WO2020054138A1 - Ｆｔ合成油、メタノールまたはｄｍｅ製造用合成ガス製造システム - Google Patents

Ｆｔ合成油、メタノールまたはｄｍｅ製造用合成ガス製造システム Download PDF

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WO2020054138A1
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methane
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carbon dioxide
hydrogen
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PCT/JP2019/020969
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Inventor
伊藤　信三
Original Assignee
株式会社 ユーリカ エンジニアリング
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide

Definitions

  • the present invention relates to a system for producing a synthesis gas suitable for producing FT synthetic oil, methanol or DME.
  • methanol is produced by a dehydration reaction of methanol produced by GTL.
  • Patent Document 1 discloses that saccharification treatment of biomass is performed to generate a saccharified solution, saccharified solution is subjected to methane fermentation treatment to generate biogas, and hydrogen is generated from the biogas using a steam reforming method, a partial oxidation method, or the like. It describes that a synthesis gas containing gas and carbon monoxide gas as main components is generated, and the synthesis gas is subjected to FT synthesis processing to generate an FT synthetic oil.
  • Patent Document 2 discloses a pyrolysis furnace that generates a gasified gas from biomass, a gas separator that selectively separates hydrogen gas and carbon monoxide gas from the gasified gas, and separates the hydrogen gas and carbon monoxide gas.
  • Patent Literature 3 discloses a method in which methane gas, carbon dioxide gas, and water vapor are reacted under a selected catalyst to generate a synthesis gas having a target ratio of hydrogen to carbon monoxide (H 2 / CO). Has been described.
  • Patent Document 1 generates a synthesis gas containing hydrogen gas and carbon monoxide gas as main components from biogas using a steam reforming method, a partial oxidation method, or the like. It is not known how to operate to control the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide to a target value.
  • the apparatus described in Patent Literature 2 selectively separates hydrogen gas and carbon monoxide gas from gasified gas generated from biomass, and separates the hydrogen gas and carbon monoxide gas according to a molar ratio of about 2.
  • the liquid hydrocarbons are synthesized by performing a synthesis reaction at a flow rate ratio of.
  • Patent Document 3 involves reacting methane gas, carbon dioxide gas and steam under a selected catalyst to simultaneously perform steam reforming of methane and carbon dioxide gas of methane. It is difficult to control the molar ratio of hydrogen to carbon oxide to the target value, it is difficult to select a catalyst, and it is difficult to control the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide to the synthesis gas to the target value. .
  • the present invention provides a first gas supply unit that generates and supplies a first gas composed of at least hydrogen gas of hydrogen gas and carbon monoxide gas, and a first gas supply unit composed of at least one of hydrogen gas and carbon monoxide gas.
  • the second gas supply unit that supplies the two gases and the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide of the first gas and the second gas that are supplied from the first gas supply unit and the second gas supply unit are the target values.
  • a fuel gas used in the first gas supply unit is a low-carbon biogas or a coke oven gas by-produced in a steel mill, so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide is increased.
  • An object of the present invention is to provide a synthesis gas production system for producing FT synthetic oil, methanol or DME, which can easily and efficiently produce a synthesis gas having a target ratio, which prevents global warming. .
  • the present invention provides a first gas supply unit that generates and supplies at least a first gas composed of hydrogen gas, and a second gas supply unit that supplies a second gas composed of at least one of hydrogen gas and carbon monoxide gas.
  • the hydrogen gas and the carbon monoxide gas contained in the first gas and the second gas supplied from the first gas supply unit and the second gas supply unit have a target molar ratio of hydrogen to carbon monoxide.
  • a FT synthetic oil, methanol or DME wherein the fuel gas used in the first gas supply unit is a low-carbon biogas or a coke oven gas by-produced in a steel mill. This is a synthesis gas production system for production.
  • the first gas supply unit separates methane gas from biogas having a high content of methane gas, and steam-reforms the separated methane gas with steam to generate and supply a first gas composed of hydrogen gas and carbon monoxide gas. If it is a part, the second gas supply unit is one of the three parts described below. The first is a part that separates the carbon monoxide gas from the biomass-derived gasified gas and supplies it as the second gas.
  • the second is that when the methane gas is separated from the biogas, the methane gas of the other portion or the methane gas derived from natural gas, excluding the methane gas of one portion used for the steam reforming, of the methane gas separated from the biogas, This is a portion that generates and supplies a second gas composed of carbon monoxide gas and hydrogen gas by reforming carbon dioxide with carbon dioxide gas as an off gas generated.
  • the third is a part for supplying hydrogen gas as the second gas.
  • the first gas supply unit is a unit that separates the hydrogen gas from the coke oven gas having a high content of hydrogen gas and supplies it as the first gas
  • the second gas supply unit has a high content of the carbon monoxide gas.
  • the first gas supply section is a section for generating and supplying a first gas composed of hydrogen gas and carbon monoxide gas by reforming biogas with carbon dioxide gas
  • the second gas supply section includes: The gas is supplied to a carbon dioxide reforming apparatus to generate and supply a second gas composed of hydrogen gas and carbon monoxide gas.
  • the first gas supply unit is a unit that generates and supplies a first gas composed of hydrogen gas and carbon monoxide gas by steam reforming methane gas derived from natural gas
  • This is a section for generating and supplying a second gas composed of hydrogen gas and carbon monoxide gas by reforming methane gas with carbon dioxide gas.
  • the first gas supply unit supplies a first gas composed of at least a hydrogen gas of a hydrogen gas and a carbon monoxide gas;
  • the supply unit supplies a second gas including at least one of a hydrogen gas and a carbon monoxide gas.
  • the blending device is configured such that a molar ratio of hydrogen to carbon monoxide of the synthesis gas of the first gas and the second gas supplied from the first gas supply unit and the second gas supply unit is a target value. Mix.
  • the first gas and the second gas can be easily and accurately synthesized such that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide becomes a target value.
  • the fuel gas used in the first gas supply unit is a low-carbon biogas or a coke oven gas by-produced in an ironworks
  • a synthesis gas having a target molar ratio of hydrogen to carbon monoxide is Emission of methane gas or carbon dioxide gas can be reduced to prevent global warming, and production can be performed easily and efficiently.
  • a synthetic gas producing system 1 for producing FT synthetic oil, methanol or DME comprises a first gas composed of hydrogen gas and carbon monoxide gas.
  • a first gas supply unit 2a for supplying a second gas a second gas supply unit 3a for supplying a second gas composed of a carbon monoxide gas, and a blending device 4.
  • the first gas supply unit 2a includes a biogas supply device 5, a methane separation device 7, a steam supply device 8, and a steam reformer 9, and the second gas supply unit 3a includes a gasified gas supply device 10 And a carbon monoxide separation device 11.
  • Mixing device 4 is connected to steam reforming device 9 and carbon monoxide separation device 11.
  • the biogas supply device 5 may be a known wet methane fermentation device, and decomposes organic waste slurried in the pretreatment device with anaerobic methane fermentation bacteria in a methane fermentation tank to generate biogas.
  • anaerobic methane fermentation bacteria are established, and organic matter contained in the slurried organic waste is decomposed by the methane fermentation bacteria.
  • biomass containing 60% methane gas and 40% carbon dioxide gas Regenerated into gas For example, biomass containing 60% methane gas and 40% carbon dioxide gas Regenerated into gas.
  • the wet methane fermentation apparatus includes a biogas gas holder for temporarily storing biogas generated in the methane fermentation tank, and a known desulfurization apparatus for removing hydrogen sulfide from the biogas supplied from the gas holder.
  • the biogas supply device 5 may be a known dry methane fermentation device.
  • the biogas supply device 5 is connected to the methane separation device 7 via the biogas distribution device 6.
  • the biogas distribution device 6 distributes the biogas supplied from the biogas supply device 5 into one portion and the other portion, and supplies one portion of the biogas to the methane separation device 7.
  • the methane separation device 7 separates methane gas from the one portion of the biogas, supplies the methane gas to the reformer 9a of the steam reformer 9, and discharges the remaining carbon dioxide gas as an off-gas to the atmosphere.
  • the steam reforming device 9 is supplied with the methane gas in the one portion from the methane separating device 7 and the steam from the steam supplying device 8 to the reformer 9a.
  • the other portion of the methane gas is supplied from the methane separation device 7 to the heating section 9b of the steam reformer 9, and burns to heat the reformer 9a.
  • the steam reformer 9 performs the steam reforming of the one part of the methane gas supplied to the reformer 9a with steam as shown in the chemical formula (1), and the first methane gas is composed of hydrogen gas and carbon monoxide gas. Generate gas.
  • the volume ratio of hydrogen gas and carbon monoxide gas of the first gas is 3: 1. CH 4 + H 2 O ⁇ 3H 2 + CO (endothermic reaction) (1)
  • the gasification gas supply device 10 that supplies a gasification gas rich in carbon monoxide containing at least a gasification gas derived from biomass includes a gasification furnace that generates a gasification gas and a purification device that purifies the generated gasification gas. .
  • biomass preferably woody biomass, such as thinned wood, waste wood, rice straw, straw, rice husk, corn, etc.
  • the gasifier When supplied with biomass, preferably woody biomass, such as thinned wood, waste wood, rice straw, straw, rice husk, corn, etc., as a fuel, the gasifier generates a 100% biomass-derived gasified gas. I do.
  • the biomass-derived gasified gas is a gas rich in carbon monoxide.
  • a gasification furnace when a gasification furnace is supplied with a mixture of biomass and waste plastic (not including vinyl chloride) as a mixed fuel, the gasification furnace produces carbon monoxide mixed with biomass-derived gasification gas and waste plastic-derived gasification gas.
  • a gaseous gas rich in carbon monoxide containing at least a biomass-derived gasified gas having a high volume ratio is generated. If a carbon monoxide-rich gasification gas containing at least a biomass-derived gasification gas is generated in a gasification furnace, purified by a purification device and stored in a gas holder, the gas holder is at least a biomass-derived gasification gas.
  • the carbon monoxide separation device 11 is connected to the gasification gas supply device 10, separates the supplied biomass-derived gasification gas into carbon monoxide gas and off gas, and supplies a second gas composed of carbon monoxide gas. .
  • the volume ratio of hydrogen gas and carbon monoxide gas of the second gas is 0: 1.
  • the carbon monoxide separation apparatus 11 may use a known pressure fluctuation adsorption method (PSA), a carbon monoxide separation polymer membrane, a carbon monoxide separation metal membrane, a cryogenic separation method, or the like.
  • PSA pressure fluctuation adsorption method
  • the remaining offgas from which carbon monoxide has been separated from the biomass-derived gasified gas by the carbon monoxide separation device 11 is used as a heating fuel in the steam supply device 8 and the steam reforming device 9 by the offgas utilization device 12. it can. Further, hydrogen can be separated from off-gas and used as a raw material for syngas production.
  • the blending device 4 converts the first gas having a volume ratio of hydrogen gas to carbon monoxide gas of 3: 1 into the first flow control unit 4b. Is supplied to the mixing chamber 4a through the second gas supply unit 3a, and from the carbon monoxide separation device 11, which is the last stage of the second gas supply unit 3a, a second gas having a volume ratio of hydrogen gas to carbon monoxide gas of 0: 1 is produced. It is supplied to the mixing chamber 4a via the second flow rate control unit 4c.
  • the first flow control unit 4b controls the flow rate of the first gas flowing into the mixing chamber 4a
  • the second flow control unit 4c controls the flow rate of the second gas flowing into the mixing chamber 4a.
  • the mixing device 4 controls the flow rates of the first gas and the second gas flowing into the mixing chamber 4a by the first flow control unit 4b and the second flow control unit 4c to the volume ratio of the hydrogen gas and the carbon monoxide gas of each gas. Based on this, the first gas and the second gas are mixed so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide of the synthesis gas synthesized in the mixing chamber 4a becomes a target value.
  • the system 1 is a synthesis gas production system 1a for producing FT synthetic oil, and the target value of the molar ratio of hydrogen gas and carbon monoxide gas prepared by the preparation device 4 is almost 2.
  • the FT synthetic oil production apparatus 15 uses a known Fischer-Tropsch process (FT method) to perform a desired reaction from a synthesis gas having a target molar ratio of hydrogen to carbon monoxide using a known Fischer-Tropsch process. Produces FT synthetic oil.
  • FT method Fischer-Tropsch process
  • the FT synthetic oil production apparatus 15 is known, and a synthesis gas having a composition (H 2 / CO molar ratio) adjusted is introduced into a reactor filled with various catalysts, and a synthesis reaction represented by the chemical formula (2) is performed.
  • a synthesis gas having a composition (H 2 / CO molar ratio) adjusted is introduced into a reactor filled with various catalysts, and a synthesis reaction represented by the chemical formula (2) is performed.
  • equation (2) it is necessary to cause hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) to react at an appropriate ratio.
  • the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide is determined from equation (2). Is adjusted so that the target value is obtained.
  • n in chemical formula (2) is 5 to 20, so the target value is almost 2.
  • a known methanol production device 16 When a known methanol production device 16 is connected to the blending device 4 which is the final stage of the FT synthetic oil, methanol or DME production synthesis gas production system 1, the FT synthetic oil, methanol or DME production synthesis gas production system 1 Becomes the synthesis gas production system 1b for methanol production, and the target value of the molar ratio of the hydrogen gas and the carbon monoxide gas prepared by the preparation device 4 becomes 2.
  • the methanol production device 16 produces methanol by a catalytic reaction using a known methanol synthesis method from the supplied synthesis gas having a target molar ratio of hydrogen to carbon monoxide of 2. That is, a synthesis reaction represented by the chemical formula (3) is performed at a reaction temperature of 240 ° C.
  • the FT synthetic oil, methanol or DME production synthesis gas production system 1 Becomes the synthesis gas production system 1c for DME production, and the target value of the molar ratio of the hydrogen gas and the carbon monoxide gas prepared by the preparation device 4 becomes 1.
