粉粒体供給装置
【課題】粉粒体を安定して効率よく供給することができる粉粒体供給装置を提供する。
【解決手段】粉砕したバイオマス１から生成ガス２を得るガス化炉５０内に当該バイオマス１を供給する粉粒体供給装置１００であって、水蒸気を主成分とする搬送ガス２によりバイオマス１をガス化炉５０内に気流搬送するインジェクションフィーダ１３０を備えるようにした。
【解決手段】粉砕したバイオマス１から生成ガス２を得るガス化炉５０内に当該バイオマス１を供給する粉粒体供給装置１００であって、水蒸気を主成分とする搬送ガス２によりバイオマス１をガス化炉５０内に気流搬送するインジェクションフィーダ１３０を備えるようにした。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する粉粒体供給装置に関し、特に、バイオマスとガス化剤と反応させて生成ガスを得るガス化炉に当該バイオマスを供給する場合に適用すると有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
環境保全等の観点から、化石燃料使用による二酸化炭素排出の抑制が検討されている。特に、草木等のバイオマスを原料に用いてメタノール等のような液体燃料を製造するようにすれば、当該液体燃料の使用によって生成する二酸化炭素を消費して成長する植物から当該液体燃料を製造することができるので、循環型のエネルギサイクルを確立することができると共に、廃棄物の発生量を著しく減少させることができる。
【０００３】
このようなバイオマスを原料に用いてメタノール等のような液体燃料を製造するには、図７R>７に示すように、乾燥して粉砕されたバイオマス１をホッパ１０内に貯蔵し、当該ホッパ１０の下部に設けられたスクリュフィーダ２０で当該ホッパ１０内のバイオマス１を定量ずつ送出し、連絡管４１によりロータリバルブ４３を介してガス化炉５０内に供給すると共に、水蒸気および酸素（または空気）を含有するガス化剤３をガス化炉５０内に送給して、バイオマス１を部分燃焼または水蒸気ガス化させることにより生成ガス（主に一酸化炭素と水素ガスとの混合ガス）４を生じさせ、この生成ガス４を冷却塔で冷却した後、メタノール等の液体燃料の合成塔に送給して当該ガス４中の一酸化炭素と水素ガスとを反応させてメタノール等の液体燃料を生成させている。なお、前記ガス化剤３の連絡管４１内への逆流を防ぐため、窒素ガス等のシールガス２をシールガス供給装置４４から連絡管４１内へ送給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、ガス化炉５０内にバイオマス１を供給する際には、連絡管４１内へのガス化剤３の逆流を防止するために連絡管４１内へシールガス２を送給しているものの、ガス化炉５０内に流入するシールガス２の流入量が多くなってしまうと、バイオマス１のガス化効率が低下してしまうおそれがあった。
【０００５】
このような問題は、バイオマス１を上記ガス化炉５０内に供給する場合に限らず、石炭や廃プラスチックス等のような有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給するような場合であれば、上述した場合と同様にして起こり得ることであった。
【０００６】
このようなことから、本発明は、粉粒体を安定して効率よく供給することができる粉粒体供給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明による粉粒体供給装置は、有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する粉粒体供給装置であって、水蒸気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガスのうちの少なくとも一つを主成分とする搬送ガスにより前記粉粒体を前記炉内に気流搬送するインジェクションフィーダを備えていることを特徴とする。
【０００８】
第二番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目の発明において、前記インジェクションフィーダの、前記搬送ガスの受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガスの受入方向と前記粉粒体の受入方向とのなす角度が１５〜７５°であることを特徴とする。
【０００９】
第三番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目または第二番目の発明において、前記粉粒体がバイオマスであり、前記炉が、水蒸気および酸素を含むガス化剤を供給されて、当該ガス化剤と前記バイオマスとを反応させて当該バイオマスから生成ガスを得るガス化炉であることを特徴とする。
【００１０】
第四番目の発明による粉粒体供給装置は、第三番目の発明において、前記搬送ガスが、前記ガス化剤、前記生成ガスをメタノール等の液体燃料製造の原料に使用した際のオフガス、機器から排出される燃焼ガスのうちのいずれかであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による粉粒体供給装置を、バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する際に適用した場合の実施の形態を図１〜５を用いて以下に説明する。図１は、粉粒体供給装置の概略構成図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面矢線視図、図３は、図２の ＩＩＩ−ＩＩＩ 線断面矢線視図、図４は、図１の切り出しスクリュフィーダの抽出拡大図、図５は、図１R>１のインジェクションフィーダの抽出拡大図である。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１２】
図１に示すように、有機物を乾燥粉砕した粉粒体であるバイオマス１を貯蔵するホッパ１１０の底面を有する円筒状の外筒１１１の内部には、当該外筒１１１よりも小径をなす円筒状をなす内筒１１２が当該外筒１１１と同軸をなして配設されており、当該内筒１１２は、その下端部と外筒１１１の底面との間に所定の間隔の隙間を有するように当該外筒１１１と固定連結している。
【００１３】
図１〜３に示すように、前記内筒１１２の下端側の外周面には、円筒状をなす調整筒１１３が当該内筒１１２の軸方向に沿って移動できるように嵌合しており、当該調整筒１１３を昇降移動させることにより、外筒１１１と内筒１１２との間と内筒１１２の内部との間の隙間の大きさを調整することができるようになっている。この調整筒１１３の下端部側には、切欠部１１３ａが周方向に沿って所定の間隔で複数形成されている。
【００１４】
図１〜３に示すように、前記外筒１１１の底面上には、鎌状に湾曲した形状をなす複数のレーキ１１４（本実施の形態では２つ）が配設されており、当該レーキ１１４は、その基端が外筒１１１の中心の回転軸１１５に支持される一方、その先端が外筒１１１の内周面近傍にまで位置すると共に、回転方向先端側ほど厚さが薄くなるように形成されている。外筒１１１の底面の当該外筒１１１と内筒１１２との間には、当該外筒１１１の内部と外部との間を連通する開口部１１１ａが形成されている。なお、図１中、１１６は駆動モータである。
【００１５】
図１，４に示すように、前記ホッパ１１０の外筒１１１の前記開口部１１１ａには、切り出しスクリュフィーダ（定量フィーダ）１２０のケーシング１２１の基端側上部の受入口が接続している。ケーシング１２１内には、駆動軸１２２が回転可能に設けられている。駆動軸１２２には、スクリュ１２３が取り付けられており、当該スクリュ１２３は、基端側のピッチ間隔、より具体的には、前記ホッパ１１０の外筒１１１の前記開口部１１１ａの下方部分のピッチ間隔が、先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されている。なお、図１中、１２４は駆動モータである。
