JP2006348155A - ガス改質装置及びガス改質方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ガス改質装置27は、被熱分解物としてのバイオマスの熱分解によって得られる熱分解ガスを改質するガス改質炉12を備えている。前記ガス改質炉12には、前記熱分解ガスを改質する第1改質剤及び第2改質剤を該ガス改質炉12内にそれぞれ供給する第1供給管21及び第2供給管24がそれぞれ接続され、前記ガス改質炉12内における第2供給管24内には、第2改質剤の改質機能を向上させる触媒が担持されたハニカム構造体30が設けられている。
【選択図】 図3
Description
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記ガス改質炉内には、前記触媒を前記熱分解ガスから保護する触媒保護部材が設けられ、該触媒保護部材は、前記熱分解ガスが前記触媒よりも前記ガス改質炉内における熱分解ガスの流動方向の上流側から前記触媒に接触することを規制するように設けられたことを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記改質剤供給管は前記ガス改質炉内に先端部が挿入されると共に、その先端部内に前記触媒が配置されており、前記改質剤は前記改質剤供給管を介して前記ガス改質炉内に加圧供給されることを要旨とする。
以下、本発明をガス化発電システムに備えられたガス改質装置に具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
(1)前記ガス改質炉12内において、前記熱分解ガスには、前記第2改質剤から発生するヒドロキシラジカルが噴霧されるため、該熱分解ガス中のタールが該ヒドロキシラジカルの強酸化作用により、従来よりも低い800℃程度の温度(従来は1000℃〜1200℃の高温)で改質(除去)することができる。このため、前記ガス改質炉12の熱による劣化を従来よりも抑制することができるとともに、該ガス改質炉12に与える熱エネルギーを従来よりも少なくすることができる。さらに、従来よりも低い温度で前記熱分解ガスを改質することができるため、該熱分解ガスの膨張量が従来よりも小さくなり、前記ガス改質炉12の容積を小さくすることができる。すなわち、前記ガス改質炉12の小型化に寄与することができる。
次に、本発明の第2実施形態について前記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図3に示すように、この第2実施形態のガス改質装置27は、ガス改質炉12内に挿入された前記第2供給管24(触媒保護部材)の先端部内における前記第2噴射口24aの近傍に、前記熱分解ガスに対する前記第2改質剤の改質機能を向上するための触媒が担持されたハニカム構造体30が設けられている。前記触媒としては、TiO2、CoO、Co(OH)2、CdO、Cd(OH)2、ZnO、Zn(OH)2、PbO、Pb(OH)2、NiO、Ni(OH)2、InO、In(OH)2、Pt8O4、Pt(OH)2等が用いられる。
(4)前記触媒によって前記第2改質剤から効率よくヒドロキシラジカルを発生させることができるため、前記第2改質剤による前記熱分解ガス中のタールの改質(分解除去)機能が向上され、前記ガス改質炉12内の熱分解ガス中のタールを前記第1実施形態よりも低い温度で改質(分解除去)することができる。
次に、本発明の第3実施形態について前記第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図4に示すように、この第3実施形態のガス改質装置27は、ガス改質炉12内に挿入された前記第2供給管24の先端部内における前記第2噴射口24aの近傍に電極棒40が配設されている。前記電極棒40は、前記第2供給管24の内面と接触しないように、図示しない絶縁部材によって支持されており、電源41と電気的に接続されている。ガス改質炉12内に挿入された前記第2供給管24の先端部内面は、光触媒(TiO2)42によりコーティングされている。そして、前記電源41により前記電極棒40に通電を行うと、該電極棒40から前記第2供給管24の先端部内面(光触媒42)に放電されるようになっている。
(7)前記光触媒42は、触媒反応によって第2改質剤を分解してヒドロキシラジカルを効率よく発生させるため、光触媒42自体は劣化することがない。このため、前記光触媒42のメンテナンスを行う必要がないので、該メンテナンスの手間を省くことができる。
なお、前記各実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記ガス改質炉12内の温度は、前記第2改質剤が分解されてヒドロキシラジカルを発生することができる温度であれば、800℃よりも低い温度に設定してもよい。
・前記ガス改質炉12内において、前記第1噴射口21aを前記第2噴射口24aよりも前記熱分解ガスの流動方向の下流側に位置するように構成してもよい。
・図5に示すように、前記ガス改質炉12内において、第1噴射口21a及び第2噴射口24aよりも前記熱分解ガスの流動方向の下流側に、前記熱分解ガスの流れを乱流にする複数の乱流部材50をランダムに配設してもよい。このようにすれば、前記乱流部材50が障害となって前記熱分解ガスの流れが乱流になることで、前記熱分解ガスと、第1改質剤及び第2改質剤とを好適に混ざり合わせることができるため、熱分解ガスの改質を促進させることができる。
Claims (5)
- 被熱分解物の熱分解によって得られる熱分解ガスを改質するガス改質炉を備え、
該ガス改質炉には、前記熱分解ガスを改質する改質剤を前記ガス改質炉内に供給する改質剤供給管が接続されるとともに、前記ガス改質炉内における前記改質剤の改質機能を向上させる触媒を内装したことを特徴とするガス改質装置。 - 前記ガス改質炉内には、前記触媒を前記熱分解ガスから保護する触媒保護部材が設けられ、該触媒保護部材は、前記熱分解ガスが前記触媒よりも前記ガス改質炉内における熱分解ガスの流動方向の上流側から前記触媒に接触することを規制するように設けられたことを特徴とする請求項1に記載のガス改質装置。
- 前記改質剤供給管は前記ガス改質炉内に先端部が挿入されると共に、その先端部内に前記触媒が配置されており、前記改質剤は前記改質剤供給管を介して前記ガス改質炉内に加圧供給されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガス改質装置。
- 前記ガス改質炉内における前記改質剤供給管の先端は、前記熱分解ガスの流動方向の下流側に向かって開口していることを特徴とする請求項3に記載のガス改質方法。
- 被熱分解物の熱分解によって得られる熱分解ガスを改質剤によって改質するガス改質方法であって、
前記熱分解ガスを改質する際に、触媒によって改質剤の改質機能を向上させた後、その改質機能が向上された改質剤を前記熱分解ガスと混合することを特徴とするガス改質方法。
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