  • the DME production apparatus 17 performs a catalytic reaction represented by the chemical formula (4) using a known slurry bed direct method from the supplied synthesis gas having a target molar ratio of hydrogen to carbon monoxide of 1 to produce DME (dimethyl ether). ).
  • Equation (4) it is necessary to cause hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) to react at an appropriate ratio.
  • the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide is determined from equation (4). Is adjusted so that the target value 1 is obtained.
  • the methane gas in the other portion is supplied from the methane separation device 7 to the heating section 9b of the steam reformer 9 and burned to heat the reformer 9a.
  • a part of the second off-gas separated by the carbon monoxide separator 11 may be supplied to the heating unit 9b and burned to heat the reformer 9a.
  • the biogas supply device 5 supplies biogas to the biogas distribution device 6.
  • the biogas distribution device 6 distributes the supplied biogas into one portion and the other portion, and supplies one portion of the biogas to the methane separation device 7.
  • the methane separation device 7 separates methane gas from one part of the biogas, supplies the methane gas to the steam reformer 9, and discharges off-gas to the atmosphere.
  • the steam reforming device 9 the reformer 9a is heated by the combustion of the other portion of the methane gas in the heating section 9b, and the one portion of the methane gas supplied to the reformer 9a is converted into the steam supplied from the steam supply device 8.
  • the first gas composed of hydrogen gas and carbon monoxide gas is generated by steam reforming, and supplied to the blending device 4.
  • the biomass-derived gasification gas supply device 10 supplies the biomass-derived gasification gas to the carbon monoxide separation device 11, and the carbon monoxide separation device 11 separates the carbon monoxide from the biomass-derived gasification gas and outputs the carbon monoxide gas. Is supplied to the blending device 4.
  • the mixing device 4 changes the flow rates of the first gas and the second gas flowing into the mixing chamber 4a by the operation of the first flow control unit 4b and the second flow control unit 4c to the volume ratio of hydrogen and carbon monoxide in each gas.
  • the first gas and the second gas are mixed so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide of the synthesis gas synthesized in the mixing chamber 4a # becomes a target value, and FT synthetic oil, methanol Alternatively, a synthesis gas suitable for producing DME is generated.
  • the FT synthetic oil producing apparatus 15 converts the FT synthetic oil from the FT synthetic oil producing synthetic gas supplied from the FT synthetic oil producing synthetic gas producing system 1a.
  • the offgas utilization device 12 utilizes, for example, combustion heat by burning the supplied offgas.
  • the methanol producing device 16 is connected to the blending device 4, the methanol producing device 16 produces methanol from the methanol gas for synthesizing supplied from the syngas producing system for methanol producing 1b.
  • the DME production device 17 is connected to the blending device 4, the DME production device 17 produces DME from the DME production synthesis gas supplied from the DME production synthesis gas production system 1c.
  • the first gas and the second gas are respectively supplied to the blending device 4, and the flow rates of the first gas and the second gas flowing into the blending chamber 4 a in the blending device 4 are adjusted to the hydrogen and monoxide in each gas. Since the control is performed based on the volume ratio with carbon, the first gas and the second gas are easily and accurately adjusted so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide of the synthesis gas synthesized in the preparation chamber 4a becomes a target value. Can be prepared. Note that the first gas supply unit 2a generates the gas at a constant time so that the molar ratio of hydrogen and carbon monoxide contained in the first gas and the second gas sent to the blending device 4 at a constant time becomes a target value.
  • control device 13 that controls the amount of the first gas to be removed and the amount of the second gas that the second gas supply unit 3a separates for a certain period of time. With this control, the mixing of the hydrogen gas and the carbon monoxide gas in the mixing device 4 can be easily performed without waste.
  • the first gas and the second gas prepared by the preparation device 4 are generated using low-carbon biogas and biomass-derived gasified gas as fuel, the emission of methane gas and carbon dioxide gas is reduced to reduce global warming. Can be prevented.
  • POME palm oil scum
  • the organic waste used in the biogas supply device 5 it is possible to prevent a large amount of methane gas from being released into the atmosphere and to prevent global warming. Very effective.
  • the second embodiment is the same as the first embodiment in that the first gas supply unit 2b and the second gas supply unit 3b are connected to the blending device 4, and therefore differs from the first embodiment. This point will be described, and the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the FT synthetic oil, methanol, or synthetic gas production system 1 for producing DME supplies a first gas including a hydrogen gas and a carbon monoxide gas, as shown in FIG. 2.
  • the first gas supply unit 2b includes a biogas supply device 5, a carbon dioxide gas supply device 31, a carbon dioxide gas mixing device 32, and a carbon dioxide gas reforming device 33.
  • the carbon dioxide reforming device 33 of the first gas supply unit 2b and the hydrogen gas supply device 30 of the second gas supply unit 3b are connected to the blending device 4.
  • the biogas supply device 5 is the same wet methane fermentation device as in the first embodiment, and supplies the biogas distribution device 6 with biogas containing methane gas, for example, 55% and carbon dioxide gas at 45%.
  • the biogas distribution device 6 distributes the biogas into one portion and the other portion, and supplies one portion of the biogas to the carbon dioxide gas mixing device 32.
  • the carbon dioxide gas supply device 31 supplies carbon dioxide gas to the carbon dioxide gas mixing device 32 in order to replenish carbon dioxide gas that is insufficient when one portion of methane gas is reformed with carbon dioxide gas.
  • the carbon dioxide gas mixing device 32 supplies a mixed gas of the mixed biogas and carbon dioxide gas to the reformer 33 a of the carbon dioxide gas reforming device 33.
  • the other portion of the biogas is supplied from the biogas distribution device 6 to the heating portion 33b of the carbon dioxide gas reforming device 33, and is burned by the heating portion 33b to heat the reformer 33a.
  • the carbon dioxide reforming apparatus 33 reforms the methane gas, which is one component of the mixed gas supplied to the reformer 33a, with the other component carbon dioxide as shown in chemical formula (5), and converts the methane gas into hydrogen gas.
  • a first gas including a carbon monoxide gas is generated. In this case, the volume ratio of the hydrogen gas and the carbon monoxide gas of the first gas is 1: 1.
  • the carbon dioxide gas supply device 31 may be configured to separate and supply carbon dioxide gas from exhaust gas generated when the other portion of the biogas is burned in the heating unit 33b of the carbon dioxide gas reforming device 33.
  • carbon dioxide may be separated and extracted from a hydrogen production apparatus that produces hydrogen gas by steam reforming natural gas.
  • the second gas supply unit 3b includes a hydrogen gas supply device 30 that supplies hydrogen gas as the second gas to the blending device 4. Since the second gas comprises only hydrogen gas, the volume ratio of hydrogen gas to carbon monoxide gas is 1: 0.
  • the hydrogen gas supply device 30 includes a device that is produced by steam reforming of natural gas, a device that is produced by electrolyzing water, a device that separates hydrogen from a hydrogen-rich by-product gas, and an imported CO 2 -free hydrogen gas. May be stored in a gas holder and supplied.
  • the biogas supply device 5 supplies biogas to the biogas distribution device 6.
  • the biogas distribution device 6 distributes the supplied biogas into one portion and the other portion, and supplies one portion of the biogas to the carbon dioxide gas mixing device 32.
  • the carbon dioxide gas supply device 31 supplies the carbon dioxide gas to the carbon dioxide gas mixing device 32, and adjusts the volume ratio of the methane gas and the carbon dioxide gas contained in the mixed gas mixed by the carbon dioxide gas mixing device 32 to be 1: 1. .
  • the reformer 33a is heated by the combustion of the biogas in the other part in the heating unit 33b, and the methane gas of the mixed gas supplied to the reformer 33a is reformed with carbon dioxide. To generate a first gas composed of hydrogen gas and carbon monoxide gas.
  • the mixing device 4 is supplied with the first gas having a volume ratio of hydrogen gas to carbon monoxide gas of 1: 1 from the carbon dioxide reforming device 33 of the first gas supply unit 2b.
  • a second gas having a volume ratio of hydrogen gas to carbon monoxide gas of 1: 0 is supplied from the hydrogen gas supply device 30.
  • the mixing device 4 changes the flow rates of the first gas and the second gas flowing into the mixing chamber 4a by the operation of the first flow control unit 4b and the second flow control unit 4c to the volume ratio of hydrogen and carbon monoxide in each gas.
  • the first gas and the second gas are mixed so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide of the synthesis gas synthesized in the mixing chamber 4a becomes a target value, and FT synthetic oil, methanol Alternatively, a synthesis gas suitable for producing DME is generated.
  • the first gas and the second gas can be easily and accurately prepared by the preparation device 4 so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide becomes a target value. Further, carbon dioxide can be effectively used.
  • the first gas supply unit 2b generates the gas at a constant time so that the molar ratio between hydrogen and carbon monoxide contained in the first gas and the second gas sent to the blending device 4 at a constant time becomes a target value.
  • control device 34 for controlling the amount of the first gas to be supplied and the amount of the second gas supplied by the second gas supply unit 3b for a certain period of time. With this control, the mixing of the first gas and the second gas in the mixing device 4 can be easily performed without waste.
  • a first gas supply unit 2c is the same as the first gas supply unit 2a of the first embodiment, but a second gas supply unit 2c is provided.
  • the part 3c is different from the first embodiment. Therefore, the second gas supply unit 3c will be described, and the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the second gas supply unit 3c that supplies the second gas including the hydrogen gas and the carbon monoxide gas includes a biogas supply device 5, a methane separation device 7, a methane distribution device 35, a carbon dioxide gas distribution device 22, And a carbon dioxide reforming device 33.
  • the biogas supply device 5 includes a first gas supply unit 2c that supplies a first gas having a volume ratio of hydrogen gas to carbon monoxide gas of 3: 1 similarly to the first gas supply unit 2a of the first embodiment. Also functions as part of.
  • the biogas supply device 5 supplies biogas to the biogas splitting device 36, and the biogas splitting device 36 splits the supplied biogas into first, second, and third biogas. I do.
  • the first biogas split by the biogas splitting device 36 is supplied to the methane separating device 7.
  • the methane separator 7 supplies the separated methane gas to the methane distributor 35.
  • the methane distributor 35 distributes the supplied methane gas to one part and the other part, and converts the other part of the methane gas to the carbon dioxide reformer 33. It is supplied to the porcelain 33a.
  • the methane separation device 7 supplies carbon dioxide, which is an off-gas, to the carbon dioxide distribution device 22.
  • the carbon dioxide gas distribution device 22 distributes the carbon dioxide gas discharged from the methane separation device 7 to one part and the other part, and supplies one part of the carbon dioxide gas to the reformer 33a of the carbon dioxide gas reformer 33, and Releases carbon dioxide into the atmosphere.
  • the third biogas distributed by the biogas splitting device 36 is supplied to the heating unit 33b of the carbon dioxide gas reforming device 33, and burns to heat the carbon dioxide gas reforming device 33a.
  • the second biogas distributed by the biogas dividing device 36 is supplied to the heating unit 9b of the steam reforming device 9 of the first gas supply unit 2c, and one part of the methane gas distributed by the methane distributing device 35 is It is supplied to the reformer 9a of the steam reformer 9.
  • the steam reforming device 9 of the first gas supply unit 2c and the carbon dioxide gas reforming device 33 of the second gas supply unit 3c are connected to the blending device 4.
  • the biogas supply device 5 supplies the biogas to the biogas separation device 36, and the biogas separation device 36 converts the first biogas into the methane separation device 7 To supply.
  • the methane separation device 7 separates methane gas from the first biogas and supplies it to the methane distribution device 35.
  • the reformer 33a is heated by the combustion of the third biogas supplied to the heating unit 33b, and the other portion of the methane gas supplied to the reformer 33a is carbonized by one portion of the carbon dioxide gas.
  • the gas is reformed to generate a second gas including a hydrogen gas and a carbon monoxide gas. In this case, the volume ratio of hydrogen and carbon monoxide of the second gas is 1: 1.
  • the mixing device 4 is supplied with a first gas having a volume ratio of hydrogen and carbon monoxide of 3: 1 from the steam reforming device 9 of the first gas supply unit 2c, and the carbon dioxide gas in the second gas supply unit 3c.
  • a second gas having a volume ratio of hydrogen to carbon monoxide of 1: 1 is supplied from the heating device 33.
  • the mixing device 4 controls the flow rates of the first gas and the second gas flowing into the mixing chamber 4a by the operation of the first flow control unit 4b and the second flow control unit 4c to determine the volume of hydrogen and carbon monoxide in each gas.
  • the first gas and the second gas are mixed such that the molar ratio of the synthesis gas synthesized in the mixing chamber 4a # to the carbon monoxide becomes a target value, and the FT synthetic oil is mixed.
  • the first gas and the second gas supplied from the first supply unit and the second supply unit can be easily and accurately prepared by the preparation device 4 so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide becomes a target value.
  • carbon dioxide can be effectively used.
  • the volume ratio of methane in the one part and the methane part distributed in the other part in the methane distribution device 35 is set to 2: 1, and steam reforming and carbon dioxide reforming are performed based on the chemical formulas (1) and (5).
  • the target gas 2 can be set to the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide in the hydrogen gas and the carbon monoxide gas contained in the first gas and the second gas supplied to the blending device 4.
  • the effect achieved by using biogas as the fuel is the same as in the first embodiment. Further, carbon dioxide can be effectively used.
  • the volume ratio of methane in the one part and the other part distributed in the methane distributor 35 is set to 2: 1, and steam is reformed so as to perform steam reforming and carbon dioxide reforming based on chemical formulas (1) and (5).
  • FT synthetic oil or synthetic oil for methanol production can be produced only by mixing the first gas and the second gas.
