JPH11501116A - エネルギー生成のために生物燃料又は屑材料を利用する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エネルギー生成のために生物燃料若しくは屑材料又はその両者を利用する方法と装置。生物燃料又は屑材料は流動床ガス化器（１０）、好ましくは循環式流動床ガス化器の中でガス化される。ガス化器中で生成したガスは化石燃料バーナー（２８、２８’、２８”）、典型的には微粉炭バーナーを備えるボイラー（１２）に導入される。ガスはバーナーより上のレベルの所に導入される。ガス化器の床を形成するためにボイラーからの灰を用いることができる。ＮＯｘを制御するために、ガスをボイラーの上部で、８００〜１０５０℃（１４７２〜１９２２°Ｆ）、好ましくは８５０〜９００℃（１５６２〜１６５２°Ｆ）の低温度レベルにおいて、約５〜１０％の小含有空気過剰分で燃焼させる。第二の態様では、原料ガスを浄化して有害な又は有毒な成分を除き、そして、所望によっては、ガス化器とボイラーとの間において、石炭の灰の床を有する追加の循環式流動床反応器（１５２）の中で冷却することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 エネルギー生成のために生物燃料又は屑材料を利用する方法と装置 本発明は、請求の範囲第１項の前文に記載される、エネルギーの生成において 生物燃料又は屑材料を利用する方法と装置に関する。 エネルギーの生成において使用される化石燃料の一部を埋め合わせるために、 エネルギーの生成に安価な生物燃料（biofuel）又は屑材料（waste material） を利用し、それによってエネルギーの生成に際して一般に出るＣＯ₂放出物を減 少させる多くの方法が提案されている。ほとんどの場合、屑材料は１つのやり方 又は他の何らかの方法で処分されなければならない。 低エネルギー燃料で、しかも有害かつ有毒な成分を含んでいることが多い生物 燃料、及び特に屑材料をエネルギーの生成に利用するのは簡単ではない。重金属 化合物のような有毒成分は環境上危険な放出物の原因となる可能性があり、これ に対してアルカリ化合物は、特にそのような材料を燃焼させるとき、技術的な問 題を引き起こす傾向がある。 生物燃料及び屑材料のエネルギー含量が低いことが、それらをして、一般に、 高温、高圧のスチーム又は電気のようなエネルギーの高効率での生成に不適当な ものにしている。また、屑材料の排出量が一定しないこと、その品質に違いがあ ること、その他同様の制御し難い変動要素も、屑材料系燃料に専ら頼るエネルギ ーの生成に諸々の問題を引き起こす可能性がある。屑材料自体はスチームボイラ ーに直接導入するには不適当な状態で排出されることが多い。屑材料は、それが ボイラーに供給される前に乾燥され、破砕され、ペレット化されるか、又はその 他の方法で取り扱われなければならない。それ故、ガス化器と燃焼器とを組み合 わせる色々なやり方が提案されている。 生物燃料及び屑材料は、しかし、かなり容易にガス化され得る。しかし、生物 燃料及び屑材料のエネルギー生成のための利用には、ガス化器とガス浄化器を備 える完全なガス化プラント、及びボイラー、タービン等を備える完全な動力プラ ントがその前提となる。生物燃料又は屑材料が極く少量しか入手できないときは 、 そのようなプラントを提供することは経済的に実行できない。 フィンランド特許出願ＦＩ１８９５／７３号明細書においては、生物燃料をグ リッドでガス化し、そのガス化器で生成したガスを石炭又はオイル焚きボイラー に導入してその中で燃焼させることが提案されている。ガスはボイラーにオイル 又は石炭と一緒に特別のオイル又は石炭バーナーを通して導入される。 もう１件のフィンランド特許出願ＦＩ８５１３３８号明細書においては、屑木 材又は同様の低エネルギー燃料をガス化し、かくして生成したガスをマルチ−燃 料燃焼器中で燃焼させることが提案されている。更に、微粉砕された可燃性材料 は、ガス燃焼炎中に直接注ぎ込まれる。 更に、ＷＯ公開第９０／１２９８６号明細書においては、屑材料を直接熱交換 機中で石炭燃焼プラントからの熱い排気ガスを用いて乾燥し、そして乾燥で生成 したガス混合物とその屑材料から生成した乾燥固体材料とを共にその石炭燃焼プ ラントに供給することが提案されている。そのガスはその石炭燃焼反応器の底部 に、そしてその反応器中の石炭バーナーの下に導入される。乾燥材料もその反応 器により高レベルの所に供給される。 ＤＥ３６３２５３４号明細書においては、アルカリ化合物を含む燃料を流動床 ガス化器中で９００℃（１６５２°Ｆ）より低い温度においてガス化し、そのガ ス化器中で生成したガスを燃焼器中で、その煙道ガス中のアルカリ含有物を溶融 させるのに十分に高い温度レベル（＞９００℃）で燃焼させることも既に提案さ れている。