JP2023112218A - Power generation device - Google Patents

Abstract

To provide a power generation device which suppresses generation of a tar component in combustion gas required for power generation, and can reduce a burden of maintenance, etc.SOLUTION: A power generation device includes: a thermal decomposition part for heating a fuel and thereby extracting thermally decomposable gas from the fuel; a fuel supply part for supplying the fuel to the thermal decomposition part; a hot air supply part for supplying hot air heating the fuel to the thermal decomposition part; a combustion part for combusting the thermally decomposable gas, and producing high temperature combustion gas; and a power generation part including a turbine rotated by the high temperature combustion gas, wherein the power generation part further includes a tar removal system for generating power by rotation of the turbine, and removing a tar component from the thermally decomposable gas.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、バイオマスなどの燃料による燃焼ガスを利用した発電装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power generator using combustion gas from a fuel such as biomass.

多くの国において、必要な電力需要を満たすために、火力発電、水力発電、風力発電、太陽光発電など、様々な方式での発電が行われている。新興国を中心とした電力需要の増加に伴って、様々な方式での発電への要請が高まっている。 BACKGROUND ART In many countries, various methods of power generation, such as thermal power generation, hydroelectric power generation, wind power generation, and photovoltaic power generation, are used to meet the necessary power demand. Along with the increase in electric power demand mainly in emerging countries, the demand for power generation by various methods is increasing.

このような電力需要の高まりの中、化石燃料を用いた火力発電だけではなく、風力発電や太陽光発電などの環境負荷の低い発電も増えてきている。これらの再生可能エネルギーの利用も盛んになってきている。 With such an increase in demand for electric power, not only thermal power generation using fossil fuels, but also power generation with low environmental impact, such as wind power generation and solar power generation, is increasing. The use of these renewable energies is also becoming popular.

ここで、このような火力発電などは、大型の発電プラントを用いる必要があり、大企業の発電事業者によって運営されることが多い。ある場所の発電所で発電された電気は送電網により消費地に届けられる。わが国でも、このような大型発電所と張り巡らされた送電網の組み合わせによる電力生成と電力供給とが行われている。 Here, such thermal power generation requires the use of large power plants and is often operated by large power generation companies. Electricity generated by a power plant in a certain location is delivered to a consumption area through a power grid. In Japan as well, power is generated and supplied by combining such large-scale power plants with extensive power grids.

一方で、電力自由化を背景とした地産地消のように地域で必要な電力を小規模に発電することも始まっている。大型発電所と大規模送電網による送電ロスや隅々までの電力供給の無駄などの問題もあり、地域で必要とする電力を小規模に発電することが求められるようになってきている。 On the other hand, small-scale generation of the power needed in the region has also started, such as local production for local consumption against the background of electricity liberalization. There are also problems such as power transmission loss due to large power plants and large-scale power transmission networks, and wasteful power supply to every corner, so there is a growing demand for small-scale power generation to meet the needs of the region.

加えて、バイオマス燃料や廃棄物など、有効利用すべき原料が様々な場所に存在している。これらの原料は、様々な地域で発生している。原料の種類や発生地域によっては、活用や利用がされずに困っていることも多い。 In addition, raw materials such as biomass fuels and wastes that should be effectively used exist in various places. These raw materials occur in various regions. Depending on the type of raw material and the region where it is generated, there are many cases where it is not utilized or used.

また、上述のように、様々な地域において、地域として必要とする電力を生成することも求められている。大型発電所と大規模送電網だけでは地域の需要を細かく満たせない場合があったり、災害時などの予備発電に対応できない場合があったりする。 In addition, as described above, various regions are also required to generate the electric power required by the region. Large-scale power plants and large-scale power grids alone may not be able to meet local demand in detail, or may not be able to provide standby power generation in the event of a disaster.

このような状況からみても地域において小規模発電が行われることが重要である。 Considering this situation, it is important that small-scale power generation is carried out in the region.

加えて、バイオマス燃料や廃棄物など、有効利用すべき原料が様々な地域にある。このようなバイオマス燃料や廃棄物などを有効利用することと、地域における発電とを結びつけることが重要となってきている。 In addition, there are raw materials such as biomass fuels and wastes that should be effectively used in various regions. It is becoming important to combine the effective use of such biomass fuels and wastes with local power generation.

このような地域で発生する原料を利用した発電が行えることで、地域全体での資源循環の仕組みが構築できるからである。また、地域での資源循環の仕組みが構築されると、国全体での発電と送電網を補うこともでき、電力生成と供給の全体循環も構築できる。 This is because power generation using raw materials generated in such regions enables construction of a system for resource circulation in the entire region. In addition, if a regional resource circulation mechanism is established, it can supplement the power generation and transmission grid of the whole country, and the whole circulation of power generation and supply can be established.

このような中、バイオマス燃料や廃棄物などを原料として発電する技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。 Under such circumstances, techniques for generating power using biomass fuel, waste, etc. as raw materials have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開平０８－３３８２６０号公報JP-A-08-338260 特開２００３－２５３２７４号公報JP-A-2003-253274

特許文献１は、石炭にスチーム及び酸素を作用させて一酸化炭素及び水素を主成分とする高温の可燃性ガスを製造し、この可燃性ガスをガスタービン発電の燃料としてガスタービン発電装置に供給して発電すると共に、前記ガスタービン発電装置に供給する前の前記可燃性ガス及び前記ガスタービンを駆動させた後の高温燃焼ガスを各々加熱源として、水素分離透過膜を有する改質装置により各々炭化水素を水蒸気改質させて高純度水素を製造し、得られた高純度水素を燃料電池に供給して発電することを特徴とするガスタービン及び燃料電池による発電方法を、開示する。 In Patent Document 1, steam and oxygen are applied to coal to produce a high-temperature combustible gas containing carbon monoxide and hydrogen as main components, and this combustible gas is supplied to a gas turbine power generator as fuel for gas turbine power generation. The combustible gas before being supplied to the gas turbine power generation device and the high-temperature combustion gas after driving the gas turbine are used as heat sources, respectively, by a reformer having a hydrogen separation permeable membrane. Disclosed is a power generation method using a gas turbine and a fuel cell, characterized in that high-purity hydrogen is produced by steam reforming hydrocarbons, and the high-purity hydrogen thus obtained is supplied to a fuel cell to generate power.

特許文献２は、乾燥したバイオマス４を加熱熱分解して熱分解ガスおよびチャーを生成する炭火ドラム２と、熱分解ガス６中のタール分をガスタービン１５の廃熱回収蒸気１０で水性ガス化する改質ドラム３とを、熱風炉１内に具備し、炭化ドラム２と改質ドラム３とを、熱分解ガス６とチャー７を分離する分離装置８を介して連通させた発電システムを、開示する。 Patent Document 2 discloses a charcoal-fired drum 2 that heats and pyrolyzes dried biomass 4 to generate pyrolysis gas and char, and converts tar in the pyrolysis gas 6 into water gas with waste heat recovery steam 10 of a gas turbine 15. A power generation system in which a reforming drum 3 is provided in the hot blast furnace 1, and the carbonization drum 2 and the reforming drum 3 are communicated through a separation device 8 that separates the pyrolysis gas 6 and the char 7, Disclose.

特許文献１は、燃焼をベースとしてタービンを回して発電する技術を開示する。このとき、高温の燃焼ガスを生成させて、この燃焼ガスをエネルギーとしてタービンを回転させて発電する。 Patent Literature 1 discloses a technology for generating power by rotating a turbine based on combustion. At this time, high-temperature combustion gas is generated, and the turbine is rotated using this combustion gas as energy to generate electricity.

しかしながら、特許文献１の技術では、石炭を燃料としている。石炭から可燃性ガスを生成することで、その過程でタール分を含んだ可燃性ガスとなってしまう。タール分を含んだままであると、可燃性ガスの移動管路の内壁や部材にタールが付着してしまう。タールが付着すると、発電装置の能力が低下したり、発電装置による発電そのものが困難となったりする。 However, in the technique of Patent Document 1, coal is used as fuel. By generating combustible gas from coal, it becomes combustible gas containing tar in the process. If the tar content remains, the tar will adhere to the inner walls and members of the combustible gas transfer pipeline. When tar adheres, the performance of the power generator is lowered, and power generation itself by the power generator becomes difficult.

