[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2010184972A - Fuel gas purification apparatus, power generation system and fuel synthesis system - Google Patents

Fuel gas purification apparatus, power generation system and fuel synthesis system Download PDF

Info

Publication number
JP2010184972A
JP2010184972A JP2009028796A JP2009028796A JP2010184972A JP 2010184972 A JP2010184972 A JP 2010184972A JP 2009028796 A JP2009028796 A JP 2009028796A JP 2009028796 A JP2009028796 A JP 2009028796A JP 2010184972 A JP2010184972 A JP 2010184972A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
fuel gas
fuel
gas purification
power generation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009028796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kawase
誠 河瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Research Institute of Electric Power Industry filed Critical Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority to JP2009028796A priority Critical patent/JP2010184972A/en
Publication of JP2010184972A publication Critical patent/JP2010184972A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel gas purification apparatus that can purify a fuel gas originating from a biomass into high-purity one and to provide a power generation system and a fuel synthesis system comprising the fuel gas purification system. <P>SOLUTION: The fuel gas purification apparatus is provided with a gas purification container 11 for introducing thereinto a pyrolyzed gas generated by pyrolysis of a biomass, a porous body 12 disposed in the gas purification container 11 so that the pyrolyzed gas passes therethrough, a carbonate salt-supplying means 13 for supplying a melted carbonate salt 17 to the porous body 12 to make the porous body 12 hold the melted carbonate salt 17, where the gas purification container 11 is constituted so that it discharges to the outside a fuel gas obtained by purification of the pyrolyzed gas passing through the porous body 12 by a reaction with the melted carbonate salt 17. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、燃料ガス精製装置、発電システム及び燃料合成システムに関し、特に、可燃性ガスに含まれる未燃分、灰分、不純物等を除去、精製し、精製して得られた燃料ガスを利用する場合に適用して有用なものである。   The present invention relates to a fuel gas purification device, a power generation system, and a fuel synthesis system, and in particular, uses a fuel gas obtained by removing, purifying, and purifying unburned components, ash, impurities, etc. contained in a combustible gas. It is useful to apply to cases.

近年、バイオマスをエネルギーとして利用することが注目されている。バイオマスのエネルギーの利用方法としては、バイオマスを直接燃焼させて熱・電気エネルギーを得る方法、または熱分解によって燃料ガスを得る方法等が知られている。   In recent years, the use of biomass as energy has attracted attention. As a method of using the energy of biomass, a method of directly burning biomass to obtain heat / electric energy, a method of obtaining fuel gas by thermal decomposition, or the like is known.

図4は、従来技術に係るバイオマスから燃料ガスを精製する燃料ガス精製装置を備える発電システムの概略構成図である。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a power generation system including a fuel gas purification device that purifies fuel gas from biomass according to the related art.

図示するように、炭化機1は、供給されたバイオマスを加熱して可燃性ガスの一例である熱分解ガスと炭化物とを生成し、これらを火炉2内に供給する。火炉2は、下部のガス化・燃焼部と、上部のガス改質部とから構成されている。下部のガス化・燃焼部では、炭化機1から供給された炭化物が別途供給された空気又は酸素により部分燃焼されることにより高温ガスが発生し、該高温ガスは上部のガス改質部へと導かれる。上部のガス改質部では、炭化機1から供給された熱分解ガスが、高温ガスによる高温場で改質されて、灰分・不純物を含む粗ガスが製造される。そして、粗ガスは、燃料ガス精製装置10により脱硫・脱塵され、一酸化炭素や水素を主成分とする燃料ガスが精製される。   As shown in the figure, the carbonizer 1 heats the supplied biomass to generate pyrolysis gas and carbide as an example of combustible gas, and supplies them into the furnace 2. The furnace 2 is composed of a lower gasification / combustion section and an upper gas reforming section. In the lower gasification / combustion section, the carbide supplied from the carbonizer 1 is partially burned by separately supplied air or oxygen, and a high-temperature gas is generated. The high-temperature gas is sent to the upper gas reforming section. Led. In the upper gas reforming section, the pyrolysis gas supplied from the carbonizer 1 is reformed in a high-temperature field using a high-temperature gas to produce a crude gas containing ash and impurities. The crude gas is desulfurized and dedusted by the fuel gas purification device 10 to purify the fuel gas mainly composed of carbon monoxide and hydrogen.

このようにして製造された燃料ガスは、例えばガスタービンや燃料電池等から構成される発電手段20に供給され、発電手段20は、この燃料ガスを用いて発電する。他にも、燃料ガスは、合成液体燃料の原料としても用いられる。なお、発電手段20で生じた廃熱は、炭化機1に送られてバイオマスを加熱する熱源として利用されている。   The fuel gas produced in this way is supplied to a power generation means 20 composed of, for example, a gas turbine or a fuel cell, and the power generation means 20 generates power using this fuel gas. In addition, the fuel gas is used as a raw material for the synthetic liquid fuel. The waste heat generated by the power generation means 20 is sent to the carbonizer 1 and used as a heat source for heating the biomass.

なお、上記従来技術と同種の技術を開示する刊行物として次の特許文献1が存在する。   In addition, the following patent document 1 exists as a publication disclosing the same kind of technique as the above prior art.

ここで、従来の燃料ガス精製装置10は、粗ガス中の灰分、タール、不純物を除去するために、脱塵装置、COS変換装置、脱硫装置、ガス冷却装置、ガス洗浄装置等から構成されている。このため、ガス精製を行うための設備構成が複雑化し、設備の運用性を高めることが困難で、コストが高くなっていた。   Here, the conventional fuel gas refining apparatus 10 includes a dedusting device, a COS conversion device, a desulfurization device, a gas cooling device, a gas cleaning device, and the like in order to remove ash, tar, and impurities in the crude gas. Yes. For this reason, the equipment configuration for performing gas purification is complicated, it is difficult to improve the operability of the equipment, and the cost is high.

また、火炉2のガス化・燃焼部で炭化物を燃焼するために、空気や窒素を外部から火炉2に供給しているので、燃料ガス(粗ガス)がこれらの空気や窒素等で希釈され、燃料ガスの単位体積あたりのカロリーが低下してしまう。   Moreover, since air and nitrogen are supplied to the furnace 2 from the outside in order to burn carbide in the gasification / combustion part of the furnace 2, the fuel gas (crude gas) is diluted with these air and nitrogen, The calorie per unit volume of fuel gas will fall.

このような問題は、バイオマス由来の熱分解ガスに限らず、可燃性ガスから不純物等を除去する場合についても同様に存在する。   Such a problem exists not only in the pyrolysis gas derived from biomass but also in the case of removing impurities and the like from the combustible gas.

特開2006−2042号公報JP 2006-2042 A

本発明は、かかる事情に鑑み、可燃性ガスを高純度に精製し得る燃料ガス精製装置を提供することを目的とする。また、可燃性ガスを高純度に精製し得る燃料ガス精製装置を有する発電システム、及び燃料合成システムを提供することを目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide a fuel gas purification device capable of purifying a combustible gas with high purity. Another object of the present invention is to provide a power generation system having a fuel gas purification device capable of purifying combustible gas with high purity, and a fuel synthesis system.

上記目的を達成するための本発明の第1の態様は、可燃性ガスが導入されるガス精製容器と、前記可燃性ガスが流通するように前記ガス精製容器内に設けられた多孔質体と、前記多孔質体に炭酸塩を供給して該多孔質体に炭酸塩を保持させる炭酸塩供給手段とを備え、前記ガス精製容器は、前記多孔質体を流通した可燃性ガスが前記溶融炭酸塩との反応により精製されたものである燃料ガスを外部へ排出するように構成されていることを特徴とする燃料ガス精製装置にある。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention includes a gas purification container into which a combustible gas is introduced, and a porous body provided in the gas purification container so that the combustible gas flows. And a carbonate supply means for supplying carbonate to the porous body and holding the carbonate in the porous body, and the gas purification vessel is configured such that the flammable gas flowing through the porous body contains the molten carbonate. The fuel gas purification apparatus is configured to discharge the fuel gas purified by the reaction with the salt to the outside.

