JP6163623B1 - Gas-liquid separator and supercritical water gasification system using the same - Google Patents
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Abstract
本発明では、気液分離器43の分離器本体50内において、導入路51より上方に、当該分離器本体50内を上下に分割し、処理後流体の気体成分の通過を許可し、液体成分の通過を阻止する第1のデミスタ52aを配置した。また、第1のデミスタ52aより上方に、洗浄流体を噴射する洗浄ノズル53を設け、洗浄ノズル53より上方のガス抜出口54と連通するガス流路55に、分離器本体50内の圧力を一定範囲内に保つ圧力調整弁56を設け、分離器本体50の下部に滞留する分離された液体成分を排出する排出口57を備えるようにした。これにより、気液分離器43からガスを抜き出すガス流路55に対する活性炭や無機物等の固体成分、タールやスカム等の粘性流体の流入を防止して、これら固体成分や粘性流体による目詰まりに起因したガス流路55の閉塞を未然に回避でき、当該ガス流路55におけるガスの通りを確保することができる。In the present invention, in the separator main body 50 of the gas-liquid separator 43, the inside of the separator main body 50 is vertically divided above the introduction path 51, and the passage of the gas component of the processed fluid is permitted. The 1st demister 52a which blocks passage of this was arranged. In addition, a cleaning nozzle 53 for injecting a cleaning fluid is provided above the first demister 52a, and the pressure in the separator main body 50 is kept constant in the gas passage 55 communicating with the gas outlet 54 above the cleaning nozzle 53. A pressure regulating valve 56 that is kept within the range is provided, and a discharge port 57 that discharges the separated liquid component that stays in the lower part of the separator body 50 is provided. This prevents the inflow of solid components such as activated carbon and inorganic substances and viscous fluids such as tar and scum into the gas flow passage 55 for extracting gas from the gas-liquid separator 43, and is caused by clogging by these solid components and viscous fluid. The obstruction | occlusion of the gas flow path 55 which was done can be avoided beforehand, and the passage of the gas in the said gas flow path 55 can be ensured.
Description
本発明は、気体成分と、液体,固体,粘性流体を含有する液体成分とを含む混合流体を重力分離する気液分離器およびそれを用いた、バイオマスに水および触媒を添加して調整されたスラリー体を、超臨界状態で分解処理して燃料ガスを生成する超臨界水ガス化システムに関する。 The present invention is adjusted by adding water and a catalyst to biomass using a gas-liquid separator that gravity-separates a mixed fluid including a gas component and a liquid component containing a liquid, a solid, and a viscous fluid. The present invention relates to a supercritical water gasification system that generates a fuel gas by decomposing a slurry body in a supercritical state.
近年、含水性バイオマス(焼酎残渣、採卵鶏糞等)を超臨界水でガス化する技術において、バイオマスを超臨界水でガス化する際に得られる生成物の熱を利用して、超臨界水でガス化される含水性バイオマス又は該バイオマスのスラリー体を加熱する二重管式熱交換器を備えた超臨界水ガス化システムが開発されている(例えば、特許文献1および2参照)。 In recent years, in technology for gasifying hydrous biomass (shochu residue, egg-laying hen droppings, etc.) with supercritical water, the heat of the product obtained when gasifying the biomass with supercritical water is used. A supercritical water gasification system including a double-tube heat exchanger that heats hydrous biomass to be gasified or a slurry body of the biomass has been developed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
ここで、一般的なバイオマスによるガス化システムは、熱交換器・加熱器およびガス化反応器等を含んで構成され、反応性に富む超臨界水による加水分解反応によって有機物を水素・メタン・エタン・一酸化炭素・二酸化炭素等にガス化する。例えば、熱交換器は、スラリー状のスラリー体を加熱する装置である。このスラリー体は、焼酎残渣・採卵鶏糞・汚泥等のバイオマスに、例えば水および活性炭等を加えて混合することで調整される。なお、超臨界水ガス化反応において、活性炭は触媒として利用される。加熱器は、熱交換機で加熱されたスラリー体をガス化反応温度まで、例えば600℃まで昇温する装置である。ガス化反応器は、このスラリー体を水熱処理して有機物をガス化し、超臨界状態の高温流体にする装置である。超臨界状態となった流体は、その後、気液分離器において気体成分と、液体成分とに分離され、気体成分が燃料ガスとして利用される。 Here, a general biomass gasification system includes a heat exchanger, a heater, a gasification reactor, and the like, and converts organic matter into hydrogen, methane, ethane by hydrolysis reaction with supercritical water with high reactivity. -Gasify to carbon monoxide, carbon dioxide, etc. For example, a heat exchanger is a device that heats a slurry-like slurry body. This slurry body is adjusted by adding and mixing water, activated carbon, etc. with biomass, such as shochu residue, egg-collecting chicken droppings, and sludge. In the supercritical water gasification reaction, activated carbon is used as a catalyst. The heater is a device that raises the temperature of the slurry heated by the heat exchanger to a gasification reaction temperature, for example, 600 ° C. The gasification reactor is a device that hydrothermally processes the slurry to gasify the organic matter to produce a supercritical high-temperature fluid. The fluid in the supercritical state is then separated into a gas component and a liquid component in a gas-liquid separator, and the gas component is used as a fuel gas.
