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、最適なガス・エンジン発電機、ガス・タービン発電機、複合発電装置(IGCC:Integrated Gasification Combined Cycle)(ORC,蒸気タービン発電機)を、更に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。
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 群を他社製品より高性能/価格比(低価格/高性能比) でご提供中です。
ガス化(発電)装置も、その設備能力(ガス化・発電規模)、原材料(木質バイオマス、廃プラ、MSW等の廃棄物)及び状態(チップ、ペレット、粉状等)、予算・要求性能(ガス化・発電効率)等により、最適なお薦め装置は変わります。全ての条件を常時満たすオール・マイティの機種は残念ながら存在しません。
それぞれの製品の詳細説明は下記を参照し、最善と思われる機種を選定下さい。
選定が無理の場合は、直接お問い合わせ下さい。以下にご紹介の各種ガス化発電装置から、ご要望に合致する最適な機種を紹介させて頂きます。万が一存在しない場合、別と新たな製品をご紹介することも可能です。未だ皆様の知らない特徴あるガス化装置は数多く存在します。
ガス化装置に併せ、最適なガス・エンジン発電機 、ガス・タービン発電機、複合発電装置 (IGCC:Integrated Gasification Combined Cycle)(ORC,蒸気タービン発電機 )を、
更にご要望により最適な各種チップ機,或いはブリケット機、及び乾燥機 等の附帯設備もご提供してます。
最高性能A-Tec中大型バイオマス・ガス化発電装置 (単体850/925KW〜,並列1.7/1.9/2.0/2.3〜10MW程度迄)
最新最高性能の中大型A-Tec ガス化発電装置 (多段Tar-Freeガス化方式、最小構成(ガス化装置+エンジン発電機+乾燥機各1基構成):〜850KWe、+ORC付:〜925KWe@50&60Hw,EU製) のご紹介です。
本装置の最大の特徴は(超)高効率バイオマス・ガス化発電装置 であり、A-Tecガス化発電装置を越える、或いは越えない迄も近い性能の高効率ガス化発電装置は,国内外で存在しないと確信しています。
バイオマス(チップ)原料費はバイオマス発電の最大の経費要素です。その原料は高騰しています。原料消費量の最小化 は発電ビジネスの採算上の最重要課題、不可欠要因 となります(他ガス化発電装置に比べ、少なくともA-Tecなら原料消費量を30〜40%削減可能 )。
加えて本装置のTar-Free/No-Tar機能 は高ガス化効率・高信頼性の最大要因 です(逆にTar副生 のガス化装置の場合,その可否が最大故障原因 )。
特にガス化装置単体の設備能力能力アップが難しいと云われる多段法ガス化方式ですが、A-Tecは小型LiPRO(50KW)の17〜19倍、INSER( 500KW)の1.7〜1.9倍もの能力があるガス化発電装置であり、更に発電効率等も大幅に向上させた高機能・統合化タイプ です。
下段左側添付図の表側がA-Tecプロセス・フロー概略図 です。生木質チップは、ホッパーに一旦重機(ホイール・ローダ)などを介して受け入れるとその後は、全て自動的にチップ搬送(Moving-Floor)され、排熱利用の自動乾燥機(Dryer)、自動篩(チップ最大・最小、石・ガラス等を除去)工程を経た乾燥木質チップは、自動コンベアーでガス化装置分解炉内に、必要量が炉塔頂から自動投入されます。
ガス化炉では多段法・Twin-Fire方式でタール成分の含まない(Tar-Free)中高熱量の合成ガスが製造できます。その後は、ガス精製工程で、Dry-Filter(粉体炭固形物の除去)、更に中高温熱回収、ガス冷却等の工程を経た後、クリーンな合成ガスはエンジン発電機に燃料ガスとして供給され、発電が行われます。
このフロー概略図は旧版 ですが、現在ご提供し、お薦めの機器構成では、エンジン排ガス、及び冷却水周りの廃熱回収利用を徹底的に行い、この熱で排熱複合発電 (ORC:Organic Rankine Cycle)を行います。追加の燃料を一切加わずに発電量を+〜11% も向上出来ると伴に、生チップの排熱乾燥処理も併せて行うと云う機器構成です。
本製品の特徴・機能紹介等は、先ずは後段の添付関連情報資料の
1)統合型A-Tecガス化発電装置の概要と特徴 、及び超高発電効率バイオマス・ガス化(発電)装置説明書 を参照下さい。
更に情報が必要なら、
2)A-Tec グロス2.0MWe(売電ネット1.8MWe) (Jenbacher+ORC)採算計算(50Hz@水分40%,60Hz仕様も同じ )、或いは
3)A-Tec グロス2.3MWe(売電ネット2.0MWe未満) (Jenbacher)採算計算(60Hz@水分40%,50Hz仕様も同じ )を、更に興味があれば、
4)(超)高効率ガス化発電 、NO-Tar/Tar-Free/無タール・多(3)段ガス化・Twin-Fire方式のガス化発電の紹介を併せて参照下さい。
Blog記事投稿時(2019年7月)の関係から、これら最新Up-Date(エンジン発電機の能力・性能向上、高性能ORCの付加による発電効率の向上等)以前の基本情報 が主ですが、優れたガス化発電装置の基本アーキテクチャー (多段ガス化、No-Tar/Tar-Free、高冷ガス化効率、乾燥機と統合化)は不変、現状の最新モデル仕様も同じです。
主な最新Up-Date は高性能・排熱回収・高温ORC発電、及び低温ORC発電の新規追加(前者はエンジン排ガス熱,及び高温合成ガス冷却熱の直接熱交換利用、後者はエンジン冷却熱利用)、大型高性能・高発電効率Jenbacherガス・エンジン発電機(JMS420)の採用、及びガス化装置本体の排熱利用の最適化、及び乾燥機を含めたこれら機器の組み合わせ、基数、運転条件の最適化(発電規模:850KWe〜2MWe〜2.3MWe(ネット2MWe)なら採算性・信頼性・予算等に応じガス化装置1〜3基、及びガス・エンジン発電機1〜3基構成とORC機器の自由な組み合わせが可能)、等です。
本A-Tecガス化発電装置 は言わば高性能小型LiPRO(50KWe) の中大型(850KWe @50/60Hz&Jenbacher)版(多段ガス化、No-Tar/ Tar-Free/無タール機能、及びTwin Fireガス化反応方式 )でもあり、中型INSER(500KWe) の上級機です(No-Tar/Tar-Free/無タール機能、より高発電効率に加え、標準乾燥機付)。
両者の優れた遺伝子、特徴等を全て取り入れ,更に高効率・排熱回収発電機(ORC,2タイプ) を組み込んだ高性能・高機能版中大型(超)高効率・統合型ガス化発電装置 です。
A-Tec は、最近の機能アップ、即ちガス化装置能力アップ(Ver.III⇒ Ver.IV⇒ Ver.V)、並びに発電機の大型化・能力・発電効率アップ(JenbacherJMS320⇒ JMS416/ 420),エンジンの最適化、及び2段(2-stage) ORC採用による排熱最大回収・発電、等のUp-Dateを含む統合型・(超)高効率A-Tecガス化装置です。
ガス・エンジン発電機は、有名なJenbacher (JMS416,16気筒モデル@750KWe)、及びスケール・アップ版Jenbacher(JMS420,20気筒モデル@850KWe@50Hz&60Hz) も標準で選択可能JMS420 (動画)です。
更なるガス化装置とエンジン発電機を含めた全体の最適化により、現在ではJMS420は900KWe 程度迄出力アップ可能となりました。
伴に標準、最適化(高圧縮比/BMEP・高効率化:11⇒12.7)され組み込まれ、
かつ標準で乾燥機・ガス化・エンジン発電・(高温&低温)複合ORC排熱回収発電設備 等を統合化・Turn-Key タイプの超優れものです。
