中村至高 (〒10 東京都江東区豊洲三丁目1番1号株式会社IHI内 Tokyo, 13587, JP)
MATSUZAWA, Yoshiaki (1-1 Toyosu 3-chome, Koto-k, Tokyo 10, 13587, JP)
株式会社IHI (〒10 東京都江東区豊洲三丁目1番1号 Tokyo, 13587, JP)
NAKAMURA, Shiko (1-1 Toyosu 3-chome, Koto-k, Tokyo 10, 13587, JP)
中村至高 (〒10 東京都江東区豊洲三丁目1番1号株式会社IHI内 Tokyo, 13587, JP)
| 燃料をガス化炉でガス化剤によってガス化してガス化ガスを生成し、該ガス化ガスを改質炉へ導入し、該改質炉で前記ガス化ガスに含まれるタール分を改質させるガス化設備のタール改質方法であって、 前記ガス化炉で生成されたタールを含むガス化ガスを、セラミックス熱交換器で改質炉から出る改質後のガス化ガスと熱交換させ、昇温させて改質炉へ導入することを特徴とするガス化設備のタール改質方法。 |
| 前記ガス化炉へ供給される燃料の一部を燃焼炉で燃焼させ、該燃焼排ガスを前記改質炉内に配設したセラミックスチューブ内に供給し、該改質炉内のガス化ガスを昇温させることにより、該ガス化ガスに含まれるタール分を改質させる請求項1記載のガス化設備のタール改質方法。 |
| 前記燃焼炉用の空気を、金属熱交換器及びセラミックス熱交換器で前記改質炉内に配設したセラミックスチューブ内から出る燃焼排ガスと熱交換させ、昇温させて燃焼炉へ導入しつつ、前記改質炉内に配設したセラミックスチューブ内から出る燃焼排ガスを温度低下させて排出する請求項2記載のガス化設備のタール改質方法。 |
| 燃料をガス化炉でガス化剤によってガス化してガス化ガスを生成し、該ガス化ガスを改質炉へ導入し、該改質炉で前記ガス化ガスに含まれるタール分を改質させるガス化設備のタール改質装置であって、 前記ガス化炉で生成されたタールを含むガス化ガスを前記改質炉から出る改質後のガス化ガスと熱交換させ、昇温させて改質炉へ導入するセラミックス熱交換器を備えたことを特徴とするガス化設備のタール改質装置。 |
| 前記ガス化炉へ供給される燃料の一部を燃焼させる燃焼炉と、 前記改質炉内に配設され、前記燃焼炉で燃焼させた燃焼排ガスが供給され、前記改質炉内のガス化ガスを昇温させることにより、該ガス化ガスに含まれるタール分を改質させるセラミックスチューブを備えた請求項4記載のガス化設備のタール改質装置。 |
| 前記燃焼炉用の空気を、前記改質炉内に配設したセラミックスチューブ内から出る燃焼排ガスと熱交換させ、昇温させて燃焼炉へ導入しつつ、前記改質炉内に配設したセラミックスチューブ内から出る燃焼排ガスを温度低下させて排出する金属熱交換器及びセラミックス熱交換器を備えた請求項5記載のガス化設備のタール改質装置。 |
本発明は、ガス化設備のタール改質方法 び装置に関するものである。
従来より燃料として、石炭、バイオマス 廃プラスチック、或いは各種の含水廃棄物 の固体燃料を用い、ガス化ガスを生成する 料ガス化設備の開発が進められている。
一般に、ガス化炉において低温(600~900℃) 前記固体燃料のガス化を行った場合、生成 るガス化ガス中にはタールが含まれており 該タールを含むガス化ガスは温度を下げて くとタールが凝縮してミスト化するため、 ス化ガスを化学合成原料等に利用する際に 、下流側の精製プロセスや化学合成プロセ において、タールによる配管閉塞や機器類 トラブル、タール付着による合成触媒の被 等といった問題が引き起こされる。