しかしながら、上述のような超臨界水ガス化システムにおいては、ガス化の際に触媒として使用される非金属触媒(例えば、活性炭)の微細粉末やガス化の際に生成されるタール・スカムなどの粘性流体が、気液分離器から生成ガスを抜き出す配管流路に流入し、当該配管流路に目詰まりや、それに起因した閉塞を生じさせる場合がある。 However, in the supercritical water gasification system as described above, fine powder of a nonmetallic catalyst (for example, activated carbon) used as a catalyst during gasification, tar scum generated during gasification, etc. In some cases, the viscous fluid flows into the pipe flow path for extracting the generated gas from the gas-liquid separator, and the pipe flow path is clogged or clogged due to the clogging.
そこで、本発明者等は、上述したタールやスカムなどの粘性流体が気液分離器において目詰まりを起こすことに起因した流路の閉塞を防止することに着目した。 Therefore, the present inventors have focused on preventing the blockage of the flow path due to the viscous fluid such as tar and scum described above causing clogging in the gas-liquid separator.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、気液分離器から生成ガスを抜き出す配管流路に対するタールやスカム等の粘性流体の流入を防止して、これら粘性流体による目詰まりに起因した配管流路の閉塞を未然に回避でき、当該配管流路におけるガスの通りを確保することができる気液分離器およびそれを用いた超臨界水ガス化システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and prevents inflow of viscous fluid such as tar and scum into a piping flow path for extracting product gas from a gas-liquid separator, resulting in clogging by these viscous fluids. It is an object of the present invention to provide a gas-liquid separator capable of avoiding the blockage of the pipe flow path, and ensuring the passage of gas in the pipe flow path, and a supercritical water gasification system using the same.
上記課題を解決するために、本発明に係る気液分離器は、
気体成分と、固体および粘性流体の少なくとも一方を含有する液体成分とを含む混合流体を重力分離する気液分離器であって、
分離器本体と、
前記分離器本体内に前記混合流体を導入するための導入路と、
前記分離器本体内における前記導入路より上方に、当該分離器本体内を上下に分割するように配置され、前記混合流体のうち、前記気体成分の通過を許可し、前記液体成分の通過を阻止する第1のデミスタと、
前記第1のデミスタより上方に配置され、当該第1のデミスタに向かって洗浄流体を噴射する洗浄ノズルと、
前記洗浄ノズルより上方に設けられ、前記分離器本体内から前記気体成分を抜き出すガス抜出口と、
前記ガス抜出口以降に設けられて、前記分離器内の圧力が一定範囲内に保たれる圧力調整機構と、
前記分離器本体の下部に滞留する前記重力分離された前記液体成分を排出するための排出口と、
を備えることを特徴とする。In order to solve the above problems, the gas-liquid separator according to the present invention is:
A gas-liquid separator for gravity-separating a mixed fluid including a gas component and a liquid component containing at least one of a solid and a viscous fluid,
A separator body;
An introduction path for introducing the mixed fluid into the separator body;
Arranged above the introduction path in the separator body so as to divide the separator body vertically, allowing the passage of the gas component and blocking the passage of the liquid component in the mixed fluid. A first demister to
A cleaning nozzle disposed above the first demister and injecting a cleaning fluid toward the first demister;
A gas outlet provided above the washing nozzle and for extracting the gas component from the separator body;
A pressure adjusting mechanism that is provided after the gas outlet and maintains the pressure in the separator within a certain range;
A discharge port for discharging the liquid component separated by gravity, which stays in the lower part of the separator body;
It is characterized by providing.
