(57)【要約】【課題】タール成分濃度の計測速度を低コストで向上させることができ、かつ、有機溶媒に含まれるタール成分の多少に関わらず、タール成分濃度を正確に計測することができるタール成分濃度の計測方法及びタール成分濃度の計測装置を提供する。【解決手段】計測装置１は、濾過部材３と、濾過部材３によりすすなどの固形物を除去された生成ガスからタール成分を溶出するための有機溶媒を貯留する有機溶媒貯留槽４と、有機溶媒貯留槽４中の有機溶媒を透過した光に基づいて吸収量を計測する分光光度計７と、生成ガスに含まれるタール成分の濃度を、分光光度計７により計測された吸収量の計測値と、予め定められた生成ガスのタール成分濃度と分光光度計７の計測値との関係と、に基づいて演算する演算装置８と、を備え、分光光度計７は、短波長の単色光Ｌ１及び長波長の単色光Ｌ２である二種類の光を有機溶媒に照射する。【選択図】図１
2011252858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体に含まれるタール成分の濃度を計測するタール成分濃度の計測方法であって、
気体に含まれる固形物を濾過部材により除去する過程と、
前記濾過部材により固形物を除去された気体からタール成分を有機溶媒に溶出する過程と、
タール成分を溶出させた前記有機溶媒に光を照射して、当該有機溶媒を透過した光を分光光度計により計測する過程と、
気体に含まれるタール成分の濃度を、前記分光光度計により計測された計測値と、予め定められた気体のタール成分濃度と分光光度計の計測値との関係とに基づいて演算する過程と、を備える、
タール成分濃度の計測方法であって、
前記有機溶媒に照射する光を、短波長及び長波長の二種類の光とした、
タール成分濃度の計測方法。
【請求項２】
前記短波長の光の波長は３５７ナノメートル、長波長の光の波長は４３０ナノメートルである、
請求項１に記載のタール成分濃度の計測方法。
【請求項３】
気体に含まれるタール成分の濃度を計測するタール成分濃度の計測装置であって、
気体に含まれる固形物を除去する濾過部材と、
前記濾過部材により固形物を除去された気体からタール成分を溶出するための有機溶媒を貯留する有機溶媒貯留槽と、
前記有機溶媒貯留槽中の有機溶媒を透過した光を計測する分光光度計と、
気体に含まれるタール成分の濃度を、前記分光光度計により計測された計測値と、予め定められた気体のタール成分濃度と分光光度計の計測値との関係とに基づいて演算する演算装置と、を備え、
前記分光光度計は、短波長及び長波長の二種類の光を有機溶媒に照射する、
タール成分濃度の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタール成分濃度の計測方法及びタール成分濃度の計測装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
バイオマスをガス化炉でガス化して得られる生成ガス中には、熱分解により生成されたタールが一成分として含まれる。タールは、高温域では気体として存在しているが、低温域では液体に相変化してガス利用設備（例えばガスエンジン、ガスタービンなどの発電機や燃料電池）に障害を与える原因となる。そこで、タール成分の少ない生成ガスを作り出す過程において、生成ガス中のタール成分を計測する必要がある。
【０００３】
従来、生成ガス中のタール成分を計測する計測方法は多数公知となっている。
例えば、非特許文献１に開示される計測方法は、生成ガスを取り込むサンプリングプローブと、サンプリングプローブの後端部に接続されたフィルタとを設け、フィルタによってガス中のダスト及び粒子状タール成分を捕集する。フィルタを通過した生成ガス中のガス状タール成分を冷却された複数の有機溶媒トラップ内の捕集液（プロピルアルコールなどの有機溶媒）により捕集し、捕集されずに有機溶媒トラップを通過したタール成分を固形吸着剤によって捕集する。このようにフィルタ及び固形吸着剤に捕集したタール成分を、ソクスレー方式の抽出器を用いて有機溶媒中に抽出する。そして、この抽出液と有機溶媒トラップ内の捕集液とを混合し、所定の温度・圧力条件下にて有機溶媒を蒸発させてその蒸発残渣の重量を秤量することで生成ガス中のタール成分の量を計測する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｊ．Ｐ．Ａ．Ｎｅｅｆｔほか、“Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅ  ｆｏｒ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ  ａｎｄ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  Ｔａｒ  ａｎｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｉｎ  Ｂｉｏｍａｓｓ  Ｐｒｏｄｕｃｅｒ  Ｇａｓｅｓ”、Ｅｎｅｒｇｙ  ｐｒｏｊｅｃｔ  ＥＥＮ５−１９９９−００５０７、ｐ．１−４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の有機溶媒を蒸発させてその蒸発残渣の重量を秤量することで生成ガス中のタール成分の量を計測する方法では、計測に多くの時間を要していた。
