(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023085579
(43)【公開日】2023-06-21
(54)【発明の名称】バイオマスのガス化装置
(51)【国際特許分類】
C10J 3/54 20060101AFI20230614BHJP
C10J 3/56 20060101ALI20230614BHJP
【ＦＩ】
C10J3/54 E
C10J3/56
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020080395
(22)【出願日】2020-04-30
(71)【出願人】
【識別番号】502229565
【氏名又は名称】株式会社ジャパンブルーエナジー
(74)【代理人】
【識別番号】100120145
【弁理士】
【氏名又は名称】田坂 一朗
(72)【発明者】
【氏名】堂脇 直城
(72)【発明者】
【氏名】上内 恒
(57)【要約】
【課題】本発明は、バイオマスのガス化装置において、熱担持媒体の安定的な連続供給を実現して品質の安定したガスを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明のバイオマスのガス化装置を、熱担持単体を予め加熱する予熱器、前記予熱器で予め加熱された熱担持媒体の供給を受け、前記熱担持媒体のもつ熱によりバイオマスの熱分解を実行する熱分解器、前記熱分解により発生した熱分解ガスを、空気又は酸素により部分燃焼してスチーム改質を実行する熱分解ガス改質器、及び前記予熱器と前記熱分解器との間に、第１バルブ群、ホッパ、及び第２バルブ群が備えられ、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予備器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する供給制御装置とから構成する。
【選択図】図４
【解決手段】本発明のバイオマスのガス化装置を、熱担持単体を予め加熱する予熱器、前記予熱器で予め加熱された熱担持媒体の供給を受け、前記熱担持媒体のもつ熱によりバイオマスの熱分解を実行する熱分解器、前記熱分解により発生した熱分解ガスを、空気又は酸素により部分燃焼してスチーム改質を実行する熱分解ガス改質器、及び前記予熱器と前記熱分解器との間に、第１バルブ群、ホッパ、及び第２バルブ群が備えられ、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予備器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する供給制御装置とから構成する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱担持媒体を予め加熱する予熱器、
前記予熱器で予め加熱された熱担持媒体の供給を受け、前記熱担持媒体のもつ熱によりバイオマスの熱分解を実行する熱分解器、
前記熱分解により発生した熱分解ガスを、空気又は酸素により部分燃焼してスチーム改質を実行する熱分解ガス改質器、を備えるバイオマスのガス化装置であって、
前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する供給制御装置を備える、バイオマスのガス化装置。
前記予熱器で予め加熱された熱担持媒体の供給を受け、前記熱担持媒体のもつ熱によりバイオマスの熱分解を実行する熱分解器、
前記熱分解により発生した熱分解ガスを、空気又は酸素により部分燃焼してスチーム改質を実行する熱分解ガス改質器、を備えるバイオマスのガス化装置であって、
前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する供給制御装置を備える、バイオマスのガス化装置。
【請求項2】
前記供給制御装置は、
前記ホッパにおける前記予熱器から前記第１バルブを通して供給される前記熱担持媒体の重量又は上面位置を監視して、重量又は上面位置が所定値を下回れば前記ホッパに備えられた第１スイッチを作動して前記第１バルブを開閉し、重量又はレベルが所定値を上回れば前記ホッパに備えられた第２スイッチを作動して前記第１バルブの開閉を停止して、常時前記ホッパ内に前記熱担持媒体を充填し、
前記第２バルブは常時開かれ、前記ホッパから第１バルブを介して供給される前記熱担持媒体を前記熱分解器に連続的に供給する前記第２バルブの開度により前記熱担持媒体の供給量が制御される、請求項１のバイオマスのガス化装置。
前記ホッパにおける前記予熱器から前記第１バルブを通して供給される前記熱担持媒体の重量又は上面位置を監視して、重量又は上面位置が所定値を下回れば前記ホッパに備えられた第１スイッチを作動して前記第１バルブを開閉し、重量又はレベルが所定値を上回れば前記ホッパに備えられた第２スイッチを作動して前記第１バルブの開閉を停止して、常時前記ホッパ内に前記熱担持媒体を充填し、
前記第２バルブは常時開かれ、前記ホッパから第１バルブを介して供給される前記熱担持媒体を前記熱分解器に連続的に供給する前記第２バルブの開度により前記熱担持媒体の供給量が制御される、請求項１のバイオマスのガス化装置。
【請求項3】
前記第２バルブが常時開かれた１つのスイングバルブで構成される請求項２に記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項4】
前記第２バルブが連続的に揺動する１つのスイングバブルで構成される請求項２に記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項5】
前記第２バルブが１つのロータリーバルブで構成される請求項２に記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項6】
前記バイオマスのガス化装置が、さらに、
前記第１バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする水蒸気噴霧装置を備え、
前記供給制御装置が、前記第１バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧するように前記水蒸気噴霧装置を制御して、前記第１バルブのシール性を向上させる、請求項１～５のいずれかに記載のバイオマスのガス化装置。
前記第１バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする水蒸気噴霧装置を備え、
前記供給制御装置が、前記第１バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧するように前記水蒸気噴霧装置を制御して、前記第１バルブのシール性を向上させる、請求項１～５のいずれかに記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項7】
前記バイオマスのガス化装置が、さらに、
前記熱分解器の下方に第３バルブを備え、前記第３バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする水蒸気噴霧装置を備え、
前記供給制御装置が、前記第３バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧するように前記水蒸気噴霧装置を制御して、前記第３バルブのシール性を向上させる、請求項６に記載のバイオマスのガス化装置。
前記熱分解器の下方に第３バルブを備え、前記第３バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする水蒸気噴霧装置を備え、
前記供給制御装置が、前記第３バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧するように前記水蒸気噴霧装置を制御して、前記第３バルブのシール性を向上させる、請求項６に記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項8】
前記第１バルブが１つのダンパバルブで構成される、請求項６又は７に記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項9】
前記第３バルブが１つのダンパバルブで構成される、請求項７に記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項10】
前記供給制御装置が、さらに、
前記ホッパにおいて、前記第１スイッチの作動から前記第２スイッチの作動までの時間Ｔと、前記第１スイッチ作動から前記第２）スイッチの作動までに減少した前記熱担持媒体の供給量とから求めた時間当たりの減少供給量Ｗ／ｈが所定値より大きいときに第２バルブの開度を小さくし、前記減少供給量Ｗ／ｈが所定値より小さいときに第２バルブの開度を大きくするように制御して、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御する、請求項２～９のいずれか１項に記載のバイオマスのガス化装置。
前記ホッパにおいて、前記第１スイッチの作動から前記第２スイッチの作動までの時間Ｔと、前記第１スイッチ作動から前記第２）スイッチの作動までに減少した前記熱担持媒体の供給量とから求めた時間当たりの減少供給量Ｗ／ｈが所定値より大きいときに第２バルブの開度を小さくし、前記減少供給量Ｗ／ｈが所定値より小さいときに第２バルブの開度を大きくするように制御して、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御する、請求項２～９のいずれか１項に記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項11】
前記供給制御装置が、前記スイングバルブの揺動の周期時間及び／又は揺動距離の変更を制御して、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御する、
請求項１０に記載のバイオマスのガス化装置。
請求項１０に記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項12】
前記供給制御装置が、前記ロータリーバルブの回転数の変更を制御して、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御する、請求項１０に記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項13】
前記バイオマスのガス化装置が、さらに、
前記前記熱分解器の下部に第３バルブを備え、
前記供給制御装置が、前記熱分解器内の前記熱担持媒体の重量又は上面位置を常時監視して、前記熱担持媒体の供給の通常速度Ｘを得、
前記重量又は前記上面位置が一定量を下回れば、前記通常速度Ｘより遅い速度で前記第３バルブを開閉し、
前記重量又は前記上面位置が一定量を上回れば、前記通常速度Ｘより早い速度で前記第３バルブを開閉し、
前記重量又は前記上面位置が一定量のときは、前記通常速度で開閉するように、第３バルブの動作を制御して、前記熱分解器からの前記熱担持媒体の排出量を制御する、請求項１～１２のいずれか１項に記載のバイオマスのガス化装置。
前記前記熱分解器の下部に第３バルブを備え、
前記供給制御装置が、前記熱分解器内の前記熱担持媒体の重量又は上面位置を常時監視して、前記熱担持媒体の供給の通常速度Ｘを得、
前記重量又は前記上面位置が一定量を下回れば、前記通常速度Ｘより遅い速度で前記第３バルブを開閉し、
前記重量又は前記上面位置が一定量を上回れば、前記通常速度Ｘより早い速度で前記第３バルブを開閉し、
前記重量又は前記上面位置が一定量のときは、前記通常速度で開閉するように、第３バルブの動作を制御して、前記熱分解器からの前記熱担持媒体の排出量を制御する、請求項１～１２のいずれか１項に記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項14】
前記バイオマス熱分解器が、バイオマス供給口、並びに、非酸化性ガス供給口及び／又はスチーム吹込み口を備え、
前記熱分解ガス改質器が、スチーム吹込み口及び改質ガス排出口を備え、
さらに、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを前記熱分解ガス改質器へと導入する、前記バイオマス熱分解器と上記熱分解ガス改質器との間に備えられた、熱分解ガス導入管を含み、