このとき、本発明に係る気液分離器は、
前記ガス抜出口近傍に設けられ、前記洗浄流体の飛沫やそれに起因して飛散する前記液体成分が前記ガス抜出口から前記ガス抜出口以降へと流通するのを防止するための第2のデミスタを更に備えることとしてもよい。At this time, the gas-liquid separator according to the present invention is
A second demister that is provided in the vicinity of the gas outlet and for preventing the spray of the cleaning fluid and the liquid component that is scattered due to the fluid from flowing from the gas outlet to the gas outlet and beyond. Further, it may be provided.
また、本発明に係る気液分離器は、
前記第1のデミスタと前記洗浄ノズルとの間に設けられ、前記洗浄ノズルから噴出される前記洗浄流体の飛沫によって、前記第1のデミスタに捕集された前記液体成分が前記分離器本体内の上方へ向かって飛散するのを防止するための飛散防止部を、更に備えることとしてもよい。The gas-liquid separator according to the present invention is
The liquid component, which is provided between the first demister and the cleaning nozzle and is collected in the first demister by the splash of the cleaning fluid ejected from the cleaning nozzle, is contained in the separator body. It is good also as providing the scattering prevention part for preventing scattering toward the upper direction.
さらに、本発明に係る気液分離器は、
前記ガス抜出口以降の前記圧力調整機構よりも上流側に設けられ、当該ガス抜出口以降を流れる前記気体成分に含まれ得る前記液体成分を捕集するためのガスフィルターを、更に備えることとしてもよい。Furthermore, the gas-liquid separator according to the present invention includes:
It may be further provided with a gas filter provided on the upstream side of the pressure adjusting mechanism after the gas outlet and for collecting the liquid component that can be included in the gas component flowing after the gas outlet. Good.
さらに、本発明に係る気液分離器は、
前記導入路が前記分離器本体に対し、前記混合流体を前記分離器本体内の下方に向けて導入するように設けられていることとしてもよい。Furthermore, the gas-liquid separator according to the present invention includes:
The introduction path may be provided so as to introduce the mixed fluid toward the lower side in the separator body with respect to the separator body.
このとき、前記導入路は、前記下方に向けてらせん状に設けられていることとしてもよい。 At this time, the introduction path may be provided in a spiral shape toward the lower side.
また、本発明に係る気液分離器は、
前記排出口に連通され、前記分離器内の気体成分の排出を防止する機構を有する排出路を更に備えていることとしてもよい。The gas-liquid separator according to the present invention is
It is good also as providing the discharge path which has a mechanism connected to the said discharge port and which prevents discharge of the gaseous component in the said separator.
また、本発明に係る超臨界水ガス化システムは、
前述したいずれかの気液分離器を備え、
バイオマスを調製して生成されたスラリー体を、超臨界状態で分解処理することを特徴とする。Moreover, the supercritical water gasification system according to the present invention is:
Including any of the gas-liquid separators described above,
A slurry body produced by preparing biomass is decomposed in a supercritical state.
本発明によれば、気液分離器から生成ガスを抜き出す配管流路に対する活性炭や無機物等の固体成分、タールやスカム等の粘性流体の流入を防止して、これら固体成分や粘性流体による目詰まりに起因した配管流路の閉塞を未然に回避でき、当該配管流路におけるガスの通りを確保することができる気液分離器およびそれを用いた超臨界水ガス化システムを提供することができる。 According to the present invention, solid components such as activated carbon and inorganic substances, and viscous fluids such as tar and scum are prevented from flowing into the piping flow path for extracting the generated gas from the gas-liquid separator, and clogging by these solid components and viscous fluid is caused. Therefore, it is possible to provide a gas-liquid separator capable of avoiding the blockage of the pipe flow path caused by the above-described problem and ensuring the passage of gas in the pipe flow path, and a supercritical water gasification system using the same.
