(57)【要約】【課題】煤の発生量を低減する。【解決手段】タール改質装置２００は、少なくとも合成ガスＧＧ１および酸化剤（酸素、空気）を含む予混合気ＫＧが通過するダクト２１０と、ダクト２１０内に設けられた邪魔板２６４と、を備える。これにより、急激な温度上昇を回避することができ、煤の発生量を低減して、予混合気ＫＧを昇温することが可能となる。したがって、昇温された予混合気ＫＧを改質する触媒間に形成される流路や、配管、タール改質装置２００の後段に配される精製装置を構成する機器等が煤によって閉塞されてしまう事態を回避しつつ、合成ガスＧＧ１に含まれるタールを改質して除去することができる。【選択図】図２
2018044037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも合成ガスおよび酸化剤を含む予混合気が通過するダクトと、
前記ダクト内に設けられた邪魔板と、
を備えたタール改質装置。
【請求項２】
前記ダクトにおける前記邪魔板の下流側に酸化剤を供給する酸化剤供給装置を備えた請求項１に記載のタール改質装置。
【請求項３】
前記ダクトは、
大径空間と、
前記大径空間の下流端に連通され、上流側から下流側に向かって流路断面積が漸減する絞り空間と、
前記絞り空間の下流端に連通され、前記大径空間より小径の小径空間と、
前記小径空間の下流端に連通され、上流側から下流側に向かって流路断面積が漸増する拡大空間と、
を有し、
前記大径空間に前記合成ガスが導入され、
前記絞り空間に酸化剤を導入して前記小径空間内で前記予混合気を生成する予混合気生成部を備え、
前記酸化剤供給装置が供給する酸化剤の流量は、前記予混合気生成部が導入する酸化剤の流量より小さい請求項２に記載のタール改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、合成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原料をガス化して合成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合成ガスは、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。合成ガスの原料のうち、特に石炭は、可採年数が１００年程度と、石油の可採年数の２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。しかし、従来のガス化プロセスは、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。この水蒸気ガス化技術では、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。しかし、生成された合成ガスには、２０００℃の高温で部分酸化して生成した合成ガスと比較して、タールが多く含まれる。したがって、水蒸気ガス化によって生成された合成ガスを利用するプロセスにおいて合成ガスの温度が低下すると、合成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、合成ガスを触媒に接触させ、触媒でタールを改質することで、合成ガスに含まれるタールを除去する技術が開発されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の技術では、合成ガスを触媒の活性温度まで上昇させるために、合成ガスに酸化剤を供給して合成ガスの一部を燃焼させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２０５５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１の技術では、合成ガスに酸化剤を供給した際に拡散燃焼が生じ、合成ガス中の炭化水素やタールから煤が発生してしまうことがある。この場合、煤によって機器の運転等に不具合を来してしまう。
【０００８】
本開示は、このような課題に鑑み、煤の発生量を低減することが可能な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、タール改質装置は、少なくとも合成ガスおよび酸化剤を含む予混合気が通過するダクトと、前記ダクト内に設けられた邪魔板と、を備える。
【００１０】
また、前記ダクトにおける前記邪魔板の下流側に酸化剤を供給する酸化剤供給装置を備えてもよい。
【００１１】
