JP7085524B2

JP7085524B2 - 改質ガス製造設備及び改質ガス製造方法

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Publication number: JP7085524B2
Application number: JP2019193581A
Authority: JP
Inventors: 淳佐藤; 岳洋橘田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2022-06-16
Anticipated expiration: 2039-10-24
Also published as: WO2021079878A1; JP2021066818A

Description

本開示は、改質ガス製造設備及び改質ガス製造方法に関する。

原料を部分燃焼ガス化し、生成したガス化ガスを改質した改質ガスを製造する設備において、ガス化ガスの改質反応が行われる改質炉から流出した改質ガスを冷却するために、改質炉の下流側に冷却装置を設けることがある。このような冷却装置として、サーモセレクト方式の急冷塔のように冷却水を多量に使用する装置を設けると、多量の排水が発生するため、排水処理のコストが増加するという課題がある。

一方、このような冷却装置として、改質炉から流出した改質ガスから熱回収を行うボイラを設けると、ボイラチューブの表面温度が低い領域において、改質ガス中のタール分が凝縮してボイラチューブの表面に濡れ面を形成し、その濡れ面に改質ガス中のダストが付着することで、ボイラ内を流れる改質ガスの流路が閉塞するといった課題がある。

これに対し、特許文献１には、改質ガスを製造する設備ではなく石炭からガス化ガスを製造する設備であるが、石炭をガス化するガス化炉の下流と、ガス化炉からのチャーを燃焼する燃焼炉の下流とのそれぞれに熱交換器ボイラを配置し、ガス化炉からのガス化ガスと、燃焼炉からの燃焼ガスとのそれぞれの冷却を行うことが記載されている。この構成によれば、熱交換器ボイラにおける熱交換条件を調節することにより、各熱交換器ボイラ内を流れるガス化ガス及び燃焼ガスの流路の閉塞を抑制でき、熱交換器ボイラであれば多量の排水が出ることもないので排水処理のコストの増加もない。

国際公開第２０１１／０４８７７９号明細書

しかしながら、特許文献１の設備において各熱交換器ボイラで各ガスから回収した熱を適切に利用しなければ、設備の運転コストの増加につながるといった問題点があった。

上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも１つの実施形態は、ガス化ガスの改質反応で使用される過熱蒸気を製造するための燃料の使用量を抑制できる改質ガス製造設備及び改質ガス製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係る改質ガス製造設備は、有機物を含む固体物質を部分燃焼してガス化ガスを生成するガス化装置と、前記ガス化ガスを改質して一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを少なくとも含む改質ガスを生成する改質装置と、燃料を燃焼する燃焼炉と、前記燃焼炉において前記燃料を燃焼することにより発生した第１燃焼排ガスの熱によって蒸気を発生する燃焼炉ボイラと、前記改質ガスと前記蒸気とを熱交換することにより前記蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成される熱交換装置と、前記ガス化装置への前記固体物質の供給量を調節する固体物質供給量調節装置と、前記熱交換装置から流出する前記改質ガスの温度を計測する改質ガス温度計測装置と、前記燃焼炉への前記燃料の供給量を計測する燃料供給量計測装置と、前記燃焼炉への前記燃料の供給量を調節する燃料供給量調節装置と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記改質ガス温度計測装置による計測値及び前記燃料供給量計測装置による計測値に基づいて、前記固体物質の供給量又は前記燃料の供給量の少なくとも一方を調節し、前記改質装置は、前記熱交換装置で生成された前記過熱蒸気を使用して前記ガス化ガスを改質する。また、本開示に係る改質ガス製造設備は、有機物を含む固体物質を部分燃焼してガス化ガスを生成するガス化装置と、前記ガス化ガスを改質して一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを少なくとも含む改質ガスを生成する改質装置と、燃料を燃焼する燃焼炉と、前記燃焼炉において前記燃料を燃焼することにより発生した第１燃焼排ガスの熱によって蒸気を発生する燃焼炉ボイラと、前記改質ガスと前記蒸気とを熱交換することにより前記蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成される熱交換装置であって、該熱交換装置内には、前記蒸気が流通する蒸気流通路と、前記改質ガスが流通する改質ガス流通路とが画定され、前記蒸気流通路内に水を供給するための少なくとも１つの水供給管を備える熱交換装置と、前記少なくとも１つの水供給管に設けられ、前記蒸気流通路内へ供給される前記水の供給量を調節するための水供給量調節装置と、前記蒸気が前記蒸気流通路を流れる方向において前記蒸気流通路内に前記水が供給される位置よりも下流側の前記蒸気の温度を計測するための蒸気温度計測装置と、制御装置とを備え、前記制御装置は、前記蒸気温度計測装置による計測値に基づいて、前記蒸気流通路内へ供給される前記水の供給量を調節し、前記改質装置は、前記熱交換装置で生成された前記過熱蒸気を使用して前記ガス化ガスを改質する。

また、本開示に係る改質ガス製造方法は、有機物を含む固体物質を部分燃焼してガス化ガスを生成するガス化ステップと、前記ガス化ガスを改質して一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを少なくとも含む改質ガスを生成する改質ステップと、燃料を燃焼する燃焼ステップと、前記燃焼ステップにおいて前記燃料を燃焼することにより発生した第１燃焼排ガスの熱によって蒸気を発生する蒸気発生ステップと、前記改質ガスと前記蒸気とを熱交換することにより前記蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成される過熱蒸気生成ステップと、前記改質ステップで生成した前記改質ガスの温度を計測するステップと、前記燃焼ステップにおける前記燃料の供給量を計測するステップと、前記改質ガスの温度の計測値及び前記燃料の供給量の計測値に基づいて、前記ガス化ステップにおける前記固体物質の供給量及び前記燃焼ステップにおける前記燃料の供給量の少なくとも一方を調節するステップとを含み、前記改質ステップにおいて、前記過熱蒸気を使用して前記ガス化ガスが改質される。また、本開示に係る改質ガス製造方法は、有機物を含む固体物質を部分燃焼してガス化ガスを生成するガス化ステップと、前記ガス化ガスを改質して一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを少なくとも含む改質ガスを生成する改質ステップと、燃料を燃焼する燃焼ステップと、前記燃焼ステップにおいて前記燃料を燃焼することにより発生した第１燃焼排ガスの熱によって蒸気を発生する蒸気発生ステップと、前記改質ガスと前記蒸気とを熱交換することにより前記蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成される過熱蒸気生成ステップと、前記改質ガスと前記蒸気とを熱交換することにより前記蒸気が過熱される間に、前記蒸気に水を供給するステップと、前記水が供給された後の前記蒸気の温度を計測するステップと、前記蒸気の温度の計測値に基づいて、前記蒸気に供給される前記水の供給量を調節するステップとを含み、前記改質ステップにおいて、前記過熱蒸気を使用して前記ガス化ガスが改質される。