かかる第1の態様では、多孔質体は、多数の細孔を有するので大きな表面積を有しており、これらの細孔に溶融炭酸塩が保持されている。これにより、多孔質体を流通する熱分解ガスに対してより多くの溶融炭酸塩を接触させることが可能となっている。このため、熱分解ガスを、より多くの溶融炭酸塩と反応させることができ、熱分解ガスから不純物を十分に取り除くことができる。   In the first aspect, the porous body has a large surface area because it has a large number of pores, and molten carbonate is held in these pores. Thereby, it is possible to make more molten carbonate contact with the pyrolysis gas which distribute | circulates a porous body. For this reason, pyrolysis gas can be made to react with more molten carbonate, and an impurity can fully be removed from pyrolysis gas.

本発明の第2の態様は、第1の態様に記載する燃料ガス精製装置において、前記ガス精製容器には、前記燃料ガスに含まれる低融点の溶融塩を除去するミストトラップが設けられていることを特徴とする燃料ガス精製装置にある。   According to a second aspect of the present invention, in the fuel gas purification apparatus described in the first aspect, the gas purification container is provided with a mist trap for removing a low melting point molten salt contained in the fuel gas. The fuel gas purifier is characterized by the above.

かかる第2の態様では、燃料ガスから低融点の溶融塩が除去され、さらに高純度に精製された燃料ガスを得ることができる。   In the second aspect, the molten gas having a low melting point is removed from the fuel gas, and a fuel gas purified to a high purity can be obtained.

本発明の第3の態様は、第1又は第2の態様に記載する燃料ガス精製装置において、前記ガス精製容器は、その内部に貯留された溶融炭酸塩に前記可燃性ガスが導入されるように構成されていることを特徴とする燃料ガス精製装置にある。   According to a third aspect of the present invention, in the fuel gas purification apparatus described in the first or second aspect, the combustible gas is introduced into the molten carbonate stored in the gas purification container. The fuel gas purification apparatus is characterized in that it is configured as follows.

かかる第3の態様では、多孔質体で熱分解ガスを溶融炭酸塩に反応させるのに先立ち、ガス精製容器に貯留された溶融炭酸塩と熱分解ガスとが反応して不純物が除去される。これにより、熱分解ガスから不純物がより確実に除去され、高純度に精製された熱分解ガスが得られる。   In the third aspect, prior to reacting the pyrolysis gas with the molten carbonate in the porous body, the molten carbonate stored in the gas purification vessel reacts with the pyrolysis gas to remove impurities. Thereby, impurities are more reliably removed from the pyrolysis gas, and a pyrolysis gas purified to a high purity is obtained.

本発明の第4の態様は、第1〜第3の態様の何れか一つに記載する燃料ガス精製装置において、前記可燃性ガスは、バイオマスを熱分解することにより生じる熱分解ガスであり、前記バイオマスの熱分解時に生じた炭化物を燃焼する火炉を備え、前記ガス精製容器の内部に貯留された前記溶融炭酸塩は、前記火炉で燃焼された前記炭化物の熱で溶融されていることを特徴とするガス精製装置にある。   According to a fourth aspect of the present invention, in the fuel gas purification apparatus according to any one of the first to third aspects, the combustible gas is a pyrolysis gas generated by pyrolyzing biomass. A furnace for burning carbide generated during pyrolysis of the biomass is provided, and the molten carbonate stored in the gas purification vessel is melted by the heat of the carbide burned in the furnace. It is in the gas purification device.

かかる第4の態様は、ガス精製容器内の多孔質体に保持された炭酸塩は火炉の熱により溶融した状態が維持されるが、その熱源として火炉で燃焼した炭化物の熱を有効利用できる。   In the fourth aspect, the carbonate held in the porous body in the gas purification vessel is maintained in a molten state by the heat of the furnace, but the heat of the carbide burned in the furnace can be effectively used as the heat source.

本発明の第5の態様は、第4の態様に記載する燃料ガス精製装置において、前記ガス精製容器は前記火炉内に配設されていることを特徴とする燃料ガス精製装置にある。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the fuel gas purification apparatus according to the fourth aspect, wherein the gas purification container is disposed in the furnace.

かかる第5の態様では、ガス精製容器は火炉内に配設されているので、火炉内で燃焼された炭化物の熱エネルギーが最も効率的にガス精製容器に与えられる。また、ガス精製容器が火炉内に配設されていることから、火炉外部にガス精製設備を設ける必要がないため、全体の省スペース化を図ることができる。   In the fifth aspect, since the gas purification vessel is disposed in the furnace, the thermal energy of the carbide burned in the furnace is most efficiently given to the gas purification vessel. In addition, since the gas purification container is disposed in the furnace, it is not necessary to provide gas purification equipment outside the furnace, so that the entire space can be saved.

本発明の第6の態様は、第1〜第5の何れか一つの態様に記載する燃料ガス精製装置と、前記燃料ガス精製装置からの燃料ガスを用いて発電する発電手段とを具備することを特徴とする発電システムにある。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the fuel gas purification apparatus according to any one of the first to fifth aspects, and power generation means for generating electric power using the fuel gas from the fuel gas purification apparatus. The power generation system is characterized by

かかる第6の態様では、燃料ガス精製装置で精製された燃料ガスを用いて発電することができる。   In the sixth aspect, power can be generated using the fuel gas purified by the fuel gas purification device.

本発明の第7の態様は、第6の態様に記載する発電システムにおいて、前記発電手段は、前記燃料ガス精製装置からの燃料ガスが送られる燃料極を備えた高温型の燃料電池を備えることを特徴とする発電システムにある。   According to a seventh aspect of the present invention, in the power generation system according to the sixth aspect, the power generation means includes a high-temperature fuel cell including a fuel electrode to which fuel gas from the fuel gas purification device is sent. The power generation system is characterized by

かかる第7の態様では、高い運転温度を要する溶融炭酸塩形燃料電池や固体酸化物形燃料電池に燃料ガスを供給することができる。   In the seventh aspect, fuel gas can be supplied to a molten carbonate fuel cell or a solid oxide fuel cell that requires a high operating temperature.

本発明の第8の態様は、第6の態様に記載する発電システムにおいて、前記発電手段は、前記燃料ガス精製装置からの燃料ガスにより作動するガスエンジンと、該ガスエンジンの作動により発動する発電機とを備えることを特徴とする発電システムにある。   According to an eighth aspect of the present invention, in the power generation system according to the sixth aspect, the power generation means includes a gas engine that is operated by the fuel gas from the fuel gas purification device, and power generation that is activated by the operation of the gas engine. A power generation system comprising a machine.

かかる第8の態様では、ガスエンジンを用いて発電することができる。   In the eighth aspect, power can be generated using a gas engine.

本発明の第9の態様は、第6の態様に記載する発電システムにおいて、前記発電手段は、前記燃料ガス精製装置からの燃料ガスを燃焼するタービン燃焼器と、該タービン燃焼器からの燃焼ガスの膨張により動力を得ることで発電機の駆動を行うガスタービンとを備えることを特徴とする発電システムにある。   According to a ninth aspect of the present invention, in the power generation system according to the sixth aspect, the power generation means includes a turbine combustor that combusts the fuel gas from the fuel gas purification device, and a combustion gas from the turbine combustor. And a gas turbine that drives the generator by obtaining power by expansion of the power generation system.

かかる第9の態様では、ガスタービンを用いて発電することができる。   In the ninth aspect, power can be generated using a gas turbine.

本発明の第10の態様は、第1〜第5の何れか一つの態様に記載する燃料ガス精製装置と、前記燃料ガス精製装置からの燃料ガスから液体燃料を合成する液体燃料合成装置と、前記液体燃料合成装置に供給される燃料ガスの水分の比率を調節し得るように前記炭化機又は前記ガス精製容器内に水を供給する水分供給手段とを具備することを特徴とする燃料合成システムにある。   A tenth aspect of the present invention includes a fuel gas purification device according to any one of the first to fifth aspects, a liquid fuel synthesis device that synthesizes liquid fuel from the fuel gas from the fuel gas purification device, A fuel synthesizing system comprising water supply means for supplying water into the carbonizer or the gas refining vessel so as to adjust a moisture ratio of fuel gas supplied to the liquid fuel synthesizing apparatus. It is in.

かかる第10の態様では、水分供給手段を調節することで、燃料ガスの一酸化炭素と水素との比率を、合成する液体燃料に適した比率とすることができる。これにより、所望の液体燃料を製造し得る。   In the tenth aspect, the ratio of the fuel gas carbon monoxide to hydrogen can be adjusted to a ratio suitable for the liquid fuel to be synthesized by adjusting the water supply means. Thereby, a desired liquid fuel can be manufactured.