  • the first gas supply unit 2d is the same as the first embodiment, but the second gas supply unit 3d is the first embodiment. Different from form. Therefore, only the differences will be described, and the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the second gas supply unit 3d includes a natural gas-derived methane gas supply device 25 and a carbon dioxide gas reforming device 33, and supplies a second gas composed of hydrogen gas and carbon monoxide gas.
  • the natural gas-derived methane gas supply device 25 supplies the natural gas-derived methane gas to the methane splitter 40, and the methane splitter 40 splits the natural gas-derived methane gas into first, second, third, and fourth methane gases.
  • the methane splitting device 40 supplies the first methane gas to the reformer 33a of the carbon dioxide gas reforming device 33, supplies the second methane gas to the heating section 33b of the carbon dioxide gas reforming device 33, and supplies the third methane gas to the methane mixing device.
  • the gas is supplied to the reformer 9a of the steam reformer 9 via 27, and the fourth methane gas is supplied to the heating section 9b of the steam reformer 9.
  • One part of the carbon dioxide gas is supplied from the carbon dioxide distribution device 22 to the reformer 33a of the carbon dioxide gas reforming device 33 as in the third embodiment.
  • the steam reforming device 9 of the first gas supply unit 2d and the carbon dioxide gas reforming device 33 of the second gas supply unit 3d are connected to the blending device 4.
  • the natural gas-derived methane gas supply device 25 supplies the natural gas-derived methane gas to the methane splitter 40, and the methane splitter 40 converts the first natural gas-derived methane gas. It is supplied to the reformer 33a of the carbon dioxide gas reformer 33. In the carbon dioxide reformer 33, the reformer 33a is heated by the combustion of the second natural gas-derived methane gas supplied to the heating unit 33b, and the first natural gas-derived methane gas is transferred from the carbon dioxide distributor 22 to the reformer 33a. Carbon dioxide is reformed with the supplied one part of carbon dioxide to generate a second gas composed of hydrogen gas and carbon monoxide gas.
  • the volume ratio of the hydrogen gas and the carbon monoxide gas of the second gas is 1: 1.
  • the first gas having a volume ratio of hydrogen to carbon monoxide of 3: 1 is supplied from the steam reformer 9 of the first gas supply unit 2d to the blending device 4, and the carbon dioxide gas is reformed in the second gas supply unit 3d.
  • a second gas having a volume ratio of hydrogen to carbon monoxide of 1: 1 is supplied from the heating device 33.
  • the mixing device 4 controls the flow rates of the first gas and the second gas flowing into the mixing chamber 4a by the operation of the first flow control unit 4b and the second flow control unit 4c to determine the volume of hydrogen and carbon monoxide in each gas.
  • the first gas and the second gas are blended so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide of the synthesis gas synthesized in the blending chamber 4a becomes a target value, and the FT synthetic oil is mixed.
  • the first gas and the second gas can be easily and accurately prepared by the preparation device 4 so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide becomes a target value.
  • carbon dioxide can be effectively used.
  • the first gas supply unit 2d is generated at a constant time so that the molar ratio of hydrogen and carbon monoxide contained in the first gas and the second gas sent to the blending device 4 at a constant time becomes a target value.
  • control device 41 that controls the amount of the first gas to be generated and the amount of the second gas generated by the second gas supply unit 3d in a certain period of time. With this control, the first gas and the second gas can be easily mixed in the mixing device 4 without waste.
  • the fourth embodiment has an effect achieved by using biogas as a fuel and supplying the first gas and the second gas to the blending device 4 from the first gas supply unit 2d and the second gas supply unit 3d. Is the same as in the first embodiment. Further, carbon dioxide can be effectively used. In addition, since methane gas derived from natural gas is used as the fuel gas of the second gas supply unit 3d and methane gas derived from natural gas can be added as the fuel gas of the first gas supply unit 2d, it is used for producing FT synthetic oil, methanol or DME. The production amount of synthesis gas can be increased, and the synthesis gas production system 1 for producing FT synthetic oil, methanol or DME can be increased in scale.
  • the second gas supply unit 3e is the same as the second gas supply unit 3d of the fourth embodiment, The part 2e is different from the fourth embodiment. Further, in the fifth embodiment, a cogeneration system 45 using biogas as a fuel is added. Therefore, the first gas supply unit 2e and the cogeneration system 45 will be described. Regarding the second gas supply unit 3e, the same components as those of the second gas supply unit 3d of the fourth embodiment are given the same reference numerals. And the description is omitted.
  • the first gas supply unit 2e includes a natural gas-derived methane gas supply device 25, a steam supply device 8, and a steam reformer 9.
  • the cogeneration system 45 includes the biogas supply device 5, the methane separation device 7, and the cogeneration system 46.
  • the natural gas-derived methane gas supply device 25 which is also a component of the second gas supply unit 3e, supplies the natural gas-derived methane gas to the methane splitter 40, and the methane splitter 40 converts the natural gas-derived methane gas. It is divided into first, second, third and fourth methane gas.
  • the methane splitter 40 supplies the third methane gas to the reformer 9a of the steam reformer 9, and supplies the fourth methane gas to the heating unit 9b of the steam reformer 9.
  • the steam reforming device 9 of the first gas supply unit 2e and the carbon dioxide gas reforming device 33 of the second gas supply unit 3e are connected to the blending device 4.
  • the biogas supply device 5 is connected to the methane separation device 7, and the methane separation device 7 separates methane gas from the biogas supplied from the biogas supply device 5 and supplies the methane gas to the cogeneration device 46.
  • the methane separation device 7 is connected to the carbon dioxide gas distribution device 22, and the carbon dioxide gas distribution device 22 distributes the carbon dioxide gas, which is the off gas discharged from the methane separation device 7, to one part and the other part, and separates the carbon dioxide gas from one part.
  • the carbon dioxide is supplied to the reformer 33a of the carbon dioxide reformer 33, and the other part of the carbon dioxide is released to the atmosphere.
  • An exhaust heat utilization device 47 is connected to the cogeneration unit 46.
  • the third methane gas is supplied from the methane splitter 40 to the reformer 9a of the steam reformer 9, and the fourth methane gas is supplied to the heating unit 9b. Heats the reformer 9a.
  • the third methane gas is steam reformed by steam supplied from the steam supply device 8 to the reformer 9a, and a first gas composed of hydrogen gas and carbon monoxide gas is generated.
  • the volume ratio of the hydrogen gas and the carbon monoxide gas of the first gas is 3: 1.
  • methane gas is separated from the biogas supplied from the biogas supply device 5 by the methane separation device 7 and supplied as fuel to the gas engine of the cogeneration device 46.
  • the generator of the cogeneration system 46 is driven by the gas engine to send out electric power.
  • the cooling water that has cooled the gas engine is used by the exhaust heat utilization device 47.
  • one part of the carbon dioxide gas distributed by the carbon dioxide gas distribution device 22 is supplied to the reformer 33a of the carbon dioxide gas reforming device 33.
  • the blending device 4 is supplied with the first gas having a volume ratio of hydrogen gas to carbon monoxide gas of 3: 1 from the first gas supply unit 2e and hydrogen from the second gas supply unit 3e as in the fourth embodiment.
  • a second gas having a volume ratio of gas to carbon monoxide gas of 1: 1 is supplied, and the first gas and the carbon monoxide gas are synthesized such that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide synthesized in the preparation chamber 4a becomes a target value.
  • the second gas is easily and accurately compounded to produce a synthesis gas suitable for the production of FT synthetic oil, methanol or DME.
  • carbon dioxide can be effectively used.
  • the cogeneration unit 46 is operated with biogas to output power and heat with low carbon, and the carbon dioxide gas discharged from the methane separation unit 7 is used in the carbon dioxide reforming unit 33 of the second gas supply unit 3e.
  • the emission of carbon dioxide gas into the atmosphere can be reduced.
  • the first gas supply unit 2d is generated at a constant time so that the molar ratio of hydrogen and carbon monoxide contained in the first gas and the second gas sent to the blending device 4 at a constant time becomes a target value.
  • the sixth embodiment is the same as the first embodiment in that the first gas supply unit 2f and the second gas supply unit 3f are connected to the blending device 4, and therefore differs from the first embodiment. This point will be described, and the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
  • the FT synthetic oil, methanol or synthesis gas production system 1 for producing DME has a first gas supply unit 2f for supplying a first gas composed of hydrogen gas, a coke oven gas.
  • a second gas supply unit 3f that includes a supply device 50 and a hydrogen separation device 51 and supplies a second gas composed of a carbon monoxide gas includes a carbon monoxide-rich by-product gas supply device 53, a by-product gas mixing device 57, and a A carbon separation device 54 is provided.
  • the by-product gas mixing device 57 is interposed between the carbon monoxide-rich by-product gas supply device 53 and the carbon monoxide separation device 54, and the off-gas obtained by separating hydrogen gas from coke oven gas is supplied to the first gas supply portion 2f by the hydrogen gas. It is supplied from the separation device 51.
  • the volume ratio between the hydrogen gas and the carbon monoxide gas is 1: 0 for the first gas and 0: 1 for the second gas.
  • the hydrogen separation device 51 separates hydrogen gas from coke oven gas supplied from the coke oven gas supply device 50 and supplies the separated hydrogen gas to the mixing device 4, and the off gas is supplied to the by-product gas mixing device 57. Supply.
  • the by-product gas mixing device 57 mixes the by-product gas rich in carbon monoxide with the off-gas after hydrogen separation, and supplies the mixed gas to the carbon monoxide separation device 54.
  • the carbon monoxide separating device 54 separates the carbon monoxide gas from the carbon monoxide-rich by-product gas and the off-gas after hydrogen separation, and supplies the separated gas to the blending device 4.
  • the first gas having a volume ratio of hydrogen gas to carbon monoxide gas of 1: 0 is supplied to the blending device 4 from the hydrogen separator 51 of the first gas supply unit 2f, A second gas having a volume ratio of hydrogen gas to carbon monoxide gas of 0: 1 is supplied from the carbon separation device 54.
  • the mixing device 4 determines the respective flow rates of the first gas and the second gas flowing into the mixing chamber 4a by the operation of the first flow rate control unit 4b and the second flow rate control unit 4c by the volume ratio of hydrogen and carbon monoxide in each gas. , The first gas and the second gas are accurately mixed so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide of the synthesis gas synthesized in the mixing chamber 4a becomes a target value.
  • the first gas and the second gas can be easily and accurately prepared so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide becomes a target value. Furthermore, since coke oven gas, converter gas, and blast furnace gas discharged from steelworks are effectively used, efficient and environmentally friendly production of FT synthetic oil, methanol, or synthesis gas for DME production near steelworks Can be. In addition, the carbon monoxide gas contained in the off-gas discharged from the hydrogen separation device 51 can be effectively used for producing synthesis gas.
  • the first gas supply unit 2f generates the gas at a constant time so that the molar ratio between hydrogen and carbon monoxide contained in the first gas and the second gas sent to the blending device 4 at a constant time becomes a target value. It is preferable to provide a control device 59 that controls the amount of the first gas to be generated and the amount of the second gas generated by the second gas supply unit 3f in a certain time. With this control, the mixing of the first gas and the second gas in the mixing device 4 can be easily performed without waste.
  • the second gas supply unit 3g that supplies the second gas includes a carbide supply device 20, a carbon dioxide gas supply device 60, and an electric furnace type carbon monoxide production device 21.
  • the electric furnace type carbon monoxide producing apparatus 21 heats the carbide supplied from the carbide supplying apparatus 20 and the carbon dioxide supplied from the carbon dioxide supplying apparatus 31 in an oxygen-free state, and converts the carbon dioxide gas and the solid carbide into a chemical formula ( A second gas composed of carbon monoxide gas is generated by the high-temperature direct reduction reaction shown in 5). Hydrogen gas from the hydrogen separation device 51 and carbon monoxide gas from the electric furnace type carbon monoxide production device 21 are supplied to the preparation device 4.
  • the blending device 4 is supplied with the first gas having a volume ratio of hydrogen gas and carbon monoxide gas of 1: 0 from the first gas supply unit 2g and the second gas supply unit 3g as in the sixth embodiment.
  • a second gas having a volume ratio of hydrogen gas to carbon monoxide gas of 0: 1 is supplied, and the flow rate at which the first gas and the second gas flow into the mixing chamber 4a is determined by the volume of hydrogen and carbon monoxide in each gas.
  • the first gas and the second gas are accurately mixed such that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide synthesized gas in the mixing chamber 4a becomes a target value, and FT Produces synthetic gas suitable for the production of synthetic oil, methanol or DME.
  • the coke oven gas, coke and carbon dioxide gas generated in the steelworks are effectively used, it is possible to efficiently produce FT synthetic oil, methanol, or synthesis gas for producing DME near the steelworks in an eco-friendly manner. It can.
  • the first gas supply unit 2g is generated at a constant time so that the molar ratio between hydrogen and carbon monoxide contained in the first gas and the second gas sent to the blending device 4 at a constant time becomes a target value. It is preferable to provide a control device 61 that controls the amount of the first gas to be generated and the amount of the second gas generated by the second gas supply unit 3g in a certain period of time. With this control, the mixing of the first gas and the second gas in the mixing device 4 can be easily performed without waste.
  • the first gas supply unit 2h, the second gas supply unit 3h, and the first gas supplied from the first gas supply unit 2h and the second gas supply unit 3h And the second gas are synthesized in the same manner as in the first embodiment in that the mixing device 4 is provided so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide to the synthesis gas is a target value.
  • the mixing device 4 is provided so that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide to the synthesis gas is a target value.
  • the eighth embodiment is a DME production synthesis gas production system 1c for producing a DME production synthesis gas in which the target value of the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide is 1.
  • a first gas supply unit 2h that supplies a first gas composed of a hydrogen gas and a carbon monoxide gas includes a biogas supply device 5 and a carbon dioxide gas reforming device 33.
  • the second gas supply unit 3h that supplies the second gas including the carbon oxide gas includes the biogas supply device 5, the carbon dioxide gas supply device 31, the blending device 4, and the carbon dioxide gas reforming device 33.