本開示の改質ガス製造設備によれば、燃焼炉ボイラで発生させた蒸気を熱交換装置で過熱して過熱蒸気を生成することにより、燃焼炉ボイラにおいて過熱蒸気を生成する場合に比べて、燃焼炉において使用する燃料の使用量、すなわち、ガス化ガスの改質反応で使用される過熱蒸気を製造するための燃料の使用量を抑制することができる。

本開示の実施形態１に係る改質ガス製造設備の構成フロー図である。本開示の実施形態１に係る改質ガス製造設備の変形例の構成フロー図である。本開示の実施形態２に係る改質ガス製造設備の構成フロー図である。本開示の実施形態２に係る改質ガス製造設備の変形例の一部分の構成フロー図である。本開示の実施形態３に係る改質ガス製造設備の構成フロー図である。本開示の実施形態３に係る改質ガス製造設備の変形例の構成フロー図である。本開示の実施形態４に係る改質ガス製造設備の構成フロー図である。

以下、本開示の実施の形態による改質ガス製造設備について、図面に基づいて説明する。係る実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。

（実施形態１）
＜実施形態１に係る改質ガス製造設備の構成＞
図１に示されるように、本開示の実施形態１に係る改質ガス製造設備１は、有機物を含む固体物質を部分燃焼ガス化してガス化ガスを生成するガス化装置２と、ガス化ガスを改質して一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを少なくとも含む改質ガスを生成する改質装置３と、燃料を燃焼する燃焼炉４と、燃焼炉４において燃料を燃焼することにより発生した第１燃焼排ガスの熱によって蒸気を発生する燃焼炉ボイラ５と、改質ガスと蒸気とを熱交換することにより蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成される熱交換装置６とを備えている。

ガス化装置２、改質装置３、燃焼炉４、燃焼炉ボイラ５、熱交換装置６のそれぞれの構成は特に限定しないが、この実施形態１では、ガス化装置２は、流動床方式を採用し、炉底部から流動化ガスとして過熱蒸気と酸素の混合ガスを供給するように構成されている。改質装置３は、ガス化装置２で発生したガス化ガスの投入口、及び過熱蒸気と酸素との混合ガスの供給ノズルとを備えている。改質装置３の内部にスチームリフォーミング用の触媒が収容されるように構成されてもよい。また、熱交換装置６は、蒸気が流通する蒸気流通路が画定された蒸気流通管６ａと、蒸気流通管６ａの周囲に改質ガスが流通する改質ガス流通路を画定するシェル部６ｂとを備えている。尚、蒸気流通管６ａは１本でもよいし、複数本の蒸気流通管６ａが並列に配置されていてもよい。

改質ガス製造設備１で使用される固体物質は、有機物を含むものであれば特に限定しないが、例えば廃棄物（ごみ）やバイオマス等であってもよい。固体物質の体積が大きい場合、固体物質をそのままガス化装置２に供給すると、ガス化装置２において、固体物質のガス化効率が低減するだけでなく、流動不良が生じ安定運転の妨げになる。このため、ガス化装置２よりも上流側に、固体物質を細かく破砕するために破砕装置１１を設けることができる。これにより、固体物質を細かく破砕しない場合に比べて、ガス化装置２における固体物質のガス化効率を向上することができるとともに、ガス化装置２の安定運転が可能となる。

また、固体物質の水分含有量が大きい場合には、部分燃焼ガス化及び改質反応のためにより多くの酸素を供給する必要があり、改質ガスの成分のうち、二酸化炭素濃度が上昇し、一酸化炭素濃度が低下するため、改質ガスとしての品質が低下する。このため、ガス化装置２よりも上流側に、又は、破砕装置１１を設ける場合には、破砕装置１１とガス化装置２との間に、固体物質を乾燥するための乾燥装置１２を設けることができる。これにより、水分含有量を低下させた固体物質をガス化装置２に供給することができるので、乾燥しない固体物質をガス化する場合に比べて、改質ガスの品質を向上することができる。

乾燥装置１２の構成としては特に限定しないが、この実施形態１では、破砕された固体物質に熱風を曝す構成の乾燥装置１２を例にして説明する。この場合、改質ガス製造設備１には、第２燃料を燃焼させて発生した第２燃焼排ガスを熱風として乾燥装置１２に供給する熱風発生装置１３と、乾燥装置１２から流出した熱風を固気分離するサイクロン１４とが設けられている。サイクロン１４によって分離された気体成分が燃焼炉４に供給されるように、サイクロン１４と燃焼炉４とが連通されている。また、サイクロン１４によって分離された固体成分が、乾燥装置１２から流出する固体物質に供給されるように、サイクロン１４は、乾燥装置１２とガス化装置２とを接続するダクト（乃至コンベヤ）１５に連通している。

また、改質ガス製造設備１には、過熱蒸気と酸素との混合流体を生成するための混合器１７を設けてもよい。この場合、混合器１７は、ガス化装置２及び改質装置３のそれぞれに連通している。尚、混合器１７はガス化装置２及び改質装置３のそれぞれに対して個別に設置してもよい。さらに、熱交換装置６の下流側には、熱交換装置６において蒸気と熱交換した後に熱交換装置６から流出する改質ガスを精製するための改質ガス精製装置１６を設けてもよい。改質ガス精製装置１６の構成も特に限定しないが、改質ガス精製装置１６は、改質ガスから粒子状成分を捕集する集塵機や、一酸化炭素及び二酸化炭素並びに水素以外の成分を除去するための洗浄塔等を備えてもよい。

改質ガス精製装置１６は、改質ガスを貯留する改質ガスホルダ１８に連通している。改質ガスホルダ１８に改質ガスを貯留することで、改質ガスの組成のバラツキを緩和し、均質化する効果がある。改質ガスホルダ１８は、改質ガスを原料とする他のプラントである改質ガス消費プラントＰに改質ガス供給ライン２０を介して連通している。改質ガス供給ライン２０から分岐ライン２１が分岐し、分岐ライン２１の下流端は燃焼炉４に接続されている。すなわち、改質ガス精製装置１６から流出する改質ガスの一部が燃焼炉４に供給されるように構成されている。このため、燃焼炉４で燃焼される燃料は、石炭や天然ガス等の化石燃料と改質ガス製造設備１で製造された改質ガスの一部とを含んでいてもよい。燃焼炉ボイラ５の下流には、第１燃焼排ガスを処理する排ガス処理装置２２を設けてもよい。

