(57)【要約】【課題】原料の選択性を高め、軽質炭化水素だけでなく、灯油、軽油等の高分子の液体化石燃料及び木質系のバイオマス原料を含む炭素質原料全般に渡り、広く適用可能となる改質方法及びその装置を提供することを目的とする。特に、設備の設置場所に関わらず、入手が容易な灯油を原料とし得る改質方法及びその装置を提供することである。【解決手段】ガス化した炭素質原料と水蒸気からなる原料ガスを、常圧で加熱して改質ガスを生成させる改質装置２であって、この改質装置２は、耐火製の内壁２２と、該内壁２２の開口部に配設された回転式の蓄熱体２６により主体が構成され、前記内壁２２には、その内部を改質室２４と燃焼室２５に区画する隔壁２３が配置されるとともに、該改質室２４と燃焼室２５に、内部圧力を計測するための圧力ノズル２４４、２５５が各々設けられたことを特徴とする炭素質原料の改質装置である。【選択図】図１
2006089305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素質原料を改質して改質ガスを生成する方法において、
前記炭素質原料をガス化して水蒸気と混合した原料ガスを、燃焼ガスの顕熱を蓄熱した蓄熱体により加熱し、常圧で９００〜１４００℃の温度範囲に保つことにより、水素、一酸化炭素を含む改質ガスを生成することを特徴とする炭素質原料の改質方法。
【請求項２】
炭素質原料には灯油を用いる請求項１に記載された炭素質原料の改質方法。
【請求項３】
ガス化した炭素質原料と水蒸気からなる原料ガスを、常圧で加熱して改質ガスを生成させる改質装置であって、
前記改質装置は、耐火製の内壁と、該内壁の開口部に配設された回転式の蓄熱体により主体が構成され、
前記内壁には、その内部を改質室と燃焼室に区画する隔壁が配置されるとともに、該改質室と燃焼室に、内部圧力を計測するための圧力ノズルが各々設けられたことを特徴とする炭素質原料の改質装置。
【請求項４】
前記蓄熱体は、略同一径の回転台に装着され、
該回転台を回転可能に支持する第２ケーシング内に収納されるとともに、前記内壁を囲繞する第１ケーシングに定着される第２ケーシングごと着脱可能となされた請求項３に記載された炭素質原料の改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス化した炭素質原料と水蒸気を反応させて、水素、一酸化炭素を含む改質ガスを生成する改質方法及び改質装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素及び一酸化炭素は、現在、化学品合成工業の主原料として重要な役割を担っている。また、水素は２次エネルギーの主役である電気エネルギーの欠点を補完するエネルギー源として、燃料電池、水素内燃機関の開発が急ピッチで進められており、今後更なる活用が見込まれている。
【０００３】
水素エネルギー利用技術の開発が進む一方で、水素を貯蔵・供給するインフラ整備が現状の課題とされており、大規模な水素製造プラントで製造した水素を容器に充填し、輸送・供給する従来型の手法だけでなく、水素の使用場所において必要量の水素を製造・供給できる小型で簡便なオンサイト型の水素製造装置の必要性が高まっている。
【０００４】
図６は、この目的で提供される特許文献１の「水素製造装置」で開発された従来技術のオンサイト型水素製造装置の構成を示す概略フローを示す図である。
【０００５】
図６において、ＳＲは改質装置であり、互いに区画された図示しない加熱部及び、改質部が内部に設けられるとともに、改質部には原料改質用の触媒が担持されている。ＭＣは原料炭化水素である。
【０００６】
ＡＨは空気予熱器であって、前記加熱部を過熱する図示しないバーナに供給される、コンプレッサーＡＣで昇圧された燃焼用空気ＡＧと後述のオフガスＯＧを予熱・昇温している。
【０００７】