  • the biogas supply device 5 for supplying biogas is connected to the inlet of the biogas distribution device 6, one outlet of the biogas distribution device 6 is connected to one inlet of the blending device 4, and the other outlet is a carbon dioxide reforming device. 33 are connected to the heating section 33b.
  • the other inlet of the blending device 4 is connected to a carbon dioxide supply device 31 for supplying carbon dioxide, and the outlet is connected to a carbon dioxide reforming device 33.
  • the synthesis gas for producing DME is supplied from the carbon dioxide reforming device 33 to the DME producing device 17, and DME is produced based on the chemical formula (4).
  • the mixing device 4 mixes a volume ratio measuring unit 4d that measures a volume ratio ⁇ of methane gas and carbon dioxide gas contained in one portion of the biogas supplied to the one inlet at regular intervals, and a portion of the biogas.
  • a biogas flow controller 4e for controlling the flow rate ⁇ flowing into the chamber 4a; and a carbon dioxide gas flow controller 4f for controlling the flow ⁇ of the carbon dioxide gas supplied from the carbon dioxide gas supply device 31 into the mixing chamber 4a.
  • biogas is supplied from the biogas supply device 5 to the blending device 4 via the biogas distribution device 6. Since the biogas contains 60% of methane gas and 40% of carbon dioxide gas as an example, the biogas is reformed without waste by the carbon dioxide gas reforming device 33 according to the chemical formula (5) to generate hydrogen gas and carbon monoxide gas. Therefore, the amount of carbon dioxide gas is insufficient with respect to the amount of methane gas.
  • the mixing device 4 measures the volume ratio ⁇ of the methane gas and the carbon dioxide gas contained in one portion of the biogas supplied from the biogas distribution device 6 by the volume ratio measuring unit 4d, and outputs the mixed gas sent from the mixing device 4.
  • the ratio ( ⁇ / ⁇ ) to the flow rate ⁇ is calculated from the volume ratio ⁇ based on the equation (6).
  • ⁇ / ⁇ ( ⁇ + 1) / ( ⁇ -1) (6)
  • the ratio of the flow rate ⁇ of the biogas flowing into the mixing chamber 4a to the flow rate ⁇ of the carbon dioxide gas is ( ⁇ + 1) / ( ⁇ 1) by the biogas flow rate control unit 4e and the carbon dioxide gas flow rate control unit 4f.
  • the mixing device 4 measures the volume ratio ⁇ of the methane gas and the carbon dioxide gas contained in the biogas supplied from the biogas supply device 5 to the mixing chamber 4a by the volume ratio measuring unit 4d, and supplies the mixed gas to the mixing chamber 4a.
  • the difference ⁇ ( ⁇ 1) / ( ⁇ + 1) between the amount of methane gas ⁇ / ( ⁇ + 1) contained in the flow rate ⁇ ( ⁇ + 1) / ( ⁇ + 1) of the supplied biogas and the amount ⁇ / ( ⁇ + 1) of carbon dioxide gas The shortage of a certain carbon dioxide gas is obtained, and the shortage of the carbon dioxide gas is supplied from the carbon dioxide gas supply device 31 to the mixing chamber 4a to generate a mixed gas in which the volume ratio between the methane gas and the carbon dioxide gas is 1: 1.
  • the blended gas is supplied from the blender 4 to the reformer 33a of the carbon dioxide reformer 33.
  • the other portion of the biogas is supplied from the biogas distribution device 6 to the heating portion 33b of the carbon dioxide gas reforming device 33, and is burned by the heating portion 33b to heat the reformer 33a.
  • the carbon dioxide reforming apparatus 33 reforms the methane gas, which is one component of the blended gas supplied to the reformer 33a, with the carbon dioxide gas of the other component as shown in the chemical formula (5) to convert the methane gas into hydrogen gas.
  • a synthesis gas comprising carbon monoxide gas is generated.
  • the blending device 4 supplies the synthesis gas from the synthesis gas production system 1c for DME production from the biogas distribution device 6 such that the molar ratio of hydrogen to carbon monoxide becomes the target value 1.
  • a portion of the biogas is mixed with the carbon dioxide supplied from the carbon dioxide supply device 31.
  • the first gas supply unit 2h since the first gas supply unit 2h includes the biogas supply device 5 and the carbon dioxide gas reforming device 33, equal amounts of methane gas and carbon dioxide gas contained in the biogas having the flow rate ⁇ , that is, the first gas supply unit 2h, Hydrogen gas and carbon monoxide gas generated by reforming ⁇ / (1 + ⁇ ) with carbon dioxide are the first gases. Since the second gas supply unit 3h includes the biogas supply device 5, the carbon dioxide gas supply device 31, the blending device 4, and the carbon dioxide gas reforming device 33, the second gas supply unit 3h converts the methane gas contained in the biogas with the flow rate ⁇ from the carbon dioxide gas.
  • a large portion, that is, ⁇ ( ⁇ -1) / (1 + ⁇ ) is supplied with the same amount of carbon dioxide supplied from the carbon dioxide supply device 31 and hydrogen gas and carbon monoxide generated by reforming carbon dioxide are the second gas. It is.
  • the carbon dioxide gas supply device 31 may use carbon dioxide gas generated at the same time as DME during the production of DME. In this case, the amount of carbon dioxide gas generated by the chemical formula (4) is twice as large as the amount of insufficient carbon dioxide gas with respect to the amount of methane gas contained in the biogas, so that the amount is sufficient.
  • the synthesis gas for DME production can be efficiently and environmentally produced with a simple configuration.
  • the blending device 4 assumes the volume ratio of hydrogen gas and carbon monoxide gas of each gas from the production process of the first gas and the second gas. Before flowing into the mixing chamber 4a of the apparatus 4, the volume ratio between the hydrogen gas and the carbon monoxide gas of the first gas and the second gas is measured, and the flow rate of each gas may be controlled based on the measured value. Good. Alternatively, the flow rate of one of the first gas and the second gas may be kept constant, and the flow rate of the other gas may be controlled according to the volume ratio of hydrogen and carbon monoxide in each gas.
  • Synthetic gas production system for producing FT synthetic oil, methanol or DME 2a to 2h: first gas supply unit, 3a to 3h: second gas supply unit, 4: blending device, 5: biogas supply device, 7: Methane separation device, 8: steam supply device, 9: steam reformer, 9a: reformer, 9b: heating unit, 10: biomass-derived gasified gas supply device, 11, 54: carbon monoxide separation device, 12: Offgas utilization device, 15 to 17: FT synthetic oil, methanol or DME production device, 20: carbide supply device, 21: electric furnace type carbon monoxide production device, 25: methane gas supply device derived from natural gas, 27: methane mixing device, 30 : Hydrogen gas supply device, 31: carbon dioxide gas supply device, 32: carbon dioxide gas mixing device, 33: carbon dioxide gas reforming device, 33 a: reformer, 33 b: heating unit, 35: methane distribution device, 6: Biogas divider, 40: methane splitting device, 50: coke oven gas supply apparatus,

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Abstract

水素ガスおよび一酸化炭素ガスのうちの少なくとも水素ガスからなる第１ガスを供給する第１ガス供給部と、水素ガスおよび一酸化炭素ガスのうちの少なくとも一方からなる第２ガスを供給する第２ガス供給部と、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部から供給される第１ガスおよび第２ガスに含まれる水素ガスと一酸化炭素ガスとが一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように調合する調合装置とを設け、前記第１ガス供給部で使用する燃料ガスを低炭素なバイオガスまたはコークス炉ガスとするＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システムである。

Description

ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム
　本発明は、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥを製造するのに適した合成ガスを製造するシステムに関する。