そこで、有機溶媒を蒸発させて蒸発残渣の重量を秤量するかわりに、有機溶媒に単色光を照射し、当該有機溶媒を透過した光を分光光度計により計測し、その計測値に基づいて生成ガス中のタール成分の量を計測する。
しかし、上記の方法で生成ガス中のタール成分の量を計測する場合、単色光の波長が短く、有機溶媒に含まれるタール成分の量が多いと、有機溶媒を透過する光の量が非常に少なくなる。言い換えれば、有機溶媒における吸収量が非常に高くなり、分光光度計での正確な計測が困難となる。
また、単色光の波長が長く、有機溶媒に含まれるタール成分の量が少ないと、有機溶媒における吸収量がほとんど無くなってしまう。言い換えれば、ほぼ全ての光が透過してしまうため、分光光度計での正確な計測が困難となる。
【０００６】
そこで、本発明は係る課題に鑑み、タール成分濃度の計測速度を低コストで向上させることができ、かつ、有機溶媒に含まれるタール成分の多少に関わらず、タール成分濃度を正確に計測することができるタール成分濃度の計測方法及びタール成分濃度の計測装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、気体に含まれるタール成分の濃度を計測するタール成分濃度の計測方法であって、気体に含まれる固形物を濾過部材により除去する過程と、前記濾過部材により固形物を除去された気体からタール成分を有機溶媒に溶出する過程と、タール成分を溶出させた前記有機溶媒に光を照射して、当該有機溶媒を透過した光を分光光度計により計測する過程と、気体に含まれるタール成分の濃度を、前記分光光度計により計測された計測値と、予め定められた気体のタール成分濃度と分光光度計の計測値との関係とに基づいて演算する過程と、を備える、タール成分濃度の計測方法であって、前記有機溶媒に照射する光を、短波長及び長波長の二種類の光としたものである。
【０００９】
請求項２においては、前記短波長の光の波長は３５７ナノメートル、長波長の光の波長は４３０ナノメートルであるものである。
【００１０】
請求項３においては、気体に含まれるタール成分の濃度を計測するタール成分濃度の計測装置であって、気体に含まれる固形物を除去する濾過部材と、前記濾過部材により固形物を除去された気体からタール成分を溶出するための有機溶媒を貯留する有機溶媒貯留槽と、前記有機溶媒貯留槽中の有機溶媒を透過した光を計測する分光光度計と、気体に含まれるタール成分の濃度を、前記分光光度計により計測された計測値と、予め定められた気体のタール成分濃度と分光光度計の計測値との関係とに基づいて演算する演算装置と、を備え、前記分光光度計は、短波長及び長波長の二種類の光を有機溶媒に照射するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１２】
請求項１においては、有機溶媒中のタール成分が多い場合であっても、又は、少ない場合であっても、タール成分濃度を迅速に計測することが可能となる。したがって、タール成分濃度の計測速度を低コストで向上させることができ、かつ、有機溶媒に含まれるタール成分の多少に関わらず、タール成分濃度を正確に計測することができる。
【００１３】
請求項２においては、有機溶媒中のタール成分が多い場合であっても、又は、少ない場合であっても、タール成分濃度を迅速に計測することが可能となる。したがって、タール成分濃度の計測速度を低コストで向上させることができ、かつ、有機溶媒に含まれるタール成分の多少に関わらず、タール成分濃度を正確に計測することができる。
【００１４】
請求項３においては、有機溶媒中のタール成分が多い場合であっても、又は、少ない場合であっても、タール成分濃度を迅速に計測することが可能となる。したがって、タール成分濃度の計測速度を低コストで向上させることができ、かつ、有機溶媒に含まれるタール成分の多少に関わらず、タール成分濃度を正確に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るタール成分濃度の計測装置の概略構成を示す図。
【図２】ガス流路及びプローブの位置関係を示す図。
【図３】濾過装置の構成を示す図。（ａ）斜視図。（ｂ）断面図。
【図４】有機溶媒貯留槽の構成を示す斜視図。
【図５】生成ガスに含まれるタール成分濃度と分光光度計の吸収量との関係を示すグラフ図。
【図６】生成ガスに含まれるタール成分濃度と分光光度計の吸収量との関係を示すグラフ図。
【図７】タール吸着率と温度との関係を示すグラフ図。
【図８】タール成分濃度の計測方法を示すフロー図。
【図９】タール成分濃度演算ステップの処理方法を示すフロー図。
【図１０】別実施形態に係るタール成分濃度演算ステップの処理方法を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
