生物質(zhì)的氣化裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種裝置，其能夠顯著減輕由生物質(zhì)的熱裂解產(chǎn)生的焦油等所導(dǎo)致的故障，同時(shí)不僅能夠使所產(chǎn)生的焦油的氣化率達(dá)到最大化，還能夠以高熱效率和低成本由生物質(zhì)來(lái)制造含氫氣體。一種氣化裝置，其特征在于，其具備：將生物質(zhì)在非氧化性氣體氣氛下加熱的生物質(zhì)熱裂解區(qū)；以及，將所產(chǎn)生的熱裂解氣體在蒸汽的存在下加熱的氣體重整區(qū)，并且，使加熱了的多個(gè)粒狀物和/或塊狀物從氣體重整區(qū)向生物質(zhì)熱裂解區(qū)移動(dòng)，利用多個(gè)粒狀物和/或塊狀物所帶有的熱，實(shí)行生物質(zhì)熱裂解氣體的重整和生物質(zhì)熱裂解，在該氣化裝置中，生物質(zhì)熱裂解區(qū)與氣體重整區(qū)存在于一個(gè)容器中，且在生物質(zhì)熱裂解區(qū)與氣體重整區(qū)之間具備至少1片隔板。
【專(zhuān)利說(shuō)明】生物質(zhì)的氣化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物質(zhì)的氣化裝置，更詳細(xì)而言，涉及具備將生物質(zhì)進(jìn)行熱裂解的生 物質(zhì)熱裂解區(qū)和將上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中產(chǎn)生的氣體與蒸汽混合來(lái)進(jìn)行重整的氣體重整 區(qū)的氣化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 以2011年3月11日發(fā)生的東日本大地震為起源，其后，從安全性等的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)， 終止了多個(gè)核能發(fā)電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。與此相伴，擔(dān)心電力供給不足，作為核能發(fā)電的替代，太 陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、水力發(fā)電、潮汐發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電等基于可再生能源的發(fā)電 設(shè)備逐漸受到關(guān)注。這些之中，太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電和潮汐發(fā)電作為暫時(shí)的電力供給源而 備受期待，但其發(fā)電量不穩(wěn)定，因此無(wú)法期待其作為穩(wěn)定的電力供給設(shè)備。另外，關(guān)于水力 發(fā)電和潮汐發(fā)電，如果是小規(guī)模設(shè)備則可預(yù)計(jì)某種程度的需求，但存在用于建設(shè)大規(guī)模設(shè) 備的設(shè)置場(chǎng)所受限的問(wèn)題。
[0003] 另一方面，由于東日本大地震的影響所導(dǎo)致的房屋倒塌、森林毀壞等，大量產(chǎn)生了 建筑系木質(zhì)廢料、森林倒樹(shù)、廢林地殘留材料、疏伐材等木質(zhì)系生物質(zhì)。為了有效利用這些 木質(zhì)系生物質(zhì)，對(duì)木質(zhì)系生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備的期待正在提高。除此之外，還期待在該發(fā)電設(shè)備 中擴(kuò)大對(duì)木質(zhì)系生物質(zhì)以外的生物質(zhì)的利用。
[0004] 木質(zhì)系生物質(zhì)發(fā)電設(shè)備有直接燃燒發(fā)電方式和氣化發(fā)電方式。直接燃燒發(fā)電方式 是將生物質(zhì)燃燒并利用其燃燒熱來(lái)產(chǎn)生蒸汽，從而利用蒸汽渦輪進(jìn)行發(fā)電的方式。該方式 中，能夠大量處理生物質(zhì)，但存在發(fā)電效率低這一問(wèn)題。氣化發(fā)電方式是將生物質(zhì)進(jìn)行熱裂 解，根據(jù)需要進(jìn)一步實(shí)施熱重整或蒸汽重整來(lái)制造高熱量氣體的方式。根據(jù)該方式，其效率 高、與直接燃燒發(fā)電方式相比能夠?qū)⑸镔|(zhì)量抑制為低。但是，該方式中，需要將生物質(zhì)均 勻地?zé)崃呀?，且存在由熱裂解時(shí)產(chǎn)生的焦油導(dǎo)致裝置故障的產(chǎn)生這一問(wèn)題。
[0005] 為了解決上述氣化發(fā)電方式中的問(wèn)題，例如提出了如下的生物質(zhì)氣化裝置，其中， 在具備氣化爐的生物質(zhì)氣化裝置中，具有將生物質(zhì)分級(jí)而得到特定粒徑以下的生物質(zhì)的細(xì) 粒物的重量比率在特定值以下的粒度分布調(diào)節(jié)生物質(zhì)的振動(dòng)篩、以及將源自振動(dòng)篩的粒度 分布調(diào)節(jié)生物質(zhì)供給至氣化爐的生物質(zhì)供給裝置，所述氣化爐從立式的氣化爐的上部供給 生物質(zhì)而在該氣化爐內(nèi)形成生物質(zhì)的填充移動(dòng)層，從該氣化爐的下部供給氣化劑，使填充 移動(dòng)層下降的生物質(zhì)與上升的氣化劑對(duì)向接觸并進(jìn)行熱裂解，從而得到生成氣體(專(zhuān)利文 獻(xiàn)1)。根據(jù)該氣化裝置，能夠形成填充移動(dòng)層內(nèi)的均勻高溫氣體的上升流、且能夠降低填 充移動(dòng)層的壓力損失、能夠維持穩(wěn)定的氣化。但是，無(wú)法證明所供給的生物質(zhì)被均勻地?zé)崃?解。另外，需要獲得上述那樣的粒度分布調(diào)節(jié)生物質(zhì)，必須設(shè)置用于該目的的裝置，導(dǎo)致成 本增加。
[0006] 作為從熱裂解氣體中去除焦油的裝置，例如提出了在由生物質(zhì)生成的燃料氣體的 流通路徑中設(shè)置蓄熱體的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)的燃料氣體重整裝置，所述蓄熱體形成為使該燃 料氣體流通的多孔狀，且經(jīng)加熱而蓄積ll〇〇°C以上的熱(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。該裝置在燃料氣體 通過(guò)上述蓄熱體時(shí)，使焦油燃燒而去除。但是，該設(shè)備不僅繁雜，而且運(yùn)轉(zhuǎn)操作也變得繁雜。 另外，使焦油燃燒時(shí)，擔(dān)心燃料氣體的一部分也會(huì)燃燒而損失。作為從熱裂解氣體中去除焦 油的其它裝置，例如提出了如下的生物質(zhì)熱裂解氣體中的焦油去除裝置，其為從對(duì)生物質(zhì) 原料進(jìn)行熱裂解處理而得到的熱裂解氣體中去除焦油的裝置，從上述熱裂解氣體的流動(dòng)方 向上游向下游依次設(shè)置有：對(duì)該熱裂解氣體進(jìn)行壓縮處理的壓縮裝置；以及對(duì)壓縮處理后 的該熱裂解氣體進(jìn)行冷卻處理的冷卻裝置(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。根據(jù)該裝置，能夠有效地去除焦油 的主成分、即例如糠醛、鄰甲氧基苯酚、苯酚等。但是，由于需要壓縮和冷卻，因此存在壓縮 和冷卻所需的設(shè)備成本、運(yùn)轉(zhuǎn)成本這一缺點(diǎn)。另外，作為其它裝置，例如提出了如下的熱裂 解氣化系統(tǒng)，其為下水污泥、木質(zhì)生物質(zhì)等生物質(zhì)的熱裂解氣化系統(tǒng)，具備熱裂解氣化爐、 在該熱裂解氣化爐的下游側(cè)設(shè)置的燃燒爐、以及在前述熱裂解氣化爐與前述燃燒爐之間設(shè) 置的配管、連接于前述配管而用于將被制成非活性氣體與氧氣的混合氣體的氧化劑供給至 前述配管的氧化劑供給口、用于將前述氧化劑的氧氣濃度調(diào)整至5體積％以上且13體積％ 以下的氧化劑調(diào)整部、用于加熱前述配管的內(nèi)壁的加熱部、用于計(jì)測(cè)要通過(guò)前述配管的內(nèi) 側(cè)的氣體溫度的氣體溫度檢測(cè)部、以及用于控制前述氣體溫度的氣體溫度控制部(專(zhuān)利文 獻(xiàn)4)。在該熱裂解氣化系統(tǒng)中，使設(shè)置在熱裂解氣化爐與燃燒爐之間的配管的內(nèi)壁上附著 的熱裂解附著物、例如焦油燃燒并去除。該系統(tǒng)的目的在于短時(shí)間內(nèi)安全地去除源自生物 質(zhì)的熱裂解附著物，但要進(jìn)行燃燒處理，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)由生物質(zhì)的熱裂解產(chǎn)生的焦油的有 效利用。
[0007]作為實(shí)現(xiàn)有效地利用由生物質(zhì)的熱裂解產(chǎn)生的焦油的裝置，例如提出了如下的木 質(zhì)生物質(zhì)氣體重整系統(tǒng)，其為木質(zhì)生物質(zhì)氣體的重整系統(tǒng)，具有熱裂解爐、重整反應(yīng)器以及 發(fā)動(dòng)機(jī)，該熱裂解爐將所投入的木質(zhì)生物質(zhì)進(jìn)行熱裂解，該重整反應(yīng)器從上部供給通過(guò)該 熱裂解爐的熱裂解而得到的碳化物顆粒，同時(shí)從下部供給通過(guò)該熱裂解爐的熱裂解而得到 的生成氣體，由此，該生成氣體中含有的焦油蒸汽被重整為氫氣、甲烷、一氧化碳等，該發(fā)動(dòng) 機(jī)將該生成氣體的重整氣體用作燃料(專(zhuān)利文獻(xiàn)5)。根據(jù)該系統(tǒng)，有效地利用熱裂解殘?jiān)?即碳化物顆粒(碳)，并將焦油進(jìn)行水蒸汽重整來(lái)制造氫氣、甲烷、一氧化碳等，因此可期待 氣化效率的進(jìn)一步提高。但是，該系統(tǒng)中，除了熱裂解爐之外還需要重整反應(yīng)器。另外，需 要向重整反應(yīng)器供給碳化物顆粒(碳）的設(shè)備、熱裂解氣體的循環(huán)設(shè)備、氧氣或空氣和水的 供給裝置。作為實(shí)現(xiàn)焦油的有效利用的其它裝置，例如提出了如下的生物質(zhì)碳化?氣體系 統(tǒng)，其為將木質(zhì)系生物質(zhì)、都市垃圾等廢棄物系生物質(zhì)以及它們的混合生物質(zhì)等生物質(zhì)燃 料進(jìn)行熱裂解、碳化、進(jìn)而氣化的生物質(zhì)碳化?氣化系統(tǒng)，具備將前述生物質(zhì)燃料加熱而生 成碳化物的碳化裝置、由將該碳化物氣化的高溫氣化部以及對(duì)包含碳化物生成時(shí)揮發(fā)出的 焦油的可燃性熱裂解氣體進(jìn)行重整的氣體重整部構(gòu)成的2段式氣化爐、將前述碳化物供給 至前述氣化爐的高溫氣化部的碳化物供給手段、用于將前述碳化裝置中生成的可燃性熱裂 解氣體送入前述氣化爐的氣體重整部的熱裂解氣體流路、以及在通常時(shí)刻向前述高溫氣化 部供給氣化劑并且在前述氣化爐的出口溫度達(dá)到一定溫度以下的情況下或存在該可能的 情況下向前述氣體重整部供給含氧氣的氣化劑的氣化劑供給單元(專(zhuān)利文獻(xiàn)6)。根據(jù)該系 統(tǒng)，存在焦油產(chǎn)生量降低、另外通過(guò)基于變換反應(yīng)的重整而能夠獲得高熱量氣體的可能。另 夕卜，能夠連續(xù)地實(shí)施熱裂解和熱裂解氣體的重整、以及焦油的裂解，可以認(rèn)為其是有效的系 統(tǒng)。但是，需要事先將生物質(zhì)進(jìn)行碳化，另外，作為氧化劑需要吹入空氣，因此存在氣化效率 降低這一問(wèn)題。
