(57)【要約】【課題】安価で余分なメンテナンスを必要としない手段で、乾燥層の炉壁へのバイオマスのタールによる粘着を防止することである。【解決手段】炉体１の上部に、内部を外方の炉壁との間に環状空間８を形成するように仕切る仕切り壁９を設け、この仕切り壁９に、炉体１の内部に堆積されるバイオマスＡの上面よりも上側の位置で、環状空間８への開口１０を設けて、バイオマスＡの上面よりも上方の位置で仕切り壁９の内面に付着する液化したタールを、開口１０から環状空間８へ導出することにより、バイオマスＡの上面よりも上方で仕切り壁９の内面に付着する液化したタールが乾燥層２１へ流下するのを防止し、安価で余分なメンテナンスを必要としない手段で、乾燥層２１の炉壁へのバイオマスＡのタールによる粘着を防止できるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に原料の供給口が設けられた竪型の炉体の内部に、原料としてのバイオマスを堆積し、この堆積したバイオマスを、上側から順に、乾燥層、熱分解層、酸化層、還元層へと下方へ移動させながらガス化反応させて、このガス化反応で生成されるバイオマスガスを炉体の下部に設けられた排出口から排出するガス化炉において、前記炉体の上部に、炉体の内部を外方の炉壁との間に環状空間を形成するように仕切る仕切り壁を設け、この仕切り壁に、前記炉体の内部に堆積されるバイオマスの上面よりも上側の位置で、前記環状空間への開口を設けて、前記バイオマスの上面よりも上方の位置で前記仕切り壁の内面に付着する液化したタールを、前記開口から前記環状空間へ導出するようにしたことを特徴とするガス化炉。
【請求項２】
前記仕切り壁の内面に付着する液化したタールを開口から環状空間へ導出する手段が、前記開口の上側縁部を前記環状空間側へ逃がし、前記仕切り壁の内面に付着する液化したタールを、仕切り壁の内面に沿わせて流下させて、前記環状空間側へ逃がした開口の上側縁部の先端から環状空間へ滴下させるものである請求項１に記載のガス化炉。
【請求項３】
前記環状空間を形成する仕切り壁の下端を前記乾燥層よりも下側の位置とし、前記環状空間へ導出されたタールを、前記乾燥層よりも下側の位置で、前記炉体の内部に導入する導入口を設けた請求項１または２に記載のガス化炉。
【請求項４】
前記環状空間へ導出されたタールを捕集し、前記炉体の側壁に設けられる着火用のバーナを介して、前記炉体の内部に導入するようにした請求項１または２に記載のガス化炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマスを原料としてガス化反応させ、バイオマスガスを生成するガス化炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオマスを原料とするガス化炉には、上部に原料の供給口が設けられた竪型の炉体の内部にバイオマスを堆積し、堆積したバイオマスを、上側から順に、乾燥層、熱分解層、酸化層、還元層へと徐々に下方へ移動させながらガス化反応させて、このガス化反応で生成されるバイオマスガスを炉体の下部に設けられた排出口から排出するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなバイオマスのガス化炉では、熱分解層で生成される高温（３００〜６００℃）の熱分解ガスにタールが含まれる。この熱分解層で生成される熱分解ガスには、乾燥層から堆積されたバイオマスの上側の上部空間へ上昇するものがある。このガス化炉の上部空間は低温（８０〜１７０℃）であり、この上部空間へ上昇した熱分解ガスが低温の炉壁に接触すると、熱分解ガス中の気体状のタールが液化して炉壁に付着する。また、熱分解ガスは上方から供給される低温のバイオマスにも接触し、液化したタールはバイオマスにも付着する。なお、酸化層から還元層へ下降する熱分解ガスに含まれるタールは、これらの高温（６００〜１０００℃）の雰囲気中で熱分解されるので、下部の排出口から排出されるバイオマスガスには、タールは含まれない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４６１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、熱分解ガス中から液化したタールが上部空間の炉壁に付着すると、粘性の高いタールが炉壁に沿って比較的低温（１００〜３００℃）の乾燥層へ流下し、乾燥層のバイオマスを炉壁に粘着させて、バイオマスのスムーズな下方への移動を妨げ、ガス化炉の安定した運転を阻害する問題がある。
