JP7341075B2

JP7341075B2 - ガス化システム及びガス化方法

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Publication number: JP7341075B2
Application number: JP2020008740A
Authority: JP
Inventors: 正志菱田; 康弘山内; 克彦篠田; 治人篠田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2023-09-08
Anticipated expiration: 2040-01-22
Also published as: JP2021116319A

Description

本開示は、ガス化システム及びガス化方法に関する。

近年、固形原料をガス化するシステムとして様々なガス化システムが提案されている。ガス化システムが生成したガスは、合成燃料を生成する合成プラントに供給されたり、又は燃焼設備に燃料として供給されたりする。ガス化炉の種類としては、固定床ガス化炉、流動床ガス化炉、及び噴流床ガス化炉が知られている。なお、流動床ガス化炉には、ＢＦＢ（ＢｕｂｂｌｉｎｇＦｌｕｉｄｉｚｅｄＢｅｄ）ガス化炉とＣＦＢ（ＣｉｒｃｕｌａｔｉｎｇＦｌｕｉｄｉｚｅｄＢｅｄ）ガス化炉の２種類が知られている。

固形原料を２段階でガス化する構成も提案されている。例えば、特許文献１には、原料を部分燃焼又は熱分解する固定床式ガス化炉と、固定床式ガス化炉が生成したガス及びチャーをさらに部分燃焼又は熱分解する噴流床ガス化炉とを備えるガス化装置が開示されている。このガス化装置では、固定床式ガス化炉と噴流床ガス化炉とが同じガス化温度で運転している。

特開２００７－２３１０６２号公報

ところで、固定床又は流動床のガス化炉は、多様な固形原料をガス化可能であり、例えば、低質な原料であってもガス化可能である。しかし、流動床のガス化炉によって低質な原料をガス化させる場合、不純物の融着によって流動性を損なわない程度の温度（例えば８５０℃程度）が炉内温度の上限となる。固定床のガス化炉の場合も、安定的に炉内温度を高くすることが困難である。

このような炉内温度によってガス化した場合、ガス化において生じるタールの分解が不十分となるため、後流機器保護のためタール除去処理をしなければならない。このように、固定床又は流動床のガス化炉によって多様な固形原料をガス化させる場合には、タール処理を実施するための設備や外部動力が必要となり、コストが増加する。

一方、噴流床のガス化炉では、固定床又は流動床のガス化炉に比べて、炉内温度を高くすることができる（例えば１０００℃程度）。そのため、噴流床のガス化炉では、固定床又は流動床のガス化炉に比べて、ガス化炉出口ガス中のタール濃度が低いため、タール除去処理の必要性が少ない。しかし、噴流床のガス化炉では、ガス化可能な固形原料の種類が固定床又は流動床のガス化炉に比べて限られ、固形原料が低質な原料である場合には、そのままの状態ではそれをガス化できない場合がある。例えば、噴流床のガス化炉に投入する固形原料は、粒径と含水率が所定値以下であることが要求される。

そのため、固形原料がその条件を満たさない場合には、投入する前に、粉砕処理及び／又は乾燥処理をしなければならない。このように、噴流床のガス化炉によって多様な固形原料をガス化させるためには、粉砕処理及び／又は乾燥処理を実施するための設備や外部動力が必要となり、コストが増加する。これらの処理が不要な良質な固形原料を使用する場合においても、その取得コストが増加する。