[0008] 作為木質(zhì)系生物質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)的氣化方法，公開(kāi)了使用熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體）的方 法。例如提出了如下方法：其為由有機(jī)物質(zhì)和物質(zhì)混合物制造具有高放熱量的產(chǎn)物氣體的 方法，其中，循環(huán)的熱負(fù)載介質(zhì)通過(guò)加熱帶區(qū)域、反應(yīng)帶區(qū)域、熱裂解帶區(qū)域以及分離工序， 接著返回至加熱帶區(qū)域，此時(shí)，使有機(jī)物質(zhì)或物質(zhì)混合物與在熱裂解帶區(qū)域中加熱了的熱 負(fù)載介質(zhì)接觸，從而分離成固體的含碳?xì)埩粑锖妥鳛閾]發(fā)性相的熱裂解氣體，在通過(guò)熱裂 解帶區(qū)域后，將固體的含碳?xì)埩粑镌诜蛛x工序中從熱負(fù)載介質(zhì)中分離，將熱裂解氣體與作 為反應(yīng)介質(zhì)的水蒸汽混合，進(jìn)一步加熱，以使通過(guò)交換在反應(yīng)帶區(qū)域中加熱了的熱負(fù)載介 質(zhì)所包含的一部分熱來(lái)生成具有高放熱量的產(chǎn)物氣體，在該由有機(jī)物質(zhì)和物質(zhì)混合物制造 具有高放熱量的產(chǎn)物氣體的方法中，將水蒸汽在熱裂解帶區(qū)域中與熱裂解氣體混合，將全 部的固體的含碳?xì)埩粑锕┙o至其它燃燒裝置，在此處進(jìn)行燃燒，使該燃燒裝置中的熱排氣 穿過(guò)在加熱帶區(qū)域中存在的熱負(fù)載介質(zhì)的堆積，此時(shí)，大部分的顯熱被賦予至熱負(fù)載介質(zhì) (專(zhuān)利文獻(xiàn)7)。在該方法中，在剛剛從熱裂解反應(yīng)器中放出后，分離出包含熱裂解焦炭和熱 負(fù)載介質(zhì)的混合物，將所得熱裂解焦炭用燃燒裝置進(jìn)行燃燒，利用由此產(chǎn)生的顯熱，在加熱 帶區(qū)域內(nèi)加熱熱負(fù)載介質(zhì)，由此，以低成本來(lái)獲得放熱量高的產(chǎn)物氣體。另外，其特征在于， 以具備熱裂解帶區(qū)域的熱裂解器和具備反應(yīng)帶區(qū)域的氣體重整器各自獨(dú)立地存在作為基 本，由此，能夠構(gòu)成串聯(lián)連接型和并聯(lián)連接型中的任一種。另外，為了維持加熱帶區(qū)域的預(yù) 熱器中的熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體）的加熱效率、實(shí)現(xiàn)生成氣體的品質(zhì)穩(wěn)定化，提出了對(duì)上述方 法的預(yù)熱器進(jìn)行改進(jìn)的系統(tǒng)(專(zhuān)利文獻(xiàn)8)。但是，即使在使用了這些熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體） 的方法和系統(tǒng)中，也無(wú)法充分地規(guī)避由熱裂解時(shí)產(chǎn)生的焦油所導(dǎo)致的故障。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利特開(kāi)2011-231193號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利特開(kāi)2005-60533號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本專(zhuān)利特開(kāi)2008-37902號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本專(zhuān)利特開(kāi)2011-68859號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)5:日本專(zhuān)利特開(kāi)2010-126595號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)6 :日本專(zhuān)利特開(kāi)2011-68893號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)7 :日本專(zhuān)利特許4264525號(hào)公報(bào) 專(zhuān)利文獻(xiàn)8 :日本專(zhuān)利特開(kāi)2011-144329號(hào)公報(bào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的課題 本發(fā)明提供一種裝置，其能夠顯著減輕由生物質(zhì)的熱裂解產(chǎn)生的焦油和煤渣等所導(dǎo)致 的故障，同時(shí)不僅能夠使所產(chǎn)生的焦油的氣化率達(dá)到最大化，還能夠以高熱效率和低成本 由生物質(zhì)來(lái)制造含氫氣體。
[0011] 用于解決問(wèn)題的手段 在利用熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體）所帶有的熱將生物質(zhì)進(jìn)行熱裂解且對(duì)所產(chǎn)生的氣體進(jìn)行 重整的現(xiàn)有方法中，生物質(zhì)被熱載體層包埋并被加熱，因此能夠使生物質(zhì)較均勻地?zé)崃呀猓?但無(wú)法規(guī)避由熱裂解時(shí)產(chǎn)生的焦油和煤渣等所導(dǎo)致的操作上的故障。在現(xiàn)有方法中，熱載 體被預(yù)先加熱至特定溫度并被導(dǎo)入至熱裂解氣體重整器中，此處，該熱載體與從生物質(zhì)熱 裂解器中導(dǎo)入的熱裂解氣體以及蒸汽接觸，熱裂解氣體被蒸汽重整從而作為制品而被取 出。另一方面，熱載體通入配管內(nèi)而下降，被導(dǎo)入至生物質(zhì)熱裂解器中而發(fā)生生物質(zhì)的熱裂 解。由生物質(zhì)的熱裂解而產(chǎn)生的氣體在配管內(nèi)上升而被導(dǎo)入至熱裂解氣體重整器中，但該 熱裂解氣體含有焦油和煤渣等，因此這些焦油和煤渣等附著于通往熱裂解氣體重整器的導(dǎo) 入配管的內(nèi)壁和閥等，有時(shí)還會(huì)固結(jié)與該熱裂解氣體對(duì)流接觸的熱載體而引起堵塞配管這 一問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題，可以考慮增大導(dǎo)入配管的直徑。但是，該手段中，即使能夠單純 地延長(zhǎng)截止至堵塞為止的時(shí)間，但無(wú)法成為本質(zhì)上的解決手段。另外，為了解決熱載體在配 管內(nèi)堵塞的問(wèn)題，可以考慮將熱裂解氣體上升的配管和熱載體下降的配管分開(kāi)的手段，但 即使利用該手段，也無(wú)法規(guī)避由焦油和煤渣附著于熱裂解氣體會(huì)上升的配管內(nèi)壁和閥等所 導(dǎo)致的堵塞故障等。加之，這樣設(shè)置各自的配管的方法中，裝置和操作變得繁雜。
[0012] 本發(fā)明人等為了解決焦油和煤渣等附著于通往熱裂解氣體重整器的導(dǎo)入配管內(nèi) 壁和閥等、有時(shí)還固結(jié)與該熱裂解氣體對(duì)流接觸的熱載體從而導(dǎo)致堵塞這一問(wèn)題，考慮了 是否能夠去除這些導(dǎo)入配管和閥等，并在一個(gè)容器中設(shè)置生物質(zhì)熱裂解區(qū)和熱裂解氣體重 整區(qū)。但是，若要在一個(gè)容器的下部設(shè)置生物質(zhì)熱裂解區(qū)并在上部設(shè)置熱裂解氣體重整 區(qū)，并且將下部設(shè)定為熱裂解溫度即例如550°C，另外將上部設(shè)定為氣體重整溫度即例如 950°C時(shí)，產(chǎn)生了熱風(fēng)在該容器內(nèi)部發(fā)生自然對(duì)流、容器內(nèi)部的溫度均勻化這一問(wèn)題。因此， 難以在一個(gè)容器中設(shè)置生物質(zhì)熱裂解區(qū)和熱裂解氣體重整區(qū)。為了解決該問(wèn)題，本發(fā)明人 等想到了在容器內(nèi)部填充熱載體。即，如果用熱載體來(lái)填充容器內(nèi)部，則能夠抑制熱風(fēng)在容 器內(nèi)部的自然對(duì)流。但是，這樣地填充熱載體時(shí)，不容易將生物質(zhì)導(dǎo)入至容器下部的生物質(zhì) 熱裂解區(qū)。另一方面，導(dǎo)入至容器上部時(shí)，生物質(zhì)僅會(huì)被熱裂解，所產(chǎn)生的氣體不會(huì)被重整， 從而無(wú)法達(dá)成該裝置原本的目的。
[0013] 因而，本發(fā)明人等為了解決這些問(wèn)題而進(jìn)一步進(jìn)行了研究。其結(jié)果，若在容器內(nèi)部 的熱載體的流路中設(shè)置隔板，則能夠成功地將熱載體適當(dāng)?shù)胤峙浜吞畛渲寥萜鞯纳喜亢拖?部，而且，由此能夠抑制熱風(fēng)在容器內(nèi)部的自然對(duì)流，并且不僅能夠獲取熱載體所帶有的熱 量與放熱量的平衡，能夠在一個(gè)容器中設(shè)置生物質(zhì)熱裂解區(qū)和熱裂解氣體重整區(qū)，而且能 夠利用隔板的存在而在生物質(zhì)熱裂解區(qū)的上部設(shè)置空間，能夠有效地將生物質(zhì)從該空間導(dǎo) 入至生物質(zhì)熱裂解區(qū)，從而完成了本發(fā)明。
[0014] 即，本發(fā)明為氣化裝置，其特征在于，其具備： (1) 將生物質(zhì)在非氧化性氣體氣氛下或非氧化性氣體與蒸汽的混合氣體氣氛下加熱的 生物質(zhì)熱裂解區(qū)；以及，將在上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中產(chǎn)生的氣體在蒸汽的存在下加熱的氣 體重整區(qū)，并且，使預(yù)先加熱了的多個(gè)粒狀物和/或塊狀物從上述氣體重整區(qū)向上述生物 質(zhì)熱裂解區(qū)依次移動(dòng)，利用上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物所帶有的熱來(lái)實(shí)行由生物質(zhì)的熱 裂解而產(chǎn)生的氣體的重整和生物質(zhì)的熱裂解，在該氣化裝置中，上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)與上 述氣體重整區(qū)以上述氣體重整區(qū)位于上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)的上方的方式存在于一個(gè)容器 中，且在上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)與上述氣體重整區(qū)之間具備至少1片隔板。
