(57)【要約】【課題】タールを効率よく除去しつつ、可燃性ガスの低減を抑制する。【解決手段】ガス化ガス生成装置１００は、水蒸気を用いてガス化原料をガス化させてガス化ガスＸ１を生成するガス化炉１１６と、ガス化炉１１６において生成されたガス化ガスＸ１が流通する流通路２１０と、ガス化ガスＸ１中のタールの改質を促進する、少なくともＮｉを含む第１の触媒（Ｎｉ系触媒）を、流通路２１０内に保持する第１触媒保持部（Ｎｉ系触媒保持部２２０）と、流通路２１０における第１触媒保持部の上流側、および、第１触媒保持部のいずれか一方または双方に酸化剤を供給する酸化剤供給部２３０と、を備える。【選択図】図２
2014001256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水蒸気を用いてガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、
前記ガス化炉において生成されたガス化ガスが流通する流通路と、
前記ガス化ガス中のタールの改質を促進する、少なくともＮｉを含む第１の触媒を、前記流通路内に保持する第１触媒保持部と、
前記第１の触媒に酸化剤を供給する酸化剤供給部と、
を備えたことを特徴とするガス化ガス生成装置。
【請求項２】
前記第１の触媒の温度を測定する第１の温度測定部と、
測定された前記第１の触媒の温度に応じて、前記酸化剤供給部が供給する酸化剤の量を制御する第１の酸化剤制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のガス化ガス生成装置。
【請求項３】
前記ガス化ガス中のタールの改質を促進する、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、および、Ｓｉの群から選択される１または複数の元素の酸化物または炭酸塩である第２の触媒を、前記流通路内における前記第１触媒保持部の上流側に保持する第２触媒保持部をさらに備え、
前記酸化剤供給部は、前記第２の触媒に酸化剤を供給することを特徴とする請求項１または２に記載のガス化ガス生成装置。
【請求項４】
前記第２の触媒の温度を測定する第２の温度測定部と、
測定された前記第２の触媒の温度に応じて、前記酸化剤供給部が供給する酸化剤の量を制御する第２の酸化剤制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載のガス化ガス生成装置。
【請求項５】
前記第２触媒保持部の上流側において前記流通路から分岐され、該第２触媒保持部の上流側のガス化ガスを、該流通路における該第２触媒保持部と前記第１触媒保持部の間にバイパスするバイパス路と、
前記ガス化ガスの流通先を、前記第２触媒保持部を通過する流通路と、前記バイパス路とで切り換える切換部と、
前記第２触媒保持部の上流側のガス化ガスの水蒸気濃度を測定する濃度測定部と、
測定された前記水蒸気濃度が予め定められた第１の閾値以上である場合、前記切換部を制御して、前記ガス化ガスの流通先を前記バイパス路に切り換える切換制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項３または４に記載のガス化ガス生成装置。
【請求項６】
前記第２触媒保持部の上流側において前記流通路から分岐され、該第２触媒保持部の上流側のガス化ガスを、該流通路における該第２触媒保持部と前記第１触媒保持部の間にバイパスするバイパス路と、
前記ガス化ガスの流通先を、前記第２触媒保持部を通過する流通路と、前記バイパス路とで切り換える切換部と、
前記第１の触媒における圧力損失を測定する圧損測定部と、
測定された前記圧力損失が予め定められた第２の閾値未満である場合、前記切換部を制御して、前記ガス化ガスの流通先を前記バイパス路に切り換える切換制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項３または４に記載のガス化ガス生成装置。
【請求項７】
前記第２触媒保持部は、前記ガス化ガスによって前記第２の触媒を流動層化することを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載のガス化ガス生成装置。
【請求項８】
タール含有ガス中のタールを改質するタール改質装置であって、
前記タール含有ガスが流通する流通路と、
前記タール含有ガス中のタールの改質を促進する、少なくともＮｉを含む第１の触媒を、前記流通路内に保持する第１触媒保持部と、
前記タール含有ガス中のタールの改質を促進する、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、および、Ｓｉの群から選択される１または複数を含む第２の触媒を、前記流通路内における前記第１触媒保持部の上流側に保持する第２触媒保持部と、
前記第１の触媒、および、前記第２の触媒のいずれか一方または双方に酸化剤を供給する酸化剤供給部と、
を備えたことを特徴とするタール改質装置。
【請求項９】
前記第１の触媒の温度を測定する第１の温度測定部と、
測定された前記第１の触媒の温度に応じて、前記酸化剤供給部が供給する酸化剤の量を制御する第１の酸化剤制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項８に記載のタール改質装置。
【請求項１０】
前記第２の触媒の温度を測定する第２の温度測定部と、
測定された前記第２の触媒の温度に応じて、前記酸化剤供給部が供給する酸化剤の量を制御する第２の酸化剤制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項８または９に記載のタール改質装置。
【請求項１１】
前記第２触媒保持部の上流側において前記流通路から分岐され、該第２触媒保持部の上流側のタール含有ガスを、該流通路における該第２触媒保持部と前記第１触媒保持部の間にバイパスするバイパス路と、
前記タール含有ガスの流通先を、前記第２触媒保持部を流通する流通路と、前記バイパス路とで切り換える切換部と、
前記第２触媒保持部の上流側のタール含有ガスの水蒸気濃度を測定する濃度測定部と、
測定された前記水蒸気濃度が予め定められた第１の閾値以上である場合、前記切換部を制御して、前記タール含有ガスの流通先を前記バイパス路に切り換える切換制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載のタール改質装置。
【請求項１２】