＜実施形態１に係る改質ガス製造設備の動作＞
廃棄物やバイオマスのような固体物質が破砕装置１１によって細かく破砕され、破砕された固体物質が乾燥装置１２に供給される。熱風発生装置１３において第２燃料を燃焼させることにより発生した第２燃焼排ガスである熱風が乾燥装置１２に供給されることによって、固体物質が乾燥される。固体物質を乾燥した熱風には、塵等の固体成分が混入されているので、サイクロン１４によって熱風から固体成分を分離し、固体成分が分離された熱風は燃焼炉４に供給される。分離された固体成分は、ダクト（乃至コンベヤ）１５内に供給される。

乾燥装置１２において乾燥された固体成分は、ダクト（乃至コンベヤ）１５を介して、サイクロン１４によって分離された固体成分と共にガス化装置２に供給される。後述する動作で生成された過熱蒸気と酸素とが混合器１７内で混合され、その混合流体がガス化装置２に供給される。ガス化装置２内において固体成分は混合流体によって部分燃焼されてガス化し（部分燃焼ガス化反応）、ガス化ガスとしてガス化装置２から流出し、改質装置３に流入する。

改質装置３にも、混合器１７から混合流体が供給される。改質装置３内では、ガス化ガスが１０００℃以上の高温場において水性シフト反応によって改質され、一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを少なくとも含む改質ガスが生成する。触媒を用いてスチームリフォーミングする場合には、触媒の種類によって異なるが５００～１０００℃で改質する。改質装置３から流出した改質ガスは、熱交換装置６に流入する。

燃焼炉４には、化石燃料と、後述する動作で分岐ライン２１を流通する改質ガスと、空気とが供給され、化石燃料及び改質ガスが燃焼する。この燃焼により第１燃焼排ガスが発生し、燃焼炉ボイラ５に流入する。燃焼炉ボイラ５では、第１燃焼排ガスと、燃焼炉ボイラ５に供給された水とが熱交換することにより水が加熱されて蒸気が発生する。この蒸気は、熱交換装置６に流入する。一方、水と熱交換した第１燃焼排ガスは、排ガス処理装置２２で処理される。

熱交換装置６内では、蒸気が蒸気流通管６ａを流通するとともに、蒸気流通管６ａの周囲に形成された改質ガス流通路を改質ガスが流通する。この際に蒸気と改質ガスとが熱交換することにより蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成する。例えば、３２０℃の蒸気が過熱されて、５００℃の過熱蒸気が生成する。熱交換装置６すなわち蒸気流通管６ａから流出した過熱蒸気は、混合器１７に供給される。一方、熱交換装置６から流出した改質ガスは、改質ガス精製装置１６で精製された後、改質ガス供給ライン２０を介して改質ガス消費プラントＰに供給される。改質ガス供給ライン２０を流れる改質ガスの一部を、分岐ライン２１を介して燃焼炉４に供給することもできる。

このように、燃焼炉ボイラ５で発生させた蒸気を熱交換装置６で過熱して過熱蒸気を生成することにより、燃焼炉ボイラ５において過熱蒸気を生成する場合に比べて、燃焼炉４において使用する燃料の使用量、すなわち、ガス化ガスの改質反応で使用される過熱蒸気を製造するための燃料の使用量を抑制することができる。

実施形態１では、熱風発生装置１３で使用する第２燃料については具体的に説明しなかったが、燃焼炉４で使用する化石燃料と同じもの、又は異なる化石燃料を使用してもよい。また、改質ガス供給ライン２０又は分岐ライン２１から分岐される第２分岐ライン（図示せず）の下流端を熱風発生装置１３に接続し、第２燃料として改質ガスを使用してもよい。この形態によれば、熱風を発生させるために別途の化石燃料を用意する場合に比べて、改質ガス製造設備１の運転コストを低減することができる。

＜実施形態１に係る改質ガス製造設備の変形例の構成＞
図２に示されるように、実施形態１に係る改質ガス製造設備１において、ガス化装置２に供給される混合流体を生成するための混合器１７ａと、改質装置３に供給される混合流体を生成するための混合器１７ｂとが設けられてもよい。また、混合器１７ａ及び１７ｂのそれぞれに供給される酸素の流量を調節するための流量調節弁２６ａ及び２６ｂを設けてもよい。さらに、ガス化装置２から流出するガス化ガスの温度を計測するための温度センサ２８及び改質装置３から流出する改質ガスの温度を計測するための温度センサ２９を設けるとともに、流量調節弁２６ａ及び温度センサ２８に電気的に接続された制御装置２７ａ及び流量調節弁２６ｂ及び温度センサ２９に電気的に接続された制御装置２７ｂとを設けてもよい。

ガス化装置２への固体物質の供給量を調節する固体物質供給量調節装置２３と、熱交換装置６から流出する改質ガスの温度を計測する改質ガス温度計測装置である温度センサ２４と、燃焼炉４への改質ガスの供給量を計測するための燃料供給量計測装置である流量センサ２５と、燃焼炉４への改質ガスの供給量を調節するための燃料供給量調節装置である流量調節弁２６ｃと、制御装置２７ｃとを設けてもよい。固体物質供給量調節装置２３と、温度センサ２４と、流量センサ２５と、流量調節弁２６ｃとはそれぞれ、制御装置２７ｃと電気的に接続されている。その他の構成は図１の構成と同じである。

＜実施形態１に係る改質ガス製造設備の変形例の動作＞
本変形例に係る改質ガス製造設備１の動作は、実施形態１に係る改質ガス製造設備１の動作と基本的には同じである。以下では、前者において後者とは異なる動作についてのみ説明する。改質ガス製造設備１の動作中、ガス化装置２に関して、温度センサ２８による計測値が制御装置２７ａに伝送される。制御装置２７ａには、予め設定温度を設定しておき、制御装置２７ａは、温度センサ２８から伝送された計測値が設定温度より上か、下かを判定する。温度センサ２８の計測値が制御装置２７ａの設定温度より上の場合、制御装置２７ａは、流量調節弁２６ａの開度を下げる。流量調節弁２６ａの開度が下がると、ガス化装置２への酸素の供給量が低下するので、ガス化装置２の固体物質の燃焼量が下がり、ガス化装置２の温度が低下する。一方、温度センサ２８の計測値が制御装置２７ａの設定温度より下の場合、制御装置２７ａは、流量調節弁２６ａの開度を上げる。流量調節弁２６ａの開度が上がると、ガス化装置２への酸素の供給量が増加するので、ガス化装置２の固体物質の燃焼量が増加し、ガス化装置２の温度が上昇する。

