WO2001064819A1 - Four de gazeification de biomasse et systeme de synthese de methanol a l'aide du gaz produit par la gazeification de la biomasse - Google Patents

Description

明 細 書 バイオマスガス化炉及びバイオマスガス化ガスを用いたメタノール 合成システム 技術分野

この発明は、 バイォマスガス化炉及びバイォマスガス化ガスを用 いたメ タノ ール合成システムに関する。 背景技術

一般にバイオマスとは、 エネルギー源又は工業原料と して利用す ることのできる生物体 （例えば農業生産物又は副産物、 木材、 植物 等） をいい、 太陽エネルギー、 空気、 水、 土壌等の作用により生成 されるので、 無限に生産可能である。

上記バイォマスを利用することで燃料及びメ 夕ノ一ル等の製造が 可能となる。 また、 廃棄物としてのバイオマスを処理できるので、 環境の浄化にも役立つと共に、 新規に生産されるバイオマスも光合 成により C 0 ₂ の固定により生育されるので、 大気中の C 0 ₂ 濃度 を增加させない。

従来のバイオマスをアルコ一ルに転換する方法と しては、 例えば 発酵法や熱水分解法等が提案されているが、 前者の発酵法は、 糖分 タンクを設置する必要がある。 また、 後者の熱水分解法では高温 ' 高圧 ' 低収率、 という問題がある。 さ らに、 供給したバイオマスの 残渣物が多く発生し、 バイオマスの利用率が低いという問題もある, 一方、 バイオマスをガス化する場合においては、 例えば固定床或 いは流動床等のガス化炉等を用いるようにしていた。 しかし、 バイ ォマスの粒子の表面のみが反応し、 粒子の内部まで均一に反応しな いことにより、 タールが発生し、 生成したガス化ガスは、 H ₂ ， C 0が少ないため、 メ タノール合成の原料とならない、 という問題が ある。 また、 上記発生したタールが炉内壁へ付着すると共に、 下流 側に設置する機器等への付着等が起こり、 運転に不具合を来す、 と いう問題がある。

そこで、 従来においては、 酸素を多量に供給することで高温で燃 焼することとしたが、 この場合部分的に 1 2 0 0 °Cを超える高温域 が形成され、 バイオマスのガス化が良好に進行せず、 バイオマスの 燃焼により、 大量のスー トが発生してしまう という問題がある。 本発明は上記問題に鑑み、 ク リーンで高効率なガス化を行い、 バ ィォマスの完全ガス化を図ることができると共にメ タノ一ル合成効 率が高い生成ガスを得ることができるバイォマスガス化炉及び該生 成ガスを用いたメ タノール合成システムを提供することを目的とす る。 発明の開示

本発明のバイオマスを原料と したガス化炉の態様を以下に示す。 第 1 の態様は、 バイオマスを原料とするバイオマスガス化炉にお いて、 平均粒径 （D ) が 0. 0 5 D≤ 5 m mのバイォマス粉砕物を 供給する供給手段と、 酸素又は酸素と水蒸気の混合物の燃焼酸化剤 を供給する燃焼酸化剤供給手段とを具備してなり、 且つ、

炉内温度が 7 0 0〜 1 2 0 0 °Cのガス化条件であることを特徵と するバイオマスガス化炉にある。 第 2の態様は、 1の態様において、 バイオマスガス化炉内の酸素 [ 02 ] /炭素 [ C] のモル比率が、 0. 1 0₂ ZCく 1. 0の範囲 であると共に、 水蒸気 [H ₂ 0] /炭素 [C] のモル比率が 1

2 OZCの範囲であることを特徴とするバイオマスガス化炉にある 第 3の態様は、 第 1 の態様において、 上記バイオマスガス化炉内 の圧力が 1 〜 3 0気圧であると共に、 空塔速度が 0. l〜 5 m/ sの ガス化条件であることを特徵とするバイオマスガス化炉にある。 第 4の態様は、 第 1 の態様において、 バイオマスガス化炉の炉内 に燃焼酸化剤を多段に供給することを特徴とするバイオマスガス化 炉にある。

第 5の態様は、 第 1 の態様において、 バイオマスガス化炉の炉内 に化石燃料を供給することを特徵とするバイオマスガス化炉にある, 上記態様において、 上記化石燃料が石炭と してもよい。

第 6の態様は、 第 1 の態様において、 該バイオマスガス化炉でガ ス化したガスを精製するガス精製装置を備えてなり、 生成ガス組成 の H ₂ /C O比率を 2 に近づけるようにバイオマス及び燃焼酸化剤 を供給することを特徵とするバイオマスのガス化炉にある。

第 7の態様は、 第 6の態様において、 上記燃焼酸化剤の酸素供給 量がバイオマスの部分酸化した際の発熱量がバイオマスを分解する 際の吸熱量を上回る量であることを特徴とするバイオマスのガス化 炉にある。

上記態様において、 上記燃焼酸化剤の酸素濃度を 3〜 1 5 %とし てもよい。

第 8の態様は、 第 6の態様において、 上記燃焼酸化剤の水蒸気が

3 0 0 °C以上の高温水蒸気であることを特徵とするバイオマスのガ ス化炉にある。

上記態様において、 上記高温水蒸気がガス化した生成ガスの熱を 熱交換して得るようにしてもよい。

第 9 の態様は、 第 6 の態様において、 上記バイオマスガス化炉上 部出口近傍又はガス化炉の下流側にスチームリフォーミ ング手段を 設けてなることを特徵とするバイオマスのガス化炉にある。

上記態様において、 上記スチームリ フォーミ ング手段がニッゲル 系触媒により生成ガス中の炭化水素を C 0及び H ₂ に改質するよう にし よい。

上記態様において、 上記スチームリ フ ォー ミ ング温度が 5 0 0 °C 以上と してもよい。

第 1 0の態様は、 第 1 の態様において、 ガス化炉本体頂部にバイ ォマスを供給する供給手段を設けると共に、 ガス化炉本体底部に灰 溜め部を形成したことを特徴とするバィオマスガス化炉にある。 第 1 1 の態様は、 第 1 0の態様において、 上記ガス化炉本体の側 壁下方位置にガス化による生成ガスを排出するガス排出管を設けた ことを特徴とするバイオマスガス化炉にある。

第 1 2の態様は、 第 1 0の態様において、 上記ガス化炉のガス排 出管の上部近傍において、 ガス化炉内周面に下方小径のテーパ筒状 のガス及び灰導入手段を設けてなることを特徵とするバイオマスガ ス化炉にある。

第 1 3の態様は、 第 1 1 の態様において、 上記ガス化炉本体の側 壁に冷却手段を設けると共に、 ガス化炉内壁に固着した固着物を吹 き落とす除煤手段を少なく とも 1以上設けたことを特徴とするバイ ォマスガス化炉にある。 第 1 4の態様は、 第 1 2の態様において、 上記バイオマスガス化 炉内下部に水浴部を設けると共に、 該水浴部に先端部が没入された 下方小径のテ一パ筒状のガス及び灰導入手段を内設してなることを 特徴とするバイオマスガス化炉にある。

第 1 5の態様は、 第 1 0の態様において、 上記バイオマスガス化 炉の頂部中央にその底部がガス化炉内部に所定の長さで貫入し、 底 部先端開口を炉内に臨む生成ガス排出筒を鉛直軸方向に設けたこと を特徴とするバイオマスガス化炉にある。

第 1 6の態様は、 第 1 5の態様において、 上記ガス化炉本体下部 側を下方小径のテーパ筒状とすると共に、 ガス化炉内下部に水浴部 を設けることを特徵とするバイオマスガス化炉にある。

第 1 7の態様は、 第 1 0の態様において、 上記ガス化炉本体の中 央部分より下方側の直径をやや小さ くすると共に、 該小径側のガス 化炉本体内部に鉛直軸方向に仕切り部材を設け、 生成ガス及び灰を 導入する通路と してなり、 生成ガス及び灰を該通路を通過させると 共に、 生成ガスを仕切り部材先端でターンさせて灰を分離し、 生成 ガスを生成ガス排出管から排出させることを特徵とするバイオマス ガス化炉にある。

第 1 8の態様は、 第 1 7の態様において、 上記該通路内に熱交換 器を設けてなり、 生成ガスと熱交換することを特徴とするバイオマ スガス化炉にある。

第 1 9の態様は、 バイオマスを燃焼し、 その燃焼により生成され る燃焼ガスを熱源と してバイオマスをガス化するバイオマスガス化 炉であって、 上記バイオマスを燃焼する燃焼空間と、 上記バイオマ スをガス化するガス化空間とは、 それぞれ分離されており、 上記燃 焼空間と上記ガス化空間との間には、 上記燃焼空間の上記燃焼ガス を上記ガス化空間に供給する燃焼ガス供給ライ ンが設けられている ことを特徵とするバイオマスガス化炉にある。

第 2 0 の態様は、 第 1 9 の態様において、 上記燃焼空間と上記ガ ス化空間とは、 別個に設置された燃焼チャ ンバ一中とガス化チャン バー中とに設けられており、 上記ガス化チャ ンバ一中には、 反応管 が配置されており、 上記反応管中には、 上記ガス化空間が形成され ており、 上記ガス化チヤンバ一の内側と上記反応管の外側との間に は、 上記燃焼ガス供給ライ ンと接続された燃焼ガス供給路が設けら れており、 上記反応管には、 上記燃焼ガスを上記燃焼ガス供給路か ら上記反応管中に均一に供給する透孔が設けられている、 ことを特 徵とするバイオマスガス化炉にある。

第 2 1 の態様は、 第 i 9の態様において、 上記燃焼空間と上記ガ ス化空間とは、 別個に設置された燃焼チヤ ンバ一中とガス化チヤ ン バー中とに設けられており、 上記ガス化チャ ンバ一中には、 反応管 が配置されており、 上記反応管中には、 上記ガス化空間が形成され ており、 上記ガス化チヤンバーの内側と上記反応管の外側との間に は、 上記燃焼ガス供給ライ'ンと接続された燃焼ガス供給路が設けら れている、 ことを特徴とするバイオマスガス化炉にある。

第 2 2の態様は、 第 1 9の態様において、 上記燃焼空間と上記ガ ス化空間とは、 それぞれ分離された状態で同一チヤ ンバー中に設け られており、 上記同一チャ ンバ一中には、 反応管が配置されており . 上記反応管中には、 上記ガス化空間が形成されており、 上記同一チ ヤンバ一の内側と上記反応管の外側との間には、 上記燃焼ガス供給 ライ ンと接続された燃焼ガス供給路が設けられており、 上記反応管 には、 上記燃焼ガスを上記燃焼ガス供給路から上記反応管中に均一 に供給する透孔が設けられている、 ことを特徵とするバイオマスガ ス化炉にある。

第 2 3の態様は、 第 2 0の態様において、 上記燃焼空間には、 力 —ボンゃス一 トの生成を抑制するための蒸気を供給するライ ンが設 けられている、 ことを特徴とするバイオマスガス化炉にある。

第 2 4の態様は、 第 2 1 の態様において、 上記ガス化空間には、 酸素が除かれた蒸気を供給するライ ンが設けられている、 ことを特 徵とするバイオマスガス化炉にある。

第 2 5の態様は、 第 2 0の態様において、 上記燃焼空間には、 熱 回収手段およびまたは除麈手段が設けられている、 ことを特徵とす るバイオマスガス化炉にある。

第 2 6の態様は、 第 2 0の態様において、 上記燃焼ガス供給路に は、 燃焼ガス排気ライ ンが設けられており、 上記燃焼ガス排気ライ ンには、 熱回収手段が設けられている、 ことを特徴とするバイオマ スガス化炉にある。

第 2 7の態様は、 第 2 0の態様において、 上記燃焼ガス供給路に は、 燃焼ガス排気ライ ンが設けられており、 上記燃焼ガス排気ライ ンと上記反応管との間には、 未反応の上記ガス化用バイオマスを回 収する手段が設けられている、 ことを特徵とするバイオマスガス化 炉にある。

第 2 8の態様は、 第 2 0の態様において、 上記ガス化空間には、 生成ガス排気ライ ンが設けられており、 上記生成ガス排気ライ ンに は、 熱回収手段が設けられている、 ことを特徵とするバイオマスガ ス化炉にある。 第 2 9の態様は、 第 2 0の態様において、 上記燃焼チヤ ンバーに は、 上記燃焼用バイオマスを供給するための開口部が設けられてお り、 上記開口部には、 開閉蓋が開閉可能に取り付けられている、 こ とを特徵とするバイオマスガス化炉にある。 次に、 本発明のバイォマスを原料としたガス化方法の態様を以下 に 7 一 9

第 3 0の態様は、 バイオマスを原料としたバイオマスガス化方法 において、 バイオマスガス化炉内に、 平均粒径 （D) が 0. 0 5 ≤ D ≤ 5 mmのバイオマス粉砕物を供給すると共に、 燃焼酸化剤として 空気と水蒸気又は酸素と水蒸気の混合物を供給し、 酸素 [0₂ ] / 炭素 [ C] のモル比率を、 0. 1 ≤ 0₂ / Cく 1. 0 の範囲とすると共 に、 水蒸気 [H ₂ 0] /炭素 [ C ] のモル比率を 1 ≤ H ₂ 〇/ Cの 範囲と し、 且つ炉内温度を 7 0 0 〜 1 2 0 0 °Cのガス化条件とする ことを特徴とするバイオマスガス化方法にある。

第 3 1 の態様は、 3 0の態様において、 上記バイオマスガス化炉 内の圧力が 1 〜 3 0気圧であると共に、 空塔速度が 0. l 〜 5 m/ s のガス化条件であることを特徵とするバイォマスガス化方法にある, 第 3 2の態様は、 第 3 0の態様において、 バイオマスガス化炉の 垆内に燃焼酸化剤を多段に供耠することを特徵とするバイオマスガ ス化方法にある。

第 3 3の態様は、 第 1 の態様のバイオマスガス化炉でガス化した ガスをガス精製するガス精製装置と、 精製したガスを燃料として用 いるガスタービンとを具備することを特徵とするバイオマスのガス ィ匕システムにある。 第 3 4の態様は、 バイオマスを部分燃焼によって一部燃焼さ'せる と共に化学合成により発生する C 0 ₂ の発熱を有効に利用 してガス 化炉内の温度を上昇させ且つ高温の水蒸気を投入しつつバイオマス をガス化することを特徴とするバイォマスのガス化方法にある。 第 3 5の態様は、 第 3 4の態様において、 生成ガス中にの炭化水 素をスチームリ フォーミ ングして C 0と H ₂ とに改質し、 ガス組成 の H 2 / C 0比率を 2 に近づけることを特徵とするバイオマスの力" ス化方法にある。 次に、 本発明のバイオマスを原料としたメ タノ一ル合成システム の態様を示す。

第 3 6の態様は、 第 1 の態様のバイオマスガス化炉でガス化した ガスをガス精製するガス精製装置と、 精製したガス中の H ₂ と C O よりメ タノ一ルを合成するメ タノール合成装置とを具備することを 特徵とするメ タノ一ル合成システムにある。

第 3 7の態様は、 第 3 6の態様において、 上記メ タノール合成装 置の前流側にガス中の H ₂ と C 0ガスの組成比を調整する C 0シフ ト反応装置を設けてなることを特徵とするメ タノール合成システム にめ ₀

第 3 8の態様は、 .第 3 6の態様において、 上記メ タノール合成装 置の前流側に脱炭酸装置を介装することを特徵とするメタノール合 成システムにある。 - 上記態様において、 バイオマスガス化炉の炉内に供給するバイオ マスの搬送ガスが、 脱炭酸された炭酸ガスと してもよい。

上記態様において、 バイォマスガス化炉の炉内に供給するバイォ マスの搬送ガスが、 メ タノール回収後の排ガスと してもよい。

上記態様において、 バイオマスガス化炉の炉内にメタノ一ル回収 後の排ガスを供給するようにしてもよい。

第 3 9の態様は、 第 6の態様のガス化炉と、 精製後のガス中の水 蒸気を除去する熱交換手段と、 該冷却後のガスを用いてメ 夕ノール を合成するメ タノール合成装置とを具備することを特徴とするバイ ォマスのメ タノ ール合成システムにある。

第 4 0の態様は、 第 3 9の態様において、 生成ガス中の C 0 ₂ を 除去する脱炭酸装置をメ タノ一ル合成装置の上流側へ介装したこと を特徵とするバイオマスのメ タノール合成システムにある。

第 4 1 の態様は、 第 6の態様ガス化炉と、 精製後のガス中の水蒸 気を除去する熱交換手段と、 該冷却後のガスを用いてメ タノールを 合成するメ タノ一ル合成装置とを具備するバイオマスのメ タノール 合成システムにおいて、 精製したガス中の H ₂ と C Oガスの組成を 調整する C Oシフ ト反応装置を設けてなることを特徵とするバイォ マスのメ タノ 一ル合成システムにある。

第 4 2の態様は、 第 4 1 の態様において、 生成ガス中の C 0 ₂ を 除去する脱炭酸装置をメ タノール合成装置の上流側へ介装したこと を特徵とするバイオマスのメ 夕ノ一ル合成システムにある。

上記態様において、 バイオマスガス化炉内にバイオマスを供給す る搬送ガスが脱炭酸した C 0 ₂ と してもよい。

上記態様において、 上記熱交換手段により除去した水を用いてバ ィォマスガス化炉内へ供耠する酸素の湿度及び温度を上昇させるよ うにしてもよい。

上記態様において、 バイオマスガス化炉内にバイオマスを供給す る搬送ガスがメ タノ一ル回収後の排ガスと してもよい。

上記態様において、 バイオマスガス化炉内にメ タノール回収後の 排ガスを供給するようにしてもよい。

上記態様において、 メ タノール回収後の排ガスをガスエンジ ンの 燃料に用いるようにしてもよい。

上記態様において、 上記メタノ一ル製造に際して発生する回収熱 をガスタービンに利用するようにしてもよい。

上記態様において、 上記メタノール製造に際して発生する回収熱 をバイオマスの乾燥に利用するようにしてもよい。

第 4 3の態様は、 第 3 9の態様のガス化システムを据え付け台上 に搭載し、 運搬できるようにしたことを特徵とするバイオマスのメ タ ノ一ル合成システムにある。

第 4 4の態様は、 第 3 9の態様のバイオマスのガス化システムを 移動台車上に搭載し、 移動できるようにしたことを特徴とするバイ ォマスのメ タノ一ル合成システムにある。

第 4 5の態様は、 第 4 1の態様において、 上記熱交換手段の排水 を上記メタノール合成装置に導入してメタノール合成により発生し た熱を熱回収し、 次いで、 上記冷却手段へ導入して熱回収し、 得ら れた加熱水蒸気をバイオマスガス化炉に供給することを特徴とする ノくィォマスのメ タノ一ル合成システムにある。

第 4 6の態様は、 第 4 5の態様において、 上記熱交換手段が水散 布手段とアル力 リ水散布手段とからなり、 上記水散布後の排水を熱 回収することを特徴とするバイオマスのメ 夕ノ一ル合成システムに ある。

第 4 7の態様は、 第 4 5の態様において、 ブースタ装置と再生熱 交換器との間、 又は再生熱交換器とメ タノ一ル合成装置との間のい ずれか一方又は両方に、 吸着塔又はガ一 ドカラムを介装してなるこ とを特徵とするバイオマスのメタノ一ル合成システムにある。

第 4 8の態様は、 第 4 5の態様において、 上記メ タノ一ル合成装 置からのガスを気液分離し、 該分離された気体中の H ₂ を水素分離 装置で分離し、 該分離された H ₂ を再生熱交換器の前段側に戻すこ とを特徴とするバイォマスのメタノ一ル合成システムにある。

第 4 9の態様は、 第 4 5の態様において、 上記メ タノ一ル合成装 置が複数段の触媒層からなる合成塔とすると共に、 該合成塔を少な く とも 2系統設けてなることを特徴とするバイオマスのメタノ一ル 合成システムにある。

第 5 0の態様は、 第 4 9の態様において、 上記合成塔の入口側の 触媒層をガ一 ドカラムと してなることを特徴とするバイオマスのメ タノ一ル合成システムにある。 次に、 バイオマスを原料と したメ タノール合成方法の態様を示す, 第 5 1 の態様は、 第 3 4の態様のガス化方法により得られたガス 中の C 0 ₂ を除去し、 メ タ ノール合成をすることを特徵とするバイ ォマスのメ タノ一ル合成方法にある。

第 5 2の態様.は、 第 3 4の態様のガス化方法により得られたガス 中の H ₂ とじ 0ガスの組成を C 0シフ ト反応装置により調整し、 ガ ス組成の H ₂ / C 0比率を 2 に近づけることを特徵とするバイォマ スのメ タノ一ル合成方法にある。

上記態様において、 バイオマスガス化炉内にバイオマスを供給す る搬送ガスが脱炭酸した C 0 ₂ としてもよい。 上記態様において、 バイオマスガス化炉内にバイオマスを供給す る搬送ガスがメ タノール回収後の排ガスを用いるようにしてもよい 上記態様において、 バイォマスガス化炉内にメ タノ一ル回収後の 排ガスを供給するようにしてもよい。

上記態様において、 メ タノ一ル回収後の排ガスをガスェンジンの 燃料に用いるようにしてもよい。

第 5 3の態様は、 第 5 1 の態様において、 上記メ タノール製造に 際して発生する回収熱をガスタービンに利用することを特徵とする バイオマスのメ タノ一ル合成方法にある。

第 5 4の態様は、 第 5 1 の態様において、 上記メ タノール製造に 際して発生する回収熱をバイォマスの乾燥に利用することを特徵と するバイオマスのメ タノ一ル合成方法にある。

第 5 5の態様は、 第 4 9の態様のメ タノ一ル合成システムを用い. メタノール合成の際に、 第 1 の合成塔と第 2の合成塔とを交互に使 用 し、 一方の合成塔を使用する間に、 他方の合成塔の複数段触媒層 の内、 ガス入口側の第 1段目の触媒層を抜き取り し、 次いで第 2段 目の触媒層を第 1段目にすると共に、 最終段目に新規触媒層を設置 することを特徽とするバイオマスのメ タノール合成方法にある。 次に、 本発明のバイオマスを原料と した石炭ガス化方法の態様を 示す。

第 5 6の態様は、 コ ンパスタ部と リ ダク夕とを備えた石炭ガス化 炉のリ ダクタ又はその下流側にバイオマスを供給し、 石炭のガス化 と同時にバイオマスのガス化を行うことを特徵とする石炭のガス化 方法にある。 第 5 7 の態様は、 第 5 6 の態様において、 上記バイオマスの供給 が石炭と共に予め混合した後に供給することを特徵とする石炭のガ ス化方法にある。

第 5 8の態様は、 第 5 6 の態様において、 上記バイオマスの供給 が石炭の供給と相対向する位置で供給することを特徵とする石炭の ガス化方法にある。

第 5 9の態様は、 第 5 7の態様において、 上記バイオマスの供給 が石炭の供給の下流側で供給することを特徵とする石炭のガス化方 法にある。 次に、 バイオマスを原料と した石炭ガス化によるメタノ一ル合成 システムを示す。

第 6 0の態様は、 第 5 6の態様のガス'化方法により得られた生成 ガスのガス精製を行うガス精製装置と、 該精製後のガスを用いてメ 夕ノールを合成するメ タノール合成装置とを具備することを特徵と するバイオマスのメ タノ一ル合成システムにある。

第 6 1 の態様は、 第 6 0の態様において、 ガス化炉内又はガス化 炉出口に設けられ、 生成ガス中の炭化水素を C 0及び H ₂ に改質す るスチームリ フォーミ ング手段を設けたことを特徵とするバイオマ スのメタノ一ル合成システムにある。

第 6 2の態様は、 第 6 0の態様において、 精製したガス中の H ₂ と C 0ガスの組成を調整する C Oシフ ト反応装置を設けたことを特 徴とするバイオマスのメ タノ一ル合成システムにある。

第 6 3の態様は、 第 6 0の態様において、 生成ガス中の C 0 ₂ を 除去する脱炭酸装置をメ タノール合成装置の上流側へ介装したこと を特徴とするバイオマスのメ タノ 一ル合成システムにある。

第 6 4 の態様は、 バイオマスを燃焼し、 その燃焼により生成され る燃焼ガスを熱源と してバイオマスをガス化するバイオマスガス化 炉と、 上記バイオマスガス化炉により生成された合成ガスからメ タ ノ ールを合成するメ タノ ール合成装置とが具備されたメ タノ 一ル合 成システムであって、 上記バイオマスガス化炉は、 上記バイオマス を燃焼する燃焼空間と、 上記バイオマスをガス化するガス化空間と 力 それぞれ分離されており、 上記燃焼空間と上記ガス化空間との 間に、 上記燃焼空間の上記燃焼ガスを上記ガス化空間に供給する燃 焼ガス供給ライ ンが設けられてなり、 上記メ タノ ール合成装置は、 加圧室と、 触媒室と、 メ タノ ール回収室とから構成されており、 上 記バイオマスガス化炉からの上記加圧室および上記触媒室および上 記メ タノ ール回収室中に導入された上記合成ガスを所定圧力下にお いて加圧し、 上記触媒室の触媒反応により上記合成ガスをメ タノ一 ルに合成し、 上記メ タノ 一ルを上記メ タノ 一ル回収室において液化 され、 液化メ タノ ールを回収すると共に残留ガスをパージする、 こ とを特徵とするバイオマスガス化炉が装備されたメ タノ一ル合成シ スアムにめる。

第 6 5 の態様は、 第 6 4の態様において、 上記バイオマスガス化 炉と上記メ タノ ール合成装置との間には、 ノく ッチ方式の上記メ タノ —ル合成装置の合成ガス導入、 メ タノ ール合成、 液化、 回収の工程 中において、 上記バイオマスガス化炉からの合成ガスを貯留する貯 留タ ンクが配置されている、 ことを特徴とするバイオマスガス化炉 が装備されたメ 夕ノ ール合成システムにある。

第 6 6 の態様は、 第 6 4の態様において、 上記触媒室には、 加熱 手段が設けられている、 ことを特徴とするバイオマスガス化炉が装 備されたメ タノ一ル合成システムにある。

第 6 7の態様は、 第 6 4の態様において、 上記メ タノ一ル回収室 には、 冷却手段が設けられている、 ことを特徵とするバイオマスガ ス化炉が装備されたメ タノール合成システムにある。

第 6 8の態様は、 バイオマスを燃焼、 熱分解により合成ガスを生 成するバイォマスガス化炉と、 上記バイォマスガス化炉により生成 された合成ガスからメ タノ一ルを合成するメ タノ一ル合成装置とが 具備されたメ タノール合成システムであつて、 上記メタノ一ル合成 装置は、 加圧室と、 触媒室と、 メ タノール回収室とか 'ら構成されて おり、 上記バイオマスガス化炉からの上記加圧室および上記触媒室 および上記メ タノ一ル回収室中に導入された上記合成ガスを所定圧 力下において加圧し、 上記触媒室の触媒反応により上記合成ガスを メ タノールに合成し、 上記メ タノ一ルを上記メ タノ一ル回収室にお いて液化され、 液化メ タノールを回収すると共に残留ガスをパージ する、 ことを特徴とするバイオマスガス化炉が装備されたメ タノ一 ル合成システムにある。 次に、 本発明のバイオマスガス化炉にバイォマスを供給する態様 —。

第 6 9 の態様は、 バイオマスガス化炉にバイオマスを供給する供 給手段であつて、 バイオマスを微粉碎して得る繊維状粒状物等の粒 状物を収納する筒状のホツバと、 このホツバの下部に配設され上記 粒状物を水平方向に搬送するとともにそのケ一シングの先端部に下 方に開口するように設けた排出口を介して外部に排出するスク リ ュ —フィーダとを有するバイオマスの供給装置において、 ホツバに 収納された粒状物がスク リ ューフィ ーダに供給されるよぅホッパ内 の粒状物を攪拌する攪拌手段を有することを特徴とするバイオマス の供給装置にある。

第 7 0 の態様は、 バイオマスガス化炉にバイオマスを供給する供 給手段であつて、 バイオマスを微粉砕して得る繊維状粒状物等の粒 状物を収納する筒状のホツバと、 このホツバの下部に配設され上記 粒状物を水平方向に搬送するとともにそのケ一シングの先端部に下 方に開口するように設けた排出口を介して外部に排出するスク リ ュ —フィ一ダとを有するバイオマスの供給装置において、 ホツバに収 納された粒状物がスク リ ューフィ—ダに供給されるようホッパ内の 粒状物を攪拌する攪拌手段を有するバイオマスの供給装置において. ケ一シングの先端部に設けた排出口は、 そのスク リ ユ ーフィーダの 基端部側でこのスク リ ューフ ィ一ダの軸に交差する辺が直線になる ようにしたことを特徵とするバイオマスの供給装置にある。

第 7 1 の態様は、 第 7 0の態様において、 直線は、 スク リ ユーフ ィ 一ダの軸方向に直交する直線であることを特徴とするバイオマス の供給装置にある。

第 7 2 の態様は、 第 7 0 の態様において、 直線は、 スク リ ユーフ ィ一ダの軸方向に直交する直線に対し、 スク リ ューフィ一ダのスク リ ユー翼の傾斜方向と逆方向に傾斜するとともに、 スク リ ューフィ 一ダの軸方向に直交する上記直線に対し、 上記スク リ ユ ー翼がなす 角度と同一角度傾斜する直線であることを特徵とするバイオマスの 供給装置にある。

第 7 3 の態様は、 第 7 0 の態様において、 ケーシングの先端部に 他の部分より も大径の大径部をスク リ ュ一フィ一ダの軸方向に亘り 形成し、 この大径部の下面に排出口を設けたことを特徴とするバイ ォマスの供給装置にある。

第 7 4の態様は、 第 7 0の態様において、 ケ一シングの先端部に 周方向に亘り複数個の噴射ノズルを設け、 スク リ ユーフィーダの隣 接するスク リ ユー翼間に圧密状態で拘束されて搬送されてきた粒状 物に、 上記噴射ノズルを介して気体を噴射することにより粒状物同 志の圧密 · 絡み合い状態を解除して排出口を介し下方に排出するよ うにしたことを特徵とするバイオマスの供給装置にある。

第 7 5の態様は、 第 7 0の態様において、 スク リ ューフィ ーダの スク リ ュ一軸を中空部材で形成するとともに、 スク リ ューフィ ーダ の最先端部近傍の隣接するスク リ ュ一翼間に、 スク リ ユー軸の外周 面からその内部に貫通する貫通孔若しく はこの貫通孔を利用した噴 射ノズルを設け、 上記隣接するスク リ ュ一翼間に圧密状態で拘束さ れて搬送されてきた粒状物に、 上記貫通孔若しく は噴射ノズルを介 して気体を噴射することにより粒状物同志の圧密 · 絡み合い状態を 解除して排出口を介し下方に排出するようにしたことを特徵とする バイオマスの供給装置にある。