したがって、コストを抑えつつ、多様な固形原料のガス化を図ることが求められている。この点、特許文献１には、そのような課題を解決するための構成が開示されていない。

上述の事情に鑑みて、本開示は、コストを抑えつつ、多様な固形原料のガス化を図ることを目的とする。

本開示に係るガス化システムは、
第１固形原料をガス化して第１ガス化ガスを生成するための流動床の第１ガス化炉と、
前記第１ガス化炉からの前記第１ガス化ガスが流れる第１ガスラインと、
前記第１ガスラインに接続されるガス入口、及び第２固形原料の投入口を有し、前記投入口から炉内に供給される前記第２固形原料をガス化可能に構成された噴流床の第２ガス化炉と、
前記第１ガス化炉から独立して設けられ、前記第１ガス化炉以外の原料供給元から前記第２ガス化炉の前記投入口に前記第２固形原料を供給するための第２原料供給部と、
を備え、
前記第１ガス化炉は、運転中に流動材を前記第１ガス化炉の炉外に排出するための流動材排出ラインと、運転中に前記流動材を前記第１ガス化炉の炉内に補充するための流動材補充ラインと、を有するＣＦＢガス化炉又はＢＦＢガス化炉であるか、又は
前記第１固形原料は、第１バイオマス原料であり、前記第２固形原料は、第１バイオマス原料とは種類が異なる第２バイオマス原料、及び／又は微粉炭である。

本開示に係るガス化方法は、
第１固形原料を流動床の第１ガス化炉に投入して第１ガス化ガスを生成するステップと、
第１ガスラインを介して、前記第１ガス化炉からの前記第１ガス化ガスを噴流床の第２ガス化炉に供給するステップと、
第２原料供給部が、前記第１ガス化炉以外の原料供給元から前記第２ガス化炉に第２固形原料を供給するステップと、
前記第２ガス化炉が前記投入口から炉内に供給される前記第２固形原料をガス化するステップと、
を含み、
前記第１ガス化炉は、ＣＦＢガス化炉又はＢＦＢガス化炉であり、運転中に流動材を前記第１ガス化炉の炉外に排出するステップと、運転中に前記流動材を前記第１ガス化炉の炉内に補充するステップとを含むか、又は、
前記第１固形原料は、第１バイオマス原料であり、前記第２固形原料は、第１バイオマス原料とは種類が異なる第２バイオマス原料、及び／又は微粉炭である。

本開示によれば、コストを抑えつつ、多様な固形原料のガス化を図ることができる。

一実施形態に係るガス化システムの構成を概略的に示す図である。一実施形態に係るガス化システムの構成を概略的に示す図である。一実施形態に係るガス化方法の手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

（ガス化システムの構成）
以下、実施形態に係るガス化システム１００（１００Ａ、１００Ｂ）の構成について説明する。図１は、一実施形態に係るガス化システム１００（１００Ａ）の構成を概略的に示す図である。図２は、一実施形態に係るガス化システム１００（１００Ｂ）の構成を概略的に示す図である。

図１及び図２に示すように、ガス化システム１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、流動床の第１ガス化炉１０（１０Ａ、１０Ｂ）と、第１ガス化炉１０（１０Ａ、１０Ｂ）からの第１ガス化ガスが流れる第１ガスライン１１と、噴流床の第２ガス化炉２０と、第２ガス化炉２０に第２固形原料を供給するための第２原料供給部３０と、を備える。第１ガスライン１１は、第１ガス化炉１０（１０Ａ、１０Ｂ）と第２ガス化炉２０とを接続する流路である。

第１ガス化炉１０は、第１固形原料をガス化して第１ガス化ガスを生成するように構成される。なお、第１ガス化炉１０は、流動床の第１ガス化炉１０（１０Ａ、１０Ｂ）に限られず、固定床のガス化炉であってもよい。図１及び図２に示すように、第１ガス化炉１０（１０Ａ、１０Ｂ）には、重力を利用して第１固形原料を第１ガス化炉１０（１０Ａ、１０Ｂ）の炉内（本体１５内）に導くように構成されたシュート６０が設けられていてもよい。

噴流床の第２ガス化炉２０は、第１ガスライン１１に接続されるガス入口２１、及び第２固形原料の投入口２２を有し、投入口２２から炉内に供給される第２固形原料をガス化可能に構成される。

第２原料供給部３０は、第１ガス化炉１０（１０Ａ、１０Ｂ）から独立して設けられる。また、第２原料供給部３０は、第１ガス化炉１０（１０Ａ、１０Ｂ）以外の原料供給元から第２ガス化炉２０の投入口２２に第２固形原料を供給するように構成される。例えば、第２原料供給部３０は、図１及び図２に示すように、第２固形原料を第２ガス化炉２０の投入口２２に送り込むように構成されたスクリューフィーダ３１を有する。