以下、本発明に係る気液分離器およびそれを用いた超臨界水ガス化システムの実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は、請求の範囲および明細書全体から読み取ることのできる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う気液分離器およびそれを用いた超臨界水ガス化システムもまた本発明の技術思想に含まれる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a gas-liquid separator and a supercritical water gasification system using the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the present invention can be modified as appropriate without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and a gas-liquid separator accompanied by such a change and a superstructure using the same. A critical water gasification system is also included in the technical idea of the present invention.
<本発明に係る超臨界水ガス化システムの全体構成>
図1は、本発明の一実施形態として説明する超臨界水ガス化システム10の概略構成を示す図である。なお、以下の説明においては、「超臨界水ガス化システム」を、単に「ガス化システム」と称す。<Overall configuration of supercritical water gasification system according to the present invention>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a supercritical
図1に示すように、本発明に係るガス化システム10では、原料である焼酎残渣、採卵鶏糞、下水汚泥等のバイオマスからスラリー体を調製し、調製したスラリー体を加熱加圧することにより有機物を分解処理すると共に、燃料ガスを生成する。同図に示すように、ガス化システム10は、原料調製部20と、熱処理部30と、ガス処理部40とを有する。
As shown in FIG. 1, in the
原料調製部20は、バイオマスからスラリー体を調製する部分である。この原料調製部20は、調製タンク21と、粉砕機22と、供給ポンプ23と、熱交換器導入ポンプ24とを備える。
The raw
調製タンク21は、バイオマスと、水と、活性炭(非金属系触媒の一種)を混合するための容器である。この調製タンク21では、バイオマス、水および活性炭が混合された混合物が調製される。活性炭は、例えば平均粒径200μm以下の多孔質の粒子を用いる。なお、バイオマスと、水と、活性炭の混合割合は、バイオマスの種類、量、含水率などに応じて適宜調節される。
The
粉砕機22は、調製タンク21で調整された混合物の固形分を破砕し、均一な大きさ(好ましくは平均粒径が500μm以下、より好ましくは平均粒径が300μm以下)にするための装置である。この粉砕機22で処理されることにより、混合物はスラリー状のスラリー体となる。
The
供給ポンプ23は、粉砕機22から排出されたスラリー体を熱交換器導入ポンプ24に供給する。熱交換器導入ポンプ24は、供給ポンプ23から送られてきたスラリー体を加圧して熱処理部30に供給する。この熱交換器導入ポンプ24により、スラリー体は25MPa程度まで加圧される。
The
熱処理部30は、原料調製部20で調製されたスラリー体を加熱し、ガス化する部分である。この熱処理部30は、熱交換器31と、加熱器32と、ガス化反応器33とを備える。
The
熱交換器31は、原料調製部20から送られてきたスラリー体を加熱する装置である。熱交換器31は、例えば、二重管を備える二重管式熱交換器であり、低温流路36と高温流路37を備える。低温流路36には、原料調製部20から送られてきたスラリー体が流通する。一方、高温流路37には、後述するガス化反応器33で生成された超臨界状態の高温流体(以下、処理後流体ともいう)が導入され、この処理後流体が流通する。そして、高温流路37を流れる処理後流体と、低温流路36を流れるスラリー体とが熱交換される。
The
加熱器32は、熱交換器31から送られてくるスラリー体を加熱する装置である。加熱器32は燃焼装置32aを備え、燃焼装置32aは、プロパンガス等の液化石油ガスや、ガス処理部40から送られてくる燃料ガスを導入して空気と混合して燃焼させ、スラリー体を加熱する。これにより、加熱器32に導入されたスラリー体は、例えば約600℃程度までに昇温される。昇温されたスラリー体は、ガス化反応器33に送出される。
The
ガス化反応器33は、加熱器32から送られてきたスラリー体を超臨界状態として、ガス化反応温度(スラリー体がガス化する(ガス化が可能となる)温度)で一定に保持し、スラリー体に含まれる有機物を水熱処理する装置である。ガス化反応器33は燃焼装置33aを備え、燃焼装置33aは、液化石油ガスや、ガス処理部40から送られてくる燃料ガスを導入して空気と混合して燃焼させ、スラリー体を反応温度に保ち水熱処理する。この水熱処理においてスラリー体は、例えば600℃、25MPaの条件下で、1〜2分間にわたって水熱処理される。水熱処理されたスラリー体はガス化反応が進行したのち、処理後流体として、熱交換器31の高温流路37へ送出される。