［第一実施形態］
まず、本発明の一実施形態に係るタール成分濃度の計測装置１について説明する。
タールは、有機物の熱分解により得られる黒褐色の不純物の総称であり、例えばバイオマスをガス化するガス化炉で生成され、その後高温の生成ガス中にその一成分として気体状態で存在する。
【００１８】
タール成分濃度の計測装置１は、ガス化炉（バイオマスガス化炉など）１０にて生成された生成ガスがガス流路１１を通じて流出する際に、その生成ガスの一部をサンプリングし、サンプリングした生成ガスから生成ガス中に含まれるタール成分の濃度を計測する装置である。なお、図１、図２及び図３の矢印Ａ方向はそれぞれ生成ガスが流れる方向（ガス流通方向）を示す。
【００１９】
なお、このガス流路１１においては、スクラバ１２が中途部に設けられ、ガス利用設備１３がスクラバ１２よりもガス流通方向下流側に設けられる。スクラバ１２は生成ガスから不要な成分を除去するものであり、ガス利用設備１３は生成ガスを利用するガスエンジンなどである。
【００２０】
図１に示すように、タール成分濃度の計測装置１は、プローブ２と、濾過部材３と、有機溶媒貯留槽４と、ポンプ５と、ガスメータ６と、分光光度計７と、演算装置８と、加熱装置２２（図３参照）とを備える。プローブ２、ポンプ５、濾過部材３、有機溶媒貯留槽４、ガスメータ６は、この順に生成ガスの流れの上流側（ガス流路１１に近い方）から下流側に向かって配置され、ガス通路１５を介して連通される。ガス通路１５は、ガス管２５やガス管２６やガス管２７やガス管２８などを含む複数のガス管から構成される。
【００２１】
プローブ２は、ガス化炉１０から放出される生成ガスを取り込む部材である。プローブ２は、ガス通路１５の上流端部に設けられている。プローブ２は、管状に形成される。プローブ２の一端部は、ガス流路１１の任意箇所において、ガス流路１１の内部に貫入されて、ガス流路１１と接続される。プローブ２の他端部は、ガス管２５の一端部と接続される。このプローブ２においては、生成ガスがガス流路１１の任意箇所から取り込まれ、その後にガス管２５内にその一端部から流れ込んで、プローブ２の外部に出る。
【００２２】
プローブ２の接続箇所は、ガス化炉１０とガス利用設備１３とを接続するガス流路（配管）１１の任意の１箇所又は複数箇所である。本実施形態においては、図２に示すように、プローブ２は、ガス流路１１とそのガス化炉１０とスクラバ１２との間の位置Ｐ１、若しくは、ガス流路１１とそのスクラバ１２とガス利用設備１３との間の位置Ｐ２で接続可能に構成されている。こうして、計測装置１は、生成ガスをガス流路１１の複数箇所からサンプリングするようになっている。また、Ｐ１での計測結果とＰ２での計測結果を比較することによりスクラバ１２において除去されたタールの量を算出することが可能となる。したがって、スクラバ１２の性能を評価することができる。
【００２３】
濾過部材３は、プローブ２からの生成ガスに含まれるすすなどの固形物を除去するための部材である。図３に示すように、濾過部材３は、濾紙２０と、容器２１とから構成される。
【００２４】
濾紙２０は、ガス流通方向を長手方向として一つの開口を有する袋状に構成される。濾紙２０は、開口をガス管２５の他端部に対向させ、この開口からプローブ２からの生成ガスが流れ込むように配置される。開口は、ガス流通方向から見て円形状となるように形成される。また、濾紙２０のガス流通方向と直交する断面直径は、ガス流通方向において前記開口からガス流通方向下流側の閉塞端に向かうに従って小さくなるように設定される。そして、濾紙２０は、生成ガスが通過させると同時に、生成ガスに含まれるすすなどの固形物を捕集することができるように構成される。
容器２１は、ガス流通方向を長手方向とする円筒状に構成される。容器２１には、濾紙２０が収容される。容器２１の長手方向一側（入口側・上流側）の開口部には、環状のフランジ部が設けられる。このフランジ部には、濾紙２０の開口端が固定されるとともに、ガス管２５の他端部が接続される。容器２１の長手方向他側（出口側・下流側）の開口部には、集気部２１ａが設けられる。集気部２１ａは、略漏斗状に構成されて出口側の開口面積が徐々に小さくされており、先端がガス管２６の一端部と接続される。
【００２５】
この濾過部材３においては、プローブ２から流れてくる生成ガスは、ガス管２５の他端部から容器２１（濾紙２０）の内部に流れ込み、濾紙２０をガス流通方向上流側から下流側に向かって通過する。この通過の際、生成ガスが濾紙２０により濾過され、生成ガスに含まれるすすなどの固形物が濾紙に２０に捕集される。そして、すすなどの固形物を除去された濾過後の生成ガスが、集気部２１ａにて集められながらガス管２６内にその一端部から流れ込み、濾過部材３の外部に出る。
【００２６】
ここで、ガス通路１５のプローブ２と濾過部材３との間、即ちガス管２５の中途部には、ポンプ５及び弁１６（図１参照）が設けられる。ポンプ５は、生成ガスを吸引する装置である。ポンプ５の設けられたガス通路１５にはバイパスが設けられており、バイパスの中途部に弁１６が設けられている。弁１６は、バイパスの開閉を行う弁であり、例えばニードルバルブである。ポンプ５及び弁１６により吸引量を調節することにより、ガス通路１５をプローブ２から濾過部材３へ流れる生成ガスの流量が調節可能となっている。
