ガス化方法、発電方法、ガス化装置、発電装置及び有機物
【課題】タールを炭状固体に分解して担持する多孔質無機物を用意することなくタール非含有ガスを発生させることを可能にしたガス化方法を提供する。
【解決手段】有機物をガス化するガス化方法に、有機物を加熱することにより、該有機物をタール含有ガス及び炭状固体に熱分解する熱分解工程と、熱分解によって発生したタール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを前記有機物に吸着させる吸着工程とを含ませる。
【解決手段】有機物をガス化するガス化方法に、有機物を加熱することにより、該有機物をタール含有ガス及び炭状固体に熱分解する熱分解工程と、熱分解によって発生したタール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを前記有機物に吸着させる吸着工程とを含ませる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物をガス化するガス化方法、該ガス化方法によってガス化されたガスで発電を行う発電方法、ガス化装置、発電装置、並びにガス化方法及びガス化装置を用いて得られる有機物に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境負荷の小さいエネルギー源として、バイオマス（Biomass）が注目されている。バイオマスとは、化石資源を除いた生物資源、例えば木材、紙、農業残渣、屎尿、食品廃棄物等の有機物である。バイオマスから得られるエネルギーは、いわゆる再生可能エネルギーの一つであり、バイオマスマスエネルギーと呼ばれている。再生可能エネルギーとは、地球規模で見て、生物による二酸化炭素の吸収量と、その生物に由来するバイオマスを燃焼させた場合に発生する二酸化炭素の排出量とが同量で相殺するため、エネルギーを利用しても現在の大気中二酸化炭素濃度が増加しないものをいう。
【０００３】
バイオマスのエネルギーは例えばガス化発電装置を用いて利用されている。ガス化発電装置は、バイオマスを６００℃以上の高温で熱分解することにより可燃性のガスを発生させ、該ガスを燃料として発電する。
ところが、バイオマスのガス化においては、一酸化炭素、メタン、エタン等の可燃性ガス、及び炭状固体と共にタールも発生する。ガス化において発生したタールは、熱分解時においては気化しているが、発電装置に送出されて温度が低下した場合、該発電装置を構成する配管に凝着し、該発電装置の不調乃至故障を招来する。
【０００４】
タール含有ガスからタールを除去する手法として、タール含有ガスを多孔質無機物に接触させることにより、タールを固体の炭状物質として多孔質無機物、例えば酸化アルミニウムに担持する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。炭状物質を担持した多孔質無機物は貯蔵及び輸送性に優れており、水蒸気に接触させることによりタールフリーの水素ガスとしてエネルギーを取り出すことができる。また、水素ガスを発生させた後の多孔質無機物は、タールの除去に再利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０９５１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、タールを固体の炭状物質として回収する特許文献１に係る方法においては、タールの発生量に応じた多孔質無機物を用意する必要があった。言うまでもなく、特許文献１には、多孔質無機物を使用せずに、タール含有ガスからタールを除去する技術的思想は開示されていない。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、有機物、例えば木質チップの熱分解によって発生したタール含有ガスに含まれるタールを、熱分解前の有機物に吸着させることにより、タールを炭状固体に分解して担持する多孔質無機物を用意することなくタール非含有ガスを発生させ、かつ該タールをエネルギー源として利用又は回収することを可能にしたガス化方法、該タール非含有ガスにて発電を行う発電方法、各方法を実施するガス化装置及び発電装置を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の他の目的は、タールを吸着させた有機物を燃料として熱分解することにより、有機物と、該有機物に吸着したタールとを共炭化させ、タールを炭状固体及びタール非含有ガスとして回収することができるガス化方法、発電方法、ガス化装置及び発電装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、有機物を攪拌しながらタールを有機物に吸着させることにより、熱分解によって発生したタール含有ガスによって有機物が燃焼することを防止し、タールを有機物に効果的に吸着させることができるガス化方法、発電方法、ガス化装置及び発電装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、熱分解によって発生したタール含有ガスに含まれるタールを炭状固体として前記多孔質無機物の表面に担持することにより、必要に応じて有機物が有するエネルギーの一部を炭素担持体として回収することができるガス化方法、発電方法、ガス化装置及び発電装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、タール含有ガスを接触させていない有機物に比べて、熱分解効率が良く、且つエネルギー密度が高い有機物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るガス化方法は、有機物をガス化するガス化方法において、有機物を加熱することにより、該有機物をタール含有ガス及び炭状固体に熱分解する熱分解工程と、熱分解によって発生したタール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを前記有機物に吸着させる吸着工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るガス化方法は、前記熱分解工程は、前記吸着工程でタールを吸着させて得られる有機物を熱分解することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るガス化方法は、前記吸着工程は、砕片状又は粒状の有機物を攪拌しながら、タール含有ガスを該有機物に接触させることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るガス化方法は、前記吸着工程の前に、熱分解によって発生したタール含有ガスを多孔質無機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを炭状固体として前記多孔質無機物に担持する担持工程を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るガス化方法は、前記有機物は木質チップ、木粉、農産廃棄物又はバイオフューエルの絞り粕であることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るガス化方法は、タール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させて得たタール非含有ガスを冷却することにより、該タール非含有ガスに含まれる沸点が所定温度未満の物質を凝縮させて回収することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る発電方法は、上述のいずれか一つのガス化方法にて発生したタール非含有ガスを燃焼させることによって発電を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るガス化装置は、有機物をガス化するガス化装置において、有機物を加熱することにより、該有機物をタール含有ガス及び炭状固体に熱分解する熱分解手段と、熱分解によって発生したタール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを前記有機物に吸着させる吸着手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るガス化装置は、前記吸着手段にてタールを吸着させた有機物を回収する回収手段と、該回収手段が回収した有機物を前記熱分解手段へ搬送する搬送手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係るガス化装置は、砕片状又は粒状の有機物を攪拌する手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係るガス化装置は、熱分解によって発生したタール含有ガスを多孔質無機物に接触させる手段を備え、前記吸着手段は、前記多孔質無機物に接触した後のタール含有ガスを有機物に接触させるようにしてあることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係るガス化装置は、前記熱分解手段は、中空円筒状をなし、一端側に有機物が供給される有機物供給口を有し、他端側に炭状固体を排出する炭状固体排出口及びタール含有ガスを排気する排気口を有する熱分解反応器と、該熱分解反応器に供給された有機物を前記一端側から他端側へ搬送する搬送スクリューとを備え、前記吸着手段は、タール含有ガスが流入する流入口、及びタール非含有ガスが流出する流出口を有する中空円筒状をなし、熱分解前の有機物を収容する収容体と、該収容体に収容された有機物を攪拌する攪拌翼とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るガス化装置は、前記有機物は木質チップ、木粉、農産廃棄物又はバイオフューエルの絞り粕であることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係るガス化装置は、タール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させて得たタール非含有ガスを冷却することにより、該タール非含有ガスに含まれる沸点が所定温度未満の物質を凝縮させて回収する手段を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る発電装置は、上述のいずれか一つのガス化装置と、該ガス化装置によってガス化されたタール非含有ガスを燃焼させることによって動力を出力する発動機と、該発動機の動力によって発電を行う発電機とを備えることを特徴とする。
【００２７】
本発明に係る有機物は、上述のいずれか一つのガス化方法、又は上述のいずれか一つのガス化装置を用いてタールを吸着させてなることを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、まず有機物を加熱し、該有機物をタール含有ガスと、炭状固体とに熱分解する。そして、熱分解によって発生したタール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させる。タール含有ガスが有機物に接触した場合、該タール含有ガスに含まれるタールが有機物に吸着するため、タール含有ガスはタール非含有ガスに改質される。従って、多孔質無機物を用意して触媒改質等の操作を行うことなく、タール含有ガスからタールを除去することが可能になる。
【００２９】
本発明によれば、タールを吸着させた有機物を熱分解する。タールを吸着させた有機物が熱分解した場合、タール及び有機物を単味で加熱する場合に比べて、タール及び有機物の炭化が相互に促進される共炭化効果と、有機物に吸着したタールの蒸発抑制効果とによって、タールの分解が促進される。つまり、該有機物に吸着しているタールの一部は気化せず、有機物と共に炭状固体になる。また、タールの一部は、気化せずにタール非含有ガスに分解される。
従って、有機物に吸着させたタールを炭状固体又はタール非含有ガスとして回収することができる。言い換えると、多孔質無機物を用意して触媒改質等の操作を行うことなく、タール含有ガスからタールを除去することができ、かつ炭状固体及びタール非含有ガスを増産することが可能になる。
【００３０】
本発明によれば、砕片状又は粒状の有機物を攪拌しながら、タール含有ガスに含まれるタールを有機物に吸着させる。従って、熱分解後のタール含有ガスによって有機物が燃焼することを防止することができる。
【００３１】
本発明によれば、熱分解によって発生したタール含有ガスを多孔質無機物に接触させる。タール含有ガスが多孔質無機物に接触した場合、該タール含有ガスに含まれるタールが炭状固体として多孔質無機物の表面に担持される。従って、タール含有ガスに含まれるタールの含有量を低減することができる。
更に、タールの含有量が低減したガスを、熱分解前の有機物に接触させる。前記ガスが有機物に接触した場合、該ガスに残留しているタールが有機物に吸着する。
従って、タール含有ガスに含まれるタールの含有量をより効果的に低減させることができる。また、必要に応じて炭状固体を担持した多孔質無機物を生成することができる。
【００３２】
