for example, patent) Reference 2) is used.

特開2010−254728号公報JP 2010-254728 A 特許第3675636号Patent No. 3675636

しかし、バイオマスのうち、木材、紙、藁等の繊維状のバイオマスは、繊維間に空気を大量に含んでいるため、気体搬送を試みても繊維間を気体が通り抜けてしまい搬送できない。また、特許文献1の落下搬送を利用したとしても、ホッパの排出口とガス化炉とを接続する配管において、バイオマスにおける繊維同士が絡み合ってブリッジを形成し、堆積して、配管を閉塞してしまう。さらに、特許文献2の二軸スクリュー式フィーダを利用したとしても、繊維状のバイオマスは繊維間に空気を大量に含んでいるため、スクリュー式フィーダ内が密閉されず、ガス化炉内のガスがスクリュー式フィーダへ逆流したり、導入側の雰囲気ガスがガス化炉に混入してしまったりするという問題があった。   However, among biomass, fibrous biomass such as wood, paper, and firewood contains a large amount of air between the fibers, so even if an attempt is made to convey the gas, the gas passes between the fibers and cannot be conveyed. Moreover, even if the fall conveyance of patent document 1 is utilized, in the pipe connecting the discharge port of the hopper and the gasification furnace, fibers in the biomass are intertwined to form a bridge, deposit, and block the pipe. End up. Furthermore, even if the biaxial screw type feeder of Patent Document 2 is used, the fibrous biomass contains a large amount of air between the fibers, so the inside of the screw type feeder is not sealed, and the gas in the gasifier is not sealed. There was a problem that the gas flowed back to the screw type feeder or the introduction side atmosphere gas was mixed into the gasification furnace.

そこで本発明は、このような課題に鑑み、簡易な構成で、配管を閉塞することなく、バイオマスを確実に流動層炉に導入することが可能な流動層システムおよびバイオマス導入方法を提供することを目的としている。   Therefore, in view of such problems, the present invention provides a fluidized bed system and a biomass introduction method capable of reliably introducing biomass into a fluidized bed furnace with a simple configuration and without blocking the piping. It is aimed.

上記課題を解決するために、本発明の流動層システムは、流動媒体を落下搬送する落下搬送手段と、落下搬送されている前記流動媒体にバイオマスを投入する原料投入手段と、落下搬送された前記流動媒体と、投入された前記バイオマスとをさらに混合して混合物を生成する混合部と、前記混合物を導出する導出部と、流動媒体を流動層化するとともに、前記導出部によって導出された混合物が導入される流動層炉と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a fluidized bed system according to the present invention includes a drop transport unit that drops and transports a fluid medium, a raw material input unit that feeds biomass into the fluid medium that is being dropped and transported, and the drop transport unit A mixing unit that further mixes the fluid medium and the input biomass to generate a mixture, a derivation unit that derives the mixture, a fluidized bed of the fluid medium, and a mixture derived by the derivation unit And a fluidized bed furnace to be introduced.

また、前記流動媒体を加熱する第1の加熱部を備えるとしてもよい。 The present invention may also be obtain Bei a first heating section for heating the fluid medium.

また、前記落下搬送手段として機能するとともに、前記流動媒体を貯蔵する媒体貯蔵部を備え、前記第1の加熱部は、前記媒体貯蔵部において前記流動媒体を加熱するとしてもよい。 Further, the functions as dropping conveying means, provided with a media reservoir for storing the fluid medium, the first heating portion may Rutoshite that Nessu pressurizing said fluid medium in said medium reservoir.

また、前記導出部において前記混合物を加熱する第2の加熱部を備えるとしてもよい。   Moreover, it is good also as providing the 2nd heating part which heats the said mixture in the said derivation | leading-out part.