【００１６】
図１に示すように、前記切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の先端側下部の送出口には、フレキシブルパイプ１４２を途中に有する連絡管１４１の一端（上端）側が連結している。
【００１７】
図１，５に示すように、前記連絡管１４１の他端（下端）側には、インジェクションフィーダ（搬送フィーダ）１３０の円錐筒状をなすシュート１３１の受入口（大径側）が接続している。シュート１３１の送出口（小径側）には、エジェクタ本体１３２の一方の受入口が接続している。エジェクタ本体１３２の他方の受入口には、水蒸気を主成分とする搬送ガス２を供給する供給ノズル１３３が接続している。エジェクタ本体１３２の送出口には、円錐筒状をなすレジューサ１３４の受入口（大径側）が接続している。レジューサ１３４の送出口（小径側）には、供給管１３５の基端側が接続している。供給管１３５の先端側は、ガス化炉５０の内部の下方寄りに連結している。
【００１８】
図５に示すように、前記インジェクションフィーダ１３０のエジェクタ本体１３２は、前記供給ノズル１３３の軸心と前記レジューサ１３４の軸心とが同軸上に位置するように前記他方の受入口及び前記送出口が形成されると共に、上記供給ノズル１３３の軸心と上記レジューサ１３４の軸心とを結ぶ線と前記シュート１３１の軸心の延長線とで形成される当該シュート１３１と当該供給ノズル１３３との間の角度θが１５〜７５°（好ましくは３０〜６０°）となるように前記一方の受入口が形成されている。すなわち、インジェクションフィーダ１３０は、前記搬送ガス２の受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガス２の受入方向とバイオマス１の受入方向とのなす角度が１５〜７５°（好ましくは３０〜６０°）となっているのである。
【００１９】
図１に示すように、前記ホッパ１１０の内筒１１２に取り付けられた支持部材１４６は、重量変化計測手段であるロードセル１４５を介して架台１４９に支持されている。また、前記切り出しスクリュフィーダ１２０は、変動吸収手段であるフレキシブルジョイント１４８を途中に設けた支持部材１４７を介して上記架台１４９に固定支持されている。上記フレキシブルジョイント１４８と前記フレキシブルパイプ１４２とは、そのばね定数が同一となっている。
【００２０】
図１に示すように、ガス化炉５０の下部には、当該ガス化炉５０の内部に水蒸気および酸素（または空気）を含むガス化剤３を供給する供給管５１が連結されている。ガス化炉５０の上部には、前記バイオマス１と上記ガス化剤３とを反応させて当該バイオマス１から得られた生成ガス４を当該ガス化炉５０から送出する送出管５２が連結されている。
【００２１】
このようにして構成された粉粒体供給装置１００の作用を次に説明する。
【００２２】
ホッパ１１０の調整筒１１３を昇降させて外筒１１１と内筒１１２との間と内筒１１２の内部との間の隙間の大きさを調整すると共に、乾燥粉砕されたバイオマス１をホッパ１１０の内筒１１２内に投入すると、バイオマス１は、内筒１１２の上記隙間から水平方向に沿って外筒１１１と内筒１１２との間の空間に一旦流出した後に、前記開口部１１１ａから送出して切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口内に流入する。
【００２３】
ここで、切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口上に堆積するバイオマス１は、その高さ量が小さく、自重による圧縮を抑制された状態で当該切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１内に供給されるようになる。
【００２４】
続いて、切り出しスクリュフィーダ１２０の駆動モータ１２４を作動して駆動軸１２２を介してスクリュ１２３を回転させると、切り出しスクリュ１２０は、ケーシング１２１内に流入したバイオマス１を前記送出口から送出させるように搬送する。これと同時に、ホッパ１１０の駆動モータ１１６を作動して回転軸１１５を介してレーキ１１４を回転させると、当該レーキ１１４が内筒１１２の内部に貯蔵された底面側のバイオマス１を攪拌しながら外筒１１１と内筒１１２との間に水平方向に沿って移送する。
【００２５】
このとき、レーキ１１４の回転に伴って、内筒１１２の内部から外筒１１１と内筒１１２との間に移送されるバイオマス１の量は、前記開口部１１１ａから送出される量、すなわち、切り出しスクリュフィーダ１２０で送出される量より多くなるが、外筒１１１と内筒１１２との間のバイオマス１の堆積高さが常に略一定となるため、バイオマス１が外筒１１１と内筒１１２との間に充満して圧密状態や閉塞状態となるようなことはない。
【００２６】
なぜなら、レーキ１１４の形状は、内筒１１２のバイオマス１の径方向外側への押し出し力が、外筒１１１と内筒１１２との間にバイオマス１を安息角（すべり角）以上に堆積させる力よりも小さくなる鎌状をなしているからである。
【００２７】
このため、外筒１１１と内筒１１２との間に堆積するバイオマス１の上面部分と前記開口部１１１ａを介して切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口との間のバイオマス１の高さを常に略一定とすることができ、当該間のバイオマス１の自重による圧縮密度を常に一定にすることができる。
【００２８】
また、切り出しスクリュフィーダ１２０の前記スクリュ１２３は、基端側のピッチ間隔が前述したように先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されていることから、切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口上に堆積するバイオマス１は、上記スクリュ１２３により、まんべんなく切り出され、圧縮されることなく搬送される。
【００２９】
このため、切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口部分にバイオマス１が片寄って堆積してしまうこと（ブリッジング）を防止できると共に、バイオマス１の圧縮密度変化を防止することができるので、バイオマス１をさらに確実に定量的に搬送することができる。
【００３０】
このようにして切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の送出口から圧縮されることなく送出されたバイオマス１は、連絡管１４１、フレキシブルパイプ１４２を介してインジェクションフィーダ１３０のシュート１３１へ定量ずつ供給される。
【００３１】
これと同時に、インジェクションフィーダ１３０の供給ノズル１３３からエジェクタ本体１３２内に前記搬送ガス２が供給されることにより、上記シュート１３１へ供給された前記バイオマス１は、エジェクタ本体１３２内へ吸い込まれて、当該搬送ガス２中にムラなく分散されながらレージュサ１３４から噴出され、供給管１３５内を気流搬送されることによりガス化炉５０の内部に定量で供給され、供給管５１から供給された前記ガス化剤３と反応し、生成ガス４となって送出管５２から送出される。
【００３２】
