バイオマスガス化炉 | バイオマス合成ガス発電所

バイオマスガス化とは、低カロリーのバイオマスエネルギー源を特定の反応条件下で酸化還元反応させ、水素や一酸化炭素などの可燃性ガスを生成する技術です。この反応で生成されたガスは、熱エネルギーとして直接利用することも、発電に使用することも可能です。

バイオマスエネルギーとは

バイオマスエネルギーの源は太陽エネルギーです。バイオマスエネルギーは、微生物、植物、動物が光合成によって蓄積したエネルギーです。バイオマスエネルギーの供給源は非常に幅広く、作物のわら、木材加工廃棄物、動物の糞尿、都市ごみ、ゴムやプラスチック廃棄物などの産業廃棄物が一般的なバイオマスエネルギーです。

バイオマスエネルギーの特徴とは

1. 環境保護： まず、原料が各種廃棄物であるため、一部の廃棄物処理の問題を解決します。次に、酸化還元反応後、生成されるガスは一酸化炭素(CO)、水素(H2)、メタン(CH4)、ポリアセチレン(CmHn)などの可燃性ガスであり、環境に一切の汚染を引き起こしません。
2. 再生可能エネルギー： バイオマスエネルギーは、動植物の光合成によって再び生成することができます。太陽エネルギー、水力エネルギー、風力エネルギーなどと同様に、再生可能エネルギーに属します。
3. 総量の豊富さ： バイオマスエネルギーは、地球上で第4位のエネルギー源として、幅広い供給源を持っています。統計によると、地球が毎年生産するバイオマスエネルギーは、人類が消費するエネルギーの約10倍ですが、人類によるこのエネルギーの利用率は3%未満です。
4. 低い生産コスト： バイオマス廃棄物のリサイクルコストは低いため、バイオマスエネルギーを利用した発電コストは非常に低く、約0.2～0.3RMB/kWhであり、石炭火力発電のコストの60%～70%に相当します。

上記のようなバイオマスエネルギーの特性から、多くの国がこのエネルギーの利用に注目し始めています。バイオマスエネルギーを動力源や発電に利用することは、今後の発展トレンドです。

バイオマスガス化の概要

ガス化炉内でバイオマスエネルギーが不完全燃焼および酸化還元反応を経ることで、一連の可燃性ガスが生成されます。このプロセスをバイオマスエネルギーガス化と呼びます。

動作プロセス

乾燥 → 熱分解 → 酸化 → 還元 → 精製 → 可燃性ガスの燃焼および利用

関連装置

ガス化炉 - 冷却集塵機 - タール精製装置 - タール分離機 - 内燃発電機 / ボイラー 等

ガス化プロセス

ガス化炉は主に、空気層、乾燥層、熱分解層、酸化層、還元層の5層に分かれています。

バイオマス原料がガス化炉に投入されると、乾燥と加熱が行われます。温度が上昇し続けるにつれて、揮発性物質が高温で析出し、熱分解反応を起こします。熱分解ガスと炭化物が反応し、水蒸気と二酸化炭素を生成します。同時に、生成された熱は還元反応の吸熱反応やタールの熱分解に利用され、最適な熱利用を実現します。

ダストはガス化炉底部のスクリューコンベヤから排出され、ガスは排気口から排出されます。この時点で得られたガスはそのまま生産に使用することはできず、ガス内部のダストやタールを除去するための精製・ろ過処理を経てから使用可能となります。