【０００６】
なお、特許文献１に記載されたガス化炉のように、炉内に撹拌手段を設ければ、バイオマスがタールで乾燥層の炉壁に粘着しても、強制的に下方へ移動させることができるが、高温の炉内に撹拌手段を設ける必要があるので、設備コストが高くなるとともに、メンテナンスに手間がかかる問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、安価で余分なメンテナンスを必要としない手段で、乾燥層の炉壁へのバイオマスのタールによる粘着を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、上部に原料の供給口が設けられた竪型の炉体の内部に、原料としてのバイオマスを堆積し、この堆積したバイオマスを、上側から順に、乾燥層、熱分解層、酸化層、還元層へと下方へ移動させながらガス化反応させて、このガス化反応で生成されるバイオマスガスを炉体の下部に設けられた排出口から排出するガス化炉において、前記炉体の上部に、炉体の内部を外方の炉壁との間に環状空間を形成するように仕切る仕切り壁を設け、この仕切り壁に、前記炉体の内部に堆積されるバイオマスの上面よりも上側の位置で、前記環状空間への開口を設けて、前記バイオマスの上面よりも上方の位置で前記仕切り壁の内面に付着する液化したタールを、前記開口から前記環状空間へ導出する構成を採用した。
【０００９】
すなわち、炉体の上部に、炉体の内部を外方の炉壁との間に環状空間を形成するように仕切る仕切り壁を設け、この仕切り壁に、炉体の内部に堆積されるバイオマスの上面よりも上側の位置で、環状空間への開口を設けて、バイオマスの上面よりも上方の位置で仕切り壁の内面に付着する液化したタールを、開口から環状空間へ導出することにより、バイオマスの上面よりも上方で仕切り壁の内面に付着する液化したタールが乾燥層へ流下するのを防止し、安価で余分なメンテナンスを必要としない手段で、乾燥層の炉壁へのバイオマスのタールによる粘着を防止できるようにした。
【００１０】
前記仕切り壁の内面に付着する液化したタールを開口から環状空間へ導出する手段としては、前記開口の上側縁部を前記環状空間側へ逃がし、前記仕切り壁の内面に付着する液化したタールを、仕切り壁の内面に沿わせて流下させて、前記環状空間側へ逃がした通孔の上側縁部の先端から環状空間へ滴下させる手段を採用することができる。
【００１１】
前記環状空間を形成する仕切り壁の下端を前記乾燥層よりも下側の位置とし、前記環状空間へ導出されたタールを、前記乾燥層よりも下側の位置で、前記炉体の内部に導入する導入口を設けることにより、環状空間へ導出されたタールをガス化炉の熱源として利用することができる。
【００１２】
前記環状空間へ導出されたタールを捕集し、前記炉体の側壁に設けられる着火用のバーナを介して、前記炉体の内部に導入することによっても、環状空間へ導出されたタールをガス化炉の熱源として利用することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のガス化炉は、炉体の上部に、炉体の内部を外方の炉壁との間に環状空間を形成するように仕切る仕切り壁を設け、この仕切り壁に、炉体の内部に堆積されるバイオマスの上面よりも上側の位置で、環状空間への開口を設けて、バイオマスの上面よりも上方の位置で仕切り壁の内面に付着する液化したタールを、開口から環状空間へ導出するようにしたので、バイオマスの上面よりも上方で仕切り壁の内面に付着する液化したタールが乾燥層へ流下するのを防止して、安価で余分なメンテナンスを必要としない手段で、乾燥層の炉壁へのバイオマスのタールによる粘着を防止して、ガス化炉の安定した運転を確保することができる。
【００１４】
前記環状空間を形成する仕切り壁の下端を前記乾燥層よりも下側の位置とし、前記環状空間へ導出されたタールを、前記乾燥層よりも下側の位置で、前記炉体の内部に導入する導入口を設けることにより、環状空間へ導出されたタールをガス化炉の熱源として利用することができる。
【００１５】