原料予熱器ＰＨは、送入される原料炭化水素ＭＣを予熱するとともに、この原料炭化水素ＭＣが脱硫器ＤＺで脱硫されてから、エゼクターＥＺでボイラＰＢより供給される水蒸気と混合されて原料ガスＭＧとされたのちに、再度加熱を行っている。なお、ＷＡはボイラＰＢに供給される水である。
【０００８】
水素精製装置ＰＡは、改質装置ＳＲに送入された原料ガスＭＧが、水蒸気改質反応により改質された改質ガスＲＧを、一酸化炭素変成器ＣＭでの転化工程と１次冷却器ＣＦにおける冷却工程を経て、KOドラムＫＤで凝縮液を分離したのちに、圧縮機ＣＰと２次冷却器ＣＳにより調圧・調温して供給することにより、ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption ）法による高純度水素精製を行い、製品水素ＨＧが回収されるよう構成されている。
【０００９】
次に、このように構成された従来技術のオンサイト型水素製造装置の改質装置ＳＲにおける原料水素の改質方法について説明する。
【００１０】
原料予熱器ＰＨで予熱されたのちに脱硫器ＤＺにおいて高次脱硫された、例えば都市ガスやブタン等の原料炭化水素は、水蒸気と混合された原料ガスＭＧとして、原料予熱器ＰＨで加熱されてから改質装置ＳＲ内の改質部に送入される。
【００１１】
また、別途供給される原料炭化水素ＭＣを燃料に前記燃焼部のバーナを点火・燃焼させて燃焼ガスＥＧを発生させ、改質装置ＳＲ内の燃焼部を所定温度に加熱保持する。
【００１２】
燃焼部と区画された改質部では、前記燃焼ガスＥＧが保有する熱量の間接伝熱により内部の触媒層が加熱され、原料ガスＭＧの水蒸気改質反応に必要な温度（触媒層出口で６００〜８００℃）を保つことにより、原料ガスＭＧの改質を進行させて水素リッチな改質ガスＲＧが生成される。
【００１３】
改質装置ＳＲの改質部で生成された改質ガスＲＧは、下流の一酸化炭素変成器ＣＭに送入されて一酸化炭素転化により水素濃度が高められたのち、水素精製設備ＰＡにおいて高純度の製品水素ＨＧが精製される。
【００１４】
なお、水素精製装置ＰＡで水素が分離された残余の可燃性ガスであるオフガスＯＧは、オフガスドラムＯＤを経由して空気予熱器ＡＨで昇温されたのち、前記バーナの燃料の一部として利用される。
【特許文献１】特開平１１−３３５１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、図６に示す従来の水素製造装置では、オンサイト型として各装置の小型化が図られてはいるものの、結局は、大規模な水素製造プラントで主流である、原料改質の反応助剤として触媒を使用する水蒸気改質法によるものである。
【００１６】
したがって、硫黄被毒による触媒活性の低下を防止するために原料の脱硫が必要なだけでなく、小型化により低下する改質効率を補うために、更に厳しい脱硫条件が課せられており、大規模プラントでの硫黄含有量０. １ｐｐｍ程度の脱硫条件に対して、１ｐｐｂ以下の性能が要求されている。このため、脱硫器ＤＺにおいて３種類の触媒が併用されるだけでなく、改質装置ＳＲにおいても高活性の触媒が必要であって、運転経費が高騰する。      
【００１７】
さらに、改質原料の分子量が大きくなると触媒の反応性が低くなるとともに、触媒層での炭素析出が顕著となって触媒活性を喪失し易いため、使用可能な改質原料は、メタン、エタン、プロパン、ブタン、天然ガス、都市ガス等の分子量の小さい軽質炭化水素に限定される。
【００１８】
また、運転時においては、設備の立ち上げに数時間を必要とし、その間はストック水素での対応を強いられるために貯蔵装置が必要となるだけでなく、小規模施設で要求の多いバッチ運転には適さないという問題がある。
【００１９】
したがって、装置の運転において高度な原料管理が要求されるうえに、改質に使用できる原料には制約が多く、オンサイト型の水素製造装置として利用するためには、技術的、経済的に多くの問題点があった。