また、前記導出部は、らせん型のスクリューを回転させ、回転軸の方向に前記混合物を送り出すスクリューフィーダを含んで構成され、前記スクリューフィーダの出口は、前記流動層炉における流動媒体で満たされる位置に接続されるとしてもよい。   The lead-out portion includes a screw feeder that rotates a helical screw and feeds the mixture in the direction of the rotation axis, and an outlet of the screw feeder is a position filled with a fluid medium in the fluidized bed furnace. It may be connected to.

上記課題を解決するために、本発明のバイオマス導入方法は、流動媒体を流動層化する流動層炉にバイオマスを導入するバイオマス導入方法であって、前記流動媒体を落下搬送する工程と、落下搬送されている前記流動媒体に前記バイオマスを投入する工程と、落下搬送された前記流動媒体と、投入された前記バイオマスとをさらに混合して混合物を生成する工程と、前記流動層炉に前記混合物を導入する工程と、を含むことを特徴とする。
In order to solve the above problems, a biomass introduction method of the present invention is a biomass introduction method for introducing biomass into a fluidized bed furnace for fluidizing a fluidized medium, a step of dropping and conveying the fluidized medium, and a drop conveying A step of introducing the biomass into the fluidized medium, a step of further mixing the fluidized medium dropped and transported with the input biomass, and generating the mixture in the fluidized bed furnace. And a step of introducing.

本発明によれば、簡易な構成で、配管を閉塞することなく、バイオマスを確実に流動層炉に導入することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to reliably introduce biomass into a fluidized bed furnace with a simple configuration and without blocking the piping.

流動層システムの具体的な構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific structure of a fluidized bed system. 原料導入装置の具体的な構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific structure of a raw material introduction apparatus. バイオマス導入方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the flow of a process of a biomass introduction method. 変形例にかかる流動層システムの具体的な構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the specific structure of the fluidized bed system concerning a modification.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

(流動層システム100)
図1は、本実施形態にかかる流動層システム100の具体的な構成を説明するための図である。図1に示すように、流動層システム100は、燃焼炉102と、媒体分離器104と、ガス化炉(流動層炉)110と、原料導入装置200とを含んで構成される。
(Fluidized bed system 100)
FIG. 1 is a diagram for explaining a specific configuration of a fluidized bed system 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the fluidized bed system 100 includes a combustion furnace 102, a medium separator 104, a gasification furnace (fluidized bed furnace) 110, and a raw material introduction device 200.

本実施形態において、流動層システム100は、循環流動層式ガス化システムであり、全体として、粒径が300μm程度の硅砂(珪砂)等の砂で構成される流動媒体を熱媒体として循環させている。具体的には、まず、流動媒体は、燃焼炉102で1000℃程度に加熱され、燃焼排ガスと共に媒体分離器104に導入される。媒体分離器104においては、高温の流動媒体と燃焼排ガスとが分離され、当該分離された高温の流動媒体がガス化炉110に導入される。   In the present embodiment, the fluidized bed system 100 is a circulating fluidized bed gasification system, and as a whole, a fluidized medium composed of sand such as dredged sand (silica sand) having a particle size of about 300 μm is circulated as a heat medium. Yes. Specifically, the fluid medium is first heated to about 1000 ° C. in the combustion furnace 102 and introduced into the medium separator 104 together with the combustion exhaust gas. In the medium separator 104, the high-temperature fluid medium and the combustion exhaust gas are separated, and the separated high-temperature fluid medium is introduced into the gasification furnace 110.

一方、媒体分離器104で分離された燃焼排ガスは、不図示の熱交換器等で熱回収される。ガス化炉110に導入された流動媒体は、水蒸気貯留部112から導入されるガス化剤(ここでは水蒸気)によって流動し、燃焼炉102に戻される。   On the other hand, the combustion exhaust gas separated by the medium separator 104 is recovered by a heat exchanger (not shown) or the like. The fluid medium introduced into the gasification furnace 110 is fluidized by the gasifying agent (here, steam) introduced from the steam storage part 112 and returned to the combustion furnace 102.