[0015] 作為優(yōu)選的方式，可列舉出： (2)上述（1)所述的氣化裝置，其中，在上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)與上述氣體重整區(qū)之間具 備1片或2片隔板； (3) 上述（1)或（2)所述的氣化裝置，其中，上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)具備至少1片隔板； (4) 上述（1)或（2)所述的氣化裝置，其中，上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)具備1飛片隔板； (5 )上述（1)或（2 )所述的氣化裝置，其中，上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)具備1片或2片隔板； (6) 上述（1)?（5)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，上述隔板在隔板內(nèi)具備開(kāi)口部，和 /或，在隔板與容器內(nèi)壁之間具備間隙，上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物穿過(guò)該開(kāi)口部和/或 間隙從上述氣體重整區(qū)向上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)依次移動(dòng)； (7) 上述（1)?（5)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，上述隔板在隔板內(nèi)具備開(kāi)口部，上 述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物穿過(guò)該開(kāi)口部從上述氣體重整區(qū)向上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)依次 移動(dòng)； (8) 上述（1)?（7)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)的上方具 備至少1個(gè)生物質(zhì)供給口； (9) 上述（1)?（7)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)的上方具 備廣5個(gè)生物質(zhì)供給口； (10) 上述（1)?（7)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)的上方具 備1~3個(gè)生物質(zhì)供給口； (11) 上述（1)?（7)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)的上方具 備1~2個(gè)生物質(zhì)供給口； (12) 上述（1)?（11)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中，從上 述隔板的上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的出口附近沿著上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移 動(dòng)方向以交錯(cuò)狀具備多個(gè)用于控制上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移動(dòng)方向的導(dǎo)流件，且 將上述生物質(zhì)供給至在上述導(dǎo)流件附近移動(dòng)的上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物來(lái)實(shí)行熱裂 解； (13) 上述（1)?（11)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中，從上 述隔板的上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的出口附近沿著上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移 動(dòng)方向以交錯(cuò)狀具備2飛個(gè)用于控制上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移動(dòng)方向的導(dǎo)流件， 且將上述生物質(zhì)供給至在上述導(dǎo)流件附近移動(dòng)的上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物來(lái)實(shí)行熱 裂解； (14) 上述（1)?（11)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中，從上 述隔板的上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的出口附近沿著上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移 動(dòng)方向以交錯(cuò)狀具備2~3個(gè)用于控制上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移動(dòng)方向的導(dǎo)流件， 且將上述生物質(zhì)供給至在上述導(dǎo)流件附近移動(dòng)的上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物來(lái)實(shí)行熱 裂解； (15) 上述（12)?（14)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，將上述生物質(zhì)供給至在上述導(dǎo) 流件的最上段附近移動(dòng)的上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物來(lái)實(shí)行熱裂解； (16) 上述（1)?（15)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在選自上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)、上 述氣體重整區(qū)、以及上述氣體重整區(qū)與上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)之間中的一個(gè)以上位置具備蒸 汽吹入口； (17) 上述（1)?（15)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)和/或 上述氣體重整區(qū)具備蒸汽吹入口； (18) 上述（1)?（15)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)具備蒸 汽吹入口； (19) 上述（16)?（18)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，具備2~4個(gè)蒸汽吹入口； (20) 上述（1)?（19)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在具備氣體重整區(qū)和生物質(zhì)熱 裂解區(qū)的上述容器的上述氣體重整區(qū)的上部還具備用于預(yù)先加熱多個(gè)粒狀物和/或塊狀 物的預(yù)熱器； (21) 上述（1)?（20)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在具備氣體重整區(qū)和生物質(zhì)熱 裂解區(qū)的上述容器的上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)的下方具備上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的排 出口； (22) 上述（1)?（21)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，上述粒狀物和/或塊狀物選自 金屬球和陶瓷球； (23) 上述（22)所述的氣化裝置，其中，金屬球?yàn)椴讳P鋼制； (24) 上述（22)所述的氣化裝置，其中，陶瓷球由選自氧化鋁、二氧化硅、碳化硅、碳化 鎢、氧化鋯以及氮化硅中的一種以上材質(zhì)構(gòu)成； (25) 上述（1)?（24)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中的氣相 溫度為 40(T700°C; (26) 上述（1)?（24)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中的氣相 溫度為 50(T700°C; (27) 上述（1)?（24)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中的氣相 溫度為 55(T650°C; (28) 上述（1)?（27)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，上述氣體重整區(qū)中的氣相溫度 為 700?1，000°C; (29) 上述（1)?（27)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，上述氣體重整區(qū)中的氣相溫度 為 850?950°C; (30) 上述（1)?（27)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，上述氣體重整區(qū)中的氣相溫度 為 88(T930°C; (31) 上述（1)?（30)中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，上述生物質(zhì)為選自植物系生物 質(zhì)、生物系生物質(zhì)、生活垃圾以及食品廢棄物中的生物質(zhì)資源。
[0016] 發(fā)明的效果 本發(fā)明的裝置中，熱裂解區(qū)中產(chǎn)生的熱裂解氣體向氣體重整區(qū)移動(dòng)時(shí)，不會(huì)通過(guò)配管 內(nèi)部。因此，不會(huì)發(fā)生與熱裂解氣體相伴的焦油和煤渣等附著于配管內(nèi)壁和閥等而產(chǎn)生的 閉塞故障，另外，也不會(huì)發(fā)生熱載體固結(jié)于配管內(nèi)部而產(chǎn)生的閉塞故障。因此，能夠長(zhǎng)期穩(wěn) 定地連續(xù)作業(yè)。加之，熱裂解氣體會(huì)通過(guò)熱載體層的內(nèi)部而上升，因此與熱裂解氣體相伴的 焦油和煤渣等能夠有效地附著于熱載體的表面，并因熱載體的熱而裂解。因此，氣化效率會(huì) 上升。另外，未裂解而殘留的焦油和煤渣等會(huì)與熱載體一起從容器下部被排出，因此能夠有 助于降低整體的故障。加之，在熱裂解區(qū)與氣體重整區(qū)之間熱載體不會(huì)通過(guò)配管內(nèi)部，因此 熱載體的熱損失會(huì)顯著降低、熱效率得以改善。進(jìn)而，不僅能夠使裝置整體變得緊湊化，而 且能夠削減裝置材料的用量，能夠?qū)崿F(xiàn)成本的降低。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是示出在一個(gè)容器中具備生物質(zhì)熱裂解區(qū)和氣體重整區(qū)的本發(fā)明的裝置的 一個(gè)實(shí)施方式的不意圖。
[0018] 圖2是示出在一個(gè)容器中具備生物質(zhì)熱裂解區(qū)和氣體重整區(qū)的本發(fā)明的裝置的 一個(gè)實(shí)施方式的不意圖。