The
なお、バイオマスの超臨界水によるガス化は、前述の非金属系触媒を利用して、374℃以上の温度、および22.1MPa以上の圧力の条件下で行うことができるが、タールやチャーの発生を抑制するとともに炭素ガス化率を高めることができる温度および圧力下(600℃以上、25〜35MPaの範囲内)で行うことが好ましい。このようにバイオマスを超臨界水で処理することにより、バイオマスを分解し、水素ガス、一酸化炭素、メタン、エタン、エチレン等の燃料ガスを生成することができる。 Gasification of biomass with supercritical water can be carried out under the conditions of a temperature of 374 ° C. or higher and a pressure of 22.1 MPa or higher using the above-mentioned nonmetallic catalyst. It is preferable to carry out under the temperature and pressure (in the range of 600 ° C. or more and 25 to 35 MPa) that can suppress the generation and increase the carbon gasification rate. By treating the biomass with supercritical water in this way, the biomass can be decomposed to generate fuel gas such as hydrogen gas, carbon monoxide, methane, ethane, and ethylene.
ガス処理部40は、熱交換器31から送出された処理後流体から燃料ガスを取り出す部分である。このガス処理部40は、減圧機構41と、冷却機構42と、気液分離器43と、ガスタンク44とを備える。
The
減圧機構41は、熱交換器31から送出された処理後流体を減圧する装置である。冷却機構42は、減圧機構41から送られてきた処理後流体を冷却する装置である。気液分離器43は、冷却機構42で冷却された処理後流体を、液体成分(活性炭、灰分などの固体およびタール、スカムなどの粘性流体の少なくとも一方を含有する排水などの液体)と、気体成分(水素やメタン等のガス)とに分離する装置である。このうち液体成分は排液として処理され、気体成分はガスタンク44に送られる。なお、気液分離器43の詳細については、後述する。
The
ガスタンク44は、気液分離器43で分離した気体(生成ガス)を貯留する容器である。ガスタンク44に貯留された生成ガスの一部は、加熱器32およびガス化反応器33に供給され、燃料ガスとして消費される。なお、この燃料ガスは、発電や動力源として用いることもできる。
The
<気液分離器の構成>
次に、本発明に係る気液分離器43について説明する。前述したように、本実施形態の気液分離器43では、冷却機構42で冷却された処理後流体を、排水、タール、活性炭、灰分、スカム等を含む液体成分と、水素やメタン等の生成ガスを含む気体成分とに重力分離し、そのうちの液体成分を、気液分離器43の後述する分離器本体50内における気体成分の排出を防止する機構を有する液体成分の排出装置としての2つのゲート弁43a,43bが設けられた排出路58を介して排出する。<Configuration of gas-liquid separator>
Next, the gas-
具体的に、この気液分離器43は、図2に示すように、分離器本体50と、分離器本体50内に処理後流体を導入するための導入路51と、分離器本体50内における導入路51より上方に、当該分離器本体50内を上下に分割するように配置される第1のデミスタ52aとを備えている。
Specifically, as shown in FIG. 2, the gas-
このとき、導入路51は分離器本体50に対し、処理後流体を分離器本体50内の下方に向けて導入するように設けられていることが好ましい。これにより、導入された処理後流体のうち、液体成分は下方に滴下し、気体成分は上方に上昇するように、重力分離させることができるようになっている。
At this time, it is preferable that the
なお、ここで、導入路51は、下方に向けてらせん状に設けることが好ましい。このようにすることで、導入路51は、処理後流体の導入時に当該処理後流体を分離器本体50内の内壁面に沿って導入できるので、この処理後流体に含まれるタールやスカムと呼ばれるガスでできた泡が、飛沫の状態で飛び散るのを未然に回避できるようになっている。
Here, the
また、第1のデミスタ52aは、金たわし、または金属網を積層したものからなり、分離器本体50内に導入される処理後流体のうち、前述の気体成分の通過を許可すると共に、液体成分の通過を阻止する。換言すれば、第1のデミスタ52aは、処理後流体から分離された気体成分を通過させ、液体成分を阻止することで、当該液体成分に含有される活性炭、無機物、タール、スカム等を捕集できるようになっている。
In addition, the