A-Tecガス化発電装置 は、水分最大40〜50%程度迄の未乾燥(生)チップ(2〜6p程度、勿論ペレット/ブリケット等も可)を乾燥機(貯槽)へホイール・ローダ、或いはダンプカー等から直接投入するだけです。その後の工程は全て自動でガス化炉排熱を使い水分5〜10%迄自動乾燥処理後、チップ上下限篩・固形物(金属,石類)篩、ガス化炉 (Syngas-Generator) へ原料自動投入迄の一連の処理を自動で連続的に行います。
その後、ガス化炉で製造された高温合成ガス (Tar-Free)は、高温フィルターで微細固形物の除去、冷却(熱回収)操作等のガス精製・冷却・除湿工程等を経て、ガス・エンジン発電機(Jenbacher)へ自動供給されます。
本A-Tecガス化炉の特徴 は、小型機LiPRO (Tar-Free、Twin-Fire/多段方式,高冷ガス化効率)/中型機INSER (Tar-Free/ Hybrid,高冷ガス化効率)等、双方の特徴を全て高度に実現し、かつ高効率高温ORC ,及び連続方式乾燥機 機能等も全て統合化した中大型ガス化発電装置 です。
この結果、乾燥機(Feedstock-Dryer)へ投入時の未乾燥(生)原料の熱量、水分(%)に対し(超) (超)高発電効率 (ORC付複合発電@50/60Hzならグロス38.49%@水分30%チップ〜42.14%@水分50%チップ) を実現し、
複合発電なしの単純サイクルガス化・エンジン発電方式でも(グロス34.64%@水分30%チップ〜37.93%@水分50%チップ@2.0MWe,50/60Hz)を実現します(関連情報 の2),及び3)計算例参照)。
何れにしてもA-Tec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、小中(大)規模(50KWe〜20MWe)程度の単純サイクル、更に複合サイクル(ORC、蒸気タービン)・バイオマス発電でも、恐らく何処を探しても、その設備価格に拘わらず存在しないと確信してます。
尚、A-Tecガス化発電装置 、導入例(建設・計画中を含む)は全てガス化装置+ガスエンジン発電機(Jenbacher他)の組み合わせ例であり、排熱回収複合発電(ORC)方式のA-Tec導入例 はなく、日本仕様の高効率(ORC付)ガス化発電発電設備 として顧客の皆様にお薦めしている超高効率発電モデル となります。
設備価格 (概算本体KWe単価、最下段のKWe単価参照)は、比較的安価なINSER/PMX等より(多少)高価ですが、高効率Jenbacher合成ガスエンジン発電機、ORC複合発電設備等も標準構成で含み、これらを考慮すると国内他社販売の製品より、むしろ安価だと思います。
特に高ガス化効率、高信頼性(稼働8,520時間/年 )(最新のガス化炉3基構成2MWeの場合,その他は8,040h/年)等の為、日々の原料費削減、売電量増等が得られる等、有利な点も多々存在します。
加えて、標準仕様で乾燥機付の一体化構成であり、A-Tecガス化発電装置の排熱を乾燥機熱源として高度にORC発電熱源を含め一体化利用しています。バイオマス発電では、乾燥機 はほゞ不可欠ですが、乾燥機を含まないガス化発電設備も少なくありません。
高圧接続 限度2MW(未満)のガス化発電(売電)の場合、ガス化装置1(2)基+ガスエンジン発電機1(2)基(JMS420,20気筒モデル)構成(ORCなし仕様)なら850(1,700)KWe発電が、更に発電効率向上を目指し排熱複合発電方式を採用した高効率ORC(1+1(2)基付)なら925(1,850KWe)KWe(@50/60Hz)迄の発電がそれぞれ可能です。
更にガス化装置を1系列追加したガス化装置3基+ガスエンジン発電機2基 並列構成(2.0MWe @50/60Hz)例は、
高稼働率(〜8,520時間/年)、高発電効率、及び高採算性等が全て同時に実現出来て、全体としてほゞ完璧ベストな 統合化A-Tec発電システム構成(2MWe) 案として標準的にお薦めしています。
この場合、ガス化炉1基保守中(停止)中でも1.9MWe(弱)の運転継続可能です。
現在進行中の木質BGTL( Biomass-Gas-To-Liquids )合成Bio-Diesel /Jet燃料プロジェクト(F.T.法
,他 ) に於いて、ガス化部を現A-Tec社ガス化技術(酸化剤は空気に換えて酸素)を加圧方式1MW に拡張・能力アップ(発電用なら,エンジン発電機は1MW用へ)を図る
プロジェクトがガス化炉6基並列等、北米3ヶ所で進行中です。この結果、更にガス化装置の設備能力・性能向上、価格・性能比向上等が期待されています。
同様に大規模ガス化(500d/日+)なら流動床ガス化+FT法 による合成軽油/Jet燃料生産のFulcrum社の商業化の実例 もあります。何時までもクリーンな木質チップ限定で発電だけに注目していると、世の中の孤児になります。
発電出力 は原料の投入量、熱エネルギ-量、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。
通常は単一機器構成ではなく、並列接続なので規模は特に関係は無いのですが、稼働実績のある最大構成 は2.1MW(Jenbacher JMS320x3基並列運転、ガス化炉2基は非発電・ガス熱利用の計5基構成)です。
今後の新規発案件では、海外、国内を含めて、ガス・エンジン発電機はJM320に代えてより高効率・大型のJenbacherJMS420 を原則使用の予定です。加えて、国内の発電(FIT)用途では、原料木質チップが特に割高の為、原料最小化(採算性向上)を狙って複合発電 (ORC)仕様をお薦めしています。
具体例は下段添付の関連情報 2)採算計算例(60Hz仕様)、3)採算計算例(50Hz仕様)の機器構成とそれに対する投資額、発電量等の例を併せて参照下さい。
その他,A-Tecと同様、多段法Tar-Free/No-Tarガス化方式廉価・高性能EEEガス化 ,及びFlow図 (弊社OEM製品) 新中型機モデル(500KWe,4基並列構成)採算計算例 ,或いは
Down-Draft法とUp-Draft法の課題を補い長所を生かしたタール副生が少なく高効率 HybridタイプのTwin-Fireガス化法 の廉価版Twin-Fire方式PMXガス化装置 、及びSkid仕様コンパクト版B-Wat(500/1MWe) (弊社OEM製品) もあります。売電事業(FIT)を目指すガス化発電ならA-Tecガス化 は完璧素晴らしいが、予算的に(、或いは原料高・売電価格24円/KWh以下等の為,採算計算上から)可成り苦しいと言う方に朗報です。
このガス化発電装置(EEE,B-Wat)ならガス化炉能力は任意,1基当たり最小規模500KW〜最大規模2MWe迄可能です。特に、EEEは(冷ガス化効率がA-Tecと同レベル)高性能機です。
更に中規模(500KW〜2MW)構成PMX/B-Watもお勧めのガス・エンジン発電機との組み合わせ
発電効率は多少低下(グロス28〜29%程度)しますが、A-Tec価格の3分の2以下の設備費となりA-Tecより(超)格安 です。
この廉価版Twin-Fire方式ガス化発電装置を、更に排熱回収(ガス化ORC複合発電化 )(オプション)すれば、32%+ @グロス程度の(超)高発電効率も可能です。
単なるTwin-Fire方式ガス化発電装置 は、他にもEU製Xylergy (旧Xylowatt)、等もありますが、Twin-Fire方式B-Wat/PMXガス化装置 と比べ大幅に高価の模様ですが、発電効率 もA-Tecに比べ可成り低い模様です。
同様に、より高性能/低価格比 を目指すなら3段法・Twin-Fire・Tar-FreeタイプEEEガス化 (OEM製品)もあり,お薦め中です。
ご紹介の(超)高効率A-Tecガス化発電装置 、等の導入計画、或いは特に興味やお問い合わせがあれば、(お問い合わせ )先へお願いします。
A-Tecガス化発電機等の関連情報 は下記を参照下さい。
1)統合型A-Tecガス化発電装置の概要と特徴 、及び