　地球温暖化問題は深刻度を増しており、二酸化炭素排出の削減や二酸化炭素の有効利用が強く求められ、自動車、飛行機等において石油系燃料の使用を制限する動きもある。さらに、インドネシア、マレーシア等で盛んなパームオイルの生産過程で排出されるＰＯＭＥ（パームオイル搾り滓）の処理プロセス（ラグーンによる嫌気性処理）で大量のメタンガスが発生し、地球温暖化の大きな要因となっている。メタンガスの地球温暖化係数は炭酸ガスの２１倍と非常に大きい。このような背景からバイオマスの液体燃料化（ＢＴＬ：Ｂｉｏｍａｓｓ　Ｔｏ　Ｌｉｑｕｉｄ）およびコークスの生産過程や鉄の精錬過程で副産物として生じる副生ガスの液体燃料化（ＧＴＬ：Ｇａｓ　Ｔｏ　Ｌｉｑｕｉｄ）による有効活用が求められている。ＦＴ合成油は、水素ガスと一酸化炭素ガスとを適正なモル比（Ｈ２／ＣＯ＝２程度）で調合した合成ガスを公知のフィッシャー・トロプシュ法で合成反応（ＦＴ合成反応）させる。メタノールを製造する場合、水素ガスと一酸化炭素ガスとを適正なモル比（Ｈ２／ＣＯ＝２程度）に調合した合成ガスをメタノール合成法で、例えば反応温度２４０℃、圧力５ＭＰａで触媒によって合成反応させる。また、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）を製造する場合は、ＧＴＬで製造したメタノールを脱水反応させて製造する。或いは、水素ガスと一酸化炭素ガスとを適正なモル比（Ｈ２／ＣＯ＝１）に調合した合成ガスを圧力５ＭＰａ程度、温度２６０℃程度の条件下でスラリー床反応器で直接合成発熱反応させて製造する。従って、水素ガスの一酸化炭素ガスに対するモル比（Ｈ２／ＣＯ）が目標値（例えば、１または２前後）である合成ガスを低炭素で或いは排出された炭酸ガスを有効利用して容易に製造することが求められている。
　特許文献１には、バイオマスを糖化処理して糖化液を生成し、この糖化液をメタン発酵処理してバイオガスを生成し、このバイオガスから水蒸気改質法や部分酸化法等を用いて水素ガスと一酸化炭素ガスを主成分とする合成ガスを生成し、この合成ガスをＦＴ合成処理してＦＴ合成油を生成することが記載されている。
　特許文献２には、バイオマスからガス化ガスを生成する熱分解炉と、ガス化ガスから水素ガスと一酸化炭素ガスを別個に選択分離するガス分離器と、その水素ガスと一酸化炭素ガスを各々別個に貯蔵する貯蔵タンクと、各ガスを一定の流量比に保つ弁及び調節装置と、このガスを重合反応させる触媒反応器を有する液状炭化水素を合成する液状油製造装置が記載されている。
　特許文献３には、メタンガスと炭酸ガスと水蒸気とを選定された触媒下で反応させて、水素の一酸化炭素に対するモル比（Ｈ２／ＣＯ）が目標値となる合成ガスを生成する方法が記載されている。
国際公開第２０１５／１７４５１８号 特開２０１０－２４８４５９号公報 特開平５－２７０８０３号公報
　特許文献１に記載された方法は、バイオガスから水蒸気改質法や部分酸化法等を用いて水素ガスと一酸化炭素ガスを主成分とする合成ガスを生成しているが、如何なる構成の装置をどのように動作させて一酸化炭素に対する水素のモル比を目標値にコントロールするかについて不明である。
　特許文献２に記載された装置は、バイオマスから生成したガス化ガスから水素ガスと一酸化炭素ガスとを個別に選択分離し、その水素ガスと一酸化炭素ガスをモル比２程度に応じた一定の流量比で合成反応させて液状炭化水素を合成している。しかし、ガス化ガスは一酸化炭素ガスの容積比が水素ガスの３倍程度であるので、水素ガスが不足し、ガス化ガスを有効に利用することが困難である。
　特許文献３に記載された方法は、メタンガスと炭酸ガスと水蒸気とを選定された触媒下で反応させて、メタンの水蒸気改質とメタンの炭酸ガス改質とを同時に行うものであるので、一酸化炭素に対する水素のモル比を目標値にコントロールすることが困難であり、触媒の選定が難しく、合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように制御することが困難である。
　本発明は、水素ガスおよび一酸化炭素ガスのうちの少なくとも水素ガスからなる第１ガスを生成して供給する第１ガス供給部と、水素ガスおよび一酸化炭素ガスのうちの少なくとも一方からなる第２ガスを供給する第２ガス供給部と、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部から供給される第１ガスおよび第２ガスを一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように調合する調合装置とを設け、前記第１ガス供給部で使用する燃料ガスを低炭素なバイオガスまたは製鉄所で副生されるコークス炉ガスとすることにより、一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値である合成ガスを、地球温暖化を防止し、容易かつ効率的に製造可能なＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システムを提供することを目的とする。
　　本発明は、少なくとも水素ガスからなる第１ガスを生成して供給する第１ガス供給部と、水素ガスおよび一酸化炭素ガスのうちの少なくとも一方からなる第２ガスを供給する第２ガス供給部と、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部から供給される前記第１ガスおよび前記第２ガスに含まれる水素ガスと一酸化炭素ガスとを一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように調合する調合装置とを備え、前記第１ガス供給部で使用する燃料ガスが低炭素なバイオガスまたは製鉄所で副生されるコークス炉ガスであるＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システムである。
　第１ガス供給部を、メタンガスの含有率が高いバイオガスからメタンガスを分離し、分離したメタンガスを水蒸気で水蒸気改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを生成し供給する部分とした場合、第２ガス供給部は以下に述べる三つの部分のうちのいずれか一つである。一つ目は、バイオマス由来ガス化ガスから一酸化炭素ガスを分離し第２ガスとして供給する部分である。二つ目は、前記バイオガスから分離されたメタンガスのうち前記水蒸気改質に使用した一方部分のメタンガスを除いた他方部分のメタンガスまたは天然ガス由来メタンガスを、前記バイオガスからメタンガスを分離したときに生じるオフガスとしての炭酸ガスで炭酸ガス改質して一酸化炭素ガスと水素ガスとからなる第２ガスを生成して供給する部分である。三つ目は、水素ガスを第２ガスとして供給する部分である。
　第１ガス供給部を、水素ガスの含有率が高いコークス炉ガスから水素ガスを分離し第１ガスとして供給する部分とした場合、第２ガス供給部は、一酸化炭素ガスの含有率が高い一酸化炭素リッチな副生ガスから一酸化炭素ガスを分離し第２ガスとして供給する部分、または炭酸ガスと炭化物とを無酸素状態で電炉で加熱して一酸化炭素ガスを生成し第２ガスとして供給する部分である。
　第１ガス供給部を、バイオガスを炭酸ガス改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを生成し供給する部分とした場合、第２ガス供給部は、バイオガスと炭酸ガスとを炭酸ガス改質装置に供給して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第２ガスを生成して供給する部分である。
　第１ガス供給部を、天然ガス由来メタンガスを水蒸気改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを生成し供給する部分とした場合、第２ガス供給部は、天然ガス由来メタンガスを炭酸ガス改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第２ガスを生成し供給する部分である。
　本発明のＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システムは、第１ガス供給部が、水素ガスおよび一酸化炭素ガスのうちの少なくとも水素ガスからなる第１ガスを供給し、第２ガス供給部が、水素ガスおよび一酸化炭素ガスのうちの少なくとも一方からなる第２ガスを供給する。調合装置は、前記第１ガス供給部および前記第２ガス供給部から供給される前記第１ガスと前記第２ガスとの合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように調合する。これにより、第１ガスおよび第２ガスを一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように容易かつ正確に合成することができる。さらに、第１ガス供給部で使用する燃料ガスが低炭素なバイオガスまたは製鉄所で副生されるコークス炉ガスであるので、一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値である合成ガスを、メタンガスまたは炭酸ガスの排出を削減して地球温暖化を防止し、容易かつ効率的に製造することができる。
第１の実施形態に係るＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システムの全体構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係るＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システムの全体構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係るＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システムの全体構成を示すブロック図である。 第４の実施形態に係るＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システムの全体構成を示すブロック図である。 第５の実施形態に係るＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システムの全体構成を示すブロック図である。 第６の実施形態に係るＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システムの全体構成を示すブロック図である。 第７の実施形態に係るＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システムの全体構成を示すブロック図である。 第８の実施形態に係るＤＭＥ製造用合成ガス製造システムの全体構成を示すブロック図である。
１．第１の実施形態の構成
　第１の実施形態に係るＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１は、図１に示すように、水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを供給する第１ガス供給部２ａと、一酸化炭素ガスからなる第２ガスを供給する第２ガス供給部３ａと、調合装置４とを備える。第１ガス供給部２ａは、バイオガス供給装置５と、メタン分離装置７と、水蒸気供給装置８と、水蒸気改質装置９とを備え、第２ガス供給部３ａは、ガス化ガス供給装置１０と、一酸化炭素分離装置１１とを備える。調合装置４は、水蒸気改質装置９および一酸化炭素分離装置１１に接続されている。
　バイオガス供給装置５は、公知の湿式メタン発酵装置でよく、前処理装置でスラリー化した有機性廃棄物をメタン発酵槽で嫌気性雰囲気メタン発酵菌によって分解し、バイオガスを生成する。メタン発酵槽では、嫌気性菌であるメタン発酵菌が定着し、スラリー化した有機性廃棄物に含まれる有機物がメタン発酵菌によって分解され、例えば、メタンガスを６０％、炭酸ガスを４０％含むバイオガスに再生される。湿式メタン発酵装置は、メタン発酵槽で生成したバイオガスを一次貯留するバイオガス用ガスホルダーとこのガスホルダーから供給されるバイオガスから硫化水素を取り除くための公知の脱硫装置を含む。湿式メタン発酵槽では無動力攪拌も可能であり、よりエネルギー効率を上げることができる。有機性廃棄物としては、パームオイルの生産過程で大量に排出されるＰＯＭＥ（パームオイル搾り滓）がメタンガスの大気への放出を防ぐためにも最適であるが、畜産糞尿、食品加工物残渣、生ごみ等を再利用することも可能である。なお、バイオガス供給装置５は、公知の乾式メタン発酵装置でもよい。
　バイオガス供給装置５はバイオガス分配装置６を介してメタン分離装置７に接続されている。バイオガス分配装置６はバイオガス供給装置５から供給されたバイオガスを一方部分と他方部分とに分配し、一方部分のバイオガスをメタン分離装置７に供給する。メタン分離装置７は、前記一方部分のバイオガスからメタンガスを分離し、水蒸気改質装置９の改質器９ａに供給し、残った炭酸ガスをオフガスとして大気に放出する。
　水蒸気改質装置９は改質器９ａに、メタン分離装置７から前記一方部分のメタンガスを供給され、水蒸気供給装置８から水蒸気を供給される。水蒸気改質装置９の加熱部９ｂにはメタン分離装置７から他方部分のメタンガスが供給され、燃焼して改質器９ａを加熱する。これにより水蒸気改質装置９は、改質器９ａに供給された前記一方部分のメタンガスを水蒸気によって化学式（１）に示すように水蒸気改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを生成する。第１ガスの水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合は３：１である。
　ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ　→　３Ｈ２＋ＣＯ（吸熱反応）　　　　（１）
　少なくともバイオマス由来ガス化ガスを含む一酸化炭素リッチなガス化ガスを供給するガス化ガス供給装置１０は、ガス化ガスを生成するガス化炉および生成されたガス化ガスを精製する精製装置を含む。ガス化炉は、燃料として間伐材、廃木材、稲わら、麦わら、もみがら、コーン等のバイオマス、好ましくは、木質バイオマスを供給されると、バイオマス由来ガス化ガス１００％のガス化ガスを生成する。バイオマス由来ガス化ガスは一酸化炭素リッチなガスであり、組成の一例を容積％で示すと、一酸化炭素（ＣＯ）４８％、水素（Ｈ２）１６％、メタン（ＣＨ４）１６％、炭酸ガス（ＣＯ２）１３％、炭化水素（ＣｍＨｎ）７％である。
　ガス化炉は、バイオマスと石炭との混合物を混合燃料として供給されると、バイオマス由来ガス化ガスと石炭由来ガス化ガスとが混ざった少なくともバイオマス由来ガス化ガスを含む一酸化炭素リッチなガス化ガスを生成する。さらに、ガス化炉は、バイオマスと廃プラスチック（塩化ビニールを含まない）との混合物を混合燃料として供給されると、バイオマス由来ガス化ガスと廃プラスチック由来ガス化ガスとが混ざった一酸化炭素の容積割合が高い、少なくともバイオマス由来ガス化ガスを含む一酸化炭素リッチなガス化ガスを生成する。
　少なくともバイオマス由来ガス化ガスを含む一酸化炭素リッチなガス化ガスをガス化炉で生成し、精製装置で精製してガスホルダーに貯蔵するようにした場合は、ガスホルダーが少なくともバイオマス由来ガス化ガスを含む一酸化炭素リッチなガス化ガスを供給するガス化ガス供給装置１０である。
　一酸化炭素分離装置１１は、ガス化ガス供給装置１０に接続され、供給されたバイオマス由来ガス化ガスを一酸化炭素ガスとオフガスとに分離し、一酸化炭素ガスからなる第２ガスを供給する。第２ガスの水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合は０：１である。一酸化炭素分離装置１１は、公知の圧力変動吸着法（ＰＳＡ）、一酸化炭素分離高分子膜、一酸化炭素分離金属膜、深冷分離法等を用いたものでよい。一酸化炭素分離装置１１でバイオマス由来ガス化ガスから一酸化炭素を分離された残りのオフガスは、オフガス利用装置１２によって例えば、水蒸気供給装置８、水蒸気改質装置９での加熱用燃料して使用できる。また、オフガスから水素を分離して合成ガス製造の原料として使用することができる。
　調合装置４は、第１ガス供給部２ａの最後段である水蒸気改質装置９から、水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合が３：１である第１ガスが第１流量制御部４ｂを介して調合室４ａに供給され、第２ガス供給部３ａの最後段である一酸化炭素分離装置１１から、水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合が０：１である第２ガスが第２流量制御部４ｃを介して調合室４ａに供給される。第１流量制御部４ｂは調合室４ａに流入する第１ガスの流量を制御し、第２流量制御部４ｃは調合室４ａに流入する第２ガスの流量を制御する。調合装置４は、第１流量制御部４ｂおよび第２流量制御部４ｃによって調合室４ａに流入する第１ガスおよび第２ガスの流量を各ガスの水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合に基づいて制御することにより、調合室４ａ内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように第１ガスおよび第２ガスを調合する。
　ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１の最終段となる調合装置４に、公知のＦＴ合成油製造装置１５が接続された場合、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１は、ＦＴ合成油製造用合成ガス製造システム１ａとなり、調合装置４で調合される水素ガスと一酸化炭素ガスとのモル比の目標値はほぼ２である。ＦＴ合成油製造装置１５は、供給された一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値である合成ガスから公知のフィッシャー・トロプシュ法（ＦＴ法：Ｆｉｓｃｈｅｒ－Ｔｒｏｐｓｃｈ ｐｒｏｃｅｓｓ）を用いて触媒反応で所望のＦＴ合成油を生成する。ＦＴ合成油製造装置１５は公知であり、各種の触媒が充填された反応器に組成（Ｈ２／ＣＯモル比）を調整した合成ガスが導入され、化学式（２）に示す合成反応を行わせてＦＴ合成油を生成する。
