(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さらに抑制する。【解決手段】ガス化ガス生成システム１００は、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触媒を流通路２１０内に保持する触媒保持部２２０と、触媒に２００℃〜９００℃の酸化剤ＯＸを供給する酸化剤供給部２３０とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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触媒を前記流通路内に保持する触媒保持部と、
前記触媒に２００℃〜９００℃の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システム。
【請求項２】
燃料を燃焼させることで生じた熱で、流動媒体を加熱する燃焼炉をさらに備え、
前記ガス化炉には、前記燃焼炉によって加熱された流動媒体が導入され、該ガス化炉は、該流動媒体が有する熱で前記ガス化原料をガス化させ、
前記酸化剤供給部は、前記燃焼炉において燃料を燃焼させることで生じた燃焼排ガスと、前記酸化剤とを熱交換することで、該酸化剤が２００℃〜９００℃となるように加熱することを特徴とする請求項１に記載のガス化ガス生成システム。
【請求項３】
燃料を燃焼させることで生じた熱で、流動媒体を加熱する燃焼炉をさらに備え、
前記ガス化炉には、前記燃焼炉によって加熱された流動媒体が導入され、該ガス化炉は、該流動媒体が有する熱で前記ガス化原料をガス化させ、
前記酸化剤供給部は、前記燃焼炉において燃料を燃焼させることで生じた２００℃〜９００℃の燃焼排ガスを酸化剤として前記触媒に供給することを特徴とする請求項１に記載のガス化ガス生成システム。
【請求項４】
前記触媒の温度を測定する温度測定部と、
測定された前記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から３のいずれか１項に記載のガス化ガス生成システム。
【請求項５】
前記ガス化炉には、水蒸気が導入され、該ガス化炉は、該水蒸気で前記ガス化原料をガス化させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のガス化ガス生成システム。
【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システムに関する。
【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、上述した技術のように、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低下することがあった。
【０００８】
そこで、本願発明者は、タールの改質を促進する触媒に、ガス化炉で生成されたガス化ガスと酸化剤とを接触させることで、ガス化ガス中のタールを酸化改質して除去する技術を開発した。この技術では、タールを酸化改質するための酸化剤として、例えば、常温（２５℃程度）の空気を用いている。
【０００９】
本願発明者が開発したタールの除去技術では、触媒を利用するため、特許文献１に記載された技術と比較して、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できる。しかし、可燃性ガスの低減をさらに抑制する技術の開発が希求されている。
【００１０】
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さらに抑制することが可能なガス化ガス生成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】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のガス化ガス生成システムは、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触媒を流通路内に保持する触媒保持部と、触媒に２００℃〜９００℃の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。
【００１２】
また、燃料を燃焼させることで生じた熱で、流動媒体を加熱する燃焼炉をさらに備え、ガス化炉には、燃焼炉によって加熱された流動媒体が導入され、ガス化炉は、流動媒体が有する熱でガス化原料をガス化させ、酸化剤供給部は、燃焼炉において燃料を燃焼させることで生じた燃焼排ガスと、酸化剤とを熱交換することで、酸化剤が２００℃〜９００℃となるように加熱するとしてもよい。
【００１３】
また、燃料を燃焼させることで生じた熱で、流動媒体を加熱する燃焼炉をさらに備え、ガス化炉には、燃焼炉によって加熱された流動媒体が導入され、ガス化炉は、流動媒体が有する熱でガス化原料をガス化させ、酸化剤供給部は、燃焼炉において燃料を燃焼させることで生じた２００℃〜９００℃の燃焼排ガスを酸化剤として触媒に供給するとしてもよい。
【００１４】
また、触媒の温度を測定する温度測定部と、測定された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酸化剤制御部と、をさらに備えるとしてもよい。
