ガス化ガス生成装置およびガス化ガス生成方法
【課題】改質炉における酸素消費に対して、タールを効率よく除去しつつ、単位体積あたりの燃焼ガスの割合の低減を防止することが可能となる。
【解決手段】ガス化ガス生成装置２００は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉２１０と、ガス化炉２１０にガス化原料が導入された時点から所定時間が経過するまでに生成されたガス化ガスである第１ガス２５０ａを、９００℃〜１５００℃で改質する改質炉２２０と、ガス化炉２１０において所定時間が経過した後に生成されたガス化ガスである第２ガス２５０ｂと改質炉２２０で改質された第１ガス２５０ａとを合流させる合流部２３０とを備える。
【解決手段】ガス化ガス生成装置２００は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉２１０と、ガス化炉２１０にガス化原料が導入された時点から所定時間が経過するまでに生成されたガス化ガスである第１ガス２５０ａを、９００℃〜１５００℃で改質する改質炉２２０と、ガス化炉２１０において所定時間が経過した後に生成されたガス化ガスである第２ガス２５０ｂと改質炉２２０で改質された第１ガス２５０ａとを合流させる合流部２３０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化ガス生成装置およびガス化ガス生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油に代えて、石炭やバイオマス、タイヤチップ等の固体原料をガス化してガス化ガスを生成する技術が開発されている。このようにして生成されたガス化ガスは、石炭ガス化複合発電（ＩＧＣＣ: Integrated coal Gasification Combined Cycle）といった効率的な発電システムや、水素の製造、合成燃料（合成石油）の製造、化学肥料（尿素）等の化学製品の製造等に利用されている。ガス化ガスの原料となる固体原料のうち、特に石炭は、可採年数が１５０年程度と、石油の可採年数の３倍以上であり、また、石油と比較して埋蔵地が偏在していないため、長期に亘り安定供給が可能な天然資源として期待されている。
【０００３】
従来、石炭のガス化プロセスは、酸素や空気を用いて部分酸化することにより行われていたが、２０００℃といった高温で部分酸化する必要があるため、ガス化炉のコストが高くなるといった欠点を有していた。
【０００４】
この問題を解決するために、水蒸気を利用し、７００℃〜９００℃程度で石炭をガス化する技術が開発されている。この技術では、温度を低く設定することでコストを低減することが可能となるが、生成されたガス化ガスには、２０００℃の高温で部分酸化して生成したガス化ガスと比較して、タールが多く含まれていた。
【０００５】
そこで、生成されたガス化ガスに酸素や空気を加えて１０００℃以上にし、酸化改質することで、ガス化ガスに含まれるタールを除去する技術が開示されている（例えば、特許文献１、２）。また、バイオマスをガス化した後、１１００℃以上に加熱された多孔状の蓄熱体に通過させることで、タールを除去する技術も開示されている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−４０８６２号公報
【特許文献２】特開２００７−４５８５７号公報
【特許文献３】特開２００５−６０５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、タールを酸化改質するためには、酸化改質反応のための改質炉を１０００℃以上にする必要があり、改質炉の温度を上昇させるために、ガス化ガス中の水素やメタンを酸素や空気で燃焼させている。したがって、改質炉には、多量の酸素を供給することになり、酸素生成のためのコストがかかってしまっていた。
【０００８】
また、改質炉の温度を上昇させるためにガス化ガス中の水素やメタンを消費（燃焼）してしまうので、改質炉で処理したガス化ガスは、単位体積あたりの燃焼ガス（水素やメタン）の割合が低下していた。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み、改質炉における酸素消費に対して、タールを効率よく除去しつつ、単位体積あたりの燃焼ガスの割合の低減を防止することが可能な、ガス化ガス生成装置およびガス化ガス生成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のガス化ガス生成装置は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、ガス化炉にガス化原料が導入された時点から所定時間が経過するまでに生成されたガス化ガスである第１ガスを、９００℃〜１５００℃で改質する改質炉と、ガス化炉において所定時間が経過した後に生成されたガス化ガスである第２ガスと改質炉で改質された第１ガスとを合流させる合流部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記ガス化炉は、ガス化原料が導入される第１ガス化炉と、第１ガス化炉と別体または一体的に形成され、第１ガス化炉を通過した未燃ガス化原料が導入される第２ガス化炉とを含んで構成され、第１ガス化炉で生成されたガス化ガスが第１ガスであり、第２ガス化炉で生成されたガス化ガスが第２ガスであってもよい。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のガス化ガス生成方法は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、導入されたガス化ガスを９００℃〜１５００℃で改質する改質炉とを用いたガス化ガス生成方法であって、ガス化炉にガス化原料が導入された時点から所定時間が経過するまでに生成されたガス化ガスである第１ガスを改質炉に導入し、ガス化炉において所定時間が経過した後に生成されたガス化ガスである第２ガスと改質炉で改質された第１ガスとを合流させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、改質炉における酸素消費に対して、タールを効率よく除去しつつ、単位体積あたりの燃焼ガスの割合の低減を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ガス化ガス精製システムを説明するための説明図である。