ガス化炉110の下方には水蒸気貯留部112が設けられており、不図示の水蒸気供給源から供給された水蒸気が、水蒸気貯留部112に一時的に貯留され、この水蒸気貯留部112に貯留された水蒸気が、ガス化炉110の底面から当該ガス化炉110内に導入されている。このように、媒体分離器104から導入された高温の流動媒体に水蒸気を導入することにより、ガス化炉110内において流動層(気泡流動層)が形成される。   A water vapor storage unit 112 is provided below the gasification furnace 110, and water vapor supplied from a water supply source (not shown) is temporarily stored in the water vapor storage unit 112 and stored in the water vapor storage unit 112. Steam is introduced into the gasification furnace 110 from the bottom of the gasification furnace 110. As described above, by introducing water vapor into the high-temperature fluid medium introduced from the medium separator 104, a fluidized bed (bubble fluidized bed) is formed in the gasification furnace 110.

また、ガス化炉110には、上記の流動層に、バイオマスを投入するための原料導入装置200が設けられている。この原料導入装置200から投入されたバイオマスは、水蒸気によって流動層化した流動媒体が有する700℃〜900℃程度の熱によってガス化され、これによってガス化ガスが生成されることとなる。   Further, the gasification furnace 110 is provided with a raw material introduction device 200 for introducing biomass into the fluidized bed. Biomass input from the raw material introduction apparatus 200 is gasified by heat of about 700 ° C. to 900 ° C. of the fluidized medium fluidized by water vapor, thereby generating gasified gas.

ガス化ガスの原料となるバイオマスのうち、木材、紙、藁等の繊維状のバイオマスは、繊維間に空気を大量に含んでいる(例えば、綿毛形状のものもある)ため、従来の気流搬送や、落下搬送を用いた搬送で、バイオマスをガス化炉110に導入するのは困難である。したがって、従来は、バイオマスをペレット状に加工した後にガス化炉110に導入していたため、前処理にコストがかかっていた。   Among biomass used as raw materials for gasification gas, fibrous biomass such as wood, paper, and firewood contains a large amount of air between fibers (for example, some fluff-shaped ones), so conventional air current transportation In addition, it is difficult to introduce biomass into the gasification furnace 110 by transport using drop transport. Therefore, conventionally, since the biomass was processed into a pellet form and then introduced into the gasification furnace 110, the pretreatment was expensive.

そこで、本実施形態の原料導入装置200は、バイオマスのうち、特に繊維状のバイオマスを確実にガス化炉110に導入する。以下に、かかる原料導入装置200の具体的な構成について説明する。   Therefore, the raw material introduction device 200 of the present embodiment reliably introduces fibrous biomass among the biomass into the gasification furnace 110. Below, the specific structure of this raw material introduction apparatus 200 is demonstrated.

(原料導入装置200)
図2は、原料導入装置200の具体的な構成を説明するための図である。図2に示すように、原料導入装置200は、媒体貯蔵部210と、第1の加熱部212と、原料搬送部220と、混合部230と、導出部240と、第2の加熱部250を含んで構成される。
(Raw material introduction device 200)
FIG. 2 is a diagram for explaining a specific configuration of the raw material introduction apparatus 200. As shown in FIG. 2, the raw material introduction apparatus 200 includes a medium storage unit 210, a first heating unit 212, a raw material transport unit 220, a mixing unit 230, a derivation unit 240, and a second heating unit 250. Consists of including.

媒体貯蔵部210は、例えば、ホッパで構成され、流動層システム100において利用される流動媒体を一時的に貯蔵するとともに、流動媒体を後述するホッパ232へ落下させる(落下搬送)。また、媒体貯蔵部210には、第1の加熱部212が設けられており、第1の加熱部212は、媒体貯蔵部210に貯蔵される流動媒体を加熱する。   The medium storage unit 210 is configured by, for example, a hopper, temporarily stores the fluid medium used in the fluidized bed system 100, and drops the fluid medium to a hopper 232 described later (drop conveyance). The medium storage unit 210 is provided with a first heating unit 212, and the first heating unit 212 heats the fluid medium stored in the medium storage unit 210.