【００１５】
また、ガス化炉には、水蒸気が導入され、ガス化炉は、水蒸気でガス化原料をガス化させるとしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、タールを効率よく除去しつつ、可燃性ガスの低減をさらに抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態にかかるガス化ガス生成システムを説明するための概念図である。
【図２】第１の実施形態にかかる精製装置を説明するための図である。
【図３】第２の実施形態にかかるガス化ガス生成システムを説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、本明細書および図面において、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。
【００１９】
（第１の実施形態：ガス化ガス生成システム１００）
図１は、第１の実施形態にかかるガス化ガス生成システム１００を説明するための概念図である。図１に示すように、ガス化ガス生成システム１００は、ガス化ガス生成装置１１０と、燃焼排ガス処理装置１５０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、ガス、水蒸気、空気、酸化剤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、信号の流れを破線の矢印で示す。
【００２０】
（ガス化ガス生成装置１１０）
ガス化ガス生成装置１１０は、燃焼炉１１２と、媒体分離装置（サイクロン）１１４と、ガス化炉１１６とを含んで構成される。ガス化ガス生成装置１１０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。具体的に説明すると、まず、流動媒体は、燃焼炉１１２で１０００℃程度に加熱され、燃焼排ガスＥＸ１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ＥＸ１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。
【００２１】
一方、媒体分離装置１１４で分離された燃焼排ガスＥＸ１は、排気路１１８を通じて、燃焼排ガス処理装置１５０に排出され、燃焼排ガス処理装置１５０で処理された後、外部に排出される。
【００２２】
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）。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
（燃焼排ガス処理装置１５０）
燃焼排ガス処理装置１５０は、ボイラ１５２と、脱硝装置１５４と、脱硫装置１５６とを含んで構成される。ボイラ１５２は、媒体分離装置１１４で分離された燃焼排ガスＥＸ１と水とで熱交換を行うことで、燃焼排ガスＥＸ１が有する熱を回収する。脱硝装置１５４は、ボイラ１５２によって冷却された燃焼排ガスＥＸ１からＮＯｘ（窒素酸化物）を除去する。脱硫装置１５６は、脱硝装置１５４によってＮＯｘが除去された燃焼排ガスＥＸ２からＳＯｘ（硫黄酸化物）を除去する。こうして、ＮＯｘおよびＳＯｘが除去された燃焼排ガスＥＸ３は、外部に排出される。
【００２６】
（タール改質装置２００）
図１に示すように、タール改質装置２００は、流通路２１０と、触媒保持部２２０と、酸化剤供給部２３０と、温度測定部２４０と、酸化剤制御部２５０とを含んで構成される。
【００２７】
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。
【００２８】
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触媒を、流通路２１０内に保持する。触媒は、タールの改質を促進することができればよく、例えば、Ｎｉ（ニッケル）系触媒、Ｆｅ（鉄）系触媒、Ｒｕ（ルテニウム）系触媒、Ｒｈ（ロジウム）系触媒、Ｃｏ（コバルト）系触媒、鉱石系触媒を採用することができる。
【００２９】
Ｎｉ系触媒は、活性種として、少なくともＮｉが含まれていればよく、Ｆｅ系触媒は、活性種として、少なくともＦｅが含まれていればよく、Ｒｕ系触媒は、活性種として、少なくともＲｕが含まれていればよく、Ｒｈ系触媒は、活性種として、少なくともＲｈが含まれていればよく、Ｃｏ系触媒は、活性種として、少なくともＣｏが含まれていればよい。
【００３０】
これらの触媒における活性種の担体としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、酸化セリウム（ＣｅＯ２）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、マグネシウム（Ｍｇ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、天然鉱石を利用することができる。
【００３１】
また、鉱石系触媒は、Ｃａ（カルシウム）、Ｍｇ、Ｆｅ、および、Ｓｉ（シリコン）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。
【００３２】