第 7 6の態様は、 第 7 0の態様において、 排出口から排出されて 落下する粒状物を受け入れてこれに旋回流を付与することにより粒 状物同志の絡み合い状態を解除し、 さらに上記旋回流を形成する気 体を利用して、 ガス化炉等、 当該粒状物の搬送先への搬送気流とす る流動化コーンを有することを特徴とするバイオマスの供給装置に ある。

第 7 7の態様は、 第 7 6の態様において、 流動化コーンは、 これ が受け入れた粒状物を攪拌する攪拌手段を有することを特徴とする バイオマスの供給装置にある。

第 7 8の態様は、 第 7 4の態様において、 排出口から排出されて 落下する粒状物を受け入れてこれの流路を徐々に狭く し、 ガス化炉 等、 当該粒状物の搬送先へ連結された搬送管路に案内するとともに 上記粒状物の搬送気流を供給するようにしたテ一パ状の絞り部を有 することを特徵とするバイオマスの供給装置にある。

第 7 9 の態様は、 第 7 0 の態様において、 スク リ ユーフ ィ ーダの スク リ ユ ー軸における隣接するスク リ ユ ー翼間のピッチが相対的に 大きい部分を上記スク リ ュ一軸の先端部に設け、 この先端部に隣接 する中央部の上記ピッチを相対的に小さ く したことを特徴とするバ ィォマスの供給装置にある。

第 8 0の態様は、 第 7 0の態様において、 スク リ ューフィ ーダの スク リ ュ一軸における隣接するスク リ ュ一翼間のピッチを、 ホッパ 側である基端部から先端部側に向けて漸減させ、 途中の最小部を経 て再度先端部に向けて漸增させたことを特徴とするバイオマスの供 給装置にある。

第 8 1 の態様は、 バイオマスを微粉砕して得る繊維状粒状物等の 粒状物を収納するとともにこの粒状物を攪拌する攪拌手段を具備す る筒状のホツバと、 このホッパの下部に配設されて上記粒状物を水 平方向に搬送するク リ ュ一フィーダとを有するとともに、 上記スク リ ューフィ 一ダの先端部の径を漸減させて.その先端を、 細径の搬送 管路に連結し、 さ らに上記スク リ ューフィーダにより圧密状態で搬 送されてきた粒状物に、 このスク リ ューフィ一ダの先端部で気体を 噴射して上記粒状物の各粒子の圧密 · 絡み合いをほぐし、 この状態 の粒状物を、 上記気体で形成する搬送気流により上記搬送管路を介 してガス化炉等の搬送先に搬送 · 供給するように構成したことを特 徴とするバイォマスの供給装置にある。

第 8 2の態様は、 第 8 1 の態様において、 粒状物の圧密 · 絡みを ほぐすとともにその搬送気流となる気体は、 中空部材で形成したス ク リ ュ一フィ ーダのスク リ ユ ー軸の最先端部近傍における隣接する スク リ ュー翼間に、 スク リ ュー軸の外周面からその内部に貫通する 貫通孔若しく はこの貫通孔を利用 した噴射ノズルを設け、 この貫通 孔若しく は噴射ノズルを介して供給するようにしたことを特徵とす るバイオマスの供給装置にある。

第 8 3の態様は、 第 8 1 の態様において、 粒状物の圧密 · 絡みを ほぐすとともにその搬送気流となる気体は、 ケ一シングの先端部に 周方向に亘り複数個設けた噴射ノズルを介して供給するよ ,うにした ことを特徴とするバイオマスの供給装置にある。

第 8 4の態様は、 第 8 1 の態様において、 スク リ ューフィーダの スク リ ユ ー軸における隣接するスク リ ユ ー翼間のピッチが相対的に 大きい部分を上記スク リ ユ ー軸の先端部に設け、 この先端部に隣接 する中央部の上記ピッチを相対的に小さ く したことを特徴とするバ ィォマスの供給装置にある。

第 8 5の態様は、 第 8 1 の態様において、 スク リ ユーフィ 一ダの スク リ ュー軸における隣接するスク リ ユー翼間のピッチを、 ホッパ 側である基端部から先端部側に向けて漸減させ、 途中の最小部を経 て再度先端部に向けて漸増させたことを特徴とするバイオマスの供 給装置にある。 図面の簡単な説明

第 1 図は、 第 1 の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用い たメ タノ 一ル合成システムの概略図である。

第 2 図は、 第 2 の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用い たメ タノール合成システムの概略図である。

第 3 図は、 第 3 の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用い たメ タノ ール合成システムの概略図である。

第 4 図は、 第 4の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用い たメ タノ 一ル合成システムの概略図である。

第 5 図は、 第 5 の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用い たメ タノ一ル合成システムの概略図である。

第 6 図は、 第 6 の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用い たメ タノール合成システムの概略図である。

第 7 図は、 第 7 の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用い たメ タノ ール合成システムの概略図である。

第 8 図は、 第 8 の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用い たメ タノ 一ル合成システムの概略図である。

第 9 図は、 第 9 の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用い たメ タノ ール合成システムの概略図である。

第 1 0 図は、 第 1 0 の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を 用いたメ タノ一'ル合成システムの概略図である。

第 1 1 図は、 第 1 1 の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を 用いたメ タノール合成システムの概略図である。

第 1 2図は、 第 1 2の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を 用いたメ タノ ール合成システムの概略図である。 第 1 3図は、 第 1 3の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を 用いたメ タノ一ル合成システムの概略図である。

第 1 4図は第 1 3図の要部拡大図である。

第 1 5図は、 第 1 4の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。

第 1 6図は、 第 1 5の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。

第 1 7図は、 第 1 6の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。

第 1 8図は、 第 1 7の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。

第 1 9図は、 第 1 8の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。

第 2 0図は、 第 1 8の実施の形態にかかる他のガス化炉の概略図 である。

第 2 1図は、 第 1 9の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。

第 2 2図は、 第 2 0の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。

第 2 3図は、 第 2 1 の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。

第 2 4図は、 第 2 2の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。

第 2 5図は、 従来の石炭ガス化炉の概略図である。

第 2 6図は、 第 2 3の実施の形態にかかる石炭ガス化炉の概略図 である。

第 2 7図は、 第 2 3の実施の形態にかかる微粉炭とバイオマスと の供給方法の概略図である。

第 2 8図は、 第 2 3の実施の形態にかかる他の微粉炭とバイオマ スとの供給方法の概略図である。

第 2 9図は、 第 2 3の実施の形態にかかる微粉炭とバイオマスと の供給管の概略図である。

第 3 0図は、 第 2 3の実施の形態にかかる他の石炭ガス化炉の概 略図である。

第 3 1 図は、 第 2 3の実施の形態にかかる石炭ガス化炉を用いた メ夕ノール合成システムの概略図である。

第 3 2図は、 第 2 4の実施の形態にかかる石炭ガス化炉を用いた メ タノール合成システムの概略図である。

第 3 3図は、 第 2 5の実施の形態にかかる石炭ガス化炉を用いた メ タノ一ル合成システムの概略図である。

第 3 4図は、 第 2 6の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。

第 3 5図は、 第 2 7の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。

第 3 6図は、 第 2 8の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。

第 3 7図は、 第 2 9の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉が 装備されたメタノール合成システムの概略図である。

第 3 8図は、 第 2 9の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の 概略図である。 第 3 9図は、 第 2 9の実施の形態にかかるメ タノ一ル合成装置の 概略図である。

第 4 0図は、 バイオマスの供給ホツバの概略図である。

第 4 1 図は、 従来技術にかかるスク リ ューフィ一ダの先端部の縦 断面図である。

第 4 2図は、 第 4 1 図に示すスク リ ユーフ ィ ーダにより微粉砕バ ィォマスを搬送して排出する際の態様を概念的に示す説明図である, 第 4 3図は、 第 3 0の実施の形態に係るバイオマスの供給装置を 概念的に示す説明図である。 第 4 3図 （A ) は側面から見た図、 第 4 3図 （B ) は平面的に見た図である。

第 4 4図は、 第 3 0の実施の形態における流動化コーンの他の例 を抽出して示す縦断面図である。

第 4 5図は、 第 3 0の実施の形態における他の流動化コーンの他 の例を抽出して示す縦断面図である。

第 4 6図は、 第 3 1 の実施の形態に係るバイォマスの供給装置を 概念的に示す説明図である。 第 4 6図 （A ) は側面から見た図、 第 4 6図 （B ) は平面的に見た図である。

第 4 7図は、 第 3 1 の実施の形態におけるスク リ ユーフィ ーダの 先端部の一例を抽出して示す図である。 第 4 7図 （A ) はその縦断 面図、 第 4 7図 （B ) はその右側面図である。

第 4 8図は、 第 3 1 の実施の形態におけるスク リ ューフ ィ ーダの 先端部の他の例を抽出して示す縦断面図である。

第 4 9図は、 第 3 2の実施の形態に係るバイオマスの供給装置を 概念的に示す説明図である。 第 4 9図 （ A ) は側面から見た図、 第 4 9図 （B ) は平面的に見た図である。 第 5 0図は、 第 3 2の実施の形態に係る実施例 1 ( A ) 、 実施例 2 ( B ) のスク リ ューフィ ーダの先端部拡大断面図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明をより詳細に説述するために、 添付の図面に従って最良の 形態を以下に説明するが、 本発明はこれらの実施の形態に限定され る ものではない。

[第 1 の実施の形態]

本発明の第 1 の実施の形態を第 1 図を用いて説明する。

第 1 図は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用いたメ タ ノ ール合成システムの概略図である。

第 1 図に示すように、 本実施の形態にかかるバイォマスガス化炉 1 0 は、 バイオマス 1 1 を炉本体 1 2内に供給するバイォマス供給 手段 1 3 と、 該バイオマス供給手段 1 3 より も上方側 （炉下流側） に位置し、 酸素又は酸素と水蒸気の混合物からなる燃焼酸化剤 （〇 ₂ 、 H ₂ 0等） 1 4を炉本体 1 2 内に供給する燃焼酸化剤供給手段 1 5 とを備えてなる噴流床型のガス化炉である。

ここで、 本発明の炉本体 1 2内に供給するバイオマス 1 1 と して は、 生産又は廃棄されたバイオマスを粉砕 · 乾燥したものとするの が好ま しい。

本発明でバイオマスとは、 エネルギー源又は工業原料として利用 することのできる生物資源 （例えば農業生産物又は副産物、 木材、 植物等） をいい、 例えばスイー ト ソルガム， ネピアグラス， スピル リナ等を例示することができる。 本発明では、 上記バイオマス 1 1 の粉碎物の平均粒径 （D) は、 0. 0 5 ≤ D 5 mmとするのが好ま しい。 これは、 平均粒径が 0. 0 5 mm以下であるとバイオマスの粉碎効率が悪く なり、 好ま しく な いからである。 一方、 平均粒径が 5 mmを超えた場合には、 バイオ マスの内部まで良好に燃焼がなされずに反応が促進せず、 高効率の ガス化が困難となるからである。

また、 本発明では、 バイオマスガス化炉に供給する嫘焼酸化剤 1 4 は、 空気と水蒸気又は酸素と水蒸気の混合物であることが好ま し い。 '

ここで、 上記燃焼酸化剤 1 4 は、 酸素 [0₂ ] /炭素 [C] のモ ル比率が 0. 1 ≤ 0₂ / Cの範囲、 好ま しく は 0. 1 ≤ 0₂ / C < 1. 0 の範囲 （特に好ま しく は 0. 2 ≤ 0₂ /Cく 0. 5の範囲） であると共 に、 水蒸気 [I-I 2 0] Z炭素 [C] のモル比率が 1 ≤ H ₂ 0/ Cの 範囲 （特に好ま しく は 2 ≤ H ₂ OZC≤ 6の範囲） とするのが、 好 ま しい。

これは、 上記範囲とすると水蒸気と酸素の供給により部分酸化ガ ス化が良好となり、 タール， スー トの発生が少なく、 生成ガス中の H 2 及び C Oの量を向上させることができ、 好ま しいからである。 また、 バイオマスガス化炉の炉本体 1 2の炉内温度は、 7 0 0〜 1 2 0 0 °Cのガス化条件とするのが好ま しい。

これは、 炉内温度が 7 0 0 °C未満であると、 バイオマスの熱分解 が良好でなく、 好ま しく なく、 一方 1 2 0 0 °Cを超えた場合には、 バイオマス自身の燃焼によりス一 トが発生し、 好ま しく ないからで める。

また、 バイオマスガス化炉の炉本体 1 2の炉内圧力は 1 〜 3 0気 圧とするのが好ま しい。

これは、 メ タノ ール （又はジメ チルエーテル） 等の合成に直結す る場合には、 8 0気圧近傍が好ま しいものの、 このような高い圧力 とする場合には、 耐圧構造のガス化炉とする必要があり、 製造費用 が嵩み好ま し く ないからである。

なお、 炉内圧力が 3 0 気圧程度の場合には、 空塔速度が低く なり . 装置もコ ンパク ト化でき、 好ま しい。

また、 バイオマスガス化炉の炉本体 1 2 の炉内の空塔.速度は 0. 1 〜 5 / s のガス化条件とするのが好ま しい。

これは、 空塔速度は 0. 1 m Z s以下では炉内滞留時間が長く、 燃 焼過多となり好ま し く なく 、 一方 5 m Z s を超える場合には、 燃焼 • 熱分解が完全になされずに、 良好なガス化ができないからである, なお、 粉碎バイオマスを好適に搬送するには、 バイオマスの粒径 を考慮に入れるとさ らによ く、 特に好ま し く は、 バイオマスの平均 粒径が 0. 1 〜 1 m mの場合には、 空塔速度を 0. 4〜 1 m / s と し、 平均粒径が 1 〜 5 m mの場合には、 空塔速度を l 〜 5 m / s とする のが好ま しい。

本発明のバイオマスガス化炉によれば、 バイオマスを部分酸化に より効率よ く ガス化し、 ス一 ト等の発生がないク リ ーンなガスを得 るこ とができる。

上記得られた生成ガスはガス精製手段により精製した後、 ガスタ ―ビン用の燃料ガスと して直接利用することが可能である。

また、 ガス中の H ₂ と C 0ガスの組成を調整する ことで、 メ タノ —ル （又はジメ チルエーテル） 等の製造用ガスと して利用すること も可能である。 以下、 得られたガスをメ タノ一ル合成に利用するシステムについ て説明する。

< メ タ ノ ール合成システム （ 1 ) 〉

上記バイオマスガス化炉を用いてメタノール合成を行ぅメ タノ一 ル合成システム 2 0 は、 第 1 図に示すように、 バイオマスガス化炉 1 0の炉本体 1 2内において発生した生成ガス中の煤麈を除去する 集塵装置 2 2 と、 集塵後のガスを精製する精製装置 2 3 と、 ガス中 の水蒸気を除去するスクラバ 2 4 と、 ガス中の H ₂ とじ 0ガスの組 成を調整する C O シフ ト反応装置 2 5 と、 ガスの圧力を向上させる ブースタ装置 2 6 と、 ガス中の H ₂ と C 0 ₂ とからメタノール （ C H 3 0 H ) を製造するメ タノ一ル合成装置 2 7 と、 排ガス 2 8 とメ タノール 2 9 とに分離する気液分離手段である蒸留装置 3 0 とを具 備するものである。

ガス化炉 1 0の炉本体 1 2 内に供給されたバイォマス 1 1 は、 燃 焼酸化剤 1 4 により部分燃焼され、 上述した所定の炉内条件にて燃 焼させることによりバイオマスのガス化の効率を向上させる。 ここ で発生した生成ガス 2 1 は、 集塵装置 2 2で除塵された後、 ガス中 の水蒸気を除去すベく スクラバ 2 4へ導かれ、 こ こで冷却されると 共に水蒸気を除去する。 次いで、 C O シフ ト反応装置で H ₂ 量を増 大させ、 ブースタ装置 2 6で圧力をメ タノール合成の圧力まで向上 させてメ タ ノ ール合成装置 2 7 へ導かれ、 こ こで、 メ タ ノ ールが製 造される。 その後、 メタノール 2 9 と排ガス 2 8 とを分離する。

ここで、 上記排ガス 2 8 には C H ₄ が残存しているので、 再度バ ィォマスガス化炉 1 0 に供給することで、 再利用をすることができ る 0 ここで、 上記バイオマスをガス化して得られるガス組成の H 2 Z

C 0の組成比について検討する。

バイオマスの組成式は〇„₁ H 0 ( m = 1. 0〜1. 5、 n = 0. 7 〜1. 1 ) であるが、 便宜上 C H 0と簡略化して以下説明する。 一般にメ タノールを合成するには、 以下の反応式による。

C 0 + 2 H → C H 0 H …（1)

ここで、 従来の天然ガスであるメ タン （ C H ₄ ) からの合成の場 合については以下のようになる。

C H + H ₂ 0 → C 0 + 3 H …（2)

次に、 従来の化石燃料 （石炭） からの合成の場合については以下 のようになる。

C H + H 0 ₂ → C 0 + 2 H … ）

通常バイオマスを単にガス化した場合には、 以下のようになり、 H / C Oの比率は 2を超えることはない。

C H ₂ 0 → C 0 + H ₂ …（4)

本発明では、 これを解消するために、 炉内に燃焼酸化剤 1 4を投 入し、 部分的に燃焼 （ C O + 1/2 0 2 → C 0 ₂ ) させることで、 熱 と して利用 し、 後工程で C 0 2 を除去することで [ H ₂ ] / [ C 0 ] の比率を向上させている。

また、 上述した反応は吸熱反応であるために、 加熱が必要である 力 バイオマスは固体であるため、 外部加熱が困難であり、 部分燃 焼ガス化を行うようにしている。

ここで、 本発明で部分燃焼とは燃料であるバイオマスに対し、 酸 化剤 （空気又は酸素） を化学当量以下、 すなわち、 酸化剤不足で燃 料の一部を燃焼させ、 未燃焼の燃料を可燃性ガスとして残す燃焼法 である。

また、 部分酸化反応、 熱分解、 ガス化反応促進のために、 バイオ マスは微粒化するこ とにより、 反応表面積を増大している。 本発明 では、 バイオマス 1 1 の粉砕物の平均粒径 （D) を 0. 0 5 D≤ 5 mmとすることでこれを解決している。

ここで、 バイオマスを C H ₂ 0で代表した場合における、 基本反 応は下記の通りである。

C H ₂ 0 → C O + H₂ 〜（5) [吸熱反応]

C H ₂ 0 + 1/2 02 → C 02 + H 2 - (6) [発熱反応] 上記反応を達成できればメ タノール合成に必要な H ₂ Z C 0が 2 以上を達成できる。

上記反応では、 生成熱 2 5 °C基準で、

(5)では、 — 26. 4 + 27. 7 = + 1. 3 K c a 1 [吸熱反応]

(6)では、 — 9 4 + 27. 7 =— 66. 3 K c a l [発熱反応] となり、 全体と しては発熱反応となる。

一方、 C H ₂ 0を完全燃焼させた場合 （ C H ₂ 0 + 02 → C 0₂ + H ₂ 0) の生成熱は、 — 1 24. 3 (発熱） である。

上記（5)及び（6)の反応が完全燃焼の場合には、 以下のようにな る

- 1 24. 3 x 2 ^ - 2 5 . O K c a l

従って、 （5)及び（6)全体では、

- 65. 3 / - 2 5 0 ^0. 2 6

となり、 約 1 Z 4を目安に燃やせばよいことになる。

但し、 上記反応では、 燃焼反応に比べて発熱割合が少ないため、 反応場温度は、 4 5 0〜 5 0 0 °C ( 0. 2 6 X 1 8 0 0〜 1 9 0 0 °C ) にしかならず、 反応が遅く なる。

従って、 反応が進行する 8 0 0〜 1 0 0 0 °Cの燃焼温度場を保持 するためには、 別途 4 0 0〜 5 0 0 °Cの高温蒸気を付加することが 肝要となる。

このため、 炉本体 1 2 にて生成した高温ガスの熱を熱交換した高 温水蒸気 （約 4 0 0 ~ 5 0 0 °C ) を別途導入するこ とで解消するこ とができる。

上記蒸気と酸素ガスとの併用 したガス化システムでは、 理想的反 応であり、 現実の反応系では、 C O， H の他に、 C H ， C ₂ H 〜C ₂ H ， C H 〜及びタール、 ス一 ト等の炭化水素が約 7 〜 8 %程度生成される。

上記 C H ₄ 等の炭化水素系物質は、 水蒸気及びニッケル触媒存在 下のスチーム リ フォー ミ ングにより、 5 5 0 °C以上 （好適には 9 0 0 °C ± 1 0 0 °C ) で、 C O , H ₂ にすることができる。

このスチーム リ フ ォ一 ミ ングにより生成された H ₂ は、 上述した ように、 メ タノール合成の原料となる。

すなわち、 蒸気と酸素ガスとの併用 したガス化システムにスチ一 ム リ フォー ミ ング手段を付加することにより、 C O及び H ₂ を製造 するこ とができる。

これにより、 タール， スー ト も基本的には C系であり、 十分な滞 留時間を確保するこ とでスチームリ フ ォ一 ミ ングが可能となる。 具体的には、 スチームリ フォー ミ ング手段 3 1 と しては、 触媒 ( N i 触媒を担持したハニカム式輻射交換体） を集塵装置 2 2 と精 製装置 2 3 との間に配置し、 タール， スー ト等をスチーム リ フォー ミ ングする こ とで、 C及び H ₂ を得るようにすればよい。 上述したバイオマス反応の式（5)及び（6)では、 内部発熱を適用 した結果と して、 生成ガス中に C 0₂ が含まれることとなる。

C 0₂ も下記反応式（7)により、 C u， Z n， C r等の金属触媒 により メ タノ ール合成が可能である。

C 0₂ + 3 H ₂ → C H 0 H + H 0 …（7)

しかしながら、 これはあく まで、 生成ガス中の C O， C 0 ， H のバラ ンスであり、 不要な C 0₂ はただ単に反応システムを大き くするに過ぎない。

よって、 メ タノ ールの回収率の向上のためには、 余分な C 0₂ は システム最終段階でァ ミ ン系湿式 C 0 除去装置等のような C 0 を除去する C 0₂ 除去装置を配設することにより、 系内より接触的 に除去するこ とが好ま しい。

このため、 第 1 図において、 ブースタ一装置 2 6 とメ タノール合 成装置 2 7 との間に C 0₂ 除去の脱炭酸装置 3 2を介装するこ とに より、 余分な C 0₂ を除去するようにしている。

なお、 本実施の形態では、 ブースタ装置 2 6 とメ タノール合成装 置 2 7 との間に脱炭酸装置 3 2を介装することで C 0₂ を除去して いるが、 本発明はこれに限定されるものではない。 例えば上記ブー スタ装置 2 6の前段側に該脱炭酸装置 3 2を介装するようにして、 予め C 0₂ を除去し、 その後ガスをブースター装置 2 6により昇圧 するよう にすること もできる。

よって、 メ タノ ール合成装置 2 7 に供給されるメ タノ一ル原料ガ スは、 余分な C 0₂ が除去された結果、 C O、 2 H の組成とする ことができ、 メ タノール合成が効率よ く進行し、 供給したバイオマ スの約 6 0 %程度のメ タノ ールを合成することができる。 なお、 スチームリ 一フ ォー ミ ング手段 3 1 を設ける場合には、 ガ ス化中に H ₂ が豊富になるので、 H ₂ を発生させる上述した C〇シ フ 卜反応装置 2 5を設置する必要はなくなる。

また、 上記分離除去された C 0 ₂ の一部はバイオマス供給手段 1 3の搬送用のガスと して利用することができる。 これにより、 搬送 媒体と して例えば空気等を用いた場合に炉内に供給される不要な N

2 が供給されることが防止される。

[第 2の実施の形態]

<メ タノール合成システム （ 2 ) >

次に、 本発明の第 2 のメ タノール合成システムについて説明する, なお、 第 1 の合成システムの構成部材と同一部材には同一符号を 付してその説明は省略する。

第 2図は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用いたバイ ォマスガス化システムを備えたバイオマスメ タノ ール合成システム の概略図である。

第 2図に示すように、 本実施の形態にかかるバイォマスのガス化 システムは、 バイオマス （C H ₂ 0 ) 1 1 と燃焼酸化剤 1 4 とを供 給して H ₂ , C 0等にガス化するバイオマスガス化炉 1 0 と、 該バ ィォマスガス化炉 1 0でガス化した生成ガス 2 1 中の C H ₄ 等の炭 化水素を二ッケル触媒下で改質するスチームリ フォーミ ング手段 3 1 と、 スチームリ フォーミ ング手段 3 1 により改質されたガスを冷 却する冷却器 4 1 と、 該冷却器 4 1 内に設置され、 外部から供給さ れた水 4 2 と熱交換して高温水蒸気 4 3を発生させる熱交換手段 (図示せず） と、 該冷却した生成ガスを精製するガス精製装置 2 3 と、 上記精製装置 2 3で精製後のガス中の水蒸気を除去する熱交換 器 4 4 と、 該ガスの圧力を向上させるブースタ装置 2 6 と、 昇圧後 のガス中の C 0 ₂ を除去する脱炭酸装置 3 2 と、 脱炭酸されたされ たガス温度をメ タノール製造温度まで加温する再生熱交換器 4 5 と. ガス中の 2 H ₂ と C Oとからメ タノール （C H ₃ O H ) を製造する メ タノール合成装匱 2 7 と、 該メ タノール合成装置 2 7 により得ら れた生成ガス 4 6をメタノール 2 9 と排ガス 2 8 とに分離する蒸留 装置 3 0 とを具備するものである。

本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉 1 0 においては、 バイ ォマス 1 1 を炉本体 1 2内に供給するバイオマス供給手段 1 3 に、 上記熱交換手段による高温にされた水蒸気 4 3が燃焼酸化剤供給手 段 1 5 に導入されており、 バイオマスガス化炉 1 0 内に高温水蒸気 を供給するようにしている。

また、 本発明にかかる炉本体 1 2内に供給するバイォマス 1 1 は. 生産又は廃棄されたバイオマスを乾燥手段 4 7 により乾燥した後、 粉砕手段 4 8 により所定粒径に粉碎したものとするのが好ま しい。

また、 本実施の形態におけるメ タノ一ル合成システムにおいては. 脱炭酸装置 3 2 により脱炭酸されたされた生成ガスを加温する再生 熱交換器 4 5 により、 脱炭酸された生成ガスのガス温度をメタノー ル製造温度まで加温するようにしている。 これにより、 メ タノール 合成効率を向上させるようにしている。

上記メ タノール合成システムにおいては、 バイオマスを原料と し てガス化するガス化炉 1 0 において、 先ずバイオマス 1 1 を乾燥さ せた後に、 所定粒径と したものガス化炉本体 1 2内に投入している, その際、 低い温度の部分燃焼によつて供給した理想状態の 1 / 4の 0 量でバイオマス 1 1 をガス化し、 その際に、 化学合成により発 生する C 0 の発熱を有効に利用 してガス化炉内の温度を上昇させ ると共に、 外部より供給する高温の水蒸気 1 4 3 により、 約 9 0 0 °C前後の炉内温度を保持することで、 ガス化が良好に進行する。

また、 生成ガス 2 1 中には、 C H 等の炭化水素が発生するが、 ガス化炉出口側にスチーム リ フォー ミ ング手段 3 1 を介装すること により、 C Oと H ₂ とに改質され、 メ タノ ール合成に良好なガス組 成になる。

そして、 メ タノ 一ル合成に不必要な C 0 は脱炭酸装置 3 2で外 部へ除去され、 メ タノ ール合成に必須の C 0， H の組成で且つガ ス組成の H ₂ / C〇比率が 2 く ( H / C O ) となり、 極めて理想 的なものとなる。 また、 再生熱交換器 4 5 により脱炭酸した生成ガ スをメ タノ一ル合成温度まで高めることでメ タノール合成効率を向 上させている。

このように、 バイオマス 1 1 を有効利用することでス一 ト等の発 生が全く ないク リ ーンなメ タノール合成用のガスを得ることでメ タ ノ ール合成効率が向上し、 バイオマス 1 1 の全体の約 6 0 %がメ 夕 ノ一ル燃料に変換されることになる。

[第 3 の実施の形態]

くメ タ ノ ール合成システム （ 3 ) 〉

本発明の第 3 の実施の形態を第 3図を用いて説明する。

第 3 図は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用いたバイ ォマスガス化ガスを用いたメ タノ 一ル合成システムの概略図である _c なお、 上述したメ タ ノ ール合成システムの構成部材と同一部材に は同一符号を付してその説明は省略する。

第 3図に示すように、 本実施の形態では、 バイオマスのガス化シ ステムにおいて、 上記熱交換器 4 4 により除去した不要の水蒸 を 用い、 バイオマス火炉 1 0 のガス化炉本体 1 2内へ供給する燃焼酸 化剤 1 4である酸素を予め加温及び加湿をするようにしたものであ る。

この酸素を加温 · 加湿する手段としては特に限定されるものでは ないが、 間接熱交換器等により熱回収した水中に酸素をパブリ ング 等させる間接熱交換方法等により行う ことができる。

この加温 · 加湿された加温 · 加湿酸素 4 9を燃焼酸化剤供給手段 1 5を介してバイオマス火炉 1 2 内に供給することで、 バイオマス のガス化反応効率が向上する。 この結果、 熱交換器 4 4での約 5 0 °C程度の低温水蒸気の顕熱を効率よく回収することができる。

[第 4 の実施の形態]

くメ タノ ール合成システム （ 4 ) 〉

本発明の第 4の実施の形態を第 4図を用いて説明する。

第 4図は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用いたメ夕 ノ一ル合成システムの概略図である。