【００２７】
加熱装置２２は、濾過部材３の温度を、生成ガスに含まれるタール成分の濾過部材３への付着を回避する設定温度に維持する装置であり、濾過部材３の容器２１の外側に配置されている。
加熱装置２２は、電源３１と、電熱線３２と、温度センサ３３と、電流計（電流検知手段）３４と、変圧器３９と、を備えている。加熱装置２２は、電熱線３２を濾過部材３の容器２１の外周にらせん状に巻回し、電熱線３２に電源３１から変圧器３９を介して電流を流すことにより、電熱線３２を発熱させ、その熱を熱伝導効果によって濾過部材３へ伝えて、濾過部材３を加熱することができるように構成される。また、温度センサ３３は、濾過部材３の温度を計測するセンサであり、例えば図３に示すように、熱電対である。
また、変圧器３９と、温度センサ３３と、電源３１からの電流を計測する電流計３４とは、制御装置３５に接続されている。制御装置３５は、温度センサ３３の計測値と電流計３４の計測値とに基づいて、容器２１および濾紙２０の温度を前記設定温度に維持するように電源３１からの電力を変圧器３９により制御する。また、制御装置３５は、温度センサ３３の計測値が上限値以上となった場合には、電源３１からの電力を遮断するように制御する。
こうして、加熱装置２２は、濾過部材３の容器２１および容器２１内部の濾紙２０を加熱して、容器２１および濾紙２０の温度を前記設定温度に維持することができるようになっている。
なお、加熱装置は、本実施形態においては電熱線を備える構成としたが、特に限定するものではなく、濾過部材３を加熱してその温度を前記設定温度に維持することができるものであればよい。例えば、加熱装置は、発熱シートなどを備える構成であってもよい。
【００２８】
有機溶媒貯留槽４は、図４に示すように、一つ又は複数（本実施例では２個）の有機溶媒貯留タンク３６ａ・３６ｂと、冷却水槽３７とから構成される。各有機溶媒貯留タンク３６ａ・３６ｂ内には、有機溶媒が貯留される。この有機溶媒は、生成ガスに含まれるタール成分を溶出させることができる液体であり、例えばプロピルアルコールやイソプロパノールである。冷却水槽３７内には、冷却水が貯留される。有機溶媒貯留タンク３６ａ・３６ｂは、一部分（下部）が冷却水中に沈められるように、冷却水槽３７内に配置される。
【００２９】
図１に示すように、第一の有機溶媒貯留タンク３６ａは、ガス通路１５の中途部であって濾過部材３よりもガス流通方向下流側に設けられている。また、図４に示すように、第一の有機溶媒貯留タンク３６ａの内部には、ガス管２６の他端部が集気カバー３８を介して差し込まれている。集気カバー３８はドーム状に形成されており、第一の有機溶媒貯留タンク３６ａの上面を被覆する。集気カバー３８の上部には、ガス管２７が貫設される。
第一の有機溶媒貯留タンク３６ａの内部においては、ガス管２６の他端部が有機溶媒の液面よりも下方に配置されるとともに、ガス管２７の一端部が有機溶媒の液面よりも上方に配置される。そして、有機溶媒が冷却水槽３７内の冷却水により冷却される。
【００３０】
この第一の有機溶媒貯留タンク３６ａにおいて、濾過部材３から流れてくる生成ガスは、ガス管２６の他端部から第一の有機溶媒貯留タンク３６ａ内の有機溶媒中に気泡となって出る。この際、この生成ガス中に気体状態となって存在しているタール成分が冷却されて液化し、有機溶媒内に溶出する。生成ガスは有機溶媒中を通過した後、集気カバー３８により集められながらガス管２７内にその一端部から流れ込み、第一の有機溶媒貯留タンク３６ａの外部に出る。
【００３１】
第二の有機溶媒貯留タンク３６ｂは、ガス通路１５の中途部であって第一の有機溶媒貯留タンク３６ａよりもガス流通方向下流側に設けられている。第二の有機溶媒貯留タンク３６ｂの内部には、ガス管２７の他端部が集気カバー３８を介して差し込まれている。集気カバー３８はドーム状に形成されており、第二の有機溶媒貯留タンク３６ｂの上面を被覆する。集気カバー３８の上部には、ガス管２８が貫設される。
第二の有機溶媒貯留タンク３６ｂの内部においては、ガス管２７の他端部が有機溶媒の液面よりも下方に配置されるとともに、ガス管２８の一端部が有機溶媒の液面よりも上方に配置される。そして、有機溶媒が冷却水槽３７内の冷却水により冷却される。
【００３２】
この第二の有機溶媒貯留タンク３６ｂにおいて、第一の有機溶媒貯留タンク３６ａから流れてくる生成ガスは、ガス管２７の他端部から第二の有機溶媒貯留タンク３６ｂ内の有機溶媒中に気泡となって出る。この際、この生成ガス中に気体状態となって存在しているタール成分、即ち第一の有機溶媒貯留タンク３６ａの有機溶媒内に溶出されなかったタール成分が冷却されて液化し、有機溶媒内に溶出する。生成ガスは有機溶媒中を通過した後、集気カバー３８により集められながらガス管２８内にその一端部から流れ込み、第二の有機溶媒貯留タンク３６ｂの外部に出る。