[0019] 圖3是示出在一個(gè)容器中具備生物質(zhì)熱裂解區(qū)和氣體重整區(qū)的本發(fā)明的裝置的 一個(gè)實(shí)施方式的不意圖。
[0020] 圖4是示出在一個(gè)容器中具備生物質(zhì)熱裂解區(qū)和氣體重整區(qū)的本發(fā)明的裝置的 一個(gè)實(shí)施方式的不意圖。
[0021] 圖5是示出在一個(gè)容器中具備生物質(zhì)熱裂解區(qū)和氣體重整區(qū)的本發(fā)明的裝置的 一個(gè)實(shí)施方式的不意圖。
[0022] 圖6是模式性地示出在圖5所示的裝置的圓柱形隔板的側(cè)面下部設(shè)置的熱載體通 路、以及從其出口附近沿著多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移動(dòng)方向以交錯(cuò)狀具備的多個(gè)導(dǎo)流 件、以及該導(dǎo)流件附近的多個(gè)粒狀物和/或塊狀物和生物質(zhì)的移動(dòng)方向的說(shuō)明圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明的氣化裝置的特征在于，其具備：將生物質(zhì)在非氧化性氣體氣氛下或非氧 化性氣體與蒸汽的混合氣體氣氛下加熱的生物質(zhì)熱裂解區(qū)；以及，將在上述生物質(zhì)熱裂解 區(qū)中產(chǎn)生的氣體在蒸汽的存在下加熱的氣體重整區(qū)，并且，使預(yù)先加熱了的多個(gè)粒狀物和/ 或塊狀物從上述氣體重整區(qū)向上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)依次移動(dòng)，利用上述多個(gè)粒狀物和/或 塊狀物所帶有的熱來(lái)實(shí)行由生物質(zhì)的熱裂解而產(chǎn)生的氣體的重整和生物質(zhì)的熱裂解。此 處，在本發(fā)明的氣化裝置中，上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)與上述氣體重整區(qū)以上述氣體重整區(qū)位 于上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)的上方的方式、即以上述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物利用重力從上述 氣體重整區(qū)移動(dòng)至上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)的方式、且以上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中產(chǎn)生的熱裂解 氣體直接流入氣體重整區(qū)的方式存在于一個(gè)容器中，且上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)與上述氣體重 整區(qū)之間具備至少1片、優(yōu)選1片或2片隔板。此處，該隔板是為了分割上述生物質(zhì)熱裂解 區(qū)和上述氣體重整區(qū)而設(shè)置的。
[0024] 如上所述，通過(guò)在生物質(zhì)熱裂解區(qū)與氣體重整區(qū)之間設(shè)置隔板，能夠限制預(yù)先加 熱了的多個(gè)粒狀物和/或塊狀物從氣體重整區(qū)向生物質(zhì)熱裂解區(qū)下落并能夠移動(dòng)的空隙 (熱載體通路)，由此，能夠控制預(yù)先加熱了的多個(gè)粒狀物和/或塊狀物從氣體重整區(qū)向生物 質(zhì)熱裂解區(qū)下落并移動(dòng)的速度。由此，能夠使該多個(gè)粒狀物和/或塊狀物在氣體重整區(qū)和 生物質(zhì)熱裂解區(qū)中分別以層的狀態(tài)存在，且能夠適當(dāng)?shù)鼐S持氣體重整區(qū)中的氣體重整溫度 和生物質(zhì)熱裂解區(qū)中的熱裂解溫度。通過(guò)使多個(gè)粒狀物和/或塊狀物形成層的狀態(tài)，因生 物質(zhì)的熱裂解而產(chǎn)生的氣體穿過(guò)該層的內(nèi)部，從而能夠促進(jìn)所產(chǎn)生的氣體的進(jìn)一步熱裂解 和其與蒸汽的反應(yīng)，增加氣體的產(chǎn)生量。另外，氣體穿過(guò)該層內(nèi)部時(shí)，焦油和煤渣等附著于 多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的表面，并且所附著的焦油等會(huì)熱裂解而能夠有助于氣體產(chǎn)生量 的進(jìn)一步增加。另外，通過(guò)具備隔板，能夠在生物質(zhì)熱裂解區(qū)與氣體重整區(qū)之間、即生物質(zhì) 熱裂解區(qū)的上部且氣體重整區(qū)的下部、即隔板的下部(在圖3的裝置中是隔板的左側(cè)，在圖 5的裝置中是隔板的下部和周?chē)?。）形成期望的空間。由此，能夠從該空間向生物質(zhì)熱裂解 區(qū)導(dǎo)入作為原料的生物質(zhì)，能夠以特定的溫度將生物質(zhì)進(jìn)行熱裂解。另外，可期待在該空間 中實(shí)現(xiàn)因生物質(zhì)的熱裂解而產(chǎn)生的氣體與蒸汽的良好混合。加之，可期待因生物質(zhì)的熱裂 解而產(chǎn)生的焦油和煤渣等附著于隔板、尤其是隔板的下表面，且所附著的焦油的一部分與 蒸汽反應(yīng)而被氣化，不僅能夠獲得良好的焦油去除效果，而且還可期待使重整氣體的收率 增加的效果。
[0025] 以下，基于附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的氣化裝置。圖1是在一個(gè)容器（1沖具備生物質(zhì)熱 裂解區(qū)（A)和氣體重整區(qū)（B)的本發(fā)明的裝置的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。圖1的上圖是從側(cè) 面觀(guān)察容器內(nèi)部時(shí)的示意圖，下圖是從上方觀(guān)察容器內(nèi)部的隔板時(shí)的示意圖。多個(gè)粒狀物 和/或塊狀物（3)、即熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體)被導(dǎo)入容器（1)中的氣體重整區(qū)（B)之前，預(yù)先在 預(yù)熱器（2)中加熱。熱載體（3)優(yōu)選加熱至l，00(Tl，KKTC、更優(yōu)選加熱至l，05(Tl，KKTC。 不足上述下限時(shí)，有時(shí)無(wú)法將由生物質(zhì)的熱裂解而產(chǎn)生的氣體在氣體重整區(qū)（B)中充分地 重整。另一方面，超過(guò)上述上限時(shí)，僅賦予超額的熱無(wú)法期待效果顯著增加，反而會(huì)招致成 本變高。另外，還會(huì)成為設(shè)備的熱效率降低的原因。
[0026] 在預(yù)熱器（2)中加熱至上述特定溫度的熱載體（3)接著被導(dǎo)入位于具備生物質(zhì)熱 裂解區(qū)（A)和氣體重整區(qū)（B)的容器（1)上方的氣體重整區(qū)（B)中。在氣體重整區(qū)（B)中， 將生物質(zhì)在位于容器（1)下方的生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中熱裂解而生成的、且在容器（1)中 上升而被導(dǎo)入至氣體重整區(qū)（B)的熱裂解氣體在蒸汽的存在下與熱載體（3)接觸而被加 熱。由此，熱裂解氣體與蒸汽反應(yīng)，能夠?qū)崃呀鈿怏w重整為富含氫氣的氣體。此處，用于 氣體重整的蒸汽在氣體重整區(qū)（B)、或者氣體重整區(qū)（B)與生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)之間[熱載 體通路（9)附近]、和/或、生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)處從蒸汽吹入口（6:、62)被導(dǎo)入。氣體重整 區(qū)（B)中的氣相溫度的上限優(yōu)選為1，000°C、更優(yōu)選為950°C、進(jìn)一步優(yōu)選為930°C，下限優(yōu) 選為700°C、更優(yōu)選為850°C、進(jìn)一步優(yōu)選為880°C。不足上述下限時(shí)，有時(shí)重整反應(yīng)不會(huì)推 進(jìn)。另一方面，即使超過(guò)上述上限，也無(wú)法期待效果的顯著增加，加熱熱載體所需的熱量增 力口，招致成本變高。關(guān)于氣體重整區(qū)（B)中的氣相溫度，在上述更優(yōu)選的下限值即850°C以 上時(shí)，利用蒸汽進(jìn)行的一氧化碳的重整變得顯著，在進(jìn)一步優(yōu)選的下限值即880°C以上時(shí)， 利用蒸汽進(jìn)行的甲烷的重整變得顯著。因此，為了有效地對(duì)一氧化碳和甲烷兩者進(jìn)行重整， 氣體重整區(qū)（B)中的氣相溫度進(jìn)一步優(yōu)選為880°C以上。氣體重整區(qū)（B)中的氣相溫度的更 優(yōu)選上限為950°C，在該溫度以下能夠充分地重整熱裂解氣體，為了實(shí)現(xiàn)燃料用量的削減， 進(jìn)一步優(yōu)選為930°C以下。
[0027]穿過(guò)了位于容器（1)上方的氣體重整區(qū)（B)的熱載體（3)接著穿過(guò)隔板（7)的熱 載體通路（9)，此處為穿過(guò)隔板（7)與容器內(nèi)壁之間的間隙，向位于容器（1)下方的生物質(zhì) 熱裂解區(qū)（A)移動(dòng)。在生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中，熱載體（3)另行與從生物質(zhì)供給口（4)向生 物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)供給的生物質(zhì)（a)接觸。另外，分別從非氧化性氣體供給口（5)和蒸汽吹 入口（G1)向生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中供給非氧化性氣體，例如氮?dú)夂腿我獾恼羝?，從而保持?非氧化性氣體氣氛或者非氧化性氣體與蒸汽的混合氣體氣氛。并且，通過(guò)熱載體（3)與生物 質(zhì)（a)的接觸，生物質(zhì)（a)被加熱而熱裂解，生成熱裂解氣體。通過(guò)將生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A) 制成非氧化性氣體氣氛，能夠阻止生物質(zhì)（a)的燃燒，使生物質(zhì)（a)高效地?zé)崃呀狻Ｋ?的熱裂解氣體在容器（1)中上升，穿過(guò)隔板（7)的熱裂解氣體通路（8)[與上述熱載體通路 (9)相同]，從而被導(dǎo)入至上述氣體重整區(qū)（B)。生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中的氣相溫度的上限 優(yōu)選為700°C、更優(yōu)選為650°C，下限優(yōu)選為400°C、更優(yōu)選為500°C、進(jìn)一步優(yōu)選為550°C。 不足上述下限時(shí)，有時(shí)生物質(zhì)的熱裂解不會(huì)推進(jìn)。超過(guò)上述上限時(shí)，會(huì)產(chǎn)生重質(zhì)的焦油。這 樣的重質(zhì)焦油無(wú)法利用蒸汽而充分地重整，因此有時(shí)會(huì)因焦油而成為裝置故障的原因。