ここで、インジェクションフィーダ１３０は、ガス化剤３の成分である水蒸気を主成分とする搬送ガス２により、切り出しスクリュフィーダ１２０からのバイオマス１を吸い込んで当該搬送ガス２中にムラなく分散させながらガス化炉５０の内部に気流搬送するので、バイオマス１をガス化炉５０の内部に均一に分散させて供給することができると共に、不活性ガス等のような反応効率の低下を生じさせるガスを使用しなくても、切り出しスクリュフィーダ１２０側へのガス化剤３の逆流を防ぐことができるので、反応効率を向上させることができる。
【００３３】
また、インジェクションフィーダ１３０の、前記搬送ガス２の受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガス２の受入方向とバイオマス１の受入方向とのなす角度が１５〜７５°（好ましくは３０〜６０°）となっているので、バイオマス１のように流動性の低い粉粒体であっても、インジェクションフィーダ１３０のシュート１３１内にバイオマス１を詰まらせることなく確実に送給することができる。
【００３４】
このようにしてホッパ１１０内のバイオマス１をガス化炉５０内に定量ずつ供給して、ホッパ１１０内のバイオマス１の量が順次減少し、ホッパ１１０の重量が軽くなると、前記ロードセル１４５が前記支持部材１４６を介してホッパ１１０の重量変化を検出するので、ホッパ１１０内のバイオマス１の残存量を検知して、時間当たりの重量減量、すなわち、供給量を演算して正確に求めることができ、必要に応じて、ホッパ１１０の内筒１１２内にバイオマス１を補給して運転を引き続いて行うようにしたり、前記駆動モータ１１６，１２４等の作動を停止して運転を停止したりすることができる。
【００３５】
ここで、ホッパ１１０が、前記フレキシブルパイプ１４２により、基礎（地面）に対して自在に支持されている（縁切りされている）と共に、前記フレキシブルジョイント１４８により、前記インジェクションフィーダ１３０側の圧力による上下方向の変動を吸収（相殺）されるようになっているので、ロードセル１４５は、ホッパ１１０の重量変化を正確に検出することができ、時間当たりの重量減量、すなわち、供給量を演算して正確に求めることができる。
【００３６】
よって、本実施の形態の粉粒体供給装置１００においては、以下のような効果を得ることができる。
【００３７】
（１）ホッパ１１０の内筒１１２内に貯蔵されたバイオマス１を外筒１１１と内筒１１２との間に水平方向に沿って移送して前記開口部１１１ａから送出することにより切り出しスクリュフィーダ１２０に送給するようにしたので、切り出しスクリュフィーダ１２０の受入口上のバイオマス１の堆積高さを小さくすることができ、当該バイオマス１の自重による圧縮を抑制した状態で切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１内に供給することができる。
【００３８】
（２）内筒１１２の内部から外筒１１１と内筒１１２との間に移送されるバイオマス１の量が、前記開口部１１１ａから送出される量、すなわち、切り出しスクリュフィーダ１２０で送出される量より多くなるが、外筒１１１と内筒１１２との間のバイオマス１の堆積高さが常に略一定となるため、バイオマス１が外筒１１１と内筒１１２との間に充満して圧密状態や閉塞状態となるようなことはないので、当該間のバイオマス１の圧縮密度を常に一定にすることができる。
【００３９】
（３）外筒１１１と内筒１１２との間と内筒１１２の内部との間の隙間の大きさを調整筒１１３で調整することができるので、バイオマス１の粉砕サイズや品種（例えば草か木材か）等の各種物性に応じて、外筒１１１と内筒１１２との間のバイオマス１の堆積量を適切に調整することができる。
【００４０】
（４）調整筒１１３の下端部側に切欠部１１３ａを設けたので、外筒１１１と内筒１１２との間のバイオマス１の堆積量を適切に維持しながらも、内筒１１２の内側と外側との間でのバイオマス１の移動の容易化を図ることができる。
【００４１】
（５）切り出しスクリュフィーダ１２０のスクリュ１２３の基端側のピッチ間隔が、先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されているので、当該スクリュ１２３による搬送方向において、切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口上のバイオマス１をまんべんなく切り出して、圧縮することなく送出することができる。そのため、バイオマス１が切り出しスクリュフィーダ１２０の受入口部分で片寄って堆積してしまうことを防止することができ、当該部分でのバイオマス１のブリッジングを防止することができると共に、バイオマス１の圧縮密度変化を防止することができるので、バイオマス１をさらに確実に定量的に搬送することができる。
【００４２】
（６）インジェクションフィーダ１３０により、切り出しスクリュフィーダ１２０からのバイオマス１を搬送ガス２で吸い込んで当該搬送ガス２中にムラなく分散させながらガス化炉５０の内部に気流搬送するので、バイオマス１をガス化炉５０の内部に均一に分散させて供給することができると共に、不活性ガス等のような反応効率の低下を生じさせるガスを使用しなくても、切り出しスクリュフィーダ１２０側へのガス化剤３の逆流を防ぐことができるので、反応効率を向上させることができる。さらに、切り出しスクリュフィーダ１２０側へのガス化剤３の逆流を防ぐことができることから、従来使用していたロータリバルブを省くことができると共に、ホッパ１１０側を大気開放系とすることができるので、装置構造の簡略化を図ることができると共に、ホッパ１１０内へのバイオマス１の補充の容易化を図ることができる。
【００４３】
（７）インジェクションフィーダ１３０の、前記搬送ガス２の受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガス２の受入方向とバイオマス１の受入方向とのなす角度が１５〜７５°（好ましくは３０〜６０°）となっているので、バイオマス１のように流動性の低い粉粒体であっても、インジェクションフィーダ１３０のシュート１３１内にバイオマス１を詰まらせることなく確実に送給することができる。
【００４４】
（８）ホッパ１１０が、フレキシブルパイプ１４２により、基礎（地面）に対して自在に支持されている（縁切りされている）と共に、フレキシブルジョイント１４８により、上下方向の変動を吸収（相殺）されるようになっているので、ホッパ１１０の重量変化をロードセル１４５で正確に検出することができ、時間当たりの重量減量、すなわち、供給量を演算して正確に求めることができる。
【００４５】
したがって、本実施の形態の粉粒体供給装置１００によれば、バイオマス１を安定して効率よく供給することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、図４に示したように、基端側のピッチ間隔が先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されたスクリュ１２３を有する切り出しスクリュフィーダ１２０を適用したが、これに代えて、例えば、図６に示すように、基端側の羽根高さが先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されたスクリュ２２３を有する切り出しスクリュフィーダ２２０を適用しても、上述した切り出しスクリュフィーダ１２０の場合と同様な作用効果を得ることができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、内筒１１２の内部に貯蔵されたバイオマス１を外筒１１１と内筒１１２との間に水平方向に沿って移送して、当該間に形成した開口部１１１ａからバイオマス１を送出するようにしたが、これとは逆に、外筒と内筒との間にバイオマス１を貯蔵して、当該間のバイオマス１を内筒の内部に水平方向に沿って移送して、外筒の底面の内筒内部側に形成した開口部からバイオマス１を送出するようにすることも可能である。
