JP6621193B2 - Carbonization gasifier - Google Patents

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Description

本発明は、発電や発熱に用いる熱量を生成するために、バイオマス燃料を外部より間接加熱(炭化物の燃焼が熱源)させて熱分解ガスを生成する炭化ガス化装置に関する。   The present invention relates to a carbonization apparatus that generates pyrolysis gas by indirectly heating a biomass fuel from the outside (combustion of carbide is a heat source) in order to generate a heat quantity used for power generation and heat generation.

近年、様々な目的のために燃焼装置が用いられる。例えば、廃棄物を処理するためであったり、燃焼装置が発生させる熱分解ガスを利用することを目的とする処理の為に用いられたりすることがある。すなわち、バイオマスや廃棄物を利用して熱分解ガスを生じさせて、熱分解ガスと熱分解ガスの燃焼熱を様々な用途に利用することが行われている。   In recent years, combustion devices have been used for various purposes. For example, it may be used for processing waste or for processing for the purpose of using pyrolysis gas generated by a combustion device. That is, a pyrolysis gas is generated using biomass or waste, and the combustion heat of the pyrolysis gas and the pyrolysis gas is used for various purposes.

例えば、生ごみや一般ごみなどの廃棄物を燃焼処理することが必要である。燃焼処理によって、生ごみや一般ごみなどの廃棄物を処理することができるからである。このような廃棄物の燃焼処理のおいても、熱を発生させる燃焼装置が必要となる。   For example, it is necessary to combust waste such as garbage and general waste. This is because waste such as food waste and general waste can be treated by the combustion treatment. Even in such waste combustion treatment, a combustion apparatus that generates heat is required.

もちろん、生ごみや一般ごみ以外の様々な廃棄物の燃焼処理においても、燃焼装置が利用される。   Of course, the combustion apparatus is also used in the combustion treatment of various wastes other than raw garbage and general garbage.

ここで、最近においては、木質チップ、端材、竹質チップなどの一般的な加工材や構造材などの使用として不適な端材などを利用したバイオマス燃料が、燃焼装置の原料として使用されることが多くなっている。また、木質や竹質などのバイオマス燃料以外でも、動物由来のバイオマス燃料が使用されることがある。   Here, recently, biomass fuel that uses unprocessed materials such as wood chips, mill ends, bamboo chips, and other unsuitable mill materials is used as a raw material for the combustion apparatus. A lot is happening. In addition to biomass fuels such as wood and bamboo, animal-derived biomass fuels may be used.

廃棄物の燃焼との目的で、廃棄物を由来するバイオマス燃料を燃焼させることもある。あるいは、燃焼によって得られる熱を利用するためにバイオマス燃料を燃焼させることもある。従来の化石燃料を使用した燃焼は、化石燃料(石油、石炭)の枯渇問題を生じさせる。加えて、高コストである問題もある。更には、化石燃料の採掘から燃焼に至るまでの各過程での環境負荷の問題もある。   For the purpose of burning waste, biomass fuel derived from waste may be burned. Alternatively, biomass fuel may be burned to use the heat obtained by combustion. Combustion using conventional fossil fuels causes the problem of exhaustion of fossil fuels (petroleum, coal). In addition, there is a problem of high cost. Furthermore, there is a problem of environmental load in each process from fossil fuel mining to combustion.

このため、燃焼装置の燃料として、バイオマス燃料が使用されることが求められているし、使用されるようになってきている。   For this reason, it is calculated | required that biomass fuel is used as a fuel of a combustion apparatus, and it has come to be used.

一方で、近年の環境意識の高まりや化石燃料コストの高騰や変動により、化石燃料を用いた発電や発熱に対するネガティブな意識が高まってきている。加えて、大震災などの影響で、原子力発電に対する厳しい視線も高まってきている。このため、発電や発熱を行うための燃焼装置において化石燃料や原子力燃料を用いることが難しくなったり、これらを用いる発電所を新規に設置することが難しくなったりしてきている。   On the other hand, negative awareness about power generation and heat generation using fossil fuels has been increasing due to the recent increase in environmental awareness and soaring and fluctuations in fossil fuel costs. In addition, due to the effects of the Great East Japan Earthquake and the like, strict eyes on nuclear power generation are increasing. For this reason, it has become difficult to use fossil fuels and nuclear fuels in a combustion apparatus for generating power and generating heat, and it has become difficult to newly install power plants using these.

更に、大型の発電所で発電された電気は、実際の消費地に向けて、長距離を送電される必要がある。この送電コストや送電による電力ロスなどの問題が大きくなっている。従来のような、大規模生産、大規模消費、画一的な国土づくりの背景においては、地方に大型の発電所を設置し、大都市に大きな電力を供給する電力モデルが適当であった。   Furthermore, the electricity generated by a large power plant needs to be transmitted over a long distance toward the actual consumption area. Problems such as power transmission costs and power loss due to power transmission are increasing. In the conventional background of large-scale production, large-scale consumption, and uniform national land, a power model that installs large power plants in rural areas and supplies large power to large cities was appropriate.

しかしながら、我が国における人口の減少、地方経済の縮小、生活の多様化、コスト維持への困難性、安全意識や環境意識の高まりから、電力生成や必要な熱生成における、地産地消が要望されてくるようになっている。また、小規模な地域においては、小規模かつ低コストで発電や発熱を行えることが要求されている。   However, there is a demand for local production and local consumption in the generation of electricity and the necessary heat generation due to the decline in population, shrinking local economy, diversification of life, difficulty in maintaining costs, and heightened safety and environmental awareness in Japan. It comes to come. Further, in a small area, it is required to be able to generate power and generate heat at a small scale and at a low cost.

例えば、震災発生時には、震災被害を受けた地域で、電力を生成したり、生活に必要となる温水を生成したりする必要がある。この場合にも、大型のプラントを製造、輸送、建設することは難しい。小型、低コストで、かつ早期に震災地において設置できる電力や温水を生成できる装置が求められる。   For example, when an earthquake occurs, it is necessary to generate electric power or generate hot water necessary for daily life in an area damaged by the earthquake. Even in this case, it is difficult to manufacture, transport, and construct a large plant. There is a need for a small, low-cost device that can generate electric power and hot water that can be installed in an earthquake disaster area at an early stage.

このような地産地消や震災時に対応した、狭い地域でのコンパクトな発電や発熱を生じさせる燃焼装置においては、やはり、現地内部で調達容易なバイオマス燃料が使用できることが好ましい。   In a combustion apparatus that generates compact power generation and heat generation in a small area that is compatible with such local production for local consumption and earthquake, it is preferable that biomass fuel that can be easily procured locally can be used.

以上のように、小型、低コスト、製造と設置が容易、狭い場所、都市部、郊外などのさまざまな場所に設置が容易であってバイオマス燃料を用いる燃焼装置の要求が年々高まっている。   As described above, the demand for a combustion apparatus using biomass fuel that is small in size, low cost, easy to manufacture and install, easy to install in various places such as a narrow place, an urban area, and a suburb is increasing year by year.

このような状況で、燃焼効率を高める燃焼装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。あるいは、熱分解ガスを得る燃焼装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   Under such circumstances, a combustion apparatus that enhances combustion efficiency has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Or the combustion apparatus which obtains pyrolysis gas is proposed (for example, refer to patent documents 2).

特開2007−303737号公報JP 2007-303737 A 特開2005−291674号公報JP-A-2005-291474

特許文献1は、熱分解炉装置10は燃焼室27と、燃焼室27を貫通して設けられた回転ドラム11と、回転ドラム11の入口側非加熱領域11a内に設けられた投入スクリュー22とを備えている。回転ドラム11の入口側非加熱領域11aに設けられた投入スクリュー22のスクリューケーシング23の上部に掻取板33が固定され、この掻取板33は半径方向外方へ回転しながら湾曲する形状を有している。この掻取板33により回転ドラム11内面に付着した付着物を取除く熱分解路装置を、開示する。   Patent Document 1 discloses that the pyrolysis furnace apparatus 10 includes a combustion chamber 27, a rotary drum 11 provided through the combustion chamber 27, and an input screw 22 provided in the inlet-side non-heating region 11 a of the rotary drum 11. It has. A scraping plate 33 is fixed to an upper portion of the screw casing 23 of the charging screw 22 provided in the inlet-side non-heating region 11a of the rotary drum 11, and the scraping plate 33 has a curved shape while rotating outward in the radial direction. Have. The thermal decomposition path apparatus which removes the deposit | attachment adhering to the rotating drum 11 inner surface with this scraping board 33 is disclosed.

特許文献1は、廃棄物等の燃焼を行い、燃焼において揮発成分であるガスと燃焼残渣とに分離することを目的としている。   Patent Document 1 aims to burn waste and the like and separate the gas into volatile components and combustion residues in the combustion.

しかしながら、特許文献1の技術は、燃焼室やドラム内部にクリンカが生じて残ってしまう。このクリンカが生じることで、熱分解路装置は、その燃焼効率を上げることが難しい。クリンカが残ったり付着したりすると、クリンカによって燃焼が阻害されてしまい、燃焼効率が下がるからである。   However, the technique of Patent Document 1 causes a clinker to remain inside the combustion chamber and the drum. Due to the occurrence of this clinker, it is difficult for the pyrolysis path device to increase its combustion efficiency. This is because if the clinker remains or adheres, combustion is inhibited by the clinker and the combustion efficiency decreases.

あるいは、内部にクリンカが残ったり付着したりすると、定期的にクリンカを除去する作業も必要となる。クリンカの除去作業は手間が掛かり作業中においては、燃焼処理が実行できなくなってしまう。このために、時間軸上での燃焼効率が下がってしまう問題もある。   Alternatively, when the clinker remains or adheres to the inside, it is necessary to periodically remove the clinker. The clinker removal work is time consuming and the combustion process cannot be performed during the work. For this reason, there is also a problem that the combustion efficiency on the time axis is lowered.

また、クリンカが残ったり付着したりすることで、熱分解路装置での燃焼能力が下がってしまう問題もある。このようなクリンカの発生は、燃焼装置での燃料が、バイオマスや木質燃料などであることで、より生じやすい。   Moreover, there is also a problem that the combustion capacity in the thermal decomposition path device is lowered due to the clinker remaining or adhering. Such clinker generation is more likely to occur when the fuel in the combustion apparatus is biomass, woody fuel, or the like.

また、燃焼装置内部での燃焼温度が、燃焼材の最適な燃焼温度よりも高い状態になると、公害物質であるNOxが発生する問題がある。燃焼装置内部での燃焼温度が、最適な燃焼温度よりも高すぎたり、燃焼室内部での温度分布の不均一性が高すぎたりする場合には、クリンカやNOxが発生しやすい。   Further, when the combustion temperature inside the combustion apparatus becomes higher than the optimum combustion temperature of the combustion material, there is a problem that NOx which is a pollutant is generated. When the combustion temperature inside the combustion apparatus is too higher than the optimal combustion temperature or the temperature distribution in the combustion chamber is too high, clinker and NOx are likely to be generated.

クリンカの発生は、上述の通り、燃焼装置そのものへの不具合を生じさせる。NOxは、外部環境への悪影響を生じさせる可能性がある。いずれも好ましいことではない。   As described above, the generation of the clinker causes a problem to the combustion apparatus itself. NOx can cause adverse effects on the external environment. Neither is preferred.