図１及び図２に示すように、幾つかの実施形態では、ガス化システム１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、第２ガス化炉２０の炉内温度が第１ガス化炉１０（１０Ａ、１０Ｂ）の炉内温度より高くなるように制御するように構成された制御装置４０を備えていてもよい。例えば、制御装置４０は、図１及び図２に示すように、第２ガス化炉２０の炉内温度を計測する温度センサ４１の計測温度を参照し、ガス化剤の供給量を調整可能な流量調整弁５１、５２を制御することによって、上記のように炉内温度を制御するように構成される。

なお、温度センサ４１は、第１ガス化炉１０の炉内温度を計測するように配置されてもよい。ただし、タール成分を分解するための温度制御は、主に、第２ガス化炉２０の炉内温度の計測温度に基づいて行われることが好ましい。また、制御装置４０は、供給源７０（例えば、供給源７０の送風機やポンプなど）を制御してガス化剤の供給量を調整するように構成されてもよい。制御装置４０は、例えば、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ））等から構成される。

図１に示すように、一実施形態では、第１ガス化炉１０（１０Ａ）はＣＦＢガス化炉である。第１ガス化炉１０（１０Ａ）は、流動材を捕集するためのサイクロン１４と第１固形原料のガス化を行うように構成された本体１５（１５Ａ）とを備える。第１ガス化炉１０（１０Ａ）は、流動材を含む第１ガス化ガスを本体１５（１５Ａ）からサイクロン１４に導くための流路１６と、サイクロン１４で捕集した流動材を本体１５（１５Ａ）に戻すための流路１７とを備える。このような構成により、第１ガス化炉１０（１０Ａ）は、本体１５（１５Ａ）とサイクロン１４との間で流動材（例えば、砂）を循環させる。

また、第１ガス化炉１０（１０Ａ）は、運転中に流動材を第１ガス化炉１０（１０Ａ）の炉外に排出するための流動材排出ライン１２と、運転中に流動材を第１ガス化炉１０（１０Ａ）の炉内に補充するための流動材補充ライン１３（１３Ａ、１３Ｂ）と、を有していてもよい。流動材排出ライン１２は、ガス化において生じた灰分を流動材と共に排出するように第１ガス化炉１０（１０Ａ）の下部に設けられていてもよい。

図２に示すように、一実施形態では、第１ガス化炉１０（１０Ｂ）はＢＦＢガス化炉である。この場合、第１ガス化炉１０（１０Ｂ）は、第１ガス化炉１０（１０Ａ）とは異なり、サイクロン１４を備えていない。しかし、図２に示すように、第１ガス化炉１０（１０Ｂ）は、第１ガス化炉１０（１０Ａ）と同様に、流動材を本体１５（１５Ｂ）内で循環させるように構成されていてもよい。また、図２に示すように、第１ガス化炉１０（１０Ｂ）は、流動材排出ライン１２と流動材補充ライン１３を有し、ガス化において生じた灰分を流動材と共に排出し、灰分を含まない流動材を補充可能に構成されていてもよい。

図１及び図２に示すように、幾つかの実施形態では、ガス化システム１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、空気に比べて窒素濃度が低いガスをガス化剤として供給するように構成された供給源７０と、第１ガス化炉１０（１０Ａ、１０Ｂ）及び第２ガス化炉２０のそれぞれにガス化剤を供給するためのガス化剤供給ライン７１と、を備えていてもよい。ガス化剤は、例えば、酸素と水蒸気を主成分とする。ガス化システム１００は、固形原料の完全燃焼ではなくガス化を目的としているため、燃焼目的の場合に比べて少ない酸素量が第１ガス化炉（１０）と第２ガス化炉（２０）の炉内に供給されるようにガス化剤の供給量が調整されることが好ましい。

なお、ガス化システム１００が燃料合成に使用するためのガスを生成する場合には、上記のように窒素濃度が低いガス化剤を使用することが好ましい。この場合、例えば、生成ガスにはＦＴ（Ｆｉｓｃｈｅｒ－Ｔｒｏｐｓｃｈ）合成の反応に寄与しない窒素成分が少ないため、ジェット燃料を生成する場合に有利となる。一方、ガス化システム１００が生成したガスを燃焼器に供給する場合には、空気をガス化剤として使用してもよい。