また、タールが付着してしまうと、分解掃除などのメンテナンスも頻繁に必要になる。メンテナンスが頻繁に生じると、発電装置の稼働時間が減少して時間軸での発電効率を下げてしまう。地域で必要となる電力を生成して供給する観点から、発電装置の稼働時間が低下することは好ましくない。電力供給は、必要となる時間において途切れることなく行われることが必要であり、これに対応できない。 Also, if tar adheres, frequent maintenance such as disassembly and cleaning is required. If maintenance occurs frequently, the operation time of the power generator will be reduced and the power generation efficiency on the time axis will be lowered. From the viewpoint of generating and supplying the electric power required in the region, it is not preferable that the operation time of the power generation device is shortened. The power supply must be uninterrupted for the required time, and this cannot be accommodated.

特許文献２は、バイオマス燃料を燃焼ガスとしてタービンを回転させて発電する発電装置を開示する。燃料をバイオマスとすることで、環境負荷を低減させた発電を実現する。 Patent Literature 2 discloses a power generator that generates power by rotating a turbine using biomass fuel as combustion gas. By using biomass as fuel, power generation with reduced environmental impact is realized.

しかしながら、特許文献１と同様に、燃焼ガスの中にタール分を含む状態となる。バイオマスを燃料とする場合でも、タール分を含んだ燃焼ガスにより、配管や発電装置内部にタールが付着してしまう。特許文献１と同様の問題が生じる。 However, as in Patent Document 1, the combustion gas contains tar. Even when biomass is used as fuel, tar adheres to the pipes and the inside of the power generator due to the combustion gas containing tar. A problem similar to that of Patent Literature 1 arises.

また、このような燃焼を基礎とした発電装置では、熱交換機を用いてタービンを回転させるものもある。燃焼炉で燃焼させて生じる高温燃焼ガスを熱交換器において外気と熱交換させる。この熱交換で外気温度を上昇させて、温度と体積増加によりエネルギーが増加した空気をタービンに付与してタービンを回転させる。 In addition, some combustion-based power generators use a heat exchanger to rotate the turbine. The high-temperature combustion gas generated by burning in the combustion furnace is heat-exchanged with the outside air in the heat exchanger. This heat exchange raises the temperature of the outside air, and the air with increased energy due to the increase in temperature and volume is given to the turbine to rotate the turbine.

しかしながら、熱交換機を用いる場合には、熱交換機が大型化して、発電装置全体の大型化や高コスト化が生じてしまう。勿論、熱交換器にタールが付着して、熱交換効率が低下するなどの問題もある。 However, when a heat exchanger is used, the size of the heat exchanger increases, resulting in an increase in the size and cost of the power generator as a whole. Of course, there is also the problem that tar adheres to the heat exchanger, reducing heat exchange efficiency.

このように、従来技術の発電装置には、タール発生に起因する問題や大型化などの問題があった。 As described above, the power generator of the prior art has problems caused by generation of tar and problems such as an increase in size.

本発明は、これらの課題に鑑み、発電に必要となる燃焼ガスでのタール分発生を抑制してメンテナンスなどの負担を軽減できる発電装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of these problems, it is an object of the present invention to provide a power generator capable of reducing the burden of maintenance and the like by suppressing the generation of tar in the combustion gas required for power generation.

本発明の発電装置は、燃料を加熱することで燃料から熱分解性ガスを抽出する熱分解部と、
前記熱分解部に、前記燃料を供給する燃料供給部と、
前記熱分解部に、前記燃料を加熱する熱風を供給する熱風供給部と、
前記熱分解性ガスを燃焼させて高温燃焼ガスを生成する燃焼部と、
前記高温燃焼ガスにより回転されるタービンを含む発電部、を備え、
前記発電部は、前記タービンの回転により電力を生成し、
前記熱分解性ガスからタール分を除去するタール除去システムを更に備える。 The power generator of the present invention includes a thermal decomposition unit that extracts a thermally decomposable gas from the fuel by heating the fuel,
a fuel supply unit that supplies the fuel to the thermal decomposition unit;
a hot air supply unit that supplies hot air for heating the fuel to the thermal decomposition unit;
a combustion unit that burns the thermally decomposable gas to generate high-temperature combustion gas;
a power generation unit including a turbine rotated by the hot combustion gas;
The power generation unit generates electric power by rotating the turbine,
A tar removal system for removing tar from the pyrolytic gas is further provided.

本発明の発電装置は、熱交換機を用いずに、燃料から得られた熱分解性ガスの燃焼によってタービンを回転させる。これにより、発電量を得るために大きくならざるを得ない熱交換器を用いないので、発電装置全体の小型化を実現できる。 The power generator of the present invention rotates the turbine by combustion of pyrolytic gas obtained from fuel without using a heat exchanger. As a result, since a heat exchanger that must be large in order to obtain power generation is not used, it is possible to reduce the size of the power generation apparatus as a whole.

また、バイオマス燃料や廃棄物を燃料とできるので、発電を軸とするリサイクル社会の構築もできる。廃棄物などの有効活用も行える。 In addition, since biomass fuel and waste can be used as fuel, it is possible to build a recycling society centered on power generation. It is also possible to make effective use of waste materials.

また、燃料から得られる熱分解性ガスからタール分を除去する機能を備えることで、発電装置におけるタール付着を低減できる。これにより、発電装置のメンテナンス負担や修理負担を軽減でき、ランニングコストを低減できる。加えて、発電装置の稼働時間を長くすることができ、電力供給の効率や信頼性を高めることができる。 In addition, by providing a function of removing tar from the pyrolytic gas obtained from the fuel, it is possible to reduce the adhesion of tar to the power generator. As a result, the burden of maintenance and repair of the generator can be reduced, and the running cost can be reduced. In addition, the operating time of the power generator can be lengthened, and the efficiency and reliability of power supply can be improved.

本発明の実施の形態における発電装置のブロック図である。1 is a block diagram of a power generator according to an embodiment of the invention; FIG. 熱風生成部や熱分解部などを含む部分の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a portion including a hot air generating section, a thermal decomposition section, and the like; 本発明の実施の形態における表面燃焼バーナーの一例を示す写真である。It is a photograph which shows an example of the surface combustion burner in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるシフト反応部によるタール除去を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing removal of tar by the shift reaction section in the embodiment of the present invention;

本発明の第１の発明に係る発電装置は、燃料を加熱することで燃料から熱分解性ガスを抽出する熱分解部と、
前記熱分解部に、前記燃料を供給する燃料供給部と、
前記熱分解部に、前記燃料を加熱する熱風を供給する熱風供給部と、
前記熱分解性ガスを燃焼させて高温燃焼ガスを生成する燃焼部と、
前記高温燃焼ガスにより回転されるタービンを含む発電部、を備え、
前記発電部は、前記タービンの回転により電力を生成し、
前記熱分解性ガスからタール分を除去するタール除去システムを更に備える。 A power generator according to a first aspect of the present invention includes a thermal decomposition unit that extracts a thermally decomposable gas from the fuel by heating the fuel,
a fuel supply unit that supplies the fuel to the thermal decomposition unit;
a hot air supply unit that supplies hot air for heating the fuel to the thermal decomposition unit;
a combustion unit that burns the thermally decomposable gas to generate high-temperature combustion gas;
a power generation unit including a turbine rotated by the hot combustion gas;
The power generation unit generates electric power by rotating the turbine,
A tar removal system for removing tar from the pyrolytic gas is further provided.

この構成により、熱分解性ガスを利用することでの発電を実現しつつ、熱分解性ガスのタール問題を解消できる。 With this configuration, it is possible to solve the tar problem of the thermally decomposable gas while realizing power generation using the thermally decomposable gas.

本発明の第２の発明に係る発電装置では、第１の発明に加えて、前記燃焼部は、外気を取り込む外気取り込み部を有し、
前記燃焼部は、前記外気を前記熱分解性ガスによる燃焼で温度上昇させて、前記高温燃焼ガスを生成する。 In the power generator according to the second invention of the present invention, in addition to the first invention, the combustion section has an outside air intake section that takes in outside air,
The combustion section raises the temperature of the outside air by burning the pyrolytic gas to generate the high-temperature combustion gas.

この構成により、タービンを回転させるのに必要なエネルギーを持った高温燃焼ガスを生成できる。 This arrangement produces hot combustion gases with the energy required to rotate the turbine.

