中規模のガス化発電用ガス化技術はどの方式が最適/ベストでしょうか？？？？？？
最近、電力の固定価格制度（ＦＩＴ）発足の為もあり、バイオマス（木質系チップ）の利用による発電の問い合わせが急上昇しています
。
。わが国ではまだ殆どが、バイオマス発電ならスチーム・ボイラー＋タービン発電機と言う組み合わせです。装置価格も高く、加えて発電効率も低いのですが、主流です。但し、導入実績も多く、どこのメーカーでも扱えるので、低リスクであることは確実です。
バイオマス発電、クリーンなガス化発電しかない！！？
が今や
世界の主流、常識、新設発電設備例の殆どです！！
あいも替わらず、バイオマス発電＝スチーム・ボイラー発電方式！！
ボイラー廃ガス処理（窒素酸化物）の他、高圧蒸気（スチーム）を扱う為に、ボイラー主任技術者も必要ですが、ガス化なら常圧で不要です。
当方のお薦めは世界の常識、即ち、バイオマス発電＝ガス化＋ガスエンジン発電機！！
同じバイオマス原料を使って、2倍もの電力が簡単に得られます。
加えて、投資コストも、安価であり、恐らく2分の１から5分の１、或いはそれ以下で済みます。
今回のテーマは、そこで発電用のガス化（Ｇａｓｉｆｉｅｒ）装置技術の紹介です。
ガス化技術は、バイオマスを原料に限定しても、世界に数十以上も存在します。
。多くは、空気に代えてスチームを使う方式で、高濃度水素を含む合成ガスを製造するものです。通常のガスエンジンでは、高濃度Ｈ２ガス（３０％＋）は、使いにくいからです（要エンジン改造）。
ＦＴ法の合成燃料（ガソリン、軽油、アルコール）の製造原料用には適しているかもしれませんが。。。
加えて、装置コスト高、製造コスト高、保守コスト高だと思われます。スケールアップも難しそうな方式が多く、現状は最大１５０～2００ＫＷｈまでだと思われます。
本題に戻りますが、この発電用ガス化技術ですが、原料バイオマスを通常のチップ材に限定しても、最適な方式はその規模により変わります。総ての規模で最適な方式は存在しません。
規模と通常言っても、その認識は各社（者）各様ですので、ここでは下記の様に規模別に仮定します。
１）５ＫＷｈ～2００ＫＷｈ
２）2００ＫＷｈ～2,０００Ｋ（2Ｍ）Ｗｈ
３）2ＭＷｈ～５０ＭＷｈ
４）それ以上
１）のタイプは、個人用、或いはガス化発電デモ用と言える範疇で、電力を売却できる規模ではありません。
この例も過去紹介済みです。
３）のタイプ以上が、発電ビジネスが成り立つ規模だと思います。
これまでも、いろいろ紹介済です。
但し、このクラス規模が海外商用メーカーの主戦場ですが、国内需要は殆どありません。
3）以上の大型バイオマスガス発電（、及び液化）についても、下記で紹介済です。
一方、国内需要の殆どは、２）の規模のガス化発電が範疇です。
例えば、中型ですが、単一流動層型、アップドラフト型（後述参照）製品を紹介しています。
中型規模（海外は小型分類）は、問い合わせ、国内需要も多く、他に余り紹介していないので、このクラスのガス化装置の紹介が今回のテーマです。
このクラスの発電用装置をご希望なら、ここに紹介する
ガス化方式と価格に勝てる製品は無い！？
と考えています。
。下記の図を見つつ、説明を致します。
左から、所謂アップドラフト型固定床ガス化方式（ＵＦＢＧ）、中央はダウンドラフト型固定床ガス化方式（ＤＦＢＧ）、そして右側が、当方お薦めのＴｗｉｎーＦｉｒｅ型固定床ガス化方式（ＴＦＢＧ）です。
以下に順を追って説明します。
一般にガス化装置と言えば、上記の1）、及び２）の発電規模であれば、殆どは、ＵＦＢＧ，或いはＤＦＢＧ方式です。
但し、これらの方式は問題点を抱えつつも、装置が簡易、装置コストが安価等の理由から、実に多く使われています。