本発明によれば、可燃性ガスを高純度に精製し得る燃料ガス精製装置が提供される。更に、該燃料ガス精製装置を有する発電システム、及び燃料合成システムが提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fuel gas refiner | purifier which can refine | purify combustible gas with high purity is provided. Furthermore, a power generation system having the fuel gas purification device and a fuel synthesis system are provided.

実施形態1に係る燃料ガス精製装置を備える発電システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a power generation system including a fuel gas purification device according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1に係る燃料ガス精製装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fuel gas purification device according to Embodiment 1. FIG. 実施形態2に係る燃料ガス精製装置を備える燃料合成システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a fuel synthesis system provided with the fuel gas refiner | purifier which concerns on Embodiment 2. FIG. 従来技術に係るバイオマスから燃料ガスを精製する燃料ガス精製装置を備える発電システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a power generation system provided with the fuel gas refiner | purifier which refine | purifies fuel gas from the biomass which concerns on a prior art.

〈実施形態1〉
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。
<Embodiment 1>
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described. The description of the present embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to the following description.

図1は、実施形態1に係る燃料ガス精製装置を備える発電システムの概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a power generation system including a fuel gas purification device according to the first embodiment.

図示するように、実施形態1に係る発電システムは、バイオマスを熱分解する炭化機1と、炭化物を燃焼する火炉2と、可燃性ガスの一例である熱分解ガスを精製する燃料ガス精製装置10と、炭化機1から熱分解ガスを燃料ガス精製装置10に導入する導入管5と、炭化機1から炭化物を火炉2に導入する炭化物導入管7と、燃料ガス精製装置10で精製された燃料ガスを発電手段20に供給する燃料ガス供給管6と、燃料ガスを燃料として発電する発電手段20とを備えている。   As shown in the figure, a power generation system according to Embodiment 1 includes a carbonizer 1 that pyrolyzes biomass, a furnace 2 that burns carbides, and a fuel gas purification device 10 that purifies pyrolysis gas that is an example of combustible gas. And an introduction pipe 5 for introducing pyrolysis gas from the carbonizer 1 into the fuel gas purification apparatus 10, a carbide introduction pipe 7 for introducing carbide from the carbonizer 1 into the furnace 2, and fuel purified by the fuel gas purification apparatus 10. A fuel gas supply pipe 6 that supplies gas to the power generation means 20 and a power generation means 20 that generates power using the fuel gas as fuel are provided.

炭化機1には、木質系バイオマス、都市ゴミ等の廃棄物系バイオマスおよびこれらの混合バイオマス等が供給される。炭化機1は、バイオマスを蒸し焼きして熱分解し、熱分解ガスと炭化物とを生成する。熱分解ガスは、バイオマス中の揮発分から構成され、主に一酸化炭素、水素、水、炭化水素、タール等からなる。一方、炭化物は、炭素、炭等のいわゆるチャーである。   The carbonizer 1 is supplied with woody biomass, waste biomass such as municipal waste, and mixed biomass thereof. The carbonizer 1 steams and burns biomass and pyrolyzes it to generate pyrolysis gas and carbide. Pyrolysis gas is composed of volatile components in biomass, and is mainly composed of carbon monoxide, hydrogen, water, hydrocarbons, tar, and the like. On the other hand, the carbide is a so-called char such as carbon or charcoal.

火炉2は、内部が空洞になっており、下部のガス化・燃焼部2aと、上部の容器配置部2bとから構成されている。ガス化・燃焼部2aでは、炭化機1から炭化物導入管7を介して供給された炭化物が、ガス化・燃焼部2aに別途導入された空気又は酸素により燃焼されることにより高温ガスが発生し、該高温ガスは上部の容器配置部2bへと導かれる。なお、燃焼した炭化物のうち比較的融点の低い灰分は、火炉2底部から溶融スラグとして排出される。   The furnace 2 has a hollow inside and is composed of a lower gasification / combustion part 2a and an upper container arrangement part 2b. In the gasification / combustion unit 2a, the carbide supplied from the carbonizer 1 through the carbide introduction pipe 7 is burned by air or oxygen separately introduced into the gasification / combustion unit 2a, thereby generating high-temperature gas. The hot gas is guided to the upper container arrangement portion 2b. Note that ash having a relatively low melting point in the burned carbide is discharged as molten slag from the bottom of the furnace 2.

火炉2の容器配置部2bには、燃料ガス精製装置10を構成するガス精製容器11が配設されている。燃料ガス精製装置10は、熱分解ガスを燃料ガスに精製するものである。すなわち、ガス精製容器11は、炭化機1で生じた熱分解ガスが導入管5を介して供給され、この熱分解ガスを燃料ガスに精製して該燃料ガスを火炉2外部の発電手段20に供給している。   A gas purification container 11 constituting the fuel gas purification apparatus 10 is disposed in the container arrangement portion 2 b of the furnace 2. The fuel gas purification apparatus 10 purifies pyrolysis gas into fuel gas. That is, the gas purification vessel 11 is supplied with the pyrolysis gas generated in the carbonizer 1 through the introduction pipe 5, purifies the pyrolysis gas into fuel gas, and supplies the fuel gas to the power generation means 20 outside the furnace 2. Supply.

発電手段20は、例えば、燃料ガス供給管6からの燃料ガスが送られる燃料極を備えた溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)から構成されている。MCFCは、一般に、燃料電池の中でも、高効率で、かつ一酸化炭素を燃料として利用可能なものである。   The power generation means 20 is composed of, for example, a molten carbonate fuel cell (MCFC) provided with a fuel electrode to which fuel gas from the fuel gas supply pipe 6 is sent. MCFC is generally one that is highly efficient and can use carbon monoxide as a fuel among fuel cells.

なお、発電手段20としては、燃料ガス供給管6からの燃料ガスを用いて発電するものであれば特に限定されない。例えば、発電手段20は、燃料ガス供給管6からの燃料ガスにより作動するガスエンジンと、該ガスエンジンの作動により発動する発電機とから構成されていてもよい。他にも、発電手段20は、燃料ガス供給管6からの燃料ガスを燃焼するタービン燃焼器と、該タービン燃焼器からの燃焼ガスの膨張により動力を得ることで発電機の駆動を行うガスタービンとから構成されていてもよい。   The power generation means 20 is not particularly limited as long as it generates power using the fuel gas from the fuel gas supply pipe 6. For example, the power generation means 20 may be composed of a gas engine that is operated by fuel gas from the fuel gas supply pipe 6 and a generator that is activated by the operation of the gas engine. In addition, the power generation means 20 includes a turbine combustor that combusts the fuel gas from the fuel gas supply pipe 6, and a gas turbine that drives the generator by obtaining power by expansion of the combustion gas from the turbine combustor. It may be comprised from these.

また、発電手段20と炭化機1とは、発電手段20で生じた廃熱が、熱交換器(図示せず)等を介して、バイオマスを加熱する炭化機1の熱源となるように構成されている。これにより、発電システム全体のエネルギーの効率を改善できる。また、火炉2と炭化機1とは、火炉2で生じた廃熱が、熱交換器(図示せず)等を介して、バイオマスを加熱する炭化機1の熱源となるように構成されている。これにより、更に発電システム全体のエネルギー効率を改善できる。   The power generation means 20 and the carbonizer 1 are configured such that waste heat generated in the power generation means 20 becomes a heat source for the carbonizer 1 that heats biomass via a heat exchanger (not shown) or the like. ing. Thereby, the energy efficiency of the whole power generation system can be improved. Further, the furnace 2 and the carbonizer 1 are configured such that the waste heat generated in the furnace 2 becomes a heat source for the carbonizer 1 that heats the biomass via a heat exchanger (not shown) or the like. . Thereby, the energy efficiency of the whole power generation system can be further improved.

ここで、本実施形態に係る燃料ガス精製装置10について詳細に説明する。図2は、実施形態1に係る燃料ガス精製装置の概略構成図である。   Here, the fuel gas purification apparatus 10 according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the fuel gas purification apparatus according to the first embodiment.