　（２ｎ＋１）Ｈ２　＋ｎＣＯ）　→　ＣｎＨ２ｎ＋２　＋ｎＨ２Ｏ　　　（２）
　式（２）より、水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）とを適正な比率で反応させる必要があり、調合装置４では、水素の一酸化炭素に対するモル比が式（２）から求められる目標値となるように調合される。ＦＴ合成油の生成において、化学式（２）のｎは、５から２０であるので、目標値はほぼ２となる。
　ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１の最終段となる調合装置４に、公知のメタノール製造装置１６が接続された場合、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１は、メタノール製造用合成ガス製造システム１ｂとなり、調合装置４で調合される水素ガスと一酸化炭素ガスとのモル比の目標値は２となる。メタノール製造装置１６は、供給された一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値２である合成ガスから公知のメタノール合成法を用いて触媒反応でメタノールを生成する。即ち、酸化銅、酸化亜鉛、酸化アルミニュウムを混合した触媒下で反応温度２４０℃、圧力５ＭＰａで化学式（３）に示す合成反応を行わせてメタノールを生成する。
　２Ｈ２＋ＣＯ　→　ＣＨ３ＯＨ　　　　　　　　　（３）
　式（３）より、水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）とを適正な比率で反応させる必要があり、調合装置７では、水素の一酸化炭素に対するモル比が式（２）から求められる目標値２となるように調合される。
　ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１の最終段となる調合装置４に、公知のＤＭＥ製造装置１７が接続された場合、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１は、ＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１ｃとなり、調合装置４で調合される水素ガスと一酸化炭素ガスとのモル比の目標値は１となる。ＤＭＥ製造装置１７は、供給された一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値１である合成ガスから公知のスラリー床直接法を用いて化学式（４）に示す触媒反応を行わせてＤＭＥ（ジメチルエーテル）を生成する。
　３Ｈ２＋３ＣＯ　→　ＣＨ３ＯＣＨ３＋ＣＯ２　　　　　　　　　（４）
　式（４）より、水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）とを適正な比率で反応させる必要があり、調合装置７では、水素の一酸化炭素に対するモル比が式（４）から求められる目標値１となるように調合される。
　上記第１の実施形態では、水蒸気改質装置９の加熱部９ｂにメタン分離装置７から他方部分のメタンガスを供給し燃焼させて改質器９ａを加熱しているが、バイオガス分配装置６を削除し、一酸化炭素分離装置１１で分離された第２オフガスの一部を加熱部９ｂに供給し燃焼させて改質器９ａを加熱するようにしてもよい。
２．第１の実施形態の作動
　バイオガス供給装置５は、バイオガスをバイオガス分配装置６に供給する。バイオガス分配装置６は供給されたバイオガスを一方部分と他方部分とに分配し、一方部分のバイオガスをメタン分離装置７に供給する。メタン分離装置７は、一方部分のバイオガスからメタンガスを分離し、水蒸気改質装置９に供給し、オフガスを大気に放出する。水蒸気改質装置９は、加熱部９ｂでの他方部分のメタンガスの燃焼によって改質器９ａが加熱され、改質器９ａに供給された一方部分のメタンガスを水蒸気供給装置８から供給された水蒸気で水蒸気改質し、水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを生成し、調合装置４に供給する。
　バイオマス由来ガス化ガス供給装置１０は、バイオマス由来ガス化ガスを一酸化炭素分離装置１１に供給し、一酸化炭素分離装置１１はバイオマス由来ガス化ガスから一酸化炭素を分離し、一酸化炭素ガスからなる第２ガスを調合装置４に供給する。調合装置４は、第１流量制御部４ｂおよび第２流量制御部４ｃの作動によって調合室４ａに流入する第１ガスおよび第２ガスの流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、調合室４ａ 内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように第１ガスと第２ガスとを調合し、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥの製造に適した合成ガスを生成する。
　調合装置４にＦＴ合成油製造装置１５が接続された場合、ＦＴ合成油製造装置１５は、ＦＴ合成油製造用合成ガス製造システム１ａから供給されたＦＴ合成油製造用合成ガスからＦＴ合成油を製造する。オフガス利用装置１２は、供給されたオフガスを例えば燃焼して燃焼熱を利用する。
　調合装置４にメタノール製造装置１６が接続された場合、メタノール製造装置１６は、メタノール製造用合成ガス製造システム１ｂから供給されたメタノール製造用合成ガスからメタノールを製造する。調合装置４にＤＭＥ製造装置１７が接続された場合、ＤＭＥ製造装置１７は、ＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１ｃから供給されたＤＭＥ製造用合成ガスからＤＭＥを製造する。
３．第１の実施形態の効果
　調合装置４に第１ガスおよび第２ガスが夫々供給され、調合装置４において調合室４ａに流入する第１ガスおよび第２ガスの流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御するので、調合室４ａ内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように容易かつ正確に第１ガスと第２ガスとを調合することができる。
　なお、調合装置４に一定時間に送られる第１ガスと第２ガスとに含まれる水素と一酸化炭素とのモル比が目標値となるように、第１ガス供給部２ａが一定時間に生成する第１ガスの量および第２ガス供給部３ａが一定時間に分離する第２ガスの量を制御する制御装置１３を設けるとよい。このように制御すると、調合装置４での水素ガスと一酸化炭素ガスとの調合を無駄なく容易に行うことができる。
　さらに、調合装置４で調合される第１ガスおよび第２ガスが、低炭素なバイオガスおよびバイオマス由来ガス化ガスを燃料として生成されるので、メタンガス、炭酸ガスの排出を削減して地球温暖化を防止することができる。多くのパームオイル生産設備が集まっている地域では、パームオイルの生産過程で大量に排出されるＰＯＭＥ（パームオイル搾り滓）がラグーンで嫌気性処理されて大量のメタンガスが発生し、地球温暖化の大きな要因となっている。従って、バイオガス供給装置５で使用する有機性廃棄物として、多くのパームオイル生産設備から回収したPOMEを使用すると、大量のメタンガスの大気への放出を防ぐことができて地球温暖化の防止にきわめて有効である。
４．第２の実施形態の構成
　第２の実施形態は、第１ガス供給部２ｂ、第２ガス供給部３ｂが調合装置４に接続されている点は第１の実施形態と同じであるので、相違点について説明し、第１の実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
　第２の実施形態に係るＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１は、図２に示すように、水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを供給する第１ガス供給部２ｂと、水素ガスからなる第２ガスを供給する第２ガス供給部３ｂと、第１ガス供給部２ｂおよび第２ガス供給部３ｂに接続された調合装置４とを備える。第１ガス供給部２ｂは、バイオガス供給装置５と、炭酸ガス供給装置３１と、炭酸ガス混合装置３２と、炭酸ガス改質装置３３を備える。第１ガス供給部２ｂの炭酸ガス改質装置３３と第２ガス供給部３ｂの水素ガス供給装置３０とが調合装置４に接続されている。
　バイオガス供給装置５は、第１の実施形態と同じ湿式メタン発酵装置であり、メタンガスを、例えば５５％、炭酸ガスを４５％含むバイオガスをバイオガス分配装置６に供給する。バイオガス分配装置６はバイオガスを一方部分と他方部分に分配し、一方部分のバイオガスを炭酸ガス混合装置３２に供給する。
　炭酸ガス供給装置３１は、一方部分のメタンガスを炭酸ガス改質するときに不足する炭酸ガスを補給するために炭酸ガスを炭酸ガス混合装置３２に供給する。炭酸ガス混合装置３２は混合したバイオガスと炭酸ガスとの混合ガスを炭酸ガス改質装置３３の改質器３３ａに供給する。炭酸ガス改質装置３３の加熱部３３ｂにはバイオガス分配装置６から他方部分のバイオガスが供給され、加熱部３３ｂで燃焼して改質器３３ａを加熱する。これにより炭酸ガス改質装置３３は、改質器３３ａに供給された混合ガスの一成分であるメタンガスを他成分の炭酸ガスで化学式（５）に示すように炭酸ガス改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを生成する。この場合、第１ガスの水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合は１：１である。
　ＣＨ４＋ＣＯ２　→　２Ｈ２＋２ＣＯ（吸熱反応）　　　　（５）
　炭酸ガス供給装置３１は、炭酸ガス改質装置３３の加熱部３３ｂで他方部分のバイオガスが燃焼したときに生じる排ガスから炭酸ガスを分離して供給するようにしてもよい。また、天然ガスを水蒸気改質して水素ガスを製造する水素製造装置から炭酸ガスを分離して抽出するようにしてもよい。
　第２ガス供給部３ｂは、水素ガスを第２ガスとして調合装置４に供給する水素ガス供給装置３０で構成されている。第２ガスは水素ガスのみからなるので、水素ガスの一酸化炭素ガスに対する容積割合は１：０である。水素ガス供給装置３０は、天然ガスを水蒸気改質して生成するもの、水を電気分解して生成するもの、水素リッチな副生ガスから水素を分離するもの、輸入されたＣＯ２フリー水素ガスをガスホルダーに貯蔵して供給するもの等のいずれを用いてもよい。
５．第２の実施形態の作動および効果
　バイオガス供給装置５は、バイオガスをバイオガス分配装置６に供給する。バイオガス分配装置６は供給されたバイオガスを一方部分と他方部分とに分配し、一方部分のバイオガスを炭酸ガス混合装置３２に供給する。炭酸ガス供給装置３１は炭酸ガスを炭酸ガス混合装置３２に供給し、炭酸ガス混合装置３２で混合された混合ガスに含まれるメタンガスと炭酸ガスとの容積割合が１：１となるように調整する。炭酸ガス改質装置３３は、加熱部３３ｂでの他方部分のバイオガスの燃焼によって改質器３３ａが加熱され、改質器３３ａに供給された混合ガスのメタンガスを炭酸ガスで炭酸ガス改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを生成する。
　調合装置４には、第１ガス供給部２ｂの炭酸ガス改質装置３３から水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合が１：１の第１ガスが供給され、第２ガス供給部２ｂの水素ガス供給装置３０から水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合が１：０の第２ガスが供給される。調合装置４は、第１流量制御部４ｂおよび第２流量制御部４ｃの作動によって調合室４ａに流入する第１ガスおよび第２ガスの流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、調合室４ａ内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比を目標値となるように第１ガスと第２ガスとを調合し、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥの製造に適した合成ガスを生成する。これにより、第１ガスおよび第２ガスを一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように調合装置４によって容易かつ正確に調合することができる。さらに、炭酸ガスを有効に利用することができる。
　なお、調合装置４に一定時間に送られる第１ガスと第２ガスとに含まれる水素と一酸化炭素とのモル比が目標値となるように、第１ガス供給部２ｂが一定時間に生成する第１ガスの量および第２ガス供給部３ｂが一定時間に供給する第２ガスの量を制御する制御装置３４を設けるとよい。このように制御すると、調合装置４での第１ガスと第２ガスとの調合を無駄なく容易に行うことができる。
６．第３の実施形態の構成
　第３の実施形態は、図３に示すように、第１ガス供給部２ｃは第１の実施形態の第１ガス供給部２ａと同様であるが、第２ガス供給部３ｃが第１の実施形態と異なる。従って、第２ガス供給部３ｃを説明し、第１の実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
　水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第２ガスを供給する第２ガス供給部３ｃは、バイオガス供給装置５と、メタン分離装置７と、メタン分配装置３５と、炭酸ガス分配装置２２と、炭酸ガス改質装置３３とを備える。バイオガス供給装置５は、第１の実施形態の第１ガス供給部２ａと同様に水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合が３：１の第１ガスを供給する第１ガス供給部２ｃの一部としても機能する。
　第２ガス供給部３ｃにおいて、バイオガス供給装置５はバイオガス分割装置３６にバイオガスを供給し、バイオガス分割装置３６は供給されたバイオガスを第１、第２、第３バイオガスに分割する。バイオガス分割装置３６で分割された第１バイオガスがメタン分離装置７に供給される。メタン分離装置７は分離したメタンガスをメタン分配装置３５に供給し、メタン分配装置３５は供給されたメタンガスを一方部分と他方部分とに分配し、他方部分のメタンガスを炭酸ガス改質装置３３の改質器３３ａに供給する。メタン分離装置７はオフガスである炭酸ガスを炭酸ガス分配装置２２に供給する。炭酸ガス分配装置２２は、メタン分離装置７から排出される炭酸ガスを一方部分と他方部分に分配し、一方部分の炭酸ガスを炭酸ガス改質装置３３の改質器３３ａに供給し、他方部分の炭酸ガスを大気に放出する。バイオガス分割装置３６で分配された第３バイオガスは、炭酸ガス改質装置３３の加熱部３３ｂに供給され、燃焼して炭酸ガス改質器３３ａを加熱する。なお、バイオガス分割装置３６で分配された第２バイオガスは、第１ガス供給部２ｃの水蒸気改質装置９の加熱部９ｂに供給され、メタン分配装置３５で分配された一方部分のメタンガスは水蒸気改質装置９の改質器９ａに供給される。第１ガス供給部２ｃの水蒸気改質装置９と第２ガス供給部３ｃの炭酸ガス改質装置３３が調合装置４に接続されている。
７．第３の実施形態の作動および効果
　第２ガス供給部３ｃにおいて、バイオガス供給装置５がバイオガスをバイオガス分割装置３６に供給し、バイオガス分割装置３６は第１バイオガスをメタン分離装置７に供給する。メタン分離装置７は第１バイオガスからメタンガスを分離し、メタン分配装置３５に供給する。炭酸ガス改質装置３３は、加熱部３３ｂに供給された第３バイオガスの燃焼によって改質器３３ａが加熱され、改質器３３ａに供給された他方部分のメタンガスを一方部分の炭酸ガスで炭酸ガス改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第２ガスを生成する。この場合、第２ガスの水素と一酸化炭素との容積割合は１：１である。
　調合装置４には、第１ガス供給部２ｃの水蒸気改質装置９から水素と一酸化炭素との容積割合が３：１の第１ガスが供給され、第２ガス供給部３ｃの炭酸ガス改質装置３３から水素と一酸化炭素との容積割合が１：１の第２ガスが供給される。調合装置４は、第１流量制御部４ｂおよび第２流量制御部４ｃの作動によって、調合室４ａに流入する第１ガスおよび第２ガスの各流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、調合室４ａ 内で合成される合成ガスの水素の一酸化炭素に対するモル比が目標値となるように第１ガスと第２ガスとを調合し、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥの製造に適した合成ガスを生成する。これにより、第１供給部および第２供給部から供給される第１ガスおよび第２ガスを一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように調合装置４によって容易かつ正確に調合することができる。さらに、炭酸ガスを有効に利用することができる。
　第３の実施形態では、メタン分配装置３５で分配する一方部分と他方部分のメタンの容積割合を２：１にし、化学式（１）、（５）に基づいて水蒸気改質および炭酸ガス改質が行われるように水蒸気および炭酸ガスの供給量をそれぞれ制御する制御装置３７を設けるとよい。このように制御すれば、調合装置４に供給される第１ガスおよび第２ガスに含まれる水素ガスおよび一酸化炭素ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比を目標値２とすることができる。燃料としてバイオガスを使用することによって奏する効果は第１の実施形態と同じである。さらに、炭酸ガスを有効に利用することができる。