バイオマス発電に適した、このクラスのガス化方式の研究、実用化試験は、過去数十年（30～40年）、世界各国で開発、改良実践されて来ました。
合成ガスは、ガスエンジン燃料として使われる訳ですので、クリーンであり、そして比較的装置も安価である必要があります。加えて、同時にガス化装置の効率化、ガスエンジンの効率運転が求められます。
この場合は、この規模クラスのガス化装置は、流動層方式等ではなく固定床方式は絶対条件です。加えて、ガス化補助燃料として、酸素、或いは蒸気ではなく空気が使われます。
大型の３）の上位規模以上、１０ＭＷｈ程度以上では、逆に流動層（Ｆｌｕｄｉｚｅｄ Ｂｅｄ）方式ガス化等が主流となります。それも単一流動層、二塔（Ｄｏｕｂｌｅ）流動層ガス化方式等が、代わってより効率的で最適な方式と言えます。いくつか代表例は、過去にも紹介済みです。
元々は、ガス化装置と言えば固定床方式、アップドラフト型（ＵＦＢＧ），或いはその改良型のダウンドラフト型（ＤＦＢＧ）しか在りませんでした。
このアップドラフト型（ＵＦＢＧ）方式は、図からもわかるとうり、原料は装置の上部から入れて、ガス化の部分燃焼の酸素（Ｏ２）分として空気を、装置の下部から導入します。
バイオマス原料と空気は向流（Ｃｏｕｎｔｅｒ Ｆｌｏｗ）で接触して、部分燃焼・ガス化反応を行いつつ、できたガス燃料（Ｐｒｏｄｕｃｅｒ Ｇａｓ，ＳｙｎＧａｓ）は上部から出ていきます。灰分（Ａｓｈ）は装置底部から連続的に排出されます。
措置の中では、上部から底部へと移動に従いバイオマス原料は乾燥（Ｄｒｙｉｎｇ），分解（Ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ）、脱離（Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ），（部分）燃焼（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）が起きます。
ここで、バイオマスガス化と同時に、分解工程で不純物タール分（Ｔａｒ）が多く副生く(50-60g/Nm3)します。このタール分の除去（低下、10ｍｇ/Ｎｍ３程度以下）なしでは、ガス・エンジンの燃料ガスとしては使用できまません。
通常、どの方式のガス化装置でも、後段に何らかの（タール分除去）ガス精製装置が必要ですが、この装置負荷の増大と装置の複雑化が起きてしまいます。
このＵＰＢＧ方式の炉内温度は、上部から底部にいくに従い、炉内（ガス）温度は上昇しますが、ガス化＋タール生成が起きる分解工程（７５０～８５０度Ｃ）を通貨した燃料ガスは、より低温の乾燥工程（100～200度Ｃ）を通るだけで、ガス化炉外に出てしまいます。
タール部を分解する為には、熱分解（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｃｒａｃｋｉｎｇ）可能温度以上の温度（1000～１２００℃）が必要ですが、この温度レベルを通らずに炉外へと出てしまいますので、タール分を多く含んだ燃料ガスです。
大型なら精製装置で分解触媒を使いタール分解も行えますが、中型では割高です。
この問題点を解決したのが、次のダウンドラフト型（ＤＦＢＧ）方式です。図の中央部の方式です。
ＵＦＢＧ方式との違いは、空気の投入口とガス燃料の取り出し口の違いです。
この方式は、副生タール分の減少を狙った改良型（２ｇ/Ｎｍ３）と言えます。
即ち、空気は中央部、或いは上部から投入し、生成ガスは底部から取り出します。この方式はバイオマス原料と空気（生成ガス）が並流（同じ方向、Ｃｏｎｃｕｒｒｅｎｔ Ｆｌｏｗ）となっています。
