(57)【要約】本発明は、（a）触媒の存在下で処理対象炭素含有物質をスチームと反応させて、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素などを含む合成ガスを生成する段階と、（b）前記段階（a）で得られた合成ガスの一部を燃焼工程に導入するか、及び／又は合成ガスから水素及び一酸化炭素を分離して二酸化炭素リッチガス（carbon dioxide rich gas）を生成する段階と、（c）前記段階（b）からの二酸化炭素リッチガスを前記段階（a）に再循環させる段階と、を含むことを特徴とする炭素含有物質のガス化方法を提供する。これにより、二酸化炭素の低減のために二酸化炭素を分離又は捕集及び貯蔵する方法が不要であるため、別の装置及び設備を構成するのに必要なコストを最小化することができる長所がある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（a）触媒の存在下で処理対象炭素含有物質をスチームと反応させて、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含む合成ガスを生成する段階と、
（b）i）前記段階（a）で得られた合成ガスの一部を燃焼工程に導入する工程、
ii）前記段階（a）で得られた合成ガスから水素及び一酸化炭素を分離する工程、
から選択される一つ以上の工程を含んで二酸化炭素リッチガス（carbon dioxide rich gas）を生成する段階と、
（c）前記段階（b）で生成された二酸化炭素リッチガスを前記段階（a）に再循環させる段階と、
を含む炭素含有物質のガス化方法。
【請求項２】
（d）段階（b）の合成ガスのうち燃焼工程に導入されていない部分から二酸化炭素を分離する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の炭素含有物質のガス化方法。
【請求項３】
（e）段階（d）で分離された二酸化炭素を段階（a）に再循環させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の炭素含有物質のガス化方法。
【請求項４】
（f）段階（d）で分離された二酸化炭素を段階（b）の燃焼工程に再循環させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の炭素含有物質のガス化方法。
【請求項５】
触媒は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む触媒、又は遷移金属触媒であることを特徴とする、請求項１に記載の炭素含有物質のガス化方法。
【請求項６】
触媒に含まれる金属成分は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＺｎで構成された群から選択される１種、又は２種以上の混合物の形態であることを特徴とする、請求項５に記載の炭素含有物質のガス化方法。
【請求項７】
触媒はＫ２ＣＯ３触媒であることを特徴とする、請求項５に記載の炭素含有物質のガス化方法。
【請求項８】
炭素含有物質は、石炭、バイオマス、又はコークスであることを特徴とする、請求項１に記載の炭素含有物質のガス化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、石炭、バイオマス、石油コークス（Pet coke）などの炭素含有物質のガス化方法に関し、より詳細には、低温で触媒を用いてガス化速度を高め、二酸化炭素の発生量を低減させることができるガス化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２０世紀からの社会の急激な成長に伴い、エネルギーの供給体系が不安定となり、地球温暖化などの環境問題が深刻化している。そのため、化石エネルギーを環境にやさしい方法で利用しようとする試みが続けられており、環境汚染を全く発生しない燃料を生産するための製造工程に関する研究も活発に行われている。特に、環境汚染が激しい石炭の直接燃焼方式よりは、これを活用して合成ガスなどのガス燃料形態に転換して使用しようとする取り組みが行われつつあって、これを「ガス化」という。
【０００３】