前記第２触媒保持部の上流側において前記流通路から分岐され、該第２触媒保持部の上流側のタール含有ガスを、該流通路における該第２触媒保持部と前記第１触媒保持部の間にバイパスするバイパス路と、
前記タール含有ガスの流通先を、前記第２触媒保持部を流通する流通路と、前記バイパス路とで切り換える切換部と、
前記第１の触媒における圧力損失を測定する圧損測定部と、
測定された前記圧力損失が予め定められた第２の閾値未満である場合、前記切換部を制御して、前記タール含有ガスの流通先を前記バイパス路に切り換える切換制御部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載のタール改質装置。
【請求項１３】
前記第２触媒保持部は、前記タール含有ガスによって前記第２の触媒を流動層化することを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載のタール改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化ガス生成装置、および、タール含有ガス中のタールを改質するタール改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油に代えて、石炭やバイオマス、タイヤチップなどの未利用燃料等のガス化原料をガス化してガス化ガスを生成する技術が開発されている。このようにして生成されたガス化ガスは、発電システムや、水素の製造、合成燃料（合成石油）の製造、化学肥料（尿素）等の化学製品の製造等に利用されている。ガス化ガスの原料となるガス化原料のうち、特に石炭は、可採年数が１５０年程度と、石油の可採年数の３倍以上であり、また、石油と比較して埋蔵地が偏在していないため、長期に亘り安定供給が可能な天然資源として期待されている。
【０００３】
従来、石炭のガス化プロセスは、酸素や空気を用いて部分酸化することにより行われていたが、２０００℃といった高温で部分酸化する必要があるため、ガス化炉のコストが高くなるといった欠点を有していた。
【０００４】
この問題を解決するために、水蒸気を利用し、７００℃〜９００℃程度で石炭をガス化する技術（水蒸気ガス化）が開発されている。この技術では、温度を低く設定することでコストを低減することが可能となるが、生成されたガス化ガスには、２０００℃の高温で部分酸化して生成したガス化ガスと比較して、タールが多く含まれることが多い。水蒸気ガス化によって生成されたガス化ガスを利用するプロセスにおいてガス化ガスの温度が低下すると、ガス化ガスに含まれるタールが凝縮し、配管の閉塞、プロセスで使用する機器の故障、触媒の被毒等の問題が生じてしまう。
【０００５】
そこで、生成されたガス化ガスを酸素や空気で燃焼させて１１００℃以上にし、酸化改質することで、ガス化ガスに含まれるタールを除去する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−４０８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、タールを酸化改質するには、酸化改質反応のための酸化改質炉の温度を１１００℃以上にする必要があり、このように酸化改質炉の温度を上昇させるため、ガス化ガス中の可燃性ガス（水素やメタン）を酸素や空気で燃焼させなければならなかった。したがって、ガス化ガス中の可燃性ガスを消費（燃焼）してしまうので、酸化改質炉で処理したガス化ガスは、単位体積あたりの可燃性ガスの割合が、例えば１０％程度低下することがあった。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み、タールを効率よく除去しつつ、可燃性ガスの低減を抑制することが可能なガス化ガス生成装置、および、タール改質装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のガス化ガス生成装置は、水蒸気を用いてガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、ガス化炉において生成されたガス化ガスが流通する流通路と、ガス化ガス中のタールの改質を促進する、少なくともＮｉを含む第１の触媒を、流通路内に保持する第１触媒保持部と、第１の触媒に酸化剤を供給する酸化剤供給部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、第１の触媒の温度を測定する第１の温度測定部と、測定された第１の触媒の温度に応じて、酸化剤供給部が供給する酸化剤の量を制御する第１の酸化剤制御部と、をさらに備えるとしてもよい。
【００１１】
また、ガス化ガス中のタールの改質を促進する、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、および、Ｓｉの群から選択される１または複数の元素の酸化物または炭酸塩である第２の触媒を、流通路内における第１触媒保持部の上流側に保持する第２触媒保持部をさらに備え、酸化剤供給部は、第２の触媒に酸化剤を供給するとしてもよい。
【００１２】
また、第２の触媒の温度を測定する第２の温度測定部と、測定された第２の触媒の温度に応じて、酸化剤供給部が供給する酸化剤の量を制御する第２の酸化剤制御部と、をさらに備えるとしてもよい。
【００１３】
また、第２触媒保持部の上流側において流通路から分岐され、第２触媒保持部の上流側のガス化ガスを、流通路における第２触媒保持部と第１触媒保持部の間にバイパスするバイパス路と、ガス化ガスの流通先を、第２触媒保持部を通過する流通路と、バイパス路とで切り換える切換部と、第２触媒保持部の上流側のガス化ガスの水蒸気濃度を測定する濃度測定部と、測定された水蒸気濃度が予め定められた第１の閾値以上である場合、切換部を制御して、ガス化ガスの流通先をバイパス路に切り換える切換制御部と、をさらに備えるとしてもよい。
【００１４】
また、第２触媒保持部の上流側において流通路から分岐され、第２触媒保持部の上流側のガス化ガスを、流通路における第２触媒保持部と第１触媒保持部の間にバイパスするバイパス路と、ガス化ガスの流通先を、第２触媒保持部を通過する流通路と、バイパス路とで切り換える切換部と、第１の触媒における圧力損失を測定する圧損測定部と、測定された圧力損失が予め定められた第２の閾値未満である場合、切換部を制御して、ガス化ガスの流通先をバイパス路に切り換える切換制御部と、をさらに備えるとしてもよい。
【００１５】
また、第２触媒保持部は、ガス化ガスによって第２の触媒を流動層化するとしてもよい。