[0028] 上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中的生物質(zhì)（a)的熱裂解和氣體重整區(qū)（B)中的熱裂解 氣體的重整所需的熱大多由預(yù)先加熱至上述溫度的多個(gè)粒狀物和/或塊狀物、即熱負(fù)載介 質(zhì)(熱載體）所帶有的熱來(lái)供給。熱載體（3)的向容器（1)中的導(dǎo)入和熱載體（3)的從容器 (1)中的去除例如使用在配管上下各具備一個(gè)、共計(jì)具備兩個(gè)閥的所謂2段式閥(未圖示)來(lái) 進(jìn)行。若簡(jiǎn)單地說(shuō)明該2段式閥的操作，則預(yù)先關(guān)閉上下兩個(gè)閥，首先打開(kāi)上面的閥而使熱 載體（3)下落至配管內(nèi)部，向下面的閥與上面的閥之間填充熱載體（3)。接著，通過(guò)關(guān)閉上 面的閥并打開(kāi)下面的閥，將填充在兩個(gè)閥之間的熱載體（3)導(dǎo)入至容器（1)中或者從容器 (1)中取出。通過(guò)重復(fù)這樣的閥操作，熱載體（3)基本上連續(xù)地被導(dǎo)入至容器（1)，且基本 上連續(xù)地從容器（1)中被取出。該導(dǎo)入和取出方式是一個(gè)例子，不限定于該方式。通過(guò)控 制熱載體（3)的向容器（1)中的導(dǎo)入速度和熱載體（3)的從容器（1)中的取出速度，能夠使 生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)和氣體重整區(qū)（B)中形成熱載體層，并且將該層的厚度(滯留量）控制 為適當(dāng)?shù)闹担覍⑸镔|(zhì)熱裂解區(qū)（A)和氣體重整區(qū)（B)的氣相溫度控制為上述特定溫度。 此處，從容器（1)中取出熱載體（3)的速度過(guò)快時(shí)，生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)和氣體重整區(qū)（B) 的氣相溫度變高，另一方面，取出速度過(guò)慢時(shí)，熱載體會(huì)放熱，生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)的氣相溫 度變低。熱載體（3)的在容器（1)中的供給速度和取出速度依賴(lài)于作為原料的生物質(zhì)（a) 的供給量及其種類(lèi)、以及生物質(zhì)（a)的水分和灰分量等，但通常相對(duì)于生物質(zhì)（a)的供給量 來(lái)確定。通常被設(shè)定為干燥原料、即干燥生物質(zhì)（a)的在容器（1)中的供給速度的5飛0質(zhì) 量倍。優(yōu)選設(shè)定為干燥生物質(zhì)（a)的在容器（1)中的供給速度的5~30質(zhì)量倍，更優(yōu)選設(shè)定 為1(T20質(zhì)量倍。不足上述下限時(shí)，無(wú)法供給用于使生物質(zhì)（a)熱裂解所需的熱量。另一 方面，超過(guò)上述上限時(shí)，僅會(huì)使熱載體（3)的供給量變得過(guò)剩，因此，必須將容器（1)擴(kuò)大至 必要以上，另外，熱載體（3)的加熱需要多于的熱量。
[0029]容器（1)中的壓力的上限優(yōu)選為104. 33kPa、更優(yōu)選為102. 33kPa，下限優(yōu)選為 100. 33kPa、更優(yōu)選為101. 23kPa。超過(guò)上述上限時(shí)，有時(shí)所生成的熱裂解氣體從生物質(zhì)供給 口（4)倒流而向容器（1)的外部泄露。另一方面，不足上述下限時(shí)，有時(shí)所生成的熱裂解氣 體不會(huì)在氣體重整區(qū)（B)中的熱載體（3)的層內(nèi)部均勻地分散并穿過(guò)，熱裂解氣體和與其 相伴的焦油等不會(huì)被充分地重整。
[0030] 如上所述那樣，蒸汽吹入口（6:、62)優(yōu)選設(shè)置在氣體重整區(qū)（B)、或者氣體重整區(qū) (B)與生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)之間、和/或、生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)。設(shè)置于生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A) 時(shí)，尤其優(yōu)選設(shè)置在生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)的下部。由此，能夠?qū)?dǎo)入至容器（1)中的蒸汽通 過(guò)與熱載體（3)的接觸而有效地加熱，并且，不僅能夠延長(zhǎng)其與由生物質(zhì)的熱裂解而產(chǎn)生的 氣體的接觸時(shí)間，還能夠延長(zhǎng)其與熱載體（3)的接觸時(shí)間，作為結(jié)果，能夠有效地實(shí)施熱裂 解氣體和附著于熱載體的焦油等的重整。在圖1中，蒸汽吹入口在氣體重整區(qū)（B)的下部 (62)和生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)的下部（G1)處分別設(shè)置一個(gè)、共計(jì)設(shè)置兩個(gè)，但不限定于此。蒸 汽吹入口可以在各個(gè)部位優(yōu)選地設(shè)置多個(gè)，更優(yōu)選設(shè)置2~4個(gè)、進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)置4個(gè)。要供 給的蒸汽的溫度沒(méi)有特別限定，優(yōu)選為13(T200°C、更優(yōu)選為約160°C。另外，可優(yōu)選地使用 50(T600°C的過(guò)熱蒸汽。例如，供給更優(yōu)選的約160°C的蒸汽時(shí)，優(yōu)選的是，以蒸汽的供給量 與作為原料的生物質(zhì)的供給量大致相等地進(jìn)行供給。
[0031] 上述生物質(zhì)供給口（4)設(shè)置在能夠有效地向生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中供給生物質(zhì) (a)的位置即可。優(yōu)選設(shè)置在生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)的上方、即隔板（7)的下方且滯留在生物 質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中的熱載體（3)的層的上方空間。由此，能夠使生物質(zhì)（a)與熱載體（3)的 接觸時(shí)間變得適當(dāng)，能夠使生物質(zhì)（a)充分地?zé)崃呀?。圖1中，生物質(zhì)供給口（4)記載為1 個(gè)，但不限定于此。生物質(zhì)供給口（4)可以?xún)?yōu)選地設(shè)置1個(gè)以上、更優(yōu)選設(shè)置1飛個(gè)、進(jìn)一 步優(yōu)選設(shè)置1~3個(gè)、進(jìn)而更優(yōu)選設(shè)置1或2個(gè)。通過(guò)設(shè)置多個(gè)生物質(zhì)供給口（4)，也能夠從 各自的供給口同時(shí)供給性狀不同的生物質(zhì)。
[0032] 生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中的生物質(zhì)（a)的滯留時(shí)間優(yōu)選為1(T60分鐘、更優(yōu)選為 20~40分鐘、進(jìn)一步優(yōu)選為25~35分鐘。不足上述下限時(shí)，無(wú)法向生物質(zhì)均勻地傳導(dǎo)熱，無(wú)法 進(jìn)行均勻的熱裂解，因此熱裂解氣體的產(chǎn)生量降低。另一方面，即使超過(guò)上述上限，也不會(huì) 發(fā)現(xiàn)效果的顯著增加，反而會(huì)招致設(shè)備成本的增加。此處，生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中的生物質(zhì) (a)的滯留時(shí)間可根據(jù)熱載體（3)的移動(dòng)速度和生物質(zhì)供給量來(lái)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。另外，氣體重 整區(qū)（B)中的氣體的滯留時(shí)間優(yōu)選為1~10秒、更優(yōu)選為2飛秒。氣體重整區(qū)（B)中的氣體 的滯留時(shí)間可以根據(jù)熱載體（3)的移動(dòng)速度和填充量、蒸汽供給量以及預(yù)定的熱裂解氣體 量來(lái)設(shè)定。
[0033] 如上那樣操作，穿過(guò)了氣體重整區(qū)（B)、接著穿過(guò)生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)的熱載體 (3)與生物質(zhì)的熱裂解殘?jiān)?焦炭，char)、附著于熱載體而未熱裂解的殘留微量焦油和煤渣 等一起從容器（1)的底部被排出。包含所排出的熱載體（3)的排出物的處理通過(guò)現(xiàn)有公知 的方法來(lái)實(shí)施。例如可以采用上述專(zhuān)利文獻(xiàn)7和8中記載的方法和裝置。熱載體（3)再次 被返回至預(yù)熱器（2)中而供給至容器（1)。
[0034] 多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（3)、即熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體）優(yōu)選由選自金屬和陶瓷中 的一種以上材質(zhì)構(gòu)成。作為金屬，優(yōu)選選自鐵、不銹鋼、鎳合金鋼、以及鈦合金鋼，更優(yōu)選選 擇不銹鋼。另外，作為陶瓷，選自氧化鋁、二氧化硅、碳化硅、碳化鎢、氧化鋯以及氮化硅，更 優(yōu)選選擇氧化鋁。多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（3)的形狀優(yōu)選為球狀(球)，不一定需要是正 球，也可以是剖面形狀為橢圓形或長(zhǎng)圓形的球狀物。球狀物的直徑(最大徑)優(yōu)選為3~25_、 更優(yōu)選為8~15mm。超過(guò)上述上限時(shí)，有時(shí)在容器（1)內(nèi)部的流動(dòng)性、即自由下落性會(huì)受損， 由此，有時(shí)球狀物在容器（1)內(nèi)部靜止而成為閉塞的原因。另一方面，不足上述下限時(shí)，有 時(shí)球狀物自身會(huì)因附著于球狀物的焦油和煤渣等而固結(jié)，有時(shí)成為閉塞的原因。例如，球狀 物的直徑不足3_時(shí)，球狀物會(huì)因附著于球狀物的焦油和煤渣等的影響而附著于容器（1) 的內(nèi)壁，尤其擔(dān)心其會(huì)使熱裂解氣體通路（8 )和熱載體通路（9 )變窄，從而促進(jìn)該通路的閉 塞。另外，附著有焦油的球狀物從容器（1)底部的閥被取出時(shí)，不足3mm的球狀物輕，在此 基礎(chǔ)上附著了焦油，因此不會(huì)自然下落，固結(jié)在閥內(nèi)部而助長(zhǎng)閉塞。
