(57)【要約】【課題】蓄熱体が溶融スラグで閉塞されてしまう事態を回避する。【解決手段】酸化改質装置１５０は、合成ガスＸ１が流通する流路が形成された本体２１０と、流路上に設けられ、蓄熱または放熱する第１蓄熱体２３０ａと、流路を流通する過程で第１蓄熱体２３０ａによって予熱された合成ガスＸ１に酸化剤を供給する酸化剤供給部２４０（第１酸化剤供給部２４０ａ）と、酸化剤供給部２４０が酸化剤を供給する箇所である供給箇所の鉛直下方に配され、酸化剤によって合成ガスに含まれる灰が溶融されることで生じる溶融スラグを貯留するスラグ貯留部２５０と、を備え、第１蓄熱体２３０ａは、供給箇所からの溶融スラグの落下軌跡範囲外に設けられる。【選択図】図２
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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生成された合成ガスを酸化改質する酸化改質装置であって、
前記合成ガスが流通する流路が形成された本体と、
前記流路上に設けられ、蓄熱または放熱する第１蓄熱体と、
前記流路を流通する過程で前記第１蓄熱体によって予熱された前記合成ガスに酸化剤を供給する酸化剤供給部と、
前記酸化剤供給部が酸化剤を供給する箇所である供給箇所の鉛直下方に配され、前記酸化剤によって前記合成ガスに含まれる灰が溶融されることで生じる溶融スラグを貯留するスラグ貯留部と、
を備え、
前記第１蓄熱体は、前記供給箇所からの前記溶融スラグの落下軌跡範囲外に設けられることを特徴とする酸化改質装置。
【請求項２】
前記流路上、かつ、前記落下軌跡範囲外であって、前記合成ガスの流通方向に対して、該供給箇所を境にして前記第１蓄熱体とは逆側に設けられ、蓄熱または放熱する第２蓄熱体と、
前記流路内における前記合成ガスの流通方向を、前記第１蓄熱体側から前記第２蓄熱体側へと向かう第１の方向と、該第２蓄熱体側から該第１蓄熱体側へと向かう第２の方向とに切り換える切換手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の酸化改質装置。
【請求項３】
前記合成ガスの流通方向が前記第１の方向である場合に、前記第２蓄熱体との間で熱交換された後の合成ガスの温度を測定し、該合成ガスの流通方向が前記第２の方向である場合に、前記第１蓄熱体との間で熱交換された後の合成ガスの温度を測定する温度測定部を備え、
前記切換手段は、
前記合成ガスの流通方向が前記第１の方向である場合に、前記温度測定部によって測定された前記第２蓄熱体との間で熱交換された後の合成ガスの温度が予め定められた温度以上であると、前記合成ガスの流通方向を前記第２の方向に切り換え、
前記合成ガスの流通方向が前記第２の方向である場合に、前記温度測定部によって測定された前記第１蓄熱体との間で熱交換された後の合成ガスの温度が前記予め定められた温度以上であると、前記合成ガスの流通方向を前記第１の方向に切り換えることを特徴とする請求項２に記載の酸化改質装置。
【請求項４】
前記流路は、
前記第１蓄熱体と、該第１蓄熱体の鉛直下方に配された、前記酸化剤供給部を構成する第１酸化剤供給部とが設けられた第１の流路部と、
前記第２蓄熱体と、該第２蓄熱体の鉛直下方に配された、前記酸化剤供給部を構成する第２酸化剤供給部とが設けられた第２の流路部と、
前記第１酸化剤供給部および前記第２酸化剤供給部よりも下方で前記第１の流路部および前記第２の流路部を連通する連通部と、
を備え、
前記スラグ貯留部は、前記連通部のさらに下方に配されていることを特徴とする請求項２または３に記載の酸化改質装置。
【請求項５】
前記第１の流路部および前記第２の流路部は、鉛直方向に延伸しており、かつ、互いに並列して設けられていることを特徴とする請求項４に記載の酸化改質装置。
【請求項６】
前記連通部は、前記スラグ貯留部と連通し、
鉛直下方に向かうに従って、水平方向の断面積が漸減するテーパ形状であることを特徴とする請求項５に記載の酸化改質装置。
【請求項７】
前記連通部に設けられ、前記溶融スラグを加熱する補助バーナをさらに備えたことを特徴とする請求項６に記載の酸化改質装置。
【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ることで生成された合成ガスに含まれるタールを酸化改質する酸化改質装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、石油に代えて、石炭やバイオマス、タイヤチップ等のガス化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ことが多い。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、生成された合成ガスに酸素や空気を添加して燃焼させ、１１００℃〜１５００℃に昇温して酸化改質することで、合成ガスに含まれるタールを除去する酸化改質装置が利用されている。