【００３３】
ガスメータ６は、生成ガスの流量を計測する装置である。ガスメータ６は、ガス通路１５の下流端部に設けられている。ガスメータ６は、ガス通路１５を介して送られてくる生成ガスの積算流量値を計測する。
【００３４】
分光光度計７は、有機溶媒貯留槽４の有機溶媒貯留タンク３６ａ又は有機溶媒貯溜タンク３６ｂ中の有機溶媒に対して選択的に単色光を照射し、この有機溶媒を透過した光から単色光の吸収量を計測する装置である。
分光光度計７は、光源７ａ、ノッチフィルタ７ｂ、計測部７ｃ等から構成されるものであり、公知の装置である。
分光光度計７は、短波長の単色光Ｌ１又は長波長の単色光Ｌ２を照射する。ここで、短波長の単色光Ｌ１として波長３５７ナノメートル、長波長の単色光Ｌ２として波長４３０ナノメートルの単色光を照射する。
分光光度計７による単色光の吸収量の計測は、生成ガスに含まれるタール成分が溶出した各有機溶媒貯留タンク３６ａ・３６ｂを冷却水槽３７から取り出して、所定の位置に設置した状態で行う。
【００３５】
演算装置８は、分光光度計７により実際に計測された吸収量（計測値）と、予め定められた生成ガスに含まれるタール成分濃度と分光光度計７の吸収量との関係とに基づいて演算する装置である。演算装置８は分光光度計７と接続されている。演算装置８は、ＣＰＵ等からなる演算処理部、ＲＡＭやＲＯＭ等からなる記憶部等で構成されている。
また、演算装置８は入力装置９と接続している。入力装置９は、例えばキーボードであり、溶液量等の情報を入力する装置である。
【００３６】
記憶部には、予め定められた生成ガスに含まれるタール成分濃度と分光光度計７の吸収量との関係を示すデータベースが記憶されている。このデータベースは、例えば、図５及び図６で示すように、縦軸を分光光度計７の吸収量、横軸を生成ガスに含まれるタール成分濃度とする二次元のマップである。
【００３７】
ここで、図５の実線で表された曲線は、短波長の単色光Ｌ１を照射した場合のガス流路１１の位置Ｐ１で取り出された生成ガスにおける生成ガスに含まれるタール成分濃度と分光光度計７の計測値との関係を示す。
また、図５の点線で表された曲線は、短波長の単色光Ｌ１を照射した場合のガス流路１１の位置Ｐ２で取り出された生成ガスにおける生成ガスに含まれるタール成分濃度と分光光度計７の吸収量との関係を示す。
【００３８】
また、図６の実線で表された曲線は、短波長の単色光Ｌ１を照射した場合のガス流路１の位置Ｐ１で取り出された生成ガスにおける生成ガスに含まれるタール成分濃度と分光光度計７の吸収量との関係を示す。
また、図６の点線で表された曲線は、長波長の単色光Ｌ２を照射した場合のガス流路１の位置Ｐ１で取り出された生成ガスにおける生成ガスに含まれるタール成分濃度と分光光度計７の吸収量との関係を示す。
図６に示すように、短波長の単色光Ｌ１を照射した場合、生成ガスに含まれるタール成分濃度が大きくなると、吸収量が増大する。そして、生成ガスに含まれるタール成分濃度が大きくなりすぎると、吸収量は所定値Ｋ１に収束してしまう。例えば、生成ガスに含まれるタール成分濃度ｃが図６に示すｍ１であった場合には、吸収量は所定値Ｋ１を示すため、タール成分濃度ｃを正確に算出することができない。そこで、タール成分濃度ｃが図６に示すｍ１であった場合には、長波長の単色光Ｌ２を照射することにより、吸収量からタール成分濃度ｍ１を正確に算出することができる。
【００３９】
図６に示すように、長波長の単色光Ｌ２を照射した場合、生成ガスに含まれるタール成分濃度が小さくなると、吸収量は減少する。そして、生成ガスに含まれるタール成分濃度が小さくなりすぎると、吸収量の変化が極めて乏しくなる。例えば、生成ガスに含まれるタール成分濃度ｃが図６に示すｍ２であった場合には、濃度ｍ２付近の吸収量がほとんど近似していることから、タール成分濃度ｃを正確に算出することができない。そこで、タール成分濃度ｃが図６に示すｍ２であった場合には、短波長の単色光Ｌ１を照射することにより、吸収量からタール成分濃度ｍ２を正確に算出することができる。
【００４０】
次に、タール成分濃度の計測方法について図８を用いて説明する。
図１及び図２に示すように、タール成分濃度の計測装置１において、ガス通路１５の弁１６を開いて、ポンプ５を駆動することによって、まず、ガス化炉１０から放出された生成ガスの一部をプローブ２にガス流路１１の位置Ｐ１又は位置Ｐ２から取り込む（ステップＳ１０）。取り込んだ生成ガスを、濾過部材３へガス通路１５を介して送る。計測時以外は、弁１６を閉じることによって、生成ガスの濾過部材３以降への流入を防ぐ。
【００４１】
ここで、プローブ２にガス流路１１の位置Ｐ１から取り込まれた生成ガスは、スクラバ１２を通過しておらず、多量のタール成分を含む。また、プローブ２にガス流路１１の位置Ｐ２から取り込まれた生成ガスは、スクラバ１２を通過しており、ガス流路１１の位置Ｐ１からの生成ガスに比べて少量のタール成分を含む。
【００４２】
次に、濾過部材３の温度を加熱装置２２により生成ガスに含まれるタール成分の付着を回避する温度に維持しながら、プローブ２からの生成ガスに含まれるすすなどの固形物を濾過部材３により除去する（ステップＳ２０）。