ここで、ガス化システム１００は、多様な固形原料に対してより柔軟な運用が可能に構成されてもよい。例えば、ガス化システム１００は、固形原料の乾燥処理を行う乾燥処理設備８０及び／又は固形原料の粉砕処理を行う粉砕処理設備９０を備えていてもよい。

この場合、第２固形原料として使用できない固形原料（例えば、後述する第１バイオマス原料）しか入手できない場合にも、その固形原料に対して乾燥処理及び／又は粉砕処理を行い、それを第２固形原料（例えば、後述する第２バイオマス原料）として第２ガス化炉２０に投入することが可能である。この場合、第２固形原料を取得できない場合であってもガス化システム１００の運転を維持できる点で有利である。なお、乾燥処理設備８０及び粉砕処理設備９０は、必須の構成ではないため、破線で示している。

ここで、第１ガス化炉１０と第２ガス化炉２０に供給される固形原料について、詳細に説明する。まず、第１ガス化炉１０に供給される第１固形原料は、第１バイオマス原料であり、第２ガス化炉２０に供給される第２固形原料は、第１バイオマス原料とは種類が異なる第２バイオマス原料、及び／又は微粉炭である。

第２バイオマス原料は、第１バイオマス原料に比べて、粒径が小さいことが好ましい。第２バイオマス原料は、第１バイオマス原料に比べて、含水率が低いことが好ましい。第２バイオマス原料は、第１バイオマス原料に比べて、灰分融点が高いことが好ましい。

第１バイオマス原料は、例えば、製紙スラッジ、建築廃材、都市ごみ、産業廃棄物のうち少なくとも一つを含む原料である。第２バイオマス原料としては、例えば、ホワイトペレット、ブラックペレット、間伐チップ、木質チップ等が挙げられる。

基本的に、第２固形原料は、第１固形原料に比べて取得コストが高い。第１固形原料である第１バイオマス原料は、取得コストがかからず、むしろ逆有償で入手可能な場合もある。

そのため、ガス化システム１００では、主に第１固形原料を使用してガス化ガスを生成し、第２バイオマス原料や微粉炭は、第１ガス化ガスをより高温化させるための補助的な燃料として使用されてもよい。すなわち、ガス化システム１００は、第１固形原料の消費量が多く、第２固形原料の消費量が少なくなるように運用されてもよい。これにより、コストを抑えることができる。また、第２固形原料を常時投入する必要はなく、第２固形原料は必要な場合にのみ投入されてもよい。このように、ガス化システム１００によれば、第２固形原料の収集・備蓄状況に応じて柔軟に運用することができる。

（ガス化方法）
以下、図３を参照しながらガス化方法の具体例について説明する。図３は、一実施形態に係るガス化方法の手順を示すフローチャートである。なお、以下に説明する各々の手順において一部又は全部がオペレータの手動によって実行されてもよい。

このガス化方法では、まず、第１固形原料を固定床又は流動床の第１ガス化炉１０に投入して第１ガス化ガスを生成する（ステップＳ１）。具体的には、シュート６０を使用して第１ガス化炉１０の炉内に第１固形原料を投入する。また、ガス化剤供給ライン７１を使用して第１ガス化炉１０の炉内にガス化剤を供給する。そして、第１固形原料を例えば、８５０℃程度に加熱する。これにより第１ガス化ガスが生成される。なお、第１ガス化炉１０がＣＦＢガス化炉である場合、生成された第１ガス化ガスは流動材と共にサイクロン１４に導かれる。

次に、第１ガスライン１１を介して、第１ガス化炉１０からの第１ガス化ガスを噴流床の第２ガス化炉２０に供給する（ステップＳ２）。なお、第１ガス化炉１０がＣＦＢガス化炉である場合、サイクロン１４において流動材が捕集された後の第１ガス化ガスが第２ガス化炉２０に供給される。