【図２】ガス化炉を含むガス化ガス生成装置の構成の一例を説明するための説明図である。
【図３】ガス化炉を含むガス化ガス生成装置の構成の一例を説明するための説明図である。
【図４】ガス化ガス生成装置を用いたガス化ガス生成方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
水蒸気を利用し、７００℃〜９００℃程度で石炭をガス化してガス化ガスを生成、改質炉に導入し、改質炉においてガス化ガスに酸素や空気を加え、１０００℃以上にしてタールを酸化改質することで、ガス化ガスに含まれるタールを除去する技術が開発されている。
【００１７】
しかし、改質炉における酸化改質反応では、酸素を多量に利用するので、この酸素を生成するためコスト高となっていた。また、酸素の代わりに空気を改質炉に加える場合、空気中に含まれる窒素がガス化ガスと混合するため、酸化改質後のガス化ガスの単位体積あたりの燃焼ガスの割合（以下、熱量と称する）が低下してしまっていた。さらに、改質炉の温度を上昇させるためにガス化ガス中の燃焼ガス（水素やメタン）を燃焼させるため、ガス化ガスの熱量がさらに低下してしまっていた。
【００１８】
そこで、本実施形態では、ガス化ガス生成装置の構成を工夫することで、ガス化ガス生成装置において、改質炉における酸素消費に対して、タールを効率よく除去しつつ、単位体積あたりの熱量の低減を防止することが可能となるガス化ガス生成装置２００について説明する。以下、まず、ガス化ガス生成装置２００で生成されたガス化ガスの精製の流れを簡単に説明し、続いてガス化ガス生成装置２００の具体的な構成について詳述する。
【００１９】
（ガス化ガス精製システム１００）
図１は、本実施形態にかかるガス化ガス精製システム１００を説明するための説明図である。図１に示すように、ガス化ガス精製システム１００は、ガス化ガス生成装置２００と、熱交換器１１０と、第１冷却器１２０と、第２冷却器１３０と、昇圧器１４０と、排水処理器１５０と、脱硫器１６０と、脱アンモニア器１７０と、脱塩器１８０とを含んで構成される。なお、図１中、原料の流れを破線の矢印で、ガス化ガスの流れを実線の矢印で、水の流れを一点鎖線の矢印でそれぞれ示す。
【００２０】
図１に示すように、ガス化ガス生成装置２００で生成されたガス化ガスは、熱交換器１１０、第１冷却器１２０、第２冷却器１３０、昇圧器１４０、脱硫器１６０、脱アンモニア器１７０、脱塩器１８０でそれぞれ処理され、精製される。
【００２１】
ガス化ガス生成装置２００は、ガス化炉２１０と、改質炉（酸化改質炉）２２０と、合流部２３０とを含んで構成される。ガス化ガス生成装置２００の具体的な構成については、後に詳述する。
【００２２】
熱交換器１１０は、ガス化ガス生成装置２００から導入されたガス化ガスと水蒸気との熱交換を行い、すなわち、ガス化ガスの顕熱を水蒸気で回収し、ガス化ガスの出口温度を３００℃〜６００℃にする。
【００２３】
第１冷却器１２０は、水をスプレー噴霧することにより、３００℃〜６００℃となったガス化ガスをさらに冷却する。これにより、ガス化ガスに残存するタールや粉塵が凝縮し、ガス化ガスから除去される。
【００２４】
第２冷却器１３０は、海水、ブライン等を用いて、ガス化ガスを３０℃以下にさらに冷却し、さらに残存するタールや粉塵を凝縮して除去する。なお、第２冷却器１３０の後段に電機集塵機等で構成されるミスト・粉塵除去器を設け、タールや粉塵をさらに除去することもできる。
【００２５】
昇圧器１４０は、圧縮機やターボ型のポンプ、容積型のポンプ等で構成され、第２冷却器１３０を通過したガス化ガスを１ＭＰａ〜５ＭＰａに昇圧する。なお、昇圧器１４０の後段にガス化ガスを３０℃以下に冷却する冷却器を設け、タールや粉塵をさらに除去することもできる。
【００２６】
排水処理器１５０は、熱交換器１１０、第１冷却器１２０、第２冷却器１３０、昇圧器１４０で発生するタールや粉塵を含有する排水からタールや粉塵を除去する処理を行う。排水処理器１５０で処理した後の水（処理後水）は、熱交換器１１０や第１冷却器１２０等に再利用される。
【００２７】
脱硫器１６０は、ガス化ガスに含まれる硫黄や硫黄化合物を除去する。脱アンモニア器１７０は、ガス化ガスに含まれるアンモニア等の窒素化合物を除去する。脱塩器１８０は、ガス化ガスに含まれる塩素や塩素化合物を除去する。
【００２８】
このように、ガス化ガス生成装置２００で生成されたガス化ガスは、熱交換器１１０、第１冷却器１２０、第２冷却器１３０、昇圧器１４０においてタールや粉塵が除去され、脱硫器１６０で硫黄が、脱アンモニア器１７０でアンモニアが、脱塩器１８０で塩素がそれぞれ除去されることにより精製され、精製ガス化ガスとなる。
【００２９】
（ガス化ガス生成装置２００）
上述したように、ガス化ガス生成装置２００は、ガス化炉２１０と、改質炉２２０と、合流部２３０とを含んで構成される。
【００３０】
ガス化炉２１０は、褐炭等の石炭、石油コークス（ペトロコークス）、バイオマス、タイヤチップ等の固体原料や、黒液等液体原料のガス化原料を７００℃〜９００℃でガス化させてガス化ガスを生成する。本実施形態では、ガス化炉２１０に水蒸気を供給することにより、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成する（水蒸気ガス化）。
【００３１】
改質炉２２０は、ガス化炉２１０で生成されたガス化ガスに酸素や空気を加え、ガス化ガスに含まれるタールを改質（酸化改質）する。本実施形態において、改質炉２２０は、ガス化炉２１０にガス化原料が導入された時点から所定時間が経過するまでに生成されたガス化ガスである第１ガス２５０ａを、９００℃〜１５００℃で改質する。
【００３２】
合流部２３０は、ガス化炉２１０において所定時間が経過した後に生成されたガス化ガスである第２ガス２５０ｂと改質炉２２０で改質された第１ガス２５０ａとを合流させる。
【００３３】