【００２０】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、原料の選択性を高め、軽質炭化水素だけでなく、灯油、軽油等の高分子の液体化石燃料及び木質系のバイオマス原料を含む炭素質原料全般に渡り、広く適用可能となる改質方法及びその装置を提供することを目的とする。特に、設備の設置場所に関わらず、入手が容易な灯油を原料とし得る改質方法及びその装置を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の目的を達成するため、本発明は、炭素質原料を改質して改質ガスを生成する方法において、前記炭素質原料をガス化して水蒸気と混合した原料ガスを、燃焼ガスの顕熱を蓄熱した蓄熱体により加熱し、常圧で９００〜１４００℃の温度範囲に保つことにより、水素、一酸化炭素を含む改質ガスを生成することを特徴とする炭素質原料の改質方法とする。
【００２２】
そして、該炭素質原料の改質方法における炭素質原料には、灯油を用いることを特徴とする構成が含まれる。灯油は、現在、多くのガソリンスタンドで取り扱われ、しかもガソリンと比べて安全性が高く、原料費がより安価であることから、原料として最適だからである。
【００２３】
また、本発明には、上記炭素質原料の改質方法を行う装置として、ガス化した炭素質原料と水蒸気からなる原料ガスを、常圧で加熱して改質ガスを生成させる改質装置であって、前記改質装置は、耐火製の内壁と、該内壁の開口部に配設された回転式の蓄熱体により主体が構成され、前記内壁には、その内部を改質室と燃焼室に区画する隔壁が配置されるとともに、該改質室と燃焼室に、内部圧力を計測するための圧力ノズルが各々設けられたことを特徴とする炭素質原料の改質装置が含まれる。
【発明の効果】
【００２４】
以上述べたように、本発明に係る炭素質原料の改質方法及びその装置によれば、都市ガスやブタン等の気体燃料だけでなく、灯油、軽油等の液体化石燃料、或いは木質系を主体とするバイオマス原料をガス化して水蒸気と混合した原料ガスにより生成した熱分解ガス及びタールから、水素または合成ガスを生成・回収することができる。
【００２５】
また、本発明に係る炭素質原料の改質方法及びその装置では、上記したように、原料炭素質として灯油、軽油等の液体化石原料、或いは木質系を主体とするバイオマス原料をガス化して水蒸気と混合した原料ガスを使用することにより、改質に触媒を使用しないために原料を予め脱硫する必要がなく、高価な高次脱硫触媒や高活性の改質触媒が不要であり、設備及び維持費用が低減できるだけでなく、設備全体を簡素化できる。
【００２６】
さらに、本発明に係る炭素質原料の改質方法によれば、上記したように、その装置は熱効率が高いように単純に構成できることから、改質設備の立上げが短時間、例えば１時間程度で可能であるため、需要状況に即応したバッチ運転が容易であり、夜間連続操業の必要がなく、運転人員も最低限の人数で済むために運転費用が削減できるとともに、大容量の水素貯蔵設備を設ける必要もないために設備費が削減できるといった、オンサイト型の施設に好適な優れた特徴を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図１を主体に、必要に応じて図２を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本発明に係る炭素質原料の改質方法を用いた水素製造設備の全体構成の一例を示す概略フローを示す図であり、図２は、改質装置の構造の一例を示す縦断面図である。なお、図６で説明した物質や装置と同一のものには同一の符号を付し、詳細説明は省略する。
【００２９】
まず、改質装置を中心に水素製造設備の構成を説明する。
【００３０】
