バイオマスガス化システム及びバイオマスガス化方法
【課題】バイオマスをガス化して生成したガス化ガス中のタール成分又はＨ２Ｓ濃度の内少なくとも１つを低減させ、精製ガスの純度を向上させることのできるバイオマスガス化システム及び方法を提供する。
【解決手段】バイオマスをガス化するバイオマスガス化炉と、該バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーを除去する除塵装置と、該除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを精製し精製ガスとするガス精製手段とを備え、該ガス精製手段は、内部にバイオマス及び細孔を有する多孔質粒子が保持され、該ガス精製手段に前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを導入するガス化ガス導入部と、前記バイオマス及び細孔を有する多孔質粒子を通過し精製された精製ガスを排出する精製ガス排出部とを有することを特徴とする。
【解決手段】バイオマスをガス化するバイオマスガス化炉と、該バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーを除去する除塵装置と、該除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを精製し精製ガスとするガス精製手段とを備え、該ガス精製手段は、内部にバイオマス及び細孔を有する多孔質粒子が保持され、該ガス精製手段に前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを導入するガス化ガス導入部と、前記バイオマス及び細孔を有する多孔質粒子を通過し精製された精製ガスを排出する精製ガス排出部とを有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマスガス化システム及びバイオマスガス化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にバイオマスとは、農業生産物又は副産物、木材、植物等の生物体をいう。これらは、太陽光、空気、水、土壌等の作用により生育されるため、無限に生産が可能である。また、前記バイオマスは生育過程において、光合成により大気中から二酸化炭素を吸収するため、該バイオマスを生産することは大気中の二酸化炭素量の低減にもつながる。これらの理由から、前記バイオマスをガス化して燃料用のガスを生成するバイオマスガス化技術は、地球環境に好ましい技術として知られている。
【０００３】
ところで、前記バイオマスを原料として生成したガスには、ガス化チャー、タール、硫化水素などが含まれるため、そのままではガスタービン並びに燃料電池等への利用、及び該ガスを高度に精製する触媒への導入には適さない。そのため、従来においては、除塵装置やガス精製装置によって、前記ガス化チャー、タール、硫化水素等を除去すべく工夫している。
【０００４】
例えば、特許文献１及び特許文献２においては、バイオマスを炉本体内に供給するバイオマス供給手段と、酸素又は酸素と水蒸気の混合物からなる燃焼用の酸化剤を前記炉本体内に供給する酸化剤供給手段とを備えてなるバイオマスガス化炉と、該バイオマスガス化炉でガス化した生成ガスの粉塵を除去する除塵装置と、除塵されたガスを冷却する冷却器と、該冷却したガスを精製するガス精製部を備えたバイオマスガス化システムが開示されている。
【０００５】
前記バイオマスガス化ガスのガス精製手段は、バイオマスを一時的に保持しており、該ガス精製部内に、冷却器を通過した冷却生成ガスを通過させ、ここで冷却生成ガスに含まれるタール成分を吸着させ、精製ガスとし、タール成分を吸着したタール吸着バイオマスを搬送手段により、バイオマス供給手段に搬送するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３４６２８５号公報（段落００４７，００４８，図１等）
【特許文献２】特開２００８−２４７５２号公報（段落００１７，図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された発明では、前記精製ガス中に含まれるタール濃度が高く、ガスタービン及び燃料電池等に利用し、また該ガスを高度に精製する触媒に導入するには、その精製が不十分であるという問題があった。また、バイオマス粒子には硫化水素を吸着する能力がないことから、前記精製ガス中に含まれるＨ２Ｓ濃度も、ガスタービン及び燃料電池等に利用し、また該ガスを高度に精製する触媒に導入する際の問題となっていた。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バイオマスをガス化して生成したガス化ガス中のタール成分又はＨ２Ｓ濃度の内少なくとも１つを低減させ、精製ガスの純度を向上させることのできるバイオマスガス化システム及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、バイオマスをガス化するバイオマスガス化炉と、該バイオマスガス化炉で生成されたガス化ガス中に含まれるガス化チャーを除去する除塵装置と、該除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを精製し精製ガスとするガス精製手段とを備え、該ガス精製手段は、バイオマスガス化炉に供給されるバイオマスと、細孔を有する多孔質粒子とを内部に保持すると共に、前記ガス精製手段に前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを導入するガス化ガス導入部と、前記バイオマス及び細孔を有する多孔質粒子を通過し精製された精製ガスを排出する精製ガス排出部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記ガス精製手段を設けたことにより、前記バイオマスによる除塵されたガス化ガス中のタール成分の吸着に加え、前記細孔を有する多孔質粒子でも、該ガス化ガス中の少なくともタール成分を吸着することができるため、生成したガス化ガス中のタール成分を低減させ、精製ガスの純度を向上させることができる。
【００１１】
本発明は、上記発明において、前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に設けられ、前記精製ガス中に含まれる不純物質を捕捉するフィルタを設けることを特徴とする。本発明によれば、前記フィルタを設けたことにより、前記ガス精製手段によって除去することのできなかった精製ガス中のタール成分等を捕捉して、除去することができるため、精製ガスの純度を向上させることができる。
【００１２】
本発明は、上記発明において、前記ガス精製手段に供給されるバイオマスを、熱処理又は水蒸気処理するバイオマス処理手段を設けることを特徴とする。本発明によれば、前記バイオマス処理手段を設けたことにより、該バイオマスが熱処理又は水蒸気処理され、該バイオマスの細孔が成長するため、前記ガス精製手段におけるタール吸着能が向上し、精製ガスの純度を向上させることができる。ここで、前記バイオマス処理手段における熱処理又は水蒸気処理に用いる熱又は水蒸気は、プラント排熱又は余剰水蒸気を利用することが好ましい。新たに加熱手段等設ける必要がなく、加熱手段を導入するためのコストを削減することができると共に、加熱手段等を運転するための動力を省略することができるため、プラント効率が向上するからである。
【００１３】
本発明は、上記発明において、前記ガス精製手段に、Ｈ２Ｓを前記ガス化ガスから除去するＨ２Ｓ吸着剤を供給するＨ２Ｓ吸着剤供給手段を設けることを特徴とする。本発明によれば、前記Ｈ２Ｓを前記ガス化ガスから除去するＨ２Ｓ吸着剤を前記ガス精製手段に供給するＨ２Ｓ吸着剤供給手段を設けたことにより、前記ガス精製手段におけるＨ２Ｓの吸着能が向上し、精製ガスの純度を向上させることができる。
【００１４】
ここで、前記Ｈ２Ｓ吸着剤は、Ｈ２Ｓを吸着することのできるＣａ系の吸着剤として、例えば、ＣａＯ、ＣａＣｏ３、ＣａＳＯ４の吸着剤を挙げることができる。また、より好ましくは、安価な材料として、例えばセメントの副生物等のＣａ／Ｓｉの材料とする。定期的に供給する前記Ｈ２Ｓ吸着剤が安価であれば、運転するためのコストを低減することができる。
【００１５】
本発明は、上記発明において、前記フィルタは、前記精製ガス中に含まれるタール成分を捕捉する活性炭を保持するフィルタであり、前記多孔質粒子は、前記活性炭がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子であることを特徴とする。本発明によれば、前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に前記活性炭を保持するフィルタを設けたことにより、前記ガス精製手段によって除去することができなかった精製ガス中のタール成分等をフィルタに吸着させて、除去することができる。また、前記破瓜後活性炭粒子を前記多孔質粒子として前記ガス精製手段に保持することにより、該ガス精製手段における前記ガス化ガス中のタール成分の吸着能を向上させることができる。
【００１６】
これは、次の理由による。活性炭がタールを吸着できる量の上限は、タール濃度に依存する。つまり、前記タール濃度が低ければタールを吸着できる量の上限は小さく、前記タール濃度が高ければタールを吸着できる量の上限は大きい。従って、前記ガス精製手段を通過した前記精製ガス中の前記タール濃度は、前記ガス精製手段を通過する前記ガス化ガス中の前記タール濃度に比べて高いことから、該精製ガス中のタールを吸着することで破瓜した活性炭であっても、前記ガス化ガス中の高いタール濃度においては、さらなるタール吸着が可能である。さらに、従来においては別途必要であった破瓜後の活性炭の処理が不要になり、該処理コストの削減も図ることができる。
【００１７】
本発明は、上記発明において、前記多孔質粒子が、前記除塵装置で除去されたガス化チャーであり、該除塵装置で除去されたガス化チャーを前記ガス精製手段に供給するガス化チャー供給経路を設けることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、該除塵装置で除去されたガス化チャーを前記ガス精製手段に供給するガス化チャー供給経路を設けたことにより、該ガス精製手段におけるタール成分及びＨ２Ｓの吸着能が向上する。というのも、前記バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーは、未燃分を含んでおり、表面積が大きく、タール吸着能も大きい。また、該ガス化チャーはＨ２Ｓを吸着することができるミクロ孔を有すると共に、Ｃａ等のアルカリ成分も多く含まれていることから、Ｈ２Ｓを有効に吸着することができる。さらに、前記ガス精製手段には、前記バイオマスが保持されていることから、該バイオマスが微粉であるガス化チャーの飛散を抑える働きをする。このことにより、前記ガス精製手段から排出される前記精製ガスに飛散した灰が含まれることを防止することができ、精製ガスの純度を向上させることができる。
【００１９】
本発明は、上記発明において、前記ガス化チャー供給経路に、水蒸気を供給する水蒸気供給手段を設けることを特徴とする。本発明によれば、前記水蒸気供給手段を設けることによって、前記ガス化チャーを水蒸気処理し、該ガス化チャーの細孔の成長を促すことにより、該ガス化チャーのタール吸着能を向上させることができる。従って前記ガス精製手段におけるタール吸着能が向上し、精製ガスの純度を向上させることができる。
【００２０】
本発明は、上記発明において、前記ガス化チャー供給経路は、ガス化チャーを搬送するための不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記ガス精製手段に供給するバイオマスを保持すると共に、前記ガス化チャーが導入され、前記バイオマスに含まれる空気をガス化チャー搬送用の前記不活性ガスで置換するバイオマスホッパとを有することを特徴とする。
【００２１】
前記バイオマスは搬送される際等に空気を抱き込むことから、該バイオマスが前記ガス精製手段に供給された場合に、前記ガス化ガスと接触し予期せぬ燃焼の懸念がある。そこで、予め前記バイオマス中に含まれる空気を窒素等の不活性ガスで置換しておくことが望ましい。しかしながら、新たに不活性ガスの供給手段やその経路を設けることは、バイオマスガス化システムの複雑化を招くと共に、不活性ガス供給手段の導入に伴うコストの増加や、該不活性ガス供給手段を運転するための動力によるプラントの効率の低下につながり好ましくない。
【００２２】
本発明によれば、前記バイオマスホッパを設けることによって、空気を含んだバイオマスをガス精製手段に供給する前に、前記ガス化チャーの搬送に用いた前記不活性ガスと、前記バイオマスホッパ中の前記バイオマス中に含まれる空気とを置換することができるため、ガス精製手段における予期せぬ燃焼を防止すると共に、新たに不活性ガスの供給手段やその経路を設ける必要がなく、本システムが簡略化されると共に、プラントの運転効率の増加が期待できる。
【００２３】
本発明は、上記発明において、前記ガス精製手段を複数有し、上流側のガス精製手段の前記精製ガス排出部と、該上流側のガス精製手段よりも下流側のガス精製手段の前記ガス化ガス導入部とを連通する精製ガス供給経路を設けることを特徴とする。前記ガス精製手段に保持される前記ガス化チャーは、複数の細孔を有しており、各細孔は表面から、まずマクロ孔を有し、その先に複数のミクロ孔を有している。前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスは、前記ガス精製手段において、前記ガス化チャーのマクロ孔で該ガス化ガス中のタール成分が吸着され、前記ガス化チャーのミクロ孔で該ガス化ガス中のＨ２Ｓが吸着される。しかしながら、前記ガス精製手段が１つの場合には、前記タール成分を吸着した後の前記ガス化チャーは、前記ミクロ孔が塞がれる結果、前記ミクロ孔におけるＨ２Ｓの吸着が困難となり、ガス化ガス中のＨ２Ｓの吸着が不十分となる恐れがある。
【００２４】
本発明によれば、前記ガス精製手段を複数備え、上段側のガス精製手段において、前記ガス化ガス中のタール成分を前記ガス化チャーのマクロ孔及び前記バイオマスで吸着する。また、該上段側のガス精製手段においてタール成分が除去された前記ガス化ガスは下段側のガス精製手段に導入され、該下段側のガス精製手段に保持された前記ガス化チャーが有するミクロ孔によって該ガス化ガス中のＨ２Ｓを吸着することができる。したがって、前記ガス精製手段におけるタール成分及びＨ２Ｓの吸着能が向上する。
【００２５】
本発明は、上記発明において、前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に、前記精製ガス中に含まれるタール成分を捕捉する活性炭を保持するフィルタを設けることを特徴とする。本発明によれば、前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に前記活性炭を保持するフィルタを設けたことにより、前記ガス精製手段によって除去することができなかった精製ガス中のタール成分等を吸着し、除去することができる。また、前記ガス精製手段において、前記ガス化チャーが飛散し、精製ガス中に該ガス化チャーが含まれてしまった場合でも、前記フィルタを設けたことにより該ガス化チャーを捕捉し、除去することが可能となる。
【００２６】
本発明は、上記発明において、前記ガス精製手段に、前記活性炭がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子を供給する破瓜後活性炭粒子供給手段を設けることを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、前記破瓜後活性炭粒子を前記多孔質粒子として前記ガス精製手段に保持することにより、前記ガス精製手段における前記ガス化ガス中のタール成分の吸着能を向上させることができる。活性炭がタールを吸着できる量の上限は、タール濃度に依存する。つまり、前記タール濃度が低ければタールを吸着できる量の上限は小さく、前記タール濃度が高ければタールを吸着できる量の上限は大きい。よって、前記ガス精製手段を通過した前記精製ガス中の前記タール濃度は、前記ガス精製手段を通過する前記ガス化ガス中の前記タール濃度に比べて高いことから、該精製ガス中のタールを吸着することで破瓜した活性炭であっても、前記ガス化ガス中の高いタール濃度においては、タール吸着が可能である。さらに、従来においては別途必要であった破瓜後の活性炭の処理が不要になり、該処理コストの削減も図ることができる。
【００２８】
本発明は、バイオマスをバイオマスガス化炉でガス化する工程と、前記バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーを除塵装置で除去する工程と、内部にバイオマス及び前記除塵装置で除去されたガス化チャーが保持されたガス精製手段に、前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを通して、該ガス化ガスを精製する工程とを有することを特徴とする。
【００２９】
前記バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーは、未燃分を含んでおり、表面積が大きく、タール吸着能も大きい。また、該ガス化チャーはＨ２Ｓを吸着することができるミクロ孔を有しており、Ｃａ等のアルカリ成分も多く含まれていることから、Ｈ２Ｓを有効に吸着することができる。従って、本発明によれば、バイオマスと共に、前記除塵装置で除去されたガス化チャーが保持されたガス精製手段に、前記除塵装置で灰が除去されたガス化ガスを通すことにより、ガス精製手段におけるタール成分及びＨ２Ｓの吸着能が向上する。
【００３０】
また、前記ガス精製手段には、前記バイオマスが保持されていることから、該バイオマスが微粉であるガス化チャーの飛散を抑える働きをする。このことにより、前記ガス精製手段から排出される前記精製ガスに飛散したガス化チャーが含まれることを防止することができる。従って、精製ガスの純度を向上させることができる。
【００３１】
本発明は、バイオマスをバイオマスガス化炉でガス化する工程と、前記バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーを除塵装置で除去する工程と、内部にバイオマス及び破瓜後活性炭粒子が保持されたガス精製手段に前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを通して、該ガス化ガスを精製する工程と、前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に設けられた活性炭を保持するフィルタに該精製ガスを通して、該精製ガスを精製する工程と、前記活性炭がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子を前記ガス精製手段に供給する工程とを有することを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に設けられた前記活性炭を保持するフィルタに該精製ガスを通すことにより、前記ガス精製手段によって除去することができなかった前記精製ガス中のタール成分等を吸着し、除去することができる。また、バイオマスと共に、前記破瓜後活性炭粒子を前記多孔質粒子として保持した前記ガス精製手段に前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを通すことにより、該ガス精製手段における前記ガス化ガス中のタール成分の吸着能を向上させることができる。
【００３３】
