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JP2016169341A - Biomass gasification system and boiler equipment using the same - Google Patents

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JP2016169341A
JP2016169341A JP2015051277A JP2015051277A JP2016169341A JP 2016169341 A JP2016169341 A JP 2016169341A JP 2015051277 A JP2015051277 A JP 2015051277A JP 2015051277 A JP2015051277 A JP 2015051277A JP 2016169341 A JP2016169341 A JP 2016169341A
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gas fuel
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竜平 高島
Ryuhei Takashima
竜平 高島
篠田 克彦
Katsuhiko Shinoda
克彦 篠田
大地 渡部
Daichi Watabe
大地 渡部
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Abstract

【課題】油・ガス焚きボイラに与える影響を少なくしつつ、かつ、効率よく燃焼させることができるガス燃料を生成するバイオマスガス化システム及びこれを用いるボイラ設備を提供する。
【解決手段】バイオマスからガス燃料を生成するバイオマスガス化システム2であって、バイオマスを燃料として燃焼・ガス化させることでガス燃料を生成するガス化炉4と、バイオマスを乾燥した後、ガス化炉4にバイオマスを供給するバイオマス供給ユニット3と、ガス化炉4で生成されたガス燃料を、400〜500℃に冷却する冷却器5と、冷却器5を通過したガス燃料に含まれる異物を捕集し、異物を捕集したガス燃料を400℃以上で排出するフィルタ装置6と、各部の動作を制御する制御装置7と、を有するバイオガスシス化システム2。
【選択図】図1
A biomass gasification system that generates gas fuel that can be efficiently burned while reducing the influence on an oil / gas-fired boiler and a boiler facility that uses the biomass gasification system are provided.
A biomass gasification system 2 that generates gas fuel from biomass, comprising a gasification furnace 4 that generates gas fuel by burning and gasifying the biomass as fuel, gasification after the biomass is dried The biomass supply unit 3 that supplies biomass to the furnace 4, the cooler 5 that cools the gas fuel generated in the gasification furnace 4 to 400 to 500 ° C., and foreign substances contained in the gas fuel that has passed through the cooler 5 A biogas cissis system 2 having a filter device 6 that collects and discharges gas fuel that has collected foreign matters at 400 ° C. or higher, and a control device 7 that controls the operation of each part.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、バイオマスを燃焼・ガス化させることで一酸化炭素や水素などを発生させ、これをガス燃料として生成するガス化炉、バイオマスを用いてガス燃料を生成するバイオマスガス化システム及びガス燃料と他の燃料とを燃料として併用して燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラ設備に関するものである。   The present invention relates to a gasification furnace that generates carbon monoxide, hydrogen, and the like by burning and gasifying biomass, and generating this as gas fuel, a biomass gasification system that generates gas fuel using biomass, and gas fuel It is related with the boiler equipment which can be burned together with other fuel as a fuel, and can collect | recover the heat | fever generated by this combustion.

バイオマスを燃料としてガス化させることで一酸化炭素や水素などを発生させ、これをガス燃料として生成するガス化炉が各種提案されている。また、石炭や油などの化石燃料を燃料として燃焼させることで熱を発生させ、この発生した熱を回収するボイラが各種提案されている。そして、ガス化炉で生成したガス燃料をボイラに供給し、このガス燃料と化石燃料とを燃料として併用して燃焼させ、熱を回収するようにした設備が、例えば、下記特許文献1に記載されている。   Various gasification furnaces have been proposed in which carbon monoxide, hydrogen, and the like are generated by gasifying biomass as fuel, and this is generated as gas fuel. In addition, various boilers have been proposed in which heat is generated by burning fossil fuels such as coal and oil as fuel, and the generated heat is recovered. And the equipment which supplies the gas fuel produced | generated with the gasification furnace to a boiler, uses this gas fuel and a fossil fuel together as a fuel, burns, and collect | recovers heat is described in the following patent document 1, for example Has been.

米国特許第4676177号明細書US Pat. No. 4,676,177

このようなガス化炉とボイラとを組み合わせた設備にあっては、ボイラ本体内に、燃焼バーナによりガス燃料と空気を噴射すると共に、別の燃焼バーナにより化石燃料と空気を噴射し、着火して燃焼させる。ここで、ボイラとしては、液体または気体の化石燃料を燃料に用いる、いわゆる油・ガス焚きボイラがある。油・ガス焚きボイラは、石炭等に比べ、不純物が少ない燃料を燃焼させている。このため、バイオマスから生成するガス燃料に含まれる不純物が多いと、ボイラでの燃焼に影響を与える。   In a facility that combines such a gasification furnace and a boiler, gas fuel and air are injected into the boiler body by a combustion burner, and fossil fuel and air are injected by another combustion burner and ignited. And burn. Here, as the boiler, there is a so-called oil / gas-fired boiler that uses liquid or gaseous fossil fuel as fuel. Oil / gas-fired boilers burn fuel with fewer impurities than coal. For this reason, if there are many impurities contained in the gas fuel produced | generated from biomass, it will affect the combustion in a boiler.

本発明は上述した課題を解決するものであり、油・ガス焚きボイラに与える影響を少なくしつつ、かつ、効率よく燃焼させることができるガス燃料を生成するバイオマスガス化システム及びこれを用いるボイラ設備を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described problems, and a biomass gasification system that generates gas fuel that can be efficiently burned while reducing the influence on an oil / gas-fired boiler and boiler equipment using the same The purpose is to provide.

上記の目的を達成するための本発明は、バイオマスからガス燃料を生成するバイオマスガス化システムであって、バイオマスを燃料として燃焼・ガス化させることでガス燃料を生成するガス化炉と、バイオマスを乾燥した後、前記ガス化炉にバイオマスを供給するバイオマス供給ユニットと、前記ガス化炉で生成されたガス燃料を、400℃以上500℃以下に冷却する冷却器と、前記冷却器を通過したガス燃料に含まれる異物を捕集し、異物を捕集したガス燃料を400℃以上で排出するフィルタ装置と、各部の動作を制御する制御装置と、を有することを特徴とする。   The present invention for achieving the above object is a biomass gasification system that generates gas fuel from biomass, and a gasification furnace that generates gas fuel by burning and gasifying biomass as fuel, After drying, a biomass supply unit that supplies biomass to the gasification furnace, a cooler that cools the gas fuel generated in the gasification furnace to 400 ° C. or more and 500 ° C. or less, and gas that has passed through the cooler It has a filter device that collects foreign matters contained in the fuel, and discharges the gas fuel that has collected the foreign matters at 400 ° C. or higher, and a control device that controls the operation of each part.

ここで、前記冷却器と前記フィルタとの間の温度を検出する温度検出器と、を有し、前記制御装置は、前記温度検出器の検出結果に基づいて、前記冷却器の冷却を制御し、前記冷却器から排出されるガス燃焼を400℃以上500℃以下とすることが好ましい。   A temperature detector for detecting a temperature between the cooler and the filter, and the control device controls cooling of the cooler based on a detection result of the temperature detector. The gas combustion discharged from the cooler is preferably 400 ° C. or more and 500 ° C. or less.

また、前記冷却器は、前記ガス化炉で生成されたガス燃料と、前記ガス化炉に供給する空気との間で熱交換を行い、前記ガス燃料を冷却する熱交換器であることが好ましい。   The cooler is preferably a heat exchanger that cools the gas fuel by exchanging heat between the gas fuel generated in the gasifier and the air supplied to the gasifier. .

また、前記フィルタ装置は、前記ガス燃料の通過方向と逆の方向から不活性ガスを噴射し、捕集した異物を除去する逆洗機構を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said filter apparatus has a backwashing mechanism which injects inert gas from the direction opposite to the passage direction of the said gas fuel, and removes the collected foreign material.

また、前記ガス化炉と前記冷却器との間の前記ガス燃料が通過する経路に配置された燃焼装置を有し、前記制御装置は、前記ガス化炉の起動時に前記燃焼装置を稼動し、前記ガス燃料を燃焼させ、前記経路及びフィルタ装置を加熱することが好ましい。   Further, the combustion apparatus is disposed in a path through which the gas fuel passes between the gasification furnace and the cooler, and the control device operates the combustion apparatus when the gasification furnace is started, It is preferable to burn the gas fuel and heat the path and the filter device.