本願発明者は、タールを含むガス化ガスは、その発生時期が偏っており、特に、ガス化炉２１０におけるガス化反応の初期段階で比較的多く発生することを見いだした。そこで、ガス化反応の経過時間に基づいて、ガス化ガスを分離し、タールを多く含む第１ガス２５０ａのみを改質炉２２０に導入する。また、合流部２３０は、タールをあまり含まない第２ガス２５０ｂを、改質炉２２０を通過させずに、改質炉２２０で改質された第１ガス２５０ａと合流させる。
【００３４】
このように、第１ガス２５０ａのみを改質炉２２０に導入することで、ガス化ガス全量（第１ガス２５０ａおよび第２ガス２５０ｂ）を改質炉２２０に導入する場合と比較して、改質炉２２０で利用する酸素の容量を削減することができ、酸素消費に対するタールの除去効率を向上することが可能となる。
【００３５】
具体的に説明すると、改質炉２２０で酸化改質する第１ガス２５０ａは、ガス化炉２１０で生成される全体のガス化ガスの１／４程度であり、改質炉２２０を９００℃〜１５００℃に上昇させるために必要となる酸素や空気の量は、ガス化ガスを全量導入する場合と比較して１／３程度と少なくなる。
【００３６】
また、ガス化炉２１０で生成される全体のガス化ガスのうち第１ガス２５０ａが１／４を占めるので、第１ガス２５０ａと第２ガス２５０ｂとの比は１：３となり、仮に、ガス化炉２１０で生成されるガス化ガス全量に含まれるタールの濃度が約２０ｇ／Ｎｍ３であり、そのタールが全て第１ガス２５０ａに含まれるとすると、第１ガス２５０ａに含まれるタールの濃度は、約８０ｇ／Ｎｍ３（２０ｇ×（１＋３）／１）となる。すなわち、改質炉２２０に導入される第１ガス２５０ａのタールの濃度は、ガス化ガス全量におけるタールの濃度と比較して４倍程度となる。
【００３７】
したがって、ガス化ガス全量を改質炉２２０に導入する際と同等のタール除去率を維持するためには、第１ガス２５０ａの滞留時間を２倍程度にする必要がある。しかし、改質炉２２０に導入される第１ガス２５０ａの流量は、ガス化ガス全量を導入する場合と比較して１／４程度になるため、結果的に改質炉２２０の容量を１／２程度（２倍×１／４）に低減することが可能となる。こうして、ガス化ガス全量を改質するのと同等のタール除去率を維持しつつ、改質炉２２０の容量を削減できる。
【００３８】
また、改質炉２２０の容量を削減できるので、改質炉２２０の温度を上昇させるために必要な燃焼ガスの容量を低減させることができる。したがって、生成したガス化ガス（合流部２３０を通過したガス化ガス）における燃焼ガスの割合を増加させるとことができ、すなわち生成したガス化ガスの熱量を増加させることが可能となる。
【００３９】
このように、第１ガス２５０ａはタールを多く含むものの、改質炉２２０でそのほとんどが除去され、第２ガス２５０ｂには元々タールがほとんど含まれないので、第１ガス２５０ａと第２ガス２５０ｂとを合流したとしても、タールはほとんど含まれていないこととなる。
【００４０】
ところで、本実施形態において、ガス化ガスを、改質炉２２０に導入する第１ガス２５０ａと、改質炉２２０を通過させず合流部２３０に直接導入する第２ガス２５０ｂとに分離して生成するため、ガス化炉２１０は、第１ガス化炉と第２ガス化炉との組み合わせで構成される。
【００４１】
第１ガス化炉は、導入されたガス化原料を用いて第１ガス２５０ａを生成する。
【００４２】
第２ガス化炉は、第１ガス化炉と別体または一体的に形成され、第１ガス化炉を通過し、第１ガス２５０ａが除かれたガス化原料（未燃ガス化原料）を用いて第２ガス２５０ｂを生成する。
【００４３】
図２、図３は、ガス化炉２１０を含むガス化ガス生成装置２００の構成の一例を説明するための説明図である。図２は、第１ガス化炉２１０ａと第２ガス化炉２１０ｂとが別体で形成された例を示し、図３は、第１ガス化炉２１０ａと第２ガス化炉２１０ｂとが一体的に形成された例を示す。なお、図２、図３中、ガス化原料の流れを破線の矢印で、ガス化ガスを含むガスの流れを実線の矢印で、砂の流れを一点鎖線の矢印でそれぞれ示す。
【００４４】
図２、図３に示すように、ガス化ガス生成装置２００は、燃焼炉２０２と、媒体分離装置２０４と、第１ガス化炉２１０ａと、第２ガス化炉２１０ｂと、改質炉２２０と、合流部２３０とを含んで構成される。ここでは、図１を用いて説明したガス化ガス生成装置２００に、さらに燃焼炉２０２と、媒体分離装置２０４とを含んで構成される二塔式の流動層ガス化炉を例に挙げて説明する。
【００４５】
ガス化ガス生成装置２００は、二塔式の流動層ガス化炉であって、硅砂（珪砂）等の砂で構成される流動媒体を熱媒体として循環させる。流動媒体としての砂の流れに着目すると、燃焼炉２０２で１０００℃程度に加熱された高温の砂は、燃焼排ガスと共に媒体分離装置２０４に導入され、媒体分離装置２０４において高温の砂と、燃焼排ガスに分離される。媒体分離装置２０４で分離された高温の砂は、第１ガス化炉２１０ａに導入され、その後、第２ガス化炉２１０ｂに導入され、最終的に燃焼炉２０２に戻る。また、媒体分離装置２０４で分離された燃焼排ガスは、ボイラ等で熱回収される。
【００４６】
第１ガス化炉２１０ａにおいて、砂は、第１ガス化炉２１０ａの下方から導入される水蒸気、窒素、空気、酸素等の気体によって流動層を形成する。流動層が形成された第１ガス化炉２１０ａにガス化原料が供給されると、ガス化原料がガス化され、第１ガス２５０ａを生成する。ガス化原料が石炭である場合、第１ガス２５０ａは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンを主成分とし、タール、窒素や窒素化合物、硫黄や硫黄化合物を少量含んでいる。第１ガス２５０ａに含まれるタールは、絶対量としては少量であるが、第２ガス２５０ｂに含まれるタールの量よりも多い。
【００４７】
なお、第１ガス化炉２１０ａは、予め、第１ガス化炉２１０ａにおけるガス化原料の滞留時間が、第１ガス２５０ａを生成する所定時間となるように、第１ガス化炉２１０ａのガス化原料の移動方向の長さや、構造が設計される。なお、該ガス化原料の滞留時間は１分から５分の間で設計される。
【００４８】