なお、 上述したメタノール合成システムの構成部材と同一部材に は同一符号を付してその説明は省略する。

第 4図に示すように、 本実施の形態にかかるメ タノール合成シス テムは、 バイオマス 1 1 を供給してガス化するバイオマスガス化炉 1 0 と、 該バイオマスガス化炉 1 0 でガス化した生成ガス 2 1 を冷 却器 4 1 で冷却した後、 該ガスを精製するガス精製装置 2 3 と、 精 製後のガス中の水蒸気を除去する熱交換器 4 と、 該冷却後のガス 中の H ₂ と C Oガスの組成を調整する C Oシフ ト反応装置 2 5 と、 ガスの圧力を向上させるブースタ装置 2 6 と、 ガス組成中の C〇 ₂ を系外へ除去する脱炭酸装置 3 2 と、 昇圧され脱炭酸されたガスを メ タノ一ル製造温度まで加温する再生熱交換器 4 5 と、 ガス中の H と C Oとからメ タノール （ C H ₃ O H) を製造するメ タノール合 成装置 2 7 と、 メ タノール合成装置 2 7 により合成されたガス 4 6 を排ガス 2 8 とメ タノール 2 9 とに分離する蒸留装置 3 0 とを具備 するものである。

上述した実施の形態においては、 ガス化したガス組成の C H ₄ を スチームリ フ ォ一ミ ング手段 3 1 により改質して H ₂ ， C Oを得る ようにしていたが、 本実施の形態では、 スチームリ フ ォ一ミ ング手 段 3 1 の代わりに C 0シフ ト反応装置 2 5を用いることにより、 メ タノ一ル合成に必要な H ₂ を得るようにしたものである。 なお、 上 記 C Oシフ ト反応装置 2 5では、 C 0₂ が発生するが、 余分な C〇 ₂ は、 上記脱炭酸装置 3 2を介装することにより、 系外へ分離する ようにしている。

なお、 上記実施の形態で説明したように、 脱炭酸装置 3 2で除去 した C 0₂ はバイオマス 1 1 の搬送ガスと してもよい。 また、 燃焼 酸化剤 1 4 として投入する酸素を冷却器 4 1からの高温水蒸気 4 3 を用いて加温 · 加湿することを併用するようにしてもよい。

[第 5の実施の形態]

く メ タ ノ ール合成システム （ 5 ) 〉

本発明の第 5の実施の形態を第 5図を用いて説明する。 第 5図は本実施の形態にかかるバイォマスガス化炉を用いたバイ ォマスガス化ガスを用いたメ タノ一ル合成システムの概略図である 第 5図に示すように、 本実施の形態にかかるメ タノール合成シス テムは、 バイオマス 1 1 を供給してガス化するバイオマスガス化炉 1 0 と、 該バイオマスガス化炉 1 0でガス化した生成ガス 2 1 中の C H ₄ 等の炭化水素をニッゲル触媒下で改質するスチームリ フ ォー ミ ング手段 3 1 と、 スチーム リ フ ォ一 ミ ング手段 3 1 により改質さ れたガスを冷却する冷却器 4 1 と、 該冷却器 4 1で冷却した後のガ スを精製するガス精製装置 2 3 と、 精製後のガス中の水蒸気を除去 する熱交換器 4 4 と、 該冷却後のガス中の H ₂ と C 0ガスの組成を 調整する C Oシフ ト反応装置 2 5 と、 ガスの圧力を向上させるブー ス夕装置 2 6 と、 ガス組成中の C 0 ₂ を系外へ除去する脱炭酸装置 3 2 と、 昇圧され脱炭酸されたガスをメ タノール製造温度まで加温 する再生熱交換器 4 5 と、 ガス中の H ₂ と C Oとからメ タ ノ ール

( C H 3 0 H ) を製造するメタノ一ル合成装置 2 7 と、 メ タノール 合成装置 2 7 により合成されたガス 4 6を排ガス 2 8 とメ タノール 2 9 とに分離する蒸留装置 3 0 とを具備するものである。

上述した第 1の実施の形態等においては、 ガス化したガス組成の C H 4 をスチームリ フ ォーミ ング手段 3 1 により改質して H ₂ ， C 0を得るようにしていたが、 本実施の形態では、 さ らに、 C O シフ ト反応装置 2 5を併用することにより、 メタノ一ル合成に必要な H 2 をより多く得るようにしたものである。 なお、 上記 C Oシフ ト反 応装置 2 5では、 C 0 ₂ が発生するが、 余分な C 0 ₂ は、 上記脱炭 酸装置 3 2を介装することにより、 C 0 ₂ を分離する。

なお、 上記実施の形態で説明したように、 脱炭酸装置 3 2で除去 した C 0₂ はバイオマス 1 1 の搬送ガスと してもよい。 また、 燃焼 酸化剤 1 4 として投入する酸素を熱交換器 4 4で加温 · 加湿するこ とを併用するようにしてもよい。

[第 6の実施の形態]

く メ タ ノ ール合成システム （ 6 ) >

本発明の第 6の実施の形態を第 6図を用いて説明する。

第 6図は本実施の形態にかかるバイォマスガス化炉を用いたバイ ォマスガス化ガスを用いたメ タノール合成システムの概略図である, 第 6図に示すように、 本実施の形態にかかるメタノ一ル合成シス テムは、 バイオマス 1 1 を供給してガス化するバイオマスガス化炉 1 0 と、 該バイォマスガス化炉 1 0でガス化した生成ガス 2 1 を冷 却器 4 1で冷却した後、 該ガスを精製するガス精製装置 2 3 と、 精 製後のガス中の水蒸気を除去する熱交換器 4 4 と、 該冷却後のガス 中の H ₂ と C Oガスの組成を調整する C Oシフ ト反応装置 2 5 と、 ガスの圧力を向上させるブースタ装置 2 6 と、 ガス組成中の C 0₂ を系外へ除去する脱炭酸装置 3 2 と、 昇圧され脱炭酸されたガスを メ タノール製造温度まで加温する再生熱交換器 4 5 と、 ガス中の H 2 と C Oとからメ タ ノ ール （ C H ₃ O H) を製造するメ タ ノ ール合 成装置 2 7 と、 合成ガスを排ガス 2 8 とメ タノール 2 9 とに分離す る蒸留装置 3 0 とを具備するメ タノ一ル合成システムにおいて、 蒸 留装置 3 0 により分離された排ガス 2 8中の残存 C H₄ をバイオマ スガス化炉 1 0 内へ再循環するようにしている。

これにより、 排ガス 2 8 中に残存していた C H ₄ が燃焼すること で部分酸化の熱利用になる。 また、 発生した C 0₂ は脱炭酸装置 3 2で除去することにより、 メタノ一ル合成用のガス組成に変動はな いので、 メ タノール合成装置 2 7 でのメ タノール合成は安定して行 う ことができる。

また、 上記蒸留後の排ガス 2 8 は粉碎したバイオマス 1 1 をバイ ォマスガス化炉 1 0 内へ搬送する搬送ガスとして有効利用するよう にして、 炉内へ供給するようにしてもよい。

また、 上記排ガス 2 8 はガスエンジンを駆動し、 例えばバイオマ スを粉碎する粉砕機や酸素を製造する酸素製造装置等の各種装置の 動力源としてシステム内で有効活用することができる。

[第 7の実施の形態]

くメタノール合成システム （ 7 ) >

本発明の第 7の実施の形態を第 7図を用いて説明する。

第 7図は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用いたバイ • ォマスガス化ガスを用いたメ 夕ノール合成システムの概略図である, 第 7図に示すように、 本実施の形態にかかるメ タノール合成シス テムは、 バイオマス 1 1 を供給してガス化するバイオマスガス化炉 1 0 と、 該バイオマスガス化炉 1 0でガス化した生成ガス 2 1 を冷 却器 4 1で冷却した後、 該ガスを精製するガス精製装置 2 3 と、 精 製後のガス中の水蒸気を除去する熱交換器 4 4 と、 該冷却後のガス 中の H ₂ と C Oガスの組成を調整する C Oシフ ト反応装置 2 5 と、 ガスの圧力を向上させるブースタ装置 2 6 と、 ガス組成中の C 0 ₂ を系外へ除去する脱炭酸装置 3 2 と、 昇圧され脱炭酸されたガスを メ タノ一ル製造温度まで加温する再生熱交換器 4 5 と、 ガス中の H 2 と C Oとからメタノール （ C H ₃ O H ) を製造するメ タノ一ル合 成装置 2 7 と、 合成ガスを排ガス 2 8 とメ タノール 2 9 とに分離す る蒸留装置 3 0 とを具備するバイオマスのガス化システムにおいて メタノール合成装置 2 7でのメタノ一ル合成によつて発生する熱を 熱回収した水蒸気 5 1 を用いて、 循環ブロア 5 2やブースタ装置等 の動力源となる蒸気タービン 5 3 を駆動するようにしている。

上記メ タノ一ル合成装置 2 7 は発熱反応であるので、 その発生し た熱を利用することで、 システム内での熱が有効利用されることに なる。

また、 メ タノール合成装置 2 7 においては、 ガスの一部を循環ブ ロア 5 2を介して脱炭酸装置 3 2 の前流側へリサイクルして合成効 率を高めているが、 そのリサイクルガス 5 4の一部をバイオマス 1 1 の乾燥手段 4 7で用いる乾燥用のガスとして利用することができ る。

[第 8の実施の形態]

くメ タノ ール合成システム （ 8 ) >

本発明の第 8の実施の形態を第 8図を用いて説明する。

第 8図は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用いたバイ ォマスガス化ガスを用いたメ タノ一ル合成システムの概略図である ( 第 8図に示すように、 本実施の形態では、 第 7の実施の形態によ り構成されるバイオマスのガス化システムを据付台 5 5上に据え付 け、 又は前記据付台 5 5上に据え付けられたシステム全体を移動台 車 5 6上に搭載し、 又は直接移動台車 5 6上にシステム全体を搭載 し、 移動できるようにしたものである。

第 8図中、 据付台 5 5 の上には、 システム全体が一式据え付けて おり、 該据付台 5 5 には機器の保護のためカバー 5 7で全体を覆う ようにすることもできる。 また、 ク レーン等で吊下げて移動又は移 設できるように据付台 5 5の四隅に吊金具 5 8を設ければ、 さ らに 操作性を向上させることができる。

さらに、 このような移動台車 5 6上にシステム全体を搭载するこ とにより、 移動自在な構成とすることができる。 移動台車 5 6 は車 輪を設け別途牽引車で移動させてもよいし、 又は移動台車 5 6 自体 に駆動手段を設け自走式のバイオマスのガス化システムと してもよ い。

また、 前述した据付台 5 6上に搭載した構成のものを、 前記移動 台車 5 6上に搭載して移動させてもよい。

このように本実施の形態によれば、 バイオマスのガス化システム 力^ 従来法に比べ極めてコンパク トに構成できるので、 ク レーン等 に吊り下げ可能となり、 搬送手段により移動又は牽引が可能となり- 若しく は自走により任意の場所へ移動させることができ、 機動性に 富むこととなる。

よって、 バイオマスの生産現地、 若しく は廃棄集約地等へ出向い て、 バイオマスのガス化により、 現地においてメ タノールの製造が 可能となる。

なお、 本実施の形態のような可搬式とするのは、 上述した及び後 述する実施の形態にかかるシステムを用いた場合でも同様である。

[第 9の実施の形態]

くメタノール合成システム （ 9 ) 〉

本発明の第 9の実施の形態を第 9図を用いて説明する。 第 9図は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用いたバイ ォマスガス化ガスを用いたメ タノール合成システムの概略図である, 第 9図に示すように、 本実施の形態にかかるメタノール合成シス テムは、 バイオマス 1 1 を供給してガス化するバイオマスガス化炉 1 0 と、 該バイオマスガス化炉 1 0でガス化した生成ガス 2 1 を冷 却器 4 1で冷却した後、 該生成ガス 2 1 を精製するガス精製装置 2 3 と、 精製後のガス中の水蒸気を除去する熱交換器 4 4 と、 該冷却 後のガス中の H ₂ と C Oガスの組成を調整する C Oシフ ト反応装置 2 5 と、 ガスの圧力を向上させるブースタ装置 2 6 と、 昇圧されガ スをメ タノ一ル製造温度まで加温する再生熱交換器 4 5 と、 ガス中 の H ₂ と C Oとからメ タノール （ C H ₃ O H ) を製造するメ タノ一 ル合成装置 2 7 と、 合成ガスを排ガス 2 8 とメ タノール 2 9 とに分 離する蒸留装置 3 0 とを具備するメ タノール合成システムにおいて. 上記熱交換器 4 4で排出される排水 7 1 を、 メ タノ一ル合成装置 2 7 の触媒反応において発生した反応熱 （約 3 0 0 °C程度） と、 メ タ ノ一ル合成装置 2 7 の内部に設置された第 1 の熱交換器 7 2 におい て熱交換するようにしている。

次いで、 熱交換された水蒸気 7 3を上記ガス化炉 1 0から生成さ れた生成ガス 2 1 を冷却する冷却器 4 1 へ導入し、 高温の生成ガス (例えば 9 0 0 °C程度） の熱を、 冷却器 4 1 の内部に設置された第 2 の熱交換器 7 4で熱交換して熱回収し、 得られた高温 （ 4 0 0 〜 6 0 0 °C ) の高温水蒸気 7 5をバイォマスガス化炉 1 0 に供給する ようにしている。

これにより、 燃焼酸化剤 1 4の一部としてシステム内で得られた 高温水蒸気 7 5を用いることができ、 バイオマスメ タノール合成シ ステムのシステム効率が向上する。

[第 1 0の実施の形態]

くメ タノ一ル合成システム （ 1 0 ) >

本発明の第 1 0の実施の形態を第 1 0図を用いて説明する。

第 1 0図は本実施の形態にかかるバイォマスガス化炉を用いたバ ィォマスガス化ガスを用いたメ タノ ール合成システムの概略図であ o

上述したメ タノール合成システムと同一部材については同符号を 付して重複する説明は省略する。

本実施の形態にかかるメ タノール合成システムは、 上記ガス精製 装置 2 6で精製した後のガスの冷却及びガス中の水分を除去する熱 交換器 4 4を、 第 1 0図に示すように、 水 7 6を散布する水散布手 段 4 4 Aと、 アルカ リ溶液 （例えば N a O H等） 7 7を散布するァ ルカ リ水散布手段 4 4 Bとから構成してなるものであり、 上記水散 布手段 4 4 Aでの水散布後の排水 Ί 1 を第 9の実施の形態と同様に して熱回収し、 ガス化炉 1 0 に高温水蒸気 7 5を供給するようにし ている。

実施の形態では、 先ず、 精製したガスを水散布手段 4 4 Aに導入 して、 水 7 6 の散布によりガスの冷却及びガス中の水分を回収し、 次いでアル力 リ溶液 （例えば N a 0 H等） 7 7を散布するアル力 リ 水散布手段 4 4 Bに導入して、 アルカ リ水の散布によりガス中に存 在する酸性ガス （例えばアンモニアガス、 塩化水素、 硫黄分 （H ₂ S ) 等） を除去している。

上記水散布手段 4 4 Aでの排水 7 1 は、 第 9の実施の形態と同様 に、 メタノール合成装置 2 7を用いた触媒反応において発生した反 応熱 （約 3 0 0 °C程度） と第 1 の熱交換器 7 2で熱交換し、 次いで. 上記ガス化炉 1 0から生成された生成ガス 2 1 を冷却する冷却器 4 1へ導入し、 高温の生成ガス （例えば 9 0 0 °C程度） の熱を第 2の 熱交換器 7 4で熱回収し、 得られた高温の加熱水蒸気 7 5をバイオ マスガス化炉 1 0 に供給するようにしている。

本実施の形態では、 第 9の実施の形態の効果に加え、 水散布手段 4 4 Aとアルカ リ水散布手段 4 4 Bとの 2段式のスクラバ装置とす るので、 第 1段目での水 7 6の散布では、 冷却 · 水分回収がなされ. 第 2段目でのアルカ リ水 7 7 の散布では、 酸性ガスを除去し、 下流 側での各種装置及び配管設備での腐蝕等による劣化を防止するよう にしている。

[第 1 1 の実施の形態]

くメ タノ ール合成システム （ 1 1 ) 〉

本発明の第 1 1 の実施の形態を第 1 1 図を用いて説明する。

第 1 1 図は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用いたバ ィォマスガス化ガスを用いたメタノール合成システムの概略図であ 上述したメ タノ一ル合成システムと同一部材については同符号を 付して重複する説明は省略する。

本実施の形態にかかるメ タノール合成システムは、 メ タノ一ル合 成システムの上記ブースタ装置 2 6 と再生熱交換器 4 5 との間に第 1 の吸着塔又はガー ドカラム 7 8を介装すると共に、 上記再生熱交 換器 4 5 とメ タノール合成装置 2 7 との間に第 2の吸着塔又はガ一 ドカラム 7 9を介装してなるものである。

上記吸着塔は内部に例えばシリ力ゲル， 活性炭等の吸着性能を有 する物質を充塡してなるものであり、 又はガー ドカラムは上記メタ ノール合成装置 2 7で用いる触媒を充塡したものであり、 一定時間 経過した後に廃棄又は再生処理するいわゆる捨てカラムとしたもの でめる。

これらの吸着塔又はガー ドカラムの設置により、 メ タノ一ル合成 装置での触媒の被毒を未然に防止することができ、 長期間に亙って 安定してメ タノール合成を行う ことができる。

なお、 本実施の形態では、 第 1 の吸着塔又はガー ドカラム 7 8及. び第 2の吸着塔又はガー ドカラム 7 9からなる 2段式による保護と するようにしたが、 本発明はこれに限定されるものではなく、 例え ば第 1 の吸着塔又はガー ドカラム 7 8のみと してもよい。

[第 1 2の実施の形態]

くメ タノ ール合成システム （ 1 2 ) 〉

本発明の第 1 2の実施の形態を第 1 2図を用いて説明する。

第 1 2図は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用いたバ ィォマスガス化ガスを用いたメタノ一ル合成システムの概略図であ る

上述したメ タノ一ル合成システムと同一部材については同符号を 付して重複する説明は省略する。

本実施の形態にかかるメタノール合成システムは、 メタノ一ル合 成装置 2 7で生成された生成ガス 4 6を気液分離した排ガス 2 8 中 の H ₂ を有効利用するものである。 第 1 2図に示すように、 上記メタノール合成装置 2 7により合成 された生成ガス 4 6 は気液分離装置 3 0 によりメ タノール 2 9 と排 ガス 2 8 とに分離される。 通常はそのまま排ガス 2 8を再生熱交換 器 4 5の前段側へ戻すようにしているが、 本実施の形態では、 当該 排ガス 2 8 中の H ₂ のみを分離する水素 （H ₂ ) 分離装置 8 0が介 装されている。 そして、 該水素 （H ₂ ) 分離装置 8 0を用いて、 再 循環させる排ガス 2 8 中の H ₂ の比率を上げるようにしている。 上記水素分離装置 8 0 としては、 例えば圧力スィ ング法による H 2 分離， 膜分離による H ₂ 分離等の公知の水素分離方法により行え ばよい。

本実施の形態によれば、 水素分離装置 8 0 により H ₂ のみが分離 されて再生熱交換器 4 5の前段側へ戻されるので、 残 H ₂ が有効利 用され、 メ タノ一ル合成のための水素の利用効率が向上することに なる。

[第 1 3の実施の形態]

くメ タノール合成システム （ 1 3 ) >

本発明の第 1 3の実施の形態を第 1 3図を用いて説明する。

第 1 3図は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉を用いたバ ィォマスガス化ガスを用いたメ タノール合成システムの概略図であ る

上述したメ タノ一ル合成システムと同一部材については同符号を 付して重複する説明は省略する。

本実施の形態にかかるメタノール合成システムは、 メタノ一ル合 成装置を 2系統と して、 連続してメ タノール合成するようにしたも のである。

図 1 4 は本実施の形態にかかるメタノール合成装置の拡大図を示 す。

第 1 3図及び第 1 4図に示すように、 本実施の形態にかかるメ タ ノール合成装置 8 1 は第 1 の合成塔 8 2 と第 2 の合成塔 8 3 との 2 系列とから構成されている。

また、 第 1 の合成塔 8 2 の外部は両端に弁 8 4 a， 8 4 bを備え てなり、 内部には第 1段目の触媒層 8 2 — 1 · · · 最終段 （本実施 の形態では 5段） の触媒層 8 2 — 5が内装されている。 同様に、 第 2 の合成塔 8 3 の外部は両端に弁 8 5 a , 8 5 bを備えてなり、 内 部には第 1段目の触媒層 8 3 — 1 · . · 最終段 （本実施の形態では 5段） の触媒層 8 3 — 5が内装されている。

本実施の形態では、 メ タ ノ ール合成塔を行う際に、 第 1 4図に示 すように、 第 1 の合成塔 8 2 と第 2 の合成塔 8 3 とを交互に使用し. 例えば一方の第 1 の合成塔 8 2を使用する間に、 他方の第 2の合成 塔 8 3 の弁 8 5 a , 8 5 bを閉じておき、 第 2の合成塔 8 3 の複数 段触媒層の内、 ガス入口側の劣化した第 1段目の触媒層 8 3 — 1 を 抜き取り し、 次いでいままで第 2段目の触媒層 8 3 — 2を第 1段目 にすると共に、 順次スライ ドし、 最終段目に新規触媒層を設置する ことにより、 劣化部分を順次取り替えることができる。

この結果、 2段目の触媒層が第 1段目の触媒層となるので、 触媒 活性が常に良好に維持され、 良好なメ タノール合成が可能となる。 本実施の形態によれば、 メタノール合成装置のメ ンテナンス性が 向上することになる。

なお、 本実施の形態では、 ガー ドカラム 7 8を再生熱交換器 4 5 の前段側に介装しているが、 このガー ドカラム 7 8 は必須なもので はなく、 該ガー ドカラム 7 8を介装することで、 さ らに、 触媒の被 毒が防止され、 触媒活性の低下を防ぐことができる。

また、 第 1段目の触媒層 8 2 — 1， 8 3 — 1 をガー ドカラムと し. 所定期間経過した後に、 捨てカラムとするようにしてもよい。

なお、 本実施の形態では、 2系統の触媒合成塔と しているが、 本 発明はこれに限定されるものではなく、 複数系統とするようにして 合成効率を向上させるようにしてもよい。

[第 1 4の実施の形態]

第 1 5図は第 1 4の実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の概 略図である。

本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉 1 0 は、 炉本体 1 2 内 に供給する、 酸素又は酸素と水蒸気の混合物からなる燃焼酸化剤 1 4の供給を多段供給方式により、 供給するものである。

第 1 5図に示すように、 本実施の形態では、 炉本体 1 2の鉛直軸 方向に沿って複数箇所から燃焼酸化剤 1 4を供給する供給手段 1 5 A〜 l 5 Dを上方に向かって所定間隔を有して順次設け、 炉内にバ ィォマスのガス化を向上させる燃焼酸化剤 1 4をガス流れの下流側 に順次供給するようにしている。

本実施の形態ではバイオマス 1 1 の供給はバイオマス供給手段 1 3 により、 炉本体 1 2の下部から供給するようにしており、 該供給 手段 1 3からの供給口 1 3 aを中心とする同芯円状の所定箇所に燃 焼酸化剤供給手段 1 5 Aの供給口が複数箇所 （本実施の形態では 2 箇所） 形成されている。 これにより、 燃焼酸化剤 1 4が複数段から順次供給されるので、 ガス化の効率が向上することになる。

よって、 本実施の形態にかかるガス化炉を上述したメタノ一ル合 成システムに供給するガス化炉とすることでメ タノール合成効率が 向上する。

[第 1 5の実施の形態]

第 1 6図は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の概略図で ある。 第 1 6図に示すように、 本実施の形態にかかるバイオマスガ ス化炉 1 0 は、 バイオマス 1 1 を炉本体 1 2内に供給するバイオマ ス供給手段 1 3 と、 該バイオマス供給手段 1 3 より も上方側 （炉下 流側） に位置し、 酸素又は酸素と水蒸気の混合物からなる燃焼酸化 剤 1 4を炉本体 1 2内に供給する燃焼酸化剤供給手段 1 5 とを具備 してなると共に、 炉上部側に二ッゲル触媒を担持したセラ ミ ックフ オーム 6 1 を交互に対向するように複数設けられている。

上記セラ ミ ッ クフォーム 6 1 は、 バイオマス 1 1 のガス化により 発生したガス中のタールゃス一 卜の捕集をすると共に、 担持した二 ッケル触媒作用により捕集したタール類を分解して C 0 , H 2 とし. 良好なメタノール合成ガスの組成と している。

また、 上記セラ ミ ックフォーム 6 1 は輻射変換体でもあるので、 ガス化炉本体 1 2の内部のガス化温度を均一にすることができる。 この結果ガス化炉 1 2内において、 ガス化反応効率が向上する。 また、 本実施の形態では、 外部から供給する高温水蒸気 4 3 は炉 本体 1 2の炉底部から供給するようにしている。 [第 1 6の実施の形態]

第 1 7図は本実施の形態にかかるバイォマスガス化炉の概略図で ある。 第 1 7図に示すように、 本実施の形態にかかるバイオマスガ ス化炉 1 0 は、 ガス化炉本体 1 2の炉上部側の屈曲部 1 2 aの下流 側にニッケル触媒を担持したセラ ミ ックフォーム 6 1 を交互に対向 するように複数設けられている。

上記セラ ミ ッ クフ ォーム 6 1 は、 バイオマス 1 1 のガス化により 発生したガス中のタールゃス一 トの捕集をすると共に、 該タ一ル類 をニッケル触媒作用により分解して C 0， H 2 にしている。

また、 上記セラ ミ ックフォーム 6 1 に付着した灰 6 2 は図示しな い水蒸気の吹付け等により、 系外へ排出することができる。

[第 1 7の実施の形態]

第 1 8図は本実施の形態にかかるバイォマスガス化炉の概略図で ある。 第 1 8図に示すように、 本実施の形態にかかるバイオマスガ ス化炉 1 0 は、 高温下においてバイオマス 1 1 と酸素等の燃焼酸化 剤 1 4 とをガス化燃焼して生成ガス 2 1 を得るものであって、 耐火 材ょりなるガス化炉本体 1 2の頂部 1 2 bに、 所定粒径に粉砕した バイオマス 1 1 を炉内部に供給するバイオマス供給手段 1 3 と、 酸 素又は空気及び水蒸気等の燃焼酸化剤 1 4を炉本体 1 2 内に供給す る燃焼酸化剤供給手段 1 5 とを設けてなるものである。

また、 炉本体 1 2の下部側には、 ガス化による未燃焼分の燃焼残 渣 9 1 の灰溜め部 9 2が形成されていると共に、 該灰溜め部 9 2の 外壁を下方小径テーパ状の冷却ジャケッ ト 9 3 と している。

また、 炉本体 1 2 の側壁下部側にはガス排出管 9 4が設けられて おり、 バイオマスガス化により生成した生成ガス 2 1 を排出してい る

本実施の形態では、 上記バイオマスガス化炉 1 0 において、 炉頂 部 1 2 bよりバイオマス 1 1 を下向きに供給しているので、 炉下部 から吹き上げるような場合と異なり、 バイオマスに低融点組成物が 多く含有しているような場合にも、 炉壁内部に未燃焼分が付着する ことが防止され、 バイオマスのガス化を連続して行う ことができる, 特に、 N a塩， K塩， P塩等のアルカ リ成分を多く含むバイオマ スを原料と した場合には、 灰融点が 6 0 0 °Cと低く なるのが、 バイ ォマス 1 1 を炉頂部 1 2 bから供給することにより灰付着 · 生成が 防止されることになる。

よって、 本発明によれば、 どのような組成のバイオマスであって もガス化が可能となり、 特定の融点の高いバイオマスに限定される ことなく、 汎用性が高いガス化炉を提供することができる。

なお、 灰溜め部 9 2 内面に付着した灰固化物は、 冷却ジャケッ ト 9 3の冷却により固着されているので、 その固着力は弱く、 除煤手 段等による蒸気等の吹付けにより、 強制的に落下させることにより - 剥離することができる。

[第 1 8の実施の形態]

第 1 9図は本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉の概略図で ある。 なお、 前述したガス化炉と同一部材については同符号を付し て重複する説明は省略する。

第 1 9図に示すように、 本実施の形態にかかるバイオマスガス化 炉 1 0 は、 ガス化炉本体 1 2の下方側面に設けたガス排出管 9 4の 上部近傍に上端が周接され、 下方小径のテーパ筒状のガス及び灰導 入手段 9 5 を設けてなると共に、 その下方側を灰分離室 9 6 と して いる。

本実施の形態によれば、 該ガス及び灰導入手段 9 5及び灰分離室 9 6を設けてなるので、 灰導入手段 9 5 により灰分離室 9 6内に導 入された生成ガス及び灰は灰分離室 9 6内では流速が緩められ、 灰 とガスとの分離が容易となり、 灰がガス排出管 9 4へ移行するのを 防止している。

また、 本実施の形態では、 ガス化炉本体中央部分から下方側に亙 つて冷却ジャケッ ト 9 3構造とすると共に、 炉内面に向かって蒸気 を噴射する除煤手段 （デスラ ッガ） 9 7を設けており、 これにより 固着物の剝離を容易としている。

なお、 上記除煤手段 9 7 は本実施の形態では、 噴射口 9 7 aがォ フセッ 卜 して対向するように 2台設けられている力 本発明はこれ に限定されるものではなく、 必要に応じて適宜設置場所を変更した り、 設置台数を増やすようにすればよい。

また、 第 2 0図に示すように、 ガス化炉の下部側に水浴部 9 8 を 形成し、 分離された灰を湿式状態で回収するようにしてもよい。

[第 1 9の実施の形態]

第 2 1 図は本実施の形態にかかるバイォマスガス化炉の概略図で ある。 なお、 前述したガス化炉と同一部材については同符号を付し て重複する説明は省略する。

本実施の形態にかかるバイオマスガス化炉 1 0 は、 ガス化炉本体 1 2 の下部側に水浴部 9 8を設けると共に、 該水浴部 9 8 に先端部 9 5 aが没入された下方小径のテ一パ筒状のガス導入手段 9 5を内 設してなるものである。

なお、 本実施の形態では、 ガス化炉本体の中央部分から下方にか けて水冷管 9 9が周設されており、 これによつて炉本体 1 2の側壁 を冷却している。

本実施の形態によれば、 生成したガスを一度水浴部 9 8内を通過 するので、 ガス中の水分の除去がなされる。

また、 水浴部内にガスが導入されるので、 ガス中の微量灰分も積 極的に冷却固化されることになる。

特に、 灰融点の低いバイオマスをガス化する場合に、 好適である,

[第 2 0の実施の形態〕

第 2 2図は本実施の形態にかかるバイォマスガス化炉の概略図で ある。 なお、 前述したガス化炉と同一部材については同符号を付し て重複する説明は省略する。

第 2 2図に示すように、.本実施の形態にかかるバイオマスガス化 炉 1 0 は、 ガス化炉本体 1 2の頂部 1 2 b中央にその底部がガス化 炉内部に所定の長さで貫入し、 底部側の先端開口 1 0 1 aをガス化 炉内に臨み、 生成ガス 2 1 を排出するガス排出筒 1 0 1 を鉛直軸方 向に設けてなるものである。