また、前記ガス化炉は、内部の灰分が排出される灰処理装置を有し、前記灰処理装置は、灰分の一部をバイオマス供給装置の前記バイオマスを乾燥させる機構よりも上流側に供給することが好ましい。   Further, the gasifier has an ash treatment device from which internal ash is discharged, and the ash treatment device supplies a part of the ash to the upstream side of the mechanism for drying the biomass of the biomass supply device. It is preferable.

上記の目的を達成するための本発明は、ボイラ設備であって、上記のいずれかに記載のバイオマスガス化システムと、前記バイオマスガス化システムから供給されたガス燃料と、液体または気体の燃料と、を燃焼させるボイラと、を有することを特徴とする。   The present invention for achieving the above object is a boiler facility, wherein the biomass gasification system according to any one of the above, a gas fuel supplied from the biomass gasification system, a liquid or gas fuel, And a boiler that burns.

本発明によれば、油・ガス焚きボイラに与える影響を少なくしつつ、かつ、効率よく燃焼させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be made to burn efficiently, reducing the influence which acts on an oil and gas fired boiler.

図1は、本実施形態のボイラ設備を表す概略構成図である。Drawing 1 is a schematic structure figure showing the boiler equipment of this embodiment. 図2は、図1に示すボイラ設備のボイラを表す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a boiler of the boiler facility illustrated in FIG. 1. 図3は、バイオマスガス化システムの動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the biomass gasification system. 図4は、バイオマスガス化システムの動作の一例を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the biomass gasification system.

以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.

図1は、本実施形態に係るボイラ設備を表す概略構成図である。図2は、図1に示すボイラ設備のボイラを表す概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a boiler facility according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a boiler of the boiler facility illustrated in FIG. 1.

図1に示すボイラ設備1は、バイオマスを用いて生成したガス燃料と油やLNGなどの液体または気体の化石燃料とを燃料として併用して燃焼させ、この燃焼により発生した熱を回収することが可能なボイラ設備である。   The boiler facility 1 shown in FIG. 1 uses a gas fuel generated using biomass and a liquid or gaseous fossil fuel such as oil or LNG as a fuel for combustion, and recovers heat generated by the combustion. It is a possible boiler facility.

この実施例1のボイラ設備1は、図1に示すように、バイオマスを燃焼・ガス化させることでガス燃料を生成するバイオマスガス化システム2と、バイオマスガス化システム2で生成されたガス燃料と、気体または液体の化石燃料を混合して燃焼するボイラ30と、を有する。   As shown in FIG. 1, the boiler facility 1 according to the first embodiment includes a biomass gasification system 2 that generates gas fuel by burning and gasifying biomass, and a gas fuel generated by the biomass gasification system 2. And a boiler 30 that mixes and burns gas or liquid fossil fuel.

バイオマスガス化システム2は、バイオマスを乾燥して供給するバイオマス供給装置3と、供給されたバイオマスをガス化しガス燃料を生成するガス化炉4と、ガス化炉4で生成されたガス燃料を冷却する空気予熱器5と、空気予熱器5を通過しガス燃料の異物を捕集するフィルタ装置6と、各部の動作を制御する制御装置7と、を有する。   The biomass gasification system 2 cools the gas fuel generated in the gasification furnace 4, the biomass supply device 3 that supplies the biomass after drying, the gasification furnace 4 that gasifies the supplied biomass to generate gas fuel, An air preheater 5 that passes through the air preheater 5 and collects gas fuel foreign matter, and a control device 7 that controls the operation of each part.

ここで、バイオマスとは、再生可能な生物由来の有機性資源であって、化石資源を除いたものと定義する。例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを減量としたリサイクル燃料(ペレットやチップ)などペレットなどであり、ここに提示したものに限定されることはない。   Here, biomass is defined as organic resources derived from renewable organisms, excluding fossil resources. For example, thinned wood, waste wood, driftwood, grass, waste, sludge, tires, and pellets such as recycled fuel (pellets and chips) reduced in weight, and are not limited to those presented here. .

バイオマス供給装置3は、バイオマス貯留部(バイオマスヤード)70と、運搬機72と、受入部74と、搬送コンベヤ76、78と、磁選機80と、鉄分貯留ヤード82と、ホッパ84と、乾燥装置86と、計量コンベア88と、ホッパ90と、供給配管92と、を有する。バイオマス貯留部(バイオマスヤード)70は、加工前のバイオマスが貯留されている。バイオマス貯留部70には、外部からバイオマスが搬送される。運搬機72は、油圧ショベル、ホイールローダ等であり、バイオマス貯留部70に貯留されているバイオマスを搬送する。受入部74は、運搬機72で搬送されたバイオマスが投入される。搬送コンベヤ76は、受入部74に投入されたバイオマスを搬送コンベア78に搬送する。搬送コンベア78は、搬送コンベア76から搬送されたバイオマスをホッパ84に搬送する。磁選機80は、電磁石等でバイオマスに含まれる金属製の異物を吸着し、バイオマスから除去する。異物としては、釘や蝶番が例示される。磁選機80は、バイオマスから除去した金属製の異物を鉄分貯留ヤード82に排出する。ホッパ84は、所定量のバイオマスを貯留可能な装置である。ホッパ84は、搬送コンベア78から供給されたバイオマスを貯留し、貯留したバイオマスを乾燥装置86に供給する。乾燥装置86は、バイオマスから水分を除去する。乾燥装置86としては、バイオマスに熱風を供給する乾燥装置や、加熱源を内部に配置しつつ、バイオマスを流動化させて移動させる流動層乾燥装置を用いることができる。計量コンベア88は、乾燥装置86から排出された乾燥されたバイオマスを、計量した後、ホッパ90に搬送する。ホッパ90は、所定量のバイオマスを貯留可能であり、スクリューフィーダ等で、貯留したバイオマスを所定量ずつ供給する。供給配管92は、ホッパ90とガス化炉4とを接続しており、ホッパ90から排出されたバイオマスをガス化炉4に供給する。   The biomass supply device 3 includes a biomass storage unit (biomass yard) 70, a transporter 72, a receiving unit 74, conveyors 76 and 78, a magnetic separator 80, an iron storage yard 82, a hopper 84, and a drying device. 86, a weighing conveyor 88, a hopper 90, and a supply pipe 92. The biomass storage part (biomass yard) 70 stores biomass before processing. Biomass is conveyed to the biomass storage unit 70 from the outside. The transporter 72 is a hydraulic excavator, a wheel loader, or the like, and transports the biomass stored in the biomass storage unit 70. The receiving unit 74 is loaded with the biomass conveyed by the transporter 72. The transport conveyor 76 transports the biomass input to the receiving unit 74 to the transport conveyor 78. The transport conveyor 78 transports the biomass transported from the transport conveyor 76 to the hopper 84. The magnetic separator 80 adsorbs the metal foreign matter contained in the biomass with an electromagnet or the like and removes it from the biomass. Examples of the foreign material include a nail and a hinge. The magnetic separator 80 discharges the metal foreign matter removed from the biomass to the iron storage yard 82. The hopper 84 is a device capable of storing a predetermined amount of biomass. The hopper 84 stores the biomass supplied from the transport conveyor 78 and supplies the stored biomass to the drying device 86. The drying device 86 removes moisture from the biomass. As the drying device 86, a drying device that supplies hot air to the biomass, or a fluidized bed drying device that fluidizes and moves the biomass while arranging a heating source therein can be used. The weighing conveyor 88 measures the dried biomass discharged from the drying device 86 and then transports it to the hopper 90. The hopper 90 can store a predetermined amount of biomass, and supplies the stored biomass by a predetermined amount with a screw feeder or the like. The supply pipe 92 connects the hopper 90 and the gasification furnace 4, and supplies biomass discharged from the hopper 90 to the gasification furnace 4.

