[发明专利]生物质气化发电系统和发电方法

说明书

一种生物质气化发电系统，其具备：由生物质和气化剂生成可燃气体的气体生成装置；由包含利用该气体生成装置而生成的可燃气体的燃料气来生成动力的内燃机；以及由利用该内燃机产生的动力来生成电力的发电机，前述发电系统还具备通过水电解而生成氧气和氢气的水电解装置，前述气化剂包含利用前述水电解装置而生成的氧气，前述燃料气包含利用前述水电解装置而生成的氢气，前述气化剂中的氧浓度为22体积％以上且40体积％以下。

技术领域

本发明涉及生物质气化发电系统和发电方法。

背景技术

提出了将作为生物来源资源的生物质气化并加以利用的方法。更详细而言，若在汽化炉中向生物质内投入包含空气、氧气或水蒸气等的气化剂而将其气化，则生成包含氢气、一氧化碳和二氧化碳作为主成分的合成气体。所生成的合成气体被用作内燃机的燃料。此处，通过上述气化，通常在生成合成气体的同时，还生成作为烃的焦油等副产物。所生成的焦油等成为上述气化炉中的设备和配管堵塞的原因等，存在由副生物产生而引起的问题。

专利文献1公开了一种热解气化系统，其具备：获得将生物质或有机性废弃物在规定温度下进行碳化处理而得到的碳化物的碳化装置；以及将通过该碳化装置而得到的碳化物、水蒸气和空气投入至热解气化炉内而得到可燃气体的热解气化装置。该文献中公开了：由于进行根据有机性废弃物性状的碳化处理，因此可抑制焦油成分的产生，能够获得收率高等性状最佳的可燃气体，进而，该可燃气体能够以内燃机作为驱动源来驱动发电机，能够利用紧凑且廉价的装置以中小规模进行发电。此外，该文献中公开了：为了提高所生成的可燃气体的浓度，还可以投入利用变压吸附装置(PSA)而生成的富氧空气来代替空气。

专利文献2中公开了一种同时生产氢气和电力的方法，其包括如下步骤：利用间歇性可再生能源，生成用于生产氢气和氧气的能量的步骤；使至少一部分能量转移至生产系统，生产氢气和氧气的步骤；对于以将氢气从氢气运输系统运输至发电系统或储氢系统中的至少一者的方式构成的氢气运输系统，导入至少一部分氢气的步骤；将至少一部分氧气导入至以将氧气从氧气运输系统向生物质气化系统运输的方式构成的氧气运输系统，通过生物质原料的部分氧化而生成合成气体的步骤；以及将至少一部分合成气体导入至发电系统，由此生产电力的步骤。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-035837号公报

专利文献2：日本特表2007-525555号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1所记载的热解气化系统中，从抑制焦油成分的产生等的观点出发，为了将生物质等制成最适合于气化的性状而需要以300℃以上的高温来进行碳化处理，系统整体的能效不充分。此外，该文献中，由利用内燃机而生成的可燃气体来生成动力，并利用所生成的动力来驱动发电机，但为了以发电系统的形式进行实用化而需要进一步提高动力。

针对专利文献2所记载的同时生产氢气和电力的方法，在实施例中未经实际验证，针对同时生产方法所使用的氧气中的氧浓度未作研究。

因而，本发明的目的在于，提供在由生物质生成可燃气体时能够提高可燃气体的收率、且能够进一步提高用于驱动发电机的动力的发电系统和发电方法。

用于解决问题的方案

本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现：在利用生物质来生成电力的发电系统中，若制成包含通过水电解而生成的氧气来作为用于由生物质生成可燃气体的气化剂，在包含上述可燃气体的同时包含通过水电解而生成的氢气作为用于生成动力的燃料气，且将气化剂中的氧浓度设为规定范围内的构成，则能够解决上述课题，从而完成了本发明。

具体而言，通过下述手段来实现。