JP2012036316A - バイオマスガス化ガス精製システム及び方法、メタノール製造システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バイオマスをバイオマスガス化炉によりガス化して得られたバイオマスガス化ガス(含むタール成分)13中の煤塵を除塵する除塵装置14と、除塵されたバイオマスガス化ガス13中の硫黄酸化物成分を除去する脱硫装置15と、脱硫後のバイオマスガス化ガス13中のタール成分を改質するプレリフォーミング反応器16と、プレリフォーミング反応器16の前流側に水蒸気17を供給する水蒸気供給手段18と、前記脱硫装置15の前流側で天然ガス19を供給する天然ガス供給手段20とを有する。
【選択図】図1
Description
従来のバイオマスガス化ガスのガス精製装置は、バイオマスを一時的に貯留しており、該ガス精製装置内に、冷却器を通過した冷却生成ガスを通過させ、ここで冷却生成ガス中に含まれるタール成分を吸着させ、精製ガスとし、タールを吸着したタール吸着バイオマスを搬送手段により、バイオマス供給手段に搬送するようにしている。
(2)式はシフト反応と呼ばれる、(3)式と(4)式を合成したものである。
CO+H2O→CO2+H2…(2)
CO+3H2→CH4+H2O…(3)
CO2+4H2→CH4+2H2O…(4)
図1に示すように、バイオマスガス化ガス精製システム10は、バイオマスをバイオマスガス化炉によりガス化して得られたバイオマスガス化ガス(含むタール成分)13中の煤塵を除塵する除塵装置(サイクロン、スクラバ等)14と、除塵されたバイオマスガス化ガス13中の硫黄酸化物成分を除去する脱硫装置15と、脱硫後のバイオマスガス化ガス13中のタール成分を改質するプレリフォーミング反応器16と、プレリフォーミング反応器16の前流側に水蒸気17を供給する水蒸気供給手段18と、前記脱硫装置15の前流側で天然ガス(主成分:メタン)19を供給する天然ガス供給手段20とを有するものである。なお、図中、符号21は合成ガス、22は制御装置(CPU)、23は天然ガスの導入量を調整する調整弁、TINは、プレリフォーミング反応器16の入口側温度を計測する入口温度計、TOUTは、プレリフォーミング反応器16の出口側温度を計測する出口温度計、T1は、触媒層温度を計測する触媒層温度計、A〜Eは計測点を図示する。
CO+3H2→CH4+H2O …(3)
表1に示すように、原料ガス中の水蒸気(H2O)と原料ガス中の炭化水素の炭素量の比であるS/C=3の条件においては、各成分から水蒸気量の供給量(44.5kgmol/h)と天然ガス(主成分:メタン)の供給量(11.3kgmol/h)を求め、水蒸気17を水蒸気供給手段18により、天然ガス19を天然ガス供給手段20により供給する。
なお、表中、C2+は天然ガス中に含まれる例えばエタン、プロパン、ブタン等の炭化水素成分の合計を示している。
しかしながら、この場合には、従来よりもガス改質は進行するものの、水蒸気投入量が大きくなるので、システム効率が悪いものとなり好ましくない。
また、それぞれの表1〜3に対応するのが図2中の黒三角のプロット(表1)、黒丸のプロット(表2)、黒四角のプロット(表3)である。
平衡定数(Kp)=([CH4]×[H2O])/([CO]×[H2]3)…(5)
なお、[]は、ガス成分の分圧を示す。
図3に示すように、メタノール製造システム30Aは、バイオマス11をガス化するバイオマスガス化炉12と、ガス化して得られたバイオマスガス化ガス(含むタール成分)13中の煤塵を除塵する除塵装置14と、除塵されたバイオマスガス化ガス13中の硫黄酸化物成分を除去する脱硫装置15と、脱硫後のバイオマスガス化ガス13中のタール成分を改質するプレリフォーミング反応器16と、プレリフォーミング反応器16の前流側に水蒸気17を供給する水蒸気供給手段18と、前記脱硫装置15の前流側で天然ガス19を供給する天然ガス供給手段20と、プレリフォーミング後のバイオマスガス化ガスの合成ガス21を昇圧する昇圧装置31と、昇圧後の昇圧ガス32を用いて、メタノール33を合成するメタノール合成装置34とを有するものである。
なお、図1に示す実施例1のバイオマスガス化ガス精製システム10は、除塵装置14からプレリフォーミング反応器16までの構成である。