本発明の第３の発明に係る発電装置では、第１または第２の発明に加えて、前記熱風を生成する熱風生成部を更に備え、
前記タール除去システムは、前記熱分解部で生じた前記熱分解性ガスを前記熱風生成部で加熱する加熱除去部を含む。 A power generator according to a third invention of the present invention, in addition to the first or second invention, further includes a hot air generating unit for generating the hot air,
The tar removal system includes a heating removal section that heats the pyrolytic gas generated in the pyrolysis section with the hot air generation section.

この構成により、抽出された熱分解性ガスを、最初の段階でタール除去できる。また、熱分解性ガスを抽出するのに必要な熱風生成部を利用できるので、効率よくタール除去できる。 This arrangement allows the extracted pyrolytic gases to be tarred in the first stage. In addition, since the hot air generator necessary for extracting the pyrolytic gas can be used, tar can be removed efficiently.

本発明の第４の発明に係る発電装置では、第３の発明に加えて、前記加熱除去部は、前記熱分解性ガスを高温にすることで、前記熱分解性ガスに含まれるタール分を除去する。 In the electric power generating apparatus according to the fourth aspect of the present invention, in addition to the third aspect, the heat removing section heats the pyrolytic gas to a high temperature to remove tar contained in the pyrolytic gas. Remove.

この構成により、加熱によってタール分を除去できる。 With this configuration, tar can be removed by heating.

本発明の第５の発明に係る発電装置では、第１から第４のいずれかの発明に加えて、前記タール除去システムは、前記熱分解性ガスに熱を付与する表面燃焼バーナーを含む。 In a power generator according to a fifth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to fourth aspects, the tar removal system includes a surface combustion burner that imparts heat to the pyrolytic gas.

この構成により、管路を輸送される熱分解性ガスの通過の際に、熱分解性ガスからタール分を除去できる。 With this configuration, the tar component can be removed from the pyrolytic gas transported through the pipeline when the pyrolytic gas passes through.

本発明の第６の発明に係る発電装置では、第５の発明に加えて、前記表面燃焼バーナーは、前記熱分解性ガスが前記燃焼部に移動する管路において設けられ、
前記表面燃焼バーナーは、前記管路を移動する熱分解性ガスに熱を付与して、タール分を除去する。 In the power generator according to the sixth aspect of the present invention, in addition to the fifth aspect, the surface combustion burner is provided in a pipeline through which the pyrolytic gas moves to the combustion part,
The surface combustion burner applies heat to the pyrolytic gas moving through the pipeline to remove tar.

この構成により、輸送途中での熱分解性ガスのタール分を除去できる。 With this configuration, it is possible to remove tar from the pyrolytic gas during transportation.

本発明の第７の発明に係る発電装置では、第６の発明に加えて、前記表面燃焼バーナーは、本体表面が燃焼し、前記本体表面を通過する前記熱分解性ガスに熱を付与できる。 In the power generator according to the seventh aspect of the present invention, in addition to the sixth aspect, the surface combustion burner can burn the surface of the main body and apply heat to the pyrolytic gas passing through the surface of the main body.

この構成により、効率的に熱分解性ガスからタール分を除去できる。 With this configuration, the tar component can be efficiently removed from the pyrolytic gas.

本発明の第８の発明に係る発電装置では、第５から第７のいずれかの発明に加えて、前記表面燃焼バーナーは、前記加熱除去部を通過した前記熱分解性ガスのタール分を除去する。 In the power generator according to the eighth aspect of the present invention, in addition to any one of the fifth to seventh aspects, the surface combustion burner removes tar from the pyrolytic gas that has passed through the heat removal section. do.

この構成により、輸送途中での熱分解性ガスのタール分を除去できる。 With this configuration, it is possible to remove tar from the pyrolytic gas during transportation.

本発明の第９の発明に係る発電装置では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、前記タール除去システムは、前記熱分解性ガスに水蒸気を付与してシフト反応を生じさせるシフト反応除去部を含む。 In a power generator according to a ninth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to eighth aspects, the tar removal system provides steam to the thermally decomposable gas to cause a shift reaction. Includes reaction remover.

この構成により、化学反応によるタール除去も組み合わせることで、タール除去システム全体でのタール除去の能力を高めることができる。 With this configuration, by combining tar removal by chemical reaction, it is possible to enhance the tar removal capability of the entire tar removal system.

本発明の第１０の発明に係る発電装置では、第９の発明に加えて、前記シフト反応は、タール分を二酸化炭素と水素に分解することで、タール分を除去できる。 In addition to the ninth invention, in the power generator according to the tenth invention, the shift reaction can remove the tar by decomposing the tar into carbon dioxide and hydrogen.

この構成により、加熱処理だけでは取り切れないタール分の除去も可能となる。 With this configuration, it is also possible to remove tar that cannot be completely removed by heat treatment alone.

本発明の第１１の発明に係る発電装置では、第１から第１０のいずれかの発明に加えて、前記タール除去システムは、前記熱分解性ガスに含まれるタール分を吸着する吸着フィルターを含む。 In the power generator according to the eleventh aspect of the present invention, in addition to any one of the first to tenth aspects, the tar removal system includes an adsorption filter that adsorbs tar contained in the thermally decomposable gas. .

この構成により、更に確実にタール分を除去できる。結果として、燃焼部やタービンなどでのタールの付着などを防止できる。 With this configuration, tar can be removed more reliably. As a result, it is possible to prevent tar from adhering to the combustion section, turbine, or the like.

本発明の第１２の発明に係る発電装置では、第１１の発明に加えて、前記タール除去システムは、前記熱分解性ガスの発生から燃焼部に移動する過程において、前記加熱除去部、前記表面燃焼バーナー、前記シフト反応除去部、前記吸着フィルターの順番でそれぞれを備える。 In the power generator according to the twelfth aspect of the present invention, in addition to the eleventh aspect, the tar removal system includes the heat removal section, the surface The combustion burner, the shift reaction removal section, and the adsorption filter are provided in this order.

この構成により、特性に応じた順序でのタール分除去ができ、効率的にタール分除去ができる。 With this configuration, the tar can be removed in an order according to the characteristics, and the tar can be removed efficiently.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態） (Embodiment)

（全体概要）
図１は、本発明の実施の形態における発電装置のブロック図である。発電装置１の要素を分かりやすく構成して示したものである。 (overall overview)
FIG. 1 is a block diagram of a power generator according to an embodiment of the invention. The elements of the power generation device 1 are configured and shown in an easy-to-understand manner.

発電装置１は、熱分解部２、燃料供給部３、熱風供給部４、燃焼部５、発電部６、タール除去システム７を備える。熱分解部２、燃料供給部３、熱風供給部４、燃焼部５、発電部６、タール除去システム７は、それぞれ必要な処理を実行するために繋がっている。 The power generator 1 includes a thermal decomposition section 2 , a fuel supply section 3 , a hot air supply section 4 , a combustion section 5 , a power generation section 6 and a tar removal system 7 . The thermal decomposition section 2, the fuel supply section 3, the hot air supply section 4, the combustion section 5, the power generation section 6, and the tar removal system 7 are connected to perform necessary processes.

熱分解部２は、燃料を加熱することで、燃料から熱分解性ガスを抽出する。熱分解性ガスは、その後に燃焼されてタービン６１を回転させるエネルギーとして使用される。 The thermal decomposition unit 2 extracts thermally decomposable gas from the fuel by heating the fuel. The pyrolytic gases are then combusted and used as energy to rotate the turbine 61 .

燃料が高温の空気である熱風を受けることで熱分解し、熱分解性ガスを抽出させることができる。熱分解部２は、燃料を熱風で加熱して、熱分解性ガスを抽出する。熱分解性ガスは、更に加熱されることで、高いエネルギーを持った気体となって、タービン６１を効率的かつ十分に回転させることができる。 The fuel is thermally decomposed by receiving hot air, which is high-temperature air, and the thermally decomposable gas can be extracted. The thermal decomposition section 2 heats the fuel with hot air and extracts a thermally decomposable gas. By further heating the pyrolytic gas, it becomes a gas with high energy, and can efficiently and sufficiently rotate the turbine 61 .