[0035] 本發(fā)明的生物質(zhì)是指所謂的生物質(zhì)資源。此處，生物質(zhì)資源是指植物系生物質(zhì)、例 如由林業(yè)中廢棄的疏伐材、制材廢材、修剪枝、林地殘材、未利用樹(shù)等；由農(nóng)業(yè)廢棄的蔬菜殘 渣和果樹(shù)殘?jiān)绒r(nóng)作物、稻桿、麥桿和稻皮等；以及其它海洋植物、建筑系廢木材等，生物系 生物質(zhì)、例如家畜排泄物和下水污泥所代表的生物系排泄物，以及塵垢等生活垃圾和食品 廢棄物等。本發(fā)明的裝置優(yōu)選適用于植物系生物質(zhì)和生物系生物質(zhì)的氣化。
[0036] 圖2是在一個(gè)容器（11)中具備生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)和氣體重整區(qū)（B)的本發(fā)明的 裝置的另一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。圖2的上圖是從側(cè)面觀(guān)察容器內(nèi)部時(shí)的示意圖，下圖是 從上方觀(guān)察容器內(nèi)部的隔板時(shí)的示意圖。多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（31)、即熱負(fù)載介質(zhì)(熱 載體）被導(dǎo)入容器（11)中的氣體重整區(qū)（B)之前，預(yù)先在預(yù)熱器（21)中與上述同樣地加熱 至特定溫度。在預(yù)熱器（21)中加熱至特定溫度的熱載體（31)接著被導(dǎo)入位于具備生物質(zhì) 熱裂解區(qū)（A)和氣體重整區(qū)（B)的容器（11)的上方的氣體重整區(qū)（B)。在氣體重整區(qū)（B) 中，將生物質(zhì)（a)在位于容器（11)下方的生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中熱裂解而生成的、且在設(shè)置 于容器（11)的隔板（71)的熱裂解氣體通路（81)和熱載體通路（91)中上升而被導(dǎo)入至氣 體重整區(qū)（B)的熱裂解氣體在蒸汽的存在下與熱載體（31)接觸而被加熱。由此，熱裂解氣 體與蒸汽反應(yīng)，能夠?qū)崃呀鈿怏w重整為富含氫氣的氣體。此處，用于氣體重整的蒸汽在氣 體重整區(qū)（B)、或者氣體重整區(qū)（B)與生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)之間[熱載體通路（91)附近]、 和/或、生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)處從蒸汽吹入口（61:、612)被導(dǎo)入。氣體重整區(qū)（B)中的氣相 溫度與上述相同。穿過(guò)了位于容器（11)上方的氣體重整區(qū)（B)的熱載體（31)接著穿過(guò)設(shè) 置于容器（11)的隔板（71)的熱載體通路（91)、此處為穿過(guò)隔板（71)與容器內(nèi)壁之間的間 隙而移動(dòng)至位于容器（11)下方的生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)。在生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中，熱載體 (31)另行與從生物質(zhì)供給口（41)向生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)供給的生物質(zhì)（a)接觸。另外，分 別從非氧化性氣體供給口（51)和蒸汽供給口（61J向生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中供給非氧化性 氣體、例如氮?dú)夂腿我獾恼羝瑥亩３譃榉茄趸詺怏w氣氛或者非氧化性氣體與蒸汽的 混合氣體氣氛。并且，通過(guò)熱載體（31)與生物質(zhì)（a)的接觸，生物質(zhì)（a)被加熱而熱裂解， 生成熱裂解氣體。通過(guò)將生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)制成非氧化性氣體氣氛，能夠阻止生物質(zhì)（a) 的燃燒，使生物質(zhì)（a)高效地?zé)崃呀?。所生成的熱裂解氣體在容器（11)中上升，被導(dǎo)入至上 述氣體重整區(qū)（B)。生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中的氣相溫度與上述相同。另外，上述生物質(zhì)熱裂 解區(qū)（A)中的生物質(zhì)（a)的熱裂解和氣體重整區(qū)（B)中的熱裂解氣體的重整所需的熱大多 由預(yù)先加熱至上述溫度的多個(gè)粒狀物和/或塊狀物、即熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體）所帶有的熱來(lái) 供給，且熱載體（31)的向容器（11)中的導(dǎo)入和熱載體（31)的向容器（11)中的取出與上述 圖1的裝置同樣操作來(lái)實(shí)施。
[0037] 圖3是在一個(gè)容器（12)中具備生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)和氣體重整區(qū)（B)的本發(fā)明的 裝置的另一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。其與圖1和圖2所示的裝置不同，不在生物質(zhì)熱裂解區(qū) (A)的正上方配置氣體重整區(qū)（B)，而是隔著隔板（72)在生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)的右側(cè)上方水 平地配置氣體重整區(qū)（B)。多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（32)夾著在氣體重整區(qū)（B)與生物質(zhì) 熱裂解區(qū)（A)之間設(shè)置的隔板（72)而在各區(qū)中形成了層。多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（32)、 即熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體)被導(dǎo)入容器（12)中的氣體重整區(qū)（B)之前，預(yù)先在預(yù)熱器（22)中與 上述同樣地加熱至特定溫度。在預(yù)熱器（22)中加熱至特定溫度的熱載體（32)接著被導(dǎo)入 位于具備生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)和氣體重整區(qū)（B)的容器（12)的上方的氣體重整區(qū)（B)中。 在氣體重整區(qū)（B)中，將生物質(zhì)（a)在位于容器（12)的左側(cè)下方的生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中 熱裂解而生成的熱裂解氣體穿過(guò)設(shè)置于容器（12)的隔板（72)的下部存在的熱裂解氣體通 路（82)，此處為穿過(guò)隔板（72)與容器內(nèi)壁之間的間隙，邊與熱載體接觸邊上升而被導(dǎo)入至 氣體重整區(qū)（B)，被導(dǎo)入至氣體重整區(qū)（B)的熱裂解氣體在蒸汽的存在下與熱載體（32)接 觸而被加熱。由此，熱裂解氣體與蒸汽反應(yīng)，能夠?qū)崃呀鈿怏w重整為富含氫氣的氣體。此 處，用于氣體重整的蒸汽在氣體重整區(qū)（B)、或者氣體重整區(qū)（B)與生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)之 間[熱載體通路（92)附近]、和/或、生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)處從蒸汽吹入口（62:、622)被導(dǎo) 入。氣體重整區(qū)（B)中的氣相溫度與上述相同。穿過(guò)了位于容器（12)右側(cè)上方的氣體重 整區(qū)（B)的熱載體（32)接著穿過(guò)設(shè)置于容器（12)的隔板（72)下部存在的熱載體通路（92) [與上述熱裂解氣體通路（82)相同。]而移動(dòng)至位于容器（12)左側(cè)下方的生物質(zhì)熱裂解區(qū) (A)。在生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中，熱載體（32)另行與從生物質(zhì)供給機(jī)（42)向生物質(zhì)熱裂解 區(qū)（A)供給的生物質(zhì)（a)接觸。另外，非氧化性氣體、例如氮?dú)鈴姆茄趸詺怏w供給口（未圖 示）被導(dǎo)入至生物質(zhì)供給機(jī)（42)，與生物質(zhì)（a)-起被供給至生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)。另外， 蒸汽任意地從蒸汽供給口（62:)被供給，從而保持為非氧化性氣體氣氛或者非氧化性氣體 與蒸汽的混合氣體氣氛。并且，通過(guò)熱載體（32)與生物質(zhì)（a)的接觸，生物質(zhì)（a)被加熱而 熱裂解，生成熱裂解氣體。通過(guò)將生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)制成非氧化性氣體氣氛，能夠阻止生 物質(zhì)（a)的燃燒，使生物質(zhì)（a)高效地?zé)崃呀?。所生成的熱裂解氣體在容器（12)中上升，被 導(dǎo)入至上述氣體重整區(qū)（B)。生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中的氣相溫度與上述相同。該裝置中設(shè) 置有兩臺(tái)生物質(zhì)原料供給機(jī)（42)，能夠同時(shí)地投入兩種不同的生物質(zhì)（a)。另外，上述生物 質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中的生物質(zhì)（a)的熱裂解和氣體重整區(qū)（B)中的熱裂解氣體的重整所需的 熱大多由預(yù)先加熱至上述溫度的多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（32)、即熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體）所 帶有的熱來(lái)供給，且熱載體（32)的向容器（12)中的導(dǎo)入和熱載體（32)的向容器（12)中的 取出與上述圖1的裝置同樣操作來(lái)實(shí)施。
