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特許7522517バイオマスガス化方法、バイオマスガス化システム、およびバイオマス発電システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-17
(45)【発行日】2024-07-25
(54)【発明の名称】バイオマスガス化方法、バイオマスガス化システム、およびバイオマス発電システム
(51)【国際特許分類】
C10J 3/02 20060101AFI20240718BHJP
C10J 3/00 20060101ALI20240718BHJP
【ＦＩ】
C10J3/02 J ZAB
C10J3/00 F
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2024514413
(86)(22)【出願日】2023-12-04
(86)【国際出願番号】 JP2023043318
【審査請求日】2024-03-04
(31)【優先権主張番号】P 2022194629
(32)【優先日】2022-12-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】511284591
【氏名又は名称】株式会社ネオナイト
(74)【代理人】
【識別番号】100085394
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 哲夫
(72)【発明者】
【氏名】寺山 文久
【審査官】森 健一
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１８－５００４０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００２／００９５８６６（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００６－２９９０１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１５５３９１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－１６５０１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２３７１３５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ１０Ｊ ３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
原料バイオマスを乾燥する乾燥工程を行う乾燥装置と、
この乾燥装置の乾燥工程にて乾燥した原料バイオマスを導入する導入工程と、導入した原料バイオマスを熱分解可能となるまで加熱する加熱工程と、加熱した原料バイオマスを還元雰囲気で熱分解させて可燃性ガスを発生させるガス化工程と、発生した可燃性ガスを滞留させて、前記可燃性ガスに残留するタール分を改質させて可燃性ガスとするタール分改質工程と、発生した可燃性ガスを導出する導出工程と、前記ガス化工程での熱分解にて生じた熱を排出する熱排出工程と、を行うガス化装置と、
このガス化装置から導出される可燃性ガスを燃焼させて駆動するガスエンジンと、
このガスエンジンにて駆動される発電機と、
前記ガス化装置から前記ガスエンジンまでの間の配管に取り付けられ、前記配管内の前記可燃性ガスを引き抜いて前記配管内を負圧にして前記ガス化装置から導出される可燃性ガスを前記ガスエンジンまで流動させる負圧システムと、
を備え、
前記乾燥装置の乾燥工程は、前記熱排出工程から排出した熱で前記原料バイオマスを乾燥し、
前記ガス化装置および前記乾燥装置は、取り外し可能かつ移動可能にユニット化されている、
ことを特徴とするバイオマス発電システム。
【請求項2】
前記ガス化装置は、
前記加熱工程にて、原料バイオマスの表面を燃焼させて、前記原料バイオマスが熱分解可能となる温度まで加熱する、
ことを特徴とする請求項１記載のバイオマス発電システム。
【請求項3】
前記ガス化装置は、
前記加熱工程にて、前記原料バイオマスを２００℃以上６００℃以下に加熱し、
前記タール分改質工程にて、前記可燃性ガスを６００℃以上８００℃以下で所定時間滞留させてタール分を改質させ少なくとも一部を低分子化させる、
ことを特徴とする請求項１記載のバイオマス発電システム。
【請求項4】
前記ガス化装置は、
軸方向を鉛直方向に向けて設置されたガス化炉を有し、
前記導入工程にて、前記ガス化炉の上端部から前記原料バイオマスを導入し、
前記加熱工程にて、前記ガス化炉内に外気を導入して、前記原料バイオマスの表面を燃焼させて加熱し、
前記ガス化工程にて、前記ガス化炉内に導入した外気中の酸素が前記加熱工程での燃焼にて消失して還元雰囲気となり、
前記タール分改質工程にて、前記ガス化炉の周面部に設けられた滞留路に前記可燃性ガスを巡回させて滞留させる、
ことを特徴とする請求項１記載のバイオマス発電システム。
【請求項5】
前記ガス化装置は、前記加熱工程および前記ガス化工程にて生じた炭を集める集炭工程と、この集炭工程にて集めた炭を排出させる排出工程とを行い、前記集炭工程にて、前記ガス化炉の下部に堆積した炭を外周へ移動させて前記排出工程へ送り、
前記排出工程にて、前記集炭工程から送られた炭を前記ガス化炉の外部へ排出させる、
ことを特徴とする請求項４記載のバイオマス発電システム。
【請求項6】
前記負圧システムは、前記ガスエンジンの直前の位置に取り付けられている、ことを特徴とする請求項１記載のバイオマス発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、いわゆる木材をチップ状にした原料バイオマスから可燃性ガスを発生させるバイオマスガス化方法、バイオマスガス化システム、およびバイオマス発電システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、持続可能な開発目標（Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ、持続可能な開発のための２０３０アジェンダ、平成２７（２０１５）年９月２５日国連サミット採択、以下「ＳＤＧｓ」という。）の推進に向けた取り組みが国際規模で行われている。具体的に、ＳＤＧｓの目標としては、「目標７：エネルギーをみんなに。そしてクリーンに」や、「目標９：産業と技術革新の基盤をつくろう」、「目標１１：住み続けられるまちづくりを」、「目標１２：作る責任、使う責任」、「目標１３：気候変動に具体的な対策を」、「目標１５：陸の豊かさも守ろう」等があり、これら目標の解決を目指した技術開発が望まれている。
【0003】
これら目標の解決に貢献できる技術として、二酸化炭素の増減に影響を与えないカーボンニュートラルという発想の観点から、近年、木屑やチップ状の木材等を原料としたバイオマス発電の活用が期待されている。そして、この種のバイオマス発電に用いられる技術として特許文献１に記載の構成が知られている。具体的に、この特許文献１には「原料バイオマスを間接加熱して熱分解し、タール分を含む熱分解ガスとチャーを発生させる外熱式ロータリーキルン形式の熱分解部２と、熱分解部２から抽出されるタール分を含む熱分解ガスおよびチャーに対し、酸化ガスが導入されて、タール分を熱分解させるとともに、チャーをガス化させるガス化部３とを備えた。」バイオマスガス化装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００７－１７７１０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献１に記載のバイオマスガス化装置では、原料バイオマスを間接加熱して、タール分を含む熱分解ガスおよびチャーを発生させ、これに酸化ガスを導入してタール分を熱分解させる構成としている。要するに、原料バイオマスの間接加熱時に熱分解ガスとともに発生するタール分は、熱分解ガスを取り出す際に炉内や配管内に付着して熱分解ガスの利用効率を低下させてしまう問題から、特許文献１に記載のバイオマスガス化装置では、タール分を熱分解ガスから取り除くために、酸素ガスを導入してタール分を熱分解させる構成を別途必要としている。すなわち、特許文献１に記載のバイオマスガス化装置では、タール分を熱分解させるために酸素ガスを導入する設備や付加装置を別途設ける必要があるため、熱分解ガスの利用効率を生産性良く向上することが容易でないという問題がある。また、上記特許文献１に記載のバイオマスガス化装置では、ガス化部３から燃料ガスを吸引して抽出するための吸引ファン２７が設けられており、この吸引ファン２７による吸引にて燃料ガスをガスエンジン発電機２３へ強制的に抽出する構成となっている。このため、ガス化部３からガスエンジン発電機２３までの燃料ガスの配管内が加圧された状態となるため、このガス化部３からガスエンジン発電機２３までの配管設備が大掛かりになってしまい、高圧（正圧）な燃料ガスを取り扱うことによる運転上のリスクが高いという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、原料バイオマスを乾燥する乾燥工程を行う乾燥装置と、この乾燥装置の乾燥工程にて乾燥した原料バイオマスを導入する導入工程と、導入した原料バイオマスを熱分解可能となるまで加熱する加熱工程と、加熱した原料バイオマスを還元雰囲気で熱分解させて可燃性ガスを発生させるガス化工程と、発生した可燃性ガスを滞留させて、前記可燃性ガスに残留するタール分を改質させて可燃性ガスとするタール分改質工程と、発生した可燃性ガスを導出する導出工程と、前記ガス化工程での熱分解にて生じた熱を排出する熱排出工程と、を行うガス化装置と、このガス化装置から導出される可燃性ガスを燃焼させて駆動するガスエンジンと、このガスエンジンにて駆動される発電機と、前記ガス化装置から前記ガスエンジンまでの間の配管に取り付けられ、前記配管内の前記可燃性ガスを引き抜いて前記配管内を負圧にして前記ガス化装置から導出される可燃性ガスを前記ガスエンジンまで流動させる負圧システムと、を備え、前記乾燥装置の乾燥工程は、前記熱排出工程から排出した熱で前記原料バイオマスを乾燥し、前記ガス化装置および前記乾燥装置は、取り外し可能かつ移動可能にユニット化されている、ことを特徴とするバイオマス発電システム。