また、気液分離器43は、第1のデミスタ52aより上方に配置され、当該第1のデミスタ52aに向かって洗浄流体を噴射する洗浄ノズル53と、この洗浄ノズル53より上方に設けられ、分離器本体50内から重力分離した前述の気体成分を抜き出すガス抜出口54とを備えている。
The gas-
第1のデミスタ52aでは、前述の活性炭、無機物、タール、スカム等を捕集することで汚れが生じる。そのため、洗浄ノズル53から第1のデミスタ52aに向かって洗浄流体を噴射することで洗浄できるようになっている。このとき、第1のデミスタ52aと洗浄ノズル53との間には、飛散防止部としての例えばドーナツ形状の平板部材からなる邪魔板59が、分離器本体50の内壁に密着して(例えば、溶接されて)設けられることが好ましい。これにより、洗浄ノズル53から噴出される洗浄流体の飛沫によって、第1のデミスタ52aに捕集された液体成分(特に、活性炭、無機物、タール、スカム等)が分離器本体50内の上方へ向かって飛散するのを防止することが可能となる。
In the
ガス抜出口54には、ガス流路55が連通されており、当該ガス流路55には、ここを流れる前述の気体成分の圧力を調整する背圧弁などの圧力調整弁56が設けられている。この圧力調整弁56は、内部にばねを有する自圧式の調整弁からなり、一定の圧力になると開状態となり、分離器本体50内の圧力を一定範囲内に保つ機構として動作するようになっている。
A
なお、ガス抜出口54の近傍には、第1のデミスタ52aと同様の構造の第2のデミスタ52bが設けられることが好ましい。これにより、第1のデミスタ52aや邪魔板59を掻い潜り上ってくる液体成分(特に、活性炭、無機物、タール、スカム等)を捕集し、当該液体成分が分離器本体50内から抜き出される気体成分に随伴してガス流路55内を流通するのを、比較的流速が遅い分離器本体50内部において効果的に防止することが可能となる。
In addition, it is preferable that the
また、ガス流路55には、圧力調整弁56より上流側にガスフィルター60が設けられることが好ましい。これにより、ガス流路55を流れる気体成分に万一、液体成分が含有された場合においても、当該液体成分(特に、活性炭、無機物、タール、スカム等)を捕集することができるようになっている。
Further, the
さらに、分離器本体50の下部には、前述の重力分離された液体成分を排出するための排出口57が設けられており、この排出口57には、分離器本体50内の気体成分の排出を防止する機構としての2つのゲート弁43a,43bが設けられた液体成分の排出路である排出配管58が連通されている。このとき、排出配管58には、2つのゲート弁43a,43bが設けられており、前述の液体成分を排出する際、まず上方のゲート弁43aのみを開状態とし、下方のゲート弁43bとの間に液体成分を溜めた状態にしたら上方のゲート弁43aを閉状態とする。そして、この後、下方のゲート弁43bのみを開状態とし、前記液体成分を排出する。このようにすることで、分離器本体50内が大気圧よりも高い圧力(例えば、0.3〜0.5MPa)となっている場合であっても、内部の圧力や気体成分(生成ガス)を逃すことなく、液体成分を効率的に排出できるようになっている。
Further, a
以上、説明したように、本実施形態のガス化システム10では、気液分離器43の分離器本体50内に処理後流体を導入するための導入路51より上方に、当該分離器本体50内を上下に分割するように配置される第1のデミスタ52aを備え、分離器本体50内に導入される処理後流体のうち、前述の気体成分の通過を許可すると共に、液体成分の通過を阻止するようにした。これにより、第1のデミスタ52aでは、処理後流体から分離された気体成分を通過させ、液体成分を阻止することで、当該液体成分に含有される活性炭、無機物、タール、スカム等を捕集できるので、気液分離器43から生成ガスを抜き出すガス流路55への活性炭、無機物等の固体成分や、タール、スカム等の粘性流体の流入を防止して、これら固体成分や粘性流体による目詰まりに起因したガス流路55の閉塞を未然に回避できる。かくして、ガス流路55におけるガスの通りを確保することができる。
As described above, in the
このとき、気液分離器43は、ガス抜出口54近傍に第2のデミスタを設けるようにしてもよい。これにより、洗浄ノズル53から第1のデミスタ52aに向かって噴射される洗浄流体の飛沫や、それに起因して飛散する前記液体成分(特に、活性炭、無機物、タール、スカム等)が、比較的流速が遅い分離器本体50内部において、ガス抜出口54からガス流路55へと流下するのを効果的に防止することができる。
At this time, the gas-
また、気液分離器43は、第1のデミスタ52aと洗浄ノズル53との間に邪魔板59を設けるようにしてもよい。これにより、洗浄ノズル53から噴出される洗浄流体の飛沫によって、第1のデミスタ52aに捕集された液体成分(特に、活性炭、無機物、タール、スカム等)が、分離器本体50内の上方へ向かって飛散するのを防止することができる。
Further, the gas-
さらに、気液分離器43は、ガス流路55の圧力調整弁56よりも上流側にガスフィルター60を設けるようにしてもよい。これにより、ガス流路55を流れる気体成分に万一、液体生成が含有された場合においても、この液体成分を捕集することができる。
Further, the gas-
さらに、気液分離器43は、導入路51が分離器本体50に対し、処理後流体を分離器本体50内の下方に向けて導入するように設けられることが好ましい。これにより、導入された処理後流体のうち、液体成分は下方に滴下し、気体成分は上方に上昇するように、重力分離させることができる。