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明のタール改質装置は、タール含有ガス中のタールを改質するタール改質装置であって、タール含有ガスが流通する流通路と、タール含有ガス中のタールの改質を促進する、少なくともＮｉを含む第１の触媒を、流通路内に保持する第１触媒保持部と、タール含有ガス中のタールの改質を促進する、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、および、Ｓｉの群から選択される１または複数を含む第２の触媒を、流通路内における第１触媒保持部の上流側に保持する第２触媒保持部と、第１の触媒、および、第２の触媒のいずれか一方または双方に酸化剤を供給する酸化剤供給部と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、第１の触媒の温度を測定する第１の温度測定部と、測定された第１の触媒の温度に応じて、酸化剤供給部が供給する酸化剤の量を制御する第１の酸化剤制御部と、をさらに備えるとしてもよい。
【００１８】
また、第２の触媒の温度を測定する第２の温度測定部と、測定された第２の触媒の温度に応じて、酸化剤供給部が供給する酸化剤の量を制御する第２の酸化剤制御部と、をさらに備えるとしてもよい。
【００１９】
また、第２触媒保持部の上流側において流通路から分岐され、第２触媒保持部の上流側のタール含有ガスを、流通路における第２触媒保持部と第１触媒保持部の間にバイパスするバイパス路と、タール含有ガスの流通先を、第２触媒保持部を流通する流通路と、バイパス路とで切り換える切換部と、第２触媒保持部の上流側のタール含有ガスの水蒸気濃度を測定する濃度測定部と、測定された水蒸気濃度が予め定められた第１の閾値以上である場合、切換部を制御して、タール含有ガスの流通先をバイパス路に切り換える切換制御部と、をさらに備えるとしてもよい。
【００２０】
また、第２触媒保持部の上流側において流通路から分岐され、第２触媒保持部の上流側のタール含有ガスを、流通路における第２触媒保持部と第１触媒保持部の間にバイパスするバイパス路と、タール含有ガスの流通先を、第２触媒保持部を流通する流通路と、バイパス路とで切り換える切換部と、第１の触媒における圧力損失を測定する圧損測定部と、測定された圧力損失が予め定められた第２の閾値未満である場合、切換部を制御して、タール含有ガスの流通先をバイパス路に切り換える切換制御部と、をさらに備えるとしてもよい。
【００２１】
また、第２触媒保持部は、タール含有ガスによって第２の触媒を流動層化するとしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、タールを効率よく除去しつつ、可燃性ガスの低減を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施形態にかかるガス化ガス生成装置を説明するための図である。
【図２】第１の実施形態にかかるタール改質装置を説明するための図である。
【図３】Ｎｉ系触媒保持部の具体的な構成例を説明するための図である。
【図４】Ｎｉ系触媒保持部によって複数段に保持されるＮｉ系触媒群を説明するための図である。
【図５】精製装置を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態にかかるタール改質装置を説明するための図である。
【図７】第３の実施形態にかかるタール改質装置を説明するための図である。
【図８】流路切換方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【図９】実施例におけるＮｉ系触媒によるベンゼンの改質結果を示す図である。
【図１０】スートブローが可能な構成を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００２５】
（第１の実施形態：ガス化ガス生成装置１００）
図１は、第１の実施形態にかかるガス化ガス生成装置１００を説明するための図である。図１に示すように、ガス化ガス生成装置１００は、燃焼炉１１２と、媒体分離装置（サイクロン）１１４と、ガス化炉１１６と、タール改質装置２００と、精製装置３００とを含んで構成される。なお、図１中、ガス化原料およびガスの流れを実線の矢印で、流動媒体（砂）の流れを一点鎖線の矢印で示す。
【００２６】
ガス化ガス生成装置１００では、全体として、粒径が３００μｍ程度の硅砂（珪砂）等の砂で構成される流動媒体を熱媒体として循環させている。具体的には、まず、流動媒体は、燃焼炉１１２で１０００℃程度に加熱され、二酸化炭素（ＣＯ２）を含む燃焼排ガスとともに媒体分離装置１１４に導入される。媒体分離装置１１４においては、高温の流動媒体と燃焼排ガスとが分離され、当該分離された高温の流動媒体が、ガス化炉１１６に導入される。そして、ガス化炉１１６に導入された流動媒体は、ガス化炉１１６の底面から導入されるガス化剤（水蒸気）によって流動層化された後、最終的に、燃焼炉１１２に戻される。また、媒体分離装置１１４で分離された燃焼排ガスは、ボイラ等で熱回収される。
【００２７】
ガス化炉１１６は、例えば、気泡流動層ガス化炉であり、褐炭等の石炭、石油コークス（ペトロコークス）、バイオマス、タイヤチップ等の固体原料や、黒液等の液体原料といったガス化原料を７００℃〜９００℃でガス化させてガス化ガスを生成する。本実施形態では、ガス化炉１１６に水蒸気を供給することにより、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成する（水蒸気ガス化）。
【００２８】
なお、ここでは、ガス化炉１１６として、循環流動層方式を例に挙げて説明したが、ガス化原料をガス化することができれば、ガス化炉１１６は、単なる流動層方式や、砂が自重で鉛直下方向に流下することで移動層を形成する移動層方式であってもよい。
【００２９】
ガス化炉１１６で生成されたガス化ガスＸ１には、タール、水蒸気等が含まれているため、下流のタール改質装置２００、精製装置３００に送出され、精製される。以下、タール改質装置２００、精製装置３００の具体的な構成について順に説明する。
【００３０】
（タール改質装置２００）
図２は、第１の実施形態にかかるタール改質装置２００を説明するための図である。図２に示すように、タール改質装置２００は、流通路２１０と、Ｎｉ系触媒保持部（第１触媒保持部）２２０と、酸化剤供給部２３０と、温度測定部（第１の温度測定部）２４０と、酸化剤制御部（第１の酸化剤制御部）２５０と、を含んで構成される。なお、図２中、ガスの流れを実線の矢印で示し、信号の流れを破線の矢印で示す。
