説明

ガス化ガスの清浄化方法及び装置

【課題】ガス化炉で生成されるガス化ガスから不純物の少ない精製ガスを効率的に製造できるようにする。
【解決手段】パージ室の支持碍子に支持された放電極と放電極に対して間隔を有して配置された集塵極とを有する電気集塵機4に、ガス化炉1からのガス化ガス2を供給してガス化ガス中の固体粒子5とタールミスト5'を除去し、続いてガス化ガス2をガス精製装置6に供給してガス化ガス中の少なくともタール分を除去して精製ガス2aを得るようにしているガス化ガスの清浄化方法であって、ガス精製装置6より下流におけるタール分が除去された精製ガス2aをパージガスとして電気集塵機4の支持碍子に供給することにより支持碍子に対する付着物の付着を防止する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガス化炉で生成されるガス化ガスから不純物の少ない精製ガスを効率的に製造できるようにしたガス化ガスの清浄化方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年の天然ガスの価格高騰から、低価格のバイオマス、石炭等の炭素系材料をガス化することにより一酸化炭素CO、炭化水素C、水素H等を主成分としてその他、タール分、二酸化炭素CO等が含有されたガス化ガスを生成し、このガス化ガスを精製することによって得た精製ガスを、燃焼用燃料として用いたり、アンモニア製造用の原料として用いたり、或いは、活性炭、カーボンブラック、ナノカーボンチューブ、ナノカーボンファイバ等の炭素系の機能性材料の製造用原料として用いることが行われるようになってきている。
【0003】
図3は、前記バイオマス、石炭等の炭素系材料をガス化するガス化炉によって生成したガス化ガスを清浄化するようにした従来の清浄化装置の一例を示す概略フローシートであり、ガス化炉1で生成されるガス化ガス2は、必要に応じて図示しない粗粒分離器或いは熱回収のための熱交換器等を経た後、冷却塔3により例えば200℃以下(一般には30℃前後)に冷却されて清浄化装置の一部を構成する電気集塵機4に供給され、電気集塵機4によってガス化ガス2中に含まれる固体粒子5とタールミスト5'が除去される。更に、固体粒子5とタールミスト5'が除去されたガス化ガス2はガス精製装置6に供給されてガス化ガス中に含まれるタール分、硫黄、微量金属等の不純物7が除去されて精製ガス2aとなる。更に、精製ガス2aは必要に応じてシフト反応器等のガス分離装置8に供給されて、一酸化炭素CO、炭化水素タールC(例えばメタン)、水素H等の成分別に分けられた成分ガス2bとなって取り出されるようになっている。
【0004】
図4は前記電気集塵機4の一例を示したもので、電気集塵機4はガス化ガス2の入口9を有する下部室10とガス化ガス2の出口11を有する上部室12とが所要の間隔を隔てて設けられ、前記下部室10と上部室12との間が複数の筒形の集塵極13によって連通されており、各集塵極13の内部には放電極14が夫々配置されている。上部室12の上部には開口15を介してパージ室16が連通しており、該パージ室16の上壁に支持碍子17が貫通配置されている。そして、前記各放電極14に接続した芯線18が、前記開口15及びパージ室16を通して前記支持碍子17に貫通支持されており、この支持碍子17によって前記放電極14は電気集塵機本体から電気的に絶縁されている。前記パージ室16の上部には支持碍子17を包囲する包囲室19が形成してあり、前記支持碍子17に支持された芯線18は包囲室19に設けた絶縁部20から外部に導かれて電源21に接続されている。図4中、22は電源21及び前記集塵極13に設けたアースである。
【0005】
上記電気集塵機4では、ガス化炉1からのガス化ガス2は入口9から下部室10に導入された後、集塵極13内を流動する際に放電極14の放電によってガス化ガス2に含まれる固体粒子5とタールミスト5'が集塵極13の内面に付着されることにより分離され、固体粒子5とタールミスト5'が分離されたガス化ガス2は上部室12に導入した後、出口11から導出されてガス精製装置6に導かれる。
【0006】
この時、上部室12内のガス化ガス2がパージ室16内に侵入すると、ガス化ガス2中のタール分及びその他の不純物が支持碍子17に付着することによって支持碍子17の電気絶縁機能が低下する問題が生じるため、上部室12のガス化ガス2がパージ室16内へ逆流するのを防止するべく、パージ室16に設けたパージガス供給口23から不活性ガス24からなるパージガスを供給するようにしている。
【0007】
電気集塵機4には、図示しないが前記集塵極13及び放電極14に付着した固体粒子5とタールミスト5'を水或いは温水洗浄するための水を前記上部室12に供給する給水口或いはスプレーノズル25が設けてあり、前記集塵極13及び放電極14を水或いは温水洗浄した後のドレンを排出するための排出口26が下部室10に設けられている。