これは次の理由による。活性炭がタールを吸着できる量の上限は、タール濃度に依存する。つまり、前記タール濃度が低ければタールを吸着できる量の上限は小さく、前記タール濃度が高ければタールを吸着できる量の上限は大きい。従って、前記ガス精製手段を通過した前記精製ガス中の前記タール濃度は、前記ガス精製手段を通過する前記ガス化ガス中の前記タール濃度に比べて高いことから、該精製ガス中のタールを吸着することで破瓜した活性炭であっても、前記ガス化ガス中の高いタール濃度においては、タール吸着が可能である。さらに、従来においては別途必要であった破瓜後の活性炭の処理が不要になり、該処理コストの削減も図ることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係るバイオマスガス化システム及びバイオマスガス化方法は、バイオマスをガス化して生成したガス化ガス中のタール成分又はＨ２Ｓ濃度の内少なくとも１つを低減させ、精製ガスの純度を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、実施例１に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図２】図２は、ガス精製手段を通過した後のガス化ガス中のタール濃度と、ガス精製手段において吸着したタール吸着量の関係を示す図である。
【図３】図３は、実施例２に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図４】図４は、実施例３に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図５】図５は、実施例４に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図６】図６は、実施例５に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図７】図７は、実施例６に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図８】図８は、ガス化チャーの細孔の構造を示す図である。
【図９】図９は、実施例７に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図１０】図１０は、ガス中のタール濃度と活性炭が破瓜するタール吸着量との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例８に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に、本発明に係るバイオマスガス化システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００３７】
図１は、実施例１に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。図１に示すように、実施例１に係るバイオマスガス化システム２は、バイオマス１を炉本体３内に供給するバイオマス供給手段５と、酸素又は酸素と水蒸気との混合物からなる燃焼用の酸化剤７を炉本体３内に供給する酸化剤供給手段９とを備えてなるバイオマスガス化炉１１と、バイオマスガス化炉１１でガス化したガス化ガス１３中のガス化チャー３９を除去するサイクロンなどの除塵装置１５と、除塵されたガス化ガス１７を冷却する冷却器１９と、ガス化ガス１７を精製し精製ガス２１とするガス精製手段２３と、ガス精製手段２３により精製された精製ガス２１をさらに精製するフィルタ３１とから構成されている。
【００３８】
冷却器１９としては、例えば、水をガス化ガス１７に間接的に接触させて熱交換させる方式のものを用いることができる。また、この方式の冷却器において、熱交換によって水蒸気が発生するように設計したものを用いることができる。発生した水蒸気は、水蒸気供給経路１９ａにより前記酸化剤供給手段９に供給して、酸化剤７の一部に利用するようにしてもよい。
【００３９】
ガス精製手段２３は、内部にバイオマス２５と、細孔を有する多孔質粒子とを保持すると共に、ガス精製手段２３にガス化ガス１７を導入するガス化ガス導入部２７と、バイオマス２５及び細孔を有する多孔質粒子を通過し精製された精製ガス２１を排出する精製ガス排出部２９とを有している。
【００４０】
また、バイオマスガス化システム２は、ガス精製手段２３にバイオマス２５を供給するバイオマスホッパ３５が備えられ、バイオマスホッパ３５には、不活性ガスを排出する不活性ガス排出口３７が設けられている。この不活性ガスは、バイオマス２５が該バイオマスホッパ３５に供給される間に抱き込んだ空気の濃度を低減させ、バイオマス２５がガス精製手段２３に供給された際に、空気とガス化ガス１７が接触することによる予期せぬ燃焼を防止するために用いられる。不活性ガスは、バイオマス用不活性ガス供給手段（例えば、不活性ガスを貯えるボンベと、該不活性ガスを前記ボンベの外部に排出するためのボンベとからなるもの）から、バイオマスホッパ３５又はバイオマス２５の搬送用ガスとしてバイオマスホッパ３５の上流側に供給される。
【００４１】
ここで、前記バイオマス用不活性ガス供給手段は、ガス化チャー３９を搬送するための不活性ガス４１を供給する不活性ガス供給手段４３とし、不活性ガス４１がガス化チャー供給経路４５に供給される前に分岐されて供給されるようにしてもよい。このようにすれば、新たに不活性ガス供給手段を設ける場合に比べ、その導入コスト等を削減することができる。また、不活性ガス排出口３７の下流には、バイオマスホッパ３５から前記不活性ガス及び空気を排出するために、吸引ブロア等の不活性ガス排出手段が設けられる。
【００４２】
バイオマス２５は、炉本体３に供給されるバイオマス１と同様のものでよく、生産又は廃棄されたバイオマスを粉砕・乾燥したものを用いる。バイオマスとは、農業生産物又は副産物、木材、植物等の生物体をいい、例えば、スイートソルガム、ネピアグラス、スピルリナ等が用いられている。
【００４３】
バイオマスガス化システム２においては、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５と共に保持される前記細孔を有する多孔質物質は、除塵装置１５によって分離されたガス化チャー３９とされる。つまり、バイオマスガス化システム２におけるガス精製手段２３には、バイオマス２５とガス化チャー３９とからなるガス精製材４９が保持される。また、バイオマスガス化システム２には、除塵装置１５とガス精製手段２３とを連通するガス化チャー供給経路４５と、ガス化チャー３９をガス精製手段２３に搬送するための不活性ガス４１をガス化チャー供給経路４５に供給する不活性ガス供給手段４３とが設けられる。また、ガス化チャー供給経路４５には、ガス化チャー３９を一時的に保持するガス化チャーホッパ４７が備えられている。
【００４４】
また、バイオマスガス化システム２においては、ガス精製手段２３の下部に、ガス精製手段２３の内部のガス精製材４９を排出するためのガス精製材排出手段５１が設けられており、排出された該ガス精製材４９は、ガス精製材搬送手段５３によって、バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。
【００４５】
実施例１に係る構成によれば、ガス精製手段２３の内部に、バイオマス２５と共に、細孔を有する多孔質物質として、除塵装置１５によって分離されたガス化チャー３９が保持される。ガス化チャー３９は、表面積が大きく（１００ｍ２／ｇ〜１０００ｍ２／ｇ）、タール吸着能が優れており、ガス化ガス１７中に含まれるタールの濃度が低い場合でもタールを吸着することができる。従って、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５のみを保持し、ガス化ガス１７を通過させた場合と比べ、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５及びガス化チャー３９を保持し、ガス化ガス１７を通過させた場合の方が、純度の高い精製ガス２１を得ることができる。
【００４６】
図２は、ガス精製手段を通過した後のガス化ガス中のタール濃度と、ガス精製手段において吸着したタール吸着量の関係を示す図である。図２においては、横軸がガス精製手段２３を通過した後のガス化ガス１７中のタール濃度であり、縦軸がガス精製手段２３において吸着したタール吸着量である。また、図２においては、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５のみを保持した場合と、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５とガス化チャー３９とを保持した場合が示されている。ここで、図２においては、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５のみを保持した場合のバイオマス２５の重量と、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５とガス化チャー３９とを保持した場合のバイオマス２５とガス化チャー３９との合計の重量とを同一としている。
【００４７】
図２から分かるように、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５のみを保持した場合の、ガス精製手段２３におけるタール吸着量と比べ、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５とガス化チャー３９とを保持した場合のガス精製手段２３におけるタール吸着量は高い。また、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５のみを保持した場合には、ガス精製手段２３を通過した後のガス化ガス１７のタール濃度が１０ｍｇ／Ｎｍ３以下であると、タールをほぼ吸着していないのに対し、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５とガス化チャー３９とを保持した場合には、ガス精製手段２３を通過した後のガス化ガス１７のタール濃度が０．１ｍｇ／Ｎｍ３以下であっても、タールを吸着している。
【００４８】
従って、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５のみを保持した場合にガス精製手段２３で生成される精製ガス２１に含まれるタールの濃度が少なくとも１０ｍｇ／Ｎｍ３程度となるのに対し、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５とガス化チャー３９とを保持した場合、ガス精製手段２３で生成される精製ガス２１に含まれるタール濃度は０．１ｍｇ／Ｎｍ３以下とすることが可能となることが言える。
【００４９】
また、バイオマスガス化システム２においては、ガス化チャー３９はＨ２Ｓを吸着することができるミクロ孔を備えると共に、酸性成分であるＨ２Ｓを吸着することができるＣａ等のアルカリ成分を多く含んでいることから、Ｈ２Ｓを有効に吸着することができる。従って、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５のみを保持し、ガス化ガス１７を通した場合と比べ、ガス精製手段２３におけるＨ２Ｓ吸着能も向上させることができる。
【００５０】
また、バイオマスガス化システム２においては、上記の通り、ガス精製手段２３の内部に、除塵装置１５によって分離されたガス化チャー３９と共にバイオマス２５が保持されている。もし、ガス精製手段２３にガス化チャー３９のみ保持される場合は、ガス化ガス１７をガス精製手段２３内部に通した際に、微粉であるガス化チャー３９が飛散し、精製ガス２１中にガス化チャー３９が含まれてしまう恐れがある。本バイオマスガス化システム２によれば、ガス精製手段２３の内部にガス化チャー３９と共にバイオマス２５が保持されているため、バイオマス２５が、微粉であるガス化チャー３９の飛散を抑える働きをし、精製ガス２１にガス化チャー３９が含まれることを最低限に抑制することができる。
【００５１】
また、バイオマスガス化システム２においては、ガス精製手段２３の精製ガス２１の出口下流にフィルタ３１を設けていることにより、ガス精製手段２３によって除去することのできなかった精製ガス２１中のタール成分等を捕捉し、除去することができる。また、ガス精製手段２３において、万が一、微粉であるガス化チャー３９が飛散し、精製ガス２１中にガス化チャー３９が含まれてしまった場合であっても、フィルタ３１によって捕捉し、除去することができる。なお、フィルタ３１は、例えば、活性炭を利用したフィルタとすることができる。カートリッジに活性炭を保持したフィルタとしてもよい。
【００５２】
なお、バイオマスガス化システム２においては、フィルタ３１をガス精製手段２３の精製ガス２１の出口下流に設けることにより、精製ガスの純度を高めているが、フィルタ３１を設けずとも、十分に純度の高い精製ガスを生成することが可能である。また、ガス精製手段２３には、ガス化チャー供給経路４５によって、除塵装置１５で分離されたガス化チャー３９が供給され、保持されているが、このガス化チャー供給経路４５を設けずに、ガス化チャー３９に換えてその他の多孔質物質を保持するようにしてもよい。この時、他の多孔質物質は、本バイオマスガス化システムにおいて燃焼され、又は不純物を吸着した使用後の多孔質物質とすることが好ましい。本バイオマスガス化システムにおける使用後の多孔質物質をタール等の吸着に再利用することでシステム効率を向上させることができるからである。
【００５３】
また、バイオマスガス化システム２においては、ガス化チャー３９を含んだガス精製材４９が、ガス精製手段２３から排出され、ガス精製材搬送手段５３によって、前記バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。そして、ガス化チャー３９を含んだガス精製材４９は、バイオマス供給手段５から炉本体３に供給される。ガス化チャー３９中には、ＫやＣａが含まれるため、バイオマスガス化炉１１におけるガス化反応を向上させることもできる。
【００５４】
ここで、実施例１に係るバイオマスガス化システムの動作を説明する。バイオマスガス化炉１１において、バイオマス供給手段５からバイオマス１が、酸化剤供給手段９から酸素又は酸素と水蒸気との混合物からなる燃焼用の酸化剤７が炉本体３内に供給され、炉本体３内でガス化ガス１３が生成される。
【００５５】
ガス化ガス１３は、バイオマスガス化炉１１から排出された後、除塵装置１５に導入され、ガス化ガス１３中に含まれるガス化チャー３９が除去され、ガス化ガス１７とされる。ガス化ガス１７は冷却器１９で冷却された後、ガス精製手段２３にガス化ガス導入部２７から導入される。
【００５６】
冷却器１９としては、例えば、水をガス化ガス１７に間接的に接触させて熱交換させる方式のものを用いることができる。また、この方式の冷却器において、熱交換によって水蒸気が発生するように設計したものを用いることができる。発生した水蒸気は、水蒸気供給経路１９ａにより酸化剤供給手段９に供給して、酸化剤７の一部に利用するようにしてもよい。
【００５７】
ガス精製手段２３には、バイオマスホッパ３５からバイオマス２５が供給され保持される。ここで、バイオマスホッパ３５においては、前記バイオマス用不活性ガス供給手段によってバイオマスホッパ３５に供給された不活性ガスが、バイオマス２５中に含まれる空気の濃度を低減するのに用いられ、不活性ガス排出口３７より排出される。ここで、前記不活性ガスは、バイオマス２５をバイオマスホッパ３５に搬送するための搬送用ガスとして用いてもよい。その場合は、前記搬送用ガスは、バイオマス２５をバイオマスホッパ３５に搬送する経路に供給するようにする。
【００５８】
一方、除塵装置１５によって分離されたガス化チャー３９は、除塵装置１５とガス精製手段２３とを連通するガス化チャー供給経路４５に導入され、一時的にガス化チャーホッパ４７に保持された後、不活性ガス供給手段４３により供給された不活性ガス４１によって搬送され、ガス精製手段２３に供給される。
【００５９】
こうしてガス精製手段２３の内部には、バイオマス２５とガス化チャー３９とが、ガス精製材４９として保持される。このガス精製手段２３内をガス化ガス１７が通過し、ガス化ガス１７中に含まれるタール成分及びＨ２Ｓがガス精製材４９によって吸着され、ガス化ガス１７は精製ガス２１とされる。この時、ガス化チャー３９と共に、バイオマス２５がガス精製手段２３に保持されていることにより、ガス化ガス１７がガス精製手段２３を通過する際にバイオマス２５が微粉であるガス化チャー３９の飛散を抑制する。これによって、精製ガス２１中へのガス化チャー３９の混入を最小限に抑えている。精製ガス２１は、ガス精製手段２３の精製ガス排出部２９から排出される。
【００６０】
精製ガス排出部２９より排出された精製ガス２１は、例えば、活性炭が保持されたフィルタ３１に導入され、フィルタ３１によって、ガス精製手段２３で除去できずに精製ガス２１中に含まれることとなったタール成分、Ｈ２Ｓ等の不純物や、飛散を完全に抑制することができずに含まれてしまったガス化チャー３９等が捕捉され、最終的な精製ガス２１が生成される。
【００６１】
また、ガス精製手段２３に保持されているバイオマス２５とガス化チャー３９とからなるガス精製材４９は、ガス化ガス１７に含まれるタール成分等の不純物を吸着した後、ガス精製手段２３の下部に設けられたガス精製材排出手段５１から排出され、ガス精製材搬送手段５３によって、バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送され、再利用される。
【実施例２】
【００６２】
図３は、実施例２に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例１のバイオマスガス化システム２と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。図３に示すように、実施例２に係るバイオマスガス化システム４は、実施例１のバイオマスガス化システムにおいて、バイオマスホッパ３５に供給されるバイオマス２５を熱処理又は水蒸気処理し、バイオマス５７とするバイオマス処理手段５５を有している。
【００６３】
バイオマスガス化システム２によれば、バイオマス処理手段５５によって、ガス精製手段２３に供給されるバイオマス２５が熱処理又は水蒸気処理される。これにより、バイオマス２５は、バイオマス２５の細孔の成長が促されることによって、タール吸着能が向上したバイオマス５７とされる。ガス精製手段２３は、このバイオマス５７が供給され、ガス化チャー３９と共にガス精製材５８として保持されるため、タール吸着能が向上する。従って、ガス精製手段２３で生成される精製ガス２１の純度を向上させることができる。
【００６４】
また、バイオマス処理手段５５は、バイオマス２５を水蒸気処理するバイオマス処理手段５５とし、バイオマス処理手段５５には、バイオマス処理用水蒸気供給手段から本バイオマスガス化システムにおける余剰水蒸気が供給されるように構成できる。このようなバイオマス処理用水蒸気供給手段を設けることにより、バイオマスガス化システム４に新たに水蒸気供給手段を設ける必要がなく、水蒸気供給手段の導入コスト及び運転コスト等を削減することができる。前記余剰水蒸気は、例えば、冷却器１９で、ガス化ガス１７に水を間接的に接触させ、熱交換させることによって発生する水蒸気とすることができる。さらに、バイオマス処理手段５５がバイオマス２５を熱処理する場合には、バイオマス処理手段５５は、例えば、バイオマスガス化システムの廃熱を利用してバイオマス２５を熱処理することができる。
【００６５】
なお、バイオマスガス化システム４においては、フィルタ３１を、ガス精製手段２３の精製ガス２１の出口下流に設けることにより、精製ガスの純度を高めているが、フィルタ３１を設けずとも、十分に純度の高い精製ガスを生成することが可能である。
【００６６】
バイオマスガス化システム４の動作は、次の点に特徴がある。ガス精製手段２３に供給されるバイオマス２５は、バイオマスホッパ３５に供給される前に、バイオマス処理手段５５に供給される。バイオマス２５は、このバイオマス処理手段５５において熱処理又は水蒸気処理され、細孔が成長したバイオマス５７とされる。そして、このバイオマス５７はバイオマスホッパ３５に供給され、バイオマスホッパ３５からガス精製手段２３に供給される。ガス精製手段２３は、タール吸着能が向上したバイオマス５７がガス化チャー３９と共にガス精製材５８としてガス精製手段２３に保持されるため、タール吸着能が向上する。よって、バイオマスガス化システム４によれば、ガス精製手段２３によって生成される精製ガス２１の純度を向上させることができる。
【実施例３】
【００６７】