また、前記ダクトは、大径空間と、前記大径空間の下流端に連通され、上流側から下流側に向かって流路断面積が漸減する絞り空間と、前記絞り空間の下流端に連通され、前記大径空間より小径の小径空間と、前記小径空間の下流端に連通され、上流側から下流側に向かって流路断面積が漸増する拡大空間と、を有し、前記大径空間に前記合成ガスが導入され、前記絞り空間に酸化剤を導入して前記小径空間内で前記予混合気を生成する予混合気生成部を備え、前記酸化剤供給装置が供給する酸化剤の流量は、前記予混合気生成部が導入する酸化剤の流量より小さくてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
煤の発生量を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】合成ガス生成装置を説明するための図である。
【図２】タール改質装置を説明するための図である。
【図３】ダクト、予混合気生成部、および、煤生成抑制装置を説明する図である。
【図４】煤生成抑制装置を説明する図である。
【図５】変形例にかかる邪魔板を説明する図である。
【図６】実施例と比較例との予混合気の温度変化を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、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、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、本開示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、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
（合成ガス生成装置１００）
図１は、合成ガス生成装置１００を説明するための図である。図１に示すように、合成ガス生成装置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、原料の流れを破線の矢印で、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。
【００１６】
合成ガス生成装置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９００℃〜１０００℃程度に加熱される。燃焼炉１１２で加熱された流動媒体は、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る。分離された高温の流動媒体は、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。
【００１７】
ガス化炉１１６は、例えば、循環流動層方式の一種である気泡流動層ガス化炉である。ガス化炉１１６は、原料を７００℃〜９００℃でガス化させて合成ガスを生成する。原料は、例えば、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、黒液等の液体原料である。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、原料をガス化させて合成ガスを生成する（水蒸気ガス化）。
【００１８】
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する。しかし、原料をガス化することができれば、ガス化炉１１６の構成に限定はない。例えば、ガス化炉１１６は、単なる気泡流動層方式や、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。
【００１９】
ガス化炉１１６で生成された合成ガスＧＧ１には、タール、水蒸気等が含まれている。このため、合成ガスＧＧ１は、後述するタール改質装置２００に導入され、タール改質装置２００でタールが改質される。タール改質装置２００においてタールが改質された合成ガスＧＧ２は、精製装置３００でさらに精製される。また、ガス化炉１１６において生じたチャー（原料残渣）は、流動媒体とともに燃焼炉１１２に導入され、燃焼炉１１２において燃焼される。
【００２０】
精製装置３００は、熱交換器、スプレー塔、ミストセパレータ、昇圧器、脱硫装置、脱硝装置、脱塩装置等を含んで構成され、合成ガスＧＧ２を精製する。熱交換器は、タール改質装置２００から送出された合成ガスＧＧ２を冷却する。スプレー塔は、熱交換器で冷却された合成ガスに水を噴霧して残留タールやスラッジを除去する。ミストセパレータは、合成ガスに霧状の水を噴霧して残留タールやスラッジをさらに除去する。昇圧器は、残留タールやスラッジが除去された合成ガスを昇圧する。脱硫装置は、合成ガスから硫化物を除去する。脱硝装置は、合成ガスから窒化物を除去する。脱塩装置は、合成ガスから塩化物を除去する。
【００２１】