かつ、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器が、夫々更に、予め加熱された熱担持媒体の導入口及び排出口を備え、前記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解及びバイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスの改質を実行し、
前記バイオマス熱分解器と前記熱分解ガス改質器とが、前記熱担持媒体の流れに対して並列に備えられており、かつ、前記熱分解ガス導入管が、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器の両側において、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器内に夫々形成される、前記熱担持媒体層の上面より下方の前記上記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器の側面に備えられており、かつ、前記熱分解ガス導入管が、重力方向に対して略水平に備えられ、
さらに、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、請求項１～１３のいずれか１項に記載のバイオマスのガス化装置。
前記熱分解ガス改質器が、スチーム吹込み口及び改質ガス排出口を備え、
さらに、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを前記熱分解ガス改質器へと導入する、前記バイオマス熱分解器と上記熱分解ガス改質器との間に備えられた、熱分解ガス導入管を含み、
かつ、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器が、夫々更に、予め加熱された熱担持媒体の導入口及び排出口を備え、前記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解及びバイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスの改質を実行し、
前記バイオマス熱分解器と前記熱分解ガス改質器とが、前記熱担持媒体の流れに対して並列に備えられており、かつ、前記熱分解ガス導入管が、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器の両側において、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器内に夫々形成される、前記熱担持媒体層の上面より下方の前記上記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器の側面に備えられており、かつ、前記熱分解ガス導入管が、重力方向に対して略水平に備えられ、
さらに、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、請求項１～１３のいずれか１項に記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項15】
前記バイオマス熱分解器が、バイオマス供給口、並びに、非酸化性ガス供給口及び／又はスチーム吹込み口を備え、
前記熱分解ガス改質器がスチーム吹込み口及び改質ガス排出口を備え、
さらに、前記バイオマス熱分解器と前記熱分解ガス改質器との間に備えられた熱分解ガス導入管とを備え、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを上記熱分解ガス改質器へと導入する
かつ、前記バイオマス熱分解器が、更に、予め加熱された熱担持媒体の導入口及び排出口を備え、上記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解を実行し、
一方、前記熱分解ガス改質器が、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスのスチーム改質を実行し、
前記熱分解ガス改質器が、更に、空気又は酸素吹込み口を備え、該空気又は酸素により、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスを部分燃焼することにより、スチーム改質を実行し、
かつ、前記熱分解ガス導入管が、前記バイオマス熱分解器内に形成される、前記熱担持媒体層の上面より下方の前記バイオマス熱分解器の側面に備えられている、
さらに、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、請求項１～１３のいずれか１項に記載のバイオマスのガス化装置。
前記熱分解ガス改質器がスチーム吹込み口及び改質ガス排出口を備え、
さらに、前記バイオマス熱分解器と前記熱分解ガス改質器との間に備えられた熱分解ガス導入管とを備え、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを上記熱分解ガス改質器へと導入する
かつ、前記バイオマス熱分解器が、更に、予め加熱された熱担持媒体の導入口及び排出口を備え、上記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解を実行し、
一方、前記熱分解ガス改質器が、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスのスチーム改質を実行し、
前記熱分解ガス改質器が、更に、空気又は酸素吹込み口を備え、該空気又は酸素により、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスを部分燃焼することにより、スチーム改質を実行し、
かつ、前記熱分解ガス導入管が、前記バイオマス熱分解器内に形成される、前記熱担持媒体層の上面より下方の前記バイオマス熱分解器の側面に備えられている、
さらに、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、請求項１～１３のいずれか１項に記載のバイオマスのガス化装置。
【請求項16】
バイオマスを、非酸化性ガス雰囲気下又は非酸化性ガスとスチームとの混合ガス雰囲気下において加熱するバイオマス熱分解器と、前記バイオマス熱分解器において発生したガスを、スチームの存在下に改質する熱分解ガス改質器とを備え、かつ、予め加熱された熱担持媒体を、前記バイオマス熱分解器に投入させて、前記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解を実行し、次いで、該バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスを、上記熱分解ガス改質器に導入して、該熱分解ガスのスチーム改質を実行する、バイオマスのガス化方法において、
前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予備器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、バイオマスのガス化方法。
前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予備器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、バイオマスのガス化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バイオマスのガス化装置に関し、更に詳しくは、バイオマス、好ましくは、比較的灰分含有量の高いバイオマスを熱分解するバイオマス熱分解器と、上記バイオマス熱分解器の上部に配置される熱担持媒体を予め加熱するための予熱器と、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを、酸素又は空気及びスチームと混合して、部分燃焼及び改質する熱分解ガス改質器とを備えるバイオマスのガス化装置であって、前記予熱器から前記バイオマス熱分解器への熱担持媒体の供給及び前記熱分解器からの熱担持媒体の排出を制御する供給制御装置を備えたバイオマスのガス化装置に関する。
【背景技術】
【0002】
２０１１年３月１１日に発生した東日本大震災後に再生可能エネルギー及び分散型エネルギー供給施設が見直され、太陽光発電、風力発電、地熱発電、水力発電、潮力発電、バイオマス発電等の再生可能エネルギーによる発電設備が注目されている。また、最近では、 再生可能エネルギーで発電した電力を使用する、水の電気分解による水素製造にも注目が高まってきた。
【0003】
再生可能エネルギーのうち、太陽光発電、風力発電及び潮力発電は、一時的な電力供給源として期待されてはいるものの、発電量が安定しないことから、安定した電力供給設備としては期待できない。また、水力発電及び潮力発電は、小規模設備であればある程度の需要が見込まれるが、大規模設備を建設するためには設置場所が限定されるという問題がある。
【0004】
一方、木材、下水汚泥、家畜排せつ物等のバイオマスは、日本国内に均一に存在する。なかでも、下水汚泥、家畜排せつ物は季節変動が少なく継続的に発生するため、安定したバイオマス原料と考えられる。特に、下水汚泥の発生量は、約２１５万トン（乾燥重量基準、２０１５年の発生量、国土交通省資料より）であり、そのうち７５重量％は未利用であるので、有効利用することが期待されている。
【0005】
しかしながら、下水汚泥には窒素、リン、カリウム及びその他の無機物、並びに、雨水に 由来する土壌等が混入するため、灰分が多くて燃え難く、しかも、熱量が低いので、焼却処理をする際に焼却効率が低いという欠点がある。また、燃焼時に窒素由来のＮ２Ｏが発生する。このＮ２Ｏの温暖化係数は、ＣＯ２の２９８倍（２０１３年以降、Ｎ２Ｏの温暖化係数は、ＣＯ２の温暖化係数の３１０倍から２９８倍に変更された。環境省資料より）であり、Ｎ２Ｏの発生を抑えるには８５０℃以上の高温で燃焼させなければならない。一方、リンは、燃焼されることにより五酸化二リンになる。この五酸化二リンは、昇華性が高く、また潮解性もあるため、配管の低温部で閉塞作用を起こすことが知られている。五酸化二リン以外にカリウムも配管の閉塞及び腐食を促進することが知られている。そのため、下水汚泥を燃焼する場合には、Ｎ２Ｏ及び五酸化二リンの発生を抑制しつつ、五酸化二リン及びカリウムの揮散を抑制する条件下で、燃焼又は加熱処理を行う必要がある。
【0006】
高灰分バイオマスのガス化装置には、例えば、灰分２０重量％の下水汚泥を乾燥した後、 空気吹き込み式の流動層式熱分解炉にて５００～８００℃で熱分解し、その熱分解ガスを 空気と共に１，０００～１，２５０℃の高温で燃焼させ、その熱で水蒸気を発生させてタービン発電を行う方法（特許文献１）、原料である高灰分バイオマスを、空気吹き込み式の循環流動加熱炉にて４５０～８５０℃の温度で熱分解し、熱分解残渣であるチャーをサイクロンで回収する一方、タールを含む熱分解ガスを、酸素の存在下に１，０００～１，２００℃で改質する方法（特許文献２）、流動媒体の固着を防ぐために、同様の方法で熱分解してチャーを分離した後に、そのチャーを造粒して循環流動改質炉内に供給し、９００～１０００℃の温度で焼結することで造粒焼結体を製造する方法（特許文献３）などが開示されている。
【0007】
また、木質系バイオマス等の有機物質のガス化方法として、熱担持媒体を使用する方法も開示されている。この方法においては、上記熱担持媒体を、予熱器において、予め高温に加熱して、改質器、次いで、熱分解器と順次落下させて、改質器においては、熱分解器において発生した熱分解ガスと熱担持媒体とを直接接触させて、熱分解ガスを改質し、該ガスの低タール化及び水素高濃度化が達成され、次いで、熱分解器においては、バイオマスと熱担持媒体とを直接接触させて、バイオマスの熱分解がなされて熱分解ガスが発生する。
【0008】
また、もう１つの方法においては、熱を運ぶための熱担持媒体例えば、 アルミナボール（直径約１０ｍｍ）と、この熱担持媒体を加熱するための予熱器と、熱分解ガスの水蒸気改質を行うための改質器と、木質バイオマス原料を熱分解するための熱分解器と、熱担持媒体とチャーとを分離するための分離機と、チャーを燃焼して熱風を生成する熱風炉とを備えており、上記予熱器、改質器及び熱分解器を、上から順次縦型に配置した装置が開示されている（特許文献４）。