そのアルカリ化合物はこれを溶融状態で分離することができ、また浄 化されたガスはこれをボイラーの対流区域で冷却することができる。 上記の提案された方法は、全て、燃焼器、ボイラー又はその中のバーナーを、 その特別の方法のために、そして生物燃料又は屑材料に由来する生成ガスを連続 燃焼させるために特に作ることが前提となっているように思われる。その設計の あるものはかなり複雑であるように見える。 従って、本発明の１つの目的は、生物燃料又は屑材料をエネルギーの生成にお いて利用する改良された方法と装置を提供することである。 本発明の目的は、また、スチーム及び／又は電気を高効率で生成させるために 生物燃料又は屑材料を利用する方法と装置を提供することである。 本発明の目的は、更に、エネルギーの生成においてバーナー装備ボイラーを生 物燃料又は屑材料の燃焼のために利用する方法と装置を提供することである。 本発明の目的は、また更に、生物燃料又は屑材料をエネルギーの生成において 、有害な又は有毒な化合物の放出を最小限に抑えつつ利用する方法と装置を提供 することである。 本発明によれば、生物燃料又は屑材料をガス化し、そしてガス化器で生成した ガスをスチームボイラー中で燃焼させることによる、エネルギーの生成のために 生物燃料又は屑材料を利用する改良された方法と装置が提供される。この新規な 方法と装置は、添付請求の範囲の独立項に述べられるものによって特徴付けられ る。 本発明の背後にある最も基本的な着想は、 １）生物燃料又は屑材料をガス化するための流動床ガス化器、及び ２）微粉炭又はオイルを燃焼させるための常用のバーナー装備化石燃料焚きボ イラーにして、一般に、ボイラー下部に微粉炭又はオイルバーナーを備えるその ボイラー、及び上記の微粉炭又はオイルバーナーより上のレベルに配置されてい る、上記ガス化器中で生成したガスを燃焼させるための手段 の利用である。 上記ボイラーは、一般に、微粉炭バーナーを備える。他の場合は、それらバー ナーはオイルバーナーであることができるが、天然ガスバーナーであってさえよ い。ボイラーは、生物燃料又は屑材料を普通は燃やせないタイプのものである。 従って、ボイラーは流動床ボイラーではない。微粉炭又はオイルはバーナーで用 いられる最も典型的な燃料であるので、本明細書の残りでは、時に、石炭又はオ イルバーナーについて述べる。しかし、このような説明は十分に広い意味のもの であって、化石燃料焚きバーナーを一般に包含することは分かるであろう。 生物燃料又は屑材料は、例えばボイラーの煙道ガスから分離された石炭の灰又 は他の固体粒状材料の床を持つ流動床ガス化器中でガス化される。ガス化器中で 生成した熱い原料ガスは、これを微粉炭焚きボイラーに直接供給してもよいし、 或いは、好ましくは、そのガスを、それよりアルカリ含有物及び重金属含有物を 分離するために、初めに浄化処理してもよい。 その生成ガスは、ボイラーに、その中の主バーナー、例えば微粉炭又はオイル バーナーより上のレベルに供給される。ガスが燃焼し、それによってボイラー中 に再燃焼段階が形成されると、そのボイラーの煙道ガス中のＮＯｘ含量は低下す る。 本発明の１つの好ましい態様によれば、それによって、常用の微粉炭焚きボイ ラーでのエネルギーの高効率生成、即ち高温、高圧のスチームと電気の生成のた めに生物燃料又は屑材料を利用することを可能にする方法と装置が提供される。 大型の微粉炭焚きボイラーは、通常、その内部に再加熱部を有し、電気を非常 に高い効率で生成させる流通（flow-through）型のものである。本発明の１つの 重要な面によれば、生物燃料又は屑材料をまずガス化し、次いで主に常用の高効 率ボイラー中で燃焼させるとき、その生物燃料又は屑材料からも電気を高効率で 生成させることができる。 本発明は、ボイラー中で燃焼せしめられる微粉炭又はオイルの一部を生物燃料 又は屑材料のようなもっと安価な燃料材料から誘導されるガスで置換する手段を 提供する。このガスによりもたらされるエネルギーは、総エネルギー生成量の５ 〜３５％に相当するだろう。もっと小型のボイラーでは、このパーセンテージは 更に高くなる。化石燃料である石炭又はオイルの再生型燃料によるこの置換は、 地球規模での予想で、その置換に対応してＣＯ₂放出物を減少させる。 ガスバーナーが装備されている微粉炭焚きボイラーは、本発明で提案されてい るように、ほとんどの用途で、必要とされるなら、微粉炭を専ら燃焼させるため にも使用することができる。ボイラーには、ボイラーを通常の方法で使用するの を不可能にしてしまうそのような基本的な変更は普通加える必要がない。本発明 は、マルチ燃料エネルギーの生成用に、ボイラーを、所望とされるときに、連続 的に又は間欠的に利用する手段を提供するだけである。 