（タール改質装置２００）
続いて、タール改質装置２００の具体的な構成について説明する。図２は、タール改質装置２００を説明するための図であり、図３は、ダクト２１０、予混合気生成部２２０、および、煤生成抑制装置２６０を説明する図である。本実施形態の図２、図３をはじめ、以下の図では、垂直に交わるＸ軸（水平方向）、Ｙ軸（水平方向）、Ｚ軸（鉛直方向）を図示の通り定義している。また、図２中、ガス化炉１１６で生成された合成ガスＧＧ１を黒い塗りつぶしの矢印で示し、合成ガスＧＧ１と酸化剤との予混合気ＫＧをクロスハッチングの矢印で示し、合成ガスＧＧ１が改質された合成ガスＧＧ２を白抜きの矢印で示す。また、図３中、ガス化炉１１６で生成された合成ガスＧＧ１を黒い塗りつぶしの矢印で示し、合成ガスＧＧ１と酸化剤との予混合気ＫＧをクロスハッチングの矢印で示し、酸化剤を白抜き矢印で示す。
【００２２】
図２に示すように、タール改質装置２００は、ダクト２１０と、予混合気生成部２２０と、改質炉２３０と、流路断面積変更部２４０と、触媒保持部２５０と、煤生成抑制装置２６０とを含んで構成される。
【００２３】
ダクト２１０は、ガス化炉１１６と、後述する改質炉２３０とを接続する管である。ダクト２１０は、図２中ＹＺ断面がＬ字形状に屈曲した管であり、上流管２１２と、下流管２１４とを備える。上流管２１２は、鉛直方向（図２中Ｚ軸方向）に延在した管であり、一端がガス化炉１１６に接続され、他端が下流管２１４に接続される。また、上流管２１２の流路断面積（図２中ＸＹ断面積、内径）は、鉛直方向に亘って略同一である。
【００２４】
下流管２１４は、水平方向（図２中Ｙ軸方向）に延在した管であり、一端が上流管２１２に接続され、他端が改質炉２３０の導入口２３２に接続される。図３に示すように、下流管２１４は、合成ガスＧＧ１の流れ方向の上流側（上流管２１２側）から下流側（改質炉２３０側）に向かって、大径空間２１４ａ、絞り空間２１４ｂ、小径空間２１４ｃ、拡大空間２１４ｄ、中径空間２１４ｅが内部に形成される。
【００２５】
大径空間２１４ａは、一端（上流端）が上流管２１２の内部空間に連通され、他端（下流端）が絞り空間２１４ｂに連通される。大径空間２１４ａの流路断面積（図２中ＸＺ断面積、径）は、水平方向に亘って略同一である。絞り空間２１４ｂは、一端（上流端）が大径空間２１４ａの下流端に連通され、他端（下流端）が小径空間２１４ｃに連通される。絞り空間２１４ｂは、一端から他端に向かうに従って流路断面積（図２中ＸＺ断面積、径）が漸減するように構成される。小径空間２１４ｃは、一端（上流端）が絞り空間２１４ｂの下流端に連通され、他端（下流端）が拡大空間２１４ｄに連通される。小径空間２１４ｃの流路断面積（図２中ＸＺ断面積、径）は、絞り空間２１４ｂの他端の流路断面積と実質的に等しく、水平方向に亘って略同一である。
【００２６】
拡大空間２１４ｄは、一端（上流端）が小径空間２１４ｃの下流端に連通され、他端（下流端）が中径空間２１４ｅに連通される。拡大空間２１４ｄは、一端から他端に向かうに従って流路断面積（図２中ＸＺ断面積、径）が漸増するように構成される。なお、拡大空間２１４ｄの一端の流路断面積は、小径空間２１４ｃの流路断面積と実質的に等しい。中径空間２１４ｅは、一端（上流端）が拡大空間２１４ｄの下流端に連通され、他端（下流端）が改質炉２３０の導入口２３２に連通される。中径空間２１４ｅの流路断面積（図２中ＸＺ断面積、径）は、拡大空間２１４ｄの他端の流路断面積と実質的に等しく、水平方向に亘って略同一である。
【００２７】
予混合気生成部２２０は、下流管２１４における絞り空間２１４ｂに酸化剤を高速（例えば、１３９ｍ／ｓ程度）で吹き込む。具体的に説明すると、予混合気生成部２２０は、ノズル２２２を含んで構成され、ノズル２２２の先端が絞り空間２１４ｂに位置するように設けられる。ここで、酸化剤は、例えば、酸素、空気である。
【００２８】
予混合気生成部２２０が下流管２１４内に酸化剤を吹き込むと、エジェクタ効果により、小径空間２１４ｃが低圧となる。そうすると、ガス化炉１１６から下流管２１４内に合成ガスＧＧ１（例えば、８００℃程度）が混合され（例えば、４．８ｍ／ｓ程度）、下流管２１４内において合成ガスＧＧ１と酸化剤との予混合気ＫＧが生成されることとなる。
【００２９】
なお、下流管２１４の内部空間（大径空間２１４ａ、絞り空間２１４ｂ、小径空間２１４ｃ、拡大空間２１４ｄ、中径空間２１４ｅ）は、予混合気ＫＧ中の合成ガスＧＧ１と酸化剤との急激な燃焼反応によって生じる火炎の伝播速度より大きい流速で予混合気ＫＧが流れるように設計される。これにより、火炎の発生を防止（急激な温度上昇を回避）して煤の発生を防止しつつ、逆火（火炎が上流側に伝播する現象）を防止することができる。