図４は、実施例３に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例２のバイオマスガス化システム４と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。図４に示すように、実施例３に係るバイオマスガス化システム６は、実施例２のバイオマスガス化システムにおいて、ガス精製手段２３にＨ２Ｓをガス化ガス１７から除去するＨ２Ｓ吸着剤６１を供給するＨ２Ｓ吸着剤供給手段５９を有している。
【００６８】
バイオマスガス化システム６においては、Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段５９から、Ｈ２Ｓを吸着することのできるＨ２Ｓ吸着剤６１が、ガス精製手段２３に供給される。つまり、ガス精製手段２３には、Ｈ２Ｓ吸着剤６１が、バイオマス５７とガス化チャー３９と共にガス精製材６３として保持される。これにより、ガス精製手段２３は、ガス化ガス１７がガス精製手段２３内部を通過する際に、ガス化ガス１７中に含まれるＨ２ＳをこのＨ２Ｓ吸着剤６１によって吸着し、除去することができる。従って、精製ガス排出部２９から排出される精製ガス２１の純度を高めることができる。
【００６９】
なお、バイオマスガス化システム６においては、Ｈ２Ｓ吸着剤６１は、Ｈ２Ｓを吸着することのできるＣａ系の吸着剤とすることができ、例えばＣａＯ、ＣａＣｏ３、ＣａＳＯ４等の吸着剤が挙げられる。また、より好ましくは、安価な材料、例えばセメントの副生物であるＣａ／Ｓｉ系等の材料を使用することが望ましい。定期的に供給するＨ２Ｓ吸着剤６１が安価であれば、運転するためのコストを低減することができ、プラント効率を向上させることができるからである。
【００７０】
また、バイオマスガス化システム６においても、ガス精製手段２３の下部に、該ガス精製手段２３の内部のガス精製材６３を排出するためのガス精製材排出手段５１が設けられている。そして、排出されたガス精製材６３は、ガス精製材搬送手段５３によって、バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。これにより、ガス精製材６３がバイオマスガス化炉１１の炉本体３に供給された際に、ガス精製材６３に含まれるＨ２Ｓ吸着剤６１の作用によって、炉本体３内における脱硫効果も向上する。
【００７１】
なお、バイオマスガス化システム６においては、フィルタ３１をガス精製手段２３の精製ガス２１の出口下流に設けることにより、精製ガスの純度を高めているが、フィルタ３１を設けずとも、十分に純度の高い精製ガスを生成することが可能である。また、実施例においては、バイオマス２５を熱処理又は水蒸気処理するバイオマス処理手段５５を設けているが、バイオマス処理手段５５を設けず、バイオマス２５をガス精製手段２３に供給しても、十分に純度の高い精製ガスを生成することが可能である。
【００７２】
バイオマスガス化システム６の動作は、Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段５９からＨ２Ｓ吸着剤６１がガス精製手段２３に供給され、保持される点に特徴がある。Ｈ２Ｓ吸着剤６１がバイオマス５７とガス化チャー３９と共に、ガス精製材６３としてガス精製手段２３に保持されることにより、ガス精製手段２３におけるＨ２Ｓ吸着能を向上させることができる。また、このガス精製材６３は、ガス精製手段２３の下部に設けられたガス精製材排出手段５１により排出され、ガス精製材搬送手段５３によって、前記バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。これにより、ガス精製材６３がバイオマスガス化炉１１の炉本体３に供給された際に、ガス精製材６３に含まれるＨ２Ｓ吸着剤６１の作用によって、バイオマスガス化炉１１におけるガス化反応が促進されると共に、バイオマスガス化炉１１内における脱硫効果も向上する。
【実施例４】
【００７３】
図５は、実施例４に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例３のバイオマスガス化システム６と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。図５に示すように、実施例４に係るバイオマスガス化システム８は、実施例３のバイオマスガス化システムにおいて、除塵装置１５で分離されたガス化チャー３９を一時的に保持しておくガス化チャーホッパ４７に、ガス化チャー３９を水蒸気処理し、ガス化チャー６９とするための、水蒸気６５を供給する水蒸気供給手段６７を有している。
【００７４】
バイオマスガス化システム８によれば、ガス化チャー３９が、ガス化チャーホッパ４７において、水蒸気供給手段６７から供給される水蒸気６５により水蒸気処理される。これにより、ガス化チャー３９の細孔が成長を促され、ガス化チャー３９は、タール吸着能が向上したガス化チャー６９とされる。従って、ガス精製手段２３では、バイオマス５７及びタール吸着能が向上したガス化チャー６９からなるガス精製材７１によって、ガス化ガス１７中のタール成分が吸着されるため、ガス精製手段２３におけるタール吸着能が向上し、ガス精製手段２３で生成される精製ガス２１の純度を向上させることができる。なお、バイオマスガス化システム８においては、水蒸気６５はガス化チャーホッパ４７に供給されているが、ガス化チャー供給経路４５に供給されていればどこに供給してもよい。
【００７５】
なお、水蒸気供給手段６７から供給される水蒸気６５は、本バイオマスガス化システムにおける余剰水蒸気とすることができ、例えば、冷却器１９におけるガス化ガス１７と水との熱交換によって発生する水蒸気とすることができる。前記余剰水蒸気を利用することにより、水蒸気６５を発生させるために、新たに水蒸気発生手段等を設ける必要がなく、該水蒸気発生手段等の導入コスト及び運転コストを削減することができる。
【００７６】
なお、バイオマスガス化システム８においては、フィルタ３１をガス精製手段２３の精製ガス２１の出口下流に設けることにより、精製ガスの純度を高めているが、フィルタ３１を設けずとも、十分に純度の高い精製ガスを生成することが可能である。また、バイオマスガス化システム８においては、バイオマス２５を熱処理又は水蒸気処理するバイオマス処理手段５５を設けているが、バイオマス処理手段５５を設けず、バイオマス２５をガス精製手段２３に供給しても、十分に純度の高い精製ガス２１を生成することが可能である。さらに、バイオマスガス化システム８においては、ガス精製手段２３にＨ２Ｓ吸着剤６１を供給するＨ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けているが、Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けず、Ｈ２Ｓ吸着剤６１をガス精製手段２３に保持せずとも、十分に純度の高い精製ガス２１を生成することが可能である。
【００７７】
バイオマスガス化システム８の動作は次の点に特徴がある。除塵装置１５でガス化ガス１３から分離されたガス化チャー３９は、除塵装置１５とガス精製手段２３とを連通するガス化チャー供給経路４５に導入される。ガス化チャー３９は、このガス化チャー供給経路４５に設けられたガス化チャーホッパ４７に一時的に保持されると共に、水蒸気供給手段６７からガス化チャーホッパ４７に供給された水蒸気６５により水蒸気処理され、ガス化チャー６９とされる。このガス化チャー６９は、不活性ガス供給手段４３から供給された不活性ガス４１によってガス精製手段２３に搬送され、このガス精製手段２３に保持される。ガス化チャー６９は、水蒸気処理されることにより細孔の成長が促され、タール吸着能が向上されている。従って、このガス化チャー６９を保持するガス精製手段２３はタール吸着能が向上される。
【実施例５】
【００７８】
図６は、実施例５に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例４のバイオマスガス化システム８と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。図６に示すように、実施例５に係るバイオマスガス化システム１０は、実施例４のバイオマスガス化システム８において、ガス化チャー供給経路４５に換えて、ガス化チャー供給経路７３が設けられている。このガス化チャー供給経路７３は、ガス精製手段２３に供給するバイオマス５７を保持し、ガス化チャー６９が導入され、バイオマス５７に含まれる空気をガス化チャー６９搬送用の不活性ガス４１で置換するバイオマスホッパ７５を有する。このバイオマスホッパ７５は、実施例４におけるバイオマスホッパ３５に換えて設けられている。
【００７９】
バイオマスガス化システム１０によれば、バイオマス２５又はバイオマス５７がバイオマスホッパ７５に搬送される間に抱き込んだ空気の濃度が、ガス化チャー６９を搬送するための不活性ガス４１によって低減される。これにより、バイオマス５７がガス精製手段２３に供給された際に、空気とガス化ガス１７が接触することによって予期せぬ燃焼が起こることを防止することができる。またバイオマスガス化システム１０は、新たに不活性ガス供給手段やその経路を設けることを必要としないため、新たに不活性ガス供給手段の導入に伴う導入コストや運転コストを削減することができる。
【００８０】
なお、バイオマスホッパ７５に備えられた不活性ガス排出口３７の下流には、バイオマスホッパ７５から不活性ガス４１及び空気を排出するために、吸引ブロア等の不活性ガス排出手段を設けることができる。
【００８１】
ここで、バイオマスガス化システム１０においては、フィルタ３１をガス精製手段２３の精製ガス２１の出口下流に設けることにより、精製ガス２１の純度を高めているが、フィルタ３１を設けずとも、十分に純度の高い精製ガス２１を生成することが可能である。また、バイオマスガス化システム１０においては、バイオマス２５を熱処理又は水蒸気処理するバイオマス処理手段５５を設けているが、このバイオマス処理手段５５を設けず、バイオマス２５をガス精製手段２３に供給しても、十分に純度の高い精製ガス２１を生成することが可能である。さらに、バイオマスガス化システム１０においては、ガス精製手段２３にＨ２Ｓ吸着剤６１を供給するＨ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けているが、Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けず、Ｈ２Ｓ吸着剤６１をガス精製手段２３に保持せずとも、十分に純度の高い精製ガス２１を生成することが可能である。
【００８２】
バイオマスガス化システム１０の動作は以下の点に特徴がある。除塵装置１５でガス化ガス１３から分離されたガス化チャー３９は、除塵装置１５とガス精製手段２３とを連通するガス化チャー供給経路７３に導入される。ガス化チャー３９は、ガス化チャーホッパ４７において水蒸気処理されてガス化チャー６９とされた後、不活性ガス供給手段４３により供給された不活性ガス４１によって搬送され、バイオマスホッパ７５に導入される。ガス化チャー６９と共にバイオマスホッパ７５に導入された不活性ガス４１は、バイオマスホッパ７５内の空気の濃度を薄めた後、不活性ガス排出口３７から、空気と共に排出される。その後、ガス化チャー６９は、バイオマス５７と共にガス精製手段２３に供給される。
【実施例６】
【００８３】
図７は、実施例６に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例１のバイオマスガス化システム２と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。図７に示すように、実施例７に係るバイオマスガス化システム１２は、実施例１のバイオマスガス化システムにおいて、精製ガス２１の流れに対して直列に設けられた第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２と、該第一のガス精製手段２３１の精製ガス排出部２９１と第二のガス精製手段２３２のガス化ガス導入部２７２とを連通し、内部を第一のガス精製手段２３１で精製された精製ガス２１１が通過する精製ガス供給経路７７とを有する。
【００８４】
また、バイオマスガス化システム１２は、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に、除塵装置１５によってガス化ガス１３から分離されたガス化チャー３９を供給するガス化チャー供給経路７９を有する。また、バイオマスガス化システム１２は、第一のガス精製手段２３１にバイオマス２５を供給する第一のバイオマスホッパ３５１と、第二のガス精製手段２３２にバイオマス２５を供給する第二のバイオマス供給ホッパ３５２とが設けられている。
【００８５】
さらに、バイオマスガス化システム１２は、第一のガス精製手段２３１の下部に設けられ、第一のガス精製手段２３１に保持されるバイオマス２５及びガス化チャー３９からなる第一のガス精製材４９１を第一のガス精製手段２３１から排出する第一のガス精製材排出手段５１１を備える。また、この第一のガス精製材排出手段５１１によって排出された第一のガス精製材４９１をバイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送する第一のガス精製材搬送手段５３１を備える。同様に、バイオマスガス化システム１２は、第二のガス精製手段２３２の下部に設けられ、第二のガス精製手段２３２に保持されるバイオマス２５及びガス化チャー３９からなる第二のガス精製材４９２を第二のガス精製手段２３２から排出する第二のガス精製材排出手段５１２を備える。また、この第二のガス精製材排出手段５１２によって排出された第二のガス精製材４９２をバイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送する第二のガス精製材搬送手段５３２を備える。
【００８６】
ここで、前記第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に保持されるガス化チャー３９の構造を図８に示す。図８に示すように、ガス化チャー３９は、マクロ孔８５（１００Å〜３０００Å）、メソ孔８３（１０Å〜１００Å以下）及びミクロ孔８１（１０Å以下）からなる細孔８７を複数有する。ガス化チャー３９は、マクロ孔８５によってタール成分を吸着することができ、ミクロ孔８１によってＨ２Ｓを吸着することができる。
【００８７】
しかしながら、ガス化チャー３９が、マクロ孔８５によってタール成分を吸着すると、メソ孔８３とミクロ孔８１とが塞がってしまうため、ミクロ孔８１によってＨ２Ｓを吸着することが困難となる可能性がある。つまり、ガス精製手段が１つの場合、該ガス精製手段においてガス化ガス１７を精製し始めると、ガス化チャー３９が吸着したタール成分によって、ガス化チャー３９のミクロ孔８１が塞がってしまう結果、前記ガス精製手段におけるＨ２Ｓの吸着能が低下してしまう可能性がある。
【００８８】
バイオマスガス化システム１２によれば、第一のガス精製手段２３１と第二のガス精製手段２３２を設けたことにより、第一のガス精製手段２３１では、主にガス化チャー３９のマクロ孔８５によって、ガス化ガス１７中のタール吸着を行い、第一の精製ガス２１１を生成する。また、第二のガス精製手段２３２では、主にガス化チャー３９のミクロ孔８１によって、タールの濃度が薄くなった精製ガス２１１中のＨ２Ｓの吸着を行うことができる。従って、バイオマスガス化システム１２において得られる精製ガスの純度を向上させることができる。
【００８９】
なお、バイオマスガス化システム１２においては、ガス精製手段は２段設けられているが、該ガス精製手段は３段以上設けられていればよい。数が多くなればなるほど、精製ガスの流れに対して下流側のガス精製手段に導入される精製ガス中のタール濃度が低下するため、Ｈ２Ｓの吸着が容易になる。したがって、得ることのできる精製ガスの純度を向上させることができる。また、バイオマスガス化システム１２においては、フィルタ３１を設けることにより、精製ガスの純度を高めているが、フィルタ３１を設けずとも、十分に純度の高い精製ガスを生成することが可能である。
【００９０】
また、バイオマスガス化システム１２には、実施例２から実施例５に記載のバイオマスガス化システムが有するバイオマス処理手段５５を設けることができる。これにより、熱処理又は水蒸気処理され、タール吸着能が向上したバイオマス５７を、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に保持することができるため、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２におけるタール吸着能が向上する点で好ましい。
【００９１】
なお、バイオマスガス化システム１２における第一のバイオマスホッパ３５１及び第二のバイオマスホッパ３５２に換えて、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に共通のバイオマスホッパを設け、該共通のバイオマスホッパから、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に導入してもよい。このようにすれば、バイオマスホッパの個数を減らすことができ、設備コストを低減させることができると共に、バイオマス処理手段５５を設ける場合には、バイオマス処理手段５５の個数も低減することができる点で好ましい。
【００９２】
また、バイオマスガス化システム１２には、実施例３から実施例５に記載のＨ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けてもよい。Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けることにより、Ｈ２Ｓを吸着することのできるＨ２Ｓ吸着剤６１が第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に供給され、保持される。従って、ガス化ガス１７と第一の精製ガス２１１とに含まれるＨ２ＳをＨ２Ｓ吸着剤６１でも吸着することができるため、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２におけるＨ２Ｓ吸着能を向上させることができる。
【００９３】
また、バイオマスガス化システム１２には、実施例４及び実施例５に記載のガス化チャー３９を水蒸気処理するための水蒸気６５をガス化チャーホッパ４７に供給する水蒸気供給手段６７を設けてもよい。水蒸気供給手段６７を設けることにより、ガス化チャー３９が水蒸気処理され、タール吸着能が向上したガス化チャー６９とされて、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２において保持される。従って、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２におけるタール吸着能を向上させることができる。
【００９４】
また、バイオマスガス化システム１２において、実施例５のように、第一のガス精製手段２３１と第二のガス精製手段２３２とにガス化チャー３９を供給するガス化チャー供給経路７９に、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に供給するバイオマス２５を保持する第一のバイオマスホッパ及び第二のバイオマスホッパを設けてもよい。この時、第一のバイオマスホッパ及び第二のバイオマスホッパは、第一のバイオマスホッパ３５１及びバイオマスホッパ３５２に換えて設けられる。この構成によれば、各バイオマスホッパ中に含まれる空気の濃度を、ガス化チャー３９を搬送する不活性ガス４１で低減することができる。従って、新たにバイオマス用不活性ガス供給手段等を設ける必要がなく、バイオマス用不活性ガス供給手段の導入コスト及び運転コストを低減することができるため好ましい。
【００９５】