請求項２の発明は、請求項１記載のバイオマス発電システムにおいて、前記ガス化装置は、前記加熱工程にて、原料バイオマスの表面を燃焼させて、前記原料バイオマスが熱分解可能となる温度まで加熱する、ことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載のバイオマス発電システムにおいて、前記ガス化装置は、前記加熱工程にて、前記原料バイオマスを２００℃以上６００℃以下に加熱し、前記タール分改質工程にて、前記可燃性ガスを６００℃以上８００℃以下で所定時間滞留させてタール分を改質させ少なくとも一部を低分子化させる、ことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１記載のバイオマス発電システムにおいて、前記ガス化装置は、軸方向を鉛直方向に向けて設置されたガス化炉を有し、前記導入工程にて、前記ガス化炉の上端部から前記原料バイオマスを導入し、前記加熱工程にて、前記ガス化炉内に外気を導入して、前記原料バイオマスの表面を燃焼させて加熱し、前記ガス化工程にて、前記ガス化炉内に導入した外気中の酸素が前記加熱工程での燃焼にて消失して還元雰囲気となり、前記タール分改質工程にて、前記ガス化炉の周面部に設けられた滞留路に前記可燃性ガスを巡回させて滞留させる、ことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４記載のバイオマス発電システムにおいて、前記ガス化装置は、前記加熱工程および前記ガス化工程にて生じた炭を集める集炭工程と、この集炭工程にて集めた炭を排出させる排出工程とを行い、前記集炭工程にて、前記ガス化炉の下部に堆積した炭を外周へ移動させて前記排出工程へ送り、前記排出工程にて、前記集炭工程から送られた炭を前記ガス化炉の外部へ排出させる、ことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１記載のバイオマス発電システムにおいて、前記負圧システムは、前記ガスエンジンの直前の位置に取り付けられている、ことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載のバイオマス発電システムにおいて、前記ガス化装置は、前記加熱工程にて、原料バイオマスの表面を燃焼させて、前記原料バイオマスが熱分解可能となる温度まで加熱する、ことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載のバイオマス発電システムにおいて、前記ガス化装置は、前記加熱工程にて、前記原料バイオマスを２００℃以上６００℃以下に加熱し、前記タール分改質工程にて、前記可燃性ガスを６００℃以上８００℃以下で所定時間滞留させてタール分を改質させ少なくとも一部を低分子化させる、ことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１記載のバイオマス発電システムにおいて、前記ガス化装置は、軸方向を鉛直方向に向けて設置されたガス化炉を有し、前記導入工程にて、前記ガス化炉の上端部から前記原料バイオマスを導入し、前記加熱工程にて、前記ガス化炉内に外気を導入して、前記原料バイオマスの表面を燃焼させて加熱し、前記ガス化工程にて、前記ガス化炉内に導入した外気中の酸素が前記加熱工程での燃焼にて消失して還元雰囲気となり、前記タール分改質工程にて、前記ガス化炉の周面部に設けられた滞留路に前記可燃性ガスを巡回させて滞留させる、ことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項４記載のバイオマス発電システムにおいて、前記ガス化装置は、前記加熱工程および前記ガス化工程にて生じた炭を集める集炭工程と、この集炭工程にて集めた炭を排出させる排出工程とを行い、前記集炭工程にて、前記ガス化炉の下部に堆積した炭を外周へ移動させて前記排出工程へ送り、前記排出工程にて、前記集炭工程から送られた炭を前記ガス化炉の外部へ排出させる、ことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１記載のバイオマス発電システムにおいて、前記負圧システムは、前記ガスエンジンの直前の位置に取り付けられている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
請求項１の発明によれば、発生した可燃性ガスを滞留させることで、可燃性ガスに残留するタール分を改質させて可燃性ガスにできるから、例えば配管などの機器中への残存タール分の付着を低減でき、メンテナンス頻度を低減できるため、可燃性ガスの利用効率を生産性良く向上することができる。そして、乾燥工程にて原料バイオマスを乾燥させてから、この乾燥させた原料バイオマスを導入工程にて導入する構成としている。このため、乾燥が不十分な原料バイオマスであっても効率良く可燃性ガスを生成できる。また、熱排出工程で排出した熱を用いて乾燥工程にて原料バイオマスを乾燥させる構成としている。このため、乾燥工程で原料バイオマスを乾燥する際に必要となる熱を、熱排出工程で排出した熱で補うことができる。さらに、ガス化装置および乾燥装置を取り外し可能かつ移動可能にユニット化している。このため、一旦設置したガス化装置および乾燥装置の取り外しや移動が容易にできるため、可燃性ガスを必要とする場所への移動および設置を容易に行うことができる。また、ガス化装置からガスエンジンまでの間の配管に取り付けた負圧システムを用いて配管内の可燃性ガスを引き抜いて、この配管内を負圧にして、ガス化装置から導出される可燃性ガスをガスエンジンまで流動させることができる。よって、例えば各工程ごとに吸引ファンやポンプ等の動力源をなんら用いることなく、ガス化装置から導出される可燃性ガスをガスエンジンまで連続的に供給できるから、ガス化装置からガスエンジンまでの配管設備を高圧配管でない簡素化した仕様にでき、運転上のリスクを低くできる。
請求項２の発明によれば、原料バイオマスの表面を燃焼させて原料バイオマスが熱分解可能となる温度まで加熱する構成としているため、原料バイオマスの熱分解に必要な温度までの加熱を簡単な構成で行うことができる。
請求項３の発明によれば、加熱工程にて２００℃以上６００℃以下に原料バイオマスを加熱してから、ガス化工程にて発生させた可燃性ガスを、タール分改質工程にて６００℃以上８００℃以下で所定時間滞留させてタール分を改質させ少なくとも一部を低分子化させる構成としている。このため、タール分改質工程にて可燃性ガスを加熱等することなく、加熱工程にて加熱された可燃性ガスの温度をコントロールして所定時間滞留させることで、可燃性ガスに残留するタール分を改質させ少なくとも一部を低分子化できる。
請求項４の発明によれば、ガス化炉内に導入した外気中の酸素が加熱工程での燃焼にて消失することでガス化工程での還元雰囲気を形成する構成としている。また同時に、ガス化炉の滞留路に可燃性ガスを巡回させて滞留させタール分改質工程での可燃性ガスに残留するタール分を所定時間に亘って効率よく改質する構成としている。このため、生産効率良く可燃性ガスを生成できるとともに、可燃性ガスに残留するタール分を簡単な構成で効率良く改質できる。
請求項５の発明によれば、ガス化炉の下部に堆積した炭を集炭工程にて外周へ移動させてから排出工程にてガス化炉の外部へ排出させる構成としている。このため、ガス化炉内で生じた炭を連続的に効率良く外部へ排出できる。
請求項６の発明によれば、ガスエンジンの直前の位置に負圧システムを取り付けることにより、ガスエンジンの直前の位置で可燃性ガスを負圧にできるから、バイオマスガス化システムから導出される可燃性ガスをガスエンジンまでより効率よく連続的に供給できる。
請求項２の発明によれば、原料バイオマスの表面を燃焼させて原料バイオマスが熱分解可能となる温度まで加熱する構成としているため、原料バイオマスの熱分解に必要な温度までの加熱を簡単な構成で行うことができる。
請求項３の発明によれば、加熱工程にて２００℃以上６００℃以下に原料バイオマスを加熱してから、ガス化工程にて発生させた可燃性ガスを、タール分改質工程にて６００℃以上８００℃以下で所定時間滞留させてタール分を改質させ少なくとも一部を低分子化させる構成としている。このため、タール分改質工程にて可燃性ガスを加熱等することなく、加熱工程にて加熱された可燃性ガスの温度をコントロールして所定時間滞留させることで、可燃性ガスに残留するタール分を改質させ少なくとも一部を低分子化できる。
請求項４の発明によれば、ガス化炉内に導入した外気中の酸素が加熱工程での燃焼にて消失することでガス化工程での還元雰囲気を形成する構成としている。また同時に、ガス化炉の滞留路に可燃性ガスを巡回させて滞留させタール分改質工程での可燃性ガスに残留するタール分を所定時間に亘って効率よく改質する構成としている。このため、生産効率良く可燃性ガスを生成できるとともに、可燃性ガスに残留するタール分を簡単な構成で効率良く改質できる。
請求項５の発明によれば、ガス化炉の下部に堆積した炭を集炭工程にて外周へ移動させてから排出工程にてガス化炉の外部へ排出させる構成としている。このため、ガス化炉内で生じた炭を連続的に効率良く外部へ排出できる。
請求項６の発明によれば、ガスエンジンの直前の位置に負圧システムを取り付けることにより、ガスエンジンの直前の位置で可燃性ガスを負圧にできるから、バイオマスガス化システムから導出される可燃性ガスをガスエンジンまでより効率よく連続的に供給できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の第１実施形態に係るバイオマス発電システムの概略構成図である。
【図2】チップ乾燥装置の内部構造を示す概略正面図である。
【図3】チップ乾燥装置の内部構造を示す概略平面図である。
【図4】チップ乾燥装置を示す正面図である。
【図5】チップ乾燥装置を示す背面図である。
【図6】ガス化ユニットを示す概略構成図である。
【図7】本発明の第２実施形態に係るバイオマス発電システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
【0010】
［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１に示す本発明の第１実施形態に係るバイオマス発電システム１は、例えば木材を一辺１０ｃｍ程度のチップ状に加工した原料バイオマスである木質チップＡをエネルギー源とする発電システムである。このバイオマス発電システム１は、木質チップＡから可燃性ガスＧを生成させるバイオマスガス化システム２と、生成された可燃性ガスＧを燃焼させて発電をする発電機としてのガスエンジン発電ユニット３と、を備える。バイオマスガス化システム２は、木質チップＡを乾燥させるチップ乾燥ユニット４と、チップ乾燥ユニット４にて乾燥させた木質チップＡから可燃性ガスＧを生成させるガス化ユニット５と、を備える。
＜全体構成＞
図１に示す本発明の第１実施形態に係るバイオマス発電システム１は、例えば木材を一辺１０ｃｍ程度のチップ状に加工した原料バイオマスである木質チップＡをエネルギー源とする発電システムである。このバイオマス発電システム１は、木質チップＡから可燃性ガスＧを生成させるバイオマスガス化システム２と、生成された可燃性ガスＧを燃焼させて発電をする発電機としてのガスエンジン発電ユニット３と、を備える。バイオマスガス化システム２は、木質チップＡを乾燥させるチップ乾燥ユニット４と、チップ乾燥ユニット４にて乾燥させた木質チップＡから可燃性ガスＧを生成させるガス化ユニット５と、を備える。
【0011】