【０００６】
このような酸化改質装置において、本体の底面に設けられた第１通過口から本体内部に向かって鉛直上方に延伸するように形成された第１流路と、本体内部から本体の底面に設けられた第２通過口に向かって鉛直下方に延伸するように形成された第２流路と、両流路間を連通する中間流路とを備え、第１流路と、第２流路とにそれぞれ、ハニカム構造の蓄熱体を設け、蓄熱体の上方に位置する中間流路において酸化剤を供給し、合成ガスを昇温して酸化改質する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００７】
特許文献１の技術では、合成ガスの流通方向を、第１通過口から導入して第２通過口から排出する流通方向と、第２通過口から導入して第１通過口から排出する流通方向とに切り換えて、酸化改質後の合成ガスが有する熱で、第１流路に配される蓄熱体と、第２流路に配される蓄熱体とを交互に加熱し、加熱された蓄熱体に酸化改質前の合成ガスを通すことで予熱している。
【０００８】
また、特許文献１に記載された第１通過口、第２通過口、第１流路、第２流路、中間流路を備え、第１流路と第２流路に亘って回転自在な、ハニカム構造の蓄熱体を設けた技術も開示されている（例えば、特許文献２）。特許文献２の技術では、蓄熱体における第２流路に配された部分が予め定められた温度まで加熱されたら、蓄熱体を回転して当該加熱された部分を第１流路に位置させることで、酸化改質前の合成ガスを予熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−５１３５８号公報
【特許文献２】特許第３９８４５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、ガス化原料によっては、合成ガスに灰が含まれることがあり、この場合、酸化改質装置内において、酸化剤によって１１００℃以上に合成ガスが昇温されると、合成ガスに含まれる灰が溶融して溶融スラグとなってしまう。
【００１１】
そうすると、特許文献１、２の技術では、酸化改質が行われる中間流路の下方に設けられる蓄熱体に溶融スラグが落下し、当該溶融スラグによって蓄熱体が閉塞してしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、このような課題に鑑み、合成ガスの流路に対する、蓄熱体の位置と、酸化剤供給部の位置とを工夫することで、合成ガスからタールを酸化改質して除去するとともに、灰を除去することができ、蓄熱体が溶融スラグで閉塞されてしまう事態を回避することが可能な酸化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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の酸化改質装置は、ガス化原料をガス化させて生成された合成ガスを酸化改質する酸化改質装置であって、合成ガスが流通する流路が形成された本体と、流路上に設けられ、蓄熱または放熱する第１蓄熱体と、流路を流通する過程で第１蓄熱体によって予熱された合成ガスに酸化剤を供給する酸化剤供給部と、酸化剤供給部が酸化剤を供給する箇所である供給箇所の鉛直下方に配され、酸化剤によって合成ガスに含まれる灰が溶融されることで生じる溶融スラグを貯留するスラグ貯留部と、を備え、第１蓄熱体は、供給箇所からの溶融スラグの落下軌跡範囲外に設けられることを特徴とする。
【００１４】
また、流路上、かつ、落下軌跡範囲外であって、合成ガスの流通方向に対して、供給箇所を境にして第１蓄熱体とは逆側に設けられ、蓄熱または放熱する第２蓄熱体と、流路内における合成ガスの流通方向を、第１蓄熱体側から第２蓄熱体側へと向かう第１の方向と、第２蓄熱体側から第１蓄熱体側へと向かう第２の方向とに切り換える切換手段と、を備えるとしてもよい。
【００１５】
また、合成ガスの流通方向が第１の方向である場合に、第２蓄熱体との間で熱交換された後の合成ガスの温度を測定し、合成ガスの流通方向が第２の方向である場合に、第１蓄熱体との間で熱交換された後の合成ガスの温度を測定する温度測定部を備え、切換手段は、合成ガスの流通方向が第１の方向である場合に、温度測定部によって測定された第２蓄熱体との間で熱交換された後の合成ガスの温度が予め定められた温度以上であると、合成ガスの流通方向を第２の方向に切り換え、合成ガスの流通方向が第２の方向である場合に、温度測定部によって測定された第１蓄熱体との間で熱交換された後の合成ガスの温度が予め定められた温度以上であると、合成ガスの流通方向を第１の方向に切り換えるとしてもよい。
【００１６】
また、流路は、第１蓄熱体と、第１蓄熱体の鉛直下方に配された、酸化剤供給部を構成する第１酸化剤供給部とが設けられた第１の流路部と、第２蓄熱体と、第２蓄熱体の鉛直下方に配された、酸化剤供給部を構成する第２酸化剤供給部とが設けられた第２の流路部と、第１酸化剤供給部および第２酸化剤供給部よりも下方で第１の流路部および第２の流路部を連通する連通部と、を備え、スラグ貯留部は、連通部のさらに下方に配されているとしてもよい。