原料搬送部220は、例えば、ベルトコンベアで構成され、繊維状のバイオマスをホッパ232へ搬送する。ここで、原料搬送部220が搬送するバイオマスは、どのような形態であってもよいが、例えば、木材、紙、藁等の繊維状のバイオマス、廃棄物、がれきが挙げられる。   The raw material conveyance part 220 is comprised with a belt conveyor, for example, and conveys fibrous biomass to the hopper 232. Here, the biomass conveyed by the raw material conveyance unit 220 may be in any form, and examples thereof include fibrous biomass such as wood, paper, and firewood, waste, and debris.

混合部230は、ホッパ232と、攪拌羽根234を含んで構成される。ホッパ232には、媒体貯蔵部210から搬送された流動媒体と、原料搬送部220から搬送されたバイオマスとが導入される。そして、不図示の駆動源によって、ホッパ232内に設けられた攪拌羽根234が回転駆動することにより、流動媒体とバイオマスとが混合されて混合物(流動媒体とバイオマスとの混合物)が生成される。   The mixing unit 230 includes a hopper 232 and a stirring blade 234. In the hopper 232, the fluid medium transported from the medium storage unit 210 and the biomass transported from the raw material transport unit 220 are introduced. Then, the agitating blade 234 provided in the hopper 232 is rotationally driven by a drive source (not shown), whereby the fluid medium and the biomass are mixed to produce a mixture (a mixture of the fluid medium and the biomass).

導出部240は、配管242を通じて、混合部230で生成された混合物を導出し、ガス化炉110に導入する。具体的に説明すると、本実施形態において導出部240は、らせん型のスクリューを回転させ、回転軸の方向に混合物を送り出すスクリューフィーダを含んで構成される。   The deriving unit 240 derives the mixture generated by the mixing unit 230 through the pipe 242 and introduces the mixture into the gasification furnace 110. Specifically, in the present embodiment, the lead-out unit 240 includes a screw feeder that rotates a helical screw and feeds the mixture in the direction of the rotation axis.

第2の加熱部250は、配管242におけるガス化炉110との接続位置近傍に設けられ、配管242内の混合物を加熱する。   The second heating unit 250 is provided in the vicinity of the connection position with the gasification furnace 110 in the pipe 242 and heats the mixture in the pipe 242.

このように、導出部240が、バイオマスを単体ではなく、バイオマスとともに流動媒体をガス化炉110に導入することにより、バイオマスにおける繊維の間を流動媒体で満たすことができる。したがって、バイオマスにおける繊維同士が絡み合ってブリッジを形成してしまい配管242が閉塞してしまう事態を回避することが可能となる。   Thus, the lead-out part 240 can fill the space between fibers in the biomass with the fluid medium by introducing the fluid medium into the gasification furnace 110 together with the biomass instead of the biomass. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the fibers in the biomass are intertwined to form a bridge and the pipe 242 is blocked.

また、流動媒体の密度(単位体積あたりの質量)は、バイオマスの密度よりも大きいため、バイオマスと流動媒体との混合物とすることで、バイオマスのみを搬送する場合と比較して、大きい圧力で搬送することができる。したがって、仮にバイオマスが配管242においてブリッジを形成したとしても、流動媒体の密度に応じた大きい圧力で、バイオマスをガス化炉110に押し出すことが可能となる。   In addition, since the density of the fluid medium (mass per unit volume) is larger than the density of the biomass, it is transported at a higher pressure than the case of transporting only biomass by using a mixture of biomass and fluid medium. can do. Therefore, even if the biomass forms a bridge in the pipe 242, the biomass can be pushed out to the gasifier 110 with a large pressure corresponding to the density of the fluid medium.