また、 ガス化炉本体 1 2の下部側は、 下方小径のテ一パ筒状とす ると共に、 水浴部 9 8を設け、 溶融した灰溶融物を捕集するように している。

本実施の形態によれば、 バイオマス 1 1 は下向きに供給されてい るが、 ガス化により得られた生成ガス 2 1 はガス排出筒 1 0 1 によ り上向きになると共に、 ガス化領域が広がり、 ガス化効率的が向上 する。

また、 ガス化炉本体の下方側全体を下方小径テ一パ筒状とするこ とにより、 生成ガス 2 1が中央部分に寄せられ、 生成ガス 2 1 を効 率よく、 排出筒 1 0 1へ導く ことができる。

また、 下方が小径のテーパ筒状と しているので、 灰溶融物の落下 が容易となり、 水浴部 9 8での捕集率も向上する。

[第 2 1 の実施の形態]

第 2 3図は本実施の形態にかかるバイォマスガス化炉の概略図で ある。 なお'、 前述したガス化炉と同一部材については同符号を付し て重複する説明は省略する。 '

第 2 3図に示すように、 本実施の形態にかかるバイオマスガス化 炉 1 0 は、 上記ガス化炉本体 1 2の中央部分より下方側の直径 D , を上方側の直径 D ₂ より もやや小さ くすると共に、 該小径側のガス 化炉本体内部に一端が内壁に接合され、 鉛直軸方向に垂下する仕切 り部 1 0 2を設けてなるものである。 上記仕切り部 1 0 2を内部に 形成することにより、 生成ガス及び灰を導入する通路 1 0 3及びガ ス排出通路 1 0 4 としてなり、 生成ガス及び灰を該通路を通過させ ると共に、 生成ガス 2 1 を仕切り部 1 0 2の先端 1 0 2 aで上方へ タ一ンさせて灰を分離し、 ガス排出通路 1 0 4を通過させて生成ガ ス排出管 9 4から排出させるようにしている。

また、 本実施の形態では、 ガス及び灰の導入通路 1 0 3 内、 及び ガス排出通路 1 0 4内に熱交換器 1 0 5 A， 1 0 5 B , 1 0 5 Cを 設置し、 ガスの顕熱を熱交換している。 本実施の形態によれば、 生成された生成ガスの分離が効率よく な されると共に、 ガスの顕熱を回収することで蒸気等の有効利用が図 れる。

[第 2 2の実施の形態]

前述した実施の形態においては、 ガス化の原料と してバイオマス を用いていたが、 石炭等の化石燃料を用いてガス化を行なう ことの 一例について以下説明する。

本実施の形態では、 バイオマスの燃焼に化石燃料を用いて併用す るものである。 ここで、 化石燃料とは例えば石炭， 重質油等を挙げ ることができる。

第 2 4図は本実施の形態にかかるバイォマスガス化炉の概略図で ある。 第 2 4図に示すように、 本実施の形態にかかるバイオマスガ ス化炉 1 0 は、 バイオマス 1 1 を炉本体 1 2内に供給するバイォマ ス供給手段 1 3 と、 該バイオマス供給手段より も下方側 （炉前流） に位置し、 酸素又は酸素と水蒸気の混合物からなる燃焼酸化剤 1 4 を炉本体 1 2内に供耠する燃焼酸化剤供給手段 1 5 と、 該燃焼酸化 剤供給手段 1 5 と対向して配設してなり、 炉内の石炭 1 6を供給す る石炭供給手段 1 7 と、 該石炭供給手段 1 7 とバイオマス供給手段 1 3 との中間位置に水蒸気 1 8を供給する水蒸気供給手段 1 9 とを 備えてなる噴流床型のガス化炉である。

本実施の形態では、 炉本体 1 2の下側部分で助燃部分を形成する ように、 化石燃料である石炭 1 6 を供給し、 バイオマス 1 1 を燃焼 させることなく、 化石燃料である石炭 1 6のみの燃焼により高温場 を形成している。 そして該高温場を形成したところに、 バイオマス 1 1 を投入することで、 熱分解ガス化を効率よく行なうようにして いる。 本実施の形態では、 燃焼酸化剤は高温場形成用の燃料と して も使用するようにしている。

この結果、 バイォマスの発熱量が少ない場合等の反応が遅いよう な場合には、 従来では、 単に化石燃料を同時に供給していたが、 本 発明のように異なる位置から化石燃料とバイオマスとを供給するこ とにより、 バイオマス自身の燃焼をすることなく、 助燃場で高温場 を形成し、 そこでガス化がなされるので、 高効率のガス化が可能と なる。

この結果、 高効率及び低コス トでメ タノール合成に適するガスを 生成することができ、 炭素転換率の向上、 タール付着等による トラ ブルの防止、 酸素或いは空気投入量の低減を図ると共に、 水素量に 富むガスを生成することができる。

化石燃料と して石炭 1 6を用いた場合には、 微粉炭状にし、 空気. 酸素と水蒸気の混合ガスにより搬送するようにすればよい。

また、 重質油又は通常の燃焼用の油を用いてて助燃する場合には. 炉内に噴霧するようにすればよく、 例えば空気、 酸素と水蒸気との 混合ガスを噴霧媒体と して用いるようにすればよい。

[第 2 3の実施の形態]

本実施の形態では、 バイォマスを石炭ガス化炉に供給して効率よ く メタノール合成の生成ガスを得るようにしたものである。

ここで、 従来のコンパス夕と リダクタとを備えた 2段噴流床ガス 化炉の概略を第 2 5図に示す。 第 2 5図に示すように、 2段噴流床 ガス化炉は、 内部に燃焼を行う コ ンパスタ 0 1 と該コ ンパスタ 0 1 の上方に形成されガス化反応を行う リ ダクタ 0 2 とを備えた火炉 0 3 と、 上記コ ンパスタ 0 1 内に石炭を微粉状と した微粉炭 0 4を供 給する微粉炭供給手段 0 5 と、 燃焼用の空気又は酸素富化空気又は 酸素 0 6を供給する空気供給手段 0 7 と、 リダクタ 0 2内に微粉炭 0 4を供給する微粉炭供給手段 0 8 とを備えてなるものである。 尚. ガス化炉の形式と しては第 2 5図に示す様な絞り部によるコンバス タと リダクタの領域が明瞭であるものに限定されるものではない。 そして、 微粉炭供給手段 0 5から供給される微粉炭 0 4が燃焼用 の空気又は酸素富化空気又は酸素 0 6 により高温 · 高負荷燃焼が行 われて、 その際発生する高温燃焼ガスがリダクタ 0 2へ供給される, また、 別途設けられた微粉炭供給手段 0 8から供給される微粉炭 0 4がリダクタ 0 2内に噴射され、 コ ンパスタ 0 1 に発生した高温燃 焼ガスにより乾留されて、 ガス化が行われる。

このガス化した生成ガス 0 9 はガス精製がなされ、 その後ガスタ 一ビンへ送られ、 発電がなされている。

ところで、 石炭をガス化した生成ガス 0 9 は、 C Oを主成分とす る低カロ リ ーのガスであり、 また、 水素成分が乏しいのでメ タノ一 ル合成の原料ガスと しては不適であった。 よって、 石炭ガス化炉の ガス化方法においてもメ 夕ノ一ル合成に有用なガス組成となるガス 化法の出現が望まれていた。

そこで、 第 2 6図に示すように、 本実施の形態では、 石炭ガス化 炉と して、 2段噴流床形式のガス化炉を用い、 内部に燃焼を行う コ ンパスタ 1 1 1 と該コンパスタ 1 1 1 の上方に形成されガス化反応 を行う リダクタ 1 1 2 とを備えた火炉 1 1 3 と、 上記コンパスタ 1 1 1 内に石炭を微粉状と した微粉炭 1 1 4を供給する微粉炭供給手 段 1 1 5 と、 燃焼用の空気又は酸素富化空気又は酸素 （以下 「空気 等」 という） 1 1 6を供給する空気又は酸素富化空気又は酸素供給 手段 （以下 「空気等供給手段」 という） 1 1 7 と、 上記リダクタ 1

1 2内に微粉炭 1 1 4を供給する微粉炭供給手段 1 1 8 と、 上記リ ダクタ 1 1 2内に粉碎したバイオマス 1 1 を供給するバイオマス供 給手段 1 3 とを備えてなるものである。

上記装置によれば、 微粉炭供給手段 1 1 5から供給される微粉炭

1 1 4が燃焼用の空気等 1 1 6 により高温 · 高負荷燃焼が行われて. その際発生する高温燃焼ガスがリダクタ 1 1 2へ供給される。 そし て、 別途設けられた微粉炭供給手段 1 1 8から供給される微粉炭 1

1 4 と、 バイオマス供給手段 1 3から供給されるバイオマス 1 1 が 共にリ ダクタ 1 1 2 内に噴射され、 コ ンパスタ 1 1 1 に発生した高 温燃焼ガスにより乾留されて、 ガス化が行われ、 生成ガス 2 1 が得 れる。

バイォマスの供給方法は、 第 2 7図に示したように、 微粉炭 1 1 4 とバイオマス 1 1 とを別々に供給する方法場合において、 ①相対 向する位置で供耠する方法 （第 2 7図 （A ) ) や、 ②バイオマス 1 1 の供給を微粉炭 1 1 4 の供給より もやや上流側位置で供給するォ フセッ ト方法 （第 2 7図 （B ) ) 等がある。 また、 微粉炭やバイオ マスの供給を複数箇所から供給するようにしてもよい。

また、 バイオマスの供給は第 2 7図に示す以外と しては、 第 2 8 図に示すように、 微粉炭 1 1 4 とバイオマス 1 1 とを同一の供給管 1 3 2 を用いて供給するようにしてもよい。

この供給には、 第 2 9図に示すように、 供給管 1 3 2を二重管と し、 内管 1 3 3をバイオマス 1 1 の供給管とし、 外管 1 3 4を微粉 炭 1 1 4の供給管と し、 リダクタ 1 1 2内に噴射するようにしても よい。

また、 第 3 0図に示すように、 第 2 6図に示した火炉 1 1 3の内 部のリダクタ 1 1 2の上部にさらにバイオマス供給場 1 3 5を形成 し、 該バイオマス供給場 1 3 5 にバイオマス 1 1 を供給するように してもよい。 これにより、 第 2 6図に示す火炉のように、 リダクタ 1 1 2内でバイオマス 1 1が燃焼するのを防止することができ、 ガ ス化効率が向上する。

本実施の形態では、 第 2 6図に示すように、 上記火炉 1 1 3でガ ス化されたガス組成の H ₂ / C 0比率が 2 < [ H ₂ ] / [ C O ] と なるように、 必要に応じて火炉出口近傍に、 スチームリフ ォーミ ン グ手段 3 1 が設けられている （例えば、 N i触媒を担持したセラ ミ ッ クスフオーム （ハニカム式輻射交換体） 1 2 4等である。 ） よって、 火炉 1 1 3のリダクタ 1 1 2内の温度は 7 0 0 〜 1 2 0 0 °C (好適には 8 0 0 〜 1 0 0 0 °C程度） のガス化条件とするのが 好ま しい。

これは、 炉内温度が 7 0 0 °C未満であると、 燃焼が良好でなく、 好ま しくなく、 一方 1 2 0 0 °Cを超えた場合には、 バイオマス自身 の燃焼によりスー 卜が発生し、 好ま しく ないからである。

また、 火炉 1 1 3の炉内の空塔速度は、 特に限定されるものでは なく、 第 1 の実施の形態で説明したバイオマスガス化炉と同様に、 0. 1〜 5 m Z sのガス化条件とするのが好ま しい。

また、 上記バイオマス火炉 1 1 3 においてバイオマス 1 1 のガス 化により生成した生成ガス 1 4には、 上述した H ₂ ， C 0 , C 0 2 以外に、 ガス化条件にも左右されるが例えば C H ， C ₂ H ₄ 〜C

6 o H _S , C H 〜及びタール、 ス一 卜が等の炭化水素が含まれる 場合がある。

すなわち、 上記 C H ₄ 等の炭化水素系物質は、 水蒸気及びニッケ ル触媒存在下のスチームリ フ ォーミ ング手段 3 1 により、 5 5 0 °C 以上 （好適には 9 0 0 °C ± 1 0 0 °C ) で、 C 0，· H ₂ にすることが できる。 このスチームリ フォ一ミ ング手段 3 1 により生成された H は、 上述したように、 メタノール合成の原料となる。

このよう に、 本実施の形態では、 石炭ガス化システムにバイオマ スを供給すると共に得られた生成ガス 2 1 を改質するスチームリ フ ォ一ミ ング手段 3 1 を付加することにより、 C 0及び H ₂ を製造す ることができる。

これにより、 タール， ス一 トも基本的には C系であり、 十分な滞 留時間を確保することでスチームリ フ ォ一ミ ングが可能となる。 上記石炭ガス化炉によれば、 供給した石炭のガス化と共に、 バイ ォマス 1 1 のガス化により、 ガス化されたガス組成の H ₂ / C 0比 率が 2 より大き く なる。 これにより、 効率よく ガス化又は改質され. 良好なメ タノ一ル合成のガス組成のガスを得ることができる。

この生成ガスはこのガス精製装置で精製され、 ガス成分組成を調 整することにより、 各種燃料 （メタノール， エタノール等） の合成 原料と して利用される。

本実施の形態では、 第 3 1 図を参照して燃料と してメ タノールを 合成するシステムを以下に説明する。 第 3 1 図に示すように、 本実 施の形態におけるメタノール合成システムは、 火炉 1 1 3内で生成 ガス 2 1 を冷却器 4 1 で冷却した後、 生成ガス 2 1 中の粉塵等を除 去してガス精製を行う上記精製装置 2 3 と、 ガス精製後のガス中の 水蒸気を除去する熱交換器 4 4 と、 該ガスの圧力を向上させるブー スタ装置 2 6 と、 昇圧後のガス中の C 0₂ を除去する脱炭酸装置 3 2 と、 脱炭酸されたされたガス温度をメ タノ一ル製造温度まで加温 する再生熱交換器 4 5 と、 ガス中の 2 H ₂ と C Oとからメ タノール ( C H 0 H) を製造するメタノ一ル合成装置 2 7 と、 該メタノー ル合成装置 2 7 により得られた生成ガス 4 6をメ タノール 2 9 と排 ガス 2 8 とに分離する気液分離装置 3 0 とを具備するものである。 上記メ タノール合成システムにおいては、 ガス化により生成した 生成ガス 2 1 中の C O， C 0 , H の内不要な C 0₂ を除去する 脱炭酸装置 3 2が介装されている。 これによつて、 余分な C 0₂ は システム最終段階でアミ ン系湿式脱炭酸装置等のような C 0₂ を除 去する脱炭酸装置を配設することにより、 系内より接触的に除去し. メ タノ一ルの回収率の向上を図っている。

このため、 第 3 1 図において、 ブースタ装置 2 6 とメタノール合 成装置 2 7 との間に C 0₂ 除去の脱炭酸装置 3 2を介装することに より、 余分な C O を除去しているが、 ブースタ装置 2 6 の前段側 に該脱炭酸装置 3 2を介装するようにして、 予め C 0₂ を除去した ガスを昇圧するようにすることもできる。

よって、 メ タノール合成装置 2 7 に供給されるメ タノール原料ガ スは、 余分な C 0₂ が除去された結果、 C O、 2 H の組成とする ことができ、 メ タノール合成が効率よく進行し、 高効率のメ タノ一 ルを合成することができる。

なお、 上記脱炭酸装置 3 2で除去した C 0₂ をバイオマスの搬送 ガスと して再利用することもできる。

本発明によれば、 微粉炭のガス化と共に、 バイオマスを効率的に ガス化することにより、 生成ガスのガス組成をメタノール合成用の ガス組成とすることができる。

さらに、 第 3 1 図に示すように、 必要に応じてガス化炉出口側に スチームリ フ ォ一ミ ング手段 3 1 を介装することにより、 生成ガス 2 1 中の炭化水素をガス化炉出口近傍において C 0と H ₂ とに改質 し、 メ タノ一ル合成に良好なガス組成とするようにしてもよい。 そして、 メ タノ一ル合成に不必要な C 0 ₂ は脱炭酸装置 3 2で外 部へ除去され、 メ タノール合成に必須の C 0， 2 H 2 の組成で且つ ガス組成の H ₂ / C 0比率が 2 より大きく なり、 極めて理想的なも のとなる。

[第 2 4の実施の形態]

本発明の第 2 4の実施の形態にかかる石炭ガス化炉を用いたメ 夕 ノール合成システムを第 3 2図を用いて説明する。

第 3 2図に示すように、 本実施の形態にかかるバイオマスのメ タ ノ ール合成システムは、 バイオマス 1 1 を供給してガス化する火炉 1 1 3 と、 該火炉 1 1 3でガス化した生成ガス 2 1 を冷却器 4 1 で 冷却した後、 該ガスを精製するガス精製装置 2 3 と、 精製後のガス 中の水蒸気を除去する熱交換器 4 4 と、 該冷却後のガス中の H ₂ と C 0ガスの組成を調整する C 0シフ ト反応装置 2 5 と、 ガスの圧力 を向上させるブースタ装置 2 6 と、 ガス組成中の C 0 ₂ を系外へ除 去する脱炭酸装置 3 2 と、 昇圧され脱炭酸されたガスをメ タノ一ル 製造温度まで加温する再生熱交換器 4 5 と、 ガス中の H ₂ と C Oと からメ タノール （ C H ₃ O H ) を製造するメタノ一ル合成装置 2 7 と、 メ タノール合成装置 2 7 により合成されたガス 4 6を排ガス 2 8 とメ タノール 2 9 とに分離する凝縮装置 3 0 とを具備するもので め ^ o

上述した第 3 1 図に示す第 2 3の実施の形態にかかるシステムに おいては、 ガス化したガス組成の C H ₄ をスチームリフォ一ミ ング 手段 3 1 により改質して H ₂ ， C〇を得るようにしていたが、 本実 施の形態では、 C 0シフ 卜反応装置 2 5を用いることにより、 メ タ ノール合成に必要な H ₂ を得るようにしたものである。 なお、 上記 C 0シフ ト反応装置 2 5では、 C 0 ₂ が発生するが、 余分な C 0 2 は、 上記脱炭酸装置 3 2を介装することにより、 C 0 ₂ を分離する ことにより除去している。

なお、 第 1の実施の形態で説明したように、 脱炭酸装置 3 2で除 去した C 0 ₂ はバイオマス 1 1 の搬送ガスと してもよい。

[第 2 5の実施の形態]

第 3 3図は本実施の形態にかかるバイォマスガス化炉を用いたガ ス化システムの概略図である。

第 3 3図に示すように、 本実施の形態にかかるバイオマスのメ タ ノ ール合成システムは、 バイオマス 1 1 を供給してガス化する火炉 1 1 3 と、 該火炉 1 1 3でガス化した生成ガス 1 4中の C H ₄ 等の 炭化水素を二ッケル触媒下で改質するスチームリ フォ一ミ ング手段 3 1 と、 スチームリ フォーミ ング手段 3 1 により改質されたガスを 冷却する冷却器 4 1 と、 該冷却器 4 1 で冷却した後のガスを精製す るガス精製装置 2 3 と、 精製後のガス中の水蒸気を除去する熱交換 器 4 4 と、 該冷却後のガス中の H ₂ と C 0ガスの組成を調整する C 〇シフ ト反応装置 2 5 と、 ガスの圧力を向上させるブースタ装置 2 6 と、 ガス組成中の C 0 を系外へ除去する脱炭酸装置 3 3 と、 昇 圧され脱炭酸されたガスをメタノール製造温度まで加温する再生熱 交換器 4 5 と、 ガス中の H ₂ と C〇とからメ タノール （ C H ₃ 0 H ) 2 9を製造するメタノ一ル合成装置 2 7 と、 メ タノ一ル合成装 置 2 7 により合成されたガス 4 6を排ガス 2 8 とメ タノール 2 9 と に分離する凝縮装置 3 0 とを具備するものである。

上述した第 2 3の実施の形態においては、 ガス化したガス組成の C H をスチーム リ フォ一ミ ング手段 3 1 により改質して H ₂ ， C 0を得るようにしていたが、 本実施の形態では、 さ らに、 C Oシフ ト反応装置 2 5を用いることにより、 メタノール合成に必要な H ₂ をより多く得るようにしたものである。 なお、 上記 C Oシフ ト反応 装置 2 5では、 C 0 ₂ が発生するが、 余分な C 0 ₂ は、 上記脱炭酸 装置 3 2を介装することにより、 C 0 ₂ を分離する。

[第 2 6 の実施の形態]

前述した第 1 の実施の形態、 第 1 4 〜 2 1 の実施の形態のバイオ マスガス化炉では、 バイオマスを原料としてガス化させるガスは炉 内にバイオマスを供給してバイオマスの燃焼とガス化反応とを併存 させて効率よくガス化させている。 本発明では、 これ以外に燃焼場 とガス化場とを区別して効率よくバイオマスをガス化させることを 提案する。

ここで、 この種のバイオマスガス化炉は、 ノく'ィォマス （たとえば. 草木類） を部分酸素ガス化するものである。 詳しく は、 下記式 （ A ) のバイオマスの発熱反応 （燃焼反応） と、 下記式 （B ) のバイ ォマスの吸熱反応 （熱分解反応） とを、 1 つのチャ ンバ一中におい て、 共存反応させて、 バイオマスをガス化するものである。 なお、 前記共存反応により得られるガス性状と しては、 すなわち、 合成ガ スの各ガス成分の構成比は、 C OZH₂ / C 0 (モル比） = 0. 9〜 1. 0ノ 1. 8〜 2. 2 /^ 1が好ま しい。

C H 0+ 1 / 2 0₂ → C 0 + H ...式 （A) C H 0→ C 0 + H ...式 （B)

ただし、 バイオマス （Cm H On ) の代表的性状と しては、 C H ₂ 0で表示する。

ところが、 前記バイオマスガス化炉は、 相反するバイオマスの発 熱反応とバイオマスの吸熱反応とを 1つのチャ ンバ一中において共 存反応させるものであるから、 下記の課題がある。

すなわち、 前記共存反応を達成させて所望のガス性状を得るため には、 相反する発熱反応と吸熱反応とを速やかに起こさせ、 かつ、 制御する必要がある。 このためには、 発熱 （燃焼） 、 吸熱 （熱分 解） の観点から、 バイォマスを微細粒子 （数十ミ ク ロンオーダ一） とする必要がある。 しかしながら、 繊維状であるバイオマスの微細 粒子化は、 粉砕機械的にも限界があり、 かつ、 粉砕動力源単位が大 であるという課題がある。 また、 バイオマスの微細粒子化の程度に よっては、 バイオマスの微細粒子の貯蔵、 排出、 輸送、 供給などの 粉体ハン ドリ ングシステムが複雑となり、 場合によっては、 困難な 場合がある。

相反するバイオマスの発熱反応とバイオマスの吸熱反応とを、 同 時にかつ複合的に行う必要があるので、 制御が複雑となる。

前記バイオマスガス化炉をメタノール製造装置に使用すると、 同 じく、 制御が複雑となる。 この発明は、 バイオマスを微細粒子化する必要がなく、 かつ、 制 御が簡単であるバイオマスガス化炉を提供することを目的とする。

また、 この発明は、 バイオマスを微細粒子化する必要がなく、 か つ、 制御が簡単であるバイオマスガス化炉を使用することにより、 制御が簡単であるメ タノール製造装置を提供することを目的とする, 第 3 4図は、 この発明にかかるバイオマスガス化炉の第 2 6,実施 の形態を示す説明図である。 図において、 2 0 1 および 2 0 2 はそ れぞれ別個に設置された燃焼チャンバ一およびガス化チヤ ンバーで ある。 前記燃焼チャンバー 2 0 1 中には、 燃焼空間 2 0 3が設けら れている。 一方、 前記ガス化チャ ンバ一 2 0 2中には、 ガス化空間 2 0 4が設けられている。

前記ガス化チャ ンバー 2 0 2中には、 耐熱材料で構成された反応 管 2 0 5が配置されている。 その反応管 2 0 5 中には、 前記ガス化 空間 2 0 4が形成されている。 前記ガス化チャ ンバ一 2 0 2の内側 と反応管 2 0 5の外側との間には、 燃焼ガス供給路 2 0 6が設けら れている。 前記反応管 2 0 5 には、 燃焼ガス 2 0 7 (図中、 実線矢 印にて示す） を前記燃焼ガス供給路 2 0 6から前記反応管 2 0 5 中 に均一に供給する透孔 2 0 8が多数個設けられている。 前記ガス化 チャ ンバ一 2 0 2および前記反応管 2 0 5 は、 2重管構造をなす。 前記燃焼チヤ ンバ一 2 0 1 中の燃焼空間 2 0 3 と前記ガス化チヤ ンバ一 2 0 2の下部の前記燃焼ガス供給路 2 0 6 との間には、 前記 燃焼空間 2 0 3の燃焼ガス 2 0 7を前記ガス化空間 2 0 4 に供給す る燃焼ガス供耠ライ ン 2 0 9が設けられている。

前記燃焼チヤ ンバー 2 0 1 の上部には、 燃焼用バイオマス 2 1 0 (図中、 太い実線矢印にて示す） を供給する供給装置 2 1 1 および 供給ライ ン 2 1 2が接続されている。 また、 前記燃焼チャ ンバ一 2 0 1 の底部には、 灰 2 2 3 (図中、 二点鎖線矢印にて示す） を排出 する排出弁 2 2 4および排出ライ ン 2 2 5が接続されている。 さ ら に、 前記燃焼チャ ンバ一 2 0 1 の下部には、 酸素あるいは空気など の酸化剤 2 1 3 (図中、 破線矢印にて示す） を供給する供給調整弁 2 1 4および供給ライ ン 2 1 5が接続されている。

前記燃焼チヤンバ一 2 0 1 中のうち前記燃焼ガス供給ライ ン 2 0 9側には、 熱回収手段と しての熱交換器 2 1 6が設置されている。 この熱交換器 2 1 6 は、 水の吸熱機能のほかに、 除塵手段の除麈機 能をも兼ねている。 前記熱交換器 2 1 6 には、 水 2 1 7 (図中、 一 点鎖線矢印にて示す） を供給する流量調整弁 2 1 8および供給ライ - 2 1 9が接続されている。 また、 前記熱交換器 2 1 6 と前記燃焼 チャ ンバ一 2 0 1の上部との間には、 蒸気 2 2 0 (図中、 一点鎮線 矢印にて示す） を供給する圧力制御弁 2 2 1 および供給ライ ン 2 2 2が接続されている。 この蒸気供給ライ ン 2 2 2 は、 前記燃焼チヤ ンバー 2 0 1 の上部のうち前記燃焼用バイオマス供給ライ ン 2 1 2 と熱交換器 2 1 6の間に接続されているものである。 なお、 この蒸 気供耠ライ ン 2 2 2 を分岐してその分岐ライ ンを前記燃焼チヤ ンバ - 2 0 1 の下部に圧力制御弁 （図示せず） を介して接続しても良い ₍ 前記反応管 2 0 5 の頂上部には、 ガス化用バイオマス 2 2 6 (図 中、 太い実線矢印にて示す） を供給する供耠装置 2 2 7および供給 ライ ン 2 2 8がガス化チャンバ一 2 0 2を通過して接続されている（ また、 前記反応管 2 0 5の上部には、 生成された合成ガス 2 2 9 (図中、 白抜きの矢印、 もしく は、 2重実線矢印にて示す） を排気 する排気ライ ン 2 3 0が接続されている。 さ らに、 前記反応管 2 0 5の底部には、 灰 2 3 1 (図中、 二点鎖線矢印にて示す） を排出す る排出弁 2 3 2および排出ライ ン 2 3 3がガス化チャ ンバ一 2 0 2 を通過して接続されている。 さらにまた、 前記ガス化チャ ンバ一 2 0 2の上部の燃焼ガス供給路 2 0 6 には、 燃焼ガス 2 0 7を排気す る調整弁 2 3 4および排気ライ ン 2 3 5 .が接続されている。

なお、 前記合成ガス 2 2 9 の排気ライ ン 2 3 0 と前記燃焼ガス 2 0 7の排気ライ ン 2 3 5 とに熱回収手段と しての熱交換器 （図示せ ず） をそれぞれ設け、 水 2 1 7を前記合成ガス排気ライ ン 2 3 0の 熱交換器と前記燃焼ガス排気ライ ン 2 3 5の熱交換器を介して前記 燃焼チャ ンバ一 2 0 1 中の熱交換器 2 1 6 に供給しても良い。 また. 前記合成ガス 2 2 9の排気ライ ン 2 3 0 と前記反応管 2 0 5 との間 には、 未反応のガス化用バイオマス 2 2 6 を回収する手段、 たとえ ば、 サイクロン （図示せず） を設けても良い。 さ らに、 燃焼チャ ン バ一 2 0 1 に燃焼用バイオマス 2 1 0を供給するための開口部 （図 示せず） を設け、 その供給開口部に開閉蓋 （図示せず） を開閉可能 に取り付けても良い。

この第 2 6の実施の形態におけるバイオマスガス化炉は、 以上の 如き構成からなり、 以下、 その作用について説明する。

まず、 燃焼チャンバ一 2 0 1 中の燃焼空間 2 0 3 には、 燃焼用バ ィォマス 2 1 0 と酸化剤 2 1 3 とが供給される。 その燃焼用バイオ マス 2 1 0 は、 燃焼空間 2 0 3 中において、 酸化剤 2 1 3 /燃焼用 バイオマス 2 1 0 の比が 0 . 5〜 0 . 7 で燃焼する。 なお、 この燃 焼用バイオマス 2 1 0 の燃焼は、 着火バーナー （図示せず） の着火 により行われる。

