JPWO2019163765A1 - Solid fuel gasifiers, power generators and gasification methods - Google Patents
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Abstract
【課題】 ダウンドラフト式で高い熱効率と小型化を実現し、且つクリンカが生じにくい固形燃料のガス化装置、発電装置及びガス化方法を提供する。【解決手段】 本発明の固体燃料のガス化装置10は、ダウンドラフト式固定床のガス化炉70を用いて固体燃料をガス化する固体燃料のガス化装置において、前記ガス化炉を構成する反応炉77の下部が、周縁部から半径方向中心側に縮径しながら下がっていく傾斜面71aと、最下端の中心に位置する貫通孔71bを備えており、気体のガス化剤100を前記周縁部から前記貫通孔に向かって前記傾斜面に沿って圧縮噴射することを特徴とする。ガス化剤を圧縮噴射することで傾斜面の表面の灰を吹き飛ばすのでクリンカが形成されにくく、また、貫通孔付近に存在する固体燃料を集中的に超高温にすることができ、熱効率を高めることができる。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gasification device, a power generation device and a gasification method for a solid fuel which realizes high thermal efficiency and miniaturization by a downdraft type and is less likely to cause clinker. A solid fuel gasifier 10 of the present invention constitutes the gasifier in a solid fuel gasifier that gasifies solid fuel using a downdraft fixed-bed gasifier 70. The lower part of the reaction furnace 77 is provided with an inclined surface 71a that descends from the peripheral edge portion toward the center side in the radial direction while reducing the diameter, and a through hole 71b located at the center of the lowermost end. It is characterized in that compression injection is performed along the inclined surface from the peripheral edge portion toward the through hole. By compressing and injecting the gasifying agent, the ash on the surface of the inclined surface is blown off, so that clinker is less likely to be formed, and the solid fuel existing near the through hole can be intensively heated to an ultra-high temperature to improve thermal efficiency. Can be done. [Selection diagram] Fig. 2
Description
本発明は、固体燃料のガス化装置、発電装置およびガス化方法に関する。 The present invention relates to a solid fuel gasifier, a power generator and a gasification method.
特許文献1(特開2008−81637号公報)には、クリンカの発生を抑制する木質バイオマスのガス化方法及び装置について開示されている。
特許文献1記載の木質バイオマスのガス化方法及び装置は、炉内を上下に仕切る仕切り板を設け、この仕切り板に上下に貫通する通過孔を設け、酸化剤を吹き込む吹込口を仕切り板の上側に設けたダウンドラフト型固定床ガス化炉を用い、仕切り板の上側の炉内に木質バイオマスからなる原料を投入し、吹込口から酸化剤を吹込みつつガス化する方法であって、吹込口から水蒸気を吹き込むことを特徴とするものである。Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-81637) discloses a method and apparatus for gasifying woody biomass that suppresses the generation of clinker.
In the method and apparatus for gasifying woody biomass described in Patent Document 1, a partition plate for partitioning the inside of the furnace is provided, a passage hole penetrating the partition plate is provided vertically, and a blow port for blowing an oxidant is provided on the upper side of the partition plate. This is a method in which a raw material made of woody biomass is put into the furnace above the partition plate using the downdraft type fixed-bed gasification furnace provided in the above, and gasification is performed while blowing an oxidizer from the blow port. It is characterized by blowing water vapor from.
ダウンドラフト式は、アップドラフト式と比較して可燃性ガス中のタール濃度が低いというメリットを有する。しかしながら、ダウンドラフト式は、最初に炉内上部の水分を多く含んだ固体燃料を乾燥させるために熱量が奪われる等の理由で熱効率が低いというデメリットを有する。
また、ガス化炉(ガス化装置)に関する問題として、熱処理の場合に、炉内(装置内)に灰が付着または固化することでクリンカ(焼塊)が形成され、ガス化されたガスが被覆されて流れない問題、または、閉塞されて流れない問題が生じる。The downdraft type has an advantage that the tar concentration in the flammable gas is low as compared with the updraft type. However, the downdraft type has a demerit that the thermal efficiency is low because the amount of heat is taken away because the solid fuel containing a large amount of water in the upper part of the furnace is first dried.
Another problem with gasification furnaces (gasification equipment) is that in the case of heat treatment, ash adheres to or solidifies inside the furnace (inside the equipment) to form clinker (burnt mass), which is covered with gasified gas. There is a problem that it does not flow because it is blocked, or a problem that it does not flow because it is blocked.
本発明の目的は、熱効率を向上させるとともに、焼塊(CLINKER)の発生を抑止する、固体燃料のガス化装置、およびガス化方法を提供することである。
本発明の他の目的は、熱効率を向上させたガス化装置により発電量を、より効率的にした、発電装置を提供することである。
本発明の他の目的は、ダウンドラフト式で高い熱効率と小型化とを実現し、且つクリンカが生じにくい固形燃料のガス化装置、発電装置及びガス化方法を提供することである。An object of the present invention is to provide a gasification device for solid fuel and a gasification method for improving thermal efficiency and suppressing the generation of clinker.
Another object of the present invention is to provide a power generation device in which the amount of power generation is made more efficient by a gasification device having improved thermal efficiency.
Another object of the present invention is to provide a gasification device, a power generation device, and a gasification method for solid fuel, which are downdraft type, realize high thermal efficiency and miniaturization, and are less likely to cause clinker.
(1)
一局面に従う固体燃料のガス化装置は、ダウンドラフト式固定床のガス化炉を用いて固体燃料をガス化する固体燃料のガス化装置において、ガス化炉を構成する反応炉の下部が、周縁部から半径方向中心側に縮径しながら下がっていく傾斜面と、最下端の中心に位置する貫通孔を備えており、気体のガス化剤を周縁部から貫通孔に向かって傾斜面に沿って圧縮噴射するものである。(1)
The solid fuel gasifier according to one aspect is a solid fuel gasifier that gasifies solid fuel using a downdraft fixed-bed gasifier, and the lower part of the reactor that constitutes the gasifier is the periphery. It is equipped with an inclined surface that descends from the portion toward the center side in the radial direction while reducing the diameter, and a through hole located at the center of the lowermost end, and a gasifying agent for gas is applied along the inclined surface from the peripheral portion toward the through hole. It is a compression injection.
この場合、貫通孔に向かってガス化剤を供給することができるので、熱効率を向上させるとともに、焼塊(CLINKER)の発生を抑止することができる。 In this case, since the gasifying agent can be supplied toward the through hole, the thermal efficiency can be improved and the generation of clinker can be suppressed.
(2)
第2の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、一局面に従う固体燃料のガス化装置において、ガス化剤を周縁部の複数箇所から圧縮噴射する。(2)
The solid fuel gasifier according to the second invention is a solid fuel gasifier according to one aspect, in which a gasifying agent is compressed and injected from a plurality of peripheral portions.
この場合、貫通孔に向かってガス化剤を供給することができるので、熱効率を向上させるとともに、焼塊(CLINKER)の発生を抑止することができる。 In this case, since the gasifying agent can be supplied toward the through hole, the thermal efficiency can be improved and the generation of clinker can be suppressed.
(3)
第3の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、一局面または第2の発明にかかる固体燃料のガス化装置において、ガス化炉が、反応炉の外周面に沿って上下方向にのびて周縁部に至るガス化剤用流路を備えており、ガス化剤がガス化剤用流路内を上方から下方に向かって流れて周縁部に至ってもよい。(3)
The solid fuel gasifier according to the third invention is the one aspect or the solid fuel gasifier according to the second invention, in which the gasifier extends in the vertical direction along the outer peripheral surface of the reactor. A flow path for the gasifying agent is provided, and the gasifying agent may flow in the flow path for the gasifying agent from above to below to reach the peripheral portion.
ガス化剤流路が、反応炉の外周面に沿って上下方向にのびていることにより、ガス化剤は、ガス化剤流路を通過することで加熱される。これにより、高温のガス化剤を固体燃料に噴射することができるため、高い燃焼温度を維持することができる。また、固体燃料の燃焼に用いた熱を再利用するため、熱効率の高いガス化装置にすることができる。 Since the gasifier flow path extends in the vertical direction along the outer peripheral surface of the reactor, the gasifier is heated by passing through the gasifier flow path. As a result, a high-temperature gasifying agent can be injected into the solid fuel, so that a high combustion temperature can be maintained. Further, since the heat used for burning the solid fuel is reused, the gasifier can be made into a gasifier with high thermal efficiency.
(4)
第4の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、一局面から第3の発明にかかる固体燃料のガス化装置において、ガス化炉が、反応炉の上部から内部を通って底部の上方にまで至る撹拌棒を備えてもよい。(4)
The solid fuel gasifier according to the fourth invention is the solid fuel gasifier according to the first aspect to the third invention, in which the gasifier extends from the upper part of the reactor through the inside to the upper part of the bottom. It may be provided with a stir bar to reach.