[0038]圖4是在一個(gè)容器（13)中具備生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)和氣體重整區(qū)（B)的本發(fā)明 的裝置的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。該裝置與圖1和圖2所示的裝置不同，在生物質(zhì)熱裂解 區(qū)（A)與氣體重整區(qū)（B)之間、以及生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中各具備1片、共計(jì)2片隔板（73:、 732)。此處，2片隔板（73i、732)之中，設(shè)置于容器（13)上方的隔板（73J用于在容器（13)中 分割生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)和氣體重整區(qū)（B)，另一方面，設(shè)置于容器（13)下方的隔板（732) 用于將生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)進(jìn)一步分成兩個(gè)部分（ApA2)15并且，在該裝置中，具備4個(gè)（43^ 43 2、433、434)原料生物質(zhì)的供給口，能夠同時(shí)投入不同種類(lèi)的多種生物質(zhì)。另外，生物質(zhì)投 入口各用兩個(gè)隔板（73 2)進(jìn)行分隔，其結(jié)果，能夠?qū)⑸镔|(zhì)的生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中的滯留 時(shí)間(熱裂解時(shí)間）設(shè)定為兩種，能夠同時(shí)地供給熱裂解反應(yīng)速度不同的生物質(zhì)。多個(gè)粒狀 物和/或塊狀物（33)被隔板（73 :)分成氣體重整區(qū)（B)和生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)，分別形成 層，進(jìn)而生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)被隔板（732)分隔成兩個(gè)，在一個(gè)容器（13)中形成了一個(gè)氣體 重整區(qū)（B)和兩個(gè)生物質(zhì)熱裂解區(qū)（4、A2)。此處，設(shè)置于氣體重整區(qū)（B)和生物質(zhì)熱裂解 區(qū)（A)的隔板的數(shù)量不限定于此，進(jìn)而還能夠設(shè)置多個(gè)隔板而進(jìn)一步細(xì)細(xì)地分隔氣體重整 區(qū)（B)和生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)。多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（33)、即熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體)被導(dǎo) 入容器（13)中的氣體重整區(qū)（B)之前，預(yù)先在預(yù)熱器（23)中與上述同樣地被加熱至特定溫 度。在預(yù)熱器（23)中加熱至特定溫度的熱載體（33)接著被導(dǎo)入位于具備生物質(zhì)熱裂解區(qū) (A)和氣體重整區(qū)（B)的容器（13)上方的氣體重整區(qū)（B)。在氣體重整區(qū)（B)中，將生物質(zhì) (a)在位于容器（13)下部的生物質(zhì)熱裂解區(qū)（ApA2)中熱裂解而生成的熱裂解氣體穿過(guò)由 設(shè)置于容器（13)的隔板（73 :)形成的熱裂解氣體通路（83)，邊與熱載體接觸邊導(dǎo)入至氣體 重整區(qū)（B)，該熱裂解氣體和蒸汽與熱載體（33)接觸而被加熱。由此，熱裂解氣體與蒸汽反 應(yīng)，能夠?qū)崃呀鈿怏w重整為富含氫氣的氣體。此處，用于氣體重整的蒸汽在生物質(zhì)熱裂解 區(qū)（ApA2)處由蒸汽吹入口（63i、632)被導(dǎo)入。在圖4中，如上所述那樣，蒸汽吹入口（63^ 632)均存在于生物質(zhì)熱裂解區(qū)，也可以設(shè)置于氣體重整區(qū)（B)、或者氣體重整區(qū)（B)與生物 質(zhì)熱裂解區(qū)（A1)之間[熱載體通路（93)附近]。氣體重整區(qū)（B)中的氣相溫度與上述相 同。穿過(guò)了位于容器（13)上方的氣體重整區(qū)（B)的熱載體（33)接著穿過(guò)設(shè)置于容器（13) 的隔板（73J與容器內(nèi)壁的間隙即熱載體通路（93)[與上述熱裂解氣體通路（83)相同。] 而移動(dòng)至位于容器（13)下部的生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A1X在生物質(zhì)熱裂解區(qū)（ApA2)中，熱載體 (33)另行與從生物質(zhì)供給口（43i、432、433、434)向生物質(zhì)熱裂解區(qū)（ApA2)供給的生物質(zhì)接 觸。另外，分別從非氧化性氣體供給口（ 53)和蒸汽供給口（63:、632)向生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A1、 A2)供給非氧化性氣體、例如氮?dú)夂腿我獾恼羝?，從而保持為非氧化性氣體氣氛或者非氧化 性氣體與蒸汽的混合氣體氣氛。并且，通過(guò)熱載體（33 )與生物質(zhì)（a)的接觸，生物質(zhì)（a)被 加熱而熱裂解，生成熱裂解氣體。通過(guò)將生物質(zhì)熱裂解區(qū)（4、A2)制成非氧化性氣體氣氛， 能夠阻止生物質(zhì)（a)的燃燒，使生物質(zhì)（a)高效地?zé)崃呀?。所生成的熱裂解氣體在容器（13) 中上升，被導(dǎo)入至上述氣體重整區(qū)（B)。生物質(zhì)熱裂解區(qū)（ApA2)中的氣相溫度與上述相同。 此處，生物質(zhì)熱裂解區(qū)（ApA2)的氣相溫度是相同的，或者將生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A2)的氣相溫 度設(shè)定得比生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A1)的氣相溫度高。另外，上述的生物質(zhì)熱裂解區(qū)（ApA2)中的 生物質(zhì)（a)的熱裂解和氣體重整區(qū)（B)中的熱裂解氣體的重整所需的熱大多由預(yù)先加熱至 上述溫度的多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（33)、即熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體）所帶有的熱來(lái)供給，且 熱載體（33)的向容器（13)中的導(dǎo)入和熱載體（33)從向容器（13)中的取出與上述圖1的 裝置同樣操作來(lái)實(shí)施。
[0039] 圖5是在一個(gè)容器（14)中具備生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)和氣體重整區(qū)（B)的本發(fā)明的 裝置的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。圖5的上圖是從側(cè)面觀(guān)察容器內(nèi)部時(shí)的示意圖，下圖是以 X-X'線(xiàn)切斷時(shí)從上方觀(guān)察容器內(nèi)部的隔板時(shí)的示意圖。該裝置與圖1和圖2所示的裝置不 同，具有如下形態(tài)：生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)與氣體重整區(qū)（B)利用圓柱形的隔板（74)而分隔 開(kāi)、且生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)隔著圓柱形隔板（74)包圍氣體重整區(qū)（B)。在圓柱形隔板（74) 的下部沿著圓周方向設(shè)置有4處開(kāi)口部、即熱載體通路（94)。此處，熱載體通路（94)的數(shù) 量和大小沒(méi)有特別限定，可依賴(lài)于裝置自身的尺寸、生物質(zhì)處理量、多個(gè)粒狀物和/或塊狀 物的尺寸等來(lái)適當(dāng)決定。多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（34)、即熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體）被導(dǎo)入容 器（14)中的氣體重整區(qū)（B)之前，預(yù)先在預(yù)熱器（24)中與上述同樣地加熱至特定溫度。在 預(yù)熱器（24)中被加熱至特定溫度的熱載體（34)接著被導(dǎo)入位于具備生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A) 和氣體重整區(qū)（B)的容器（14)上方的氣體重整區(qū)（B)。在氣體重整區(qū)（B)中，將生物質(zhì)（a) 在位于容器（14)下方的生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中熱裂解而生成的、在設(shè)置于容器（14)的圓柱 形隔板（74)的熱裂解氣體通路（84)和熱載體通路（94)上升、主要是在設(shè)置于圓柱形隔板 (74)底面的熱裂解氣體通路（84)上升而被導(dǎo)入至氣體重整區(qū)（B)的熱裂解氣體在蒸汽的 存在下接觸熱載體（34)而被加熱。由此，熱裂解氣體與蒸汽反應(yīng)，能夠?qū)崃呀鈿怏w重整為 富含氫氣的氣體。此處，用于氣體重整的蒸汽在生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)處由蒸汽吹入口（64) 被導(dǎo)入。另外，蒸汽也可以直接導(dǎo)入至氣體重整區(qū)（B)中。氣體重整區(qū)（B)中的氣相溫度與 上述相同。
[0040] 穿過(guò)了位于容器（14)上方的氣體重整區(qū)（B)的熱載體（34)接著穿過(guò)設(shè)置在圓周 方向上的開(kāi)口部、即熱載體通路（94)而移動(dòng)至位于容器（14)下方的生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)、 設(shè)置于容器（14)的圓柱形隔板（74)側(cè)面下部。圖6是模式性地示出在圖5所示裝置的圓 柱形的隔板（74)側(cè)面下部設(shè)置的熱載體通路（94)、以及從其出口附近沿著上述多個(gè)粒狀 物和/或塊狀物（34)的移動(dòng)方向以交錯(cuò)狀具備的多個(gè)導(dǎo)流件（c)、以及該導(dǎo)流件（c)附近的 多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（34)和生物質(zhì)（a)的移動(dòng)方向的說(shuō)明圖。在該實(shí)施方式中，熱載 體通路（94)呈現(xiàn)大致梯形的形狀，設(shè)置一定間隔而沿著圓周方向設(shè)置在圓柱形隔板（74) 的側(cè)面下部。熱載體通路（94)的形狀沒(méi)有特別限定，除了梯形之外，也可以為半圓形、三角 形等。熱載體通路（94)的尺寸尤其依賴(lài)于多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（34)的尺寸，其寬度和 高度優(yōu)選為多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（34)中的1個(gè)的尺寸的10倍以上。在生物質(zhì)熱裂解 區(qū)（A)中的熱載體通路（94)的下方，從熱載體通路（94)的出口附近沿著上述多個(gè)粒狀物和 /或塊狀物（34)的移動(dòng)方向、即朝向下方以交錯(cuò)狀具備多個(gè)、優(yōu)選具備2飛段導(dǎo)流件（c)。 在圖5和圖6中，導(dǎo)流件（c)以交錯(cuò)狀圖示出2段。在該方式中，導(dǎo)流件（c)的剖面用垂直 于其長(zhǎng)度方向的平面切斷時(shí)，如圖6所示那樣為大致三角形。其中，導(dǎo)流件的剖面不限定于 此，只要能夠?qū)崿F(xiàn)與多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（34)和生物質(zhì)（a)相同的移動(dòng)狀態(tài)即可，例如 也可以是向上側(cè)突出的圓弧狀的形狀等。如圖6所示那樣，從熱載體通路（94)向生物質(zhì)熱 裂解區(qū)（A)中移動(dòng)的粒狀物和/或塊狀物（34)利用導(dǎo)流件（c)來(lái)控制其移動(dòng)方向，由此，交 互地制作由粒狀物和/或塊狀物（34)堆積而成的部位和凹陷的部位。