超高発電効率A-Tec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-Tec2.0MWe(Jenbacher+ORC=排熱回収発電機)採算計算(60Hz) (チップ価格6,000/8,000/10,000円/d@水分40%)はこちらからダウンロードできます
この例、ガス化装置(60Hz仕様)は余裕の3系列,ガスエンジン発電機は2系列の並列構成、更にORC(2タイプ)付であり、総発電量(グロス=各発電機端子の発電量総和)2MWe(未満) 、
加えて高信頼性(8,520時間/年)を目指す理想的な中大型ガス化発電装置 の構成例です。更に供給チップ原料(@水分40%)の熱量に対するグロス発電効率(エンジン+ORC)は、39.93%と40%に迫る超高発電効率 のガス化発電 が実現できます. 。
その他水分30% ,35% ,45% ,50% の採算例も同様です、
水分(含水率)増に伴いグロス発電効率値は増加 しますが、価格が同じなら採算性は低下 します(含水率補正の原料価格設定が望ましい)
尚、排熱利用はORC発電を最優先 としてます。乾燥機の排熱利用は2次排熱最終利用です。この為、未乾燥チップの含水率は45〜50%程度以下でお願いします。勿論50%でも、或いはそれ以上でも対応できますが、乾燥機の熱源不足対応で補助燃料 (仕様により木質チップ、LPG,軽油,等)が必要となります
次に設備投資額 は機器構成によって変わります。同様に発電規模によっても変わります。
この例は、高信頼性 (稼働時間〜8,520時間/年)の構成例です。ガス化装置部分を3系列構成 とし、余裕で2MW発電に必要な合成ガス量が高効率で供給出来る他、例え,ガス化装置1系列が保守中も,残りの2系列は稼働中であり1.9MWe発電(定格値の90%)が継続可能となる高信頼性設備 です
次の設備例はガス化装置を2系列構成 (8,040時間/年)としたA-Tec1.9MWe(Jenbacher+ORC)採算計算(60Hz) の例です。
前例の3基ガス化装置構成に対し、常時2基ガス化装、及び2基 エンジン発電機が並列構成としました。
この場合、各ガス化装置の最大合成ガス製造可能量の上限値から最大発電量は1.9MWeとなります。
尚、排熱回収ORC発電を採用しない ガス・エンジン発電(2系列)+ガス化装置(2系列)A-Tec1.7MWe(Jenbacher)採算計算(60Hz) です。
当然、投資額、稼働時間等も変わり、最終的に採算性も変わって来ます
次の例は、ガス化装置(2⇒3系列 )+ガスエンジン発電機(2⇒3系列 )A-Tec2.3MWe(Jenbacher)採算計算(60Hz) の例です。
この例はORC設備は無しですが、余裕でグロス2.3MW(自己消費電力を差し引き後、ネット2.0MWe未満 )発電が可能な高信頼性で実現できます。
更にご希望なら、ORC付のでグロス2.3MWe(ネット2.0MWe)発電の例A-Tec2.3MWe(Jenbacher+ORC)採算計算(60Hz) 構成のデラックス仕様も可能です。
ORCを設置によって、同じ発電量で年間原料が2000d程度の削減可能です。
何れも顧客の状況(発電規模、原料確保量、予算)等に応じ選択可能です
次の例は、ガス化装置、及びガス・エンジン発電機を単一機器構成(ORC付)の最小規模構成 としたA-Tec925KWe採算計算(60Hz) 例です
何れもチップ価格は6,000円,8,000,10,000/d、含水率固定(水分40%)とパラメーター値を変えた採算計算例です。
この例はORC付構成ですが、ORC無し中規模 の最小構成A-Tec850KWe採算計算(60Hz) も可能です。
最近、時に顧客からA-Tec最小構成のエントリー・モデル(ORC付の925KWe,ORC無しの850KWe)の問い合わせ もあります。
尚、諸性能も同一、実現性等も全く問題ありませんが、装置単価(1KWe発電当たりの装置価格)が多少割高となり、
その結果,前述の2MW版等に比べやや採算性は低下 しますので、特にお薦めは積極的にはしていません。
総投資額や原料確保量等の制限から単一機器構成(925KWe、或いは850KWe)をご希望なら、間伐材FIT適用(@40円/KWh)が採算上ほぼ不可欠となります
A-Tec設備価格迄の予算が確保出来ない場合、或いは採算性に苦慮されている場合 は,代替案として
A-Tec類似の多段(Tar-Free )ガス化技術 を採用した弊社OEM製EEEガス化発電 (ガス化性能・コスト最優先)がお薦めです。
ご参考までに廉価版・新中大型機2MWeモデル (EEE500KWe,4基並列構成)採算例、或いは新中型機 1MWモデル (EEE500KWe,2基並列構成)の採算例を添付します(更に、小規模EEE500KWe,1基単一構成も可,500KWe単位で任意の発電規模を実現)
具体的なプロセスの詳細はご相談下さい。
3)A-Tec 2.0MW(Jenbacher+ORC)採算計算(50Hz) (チップ価格6,000/8,000/10,000円/d@水分40%)はこちらからダウンロードできます
この例、ガス化装置(50Hz仕様)は余裕の3系列、ガスエンジン発電機は2系列の並列構成、更にORC(2タイプ)付であり、高信頼性(8,520時間/年)を目指す理想的なグロス(総発電量)2MWe未満の機器構成例です。更に供給チップ原料(@水分40%)の熱量に対するグロス発電効率(エンジン+ORC)は、39.93%と40%に迫る超高発電効率 のガス化発電 が実現できます。
その他水分30% ,35% ,45% ,50% の採算例も同様です
50Hz仕様 でも,他にガス化装置(3⇒2系列、ORC仕様)A-Tec1.9MWe 、同様にその他の機器仕様の機器構成(ガス化装置2/3系列)(ORC無し:1.7/2.0MWe、単一機器構成:850/925KWe ,等)が選択可能です。2)の60Hz計算例を参照下さい
4)A-Tec(超)高効率,多段Tar-Free・Twin-Fire方式・ガス化発電の紹介 Blog記事はこちらです
上記Blog記事)は、原稿投稿時(2019年7月)のA-Tecの基本性能 の説明であり、最新の情報とは異なる箇所も多々あります。
ORCを含めたA-Tecガス化発電装置の最新発電性能・仕様 等は、上段の本H.P.の関連情報の項、1)装置概要、或いは説明書、及び2)&3)採算計算例の数値を参照下さい。
一方、小型 多段(Tar-Free)ガス化(50KW)をご希望ならLiPRO を,より安価な中小型多段(Tar-Free)ガス化(100〜250KWe)・乾燥機付仕様をご希望ならEEEガス化 、
更に中大型(500KWe)・多段(Tar-Free)ガス化タイプなら新中大型機 2MWeモデル (EEE500KWe,4基並列構成)採算例、或いは新中型機 1MWモデル (EEE500KWe,2基並列構成)採算例等を参照下さい
5)Vikingガス化 ,等 ,など の解説情報はこちらです
多段ガス化、No-Tar/Tar-Free,Twin-Fire方式の高性能ガス化方式の元祖のVikingガス化実証装置(17.5KWe)の記事です。現在の(超)高ガス化効率の中大型機のA-Tecも、小型機の商業機LiPRO(50KWe)も全てVikingガス化方式(Tar副生が少ないが中ガス化効率のDown-Draft方式+Tar副生が特に多いが高ガス化効率のUp-Draftガス化方式の良いとこ取りの”Tar副生が無し(特に少ない)でも、高ガス化効率を維持可能” が基本技術です。
A-Tec(特許製品) は、Vikingの改良型でもあり安定した多段ガス化方式を中大型ガス化装置に於いて実現した改良の歴史的な製品です。特にVikingの熱分解(Pyrolysis)部の課題(電熱量の限界)を全面的に改良・拡張し、高ガス化効率を維持・向上させ、
更にガス化炉能力拡大・大型化(当初200KWe,その後500KWe/750KWe/(現在)850KWeへと順次能力向上)+ガスエンジン発電機(Jenbacher)を順次大型・高発電効率モデル(タイプ-3⇒タイプ-4シリーズ)の選択へ拡大させつつガス化発電装置全体の発電能力及び発電効率を逐次確実に拡大(〜850/925KWe)し、極限まで最適化してきた経緯があります