バイオマス供給装置3は、以上のような構成であり、バイオマスから異物を除去し、乾燥させた後、ガス化炉4に供給する。バイオマス供給装置3の構造は、これに限定されない。例えば、バイオマス供給装置3は、さらにバイオマスを粉砕するミル等の粉砕装置を備えていてもよい。   The biomass supply device 3 is configured as described above, and removes foreign substances from the biomass, and after drying, supplies the biomass to the gasification furnace 4. The structure of the biomass supply apparatus 3 is not limited to this. For example, the biomass supply device 3 may further include a crushing device such as a mill for crushing the biomass.

ガス化炉4は、循環流動層形式のガス化炉であって、ガス化炉本体11と、サイクロン17と、排出配管18と、循環配管19と、シールポッド20と、空気供給配管21と、空気供給分岐配管22と、灰排出配管23と、ガス燃料ライン24と、灰処理装置27と、流動材搬送装置28と、起動用バーナ29と、を有する。ガス化炉4は、循環流動層形式のガス化炉であるが、循環流動層形式に限らず気泡型循環流動層形式であってもよい。   The gasification furnace 4 is a circulating fluidized bed type gasification furnace, and includes a gasification furnace main body 11, a cyclone 17, a discharge pipe 18, a circulation pipe 19, a seal pod 20, an air supply pipe 21, and It has an air supply branch pipe 22, an ash discharge pipe 23, a gas fuel line 24, an ash treatment device 27, a fluid material transport device 28, and a starting burner 29. The gasification furnace 4 is a circulating fluidized bed type gasification furnace, but is not limited to a circulating fluidized bed format, and may be a bubble type circulating fluidized bed format.

ガス化炉本体11は、中空形状をなして鉛直方向に沿って設置され、上下及び周囲の各壁部が全面耐火材料により構成され、外部への放熱が防止可能な構造であり、例えば、500〜1000℃で運転可能となっている。このガス化炉本体11は、流動材としての流動砂と燃料としてのバイオマスを供給可能となっており、内部でバイオマスを燃焼・ガス化することで流動砂を高温化すると共に、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガスが発生し、この可燃性ガスをガス化剤としてガス化反応が起こる。ここで、流動砂としては、例えば、珪砂(主成分として、SiO、Alなど)であり、また、ガス化炉本体11内で発生したガスから硫黄を除去(脱硫)するために、炭酸カルシウム(CaCO)を投入してもよい。 The gasification furnace main body 11 has a hollow shape and is installed along the vertical direction. The upper and lower walls and the surrounding wall portions are entirely made of a refractory material, and can prevent heat dissipation to the outside. Operation is possible at ~ 1000 ° C. The gasification furnace main body 11 can supply fluidized sand as a fluidized material and biomass as a fuel. The temperature of the fluidized sand is increased by burning and gasifying the biomass inside, and carbon dioxide is mainly used. A combustible gas is generated as a component, and a gasification reaction occurs using this combustible gas as a gasifying agent. Here, as the fluidized sand, for example, silica sand (as a main component, SiO 2 , Al 2 O 3, etc.) is used to remove (desulfurize) sulfur from the gas generated in the gasification furnace main body 11. , Calcium carbonate (CaCO 3 ) may be added.

また、ガス化炉本体11は、上側部が排出配管18を介してサイクロン17の上側部に連結されている。サイクロン17は、可燃性ガスと流動砂を分離する。サイクロン17は、下部が循環配管19を介してガス化炉本体11の下側部に連結されており、この循環配管19にシールポッド20が装着されている。   Further, the upper portion of the gasification furnace main body 11 is connected to the upper portion of the cyclone 17 via the discharge pipe 18. The cyclone 17 separates combustible gas and fluidized sand. The lower part of the cyclone 17 is connected to the lower side of the gasification furnace main body 11 via a circulation pipe 19, and a seal pod 20 is attached to the circulation pipe 19.

空気供給配管21と、空気供給分岐配管22とは、ガス化炉本体11に接続され、燃焼・ガス化用の空気を供給する。空気供給配管21は、端部がガス化炉本体11の下部に連結される。空気供給分岐配管22は、空気供給配管21から分岐し、シールポッド20に連結されている。空気供給配管21は、空気予熱器5で例えば200〜350℃に加熱された高温空気をガス化炉本体11の下部から内部に供給することができる。空気供給分岐配管22は、空気予熱器5で例えば200〜350℃に加熱された高温空気をシールポッド20に供給する。   The air supply pipe 21 and the air supply branch pipe 22 are connected to the gasification furnace main body 11 and supply air for combustion and gasification. An end of the air supply pipe 21 is connected to the lower part of the gasification furnace main body 11. The air supply branch pipe 22 branches from the air supply pipe 21 and is connected to the seal pod 20. The air supply pipe 21 can supply high-temperature air heated to, for example, 200 to 350 ° C. by the air preheater 5 from the lower portion of the gasification furnace main body 11. The air supply branch pipe 22 supplies high-temperature air heated to, for example, 200 to 350 ° C. by the air preheater 5 to the seal pod 20.

灰排出配管23は、ガス化炉本体11の下部に接続され、堆積した灰を排出する。灰排出管23は、灰と流動材と異物が混在した状態で排出される。ガス燃料ライン24は、サイクロン17の上部に接続されている。ガス燃料ライン24は、サイクロン17を通過した可燃性ガス、つまりガス燃料が排出される。ガス燃料ライン24は、空気予熱器5に接続されている。   The ash discharge pipe 23 is connected to the lower part of the gasifier main body 11 and discharges accumulated ash. The ash discharge pipe 23 is discharged in a state where ash, fluid material and foreign matter are mixed. The gas fuel line 24 is connected to the upper part of the cyclone 17. The gas fuel line 24 discharges combustible gas that has passed through the cyclone 17, that is, gas fuel. The gas fuel line 24 is connected to the air preheater 5.

灰処理装置27は、灰排出配管23から排出された灰と流動材と異物の混合物を処理する。灰処理装置27は、搬送ベルト27aと、分離装置27bと、流動材搬出ライン27cとを有する。搬送ベルト27aは、灰排出配管23から排出された灰と流動材と異物の混合物を分離装置27bに搬送する。分離装置27bは、灰と流動材と異物の混合物を分離し、流動材を流動材搬出ライン27cに供給し、その他の物質を灰循環装置100に供給する。なお、灰処理装置27は、分離装置27bで分離を行わず、そのまま、流動材搬出ライン27cと灰循環装置100に混合物を供給してもよい。   The ash treatment device 27 processes the mixture of ash, fluidized material and foreign matter discharged from the ash discharge pipe 23. The ash treatment device 27 includes a conveyor belt 27a, a separation device 27b, and a fluid material carry-out line 27c. The conveyor belt 27a conveys the mixture of ash, fluidized material, and foreign matter discharged from the ash discharge pipe 23 to the separation device 27b. The separation device 27b separates the mixture of ash, fluid material, and foreign matter, supplies the fluid material to the fluid material carry-out line 27c, and supplies other substances to the ash circulation device 100. Note that the ash treatment device 27 may supply the mixture to the fluidized material carry-out line 27c and the ash circulation device 100 as it is without performing separation by the separation device 27b.

流動材搬送装置28は、流動材搬出ライン27cから供給された流動材を含む物質をガス化炉本体11及び循環配管19に供給する。ガス化炉4は、このようにガス化炉本体11及び循環配管19を循環する経路内に、流動材を戻す。起動用バーナ29は、ガス化炉本体11に接続されている燃焼装置である。起動用バーナ29は、燃料(例えばLNG、液化天然ガス)を供給する燃料供給装置29aと、空気を供給する空気供給装置29bとを有する。燃料供給装置29aから燃料を供給しつつ、空気供給装置29bから空気を供給することで、火炎を発生させて、ガス化炉本体11を加熱する。起動用バーナ29は、バイオマスガス化システム2の起動時にガス化炉本体11を加熱する場合に使用される。   The fluidized material transport device 28 supplies a substance containing the fluidized material supplied from the fluidized material carry-out line 27 c to the gasifier main body 11 and the circulation pipe 19. The gasification furnace 4 returns the fluidized material to the path circulating through the gasification furnace main body 11 and the circulation pipe 19 in this way. The start burner 29 is a combustion device connected to the gasifier main body 11. The activation burner 29 has a fuel supply device 29a for supplying fuel (for example, LNG, liquefied natural gas) and an air supply device 29b for supplying air. By supplying air from the air supply device 29b while supplying fuel from the fuel supply device 29a, a flame is generated and the gasification furnace main body 11 is heated. The activation burner 29 is used when the gasification furnace main body 11 is heated when the biomass gasification system 2 is activated.