本発明を利用する現存の動力プラントでは、主に、ガス化器の現存装置に加え て、多分、ガスの浄化、冷却手段及びガスと灰の移送手段が必要とされる。これ に対して、エネルギーを生物燃料又は屑材料から専ら生成せしめるべき方法では 、ガス化プラントと、それとは別の完全なボイラープラントを両方とも建造する ことが必要になる。比較的小型のボイラープラントであっても、そのようなこと は 非常にコスト高の投資に至るものである。 そのような小型ボイラープラントの効率は、通常、大型の石炭焚きボイラープ ラントの効率よりかなり低い。屑材料にのみ頼る大型ボイラーを正当なものにす るために、屑材料を長い距離移送することも経済的には実行できないだろう。 多くの異なる燃料をガス化器でガス化することができ、そしてそのガス化のプ ロセスは、ガス化器に導入される空気を不足当量の（sub-stoichiometric）量に 制御することにより、制御可能である。このことで、例えば各種の異なる、多少 とも湿潤した生物燃料又は屑材料の使用が可能になる。その水分量は７０％と０ ％の間で変えることができる。極端に湿潤した材料を用いるときは、過剰当量の （over-stoichiometric）量の空気を用いなければならないだろう。これは、勿 論、効率の低下をもたらす。 屑材料は、そのままで、普通は、容易にガス化される。屑材料はこれを微粉化 する必要はなく、むしろ未処理状態でガス化器に導入することができる。流動床 、特に循環している流動床でのガス化が有利である。ガス化は、普通、６００〜 １１００℃（１１１２〜２０１２°Ｆ）、好ましくは７５０〜９５０℃（１３８ ２〜１７４２°Ｆ）の温度で起こるだろう。更に低い温度でのガス化は、屑材料 を高温で燃焼させるときより溶融した灰、その他の粘着性化合物の沈着問題をよ り少なくする。 本発明の更に他の態様によれば、生成ガスをボイラーに導く前に、その生成ガ スからアルカリ成分、Ｐｂ、Ｚｎ、Ａｓのような重金属成分、及び、多分他の有 害な又は有毒な成分を分離することによって、煙道ガス放出物を最小限に抑える ことができる。このガスの浄化は、ガスが約４００〜６００℃（７５２〜１１１ ２°Ｆ）に冷却される循環型流動床反応器中で有利に行うことができる。ガスは 低過ぎる温度まで冷却されるべきではない。冷却温度が低過ぎる場合は、タール 又は他の同様の成分（それらは、もしそうでなければ、ガス状態で燃焼させるこ とができる）は、ボイラーに導入されないで、凝縮し、生成ガスから分離される 可能性があって、諸々の問題を引き起こすだろう。 本発明によって達成される更なる利点は、ボイラーに必要とされる空気の総過 剰分が少ないことである。ボイラーの上部で起こるように調整されたガスの燃焼 で必要とされる空気の含有過剰分は、微粉炭をボイラーの下部で燃焼させるとき に必要とされる約１５〜２０％という過剰空気に比較して非常に少なく、約５〜 １０％である。ガス燃焼ゾーンの中の残留酸素は約１〜２．５％であり、そして 石炭燃焼ゾーンのそれは約３〜５％である。空気の含有過剰分を最少にすること と、ガスを８００〜１０５０℃（１４７２〜１９２２°Ｆ）、好ましくは８５０ 〜９００℃（１５６２〜１６５２°Ｆ）という比較的低い温度で燃焼させること が、ボイラー中でのＮＯｘの生成を最少にする。 本発明は、ボイラーの上部にこの再燃焼段階、即ちガス燃焼段階を設けること によって、微粉炭の燃焼に由来するＮＯｘ放出物をも減少させる。ガス化器中で 生成したガスは常に若干のＮＨ₃を含んでいる。そのような生成ガスをボイラー 中の微粉炭バーナーより十分に高い所で燃焼させるときは、そのガスと共にボイ ラーの上部に導入されるＮＨ₃が微粉炭の燃焼によってもたらされるＮＯｘ成分 と反応する。ＮＨ₃とＮＯｘとの反応は害のないＮ₂とＨ₂Ｏを生成させる。これ らの反応は、生成ガスを低温、低過剰空気含有分で燃焼させることによって助長 される。ガスの強力多段燃焼（strongly staged combusiton）、即ちガスの注入 レベルより実質的に上のレベルにおいて空気を導入することも、これらの反応を 助長する。多段燃焼はＮＨ₃／ＮＯｘ反応に有利な不足当量条件をもたらす。 本発明の好ましい態様によれば、ボイラーの煙道ガスから分離される灰は流動 床ガス化器の床材料として用いることができる。それによって、ボイラーの灰の 含有炭素は少なくとも部分的にガス化器中で回収、ガス化されるか、又は、多分 生成ガスと共にボイラーに再循環される。 原料の未浄化、未冷却生成ガスをボイラーに直接供給すれば、それによって屑 材料か、恐らくは石炭の灰に由来するガス化されていない炭素微粉物もボイラー に注入され、その中で燃焼せしめられるので、熱損失が減少する。