Furthermore, the gas-
しかも、導入路51を、下方に向けてらせん状に設けることで、導入路51は、処理後流体の導入時に当該処理後流体を分離器本体50内の内壁面に沿って導入できるので、この処理後流体に含まれるタールやスカムと呼ばれるガスでできた泡が、飛沫の状態で飛び散るのを未然に回避できる。
Moreover, by providing the
また、気液分離器43は、排出口57に連通され、分離器本体50内の気体成分の排出を防止して液体成分を排出する機構として、2つのゲート弁43a,43bを有する排出路58を設けるようにしてもよい。これにより、分離器本体50内が大気圧よりも高い圧力(例えば、0.3〜0.5MPa)となっている場合であっても、内部の圧力や気体成分(生成ガス)を逃すことなく、液体成分を効率的に排出できる。
Further, the gas-
なお、本実施形態では図示省略しているが、本ガス化システム10に、ガスタンク44に貯えられた生成ガス(燃料ガス)を燃料として利用することで発電する発電装置を備えるようにしてもよい。この場合、発電装置は、例えば、ガスエンジン(レシプロエンジン、ロータリーエンジン)、蒸気タービン、スターリングエンジン、燃料電池などの既存の装置を広く適用できる。そして、本ガス化システム10により得られた燃料ガスを用いて、ガスエンジンによる発電を行うことにより、電力と排熱を得ることができるので、石炭、石油等の化石燃料の省資源化を図ることができる。
Although not shown in the present embodiment, the
また、本ガス化システム10に予め含水性バイオマスを熱水処理する前処理装置(不図示)を備えることにより、バイオマスを高分子から低分子に分解することができるので、ガス化反応器33において処理されるバイオマスと水や非金属系触媒との接触効率を高め、タールやスカム等の発生の更なる抑制が可能となると共に、バイオマスから燃料ガスを効率よく生成できる。
In addition, since the
10…ガス化システム、20…原料調製部、21…調製タンク、22…粉砕機、23…供給ポンプ、24…熱交換器導入ポンプ、30…熱処理部、31…熱交換器、32…加熱器、32a…燃焼装置、33…ガス化反応器、33a…燃焼装置、36…低温流路、37…高温流路、40…ガス処理部、41…減圧機構、42…冷却機構、43…気液分離器、43a…ゲート弁、43b…ゲート弁、44…ガスタンク、50…分離器本体、51…導入路、52a…第1のデミスタ、52b…第2のデミスタ、53…洗浄ノズル、54…ガス抜出口、55…ガス流路、56…圧力調整弁、57…排出口、58…排出路、59…邪魔板(飛散防止部)、60…ガスフィルター
DESCRIPTION OF
Claims (7)
分離器本体と、
前記分離器本体内に前記混合流体を導入するための導入路と、
前記分離器本体内における前記導入路より上方に、当該分離器本体内を上下に分割するように配置され、前記混合流体のうち、前記気体成分の通過を許可し、前記液体成分の通過を阻止する第1のデミスタと、
前記第1のデミスタより上方に配置され、当該第1のデミスタに向かって洗浄流体を噴射する洗浄ノズルと、
前記洗浄ノズルより上方に設けられ、前記分離器本体内から前記気体成分を抜き出すガス抜出口と、
前記ガス抜出口以降に設けられて、前記分離器内の圧力が一定範囲内に保たれる圧力調整機構と、
前記分離器本体の下部に滞留する前記重力分離された前記液体成分を排出するための排出口と、
前記第1のデミスタと前記洗浄ノズルとの間に設けられ、前記洗浄ノズルから噴出される前記洗浄流体の飛沫によって、前記第1のデミスタに捕集された前記液体成分が前記分離器本体内の上方へ向かって飛散するのを防止するための飛散防止部と、
を備えることを特徴する気液分離器。 A gas-liquid separator for gravity-separating a mixed fluid including a gas component and a liquid component containing at least one of a solid and a viscous fluid,
A separator body;
An introduction path for introducing the mixed fluid into the separator body;
Arranged above the introduction path in the separator body so as to divide the separator body vertically, allowing the passage of the gas component and blocking the passage of the liquid component in the mixed fluid. A first demister to
A cleaning nozzle disposed above the first demister and injecting a cleaning fluid toward the first demister;
A gas outlet provided above the washing nozzle and for extracting the gas component from the separator body;