この場合、撹拌棒は、反応炉内の固体燃料を撹拌することで熱分解を均一化させると共に固体燃料の架橋現象を防止することができる。 In this case, the stirring rod can make the thermal decomposition uniform and prevent the solid fuel cross-linking phenomenon by stirring the solid fuel in the reaction furnace.
(5)
第5の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、一局面から第4の発明にかかる固体燃料のガス化装置において、ガス化炉が、貫通孔の下方に配置される火格子と、火格子を水平面内で回転させるための駆動機構を備えてもよい。(5)
The solid fuel gasifier according to the fifth invention is the solid fuel gasifier according to the first aspect to the fourth invention, in which the gasifier is arranged below the through hole and the grate. May be provided with a drive mechanism for rotating the fuel in a horizontal plane.
火格子を回転させることにより、固体燃料の燃焼によって生じた炭または灰がガス化装置に固着するのを防ぎ、さらに、炭及び灰または炭同士灰同士が固まってガス化装置内で閉塞するのを防ぐことができる。 By rotating the grate, the charcoal or ash produced by the combustion of solid fuel is prevented from sticking to the gasifier, and the charcoal and the ash or the ash between the charcoals solidify and block in the gasifier. Can be prevented.
(6)
第6の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、一局面から第5の発明にかかる固体燃料のガス化装置において、ガス化炉が、反応炉の底部近傍からガス化剤用流路の周囲を覆ってガス化炉の上部にまで至る可燃性ガス用流路を備えており、可燃性ガスが前記反応炉の下方から可燃性ガス用流路内を下方から上方に向かって流れてもよい。(6)
The solid fuel gasifier according to the sixth invention is the solid fuel gasifier according to the first aspect to the fifth invention, in which the gasifier moves from the vicinity of the bottom of the reactor to the periphery of the gasifier flow path. The combustible gas flow path is provided so as to cover the gasification furnace and reach the upper part of the gasification furnace, and the combustible gas may flow from the lower side of the reaction furnace to the upper part of the combustible gas flow path from the lower side to the upper side. ..
この場合、可燃性ガス用流路内を通る可燃性ガスによって、ガス化剤用流路内のガス化剤を加熱できる。その結果、固体燃料の燃焼に用いた熱を再利用するため、熱効率の高いガス化装置にすることができる。 In this case, the gasifying agent in the gasifying flow path can be heated by the flammable gas passing through the flammable gas flow path. As a result, since the heat used for burning the solid fuel is reused, it is possible to obtain a gasifier having high thermal efficiency.
(7)
他の局面に従う発電装置は、請求項1から6のいずれか一項に記載のガス化装置と、ガス化装置から生じた可燃性ガスを少なくとも燃料の一部として駆動するエンジンと、エンジンに連結した発電機と、を備えるものである。(7)
The power generation device according to the other aspect is connected to the gasifier according to any one of claims 1 to 6, an engine that drives flammable gas generated from the gasifier as at least a part of fuel, and an engine. It is equipped with a generator.
この場合、熱効率を向上させるとともに、焼塊(CLINKER)の発生を抑止したガス化装置を用いることで、発電機の効率を高めることができる。 In this case, the efficiency of the generator can be increased by improving the thermal efficiency and using the gasification device that suppresses the generation of clinker.
(8)
さらに他の局面に従う固体燃料のガス化方法は、ダウンドラフト式固定床のガス化炉を用いて固体燃料をガス化する固体燃料のガス化方法において、ガス化炉を構成する反応炉の下部が、周縁部から半径方向中心側に縮径しながら下がっていく傾斜面と、最下端の中心に形成される貫通孔を備えており、気体のガス化剤を周縁部から貫通孔に向かって傾斜面に沿って圧縮噴射するものである。(8)
In the method of gasifying solid fuel according to still another aspect, in the method of gasifying solid fuel using a downdraft fixed-bed gasifier, the lower part of the reactor constituting the gasifier is It has an inclined surface that descends from the peripheral edge toward the center side in the radial direction while reducing the diameter, and a through hole formed in the center of the lowermost end, so that the gasifying agent of the gas is inclined from the peripheral edge toward the through hole. It is a compression injection along the surface.
この場合、貫通孔に向かってガス化剤を供給することができるので、熱効率を向上させるとともに、焼塊(CLINKER)の発生を抑止することができる。 In this case, since the gasifying agent can be supplied toward the through hole, the thermal efficiency can be improved and the generation of clinker can be suppressed.
(9)
さらに他の局面に従う固体燃料のガス化装置は、ガス化剤供給部と、固体燃料を燃焼させる燃焼部と、を含む固体燃料のガス化装置であって、前記燃焼部は、すり鉢形状の形成面部と、前記形成面部の中央に設けられた孔部と、前記孔部を形成する端部から所定の間隙を有し、かつ前記孔部から前記燃焼部に突出するよう設けられた凸部と、を含み、前記ガス化剤供給部は、前記所定の間隙に向かってガス化剤を供給するものである。(9)
The solid fuel gasifier according to still another aspect is a solid fuel gasifier including a gasifying agent supply unit and a combustion unit for burning the solid fuel, and the combustion unit forms a mortar shape. A surface portion, a hole portion provided in the center of the formed surface portion, and a convex portion provided so as to have a predetermined gap from the end portion forming the hole portion and project from the hole portion to the combustion portion. , And the gasifying agent supply unit supplies the gasifying agent toward the predetermined gap.
この場合、凸部と形成面部の端部とにより固体燃料を保持または係り止めさせて、ガス化剤を供給させて効率よく燃焼させることができる。また、燃焼後の灰は、孔部から重力落下させることができる。その結果、熱効率を向上させるとともに、焼塊(CLINKER)の発生を抑止することができる。 In this case, the solid fuel can be held or anchored by the convex portion and the end portion of the forming surface portion, and the gasifying agent can be supplied to efficiently burn the solid fuel. In addition, the ash after combustion can be dropped by gravity from the hole. As a result, it is possible to improve the thermal efficiency and suppress the generation of clinker.
(10)
第10の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、さらに他の発明にかかる固体燃料のガス化装置において、ガス化剤は、酸素を含む気体であってもよい。(10)
In the solid fuel gasifier according to the tenth invention, in the solid fuel gasifier according to still another invention, the gasifying agent may be a gas containing oxygen.
この場合、ガス化剤は、大気中の空気であってもよく、酸素を含む気体であってもよい。その結果、固体燃料の燃焼反応を高めることができる。 In this case, the gasifying agent may be air in the atmosphere or a gas containing oxygen. As a result, the combustion reaction of the solid fuel can be enhanced.
(11)
第11の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、さらに他の発明または第10の発明にかかる固体燃料のガス化装置において、ガス化剤の供給量は、10m3/h以上25m3/h以下であることが好ましい。(11)
In the solid fuel gasifier according to the eleventh invention, or in the solid fuel gasifier according to the tenth invention, the supply amount of the gasifying agent is 10 m 3 / h or more and 25 m 3 / h. The following is preferable.
この場合、ガス化剤の供給量は、10m3/h以上25m3/h以下であることにより、最適な燃焼反応を維持することができる。In this case, the optimum combustion reaction can be maintained by supplying the gasifying agent in an amount of 10 m 3 / h or more and 25 m 3 / h or less.
(12)
第12の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、さらに他の発明から第11の発明にかかる固体燃料のガス化装置において、前記ガス化剤は、前記燃焼部へ供給される前に、前記燃焼部から生じた可燃性ガスの熱量を授受する熱量授受部を通過してもよい。(12)
The solid fuel gasifier according to the twelfth invention is the solid fuel gasifier according to the eleventh invention from another invention, and the gasifier is said before being supplied to the combustion unit. It may pass through a heat transfer section that transfers the heat of the flammable gas generated from the combustion section.
この場合、可燃性ガスの熱量をガス化剤へ授受することにより燃焼効率を高めることができる。 In this case, the combustion efficiency can be improved by transferring the calorific value of the flammable gas to the gasifying agent.
(13)
第13の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、さらに他の発明から第12の発明にかかる固体燃料のガス化装置において、凸部に対する孔部の直径の比は、2以上3以下の範囲内であることが好ましい。(13)
In the solid fuel gasifier according to the thirteenth invention, and in the solid fuel gasifier according to the twelfth invention from another invention, the ratio of the diameter of the hole to the convex portion is in the range of 2 or more and 3 or less. It is preferably inside.
この場合、凸部に対する孔部の直径の比が、2以上3以下の範囲内であるため、固体燃料を確実に保持しつつ燃焼反応を生じさせることができる。 In this case, since the ratio of the diameter of the hole to the convex is in the range of 2 or more and 3 or less, the combustion reaction can be caused while reliably holding the solid fuel.