次に、バイオマスガス化システム１２の動作を説明する。バイオマスガス化システム１２においては、冷却器１９で冷却されたガス化ガス１７は、第一のガス化ガス導入部２７１から第一のガス精製手段２３１に導入される。第一のガス精製手段２３１の内部には、バイオマス２５とガス化チャー３９とが、ガス精製材４９１として保持されており、その中をガス化ガス１７が通過する。この時、バイオマス２５と、ガス化チャー３９のマクロ孔８５とによって、ガス化ガス１７中の主にタール成分が吸着され、ガス化ガス１７は第一の精製ガス２１１とされる。第一の精製ガス２１１は、第一のガス精製手段２３１から、第一の精製ガス排出部２９１より排出され、精製ガス供給経路７７を通り、第二のガス化ガス導入部２７２から第二のガス精製手段２３２に導入される。
【００９６】
第二のガス精製手段２３２にも、バイオマス２５と、ガス化チャー３９とが、ガス精製材４９２として保持されている。第二のガス精製手段２３２では、主に第一のガス精製手段２３１で吸着することのできなかったＨ２Ｓが、ガス化チャー３９のミクロ孔８１によって吸着され、除去される。こうして生成された第二の精製ガス２１２は、第二の精製ガス排出部２９２によって第二のガス精製手段２３２から排出され、フィルタ３１によってさらに精製されて最終的な精製ガスとされる。
【００９７】
ここで、第一のガス精製手段２３１に供給されるバイオマス２５は、第一のバイオマスホッパ３５１によって供給される。同様に第二のガス精製手段２３２に供給されるバイオマス２５は、第二のバイオマスホッパ３５２によって供給される。また、第一のバイオマスホッパ３５１中に含まれる空気の濃度は、不活性ガスにより薄められ第一の不活性ガス排出口３７１により排出される。同様に、第二のバイオマスホッパ３５２中に含まれる空気の濃度は、不活性ガスにより薄められ第二の不活性ガス排出口３７２により排出される。一方、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に保持されるガス化チャー３９は、ガス化チャー供給経路７９によって、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に供給される。
【００９８】
さらに、第一のガス精製手段２３１に保持されるバイオマス２５及びガス化チャー３９からなる第一のガス精製材４９１は、ガス化ガス１７に含まれる主にタール成分を吸着した後、第一のガス精製手段２３１の下部に設けられた第一のガス精製材排出手段５１１から排出される。そして、第一のガス精製材搬送手段５３１によって、バイオマスガス化炉３のバイオマス供給手段５へ搬送される。同様にして、第二のガス精製手段２３２に保持されるバイオマス２５及びガス化チャー３９からなる第二のガス精製材４９２は、第一の精製ガス２１１に含まれる主にＨ２Ｓを吸着した後、第二のガス精製手段２３２の下部に設けられた第二のガス精製材排出手段５１２から排出される。そして第二のガス精製材搬送手段５３２によって、前記バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。
【実施例７】
【００９９】
図９は、実施例７に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例１のバイオマスガス化システム２と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。図９に示すように、実施例７に係るバイオマスガス化システム１４は、実施例１のバイオマスガス化システム２におけるフィルタ３１を、精製ガス２１中に含まれるタール成分を捕捉する活性炭を保持するフィルタ８９とする。
【０１００】
また、実施例１においては、ガス精製手段２３にバイオマス２５と共に保持される細孔を有する多孔質物質は、除塵装置１５によって分離されたガス化チャー３９としたが、バイオマスガス化システム１４においては、活性炭を保持したフィルタ８９がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子９５とする。ここで、本発明において破瓜後活性炭とは、あるタール濃度において、吸着することのできるタール量を吸着して、それ以上タール成分を吸着することのできなくなった活性炭をいう。つまり、バイオマスガス化システム１４において、破瓜後活性炭９１とは、ガス精製手段２３から排出された精製ガス２１に含まれるタールの濃度において、吸着することのできるタール量を吸着して、そのタール濃度においては、それ以上タール成分を吸着することのできなくなった活性炭をいう。
【０１０１】
また、バイオマスガス化システム１４は、フィルタ８９においてタール成分を吸着することにより破瓜した破瓜後活性炭９１が供給され、該破瓜後活性炭９１の粒子径が例えば、１０ｍｍ以上と大きい場合には、破瓜後活性炭９１を粉砕等することによって生成した破瓜後活性炭粒子９５をガス精製手段２３に供給する破瓜後活性炭粒子供給手段９３を有する。
【０１０２】
ここで図１０は、ガス中のタール濃度と活性炭が破瓜するタール吸着量との関係を示す図である。図１０から分かるように、精製するガス中のタール濃度が低いと、活性炭が破瓜するタール吸着量は小さく、精製したいガス中のタール濃度が高いと、活性炭が破瓜するタール吸着量は大きいことが分かる。つまり、活性炭がタールを吸着できる量の上限は、タール濃度に依存し、タール濃度が低ければタールを吸着できる量の上限は小さく、前記タール濃度が高ければタールを吸着できる量の上限は大きいといえる。
【０１０３】
バイオマスガス化システム１４の構成によれば、ガス精製手段２３を通過した精製ガス２１中のタール濃度は、ガス精製手段２３を通過するガス化ガス１７中の前記タール濃度に比べて高い。従って、精製ガス２１中のタールを吸着することで破瓜した破瓜後活性炭９１であっても、ガス精製手段２３に破瓜後活性炭粒子９５として供給し、保持することにより、ガス化ガス１７中の高いタール濃度において、破瓜後活性炭粒子９５によるさらなるタール吸着が可能である。バイオマスガス化システム１４は、この破瓜後活性炭粒子９５とバイオマス２５とがガス精製材９７として保持されたガス精製手段２３と、フィルタ８９とによって、ガス化ガス１７及び精製ガス２１を精製するため、得られる精製ガスの純度が向上する。
【０１０４】
また、バイオマスガス化システム１４においては、ガス精製手段２３の下部に、ガス精製手段２３の内部のガス精製材９７を排出するためのガス精製材排出手段５１が設けられている。このガス精製材排出手段５１によって排出されたガス精製材９７は、ガス精製材搬送手段５３によって、バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。従って、ガス化ガスを活性炭で精製するシステムにおいては別途必要であった破瓜後の活性炭の処理が不要になり、該破瓜後活性炭の処理コストの削減も図ることができる。
【０１０５】
バイオマスガス化システム１４においては、除塵装置１５によって分離されたガス化チャー３９は、ガス化チャーホッパ４７に一時的に保持された後、ガス化チャー再供給経路１５ａによって炉本体３に再投入されるようにしている。このガス化チャー再供給経路１５ａに換えて、実施例１から実施例４に記載のバイオマスガス化システムと同様に、除塵装置１５とガス精製手段２３とを連通するガス化チャー供給経路４５を設け、該ガス化チャー供給経路４５に設けられた不活性ガス供給手段４３により該ガス化チャー３９をガス精製手段２３に供給するようにしてもよい。また、ガス化チャー再供給経路１５aとガス化チャー供給経路４５とが、両方設けられてもよい。この場合に、実施例４及び実施例５に記載のバイオマスガス化システムと同様に、ガス化チャーホッパ４７に水蒸気６５を供給することで、ガス化チャー３９を水蒸気処理し、ガス化チャー３９の細孔の成長を促す水蒸気供給手段６７を設けてもよい。
【０１０６】
また、バイオマスガス化システム１４では、実施例５のバイオマスガス化システムのように、バイオマスガス化システム１４におけるバイオマスホッパ３５に換えて、ガス化チャー供給経路７３に、バイオマス２５を保持し、前記ガス化チャー６９が導入され、前記バイオマス２５に含まれる空気をガス化チャー６９搬送用の不活性ガス４１で置換するバイオマスホッパ７５を設ける構成とすることもできる。
【０１０７】
また、バイオマスガス化システム１４に、実施例２から実施例５のバイオマスガス化システムにおける、バイオマス２５を熱処理又は水蒸気処理するバイオマス処理手段５５を設けることができる。この構成によれば、バイオマス処理手段５５によって熱処理又は水蒸気処理されることにより、細孔の成長が促され、タール吸着能が向上したバイオマス５７が、バイオマスホッパ３５に供給され、ガス精製手段２３に供給される。このバイオマス５７がガス精製手段２３に保持されるため、ガス精製手段２３におけるタール吸着能が向上する点で好ましい。
【０１０８】
また、バイオマスガス化システム１４に、実施例３から実施例５のバイオマスガス化システムにおけるＨ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けてもよい。Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けることで、Ｈ２Ｓを吸着することのできるＨ２Ｓ吸着剤６１がガス精製手段２３に供給され、ガス精製手段２３に保持される。従って、精製ガス２１に含まれるＨ２ＳをＨ２Ｓ吸着剤６１によっても吸着することができるため、精製ガス排出部２９から排出される精製ガス２１の純度を高めることができる。
【０１０９】
ここで、バイオマスガス化システム１４の動作を説明する。実施例７に係るバイオマスガス化システムにおいては、冷却器１９により冷却されたガス化ガス１７は、ガス化ガス導入部２７からガス精製手段２３に導入される。ガス精製手段２３には、バイオマスホッパ３５より供給されたバイオマス２５と、活性炭を保持したフィルタ８９でタール成分を捕捉することにより、フィルタ８９に保持された活性炭が破瓜した破瓜後活性炭粒子９５とがガス精製材９７として保持されている。このガス精製手段２３内をガス化ガス１７が通過することにより、ガス化ガス１７中に含まれるタール成分等がガス精製材９７に吸着され、精製ガス２１が生成される。精製ガス２１は、精製ガス排出部２９より、ガス精製手段２３から排出され、活性炭を保持したフィルタ８９に導入され、フィルタ８９でさらに精製された後、最終的な精製ガスとされる。
【０１１０】
一方、フィルタ８９に保持された活性炭は、ガス化ガス２１中のタール成分を吸着することにより破瓜し、破瓜後活性炭９１となり、破瓜後活性炭粒子供給手段９３に導入される。破瓜後活性炭粒子供給手段９３では、破瓜後活性炭９１の粒子径が、例えば１０ｍｍ以上と大きい場合には、この破瓜後活性炭９１を粉砕等し、破瓜後活性炭粒子９５が生成される。破瓜後活性炭粒子９５は、破瓜後活性炭粒子供給手段９３によってガス精製手段２３に供給され、ガス精製手段２３においてバイオマス２５と共に保持される。
【０１１１】
ガス精製材９７は、ガス精製手段２３においてタール成分等吸着した後、ガス精製手段２３の下部に設けられたガス精製材排出手段５１によって、ガス精製手段２３から排出される。そして、排出されたガス精製材９７は、ガス精製材搬送手段５３によって、バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。従って、ガス化ガスを活性炭で精製するシステムにおいては別途必要であった破瓜後の活性炭の処理が不要になり、該破瓜後活性炭９１の処理コストの削減も図ることができる。
【実施例８】
【０１１２】
図１１は、実施例８に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例１のバイオマスガス化システム２と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。また、システム構成は実施例１のシステムと同一であるので、図１１においては一部のみを示している。
【０１１３】
図１１に示すように、実施例８に係るバイオマスガス化システム１６においては、ガス精製手段９９を備える。このガス精製手段９９内部には、バイオマス２５と、細孔を有する多孔質材としてガス化チャー３９とが保持される。また、ガス精製手段９９は、ガス精製手段９９内に配設され、冷却器１９からのガス化ガス１７を、ガス精製手段９９内に導入するガス化ガス導入部２７と、ガス精製手段９９によって精製された精製ガス２１を外部に排出する精製ガス排出部２９とを有する。ここで、ガス化ガス導入部２７は多孔質材からなるものとすることができ、少なくとも１つ設けられる。また、精製ガス排出部２９は多孔質材からなるものとすることができ、少なくとも１個（本実施例では２個）設けることができる。
【０１１４】
また、バイオマスガス化システム１６においては、バイオマスホッパ３５にバイオマス２５を供給する供給フィーダ１１５が設けられると共に、バイオマスホッパ３５の下方底面には、バイオマス２５を所定量スクリュウフィーダ１０７に切出す切出しレーキ１１７が設けられている。
【０１１５】
また、バイオマスガス化システム１６では、バイオマスホッパ３５のスクリュウフィーダ１０７の出口とガス精製手段９９の上蓋１１３とを連通する通路１０９が設けられ、バイオマス２５はこの通路１０９を通されて、ガス精製手段９９に供給されている。なお、ガス精製手段９９の上蓋１１３にはレベル計が設けられ、ガス精製手段９９に供給されるバイオマス２５の量を所定値に保つようにスクリュウフィーダ１０７の回転を制御するようにしている。
【０１１６】
そして、ガス精製手段９９の下方底面には、ガス化ガス１７中のタール成分等を吸着した後のバイオマス２５及びガス化チャー３９からなるガス精製材４９を切出す切出しレーキ１１１が設けられている。この切出しレーキ１１１の切出し口側には、スクリュウフィーダ１０１が設けられており、切出しレーキ１１１に切出されたガス精製材４９をガス精製材搬送手段５３におけるインジェクタ１０３側へ供給するスタンドパイプ１０５へ切出すようにしている。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
以上のように、本発明に係るバイオマスガス化システム及びバイオマスガス化方法は、バイオマスガス化により生成されるガスの純度を向上させるのに有用であり、特に、ガスタービン及び燃料電池等に利用し、またガスを高度に精製する触媒に導入するガスを生成するのに適している。
【符号の説明】
【０１１８】
１ バイオマス
２、４、６、８、１０、１２、１４、１６ バイオマスガス化システム
３ 炉本体
５ バイオマス供給手段
７ 酸化剤
９ 酸化剤供給手段
１１ バイオマスガス化炉
１３、１７ ガス化ガス
１５ 除塵装置
１５ａ ガス化チャー再供給経路
１９ 冷却器
１９ａ 水蒸気供給経路
２１、２１１、２１２ 精製ガス
２３、２３１、２３２、９９ ガス精製手段
２５、５７ バイオマス
２７、２７１、２７２ ガス化ガス導入部
２９、２９１、２９２ 精製ガス排出部
３１、８９ フィルタ
３５、７５、３５１、３５２ バイオマスホッパ
３７、３７１、３７２ 不活性ガス排出口
３９、６９ ガス化チャー
４１ 不活性ガス
４３ 不活性ガス供給手段
４５、７３、７９ ガス化チャー供給経路
４７ ガス化チャーホッパ
４９、５８、６３、７１、９７ ガス精製材
５１、５１１、５１２ ガス精製材排出手段
５３、５３１、５３２ ガス精製材搬送手段
５５ バイオマス処理手段
５９ Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段
６１ Ｈ２Ｓ吸着剤
６５ 水蒸気
６７ 水蒸気供給手段
７７ 精製ガス供給経路
８１ ミクロ孔
８３ メソ孔
８５ マクロ孔
８７ 細孔
９１ 破瓜後活性炭
９３ 破瓜後活性炭粒子供給手段
９５ 破瓜後活性炭粒子
１０１、１０７ スクリュウフィーダ
１０３ インジェクタ
１０５ スタンドパイプ
１０９ 通路
１１１、１１７ 切出しレーキ
１１３ 上蓋
１１５ 供給フィーダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマスガス化システム及びバイオマスガス化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にバイオマスとは、農業生産物又は副産物、木材、植物等の生物体をいう。これらは、太陽光、空気、水、土壌等の作用により生育されるため、無限に生産が可能である。また、前記バイオマスは生育過程において、光合成により大気中から二酸化炭素を吸収するため、該バイオマスを生産することは大気中の二酸化炭素量の低減にもつながる。これらの理由から、前記バイオマスをガス化して燃料用のガスを生成するバイオマスガス化技術は、地球環境に好ましい技術として知られている。
【０００３】
ところで、前記バイオマスを原料として生成したガスには、ガス化チャー、タール、硫化水素などが含まれるため、そのままではガスタービン並びに燃料電池等への利用、及び該ガスを高度に精製する触媒への導入には適さない。そのため、従来においては、除塵装置やガス精製装置によって、前記ガス化チャー、タール、硫化水素等を除去すべく工夫している。
【０００４】
例えば、特許文献１及び特許文献２においては、バイオマスを炉本体内に供給するバイオマス供給手段と、酸素又は酸素と水蒸気の混合物からなる燃焼用の酸化剤を前記炉本体内に供給する酸化剤供給手段とを備えてなるバイオマスガス化炉と、該バイオマスガス化炉でガス化した生成ガスの粉塵を除去する除塵装置と、除塵されたガスを冷却する冷却器と、該冷却したガスを精製するガス精製部を備えたバイオマスガス化システムが開示されている。
【０００５】
前記バイオマスガス化ガスのガス精製手段は、バイオマスを一時的に保持しており、該ガス精製部内に、冷却器を通過した冷却生成ガスを通過させ、ここで冷却生成ガスに含まれるタール成分を吸着させ、精製ガスとし、タール成分を吸着したタール吸着バイオマスを搬送手段により、バイオマス供給手段に搬送するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３４６２８５号公報（段落００４７，００４８，図１等）
【特許文献２】特開２００８−２４７５２号公報（段落００１７，図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された発明では、前記精製ガス中に含まれるタール濃度が高く、ガスタービン及び燃料電池等に利用し、また該ガスを高度に精製する触媒に導入するには、その精製が不十分であるという問題があった。また、バイオマス粒子には硫化水素を吸着する能力がないことから、前記精製ガス中に含まれるＨ２Ｓ濃度も、ガスタービン及び燃料電池等に利用し、また該ガスを高度に精製する触媒に導入する際の問題となっていた。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バイオマスをガス化して生成したガス化ガス中のタール成分又はＨ２Ｓ濃度の内少なくとも１つを低減させ、精製ガスの純度を向上させることのできるバイオマスガス化システム及び方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、バイオマスをガス化するバイオマスガス化炉と、該バイオマスガス化炉で生成されたガス化ガス中に含まれるガス化チャーを除去する除塵装置と、該除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを精製し精製ガスとするガス精製手段とを備え、該ガス精製手段は、バイオマスガス化炉に供給されるバイオマスと、細孔を有する多孔質粒子とを内部に保持すると共に、前記ガス精製手段に前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを導入するガス化ガス導入部と、前記バイオマス及び細孔を有する多孔質粒子を通過し精製された精製ガスを排出する精製ガス排出部とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記ガス精製手段を設けたことにより、前記バイオマスによる除塵されたガス化ガス中のタール成分の吸着に加え、前記細孔を有する多孔質粒子でも、該ガス化ガス中の少なくともタール成分を吸着することができるため、生成したガス化ガス中のタール成分を低減させ、精製ガスの純度を向上させることができる。
【００１１】