空気予熱器5は、ガス燃料ライン24及びガス燃料ライン118と接続されており、ガス燃料ライン24から供給されたガス燃料を、熱交換で冷却した後、ガス燃料ライン118に排出する。空気予熱器5は、送風ファン116と接続されている。空気予熱器5は、送風ファン116から供給された空気とガス燃料との間で熱交換を行い、空気を200〜300℃に加熱して昇温させ、ガス燃料を400℃以上500℃以下に減温させる。空気予熱器5は、空気供給配管21及び空気供給分岐配管22と接続しており、昇温した空気を空気供給配管21及び空気供給分岐配管22に供給する。   The air preheater 5 is connected to the gas fuel line 24 and the gas fuel line 118, and after the gas fuel supplied from the gas fuel line 24 is cooled by heat exchange, the air preheater 5 is discharged to the gas fuel line 118. The air preheater 5 is connected to the blower fan 116. The air preheater 5 performs heat exchange between the air supplied from the blower fan 116 and the gas fuel, heats the air to 200 to 300 ° C. to raise the temperature, and brings the gas fuel to 400 ° C. or more and 500 ° C. or less. Reduce the temperature. The air preheater 5 is connected to the air supply pipe 21 and the air supply branch pipe 22, and supplies the heated air to the air supply pipe 21 and the air supply branch pipe 22.

フィルタ装置6は、ガス燃料ライン118及びガス燃料ライン124と接続されており、ガス燃料ライン118から供給されたガス燃料を、異物を除去した後、ガス燃料ライン124に排出する。フィルタ装置6は、セラミックフィルタ等の高温、具体的には400℃以上の温度に使用可能なフィルタを有する。フィルタ装置6は、ガス燃料の温度低下を抑制しつつ、フィルタを用いて異物を除去することができればよく、ガス燃料が固定したフィルタを通過する構造としても、サイクロン式の構造としてよい。異物排出装置122は、フィルタ装置6でガス燃料から分離された異物を外部に搬送する。ガス燃料ライン124は、フィルタ装置6から供給されたガス燃料をボイラ30に供給する。   The filter device 6 is connected to the gas fuel line 118 and the gas fuel line 124, and the gas fuel supplied from the gas fuel line 118 is discharged to the gas fuel line 124 after removing foreign matters. The filter device 6 includes a filter that can be used at a high temperature such as a ceramic filter, specifically, a temperature of 400 ° C. or higher. The filter device 6 only needs to be able to remove foreign substances using a filter while suppressing a temperature drop of the gas fuel, and may be a cyclone structure as a structure through which the gas fuel passes through a fixed filter. The foreign matter discharge device 122 conveys the foreign matter separated from the gas fuel by the filter device 6 to the outside. The gas fuel line 124 supplies the gas fuel supplied from the filter device 6 to the boiler 30.

制御装置7は、バイオマスガス化システム2の各部の動作を制御する。制御装置7による動作制御については後述する。   The control device 7 controls the operation of each part of the biomass gasification system 2. The operation control by the control device 7 will be described later.

また、バイオマスガス化システム2は、灰循環装置100と、ダクトバーナ114と、温度検出器120と、を有する。灰循環装置100は、灰処理装置27の分離装置27bから排出された灰を含む混合物をバイオマス供給装置3の受入部74に供給する。灰循環装置100は、循環ライン102と、供給ファン104と、を有する。循環ライン102は、分離装置27bと受入部74とを接続する配管である。供給ファン104は、空気を送ることで循環ライン102内に分離装置27bから受入部74に向かう流れを形成する。灰循環装置100は、供給ファン104で空気を送ることで、分離装置27bから循環ライン102に供給された灰を含む混合物を受入部74に送る。   Further, the biomass gasification system 2 includes an ash circulation device 100, a duct burner 114, and a temperature detector 120. The ash circulation device 100 supplies the mixture containing the ash discharged from the separation device 27 b of the ash treatment device 27 to the receiving unit 74 of the biomass supply device 3. The ash circulation device 100 includes a circulation line 102 and a supply fan 104. The circulation line 102 is a pipe that connects the separation device 27 b and the receiving unit 74. The supply fan 104 forms a flow from the separation device 27 b toward the receiving unit 74 in the circulation line 102 by sending air. The ash circulation device 100 sends the mixture containing the ash supplied from the separation device 27 b to the circulation line 102 to the receiving unit 74 by sending air with the supply fan 104.

ダクトバーナ114は、ガス燃料ライン24に設置されている。ダクトバーナ114は、ガス燃料ライン24内で火炎を発生させる燃焼装置である。ダクトバーナ114は、火炎を発生させ、設置されている配管を加熱する。また、ダクトバーナ114は、火炎を発生させ、ガス燃料ライン24を流れている空気を加熱することで下流側の機器を加熱する。また、ダクトバーナ114は、ガス燃料ライン24をガス燃料等の可燃成分が流れている場合、可燃成分を燃焼させる。   The duct burner 114 is installed in the gas fuel line 24. The duct burner 114 is a combustion device that generates a flame in the gas fuel line 24. The duct burner 114 generates a flame and heats installed piping. Further, the duct burner 114 generates a flame and heats the air flowing through the gas fuel line 24 to heat the downstream equipment. Further, the duct burner 114 combusts combustible components when combustible components such as gas fuel flow through the gas fuel line 24.

温度検出器120は、ガス燃料ライン118に設置され、空気予熱器5を通過したガス燃料の温度を検出する。   The temperature detector 120 is installed in the gas fuel line 118 and detects the temperature of the gas fuel that has passed through the air preheater 5.

一方、ボイラ30は、油・ガス焚きのコンベンショナルボイラであって、ガス燃料と、油やLNGなどの液体または気体の化石燃料とを燃焼可能なボイラ本体31を有している。このボイラ本体31は、中空形状をなして鉛直方向に設置され、このボイラ本体31を構成するボイラ本体壁の下部に燃焼装置32が設けられている。この燃焼装置32は、ボイラ本体壁に装着された複数の化石燃料用の燃焼バーナ33と、複数のガス燃料用の燃焼バーナ34とを有している。本実施例にて、化石燃料用の燃焼バーナ33は、周方向に沿って4個配設されたものが上下方向に4段配置されている。一方、ガス燃料用の燃焼バーナ34は、複数の化石燃料用の燃焼バーナ33の下方であって、周方向に沿って4個配設されたものが上下方向に1段配置されている。なお、化石燃料用の燃焼バーナ33とガス燃料用の燃焼バーナ34の配置関係は上下逆であってもよい。また、各燃焼バーナ33,34にて、周方向の数は4個に限るものではなく、段数も4段や1段に限るものではない。更に、各燃焼バーナ33,34に対向するように配置してもよい。   On the other hand, the boiler 30 is an oil / gas-fired conventional boiler, and has a boiler body 31 capable of burning gas fuel and liquid or gaseous fossil fuel such as oil and LNG. The boiler main body 31 has a hollow shape and is installed in the vertical direction, and a combustion device 32 is provided at the lower part of the boiler main body wall constituting the boiler main body 31. The combustion device 32 includes a plurality of fossil fuel combustion burners 33 mounted on the boiler body wall and a plurality of gas fuel combustion burners 34. In the present embodiment, four combustion burners 33 for fossil fuels are arranged in four stages along the circumferential direction. On the other hand, four combustion burners 34 for gas fuel are disposed below the plurality of combustion burners 33 for fossil fuels, and four are disposed along the circumferential direction in the vertical direction. The arrangement relationship between the combustion burner 33 for fossil fuel and the combustion burner 34 for gas fuel may be upside down. In each combustion burner 33, 34, the number in the circumferential direction is not limited to four, and the number of stages is not limited to four or one stage. Furthermore, you may arrange | position so that each combustion burner 33 and 34 may be opposed.