【0009】
また、熱分解帯域における熱分解器と、反応帯域におけるガス改質器とを別個独立して備えることを基本として、それにより、直列接続型と並列接続型のいずれをも構成し得ることを特徴する装置も提案されている。例えば、循環する熱担持媒体が、約１，１００℃の加熱帯域、９５０～１，０００℃の反応帯域、５５０～６５０℃の熱分解帯域および分離工程を通過し、引き続き加熱帯域に戻り、熱分解反応器を出た直後に、熱分解コークス及び熱担持媒体からなる混合物を分離して得た熱分解コークスを燃焼装置で燃焼して、これにより発生した顕熱を利用して加熱帯域内で熱担持媒体を加熱することにより、有機物質および物質混合物から高い発熱量を有する生成物ガスを製造する方法（特許文献５）が開示されている。
【0010】
さらに、バイオマス熱分解器から熱分解ガス改質器に熱分解ガスを導入する熱分解ガス導入管が、バイオマス熱分解器側において、バイオマス熱分解器内に形成される予め加熱された熱担持媒体層の上面より下方のバイオマス熱分解器の側面に設置されるガス化方法（特許文献６）が開示されている。この方法では、熱分解ガス導入管のガス取り入れ口（ガス入口）を熱担持媒体層中に設け、該熱分解ガス導入管内に、バイオマス熱分解器中の熱担持媒体を導入させることにより、熱分解ガスが熱分解ガス導入管内に保有された該熱担持媒体層を通過する方法がとられ、バイオマス、好ましくは、比較的灰分含有量の高いバイオマスの熱分解温度及び発生した熱分解ガスの改質温度、並びに、これら熱分解及び改質の雰囲気を最適化することにより、最終的に、水素等の有価ガスを多く含む改質ガスを発生させ、かつ、バイオマス中の灰に含まれる五酸化二リン及びカリ（カリウム）の揮散によって引き起こされる配管の閉塞及び腐食を予防し、Ｎ２Ｏの発生を抑制することができ、かつ、タール及び煤塵の発生量をも低減することができることが開示されている。
【0011】
上記のような、予熱器、熱分解器、及びガス改質器を備え、予熱器で加熱された熱担持媒体のもつ熱を利用するガス化方法においては、予熱器内で熱風により温めた熱担持媒体を、熱分解器に落とし、木質チップ等のバイオマスと混合してバイオガスを発生させる。この熱担持媒体を熱分解器に落とす方法として、スイングバルブの開閉、ダンパバルブの開閉を組み合わせて自由落下で熱担持体を熱分解器へ落とす方式が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】特開２００２－３２２９０２号公報
【特許文献2】特開２００４－５１７４５号公報
【特許文献3】特許４１５５５０７号公報
【特許文献4】特開２０１１－１４４３２９号公報
【特許文献5】特許４２６４５２５号公報
【特許文献6】特開２０１９－６５１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
上記の熱担持媒体を熱分解器に落とす方法として、スイングバルブの開閉、ダンパバルブの開閉を組み合わせて自由落下で熱担持体を熱分解器へ落とす方法が知られている。スイングバルブは、固体が下部へ流れている途中で、振り子のような動きで流れを止めるのに適したバルブであるが、ガスのシール性はない。そこで、このバルブ以外にシール性の良いダンパバルブも設置し、常時どちらかのダンパバルブが閉の状態で、予熱器から熱分解器あるいはその逆方向へのガスの流れを防止する方式が使用されている。
【0014】
しかしながら、上記方式では、バルブ群の開閉が一巡するのに時間がかかるため、熱担持体の供給は断続的になされるため、ガス化も断続的になる。すなわち、熱担持媒体が落ちた直後はガス化が良く進むが、次の熱担持媒体が落ちるまではガス化があまり進まない。その結果、熱分解器の圧力が変動し、バルブの開閉そのものでも圧力が変動する。このため、木質チップ等の供給口から空気が入ってきたり、あるいはその逆にバイオガスが漏れたりする。また、ガス化が進むとき、進まないときでガスの組成や流量等が安定せず、品質が一定のガスが発生しないため、後段に設置するガス中の成分を分離する装置の分離性能を阻害する要因となる、等の問題が存在した。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明者らは、従来技術の上記問題点を解決すべく種々検討を重ねた結果、予熱器から熱分解器への熱担持媒体の供給及び熱分解器からの熱担持媒体の排出を制御する供給制御装置を組み込むことにより、ガス化装置における前記熱担持媒体の安定的な連続供給を実現し、熱分解器の圧力が変動する、一定の品質が得られない、ガス分離における分離能の低下する、などの上記問題を解決できることを見出した。
【0016】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］
熱担持媒体を予め加熱する予熱器、
前記予熱器で予め加熱された熱担持媒体の供給を受け、前記熱担持媒体のもつ熱によりバイオマスの熱分解を実行する熱分解器、
前記熱分解器により発生した熱分解ガスを、空気又は酸素により部分燃焼してスチーム改質を実行する熱分解ガス改質器、を備えるバイオマスのガス化装置であって、
前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する供給制御装置を備える、バイオマスのガス化装置。
［２］
前記供給制御装置は、
前記ホッパにおける前記予熱器から前記第１バルブを通して供給される前記熱担持媒体の重量又は上面位置を監視して、重量又は上面位置が所定値を下回れば前記ホッパに備えられた第１スイッチを作動して前記第１バルブを開閉し、重量又はレベルが所定値を上回れば前記ホッパに備えられた第２スイッチを作動して前記第１バルブの開閉を停止して、常時前記ホッパ内に前記熱担持媒体を充填し、
前記第２バルブは常時開かれ、前記ホッパから第１バルブを介して供給される前記熱担持媒体を前記熱分解器に連続的に供給する前記第２バルブの開度により前記熱担持媒体の供給量が制御される、［１］のバイオマスのガス化装置。
［３］
前記第２バルブが常時開かれた１つのスイングバルブで構成される［２］のバイオマスのガス化装置。
［４］
前記第２バルブが連続的に揺動する１つのスイングバブルで構成される［２］のバイオマスのガス化装置。
［５］
前記第２バルブが１つのロータリーバルブで構成される［２］のバイオマスのガス化装置。
［６］
前記バイオマスのガス化装置が、さらに、
前記第１バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする水蒸気噴霧装置を備え、
前記供給制御装置が、前記第１バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧するように前記水蒸気噴霧装置を制御して、前記第１バルブのシール性を向上させる、［１］～［５］のいずれかのバイオマスのガス化装置。
［７］
前記バイオマスのガス化装置が、さらに、
前記熱分解器の下方に第３バルブを備え、前記第３バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする水蒸気噴霧装置を備え、
前記供給制御装置が、前記第３バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧するように前記水蒸気噴霧装置を制御して、前記第３バルブのシール性を向上させる、［６］のバイオマスのガス化装置。
［８］
前記第１バルブが１つのダンパバルブで構成される、［６］又は［７］のバイオマスのガス化装置。
［９］
前記第３バルブが１つのダンパバルブで構成される、［７］のバイオマスのガス化装置。
［１０］
前記供給制御装置が、さらに、
前記ホッパにおいて、前記第１スイッチの作動から前記第２スイッチの作動までの時間Ｔと、前記第１スイッチ作動から前記第２スイッチの作動までに減少した前記熱担持媒体の供給量とから求めた時間当たりの減少供給量Ｗ／ｈが所定値より大きいときに第２バルブの開度を小さくし、前記減少供給量Ｗ／ｈが所定値より小さいときに第２バルブの開度を大きくするように制御して、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御する、［２］～［９］のいずれか１つのバイオマスのガス化装置。
［１１］
前記供給制御装置が、前記スイングバルブの揺動の周期時間及び／又は揺動距離の変更を制御して、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御する、
［１０］のバイオマスのガス化装置。
［１２］
前記供給制御装置が、前記ロータリーバルブの回転数の変更を制御して、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御する、［１０］のバイオマスのガス化装置。
［１３］
前記バイオマスのガス化装置が、さらに、
前記前記熱分解器の下部に第３バルブを備え、
前記供給制御装置が、前記熱分解器内の前記熱担持媒体の重量又は上面位置を常時監視して、前記熱担持媒体の供給の通常速度Ｘを得、
前記重量又は前記上面位置が一定量を下回れば、前記通常速度Ｘより遅い速度で前記第３バルブを開閉し、
前記重量又は前記上面位置が一定量を上回れば、前記通常速度Ｘより早い速度で前記第３バルブを開閉し、
前記重量又は前記上面位置が一定量のときは、前記通常速度で開閉するように、第３バルブの動作を制御して、前記熱分解器からの前記熱担持媒体の排出量を制御する、［１］～［１２］のいずれか１つのバイオマスのガス化装置。
［１４］
前記バイオマス熱分解器が、バイオマス供給口、並びに、非酸化性ガス供給口及び／又はスチーム吹込み口を備え、
前記熱分解ガス改質器が、スチーム吹込み口及び改質ガス排出口を備え、
さらに、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを前記熱分解ガス改質器へと導入する、前記バイオマス熱分解器と上記熱分解ガス改質器との間に備えられた、熱分解ガス導入管を含み、
かつ、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器が、夫々更に、予め加熱された熱担持媒体の導入口及び排出口を備え、前記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解及びバイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスの改質を実行し、
前記バイオマス熱分解器と前記熱分解ガス改質器とが、前記熱担持媒体の流れに対して並列に備えられており、かつ、前記熱分解ガス導入管が、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器の両側において、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器内に夫々形成される、前記熱担持媒体層の上面より下方の前記上記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器の側面に備えられており、かつ、前記熱分解ガス導入管が、重力方向に対して略水平に備えられ、
さらに、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、［１］～［１３］のいずれか１つのバイオマスのガス化装置。
［１５］
前記バイオマス熱分解器が、バイオマス供給口、並びに、非酸化性ガス供給口及び／又はスチーム吹込み口を備え、
前記熱分解ガス改質器がスチーム吹込み口及び改質ガス排出口を備え、
さらに、前記バイオマス熱分解器と前記熱分解ガス改質器との間に備えられた熱分解ガス導入管とを備え、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを上記熱分解ガス改質器へと導入する
かつ、前記バイオマス熱分解器が、更に、予め加熱された熱担持媒体の導入口及び排出口を備え、上記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解を実行し、
一方、前記熱分解ガス改質器が、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスのスチーム改質を実行し、