酸化剤供給部２３０は、流通路２１０における触媒に、２００℃〜９００℃の酸化剤ＯＸ（例えば、空気、酸素）を供給する。ここでは、酸化剤供給部２３０が、酸化剤ＯＸとして空気を供給する場合を例に挙げて説明する。また、本実施形態において、酸化剤供給部２３０は、流通路２１０における触媒保持部２２０の上流側に酸化剤ＯＸを導入することで、触媒に酸化剤ＯＸを供給する。
【００３３】
具体的に説明すると、本実施形態において、酸化剤供給部２３０は、ブロワ２３２と、酸化剤供給路２３４と、熱交換器２３６とを含んで構成される。ブロワ２３２は、酸化剤供給路２３４に空気を導入する。酸化剤供給路２３４は、酸化剤ＯＸが流通する流路であり、ブロワ２３２と、流通路２１０における触媒保持部２２０の上流側とを接続する。したがって、ブロワ２３２によって導入された酸化剤ＯＸは、酸化剤供給路２３４を通って、触媒保持部２２０（流通路２１０における触媒保持部２２０の上流側）に供給されることとなる。
【００３４】
酸化剤供給部２３０が酸化剤ＯＸ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、これを分解することができ、硫化水素由来の硫黄による触媒の被毒（吸着）を低減することが可能となる。
【００３５】
また、酸化剤供給部２３０が酸化剤ＯＸ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触媒の被毒（析出）を低減することが可能となる。
【００３６】
さらに、酸化剤供給部２３０が、２００℃〜９００℃といった高温の酸化剤ＯＸを供給する構成により、相対的に低温（例えば、２５℃）の酸化剤ＯＸを供給した場合よりも、少ない量の水素で、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。
【００３７】
具体的に説明すると、触媒の活性温度や、硫黄の吸着率を勘案して、ガス化ガスＸ１の好ましい温度を最適温度と呼ぶとする。ガス化ガスＸ１を最適温度に昇温するために、酸化剤ＯＸを供給してガス化ガスＸ１中の水素の一部を燃焼させる場合、ガス化ガスＸ１を最適温度まで昇温するために必要な（燃焼させる）水素の量は、相対的に低温（例えば、２５℃）の酸化剤ＯＸを供給した場合よりも、相対的に高温（例えば、２００℃〜９００℃）の酸化剤ＯＸを供給した場合の方が少ない。
【００３８】
したがって、酸化剤供給部２３０が、２００℃〜９００℃といった高温の酸化剤ＯＸを触媒に供給する構成により、相対的に低温の酸化剤ＯＸを触媒に供給する場合と比較して、可燃性ガス（水素やメタン）の消費を低減しつつ、触媒の温度を上昇させることができ、触媒の活性を向上させることが可能となる。すなわち、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、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、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。
【００３９】
熱交換器２３６は、酸化剤供給路２３４を流通する酸化剤ＯＸと、排気路１１８（媒体分離装置１１４とボイラ１５２との間）を流通する燃焼排ガスＥＸ１との熱交換を行い、燃焼排ガスＥＸ１が有する熱で酸化剤ＯＸを加熱する。
【００４０】
排気路１１８（媒体分離装置１１４とボイラ１５２との間）を流通する燃焼排ガスＥＸ１の温度は、８００℃〜９５０℃程度である。したがって、熱交換器２３６が、燃焼排ガスＥＸ１が有する熱で、酸化剤ＯＸを加熱することにより、触媒保持部２２０に供給される酸化剤ＯＸを２００℃〜９００℃に昇温することができる。
【００４１】
したがって、別途の加熱源を要さずとも、酸化剤ＯＸを加熱することができ、酸化剤ＯＸを加熱するための消費エネルギーを削減することが可能となる。
【００４２】
温度測定部２４０は、触媒の温度を測定する。酸化剤制御部２５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働してタール改質装置２００全体を管理および制御する。本実施形態において、酸化剤制御部２５０は、温度測定部２４０が測定した触媒の温度に応じて、酸化剤供給部２３０が供給する酸化剤ＯＸの量を制御する。
【００４３】
具体的に説明すると、酸化剤制御部２５０は、触媒の温度が、温度測定部２４０で測定された当該触媒の活性温度（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ＯＸ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、触媒の温度が７００℃未満になると、触媒に供給する酸化剤ＯＸの量を増加させるようにブロワ２３２の駆動量を制御し、触媒の温度が８５０℃以上になると、触媒に供給する酸化剤ＯＸの量を減少させるようにブロワ２３２の駆動量を制御する。
【００４４】
かかる構成により、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。
【００４５】
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。
【００４６】
（精製装置３００）
