合同会社 バイオ燃料 ( BioFuels,LLC )


バイオマス・ガス化発電の最高効率製品(小型〜超大型迄)、等を介しエコな再生可能エネルギー社会の実現を目指します- 合同会社バイオ燃料(BioFuels,LLC)




ガス化発電装置:各種バイオマス・ガス化発電装置の情報を掲載します。 取り扱い機種の豊富さ、小規模から(超)大規模装置迄の広いカバレージ、そして高機能・高性能・高発電(高冷ガス化)効率、高CHP(高排熱回収)効率のガス化発電製品群を、他社より大幅に安価でご提供中です!! ガス化装置に併せ、ガス・タービン発電機、ご要望により最適な各種チップ機及び乾燥機等の附帯設備もご提供してます。

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  ガス化発電装置

   各種バイオマス・ガス化発電装置の情報を掲載します。 取り扱い機種の豊富さ、小規模から(超)大規模装置迄の広いカバレージ、そして高機能・高性能・高発電(高冷ガス化)効率、高CHP(廃熱回収)効率のガス化発電製品群を他社より大幅に安価でご提供中です。 それぞれの製品の詳細説明は下記を参照下さい。 ガス化装置に併せ、ご要望により最適な各種チップ機及び乾燥機等の附帯設備もご提供してます。

(1)S-Nova中(超)大型汎用バイオマス/廃棄物ガス化発電装置(単体250KW〜25MW,並列1MW〜100MW程度迄)

   最新S-Novaガス化装置(基本設計ドイツ)は、 最新ガス化・テクノロジーを採用し、 中(小)型から(超)大型装置迄を統一設計思想(アーキテクチュア―)と広範な拡張性(Scalability)を保持した 最新汎用型ガス化(発電)装置の国内顧客向け販売開始です。

本ガス化装置は、流動床炉Fluidized Bed Reactor)型ガス(Gasification)化(FBG)方式の一つである 気泡流動床ガス化(BFBG)(Bubbling Fluidized Bed Gasification)方式を採用したガス化炉です。 他に循環流動床ガス化(CFBG)(Circulating Fluidized Bed Gasification)方式、及び 2筒式流動床ガス化(DFBG)(Dual Fluidized Bed Gasification)方式のSynova の例、等もあります。 BFBG方式に比べCFBG方式は、主に大型設備限定、高価格となります。CFBGの更に高級版進化型のDFBG方式は,理想的なガス化方式であり窒素ガスを含まないガス熱量がほぼ2〜2.5倍の高エネルギー合成ガスが製造可能です。 但し、通常より大幅に高価格(単価140〜150万円/KWe)となり、多くは合成化学(メタノール,DME合成等)、合成燃料(Jet燃料製造等)用の合成ガス製造用途向け等であり、 或いは処理が困難なRDF処理用途向け等であり、単純なバイオマス・ガス化発電用途では採算的に苦しくなります。
各種の流動床ガス化方式、伴に(超)大型石油反応・分解装置(FCC等)、単純焼却・ガス化燃焼炉・ボイラー炉等で使われてる代表的な燃焼・ガス化プロセス技術です。 一方、小中型ガス化では、殆ど固定床ガス化(FBG:Fixed Bed Gasification)方式であり、 Down-Draft,Up-Draft, 更にMulti-Stage, Twin-Fire,Hybrid法、等の方式の諸ガス化(発電)装置製品が存在します。

弊社で取り扱い中の (2)FPT・PMX(Up-Draft)(3)A-Tec(Multi-Stage&Twin-Fire) (4)CCC・DMG(UHTH) (5)INSER(Hybrid) (6)UG・VTX(Entrained-Flow)(7)LiPRO(Multi-Stage&Twin-Fire)(8) APL(Down-Draft)、等の 各種ガス化方式は 特定の条件では優れた特徴・性能を発揮しますが、後述のガス化装置諸条件を全て同時に解決出来ません。 何らかの制限条件が発生します。弊社で主に扱うガス化発電装置選択の早見表を参照下さい。 殆どの他メーカーのガス化発電装置も同様で、下記@〜Fの諸条件を全て満たす製品は恐らく存在しないと思われます。 一方、本ガス化装置は、汎用・万能型ガス化炉ですから、この様な制限条件が何ら付かないのが特徴です。 本ガス化装置(OEM)の製作は、状況によりドイツ(EU)の他、日本でも可能です。
本ガス化(発電)装置は、BFBGガス化方式を採用しています。 このBFBG方式ガス化は、元々フィンランドValmet社の超大型石炭・バイオマス・廃棄物(RDF)等 燃焼ボイラー,ガス化ボイラー で採用されている汎用の燃焼ボイラー、ガス化ボイラー技術の燃焼(ガス化)炉を基礎としています。 有名な大型石炭ガス化BFBG技術(米国GTI,Hot-SynGas製造用)をベースに、 タール分解触媒(タール分を合成ガスへ分解)装置(Tar-Reformer)、及び合成ガス精製処理(Cooler/Filter/Scrubber)等を組み合わせたバイオマス・バイオ廃棄物用BFBG方式の Andritz-Carbona社の大型ガス化発電装置(6MWe)の フロー図例, 或いはBFBG方式ガス化装置専業のEQTEC社の例(1MW,3MW、他)もあり、何れとも本BFBG方式ガス化装置は類似プロセス構成です。

本製品も大型バイオマス・廃棄物ガス化ボイラー(30〜70MW)の技術経験、稼働実績及び最新のバイオマス・ガス化炉技術を併せ持つドイツ企業の協力と支援を受けて、小型化(スケール・ダウン)したガス化装置の製品です。
ボイラー炉とガス化炉とは異なるプロセス方式が通常ですが、BFB方式のボイラー炉も、ガス化炉も類似点も多く、炉構造の基本はほゞ同一です。 従って、ガス化炉本体の形状も従来のガス化炉とは異なり、ボイラー類似です。 下段添付写真はBFBG方式(300KWth)ガス化装置例です。

 