【００４８】
また、本実施の形態では、ホッパ１１０の調整筒１１３の下端部側に切欠部１１３ａを周方向に沿って所定の間隔で複数設けたが、当該切欠部１１３ａを省略することも可能である。
【００４９】
また、本実施の形態では、ばね定数が同一のフレキシブルジョイント１４８とフレキシブルパイプ１４２とを用いるようにしたが、例えば、上記フレキシブルジョイント１４８に代えて、上記フレキシブルパイプ１４２を備えた前記連絡管１４１を適用することにより、そのばね定数を同一とすることも可能である。
【００５０】
また、搬送ガス２としては、本実施の形態のような水蒸気を主成分とするもの以外に、水蒸気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガスのようなバイオマス１のガス化反応時に生成するガス成分のうちの少なくとも一つを主成分とするガスであればよく、例えば、前記ガス化剤３（水蒸気と酸素（または空気）との混合ガス）や、前記ガス化炉５０での生成ガス４を使用してメタノール等のような液体燃料を製造した際に生じるオフガス（ＣＯやＨ２ やＣＨ４ 等の混合ガス）や、ガスタービン等の各種の機器から排出される燃焼ガス（ＣＯ２ や水蒸気等の混合ガス）等を挙げることができる。ここで、上記オフガスや燃焼ガスを使用すれば、当該ガス中の各種成分を有効利用することができると共に、当該ガスの熱エネルギも有効利用することができ、さらに低コスト化を図ることができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、バイオマス１のガス化炉５０にバイオマス１を供給する際に適用した場合について説明したが、これに限らず、粉砕した石炭や廃プラスチックスをガス化炉や燃焼炉等に供給する場合等のように有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する場合であれば、本実施の形態の場合と同様に利用して、本実施の形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
第一番目の発明による粉粒体供給装置は、有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する粉粒体供給装置であって、水蒸気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガスのうちの少なくとも一つを主成分とする搬送ガスにより前記粉粒体を前記炉内に気流搬送するインジェクションフィーダを備えているので、炉内に粉粒体を安定して効率よく供給することができる。
【００５３】
第二番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目の発明において、前記インジェクションフィーダの、前記搬送ガスの受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガスの受入方向と前記粉粒体の受入方向とのなす角度が１５〜７５°であるので、粉粒体をインジェクションフィーダに詰まらせることなく炉内に確実に供給することができる。
【００５４】
第三番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目または第二番目の発明において、前記粉粒体がバイオマスであり、前記炉が、水蒸気および酸素を含むガス化剤を供給されて、当該ガス化剤と前記バイオマスとを反応させて当該バイオマスから生成ガスを得るガス化炉であるので、上述した効果を最も効率よく発現することができる。
【００５５】
第四番目の発明による粉粒体供給装置は、第三番目の発明において、前記搬送ガスが、前記ガス化剤、前記生成ガスをメタノール等の液体燃料製造の原料に使用した際のオフガス、機器から排出される燃焼ガスのうちのいずれかであるので、上記ガス中の成分を有効に利用することができると共に、当該ガス中の熱エネルギを有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による粉粒体供給装置を、バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する際に適用した場合の実施の形態の概略構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面矢線視図である。
【図３】図２の ＩＩＩ−ＩＩＩ 線断面矢線視図である。
【図４】図１の切り出しスクリュフィーダの抽出拡大図である。
【図５】図１のインジェクションフィーダの抽出拡大図である。
【図６】本発明による粉粒体供給装置の他の実施の形態の切り出しスクリュフィーダの概略構成図である。
【図７】バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する従来の粉粒体供給装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
１ バイオマス
２ 搬送ガス
３ ガス化剤
４ 生成ガス
５０ ガス化炉
５１ 供給管
５２ 送出管
１００ 粉粒体供給装置
１１０ ホッパ
１１１ 外筒
１１１ａ 開口部
１１２ 内筒
１１３ 調整筒
１１３ａ 切欠部
１１４ レーキ
１１５ 回転軸
１１６ 駆動モータ
１２０，２２０ 切り出しスクリュフィーダ
１２１ ケーシング
１２２ 駆動軸
１２３，２２３ スクリュ
１２４ 駆動モータ
１３０ インジェクションフィーダ
１３１ シュート
１３２ エジェクタ本体
１３３ 供給ノズル
１３４ レジューサ
１３５ 供給管
１４１ 連絡管
１４２ フレキシブルパイプ
１４５ ロードセル
１４６，１４７ 支持部材
１４８ フレキシブルジョイント
１４９ 架台
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する粉粒体供給装置に関し、特に、バイオマスとガス化剤と反応させて生成ガスを得るガス化炉に当該バイオマスを供給する場合に適用すると有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
環境保全等の観点から、化石燃料使用による二酸化炭素排出の抑制が検討されている。特に、草木等のバイオマスを原料に用いてメタノール等のような液体燃料を製造するようにすれば、当該液体燃料の使用によって生成する二酸化炭素を消費して成長する植物から当該液体燃料を製造することができるので、循環型のエネルギサイクルを確立することができると共に、廃棄物の発生量を著しく減少させることができる。
【０００３】
このようなバイオマスを原料に用いてメタノール等のような液体燃料を製造するには、図７R>７に示すように、乾燥して粉砕されたバイオマス１をホッパ１０内に貯蔵し、当該ホッパ１０の下部に設けられたスクリュフィーダ２０で当該ホッパ１０内のバイオマス１を定量ずつ送出し、連絡管４１によりロータリバルブ４３を介してガス化炉５０内に供給すると共に、水蒸気および酸素（または空気）を含有するガス化剤３をガス化炉５０内に送給して、バイオマス１を部分燃焼または水蒸気ガス化させることにより生成ガス（主に一酸化炭素と水素ガスとの混合ガス）４を生じさせ、この生成ガス４を冷却塔で冷却した後、メタノール等の液体燃料の合成塔に送給して当該ガス４中の一酸化炭素と水素ガスとを反応させてメタノール等の液体燃料を生成させている。なお、前記ガス化剤３の連絡管４１内への逆流を防ぐため、窒素ガス等のシールガス２をシールガス供給装置４４から連絡管４１内へ送給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、ガス化炉５０内にバイオマス１を供給する際には、連絡管４１内へのガス化剤３の逆流を防止するために連絡管４１内へシールガス２を送給しているものの、ガス化炉５０内に流入するシールガス２の流入量が多くなってしまうと、バイオマス１のガス化効率が低下してしまうおそれがあった。
