(57)【要約】【課題】木質ガスから歩留まりの高い良質なガスを生産することができる木材チップの燃焼ガス化方法及び装置を提供する。【解決手段】サイロ２から供給された木材チップをガス発生炉８で燃焼させて、該ガス発生炉８で発生した木酢酸、タールを含んだ木質ガスに加熱蒸気及び酸素を混合した混合ガスをガス改質炉１２内の加熱コイル１４を通過する過程で高温加熱し、上記混合ガス中のタール、木酢酸を一酸化炭素と水素に分解することで、良質なガスを歩留まり良く生成することができるようにした。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイロ２から供給された木材チップをガス発生炉８で燃焼させて、該ガス発生炉８で発生した木酢酸、タールを含んだ木質ガスに加熱蒸気及び酸素を混合した混合ガスをガス改質炉１２内の加熱コイル１４を通過する過程で高温加熱し、上記混合ガス中のタール、木酢酸を、一酸化炭素と水素に分解して良質なガスを生成し、この分解された良質ガスをガス冷却装置２６により急冷してガスエンジン３８などに供給するようにしたことを特徴とする木材チップの燃焼ガス化方法。
【請求項２】
サイロ２から供給された木材チップを燃焼してガスを発生させるガス発生炉８と、該ガス発生炉８で発生したタールを含んだ木質ガス中に加熱蒸気及び酸素を上流側で混合し、その混合ガスを通過する過程で高温加熱すべく加熱コイル１４を備えたガス改質炉１２と、該ガス改質炉１２の加熱コイル１４を通過する過程で上記混合ガス中のタール、木酢酸を、一酸化炭素と水素に分解した良質ガスを急冷した後、バグフィルタ２８等を介してガスエンジン３８などに供給するガス冷却装置２６とから構成したことを特徴とする木材チップの燃焼ガス化装置。
【請求項３】
上記ガス改質炉１２は、ガス発生炉８から供給される木質ガスに酸素と共に供給すべく加熱蒸気を発生させる蒸気発生装置１７を上記加熱コイル１４の上部に配置し、サイロ２０から供給された木材チップを燃焼させて加熱コイル１４と共に上記蒸気発生装置１７を加熱させるようにした請求項２に記載の木材チップの燃焼ガス化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、木材チップの燃焼ガス化方法及び装置に係り、特に木材チップの燃焼により発生した木質ガス中の木酢酸、タールを分解して良質な木質ガスを生成する木材チップの燃焼ガス化方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
わが国の森林の木材生産量は１９６０年代の１／３になっている。植林したまま木が伐れないため、林が過密になって活力が失われ、木材生産力の長期的な低下が懸念されるようになり、官民挙げての間伐促進運動が展開されているが、間伐材の出口がなく思うように進まない。バイオマスエネルギー利用のガス発電は除間伐材の有力な出口であり、ここで生産されたエネルギーで低質材、並材の付加価値を高めると同時に、発電の廃熱を農産、加工などに役立てることもできる。
【０００３】
このように、木質バイオマスのエネルギーの利用は、森林の活性化、地域経済の振興、木質系廃棄物の処理、化石燃料の節約によるＣＯ２の排出削減に寄与することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、バイオマスエネルギー利用によるガス発電装置の最大の敵は、木材の酸化、還元、乾留反応をおこなう上で発生する大量の木酢酸、タールであり、このタールが発電用のエンジンに使用されるシリンダの内壁に付着するため連続運転が困難となり、しばしばタールの除去作業を要していた。
【０００５】
このようなことから、従来より、木質ガスを改質するために木質ガスからタールの分離、除去を行なってきたが、ミスト状になったタールを除去することは困難であり、ガスの改質には、加熱するためのエネルギーが多く消費されてしまうため、熱精算を行なうと、大半のエネルギーはガスの改質に消費されて有効利用されるガスのエネルギーは、２０％程度であった。
【０００６】
また、ガスの改質においては、高温、高圧（５０〜１００気圧）をかけたり、発生した木質ガスを使用して加熱を行っていたため、利用できるガスの発生量が少なく生産効率が極めて低くなる問題を有していた。
【０００７】
従って、本発明の目的とする所は、木質ガスから歩留まりの高い良質なガスを生産することができる木材チップの燃焼ガス化方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明は次の技術的手段を有する。即ち、発明の実施の形態に対応する添付図面中の符号を用いてこれを説明すると、本発明は、サイロ２から供給された木材チップをガス発生炉８で燃焼させて、該ガス発生炉８で発生した木酢酸、タールを含んだ木質ガスに加熱蒸気及び酸素を混合した混合ガスをガス改質炉１２内の加熱コイル１４を通過する過程で高温加熱し、上記混合ガス中のタール、木酢酸を一酸化炭素と水素に分解して良質なガスを生成し、この分解された良質ガスをガス冷却装置２６により急冷してガスエンジン３８などに供給するようにしたことを特徴とする木材チップの燃焼ガス化方法である。従って、木材チップの燃焼により発生した木質ガスに酸素と加熱蒸気を混合し、これを高温加熱することで木質ガス中のタール、木酢酸を、一酸化炭素と水素に分解して良質なガスを歩留まり良く生成することができる。