第２原料供給部３０は、第１ガス化炉１０以外の原料供給元から第２ガス化炉２０に第２固形原料を供給する（ステップＳ３）。具体的には、第２原料供給部３０は、スクリューフィーダ３１によって第２固形原料を第２ガス化炉２０の投入口２２に供給する。また、ガス化剤供給ライン７１を使用して第２ガス化炉２０の炉内にガス化剤を供給する。第２ガス化炉２０は、投入口２２から炉内に供給される第２固形原料をガス化する（ステップＳ４）。第２ガス化炉２０は、第２固形原料を例えば、１０００℃程度に加熱する。これにより第２ガス化ガスが生成される。

上記のガス化方法において、第１ガス化ガスには、タール成分が含まれている。しかし、第２ガス化炉２０の温度が高いためにタール成分の一部は第２ガス化炉２０で分解され、第２ガス化炉２０出口ガス中のタール濃度は第１ガス化炉１０出口ガス中のタール濃度に比べて低くなる。そのため、ガス化システム１００の生成ガスである第２ガス化ガスは、タール除去処理の必要性が低くなる。第１固形原料及び第２固形原料が炭素と水素を含むバイオマス原料である場合、それらの炭素と水素がガス化剤の酸素と反応し、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ_２）、水素（Ｈ_２）が第２ガス化ガスの主成分となる。

上記のガス化方法において、各ステップの順序は適宜変更可能である。例えば、ステップＳ３は、ステップＳ１よりも前に実行されてもよい。また、上記のガス化方法において、第１ガス化炉１０がＣＦＢガス化炉である場合、運転中に流動材を第１ガス化炉１０の炉外に排出するステップと、運転中に流動材を第１ガス化炉１０の炉内に補充するステップと、をさらに含んでいてもよい。ステップＳ１及びステップＳ４のガス化において、上述したようにガス化剤が使用されてもよい。

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

（まとめ）
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）本開示の一実施形態に係るガス化システム（１００）は、
第１固形原料をガス化して第１ガス化ガスを生成するための固定床又は流動床の第１ガス化炉（１０）と、
前記第１ガス化炉（１０）からの前記第１ガス化ガスが流れる第１ガスライン（１１）と、
前記第１ガスライン（１１）に接続されるガス入口（２１）、及び第２固形原料の投入口（２２）を有し、前記投入口（２２）から炉内に供給される前記第２固形原料をガス化可能に構成された噴流床の第２ガス化炉（２０）と、
前記第１ガス化炉（１０）から独立して設けられ、前記第１ガス化炉（１０）以外の原料供給元から前記第２ガス化炉（２０）の前記投入口（２２）に前記第２固形原料を供給するための第２原料供給部（３０）と、
を備える。

上記（１）に記載の構成によれば、固定床又は流動床の第１ガス化炉（１０）には第１固形原料が投入可能であり、噴流床の第２ガス化炉（２０）には第２固形原料を投入可能である。そのため、２つのガス化炉のそれぞれの特性に適した燃料を別々に投入することができる。例えば、固定床又は流動床の第１ガス化炉（１０）には、噴流床の第２ガス化炉（２０）に投入できない低質な固形原料を第１固形原料として投入し、噴流床の第２ガス化炉（２０）には、良質な固形原料を第２固形原料として投入することにより、多様な固形原料のガス化を図ることができる。

また、固定床又は流動床の第１ガス化炉（１０）の第１ガス化ガスを利用することによって、噴流床の第２ガス化炉（２０）に投入する良質な固形原料の消費量を抑えることができる。この場合、良質な固形原料の取得コスト又は低質な固形原料の粉砕処理及び／又は乾燥処理に伴うコストを抑えることができる。このように、コストを抑えつつ、多様な固形原料のガス化を図ることができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の構成において、前記ガス化システム（１００）は、前記第２ガス化炉（２０）の炉内温度が前記第１ガス化炉（１０）の炉内温度より高くなるように制御するように構成された制御装置（４０）を備える。