特に、燃焼装置が、バイオマス燃料を使用する場合には、バイオマス燃料の特性として、このクリンカが発生しやすい。クリンカが発生しやすいと、燃焼装置内部にクリンカがこびりついてしまい、燃焼装置の運転を停止してクリンカ除去をしなければならない問題が生じる。   In particular, when the combustion apparatus uses biomass fuel, the clinker is likely to be generated as a characteristic of the biomass fuel. When the clinker is likely to be generated, the clinker is stuck inside the combustion apparatus, and there arises a problem that the operation of the combustion apparatus must be stopped to remove the clinker.

また、燃焼装置が発電や発熱に使用される目的の場合には、燃焼装置ではバイオマス燃料が燃焼されて炭化物と熱分解ガスとに分離される。このうち、熱分解ガスが、発電装置に利用される。しかしながら、バイオマス燃料は、純粋な炭化物ではないので、熱分解ガスに様々な不純成分が含まれてしまう。特に、タール成分が熱分解ガスには含まれてしまい、熱分解ガスを利用して発電する発電装置にとっては、好ましくない。   When the combustion device is used for power generation or heat generation, biomass fuel is burned in the combustion device and separated into carbides and pyrolysis gas. Among these, pyrolysis gas is used for the power generator. However, since biomass fuel is not a pure carbide, various impure components are contained in the pyrolysis gas. In particular, the tar component is contained in the pyrolysis gas, which is not preferable for a power generation apparatus that generates power using the pyrolysis gas.

タールは、燃焼装置にこびりついたり、運転を阻害したりするからである。   This is because tar sticks to the combustion device or impedes operation.

また、バイオマス燃料を使用して燃焼させた熱分解ガスを利用する燃焼装置では、バイオマス燃料を収容する燃焼炉内部で、バイオマス燃料を直接的に炎で燃焼させるのではなく、バイオマス燃料を収容する燃焼炉の外部から熱を加えて、この加熱でバイオマス燃料を燃焼させることが行われる。バイオマス燃料の熱分解ガスを含めて炭化させてしまうことを防止するためである(発電や発熱に用いられる熱分解ガスを必要とするので)。   Moreover, in the combustion apparatus using the pyrolysis gas burned using biomass fuel, the biomass fuel is accommodated in the combustion furnace that accommodates the biomass fuel, not directly burned with flame. Heat is applied from the outside of the combustion furnace, and the biomass fuel is burned by this heating. This is to prevent carbonization including pyrolysis gas of biomass fuel (because it requires pyrolysis gas used for power generation and heat generation).

このような外部加熱を行う場合では、直接的な炎を用いた燃焼に比較して、熱分解ガスにタールなどの不純成分が残りやすい。一方で、上述の通り、直接的な燃焼を行えば、生成される熱分解ガスの量が減少してしまう問題もある。加えて、バイオマス燃料を収容した燃焼炉内部での直接的な燃焼では、燃焼炉内部にクリンカが付着しやすい問題もある。   When such external heating is performed, impure components such as tar are likely to remain in the pyrolysis gas as compared with combustion using a direct flame. On the other hand, as described above, if direct combustion is performed, there is a problem that the amount of pyrolysis gas generated is reduced. In addition, in the direct combustion inside the combustion furnace containing the biomass fuel, there is a problem that the clinker tends to adhere to the inside of the combustion furnace.

また、特許文献2は、被処理物を回転しつつ搬送して加熱処理する回転ドラム10と、その外表面に加熱流体を通流させることにより回転ドラム10に伝熱する。加熱流体が通流する回転ドラム10の外表面に、略球状をした凹部12が多数形成されている間接加熱式ロータリーキルン炉を開示する。   Further, in Patent Document 2, heat is transferred to the rotating drum 10 by causing the heated fluid to flow through the rotating drum 10 that conveys and heat-processes the object to be processed while rotating. An indirect heating type rotary kiln furnace is disclosed in which a large number of substantially spherical recesses 12 are formed on the outer surface of a rotating drum 10 through which heated fluid flows.

特許文献2は、回転ドラムの中に燃料を入れ、外部から間接的に加熱して、燃料を燃焼させる。このようにして、熱分解ガスを得るが、回転ドラムによる回転のみではやはり燃焼が不十分となり、熱分解ガスにタールなどの不純成分が残りやすい。もちろん、加熱レベルを上げすぎれば、熱分解ガスの量が減少する問題がある。   In Patent Document 2, fuel is put into a rotating drum and indirectly heated from the outside to burn the fuel. In this way, the pyrolysis gas is obtained. However, the combustion by the rotation of the rotating drum alone is still insufficient, and impure components such as tar tend to remain in the pyrolysis gas. Of course, if the heating level is increased too much, there is a problem that the amount of pyrolysis gas decreases.

また、回転ドラム内部に、クリンカが残りやすい問題がある。   There is also a problem that the clinker tends to remain inside the rotating drum.

発電や発熱に必要となる熱分解ガスを得るための従来技術でのバイオマス燃料の燃焼装置(燃焼炉)では、上述のような問題を有していた。   The conventional biomass fuel combustion apparatus (combustion furnace) for obtaining pyrolysis gas necessary for power generation and heat generation has the above-mentioned problems.

すなわち、
問題1:クリンカの発生が大きい。
問題2:生成される熱分解ガスの量が少ない
問題3:生成される熱分解ガスにタールなどの不純成分が残りやすい
といった、問題である。
That is,
Problem 1: The occurrence of clinker is large.
Problem 2: The amount of pyrolysis gas generated is small. Problem 3: Impurity components such as tar are likely to remain in the generated pyrolysis gas.

本発明は、これらの問題に鑑み、クリンカの発生を抑えつつ、タールなどの不純成分を減少させて発電や発熱に利用しやすい熱分解ガスを生成できる、炭化ガス化装置および電熱生成装置を提供することを目的とする。   In view of these problems, the present invention provides a carbonization gasification apparatus and an electrothermal generation apparatus capable of generating pyrolysis gas that can be easily used for power generation and heat generation by reducing impure components such as tar while suppressing generation of clinker. The purpose is to do.

本発明の炭化ガス化装置は、炭化炉と、
炭化炉に外部から燃焼熱を加える燃焼ユニットと、を備え、
炭化炉内部は、
燃焼熱を通す複数の熱管路と、
熱管路からの熱を受けて加熱されるバイオマス燃料を収容する本体部と、を有し、
熱管路からの熱が、本体部に収容されているバイオマス燃料を炭化ガス化させ、
炭化ガス化によって、熱分解ガスおよび炭化物が生成され
炭化炉は、内部空間を有する筒状であって、
複数の熱管路は、内部空間に設置される筒状であり、
複数の熱管路の少なくとも一部は、内部空間と連通する複数の連通路を備え、
複数の連通路は、炭化炉の根元から先端に行くにつれて、単位面積当たりの開口量を大きくする。
The carbonization gasification apparatus of the present invention includes a carbonization furnace,
A combustion unit for applying combustion heat from the outside to the carbonization furnace,
The inside of the carbonization furnace
A plurality of heat pipes for passing combustion heat;
A main body for containing biomass fuel that is heated by receiving heat from the heat pipe,
The heat from the heat pipes carbonizes the biomass fuel stored in the main body,
Carbonization produces pyrolysis gas and carbides ,
The carbonization furnace is a cylinder having an internal space,
The plurality of heat pipes are cylindrical installed in the internal space,
At least a part of the plurality of heat pipes includes a plurality of communication passages communicating with the internal space,
A plurality of communicating passages, as going to the tip from the base of the carbonization furnace, you increase the opening amount per unit area.

バイオマス燃料が収容される炉内において、炉内の内部に設けられる複数の熱風通路からの加熱がバイオマス燃料に万遍なく付与される。このため、バイオマス燃料が直接的に炎で燃焼することなく、加熱による炭化ガス化を行う。 In the furnace in which the biomass fuel is accommodated, heating from a plurality of hot air passages provided inside the furnace is uniformly applied to the biomass fuel. For this reason, carbonization gasification by heating is performed without directly burning biomass fuel with flame.

この炭化ガス化によって、バイオマス燃料は、高効率に熱分解ガス化されて、クリンカの発生が抑制される。   By this carbonization, the biomass fuel is pyrolyzed and gasified with high efficiency, and the generation of clinker is suppressed.

また、高効率の炭化ガス化によって、炭化物と熱分解ガスとに効率的に分離され、得られる熱分解ガスも、タールなどの不純成分を含有することを低減できる。この結果、ガスエンジンなどを使用する発電装置において、熱分解ガスを効率よく利用できる。   Moreover, by highly efficient carbonization gasification, it can isolate | separate into a carbide | carbonized_material and pyrolysis gas efficiently, and the pyrolysis gas obtained can also reduce containing impurity components, such as a tar. As a result, the pyrolysis gas can be used efficiently in a power generation apparatus that uses a gas engine or the like.

バイオマス燃料を燃焼材とする炭化ガス化において、問題となるクリンカやタールなどの問題を低減して、熱分解ガスを、発電や発熱などの用途に、好適に利用できる。   In carbonization gasification using biomass fuel as a combustion material, problems such as clinker and tar that are problematic can be reduced, and the pyrolysis gas can be suitably used for applications such as power generation and heat generation.

また、炭化ガス化装置とこれに付随する要素と、熱分解ガスを用いる発電装置のみで、電熱生成システムを実現できるので、小型、設置容易、低コストで、地域性を必要とする場所においての設置を実現できる。   In addition, since the electrothermal generation system can be realized only by the carbonization gasifier, the accompanying elements, and the power generation device using the pyrolysis gas, it is small, easy to install, low cost, and in a place that requires locality. Installation can be realized.

アップドラフトガス化炉の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of an updraft gasification furnace. 従来技術での燃焼装置の模式図Schematic diagram of conventional combustion system 本発明の実施の形態1における炭化ガス化装置のブロック図である。It is a block diagram of the carbonization gasification apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における炭化炉の断面図である。It is sectional drawing of the carbonization furnace in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における炭化炉の断面図である。It is sectional drawing of the carbonization furnace in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における炭化ガス化装置の模式図である。It is a schematic diagram of the carbonization gasification apparatus in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における炭化炉2とその周辺の模式図である。It is a schematic diagram of the carbonization furnace 2 and its periphery in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における電熱生成システムのブロック図である。It is a block diagram of the electric heat generation system in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2における電熱生成システムのブロック図である。It is a block diagram of the electric heat generation system in Embodiment 2 of this invention.

本発明の第1の発明に係る炭化ガス化装置は、炭化炉と、
炭化炉に外部から燃焼熱を加える燃焼ユニットと、を備え、
炭化炉内部は、
燃焼熱を通す複数の熱管路と、
熱管路からの熱を受けて加熱されるバイオマス燃料を収容する本体部と、を有し、
熱管路からの熱が、本体部に収容されているバイオマス燃料を炭化ガス化させ、
炭化ガス化によって、熱分解ガスおよび炭化物が生成される。
A carbonization gasification apparatus according to a first aspect of the present invention includes a carbonization furnace,
A combustion unit for applying combustion heat from the outside to the carbonization furnace,
The inside of the carbonization furnace
A plurality of heat pipes for passing combustion heat;
A main body for containing biomass fuel that is heated by receiving heat from the heat pipe,
The heat from the heat pipes carbonizes the biomass fuel stored in the main body,
Pyrolysis gas and carbide are generated by carbonization gasification.