前記燃焼用バイオマス 2 1 0の燃焼により、 前記燃焼空間 2 0 3 中において、 燃焼ガス 2 0 7が生成される。 また、 前記燃焼チャ ン ノ ー 2 0 1 中には、 蒸気 2 2 0が供給される。 この蒸気 2 2 0 の供 給により、 燃焼空間 2 0 3中において前記燃焼用バイオマス 2 1 0 の燃焼で生成が予想されるカーボンゃスー トの発生を抑制すること ができる。 特に、 この第 2 6の実施の形態におけるガス化炉のよう に、 燃焼空間 2 0 3中において燃焼された燃焼ガス 2 0 7を熱源と してガス化空間 2 0 4中に供給するタイプのガス化炉に最適である, 前記蒸気 2 2 0を含む前記燃焼ガス 2 0 7 は、 後述するガス化用 バイオマス 2 2 6をガス化 （熱分解） するのに最適な温度 8 0 0 〜 1 1 0 0 ° Cで、 かつ、 必要な熱量、 すなわち、 ガス化用バイオマ ス 2 2 6量 X反応吸熱量 X 2 〜 3倍の熱量を有する。 この蒸気 2 2 0含有燃焼ガス 2 0 7の温度および熱量の調整は、 酸化剤 2 1 3 Z 燃焼用バイォマス 2 1 0の比の制御、 熱交換器 2 1 6 に供給される 水 2 1 7の量の制御、 燃焼チャ ンバー 2 0 1 中に供給される蒸気 2 2 0の量の制御により、 行われる。

前記燃焼空間 2 0 3中において、 前記熱交換器 2 1 6の除麈作用 により、 燃焼空間 2 0 3中の飛散バイオマスや灰などを除塵し、 こ れらを下流側のガス化チャ ンバ一 2 0 2 中に流入するのを防止する ことができる。 特に、 この第 2 6の実施の形態におけるガス化炉の ように、 燃焼空間 2 0 3 中において燃焼された燃焼ガス 2 0 7を熱 源と してガス化空間 2 0 4中に供給するタイプのガス化炉に最適で ある。

前記燃焼空間 2 0 3 中において燃焼された燃焼用バイォマス 2 1 0 の燃焼残渣灰 2 2 3 は、 燃焼チヤ ンバー 2 0 1 の底部に沈降堆積 する。 この沈降堆積した灰 2 2 3 は、 排出弁 2 2 4および排出ラィ ン 2 2 5 を経て、 定期的に燃焼チヤ ンバー 2 0 1外に排出される。 前記蒸気 2 2 0含有燃焼ガス 2 0 7 は、 燃焼ガス供耠ライ ン 2 0 9を経てガス化チャンバ一 2 0 2の下部の燃焼ガス供給路 2 0 6 に 供給される。 このガス化チャ ンバ一 2 0 2 の入口における前記蒸気 2 2 0含有燃焼ガス 2 0 7 は、 その温度が 6 0 0〜 1 0 0 0 ° Cで C 0 a / H ₂ のモル比が 0 . 9〜 1 . 1 (好ま しく は 1 ) で、 未反 応力一ボンが 0で、 若干の残留 H ₂ 0を含むガス性状が好ま しい。 なお、 酸化剤 2 1 3 と して空気を使用した場合には、 当然のことな がら、 前記蒸気 2 2 0含有燃焼ガス 2 0 7中には不活性ガス N 2 が 含まれることとなる。

また、 ガス化チャ ンバ一 2 0 2の入口における前記蒸気 2 2 0含 有燃焼ガス 2 0 7の量と圧力とは、 後述するガス化用バイオマス 2 2 6 の性状に対応して、 燃焼ガス 2 0 7 の排気ライ ン 2 3 5 の調整 弁 2 3 4 により調整される。

一方、 ガス化チヤ ンバ一 2 0 2の反応管 2 0 5 中のガス化空間 2 0 4 には、 ガス化用バイオマス 2 2 6が供給される。 このガス化空 間 2 0 4 中において、 ガス化用バイオマス 2 2 6 は、 蒸気 2 2 0含 有燃焼ガス 2 0 7 により、 流動化しながらガス化 （熱分解、 以下、 ガス化と称する） が進行される。 前記反応管 2 0 5 中のガス化空間 2 0 4 は、 一般に、 常圧〜 1 0 a t aに保たれている。

前記反応管 2 0 5 中における前記ガス化用バイォマス 2 2 6 の流 動化速度 （空塔速度） は、 約 0 . l m Z s以下が好ま しい。 これは. ガス化用バイオマス 2 2 6およびガス化後に残留する灰が反応管 2 0 5の外に飛散することを防止するためと、 ガス化用バイオマス 2 2 6が反応管 2 0 5中に滞留することによりガス化に必要なかつ十 分な反応時間 （おおむね 3 0〜 6 0 s e c ) を確保するためとにあ 前記反応管 2 0 5 には、 多数の透孔 2 0 8が設けられており、 燃 焼ガス 2 0 7が反応管 2 0 5 中に均一に供給されるように構成され ている。 この構成により、 その反応管 2 0 5 中においてガス化用バ ィォマス 2 2 6が均一にガス化される。 このために、 ガス化用バイ ォマス 2 2 6のガス化の効率が向上される。

前記反応管 2 0 5 中においては、 ガス化用バイオマス 2 2 6がガ ス化されることにより、 C O、 H 、 C 0 および H₂ 0 (空気燃 焼の場合は加えて N ₂ ) を主成分とする合成ガス 2 2 9が生成され る。 すなわち、 この第 2 6の実施の形態におけるバイオマスガス化 炉は、 別個に設置された燃焼チャ ンバ一 2 0 1 中において生成され た燃焼ガス 2 0 7 ( C 0 、 H ) を反応管 2 0 5 中に供給し、 ガ ス化用バイオマス 2 2 6のガス化ガス （C O、 H ) とで、 合成ガ ス 2 2 9 (C 0₂ 、 C O、 2 H ₂ ) を得るものである。 また、 この 第 2 6の実施の形態におけるバイオマスガス化炉は、 一般に吸熱反 応であるガス化用バイオマス 2 2 6のガス化に必要な熱量を、 別個 に設置された燃焼チャンバー 2 0 1 中において生成された燃焼ガス 2 0 7 から得る ものである。

この合成ガス 2 2 9の各ガス成分の構成比は、 C 0、 H 、 C〇 (モル比） = 0. 9〜 1. 0 Z 1. 8〜 2. 2 Ζ^ 1 が好ま しい, 特に、 この合成ガス 2 2 9からメ タノールを合成する観点からは、 C Ο/Η ₂ のモル比を 1 / 2 とすることが重要である。 この第 2 6 の実施の形態におけるバイオマスガス化炉においては、 ガス化チヤ ンバー 2 0 2の反応管 2 0 5 中におけるガス化 （基本的には、 原料 であるガス化用バイオマス 2 2 6の性状） および熱供給源と しての 燃焼チャ ンバ一 2 0 1 中における燃焼制御により、 前記の合成ガス

2 2 9のモル比が調整されるものである。

前記燃焼チヤ ンバー 2 0 1 中における燃焼制御は、 たとえば、 燃 焼用バイオマス 2 1 0 の量の制御、 酸化剤 2 1 3比の制御、 温度制 御用蒸気 2 2 0の量の制御、 熱量制御用熱交換器 2 1 6の制御によ り、 行われる。

前記反応管 2 0 5中において生成された前記合成ガス 2 2 9 は、 排気ライ ン 2 3 0 を経て下流の装置、 たとえば、 メタノール合成装 置 （図示せず） に供給される。 一方、 ガス化の熱供給源と しての燃 焼ガス 2 0 7の余剰ガスは、 調整弁 2 3 4および排気ライ ン 2 3 5 を経てガス化チャ ンバ一 2 0 2外に排出される。 前記排気ライ ン 2

3 0および前記排気ライ ン 2 3 5 中に熱回収手段と し Tの熱交換器 を設けることにより、 排熱回収が可能となる。 また、 前記余剰ガス

(燃焼ガス 2 0 7 ) をメ タノール合成装置の触媒の反応温度の熱源 (触媒の加熱熱源） と して利用することできる。 さ らに、 前記余剰 ガス （燃焼ガス 2 0 7 ) を戻りライ ン （図示せず） により燃焼チヤ ンバー 2 0 1 の燃焼空間 2 0 3中に戻しても良い。

前記反応管 2 0 5のガス化空間 2 0 4中において反応されたガス 化用バイオマス 2 2 6 の反応残渣灰 2 3 1 は、 反応管 2 0 5の下部 から排出弁 2 3 2および排出ライ ン 2 3 3を経て、 間欠的にガス化 チャンバ一 2 0 2外に排出される。

このよう に、 この第 2 6 の実施の形態におけるバイオマスガス化 炉は、 燃焼用バイォマス 2 1 0を燃焼する燃焼空間 2 0 3 と、 ガス 化用バイオマス 2 2 6 をガス化するガス化空間 2 0 4 とがそれぞれ 別個に設置された燃焼チャ ンバ一 2 0 1 中とガス化チャ ンバ一 2 0 2中とに設けられている。

この結果、 この第 2 6の実施の形態におけるバイオマスガス化炉 は、 相反するバイオマスの発熱反応とバイオマスの吸熱反応とを、 それぞれ分離させた燃焼空間 2 0 3中とガス化空間 2 0 4中とにお いて、 それぞれ行う ことができる。 このために、 相反する発熱反応 と吸熱反応とを速やかに起こさせるために、 バイオマスを微細粒子 (数十ミ クロ ンオーダ一） とする必要がない。 特に、 ガス化用バイ ォマス 2 2 6の粒子の大きさは、 たとえば、 数ミ リオ一ダ一で充分 である。 また、 この第 2 6の実施の形態におけるバイオマスガス化 炉は、 相反するバイオマスの発熱反応とバイオマスの吸熱反応とを それぞれ個別に制御することができるので、 制御が簡単である。

この第 2 6の実施の形態におけるバイオマスガス化炉において、 ガス化用バイオマス 2 2 6の灰 2 3 1の融点は、 ガス化用バイオマ ス 2 2 6の種類により、 7 5 0〜 1 5 0 0 ° Cとさまざまである。 ここで、 灰 2 3 1 の融点がガス化温度 7 0 0〜 9 0 0 ° Cに対して 十分に高い場合 （たとえば、 9 0 0 ° C以上の場合） には、 反応管 2 0 5 中で灰 2 3 1 が溶融し、 ガス化用バイオマス 2 2 6の流動化 の阻害、 あるいは、 灰 2 3 1 の排出の トラブルを起こすケースは少 ない。 ところが、 灰 2 3 1 の融点が 9 0 0 ° C以下の場合には、 ガ ス化温度とあいまつて灰 2 3 1 の溶融による前記 トラブルを起こす ケース力 考えられる。

そこで、 この第 2 6の実施の形態におけるバイオマスガス化炉に おいては、 ガス化反応を若干犠牲にし、 ガス化温度を下げることに より前記トラブルを防止することができる。 これは、 この第 2 6の 実施の形態におけるバイォマスガス化炉のように、 バイォマスの発 熱反応とバイオマスの吸熱反応とをそれぞれ個別に制御することが できることによるものである。

[第 2 7の実施の形態]

第 3 5図は、 この発明にかかるバイオマスガス化炉の実施の形態 2を示す説明図である。 図中、 第 3 4図と同符号は同一のものを示 す。

燃焼チャ ンバ一 2 0 1 中の下部には、 多数の透孔 2 3 6を有する 火格子 2 3 7が配置されている。 また、 この燃焼チャ ンバ一 2 0 1 の下部には、 着火バーナー 2 3 8が設けられている。 さらに、 この 燃焼チヤ ンバー 2 0 1 の上部には、 燃焼ガス 2 0 7の戻りライ ン 2 3 9が設けられている。

なお、 燃焼チャ ンバ一 2 0 1 中の燃焼空間 2 0 3 にカーボンゃス — トの生成を抑制するための蒸気を供給するライ ン （図示せず） を 設けても良い。 また、 燃焼チャンバ一 2 0 1 中の燃焼空間 2 0 3 に 熱回収手段 （図示せず） およびまたは除麈手段 （図示せず） を設け ても良い。 さ らに、 燃焼チャンバ一 2 0 1 に燃焼用バイオマス 2 1 • 0を供給するための開口部 （図示せず） を設け、 その供給開口部に 開閉蓋 （図示せず） を開閉可能に取り付けても良い。

ガス化チャ ンバ一 2 0 2中には、 反応管 2 4 0が配置されている ₍ この例の反応管 2 4 0 としては、 たとえば、 石英管、 パイ レックス ガラス管などの金属管で構成する。

前記ガス化チャンバ一 2 0 2の下部には、 受け板 2 4 1 が設けら れている。 この受け板 2 4 1 により、 前記反応管 2 4 0の下部が保 持されている。 この受け板 2 4 1 には、 多数の透孔 2 4 2が前記反 応管 2 4 0 と連通するように設けられている。

合成ガス 2 2 9 の排気ライ ン 2 3 0 と燃焼ガス 2 0 7の排気ラィ ン 2 3 5 とには、 熱回収手段としての熱交換器 2 4 3、 2 4 4がそ れぞれ設置されている。 この熱交換器 2 4 3、 2 4 4 と前記ガス化 チャ ンバ一 2 0 2の下部との間には、 蒸気 2 4 5 (図中、 一点鎖線 矢印にて示す） を供給する供給ライ ン 2 4 6が接続されている。 こ の蒸気 2 4 5 は、 4 0 0〜 5 0 0 ° Cの加熱蒸気である。 すなわち. 冷却水が熱交換器 2 4 3で温度上昇後蒸気となり、 さらに、 熱交換 器 2 4 4で加熱蒸気となる。

なお、 前記合成ガス 2 2 9 の排気ライ ン 2 3 0 と前記反応管 2 4 0 との間には、 未反応のガス化用バイオマス 2 2 6を回収する手段. たとえば、 サイクロン （図示せず） を設けても良い。

本実施の形態におけるバイオマスガス化炉は、 以上の如き構成か らなり、 以下、 その作用について説明する。

まず、 燃焼チャ ンバ一 2 0 1 中の燃焼空間 2 0 3 において、 粒状 あるいはチップ状の燃焼用バイオマス 2 1 0 は、 下方の火格子 2 3 7の透孔 2 3 6から供給される酸化剤 2 1 3 により、 着火バーナー 2 3 8で着火されて完全燃焼する。 この完全燃焼されたク リーンな 燃焼ガス 2 0 7 は、 所定の温度 （おおむね 8 0 0〜 1 1 0 0 ° C ) および熱量を保って、 ガス化チャ ンバ一 2 0 2 のガス供給路 2 0 6 中に供給される。 なお、 この燃焼ガス 2 0 7の温度および熱量の調 整は、 前記制御により行われる。

前記ガス供給路 2 0 6 中に供給された燃焼ガス 2 0 7の熱は、 反 応管 2 4 0 の外側から内側に供給される。 この反応管 2 4 0中にお いて、 上部からガス化用バイオマス 2 2 6が供給されており、 一方 下部から酸素が除かれた蒸気 2 4 5 (この蒸気 2 4 5 は、 ガス化剤 であって、 4 0 0〜 5 0 0 ° Cの加熱蒸気である） が上方向に供給 されている。 この結果、 ガス化用バイオマス 2 2 6 は、 前記蒸気 2 4 5 により流動化しながら、 前記反応管 2 4 0の輻射熱により供給 される熱で、 ガス化されて合成ガス 2 2 9が生成される。

前記反応は、 一般に、 バイオマス （ Cm H ₂ On ) を原料に蒸気 (H ₂ 0) をガス化剤と して、 下記式 （C ) 、 (D) 、 (E ) の反 応が主体となる。

C 0 + H ₂ 0 → C 0 + H ...式 （C )

C + H ₂ 0→ C 0 + H …式 （D) .

C + 2 H ₂ 0→ C 0 + 2 H ₂ …式 （E) 前記合成ガス 2 2 9 により、 メ タノ一ルを合成するためには、 C 0/H のモル比を 1 Z 2 とすることが好ま しい。 このために、 上 記式 （ C ) 、 (D) 、 （E) の反応がスムーズに行われるように調 整する必要がある。 その調整手段の 1 つと しては、 前記反応管 2 4 0 内部の温度を、 7 0 0〜 1 0 0 0 ° C、 好ま しく は、 7 0 0〜 9 0 0 ° C、 さ らに好ま しく は、 7 0 0〜 8 0 0 ° C、 に制御するこ とにある。 前記反応管 2 4 0 内部温度の制御は、 燃焼ガス 2 0 7の 量および温度、 +蒸気 2 4 5の量および温度により、 行われる。

前記反応管 2 4 0 中において生成された前記合成ガス 2 2 9 は、 若干の飛散粒子と共に、 排気ライ ン 2 3 0および熱交換器 2 4 3を 経て下流の装置、 たとえば、 メ タノール合成装置 （図示せず） に供 耠される。 一方、 ガス化の熱供給源と しての燃焼ガス 2 0 7の余剰 ガスは、 排気ライ ン 2 3 5および熱交換器 2 4 4を経てガス化チャ ンバ一 2 0 2外に排出される。 前記余剰ガス （燃焼ガス 2 0 7 ) を メ タノール合成装置の触媒の反応温度の熱源 （触媒の加熱熱源） と して利用することできる。 さ らに、 前記余剰ガス （燃焼ガス 2 0 7 ) を戻りライ ン （図示せず） により燃焼チヤ ンバー 2 0 1 の燃焼 空間 2 0 3 中に戻しても良い。

前記燃焼空間 2 0 3 中において燃焼された燃焼用バイオマス 2 1 0 の燃焼残渣灰 2 2 3 は、 燃焼チャ ンバ一 2 0 1 の底部に沈降堆積 する。 この沈降堆積した灰 2 2 3 は、 排出ライ ン 2 2 5 を経て、 定 期的に燃焼チャ ンバ一 2 0 1外に排出される。 また、 前記反応管 2 4 0のガス化空間 2 0 4中において反応されたガス化用バイオマス 2 2 6 の反応残渣灰 2 3 1 は、 反応管 2 4 0の下部から排出ライ ン 2 3 3を経て、 間欠的にガス化チャンバ一 2 0 2外に排出される。 このように、 この実施の形態におけるガス化炉は、 以上のごとき 構成からなるものであるから、 前記第 2 6の実施の形態におけるガ ス化炉とほぼ同様の作用効果を達成することができる。

特に、 この実施の形態におけるガス化炉は、 反応管 2 4 0 中のガ ス化空間 2 0 4 と燃焼ガス供給路 2 0 6 とが隔離されているので、 反応管 2 4 0 中に蒸気 2 4 5のみのガス化剤を供給し、 酸化剤を必 要と しない。 しかも、 その蒸気 2 4 5 と しては、 酸素が除かれたも のを使用することにより、 C 0 ₂ の生成による弊害を抑制すること ができる。 また、 この第 2 7の実施の形態におけるガス化炉は、 燃 焼チャ ンバ一 2 0 1 中の燃焼空間 2 0 3 において燃焼用バイオマス. 2 1 0を完全燃焼させてク リ―ンな燃焼ガス 2 0 7を反応管 2 4 0 中のガス化空間 2 0 4 に供給することができる。 さらに、 この実施 の形態におけるガス化炉は、 燃焼用バイオマス 2 1 0の性状とガス 化用バイオマス 2 2 6の性状とが大幅に異なっていても特に ^§題が ない。 たとえば、 燃焼用バイオマス 2 1 0 と しては、 木材チップを 使用する。 一方、 ガス化用バイオマス 2 2 6 としては、 5〜 1 0 m m以下で好ま しく は 1 m m程度のバイオマスの粉体、 もしく は、 そ の粉体と水とを混合したスラ リ一状のものを使用する。

[第 2 8の実施の形態]

第 3 6図は、 この発明にかかるバイオマスガス化炉の実施の形態 3を示す説明図である。 この実施の形態におけるガス化炉は、 前記 第 2 6の実施の形態におけるガス化炉の変形例である。 図中、 第 3 4図および第 3 4図と同符号は同一のものを示す。

このバイオマスガス化炉は、 燃焼空間 2 0 3 とガス化空間 2 0 4 とがそれぞれ分離された状態で同一チヤ ンバー 2 4 7中に上下に設 けられているものである。 その同一チャ ンバ一 2 4 7中には、 反応 管 2 4 8が配置されている。 その反応管 2 4 8中には、 ガス化空間 2 0 4が形成されている。 その同一チャ ンバ一 2 4 7の内側と反応 管 2 4 8 の外側との間に燃焼ガス供給路 2 4 9が設けられている。 前記反応管 2 4 8 には、 燃焼ガス 2 0 7を燃焼ガス供給路 2 4 9か ら反応管 2 4 8中に均一に供給する透孔 2 5 0が多数設けられてい る。 前記燃焼空間 2 0 3の上方には、 水平配置型の熱交換器 2 5 1 (熱回収手段および除麈手段） が配置されている。

なお、 前記同一チャ ンバ一 2 4 7 中において、 前記燃焼空間 2 0 3 と前記燃焼ガス供給路 2 4 9 との間が燃焼ガス供給ライ ンとなる _t 前記同一チャ ンバ一 2 4 7の下部には、 多数の透孔 2 5 2を有す る火格子 2 5 3が配置されている。 この火格子 2 5 3 と同一チャ ン バー 2 4 7 との間には、 酸化剤および蒸気供給風箱 2 5 4が形成さ れている。 また、 燃焼用バイオマス 2 1 0の供給ライ ン 2 1 2 とガ ス化用バイオマス 2 2 6供給ライ ン 2 2 8 とには、 供給ホッパ一 2 5 5 、 2 5 6がそれぞれ設けられている。 さ らに、 合成ガス 2 2 9 の排気ライ ン 2 3 0 と前記反応管 2 4 8 との間には、 未反応のガス 化用バイオマス 2 2 6を回収する手段が設けられている。 この手段 は、 サイク ロン 2 5 7 と、 循環供給弁 2 5 8 と、 循環供給ライン 2 5 9 とからなる。

燃焼ガス 2 0 7 の排気ライ ン 2 3 5 に配置された熱交換器 2 4 4 には、 冷却水 2 6 0 を供給する供給ライ ン 2 6 1が接続されている , 前記熱交換器 2 4 4 と前記熱交換器 2 5 1 との間には、 水 2 1 7 も しく は蒸気 2 2 0を供給する流量調整弁 2 1 8および供給ライ ン 2 1 9が設けられている。 また、 前記熱交換器 2 5 1 と前記燃焼空間 2 0 3 との間には、 蒸気 2 2 0を供給する圧力制御弁 2 2 1 および 供給ライ ン 2 2 2が設けられている。 この供耠ライ ン 2 2 2 は、 分 岐されている。 その分岐ライ ン 2 6 2 は、 弁 2 6 3 を介して前記酸 化剤および蒸気供給風箱 2 5 4 に接続されており、 前記蒸気 2 2 0 が前記酸化剤および蒸気供給風箱 2 5 4中に供給されるように構成 されている。

この実施の形態におけるバイオマスガス化炉は、 以上のごとき構 成からなる ものであるから、 前記第 2 6及び第 2 7の実施の形態に おけるバイォマスガス化炉とほぼ同様の作用効果を達成することが できる。

特に、 この実施の形態におけるバイオマスガス化炉は、 燃焼空間 2 0 3 とガス化空間 2 0 4 とがそれぞれ分離された状態で同一チャ ンバ一 2 4 7 中に設けられているので、 バイオマスガス化炉の全体 構成が簡素化される。 また、 このこの実施の形態におけるバイオマ スガス化炉は、 未反応のガス化用バイオマスを回収する手段 2 5 7 . 2 5 8、 2 5 9が設けられているので、 未反応のバイオマス粒子に よる下流 （後流） 機器への悪影響を防止することができ、 しかも、 供給したバイオマスを完全にガス化することができる。

[第 2 9の実施の形態]

第 3 7図〜第 3 9図は、 この発明にかかるバイオマスガス化炉が 具備されたメタノール製造システムの第 2 9の実施の形態を示すも のである。 図中,、 第 3 4図〜第 3 6図と同符号は同一のものを示す, これらの図面において、 2 6 4 はバイオマスガス化炉、 2 6 5 は ガス精製貯蔵設備、 2 6 6 はメタノール合成装置である。 前記バイ ォマスガス化炉 2 6 4は、 前記第 2 7の実施の形態におけるバイオ マスガス化炉の一部を変形した装置が使用されている。

前記バイオマスガス化炉 2 6 4 において、 燃焼チャ ンバ一 2 0 1 およびガス化チャ ンバ一 2 0 2の内面には、 耐火材 2 6 7が内張り されている。 前記燃焼チャ ンバ一 2 0 1 中の燃焼空間 2 0 3 と前記 ガス化チャンバ一 2 0 2中の燃焼ガス供給路 2 0 6 とを結ぶ燃焼ガ ス供給ライ ン 2 0 9 は、 同じく耐火材 2 6 7が内張りされたダク ト 構造をなす。

前記燃焼チャンバ一 2 0 1 の頂部には、 燃焼用バイオマス 2 1 0 を供給するための開口部 2 6 8が設けられている。 その供給.開口部 2 6 8 には、 開閉蓋 2 6 9がヒンジ機構 2 7 0を介して開閉可能に 取り付けられている。 その開閉蓋 2 6 9 には、 開閉用のハン ドル 2 7 1が設けられている。 なお、 第 3 8図において、 二点鎖線にて示 される開閉蓋 2 6 9 は、 開いている状態を示す。 また、 実線にて示 される開閉蓋 2 6 9 は、 閉じている状態を示す。

前記のように、 燃焼チヤ ンバ一 2 0 1 に供給開口部 2 6 8および 開閉蓋 2 6 9を設けることにより、 燃焼チヤ ンバ一 2 0 1 とガス化 チャ ンバ一 2 0 2 とが別個に設置されたタイプのバイオマスガス化 炉 2 6 4 において、 燃焼用バイォマス 2 1 0が粒子ではなく ある程 度の大きさのもの、 たとえば、 木材チップであっても使用できる。 前記開閉蓋 2 6 9 には、 燃焼用バイオマス 2 1 0の供給ライン 2 1 2が供,袷装置 2 1 1 を介して、 また、 酸化剤 2 1 3の供給ライ ン 2 1 5が供耠調整弁 2 1 4を介して、 それぞれ取り付けられている, なお、 このバイオマスガス化炉 2 6 4 において、 燃焼ガス供給ライ ン 2 0 9 と着火パーナ一 2 3 8 とは、 前記燃焼チヤ ンバ一 2 0 1 の 火格子 2 3 7 より下方の位置に設けられている。

一方、 ガス化チヤ ンバー 2 0 2 において、 反応管 2 4 0 には、 ガ ス化用バイオマス 2 2 6の供給ホッパー 2 5 6 と、 開閉弁 2 7 2 と. 供給装置 （供給弁） 2 2 7 と、 供給ライン 2 2 8が接続されている, また、 前記ガス化チャ ンバ一 2 0 2 において、 合成ガス 2 2 9の 排気ライ ン 2 3 0 に設けられた熱交換器 2 4 3 は、 2重管構造をな す水冷ジャケッ トから構成されている。 この合成ガス 2 2 9用の熱 交換器 2 4 3 の出口端と、 燃焼ガス 2 0 7 の排気ライ ン 2 3 5 に設 けられた熱交換器 2 4 4 の入口端とは、 供給ライ ン 2 4 6および圧 力調整弁 2 7 3 を介して接続されている。

さ らに、 前記ガス化チャ ンバ一 2 0 2 において、 燃焼ガス 2 0 7 用の熱交換器 2 4 4の出口端と、 ガス化チャ ンバ一 2 0 2、 すなわ ち、 反応管 2 4 0 の下部とは、 供耠ライ ン 2 4 6および流量調整弁

(または圧力調整弁） 2 7 4を介して接続されている。 この流量調 整弁 2 7 4 は、 前記反応管 2 4 0 中に供給する加熱蒸気 2 4 5 の温 度をも調整するものである。

(ガス精製貯蔵設備の説明）

前記ガス精製貯蔵設備 2 6 5 は、 ク リーンアツプ設備 2 7 5 と、 貯蔵タンク 2 7 6 と、 昇圧ポンプ 2 7 7 と、 第 1 開閉弁 2 7 8 と、 第 2開閉弁 2 7 9 と、 第 3開閉弁 2 8 0 と、 第 4開閉弁 2 8 1 とか ら構成されている。

前記ク リーンアップ設備 2 7 5 には、 脱塵装置 （図示せず） 、 脱 S (いおう） 装置 （図示せず） が設けられている。 また、 前記ク リ —ンアップ設備 2 7 5 には、 必要に応じて、 合成ガス 2 2 9 中のメ タノ一ル合成に不要な C 0 ₂ を除く脱 C 0 ₂ 装置 （図示せず） を配 置しても良い。

前記ク リ一ン設備 2 7 5 には、 前記バイオマスガス化炉 2 6 4 の 合成ガス 2 2 9 の排気ライ ン 2 3 0、 すなわち、 合成ガス 2 2 9 の 供給ライ ン 2 8 2が接続されている。 前記貯蔵タンク 2 7 6 は、 前 記第 1 開閉弁 2 7 8および供給ライ ン 2 8 2を介して前記ク リーン アップ設備 2 7 5 に接続されている。 前記昇圧ポンプ 2 7 7 は、 前 記第 2開閉弁 2 7 9および供給ライ ン 2 8 2を介して前記ク リーン ァップ設備 2 7 5 と、 前記第 3開閉弁 2 8 0および供給ライ ン 2 8 2を介して前記貯蔵タンク 2 7 6 とにそれぞれ接続されている。 前 記昇圧ポンプ 2 7 7の吐出口は、 前記第 4開閉弁 2 8 1 および供給 ライ ン 2 8 2を介して前記メ タノール合成装置 2 6 6 に接続されて いる。

(メタノール合成装置の説明）

前記メ タノ一ル合成装置 2 6 6 は、 加圧室 2 8 3 と、 触媒室 2 8 4 と、 メ タノール回収室 2 8 5 とから構成されている。 同一チャ ン バー内に形成された前記加圧室 2 8 3 と前記触媒室 2 8 4 との間に は、 隔壁 2 8 6が配置されている。 この隔壁 2 8 6 には、 多数の透 孔 2 8 7が設けられている。 この結果、 前記加圧室 2 8 3 と前記触 媒室 2 8 4 とは、 隔壁 2 8 6の多数の透孔 2 8 7を介して連通して いることとなる。

前記触媒室 2 8 4 と前記メ タノ一ル回収室 2 8 5 との間には、 連 通ライ ン 2 8 8が接続されている。 前記触媒室 2 8 4の底部と前記 連通ライ ン 2 8 8 との間には、 多数の透孔を有する仕切り板 2 8 9 が配置されている。 また、 その連通ライ ン 2 8 8の途中には、 開閉 弁 2 9 0が設けられている。 この結果、 前記触媒室 2 8 4 とメタノ ―ル回収室 2 8 5 とは、 仕切り板 2 8 9および開閉弁 2 9 0を介し て連通していることとなる。