【０００５】
このような問題は、バイオマス１を上記ガス化炉５０内に供給する場合に限らず、石炭や廃プラスチックス等のような有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給するような場合であれば、上述した場合と同様にして起こり得ることであった。
【０００６】
このようなことから、本発明は、粉粒体を安定して効率よく供給することができる粉粒体供給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明による粉粒体供給装置は、有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する粉粒体供給装置であって、水蒸気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガスのうちの少なくとも一つを主成分とする搬送ガスにより前記粉粒体を前記炉内に気流搬送するインジェクションフィーダを備えていることを特徴とする。
【０００８】
第二番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目の発明において、前記インジェクションフィーダの、前記搬送ガスの受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガスの受入方向と前記粉粒体の受入方向とのなす角度が１５〜７５°であることを特徴とする。
【０００９】
第三番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目または第二番目の発明において、前記粉粒体がバイオマスであり、前記炉が、水蒸気および酸素を含むガス化剤を供給されて、当該ガス化剤と前記バイオマスとを反応させて当該バイオマスから生成ガスを得るガス化炉であることを特徴とする。
【００１０】
第四番目の発明による粉粒体供給装置は、第三番目の発明において、前記搬送ガスが、前記ガス化剤、前記生成ガスをメタノール等の液体燃料製造の原料に使用した際のオフガス、機器から排出される燃焼ガスのうちのいずれかであることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明による粉粒体供給装置を、バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する際に適用した場合の実施の形態を図１〜５を用いて以下に説明する。図１は、粉粒体供給装置の概略構成図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面矢線視図、図３は、図２の ＩＩＩ−ＩＩＩ 線断面矢線視図、図４は、図１の切り出しスクリュフィーダの抽出拡大図、図５は、図１R>１のインジェクションフィーダの抽出拡大図である。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１２】
図１に示すように、有機物を乾燥粉砕した粉粒体であるバイオマス１を貯蔵するホッパ１１０の底面を有する円筒状の外筒１１１の内部には、当該外筒１１１よりも小径をなす円筒状をなす内筒１１２が当該外筒１１１と同軸をなして配設されており、当該内筒１１２は、その下端部と外筒１１１の底面との間に所定の間隔の隙間を有するように当該外筒１１１と固定連結している。
【００１３】
図１〜３に示すように、前記内筒１１２の下端側の外周面には、円筒状をなす調整筒１１３が当該内筒１１２の軸方向に沿って移動できるように嵌合しており、当該調整筒１１３を昇降移動させることにより、外筒１１１と内筒１１２との間と内筒１１２の内部との間の隙間の大きさを調整することができるようになっている。この調整筒１１３の下端部側には、切欠部１１３ａが周方向に沿って所定の間隔で複数形成されている。
【００１４】
図１〜３に示すように、前記外筒１１１の底面上には、鎌状に湾曲した形状をなす複数のレーキ１１４（本実施の形態では２つ）が配設されており、当該レーキ１１４は、その基端が外筒１１１の中心の回転軸１１５に支持される一方、その先端が外筒１１１の内周面近傍にまで位置すると共に、回転方向先端側ほど厚さが薄くなるように形成されている。外筒１１１の底面の当該外筒１１１と内筒１１２との間には、当該外筒１１１の内部と外部との間を連通する開口部１１１ａが形成されている。なお、図１中、１１６は駆動モータである。
【００１５】
図１，４に示すように、前記ホッパ１１０の外筒１１１の前記開口部１１１ａには、切り出しスクリュフィーダ（定量フィーダ）１２０のケーシング１２１の基端側上部の受入口が接続している。ケーシング１２１内には、駆動軸１２２が回転可能に設けられている。駆動軸１２２には、スクリュ１２３が取り付けられており、当該スクリュ１２３は、基端側のピッチ間隔、より具体的には、前記ホッパ１１０の外筒１１１の前記開口部１１１ａの下方部分のピッチ間隔が、先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されている。なお、図１中、１２４は駆動モータである。
【００１６】
図１に示すように、前記切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の先端側下部の送出口には、フレキシブルパイプ１４２を途中に有する連絡管１４１の一端（上端）側が連結している。
【００１７】
図１，５に示すように、前記連絡管１４１の他端（下端）側には、インジェクションフィーダ（搬送フィーダ）１３０の円錐筒状をなすシュート１３１の受入口（大径側）が接続している。シュート１３１の送出口（小径側）には、エジェクタ本体１３２の一方の受入口が接続している。エジェクタ本体１３２の他方の受入口には、水蒸気を主成分とする搬送ガス２を供給する供給ノズル１３３が接続している。エジェクタ本体１３２の送出口には、円錐筒状をなすレジューサ１３４の受入口（大径側）が接続している。レジューサ１３４の送出口（小径側）には、供給管１３５の基端側が接続している。供給管１３５の先端側は、ガス化炉５０の内部の下方寄りに連結している。
【００１８】
図５に示すように、前記インジェクションフィーダ１３０のエジェクタ本体１３２は、前記供給ノズル１３３の軸心と前記レジューサ１３４の軸心とが同軸上に位置するように前記他方の受入口及び前記送出口が形成されると共に、上記供給ノズル１３３の軸心と上記レジューサ１３４の軸心とを結ぶ線と前記シュート１３１の軸心の延長線とで形成される当該シュート１３１と当該供給ノズル１３３との間の角度θが１５〜７５°（好ましくは３０〜６０°）となるように前記一方の受入口が形成されている。すなわち、インジェクションフィーダ１３０は、前記搬送ガス２の受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガス２の受入方向とバイオマス１の受入方向とのなす角度が１５〜７５°（好ましくは３０〜６０°）となっているのである。
【００１９】
