ガス化の歴史有機材料をガス化によってエネルギーに変換するプロセスが登場して180年以上が経ちました。このほとんどの期間、石炭と泥炭がガス化プラントの原材料として使われてきました。米国では当初、自治体の照明と調理のために石炭またはコークスからガスを製造するためにガス化の技術が使われました。1850年までに、世界の主要都市には“ガス燈”が現れました。1880年頃には内燃機関が発明され、製造ガスを用いて電気が作られました。やがて、天然ガスのパイプラインが自治体のプラントに置き換わります。ガス化は大戦中(特にガソリンが希少になった第二次世界大戦中)に再び人気が出ます。木質ガスの発電機は、大戦時に世界で100万台の車両の動力となりました。1990年代の後半、米国エネルギー省は新世代の小型・モジュラー式のバイオマス発電システム開発のために、CPC他3社と契約を結びました。CPCはこのプログラムのもとで、システムを展開した最初の開発者であり、小型・モジュラー式のバイオマス発電システムにおける世界のリーダーです。
現状のガス化技術①ダウンドラフト固定床型この技術では、酸化剤(水蒸気、酸素、空気)が、原材料がガス化炉の中を移動するのと同じ方向に流れます。燃料ガスは、高温でガス化炉から排出され、またガスの排出に伴い全てのタールが非常に高温のチャー床を通るためタールのレベルがかなり低くなります。高度に進化した特許技術であるダウンドラフト固定床式のガス化炉は、すべてのBioMaxシステムの技術の核心です
②アップドラフト固定床型アップドラフト固定床型は、酸化剤が原材料と逆の方向に流れることを除けば、ダウンドラフト固定床型と同様の設計です。このタイプのガス化炉の処理能力は相対的に低いです。ガス出口温度(が低いこと)によってプロセスが大量のタールを生産するため、ガスはもう一段のクリーニングを必要とします
③流動床型粒状の原材料が使われ、酸素か空気の注入によって流動化されます。原材料の処理能力は固定床型よりも高いのですが、タールのレベルが高く、変換効率はかなり低くなる可能性があります
④噴流床型噴流床型この技術は、通常、空気ではなく純酸素によって処理される噴霧状・粉末状の乾いた原材料を使用します。プロセスには高温と高圧が必要です。主に大型の処理施設で使われます
⑤プラズマ型高電圧、高電流の電気がアーク放電を引き起こす電極に通されます。不活性ガスが原材料とアークを通過して原材料を燃料ガスに分解します。このガス化方式は非常に高温で運用され、どんな廃棄物でも処理することができます。本技術はしばしば化学品生産に使われます
ガス化の化学①脱水または乾燥原材料は、必要に応じて、ガス化プロセスの前に乾燥し、抽出される湿気はのちの化学反応に用いられます
②熱分解次に、揮発性物質やチャーを生成する酸素がない場合、有機材料は高い温度で熱化学的に分解されます
③燃焼少量の空気を使い注意深く制御された燃焼により、揮発性物質とチャーが酸素と反応し、主に二酸化炭素、水、そしてごく少量の一酸化炭素を生成させる。プロセスで生成される熱はガス化プロセスに使われます
④ガス化このステップでは、チャーが前ステップで生成された二酸化炭素と蒸気に反応し、一酸化炭素と水素を形成します
⑤平衡「水性ガス・シフト反応」として知られている化学反応は、プロセスの最終ステップの間、化学平衡に到達しているガス化装置において、一酸化炭素、蒸気、二酸化炭素と水素のバランスをとるのを助けます
ガス化プロセスは焼却ではありません。焼却は単に燃えています。生成物は主に、二酸化炭素と熱、加えて原材料に混入していた有毒な材料です。ガス化は無毒の炭素質の原材料を前提とし、その生成物は電気、熱、液体燃料の製造に使えるクリーンな燃料ガスです