前記熱分解ガス改質器が、更に、空気又は酸素吹込み口を備え、該空気又は酸素により、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスを部分燃焼することにより、スチーム改質を実行し、
かつ、前記熱分解ガス導入管が、前記バイオマス熱分解器内に形成される、前記熱担持媒体層の上面より下方の前記バイオマス熱分解器の側面に備えられている、
さらに、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、［１］～［１３］のいずれか１つのバイオマスのガス化装置。
［１６］
バイオマスを、非酸化性ガス雰囲気下又は非酸化性ガスとスチームとの混合ガス雰囲気下において加熱するバイオマス熱分解器と、前記バイオマス熱分解器において発生したガスを、スチームの存在下に改質する熱分解ガス改質器とを備え、かつ、予め加熱された熱担持媒体を、前記バイオマス熱分解器に投入させて、前記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解を実行し、次いで、該バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスを、上記熱分解ガス改質器に導入して、該熱分解ガスのスチーム改質を実行する、バイオマスのガス化方法において、
前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱備器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、バイオマスのガス化方法。
［１］
熱担持媒体を予め加熱する予熱器、
前記予熱器で予め加熱された熱担持媒体の供給を受け、前記熱担持媒体のもつ熱によりバイオマスの熱分解を実行する熱分解器、
前記熱分解器により発生した熱分解ガスを、空気又は酸素により部分燃焼してスチーム改質を実行する熱分解ガス改質器、を備えるバイオマスのガス化装置であって、
前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する供給制御装置を備える、バイオマスのガス化装置。
［２］
前記供給制御装置は、
前記ホッパにおける前記予熱器から前記第１バルブを通して供給される前記熱担持媒体の重量又は上面位置を監視して、重量又は上面位置が所定値を下回れば前記ホッパに備えられた第１スイッチを作動して前記第１バルブを開閉し、重量又はレベルが所定値を上回れば前記ホッパに備えられた第２スイッチを作動して前記第１バルブの開閉を停止して、常時前記ホッパ内に前記熱担持媒体を充填し、
前記第２バルブは常時開かれ、前記ホッパから第１バルブを介して供給される前記熱担持媒体を前記熱分解器に連続的に供給する前記第２バルブの開度により前記熱担持媒体の供給量が制御される、［１］のバイオマスのガス化装置。
［３］
前記第２バルブが常時開かれた１つのスイングバルブで構成される［２］のバイオマスのガス化装置。
［４］
前記第２バルブが連続的に揺動する１つのスイングバブルで構成される［２］のバイオマスのガス化装置。
［５］
前記第２バルブが１つのロータリーバルブで構成される［２］のバイオマスのガス化装置。
［６］
前記バイオマスのガス化装置が、さらに、
前記第１バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする水蒸気噴霧装置を備え、
前記供給制御装置が、前記第１バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧するように前記水蒸気噴霧装置を制御して、前記第１バルブのシール性を向上させる、［１］～［５］のいずれかのバイオマスのガス化装置。
［７］
前記バイオマスのガス化装置が、さらに、
前記熱分解器の下方に第３バルブを備え、前記第３バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする水蒸気噴霧装置を備え、
前記供給制御装置が、前記第３バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧するように前記水蒸気噴霧装置を制御して、前記第３バルブのシール性を向上させる、［６］のバイオマスのガス化装置。
［８］
前記第１バルブが１つのダンパバルブで構成される、［６］又は［７］のバイオマスのガス化装置。
［９］
前記第３バルブが１つのダンパバルブで構成される、［７］のバイオマスのガス化装置。
［１０］
前記供給制御装置が、さらに、
前記ホッパにおいて、前記第１スイッチの作動から前記第２スイッチの作動までの時間Ｔと、前記第１スイッチ作動から前記第２スイッチの作動までに減少した前記熱担持媒体の供給量とから求めた時間当たりの減少供給量Ｗ／ｈが所定値より大きいときに第２バルブの開度を小さくし、前記減少供給量Ｗ／ｈが所定値より小さいときに第２バルブの開度を大きくするように制御して、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御する、［２］～［９］のいずれか１つのバイオマスのガス化装置。
［１１］
前記供給制御装置が、前記スイングバルブの揺動の周期時間及び／又は揺動距離の変更を制御して、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御する、
［１０］のバイオマスのガス化装置。
［１２］
前記供給制御装置が、前記ロータリーバルブの回転数の変更を制御して、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御する、［１０］のバイオマスのガス化装置。
［１３］
前記バイオマスのガス化装置が、さらに、
前記前記熱分解器の下部に第３バルブを備え、
前記供給制御装置が、前記熱分解器内の前記熱担持媒体の重量又は上面位置を常時監視して、前記熱担持媒体の供給の通常速度Ｘを得、
前記重量又は前記上面位置が一定量を下回れば、前記通常速度Ｘより遅い速度で前記第３バルブを開閉し、
前記重量又は前記上面位置が一定量を上回れば、前記通常速度Ｘより早い速度で前記第３バルブを開閉し、
前記重量又は前記上面位置が一定量のときは、前記通常速度で開閉するように、第３バルブの動作を制御して、前記熱分解器からの前記熱担持媒体の排出量を制御する、［１］～［１２］のいずれか１つのバイオマスのガス化装置。
［１４］
前記バイオマス熱分解器が、バイオマス供給口、並びに、非酸化性ガス供給口及び／又はスチーム吹込み口を備え、
前記熱分解ガス改質器が、スチーム吹込み口及び改質ガス排出口を備え、
さらに、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを前記熱分解ガス改質器へと導入する、前記バイオマス熱分解器と上記熱分解ガス改質器との間に備えられた、熱分解ガス導入管を含み、
かつ、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器が、夫々更に、予め加熱された熱担持媒体の導入口及び排出口を備え、前記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解及びバイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスの改質を実行し、
前記バイオマス熱分解器と前記熱分解ガス改質器とが、前記熱担持媒体の流れに対して並列に備えられており、かつ、前記熱分解ガス導入管が、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器の両側において、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器内に夫々形成される、前記熱担持媒体層の上面より下方の前記上記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器の側面に備えられており、かつ、前記熱分解ガス導入管が、重力方向に対して略水平に備えられ、
さらに、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、［１］～［１３］のいずれか１つのバイオマスのガス化装置。
［１５］
前記バイオマス熱分解器が、バイオマス供給口、並びに、非酸化性ガス供給口及び／又はスチーム吹込み口を備え、
前記熱分解ガス改質器がスチーム吹込み口及び改質ガス排出口を備え、
さらに、前記バイオマス熱分解器と前記熱分解ガス改質器との間に備えられた熱分解ガス導入管とを備え、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを上記熱分解ガス改質器へと導入する
かつ、前記バイオマス熱分解器が、更に、予め加熱された熱担持媒体の導入口及び排出口を備え、上記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解を実行し、
一方、前記熱分解ガス改質器が、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスのスチーム改質を実行し、
前記熱分解ガス改質器が、更に、空気又は酸素吹込み口を備え、該空気又は酸素により、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスを部分燃焼することにより、スチーム改質を実行し、
かつ、前記熱分解ガス導入管が、前記バイオマス熱分解器内に形成される、前記熱担持媒体層の上面より下方の前記バイオマス熱分解器の側面に備えられている、
さらに、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、［１］～［１３］のいずれか１つのバイオマスのガス化装置。
［１６］
バイオマスを、非酸化性ガス雰囲気下又は非酸化性ガスとスチームとの混合ガス雰囲気下において加熱するバイオマス熱分解器と、前記バイオマス熱分解器において発生したガスを、スチームの存在下に改質する熱分解ガス改質器とを備え、かつ、予め加熱された熱担持媒体を、前記バイオマス熱分解器に投入させて、前記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解を実行し、次いで、該バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスを、上記熱分解ガス改質器に導入して、該熱分解ガスのスチーム改質を実行する、バイオマスのガス化方法において、
前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱備器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、バイオマスのガス化方法。
【発明の効果】
【0017】
本発明の予熱器から熱分解器への熱担持媒体の供給及び熱分解器からの熱担持媒体の排出を制御する供給制御装置を組み込んだ、バイオマス熱分解器と、予熱器と、熱分解ガス改質器とを備えるバイオマスのガス化装置においては、ガス化装置における前記熱担持媒体の安定的な連続供給を実現し、熱分解器の圧力変動を抑え、ガス分離における分離能の低下など問題を解決して、品質の安定したガスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明のバイオマスのガス化装置は、熱担持媒体を予め加熱する予熱器、前記予熱器で予め加熱された熱担持媒体の供給を受け、前記熱担持媒体のもつ熱によりバイオマスの熱分解を実行する熱分解器、前記熱分解により発生した熱分解ガスを、空気又は酸素により部分燃焼してスチーム改質を実行する熱分解ガス改質器、及び前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、供給制御装置を備えるバイオマスのガス化装置である。
【0020】
熱担持媒体（「ヒートキャリア」ともいう。）は、複数の粒状物及び／又は塊状物であり、好ましくは、金属及びセラミックより成る群から選ばれる一以上の材質から成る。金属としては、好ましくは、鉄、ステンレス鋼、ニッケル合金鋼、及び、チタン合金鋼より成る群から選ばれ、より好ましくは、ステンレス鋼が選ばれる。また、セラミックとしては、アルミナ、シリカ、シリコンカーバイド、タングステンカーバイド、ジルコニア及び窒化ケイ素より成る群から選ばれ、より好ましくは、アルミナが選ばれる。