A pressure adjusting mechanism that is provided after the gas outlet and maintains the pressure in the separator within a certain range;
A discharge port for discharging the liquid component separated by gravity, which stays in the lower part of the separator body;
The liquid component, which is provided between the first demister and the cleaning nozzle and is collected in the first demister by the splash of the cleaning fluid ejected from the cleaning nozzle, is contained in the separator body. A splash prevention part for preventing splashing upward,
A gas-liquid separator comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の気液分離器。 A second demister that is provided in the vicinity of the gas outlet and for preventing the spray of the cleaning fluid and the liquid component that is scattered due to the fluid from flowing from the gas outlet to the gas outlet and beyond. The gas-liquid separator according to claim 1, further comprising:
ことを特徴とする請求項1または2に記載の気液分離器。 A gas filter provided on the upstream side of the pressure adjusting mechanism after the gas outlet and for collecting the liquid component that may be included in the gas component flowing after the gas outlet; The gas-liquid separator according to claim 1 or 2 .
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の気液分離器。 The relative introduction path the separator main body, wherein the fluid mixture to any one of claims 1 to 3, characterized in that is provided so as to introduce downward of the separator body Gas-liquid separator.
ことを特徴とする請求項4に記載の気液分離器。 The gas-liquid separator according to claim 4 , wherein the introduction path is provided in a spiral shape toward the lower side.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の気液分離器。 The gas-liquid separation according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a discharge path that communicates with the discharge port and has a mechanism for preventing discharge of a gas component in the separator. vessel.
バイオマスを調製して生成されたスラリー体を、超臨界状態で分解処理する
ことを特徴とする超臨界水ガス化システム。
The gas-liquid separator according to any one of claims 1 to 6 , comprising:
A supercritical water gasification system characterized in that a slurry produced by preparing biomass is decomposed in a supercritical state.
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- 2016-06-29 WO PCT/JP2016/069295 patent/WO2018003033A1/en active Application Filing
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