【0008】
電気集塵機において支持碍子の電気抵抗値が低下したときにエアシール(エアパージ)を行うことによって、支持碍子の破損を未然に防止するようにしたものが特許文献1に示されている。
【特許文献1】特開平05−212313号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかし、図4の電気集塵機4の支持碍子17にガス化ガス2に含まれるタール分及びその他の不純物が付着することによって支持碍子17の電気絶縁機能が低下する問題を防止するために、不活性ガス24によるパージガスを供給したり、或いは特許文献1に示すようにエアパージを行うようにした場合には、パージ室16に供給された不活性ガス24或いは空気が上部室12のガス化ガス2に混合される問題がある。
【0010】
ここで、ガス精製装置6に供給されるガス化ガス2に空気が混合されると、放電による爆発の可能性がある。また、不活性ガス24或いは空気の混合によりガス化ガス2が希釈されて濃度が低下してしまう問題があり、従って、精製ガス2aとして窒素等の不活性ガス或いは空気による窒素等を除去する必要がある場合には、ガス精製装置6の負担が非常に大きくなってしまうという問題を有していた。更に、不活性ガスを用いる場合、窒素等の製造装置も必要となるため、コストが増大してしまう問題を有していた。
【0011】
本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、ガス化炉で生成されるガス化ガスから不純物の少ない精製ガスを効率的に製造できるようにしたガス化ガスの清浄化方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、パージ室の支持碍子に支持された放電極と該放電極に対して間隔を有して配置された集塵極とを有する電気集塵機に、ガス化炉からのガス化ガスを供給してガス化ガス中の固体粒子とタールミストを除去し、続いてガス化ガスをガス精製装置に供給してガス化ガス中の少なくともタール分を除去して精製ガスを得るようにしているガス化ガスの清浄化方法であって、ガス精製装置より下流におけるタール分が除去された精製ガスをパージガスとして前記電気集塵機の支持碍子に供給することにより支持碍子に対する付着物の付着を防止することを特徴とするガス化ガスの清浄化方法、に係るものである。
【0013】
本発明は、パージ室の支持碍子に支持された放電極と該放電極に対して間隔を有して配置された集塵極とを有する電気集塵機に、ガス化炉からのガス化ガスを供給してガス化ガス中の固体粒子とタールミストを除去し、続いてガス化ガスをガス精製装置に供給してガス化ガス中の少なくともタール分を除去して精製ガスを得るようにしているガス化ガスの清浄化装置であって、ガス精製装置出口と電気集塵機の支持碍子が備えられたパージ室との間を接続する還流管と、該還流管に備えてガス精製装置出口のタール分が除去された精製ガスをパージ室に供給するパージガス供給装置とを有することを特徴とするガス化ガスの清浄化装置、に係るものである。
【0014】
上記ガス化ガスの清浄化装置において、前記ガス精製装置の下流に精製ガスを成分別に分けて取り出すガス分離装置を備え、該ガス分離装置出口の成分ガスを電気集塵機の支持碍子が備えられたパージ室に供給する還流管を有していてもよい。
【発明の効果】
【0015】
本発明のガス化ガスの清浄化方法及び装置によれば、ガス精製装置より下流におけるタール分が除去された精製ガスをパージガスとして電気集塵機の支持碍子に供給することにより支持碍子に対する付着物の付着を防止するようにしたので、支持碍子をパージする際にガス化ガスに含まれる成分以外の成分が混入することがないため、ガス化ガスから不純物の少ない精製ガスを製造する作業が効率的に行えるようになるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明の形態を添付図面を参照して説明する。
【0017】
図1はバイオマス、石炭等の炭素系材料をガス化するガス化炉によって生成したガス化ガスを清浄化する本発明の清浄化装置の一例を示す概略フローシート、図2は本発明による電気集塵機の作用を示すもので、ガス精製装置6の出口と電気集塵機4の支持碍子17が備えられたパージ室16との間を還流管27により接続し、更に該還流管27に、ガス精製装置6出口のタール分が除去された精製ガス2aをパージ室16に供給するためのパージガス供給装置28を設けている。
【0018】
これにより、タール分が除去された精製ガス2aがパージガスとして電気集塵機4の支持碍子17に供給されることにより、支持碍子17に対する付着物の付着が防止されるようになっている。
【0019】
又、図1に示すガス精製装置6の下流に、精製ガス2aを成分別に分けて成分ガス2bを取り出すガス分離装置8を備えている場合には、該ガス分離装置8出口の成分ガス2bを還流管27'により電気集塵機4の支持碍子17が備えられたパージ室16にパージガスとして供給するようにしてもよい。