また、改質装置３に関して、温度センサ２９による計測値が制御装置２７ｂに伝送される。制御装置２７ｂには、予め設定温度を設定しておき、制御装置２７ｂは、温度センサ２９から伝送された計測値が設定温度より上か、下かを判定する。温度センサ２９の計測値が制御装置２７ｂの設定温度より上の場合、制御装置２７ｂは、流量調節弁２６ｂの開度を下げる。流量調節弁２６ｂの開度が下がると、改質装置３への酸素の供給量が低下するので、改質装置３のガス化ガスの燃焼量が下がり、改質装置３の温度が低下する。一方、温度センサ２９の計測値が制御装置２７ｂの設定温度より下の場合、制御装置２７ｂは、流量調節弁２６ｂの開度を上げる。流量調節弁２６ｂの開度が上がると、改質装置３への酸素の供給量が増加するので、改質装置３のガス化ガスの燃焼量が増加し、改質装置３の温度が上昇する。

熱交換装置６に関して、温度センサ２４及び流量センサ２５のそれぞれによる計測値が制御装置２７ｃに伝送される。制御装置２７ｃには、温度センサ２４による計測値に関する下限値を予め設定しておき、制御装置２７ｃは、温度センサ２４から伝送された計測値が下限値以下か否かを判定する。ここで、予め設定される下限値は、熱交換装置６における改質ガスと蒸気との熱交換時に改質ガスからタールが析出しないようにできるための温度である。このような下限値の一例として４００℃とすることができるが、この温度に限定するものではない。

温度センサ２４から伝送された計測値が下限値を上回る限りは、現状の運転条件が維持される。一方、温度センサ２４から伝送された計測値が下限値以下となったら、制御装置２７ｃは、流量センサ２５から伝送された計測値が、燃焼炉４への改質ガスの供給可能上限値未満か否かを判定する。流量センサ２５から伝送された計測値が供給可能上限値未満の場合には、制御装置２７ｃは流量調節弁２６ｃの開度を増加する。流量調節弁２６ｃの開度を増加すると、燃焼炉４への改質ガスの供給量が増加するので、燃焼炉４で発生する第１燃焼排ガスの温度及び流量が増加する。そうすると、燃焼炉ボイラ５に供給される水の量に変化がなければ、燃焼炉ボイラ５で生成する蒸気の温度が上昇するので、熱交換装置６における改質ガスと蒸気との熱交換後の改質ガスの温度が上昇する。制御装置２７ｃは、温度センサ２４から伝送された計測値が下限値を上回るように、流量調節弁２６ｃの開度を調整する。

一方、流量センサ２５から伝送された計測値が供給可能上限値に達している場合には、燃焼炉４への改質ガスの供給量を増加させることができないので、制御装置２７ｃは、固体物質供給量調節装置２３を制御して、ガス化装置２への固体物質の供給量を増加する。ガス化装置２への固体物質の供給量を増加すると、改質装置３で生成する改質ガスの流量が上昇するので、熱交換装置６における改質ガスと蒸気との熱交換後の改質ガスの温度が上昇する。制御装置２７ｃは、温度センサ２４から伝送された計測値が下限値を上回るように、ガス化装置２への固体物質の供給量を調整する。

燃焼炉４への改質ガスの供給量の増加又はガス化装置２への固体物質の供給量の増加の少なくとも一方によって、熱交換装置６から流出する改質ガスの温度が上昇するので、熱交換装置６における改質ガスと蒸気との熱交換時に改質ガスからタールが析出するおそれを低減することができる。

このように、本変形例における改質ガス製造設備１によれば、燃焼炉ボイラ５から供給される蒸気の温度が十分高くなるようにすることにより、熱交換装置６において改質ガスが蒸気と熱交換することにより冷却されても、タールが析出する温度以上に改質ガスの温度を維持することができるので、改質ガスから析出するタールによって熱交換装置６内を改質ガスが流れる改質ガス流通路の閉塞を抑制することができる。

本変形例では、燃焼炉４への燃料の供給量の調節を、改質ガスの供給量の調節によって行っていたが、この形態に限定するものではない。燃焼炉４への燃料の供給量の調節を、化石燃料の供給量の調節で行ってもよいし、改質ガス及び化石燃料の両方の供給量の調節で行ってもよい。

（実施形態２）
次に、実施形態２に係る改質ガス製造設備について説明する。実施形態２に係る改質ガス製造設備は、実施形態１に対して、熱交換装置６の構成を変更したものである。尚、実施形態２において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

＜実施形態２に係る改質ガス製造設備の構成＞
図３に示されるように、本開示の実施形態２に係る改質ガス製造設備１において、熱交換装置６の蒸気流通管６ａには、蒸気流通管６ａ内に水を供給するための水供給管３０が接続されている。図３には、１本の水供給管３０が描かれているが、１本の水供給管３０のみが設けられる形態に限定するものではなく、蒸気流通管６ａの長さ方向の異なる複数の箇所に接続するように複数の水供給管が設けられてもよい。その他の構成は実施形態１（図１の構成）と同じである。

＜実施形態２に係る改質ガス製造設備の動作＞
実施形態２に係る改質ガス製造設備１の動作は、熱交換装置６における改質ガスと蒸気との熱交換以外の動作については実施形態１と同じである。したがって、実施形態２に係る改質ガス製造設備の動作として、熱交換装置６における改質ガスと蒸気との熱交換の動作についてのみ説明する。

実施形態２においても実施形態１と同じように、熱交換装置６において蒸気と改質ガスとが熱交換することにより蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成する。実施形態２では、水供給管３０を介して蒸気流通管６ａに水が供給される。蒸気流通管６ａを流れる蒸気の温度及び流量に応じて適切な量の水を供給すれば、蒸気流通管６ａを流れる蒸気に水を供給しても、蒸気流通管６ａから流出する蒸気は過熱蒸気とすることができる。この場合、実施形態１に比べて、過熱蒸気の生成量を増加させることができる。

＜実施形態２に係る改質ガス製造設備の変形例の構成＞
図４に示されるように、実施形態２に係る改質ガス製造設備１において、水供給管３０に流量調節弁３１を設けてもよい。この流量調節弁３１は、蒸気流通管６ａの内部、すなわち蒸気流通路内へ供給される水の供給量を調節するためのものであり、水供給量調節装置を構成する。また、熱交換装置６には、蒸気が蒸気流通路を流れる方向において水供給管３０が蒸気流通管６ａに接続される位置（すなわち、蒸気流通路内に水が供給される位置）よりも下流側で蒸気流通路内の蒸気の温度を計測するための温度センサ３２を設けてもよい。この温度センサ３２は蒸気温度計測装置を構成する。さらに、流量調節弁３１及び温度センサ３２に電気的に接続された制御装置２７ｄを設けてもよい。その他の構成は図３の構成と同じである。