6)ペレット/ブリケット専用 E-Greenガス化発電装置 (1.0/1.2MW)の紹介 Blog記事はこちらです
ペレット/ブリケット専用(限定) の多(2)段法・流動床・噴流型の高効率ガス化発電装置 (No-Tar/Tar-Free@1.0〜1.2MW)を紹介しています。
木質ペレットに限らず、農業・林業残渣、RPF、下水スラッジ、これらの混合物等の廃棄物原料 もペレット化/ブリケット化を行えば効率的にガス化処理可能です
(2)高性能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 ,及びPMXガス化炉 は,ほぼ類似の(改良型)アップドラフト法(固定床向流方式) によるガス化装置であり、
第1の特徴 は高冷ガス化効率 (80〜90%)と原料サイズ,水分に余り捉われないガス化方式です。
FPT/PMXガス化は、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、
次工程のガス・エンジン発電機へクリーンな合成ガス を供給します。
尚、従来のUp-Draft法ガス化炉の常識(高ガス化効率であるが、多量のタール副生、タール処理不可欠)を覆す、高ガス化効率、No-Tar/Tar-Free の最新Up-Draft型FPT−II モデルが、FPTに代えて今後のお薦めです。
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として、或いはブリケット原料製造時に混ぜて使う等の処理法が有りますが、
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 (PMXならORC複合発電は準標準仕様 )の場合、
補助燃料としてタール留分を燃焼させ回収排ガス温度を加温上昇(例、480℃から900℃へ)させます。この結果、排熱ORC(或いは蒸気)タービン発電量の大幅アップ(発電量一定なら原料削減)を目指します。
第2の特徴 は多種・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)、PKS/EFB等に加え不定形な都市ゴミ、産業廃棄物(廃プラ、RPF)等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、原料の含水率25〜35% がベスト(正しくは含水率分+投入蒸気分の合計値が25〜35%)、過剰含有水分の蒸発熱分で,ガス化効率は低下しますが、蒸気を投入しない場合は、原料水分は45〜50%程度迄の原料を直接使用可能です。多くの場合、前処理用の乾燥機は不要であり、設備・運転費用の削減効果大です。
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。250KWe程度以上、輸送上の制限から原則4MWe以下(PMXは2MWe以下)としています。
例えば、1MWeなら500KWex2基構成、2MWe発電なら1MWex2基構成等です。 FPTなら5基(PMXは10基)並列接続構成を行えば、合計20MWe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,弊社OEM製品の為、製造コストを抑え,更に直販の為、極めて安価な価格設定で高コスト・パーフォーマンス・ガス化発電装置 としてご提供中です。
尚、OEM製作依頼先 は複数存在し、そのタイミング等により依頼先は変わります。依頼先の諸事情により多少機器のフロー、配置等は異なります。
右側の上段の添付写真は、FPTガス化の実装置の例です。表側は2MWe,裏側は最新設計の800KWeの実例です。
下段は中型PMXのORC(表側,280KWe),及びPMXガス化装置(裏側,1MWe)の写真です。2MWe規模の組み合わせ例(ガス化装置1MWex2基構成+ORCx1基、及び別途ガス・エンジン発電機500KWex4基)となります。
FPTガス化装置もINSER(Hybrid) 等と同様、ガス・エンジン発電機は自由選択です。尚、お薦めは高信頼性中速型Zichaiガスエンジン発電機 (中国製)、或いは類似中速型・高性能機 です。
他に高速型Rolls-Royce/MTU(独製) ,或いは同じRolls-Royceグループの中速型Rolls-Royce/Bergen(ノルエー製) 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)、Cummins (米国)等、ガスエンジン発電機の選択は自由です。
FPTガス化発電装置の本体価格(PMXも同一価格)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60〜70%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。
この様な特徴を持つUp-Draft法のガス化炉、現状ORC複合発電仕様で価格・性能最優先なら
弊社OEM製品の高効率PMX ガス化発電装置 (OEM製造先中国)(〜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。
更に大型ガス化発電の場合、エンジン発電機(高性能ターボ仕様Zibo互換機 )と組み合わせ(超)高効率複合発電 (ORC・蒸気タービン)方式も準標準仕様で安価でご提供しています。
FPT/PMX類似のUp-Draft法ガス化炉、特に高価なB&W Volund社のバイオマス(木質チップ専用)ガス化装置は、山形県長井(2MW) ,村山(2MW) 及び石川(2.5MW)に導入され稼働しています。
その他、独ReGaWatt社 ,加Nexterra社 等も全てUp-Draft法のガス化装置です。
更にインド製もインド国内、或いは中国製も中国、東南アジア方面で数多く稼働中です。
VIDEO
PMX/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)、主に電力買取制度(FIT)対応のバイオマス原料(間伐チップ材)の他、廃棄物もガス化可能です。
加えて設備価格も他社価格の60%〜70%程度と最安値 です。
PMXガス化装置は自動化装置、一方FPTは半自動化が基本ですが, 別OEM先が製作する最新改良型Up-Draft型 FPT-II 、特に附帯タール分解炉によりNo-Tar/Tar-Freeを実現しDryガス精製方式採用の為、無廃液・無廃棄物、かつ高効率・自動化ガス化装置 であり、今後はFPTに代えて新FPT-IIを主力にご提供予定です。
ガス・エンジン発電機も高効率(高圧縮比)ディーゼル・エンジンをガス化用に変更したタイプも選択出来て高効率です。
その他、Up-Draft法ガス化(向流:Counter-Flow)類似プロセス(独製)ですが、例えば、塩ビ廃棄物 に、無機物(CaO)を混合使用しガス化処理を行うことにより、処理が極めて困難な塩ビも、塩素分をガス化炉内で直接吸収し(湿式スクラバー不要)、
併せてタール分もその触媒効果で分解しクリーンな高純度合成ガスを製造できる塩ビ対応廃棄物ガス化装置 (Eco-LP,32MWth,左側3段目)もあります。
このガス化装置も塩ビに限らず廃棄物類全般(ASR,RPF/RDF,廃プラ,廃バイオマス,他) も同様にガス化分解処理可能な優れものです。
左記最上段 、標準型FPTガス化装置、及び通常Tar発生が特に多いUp-Draftタイプでも、Tar-Free版のFPT-IIガス化装置のブロックフロー図の例です。
2段目 は、PMX標準の中速型ガス発電機(中国製,16V300, 1000kWe @600rpm x8基),及び大型ORC(伊製,2MWe)と弊社OEMガス化装置PMXガス化装置 (2MWx4基)とのバイオマス・ガス化複合発電の組み合わせ例(10MWe)を海外で計画中です。