ガス化ユニット５の下流側には、ガス化ユニット５にて生成された可燃性ガスＧを精製するガスコンディショニングユニット６が設置されている。ガスコンディショニングユニット６は、ガス化ユニット５の下流側に設置されたガスフィルタ６Ａを備える。ガスフィルタ６Ａは、ガス化ユニット５にて生成された可燃性ガスＧに含まれる副生成物を除去するものであり、湿式ガス洗浄と冷却とを組み合わせて可燃性ガスＧをろ過する副生成物除去装置である。また、ガスフィルタ６Ａは、例えば６０℃の高温冷却水Ｗ１と、例えば３０℃の低温冷却水Ｗ２のそれぞれが供給され、これら高温冷却水Ｗ１および低温冷却水Ｗ２を冷却水として循環させながら可燃性ガスＧをろ過する構成となっている。
【0012】
ガスフィルタ６Ａの下流側には、ガスフィルタ６Ａにて副生成物が除去された可燃性ガスＧに含まれる微小物質を除去するガスコンディショニングとしての電気集塵機６Ｂが設置されている。電位集塵機６Ｂは、可燃性ガスＧに残留する微小物質を集塵する湿式電気集塵機である。さらに、ガスフィルタ６Ａおよび電気集塵機６Ｂは、それぞれ循環水Ｗ３を循環させて冷却する冷却システムを有している。循環水Ｗは、水処理装置６Ｃへ送られる構成となっている。水処理装置６Ｃは、循環水Ｗ１に含まれている副産物を除去し、この循環水Ｗ１を浄化する浄化装置である。
【0013】
電気集塵機６Ｂの下流側には、ガスエンジン発電ユニット３が設置されている。要するに、ガス化ユニット５にて生成された可燃性ガスＧは、ガスフィルタ６Ａにて副産物が除去され電気集塵機６Ｂにて微小物質が除去された後、ガスエンジン発電ユニット３へ供給される構成となっている。また、ガスエンジン発電ユニット３は、可燃性ガスＧを燃焼させて駆動するガスエンジン３ａと、このガスエンジン３ａにて駆動される発電機３ｂとを備えている。ガスエンジン発電ユニット３には、ガスエンジン３ａでの可燃性ガスＧの燃焼時および発電機３ｂの発電時に発生した排熱を利用するユーティリティとして熱交換ユニット７が取り付けられている。熱交換ユニット７は、高温熱交換ユニット７Ａと、低温熱交換ユニット７Ｂと、を備える。
【0014】
高温熱交換ユニット７Ａは、カスエンジン発電ユニット３に加え、チップ乾燥ユニット４、ガス化ユニット５、およびガスフィルタ６Ａのそれぞれに接続されている。具体的に、高温熱交換ユニット７Ａは、ガスエンジン発電ユニット３、ガス化ユニット５およびガスフィルタ６Ａのそれぞれから排出される例えば９０℃の高温冷却水Ｗ１が供給され、この高温冷却水Ｗ１をチップ乾燥ユニット４の空冷熱交換器４ｂへ供給する構成となっている。空冷熱交換器４ｂは、供給された高温冷却水Ｗ１を熱源として空気を温めて熱風とし、この熱風で木質チップＡを乾燥させる。空冷熱交換器４ｂは、熱交換にて高温冷却水Ｗ１が例えば６０℃に冷却され、再び高温熱交換ユニット７Ａを介して、ガスエンジン発電ユニット３、ガス化ユニット５およびガスフィルタ６Ａのそれぞれへ循環させる構成となっている。
【0015】
低温熱交換ユニット７Ｂは、ガスフィルタ６Ａに接続され、ガスフィルタ６Ａの駆動時に生じる排熱をチップ乾燥ユニット４に供給する構成となっている。具体的に、低温熱交換ユニット７Ｂは、ガスフィルタ６Ａから排出される例えば４０℃の低温冷却水Ｗ２が供給され、この低温冷却水Ｗ２を熱交換して例えば３０℃に冷却してから、再びガスフィルタ６Ａへ循環させる。そして、低温熱交換ユニット７Ａは、低温冷却水Ｗ２を熱源として熱交換を行い、この熱源で空気を温めて熱風とし、この熱風をエアホース７ａにてチップ乾燥ユニット４のチップ投入部１１ｃへ供給し、チップ投入室１１ｃに蓄積させた木質チップＡを事前に乾燥させる構成となっている。
【0016】
ガスエンジン発電ユニット３には、メタネーションユニット８が取り付けられている。メタネーションユニット８は、ガスエンジン発電ユニット３または太陽光発電（図示せず）にて発電された電気にて駆動する構成となっている。そして、メタネーションユニット８は、ガスエンジン発電ユニット３による発電にて排出される排ガス中の二酸化炭素（炭酸ガス：ＣＯ２）と、電気分解にて生成した水素（Ｈ２）とからメタンガス（可燃性ガス：ＣＨ４）を合成する。さらに、メタネーションシステム８は、合成したメタンガスをガスエンジン発電ユニット３へ供給し、ガスエンジン発電ユニット３のガスエンジン３ａの駆動に用いる発電用燃料として利用する構成となっている。
【0017】
また、メタネーションシステム８は、電気分解にて生成した酸素（Ｏ２）をガス化ユニット５へ供給し、この酸素をガス化ユニット５での可燃性ガスＧの生成時に用いる構成となっている。要するに、メタネーションユニット８は、二酸化炭素を循環利用して、温暖化防止のための二酸化炭素の削減に寄与する機能を有している。
【0018】
＜チップ乾燥ユニット＞
次いで、チップ乾燥ユニット４は、図２～図５に示すように、少なくとも２つの投入用コンテナ部１１と乾燥用コンテナ部１２とを備えたバイオマス乾燥装置である。投入用コンテナ部４Ａおよび乾燥用コンテナ部４Ｂは、水平方向に長手方向を有する直方体状の同一形状に形成され、分割可能であって取り外し可能かつ移動可能な組み立て式のユニット化とされている。これら投入用コンテナ部１１および乾燥用コンテナ部１２は、例えば長さ５９７５ｍｍ、高さ２４８０ｍｍ、奥行２１３０ｍｍのボックス形状に形成されている。以下の記載において、特にその基準を特定しない限り、図２の右側を下流側とし、左側を上流側と規定して説明する。
次いで、チップ乾燥ユニット４は、図２～図５に示すように、少なくとも２つの投入用コンテナ部１１と乾燥用コンテナ部１２とを備えたバイオマス乾燥装置である。投入用コンテナ部４Ａおよび乾燥用コンテナ部４Ｂは、水平方向に長手方向を有する直方体状の同一形状に形成され、分割可能であって取り外し可能かつ移動可能な組み立て式のユニット化とされている。これら投入用コンテナ部１１および乾燥用コンテナ部１２は、例えば長さ５９７５ｍｍ、高さ２４８０ｍｍ、奥行２１３０ｍｍのボックス形状に形成されている。以下の記載において、特にその基準を特定しない限り、図２の右側を下流側とし、左側を上流側と規定して説明する。
【0019】
乾燥用コンテナ部１２は、内部の高さ寸法が、例えば１８７４ｍｍに形成されている。そして、乾燥用コンテナ部１２の下流側に制御室１２ａが設けられ、この制御室１２ａの上流側の底面部１２ｂ上には、乾燥した空気を通過させる通気路１２ｃが設けられている。通気路１２ｃ上には、例えばパンチングメタル等の複数の孔が形成された板材１２ｄが取り付けられている。板材１２ｄ上には、木質チップＡを乾燥させるための乾燥部としての乾燥室１２ｅと、この乾燥室１２ｅへ熱風を供給するための熱交換室１２ｆとが区画されている。熱交換室１２ｆは、乾燥室１２ｅ上に設けられている。そして、制御室１２ａおよび熱交換室１２ｆの上側が天板部１２ｇにて閉塞されている。
【0020】
また、熱交換室１２ｆおよび乾燥室１２ｅの上流側には、木質チップＡの搬送量を調整するための調整室１２ｈが設けられている。調整室１２ｈは、チップ投入室１１ｃへ投入された木質チップＡを通過させて乾燥室１２ｅへ搬送させるための搬送部である。具体的に、調整室１２ｈは、熱交換室１２ｆの上流側の側面部をさらに下方に延出させた第１壁部１２ｉと、乾燥用コンテナ部１２の上流側の側面部の下方を切り欠いた第２壁部１２ｊとの間の空間とされている。第１壁部１２ｉは、乾燥用コンテナ部１２の天板部１２ｇから下方に向けて例えば１４４０ｍｍほど延出し、第２壁部１２ｊは、乾燥用コンテナ部１２の天板部１２ｇから下方に向けて例えば１０５０ｍｍほど延出した形状となっている。
【0021】
そして、第１壁部１２ｉと板材１２ｄとの間の隙間は４３４ｍｍとされ、第２壁部１２ｊと板材１２ｄとの間の隙間は８２４ｍｍとされている。要するに、第１壁部１２ｉは、チップ投入室１１ｃの下流側に位置する第２壁部１２ｊより下方に延出した形状となっている。そして、調整室１２ｈは、第１壁部１２ｉおよび第２壁部１２ｊによってチップ投入室１１ｃよりも搬送方向Ｈに直交する方向の開口断面積が小さく形成されている。そして、第２壁部１２ｊには、複数の通気口１２ｋが設けられている。
【0022】
さらに、熱交換室１２ｆには、吸気ファン４ａおよび空冷熱交換器４ｂが取り付けられている。吸気ファン４ａは、熱交換室１２ｆの上側に取り付けられ、外気を熱交換室１２ｆ内へ導入する構成となっている。空冷熱交換器４ｂは、加熱器であって、熱交換室１２ｆの底面部に取り付けられている。熱交換室１２ｆは、吸気ファン４ａにて外気を熱交換室１２ｆ内へ取り入れて空冷熱交換器４ｂへ送り、この取り入れた空気を空冷熱交換器４ｂにて加熱して熱風とし、この熱風を熱交換室１２ｆから乾燥室１２ｅへ供給する構成となっている。そして、乾燥室１２ｅは、熱交換室１２ｆから供給された熱風を第１壁部１２ｉおよび第２壁部１２ｊの下方を通過させて投入用コンテナ部１１へ吹き付ける構成となっている。
【0023】
また、乾燥室１２ｅの下流側の底部には、下方に貫通したチップ排出口１２ｍが設けられている。チップ排出口１２ｍの下方には、木質チップＡを排出させる、排出窓、例えばゲート・扉・コンベヤ等で構成されたチップ排出装置１２ｎが取り付けられている。チップ排出装置１２ｎは、例えば手動式の排出窓としたり、ガス化炉５ａの内部温度の変化に起因する木質チップＡの供給量の変化に基づいて機械的に駆動が制御される排出窓やスクリューコンベヤなどとしたりできる。チップ排出装置１２ｎの下流側には、チップ排出装置１２ｎにて排出させた木質チップＡを搬送するための搬送器としてのチップ搬送コンベヤ９が取り付けられている。チップ搬送コンベヤ９は、チップ排出装置１２ｎにて排出された木質チップＡをガス化炉５ａへ搬送し、このガス化炉５ａ内へ導入させる。
【0024】
一方、投入用コンテナ部１１は、底面部１１ａ上に所定の間隔を空けて板材１１ｂが取り付けられている。板材１１ｂは、乾燥用コンテナ部１２の板材１２ｄと同じ高さになるように取り付けられている。板材１１ｂ上には、木質チップＡを乾燥室１２ｅへ搬送するためのチップ搬送装置４ｃが設置されている。そして、チップ搬送装置４ｃの上側の空間が、木質チップＡが投入されて供給される供給部としてのホッパー部となるチップ投入室１１ｃとなっている。チップ投入室１１ｃは、上面が開放されて開口部１１ｄが形成されている。開口部１１ｄは、チップ投入室１１ｃへ投入された木質チップＡから発生した水分を含んだ空気が排出されるとともに、図２に示すように、開口部１１ｄの上流側に下流側が挿入されたエアホース７ａから熱風が供給される。そして、投入用コンテナ部１１は、例えばフォークリフト等の運搬機Ｔによって所定量の木質チップＡが開口部１１ｄから適宜投入されてチップ投入室１１ｃに貯留される構成となっている。
【0025】