【００３１】
流通路２１０は、ガス化炉１１６において生成された７００℃程度のガス化ガスＸ１が流通する流路である。
【００３２】
Ｎｉ系触媒保持部２２０は、ガス化ガスＸ１中のタールの改質を促進する第１の触媒を、流通路２１０内に保持する。第１の触媒は、少なくともＮｉが含まれていればよく、例えば、活性金属としてＮｉを担持した酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）である。以下、第１の触媒をＮｉ系触媒と称する。
【００３３】
上述したように、ガス化炉１１６では、水蒸気ガス化を行っているため、ガス化炉１１６で生成されたガス化ガスＸ１には水蒸気が多く（例えば、５０％程度）含まれている。したがって、ガス化ガスＸ１にＮｉ系触媒を接触させることで、ガス化ガスＸ１中のタールと水蒸気とを反応させることができ、タールを、水素（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、メタン（ＣＨ４）に改質することができる。
【００３４】
図３は、Ｎｉ系触媒保持部２２０の具体的な構成例を説明するための図である。なお、本実施形態では、垂直に交わるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図３に示す通り定義している。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、Ｎｉ系触媒が粒子形状（例えば、粒径が５ｍｍ程度）であったり、ペレット形状（例えば、円筒形状）である場合、流通路２１０を鉛直方向（図３中、Ｚ軸方向）に延伸する管（すなわち、ガス化ガスＸ１は鉛直方向に流通する）で構成し、Ｎｉ系触媒保持部２２０を流通路２１０のＸＹ断面（水平断面）に亘って形成された網で構成する。ここで、Ｎｉ系触媒保持部２２０には、Ｎｉ系触媒（図３（ａ）中、白丸で示す）の粒径よりも小さい穴２２０ａが複数形成されている。そして、Ｎｉ系触媒保持部２２０の鉛直上方にＮｉ系触媒を充填することで、流通路２１０内の所定の区間にＮｉ系触媒が充填されて充填層が形成される。
【００３６】
Ｎｉ系触媒を、粒子形状やペレット形状とすることにより、Ｎｉ系触媒の比表面積を大きくすることができ、Ｎｉ系触媒とガス化ガスＸ１との接触面積を大きくすることができる。これにより、ガス化ガスＸ１中のタールの改質効率を向上させることが可能となる。
【００３７】
また、Ｎｉ系触媒保持部２２０を複数の平板で構成されたハニカム形状（網目形状）としてもよい。この場合、流通路２１０の延伸方向に限定はない。具体的に説明すると、図３（ｂ）に示すように、例えば、流通路２１０が水平方向（図３（ｂ）中Ｘ軸方向）に延伸する管である場合（すなわち、ガス化ガスＸ１は水平方向に流通する）、Ｎｉ系触媒保持部２２０は、平板をＸＹ面に平行となるように配置した複数の平板と、ＸＺ平面に平行となるように配置した複数の平板とが直交するように構成される。この場合、Ｎｉ系触媒は、Ｎｉ系触媒保持部２２０を構成する平板の表面に担持される。
【００３８】
Ｎｉ系触媒保持部２２０をハニカム形状とすることにより、ガス化ガスＸ１にダスト（粉塵）が含まれる場合であっても流通路２１０が閉塞されてしまう事態を回避することが可能となる。
【００３９】
また、Ｎｉ系触媒保持部２２０は、ガス化ガスＸ１の流通方向に、Ｎｉ系触媒群を１段で保持してもよいし、複数段で保持してもよい。
【００４０】
図４は、Ｎｉ系触媒保持部２２０によって複数段に保持されるＮｉ系触媒群を説明するための図である。図４に示すように、Ｎｉ系触媒保持部２２０は、ガス化ガスＸ１の流通方向に、例えば、Ｎｉ系触媒群を複数段（ここでは、３段）で保持してもよい。この場合、後述する酸化剤供給部２３０は、各段の上流側に酸化剤を供給する。
【００４１】
図２に戻って説明すると、酸化剤供給部２３０は、流通路２１０におけるＮｉ系触媒に酸化剤（例えば、酸素、空気）を供給する。本実施形態において、酸化剤供給部２３０は、流通路２１０におけるＮｉ系触媒保持部２２０の上流側に酸化剤を導入することで、Ｎｉ系触媒に酸化剤を供給する。
【００４２】
酸化剤供給部２３０が酸化剤を供給する構成により、ガス化ガスＸ１中の硫化水素（Ｈ２Ｓ）は触媒に吸着するものの分解することができ、硫化水素由来の硫黄によるＮｉ系触媒の被毒（吸着）を低減することが可能となる。
【００４３】
また、酸化剤供給部２３０が酸化剤を供給する構成により、タール中の直鎖不飽和炭化水素（例えば、エチレン、アセチレン、プロピレン等）を部分酸化させて、一酸化炭素、二酸化炭素に分解することができ、直鎖不飽和炭化水素由来の炭素によるＮｉ系触媒の被毒（析出）を低減することが可能となる。
【００４４】
さらに、酸化剤供給部２３０が酸化剤を供給する構成により、ガス化ガスＸ１中の水素の一部を燃焼させることができ、ガス化ガスＸ１自体の温度を上昇させることが可能となる。これにより、Ｎｉ系触媒の温度を上昇させることができ、Ｎｉ系触媒の活性を向上させることが可能となる。すなわち、Ｎｉ系触媒によるタール改質効率（タール改質反応の反応速度）を上げることができる。また、ガス化ガスＸ１の温度を上昇させることで、Ｎｉ系触媒に対する硫黄の吸着量を低減することができる。したがって、Ｎｉ系触媒に対する硫黄の吸着に伴うタール改質効率の低下を抑制することが可能となる。
【００４５】
温度測定部２４０は、Ｎｉ系触媒の温度を測定する。酸化剤制御部２５０は、温度測定部２４０が測定したＮｉ系触媒の温度に応じて、酸化剤供給部２３０が供給する酸化剤の量を制御する。具体的に説明すると、酸化剤制御部２５０は、Ｎｉ系触媒の温度が、当該Ｎｉ系触媒の活性温度（例えば、６５０℃〜９００℃）を下回らないように、酸化剤供給部２３０が供給する酸化剤の量を制御する。例えば、酸化剤制御部２５０は、ヒステリシス制御を行い、Ｎｉ系触媒の温度が７００℃未満になると、Ｎｉ系触媒に供給する酸化剤の量を増加させるように酸化剤供給部２３０を制御し、Ｎｉ系触媒の温度が８５０℃以上になると、Ｎｉ系触媒に供給する酸化剤の量を減少させるように酸化剤供給部２３０を制御する。
【００４６】
かかる構成により、Ｎｉ系触媒を活性温度以上に維持することができ、タールの改質効率を維持することが可能となる。
【００４７】
こうして、タール改質装置２００によって、ガス化ガスＸ１（タール含有ガス）中のタールが改質されてガス化ガスＸ２となる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態にかかるタール改質装置２００によれば、酸化改質炉を用いてタールを改質する従来技術と比較して、ガス化ガスＸ１の温度を高温にする必要がないため、可燃性ガス（水素やメタン）の消費を低減しつつ、効率よくタールを改質することが可能となる。