そして、化石燃料用の燃焼バーナ33は、微粉炭供給部35が供給配管36を介して連結されると共に、燃料油(または、燃料ガス)供給部37が供給配管38を介して連結されており、この場合、化石燃料として、微粉炭または燃料油を供給可能となっている。一方、ガス燃料用の燃焼バーナ34は、ガス化炉4からのガス燃料ライン24が連結されている。この場合、ガス燃料ライン24からガス燃料用の燃焼バーナ34に供給されるガス燃料は、400℃以上に維持することが望ましい。   The combustion burner 33 for fossil fuel is connected to a pulverized coal supply unit 35 via a supply pipe 36 and to a fuel oil (or fuel gas) supply part 37 via a supply pipe 38. In this case, pulverized coal or fuel oil can be supplied as the fossil fuel. On the other hand, the gas fuel combustion burner 34 is connected to the gas fuel line 24 from the gasification furnace 4. In this case, the gas fuel supplied from the gas fuel line 24 to the combustion burner 34 for gas fuel is preferably maintained at 400 ° C. or higher.

また、燃焼装置32は、各燃焼バーナ33,34に燃焼用空気を供給可能な空気供給配管39を有しており、この空気供給配管39は、基端部に送風機40が装着され、先端部がボイラ本体31の外周側に設けられた風箱41に連結されている。そのため、この風箱41に供給された空気を各燃焼バーナ33,34に供給することができる。   Further, the combustion device 32 has an air supply pipe 39 capable of supplying combustion air to the combustion burners 33 and 34. The air supply pipe 39 has a blower 40 attached to a base end portion thereof, and a distal end portion. Is connected to a wind box 41 provided on the outer peripheral side of the boiler body 31. Therefore, the air supplied to the wind box 41 can be supplied to the combustion burners 33 and 34.

ボイラ本体31は、上部に煙道42が連結されており、この煙道42に、対流伝熱部として排ガスの熱を回収するための、過熱器43,44、再熱器45,46、節炭器47,48,49が設けられており、ボイラ本体31での燃焼で発生した排ガスと水との間で熱交換が行われる。   The boiler body 31 has a flue 42 connected to the upper portion thereof, and the superheaters 43 and 44, the reheaters 45 and 46, and the nodes for recovering the heat of the exhaust gas as a convection heat transfer section are connected to the flue 42. Charcoal units 47, 48, and 49 are provided, and heat exchange is performed between the exhaust gas generated by the combustion in the boiler body 31 and water.

煙道42は、その下流側に熱交換を行った排ガスが排出される排ガス配管50が連結されている。この排ガス配管50は、空気供給配管39との間にエアヒータ51が設けられ、空気供給配管39を流れる空気と、排ガス配管50を流れる排ガスとの間で熱交換を行い、燃焼バーナ33,34に供給する燃焼用空気を200〜300℃の範囲に昇温することが望ましい。排ガス配管50は、エアヒータ51より上流側に位置して、選択還元型触媒54が設けられ、エアヒータ51より下流側に位置して、電気集塵機55、誘引送風機56、脱硫装置57が設けられ、下流端部に煙突58が設けられている。   The flue 42 is connected to an exhaust gas pipe 50 through which the exhaust gas subjected to heat exchange is discharged downstream. The exhaust gas pipe 50 is provided with an air heater 51 between the air supply pipe 39 and performs heat exchange between the air flowing through the air supply pipe 39 and the exhaust gas flowing through the exhaust gas pipe 50, and It is desirable to raise the temperature of combustion air to be supplied to a range of 200 to 300 ° C. The exhaust gas pipe 50 is located upstream of the air heater 51 and is provided with a selective reduction type catalyst 54, and is located downstream of the air heater 51 and is provided with an electric dust collector 55, an induction fan 56, and a desulfurization device 57. A chimney 58 is provided at the end.

従って、ボイラ30にて、送風機40を駆動して空気を吸引すると、この空気は、空気供給配管39を通してエアヒータ51で加熱された後に風箱41を介して各燃焼バーナ33,34に供給される。また、化石燃料としての微粉炭または燃料油は、供給配管36,38を通して化石燃料用の燃焼バーナ33に供給されると共に、ガス化炉4からのガス燃料は、ガス燃料ライン24を通してガス燃料用の燃焼バーナ34に供給される。   Accordingly, when the blower 40 is driven in the boiler 30 to suck air, the air is heated by the air heater 51 through the air supply pipe 39 and then supplied to the combustion burners 33 and 34 through the wind box 41. . Further, pulverized coal or fuel oil as fossil fuel is supplied to the combustion burner 33 for fossil fuel through the supply pipes 36 and 38, and gas fuel from the gasifier 4 is supplied to the gas fuel through the gas fuel line 24. The combustion burner 34 is supplied.

すると、化石燃料用の燃焼バーナ33は、燃焼用空気と化石燃料をボイラ本体31に噴射すると同時に着火し、また、ガス燃料用の燃焼バーナ34は、燃焼用空気とガス燃料をボイラ本体31に噴射すると同時に着火する。このボイラ本体31では、燃焼用空気、化石燃料、ガス燃料が燃焼して火炎が生じる。ボイラ本体31内の下部で火炎が生じると、燃焼ガスがこのボイラ本体31内を上昇し、煙道42に排出される。   Then, the combustion burner 33 for fossil fuel injects combustion air and fossil fuel into the boiler body 31 and ignites at the same time, and the combustion burner 34 for gas fuel ignites combustion air and gas fuel to the boiler body 31. Ignites simultaneously with injection. In the boiler body 31, combustion air, fossil fuel, and gas fuel are burned to generate a flame. When a flame is generated in the lower part of the boiler body 31, the combustion gas rises in the boiler body 31 and is discharged to the flue 42.

このとき、図示しない給水ポンプから供給された水は、節炭器47,48,49によって予熱された後、図示しない蒸気ドラムに供給されボイラ本体壁の各水管(図示せず)に供給される間に加熱されて飽和蒸気となり、図示しない蒸気ドラムに送り込まれる。更に、図示しない蒸気ドラムの飽和蒸気は過熱器43,44に導入され、燃焼ガスによって過熱される。過熱器43,44で生成された過熱蒸気は、図示しない発電プラント(例えば、タービン等)に供給される。また、タービンでの膨張過程の中途で取り出した蒸気は、再熱器45,46に導入され、再度過熱されてタービンに戻される。なお、ボイラ本体31をドラム型(蒸気ドラム)として説明したが、この構造に限定されるものではない。   At this time, water supplied from a water supply pump (not shown) is preheated by the economizers 47, 48, and 49, then supplied to a steam drum (not shown), and supplied to each water pipe (not shown) on the boiler body wall. It is heated to become saturated steam and fed into a steam drum (not shown). Further, saturated steam of a steam drum (not shown) is introduced into the superheaters 43 and 44 and is heated by the combustion gas. The superheated steam generated by the superheaters 43 and 44 is supplied to a power plant (not shown) such as a turbine. Further, the steam taken out in the middle of the expansion process in the turbine is introduced into the reheaters 45 and 46, overheated again, and returned to the turbine. In addition, although the boiler main body 31 was demonstrated as a drum type | mold (steam drum), it is not limited to this structure.

その後、煙道42の節炭器47,48,49を通過した排ガスは、排ガス配管50にて、選択還元型触媒54でNOxなどの有害物質が除去され、電気集塵機55で粒子状物質が除去され、脱硫装置57により硫黄分が除去された後、煙突58から大気中に排出される。   Thereafter, the exhaust gas that has passed through the economizers 47, 48, and 49 of the flue 42 is removed of harmful substances such as NOx by the selective reduction catalyst 54 in the exhaust gas pipe 50, and the particulate matter is removed by the electric dust collector 55. After the sulfur content is removed by the desulfurization device 57, it is discharged from the chimney 58 to the atmosphere.