このとき、熱分解部２の外壁に熱風が付与されて、熱分解部２内部にある燃料が加熱される。間接的な加熱である。この加熱により、燃料から熱分解性ガスが抽出される。熱分解部２での熱分解性ガス抽出はこのように行われてもよい。 At this time, hot air is applied to the outer wall of the thermal decomposition section 2 to heat the fuel inside the thermal decomposition section 2 . Indirect heating. This heating extracts pyrolytic gases from the fuel. Pyrolytic gas extraction in the pyrolysis section 2 may be performed in this way.

燃料としては、バイオマス燃料、産業廃棄物、廃棄プラスチック、の少なくとも一つが用いられれば良い。勿論これら以外の種類の燃料が用いられてもよい。加熱されることで熱分解性ガスを発生させるものであれば、燃料の一つとして用いられる。 At least one of biomass fuel, industrial waste, and waste plastic may be used as the fuel. Of course, other types of fuel may be used. Anything that generates thermally decomposable gas when heated can be used as one of the fuels.

もちろん、燃料がバイオマスや廃棄物であれば、発電装置を核とした地域のリサイクルと発電とを両立させることができる。この点では、廃棄物などの再利用が求められる種類の燃料であることも好ましい。 Of course, if the fuel is biomass or waste, it is possible to achieve both local recycling and power generation centered on the power generation device. In this respect, it is also preferable that the fuel is a type of fuel that requires reuse such as waste.

燃料は燃料供給部３から供給される。燃料供給部３は、燃料を投入することを可能として、投入された燃料を熱分解部２に供給する。ホッパーのような機能に、供給機構などを備えていればよい。燃料供給部３は、運び込まれた燃料を、次々と熱分解部２に供給する。この連続的な供給により、熱分解部２において連続的に熱分解性ガスを抽出することができる。 Fuel is supplied from the fuel supply unit 3 . The fuel supply unit 3 enables the input of fuel, and supplies the input fuel to the thermal decomposition unit 2 . It is sufficient to have a feeding mechanism and the like in addition to the hopper function. The fuel supply unit 3 sequentially supplies the brought fuel to the thermal decomposition unit 2 . Due to this continuous supply, the thermal decomposition gas can be extracted continuously in the thermal decomposition section 2 .

連続的に熱分解性ガスが抽出できれば、この熱分解性ガスを利用する発電部６での発電が、連続的に行われる。 If the thermally decomposable gas can be continuously extracted, power generation in the power generation unit 6 using this thermally decomposable gas is continuously performed.

熱分解部２では、燃料に熱風が供給されることで（燃料が加熱されて）、燃料から熱分解性ガスを抽出することができる。熱分解性ガスは、燃料に高温の空気である熱風が付与されると、燃料から抽出される。熱風は、加熱されて生じる高温の加熱空気である。熱分解部２の外壁に熱風が吹き付けられて間接的に燃料が加熱されて熱分解性ガスが抽出される。あるいは、加熱されて生じる高温の空気が、熱風として燃料に吹き付けられて熱分解性ガスが抽出されてもよい。 In the thermal decomposition section 2, hot air is supplied to the fuel (the fuel is heated), so that a thermally decomposable gas can be extracted from the fuel. The pyrolytic gases are extracted from the fuel when hot air, which is hot air, is applied to the fuel. Hot air is high-temperature heated air produced by heating. Hot air is blown against the outer wall of the thermal decomposition section 2 to indirectly heat the fuel and extract the thermally decomposable gas. Alternatively, hot air generated by heating may be blown as hot air onto the fuel to extract the pyrolytic gas.

燃料において熱風による分解反応が生じる。この分解反応を通じて、燃料から熱分解性ガスが抽出される。熱分解性ガスは、燃焼部５で加熱されて高温となってエネルギー量を増加させる。これによりタービン６１を回転させて発電ができる。 A cracking reaction occurs in the fuel due to hot air. Through this cracking reaction, pyrolytic gases are extracted from the fuel. The thermally decomposable gas is heated in the combustor 5 to a high temperature and increases the amount of energy. As a result, the turbine 61 can be rotated to generate power.

熱風とあるが、風のような状態であることに限定されず、燃料を分解して熱分解性ガスを抽出させる高温空気であればよい。分解抽出を行える十分に高温の空気であればよい。 The term "hot air" is used, but it is not limited to being in a state similar to wind, and any high-temperature air that decomposes fuel and extracts thermally decomposable gas may be used. Air that is hot enough to allow decomposition and extraction will suffice.

熱風供給部４は、この熱風を熱分解部２に供給する。 The hot air supply section 4 supplies this hot air to the thermal decomposition section 2 .

このようにして熱分解部２で抽出された熱分解性ガスは、次の工程に送られる。管路などが設けられており、この管路を通じて熱分解性ガスは、次の工程に移動できる。 The thermally decomposable gas thus extracted in the thermal decomposition section 2 is sent to the next step. A pipeline or the like is provided, and the thermally decomposable gas can move to the next step through this pipeline.

移動してきた熱分解性ガスは、燃焼部５に到達する。燃焼部５は、この熱分解性ガスを燃焼加熱する。燃焼して加熱することで、熱分解性ガスは温度上昇して高温燃焼ガスとなる。すなわち、燃焼部５は、熱分解性ガスを燃焼させて高温燃焼ガスを生成する。 The thermally decomposable gas that has moved reaches the combustion section 5 . The combustor 5 burns and heats the pyrolytic gas. By burning and heating, the pyrolytic gas rises in temperature and becomes a high-temperature combustion gas. That is, the combustor 5 combusts the thermally decomposable gas to generate high-temperature combustion gas.

高温燃焼ガスは、熱分解ガスに対してエネルギー量が増加している。温度上昇によりエネルギー量が増加するからである。このエネルギー量の増加した高温燃焼ガスは、発電部６に移動する。発電部６は、タービン６１を備えている。高温燃焼ガスは、タービン６１を回転させる。このタービン６１の回転により、電力を生成できる。すなわち、発電部６は発電を行う。 The hot combustion gases have an increased amount of energy relative to the pyrolysis gases. This is because the amount of energy increases as the temperature rises. The high-temperature combustion gas with the increased amount of energy moves to the power generation section 6 . The power generation section 6 has a turbine 61 . The hot combustion gases rotate turbine 61 . This rotation of the turbine 61 can generate electric power. That is, the power generation unit 6 generates power.

熱分解性ガスが燃焼加熱されて高温燃焼ガスとなって、エネルギー量が増加している。これがタービン６１を効率よく十分に回転させるので、発電が効率よく行われる。 The thermally decomposable gas is burned and heated to become high-temperature combustion gas, increasing the amount of energy. Since this rotates the turbine 61 efficiently and sufficiently, power generation is efficiently performed.

また、発電部６は、高温燃焼ガスを用いてタービン６１を回転させることで発電する。熱交換器を用いていないので、発電部６の小型化を図ることができる。結果として、発電装置１全体の小型化や低コスト化を実現できる。 Also, the power generation unit 6 generates power by rotating a turbine 61 using the high-temperature combustion gas. Since no heat exchanger is used, the size of the power generation unit 6 can be reduced. As a result, it is possible to reduce the size and cost of the power generator 1 as a whole.

タール除去システム７は、熱分解性ガスが含むタール分を除去する。 The tar removal system 7 removes tar from the pyrolytic gas.

熱分解部２において、熱風が付与される燃料から熱分解性ガスが抽出される。燃料から抽出されるので、熱分解性ガスは、タール分を含んでいることが多い。このタール分を含んだままの熱分解性ガスが、高温燃焼ガスとなってタービン６１を回転させると、従来技術で説明したような問題が生じる。 In the thermal decomposition section 2, thermally decomposable gas is extracted from the fuel to which hot air is applied. As extracted from the fuel, pyrolytic gases often contain tar content. When the thermally decomposable gas containing this tar turns into high-temperature combustion gas and rotates the turbine 61, the problems described in the prior art arise.

熱分解性ガスの移動経路において、タール分が付着してしまう問題がある。あるいは、燃焼部５でタール分が付着してしまう問題がある。あるいは、タービン６１にも同様の問題が起こりえる。 There is a problem that tar adheres to the movement path of the thermally decomposable gas. Alternatively, there is a problem that tar adheres to the combustion section 5 . Alternatively, turbine 61 may have similar problems.