(14)
第14の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、さらに他の発明から第13の発明にかかる固体燃料のガス化装置において、燃焼部の固体燃料の温度は、摂氏900度以上摂氏1300度以下であることが好ましい。(14)
The solid fuel gasifier according to the fourteenth invention is the solid fuel gasifier according to the thirteenth invention from another invention, and the temperature of the solid fuel in the combustion portion is 900 degrees Celsius or more and 1300 degrees Celsius or less. Is preferable.
この場合、燃焼部の固体燃料の温度は、摂氏900度以上摂氏1300度以下であるので、水性ガスシフト反応を安定して発生させることができる。 In this case, since the temperature of the solid fuel in the combustion portion is 900 degrees Celsius or more and 1300 degrees Celsius or less, the water-gas shift reaction can be stably generated.
(15)
第15の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、さらに他の発明から第14の発明にかかる固体燃料のガス化装置において、前記固体燃料は、前記燃焼部へ供給される前に、前記燃焼部から生じた可燃性ガスの熱量により乾燥される乾燥部を通過してもよい。(15)
The solid fuel gasifier according to the fifteenth invention is the solid fuel gasifier according to the fourteenth invention from another invention, in which the solid fuel is burned before being supplied to the combustion unit. It may pass through a dry part that is dried by the calorific value of the flammable gas generated from the part.
この場合、固体燃料に含まれた水分量を蒸発し、乾燥させることができる。その結果、安定した燃焼反応を生じさせることができる。 In this case, the amount of water contained in the solid fuel can be evaporated and dried. As a result, a stable combustion reaction can be generated.
(16)
第16の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、一局面から第15の発明にかかる固体燃料のガス化装置において、燃焼部で生じた灰の堆積物を撹拌する撹拌部をさらに備えることが好ましい。(16)
The solid fuel gasification device according to the sixteenth invention may further include a stirring unit for stirring the ash deposits generated in the combustion unit in the solid fuel gasification device according to the fifteenth aspect to the fifteenth aspect. preferable.
この場合、灰の堆積物を撹拌することができるので、可燃性ガスを一定で安定して外部へ排出することができる。 In this case, since the ash deposit can be agitated, the flammable gas can be discharged to the outside in a constant and stable manner.
(17)
第17の発明にかかる固体燃料のガス化装置は、第16の発明にかかる固体燃料のガス化装置において、撹拌部は、撹拌羽根を含み、撹拌羽根は、0.1回転/分以上3回転/分以下の範囲で回転することが好ましい。(17)
The solid fuel gasifier according to the seventeenth invention is the solid fuel gasifier according to the sixteenth invention. The stirring unit includes a stirring blade, and the stirring blade has three rotations of 0.1 rotation / minute or more. It is preferable to rotate in the range of / min or less.
この場合、撹拌部は、撹拌羽根をさらに含み、0.1回転/分以上3回転/分以下の範囲で回転するので、堆積した灰を巻き上げることなく、灰を撹拌させつつ、可燃性ガスを排出することができる。 In this case, since the stirring unit further includes a stirring blade and rotates in a range of 0.1 rotation / minute or more and 3 rotations / minute or less, the flammable gas is agitated while stirring the accumulated ash without winding up the accumulated ash. Can be discharged.
本発明は、固体燃料のガス化装置、発電装置およびガス化方法に関し、詳しくはダウンドラフト式で高い熱効率と小型化とを実現し、且つクリンカが生じにくい固形燃料のガス化装置、発電装置及びガス化方法に関する。
バイオマスまたは石炭等の炭素を含有する固体燃料(以下、単に「固体燃料」と表記する場合がある。)をガス化する場合、通常700℃以上の高温かつ酸素が少ない還元雰囲気下において、固体燃料を空気、酸素、水蒸気等のガス化剤と反応させて熱分解し、可燃性ガス(一酸化炭素(CO)、水素(H2)、メタン(CH4)等)を取り出している。
ガス化炉の形式には固定床、移動床、流動床、噴流床等がある。固定床には固体燃料とガス化剤とが同一方向に流れるダウンドラフト式と逆方向に流れるアップドラフト式とがある。The present invention relates to a solid fuel gasification device, a power generation device, and a gasification method. In detail, the solid fuel gasification device, a power generation device, and a downdraft type that realizes high thermal efficiency and miniaturization and are less likely to cause clinker. Regarding gasification method.
When gasifying a solid fuel containing carbon such as biomass or coal (hereinafter, may be simply referred to as "solid fuel"), the solid fuel is usually placed at a high temperature of 700 ° C. or higher and in a reducing atmosphere with little oxygen. Is thermally decomposed by reacting with a gasifying agent such as air, oxygen, and water vapor to extract flammable gas (carbon monoxide (CO), hydrogen (H 2 ), methane (CH 4 ), etc.).
Types of gasifiers include fixed beds, moving beds, fluidized beds, and jet beds. There are two types of fixed floors: the downdraft type in which the solid fuel and the gasifier flow in the same direction, and the updraft type in which the solid fuel and the gasifying agent flow in the opposite direction.
ダウンドラフト式は、ガス化炉の上方または中央から下方にガス化剤を流す方式である。まず炉内最上部の熱分解層(200℃以上600℃以下)において、固体燃料がメタン(CH4)、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO2)、水素(H2)、水(H2O)、炭素(C(チャー(固体)))、タール、灰分(固体)等に熱分解される。The downdraft type is a method in which the gasifying agent is flowed from above or from the center to the bottom of the gasifier. First, in the pyrolysis layer (200 ° C or higher and 600 ° C or lower) at the top of the furnace, the solid fuels are methane (CH 4 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), hydrogen (H 2 ), and water ( H 2 O), carbon (C (char (solid))), is pyrolyzed tar, ash content (solid) or the like.
本発明の固体燃料のガス化装置は、ダウンドラフト式固定床のガス化炉を用いて固体燃料をガス化する固体燃料のガス化装置において、ガス化炉を構成する反応炉の下部が、周縁部から半径方向中心側に縮径しながら下がっていく傾斜面と、最下端の中心に位置する貫通孔を備えており、気体のガス化剤を周縁部から貫通孔に向かって傾斜面に沿って圧縮噴射することを特徴とする。
また、ガス化剤を周縁部の複数箇所から圧縮噴射することを特徴とする。
また、ガス化炉が、反応炉の外周面に沿って上下方向にのびて周縁部に至るガス化剤用流路を備えており、ガス化剤がガス化剤用流路内を上方から下方に向かって流れて周縁部に至ることを特徴とする。
また、ガス化炉が、反応炉の上部から内部を通って底部の上方にまで至る撹拌棒を備えることを特徴とする。
また、ガス化炉が、貫通孔の下方に配置される火格子と、火格子を水平面内で回転させるための駆動機構を備えることを特徴とする。
また、ガス化炉が、反応炉の底部近傍からガス化剤用流路の周囲を覆ってガス化炉の上部にまで至る可燃性ガス用流路を備えており、可燃性ガスが反応炉の下方から可燃性ガス用流路内を下方から上方に向かって流れることを特徴とする。The solid fuel gasifier of the present invention is a solid fuel gasifier that gasifies solid fuel using a downdraft fixed-bed gasifier, in which the lower part of the reactor constituting the gasifier is a peripheral edge. It has an inclined surface that descends from the portion toward the center side in the radial direction while reducing the diameter, and a through hole located at the center of the lowermost end, and a gasifying agent for gas is applied along the inclined surface from the peripheral portion toward the through hole. It is characterized by compression injection.
Another feature is that the gasifying agent is compressed and injected from a plurality of locations on the peripheral edge.
Further, the gasifier is provided with a flow path for the gasifying agent extending in the vertical direction along the outer peripheral surface of the reaction furnace to reach the peripheral portion, and the gasifying agent flows from above to below in the flow path for the gasifying agent. It is characterized by flowing toward the periphery and reaching the peripheral edge.
Further, the gasification furnace is characterized by including a stirring rod extending from the upper part of the reactor through the inside to the upper part of the bottom part.
Further, the gasification furnace is characterized by including a grate arranged below the through hole and a drive mechanism for rotating the grate in a horizontal plane.
Further, the gasification furnace is provided with a flow path for flammable gas that covers the periphery of the flow path for the gasifying agent from the vicinity of the bottom of the reaction furnace to the upper part of the gasification furnace, and the flammable gas is used in the reaction furnace. It is characterized in that it flows from the bottom to the top in the flow path for flammable gas.
本発明の発電装置は、上記ガス化装置と、ガス化装置から生じた可燃性ガスを少なくとも燃料の一部として駆動するエンジンと、エンジンに連結した発電機とを備えることを特徴とする。
本発明の固体燃料のガス化方法は、ダウンドラフト式固定床のガス化炉を用いて固体燃料をガス化する固体燃料のガス化方法において、ガス化炉を構成する反応炉の下部が、周縁部から半径方向中心側に縮径しながら下がっていく傾斜面と、最下端の中心に形成される貫通孔を備えており、気体のガス化剤を周縁部から貫通孔に向かって傾斜面に沿って圧縮噴射することを特徴とする。The power generation device of the present invention is characterized by including the gasification device, an engine that drives combustible gas generated from the gasification device as at least a part of fuel, and a generator connected to the engine.