石炭の非常に 強力な多段燃焼を伴うボイラーでは、フライアッシュ中の残留石炭材料の量が約 ５〜１５％もの高水準に達する可能性がある。 本発明によっても、非常に少ない総過剰空気量においてガスの燃焼が起こるの で、熱損失は勿論減少する。本発明の主たる利点の１つは、固体の生物燃料又は 屑材料が、常用の微粉炭又はオイル焚きボイラーにより、エネルギーの生成に利 用することができること、即ち非常に高効率でのエネルギーの生成に利用するこ とができるということである。 本発明を図面に示される具体的な態様を参照して更に詳細に説明する。図面に おいて、 図１は、本発明によるガス化器／ボイラー系の模式図であり、そして 図２は、本発明によるもう１つのガス化器／ボイラー系の模式図である。 図１は、生物燃料及び／又は屑材料をガス化するためのガス化器１０と、微粉 炭又はオイル及びそのガス化器中で生成した生成ガスを燃焼させるための、その ガス化器に接続された微粉炭焚きボイラー１２を図示、説明するものである。ガ ス化器１０は循環式流動床（ＣＦＢ）ガス化器であって、その中に固体粒子の循 環床を含む。 このＣＦＢガス化器は、ガス化室１４、そのガス化室の上部端、即ちガスの排 出端に接続された粒子分離装置１６、及びその粒子分離装置１６の下部端をガス 化室１４の下部端に接続している戻りダクト１８を含む。固体粒子の床は、ガス 化中で、ダクト２０を通り、ガス化室１４の底を通って導入される空気のような 流動化用ガスによって流動化される。生物燃料及び／又は屑材料はダクト２２を 通ってガス化室に導入され、その中の熱い流動床中に瞬間的に混入される。生物 燃料又は屑材料は非微粉砕、非乾燥状態のものであることができる。底部の灰、 粗い固体材料等を含めて床材料は、ガス化室の底から底部の灰排出用ダクト２４ を通って排出させることができる。生成ガスは分離装置１６からダクト２６を通 って排出される。ガス化室１４、分離装置１６及び戻りダクト１８を通って循環 している床材料はガス化器全体を通じて一様な温度を与え、かつガス化に有利な 条件をもたらす。 ボイラー１２は流通式ボイラーであって、石炭と空気を、３つのレベルの所で 、ボイラーの下部端３０中の３つの異なる石炭燃焼ゾーンに供給する多段微粉炭 バーナー２８、２８’及び２８”を備えている。煙道ガスはボイラーの頂部から ダクト３２を通って対流区域３４に排出される。その煙道ガスから微粉状の灰が 分離され、ダクト３６を通って排出される。煙道ガスはダクト３８を通って排出 される。煙道ガスから分離された灰は、これを装置４０中で更に処理することが で きる。微粉状の炭素を含有する灰は、ガス化室１４の中で循環流動床材料を形成 するために、装置４０からダクト４２を通ってガス化室１４に供給される。 ガス化器１０中で生成され、ダクト２６を通って排出されている熱い原料生成 ガスは、インジェクター４４を通ってボイラー１２に石炭バーナー２８、２８’ 及び２８”より上のレベル４６の所に供給される。生成ガスの燃焼用空気は、ボ イラー中で生成ガスの多段燃焼を達成するために、１個又は複数個のノズル４８ を通ってガスインジェクター４４のレベル４６より上のレベル５０の所に導入さ れる。 石炭燃焼ゾーンから上昇して来る煙道ガス中に含まれる残留空気が、生成ガス をその流入レベル４６の所で燃焼させるために利用される。ガス流入レベル４６ の所では、不足当量条件が支配的になっており、それによって生成ガス中のＮＨ₃ が煙道ガス中のＮＯｘと反応して無害なＮ₂とＨ₂Ｏを生成させる。生成ガスは 次いでノズル４８を通って高い方のレベル５０の所に導入される空気により完全 に燃焼せしめられる。そのガスはここでは比較的低い温度、好ましくは８５０〜 ９００℃（１５６２〜１６５２°Ｆ）において燃焼せしめられる。この比較的低 い温度では、空気中の窒素のＮＯｘ形成は、炭素質燃料が燃焼プロセスにおいて 高温、典型的には＞１０００℃（１８３２°Ｆ）で燃焼せしめられるボイラーの 下部におけるＮＯｘの形成よりはるかに少ない。 図２は図１と同様のもう１つの系を図示、説明するものである。図２の系は、 原料生成ガスのボイラーへの導入に先立つ処理が図１の系とは異なる。図２では 、数字“１”が前に付けられた同じ参照番号がその適用場所に用いられている。 図２は、ガス化室１１４、分離装置１１６、戻りダクト１１８及び生成ガス排 出ダクト１２６を備えるＣＦＢガス化器１１０、並びに多段石炭バーナー１２８ 、１２８’及び１２８”、ガスインジェクター１４４及び１個又は複数個の空気 ノズル１４８を備えるボイラー１１２を示す。 ＣＦＢガス化器１１０からダクト１２６を通って排出される生成ガスは、ＣＦ Ｂ冷却器１５２中で浄化、冷却され、その後にダクト１５４を通り、そしてガス インジェクター１４４を経由してボイラー１１２に供給される。 