図１及び図２において、１は、原料供給装置であって、灯油、軽油等の液体化石燃料を貯留する原料タンク１１と、原料ポンプ１２と、原料を加熱・気化させる原料蒸発器１３及び、飽和あるいは過熱水蒸気を供給するパッケージボイラ等の蒸気発生装置１４から構成されている。
【００３１】
２は、改質装置であって、鋼製で直方体形状の第１ケーシング２１に囲繞されるセラミックス等の耐火性材料で構築された内壁２２と、該内壁２２内部を改質室２４と燃焼室２５に区画する上部・側部が内壁２２に固着された耐火性の隔壁２３と、該改質室２４と燃焼室２５の底部に跨り、前記第１ケーシング２１及び内壁２２の一面に設けられた開口部に配設された蓄熱体２６により主体が構成されている。
【００３２】
蓄熱体２６は、耐熱性材料により略円筒形状に形成され、例えばセラミック製でハニカム型（ハニカム格子数：１３３ｃｅｌｌ／ｉｎ2 、格子寸法：２. ２ｍｍ×２. ２ｍｍ、壁の厚み：０. ３ｍｍ、穴のみの大きさ：１. ９ｍｍ×１. ９ｍｍ、材質：ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ）の導通部２６１と、該導通部２６１の外周を囲む環状の周囲部２６２と、導通部２６１を保持し隔壁２３の中央下端に接する中心部２６３からなり、下述の回転台２７上に載置されて回転台２７とともに回転する。この場合の回転台２７の回転速度は、特に限定されていないが、蓄熱体２６における改質制御の効率を良好にするために、好ましくは３回転／分程度である。
【００３３】
回転台２７は、例えば、蓄熱体２６と略同一径の図示しない環状板と中心部の軸受と、軸受と環状板とをつなぐ、軸受から放射状に延びる複数の連結板とにより、蓄熱体２６を支持するとともにガス流の通過を阻害しないよう構成されている。また回転台２７の軸受には駆動軸２７１が連結されるとともに、駆動軸２７１を通じて回転台２７を回転させる駆動手段２７２が設けられている。
【００３４】
２８は、前記蓄熱体２６と回転台２７を収納する鋼製の第２ケーシングであり、図示しない支持手段により回転台２７の荷重を支持するとともに、上端部が前記内壁２２の開口部に嵌合されて、外周に張出した鍔部２８１により第１ケーシング２１に定着されるよう構成されている。
【００３５】
また、回転台２７の改質室２４側の下部には原料ガス導入管２４１が、燃焼室２５側には燃焼ガス排出管２５１が第２ケーシング２８に固定されて配置される一方、改質室２４の上部には改質ガス排出管２４２が、燃焼室２５の上部にはバーナ装置２５２が夫々配置されている。そして、燃焼ガス排出管２５１の下流には、インバータ方式等の回転数制御可能な排気ファン２９が設けられている。
【００３６】
さらに、改質室２４の内部には、内部温度計測のための改質室温度計２４３と圧力計測用の改質室圧力ノズル２４４が設けられるとともに、原料ガス導入管２４１に入口圧力ノズル２４５が配置されており、燃焼室２５の内部には、燃焼室温度計２５３と燃焼室圧力ノズル２５４が設けられている。
【００３７】
なお、回転台２７、原料ガス導入管２４１及び、燃焼ガス排出管２５１等が一体に取付けられた第２ケーシング２８は、回転台２７上に載置された蓄熱体２６ごと、第１ケーシング２１から容易に取り外せるため、蓄熱体２６の清掃や交換が短時間で可能となっている。
【００３８】
３は熱回収ユニットであり、改質ガス排出管２４２から排出された改質ガスＲＧの保有する顕熱を回収して、改質ガスＲＧを水素精製装置ＰＡの作動温度まで冷却するとともに回収した熱を図示しない余熱利用設備に供給している。
【００３９】
４はオフガス利用設備であり、水素精製装置ＰＡで分離された一酸化炭素を含む可燃性のオフガスＯＧを貯留するオフガスホルダ４１と、オフガスＯＧをバーナ装置２５２に送入するオフガスブロワ４２及び、オフガスＯＧの不足分を補う補助燃料ＳＦをバーナ装置２５２に追加供給するとともに夫々の流量を調整する混合制御弁４３から構成されている。
【００４０】