さらに、混合部230においてバイオマスと流動媒体とが混合されることにより、ガス化炉110において、バイオマスが偏りなく流動媒体に分散されることになる。したがって、バイオマスを実質的に均一にガス化することができ、ガス化効率を向上させることができる。   Furthermore, by mixing the biomass and the fluid medium in the mixing unit 230, the biomass is dispersed in the fluid medium without deviation in the gasification furnace 110. Therefore, biomass can be gasified substantially uniformly, and gasification efficiency can be improved.

また、第1の加熱部212、および、第2の加熱部250を備える構成により、混合物における流動媒体の温度を高温にすることができ、ガス化炉110における熱損失を低減することが可能となる。   In addition, with the configuration including the first heating unit 212 and the second heating unit 250, the temperature of the fluid medium in the mixture can be increased, and heat loss in the gasification furnace 110 can be reduced. Become.

続いて、導出部240におけるスクリューフィーダの出口の位置(ガス化炉110と配管242との接続位置)について説明する。   Next, the position of the outlet of the screw feeder in the lead-out unit 240 (connection position between the gasification furnace 110 and the pipe 242) will be described.

仮に、スクリューフィーダの出口が、ガス化炉110の上部であって、流動媒体が充填されていない箇所に接続されると、ガス化炉110内の水蒸気が配管242に逆流する可能性がある。そこで、図2に示すように、導出部240におけるスクリューフィーダの出口(ガス化炉110と配管242との接続位置)を、ガス化炉110における流動媒体で満たされる位置に接続する。   If the outlet of the screw feeder is connected to the upper part of the gasification furnace 110 and is not filled with the fluid medium, the water vapor in the gasification furnace 110 may flow backward to the pipe 242. Therefore, as shown in FIG. 2, the outlet of the screw feeder (connection position between the gasification furnace 110 and the pipe 242) in the outlet section 240 is connected to a position in the gasification furnace 110 that is filled with the fluid medium.

かかる構成により、配管242がバイオマスおよび流動媒体で満たされ、ガス化炉110とホッパ232とを遮断するシール機能を有することになる。したがって、ガス化炉110の水蒸気が配管242に逆流してしまう事態や、ホッパ232の雰囲気ガスがガス化炉110に混入してしまう事態を回避することができる。したがって、ホッパ232を大気開放することができ、媒体貯蔵部210、原料搬送部220、混合部230をガス化炉110に導入しても問題ない雰囲気ガスで置換する必要がなくなり、媒体貯蔵部210、原料搬送部220、混合部230の構成を簡素化することが可能となる。   With such a configuration, the piping 242 is filled with biomass and a fluid medium, and has a sealing function that shuts off the gasification furnace 110 and the hopper 232. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the water vapor in the gasification furnace 110 flows backward to the pipe 242 and a situation in which the atmospheric gas in the hopper 232 is mixed into the gasification furnace 110. Therefore, the hopper 232 can be opened to the atmosphere, and it is not necessary to replace the medium storage unit 210, the raw material transfer unit 220, and the mixing unit 230 with an atmosphere gas that does not cause a problem even if the medium storage unit 210 is introduced into the gasification furnace 110. In addition, the configuration of the raw material transport unit 220 and the mixing unit 230 can be simplified.

なお、上述したように、スクリューフィーダの出口は、ガス化炉110における流動媒体が充填される位置に接続されるとよいが、接続位置が、ガス化炉110における底面に向かうに従って、流動層の荷重が大きくなり、搬送に要する圧力も大きくなってしまい、駆動源が利用する消費電力が大きくなってしまう。そこで、スクリューフィーダの出口は、ガス化炉110における流動層とガス層との界面付近であって、流動媒体で満たされる位置に接続されることが好ましい。   As described above, the outlet of the screw feeder is preferably connected to a position in the gasification furnace 110 where the fluidized medium is filled. However, as the connection position moves toward the bottom surface in the gasification furnace 110, the fluidized bed exits. The load increases, the pressure required for conveyance increases, and the power consumption used by the drive source increases. Therefore, the outlet of the screw feeder is preferably connected to a position near the interface between the fluidized bed and the gas layer in the gasification furnace 110 and filled with the fluidized medium.