更に、排熱回収も類似点は多くなっています。 ボイラーの場合は,燃焼熱を蒸気発生に使い、ボイラー炉外へ出るのは大量の廃ガスですが、ガス化炉では全てクリーンな合成ガス燃料(SynGas)であり、廃ガスは一切排出しません。 これらの違いはありますが、同じ気体・ガスです。 因みに、前記Valmet社は(超)大型バイオマス・ガス化でも有名で、既存大型BFB方式バイオマス・ボイラーから、環境に優しいBFB方式ガス化炉へプロセス転換する業務もしています。

ボイラーの場合は、微小粒子を除去し、大量の高温ガスが大気排出されます。 片やガス化炉では、更に冷却操作等を行い、生成ガスの大気排出は一切なく、全て合成ガス燃料としてガスエンジン等に供給されます。 BFB方式のガス化炉なら、BFB方式ボイラーの豊富な実績・高信頼性・大規模化等の恩恵を最大限に得られます。

BFBGガス化方式では、炉内の熱媒体・触媒(タール分解)としての砂(Quartz/Olivine,等)とバイオマス原料は、炉底部からの加熱空気で、分解炉内は流動状態(Bubbling Fluidized) となり、比較的低温(650℃前後)でも高速に熱分解反応が完結します。 従来のガス化装置の様な各種制限項目のない汎用ガス化装置を目標に設計・製品化された装置となっています。



  一般に主なガス化装置は、下記の様な何れかの制限項目付ですが、本BFBG方式のガス化装置は、汎用性から何れの制限項目もなしです。

@原料種の制限なし:通常のガス化装置は、木質(ペレット、或いはチップ)限定が多く(原料多様化に弱い)(Single Fuel)、カリウム等を多く含む低融点の木質廃棄物(バーク材)、 農業廃棄物、PKS/EFB、竹材、更に廃プラ、廃棄物RPF/RDF、及びこれら各種原料を使った(半)炭化ペレット(Bio-Coal/Black-Pellet), 等は使用できない場合が殆どですが、本ガス化装置炉は原料多様化対応(Flexible Multi-Fuels)可能であり、 原料種の制限なしです。
BFBG方式のガス化温度は、比較的低温(600〜800℃)でも、極めて効率的にガス化反応が進み、例え、低融点物質(K)が多く含まれていても、その融点温度以下でガス化を行い、炭・灰残渣の溶融は発生しません。

A原料サイズの制限なし:通常は木質チップ材だと、上限は4〜5cm以下、及び下限は15〜20mm以上程度ですが、本装置のガス化炉の原料サイズの制限(ほゞ)なしです。 但し、投入コンベアーの制限があり、通常は100mm以下程度迄(CFBG方式:10〜20mm以下)となっています。この為、チップ材では、原則必要になる上下限原料除去スクリーニング処理は不要です。これ以上(以下)の特殊サイズの原料は、投入コンベアーの設計次第となります。

B水分含有量の制限なし:通常ガス化炉は原料水分制限があり、(CFBG方式も)ほぼ10〜15%以下です。(2)アップドラフト型でも、最大30〜40%以下ですが、 この装置は最大60%(+)迄、対応可能であり、実質水分含有量の制限なしです。 従って、原則必ず必要な原料乾燥機は不要です。

Cガス化発電能力の制限なし:通常のガス化装置は、製品により、定まった発電能力となっています(INSER:500KW,LiPRO:50KW、等)が、本装置は、BFBG方式の採用により、 拡張性(Scalability)はほゞ無制限で100MW(+)程度迄、設備能力のスケール・アップアップも、逆にスケール・ダウンも可能であり、 ガス化発電能力の制限なしです。
但し、現状需要、設計費等を考慮しつつ単体ガス化発電能力250KW,500KW程度の中小型,及び1MW,2MW,10MW及び25MW程度迄の超大型のガス化装置を順次ご提供予定です。 通常、ご提案のガス化発電設備は単一基設置構成ではなく、予算が許すなら高信頼性設計の複基数設置構成ですから、2〜4倍(以上)のプラント規模となります。ご要望があれば、その他の発電能力装置でも自由な構成で対応できます。
今後大規模な廃棄物(RPF/RDF,PKS/EFB,等)ガス化発電では、ボイラー燃焼方式に代わり、その能力を100%発揮します。

Dガス・エンジン発電機の制限なし本BFBGガス化装置も、(2)FPT,(3)INSER,(5)UG,等と同様、ガス化炉製品であり、売電・発電用途では、組み合わせるガスエンジン発電機が別途必要です。 発電規模、予算等により合成ガス・エンジン発電機、及び複合発電(排熱回収蒸気ボイラー・タービン発電、ORC)等を自由に選択出来てガス・エンジン発電機選択の制限なし自由です。
お薦めは安価で高信頼性中速型Zichaiガスエンジン発電機(中国製),或いは類似品の高性能版(ターボ付) です。 ご要望があれば、高価ですが、有名な高速型Jenbacher(オーストリア製)(高発電効率)ガス・エンジン発電機、或いは大規模な複合発電ならガス・タービン発電機,等も自由に選択・組み合わせが出来ます。

E発電以外の展開も制限なし:各種廃棄物(RPF/RDF、農林業残渣)等を使う発電・熱供給等と言った用途から、次世代バイオ系天然ガス・化学への展開も(酸素使う)BFBGガス化が主流です。

F安価でも、ガス化制限なし:BFBG方式のガス化炉は、海外でも未だ数は少なく、有っても通常極めて高価ですが、本製品はその汎用性にも拘わらず低価格/高性能比を実現をし、前述の様な安価でも、ガス化の各種制限もなしです。 大型ガス化炉の場合、高運転費用の酸素及び加圧方式が多いのですが、本ガス化装置は空気・常圧方式を採用しています。従って、酸素製造設備(PSA)及び加圧コンプレッサー等の付帯設備費も不要で、全体の設備費も,運転経費も比較的安価となります。