前記ガス化ガス中に含まれるタール分を 去する技術としては、従来、高温でのター 改質がある。これは、図1に示される如く、 ガス化炉1において、燃料をガス化剤(水蒸気 空気、酸素等)によってガス化してガス化ガ スを生成し、該ガス化ガスを改質炉2へ導入 、該改質炉2において、前記ガス化ガスに酸 や空気を付加して燃焼させることで温度を1 100~1500℃程度に上げると同時にタール分を酸 改質・水蒸気改質させるという技術である
尚、蓄熱体及び支燃ガスを用いることによ
、タール分を含む燃料ガスを1100℃以上の高
温まで昇温させ、タール分を熱分解して除去
する一般的技術水準を示すものとしては、例
えば、特許文献1がある。
しかしながら、前述の如く、改質炉2にお いてガス化ガスに酸素や空気を付加して燃焼 させることで温度を1100~1500℃程度に上げると 同時にタール分を改質させるのでは、その反 応温度まで温度を上昇させるためにガス化ガ スを多量に燃焼させなければならず、製品と なるガス化ガスの発熱量が大きく低下してし まうという欠点を有していた。
本発明は、斯かる実情に鑑み、非常に少 い酸素量・燃焼量でガス化ガスの温度を上 、該ガス化ガスの発熱量の低下を最小限に えつつタール改質を行うことができ、ター による下流側機器のトラブルを回避し得、 つ低温でのガス化ガスの金属熱交換器によ 熱回収を行うこともでき、熱エネルギーを 駄なく有効活用し得るガス化設備のタール 質方法及び装置を提供しようとするもので る。
本発明は、燃料をガス化炉でガス化剤によ
てガス化してガス化ガスを生成し、該ガス
ガスを改質炉へ導入し、該改質炉で前記ガ
化ガスに含まれるタール分を改質させるガ
化設備のタール改質方法であって、
前記ガス化炉で生成されたタールを含む
ス化ガスを、セラミックス熱交換器で改質
から出る改質後のガス化ガスと熱交換させ
昇温させて改質炉へ導入することを特徴と
るガス化設備のタール改質方法にかかるも
である。
本発明のガス化設備のタール改質方法の うに、前記ガス化炉で生成されたタールを むガス化ガスを、セラミックス熱交換器で 質炉から出る改質後のガス化ガスと熱交換 せ、昇温させて改質炉へ導入すると、ター 分を改質させる反応温度まで温度を上昇さ るためにガス化ガスを多量に燃焼させなく 済み、改質炉へ投入する酸素量が抑えられ 製品となるガス化ガスの発熱量が大きく低 せず、タールによる下流側機器のトラブル 避けられると共に、低温でのガス化ガスの 属熱交換器による熱回収を行うことも可能 なり、熱エネルギーの無駄も少なくなる。
前記ガス化設備のタール改質方法におい は、前記ガス化炉へ供給される燃料の一部 燃焼炉で燃焼させ、該燃焼排ガスを前記改 炉内に配設したセラミックスチューブ内に 給し、該改質炉内のガス化ガスを昇温させ ことにより、該ガス化ガスに含まれるター 分を改質させることが、ガス化ガスを全く 焼させずに且つガス化ガスを燃焼排ガスで 釈してしまうことを避ける上で好ましい。
又、前記ガス化設備のタール改質方法に いては、前記燃焼炉用の空気を、金属熱交 器及びセラミックス熱交換器で前記改質炉 に配設したセラミックスチューブ内から出 燃焼排ガスと熱交換させ、昇温させて燃焼 へ導入しつつ、前記改質炉内に配設したセ ミックスチューブ内から出る燃焼排ガスを 度低下させて排出することが、効率をより める上で好ましい。
一方、本発明は、燃料をガス化炉でガス化
によってガス化してガス化ガスを生成し、
ガス化ガスを改質炉へ導入し、該改質炉で
記ガス化ガスに含まれるタール分を改質さ
るガス化設備のタール改質装置であって、
前記ガス化炉で生成されたタールを含む
ス化ガスを前記改質炉から出る改質後のガ
化ガスと熱交換させ、昇温させて改質炉へ
入するセラミックス熱交換器を備えたこと
特徴とするガス化設備のタール改質装置に
かるものである。