本発明によれば、木質チップ、木粉、農産廃棄物又はバイオフューエルの絞り粕を用いてタール非含有ガスを発生させることができる。農産廃棄物は、例えばさとうきびバガス，稲わら，麦わら，籾殻等である。
【００３３】
本発明によれば、タール非含有ガスに含まれる沸点が所定温度未満の物質を凝縮させて回収する。該物質は、液相の軽質油、水溶性有機物等を含んでおり、エネルギー源として活用することが可能である。
【００３４】
本発明によれば、上述のガス化方法によって発生したタール非含有ガスを燃焼させることによって発電を行うことができる。
【００３５】
本発明によれば、タール含有ガスを接触させて得られる有機物は、該有機物自身のエネルギーに加えて、吸着したタールのエネルギーも有している。また、熱分解によって発生したタール含有ガスを有機物に接触させた場合、該タール含有ガスの熱によって、前記有機物に含まれる水分が蒸発する。
従って、前記有機物の単位重量当たりのエネルギーは、タール含有ガスを接触させていない有機物に比べて高い。
また、前記有機物を熱分解する際、該有機物に含まれる水分を蒸発させるエネルギーが不要になるため、熱分解に必要なエネルギーを低減させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、タールを炭状固体に分解して担持する多孔質無機物を用意することなくタール非含有ガスを発生させ、かつ該タールをエネルギー源として利用又は回収することができる。
【００３７】
本発明によれば、有機物と、該有機物に吸着したタールとを共炭化させ、タールを炭状固体及びタール非含有ガスとして回収することができる。
【００３８】
本発明によれば、熱分解によって発生したタール含有ガスによって有機物が燃焼することを防止し、タールを有機物に効果的に吸着させることができる。
【００３９】
本発明によれば、必要に応じて有機物が有するエネルギーの一部を炭素担持体として回収することができる。
【００４０】
本発明によれば、有機物の熱分解効率及びエネルギー密度を、タール含有ガスを接触させていない有機物に比べて、向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るガス化方法を概念的に示す説明図である。
【図２】本発明のガス化装置の構成例を示す模式的断面図である。
【図３】変形例１に係るガス化装置の構成を示す模式図である。
【図４】実施の形態２に係る発電装置の構成を示す模式図である。
【図５】実施の形態３に係るガス化方法を概念的に示す説明図である。
【図６】実施の形態３に係るガス化装置の構成例を示す模式的断面図である。
【図７】実施の形態４に係るガス化方法を概念的に示す説明図である。
【図８】実施の形態４に係るガス化装置の構成を示す模式図である。
【図９】実施の形態４に係るガス化方法の効果を示す説明図である。
【図１０】本発明に係るガス化方法の効果を確認するための実験方法を概念的に示す説明図である。
【図１１】タールリサイクル運転番号の増加に伴うタール収率の変化を示すグラフである。
【図１２】タールリサイクル運転番号に伴う木炭、水及び軽質有機成分の収率の変化を示すグラフである。
【図１３】タールリサイクル運転番号の増加に伴う非凝縮性ガス収率の変化を示すグラフである。
【図１４】タールリサイクル運転番号の増加に伴うタール転化率の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るガス化方法を概念的に示す説明図である。本発明の実施の形態１に係るガス化方法は、木質チップ（有機物）の熱分解によって発生したタール含有ガスに含まれるタールを、熱分解前の木質チップに吸着させることにより、多孔質無機物を用意して触媒改質等の操作を行うことなく、タール非含有ガスを生成することを可能にしたものである。
【００４３】
本発明に係るガス化方法では、まず、図１中のかぎ括弧及び破線矢印で示すように、タールを吸着していない木質チップ（以下、タール未吸着木質チップという）を４００〜６００℃、例えば５００℃で加熱し、該タール未吸着木質チップを、木炭と、タール含有ガスとに熱分解する。タールフリーの木炭を得るためには、０．５〜２０分の滞留時間をもって、タール未吸着木質チップを５００℃以上で加熱することが好ましい。タールフリーの木炭とは、６００℃以上に加熱したときの芳香族発生量が０．０１ｗｔ％未満となる木炭をいう。なお、炭化処理を行うだけであれば、タール未吸着木質チップを４００℃以上に加熱すれば足りるが、タールフリーの木炭を得るためには５００℃以上でタール未吸着木質チップを加熱する必要がある。
そして、熱分解によって生成した木炭を回収する。ガス化方法の実施初期段階においては、タールを吸着した木質チップ（以下、タール既吸着木質チップという）が存在しないため、タール未吸着木質チップを熱分解することから操業を開始する。なお、以下の説明では、木質チップの用語を、タール未吸着木質チップ及びタール既吸着木質チップの総称として用いる。
【００４４】
タール含有ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、及び低級炭化水素ガス等を含んだ可燃性の非凝縮性ガスと、凝縮性を有し、沸点が３５０℃未満の軽質有機成分と、軽質有機成分より沸点が高いタールガスと、水蒸気とを含む。軽質有機成分は、軽質油と水溶性有機物とを含む。
タールガスは、常温まで冷却すると黒色あるいは黒褐色の液体又は固体になり，沸点が３５０℃以上の凝縮性化合物、即ちタールが気化したものである。ここでの凝縮性とは、常温・常圧で液体又は固体になる性質という程度の意味である。
タール含有ガスは、熱分解直後の冷却されていない状態では、非凝縮性ガスにタールの蒸気が含まれた状態となっている。
【００４５】
次に、上述の熱分解用のタール未吸着木質チップとは別に用意したタール未吸着木質チップを攪拌しながら、熱分解によって発生したタール含有ガスを該タール未吸着木質チップに接触させることによって、タール含有ガスに含まれるタールをタール未吸着木質チップに吸着させる。タールの吸着によって、タール非含有ガスが得られる。タール非含有ガスは、タール含有ガスからタール成分が除去されたガスであり、非凝縮性ガス、軽質有機成分及び水蒸気を含む。
【００４６】
タール未吸着木質チップは、少なくとも乾燥重量の約６７ｗｔ％のタールを保持できることが実験で確認されている。該実験方法は、次の通りである。まず、タール未吸着木質チップを５００℃で熱分解したときに発生したタールをいったん溶剤、例えばアセトンに溶解する。そして、タール溶液に木質チップを浸漬後、溶剤を蒸発させて、タール既吸着木質チップを調製する。タール吸着前後で木質チップの質量を比較することによって、前記調整の結果得られたタール既吸着木質チップは、重量１のタール未吸着木質チップ（乾燥）と、重量０．６７のタールとから構成されていることが確認できる。
なお、タール既吸着木質チップは、凝集することなく、タール未吸着木質チップと同様に取り扱い、熱分解し、ガス化することができる。
【００４７】
また、タール未吸着木質チップにタール含有ガスを接触させることによって、タール未吸着木質チップの乾燥が同時に行われる。タール未吸着木質チップを乾燥させ、水蒸気と軽質有機成分とが凝縮しないようにするためには、例えば１１０℃以上の温度でタール含有ガスをタール未吸着木質チップに接触させることが必要である。
なお、タール含有ガスには酸素は含まれていないため、２００℃あるいはそれ以上になる部分が生じても、タール未吸着木質チップの熱分解が活発になる３５０℃を超えなければ着火などの問題はない。また、タール未吸着木質チップには水分が含まれているため、５００℃を越えるタール含有ガスをタール未吸着木質チップに接触させたとしても、直ちにタール未吸着木質チップの温度が３５０℃を越えることはない。従って、５００℃程度のタール含有ガスをタール未吸着木質チップに供給しても、タール未吸着木質チップを攪拌させていれば、着火等の問題はない。
【００４８】
なお、場合によっては、予め乾燥させたタール未吸着木質チップを用いてタールを吸着させるようにすると良い。タール非含有ガスを冷却することによって、タール非含有ガスを、非凝縮性ガスと、軽質有機成分及び水とに分離することができるが、軽質有機成分に含まれる水溶性有機物は水に溶解するため、高品質の軽質有機成分と水との混合物を併産したい場合、タール非含有ガスに含まれる水蒸気は少ない方が良い。
【００４９】
このような本実施の形態１に係るガス化方法によれば、多孔質無機物を用意して触媒改質等の操作を行うことなく、タール未吸着木質チップの熱分解によって発生するタール含有ガスからタールを除去し、木炭と、タール非含有ガスと、タール既吸着木質チップとを併産し、回収することができる。
【００５０】
次いで、タールの吸着によって得られたタール既吸着木質チップを回収する。タール既吸着木質チップの回収後は、図１に示すように、回収されたタール既吸着木質チップを用いて熱分解工程を実施する。つまり、タール既吸着木質チップを５００℃で加熱し、該タール既吸着木質チップを、木炭と、タール含有ガスとに熱分解する。
【００５１】
ところで、タール既吸着木質チップを熱分解した場合、タール未吸着木質チップに吸着したタールの全てがタール蒸気として蒸発することは無く、共炭化効果及びタールの蒸発抑制効果によって、一部は木質チップ部分と共に炭化するか，あるいは軽質有機成分に分解する。共炭化効果とは、タール及びタール未吸着木質チップを単味で加熱する場合に比べて、タール及び木質チップ部分の炭化が相互に促進される効果を言う。また、蒸発抑制効果とは、タール既吸着木質チップ中のタール成分が物理的に閉じ込められ、あるいはタール成分の分子と、木質チップ分子とが結合することによって、タール既吸着木質チップに吸着しているタールの蒸発が抑制される効果を言う。
このように、タール既吸着木質チップの共炭化によって、タール含有ガスに含まれるタール成分を最終的に木炭及び軽質有機成分として回収することができる。
【００５２】
以後、タール既吸着木質チップの生成、回収、熱分解を繰り返すことによって、タールを炭状固体に分解して担持する多孔質無機物を用意することなくタール非含有ガスを発生させることができる。また、木炭及びタール非含有ガスを増産することができる。
【００５３】
次に、本発明に係るガス化方法を実施するためのガス化装置１を説明する。
図２は、本発明のガス化装置１の構成例を示す模式的断面図である。ガス化装置１は、木質チップを、可燃性のタール含有ガス及び木炭に熱分解する熱分解装置（熱分解手段）２と、タール含有ガス中のタールをタール未吸着木質チップに吸着させることによって、タール非含有ガスに改質すると共に、タール既吸着木質チップを併産するタール吸着装置（吸着手段）３とを備える。
【００５４】
熱分解装置２は、中空円筒状の熱分解反応器２１を備える。熱分解反応器２１は、該熱分解反応器２１を４００〜６００℃に加熱する電気炉２２内に、略水平の姿勢で設置されている。なお、熱分解反応器２１の加熱手段は電気炉２２に限定されない。例えば、熱分解反応器２１を外部熱風加熱槽方式の燃焼加熱炉の内部に配置し、該熱分解反応器２１を加熱するように構成しても良い。熱分解反応器２１の一端部に設けられた木質チップ供給口（有機物供給口）２１ａには管内に木質チップを供給するホッパ２４が結合されており、熱分解反応器２１の内部には、ホッパ２４及び木質チップ供給口２１ａから供給された木質チップを他端部側へ搬送する搬送スクリュー２３が設けられている。熱分解反応器２１は、他端部に木炭排出口（炭状固体排出口）２１ｂ及び排気口２１ｃを有する。排気口２１ｃには、木質チップの熱分解によって発生したタール含有ガスをタール吸着装置３へ導く配管２５が接続され、木炭排出口２１ｂには、残渣である木炭を回収する木炭回収器２６が設けられている。
【００５５】
タール吸着装置３は、適宜量のタール未吸着木質チップを収容した縦長有底円筒状の前段木質チップ攪拌槽（収容体）３１及び後段木質チップ攪拌槽（収容体）３２と、各攪拌槽を連結する連結管３３とを備える。
【００５６】
前段木質チップ攪拌槽３１は、内径６０ｍｍ、高さ２７０ｍｍの縦長有底円筒状であり、上端側部に直径０．５インチのガス流入口３１ａを有し、ガス流入口３１ａには、熱分解反応器２１に連通する配管２５が接続されている。また、前段木質チップ攪拌槽３１は、下端側部に連結口３１ｂを有し、連結口３１ｂには連結管３３の一端が接続されている。なお、連結口３１ｂは、前段木質チップ攪拌槽３１におけるガスの流出口として機能する。更に、前段木質チップ攪拌槽３１は、収容されたタール未吸着木質チップを攪拌するための攪拌機構を備える。該攪拌機構は、前段木質チップ攪拌槽３１の中心軸上に回転可能に配された攪拌軸を有する。該攪拌軸には、複数の攪拌翼３１ｃが攪拌軸に沿って螺旋状に形成されている。攪拌翼３１ｃは、５ｍｍ四方の矩形状であり、厚さは２ｍｍである。攪拌速度は、最大６０回転／分である。なお、攪拌翼３１ｃは、有機物を攪拌する手段に相当する。更に、前段木質チップ攪拌槽３１は、図示しない開閉部を備えており、タール未吸着木質チップの投入及びタール既吸着木質チップの回収を行うことができるように構成されている。
【００５７】