＜実施形態２に係る改質ガス製造設備の変形例の動作＞
本変形例に係る改質ガス製造設備１の動作は、実施形態２に係る改質ガス製造設備１の動作と基本的には同じである。以下では、前者において後者とは異なる動作についてのみ説明する。改質ガス製造設備１の動作中、温度センサ３２による計測値が制御装置２７ｄに伝送される。制御装置２７ｄには、温度センサ３２による計測値に関する温度範囲を予め設定しておき、制御装置２７ｄは、温度センサ３２から伝送された計測値がこの温度範囲内か否かを判定する。

温度センサ３２から伝送された計測値が予め設定された温度範囲内である限りは、現状の運転条件が維持される。具体的には、水供給管３０を介した蒸気流通路内への水の供給が無い場合はその状態が維持され、水の供給がある場合はその供給量が維持される。一方、温度センサ３２から伝送された計測値が温度範囲の下限値以下となったら、制御装置２７は、温度センサ３２による計測値が温度範囲内となるように流量調節弁３１の開度を小さくして水の供給量を低下させ、温度センサ３２から伝送された計測値が温度範囲の上限値以上となったら、制御装置２７は、温度センサ３２による計測値が温度範囲内となるように流量調節弁３１の開度を大きくして水の供給量を増加させる。

ここで、予め設定された温度範囲の下限値は、温度センサ３２が設けられた位置における蒸気の温度がその下限値以上であれば、改質ガスからタールが析出しないような温度であり、予め設定された温度範囲の上限値は、温度センサ３２が設けられた位置における蒸気の温度がその上限値以上であれば、蒸気によって蒸気流通管６ａの高温腐食が起きないような温度とすることができ、これら下限値及び上限値は、実験やシミュレーション等によって決定することができる。

このように、温度センサ３２による計測値に基づいて蒸気流通管６ａ内の蒸気に水が供給されることにより、過熱蒸気が予め決められた温度範囲になるように調節できる。その結果、蒸気の温度が高くなりすぎることによって熱交換装置６が腐食するおそれを低減できるとともに、蒸気の温度が低くなりすぎることによって改質ガスからタールが析出し熱交換装置６内の改質ガス流通路が閉塞するおそれを低減することができる。

本変形例では、水供給管３０が１つであることから流量調節弁３１及び温度センサ３２が１つずつしか設けられていないが、水供給管３０が２つ以上設けられた構成であれば、各水供給管３０に流量調節弁３１を設けるとともに、各水供給管３０が蒸気流通管６ａに接続される位置よりも下流側に温度センサ３２を設けてもよい。この場合、各流量調節弁３１及び各温度センサ３２は制御装置２７ｄに電気的に接続されることにより、制御装置２７ｄは、各温度センサ３２による計測値に基づいて各流量調節弁３１の開度を制御するようにすることができる。

（実施形態３）
次に、実施形態３に係る改質ガス製造設備について説明する。実施形態３に係る改質ガス製造設備は、実施形態１または２（それぞれの変形例も含む）に対して、乾燥装置１２の構成を変更したものである。以下では、実施形態１において乾燥装置１２の構成を変形した構成で実施形態３を説明するが、実施形態２において乾燥装置１２の構成を変形することにより実施形態３を構成してもよい。尚、実施形態３において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

＜実施形態３に係る改質ガス製造設備の構成＞
図５に示されるように、本開示の実施形態３に係る改質ガス製造設備１において、乾燥装置１２として、燃焼炉ボイラ５で発生した蒸気の一部によって固体物質を乾燥する間接加熱式の乾燥装置を用いてもよい。この場合、固体物質を乾燥した蒸気を脱臭するために脱臭装置４０が設けられる。その他の構成は実施形態１と同じである。

＜実施形態３に係る改質ガス製造設備の動作＞
実施形態３に係る改質ガス製造設備１の動作は、乾燥装置１２の動作以外については実施形態１と同じである。このため、以下では、乾燥装置１２の動作についてのみ説明する。実施形態３では、乾燥装置１２において、燃焼炉ボイラ５で発生した蒸気の一部によって固体物質を乾燥するので、実施形態１のような熱風発生装置１３（図１参照）が不要である。このため、熱風を発生させるための第２燃料が不要になるので、実施形態１に比べて、改質ガス製造設備１の運転コストを低減することができる。

また、実施形態３では、間接加熱により乾燥装置１２において固体物質を乾燥した場合、固体物質から蒸発した水分は蒸気及び臭気成分であるので、脱臭装置４０において蒸気の脱臭を行えば、そのまま大気中に放出することができる。

＜実施形態３に係る改質ガス製造設備の変形例の構成＞
実施形態３では、乾燥装置１２において、燃焼炉ボイラ５で発生した蒸気の一部によって固体物質を乾燥していたが、この形態に限定するものではない。図６に示されるように、熱交換装置６で生成した過熱蒸気の一部によって固体物質を乾燥するように構成してもよい。

（実施形態４）
次に、実施形態４に係る改質ガス製造設備について説明する。実施形態４に係る改質ガス製造設備は、実施形態１～３（それぞれの変形例も含む）のいずれかに対して、ガス化装置２で生成したガス化ガスを加熱してガス化ガス中の固形成分を溶融分離するための溶融炉を付加したものである。以下では、実施形態１に溶融炉を付加した構成で実施形態４を説明するが、実施形態２又は３に溶融炉を付加することにより実施形態４を構成してもよい。尚、実施形態４において、実施形態１の構成要件と同じものは同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

＜実施形態４に係る改質ガス製造設備の構成＞
図７に示されるように、本開示の実施形態４に係る改質ガス製造設備１において、ガス化装置２で生成したガス化ガスを加熱してガス化ガス中の固形成分を溶融分離するための溶融炉５０を設けてもよい。この場合、ガス化装置２と改質装置３とを接続するガス化ガス流通管５１にガス化ガス分岐管５２を設置し、ガス化ガス分岐管５２の一方はガス化ガス流通管５１ａを介して溶融炉５０に接続され、ガス化ガス分岐管５２の他方はガス化ガス流通管５１ｂを介して改質装置３に接続され、溶融炉５０と改質装置３とは連通管５３で接続されるように構成される。ガス化ガス流通管５１ａには第１開閉弁５４が設けられ、ガス化ガス流通管５１ｂには第２開閉弁５５が設けられてもよい。第１開閉弁５４及び第２開閉弁５５は、これらを開閉することにより、ガス化装置２から流出したガス化ガスを改質装置３又は溶融炉５０に供給するように切り換えることができるので、切換装置を構成してもよい。その他の構成は実施形態１と同じである。