プローブ２からの生成ガスには、すすなどの固形物や高温度下で気化しているタール成分が含まれている。濾過部材３、特に濾紙２０の温度が、タール成分が液化する温度よりも低い場合、生成ガスが濾紙２０を通過するときに、生成ガスに含まれるタール成分が液化してしまい、濾紙２０の内側（ガス流通方向上流側）に付着する。タール成分が濾紙２０の内側に付着すると、濾過された生成ガスに含まれたタール成分の割合が減少し、分光光度計７の吸収量の計測値が減少するため、生成ガスに含まれるタール成分の量が実際の量よりも少なく計測される。
【００４３】
そこで、濾過部材３の温度をタール成分が液化する温度よりも高い所定温度に維持することにより、濾過部材３、特に濾紙２０にタール成分が付着するのを回避して、濾過部材３における生成ガス中のタール成分の減少を抑制する。
【００４４】
前記所定温度は、本実施形態においては３００℃に設定されている。図７に示すように、３００℃におけるタール成分の付着率は、生成ガス中に含まれるタール成分の１０％未満であり、生成ガス中に含まれるタール成分の９０％以上を濾紙２０に付着させず透過させることができる。このように構成することにより、従来に比べて、タール成分の付着率を減少させることができる。
【００４５】
次に、濾過部材３によりすすなどの固形物を除去した生成ガスを有機溶媒貯留槽４に送り、タール成分を生成ガスから有機溶媒貯留槽４の有機溶媒貯留タンク３６ａ・３６ｂ内に貯留された有機溶媒に溶出させる（ステップＳ３０）。
生成ガスは、複数の有機溶媒貯留タンク３６ａ・３６ｂ内の有機溶媒中を順に通過していく。具体的には、生成ガスは、第一の有機溶媒貯留タンク３６ａ内の有機溶媒中を通過し、続いて第二の有機溶媒貯留タンク３６ｂ内の有機溶媒中を通過する。生成ガスが各有機溶媒貯留タンク３６ａ・３６ｂ内の有機溶媒中を通過する際に、生成ガス中のタール成分が冷却されて液化し、有機溶媒中に溶出する。
【００４６】
次に、分光光度計７によって計測した吸収量に基づくタール成分濃度を演算するタール成分濃度演算ステップを行う。（ステップＳ４０）。タール成分濃度演算ステップの詳細な処理について図９を用いて説明する。
タール成分濃度演算ステップにおいて、短波長の単色光Ｌ１及び長波長の単色光Ｌ２を用いて吸収量を計測する。
【００４７】
まず、入力装置９を用いて、溶液の体積と、計測箇所がＰ１又はＰ２のいずれであるかを入力する。また、ガスメータ６において計測された生成ガスの積算流量値を入力する（ステップＳ１１０）。
【００４８】
次に、分光光度計７によって、タール成分を溶出させた有機溶媒を入れた各有機溶媒貯留タンク３６ａ又は有機溶媒貯留タンク３６ｂに短波長の単色光Ｌ１を照射して単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ１を計測する（ステップＳ１２０）。
【００４９】
次に、分光光度計７によって、タール成分を溶出させた有機溶媒を入れた各有機溶媒貯留タンク３６ａ又は有機溶媒貯留タンク３６ｂに長波長の単色光Ｌ２を照射して単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ２を計測する（ステップＳ１３０）。
【００５０】
次にステップＳ１２０において計測した単色光Ｌ１の吸収量Ａｂｓ１が計測可能範囲であるか否かについて判定する（ステップＳ１４０）。すなわち、吸収量Ａｂｓ１が所定値Ｋ１より大きいか否かについて判定する。
【００５１】
ステップＳ１４０において、単色光Ｌ１の吸収量Ａｂｓ１が計測可能範囲にないと判断された場合、言い換えれば、吸収量Ａｂｓ１が所定値Ｋ１より大きかった場合には、ステップＳ１３０において計測した単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ２が計測可能範囲にあるか否かについて判定する（ステップＳ１５０）。すなわち、吸収量Ａｂｓ２が所定値Ｋ２より小さいか否かについて判定する。
【００５２】
ステップＳ１５０において、単色光Ｌ２の吸収量が計測可能範囲にないと判断された場合、言い換えれば、吸収量Ａｂｓ２が所定値Ｋ２より小さかった場合には、エラー値を返して（ステップＳ１６０）、タール成分濃度演算ステップを終了する。
【００５３】
また、ステップＳ１５０において、単色光Ｌ２の吸収量が計測可能範囲にあると判断された場合、言い換えれば、吸収量Ａｂｓ２が所定値Ｋ２以上であった場合には、演算装置８によって、生成ガスに含まれるタール成分の濃度ｃ２を、分光光度計７により計測された単色光Ｌ２の吸収量の計測値と、予め定められたタール成分濃度と単色光Ｌ２の吸収量の計測値との関係とに基づいて演算する（ステップＳ１７０）。そして、ステップＳ１７０において演算したタール成分濃度ｃ２をタール成分濃度ｃとして返して（ステップＳ１８０）、タール成分濃度演算ステップを終了する。
【００５４】