後段木質チップ攪拌槽３２は、前段木質チップ攪拌槽３１と同様の構成である。後段木質チップ攪拌槽３２は、下端側部に連結口３２ｂを有し、連結口３２ｂには直径０．５インチの連結管３３の他端が接続されている。なお、連結口３２ｂは、後段木質チップ攪拌槽３２におけるガスの流入口として機能する。また、後段木質チップ攪拌槽３２は、収容されたタール未吸着木質チップを攪拌するための攪拌機構を備え、複数の攪拌翼３２ｃによってタール未吸着木質チップを攪拌するように構成されている。更に、後段木質チップ攪拌槽３２は、上端側部に直径０．５インチのガス流出口３２ａを有しており、木質チップの熱分解によって発生したタール含有ガスは、前段木質チップ攪拌槽３１へ流入し、前段木質チップ攪拌槽３１、連結管３３及び後段木質チップ攪拌槽３２内のタール未吸着木質チップ中を通流するように構成されている。
【００５８】
ガス化装置１の使用方法を説明する。まず、タール未吸着木質チップをホッパ２４に投入し、電気炉２２及び搬送スクリュー２３を駆動させる。電気炉２２による熱分解反応器２１の加熱温度は５００℃、搬送スクリュー２３によるタール未吸着木質チップの搬送速度は、熱分解反応器２１におけるタール未吸着木質チップの滞留時間が０．５〜２０分になるように設定する。そして、前段木質チップ攪拌槽３１及び後段木質チップ攪拌槽３２にタール未吸着木質チップを投入し、攪拌機構を動作させる。
次いで、所定量のタール既吸着木質チップが熱分解され、タール既吸着木質チップが生成した場合、該タール既吸着木質チップを回収し、ホッパ２４に投入する。そして、タール未吸着木質チップと同様、熱分解装置２及びタール吸着装置３を駆動する。以下、タール既吸着木質チップの生成、回収、熱分解を繰り返す。
【００５９】
実施の形態１に係るガス化方法及びガス化装置１にあっては、タールを炭状固体に分解して担持する多孔質無機物を用意することなくタール非含有ガスを発生させることができる。
【００６０】
また、タール既吸着木質チップに吸着したタールを共炭化させ、タールを木炭及びタール非含有ガスとして増産及び回収することができる。
【００６１】
更に、タール未吸着木質チップを攪拌しながら、タール含有ガスと、タール未吸着木質チップとを接触させることによって、タールをタール未吸着木質チップに吸着させるように構成されているため、本発明によれば、熱分解によって発生したタール含有ガスによってタール未吸着木質チップが燃焼することを防止し、タールをタール未吸着木質チップに吸着させることができる。
【００６２】
更にまた、実施の形態１に係るガス化方法又はガス化装置１を操業することによって、タール未吸着木質チップに比べて、熱分解効率及びエネルギー密度が高いタール既吸着木質チップを生成することができる。タール既吸着木質チップは、ガス化装置１のガス源、発電機の燃料、火をおこすための補助燃料が不要な可燃性燃料として使用することができる。
【００６３】
タール既吸着木質チップのエネルギー密度について説明する。乾燥したタール未吸着木質チップの発熱量は、約２０ＭＪ／ｋｇ−ｄｒｙ程度、タール既吸着木質チップの嵩密度は約０．２ｋｇ／Ｌ程度である。つまり、単位体積あたりの発熱量はせいぜい４ＭＪ／Ｌ程度である。
一方、タール既吸着木質チップの木質成分の嵩密度は元のタール未吸着木質チップと殆ど変わらないが、タール未吸着木質チップのタール保持率（タール未吸着木質チップ：タール＝１００：６１）と、タールの発熱量（低位，推算値：２７ＭＪ／ｋｇ）を考慮すると、タール既吸着木質チップの嵩密度は０．２×１．６１＝０．３２ｋｇ／Ｌ、発熱量＝２０×（１／１．６１）＋２７×（０．６１／１．６１）＝２２．７ＭＪ／ｋｇ、単位体積当たりの発熱量＝０．３２×２２．７＝約７．３と推定される。つまり、タール既吸着木質チップのエネルギー密度は、タール未吸着木質チップに比べて最大で約１．８倍になる。
【００６４】
また、タール既吸着木質チップは、熱分解によって発生した数百℃のタール含有ガスをタール未吸着木質チップに接触させて生成されるため、タール未吸着木質チップに比べて乾燥している。タール既吸着木質チップをガス源として用いた場合、水分を含むタール未吸着木質チップを用いる場合に比べて、脱水に必要な熱量が不要になるため、ガス化における熱分解効率を向上させることができる。
【００６５】
（変形例１）
変形例１に係るガス化装置１０１は、タール吸着装置３へタール未吸着木質チップを供給する工程、タール既吸着木質チップを回収する工程、回収されたタール既吸着木質チップを熱分解装置２へ供給する工程を自動化したものである。タール既吸着木質チップの熱分解によって発生したタールは、熱分解装置２、タール吸着装置３を循環する過程で木炭又は軽質有機成分に分解される。
【００６６】
図３は、変形例１に係るガス化装置１０１の構成を示す模式図である。変形例１に係る前段木質チップ攪拌槽３１及び後段木質チップ攪拌槽３２は、上部適宜箇所に形成されたタール未吸着木質チップ供給口３１ｄ、３２ｄを有し、タール未吸着木質チップ供給口３１ｄ、３２ｄには、タール未吸着木質チップをタール吸着装置３へ供給するためのタール既吸着木質チップ供給ホッパ４１、４１がロータリーバルブ４２，４２を介して設けられている。
【００６７】
また、前段木質チップ攪拌槽３１及び後段木質チップ攪拌槽３２は、底部に形成されたタール既吸着木質チップ排出口３１ｅ，３２ｅを有する。タール既吸着木質チップ排出口３１ｅ，３２ｅには、タール既吸着木質チップするためのタール既吸着木質チップ回収器（回収手段）５１がロータリーバルブ５２，５２を介して設けられている。
【００６８】
タール既吸着木質チップ回収器５１には、回収されたタール既吸着木質チップを搬送し、ホッパ２４へ供給するパイプ型のスクリューコンベア６（搬送手段）が設けられている。スクリューコンベア６は、例えば、タール既吸着木質チップ回収器５１に接続された水平スクリューコンベアと、垂直スクリューコンベアとを接続してなり、Ｌ字状をなしている。水平スクリューコンベアは、タール既吸着木質チップ回収器５１に回収されたタール既吸着木質チップを垂直スクリューコンベアへ圧送する。垂直スクリューコンベアは、水平スクリューコンベアから圧送されたタール既吸着木質チップを上方へ搬送し、垂直搬送されたタール既吸着木質チップは、上部に設けられたコンベア排出口からホッパ２４へ排出される。
【００６９】
タール未吸着木質チップ供給口３１ｄ、３２ｄには、タール未吸着木質チップが連続的に投入され、ロータリーバルブ４２，４２は、所定の速度でタール未吸着木質チップが前段木質チップ攪拌槽３１及び後段木質チップ攪拌槽３２に投入されるように動作する。また、ロータリーバルブ５２，５２は、タール未吸着木質チップの投入速度に合わせた速度でタール既吸着木質チップを排出し、スクリューコンベア６は、タール既吸着木質チップをホッパ２４へ搬送及び供給する。
【００７０】
変形例１に係るガス化方法及びガス化装置１０１にあっては、タール吸着装置３へタール未吸着木質チップを供給する工程、タール既吸着木質チップを回収する工程、回収されたタール既吸着木質チップを熱分解装置２へ供給する工程を自動化し、タール非含有ガスを発生させることができる。
【００７１】
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２に係る発電装置の構成を示す模式図である。本発明の実施の形態２に係る発電装置は、実施の形態１で説明したガス化装置１、発動機７１及び発電機７２を備える。
【００７２】
発動機７１は、ガス化装置１の流出口３２ａに接続されており、ガス化装置１で発生したタール非含有ガスが供給されるように構成されている。発動機７１は、例えば、タール非含有ガスと空気とを混合させた後、図示しないシリンダ内で燃焼させ、化学エネルギーを機械エネルギーに転化することによって、機械的動力を出力する内燃機関である。
【００７３】
発電機７２は、例えば、磁界を発生させる磁石と、該磁界内に回転可能に配されたコイルとから構成されており、発動機７１から出力された動力によってコイルが回転することによって、発動機７１の動力が電気エネルギーに変換され、誘導起電力を出力する。
【００７４】
実施の形態２に係る発電装置にあっては、実施の形態１に係るガス化装置１によってタール非含有ガスを発生させ、該タール非含有ガスにて発電を行うことができる。
【００７５】
（実施の形態３）
図５は、実施の形態３に係るガス化方法を概念的に示す説明図である。実施の形態３に係るガス化方法では、まず、図５中のかぎ括弧及び破線矢印で示すように、タール未吸着木質チップを４００〜６００℃、例えば５００℃で加熱することにより、木質チップは、木炭と、タール含有ガスとに熱分解する。そして、熱分解によって生成した木炭を回収する。
【００７６】
次に、熱分解によって発生したタール含有ガスを、４００〜６００℃の温度範囲で多孔質鉄鉱石（多孔質無機物）に接触させることによって、タール含有ガスの改質、即ち酸化還元を行い、主に水素、一酸化炭素等を含む低タール非含有ガスと、炭素担持体とを併産し、炭素担持体を回収する。
【００７７】
多孔質鉄鉱石は、例えばメソ多孔質の酸化鉄、例えばヘマタイトＦｅ2 Ｏ3 を主成分とするメソ多孔質鉱石である。メソ多孔質鉱石は、木質チップのガス化を行う前段階で製造する。具体的には、低品位鉄鉱石、結合水を有する酸化鉄を主成分とするリモナイト鉱石、ゲーサイト鉱石ＦｅＯＯＨ等を加熱し、結合水を水蒸気として脱水させることによって多孔質鉄鉱石が製造される。なお、多孔質鉄鉱石として、脱水前のリモナイト鉱石、ゲーサイト鉱石をタール含有ガスの改質に直接使用しても良い。
【００７８】
次いで、低タール含有ガスを、タール未吸着木質チップを攪拌しながら、該タール含有ガスを該タール未吸着木質チップに接触させることによって、低タール含有ガスに含まれるタールをタール未吸着木質チップに吸着させる。タールの吸着によって、タール非含有ガスが得られる。タール非含有ガスは、低タール含有ガスから更にタール成分を除去したガスであり、主に水素、一酸化炭素、二酸化炭素、低級炭化水素ガス等を含んだ可燃性の非凝縮性ガス、軽質有機成分の蒸気及び水蒸気を含む。
【００７９】
図６は、実施の形態３に係るガス化装置３０１の構成例を示す模式的断面図である。実施の形態３に係るガス化装置３０１は、熱分解装置２と、タール吸着装置３との間に介装されたガス改質装置８を備える。なお、ガス改質装置８は、タール含有ガスを多孔質無機物に接触させる手段に相当する。
【００８０】
ガス改質装置８は、縦長円筒状のガス改質反応器８１を備える。ガス改質反応器８１は、該ガス改質反応器８１を加熱する電気炉８４内に配置されている。ガス改質反応器８１は，多孔質鉄鉱石の移動層、又は流動層を形成する。ガス改質反応器８１の上部に形成された多孔質鉄鉱石投入口８１ｂには、例えば、粒状の多孔質鉄鉱石をガス改質反応器８１に供給するホッパ８２がロータリーバルブ８３を介して設けられている。ガス改質反応器８１は、下部側壁にガス流入口８１ａを有し、ガス流入口８１ａには、熱分解反応器２１に連通する配管２５が接続されており、木質チップの熱分解によって発生したタール含有ガスがガス改質反応器８１へ流入し、多孔質鉄鉱石の集積物中を通流するように構成されている。４００〜６００℃の温度でタール含有ガスと、多孔質鉄鉱石とが接触した場合、タールが除去された低タール非含有ガス及び炭素担持体が併産される。ガス改質反応器８１は、下端部に、炭素担持体を排出する炭素担持体排出口８１ｃを有する。炭素担持体排出口８１ｃには、ロータリーバルブ８５を介して炭素担持体を回収する炭素担持体回収器８６が設けられている。ガス改質反応器８１は、上部側壁にガス流出口８１ｄを有し、ガス流出口８１ｄには配管８７の一端が接続されている。配管８７の他端は、前段木質チップ攪拌槽３１に接続されている。
【００８１】
実施の形態３に係るガス化方法及びガス化装置３０１にあっては、必要に応じてタール未吸着木質チップが有するエネルギーの一部を炭素担持体として回収することができる。
【００８２】
（実施の形態４）
図７は、実施の形態４に係るガス化方法を概念的に示す説明図である。実施の形態４に係るガス化方法では、まず、実施の形態１に係るガス化方法と同様、タール未吸着木質チップを４００〜６００℃、例えば５００℃で加熱することにより、木炭と、タール含有ガスとに熱分解する。そして、熱分解によって生成した木炭を回収する。
【００８３】
次に、タール未吸着木質チップを攪拌しながら、該タール未吸着木質チップにタール含有ガスを接触させることによって、タール含有ガスに含まれるタールをタール未吸着木質チップに吸着させる。タールの吸着によって、タール非含有ガスが得られる。タール非含有ガスは、軽質有機成分の蒸気、水蒸気及び非凝縮性ガスを含有する。
【００８４】
次いで、タール非含有ガスに含まれる軽質有機成分及び水を凝縮器にて凝縮させることによって、タール非含有ガスを、気相の非凝縮性ガスと、液相の軽質油及び水溶性有機物を溶解した水とに分離する。そして、分離された非凝縮性ガスと、液相の軽質油及び水溶性有機物を溶解した水とを回収する。以下、液相の軽質油及び水溶性有機物を溶解した水を、バイオリキッド（沸点が所定温度未満の物質）と言う。バイオリキッドの主成分は、水溶性有機物であり、生成直後は無色透明の液体である。また、バイオリキッドを大気圧下で加熱すると、２００度未満でほぼ１００％揮発するという性質を有している。バイオリキッドは、エネルギー源としての活用が期待されている。
なお、国外で実用化されているバイオオイルの主成分は重質油である。重質油を加熱した場合、５００度に加熱しても１０％以上が炭化物として残留してしまう。
【００８５】
図８は、実施の形態４に係るガス化装置４０１の構成を示す模式図である。本発明の実施の形態４に係るガス化装置４０１は、実施の形態１で説明したガス化装置１の構成に加え、後段木質チップ攪拌槽３２のガス流出口３２ａに設けられた凝縮器９を備える。