【０００９】
また本発明は、サイロ２から供給された木材チップを燃焼してガスを発生させるガス発生炉８と、該ガス発生炉８で発生したタールを含んだ木質ガス中に加熱蒸気及び酸素を上流側で混合し、その混合ガスを通過する過程で高温加熱すべく加熱コイル１４を備えたガス改質炉１２と、該ガス改質炉１２の加熱コイル１４を通過する過程で上記混合ガス中のタール、木酢酸を、一酸化炭素と水素に分解した良質ガスを急冷した後、バグフィルタ２８等を介してガスエンジン３８などに供給するガス冷却装置２６とから構成したことを特徴とする木材チップの燃焼ガス化装置である。
上記によれば、サイロ２から供給された木材チップをガス発生炉８で燃焼させて、発生した木酢酸、タールを含んだ木質ガスに加熱蒸気及び酸素を混合した混合ガスをガス改質炉１２内の加熱コイル１４を通過する過程で高温加熱し、上記混合ガス中のタール、木酢酸を一酸化炭素と水素に分解して良質なガスを生成し、この分解された良質ガスをガス冷却装置２６により急冷してガスエンジン３８などに供給する。
従って、木材チップを燃焼してガスを発生させるガス発生炉８、木質ガス中のタール、木酢酸を一酸化炭素と水素に分解し高温加熱して良質ガスを生成するガス改質炉１２、該ガス改質炉１２で生成された良質ガスを急冷するガス冷却装置２６を用いることで、木材チップの燃焼により発生した木質ガスに酸素と加熱蒸気を混合し、これを高温加熱することで木質ガス中のタール、木酢酸を、一酸化炭素と水素に分解して良質なガスを歩留まり良く生成することができる。
【００１０】
また本発明は、上記ガス改質炉１２が、ガス発生炉８から供給される木質ガスに酸素と共に供給すべく加熱蒸気を発生させる蒸気発生装置１７を上記加熱コイル１４の上部に配置し、サイロ２０から供給された木材チップを燃焼させて加熱コイル１４と共に上記蒸気発生装置１７を加熱させるようにした木材チップの燃焼ガス化装置である。
従って、混合ガスが通過する加熱コイル１４を高温加熱する熱源を利用して、ガス改質炉１２の加熱コイル１４に供給する木質ガスに酸素と共に混合する加熱蒸気を発生することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面、図１〜図３に従い、本発明の木材チップの燃焼ガス化方法及び装置に係る一実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態における木材チップの燃焼ガス化装置の全体図、図２は本発明の要部を示す木材チップの燃焼ガス化装置の説明図であり、図３は木材チップの燃焼ガス化方法の流れを示すブロック図である。
【００１２】
最初に、本発明の木材チップの燃焼ガス化装置に付き説明する。図１及び図２において、符号１は木材チップの燃焼ガス化装置を示し、この木材チップの燃焼ガス化装置１は、サイロ２の木材チップを、スクリューコンベア４を介して下方に配置されたチューブコンベア５に導き、このチューブコンベア５によりガス発生炉８に供給し燃焼するようになっている。
【００１３】
図２に示すように、ガス発生炉８に連通接続されたサイクロン１０と、ガス改質炉１２内で高温加熱される加熱コイル１４とが配管Ｐ１を介して接続されると共に、上記加熱コイル１４の上部には蒸気発生装置としてのボイラ１７が配置されており、上記配管Ｐ１の上流側には空気を取入れるダンパー１６が設けられ、その下流側にはボイラ１７で発生した加熱蒸気を導入するための切換えバルブ１８が設けられている。
【００１４】
ガス改質炉１２の近傍には別のサイロ２０が配置され、このサイロ２０の木材チップは、スクリューコンベア２２によりその下方に配置されたチューブコンベア２４に導かれ、このチューブコンベア２４を介して加熱コイル１４の上部からガス改質炉１２の燃焼部に向けて供給されるようになっている。
【００１５】
加熱コイル１４の出口側にはサイクロン２５が接続され、このサイクロン２５には加熱コイル１４で高温加熱された良質ガスを冷却するガス冷却装置２６が配管Ｐ２を介して接続されており、更にガス冷却装置２６には冷却された良質ガス中の塵埃をろ過するバグフィルタ２８が接続されている。
【００１６】
バグフィルタ２８は、それぞれブロアー３０、３４を介して周知の水洗塔３２、加圧貯蔵タンク３６に接続されており、この加圧貯蔵タンク３６は例えば発電機のガスエンジン３８に接続されている。
【００１７】
次に、本発明の木材チップの燃焼ガス化方法に付き、図１〜図３を参照して説明する。
【００１８】
上述したように、サイロ２からチューブコンベア５を介して供給された木材チップは、ガス発生炉８で燃焼されて木酢酸、タールを含んだ木質ガスが発生する。