左側の添付写真はBFBG方式の廃棄物発電3MWeの写真例、及びBFBG方式のフロー図です。

尚、S-Novaガス化発電機の詳細は、下記の添付資料を併せて参照下さい。
1)最新気泡流動床ガス化発電装置の紹介(pdf)はこちらからダウンロードできます
2) 最新汎用気泡流動床ガス化発電装置の紹介のBlog記事はこちらです

(2)FPT/PMX(中)大型バイオマス/廃棄物ガス化発電装置(単体250kW〜4MW,並列1MW〜20MW程度迄)
    弊社OEM製品のFPTガス化炉(製造先インド)半流動循環(改良型)アップドラフト法によるガス化装置(製作インド)であり、

第1の最大の特徴高冷ガス化効率(80〜90%)と原料サイズに捉われないガス化方式です。 尚、FPT法はアップドラフト法由来の為、タール類は炉内で一旦は副生しますが、 次のガス精製処理工程で,タール留分、及び微粒子類は、サイクロン、ガス冷却装置(タール分液化)で除去し、更に、微量の残留物を静電処理装置(ESP)で(ほぼ)完全に除去し、 次工程のエンジンへはクリーンな合成ガスを供給します。

尚、除去・回収タール(液化分)は、別途タール処理・処分・利用法等の確立が必要不可欠です。 通常別途ボイラー補助燃料、或いはブリケット原料製造時に混ぜる等ですが、 ORC排熱発電、或いは排熱蒸気ボイラー発電等を併設するガス化複合発電所の場合、 補助燃料としてタール留分を自己消費し発電効率の向上(発電増、或いは原料減)が可能となります。

第2の特徴多種・多様原料対応(Multi-Fuels)です。クリーンなチップ・木くず類はもとより、もみ殻(要ブリケット化)、竹類(原料分析確認は必要)に加え不定形な都市ゴミ、(屑)石炭、廃棄物類もそのままの状態でガス化可能な仕様です。 原料供給サイズも3〜15cm程度迄自由で全く問題ありません(仕様上は〜10cm迄)。加えて、熱効率は含有水分蒸発熱分多少低下しますが、チップ水分も30〜35%迄使用可能です。

第3の特徴、設備能力はカスタム設計で設備能力は全く自由です。250KW程度以上、輸送上の制限から原則4MW以下としています。 例えば、1MWなら500KW2基構成、2MW発電なら1MW2基構成等です。5基並列接続構成を行えば、合計20MWの大バイオマス発電所、或いは大バイオマス・ガス化廃棄物発電所が構築できます。

第4の特徴、設備価格も製造コストを抑えて,更に直販の為、極めて安価な価格設定でご提供中です。

右側の添付写真は、実装置の2例です。上段は2MWe,後段は800KWeであり、下段は最新設計の実装置例です。
このガス化装置は、写真の様に非常にシンプルなデザインでも,強力・充分クリーンな合成ガスが製造できます。
 

 

FPTガス化発電機もINSER等と同様、お薦めは高信頼性中速型Zichaiガスエンジン発電機(中国製)、或いは高速型MTU(独製)等です。 ご希望があれば、その他、有名な高効率の高速型Jenbacher(オーストリア製)(価格アップ)等、ガスエンジン発電機の選択は自由です。
尚、FPT装置は、比較的安価な弊社のINSERに比べ、仕様により異なりますが、更に15〜20%安(45〜50万円/KWh)程度であり、国内の他社製の50〜65%程度の価格だと思われます。 それでも冷ガス化効率等諸性能は最高です。他社との性能・価格比のベンチマークも大歓迎、即大差だと解ります。

間伐材原料を使い、発電規模が2MW未満なら、 固定価格電力買取制度(FIT)を 利用するFIT売電価格は40円/KWhと極めて有利な価格設定です(2MW以上であれば、32円/KWh)。 FPTガス化炉では農業廃棄物、都市ゴミ(廃棄物処理業の免許必要)も処理できます。 この場合、FIT売電価格はそれぞれ24円/KWh、17円/KWhへと低下しますが、代わって原料費ほぼ無料か、逆に処理費が得られますので有利です。
 






 
Up-Draft法のガス化炉、現状は主に価格・性能最優先なら 弊社OEM製品PMX ガス化発電装置(製造先中国,カタログ31ページ以降参照)(〜2MWe)がお薦めです。 Up-Draft法PMXガス化炉もFPT法の第1〜第4の特徴を全て引き継いでいます。更に大型の場合、(超)高効率複合発電(排熱ボイラー蒸気タービン/ORC)方式もオプション仕様で安価でご提供しています。 その他、米国Nexterra社等も全てUp-Draft法のガス化装置です。

特に高価B&W Volund社のバイオマス(木質チップ専用)ガス化装置は山形(2MW)にも導入され稼働しています。同様に高価なNexterra社の製品も米国で幾つか稼働中です。中国製も中国、東南アジア方面で多く稼働中です。
尚、FPTガス化炉はUp-Draft法ガス化炉の機能拡張・改良型で、設備能力の拡張性(250KW〜4MW)、バイオマス原料の他、廃棄物もガス化可能です。 加えてFPTの設備価格も他社価格の50%〜65%程度と最安値です。 最も装置は半自動化であり常時運転員の監視、及び作業も必要です。

左記上段記動画はFPTガス化炉(デモ用無塗装,250KW)の合成ガスの一部を使って中古トラック・エンジンに小型発電機を取り付けてテストしています。 発電を行い電灯と電気ヒーターで発電の電気を使っている例です。
中段は,PMXの標準中速型ガス発電機及びガス化装置(中国製、16V300,1000kWe@600rpm、又は800KWe@500rpm)、要望により大型ガス化発電設備(≧2MWe)なら、FPTガス化炉を含め、他のガス化装置でも選択出来ます(1.5MWe程度迄、お薦めは500KWe@600rpm、又は400KWe@500rpm)。 尚、ターボ付(オプション)を選択すれば、高速型Jenbacherガス発電機並の高合成ガス発電効率が比較的安価で実現できます。
更にFPTガス化装置の標準,独MTU社高速型ガスエンジン発電機の例です。 他社メーカーのエンジン発電機(高速型Jenbacher,等)も予算や性能要求により選択可能です。