この方式は炉内は、上部から底部に行くに従い、乾燥、分解、（部分）燃焼、脱離工程となります。分解工程で生成した燃料合成ガス＋タール分は、この方式では次の高温の燃焼、脱離工程を経て炉外へ底部から出ます。従って、タール分が熱分解し、より低濃度のタール分を含んだ燃料ガスが得られます。
更に、部分燃焼し発生するＣＯ２は、脱離工程で、空気（酸素）、或いはバイオマス含有水分（蒸気）と逆反応して、ＣＯ２から燃料ＣＯガスも生成できてしまいます。
ダウンドラフト型（ＤＦＢＧ）の欠点、課題は無いのでしょうか？？？
実は灰分の多さで、炭素分（Ｃａｒｂｏｎ）が残ります。炭素分が多いと言う事は、原料炭素が充分に利用ＣＯ化されずに灰分中に残留炭素（Ｃａｒｂｏｎ）として一部排出してしまうことです。
理由は、脱離工程があり、この工程で炭素が一部生成してしまうからです。
この結果、この方式での単一バイオマス原料に対する燃料ガス収率は、残留炭素分だけ、多少低下します。小型の１）クラスの装置であれば、対して問題にならないのですが、限りあるバイオマス原料で最大発電化、最大電力・売り上げを目指すこの２）クラスの商業規模（以上）では、改善すべき項目です。
そこで登場するのが、更に改良型のＴｗｉｎ－Ｆｉｒｅ型ガス化装置（ＴＦＢＧ）です。上部の図の右側の図を参照ください。
この方式欧州で最初に開発された最新技術(商標NO-TAR）類似（空気口Air2ヶ所）であり、
２）クラスの商業規模で最も適した技術方式、発電,装置として、最近、顧客にお薦めしています。
この方式、図を見れば解る様に、アップドラフト型とダウンドラフト型の折衷案であり、両者の欠点を補完しつつ、長所をそのまま保持しています。違いは空気の投入口が2ヶ所あることです。
従って、ガス化炉の上部はダウンドラフト型、下部はアップドラフト型です。即ち、炉上部から底部へ、乾燥、分解、燃焼、脱離、燃焼工程となっています。
ダウンドラフト型と異なり、分解生成ガスは、高温の脱離・部分燃焼工程を経て炉外で出ますので、生成タール分の殆どは熱分解されますので、生成ガス中のタール分は少ない(10-50mg/Nm3)、より優れた合成ガスが得られると同時に、灰分中の残留炭素分も少なくなります。
更に、生成燃料ガスの発熱量も、前2者に比べて１０～２０％近く高いものが得られることになり、より効率的といえます。
この方式でも、装置価格は、ダウンドラフト型などの装置と比べて、価格差はごく僅かです。
残念ながら、当然国産品は、規模や価格に関わらず、存在しません。
興味があれば、お問い合わせ下さい。因みに、同じ発電能力のボイラー方式バイオマス発電なら、国産でも可能ですが、少なくともこの５倍以上することは、確実です
。
。加えて、スチーム・ボイラー方式の使用バイオマス量は、ガス化方式の２倍は必要です。
。因みに、１ＫＷｈの電力を得る為には、1時間当たり１．０～１．５ｋｇのバイオマス原料の供給が必要です。
供給量は、木質バイオマスの種類（木質、種類、草、他）、及び含有水分率（含水率）などにより、上記の範囲で変化します。
このクラスのガス化では、経済的に採算が取れませんが、コンバインド・サイクルなどの技術を併用すれば、１ＫＷｈの必要原料は、更に０．７～０．８ｋｇ／時程度まで低下可能です。
追伸）平成29年１月1日
本Blogで紹介済の最新売電（FIT)向け大中小のガス化発電製品,バイオ油ディゼル発電設備(ガス化発電、ディーゼル発電、バイオガス発電、他）です
！
！小型の５０KWでも、最新の中大型ガス化技術の多段法ガス化炉もあります。
小型から中大型のガス化装置、及びバイオ油（SVO)発電なら、
追伸、以上
では、また。。。。
Ｊｏｅ．Ｈ