上記（２）に記載の構成によれば、第１ガス化炉（１０）によってガス化させた第１ガス化ガスは、第２ガス化炉（２０）においてより高温化される。この場合、第１ガス化ガスに含まれるタール成分の一部は第２ガス化炉（２０）で分解され、第２ガス化炉（２０）出口ガス中のタール濃度は、第１ガス化炉（１０）出口ガス中のタール濃度に比べて低くなる。そのため、タール除去処理に伴うコストを抑えることができる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載の構成において、
前記第１ガス化炉（１０）には、重力を利用して前記第１固形原料を前記第１ガス化炉（１０）の炉内に導くように構成されたシュート（６０）が設けられ、
前記第２原料供給部（３０）は、前記第２固形原料を前記第２ガス化炉（２０）の前記投入口（２２）に送り込むように構成されたスクリューフィーダ（３１）を有する。

上記（３）に記載の構成によれば、第１固形原料と第２固形原料の形態が異なる場合に、シュート（６０）とスクリューフィーダ（３１）のそれぞれの利点を利用して最適な方法で投入することができる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れか一つに記載の構成において、前記第１ガス化炉（１０）は、運転中に流動材を前記第１ガス化炉（１０）の炉外に排出するための流動材排出ライン（１２）と、運転中に前記流動材を前記第１ガス化炉（１０）の炉内に補充するための流動材補充ライン（１３）と、を有するＣＦＢガス化炉である。

上記（４）に記載の構成によれば、ガス化システム（１００）の運転中に流動材の排出と補充を行うことによって、第１固形原料に含まれる不純物を流動材と共に回収することができる。また、第２ガス化炉（２０）に供給される第１ガス化ガス中の不純物量を低減できる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れか一つに記載の構成において、前記ガス化システム（１００）は、
前記第１ガス化炉（１０）及び前記第２ガス化炉（２０）のそれぞれにガス化剤を供給するためのガス化剤供給ライン（７１）と、
空気に比べて窒素濃度が低いガスを前記ガス化剤として供給するように構成された供給源（７０）と、
を備える。

上記（５）に記載の構成によれば、窒素濃度が低いガス化剤を用いるため、第２ガス化炉（２０）が生成する第２ガス化ガスは、ＦＴ合成の反応に寄与しない窒素成分が少ない。この場合、ＦＴ合成によって燃料（例えばジェット燃料など）を生成する場合に適した第２ガス化ガスを生成することができる。

（６）本開示の一実施形態に係るガス化方法は、
第１固形原料を固定床又は流動床の第１ガス化炉（１０）に投入して第１ガス化ガスを生成するステップと、
第１ガスライン（１１）を介して、前記第１ガス化炉（１０）からの前記第１ガス化ガスを噴流床の第２ガス化炉（２０）に供給するステップと、
第２原料供給部（３０）が、前記第１ガス化炉（１０）以外の原料供給元から前記第２ガス化炉（２０）に第２固形原料を供給するステップと、
前記第２ガス化炉（２０）が前記第２固形原料をガス化するステップと、
を含む。

上記（６）に記載の方法によれば、固定床又は流動床の第１ガス化炉（１０）には第１固形原料が投入され、噴流床の第２ガス化炉（２０）には第２固形原料が投入される。そのため、２つのガス化炉のそれぞれの特性に適した燃料を別々に投入することができる。例えば、固定床又は流動床の第１ガス化炉（１０）には、噴流床の第２ガス化炉（２０）に投入できない低質な固形原料を第１固形原料として投入し、噴流床の第２ガス化炉（２０）には、良質な固形原料を第２固形原料として投入することにより、多様な固形原料のガス化を図ることができる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）に記載の方法において、
前記第１固形原料は、第１バイオマス原料であり、
前記第２固形原料は、第１バイオマス原料とは種類が異なる第２バイオマス原料、及び／又は微粉炭である。

上記（７）に記載の方法によれば、第１ガス化炉（１０）と第２ガス化炉（２０）の特性に応じて２種類の固形原料を使い分けるため、多様な固形原料のガス化を合理的に行うことができる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（７）に記載の方法において、前記第２バイオマス原料は、前記第１バイオマス原料に比べて、粒径が小さい。

上記（８）に記載の方法によれば、第２ガス化炉（２０）に使用される固形原料は第１ガス化炉（１０）に使用される固形原料よりも粒径が小さい。この場合、第２ガス化炉（２０）に使用される固形原料の粉砕処理の負担を軽減できる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（７）又は（８）に記載の方法において、前記第２バイオマス原料は、前記第１バイオマス原料に比べて、含水率が低い。