一方、国内FIT対応は2MWe未満です(8L300,500 KWe@600rpmx4基)。
尚、ガス・エンジン発電機はターボ付(オプション)を選択すれば、高速型Jenbacherガス発電機並の高発電効率 が比較的安価で実現できます。
3段目 はPMX複合発電(2MW/10MW)のフロー概略図です。10MWの図は蒸気タービンですが、ORCタービン仕様でも類似です。内容紹介のBlog記事は、後段の添付2)となります。
2MWは、後段添付3)の採算計算例のフロー図です。
4段目 はUp-Draft法ガス化を採用し、副生Tar分をPlasmaガス分解・高温熱分解方式 (3段法Tar-Free : 1)Horizontal Grate Gasifier, 2)Up-Draft Gasifier, 3)Plasma Syngas(Tar)-Refing Chamber)により廃棄物ガス化発電(Biomassも可)の他、水素製造 も主要ターゲットとする例です。
MSW廃棄物原料(日量200d)を使い水素(年産5000d)プラント建設を(水素社会の実現を強力に進めている米国,California州で)計画中です。
電気分解法の5分の1の電力 (裏画面の赤色部分・左右比較)で、同量の水素(左側と右側の緑部分)が生産できる模様です。
最下段5段目 は動画で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。
近々ガス化装置の導入計画等があれば、お問い合わせ 下さい。
この様なバイオマス、廃棄物(固体)は、態々高温でガス化(気体)にしなくとも、比較的低温 (300〜350℃前後)で触媒を使い直接合成軽油燃料 (液体)に変換する効率的な合成法も最近開発されています。
反応温度もガス化に比べ大幅に低く、エネルギー効率 も高く、ガスと異なり軽油はコンパクト・移送も簡単 です。
PMX/FPTガス化発電装置 の詳細は、下記添付資料を参照下さい。
1)PMXガス化炉日本語製品カタログ ,及び
FPT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、効率、価格のベスト・ミックス,最近お薦めUp-Draftガス化炉 はPMX です
2)『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
本Blog内での10MW の例は、10MWの設備投資に対する単なる採算性の計算例です。
同様に(高温)ORC でも実現できます(10MW以下はORCがお薦め)。
バイオマス原料価格も高騰している状況下、2MW規模以上ならガス化ORC複合発電 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。
何件か,安価な高性能PMXガス化複合(ORC)中大型発電の商談も進行中です
3)PMXガス化発電装置(2MW/ORC&ターボ付高性能エンジン発電機)の採算計算例 (PDF)はこちらです
間伐材チップ(7500円/d@水分45%)、設備能力は2.2MWeとその投資額の計算例です。
尚、最近の急激な為替変動 (令和4年3月以降の円安)によって、その時々の設備価格見直しが必要です
同様に最新改良型Up-Draft型 FPT-II (1MWe) 、及びその採算計算例FPT-IIガス化(Up-Draft法&Tar分解Cracker/No-Tar方式(2MWe) 、
更に高性能EEEガス化 の最新中型(500KWe)タイプ・No-Tar/Tar-Free方式EEE(2MWe)採算計算例 (PDF)もあります
4)FPT ガス化炉のプレゼン資料 (英語)はこちらです
5)FPT ガス化炉のP&I (JPG)はこちらです
6)FPT ガス化炉設置例 (JPG)はこちらです
7)『FPT大型製品の紹介(1)』 Blog記事はこちらです
8)『FPT大型製品の紹介(2)』 Blog記事はこちらです
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。
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、少なくとも10〜50MW規模クラス迄はバイオマス・ガス化発電の方がボイラー発電と比較し明らかに高発電効率となり有利です。
(3)汎用超高温熱分解KUG/CCC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)
本熱分解ガス化装置 (米国製GWE,スイス製CCC,英国製DMG )は、(超)高温加水分解(UHTH) ガス化 (Ultra-High Temperature Hydrolysis Gasification),
或いは超高温ガス化(UHTG/HTG) (Ultra-High Temperature Gasification)と呼ばれる方式の熱分解ガス化(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)が存在しない状況下、外部から電力(CCC),或いは自己の合成ガスの一部を使い間接加熱・熱分解ガス化方式(Allothermal)であり、
通常ガス化の様な一部原料の部分燃焼熱によって内部から自己加熱するガス化方式(Autothermal)では有りません。この結果、より安全で経済的な加熱方式 (DMG,CHz-Tec,GWE,他)です。
従って同じく空気を遮断して外部加熱を行う廃プラ熱分解油化装置 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。
更に温度を800〜1100℃程度(以上)迄、外熱加熱で熱分解温度を上げると、(熱分解)油ではなく、主成分の熱分解ガス(SynGas)が多く得られます。
これが、ここで取り扱う(超)高温熱分解ガス化装置であり、Tar-Freeの合成ガス、かつ高熱量ガスが得られます。
熱分解温度の上昇に伴い液状油分(Tar)収率は減少し、逆に熱分解ガス分、特に水素ガス収率は増加します。この為、PSA法 による水素製造法 としても最近注目されています。
尚、(超)高温での熱分解により有害化合物質もほゞ完全に分解される為もあり、通常、これらが含まれている廃棄物(対応)ガス化装置 となります。
本超高温CCC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、全て合成ガス(Syngas/ Producer-gas)化(No-Tar/Tar-Free/無タール)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。
更に本装置の最大の特徴は、有害成分を含む廃棄物(例、塩ビ等を含む全廃プラ類 )を一括ガス化し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、バイオマス・ガス化では不要な不純物(塩素、硫黄、石・金属)等の除去設備、及び(超)高温対応の高価装置材料の使用等の追加設備も加わり
価格も安価でもないので、他ガス化装置では処理が困難な廃棄物限定利用 がベストです。
同様に汎用高温熱分解ガス化装置タイプは他にもあり、廃棄物原料(廃バイオマス に加え、全廃プラ・廃タイヤ・ゴム・複合材等,ほゞ全ての炭化水素類)が一括処理できる弊社で国内販売を開始したお薦め最注目最新高温熱分解方式ガス化(発電)(GWE .米国) 中型25d/日 @2〜4MWe、或いは大型125d/日 )もあります。
発電設備に加え、最新 水素製造 装置もご提供可能です。廃棄物(廃プラ、バイオマス)原料を高温ガス化装置の技術の発展型の高性能中温油化装置+水蒸気改質装置(Steam-Reformer) を高度に組み合わせた水素製造装置 であり、例えば廃プラ処理原料(24d/日)に対して水素が〜6d/日(@25%/廃プラ) も生産できる装置です。
ご存じの様に廃プラ(HDPE/LDPE)の水素原子が全て回収できたと仮定しても3.4d/日(@14.3%)です。