図２は、精製装置３００を説明するための図である。図２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Ｘ２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２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。
【００４７】
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Ｘ２の出口温度を３００℃〜６００℃にする。
【００４８】
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Ｘ２をさらに冷却する。これにより、ガス化ガスＸ２に残存するタールや粉塵が凝縮し、ガス化ガスＸ２から除去される。
【００４９】
第２冷却器３３０は、海水、ブライン等を用いて、ガス化ガスＸ２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。
【００５０】
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Ｘ２を０．１ＭＰａ〜５ＭＰａに昇圧する。なお、昇圧器３４０の後段にガス化ガスＸ２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。
【００５１】
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。
【００５２】
脱硫器３６０は、ガス化ガスＸ２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Ｘ２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Ｘ２中の塩素や塩素化合物を除去する。
【００５３】
このように、ガス化ガス生成システム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。
【００５４】
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システム１００によれば、触媒を用いてタールの改質を促進するため、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。したがって、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。また、酸化剤供給部２３０が２００℃〜９００℃といった高温の酸化剤ＯＸを触媒に供給する構成により、相対的に低温の酸化剤ＯＸを触媒に供給する場合と比較して、可燃性ガスの消費を低減することができ、ガス化ガスＸ２中の可燃性ガスの低減をさらに抑制することが可能となる。
【００５５】
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、媒体分離装置１１４から排出された燃焼排ガスＥＸ１が有する熱によって、２００℃〜９００℃の酸化剤ＯＸを生成し、触媒に供給する場合を例に挙げて説明した。本実施形態では、他の方法で２００℃〜９００℃の酸化剤を触媒に供給するガス化ガス生成システム４００について説明する。
【００５６】
（ガス化ガス生成システム４００）
図３は、第２の実施形態にかかるガス化ガス生成システム４００を説明するための概念図である。図３中、ガス化原料、ガス、水蒸気、空気、酸化剤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、信号の流れを破線の矢印で示す。図３に示すように、ガス化ガス生成システム４００は、ガス化ガス生成装置１１０と、燃焼排ガス処理装置１５０と、タール改質装置４１０と、精製装置３００とを含んで構成される。また、タール改質装置４１０は、流通路２１０と、触媒保持部２２０と、酸化剤供給部４３０と、温度測定部２４０と、酸化剤制御部４５０とを含んで構成される。
【００５７】
なお、上述した第１の実施形態で既に述べた、ガス化ガス生成装置１１０、燃焼排ガス処理装置１５０、流通路２１０、触媒保持部２２０、温度測定部２４０、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酸化剤供給部４３０、酸化剤制御部４５０について詳述する。
【００５８】
酸化剤供給部４３０は、燃焼排ガスＥＸ１を酸化剤として触媒に供給する。燃焼炉１１２（媒体分離装置１１４）から排出される燃焼排ガスＥＸ１には、酸化剤として機能する酸素が含まれている。したがって、燃焼排ガスＥＸ１を酸化剤として触媒に供給することにより、酸化剤に要するコストを削減することができる。
【００５９】
また、上述したように、排気路１１８（媒体分離装置１１４とボイラ１５２との間）を流通する燃焼排ガスＥＸ１の温度は、８００℃〜９５０℃程度である。したがって、燃焼排ガスＥＸ１を酸化剤として触媒に供給することにより、別途の加熱源を要さずとも、２００℃〜９００℃といった高温の酸化剤（燃焼排ガスＥＸ１）を触媒に供給することができ、酸化剤（燃焼排ガスＥＸ１）を加熱するための消費エネルギーを削減することが可能となる。
【００６０】
酸化剤供給部４３０の具体的な構成について説明すると、本実施形態において、酸化剤供給部４３０は、酸化剤供給路４３２と、バタフライ弁４３４とを含んで構成される。