第２ガス化炉２１０ｂには、第１ガス化炉２１０ａを通過した未燃ガス化原料（第１ガス２５０ａが除かれたガス化原料）と砂が、第１ガス化炉２１０ａから導入される。第２ガス化炉２１０ｂにおいても、砂は、第２ガス化炉２１０ｂの下方から導入される水蒸気、窒素、空気、酸素等の気体によって流動層を形成する。そして、第２ガス化炉２１０ｂにおいて、未燃ガス化原料（以下、残渣と称する）がガス化されて第２ガス２５０ｂが生成される。ガス化原料が石炭である場合、第２ガス２５０ｂは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンを主成分とし、タール、窒素や窒素化合物、硫黄や硫黄化合物を少量含んでいる。第２ガス２５０ｂに含まれるタールは、絶対量としても少量であり、第１ガス２５０ａに含まれるタールの量よりもさらに少量である。なお、第２ガス化炉２１０ｂで第２ガス２５０ｂが除かれたガス化原料（チャー、固定炭素）は、砂とともに燃焼炉２０２に戻り、燃焼炉２０２における燃料となる。
【００４９】
図２に示すような、別体で形成された第１ガス化炉２１０ａと第２ガス化炉２１０ｂでガス化炉２１０を構成したり、図３に示すような、一体的に形成された第１ガス化炉２１０ａと第２ガス化炉２１０ｂでガス化炉２１０を構成したりすることで、まず第１ガス化炉２１０ａでガス化原料をガス化して第１ガス２５０ａを生成し、所定時間経過後、第２ガス化炉２１０ｂで第２ガス２５０ｂを生成し、別々にガスを回収することにより、第１ガス２５０ａと第２ガス２５０ｂとを効率よく分離することが可能となる。
【００５０】
そして、第１ガス化炉２１０ａで生成された第１ガス２５０ａを改質炉２２０に導入し、第２ガス化炉２１０ｂで生成された第２ガス２５０ｂを、改質炉２２０を通過させず、合流部２３０に直接導入して、改質炉２２０で改質された第１ガス２５０ａと合流させる。
【００５１】
なお、図２および図３では、循環流動層方式のガス化炉２１０を例に挙げて説明したが、第１ガス２５０ａと第２ガス２５０ｂとを分離できれば、単なる流動層方式のガス化炉や、砂が自重で鉛直下方向に流下することで移動層を形成する移動層方式のガス化炉であってもよい。
【００５２】
以上説明したように本実施形態にかかるガス化ガス生成装置２００によれば、ガス化炉２１０で生成したガス化ガスのうち、タール濃度の高い第１ガス２５０ａのみを改質炉２２０に導入することで、改質炉２２０における酸素消費に対して、ガス化ガスから効率よくタールを除去しつつ、ガス化ガスの単位体積あたりの燃焼ガスの割合（熱量）の低減を防止することが可能となる。
【００５３】
（ガス化ガス生成方法）
図４は、本実施形態にかかるガス化ガス生成装置２００を用いたガス化ガス生成方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【００５４】
図４に示すように、まず、第１ガス化炉２１０ａにガス化原料が導入され（Ｓ３００）、ガス化原料が第１ガス化炉２１０ａに導入された時点から所定時間が経過するまでに生成された第１ガス２５０ａが改質炉２２０に導入される（Ｓ３０２）。本実施形態では、第１ガス化炉２１０ａにおけるガス化原料の滞留時間が、第１ガス２５０ａが生成される所定時間となるように、予め第１ガス化炉２１０ａが設計されているため、第１ガス化炉２１０ａで生成された第１ガス２５０ａを全量、改質炉２２０に導入することができる。なお、該ガス化原料の滞留時間は１分から５分の間で設計されている。
【００５５】
そして、第１ガス化炉２１０ａを通過した残渣が第２ガス化炉２１０ｂに導入されると（Ｓ３０４）、第２ガス化炉２１０ｂにおいて生成された第２ガス２５０ｂ、すなわち、第１ガス化炉２１０ａにおいて所定時間が経過した後に、第２ガス化炉２１０ｂで生成された第２ガス２５０ｂが、改質炉２２０を通過することなく、合流部２３０に直接導入される（Ｓ３０６）。
【００５６】
改質炉２２０に導入された第１ガス２５０ａは、改質炉２２０において、改質され、すなわち、第１ガス２５０ａからタールが除去され（Ｓ３０８）、合流部２３０に導入される（Ｓ３１０）。そして合流部２３０は、改質炉２２０で改質された第１ガス２５０ａと、第２ガス化炉２１０ｂで生成された第２ガス２５０ｂとを合流させ、後段の熱交換器１１０に送出する（Ｓ３１２）。このようにして送出されたガス化ガスには、タールがほとんど含まれていないこととなる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態にかかるガス化ガス生成方法によっても、改質炉２２０における酸素消費に対して、ガス化ガスから効率よくタールを除去しつつ、単位体積あたりの燃焼ガスの割合（熱量）の低減を防止することが可能となる。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５９】
なお、本明細書のガス化ガス生成方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化ガス生成装置およびガス化ガス生成方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
２００ …ガス化ガス生成装置
２１０ …ガス化炉
２１０ａ …第１ガス化炉
２１０ｂ …第２ガス化炉
２２０ …改質炉
２３０ …合流部
２５０ａ …第１ガス
２５０ｂ …第２ガス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化ガス生成装置およびガス化ガス生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油に代えて、石炭やバイオマス、タイヤチップ等の固体原料をガス化してガス化ガスを生成する技術が開発されている。このようにして生成されたガス化ガスは、石炭ガス化複合発電（ＩＧＣＣ: Integrated coal Gasification Combined Cycle）といった効率的な発電システムや、水素の製造、合成燃料（合成石油）の製造、化学肥料（尿素）等の化学製品の製造等に利用されている。ガス化ガスの原料となる固体原料のうち、特に石炭は、可採年数が１５０年程度と、石油の可採年数の３倍以上であり、また、石油と比較して埋蔵地が偏在していないため、長期に亘り安定供給が可能な天然資源として期待されている。
【０００３】
従来、石炭のガス化プロセスは、酸素や空気を用いて部分酸化することにより行われていたが、２０００℃といった高温で部分酸化する必要があるため、ガス化炉のコストが高くなるといった欠点を有していた。