次に、このように構成された水素製造設備を用いた水素の製造方法について、改質装置２における改質状況を中心に、図１及び図２を参照して説明する。
【００４１】
まず、蓄熱体２６の回転を開始するとともに、補助燃料ＳＦと燃焼用空気ＡＧをバーナ装置２５２に供給して燃焼させ、発生した燃焼ガスＥＧで燃焼室２５内を予熱する。この燃焼ガスＥＧは、燃焼室２５からハニカム型の導通部２６１を通過する際に蓄熱体２６を加熱するとともに温度低下し、排気ファン２９の吸引により燃焼ガス排出管２５１から排出されて、図示しない下流のフレアスタックにより完全燃焼されてから、大気中に放出される。
【００４２】
次に、蒸気発生装置１４から水蒸気ＳＴを単独で原料ガス導入管２４１に向けて送入し、蓄熱体２６の導通部２６１を経由して改質室２４に流入・通過させることにより、改質室２４内のガスパージを行なわせるとともに、上記加熱により蓄熱された蓄熱体２６から熱供給してこの水蒸気を加熱し、改質室２４内を昇温させる。
【００４３】
改質室温度計２４３で計測される改質室２４内の温度が所定温度を越えたのち、原料タンク１１に貯留された灯油、軽油等の液体化石燃料を、原料ポンプ１２により原料蒸発器１３に送入し、後述の改質ガスＲＧとの熱交換により加熱・気化してから、上述の水蒸気ＳＴと混合した原料ガスＭＧとして、加圧を行わないで常圧のまま原料ガス導入管２４１から改質室２４に送入する。
【００４４】
この原料ガスＭＧは、改質室２４への上昇時に、高温化された蓄熱体２６のハニカム型の導通部２６１を極短時間（例えば０. ０１〜０. ０２秒程度）で通過して所定の改質温度まで一気に昇温されるとともに、含有する水蒸気ＳＴと炭化水素の改質反応により、水素や一酸化炭素を含む可燃性の合成ガス（改質ガス）ＲＧに改質される。
【００４５】
このように蓄熱体２６を回転させて、燃焼室２５で発生する燃焼ガスＥＧが保有する顕熱を蓄熱しながら、原料ガスＭＧへの給熱を続けることにより、吸熱反応である水蒸気改質に必要な熱量を継続的に供給している。
【００４６】
この改質反応により生成した改質ガスＲＧは、改質装置２の改質ガス出口管２４２から排出されて、原料蒸発器１３における熱交換により降温されたのち、熱回収ユニット３においてさらに熱回収及び冷却が行われ、圧縮器ＣＳで昇圧されてから、水素精製装置ＰＡに送入されて製品水素ＨＧが精製される。
【００４７】
また、水素精製装置ＰＡで水素分離がなされた残余のオフガスＯＧは、オフガスホルダ４１に貯留されて、オフガスブロワ４２により前記バーナ装置２５２の燃料として供給される。
【００４８】
次に、改質装置２の制御に関して説明する。
【００４９】
通常運転において、改質室２４と燃焼室２５の内部温度は、夫々設けられた改質室温度計２４３及び燃焼室温度計２５３により計測されており、改質室２４の内部温度を設定値に保持するように、改質室温度計２４３の測定値との間で比較演算する図示しない制御装置の指令により、バーナ装置２５２への燃料（オフガスＯＧ及び補助燃料ＳＦ単独、またはこれらの混合流体）の供給量を調節する混合制御弁４３、燃焼用空気ＡＧの流量を調節する図示しない燃焼用空気制御弁、或いは改質装置２への原料供給量を調節する原料ポンプ１２を制御して、温度制御を行っている。
【００５０】
なお、改質室２４の内部温度の設定値は、改質効率が温度に依存するため９００℃以上とする必要がある一方、運転及び保守費用等の経済的見地から１４００℃程度を上限とし、好ましくは１１５０〜１２５０℃である。
【００５１】
また、改質室２４と燃焼室２５の差圧を、改質室圧力ノズル２４４と燃焼室圧力ノズル２５４から得られた圧力値の比較演算により算出して、この差圧が零になるように排気ファン２９の回転数を制御して吸引能力を可変することにより、蓄熱体２６と接する隔壁２３下端からの改質室２４と燃焼室２５相互間のガスリークを抑止している。
【００５２】