上述したように、配管242がシール機能を有しているが、ガス化炉110から水蒸気が逆流する可能性もある。そうすると、逆流した水蒸気が凝縮することによって配管242内の流動媒体が固着し、配管242を閉塞してしまうことがある。そこで、第2の加熱部250を設けることにより、仮に、ガス化炉110から水蒸気が逆流したとしても、水への凝縮を抑制することができ、配管242の閉塞を確実に防止することが可能となる。   As described above, the pipe 242 has a sealing function, but there is a possibility that the water vapor flows backward from the gasification furnace 110. As a result, the flow of water in the pipe 242 may be fixed due to condensation of the back-flowed water vapor, and the pipe 242 may be blocked. Therefore, by providing the second heating unit 250, even if water vapor flows back from the gasification furnace 110, condensation into water can be suppressed, and the blockage of the pipe 242 can be reliably prevented. It becomes.

なお、ここでは、燃焼炉102、媒体分離器104、ガス化炉110を循環する流動媒体以外の流動媒体を、原料導入装置200からガス化炉110へ導入しているため、循環させる流動媒体の量が増加していくことになる。そこで、図1に示すように、排出部120を設けておき、原料導入装置200によって導入された流動媒体を排出することによって、循環させる流動媒体の量を実質的に等しく維持している。   Here, since the fluid medium other than the fluid medium circulating in the combustion furnace 102, the medium separator 104, and the gasification furnace 110 is introduced from the raw material introduction apparatus 200 to the gasification furnace 110, the fluid medium to be circulated The amount will increase. Therefore, as shown in FIG. 1, a discharge unit 120 is provided, and the flow medium introduced by the raw material introduction apparatus 200 is discharged, so that the amount of the flow medium to be circulated is maintained substantially equal.

(バイオマス導入方法)
図3は、本実施形態にかかるバイオマス導入方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。図3に示すように、まず、混合部230は、媒体貯蔵部210から導入された流動媒体と、原料搬送部220から導入されたバイオマスとを混合して混合物を生成する(S300)。そして、導出部240は、混合部230によって生成された混合物を導出してガス化炉110に導入する(S310)。
(Biomass introduction method)
FIG. 3 is a flowchart for explaining the process flow of the biomass introduction method according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the mixing unit 230 first generates a mixture by mixing the fluid medium introduced from the medium storage unit 210 and the biomass introduced from the raw material transport unit 220 (S300). And the derivation | leading-out part 240 derives | leads-out the mixture produced | generated by the mixing part 230, and introduces it into the gasification furnace 110 (S310).

以上説明したように、本実施形態にかかる原料導入装置200およびこれを用いたバイオマス導入方法によれば、バイオマスに流動媒体を混合して、ガス化炉110に導入するといった簡易な構成で、配管242を閉塞することなく、バイオマスを確実にガス化炉110に導入することが可能となる。   As described above, according to the raw material introduction apparatus 200 and the biomass introduction method using the raw material introduction apparatus according to the present embodiment, the piping is configured with a simple configuration in which a fluid medium is mixed with biomass and introduced into the gasification furnace 110. The biomass can be reliably introduced into the gasification furnace 110 without blocking the 242.

(変形例)
上述した実施形態において、流動層システム100は、流動層炉として循環流動層式ガス化システムにおける、水蒸気ガス化を行うガス化炉110を例に挙げて説明した。しかし、流動層システムにおいて、他の流動層炉を利用することもできる。
(Modification)
In the embodiment described above, the fluidized bed system 100 has been described by taking the gasification furnace 110 that performs steam gasification in a circulating fluidized bed gasification system as a fluidized bed furnace. However, other fluidized bed furnaces can be utilized in the fluidized bed system.