即ち、ガス化とは、石炭、石油コークス、バイオマスなどのように炭素を基本成分として含有する固体、液体燃料を酸素、水蒸気、二酸化炭素、及び水素などの気体と反応させて、ＣＯ、Ｈ２及びＣＨ４などの燃焼性気体を生成することを意味する。このような工程は、通常、ガス化の処理容量及び効率を極大化するために高温、高圧下で行われる。生成された燃焼性気体は、発電用燃料ガスとして用いられたり、メタノール製造工程、ＮＨ３製造工程及びフィッシャー・トロプシュ合成工程によって化学製品や合成石油として用いられたり、水素の生産を最大化して水素化脱硫（hydro‐desulphurisation）及び原油の水素化分解（hydrocracking）工程で水素発生源として用いられたりする。
【０００４】
通常のガス化システムは、石炭又はその他の炭素含有物質がスチーム及び酸素（又は空気）と反応して合成ガスを生成する。本発明における「合成ガス」は、主に水素及び一酸化炭素で構成されるが、これに限定されるものではなく、二酸化炭素及びメタンなどの成分がさらに含まれることもできる。
【０００５】
図３に、従来のガス化工程を概略的に示した。
【０００６】
図３を参照すると、ガス化器にＨ２Ｏ、酸素及び炭素含有物質（例えば、石炭、石油コークス、バイオマスなど）が導入される。ガス化器に導入された炭素含有物質が触媒などの存在下でＨ２Ｏ及び酸素と反応し、Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２などを含む生成物が発生する。この際、ガス化器では次のような主反応が起こる。
【０００７】
Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２
Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ
Ｃ＋Ｏ２→ＣＯ２
【０００８】
ガス化器で発生した生成物は、粒子状物質、Ｈｇ及びＮＯｘなどを除去する工程を経た後、Ｈ２Ｓ及びＣＯ２を除去するために酸性ガスの除去工程を経る。次に、生成されたガスは選択的に下記のような水性ガスシフト反応を経た後、Ｆ‐Ｔ（Fisher‐Tropsch）反応又はＭｅＯＨ反応に用いられ、余分のＨ２そのものが用いられることもある。
【０００９】
＜水性ガスシフト反応（water gas shift reaction）＞
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２
＜Ｆ‐Ｔ（Fisher‐Tropsch）反応＞
ＣＯ＋２Ｈ２→−（ＣＨ２）ｎ−＋Ｈ２Ｏ
＜メタノール合成＞
ＣＯ＋２Ｈ２→ＣＨ３ＯＨ
【００１０】
このような通常のスチーム／酸素ガス化器を用いる場合、炭素のガス化反応（Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ又はＣ＋ＣＯ２→２ＣＯ）が非常に強い吸熱反応であるため、これに相当する熱量を炭素の燃焼反応（Ｃ＋Ｏ２→ＣＯ２）によって供給しなければならない。したがって、原料として用いられる炭化水素のうち一部はガス化器の内部又は外部で燃焼反応した後、二酸化炭素に転換される。ガス化の後、ガス化器から発生する合成ガスは、水性ガスシフト反応を経てＦ‐Ｔ合成やメタノールの生成のために量論的に必要な合成ガスのＨ２／ＣＯ比である２に合わせることが必要である。この場合、全体工程の理論的な炭素効率は４９．８％未満であり、ＣＯ２発生量は０．５０２ｍｏｌ  ＣＯ２／ｍｏｌ  Ｃ以上に計算される。この際、炭素効率は次のように定義される。
【００１１】
炭素効率（％）＝（Ｈ２／ＣＯが２〜２．１である合成ガス中の一酸化炭素のモル数とメタンのモル数との和）×１００／ガス化導入原料中の炭素のモル数
【００１２】
【表１】
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【００１３】
このような低い炭素効率はＣＴＬ（Coal‐to‐Liquids）工程などの経済性を低下させる。また、温室ガスであるＣＯ２の発生を低減させるために追加設備が要求され、炭素の捕獲及び貯蔵に高いコストがかかるため、経済性を有する商用プラントの建設が困難である。
【００１４】