本発明は、上記発明において、前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に設けられ、前記精製ガス中に含まれる不純物質を捕捉するフィルタを設けることを特徴とする。本発明によれば、前記フィルタを設けたことにより、前記ガス精製手段によって除去することのできなかった精製ガス中のタール成分等を捕捉して、除去することができるため、精製ガスの純度を向上させることができる。
【００１２】
本発明は、上記発明において、前記ガス精製手段に供給されるバイオマスを、熱処理又は水蒸気処理するバイオマス処理手段を設けることを特徴とする。本発明によれば、前記バイオマス処理手段を設けたことにより、該バイオマスが熱処理又は水蒸気処理され、該バイオマスの細孔が成長するため、前記ガス精製手段におけるタール吸着能が向上し、精製ガスの純度を向上させることができる。ここで、前記バイオマス処理手段における熱処理又は水蒸気処理に用いる熱又は水蒸気は、プラント排熱又は余剰水蒸気を利用することが好ましい。新たに加熱手段等設ける必要がなく、加熱手段を導入するためのコストを削減することができると共に、加熱手段等を運転するための動力を省略することができるため、プラント効率が向上するからである。
【００１３】
本発明は、上記発明において、前記ガス精製手段に、Ｈ２Ｓを前記ガス化ガスから除去するＨ２Ｓ吸着剤を供給するＨ２Ｓ吸着剤供給手段を設けることを特徴とする。本発明によれば、前記Ｈ２Ｓを前記ガス化ガスから除去するＨ２Ｓ吸着剤を前記ガス精製手段に供給するＨ２Ｓ吸着剤供給手段を設けたことにより、前記ガス精製手段におけるＨ２Ｓの吸着能が向上し、精製ガスの純度を向上させることができる。
【００１４】
ここで、前記Ｈ２Ｓ吸着剤は、Ｈ２Ｓを吸着することのできるＣａ系の吸着剤として、例えば、ＣａＯ、ＣａＣｏ３、ＣａＳＯ４の吸着剤を挙げることができる。また、より好ましくは、安価な材料として、例えばセメントの副生物等のＣａ／Ｓｉの材料とする。定期的に供給する前記Ｈ２Ｓ吸着剤が安価であれば、運転するためのコストを低減することができる。
【００１５】
本発明は、上記発明において、前記フィルタは、前記精製ガス中に含まれるタール成分を捕捉する活性炭を保持するフィルタであり、前記多孔質粒子は、前記活性炭がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子であることを特徴とする。本発明によれば、前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に前記活性炭を保持するフィルタを設けたことにより、前記ガス精製手段によって除去することができなかった精製ガス中のタール成分等をフィルタに吸着させて、除去することができる。また、前記破瓜後活性炭粒子を前記多孔質粒子として前記ガス精製手段に保持することにより、該ガス精製手段における前記ガス化ガス中のタール成分の吸着能を向上させることができる。
【００１６】
これは、次の理由による。活性炭がタールを吸着できる量の上限は、タール濃度に依存する。つまり、前記タール濃度が低ければタールを吸着できる量の上限は小さく、前記タール濃度が高ければタールを吸着できる量の上限は大きい。従って、前記ガス精製手段を通過した前記精製ガス中の前記タール濃度は、前記ガス精製手段を通過する前記ガス化ガス中の前記タール濃度に比べて高いことから、該精製ガス中のタールを吸着することで破瓜した活性炭であっても、前記ガス化ガス中の高いタール濃度においては、さらなるタール吸着が可能である。さらに、従来においては別途必要であった破瓜後の活性炭の処理が不要になり、該処理コストの削減も図ることができる。
【００１７】
本発明は、上記発明において、前記多孔質粒子が、前記除塵装置で除去されたガス化チャーであり、該除塵装置で除去されたガス化チャーを前記ガス精製手段に供給するガス化チャー供給経路を設けることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、該除塵装置で除去されたガス化チャーを前記ガス精製手段に供給するガス化チャー供給経路を設けたことにより、該ガス精製手段におけるタール成分及びＨ２Ｓの吸着能が向上する。というのも、前記バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーは、未燃分を含んでおり、表面積が大きく、タール吸着能も大きい。また、該ガス化チャーはＨ２Ｓを吸着することができるミクロ孔を有すると共に、Ｃａ等のアルカリ成分も多く含まれていることから、Ｈ２Ｓを有効に吸着することができる。さらに、前記ガス精製手段には、前記バイオマスが保持されていることから、該バイオマスが微粉であるガス化チャーの飛散を抑える働きをする。このことにより、前記ガス精製手段から排出される前記精製ガスに飛散した灰が含まれることを防止することができ、精製ガスの純度を向上させることができる。
【００１９】
本発明は、上記発明において、前記ガス化チャー供給経路に、水蒸気を供給する水蒸気供給手段を設けることを特徴とする。本発明によれば、前記水蒸気供給手段を設けることによって、前記ガス化チャーを水蒸気処理し、該ガス化チャーの細孔の成長を促すことにより、該ガス化チャーのタール吸着能を向上させることができる。従って前記ガス精製手段におけるタール吸着能が向上し、精製ガスの純度を向上させることができる。
【００２０】
本発明は、上記発明において、前記ガス化チャー供給経路は、ガス化チャーを搬送するための不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記ガス精製手段に供給するバイオマスを保持すると共に、前記ガス化チャーが導入され、前記バイオマスに含まれる空気をガス化チャー搬送用の前記不活性ガスで置換するバイオマスホッパとを有することを特徴とする。
【００２１】
前記バイオマスは搬送される際等に空気を抱き込むことから、該バイオマスが前記ガス精製手段に供給された場合に、前記ガス化ガスと接触し予期せぬ燃焼の懸念がある。そこで、予め前記バイオマス中に含まれる空気を窒素等の不活性ガスで置換しておくことが望ましい。しかしながら、新たに不活性ガスの供給手段やその経路を設けることは、バイオマスガス化システムの複雑化を招くと共に、不活性ガス供給手段の導入に伴うコストの増加や、該不活性ガス供給手段を運転するための動力によるプラントの効率の低下につながり好ましくない。
【００２２】
本発明によれば、前記バイオマスホッパを設けることによって、空気を含んだバイオマスをガス精製手段に供給する前に、前記ガス化チャーの搬送に用いた前記不活性ガスと、前記バイオマスホッパ中の前記バイオマス中に含まれる空気とを置換することができるため、ガス精製手段における予期せぬ燃焼を防止すると共に、新たに不活性ガスの供給手段やその経路を設ける必要がなく、本システムが簡略化されると共に、プラントの運転効率の増加が期待できる。
【００２３】
本発明は、上記発明において、前記ガス精製手段を複数有し、上流側のガス精製手段の前記精製ガス排出部と、該上流側のガス精製手段よりも下流側のガス精製手段の前記ガス化ガス導入部とを連通する精製ガス供給経路を設けることを特徴とする。前記ガス精製手段に保持される前記ガス化チャーは、複数の細孔を有しており、各細孔は表面から、まずマクロ孔を有し、その先に複数のミクロ孔を有している。前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスは、前記ガス精製手段において、前記ガス化チャーのマクロ孔で該ガス化ガス中のタール成分が吸着され、前記ガス化チャーのミクロ孔で該ガス化ガス中のＨ２Ｓが吸着される。しかしながら、前記ガス精製手段が１つの場合には、前記タール成分を吸着した後の前記ガス化チャーは、前記ミクロ孔が塞がれる結果、前記ミクロ孔におけるＨ２Ｓの吸着が困難となり、ガス化ガス中のＨ２Ｓの吸着が不十分となる恐れがある。
【００２４】
本発明によれば、前記ガス精製手段を複数備え、上段側のガス精製手段において、前記ガス化ガス中のタール成分を前記ガス化チャーのマクロ孔及び前記バイオマスで吸着する。また、該上段側のガス精製手段においてタール成分が除去された前記ガス化ガスは下段側のガス精製手段に導入され、該下段側のガス精製手段に保持された前記ガス化チャーが有するミクロ孔によって該ガス化ガス中のＨ２Ｓを吸着することができる。したがって、前記ガス精製手段におけるタール成分及びＨ２Ｓの吸着能が向上する。
【００２５】
本発明は、上記発明において、前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に、前記精製ガス中に含まれるタール成分を捕捉する活性炭を保持するフィルタを設けることを特徴とする。本発明によれば、前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に前記活性炭を保持するフィルタを設けたことにより、前記ガス精製手段によって除去することができなかった精製ガス中のタール成分等を吸着し、除去することができる。また、前記ガス精製手段において、前記ガス化チャーが飛散し、精製ガス中に該ガス化チャーが含まれてしまった場合でも、前記フィルタを設けたことにより該ガス化チャーを捕捉し、除去することが可能となる。
【００２６】
本発明は、上記発明において、前記ガス精製手段に、前記活性炭がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子を供給する破瓜後活性炭粒子供給手段を設けることを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、前記破瓜後活性炭粒子を前記多孔質粒子として前記ガス精製手段に保持することにより、前記ガス精製手段における前記ガス化ガス中のタール成分の吸着能を向上させることができる。活性炭がタールを吸着できる量の上限は、タール濃度に依存する。つまり、前記タール濃度が低ければタールを吸着できる量の上限は小さく、前記タール濃度が高ければタールを吸着できる量の上限は大きい。よって、前記ガス精製手段を通過した前記精製ガス中の前記タール濃度は、前記ガス精製手段を通過する前記ガス化ガス中の前記タール濃度に比べて高いことから、該精製ガス中のタールを吸着することで破瓜した活性炭であっても、前記ガス化ガス中の高いタール濃度においては、タール吸着が可能である。さらに、従来においては別途必要であった破瓜後の活性炭の処理が不要になり、該処理コストの削減も図ることができる。
【００２８】
本発明は、バイオマスをバイオマスガス化炉でガス化する工程と、前記バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーを除塵装置で除去する工程と、内部にバイオマス及び前記除塵装置で除去されたガス化チャーが保持されたガス精製手段に、前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを通して、該ガス化ガスを精製する工程とを有することを特徴とする。
【００２９】
前記バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーは、未燃分を含んでおり、表面積が大きく、タール吸着能も大きい。また、該ガス化チャーはＨ２Ｓを吸着することができるミクロ孔を有しており、Ｃａ等のアルカリ成分も多く含まれていることから、Ｈ２Ｓを有効に吸着することができる。従って、本発明によれば、バイオマスと共に、前記除塵装置で除去されたガス化チャーが保持されたガス精製手段に、前記除塵装置で灰が除去されたガス化ガスを通すことにより、ガス精製手段におけるタール成分及びＨ２Ｓの吸着能が向上する。
【００３０】
また、前記ガス精製手段には、前記バイオマスが保持されていることから、該バイオマスが微粉であるガス化チャーの飛散を抑える働きをする。このことにより、前記ガス精製手段から排出される前記精製ガスに飛散したガス化チャーが含まれることを防止することができる。従って、精製ガスの純度を向上させることができる。
【００３１】
本発明は、バイオマスをバイオマスガス化炉でガス化する工程と、前記バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーを除塵装置で除去する工程と、内部にバイオマス及び破瓜後活性炭粒子が保持されたガス精製手段に前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを通して、該ガス化ガスを精製する工程と、前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に設けられた活性炭を保持するフィルタに該精製ガスを通して、該精製ガスを精製する工程と、前記活性炭がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子を前記ガス精製手段に供給する工程とを有することを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に設けられた前記活性炭を保持するフィルタに該精製ガスを通すことにより、前記ガス精製手段によって除去することができなかった前記精製ガス中のタール成分等を吸着し、除去することができる。また、バイオマスと共に、前記破瓜後活性炭粒子を前記多孔質粒子として保持した前記ガス精製手段に前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを通すことにより、該ガス精製手段における前記ガス化ガス中のタール成分の吸着能を向上させることができる。
【００３３】
これは次の理由による。活性炭がタールを吸着できる量の上限は、タール濃度に依存する。つまり、前記タール濃度が低ければタールを吸着できる量の上限は小さく、前記タール濃度が高ければタールを吸着できる量の上限は大きい。従って、前記ガス精製手段を通過した前記精製ガス中の前記タール濃度は、前記ガス精製手段を通過する前記ガス化ガス中の前記タール濃度に比べて高いことから、該精製ガス中のタールを吸着することで破瓜した活性炭であっても、前記ガス化ガス中の高いタール濃度においては、タール吸着が可能である。さらに、従来においては別途必要であった破瓜後の活性炭の処理が不要になり、該処理コストの削減も図ることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係るバイオマスガス化システム及びバイオマスガス化方法は、バイオマスをガス化して生成したガス化ガス中のタール成分又はＨ２Ｓ濃度の内少なくとも１つを低減させ、精製ガスの純度を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、実施例１に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図２】図２は、ガス精製手段を通過した後のガス化ガス中のタール濃度と、ガス精製手段において吸着したタール吸着量の関係を示す図である。
【図３】図３は、実施例２に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図４】図４は、実施例３に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図５】図５は、実施例４に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図６】図６は、実施例５に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図７】図７は、実施例６に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図８】図８は、ガス化チャーの細孔の構造を示す図である。
【図９】図９は、実施例７に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【図１０】図１０は、ガス中のタール濃度と活性炭が破瓜するタール吸着量との関係を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例８に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に、本発明に係るバイオマスガス化システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００３７】
図１は、実施例１に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。図１に示すように、実施例１に係るバイオマスガス化システム２は、バイオマス１を炉本体３内に供給するバイオマス供給手段５と、酸素又は酸素と水蒸気との混合物からなる燃焼用の酸化剤７を炉本体３内に供給する酸化剤供給手段９とを備えてなるバイオマスガス化炉１１と、バイオマスガス化炉１１でガス化したガス化ガス１３中のガス化チャー３９を除去するサイクロンなどの除塵装置１５と、除塵されたガス化ガス１７を冷却する冷却器１９と、ガス化ガス１７を精製し精製ガス２１とするガス精製手段２３と、ガス精製手段２３により精製された精製ガス２１をさらに精製するフィルタ３１とから構成されている。
【００３８】
冷却器１９としては、例えば、水をガス化ガス１７に間接的に接触させて熱交換させる方式のものを用いることができる。また、この方式の冷却器において、熱交換によって水蒸気が発生するように設計したものを用いることができる。発生した水蒸気は、水蒸気供給経路１９ａにより前記酸化剤供給手段９に供給して、酸化剤７の一部に利用するようにしてもよい。
【００３９】
ガス精製手段２３は、内部にバイオマス２５と、細孔を有する多孔質粒子とを保持すると共に、ガス精製手段２３にガス化ガス１７を導入するガス化ガス導入部２７と、バイオマス２５及び細孔を有する多孔質粒子を通過し精製された精製ガス２１を排出する精製ガス排出部２９とを有している。
【００４０】
また、バイオマスガス化システム２は、ガス精製手段２３にバイオマス２５を供給するバイオマスホッパ３５が備えられ、バイオマスホッパ３５には、不活性ガスを排出する不活性ガス排出口３７が設けられている。この不活性ガスは、バイオマス２５が該バイオマスホッパ３５に供給される間に抱き込んだ空気の濃度を低減させ、バイオマス２５がガス精製手段２３に供給された際に、空気とガス化ガス１７が接触することによる予期せぬ燃焼を防止するために用いられる。不活性ガスは、バイオマス用不活性ガス供給手段（例えば、不活性ガスを貯えるボンベと、該不活性ガスを前記ボンベの外部に排出するためのボンベとからなるもの）から、バイオマスホッパ３５又はバイオマス２５の搬送用ガスとしてバイオマスホッパ３５の上流側に供給される。
【００４１】
ここで、前記バイオマス用不活性ガス供給手段は、ガス化チャー３９を搬送するための不活性ガス４１を供給する不活性ガス供給手段４３とし、不活性ガス４１がガス化チャー供給経路４５に供給される前に分岐されて供給されるようにしてもよい。このようにすれば、新たに不活性ガス供給手段を設ける場合に比べ、その導入コスト等を削減することができる。また、不活性ガス排出口３７の下流には、バイオマスホッパ３５から前記不活性ガス及び空気を排出するために、吸引ブロア等の不活性ガス排出手段が設けられる。
【００４２】
バイオマス２５は、炉本体３に供給されるバイオマス１と同様のものでよく、生産又は廃棄されたバイオマスを粉砕・乾燥したものを用いる。バイオマスとは、農業生産物又は副産物、木材、植物等の生物体をいい、例えば、スイートソルガム、ネピアグラス、スピルリナ等が用いられている。
【００４３】
バイオマスガス化システム２においては、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５と共に保持される前記細孔を有する多孔質物質は、除塵装置１５によって分離されたガス化チャー３９とされる。つまり、バイオマスガス化システム２におけるガス精製手段２３には、バイオマス２５とガス化チャー３９とからなるガス精製材４９が保持される。また、バイオマスガス化システム２には、除塵装置１５とガス精製手段２３とを連通するガス化チャー供給経路４５と、ガス化チャー３９をガス精製手段２３に搬送するための不活性ガス４１をガス化チャー供給経路４５に供給する不活性ガス供給手段４３とが設けられる。また、ガス化チャー供給経路４５には、ガス化チャー３９を一時的に保持するガス化チャーホッパ４７が備えられている。
【００４４】