【００８６】
凝縮器９は、タール非含有ガスに含まれる軽質有機成分及び水を凝縮させることによって、タール非含有ガスをバイオリキッド、即ち軽質油及び水溶性有機物を溶解した水と、非凝縮性ガスとに分離する。分離された軽質油及び水溶性有機物を溶解した水と、非凝縮性ガスとは各別に回収することができる。
このように、本実施の形態４に係るガス化方法及びガス化装置によれば、木炭、タールを含まない非凝縮性ガス、及びバイオリキッドを併産することができる。
【００８７】
図９は、実施の形態４に係るガス化方法の効果を示す説明図である。図９（ａ）は、実施の形態４に係るガス化方法を用いて１００ｋｇのタール未吸着木質チップをガス化する場合におけるマスフローであり、図９（ｂ）は、従来のガス化方法を用いて１００ｋｇのタール未吸着木質チップをガス化する場合におけるマスフローである。なお、図９は、木質チップを５００℃で熱分解した場合のマスフローを示している。
【００８８】
図９（ｂ）に示すように、従来のガス化方法によれば、１００ｋｇのタール未吸着木質チップを処理することによって、木炭２４ｋｇ、軽質有機成分及び水３３ｋｇ、並びに非凝縮性ガス２１ｋｇが収集されるが、２２ｋｇのタールも発生する。
一方、図９（ａ）に示すように、本実施の形態４に係るガス化方法によれば、１００ｋｇのタール未吸着木質チップを処理することによって、木炭３１ｋｇ、軽質有機成分及び水４９ｋｇ、並びに非凝縮性ガス２０ｋｇを収集することができる。しかも、触媒改質等の操作を一切行わずにタールを除去し、２２ｋｇのタールを木炭及び軽質有機成分として回収することができる。具体的には、加圧等の操作、所定化学物質の添加なしに木炭の収率を１．３倍（≒３１／２４）にすることができる。また、軽質油の収率を１．７倍（≒２７／１６）以上にすることができる。なお、図９（ｂ）に示した軽質油及び水のうち、軽質油は１６ｋｇである。
【００８９】
以下、本発明に係るガス化方法の効果を示す実験結果をより具体的に説明する。実験装置は、図８に示したガス化装置４０１と同様の構成であり、タール吸着装置３を木質チップ攪拌槽１段で構成した点、熱分解装置２及び配管２５を保温するマントルヒータを設置した点、タール吸着装置３の後段に、残留タールガスの確認及び定量を行うためのシリカ繊維フィルタを介装している点が異なるのみである。
【００９０】
図１０は、本発明に係るガス化方法の効果を確認するための実験方法を概念的に示す説明図である。本実験では、木質チップの熱分解工程、タール吸着工程、凝縮工程を順次実施する。以下、この一連の工程をタールリサイクル運転という。
第１回目のタールリサイクル運転では、図１０に示すように、１５７〜１５８ｇタール未吸着木質チップの熱分解を行う。なお、１５７〜１５８ｋｇは、乾燥状態におけるタール未吸着木質チップの質量である。熱分解工程における加熱温度は５００℃、加熱時間は４７秒である。タール吸着工程におけるタール吸着装置の入口温度は２００℃、出口温度は１１０〜１２０℃に保たれている。また、シリカ繊維フィルタは、１５０℃に保たれている。凝縮工程では、０℃−３０℃−７０℃の三相コンデンサを用いて、タール非含有ガスを非凝縮性ガスと、軽質有機成分及び水とに分離する。
第２回目以降は、前回のタールリサイクル運転で得られたタール既吸着木質チップの熱分解を行い、同様の処理を実行する。
【００９１】
図１１は、タールリサイクル運転番号の増加に伴うタール収率の変化を示すグラフである。横軸はタールリサイクル運転番号、縦軸は、タールの収率を示す。タールの収率は、タール未吸着木質チップの乾燥重量１００ｋｇに対して、各タールリサイクル運転で回収できたタールの重量の比率である。
【００９２】
タール未吸着木質チップは、自重の６７％に相当するタールを保持しても、本実施の形態に係るガス化の材料として使用できることが確認されているため、タールの収率が６７％未満であれば、本実施の形態に係るガス化方法を実施することが可能である。
【００９３】
タールリサイクル運転回数の増加に伴うタールの収率の増加率は、タールリサイクル運転回数が増加するに連れて小さくなっており、収率４０％程度でほぼ定常状態に達していることが分かる。
なお、定常状態における収率は、理論的にはβ／αで表される。但し、αは、タール未吸着木質チップに吸着されたタールを熱分解した場合に、該タールが非タール成分に分解される割合を示した転化率、βは、タール未吸着木質チップ単体の熱分解によって得られるタールの収率である。
【００９４】
図１２は、タールリサイクル運転番号に伴う木炭、水及び軽質有機成分の収率の変化を示すグラフである。図１２（ａ）は木炭の収率、図１２（ｂ）は水の収率、図１２（ｃ）は軽質有機成分の収率を夫々示している。横軸はタールリサイクル運転番号、縦軸は木炭、水又は軽質有機成分の収率を示す。木炭、水及び軽質有機成分の収率は、タール未吸着木質チップの乾燥重量１００ｋｇに対して、各タールリサイクル運転で回収できた木炭、水及び軽質有機成分の重量の比率である。図１２のグラフから、タール既吸着木質チップに吸着したタールの一部が軽質有機成分及び木炭に転化していることが分かる。
【００９５】
図１３は、タールリサイクル運転番号の増加に伴う非凝縮性ガス収率の変化を示すグラフである。横軸はタールリサイクル運転番号、縦軸は非凝縮性ガスの収率を示す。非凝縮性ガスの収率は、タール未吸着木質チップの乾燥重量１００ｋｇに対して、各タールリサイクル運転で回収できた非凝縮性ガスの重量の比率である。理由は定かではないが、非凝縮性ガスの収率は運転番号５まで微増，その後微減し，運転番号１０においては運転番号１の場合とほぼ同等になる。運転番号１のタール既吸着木質チップに吸着されたタールの割合が増加しても、回収される非凝縮性ガスの重量はほぼ一定である。
【００９６】
図１４は、タールリサイクル運転番号の増加に伴うタール転化率の変化を示すグラフである。横軸はタールリサイクル運転番号、縦軸はタールの転化率を示す。該転化率は、タール未吸着木質チップに吸着されたタールを熱分解した場合に、該タールが非タール成分に分解される割合である。プロットは、タール既吸着木質チップに吸着したタールの木炭、軽質有機成分、水及び非凝縮性ガスへの総転化率を示している。前記転化率は、運転番号によらず，４８％前後で一定に保たれる。
【００９７】
なお、各タールリサイクル運転において、シリカ繊維フィルタへのタールの吸着は確認されていない。
【００９８】
以上の実験結果から、定常状態における収率β／αは、６７％未満となり、本願発明に係るガス化装置及びガス化方法を現実に実施できることが確認された。
【００９９】
なお、上述の実施の形態及び変形例においては、有機物として木質チップを利用する例を示したが、タールを吸着することが可能な細孔を有する有機物であれば、他の有機物、例えば、木粉、紙、食品廃棄物、農産廃棄物、又はバイオフューエルの絞り粕を採用しても良い。農産廃棄物は、例えばさとうきびバガス，稲わら，麦わら，籾殻等の有機物である。
【０１００】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０１】
１ ガス化装置
２ 熱分解装置（熱分解手段）
３ タール吸着装置（吸着手段）
６ スクリューコンベア（搬送手段）
８ ガス改質装置
９ 凝縮器
２１ 熱分解反応器
２１ａ 木質チップ供給口（有機物供給口）
２１ｂ 木炭排出口（炭状固体排出口）
２１ｃ 排気口
２２ 電気炉
３１ 前段木質チップ攪拌槽（収容体）
３２ 後段木質チップ攪拌槽（収容体）
３１ａ ガス流入口
３１ｂ，３２ｂ 連結口
３１ｄ、３２ｄ タール未吸着木質チップ供給口
３１ｃ，３２ｃ 攪拌翼
３２ａ ガス流出口
３３ 連結管
４１、４１ タール既吸着木質チップ供給ホッパ
５１ タール既吸着木質チップ回収器
７１ 発動機
７２ 発電機
８１ ガス改質反応器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機物をガス化するガス化方法、該ガス化方法によってガス化されたガスで発電を行う発電方法、ガス化装置、発電装置、並びにガス化方法及びガス化装置を用いて得られる有機物に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境負荷の小さいエネルギー源として、バイオマス（Biomass）が注目されている。バイオマスとは、化石資源を除いた生物資源、例えば木材、紙、農業残渣、屎尿、食品廃棄物等の有機物である。バイオマスから得られるエネルギーは、いわゆる再生可能エネルギーの一つであり、バイオマスマスエネルギーと呼ばれている。再生可能エネルギーとは、地球規模で見て、生物による二酸化炭素の吸収量と、その生物に由来するバイオマスを燃焼させた場合に発生する二酸化炭素の排出量とが同量で相殺するため、エネルギーを利用しても現在の大気中二酸化炭素濃度が増加しないものをいう。
【０００３】
バイオマスのエネルギーは例えばガス化発電装置を用いて利用されている。ガス化発電装置は、バイオマスを６００℃以上の高温で熱分解することにより可燃性のガスを発生させ、該ガスを燃料として発電する。
ところが、バイオマスのガス化においては、一酸化炭素、メタン、エタン等の可燃性ガス、及び炭状固体と共にタールも発生する。ガス化において発生したタールは、熱分解時においては気化しているが、発電装置に送出されて温度が低下した場合、該発電装置を構成する配管に凝着し、該発電装置の不調乃至故障を招来する。
【０００４】
タール含有ガスからタールを除去する手法として、タール含有ガスを多孔質無機物に接触させることにより、タールを固体の炭状物質として多孔質無機物、例えば酸化アルミニウムに担持する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。炭状物質を担持した多孔質無機物は貯蔵及び輸送性に優れており、水蒸気に接触させることによりタールフリーの水素ガスとしてエネルギーを取り出すことができる。また、水素ガスを発生させた後の多孔質無機物は、タールの除去に再利用することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０９５１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、タールを固体の炭状物質として回収する特許文献１に係る方法においては、タールの発生量に応じた多孔質無機物を用意する必要があった。言うまでもなく、特許文献１には、多孔質無機物を使用せずに、タール含有ガスからタールを除去する技術的思想は開示されていない。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、有機物、例えば木質チップの熱分解によって発生したタール含有ガスに含まれるタールを、熱分解前の有機物に吸着させることにより、タールを炭状固体に分解して担持する多孔質無機物を用意することなくタール非含有ガスを発生させ、かつ該タールをエネルギー源として利用又は回収することを可能にしたガス化方法、該タール非含有ガスにて発電を行う発電方法、各方法を実施するガス化装置及び発電装置を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の他の目的は、タールを吸着させた有機物を燃料として熱分解することにより、有機物と、該有機物に吸着したタールとを共炭化させ、タールを炭状固体及びタール非含有ガスとして回収することができるガス化方法、発電方法、ガス化装置及び発電装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、有機物を攪拌しながらタールを有機物に吸着させることにより、熱分解によって発生したタール含有ガスによって有機物が燃焼することを防止し、タールを有機物に効果的に吸着させることができるガス化方法、発電方法、ガス化装置及び発電装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、熱分解によって発生したタール含有ガスに含まれるタールを炭状固体として前記多孔質無機物の表面に担持することにより、必要に応じて有機物が有するエネルギーの一部を炭素担持体として回収することができるガス化方法、発電方法、ガス化装置及び発電装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、タール含有ガスを接触させていない有機物に比べて、熱分解効率が良く、且つエネルギー密度が高い有機物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係るガス化方法は、有機物をガス化するガス化方法において、有機物を加熱することにより、該有機物をタール含有ガス及び炭状固体に熱分解する熱分解工程と、熱分解によって発生したタール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを前記有機物に吸着させる吸着工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るガス化方法は、前記熱分解工程は、前記吸着工程でタールを吸着させて得られる有機物を熱分解することを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