図示するように、燃料ガス精製装置10は、ガス精製容器11と、ガス精製容器11内部に配設された多孔質体12と、多孔質体12に炭酸塩を供給する炭酸塩供給手段13とを備えている。   As shown in the figure, a fuel gas purification apparatus 10 includes a gas purification container 11, a porous body 12 disposed inside the gas purification container 11, and carbonate supply means 13 for supplying carbonate to the porous body 12. It has.

ガス精製容器11は、その中央部に熱分解ガスが流通するように多孔質体12が配設されている。詳言すると、ガス精製容器11の下部、すなわち多孔質体12の下方には、導入管5が配設されており、ガス精製容器11の上部、すなわち多孔質体12の上方には、燃料ガス供給管6が配設されている。このような構成のガス精製容器11では、その下部に導入された熱分解ガスが多孔質体12を流通し、精製された後、燃料ガス供給管6を介して外部に排出されるようになっている。なお、本実施形態では、ガス精製容器11はその内部に溶融炭酸塩4を貯留しており、この溶融炭酸塩4に熱分解ガスが導入されるようになっているので、熱分解ガスは、溶融炭酸塩4を流通したのち、多孔質体12を流通するようになっている。   The gas purification container 11 is provided with a porous body 12 so that a pyrolysis gas flows in the center thereof. More specifically, the introduction pipe 5 is disposed below the gas purification container 11, that is, below the porous body 12. Fuel gas is disposed above the gas purification container 11, that is, above the porous body 12. A supply pipe 6 is provided. In the gas purification container 11 having such a configuration, the pyrolysis gas introduced into the lower part thereof flows through the porous body 12 and is purified, and then is discharged to the outside through the fuel gas supply pipe 6. ing. In the present embodiment, the gas purification vessel 11 stores the molten carbonate 4 therein, and the pyrolysis gas is introduced into the molten carbonate 4, so that the pyrolysis gas is After the molten carbonate 4 is circulated, the porous body 12 is circulated.

また、ガス精製容器11には、多孔質体12に溶融炭酸塩17を供給する炭酸塩供給手段13が設けられている。具体的には、炭酸塩供給手段13は、炭酸塩を溶融した状態で貯留する炭酸塩容器14と、その溶融した炭酸塩(溶融炭酸塩17)をガス精製容器11に圧送するポンプ15と、溶融炭酸塩17を多孔質体12に噴霧するノズル16とから構成されている。ノズル16から噴霧された溶融炭酸塩17は、多孔質体12に保持される。   Further, the gas purification vessel 11 is provided with a carbonate supply means 13 for supplying the molten carbonate 17 to the porous body 12. Specifically, the carbonate supply means 13 includes a carbonate container 14 that stores the carbonate in a molten state, a pump 15 that pumps the molten carbonate (molten carbonate 17) to the gas purification container 11, The nozzle 16 is configured to spray the molten carbonate 17 onto the porous body 12. The molten carbonate 17 sprayed from the nozzle 16 is held by the porous body 12.

なお、本実施形態では、炭酸塩供給手段13は、溶融した炭酸塩を多孔質体12に供給したが、固体の炭酸塩を多孔質体12に供給するようにしてもよい。   In the present embodiment, the carbonate supply means 13 supplies the molten carbonate to the porous body 12, but solid carbonate may be supplied to the porous body 12.

多孔質体12は、細孔を多数有し、該細孔が熱分解ガスの流路となっている。この流路の表面には、炭酸塩供給手段13からの溶融炭酸塩17が保持されている。多孔質体12の材料としては、金属、金属酸化物などのセラミックス、及びカーボンなどを用いることができる。   The porous body 12 has a large number of pores, and the pores serve as a flow path for pyrolysis gas. The molten carbonate 17 from the carbonate supply means 13 is held on the surface of this flow path. As a material of the porous body 12, a metal, ceramics such as a metal oxide, carbon, or the like can be used.

このような溶融炭酸塩17を保持する多孔質体12に熱分解ガスが流通すると、熱分解ガスは溶融炭酸塩17と反応し、次に詳言するように、燃料ガスに精製される。   When the pyrolysis gas flows through the porous body 12 holding such molten carbonate 17, the pyrolysis gas reacts with the molten carbonate 17 and is refined into fuel gas as will be described in detail below.

熱分解ガス中における代表的な不純物元素としては、硫黄(S)分、ハロゲン(F、Cl)分、窒素(N)が挙げられ、これらの元素から高温の還元雰囲気では、硫化水素(HS)、塩化水素(HCl)、フッ化水素(HF)、アンモニア(NH)等の代表的な不純物ガスが発生する。 Typical impurity elements in the pyrolysis gas include sulfur (S) content, halogen (F, Cl) content, and nitrogen (N). From these elements, in a high-temperature reducing atmosphere, hydrogen sulfide (H 2 S), representative impurity gases such as hydrogen chloride (HCl), hydrogen fluoride (HF), and ammonia (NH 3 ) are generated.

溶融炭酸塩17(ここではアルカリ金属炭酸塩、MCO、M=Li、Na、K)を用いた上記不純物の除去メカニズムを以下に説明する。 The mechanism for removing the impurities using the molten carbonate 17 (here, alkali metal carbonate, M 2 CO 3 , M = Li, Na, K) will be described below.

還元雰囲気下で生じたHSは、S2−として溶融炭酸塩17に取り込まれ、硫化アルカリ金属(MS)として、HCl、HFは、Cl、Fとして溶融炭酸塩17に取り込まれ、塩素分は塩化アルカリ金属(MCl)として、フッ素分はフッ化アルカリ金属(MF)として捕捉される。この結果、炭化機1で生じた熱分解ガスは多孔質体12において溶融炭酸塩17により精製され、一酸化炭素や水素を主成分とする燃料ガスになる。 H 2 S produced in a reducing atmosphere is taken into molten carbonate 17 as S 2− , and HCl and HF are taken into molten carbonate 17 as Cl and F as alkali metal sulfide (M 2 S). The chlorine content is captured as alkali metal chloride (MCl) and the fluorine content is captured as alkali metal fluoride (MF). As a result, the pyrolysis gas generated in the carbonizer 1 is purified by the molten carbonate 17 in the porous body 12, and becomes a fuel gas mainly composed of carbon monoxide and hydrogen.

本発明の溶融炭酸塩17としては、炭酸リチウム(LiCO)、炭酸ナトリウム(NaCO)、炭酸カリウム(KCO)等の各種アルカリ金属炭酸塩を、単独又は複数混合したものを用いることができる。また、上記アルカリ金属炭酸塩の他に、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、セリウム(Ce)等の炭酸塩を溶融炭酸塩として用いることも可能である。 As the molten carbonate 17 of the present invention, various alkali metal carbonates such as lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), sodium carbonate (Na 2 CO 3 ), and potassium carbonate (K 2 CO 3 ) are used singly or in combination. Things can be used. In addition to the alkali metal carbonates, carbonates such as magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), and cerium (Ce) can be used as the molten carbonate. .

なお、溶融炭酸塩17には、触媒が含まれていてもよい。触媒により熱分解ガスと溶融炭酸塩17との化学反応が促進され、熱分解ガスをより早く精製することができる。この触媒としては、金属、合金、金属酸化物、又はニッケルセラミックスを用いることができる。金属の例としては、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、鉄(Fe)、バナジウム(V)、タングステン(W)、チタン(Ti)、コバルト(Co)、錫(Sn)、マグネシウム(Mg)、ルテニウム(Ru)、パラジウム(Pd)、亜鉛(Zn)を挙げることができる。合金は、これらの金属の2種以上からなり、金属酸化物は、これらの金属がそれぞれ酸化したもの若しくはこれらの金属の2種以上が酸化したものである複合酸化物である。触媒は、粉体として溶融炭酸塩17に含まれていることが好ましい。   The molten carbonate 17 may contain a catalyst. A chemical reaction between the pyrolysis gas and the molten carbonate 17 is promoted by the catalyst, and the pyrolysis gas can be purified more quickly. As this catalyst, a metal, an alloy, a metal oxide, or nickel ceramics can be used. Examples of metals include nickel (Ni), copper (Cu), iron (Fe), vanadium (V), tungsten (W), titanium (Ti), cobalt (Co), tin (Sn), magnesium (Mg) , Ruthenium (Ru), palladium (Pd), and zinc (Zn). An alloy consists of two or more of these metals, and a metal oxide is a composite oxide in which these metals are oxidized or two or more of these metals are oxidized. The catalyst is preferably contained in the molten carbonate 17 as a powder.

