バイオマスガス化炉には固定床ガス化炉と流動床ガス化炉の2種類がある

こていしょうガスかいろ

固定床ガス化炉では、ガス化反応はほぼ一定の高さで発生し、固定粒子が充填された床層内で発生し、生物燃料は上界面から床層に入り、自身の重力によって下に移動し、燃料消費が残した空間を充填し、ガス化媒体は粒子間空隙を通過し、固体表面に接触して反応する。ガスの流れ速度に対して燃料層の下移動速度が遅いため、固定床または移動床と呼ばれる。

固定床ガス化炉は最初に出現したガス化炉であり、かつて自動車、トラクター、小型船舶に大量生産され使用されていた。その構造が簡単で、分布型バイオマス資源に適しているため、現在のガス化炉は依然として中小規模バイオマスガス生成に応用されている。

バイオ燃料は固定床ガス化炉で、一定の順序で乾燥、熱分解、酸化、還元のいくつかの段階を経て、最終的にガス可体に転換する。このような床層における反応方式は、層燃焼ボイラ、ガス発生炉、化学合成反応器などの工業的に広く応用されている。固定床ガス化炉は、ガス化剤が位置に供給される方向と燃料層を流れる方向に応じて、主に上吸式と下吸式の2種類がある。

流動床ガス化炉

流動床技術は最初に気固二相反応に応用され、その基本理論と実践の大部分は化学工業の成果に由来し、1926年にドイツ人ウィンクラーは流動床技術を石炭ガス化に初めて応用した。流動床気化は良好な物質移動、熱移動条件と反応条件を有し、すべての燃料粒子は気化剤と反応する機会があり、燃料適応性が強く、気化強度が大きく、大規模なバイオマス燃料気化に適しており、次第にバイオマス気化の主流技術の一つに発展している。国内外でさまざまな形式の容量が異なる流動化床バイオマスガス化炉が発展し、バイオマスガス化発電、ガス蒸気の共同循環のモデルと応用プロジェクトが確立され、バイオ天然ガスと合成液体燃料の生産のハイエンドな方向に発展している。

流体化は、固体粒子が流体媒体の作用下で現れる流体化現象であり、固定床と空力輸送床の間の相対的な安定状態でもある。固体材料は流動床において類似流体の性質を示し、反応器間を容易に輸送し、比較的均一な反応条件と良好な燃料適応性を形成したため、燃焼と気化工程に広く応用されている。