ＣＦＢガス冷却器は、反応器室１５６、分離装置１５８及び戻りダクト１６０ を含んで成る循環式流動床反応器を含む。熱い未浄化の原料生成ガスが流動化用 ガスとして反応器室１５６の底部１６２を通って導入される。反応器室の最下端 部は、熱い生成ガスを戻りダクト１６０を通って反応器室１５６の混合室部に循 環された粒子と激しく混合させるための混合室をなすものである。生成ガスの冷 却粒子の床への混入がそのガスを非常に効率的に冷却する。ＣＦＢ冷却器中の床 材料はボイラーからダクト１４２及び１４２’を通って導入される灰粒子からで きていてもよい。 ダクト１２６を通って反応器室１５６に導入された生成ガス流は、固体の床粒 子を、その立ち上がり部１６４を通って上方に、その反応器室の最上部に接続さ れた排出ダクト１６６の方へと移送する。反応器室の混合室部の上の立ち上がり 部の中には熱伝達表面１６８が配置されており、その反応器室の立ち上がり部を 通って上方に流動している生成ガスと固体床材料の懸濁物を更に冷却するように なっている。 ガスの冷却は、アルカリ化合物及び重金属化合物のようなある種の前以て気化 された有害成分を床材料粒子上に凝固させ、従って分離装置１５８の中で生成ガ スから分離するのが容易になる。また、原料ガス中の粘着性成分も床材料の上に 固着し、そのガスから容易に分離される。 大部分の粒子は冷却、浄化された生成ガスから分離装置１５８中で分離される 。そのガスは、しかし、図２に示されるように、更にもう１つのサイクロン１７ ０中で浄化される。即ち、そのサイクロンはフライアッシュ及びアルカリ類のよ うな残留微粉材料をその生成ガスから分離し、その後にその浄化されたガスをガ スインジェクター１４４を通してボイラー１１２に導入するのである。 以上、本発明を、最も実際的かつ好ましい態様であると現在考えられているも のに関連して説明したが、本発明はこれらの開示された態様には限定されるべき ではなく、それのみならず、添付請求の範囲に記載される発明の精神とその範囲 内に含まれる種々の修正態様及び同等の諸配置をカバーすべく意図されるもので あることを理解すべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１０月２７日 【補正内容】 生物燃料及び屑材料は、しかし、かなり容易にガス化され得る。しかし、生物 燃料及び屑材料のエネルギー生成のための利用には、ガス化器とガス浄化器を備 える完全なガス化プラント、及びボイラー、タービン等を備える完全な動力プラ ントがその前提となる。生物燃料又は屑材料が極く少量しか入手できないときは 、そのようなプラントを提供することは経済的に実行できない。 ＦＩ出願第１８９５／７３号、ＷＯ−Ａ−８１／０１７１３号及びＷＯ−Ａ− ８８／０５４９４号明細書においては、生物燃料をグリッドで、又は流動化ガス 化器中でガス化し、そして生成したガスを、スチーム発生用ボイラーにして、そ の下部に化石燃料バーナーを有するそのボイラーに導入することが提案されてい る。 もう１件のフィンランド特許出願ＦＩ８５１３３８号明細書においては、屑木 材又は同様の低エネルギー燃料をガス化し、かくして生成したガスをマルチ−燃 料燃焼器中で燃焼させることが提案されている。更に、微粉砕された可燃性材料 は、ガス燃焼炎中に直接注ぎ込まれる。 更に、ＷＯ公開第９０／１２９８６号明細書においては、屑材料を直接熱交換 機中で石炭燃焼プラントからの熱い排気ガスを用いて乾燥し、そして乾燥で生成 したガス混合物とその屑材料から生成した乾燥固体材料とを共にその石炭燃焼プ ラントに供給することが提案されている。そのガスはその石炭燃焼反応器の底部 に、そしてその反応器中の石炭バーナーの下に導入される。乾燥材料もその反応 器により高レベルの所に供給される。 米国特許第４，６７６，１７７号に対応するドイツ特許出願ＤＥ ３６ ３２ ５３４号明細書においては、アルカリ化合物を含む燃料を流動床ガス化器中で９ ００℃（１６５２°Ｆ）より低い温度においてガス化し、そのガス化器中で生成 したガスを燃焼器中で、その煙道ガス中のアルカリ含有物を溶融させるのに十分 に高い温度レベル（＞９００℃）で燃焼させることも既に提案されている。その アルカリ化合物はこれを溶融状態で分離することができ、また浄化されたガスは これをボイラーの対流区域で冷却することができる。 そのガスは、しかし、図２に示されるように、更にもう１つのサイクロン１７０ 中で浄化される。即ち、そのサイクロンはフライアッシュ及びアルカリ類のよう な残留微粉材料をその生成ガスから分離し、その後にその浄化されたガスをガス インジェクター１４４を通してボイラー１１２に導入するのである。 