【０００４】
この問題を解決するために、水蒸気を利用し、７００℃〜９００℃程度で石炭をガス化する技術が開発されている。この技術では、温度を低く設定することでコストを低減することが可能となるが、生成されたガス化ガスには、２０００℃の高温で部分酸化して生成したガス化ガスと比較して、タールが多く含まれていた。
【０００５】
そこで、生成されたガス化ガスに酸素や空気を加えて１０００℃以上にし、酸化改質することで、ガス化ガスに含まれるタールを除去する技術が開示されている（例えば、特許文献１、２）。また、バイオマスをガス化した後、１１００℃以上に加熱された多孔状の蓄熱体に通過させることで、タールを除去する技術も開示されている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−４０８６２号公報
【特許文献２】特開２００７−４５８５７号公報
【特許文献３】特開２００５−６０５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、タールを酸化改質するためには、酸化改質反応のための改質炉を１０００℃以上にする必要があり、改質炉の温度を上昇させるために、ガス化ガス中の水素やメタンを酸素や空気で燃焼させている。したがって、改質炉には、多量の酸素を供給することになり、酸素生成のためのコストがかかってしまっていた。
【０００８】
また、改質炉の温度を上昇させるためにガス化ガス中の水素やメタンを消費（燃焼）してしまうので、改質炉で処理したガス化ガスは、単位体積あたりの燃焼ガス（水素やメタン）の割合が低下していた。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み、改質炉における酸素消費に対して、タールを効率よく除去しつつ、単位体積あたりの燃焼ガスの割合の低減を防止することが可能な、ガス化ガス生成装置およびガス化ガス生成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のガス化ガス生成装置は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、ガス化炉にガス化原料が導入された時点から所定時間が経過するまでに生成されたガス化ガスである第１ガスを、９００℃〜１５００℃で改質する改質炉と、ガス化炉において所定時間が経過した後に生成されたガス化ガスである第２ガスと改質炉で改質された第１ガスとを合流させる合流部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記ガス化炉は、ガス化原料が導入される第１ガス化炉と、第１ガス化炉と別体または一体的に形成され、第１ガス化炉を通過した未燃ガス化原料が導入される第２ガス化炉とを含んで構成され、第１ガス化炉で生成されたガス化ガスが第１ガスであり、第２ガス化炉で生成されたガス化ガスが第２ガスであってもよい。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明のガス化ガス生成方法は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、導入されたガス化ガスを９００℃〜１５００℃で改質する改質炉とを用いたガス化ガス生成方法であって、ガス化炉にガス化原料が導入された時点から所定時間が経過するまでに生成されたガス化ガスである第１ガスを改質炉に導入し、ガス化炉において所定時間が経過した後に生成されたガス化ガスである第２ガスと改質炉で改質された第１ガスとを合流させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、改質炉における酸素消費に対して、タールを効率よく除去しつつ、単位体積あたりの燃焼ガスの割合の低減を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ガス化ガス精製システムを説明するための説明図である。
【図２】ガス化炉を含むガス化ガス生成装置の構成の一例を説明するための説明図である。
【図３】ガス化炉を含むガス化ガス生成装置の構成の一例を説明するための説明図である。
【図４】ガス化ガス生成装置を用いたガス化ガス生成方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
水蒸気を利用し、７００℃〜９００℃程度で石炭をガス化してガス化ガスを生成、改質炉に導入し、改質炉においてガス化ガスに酸素や空気を加え、１０００℃以上にしてタールを酸化改質することで、ガス化ガスに含まれるタールを除去する技術が開発されている。
【００１７】
しかし、改質炉における酸化改質反応では、酸素を多量に利用するので、この酸素を生成するためコスト高となっていた。また、酸素の代わりに空気を改質炉に加える場合、空気中に含まれる窒素がガス化ガスと混合するため、酸化改質後のガス化ガスの単位体積あたりの燃焼ガスの割合（以下、熱量と称する）が低下してしまっていた。さらに、改質炉の温度を上昇させるためにガス化ガス中の燃焼ガス（水素やメタン）を燃焼させるため、ガス化ガスの熱量がさらに低下してしまっていた。
【００１８】
そこで、本実施形態では、ガス化ガス生成装置の構成を工夫することで、ガス化ガス生成装置において、改質炉における酸素消費に対して、タールを効率よく除去しつつ、単位体積あたりの熱量の低減を防止することが可能となるガス化ガス生成装置２００について説明する。以下、まず、ガス化ガス生成装置２００で生成されたガス化ガスの精製の流れを簡単に説明し、続いてガス化ガス生成装置２００の具体的な構成について詳述する。
【００１９】
（ガス化ガス精製システム１００）
図１は、本実施形態にかかるガス化ガス精製システム１００を説明するための説明図である。図１に示すように、ガス化ガス精製システム１００は、ガス化ガス生成装置２００と、熱交換器１１０と、第１冷却器１２０と、第２冷却器１３０と、昇圧器１４０と、排水処理器１５０と、脱硫器１６０と、脱アンモニア器１７０と、脱塩器１８０とを含んで構成される。なお、図１中、原料の流れを破線の矢印で、ガス化ガスの流れを実線の矢印で、水の流れを一点鎖線の矢印でそれぞれ示す。
【００２０】