また、バイオマスガス化システム２においては、ガス精製手段２３の下部に、ガス精製手段２３の内部のガス精製材４９を排出するためのガス精製材排出手段５１が設けられており、排出された該ガス精製材４９は、ガス精製材搬送手段５３によって、バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。
【００４５】
実施例１に係る構成によれば、ガス精製手段２３の内部に、バイオマス２５と共に、細孔を有する多孔質物質として、除塵装置１５によって分離されたガス化チャー３９が保持される。ガス化チャー３９は、表面積が大きく（１００ｍ２／ｇ〜１０００ｍ２／ｇ）、タール吸着能が優れており、ガス化ガス１７中に含まれるタールの濃度が低い場合でもタールを吸着することができる。従って、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５のみを保持し、ガス化ガス１７を通過させた場合と比べ、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５及びガス化チャー３９を保持し、ガス化ガス１７を通過させた場合の方が、純度の高い精製ガス２１を得ることができる。
【００４６】
図２は、ガス精製手段を通過した後のガス化ガス中のタール濃度と、ガス精製手段において吸着したタール吸着量の関係を示す図である。図２においては、横軸がガス精製手段２３を通過した後のガス化ガス１７中のタール濃度であり、縦軸がガス精製手段２３において吸着したタール吸着量である。また、図２においては、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５のみを保持した場合と、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５とガス化チャー３９とを保持した場合が示されている。ここで、図２においては、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５のみを保持した場合のバイオマス２５の重量と、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５とガス化チャー３９とを保持した場合のバイオマス２５とガス化チャー３９との合計の重量とを同一としている。
【００４７】
図２から分かるように、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５のみを保持した場合の、ガス精製手段２３におけるタール吸着量と比べ、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５とガス化チャー３９とを保持した場合のガス精製手段２３におけるタール吸着量は高い。また、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５のみを保持した場合には、ガス精製手段２３を通過した後のガス化ガス１７のタール濃度が１０ｍｇ／Ｎｍ３以下であると、タールをほぼ吸着していないのに対し、ガス精製手段２３内部にバイオマス２５とガス化チャー３９とを保持した場合には、ガス精製手段２３を通過した後のガス化ガス１７のタール濃度が０．１ｍｇ／Ｎｍ３以下であっても、タールを吸着している。
【００４８】
従って、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５のみを保持した場合にガス精製手段２３で生成される精製ガス２１に含まれるタールの濃度が少なくとも１０ｍｇ／Ｎｍ３程度となるのに対し、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５とガス化チャー３９とを保持した場合、ガス精製手段２３で生成される精製ガス２１に含まれるタール濃度は０．１ｍｇ／Ｎｍ３以下とすることが可能となることが言える。
【００４９】
また、バイオマスガス化システム２においては、ガス化チャー３９はＨ２Ｓを吸着することができるミクロ孔を備えると共に、酸性成分であるＨ２Ｓを吸着することができるＣａ等のアルカリ成分を多く含んでいることから、Ｈ２Ｓを有効に吸着することができる。従って、ガス精製手段２３の内部にバイオマス２５のみを保持し、ガス化ガス１７を通した場合と比べ、ガス精製手段２３におけるＨ２Ｓ吸着能も向上させることができる。
【００５０】
また、バイオマスガス化システム２においては、上記の通り、ガス精製手段２３の内部に、除塵装置１５によって分離されたガス化チャー３９と共にバイオマス２５が保持されている。もし、ガス精製手段２３にガス化チャー３９のみ保持される場合は、ガス化ガス１７をガス精製手段２３内部に通した際に、微粉であるガス化チャー３９が飛散し、精製ガス２１中にガス化チャー３９が含まれてしまう恐れがある。本バイオマスガス化システム２によれば、ガス精製手段２３の内部にガス化チャー３９と共にバイオマス２５が保持されているため、バイオマス２５が、微粉であるガス化チャー３９の飛散を抑える働きをし、精製ガス２１にガス化チャー３９が含まれることを最低限に抑制することができる。
【００５１】
また、バイオマスガス化システム２においては、ガス精製手段２３の精製ガス２１の出口下流にフィルタ３１を設けていることにより、ガス精製手段２３によって除去することのできなかった精製ガス２１中のタール成分等を捕捉し、除去することができる。また、ガス精製手段２３において、万が一、微粉であるガス化チャー３９が飛散し、精製ガス２１中にガス化チャー３９が含まれてしまった場合であっても、フィルタ３１によって捕捉し、除去することができる。なお、フィルタ３１は、例えば、活性炭を利用したフィルタとすることができる。カートリッジに活性炭を保持したフィルタとしてもよい。
【００５２】
なお、バイオマスガス化システム２においては、フィルタ３１をガス精製手段２３の精製ガス２１の出口下流に設けることにより、精製ガスの純度を高めているが、フィルタ３１を設けずとも、十分に純度の高い精製ガスを生成することが可能である。また、ガス精製手段２３には、ガス化チャー供給経路４５によって、除塵装置１５で分離されたガス化チャー３９が供給され、保持されているが、このガス化チャー供給経路４５を設けずに、ガス化チャー３９に換えてその他の多孔質物質を保持するようにしてもよい。この時、他の多孔質物質は、本バイオマスガス化システムにおいて燃焼され、又は不純物を吸着した使用後の多孔質物質とすることが好ましい。本バイオマスガス化システムにおける使用後の多孔質物質をタール等の吸着に再利用することでシステム効率を向上させることができるからである。
【００５３】
また、バイオマスガス化システム２においては、ガス化チャー３９を含んだガス精製材４９が、ガス精製手段２３から排出され、ガス精製材搬送手段５３によって、前記バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。そして、ガス化チャー３９を含んだガス精製材４９は、バイオマス供給手段５から炉本体３に供給される。ガス化チャー３９中には、ＫやＣａが含まれるため、バイオマスガス化炉１１におけるガス化反応を向上させることもできる。
【００５４】
ここで、実施例１に係るバイオマスガス化システムの動作を説明する。バイオマスガス化炉１１において、バイオマス供給手段５からバイオマス１が、酸化剤供給手段９から酸素又は酸素と水蒸気との混合物からなる燃焼用の酸化剤７が炉本体３内に供給され、炉本体３内でガス化ガス１３が生成される。
【００５５】
ガス化ガス１３は、バイオマスガス化炉１１から排出された後、除塵装置１５に導入され、ガス化ガス１３中に含まれるガス化チャー３９が除去され、ガス化ガス１７とされる。ガス化ガス１７は冷却器１９で冷却された後、ガス精製手段２３にガス化ガス導入部２７から導入される。
【００５６】
冷却器１９としては、例えば、水をガス化ガス１７に間接的に接触させて熱交換させる方式のものを用いることができる。また、この方式の冷却器において、熱交換によって水蒸気が発生するように設計したものを用いることができる。発生した水蒸気は、水蒸気供給経路１９ａにより酸化剤供給手段９に供給して、酸化剤７の一部に利用するようにしてもよい。
【００５７】
ガス精製手段２３には、バイオマスホッパ３５からバイオマス２５が供給され保持される。ここで、バイオマスホッパ３５においては、前記バイオマス用不活性ガス供給手段によってバイオマスホッパ３５に供給された不活性ガスが、バイオマス２５中に含まれる空気の濃度を低減するのに用いられ、不活性ガス排出口３７より排出される。ここで、前記不活性ガスは、バイオマス２５をバイオマスホッパ３５に搬送するための搬送用ガスとして用いてもよい。その場合は、前記搬送用ガスは、バイオマス２５をバイオマスホッパ３５に搬送する経路に供給するようにする。
【００５８】
一方、除塵装置１５によって分離されたガス化チャー３９は、除塵装置１５とガス精製手段２３とを連通するガス化チャー供給経路４５に導入され、一時的にガス化チャーホッパ４７に保持された後、不活性ガス供給手段４３により供給された不活性ガス４１によって搬送され、ガス精製手段２３に供給される。
【００５９】
こうしてガス精製手段２３の内部には、バイオマス２５とガス化チャー３９とが、ガス精製材４９として保持される。このガス精製手段２３内をガス化ガス１７が通過し、ガス化ガス１７中に含まれるタール成分及びＨ２Ｓがガス精製材４９によって吸着され、ガス化ガス１７は精製ガス２１とされる。この時、ガス化チャー３９と共に、バイオマス２５がガス精製手段２３に保持されていることにより、ガス化ガス１７がガス精製手段２３を通過する際にバイオマス２５が微粉であるガス化チャー３９の飛散を抑制する。これによって、精製ガス２１中へのガス化チャー３９の混入を最小限に抑えている。精製ガス２１は、ガス精製手段２３の精製ガス排出部２９から排出される。
【００６０】
精製ガス排出部２９より排出された精製ガス２１は、例えば、活性炭が保持されたフィルタ３１に導入され、フィルタ３１によって、ガス精製手段２３で除去できずに精製ガス２１中に含まれることとなったタール成分、Ｈ２Ｓ等の不純物や、飛散を完全に抑制することができずに含まれてしまったガス化チャー３９等が捕捉され、最終的な精製ガス２１が生成される。
【００６１】
また、ガス精製手段２３に保持されているバイオマス２５とガス化チャー３９とからなるガス精製材４９は、ガス化ガス１７に含まれるタール成分等の不純物を吸着した後、ガス精製手段２３の下部に設けられたガス精製材排出手段５１から排出され、ガス精製材搬送手段５３によって、バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送され、再利用される。
【実施例２】
【００６２】
図３は、実施例２に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例１のバイオマスガス化システム２と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。図３に示すように、実施例２に係るバイオマスガス化システム４は、実施例１のバイオマスガス化システムにおいて、バイオマスホッパ３５に供給されるバイオマス２５を熱処理又は水蒸気処理し、バイオマス５７とするバイオマス処理手段５５を有している。
【００６３】
バイオマスガス化システム２によれば、バイオマス処理手段５５によって、ガス精製手段２３に供給されるバイオマス２５が熱処理又は水蒸気処理される。これにより、バイオマス２５は、バイオマス２５の細孔の成長が促されることによって、タール吸着能が向上したバイオマス５７とされる。ガス精製手段２３は、このバイオマス５７が供給され、ガス化チャー３９と共にガス精製材５８として保持されるため、タール吸着能が向上する。従って、ガス精製手段２３で生成される精製ガス２１の純度を向上させることができる。
【００６４】
また、バイオマス処理手段５５は、バイオマス２５を水蒸気処理するバイオマス処理手段５５とし、バイオマス処理手段５５には、バイオマス処理用水蒸気供給手段から本バイオマスガス化システムにおける余剰水蒸気が供給されるように構成できる。このようなバイオマス処理用水蒸気供給手段を設けることにより、バイオマスガス化システム４に新たに水蒸気供給手段を設ける必要がなく、水蒸気供給手段の導入コスト及び運転コスト等を削減することができる。前記余剰水蒸気は、例えば、冷却器１９で、ガス化ガス１７に水を間接的に接触させ、熱交換させることによって発生する水蒸気とすることができる。さらに、バイオマス処理手段５５がバイオマス２５を熱処理する場合には、バイオマス処理手段５５は、例えば、バイオマスガス化システムの廃熱を利用してバイオマス２５を熱処理することができる。
【００６５】
なお、バイオマスガス化システム４においては、フィルタ３１を、ガス精製手段２３の精製ガス２１の出口下流に設けることにより、精製ガスの純度を高めているが、フィルタ３１を設けずとも、十分に純度の高い精製ガスを生成することが可能である。
【００６６】
バイオマスガス化システム４の動作は、次の点に特徴がある。ガス精製手段２３に供給されるバイオマス２５は、バイオマスホッパ３５に供給される前に、バイオマス処理手段５５に供給される。バイオマス２５は、このバイオマス処理手段５５において熱処理又は水蒸気処理され、細孔が成長したバイオマス５７とされる。そして、このバイオマス５７はバイオマスホッパ３５に供給され、バイオマスホッパ３５からガス精製手段２３に供給される。ガス精製手段２３は、タール吸着能が向上したバイオマス５７がガス化チャー３９と共にガス精製材５８としてガス精製手段２３に保持されるため、タール吸着能が向上する。よって、バイオマスガス化システム４によれば、ガス精製手段２３によって生成される精製ガス２１の純度を向上させることができる。
【実施例３】
【００６７】
図４は、実施例３に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例２のバイオマスガス化システム４と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。図４に示すように、実施例３に係るバイオマスガス化システム６は、実施例２のバイオマスガス化システムにおいて、ガス精製手段２３にＨ２Ｓをガス化ガス１７から除去するＨ２Ｓ吸着剤６１を供給するＨ２Ｓ吸着剤供給手段５９を有している。
【００６８】
バイオマスガス化システム６においては、Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段５９から、Ｈ２Ｓを吸着することのできるＨ２Ｓ吸着剤６１が、ガス精製手段２３に供給される。つまり、ガス精製手段２３には、Ｈ２Ｓ吸着剤６１が、バイオマス５７とガス化チャー３９と共にガス精製材６３として保持される。これにより、ガス精製手段２３は、ガス化ガス１７がガス精製手段２３内部を通過する際に、ガス化ガス１７中に含まれるＨ２ＳをこのＨ２Ｓ吸着剤６１によって吸着し、除去することができる。従って、精製ガス排出部２９から排出される精製ガス２１の純度を高めることができる。
【００６９】
なお、バイオマスガス化システム６においては、Ｈ２Ｓ吸着剤６１は、Ｈ２Ｓを吸着することのできるＣａ系の吸着剤とすることができ、例えばＣａＯ、ＣａＣｏ３、ＣａＳＯ４等の吸着剤が挙げられる。また、より好ましくは、安価な材料、例えばセメントの副生物であるＣａ／Ｓｉ系等の材料を使用することが望ましい。定期的に供給するＨ２Ｓ吸着剤６１が安価であれば、運転するためのコストを低減することができ、プラント効率を向上させることができるからである。
【００７０】
また、バイオマスガス化システム６においても、ガス精製手段２３の下部に、該ガス精製手段２３の内部のガス精製材６３を排出するためのガス精製材排出手段５１が設けられている。そして、排出されたガス精製材６３は、ガス精製材搬送手段５３によって、バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。これにより、ガス精製材６３がバイオマスガス化炉１１の炉本体３に供給された際に、ガス精製材６３に含まれるＨ２Ｓ吸着剤６１の作用によって、炉本体３内における脱硫効果も向上する。
【００７１】
なお、バイオマスガス化システム６においては、フィルタ３１をガス精製手段２３の精製ガス２１の出口下流に設けることにより、精製ガスの純度を高めているが、フィルタ３１を設けずとも、十分に純度の高い精製ガスを生成することが可能である。また、実施例においては、バイオマス２５を熱処理又は水蒸気処理するバイオマス処理手段５５を設けているが、バイオマス処理手段５５を設けず、バイオマス２５をガス精製手段２３に供給しても、十分に純度の高い精製ガスを生成することが可能である。
【００７２】
バイオマスガス化システム６の動作は、Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段５９からＨ２Ｓ吸着剤６１がガス精製手段２３に供給され、保持される点に特徴がある。Ｈ２Ｓ吸着剤６１がバイオマス５７とガス化チャー３９と共に、ガス精製材６３としてガス精製手段２３に保持されることにより、ガス精製手段２３におけるＨ２Ｓ吸着能を向上させることができる。また、このガス精製材６３は、ガス精製手段２３の下部に設けられたガス精製材排出手段５１により排出され、ガス精製材搬送手段５３によって、前記バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。これにより、ガス精製材６３がバイオマスガス化炉１１の炉本体３に供給された際に、ガス精製材６３に含まれるＨ２Ｓ吸着剤６１の作用によって、バイオマスガス化炉１１におけるガス化反応が促進されると共に、バイオマスガス化炉１１内における脱硫効果も向上する。
【実施例４】
【００７３】
図５は、実施例４に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例３のバイオマスガス化システム６と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。図５に示すように、実施例４に係るバイオマスガス化システム８は、実施例３のバイオマスガス化システムにおいて、除塵装置１５で分離されたガス化チャー３９を一時的に保持しておくガス化チャーホッパ４７に、ガス化チャー３９を水蒸気処理し、ガス化チャー６９とするための、水蒸気６５を供給する水蒸気供給手段６７を有している。
【００７４】
バイオマスガス化システム８によれば、ガス化チャー３９が、ガス化チャーホッパ４７において、水蒸気供給手段６７から供給される水蒸気６５により水蒸気処理される。これにより、ガス化チャー３９の細孔が成長を促され、ガス化チャー３９は、タール吸着能が向上したガス化チャー６９とされる。従って、ガス精製手段２３では、バイオマス５７及びタール吸着能が向上したガス化チャー６９からなるガス精製材７１によって、ガス化ガス１７中のタール成分が吸着されるため、ガス精製手段２３におけるタール吸着能が向上し、ガス精製手段２３で生成される精製ガス２１の純度を向上させることができる。なお、バイオマスガス化システム８においては、水蒸気６５はガス化チャーホッパ４７に供給されているが、ガス化チャー供給経路４５に供給されていればどこに供給してもよい。
【００７５】
なお、水蒸気供給手段６７から供給される水蒸気６５は、本バイオマスガス化システムにおける余剰水蒸気とすることができ、例えば、冷却器１９におけるガス化ガス１７と水との熱交換によって発生する水蒸気とすることができる。前記余剰水蒸気を利用することにより、水蒸気６５を発生させるために、新たに水蒸気発生手段等を設ける必要がなく、該水蒸気発生手段等の導入コスト及び運転コストを削減することができる。
【００７６】
なお、バイオマスガス化システム８においては、フィルタ３１をガス精製手段２３の精製ガス２１の出口下流に設けることにより、精製ガスの純度を高めているが、フィルタ３１を設けずとも、十分に純度の高い精製ガスを生成することが可能である。また、バイオマスガス化システム８においては、バイオマス２５を熱処理又は水蒸気処理するバイオマス処理手段５５を設けているが、バイオマス処理手段５５を設けず、バイオマス２５をガス精製手段２３に供給しても、十分に純度の高い精製ガス２１を生成することが可能である。さらに、バイオマスガス化システム８においては、ガス精製手段２３にＨ２Ｓ吸着剤６１を供給するＨ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けているが、Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けず、Ｈ２Ｓ吸着剤６１をガス精製手段２３に保持せずとも、十分に純度の高い精製ガス２１を生成することが可能である。