この構成により、タールなどの不純成分の少ない熱分解性ガスを効率よく得ることができる。   With this configuration, a thermally decomposable gas with less impure components such as tar can be obtained efficiently.

本発明の第2の発明に係る炭化ガス化装置では、第1の発明に加えて、炭化炉は、内部空間を有する筒状であって、
複数の熱管路は、内部空間に設置される筒状である。
In the carbonization gasification apparatus according to the second invention of the present invention, in addition to the first invention, the carbonization furnace has a cylindrical shape having an internal space,
The plurality of heat pipes are in a cylindrical shape installed in the internal space.

この構成により、バイオマス燃料が燃焼される空間が大きくなり、燃焼ユニットからの燃焼熱が効率よく付与されて、熱分解が効率よく進む。   With this configuration, the space in which the biomass fuel is burned is increased, combustion heat from the combustion unit is efficiently applied, and thermal decomposition proceeds efficiently.

本発明の第3の発明に係る炭化ガス化装置では、第2の発明に加えて、複数の熱管路は、炭化炉の内部空間に沿う方向軸で設置され、複数の熱管路のそれぞれは、方向軸に沿って、燃焼熱を通す。   In the carbonization gasification apparatus according to the third invention of the present invention, in addition to the second invention, the plurality of heat pipes are installed with a direction axis along the internal space of the carbonization furnace, and each of the plurality of heat pipes is Pass combustion heat along the direction axis.

この構成により、燃焼熱が、本体部内部のバイオマス燃料に、万遍なく付与される。   With this configuration, the combustion heat is uniformly applied to the biomass fuel inside the main body.

本発明の第4の発明に係る炭化ガス化装置では、第2または第3の発明に加えて、複数の熱管路の少なくとも一部は、内部空間と連通する複数の連通路を備える。   In the carbonization gasifier according to the fourth invention of the present invention, in addition to the second or third invention, at least a part of the plurality of heat pipes includes a plurality of communication passages communicating with the internal space.

この構成により、熱管路を移動する熱が、連通路から本体部に漏れて熱が付与される。   With this configuration, heat that travels through the heat pipes leaks from the communication path to the main body, and heat is applied.

本発明の第5の発明に係る炭化ガス化装置では、第4の発明に加えて、複数の連通路は、炭化炉の根元から先端に行くにつれて、単位面積当たりの開口量を大きくする。   In the carbonization gasification apparatus according to the fifth aspect of the present invention, in addition to the fourth aspect, the plurality of communication passages increase the opening amount per unit area from the root of the carbonization furnace to the tip.

この構成により、燃焼熱が移動するにつれて、本体部の内部空間に漏れ出る燃焼熱が大きくなり、バイオマス燃料への燃焼熱の付与が効率よくなる。熱分解の進み具合に合わせた燃焼熱の付与が可能となる。   With this configuration, as the combustion heat moves, the combustion heat leaking into the internal space of the main body increases, and the application of combustion heat to the biomass fuel becomes efficient. It is possible to apply combustion heat in accordance with the progress of thermal decomposition.

本発明の第6の発明に係る炭化ガス化装置では、第2から第5のいずれかの発明に加えて、本体部は、炭化炉の内部空間における複数の熱管路の残部である。   In the carbonization gasification apparatus according to the sixth aspect of the present invention, in addition to any one of the second to fifth aspects, the main body is the remainder of the plurality of heat pipes in the internal space of the carbonization furnace.

この構成により、全体の構成がコンパクトとなる。また、熱管路と本体部との熱的な接触が効率よくなる。   With this configuration, the overall configuration becomes compact. Further, the thermal contact between the heat pipe line and the main body becomes efficient.

本発明の第7の発明に係る炭化ガス化装置では、第4から第6のいずれかの発明に加えて、複数の熱管路は、熱管路内部を移動する燃焼熱および連通路から漏れる燃焼熱を、本体部に収容されるバイオマス燃料に加える。   In the carbonization gasifier according to the seventh invention of the present invention, in addition to any of the fourth to sixth inventions, the plurality of heat pipes have combustion heat moving inside the heat pipe and combustion heat leaking from the communication path. Is added to the biomass fuel contained in the main body.

この構成により、バイオマス燃料は、効率よく、熱分解される。結果として、熱分解ガスが効率よく得られる。   With this configuration, the biomass fuel is efficiently pyrolyzed. As a result, pyrolysis gas can be obtained efficiently.

本発明の第8の発明に係る炭化ガス化装置では、第2から第7のいずれかの発明に加えて、複数の熱管路は、内部空間の内壁に沿って設けられる、外周熱管路と、内部空間の中央付近に沿って設けられる内部熱管路と、を有する。   In the carbonization gasification apparatus according to the eighth aspect of the present invention, in addition to any one of the second to seventh aspects, the plurality of heat pipes are provided along the inner wall of the internal space, And an internal heat pipe provided along the vicinity of the center of the internal space.

この構成により、本体部に収容されるバイオマス燃料に、様々な方向や角度から燃焼熱を付与できる。結果として、高い熱分解を実現できる。   With this configuration, combustion heat can be applied to the biomass fuel accommodated in the main body from various directions and angles. As a result, high thermal decomposition can be realized.

本発明の第9の発明に係る炭化ガス化装置では、第1から第8のいずれかの発明に加えて、炭化炉は、回転可能である。   In the carbonization gasifier according to the ninth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to eighth aspects, the carbonization furnace is rotatable.

この構成により、内部での燃焼熱の循環が高まり、熱分解が促進される。   With this configuration, internal combustion heat circulation is increased, and thermal decomposition is promoted.

本発明の第10の発明に係る炭化ガス化装置では、第1から第9のいずれかの発明に加えて、複数の熱管路の少なくとも一部は、炭化炉と独立して回転可能である。   In the carbonization gasification apparatus according to the tenth aspect of the present invention, in addition to any of the first to ninth aspects, at least a part of the plurality of heat pipes can rotate independently of the carbonization furnace.

この構成により、熱管路が炭化炉と独立して回転することで、熱管路からの燃焼熱の付与が、よりまんべんなく行われる。   With this configuration, the heat pipe is rotated independently of the carbonization furnace, whereby the application of combustion heat from the heat pipe is more evenly performed.

本発明の第11の発明に係る炭化ガス化装置では、第1から第10のいずれかの発明に加えて、炭化炉で炭化ガス化されたバイオマス燃料からの熱分解ガスを出力する熱分解ガス出力部と、炭化物を排出する炭化物排出部と、を、更に備える。   In the carbonization gasification apparatus according to the eleventh aspect of the present invention, in addition to any one of the first to tenth aspects, the pyrolysis gas that outputs the pyrolysis gas from the biomass fuel carbonized in the carbonization furnace. An output part and a carbide discharge part which discharges carbide are further provided.

この構成により、熱分解ガスおよび炭化物を、種々の用途に利用できる。   With this configuration, the pyrolysis gas and carbide can be used for various applications.

本発明の第12の発明に係る炭化ガス化装置では、第11の発明に加えて、熱分解ガスは、電力生成および温水生成の少なくとも一部に使用される。   In the carbonization gasification apparatus according to the twelfth aspect of the present invention, in addition to the eleventh aspect, the pyrolysis gas is used for at least part of power generation and hot water generation.

この構成により、熱分解ガスが、発電などを実現できる。   With this configuration, the pyrolysis gas can realize power generation and the like.

本発明の第13の発明に係る炭化ガス化装置では、第1から第12のいずれかの発明に加えて、燃焼ユニットは、
燃焼材が供給される本体筒と、
本体筒の先端に接続する燃焼筒と、
本体筒に燃焼材を供給する燃焼材供給路と、
本体筒内部に、空気を供給する第1空気供給部〜第n空気供給部と、
本体筒の内部空間において、中心軸付近に水分を供給する中央水分供給部と、
本体筒の内部空間において、内周付近に水分を供給する周辺水分供給部と、を備え、
第1空気供給部〜第n空気供給部は、本体筒の根元から先端に向けて、第1〜第nの順序で並んでおり、
第1空気供給部〜第n空気供給部のそれぞれは、第1〜第nの順序で、本体筒に供給する空気量が増加する。
In the carbonization gasification apparatus according to the thirteenth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to twelfth aspects, the combustion unit comprises:
A body cylinder to which the combustion material is supplied;
A combustion cylinder connected to the tip of the body cylinder;
A combustion material supply passage for supplying the combustion material to the main body cylinder;
A first air supply unit to an nth air supply unit for supplying air into the body cylinder;
In the internal space of the main body cylinder, a central moisture supply part for supplying moisture near the central axis,
In the internal space of the main body cylinder, a peripheral moisture supply unit that supplies moisture near the inner periphery,
The first air supply unit to the nth air supply unit are arranged in the first to nth order from the base of the main body tube to the tip,
Each of the first air supply unit to the nth air supply unit increases the amount of air supplied to the main body cylinder in the first to nth order.

この構成により、燃焼ユニットは、より効率よく燃焼熱を生成できる。   With this configuration, the combustion unit can generate combustion heat more efficiently.

本発明の第14の発明に係る炭化ガス化装置では、第13の発明に加えて、炭化物排出部から排出される炭化物は、燃焼ユニットで使用される燃焼材に再利用される。   In the carbonization gasification apparatus according to the fourteenth aspect of the present invention, in addition to the thirteenth aspect, the carbide discharged from the carbide discharge portion is reused as a combustion material used in the combustion unit.

この構成により、炭化物の再利用もでき、全体としてのエネルギー効率を高めることができる。   With this configuration, the carbide can be reused, and the energy efficiency as a whole can be improved.

本発明の第15の発明に係る炭化ガス化装置では、炭化ガス化装置および燃焼ユニットは、水平面に対して下向きの傾斜を有する。   In the carbonization gasification apparatus according to the fifteenth aspect of the present invention, the carbonization gasification apparatus and the combustion unit have a downward inclination with respect to a horizontal plane.

この構成により、燃焼温度を上げすぎてクリンカを発生させることを抑制できる。   With this configuration, it is possible to suppress the clinker from being generated by excessively raising the combustion temperature.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)   (Embodiment 1)

(発明者による解析)
発明者は、熱分解ガスを得る炭化ガス化装置の問題点を次のように解析した。
(Analysis by the inventor)
The inventor analyzed the problems of the carbonization apparatus for obtaining pyrolysis gas as follows.

(問題点1:燃料を選ぶ問題点)
アップドラフト型ガス化炉が、熱分解ガスを得るガス化装置として利用されることがある。図1は、このアップドラフト型ガス化炉の一例を示す模式図である。
(Problem 1: Problem of choosing fuel)
An updraft type gasification furnace may be used as a gasifier for obtaining pyrolysis gas. FIG. 1 is a schematic view showing an example of this updraft type gasification furnace.

このようなアップドラフトガス化炉は、バイオマス燃料を上部から投入して徐々に燃焼させて、熱分解ガスを得る。しかしながら、徐々に下方から上方に熱分解工程が進んでいく構造と、燃焼灰を下方へ生じさせる構造によって、非常に細かな内部構造や高精度の内部温度制御が求められる。また、タールやクリンカが発生しやすい構造であるので、品質の高い燃料を使用しなければならない問題がある。   In such an updraft gasification furnace, biomass fuel is introduced from above and gradually burned to obtain pyrolysis gas. However, a very fine internal structure and highly accurate internal temperature control are required by the structure in which the pyrolysis process gradually proceeds from below to above and the structure in which the combustion ash is generated downward. In addition, since tar and clinker are easily generated, there is a problem that high quality fuel must be used.