図１に示すように、ガス化ガス生成装置２００で生成されたガス化ガスは、熱交換器１１０、第１冷却器１２０、第２冷却器１３０、昇圧器１４０、脱硫器１６０、脱アンモニア器１７０、脱塩器１８０でそれぞれ処理され、精製される。
【００２１】
ガス化ガス生成装置２００は、ガス化炉２１０と、改質炉（酸化改質炉）２２０と、合流部２３０とを含んで構成される。ガス化ガス生成装置２００の具体的な構成については、後に詳述する。
【００２２】
熱交換器１１０は、ガス化ガス生成装置２００から導入されたガス化ガスと水蒸気との熱交換を行い、すなわち、ガス化ガスの顕熱を水蒸気で回収し、ガス化ガスの出口温度を３００℃〜６００℃にする。
【００２３】
第１冷却器１２０は、水をスプレー噴霧することにより、３００℃〜６００℃となったガス化ガスをさらに冷却する。これにより、ガス化ガスに残存するタールや粉塵が凝縮し、ガス化ガスから除去される。
【００２４】
第２冷却器１３０は、海水、ブライン等を用いて、ガス化ガスを３０℃以下にさらに冷却し、さらに残存するタールや粉塵を凝縮して除去する。なお、第２冷却器１３０の後段に電機集塵機等で構成されるミスト・粉塵除去器を設け、タールや粉塵をさらに除去することもできる。
【００２５】
昇圧器１４０は、圧縮機やターボ型のポンプ、容積型のポンプ等で構成され、第２冷却器１３０を通過したガス化ガスを１ＭＰａ〜５ＭＰａに昇圧する。なお、昇圧器１４０の後段にガス化ガスを３０℃以下に冷却する冷却器を設け、タールや粉塵をさらに除去することもできる。
【００２６】
排水処理器１５０は、熱交換器１１０、第１冷却器１２０、第２冷却器１３０、昇圧器１４０で発生するタールや粉塵を含有する排水からタールや粉塵を除去する処理を行う。排水処理器１５０で処理した後の水（処理後水）は、熱交換器１１０や第１冷却器１２０等に再利用される。
【００２７】
脱硫器１６０は、ガス化ガスに含まれる硫黄や硫黄化合物を除去する。脱アンモニア器１７０は、ガス化ガスに含まれるアンモニア等の窒素化合物を除去する。脱塩器１８０は、ガス化ガスに含まれる塩素や塩素化合物を除去する。
【００２８】
このように、ガス化ガス生成装置２００で生成されたガス化ガスは、熱交換器１１０、第１冷却器１２０、第２冷却器１３０、昇圧器１４０においてタールや粉塵が除去され、脱硫器１６０で硫黄が、脱アンモニア器１７０でアンモニアが、脱塩器１８０で塩素がそれぞれ除去されることにより精製され、精製ガス化ガスとなる。
【００２９】
（ガス化ガス生成装置２００）
上述したように、ガス化ガス生成装置２００は、ガス化炉２１０と、改質炉２２０と、合流部２３０とを含んで構成される。
【００３０】
ガス化炉２１０は、褐炭等の石炭、石油コークス（ペトロコークス）、バイオマス、タイヤチップ等の固体原料や、黒液等液体原料のガス化原料を７００℃〜９００℃でガス化させてガス化ガスを生成する。本実施形態では、ガス化炉２１０に水蒸気を供給することにより、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成する（水蒸気ガス化）。
【００３１】
改質炉２２０は、ガス化炉２１０で生成されたガス化ガスに酸素や空気を加え、ガス化ガスに含まれるタールを改質（酸化改質）する。本実施形態において、改質炉２２０は、ガス化炉２１０にガス化原料が導入された時点から所定時間が経過するまでに生成されたガス化ガスである第１ガス２５０ａを、９００℃〜１５００℃で改質する。
【００３２】
合流部２３０は、ガス化炉２１０において所定時間が経過した後に生成されたガス化ガスである第２ガス２５０ｂと改質炉２２０で改質された第１ガス２５０ａとを合流させる。
【００３３】
本願発明者は、タールを含むガス化ガスは、その発生時期が偏っており、特に、ガス化炉２１０におけるガス化反応の初期段階で比較的多く発生することを見いだした。そこで、ガス化反応の経過時間に基づいて、ガス化ガスを分離し、タールを多く含む第１ガス２５０ａのみを改質炉２２０に導入する。また、合流部２３０は、タールをあまり含まない第２ガス２５０ｂを、改質炉２２０を通過させずに、改質炉２２０で改質された第１ガス２５０ａと合流させる。
【００３４】
このように、第１ガス２５０ａのみを改質炉２２０に導入することで、ガス化ガス全量（第１ガス２５０ａおよび第２ガス２５０ｂ）を改質炉２２０に導入する場合と比較して、改質炉２２０で利用する酸素の容量を削減することができ、酸素消費に対するタールの除去効率を向上することが可能となる。
【００３５】
具体的に説明すると、改質炉２２０で酸化改質する第１ガス２５０ａは、ガス化炉２１０で生成される全体のガス化ガスの１／４程度であり、改質炉２２０を９００℃〜１５００℃に上昇させるために必要となる酸素や空気の量は、ガス化ガスを全量導入する場合と比較して１／３程度と少なくなる。
【００３６】
また、ガス化炉２１０で生成される全体のガス化ガスのうち第１ガス２５０ａが１／４を占めるので、第１ガス２５０ａと第２ガス２５０ｂとの比は１：３となり、仮に、ガス化炉２１０で生成されるガス化ガス全量に含まれるタールの濃度が約２０ｇ／Ｎｍ３であり、そのタールが全て第１ガス２５０ａに含まれるとすると、第１ガス２５０ａに含まれるタールの濃度は、約８０ｇ／Ｎｍ３（２０ｇ×（１＋３）／１）となる。すなわち、改質炉２２０に導入される第１ガス２５０ａのタールの濃度は、ガス化ガス全量におけるタールの濃度と比較して４倍程度となる。
【００３７】
したがって、ガス化ガス全量を改質炉２２０に導入する際と同等のタール除去率を維持するためには、第１ガス２５０ａの滞留時間を２倍程度にする必要がある。しかし、改質炉２２０に導入される第１ガス２５０ａの流量は、ガス化ガス全量を導入する場合と比較して１／４程度になるため、結果的に改質炉２２０の容量を１／２程度（２倍×１／４）に低減することが可能となる。こうして、ガス化ガス全量を改質するのと同等のタール除去率を維持しつつ、改質炉２２０の容量を削減できる。
【００３８】
また、改質炉２２０の容量を削減できるので、改質炉２２０の温度を上昇させるために必要な燃焼ガスの容量を低減させることができる。したがって、生成したガス化ガス（合流部２３０を通過したガス化ガス）における燃焼ガスの割合を増加させるとことができ、すなわち生成したガス化ガスの熱量を増加させることが可能となる。