【００４９】
（精製装置３００）
図５は、精製装置３００を説明するための図である。図５に示すように、精製装置３００は、熱交換器３１０と、第１冷却器３２０と、第２冷却器３３０と、昇圧器３４０と、排水処理器３５０と、脱硫器３６０と、脱アンモニア器３７０と、脱塩器３８０とを含んで構成される。なお、脱硫器３６０、脱アンモニア器３７０、脱塩器３８０はガス化ガスの用途およびガス化原料の種類に応じて、設置順序および設置有無を変更することができる。なお、図５中、ガスの流れを実線の矢印で、水の流れを一点鎖線の矢印で示す。
【００５０】
熱交換器３１０は、タール改質装置２００から導入されたガス化ガスＸ２と水蒸気との熱交換を行い、すなわち、ガス化ガスＸ２の顕熱を水蒸気で回収し、ガス化ガスの出口温度を３００℃〜６００℃にする。
【００５１】
第１冷却器３２０は、水をスプレー噴霧することにより、３００℃〜６００℃となったガス化ガスをさらに冷却する。これにより、ガス化ガスに残存するタールや粉塵が凝縮し、ガス化ガスから除去される。
【００５２】
第２冷却器３３０は、海水、ブライン等を用いて、ガス化ガスを３０℃以下にさらに冷却し、さらに残存するタールや粉塵を凝縮して除去する。なお、第２冷却器３３０の後段に電機集塵機等で構成されるミスト・粉塵除去器を設け、タールや粉塵をさらに除去することもできる。
【００５３】
昇圧器３４０は、ブロワや圧縮機、ターボ型のポンプ、容積型のポンプ等で構成され、第２冷却器３３０を通過したガス化ガスを０．１ＭＰａ〜５ＭＰａに昇圧する。なお、昇圧器３４０の後段にガス化ガスを３０℃以下に冷却する冷却器を設け、タールや粉塵をさらに除去することもできる。
【００５４】
排水処理器３５０は、第１冷却器３２０、第２冷却器３３０、昇圧器３４０で発生するタールや粉塵を含有する排水からタールや粉塵を除去する処理を行う。排水処理器３５０で処理した後の水（処理後水）は、熱交換器３１０や第１冷却器３２０等に再利用される。
【００５５】
脱硫器３６０は、ガス化ガスに残存する硫黄や硫黄化合物を除去する。脱アンモニア器３７０は、ガス化ガス中のアンモニア等の窒素化合物を除去する。脱塩器３８０は、ガス化ガス中の塩素や塩素化合物を除去する。
【００５６】
このように、ガス化ガス生成装置１００で生成され、タール改質装置２００でタールが改質されたガス化ガスＸ２は、熱交換器３１０、第１冷却器３２０、第２冷却器３３０、昇圧器３４０においてタールや粉塵が除去され、脱硫器３６０で硫黄が、脱アンモニア器３７０でアンモニアが、脱塩器３８０で塩素がそれぞれ除去されることにより精製され、精製ガス化ガスとなる。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態にかかるガス化ガス生成装置１００によれば、ガス化炉１１６が水蒸気ガス化を行うことで、ガス化ガスＸ１中の水蒸気濃度を向上させることができ、Ｎｉ系触媒において水蒸気によるタールの改質を促進させることが可能となる。また、Ｎｉ系触媒を用いることにより、酸化改質炉と比較して、低温でタールの改質を行うことができるため、可燃性ガス（水素やメタン）の消費を低減しつつ、効率よくタールを改質することが可能となる。
【００５８】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、ガス化炉１１６が水蒸気ガス化を行っているため、タール改質装置２００が改質するガス化ガスＸ１の水蒸気濃度が５０％程度と高い。したがって、Ｎｉ系触媒への炭素の析出は相対的に少なくなる。
【００５９】
しかし、ガス化炉１１６において利用されるガス化剤が窒素、不活性ガス等の場合や、ガス化原料を乾留することで生成されるガス（乾留ガス）である場合、ガス化ガスＸ１中の水蒸気濃度が水蒸気ガス化の場合と比較して著しく低い。そうすると、タール改質装置において、Ｎｉ系触媒に炭素が析出してしまい、Ｎｉ系触媒が被毒されてしまう。また、炭素数が２以上の直鎖不飽和炭化水素（以下、直鎖不飽和炭化水素と称する）が、ガス化ガスＸ１に多く含まれている場合にも、Ｎｉ系触媒に炭素が析出してしまい、Ｎｉ系触媒が被毒されてしまう。
【００６０】
そこで、本実施形態では、水蒸気濃度が低いガス化ガスＸ１中のタールや、直鎖不飽和炭化水素が多く含まれるガス化ガスＸ１中のタールを好適に除去できるガス化ガス生成装置について説明する。
【００６１】
第２の実施形態にかかるガス化ガス生成装置は、燃焼炉１１２と、媒体分離装置１１４と、ガス化炉１１６と、タール改質装置４００と、精製装置３００とを含んで構成される。なお、上述した第１の実施形態で既に述べた、燃焼炉１１２、媒体分離装置１１４、ガス化炉１１６、精製装置３００は、実質的に機能が等しいため重複説明を省略し、ここでは機能の異なるタール改質装置４００について詳述する。
【００６２】
（タール改質装置４００）
図６は、第２の実施形態にかかるタール改質装置４００を説明するための図である。図６に示すように、タール改質装置４００は、流通路２１０と、Ｎｉ系触媒保持部２２０と、鉱石系触媒保持部（第２触媒保持部）４２０と、酸化剤供給部４３０と、温度測定部２４０と、温度測定部（第２の温度測定部）４４０と、酸化剤制御部（第１の酸化剤制御部、第２の酸化剤制御部）４５０と、を含んで構成される。なお、上述した第１の実施形態で既に述べた、流通路２１０、Ｎｉ系触媒保持部２２０、温度測定部２４０は、実質的に機能が等しいため重複説明を省略し、ここでは機能の異なる鉱石系触媒保持部４２０、酸化剤供給部４３０、温度測定部４４０、酸化剤制御部４５０について詳述する。なお、図６中、ガスの流れを実線の矢印で示し、信号の流れを破線の矢印で示す。
【００６３】
鉱石系触媒保持部４２０は、ガス化ガスＸ１中のタールの改質を促進する第２の触媒を、流通路２１０内におけるＮｉ系触媒保持部２２０の上流側に保持する。第２の触媒は、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、および、Ｓｉの群から選択される１または複数の元素の酸化物または炭酸塩であり、例えば、ドロマイト、カンラン石、褐鉄鉱、石灰石といった天然鉱石である。以下、第２の触媒を鉱石系触媒と称する。
【００６４】
鉱石系触媒は、Ｎｉ系触媒と比較して、全体的なタールの改質速度は遅いものの、炭化して触媒に析出しやすい、分子量の大きいタール（３以上のベンゼン環で構成される芳香族化合物）の改質速度が速い。