FPT・PMXガス化発電装置の詳細は、下記添付資料を参照下さい。
1)FPT・PMX ガス化炉日本語製品カタログ(PDF)はこちらです
FPTとほゞ同一のガス化技術、価格帯,最近お薦めガス化炉(PMX)は、28ページ中段以降に説明があります
2)FPT ガス化炉のプレゼン資料(英語)はこちらです
3)FPT ガス化炉のP&I(JPG)はこちらです
4)FPT ガス化炉設置例(JPG)はこちらです
5)『FPT大型製品の紹介(1)』Blog記事はこちらです
6)『FPT大型製品の紹介(2)』Blog記事はこちらです
7)『FPTガス化発電機(250KW)』(YouTube,左上段添付)はこちらです
8)『PMX(超)高効率ガス化複合発電の紹介』Blog記事(排熱回収蒸気タービン発電10MWの例)こちらです
同様に(高温)ORCでも実現できます。 バイオマス原料価格も高騰している状況下、5MW規模以上ならガス化複合発電(左側最下段のフロー図参照)により排熱回収・高発電効率・原料費削減による採算性向上策がお薦めです
9)『大型(50MW)SVOディーゼル発電,ガス化発電、蒸気ボイラーとの比較紹介』Blog記事はこちらです
大型バイオマス発電所の例として50MWクラスのバイオ油(パーム油)ディーゼル発電とバイオマス・ガス化発電及びボイラー発電の紹介記事です。 現状,既にパーム油ディーゼル発電の環境問題、LCA等の問題点も指摘されている状況から、今後はバイオマス・ガス化発電が少なくとも10〜50MW規模クラス迄は、ボイラー発電に比較し明らかに有利であり必要になると思います!? 既に何件か,特に安価な高性能PMXガス化複合大型発電(左側下段のフロー図参照),或いはS-Nova大型版の商談もあります。 今後は大規模バイオマス・ガス化発電に期待しています


(3)最高性能A-Tec中大型バイオマス・ガス化発電装置(単体750KW,並列1.5〜7.5MW程度迄)
   最新中大型ガス化発電装置(多段ガス化方式、750KW、EU製)です。 INSER(500KW)より、やや大型(1.5倍)装置、右側上段がプロセス・フロー略図です。
本製品・機能紹介は、更に詳細情報が必要なら右側下段の1)超高発電効率バイオマス・ガス化(発電)装置説明書、或いは 2)Blogs紹介記事『(超)高効率、NO-Tar/Tar-Free・多(3)段ガス化・Twin-Fire方式のガス化発電(750KW)の紹介』を併せて参照下さい。

本A-Tecガス化炉は言わば(5)中型INSERの兄貴分であり、(7)小型LiPRO(50KW)の中大型(750KW)版でもあり、両者の優れた遺伝子、特徴を全て取り入れた(超)高効率ガス化発電装置です。
ガスエンジン発電機はJenbacher(JMS420,750KW)が標準、最適化(高圧縮比)され組み込まれ、 かつ標準で乾燥機付(水分50〜55%の湿ったチップを乾燥機へ直接投入し,ガス化炉排熱を使い水分5〜10%迄自動乾燥処理後、上下限篩・金属篩、ガス化炉へ原料自動投入)の優れものです。

本A-Tecガス化発電装置は、INSER/LiPRO双方の特徴(Tar-Free、Twin-Fire/多段方式,高冷ガス化効率)を全て実現し、(超)高発電効率(グロス32.5%〜34%+)を複合発電なしの単純サイクルガス化・エンジン発電で実現しています(ORC複合発電ならグロス効率37%)。 これと同等、或いはこれ以上の(超)高効率バイオマス発電装置は、この程度の中規模の単純サイクルでも、更に複合サイクル・バイオマス発電でも、恐らく存在しないと思います。

価格(概算本体KWe単価、最下段参照)は、比較的安価なINSERより多少割高ですが、国内他社販売の製品より安価だと思います。 加えて、乾燥機付の一体化構成です。バイオマス発電は乾燥機がほゞ不可欠です。 高圧接続限度の2MW(未満)のガス化発電の場合、現実には1基当たり〜850KW程度迄の発電余裕がありますが、 最低保証値(750KW以上)範囲では、750KWx3基の並列設置(2.25MW分の設備費)が必要となります。 通常は1基単独設置の750〜850KW,或いは2基並列、1.5〜1.7MWがベストの設置案となります。 現実的な最大構成は7.5〜8.5MW(10基並列)程度迄です。

出力は原料の熱エネルギ-、水分量、外気温及びチップ形状等の環境により変動します。 稼働実績のある最大構成は3MW(4基並列運転、右側中段の写真参照、1基は非発電の計5基)です。

尚、A-Tecガス化も良いが、予算的に、或いは採算計算上から(原料高・売電価格24円/KWh以下等の為)可成り苦しいと言う方、廉価版Twin-Fire方式ガス化炉(Tar除去必要)もあります(中国製,乾燥機別と)。 こちらなら、A-Tec価格の3分の2以下、ガス化炉能力は任意で,1基当たり〜2MWe迄可能です。お薦め中速ガスエンジン発電機(中国製)との組み合わせなら、 発電効率は多少低下しますが、設備費はA-Tecより(超)格安です。 ご希望に応じ排熱回収Combined複合発電(蒸気タービン/ORC)(例,蒸気タービン10MW)の追加により発電効率アップも可能です(複合発電により32%@グロス程度の高発電効率)。




その他、A-Tecガス化発電機の概要は下記を参照下さい

 1)超高発電効率バイオマス・ガス化(発電)装置説明書(PDF)は こちらからダウンロードできます
2)A-Tec(超)高効率,Tar-Free多段・Twin-Fire方式・ガス化発電(750KW)の紹介Blog記事はこちらです。
小型 多段ガス化(50KW)は、本ページ(6)LiPROも参照下さい