図１に示すように、前記ホッパ１１０の内筒１１２に取り付けられた支持部材１４６は、重量変化計測手段であるロードセル１４５を介して架台１４９に支持されている。また、前記切り出しスクリュフィーダ１２０は、変動吸収手段であるフレキシブルジョイント１４８を途中に設けた支持部材１４７を介して上記架台１４９に固定支持されている。上記フレキシブルジョイント１４８と前記フレキシブルパイプ１４２とは、そのばね定数が同一となっている。
【００２０】
図１に示すように、ガス化炉５０の下部には、当該ガス化炉５０の内部に水蒸気および酸素（または空気）を含むガス化剤３を供給する供給管５１が連結されている。ガス化炉５０の上部には、前記バイオマス１と上記ガス化剤３とを反応させて当該バイオマス１から得られた生成ガス４を当該ガス化炉５０から送出する送出管５２が連結されている。
【００２１】
このようにして構成された粉粒体供給装置１００の作用を次に説明する。
【００２２】
ホッパ１１０の調整筒１１３を昇降させて外筒１１１と内筒１１２との間と内筒１１２の内部との間の隙間の大きさを調整すると共に、乾燥粉砕されたバイオマス１をホッパ１１０の内筒１１２内に投入すると、バイオマス１は、内筒１１２の上記隙間から水平方向に沿って外筒１１１と内筒１１２との間の空間に一旦流出した後に、前記開口部１１１ａから送出して切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口内に流入する。
【００２３】
ここで、切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口上に堆積するバイオマス１は、その高さ量が小さく、自重による圧縮を抑制された状態で当該切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１内に供給されるようになる。
【００２４】
続いて、切り出しスクリュフィーダ１２０の駆動モータ１２４を作動して駆動軸１２２を介してスクリュ１２３を回転させると、切り出しスクリュ１２０は、ケーシング１２１内に流入したバイオマス１を前記送出口から送出させるように搬送する。これと同時に、ホッパ１１０の駆動モータ１１６を作動して回転軸１１５を介してレーキ１１４を回転させると、当該レーキ１１４が内筒１１２の内部に貯蔵された底面側のバイオマス１を攪拌しながら外筒１１１と内筒１１２との間に水平方向に沿って移送する。
【００２５】
このとき、レーキ１１４の回転に伴って、内筒１１２の内部から外筒１１１と内筒１１２との間に移送されるバイオマス１の量は、前記開口部１１１ａから送出される量、すなわち、切り出しスクリュフィーダ１２０で送出される量より多くなるが、外筒１１１と内筒１１２との間のバイオマス１の堆積高さが常に略一定となるため、バイオマス１が外筒１１１と内筒１１２との間に充満して圧密状態や閉塞状態となるようなことはない。
【００２６】
なぜなら、レーキ１１４の形状は、内筒１１２のバイオマス１の径方向外側への押し出し力が、外筒１１１と内筒１１２との間にバイオマス１を安息角（すべり角）以上に堆積させる力よりも小さくなる鎌状をなしているからである。
【００２７】
このため、外筒１１１と内筒１１２との間に堆積するバイオマス１の上面部分と前記開口部１１１ａを介して切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口との間のバイオマス１の高さを常に略一定とすることができ、当該間のバイオマス１の自重による圧縮密度を常に一定にすることができる。
【００２８】
また、切り出しスクリュフィーダ１２０の前記スクリュ１２３は、基端側のピッチ間隔が前述したように先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されていることから、切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口上に堆積するバイオマス１は、上記スクリュ１２３により、まんべんなく切り出され、圧縮されることなく搬送される。
【００２９】
このため、切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口部分にバイオマス１が片寄って堆積してしまうこと（ブリッジング）を防止できると共に、バイオマス１の圧縮密度変化を防止することができるので、バイオマス１をさらに確実に定量的に搬送することができる。
【００３０】
このようにして切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の送出口から圧縮されることなく送出されたバイオマス１は、連絡管１４１、フレキシブルパイプ１４２を介してインジェクションフィーダ１３０のシュート１３１へ定量ずつ供給される。
【００３１】
これと同時に、インジェクションフィーダ１３０の供給ノズル１３３からエジェクタ本体１３２内に前記搬送ガス２が供給されることにより、上記シュート１３１へ供給された前記バイオマス１は、エジェクタ本体１３２内へ吸い込まれて、当該搬送ガス２中にムラなく分散されながらレージュサ１３４から噴出され、供給管１３５内を気流搬送されることによりガス化炉５０の内部に定量で供給され、供給管５１から供給された前記ガス化剤３と反応し、生成ガス４となって送出管５２から送出される。
【００３２】
ここで、インジェクションフィーダ１３０は、ガス化剤３の成分である水蒸気を主成分とする搬送ガス２により、切り出しスクリュフィーダ１２０からのバイオマス１を吸い込んで当該搬送ガス２中にムラなく分散させながらガス化炉５０の内部に気流搬送するので、バイオマス１をガス化炉５０の内部に均一に分散させて供給することができると共に、不活性ガス等のような反応効率の低下を生じさせるガスを使用しなくても、切り出しスクリュフィーダ１２０側へのガス化剤３の逆流を防ぐことができるので、反応効率を向上させることができる。
【００３３】
また、インジェクションフィーダ１３０の、前記搬送ガス２の受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガス２の受入方向とバイオマス１の受入方向とのなす角度が１５〜７５°（好ましくは３０〜６０°）となっているので、バイオマス１のように流動性の低い粉粒体であっても、インジェクションフィーダ１３０のシュート１３１内にバイオマス１を詰まらせることなく確実に送給することができる。
【００３４】
このようにしてホッパ１１０内のバイオマス１をガス化炉５０内に定量ずつ供給して、ホッパ１１０内のバイオマス１の量が順次減少し、ホッパ１１０の重量が軽くなると、前記ロードセル１４５が前記支持部材１４６を介してホッパ１１０の重量変化を検出するので、ホッパ１１０内のバイオマス１の残存量を検知して、時間当たりの重量減量、すなわち、供給量を演算して正確に求めることができ、必要に応じて、ホッパ１１０の内筒１１２内にバイオマス１を補給して運転を引き続いて行うようにしたり、前記駆動モータ１１６，１２４等の作動を停止して運転を停止したりすることができる。
【００３５】
ここで、ホッパ１１０が、前記フレキシブルパイプ１４２により、基礎（地面）に対して自在に支持されている（縁切りされている）と共に、前記フレキシブルジョイント１４８により、前記インジェクションフィーダ１３０側の圧力による上下方向の変動を吸収（相殺）されるようになっているので、ロードセル１４５は、ホッパ１１０の重量変化を正確に検出することができ、時間当たりの重量減量、すなわち、供給量を演算して正確に求めることができる。
【００３６】
よって、本実施の形態の粉粒体供給装置１００においては、以下のような効果を得ることができる。
【００３７】