【００６５】
したがって、Ｎｉ系触媒が保持されるＮｉ系触媒保持部２２０の上流側に鉱石系触媒保持部４２０を設けることで、水蒸気が少ないガス化ガスＸ１や、直鎖不飽和炭化水素が多く含まれるガス化ガスＸ１が導入される場合であっても、炭化して触媒に析出しやすい、分子量の大きいタールを効率よく改質することができる。これにより、Ｎｉ系触媒に炭素が析出してしまい、Ｎｉ系触媒が被毒される事態を回避することができ、Ｎｉ系触媒に対する炭素の析出に伴うタール改質効率の低下を抑制することが可能となる。
【００６６】
鉱石系触媒は、粒子形状（例えば、粒径が１ｃｍ程度）であっても、ペレット形状（例えば、円筒形状）であってもよい。いずれの場合であっても、鉱石系触媒保持部４２０は、上述したＮｉ系触媒保持部２２０と同様に、流通路２１０を鉛直方向に延伸する管で構成し、鉱石系触媒保持部４２０を流通路２１０の水平断面に亘って形成された網で構成する。そして、鉱石系触媒保持部４２０の鉛直上方に鉱石系触媒を充填することで、流通路２１０内の所定の区間に鉱石系触媒が充填されて充填層が形成される。
【００６７】
鉱石系触媒を、粒子形状やペレット形状とすることにより、鉱石系触媒の比表面積を大きくすることができ、鉱石系触媒とガス化ガスＸ１との接触面積を大きくすることができる。これにより、ガス化ガスＸ１中のタールの改質効率を向上させることが可能となる。
【００６８】
また、上述したＮｉ系触媒保持部２２０と同様に、鉱石系触媒保持部４２０を複数の平板で構成されたハニカム形状（網目形状）とし、平板の表面に鉱石系触媒を担持してもよい。また、鉱石系触媒保持部４２０は、ガス化ガスＸ１の流通方向に、鉱石系触媒群を１段で保持してもよいし、複数段で保持してもよい。
【００６９】
さらに、鉱石系触媒保持部４２０は、ガス化ガスＸ１によって、鉱石系触媒を流動層化して保持してもよい。ガス化ガスＸ１の水蒸気濃度が極めて低かったり、低炭素炭化水素濃度が極めて高かったり、タールの濃度が極めて高い場合、鉱石系触媒に炭素が析出（吸着）してしまう場合もある。
【００７０】
このように鉱石系触媒に炭素が析出する場合であっても、鉱石系触媒保持部４２０が、鉱石系触媒を流動層化して保持することにより、炭素の析出によって鉱石系触媒同士が固着し、鉱石系触媒保持部４２０において圧力損失が生じる事態を回避することができる。なお、鉱石系触媒保持部４２０が鉱石系触媒を流動層化して保持する場合、炭素が析出した鉱石系触媒を定期的に抜き出し、再生処理（燃焼）を行うことができる。
【００７１】
酸化剤供給部４３０は、Ｎｉ系触媒に加えて、鉱石系触媒に酸化剤を供給する。本実施形態において、酸化剤供給部４３０は、流通路２１０におけるＮｉ系触媒保持部２２０の上流側、および、鉱石系触媒保持部４２０の上流側に酸化剤を導入することで、Ｎｉ系触媒および鉱石系触媒に酸化剤を供給する。
【００７２】
酸化剤供給部４３０が酸化剤を供給する構成により、ガス化ガスＸ１中の硫化水素（Ｈ２Ｓ）が触媒に吸着するものの分解することができ、硫化水素由来の硫黄による、鉱石系触媒の被毒（吸着）、および、Ｎｉ系触媒の被毒（吸着）を低減することが可能となる。
【００７３】
また、酸化剤供給部４３０が酸化剤を供給する構成により、ガス化ガス中の直鎖不飽和炭化水素（例えば、エチレン、アセチレン、プロピレン等）を部分酸化させて、一酸化炭素、二酸化炭素に分解することができ、直鎖不飽和炭化水素由来の炭素による、鉱石系触媒の被毒（析出）、および、Ｎｉ系触媒の被毒（析出）を低減することが可能となる。
【００７４】
さらに、酸化剤供給部４３０が酸化剤を供給する構成により、ガス化ガスＸ１中の水素の一部を燃焼させることができ、ガス化ガスＸ１自体の温度を上昇させることが可能となる。これにより、鉱石系触媒、および、Ｎｉ系触媒の温度を上昇させることができ、鉱石系触媒、および、Ｎｉ系触媒の活性を向上させることが可能となる。すなわち、鉱石系触媒、および、Ｎｉ系触媒によるタール改質効率（タール改質反応の反応速度）を上げることができる。また、ガス化ガスＸ１の温度を上昇させることで、鉱石系触媒、および、Ｎｉ系触媒に対する硫黄の吸着量を低減することができる。したがって、鉱石系触媒に対する硫黄の吸着に伴うタール改質効率の低下を抑制するとともに、Ｎｉ系触媒に対する硫黄の吸着に伴うタール改質効率の低下を抑制することが可能となる。
【００７５】
温度測定部４４０は、鉱石系触媒の温度を測定する。酸化剤制御部４５０は、温度測定部２４０が測定したＮｉ系触媒の温度に応じて、酸化剤供給部４３０がＮｉ系触媒に供給する酸化剤の量を制御するとともに、温度測定部４４０が測定した鉱石系触媒の温度に応じて、酸化剤供給部４３０が鉱石系触媒に供給する酸化剤の量を制御する。具体的に説明すると、酸化剤制御部４５０は、Ｎｉ系触媒の温度が、当該Ｎｉ系触媒の活性温度（例えば、６５０℃〜９００℃）を下回らないように、酸化剤供給部４３０が供給する酸化剤の量を制御するとともに、鉱石系触媒の温度が、当該鉱石系触媒の活性温度（例えば、６５０℃〜９００℃）を下回らないように、酸化剤供給部４３０が供給する酸化剤の量を制御する。例えば、酸化剤制御部４５０は、ヒステリシス制御を行い、Ｎｉ系触媒の温度が７００℃未満になると、Ｎｉ系触媒に供給する酸化剤の量を増加させるように酸化剤供給部４３０を制御し、Ｎｉ系触媒の温度が８５０℃以上になると、Ｎｉ系触媒に供給する酸化剤の量を減少させるように酸化剤供給部４３０を制御する。また、酸化剤制御部４５０は、ヒステリシス制御を行い、鉱石系触媒の温度が７００℃未満になると、鉱石系触媒に供給する酸化剤の量を増加させるように酸化剤供給部４３０を制御し、鉱石系触媒の温度が８５０℃以上になると、鉱石系触媒に供給する酸化剤の量を減少させるように酸化剤供給部４３０を制御する。
【００７６】
以上説明したように、本実施形態にかかるタール改質装置４００によれば、炭化して触媒に析出しやすい、分子量の大きいタールを効率よく改質することができる鉱石系触媒をＮｉ系触媒の上流側に配することで、鉱石系触媒をトラップとして機能させて、水蒸気が少ないガス化ガスＸ１や、直鎖不飽和炭化水素が多く含まれるガス化ガスＸ１が導入される場合であっても、全体的なタールの改質速度が速いＮｉ系触媒に炭素が析出してしまう事態を回避することができる。したがって、Ｎｉ系触媒への炭素の析出に伴うタール改質効率の低下を抑制することが可能となる。
【００７７】
（第３の実施形態）