ここで、本実施形態のバイオマスガス化システム2の動作について説明する。バイオマスガス化システム2は、バイオマス供給装置3の各部でバイオマスを搬送し、金属性の異物を除去し、乾燥した後、ガス化炉4に供給する。ガス化炉4は、供給されたバイオマスと流動材とともに流動させつつ加熱することでガス燃料を生成する。具体的には、ガス化炉本体11は、流動材搬送装置28から流動砂が供給されており、バイオマス供給装置3からバイオマスが供給される。また、ガス化炉本体11は、空気供給配管21により下部からガス化用の高温空気が供給される。すると、ガス化炉本体11内にて、流動砂とバイオマスとが流動混合すると共に、バイオマスが燃焼・ガス化して可燃性ガスが発生する。この燃焼・ガス化により発生した可燃性ガスは、流動砂と共に排出配管18を通してサイクロン17に排出され、このサイクロン17により可燃性ガスと流動砂とに分離される。そして、分離された可燃性ガスは、ガス燃料としてガス燃料ライン24を通して空気予熱器5に供給される。サイクロン17で分離された高温の流動砂は、シールポッド20を介して循環配管19によりガス化炉本体11に戻される。また、灰排出配管23から排出された混合物は、一部が流動材搬送装置28でガス化炉本体11及び循環配管19に戻され、一部が灰循環装置100でバイオマス供給装置3に供給される。ここで、ガス化炉4の内部の温度は、500℃以上1000℃以下である。ガス化炉4は、供給する空気の火を変化させることで、温度を制御することができる。ガス化炉4で生成されるガス燃料は、主成分が一酸化炭素(CO)、水素(H)、二酸化炭素(CO)、窒素(N)などから構成され、300〜1100kcal/Nm程度の低カロリーガスであり、650〜850℃の範囲となる。 Here, operation | movement of the biomass gasification system 2 of this embodiment is demonstrated. The biomass gasification system 2 conveys biomass at each part of the biomass supply device 3, removes metallic foreign matters, and after drying, supplies the biomass to the gasification furnace 4. The gasification furnace 4 generates gas fuel by heating while flowing together with the supplied biomass and fluidizing material. Specifically, the gasification furnace main body 11 is supplied with fluidized sand from the fluidized material conveying device 28 and is supplied with biomass from the biomass supply device 3. Further, the gasification furnace main body 11 is supplied with high-temperature air for gasification from the lower part through the air supply pipe 21. Then, fluidized sand and biomass are fluidly mixed in the gasification furnace main body 11, and the biomass is combusted and gasified to generate combustible gas. The combustible gas generated by the combustion and gasification is discharged to the cyclone 17 through the discharge pipe 18 together with the fluidized sand, and is separated into the combustible gas and the fluidized sand by the cyclone 17. The separated combustible gas is supplied as gas fuel to the air preheater 5 through the gas fuel line 24. The high-temperature fluidized sand separated by the cyclone 17 is returned to the gasification furnace main body 11 by the circulation pipe 19 through the seal pod 20. Further, a part of the mixture discharged from the ash discharge pipe 23 is returned to the gasification furnace main body 11 and the circulation pipe 19 by the fluidized material transport device 28, and a part thereof is supplied to the biomass supply device 3 by the ash circulation device 100. The Here, the temperature inside the gasification furnace 4 is 500 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. The gasification furnace 4 can control the temperature by changing the fire of supplied air. The gas fuel produced in the gasification furnace 4 is composed mainly of carbon monoxide (CO), hydrogen (H 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), nitrogen (N), etc., and has a viscosity of 300 to 1100 kcal / Nm 3. It is a low-calorie gas of a degree, and it becomes the range of 650-850 degreeC.

バイオマスガス化システム2は、ガス化炉4から排出され、ガス燃料ライン24を通過したガス燃料が空気予熱器5に供給される。空気予熱器5は、供給されたガス燃料と空気とを熱交換することで、ガス燃料の温度を400℃以上500℃以下とする。また、空気予熱器5は、大気温度の空気を例えば200〜350℃に加熱に加熱する。   In the biomass gasification system 2, the gas fuel discharged from the gasification furnace 4 and passing through the gas fuel line 24 is supplied to the air preheater 5. The air preheater 5 changes the temperature of the gas fuel to 400 ° C. or more and 500 ° C. or less by exchanging heat between the supplied gas fuel and air. Moreover, the air preheater 5 heats the air of atmospheric temperature to heating to 200 to 350 ° C., for example.

バイオマスガス化システム2は、空気予熱器5で400℃以上500℃以下としたガス燃料をガス供給ライン118でフィルタ装置6に供給し、ガス燃料に含まれる異物を除去する。バイマスガス化システム2は、フィルタ装置6で異物を除去し、400℃以上を維持した状態のガス燃料をボイラ30に供給する。なお、バイオマスガス化システム2は、予め運転条件を設定することで、各位置での温度を上記範囲とすることができる。   The biomass gasification system 2 supplies gas fuel, which is 400 ° C. or more and 500 ° C. or less by the air preheater 5, to the filter device 6 through the gas supply line 118, and removes foreign matters contained in the gas fuel. The bimass gasification system 2 supplies foreign gas to the boiler 30 with the filter device 6 removing foreign substances and maintaining the temperature at 400 ° C. or higher. In addition, the biomass gasification system 2 can make the temperature in each position into the said range by setting an operating condition previously.

バイオマスガス化システム2は、ガス燃料を400℃以上500℃以下とした後、フィルタ装置6で異物を除去することで、500℃以下で析出するガス燃料に含まれるアルカリ金属成分をフィルタ装置6で除去することができる。また、ガス燃料が400℃以上を維持した状態でフィルタ装置6を通過させボイラ30に供給することで、タール分の析出を抑制することができる。これにより、タール分が付着することを抑制でき、ボイラ30で燃焼可能な成分をより多くすることができる。また、ガス燃料が400℃以上を維持した状態でフィルタ装置6を通過させボイラ30に供給することで、ガス燃料をエネルギが高い状態でボイラ30に供給することができる。これにより、ボイラ設備1の運転効率を高くすることができる。また、油・ガス焚きのボイラ30にアルカリ金属が投入されることを抑制でき、油・ガス焚きのボイラ30でガス化したバイオマスを好適に燃焼させることができる。   The biomass gasification system 2 sets the gas fuel to 400 ° C. or more and 500 ° C. or less, and then removes foreign matters with the filter device 6, so that the alkali metal component contained in the gas fuel deposited at 500 ° C. or less is removed with the filter device 6. Can be removed. Moreover, precipitation of a tar part can be suppressed by passing the filter apparatus 6 in the state which maintained gas fuel 400 degreeC or more, and supplying to the boiler 30. FIG. Thereby, it can suppress that a tar part adheres and can increase the component which can be combusted with the boiler 30 more. Moreover, gas fuel can be supplied to the boiler 30 in a state with high energy by allowing the filter device 6 to pass through and supplying it to the boiler 30 while maintaining the gas fuel at 400 ° C. or higher. Thereby, the operating efficiency of the boiler equipment 1 can be made high. Moreover, it can suppress that an alkali metal is thrown into the oil-and-gas-fired boiler 30, and the biomass gasified with the oil-and-gas-fired boiler 30 can be combusted suitably.

ここで、フィルタ装置6は、ガス燃料の通過方向と逆の方向から不活性ガスを噴射し、捕集した異物を除去する逆洗機構を有することが好ましい。ここで、不活性ガスとしては、ボイラ30の排ガスや、二酸化炭素、窒素等が例示される。フィルタ装置6の洗浄に不活性ガスを用いることで、温度が高い状態でガス燃料が通過するフィルタ装置6内で、ガス燃料が燃焼することを抑制することができる。   Here, it is preferable that the filter device 6 has a backwashing mechanism that injects an inert gas from a direction opposite to the gas fuel passage direction and removes the collected foreign matter. Here, examples of the inert gas include exhaust gas from the boiler 30, carbon dioxide, nitrogen, and the like. By using an inert gas for cleaning the filter device 6, it is possible to suppress the combustion of the gas fuel in the filter device 6 through which the gas fuel passes at a high temperature.