灰分や無機・不純成分の含有の少ない高価で品質の高い燃料を使用しなければならないことは、すなわち、使用態様と供給燃料を選ぶ問題点を有しており、ランニングコストが増加する問題がある。もちろん、燃料供給が十分とならない問題にもつながる。   The need to use expensive and high-quality fuels that contain little ash, inorganic or impure components, that is, there is a problem of selecting the mode of use and the supply fuel, and there is a problem that running costs increase. . Of course, it leads to the problem of insufficient fuel supply.

(問題点2:タールが出やすい問題)
ガス化炉に外部から熱を加えるだけの構成では、炭化が不十分となって、得られる熱分解ガスの一部分がタールなどの不純成分を多く含む問題(ダクトの閉塞・ガスエンジンの故障)がある。タールなどの不純成分を含むような熱分解により、クリンカの発生も生じうる。例えば、図2は、従来技術でのガス化装置の模式図であるが、ガス化炉本体に、燃焼材を投入する複数の管路を備え、ガス化炉本体に対して外部から間接的に熱を与える。
(Problem 2: Tal is likely to occur)
In the configuration where only heat is applied to the gasification furnace from the outside, carbonization becomes insufficient, and there is a problem that a part of the pyrolysis gas obtained contains a lot of impure components such as tar (clogging of the duct, failure of the gas engine). is there. Occurrence of clinker can also occur due to thermal decomposition including impure components such as tar. For example, FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional gasification apparatus. The gasification furnace main body is provided with a plurality of pipes for introducing combustion materials, and indirectly to the gasification furnace main body from the outside. Give heat.

この与えられた熱によって、管路に投入されている燃焼剤がガス化する。   Due to the applied heat, the combustor introduced into the pipe is gasified.

図2では、燃焼炉本体200に、管路210が備わっている。この管路210に燃焼材が投入されており、ガス化炉本体200の外部から熱が加えられる。この外部から加えられる熱によって、管路210に投入されている燃焼材がガス化する。このガス化により、熱分解ガスと炭化物とが得られる。   In FIG. 2, the combustion furnace main body 200 is provided with a pipe line 210. Combustion material is put into this pipe line 210, and heat is applied from the outside of the gasifier main body 200. Due to the heat applied from the outside, the combustion material put into the pipe line 210 is gasified. By this gasification, pyrolysis gas and carbide are obtained.

しかしながら、この構造では、外部からの熱が管路210中の燃焼材に万遍なく付与されにくく、ガス化が不十分となる。ガス化が不十分であることで、得られる熱分解ガスの量、熱量、温度が不十分となり、タールなどの不純成分も含まれやすい。このような熱分解ガスは、発電(ガスエンジン)や発熱に用いにくい。   However, in this structure, heat from the outside is hardly applied uniformly to the combustion material in the pipe 210, and gasification becomes insufficient. When the gasification is insufficient, the amount of pyrolysis gas obtained, the amount of heat, and the temperature become insufficient, and impure components such as tar are likely to be included. Such pyrolysis gas is difficult to use for power generation (gas engine) or heat generation.

また、不十分ガス化によって、クリンカも付着しやすい。細い管路210内部でクリンカが付着することによって、管路210が使用不可能になり、メンテナンスが必要となる。燃焼本体路200の外部から熱が加わっても、狭い通路210での熱の伝達と広がりが不十分であり、タールなどの不純成分が多くなりやすい問題がある。   In addition, clinker tends to adhere due to insufficient gasification. When the clinker adheres inside the narrow pipe 210, the pipe 210 becomes unusable and maintenance is required. Even when heat is applied from the outside of the combustion main body passage 200, heat transfer and spread in the narrow passage 210 are insufficient, and there is a problem that impure components such as tar tend to increase.

燃焼材の品質を選ぶことも、タールなどの不純成分が多く発生しやすいこと(クリンカの発生も多いこと)は、いずれも、利用のための熱分解ガスを得るに際して好ましくはない。熱分解ガスは、発電や発熱のエネルギーとして利用するが、これらの問題があると、エネルギー効率が悪くなったり、メンテナンスコストが掛かったり、運転稼働期間が短くなったりするからである。   Neither the choice of the quality of the combustion material nor the generation of a large amount of impure components such as tar (the occurrence of clinker is large) is not preferable in obtaining a pyrolysis gas for use. The pyrolysis gas is used as energy for power generation or heat generation. However, if these problems occur, energy efficiency is deteriorated, maintenance costs are increased, and the operation period is shortened.

発明者は、従来技術や関連技術などを解析し、燃焼材の品質への依存性を低くしつつ、タールと不純成分の発生しにくい熱分解を実現することが、炭化ガス化装置に必要であると分析した。   The inventor needs to analyze the conventional technology and related technologies to realize thermal decomposition that is less likely to generate tar and impure components while reducing the dependence on the quality of the combustion material. Analyzed that there was.

(全体概要)
まず、本発明の実施の形態1における炭化ガス化装置の全体概要を説明する。図3は、本発明の実施の形態1における炭化ガス化装置のブロック図である。なお、図の見易さのために、炭化炉2内部の熱管路21は、部分的に省略して図示している。
(Overview)
First, an overall outline of the carbonization gasification apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram of the carbonization apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. For the sake of clarity, the heat pipe 21 inside the carbonization furnace 2 is partially omitted.

炭化ガス化装置1は、炭化炉2と燃焼ユニット3と、を備える。炭化炉2は、実際に燃焼材であるバイオマス燃料を炭化ガス化させる。燃焼ユニット3は、この炭化炉2でのバイオマス燃料を炭化ガス化させるのに必要な熱を供給する。このように、炭化ガス化装置1は、実際のバイオマス燃料を炭化ガス化させてガスを得る炭化炉2と、この炭化炉2にガス化のための熱を与える燃焼ユニット3と、の2つの要素を備える。   The carbonization gasification apparatus 1 includes a carbonization furnace 2 and a combustion unit 3. The carbonization furnace 2 carbonizes the biomass fuel that is actually the combustion material. The combustion unit 3 supplies heat necessary for carbonizing the biomass fuel in the carbonization furnace 2. Thus, the carbonization gasification apparatus 1 includes two carbonization furnaces: a carbonization furnace 2 that carbonizes an actual biomass fuel to obtain gas, and a combustion unit 3 that gives heat to the carbonization furnace 2 for gasification. With elements.

炭化炉2は、その内部に、複数の熱管路21と、本体部22を有する。複数の熱管路21は、燃焼ユニットで発生される燃焼熱を通す。燃焼ユニット3は、種々の方法で燃焼を行って燃焼熱を発生させる。この燃焼熱は、図3の矢印Aのように、燃焼ユニット3から熱管路21に移動する。熱管路21は、この燃焼熱を、その内部に通し(移動させ)、炭化炉2の本体部22に、この熱を付与する。   The carbonization furnace 2 has a plurality of heat pipes 21 and a main body 22 inside thereof. The plurality of heat pipes 21 pass the combustion heat generated in the combustion unit. The combustion unit 3 performs combustion by various methods to generate combustion heat. This combustion heat moves from the combustion unit 3 to the heat pipe 21 as indicated by an arrow A in FIG. The heat pipe 21 passes (moves) this combustion heat to the inside thereof, and applies this heat to the main body portion 22 of the carbonization furnace 2.

本体部22には、バイオマス燃料10が供給される。図3の矢印Bは、本体部22に、バイオマス燃料10が供給される状況を示している。本体部22は、空間を有しており、この空間内部に供給されたバイオマス燃料10を炭化ガス化させる。この炭化ガス化においては、炭化炉2内部の熱管路21から伝わる熱が用いられる。   Biomass fuel 10 is supplied to the main body 22. An arrow B in FIG. 3 shows a situation where the biomass fuel 10 is supplied to the main body 22. The main body 22 has a space, and the biomass fuel 10 supplied into the space is carbonized. In this carbonization gasification, heat transmitted from the heat pipe 21 inside the carbonization furnace 2 is used.

熱管路21と本体部22とは熱的に接触する。このため、熱管路21からの熱は、本体部2に伝わる。本体部2は、バイオマス燃料10を収容している。熱管路21からの熱は、この本体部2が収容しているバイオマス燃料10に熱を付与する。この熱の付与によって、バイオマス燃料10が炭化ガス化する。   The heat pipe 21 and the main body 22 are in thermal contact. For this reason, the heat from the heat pipe 21 is transmitted to the main body 2. The main body 2 contains the biomass fuel 10. The heat from the heat pipe 21 gives heat to the biomass fuel 10 accommodated in the main body 2. By applying this heat, the biomass fuel 10 is carbonized.

この炭化ガス化によって、熱分解ガスと炭化物が生成される。図3では、炭化炉2から熱分解ガスと炭化物とが生成される状態が示されている。   By this carbonization, pyrolysis gas and carbide are generated. FIG. 3 shows a state in which pyrolysis gas and carbide are generated from the carbonization furnace 2.

この熱分解ガスが、熱量を必要とする様々な用途に利用される。   This pyrolysis gas is used for various applications that require heat.

図3のように、炭化炉2は、内部空間23を備える構造である。この内部空間23は、複数の熱管路21と、本体部22を備える。本体部22は、図3のように、内部空間23において熱管路21の残部であると把握されればよい(残部の全てであってもなくてもよい)。この本体部22は、バイオマス燃料10を収容するが、この本体部22に収容されるバイオマス燃料10には、内部空間23の内部に設けられる複数の熱管路21からの熱が、万遍なく加えられる。すなわち、図2の構造と異なる。   As shown in FIG. 3, the carbonization furnace 2 has a structure including an internal space 23. The internal space 23 includes a plurality of heat pipe lines 21 and a main body portion 22. As shown in FIG. 3, the main body portion 22 only needs to be grasped as the remaining portion of the heat pipe 21 in the internal space 23 (the remaining portion may or may not be all). The main body 22 accommodates the biomass fuel 10, but the biomass fuel 10 accommodated in the main body 22 is uniformly applied with heat from the plurality of heat pipes 21 provided in the internal space 23. It is done. That is, it is different from the structure of FIG.

バイオマス燃料10は、本体部22内部に広がっている。複数の熱管路21は、内部空間23に設けられているので、バイオマス燃料10の周囲に、万遍なく熱管路21が設けられている状態である。また、熱管路21が複数であることで、熱管路21は、内部空間23の残部である本体部22に、様々な位置、角度で熱を加える。   The biomass fuel 10 is spread inside the main body 22. Since the plurality of heat pipes 21 are provided in the internal space 23, the heat pipes 21 are provided uniformly around the biomass fuel 10. In addition, since the heat pipe 21 is plural, the heat pipe 21 applies heat to the main body 22 that is the remaining part of the internal space 23 at various positions and angles.

すなわち、本体部22に収容されているバイオマス燃料10には、周囲から囲まれるように、熱管路21からの熱が付与される。この囲まれるような熱の付与は、収容されているバイオマス燃料10へ、万遍なく熱が付与されることに繋がる。結果として、十分な熱によってバイオマス燃料10が炭化ガス化される。すなわち、不十分な熱分解が生じにくい。   That is, heat from the heat pipe 21 is applied to the biomass fuel 10 accommodated in the main body 22 so as to be surrounded from the periphery. The application of heat as surrounded by the heat leads to the heat being applied uniformly to the stored biomass fuel 10. As a result, the biomass fuel 10 is carbonized with sufficient heat. That is, insufficient thermal decomposition is unlikely to occur.