The method for gasifying solid fuel of the present invention is a method for gasifying solid fuel using a downdraft type fixed-bed gasifier, in which the lower part of the reactor constituting the gasifier is peripheral. It is equipped with an inclined surface that descends from the portion toward the center side in the radial direction while reducing the diameter, and a through hole formed in the center of the lowermost end, and a gaseous gasifying agent is applied to the inclined surface from the peripheral portion toward the through hole. It is characterized by compression injection along the line.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are designated by the same reference numerals. Moreover, in the case of the same code, their names and functions are also the same. Therefore, the detailed description of them will not be repeated.
(発電装置1)
本発明のガス化装置10及び発電装置1の実施の形態について説明する。
図1および図2に示すように、発電装置1は、ガス化装置10、タール除去装置20、灰分回収装置30、ガスミキサー40、エンジン50、および発電機60を含む。(Power generation device 1)
An embodiment of the gasification device 10 and the power generation device 1 of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the power generation device 1 includes a gasification device 10, a tar removal device 20, an ash recovery device 30, a gas mixer 40, an engine 50, and a generator 60.
(ガス化装置10の概略)
本実施の形態において、主にガス化装置10のガス化炉70は、熱効率を向上させるとともに、焼塊(CLINKER)の発生を抑止することができる。ガス化装置10の詳細については後述する。(Outline of gasifier 10)
In the present embodiment, the gasification furnace 70 of the gasification device 10 can mainly improve the thermal efficiency and suppress the generation of clinker. Details of the gasifier 10 will be described later.
(タール除去装置20)
本実施の形態におけるタール除去装置20は、熱交換器(第1熱交換器)を使用している。タール除去装置20は、水で可燃性ガスを冷やすことでタールを積極的に結露させ、結露したタールをスクレーパーで取り除く仕組みになっている。この場合、水が結露しない温度までの冷却とする。
タール除去装置20は、多数の多孔質セラミックをパイプ内に充填したものを用いても良い。また、これに限定されず、ニッケル系(Ni系)触媒を用いたもの、通常使用されているもの等、任意のタール除去装置20を使用することができる。そして、可燃性ガスとタールとは共に次の灰分回収装置30に供給される。(Tar removal device 20)
The tar removing device 20 in the present embodiment uses a heat exchanger (first heat exchanger). The tar removing device 20 has a mechanism in which tar is positively condensed by cooling a flammable gas with water, and the condensed tar is removed by a scraper. In this case, the cooling is performed to a temperature at which water does not condense.
As the tar removing device 20, a pipe filled with a large number of porous ceramics may be used. Further, the tar removing device 20 is not limited to this, and any tar removing device 20 such as one using a nickel-based (Ni-based) catalyst or one usually used can be used. Then, both the flammable gas and tar are supplied to the next ash recovery device 30.
(灰分回収装置30)
灰分回収装置30は、自動洗浄フィルターを使用している。自動洗浄フィルターは、エアシリンダーで発生させた圧力エアで作動する。可燃性ガス中の灰分(粉塵)をフィルターに付着させると共に、フィルターに付着した粉塵にタールを付着させ、これらを自動洗浄によってフィルターから掻き落とす。取り除いた粉塵とタールとは、排出機により排出される。
灰分回収装置30は、例えば金属製の不織布フィルターなど、通常用いられているもの等、任意の灰分回収装置30を使用することができる。
すなわち、タール除去装置20、および灰分回収装置30は、主に不純物を取り除く装置である。
次に、自動洗浄フィルターを通過した可燃性ガスは、第2熱交換器で温度を調節され、ガスミキサー40に供給される。(Ash recovery device 30)
The ash recovery device 30 uses an automatic cleaning filter. The automatic cleaning filter operates with pressure air generated by an air cylinder. The ash (dust) in the flammable gas is attached to the filter, tar is attached to the dust attached to the filter, and these are scraped off from the filter by automatic cleaning. The removed dust and tar are discharged by the discharger.
As the ash recovery device 30, any ash recovery device 30 such as a commonly used one such as a metal non-woven fabric filter can be used.
That is, the tar removing device 20 and the ash collecting device 30 are devices that mainly remove impurities.
Next, the flammable gas that has passed through the automatic cleaning filter is temperature-controlled by the second heat exchanger and supplied to the gas mixer 40.
(ガスミキサー40)
ガスミキサー40は、適量の空気を可燃性ガスと混合し、混合気をエンジン50に供給する。ガスミキサー40は、タール除去装置20及び灰分回収装置30を通過して不純物を除去された可燃性ガスを外部の空気と混合するために設けられる。(Gas mixer 40)
The gas mixer 40 mixes an appropriate amount of air with a flammable gas and supplies the air-fuel mixture to the engine 50. The gas mixer 40 is provided to mix the flammable gas from which impurities have been removed by passing through the tar removing device 20 and the ash collecting device 30 with the outside air.
(エンジン50および発電機60)
エンジン50は、ガスミキサー40から供給された混合気により駆動される。当該駆動力により発電機60を用いて発電が実施される。(Engine 50 and generator 60)
The engine 50 is driven by the air-fuel mixture supplied from the gas mixer 40. Power is generated by using the generator 60 by the driving force.
なお、発電装置1を構成する上記ガス化装置10、タール除去装置20、灰分回収装置30、ガスミキサー40、エンジン50、発電機60等の各種装置の駆動または制御は、コンピュータによる自動制御で行なってもよく、作業者が手動で行ってもよい。 The driving or control of various devices such as the gasification device 10, the tar removing device 20, the ash recovery device 30, the gas mixer 40, the engine 50, and the generator 60 constituting the power generation device 1 is automatically controlled by a computer. It may be done manually by the operator.
(ガス化装置10)
続いて、発電装置1に含まれるガス化装置10の詳細について説明を行う。
図3は、ガス化装置10の内部構造の一例を示す縦断面図である。(Gasifier 10)
Subsequently, the details of the gasification device 10 included in the power generation device 1 will be described.
FIG. 3 is a vertical sectional view showing an example of the internal structure of the gasifier 10.
図3に示すように、ガス化装置10は、主に燃料供給部11、ガス化剤供給部12、およびガス化炉70を含む。
本実施の形態にかかるガス化装置10は、燃料供給部11及びガス化剤供給部12からガス化炉70の反応炉77内に、固体燃料およびガス化剤を供給することで、ダウンドラフト式で固体燃料を熱分解し、可燃性ガスを生成する装置である。As shown in FIG. 3, the gasifier 10 mainly includes a fuel supply unit 11, a gasifier supply unit 12, and a gasifier 70.
The gasifier 10 according to the present embodiment is a downdraft type by supplying solid fuel and a gasifier from the fuel supply unit 11 and the gasifier supply unit 12 into the reaction furnace 77 of the gasifier 70. It is a device that thermally decomposes solid fuel to generate flammable gas.
(燃料供給部11)
燃料供給部11は、固体燃料を貯留するタンクと、ロータリーバルブ(ロータリーフィーダ)と、を備えている。
タンク内に貯留された固体燃料が、ロータリーバルブによりガス化炉70へ供給される。具体的には、ガス化炉70内の固体燃料の消費タイミングに合わせて、ロータリーバルブが作動し、タンク内の固体燃料が反応炉77内に定量的に供給される。なお、燃料供給部11は、上記の構成に限定されず、他の任意の装置、または任意の一般的なものを使用してもよい。
次に、固体燃料について説明を行う。(Fuel supply unit 11)
The fuel supply unit 11 includes a tank for storing solid fuel and a rotary valve (rotary feeder).
The solid fuel stored in the tank is supplied to the gasifier 70 by a rotary valve. Specifically, the rotary valve operates in accordance with the consumption timing of the solid fuel in the gasification furnace 70, and the solid fuel in the tank is quantitatively supplied into the reaction furnace 77. The fuel supply unit 11 is not limited to the above configuration, and any other device or any general device may be used.
Next, the solid fuel will be described.