上記（９）に記載の方法によれば、第２ガス化炉（２０）に使用される固形原料は第１ガス化炉（１０）に使用される固形原料よりも含水率が低い。この場合、第２ガス化炉（２０）に使用される固形原料の乾燥処理の負担を軽減できる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（７）乃至（９）の何れか一項に記載の方法において、前記第２バイオマス原料は、前記第１バイオマス原料に比べて、灰分融点が高い。

上記（１０）に記載の方法によれば、第２ガス化炉（２０）に使用される固形原料は第１ガス化炉（１０）に使用される固形原料よりも灰分融点が高い。この場合、第２ガス化炉（２０）に不純物が流入した場合に生じる問題を軽減できる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（７）乃至（１０）の何れか一項に記載の方法において、
前記第１バイオマス原料は、製紙スラッジ、建築廃材、都市ごみ、産業廃棄物のうち少なくとも一つを含み、
前記第２バイオマス原料は、ホワイトペレット、ブラックペレット、間伐チップ、木質チップのうち少なくとも一つを含む。

上記（１１）に記載の方法によれば、品質又は経済価値の異なる固形原料を、第１ガス化炉（１０）と第２ガス化炉（２０）の特性に応じて使い分けることができる。これにより、コストを低減できる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（６）乃至（１１）の何れか一項に記載の方法において、
前記第１ガス化炉（１０）は、ＣＦＢガス化炉であり、
運転中に流動材を前記第１ガス化炉（１０）の炉外に排出するステップと、
運転中に前記流動材を前記第１ガス化炉（１０）の炉内に補充するステップと、
を含む。

上記（１２）に記載の方法によれば、運転中に流動材の排出と補充を行うことによって、第１固形原料に含まれる不純物を流動材と共に回収することができる。また、第２ガス化炉（２０）に供給される第１ガス化ガス中の不純物量を低減できる。

１０第１ガス化炉
１１第１ガスライン
１２流動材排出ライン
１３流動材補充ライン
１４サイクロン
１５本体
１６，１７流路
２０第２ガス化炉
２１ガス入口
２２投入口
３０第２原料供給部
３１スクリューフィーダ
４０制御装置
４１温度センサ
５１流量調整弁
６０シュート
７０供給源
７１ガス化剤供給ライン
８０乾燥処理設備
９０粉砕処理設備
１００ガス化システム