(4)汎用CCC/DMG超高温ガス化(発電)装置(主に廃棄物限定,単体500KW〜4MW,並列1MW〜20MW程度迄)
   本ガス化装置(スイス製CCC,英国製DMG)は、超高温水分解ガス化(UHTH:Ultra-High Temperature Hydrolysis), 或いは超高温ガス化(UHTG:Ultra-High Temperature Gasification)と呼ばれる方式のガス化(発電)装置です。 弊社で取り扱っている他のガス化装置の様に空気(及び蒸気)を使い原料の一部を燃焼させ、その燃焼熱で高温にし、原料のバイオマス等をガス化する方法ではありません。 原料は、空気等の酸化剤を遮断し、空気(酸素)のない状況下、外部から電力(CCC),或いは自己の合成ガスの一部を使う加熱方式(DMG)です。





   従って、イメージとしては、同じく空気を遮断して外部加熱を行う廃プラ熱分解油装置と類似です。 違いは反応温度と得られる製品です。熱分解装置は450℃前後で、主に熱分解油、副生は分解ガス、そして残渣の炭素分を多く含む炭です。

一方、本超高温ガス化では、熱分解温度は1100℃〜1300℃の超高温(IH方式加熱)、熱分解ガス(合成ガス)が主成分で、この様な超高温域では、熱分解油は得られず、全てガス化されます。 原料水分も20〜30%がベストで、超高温下で水分も残留炭素と反応し合成ガス(H2,CO)増(ガス化効率93%+と云う超高ガス化効率化)が図られます。
従って残渣の炭も、投入される(或いは原料に含まれる)水分と超高温で反応し、多くはガス燃料化(H2,CO)し、ほぼ灰が残渣となります。
更に本装置の特徴は、有害成分を含む廃棄物からクリーンな合成ガスが生産できることです。 原料の種類の制限は全くない汎用ガス化装置ですが、 価格も安価でもないので、他の装置では処理が困難な廃棄物、等のガス化利用がベストです。通常の木材チップのガス化は、他の装置で充分です。

添付の写真上段は、UHTH方式のガス化装置、規模は5d/日(表写真)、25d/日(裏図面)の装置です。それ以上は、並列設置で、50d/日、100d/日へと大規模化可能です。 下段は類似のUHTG方式の簡単なフロー説明図(表側)と熱分解炉(裏側)です。現在40d/日の規模のプロジェクトが英国で進行中です。この装置配置図例は公開可ですが、詳細説明書、図面及び収支計算等は非公開です(NDA締結後公開可)。

超高温ガス化(発電)装置(UHTH/UHTG)の詳細は,下記添付資料を参照下さい。

1)超高温ガス化(発電)装置(CCC/DMG)の説明書(PDF) はこちらからダウンロードできます
2)『全ての炭化水素有機物のガス化が出来る最新超高温ガス化装置』Blog記事はこちらです
空気(酸素)を遮断し外部加熱方式で超高温熱分解(1100〜1300℃)を行えば、熱分解油ではなく、高エネルギー合成ガスが出来ます。
通常のガス化の様に、空気を使い原料の一部を燃焼させ内部加熱方式で高温ガス化する方式とは、プロセスも、合成ガスのエネルギー値も異なります。更に超高温(2000℃+)のガス化装置『(Microwave)Plazma gasification)ガス化プロセス技術』なら、金属類も溶かす溶融炉ガス化となります。
3)水溶液状(脱水・乾燥処理不要)の全廃炭化水素有機物(バイオマス、プラ類)を高温・超高圧なら、高品質油化が出来る『HTL(Hydrothermal Liquefaction)油化プロセス技術』(更にガス化-CHG:Catalytic Hydrothermal Gasification)も最近注目です
同様に中高温・中高圧なら 半炭化(Bio-Coal)が出来る『HTL(Hydrothermal Carbonization)半炭化プロセス技術』もあります

(5)INSER中型バイオマス・ガス化発電装置(単体500KW,並列1〜3MW程度迄)
   INSERガス化炉(基本設計イタリア)はHybrid方式ガス化炉であり、高効率(〜85%)・タール処理不要(NO-Tar/Tar-Free)・最新ガス化技術(特許Circle-Draft法)の中型ガス化装置です。 500KW単位で並列接続となります。 イタリアの洗練された基本設計と技術、国産の優れた改良・製造技術の融合製品であり(イタリア製も国産も提供可能)、極めてコンパクトな装置です(国内特許申請中)。

高圧接続の最大発電量(2MW未満)なら、INSER4基並列により高信頼性のガス化発電システムが構築できます。 間伐材原料を使い、発電規模が2MW未満なら、固定価格電力買取制度(FIT)を利用するFIT売電価格は40円/KWhと極めて有利な価格設定です。

INSERガス化装置の原料は、基本的に木質系チップ材で最高性能を発揮する様に設計されています。恐らく問題ないと思われますが、他の原料(PKS,他)対応は未確認です。

INSERガス化装置のガスエンジン発電機、お薦めは高信頼性中速型Zichaiガスエンジン発電機(500kWe)(中国製)、 或いは独MTUの高速型等です。 オプション仕様でエンジン燃費の改善策もあります。どうせ大気に捨ててしまう排ガスの圧力/熱エネルギーを有効に使えば5〜7%発電量増(或いは、同じ発電量なら燃料費減)が可能です。

敢えて言うまでもなく燃費5〜7%改善は採算上、大幅な改善効果です(新複合発電方式)。この新技術は中速型ガス・エンジンでも、高速型でも全て利用できます。 尚、大型発電なら排熱蒸気タービン複合発電も可能ですが、500KW〜1MW規模程度では、よく知られたORC発電も通常採算ラインにのりません。
ご希望、そして予算が充分あれば、その他、有名な旧GE(現INNIO)製Jenbacher(高速型)(価格アップ)等、エンジン発電機の選択は自由です。