(固体燃料の例)
本実施の形態にかかる固体燃料としては、木質バイオマス、動物性バイオマス、木炭、石炭(無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭、亜炭、泥炭)、練炭、炭団、コークス等の炭素を含有する固体の物質が挙げられる。
木質バイオマスの形態としては、ペレット、チップ、おが屑(極端に小さいチップを含む)、籾殻、剪定枝、竹等が挙げられる。
しかし、木質バイオマスは、成分または水分量等の組成にばらつきがあり、おが屑(極端に小さいチップを含む)では、そのばらつきが顕著になる。そのため、発電装置1を長期間安定的に駆動させる観点から、チップまたはペレットの木質バイオマスを用いるのが好ましい。
ペレットは、一般的には直径6ミリメートル以上10ミリメートル以下程度、長さ10ミリメートル以上25ミリメートル以下程度の円筒形であることが好ましい。
なお、本実施の形態においては、樹木皮が付いた状態の木質バイオマスであっても効率よく燃焼させることができる。さらに、ペレットは、円筒形に限定されず、円柱形であってもよい。(Example of solid fuel)
The solid fuel according to the present embodiment includes carbon-containing solid substances such as woody biomass, animal biomass, charcoal, coal (anthracite, bituminous coal, sub-bituminous coal, lignite, sub-coal, peat), briquettes, coal coals, and coke. Can be mentioned.
Examples of the form of woody biomass include pellets, chips, sawdust (including extremely small chips), rice husks, pruned branches, bamboo and the like.
However, woody biomass has variations in composition such as composition or water content, and the variation becomes remarkable in sawdust (including extremely small chips). Therefore, from the viewpoint of stably driving the power generation device 1 for a long period of time, it is preferable to use woody biomass of chips or pellets.
The pellet is generally preferably cylindrical with a diameter of 6 mm or more and 10 mm or less and a length of 10 mm or more and 25 mm or less.
In the present embodiment, even woody biomass with bark can be efficiently burned. Further, the pellet is not limited to a cylindrical shape, and may be a cylindrical shape.
(ガス化剤供給部12)
次に、ガス化剤供給部12について説明を行う。ガス化剤供給部12は、ガス化剤を格納するタンク12aと、圧縮機12bとしてのブロワと、ノズル12cとを備えている。
「圧縮機」とは、JIS B 0132に定義されているとおり、「羽根車若しくはロータの回転運動又はピストンの往復運動によって気体を圧送する機械」を指す。
同様に「ブロワ」とは、「圧縮機のうち、有効吐出し圧力が200kPa以下のもの」を指す。
ガス化剤供給部12から供給されるガス化剤は、後述するガス化剤用流路72を通って反応炉77の下部に配置されたノズル12cから反応炉77内へ圧縮噴射される。
なお、ノズル12cは、配管の先端に別途設けられたものでもよく、配管の開放端であってもよい。図3に示す実施の形態では、ノズル12cは、ガス化剤用流路72の下部に設けられている。(Gasifying agent supply unit 12)
Next, the gasifying agent supply unit 12 will be described. The gasifying agent supply unit 12 includes a tank 12a for storing the gasifying agent, a blower as a compressor 12b, and a nozzle 12c.
"Compressor" refers to "a machine that pumps gas by the rotational motion of an impeller or rotor or the reciprocating motion of a piston," as defined in JIS B 0132.
Similarly, the “blower” refers to “a compressor having an effective discharge pressure of 200 kPa or less”.
The gasifying agent supplied from the gasifying agent supply unit 12 is compressed and injected into the reaction furnace 77 from the nozzle 12c arranged at the lower part of the reaction furnace 77 through the gasifying agent flow path 72 described later.
The nozzle 12c may be separately provided at the tip of the pipe, or may be an open end of the pipe. In the embodiment shown in FIG. 3, the nozzle 12c is provided in the lower part of the gasifier flow path 72.
(ガス化炉70)
図3に示すように、ガス化炉70は反応炉77、ガス化剤用流路72、可燃性ガス用流路73、撹拌棒74、火格子75および駆動機構76を備える。(Gasifier 70)
As shown in FIG. 3, the gasification furnace 70 includes a reaction furnace 77, a gasifier flow path 72, a flammable gas flow path 73, a stirring rod 74, a grate 75, and a drive mechanism 76.
(反応炉77)
本実施の形態にかかる反応炉77は、水平面内における断面積が下方に向かうにつれて大きくなる末広がりの円筒型である。反応炉77の内壁71に生じる摩擦力を抑制する観点からは、反応炉77は、水平断面において、円形または楕円形が好ましい。
また、反応炉77の壁面の傾斜度(鉛直面に対する傾斜角)は大きいほど摩擦力の抑制効果が高まるが、一方で反応炉77内のガスの流れに偏りが生じるおそれがあるので約5%以上10%以下程度が好ましい。
なお、反応炉77は、円筒型に限定されず、切頭型円錐、逆切頭型円錐、立方体、直方体等、任意の形状であってもよく、水平断面において、矩形状であってもよい。(Reactor 77)
The reactor 77 according to the present embodiment is a divergent cylindrical type in which the cross-sectional area in the horizontal plane increases downward. From the viewpoint of suppressing the frictional force generated on the inner wall 71 of the reaction furnace 77, the reaction furnace 77 is preferably circular or elliptical in horizontal cross section.
Further, the larger the inclination of the wall surface of the reactor 77 (inclination angle with respect to the vertical plane), the higher the effect of suppressing the frictional force, but on the other hand, the gas flow in the reactor 77 may be biased, so that it is about 5%. More than 10% is preferable.
The reactor 77 is not limited to a cylindrical shape, and may have an arbitrary shape such as a truncated cone, an inverted truncated cone, a cube, or a rectangular parallelepiped, or may have a rectangular shape in a horizontal cross section. ..
また、本実施の形態にかかる反応炉77の下部は、反応炉77の水平断面において周縁部側から、反応炉77の円筒の半径方向中心側に縮径しながら鉛直下方向へ向かう(下がっていく)傾斜面71aと、最下端の中心に形成される貫通孔71bとを備えている。すなわち、傾斜面71aは、逆切頭円錐形状の側面を形成している。
反応炉77の周囲は、所定の隙間をあけた状態で内壁71に囲まれている。内壁71の周囲は、所定の隙間をあけた状態で外壁78に囲まれている。Further, the lower portion of the reactor 77 according to the present embodiment moves vertically downward (lowers) while reducing the diameter from the peripheral edge side to the radial center side of the cylinder of the reactor 77 in the horizontal cross section of the reactor 77. It is provided with an inclined surface 71a and a through hole 71b formed at the center of the lowermost end. That is, the inclined surface 71a forms a side surface having an inverted truncated cone shape.
The reaction furnace 77 is surrounded by an inner wall 71 with a predetermined gap. The circumference of the inner wall 71 is surrounded by the outer wall 78 with a predetermined gap.
(ガス化剤用流路72)
ガス化剤用流路72は、ガス化炉70の内壁71の間の隙間を反応炉77の外周面に沿って、上下方向に延在して形成されている。ガス化剤用流路72の一端側が、ガス化剤供給部12に接続されている。図3に示す実施形態では、ガス化剤用流路72の上端がガス化剤供給部12に配管により接続されている。
ガス化剤用流路72の他端側が、反応炉77の底部の周縁部に配置した複数のノズル12cにまで至る。
ガス化剤供給部12から供給されたガス化剤は、ガス化剤用流路72を上方から下方に移動する。1または複数のノズル12cは、貫通孔71bに向かってガス化剤を供給可能に形成される。ガス化剤は、傾斜面71aに沿って圧縮噴射される。
図4は、図3のA−A‘線断面図であり、反応炉77の下部の傾斜面71a、貫通孔71b、ノズル12c等を示す図である。
図3及び図4中の符号100は、ノズル12cから供給されるガス化剤を示している。なお、ガス化剤は、ノズル12cから圧縮噴射されてもよい。また、ガス化剤は、空気(大気)であってもよく、酸素を含む気体であってもよい。(Flower path 72 for gasifying agent)
The flow path 72 for the gasifying agent is formed by extending the gap between the inner walls 71 of the gasifying furnace 70 in the vertical direction along the outer peripheral surface of the reaction furnace 77. One end side of the gasifier flow path 72 is connected to the gasifier supply unit 12. In the embodiment shown in FIG. 3, the upper end of the gasifier flow path 72 is connected to the gasifier supply unit 12 by a pipe.
The other end of the gasifying flow path 72 reaches a plurality of nozzles 12c arranged on the peripheral edge of the bottom of the reactor 77.
The gasifying agent supplied from the gasifying agent supply unit 12 moves from the upper side to the lower side in the gasifying agent flow path 72. The one or more nozzles 12c are formed so that the gasifying agent can be supplied toward the through hole 71b. The gasifying agent is compressed and injected along the inclined surface 71a.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 3, showing an inclined surface 71a, a through hole 71b, a nozzle 12c, and the like at the lower part of the reactor 77.
Reference numeral 100 in FIGS. 3 and 4 indicates a gasifying agent supplied from the nozzle 12c. The gasifying agent may be compressed and injected from the nozzle 12c. Further, the gasifying agent may be air (atmosphere) or a gas containing oxygen.