尚、バイオマス原料なら4d/日となります。
更にThermolyzer (Third Generation Pyrolysis)法の多(3)段法熱分解装置KUG(独)&CHZ-Tec (米国) もあります。
廃プラ類全てを含む炭化水素原料を処理出来て、しかも熱分解温度も比較的低く運転経費・装置価格も有利、及び装置規模も中型(2MWe)から大型化(15MWe)も可能の模様です。
その他、英国の中大型型Anergy (250KWe〜3MWe)、或いは中型P-Core ,等の有力な最新高温熱分解装置 も存在します。
廃棄物(廃プラ、他)の種類、混合割合等により、それらの保有熱量も異なり処理規模及び発電可能量は変わります。
尚、木材チップのバイオマス・ガス化(熱分解)は、特殊な条件 (特に狭い設置場所内での大型ガス化、或いは装置高さ制限、複合(ORC)発電最大化、或いは高熱量・高温排熱最大化(蒸気・湯)等)以外、通常は発電中心・最大化 を実現する(超)高性能A-Tec 等がベストな選択です。
添付の写真上段 は、UHTH方式のCCC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。
2段 は高温熱分解ガス化(GWE /25,125d/日)方式です。
3段 は多(3)段熱分解ガス化(CHZ-Tec /Thermolyzer /22,44,88,160d/日)方式です。特徴はDMG/CCCとは異なり、中高温(600℃)熱分解・低水素濃度(高メタン&エタン+含む)天然ガス 並みの(超)高熱量合成ガス が製造でき、ガスエンジン/ガスタービン発電にも最適です。
この様な高熱量ガスを製造できる(汎用)廃棄物熱分解ガス化分解装置は、他に存在しないと思われます。加えて、CCCの様に電力加熱ではなく、DMGと同様に自己の副生ガスの一部を使う方式であり、より高効率です。
下(4)段 は類似のUHTG方式の簡単なDMG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)。
この様なバイオマス、廃棄物(固体)は、態々(超)高温でガス化(気体)にしなくとも、比較的低温 (300〜350℃前後)で触媒を使い直接合成軽油燃料 (液体)に変換する効率的な合成法も最近開発されています。
反応温度もガス化に比べ大幅に低く、エネルギー効率 も高く、ガスと異なり軽油は液体でありコンパクト・移送も簡単 です。
尚、近々この様な超高温ガス化装置の導入を検討・計画中であれば、お問い合わせ 下さい。
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/GWE)の説明書 (PDF) はこちらからダウンロードできます
2)廃プラ最新高温ガス化(2.7MWe発電)(GWE-25d/日x2系列) ,及び木質バイオマス原料に対する最新高温ガス化(14MWe発電)(GWE-125d/日x2系列) 、並びに(2MWe発電)(GWE-25d/日x2系列) (PDF)の採算性概要はこちらからダウンロードできます
前者は、廃プラ原料を使い発電量を高圧接続限界の2MWに押さえ、付帯設備の自家消費の余剰分を重軽油、或いは水素販売を行う概算例、等です。後者は、最新の大型熱分解炉を利用した伴に高温熱分解バイオマス発電(14/11MWe&2MWe)を行うケースです(2⇒1系列単独設置も可)。
価格最重視バイオマス・ガス化発電なら、弊社OEM製PMX(10MWe+,2MWe) 、及びEEE(〜2MWe) 等も有ります。
尚、一部の設備価格(1)&3)も同様)は最近の急激な為替変動 (令和4年3月以降の円安)を反映していません。更に最近の資材費の高騰等の影響で製造元価格改定も煩雑です。従って,その時々の為替変動により採算性も変わります(単なる計算例です)
3)『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、不燃ガスの窒素(N2)、炭酸ガス(CO2)を含まない高濃度水素(H2)、一酸化炭素(CO) が主成分の高エネルギー合成ガス が出来ます。
この合成ガスよりPSA装置等で水素ガスを吸着分離し製造する方法,或いはガス化で合成ガス、純水素 (Chemical-Looping )を製造する方法、等も、幾つか存在する水素ガス製造法 の一つの手法です。
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)Plasma gasification)ガス化プロセス技術』 ,
ら、金属類も溶かす溶融炉ガス化となります。
4)『水素の製造がチャンスです!』Blog記事 はこちらです
5)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、全プラ類)を高温・超高圧なら、高品質油化 が出来る『(Cat-)HTL(Catalytic-Hydrothermal Liquefaction)油化プロセス技術』 、
或いはCat-HTR 等 、更にガス化-(Cat-)HTG: 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『HTC (Hydrothermal Carbonization) 半炭化プロセス技術』もあります
(4)(超)大型汎用S-Nova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 (F luidized B ed)型ガス(G asification)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。
CFBG方式(Valmet社 ,SunGas-Renewables社 等の例)は、BFBG方式に比べ主に(超)大型設備用途、発電(KWe)単価は低下しますが、総投資額はより高額となります。ご希望ならご提供(高効率/低設備コストPMX製品 等)可能です。
DFBG方式は,CFBGの更に高級版進化型、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。
EU/北米製のDFBG方式もご紹介可能ですが、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、従って単純なバイオマス・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。
弊社で現在主に取り扱い中の
(1)A-Tec・E-Green(Multi-Stage&Twin-Fire/Fluidized・Entrained-Flow) 、
(2)FPT・PMX(Up-Draft) 、
(3)GWE・CCC(UHTH/UHTG) 、
(5)EEE・LiPRO(Multi-Stage&Twin-Fire) 、
(6)INSER(Hybrid) 、
(7)UG・VTX(Entrained-Flow) 、
(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/MSW、廃プラ、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(RNG)・化学(メタロール、DME)・合成燃料(SAF) 等への展開も(窒素を含む空気の代わりに酸素・蒸気・CO2 等使う)BFBGガス化 方式等が主流であり、先端企業では商業化プラントも既に稼働しています。
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。
尚、他に小中型BFBG方式のガス化発電装置(250/500KWe)の例もあります。この装置の特徴は、ガス・エンジン発電機との通常の組み合わせに代えてマイクロ・ガスタービン発電機(BGT) が標準で組み込まれ,タール処理不要の高効率(発電効率30%+)タイプです。
近々汎用ガス化装置の導入を計画中であれば、お問い合わせ 下さい。