以上、本発明を、最も実際的かつ好ましい態様であると現在考えられているも のに関連して説明したが、本発明はこれらの開示された態様には限定されるべき ではなく、それのみならず、添付請求の範囲に記載される発明の範囲内に含まれ る種々の修正態様及び同等の諸配置をカバーすべく意図されるものであることを 理解すべきである。 請求の範囲 １．エネルギー含量の低い生物燃料若しくは屑材料又はその両者を流動床ガス 化器に導入し、 該流動床ガス化器を、その中で該生物燃料又は屑材料をガス化して、原料ガス を生成させるように運転し、そして 該原料ガスを流動床のないボイラー中で燃焼させる 工程を含んで成る、エネルギーを生成させるためにエネルギー含量が低い生物燃 料若しくは屑材料又はその両者を利用する方法において、 該流動床ガス化器中で生成した該原料ガスを、化石燃料バーナーを備えたスチ ーム発生用ボイラーに導入し、ここで該導入工程は該ボイラー中の、該バーナー のレベルより上のレベルで行われ、そして 該原料ガスを該ボイラー中の該バーナーのレベルより上の該レベルの所で燃焼 させる ことを特徴とする上記の方法。 ２．前記ボイラーから排出された煙道ガスから灰を分離し、 分離された該灰を前記流動床ガス化器に導入し、そして 該ガス化器中の分離された該灰を用いて該ガス化器の固体粒子の流動床とする 更なる工程を特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 ３．前記流動床ガス化器からの流出物を分離装置に進め、 該分離装置中でガスから粒状材料を分離し、 分離された該ガスを前記ボイラーに前記原料ガスとして進め、そして 分離された該粒状材料を該ガス化器に戻す 更なる工程を特徴とする、請求の範囲第２項に記載の方法。 ４．前記流動床ガス化器からの流出物を分離装置に進め、 該分離装置中でガスから粒状材料を分離し、 分離された該ガスを前記ボイラーに前記原料ガスとして進め、そして 分離された該粒状材料を該ガス化器に戻す 更なる工程を含むことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 ５．前記原料ガスからアルカリ類若しくは金属成分又はその両者を除去するこ とによって該原料ガスを浄化し、その後に該原料ガスを前記ボイラーに導入する 更なる工程を特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 ６．前記原料ガスから、気化された有害な又は有毒な成分を凝縮させ、その後 に該原料ガスを前記ボイラーに導入する工程を特徴とする、請求の範囲第５項に 記載の方法。 ７．前記凝縮工程が、前記原料ガスを、該原料ガスが前記ガス化器に存在した 後、かつ該原料ガスが前記ボイラーに導入される前に、石炭灰の床を有する循環 式流動床反応器に通し、通過させる工程を含むことを特徴とする、請求の範囲第 ６項に記載の方法。 ８．前記浄化工程が、原料ガスを、該原料ガスが前記ガス化器に存在した後、 かつ該原料ガスが前記ボイラーに導入される前に、石炭灰の床を有する循環式流 動床反応器に通し、通過させる工程を含むことを特徴とする、請求の範囲第５項 に記載の方法。 ９．前記原料ガスを前記ボイラー中で燃焼させる前記工程が、その燃焼を８０ ０〜１０５０℃（１４７２〜１９２２°Ｆ）の温度で行う工程を含むことを特徴 とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 １０．前記原料ガスを前記ボイラー中で燃焼させる前記工程が、前記ボイラー の総エネルギー生成量の５〜３５％をもたらす量の前記ガスを燃焼させる工程を 含むことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 １１．前記原料ガスを前記ボイラー中で燃焼させる前記工程が、その燃焼を８ ５０〜９００℃（１５６２〜１６５２°Ｆ）の温度において、約５〜１０％の含 有空気過剰分で行い、それによって該ボイラーの下部にその燃焼ゾーンから上向 きに上昇して来る煙道ガスを再燃焼させる有利な条件をもたらす工程を含むこと を特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 １２．前記の生物燃料若しくは屑材料又はその両者を流動床ガス化器に導入す る前記工程が、主として微粉砕及び乾燥されていない生物燃料若しくは屑材料又 はその両者を該流動床ガス化器に導入する工程を含むことを特徴とする、請求の 範囲第１項に記載の方法。 １３．生物燃料若しくは屑材料又はその両者をガス化するための流動床ガス化 器、 流動床のないスチーム発生用ボイラー、及び 該ガス化器中で生成したガスを該ボイラーに移送するための手段 を含んで成る、エネルギー生成のためにエネルギー含量の低い生物燃料若しくは 屑材料又はその両者を利用する装置において、該ボイラーが、その下部に化石燃 料バーナー、及び該バーナーのレベルより上の該ボイラーのあるレベルに配置さ れた、該ガスを該ボイラーに導入するための手段を備えていることを特徴とする 上記の装置。 １４．前記ボイラーから灰を排出する手段と排出された該灰を前記ガス化器に 導入してその中の固体粒子床とするための手段を更に含んでいることを特徴とす る、請求の範囲第１３項に記載の装置。 １５．前記ガス化器が循環式流動床ガス化器であることを特徴とする、請求の 範囲第１３項に記載の装置。 １６．前記ガス化器と前記ボイラーとにガス浄化手段が接続されており、ここ で該浄化手段は、該ガス化器中で生成したガスを受容し、そして該ガスが該ボイ ラーに導入される前に該ガスを浄化するものである、請求の範囲第１３項に記載 の装置。 １７．前記浄化手段が循環式流動床反応器を含んで成ることを特徴とする、請 求の範囲第１６項に記載の装置。 １８．前記浄化手段が石炭の灰の循環床を中に有する循環式流動床反応器を含 んで成ることを特徴とする、請求の範囲第１６項に記載の装置。 １９．粒子分離装置が前記ガス浄化手段にその下流において接続されるととも に、前記ボイラーにも接続されており、ここで該粒子分離装置は前記ガスが該ボ イラーに導入される前に該ガスから微粉固体成分を分離するための手段を含むも のであることを特徴とする、請求の範囲第１６項に記載の装置。 ２０．前記ガス化器と前記ボイラーとにガス冷却手段が接続されており、ここ で該ガス冷却手段は該ガス化器中で生成したガスを受容し、そして該ガスが該ボ イラーに導入される前に該ガスを冷却するものであることを特徴とする、請求の 範囲第１３項に記載の装置。 ２１．前記冷却手段が循環式流動床反応器を含んで成ることを特徴とする、請 求の範囲第２０項に記載の装置。 ２２．前記冷却手段が石炭の灰の循環床を中に有する循環式流動床反応器を含 んで成ることを特徴とする、請求の範囲第２０項に記載の装置。 ２３．粒子分離装置が前記ガス冷却手段にその下流において接続されるととも に、前記ボイラーにも接続されており、ここで該粒子分離装置は前記ガスが該ボ イラーに導入される前に該ガスから微粉固体成分を分離するための手段を含むも のであることを特徴とする、請求の範囲第２０項に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｋ 27/02 Ｆ０１Ｋ 27/02 Ｃ Ｆ２２Ｂ 31/04 Ｆ２２Ｂ 31/04 33/18 33/18 Ｆ２３Ｇ 5/16 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/16 ＺＡＢＢ 5/30 5/30 Ｅ ＺＡＢ ＺＡＢＲ 5/46 ＺＡＢ 5/46 ＺＡＢＺ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．次の： −生物燃料若しくは屑材料又はその両者を流動床ガス化器に導入し、 −該流動床ガス化器を、その中で該生物燃料又は屑材料をガス化して、原料ガ スを生成させるように運転し、そして −該原料ガスを燃焼させる 工程を含んで成る、エネルギーを生成させるために生物燃料若しくは屑材料又は その両者を利用する方法において、 −該流動床ガス化器中で生成した該原料ガスを、化石燃料バーナーを備えたス チーム発生用ボイラーに導入し、ここで該導入工程は該ボイラー中の、該バーナ ーのレベルより上のレベルで行われ、そして −該原料ガスを該ボイラー中のある高いレベルの所で燃焼させる ことを特徴とする上記の方法。 ２．次の： −前記ボイラーから排出された煙道ガスから灰を分離し、 −分離された該灰を前記流動床ガス化器に導入し、そして −該ガス化器中の分離された該灰を用いて該ガス化器の固体粒子の流動床とす る 更なる工程を特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 ３．次の： −前記流動床ガス化器からの流出物を分離装置に進め、 −該分離装置中でガスから粒状材料を分離し、 −分離された該ガスを前記ボイラーに前記原料ガスとして進め、そして −分離された該粒状材料を該ガス化器に戻す 更なる工程を特徴とする、請求の範囲第２項に記載の方法。 ４．次の： −前記流動床ガス化器からの流出物を分離装置に進め、 −該分離装置中でガスから粒状材料を分離し、 −分離された該ガスを前記ボイラーに前記原料ガスとして進め、そして −分離された該粒状材料を該ガス化器に戻す 更なる工程を含むことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 ５．