韓国公開特許第１０‐２００８‐００４１６３５号は、ガス発生装置内でＣＯ２トラップ物質及び／又はミネラル結合剤物質を用いるアルカリ金属触媒スチームガス化方法について開示している。前記特許文献では、触媒の活性を高めるためにＣＯ２を固体炭酸塩又は重炭酸塩などとして形成するためのＣＯ２トラップ物質を用いているが、ＣＯ２をＣＯなどの実質的に活用可能な物質に転換させることができない。また、特定の触媒に限定されるという欠点、及びＣａＯなどのＣＯ２トラップ物質がさらに用いられなければならないという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】韓国公開特許第１０‐２００８‐００４１６３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明者らは、Ｃ‐ＣＯ２反応によって消耗された二酸化炭素の量と、合成ガスの燃焼過程中に生成された二酸化炭素の量と水性ガスシフト反応によって生成された二酸化炭素の量との和が等しくなると、二酸化炭素の純発生はなくなり、ガス化工程の効率が増加するということを見出し、本発明を成すに至った。
【００１７】
したがって、本発明の目的は、例えば、石炭、石油コークス、バイオマスなどの炭素含有物質から低温で高い炭素効率を達成するとともに、ＣＯ２の発生量を低減させることができる炭素含有物質のガス化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を果たすために、本発明は、（a）触媒の存在下で処理対象炭素含有物質をスチームと反応させて、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素などを含む合成ガスを生成する段階と、（b）i）前記段階（a）で得られた合成ガスの一部を燃焼工程に導入する工程、ii）前記段階（a）で得られた合成ガスから水素及び一酸化炭素を分離する工程から選択される一つ以上の工程を含んで二酸化炭素リッチガス（carbon dioxide rich gas）を生成する段階と、（c）前記段階（b）で生成された二酸化炭素リッチガスを前記段階（a）に再循環させる段階と、を含むことを特徴とする炭素含有物質のガス化方法を提供する。
【００１９】
前記段階（a）で用いられる触媒は、炭素含有物質のガス化反応に用いられることができる通常の触媒であることができ、好ましくは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む触媒、又は遷移金属触媒が用いられる。用いられるアルカリ金属成分としてはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒなどが挙げられ、用いられるアルカリ土類金属成分としてはＭｇ、Ｃａなどが挙げられる。また、遷移金属触媒としてはＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｎなどを含む触媒が用いられることができるが、これに限定されるものではなく、本発明の目的に応える他の金属成分も用いられることができるということは、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者には自明である。
【００２０】
また、触媒は、前記各単一金属の水和物、酸化物、金属塩が単独又は２種以上の混合物の形態で用いられることもできる。また、このような金属は、通常のガス化反応用触媒と混用して用いられてもよい。
【００２１】
前記段階（a）における処理対象炭素含有物質は、本発明の目的に応える物質であれば制限されずに使用可能であり、代表的な例としては石炭、バイオマス又はコークスなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００２２】
また、段階（b）で二酸化炭素リッチガスを生成するために、段階（a）で得られた合成ガスのうち一部を燃焼工程に導入する工程、又は前記合成ガスから水素及び一酸化炭素を分離する工程から選択される一つの工程のみを行ってもよく、二つの工程を両方とも行ってもよい。段階（b）での合成ガスの一部を燃焼工程に導入することで、本発明による炭素含有物質のガス化に必要な熱量を供給することができる。
【００２３】
燃焼方法としては、通常の火炎燃焼、触媒燃焼などを用いてもよく、ガス化器に導入される条件に応じてケミカルループ燃焼（Chemical Looping Combustion）などの方法を用いてもよく、効果を高めるために二つ以上の燃焼方法を混用して用いてもよい。
【００２４】
本発明のより好ましい具体例によると、本発明は、（d）前記段階（b）の合成ガスのうち燃焼工程に導入されていない部分から二酸化炭素を分離する段階をさらに含むことができる。
【００２５】
また、（e）前記段階（d）で分離された二酸化炭素を前記段階（a）に再循環させる段階、又は（f）前記段階（d）で分離された二酸化炭素を前記段階（b）の燃焼工程に再循環させる段階をさらに含むことができる。