るガス化方法は、前記吸着工程は、砕片状又は粒状の有機物を攪拌しながら、タール含有ガスを該有機物に接触させることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係るガス化方法は、前記吸着工程の前に、熱分解によって発生したタール含有ガスを多孔質無機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを炭状固体として前記多孔質無機物に担持する担持工程を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るガス化方法は、前記有機物は木質チップ、木粉、農産廃棄物又はバイオフューエルの絞り粕であることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るガス化方法は、タール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させて得たタール非含有ガスを冷却することにより、該タール非含有ガスに含まれる沸点が所定温度未満の物質を凝縮させて回収することを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る発電方法は、上述のいずれか一つのガス化方法にて発生したタール非含有ガスを燃焼させることによって発電を行うことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るガス化装置は、有機物をガス化するガス化装置において、有機物を加熱することにより、該有機物をタール含有ガス及び炭状固体に熱分解する熱分解手段と、熱分解によって発生したタール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを前記有機物に吸着させる吸着手段とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るガス化装置は、前記吸着手段にてタールを吸着させた有機物を回収する回収手段と、該回収手段が回収した有機物を前記熱分解手段へ搬送する搬送手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係るガス化装置は、砕片状又は粒状の有機物を攪拌する手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係るガス化装置は、熱分解によって発生したタール含有ガスを多孔質無機物に接触させる手段を備え、前記吸着手段は、前記多孔質無機物に接触した後のタール含有ガスを有機物に接触させるようにしてあることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係るガス化装置は、前記熱分解手段は、中空円筒状をなし、一端側に有機物が供給される有機物供給口を有し、他端側に炭状固体を排出する炭状固体排出口及びタール含有ガスを排気する排気口を有する熱分解反応器と、該熱分解反応器に供給された有機物を前記一端側から他端側へ搬送する搬送スクリューとを備え、前記吸着手段は、タール含有ガスが流入する流入口、及びタール非含有ガスが流出する流出口を有する中空円筒状をなし、熱分解前の有機物を収容する収容体と、該収容体に収容された有機物を攪拌する攪拌翼とを備えることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るガス化装置は、前記有機物は木質チップ、木粉、農産廃棄物又はバイオフューエルの絞り粕であることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係るガス化装置は、タール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させて得たタール非含有ガスを冷却することにより、該タール非含有ガスに含まれる沸点が所定温度未満の物質を凝縮させて回収する手段を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る発電装置は、上述のいずれか一つのガス化装置と、該ガス化装置によってガス化されたタール非含有ガスを燃焼させることによって動力を出力する発動機と、該発動機の動力によって発電を行う発電機とを備えることを特徴とする。
【００２７】
本発明に係る有機物は、上述のいずれか一つのガス化方法、又は上述のいずれか一つのガス化装置を用いてタールを吸着させてなることを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、まず有機物を加熱し、該有機物をタール含有ガスと、炭状固体とに熱分解する。そして、熱分解によって発生したタール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させる。タール含有ガスが有機物に接触した場合、該タール含有ガスに含まれるタールが有機物に吸着するため、タール含有ガスはタール非含有ガスに改質される。従って、多孔質無機物を用意して触媒改質等の操作を行うことなく、タール含有ガスからタールを除去することが可能になる。
【００２９】
本発明によれば、タールを吸着させた有機物を熱分解する。タールを吸着させた有機物が熱分解した場合、タール及び有機物を単味で加熱する場合に比べて、タール及び有機物の炭化が相互に促進される共炭化効果と、有機物に吸着したタールの蒸発抑制効果とによって、タールの分解が促進される。つまり、該有機物に吸着しているタールの一部は気化せず、有機物と共に炭状固体になる。また、タールの一部は、気化せずにタール非含有ガスに分解される。
従って、有機物に吸着させたタールを炭状固体又はタール非含有ガスとして回収することができる。言い換えると、多孔質無機物を用意して触媒改質等の操作を行うことなく、タール含有ガスからタールを除去することができ、かつ炭状固体及びタール非含有ガスを増産することが可能になる。
【００３０】
本発明によれば、砕片状又は粒状の有機物を攪拌しながら、タール含有ガスに含まれるタールを有機物に吸着させる。従って、熱分解後のタール含有ガスによって有機物が燃焼することを防止することができる。
【００３１】
本発明によれば、熱分解によって発生したタール含有ガスを多孔質無機物に接触させる。タール含有ガスが多孔質無機物に接触した場合、該タール含有ガスに含まれるタールが炭状固体として多孔質無機物の表面に担持される。従って、タール含有ガスに含まれるタールの含有量を低減することができる。
更に、タールの含有量が低減したガスを、熱分解前の有機物に接触させる。前記ガスが有機物に接触した場合、該ガスに残留しているタールが有機物に吸着する。
従って、タール含有ガスに含まれるタールの含有量をより効果的に低減させることができる。また、必要に応じて炭状固体を担持した多孔質無機物を生成することができる。
【００３２】
本発明によれば、木質チップ、木粉、農産廃棄物又はバイオフューエルの絞り粕を用いてタール非含有ガスを発生させることができる。農産廃棄物は、例えばさとうきびバガス，稲わら，麦わら，籾殻等である。
【００３３】
本発明によれば、タール非含有ガスに含まれる沸点が所定温度未満の物質を凝縮させて回収する。該物質は、液相の軽質油、水溶性有機物等を含んでおり、エネルギー源として活用することが可能である。
【００３４】
本発明によれば、上述のガス化方法によって発生したタール非含有ガスを燃焼させることによって発電を行うことができる。
【００３５】
本発明によれば、タール含有ガスを接触させて得られる有機物は、該有機物自身のエネルギーに加えて、吸着したタールのエネルギーも有している。また、熱分解によって発生したタール含有ガスを有機物に接触させた場合、該タール含有ガスの熱によって、前記有機物に含まれる水分が蒸発する。
従って、前記有機物の単位重量当たりのエネルギーは、タール含有ガスを接触させていない有機物に比べて高い。
また、前記有機物を熱分解する際、該有機物に含まれる水分を蒸発させるエネルギーが不要になるため、熱分解に必要なエネルギーを低減させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、タールを炭状固体に分解して担持する多孔質無機物を用意することなくタール非含有ガスを発生させ、かつ該タールをエネルギー源として利用又は回収することができる。
【００３７】
本発明によれば、有機物と、該有機物に吸着したタールとを共炭化させ、タールを炭状固体及びタール非含有ガスとして回収することができる。
【００３８】
本発明によれば、熱分解によって発生したタール含有ガスによって有機物が燃焼することを防止し、タールを有機物に効果的に吸着させることができる。
【００３９】
本発明によれば、必要に応じて有機物が有するエネルギーの一部を炭素担持体として回収することができる。
【００４０】
本発明によれば、有機物の熱分解効率及びエネルギー密度を、タール含有ガスを接触させていない有機物に比べて、向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るガス化方法を概念的に示す説明図である。
【図２】本発明のガス化装置の構成例を示す模式的断面図である。
【図３】変形例１に係るガス化装置の構成を示す模式図である。
【図４】実施の形態２に係る発電装置の構成を示す模式図である。
【図５】実施の形態３に係るガス化方法を概念的に示す説明図である。
【図６】実施の形態３に係るガス化装置の構成例を示す模式的断面図である。
【図７】実施の形態４に係るガス化方法を概念的に示す説明図である。
【図８】実施の形態４に係るガス化装置の構成を示す模式図である。
【図９】実施の形態４に係るガス化方法の効果を示す説明図である。
【図１０】本発明に係るガス化方法の効果を確認するための実験方法を概念的に示す説明図である。
【図１１】タールリサイクル運転番号の増加に伴うタール収率の変化を示すグラフである。
【図１２】タールリサイクル運転番号に伴う木炭、水及び軽質有機成分の収率の変化を示すグラフである。
【図１３】タールリサイクル運転番号の増加に伴う非凝縮性ガス収率の変化を示すグラフである。
【図１４】タールリサイクル運転番号の増加に伴うタール転化率の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るガス化方法を概念的に示す説明図である。本発明の実施の形態１に係るガス化方法は、木質チップ（有機物）の熱分解によって発生したタール含有ガスに含まれるタールを、熱分解前の木質チップに吸着させることにより、多孔質無機物を用意して触媒改質等の操作を行うことなく、タール非含有ガスを生成することを可能にしたものである。
【００４３】
本発明に係るガス化方法では、まず、図１中のかぎ括弧及び破線矢印で示すように、タールを吸着していない木質チップ（以下、タール未吸着木質チップという）を４００〜６００℃、例えば５００℃で加熱し、該タール未吸着木質チップを、木炭と、タール含有ガスとに熱分解する。タールフリーの木炭を得るためには、０．５〜２０分の滞留時間をもって、タール未吸着木質チップを５００℃以上で加熱することが好ましい。タールフリーの木炭とは、６００℃以上に加熱したときの芳香族発生量が０．０１ｗｔ％未満となる木炭をいう。なお、炭化処理を行うだけであれば、タール未吸着木質チップを４００℃以上に加熱すれば足りるが、タールフリーの木炭を得るためには５００℃以上でタール未吸着木質チップを加熱する必要がある。
そして、熱分解によって生成した木炭を回収する。ガス化方法の実施初期段階においては、タールを吸着した木質チップ（以下、タール既吸着木質チップという）が存在しないため、タール未吸着木質チップを熱分解することから操業を開始する。なお、以下の説明では、木質チップの用語を、タール未吸着木質チップ及びタール既吸着木質チップの総称として用いる。
【００４４】
タール含有ガスは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、及び低級炭化水素ガス等を含んだ可燃性の非凝縮性ガスと、凝縮性を有し、沸点が３５０℃未満の軽質有機成分と、軽質有機成分より沸点が高いタールガスと、水蒸気とを含む。軽質有機成分は、軽質油と水溶性有機物とを含む。
タールガスは、常温まで冷却すると黒色あるいは黒褐色の液体又は固体になり，沸点が３５０℃以上の凝縮性化合物、即ちタールが気化したものである。ここでの凝縮性とは、常温・常圧で液体又は固体になる性質という程度の意味である。
タール含有ガスは、熱分解直後の冷却されていない状態では、非凝縮性ガスにタールの蒸気が含まれた状態となっている。
【００４５】
次に、上述の熱分解用のタール未吸着木質チップとは別に用意したタール未吸着木質チップを攪拌しながら、熱分解によって発生したタール含有ガスを該タール未吸着木質チップに接触させることによって、タール含有ガスに含まれるタールをタール未吸着木質チップに吸着させる。タールの吸着によって、タール非含有ガスが得られる。タール非含有ガスは、タール含有ガスからタール成分が除去されたガスであり、非凝縮性ガス、軽質有機成分及び水蒸気を含む。
【００４６】