本発明のガス化設備のタール改質装置の うに、前記ガス化炉で生成されたタールを むガス化ガスを前記改質炉から出る改質後 ガス化ガスと熱交換させ、昇温させて改質 へ導入するセラミックス熱交換器を備える 、タール分を改質させる反応温度まで温度 上昇させるためにガス化ガスを多量に燃焼 せなくて済み、改質炉へ投入する酸素量が えられ、製品となるガス化ガスの発熱量が きく低下せず、タールによる下流側機器の ラブルが避けられると共に、低温でのガス ガスの金属熱交換器による熱回収を行うこ も可能となり、熱エネルギーの無駄も少な なる。
前記ガス化設備のタール改質装置において
、前記ガス化炉へ供給される燃料の一部を
焼させる燃焼炉と、
前記改質炉内に配設され、前記燃焼炉で
焼させた燃焼排ガスが供給され、前記改質
内のガス化ガスを昇温させることにより、
ガス化ガスに含まれるタール分を改質させ
セラミックスチューブを備えることが、ガ
化ガスを全く燃焼させずに且つガス化ガス
燃焼排ガスで希釈してしまうことを避ける
で好ましい。
又、前記ガス化設備のタール改質装置に いては、前記燃焼炉用の空気を、前記改質 内に配設したセラミックスチューブ内から る燃焼排ガスと熱交換させ、昇温させて燃 炉へ導入しつつ、前記改質炉内に配設した ラミックスチューブ内から出る燃焼排ガス 温度低下させて排出する金属熱交換器及び ラミックス熱交換器を備えることが、効率 より高める上で好ましい。
本発明のガス化設備のタール改質方法及 装置によれば、非常に少ない酸素量・燃焼 でガス化ガスの温度を上げ、該ガス化ガス 発熱量の低下を最小限に抑えつつタール改 を行うことができ、タールによる下流側機 のトラブルを回避し得、且つ低温でのガス ガスの金属熱交換器による熱回収を行うこ もでき、熱エネルギーを無駄なく有効活用 得る。
又、本発明のガス化設備のタール改質方 において、ガス化炉へ供給される燃料の一 を燃焼炉で燃焼させ、該燃焼排ガスを前記 質炉内に配設したセラミックスチューブ内 供給し、該改質炉内のガス化ガスを昇温さ ることにより、該ガス化ガスに含まれるタ ル分を改質させることにより、ガス化ガス 全く燃焼させずに且つガス化ガスを燃焼排 スで希釈してしまうことなくガス化ガスの 度を上げ、該ガス化ガスの発熱量の低下を り確実に抑えつつタール改質を行うことが きる。本発明のガス化設備のタール改質装 において、燃焼炉で燃焼させた燃焼排ガス 供給され、前記改質炉内のガス化ガスを昇 させることにより、該ガス化ガスに含まれ タール分を改質させるセラミックスチュー を備えるようにすれば、ガス化ガスを全く 焼させずに且つガス化ガスを燃焼排ガスで 釈してしまうことなくガス化ガスの温度を げ、該ガス化ガスの発熱量の低下をより確 に抑えつつタール改質を行うことができる
更に又、本発明のガス化設備のタール改 方法において、前記燃焼炉用の空気を、金 熱交換器及びセラミックス熱交換器で前記 質炉内に配設したセラミックスチューブ内 ら出る燃焼排ガスと熱交換させ、昇温させ 燃焼炉へ導入しつつ、前記改質炉内に配設 たセラミックスチューブ内から出る燃焼排 スを温度低下させて排出することにより効 を高めることができる。本発明のガス化設 のタール改質装置において、前記燃焼炉用 空気を、前記改質炉内に配設したセラミッ スチューブ内から出る燃焼排ガスと熱交換 せ、昇温させて燃焼炉へ導入しつつ、前記 質炉内に配設したセラミックスチューブ内 ら出る燃焼排ガスを温度低下させて排出す 金属熱交換器及びセラミックス熱交換器を えるようにすれば、効率をより高めること できる。
1 ガス化炉
2 改質炉
3 セラミックス熱交換器
3a シェル
3b セラミックスチューブ
3c バッフルプレート
4 燃焼炉
5 セラミックスチューブ
6 金属熱交換器
7 セラミックス熱交換器
以下、本発明の実施例を図面を参照して 明する。