【００２６】
本発明のより好ましい具体例によると、本発明は、ガス化を目的として用いられた触媒を分離して回収する段階をさらに含むことができ、前記触媒の分離及び回収は、必要に応じて本発明によるガス化進行段階のどの段階で行われてもよい。
【００２７】
触媒の回収は、触媒及びアッシュ（ash）混合物から有効触媒成分を液相又は固相で回収することである。具体的には、ガス化器でガス化が行われている間に、又は行われた後に、ガス化器の下部から排出された触媒及びアッシュ混合物から回収してもよく、又はガスの流れに飛末同伴された物質からガス化器に一体に付着されたり別に設けられた装置を利用して回収してもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のガス化方法によると、温室ガスである二酸化炭素の発生がないガス化方法を実現することができるため、ガス化の後に続くフィッシャー・トロプシュ（Fischer‐Tropsch）工程による合成油の生産やメタノールなどの化学製品の生産時に炭素効率を極大化することができて、全体工程の経済性を高めることができる。
【００２９】
また、既存のガス化工程は、原料中に含有された炭素の約５０％程度を二酸化炭素として排出するため、二酸化炭素の低減のために二酸化炭素を分離又は捕集及び貯蔵する方法（ＣＣＳ:Carbon Capture & Storage）を別に考慮しなければならず、これを実用化するには莫大なコストがかかる。
【００３０】
本発明による二酸化炭素の排出が低減されたガス化方法は、二酸化炭素の捕集及び貯蔵のための別の装置及び設備を構成するのに必要なコストを最小化することにより、工程を経済的に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の好ましい一具体例によるガス化方法の工程を示す図面である。
【図２ａ】ガス化器から排出された合成ガスの組成例を示すグラフであって、触媒を用いたスチーム‐二酸化炭素ガス化時の合成ガスの組成を示すグラフである。
【図２ｂ】ガス化器から排出された合成ガスの組成例を示すグラフであって、触媒を用いていない褐炭のスチーム‐二酸化炭素ガス化時の合成ガスの組成を示すグラフである。
【図３】通常の高温スチーム‐酸素ガス化工程を示す図面である。
【図４】高温スチーム‐酸素ガス化器で構成された通常のＣＴＬ工程を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明を添付の例示図面及び下記の反応式を参照してより詳細に説明する。しかし、例示された図面は本発明の理解を容易にするためのものにすぎず、本発明の権利範囲が図面に記載されたものに限定されるものではないということは、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者には自明である。
【００３３】
本発明は、基本的に触媒を用いたガス化段階の後に二酸化炭素を分離して循環する段階を含み、ガス化器の内部でＣ‐ＣＯ２ガス化反応を増進させることができる。
【００３４】
本発明によるガス化方法は、（a）触媒の存在下で処理対象炭素含有物質、例えば、石炭、石油コークス、バイオマスなどをスチームと反応させて、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素などを含む合成ガスを生成する過程から開始される。
【００３５】
そのために、図１に図示されたように、ガス化器１の内部には触媒とともに石炭、石油コークス、バイオマスなどが投入される。
【００３６】
この際、ガス化器１の内部では下記のような反応が行われる。
【００３７】
Ｃ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ、ＨＲ＝１３１ＫＪ／ｍｏｌ（１）
Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ、ＨＲ＝１７４ＫＪ／ｍｏｌ（２）
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２、ＨＲ＝−３３．６ＫＪ／ｍｏｌ（３）
ＣＯ＋３Ｈ２→ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ、ＨＲ＝−２２６．８ＫＪ／ｍｏｌ（４）
【００３８】