タール除去システム７は、この問題に対応するために、熱分解性ガスからタール分を除去できる。これにより、タール分を含む熱分解性ガスによる上記のような問題を解決できる。タール分が除去されて移動してタービン６１を回転させるので、タール付着を抑制でき、発電能力の低下や、メンテナンスによる発電効率の低下などを防止できる。また、メンテナンスコストも低下させることができる。 A tar removal system 7 can remove tar content from the pyrolytic gas to address this issue. As a result, the above problems caused by thermally decomposable gas containing tar can be solved. Since the tar is removed and moved to rotate the turbine 61, tar adhesion can be suppressed, and deterioration of power generation capacity and deterioration of power generation efficiency due to maintenance can be prevented. Also, maintenance costs can be reduced.

本発明の発電装置１は、熱分解性ガスを利用しつつ、これのタール分除去を行うことで、従来技術の諸問題を解決できる。 The power generator 1 of the present invention can solve various problems of the prior art by removing tar from the pyrolytic gas while using it.

次に、各部の詳細などについて説明する。 Next, details of each part will be described.

（熱風生成部）
発電装置１は、熱風を生成する熱風生成部８を更に備える。熱風生成部８は、燃料へ付与する熱風を生成する。熱風生成部８は、燃焼バーナーなどにより熱風を生成する。熱風生成部８は、燃焼に必要となる燃料材用いて熱風を生成する。 (hot air generator)
The power generator 1 further includes a hot air generator 8 that generates hot air. The hot air generator 8 generates hot air to be applied to the fuel. The hot air generator 8 generates hot air using a combustion burner or the like. The hot air generator 8 generates hot air using a fuel material required for combustion.

例えば、バイオマス燃料などが用いられて燃焼させる燃焼バーナーなどが、熱風生成部８に用いられれば良い。燃焼バーナーなどでの燃焼により空気が加熱される。加熱された高温になった加熱空気が、熱風となる。この生成された熱風が、熱風供給部４から供給される。 For example, a combustion burner or the like that burns biomass fuel or the like may be used for the hot air generating section 8 . Combustion, such as in a combustion burner, heats the air. The hot air that has been heated to a high temperature becomes hot air. The generated hot air is supplied from the hot air supply section 4 .

このため、熱風生成部８と熱風供給部４とは、一体の要素であってもよい。 Therefore, the hot air generator 8 and the hot air supplier 4 may be an integrated element.

熱風生成部８での十分高温な熱風が生成できると、熱分解部２での燃料からの熱分解性ガスの抽出が効率的になる。このため、熱風生成部８の燃焼が効率的であることで、熱分解性ガスの抽出効率も高まる。 If sufficiently high-temperature hot air can be generated in the hot air generating section 8, extraction of thermally decomposable gas from fuel in the thermal decomposition section 2 will be efficient. Therefore, the efficiency of combustion in the hot air generator 8 increases the extraction efficiency of the thermally decomposable gas.

また、後述する通り、熱風生成部８には、タール除去システム７の一つである加熱除去部７１を含む。熱風生成部８は、熱風供給部４と加熱除去部７１とを含んだ構成を有していればよい。一体であっても連携した別体であってもよく、それぞれの機能を実現できればよい。 Further, as will be described later, the hot air generator 8 includes a heating removal section 71 which is one of the tar removal systems 7 . The hot air generating section 8 may have a configuration including the hot air supplying section 4 and the heat removing section 71 . They may be integrated or may be linked separately, as long as they can realize their respective functions.

（熱分解部） (Thermal decomposition part)

熱分解部２は、燃料に熱風を付与することで、燃料から熱分解性ガスを抽出する。熱風供給部４からの熱風と、燃料供給部３からの燃料とが、効率的に混合される構造を有する。 The thermal decomposition unit 2 extracts thermally decomposable gas from the fuel by applying hot air to the fuel. It has a structure in which the hot air from the hot air supply section 4 and the fuel from the fuel supply section 3 are efficiently mixed.

この構造の中で、燃料には熱風が効率的に付与される。燃料が熱風による加熱で熱分解反応を示す。この分解反応を通じて、燃料から熱分解性ガスが抽出される。熱分解部２は、抽出した熱分解性ガスを、燃焼部５に向けて送出する。管路などを介して輸送がなされればよい。 In this structure, hot air is effectively applied to the fuel. The fuel exhibits a pyrolysis reaction when heated by hot air. Through this cracking reaction, pyrolytic gases are extracted from the fuel. The thermal decomposition section 2 delivers the extracted thermal decomposition gas toward the combustion section 5 . It suffices if the transportation is carried out via a pipeline or the like.

（燃焼部）
燃焼部５は、熱分解性ガスを加熱燃焼させる。燃焼部５は、外気を取り込む外気取り込み部５２を有している。燃焼部５は、外気取り込み部５２から取り込まれた外気を熱分解性ガスによる燃焼で温度上昇させる。この温度上昇した外気が、高温高圧の燃焼ガスとなる。 (Combustion part)
The combustion unit 5 heats and burns the pyrolytic gas. The combustion section 5 has an outside air intake section 52 that takes in outside air. The combustion section 5 raises the temperature of the outside air taken in from the outside air intake part 52 by burning the pyrolytic gas. This temperature-raised outside air becomes high-temperature, high-pressure combustion gas.

外気が燃焼させられて高温高圧の燃焼ガスとなる過程での温度上昇に伴って、高温燃焼ガスはエネルギー量を高くしている。このエネルギー量が高くなった高温燃焼ガスが、タービン６１を回転させることができる。 The high-temperature combustion gas increases the amount of energy as the temperature rises in the process of burning the outside air to become high-temperature and high-pressure combustion gas. This increased amount of energy in the hot combustion gases can turn the turbine 61 .

このとき、エネルギー量が大きくなっているので、高温燃焼ガスは、効率よくタービン６１を回転させることができる。特に、発電を十分に行えるエネルギーでの回転をさせる。 At this time, since the amount of energy is large, the high-temperature combustion gas can efficiently rotate the turbine 61 . In particular, it rotates with enough energy to generate electricity.

タービン６１が連続的に回転することで、発電が行われる。熱分解部２での熱分解性ガスの抽出が次々となされれば、タービン６１には、連続的に高温燃焼ガスが供給される。この結果、タービン６１は連続的に回転し、発電部６は、継続的な発電を実現できる。 Electric power is generated by the continuous rotation of the turbine 61 . If the extraction of pyrolytic gases in the pyrolysis section 2 is successively performed, the turbine 61 is continuously supplied with high-temperature combustion gas. As a result, the turbine 61 rotates continuously, and the power generation section 6 can realize continuous power generation.

（発電部）
発電部６は、タービン６１を備えており、この回転によって電力を生成する。 (Power Generation Department)
The power generation unit 6 includes a turbine 61, which rotates to generate electric power.

この結果、発電部６は、発電を実現する。発電されることで、バイオマス燃料や廃棄物を燃料とする発電が行われる。熱交換器を用いないので、小型化なども実現できる。小型化が実現できれば、廃棄物などが発生しつつ需要のある地域での発電が実現できる。 As a result, the power generation unit 6 realizes power generation. By generating electricity, power generation using biomass fuel or waste as fuel is performed. Since no heat exchanger is used, miniaturization can be achieved. If miniaturization can be achieved, it will be possible to generate power in areas where there is demand while generating waste.

地産地消の発電が実現できる。 Power generation for local production and local consumption can be realized.

これにより、発電装置１が、地域のリサイクルシステムの核となることもできる。 As a result, the power generator 1 can also serve as the core of a local recycling system.

発電部６が発電した電力は、蓄電池に蓄電されたり、送電線に載せて送電されたりすることで、利用可能となる。 The electric power generated by the power generation unit 6 can be used by being stored in a storage battery or transmitted through a transmission line.

（タール除去システム）
タール除去システム７は、熱分解性ガスに含まれるタール分を除去する。タール除去システム７は、次のように、複数の要素を含んでいることで実現されてもよい。 (tar removal system)
The tar removal system 7 removes tar from the pyrolytic gas. The tar removal system 7 may be implemented by including multiple elements as follows.

（加熱除去部）
タール除去システム７は、熱分解性ガスを熱風生成部８で加熱する加熱除去部７１を含む。図２は、熱風生成部や熱分解部などを含む部分の模式図である。図２においては、熱分解部２で抽出された熱分解性ガスを、加熱する加熱除去部７１を備えている状態を示している。 (heat removal part)
The tar removal system 7 includes a heat removal section 71 that heats the pyrolytic gas with the hot air generation section 8 . FIG. 2 is a schematic diagram of a portion including a hot air generation section, a thermal decomposition section, and the like. FIG. 2 shows a state in which a heat removal section 71 that heats the pyrolytic gas extracted by the pyrolysis section 2 is provided.

