バイオマス発電

RM木質バイオマス ガス化発電装置

このRM木質バイオマスガス化発電装置は様々な木質燃料(杉、檜、松、樫、楢、バーク、竹、枝葉、籾殻)を
合成ガス燃料に変換し、ディーゼルエンジンで発電する装置です。
これまで他社で多く問題になっていたタール・灰等の問題をクリアし、高含水率でも安定した発電能力を実現します。
近い将来、木質原料に関わらず全てのバイオマス由来を燃料とした安定稼働が可能になります。

特 徴

熱電併給装置(コージェネレーション)

木質バイオマス燃料を使用し、電力と熱を生産し供給する 「コージェネレーションシステム」。一つのエネルギー源から二つ以上のエネルギーを取り出して使う事ができ、エネルギーの新しい利用システムとして注目を集めています。

煤煙が発生しない

ガス化時、バイオマスを直接燃焼させていないので煤煙が発生しません。

冷却水の再利用

冷却・ガス洗浄に要した水は繰り返し使用することができます。

発電のムラが起きない

リアクター(ガス化装置)で発生させた合成ガスは濃度が一定に管理され、軽油(BDF)を少量加えることで発電ムラが起きません。 また、使用する軽油(BDF)は、1エンジンあたり最大1.5ℓ/hと極めて少量です。

バイオ炭の再利用

ガス化した後に残るバイオ炭は豊富な栄養を含んでおり、様々な活用方法があるので廃棄に困りません。

発電熱の再利用

発電に伴う熱を回収し、暖房や給湯などにも使用できます。

さまざまな燃料の混合使用

燃料は杉、檜、松、樫、楢など木であれば問題ありません。単体のみでは使用できないバーク(樹皮)、竹、枝葉、籾殻なども混入させることで使用が可能です。燃料は絶乾状態にする必要がなく、含水率は概ね30%程度が理想です。40%程度まで使用できます。

システムの集中制御

一体型されたシステムで集中制御されており、管理が、容易にできます。インターネットを通じて遠隔でも監視できます。

運転を止めないメンテナンス

249Kw以上の時は発電機が3基以上となり、メンテナンスが交互にできます。発電を止めない運用が可能です。

プラントの主要セクション概要

《ガス化リアクターセクション》

ガス化リアクターセクション

サイロより送られてきたチップをガス化させるプロセスはリアクター内で行われます。熱分解により発生したガスは2つのスクラバーに送られ、ガス中の不要物質の濃度を低下させます。

その後、凝縮器、ガスを処理するバイオマスフィルター、サイクロンを通過して3基の発電エンジンに供給します。
ガスを取り終えたチップは、バイオ炭として外部に排出されます。

リアクターには3つの大型ピストンが内蔵されおり、ガス化の終わったバイオ炭やクリンカなどの残存物を排出します。
固まったクリンカなどの残存物は最大150Barの圧力で粉砕されるため、クリンカによる機器の停止トラブルはこれまで一度も発生していません。

《リアクター冷却セクション(ウォータージャケット)

リアクターを冷却した水は、チラーおよびドライクーラーの熱交換器と接続し冷却されます。

《凝縮器・チラー冷却セクション》

凝縮器はチラー冷却セクションに接続されます。

《スクラバー洗浄セクション》

スクラバー洗浄セクション

サイロより送られてきたチップをガス化させるプロセスはリアクター内で行われます。熱分解により発生したガスは2つのスクラバーに送られ、ガス中の不要物質の濃度を低下させます。

その後、凝縮器、ガスを処理するバイオマスフィルター、サイクロンを通過して3基の発電エンジンに供給します。
ガスを取り終えたチップは、バイオ炭として外部に排出されます。

リアクターには3つの大型ピストンが内蔵されおり、ガス化の終わったバイオ炭やクリンカなどの残存物を排出します。
固まったクリンカなどの残存物は最大150Barの圧力で粉砕されるため、クリンカによる機器の停止トラブルはこれまで一度も発生していません。

《ドライクーラー冷却セクション》

プラントには、2基の熱交換器を備えたドライクーラーが組み込まれています。
1基はリアクター内の冷却部に接続され、もう1基はリアクター本体とスクラバー冷却に使用されます。

《エンジンおよび熱交換セクション》

エンジンおよび熱交換セクション

生成された合成ガスはエンジンに供給され発電されます。
エンジンの排気ガスは排気ガス処理装置で分解し、大気汚染物質を低減させます。また、排熱利用(オプション)も可能です。

プラントの電子制御-プラントには制御盤が配置され、各種操作や自動運転および手動運転の切替を行うことができ、各機器の動作状況ならびにシステムの機能などをシノプティックシステムというプログラムで管理することができます。これらは全て遠隔で監視・管理が可能な為、運転員の常駐は不要。上の写真はテスト運転中のパネルの表示であり、タッチスクリーン上には各機器の動作状況が表示されています。PCやスマートフォンでも動作状況を管理することが可能です。

その他の主要機器・装置

ガス混合量調節器

ガス混合量調節器

リアクターからの合成ガスの濃度情報から軽油(BDF)との混合量とエンジンへの供給量を0.1%単位で調整し、発電機の回転数を一定に保ちます。

サイクロン(分離機)

サイクロン(分離機)

ガス洗浄に要した冷却水はサイクロンでタールと水に分離させます。冷却水は浄化され循環し、排水は規制基準に適合するよう状況に応じ設計された廃水処理装置を使用し排水。

バイオマス貯蔵サイロ

バイオマス貯蔵サイロ

コンテナ式のサイロでガス化供給に合わせて作動し、荒いチップなどは破砕されてリアクターへ送られます。20〜40ftのコンテナがあり、おおよそ2〜3日分の貯蔵(249kWの場合)が可能です。

タールトラップ

タールトラップ

洗浄過程を通過した少量のタールはここで更に取り除かれます。

バイオ炭

バイオ炭イメージ1

バイオ炭イメージ2

ガス化の終わったチップはバイオ炭として利用できます。樹種によりますが、20〜25%程度のバイオ炭が取れます。バイオ炭は、炭素、カルシウム、リン、マグネシウム、ナトリウムの含有量が豊富であるため肥料等として使用することが可能で、ヨーロッパ市場では地盤改良や農業用など様々な場所で非常に高い価格で販売され使用されています。また、ガス化リアクター内へ再度燃料として一部再投入することもできます。日本国内においても同じく多くの有効利用、価値が見込まれます。

バイオ炭生成の様子