[0041]另一方面，成為原料的生物質(zhì)（a)另行從生物質(zhì)供給口（44)主要供給至生物質(zhì)熱 裂解區(qū)（A)中的上述粒狀物和/或塊狀物（34)凹陷的部位。并且，所供給的生物質(zhì)（a)以被 粒狀物和/或塊狀物（34)卷入的方式進(jìn)行接觸，并且在生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中向下方移動(dòng)。 另外，分別從非氧化性氣體供給口（54)和蒸汽供給口（64)向生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)供給非氧 化性氣體、例如氮?dú)夂驼羝瑥亩３譃榉茄趸詺怏w與蒸汽的混合氣體氣氛。此處，不一 定需要向生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中供給蒸汽，這種情況下，生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)被保持為非氧 化性氣體氣氛，蒸汽被直接供給至氣體重整區(qū)（B)。并且，通過(guò)粒狀物和/或塊狀物（34)與 生物質(zhì)（a)的接觸，生物質(zhì)（a)被加熱而熱裂解，生成熱裂解氣體。通過(guò)使生物質(zhì)熱裂解區(qū) (A)為非氧化性氣體氣氛，能夠阻止生物質(zhì)（a)的燃燒，使生物質(zhì)（a)高效地?zé)崃呀?。所?成的熱裂解氣體在容器（14)中上升，被導(dǎo)入至上述氣體重整區(qū)（B)。生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中 的氣相溫度與上述相同。另外，上述生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中的生物質(zhì)（a)的熱裂解和氣體重 整區(qū)（B)中的熱裂解氣體的重整所需的熱大多由預(yù)先加熱至上述溫度的多個(gè)粒狀物和/或 塊狀物（34)、即熱負(fù)載介質(zhì)(熱載體)所帶有的熱來(lái)供給，且熱載體（34)的向容器（14)中的 導(dǎo)入和熱載體（34)的從容器（14)中的取出與上述圖1的裝置同樣操作來(lái)實(shí)施。
[0042] 在圖5所記載的本發(fā)明的裝置的一個(gè)實(shí)施方式的氣化裝置中，以氣體重整區(qū)（B) 被包圍在生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)內(nèi)側(cè)的方式進(jìn)行配置，因此源自氣體重整區(qū)（B)的熱被利用 于生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中的生物質(zhì)的熱裂解，因此能夠使氣化裝置的熱效率上升。另外，在 生物質(zhì)熱裂解區(qū)（A)中設(shè)置導(dǎo)流件（c)，制作由多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（34)堆積而成的 部位和凹陷的部位，并且，通過(guò)將成為原料的生物質(zhì)（a)主要供給至多個(gè)粒狀物和/或塊狀 物（34)的凹陷部位，在生物質(zhì)（a)與多個(gè)粒狀物和/或塊狀物（34)的比重不同的情況下， 例如，即使生物質(zhì)（a)為木質(zhì)芯片時(shí)其比重為0.2~0. 3噸/m3,而多個(gè)粒狀物和/或塊狀物 (34)為氧化鋁時(shí)其比重為3. 6~3. 9噸/m3時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)兩者的有效混合，從而有效地實(shí)行 生物質(zhì)（a)的熱裂解。
[0043] 以下，通過(guò)實(shí)施例來(lái)更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，本發(fā)明不限定于這些實(shí)施例。 實(shí)施例
[0044](實(shí)施例1) 實(shí)施例1中使用的生物質(zhì)原料以及用于該生物質(zhì)原料的熱裂解和氣體重整的反應(yīng)器 如下述所示。
[0045] 作為生物質(zhì)原料，使用了建筑系廢木材。將該廢木材粗粉碎來(lái)使用。關(guān)于粗粉碎 后的廢木材的大小，為方便筷左右的尺寸的棒狀物、撲克牌的1/4左右的尺寸的薄板狀物、 以及鍋屑狀物等的混合物，最大尺寸為200 300mm左右。將該廢木材的性狀不于表1。
[0046] [表1]

【權(quán)利要求】
1. 氣化裝置，其特征在于，其具備：將生物質(zhì)在非氧化性氣體氣氛下或非氧化性氣體 與蒸汽的混合氣體氣氛下加熱的生物質(zhì)熱裂解區(qū)；以及，將在所述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中產(chǎn)生 的氣體在蒸汽的存在下加熱的氣體重整區(qū)，并且，使預(yù)先加熱了的多個(gè)粒狀物和/或塊狀 物從所述氣體重整區(qū)向所述生物質(zhì)熱裂解區(qū)依次移動(dòng)，利用所述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物 所帶有的熱來(lái)實(shí)行由生物質(zhì)的熱裂解而產(chǎn)生的氣體的重整和生物質(zhì)的熱裂解，在該氣化裝 置中，所述生物質(zhì)熱裂解區(qū)與所述氣體重整區(qū)以所述氣體重整區(qū)位于所述生物質(zhì)熱裂解區(qū) 的上方的方式存在于一個(gè)容器中，且在所述生物質(zhì)熱裂解區(qū)與所述氣體重整區(qū)之間具備至 少1片隔板。
2. 權(quán)利要求1所述的氣化裝置，其中，所述生物質(zhì)熱裂解區(qū)與所述氣體重整區(qū)之間具 備1片或2片隔板。
3. 權(quán)利要求1或2所述的氣化裝置，其中，所述隔板在隔板內(nèi)具備開(kāi)口部，和/或，隔 板與容器內(nèi)壁之間具備間隙，所述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物穿過(guò)該開(kāi)口部和/或間隙從所 述氣體重整區(qū)向所述生物質(zhì)熱裂解區(qū)依次移動(dòng)。
4. 權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在所述生物質(zhì)熱裂解區(qū)的上方具備 至少1個(gè)生物質(zhì)供給口。
5. 權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在所述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中，從所述 隔板的所述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的出口附近沿著該多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移動(dòng)方 向以交錯(cuò)狀具備多個(gè)用于控制所述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移動(dòng)方向的導(dǎo)流件，且將所 述生物質(zhì)供給至在所述導(dǎo)流件附近移動(dòng)的所述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物來(lái)實(shí)行熱裂解。
6. 權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在所述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中，從所述 隔板的所述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的出口附近沿著該多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移動(dòng)方 向以交錯(cuò)狀具備2飛個(gè)用于控制所述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移動(dòng)方向的導(dǎo)流件，且將 所述生物質(zhì)供給至在所述導(dǎo)流件附近移動(dòng)的所述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物來(lái)實(shí)行熱裂解。
7. 權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在所述生物質(zhì)熱裂解區(qū)中，從所述 隔板的所述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的出口附近沿著所述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移動(dòng) 方向以交錯(cuò)狀具備2飛個(gè)用于控制所述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的移動(dòng)方向的導(dǎo)流件，且 將所述生物質(zhì)供給至在所述導(dǎo)流件的最上段附近移動(dòng)的所述多個(gè)粒狀物和/或塊狀物來(lái) 實(shí)行熱裂解。
8. 權(quán)利要求1~7中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在所述生物質(zhì)熱裂解區(qū)和/或所述 氣體重整區(qū)具備蒸汽吹入口。
9. 權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，在具備氣體重整區(qū)和生物質(zhì)熱裂解 區(qū)的所述容器的所述氣體重整區(qū)的上部還具備用于預(yù)先加熱多個(gè)粒狀物和/或塊狀物的 預(yù)熱器。
10. 權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，所述粒狀物和/或塊狀物選自金屬 球和陶瓷球。
11. 權(quán)利要求1~1〇中任一項(xiàng)所述的氣化裝置，其中，所述生物質(zhì)為選自植物系生物 質(zhì)、生物系生物質(zhì)、生活垃圾以及食品廢棄物中的生物質(zhì)資源。
【文檔編號(hào)】B09B3/00GK104284966SQ201380025922
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月18日
【發(fā)明者】堂脅直城, 堂脅清志, 武田康家, 池田浩, 須田康輔, 加賀屋文枝, 上內(nèi)恒, 龜山光男 申請(qǐng)人:日本藍(lán)色能源株式會(huì)社