次に、ステップＳ１４０において、単色光Ｌ１の吸収量が計測可能範囲にあると判断された場合、言い換えれば、吸収量Ａｂｓ１が所定値Ｋ１以下であった場合には、演算装置８によって、生成ガスに含まれるタール成分の濃度ｃ１を、分光光度計７により計測された単色光Ｌ１の吸収量Ａｂｓ１の計測値と、予め定められたタール成分濃度と単色光Ｌ１の吸収量の計測値との関係とに基づいて演算する（ステップＳ１９０）。
【００５５】
次に、ステップＳ１３０において計測した単色光Ｌ２の吸収量が計測可能範囲であるか否かについて判定する（ステップＳ２００）。
ステップＳ２００において、単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ２が計測可能範囲にないと判断された場合、言い換えれば、吸収量Ａｂｓ２が所定値Ｋ２より小さかった場合には、ステップＳ１９０において演算したタール成分濃度かをタール成分濃度ｃとして返して（ステップＳ２１０）、タール成分濃度演算ステップを終了する。
【００５６】
また、ステップＳ２００において、単色光Ｌ２の吸収量が計測可能範囲にあると判断された場合、言い換えれば、吸収量Ａｂｓ２が所定値Ｋ２以上であった場合には、演算装置８によって、生成ガスに含まれるタール成分濃度ｃ２を、分光光度計７により計測された単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ２の計測値と、予め定められたタール成分濃度と単色光Ｌ２の吸収量の計測値との関係とに基づいて演算する（ステップＳ２２０）。そして、ステップＳ１９０で演算したタール成分濃度ｃ１とステップＳ２２０で演算したタール成分濃度ｃ２とを平均したものをタール成分濃度ｃとして返して（ステップＳ２３０）、タール成分濃度演算ステップを終了する。
【００５７】
［第二実施形態］
また、別実施形態に係るタール成分濃度演算ステップＳ４０の詳細な処理について図１０を用いて説明する。
タール成分濃度演算ステップにおいて、短波長の単色光Ｌ１及び長波長の単色光Ｌ２を用いて吸収量を計測する。
【００５８】
まず、入力装置９を用いて、溶液の体積と、計測箇所がＰ１又はＰ２のいずれであるかを入力する。また、ガスメータ６において計測された生成ガスの積算流量値を入力する（ステップＳ３１０）。
【００５９】
次に、分光光度計７によって、タール成分を溶出させた有機溶媒を入れた各有機溶媒貯留タンク３６ａ又は有機溶媒貯留タンク３６ｂに短波長の単色光Ｌ１を照射して単色光Ｌ１の吸収量Ａｂｓ１を計測する（ステップＳ３２０）。
【００６０】
次に、ステップＳ３２０において計測した単色光Ｌ１の吸収量Ａｂｓ１が計測可能範囲であるか否かについて判定する（ステップＳ３３０）。すなわち、吸収量Ａｂｓ１が所定値Ｋ１より大きいか否かについて判定する。
【００６１】
ステップＳ３３０において、単色光Ｌ１の吸収量Ａｂｓ１が計測可能範囲にないと判断された場合、言い換えれば、吸収量Ａｂｓ１が所定値Ｋ１より大きかった場合には、分光光度計７によって、タール成分を溶出させた有機溶媒を入れた各有機溶媒貯留タンク３６ａ又は有機溶媒貯留タンク３６ｂに長波長の単色光Ｌ２を照射して単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ２を計測する（ステップＳ３４０）。
【００６２】
次に、ステップＳ３４０において計測した単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ２が計測可能範囲にあるか否かについて判定する（ステップＳ３５０）。すなわち、吸収量Ａｂｓ２が所定値Ｋ２より小さいか否かについて判定する。
【００６３】
ステップＳ３５０において、単色光Ｌ２の吸収量が計測可能範囲にないと判断された場合、言い換えれば、吸収量Ａｂｓ２が所定値Ｋ２より小さかった場合には、エラー値を返して（ステップＳ３６０）、タール成分濃度演算ステップを終了する。
【００６４】
また、ステップＳ３５０において、単色光Ｌ２の吸収量が計測可能範囲にあると判断された場合、言い換えれば、吸収量Ａｂｓ２が所定値Ｋ２以上であった場合には、演算装置８によって、生成ガスに含まれるタール成分の濃度ｃ２を、分光光度計７により計測された単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ２の計測値と、予め定められたタール成分濃度と単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ２の計測値との関係とに基づいて演算する（ステップＳ３７０）。そして、ステップＳ３７０において演算したタール成分濃度ｃ２をタール成分濃度ｃとして返して（ステップＳ３８０）、タール成分濃度演算ステップを終了する。
【００６５】
次にステップＳ３３０において、単色光Ｌ１の吸収量が計測可能範囲にあると判断された場合、言い換えれば、吸収量Ａｂｓ１が所定値Ｋ１以下であった場合には、演算装置８によって、生成ガスに含まれるタール成分の濃度ｃ１を、分光光度計７により計測された単色光Ｌ１の吸収量Ａｂｓ１の計測値と、予め定められたタール成分濃度と単色光Ｌ１の吸収量の計測値との関係とに基づいて演算する（ステップＳ３９０）。