ガス化器１での反応により、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素などを含む合成ガスが生成される。スチームガス化反応とは別に二酸化炭素ガス化反応として公知されたＣ‐ＣＯ２反応は、通常、その速度が低温でスチームガス化反応より遅い。本発明はこのような点を補うために触媒を用いており、この際に用いられる触媒は、炭素含有物質のガス化反応に用いられることができる通常の触媒であることができ、好ましくは、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む触媒が用いられる。用いられるアルカリ金属成分としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒなどが挙げられ、用いられるアルカリ土類金属成分としては、Ｍｇ、Ｃａなどが挙げられる。また、触媒としては、前記各単一金属の水和物、酸化物、金属塩が単独又は２種以上の混合物の形態で用いられることができる。また、このような金属は、通常のガス化反応用触媒と混用して用いられてもよい。
【００３９】
ガス化は、７５０〜８５０℃の温度で行われることが好ましい。
【００４０】
ガス化器１からの合成ガスは、図１に図示されたように、ＣＯ２分離セクション３でＨ２及び一酸化炭素を含む合成ガスと二酸化炭素の分離過程を経る。
【００４１】
分離された二酸化炭素は、図１に図示されたように、再循環ラインに再循環されてガス化器１に直接供給されたり、ガス化器１から排出されて再循環ラインに再循環される合成ガス中の一部とともに触媒式燃焼セクション４に供給される。この際、ガス化器１から排出されて再循環される合成ガスは触媒式燃焼セクション４で燃焼されて、反応に必要な熱量、スチーム、二酸化炭素を供給する。
【００４２】
これに係わる主要反応式は下記のとおりである。
【００４３】
Ｈ２＋０．５Ｏ２→Ｈ２Ｏ、ＨＲ＝−２４１．８ＫＪ／ｍｏｌ
ＣＯ＋０．５Ｏ２→ＣＯ２、ＨＲ＝−２８３ＫＪ／ｍｏｌ
【００４４】
一酸化炭素の燃焼により生成された二酸化炭素はガス化器１の内部でＣ‐ＣＯ２反応によってさらに一酸化炭素に転換され、生成された一酸化炭素の一部は水性ガスシフト反応を起こして水素及び二酸化炭素に転換される。この過程中にＣ‐ＣＯ２反応によって消耗された二酸化炭素の量と、合成ガスの燃焼過程中に生成された二酸化炭素の量と水性ガスシフト反応によって生成された二酸化炭素の量との和が等しくなると、二酸化炭素の純発生はなくなり、ガス化工程の効率が増加する。ガス化器１に追加的に供給されるスチームと再循環された二酸化炭素は、ガス化剤であるスチームと二酸化炭素の分圧を上昇させて、それぞれスチームによるガス化反応と二酸化炭素によるガス化反応を促進させる役割をする。
【００４５】
図２は１０ｗｔ％のＫ２ＣＯ３触媒を含有する褐炭と無触媒褐炭のスチーム‐二酸化炭素ガス化による合成ガスの組成を示す。前記合成ガスの組成は、８００℃の温度、大気圧及び１Ｋｇｆ／ｃｍ２ゲージ圧力で行われた。この際、スチームの分圧は約０．３６Ｋｇｆ／ｃｍ２であり、二酸化炭素の分圧は０．１９Ｋｇｆ／ｃｍ２であった。図２ａのように触媒を用いた場合、二酸化炭素は石炭中の炭素と反応して一酸化炭素に転換されたが、無触媒石炭のガス化ではＣ‐ＣＯ２反応による一酸化炭素の生成がほとんど観察されなかった。このような効果は、Ｋ２ＣＯ３触媒に限定されるものではない。
【００４６】
ガス化を経た触媒は回収され、炭素含有物質供給物とともにガス化器１にさらに投入される過程を経る。
【００４７】
以下、本発明を下記の実施例により説明する。しかし、下記実施例は説明のためのものにすぎず、本発明が下記の実施例に限定されるものではない。
【００４８】
［比較例］通常のスチーム‐酸素ガス化方法の熱効率
GE‐TEXACOガス化器から生産される合成ガスの組成［参照：DOE／NETL‐２００８／１３３１］から計算された１ｇ‐ｍｏｌの瀝青炭（Bituminous Coal）に対するスチームガス化反応の量論式は下記のとおりである。
【００４９】
ＣＨ０．９Ｏ０．１＋０．１Ｈ２Ｏ＋０．５Ｏ２→０．５５Ｈ２＋０．７７ＣＯ＋０．２３ＣＯ２
【００５０】
この場合、下記の式を用いて計算した最大理論熱効率は約７０％である。一方、瀝青炭に含まれた炭素１ｇ‐ｍｏｌのうち０．２３ｍｏｌが二酸化炭素として排出されるため、７７％の炭素のみが有効に用いられることができる。
【００５１】
熱効率（％）＝［（Ｈ２のモル数×Ｈ２単位発熱量）＋（ＣＯのモル数×ＣＯの単位発熱量）］×１００（％）／［石炭のｇ‐ｍｏｌ×石炭の単位発熱量］