バイオマスガス化システム2は、灰循環装置100を設け、灰の一部をバイオマス供給装置3に供給することで、燃焼成分が含まれる灰を再度バイオマスの搬送経路に戻すことができ、燃料を効率よく使用することができる。また、バイオマス供給装置3の乾燥装置86よりも上流側の湿潤状態のバイオマスが搬送または貯留されている領域に、乾燥した灰を供給することで、湿っている状態を改善することができ、バイオマスのハンドリング性を向上させることができる。   The biomass gasification system 2 is provided with the ash circulation device 100 and supplies a part of the ash to the biomass supply device 3 so that the ash containing the combustion components can be returned to the biomass transport path again, and the fuel efficiency is improved. Can be used well. In addition, the wet state can be improved by supplying the dried ash to the region where the wet state biomass in the upstream of the drying device 86 of the biomass supply device 3 is conveyed or stored. The handling property can be improved.

図3は、バイオマスガス化システムの動作の一例を示すフローチャートである。図3に示す動作は、制御装置7が各部の動作を実行することで、実現することができる。制御装置7は、温度検出器120で温度を検出する(ステップS12)。制御装置7は、温度を検出したら、ガス燃料ライン118を流れるガス燃料の温度が400℃以上であるか判定する(ステップS14)。制御装置7は、温度が400℃以上ではない(ステップS14でNo)、つまり、400℃未満であると判定した場合、供給する空気の量を減少させる(ステップS16)。制御装置7は、送風ファン116の動作を制御し、空気予熱器5に供給する空気の量を減少させる。空気予熱器5に供給する空気の量を減少させることで、空気予熱器5でのガス燃料に対する空気の吸熱量が低減し、空気予熱器5から排出されるガス燃料の温度を高くすることができる。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the biomass gasification system. The operation shown in FIG. 3 can be realized by the control device 7 executing the operation of each unit. The control device 7 detects the temperature with the temperature detector 120 (step S12). When detecting the temperature, the control device 7 determines whether the temperature of the gas fuel flowing through the gas fuel line 118 is 400 ° C. or higher (step S14). When it is determined that the temperature is not 400 ° C. or higher (No in step S14), that is, the temperature is lower than 400 ° C., the control device 7 decreases the amount of air to be supplied (step S16). The control device 7 controls the operation of the blower fan 116 to reduce the amount of air supplied to the air preheater 5. By reducing the amount of air supplied to the air preheater 5, the amount of heat absorbed by the air in the air preheater 5 can be reduced, and the temperature of the gas fuel discharged from the air preheater 5 can be increased. it can.

制御装置7は、温度が400℃以上である(ステップS14でYes)と判定した場合、ガス燃料ライン118を流れるガス燃料の温度が500℃以下であるか判定する(ステップS18)。制御装置7は、温度が500℃以下ではない(ステップS18でNo)、つまり、500℃より高いと判定した場合、供給する空気の量を増加させる(ステップS20)。制御装置7は、送風ファン116の動作を制御し、空気予熱器5に供給する空気の量を増加させる。空気予熱器5に供給する空気の量を増加させることで、空気予熱器5でのガス燃料に対する空気の吸熱量が増加し、空気予熱器5から排出されるガス燃料の温度を低下させることができる。制御装置7は、温度が500℃以下である(ステップS18でYes)と判定した場合、本処理を終了する。   When it is determined that the temperature is 400 ° C. or higher (Yes in Step S14), the control device 7 determines whether the temperature of the gas fuel flowing through the gas fuel line 118 is 500 ° C. or lower (Step S18). When it is determined that the temperature is not 500 ° C. or lower (No in step S18), that is, higher than 500 ° C., the control device 7 increases the amount of air to be supplied (step S20). The control device 7 controls the operation of the blower fan 116 and increases the amount of air supplied to the air preheater 5. By increasing the amount of air supplied to the air preheater 5, the heat absorption amount of air with respect to the gas fuel in the air preheater 5 is increased, and the temperature of the gas fuel discharged from the air preheater 5 can be lowered. it can. When it is determined that the temperature is 500 ° C. or lower (Yes in step S18), the control device 7 ends this process.

バイオマスガス化システム2は、温度検出器120の検出結果に基づいて、送風ファン116の動作を制御し、空気予熱器5の熱交換を制御することで、フィルタ装置6に供給するガス燃料をより確実に400℃以上500℃以下とすることができる。これにより、ガス燃料からアルカリ金属を好適に除去することができ、かつ、タール分の発生を抑制することができる。また、上記制御では、下限の400℃と上限の500℃を制御の判定基準としたが、判定基準は、400℃よりも高い温度と、500℃よりも低い温度とを用いることが好ましい。これにより、制御に誤差が生じても、フィルタ装置6に供給するガス燃料をより確実に400℃以上500℃以下とすることができる。   The biomass gasification system 2 controls the operation of the blower fan 116 based on the detection result of the temperature detector 120, and controls the heat exchange of the air preheater 5, so that more gas fuel is supplied to the filter device 6. It can surely be 400 ° C. or higher and 500 ° C. or lower. Thereby, an alkali metal can be suitably removed from gas fuel, and generation | occurrence | production of a tar part can be suppressed. In the above control, the lower limit of 400 ° C. and the upper limit of 500 ° C. are used as control criteria. However, it is preferable to use a temperature higher than 400 ° C. and a temperature lower than 500 ° C. Thereby, even if an error occurs in the control, the gas fuel supplied to the filter device 6 can be more reliably set to 400 ° C. or more and 500 ° C. or less.

ここで、上記実施形態のバイオマスガス化システム2は、ガス化炉4から排出されたガス燃料を空気予熱器5による熱交換で冷却しつつ、空気を加熱することで、システム全体の熱を効率よく利用することができる。なお、バイオマスガス化システム2は、空気予熱器5に代えて、冷却器を設けてもよい。また、ガス化炉2に供給する空気以外の媒体とガス燃料とを熱交換してもよい。   Here, the biomass gasification system 2 of the above embodiment efficiently heats the entire system by heating the air while cooling the gas fuel discharged from the gasification furnace 4 by heat exchange by the air preheater 5. Can be used well. The biomass gasification system 2 may be provided with a cooler instead of the air preheater 5. Further, a medium other than air supplied to the gasification furnace 2 and gas fuel may be subjected to heat exchange.

また、上記実施形態では、温度検出器120をガス燃料ライン118に設置し、ガス燃料ライン118の検出結果に基づいて制御を行ったがこれに限定されない。例えば、ガス燃料ライン24に温度検出器を設置し、その結果に基づいて制御を行ってもよい。また、上記実施形態では、空気予熱器5に供給する空気の量を制御したが、他の制御を行ってもよい。例えばダクトバーナ114で管路を加熱し、温度を上昇させてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the temperature detector 120 was installed in the gas fuel line 118 and it controlled based on the detection result of the gas fuel line 118, it is not limited to this. For example, a temperature detector may be installed in the gas fuel line 24 and control may be performed based on the result. Moreover, in the said embodiment, although the quantity of the air supplied to the air preheater 5 was controlled, you may perform another control. For example, the duct may be heated by the duct burner 114 to increase the temperature.

図4は、バイオマスガス化システムの動作の一例を示すフローチャートである。図4に示す動作は、制御装置7が各部の動作を実行することで、実現することができる。制御装置7は、システム(バイオマスガス化システム2)起動時であるかを判定する(ステップS32)。制御装置7は、システム(バイオマスガス化システム2)起動時である(ステップS32でYes)と判定した場合、ダクトバーナを稼動させる(ステップS34)。制御装置7は、システム(バイオマスガス化システム2)起動時ではない(ステップS32でNo)と判定した場合、ダクトバーナ114を停止させる(ステップS36)。   FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the biomass gasification system. The operation shown in FIG. 4 can be realized by the control device 7 executing the operation of each unit. The control device 7 determines whether or not the system (biomass gasification system 2) is activated (step S32). If it is determined that the system (biomass gasification system 2) is activated (Yes in step S32), the control device 7 operates the duct burner (step S34). When it is determined that the system (biomass gasification system 2) is not activated (No in step S32), the control device 7 stops the duct burner 114 (step S36).