＜実施形態４に係る改質ガス製造設備の動作＞
実施形態４に係る改質ガス製造設備１の動作は、ガス化装置２から改質装置３までの間のガス化ガスを処理する動作以外については実施形態１と同じである。このため、以下では、ガス化装置２から改質装置３までの間のガス化ガスを処理する動作についてのみ説明する。実施形態４では、第１開閉弁５４及び第２開閉弁５５を開閉することにより、ガス化装置２から流出したガス化ガスを改質装置３又は溶融炉５０のいずれか一方に供給するように切り換えることができる。第１開閉弁５４を閉めるとともに第２開閉弁５５を開けることにより、ガス化装置２を流出したガス化ガスの全量が改質装置３に流入する。この場合の動作は実施形態１と同じである。

一方、第１開閉弁５４を開けるとともに第２開閉弁５５を閉めることにより、ガス化装置２を流出したガス化ガスの全量が溶融炉５０に流入する。溶融炉５０内においてガス化ガスが加熱されると、ガス化ガス中に含まれる固形成分が溶融してガス成分から分離される。溶融分離された固形成分は、スラグとして溶融炉５０から排出される。この場合、固形成分が溶融分離されたガス化ガスが改質装置３で改質されて改質ガスとなり、熱交換装置６内において蒸気と熱交換する。溶融炉５０内の温度は改質装置３に比べて高温であるため、改質ガス中のタール成分が低減する。このため、熱交換装置６内において改質ガスが流れる改質ガス流通路が閉塞するおそれを低減することができるというメリットがある。一方で、溶融炉５０においてガス化ガスを高温にすることによる酸素の消費に伴い、改質ガス中の二酸化炭素の含有量が増加してしまうというデメリットもある。

しかしながら、実施形態４では、ガス化装置２から流出したガス化ガスを改質装置３又は溶融炉５０のいずれか一方に供給するように切り換えることにより、上記メリット及びデメリットを適切に選択することができる。

実施形態４では、ガス化装置２から流出したガス化ガスを改質装置３又は溶融炉５０のいずれか一方に供給していたが、第１開閉弁５４及び第２開閉弁５５を両方とも開けて、ガス化装置２から流出したガス化ガスを改質装置３及び溶融炉５０の両方に供給するようにしてもよい。

第１開閉弁５４及び第２開閉弁５５を両方とも開けて、ガス化装置２から流出したガス化ガスを改質装置３及び溶融炉５０の両方に供給した場合、ガス化ガス分岐管５２において、慣性衝突することでガス化ガス中に含まれる固形成分の大半は下方に落下して、ガス化ガス流通管５１ａを介して溶融炉５０に流入し、効率良く固形成分を溶融、スラグ化することができる。一方、ガス化ガスの一部はガス化ガス流通管５２ｂを介して改質装置３へ流入する。したがって、溶融炉５０ではガス化ガス全量を高温にする場合と比べて、より少量のガス化ガスを高温にすればよいので、溶融炉での酸素の消費量は前者に比べて少なくてよい。さらに改質ガス中の二酸化炭素の含有量も前者に比べて少なくなる。

実施形態２～４のいずれにおいても、混合器１７は１つであったが、図２の構成のように、ガス化装置２及び改質装置３のそれぞれに供給される混合流体を生成するための混合器を別々に設けてもよい。実施形態４においては、溶融炉５０に供給される混合流体を生成するための混合器をさらに設けてもよい。また、ガス化装置２と改質装置３と溶融炉５０とにいずれか２つに供給される混合流体を１つの混合器で生成し、残りの１つに供給される混合流体を別の混合器で生成するようにしてもよい。

実施形態１～４では、燃焼炉ボイラ５で発生した蒸気を熱交換装置６で過熱して生成された過熱蒸気を使用して、ガス化装置２において固体物質が部分燃焼ガス化されるとともに改質装置３においてガス化ガスが改質されていたが、この形態に限定するものではない。ガス化装置２及び改質装置３で使用される過熱蒸気は、上記過熱蒸気ではなく、別途調達した過熱蒸気であってもよい。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

［１］一の態様に係る改質ガス製造設備は、
有機物を含む固体物質を部分燃焼してガス化ガスを生成するガス化装置（２）と、
前記ガス化ガスを改質して一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを少なくとも含む改質ガスを生成する改質装置（３）と、
燃料を燃焼する燃焼炉（４）と、
前記燃焼炉において前記燃料を燃焼することにより発生した第１燃焼排ガスの熱によって蒸気を発生する燃焼炉ボイラ（５）と、
前記改質ガスと前記蒸気とを熱交換することにより前記蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成される熱交換装置（６）と
を備える。

［２］別の態様に係る改質ガス製造設備は、［１］に記載の改質ガス製造設備であって、
前記ガス化装置（２）は、前記熱交換装置（６）で生成された前記過熱蒸気を使用して前記ガス化ガスを改質する。

このような構成によれば、改質ガス製造設備で生成された過熱蒸気を使用してガス化ガスを改質するので、ガス化ガスを改質するために過熱蒸気を別途調達する場合に比べて、改質ガスの製造コストを低減することができる。

［３］別の態様に係る改質ガス製造設備は、［１］または［２］に記載の改質ガス製造設備であって、
前記ガス化装置（２）への前記固体物質の供給量を調節する固体物質供給量調節装置（２３）と、
前記熱交換装置（６）から流出する前記改質ガスの温度を計測する改質ガス温度計測装置（温度センサ２４）と、
前記燃焼炉（４）への前記燃料の供給量を計測する燃料供給量計測装置（流量センサ２５）と、
前記燃焼炉（４）への前記燃料の供給量を調節する燃料供給量調節装置（流量調節弁２６）と、
制御装置（２７ｃ）と
を備え、
前記制御装置（２７ｃ）は、前記改質ガス温度計測装置（２４）による計測値及び前記燃料供給量計測装置（２５）による計測値に基づいて、前記固体物質の供給量又は前記燃料の供給量の少なくとも一方を調節する。

このような構成によれば、燃焼炉ボイラから供給される蒸気の温度が十分高くなるようにすることにより、熱交換装置において改質ガスが蒸気と熱交換することにより冷却されても、タールが析出する温度以上に改質ガスの温度を維持することができるので、改質ガスから析出するタールによって熱交換装置内を改質ガスが流れる改質ガス流通路の閉塞を抑制することができる。

［４］別の態様に係る改質ガス製造設備は、［１］～［３］のいずれかに記載の改質ガス製造設備であって、
前記熱交換装置（６）内には、
前記蒸気が流通する蒸気流通路と、
前記改質ガスが流通する改質ガス流通路と
が画定され、
前記熱交換装置（６）は、前記蒸気流通路内に水を供給するための少なくとも１つの水供給管（３０）を備える。