【００５２】
この際、ｇ‐ｍｏｌ石炭の単位発熱量は、炭素と水素が燃焼されてそれぞれ二酸化炭素と水が生成される反応のエンタルピーで計算した。
【００５３】
［実施例１］本発明による熱効率の改善
１ｇ‐ｍｏｌの褐炭（Lignite）に対して、Ｃ‐ＣＯ２ガス化反応が１だけ行われ、スチームガス化反応が０．６だけ行われる場合、そしてガス化反応によって生成された一酸化炭素のうち１５％が水性ガスシフト反応によって水素及び二酸化炭素に転換される場合、総量論式は下記のとおりである。この際、ガス化に必要な反応熱は、生成された合成ガスの燃焼により供給される。
【００５４】
ＣＨ０．８Ｏ０．２＋０．３８Ｈ２Ｏ＋０．２２Ｏ２→０．７８Ｈ２＋１．００ＣＯ＋（−０．００１ＣＯ２）
【００５５】
この場合、前記熱効率計算式を用いて計算した熱効率は約９６％となる。
【００５６】
空気中の酸素を分離してガス化器に供給するＡＳＵ（Air Separation Unit）が全体ガス化工程の熱効率に及ぶ影響は非常に大きい。本実施例に記載のガス化方法の場合、酸素供給量が比較例１に比べ約４４％に相当するため、ＡＳＵの運転のために供給されるエネルギーは相対的に低い。また、通常のガス化器では固体状態の石炭を燃焼してガス化に必要な反応熱を供給するが、本発明では、気体状態の合成ガスを燃焼してガス化に必要な反応熱を供給することにより、高い燃焼効率が得られる。このような本発明により得られる効果は、触媒を用いて合成ガスの燃焼を行うことでさらに向上されることができる。即ち、合成ガスの燃焼を触媒の存在下で行うことにより、酸素：燃料の比を最小化することができると期待される。
【００５７】
【表２】
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【００５８】
［実施例２］合成ガス中の水素：一酸化炭素の比を２とする場合
石炭のガス化後にフィッシャー・トロプシュ反応によって合成油又はメタノールを生産する場合、要求される水素：一酸化炭素の比は２：１である。
【００５９】
フィッシャー・トロプシュ反応：ｎＣＯ＋２ｎＨ２→（ＣＨ２）ｎ＋ｎＨ２Ｏ
メタノール合成反応：ｎＣＯ＋２ｎＨ２→ｎＣＨ３ＯＨ
【００６０】
通常、ガス化により生成された合成ガスは水性ガスシフト反応によって水素：一酸化炭素の比を合わせる。比較例１のGE‐TEXACOガス化器を用いて生成された合成ガスは、水性ガスシフト反応を経て下記のように水素：一酸化炭素の比が２：１である合成ガスに転換される。
【００６１】
ＣＨ０．９Ｏ０．１＋０．１Ｈ２Ｏ＋０．５Ｏ２→０．８８Ｈ２＋０．４４ＣＯ＋０．５６ＣＯ２
【００６２】
本発明では、ガス化器の内部で水性ガスシフト反応が行われるようにすることで、その反応のための追加的な反応器の設置が不要である。この際、スチームガス化反応とＣ‐ＣＯ２ガス化反応はそれぞれ１：０．３３程度で発生することが好ましく、ガス化反応により生成された一酸化炭素の総量のうち約３９％が水性ガスシフト反応によって水素及び二酸化炭素に転換されることが好ましい。
【００６３】
この際、理論的な量論式は下記のとおりである。
【００６４】
ＣＨ０．８Ｏ０．２５＋０．３８Ｈ２Ｏ＋０．２２Ｏ２→１．２２Ｈ２＋０．６１ＣＯ＋０．３９ＣＯ２
【００６５】
本発明によって改善された熱効率、炭素効率、及び二酸化炭素の発生量の低感を下記の表３に示した。
【００６６】
【表３】
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【００６７】
実施例１及び実施例２に記載されたように、本発明によって増加された炭素効率により石炭などの原料使用量が大きく低減することができるため、原料コスト、原料（石炭）の乾燥、粉砕、搬送及び貯蔵に必要な装置コスト及び運転コストを大きく低減することができる。また、合成ガスの触媒式燃焼により、ＡＳＵの装置コスト及び運転コストも５０％以上改善することができる。さらに、二酸化炭素の排出量が大きく減少して、ＣＯ２分離工程、例えば、アミン吸収工程などの装置コスト及びエネルギー使用量が大きく改善されるため、全体工程の経済性がより向上されることができる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2013544946.tif 000012
2013544946.tif 000013
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