以上に説明したように、本発明に係る燃料ガス精製装置10では、多孔質体12は、多数の細孔を有するので大きな表面積を有しており、これらの細孔に溶融炭酸塩17が保持されている。これにより、多孔質体12を流通する熱分解ガスに対してより多くの溶融炭酸塩17を接触させることが可能となっている。このため、燃料ガス精製装置10は、熱分解ガスを、より多くの溶融炭酸塩17と反応させることができ、熱分解ガスから不純物を十分に取り除くことができる。   As described above, in the fuel gas purification apparatus 10 according to the present invention, the porous body 12 has a large surface area because it has many pores, and the molten carbonate 17 is held in these pores. Has been. Thereby, more molten carbonate 17 can be brought into contact with the pyrolysis gas flowing through the porous body 12. For this reason, the fuel gas purification apparatus 10 can react the pyrolysis gas with more molten carbonate 17 and can sufficiently remove impurities from the pyrolysis gas.

また、熱分解ガスと溶融炭酸塩17との反応が行われ続けると、多孔質体12では、硫黄アルカリ金属等が蓄積され、溶融炭酸塩17が減少してしまう。しかしながら、本発明の燃料ガス精製装置10では、炭酸塩供給手段13を設けたことで、多孔質体12に炭酸塩が保持された状態を維持することができ、これにより溶融炭酸塩17による熱分解ガスを燃料ガスに継続的に精製することができる。   Further, if the reaction between the pyrolysis gas and the molten carbonate 17 continues, the porous body 12 accumulates sulfur alkali metal and the like, and the molten carbonate 17 decreases. However, in the fuel gas purification apparatus 10 of the present invention, the carbonate supply means 13 is provided, so that the state in which the carbonate is held in the porous body 12 can be maintained. The cracked gas can be continuously purified to fuel gas.

また、ガス精製容器11には、その内部に炭酸塩4が収容されている。前記したようにガス精製容器11は、火炉2内部に配設されているので(図1参照)、その炭酸塩4は、高温ガスの熱により加熱され、溶融している。以後、この溶融した炭酸塩4を溶融炭酸塩4という。   Further, the gas purification vessel 11 contains carbonate 4 therein. As described above, since the gas purification vessel 11 is disposed inside the furnace 2 (see FIG. 1), the carbonate 4 is heated and melted by the heat of the high-temperature gas. Hereinafter, the molten carbonate 4 is referred to as molten carbonate 4.

ガス精製容器11の下部には、導入管5が配設されており、溶融炭酸塩4に炭化機1からの熱分解ガスが導入されている。このように導入管5を介して送られた熱分解ガスは、ガス精製容器11中の溶融炭酸塩4を流通する。このとき、熱分解ガスは溶融炭酸塩4との反応により、不純物が取り除かれる。なお、この反応は、前記したように、溶融炭酸塩17と熱分解ガスとの反応と同じである。   An introduction pipe 5 is disposed below the gas purification vessel 11, and the pyrolysis gas from the carbonizer 1 is introduced into the molten carbonate 4. Thus, the pyrolysis gas sent through the introduction pipe 5 flows through the molten carbonate 4 in the gas purification vessel 11. At this time, impurities from the pyrolysis gas are removed by reaction with the molten carbonate 4. This reaction is the same as the reaction between the molten carbonate 17 and the pyrolysis gas as described above.

このように、多孔質体12で熱分解ガスを溶融炭酸塩17に反応させるのに先立ち、ガス精製容器11に貯留された溶融炭酸塩4と熱分解ガスとを反応させることで、熱分解ガスから不純物がより確実に除去され、高純度に精製された熱分解ガスが得られる。   Thus, prior to reacting the pyrolysis gas with the molten carbonate 17 in the porous body 12, the pyrolysis gas is reacted with the molten carbonate 4 stored in the gas purification vessel 11 and the pyrolysis gas. Impurities are more reliably removed from the gas, and a high-purity pyrolysis gas is obtained.

なお、炭化機1から導入される熱分解ガスに含まれる未燃分や灰分40は、溶融炭酸塩4が液体であるため、ガス精製容器11内で集塵可能である。更に熱分解ガスに含まれるタールも同様に、溶融炭酸塩4と反応し、分解される。このタールや灰分等は、ガス精製容器11の下部に設けられた排出管18を介して外部に排出される。   The unburned matter and ash content 40 contained in the pyrolysis gas introduced from the carbonizer 1 can be collected in the gas purification vessel 11 because the molten carbonate 4 is liquid. Furthermore, tar contained in the pyrolysis gas also reacts with the molten carbonate 4 and is decomposed. The tar, ash, and the like are discharged to the outside through a discharge pipe 18 provided at the lower part of the gas purification container 11.

また、ガス精製容器11には、ミストトラップ19が設けられている。ミストトラップ19は、多孔質体12と燃料ガス供給管6との間に配設されており、多孔質体12を流通して精製された燃料ガスに含まれる低融点の溶融塩を捕捉する。このような溶融塩としては、水酸化ナトリウム、塩化ナトリウム、及び塩化カリウム等が挙げられる。ミストトラップ19により、燃料ガスからこれらの溶融塩が除去され、さらに高純度に精製された燃料ガスが得られる。   The gas purification vessel 11 is provided with a mist trap 19. The mist trap 19 is disposed between the porous body 12 and the fuel gas supply pipe 6 and captures a low melting point molten salt contained in the purified fuel gas through the porous body 12. Examples of such a molten salt include sodium hydroxide, sodium chloride, and potassium chloride. The molten salt is removed from the fuel gas by the mist trap 19, and a fuel gas purified to a higher purity is obtained.

なお、特に図示しないが、燃料ガス精製装置10に、溶融炭酸塩4に水酸化ナトリウム(水酸化物)を供給する水酸化ナトリウム供給手段(水酸化物供給手段)を設けてもよい。溶融炭酸塩4に水酸化ナトリウムが供給されると、溶融炭酸塩4中の二酸化炭素が水酸化ナトリウムと反応して、炭酸ナトリウム(炭酸塩)が生成される。   Although not particularly illustrated, the fuel gas purification device 10 may be provided with sodium hydroxide supply means (hydroxide supply means) for supplying sodium hydroxide (hydroxide) to the molten carbonate 4. When sodium hydroxide is supplied to the molten carbonate 4, the carbon dioxide in the molten carbonate 4 reacts with sodium hydroxide to produce sodium carbonate (carbonate).

ちなみに、水酸化ナトリウムを供給することなく溶融炭酸塩4と熱分解ガスとの反応を続けると、ガス精製容器11では、硫黄アルカリ金属等が蓄積され、溶融炭酸塩4が減少するので、ガス精製容器11の溶融炭酸塩4を適宜取替える必要がある。例えば、排出管18を介して、ガス精製容器11内の溶融炭酸塩4や硫黄アルカリ金属等を外部へ排出すると共に、新たな炭酸塩をガス精製容器11に供給する必要がある。しかしながら、本発明の燃料ガス精製装置10では、水酸化ナトリウムを溶融炭酸塩4に適宜供給することで、溶融炭酸塩4で燃料ガスを精製しつつ、ガス精製容器11に炭酸塩を供給したのと同様の効果を得られる。さらに、溶融炭酸塩4又は燃料ガス(熱分解ガス)に含まれる二酸化炭素は水酸化ナトリウムに吸収されて炭酸ナトリウムとなるので、二酸化炭素の排出量を低減することができる。   Incidentally, if the reaction between the molten carbonate 4 and the pyrolysis gas is continued without supplying sodium hydroxide, sulfur alkali metal or the like is accumulated in the gas purification vessel 11 and the molten carbonate 4 is reduced. It is necessary to replace the molten carbonate 4 in the container 11 as appropriate. For example, it is necessary to discharge the molten carbonate 4 and sulfur alkali metal in the gas purification container 11 to the outside through the discharge pipe 18 and supply new carbonate to the gas purification container 11. However, in the fuel gas purification apparatus 10 of the present invention, the carbonate is supplied to the gas purification vessel 11 while the fuel gas is purified by the molten carbonate 4 by appropriately supplying sodium hydroxide to the molten carbonate 4. The same effect can be obtained. Furthermore, since carbon dioxide contained in the molten carbonate 4 or the fuel gas (pyrolysis gas) is absorbed by sodium hydroxide and becomes sodium carbonate, the amount of carbon dioxide emitted can be reduced.