(可燃性ガス用流路73)
図3に示すように、可燃性ガス用流路73は、反応炉77の底部からガス化剤用流路72の周囲を覆ってガス化炉70の上部にまで至るよう形成されている。
具体的には、上記内壁71と外壁78との間に形成される隙間が、可燃性ガス用流路73として形成される。可燃性ガス用流路73は、反応炉77の底部で反応炉77内と連通する。(Flower path 73 for flammable gas)
As shown in FIG. 3, the flammable gas flow path 73 is formed so as to cover the periphery of the gasifier flow path 72 from the bottom of the reaction furnace 77 to the upper part of the gasification furnace 70.
Specifically, the gap formed between the inner wall 71 and the outer wall 78 is formed as the flammable gas flow path 73. The flammable gas flow path 73 communicates with the inside of the reactor 77 at the bottom of the reactor 77.
図5は、可燃性ガス用流路73の熱量の動きの一例を示す模式図である。
図5に示すように、可燃性ガス用流路73には、後述する燃焼部500から高温の可燃性ガスが発生する。つまり、可燃性ガス用流路73内を高温の可燃性ガスが下側から上側に向かって流れる。可燃性ガス用流路73の内壁71を介して、ガス化剤用流路72が加熱される。その結果、ガス化剤用流路72内を通過してノズル12cから燃焼部500へ供給されるガス化剤を高温にすることができる。
さらに、ガス化剤用流路72が加熱されることにより、熱が固体燃料側に供給され、燃焼部500に供給される固体燃料が乾燥された状態にすることができる。FIG. 5 is a schematic view showing an example of the movement of the amount of heat in the flammable gas flow path 73.
As shown in FIG. 5, a high-temperature flammable gas is generated from the combustion unit 500, which will be described later, in the flammable gas flow path 73. That is, the high-temperature flammable gas flows in the flammable gas flow path 73 from the lower side to the upper side. The gasifier flow path 72 is heated through the inner wall 71 of the flammable gas flow path 73. As a result, the temperature of the gasifying agent that passes through the flow path 72 for the gasifying agent and is supplied from the nozzle 12c to the combustion unit 500 can be raised.
Further, by heating the flow path 72 for the gasifying agent, heat is supplied to the solid fuel side, and the solid fuel supplied to the combustion unit 500 can be brought into a dry state.
(撹拌棒74)
撹拌棒74は、反応炉77の上部から内部を通って傾斜面71aの上方にまで至るよう形成された棒状部材である。
撹拌棒74は、反応炉77内の固体燃料を撹拌することで熱分解(200℃以上600℃以下)を均一化させると共に固体燃料の架橋現象を防止するために設けられる。
なお、撹拌棒74の内部を中空にし、内部にガス化剤100を通して反応炉77の傾斜面71aの近傍に供給することにしてもよい。
また、反応炉77の傾斜面71aではなく、貫通孔71bに供給されてもよく、貫通孔71bに向かって圧縮噴射されてもよい。(Stirring rod 74)
The stirring rod 74 is a rod-shaped member formed so as to pass from the upper part of the reaction furnace 77 to the upper part of the inclined surface 71a through the inside.
The stirring rod 74 is provided in order to make the thermal decomposition (200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower) uniform by stirring the solid fuel in the reaction furnace 77 and to prevent the solid fuel cross-linking phenomenon.
The inside of the stirring rod 74 may be made hollow, and the gasifying agent 100 may be passed through the inside to supply the stirring rod 74 to the vicinity of the inclined surface 71a of the reaction furnace 77.
Further, it may be supplied to the through hole 71b instead of the inclined surface 71a of the reactor 77, or may be compressed and injected toward the through hole 71b.
(火格子75および駆動機構76)
図3に示すように、火格子75は、反応炉77の貫通孔71bの下方に配置されることで反応炉77の底部(炉底)を構成する。また、駆動機構76は、火格子75を水平面内で回転させるために設けられる。駆動機構76によって火格子75を回転させることで反応炉77の底部の固体燃料を撹拌し、熱分解を均一化させると共に固体燃料の架橋現象を防止することができる。
図3に示すように、本実施の形態において、火格子75は、傾斜面71aに形成された貫通孔71bを貫通して形成されている。すなわち、火格子75の一部は、鉛直下方向から鉛直上方向へ向けて貫通孔71bを貫通して設けられている。(Grate 75 and drive mechanism 76)
As shown in FIG. 3, the grate 75 is arranged below the through hole 71b of the reaction furnace 77 to form the bottom portion (furnace bottom) of the reaction furnace 77. Further, the drive mechanism 76 is provided to rotate the grate 75 in the horizontal plane. By rotating the grate 75 by the drive mechanism 76, the solid fuel at the bottom of the reactor 77 can be agitated, the thermal decomposition can be made uniform, and the solid fuel cross-linking phenomenon can be prevented.
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the grate 75 is formed through the through hole 71b formed in the inclined surface 71a. That is, a part of the grate 75 is provided so as to penetrate the through hole 71b from the vertically downward direction to the vertically upward direction.
また、図6は、火格子75の他の例を示す模式図であり、図7は、燃焼部500の詳細を示す模式図である。 Further, FIG. 6 is a schematic view showing another example of the grate 75, and FIG. 7 is a schematic view showing details of the combustion unit 500.
また、図6に示すように、火格子75は、可燃性ガス用流路73内へ向けて延在する1または複数の羽根部材75cを有してもよい。
羽根部材75cは、火格子75の周縁端部に設けられている。例えば、駆動機構76は、火格子75を、0.1回転/min以上3回転以下/minの範囲内で、一定、簡潔、変動速度等のいずれか1つまたはそれらの組み合わせで、回転させてもよい。
より好ましくは、駆動機構76は、火格子75を0.5回転/minで回転させてもよい。なお、駆動機構76は、火格子75を、必ずしも回転させる必要はなく、上下方向に移動させてもよく、振動させてもよい。
また、羽根部材75cは、可燃性ガス用流路73内に蓄積された灰を撹拌する機能を有していることが好ましい。その結果、燃焼部500において発生した可燃性ガスを安定して、下流側のタール除去装置20へ供給することができる。Further, as shown in FIG. 6, the grate 75 may have one or more blade members 75c extending into the flammable gas flow path 73.
The blade member 75c is provided at the peripheral end of the grate 75. For example, the drive mechanism 76 rotates the grate 75 within a range of 0.1 rotation / min or more and 3 rotations or less / min at a constant, concise, fluctuating speed, etc., or a combination thereof. May be good.
More preferably, the drive mechanism 76 may rotate the grate 75 at 0.5 rpm. The drive mechanism 76 does not necessarily have to rotate the grate 75, and may be moved in the vertical direction or may be vibrated.
Further, it is preferable that the blade member 75c has a function of stirring the ash accumulated in the flammable gas flow path 73. As a result, the flammable gas generated in the combustion unit 500 can be stably supplied to the tar removing device 20 on the downstream side.
次に、図7に示すように、火格子75の一部75aは、傾斜面71aおよび貫通孔71bと所定の間隙(水平方向距離71L−75L、垂直方向距離75H)を形成するよう設けられる。本実施の形態において、所定の間隙は、固体燃料の長さの等倍以上2倍以下の範囲内で設定される。 Next, as shown in FIG. 7, a part 75a of the grate 75 is provided so as to form a predetermined gap (horizontal distance 71L-75L, vertical distance 75H) with the inclined surface 71a and the through hole 71b. In the present embodiment, the predetermined gap is set within the range of equal to or more than twice the length of the solid fuel.
(反応炉77における燃焼部についての説明)
次に、反応炉77の動きについて説明を行う。
まず、燃料供給部11のタンクに固体燃料が投入され、ロータリーバルブが駆動して、反応炉77内の所定高さまで固体燃料が堆積される。
次に、着火された反応炉77内の固体燃料は、ガス化剤用流路72を通って反応炉77の下部の傾斜面71aに接触する。ガス化剤は、着火直後は、少量供給し、着火後所定の時間経過時点において、規定量の供給を開始する。(Explanation of the combustion part in the reactor 77)
Next, the operation of the reactor 77 will be described.
First, solid fuel is charged into the tank of the fuel supply unit 11, and the rotary valve is driven to deposit the solid fuel up to a predetermined height in the reactor 77.
Next, the solid fuel in the ignited reaction furnace 77 comes into contact with the inclined surface 71a at the lower part of the reaction furnace 77 through the gasifier flow path 72. Immediately after ignition, a small amount of the gasifying agent is supplied, and when a predetermined time elapses after ignition, supply of a specified amount is started.
次に、固体燃料は、傾斜面71aから貫通孔71bを通過して下方へ移動しようとする。この場合、固体燃料は、貫通孔71bおよび火格子75の一部により形成される間隙を通過し難い状態となる。
すなわち、図7に示すように、燃焼部500において、火格子75の一部75aと、傾斜面71aとの間に、ペレットが所定の時間、保持または係り止めされて燃焼状態が生じ、燃焼層が形成される。
特に、本実施の形態においては、ノズル12cからガス化剤を矢印100の方向で供給するため、燃焼層が900℃以上1300℃以下の超高温の範囲で維持される。すなわち、燃焼部500において、水性ガスシフト反応等が生じる。Next, the solid fuel tries to move downward from the inclined surface 71a through the through hole 71b. In this case, the solid fuel is in a state where it is difficult to pass through the gap formed by the through hole 71b and a part of the grate 75.