前記加圧室 2 8 3 中には、 加圧ビス ト ン 2 9 1が配置されている, この加圧ピス ト ン 2 9 1 には、 油圧シリ ンダ 2 9 2が連結されてい る。 この油圧シリ ンダ 2 9 2 には、 油圧ポンプ 2 9 3が制御弁 2 9 4 を介して接続されている。 前記加圧室 2 8 3 には、 圧力検知手段

2 9 5が設けられている。 この圧力検知手段 2 9 5 と前記制御弁 2 9 4 との間には、 前記油圧シリ ンダ 2 9 2の駆動圧を制御する制御 手段 2 9 6が設けられている。

前記加圧ピス ト ン 2 9 1 、 油圧シ リ ンダ 2 9 2、 油圧ポンプ 2 9

3、 制御弁 2 9 4、 圧力検知手段 2 9 5、 制御手段 2 9 6 は、 加圧 装置を構成する。 この加圧装置により、 前記加圧室 2 8 3および前 記触媒室 2 8 4中の圧力は、 メ タ ノ ールガス合成に最適な 1 0〜 4 0 a t aに制御される。

前記触媒室 2 8 4中には、 触媒、 たとえば、 C u 0、 Z n 0系の 触媒 2 9 7が充塡されている。 前記触媒室 2 8 4中には、 加熱コィ ル 2 9 8が配置されている。 一方、 前記触媒室 2 8 4の外側には、 加熱ジャケッ ト 2 9 9が配置されている。

前記加熱コィル 2 9 8の入口および前記加熱ジャケッ ト 2 9 9の 入口には、 前記バイオマスガス化炉 2 6 4の熱交換器 2 4 4からの 燃焼ガス 2 0 7の排気ライン 2 3 5が分岐されてそれぞれ接続され ている。 また、 前記加熱コィル 2 9 8の出口および前記加熱ジャケ ッ ト 2 9 9の出口は、 戻りライ ン 2 3 9を介して前記バイオマスガ ス化炉 2 6 4の燃焼空間 0 3 に接続されている。 これにより、 前 記触媒室 2 8 4中の温度は、 メ タノールガス合成に最適な 2 0 0〜 4 0 0 ° Cに制御される。

前記触媒室 2 8 4の入り口には、 前記ガス精製貯蔵設備 2 6 5か らの合成ガス供給ライ ン 2 8 2が接続されている。 また、 前記触媒 室 2 8 4 の出口には、 開閉弁 3 0 0および排気ライ ン 3 0 1が接続 されている。

前記メ タノール回収室 2 8 5の外側には、 水冷ジャケッ ト 3 0 2 が配置されている。 この水冷ジャケッ ト 3 0 2の入口には、 冷却水 3 0 8の供給ライ ンが接続されている。 また、 前記水冷ジャケ ッ ト 3 0 2の出口は、 冷却水の戻りライ ン 3 0 3およびポンプ 3 0 4を 介して前記バイオマスガス化炉 2 6 4の熱交換器 2 4 3の入口に接 続されている。 これにより、 前記メ タノール回収室 2 8 5 中の温度 は、 メ タノールの沸点 （ 6 4 . 6 5 ° C ) 以下に保持制御される。 前記メタノ一ル回収室 2 8 5の底部には、 メ タノ一ル液 3 0 5 (第 3 9図中、 白抜きの破線矢印、 も しく は、 2重破線矢印にて示 す） を回収するための回収ライ ン 3 0 6および開閉弁 3 0 7が接続 されている。

この第 2 9の実施の形態におけるバイォマスガス化炉が真備され たメ タノール製造装置は、 以上の如き構成からなり、 以下、 その作 用について説明する。

まず、 バイオマスガス化炉 2 6 4 において、 前記の通り、 合成ガ ス 2 2 9が生成される。 すなわち、 別個に配置された燃焼チャ ンバ - 2 0 1 中において、 燃焼用バイォマス 2 1 0が燃焼され、 その燃 焼ガス 2 0 7を熱源と してガス化チャ ンバ一 2 0 2の反応管 2 4 0 中において、 ガス化用バイオマス 2 2 6がガス化されて合成ガス 2 2 9が生成される。

つぎに、 前記バイオマスガス化炉 2 6 4 において生成された合成 ガス 2 2 9 は、 排気ライ ン 2 3 0および供給ライ ン 2 8 2を経てガ ス精製貯蔵設備 2 6 5 に供給される。 この合成ガス 2 2 9 は、 ガス 精製貯蔵設備 2 6 5 のク リーンアツプ設備 2 7 5 において、 脱麈装 置、 脱 S装置などにより精製される。

精製された合成ガス 2 2 9 は、 第 2開閉弁 2 7 9 を介して直接昇 圧ポンプ 2 7 7 により、 昇圧されて第 4開閉弁 2 8 1 を介してメ タ ノール合成装置 2 6 6 に送気され、 あるいは、 第 1 開閉弁 2 7 8を 介して貯蔵タンク 2 7 6 に一旦貯蔵されてから、 第 3開閉弁 2 8 0 を介して昇圧ポンプ 2 7 7 により、 昇圧されて第 4開閉弁 2 8 1 を 介してメタノ一ル合成装置 2 6 6 に送気される。 前記貯蔵タンク 2 7 6 の容量、 前記第 1 開閉弁 2 7 8〜第 4開閉 弁 2 8 1 の開閉作動は、 前記バイオマスガス化炉 2 6 4の規模およ び運転状況、 また、 前記メ タノ一ル合成装置 2 6 6の規模および運 転状態などにより決定される。

前記ガス精製貯蔵設備 2 6 5 において、 昇圧されてメ タノール合 成装置 2 6 6 に送気された合成ガス 2 2 9 は、 まず、 メ タノール合 成装置 2 6 6 の触媒室 2 8 4 中に導入され、 さらに、 加圧室 2 8 3 中およびメタノール回収室 2 8 5 中にも導入される。 前記合成ガス 2 2 9 は、 前記メ タノール合成装置 2 6 6の触媒室 2 8 4および加 圧室 2 8 3およびメ タノール回収室 2 8 5の容積分相当の量が常圧 〜 1 0 a t aの状態で導入される。

前記合成ガス 2 2 9が前記触媒室 2 8 および加圧室 2 8 3およ びメタノール回収室 2 8 5中に導入中においては、 開閉弁 3 0 0 は 閉状態にあり、 かつ、 加圧ピス ト ン 2 9 1 は上死点に位置している, そして、 導入が完了後においては、 第 4開閉弁 2 8 1 も閉状態とな り、 前記触媒室 2 8 4および加圧室 2 8 3およびメタノール回収室 2 8 5中と外部とは、 遮断される。

ここで、 加圧装置が駆動する。 すると、 所定の圧力 1 0 〜 4 0 a t a下および所定の温度 2 0 0〜 4 0 0 ° C下において、 合成ガス 2 2 9 は、 触媒 2 9 7の触媒反応により、 合成されて、 メ タノール ガスが生成される。

前記メ タノールガスの生成が進行すると、 メ タノールガスは、 拡 散により、 触媒室 2 8 4から仕切り板 2 8 9の透孔を経てメ タノ一 ル回収室 2 8 5 中に流入する。 ここで、 メ タノールガスは、 メ タノ —ルの沸点 （ 6 4 . 6 5 ° C ) 以下に冷却されて、 液化する。 この メ タノ一ル液 3 0 5がメ タノール回収室 2 8 5 中に溜まる。

前記反応過程 （合成ガス 2 2 9からメ タノールガスの生成、 メ タ ノールガスからメ タノール液 3 0 5の液化） の進行に伴なつて、 合 成ガス 2 2 9 中の H ₂ 、 C 0ガスの分圧が低下するために、 触媒 室 2 8 4および加圧室 2 8 3およびメ タノール回収室 2 8 5 中の圧 力が低下する。 この反応過程では上記反応が同時に行われるので、 [ C H 0 H] / [ C O、 H ] は一定に保持されるため、 [ C

01 + [ 2 H ] → C H ◦ Hの反応はどんどん進行する。

すると、 加圧室 2 8 3 中の圧力検知手段 2 9 5が前記の圧力低下 を検知し、 その検知信号が制御手段 2 9 6 に出力される。 そして、 この制御手段 2 9 6から制御弁 2 9 4 に制御信号が出力される。 こ れにより、 油圧ポンプ 2 9 3から油圧シリ ンダ 2 9 2への圧油の供 給量が制御されるので、 触媒室 2 8 4および加圧室 2 8 3およびメ タノール回収室 2 8 5 中の圧力は、 所定の圧力に保持制御される。 前記反応過程が最終段階まで到達すると、 合成ガス 2 2 9 中の H 、 C Oガスは消費され、 一方、 C 0₂ ガスはリ ッチガスとなる。 すなわち、 合成ガス 2 2 9 中の H ₂ 、 C Oガスの分圧は低下し、 一方、 C 0₂ ガスの分圧は相対的に増大する。 なお、 前記反応は、 一般的に、 [ C H ₃ O H] Z [H ₂ ] 、 [ C O] = 0. 3〜 0. 5 である。

前記反応過程が最終段階まで到達したところで、 分圧が増大する C 0 ガスは、 メ タノールガスの合成に供さないガスであって、 残 留ガス 3 0 9 となる。 そこで、 開閉弁 3 0. 0を開状態と し、 かつ、 開閉弁 2 9 0を閉状態とすることにより、 触媒室 2 8 4および加圧 室 2 8 3およびメ タノール回収室 2 8 5 中の残留ガス 3 0 9 は、 パ ージされる。 一方、 メ タノ ール回収室 2 8 5 中に回収されたメ タノ —ル液 3 0 5 は、 開閉弁 3 0 7 を開状態と して、 回収される。

前記メ タノ一ル合成装置 2 6 6 において、 合成ガス 2 2 9 の導入 メ タノ ールガスの生成、 メ タノ ールガスの液化、 残留ガス 3 0 9 の パージ、 メ タノール液 3 0 5 の回収の 1工程が完了したところで、 合成ガス 2 2 9 を導入してこの工程を再度行う。

このよう に、 この第 2 9 の実施の形態におけるバイオマスガス化 炉が具備されたメ タノ 一ル製造装置は、 メ タノ一ル合成装置 2 6 6 におけるメ タノ ールの合成がバッチ方式であるから、 単位触媒量に 対するガス量 （ S / V比） が大である。 すなわち、 合成ガス中の H ₂ 、 C 0を有効にメ タノ一ノレ ( C H 3 0 H ) に合成するこ とができ る。 また、 メ タノ ールの合成 （メ タノ ールガス生成） と液化とが同 一装置 （またのルール合成装置 2 6 6 ) 中において同時に行う こ と ができる。 さ らに、 連続方式のメ タノ ール合成装置と比較して、 合 成ガスの循環ライ ンなどが不要となる。 その分、 構造や制御が簡単 となる。

特に、 この実施の形態におけるバイオマスガス化炉が具備された メ タノ ール製造装置は、 メ タノ ール合成装置 2 6 6がバッチ方式で あり、 一方、 バイオマスガス化炉 2 6 4が連続運転により合成ガス 2 2 9 を連続的に生成するものであるが、 バイオマスガス化炉 2 6 4からの合成ガス 2 2 9 を聍留タ ンク 2 7 6 中に一旦聍留するこ と により、 メ タノ一ル製造装置全体と して連続運転が可能となる。 また、 この実施の形態におけるバイオマスガス化炉が具備された メ タノ ール製造装置は、 触媒室 2 8 4の加熱手段と しての加熱コィ ル 2 9 8 および加熱ジャケッ ト 2 9 9 とバイオマスガス化炉 2 6 4 の燃焼ガス 2 0 7の排気ライ ン 2 3 5 とを接続することにより、 バ ィォマスガス化炉 2 6 4の排熱を再利用することができる。

さ らに、 この実施の形態におけるバイォマスガス化炉が具備され たメ タノール製造装置は、 メ タノ一ル回収室 2 8 5の冷却手段と し ての水冷ジャケッ ト 3 0 2 とバイオマスガス化炉 2 6 4の熱交換器 2 4 3、 2 4 4 とを冷却水戻しライ ン 3 0 3を介して接続すること により、 メ タノ一ル合成装置 2 6 6の冷却水 3 0 8を再利用するこ とができる。

なお、 前記実施の形態において、 バイォマスガス化炉 2 6 4 と し ては、 前記第 2 7の実施の形態のバイオマスガス化炉の変形例を使 用したものであるが、 この発明のメタノール製造装置は、 前記第 2 6乃至第 2 8の実施の形態のバイオマスガス化炉の変形例などを使 用し"！ も良い。

また、 この発明のメ タノール製造装置は、 この発明のバイオマス ガス化炉を使用せずに、 従前のバイオマスガス化炉を使用しても良 い。 すなわち、 この発明のメ タノール製造装置は、 従前のバイオマ スガス化炉と、 バッチ式のメ 夕ノール合成装置とから構成されたも のであっても良い。

[第 3 0の実施の形態]

以下、 上述したバイオマスガス化炉に供給するバイオマスの供給 装置についての具体的な構成の説明をする。

上述の如き微粉砕バイオマスは 0 . 0 5 ~ 1 . 0 m m程度の細か い粒子の集合体として得られ、 しかも各粒子が繊維状に複雑に圧密 • 絡まった性状として得られる。 このため、 この種の微粉砕バイオ マスをガス化炉等に供給するに際しては、 これをガス化炉等に供耠 するための供給装置に特別の工夫が必要になる。

すなわち、 微粉砕バイオマスは、 上述の如く非常に細かく繊維状 の粒子が絡まった集合体であるため、 容易に圧縮され、 圧密状態と なることにより各粒子がさ らに複雑に圧密 · 絡み合う。 このため、 ホッパ内で微粉砕バィォマスがプリ ッ ジを形成して排出口を閉塞し たり、 不均一な流れになったりするという現象を生起し、 何れにし ても連続して均一に微粉砕バイォマスをホツバから払い出すことが 困難になるという問題がある。 第 4 0図にその一例を示す。

第 4 0図 （ A ) は、 微粉碎バイオマス 1 1 がホッパ 1 0 0 2内で ブリ ッ ジを形成してその排出口 1 0 0 2 aを閉塞した状態、 第 4 0 図 （B ) は、 微粉碎バイオマス 1 1がホッパ 1 0 0 2 内で圧密 · 絡 み合って図に示すような形態で安定し、 不均一な流れとなるか、 若 しく は排出口 1 0 0 2 aからの払い出しが困難になった場合をそれ ぞれ示している。

また、 粒状体の定量供給機と して周知のスク リ ューフィ 一ダによ り微粉砕バイオマスの切り出しを行う場合には、 切り出し量の周期 的な脈動を発生する。 この点を図面に基づきさ らに詳細に説明する, 第 4 1 図は従来技術に係るスク リ ューフィ ーダを用いた粒状体の 定量供給機を概念的に示す説明図である。 同図に示すように、 スク リ ューフィ ーダ 1 0 0 3 は、 水平に配置される横長の筐体であるケ —シング 1 0 0 3 aと、 このケ一シング 1 0 0 3 aに水平軸回りに 回転可能に支承されたスク リ ュー 1 0 0 3 b とを有している。 また. スク リ ュー 1 0 0 3 bはスク リ ユー軸 1 0 0 3 b , とこのスク リ ュ —軸 1 0 0 3 b , の軸方向に沿って螺旋状に設けられたれたスク リ ュ 一翼 1 0 0 3 b ₂ カヽらなる。 かく して、 当該スク リ ユーフィ ーダ 1 0 0 3 においてはケーシング 1 0 0 3 aの内周面と隣接するスク リ ュー翼 1 0 0 3 b ₂ 間で搬送物を拘束し、 スク リ ユー軸 1 0 0 3 b , の回転に伴いその先端部に向け搬送物を軸方向に搬送する。 こ こで、 ケ一シング 1 0 0 3 aの先端部の下面には.下方に向かって開 口する断面円形の排出口 1 0 0 3 a 1 が設けてある。 したがって、 排出口 1 0 0 3 a t の位置まで搬送された搬送物は、 排出口 1 0 0 3 a 1 の位置で下方に落下して排出される。 換言すれば、 ケ一シン グ 1 0 0 3 aの内周面と隣接するスク リ ュー翼 1 0 0 3 b ₂ 間に拘 束されていた搬送物は、 排出口 1 0 0 3 a 1 に臨んだときこの拘束 を解除され、 重力により下方に落下し得る状態となる。

かかるスク リ ユーフィ ーダ 1 0 0 3 における搬送物を微粉砕バイ ォマス 1 1 とする場合、 その搬送、 排出の態様は第 4 2図 （ A ) 乃 至 （ d ) に示すようになる。 第 4 2図においては、 第 4 2図 （A ) に示す状態からスク リ ュー軸 1 0 0 3 b , が順次 1 / 4周期づっ回 転したときの状態を示している。 そして、 第 4 2図 （A ) はスク リ ユ ー翼 1 0 0 3 b _{2 1}及びスク リ ユー翼 1 0 0 3 b _{2 2}間に拘束されて 搬送されてきた微粉砕バイオマスの一部 1 1 aが排出口 1 0 0 3 a 1 の直前の位置にある状態、 （b ) は当該一部 1 1 aの最先端部が 排出口 1 0 0 3 a 1 に臨んだ状態をそれぞれ示している。 かかる状 態から、 スク リ ユー軸 1 0 0 3 b ！ の回転に伴い、 上記微粉砕バイ ォマスの一部 1 1 aは徐徐により多く の部分が排出口 1 0 0 3 a , に臨む状態となる （当該一部 1 1 aのうち、 排出口 1 0 0 3 a ！ に 臨んでいる部分を、 図中に薄い網点で示す。 ） 。 ここで当該一部 1 1 aはスク リ ューフィ ーダ 1 0 0 3 により圧密状態で搬送されてき た多数の微粉砕バイォマスの粒子が複雑に絡み合つているので、 第

4 2図 （ C ) の状態でもまだ排出口 1 0 0 3 a . から落下せず、 第 4 2図 （D ) の状態になって当該一部 1 1 aのうち排出口 1 0 0 3 a , に臨む部分に作用する重力により当該一部 1 1 aの固まりが崩 れ、 排出口 1 0 0 3 a！ を介して下方に落下し、 外部に排出される, ところが、 この固まりの崩れがどの様な時点で発生するかは特定で きない。 すなわち、 当該一部 1 1 aが絡み合う ことにより この固ま りを維持しょう とする力より も排出口 1 0 0 3 a ！ に臨んだ部分に 作用する重力が大きく なつたとき崩れるが、 この時点を一義的に特 定することはできない。 ただ、 排出口 1 0 0 3 a , が円形の場合、 第 4 2図 （D ) の状態になるまでは崩れない可能性は大きい。

こ こで、 微粉砕バイオマスが崩れ落ちる回数が少なければ少ない 程、 また一度にに崩れ落ちる量が多ければ多い程、 当該スク リ ユー フィ ーダ 1 0 0 3から供給される微粉砕バイオマスの供給量は、 当 然、 脈動が大き くなる。 ちなみ.に、 排出口の上流側の縁部を形成す る直線で、 且つスク リ ューフィーダ 1 0 0 3の軸方向と交差する直 線が、 スク リ ユー翼 1 0 0 3 b ₂ の傾斜方向と同方向に同一角度傾 斜している場合が最も大きな供給量の脈動を生じるものと考えられ る。 この場合には、 隣接するスク リ ユー翼 1 0 0 3 b ₂ 間に拘束さ れた微粉砕バイオマスが排出口の臨む部分の形状は平行四辺形とな り、 この平行四辺形の面積が、 スク リ ユ ー軸 1 0 0 3 b , の回転に 伴いスク リ ュー翼 1 0 0 3 b 2 が軸方向に移動した量に比例して増 加する結果、 絡み合う ことにより重力に抗していた微粉碎バイオマ スの固ま りが、 一度に、 しかも大量に崩れ落ちる可能性が高いから である。 この場合の排出口の緣部を形成する直線の傾斜角度をスク リ ューフィ ーダ 1 0 0 3 の軸方向と直交する直線に近づけると、 徐 徐に排出口に臨む微粉砕バイオマスの固まりが崩れ落ちる確率が増 し、 その分排出口に落下する微粉砕バイオマスの量は平均化される と考えられる。 ただ、 微粉砕バイオマスをガス化炉の原料とする場 合、 その供給量は厳密に連続的であり、 且つ均一でなければならな い点を考慮すれば、 上記直線の角度は、 少なく ともスク リ ユーフィ —ダ 1 0 0 3 の軸方向と直交する直線と同一であることが必要であ る。 排出口の上流側の縁部を、 上述の如く スク リ ユーフィーダ 1 0 0 3の軸方向と直交する直線とした場合、 排出口 1 0 0 3 a , の形 状を円形と した従来技術の場合より も明らかに、 徼粉砕バイオマス が崩れ落ちる回数が増え、 その分排出口より微粉砕バイオマスの固 まりが連続的に落下することが確認された。

排出口の上流側の縁部を直線と し、 この直線の角度を、 スク リ ュ —フィーダ 1 0 0 3 の軸方向と直交する直線から、 スク リ ユー翼 1 0 0 3 b 2 の傾斜角と反対側に徐徐に倒した場合、 その角度の増加 に応じて、 微粉砕バイオマスが崩れる回数が増えるとともに一回に 崩れる量は少なくなるものと考えられる。 隣接するスク リ ュー翼 1 0 0 3 b 2 間の微粉砕バイオマスをより徐々に排出口に臨ませるこ とができるからである。 したがって、 理論的には、 排出口の上流側 の縁部直線は、 スク リ ユーフィーダ 1 0 0 3の軸方向に直交する直 線に対し、 スク リ ユー翼 1 0 0 3 b ₂ の傾斜方向と逆方向に同一角 度傾斜する直線である場合が、 微粉碎バイオマスの崩れによる供給 を最も平均化することができる。

このように、 上述の如き従来技術に係るスク リ ューフィーダ 1 0 0 3の場合には、 排出口 1 0 0 3 a , が円形であるため、 微粉砕バ ィォマス 1 1 の一部 1 1 aが崩れ落ちる回数が少なく、 供給量の脈 動を生じ易いという問題があり、 この脈動はガス化炉の原料の供給 装置と しては致命的な欠陥となる。 ガス化炉には厳密に連続的に、 且つ均一に原料を供給する必要があるからである。

さ らに、 上記スク リ ュ一フ ィーダ 1 0 0 3 の場合、 搬送されてき た微粉砕バイオマス 1 1 を搬送中の拘束から開放することができる のは、 排出口 1 0 0 3 a , の部分、 1箇所だけであるので、 尚更供 給量の脈動を生じ易い。

何れにしても、 上述の如き微粉砕バイオマスを原料とするガス化 炉システム等においては、 従来の石炭ガス化炉に対する供給装置と して実績がある微粉炭の供給装置等に関する技術をそのまま転用す る訳にはいかない。 そこで、 全く新たな発想の下で微粉砕バイオマ スを均一且つ連続的にガス化炉に供給するための供給装置の開発が 待望されている。

第 4 3 図は、 本発明の第 3 0の実施の形態に係るバイオマスの供 給装置を概念的に示す説明図である。 第 4 3図 （A ) は側面から見 た図、 第 4 3図 （B ) は平面的に見た図である。

第 4 3 図 （ A ) ， （ b ) に示すように、 ホッパ 1 0 1 2 は、 バイ ォマスを微粉碎して得る繊維状粒状物である微粉碎バイオマスを収 納する筒状の部材で、 その内部には当該ホッパ 1 0 1 2内に収納さ れる微粉砕バイオマスを攪拌して各粒子の圧密 ' 絡まりをほぐすた めの攪拌装置 1 0 1 4が設けてある。 この攪拌装置 1 0 1 4 は垂直 なロッ ド 1 0 1 4 aの途中の複数箇所に、 水平方向に張り出す複数 のロ ッ ド 1 0 1 4 bを設けたものであり、 ロ ッ ド 1 0 1 4をモータ 1 0 1 6で回転することより、 ロ ッ ド 1 0 1 4 bが水平面で回転し て微粉砕バイォマスを攪拌するようになつている。

スク リ ューフィーダ 1 0 1 3 は、 ホ ッ ノ、° 1 0 1 2の下部に臨んで 配設されており、 微粉砕バイオマスを水平方向に搬送するとともに. そのケーシ ング 1 0 1 3 aの先端部に設けた排出口 1 0 1 3 a i を 介して搬送物である微粉砕バイオマスを下方に排出するように構成 したものである。 すなわち、 ホッパ 1 0 1 2内の攪拌装置 1 0 1 4 で攪拌することにより、 微粉砕バイオマスは連続的にスク リ ューフ ィ 一ダ 1 0 1 3 に供給され、 このことにより、 徼粉砕バイォマスの ホッパ 1 0 1 2からの良好な払い出しが可能になる。

こ こで、 スク リ ユーフ ィーダ 1 0 1 3 は、 一部がホッパ 1 0 1 2 の下部に挿入されて水平に配置される横長の筐体であるケーシング 1 0 1 3 a と、 このケ一シ ング 1 0 1 3 aに水平軸回りに回転可能 に支承されたスク リ ユー 1 0 1 3 b とを有している。 また、 スク リ ュ一 1 0 1 3 bはスク リ ユー軸 1 0 1 3 t とこのスク リ ユー軸 1 0 1 3 b！ の軸方向に沿って螺旋状に設けられたスク リ ユー翼 1 0 1 3 b ₂ とからなり、 モータ 1 0 1 5で回転駆動される。 かく して. スク リ ューフ ィ ーダ 1 0 1 3 は、 隣接するスク リ ュー翼 1 0 1 3 b 2 間とケ一シ ング 1 0 1 3 a の内周面との間に搬送物を拘束し、 ス ク リ ュ一軸 1 0 1 3 b i の回転に伴いその先端部に向け、 軸方向に 沿って微粉砕バイオマスを搬送する。

ケ一シ ング 1 0 1 3 aの先端部には他の部分より も大径の大径部 1 0 1 3 cがスク リ ユーフィ ーダ 1 0 1 3の軸方向に亘って設けて ある。 この結果、 隣接するスク リ ュ一翼 1 0 1 3 b ₂ 間に圧密状態 で拘束されて搬送されてきた微粉砕バイオマスは、 大径部 1 0 1 3 cに臨んだ時点で一気にこの拘束から解放される。 この拘束の解除 は大径部 1 0 1 3 cの全周域で行われる。 したがって、 第 4 1図に 示す従来技術の如く、 スク リ ユーフィ ーダ 1 0 0 3のケ一シング 1 0 0 3 aの下面の一箇所のみでかかる繊維状粒子の解放を行う場合 より も、 圧密 ' 絡み合った微粉砕バイオマスの圧密状態が全周で緩 み、 重力の作用により微粉碎バイオマスの固まりが崩れ落ちる確率 が高くなる。 すなわち、 微粉碎バイオマスの固まりが崩れが連続し て生起される。

さらに、 搬送してきた微粉砕バイオマスを排出する排出口 1 0 1 3 a , は上記大径部 1 0 1 3 cの下面に設けてあるが、 この排出口 1 0 1 3 a i は、 その横断面形状を四角形に形成してある。 すなわ ち、 排出口 1 0 1 3 a I のうちスク リ ユーフィーダ 1 0 1 3の基端 部側 （ホッパ 1 0 1 2側） でこのスク リ ユーフィ ーダ 1 0 1 3 の軸 に交差する辺は、 スク リ ユーフィ ーダ 1 0 1 3の軸方向と直交する 直線になるように形成してある。 したがって、 第 4 1 図に示す従来 技術の如く排出口 1 0 0 3 a , を円形に形成した場合より も、 微粉 砕バイオマスの固まりが崩れ落ちる回数が増加する。 すなわち、 こ の崩れがより連続的なものとなる。

流動化コーン 1 0 1 7 は上記排出口 1 0 1 3 a , から排出されて 落下する微粉砕バイオマスの固まりを受け入れてこれに旋回流を付 与する とにより各繊維状粒子同志の絡み合い状態を解除し、 さ ら に上記旋回流を形成する気体を利用して、 搬送管路 1 0 1 8を介し てガス化炉等、 微粉砕バイオマスの搬送先への搬送気流を供給する ものである。 この流動化コ一ン 1 0 1 7 においては、 落下してく る 微粉砕バイオマスの絡み合いを旋回流でほぐし、 微粉砕バイオマス の各繊維状粒子が独立した単体となった状態で搬送管路 1 0 1 8 に 供給する。 ちなみに、 例えばガス化炉への原料の供給は、 原料の密 度を可及的に高く して、 連続的且つ均一に供給することが肝要であ る。 このため、 搬送管路 1 0 1 8 はなるべく細径管で形成しており 高速の搬送気流を用いることにより原料濃度を高く保持している。 このため、 微粉砕バイオマスの各粒子が絡み合った状態は、 即搬送 管路 1 0 1 8の閉塞の原因となるので、 これを回避するような搬送 とすることが必須となる。

第 4 4図は、 第 4 3.図に示す第 3 0の実施の形態における流動化 コーン 1 0 1 7のさ らに具体的な一例を示す縦断面図である。 第 4 4図に示すように、 この流動化コーン 1 0 1 7 は、 その上下方向に 関する 2箇所に、 周方向に亘り複数個の噴射ノズル 1 0 1 9， 1 0 2 0が配設してあり、 各噴射ノズル 1 0 1 9， 1 0 2 0から噴射す る気流を、 上方の開口部から落下してく る微粉砕バイオマスの固ま りに向けて噴射するようになっている。 また、 この流動化コーン 1 0 1 7 は、 その下部に径が漸減するテーパ部を有し、 このテーパ部 の端部を介して細径の搬送管路 1 0 1 8 に連結してある。

第 4 5図は、 第 4 3図に示す第 3 0の実施の形態における流動化 コーン 1 0 1 7の他の例を抽出して示す縦断面図である。 第 4 5図 に示すように、 この流動化コーン 1 0 1 7 Aは、 第 4 4図に示す流 動化コーン 1 0 1 7 に攪拌装置を追加したものである。 すなわち、 この流動化コーン 1 0 1 7 Aの中央部には水平なロ ッ ド 1 0 2 1 が 設けてあり、 このロ ッ ド 1 0 2 1 に櫛状に複数本の攪拌棒 1 0 2 2 が取り付けてある。 力、く して、 ロッ ド 1 0 2 1 をモータ 1 0 2 3で 回転することにより攪拌棒 1 0 2 2をロッ ド 1 0 2 1 の回りに回転 して落下してく る微粉砕バイオマスの固まりをほぐすようになって いる。

第 4 4図に示す流動化コーン 1 0 1 7でも十分微粉碎バイォマス の固まりをほぐすことはできるが、 本例の流動化コーン 1 0 1 7 A によれば、 より確実に、 また旋回流が多少弱くても微粉碎バイオマ スの固ま りを独立した単体の繊維状粒子とすることができる。