【００３０】
こうして生成された予混合気ＫＧは、絞り空間２１４ｂにおいて流速が高くなり（例えば、１７ｍ／ｓ程度）、拡大空間２１４ｄにおいて流速が低くなった（例えば、８．８ｍ／ｓ程度）後、改質炉２３０に導入されることとなる。
【００３１】
図２に戻って説明すると、改質炉２３０は、円筒形状の外壁部２３０ａと、外壁部２３０ａの上面を構成する上壁部２３０ｂと、外壁部２３０ａの下面を構成する下壁部２３０ｃとを含んで構成される。改質炉２３０は、外壁部２３０ａの軸が鉛直方向（図２中Ｚ軸方向）となるように設けられる。外壁部２３０ａには、合成ガスＧＧ１と酸化剤との予混合気ＫＧが導かれる導入口２３２と、導入口２３２の下方に設けられ、改質炉２３０内で改質された合成ガスＧＧ２が通過する送出口２３４が設けられている。したがって、改質炉２３０における導入口２３２と送出口２３４との間には、予混合気ＫＧ、合成ガスＧＧ２が流通する流通路２３６が形成される。予混合気ＫＧは、導入口２３２から送出口２３４に向かって流通路２３６を流れることとなる。
【００３２】
なお、流通路２３６の流路断面積（図２中ＸＹ断面積）は、中径空間２１４ｅの流路断面積より大きいため、導入口２３２から改質炉２３０内に導入された予混合気ＫＧの流速は低くなる（例えば、１．９ｍ／ｓ程度）。そうすると、予混合気ＫＧ中の合成ガスＧＧ１と酸化剤との燃焼反応が急激に促進されて火炎が生じ、予混合気ＫＧの温度が、後述する触媒保持部２５０の活性温度程度まで上昇することとなる。
【００３３】
流路断面積変更部２４０は、外壁部２３０ａの内周面における導入口２３２と送出口２３４との間に設けられた環形状の部材である。流路断面積変更部２４０は、上壁部２３０ｂから下壁部２３０ｃに向かって、流通路２３６の流路断面積を漸減させる絞部２４２ａと、絞部２４２ａから下壁部２３０ｃに向かって流路断面積が実質的に一定となる頂部２４２ｂと、頂部２４２ｂから下壁部２３０ｃに向かって流路断面積を漸増させる拡大部２４２ｃとを含んで構成される。
【００３４】
流路断面積変更部２４０を備える構成により、拡大部２４２ｃの下方において、予混合気ＫＧを再循環させることができる。このため、合成ガスＧＧ１と酸化剤との燃焼反応を促進させることが可能となる。したがって、予混合気ＫＧ中の酸化剤が未反応のまま触媒保持部２５０に流入してしまう事態を回避することができ、煤の発生を低減して、予混合気ＫＧを昇温する（合成ガスＧＧ１と酸化剤との燃焼反応を促進させる）ことが可能となる。
【００３５】
触媒保持部２５０は、タールの改質を促進する触媒を流通路２３６内に保持する。ここで、触媒は、少なくともＮｉ（ニッケル）を含んで構成される。触媒は、活性温度の環境（雰囲気）下において、予混合気ＫＧと接触することで、予混合気ＫＧ中のタールを改質することができる。
【００３６】
こうして、触媒保持部２５０によってタールが改質（除去）された合成ガスＧＧ２は、送出口２３４を通じて、上記精製装置３００に供給されることとなる。
【００３７】
上記したように、導入口２３２から改質炉２３０内に予混合気ＫＧが導入されると、流速の低下により、改質炉２３０において急激な温度上昇（火炎）が生じる。そうすると、合成ガスＧＧ１中の炭化水素やタールが煤になってしまうことがある。この場合、煤によって、触媒間の流路や配管が閉塞したり、精製装置３００を構成する機器が故障したりする等の問題が生じるおそれがある。
【００３８】
そこで、本実施形態のタール改質装置２００では、煤生成抑制装置２６０を備える。煤生成抑制装置２６０は、供給管（酸化剤供給装置）２６２と、邪魔板２６４とを含んで構成される。
【００３９】
図４は、煤生成抑制装置２６０を説明する図である。図４（ａ）は、図３におけるＩＶａ−ＩＶａ線断面図であり、図４（ｂ）は煤生成抑制装置２６０の拡大図であり、図４（ｃ）は煤生成抑制装置２６０の斜視図である。なお、図４（ａ）中、予混合気ＫＧを実線の矢印で示し、酸化剤を破線の矢印で示す。また、図４（ａ）中、理解を容易にするために、予混合気生成部２２０を省略する。
【００４０】
図４（ａ）に示すように、供給管２６２は、先端が小径空間２１４ｃに位置するように配される。また、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示すように、供給管２６２の先端近傍には、開口２６２ａが形成されており、開口２６２ａが下流側（導入口２３２側）に臨むように設置される。供給管２６２は、開口２６２ａを通じて酸化剤を下流管２１４内に供給する。供給管２６２が供給する酸化剤の流量（単位時間あたりの導入量）は、上記予混合気生成部２２０が導入する酸化剤の流量より小さく、例えば、１／１０程度である。つまり、供給管２６２は、予混合気ＫＧ中の酸化剤より、少量の酸化剤を予混合気ＫＧに供給する。