図4は、変形例にかかる流動層システム400、450の具体的な構成を説明するための図である。例えば、図4(a)に示すように、変形例にかかる流動層システム400は、流動層炉として、流動媒体を循環させない気泡流動層炉410を採用し、原料導入装置200によって、気泡流動層炉410にバイオマスおよび流動媒体の混合物を導入してもよい。この場合、原料導入装置200によって導入された流動媒体は、ループシール412を介して外部に排出するとしてもよい。   FIG. 4 is a diagram for explaining a specific configuration of fluidized bed systems 400 and 450 according to the modification. For example, as shown in FIG. 4A, a fluidized bed system 400 according to a modification employs a bubbling fluidized bed furnace 410 that does not circulate a fluidized medium as a fluidized bed furnace. A mixture of biomass and fluidized medium may be introduced into the furnace 410. In this case, the fluid medium introduced by the raw material introduction device 200 may be discharged to the outside through the loop seal 412.

また、図4(b)に示すように、変形例にかかる他の流動層システム450は、流動層炉として、ボイラ等に利用される、ガス化炉を設けない循環流動層炉460を採用し、原料導入装置200によって、循環流動層炉460にバイオマスおよび流動媒体の混合物を導入してもよい。循環流動層炉460をボイラとして利用する場合、媒体分離器104の下流に熱交換器462を設け、熱交換器462によって冷却された流動媒体を外部に排出するとしてもよい。また、この場合、熱交換器462が回収した熱を、第1の加熱部212や第2の加熱部250が利用するとしてもよい。   Moreover, as shown in FIG.4 (b), the other fluidized bed system 450 concerning a modification employ | adopts the circulating fluidized bed furnace 460 which does not provide the gasification furnace used for a boiler etc. as a fluidized bed furnace. The mixture of biomass and fluidized medium may be introduced into the circulating fluidized bed furnace 460 by the raw material introducing device 200. When the circulating fluidized bed furnace 460 is used as a boiler, a heat exchanger 462 may be provided downstream of the medium separator 104 and the fluid medium cooled by the heat exchanger 462 may be discharged to the outside. In this case, the heat recovered by the heat exchanger 462 may be used by the first heating unit 212 or the second heating unit 250.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.

例えば、上述した実施形態において、媒体貯蔵部210が流動媒体を落下搬送する構成について説明したが、媒体貯蔵部210の搬送手段に限定はなく、ベルトコンベア等であってもよい。同様に、原料搬送部220をベルトコンベアで構成する場合を例に挙げて説明したが、搬送手段に限定はなく、落下搬送等であってもよい。   For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the medium storage unit 210 drops and conveys the fluid medium has been described. However, the conveyance unit of the medium storage unit 210 is not limited, and may be a belt conveyor or the like. Similarly, although the case where the material conveyance unit 220 is configured by a belt conveyor has been described as an example, the conveyance means is not limited and may be fall conveyance or the like.

また、媒体貯蔵部210は、排出部120が一旦外部に排出した流動媒体を貯蔵してもよいし、媒体分離器104が媒体貯蔵部210として機能してもよい。   Further, the medium storage unit 210 may store the fluid medium once discharged by the discharge unit 120, or the medium separator 104 may function as the medium storage unit 210.

さらに、上述した実施形態において、流動層炉として水蒸気ガス化を行うガス化炉110を例に挙げて説明したが、流動層炉は、水蒸気以外のガスでガス化するガス化炉であってもよいし、ガス化炉でなくても、例えば、燃焼炉であってもよい。   Furthermore, in the above-described embodiment, the gasification furnace 110 that performs steam gasification is described as an example of the fluidized bed furnace, but the fluidized bed furnace may be a gasification furnace that gasifies with a gas other than steam. For example, a combustion furnace may be used instead of the gasification furnace.

本発明は、流動媒体を利用してバイオマスを処理する流動層システムおよびバイオマス導入方法に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a fluidized bed system and a biomass introduction method that process biomass using a fluidized medium.