上述の如き第 3 0の実施の形態の供給装置によれば、 排出口 1 0 1 3 a ！ に臨む微粉碎バイオマスの固まりが崩れる回数を増やして より連続的させることができるので、 その分流動化コーン 1 0 1 7 に落下してく る微粉碎バイオマスの量が平均化され、 供給量の脈動 が低減された均一な微粉砕バイオマスの繊維状粒子を連続的にガス 化炉等の搬送先に搬送することができる。

なお、 上記第 3 0の実施の形態では、 排出口 1 0 1 3 a , の形状 は、 スク リ ユーフィーダ 1 0 1 3 の軸と直交する直線を有する四角 形とした。 これは、 主に大径部 1 0 1 3 cの製作の容易性を考慮し たためであるが、 この点を度外視すれば、 排出口 1 0 1 3 a i の縁 部を形成する直線は、 スク リ ユーフ ィーダ 1 0 1 3の軸に直交する 直線に対し、 スク リ ュー翼 1 0 1 3 b , の傾斜方向と逆方向に傾斜 するとともに、 スク リ ューフィーダ 1 0 1 3の軸方向に直交する上 記直線に対し、 上記スク リ ュー翼 1 0 1 3 b 1 がなす角度と同一角 度傾斜する直線である場合が、 最も高い確率で微粉砕バイオマスの 固まりが崩れる。 すなわち、 この場合が、 最も微粉砕バイオマスの 供給量を平均化することができる。

[第 3 1 の実施の形態]

第 4 6 図は、 本発明の第 3 1の実施の形態に係るバイオマスの供 給装置を概念的に示す説明図で、 第 4 6図 （A ) は側面から見た図. 第 4 6図 （ B ) は平面的に見た図である。 同図中、 第 4 3図と同一 部分には同一番号を付し、 重複する説明は省略する。

本形態は、 第 3 0の実施の形態と異なり、 スク リ ューフィーダ 1 0 1 3から微粉碎バイオマスを排出する時点で、 圧密 · 絡まりをほ ぐし、 微粉砕バイオマスの各繊維状粒子が独立した単体の粒子と し て排出口 1 0 1 3 a , から排出されるように工夫したものである。 このため、 スク リ ユーフィーダ 1 0 1 3 の先端部において微粉碎バ ィォマスに気流を噴射する気流噴射手段 （第 4 6図には図示せず。 後に詳述する。 ） を有する。 また、 スク リ ユーフィーダ 1 0 1 3か ら排出されて落下する微粉砕バイオマスを受ける絞り部 1 0 2 7を 有する。 この絞り部 1 0 2 7 は、 排出口 1 0 1 3 a i から排出され て落下する微粉砕バイオマスを受け入れてこれの流路を徐々 に狭く し、 ガス化炉等の搬送先へ連結された搬送管路 1 0 1 8 に案内する とともに、 上記微粉碎バイオマスの搬送気流を供給するものである, この絞り部； L - O 2 7 により、 細径の搬送管路 1 0 1 8の閉塞を防止 しつつ円滑に微粉砕バイオマスを搬送先へ向けて搬送することがで さる

第 4 7図は、 第 4 6図に示す第 3 1 の実施の形態におけるスク リ ユ ーフィ一ダの先端部の一例を抽出して示す図である。 第 4 7図 ( A ) はその縦断面図、 第 4 7図 （B ) はその右側面図である。 第 4 7図 （ A ) ， （ B ) に示すように、 大径部 1 0 1 3 cには、 その 周囲に分散して噴射ノズル 1 0 2 8が設けてあり、 各噴射ノズル 1 0 2 8からは、 スク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ 間に拘束されて搬送され てきた微粉砕バイオマスに向けて気流が噴射される。 このときの気 流の向きは隣接するスク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ 間で形成する搬送路 における搬送方向とする。 このときが最も効率よく微粉砕バイオマ スに噴流が供給され、 良好に微粉砕バイオマスの絡み合いがほぐさ れるからである。 また、 絞り部 1 0 2 7 にもその上部に複数の噴射 ノズル 1 0 2 9が配設してある。 この噴射ノズル 1 0 2 9 は下方に 向けて気流を噴射するように設けてある。 これにより微粉碎バイオ マスの搬送気流を形成している。

第 4 8図は、 第 4 6図に示す第 3 1 の実施の形態におけるスク リ ュ一フィ 一ダの先端部の他の例を抽出して示す縦断面図である。 第 4 8図に示すように、 本実施の形態では、 スク リ ユー軸 1 0 1 3 b 1 を中空部材で形成するとともに、 その最先端部近傍の隣接するス ク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ 間に、 スク リ ユー軸 1 0 1 3 b , の外周面 からその内部に貫通する複数の貫通孔 1 0 1 3 b wを設け、 隣接す るスク リ ユー翼 1 0 1 3 b 2 間に圧密状態で拘束されて搬送されて きた微粉砕バイォマスに、 気体を噴射するように構成したものであ る。 このことにより当該微粉碎バイオマスの圧密 · 絡み合いを解除 し、 微粉砕バイオマスの各繊維状粒子を独立した単体として排出口 1 0 1 3 a ! から下方に排出することができる。

このときの気流の向き、 すなわち貫通孔 1 0 1 3 b i！の向きは、 隣接するスク リ ユー翼 1 0 1 3 b ₂ 間で形成する搬送路における搬 送方向に向く ようにする。 このときが最も効率よく微粉砕バイオマ スに噴流が供給され、 良好に微粉砕バイオマスの圧密 · 絡み合いが ほぐされるからである。 すなわち、 貫通孔 1 0 1 3 b , ,を介して気 流を斜め上方に吹き上げ、 微粉砕バイオマスの絡みを解除する。 こ こで、 貫通孔 1 0 1 3 b を設ける位置はスク リ ュー軸 1 0 1 3 b , の最先端部 1 からピッチ乃至 2 ピッチ手前の位置が好適である。 最先端 では既に微粉砕バイオマスの圧密 · 絡みがほぐされていな ければならないからである。

なお、 貫通孔 1 0 1 3 b！！に噴射ノズルを埋め込んで、 この噴射 ノズルからの気流の噴射方向を調節することによつても同様の機能 を実現できる。

上述の如き第 3 1 の実施の形態によれば、 スク リ ューフィーダ 1 0 1 3から微粉砕バイオマスを排出する際に、 これを独立した単体 の粒子とすることができるので、 後は絞り部 1 0 2 7で流路を絞る だけで搬送管路を介して円滑にガス化炉等の搬送先に搬送すること ができる。

なお、 上記第 1及び第 3 1 の実施の形態では、 スク リ ュー翼 1 0 1 3 b _a のピッチに関しては何も触れなかったが、 これは必ずしも 等ピッチに形成する必要はない。 スク リ ユー翼 1 0 1 3 b ₂ は搬送 気流の逆流を防止すべく シール機能を有することも肝要である。 こ の要件を考慮すれば、 スク リ ユー翼 1 0 1 3 b ₂ のピッチは小さい 方が良い。 一方、 先端部での微粉碎バイオマスの切り出しを良好に 行うための要件を考慮すればスク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ のピッチは 大きい方が良い。 そこで、 隣接するスク リ ユー翼 1 0 1 3 b ₂ 間の ピッチが相対的に大きい部分をスク リ ュー軸 1 0 1 3 b i の先端部 に設け、 この先端部に隣接する中央部の上記ピッチを相対的に小さ くすることにより、 上記両要件を同時に満足するように構成するこ とができる。 この場合には、 搬送してきた微粉砕バイオマスはスク リ ュ一軸 1 0 1 3 b i の先端部のピッチが大きい部分で解放される ので、 この解放を良好に行う ことができるとともに、 中央部はピッ チが小さいので、 この部分では良好なガスシールを行なう ことがで さる。

上述の機能は隣接するスク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ 間のピッチを、 ホッパ 1 0 1 2側である基端部から先端部側に向けて漸減させ、 途 中の最小部を経て再度先端部に向けて漸増させることによつても勿 論実現することができる。

なお、 上記実施の形態では粒状物と して微粉砕バイオマスの場合 について説明したが、 これに限定するものではない。 同様の性状を 有するものであれば、 同様の作用 · 効果を得ることができる。 また. 搬送先はガス化炉に限定する必要もない。 例えば、 当該粒状物の燃 焼処理装置であつても良い。

[第 3 2の実施の形態]

第 4 9図は、 本発明の実施の形態に係るバイオマスの供給装置を 概念的に示す説明図である。 第 4 9図 （A ) は側面から見た図、 第 4 9図 （B ) は平面的に見た図である。 第 4 9図 （A ) , ( b ) に 示すように、 ホッパ 1 0 1 2 は、 バイオマスを微粉碎して得る繊維 状粒状物である微粉砕バイォマスを収納する筒状の部材で、 その内 部には当該ホッパ 1 0 1 2内に収納される微粉砕バイオマスを攪拌 して各粒子の圧密 · 絡まりをほぐすための攪拌装置 1 0 1 4が設け てある。 この攪拌装置 1 0 1 4は垂直なロ ッ ド 1 0 1 4 aの途中の 複数箇所に、 水平方向に張り出す複数の口 ッ ド 1 0 1 4 bを設けた ものであり、 ロ ッ ド 1 0 1 4をモ一夕 1 0 1 6で回転することより - ロ ッ ド 1 0 1 4 bが水平面で回転して微粉砕バイオマスを攪拌する ようになっている。 スク リ ューフィーダ 1 0 1 3 は、 ホ ッ ノ、° 1 0 1 2の下部に臨んで 配設されており、 微粉砕バイオマスを水平方向に搬送するとともに. その先端部の径を渐減させて先端で細径の搬送管路 1 0 5 1 に連結 してある。 さ らに詳言すると、 スク リ ユーフィ ーダ 1 0 1 3 は、 一 部がホッパ 1 0 1 2の下部に挿入されて水平に配置される横長の筐 体であるケ一シング 1 0 1 3 a と、 このケ一シング 1 0 1 3 aに水 平軸回りに回転可能に支承されたスク リ ュー 1 0 1 3 b とを有して いる。 スク リ ユー 1 0 1 3 bはスク リ ユー軸 1 0 1 3 b , とこのス ク リ ュー軸 1 0 1 3 b , の軸方向に沿って螺旋状に設けられたスク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ とからなり、 モータ 1 0 1 6 で回転駆動され る。 力、く して、 スク リ ユーフィーダ 1 0 1 3 は、 隣接するスク リ ュ —翼 1 0 1 3 b ₂ 間とケ一シング 1 0 1 3 aの内周面との間に搬送 物を拘束し、 スク リ ユー軸 1 0 1 3 b , の回転に伴いその先端部に 向け、 軸方向に沿って微粉碎バイオマスを搬送する。

さ らに、 上記スク リ ューフィーダ 1 0 1 3では、 圧密状態で搬送 されてきた微粉砕バイオマスに、 その先端部で気体を噴射して上記 微粉碎バイオマスの各粒子の圧密 · 絡み合いをほぐし、 独立した単 体の繊維状粒子とする （この点に関する構成は図示していない。 後 に第 5 0図に基づき詳説する。 ） 。 圧密 · 絡み合いがほぐされて単 体となつた繊維状粒子は、 上記気体で形成する搬送気流により搬送 管路 1 0 5 1 を介してガス化炉等の搬送先に搬送 ' 供給される。

第 5 0図 （A ) は、 第 4 9図に示す実施の形態におけるスク リ ュ ーフィ 一ダの先端部の構造に係る第 1 の実施例を示す縦断面図であ る。 同図に示すように、 本実施例では、 先端部を尖塔状に尖らした スク リ ユー軸 1 0 1 3 b , を中空部材で形成するとともに、 その最 先端部近傍の隣接するスク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ 間に、 スク リ ユー 軸 1 0 1 3 b 1 の外周面からその内部に貫通する複数の貫通孔 1 0 1 3 b > ,を設け、 隣接するスク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ 間に圧密状態 で拘束されて搬送されてきた微粉砕バイオマスに、 各貫通孔 1 0 1 3 b ！ >を介して気体を噴射するように構成したものである。 このこ とにより当該微粉碎バイオマスを先端部に向けて吹き飛ばし、 スク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ 間での拘束を解除するとともにその圧密 ' 絡 み合いを解除し、 微粉砕バイオマスの各繊維状粒子を独立した単体 と して搬送管路 1 0 5 1 に供給する。 ここで、 微粉碎バイオマスに 作用した気体は、 次に搬送気流と して機能し、 圧密 · 絡み合いがほ ぐされて単体となつた微粉砕バイオマスを乗せて搬送先へと搬送す る。 このときの気流の向き、 すなわち貫通孔 1 0 1 3 b Hの向き は、 隣接するスク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ 間で形成する通路における 微粉砕バイォマスの搬送方向に向く ようにする。 このときが最も効 率よく微粉砕バイォマスに噴流が供給され、 良好に微粉砕バイォマ スの圧密 · 絡み合いがほぐされるからである。 すなわち、 貫通孔 1 0 1 3 b！ >を介して気流を斜め上方に吹き上げ、 微粉碎バイオマス の圧密 ·絡みを解除する。 ここで、 貫通孔 l O l S b uを設ける位 置はスク リ ュ一軸 1 0 1 3 b t の最先端部から 1 ピッチ乃至 2 ピッ チ手前の位置が好適である。 最先端部では既に微粉砕バイオマスの 圧密 · 絡みがほぐされていなければならないからである。

なお、 貫通孔 1 0 1 3 b！！に噴射ノズルを埋め込んで、 この噴射 ノズルからの気流の噴射方向を調節することによつても同様の機能 を実現できる。

上述の如き第 3 2の実施の形態によれば、 スク リ ューフィーダ 1 0 1 3から微粉砕バイオマスを排出する際に、 これを独立した単体 の粒子とすることができるので、 後は搬送気流に乗せるだけで搬送 管路 1 0 5 1 を介して円滑にガス化炉等の搬送先に搬送することが できる。

本実施の形態における噴射気体の通路の断面積は、 隣接するスク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ 間とケ一シング 1 0 1 3 aの内周面とで規定 されるため、 この断面積を小さなも,のとすることができる。 当該断 面積が小さければ小さい程、 大きな流速が容易に得られるため、 搬 送気流として供給する気体の量を可及的に少なくすることができる ₍ 搬送気流を形成する気体の量が少なければ少ない程、 原料 （微粉砕 バイオマス） の濃度を濃くすることができるため、 特にガス化炉の 原料供耠装置と して大きなメ リ ッ トを有するものとなる。

第 5 0図 （B ) は、 第 4 9図に示す実施の形態におけるスク リ ュ —フィ —ダの先端部の構造に係る第 2の実施例を示す縦断面図であ る。 第 5 0 図 （B ) に示すように、 スク リ ユー翼 1 0 1 3 b ₂ はス ク リ ュー軸 1 0 1 3 b , の尖塔状の先端部の基端近傍で終わつてお り、 当該尖塔状の先端部に搬送されてきた微粉砕バイオマスはスク リ ュー翼 1 0 1 3 b 2 による拘束から解放されている。 また、 ケ一 シング 1 0 1 3 aの先端部には、 その周囲に分散して複数の噴射ノ ズル 1 0 5 2が設けてあり、 各噴射ノズル 1 0 5 2力、らは、 スク リ ュ一翼 1 0 1 3 b 2 による拘束から解放された直後の微粉砕バイオ マスに向けて気流が噴射される。 このときの気流の向きはスク リ ュ —軸 1 0 1 3 b ！ 及び搬送管路 1 0 5 1 の軸方向とする。 このとき が最も効率よく微粉砕バイオマスに噴流が供給され、 良好に微粉砕 バイオマスの圧密 · 絡み合いがほぐされるとともに、 ほぐした後の 微粉砕バイォマスの各粒子を最も効果的に搬送気流に乗せることが できるからである。

上述の如き第 2の実施例によれば、 スク リユーフィーダ 1 0 1 3 から微粉砕バイオマスを排出する際に、 これを独立した単体の粒子 とすることができるので、 後は搬送気流に乗せるだけで搬送管路 1 0 5 1 を介して円滑にガス化炉等の搬送先に搬送することができる, 本実施例における噴射気体の通路の断面積は、 ケーシング 1 0 1 3 aの横断内周円とスク リ ュー軸 1 0 1 3 b , の先端部の横断外周 円との間の環状部分の面積という ことになり、 第 5 0図 （A ) に示 す場合より も大き くなるので、 供給すべき気体の量は増加するが、 ケ一シング 1 0 1 3 aの外部から噴射ノズル 1 0 5 2を取り付ける だけで良いので、 構造は簡単になる。

なお、 スク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ のピッチは必ずしも等ピッチに 形成する必要はない。 スク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ は搬送気流の逆流 を防止すべく シール機能を有することも肝要である。 この要件を考 慮すれば、 スク リ ユ ー翼 1 0 1 3 b ₂ のピッチは小さい方が良い。 一方、 先端部での微粉砕バイオマスの解放を良好に行うための要件 を考慮すればスク リ ュー翼 1 0 1 3 b 2 のピッチは大きい方が良い _c そこで、 隣接するスク リ ュ一翼 1 0 1 3 b ₂ 間のピッチが相対的に 大きい部分をスク リ ユー軸 1 0 1 3 b , の先端部に設け、 この先端 部に隣接する中央部の上記ピッチを相対的に小さ くすることにより、 上記両要件を同時に満足するように構成することができる。 この場 合には、 搬送してきた微粉砕バイオマスはスク リ ュー軸 1 0 1 3 b

. の先端部のピッチが大きい部分で解放されるので、 この解放を良 好に行う ことができるとともに、 中央部はピッチが小さいので、 こ の部分では良好なガスシールを行なう ことができる。

上述の機能は隣接するスク リ ュー翼 1 0 1 3 b ₂ 間のピッチを、 ホッパ 1 0 1 2側である基端部から先端部側に向けて漸減させ、 途 中の最小部を経て再度先端部に向けて漸増させることによつても勿 論実現することができる。

なお、 上記実施の形態では粒状物として微粉碎バイオマスの場合 について説明したが、 これに限定するものではない。 同様の性状を 有するものであれば、 同様の作用 . 効果を得ることができる。 また. 搬送先はガス化炉に限定する必要もない。 例えば、 当該粒状物の燃 焼処理装置であつても良い。 産業上の利用可能性

以上のように、 本発明は、 ク リーンで高効率なガス化を行い、 バ ィォマスの完全ガス化を図ることができると共にメ タノール合成効 率が高い生成ガスを得ることができるバイオマスガス化炉及び該生 成ガスを用いたメ タノール合成システムに適している。

Claims

請 求 の 範 囲

1. バイオマスを原料とするバイオマスガス化炉において、

平均粒径 （D) が 0. 0 5≤ D≤ 5 mmのバイオマス粉砕物を供給 する供給手段と、

酸素又は酸素と水蒸気の混合物の燃焼酸化剤を供給する燃焼酸化 剤供給手段とを具備してなり、 且つ、

炉内温度が 7 0 0〜 1 2 0 0 °Cのガス化条件であることを特徵と するバイオマスガス化炉。

2. 請求項 1 において、

バイオマスガス化炉内の酸素 [0₂ ] /炭素 [C] のモル比率が. 0. 1 ≤ 0₂ ZC <1. 0の範囲であると共に、 水蒸気 [H₂ 0] Z炭 素 [C] のモル比率が 1 ≤H₂ OZ Cの範囲であることを特徴とす るバイオマスガス化炉。

3. 請求項 1 において、

上記バイオマスガス化炉内の圧力が 1〜 3 0気圧であると共に、 空塔速度が 0. l〜 5 m/ sのガス化条件であることを特徽とするバ ィォマスガス化炉。

4. 請求項 1 において、

バイオマスガス化炉の炉内に燃焼酸化剤を多段に供給することを 特徴とするバイオマスガス化炉。

5 . 請求項 1 において、

バイオマスガス化炉の炉内に化石燃料を供給することを特徵とす るバイオマスガス化炉。

6 . 請求項 1 において、

該バイオマスガス化炉でガス化したガスを精製するガス精製装置 を備えてなり、

生成ガス組成の H ₂ / C 0比率を 2 に近づけるようにバイオマス 及び燃焼酸化剤を供給することを特徴とするバイオマスのガス化炉

7 . 請求項 6 において、

上記燃焼酸化剤の酸素供給量がバイオマスの部分酸化した際の発 熱量がバイォマスを分解する際の吸熱量を上回る量であることを特 徴とするバイオマスのガス化炉。

8 . 請求項 6 において、

上記燃焼酸化剤の水蒸気が 3 0 0 °C以上の高温水蒸気であること を特徵とするバイオマスのガス化炉。

9 . 請求項 6 において、

上記バイオマスガス化炉上部出口近傍又はガス化炉の後流側にス チームリ フ ォ一ミ ング手段を設けてなることを特徵とするバイオマ スのガス化炉。

1 0 . 請求項 1 において、 ガス化炉本体頂部にバイオマスを供給する供給手段を設けると共 に、 ガス化炉本体底部に灰溜め部を形成したことを特徴とするバイ ォマスガス化炉。

1 1 . 請求項 1 0 において、

上記ガス化炉本体の側壁下方位置にガス化による生成ガスを排出 するガス排出管を設けたことを特徴とするバイオマスガス化炉。

1 2 . 請求項 1 0 において、

上記ガス化炉のガス排出管の上部近傍において、 ガス化炉内周面 に下方小径のテーパ筒状のガス及び灰導入手段を設けてなることを 特徵とするバイオマスガス化炉。

1 3 . 請求項 1 1 において、

上記ガス化炉本体の側壁に冷却手段を設けると共に、 ガス化炉内 壁に固着した固着物を吹き落とす除煤手段を少なく とも 1以上設け たことを特徵とするバイオマスガス化炉。

1 4 . 請求項 1 2 において、

上記バイオマスガス化炉内下部に水浴部を設けると共に、 該水浴 部に先端部が没入された下方小径のテ一パ筒状のガス及び灰導入手 段を内設してなることを特徴とするバイオマスガス化炉。

1 5 . 請求項 1 0 において、

上記バイオマスガス化炉の頂部中央にその底部がガス化炉内部に 所定の長さで貫入し、 底部先端開口を炉内に臨む生成ガス排出筒を 鉛直軸方向に設けたことを特徵とするバイオマスガス化炉。

1 6 . 請求項 1 5 において、

上記ガス化炉本体下部側を下方小径のテーパ筒状とすると共に、 ガス化炉内下部に水浴部を設けることを特徵とするバイオマスガス 化炉。

1 7 . 請求項 1 0 において、

上記ガス化炉本体の中央部分より下方側の直径をやや小さ くする と共に、 該小径側のガス化炉本体内部に鉛直軸方向に仕切り部材を 設け、 生成ガス及び灰を導入する通路としてなり、

生成ガス及び灰を該通路を通過させると共に、 生成ガスを仕切り 部材先端でターンさせて灰を分離し、 生成ガスを生成ガス排出管か ら排出させることを特徴とするバイオマスガス化炉。

1 8 . 請求項 1 7 において、

上記該通路内に熱交換器を設けてなり、 生成ガスと熱交換するこ とを特徴とするバイオマスガス化炉。

1 9 . バイオマスを燃焼し、 その燃焼により生成される燃焼ガス を熱源としてバイオマスをガス化するバイオマスガス化炉であって. 上記バイオマスを燃焼する燃焼空間と、 上記バイオマスをガス化 するガス化空間とは、 それぞれ分離されており、

上記燃焼空間と上記ガス化空間との間には、 上記燃焼空間の上記 燃焼ガスを上記ガス化空間に供給する燃焼ガス供給ライ ンが設けら れている、 ことを特徵とするバイオマスガス化炉。

2 0 . 請求項 1 9 において、

上記燃焼空間と上記ガス化空間とは、 別個に設置された燃焼チヤ ンバ一中とガス化チ ャ ンバ一中とに設けられており、 上記ガス化チ ヤ ンバー中には、 反応管が配置されており、 上記反応管中には、 上 記ガス化空間が形成されており、 上記ガス化チヤ ンバーの内側と上 記反応管の外側との間には、 上記燃焼ガス供給ライ ンと接続された 燃焼ガス供給路が設けられており、 上記反応管には、 上記燃焼ガス を上記燃焼ガス供給路から上記反応管中に均一に供給する透孔が設 けられている、 ことを特徵とするバイオマスガス化炉。

2 1 . 請求項 1 9 において、

上記燃焼空間と上記ガス化空間とは、 別個に設置された燃焼チ ヤ ンバ一中とガス化チ ャ ンバ一中とに設けられており、 上記ガス化チ ヤ ンバー中には、 反応管が配置されており、 上記反応管中には、 上 記ガス化空間が形成されており、 上記ガス化チャ ンバ一の内側と上 記反応管の外側との間には、 上記燃焼ガス供給ライ ンと接続された 燃焼ガス供給路が設けられている、 ことを特徵とするバイオマスガ ス化炉。

2 2 . 請求項 1 9 において、

上記燃焼空間と上記ガス化空間とは、 それぞれ分離された状態で 同一チャ ンバ一中に設けられており、 上記同一チャ ンバ一中には、 反応管が配置されており、 上記反応管中には、 上記ガス化空間が形 成されており、 上記同一チャンバ一の内側と上記反応管の外側との 間には、 上記燃焼ガス供給ライ ンと接続された燃焼ガス供給路が設 けられており、 上記反応管には、 上記燃焼ガスを上記燃焼ガス供給 路から上記反応管中に均一に供給する透孔が設けられている、 こと を特徵とするバイオマスガス化炉。

2 3 . 請求項 2 0 において、

上記燃焼空間には、 力一ボンゃスー 卜の生成を抑制するための蒸 気を供給するライ ンが設けられている、 ことを特徴とするバイオマ スガス化炉。

2 4 . 請求項 2 1 において、

上記ガス化空間には、 酸素が除かれた蒸気を供給するライ ンが設 けられている、 ことを特徵とするバイオマスガス化炉。

2 5 . 請求項 2 0 において、

上記燃焼空間には、 熱回収手段およびまたは除麈手段が設けられ ている、 ことを特徴とするバイオマスガス化炉。

2 6 . 請求項 2 0 において、

上記燃焼ガス供給路には、 燃焼ガス排気ライ ンが設けられており - 上記燃焼ガス排気ライ ンには、 熱回収手段が設けられている、 こと を特徵とするバイオマスガス化炉。

2 7. 請求項 2 0 において、

上記燃焼ガス供給路には、 燃焼ガス排気ライ ンが設けられており 上記燃焼ガス排気ライ ンと上記反応管との間には、 未反応の上記ガ ス化用バイォマスを回収する手段が設けられている、 ことを特徴と するバイォマスガス化炉。

2 8. 請求項 2 0 において、

上記ガス化空間には、 生成ガス排気ライ ンが設けられており、 上 記生成ガス排気ライ ンには、 熱回収手段が設けられている、 ことを 特徵とするバイォマスガス化炉。

2 9. 請求項 2 0 において、

上記燃焼チヤ ンバーには、 上記燃焼用バイオマスを供給するため の開口部が設けられており、 上記開口部には、 開閉蓋が開閉可能に 取り付けられている、 ことを特徵とするバイオマスガス化炉。 .