That is, as shown in FIG. 7, in the combustion unit 500, the pellets are held or anchored between a part 75a of the grate 75 and the inclined surface 71a for a predetermined time to generate a combustion state, and a combustion layer is generated. Is formed.
In particular, in the present embodiment, since the gasifying agent is supplied from the nozzle 12c in the direction of arrow 100, the combustion layer is maintained in an ultra-high temperature range of 900 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower. That is, a water-gas shift reaction or the like occurs in the combustion unit 500.
なお、ガス化剤100は、圧縮噴射されなくてもよく、圧縮噴射されてもよい。圧縮噴射するメリットは、傾斜面71aの灰を吹き飛ばすことができる。また、圧縮噴射するメリットは、固体燃料の隙間にもガス化剤を供給することができる点である。
これらの場合、固体燃料が酸化し、火格子75の一部と貫通孔71bとの周囲に、高効率の燃焼による反応層が構築される。その結果、可燃性ガスの生成が開始される。The gasifying agent 100 does not have to be compression-injected, and may be compressed-injected. The merit of compression injection is that the ash on the inclined surface 71a can be blown off. Further, the merit of compression injection is that the gasifying agent can be supplied to the gap of the solid fuel.
In these cases, the solid fuel is oxidized, and a reaction layer by high-efficiency combustion is constructed around a part of the grate 75 and the through hole 71b. As a result, the production of flammable gas is started.
また、火格子75および貫通孔71bの下方付近には、還元層が形成され、還元層(600℃以上800℃以下)から生成された可燃性ガスは、可燃性ガス用流路73内を上昇してガス化炉70の外部に取り出される。
可燃性ガスが、反応炉77の下方から可燃性ガス用流路73内を上方に向かって流れる。この場合、火格子75に設けられた1または複数の羽根部材75cが可燃性ガス用流路73に蓄積された灰を撹拌させることとなる。
その結果、安定して可燃性ガスを反応炉77の下方から可燃性ガス用流路73内を上方に向かって流して、上端からガス化炉70の外部に取り出され、下流のタール除去装置20等へ移動させることができる。A reducing layer is formed near the lower part of the grate 75 and the through hole 71b, and the flammable gas generated from the reducing layer (600 ° C. or higher and 800 ° C. or lower) rises in the flammable gas flow path 73. Then, it is taken out to the outside of the gasifier 70.
The flammable gas flows upward from below the reactor 77 through the flammable gas flow path 73. In this case, one or a plurality of blade members 75c provided on the grate 75 agitate the ash accumulated in the flammable gas flow path 73.
As a result, the flammable gas is stably flowed upward from below the reactor 77 through the flammable gas flow path 73, taken out from the upper end to the outside of the gasification furnace 70, and the tar removing device 20 downstream. Etc. can be moved.
また、可燃性ガス用流路73内を上昇する可燃性ガスの熱は、内壁71を介してガス化剤用流路72内を流れるガス化剤に伝達されるので、ガス化剤を高温状態に変化させて圧縮噴射することができ、反応炉77内の温度低下を防止できる。
また、反応炉77内で燃料供給部11から順次供給される固体燃料を部分酸化することで上方から順に乾燥層、熱分解層(200℃以上600℃以下)、燃焼層(600℃以上1300℃以下)を形成することができる。Further, the heat of the flammable gas rising in the flammable gas flow path 73 is transferred to the gasifying agent flowing in the gasifying agent flow path 72 through the inner wall 71, so that the gasifying agent is in a high temperature state. It is possible to perform compression injection by changing the gas to, and it is possible to prevent a temperature drop in the reactor 77.
Further, by partially oxidizing the solid fuel sequentially supplied from the fuel supply unit 11 in the reactor 77, the dry layer, the pyrolysis layer (200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower), and the combustion layer (600 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower) are sequentially oxidized from the top. The following) can be formed.
本発明では、気体のガス化剤を反応炉77下部の貫通孔71bに向かって傾斜面71aに沿って圧縮噴射する。上述のとおり、従来のガス化炉70では熱処理中に炉内(特に炉底及びその周囲)の灰が固化してクリンカが形成されてしまうことが多いが、本発明ではガス化剤を圧縮噴射することで傾斜面71a上の灰を吹き飛ばすのでクリンカが形成されにくい。
更に、ガス化剤を傾斜面71aの貫通孔71bに向かって圧縮噴射し、貫通孔71b付近に存在する固体燃料だけを集中的に超高温にして貫通孔71bを通過させるので熱効率を高めることができるという効果がある。
また、ガス化剤を圧縮噴射することで、固体燃料の密度が低い範囲、すなわち固体燃料間の隙間が大きい範囲だけでなく、密度が高い範囲、すなわち固体燃料間の隙間が小さい範囲にもガス化剤を送り込むことができるので、熱効率を更に高めることができる。
ガス化剤を複数箇所から圧縮噴射することにすれば、更にクリンカが形成されにくく、また、更に熱効率を高めることができる。In the present invention, the gaseous gasifying agent is compressed and injected along the inclined surface 71a toward the through hole 71b at the bottom of the reactor 77. As described above, in the conventional gasifier 70, the ash in the furnace (particularly the bottom of the furnace and its surroundings) is often solidified to form a clinker during the heat treatment, but in the present invention, the gasifying agent is compressed and injected. By doing so, the ash on the inclined surface 71a is blown off, so that the clinker is less likely to be formed.
Further, the gasifying agent is compressed and injected toward the through hole 71b of the inclined surface 71a, and only the solid fuel existing in the vicinity of the through hole 71b is intensively heated to an ultra-high temperature and passed through the through hole 71b, so that the thermal efficiency can be improved. It has the effect of being able to do it.
Further, by injecting the gasifying agent by compression, the gas is not only in the range where the density of the solid fuel is low, that is, the range where the gap between the solid fuels is large, but also in the range where the density is high, that is, the range where the gap between the solid fuels is small. Since the agent can be sent in, the thermal efficiency can be further improved.
If the gasifying agent is compression-injected from a plurality of locations, it is more difficult for clinker to be formed, and the thermal efficiency can be further improved.
また、反応炉77の外周面に沿って上下方向にのびるガス化剤用流路72を設けて、ガス化剤用流路72内にガス化剤を流すことにすれば、反応炉77の熱がガス化剤に伝達されるので、高温のガス化剤を圧縮噴射することができ、反応炉77内の温度低下を防止できる。
また、撹拌棒74で反応炉77内の固体燃料を撹拌することにすれば、熱分解を均一化させることができると共に固体燃料の架橋現象を防止することができる。
また、貫通孔71bの下方に配置した火格子75を水平面内で回転させることにすれば、火格子75の表面に灰が蓄積しにくくなるのでクリンカの形成を防止できる。Further, if the gasifying agent flow path 72 extending in the vertical direction is provided along the outer peripheral surface of the reaction furnace 77 and the gasifying agent is allowed to flow in the gasifying agent flow path 72, the heat of the reactor 77 is generated. Is transmitted to the gasifying agent, so that the high-temperature gasifying agent can be compressed and injected, and the temperature drop in the reactor 77 can be prevented.
Further, if the solid fuel in the reaction furnace 77 is agitated by the stirring rod 74, the thermal decomposition can be made uniform and the cross-linking phenomenon of the solid fuel can be prevented.
Further, if the grate 75 arranged below the through hole 71b is rotated in the horizontal plane, ash is less likely to accumulate on the surface of the grate 75, so that the formation of clinker can be prevented.
また、ガス化剤用流路72の周囲を覆ってガス化炉70の上部にまで至る可燃性ガス用流路73を設けることにすれば、高温の可燃性ガスの熱がガス化剤用流路72内のガス化剤に伝達されるので、ガス化剤100を高温で圧縮噴射することができる。
このように、本発明では反応炉77の下部の貫通孔71b付近を超高温にすることにより可燃性ガス中のタール濃度を極めて低くすることができるので、ガス化装置10の下流に設けるタール除去装置20または灰分回収装置30の負担を減らすことができ、また、エンジン50を長期間に亘り安定的に駆動することができる。Further, if the flammable gas flow path 73 that covers the periphery of the gasifier flow path 72 and reaches the upper part of the gasification furnace 70 is provided, the heat of the high-temperature combustible gas flows to the gasifier flow. Since it is transmitted to the gasifying agent in the path 72, the gasifying agent 100 can be compressed and injected at a high temperature.