チップ搬送装置４ｃは、投入用コンテナ部１１の上流寄りの位置から乾燥用コンテナ部１２の乾燥室１２ｅまでに亘った板材１１ｂ，１２ｄ上に設けられている。具体的に、チップ搬送装置４ｃは、図２に示すように、複数の可動羽４ｄがチップ搬送装置４ｃの搬送方向Ｈに向けて所定、例えば１０２０ｍｍの間隔を空けて取り付けられている。各可動羽４ｄは、搬送方向Ｈ下流側の面が略垂直な係止面４ｅに形成され、搬送方向Ｈ上流側の面が上流側に傾斜した傾斜面４ｆに形成されている。そして、これら複数の可動羽４ｄは、乾燥用コンテナ部１２の制御室１２ａに設置された駆動装置４ｇによって搬送方向Ｈに沿って往復運動される爪部であり、チップ投入室１１ｃに投入された大量の木質チップＡを搬送方向Ｈに向けて徐々に搬送する構成となっている。駆動装置４ｇは、例えば油圧シリンダおよびこの油圧シリンダを駆動させる油圧ポンプ等にて構成されている。
【0026】
チップ搬送装置４ｃの各可動羽４ｄの上流側には、固定羽４ｈが取り付けられている。固定羽４ｈは、板材１１ｂ，１２ｄ上に固定され、移動羽４ｄと同様に、搬送方向Ｈ下流側の面が略垂直な係止面４ｉに形成され、搬送方向Ｈ上流側の面が上流側に傾斜した傾斜面４ｊに形成されている。そして、各固定羽４ｈは、各可動羽４ｄの搬送方向Ｈに沿った往復運動の際に、これら可動羽４ｄとの間隔が変化することによって、各可動羽４ｄによる木質チップＡの搬送をより効率良くする機能を有している。
【0027】
要するに、チップ搬送装置４ｃにて搬送される木質チップＡは、チップ投入室１１ｃから調整室１２ｈへ搬送されるに際し、まず第２壁部１２ｊにて搬送量が抑制される。さらに、木質チップＡは、調整室１２ｈから乾燥室１２ｅへ搬送されるに際し、第１壁部１２ｉにて搬送量がさらに抑制される。そして、木質チップＡは、空冷熱交換器４ｂから下方へ供給される熱風が、第１壁部１２ｉおよび第２壁部１２ｊの下方を通過して上流側へ供給されることにより、乾燥室１２ｅから調整室１２ｈ、およびチップ投入室１１ｃへと供給される。この結果、木質チップＡは、チップ搬送装置４ｃによる搬送方向Ｈに抗して熱風が吹き付けられ、このチップ搬送装置４ｃにて搬送されていく間に亘って連続して乾燥される構成となっている。
【0028】
＜ガス化ユニット＞
次いで、ガス化ユニット５は、図６に示すように、軸方向を鉛直方向に向けて設置された略円筒状のガス化炉５ａを有している。ガス化炉５ａは、略円筒状の外壁部５ｂと、この外壁部５ｂ内に同心状に収容された内壁炉５ｃと、を備える。外壁部５ｂは耐熱材料により遮熱された構造で、上側が閉塞され、外壁部５ｂの上側の周縁に開閉可能な点検用のメンテナンス口５ｄが設けられている。外壁部５ｂの上端部には、チップ乾燥ユニット４にて乾燥させた木質チップＡをガス化炉５ａへ搬送するためのチップ搬送コンベヤ９の下流側が接続される導入口５ｅが設けられている。導入口５ｅは、外壁部５ｂの上部の中心位置に設けられ、この外壁部５ｂの上側から内壁炉５ｃ内へ木質チップＡが順次供給されて導入される構成となっている。
次いで、ガス化ユニット５は、図６に示すように、軸方向を鉛直方向に向けて設置された略円筒状のガス化炉５ａを有している。ガス化炉５ａは、略円筒状の外壁部５ｂと、この外壁部５ｂ内に同心状に収容された内壁炉５ｃと、を備える。外壁部５ｂは耐熱材料により遮熱された構造で、上側が閉塞され、外壁部５ｂの上側の周縁に開閉可能な点検用のメンテナンス口５ｄが設けられている。外壁部５ｂの上端部には、チップ乾燥ユニット４にて乾燥させた木質チップＡをガス化炉５ａへ搬送するためのチップ搬送コンベヤ９の下流側が接続される導入口５ｅが設けられている。導入口５ｅは、外壁部５ｂの上部の中心位置に設けられ、この外壁部５ｂの上側から内壁炉５ｃ内へ木質チップＡが順次供給されて導入される構成となっている。
【0029】
外壁部５ｂの外周部には、内壁炉５ｃ内へ外気（空気）を供給するための複数の吸気口５ｆが設けられている。これら吸気口５ｆは、外壁部５ｂの上側寄りの位置に軸方向に沿って所定の間隔を空けて、複数、例えば３列設けられている。また、吸気口５ｆは、外壁部５ｂの下側寄りの位置にも設けられている。さらに、吸気口５ｆは、外壁部５ｂの周方向に向けて等間隔に、複数、例えば２つほど設けられている。要するに、吸気口５ｆは、例えば計８個ほど設けられている。さらに、各吸気口５ｆは、外壁部５ｂの外側から内壁炉５ｃ内へ貫通し、ガス化炉５ａの周囲の外気を内壁炉５ｃ内へ取り込む構成となっている。
【0030】
外壁部５ｂの外周部には、吸気口５ｆから取り入れた外気の様子を確認するための点検窓５ｇが設けられている。これら点検窓５ｇは、外壁部５ｂの上側に取り付けられた３段の吸気口５ｆの高さに合わせて設けられ、同一の高さに設けられた吸気口５ｆの間に位置している。また、外壁部５ｂの外周部には、内壁炉５ｃ内で生成された可燃性ガスＧを排出させるためのガス排出口５ｈが設けられている。ガス排出口５ｈは、外壁部５ｂの高さ方向のほぼ中間位置に設けられ、ガスコンディショニングユニット６のガスフィルタ６Ａに接続されている。
【0031】
一方、内壁炉５ｃは、耐熱材料により遮熱された構造で、下側が同心状に徐々に縮径した傾斜部５ｉが形成されている。そして、この傾斜部５ｉの高さ方向の中心位置には、内壁炉５ｃ内で生成された可燃性ガスＧを外壁部５ｂと内壁炉５ｃとの間の空間へ排出させるための円環状の内部排出口５ｊが形成されている。内部排気口５ｊは、内壁炉５ｃの周方向に沿った円環状に形成され、この内壁炉５ｃ内にて生成された可燃性ガスＧを内壁炉５ｃの傾斜部５ｉに沿うように上側に噴出させる構成となっている。そして、内壁炉５ｃと外壁部５ｂとの間の空間は、可燃性ガスＧを巡回させて所定時間に亘って滞留させるための滞留路としての滞留空間Ｓとして構成されている。
【0032】
内壁炉５ｃの下端側には、内壁炉５ｃの下端側を同心状に開口させて形成された下部排出口５ｋが設けられている。下部排出口５ｋは、内壁炉５ｃ内での可燃性ガスＧの生成に伴って生成される炭Ｃ等を内壁炉５ｃの下方へ自由落下させて排出させる。下部排出口５ｋと外壁部５ｂとの間は、円環状の板材にて閉塞されて密封されて気密とされている。下部排出口５ｋには、内壁炉５ｃ内の炭Ｃを集めて下方へ排出させる集炭機構５ｍが取り付けられている。集炭機構５ｍは、下部排出口５ｋの中心部に同心状に取り付けられ周方向に回転可能な回転体５ｎを有している。具体的に、集炭機構５ｍは、回転体５ｎが回転することで、内壁炉５ｃ内に堆積した炭Ｃを回転体５ｎの外周方向へ移動させて集め、この集めた炭Ｃを、回転体５ｎの外周縁と下部排出口５ｋとの隙間から下方へ排出させる構成となっている。
【0033】
さらに、外壁部５ｂは下側が閉塞され、外壁部５ｃの下側の周縁に炭排出口５ｐが設けられている。炭排出口５ｐの下方には、炭排出口５ｐから排出された炭Ｃを順次搬送するため炭搬送装置としての炭排出コンベヤ５ｑが取り付けられている。要するに、内壁炉５ｃの下部に集められ下部排出口５ｋから排出された炭Ｃは、炭排出口５ｐから炭排出コンベヤ５ｑへ搬送され、この炭排出コンベヤ５ｑにて貯留タンク５ｒへ搬送される構成となっている。
【0034】
次いで、ガス化炉５ａの内壁炉５ｃ内は、最も上側の第１反応空間Ｒ１（絶乾領域）、第１反応空間Ｒ１の下方に位置する第２反応空間Ｒ２（加熱領域）、および第２反応空間Ｒ２の下方に位置する第３反応空間Ｒ３（ガス化領域）の３つの空間のそれぞれにおいて生じる現象が相違している。第１反応空間Ｒ１は、最も上側の吸気口５ｆの内側の空間が相当し、内部温度が１００℃以上２００℃以下に加熱され、導入口５ｅから導入された木質チップＡを絶乾状態（ほぼ水分がない状態）になるまで乾燥させる。
【0035】
第２反応空間Ｒ２は、上側から２段目の吸気口５ｆの内側の空間が相当し、吸気口５ｆから外気を導入し、第１反応空間Ｒ１にて絶乾状態にされた木質チップＡの表面を部分的に燃焼させて、木質チップＡが熱分解可能となる温度、要するに内部温度が２００℃以上６００℃以下になるまで加熱させる。また、第３反応空間Ｒ３は、上側から３段目の吸気口５ｆの内側から下方の空間が相当し、酸素過多にならないように吸気口５ｆからの外気の吸気量が制御され、内壁炉５ｃ内に導入された外気中の酸素が消失されることで、内部温度が８００℃以上１０００℃以下の還元雰囲気の状態が維持され、加熱された木質チップＡを熱分解させて可燃性ガスＧを発生させる。
【0036】
さらに、ガス化炉５ａの滞留空間Ｓは、第３反応空間Ｒ３にて発生させた可燃性ガスＧが内部排出口５ｊから導入され、この可燃性ガスＧが６００℃以上８００℃以下の温度で所定時間滞留する構成となっている。このとき、可燃性ガスＧは、滞留空間Ｓでの滞留によって、この可燃性ガスＧに残留するタール分の少なくとも一部が改質されて低分子化され可燃性ガスＧとされる構成となっている。そして、タール分が改質された可燃性ガスＧは、ガス排出口５ｈから排出されて、ガスコンディショニングユニット６を介してガスエンジン発電ユニット３のガスエンジン３ａへ供給される。
【0037】
＜動作＞
次に、上記第１実施形態に係るバイオマス発電システム１の動作について、図面を参照しながら説明する。
次に、上記第１実施形態に係るバイオマス発電システム１の動作について、図面を参照しながら説明する。
【0038】
（乾燥工程）
図１および図２に示すように、まず、例えば丸太等から加工された一辺１０ｃｍ程度の大きさの木質チップＡが大量に貯留された所定の貯留場所（図示せず）から、運搬機Ｔにて所定量の木質チップＡを、チップ乾燥ユニット４の投入用コンテナ部１１の開口部１１ｄから投入し、この投入用コンテナ部１１のチップ投入室１１ｃに所定量の木質チップＡを貯留させる。このとき、チップ投入室１１ｃに貯留された木質チップＡは、エアホース７ａから供給される熱風が吹き付けられて予備乾燥（事前乾燥）される。
図１および図２に示すように、まず、例えば丸太等から加工された一辺１０ｃｍ程度の大きさの木質チップＡが大量に貯留された所定の貯留場所（図示せず）から、運搬機Ｔにて所定量の木質チップＡを、チップ乾燥ユニット４の投入用コンテナ部１１の開口部１１ｄから投入し、この投入用コンテナ部１１のチップ投入室１１ｃに所定量の木質チップＡを貯留させる。このとき、チップ投入室１１ｃに貯留された木質チップＡは、エアホース７ａから供給される熱風が吹き付けられて予備乾燥（事前乾燥）される。
【0039】
この状態で、チップ乾燥ユニット４を駆動させる。すると、吸気ファン４ａから外気が吸気され、この吸気された外気が空冷熱交換器４ｂにて熱交換されて熱風とされ、この熱風が乾燥室１２ｅへ供給される。そして、チップ搬送装置４ｃにより、チップ投入室１１ｃに貯留された木質チップＡが徐々に調整室１２ｈおよび乾燥室１２ｅへと下流側へ搬送されていく。このとき、チップ搬送装置４ｃによってチップ投入室１１ｃから調整室１２ｈへ搬送される木質チップＡの搬送量が第２壁部１２ｊにて抑制されて調整され、所定量の木質チップＡが徐々に調整室１２ｈへ搬送される。また、調整室１２ｈから乾燥室１２ｅへ搬送される木質チップは、第１壁部１２ｉにてさらに木質チップＡの搬送量が抑制されて調整され、乾燥室１２ｅでの乾燥に適した所定量の木質チップＡが乾燥室１２ｅへ徐々に搬送される。
【0040】