前記原料ガスからアルカリ類若しくは金属成分又はその両者を除去するこ とによって該原料ガスを浄化し、その後に該原料ガスを前記ボイラーに導入する 更なる工程を特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 ６．前記原料ガスから、気化された有害な又は有毒な成分を凝縮させ、その後 に該原料ガスを前記ボイラーに導入する工程を特徴とする、請求の範囲第５項に 記載の方法。 ７．前記凝縮工程が、前記原料ガスを、該原料ガスが前記ガス化器に存在した 後、かつ該原料ガスが前記ボイラーに導入される前に、石炭灰の床を有する循環 式流動床反応器に通し、通過させる工程を含むことを特徴とする、請求の範囲第 ６項に記載の方法。 ８．前記浄化工程が、原料ガスを、該原料ガスが前記ガス化器に存在した後、 かつ該原料ガスが前記ボイラーに導入される前に、石炭灰の床を有する循環式流 動床反応器に通し、通過させる工程を含むことを特徴とする、請求の範囲第５項 に記載の方法。 ９．前記原料ガスを前記ボイラー中で燃焼させる前記工程が、その燃焼を８０ ０〜１０５０℃（１４７２〜１９２２°Ｆ）の温度で行う工程を含むことを特徴 とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 １０．前記原料ガスを前記ボイラー中で燃焼させる前記工程が、前記ボイラー の総エネルギー生成量の５〜３５％をもたらす量の前記ガスを燃焼させる工程を 含むことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 １１．前記原料ガスを前記ボイラー中で燃焼させる前記工程が、その燃焼を８ ５０〜９００℃（１５６２〜１６５２°Ｆ）の温度において、約５〜１０％の含 有空気過剰分で行い、それによって該ボイラーの下部にその燃焼ゾーンから上向 きに上昇して来る煙道ガスを再燃焼させる有利な条件をもたらす工程を含むこと を特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 １２．前記の生物燃料若しくは屑材料又はその両者を流動床ガス化器に導入す る前記工程が、主として微粉砕及び乾燥されていない生物燃料若しくは屑材料又 はその両者を該流動床ガス化器に導入する工程を含むことを特徴とする、請求の 範囲第１項に記載の方法。 １３．次の： −生物燃料若しくは屑材料又はその両者をガス化するための流動床ガス化器、 −スチーム発生用ボイラー、及び −該ガス化器中で生成したガスを該ボイラーに移送するための手段 を含んで成る、エネルギー生成のために生物燃料若しくは屑材料又はその両者を 利用する装置において、該ボイラーが、その下部に化石燃料バーナー、及び該バ ーナーのレベルより上の該ボイラーのあるレベルに配置された、該ガスを導入す るための手段を備えていることを特徴とする上記の装置。 １４．前記ボイラーから灰を排出する手段と排出された該灰を前記ガス化器に 導入してその中の固体粒子床とするための手段を更に含んでいることを特徴とす る、請求の範囲第１３項に記載の装置。 １５．前記ガス化器が循環式流動床ガス化器であることを特徴とする、請求の 範囲第１３項に記載の装置。 １６．前記ガス化器と前記ボイラーとにガス浄化手段が接続されており、ここ で該浄化手段は、該ガス化器中で生成したガスを受容し、そして該ガスが該ボイ ラーに導入される前に該ガスを浄化するものである、請求の範囲第１３項に記載 の装置。 １７．前記浄化手段が循環式流動床反応器を含んで成ることを特徴とする、請 求の範囲第１６項に記載の装置。 １８．前記浄化手段が石炭の灰の循環床を中に有する循環式流動床反応器を含 んで成ることを特徴とする、請求の範囲第１６項に記載の装置。 １９．粒子分離装置が前記ガス浄化手段にその下流において、かつ前記ボイラ ーに接続されており、ここで該粒子分離装置は前記ガスが該ボイラーに導入され る前に該ガスから微粉固体成分を分離するための手段を含むものであることを特 徴とする、請求の範囲第１６項に記載の装置。 ２０．前記ガス化器と前記ボイラーとにガス冷却手段が接続されており、ここ で該ガス冷却手段は該ガス化器中で生成したガスを受容し、そして該ガスが該ボ イラーに導入される前に該ガスを冷却するものであることを特徴とする、請求の 範囲第１３項に記載の装置。 ２１．前記冷却手段が循環式流動床反応器を含んで成ることを特徴とする、請 求の範囲第２０項に記載の装置。 ２２．前記冷却手段が石炭の灰の循環床を中に有する循環式流動床反応器を含 んで成ることを特徴とする、請求の範囲第２０項に記載の装置。 ２３．粒子分離装置が前記ガス冷却手段にその下流において、かつ前記ボイラ ーに接続されており、ここで該粒子分離装置は前記ガスが該ボイラーに導入され る前に該ガスから微粉固体成分を分離するための手段を含むものであることを特 徴とする、請求の範囲第２０項に記載の装置。