【００３９】
このように、第１ガス２５０ａはタールを多く含むものの、改質炉２２０でそのほとんどが除去され、第２ガス２５０ｂには元々タールがほとんど含まれないので、第１ガス２５０ａと第２ガス２５０ｂとを合流したとしても、タールはほとんど含まれていないこととなる。
【００４０】
ところで、本実施形態において、ガス化ガスを、改質炉２２０に導入する第１ガス２５０ａと、改質炉２２０を通過させず合流部２３０に直接導入する第２ガス２５０ｂとに分離して生成するため、ガス化炉２１０は、第１ガス化炉と第２ガス化炉との組み合わせで構成される。
【００４１】
第１ガス化炉は、導入されたガス化原料を用いて第１ガス２５０ａを生成する。
【００４２】
第２ガス化炉は、第１ガス化炉と別体または一体的に形成され、第１ガス化炉を通過し、第１ガス２５０ａが除かれたガス化原料（未燃ガス化原料）を用いて第２ガス２５０ｂを生成する。
【００４３】
図２、図３は、ガス化炉２１０を含むガス化ガス生成装置２００の構成の一例を説明するための説明図である。図２は、第１ガス化炉２１０ａと第２ガス化炉２１０ｂとが別体で形成された例を示し、図３は、第１ガス化炉２１０ａと第２ガス化炉２１０ｂとが一体的に形成された例を示す。なお、図２、図３中、ガス化原料の流れを破線の矢印で、ガス化ガスを含むガスの流れを実線の矢印で、砂の流れを一点鎖線の矢印でそれぞれ示す。
【００４４】
図２、図３に示すように、ガス化ガス生成装置２００は、燃焼炉２０２と、媒体分離装置２０４と、第１ガス化炉２１０ａと、第２ガス化炉２１０ｂと、改質炉２２０と、合流部２３０とを含んで構成される。ここでは、図１を用いて説明したガス化ガス生成装置２００に、さらに燃焼炉２０２と、媒体分離装置２０４とを含んで構成される二塔式の流動層ガス化炉を例に挙げて説明する。
【００４５】
ガス化ガス生成装置２００は、二塔式の流動層ガス化炉であって、硅砂（珪砂）等の砂で構成される流動媒体を熱媒体として循環させる。流動媒体としての砂の流れに着目すると、燃焼炉２０２で１０００℃程度に加熱された高温の砂は、燃焼排ガスと共に媒体分離装置２０４に導入され、媒体分離装置２０４において高温の砂と、燃焼排ガスに分離される。媒体分離装置２０４で分離された高温の砂は、第１ガス化炉２１０ａに導入され、その後、第２ガス化炉２１０ｂに導入され、最終的に燃焼炉２０２に戻る。また、媒体分離装置２０４で分離された燃焼排ガスは、ボイラ等で熱回収される。
【００４６】
第１ガス化炉２１０ａにおいて、砂は、第１ガス化炉２１０ａの下方から導入される水蒸気、窒素、空気、酸素等の気体によって流動層を形成する。流動層が形成された第１ガス化炉２１０ａにガス化原料が供給されると、ガス化原料がガス化され、第１ガス２５０ａを生成する。ガス化原料が石炭である場合、第１ガス２５０ａは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンを主成分とし、タール、窒素や窒素化合物、硫黄や硫黄化合物を少量含んでいる。第１ガス２５０ａに含まれるタールは、絶対量としては少量であるが、第２ガス２５０ｂに含まれるタールの量よりも多い。
【００４７】
なお、第１ガス化炉２１０ａは、予め、第１ガス化炉２１０ａにおけるガス化原料の滞留時間が、第１ガス２５０ａを生成する所定時間となるように、第１ガス化炉２１０ａのガス化原料の移動方向の長さや、構造が設計される。なお、該ガス化原料の滞留時間は１分から５分の間で設計される。
【００４８】
第２ガス化炉２１０ｂには、第１ガス化炉２１０ａを通過した未燃ガス化原料（第１ガス２５０ａが除かれたガス化原料）と砂が、第１ガス化炉２１０ａから導入される。第２ガス化炉２１０ｂにおいても、砂は、第２ガス化炉２１０ｂの下方から導入される水蒸気、窒素、空気、酸素等の気体によって流動層を形成する。そして、第２ガス化炉２１０ｂにおいて、未燃ガス化原料（以下、残渣と称する）がガス化されて第２ガス２５０ｂが生成される。ガス化原料が石炭である場合、第２ガス２５０ｂは、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンを主成分とし、タール、窒素や窒素化合物、硫黄や硫黄化合物を少量含んでいる。第２ガス２５０ｂに含まれるタールは、絶対量としても少量であり、第１ガス２５０ａに含まれるタールの量よりもさらに少量である。なお、第２ガス化炉２１０ｂで第２ガス２５０ｂが除かれたガス化原料（チャー、固定炭素）は、砂とともに燃焼炉２０２に戻り、燃焼炉２０２における燃料となる。
【００４９】
図２に示すような、別体で形成された第１ガス化炉２１０ａと第２ガス化炉２１０ｂでガス化炉２１０を構成したり、図３に示すような、一体的に形成された第１ガス化炉２１０ａと第２ガス化炉２１０ｂでガス化炉２１０を構成したりすることで、まず第１ガス化炉２１０ａでガス化原料をガス化して第１ガス２５０ａを生成し、所定時間経過後、第２ガス化炉２１０ｂで第２ガス２５０ｂを生成し、別々にガスを回収することにより、第１ガス２５０ａと第２ガス２５０ｂとを効率よく分離することが可能となる。
【００５０】
そして、第１ガス化炉２１０ａで生成された第１ガス２５０ａを改質炉２２０に導入し、第２ガス化炉２１０ｂで生成された第２ガス２５０ｂを、改質炉２２０を通過させず、合流部２３０に直接導入して、改質炉２２０で改質された第１ガス２５０ａと合流させる。
【００５１】
なお、図２および図３では、循環流動層方式のガス化炉２１０を例に挙げて説明したが、第１ガス２５０ａと第２ガス２５０ｂとを分離できれば、単なる流動層方式のガス化炉や、砂が自重で鉛直下方向に流下することで移動層を形成する移動層方式のガス化炉であってもよい。
【００５２】
以上説明したように本実施形態にかかるガス化ガス生成装置２００によれば、ガス化炉２１０で生成したガス化ガスのうち、タール濃度の高い第１ガス２５０ａのみを改質炉２２０に導入することで、改質炉２２０における酸素消費に対して、ガス化ガスから効率よくタールを除去しつつ、ガス化ガスの単位体積あたりの燃焼ガスの割合（熱量）の低減を防止することが可能となる。
【００５３】
（ガス化ガス生成方法）