下記の動画はINSERガス化炉で使う合成ガス用エンジン発電機です。
その他、INSERガス化発電機の詳細仕様は添付資料を参照下さい。

1)詳細INSERガス化発電装置の説明資料(PDF)はこちらからダウンロードできます
2)簡単なINSERガス化発電装置の説明資料(English,PDF)はこちらからダウンロードできます
3)INSER-2MW(500KWx4)(JPG)はこちらからダウンロードできます
4)『INSER中大型製品の紹介(1)』Blog記事はこちらです
5)『INSER中大型製品の紹介(2)』Blog記事はこちらです


(6)UG/VTX中型(粉体)ガス化装置(単体100〜800kW,並列1〜4MW程度/VTX:単体1.2MW、並列2.4MW〜7.2MW程度迄)
   UGガス化装置(インド製)は殆ど全て原料対応可能なタイプのガス化装置です。 ガス化技術は、噴流床(Entrained Flow)ガス化方式であり、 超大型の石炭・バイオマスガス化では、殆どこの方式で空気の代わりに酸素が採用されています。 このガス化方式を中小型化(100〜500kW)に成功した極めて稀な例です。

原料は、通常のガス化装置の様な木質系原料だけと言う制限は全くなく、全ての原材料のガス化が可能です。 特に、通常のガス化では取り扱いが困難な竹、更に各種農林業生産・廃棄物等の混合物(籾殻、コーン殻、竹、鶏糞、ミスカンサス、廃菌床、鋸屑、バーク、他)、廃棄物(スラッジ等)も全て使用できます。 ご希望なら石炭も原料化できます。
但し、ガス化原材料は1〜2mm以下の粉体状にする必要があります。細かなサイズの籾殻、鋸屑等はそのまま使えますが、より大きなサイズの竹、木質チップ等は再粉砕が必要です。 これもハンマーミル等の2次再粉砕を行えば簡単に粉砕できます。

UGガス化より高級な、進化版の中型・高性能渦流サイクロン(Vortex/ Cyclone)方式VTXガス化発電装置(1.2MWe,EU製 :右側下段添付参照),等の類似Entrained-Flowガス化方式もあり、伴にご提案可能です。 尚、こちらは粉体状バイオマス専用ガス化炉であり、、ガス化温度は中高温(800〜900℃)であり、タール除去装置(ESP)が組み込まれています。 そしてガスエンジン発電機はCummins社製高性能Lean-Burnタイプ(QSV91:1200KWe)が標準仕様です。

その他、このガス化炉の装置の主な特徴は、下記です。
1) LiPRO,INSER,A-Tecと同様に、本UGガス化炉はタール処理不要(NO-Tar/Tar-Free)方式です。
2)通常の固定床ガス化炉(Down-Draft型等)の様に装置再稼働に何時間も掛らず、15分前後です。理由は装置内の原料ホールドアップが殆どないからです。
3)通常、高価な酸化剤として酸素を使いますが、空気を使います。また、ガス化炉は加圧型ではなく、常圧運転となっています。
4)装置がコンパクトです(添付写真)。前述のタール処理不要の為、ガス化装置もコンパクト、価格も安価となってます。
5)お薦めはありますが、ガスエンジン・発電機の選択も自由です。従って、好みや予算で選択可能です。
6)価格が(超)安価で、かつ、他のガス化装置では使えない原料も使え、ガス化ビジネスの採算性も更に向上します。
本ガス化炉より安価な製品は、国内では販売されていないと確信しています。
この結果、ガス化装置は、間伐材(40円/kWh)は元より、農業廃棄物(24円/kWh)でも、充分採算がとれると思います。 間伐材は今や何処でも取り合いです。価格も高騰しています。他で見向きもされない様なバイオマス原材料に注目すべきだと思います!



(7)LiPRO小型バイオマス・ガス化発電装置(単体50KW,並列100〜400KW程度迄)



   LiPRO-Energy社(ドイツ)HKW50タイプ(50KW)は、高効率(発電+CHP効率)・タール処理不要(No-Tar/Tar-Free) 最新ガス化技術(多段ガス化法)・完全自動化の小型バイオマス・木質ガス化発電装置です。
加えて年稼働8000時間を保証しています。 他社の小型ガス化発電装置とベンチマーク(比較調査)をして頂ければ、 自ずとLiPROガス化発電装置の高性能,高稼働率等がご理解頂けると確信しています。

最新革新技術多段ガス化(Multi-Stage Gasification)、Twin-Fireガス化法は、 通常採用のダウン・ドラフト・ガス化法(及び、その改良法)とは、発電・熱効率面でも、性能面(タール処理有無、他)でも大差が生じてます。

この為もあり、日本でも販売・導入されている有力小型機メーカーを含め、全ての小型バイオマス・ガス化装置の評価・顧客獲得競争でも、 バイオマスガス化の本場であるドイツで勝利し多くの新規顧客を獲得しつつあります。 小型ガス化技術・性能面で、LiPRO製品と競合出来るメーカー・製品は、少なくとも現状では存在しません。

ガス化原料多様化対応として、木質原料(切削、ペレット)類は当然として、 コーヒー/茶絞りカス等もガス化処理(ペレット化/ブリケット化処理必要、ブレンド含め)対応できます。 但し、標準的な木質チップ・ペレット以外の特定のバイオマス原料があれば、必ずお問い合わせ下さい。

原料の水分は10%以下程度となっています。 従って、乾燥機を設置するなら、LiPRO標準乾燥機の設置がお薦めです。 コンテナ―仕様の乾燥機はオプションで選択できます。 これなら安心で水分45〜55%の水分過多の原料を水分5%以下まで自動的に乾燥できます。 乾燥機は原料ホッパーも兼ねていて、1週間程度の原料が確保できるので、こちらがお薦めです


バイオマス・ガス化発電では可能な限り高効率装置の採用による原料費の最小化(最大効率化)が鍵を握ります。 間伐材なら、 電力固定買取制度(FIT)を利用するFIT売電価格なら40円/KWhと極めて有利な価格設定です。