このような構成によれば、熱交換装置内の蒸気に水が供給されることにより、熱交換装置内の蒸気に水を供給しない場合に比べて過熱蒸気の生成量を増加させることができる。

［５］さらに別の態様に係る改質ガス製造設備は、［４］に記載の改質ガス製造設備であって、
前記少なくとも１つの水供給管（３０）に設けられ、前記蒸気流通路内へ供給される前記水の供給量を調節するための水供給量調節装置（流量調節弁３１）と、
前記蒸気が前記蒸気流通路を流れる方向において前記蒸気流通路内に前記水が供給される位置よりも下流側の前記蒸気の温度を計測するための蒸気温度計測装置（温度センサ３２）と、
制御装置（２７ｄ）と
を備え、
前記制御装置（２７ｄ）は、前記蒸気温度計測装置（３２）による計測値に基づいて、前記蒸気流通路内へ供給される前記水の供給量を調節する。

このような構成によれば、蒸気温度計測装置による計測値に基づいて熱交換装置内の蒸気に水が供給されることにより、過熱蒸気が予め決められた温度範囲になるように調節できる。その結果、蒸気の温度が高くなりすぎることによって熱交換装置が腐食するおそれを低減できるとともに、蒸気の温度が低くなりすぎることによって改質ガスからタールが析出し熱交換装置内の改質ガス流通路が閉塞するおそれを低減することができる。

［６］さらに別の態様に係る改質ガス製造設備は、［１］～［５］のいずれかに記載の改質ガス製造設備であって、
前記固体物質を前記ガス化装置（２）に供給する前に前記固体物質を乾燥させる乾燥装置（１２）と、
熱風を発生させる熱風発生装置（１３）と
をさらに備え、
前記固体物質は前記熱風に曝されることにより乾燥される。

このような構成によれば、乾燥装置において乾燥された固体物質がガス化装置に供給されるので、ガス化装置において、乾燥されていない固体物質を部分燃焼ガス化する場合に比べて、固体物質の部分燃焼ガス化効率を向上することができる。

［７］さらに別の態様に係る改質ガス製造設備は、［６］に記載の改質ガス製造設備であって、
前記熱風は、前記改質ガスを燃焼させることにより発生した第２燃焼排ガスである。

このような構成によれば、熱風を発生させるために使用される燃料として、改質ガス製造設備で製造された改質ガスの一部を使用することにより、熱風を発生させるために別途の燃料を用意する場合に比べて、改質ガス製造設備の運転コストを低減することができる。

［８］さらに別の態様に係る改質ガス製造設備は、［１］～［５］のいずれかに記載の改質ガス製造設備であって、
前記固体物質を前記ガス化装置（２）に供給する前に前記固体物質を乾燥させる乾燥装置（１２）をさらに備え、
前記固体物質は前記蒸気又は前記過熱蒸気の熱により乾燥される。

このような構成によれば、固体物質が蒸気又は過熱蒸気の熱により乾燥されることにより、固体物質を乾燥させるための熱源、例えば、上記［６］又は［７］の熱風を発生させる熱風発生装置が不要となるので、改質ガス製造設備の構成を簡素化することができる。

［９］さらに別の態様に係る改質ガス製造設備は、［１］～［８］のいずれかに記載の改質ガス製造設備であって、
前記ガス化装置（２）から流出したガス化ガスを加熱して該ガス化ガス中の固形成分を溶融分離し、前記固形成分の少なくとも一部が分離された前記ガス化ガスを前記改質装置（３）に供給するように構成された溶融炉（５０）と、
前記ガス化装置（２）から流出したガス化ガスを前記改質装置（３）又は前記溶融炉（５０）に供給するように切り換える切換装置（第１開閉弁５４／第２開閉弁５５）と
をさらに備える。

ガス化ガスを加熱してガス化ガス中の固形成分を溶融分離した上で改質装置に供給することにより、改質ガス中のタール分を低減することができ、その結果、熱交換装置内において改質ガスが流れる改質ガス流通路が閉塞するおそれを低減できるというメリットがある。一方で、溶融炉においてガス化ガスを加熱することによる酸素の消費に伴い、改質ガス中の二酸化炭素の含有量が増加してしまうというデメリットもある。上記［９］のような構成によれば、ガス化装置から流出したガス化ガスを改質装置又は溶融炉に供給するように切り換えることにより、上記メリット及びデメリットを適切に選択することができる。

［１０］さらに別の態様に係る改質ガス製造設備は、［１］～［９］のいずれかに記載の改質ガス製造設備であって、
前記燃料は前記改質ガスを含む。

このような構成によれば、燃焼炉において第１燃焼排ガスを発生させるために使用する燃料に改質ガスを含めることにより、改質ガスを含まない燃料を使用する場合に比べて、改質ガス製造設備の運転コストを向上させることができる。

［１１］一の態様に係る改質ガス製造方法は、
有機物を含む固体物質を部分燃焼してガス化ガスを生成するガス化ステップと、
前記ガス化ガスを改質して一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを少なくとも含む改質ガスを生成する改質ステップと、
燃料を燃焼する燃焼ステップと、
前記燃焼ステップにおいて前記燃料を燃焼することにより発生した第１燃焼排ガスの熱によって蒸気を発生する蒸気発生ステップと、
前記改質ガスと前記蒸気とを熱交換することにより前記蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成される過熱蒸気生成ステップと
を含む。

本開示の改質ガス製造方法によれば、蒸気発生ステップで発生させた蒸気を過熱して過熱蒸気を生成することにより、蒸気発生ステップにおいて過熱蒸気を生成する場合に比べて、燃焼ステップにおいて使用する燃料の使用量、すなわち、ガス化ガスの改質反応で使用される過熱蒸気を製造するための燃料の使用量を抑制することができる。

［１２］別の態様に係る改質ガス製造方法は、［１１］に記載の改質ガス製造方法であって、
前記改質ステップにおいて、前記過熱蒸気を使用して前記ガス化ガスが改質される。

このような構成によれば、過熱蒸気生成ステップで生成された過熱蒸気を使用してガス化ガスを改質するので、ガス化ガスを改質するために過熱蒸気を別途調達する場合に比べて、改質ガスの製造コストを低減することができる。

１改質ガス製造設備
２ガス化装置
３改質装置
４燃焼炉
５燃焼炉ボイラ
６熱交換装置
１２乾燥装置
１３熱風発生装置
２３固体物質供給量調節装置
２４温度センサ（改質ガス温度計測装置）
２５流量センサ（燃料供給量計測装置）
２６流量調節弁（燃料供給量調節装置）
２７ｃ制御装置
２７ｄ制御装置
３０水供給管
３１流量調節弁（水供給量調節装置）
３２温度センサ（蒸気温度計測装置）
５０溶融炉
５４第１開閉弁（切換装置）
５５第２開閉弁（切換装置）