（１）ホッパ１１０の内筒１１２内に貯蔵されたバイオマス１を外筒１１１と内筒１１２との間に水平方向に沿って移送して前記開口部１１１ａから送出することにより切り出しスクリュフィーダ１２０に送給するようにしたので、切り出しスクリュフィーダ１２０の受入口上のバイオマス１の堆積高さを小さくすることができ、当該バイオマス１の自重による圧縮を抑制した状態で切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１内に供給することができる。
【００３８】
（２）内筒１１２の内部から外筒１１１と内筒１１２との間に移送されるバイオマス１の量が、前記開口部１１１ａから送出される量、すなわち、切り出しスクリュフィーダ１２０で送出される量より多くなるが、外筒１１１と内筒１１２との間のバイオマス１の堆積高さが常に略一定となるため、バイオマス１が外筒１１１と内筒１１２との間に充満して圧密状態や閉塞状態となるようなことはないので、当該間のバイオマス１の圧縮密度を常に一定にすることができる。
【００３９】
（３）外筒１１１と内筒１１２との間と内筒１１２の内部との間の隙間の大きさを調整筒１１３で調整することができるので、バイオマス１の粉砕サイズや品種（例えば草か木材か）等の各種物性に応じて、外筒１１１と内筒１１２との間のバイオマス１の堆積量を適切に調整することができる。
【００４０】
（４）調整筒１１３の下端部側に切欠部１１３ａを設けたので、外筒１１１と内筒１１２との間のバイオマス１の堆積量を適切に維持しながらも、内筒１１２の内側と外側との間でのバイオマス１の移動の容易化を図ることができる。
【００４１】
（５）切り出しスクリュフィーダ１２０のスクリュ１２３の基端側のピッチ間隔が、先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されているので、当該スクリュ１２３による搬送方向において、切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口上のバイオマス１をまんべんなく切り出して、圧縮することなく送出することができる。そのため、バイオマス１が切り出しスクリュフィーダ１２０の受入口部分で片寄って堆積してしまうことを防止することができ、当該部分でのバイオマス１のブリッジングを防止することができると共に、バイオマス１の圧縮密度変化を防止することができるので、バイオマス１をさらに確実に定量的に搬送することができる。
【００４２】
（６）インジェクションフィーダ１３０により、切り出しスクリュフィーダ１２０からのバイオマス１を搬送ガス２で吸い込んで当該搬送ガス２中にムラなく分散させながらガス化炉５０の内部に気流搬送するので、バイオマス１をガス化炉５０の内部に均一に分散させて供給することができると共に、不活性ガス等のような反応効率の低下を生じさせるガスを使用しなくても、切り出しスクリュフィーダ１２０側へのガス化剤３の逆流を防ぐことができるので、反応効率を向上させることができる。さらに、切り出しスクリュフィーダ１２０側へのガス化剤３の逆流を防ぐことができることから、従来使用していたロータリバルブを省くことができると共に、ホッパ１１０側を大気開放系とすることができるので、装置構造の簡略化を図ることができると共に、ホッパ１１０内へのバイオマス１の補充の容易化を図ることができる。
【００４３】
（７）インジェクションフィーダ１３０の、前記搬送ガス２の受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガス２の受入方向とバイオマス１の受入方向とのなす角度が１５〜７５°（好ましくは３０〜６０°）となっているので、バイオマス１のように流動性の低い粉粒体であっても、インジェクションフィーダ１３０のシュート１３１内にバイオマス１を詰まらせることなく確実に送給することができる。
【００４４】
（８）ホッパ１１０が、フレキシブルパイプ１４２により、基礎（地面）に対して自在に支持されている（縁切りされている）と共に、フレキシブルジョイント１４８により、上下方向の変動を吸収（相殺）されるようになっているので、ホッパ１１０の重量変化をロードセル１４５で正確に検出することができ、時間当たりの重量減量、すなわち、供給量を演算して正確に求めることができる。
【００４５】
したがって、本実施の形態の粉粒体供給装置１００によれば、バイオマス１を安定して効率よく供給することができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、図４に示したように、基端側のピッチ間隔が先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されたスクリュ１２３を有する切り出しスクリュフィーダ１２０を適用したが、これに代えて、例えば、図６に示すように、基端側の羽根高さが先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されたスクリュ２２３を有する切り出しスクリュフィーダ２２０を適用しても、上述した切り出しスクリュフィーダ１２０の場合と同様な作用効果を得ることができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、内筒１１２の内部に貯蔵されたバイオマス１を外筒１１１と内筒１１２との間に水平方向に沿って移送して、当該間に形成した開口部１１１ａからバイオマス１を送出するようにしたが、これとは逆に、外筒と内筒との間にバイオマス１を貯蔵して、当該間のバイオマス１を内筒の内部に水平方向に沿って移送して、外筒の底面の内筒内部側に形成した開口部からバイオマス１を送出するようにすることも可能である。
【００４８】
また、本実施の形態では、ホッパ１１０の調整筒１１３の下端部側に切欠部１１３ａを周方向に沿って所定の間隔で複数設けたが、当該切欠部１１３ａを省略することも可能である。
【００４９】
また、本実施の形態では、ばね定数が同一のフレキシブルジョイント１４８とフレキシブルパイプ１４２とを用いるようにしたが、例えば、上記フレキシブルジョイント１４８に代えて、上記フレキシブルパイプ１４２を備えた前記連絡管１４１を適用することにより、そのばね定数を同一とすることも可能である。
【００５０】
また、搬送ガス２としては、本実施の形態のような水蒸気を主成分とするもの以外に、水蒸気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガスのようなバイオマス１のガス化反応時に生成するガス成分のうちの少なくとも一つを主成分とするガスであればよく、例えば、前記ガス化剤３（水蒸気と酸素（または空気）との混合ガス）や、前記ガス化炉５０での生成ガス４を使用してメタノール等のような液体燃料を製造した際に生じるオフガス（ＣＯやＨ２ やＣＨ４ 等の混合ガス）や、ガスタービン等の各種の機器から排出される燃焼ガス（ＣＯ２ や水蒸気等の混合ガス）等を挙げることができる。ここで、上記オフガスや燃焼ガスを使用すれば、当該ガス中の各種成分を有効利用することができると共に、当該ガスの熱エネルギも有効利用することができ、さらに低コスト化を図ることができる。
【００５１】
また、本実施の形態では、バイオマス１のガス化炉５０にバイオマス１を供給する際に適用した場合について説明したが、これに限らず、粉砕した石炭や廃プラスチックスをガス化炉や燃焼炉等に供給する場合等のように有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する場合であれば、本実施の形態の場合と同様に利用して、本実施の形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