図４は、本実施形態にかかるガス化ガス生成装置２００を用いたガス化ガス生成方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【００５４】
図４に示すように、まず、第１ガス化炉２１０ａにガス化原料が導入され（Ｓ３００）、ガス化原料が第１ガス化炉２１０ａに導入された時点から所定時間が経過するまでに生成された第１ガス２５０ａが改質炉２２０に導入される（Ｓ３０２）。本実施形態では、第１ガス化炉２１０ａにおけるガス化原料の滞留時間が、第１ガス２５０ａが生成される所定時間となるように、予め第１ガス化炉２１０ａが設計されているため、第１ガス化炉２１０ａで生成された第１ガス２５０ａを全量、改質炉２２０に導入することができる。なお、該ガス化原料の滞留時間は１分から５分の間で設計されている。
【００５５】
そして、第１ガス化炉２１０ａを通過した残渣が第２ガス化炉２１０ｂに導入されると（Ｓ３０４）、第２ガス化炉２１０ｂにおいて生成された第２ガス２５０ｂ、すなわち、第１ガス化炉２１０ａにおいて所定時間が経過した後に、第２ガス化炉２１０ｂで生成された第２ガス２５０ｂが、改質炉２２０を通過することなく、合流部２３０に直接導入される（Ｓ３０６）。
【００５６】
改質炉２２０に導入された第１ガス２５０ａは、改質炉２２０において、改質され、すなわち、第１ガス２５０ａからタールが除去され（Ｓ３０８）、合流部２３０に導入される（Ｓ３１０）。そして合流部２３０は、改質炉２２０で改質された第１ガス２５０ａと、第２ガス化炉２１０ｂで生成された第２ガス２５０ｂとを合流させ、後段の熱交換器１１０に送出する（Ｓ３１２）。このようにして送出されたガス化ガスには、タールがほとんど含まれていないこととなる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態にかかるガス化ガス生成方法によっても、改質炉２２０における酸素消費に対して、ガス化ガスから効率よくタールを除去しつつ、単位体積あたりの燃焼ガスの割合（熱量）の低減を防止することが可能となる。
【００５８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５９】
なお、本明細書のガス化ガス生成方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化ガス生成装置およびガス化ガス生成方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００６１】
２００ …ガス化ガス生成装置
２１０ …ガス化炉
２１０ａ …第１ガス化炉
２１０ｂ …第２ガス化炉
２２０ …改質炉
２３０ …合流部
２５０ａ …第１ガス
２５０ｂ …第２ガス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、
前記ガス化炉にガス化原料が導入された時点から所定時間が経過するまでに生成されたガス化ガスである第１ガスを、９００℃〜１５００℃で改質する改質炉と、
前記ガス化炉において前記所定時間が経過した後に生成されたガス化ガスである第２ガスと前記改質炉で改質された第１ガスとを合流させる合流部と、
を備えることを特徴とするガス化ガス生成装置。
【請求項２】
前記ガス化炉は、
ガス化原料が導入される第１ガス化炉と、
前記第１ガス化炉と別体または一体的に形成され、第１ガス化炉を通過した未燃ガス化原料が導入される第２ガス化炉と、
を含んで構成され、
前記第１ガス化炉で生成されたガス化ガスが第１ガスであり、前記第２ガス化炉で生成されたガス化ガスが第２ガスであることを特徴とする請求項１に記載のガス化ガス生成装置。
【請求項３】
ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、導入されたガス化ガスを９００℃〜１５００℃で改質する改質炉とを用いたガス化ガス生成方法であって、
前記ガス化炉にガス化原料が導入された時点から所定時間が経過するまでに生成されたガス化ガスである第１ガスを前記改質炉に導入し、
前記ガス化炉において前記所定時間が経過した後に生成されたガス化ガスである第２ガスと前記改質炉で改質された第１ガスとを合流させることを特徴とするガス化ガス生成方法。
【請求項１】
ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、
前記ガス化炉にガス化原料が導入された時点から所定時間が経過するまでに生成されたガス化ガスである第１ガスを、９００℃〜１５００℃で改質する改質炉と、
前記ガス化炉において前記所定時間が経過した後に生成されたガス化ガスである第２ガスと前記改質炉で改質された第１ガスとを合流させる合流部と、
を備えることを特徴とするガス化ガス生成装置。
【請求項２】
前記ガス化炉は、
ガス化原料が導入される第１ガス化炉と、
前記第１ガス化炉と別体または一体的に形成され、第１ガス化炉を通過した未燃ガス化原料が導入される第２ガス化炉と、
を含んで構成され、
前記第１ガス化炉で生成されたガス化ガスが第１ガスであり、前記第２ガス化炉で生成されたガス化ガスが第２ガスであることを特徴とする請求項１に記載のガス化ガス生成装置。
【請求項３】
ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、導入されたガス化ガスを９００℃〜１５００℃で改質する改質炉とを用いたガス化ガス生成方法であって、
前記ガス化炉にガス化原料が導入された時点から所定時間が経過するまでに生成されたガス化ガスである第１ガスを前記改質炉に導入し、
前記ガス化炉において前記所定時間が経過した後に生成されたガス化ガスである第２ガスと前記改質炉で改質された第１ガスとを合流させることを特徴とするガス化ガス生成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１１１８４７（Ｐ２０１２−１１１８４７Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６１９２６（Ｐ２０１０−２６１９２６）
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
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