熱分解部２は、燃料から熱分解性ガスを抽出する。この抽出された熱分解性ガスは、タール分を含んでいる。熱風生成部８は、熱風を生成するための燃焼バーナーなどを備えている。 The thermal decomposition section 2 extracts thermally decomposable gas from the fuel. This extracted pyrolytic gas contains tar. The hot air generator 8 includes a combustion burner and the like for generating hot air.

熱分解部２は、抽出した熱分解性ガスを熱風生成部８に還流させる。熱風生成部８は、燃焼バーナーなどの加熱機能を有している。加熱除去部７１は、還流した熱分解性ガスを、この熱風生成部８で加熱する。熱風生成部８の燃焼機能を利用している。 The thermal decomposition section 2 causes the extracted thermal decomposition gas to flow back to the hot air generation section 8 . The hot air generator 8 has a heating function such as a combustion burner. The heat removal section 71 heats the refluxed pyrolytic gas with the hot air generation section 8 . The combustion function of the hot air generator 8 is used.

このため、加熱除去部７１は、熱風生成部８や熱分解部２と連携した場所に備わる。熱風生成部８と独立した要素とみなしてもよいし、熱風生成部８の部分としての要素とみなしてもよい。 For this reason, the heat removal section 71 is provided at a location linked to the hot air generation section 8 and the thermal decomposition section 2 . It may be regarded as an element independent of the hot air generator 8 or as an element as a part of the hot air generator 8 .

加熱除去部７１は、抽出された熱分解性ガスを、燃焼機能を有する熱風生成部８での加熱を行って、熱分解性ガスに含まれるタール分を除去する。 The heat removal section 71 heats the extracted thermally decomposable gas in the hot air generating section 8 having a combustion function to remove tar contained in the thermally decomposable gas.

加熱除去部７１は、熱分解性ガスを加熱して高温にすることで、含まれるタール分を除去する。タール分を取り除きつつその含有量を低減させる。 The heat removal unit 71 heats the pyrolytic gas to a high temperature to remove the contained tar. To reduce the content of tar while removing it.

熱分解性ガスは、タール分を含んでいる。熱分解性ガスは、高温で加熱されることで、含有するタール分を低減させることができる。タール分が除去されるからである。 Thermally decomposable gas contains tar. By heating the pyrolytic gas at a high temperature, the amount of tar contained therein can be reduced. This is because the tar component is removed.

熱分解性ガスは熱分解部２で生成される。熱分解部２においては、熱風生成部８からの熱風が利用される。このため、熱分解部２と熱風生成部８とは、近接した位置に備わることもよい。 A pyrolytic gas is generated in the pyrolysis section 2 . The hot air from the hot air generator 8 is used in the thermal decomposition section 2 . Therefore, the thermal decomposition section 2 and the hot air generation section 8 may be provided at close positions.

抽出された熱分解性ガスを加熱するには、この近接した位置にある熱風生成部８の燃焼機能を利用するのが効率的である。このため、熱風生成部８の燃焼機能を利用する加熱除去部７１は、抽出された後の熱分解性ガスを、加熱することができる。この加熱を通じて、タール分が除去される。 In order to heat the extracted thermally decomposable gas, it is efficient to use the combustion function of the hot-air generator 8 located in close proximity. Therefore, the heat removal section 71 using the combustion function of the hot air generation section 8 can heat the thermally decomposable gas after being extracted. Through this heating, the tar content is removed.

また、熱風生成部８が熱分解部２に近接しているので、加熱除去部７１は、抽出されたばかりの熱分解性ガスからタール分を除去できる。加熱除去部７１でタール分が除去された熱分解性ガスは、管路を通じて、燃焼部５に輸送される。 In addition, since the hot air generating section 8 is close to the thermal decomposition section 2, the heat removing section 71 can remove tar from the thermally decomposable gas just extracted. The thermally decomposable gas from which the tar is removed in the heat removal section 71 is transported to the combustion section 5 through the pipeline.

加熱除去部７１が、輸送前の段階でタール分を除去できるので、輸送管路でのタール分の付着を防止できる効果が高い。このように、タール除去システム７が、熱風生成部８を利用した加熱除去部７１を備えることで、輸送や燃焼部５での燃焼に用いられるよりずっと早い初期の段階で、タール分の除去を行える。 Since the heating removal section 71 can remove the tar before transportation, the effect of preventing the tar from adhering to the transportation pipeline is high. In this way, the tar removal system 7 is equipped with the heating removal section 71 that utilizes the hot air generation section 8, so that the tar is removed at an early stage much earlier than when it is used for transportation or combustion in the combustion section 5. can do

また、加熱によるタール分の除去は、効率が高い。このため、最初の段階に加熱除去部７１によるタール分の除去が実行されることは、タール除去システム７および発電装置１全体でも好ましい。特に、熱分解性ガスが抽出されて最初の段階でのタール分除去であり、熱風生成部８での加熱によることで、高い能力でのタール分除去を行える。 Also, the removal of tar by heating is highly efficient. Therefore, it is preferable for the tar removal system 7 and the power generator 1 as a whole to remove tar by the heating removal unit 71 in the first stage. In particular, tar is removed at the first stage after the thermally decomposable gas is extracted, and by heating in the hot air generator 8, tar can be removed with high performance.

また、上述したように、熱風生成部８は燃焼バーナーなどを備えて熱風を生成する。熱風は、熱分解部２で継続して使用されるので、熱風生成部８での加熱も継続して行われる。この熱風生成部８の加熱を利用する加熱除去部７１は、継続的にタール除去を行える。特に、熱分解部２での熱分解性ガスの抽出をしている間に、加熱除去部７１が動作することになる。 Moreover, as described above, the hot air generator 8 is equipped with a combustion burner or the like to generate hot air. Since the hot air is continuously used in the thermal decomposition section 2, the heating in the hot air generating section 8 is also continuously performed. The heating removal section 71 using the heating of the hot air generation section 8 can continuously remove tar. In particular, the heat removal section 71 operates while the pyrolysis section 2 is extracting the pyrolytic gas.

熱風生成部８、熱分解部２，加熱除去部７１の動作は、同時並行的に行われる。この同時並行により、抽出される熱分解性ガスは、そのままタール分除去を経過する。 The operations of the hot air generation section 8, the thermal decomposition section 2, and the heat removal section 71 are performed concurrently. Due to this simultaneous parallelization, the extracted thermally decomposable gas goes through tar removal as it is.

（表面燃焼バーナー）
タール除去システム７は、熱分解性ガスに熱を付与する表面燃焼バーナー７２を含む。図１では、熱分解性ガスの輸送経路において、表面燃焼バーナー７２が備わっている。 (Surface combustion burner)
The tar removal system 7 includes a surface-fired burner 72 that imparts heat to the pyrolytic gases. In FIG. 1, a surface combustion burner 72 is provided in the transport path of the pyrolytic gas.

図３は、本発明の実施の形態における表面燃焼バーナーの一例を示す写真である。表面燃焼バーナー７２の一例としてのメタルファイバーバーナーを示している。表面燃焼バーナー７２は、表面に熱を生じさせて表面からの熱で加熱を行える。 FIG. 3 is a photograph showing an example of a surface combustion burner according to an embodiment of the invention. A metal fiber burner is shown as an example of the surface combustion burner 72 . The surface combustion burner 72 can generate heat on the surface and heat from the surface.

熱分解性ガスは、管路を通って移動する。この管路の途中に、表面燃焼バーナー７２が設けられれば良い。管路を通って移動する熱分解性ガスは、この表面燃焼バーナー７２を通過するときに熱の付与を受ける。これにより、熱分解性ガスが加熱されてタール分が除去される。 Thermally decomposable gases move through the pipeline. A surface combustion burner 72 may be provided in the middle of this pipeline. Pyrolytic gases traveling through the pipeline are imparted with heat as they pass through the surface combustion burners 72 . This heats the pyrolytic gas and removes the tar.

管路の途中において表面燃焼バーナー７２が備わり、管路を移動する熱分解性ガスに熱を付与してタール分を除去する。このように、通過途中での加熱によって熱分解性ガスからのタール分の除去が更に進む。 A surface combustion burner 72 is provided in the middle of the pipeline, and heats the pyrolytic gas moving in the pipeline to remove tar. In this way, the heating during passage further promotes the removal of tar from the pyrolytic gas.