【００１９】
このガス発生炉８で発生した木質ガスは、サイクロン１０に導入されたのちブロアー１５により、配管Ｐ１を介してガス改質炉１２内の加熱コイル１４に供給されるが、配管Ｐ１を流下する過程でダンパー１６より空気を取込むと同時にその下流側から切換えバルブ１８を介してボイラ１７で発生した加熱蒸気を導入し、木質ガスに空気中の酸素と加熱蒸気を混合した混合ガスが生成される。
【００２０】
このように、ボイラ１７を加熱コイル１４の上部に配置することで、混合ガスが通過する加熱コイルを高温加熱する熱源を利用することができ、ガス改質炉１２の加熱コイル１４に供給する木質ガスに酸素と共に混合する加熱蒸気を経済的に発生することができる。
【００２１】
そして、ガス改質炉１２では、サイロ２０からスクリューコンベア２２ないしチューブコンベア２４を介して供給された木材チップを燃焼して加熱コイル１４が高温に加熱されており、急激に高温（６００℃〜７００℃）で加熱される加熱コイル内を混合ガスが通過する過程で分解反応がおきて、混合ガス中の木酢酸、タールに酸素Ｏ２がタール２Ｃと化合して２Ｃ＋Ｏ２＝２ＣＯ（一酸化炭素）に分解され、更にＣＯと水蒸気Ｈ２Ｏまたは木酢酸が化合してＣＯ＋２Ｈ２Ｏ＝２Ｈ２＋ＣＯ２（水素と二酸化炭素）に分解されて良質ガスが生成される。
【００２２】
この良質ガスは、サイクロン２５を介して配管Ｐ２によりガス冷却装置２６に導入されると、ここで初期の温度まで冷却されてバグフィルタ２８に送られ、塵埃などを除去した後それぞれブロアー３０、３４により周知の水洗塔３２、加圧貯蔵タンク３６を介して例えば発電機のガスエンジン３８に供給される。
【００２３】
従って、上記のような構成の木材チップの燃焼ガス化装置ないし、その装置を使用して木材チップを燃焼ガス化する方法を用いることによって、木材チップの燃焼により発生した木質ガスに、酸素Ｏ２と加熱蒸気Ｈ２Ｏを混合し、これを高温加熱することで木質ガス中のタールＣ、木酢酸を、一酸化炭素ＣＯと水素Ｈに分解して良質なガスを歩留まり良く生成することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は次の効果を奏する。
【００２５】
以上詳述した如く本願の請求項１記載の発明によると、木材チップの燃焼により発生した木質ガスに酸素と加熱蒸気を混合し、これを高温加熱することで木質ガス中のタール、木酢酸を、一酸化炭素と水素に分解して良質なガスを歩留まり良く生成することができる。
【００２６】
本願の請求項２記載の発明によると、木材チップを燃焼してガスを発生させるガス発生炉、木質ガス中のタール、木酢酸を、一酸化炭素と水素に分解し高温加熱して良質ガスを生成するガス改質炉、ガス改質炉で生成された良質ガスを急冷するガス冷却装置を用いることで、木材チップの燃焼により発生した木質ガスに酸素と加熱蒸気を混合し、これを高温加熱することで木質ガス中のタール、木酢酸を一酸化炭素と水素に分解して良質なガスを歩留まり良く生成することができる。
【００２７】
本願の請求項３記載の発明によると、加熱蒸気を発生させる蒸気発生装置が加熱コイルの上部に配置されるので、混合ガスが通過する加熱コイルを高温加熱する熱源を利用して、ガス改質炉の加熱コイルに供給する木質ガスに酸素と共に混合する加熱蒸気を発生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における木材チップの燃焼ガス化装置の全体図である。
【図２】本発明の要部を示す木材チップの燃焼ガス化装置の説明図である。
【図３】木材チップの燃焼ガス化方法の流れを示すブロック図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　燃焼ガス化装置
２　　　　　　　　　　サイロ
４　　　　　　　　　　スクリューコンベア
５　　　　　　　　　　チューブコンベア
８　　　　　　　　　　ガス発生炉
１０　　　　　　　　　サイクロン
１２　　　　　　　　　ガス改質炉
１４　　　　　　　　　加熱コイル
１５　　　　　　　　　ブロアー
１６　　　　　　　　　ダンパー
１７　　　　　　　　　ボイラ（蒸気発生装置）
１８　　　　　　　　　切換えバルブ
２０　　　　　　　　　サイロ
２２　　　　　　　　　スクリューコンベア
２４　　　　　　　　　チューブコンベア
２５　　　　　　　　　サイクロン
２６　　　　　　　　　ガス冷却装置
２８　　　　　　　　　バグフィルタ
３０、３４　　　　　　ブロアー
３２　　　　　　　　　水洗塔
３６　　　　　　　　　加圧貯蔵タンク
３８　　　　　　　　　ガスエンジン
Ｐ１、Ｐ２　　　　　　配管
【図１】
2004067900.tif 000003
【図２】
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【図３】
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