Claims

有機物を含む固体物質を部分燃焼してガス化ガスを生成するガス化装置と、
前記ガス化ガスを改質して一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを少なくとも含む改質ガスを生成する改質装置と、
燃料を燃焼する燃焼炉と、
前記燃焼炉において前記燃料を燃焼することにより発生した第１燃焼排ガスの熱によって蒸気を発生する燃焼炉ボイラと、
前記改質ガスと前記蒸気とを熱交換することにより前記蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成される熱交換装置と、
前記ガス化装置への前記固体物質の供給量を調節する固体物質供給量調節装置と、
前記熱交換装置から流出する前記改質ガスの温度を計測する改質ガス温度計測装置と、
前記燃焼炉への前記燃料の供給量を計測する燃料供給量計測装置と、
前記燃焼炉への前記燃料の供給量を調節する燃料供給量調節装置と、
制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記改質ガス温度計測装置による計測値及び前記燃料供給量計測装置による計測値に基づいて、前記固体物質の供給量又は前記燃料の供給量の少なくとも一方を調節し、
前記改質装置は、前記熱交換装置で生成された前記過熱蒸気を使用して前記ガス化ガスを改質する改質ガス製造設備。
有機物を含む固体物質を部分燃焼してガス化ガスを生成するガス化装置と、
前記ガス化ガスを改質して一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを少なくとも含む改質ガスを生成する改質装置と、
燃料を燃焼する燃焼炉と、
前記燃焼炉において前記燃料を燃焼することにより発生した第１燃焼排ガスの熱によって蒸気を発生する燃焼炉ボイラと、
前記改質ガスと前記蒸気とを熱交換することにより前記蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成される熱交換装置であって、該熱交換装置内には、前記蒸気が流通する蒸気流通路と、前記改質ガスが流通する改質ガス流通路とが画定され、前記蒸気流通路内に水を供給するための少なくとも１つの水供給管を備える熱交換装置と、
前記少なくとも１つの水供給管に設けられ、前記蒸気流通路内へ供給される前記水の供給量を調節するための水供給量調節装置と、
前記蒸気が前記蒸気流通路を流れる方向において前記蒸気流通路内に前記水が供給される位置よりも下流側の前記蒸気の温度を計測するための蒸気温度計測装置と、
制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記蒸気温度計測装置による計測値に基づいて、前記蒸気流通路内へ供給される前記水の供給量を調節し、
前記改質装置は、前記熱交換装置で生成された前記過熱蒸気を使用して前記ガス化ガスを改質する改質ガス製造設備。
前記ガス化装置への前記固体物質の供給量を調節する固体物質供給量調節装置と、
前記熱交換装置から流出する前記改質ガスの温度を計測する改質ガス温度計測装置と、
前記燃焼炉への前記燃料の供給量を計測する燃料供給量計測装置と、
前記燃焼炉への前記燃料の供給量を調節する燃料供給量調節装置と、
制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記改質ガス温度計測装置による計測値及び前記燃料供給量計測装置による計測値に基づいて、前記固体物質の供給量又は前記燃料の供給量の少なくとも一方を調節する、請求項２に記載の改質ガス製造設備。
前記固体物質を前記ガス化装置に供給する前に前記固体物質を乾燥させる乾燥装置と、
熱風を発生させる熱風発生装置と
をさらに備え、
前記固体物質は前記熱風に曝されることにより乾燥される、請求項１～３のいずれか一項に記載の改質ガス製造設備。
前記熱風は、前記改質ガスを燃焼させることにより発生した第２燃焼排ガスである、請求項４に記載の改質ガス製造設備。
前記固体物質を前記ガス化装置に供給する前に前記固体物質を乾燥させる乾燥装置をさらに備え、
前記固体物質は前記蒸気又は前記過熱蒸気の熱により乾燥される、請求項１～３のいずれか一項に記載の改質ガス製造設備。
前記ガス化装置から流出したガス化ガスを加熱して該ガス化ガス中の固形成分を溶融分離し、前記固形成分の少なくとも一部が分離された前記ガス化ガスを前記改質装置に供給するように構成された溶融炉と、
前記ガス化装置から流出したガス化ガスを前記改質装置又は前記溶融炉に供給するように切り換える切換装置と
をさらに備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の改質ガス製造設備。
前記燃料は前記改質ガスを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の改質ガス製造設備。
有機物を含む固体物質を部分燃焼してガス化ガスを生成するガス化ステップと、
前記ガス化ガスを改質して一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを少なくとも含む改質ガスを生成する改質ステップと、
燃料を燃焼する燃焼ステップと、
前記燃焼ステップにおいて前記燃料を燃焼することにより発生した第１燃焼排ガスの熱によって蒸気を発生する蒸気発生ステップと、
前記改質ガスと前記蒸気とを熱交換することにより前記蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成される過熱蒸気生成ステップと、
前記改質ステップで生成した前記改質ガスの温度を計測するステップと、
前記燃焼ステップにおける前記燃料の供給量を計測するステップと、
前記改質ガスの温度の計測値及び前記燃料の供給量の計測値に基づいて、前記ガス化ステップにおける前記固体物質の供給量及び前記燃焼ステップにおける前記燃料の供給量の少なくとも一方を調節するステップと
を含み、
前記改質ステップにおいて、前記過熱蒸気を使用して前記ガス化ガスが改質される改質ガス製造方法。
有機物を含む固体物質を部分燃焼してガス化ガスを生成するガス化ステップと、
前記ガス化ガスを改質して一酸化炭素と二酸化炭素と水素とを少なくとも含む改質ガスを生成する改質ステップと、
燃料を燃焼する燃焼ステップと、
前記燃焼ステップにおいて前記燃料を燃焼することにより発生した第１燃焼排ガスの熱によって蒸気を発生する蒸気発生ステップと、
前記改質ガスと前記蒸気とを熱交換することにより前記蒸気が過熱されて過熱蒸気が生成される過熱蒸気生成ステップと、
前記改質ガスと前記蒸気とを熱交換することにより前記蒸気が過熱される間に、前記蒸気に水を供給するステップと、
前記水が供給された後の前記蒸気の温度を計測するステップと、
前記蒸気の温度の計測値に基づいて、前記蒸気に供給される前記水の供給量を調節するステップと
を含み、
前記改質ステップにおいて、前記過熱蒸気を使用して前記ガス化ガスが改質される改質ガス製造方法。