【0021】
前記熱担持媒体の形状は、好ましくは球状（ボール）であるが、必ずしも真球である必要はなく、断面形状が楕円形又は長円形である球状物であってもよい。球状物の直径（最大径）は、好ましくは３～２５ｍｍ、より好ましくは８～１５ｍｍである。上記上限を超えては、バイオマス熱分解器内部での流動性、即ち、自由落下性を損なうことがあり、これにより、球状物がバイオマス熱分解器内部で静止して閉塞の原因となることがある。一方、上記下限未満では、バイオマス熱分解器において、球状物に付着したタール及び煤塵等により球状物自体が固着することがあり、閉塞の原因となることがある。例えば、球状物の直径が３ｍｍ未満では、球状物に付着したタール及び煤塵等の影響により、球状物が、バイオマス熱分解器の内壁に付着して成長し、最悪の場合には、バイオマス熱分解器を閉塞させてしまうことが懸念される。また、タールが付着した球状物が、バイオマス熱分解器の底部のバルブから抜き出される際、３ｍｍ未満の球状物は軽く、そのうえタールが付着しているために自然落下せずにバルブ内部に固着して閉塞を助長することがある。
【0022】
本発明のバイオマスとは、いわゆるバイオマス資源を言う。ここで、バイオマス資源とは、植物系バイオマス、例えば、林業から廃棄される間伐材、製材廃材、剪定枝、林地残材、未利用樹等、農業から廃棄される野菜残渣及び果樹残渣等の農作物、稲藁、麦藁及び籾殻等、その他海洋植物、建設系廃木材等；生物系バイオマス、例えば、家畜排せつ物及び下水汚泥に代表される生物系排せつ物；並びに塵芥等の生活雑排出物及び食品廃棄物等を言う。本発明の装置は、好ましくは植物系バイオマス及び生物系バイオマスのガス化に適している。なかでも、灰分が、乾燥基準で、好ましくは５．０質量％以上、より好ましくは１０．０～３０．０質量％、更に好ましくは１５．０～２０．０質量％である高灰分バイオマス、とりわけ、下水汚泥及び家畜排せつ物のガス化に適している。
【0023】
バイオマスのガス化装置の１つの実施形態は図１のように、予熱器、熱分解器、熱分解ガス改質器を備える。前記予熱器で予め加熱された熱担持媒体は、前記予熱器からバルブを介して前記加熱器へ自由落下により供給される。前記加熱器内において、前記熱担持媒体は、それ自身の熱により加熱器内に供給されたバイオマスの熱分解を引き起こす。前記熱分解器内の熱担持媒体は、熱分解器からバルブを介して自由落下により排出され、好ましくは前記予熱器へと再循環する。
【0024】
バイオマスのガス化装置の熱担持媒体の供給方式は、図２及び３に示されるように、前記熱担持媒体（図３の１）を熱分解器に落とすために、スイングバルブの開閉（図３の２を参照）、ダンパバルブの開閉（図３の３を参照）を組み合わせて自由落下で熱担持媒体を熱分解器へ落とす（図３の４を参照）方法がとられている。スイングバルブは、固体が下部へ流れている途中で、振り子のような動きで流れを止めるのに適したバルブであるが、ガスのシール性はない。そこで、このバルブ以外にシール性の良いダンパバルブも設置し、常時どちらかのダンパバルブが閉の状態で、予熱器から熱分解器あるいはその逆方向へのガスの流れを防止する方式が使用されている。
【0025】
バイオマスのガス化装置における予熱器の下部に位置するバイオマス熱分解器においては、上方（上部）、好ましくは頂部に、熱担持媒体の導入口が備えられ、バイオマス熱分解器の下方（下部）、好ましくは底部に、熱担持媒体の排出口が備えられる。熱担持媒体の導入口及び排出口は、例えば、配管の上下に１個ずつ合計２個のバルブを備えた、いわゆる２段式バルブ方式が使用される。
【0026】
本発明のガス化装置においては、バイオマス熱分解器の上部に、熱担持媒体を予め加熱するための予熱器が備えられ、熱担持媒体が所定の温度に加熱される。該予熱器は、バイオマス熱分解器の上部に好ましくは１器設けて、そこで全ての熱担持媒体を所定の温度に加熱して、該温度に加熱された熱担持媒体を、バイオマス熱分解器に供給することができる。
【0027】
本発明のバイオマスのガス化装置における供給制御装置は、前記ホッパ及び前記熱分解器における熱担持媒体の重量又は上面位置を検知する検知器を備え、検知器からのデータに基づいた、又は検知器からのデータを用いた演算に基づいた指令を、第１スイッチ及び第２スイッチを介して第１バルブ及び第２バルブに、また第３バルブ及び水蒸気噴霧器に伝達して、第１バルブ、第２バルブ、第３バルブ及び水蒸気噴霧器の動作を制御することができる。前記供給制御装置内には、前記検知器からの情報を受け取る検知部、検知部の情報を演算して指令としての情報を制御部に伝える演算部、及び前記バルブ、水蒸気噴霧器に前記指令を伝達する制御部を少なくとも備えることができる。
【0028】
（Ｉ）本発明における供給制御装置の第１の態様
本発明のバイオマスのガス化装置における供給制御装置の第１の態様は、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、本発明における供給制御装置が、前記予熱器から前記熱分解器を通した前記熱担持媒体の供給を監視して、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御し、これにより、ガス化装置における前記熱担持媒体の安定的な連続供給を実現し、熱分解器の圧力変動を抑え、ガス分離における分離能の低下など問題を解決して、品質の安定したガスを提供することができる。
本発明のバイオマスのガス化装置における供給制御装置の第１の態様は、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、本発明における供給制御装置が、前記予熱器から前記熱分解器を通した前記熱担持媒体の供給を監視して、監視結果に基づいて、前記第１バルブ及び第２バルブの動作を制御し、これにより、ガス化装置における前記熱担持媒体の安定的な連続供給を実現し、熱分解器の圧力変動を抑え、ガス分離における分離能の低下など問題を解決して、品質の安定したガスを提供することができる。
【0029】
前記供給制御装置の第１の態様において、前記供給制御装置は、ホッパ内における前記予熱器から前記第１バルブを通して供給される前記熱担持媒体の重量又は上面位置（以下、「レベル」ともいう。）を監視して、重量又はレベルが所定値を下回れば前記ホッパに備えられた第１スイッチを作動して前記第１バルブを開閉し、重量又は上面位置が所定値を上回れば前記ホッパに備えられた第２スイッチを作動して前記第１バルブの開閉を停止して、前記熱担持媒体を前記第２バルブに連続的に供給し、前記第２バルブは常時開かれ、前記ホッパから供給される前記熱担持媒体を前記熱分解器に連続的に供給する前記第２バルブの開度により前記熱担持媒体の供給量が制御される。
【0030】
前記第１の態様においては、第２バルブを常時開かれた１又は複数のスイングバルブで構成することができるが、１つのスイングバルブで構成することが好ましい。
【0031】
前記第１の態様においては、第２バルブが連続的に揺動する１又は複数のスイングバブルで構成することができるが、１つのスイングバルブで構成することが好ましい。
【0032】
前記第１の態様においては、第２バルブが１又は複数のロータリーバルブで構成することができるが、１つのロータリーバルブで構成することが好ましい。
【0033】
（ＩＩ）本発明における供給制御装置の第２の態様
前記供給制御装置の第２の態様において、前記バイオマスのガス化装置が、さらに、前記第１バルブが開いたときに、当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする水蒸気噴霧装置を備え、前記供給制御装置が前記水蒸気噴霧装置の動作を制御して、前記第１バルブのシール性をより向上され、ガスの逆流を防止することもできる。
前記供給制御装置の第２の態様において、前記バイオマスのガス化装置が、さらに、前記第１バルブが開いたときに、当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする水蒸気噴霧装置を備え、前記供給制御装置が前記水蒸気噴霧装置の動作を制御して、前記第１バルブのシール性をより向上され、ガスの逆流を防止することもできる。
【0034】
前記バイオマスのガス化装置が、さらに、前記熱分解器の下方に第３バルブを備え、前記第３バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする水蒸気噴霧装置を備え、前記供給制御装置が、前記第３バルブが開いたときに当該バルブに水蒸気パルスを噴霧するように前記水蒸気噴霧装置を制御して、前記熱分解器からの前記熱担持媒体の排出を制御して、前記第３バルブのシール性をより向上させ、ガスの逆流を防止することもできる。
【0035】
前記第２態様において、前記第１バルブ及び／又は第３バルブを１つのダンパバルブで構成することができる。
【0036】
（ＩＩＩ）本発明における供給制御装置の第３の態様
前記供給制御装置の第３の態様において、前記供給制御装置が、さらに、前記ホッパにおいて、前記第１スイッチの作動から前記第２スイッチの作動までの時間Ｔと、前記第１スイッチの作動から前記第２スイッチの作動までに減少した前記熱担持媒体の供給量から求めた時間当たりの減少供給量Ｗ／ｈが所定値より大きいときに第２バルブの開度を小さくし、前記減少供給量Ｗ／ｈが所定値より小さいときに第２バルブの開度を大きくすることにより、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御することができる。
前記供給制御装置の第３の態様において、前記供給制御装置が、さらに、前記ホッパにおいて、前記第１スイッチの作動から前記第２スイッチの作動までの時間Ｔと、前記第１スイッチの作動から前記第２スイッチの作動までに減少した前記熱担持媒体の供給量から求めた時間当たりの減少供給量Ｗ／ｈが所定値より大きいときに第２バルブの開度を小さくし、前記減少供給量Ｗ／ｈが所定値より小さいときに第２バルブの開度を大きくすることにより、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御することができる。
【0037】
前記第３の態様において、前記供給制御装置が、スイングバルブの揺動の周期時間および／または揺動距離の変更により、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御する態様、ロータリーバルブの回転数の変更により、前記熱分解器への前記熱担持媒体の供給量を制御する態様を採用することもできる。
【0038】
（ＩＶ）本発明における供給制御装置の第４の態様
前記供給制御装置の第４の態様において、前記バイオマスのガス化装置が、さらに、前記熱分解器の下部に備えられた第３バルブを含み、前記熱分解器内の前記熱担持媒体の重量又は上面位置を常時監視して、熱担持媒体の供給の通常速度Ｘを得、前記重量又は前記レベルが一定値を下回れば、前記通常速度Ｘより遅い速度で前記第３バルブを開閉し、前記重量又は前記レベルが一定値を上回れば、前記通常速度Ｘより早い速度で前記第３バルブを開閉し、前記重量又は前記レベルが一定値のときは、前記通常速度で開閉することもできる。
前記供給制御装置の第４の態様において、前記バイオマスのガス化装置が、さらに、前記熱分解器の下部に備えられた第３バルブを含み、前記熱分解器内の前記熱担持媒体の重量又は上面位置を常時監視して、熱担持媒体の供給の通常速度Ｘを得、前記重量又は前記レベルが一定値を下回れば、前記通常速度Ｘより遅い速度で前記第３バルブを開閉し、前記重量又は前記レベルが一定値を上回れば、前記通常速度Ｘより早い速度で前記第３バルブを開閉し、前記重量又は前記レベルが一定値のときは、前記通常速度で開閉することもできる。
【0039】
本発明のバイオマスのガス化装置における供給制御装置の前記態様を、以下のように、従来のバイオマスのガス化装置に組み込むことができる。
【0040】
（Ｖ）本発明にかかるバイオマスのガス化装置の一形態
すなわち、前記バイオマス熱分解器が、バイオマス供給口、並びに、非酸化性ガス供給口及び／又はスチーム吹込み口を備え、
前記熱分解ガス改質器が、スチーム吹込み口及び改質ガス排出口を備え、
さらに、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを前記熱分解ガス改質器へと導入する、前記バイオマス熱分解器と上記熱分解ガス改質器との間に備えられた、熱分解ガス導入管を含み、