【００１７】
また、第１の流路部および第２の流路部は、鉛直方向に延伸しており、かつ、互いに並列して設けられているとしてもよい。
【００１８】
また、連通部は、スラグ貯留部と連通し、鉛直下方に向かうに従って、水平方向の断面積が漸減するテーパ形状であるとしてもよい。
【００１９】
また、連通部に設けられ、溶融スラグを加熱する補助バーナをさらに備えるとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、合成ガスからタールを酸化改質して除去するとともに、灰を除去することができ、蓄熱体が溶融スラグで閉塞されてしまう事態を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】合成ガス生成システムを説明するための図である。
【図２】酸化改質装置を説明するための図である。
【図３】制御部によるバルブ、第１酸化剤供給部、第２酸化剤供給部の制御を説明するための図である。
【図４】制御部によるバルブ、第１酸化剤供給部、第２酸化剤供給部の制御を説明するための図である。
【図５】変形例の酸化改質装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
（合成ガス生成システム１００）
図１は、合成ガス生成システム１００を説明するための図である。図１に示すように、合成ガス生成システム１００は、合成ガス生成装置１１０と、酸化改質装置１５０と、精製装置１６０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。
【００２４】
（合成ガス生成装置１１０）
合成ガス生成装置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。合成ガス生成装置１１０は、循環流動層式ガス化システムであり、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９００℃〜１０００℃程度に加熱され、燃焼排ガスＥＸ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ＥＸとが分離され、当該分離された燃焼排ガスＥＸは、不図示の熱交換器（例えば、ボイラー）等で熱回収された後、外部へ排出される。
【００２５】
一方、媒体分離装置１１４で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。
【００２６】
ガス化炉１１６は、例えば、気泡流動層（バブリング流動層）ガス化炉であり、褐炭等の石炭、石油コークス、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℃でガス化させて合成ガスを生成する。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合成ガスを生成する（水蒸気ガス化）。
【００２７】
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。
【００２８】
ガス化炉１１６で生成された合成ガスＸ１には、タール、水蒸気、灰（燃焼灰、流動媒体）等が含まれているため、後段の酸化改質装置１５０、精製装置１６０に送出され、精製される。
【００２９】
詳しくは後述するが、酸化改質装置１５０は、合成ガスＸ１に酸化剤を供給し、合成ガスＸ１に含まれるタールを酸化改質して除去するとともに、灰を溶融して溶融スラグとして除去する。
【００３０】
精製装置１６０は、タールおよび灰が除去された合成ガスＸ２から、さらにタールを除去したり、合成ガスＸ２に含まれる硫黄や硫黄化合物、アンモニア等の窒素化合物、塩素や塩素化合物を除去して精製合成ガスを生成する。
【００３１】
以下、本実施形態において特徴的な酸化改質装置１５０について説明する。
【００３２】
（酸化改質装置１５０）
図２は、本実施形態にかかる酸化改質装置１５０を説明するための図である。本実施形態の図２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において、ガスの流れを実線の矢印で示し、信号の流れを破線の矢印で示す。
【００３３】
図２に示すように、酸化改質装置１５０は、本体２１０と、第１蓄熱体２３０ａと、第２蓄熱体２３０ｂと、酸化剤供給部２４０と、スラグ貯留部２５０と、補助バーナ２６０と、温度検知部２７０と、温度測定部２８０と、制御部２９０とを含んで構成される。
【００３４】