【００６６】
次に、分光光度計７によって、タール成分を溶出させた有機溶媒を入れた各有機溶媒貯留タンク３６ａ又は有機溶媒貯留タンク３６ｂに長波長の単色光Ｌ２を照射して単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ２を計測する（ステップＳ４００）。
【００６７】
次に、ステップＳ４００において計測した単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ２が計測可能範囲にあるか否かについて判定する（ステップＳ４１０）。すなわち、吸収量Ａｂｓ２が所定値Ｋ２より小さいか否かについて判定する。
【００６８】
ステップＳ４１０において、単色光Ｌ２の吸収量が計測可能範囲にないと判断された場合、言い換えれば、吸収量Ａｂｓ２が所定値Ｋ２より小さかった場合には、ステップＳ３９０において演算したタール成分濃度ｃ１をタール成分濃度ｃとして返して（ステップＳ４２０）、タール成分濃度演算ステップを終了する。
【００６９】
ステップＳ４１０において、単色光Ｌ２の吸収量が計測可能範囲にあると判断された場合、言い換えれば、吸収量Ａｂｓ２が所定値Ｋ２以上であった場合には、演算装置８によって、生成ガスに含まれるタール成分濃度ｃ２を、分光光度計７により計測された単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ２の計測値と、予め定められたタール成分濃度と単色光Ｌ２の吸収量Ａｂｓ２の計測値との関係とに基づいて演算する（ステップＳ４３０）。そして、ステップＳ１９０で演算したタール成分濃度ｃ１とステップＳ２２０で演算したタール成分濃度ｃ２とを平均したものをタール成分濃度ｃとして返して（ステップＳ４４０）、タール成分濃度演算ステップを終了する。
【００７０】
以上のように、計測装置１は、生成ガスに含まれるタール成分の濃度を計測するタール成分濃度の計測装置１であって、生成ガスに含まれるすすなどの固形物を除去する濾過部材３と、濾過部材３によりすすなどの固形物を除去された生成ガスからタール成分を溶出するための有機溶媒を貯留する有機溶媒貯留槽４と、有機溶媒貯留槽４中の有機溶媒を透過した光に基づいて吸収量を計測する分光光度計７と、生成ガスに含まれるタール成分の濃度を、分光光度計７により計測された吸収量の計測値と、予め定められた生成ガスのタール成分濃度と分光光度計７の計測値との関係と、に基づいて演算する演算装置８と、を備え、分光光度計７は、短波長の単色光Ｌ１及び長波長の単色光Ｌ２である二種類の光を有機溶媒に照射するものである。
このように構成することにより、有機溶媒中のタール成分が多い場合であっても、又は、少ない場合であっても、タール成分濃度を迅速に計測することが可能となる。したがって、タール成分濃度の計測精度および計測速度を向上させることができ、かつタール成分の多少に関わらず、タール成分濃度を正確に計測することができる。
【００７１】
また、生成ガスに含まれるタール成分の濃度を計測するタール成分濃度の計測方法は、生成ガスに含まれるすすなどの固形物を濾過部材３により除去する過程と、濾過部材３によりすすなどの固形物を除去された生成ガスからタール成分を有機溶媒に溶出する過程と、タール成分を溶出させた有機溶媒に光を照射して、分光光度計７により有機溶媒を透過した光から吸収量を計測する過程と、生成ガスに含まれるタール成分の濃度を、分光光度計７により計測された計測値と、予め定められた生成ガスに含まれるタール成分濃度と分光光度計７の計測値との関係と、に基づいて演算する過程と、を備えるタール成分濃度の計測方法であって、有機溶媒に照射する光を、短波長の単色光Ｌ１及び長波長の単色光Ｌ２としたものである。
このように構成することにより、有機溶媒中のタール成分が多い場合であっても、又は、少ない場合であっても、タール成分濃度を迅速に計測することが可能となる。したがって、タール成分濃度の計測精度および計測速度を向上させることができ、かつタール成分の多少に関わらず、タール成分濃度を正確に計測することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１    計測装置
２    プローブ
３    濾過部材
４    有機溶媒貯留槽
７    分光光度計
８    演算装置
２０    濾紙
２２    加熱装置
【図１】
2011252858.tif 000003
【図２】
2011252858.tif 000004
【図３】
2011252858.tif 000005
【図４】
2011252858.tif 000006
【図５】
2011252858.tif 000007
【図６】
2011252858.tif 000008
【図７】
2011252858.tif 000009
【図８】
2011252858.tif 000010
【図９】
2011252858.tif 000011
【図１０】
2011252858.tif 000012