かつ、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器が、夫々更に、予め加熱された熱担持媒体の導入口及び排出口を備え、前記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解及びバイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスの改質を実行し、
前記バイオマス熱分解器と前記熱分解ガス改質器とが、前記熱担持媒体の流れに対して並列に備えられており、かつ、前記熱分解ガス導入管が、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器の両側において、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器内に夫々形成される、前記熱担持媒体層の上面より下方の前記上記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器の側面に備えられており、かつ、前記熱分解ガス導入管が、重力方向に対して略水平に備えられる、バイオマスのガス化装置（国際特許ＷＯ２０１７／２０３５８７Ａ１を参照）において、
さらに、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、前記供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する供給制御装置を組み込むことができる。
すなわち、前記バイオマス熱分解器が、バイオマス供給口、並びに、非酸化性ガス供給口及び／又はスチーム吹込み口を備え、
前記熱分解ガス改質器が、スチーム吹込み口及び改質ガス排出口を備え、
さらに、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを前記熱分解ガス改質器へと導入する、前記バイオマス熱分解器と上記熱分解ガス改質器との間に備えられた、熱分解ガス導入管を含み、
かつ、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器が、夫々更に、予め加熱された熱担持媒体の導入口及び排出口を備え、前記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解及びバイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスの改質を実行し、
前記バイオマス熱分解器と前記熱分解ガス改質器とが、前記熱担持媒体の流れに対して並列に備えられており、かつ、前記熱分解ガス導入管が、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器の両側において、前記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器内に夫々形成される、前記熱担持媒体層の上面より下方の前記上記バイオマス熱分解器及び前記熱分解ガス改質器の側面に備えられており、かつ、前記熱分解ガス導入管が、重力方向に対して略水平に備えられる、バイオマスのガス化装置（国際特許ＷＯ２０１７／２０３５８７Ａ１を参照）において、
さらに、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、前記供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する供給制御装置を組み込むことができる。
【0041】
前記バイオマスのガス化装置の一形態において、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、前記供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予備器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、供給制御装置が組み込まれている。このため、ガス化装置における前記熱担持媒体の安定的な連続供給、熱分解器の圧力変動の安定化、ガス分離における分離能の向上を通して、さらに品質の安定したガスを提供することができる。
【0042】
（ＶＩ）本発明にかかるバイオマスのガス化装置の一形態
すなわち、前記バイオマス熱分解器が、バイオマス供給口、並びに、非酸化性ガス供給口及び／又はスチーム吹込み口を備え、
前記熱分解ガス改質器がスチーム吹込み口及び改質ガス排出口を備え、
さらに、前記バイオマス熱分解器と前記熱分解ガス改質器との間に備えられた熱分解ガス導入管とを備え、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを上記熱分解ガス改質器へと導入し、
かつ、前記バイオマス熱分解器が、更に、予め加熱された熱担持媒体の導入口及び排出口を備え、上記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解を実行し、
一方、前記熱分解ガス改質器が、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスのスチーム改質を実行し、
前記熱分解ガス改質器が、更に、空気又は酸素吹込み口を備え、該空気又は酸素により、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスを部分燃焼することにより、スチーム改質を実行し、
かつ、前記熱分解ガス導入管が、前記バイオマス熱分解器内に形成される、前記熱担持媒体層の上面より下方の前記バイオマス熱分解器の側面に備えられている、バイオマスのガス化装置（特開２０１９－６５１６０を参照）において、
さらに、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、前記供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、供給制御装置を組み込むことができる。
すなわち、前記バイオマス熱分解器が、バイオマス供給口、並びに、非酸化性ガス供給口及び／又はスチーム吹込み口を備え、
前記熱分解ガス改質器がスチーム吹込み口及び改質ガス排出口を備え、
さらに、前記バイオマス熱分解器と前記熱分解ガス改質器との間に備えられた熱分解ガス導入管とを備え、前記バイオマス熱分解器において発生した熱分解ガスを上記熱分解ガス改質器へと導入し、
かつ、前記バイオマス熱分解器が、更に、予め加熱された熱担持媒体の導入口及び排出口を備え、上記熱担持媒体の持つ熱により、バイオマスの熱分解を実行し、
一方、前記熱分解ガス改質器が、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスのスチーム改質を実行し、
前記熱分解ガス改質器が、更に、空気又は酸素吹込み口を備え、該空気又は酸素により、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスを部分燃焼することにより、スチーム改質を実行し、
かつ、前記熱分解ガス導入管が、前記バイオマス熱分解器内に形成される、前記熱担持媒体層の上面より下方の前記バイオマス熱分解器の側面に備えられている、バイオマスのガス化装置（特開２０１９－６５１６０を参照）において、
さらに、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、前記供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、供給制御装置を組み込むことができる。
【0043】
前記バイオマスのガス化装置の一形態において、前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブが備えられ、前記供給制御装置が、前記ホッパ内の熱担持媒体の重量又は上面位置を監視し、監視結果に基づいて第１バルブ及び第２バルブの動作を制御して、前記予熱器から前記熱分解器を通した熱担持媒体の供給を制御する、供給制御装置が組み込まれている。このため、ガス化装置における前記熱担持媒体の安定的な連続供給、熱分解器の圧力変動の安定化、ガス分離における分離能の向上を通して、さらに品質の安定したガスを提供することができる。
【0044】
（ＶＩＩ）本発明にかかるバイオマスのガス化方法
本発明の他の形態は、バイオマスを、非酸化性ガス雰囲気下又は非酸化性ガスとスチームとの混合ガス雰囲気下において加熱するバイオマス熱分解器と、上記バイオマス熱分解器において発生したガスを、スチームの存在下に改質する熱分解ガス改質器とを備え、かつ、予め加熱された熱担持媒体を、上記バイオマス熱分解器に投入させて、上記熱担持媒体物の持つ熱により、バイオマスの熱分解を実行し、次いで、該バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスを、上記熱分解ガス改質器に導入して、該熱分解ガスのスチーム改質を実行し、
上記バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスが、上記バイオマス熱分解器内に形成される、上記熱担持媒体層の上面より下方の上記バイオマス熱分解器の側面に備えられた熱分解ガス導入管を通って、上記熱分解ガス改質器に導入され、次いで、該熱分解ガス改質器に、別途、導入された空気又は酸素により、上記の導入された熱分解ガスが、部分酸化されると同時に、上記空気又は酸素と同時に導入されたスチームにより改質される、バイオマスのガス化方法において、
前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブを備え、前記予熱器から前記熱分解器を通した前記熱担持媒体の供給を監視して制御する、バイオマスのガス化方法である。
本発明の他の形態は、バイオマスを、非酸化性ガス雰囲気下又は非酸化性ガスとスチームとの混合ガス雰囲気下において加熱するバイオマス熱分解器と、上記バイオマス熱分解器において発生したガスを、スチームの存在下に改質する熱分解ガス改質器とを備え、かつ、予め加熱された熱担持媒体を、上記バイオマス熱分解器に投入させて、上記熱担持媒体物の持つ熱により、バイオマスの熱分解を実行し、次いで、該バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスを、上記熱分解ガス改質器に導入して、該熱分解ガスのスチーム改質を実行し、
上記バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスが、上記バイオマス熱分解器内に形成される、上記熱担持媒体層の上面より下方の上記バイオマス熱分解器の側面に備えられた熱分解ガス導入管を通って、上記熱分解ガス改質器に導入され、次いで、該熱分解ガス改質器に、別途、導入された空気又は酸素により、上記の導入された熱分解ガスが、部分酸化されると同時に、上記空気又は酸素と同時に導入されたスチームにより改質される、バイオマスのガス化方法において、
前記予熱器と前記熱分解器との間に前記予熱器から下方に向かって、第１バルブ、ホッパ、及び第２バルブを備え、前記予熱器から前記熱分解器を通した前記熱担持媒体の供給を監視して制御する、バイオマスのガス化方法である。
【0045】
以下、本発明のバイオマスのガス化装置を添付図面に基づいて説明する。
【0046】
図１は、本発明にかかるバイオマスのガス化装置の前記（Ｖ）の形態を示した概略図である。該バイオマスのガス化装置においては、予熱器（１０）で予め加熱された熱担持媒体（３０）、即ち、ヒートキャリアの持つ熱によりバイオマスの熱分解を実行するバイオマス熱分解器（２０）と、スチームと同時に別途導入される酸素又は空気により、バイオマスの熱分解により発生した熱分解ガスを部分酸化して得た熱により、該熱分解ガスのスチーム改質を実行する熱分解ガス改質器（４０）とが備えられている。そして、熱担持媒体（３０）を予め加熱するための予熱器（１０）が、バイオマス熱分解器（２０）の上部に備えられている。
【0047】