さらに、原料ガスＭＧと改質ガスＲＧの差圧を、改質室２４の入口側に設けられた入口圧力ノズル２４５と改質室圧力ノズル２４４からの圧力値により算出して、規定値と比較することにより、蓄熱体２６の導通部２６１に、タール等による閉塞の発生がないか監視している。
【００５３】
なお、本実施の形態では、改質装置２において蓄熱体２６が改質室２４と燃焼室２５の下方に配置される構造として説明したが、改質装置２は、図２の如く縦置きだけでなく、その他の配置（例えば、横向き）でも差し支えなく、また、第１ケーシング２１の形状は、直方体形状に限らず、円筒形や多面体等の形状も適宜選択可能である。
【００５４】
また、蓄熱体２６の厚さ及び挿入位置は、図２の如く内壁２２と一致させずに段差が生じるよう配置して、あるいは図３及び図４のように内壁２２に対して斜め位置に配しても良く、導通部２６１の閉塞監視のために、改質室２４内の改質室圧力ノズル２４４を共用しないで、別途、圧力ノズルを改質ガス出口管２４２以降の流路に設けても良い。
【００５５】
さらに、オフガスＯＧの収率が減少するために補助燃料ＳＦの使用量は増加するが、製品水素の回収量を向上させるために、水素精製装置ＰＡの上流に一酸化炭素変成器ＣＭ及び付属機器を配置しても良く、水素精製装置ＰＡを設置せずに、水素や一酸化炭素を含む可燃性の改質ガスＲＧを、そのまま発電装置等に送入して利用しても良い。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
（実施例１）
実施例１は、図２で示した改質装置２を用い、無触媒方式により灯油を水蒸気改質して水素ガスを含む合成ガスを取り出した実験に関するものである。
【００５７】
外部ヒータ加熱により２５０〜３００℃に温度維持された円筒形の原料蒸発用加熱管に、白灯油（ＪＩＳ１号）と過熱水蒸気を送入して原料ガスＭＧとなし、この原料ガスＭＧを改質装置２の原料ガス導入管２４１から改質室２４に連続送入するとともに、改質室２４の温度が１１００〜１３００℃となるように、燃焼室２５に配置されたバーナ装置２５２に供給する燃焼用空気と燃料（実験ではＬＰＧを使用）の流量を調整した。
【００５８】
生成した改質ガスＲＧの組成は、改質ガス排出管２４２下流の煙道上に分岐して設けられた採取口からサンプルガスを導入し、内部に水を満たした複数の捕集瓶でガス洗浄したのち、フィルタを介して真空ポンプで吸引してガスクロメータで測定して算出した。
【００５９】
原料の灯油流量を１２ｋｇ／ｈ、過熱水蒸気の流量を６０〜３８ｋｇ／ｈ（Ｓ／Ｃ＝４. ０〜２. ５）として上記温度範囲で改質を行った結果、改質温度１１５０〜１２５０℃、Ｓ／Ｃ＝３. ０程度の条件下において、表１の組成の改質ガスが得られ、このガスの低位発熱量は平均２４００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 であった。
【００６０】
【表１】
2006089305.tif 000003
（実施例２）
木質系のバイオマス原料をガス化して熱分解ガスを発生させたのち、熱分解ガスと該ガス中に含まれるタール分を、改質装置２を用いて高カロリーガスに改質した実験に関するものである。この実験では、木質系のバイオマス原料として、長さ数ｃｍの針葉樹チップを使用した。
【００６１】
図５は、実施例２に係る実験装置全体の概略フローを示す図であり、先に説明した物質や装置と同一のものには同一の符号を付し、詳細説明は省略する。
【００６２】
原料ホッパ、スクリューコンベア、二重ダンパ等により構成される原料定量供給装置５１から、原料チップが固定床式のガス化炉５２に定量供給されるとともに、該ガス化炉５２の下部からは、この原料チップを酸素不足状態で燃焼させるために空気比を調整されたガス化剤（酸素富化空気）ＧＭと、飽和または過熱水蒸気が送入されている。
【００６３】