【００４１】
邪魔板２６４は、水平断面（図４中ＸＹ断面）がＶ字形状の板であり、頂部２６４ａが上流側（大径空間２１４ａ側）に配されるように小径空間２１４ｃに設置される。本実施形態において、邪魔板２６４は、供給管２６２に溶接されることで固定される。具体的に説明すると、邪魔板２６４の頂部２６４ａが供給管２６２の開口２６２ａの上流側に配されるように、供給管２６２に固定される。つまり、邪魔板２６４の下流側から酸化剤が供給されることとなる。なお、邪魔板２６４の大きさに限定はないが、例えば、小径空間２１４ｃの流路断面積の１／２を占有する程度の大きさである。
【００４２】
邪魔板２６４を備える構成により、邪魔板２６４の上流側を流れる予混合気ＫＧが邪魔板２６４に衝突し、邪魔板２６４の下流側で予混合気ＫＧを再循環させることができる。つまり、邪魔板２６４の下流側に、予混合気ＫＧの主な流れと逆方向の渦が形成され、予混合気ＫＧの一部の流速を低下させることが可能となる。これにより、下流管２１４内における邪魔板２６４の下流側において予混合気ＫＧ中の合成ガスＧＧ１と酸化剤との燃焼反応を、火炎が生じない程度に進行させることができる。したがって、下流管２１４内において、急激な温度上昇を回避して（火炎を発生させずに）、予混合気ＫＧを昇温することが可能となる。
【００４３】
そして、予混合気ＫＧは、下流管２１４内において酸化剤が一部消費された後に改質炉２３０に導入されることになる。したがって、邪魔板２６４を備えない構成と比較して、改質炉２３０に導入される予混合気ＫＧ中の合成ガスＧＧ１（未反応）および酸化剤（未反応）の量が少なくなる。これにより、改質炉２３０において予混合気ＫＧの流速が低下しても、急激な燃焼反応を抑制することができ、火炎の発生を抑制することが可能となる。したがって、煤の発生量を低減することができる。
【００４４】
また、仮に邪魔板２６４の設置のみで燃焼反応が進行しなかった場合に、供給管２６２が少量の酸化剤を供給することにより、下流管２１４内において燃焼反応を進行させることが可能となる。
【００４５】
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、煤生成抑制装置２６０を備える構成により、煤生成抑制装置２６０を備えない構成と比較して、予混合気ＫＧの温度上昇（燃焼反応）を多段化させることができ、急激な温度上昇（火炎の発生）を抑制することが可能となる。したがって、本実施形態にかかるタール改質装置２００は、煤の発生量を低減しつつ、合成ガスＧＧ１（予混合気ＫＧ）の温度を上昇させることができる。
【００４６】
（変形例）
上記実施形態では、邪魔板２６４を、水平断面（図４中ＸＹ断面）がＶ字形状の板で構成する例について説明した。しかし、邪魔板２６４は、予混合気ＫＧの一部の流速を低下させる（再循環領域を形成する）ことができれば、構成に限定はない。
【００４７】
図５は、変形例にかかる邪魔板を説明する図である。図５（ａ）は、第１の変形例にかかる邪魔板２６４の水平断面図を示し、図５（ｂ）は、第１の変形例にかかる邪魔板２６４の斜視図を示す。図５（ｃ）は、第２の変形例にかかる邪魔板２６４の水平断面図を示し、図５（ｄ）は、第２の変形例にかかる邪魔板２６４の斜視図を示す。
【００４８】
例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、邪魔板２６４を、水平断面（図５中ＸＹ断面）が半円形状の板で構成してもよい。また、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、邪魔板２６４を、三角錐で構成してもよい。また、単なる平板で邪魔板２６４を構成してもよい。
【００４９】
（下流管２１４、流通路２３６、触媒保持部２５０の温度変化について）
上記タール改質装置２００を用いた場合の予混合気ＫＧの温度変化（実施例）と、煤生成抑制装置２６０を備えないタール改質装置を用いた場合の予混合気ＫＧの温度変化（比較例）とについてシミュレーションを行った。
【００５０】
図６は、実施例と比較例との予混合気ＫＧの温度変化を説明する図である。なお、図６中、実施例を実線で、比較例を破線で示す。また、実施例における邪魔板２６４までの温度変化と、流路断面積変更部２４０以降の温度変化については、比較例と同様であるため、図６中、記載を省略する。
【００５１】
図６に示すように、比較例では、ダクト２１０において、予混合気ＫＧの温度は殆ど上昇しない。しかし、改質炉２３０に導入されると、予混合気ＫＧの温度は急激な燃焼反応により煤が生成される温度（煤生成温度）まで上昇する。そして、予混合気ＫＧの温度が一旦低下した後、流路断面積変更部２４０に到達すると、再度、予混合気ＫＧの温度が上昇する。その後、予混合気ＫＧの温度は低下するものの、触媒保持部２５０においては活性温度以上に維持されている。