タール未吸着木質チップは、少なくとも乾燥重量の約６７ｗｔ％のタールを保持できることが実験で確認されている。該実験方法は、次の通りである。まず、タール未吸着木質チップを５００℃で熱分解したときに発生したタールをいったん溶剤、例えばアセトンに溶解する。そして、タール溶液に木質チップを浸漬後、溶剤を蒸発させて、タール既吸着木質チップを調製する。タール吸着前後で木質チップの質量を比較することによって、前記調整の結果得られたタール既吸着木質チップは、重量１のタール未吸着木質チップ（乾燥）と、重量０．６７のタールとから構成されていることが確認できる。
なお、タール既吸着木質チップは、凝集することなく、タール未吸着木質チップと同様に取り扱い、熱分解し、ガス化することができる。
【００４７】
また、タール未吸着木質チップにタール含有ガスを接触させることによって、タール未吸着木質チップの乾燥が同時に行われる。タール未吸着木質チップを乾燥させ、水蒸気と軽質有機成分とが凝縮しないようにするためには、例えば１１０℃以上の温度でタール含有ガスをタール未吸着木質チップに接触させることが必要である。
なお、タール含有ガスには酸素は含まれていないため、２００℃あるいはそれ以上になる部分が生じても、タール未吸着木質チップの熱分解が活発になる３５０℃を超えなければ着火などの問題はない。また、タール未吸着木質チップには水分が含まれているため、５００℃を越えるタール含有ガスをタール未吸着木質チップに接触させたとしても、直ちにタール未吸着木質チップの温度が３５０℃を越えることはない。従って、５００℃程度のタール含有ガスをタール未吸着木質チップに供給しても、タール未吸着木質チップを攪拌させていれば、着火等の問題はない。
【００４８】
なお、場合によっては、予め乾燥させたタール未吸着木質チップを用いてタールを吸着させるようにすると良い。タール非含有ガスを冷却することによって、タール非含有ガスを、非凝縮性ガスと、軽質有機成分及び水とに分離することができるが、軽質有機成分に含まれる水溶性有機物は水に溶解するため、高品質の軽質有機成分と水との混合物を併産したい場合、タール非含有ガスに含まれる水蒸気は少ない方が良い。
【００４９】
このような本実施の形態１に係るガス化方法によれば、多孔質無機物を用意して触媒改質等の操作を行うことなく、タール未吸着木質チップの熱分解によって発生するタール含有ガスからタールを除去し、木炭と、タール非含有ガスと、タール既吸着木質チップとを併産し、回収することができる。
【００５０】
次いで、タールの吸着によって得られたタール既吸着木質チップを回収する。タール既吸着木質チップの回収後は、図１に示すように、回収されたタール既吸着木質チップを用いて熱分解工程を実施する。つまり、タール既吸着木質チップを５００℃で加熱し、該タール既吸着木質チップを、木炭と、タール含有ガスとに熱分解する。
【００５１】
ところで、タール既吸着木質チップを熱分解した場合、タール未吸着木質チップに吸着したタールの全てがタール蒸気として蒸発することは無く、共炭化効果及びタールの蒸発抑制効果によって、一部は木質チップ部分と共に炭化するか，あるいは軽質有機成分に分解する。共炭化効果とは、タール及びタール未吸着木質チップを単味で加熱する場合に比べて、タール及び木質チップ部分の炭化が相互に促進される効果を言う。また、蒸発抑制効果とは、タール既吸着木質チップ中のタール成分が物理的に閉じ込められ、あるいはタール成分の分子と、木質チップ分子とが結合することによって、タール既吸着木質チップに吸着しているタールの蒸発が抑制される効果を言う。
このように、タール既吸着木質チップの共炭化によって、タール含有ガスに含まれるタール成分を最終的に木炭及び軽質有機成分として回収することができる。
【００５２】
以後、タール既吸着木質チップの生成、回収、熱分解を繰り返すことによって、タールを炭状固体に分解して担持する多孔質無機物を用意することなくタール非含有ガスを発生させることができる。また、木炭及びタール非含有ガスを増産することができる。
【００５３】
次に、本発明に係るガス化方法を実施するためのガス化装置１を説明する。
図２は、本発明のガス化装置１の構成例を示す模式的断面図である。ガス化装置１は、木質チップを、可燃性のタール含有ガス及び木炭に熱分解する熱分解装置（熱分解手段）２と、タール含有ガス中のタールをタール未吸着木質チップに吸着させることによって、タール非含有ガスに改質すると共に、タール既吸着木質チップを併産するタール吸着装置（吸着手段）３とを備える。
【００５４】
熱分解装置２は、中空円筒状の熱分解反応器２１を備える。熱分解反応器２１は、該熱分解反応器２１を４００〜６００℃に加熱する電気炉２２内に、略水平の姿勢で設置されている。なお、熱分解反応器２１の加熱手段は電気炉２２に限定されない。例えば、熱分解反応器２１を外部熱風加熱槽方式の燃焼加熱炉の内部に配置し、該熱分解反応器２１を加熱するように構成しても良い。熱分解反応器２１の一端部に設けられた木質チップ供給口（有機物供給口）２１ａには管内に木質チップを供給するホッパ２４が結合されており、熱分解反応器２１の内部には、ホッパ２４及び木質チップ供給口２１ａから供給された木質チップを他端部側へ搬送する搬送スクリュー２３が設けられている。熱分解反応器２１は、他端部に木炭排出口（炭状固体排出口）２１ｂ及び排気口２１ｃを有する。排気口２１ｃには、木質チップの熱分解によって発生したタール含有ガスをタール吸着装置３へ導く配管２５が接続され、木炭排出口２１ｂには、残渣である木炭を回収する木炭回収器２６が設けられている。
【００５５】
タール吸着装置３は、適宜量のタール未吸着木質チップを収容した縦長有底円筒状の前段木質チップ攪拌槽（収容体）３１及び後段木質チップ攪拌槽（収容体）３２と、各攪拌槽を連結する連結管３３とを備える。
【００５６】
前段木質チップ攪拌槽３１は、内径６０ｍｍ、高さ２７０ｍｍの縦長有底円筒状であり、上端側部に直径０．５インチのガス流入口３１ａを有し、ガス流入口３１ａには、熱分解反応器２１に連通する配管２５が接続されている。また、前段木質チップ攪拌槽３１は、下端側部に連結口３１ｂを有し、連結口３１ｂには連結管３３の一端が接続されている。なお、連結口３１ｂは、前段木質チップ攪拌槽３１におけるガスの流出口として機能する。更に、前段木質チップ攪拌槽３１は、収容されたタール未吸着木質チップを攪拌するための攪拌機構を備える。該攪拌機構は、前段木質チップ攪拌槽３１の中心軸上に回転可能に配された攪拌軸を有する。該攪拌軸には、複数の攪拌翼３１ｃが攪拌軸に沿って螺旋状に形成されている。攪拌翼３１ｃは、５ｍｍ四方の矩形状であり、厚さは２ｍｍである。攪拌速度は、最大６０回転／分である。なお、攪拌翼３１ｃは、有機物を攪拌する手段に相当する。更に、前段木質チップ攪拌槽３１は、図示しない開閉部を備えており、タール未吸着木質チップの投入及びタール既吸着木質チップの回収を行うことができるように構成されている。
【００５７】
後段木質チップ攪拌槽３２は、前段木質チップ攪拌槽３１と同様の構成である。後段木質チップ攪拌槽３２は、下端側部に連結口３２ｂを有し、連結口３２ｂには直径０．５インチの連結管３３の他端が接続されている。なお、連結口３２ｂは、後段木質チップ攪拌槽３２におけるガスの流入口として機能する。また、後段木質チップ攪拌槽３２は、収容されたタール未吸着木質チップを攪拌するための攪拌機構を備え、複数の攪拌翼３２ｃによってタール未吸着木質チップを攪拌するように構成されている。更に、後段木質チップ攪拌槽３２は、上端側部に直径０．５インチのガス流出口３２ａを有しており、木質チップの熱分解によって発生したタール含有ガスは、前段木質チップ攪拌槽３１へ流入し、前段木質チップ攪拌槽３１、連結管３３及び後段木質チップ攪拌槽３２内のタール未吸着木質チップ中を通流するように構成されている。
【００５８】
ガス化装置１の使用方法を説明する。まず、タール未吸着木質チップをホッパ２４に投入し、電気炉２２及び搬送スクリュー２３を駆動させる。電気炉２２による熱分解反応器２１の加熱温度は５００℃、搬送スクリュー２３によるタール未吸着木質チップの搬送速度は、熱分解反応器２１におけるタール未吸着木質チップの滞留時間が０．５〜２０分になるように設定する。そして、前段木質チップ攪拌槽３１及び後段木質チップ攪拌槽３２にタール未吸着木質チップを投入し、攪拌機構を動作させる。
次いで、所定量のタール既吸着木質チップが熱分解され、タール既吸着木質チップが生成した場合、該タール既吸着木質チップを回収し、ホッパ２４に投入する。そして、タール未吸着木質チップと同様、熱分解装置２及びタール吸着装置３を駆動する。以下、タール既吸着木質チップの生成、回収、熱分解を繰り返す。
【００５９】
実施の形態１に係るガス化方法及びガス化装置１にあっては、タールを炭状固体に分解して担持する多孔質無機物を用意することなくタール非含有ガスを発生させることができる。
【００６０】
また、タール既吸着木質チップに吸着したタールを共炭化させ、タールを木炭及びタール非含有ガスとして増産及び回収することができる。
【００６１】
更に、タール未吸着木質チップを攪拌しながら、タール含有ガスと、タール未吸着木質チップとを接触させることによって、タールをタール未吸着木質チップに吸着させるように構成されているため、本発明によれば、熱分解によって発生したタール含有ガスによってタール未吸着木質チップが燃焼することを防止し、タールをタール未吸着木質チップに吸着させることができる。
【００６２】
更にまた、実施の形態１に係るガス化方法又はガス化装置１を操業することによって、タール未吸着木質チップに比べて、熱分解効率及びエネルギー密度が高いタール既吸着木質チップを生成することができる。タール既吸着木質チップは、ガス化装置１のガス源、発電機の燃料、火をおこすための補助燃料が不要な可燃性燃料として使用することができる。
【００６３】
タール既吸着木質チップのエネルギー密度について説明する。乾燥したタール未吸着木質チップの発熱量は、約２０ＭＪ／ｋｇ−ｄｒｙ程度、タール既吸着木質チップの嵩密度は約０．２ｋｇ／Ｌ程度である。つまり、単位体積あたりの発熱量はせいぜい４ＭＪ／Ｌ程度である。
一方、タール既吸着木質チップの木質成分の嵩密度は元のタール未吸着木質チップと殆ど変わらないが、タール未吸着木質チップのタール保持率（タール未吸着木質チップ：タール＝１００：６１）と、タールの発熱量（低位，推算値：２７ＭＪ／ｋｇ）を考慮すると、タール既吸着木質チップの嵩密度は０．２×１．６１＝０．３２ｋｇ／Ｌ、発熱量＝２０×（１／１．６１）＋２７×（０．６１／１．６１）＝２２．７ＭＪ／ｋｇ、単位体積当たりの発熱量＝０．３２×２２．７＝約７．３と推定される。つまり、タール既吸着木質チップのエネルギー密度は、タール未吸着木質チップに比べて最大で約１．８倍になる。
【００６４】
また、タール既吸着木質チップは、熱分解によって発生した数百℃のタール含有ガスをタール未吸着木質チップに接触させて生成されるため、タール未吸着木質チップに比べて乾燥している。タール既吸着木質チップをガス源として用いた場合、水分を含むタール未吸着木質チップを用いる場合に比べて、脱水に必要な熱量が不要になるため、ガス化における熱分解効率を向上させることができる。
【００６５】
（変形例１）
変形例１に係るガス化装置１０１は、タール吸着装置３へタール未吸着木質チップを供給する工程、タール既吸着木質チップを回収する工程、回収されたタール既吸着木質チップを熱分解装置２へ供給する工程を自動化したものである。タール既吸着木質チップの熱分解によって発生したタールは、熱分解装置２、タール吸着装置３を循環する過程で木炭又は軽質有機成分に分解される。
【００６６】
図３は、変形例１に係るガス化装置１０１の構成を示す模式図である。変形例１に係る前段木質チップ攪拌槽３１及び後段木質チップ攪拌槽３２は、上部適宜箇所に形成されたタール未吸着木質チップ供給口３１ｄ、３２ｄを有し、タール未吸着木質チップ供給口３１ｄ、３２ｄには、タール未吸着木質チップをタール吸着装置３へ供給するためのタール既吸着木質チップ供給ホッパ４１、４１がロータリーバルブ４２，４２を介して設けられている。
【００６７】
また、前段木質チップ攪拌槽３１及び後段木質チップ攪拌槽３２は、底部に形成されたタール既吸着木質チップ排出口３１ｅ，３２ｅを有する。タール既吸着木質チップ排出口３１ｅ，３２ｅには、タール既吸着木質チップするためのタール既吸着木質チップ回収器（回収手段）５１がロータリーバルブ５２，５２を介して設けられている。
【００６８】
タール既吸着木質チップ回収器５１には、回収されたタール既吸着木質チップを搬送し、ホッパ２４へ供給するパイプ型のスクリューコンベア６（搬送手段）が設けられている。スクリューコンベア６は、例えば、タール既吸着木質チップ回収器５１に接続された水平スクリューコンベアと、垂直スクリューコンベアとを接続してなり、Ｌ字状をなしている。水平スクリューコンベアは、タール既吸着木質チップ回収器５１に回収されたタール既吸着木質チップを垂直スクリューコンベアへ圧送する。垂直スクリューコンベアは、水平スクリューコンベアから圧送されたタール既吸着木質チップを上方へ搬送し、垂直搬送されたタール既吸着木質チップは、上部に設けられたコンベア排出口からホッパ２４へ排出される。
【００６９】
タール未吸着木質チップ供給口３１ｄ、３２ｄには、タール未吸着木質チップが連続的に投入され、ロータリーバルブ４２，４２は、所定の速度でタール未吸着木質チップが前段木質チップ攪拌槽３１及び後段木質チップ攪拌槽３２に投入されるように動作する。また、ロータリーバルブ５２，５２は、タール未吸着木質チップの投入速度に合わせた速度でタール既吸着木質チップを排出し、スクリューコンベア６は、タール既吸着木質チップをホッパ２４へ搬送及び供給する。