原料チップは、ガス化炉５２内で熱分解燃焼されるとともに、タール分を含む熱分解ガスＴＧと固体残渣が発生し、燃焼終了後の固体残渣は適宜ガス化炉５２から排出されたのち、残渣処理装置５３において灰処理がなされる。
【００６４】
熱分解により発生したタール分を含む熱分解ガスＴＧは、ガス化炉５２の上部より排出されたのち、飽和または過熱水蒸気を添加された原料ガスＭＧ’として改質装置２に送入され、改質装置２において上述の水蒸気改質反応により、可燃性ガス濃度が高められた改質ガスＲＧ’が生成される。
【００６５】
生成された改質ガスＲＧ’は、誘引通風機５６で吸引されるとともに、下流の排ガス冷却設備５４で２００℃程度以下に降温されて、バグフィルタ等の排ガス処理設備５５で煤塵や酸性有害物質等が除去されたのち、湿式洗浄塔５７を介して発電装置５８に供給されるよう構成されている。
【００６６】
なお、本実施例の構成では、熱分解ガスＴＧ中に未反応の残留酸素が１０％程度存在するため、改質装置２では水蒸気改質反応に加え、部分酸化による改質反応が同時進行しており、部分酸化反応による発熱は、水蒸気改質反応による吸熱の一部を補っている。
【００６７】
本実施例によれば、原料チップ及びガス化剤（酸素富化７０％空気）のガス化炉５２への供給量を夫々７０〜８５ｋｇ／ｈ及び３. ５〜５. ０Ｎｍ3 ／ｈ、水蒸気の供給量を全体で４５ｋｇ／ｈとしてガス化、及び改質を行った結果、改質温度１１５０〜１２５０℃において、表２の組成の熱分解ガスから同表の組成の改質ガスが得られ、このガスの低位発熱量は平均２６００ｋｃａｌ／Ｎｍ3 であった。
【００６８】
【表２】
2006089305.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の水素原料の改質方法を用いた水素製造設備の全体構成を示す概略フローを示す図である。
【図２】本発明に係る改質装置の構造を示す縦断面図である。
【図３】本発明に係る改質装置の他の構成例を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係る改質装置の他の構成例を示す横断面図である。
【図５】本発明の実施例２に係る実験装置全体の概略フローを示す図である。
【図６】従来のオンサイト型水素製造装置の概略フローを示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  原料供給装置
１１  原料タンク
１２  原料ポンプ
１３  原料蒸発器
１４  蒸気発生装置
２  改質装置
２１  第１ケーシング
２２  内壁
２３  隔壁
２４  改質室
２４１  原料ガス導入管
２４２  改質ガス排出管
２４３  改質室温度計
２４４  改質室圧力ノズル
２４５  入口圧力ノズル
２５  燃焼室
２５１  燃焼ガス排出管
２５２  バーナ装置
２５３  燃焼室温度計  
２５４  燃焼室圧力ノズル
２６  蓄熱体
２６１  導入部
２７  回転台
２７１  駆動軸
２７２  駆動手段
２８  第２ケーシング
２８１  鍔部
２９  排気ファン
３  熱回収ユニット
４  オフガス利用設備
４１  オフガスホルダ
４２  オフガスブロア
４３  混合制御弁
５１  原料定量供給装置
５２  ガス化炉
５３  残渣処理装置
５４  排ガス冷却設備
５５  排ガス処理設備
５６  誘引通風機
５７  湿式洗浄塔
５８  発電装置
ＰＡ  水素精製装置
ＭＧ  原料ガス
ＥＧ  燃焼ガス
ＣＳ  圧縮機
ＳＦ  補助燃料  
ＡＧ  燃料用空気
ＯＧ  オフガス
ＲＧ  改質ガス
ＲＧ’  改質ガス
ＧＭ  ガス化剤
ＨＧ  製品水素
【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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