これらの結果、本体部22に収容されるバイオマス燃料10は、高いレベルで熱分解ガス化して、タールなどの不純成分を含まない熱分解ガスを発生させる。また、高い熱分解レベルによって、クリンカの発生も抑制できる。更には、熱分解ガス以外に生成する炭化物も、不純物を含みにくい。従来技術や発明者が解析した問題を解決している。   As a result, the biomass fuel 10 accommodated in the main body 22 is pyrolyzed and gasified at a high level to generate pyrolyzed gas that does not contain impure components such as tar. Moreover, generation | occurrence | production of clinker can also be suppressed by a high thermal decomposition level. Furthermore, carbides generated in addition to the pyrolysis gas are less likely to contain impurities. It solves the problems analyzed by the prior art and the inventors.

また、本体部22に、多孔質粒子や触媒粒子を導入しておくことも好適である。この多孔質粒子や触媒粒子により、バイオマス燃料10が炭化ガス化して熱分解ガスを発生させる際に、タールの発生を抑制することができるからである。   It is also preferable to introduce porous particles or catalyst particles into the main body 22. This is because when the biomass fuel 10 is carbonized to generate pyrolysis gas, the generation of tar can be suppressed by the porous particles and the catalyst particles.

次に、各部の詳細について説明する。   Next, the detail of each part is demonstrated.

(炭化炉)
炭化炉2は、内部空間23を有する筒状の部材である。筒状であることで、内部空間23に含まれる本体部22が、バイオマス燃料10を収容しやすい形態となる。加えて、炭化炉2は、その内部空間23に、複数の熱管路21を備えやすい形態となる。
(Carbonization furnace)
The carbonization furnace 2 is a cylindrical member having an internal space 23. By being cylindrical, the main body portion 22 included in the internal space 23 is in a form that can easily accommodate the biomass fuel 10. In addition, the carbonization furnace 2 is easily provided with a plurality of heat pipes 21 in the internal space 23.

また、炭化炉2は、回転可能であることも好適である。すなわち、回転ドラムのような形態である。炭化炉2が回転可能であることで、内部空間23(本体部22)に収容されているバイオマス燃料10が、回転運動によりその位置を変えながら熱管路21からの熱を受けることができる。この位置を変えながらの熱を受けることで、バイオマス燃料10の、高いレベルでの熱分解が実現できる。   The carbonization furnace 2 is also preferably rotatable. That is, it is a form like a rotating drum. By allowing the carbonization furnace 2 to rotate, the biomass fuel 10 accommodated in the internal space 23 (main body portion 22) can receive heat from the heat pipe 21 while changing its position by the rotational motion. By receiving heat while changing this position, the biomass fuel 10 can be thermally decomposed at a high level.

炭化炉2は、燃焼ユニット3からの熱を受ける。このため、燃焼ユニット3からの熱の移動を受ける移動通路を備えていることも好適である。特に、燃焼熱は、熱管路21に供給される。この熱管路21への燃焼熱を供給する移動通路を備えていることが好適である。   The carbonization furnace 2 receives heat from the combustion unit 3. For this reason, it is also preferable to provide a moving passage that receives the movement of heat from the combustion unit 3. In particular, the combustion heat is supplied to the heat pipe 21. It is preferable that a moving passage for supplying combustion heat to the heat pipe 21 is provided.

炭化炉2は、内部に複数の熱管路21を備える。炭化炉2が、内部空間23を備えていることで、複数の熱管路21を備えることができる。また、炭化炉2が筒状であることで、内部空間23も筒状となり、複数の熱管路21を備えやすくなる。   The carbonization furnace 2 includes a plurality of heat pipes 21 inside. Since the carbonization furnace 2 includes the internal space 23, a plurality of heat pipes 21 can be provided. In addition, since the carbonization furnace 2 is cylindrical, the internal space 23 is also cylindrical, and a plurality of heat pipes 21 are easily provided.

加えて、内部空間23に複数の熱管路21を備える場合に、残部が本体部22となって、熱管路21との熱的な接触面積の大きな本体部22を形成できる。このように、筒状の炭化炉2であることで、熱管路21と熱的な接触面積の大きな本体部22が形成でき、熱管路21からの熱を、本体部22に収容されているバイオマス燃料10が万遍なく受けることができるようになる。   In addition, when the internal space 23 includes a plurality of heat pipes 21, the remaining part becomes the main body part 22, and the main body part 22 having a large thermal contact area with the heat pipe line 21 can be formed. Thus, by being the cylindrical carbonization furnace 2, the main-body part 22 with a large thermal contact area with the heat pipe line 21 can be formed, and the biomass accommodated in the main-body part 22 is the heat from the heat pipe line 21. Fuel 10 can be received evenly.

(熱管路)
熱管路21は、内部空間23に設けられる。炭化炉2が筒状であることで、その内部空間23に設けられる熱管路21は、筒状(角と丸の形状も可)であることも好適である。熱管路21が筒状の形状を有することで、熱管路21の内部に燃焼熱を移動させやすくなる。加えて、移動する燃焼熱を、熱管路21の外部に伝達・放出しやすくなり、熱管路21が、本体部22のバイオマス燃料10に熱を付与しやすくなる。
(Heat pipe)
The heat pipe line 21 is provided in the internal space 23. Since the carbonization furnace 2 is cylindrical, it is also preferable that the heat pipe 21 provided in the internal space 23 is cylindrical (corner and round shapes are also possible). When the heat pipe line 21 has a cylindrical shape, it becomes easy to move the combustion heat into the heat pipe line 21. In addition, the moving combustion heat can be easily transmitted / released to the outside of the heat pipe 21, and the heat pipe 21 can easily apply heat to the biomass fuel 10 of the main body 22.

また、複数の熱管路21は、炭化炉2の内部空間23に沿う方向軸に設置されることも好適である。図3では、炭化炉2が筒状である。このため、内部空間23も筒状(多角形状も可)である。   It is also preferable that the plurality of heat pipes 21 be installed on a direction axis along the internal space 23 of the carbonization furnace 2. In FIG. 3, the carbonization furnace 2 is cylindrical. For this reason, the internal space 23 is also cylindrical (polygonal shape is also possible).

この筒状の内部空間23に、複数の熱管路21が設置される。この構造に合わせて、複数の熱管路21が、この筒状の内部空間23に沿って設置されることも好適である。このとき、複数の熱管路21のそれぞれが筒状であることで、大きな内径を有する筒状の炭化炉2の内部空間23に、小さな内径を有する筒状の複数の熱管路21が備わる構成になる。   A plurality of heat pipes 21 are installed in the cylindrical internal space 23. In accordance with this structure, it is also preferable that a plurality of heat pipes 21 be installed along the cylindrical internal space 23. At this time, since each of the plurality of heat pipes 21 is cylindrical, the internal space 23 of the cylindrical carbonization furnace 2 having a large inner diameter is provided with a plurality of cylindrical heat pipes 21 having a small inner diameter. Become.

図3は、このような構成を、炭化炉2の一例として示している。   FIG. 3 shows such a configuration as an example of the carbonization furnace 2.

複数の熱管路21は、炭化炉2の内部空間23に沿う方向軸に沿って設置されるので、燃焼ユニット3から供給される燃焼熱を、この方向軸に沿って移動させる。このとき、内部空間23には、複数の熱管路21が設けられているので、熱管路21と内部空間23(本体部22)とは、広い面積で熱的に接触する。   Since the plurality of heat pipes 21 are installed along the direction axis along the internal space 23 of the carbonization furnace 2, the combustion heat supplied from the combustion unit 3 is moved along this direction axis. At this time, since the plurality of heat pipes 21 are provided in the internal space 23, the heat pipe 21 and the internal space 23 (main body part 22) are in thermal contact with each other over a wide area.

この状態で、熱管路21内部を、内部空間23に沿った方向軸で燃焼熱が移動することで、広い面積に対して、熱を付与できる。この付与の結果、本体部22が収容するバイオマス燃料10は、高い炭化ガス化レベルで熱分解できる。   In this state, heat can be applied to a large area by moving the combustion heat in the heat pipe 21 along the direction axis along the internal space 23. As a result of this application, the biomass fuel 10 contained in the main body 22 can be thermally decomposed at a high carbonization level.

図4は、本発明の実施の形態1における炭化炉の断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the carbonization furnace in the first embodiment of the present invention.

炭化炉2は、図3のように筒状であることも好適である。内部空間23も筒状となる。   The carbonization furnace 2 is also preferably cylindrical as shown in FIG. The internal space 23 is also cylindrical.

この構造によって、炭化炉2の断面は、図4のような形状を有する。   With this structure, the carbonizing furnace 2 has a cross section as shown in FIG.

複数の熱管路21は、内部空間23に設けられる。図4では、内部空間23の外縁(内壁)に複数の熱管路21が設けられる。内部空間23において、複数の熱管路21が設けられた残部が、本体部22となる。この結果、図4のように、本体部22を囲むように、複数の熱管路21が設けられる構造となる。   The plurality of heat pipes 21 are provided in the internal space 23. In FIG. 4, a plurality of heat pipes 21 are provided on the outer edge (inner wall) of the internal space 23. In the internal space 23, the remaining portion where the plurality of heat pipes 21 are provided becomes the main body 22. As a result, as shown in FIG. 4, a plurality of heat pipes 21 are provided so as to surround the main body 22.

炭化炉2は、熱供給路25を備えることも好適である。熱供給路25は、燃焼ユニット3からの燃焼熱を、炭化炉2に供給する。この熱供給路25は、炭化炉2が備える熱管路21に、燃焼熱を供給する。併せて、熱供給路25が、炭化炉2の外周(内部空間23の外周)にも設けられる場合には、熱供給路25は、内部空間23に外周から熱を加える。図4は、この内部空間23の外周にも、熱供給路25が設けられている状態を示している。   The carbonization furnace 2 is also preferably provided with a heat supply path 25. The heat supply path 25 supplies combustion heat from the combustion unit 3 to the carbonization furnace 2. The heat supply path 25 supplies combustion heat to the heat pipe 21 provided in the carbonization furnace 2. In addition, when the heat supply path 25 is also provided on the outer periphery of the carbonization furnace 2 (the outer periphery of the internal space 23), the heat supply path 25 applies heat to the internal space 23 from the outer periphery. FIG. 4 shows a state in which a heat supply path 25 is also provided on the outer periphery of the internal space 23.

熱供給路25は、複数の熱管路21に、上述のように熱を供給する。この熱供給により、複数の熱管路21は、その内部で熱を移動させる。この熱移動に伴って、熱管路21は、内部空間23に熱を付与する。   The heat supply path 25 supplies heat to the plurality of heat pipe paths 21 as described above. Due to this heat supply, the plurality of heat pipes 21 move heat therein. Along with this heat transfer, the heat pipe line 21 applies heat to the internal space 23.

このように、内部空間23の外周に設けられる熱供給路25と複数の熱管路21とは、内部空間23、すなわち本体部22に熱を供給できる。この熱の付与によって、本体部22に収容されるバイオマス燃料10には、万遍なく熱が付与されて、高い炭化ガス化レベルで熱分解できる。   Thus, the heat supply path 25 and the plurality of heat pipe lines 21 provided on the outer periphery of the internal space 23 can supply heat to the internal space 23, that is, the main body 22. By applying this heat, the biomass fuel 10 accommodated in the main body portion 22 is uniformly applied with heat and can be pyrolyzed at a high carbonization level.