本発明のバイオマスのガス化装置においては、図４～８に示されるように、さらに、予熱器（１０）とバイオマス熱分解器（２０）との間に配置された第１バルブ（５０）、ホッパ（６０）、第２バルブ（７０）、水蒸気噴霧器（８０）、バイオマス熱分解器（２）の下部に配置された第３バルブ（９０）、及び前記バルブ（５０、７０）及び水蒸気噴霧器（８０）の動作を制御する供給制御装置（１００）が備えられている。
【0048】
熱担持媒体（３０）、即ち、ヒートキャリアは、バイオマス熱分解器（２０）に導入される前に、予熱器（１０）において予め加熱される。熱担持媒体（３０）は、好ましくは６５０～８００℃、より好ましくは７００～７５０℃に加熱される。上記下限未満では、バイオマス熱分解器（２０）においてバイオマス、例えば、高灰分バイオマスを十分に熱分解することができず、熱分解ガスの発生量が低下する。一方、上記上限を超えては、リンやカリ（カリウム）の揮散を引き起こし、五酸化二リン及びカリ（カリウム）による配管の閉塞及び腐食を引き起こす原因になる。また、余分な熱を与えるばかりで著しい効果の増大は期待できず、却って、コスト高を招くばかりである。また、設備の熱効率低下の原因にもなる。
【0049】
予熱器（１０）において前記所定温度に加熱された熱担持媒体（３０）は、次いで、バイオマス熱分解器（２０）に導入される。バイオマス熱分解器（２０）において、熱担持媒体（３０）は、別途、バイオマス供給口（２２０）からバイオマス熱分解器（２０）に供給されたバイオマスと接触される。熱担持媒体（３０）とバイオマスとの接触により、バイオマスが加熱されて熱分解し、熱分解ガスが生成する。生成した熱分解ガスは、熱分解ガス導入管(２００）を通過して、熱分解ガス改質器（４０）に導入される。この際、生成した熱分解ガスに含まれるタール及び煤塵等は、熱分解ガス導入管（２００）内に保有される熱担持媒体（３０）により捕捉され、タールの一部又は大部分は熱担持媒体（３０）により加熱されてガス化され、残存したタール及び煤塵等は、熱担持媒体（３０）に付着したまま、バイオマス熱分解器（２０）底部から排出される。
【0050】
熱分解ガス改質器（４０）には、バイオマス熱分解器（２０）においてバイオマスを熱分解することにより生成した熱分解ガスが、熱分解ガス導入管（２００）を通って導入される。熱分解ガス改質器（４０）に導入された熱分解ガスは、空気または酸素により部分酸化され、それにより、熱分解ガス改質器（４０）内が加熱される。これにより、熱分解ガスとスチームとが反応して、熱分解ガスを水素に富むガスへと改質することができる。
【0051】
前記バイオマス熱分解器（２０）におけるバイオマスの熱分解に必要な熱の殆どは、上記の温度に予め加熱された熱担持媒体の持つ熱により供給される。熱担持媒体（３０）のバイオマス熱分解器（２０）への導入、並びに、熱担持媒体（３０）のバイオマス熱分解器（２０）からの排出は、例えば、配管の上下に１個ずつ合計２個のバルブを備えた、いわゆる２段式バルブ方式（図２及び図３）を使用して行われている。
【0052】
前記２段式バルブ方式の操作を簡単に説明すると、図３に示されるように、上下２個のバルブを閉じておき（図３の１）、まず、上のバルブを開いて熱担持媒体（３０）を配管内部に落下させ、下のバルブと上のバルブとの間に熱担持媒体（３０）を充填する（図３の２）。次いで、上のバルブを閉じ（図３の３）、下のバルブを開くことによって、２個のバルブの間に充填された熱担持媒体（３０）をバイオマス熱分解器（２０）へ導入し、又は、バイオマス熱分解器（２０）から排出する（図３の４）。このようなバルブ操作を繰り返すことによって、熱担持媒体（３０）はバイオマス熱分解器（２０）に導入され、かつ、バイオマス熱分解器（２０）から排出される。
【0053】
前記熱担持媒体（３０）のバイオマス熱分解器（２０）への導入及び熱担持媒体（３０）のバイオマス熱分解器（２０）からの排出速度を制御することにより、バイオマス熱分解器（２０）において熱担持媒体（３０）層を形成せしめると共に、その層の厚さを適切な値に制御し、かつ、バイオマス熱分解器（２０）の温度を上記所定温度に制御することができる。ここで、前記熱担持媒体（３０）のバイオマス熱分解器（２０）からの排出速度が速過ぎると、バイオマス熱分解器（２０）の温度が高くなり、一方、排出速度が遅過ぎると、熱担持媒体（３０）が放熱して、バイオマス熱分解器（２０）の温度が低くなる。
【0054】
以上のように、予熱器（１０）からバイオマス熱分解器（２０）への熱担持媒体（３０）の導入、及びバイオマス熱分解器（２０）からの熱担持媒体（３０）の排出速度を制御することにより、安定したバイオマス熱分解器（２０）における熱分解ガスの生成を制御することができる。したがって、第１バルブ（５０）、第２バルブ（７０）、第３バルブ（９０）からの前記熱担持媒体（３０）の供給速度の制御は、安定したバイオマス熱分解器（２０）における熱分解ガスの生成をもたらす。本発明のバイオマスのガス化装置における供給制御装置（１００）は、以上のバルブの前記熱担持媒体（３０）の供給速度を制御して、安定したバイオマス熱分解器（２０）における熱分解ガスの生成をもたらす。以下に、前記バイオマスのガス化装置における供給制御装置について説明する。
【0055】
本発明のバイオマスのガス化装置において、前記供給制御装置（１００）の第１態様は、図４に示されるように、ホッパ（６０）内において、前記予備器（１０）から前記第１バルブ（５０）を通して供給される前記熱担持媒体（３０）の重量又は上面位置を検知器（１１０）により監視して、重量又は上面位置が所定値を下回れば前記ホッパ（６０）に備えられた第１スイッチ（１２０）を作動して前記第１バルブ（５０）を開閉し、重量又は上面位置が所定値を上回れば前記ホッパ（６０）に備えられた第２スイッチ（１３０）を作動して前記第１バルブ（５０）の開閉を停止して、前記熱担持媒体（３０）を連続的に前記第２バルブ（７０）に供給する。前記第２バルブ（７０）は、前記ホッパ（６０）から供給される前記熱担持媒体（３０）を前記熱分解器に連続的に供給する。
【0056】
前記第１態様において、第２バルブ（７０）は常時開かれた１又は複数のスイングバルブであり得る。また、第２バルブ（７０）は連続的に揺動する１又は複数のスイングバブルである得る。さらに、第２バルブ（７０）は１又は複数のロータリーバルブである得る。
【0057】
本発明のバイオマスのガス化装置において、前記供給制御装置（１００）の第２態様は、図５に示されるように、前記バイオマスのガス化装置が、さらに、前記第１バルブ（５０）が開いたときに、すなわち前記第１スイッチ（１３０）が動作したときに、前記水蒸気噴霧装置（８０）に当該バルブに水蒸気パルスを噴霧する指令を伝達して、当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする前記水蒸気噴霧装置（８０）の動作を制御することもできる。
【0058】
前記第２態様において、前記第１バルブは、上部の１又は複数のスイングバルブ及び下部の１又は複数のダンパバルブで構成され、前記水蒸気噴霧装置（８０）からの水蒸気パルス噴霧は、前記ダンパバルブの開きに連動することが好ましい。
【0059】
前記第２態様において、第２バルブ（７０）は常時開かれた１又は複数のスイングバルブであり得る。また、第２バルブ（７０）は連続的に揺動する１又は複数のスイングバブルである得る。さらに、第２バルブ（７０）は１又は複数のロータリーバルブである得る。
【0060】
前記第２態様において、前記供給制御装置（１００）は、図５に示されるように、前記バイオマスのガス化装置が、さらに、前記第３バルブ（９０）が開いたときに、前記水蒸気噴霧装置（８０）に当該バルブに水蒸気パルスを噴霧する指令を伝達して、当該バルブに水蒸気パルスを噴霧して水蒸気でシールする前記水蒸気噴霧装置（８０）の動作を制御することもできる。
【0061】
前記第３バルブ（９０）は、上部の１又は複数のスイングバルブ及び下部の１又は複数のダンパバルブで構成され、前記水蒸気噴霧装置（８０）からの水蒸気パルス噴霧は、前記ダンパバルブの開きに連動することが好ましい。
【0062】
本発明のバイオマスのガス化装置において、前記供給制御装置（１００）の第３態様は、図６に示されるように、さらに、前記ホッパ（６０）において、前記第２スイッチ（１３０）の作動から前記第１スイッチ（１２０）の作動までの時間Ｔと、前記第２スイッチ（１２）の作動から前記第１スイッチ（１２０）の作動までに減少した前記熱担持媒体の供給量から求めた時間当たりの減少供給量Ｗ／ｈが所定値より大きいときに第２バルブ（７０）の開度を小さくし、前記減少供給量Ｗ／ｈが所定値より小さいときに第１バルブ（５０）の開度を大きくすることにより、前記熱分解器（２０）への前記熱担持媒体（３０）の供給量を制御することができる。
【0063】
前記第３態様において、前記供給制御装置（１００）は、前記第２バルブについて、スイングバルブ（７２）の揺動の周期時間及び／又は揺動距離の変更により、前記熱分解器（２０）への前記熱担持媒体（３０）の供給量を制御することができる。また、ロータリーバルブの回転数の変更により、前記熱分解器（２０）への前記熱担持媒体（３０）の供給量を制御することもできる。
【0064】
本発明のバイオマスのガス化装置において、前記供給制御装置（１００）の第４態様は、図７に示されるように、前記バイオマスのガス化装置が、さらに、前記熱分解器（２０）の下部に備えられた第３バルブ（９０）を備え、供給制御装置（１００）は、前記熱分解器（２０）内の前記熱担持媒体（３０）の重量又は上面位置を検知器（１１０）により常時監視して、熱担持媒体の供給の通常速度Ｘを得、前記重量又は前記上面位置が一定値を下回れば、前記通常速度Ｘより遅い速度で前記第３バルブ（９０）を開閉する指令を前記第３バルブ（９０）に伝達し、前記重量又は前記上面位置が一定値を上回れば、前記通常速度Ｘより早い速度で前記第３バルブを開閉する指令を前記第３バルブ（９０）に伝達し、前記重量又は前記上面位置が一定量のときは、前記通常速度で開閉するように、第３バルブの動作を制御して、前記第３バルブの開閉を制御することもできる。
【0065】
前記供給制御装置（１００）において、図８に示すように、前記ホッパ（６０）、前記バイオマス熱分解器（２０）及び前記第１バルブ（５０）における検知器（１１０）からの情報を検知部（１０１）が受取り、受け取った情報を演算部（１０２）が処理をして、演算後の情報を制御部（１０３）に伝達し、最後に、制御部（１０３）からの指令にしたがい、第１スイッチ（１２０）、第２スイッチ（１３０）、第１バルブ（５０）、第２バルブ（７０）、及び水蒸気噴霧器（８０）などが制御され、動作する。前記供給制御装置（１００）は少なくとも以上の構成要素を備える。図８における２つの前記供給制御装置（１００）は理解を容易にするためのものであり、通常１つの前記供給制御装置（１００）を備える。
【0066】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。本実施例は、前記（Ｖ）の形態における例示を示すものである。
【実施例0067】
（実施例１）
実施例１において使用したバイオマス原料、並びに、該バイオマス原料の熱分解及びガス改質に使用したガス化装置は、下記の通りである。
実施例１において使用したバイオマス原料、並びに、該バイオマス原料の熱分解及びガス改質に使用したガス化装置は、下記の通りである。
【0068】
バイオマス原料としては、下水汚泥を造粒して使用した。造粒後の下水汚泥の大きさは、最大寸法が６～１５ｍｍ程度のものであった。該下水汚泥の性状を表１に示す。また、該下水汚泥を燃焼して得られた灰の組成を表２に示す。
【0069】
【表1】
【0070】
表１の各値に関して、水分、揮発分及び固定炭素は、ＪＩＳ Ｍ８８１２に準拠し、灰分は、ＪＩＳ Ｚ ７３０２－４：２００９に準拠し、かつ、高位発熱量は、ＪＩＳ Ｍ８８１４に準拠して測定したものである。また、元素組成のうち、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）及び窒素（Ｎ）は、いずれもＪＩＳ Ｚ ７３０２-８：２００２に準拠し、硫黄（Ｓ）は、ＪＩＳ Ｚ ７３０‐７： ２００２に準拠し、かつ、塩素（Ｃｌ）は、ＪＩＳ Ｚ ７３０２‐６：１ ９９９に準拠して測定したものである。また、酸素（Ｏ）は、１００質量％ から、Ｃ、Ｈ、Ｎ、Ｓ、Ｃｌ及び灰分の各質量％を差し引いて求めたものである。ここで、灰分、揮発分、固定炭素及び元素組成は、いずれも乾燥基準で算出したものである。また、水分は、バイオマス原料（下水汚泥）の受け入れ時のものである。