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
(5) 多段法LiPRO/VEE中小型バイオマス・ガス化発電装置(単体50/125&250&350KW,並列100/250〜500/700/1000KW程度迄)
LiPRO-Energy社 (ドイツ) の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/無タール)
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 (オプション仕様)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,排熱有効利用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週間程度の原料を貯蔵・確保できるので、こちらがお薦めです。
但し、LiPRO単体設置(50KW)、及び複数設置(他社製小型機も同様)の発電ビジネス(電力固定買取制度:FIT)投資なら、採算性検討は不可欠 です。設備単価(円/KW)も割高であり、排熱利用(CHP)のない売電単体の採算性は通常可成り厳しいと思われます。
特に小(中)型機は、お問い合わせ・実際に需要も多いのですが、通常発電効率が比較的低く、設備費に対する発電単価(円/KWe)は逆に高く 、如何に採算性を確保するかが、最大の課題であり、この克服が不可欠 です。
中小型装置でも、最高性能 (高発電効率)・高機能性 等を追及されるなら、
お薦めは、改良型Down-Draft方式(移動空気ノズル;Movable Air Nozzles) VEE ガス化発電装置 (EUオーストリア製、左側3段目)もあります。中型ですが、コンパクト・高性能・高信頼性の装置です。発電能力は350KW/250KWの最新モデルの他、150KW以下のモデルも有ります。勿論、排熱利用のチップ乾燥機 も付けられます。
一方、よりお求めやすい機種なら、本格的な多(3)段法・(完璧な)NO-Tar/Tar-Free タイプEEE (最新モデル:50/125/250&500KWe,乾燥機付・中低価格 も可,左側下段添付)もあり,伴にお薦めです。
EEE,LiPROガス化発電機の詳細は,次の添付資料を参照下さい。
1) 高効率VEE ガス化発電装置 (150KW/250KW/350KW)の夫々
VEE1MW (3基並列構成),VEE700KW (2基並列構成),及びVEE350KWe (1基構成)の採算性の試算例です。1基発電当たりの発電能力が250KW、150KWモデルも有り、これらの組み合わせ例も可能です。
尚、VEE は、小型機LiPROの様な多段法ガス化ではありませんが、改良型ダウンドラフト(Moving-Air方式)法を採用し、特に高ガス化効率を実現し、更に高性能ガスエンジン発電機の採用により、LiPRO等より高性能です
2) EEE コンテナ版ガス化発電装置(50KW/120KW/190KW:多段法・Tar-Free,乾燥機付)の価格仕様・概要紹介 、及びEEE コンテナ版ガス化発電装置単体設置(50/120/190KW)の採算性比較 、並びにEEE コンテナ版ガス化発電装置・多数(10/11)並列設置(1.9/2.0MW)の採算性比較 の概要紹介(PDF)はこちらからダウンロードできます
LiPRO(50KWe)と同一機能(高性能・多段法・Tar-Free )・同一発電能力の50KWタイプ、更にLiPROでは、未だ提供出来ていない120/190KWeタイプ も、コンテナ仕様で大幅な割安価格 設定でご提供中です。Wetチップが1万円と比較的高価設定の例にも拘わらず、圧倒的な(高性能)/(低価格)化 の結果、50KW単体を別とすれば、他のケースは極めて高採算性です
3)LiPROガス化発電装置の紹介 、製品カタログ 、及び技術仕様: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 、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
5)LiPROガス化発電機の動画 (YouTube)はこちらです
6)LiPROガス化装置の稼働テスト(前編) (右下段の動画フレーム)、(後編) (YouTube)はこちらです
7)『LiPRO製品の紹介(1)』 , 『(2)』 、及び『(3)』Blog記事 はこちらです
8)『国内導入LiPRO製品の機能確認試験』 、『国内導入LiPRO製品の現地出荷風景』 、及び『LiPROガス化装置の標準乾燥機 』Blog記事はこちらです
9)『中小型ガス化発電装置の選定基準』Blog記事 はこちらです
同様に中型機、高価ですが乾燥機付仕様のTwin-Fireガス化炉方式300KWタイプ のBio&Watt概要説明 (EU製)等、特徴あるガス化発電装置例もあります。
その他にもLiPROと同様小型機・高性能・高ガス化効率 の多(2)段法・Floating-Bedガス化方式 (Twin-Fire/NO-Tar)の50KWタイプ,より大型のSynCraft (〜500KWe)(EU製,他社国内販売中)等のガス化発電装置、例もあります。
或いは標準コンテナー仕様・高信頼性のダブル・ガス化炉方式RESET-50KWタイプ (Twin Down-Draftガス化方式)、片方のガス化炉保守中も30KW稼働継続、乾燥機付のコンパクトな50KWタイプ(100KW,200KWも可)、水分30%迄可のコンパクトなGLOCK-50KWタイプ (14基,700KWの実例も有り)等もあります。
近々ガス化装置の導入計画と興味があればコンテナ方式EEE、LiPRO、及び他の紹介例を含めお問い合わせ 下さい。
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。
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(6)Hybrid方式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(〜80%)・タール処理不要(NO-Tar/Tar-Free/無タール)・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。
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。
尚、ペレット/ブリケット 専用,Tar-FreeのE-Greenガス化発電装置 もあり、INSERの2倍の発電能力(1MWe+)、木質チップに限らず農林業廃棄物、産業廃棄物のRPF等のペレット、ブリケット対応です。
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。
ご紹介のINSERの様なガス化装置、他にも独MAN製ガス・エンジン発電機,乾燥機 付の高性能・最新ドイツ製ガス化発電装置 (300&500KW)もあります。或いは中型INSER(500KW)と小型LiPRO(50KW)の中間のEU製250KW 程度のガス化発電装置等の導入を検討・計画中であれば、お問い合わせ 下さい。
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。
(7)UG/VTX中型(粉体)ガス化装置(単体10〜500kW,並列100KW〜3MW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 の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(HSK78G:1.2MWe) 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/無タール)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!