また、複数の熱管路21の少なくとも一部は、内部空間23と連通する複数の連通路24を備えることも好適である。図4では、複数の熱管路21が、連通路24を備えている態様が示されている。   Further, it is also preferable that at least a part of the plurality of heat pipe lines 21 includes a plurality of communication paths 24 communicating with the internal space 23. In FIG. 4, a mode in which the plurality of heat pipe lines 21 include the communication path 24 is illustrated.

連通路24は、熱管路21と内部空間23(本体部22)とを連通する。この連通路24の連通によって、熱管路21の内部を移動する熱が、本体部22に供給される。本体部22には、このように、連通路24から、直接的に熱が供給される。   The communication path 24 communicates the heat pipe line 21 and the internal space 23 (main body part 22). Through the communication of the communication path 24, heat that moves inside the heat pipe 21 is supplied to the main body 22. Thus, heat is directly supplied to the main body portion 22 from the communication path 24.

すなわち、本体部22に収容されているバイオマス燃料10には、内部空間23の外周に設けられた熱供給路25、熱管路21を移動する熱から伝導する熱、連通路24から漏れる熱、のそれぞれが付与される。結果として、本体部22に収容されるバイオマス燃料10には、様々な方向および位置から、万遍なく熱が付与される。この熱の付与の結果、バイオマス燃料10は、高い炭化ガス化レベルで熱分解できる。   In other words, the biomass fuel 10 accommodated in the main body 22 has a heat supply path 25 provided on the outer periphery of the internal space 23, heat conducted from the heat moving through the heat pipe 21, and heat leaking from the communication path 24. Each is given. As a result, heat is uniformly applied to the biomass fuel 10 accommodated in the main body 22 from various directions and positions. As a result of this heat application, the biomass fuel 10 can be pyrolyzed at a high carbonization level.

図4中の矢印は、熱供給路25での熱移動、および連通路24からの熱供給を示している。また、図4は、断面図であるが、図3のような側面方向から見る場合には、熱管路21内部を、熱が移動する。   The arrows in FIG. 4 indicate heat transfer in the heat supply path 25 and heat supply from the communication path 24. FIG. 4 is a cross-sectional view, but when viewed from the side as shown in FIG. 3, heat moves inside the heat pipe 21.

連通路24は、熱管路21に沿って、単数のスリット状のものとして設けられてもよい。あるいは、複数の熱管路21のそれぞれに設けられる貫通孔でもよい。いずれの形態であっても、熱管路21を移動する熱が、連通路24を通じて本体部22に放射されるからである。   The communication path 24 may be provided as a single slit shape along the heat pipe line 21. Or the through-hole provided in each of the some heat pipe line 21 may be sufficient. This is because, in any form, the heat moving through the heat pipe 21 is radiated to the main body 22 through the communication path 24.

また、熱管路21のそれぞれに、複数の連通路24が設けられる場合には、炭化炉2の根元から先端(一方の端部から他方の端部)に行くにつれて、その単位面積当たりの開口量を大きくすることも好適である。例えば、図3で左側が、炭化炉2の根元であり、右側が、炭化炉2の先端である。このとき、根元から先端に向かうにつれて、熱管路21の単位面積あたりの開口量を大きくする。   Further, when a plurality of communication passages 24 are provided in each of the heat pipes 21, the opening amount per unit area increases from the root of the carbonization furnace 2 to the tip (from one end to the other end). It is also preferable to increase. For example, in FIG. 3, the left side is the root of the carbonization furnace 2, and the right side is the tip of the carbonization furnace 2. At this time, the opening amount per unit area of the heat pipe 21 is increased as it goes from the root toward the tip.

例えば、先端では、熱管路21の単位面積あたりに設けられる連通路24の個数が多くされる。あるいは、連通路24の大きさが大きくされる。これらの結果、バイオマス燃料10がガス化を進める先端ほど、バイオマス燃料10に付与される温度が高くなる。温度が高くなっていくことで、炭化ガス化の効率が上がる。特に、熱分解効率とガス化レベルが上がることで、クリンカの発生を抑えることができる。   For example, at the tip, the number of communication passages 24 provided per unit area of the heat pipe 21 is increased. Alternatively, the size of the communication path 24 is increased. As a result, the temperature applied to the biomass fuel 10 increases as the tip of the biomass fuel 10 progresses to gasification. As the temperature increases, the efficiency of carbonization gasification increases. In particular, the generation of clinker can be suppressed by increasing the thermal decomposition efficiency and gasification level.

加えて、炭化ガス化レベルが高く、熱分解度合いがよくなり、生成される熱分解ガスは、タールなどの不純成分を含みにくくなる。不純成分の少ない熱分解ガスを、様々な用途の利用に供することができる。   In addition, the carbonization gasification level is high, the degree of thermal decomposition is improved, and the generated thermal decomposition gas is less likely to contain impure components such as tar. Pyrolysis gas with few impure components can be used for various purposes.

以上のように、複数の熱管路21は、熱管路21内部を移動する燃焼熱および連通路24から漏れる燃焼熱を、本体部22に収容されるバイオマス燃料10に効率よくかつ万遍なく付与できる。この付与によって、本体部22に収容されるバイオマス燃料10は、万遍なく熱分解できる。   As described above, the plurality of heat pipes 21 can efficiently and uniformly apply the combustion heat moving inside the heat pipe 21 and the combustion heat leaking from the communication path 24 to the biomass fuel 10 accommodated in the main body 22. . By this provision, the biomass fuel 10 accommodated in the main body portion 22 can be thermally decomposed uniformly.

また、複数の熱管路21の少なくとも一部は、炭化炉2と独立して回転可能であることも好適である。熱管路21が回転可能であることで、熱管路21を移動する燃焼熱の、バイオマス燃料10への付与がより効率よくなるからである。加えて、連通路24が回転に合わせて位置を変えて、バイオマス燃料10への付与が、より効率よくなるからである。   It is also preferable that at least a part of the plurality of heat pipes 21 is rotatable independently of the carbonization furnace 2. This is because the heat pipe 21 is rotatable so that the heat of combustion moving through the heat pipe 21 can be more efficiently applied to the biomass fuel 10. In addition, the position of the communication path 24 is changed in accordance with the rotation, and the application to the biomass fuel 10 becomes more efficient.

炭化炉2が回転することによって、本体部22に収容されるバイオマス燃料10が、内部で位置や向きを変えるので、この点でも炭化ガス化効率が高まる。これと同様に、熱管路21が回転することでも、バイオマス燃料10が、本体部22内部で撹拌される。この撹拌も相まって、バイオマス燃料10の炭化ガス化の効率やレベルが向上する。   As the carbonization furnace 2 rotates, the biomass fuel 10 accommodated in the main body 22 changes its position and orientation inside, so that the carbonization efficiency is also increased in this respect. Similarly, the biomass fuel 10 is agitated inside the main body 22 by rotating the heat pipe 21. Combined with this stirring, the efficiency and level of carbonization gasification of the biomass fuel 10 is improved.

図5は、本発明の実施の形態1における炭化炉の断面図である。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the carbonization furnace in the first embodiment of the present invention.

図5に示されるように、炭化炉2の内部空間23には、外周熱管路21Aと、内部熱管路21Bとが設けられてもよい。外周熱管路21Aは、内部空間23の内壁にそって設けられる。内部熱管路21Bは、内部空間23の中央付近に沿って設けられる。   As shown in FIG. 5, the inner space 23 of the carbonization furnace 2 may be provided with an outer peripheral heat pipe 21 </ b> A and an internal heat pipe 21 </ b> B. The outer peripheral heat pipe 21 </ b> A is provided along the inner wall of the inner space 23. The internal heat pipe 21 </ b> B is provided along the vicinity of the center of the internal space 23.

炭化炉2が、図5のように、外周熱管路21Aと内部熱管路21Bとを備える構成であることで、内部空間23の残部である本体部22は、より複雑な形状となる。この複雑な形状の本体部22に、バイオマス燃料10が収容される状態となる。バイオマス燃料10は、図5のように、外部熱管路21Aと内部熱管路21Bとの間や、内部空間23の外周と外部熱管路21Aとの間など、さまざまな場所に位置するようになる。   As the carbonization furnace 2 is configured to include the outer peripheral heat pipe 21 </ b> A and the inner heat pipe 21 </ b> B as shown in FIG. 5, the main body 22 that is the remaining part of the internal space 23 has a more complicated shape. The biomass fuel 10 is accommodated in the complex-shaped main body 22. As shown in FIG. 5, the biomass fuel 10 is located at various places such as between the external heat pipe 21 </ b> A and the internal heat pipe 21 </ b> B and between the outer periphery of the internal space 23 and the external heat pipe 21 </ b> A.

特に、炭化炉2が回転する場合には、これらの様々な場所に位置しつつ場所を変えながら、撹拌されることになる。この様々な場所において、外周熱管路21Aや内部熱管路21Bのそれぞれから熱を受ける。   In particular, when the carbonization furnace 2 rotates, the carbonization furnace 2 is agitated while changing the place while being located in these various places. In these various places, heat is received from each of the outer peripheral heat pipe 21A and the inner heat pipe 21B.

これらのように、本体部22において様々な場所にその位置を変えながら様々な方向から熱を加えられることで、より効率およびレベルの高い炭化ガス化を受ける。結果として、クリンカの発生やタールなどの不純成分を抑えつつ、利用に好適な熱分解ガスを得ることができる。   As described above, the heat can be applied from various directions while changing the position of the main body portion 22 at various locations, so that the carbonization is more efficiently and highly efficient. As a result, a pyrolysis gas suitable for use can be obtained while suppressing generation of clinker and impure components such as tar.

また、図5の炭化炉2に図4の炭化炉2を加えた構造を有することも好適である。すなわち、炭化炉2は、外周の熱供給路25を有しつつ、内部空間23に外周熱管路21Aと内部熱管路21Bが備わっている。このような構成を有することで、本体部22に収容されるバイオマス燃料10には、効率よく熱が付与されて、高い効率での炭化ガス化が実現できる。   It is also preferable to have a structure in which the carbonization furnace 2 of FIG. 4 is added to the carbonization furnace 2 of FIG. That is, the carbonization furnace 2 has an outer peripheral heat supply path 25 and an inner space 23 provided with an outer peripheral heat pipe 21A and an inner heat pipe 21B. By having such a structure, heat is efficiently given to the biomass fuel 10 accommodated in the main body portion 22, and carbonization gasification with high efficiency can be realized.

(出力部と排出部)
図6は、本発明の実施の形態1における炭化ガス化装置の模式図である。
(Output section and discharge section)
FIG. 6 is a schematic diagram of the carbonization apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

炭化ガス化装置1は、炭化炉2で炭化ガス化されたバイオマス燃料10からの熱分解ガスを出力するガス出力部27を更に備える。また、炭化ガス化されたバイオマス燃料10から生成される炭化物を排出する炭化物排出部28を更に備える。図6は、この構成を示している。   The carbonization gasification apparatus 1 further includes a gas output unit 27 that outputs pyrolysis gas from the biomass fuel 10 carbonized by the carbonization furnace 2. Moreover, the carbide | carbonized_material discharge part 28 which discharges | emits the carbide | carbonized_material produced | generated from the biomass fuel 10 carbonized and gasified is further provided. FIG. 6 shows this configuration.