特に、加熱除去部７１の後で表面燃焼バーナー７２でのタール分除去が行われるので、タール分除去が連続的となり効率的である。勿論、タール分除去の除去能力が高まるメリットもある。また、熱分解性ガスが通過する状態での加熱によるものなので、簡易な構成でのタール分除去が可能である。熱分解性ガスの輸送への悪影響も低くて済む。 In particular, since the tar is removed by the surface combustion burner 72 after the heating removal section 71, the tar is removed continuously and efficiently. Of course, there is also the merit that the ability to remove tar is enhanced. Moreover, since it is based on heating in a state in which a pyrolytic gas passes through, it is possible to remove tar with a simple structure. The adverse effect on the transport of thermally decomposable gases is also low.

表面燃焼バーナー７２は、本体表面が燃焼して本体表面を通過する熱分解性ガスに熱を付与できるからである。この通過する熱分解性ガスへの熱の付与により、タール分の除去を行える。 This is because the surface combustion burner 72 can burn the body surface and impart heat to the pyrolytic gas passing through the body surface. By applying heat to the passing pyrolytic gas, tar can be removed.

なお、表面燃焼バーナー７２を通過する部分だけ、通過時間を長くするなどのバリエーションも好ましい。あるいは、表面燃焼バーナー７２の備わる部分のみ、管路を屈曲させたりすることも好ましい。加熱時間が増加して、タール分除去の効率が向上するからである。 A variation such as lengthening the passage time only for the portion passing through the surface combustion burner 72 is also preferable. Alternatively, it is also preferable to bend the pipeline only at the portion where the surface combustion burner 72 is provided. This is because the heating time is increased and the efficiency of tar removal is improved.

（シフト反応除去部）
タール除去システム７は、熱分解性ガスに水蒸気を付与してシフト反応を生じさせるシフト反応除去部７３を備えることも好適である。シフト反応除去部７３は、熱分解性ガスに水蒸気を付与する。この水蒸気が付与されることで、タール分を二酸化炭素と水素に分解できる。 (Shift reaction remover)
The tar removal system 7 also preferably includes a shift reaction removal section 73 that imparts water vapor to the pyrolytic gas to cause a shift reaction. The shift reaction removal section 73 gives water vapor to the thermally decomposable gas. By applying this water vapor, the tar can be decomposed into carbon dioxide and hydrogen.

これがシフト反応である。 This is the shift reaction.

このシフト反応によって、タールは二酸化炭素と水素に分解できるので、タール分の除去が更に進む。 By this shift reaction, tar can be decomposed into carbon dioxide and hydrogen, so the tar content is further removed.

図４は、本発明の実施の形態におけるシフト反応部によるタール除去を示す模式図である。熱分解性ガスに水蒸気を付与する機能を有している。タール分と水蒸気が化学反応を起こすと、二酸化炭素と水素に分解される。 FIG. 4 is a schematic diagram showing tar removal by the shift reaction section in the embodiment of the present invention. It has the function of adding water vapor to the pyrolytic gas. When the tar content and water vapor cause a chemical reaction, they are decomposed into carbon dioxide and hydrogen.

この化学反応での分解によって、タール分は別成分に変化する。この結果、タール分が除去されるのと同じことが生じる。このようにして、シフト反応除去部７３は、熱分解性ガスから、更にタール分を除去できる。 Due to the decomposition in this chemical reaction, the tar content changes to another component. This results in the same thing as removing the tar content. In this manner, the shift reaction removal section 73 can further remove tar from the thermally decomposable gas.

また、シフト反応除去部７３は、他と異なり、加熱ではなく化学反応によってタール分を分解して除去する。このため、タール除去システム７全体としては、異なる方式でのタール除去を組み合わせることができるので、より高いレベルでのタール除去を実行できる。 Further, unlike the others, the shift reaction removing unit 73 decomposes and removes tar by chemical reaction instead of heating. Therefore, the tar removal system 7 as a whole can combine different methods of tar removal, so tar removal can be performed at a higher level.

また、シフト反応除去部７３は、化学反応をベースとしたタール除去を行うので、加熱による他のタール除去と異なるメカニズムでの除去ができる。このため、お互いに補いながら確実なタール除去を行える。また、加熱による除去機構に不具合などが生じた場合でも、シフト反応除去部７３による除去が残る点でのフェールセーフとなりえる。 Further, since the shift reaction removing unit 73 removes tar based on a chemical reaction, it can be removed by a mechanism different from other tar removal by heating. Therefore, tar can be reliably removed while complementing each other. In addition, even if a problem occurs in the removal mechanism due to heating, the removal by the shift reaction removal section 73 remains, which can be a fail-safe.

（吸着フィルター）
タール除去システム７は、熱分解性ガスに含まれるタール分を吸着する吸着フィルター７４を更に備えることも好適である。吸着フィルター７４は、熱分解性ガスが輸送される管路の途中に設けられる。単一の吸着フィルター７４が設けられてもよいし、複数の吸着フィルター７４が設けられてもよい。 (adsorption filter)
The tar removal system 7 preferably further comprises an adsorption filter 74 that adsorbs tar contained in the pyrolytic gas. The adsorption filter 74 is provided in the middle of the pipeline through which the pyrolytic gas is transported. A single adsorption filter 74 may be provided, or a plurality of adsorption filters 74 may be provided.

管路の途中に吸着フィルター７４が備わることで、管路を移動する熱分解性ガスと接触する。この接触を介して吸着フィルター７４が、熱分解性ガスに含まれるタール分を吸着する。 By providing the adsorption filter 74 in the middle of the pipeline, it comes into contact with the pyrolytic gas moving in the pipeline. Through this contact, the adsorption filter 74 adsorbs tar contained in the thermally decomposable gas.

吸着フィルター７４によるタール分の吸着が行われて、熱分解性ガスに含まれるタール分の除去が更に進む。これにより、より高いレベルでのタール除去が行える。 The tar content is adsorbed by the adsorption filter 74, and the tar content contained in the thermally decomposable gas is further removed. This allows a higher level of tar removal.

このような多段的なタール除去の機構をタール除去システム７が含むことで、熱分解性ガスに含まれるタール除去が確実に進む。多段的であり多面的であることで、タール分除去のレベルが向上するからである。 Since the tar removal system 7 includes such a multi-stage tar removal mechanism, the tar removal from the pyrolytic gas will proceed reliably. This is because the level of tar removal is improved by being multistage and multifaceted.

また、加熱による除去、化学反応による除去、吸着フィルター７４による物理的除去、の異なるメカニズムが組み合わさっている。このようなハイブリッドな除去により、タール分の除去の効率やレベルを上げることができる。また、いずれかのメカニズムでの除去が不十分であったり不具合があったりしても、他のメカニズムの機構が除去できる。 Moreover, different mechanisms of removal by heating, removal by chemical reaction, and physical removal by the adsorption filter 74 are combined. Such hybrid removal can increase the efficiency and level of tar removal. Also, if removal by one mechanism is inadequate or defective, the mechanism of the other mechanism can be removed.

これらのような異なるメカニズムのタール除去が組み合わさっていることで、タール除去のレベルを向上させることができる。 The combination of different mechanisms of tar removal such as these can improve the level of tar removal.

また、タール除去システム７は、熱分解性ガスの発生から燃焼部５に移動する過程において、加熱除去部７１，表面燃焼バーナー７２、シフト反応除去部７３、吸着フィルター７４の順番で、それぞれを備えることも好適である。 In addition, the tar removal system 7 includes a heat removal section 71, a surface combustion burner 72, a shift reaction removal section 73, and an adsorption filter 74 in this order in the process of moving from the generation of pyrolytic gas to the combustion section 5. is also preferred.

この順番であることで、熱分解性ガスからのタール除去の効率やレベルを上げることができる。 This order can increase the efficiency and level of tar removal from the pyrolytic gas.

まず、熱分解性ガスが生じた場所の近接場所で加熱除去部７１が加熱する。これにより、熱分解性ガスが含むタールが除去できる。熱分解性ガスが発生した場所で加熱除去部７１での除去が行われることで、熱分解性ガスの輸送前にタール除去ができる。これにより、輸送過程でのタール付着を抑えることができる。 First, the heat removing part 71 heats a place near the place where the pyrolytic gas is generated. As a result, the tar contained in the pyrolytic gas can be removed. The tar can be removed before the thermally decomposable gas is transported by performing the removal in the heat removal section 71 at the place where the thermally decomposable gas is generated. As a result, tar adhesion during transportation can be suppressed.

