JP2012036317A - 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各々プレリフォーミング触媒を備えた第1乃至第3のプレリフォーミング反応器16A〜16Cと、第1乃至第3のプレリフォーミング反応器16A〜16C同士の間に介装され、改質ガスを冷却する第1及び第2の冷却器17A、17B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、タール吸着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。
CnH2n+2+nH2O→nCO+(3+2)H2…(1)
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10A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各々プレリフォーミング触媒を備えた第1乃至第3のプレリフォーミング反応器16A〜16Cと、第1乃至第3のプレリフォーミング反応器16A〜16C同士の間に介装され、改質ガスを冷却する第1及び第2の冷却器17A、17Bとを有するものである。なお、図中、符号18は合成ガス、20は水蒸気改質用の水蒸気、21は水蒸気供給手段、T1〜T6は温度計を図示する。
なお、プレリフォーミング反応器を複数としているのは、断熱型のプレリフォーミング触媒を備えたプレリフォーミング反応器の発熱量を考慮して、触媒の最適温度である例えば400〜550℃の間となる容量とするために、複数としている。
なお、水蒸気改質のための水蒸気量は、水蒸気とガス中炭素の量比S/C=3としている。
図2に示すように、バイオマスガス化ガス精製システム10B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第1乃至第3のプレリフォーミング反応器16A〜16Cと、前記バイオマスガス化ガス13の供給ラインL1から一部を分岐した分岐ラインL2に介装され、分岐されたバイオマスガス化ガス13を冷却する冷却器21と、冷却されたバイオマスガス化ガス13aを前記第1乃至第3のプレリフォーミング反応器16A〜16C同士の間に供給する供給ラインL3、L4とを有するものである。
図3に示すように、バイオマスガス化ガス精製システム10Cは、プレリフォーミング反応装置16内の触媒ゾーンを分割して複数の第1乃至第3の触媒部16a〜16cとし、各々の触媒部16a〜16cの間に冷却器23で冷却されたバイオマスガス化ガス13aを供給ラインL3、L4より供給している。これにより、第1乃至第3の触媒部16a〜16cの温度上昇が抑制され、プレリフォーミング触媒の耐熱温度以上とならず、メタネーション反応が進行せず、しかも触媒の劣化によるシンタリング等が発生せず、良好なタール改質を行うことができる。
図4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後のバイオマスガス化ガスの合成ガス18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乃至図3に示す実施例1及び2のバイオマスガス化ガス精製システム10A(10B、10C)は、除塵装置14からプレリフォーミング反応装置16までの構成である。なお、プレリフォーミング反応装置16は、実施例1及び2では、複数に分割されたプレリフォーミング反応器の集合体を図示し、各冷却手段や分岐ライン等は省略している。
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装置
16A〜16C 第1〜第3のプレリフォーミング反応器
16a〜16c 第1〜第3の触媒部
17 水蒸気
Claims (8)
- 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少なくとも2以上のプレリフォーミング反応器と、
前記プレリフォーミング反応器同士の間に介装され、改質ガスを冷却する冷却器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少なくとも2以上のプレリフォーミング反応器と、
前記バイオマスガス化ガスの一部を冷却する冷却器と、
冷却されたバイオマスガス化ガスを前記プレリフォーミング反応器同士の間に供給する供給ライン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又は2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3において、
前記昇圧後の合成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少なくとも2以上のプレリフォーミング反応器により改質し、
前記プレリフォーミング反応器同士の間に介装された冷却器により改質ガスを冷却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除去し、
脱硫後のバイオマスガス化ガス中のタール成分を少なくとも2以上のプレリフォーミング反応器により改質し、
前記バイオマスガス化ガスの一部を冷却し、該冷却されたバイオマスガス化ガスを前記プレリフォーミング反応器同士の間に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5又は6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7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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