このとき、木質チップＡは、ある程度の大きさを有しており、これら木質チップＡは搬送時にこれら木質チップＡ間に所定の隙間を有した状態でチップ搬送装置４ｃにて搬送される。このため、乾燥室１２ｅへ供給される熱風は、木質チップＡの搬送方向Ｈに抗する方向、要するに乾燥室１２ｅから調整室１２ｈおよびチップ投入室１１ｃ（下流側から上流側）へ流れ、チップ搬送装置４ｃにて徐々に搬送されてくる木質チップＡ間を通過して、これら木質チップＡを効率良く、例えば含水率４０％以上５０％以下の木質チップＡを含水率１０％以下に乾燥させる。
【0041】
（粉体排出工程）
ここで、チップ搬送装置４ｃにて木質チップＡを搬送するに際し木質チップＡ同士が擦れたり衝突したりして生じた木質粉体Ｐは、自重により板体１２ｄの複数の孔を通過して通気路１２ｃへ落下する。そして、通気路１２ｃに落下した木質粉体Ｐは、通気路１２ｃの下流側へと進んで外部へ排出される。さらに、チップ搬送装置４ｃにて搬送され乾燥室１２ｅにて乾燥された木質チップＡは、乾燥室１２ｅの下流側へ搬送されチップ排出口１２ｍからチップ排出装置１２ｎにてチップ搬送コンベヤ９へ排出される。
ここで、チップ搬送装置４ｃにて木質チップＡを搬送するに際し木質チップＡ同士が擦れたり衝突したりして生じた木質粉体Ｐは、自重により板体１２ｄの複数の孔を通過して通気路１２ｃへ落下する。そして、通気路１２ｃに落下した木質粉体Ｐは、通気路１２ｃの下流側へと進んで外部へ排出される。さらに、チップ搬送装置４ｃにて搬送され乾燥室１２ｅにて乾燥された木質チップＡは、乾燥室１２ｅの下流側へ搬送されチップ排出口１２ｍからチップ排出装置１２ｎにてチップ搬送コンベヤ９へ排出される。
【0042】
（導入工程）
そして、チップ搬送コンベヤ９へ排出された木質チップＡは、このチップ搬送コンベヤ９によってガス化ユニット５の導入口５ｅへ搬送され、この導入口５ｅからガス化ユニット５の内壁炉５ｃ内へ順次導入されて供給されていく。
そして、チップ搬送コンベヤ９へ排出された木質チップＡは、このチップ搬送コンベヤ９によってガス化ユニット５の導入口５ｅへ搬送され、この導入口５ｅからガス化ユニット５の内壁炉５ｃ内へ順次導入されて供給されていく。
【0043】
（初動工程）
ここで、ガス化ユニット５の初期駆動時においては、ガス化ユニット５の内壁炉５ｃへ所定量の木質チップＡを導入して堆積させた状態で、各吸気口５ｄからの外気の吸気量を調整しながら、例えばガスバーナー等の着火装置（図示せず）を用いて所定の点検窓５ｇから木質チップＡを燃焼させることによって、このガス化ユニット５でのガス化処理を開始（駆動）させる。
ここで、ガス化ユニット５の初期駆動時においては、ガス化ユニット５の内壁炉５ｃへ所定量の木質チップＡを導入して堆積させた状態で、各吸気口５ｄからの外気の吸気量を調整しながら、例えばガスバーナー等の着火装置（図示せず）を用いて所定の点検窓５ｇから木質チップＡを燃焼させることによって、このガス化ユニット５でのガス化処理を開始（駆動）させる。
【0044】
（加熱工程）
そして、ガス化ユニット５へ搬送された各木質チップＡは、内壁炉５ｃの最も上側に位置する第１反応空間Ｒ１において、１００℃以上２００℃以下の所定の温度に加熱され絶乾状態になるまで乾燥される。第１反応空間Ｒ１においては、第１反応空間Ｒ１の下方に位置する第２反応空間Ｒ２での木質チップＡの燃焼にて生じる発熱によって、第１反応空間Ｒ１の温度が所定の温度に維持される。
そして、ガス化ユニット５へ搬送された各木質チップＡは、内壁炉５ｃの最も上側に位置する第１反応空間Ｒ１において、１００℃以上２００℃以下の所定の温度に加熱され絶乾状態になるまで乾燥される。第１反応空間Ｒ１においては、第１反応空間Ｒ１の下方に位置する第２反応空間Ｒ２での木質チップＡの燃焼にて生じる発熱によって、第１反応空間Ｒ１の温度が所定の温度に維持される。
【0045】
次いで、第１反応空間Ｒ１にて絶乾状態とされた各木質チップＡは、内壁炉５ｃ内でのガス化によって最終的にその残存物として炭Ｃとなり下方へ落下していく。要するに、これら木質チップＡは、自重によって第２反応空間Ｒ２へ移動していく。そして、第２反応空間Ｒ２へ移動した木質チップＡは、吸気口５ｆから内壁炉５ｃ内に導入された外気中の酸素（Ｏ２）によって、これら木質チップＡの表面が部分的に燃焼され、これら木質チップＡが熱分解可能となる温度、要するに２００℃以上６００℃以下の所定の温度となるように加熱される。
【0046】
（ガス化工程）
さらに、第２反応空間Ｒ２にて熱分解可能な温度まで加熱された木質チップＡは、その後自重によって第３反応空間Ｒ３へ移動していく。このとき、第３反応空間Ｒ３においては、第２反応空間Ｒ２での木質チップＡの燃焼によって、内壁炉５ｃ内に導入された外気中の酸素（Ｏ２）が消失する。そして、第３反応空間Ｒ３へ移動した各木質チップＡは、内部温度が８００℃以上１０００℃以下とされ還元雰囲気状態が維持される。その結果、木質チップＡが熱分解されてガス化され可燃性ガスＧが生成される。
さらに、第２反応空間Ｒ２にて熱分解可能な温度まで加熱された木質チップＡは、その後自重によって第３反応空間Ｒ３へ移動していく。このとき、第３反応空間Ｒ３においては、第２反応空間Ｒ２での木質チップＡの燃焼によって、内壁炉５ｃ内に導入された外気中の酸素（Ｏ２）が消失する。そして、第３反応空間Ｒ３へ移動した各木質チップＡは、内部温度が８００℃以上１０００℃以下とされ還元雰囲気状態が維持される。その結果、木質チップＡが熱分解されてガス化され可燃性ガスＧが生成される。
【0047】
ここで、第３反応空間Ｒ３でのガス化によって、可燃性ガスＧとして一酸化炭素（ＣＯ）が発生すると同時に、不要物となる炭酸ガス（ＣＯ２）が発生する。また同時に、木質チップＡが重合し、炭素数の多い固形物として炭が生成される。また、木質チップＡに含まれる炭化水素の熱分解反応や還元反応に伴った、木質チップＡの有機物の不完全燃焼や熱分解等による縮重合反応が生じ、不純物であるタール分（多環芳香族炭化水素：ＰＨＡｓ）が生成される。
【0048】
（集炭工程）
ここで、第２反応空間Ｒ２での木質チップＡの燃焼や第３反応空間Ｒ３での木質チップＡのガス化によって生じた炭Ｃは、自重により内壁炉５ｃの下方へ落下していく。この炭Ｃは、内壁炉５ｃの下部において集炭機構５ｍの回転体５ｎの回転によって外周方向へ移動されて集められていく。
ここで、第２反応空間Ｒ２での木質チップＡの燃焼や第３反応空間Ｒ３での木質チップＡのガス化によって生じた炭Ｃは、自重により内壁炉５ｃの下方へ落下していく。この炭Ｃは、内壁炉５ｃの下部において集炭機構５ｍの回転体５ｎの回転によって外周方向へ移動されて集められていく。
【0049】
（排出工程）
その後、集炭機構５ｎにて集められた炭Ｃは、回転体５ｎと下部排出口５ｋとの間の隙間から外壁部５ｂ内へ排出される。さらに、外壁部５ｂ内へ排出された炭Ｃは、炭排出口５ｐから炭排出コンベヤ５ｑへ排出され、この炭排出コンベヤ５ｑによって貯留タンク５ｒへ搬送されて貯留される。
その後、集炭機構５ｎにて集められた炭Ｃは、回転体５ｎと下部排出口５ｋとの間の隙間から外壁部５ｂ内へ排出される。さらに、外壁部５ｂ内へ排出された炭Ｃは、炭排出口５ｐから炭排出コンベヤ５ｑへ排出され、この炭排出コンベヤ５ｑによって貯留タンク５ｒへ搬送されて貯留される。
【0050】
（タール分改質工程）
さらに、第３反応空間Ｒ３にて生成された可燃性ガスＧは、内壁炉５ｃ内から内部排出口５ｊを介して滞留空間Ｓへ排出される。そして、この可燃性ガスＧは、比較的低い温度、例えば６００℃以上８００℃以下の温度を維持しながら滞留空間Ｓを周方向に向けて所定時間に亘って巡回して滞留する。このとき、この可燃性ガスＧに残留するタール分が改質されて可燃性ガス（シンガス：一酸化炭素（ＣＯ）と水素（Ｈ２）との混合ガス）Ｇとされる。ここで、タール分の改質は、このタール分を構成する種々の成分、例えばＰＡＨｓ（ペンゾ［ａ］ピレン、ペンゾ［ａ］アントラセン、アントラセンなど）、ニトロＰＡＨ（２－ニトロフルオレン、１－ニトロピレンなど）、ＰＡＨキノン（１，２－ナフトキノン、９，１０－アントラキノン等）よりも炭素数を少なく、要するに低分子化させることによって、比較的低い温度でも気体（ガス）状態を維持する良質な可燃性ガスとされる。
さらに、第３反応空間Ｒ３にて生成された可燃性ガスＧは、内壁炉５ｃ内から内部排出口５ｊを介して滞留空間Ｓへ排出される。そして、この可燃性ガスＧは、比較的低い温度、例えば６００℃以上８００℃以下の温度を維持しながら滞留空間Ｓを周方向に向けて所定時間に亘って巡回して滞留する。このとき、この可燃性ガスＧに残留するタール分が改質されて可燃性ガス（シンガス：一酸化炭素（ＣＯ）と水素（Ｈ２）との混合ガス）Ｇとされる。ここで、タール分の改質は、このタール分を構成する種々の成分、例えばＰＡＨｓ（ペンゾ［ａ］ピレン、ペンゾ［ａ］アントラセン、アントラセンなど）、ニトロＰＡＨ（２－ニトロフルオレン、１－ニトロピレンなど）、ＰＡＨキノン（１，２－ナフトキノン、９，１０－アントラキノン等）よりも炭素数を少なく、要するに低分子化させることによって、比較的低い温度でも気体（ガス）状態を維持する良質な可燃性ガスとされる。
【0051】
（導出工程）
そして、滞留空間Ｓにてタール分が改質された可燃性ガスＧは、例えば３５０Ｎｍ３／ｈ以上８００Ｎｍ３／ｈ程度の発生量でガス化炉５ａのガス排出口５ｈから排出され、ガスコンディショニングユニット６のガスフィルタ６Ａへ供給される。
そして、滞留空間Ｓにてタール分が改質された可燃性ガスＧは、例えば３５０Ｎｍ３／ｈ以上８００Ｎｍ３／ｈ程度の発生量でガス化炉５ａのガス排出口５ｈから排出され、ガスコンディショニングユニット６のガスフィルタ６Ａへ供給される。
【0052】
（副産物除去工程）
その後、ガスフィルタ６Ａへ供給された可燃性ガスＧは、この可燃性ガスＧに含まれる副生成物がガスフィルタ６Ａにて除去されてから電気集塵機６Ｂへ供給される。
その後、ガスフィルタ６Ａへ供給された可燃性ガスＧは、この可燃性ガスＧに含まれる副生成物がガスフィルタ６Ａにて除去されてから電気集塵機６Ｂへ供給される。
【0053】
（微小物質除去工程）
さらに、電気集塵機６Ｂへ供給された可燃性ガスＧは、この可燃性ガスＧに含まれる微小物質が電気集塵機６Ｂにて除去されてからガスエンジン発電ユニット３のガスエンジン３ａへ供給される。
さらに、電気集塵機６Ｂへ供給された可燃性ガスＧは、この可燃性ガスＧに含まれる微小物質が電気集塵機６Ｂにて除去されてからガスエンジン発電ユニット３のガスエンジン３ａへ供給される。
【0054】
（発電工程）
ガスエンジン発電ユニット３においては、供給された可燃性ガスＧをガスエンジン３ａで燃焼させることで、附随する発電機３ｂが駆動されて所定量の電力が発電される。このとき、この発電機３ｂにおいては、例えば定格出力２５０ｋＷ以上７５０ｋＷ以下の電力が発電されるとともに、例えば５００ｋＷ以上１５００ｋＷ以下の熱出力を出力させる。
ガスエンジン発電ユニット３においては、供給された可燃性ガスＧをガスエンジン３ａで燃焼させることで、附随する発電機３ｂが駆動されて所定量の電力が発電される。このとき、この発電機３ｂにおいては、例えば定格出力２５０ｋＷ以上７５０ｋＷ以下の電力が発電されるとともに、例えば５００ｋＷ以上１５００ｋＷ以下の熱出力を出力させる。
【0055】