第一番目の発明による粉粒体供給装置は、有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する粉粒体供給装置であって、水蒸気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガスのうちの少なくとも一つを主成分とする搬送ガスにより前記粉粒体を前記炉内に気流搬送するインジェクションフィーダを備えているので、炉内に粉粒体を安定して効率よく供給することができる。
【００５３】
第二番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目の発明において、前記インジェクションフィーダの、前記搬送ガスの受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガスの受入方向と前記粉粒体の受入方向とのなす角度が１５〜７５°であるので、粉粒体をインジェクションフィーダに詰まらせることなく炉内に確実に供給することができる。
【００５４】
第三番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目または第二番目の発明において、前記粉粒体がバイオマスであり、前記炉が、水蒸気および酸素を含むガス化剤を供給されて、当該ガス化剤と前記バイオマスとを反応させて当該バイオマスから生成ガスを得るガス化炉であるので、上述した効果を最も効率よく発現することができる。
【００５５】
第四番目の発明による粉粒体供給装置は、第三番目の発明において、前記搬送ガスが、前記ガス化剤、前記生成ガスをメタノール等の液体燃料製造の原料に使用した際のオフガス、機器から排出される燃焼ガスのうちのいずれかであるので、上記ガス中の成分を有効に利用することができると共に、当該ガス中の熱エネルギを有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による粉粒体供給装置を、バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する際に適用した場合の実施の形態の概略構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面矢線視図である。
【図３】図２の ＩＩＩ−ＩＩＩ 線断面矢線視図である。
【図４】図１の切り出しスクリュフィーダの抽出拡大図である。
【図５】図１のインジェクションフィーダの抽出拡大図である。
【図６】本発明による粉粒体供給装置の他の実施の形態の切り出しスクリュフィーダの概略構成図である。
【図７】バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する従来の粉粒体供給装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
１ バイオマス
２ 搬送ガス
３ ガス化剤
４ 生成ガス
５０ ガス化炉
５１ 供給管
５２ 送出管
１００ 粉粒体供給装置
１１０ ホッパ
１１１ 外筒
１１１ａ 開口部
１１２ 内筒
１１３ 調整筒
１１３ａ 切欠部
１１４ レーキ
１１５ 回転軸
１１６ 駆動モータ
１２０，２２０ 切り出しスクリュフィーダ
１２１ ケーシング
１２２ 駆動軸
１２３，２２３ スクリュ
１２４ 駆動モータ
１３０ インジェクションフィーダ
１３１ シュート
１３２ エジェクタ本体
１３３ 供給ノズル
１３４ レジューサ
１３５ 供給管
１４１ 連絡管
１４２ フレキシブルパイプ
１４５ ロードセル
１４６，１４７ 支持部材
１４８ フレキシブルジョイント
１４９ 架台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する粉粒体供給装置であって、
水蒸気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガスのうちの少なくとも一つを主成分とする搬送ガスにより前記粉粒体を前記炉内に気流搬送するインジェクションフィーダを備えている
ことを特徴とする粉粒体供給装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記インジェクションフィーダの、前記搬送ガスの受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガスの受入方向と前記粉粒体の受入方向とのなす角度が１５〜７５°である
ことを特徴とする粉粒体供給装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記粉粒体がバイオマスであり、
前記炉が、水蒸気および酸素を含むガス化剤を供給されて、当該ガス化剤と前記バイオマスとを反応させて当該バイオマスから生成ガスを得るガス化炉である
ことを特徴とする粉粒体供給装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記搬送ガスが、前記ガス化剤、前記生成ガスをメタノール等の液体燃料製造の原料に使用した際のオフガス、機器から排出される燃焼ガスのうちのいずれかである
ことを特徴とする粉粒体供給装置。
【請求項１】
有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する粉粒体供給装置であって、
水蒸気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガスのうちの少なくとも一つを主成分とする搬送ガスにより前記粉粒体を前記炉内に気流搬送するインジェクションフィーダを備えている
ことを特徴とする粉粒体供給装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記インジェクションフィーダの、前記搬送ガスの受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガスの受入方向と前記粉粒体の受入方向とのなす角度が１５〜７５°である
ことを特徴とする粉粒体供給装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記粉粒体がバイオマスであり、
前記炉が、水蒸気および酸素を含むガス化剤を供給されて、当該ガス化剤と前記バイオマスとを反応させて当該バイオマスから生成ガスを得るガス化炉である
ことを特徴とする粉粒体供給装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記搬送ガスが、前記ガス化剤、前記生成ガスをメタノール等の液体燃料製造の原料に使用した際のオフガス、機器から排出される燃焼ガスのうちのいずれかである
ことを特徴とする粉粒体供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００４−９１５７０（Ｐ２００４−９１５７０Ａ）
【公開日】平成１６年３月２５日（２００４．３．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００２−２５２６９０（Ｐ２００２−２５２６９０）
【出願日】平成１４年８月３０日（２００２．８．３０）
【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１６年３月２５日（２００４．３．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１４年８月３０日（２００２．８．３０）
【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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