【0020】
上記形態例の作動を説明する。
【0021】
上記清浄化装置においては、ガス化炉1からのガス化ガス2は入口9から電気集塵機4の下部室10に導入され、集塵極13内を流動する際に放電極14の放電によってガス化ガス2に含まれる固体粒子5とタールミスト5'が集塵極13の内面に付着されることにより分離され、固体粒子5とタールミスト5'が分離されたガス化ガス2は上部室12に導入された後、出口11から導出されてガス精製装置6に導かれる。
【0022】
この時、上部室12内のガス化ガス2がパージ室16内に侵入することによってガス化ガス2中のタール分及びその他の不純物が支持碍子17に付着し、これによって支持碍子17の電気絶縁機能が低下する問題を防止するため、パージガス供給装置28を駆動することより還流管27を介して、ガス精製装置6出口のタール分が除去された精製ガス2aをパージガスとして電気集塵機4の支持碍子17が備えられたパージ室16に供給する。
【0023】
又、ガス精製装置6の下流にガス分離装置8が備えられている場合には、ガス分離装置8出口の成分ガス2b(一酸化炭素CO、炭化水素C(例えばメタン)、水素H等)をパージガスとして還流管27'により電気集塵機4の支持碍子17が備えられたパージ室16に供給するようにしてもよい。
【0024】
このように、支持碍子17をタール分が除去された精製ガス2a、又は成分ガス2bによってパージするようにしたので、支持碍子17をパージする際にガス化ガス2に含まれる成分以外の成分が混入することがなく、よって、ガス化ガス2から不純物の少ない精製ガス2aを製造するガス精製装置6の負担を大幅に軽減され、ガス精製装置6の構成を簡略化できる。
【0025】
尚、本発明は上記形態にのみ限定されるものではなく、電気集塵機は図示以外の形状、構成のものにも適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】ガス化炉によって生成したガス化ガスを清浄化する本発明の清浄化装置の一例を示す概略フローシートである。
【図2】本発明による電気集塵機の作用を示す概略側面図である。
【図3】ガス化炉によって生成したガス化ガスを清浄化する従来の清浄化装置の一例を示す概略フローシートである。
【図4】図3における電気集塵機の構成を示す概略側面図である。
【符号の説明】
【0027】
1 ガス化炉
2 ガス化ガス
2a 精製ガス
2b 成分ガス
4 電気集塵機
5 固体粒子
5' タールミスト5'
6 ガス精製装置
8 ガス分離装置
13 集塵極
14 放電極
16 パージ室
17 支持碍子
27 還流管
27' 還流管
28 パージガス供給装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
パージ室の支持碍子に支持された放電極と該放電極に対して間隔を有して配置された集塵極とを有する電気集塵機に、ガス化炉からのガス化ガスを供給してガス化ガス中の固体粒子とタールミストを除去し、続いてガス化ガスをガス精製装置に供給してガス化ガス中の少なくともタール分を除去して精製ガスを得るようにしているガス化ガスの清浄化方法であって、ガス精製装置より下流におけるタール分が除去された精製ガスをパージガスとして前記電気集塵機の支持碍子に供給することにより支持碍子に対する付着物の付着を防止することを特徴とするガス化ガスの清浄化方法。
【請求項2】
パージ室の支持碍子に支持された放電極と該放電極に対して間隔を有して配置された集塵極とを有する電気集塵機に、ガス化炉からのガス化ガスを供給してガス化ガス中の固体粒子とタールミストを除去し、続いてガス化ガスをガス精製装置に供給してガス化ガス中の少なくともタール分を除去して精製ガスを得るようにしているガス化ガスの清浄化装置であって、ガス精製装置出口と電気集塵機の支持碍子が備えられたパージ室との間を接続する還流管と、該還流管に備えてガス精製装置出口のタール分が除去された精製ガスをパージ室に供給するパージガス供給装置とを有することを特徴とするガス化ガスの清浄化装置。
【請求項3】
前記ガス精製装置の下流に精製ガスを成分別に分けて取り出すガス分離装置を備え、該ガス分離装置出口の成分ガスを電気集塵機の支持碍子が備えられたパージ室に供給する還流管を有する請求項2に記載のガス化ガスの清浄化装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2009−1602(P2009−1602A)
【公開日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−161038(P2007−161038)
【出願日】平成19年6月19日(2007.6.19)
【出願人】(000000099)株式会社IHI (5,014)
【Fターム(参考)】