また、ガス精製容器11の溶融炭酸塩4を取替える際には、上記のように溶融炭酸塩4に水酸化物を供給して間接的に炭酸塩を供給する場合に限定されず、直接炭酸塩をガス精製容器11内に供給して溶融炭酸塩4としてもよい。なお、ここでいう炭酸塩は、水分や重曹を含んでいてもよい。   Further, when the molten carbonate 4 in the gas purification vessel 11 is replaced, it is not limited to the case where the carbonate is supplied indirectly by supplying hydroxide to the molten carbonate 4 as described above. May be supplied into the gas purification vessel 11 to form the molten carbonate 4. The carbonate referred to here may contain water or baking soda.

また、水酸化物供給手段としては、水酸化ナトリウムを供給するものに限られず、水酸化リチウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、又は水酸化セリウムを供給するものであってもよい。要するに、水酸化物供給手段は、溶融炭酸塩4中の二酸化炭素と反応して炭酸塩を生成しうる水酸化物をガス精製容器11内の溶融炭酸塩4に供給するように構成されていればよい。   The hydroxide supply means is not limited to one supplying sodium hydroxide, and lithium hydroxide, magnesium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, barium hydroxide, or cerium hydroxide is used. It may be supplied. In short, the hydroxide supply means is configured to supply a hydroxide capable of reacting with carbon dioxide in the molten carbonate 4 to form a carbonate to the molten carbonate 4 in the gas purification vessel 11. That's fine.

以上に説明した構成の燃料ガス精製装置10を備える発電システムでは、炭化機1によってバイオマスから熱分解ガスと炭化物とが生成され、炭化物は燃料ガス精製装置10内の炭酸塩を溶融させるため、又は溶融炭酸塩4、17が溶融した状態を維持するために燃焼される。一方、熱分解ガスは溶融炭酸塩4で不純物が除去され、多孔質体12の溶融炭酸塩17で精製されて燃料ガスとなり、発電手段20は、この高純度に精製された燃料ガスを用いて発電を行うことができる。   In the power generation system including the fuel gas purification device 10 having the above-described configuration, pyrolysis gas and carbide are generated from biomass by the carbonizer 1, and the carbide melts the carbonate in the fuel gas purification device 10, or The molten carbonates 4 and 17 are burned to maintain a molten state. On the other hand, the pyrolysis gas is freed of impurities by the molten carbonate 4 and purified by the molten carbonate 17 of the porous body 12 to become a fuel gas. The power generation means 20 uses this highly purified fuel gas. It can generate electricity.

このように多孔質体12に保持された溶融炭酸塩17とガス精製容器11に貯留された溶融炭酸塩4とで、熱分解ガスの精製が行われるので、熱分解ガスを、より多くの溶融炭酸塩17と反応させることができ、熱分解ガスから不純物を十分に取り除いて、高純度の燃料ガスを精製することができる。   In this way, the pyrolysis gas is purified by the molten carbonate 17 held in the porous body 12 and the molten carbonate 4 stored in the gas purification vessel 11, so that the pyrolysis gas is melted more. It can be made to react with the carbonate 17, and impurities can be sufficiently removed from the pyrolysis gas to purify the high purity fuel gas.

また、火炉2内に配設されたガス精製容器11内で、熱分解ガスの精製が行われるので、燃料ガスを精製する装置を火炉2外部に設ける必要がない。これにより、発電システムの省スペース化を図ることができる。また、従来技術のガス精製装置の如く複雑な構成の装置が不要となるため、設備の運用性を高めることができ、更に、このような装置が不要となる分、発電システムに係るコストを削減できる。   In addition, since the pyrolysis gas is purified in the gas purification vessel 11 disposed in the furnace 2, there is no need to provide an apparatus for purifying the fuel gas outside the furnace 2. Thereby, space saving of a power generation system can be achieved. In addition, since an apparatus having a complicated configuration as in the conventional gas purification apparatus is not required, the operability of the facility can be improved, and furthermore, the cost associated with the power generation system is reduced by the necessity of such an apparatus. it can.

なお、本実施形態では、ガス精製容器11は火炉2内に配設されていたが、必ずしも火炉2内に配設する必要はない。例えば、ガス精製容器11の全体又は一部を火炉2外部に配設し、火炉2で燃焼された炭化物の熱エネルギーを、熱交換器等を介して火炉2外部に配設されたガス精製容器11に供給してもよい。この場合でも、高カロリーの燃料ガスが精製され、この燃料ガスを用いて発電できる。   In the present embodiment, the gas purification container 11 is disposed in the furnace 2, but it is not necessarily disposed in the furnace 2. For example, the gas purification container 11 is disposed entirely or partially outside the furnace 2, and the thermal energy of carbides burned in the furnace 2 is disposed outside the furnace 2 via a heat exchanger or the like. 11 may be supplied. Even in this case, high-calorie fuel gas is refined and electric power can be generated using this fuel gas.

更に、火炉2内部の空間とは隔てられたガス精製容器11内部で熱分解ガスが燃料ガスに精製されるため、燃料ガスは、炭化物の燃焼に用いられる空気や窒素などにより希釈されることはない。また前記したように、燃料ガスは不純物が取り除かれている。これらのことから、単位体積あたりのカロリーが従来よりも高い燃料ガスを燃料ガス供給管6から供給することができる。このように、本発明の燃料ガス精製装置10は、高カロリーの燃料ガスを精製するので、特に、高温型の燃料電池、例えば溶融炭酸塩形燃料電池(MCFC)や固体酸化物形燃料電池(SOFC)を発電手段として用いる発電システムに適用して有用である。   Further, since the pyrolysis gas is refined into fuel gas inside the gas purification vessel 11 separated from the space inside the furnace 2, the fuel gas is not diluted with air or nitrogen used for the combustion of carbides. Absent. Further, as described above, impurities are removed from the fuel gas. From these things, the fuel gas whose calorie per unit volume is higher than before can be supplied from the fuel gas supply pipe 6. Thus, since the fuel gas purification apparatus 10 of the present invention purifies high-calorie fuel gas, in particular, a high-temperature fuel cell such as a molten carbonate fuel cell (MCFC) or a solid oxide fuel cell ( It is useful when applied to a power generation system using SOFC) as a power generation means.

〈実施形態2〉
実施形態1では、燃料ガス精製装置10により製造された燃料ガスを発電手段20に供給するよう構成した発電システムについて説明したが、本実施形態では、燃料ガスを原料として液体燃料を合成する燃料合成システムについて説明する。
<Embodiment 2>
In the first embodiment, the power generation system configured to supply the fuel gas produced by the fuel gas purification apparatus 10 to the power generation means 20 has been described. However, in this embodiment, the fuel synthesis for synthesizing the liquid fuel using the fuel gas as a raw material. The system will be described.

図3は、実施形態2に係る燃料ガス精製装置を備える燃料合成システムの概略構成図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a fuel synthesis system including a fuel gas purification device according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態と実施形態1との相違点は、燃料ガス供給管6から供給される燃料ガスを原料として液体燃料を合成する液体燃料合成装置30と、炭化機1に水分を供給する水分供給手段31とを具備する点にある。   The difference between the present embodiment and the first embodiment is that a liquid fuel synthesizing device 30 that synthesizes liquid fuel using the fuel gas supplied from the fuel gas supply pipe 6 as a raw material, and a moisture supply means that supplies moisture to the carbonizer 1 31.

液体燃料合成装置30は、燃料ガスからメタノール、ジメチルエーテル、ガソリン、灯油、軽油等の炭化水素液体燃料を合成する装置である。この液体燃料は、一般に、水素と一酸化炭素を主成分とするガスを反応に適した温度、圧力とし、触媒の存在下で合成反応させることにより得られることが知られている。   The liquid fuel synthesizing apparatus 30 is an apparatus that synthesizes a hydrocarbon liquid fuel such as methanol, dimethyl ether, gasoline, kerosene, and light oil from fuel gas. This liquid fuel is generally known to be obtained by synthesizing a gas mainly composed of hydrogen and carbon monoxide at a temperature and pressure suitable for the reaction in the presence of a catalyst.