右下の添付上段の動画はLiPRO(HKW50,50KW)のガス化装置本体の稼働風景(南ドイツ)の動画で、訪問時に撮ったものです。 近々に2台目の同じLiPRO(HKW50)が追加設置され、引き続き2セット合計100KWで系統接続・売電事業の継続となります。
同様に、右添付下段動画は、LiPROの国内導入機の現地ドイツでの機能確認テスト風景です。 機能確認中の為、未だ断熱保温材がむき出し状態(熱分解工程の斜めの部分)、或いは未だ巻かれて無い状態(ガス化、還元工程の垂直本体部)ですが、 出荷時は添付写真の様にステンレス・カバーで保護され出荷されます。
LiPROガス化発電機の詳細は,次の添付資料を参照下さい。

1)LiPROガス化発電装置の紹介(PP/PDF)はこちらからダウンロードできます
2)LiPROガス化発電装置製品カタログ(PDF)はこちらからダウンロードできます
3)LiPRO技術仕様:低圧接続(50Hz版),(60Hz版)(PDF)はこちらからダウンロードできます
4)LiPRO-ガス化炉装置(最新ガス化炉仕様)寸法・図面(PDF)はこちらからダウンロードできます
5)LiPRO-エンジン発電機(同期発電&CHP)寸法・図面(日本仕様)(PDF)はこちらからダウンロードできます
6)LiPRO-ガス化発電機P&I(PDF)は一般非公開,必要な方は別途お問い合わせ下さい
7)LiPROガス化発電機の動画(YouTube)はこちらです(右上段の動画フレーム)
8)LiPROコンテナ乾燥機の動画(YouTube)はこちらです
9)LiPROガス化装置の稼働テスト(前編)(YouTube)はこちらです(右下段の動画フレーム)
10)LiPROガス化装置の稼働テスト(後編)(YouTube)はこちらです
11)『LiPRO製品の紹介(1)』Blog記事はこちらです
12)『LiPRO製品の紹介(2)』Blog記事はこちらです
13)『LiPRO製品の紹介(3)』Blog記事はこちらです
14)『国内導入LiPRO製品の機能確認試験』Blog記事はこちらです
15)『国内導入LiPRO製品の現地出荷風景』Blog記事はこちらです
16)『LiPROガス化装置の標準乾燥機』Blog記事はこちらです
17)『中小型ガス化発電装置の選定基準』Blog記事はこちらです




(8)APL小型バイオマス・ガス化発電装置(PP30単体25KW、用途限定,並列50〜100KW程度迄)




   All Power Labs社(米国)の製品は小型、低価格のガス化装置です。従来のAPL-PP20(通常15KW@50Hz/18KW@60Hz発電)タイプに代わり、 現在新型APL-PP30(通常22KW@50Hz/25KW@60Hz発電)を販売開始しています。PP30の外観、及び機能等はPP20に比べ発電能力向上を除くと殆ど同じです。 特徴はそのコンパクト性と低価格のダウン・ドラフト型ガス化発電機です。 発電及び廃熱利用(CHP,お湯)が簡単に実現出来ます。 移動性に優れ、バッテリー駆動の為、何処でも、何時でも直ちに発電が可能です。

最新APL-PP30も、APL-PP20と同様に、 停電時、或いは災害時の電力確保、独立電源(Off-Grid)等の小規模発電及び熱供給(CHP)目的では最適です。 併せて、副産物の良質な炭(Char)も得られ、エコな農業・農作物への利用法もあります。 複数並列運転により発電規模は100KW程度迄が可能です。ご希望によりコンテナー仕様2基並列50KW構成機も選択できます。 更に、バッテリー・バックアップ機能付Hybrid構成機なら、ピーク電力最大130KW迄対応可能なタイプ(蓄電容量120KWh)もあります。 PP30の新規発売に伴いPP20の販売は停止してます。

尚、本装置は常用(24時間稼働)発電を前提とした設計ではなく、安価ですが固定価格買取制度(FIT)での利用等は,現状余りお薦めしていません。 例え小規模(25KW以下程度)でも売電目的(FIT)なら、或いは連続運転を希望されるなら、上記のLiPRO(50KW),他がお薦めです。

APLガス化発電機の詳細は,下記添付資料を参照下さい。


1)APL-PP20とPP30の仕様比較(英語版)はこちらです
2)APL小型ガス化発電装置PP20の資料(PDF)はこちらからダウンロードできます
3)小型ガス化発電機APL-PP30のデモ動画(1), (2)(F-Book,英語版)及び (3)(YouTube,英語版)はこちらです
4)APL小型ガス化PP30発電装置の標準規格資料(1),(2),及び(3)自動原料供給(Feed-Airlock)の規格資料(オプション) (PDF,英語版)はこちらからダウンロードできます。尚、Feed-Airlockは、標準のPP30の付帯原料ホッパーのレベル計により原料供給開始、停止の指示とホッパー投入口のバルブ開閉(Airlock)制御を行うだけで、原料供給の自動化は、別と原料運搬オーガー,及び原料貯槽(必要ホッパー容量)等が必要です
5) コンテナー仕様PP30x2基(50KW)構成機,バッテリー付Hybrid構成機仕様(英語版)はこちらです
6)『APL小型製品の紹介(1),(2)』Blog記事はこちらです

(9)合成ガス・タービン発電装置(単体1.85MW,並列3.7〜10MW+程度迄)
   大規模バイオマス・ガス化発電の場合、通常使用されるガス・エンジン発電機に変えてガス・タービン発電機が採用される例もあります。 特に、ガス・タービンは、エンジンに比べ、コンパクト・高出力で,一般にエンジンより高信頼性・長保守サイクル等の理由から、多く採用されています。