【００５２】
一方、実施例では、ダクト２１０における邪魔板２６４の下流側において、予混合気ＫＧの温度が上昇する。しかし、比較例とは異なり、予混合気ＫＧの温度は、煤生成温度にまでは到達しない。そして、予混合気ＫＧの温度が一旦低下した後、改質炉２３０に導入されると、予混合気ＫＧの温度が上昇する。しかし、改質炉２３０に導入されても、比較例とは異なり、一部の酸素が既に消費されているため、予混合気ＫＧの温度は、煤生成温度にまでは到達しない。そして、予混合気ＫＧの温度が一旦低下した後、流路断面積変更部２４０に到達すると、再度、予混合気ＫＧの温度が上昇する。その後、予混合気ＫＧの温度は低下するものの、触媒保持部２５０においては活性温度以上に維持されている。
【００５３】
このように、シミュレーション結果からも、実施例では煤生成温度まで予混合気ＫＧの温度が上昇しないことが確認された。
【００５４】
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、煤生成抑制装置２６０を設置するだけといった簡易な構成で、煤の発生量を低減しつつ、合成ガスＧＧ１の温度を触媒保持部２５０の活性温度まで上昇させることが可能となる。したがって、触媒間に形成される流路や、配管、精製装置３００を構成する機器等が煤によって閉塞されてしまう事態を回避しつつ、合成ガスＧＧ１に含まれるタールを改質して除去することができる。
【００５５】
また、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で生成された合成ガスＧＧ１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、合成ガスＧＧ１に触媒を接触させることで、混合ガス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）等に改質することが可能となる。
【００５６】
以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示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技術的範囲に属するものと了解される。
【００５７】
例えば、上記実施形態において、煤生成抑制装置２６０が酸化剤供給装置（供給管２６２）を備える構成を例に挙げて説明した。しかし、煤生成抑制装置２６０は、少なくとも、邪魔板２６４を備えていればよい。
【００５８】
また、上記実施形態において、供給管２６２の先端が小径空間２１４ｃに位置する構成を例に挙げて説明した。しかし、供給管２６２は、拡大空間２１４ｄ、または、中径空間２１４ｅに位置してもよい。
【００５９】
また、上記実施形態において、流路断面積変更部２４０を備える構成を例に挙げて説明したが、流路断面積変更部２４０は必須の構成ではない。また、流路断面積変更部２４０を複数備える構成であってもよい。
【００６０】
また、上記実施形態において、触媒として、少なくともＮｉを含む触媒を例に挙げて説明した。しかし、混合ガス中のタールを改質して、タールを除去することができれば、触媒の材質に限定はない。例えば、Ｃａ（カルシウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｆｅ（鉄）、および、Ｓｉ（ケイ素）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を触媒として用いてもよい。つまり、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、および、Ｓｉの群から選択される１または複数を含む触媒を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本開示は、合成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】
【００６２】
２００  タール改質装置
２１０  ダクト
２１４ａ  大径空間
２１４ｂ  絞り空間
２１４ｃ  小径空間
２１４ｄ  拡大空間
２２０  予混合気生成部
２６２  供給管（酸化剤供給装置）
２６４  邪魔板
【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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