Claims

第１固形原料をガス化して第１ガス化ガスを生成するための流動床の第１ガス化炉と、
前記第１ガス化炉からの前記第１ガス化ガスが流れる第１ガスラインと、
前記第１ガスラインに接続されるガス入口、及び第２固形原料の投入口を有し、前記投入口から炉内に供給される前記第２固形原料をガス化可能に構成された噴流床の第２ガス化炉と、
前記第１ガス化炉から独立して設けられ、前記第１ガス化炉以外の原料供給元から前記第２ガス化炉の前記投入口に前記第２固形原料を供給するための第２原料供給部と、
を備え、
前記第１ガス化炉は、
運転中に流動材を前記第１ガス化炉の炉外に排出するための流動材排出ラインと、
運転中に前記流動材を前記第１ガス化炉の炉内に補充するための流動材補充ラインと、を有するＣＦＢガス化炉又はＢＦＢガス化炉であるガス化システム。
第１固形原料をガス化して第１ガス化ガスを生成するための固定床又は流動床の第１ガス化炉と、
前記第１ガス化炉からの前記第１ガス化ガスが流れる第１ガスラインと、
前記第１ガスラインに接続されるガス入口、及び第２固形原料の投入口を有し、前記投入口から炉内に供給される前記第２固形原料をガス化可能に構成された噴流床の第２ガス化炉と、
前記第１ガス化炉から独立して設けられ、前記第１ガス化炉以外の原料供給元から前記第２ガス化炉の前記投入口に前記第２固形原料を供給するための第２原料供給部と、
を備え、
前記第１固形原料は、第１バイオマス原料であり、
前記第２固形原料は、第１バイオマス原料とは種類が異なる第２バイオマス原料、及び／又は微粉炭であるガス化システム。
前記第１ガス化炉は、
運転中に流動材を前記第１ガス化炉の炉外に排出するための流動材排出ラインと、
運転中に前記流動材を前記第１ガス化炉の炉内に補充するための流動材補充ラインと、を有するＣＦＢガス化炉又はＢＦＢガス化炉である
請求項２に記載のガス化システム。
前記第２ガス化炉の炉内温度が前記第１ガス化炉の炉内温度より高くなるように制御するように構成された制御装置を備える
請求項１乃至３の何れか一項に記載のガス化システム。
前記第１ガス化炉には、重力を利用して前記第１固形原料を前記第１ガス化炉の炉内に導くように構成されたシュートが設けられ、
前記第２原料供給部は、前記第２固形原料を前記第２ガス化炉の前記投入口に送り込むように構成されたスクリューフィーダを有する
請求項１乃至４の何れか一項に記載のガス化システム。
前記第１ガス化炉及び前記第２ガス化炉のそれぞれにガス化剤を供給するためのガス化剤供給ラインと、
空気に比べて窒素濃度が低いガスを前記ガス化剤として供給するように構成された供給源と、
を備える請求項１乃至５の何れか一項に記載のガス化システム。
第１固形原料を流動床の第１ガス化炉に投入して第１ガス化ガスを生成するステップと、
第１ガスラインを介して、前記第１ガス化炉からの前記第１ガス化ガスを噴流床の第２ガス化炉に供給するステップと、
第２原料供給部が、前記第１ガス化炉以外の原料供給元から前記第２ガス化炉に第２固形原料を供給するステップと、
前記第２ガス化炉が前記第２固形原料をガス化するステップと、
を含み、
前記第１ガス化炉は、ＣＦＢガス化炉又はＢＦＢガス化炉であり、
運転中に流動材を前記第１ガス化炉の炉外に排出するステップと、
運転中に前記流動材を前記第１ガス化炉の炉内に補充するステップと、
を含むガス化方法。
前記第１固形原料は、第１バイオマス原料であり、
前記第２固形原料は、第１バイオマス原料とは種類が異なる第２バイオマス原料、及び／又は微粉炭である
請求項７に記載のガス化方法。
第１固形原料を固定床又は流動床の第１ガス化炉に投入して第１ガス化ガスを生成するステップと、
第１ガスラインを介して、前記第１ガス化炉からの前記第１ガス化ガスを噴流床の第２ガス化炉に供給するステップと、
第２原料供給部が、前記第１ガス化炉以外の原料供給元から前記第２ガス化炉に第２固形原料を供給するステップと、
前記第２ガス化炉が前記第２固形原料をガス化するステップと、
を含み、
前記第１固形原料は、第１バイオマス原料であり、
前記第２固形原料は、第１バイオマス原料とは種類が異なる第２バイオマス原料、及び／又は微粉炭であるガス化方法。
前記第１ガス化炉は、ＣＦＢガス化炉又はＢＦＢガス化炉であり、
運転中に流動材を前記第１ガス化炉の炉外に排出するステップと、
運転中に前記流動材を前記第１ガス化炉の炉内に補充するステップと、
を含む請求項９に記載のガス化方法。
前記第２バイオマス原料は、前記第１バイオマス原料に比べて、粒径が小さい
請求項８乃至１０の何れか一項に記載のガス化方法。
前記第２バイオマス原料は、前記第１バイオマス原料に比べて、含水率が低い
請求項８乃至１１の何れか一項に記載のガス化方法。
前記第２バイオマス原料は、前記第１バイオマス原料に比べて、灰分融点が高い
請求項８乃至１２の何れか一項に記載のガス化方法。
前記第１バイオマス原料は、製紙スラッジ、建築廃材、都市ごみ、産業廃棄物のうち少なくとも一つを含み、
前記第２バイオマス原料は、ホワイトペレット、ブラックペレット、間伐チップ、木質チップのうち少なくとも一つを含む
請求項８乃至１３の何れか一項に記載のガス化方法。