水分供給手段31は、炭化機1内部に水分を供給するように構成されている。炭化機1内部に水分を供給する量を調節することで、燃料ガス供給管6から液体燃料合成装置30に供給される燃料ガスの水分の比率を調節することが可能となっている。このようにして本実施形態の燃料合成システムで製造された燃料ガスは、燃料ガスを構成する一酸化炭素と水素との比率が所望の比率に設定されたものとなっている。   The moisture supply means 31 is configured to supply moisture into the carbonizer 1. By adjusting the amount of moisture supplied into the carbonizer 1, the moisture ratio of the fuel gas supplied from the fuel gas supply pipe 6 to the liquid fuel synthesizing device 30 can be adjusted. Thus, the fuel gas manufactured by the fuel synthesizing system according to the present embodiment has a desired ratio of carbon monoxide and hydrogen constituting the fuel gas.

どの種別の液体燃料を合成するかは、原料となる一酸化炭素と水素との比率により決まる。したがって、特定の液体燃料を合成する場合は、燃料ガスの一酸化炭素と水素との比率が、当該液体燃料に適した比率となるように、水分供給手段31を調節すればよい。このように、本実施形態の燃料合成システムは、所望する種別の液体燃料を製造し得る柔軟性を有している。   Which type of liquid fuel to synthesize is determined by the ratio of carbon monoxide and hydrogen as raw materials. Therefore, when synthesizing a specific liquid fuel, the water supply means 31 may be adjusted so that the ratio of carbon monoxide to hydrogen in the fuel gas is a ratio suitable for the liquid fuel. As described above, the fuel synthesizing system according to the present embodiment has the flexibility to produce a desired type of liquid fuel.

なお、水分供給手段31は、炭化機1内部に水分を供給する場合に限定されず、例えばガス精製容器11内でもよいし、導入管5や燃料ガス供給管6に対して水分を供給してもよい。要するに、水分供給手段31は、液体燃料合成装置30に燃料ガスが供給される前に、燃料ガス(熱分解ガス)に水分を添加できる構成であればよい。   The moisture supply means 31 is not limited to the case of supplying moisture into the carbonizer 1, and may be, for example, in the gas purification container 11, or may supply moisture to the introduction pipe 5 or the fuel gas supply pipe 6. Also good. In short, the water supply means 31 may be configured to add water to the fuel gas (pyrolysis gas) before the fuel gas is supplied to the liquid fuel synthesizing device 30.

また、火炉2と炭化機1とは、火炉2で生じた廃熱が、熱交換器(図示せず)等を介して、バイオマスを加熱する炭化機1の熱源となるように構成されている。これにより、更に燃料合成システム全体のエネルギー効率を改善できる。   Further, the furnace 2 and the carbonizer 1 are configured such that the waste heat generated in the furnace 2 becomes a heat source for the carbonizer 1 that heats the biomass via a heat exchanger (not shown) or the like. . This further improves the energy efficiency of the entire fuel synthesis system.

〈他の実施形態〉
実施形態1及び実施形態2では、バイオマス由来の熱分解ガスをガス精製の対象としたが、これに限定されず、本発明は、可燃成分を含む可燃性ガス全般に広く適用できる。このような可燃性ガスとしては、石炭がガス火炉でガス化されて生じる石炭ガス化ガスや、汚泥が微生物により分解されて生じる消化ガスや、LNGやLPGが気化して生じるボイルオフガスや、石油が精製されて副生するオフガスなどが挙げられる。
<Other embodiments>
In the first and second embodiments, the biomass-derived pyrolysis gas is the target of gas purification. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be widely applied to all flammable gases including combustible components. Examples of such combustible gases include coal gasification gas generated by gasification of coal in a gas furnace, digestion gas generated by decomposition of sludge by microorganisms, boil-off gas generated by vaporization of LNG and LPG, petroleum Off-gas etc. which are refined and are by-produced.

バイオマス等の可燃性ガスを燃焼して発電等を行う設備や液体燃料の原料として用いる設備を使用、製造、販売する産業分野で有効に利用し得る。   It can be used effectively in the industrial field in which equipment that generates electricity by burning a combustible gas such as biomass or equipment that is used as a raw material for liquid fuel is used, manufactured, and sold.

1、1A 炭化機
2 火炉
2a ガス化・燃焼部
2b 容器配置部
4 溶融炭酸塩(炭酸塩)
5 導入管
6 燃料ガス供給管
7 炭化物導入管
10 燃料ガス精製装置
11 ガス精製容器
12 多孔質体
13 炭酸塩供給手段
14 炭酸塩容器
15 ポンプ
16 ノズル
17 溶融炭酸塩
18 排出管
19 ミストトラップ
20 発電手段
30 液体燃料合成装置
31 水分供給手段
40 灰分
1, 1A Carbonizer 2 Furnace 2a Gasification / combustion section 2b Container placement section 4 Molten carbonate (carbonate)
5 Introduction pipe 6 Fuel gas supply pipe 7 Carbide introduction pipe 10 Fuel gas purification device 11 Gas purification container 12 Porous body 13 Carbonate supply means 14 Carbonate container 15 Pump 16 Nozzle 17 Molten carbonate 18 Discharge pipe 19 Mist trap 20 Power generation Means 30 Liquid fuel synthesizer 31 Moisture supply means 40 Ash

Claims (10)

可燃性ガスが導入されるガス精製容器と、
前記可燃性ガスが流通するように前記ガス精製容器内に設けられた多孔質体と、
前記多孔質体に炭酸塩を供給して該多孔質体に炭酸塩を保持させる炭酸塩供給手段とを備え、
前記ガス精製容器は、前記多孔質体を流通した可燃性ガスが前記溶融炭酸塩との反応により精製されたものである燃料ガスを外部へ排出するように構成されている
ことを特徴とする燃料ガス精製装置。
A gas purification container into which a flammable gas is introduced;
A porous body provided in the gas purification container so that the combustible gas flows;
Carbonate supply means for supplying carbonate to the porous body and holding the carbonate in the porous body,
The gas purification container is configured to discharge a fuel gas, which is a combustible gas flowing through the porous body and purified by a reaction with the molten carbonate, to the outside. Gas purification device.
請求項1に記載する燃料ガス精製装置において、
前記ガス精製容器には、前記燃料ガスに含まれる低融点の溶融塩を除去するミストトラップが設けられている
ことを特徴とする燃料ガス精製装置。
The fuel gas purification apparatus according to claim 1, wherein
The fuel gas purification apparatus, wherein the gas purification vessel is provided with a mist trap for removing a low melting point molten salt contained in the fuel gas.
請求項1又は請求項2に記載する燃料ガス精製装置において、
前記ガス精製容器は、その内部に貯留された溶融炭酸塩に前記可燃性ガスが導入されるように構成されている
ことを特徴とする燃料ガス精製装置。
In the fuel gas purification device according to claim 1 or 2,
The gas purification container is configured so that the combustible gas is introduced into a molten carbonate stored therein.
請求項1〜請求項3の何れか一項に記載する燃料ガス精製装置において、
前記可燃性ガスは、バイオマスを熱分解することにより生じる熱分解ガスであり、
前記バイオマスの熱分解時に生じた炭化物を燃焼する火炉を備え、
前記ガス精製容器の内部に貯留された前記溶融炭酸塩は、前記火炉で燃焼された前記炭化物の熱で溶融されている
ことを特徴とするガス精製装置。
In the fuel gas purification apparatus as described in any one of Claims 1-3,
The combustible gas is a pyrolysis gas generated by pyrolyzing biomass,
Comprising a furnace for burning carbide generated during pyrolysis of the biomass;
The gas refining apparatus, wherein the molten carbonate stored in the gas refining vessel is melted by heat of the carbide burned in the furnace.
請求項4に記載する燃料ガス精製装置において、
前記ガス精製容器は前記火炉内に配設されている
ことを特徴とする燃料ガス精製装置。
In the fuel gas purification apparatus according to claim 4,
The fuel gas purification apparatus, wherein the gas purification vessel is disposed in the furnace.
請求項1〜請求項5の何れか一項に記載する燃料ガス精製装置と、
前記燃料ガス精製装置からの燃料ガスを用いて発電する発電手段とを具備する
ことを特徴とする発電システム。
A fuel gas purification device according to any one of claims 1 to 5,
A power generation system comprising: power generation means for generating power using fuel gas from the fuel gas purification device.
請求項6に記載する発電システムにおいて、
前記発電手段は、前記燃料ガス精製装置からの燃料ガスが送られる燃料極を備えた高温型の燃料電池を備える
ことを特徴とする発電システム。
The power generation system according to claim 6,
The power generation system includes a high-temperature fuel cell including a fuel electrode to which fuel gas from the fuel gas purification device is sent.
請求項6に記載する発電システムにおいて、
前記発電手段は、前記燃料ガス精製装置からの燃料ガスにより作動するガスエンジンと、該ガスエンジンの作動により発動する発電機とを備える
ことを特徴とする発電システム。
The power generation system according to claim 6,
The power generation system includes a gas engine that is operated by fuel gas from the fuel gas purification device, and a generator that is activated by the operation of the gas engine.
請求項6に記載する発電システムにおいて、
前記発電手段は、前記燃料ガス精製装置からの燃料ガスを燃焼するタービン燃焼器と、該タービン燃焼器からの燃焼ガスの膨張により動力を得ることで発電機の駆動を行うガスタービンとを備える
ことを特徴とする発電システム。
The power generation system according to claim 6,
The power generation means includes a turbine combustor that combusts the fuel gas from the fuel gas purification device, and a gas turbine that drives the generator by obtaining power by expansion of the combustion gas from the turbine combustor. Power generation system characterized by
請求項1〜請求項5の何れか一項に記載する燃料ガス精製装置と、
前記燃料ガス精製装置からの燃料ガスから液体燃料を合成する液体燃料合成装置と、
前記液体燃料合成装置に供給される燃料ガスの水分の比率を調節し得るように前記炭化機又は前記ガス精製容器内に水を供給する水分供給手段とを具備する
ことを特徴とする燃料合成システム。
A fuel gas purification device according to any one of claims 1 to 5,
A liquid fuel synthesizing device for synthesizing liquid fuel from the fuel gas from the fuel gas purification device;
A fuel synthesizing system comprising water supply means for supplying water into the carbonizer or the gas refining vessel so as to adjust a moisture ratio of fuel gas supplied to the liquid fuel synthesizing apparatus. .
JP2009028796A 2009-02-10 2009-02-10 Fuel gas purification apparatus, power generation system and fuel synthesis system Pending JP2010184972A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009028796A JP2010184972A (en) 2009-02-10 2009-02-10 Fuel gas purification apparatus, power generation system and fuel synthesis system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009028796A JP2010184972A (en) 2009-02-10 2009-02-10 Fuel gas purification apparatus, power generation system and fuel synthesis system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010184972A true JP2010184972A (en) 2010-08-26