熱分解ガスは、ガス出力部27から出力されて、種々の用途に利用される。熱分解ガスは、熱量を有しており、この熱量を利用する用途に、好適に利用できるからである。上述したように、炭化炉2では、熱管路21の機能と、熱管路21と本体部22との構造関係によって、バイオマス燃料10が高い炭化ガス化レベルで熱分解する。   The pyrolysis gas is output from the gas output unit 27 and used for various purposes. This is because the pyrolysis gas has an amount of heat and can be suitably used for applications that use this amount of heat. As described above, in the carbonization furnace 2, the biomass fuel 10 is pyrolyzed at a high carbonization level by the function of the heat pipe 21 and the structural relationship between the heat pipe 21 and the main body 22.

この炭化ガス化によって、タールなどの不純成分の少ない熱分解ガスが生成され、ガス出力部27は、これを出力する。ガス出力部27は、必要に応じて、熱分解ガスを利用する機器に接続されており、この機器に熱分解ガスを供給する。   By this carbonization, pyrolysis gas with less impure components such as tar is generated, and the gas output unit 27 outputs this. The gas output unit 27 is connected to a device that uses the pyrolysis gas as necessary, and supplies the pyrolysis gas to this device.

例えば、熱分解ガスは、電力生成および温水と蒸気生成の少なくとも一つに利用される。   For example, the pyrolysis gas is used for power generation and at least one of hot water and steam generation.

バイオマス燃料10は、炭化ガス化によって、炭化物も生成する。炭化物排出部28は、この炭化物を排出する。排出される炭化物は、不要物として廃棄されてもよいし、別途の用途に利用されてもよい。例えば、図6の矢印Cのように、炭化物は、燃焼ユニット3での燃焼材として利用されてもよい。   The biomass fuel 10 also generates carbides by carbonization gasification. The carbide discharge unit 28 discharges this carbide. The discharged carbide may be discarded as an unnecessary material or may be used for a separate application. For example, as shown by an arrow C in FIG. 6, the carbide may be used as a combustion material in the combustion unit 3.

炭化物排出部28は、炭化炉2から燃焼ユニット3に接続されており、炭化炉2で発生する炭化物を、燃焼ユニット3に供給できる。燃焼ユニット3は、種々の燃焼材を用いて燃焼熱を生成し、炭化炉2にこの燃焼熱を供給する。このとき、炭化物を燃焼材として利用することで、エネルギー効率やコスト効率を高めることができる。   The carbide discharge unit 28 is connected to the combustion unit 3 from the carbonization furnace 2, and can supply the carbide generated in the carbonization furnace 2 to the combustion unit 3. The combustion unit 3 generates combustion heat using various combustion materials, and supplies this combustion heat to the carbonization furnace 2. At this time, energy efficiency and cost efficiency can be improved by using carbide as a combustion material.

以上のように、実施の形態1における炭化ガス化装置1は、高い効率でバイオマス燃料を炭化ガス化し、タールなどの不純成分の少ない熱分解ガスを生成することができる。   As described above, the carbonization and gasification apparatus 1 according to Embodiment 1 can carbonize biomass fuel with high efficiency and generate pyrolysis gas with less impure components such as tar.

なお、バイオマス燃料10として、木質チップ、竹質チップ、農業系バイオマス廃棄物(固形物の燃料が対象で熱分解ガス)、RPF(プラスチック系固形燃料)の少なくとも一つが使用される。これらは入手が容易であると共に、環境負荷も低いからである。   As the biomass fuel 10, at least one of a wood chip, a bamboo chip, an agricultural biomass waste (a solid fuel is a pyrolysis gas), and an RPF (plastic solid fuel) is used. This is because they are easily available and have a low environmental impact.

また、バイオマス燃料10、燃料の種類や品質を厳密に選ぶ必要が少ない。結果としてコストも低くできる。   In addition, there is little need to strictly select the biomass fuel 10 and the type and quality of the fuel. As a result, the cost can be reduced.

(実施の形態2)   (Embodiment 2)

次に実施の形態2について説明する。図7は、本発明の実施の形態2における炭化炉2とその周辺の模式図である。図3,4などで説明したものと同様の部分や要素については、符号や説明を省略する。   Next, a second embodiment will be described. FIG. 7 is a schematic diagram of the carbonization furnace 2 and its surroundings in the second embodiment of the present invention. The parts and elements similar to those described with reference to FIGS.

炭化炉2は、本体部22と熱管路21とを備える。この本体部22に供給されるバイオマス燃料10を炭化ガス化させる。ここで、炭化炉2は、図7のように、燃料供給部5を更に備えることも好適である。   The carbonization furnace 2 includes a main body 22 and a heat pipe 21. The biomass fuel 10 supplied to the main body 22 is carbonized. Here, it is also preferable that the carbonization furnace 2 further includes a fuel supply unit 5 as shown in FIG.

燃料供給部5は、バイオマス燃料10を、本体部22の内部に供給する。バイオマス燃料10は、上述したような種類の燃料である。燃料供給部5から連続的にバイオマス燃料10が供給されることで、炭化炉2は、熱分解ガスを連続的に生成できる。実施の形態1、2で説明したように、炭化炉2には、燃焼ユニット3からの燃焼熱が供給されるので、本体部22に供給されたバイオマス燃料10は、この燃焼熱によって、炭化ガス化される。このとき、熱管路21による燃焼熱の付与は、実施の形態1で説明した通りである。   The fuel supply unit 5 supplies the biomass fuel 10 to the inside of the main body unit 22. The biomass fuel 10 is a fuel of the kind described above. Since the biomass fuel 10 is continuously supplied from the fuel supply unit 5, the carbonization furnace 2 can continuously generate the pyrolysis gas. As described in the first and second embodiments, since the combustion heat from the combustion unit 3 is supplied to the carbonization furnace 2, the biomass fuel 10 supplied to the main body portion 22 is carbonized gas by the combustion heat. It becomes. At this time, the application of combustion heat by the heat pipe 21 is as described in the first embodiment.

また、供給されるバイオマス燃料10を撹拌、粉砕する回転装置6および羽根車7を備えることも好適である。これらの要素を備えることで、バイオマス燃料10は、燃料供給部5から供給されながら、撹拌や細かくされて、本体部22に供給される。結果として、炭化炉2でのバイオマス燃料10の炭化効率やガス化レベルが高まり、不純成分の少ない熱分解ガスを得ることができる。加えて、クリンカの発生も抑制できる。   It is also preferable to include a rotating device 6 and an impeller 7 for stirring and pulverizing the supplied biomass fuel 10. By providing these elements, the biomass fuel 10 is supplied to the main body unit 22 while being stirred and finely supplied from the fuel supply unit 5. As a result, the carbonization efficiency and gasification level of the biomass fuel 10 in the carbonization furnace 2 are increased, and a pyrolysis gas with few impure components can be obtained. In addition, the generation of clinker can be suppressed.

また、図7に示されるように、炭化炉2の出口付近にタール分解領域50が設けられることも好適である。タール分解領域50は、900℃以上の高温領域である。炭化炉2の出口付近であることで、高温になり、このような900℃以上の領域となる。   Further, as shown in FIG. 7, it is also preferable that a tar decomposition region 50 is provided in the vicinity of the outlet of the carbonization furnace 2. The tar decomposition region 50 is a high temperature region of 900 ° C. or higher. By being in the vicinity of the outlet of the carbonization furnace 2, the temperature becomes high, and such a region of 900 ° C. or higher is obtained.

加えて、このタール分解領域50では、旋回撹拌が行われる。この旋回撹拌が高温であることに加わって、タールの発生が抑制される。このように、炭化炉2の出口付近を高温かつ撹拌される状態としてタール分解領域50が形成できる。このタール分解領域50は、この高温と撹拌によって、熱分解ガスからタール成分を除去しやすくなり、生成される熱分解ガスのタール成分が、更に減少する。   In addition, in this tar decomposition region 50, swirling stirring is performed. In addition to the high temperature of the swirl stirring, the generation of tar is suppressed. Thus, the tar decomposition region 50 can be formed with the vicinity of the outlet of the carbonization furnace 2 being heated and stirred. In the tar decomposition region 50, the high temperature and stirring facilitate the removal of the tar component from the pyrolysis gas, and the tar component of the generated pyrolysis gas is further reduced.

なお、タール分解領域50を生成するために、(1)この領域に酸素を供給して、900℃以上の高温燃焼を行う、(2)旋回撹拌が生じる気流によって酸素を供給する、との条件を満たせばよい。   In order to generate the tar decomposition region 50, (1) oxygen is supplied to this region, and high-temperature combustion at 900 ° C. or higher is performed. Should be satisfied.

(電熱生成システム)
図8は、本発明の実施の形態2における電熱生成システムのブロック図である。電熱生成システム500は、実施の形態1、2で説明された炭化ガス化装置1を用いて、電力生成や温水・蒸気生成などを行う。
(Electric heat generation system)
FIG. 8 is a block diagram of an electric heat generation system according to Embodiment 2 of the present invention. The electric heat generation system 500 performs electric power generation, hot water / steam generation, and the like using the carbonization gasification apparatus 1 described in the first and second embodiments.

炭化炉2と燃焼ユニット3は、実施の形態1で説明した通りの関係を有し、図8のような関係性を有している。すなわち、燃焼ユニット3は、燃焼熱を発生し、この燃焼熱を炭化炉2に供給できる。   The carbonization furnace 2 and the combustion unit 3 have the relationship as described in the first embodiment, and have a relationship as shown in FIG. That is, the combustion unit 3 can generate combustion heat and supply this combustion heat to the carbonization furnace 2.

炭化炉2には、図7を用いて説明したように、燃料供給部5を備えており、この燃料供給部5から供給されるバイオマス燃料10を、燃焼ユニット3からの燃焼熱で炭化ガス化させる。この炭化ガス化により、熱分解ガスと炭化物を生成する。   As described with reference to FIG. 7, the carbonization furnace 2 includes the fuel supply unit 5, and the biomass fuel 10 supplied from the fuel supply unit 5 is carbonized with the combustion heat from the combustion unit 3. Let By this carbonization gasification, pyrolysis gas and carbide are generated.

炭化炉2は、熱分解ガスを出力する。発電装置8と温水生成装置9が、この熱分解ガスを利用する。このため、炭化炉2は、発電装置8と温水生成装置9に、熱分解ガスを出力する。   The carbonization furnace 2 outputs a pyrolysis gas. The power generator 8 and the hot water generator 9 use this pyrolysis gas. For this reason, the carbonization furnace 2 outputs the pyrolysis gas to the power generator 8 and the hot water generator 9.

一方、炭化炉2は、発生させた炭化物を、燃焼ユニット3に供給する。燃焼ユニット3は、この供給される炭化物を、燃焼材の一つとして使用する。すなわち、炭化物を供給する供給手段が備わっている。   On the other hand, the carbonization furnace 2 supplies the generated carbide to the combustion unit 3. The combustion unit 3 uses the supplied carbide as one of the combustion materials. That is, a supply means for supplying carbide is provided.