通常、ガス・タービン燃料は天然ガス、軽油等の高熱量燃料を使用します。 尚、ここで紹介する例は2MW弱の欧州製中小型ガス・タービン発電機ですが、最大の特徴は上記(1),(2)の大型ガス化炉(合計発電規模,4MW程度以上)で発生させた低熱量合成ガス(5〜6MJ/Nm3@LHV)を、ガス・エンジン発電機に代えて燃料として使えるタイプです。 合成ガスの様な低熱量のガス燃料でも定格値が得られる様に、タービン燃焼室を大型化、工夫してあります。
他に、軽油等より低熱量 バイオ(SVO)油/BDF発電,熱分解油発電(強酸性)等との専焼、混焼(Dual-Fuel)もできるのが最大の特徴です。 エンジンに比べ、ガス・タービンの方が燃料の選択性、低燃料品質要求、等の基準が広くなっています。また排気ガスの窒素酸化物も低NOx値です。
尚、タービンへの合成ガス供給圧は11気圧迄昇圧する必要があり、加圧型ガス化炉では不要ですが、常圧ガス化炉では別とガス・コンプレッサーが必要です。

但し、ガス・タービンの排熱温度は高く、ガスタービン単体の発電効率は、エンジン発電機に比べて低く、通常は排熱ボーラー蒸気発電機、ORC等を組み合わせた複合発電(IGCC)方式が採用し、高発電効率化を目指します。或いは、高温の排熱利用(蒸気等)比率が多い場合に有効です。 特に、10MW(+)以上の大型バイオマス・ガス化複合発電では、この方式がお薦めとなります。 更に、将来の燃料の多様化、燃料の切り替え・変更対応の備えにも有効です。固体バイオマスから液体バイオマス燃料への変更、或いは、その逆対応も,常時切替(Dual-Fuel)可能です。
尚、より小型330KWクラスの合成ガス用米国製ガス・ダービン発電機製品もあります。更に小型のマイクロ・ガスタービンもあり得ますが、バイオマス・ガス化の合成ガス、或いはバイオ油の実績は無いと思われます。



(10)バイオマス・チップ機(チップ化が必要な場合)
   仮に、バイオマス原料が丸太、剪定枝、或いは製材屑等が供給される場合は、チップ機でチップ化し、通常は更に乾燥処理が必要です。 チップ機も国産・輸入、設備能力、方式も多々あります。

お薦めは低価格の中大型ドラム方式切削チップ機(中国製、右側上段)です。 主に太い丸太(15〜30cm)類の大量チップ製造用(毎時8d〜程度+)です。通常はモーター駆動ですが、ディーゼル駆動も選択可能です。
同様にローター方式の小型チップ機(毎時(1〜2d)もあります(右側下段)。 主に剪定枝、小枝、等のチップ用で、多くは車輪・ディーゼル駆動付、移動用の仕様です。

先ずは添付資料をご覧ください。 具体的には、直接お問い合わせください。

1)『輸入チップ機の稼働テスト』Blog記事はこちらです
2)『輸入チップ機の稼働動画』の例はこちらです

動画上のチップ機はモーター仕様ですが、大型機でもあり使用電力も多く(110KW)、国内導入はディーゼル・エンジン付仕様(160馬力)をお薦めしています。 このタイプなら、電力の無い場所山間部でも利用できます。更に、より大型機もあります(電力220kW)。こちらのタイプなら、毎時15-25トンの処理と45〜50cmの丸太もそのまま直接チップ化可能です。


小型チップ機

(11)バイオマス乾燥機(チップ乾燥が必要な場合)


チップ乾燥機

   国内のチップ材は、通常可成り水分を含んでいて乾燥処理が通常必要です。 乾燥機は国産・輸入、設備能力、方式、価格等多々あります。

ガス化装置用としてお薦めは、独Holz-Wert社、 及び英国Stronga社等の温風水平流方式の乾燥機製品です。エンジン排熱だけで45〜50%の水分をガス化炉で使える水分(10〜15%)迄低下できます。 特に低価格をお望みなら中国製のロータリー方式の乾燥機(下記写真例、熱風非接触方式)もあります。

Rotaryチップ乾燥機

前者の温風水平流方式は、主にLiPRO(出来れば複数台),UG,INSER,後者の安価な中国製ロータリー方式は,A-Tec,FPTガス化炉用等になります。
乾燥機については、LiPRO,及びINSERの添付情報(pdf)を参照頂くか、或いは 具体的には直接お問い合わせください。その他、水分の多いスラッジ類の乾燥用途等、特殊な乾燥機を含め、原料の状況、用途、規模、及び予算等を考慮して最適な乾燥機を選択します。

写真左上は、LiPRO専用乾燥機です。1週間分の生チップ(水分〜55%程度)を、エンジン排熱を使い5%以下まで乾燥できます。 Stronga社の汎用乾燥機、等の類似構造の乾燥機なら、LiPRO以外のガス化装置と組み合わせも可能です。
その中段のブルー色乾燥機は、独Holz-Wert社の大型据置型水平流方式の乾燥機です。

尚、右記動画は、Holz-Wert社の中型コンテナ仕様水平流方式の小型乾燥機(グリーン色)です。



(12)バイオマス・ガス化関連情報
   下記にバイオマス・ガス化関連情報を添付します。
1)『ガス化の採算性向上対策、例えば水素です』Blog記事はこちらです
2)『バイオマス・ボイラー蒸気発電とガス化発電の違い』Blog記事はこちらです
3)『ガス化装置のいろいろの角度から分類』Blog記事はこちらです
4)『将来は、ガス化+燃料電池発電方式も?』Blog記事はこちらです
5)『お薦めのガス化用エンジン発電機』Blog記事はこちらです
6)『バイオマス・ガス化化学反応の概要』Blog記事はこちらです
7)『バイオマス・ガス化の投資回収年』Blog記事はこちらです
8)『バイオマス発電に於ける原料選択と採算性』Blog記事はこちらです
9)『エンジン・オイルの添加剤』(PDF)はこちらからダウンロードできます
オイル添加剤の添加はガス・エンジンでも重要です
エンジン効率アップと保守サイクル(オーバー・ホール)の長期化等の効果が期待できます

以上、良くある質問(ガス化発電)はこちらです
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