100、400、450 …流動層システム
110 …ガス化炉(流動層炉)
112 …水蒸気貯留部
212 …加熱部(第1の加熱部)
230 …混合部
240 …導出部
250 …加熱部(第2の加熱部)
410 …気泡流動層炉(流動層炉)
460 …循環流動層炉(流動層炉)
100, 400, 450 ... Fluidized bed system 110 ... Gasification furnace (fluidized bed furnace)
112 ... Water vapor storage part 212 ... Heating part (first heating part)
230 ... mixing unit 240 ... deriving unit 250 ... heating unit (second heating unit)
410 ... Bubble fluidized bed furnace (fluidized bed furnace)
460 ... circulating fluidized bed furnace (fluidized bed furnace)

Claims (6)

流動媒体を落下搬送する落下搬送手段と、
落下搬送されている前記流動媒体にバイオマスを投入する原料投入手段と、
落下搬送された前記流動媒体と、投入された前記バイオマスとをさらに混合して混合物を生成する混合部と、
前記混合物を導出する導出部と、
流動媒体を流動層化するとともに、前記導出部によって導出された混合物が導入される流動層炉と、
を備えたことを特徴とする流動層システム。
A drop transport means for dropping and transporting the fluid medium;
Raw material input means for introducing biomass into the fluid medium being dropped and conveyed,
And dropping conveyed the fluid medium, a mixing unit for generating a further mixed to the mixture and the entered the biomass,
A deriving unit for deriving the mixture;
A fluidized bed furnace into which the fluidized medium is fluidized and into which the mixture derived by the deriving unit is introduced;
A fluidized bed system characterized by comprising:
前記流動媒体を加熱する第1の加熱部を備えることを特徴とする請求項1に記載の流動層システム。 Fluidized bed system according to claim 1, wherein the obtaining Bei a first heating section for heating the fluid medium. 前記落下搬送手段として機能するとともに、前記流動媒体を貯蔵する媒体貯蔵部を備え、
前記第1の加熱部は、前記媒体貯蔵部において前記流動媒体を加熱することを特徴とする請求項2に記載の流動層システム。
While functioning as the drop conveying means, comprising a medium storage unit for storing the fluid medium,
Wherein the first heating section, a fluidized bed system according to claim 2, characterized in Rukoto that Nessu pressurizing said fluid medium in said medium reservoir.
前記導出部において前記混合物を加熱する第2の加熱部を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の流動層システム。   The fluidized bed system according to any one of claims 1 to 3, further comprising a second heating unit that heats the mixture in the derivation unit. 前記導出部は、らせん型のスクリューを回転させ、回転軸の方向に前記混合物を送り出すスクリューフィーダを含んで構成され、
前記スクリューフィーダの出口は、前記流動層炉における流動媒体で満たされる位置に接続されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の流動層システム。
The lead-out portion is configured to include a screw feeder that rotates a helical screw and feeds the mixture in the direction of the rotation axis.
The fluidized bed system according to any one of claims 1 to 4, wherein an outlet of the screw feeder is connected to a position filled with a fluidized medium in the fluidized bed furnace.
流動媒体を流動層化する流動層炉にバイオマスを導入するバイオマス導入方法であって、
前記流動媒体を落下搬送する工程と、
落下搬送されている前記流動媒体に前記バイオマスを投入する工程と、
落下搬送された前記流動媒体と、投入された前記バイオマスとをさらに混合して混合物を生成する工程と、
前記流動層炉に前記混合物を導入する工程と、
を含むことを特徴とするバイオマス導入方法。
A biomass introduction method for introducing biomass into a fluidized bed furnace for fluidizing a fluidized medium,
Dropping and transporting the fluid medium;
Introducing the biomass into the fluid medium being dropped and transported;
And dropping conveyed the fluid medium, and generating a further mixed to the mixture and the entered the biomass,
Introducing the mixture into the fluidized bed furnace;
The biomass introduction | transducing method characterized by including.
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