上述した第２の実施形態では、ガス化ガスＸ１が必ず鉱石系触媒保持部４２０で改質される構成について説明した。しかし、ガス化炉１１６の運転状況や、ガス化原料によっては、ガス化ガスＸ１の水蒸気濃度が高くなったり、直鎖不飽和炭化水素濃度やタール濃度が低くなったりして、ガス化ガスＸ１を鉱石系触媒保持部４２０で処理せずともＮｉ系触媒保持部２２０への炭素析出を低減できる場合もある。本実施形態では、ガス化ガスＸ１の性質によって、鉱石系触媒保持部４２０での処理を適宜変更可能なガス化ガス生成装置について説明する。
【００７８】
第３の実施形態にかかるガス化ガス生成装置は、燃焼炉１１２と、媒体分離装置１１４と、ガス化炉１１６と、タール改質装置５００と、精製装置３００とを含んで構成される。なお、上述した第１の実施形態で既に述べた、燃焼炉１１２、媒体分離装置１１４、ガス化炉１１６、精製装置３００は、実質的に機能が等しいため重複説明を省略し、ここでは機能の異なるタール改質装置５００について詳述する。
【００７９】
（タール改質装置５００）
図７は、第３の実施形態にかかるタール改質装置５００を説明するための図である。図７に示すように、タール改質装置５００は、流通路２１０と、Ｎｉ系触媒保持部２２０と、鉱石系触媒保持部４２０と、酸化剤供給部４３０と、温度測定部２４０と、温度測定部４４０と、酸化剤制御部４５０と、バイパス路５１０と、切換部５２０と、濃度測定部５３０と、切換制御部５４０とを含んで構成される。なお、上述した第１の実施形態、第２の実施形態で既に述べた、流通路２１０、Ｎｉ系触媒保持部２２０、温度測定部２４０、鉱石系触媒保持部４２０、酸化剤供給部４３０、温度測定部４４０、酸化剤制御部４５０は、実質的に機能が等しいため重複説明を省略し、ここでは機能の異なるバイパス路５１０、切換部５２０、濃度測定部５３０、切換制御部５４０について詳述する。なお、図７中、ガスの流れを実線の矢印で示し、信号の流れを破線の矢印で示す。
【００８０】
バイパス路５１０は、鉱石系触媒保持部４２０の上流側において流通路２１０から分岐され、鉱石系触媒保持部４２０の上流側のガス化ガスＸ１を、流通路２１０における鉱石系触媒保持部４２０とＮｉ系触媒保持部２２０の間にバイパスする。
【００８１】
切換部５２０は、ガス化ガスＸ１の流通先を、鉱石系触媒保持部４２０を流通する流通路２１０ａと、バイパス路５１０とで切り換える。具体的に説明すると、切換部５２０は、第１バルブ５２０ａと、第２バルブ５２０ｂとで構成され、第１バルブ５２０ａ、第２バルブ５２０ｂは、三方弁である。
【００８２】
濃度測定部５３０は、鉱石系触媒保持部４２０の上流側のガス化ガスＸ１の水蒸気濃度を測定する。
【００８３】
切換制御部５４０は、濃度測定部５３０が測定した水蒸気濃度が予め定められた第１の閾値Ｃ１以上である場合、第１バルブ５２０ａ、第２バルブ５２０ｂを切り換え制御して、ガス化ガスＸ１の流通先をバイパス路５１０に切り換える。以下、このような各機能部の詳細な動作について、流路切換方法を通じて具体的に説明する。
【００８４】
（流路切換方法）
図８は、流路切換方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。本実施形態では、初期状態において、切換部５２０は、ガス化ガスＸ１の流通先をバイパス路５１０としている。
【００８５】
図８に示すように、まず、切換制御部５４０は、濃度測定部５３０が測定した水蒸気濃度が、第１の閾値Ｃ１未満であるか否かを判定する（Ｓ５１０）。第１の閾値Ｃ１未満である場合（Ｓ５１０におけるＹＥＳ）、切換制御部５４０は、現在のガス化ガスＸ１の流通先がバイパス路５１０であるか否かを判定する（Ｓ５１２）。
【００８６】
そして、バイパス路５１０である場合（Ｓ５１２におけるＹＥＳ）、切換制御部５４０は、第１バルブ５２０ａ、第２バルブ５２０ｂを制御して、ガス化ガスＸ１の流通先を、鉱石系触媒保持部４２０を流通する流通路２１０ａに切り換える（Ｓ５１４）。なお、現在のガス化ガスＸ１の流通先がバイパス路５１０でない場合（Ｓ５１２におけるＮＯ）、切換制御部５４０は、流通先の切り換えを行わない、すなわち、ガス化ガスＸ１の流通先を流通路２１０ａに維持する。
【００８７】
一方、濃度測定部５３０が測定した水蒸気濃度が、第１の閾値Ｃ１未満でない、すなわち、第１の閾値Ｃ１以上である場合（Ｓ５１０におけるＮＯ）、切換制御部５４０は、現在のガス化ガスＸ１の流通先がバイパス路５１０であるか否かを判定する（Ｓ５２２）。
【００８８】
そして、バイパス路５１０でない場合（Ｓ５２２におけるＮＯ）、切換制御部５４０は、第１バルブ５２０ａ、第２バルブ５２０ｂを制御して、ガス化ガスＸ１の流通先を、バイパス路５１０に切り換える（Ｓ５２４）。なお、現在のガス化ガスＸ１の流通先がバイパス路５１０である場合（Ｓ５２２におけるＹＥＳ）、切換制御部５４０は、流通先の切り換えを行わない、すなわち、ガス化ガスＸ１の流通先をバイパス路５１０に維持する。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態にかかるタール改質装置５００によれば、ガス化ガスＸ１の水蒸気濃度に応じて、ガス化ガスＸ１の流通先を切り換えることで、鉱石系触媒の長寿命化を図りつつ、効率よくタールを改質することが可能となる。
【００９０】
（実施例）
硫化水素４００ｐｐｍ、タールとしてのベンゼン２０ｇ／Ｎｍ３を含む模擬ガス化ガスに、酸化剤としての酸素を１％混合した模擬ガスを作成し、Ｎｉ系触媒によるベンゼンの改質効率について検討した。実施例では、Ｎｉ系触媒として、活性金属としてＮｉを担持した酸化アルミニウム（アルミナ）を用い、空間速度ＳＶ値が３０００ｈｒ−１となるように８００℃の模擬ガスをＮｉ系触媒に流通させた。
【００９１】
図９は、実施例におけるＮｉ系触媒によるベンゼンの改質結果を示す図である。図９に示すように、模擬ガスの流通を開始してから２時間までの間は、ベンゼンの改質率（ベンゼンを水素、一酸化炭素、二酸化炭素に変換する率）が１００％となっている。これにより、模擬ガスの流通を開始してから２時間までは、ガス化ガスに硫化水素が含まれていたとしても、Ｎｉ系触媒への硫黄の吸着が平衡まで到達しておらず、また炭素の析出もないと推測される。
【００９２】
また、図９に示すように、模擬ガスの流通を開始してから２時間を経過すると、ベンゼンの改質率が徐々に低下し、３時間を経過する頃には９２％まで低下することが分かる。しかし、５時間を経過してもベンゼンの改質率が９２％に維持されていることが分かる。これにより、模擬ガス（硫化水素）の流通時間が２時間を超えると、Ｎｉ系触媒に硫黄または炭素が析出するものの、模擬ガス中の酸素が硫化水素を分解することで、改質率の低下が８％程度に抑えることができることが分かった。すわなち、酸素を供給することで、Ｎｉ系触媒への硫黄の吸着または炭素の析出を低減することができ、Ｎｉ系触媒の改質率を９２％に維持できることが分かった。