前記環状空間へ導出されたタールを捕集し、炉体の側壁に設けられる着火用のバーナを介して、炉体の内部に導入することによっても、環状空間へ導出されたタールをガス化炉の熱源として利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態を示す。このガス化炉は、図１に示すように、竪型の炉体１の上部に２段のダンパ２ａを有するバイオマスＡの供給口２が設けられて、側壁に燃焼用空気Ｂを供給する空気供給管３と着火用のバーナ４が設けられ、底部に火格子５が設けられており、炉体１の内部に堆積されたバイオマスＡが空気Ｂとガス化反応して、このガス化反応で生成されるバイオマスガスＣが、火格子５の下側に設けられたガス排出口６から排出される。また、ガス化反応によって生じる燃焼残渣Ｄは、底部に設けられた２段のダンパ７ａを有する排出口７から排出される。なお、供給口２と排出口７の２段の各ダンパ２ａ、７ａは、炉体１の内部の気密性を高めるために設けられている。
【００１７】
前記炉体１の内部に堆積されたバイオマスＡは、上側から順に、乾燥層２１、熱分解層２２、酸化層２３、還元層２４へと徐々に下方へ移動しながらガス化反応する。炉体１の上部には、内部を外方の炉壁との間に環状空間８を形成するように仕切る仕切り壁９が、乾燥層２１の下側まで設けられており、この仕切り壁９に、堆積されたバイオマスＡの上面よりも上側の位置で、環状空間８への開口１０が設けられるとともに、仕切り壁９の下端に、後述するタールＥを炉体１の内部に導入する導入口１１が設けられている。これらの開口１０と導入口１１は、一部の繋ぎ部（図示省略）を残して、仕切り壁９の全周に亙って設けられている。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、前記仕切り壁９の開口１０は、切り起こしによって上側縁部１０ａが環状空間８側へ逃げるように形成されている。したがって、熱分解層２２で生成される熱分解ガスが、堆積するバイオマスＡの上側の上部空間で低温の仕切り壁９と接触し、この接触による冷却で液化する熱分解ガス中のタールＥが仕切り壁９に付着しても、この仕切り壁９に付着したタールＥは、仕切り壁９に沿って流下して、開口１０の上側縁部１０ａから環状空間８へ滴下するように導出される。
【００１９】
図２（ｂ）に示すように、前記仕切り壁９の下端の導入口１１は、内方へ下降傾斜する仕切り壁９の底板部９ａとの間に切り落としによって形成されている。したがって、前記開口１０から環状空間８へ導出されたタールＥは、この導入口１１から炉体１の内部へ流出するように導入される。
【００２０】
図３および図４は、第２の実施形態を示す。このガス化炉は、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、図３に示すように、前記仕切り壁９の下端部に、環状空間８へ導出されたタールＥを捕集する捕集口１２が設けられ、捕集されたタールＥが、バーナ４を介して炉体１の内部に導入されるようになっている点のみが異なる。
【００２１】
図４に示すように、前記仕切り壁９の下端部の捕集口１２は、外方へ下降傾斜する仕切り壁９の底板部９ａの直上で炉壁に設けられており、前記開口１０から環状空間８へ導出されたタールＥが炉壁の外側に捕集される。
【００２２】
上述した各実施形態では、仕切り壁の下端を、乾燥層の下側の熱分解層の途中の高さ位置としたが、仕切り壁の下端は熱分解層よりも下側の高さ位置としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態のガス化炉を示す縦断面図
【図２】ａは図１の開口の部分を拡大して示す断面図、ｂは図１の導入口の部分を拡大して示す断面図
【図３】第２の実施形態のガス化炉を示す縦断面図
【図４】図３の捕集口の部分を拡大して示す断面図
【符号の説明】
【００２４】
Ａ  バイオマス
Ｂ  燃焼用空気
Ｃ  バイオマスガス
Ｄ  燃焼残渣
Ｅ  タール
１  炉体
２  供給口
２ａ  ダンパ
３  空気供給管
４  バーナ
５  火格子
６  ガス排出口
７  排出口
７ａ  ダンパ
８  環状空間
９  仕切り壁
９ａ  底板部
１０  開口
１１  導入口
１２  捕集口
２１  乾燥層
２２  熱分解層
２３  酸化層
２４  還元層
【図１】
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【図２】
2007238705.tif 000004
【図３】
2007238705.tif 000005
【図４】
2007238705.tif 000006