As described above, in the present invention, the tar concentration in the flammable gas can be made extremely low by making the vicinity of the through hole 71b at the lower part of the reaction furnace 77 extremely high, so that the tar removal provided downstream of the gasification device 10 can be performed. The burden on the device 20 or the ash recovery device 30 can be reduced, and the engine 50 can be stably driven for a long period of time.
本発明においては、ガス化装置10が、「ガス化装置」に相当し、ガス化炉70が、「ガス化炉」に相当し、反応炉77が、「反応炉」に相当し、傾斜面71aが、「傾斜面、形成面部」に相当し、貫通孔71bが、「貫通孔、孔部」に相当し、ノズル12cが、「複数箇所、ガス化剤供給部」に相当し、ガス化剤用流路72が、「ガス化剤用流路」に相当し、撹拌棒74が、「攪拌棒」に相当し、火格子75が、「火格子」に相当し、駆動機構76が、「駆動機構」に相当し、可燃性ガス用流路73が、「可燃性ガス用流路」に相当し、エンジン50が、「エンジン」に相当し、発電機60が、「発電機」に相当し、発電装置1が「発電装置」に相当し、燃焼部500は、「燃焼部」に相当し、火格子75の一部75aが「凸部」に相当し、内壁71が、「熱量授受部」に相当し、反応炉77内が「乾燥部」に相当し、1または複数の羽根部材75cが、「撹拌部、撹拌羽根」に相当する。 In the present invention, the gasifier 10 corresponds to the "gasifier", the gasifier 70 corresponds to the "gasifier", the reactor 77 corresponds to the "reactor", and the inclined surface. 71a corresponds to "inclined surface, forming surface portion", through hole 71b corresponds to "through hole, hole portion", and nozzle 12c corresponds to "multiple locations, gasifying agent supply portion" and is gasified. The agent flow path 72 corresponds to the "gasifier flow path", the stirring rod 74 corresponds to the "stirring rod", the grate 75 corresponds to the "grate", and the drive mechanism 76 Corresponding to the "drive mechanism", the combustible gas flow path 73 corresponds to the "combustible gas flow path", the engine 50 corresponds to the "engine", and the generator 60 becomes the "generator". The power generator 1 corresponds to the "power generator", the combustion unit 500 corresponds to the "combustion unit", a part 75a of the grate 75 corresponds to the "convex portion", and the inner wall 71 corresponds to the "calorific value". The inside of the reaction furnace 77 corresponds to the "drying part", and one or more blade members 75c correspond to the "stirring part, stirring blade".
本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神の範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。 A preferred embodiment of the present invention is as described above, but the present invention is not limited thereto. It will be appreciated that various embodiments are made that do not deviate from the spiritual scope of the present invention. Further, in the present embodiment, the actions and effects according to the constitution of the present invention are described, but these actions and effects are examples and do not limit the present invention.
1 発電装置
10 ガス化装置
11 燃料供給部
12 ガス化剤供給部
12a タンク
12b 圧縮機
12c ノズル
20 タール除去装置
30 灰分回収装置
40 ガスミキサー
50 エンジン
60 発電機
70 ガス化炉
71 内壁
71a 傾斜面
71b 貫通孔
72 ガス化剤用流路
73 可燃性ガス用流路
74 撹拌棒
75 火格子
75a 火格子の一部
75c 羽根部材
76 駆動機構
77 反応炉
78 外壁
100 ガス化剤
500 燃焼部
1 Power generator 10 Gasifier 11 Fuel supply unit 12 Gasifier supply unit 12a Tank 12b Compressor 12c Nozzle 20 Tar removal device 30 Ash recovery device 40 Gas mixer 50 Engine 60 Generator 70 Gasifier 71 Inner wall 71a Inclined surface 71b Through hole 72 Gasifier flow path 73 Combustible gas flow path 74 Stirring rod 75 Grate 75a Part of grate 75c Blade member 76 Drive mechanism 77 Reaction furnace 78 Outer wall 100 Gasifier 500 Combustion unit
Claims (17)
前記ガス化炉を構成する反応炉の下部が、周縁部から半径方向中心側に縮径しながら下がっていく傾斜面と、最下端の中心に位置する貫通孔を備えており、
気体のガス化剤を前記周縁部から前記貫通孔に向かって前記傾斜面に沿って圧縮噴射することを特徴とする固体燃料のガス化装置。In a solid fuel gasifier that gasifies solid fuel using a downdraft fixed-bed gasifier
The lower part of the reactor constituting the gasification furnace is provided with an inclined surface that descends from the peripheral portion toward the center side in the radial direction while reducing the diameter, and a through hole located at the center of the lowermost end.
A solid fuel gasification device for compressing and injecting a gaseous gasifying agent from the peripheral portion toward the through hole along the inclined surface.
前記ガス化炉を構成する反応炉の下部が、周縁部から半径方向中心側に縮径しながら下がっていく傾斜面と、最下端の中心に形成される貫通孔を備えており、
気体のガス化剤を前記周縁部から前記貫通孔に向かって前記傾斜面に沿って圧縮噴射することを特徴とする固体燃料のガス化方法。In the method of gasifying solid fuel using a downdraft fixed-bed gasifier to gasify solid fuel.
The lower part of the reactor constituting the gasification furnace is provided with an inclined surface that descends from the peripheral edge portion toward the center side in the radial direction while reducing the diameter, and a through hole formed at the center of the lowermost end.
A method for gasifying a solid fuel, which comprises compressing and injecting a gaseous gasifying agent from the peripheral portion toward the through hole along the inclined surface.
固体燃料を燃焼させる燃焼部と、を含む固体燃料のガス化装置であって、
前記燃焼部は、
すり鉢形状の形成面部と、
前記形成面部の中央に設けられた孔部と、
前記孔部を形成する端部から所定の間隙を有し、かつ前記孔部から前記燃焼部に突出するよう設けられた凸部と、を含み、
前記ガス化剤供給部は、前記所定の間隙に向かってガス化剤を供給する、固体燃料のガス化装置。Gasifier supply unit and
A solid fuel gasifier that includes a combustion unit that burns solid fuel.
The combustion part is
The mortar-shaped forming surface and
A hole provided in the center of the forming surface portion and
It includes a convex portion having a predetermined gap from the end portion forming the hole portion and being provided so as to project from the hole portion to the combustion portion.
The gasifying agent supply unit is a solid fuel gasifying device that supplies a gasifying agent toward the predetermined gap.
前記撹拌羽根は、0.1回転/分以上3回転/分以下の範囲で回転する、請求項16に記載の固体燃料のガス化装置。
The stirring unit includes a stirring blade.
The solid fuel gasification device according to claim 16, wherein the stirring blade rotates in a range of 0.1 rotation / minute or more and 3 rotations / minute or less.
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112029541B (en) * | 2020-07-27 | 2021-05-11 | 新奥科技发展有限公司 | Hydrogenation gasification furnace |
IT202100002540A1 (en) * | 2021-02-05 | 2022-08-05 | Agenzia Naz Per Le Nuove Tecnologie Lenergia E Lo Sviluppo Economico Sostenibile Enea | EQUI-CURRENT FIXED-BED GASIFICATION REACTOR |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002516381A (en) * | 1998-05-28 | 2002-06-04 | デダール リミテッド | Gasifier with non-radial tuyeres |
JP2006038441A (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Takeo Hirahara | Combustion equipment comprising lower gasification combustion structure for solid biomass, carbonization furnace, and gasification furnace |
JP2006504820A (en) * | 2002-11-01 | 2006-02-09 | サーレス,ティモ | Gas generator |
JP2009263428A (en) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Higashine Seisakusho:Kk | Fuel gas producing apparatus |
JP2011225684A (en) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Yanmar Co Ltd | Gasification power generation system |
JP2013522417A (en) * | 2010-03-15 | 2013-06-13 | パワー・ウェイスト・ガシフィケーション,エルエルシー | Method and apparatus for treating carbon-containing feedstock into gasification gas |
-
2019
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002516381A (en) * | 1998-05-28 | 2002-06-04 | デダール リミテッド | Gasifier with non-radial tuyeres |
JP2006504820A (en) * | 2002-11-01 | 2006-02-09 | サーレス,ティモ | Gas generator |
JP2006038441A (en) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Takeo Hirahara | Combustion equipment comprising lower gasification combustion structure for solid biomass, carbonization furnace, and gasification furnace |
JP2009263428A (en) * | 2008-04-22 | 2009-11-12 | Higashine Seisakusho:Kk | Fuel gas producing apparatus |
JP2013522417A (en) * | 2010-03-15 | 2013-06-13 | パワー・ウェイスト・ガシフィケーション,エルエルシー | Method and apparatus for treating carbon-containing feedstock into gasification gas |
JP2011225684A (en) * | 2010-04-16 | 2011-11-10 | Yanmar Co Ltd | Gasification power generation system |
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