【0071】
【表2】
【0072】
表２の各値に関して、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化第二鉄、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、五酸化二リン及び酸化マンガンは、ＪＩＳ Ｍ８８１５に準拠して測定したものである。また、水銀、クロム、カドミウム、酸化銅、酸化鉛、酸化亜鉛及びニッケルは、ＪＩＳ Ｚ ７３０２‐５：２００２に準拠して測定したものである。
【0073】
バイオマス原料の熱分解及び発生した熱分解ガスの改質に使用したガス化装置としては、図１に示したものを使用する。該ガス化装置は、基本的には、バイオマス熱分解器（２０）、熱分解ガス改質器（４０）及び予熱器（１０）を有するものであり、バイオマス熱分解器（２０）と熱分解ガス改質器（４０）とは、バイオマス熱分解器（２０）において発生した熱分解ガスを、熱分解ガス改質器（４０）へと導入する熱分解ガス導入管（２００）により接続されている。
【0074】
ここで、バイオマス熱分解器（２０）の上部に予熱器（１０）が１器備えられており、該予熱器（１０）は、バイオマス熱分解器（２０）に供給する熱担持媒体（３０）を予め加熱するものであり、加熱された熱担持媒体（３０）は、バイオマス熱分解器（２０）に供給されて、バイオマスの熱分解に必要な熱を供給した後、その底部から抜き出され、再び、予熱器（１０）に戻される。一方、バイオマス熱分解器（２０）において発生した熱分解ガスは、熱分解ガス導入管（２００）を通って、熱分解ガス改質器（４０）へと導入される。
【0075】
ここで、熱分解ガス改質器（４０）へは、別途、空気又は酸素が、空気又は酸素導入管（２６１、２６２ ）から導入されて、これにより、熱分解ガスが部分燃焼され、かつ、同時にスチームが、スチーム吹込み口（２４２）から導入されて、熱分解ガスがスチームにより改質され、これにより得られた改質ガスが、改質ガス排出口（２３０）から取り出される。また、空気又は酸素及びスチームは、上記の空気又は酸素導入管（２６１）及びスチーム吹込み口（２４２）に代えて、熱分解ガス導入管（ ２００）に備えられた、空気又は酸素導入管（２６２）及びスチーム吹込み口（２４３）からに導入することもできるし、全ての空気又は酸素導入管（２６１、２６２）及びスチーム吹込み口（２４２、２４３）からに導入することもできる。
【0076】
バイオマス熱分解器（２０）の直胴部分の内径は約５５０ｍｍであり、高さは約１，１００ｍｍであり、内容積は約２６０リットルであった。また、熱分解ガス改質器（４０）の直胴部分の内径は約６００ｍｍであり、高さは約１２０ ０ｍｍであり、内容積は約３４０リットルであった。
【0077】
また、熱分解ガス導入管（２００）は、バイオマス熱分解器（２０）側においては、バイオマス熱分解器（２０）内に形成される熱担持媒体（３０）層の上面より下方のバイオマス熱分解器（２０）の側面に備えられており、一方、熱分解ガス改質器（４０）側においては、熱分解ガス改質器（４０）の底面近傍の側面に備えられている。また、熱分解ガス導入管（２００）は、重力方向に対して略水平に備えられている。該熱分解ガス導入管（２００）としては、長さ約１， ０００ｍｍ及び内径約８０ｍｍの配管が使用され、その内部は断熱材で被覆されて、かつ、上記突出部も該断熱材で形成されている。熱担持媒体（３０）としては、直径（最大径）１０～熱担持媒体 の略球形のアルミナ製ボールを使用する。
【0078】
バイオマス熱分解器（２０）、並びに、予熱器（１０）内部に、熱担持媒体（３０）を予め夫々の容器の７０％程度の高さまで充填し、次いで、該熱担持媒体（３０）を、予熱器（１０）において略７００℃の温度に加熱する。次いで、該熱担持媒体（３０）を、バイオマス熱分解器（２０）の頂部から２００キログラム／時間の量で導入し、かつ、バイオマス熱分解器（２０）の底部から適量を抜出し、熱担持媒体（３０）の循環を開始する。
【0079】
該熱担持媒体（３０）の循環により、バイオマス熱分解器（２０）内部の気相温度及び容器自体の温度が徐々に上昇した。このような熱担持媒体（３０）の循環を継続しながら、同時に、予熱器（１０）内部の熱担持媒体（３０）温度を８００℃まで徐々に昇温する。熱担持媒体（３０）が該温度に達した後、更に、循環を継続して、バイオマス熱分解器（２０）内部の気相温度を徐々に上昇させ、バイオマス熱分解器（２０）の気相温度が５５０℃を超えるころから、バイオマス供給口（２２０）、非酸化性ガス供給口（２５０）及びスチーム吹込み口（２４１）からバイオマス熱分解器（２０）に、夫々、バイオマス原料、窒素ガス及びスチームを導入し、バイオマス熱分解器（２０）の温度が６００℃になるようにコントロールする。
【0080】
このとき、熱担持媒体（３０）は、バイオマス熱分解器（２０）において、層状に堆積しており、その堆積量は、バイオマス熱分解器（２０）の内容積の約６０体積％である。バイオマス熱分解器（２０）からの熱担持媒体（３０）の抜出し量は、いずれも供給量と同一であり、バイオマス熱分解器（２０）において２００キログラム／時間であった。また、抜出し時の熱担持媒体（３０）の温度は６５０℃である。但し。バイオマス熱分解器（２０）からの熱担持媒体（３０）の抜出し量は、その温度状況に応じて適宜コントロールすることも可能である。
【0081】
上記の操作において、バイオマス原料としての下水汚泥を、定量フィーダーを使用して、バイオマス供給口（２２０）からバイオマス熱分解器（２０）に、徐々に供給量を増やしつつ、最終的に約２２キログラム／時間（乾燥基準）になるように連続的に導入する。
【0082】
バイオマス熱分解器（２０）の温度は、バイオマス原料の導入に伴って徐々に低下するが、同時に、窒素ガス及び過熱蒸気を、その供給量を調節しながらバイオマス熱分解器（２０）に導入することによって、バイオマス熱分解器（２０） の温度を６００℃ に保持する。また、バイオマス熱分解器（２０）内の圧力を１０１．３ｋＰａに保持する。
【0083】
ここで、窒素ガスは、バイオマス熱分解器（２０）の上部に設けられた非酸化性ガス供給口（２５０）から、最終的に１，０００リットル／時間の一定量で導入される。また、スチームとしては、過熱蒸気（１６０℃、０．６ＭＰａ）が使用され、バイオマス熱分解器（２０）の上部に設けられたスチーム吹込み口（２４１）から、最終的に１キログラム／時間の一定量で導入される。バイオマス熱分解器（２０）におけるバイオマス原料の滞留時間は、約１時間である。これにより、バイオマス熱分解器（２０）において熱分解により生じたガスが１５ キログラム／時間で得られる。また、チャー及び灰が合計で６．５キログラム／時間で熱分解残渣（チャー）排出口（２１０）から排出される。
【0084】
バイオマス熱分解器（２０）において得られる熱分解ガスは、続いて、バイオマス熱分解器（２０）の側面下部から熱分解ガス導入管（２００）を通過して、熱分解ガス改質器（４０）に導入される。
【0085】
熱分解ガスの導入当初は、熱分解ガス改質器（４０）内の温度は不安定になるが、熱分解ガス改質器（４０）下部に設けられたスチーム吹込み口（２４２） から導入される過熱蒸気の量、及び、空気または酸素導入管（２６１）から導入される酸素の量を調節することにより、熱分解ガスを部分燃焼させて、熱分解ガス改質器（４０）内部の温度が１，０００℃ になるように調節する。この時、熱分解ガス改質器（４０）は、圧力１０１．３ｋＰａに保持されている。熱分解ガス改質器（４０）下部に設けられたスチーム吹込み口（２４２）からの過熱蒸気は、最終的に３．７キログラム／時間の一定量で導入された。空気または酸素導入口（２６１）からの酸素は、最終的に２．３ｍ３－ｎｏｒｍａｌ／時間の一定量で導入される。但し、この酸素量は熱分解ガス改質器（４０）内部の温度上昇度合いによって、適宜増減させる。
【0086】
上記操作により、バイオマス熱分解器（２０）が温度６００℃及び圧力１０１．３ｋＰａに保持され、かつ、熱分解ガス改質器（４０）が温度９５０℃及び圧力１０１．３ｋＰａに保持される。これにより、温度１，０００℃の改質ガスが３ １キログラム／時間の量で改質ガス排出口（２３０）から得られる。
【0087】
得られる改質ガスをゴム製バッグに捕集し、ガスクロマトグラフィーによりガス組成を測定する。表３には、得られる改質ガスの組成を示した。また、該操業を３日間連続して実施することができる。該操業期間中、トラブル、とりわけ、タールに起因するトラブルのない良好な連続運転を維持することができる。また、操業期間中、熱分解ガス導入管（２００）内で熱担持媒体（３０）がタール等により閉塞するというトラブルを生ずることもなく、バイオマス熱分解器（２０） から熱分解ガス改質器（４０）への熱分解ガスのスムーズな導入が維持される。また、熱分解ガス改質器（４０）出口から取り出された改質ガス中のタール量は、約１０ｍｇ／ｍ３－ｎｏｒｍａｌである。
【0088】
【表3】
【0089】
このように改質ガスを得ることはでき、ガス化装置における前記熱担持媒体の安定的な連続供給を実現することにより、熱分解器の圧力変動を抑え、ガス分離における分離能の低下の問題を解決して、品質の安定したガスを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【0090】
本発明のバイオマスのガス化装置は、予熱器、バイオマス熱分解器、熱分解ガス改質器を備え、さらに、予熱器から熱分解器への熱担持媒体の供給及び熱分解器からの熱担持媒体の排出を制御する制御装置を組み込むことにより、ガス化装置における前記熱担持媒体の安定的な連続供給を実現し、熱分解器の圧力変動を抑え、ガス分離における分離能の低下など問題を解決して、品質の安定したガスを提供することができる。
【0091】
本発明のバイオマスのガス化装置は、バイオマス、好ましくは、比較的灰分含有量の高いバイオマスから、水素等の有価ガスを多く含む改質ガスを発生させることができ、かつ、バイオマス中の灰に含まれる五酸化二リン及びカリ（カリウム）の揮散によって引き起こされる配管の閉塞及び腐食を予防し得るばかりではなく、Ｎ２Ｏの発生を抑制し得、かつ、タール及び煤塵の発生量をも低減し得ることから、今後、バイオマス、とりわけ、比較的灰分含有量の高いバイオマスのガス化装置として、大いに利用されることが期待される。
【符号の説明】
【0092】
１０ 予熱器
２０ バイオマス熱分解器
３０ 熱担持媒体
４０ 熱分解ガス改質器
５０ 第１バルブ
５１ ダンパバルブ
５２ スイングバルブ
６０ ホッパ
７０ 第２バルブ
７１ スイングバルブ
８０ 水蒸気噴霧器
９０ 第３バルブ
９１ ダンパバルブ
９２ スイングバルブ
１００ 供給制御装置
１０１ 検知部
１０２ 演算部
１０３ 制御部
１１０ 検知器
１２０ 第１スイッチ
１３０ 第２スイッチ
２００ 熱分解ガス導入管
２０１ 熱分解ガス導入管の熱分解ガス改質器側ガス導入口（ガス出口）
２０２ 熱分解ガス導入管のバイオマス熱分解器側ガス取り入れ口（ガス入口）
２１０ 熱分解残渣（チャー）排出口
２２０ バイオマス供給口
２３０ 改質ガス排出口
２４０ 排出物処理装置
２４１、２４２、２４３ スチーム吹込み口
２５０ 非酸化性ガス供給口
２６０ バイオマス熱分解器内に形成される、熱担持媒体層の上面
２６１、２６２ 空気又は酸素導入管
２０ バイオマス熱分解器
３０ 熱担持媒体
４０ 熱分解ガス改質器
５０ 第１バルブ
５１ ダンパバルブ
５２ スイングバルブ
６０ ホッパ
７０ 第２バルブ
７１ スイングバルブ
８０ 水蒸気噴霧器
９０ 第３バルブ
９１ ダンパバルブ
９２ スイングバルブ
１００ 供給制御装置
１０１ 検知部
１０２ 演算部
１０３ 制御部
１１０ 検知器
１２０ 第１スイッチ
１３０ 第２スイッチ
２００ 熱分解ガス導入管
２０１ 熱分解ガス導入管の熱分解ガス改質器側ガス導入口（ガス出口）
２０２ 熱分解ガス導入管のバイオマス熱分解器側ガス取り入れ口（ガス入口）
２１０ 熱分解残渣（チャー）排出口
２２０ バイオマス供給口
２３０ 改質ガス排出口
２４０ 排出物処理装置
２４１、２４２、２４３ スチーム吹込み口
２５０ 非酸化性ガス供給口
２６０ バイオマス熱分解器内に形成される、熱担持媒体層の上面
２６１、２６２ 空気又は酸素導入管
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】