発電装置8は、熱分解ガスを用いて電力を生成する。例えば、ガスエンジンを用いる発電装置8であれば、熱分解ガスをガスエンジンに供給することで、発電装置8は、電力を生成できる。ガスエンジンは、熱量を有する熱分解ガスを用いて、往復動機関を回転させるなどして電力を生成できる。   The power generation device 8 generates electric power using the pyrolysis gas. For example, if it is the electric power generating apparatus 8 using a gas engine, the electric power generating apparatus 8 can produce | generate electric power by supplying pyrolysis gas to a gas engine. The gas engine can generate electric power by rotating a reciprocating engine using a pyrolysis gas having a calorific value.

このような発電装置8に、炭化ガス化装置1から熱分解ガスが供給されることで、発電装置8は、電力を生成できる。実施の形態1で説明したように、炭化ガス化装置1は、シンプルで小型にすることができるので、電熱生成システム500も小型にすることができる。また発電装置8が、設置されている場所に合わせて炭化ガス化装置1を設置できるので、様々な場所で、電熱生成システム500を実現できる。   By supplying the pyrolysis gas from the carbonization gasification apparatus 1 to such a power generation apparatus 8, the power generation apparatus 8 can generate electric power. As described in the first embodiment, since the carbonization gasification apparatus 1 can be simple and downsized, the electrothermal generation system 500 can also be downsized. Moreover, since the carbonization gasification apparatus 1 can be installed according to the place where the electric power generating apparatus 8 is installed, the electrothermal generation system 500 can be realized in various places.

同様に、温水生成装置9は、熱分解ガスを用いて温水を生成できる。生成された温水は、種々の目的に使用できる。熱分解ガスは熱量を有しており、この熱量が、冷水を温水にできるからである。この場合も、シンプルで小型にできる炭化ガス化装置1により、様々な場所において実現できる。   Similarly, the hot water generator 9 can generate hot water using pyrolysis gas. The generated warm water can be used for various purposes. This is because the pyrolysis gas has an amount of heat, and this amount of heat can turn cold water into hot water. Also in this case, the carbonization gasification apparatus 1 that can be made simple and small can be realized in various places.

ここで、実施の形態1で説明したように、炭化ガス化装置1は、タールなどの不純成分を含みにくい熱分解ガスを供給できる。このため、発電装置8や温水生成装置9の動作がより確実になる。また、生成能力も高まり、メンテナンスも容易となる。   Here, as described in the first embodiment, the carbonization gasification apparatus 1 can supply a pyrolysis gas that does not easily contain impure components such as tar. For this reason, operation | movement of the electric power generating apparatus 8 or the warm water production | generation apparatus 9 becomes more reliable. In addition, the generation capability is increased and maintenance is facilitated.

加えて、炭化ガス化装置1は、クリンカの発生も抑えることができるので、稼働期間を長くしつつ、メンテナンス期間を短くできる。結果として、電熱生成システム500の稼働期間を長くすることもできる。   In addition, since the carbonization gasification apparatus 1 can also suppress the generation of clinker, the maintenance period can be shortened while extending the operation period. As a result, the operation period of the electrothermal generation system 500 can be extended.

このように、実施の形態3における電熱生成システム500は、メンテナンスが容易で、長い稼働期間での動作を実現できる。   As described above, the electric heat generation system 500 according to the third embodiment is easy to maintain and can be operated in a long operation period.

また、図9のように、発電装置8が、電力と温水を生成する構成でもよい。図9は、本発明の実施の形態2における電熱生成システムのブロック図である。図8の場合と異なり、発電装置8のみが設けられている。炭化ガス化装置1から出力される熱分解ガスは、この発電装置8に出力される。   Moreover, the structure which the electric power generating apparatus 8 produces | generates electric power and warm water may be sufficient as FIG. FIG. 9 is a block diagram of an electric heat generation system according to Embodiment 2 of the present invention. Unlike the case of FIG. 8, only the power generation device 8 is provided. The pyrolysis gas output from the carbonization gasifier 1 is output to the power generator 8.

発電装置8は、電力を生成し、この生成の際に冷却水を使用する。この冷却水は、冷却の過程で温められて温水になる。この冷水が温められて生じる温水が、温水として提供される。   The power generation device 8 generates electric power and uses cooling water during the generation. This cooling water is heated during the cooling process to become warm water. Hot water generated by warming this cold water is provided as hot water.

以上、実施の形態1〜2で説明された燃焼装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。   As mentioned above, the combustion apparatus demonstrated by Embodiment 1-2 is an example explaining the meaning of this invention, and includes the deformation | transformation and remodeling in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

1 炭化ガス化装置
2 炭化炉
21 熱管路
22 本体部
23 内部空間
24 連通路
25 熱供給路
27 熱分解ガス出力部
28 炭化物排出部
3 燃焼ユニット
5 燃料供給部
6 回転装置(燃料供給)
7 スクリュー羽根
8 発電装置
9 温水生成装置
10 バイオマス燃料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Carbonization gasifier 2 Carbonization furnace 21 Heat pipe 22 Main part 23 Internal space 24 Communication path 25 Heat supply path 27 Pyrolysis gas output part 28 Carbide discharge part 3 Combustion unit 5 Fuel supply part 6 Rotating device (fuel supply)
7 Screw blade 8 Power generator 9 Hot water generator 10 Biomass fuel

Claims (13)

炭化炉と、
前記炭化炉に外部から燃焼熱を加える燃焼ユニットと、を備え、
前記炭化炉内部は、
前記燃焼熱を通す複数の熱管路と、
前記熱管路からの熱を受けて加熱されるバイオマス燃料を収容する本体部と、を有し、
前記熱管路からの熱が、前記本体部に収容されている前記バイオマス燃料を炭化ガス化させ、
前記炭化ガス化によって、熱分解ガスおよび炭化物が生成され
前記炭化炉は、内部空間を有する筒状であって、
前記複数の熱管路は、前記内部空間に設置される筒状であり、
前記複数の熱管路の少なくとも一部は、前記内部空間と連通する複数の連通路を備え、
前記複数の連通路は、前記炭化炉の根元から先端に行くにつれて、単位面積当たりの開口量を大きくする、炭化ガス化装置。
A carbonization furnace;
A combustion unit for applying combustion heat to the carbonization furnace from the outside,
The inside of the carbonization furnace is
A plurality of heat pipes for passing the combustion heat;
A main body for containing biomass fuel that is heated by receiving heat from the heat pipe,
Heat from the heat pipes carbonizes the biomass fuel stored in the main body,
Pyrolysis gas and carbide are generated by the carbonization gasification ,
The carbonization furnace has a cylindrical shape having an internal space,
The plurality of heat pipes are cylindrical installed in the internal space,
At least a part of the plurality of heat pipes includes a plurality of communication passages communicating with the internal space,
Wherein the plurality of communicating passages, as going to the tip from the root of the carbonization furnace, you increase the opening amount per unit area, carbonizing gasifier.
前記複数の熱管路は、前記炭化炉の前記内部空間に沿う方向軸で設置され、
前記複数の熱管路のそれぞれは、前記方向軸に沿って、前記燃焼熱を通す、請求項記載の炭化ガス化装置。
The plurality of heat pipes are installed with a direction axis along the internal space of the carbonization furnace,
Wherein the plurality of each of the heat pipe, along said axis, passing the combustion heat, carbonizing gasification apparatus according to claim 1.
前記本体部は、前記炭化炉の前記内部空間における前記複数の熱管路の残部である、請求項1または2のいずれか記載の炭化ガス化装置。 3. The carbonization gasification apparatus according to claim 1, wherein the main body is a remaining portion of the plurality of heat pipes in the internal space of the carbonization furnace. 前記複数の熱管路は、前記熱管路内部を移動する前記燃焼熱および前記連通路から漏れる前記燃焼熱を、前記本体部に収容されるバイオマス燃料に加える、請求項からのいずれか記載の炭化ガス化装置。 Wherein the plurality of heat pipes is the combustion heat leaking from the combustion heat and the communication passage moves within the heat pipe is added to the biomass fuel accommodated in the main body portion, according to any of claims 1 to 3 Carbonization gasifier. 前記複数の熱管路は、前記内部空間の内壁に沿って設けられる、外周熱管路と、前記内部空間の中央付近に沿って設けられる内部熱管路と、を有する、請求項からのいずれか記載の炭化ガス化装置。 Wherein the plurality of heat pipes are provided along the inner wall of the internal space, and the outer heat pipes, having an internal heat pipe that is provided along the vicinity of the center of the inner space, any one of claims 1 to 4 The carbonization gasifier described. 前記炭化炉は、回転可能である、請求項1からのいずれか記載の炭化ガス化装置。 The carbonization gasification apparatus according to any one of claims 1 to 5 , wherein the carbonization furnace is rotatable. 前記複数の熱管路の少なくとも一部は、前記炭化炉と独立して回転可能である、請求項1からのいずれか記載の炭化ガス化装置。 The carbonization gasification apparatus according to any one of claims 1 to 6 , wherein at least a part of the plurality of heat pipes is rotatable independently of the carbonization furnace. 前記炭化炉で炭化ガス化された前記バイオマス燃料からの熱分解ガスを出力する熱分解ガス出力部と、炭化物を排出する炭化物排出部と、を、更に備える、請求項1からのいずれか記載の炭化ガス化装置。 The pyrolysis gas output part which outputs the pyrolysis gas from the said biomass fuel carbonized by the said carbonization furnace, and the carbide | carbonized_material discharge part which discharge | emits a carbide | carbonized_material further, The any one of Claim 1 to 7 further provided. Carbonization gasifier. 前記熱分解ガスは、電力生成および温水生成の少なくとも一部に使用される、請求項記載の炭化ガス化装置。 The carbonization gasification apparatus according to claim 8 , wherein the pyrolysis gas is used for at least part of electric power generation and hot water generation. 前記炭化物排出部から排出される前記炭化物は、前記燃焼ユニットで使用される前記燃焼材に再利用される、請求項記載の炭化ガス化装置。 The carbonized gasification apparatus according to claim 9 , wherein the carbide discharged from the carbide discharge unit is reused as the combustion material used in the combustion unit. 前記炭化ガス化装置および前記燃焼ユニットは、水平面に対して下向きの傾斜を有する、請求項1から10のいずれか記載の炭化ガス化装置。 The carbonizing gasifier and the combustion unit has a downward slope with respect to the horizontal plane, carbonizing gasifier according to any one of claims 1 to 10. 前記複数の連通路は、スリット状のものまたは貫通孔であり、前記炭化炉の根元から先端に行くにつれて、単位面積当たりの個数が多くされる、請求項1から11のいずれか記載の炭化ガス化装置。 The carbonized gas according to any one of claims 1 to 11 , wherein the plurality of communication passages are slit-shaped or through-holes, and the number per unit area increases from the root of the carbonization furnace to the tip. Device. 請求項から12のいずれか記載の炭化ガス化装置と、
前記ガス出力部から出力される熱分解ガスを用いて発電する発電装置と、前記熱分解ガスを用いて温水を生成する温水生成装置と、
前記炭化物排出部から排出される炭化物を、前記本体筒に供給する供給手段と、を備える、電熱生成システム。
A carbonization gasification apparatus according to any one of claims 9 to 12 ,
A power generation device that generates power using the pyrolysis gas output from the gas output unit; a hot water generator that generates hot water using the pyrolysis gas;
An electric heat generation system comprising: a supply unit that supplies the carbide discharged from the carbide discharge unit to the main body cylinder.
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