精製プロセス

1. 不純物除去装置： 本装置一式には6基のサクロンが搭載されており、優れた不純物除去効果を実現します。
2. 冷却装置： 合成ガスが冷気を通過することで、内部の水分とタールが凝縮されます。このプロセスにおいて、合成ガスは機械内部の空気と直接接触せず、機械内部のエアダクトを通過します。
3. タールフィルター： タールフィルターは、水中に浸漬された4基のタール除去装置で構成されています。
4. タール分離機： 本機には冷却装置が含まれており、水分とタールを凝縮させた後、乾式ろ過方式を用いて遠心ろ過によりタールを排出します。
5. フィルター： フィルター内部には活性炭とステンレス製フィルタースクリーンが含まれており、タールと水蒸気の最終ろ過を行います。
6. ルーツブロワ： ルーツブロワは、ガス化プロセス全体および精製システムの動力源です。全製造工程において、ルーツブロワの役割は、機械を負圧下で運転させることだけでなく、ガス化反応を十分に行わせ、二酸化炭素を過剰に生成させないことにもあります。

バイオマスガス化における原料要件

1. 原料のサイズ： バイオマス粒子またはブロックのサイズは30mmを超えてはなりません。
2. 原料の湿度： 含水率は20%以下である必要があります。

動画：200kWバイオマスガス化発電プラント

バイオマスガス化ラインの仕様

KX-300SA ガス化炉の仕様

生成ガス出力300m3/h生成ガス熱量1000～1200 kcal/m3燃料消費量150kg/h電源380V 50Hz/60Hzガス化効率＞72%ガス化炉消費電力18kW適合エンジン100kW原料長さ 30mm以下、条件含水率 20%以下認証CE原産地中国 鄭州市設置寸法（長さ×幅×高さ）14m×3.5m×5.16m

ガス化炉の供給範囲

No.名称部品数量備考1炉本体部炉本体1ガス化反応炉投入機1原料搬送投入インターフェース1整合スクリュー式灰排出機1機械式除灰灰ホッパー1カーボン灰一時貯留電動バタフライバルブ4除灰装置の閉鎖弁監視カメラ1ガス化炉内の燃焼観察火床保護板1安全保護レベル計2炉内原料量および灰ホッパー内カーボン灰量の制御温度センサー3投入および除灰の制御鉄コーン1補助材料2除塵装置サイクロン集塵機6合成ガスの除塵空冷ファン1冷却温度センサー1温度検出3冷却器冷却器1ガス冷却ファン1冷却4タール精製装置タール除去装置4セットと水冷式冷却ガス装置1セット内蔵1タール除去冷却器1循環水冷却循環水ポンプ1冷却水循環温度センサー1温度検出5タールフィルターガス冷却装置1合成ガスの冷却タール遠心分離機1タール分離乾式フィルター1ろ過タール温度センサー1温度検出6ルーツブロワルーツブロワ1バイオマスガス化への動力供給圧力発信器1ルーツブロワ制御ゴム製フレキシブル継手2防振・騒音低減7テフロンバタフライバルブ3合成ガス搬送の制御8

ガス分配器

乾式フィルター3セット内蔵1合成ガスのろ過トーチ1合成ガスの品質確認9制御盤PLC1機器運転の制御システム10接続配管溶接ガス化炉接続11ボルト・石綿パッキンガス化炉接続部品およびシール材12工具ケース1機器設置工具

発電機セットの供給範囲

型番（エンジン形式）118D12TL-2常用出力100KW定格回転数（r/min）1500/1800定格周波数50Hz /60Hz定格電圧400V/230V相数AC 3相4線式電圧安定度≤±1%電圧変動率≤-10%–+20%電圧回復時間≤3s熱消費率≤11mj/Kw.h潤滑油消費率≤1.0g/Kw.hエンジン排気量151.8 Lシリンダ数6-Vシリンダ内径128mmストローク152mm始動方式DC 24V 電動モータ冷却方式水冷式潤滑方式強制飛沫式絶縁クラスH保護等級IP23発電機中国製スタンフォード力率0.8（遅れ）励磁方式ブラシレス色お選びいただけます認証ISO 9001:2008、CE保証1年間または1000運転時間のいずれか早い方タイプ開放型制御システム自動警報システム寸法2850x1100x1750mm重量2350kg

導入実績

ロシアからのお客様が当社の工場をご訪問され、技術スタッフと詳細な意見交換を行いました。