Family

ID=42765822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009028796A Pending JP2010184972A (en) 2009-02-10 2009-02-10 Fuel gas purification apparatus, power generation system and fuel synthesis system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010184972A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010184973A (en) * 2009-02-10 2010-08-26 Central Res Inst Of Electric Power Ind Fuel gas refiner, power generation system, and fuel synthesizing system
CN101906340A (en) * 2010-08-27 2010-12-08 大连创科君英科技发展有限公司 Gas purifier for algae yield-increasing device
CN102690689A (en) * 2012-06-08 2012-09-26 神华集团有限责任公司 Device and method for scrubbing and purifying coal gas
KR101196639B1 (en) 2010-05-03 2012-11-02 한국해양연구원 A novel single purification column kit for simultaneously removing sulfur, water and polar organic chemical materials containing sample
JP2013184986A (en) * 2012-03-05 2013-09-19 Central Research Institute Of Electric Power Industry Fuel gas purification device, power generation system, and fuel synthesis system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10235128A (en) * 1997-02-24 1998-09-08 Toshiba Corp Dry desulfurization device and electric power plant with the same
JP2002093452A (en) * 2000-09-11 2002-03-29 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Impurity gas removing method for fuel cell power generation facility and impurity gas removing device thereof
JP2002102649A (en) * 2000-09-28 2002-04-09 Kashiyama Kogyo Kk Gas treatment method and apparatus
JP2008101066A (en) * 2006-10-17 2008-05-01 Central Res Inst Of Electric Power Ind Fuel gas purification installation and power generation equipment
WO2009098936A1 (en) * 2008-02-05 2009-08-13 Central Research Institute Of Electric Power Industry Fuel gas purification apparatus, power generation system, and fuel synthesis system
JP2009240924A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Central Res Inst Of Electric Power Ind Desulfurization apparatus and power generation system
JP2010184973A (en) * 2009-02-10 2010-08-26 Central Res Inst Of Electric Power Ind Fuel gas refiner, power generation system, and fuel synthesizing system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10235128A (en) * 1997-02-24 1998-09-08 Toshiba Corp Dry desulfurization device and electric power plant with the same
JP2002093452A (en) * 2000-09-11 2002-03-29 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Impurity gas removing method for fuel cell power generation facility and impurity gas removing device thereof
JP2002102649A (en) * 2000-09-28 2002-04-09 Kashiyama Kogyo Kk Gas treatment method and apparatus
JP2008101066A (en) * 2006-10-17 2008-05-01 Central Res Inst Of Electric Power Ind Fuel gas purification installation and power generation equipment
WO2009098936A1 (en) * 2008-02-05 2009-08-13 Central Research Institute Of Electric Power Industry Fuel gas purification apparatus, power generation system, and fuel synthesis system
JP2009240924A (en) * 2008-03-31 2009-10-22 Central Res Inst Of Electric Power Ind Desulfurization apparatus and power generation system
JP2010184973A (en) * 2009-02-10 2010-08-26 Central Res Inst Of Electric Power Ind Fuel gas refiner, power generation system, and fuel synthesizing system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010184973A (en) * 2009-02-10 2010-08-26 Central Res Inst Of Electric Power Ind Fuel gas refiner, power generation system, and fuel synthesizing system
KR101196639B1 (en) 2010-05-03 2012-11-02 한국해양연구원 A novel single purification column kit for simultaneously removing sulfur, water and polar organic chemical materials containing sample
CN101906340A (en) * 2010-08-27 2010-12-08 大连创科君英科技发展有限公司 Gas purifier for algae yield-increasing device
JP2013184986A (en) * 2012-03-05 2013-09-19 Central Research Institute Of Electric Power Industry Fuel gas purification device, power generation system, and fuel synthesis system
CN102690689A (en) * 2012-06-08 2012-09-26 神华集团有限责任公司 Device and method for scrubbing and purifying coal gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5366147B2 (en) Fuel gas purification equipment, power generation system and fuel synthesis system
JP6313292B2 (en) Hydrogen production from integrated electrolyzer and hydrocarbon gasification reactor
US8480766B2 (en) Gasification equipment
JP2005112956A (en) Gasification method for biomass
KR20160030559A (en) Methanation method and power plant comprising co_2 methanation of power plant flue gas
JPS6140279B2 (en)
KR100440845B1 (en) System and method for oil fuel burning integrated combined cycle power generation
KR101123264B1 (en) Fuel cell combined power system using waste gasification process
JP4981439B2 (en) Solid fuel gasification gas utilization plant
RU2655318C2 (en) Method and device for off-gases separation during combustion of specified metals
JP2006128006A (en) High temperature type fuel cell power generation system by carbonizing and gasifying biomass
US20060127718A1 (en) Fuel cell, operating method thereof, sintering furnace, and power generator
JP2010184972A (en) Fuel gas purification apparatus, power generation system and fuel synthesis system
JP2003147373A (en) Method for gasifying organic matter by plasma
JP2007238670A (en) Gas purifying equipment and process, gasification system, and gasification/power generation system
JP2008069017A (en) Method for producing hydrogen
CA2528691C (en) Fuel cell, operating method thereof, sintering furnace, and power generator
JP2008101066A (en) Fuel gas purification installation and power generation equipment
JP5441101B2 (en) Fuel gas purification device, power generation system, and fuel synthesis system
JP5875067B2 (en) Fuel gas purification device, power generation system, and fuel synthesis system
EP4148017B1 (en) Natural gas reforming system and process thereof
RU2647187C1 (en) Lithium burning at various temperatures, pressures and gas excesses by using porous tubes as burners
JP2008169320A (en) Reforming furnace
JP2002059143A (en) Gasifying equipment for waste and gasification power equipment using the same
EP4127563B1 (en) Incineration process for waste and device therefore

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120131

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131023

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140305