【００７０】
変形例１に係るガス化方法及びガス化装置１０１にあっては、タール吸着装置３へタール未吸着木質チップを供給する工程、タール既吸着木質チップを回収する工程、回収されたタール既吸着木質チップを熱分解装置２へ供給する工程を自動化し、タール非含有ガスを発生させることができる。
【００７１】
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２に係る発電装置の構成を示す模式図である。本発明の実施の形態２に係る発電装置は、実施の形態１で説明したガス化装置１、発動機７１及び発電機７２を備える。
【００７２】
発動機７１は、ガス化装置１の流出口３２ａに接続されており、ガス化装置１で発生したタール非含有ガスが供給されるように構成されている。発動機７１は、例えば、タール非含有ガスと空気とを混合させた後、図示しないシリンダ内で燃焼させ、化学エネルギーを機械エネルギーに転化することによって、機械的動力を出力する内燃機関である。
【００７３】
発電機７２は、例えば、磁界を発生させる磁石と、該磁界内に回転可能に配されたコイルとから構成されており、発動機７１から出力された動力によってコイルが回転することによって、発動機７１の動力が電気エネルギーに変換され、誘導起電力を出力する。
【００７４】
実施の形態２に係る発電装置にあっては、実施の形態１に係るガス化装置１によってタール非含有ガスを発生させ、該タール非含有ガスにて発電を行うことができる。
【００７５】
（実施の形態３）
図５は、実施の形態３に係るガス化方法を概念的に示す説明図である。実施の形態３に係るガス化方法では、まず、図５中のかぎ括弧及び破線矢印で示すように、タール未吸着木質チップを４００〜６００℃、例えば５００℃で加熱することにより、木質チップは、木炭と、タール含有ガスとに熱分解する。そして、熱分解によって生成した木炭を回収する。
【００７６】
次に、熱分解によって発生したタール含有ガスを、４００〜６００℃の温度範囲で多孔質鉄鉱石（多孔質無機物）に接触させることによって、タール含有ガスの改質、即ち酸化還元を行い、主に水素、一酸化炭素等を含む低タール非含有ガスと、炭素担持体とを併産し、炭素担持体を回収する。
【００７７】
多孔質鉄鉱石は、例えばメソ多孔質の酸化鉄、例えばヘマタイトＦｅ2 Ｏ3 を主成分とするメソ多孔質鉱石である。メソ多孔質鉱石は、木質チップのガス化を行う前段階で製造する。具体的には、低品位鉄鉱石、結合水を有する酸化鉄を主成分とするリモナイト鉱石、ゲーサイト鉱石ＦｅＯＯＨ等を加熱し、結合水を水蒸気として脱水させることによって多孔質鉄鉱石が製造される。なお、多孔質鉄鉱石として、脱水前のリモナイト鉱石、ゲーサイト鉱石をタール含有ガスの改質に直接使用しても良い。
【００７８】
次いで、低タール含有ガスを、タール未吸着木質チップを攪拌しながら、該タール含有ガスを該タール未吸着木質チップに接触させることによって、低タール含有ガスに含まれるタールをタール未吸着木質チップに吸着させる。タールの吸着によって、タール非含有ガスが得られる。タール非含有ガスは、低タール含有ガスから更にタール成分を除去したガスであり、主に水素、一酸化炭素、二酸化炭素、低級炭化水素ガス等を含んだ可燃性の非凝縮性ガス、軽質有機成分の蒸気及び水蒸気を含む。
【００７９】
図６は、実施の形態３に係るガス化装置３０１の構成例を示す模式的断面図である。実施の形態３に係るガス化装置３０１は、熱分解装置２と、タール吸着装置３との間に介装されたガス改質装置８を備える。なお、ガス改質装置８は、タール含有ガスを多孔質無機物に接触させる手段に相当する。
【００８０】
ガス改質装置８は、縦長円筒状のガス改質反応器８１を備える。ガス改質反応器８１は、該ガス改質反応器８１を加熱する電気炉８４内に配置されている。ガス改質反応器８１は，多孔質鉄鉱石の移動層、又は流動層を形成する。ガス改質反応器８１の上部に形成された多孔質鉄鉱石投入口８１ｂには、例えば、粒状の多孔質鉄鉱石をガス改質反応器８１に供給するホッパ８２がロータリーバルブ８３を介して設けられている。ガス改質反応器８１は、下部側壁にガス流入口８１ａを有し、ガス流入口８１ａには、熱分解反応器２１に連通する配管２５が接続されており、木質チップの熱分解によって発生したタール含有ガスがガス改質反応器８１へ流入し、多孔質鉄鉱石の集積物中を通流するように構成されている。４００〜６００℃の温度でタール含有ガスと、多孔質鉄鉱石とが接触した場合、タールが除去された低タール非含有ガス及び炭素担持体が併産される。ガス改質反応器８１は、下端部に、炭素担持体を排出する炭素担持体排出口８１ｃを有する。炭素担持体排出口８１ｃには、ロータリーバルブ８５を介して炭素担持体を回収する炭素担持体回収器８６が設けられている。ガス改質反応器８１は、上部側壁にガス流出口８１ｄを有し、ガス流出口８１ｄには配管８７の一端が接続されている。配管８７の他端は、前段木質チップ攪拌槽３１に接続されている。
【００８１】
実施の形態３に係るガス化方法及びガス化装置３０１にあっては、必要に応じてタール未吸着木質チップが有するエネルギーの一部を炭素担持体として回収することができる。
【００８２】
（実施の形態４）
図７は、実施の形態４に係るガス化方法を概念的に示す説明図である。実施の形態４に係るガス化方法では、まず、実施の形態１に係るガス化方法と同様、タール未吸着木質チップを４００〜６００℃、例えば５００℃で加熱することにより、木炭と、タール含有ガスとに熱分解する。そして、熱分解によって生成した木炭を回収する。
【００８３】
次に、タール未吸着木質チップを攪拌しながら、該タール未吸着木質チップにタール含有ガスを接触させることによって、タール含有ガスに含まれるタールをタール未吸着木質チップに吸着させる。タールの吸着によって、タール非含有ガスが得られる。タール非含有ガスは、軽質有機成分の蒸気、水蒸気及び非凝縮性ガスを含有する。
【００８４】
次いで、タール非含有ガスに含まれる軽質有機成分及び水を凝縮器にて凝縮させることによって、タール非含有ガスを、気相の非凝縮性ガスと、液相の軽質油及び水溶性有機物を溶解した水とに分離する。そして、分離された非凝縮性ガスと、液相の軽質油及び水溶性有機物を溶解した水とを回収する。以下、液相の軽質油及び水溶性有機物を溶解した水を、バイオリキッド（沸点が所定温度未満の物質）と言う。バイオリキッドの主成分は、水溶性有機物であり、生成直後は無色透明の液体である。また、バイオリキッドを大気圧下で加熱すると、２００度未満でほぼ１００％揮発するという性質を有している。バイオリキッドは、エネルギー源としての活用が期待されている。
なお、国外で実用化されているバイオオイルの主成分は重質油である。重質油を加熱した場合、５００度に加熱しても１０％以上が炭化物として残留してしまう。
【００８５】
図８は、実施の形態４に係るガス化装置４０１の構成を示す模式図である。本発明の実施の形態４に係るガス化装置４０１は、実施の形態１で説明したガス化装置１の構成に加え、後段木質チップ攪拌槽３２のガス流出口３２ａに設けられた凝縮器９を備える。
【００８６】
凝縮器９は、タール非含有ガスに含まれる軽質有機成分及び水を凝縮させることによって、タール非含有ガスをバイオリキッド、即ち軽質油及び水溶性有機物を溶解した水と、非凝縮性ガスとに分離する。分離された軽質油及び水溶性有機物を溶解した水と、非凝縮性ガスとは各別に回収することができる。
このように、本実施の形態４に係るガス化方法及びガス化装置によれば、木炭、タールを含まない非凝縮性ガス、及びバイオリキッドを併産することができる。
【００８７】
図９は、実施の形態４に係るガス化方法の効果を示す説明図である。図９（ａ）は、実施の形態４に係るガス化方法を用いて１００ｋｇのタール未吸着木質チップをガス化する場合におけるマスフローであり、図９（ｂ）は、従来のガス化方法を用いて１００ｋｇのタール未吸着木質チップをガス化する場合におけるマスフローである。なお、図９は、木質チップを５００℃で熱分解した場合のマスフローを示している。
【００８８】
図９（ｂ）に示すように、従来のガス化方法によれば、１００ｋｇのタール未吸着木質チップを処理することによって、木炭２４ｋｇ、軽質有機成分及び水３３ｋｇ、並びに非凝縮性ガス２１ｋｇが収集されるが、２２ｋｇのタールも発生する。
一方、図９（ａ）に示すように、本実施の形態４に係るガス化方法によれば、１００ｋｇのタール未吸着木質チップを処理することによって、木炭３１ｋｇ、軽質有機成分及び水４９ｋｇ、並びに非凝縮性ガス２０ｋｇを収集することができる。しかも、触媒改質等の操作を一切行わずにタールを除去し、２２ｋｇのタールを木炭及び軽質有機成分として回収することができる。具体的には、加圧等の操作、所定化学物質の添加なしに木炭の収率を１．３倍（≒３１／２４）にすることができる。また、軽質油の収率を１．７倍（≒２７／１６）以上にすることができる。なお、図９（ｂ）に示した軽質油及び水のうち、軽質油は１６ｋｇである。
【００８９】
以下、本発明に係るガス化方法の効果を示す実験結果をより具体的に説明する。実験装置は、図８に示したガス化装置４０１と同様の構成であり、タール吸着装置３を木質チップ攪拌槽１段で構成した点、熱分解装置２及び配管２５を保温するマントルヒータを設置した点、タール吸着装置３の後段に、残留タールガスの確認及び定量を行うためのシリカ繊維フィルタを介装している点が異なるのみである。
【００９０】
図１０は、本発明に係るガス化方法の効果を確認するための実験方法を概念的に示す説明図である。本実験では、木質チップの熱分解工程、タール吸着工程、凝縮工程を順次実施する。以下、この一連の工程をタールリサイクル運転という。
第１回目のタールリサイクル運転では、図１０に示すように、１５７〜１５８ｇタール未吸着木質チップの熱分解を行う。なお、１５７〜１５８ｋｇは、乾燥状態におけるタール未吸着木質チップの質量である。熱分解工程における加熱温度は５００℃、加熱時間は４７秒である。タール吸着工程におけるタール吸着装置の入口温度は２００℃、出口温度は１１０〜１２０℃に保たれている。また、シリカ繊維フィルタは、１５０℃に保たれている。凝縮工程では、０℃−３０℃−７０℃の三相コンデンサを用いて、タール非含有ガスを非凝縮性ガスと、軽質有機成分及び水とに分離する。
第２回目以降は、前回のタールリサイクル運転で得られたタール既吸着木質チップの熱分解を行い、同様の処理を実行する。
【００９１】
図１１は、タールリサイクル運転番号の増加に伴うタール収率の変化を示すグラフである。横軸はタールリサイクル運転番号、縦軸は、タールの収率を示す。タールの収率は、タール未吸着木質チップの乾燥重量１００ｋｇに対して、各タールリサイクル運転で回収できたタールの重量の比率である。
【００９２】
タール未吸着木質チップは、自重の６７％に相当するタールを保持しても、本実施の形態に係るガス化の材料として使用できることが確認されているため、タールの収率が６７％未満であれば、本実施の形態に係るガス化方法を実施することが可能である。
【００９３】
タールリサイクル運転回数の増加に伴うタールの収率の増加率は、タールリサイクル運転回数が増加するに連れて小さくなっており、収率４０％程度でほぼ定常状態に達していることが分かる。
なお、定常状態における収率は、理論的にはβ／αで表される。但し、αは、タール未吸着木質チップに吸着されたタールを熱分解した場合に、該タールが非タール成分に分解される割合を示した転化率、βは、タール未吸着木質チップ単体の熱分解によって得られるタールの収率である。
【００９４】
図１２は、タールリサイクル運転番号に伴う木炭、水及び軽質有機成分の収率の変化を示すグラフである。図１２（ａ）は木炭の収率、図１２（ｂ）は水の収率、図１２（ｃ）は軽質有機成分の収率を夫々示している。横軸はタールリサイクル運転番号、縦軸は木炭、水又は軽質有機成分の収率を示す。木炭、水及び軽質有機成分の収率は、タール未吸着木質チップの乾燥重量１００ｋｇに対して、各タールリサイクル運転で回収できた木炭、水及び軽質有機成分の重量の比率である。図１２のグラフから、タール既吸着木質チップに吸着したタールの一部が軽質有機成分及び木炭に転化していることが分かる。
【００９５】
図１３は、タールリサイクル運転番号の増加に伴う非凝縮性ガス収率の変化を示すグラフである。横軸はタールリサイクル運転番号、縦軸は非凝縮性ガスの収率を示す。非凝縮性ガスの収率は、タール未吸着木質チップの乾燥重量１００ｋｇに対して、各タールリサイクル運転で回収できた非凝縮性ガスの重量の比率である。理由は定かではないが、非凝縮性ガスの収率は運転番号５まで微増，その後微減し，運転番号１０においては運転番号１の場合とほぼ同等になる。運転番号１のタール既吸着木質チップに吸着されたタールの割合が増加しても、回収される非凝縮性ガスの重量はほぼ一定である。
【００９６】
図１４は、タールリサイクル運転番号の増加に伴うタール転化率の変化を示すグラフである。横軸はタールリサイクル運転番号、縦軸はタールの転化率を示す。該転化率は、タール未吸着木質チップに吸着されたタールを熱分解した場合に、該タールが非タール成分に分解される割合である。プロットは、タール既吸着木質チップに吸着したタールの木炭、軽質有機成分、水及び非凝縮性ガスへの総転化率を示している。前記転化率は、運転番号によらず，４８％前後で一定に保たれる。