本実施例によれば、バイオマスガス化ガス精製システム10でのバイオマスガス化ガス13中のタール成分を改質する際に、天然ガス19を導入して安定して改質することができるので、タール成分が除去されたガスは、メタノール合成触媒を劣化させることなくなく、安定したメタノール合成を行うことができる。
11 バイオマス
12 バイオマスガス化炉
13 バイオマスガス化ガス(含むタール成分)
14 除塵装置
15 脱硫装置
16 プレリフォーミング反応器
17 水蒸気
19 天然ガス
Claims (10)
- バイオマスをバイオマスガス化炉によりガス化して得られたバイオマスガス化ガス中の煤塵を除塵する除塵装置と、
除塵されたバイオマスガス化ガス中の硫黄酸化物成分を除去する脱硫装置と、
脱硫後のバイオマスガス化ガス中のタール成分を改質するプレリフォーミング反応器と、
前記脱硫装置又は前記プレリフォーミング反応器の前流側で天然ガスを供給する天然ガス供給手段とを有することを特徴とするバイオマスガス化ガス精製システム。 - バイオマスをバイオマスガス化炉によりガス化して得られたバイオマスガス化ガス中の煤塵を除塵する除塵装置と、
除塵されたバイオマスガス化ガス中の硫黄酸化物成分を除去する脱硫装置と、
脱硫後のバイオマスガス化ガス中のタール成分を改質するプレリフォーミング反応器と、プレリフォーミング反応器の前流側に水蒸気を供給する水蒸気供給手段とを有することを特徴とするバイオマスガス化ガス精製システム。 - バイオマスをバイオマスガス化炉によりガス化して得られたバイオマスガス化ガス中の煤塵を除塵する除塵装置と、
除塵されたバイオマスガス化ガス中の硫黄酸化物成分を除去する脱硫装置と、
脱硫後のバイオマスガス化ガス中のタール成分を改質するプレリフォーミング反応器と、プレリフォーミング反応器の前流側に水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、
前記脱硫装置又は前記プレリフォーミング反応器の前流側で天然ガスを供給する天然ガス供給手段とを有することを特徴とするバイオマスガス化ガス精製システム。 - 請求項1乃至3のいずれか一つのバイオマスガス化ガス精製システムと、
プレリフォーミング後のバイオマスガス化ガスを昇圧する昇圧装置と、
昇圧後の昇圧ガスを用いて、メタノールを合成するメタノール合成装置とを有することを特徴とするメタノール製造システム。 - 請求項4において、
前記昇圧後の昇圧ガスを改質する改質反応器を有することを特徴とするメタノール製造システム。 - バイオマスをバイオマスガス化炉によりガス化して得られたバイオマスガス化ガス中の煤塵を除塵し、
除塵されたバイオマスガス化ガス中の硫黄酸化物成分を脱硫し、
脱硫後のバイオマスガス化ガス中のタール成分をプレリフォーミング反応器により改質する際、プレリフォーミング反応器に天然ガスを供給することを特徴とするバイオマスガス化ガス精製方法。 - バイオマスをバイオマスガス化炉によりガス化して得られたバイオマスガス化ガス中の煤塵を除塵し、
除塵されたバイオマスガス化ガス中の硫黄酸化物成分を脱硫し、
脱硫後のバイオマスガス化ガス中のタール成分を水蒸気を供給しつつプレリフォーミング反応器により改質することを特徴とするバイオマスガス化ガス精製方法。 - バイオマスをバイオマスガス化炉によりガス化して得られたバイオマスガス化ガス中の煤塵し、
除塵されたバイオマスガス化ガス中の硫黄酸化物成分を脱硫し、
脱硫後のバイオマスガス化ガス中のタール成分を、水蒸気を供給しつつプレリフォーミング反応器により改質する際、プレリフォーミング反応器に天然ガスを供給することを特徴とするバイオマスガス化ガス精製方法。 - 請求項6乃至8のいずれか一つのバイオマスガス化ガス精製方法によりバイオマスガス化ガスを精製し、
プレリフォーミング後のバイオマスガス化ガスを昇圧し、
昇圧後の昇圧ガスを用いて、メタノールを合成することを特徴とするメタノール製造方法。 - 請求項9において、
前記昇圧後の合成ガスを改質することを特徴とするメタノール製造方法。
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