バイオマスガス化システム2は、このようにシステムの起動時にダクトバーナ114を起動させ、ガス燃料ライン24を加熱することで、システム全体の温度の上昇を速くすることができ起動時間を短くすることができる。また、起動時にガス化炉4から排出されるガス燃料をダクトバーナ114で燃焼させることができる。これにより、低温のガス燃料が流通し、タール分が析出することを抑制することができる。   In this way, the biomass gasification system 2 activates the duct burner 114 at the time of system activation and heats the gas fuel line 24, thereby increasing the temperature of the entire system and shortening the activation time. . Further, the gas fuel discharged from the gasification furnace 4 at the time of startup can be burned by the duct burner 114. Thereby, low temperature gas fuel can distribute | circulate and it can suppress that a tar part precipitates.

また、ダクトバーナ114は、ボイラ30の状態によって、ガス燃料を投入できない場合もガス燃料を燃焼させ、ボイラ30内にガス燃料が流入することを抑制することができる。つまりダクトバーナ114は、フレアスタックとしても用いることができる。これにより、バイオマスガス化システム2にフレアスタックを用いる必要が無くなり、装置構成を簡単にすることができる。   Further, the duct burner 114 can burn the gas fuel even when the gas fuel cannot be input depending on the state of the boiler 30, and can prevent the gas fuel from flowing into the boiler 30. That is, the duct burner 114 can also be used as a flare stack. Thereby, it is not necessary to use a flare stack in the biomass gasification system 2, and the apparatus configuration can be simplified.

1 ボイラ設備
2 バイオマスガス化システム
3 バイオマス供給装置
4 ガス化炉
5 空気予熱器
6 フィルタ装置
7 制御装置
11 ガス化炉本体
17 サイクロン
18 排出配管
19 循環配管
20 シールポッド
21 空気供給配管
22 空気供給分岐配管
23 灰排出配管
24、118、124 ガス燃料ライン
27 灰処理装置
27a搬送ベルト
27b分離装置
27c流動材搬出ライン
28 流動材搬送装置
29 起動用バーナ
29a燃料供給装置
29b空気供給装置
30 ボイラ
31 ボイラ本体
32 燃焼装置
33 化石燃料用の燃焼バーナ
34 ガス燃料用の燃焼バーナ
39 空気供給配管
42 煙道
51 エアヒータ
70 バイオマス貯留部(バイオマスヤード)
72 運搬機
74 受入部
76、78 搬送コンベヤ
80 磁選機
82 鉄分貯留ヤード
84、90 ホッパ
86 乾燥装置
88 計量コンベア
92 供給配管
100 灰循環装置
102 循環ライン
104 供給ファン
114 ダクトバーナ
116 送風ファン
120 温度検出器
122 異物排出装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Boiler equipment 2 Biomass gasification system 3 Biomass supply apparatus 4 Gasification furnace 5 Air preheater 6 Filter apparatus 7 Control apparatus 11 Gasification furnace main body 17 Cyclone 18 Exhaust piping 19 Circulation piping 20 Seal pod 21 Air supply piping 22 Air supply branch Piping 23 Ash discharge piping 24, 118, 124 Gas fuel line 27 Ash processing device 27a Conveying belt 27b Separating device
27c Fluidized material delivery line 28 Fluidized material conveying device 29 Start-up burner 29a Fuel supply device 29b Air supply device 30 Boiler 31 Boiler body 32 Combustion device 33 Combustion burner for fossil fuel 34 Combustion burner for gas fuel 39 Air supply piping 42 Smoke Road 51 Air heater 70 Biomass storage (biomass yard)
72 Transporter 74 Receiving part
76, 78 Conveyor 80 Magnetic separator 82 Iron storage yard 84, 90 Hopper 86 Drying device 88 Weighing conveyor 92 Supply pipe 100 Ash circulation device 102 Circulation line 104 Supply fan 114 Duct burner 116 Blower fan 120 Temperature detector 122 Foreign matter discharge device

Claims (7)

バイオマスからガス燃料を生成するバイオマスガス化システムであって、
バイオマスを燃料として燃焼・ガス化させることでガス燃料を生成するガス化炉と、
バイオマスを乾燥した後、前記ガス化炉にバイオマスを供給するバイオマス供給ユニットと、
前記ガス化炉で生成されたガス燃料を、400℃以上500℃以下に冷却する冷却器と、
前記冷却器を通過したガス燃料に含まれる異物を捕集し、異物を捕集したガス燃料を400℃以上で排出するフィルタ装置と、
各部の動作を制御する制御装置と、を有することを特徴とするバイオマスガス化システム。
A biomass gasification system that generates gas fuel from biomass,
A gasification furnace that generates gas fuel by burning and gasifying biomass as fuel;
A biomass supply unit for supplying biomass to the gasifier after drying the biomass;
A cooler that cools the gas fuel generated in the gasification furnace to 400 ° C. or more and 500 ° C. or less;
A filter device that collects foreign matter contained in the gas fuel that has passed through the cooler, and discharges the gaseous fuel that has collected the foreign matter at 400 ° C. or higher;
A biomass gasification system comprising: a control device that controls operation of each unit;
前記冷却器と前記フィルタとの間の温度を検出する温度検出器と、を有し、
前記制御装置は、前記温度検出器の検出結果に基づいて、前記冷却器の冷却を制御し、前記冷却器から排出されるガス燃焼を400℃以上500℃以下とす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。
A temperature detector for detecting a temperature between the cooler and the filter;
The said control apparatus controls cooling of the said cooler based on the detection result of the said temperature detector, The gas combustion discharged | emitted from the said cooler shall be 400 degreeC or more and 500 degrees C or less. The biomass gasification system according to 1.
前記冷却器は、前記ガス化炉で生成されたガス燃料と、前記ガス化炉に供給する空気との間で熱交換を行い、前記ガス燃料を冷却する熱交換器であることを特徴とする請求項1または2に記載のバイオマスガス化システム。   The cooler is a heat exchanger that performs heat exchange between the gas fuel generated in the gasification furnace and air supplied to the gasification furnace, and cools the gas fuel. The biomass gasification system according to claim 1 or 2. 前記フィルタ装置は、前記ガス燃料の通過方向と逆の方向から不活性ガスを噴射し、捕集した異物を除去する逆洗機構を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のバイオマスガス化システム。   The said filter apparatus has a backwashing mechanism which injects inert gas from the direction opposite to the passage direction of the said gas fuel, and removes the collected foreign material. The biomass gasification system described in 1. 前記ガス化炉と前記冷却器との間の前記ガス燃料が通過する経路に配置された燃焼装置を有し、
前記制御装置は、前記ガス化炉の起動時に前記燃焼装置を稼動し、前記ガス燃料を燃焼させ、前記経路及びフィルタ装置を加熱することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のバイオマスガス化システム。
A combustion apparatus disposed in a path through which the gas fuel passes between the gasifier and the cooler;
The said control apparatus operates the said combustion apparatus at the time of starting of the said gasification furnace, burns the said gas fuel, and heats the said path | route and a filter apparatus, It is any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. The biomass gasification system described.
前記ガス化炉は、内部の灰分が排出される灰処理装置を有し、
前記灰処理装置は、灰分の一部をバイオマス供給装置の前記バイオマスを乾燥させる機構よりも上流側に供給することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のバイオマスガス化システム。
The gasifier has an ash treatment device from which internal ash is discharged,
The biomass gasification system according to any one of claims 1 to 5, wherein the ash treatment device supplies a part of ash to an upstream side of a mechanism for drying the biomass of the biomass supply device. .
請求項1から6のいずれか一項に記載のバイオマスガス化システムと、
前記バイオマスガス化システムから供給されたガス燃料と、液体または気体の燃料と、を燃焼させるボイラと、を有することを特徴とするボイラ設備。
A biomass gasification system according to any one of claims 1 to 6;
A boiler facility comprising a boiler that burns a gas fuel supplied from the biomass gasification system and a liquid or gaseous fuel.
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