これに引き続き、管路の途中に設けやすい表面燃焼バーナー７２が加熱によるタール除去を行うことで、更にタール分を除去できる。これに続いて、管路上に設けやすい化学反応を基礎とするシフト反応除去部７３が加熱ではない化学反応でのタール除去を行う。 Subsequently, the surface combustion burner 72, which can be easily installed in the middle of the pipeline, removes the tar by heating, thereby further removing the tar. Subsequently, the chemical reaction-based shift reaction removing unit 73, which is easy to install on the pipeline, removes tar by chemical reaction instead of heating.

燃焼で除去しきれなかったタールがシフト反応除去部７３により除去される。 The tar left unremoved by combustion is removed by the shift reaction removal section 73 .

更に、その後で吸着による除去もされることで、漏れ落ちたタールも除去される。除去された上で、燃焼部５での燃焼に用いられるので、燃焼部５、発電部６などへのタール付着を防止できる。 Furthermore, the leaked tar is also removed by subsequent removal by adsorption. Since the tar is removed and then used for combustion in the combustion section 5, tar adhesion to the combustion section 5, the power generation section 6, and the like can be prevented.

結果として、発電部６の効率低下、メンテンナンス増加などを防止できる。 As a result, it is possible to prevent a decrease in efficiency of the power generation unit 6, an increase in maintenance, and the like.

以上のように、タール除去システム７を備えることで、熱分解性ガスを用いる発電装置１におけるタール由来の問題を解決できる。タール付着による能力低下やメンテナンスや修理の頻発による稼働停止を抑制できる。 As described above, the provision of the tar removal system 7 can solve the tar-derived problem in the power generator 1 that uses the pyrolytic gas. Reduces performance deterioration due to tar adhesion and operation stoppages due to frequent maintenance and repairs.

この結果、発電装置１の発電能力と発電効率を上げることができる。 As a result, the power generation capacity and power generation efficiency of the power generator 1 can be increased.

以上、実施の形態で説明された発電装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。 The power generator described in the above embodiment is an example for explaining the gist of the present invention, and includes modifications and alterations within the scope of the gist of the present invention.

１ 発電装置
２ 熱分解部
３ 燃料供給部
４ 熱風供給部
５ 燃焼部
６ 発電部
６１ タービン
７ タール除去システム
７１ 加熱除去部
７２ 表面燃焼バーナー
７３ シフト反応除去部
７４ 吸着フィルター
８ 熱風生成部 REFERENCE SIGNS LIST 1 power generation device 2 thermal decomposition section 3 fuel supply section 4 hot air supply section 5 combustion section 6 power generation section 61 turbine 7 tar removal system 71 heat removal section 72 surface combustion burner 73 shift reaction removal section 74 adsorption filter 8 hot air generation section

Claims (13)

燃料を加熱することで燃料から熱分解性ガスを抽出する熱分解部と、
前記熱分解部に、前記燃料を供給する燃料供給部と、
前記熱分解部に、前記燃料を加熱する熱風を供給する熱風供給部と、
前記熱分解性ガスを燃焼させて高温燃焼ガスを生成する燃焼部と、
前記高温燃焼ガスにより回転されるタービンを含む発電部、を備え、
前記発電部は、前記タービンの回転により電力を生成し、
前記熱分解性ガスからタール分を除去するタール除去システムを更に備える、発電装置。 a pyrolysis section that extracts pyrolytic gases from the fuel by heating the fuel;
a fuel supply unit that supplies the fuel to the thermal decomposition unit;
a hot air supply unit that supplies hot air for heating the fuel to the thermal decomposition unit;
a combustion unit that burns the thermally decomposable gas to generate high-temperature combustion gas;
a power generation unit including a turbine rotated by the hot combustion gas;
The power generation unit generates electric power by rotating the turbine,
The power generator further comprising a tar removal system that removes tar from the pyrolytic gas. 前記燃焼部は、外気を取り込む外気取り込み部を有し、
前記燃焼部は、前記外気を前記熱分解性ガスによる燃焼で温度上昇させて、前記高温燃焼ガスを生成する、請求項１記載の発電装置。 The combustion part has an outside air intake part that takes in outside air,
2. The power generator according to claim 1, wherein said combustion unit raises the temperature of said outside air by combustion with said thermally decomposable gas to generate said high-temperature combustion gas. 前記熱風を生成する熱風生成部を更に備え、
前記タール除去システムは、前記熱分解部で生じた前記熱分解性ガスを前記熱風生成部で加熱する加熱除去部を含む、請求項１または２記載の発電装置。 further comprising a hot air generator for generating the hot air,
The power generator according to claim 1 or 2, wherein the tar removal system includes a heating removal section that heats the pyrolytic gas generated in the pyrolysis section with the hot air generation section. 前記加熱除去部は、前記熱分解性ガスを高温にすることで、前記熱分解性ガスに含まれるタール分を除去する、請求項３記載の発電装置。 The power generator according to claim 3, wherein the heat removal unit removes tar from the pyrolytic gas by heating the pyrolytic gas to a high temperature. 前記タール除去システムは、前記熱分解性ガスに熱を付与する表面燃焼バーナーを含む、請求項１から４のいずれか記載の発電装置。 5. The power plant of any of claims 1-4, wherein the tar removal system includes a surface-fired burner that imparts heat to the pyrolytic gases. 前記表面燃焼バーナーは、前記熱分解性ガスが前記燃焼部に移動する管路において設けられ、
前記表面燃焼バーナーは、前記管路を移動する熱分解性ガスに熱を付与して、タール分を除去する、請求項５記載の発電装置。 The surface combustion burner is provided in a pipeline through which the pyrolytic gas moves to the combustion part,
6. The power generator according to claim 5, wherein the surface combustion burner applies heat to the pyrolytic gas traveling in the pipeline to remove tar. 前記表面燃焼バーナーは、本体表面が燃焼し、前記本体表面を通過する前記熱分解性ガスに熱を付与できる、請求項６記載の発電装置。 7. The power generator according to claim 6, wherein the surface combustion burner is capable of burning a body surface and imparting heat to the pyrolytic gas passing through the body surface. 前記表面燃焼バーナーは、前記加熱除去部を通過した前記熱分解性ガスのタール分を除去する、請求項５から７のいずれか記載の発電装置。 The power generator according to any one of claims 5 to 7, wherein the surface combustion burner removes tar from the pyrolytic gas that has passed through the heat removal section. 前記タール除去システムは、前記熱分解性ガスに水蒸気を付与してシフト反応を生じさせるシフト反応除去部を含む、請求項１から８のいずれか記載の発電装置。 9. The power generator according to any one of claims 1 to 8, wherein said tar removal system includes a shift reaction removal unit that imparts water vapor to said pyrolytic gas to cause a shift reaction. 前記シフト反応は、タール分を二酸化炭素と水素に分解することで、タール分を除去できる、請求項９記載の発電装置。 10. The power generator according to claim 9, wherein said shift reaction can remove tar by decomposing tar into carbon dioxide and hydrogen. 前記タール除去システムは、前記熱分解性ガスに含まれるタール分を吸着する吸着フィルターを含む、請求項１から１０のいずれか記載の発電装置。 The power generator according to any one of claims 1 to 10, wherein the tar removal system includes an adsorption filter that adsorbs tar contained in the thermally decomposable gas. 前記タール除去システムは、前記熱分解性ガスの発生から燃焼部に移動する過程において、前記加熱除去部、前記表面燃焼バーナー、前記シフト反応除去部、前記吸着フィルターの順番でそれぞれを備える、請求項１１記載の発電装置。 3. The tar removal system comprises the heat removal section, the surface combustion burner, the shift reaction removal section, and the adsorption filter in this order in the process of moving the pyrolytic gas from generation to the combustion section. 12. The power generator according to 11. 前記燃料は、バイオマス燃料、産業廃棄物、廃棄プラスチック、の少なくとも一つである、請求項１から１１のいずれか記載の発電装置。 The power generator according to any one of claims 1 to 11, wherein the fuel is at least one of biomass fuel, industrial waste, and waste plastic.