図2は本発明の実施例であって、図中、図 1と同一の符号を付した部分は同一物を表わ ており、基本的な構成は図1に示す従来のも と同様であるが、本実施例の特徴とすると ろは、図2に示す如く、ガス化炉1で生成さ たタールを含むガス化ガス(600~900℃)を改質 2から出る改質後のガス化ガス(1100~1500℃)と 交換させ、昇温させて改質炉2へ導入するセ ミックス熱交換器3を備えた点にある。
前記セラミックス熱交換器3は、図3に示 如く、シェル3a内に、多数のセラミックスチ ューブ3bを配設すると共に、バッフルプレー 3cを配設してなる、いわゆるシェル・アン ・チューブ式の熱交換器であって、前記ガ 化炉1(図2参照)で生成されたタールを含むガ 化ガスを前記シェル3a内に流通させつつ、 記改質炉2(図2参照)から出る改質後のガス化 スをセラミックスチューブ3b内に流通させ ことにより、前記ガス化炉1で生成されたタ ルを含むガス化ガスを昇温させて前記改質 2へ導入する一方、前記改質炉2から出る改 後のガス化ガスを温度低下(700~1000℃)させて 流側の精製プロセスや化学合成プロセスに 給するようになっており、およそ80%程度の い熱交換効率が得られるものである。
次に、上記実施例の作用を説明する。
燃料がガス化炉1でガス化剤によってガス 化されてガス化ガスが生成され、該ガス化炉 1で生成されたタールを含むガス化ガスは、 ラミックス熱交換器3で改質炉2から出る改質 後のガス化ガスと熱交換され、昇温して改質 炉2へ導入される。
前記改質炉2においては、前記ガス化ガス が酸素(又は空気)と混合され、該ガス化ガス 一部が燃焼すると同時にタール分の酸化改 ・水蒸気改質反応が進行する。
前記改質炉2から出る改質後のガス化ガス は、その後、再び前記セラミックス熱交換器 3に導かれ、該セラミックス熱交換器3におい 前記ガス化炉1で生成されたタールを含むガ ス化ガスと熱交換し、温度低下されて下流側 の精製プロセスや化学合成プロセスに導かれ る。
この結果、タール分を改質させる反応温 まで温度を上昇させるためにガス化ガスを 量に燃焼させなくて済み、改質炉へ投入す 酸素量が抑えられ、製品となるガス化ガス 発熱量を大きく低下させずに、タールによ 下流側機器のトラブルが避けられると共に 低温でのガス化ガスの金属熱交換器(特に図 示していないが、下流側の精製プロセスや化 学合成プロセスへ通じるライン途中に設ける ことができる)による熱回収を行うことも可 となり、熱エネルギーの無駄も少なくなる 又、酸素量を変化させることで改質炉2の温 をコントロールすることが可能で、温度制 も容易に行える。
因みに、図4はガス化ガスに対する酸素投 入量の比率と改質炉2出口温度との関係を、 ラミックス熱交換器3を設けた場合(本発明) 、セラミックス熱交換器3を設けていない場 (従来)とで対比した比較線図であって、こ 図から明らかなように、例えば、従来のよ にセラミックス熱交換器3を設けていない場 、ガス化ガスの改質炉2出口温度をおよそ120 0℃まで上げるのにガス化ガスの約20%の酸素 必要であったが、本発明の実施例のように ラミックス熱交換器3を設けた場合、酸素投 量を約半分の10%に減らせることが確認され 。
こうして、非常に少ない酸素量・燃焼量 ガス化ガスの温度を上げ、該ガス化ガスの 熱量の低下を最小限に抑えつつタール改質 行うことができ、タールによる下流側機器 トラブルを回避し得、且つ低温でのガス化 スの金属熱交換器による熱回収を行うこと でき、熱エネルギーを無駄なく有効活用し る。
図5は本発明の他の実施例であって、図中、
図2と同一の符号を付した部分は同一物を表
しており、基本的な構成は図2に示すものと
様であるが、本実施例の特徴とするところ
、図5に示す如く、前記ガス化炉1へ供給さ