3 0. バイオマスを原料と したバイオマスガス化方法において、 バイォマスガス化炉内に、 平均粒径 （D) が 0. 0 5 ≤ D≤ 5 mm のバイオマス粉砕物を供給すると共に、

燃焼酸化剤と して空気と水蒸気又は酸素と水蒸気の混合物を供給 し、

酸素 [0₂ ] Z炭素 [ C] のモル比率を、 0. 1 ≤ 0₂ / C < 1. 0 の範囲とすると共に、 水蒸気 [H ₂ 0] /炭素 [ C] のモル比率を 1 ≤ E ₂ O/ Cの範囲と し、 且つ

炉内温度を 7 0 0〜 1 2 0 0 °Cのガス化条件とすることを特徵と するバイオマスガス化方法。

3 1 . 請求項 3 0 において、

上記バイオマスガス化炉内の圧力が 1 〜 3 0気圧であると共に、 空塔速度が 0. , 1 〜 5 m / sのガス化条件であることを特徵とするバ ィォマスガス化方法。

3 2 . 請求項 3 0 において、

バイオマスガス化炉の炉内に燃焼酸化剤を多段に供給することを 特徴とするバイオマスガス化方法。

3 3 . 請求項 1 のバイオマスガス化炉でガス化したガスをガス精 製するガス精製装置と、 精製したガスを燃料と して用いるガスター ビンとを具備することを特徵とするバイオマスのガス化システム。

3 4 . バイオマスを部分燃焼によって一部燃焼させると共に化学 合成により発生する C 0 ₂ の発熱を有効に利用してガス化炉内の温 度を上昇させ且つ高温の水蒸気を投入しつつバイオマスをガス化す ることを特徵とするバイオマスのガス化方法。

3 5 . 請求項 3 4 において、

生成ガス中にの炭化水素をスチームリ フ ォー ミ ングして C〇と H 2 とに改質し、 ガス組成の H 2 Z C O比率を 2 に近づけることを特 徴とするバイオマスのガス化方法。

3 6 . 請求項 1 のガス化炉でガス化したガスをガス精製するガス 精製装置と、 精製したガス中の H ₂ と C 0よりメ タノールを合成す るメ タノ一ル合成装置とを具備することを特徵とするメ タノ一ル合 成ンステム。

3 7 . 請求項 3 6 において、

上記メ タノール合成装置の前流側にガス中の H ₂ と C 0ガスの組 成比を調整する C 0シフ ト反応装置を設けてなることを特徴とする メ タノール合成システム。

3 8 . 請求項 3 6 において、

上記メ 夕ノール合成装置の前流側に脱炭酸装置を介装することを 特徵とするメ タノ一ル合成システム。

3 9 . 請求項 6のガス化炉と、

精製後のガス中の水蒸気を除去する熱交換手段と、

該冷却後のガスを用いてメ タノ一ルを合成するメ タノール合成装 置とを具備することを特徵とするバイオマスのメ タノール合成シス テム。

4 0 . 請求項 3 9 において、

生成ガス中の C 0 ₂ を除去する脱炭酸装置をメ タノール合成装置 の上流側へ介装したことを特徵とするバイオマスのメ タノ一ル合成 システム。

4 1 . 請求項 6のガス化炉と、

精製後のガス中の水蒸気を除去する熱交換手段と、

該冷却後のガスを用いてメ タノールを合成するメ タノ一ル合成装 置とを具備するバイオマスのメタノール合成システムにおいて、 精製したガス中の H ₂ と C Oガスの組成を調整する C Oシフ ト反 応装置を設けてなることを特徵とするバイォマスのメ タノール合成 システム。

4 2 . 請求項 4 1 において、'

生成ガス中の C 0 ₂ を除去する脱炭酸装置をメ タノール合成装置 の上流側へ介装したことを特徴とするバイオマスのメタノール合成 システム。

4 3 . 請求項 3 9 に記載のバイオマスのガス化システムを据え付 け台上に搭載し、 運搬できるようにしたことを特徵とするバイオマ スのメ タノ ール合成システム。

4 4 . 請求項 3 9 に記載のバイオマスのガス化システムを移動台 車上に搭載し、 移動できるようにしたことを特徴とするバイオマス のメ タノ 一ル合成システム。

4 5 . 請求項 4 1 において、

上記熱交換手段の排水を上記メ タノ一ル合成装置に導入してメタ ノール合成により発生した熱を熱回収し、 次いで、 上記冷却手段へ 導入して熱回収し、 得られた加熱水蒸気をバイオマスガス化炉に供 給することを特徵とするバイオマスのメ タノール合成システム。

4 6 . 請求項 4 5 において、

上記熱交換手段が水散布手段とアル力 リ水散布手段とからなり、 上記水散布後の排水を熱回収することを特徴とするバイオマスのメ 夕 ノ ール合成システム。

4 7 . 請求項 4 5 において、

ブースタ装置と再生熱交換器との間、 又は再生熱交換器とメ タノ ール合成装置との間のいずれか一方又は両方に、 吸着塔又はガ一 ド カラムを介装してなることを特徵とするバイオマスのメタノ一ル合 成システム。

4 8 . 請求項 4 5 において、

上記メ タノ一ル合成装置からのガスを気液分離し、 該分離された 気体中の H ₂ を水素分離装置で分離し、 該分離された H ₂ を再生熱 交換器の前段側に戻すことを特徵とするバイオマスのメタノール合 成システム。

4 9 . 請求項 4 5 において、

上記メタノール合成装置が複数段の触媒層からなる合成塔とする と共に、 該合成塔を少なく とも 2系 '統設けてなることを特徴とする バイオマスのメ タ ノ ール合成システム。

5 0 . 請求項 4 9 において、 上記合成塔の入口側の触媒層をガー ドカラムと してなることを特 徵とするバイオマスのメ タノール合成システム。

5 1 . 請求項 3 4のガス化方法により得られたガス中の C 0 ₂ を 除去し、 メ タノ一ル合成をすることを特徴とするバイオマスのメ タ ノ一ル合成方法。

5 2 . 請求項 3 4のガス化方法により得られたガス中の H ₂ と C 0ガスの組成を C 0シフ ト反応装置により調整し、 ガス組成の H ₂ / C O比率を 2 に近づけることを特徵とするバイオマスのメタノー ル合成方法。

5 3 . 請求項 5 1 において、

上記メ 夕ノール製造に際して発生する回収熱をガスタ一ビンに利 用することを特徵とするバイオマスのメ タノ一ル合成方法。

5 4 . 請求項 5 1 において、

上記メタノ一ル製造に際して発生する回収熱をバイオマスの乾燥 に利用することを特徵とするバイオマスのメ タノ一ル合成方法。

5 5 . 請求項 4 9 のメ タノール合成システムを用い、

メタノール合成の際に、 第 1 の合成塔と第 2の合成塔とを交互に 使用し、 一方の合成塔を使用する間に、 他方の合成塔の複数段触媒 層の内、 ガス入口側の第 1段目の触媒層を抜き取り し、 次いで第 2 段目の触媒層を第 1段目にすると共に、 最終段目に新規触媒層を設 置することを特徵とするバイオマスのメタノ一ル合成方法。

5 6 . コンパスタ部と リダクタとを備えた石炭ガス化炉のリ ダク タ又はその後流側にバイオマスを供給し、 石炭のガス化と同時にバ ィォマスのガス化を行う ことを特徵とする石炭のガス化方法。

5 7 . 請求項 5 6 において、

上記バイオマスの供給が石炭と共に予め混合した後に供給するこ とを特黴と る石炭のガス化方法。

5 8 . 請求項 5 6 において、

上記バイオマスの供給が石炭の供給と相対向する位置で供給する ことを特徴とする石炭のガス化方法。

5 9 . 請求項 5 7 において、

上記バイオマスの供給が石炭の供給の後流側で供給することを特 徵とする石炭のガス化方法。

6 0 . 請求項 5 6 のガス化方法により得られた生成ガスのガス精 製を行うガス精製装置と、

該精製後のガスを用いてメタノールを合成するメ タノ一ル合成装 置とを具備することを特徴とするバイオマスのメ タノ一ル合成シス テム。

6 1 . 請求項 6 0 において、 ガス化炉内又はガス化炉出口に設けられ、 生成ガス中の炭化水素 を C O及び H ₂ に改質するスチームリ フォ一ミ ング手段を設けたこ とを特徵とするバイォマスのメ タノ 一ル合成システム。

6 2 . 請求項 6 0 において、

精製したガス中の H ₂ と C Oガスの組成を調整する C Oシフ ト反 応装置を設けたことを特徵とするバイオマスのメ タノ一ル合成シス テム。

6 3 . 請求項 6 0 において、

生成ガス中の C〇 ₂ を除去する脱炭酸装置をメ 夕ノール合成装置 の上流側へ介装したことを特徴とするバイオマスのメタノール合成 システム。

6 4 . バイオマスを燃焼し、 その燃焼により生成される燃焼ガス を熱源と してバイオマスをガス化するバイオマスガス化炉と、 上記 バイオマスガス化炉.により生成された合成ガスからメ タノールを合 成するメ タノ一ル合成装置とが具備されたメ タノ一ル合成システム であって、

上記バイオマスガス化炉は、

上記バィォマスを燃焼する燃焼空間と、 上記バィォマスをガス化 するガス化空間とが、 それぞれ分離されており、 上記燃焼空間と上 記ガス化空間との間に、 上記燃焼空間の上記燃焼ガスを上記ガス化 空間に供給する燃焼ガス供給ラインが設けられてなり、

上記メ タノー'ル合成装置は、 加圧室と、 触媒室と、 メ タノール回 収室とから構成されており、 上記バイォマスガス化炉からの上記加 圧室および上記触媒室および上記メ タノール回収室中に導入された 上記合成ガスを所定圧力下において加圧し、 上記触媒室の触媒反応 により上記合成ガスをメ タノ一ルに合成し、 上記メ タノ一ルを上記 メ タノール回収室において液化され、 液化メ タノールを回収すると 共に残留ガスをパージする、

ことを特徴とするバイオマスガス化炉が装備されたメタノール合 成システム。 ，

6 5 . 請求項 6 4 において、

上記バイオマスガス化炉と上記メ タノ一ル合成装置との間には、 バッチ方式の上記メタノール合成装置の合成ガス導入、 メ タノール 合成、 液化、 回収の工程中において、 上記バイオマスガス化炉から の合成ガスを貯留する貯留タンクが配置されている、 ことを特徴と するバイオマスガス化炉が装備されたメ タノール合成システム。

6 6 . 請求項 6 4において、

上記触媒室には、 加熱手段が設けられている、 ことを特徴とする バイオマスガス化炉が装備されたメタノール合成システム。

6 7 . 請求項 6 4において、

上記メタノール回収室には、 冷却手段が設けられている、 ことを 特徴とするバイオマスガス化炉が装備されたメ タノ一ル合成システ ム。

6 8 . バイオマスを燃焼、 熱分解により合成ガスを生成するバイ ォマスガス化炉と、 上記バイオマスガス化炉により生成された合成 ガスからメ タノールを合成するメタノ一ル合成装置とが具備された メ タノ一ル合成システムであって、

上記メタノール合成装置は、 加圧室と、 触媒室と、 メタノール回 収室とから構成されており、 上記バイオマスガス化炉からの上記加 圧室および上記触媒室および上記メ タノ一ル回収室中に導入された 上記合成ガスを所定圧力下において加圧し、 上記触媒室の触媒反応 により上記合成ガスをメ タノールに合成し、 上記メタノールを上記 メ タノ一ル回収室において液化され、 液化メ タノールを回収すると 共に残留ガスをパージする、 ことを特徴とするバイオマスガス化炉 が装備されたメ タノ一ル合成システム。

6 9 . バイオマスガス化炉にバイオマスを供給する供給手段であ つて、

バイオマスを微粉砕して得る繊維状粒状物等の粒状物を収納する 筒状のホツバと、 このホツバの下部に配設され上記粒状物を水平方 向に搬送するとともにそのケ一シングの先端部に下方に開口するよ うに設けた排出口を介して外部に排出するスク リ ユーフィ ーダとを 有する粒状物の供給装置において、 ホッパに収納された粒状物が スク リ ユ ーフィ 一ダに供給されるようホッパ内の粒状物を攪拌する 攪拌手段を有することを特徵とするバイオマスの供給装置。

7 0 . バイオマスガス化炉にバイオマスを供給する供給装置であ つて、 バイオマスを微粉碎して得る繊維状粒状物等の粒状物を収納する 筒状のホツバと、 このホツバの下部に配設され上記粒状物を水平方 向に搬送するとともにそのケ一シングの先端部に下方に開口するよ うに設けた排出口を介して外部に排出するスク リ ユーフィ ーダとを 有するバイオマスの供耠装置において、

ホツバに収納された粒状物がスク リ ュ一フィ 一ダに供給されるよ うホッパ内の粒状物を攪拌する攪拌手段を有するバイオマスの供給 装置において、

ケーシングの先端部に設けた排出口は、 そのスク リ ユーフィーダ の基端部側でこのスク リ ューフィーダの軸に交差する辺が直線にな るようにしたことを特徵とするバイオマスの供給装置。

7 1 . 請求項 7 0 において、

直線は、 スク リ ューフィ 一ダの軸方向に直交する直線であること を特徵とするバイオマスの供給装置。

7 2 . 請求項 7 0 において、

直線は、 スク リ ユーフィーダの軸方向に直交する直線に対し、 ス ク リ ュ一フィ 一ダのスク リ ユー翼の傾斜方向と逆方向に傾斜すると ともに、 スク リ ユーフィ 一ダの軸方向に直交する上記直線に対し、 上記スク リ ユー翼がなす角度と同一角度傾斜する直線であることを 特徴とするバイオマスの供給装置。

7 3 . 請求項 Ί 0 において、

ケ一シングの先端部に他の部分より も大径の大径部をスク リ ュー フィ一ダの軸方向に亘り形成し、 この大径部の下面に排出口を設け たことを特徵とするバイオマスの供給装置。

7 4 . 請求項 7 0 において、

ケーシングの先端部に周方向に亘り複数個の噴射ノズルを設け、 スク リ ユーフィ一ダの瞵接するスク リ ュー翼間に圧密状態で拘束さ れて搬送されてきた粒状物に、 上記噴射ノズルを介して気体を噴射 することにより粒状物同志の圧密 · 絡み合い状態を解除して排出口 を介し下方に排出するようにしたことを特徵とするバイオマスの供 給装置。

7 5 . 請求項 7 0 において、

スク リ ューフィ一ダのスク リ ュ一軸を中空部材で形成するととも に、 スク リ ユーフィ 一ダの最先端部近傍の隣接するスク リュ一翼間 に、 スク リ ュ一軸の外周面からその内部に貫通する貫通孔若しく は この貫通孔を利用した噴射ノズルを設け、 上記隣接するスク リ ュー 翼間に圧密状態で拘束されて搬送されてきた粒状物に、 上記貫通孔 若しく は噴射ノズルを介して気体を噴射することにより粒状物同志 の圧密 · 絡み合い状態を解除して排出口を介し下方に排出するよう にしたことを特徵とするバイオマスの供給装置。

7 6 . 請求項 7 0 において、

排出口から排出されて落下する粒状物を受け入れてこれに旋回流 を付与することにより粒状物同志の絡み合い状態を解除し、 さらに 上記旋回流を形成する気体を利用して、 ガス化炉等、 当該粒状物の 搬送先への搬送気流とする流動化コーンを有することを特徴とする バイオマスの供給装置。

7 7 . 請求項 7 6 において、

流動化コーンは、 これが受け入れた粒状物を攪拌する攪拌手段を 有することを特徴とするバイオマスの供給装置。

7 8 . 請求項 7 4 において、

排出口から排出されて落下する粒状物を受け入れてこれの流路を 徐々に狭く し、 ガス化炉等、 当該粒状物の搬送先へ連結された搬送 管路に案内するとともに上記粒状物の搬送気流を供給するようにし たテ一パ状の絞り部を有することを特徴とするバイオマスの供給装

7 9 . 請求項 7 0 において、

スク リ ューフィ ーダのスク リ ュー軸における隣接するスク リ ュ一 翼間のピッチが相対的に大きい部分を上記スク リ ユ ー軸の先端部に 設け、 この先端部に隣接する中央部の上記ピッチを相対的に小さ く したことを特徵とするバイオマスの供給装置。

8 0 . 請求項 7 0 において、

スク リ ューフィ ーダのスク リ ュー軸における隣接するスク リ ュー 翼間のピッチを、 ホッパ側である基端部から先端部側に向けて漸減 させ、 途中の最小部を経て再度先端部に向けて漸増させたことを特 徵とするバイオマスの供耠装置。

8 1 . バイオマスを微粉碎して得る繊維状粒状物等の粒状物を収 納するとともにこの粒状物を攪拌する攪拌手段を具備する筒状のホ ツバと、 このホツバの下部に配設されて上記粒状物を水平方向に搬 送するク リ ユ ーフィーダとを有するとともに、

上記スク リ ューフィーダの先端部の径を漸減させてその先端を、 細径の搬送管路に連結し、

さらに上記スク リ ューフィーダにより圧密状態で搬送されてきた 粒状物に、 このスク リ ユーフィ一ダの先端部で気体を噴射して上記 粒状物の各粒子の圧密 · 絡み合いをほぐし、 この状態の粒状物を、 上記気体で形成する搬送気流により上記搬送管路を介してガス化炉 等の搬送先に搬送 · 供給するように構成したことを特徴とするバイ ォマスの供給装置。

8 2 . 請求項 8 1 において、

粒状物の圧密 · 絡みをほぐすとともにその搬送気流となる気体は. 中空部材で形成したスク リ ューフィーダのスク リ ユ ー軸の最先端部 近傍における隣接するスク リ ュー翼間に、 スク リ ュ一軸の外周面か らその内部に貫通する貫通孔若しく はこの貫通孔を利用した噴射ノ ズルを設け、 この貫通孔若しく は噴射ノズルを介して供給するよう にしたことを特徵とするバイオマスの供給装置。

8 3 . 請求項 8 1 において、

粒状物の圧密 ·絡みをほぐすとともにその搬送気流となる気体は. ケ一シングの先端部に周方向に亘り複数個設けた噴射ノズルを介し て供給するようにしたことを特徴とするバイオマスの供給装置。

8 4 . 請求項 8 1 において、

スク リ ユーフィ ーダのスク リ ユー軸における隣接するスク リ ュー 翼間のピッチが相対的に大きい部分を上記スク リ ユ ー軸の先端部に 設け、 この先端部に隣接する中央部の上記ピッチを相対的に小さ く したことを特徵とするバイオマスの供給装置。

8 5 . 請求項 8 1 において、

スク リ ユーフィ 一ダのスク リ ュー軸における隣接するスク リ ユー 翼間のピッチを、 ホッパ側である基端部から先端部側に向けて漸減 させ、 途中の最小部を経て再度先端部に向けて漸増させたことを特 徵とするバイォマスの供給装置。

補正書の請求の範囲

[2001年 7月 1 7日 （1 7. 07. 01 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1一 85は補正された請求の範囲 1一 37に置き換えられた。 （1 0頁） ]

1. (補正後） 平均粒径 （D) が 0, 0 5 ≤ D≤ 5 mmのバイオマ ス粉砕物を供給する供給手段と、

酸素又は酸素と水蒸気の混合物の燃焼酸化剤を供給する燃焼酸化 剤供給手段とを具備してなり、 且つ、

バイォマスガス化炉内の酸素 [02 ] /炭素 [C] のモル比率が

0. 1 ≤ 02 XC < 1. 0の範囲であると共に、 水蒸気 [H ₂ 0·] /炭 素 [C] のモル比率が 1 ≤ H ₂ OZCの範囲であると共に、

炉内温度が 7 0 0〜 1 2 0 0 °Cのガス化条件でバイオマスをガス 化するバイオマスガス化炉と、

上記バイオマスガス化炉でガス化したガスをガス精製するガス精 製装置と、

精製したガス中の H ₂ と C Oよりメ タノ一ルを合成するメ タノ一 ル合成装置とを具備することを特徵とするバイオマスのメタノ一ル 合成システム。

2. (補正後） 請求項 1 において、

上記メタノ一ル合成装置の前流側にガス中の H ₂ と C 0ガスの組 成比を調整する C 0シフ ト反応装置を設けてなることを特徴とする バイオマスのメ タノ 一ル合成システム。

3. (補正後） 請求項 1 において、

上記メタノ一ル合成装置の前流側に脱炭酸装置を介装することを 特徴とするバイォマスのメ タノ ール合成システム。

1 0 9

襦正された用紙 (条約第 19条）

4 . (補正後） 請求項 1 において、

上記バイオマスガス化炉内の圧力が 1 〜 3 0気圧であると共に、 空塔速度が 0. l S m Z sのガス化条件であることを特徵とするバ ィォマスのメ タノ一ル合成システム。

5 . (補正後） 請求項 1 において、

バイオマスガス化炉の炉内に燃焼酸化剤を多段に供給することを 特徴とするバイォマスのメ タノ一ル合成システム。

6 . (補正後） 請求項 1 において、

バイオマスガス化炉の炉内に化石燃料を供給することを特徵とす るバイオマスのメ タノ一ル合成システム。

7 . (補正後） 請求項 1 において、

生成ガス組成の H ₂ / C 0比率を 2 に近づけるようにバイォマス 及び燃焼酸化剤をバイオマスのガス化炉内に供給することを特徴と するバイオマスのメ タノール合成システム。

8 . (補正後） 請求項 1 において、

上記燃焼酸化剤の水蒸気が 3 0 0 °C以上の高温水蒸気であること を特徵とするバイォマスのメ タノ ール合成システム。

9 . (補正後） 請求項 1 において、

上記バイオマスガス化炉上部出口近傍又はガス化炉の後流側にス チーム リ フ ォー ミ ング手段を設けてなることを特徴とするバイオマ

1 1 0

補正された用紙 (条約第: 19条） スのメ タノ 一ル合成システム。

1 0. (補正後） 請求項 1 において、

ガス化炉本体頂部にバイオマスを供給する供給手段を設けると共 に、 ガス化炉本体底部に灰溜め部を形成したことを特徵とするバイ ォマスのメ タノ ール合成システム。

1 1. (補正後） 請求項 1 0 において、

上記ガス化炉本体の側壁下方位置にガス化による生成ガスを排出 するガス排出管を設けたことを特徵とするバイオマスのメタノール 合成システム。

1 2. (補正後） 請求項 1 0 において、

上記ガス化炉のガス排出管の上部近傍において、 ガス化炉内周面 に下方小径のテーパ筒状のガス及び灰導入手段を設けてなることを 特徴とするバイオマスのメ タノ一ル合成システム。

1 3. (補正後） 請求項 1 0 において、

上記バイオマスガス化炉の頂部中央にその底部がガス化炉内部に 所定の長さで貫入し、 底部先端開口を炉内に臨む生成ガス排出筒を 鉛直軸方向に設けたことを特徵とするバイオマスのメ タノール合成 システム。

1 4. (補正後） 請求項 1 0 において、

上記ガス化炉本体の中央部分より下方側の直径をやや小さ くする

1 1 1

襦正された用紙 (条約第 条） と共に、 該小径側のガス化炉本体内部に鉛直軸方向に仕切り部材を 設け、 生成ガス及び灰を導入する通路としてなり、

生成ガス及び灰を該通路を通過させると共に、 生成ガスを仕切り 部材先端でターンさせて灰を分離し、 生成ガスを生成ガス排出管か ら排出させることを特徴とするバイオマスのメ タノ—ル合成システ ム。

1 5 . (補正後） 請求項 7 において、

精製後のガス中の水蒸気を除去する熱交換手段と、

精製したガス中の H ₂ と C 0ガスの組成を調整する C 0シフ ト反 応装置とを設けてなることを特微とするバイオマスのメ 夕ノ一ル合 成システム。

1 6 . (補正後） 請求項 1 5 において、

生成ガス中の C 0 ₂ を除去する脱炭酸装置をメタノール合成装置 の前流側へ介装したことを特徴とするバイオマスのメ タノール合成 システム。

1 7 . (補正後） 請求項 1 において、

バイオマスのガス化炉とメ タノ一ル合成装置とを据え付け台上又 は移動台に搭載し、 運搬又は移動できるようにしたことを特徵とす るバイオマスのメ タノ 一ル合成システム。

1 8 . (補正後） 請求項 1 5 において、

上記熱交換手段から除去される水を、 上記メ タノ一ル合成装置に

1 1 2

襦正された用紙 (条約第 19条） よるメ タノ一ル合成で発生した熱及びバイオマスガス化炉からの生 成ガスの熱を用いて熱回収して加熱水蒸気と し、 バイオマスガス化 炉に供給することを特徴とするバイオマスのメ タ ノ ール合成システ ム o

1 9 . (補正後） 請求項 1 8 において、

ブースタ装置と再生熱交換器との間、 又は再生熱交換器と 'メ 夕ノ —ル合成装置との間のいずれか一方又は両方に、 吸着塔又はガー ド カラムを介装してなることを特徵とするバイオマスのメタノール合 成システム。

2 0 . (捕正後） 請求項 1 8 において、

上記メ タノール合成装置が複数段の触媒層からなる合成塔とする と共に、 該合成塔を少なく とも 2系統設けてなることを特徴とする バイオマスのメ タ ノ 一ル合成システム。

2 1 . (補正後） 請求項 2 0 において、 .

上記合成塔の入口側の触媒層をガー ドカラムと してなると共に、 メ タノール合成の際に、 第 1 の合成塔と第 2の合成塔とを交互に 使用し、 一方の合成塔を使用する間に、 他方の合成塔の複数段触媒 層の内、 ガス入口側の第 1段目の触媒層を抜き取り し、 次いで第 2 段目以降の触媒層を順次繰上げると共に最終段目に新規触媒層を設 置することを特徵とするバイオマスのメ タノ一ル合成システム。

2 2 . (補正後） 請求項 1 8 において、

1 1 3

襦正された用紙 (条約第 19杂） 上記メ 夕ノール製造に際して発生する回収熱をバイオマスの乾燥 に利用することを特徵とするバイオマスのメタノ一ル合成システム,

2 3 . (補正後） 請求項 1 において、

上記バイオマスのガス化炉は、

上記バイオマスを燃焼する燃焼空間と、 上記バィォマスをガス化 するガス化空間とが、 それぞれ分離されており、 上記燃焼空間と上 記ガス化空間との間に、 上記燃焼空間の上記燃焼ガスを上記ガス化 空間に供給する燃焼ガス供給ライ ンが設けられてなり、

上記メ タノールの合成装置は、 加圧室と、 触媒室と、 メ タノール 回収室とから構成されており、 上記バイォマスガス化炉からの上記 加圧室および上記触媒室および上記メ タノ一ル回収室中に導'入され た上記合成ガスを所定圧力下において加圧し、 上記触媒室の触媒反 応により上記合成ガスをメタノールに合成し、 上記メ タノ一ルを上 記メ タノール回収室において液化され、 液化メ タノールを回収する と共に残留ガスをパージする、 ことを特徵とするバイオマスのメタ ノ 一ル合成システム。

2 4 . (補正後） 請求項 2 3 において、

上記燃焼空間と上記ガス化空間とは、 別個に設置された燃焼チヤ ンバ一中とガス化チャ ンバ一中とに設けられており、 上記ガス化チ ヤ ンバー中には、 反応管が配置されており、 上記反応管中に'は、 上 記ガス化空間が形成されており、 上記ガス化チャ ンバ一の内側と上 記反応管の外側との間には、 上記燃焼ガス供給ライ ンと接続された 燃焼ガス供給路が設けられており、 上記反応管には、 上記燃焼ガス

1 1 4

補正された用紙 (条約第 19杂） を上記燃焼ガス供給路から上記反応管中に均一に供給する透孔が設 けられている、 ことを特徴とするバイォマスのメ タノール合成シス テム。

2 5 . (捕正後） 請求項 2 3 において、 上記燃焼空間と上記ガス化空間とは、 別個に設置された燃焼チヤ ンバ一中とガス化チャ ンバ一中とに設けられており、 上記ガス化チ ヤ ンバ一中には、 反応管が配置されており、 上記反応管中には、 上 記ガス化空間が形成されており、 上記ガス化チャ ンバ一の内側と上 記反応管の外側との間には、 上記燃焼ガス供給ライ ンと接続された 燃焼ガス供給路が設けられている、 ことを特徴とするバイオマスの メ タノ一ル合成システム。

2 6 . (捕正後） 請求項 2 3 において、

上記燃焼空間と上記ガス化空間とは、 それぞれ分離された状態で 同一チャ ンバ一中に設けられており、 上記同一チャ ンバ一中には、 反応管が配置されており、 上記反応管中には、 上記ガス化空間が形 成されており、 上記同一チャ ンバ一の内側と上記反応管の外側との 間には、 上記燃焼ガス供給ライ ンと接続された燃焼ガス供給路が設 けられており、 上記反応管には、 上記燃焼ガスを上記燃焼ガス供給 路から上記反応管中に均一に供給する透孔が設けられている、 こと を特徵とするバイォマスのメ タノ一ル合成システム。

2 7 . (捕正後） 請求項 1 において

上記メ タノール合成装置は、 加圧室と、 触媒室と、 メタノール回

1 1 5

補正された用紙 (条約第 条） 収室とから構成されており、 上記バイォマスガス化炉からの.上記加 圧室および上記触媒室および上記メ タノール回収室中に導入された 上記合成ガスを所定圧力下において加圧し、 上記触媒室の触媒反応 により上記合成ガスをメ タノールに合成し、 上記メ タノ一ルを上記 メタノ一ル回収室において液化され、 液化メタノールを回収すると 共に残留ガスをパージする、 ことを特徵とするバイオマスガス化炉 が装備されたバイオマスのメ タノ ール合成システム。

2 8 . (補正後） 請求項 1 において、

上記バイオマスをガス化するガス化炉が、 コンパス夕と リダク夕 とを備えてなり、

上記コンパスタと リダクタとに微粉炭を供給すると共に、 ガス化 炉のリダク夕部又はその後流側にバイォマスを供給し、 石炭のガス 化と同時にバイオマスのガス化を行う ことを特徴とするバイオマス のメ タノ一ル合成システム。

2 9 . (補正後） 請求項 2 8 において、

ガス化炉内又はガス化炉出口に設けられ、 生成ガス中の炭化水素 を C O及び H ₂ に改質するスチームリ フォーミ ング手段を設けたこ とを特徵とするバイオマスのメ タノ ール合成システム。

3 0 . (補正後） 請求項 2 8 において、

精製したガス中の H ₂ と C Oガスの組成を調整する C Oシフ ト反 応装置を設けたことを特徵とするバイオマスのメ タノール合成シス テム。

1 1 6

襦正された用紙 (条約第 19条）

3 1 . (補正後） 請求項 2 8 において、

生成ガス中の C 0 2 を除去する脱炭酸装置をメ タノ ール合成装置 の前流側へ介装したことを特徴とするバイオマスのメ タノ一ル合成 システム。

3 2 . (捕正後） 請求項 1 のバイオマスガス化炉にバイオ'マスを 供給する供給手段が、

バイオマスを微粉砕して得る繊維状粒状物等の粒状物を収納する 筒状のホッパと、 このホッパの下部に配設され上記粒状物を水平方 向に搬送するとともにそのケ一シングの先端部に下方に開口するよ うに設けた排出口を介して外部に排出するスク リ ューフィ ーダと、 ホツバに収納された粒状物がスク リ ュ一フィ 一ダに供給されるよう ホツバ内の粒状物を攪拌する攪拌手段を有することを特徵とするバ ィォマスのメ タノ 一ル合成システム。

3 3 . (補正後） 請求項 3 2 において、

ケ一シングの先端部に他の部分より も大径の大径部をスク リ ュー フィ ーダの軸方向に亘り形成し、 この大径部の下面に排出口を設け たことを特徽とするバイオマスのメタノ一ル合成システム。

3 4 . (補正後） 請求項 3 2 において、

ケーシングの先端部に周方向に亘り複数個の噴射ノズルを設け、 スク リ ユーフィ ーダの隣接するスク リ ユー翼間に圧密状態で拘束さ れて搬送されてきた粒状物に、 上記噴射ノズルを介して気体を噴射 することにより粒状物同志の圧密 · 絡み合い状態を解除して排出口

1 1 7

襦正された用紙 (条約第 19条） を介し下方に排出するようにしたこ とを特徵とするバイオマスのメ タノ一ル合成システム。

3 5 . (補正後） 請求項 3 2 において、

スク リ ユーフ ィ ーダのスク リ ユ ー軸を中空部材で形成するととも に、 スク リ ユーフ ィ 一ダの最先端部近傍の隣接するスク リ ュ 一翼間 に、 スク リ ュー軸の外周面からその内部に貫通する貫通孔若し く は この貫通孔を利用 した噴射ノズルを設け、 上記隣接するスク リ ュー 翼間に圧密状態で拘束されて搬送されてきた粒状物に、 上記貫通孔 若しく は噴射ノズルを介して気体を噴射することにより粒状物同志 ' の圧密 · 絡み合い状態を解除して排出口を介し下方に排出するよう に したことを特徵とするバイオマスのメ タノ ール合成システム。

3 6 . (補正後） 請求項 3 2 において、

スク リ ューフ ィ ーダのスク リ ュー軸における隣接するスク リ ュー 翼間のピッチが相対的に大きい部分を上記スク リ ユ ー軸の先端部に 設け、 この先'端部に隣接する中央部の上記ピッチを相対的に小さ く したこ とを特徵とするバイオマスのメ タノール合成システム。

3 7 . (補正後） 請求項 3 2 において、

スク リ ユーフィ ーダのスク リ ユ ー軸における隣接するスク リ ュー 翼間のピッチを、 ホツバ側である基端部から先端部側に向けて漸減 させ、 途中の最小部を経て再度先端部に向けて漸増させたこ とを特 徵とするバイオマスのメ タノ 一ル合成システム。

1 1 8

補正された用紙 (条約第 19条)