（メタネーション工程）
さらに、ガスエンジン発電ユニット３での発電、要するにガスエンジン３ａでの可燃性ガスＧの燃焼にて生じる排ガスがメタネーションユニット８へ供給される。このメタネーションユニット８においては、供給される排ガスに含まれる二酸化炭素（炭酸ガス：ＣＯ２）と、電気分解にて生成した水素（Ｈ２）とからメタンガス（可燃性ガス：ＣＨ４）が合成される。このとき、この合成したメタンガスをガスエンジン発電ユニット３へ供給し、ガスエンジン発電ユニット３での発電時に可燃性ガスＧとして用いることも可能である（オプション機能）。
さらに、ガスエンジン発電ユニット３での発電、要するにガスエンジン３ａでの可燃性ガスＧの燃焼にて生じる排ガスがメタネーションユニット８へ供給される。このメタネーションユニット８においては、供給される排ガスに含まれる二酸化炭素（炭酸ガス：ＣＯ２）と、電気分解にて生成した水素（Ｈ２）とからメタンガス（可燃性ガス：ＣＨ４）が合成される。このとき、この合成したメタンガスをガスエンジン発電ユニット３へ供給し、ガスエンジン発電ユニット３での発電時に可燃性ガスＧとして用いることも可能である（オプション機能）。
【0056】
（熱排出工程１）
また、ガスエンジン発電ユニット３での発電、ガス化ユニット５でのガス化、およびガスフィルタ６Ａでの副産物除去の際に発生する熱は、高温熱交換ユニット７Ａから供給される高温冷却水Ｗ１にて熱交換されて排出される。そして、この熱交換された高温な高温冷却水Ｗ１が、例えば２０ｍ３／ｈ以上４０ｍ３／ｈ以下の供給量で高温熱交換ユニット７Ａへ供給されて循環される。その後、高温熱交換ユニット７Ａにて高温冷却水Ｗ１がチップ乾燥ユニット４の空冷熱交換器４ｂへ供給され、この空冷熱交換器４ｂの熱源として利用され熱交換される。
また、ガスエンジン発電ユニット３での発電、ガス化ユニット５でのガス化、およびガスフィルタ６Ａでの副産物除去の際に発生する熱は、高温熱交換ユニット７Ａから供給される高温冷却水Ｗ１にて熱交換されて排出される。そして、この熱交換された高温な高温冷却水Ｗ１が、例えば２０ｍ３／ｈ以上４０ｍ３／ｈ以下の供給量で高温熱交換ユニット７Ａへ供給されて循環される。その後、高温熱交換ユニット７Ａにて高温冷却水Ｗ１がチップ乾燥ユニット４の空冷熱交換器４ｂへ供給され、この空冷熱交換器４ｂの熱源として利用され熱交換される。
【0057】
この空冷熱交換器４ｂでの熱交換によって、吸気ファン４ａにて熱交換室１２ｆへ吸気された外気（空気）が温められて熱風とされ、この熱風が乾燥室１２ａと供給され、この乾燥室１２ａへと搬送される木質チップＡが乾燥される。さらに、空冷熱交換器４ｂにて熱交換された高温冷却水Ｗ１は、再び高温熱交換ユニット７Ａを介して、ガスエンジン発電ユニット３、ガス化ユニット５およびガスフィルタ６Ａのそれぞれへ供給されて循環される。
【0058】
（熱排出工程２）
さらに、ガスフィルタ６Ａから排出される低温冷却水Ｗ２は、低温熱交換ユニット７Ｂへ供給される。そして、この低温熱交換ユニット７Ｂにて低温冷却水Ｗ２を熱源として熱交換が行われ、この熱交換にて空気を温めて熱風を生じさせ、この熱風がエアホース７ａにてチップ乾燥ユニット４のチップ投入室１１ｃへ供給され、このチップ投入室１１ｃに蓄積させた木質チップＡが予備的に事前乾燥される。
さらに、ガスフィルタ６Ａから排出される低温冷却水Ｗ２は、低温熱交換ユニット７Ｂへ供給される。そして、この低温熱交換ユニット７Ｂにて低温冷却水Ｗ２を熱源として熱交換が行われ、この熱交換にて空気を温めて熱風を生じさせ、この熱風がエアホース７ａにてチップ乾燥ユニット４のチップ投入室１１ｃへ供給され、このチップ投入室１１ｃに蓄積させた木質チップＡが予備的に事前乾燥される。
【0059】
＜作用効果＞
（ガス化）
以上により、本第１実施形態に係るバイオマス発電システム１によれば、ガス化ユニット５の内壁炉５ｃ内にて木質チップＡから発生させた可燃性ガスＧを、この内壁炉５ｃと外壁部５ｂとの間の滞留空間Ｓにて所定時間に亘って滞留させて、この可燃性ガスＧに含まれるタール分を可燃性ガスＧに改質させる構成としている。この結果、可燃性ガスＧに含まれるタール分を可能な限り少なくでき、タール分の生成を抑制できる。
（ガス化）
以上により、本第１実施形態に係るバイオマス発電システム１によれば、ガス化ユニット５の内壁炉５ｃ内にて木質チップＡから発生させた可燃性ガスＧを、この内壁炉５ｃと外壁部５ｂとの間の滞留空間Ｓにて所定時間に亘って滞留させて、この可燃性ガスＧに含まれるタール分を可燃性ガスＧに改質させる構成としている。この結果、可燃性ガスＧに含まれるタール分を可能な限り少なくでき、タール分の生成を抑制できる。
【0060】
よって、例えば配管などの機器中や、生成された可燃性ガスＧにて駆動させるガスエンジン発電ユニット３のガスエンジン３ａのシリンダやプラグ等のへのタール分の付着を低減でき、このガスエンジン３ａ等の可燃性ガスＧが通過する機器等のメンテナンス頻度を低減できる。また同時に、このタール分の付着等による発電時のエネルギー損失を少なくできる。このため、ガスエンジン発電ユニット３の長期間に亘る安定した駆動（運転）が可能となる。また同時に、可燃性ガスＧに含まれるタール分を改質させて可燃性ガスＧとしているため、可燃性ガスＧの利用効率を生産性良く向上でき、ガスエンジン発電ユニット３の発電効率を向上できる。
【0061】
特に、ガス化ユニット５において、第２反応空間Ｒ２にて木質チップＡの表面を部分的に燃焼させることで、内壁炉５ｃの内部温度を木質チップＡが熱分解可能となる温度まで加熱する構成としている。このため、例えばボイラ等の加熱装置を別途用いることなく、ガス化炉５ａ内を木質チップＡの熱分解に必要な温度まで加熱できるから、これら木質チップＡの熱分解に必要な温度までのガス化炉５ａ内の加熱を簡単な構成で連続して行うことができる。
【0062】
さらに、ガス化炉５ａの各通気口５ｆからの外気の吸気量を調整しつつ、ガス化炉５ａ内の第２反応空間Ｒ２による木質チップＡの表面の部分的な燃焼によって、第２反応空間Ｒ２の温度を２００℃以上６００℃以下の木質チップＡが熱分解可能な温度まで加熱でき、ガス化炉５ａの第３反応空間Ｒ３の内部温度を８００℃以上１０００℃以下の還元雰囲気状態に維持して木質チップＡを熱分解させて可燃性ガスＧを発生でき、ガス化炉５ａの滞留空間Ｓでの可燃性ガスＧの温度を、残存するタール分が改質可能な６００℃以上８００℃以下にできる。よって、ガス化炉５ａの滞留空間Ｓに供給されて滞留する可燃性ガスＧを、例えばボイラ等の加熱装置を別途設けて加熱等することなく、滞留空間Ｓでの可燃性ガスＧの滞留時間を調整でき、この可燃性ガスＧに残留するタール分を適切に改質させて可燃性ガスＧにできる。
【0063】
また、ガス化炉５ａ内においては、通気口５ｆから吸気した外気中の酸素を第２反応空間Ｒ２での木質チップＡの燃焼で消失させて、第３反応空間Ｒ３で還元雰囲気を形成する構成としている。また同時に、ガス化炉５ａの滞留空間Ｓに可燃性ガスＧを滞留および巡回させて、残留するタール分を所定時間に亘って効率よく改質して可燃性ガスＧとしている。この結果、木質チップＡの熱分解にて生成される可燃性ガスＧに加え、この熱分解にて生じたタール分をも可燃性ガスＧにできるため、生産効率良く可燃性ガスＧを生成でき、可燃性ガスＧに残留するタール分を簡単な構成で効率良く改質できる。要するに、外部からの熱を利用せずに、木質チップＡそのものを一部燃焼させることで得られる熱を用いて木質チップＡを熱分解させ、この熱分解にて発生するタール分を改質させて可燃性ガスＧにできる。
【0064】
さらに、ガス化炉５ａ内での木質チップＡの燃焼や熱分解にて生じガス化炉５ａの下部に堆積する炭Ｃを、このガス化炉５ａの下部排出口５ｋに取り付けた集炭機構５ｍにて集めて炭排出口５ｐから排出させる。そして、炭排出口５ｐから排出される炭Ｃを炭排出コンベヤ５ｑにて貯留タンク５ｒへ連続して排出させて集積させる構成としている。このため、ガス化炉５ａ内で生じた炭Ｃを連続的に効率良くガス化炉５ａの外部へ排出でき、貯留タンク５ｒに堆積させた炭Ｃの再利用を容易にできる。
【0065】
（チップ乾燥）
そして、木質チップＡをガス化ユニット５へ導入する前に、チップ乾燥ユニット４にて乾燥させる構成としている。このため、乾燥が不十分な木質チップＡであっても、チップ乾燥ユニット４にて乾燥させてからガス化ユニット５へ導入でき、このガス化ユニット５にて効率良く可燃性ガスＧを生成できる。
そして、木質チップＡをガス化ユニット５へ導入する前に、チップ乾燥ユニット４にて乾燥させる構成としている。このため、乾燥が不十分な木質チップＡであっても、チップ乾燥ユニット４にて乾燥させてからガス化ユニット５へ導入でき、このガス化ユニット５にて効率良く可燃性ガスＧを生成できる。
【0066】
また、ガス化ユニット５から排出される高温冷却水Ｗ１を高温熱交換ユニット７Ａへ供給し、この高温冷却水Ｗ１を高温熱交換ユニット７Ａからチップ乾燥ユニット４の空冷熱交換器４ｂへ循環させ、この空冷熱交換器４ｂでの熱交換にて生じさせた熱風を用いて、チップ乾燥ユニット４のチップ搬送装置４ｃにて搬送される木質チップＡを連続的に乾燥させる構成としている。このため、チップ乾燥ユニット４にて木質チップＡを乾燥させる際に必要となる熱を、ガス化ユニット５での可燃性ガスＧの生成時に生じた排熱を活用することで補うことができる。
【0067】
要するに、ガス化ユニット５での可燃性ガスＧの生成にて生じた熱エネルギーを再利用して木質チップＡを乾燥させている。このため、例えばボイラ等の加熱装置を用いて木質チップＡを乾燥させる場合に比べ、新たな熱源を用いることなく木質チップＡを効率良く連続的に乾燥できるから、エネルギー効率よく木質チップＡを乾燥できる。また、木質チップＡを効率良く乾燥させるために必要な構成を、吸気ファン５ａや空冷熱交換器４ｂ等による簡略な構成で実現できる。よって、例えばボイラ等の自ら発熱する機能を有する加熱装置を用いる必要がないため、木質チップＡを乾燥させるための構成を簡略化でき、木質チップＡの乾燥に必要な消費エネルギーを低減できる。
【0068】
また、チップ搬送ユニット４の空冷熱交換器４ｂにて熱交換した熱風を乾燥室１２ｅから調整室１２ｈおよびチップ投入室１１へ供給する構成としている。このため、チップ乾燥ユニット４のチップ搬送装置４ｃにて搬送される木質チップＡに対し、この木質チップＡの搬送方向Ｈに抗した方向に向けて熱風を吹き付けて乾燥できる。よって、チップ投入室１１ｃへ投入された大量の木質チップＡをチップ搬送装置４ｃにて搬送しながら順次効率良く乾燥できる。
【0069】
特に、チップ搬送ユニット４は、チップ投入室１１ｃの下流側の開口断面積が第２壁部１２ｊにて狭められ、このチップ投入室１１ｃの下流側の調整室１２ｈの下流側の開口断面積が第１壁部１２ｉにてさらに狭められた構成とされている。この結果、チップ投入室１１ｃに投入された木質チップＡは、チップ搬送装置４ｃにて搬送されながら、まずチップ投入室１１ｃから調整室１２ｈへ搬送されるに際し第２壁部１２ｊによって木質チップＡの搬送量が所定量に抑制されて調整されてから、次いで調整室１２ｈから乾燥室１２ｅへ搬送されるに際し第１壁部１１ｉによって木質チップＡの搬送量がさらに少量の所定量に抑制されて調整されて乾燥室１２ｅへ搬送されていく。