【００９７】
なお、各タールリサイクル運転において、シリカ繊維フィルタへのタールの吸着は確認されていない。
【００９８】
以上の実験結果から、定常状態における収率β／αは、６７％未満となり、本願発明に係るガス化装置及びガス化方法を現実に実施できることが確認された。
【００９９】
なお、上述の実施の形態及び変形例においては、有機物として木質チップを利用する例を示したが、タールを吸着することが可能な細孔を有する有機物であれば、他の有機物、例えば、木粉、紙、食品廃棄物、農産廃棄物、又はバイオフューエルの絞り粕を採用しても良い。農産廃棄物は、例えばさとうきびバガス，稲わら，麦わら，籾殻等の有機物である。
【０１００】
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０１】
１ ガス化装置
２ 熱分解装置（熱分解手段）
３ タール吸着装置（吸着手段）
６ スクリューコンベア（搬送手段）
８ ガス改質装置
９ 凝縮器
２１ 熱分解反応器
２１ａ 木質チップ供給口（有機物供給口）
２１ｂ 木炭排出口（炭状固体排出口）
２１ｃ 排気口
２２ 電気炉
３１ 前段木質チップ攪拌槽（収容体）
３２ 後段木質チップ攪拌槽（収容体）
３１ａ ガス流入口
３１ｂ，３２ｂ 連結口
３１ｄ、３２ｄ タール未吸着木質チップ供給口
３１ｃ，３２ｃ 攪拌翼
３２ａ ガス流出口
３３ 連結管
４１、４１ タール既吸着木質チップ供給ホッパ
５１ タール既吸着木質チップ回収器
７１ 発動機
７２ 発電機
８１ ガス改質反応器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物をガス化するガス化方法において、
有機物を加熱することにより、該有機物をタール含有ガス及び炭状固体に熱分解する熱分解工程と、
熱分解によって発生したタール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを前記有機物に吸着させる吸着工程とを有することを特徴とするガス化方法。
【請求項２】
前記熱分解工程は、
前記吸着工程でタールを吸着させて得られる有機物を熱分解する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス化方法。
【請求項３】
前記吸着工程は、
砕片状又は粒状の有機物を攪拌しながら、タール含有ガスを該有機物に接触させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガス化方法。
【請求項４】
前記吸着工程の前に、
熱分解によって発生したタール含有ガスを多孔質無機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを炭状固体として前記多孔質無機物に担持する担持工程を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載のガス化方法。
【請求項５】
前記有機物は木質チップ、木粉、農産廃棄物又はバイオフューエルの絞り粕であることを特徴とする
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載のガス化方法。
【請求項６】
タール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させて得たタール非含有ガスを冷却することにより、該タール非含有ガスに含まれる沸点が所定温度未満の物質を凝縮させて回収する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載のガス化方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載のガス化方法にて発生したタール非含有ガスを燃焼させることによって発電を行うことを特徴とする発電方法。
【請求項８】
有機物をガス化するガス化装置において、
有機物を加熱することにより、該有機物をタール含有ガス及び炭状固体に熱分解する熱分解手段と、
熱分解によって発生したタール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを前記有機物に吸着させる吸着手段と
を有することを特徴とするガス化装置。
【請求項９】
前記吸着手段にてタールを吸着させた有機物を回収する回収手段と、
該回収手段が回収した有機物を前記熱分解手段へ搬送する搬送手段と
を備えることを特徴とする請求項８に記載のガス化装置。
【請求項１０】
砕片状又は粒状の有機物を攪拌する手段を備える
ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のガス化装置。
【請求項１１】
熱分解によって発生したタール含有ガスを多孔質無機物に接触させる手段を備え、
前記吸着手段は、
前記多孔質無機物に接触した後のタール含有ガスを有機物に接触させるようにしてある
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか一つに記載のガス化装置。
【請求項１２】
前記熱分解手段は、
中空円筒状をなし、一端側に有機物が供給される有機物供給口を有し、他端側に炭状固体を排出する炭状固体排出口及びタール含有ガスを排気する排気口を有する熱分解反応器と、
該熱分解反応器に供給された有機物を前記一端側から他端側へ搬送する搬送スクリューと
を備え、
前記吸着手段は、
タール含有ガスが流入する流入口、及びタール非含有ガスが流出する流出口を有する中空円筒状をなし、熱分解前の有機物を収容する収容体と、
該収容体に収容された有機物を攪拌する攪拌翼と
を備えることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか一つに記載のガス化装置。
【請求項１３】
前記有機物は木質チップ、木粉、農産廃棄物又はバイオフューエルの絞り粕であることを特徴とする
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれか一つに記載のガス化装置。
【請求項１４】
タール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させて得たタール非含有ガスを冷却することにより、該タール非含有ガスに含まれる沸点が所定温度未満の物質を凝縮させて回収する手段を備える
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれか一つに記載のガス化装置。
【請求項１５】
請求項８乃至請求項１４のいずれか一つに記載のガス化装置と、
該ガス化装置によってガス化されたタール非含有ガスを燃焼させることによって動力を出力する発動機と、
該発動機の動力によって発電を行う発電機と
を備えることを特徴とする発電装置。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載のガス化方法、又は請求項８乃至請求項１４のいずれか一つに記載のガス化装置を用いてタールを吸着させてなる有機物。
【請求項１】
有機物をガス化するガス化方法において、
有機物を加熱することにより、該有機物をタール含有ガス及び炭状固体に熱分解する熱分解工程と、
熱分解によって発生したタール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを前記有機物に吸着させる吸着工程とを有することを特徴とするガス化方法。
【請求項２】
前記熱分解工程は、
前記吸着工程でタールを吸着させて得られる有機物を熱分解する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス化方法。
【請求項３】
前記吸着工程は、
砕片状又は粒状の有機物を攪拌しながら、タール含有ガスを該有機物に接触させる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガス化方法。
【請求項４】
前記吸着工程の前に、
熱分解によって発生したタール含有ガスを多孔質無機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを炭状固体として前記多孔質無機物に担持する担持工程を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載のガス化方法。
【請求項５】
前記有機物は木質チップ、木粉、農産廃棄物又はバイオフューエルの絞り粕であることを特徴とする
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載のガス化方法。
【請求項６】
タール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させて得たタール非含有ガスを冷却することにより、該タール非含有ガスに含まれる沸点が所定温度未満の物質を凝縮させて回収する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載のガス化方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載のガス化方法にて発生したタール非含有ガスを燃焼させることによって発電を行うことを特徴とする発電方法。
【請求項８】
有機物をガス化するガス化装置において、
有機物を加熱することにより、該有機物をタール含有ガス及び炭状固体に熱分解する熱分解手段と、
熱分解によって発生したタール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させることにより、該タール含有ガスに含まれるタールを前記有機物に吸着させる吸着手段と
を有することを特徴とするガス化装置。
【請求項９】
前記吸着手段にてタールを吸着させた有機物を回収する回収手段と、
該回収手段が回収した有機物を前記熱分解手段へ搬送する搬送手段と
を備えることを特徴とする請求項８に記載のガス化装置。
【請求項１０】
砕片状又は粒状の有機物を攪拌する手段を備える
ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のガス化装置。
【請求項１１】
熱分解によって発生したタール含有ガスを多孔質無機物に接触させる手段を備え、
前記吸着手段は、
前記多孔質無機物に接触した後のタール含有ガスを有機物に接触させるようにしてある
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか一つに記載のガス化装置。
【請求項１２】
前記熱分解手段は、
中空円筒状をなし、一端側に有機物が供給される有機物供給口を有し、他端側に炭状固体を排出する炭状固体排出口及びタール含有ガスを排気する排気口を有する熱分解反応器と、
該熱分解反応器に供給された有機物を前記一端側から他端側へ搬送する搬送スクリューと
を備え、
前記吸着手段は、
タール含有ガスが流入する流入口、及びタール非含有ガスが流出する流出口を有する中空円筒状をなし、熱分解前の有機物を収容する収容体と、
該収容体に収容された有機物を攪拌する攪拌翼と
を備えることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか一つに記載のガス化装置。
【請求項１３】
前記有機物は木質チップ、木粉、農産廃棄物又はバイオフューエルの絞り粕であることを特徴とする
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれか一つに記載のガス化装置。
【請求項１４】
タール含有ガスを熱分解前の有機物に接触させて得たタール非含有ガスを冷却することにより、該タール非含有ガスに含まれる沸点が所定温度未満の物質を凝縮させて回収する手段を備える
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれか一つに記載のガス化装置。
【請求項１５】
請求項８乃至請求項１４のいずれか一つに記載のガス化装置と、
該ガス化装置によってガス化されたタール非含有ガスを燃焼させることによって動力を出力する発動機と、
該発動機の動力によって発電を行う発電機と
を備えることを特徴とする発電装置。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載のガス化方法、又は請求項８乃至請求項１４のいずれか一つに記載のガス化装置を用いてタールを吸着させてなる有機物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−２０２６８９（Ｐ２０１０−２０２６８９Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４６６０３（Ｐ２００９−４６６０３）
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（５０６０７４０１５）バイオコーク技研株式会社 (23)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２７日（２００９．２．２７）
【出願人】（５０６０７４０１５）バイオコーク技研株式会社 (23)
【Ｆターム（参考）】
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