る燃料の一部を燃焼させる燃焼炉4と、
前記改質炉2内に配設され、前記燃焼炉4で
燃焼させた燃焼排ガスが供給され、前記改質
炉2内のガス化ガスを昇温させることにより
該ガス化ガスに含まれるタール分を改質さ
るセラミックスチューブ5と、
前記燃焼炉4用の空気を、前記改質炉2内に
配設したセラミックスチューブ5内から出る
焼排ガスと熱交換させ、昇温させて燃焼炉4
導入しつつ、前記改質炉2内に配設したセラ
ミックスチューブ5内から出る燃焼排ガスを
度低下させて排出する金属熱交換器6(800~900
以下の低温域)及びセラミックス熱交換器7(80
0~900℃以上の高温域)と
を備えた点にある。
図5に示す例では、燃料がガス化炉1でガ 化剤によってガス化されてガス化ガスが生 され、該ガス化炉1で生成されたタールを含 ガス化ガスは、セラミックス熱交換器3で改 質炉2から出る改質後のガス化ガスと熱交換 れ、昇温して改質炉2へ導入される一方、金 熱交換器6及びセラミックス熱交換器7を通 して昇温された空気が燃焼炉4へ導かれ、該 焼炉4でガス化炉1へ供給される燃料の一部 燃焼されてその燃焼排ガスが、前記改質炉2 に配設されたセラミックスチューブ5内へ供 給される。
これにより、前記改質炉2においては、前 記燃焼炉4で燃焼されて前記セラミックスチ ーブ5内へ供給される燃焼排ガスの熱により ガス化ガスを全く燃焼させずに且つガス化 スを燃焼排ガスで希釈してしまうことなく 温させることが可能となり、該ガス化ガス 含まれるタール分が改質され、該改質炉2か ら出る改質後のガス化ガスは、その後、再び 前記セラミックス熱交換器3に導かれ、該セ ミックス熱交換器3において前記ガス化炉1で 生成されたタールを含むガス化ガスと熱交換 し、温度低下されて下流側の精製プロセスや 化学合成プロセスに導かれる一方、前記改質 炉2内に配設したセラミックスチューブ5内か 出る燃焼排ガスは、前記セラミックス熱交 器7と金属熱交換器6とを順次通過し、前記 焼炉4用の空気と熱交換して温度低下し排出 れる。
この結果、図5に示す例では、ガス化ガス を全く燃焼させずに且つガス化ガスを燃焼排 ガスで希釈してしまうことなく、タール分を 改質させる反応温度まで温度を上昇させるこ とが可能となり、改質炉へ酸素(又は空気)を 入しなくて済み、製品となるガス化ガスの 熱量を大きく低下させずに、タールによる 流側機器のトラブルが避けられると共に、 温でのガス化ガスの金属熱交換器(特に図示 していないが、下流側の精製プロセスや化学 合成プロセスへ通じるライン途中に設けるこ とができる)による熱回収を行うことも可能 なり、熱エネルギーの無駄も少なくなる。 、前記燃焼炉4へ供給する燃料及び空気量を 化させることで改質炉2の温度をコントロー ルすることが可能で、温度制御も容易に行え る。
こうして、図5に示す例の場合、ガス化ガス
を全く燃焼させずに且つガス化ガスを燃焼排
ガスで希釈してしまうことなくガス化ガスの
温度を上げ、該ガス化ガスの発熱量の低下を
より確実に抑えつつタール改質を行うことが
でき、タールによる下流側機器のトラブルを
回避し得、且つ低温でのガス化ガスの金属熱
交換器6による熱回収を行うこともでき、熱
ネルギーを無駄なく有効活用し得る。
尚、本発明のガス化設備のタール改質方法
び装置は、上述の実施例にのみ限定される
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範
内において種々変更を加え得ることは勿論
ある。
Next Patent: RESIN VARNISH FOR SEMICONDUCTOR ELEMENT BONDING FILM FORMATION, SEMICONDUCTOR ELEMENT BONDING FILM, ...