　また、メタン分配装置３５で分配する一方部分と他方部分のメタンの容積割合を２：１にし、化学式（１）、（５）に基づいて水蒸気改質および炭酸ガス改質が行われるように水蒸気および炭酸ガスの供給量をそれぞれ制御すれば、第１ガスおよび第２ガスを混合するだけで、ＦＴ合成油またはメタノール製造用合成油を生成することができる。
８．第４の実施形態の構成
　第４の実施形態は、図４に示すように、第１ガス供給部２ｄは第１の実施形態と同様であるが、第２ガス供給部３ｄが第１の実施形態と異なる。従って、相違点について説明し、第１の実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
　第２ガス供給部３ｄは、天然ガス由来メタンガス供給装置２５と、炭酸ガス改質装置３３とを備え、水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第２ガスを供給する。天然ガス由来メタンガス供給装置２５は、天然ガス由来メタンガスをメタン分割装置４０に供給し、メタン分割装置４０は天然ガス由来メタンガスを第１、第２、第３、第４メタンガスに分割する。メタン分割装置４０は、第１メタンガスを炭酸ガス改質装置３３の改質器３３ａに供給し、第２メタンガスを炭酸ガス改質装置３３の加熱部３３ｂに供給し、第３メタンガスをメタン混合装置２７を介して水蒸気改質装置９の改質器９ａに供給し、第４メタンガスを水蒸気改質装置９の加熱部９ｂに供給する。炭酸ガス改質装置３３の改質器３３ａには、第３の実施形態と同様に炭酸ガス分配装置２２から一方部分の炭酸ガスが供給される。第１ガス供給部２ｄの水蒸気改質装置９と第２ガス供給部３ｄの炭酸ガス改質装置３３とが調合装置４に接続されている。
９．第４の実施形態の作動および効果
　第２ガス供給部３ｄにおいて、天然ガス由来メタンガス供給装置２５が天然ガス由来メタンガスをメタン分割装置４０に供給し、メタン分割装置４０は第１天然ガス由来メタンガスを炭酸ガス改質装置３３の改質器３３ａに供給する。炭酸ガス改質装置３３は、加熱部３３ｂに供給された第２天然ガス由来メタンガスの燃焼によって改質器３３ａが加熱され、第1天然ガス由来メタンガスを炭酸ガス分配装置２２から改質器３３ａに供給された一方部分の炭酸ガスで炭酸ガス改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第２ガスを生成する。この場合、第２ガスの水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合は１：１であるる。
　調合装置４には、第１ガス供給部２ｄの水蒸気改質装置９から水素と一酸化炭素との容積割合が３：１の第１ガスが供給され、第２ガス供給部３ｄの炭酸ガス改質装置３３から水素と一酸化炭素との容積割合が１：１の第２ガスが供給される。調合装置４は、第１流量制御部４ｂおよび第２流量制御部４ｃの作動によって、調合室４ａに流入する第１ガスおよび第２ガスの各流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、調合室４ａ 内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように第１ガスと第２ガスとを調合し、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥの製造に適した合成ガスを生成する。これにより、第１ガスおよび第２ガスを一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように調合装置４によって容易かつ正確に調合することができる。さらに、炭酸ガスを有効に利用することができる。
　なお、調合装置４に一定時間に送られる第１ガスと第２ガスとに含まれる水素と一酸化炭素とのモル比が目標値となるように、第１ガス供給部２ｄが一定時間に生成する第１ガスの量および第２ガス供給部３ｄが一定時間に生成する第２ガスの量を制御する制御装置４１を設けるとよい。このように制御すると、調合装置４での第１ガスと第２ガスとの調合を無駄なく容易に行うことができる。
　第４の実施形態は、燃料としてバイオガスを使用すること、第１ガス供給部２ｄと第２ガス供給部３ｄとから第１ガスと第２ガスとを調合装置４に供給することによって奏する効果は第１の実施形態と同じである。さらに、炭酸ガスを有効に利用することができる。また、第２ガス供給部３ｄの燃料ガスに天然ガス由来メタンガスを使用し、第１ガス供給部２ｄの燃料ガスとして天然ガス由来メタンガスを追加可能としたので、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガスの製造量を増加し、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１を大規模化することができる。
１０．第５の実施形態の構成
　第５の実施形態は、図５に示すように、第２ガス供給部３ｅは第４の実施形態の第２ガス供給部３ｄと同じであるが、第１ガス供給部２ｅが第４の実施形態と異なる。さらに、第５の実施形態では、バイオガスを燃料とする熱電併給設備４５が付加されている。従って、第１ガス供給部２ｅおよび熱電併給設備４５を説明し、第２ガス供給部３ｅについては、第４の実施形態の第２ガス供給部３ｄと同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
　第１ガス供給部２ｅは、天然ガス由来メタンガス供給装置２５と、水蒸気供給装置８と、水蒸気改質装置９とを備える。熱電併給設備４５は、バイオガス供給装置５と、メタン分離装置７と、熱電併給装置４６とを備える。
　第１ガス供給部２ｅにおいて、第２ガス供給部３ｅの構成要素でもある天然ガス由来メタンガス供給装置２５は天然ガス由来メタンガスをメタン分割装置４０に供給し、メタン分割装置４０は天然ガス由来メタンガスを第１、第２、第３、第４メタンガスに分割する。メタン分割装置４０は、第３メタンガスを水蒸気改質装置９の改質器９ａに供給し、第４メタンガスを水蒸気改質装置９の加熱部９ｂに供給する。第１ガス供給部２ｅの水蒸気改質装置９と第２ガス供給部３ｅの炭酸ガス改質装置３３とが調合装置４に接続されている。
　熱電併給設備４５において、バイオガス供給装置５はメタン分離装置７に接続され、メタン分離装置７は、バイオガス供給装置５から供給されたバイオガスからメタンガスを分離し、熱電併給装置４６に供給する。メタン分離装置７は炭酸ガス分配装置２２に接続され、炭酸ガス分配装置２２はメタン分離装置７から排出されるオフガスである炭酸ガスを一方部分と他方部分とに分配し、一方部分の炭酸ガスを炭酸ガス改質装置３３の改質器３３ａに供給し、他方部分の炭酸ガスを大気に放出する。熱電併給装置４６には排熱利用装置４７が接続されている。
１１．第５の実施形態の作動および効果
　第１ガス供給部２ｅにおいて、水蒸気改質装置９の改質器９ａにメタン分割装置４０から第３メタンガスが供給され、加熱部９ｂに供給された第４メタンガスの燃焼熱によって改質器９ａが加熱される。この第３メタンガスが水蒸気供給装置８から改質器９aに供給された水蒸気によって水蒸気改質され、水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスが生成される。この場合、第１ガスの水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合は３：１である。
　熱電併給設備４５においては、バイオガス供給装置５から供給されたバイオガスからメタンガスがメタン分離装置７で分離され、熱電併給装置４６のガスエンジンに燃料として供給される。熱電併給装置４６の発電機がガスエンジンによって駆動され電力を送出する。ガスエンジンを冷却した冷却水は排熱利用装置４７で利用される。第２ガス供給部３ｅにおいて、炭酸ガス改質装置３３の改質器３３ａに炭酸ガス分配装置２２で分配された一方部分の炭酸ガスが供給される。
　調合装置４は第４の実施形態と同様に第１ガス供給部２ｅから水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合が３：１の第１ガスが供給され、第２ガス供給部３ｅから水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合が１：１第２ガスが供給され、調合室４ａで合成されれる合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように第１ガスおよび第２ガスを容易かつ正確に調合し、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥの製造に適した合成ガスを生成する。また、炭酸ガスを有効に利用することができる。さらに、バイオガスで熱電併給装置４６を作動させて低炭素で電力と熱を出力するとともに、メタン分離装置７から排出される炭酸ガスを第２ガス供給部３ｅの炭酸ガス改質装置３３で利用して炭酸ガスの大気への排出を低減することができる。
　なお、調合装置４に一定時間に送られる第１ガスと第２ガスとに含まれる水素と一酸化炭素とのモル比が目標値となるように、第１ガス供給部２ｄが一定時間に生成する第１ガスの量および第２ガス供給部３ｄが一定時間に生成する第２ガスの量を制御する制御装置４８を設けるとよい。このように制御すると、調合装置４での第１ガスと第２ガスとの調合を無駄なく容易に行うことができる。
１２．第６の実施形態の構成
　第６の実施形態は、第１ガス供給部２ｆ、第２ガス供給部３ｆが調合装置４に接続されている点は第１の実施形態と同じであるので、相違点について説明し、第１の実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
　第６の実施形態に係るＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１は、図６に示すように、水素ガスからなる第１ガスを供給する第１ガス供給部２ｆがコークス炉ガス供給装置５０と水素分離装置５１を備え、一酸化炭素ガスからなる第２ガスを供給する第２ガス供給部３ｆが一酸化炭素リッチ副生ガス供給装置５３、副生ガス混合装置５７および一酸化炭素分離装置５４を備える。副生ガス混合装置５７は一酸化炭素リッチ副生ガス供給装置５３と一酸化炭素分離装置５４との間に介在され、コークス炉ガスから水素ガスを分離したオフガスが第１ガス供給部２ｆの水素分離装置５１から供給される。この場合、水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合は、第１ガスが１：０であり、第２ガスが０：１である。
１３．第６の実施形態の作動および効果
　水素分離装置５１はコークス炉ガス供給装置５０から供給されたコークス炉ガスから水素ガスを分離して調合装置４に供給し、オフガスを副生ガス混合装置５７に供給する。副生ガス混合装置５７は一酸化炭素リッチな副生ガスと水素分離後のオフガスとを混合して一酸化炭素分離装置５４に供給する。一酸化炭素分離装置５４は一酸化炭素リッチな副生ガスおよび水素分離後のオフガスから一酸化炭素ガスを分離して調合装置４に供給する。
　調合装置４には、第１ガス供給部２ｆの水素分離装置５１から水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合が１：０の第１ガスが供給され、第２ガス供給部３ｆの一酸化炭素分離装置５４から水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合が０：１の第２ガスが供給される。調合装置４は、第１流量制御部４ｂおよび第２流量制御部４ｃの作動によって調合室４ａに流入する第１ガスおよび第２ガスの各流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、調合室４ａ 内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように第１ガスと第２ガスとを正確に調合し、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥの製造に適した合成ガスを生成する。
　これにより、第１ガスおよび第２ガスを一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように容易かつ正確に調合することができる。さらに、製鉄所で排出するコークス炉ガスおよび転炉ガス、高炉ガスを有効に利用するので、製鉄所の近傍でＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガスを効率的に環境にやさしく製造することができる。また、水素分離装置５１から排出されるオフガスに含まれる一酸化炭素ガスを合成ガスの製造に有効に利用することができる。
　なお、調合装置４に一定時間に送られる第１ガスと第２ガスとに含まれる水素と一酸化炭素とのモル比が目標値となるように、第１ガス供給部２ｆが一定時間に生成する第１ガスの量および第２ガス供給部３ｆが一定時間に生成する第２ガスの量を制御する制御装置５９を設けるとよい。このように制御すると、調合装置４での第１ガスと第２ガスとの調合を無駄なく容易に行うことができる。
１４．第７の実施形態
　第７の実施形態は、第２ガス供給部３ｇが第６の実施形態の第２ガス供給部３ｆと異なるので、第２ガス供給部３ｇのみ説明し、第６の実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
　第２ガスを供給する第２ガス供給部３ｇは、炭化物供給装置２０と、炭酸ガス供給装置６０と、電炉式一酸化炭素製造装置２１とを含む。電炉式一酸化炭素製造装置２１は、炭化物供給装置２０から供給された炭化物と炭酸ガス供給装置３１から供給された炭酸ガスとを無酸素状態で加熱し、炭酸ガスと固体の炭化物とを化学式（５）に示す高温直接還元反応させて一酸化炭素ガスからなる第２ガスを生成する。調合装置４に、水素分離装置５１から水素ガス、電気炉式一酸化炭素製造装置２１から一酸化炭素ガスが供給される。
　調合装置４は、第６の実施形態と同様に第１ガス供給部２ｇから水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合が１：０の第１ガスが供給され、第２ガス供給部３ｇから水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合が０：１の第２ガスが供給され、第１ガスおよび第２ガスが調合室４ａに流入する流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、調合室４ａ内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように第１ガスと第２ガスとを正確に調合し、ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥの製造に適した合成ガスを生成する。さらに、製鉄所で生成されるコークス炉ガス、コークスおよび炭酸ガスを有効に利用するので、製鉄所の近傍でＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガスを効率的に環境にやさしく製造することができる。
　なお、調合装置４に一定時間に送られる第１ガスと第２ガスとに含まれる水素と一酸化炭素とのモル比が目標値となるように、第１ガス供給部２ｇが一定時間に生成する第１ガスの量および第２ガス供給部３ｇが一定時間に生成する第２ガスの量を制御する制御装置６１を設けるとよい。このように制御すると、調合装置４での第１ガスと第２ガスとの調合を無駄なく容易に行うことができる。
１５．第８の実施形態の構成
　第８の実施形態は、第１ガス供給部２ｈと、第２ガス供給部３ｈと、第１ガス供給部２ｈおよび第２ガス供給部３ｈから供給される第１ガスと第２ガスとを合成した合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように調合する調合装置４とを備える点は、第１の実施形態と同じであるので、相違点について説明し、第１の実施形態と同じ構成要素には同一の参照番号を付して説明を省略する。
　第８の実施形態は、一酸化炭素に対する水素のモル比の目標値が１であるＤＭＥ製造用合成ガスを製造するＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１ｃである。図８に示すように、水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを供給する第１ガス供給部２ｈは、バイオガス供給装置５および炭酸ガス改質装置３３を備え、水素ガスおよび一酸化炭素ガスとからなる第２ガスを供給する第２ガス供給部３ｈは、バイオガス供給装置５と、炭酸ガス供給装置３１と、調合装置４と、炭酸ガス改質装置３３を備える。
　バイオガスを供給するバイオガス供給装置５はバイオガス分配装置６の入口に接続され、バイオガス分配装置６の一出口は調合装置４の一方流入口に接続され、他出口は炭酸ガス改質装置３３の加熱部３３ｂに接続されている。調合装置４の他方流入口には炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給装置３１が接続され、流出口は炭酸ガス改質装置３３に接続されている。炭酸ガス改質装置３３からＤＭＥ製造用合成ガスがＤＭＥ製造装置１７に供給され、化学式（４）に基づいてＤＭＥが製造される。
　調合装置４は、一方流入口に供給される一方部分のバイオガスに含まれるメタンガスと炭酸ガスとの容積比αを一定時間毎に計測する容積比計測部４ｄと、一方部分のバイオガスが調合室４ａに流入する流量βを制御するバイオガス流量制御部４ｅと、炭酸ガス供給装置３１から供給される炭酸ガスが調合室４ａに流入する流量θを制御する炭酸ガス流量制御部４ｆを備える。
１６．第８の実施形態の作動および効果