尚、特に粉体状バイオマス原料 を使うガス化発電装置の導入計画、或いは興味があれば、お問い合わせ 下さい。
(8)低価格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 最新型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 (左側下段参照)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。
これらはMicro-Grid(自己利用)アプリケーションでお薦めです。
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、50KWeタイプで高価格ですが、多段法LiPRO ,
又は標準コンテナー仕様RESET のシングル・ガス化炉方式19/35/50KWeタイプ,他( Down-Draftガス化方式)、PP30より小型・コンパクトな乾燥機付水分30%迄可のGLOCK-18KWタイプ 、コンテナー仕様・本格的なバイオマス多様化対応ECO20x-20KWタイプ (何れもEU製)等、特徴あるガス化発電装置例もあります。
但し、LiPRO等の設備導入迄の予算が無ければ、一部手動操作を含む為、どうしても年間稼働時間は少なくなりますが、APL-PP30(ほゞLiPROの50%KWe単価)でも理論的には系統接続可能 です(海外では系統接続実施例有り )。
尚、用途が限定されますが、特に小型廉価版バイオマス原料を使うガス化発電装置の導入計画、或いは興味があれば、お問い合わせ 下さい。
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 PP30仕様書 、及びAPL-PP20(旧)とPP30(新)の仕様比較 はこちらです
2)APL小型ガス化発電装置PP20(旧モデル)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/単体400KW,並列800KW〜4MW+程度迄)
1)中型ガスタービン(1.85MWe) は、
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(3)CCC/DMG/GWE の様な高エネルギー合成ガスを製造出来る大型ガス化炉(合計発電規模,4MW程度以上)で、ガス・エンジン発電機に代えて発電設備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、灯油、軽油 は勿論、それより低熱量 バイオ(SVO)油/BDF発電,熱分解油発電(強酸性)(中速型) 、及び (高速型) 等との専焼、混焼(Dual-Fuel)もできる等、殆どのガス・液体油燃料 が使え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、又はORC 等を組み合わせた複合発電(IGCC)方式 を採用し、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。
2)超高効率Miniガス・タービン (発電効率40%+@400KWe) は、
従来のガスタービン発電効率の常識を覆す最新(Game-Changer)ガス・タービン発電機 の登場です。発電機の能力は、分散設置用規模の400KWe,加えて発電効率は40%+の超高効率です。
加えて、燃料も各種ガス燃料(天然ガスは元よりガス化合成ガス 、 水素 、バイオガス 、等)、及び各種液体燃料(軽油の他、BDF /SVO、バイオマス/廃プラ熱分解油 、等)も使える模様です。特に、ガス化による合成ガス・エンジン発電機の発電効率を遥かに超える効率値です。ORC複合発電発電の組み合わせで、やっと到達できるか、否かと云う効率値を単純サイクルで実現できます。
発電規模2MWeなら、5基並列接続となります。更に高効率の450KWタイプ(発電効率45.8%) も開発中です。従って、今後はガス化発電の発電機は、ガス・エンジンから高信頼性・静粛性に優れた本ガス・タービンに代わる可能性も大です。
通常のミニ・ガスタービンも、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、更に小型マイクロ・ガスタービンもありますが、発電効率は25〜30%程度以下で、加えてバイオマス・ガス化の低熱量合成ガス、或いはバイオ油の実績は無いと思われます。
ガスタービン発電機概要は下記を参照下さい
バイオマス燃料・ガスタービン発電機 (PDF)はこちらからダウンロードできます
特に、バイオマス・ガス化/熱分解炉合成ガス、バイオマス熱分解油等、再生可能エネルギー燃料が広く使える中小型(1.4MWe〜1.9MWe)ガスタービン発電機の例です
(10)ORC複合発電装置(ガス/ディーゼル・エンジン)
ガス(ディーゼル)・エンジンORC複合発電 (ORC:Organic Rankine Cycle)は、廃熱ボイラー(熱交換器)を使いエンジンの高温排気ガスから高温水・高温熱媒油、等を介して、先ず1次排熱回収し、
更に、(左側上段フロー参照)この熱源と有機熱媒体とでORC蒸気発生器で2次再熱交換し中高圧のORC有機蒸気を発生させ(ORC有機媒体と高温排ガスとで直接熱交換方式の高熱効率型 もあり)、最終的にORCタービン発電機を回して更に発電を得る方式が通常です(ORCタービンより高効率・多気筒V型ピストン・エキスパンダー発電機 、等もあり)。
水蒸気の代わりに、通常低沸点(或いは中沸点)の有機化合物(working fluids;空調用冷媒,トルエン,他)を蒸気熱媒体として使うORC発電 も、蒸気タービン(Steam Rankine Cycle)と同様の燃費向上・発電量増の目的で使います。
尚、(中高速型)ガス化発電、或いは中高速型バイオ油発電の場合、特に中小型ORC発電 設備(ORC製品例-1 ,
例-2 ,例-3 、他)と組み合わせる方法も発電燃費効率の向上策として良いのですが、通常高価格でもあり全体の採算性次第です。
ORC発電 は、単体でも使えますが、通常は蒸気タービン発電、或いはエンジン発電の廃熱回収発電、或いは中小型・低圧蒸気(温水)ボイラーORC、或いは地熱ORC発電、等で多く採用されています。
ORC発電の導入による発電効率 は、通常の低温排熱・低沸点冷媒を使う場合(100℃以下)で8〜10%程度、更に中高温排熱・中沸点媒体(130〜150℃)ORCで13〜16%程度、最新技術の(超)高温ORC (250〜300℃)なら25〜27%程度の発電効率です。
発電効率の更なる向上策(30%以上)は、カスケード・2段ORC発電 (高温ORC+低温ORC)のA-Tec の例もありますが、採算性次第です。
何れにしても、単に通常大気放出されるエンジン排煙(Flue-gas)温度を熱回収操作による許容温度迄の、或いはエンジン冷却排熱温度を冷却水(空気)による許容戻り排熱温度迄の温度差分の熱回収によってORC発電 を行います。
(11) 蒸気タービン複合発電装置(ガス/ディーゼル・エンジン)
特に中小型のガス(ディーゼル)・エンジン発電でも高速型ディーゼル発電機 で紹介の新複合発電方式 を採用すれば、
同様に燃費削減(或いは,発電量増)効果が比較的簡単に実現できます。
安価は高速型発電機 でも、この機器を付ければ、中速型と同じ迄は無理ですが、より高発電効率のディーゼル発電機 となり得ることです。
こちらは、廃熱蒸気ボイラーの様な規制対象外の為、最新技術の海外輸入製品が利用できます。
排気ガス圧の有効利用 の他、排気ガス熱の有効利用 (ORCの様な有機溶媒の高圧ガス使用なし)する方式もあります。
排熱回収ボイラーの例
排熱蒸気タービン発電機の例
ガス(ディーゼル)・エンジン複合発電 は、エンジンの高温排気ガスから熱回収を廃熱ボイラーで蒸気として回収し、
この蒸気で蒸気タービン発電機を回して更に発電を得る方式です。
大型ディーゼル発電設備では、ほぼ100%この方式が採用されています。
使用燃料は同じで8〜10%余分に発電(燃費向上)ができますので、この分だけ設備費の追加が必要ですが、採算上も有利です。
但し、合計発電設備規模は通常10MW(+)程度以上 でないと、採算上苦しくなります。
尚、原則輸入複合発電設備(廃熱回収ボイラー,蒸気タービン発電機等)は、法的(電気事業法)な規制により使えません。通常は高価な国産機器の選択となります。
従って、この複合発電部は割高となりますが、燃費削減(或いは,発電量増)効果により採算性は向上します。
(12)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型ドラム方式切削チップ機 (中国製、右側下段)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。ローター方式の小型型チップ機(毎時(1〜2/裏側d)もあります(右側下段裏側)
同様に右側上段は、大型チップ機(Wood Chipper ,毎時30d/表側)の大型機なら、直径50〜60pの丸太もチップ化できます。裏側は両者のチップ比較で何れも良好です。
一方、小型機は主に剪定枝、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。
チップ機は、その処理能力、丸太の最大直径、処理能力(d/h)、価格(予算) 等により、EU,北米、中国製等各種あります。通常ガス化装置では、切削チップ(製紙用チップ)が好ましく、粉砕チップはお薦めできません
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)『チップ工場設備例と投資額例』 (PDF)記事はこちらです
ガス化発電設備(2.7MWe)向けのチップ工場の設備とその投資額例です
2)『輸入チップ機の稼働テスト』 Blog記事はこちらです
3)『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、中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
4)『鶏糞ペレット機』 (PDF)記事はこちらです
肥料用の他、ガス化原料でも使えます
(13)バイオマス乾燥機(チップ乾燥が必要な場合)
VIDEO
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,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。
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。