【００９３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９４】
例えば、上述した実施形態において、温度測定部２４０、温度測定部４４０、酸化剤制御部２５０、４５０を備える構成について説明した。しかし、Ｎｉ系触媒および鉱石系触媒のいずれか一方または双方が活性温度に維持できればよく、例えば、酸化剤供給部２３０、４３０が加温された酸化剤を供給する場合等においては、温度測定部２４０、４４０、酸化剤制御部２５０、４５０は必須の構成ではない。また、温度測定部２４０、温度測定部４４０、酸化剤制御部２５０、４５０を備えない構成において、例えば、ガス化ガスＸ１中の水蒸気濃度が５０％である場合、酸化剤供給部２３０、４３０が供給する酸化剤の供給量はガス化ガスＸ１の流量の１％から１０％以内とするとよい。これにより、ガス化ガスＸ１の温度を２００℃以上上昇させることが可能となる。
【００９５】
また、上述した実施形態において、酸化剤制御部２５０、４５０は、温度測定部２４０、４４０が測定した触媒の温度に基づいて、酸化剤供給部２３０、４３０に供給させる酸化剤の供給量を調整している。しかし、ガス化炉１１６の運転状況に変化がない等ガス化ガスＸ１の温度が実質的に一定である場合、流通路２１０を流通するガス化ガスＸ１の流量に応じて、酸化剤供給部２３０、４３０に供給させる酸化剤の供給量を調整してもよい。
【００９６】
また、触媒上での炭素析出を回避するために、上述した第１の実施形態においてはＮｉ系触媒保持部２２０の上流側、第２、第３の実施形態においては鉱石系触媒の上流側に加熱炉を設けておき、加熱炉においてガス化ガスＸ１の一部を燃焼させることで、ガス化ガスＸ１の温度を上昇させてもよい。
【００９７】
また、上述した第２、第３の実施形態では、水蒸気ガス化を行わないガス化炉１１６で生成されたガス化ガスＸ１中のタールを改質する場合を例に挙げて説明した。しかし、タール改質装置４００、５００が、水蒸気ガス化を行うガス化炉１１６が生成したガス化ガスＸ１中のタールを改質してもよい。
【００９８】
また、上述した第２、第３の実施形態では、第１の酸化剤制御部と第２の酸化剤制御部との両方の機能を備える酸化剤制御部４５０について説明したが、第１の酸化剤制御部と第２の酸化剤制御部とが別体で構成されていてもよい。
【００９９】
また、上述した第２、第３の実施形態では、酸化剤供給部４３０は、Ｎｉ系触媒保持部２２０の上流側および鉱石系触媒保持部４２０の上流側に酸化剤を供給する場合を例に挙げて説明した。しかし、酸化剤供給部４３０は、鉱石系触媒保持部４２０の上流側または鉱石系触媒保持部４２０に酸化剤を供給し、Ｎｉ系触媒の温度が低下した場合やＮｉ系触媒への炭素析出が進行した場合に、Ｎｉ系触媒保持部２２０の上流側またはＮｉ系触媒保持部２２０に酸化剤を供給してもよい。
【０１００】
また、第３の実施形態において、切換制御部５４０は、濃度測定部５３０が測定した水蒸気濃度に基づいて、ガス化ガスＸ１の流通先を、バイパス路５１０と、流通路２１０ａとで切り換えている。しかし、Ｎｉ系触媒保持部２２０における圧力損失を測定する圧損測定部を設けておき、切換制御部５４０は、測定された圧力損失が予め定められた第２の閾値未満である場合、切換部５２０を制御して、ガス化ガスＸ１の流通先をバイパス路５１０に切り換えてもよい。これにより、Ｎｉ系触媒保持部２２０の圧力損失の上昇程度に応じて、ガス化ガスＸ１の流通先を切り換えることができ、鉱石系触媒の長寿命化を図りつつ、効率よくタールを改質することが可能となる。
【０１０１】
また、Ｎｉ系触媒保持部２２０、鉱石系触媒保持部４２０が、図３（ｂ）に示すようなハニカム形状である場合、窒素や水蒸気によるスートブローを行うとしてもよい。図１０は、スートブローが可能な構成を説明するための図であり、図１０（ａ）は、流通路２１０、Ｎｉ系触媒保持部２２０、鉱石系触媒保持部４２０の斜視図を、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＸＺ断面図である。図１０に示すように、流通路２１０におけるＮｉ系触媒保持部２２０、鉱石系触媒保持部４２０の上流側に、図１０（ａ）中、Ｚ軸方向に貫通する配管６１０を複数本（図１０では、３本）設けておく。また、図１０（ｂ）に示すように、配管６１０の、Ｎｉ系触媒保持部２２０、鉱石系触媒保持部４２０に対向する箇所に孔が設けられており、図１０（ｂ）中、実線の矢印で示すように配管６１０に窒素や水蒸気を流通させることで、孔からＮｉ系触媒保持部２２０、鉱石系触媒保持部４２０に向かって窒素や水蒸気が噴霧されることとなる。これにより、Ｎｉ系触媒保持部２２０、鉱石系触媒保持部４２０に析出した炭素を除去することができる。
【０１０２】
なお、本明細書の流路切換方法の各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はない。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明は、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成するガス化ガス生成装置、および、タール含有ガス中のタールを改質するタール改質装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１００  …ガス化ガス生成装置
１１６  …ガス化炉
２００、４００、５００  …タール改質装置
２１０  …流通路
２２０  …Ｎｉ系触媒保持部（第１触媒保持部）
２３０、４３０  …酸化剤供給部
２４０  …温度測定部（第１の温度測定部）
２５０  …酸化剤制御部（第１の酸化剤制御部）
４２０  …鉱石系触媒保持部（第２触媒保持部）
４４０  …温度測定部（第２の温度測定部）
４５０  …酸化剤制御部（第１の酸化剤制御部、第２の酸化剤制御部）
５１０  …バイパス路
５２０  …切換部
５３０  …濃度測定部
５４０  …切換制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014001256.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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