【0070】
よって、チップ投入室１１ｃへ投入した大量の木質チップＡのチップ搬送装置４ｃによる搬送量を第１壁部１２ｉおよび第２壁部１２ｊにて段階的に抑制し、乾燥効率の良い所定量の木質チップＡを乾燥室１２ｅへ徐々に搬送できるから、大量の木質チップＡを乾燥室１２ｅにて効率よく連続的に順次乾燥させることができる。
【0071】
また、生成された可燃性ガスＧに含まれる副生成物を除去するガスフィルタ７Ａを冷却するための低温冷却水Ｗ２を低温熱交換ユニット７Ｂへ供給し、この低温熱交換ユニット７Ｂにて低温冷却水Ｗ２を熱源として熱交換した熱風をエアホース７ａから、チップ投入室１１ｃに投入された木質チップＡに吹き付けて事前乾燥させる構成としている。この結果、チップ投入室１１ｃへ投入された木質チップＡを乾燥室１２ｅにて乾燥させる前段階で、これら木質チップＡを事前乾燥でき、これら木質チップＡから発生した水分を含んだ空気を開口部１１ｄから外部へ排出できる。よって、例えばボイラ等の加熱装置を用いることなく、ガスフィルタ７Ａにて生じる排熱を利用して木質チップＡを事前乾燥できるから、エネルギー効率良く木質チップＡを乾燥でき、チップ乾燥ユニット４による木質チップＡの乾燥効率を向上できる。
【0072】
（ユニット化）
また、ガス化ユニット５のガス化炉５ａを取り外し可能かつ移動可能にユニット化しているとともに、チップ乾燥ユニット４の投入用コンテナ部１１および乾燥用コンテナ部１２のそれぞれをボックス状に形成し取り外し可能、要するに移動可能な組み立て式のユニット化した構成としている。このため、所定の場所に一旦設置したチップ乾燥ユニット４を投入用コンテナ部１１と乾燥用コンテナ部１２とに分解することで、これら投入用コンテナ部１１および乾燥用コンテナ部１２を別個に移動可能にできる。また、ガス化ユニット５を設置場所から取り外すことにより、このガス化ユニット５も移動可能となる。
また、ガス化ユニット５のガス化炉５ａを取り外し可能かつ移動可能にユニット化しているとともに、チップ乾燥ユニット４の投入用コンテナ部１１および乾燥用コンテナ部１２のそれぞれをボックス状に形成し取り外し可能、要するに移動可能な組み立て式のユニット化した構成としている。このため、所定の場所に一旦設置したチップ乾燥ユニット４を投入用コンテナ部１１と乾燥用コンテナ部１２とに分解することで、これら投入用コンテナ部１１および乾燥用コンテナ部１２を別個に移動可能にできる。また、ガス化ユニット５を設置場所から取り外すことにより、このガス化ユニット５も移動可能となる。
【0073】
よって、これらガス化ユニット５、投入用コンテナ部１１および乾燥用コンテナ部１２のそれぞれを、例えばトラック等に搭載して容易に移動できるから、可燃性ガスＧを必要とする場所への移動および設置を容易にできる。要するに、例えば何らかの震災等が生じて電気不足が懸念される任意の地域や場所へ、木質チップＡを用いた比較的簡略な構成のバイオマス発電システム１を容易に移動させて、ガス化ユニット５、投入用コンテナ部１１および乾燥用コンテナ部のそれぞれを組み立て直して可動可能に設置できるから、これら任意の地域や場所での電気不足を一時的に補うことができる。
【0074】
以上により、本発明の第１実施形態に係るバイオマス発電システム１は、ＳＤＧｓの目標である、「目標７：エネルギーをみんなに。そしてクリーンに」や、「目標９：産業と技術革新の基盤をつくろう」、「目標１１：住み続けられるまちづくりを」、「目標１２：作る責任、使う責任」、「目標１３：気候変動に具体的な対策を」、「目標１５：陸の豊かさも守ろう」等の目標の解決に寄与している。
【0075】
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照して説明する。
【0076】
［第２実施形態］
＜全体構成＞
図７に示す本発明の第２実施形態に係るバイオマス発電システム２１は、主としてガスコンディショニングユニット２６の構成が、上述した第１実施形態に係るバイオマス発電システム１のガスコンディショニングユニット６と相違する。なお、本第１実施形態と共通する構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
＜全体構成＞
図７に示す本発明の第２実施形態に係るバイオマス発電システム２１は、主としてガスコンディショニングユニット２６の構成が、上述した第１実施形態に係るバイオマス発電システム１のガスコンディショニングユニット６と相違する。なお、本第１実施形態と共通する構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【0077】
具体的に、このバイオマス発電システム２１は、ガス化ユニット５を構成するガス化炉５ａの下流側にガスコンディショニングユニット２６が接続され、このガスコンディショニングユニット２６の下流側にガスエンジン発電ユニット３が接続されている。このガスコンディショニングユニット２６は、ガス化炉５ａの下流側に接続された固形物除去フィルタとしてのサイクロンフィルタ２６ａを備えている。このサイクロンフィルタ２６ａは、ガス化炉５ａにて生成された可燃性ガスＧが導入され、この可燃性ガスＧを旋回させて、この可燃性ガスＧに含まれる固形物（例えばバイオ炭など）を分離、具体的には３～５μｍ以上の大きさの固形物を除去する構成とされている。また、サイクロンフィルタ２６ａの下方には、このサイクロンフィルタ２６ａにて分離した固形物を回収するための回収機としてのサイクロンボトム排出物ドラム２６ｃが設置されている。
【0078】
また、サイクロンフィルタ２６ａの下流側には、気液分離システム２７が接続されている。この気液分離システム２７は、ホットガスフィルタ２７ａを介して熱交換器である高温ガス冷却器２７ｂが接続された構成とされ、この高温ガス冷却器２７ｂの下流側に回収機としてのコンデンセート回収用のノックアウトドラム２７ｃが接続されている。この気液分離システム２７は、供給される可燃性ガスＧに含まれる微細な炭（バイオ炭）をホットガスフィルタ２７ａにて吸着濾過してから、この可燃性ガスＧを高温ガス冷却器２７ｂにて熱交換して８００℃から８０℃程度に冷却した後にノックアウトドラム２７ｃへ供給させ、このノックアウトドラム２７ｃへ供給させた際の線速度の低下を利用して、可燃性ガスＧに含まれるミスト状のタールを液化させて析出させ、この析出させた液状のタールをコンデンセートとして、ノックアウトドラム２７ｃ内に設置された網状部２７ｄに付着させて回収する構成とされている。また、ホットガスフィルタ２７ａは、窒素ボンベ２７ｈから供給される窒素ガスが外気（空気）を取り込みつつ供給される構成となっている。この窒素ガスは、ホットガスフィルタ２７ａへ供給される前にガス化炉５ａへ供給され、このガス化炉５ａへ供給させた後の窒素ガスがホットガスフィルタ２７ａに供給される構成とされている。
【0079】
ここで、気液分離システム２７は、メンテナンス性向上の観点から、２系統が並列に設置され、一方の気液分離システム２７のメンテナンス中に他方の気液分離システム２７を駆動させて、供給される可燃性ガスＧ中に含まれるミスト状のタールを液化させて連続的に回収できる構成となっている。さらに、これら気液分離システム２７それぞれのノックアウトドラム２７ｃの下端には、これらノックアウトドラム２７ｃにて回収された液状のタールを回収して貯留する貯留槽２７ｅが設置されている。そして、この貯留槽２７ｅには、この貯留槽２７ｅに貯留させた液状のタールを回収するためのタール回収タンク２７ｆが取り付けられている。また、各気液分離システム２７それぞれのホットガスフィルタ２７ａの下端には、これらホットガスフィルタ２７ａにて濾過したバイオ炭を回収するため排出部としてのボトム排出ドラム２７ｇがそれぞれ取り付けられている。
【0080】
さらに、これら２系統それぞれの気液分離システム２７の下流側には低温クーラ２６ｅが接続され、この低温クーラ２６ｅを通過する可燃性ガスＧを大気温程度、例えば２５℃程度まで冷却する構成となっている。そして、この低温クーラ２６ｅの下流側には、固形物除去システム２８が接続されている。この固形物除去システム２８は、上流側に設置されたデミスタ２８ａと、このデミスタ２８ａの下流側に接続された乾式フィルタ２８ｂとで構成されている。ここで、デミスタ２８ａは、供給される可燃性ガスＧに含まれる不純物（固形物）を、内部に設置されたワイヤーメッシュの線条にて捕集分離除去する分離促進機である。また、乾式フィルタ２８ｂは、例えば４００℃程度の高温フィルタであり、供給される可燃性ガスＧに含まれる微細、例えば０．６μｍ以上の不純物（固形物や液状物：タールなど）を、内部に設置されたフィルタにて捕集分離して除去する捕集分離機である。
【0081】
ここで、この固形物除去システム２８もまた、メンテナンス性向上の観点から、２系統が並列に設置され、一方の固形物除去システム２８のメンテナンス中に他方の固形物除去システム２８を用いて、供給される可燃性ガスＧ中に含まれる固形物を連続的に捕集分離して除去できる構成となっている。
【0082】
さらに、これら各固形物除去システム２８の下流側には、負圧システムとしてのガスブロワ２９が取り付けられ、このガスブロワ２９の下流側がガスエンジン発電ユニット３の発電機３ｂに接続されている。このガスブロワ２９は、発電機３ｂの直前の位置に設置されて接続され、この発電機３ｂより下流側、要するにガス化炉５ａから発電機３ｂまでの間の配管はすべて一貫して接続されており、このガスブロア２９一つで可燃性ガスＧを引き抜いて、この配管内の圧力を大気圧より負圧にして、ガス化炉５ａから回収される可燃性ガスＧを発電機３ｂまで流動させて稼働させる構成となっている。また、このガスブロワ２９には、酸素分析計２９ａが取り付けられ、このガスブロワ２９を通過する可燃性ガスＧに含まれる酸素濃度を分析できる構成となっている。
【0083】
そして、発電機３ｂに可燃性ガスＧを送らない場合には、配管内から引かれた可燃性ガスＧがフレア２２ｂに送られる。ガスブロア２９の可燃性ガスＧは、プロパンボンベ２２ａから供給されるプロパンガスとフレア空気ブロア２２ｃから供給される外気（空気）とに混合させ、その後フレア２２ｂへ供給されて、このフレア２２ｂにて完全燃焼し大気に放出する構成となっている。
【0084】
また、各気液分離システム２７のホットガスフィルタ２７ａにて微細な炭（バイオ炭）と分離された高温の可燃性ガスＧは、高温ガス冷却器２７ｂにて８０℃程度に調整され、ノックアウトドラム２７ｃで気液分離してから低温クーラ２６ｅにて２０℃程度に調整された後、固形物除去システム２８のデミスタ２８ａおよび乾式フィルタ２８ｂにてさらにミストおよび固形物除去を行う構成となっている。
【0085】