【００７７】
バイオマスガス化システム８の動作は次の点に特徴がある。除塵装置１５でガス化ガス１３から分離されたガス化チャー３９は、除塵装置１５とガス精製手段２３とを連通するガス化チャー供給経路４５に導入される。ガス化チャー３９は、このガス化チャー供給経路４５に設けられたガス化チャーホッパ４７に一時的に保持されると共に、水蒸気供給手段６７からガス化チャーホッパ４７に供給された水蒸気６５により水蒸気処理され、ガス化チャー６９とされる。このガス化チャー６９は、不活性ガス供給手段４３から供給された不活性ガス４１によってガス精製手段２３に搬送され、このガス精製手段２３に保持される。ガス化チャー６９は、水蒸気処理されることにより細孔の成長が促され、タール吸着能が向上されている。従って、このガス化チャー６９を保持するガス精製手段２３はタール吸着能が向上される。
【実施例５】
【００７８】
図６は、実施例５に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例４のバイオマスガス化システム８と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。図６に示すように、実施例５に係るバイオマスガス化システム１０は、実施例４のバイオマスガス化システム８において、ガス化チャー供給経路４５に換えて、ガス化チャー供給経路７３が設けられている。このガス化チャー供給経路７３は、ガス精製手段２３に供給するバイオマス５７を保持し、ガス化チャー６９が導入され、バイオマス５７に含まれる空気をガス化チャー６９搬送用の不活性ガス４１で置換するバイオマスホッパ７５を有する。このバイオマスホッパ７５は、実施例４におけるバイオマスホッパ３５に換えて設けられている。
【００７９】
バイオマスガス化システム１０によれば、バイオマス２５又はバイオマス５７がバイオマスホッパ７５に搬送される間に抱き込んだ空気の濃度が、ガス化チャー６９を搬送するための不活性ガス４１によって低減される。これにより、バイオマス５７がガス精製手段２３に供給された際に、空気とガス化ガス１７が接触することによって予期せぬ燃焼が起こることを防止することができる。またバイオマスガス化システム１０は、新たに不活性ガス供給手段やその経路を設けることを必要としないため、新たに不活性ガス供給手段の導入に伴う導入コストや運転コストを削減することができる。
【００８０】
なお、バイオマスホッパ７５に備えられた不活性ガス排出口３７の下流には、バイオマスホッパ７５から不活性ガス４１及び空気を排出するために、吸引ブロア等の不活性ガス排出手段を設けることができる。
【００８１】
ここで、バイオマスガス化システム１０においては、フィルタ３１をガス精製手段２３の精製ガス２１の出口下流に設けることにより、精製ガス２１の純度を高めているが、フィルタ３１を設けずとも、十分に純度の高い精製ガス２１を生成することが可能である。また、バイオマスガス化システム１０においては、バイオマス２５を熱処理又は水蒸気処理するバイオマス処理手段５５を設けているが、このバイオマス処理手段５５を設けず、バイオマス２５をガス精製手段２３に供給しても、十分に純度の高い精製ガス２１を生成することが可能である。さらに、バイオマスガス化システム１０においては、ガス精製手段２３にＨ２Ｓ吸着剤６１を供給するＨ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けているが、Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けず、Ｈ２Ｓ吸着剤６１をガス精製手段２３に保持せずとも、十分に純度の高い精製ガス２１を生成することが可能である。
【００８２】
バイオマスガス化システム１０の動作は以下の点に特徴がある。除塵装置１５でガス化ガス１３から分離されたガス化チャー３９は、除塵装置１５とガス精製手段２３とを連通するガス化チャー供給経路７３に導入される。ガス化チャー３９は、ガス化チャーホッパ４７において水蒸気処理されてガス化チャー６９とされた後、不活性ガス供給手段４３により供給された不活性ガス４１によって搬送され、バイオマスホッパ７５に導入される。ガス化チャー６９と共にバイオマスホッパ７５に導入された不活性ガス４１は、バイオマスホッパ７５内の空気の濃度を薄めた後、不活性ガス排出口３７から、空気と共に排出される。その後、ガス化チャー６９は、バイオマス５７と共にガス精製手段２３に供給される。
【実施例６】
【００８３】
図７は、実施例６に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例１のバイオマスガス化システム２と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。図７に示すように、実施例７に係るバイオマスガス化システム１２は、実施例１のバイオマスガス化システムにおいて、精製ガス２１の流れに対して直列に設けられた第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２と、該第一のガス精製手段２３１の精製ガス排出部２９１と第二のガス精製手段２３２のガス化ガス導入部２７２とを連通し、内部を第一のガス精製手段２３１で精製された精製ガス２１１が通過する精製ガス供給経路７７とを有する。
【００８４】
また、バイオマスガス化システム１２は、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に、除塵装置１５によってガス化ガス１３から分離されたガス化チャー３９を供給するガス化チャー供給経路７９を有する。また、バイオマスガス化システム１２は、第一のガス精製手段２３１にバイオマス２５を供給する第一のバイオマスホッパ３５１と、第二のガス精製手段２３２にバイオマス２５を供給する第二のバイオマス供給ホッパ３５２とが設けられている。
【００８５】
さらに、バイオマスガス化システム１２は、第一のガス精製手段２３１の下部に設けられ、第一のガス精製手段２３１に保持されるバイオマス２５及びガス化チャー３９からなる第一のガス精製材４９１を第一のガス精製手段２３１から排出する第一のガス精製材排出手段５１１を備える。また、この第一のガス精製材排出手段５１１によって排出された第一のガス精製材４９１をバイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送する第一のガス精製材搬送手段５３１を備える。同様に、バイオマスガス化システム１２は、第二のガス精製手段２３２の下部に設けられ、第二のガス精製手段２３２に保持されるバイオマス２５及びガス化チャー３９からなる第二のガス精製材４９２を第二のガス精製手段２３２から排出する第二のガス精製材排出手段５１２を備える。また、この第二のガス精製材排出手段５１２によって排出された第二のガス精製材４９２をバイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送する第二のガス精製材搬送手段５３２を備える。
【００８６】
ここで、前記第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に保持されるガス化チャー３９の構造を図８に示す。図８に示すように、ガス化チャー３９は、マクロ孔８５（１００Å〜３０００Å）、メソ孔８３（１０Å〜１００Å以下）及びミクロ孔８１（１０Å以下）からなる細孔８７を複数有する。ガス化チャー３９は、マクロ孔８５によってタール成分を吸着することができ、ミクロ孔８１によってＨ２Ｓを吸着することができる。
【００８７】
しかしながら、ガス化チャー３９が、マクロ孔８５によってタール成分を吸着すると、メソ孔８３とミクロ孔８１とが塞がってしまうため、ミクロ孔８１によってＨ２Ｓを吸着することが困難となる可能性がある。つまり、ガス精製手段が１つの場合、該ガス精製手段においてガス化ガス１７を精製し始めると、ガス化チャー３９が吸着したタール成分によって、ガス化チャー３９のミクロ孔８１が塞がってしまう結果、前記ガス精製手段におけるＨ２Ｓの吸着能が低下してしまう可能性がある。
【００８８】
バイオマスガス化システム１２によれば、第一のガス精製手段２３１と第二のガス精製手段２３２を設けたことにより、第一のガス精製手段２３１では、主にガス化チャー３９のマクロ孔８５によって、ガス化ガス１７中のタール吸着を行い、第一の精製ガス２１１を生成する。また、第二のガス精製手段２３２では、主にガス化チャー３９のミクロ孔８１によって、タールの濃度が薄くなった精製ガス２１１中のＨ２Ｓの吸着を行うことができる。従って、バイオマスガス化システム１２において得られる精製ガスの純度を向上させることができる。
【００８９】
なお、バイオマスガス化システム１２においては、ガス精製手段は２段設けられているが、該ガス精製手段は３段以上設けられていればよい。数が多くなればなるほど、精製ガスの流れに対して下流側のガス精製手段に導入される精製ガス中のタール濃度が低下するため、Ｈ２Ｓの吸着が容易になる。したがって、得ることのできる精製ガスの純度を向上させることができる。また、バイオマスガス化システム１２においては、フィルタ３１を設けることにより、精製ガスの純度を高めているが、フィルタ３１を設けずとも、十分に純度の高い精製ガスを生成することが可能である。
【００９０】
また、バイオマスガス化システム１２には、実施例２から実施例５に記載のバイオマスガス化システムが有するバイオマス処理手段５５を設けることができる。これにより、熱処理又は水蒸気処理され、タール吸着能が向上したバイオマス５７を、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に保持することができるため、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２におけるタール吸着能が向上する点で好ましい。
【００９１】
なお、バイオマスガス化システム１２における第一のバイオマスホッパ３５１及び第二のバイオマスホッパ３５２に換えて、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に共通のバイオマスホッパを設け、該共通のバイオマスホッパから、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に導入してもよい。このようにすれば、バイオマスホッパの個数を減らすことができ、設備コストを低減させることができると共に、バイオマス処理手段５５を設ける場合には、バイオマス処理手段５５の個数も低減することができる点で好ましい。
【００９２】
また、バイオマスガス化システム１２には、実施例３から実施例５に記載のＨ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けてもよい。Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けることにより、Ｈ２Ｓを吸着することのできるＨ２Ｓ吸着剤６１が第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に供給され、保持される。従って、ガス化ガス１７と第一の精製ガス２１１とに含まれるＨ２ＳをＨ２Ｓ吸着剤６１でも吸着することができるため、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２におけるＨ２Ｓ吸着能を向上させることができる。
【００９３】
また、バイオマスガス化システム１２には、実施例４及び実施例５に記載のガス化チャー３９を水蒸気処理するための水蒸気６５をガス化チャーホッパ４７に供給する水蒸気供給手段６７を設けてもよい。水蒸気供給手段６７を設けることにより、ガス化チャー３９が水蒸気処理され、タール吸着能が向上したガス化チャー６９とされて、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２において保持される。従って、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２におけるタール吸着能を向上させることができる。
【００９４】
また、バイオマスガス化システム１２において、実施例５のように、第一のガス精製手段２３１と第二のガス精製手段２３２とにガス化チャー３９を供給するガス化チャー供給経路７９に、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に供給するバイオマス２５を保持する第一のバイオマスホッパ及び第二のバイオマスホッパを設けてもよい。この時、第一のバイオマスホッパ及び第二のバイオマスホッパは、第一のバイオマスホッパ３５１及びバイオマスホッパ３５２に換えて設けられる。この構成によれば、各バイオマスホッパ中に含まれる空気の濃度を、ガス化チャー３９を搬送する不活性ガス４１で低減することができる。従って、新たにバイオマス用不活性ガス供給手段等を設ける必要がなく、バイオマス用不活性ガス供給手段の導入コスト及び運転コストを低減することができるため好ましい。
【００９５】
次に、バイオマスガス化システム１２の動作を説明する。バイオマスガス化システム１２においては、冷却器１９で冷却されたガス化ガス１７は、第一のガス化ガス導入部２７１から第一のガス精製手段２３１に導入される。第一のガス精製手段２３１の内部には、バイオマス２５とガス化チャー３９とが、ガス精製材４９１として保持されており、その中をガス化ガス１７が通過する。この時、バイオマス２５と、ガス化チャー３９のマクロ孔８５とによって、ガス化ガス１７中の主にタール成分が吸着され、ガス化ガス１７は第一の精製ガス２１１とされる。第一の精製ガス２１１は、第一のガス精製手段２３１から、第一の精製ガス排出部２９１より排出され、精製ガス供給経路７７を通り、第二のガス化ガス導入部２７２から第二のガス精製手段２３２に導入される。
【００９６】
第二のガス精製手段２３２にも、バイオマス２５と、ガス化チャー３９とが、ガス精製材４９２として保持されている。第二のガス精製手段２３２では、主に第一のガス精製手段２３１で吸着することのできなかったＨ２Ｓが、ガス化チャー３９のミクロ孔８１によって吸着され、除去される。こうして生成された第二の精製ガス２１２は、第二の精製ガス排出部２９２によって第二のガス精製手段２３２から排出され、フィルタ３１によってさらに精製されて最終的な精製ガスとされる。
【００９７】
ここで、第一のガス精製手段２３１に供給されるバイオマス２５は、第一のバイオマスホッパ３５１によって供給される。同様に第二のガス精製手段２３２に供給されるバイオマス２５は、第二のバイオマスホッパ３５２によって供給される。また、第一のバイオマスホッパ３５１中に含まれる空気の濃度は、不活性ガスにより薄められ第一の不活性ガス排出口３７１により排出される。同様に、第二のバイオマスホッパ３５２中に含まれる空気の濃度は、不活性ガスにより薄められ第二の不活性ガス排出口３７２により排出される。一方、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に保持されるガス化チャー３９は、ガス化チャー供給経路７９によって、第一のガス精製手段２３１及び第二のガス精製手段２３２に供給される。
【００９８】
さらに、第一のガス精製手段２３１に保持されるバイオマス２５及びガス化チャー３９からなる第一のガス精製材４９１は、ガス化ガス１７に含まれる主にタール成分を吸着した後、第一のガス精製手段２３１の下部に設けられた第一のガス精製材排出手段５１１から排出される。そして、第一のガス精製材搬送手段５３１によって、バイオマスガス化炉３のバイオマス供給手段５へ搬送される。同様にして、第二のガス精製手段２３２に保持されるバイオマス２５及びガス化チャー３９からなる第二のガス精製材４９２は、第一の精製ガス２１１に含まれる主にＨ２Ｓを吸着した後、第二のガス精製手段２３２の下部に設けられた第二のガス精製材排出手段５１２から排出される。そして第二のガス精製材搬送手段５３２によって、前記バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。
【実施例７】
【００９９】
図９は、実施例７に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例１のバイオマスガス化システム２と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。図９に示すように、実施例７に係るバイオマスガス化システム１４は、実施例１のバイオマスガス化システム２におけるフィルタ３１を、精製ガス２１中に含まれるタール成分を捕捉する活性炭を保持するフィルタ８９とする。
【０１００】
また、実施例１においては、ガス精製手段２３にバイオマス２５と共に保持される細孔を有する多孔質物質は、除塵装置１５によって分離されたガス化チャー３９としたが、バイオマスガス化システム１４においては、活性炭を保持したフィルタ８９がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子９５とする。ここで、本発明において破瓜後活性炭とは、あるタール濃度において、吸着することのできるタール量を吸着して、それ以上タール成分を吸着することのできなくなった活性炭をいう。つまり、バイオマスガス化システム１４において、破瓜後活性炭９１とは、ガス精製手段２３から排出された精製ガス２１に含まれるタールの濃度において、吸着することのできるタール量を吸着して、そのタール濃度においては、それ以上タール成分を吸着することのできなくなった活性炭をいう。
【０１０１】
また、バイオマスガス化システム１４は、フィルタ８９においてタール成分を吸着することにより破瓜した破瓜後活性炭９１が供給され、該破瓜後活性炭９１の粒子径が例えば、１０ｍｍ以上と大きい場合には、破瓜後活性炭９１を粉砕等することによって生成した破瓜後活性炭粒子９５をガス精製手段２３に供給する破瓜後活性炭粒子供給手段９３を有する。
【０１０２】
ここで図１０は、ガス中のタール濃度と活性炭が破瓜するタール吸着量との関係を示す図である。図１０から分かるように、精製するガス中のタール濃度が低いと、活性炭が破瓜するタール吸着量は小さく、精製したいガス中のタール濃度が高いと、活性炭が破瓜するタール吸着量は大きいことが分かる。つまり、活性炭がタールを吸着できる量の上限は、タール濃度に依存し、タール濃度が低ければタールを吸着できる量の上限は小さく、前記タール濃度が高ければタールを吸着できる量の上限は大きいといえる。
【０１０３】
バイオマスガス化システム１４の構成によれば、ガス精製手段２３を通過した精製ガス２１中のタール濃度は、ガス精製手段２３を通過するガス化ガス１７中の前記タール濃度に比べて高い。従って、精製ガス２１中のタールを吸着することで破瓜した破瓜後活性炭９１であっても、ガス精製手段２３に破瓜後活性炭粒子９５として供給し、保持することにより、ガス化ガス１７中の高いタール濃度において、破瓜後活性炭粒子９５によるさらなるタール吸着が可能である。バイオマスガス化システム１４は、この破瓜後活性炭粒子９５とバイオマス２５とがガス精製材９７として保持されたガス精製手段２３と、フィルタ８９とによって、ガス化ガス１７及び精製ガス２１を精製するため、得られる精製ガスの純度が向上する。
【０１０４】
また、バイオマスガス化システム１４においては、ガス精製手段２３の下部に、ガス精製手段２３の内部のガス精製材９７を排出するためのガス精製材排出手段５１が設けられている。このガス精製材排出手段５１によって排出されたガス精製材９７は、ガス精製材搬送手段５３によって、バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。従って、ガス化ガスを活性炭で精製するシステムにおいては別途必要であった破瓜後の活性炭の処理が不要になり、該破瓜後活性炭の処理コストの削減も図ることができる。
【０１０５】