　バイオガス供給装置５からバイオガス分配装置６を介して一方部分のバイオガスが調合装置４に供給される。バイオガスは、一例としてメタンガスを６０％、炭酸ガスを４０％含むので、化学式（５）に従って炭酸ガス改質装置３３で無駄なく炭酸ガス改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとを生成するためには、メタンガスの量に対して炭酸ガスの量が不足する。調合装置４は、容積比計測部４ｄによってバイオガス分配装置６から供給される一方部分のバイオガスに含まれるメタンガスと炭酸ガスとの容積比αを計測し、調合装置４から送出される調合ガスに含まれるメタンガスと炭酸ガスとの容積割合が１：１となるように、バイオガス分配装置６から供給される一方部分のバイオガスの流量βと炭酸ガス供給装置３１から供給される炭酸ガスの流量θとの比（β／θ）を容積比αから（６）式に基づいて計算する。
β／θ＝（α＋１）／（α－１）　　　　　　（６）
調合装置４は、バイオガス流量制御部４ｅと炭酸ガス流量制御部４ｆとによって調合室４ａに流入するバイオガスの流量βと炭酸ガスの流量θとの比が（α＋１）／（α－１）となるように制御してバイオガスと炭酸ガスとを調合してメタンガスと炭酸ガスとの容積割合が等しい調合ガスを生成する。換言すれば、調合装置４は、バイオガス供給装置５から調合室４ａに供給されるバイオガスに含まれるメタンガスと炭酸ガスとの容積比αを容積比計測部４ｄで計測し、調合室４ａに供給されるバイオガスの流量β（α＋１）／（α＋１）に含まれるメタンガスの量βα／（α＋１）と炭酸ガスの量β／（α＋１）との差β（α－１）／（α＋１）である炭酸ガスの不足量を求め、不足量の炭酸ガスを炭酸ガス供給装置３１から調合室４ａに供給してメタンガスと炭酸ガスとの容積割合が１：１である調合ガスを生成する。
　調合ガスは調合装置４から炭酸ガス改質装置３３の改質器３３ａに供給される。炭酸ガス改質装置３３の加熱部３３ｂにはバイオガス分配装置６から他方部分のバイオガスが供給され、加熱部３３ｂで燃焼して改質器３３ａを加熱する。これにより炭酸ガス改質装置３３は、改質器３３ａに供給された調合ガスの一成分であるメタンガスを他成分の炭酸ガスで化学式（５）に示すように炭酸ガス改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる合成ガスを生成する。この場合、調合ガスに含まれるメタンガスおよび炭酸ガスの容積割合が等しいので、炭酸ガス改質装置３３で生成される水素ガスと一酸化炭素ガスとの合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比は目標値の１となる。このように、調合装置４は、ＤＭＥ製造用合成ガス製造システム１ｃから送出する合成ガスを一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値１となるように、バイオガス分配装置６から供給される一方部分のバイオガスと炭酸ガス供給装置３１から供給される炭酸ガスとを調合する。
　第８の実施形態においては、第１ガス供給部２ｈは、バイオガス供給装置５および炭酸ガス改質装置３３を備えるので、流量βのバイオガスに含まれる等量のメタンガスと炭酸ガス部分、即ちβ／（１＋α）が炭酸ガス改質して生成される水素ガスおよび一酸化炭素ガスが第１ガスである。第２ガス供給部３ｈは、バイオガス供給装置５と、炭酸ガス供給装置３１と、調合装置４と、炭酸ガス改質装置３３を備えるので、流量βのバイオガスに含まれるメタンガスの炭酸ガスより多い部分、即ちβ（α－１）／（１＋α）が炭酸ガス供給装置３１から供給された同量の炭酸ガスと炭酸ガス改質して生成される水素ガスおよび一酸化炭素ガスが第２ガスである。炭酸ガス供給装置３１は、ＤＭＥの製造時にＤＭＥと同時に生成される炭酸ガスを利用するとよい。この場合、化学式（４）で生成される炭酸ガスの量は、バイオガスに含まれるメタンガスの量に対して不足する炭酸ガスの量の２倍ほど生成されるので量的に十分である。このようにバイオガスに適量の炭酸ガスを追加するだけで、ＤＭＥ製造用合成ガスを簡素な構成で効率的に環境にやさしく製造することができる。
　上記第１乃至第７の実施形態においては、調合装置４は、第１ガスおよび第２ガスの製造過程から各ガスの水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合を想定しているが、調合装置４の調合室４ａに流入する前に第１ガスおよび第２ガスの水素ガスと一酸化炭素ガスとの容積割合を計測し、計測値に基づいて各ガスの流量を制御するようにしてもよい。また、第１ガスおよび第２ガスの一方のガスの流速を一定に保持し、他方のガスの流速を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に応じて制御するようにしてもよい。
　１：ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム、２ａ～２ｈ：第１ガス供給部、３ａ～３ｈ：第２ガス供給部、４：調合装置、５：バイオガス供給装置、７：メタン分離装置、８：水蒸気供給装置、９：水蒸気改質装置、９ａ：改質器、９ｂ：加熱部、１０：バイオマス由来ガス化ガス供給装置、１１，５４：一酸化炭素分離装置、１２：オフガス利用装置、１５～１７：ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造装置、２０：炭化物供給装置、２１：電炉式一酸化炭素製造装置、２５：天然ガス由来メタンガス供給装置、２７：メタン混合装置、３０：水素ガス供給装置、３１：炭酸ガス供給装置、３２：炭酸ガス混合装置、３３：炭酸ガス改質装置、３３ａ：改質器、３３ｂ：加熱部、３５：メタン分配装置、３６：バイオガス分割装置、４０：メタン分割装置、５０：コークス炉ガス供給装置、５１：水素分離装置、５３：一酸化炭素リッチ副生ガス供給装置、５７：副生ガス混合装置　

Claims (8)

  1. 　メタンガスの含有率が高いバイオガスを供給するバイオガス供給装置と、
    　前記バイオガス供給装置から前記バイオガスが供給され、前記バイオガスから前記メタンガスを分離するメタン分離装置と、
    　水蒸気を供給する水蒸気供給装置と、
    　前記メタン分離装置から前記メタンガスが供給され、前記水蒸気供給装置から前記水蒸気が供給され、前記メタンガスを前記水蒸気で水蒸気改質し、水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを生成する水蒸気改質装置と、
    　少なくともバイオマス由来ガス化ガスを含む一酸化炭素の含有率が高いガス化ガスを供給するガス化ガス供給装置と、
    　前記ガス化ガス供給装置から前記ガス化ガスが供給され、前記ガス化ガスから一酸化炭素ガスを分離し第２ガスとして供給する一酸化炭素分離装置と、
    　前記水蒸気改質装置から前記第１ガスが供給され、前記一酸化炭素分離装置から前記第２ガスが供給され、前記第１ガスおよび前記第２ガスが調合室に流入する流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、前記調合室内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように前記第１ガスと前記第２ガスとを調合する調合装置と、を備えた
    　ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム。
  2. 　メタンガスの含有率が高いバイオガスを供給するバイオガス供給装置と、
    　炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給装置と、
    　前記バイオガス供給装置から前記バイオガスが供給され、前記炭酸ガス供給装置から前記炭酸ガスが供給され、前記バイオガスと前記炭酸ガスとを混合して第１混合ガスとする第１混合装置と、
    　前記第１混合装置から前記第１混合ガスが供給され、前記第１混合ガスに含まれるメタンガスを前記第１混合ガスに含まれる炭酸ガスで炭酸ガス改質して水素と一酸化炭素とからなる第１ガスを生成する炭酸ガス改質装置と、
    　水素ガスを第２ガスとして供給する水素ガス供給装置と、
    　前記炭酸ガス改質装置から前記第２ガスが供給され、前記水素ガス供給装置から前記第２ガスが供給され、前記第１ガスおよび前記第２ガスが調合室に流入する流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、前記調合室内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように前記第１ガスと前記第２ガスとを調合する調合装置と、を備えた
    　ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム。
  3. 　メタンガスの含有率が高いバイオガスを供給するバイオガス供給装置と、
    　前記バイオガス供給装置から前記バイオガスが供給され、前記バイオガスから前記メタンガスを分離するメタン分離装置と、
    　前記メタン分離装置から前記メタンガスが供給され、前記メタンガスを一方部分と他方部分とに分配するメタンガス分配装置と、
    　水蒸気を供給する水蒸気供給装置と、
    　前記メタンガス分配装置から前記一方部分のメタンガスが供給され、前記水蒸気供給装置から前記水蒸気が供給され、前記一方部分のメタンガスを前記水蒸気で水蒸気改質し、水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを生成する水蒸気改質装置と、
    　前記メタンガス分配装置から前記他方部分のメタンガスが供給され、前記メタン分離装置からオフガスとしての炭酸ガスが供給され、前記他方部分のメタンガスを前記オフガスとしての炭酸ガスで炭酸ガス改質して水素と一酸化炭素とからなる第２ガスを生成する炭酸ガス改質装置と、
    　前記水蒸気改質装置から前記第１ガスが供給され、前記炭酸ガス改質装置から前記第２ガスが供給され、前記第１ガスおよび前記第２ガスが調合室に流入する流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、前記調合室内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように前記第１ガスと前記第２ガスとを調合する調合装置と、を備えた
    　ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム。
  4. 　メタンガスの含有率が高いバイオガスを供給するバイオガス供給装置と、
    　前記バイオガス供給装置から前記バイオガスが供給され、前記バイオガスから前記メタンガスを分離するメタン分離装置と、
    　水蒸気を供給する水蒸気供給装置と、
    　前記メタン分離装置から前記メタンガスが供給され、前記水蒸気供給装置から前記水蒸気が供給され、前記メタンガスを前記水蒸気で水蒸気改質し、水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを生成する水蒸気改質装置と、
    　天然ガス由来メタンガスを供給するメタンガス供給装置と、
    　前記メタンガス供給装置から前記天然ガス由来メタンガスが供給され、前記メタン分離装置からオフガスである炭酸ガスが供給され、前記天然ガス由来メタンガスを前記炭酸ガスで炭酸ガス改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第２ガスを生成する炭酸ガス改質装置と、
    　前記水蒸気改質装置から前記第１ガスが供給され、前記炭酸ガス改質装置から前記第２ガスが供給され、前記第１ガスおよび前記第２ガスが調合室に流入する流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、前記調合室内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように前記第１ガスと前記第２ガスとを調合する調合装置と、を備えた
    　ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム。
  5. 　メタンガスの含有率が高いバイオガスを供給するバイオガス供給装置と、
    　前記バイオガス供給装置から前記バイオガスが供給され、前記バイオガスから前記メタンガスを分離するメタン分離装置と、
    　前記メタン分離装置から前記メタンガスが供給され、前記メタンガスを燃焼させて動力を得るガス内燃機関によって発電機を駆動する熱電併給装置と、
    　天然ガス由来メタンガスを供給する天然ガス由来メタンガス供給装置と、
    　前記天然ガス由来メタンガス供給装置から前記天然ガス由来メタンガスが供給され、前記天然ガス由来メタンガスを一方部分と他方部分とに分配する天然ガス由来メタンガス分配装置と、
    　水蒸気を供給する水蒸気供給装置と、
    　前記天然ガス由来メタンガス分配装置から前記一方部分の天然ガス由来メタンガスが供給され、前記水蒸気供給装置から前記水蒸気が供給され、前記一方部分の天然ガス由来メタンガスを前記水蒸気で水蒸気改質し、水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第１ガスを生成する水蒸気改質装置と、
    　前記天然ガス由来メタンガス分配装置から前記他方部分の天然ガス由来メタンガスが供給され、前記メタン分離装置からオフガスとしての炭酸ガスが供給され、前記他方部分の天然ガス由来メタンガスを前記オフガスとしての炭酸ガスで炭酸ガス改質して水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる第２ガスを生成する炭酸ガス改質装置と、
    　前記水蒸気改質装置から前記第１ガスが供給され、前記炭酸ガス改質装置から前記第２ガスが供給され、前記第１ガスおよび前記第２ガスが調合室に流入する流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、前記調合室内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように前記第１ガスと前記第２ガスとを調合する調合装置と、を備えた
    　ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム。
  6. 　水素ガスの含有率が高いコークス炉ガスを供給するコークス炉ガス供給装置と、
    　コークス炉ガス供給装置からコークス炉ガスが供給され、コークス炉ガスから水素ガスを分離し第１ガスとして供給する水素分離装置と、
    　一酸化炭素ガスの含有率が高い一酸化炭素リッチ副生ガスを供給する一酸化炭素リッチ副生ガス供給装置と、
    　前記一酸化炭素リッチ副生ガス供給装置から一酸化炭素リッチ副生ガスが供給され、前記水素分離装置からオフガスが供給され、前記一酸化炭素リッチ副生ガスと前記オフガスとを混合して混合副生ガスとする副生ガス混合装置と、
    　前記副生ガス混合装置から前記混合副生ガスが供給され、前記混合副生ガスから一酸化炭素ガスを分離し第２ガスとして供給する一酸化炭素分離装置と、
    　前記水素分離装置から前記第１ガスが供給され、前記一酸化炭素分離装置から前記第２ガスが供給され、前記第１ガスおよび前記第２ガスが調合室に流入する流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、前記調合室内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように前記第１ガスと前記第２ガスとを調合する調合装置と、を備えた
    　ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム。
  7. 　水素ガスの含有率が高いコークス炉ガスを供給するコークス炉ガス供給装置と、
    　前記コークス炉ガス供給装置からコークス炉ガスが供給され、前記コークス炉ガスから水素ガスを分離し第１ガスとして供給する水素分離装置と、
    　炭化物を供給する炭化物供給装置と、
    　炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給装置と、
    　前記炭化物供給装置から前記炭化物が供給され、前記炭酸ガス供給装置から前記炭酸ガスが供給され、前記炭化物と前記炭酸ガスとを無酸素状態で加熱して一酸化炭素ガスを生成し第２ガスとして供給する電炉式一酸化炭素製造装置と、
    　前記水素分離装置から前記第１ガスが供給され、前記電炉式一酸化炭素製造装置から前記第２ガスが供給され、前記第１ガスおよび前記第２ガスが調合室に流入する流量を各ガスにおける水素と一酸化炭素との容積割合に基づいて制御することにより、前記調合室内で合成される合成ガスの一酸化炭素に対する水素のモル比が目標値となるように前記第１ガスと前記第２ガスとを調合する調合装置と、を備えた
    　ＦＴ合成油、メタノールまたはＤＭＥ製造用合成ガス製造システム。
  8. 　メタンガスの含有率が高いバイオガスを供給するバイオガス供給装置と、
    　炭酸ガスを供給する炭酸ガス供給装置と、
    　前記バイオガス供給装置から前記バイオガスが供給され、前記炭酸ガス供給装置から前記炭酸ガスが供給されて調合ガスを生成する調合室を備え、前記バイオガス供給装置から前記調合室に供給される前記バイオガスに含まれるメタンガスと炭酸ガスとの容積比を計測し、前記調合室に供給される前記バイオガスに含まれる前記メタンガスと前記炭酸ガスとの差である炭酸ガスの不足量を求め、前記不足量の炭酸ガスを前記炭酸ガス供給装置から前記調合室に供給してメタンガスと炭酸ガスとの容積割合が１：１である前記調合ガスを生成する調合装置と、
    　前記調合装置から前記調合ガスが供給され、前記調合ガスに含まれる前記メタンガスを前記炭酸ガスで炭酸ガス改質して、一酸化炭素に対する水素のモル比が１の水素ガスと一酸化炭素ガスとからなる合成ガスを生成する炭酸ガス改質装置と、を備えた
    　ＤＭＥ製造用合成ガス製造システム。
    　
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