さらに、発電機３ｂには、この発電機３ｂによる発電に際して生じる発熱を防止、要するに発電機３ｂを冷却するための発電機冷却システム２３が取り付けられている。この発電機冷却システム２３は、熱交換ユニットとして機能し、仮に熱交換ユニットが停止して冷却できない場合に発電機３ｂを冷却するためのラジエータ２３ａを備えている。そして、このラジエータ２３ａから排出される加熱された冷却水は、高温冷却水タンク２３ｂに供給される構成となっている。この高温冷却水タンク２３ｂの下流側には高温冷却水ポンプ２３ｃが接続され、この高温冷却水ポンプ２３ｃの下流側に高温冷却器２３ｄが接続されている。
【0086】
要するに、発電機３ｂが通常発電している場合は、高温冷却水タンク２３ｂ内の冷却水が高温冷却水ポンプ２３ｃにて高温冷却器２３ｄへ供給されて冷却され、この冷却された冷却水がチップ乾燥ユニット４の空冷熱交換器４ｂへ供給されて、この空冷熱交換器４ｂを介して発電機３ｂが冷却される構成となっている。また、発電機３ｂが稼働し発生した熱により加熱された高温冷却水は、チップ搬送ユニット４の、例えば空冷熱交換器４ｂへと供給され、この空冷熱交換器４ｂによる熱交換の熱源として利用される構成となっている。
【0087】
＜作用効果＞
以上により、本第２実施形態に係るバイオマス発電システム２１によれば、上記第１実施形態に係るバイオマス発電システム１と同様の作用効果を奏する上、以下の作用効果を奏することができる。
以上により、本第２実施形態に係るバイオマス発電システム２１によれば、上記第１実施形態に係るバイオマス発電システム１と同様の作用効果を奏する上、以下の作用効果を奏することができる。
【0088】
要するに、このバイオマス発電システム２１は、ガスエンジン発電ユニット３、ガス化ユニット５、およびガスコンディショニングユニット２６のそれぞれから排出される排熱をすべて回収し、この排熱をチップ乾燥ユニット４での木質チップＡの乾燥に利用する構成としているため、エネルギーロスを少なくでき、効率良く稼働できる。
【0089】
すなわち、発電機３ｂの直前にガスブロワ２９を設置し、ガス化炉５ａから発電機３ｂまでの配管内の可燃性ガスＧや空気を必要に応じて引き抜いて、この配管内の圧力を大気圧より負圧にして、ガス化炉５ａから回収される可燃性ガスＧを発電機３ｂまで流動させて稼働する構成としている。このため、ガスブロワ２９による配管内の可燃性ガスまたは空気の引き抜きが、ガス化炉５ａから発電機３ｂまでの可燃性ガスＧの流動源（動力源）となり、このガスブロワ２９以外、例えば吸引ファンやポンプ等の動力源をなんら用いることなく、ガス化ユニット５から導出される可燃性ガスＧを発電機３ｂまで連続的に供給できる。よって、ガス化炉５ａから発電機３ｂまでの配管設備を簡素化でき、配管の設備コストを抑制できるとともに、高圧（正圧）なガスを用いずに済むため、運転上のリスクを低減でき、運転上の安全性を高めることができる。
【0090】
また、気液分離システム２７および固形物除去システム２８のそれぞれを２系統にして並列に設置させている。このため、一方の気液分離システム２７または固体物除去システム２８のメンテナンス中に、他方の気液分離システム２７または固体物除去システム２８を駆動させることができる。よって、これら気液分離システム２７または固体物除去システム２８のいずれか一方をメンテナンスする際においても、ガス化炉５ａから回収される可燃性ガスＧから、他方の気液分離システム２７にて液状のタールを回収でき、この可燃性ガスＧに含まれる不純物（固形物）を他方の固体物除去システム２８にて捕集分離できる。
【0091】
このため、ガス化炉５ａから回収される可燃性ガスＧを用いた発電機３ｂによる発電を連続的に行うことができる。よって、これら気液分離システム２７および固形物除去システム２８をメンテナンスする際に発電機３ｂによる発電を停止させたり、ガス化炉５ａからの可燃性ガスＧの回収を停止させたりする必要がなくなり、バイオマス発電システム２１による発電効率を向上できる。
【0092】
さらに、発電機３ｂにて加熱された高温冷却水を、チップ搬送ユニット４へ供給して、このチップ搬送ユニット４での木質チップＡを乾燥させる際の熱源として利用する構成としている。また、各気液分離システム２７の高温ガス冷却器２７ｂそれぞれでの熱交換にて加熱された高温冷却水もまた、チップ搬送ユニット４へ供給して、このチップ搬送ユニット４での木質チップＡを乾燥させる際の熱源として利用する構成としている。このため、例えばボイラ等の加熱装置を用いて木質チップＡを乾燥させる場合に比べ、新たな熱源を用いることなく木質チップＡを効率良く連続的に乾燥できるから、エネルギー効率よく木質チップＡを乾燥できる。
【0093】
［その他］
なお、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が含まれる。例えば、前述した各実施形態は、本発明を分りやすく説明するために説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
なお、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が含まれる。例えば、前述した各実施形態は、本発明を分りやすく説明するために説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【0094】
１ バイオマス発電システム
２ バイオマスガス化システム
３ ガスエンジン発電ユニット
３ａ ガスエンジン
３ｂ 発電機
４ チップ乾燥ユニット
４ａ 吸気ファン
４ｂ 空冷熱交換器
４ｃ チップ搬送装置
４ｄ 可動羽
４ｅ 係止面
４ｆ 傾斜面
４ｇ 駆動装置
４ｈ 固定羽
４ｉ 係止面
４ｊ 傾斜面
５ ガス化ユニット
５ａ ガス化炉
５ｂ 外壁部
５ｃ 内壁炉
５ｄ メンテナンス口
５ｅ 導入口
５ｄ 吸気口
５ｇ 点検窓
５ｈ ガス排出口
５ｉ 傾斜部
５ｊ 内部排出口
５ｋ 下部排出口
５ｍ 集炭機構
５ｎ 回転体
５ｐ 炭排出口
５ｑ 炭排出コンベヤ
５ｒ 貯留タンク
６ ガスコンディショニングユニット
６Ａ ガスフィルタ
６Ｂ 電気集塵機
６Ｃ 水処理装置
７ 熱交換ユニット
７Ａ 高温熱交換ユニット
７Ｂ 低温熱交換ユニット
７ａ エアホース
８ メタネーションユニット
９ チップ搬送コンベヤ
１１ 投入用コンテナ部
１１ａ 底面部
１１ｂ 板材
１１ｃ チップ投入室
１１ｄ 開口部
１２ 乾燥用コンテナ部
１２ａ 制御室
１２ｂ 底面部
１２ｃ 通気路
１２ｄ 板材
１２ｅ 乾燥室
１２ｆ 熱交換室
１２ｇ 天板部
１２ｈ 調整室
１２ｉ 第１壁部
１２ｊ 第２壁部
１２ｋ 通気口
１２ｍ チップ排出口
１２ｎ チップ排出装置
２１ バイオマス発電システム
２２ａ プロパンボンベ
２２ｂ フレア
２２ｃ フレア空気ブロワ
２２ｄ フレアブロワ
２３ 発電機冷却システム
２３ａ ラジエータ
２３ｂ 高温冷却水タンク
２３ｃ 高温冷却水ポンプ
２３ｄ 高温冷却器
２６ ガスコンディショニングユニット
２６ａ サイクロンフィルタ
２６ｃ サイクロンボトム排出物ドラム
２６ｅ 低温クーラ
２７ 気液分離システム
２７ａ ホットガスフィルタ
２７ｂ 高温ガス冷却器
２７ｃ ノックアウトドラム
２７ｄ 網状部
２７ｅ 貯留槽
２７ｆ タール回収タンク
２７ｇ ボトム排出ドラム
２７ｈ 窒素ボンベ
２８ 固形物除去システム
２８ａ デミスタ
２８ｂ 乾式フィルタ
２９ ガスブロワ（負圧システム）
２９ａ 酸素分析計
Ａ 木質チップ
Ｃ 炭
Ｇ 可燃性ガス
Ｈ 搬送方向
Ｐ 木質粉体
Ｒ１ 第１反応空間
Ｒ２ 第２反応空間
Ｒ３ 第３反応空間
Ｓ 滞留空間
Ｔ 運搬機
Ｗ１ 高温冷却水
Ｗ２ 低温冷却水
Ｗ３ 循環水
２ バイオマスガス化システム
３ ガスエンジン発電ユニット
３ａ ガスエンジン
３ｂ 発電機
４ チップ乾燥ユニット
４ａ 吸気ファン
４ｂ 空冷熱交換器
４ｃ チップ搬送装置
４ｄ 可動羽
４ｅ 係止面
４ｆ 傾斜面
４ｇ 駆動装置
４ｈ 固定羽
４ｉ 係止面
４ｊ 傾斜面
５ ガス化ユニット
５ａ ガス化炉
５ｂ 外壁部
５ｃ 内壁炉
５ｄ メンテナンス口
５ｅ 導入口
５ｄ 吸気口
５ｇ 点検窓
５ｈ ガス排出口
５ｉ 傾斜部
５ｊ 内部排出口
５ｋ 下部排出口
５ｍ 集炭機構
５ｎ 回転体
５ｐ 炭排出口
５ｑ 炭排出コンベヤ
５ｒ 貯留タンク
６ ガスコンディショニングユニット
６Ａ ガスフィルタ
６Ｂ 電気集塵機
６Ｃ 水処理装置
７ 熱交換ユニット
７Ａ 高温熱交換ユニット
７Ｂ 低温熱交換ユニット
７ａ エアホース
８ メタネーションユニット
９ チップ搬送コンベヤ
１１ 投入用コンテナ部
１１ａ 底面部
１１ｂ 板材
１１ｃ チップ投入室
１１ｄ 開口部
１２ 乾燥用コンテナ部
１２ａ 制御室
１２ｂ 底面部
１２ｃ 通気路
１２ｄ 板材
１２ｅ 乾燥室
１２ｆ 熱交換室
１２ｇ 天板部
１２ｈ 調整室
１２ｉ 第１壁部
１２ｊ 第２壁部
１２ｋ 通気口
１２ｍ チップ排出口
１２ｎ チップ排出装置
２１ バイオマス発電システム
２２ａ プロパンボンベ
２２ｂ フレア
２２ｃ フレア空気ブロワ
２２ｄ フレアブロワ
２３ 発電機冷却システム
２３ａ ラジエータ
２３ｂ 高温冷却水タンク
２３ｃ 高温冷却水ポンプ
２３ｄ 高温冷却器
２６ ガスコンディショニングユニット
２６ａ サイクロンフィルタ
２６ｃ サイクロンボトム排出物ドラム
２６ｅ 低温クーラ
２７ 気液分離システム
２７ａ ホットガスフィルタ
２７ｂ 高温ガス冷却器
２７ｃ ノックアウトドラム
２７ｄ 網状部
２７ｅ 貯留槽
２７ｆ タール回収タンク
２７ｇ ボトム排出ドラム
２７ｈ 窒素ボンベ
２８ 固形物除去システム
２８ａ デミスタ
２８ｂ 乾式フィルタ
２９ ガスブロワ（負圧システム）
２９ａ 酸素分析計
Ａ 木質チップ
Ｃ 炭
Ｇ 可燃性ガス
Ｈ 搬送方向
Ｐ 木質粉体
Ｒ１ 第１反応空間
Ｒ２ 第２反応空間
Ｒ３ 第３反応空間
Ｓ 滞留空間
Ｔ 運搬機
Ｗ１ 高温冷却水
Ｗ２ 低温冷却水
Ｗ３ 循環水
【要約】
課題は、可燃性ガスの利用効率を生産性良く向上できるバイオマスガス化方法を提供する事である。
解決手段は、バイオマスガス化方法は、木質チップＡを導入する導入工程と、導入した木質チップＡを熱分解可能となるまで加熱する加熱工程と、加熱した木質チップＡを還元雰囲気で熱分解させて可燃性ガスＧを発生させるガス化工程と、発生した可燃性ガスＧを滞留させて、可燃性ガスＧに残留するタール分を改質させて可燃性ガスＧとするタール分改質工程と、発生した可燃性ガスＧを導出する導出工程と、を備える事である。
解決手段は、バイオマスガス化方法は、木質チップＡを導入する導入工程と、導入した木質チップＡを熱分解可能となるまで加熱する加熱工程と、加熱した木質チップＡを還元雰囲気で熱分解させて可燃性ガスＧを発生させるガス化工程と、発生した可燃性ガスＧを滞留させて、可燃性ガスＧに残留するタール分を改質させて可燃性ガスＧとするタール分改質工程と、発生した可燃性ガスＧを導出する導出工程と、を備える事である。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】