バイオマスガス化システム１４においては、除塵装置１５によって分離されたガス化チャー３９は、ガス化チャーホッパ４７に一時的に保持された後、ガス化チャー再供給経路１５ａによって炉本体３に再投入されるようにしている。このガス化チャー再供給経路１５ａに換えて、実施例１から実施例４に記載のバイオマスガス化システムと同様に、除塵装置１５とガス精製手段２３とを連通するガス化チャー供給経路４５を設け、該ガス化チャー供給経路４５に設けられた不活性ガス供給手段４３により該ガス化チャー３９をガス精製手段２３に供給するようにしてもよい。また、ガス化チャー再供給経路１５aとガス化チャー供給経路４５とが、両方設けられてもよい。この場合に、実施例４及び実施例５に記載のバイオマスガス化システムと同様に、ガス化チャーホッパ４７に水蒸気６５を供給することで、ガス化チャー３９を水蒸気処理し、ガス化チャー３９の細孔の成長を促す水蒸気供給手段６７を設けてもよい。
【０１０６】
また、バイオマスガス化システム１４では、実施例５のバイオマスガス化システムのように、バイオマスガス化システム１４におけるバイオマスホッパ３５に換えて、ガス化チャー供給経路７３に、バイオマス２５を保持し、前記ガス化チャー６９が導入され、前記バイオマス２５に含まれる空気をガス化チャー６９搬送用の不活性ガス４１で置換するバイオマスホッパ７５を設ける構成とすることもできる。
【０１０７】
また、バイオマスガス化システム１４に、実施例２から実施例５のバイオマスガス化システムにおける、バイオマス２５を熱処理又は水蒸気処理するバイオマス処理手段５５を設けることができる。この構成によれば、バイオマス処理手段５５によって熱処理又は水蒸気処理されることにより、細孔の成長が促され、タール吸着能が向上したバイオマス５７が、バイオマスホッパ３５に供給され、ガス精製手段２３に供給される。このバイオマス５７がガス精製手段２３に保持されるため、ガス精製手段２３におけるタール吸着能が向上する点で好ましい。
【０１０８】
また、バイオマスガス化システム１４に、実施例３から実施例５のバイオマスガス化システムにおけるＨ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けてもよい。Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段５９を設けることで、Ｈ２Ｓを吸着することのできるＨ２Ｓ吸着剤６１がガス精製手段２３に供給され、ガス精製手段２３に保持される。従って、精製ガス２１に含まれるＨ２ＳをＨ２Ｓ吸着剤６１によっても吸着することができるため、精製ガス排出部２９から排出される精製ガス２１の純度を高めることができる。
【０１０９】
ここで、バイオマスガス化システム１４の動作を説明する。実施例７に係るバイオマスガス化システムにおいては、冷却器１９により冷却されたガス化ガス１７は、ガス化ガス導入部２７からガス精製手段２３に導入される。ガス精製手段２３には、バイオマスホッパ３５より供給されたバイオマス２５と、活性炭を保持したフィルタ８９でタール成分を捕捉することにより、フィルタ８９に保持された活性炭が破瓜した破瓜後活性炭粒子９５とがガス精製材９７として保持されている。このガス精製手段２３内をガス化ガス１７が通過することにより、ガス化ガス１７中に含まれるタール成分等がガス精製材９７に吸着され、精製ガス２１が生成される。精製ガス２１は、精製ガス排出部２９より、ガス精製手段２３から排出され、活性炭を保持したフィルタ８９に導入され、フィルタ８９でさらに精製された後、最終的な精製ガスとされる。
【０１１０】
一方、フィルタ８９に保持された活性炭は、ガス化ガス２１中のタール成分を吸着することにより破瓜し、破瓜後活性炭９１となり、破瓜後活性炭粒子供給手段９３に導入される。破瓜後活性炭粒子供給手段９３では、破瓜後活性炭９１の粒子径が、例えば１０ｍｍ以上と大きい場合には、この破瓜後活性炭９１を粉砕等し、破瓜後活性炭粒子９５が生成される。破瓜後活性炭粒子９５は、破瓜後活性炭粒子供給手段９３によってガス精製手段２３に供給され、ガス精製手段２３においてバイオマス２５と共に保持される。
【０１１１】
ガス精製材９７は、ガス精製手段２３においてタール成分等吸着した後、ガス精製手段２３の下部に設けられたガス精製材排出手段５１によって、ガス精製手段２３から排出される。そして、排出されたガス精製材９７は、ガス精製材搬送手段５３によって、バイオマスガス化炉１１のバイオマス供給手段５へ搬送される。従って、ガス化ガスを活性炭で精製するシステムにおいては別途必要であった破瓜後の活性炭の処理が不要になり、該破瓜後活性炭９１の処理コストの削減も図ることができる。
【実施例８】
【０１１２】
図１１は、実施例８に係るバイオマスガス化システムの概略を示す図である。なお、実施例１のバイオマスガス化システム２と同一部材には同一符号を付して重複した説明は省略する。また、システム構成は実施例１のシステムと同一であるので、図１１においては一部のみを示している。
【０１１３】
図１１に示すように、実施例８に係るバイオマスガス化システム１６においては、ガス精製手段９９を備える。このガス精製手段９９内部には、バイオマス２５と、細孔を有する多孔質材としてガス化チャー３９とが保持される。また、ガス精製手段９９は、ガス精製手段９９内に配設され、冷却器１９からのガス化ガス１７を、ガス精製手段９９内に導入するガス化ガス導入部２７と、ガス精製手段９９によって精製された精製ガス２１を外部に排出する精製ガス排出部２９とを有する。ここで、ガス化ガス導入部２７は多孔質材からなるものとすることができ、少なくとも１つ設けられる。また、精製ガス排出部２９は多孔質材からなるものとすることができ、少なくとも１個（本実施例では２個）設けることができる。
【０１１４】
また、バイオマスガス化システム１６においては、バイオマスホッパ３５にバイオマス２５を供給する供給フィーダ１１５が設けられると共に、バイオマスホッパ３５の下方底面には、バイオマス２５を所定量スクリュウフィーダ１０７に切出す切出しレーキ１１７が設けられている。
【０１１５】
また、バイオマスガス化システム１６では、バイオマスホッパ３５のスクリュウフィーダ１０７の出口とガス精製手段９９の上蓋１１３とを連通する通路１０９が設けられ、バイオマス２５はこの通路１０９を通されて、ガス精製手段９９に供給されている。なお、ガス精製手段９９の上蓋１１３にはレベル計が設けられ、ガス精製手段９９に供給されるバイオマス２５の量を所定値に保つようにスクリュウフィーダ１０７の回転を制御するようにしている。
【０１１６】
そして、ガス精製手段９９の下方底面には、ガス化ガス１７中のタール成分等を吸着した後のバイオマス２５及びガス化チャー３９からなるガス精製材４９を切出す切出しレーキ１１１が設けられている。この切出しレーキ１１１の切出し口側には、スクリュウフィーダ１０１が設けられており、切出しレーキ１１１に切出されたガス精製材４９をガス精製材搬送手段５３におけるインジェクタ１０３側へ供給するスタンドパイプ１０５へ切出すようにしている。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
以上のように、本発明に係るバイオマスガス化システム及びバイオマスガス化方法は、バイオマスガス化により生成されるガスの純度を向上させるのに有用であり、特に、ガスタービン及び燃料電池等に利用し、またガスを高度に精製する触媒に導入するガスを生成するのに適している。
【符号の説明】
【０１１８】
１ バイオマス
２、４、６、８、１０、１２、１４、１６ バイオマスガス化システム
３ 炉本体
５ バイオマス供給手段
７ 酸化剤
９ 酸化剤供給手段
１１ バイオマスガス化炉
１３、１７ ガス化ガス
１５ 除塵装置
１５ａ ガス化チャー再供給経路
１９ 冷却器
１９ａ 水蒸気供給経路
２１、２１１、２１２ 精製ガス
２３、２３１、２３２、９９ ガス精製手段
２５、５７ バイオマス
２７、２７１、２７２ ガス化ガス導入部
２９、２９１、２９２ 精製ガス排出部
３１、８９ フィルタ
３５、７５、３５１、３５２ バイオマスホッパ
３７、３７１、３７２ 不活性ガス排出口
３９、６９ ガス化チャー
４１ 不活性ガス
４３ 不活性ガス供給手段
４５、７３、７９ ガス化チャー供給経路
４７ ガス化チャーホッパ
４９、５８、６３、７１、９７ ガス精製材
５１、５１１、５１２ ガス精製材排出手段
５３、５３１、５３２ ガス精製材搬送手段
５５ バイオマス処理手段
５９ Ｈ２Ｓ吸着剤供給手段
６１ Ｈ２Ｓ吸着剤
６５ 水蒸気
６７ 水蒸気供給手段
７７ 精製ガス供給経路
８１ ミクロ孔
８３ メソ孔
８５ マクロ孔
８７ 細孔
９１ 破瓜後活性炭
９３ 破瓜後活性炭粒子供給手段
９５ 破瓜後活性炭粒子
１０１、１０７ スクリュウフィーダ
１０３ インジェクタ
１０５ スタンドパイプ
１０９ 通路
１１１、１１７ 切出しレーキ
１１３ 上蓋
１１５ 供給フィーダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマスをガス化するバイオマスガス化炉と、
該バイオマスガス化炉で生成されたガス化ガス中に含まれるガス化チャーを除去する除塵装置と、
該除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを精製し精製ガスとするガス精製手段とを備え、
該ガス精製手段は、
バイオマスガス化炉に供給されるバイオマスと、細孔を有する多孔質粒子とを内部に保持すると共に、
前記ガス精製手段に前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを導入するガス化ガス導入部と、
前記バイオマス及び細孔を有する多孔質粒子を通過し精製された精製ガスを排出する精製ガス排出部とを有することを特徴とするバイオマスガス化システム。
【請求項２】
前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に設けられ、前記精製ガス中に含まれる不純物質を捕捉するフィルタを設けることを特徴とする請求項１に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項３】
前記ガス精製手段に供給されるバイオマスを、熱処理又は水蒸気処理するバイオマス処理手段を設けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項４】
前記ガス精製手段に、Ｈ２Ｓを前記ガス化ガスから除去する吸着剤を供給するＨ２Ｓ吸着剤供給手段を設けることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項５】
前記フィルタが、前記精製ガス中に含まれるタール成分を捕捉する活性炭を保持するフィルタであり、
前記多孔質粒子は、前記活性炭がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項６】
前記多孔質粒子が、前記除塵装置で除去されたガス化チャーであり、
該除塵装置で除去されたガス化チャーを前記ガス精製手段に供給するガス化チャー供給経路を設けることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項７】
前記ガス化チャー供給経路に、水蒸気を供給する水蒸気供給手段を設けることを特徴とする請求項６に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項８】
前記ガス化チャー供給経路は、
ガス化チャーを搬送するための不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記ガス精製手段に供給するバイオマスを保持すると共に、前記ガス化チャーが導入され、前記バイオマスに含まれる空気をガス化チャー搬送用の前記不活性ガスで置換するバイオマスホッパとを有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項９】
前記ガス精製手段を複数有し、
上流側のガス精製手段の前記精製ガス排出部と、該上流側のガス精製手段よりも下流側のガス精製手段の前記ガス化ガス導入部とを連通する精製ガス供給経路を設けることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項１０】
前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に、前記精製ガス中に含まれるタール成分を捕捉する活性炭を保持するフィルタを設けることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項１１】
前記ガス精製手段に、前記活性炭がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子を供給する破瓜後活性炭粒子供給手段を設けることを特徴とする請求項１０に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項１２】
バイオマスをバイオマスガス化炉でガス化する工程と、
前記バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーを除塵装置で除去する工程と、
内部にバイオマス及び前記除塵装置で除去されたガス化チャーが保持されたガス精製手段に、前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを通して、該ガス化ガスを精製する工程とを有することを特徴とするバイオマスガス化方法。
【請求項１３】
バイオマスをバイオマスガス化炉でガス化する工程と、
前記バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーを除塵装置で除去する工程と、
内部にバイオマス及び破瓜後活性炭粒子が保持されたガス精製手段に前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを通して、該ガス化ガスを精製する工程と、
前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に設けられた活性炭を保持するフィルタに該精製ガスを通して、該精製ガスを精製する工程と、
前記活性炭がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子を前記ガス精製手段に供給する工程とを有することを特徴とするバイオマスガス化方法。
【請求項１】
バイオマスをガス化するバイオマスガス化炉と、
該バイオマスガス化炉で生成されたガス化ガス中に含まれるガス化チャーを除去する除塵装置と、
該除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを精製し精製ガスとするガス精製手段とを備え、
該ガス精製手段は、
バイオマスガス化炉に供給されるバイオマスと、細孔を有する多孔質粒子とを内部に保持すると共に、
前記ガス精製手段に前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを導入するガス化ガス導入部と、
前記バイオマス及び細孔を有する多孔質粒子を通過し精製された精製ガスを排出する精製ガス排出部とを有することを特徴とするバイオマスガス化システム。
【請求項２】
前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に設けられ、前記精製ガス中に含まれる不純物質を捕捉するフィルタを設けることを特徴とする請求項１に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項３】
前記ガス精製手段に供給されるバイオマスを、熱処理又は水蒸気処理するバイオマス処理手段を設けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項４】
前記ガス精製手段に、Ｈ２Ｓを前記ガス化ガスから除去する吸着剤を供給するＨ２Ｓ吸着剤供給手段を設けることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項５】
前記フィルタが、前記精製ガス中に含まれるタール成分を捕捉する活性炭を保持するフィルタであり、
前記多孔質粒子は、前記活性炭がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項６】
前記多孔質粒子が、前記除塵装置で除去されたガス化チャーであり、
該除塵装置で除去されたガス化チャーを前記ガス精製手段に供給するガス化チャー供給経路を設けることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項７】
前記ガス化チャー供給経路に、水蒸気を供給する水蒸気供給手段を設けることを特徴とする請求項６に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項８】
前記ガス化チャー供給経路は、
ガス化チャーを搬送するための不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記ガス精製手段に供給するバイオマスを保持すると共に、前記ガス化チャーが導入され、前記バイオマスに含まれる空気をガス化チャー搬送用の前記不活性ガスで置換するバイオマスホッパとを有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項９】
前記ガス精製手段を複数有し、
上流側のガス精製手段の前記精製ガス排出部と、該上流側のガス精製手段よりも下流側のガス精製手段の前記ガス化ガス導入部とを連通する精製ガス供給経路を設けることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項１０】
前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に、前記精製ガス中に含まれるタール成分を捕捉する活性炭を保持するフィルタを設けることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか１項に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項１１】
前記ガス精製手段に、前記活性炭がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子を供給する破瓜後活性炭粒子供給手段を設けることを特徴とする請求項１０に記載のバイオマスガス化システム。
【請求項１２】
バイオマスをバイオマスガス化炉でガス化する工程と、
前記バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーを除塵装置で除去する工程と、
内部にバイオマス及び前記除塵装置で除去されたガス化チャーが保持されたガス精製手段に、前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを通して、該ガス化ガスを精製する工程とを有することを特徴とするバイオマスガス化方法。
【請求項１３】
バイオマスをバイオマスガス化炉でガス化する工程と、
前記バイオマスガス化炉で生成したガス化ガス中のガス化チャーを除塵装置で除去する工程と、
内部にバイオマス及び破瓜後活性炭粒子が保持されたガス精製手段に前記除塵装置でガス化チャーが除去されたガス化ガスを通して、該ガス化ガスを精製する工程と、
前記ガス精製手段の前記精製ガスの出口下流に設けられた活性炭を保持するフィルタに該精製ガスを通して、該精製ガスを精製する工程と、
前記活性炭がタール成分を捕捉することによって破瓜した破瓜後活性炭粒子を前記ガス精製手段に供給する工程とを有することを特徴とするバイオマスガス化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−９４０３６（Ｐ２０１１−９４０３６Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９４９７（Ｐ２００９−２４９４９７）
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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