【００６１】
酸化剤供給路４３２は、排気路１１８から分岐されるとともに、流通路２１０における触媒保持部２２０の上流側に接続され、燃焼排ガスＥＸ１が流通する流路である。
【００６２】
バタフライ弁４３４は、脱硝装置１５４と、脱硫装置１５６とを接続する排気路１５８に設けられており、後述する酸化剤制御部４５０によって開度が制御される。
【００６３】
酸化剤制御部４５０は、ＣＰＵ（中央処理装置）を含む半導体集積回路で構成され、ＲＯＭからＣＰＵ自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのＲＡＭや他の電子回路と協働してタール改質装置４１０全体を管理および制御する。本実施形態において、酸化剤制御部４５０は、温度測定部２４０が測定した触媒の温度に応じて、酸化剤供給部４３０が供給する燃焼排ガスＥＸ１の量を制御する。
【００６４】
具体的に説明すると、酸化剤制御部４５０は、触媒の温度が、当該触媒の活性温度（例えば、６５０℃〜９００℃）を下回らないように、酸化剤供給部４３０が供給する燃焼排ガスＥＸ１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、触媒の温度が７００℃未満になると、触媒に供給する燃焼排ガスＥＸ１の量を増加させるように、バタフライ弁４３４の開度を制御し、触媒の温度が８５０℃以上になると、触媒に供給する燃焼排ガスＥＸ１の量を減少させるようにバタフライ弁４３４の開度を制御する。
【００６５】
かかる構成により、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。
【００６６】
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システム４００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。また、酸化剤供給部４３０が、高温の酸化剤として、燃焼排ガスＥＸ１を触媒に供給する構成により、相対的に低温の酸化剤を触媒に供給する場合と比較して、可燃性ガスの消費を低減することができ、ガス化ガスＸ２中の可燃性ガスの低減をさらに抑制することが可能となる。
【００６７】
さらに、酸化剤を供給するための動力が不要となるため、かかる動力に要する消費エネルギーを削減することができる。
【００６８】
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。
【００６９】
例えば、上述した第１の実施形態において、酸化剤供給部２３０が、燃焼排ガスＥＸ１が有する熱で酸化剤ＯＸを加熱して、触媒に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２３０は、２００℃〜９００℃といった高温の酸化剤を触媒に供給できればよく、例えば、ヒーターで加熱した酸化剤ＯＸを触媒に供給するとしてもよい。
【００７０】
また、上述した第１の実施形態において、熱交換器２３６は、媒体分離装置１１４とボイラ１５２との間を流通する燃焼排ガスＥＸ１と、酸化剤ＯＸとで熱交換を行う場合を例に挙げて説明した。しかし、酸化剤ＯＸを加熱して２００℃〜９００℃にできれば、熱交換器２３６が熱交換を行う媒体に限定はない。例えば、脱硝装置１５４と脱硫装置１５６との間（排気路１５８）を流通する燃焼排ガスＥＸ２は、２００℃〜４００度程度であるため、熱交換器２３６は、脱硝装置１５４と脱硫装置１５６との間を流通する燃焼排ガスＥＸ２と、酸化剤ＯＸとで熱交換を行い、酸化剤ＯＸを２００℃〜９００℃に加熱してもよい。
【００７１】
また、上述した第２の実施形態において、脱硝装置１５４と脱硫装置１５６とを接続する排気路１５８にバタフライ弁４３４を備える構成について説明したが、バタフライ弁４３４をボイラ１５２と脱硝装置１５４とを接続する排気路に設けるとしてもよい。
【００７２】
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ＯＸ（または、燃焼排ガスＥＸ１）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。
【００７３】
また、上述した第１、第２の実施形態では、水蒸気ガス化を行うガス化炉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が、ガス化剤に限定はなく、例えば、窒素等であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
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システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１００、４００  ガス化ガス生成システム
１１２  燃焼炉
１１６  ガス化炉
２１０  流通路
２２０  触媒保持部
２３０、４３０  酸化剤供給部
２４０  温度測定部
２５０、４５０  酸化剤制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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