本体２１０は、鉛直方向（図２中、Ｚ軸方向）に延伸した中空形状の容器であり、合成ガスＸ１、Ｘ２が流通する流路が形成される。具体的に説明すると、本体２１０には、内部空間を水平方向（図２中、Ｘ軸方向）に２分割する隔壁２１２が設けられており、隔壁２１２によって、第１の流路部Ａと、第２の流路部Ｂとが形成される。したがって、第１の流路部Ａと、第２の流路部Ｂとは、鉛直方向に延伸しており、かつ、隔壁２１２を隔てて互いに並列して本体２１０に設けられることとなる。さらに、本体２１０には、第１の流路部Ａと第２の流路部Ｂとを連通する連通部Ｃが形成される。つまり、本体２１０に形成される流路は、第１の流路部Ａ、連通部Ｃ、第２の流路部Ｂを含んで構成されることとなる。
【００３５】
また、本体２１０の天面には、ガス化炉１１６から送出された合成ガスＸ１が流通する導入配管２１４が接続される合成ガス入口２２０ａ、２２０ｂが設けられている。なお、合成ガス入口２２０ａは第１の流路部Ａと連通し、合成ガス入口２２０ｂは第２の流路部Ｂと連通する。
【００３６】
また、本体２１０の天面には、本体２１０内で酸化改質された合成ガスＸ２を精製装置１６０に排出するための排出配管２１６が接続される合成ガス出口２２２ａ、２２２ｂが設けられている。なお、合成ガス出口２２２ａは第１の流路部Ａと連通し、合成ガス出口２２２ｂは第２の流路部Ｂと連通する。
【００３７】
したがって、第１の流路部Ａおよび第２の流路部Ｂのいずれか一方に導入された合成ガスＸ１は、連通部Ｃを通じて、第１の流路部Ａおよび第２の流路部Ｂのいずれか他方から外部に排出されることとなる。
【００３８】
また、合成ガス入口２２０ａに接続された導入配管２１４にはバルブ２１４ａが、合成ガス入口２２０ｂに接続された導入配管２１４にはバルブ２１４ｂが、合成ガス出口２２２ａに接続された排出配管２１６にはバルブ２１６ａが、合成ガス出口２２２ｂに接続された排出配管２１６にはバルブ２１６ｂが設けられている。当該バルブ２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂは、後述する制御部２９０によって開閉制御される。制御部２９０によるバルブ２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂの開閉制御については、後に詳述する。
【００３９】
第１蓄熱体２３０ａ、第２蓄熱体２３０ｂは、例えば、コージェライト、アルミナ、ムライト、シリカ等のセラミックで構成され、合成ガスＸ２が有する熱を蓄熱したり、放熱して合成ガスＸ１を予熱したりする機能を有する。第１蓄熱体２３０ａは、第１の流路部Ａにおける合成ガス入口２２０ａ、合成ガス出口２２２ａの下方、かつ、連通部Ｃの上方に設けられ、第２蓄熱体２３０ｂは、第２の流路部Ｂにおける合成ガス入口２２０ｂ、合成ガス出口２２２ｂの下方かつ、連通部Ｃの上方に設けられる。
【００４０】
酸化剤供給部２４０は、第１酸化剤供給部２４０ａと、第２酸化剤供給部２４０ｂとを含んで構成され、制御部２９０の制御指令に応じて、第１の流路部Ａを流通する過程で第１蓄熱体２３０ａによって予熱された合成ガスＸ１、または、第２の流路部Ｂを流通する過程で第２蓄熱体２３０ｂによって予熱された合成ガスＸ１に酸化剤を供給する。
【００４１】
具体的に説明すると、第１酸化剤供給部２４０ａは、第１の流路部Ａにおける第１蓄熱体２３０ａの鉛直下方であって連通部Ｃの上方に配され、第１の流路部Ａにおける第１蓄熱体２３０ａの鉛直下方に酸化剤を供給する。第２酸化剤供給部２４０ｂは、第２の流路部Ｂにおける第２蓄熱体２３０ｂの鉛直下方であって連通部Ｃの上方に配され、第２蓄熱体２３０ｂの鉛直下方に酸化剤を供給する。
【００４２】
ここで酸化剤は、少なくとも酸素を含む気体（例えば、酸素、空気）である。また、本実施形態において、第１酸化剤供給部２４０ａと、第２酸化剤供給部２４０ｂとは、制御部２９０によって駆動制御される。制御部２９０による酸化剤供給部２４０（第１酸化剤供給部２４０ａ、第２酸化剤供給部２４０ｂ）の駆動制御については、後に詳述する。
【００４３】
酸化剤供給部２４０が酸化剤を供給することで、合成ガスＸ１に含まれる水素が燃焼し、合成ガスＸ１を１１００℃〜１５００℃程度まで昇温することができる。合成ガスＸ１を１１００℃〜１５００℃程度とする構成により、合成ガスＸ１に含まれるタールを酸化改質して除去することができる。また、合成ガスＸ１を１１００℃〜１５００℃程度とすることで、合成ガスＸ１に含まれる灰を溶融して、溶融スラグとして除去することができる。このようにして生じた溶融スラグは、連通部Ｃの下方に連通されたスラグ貯留部２５０に落下することとなる。
【００４４】
なお、図２に示すように、本実施形態において、連通部Ｃは、鉛直下方に向かうに従って、水平方向の断面積が漸減するテーパ形状である。このため、酸化剤供給部２４０が酸化剤を供給することで生じた溶融スラグを、連通部Ｃにおいて集約することができ、また、集約させた溶融スラグを、連通部Ｃを構成する本体２１０の壁面を伝って流下させて、スラグ貯留部２５０に落下させることが可能となる。これにより、溶融スラグをスムーズにスラグ貯留部２５０に落下させることができ、溶融スラグの本体２１０内への蓄積を抑制することが可能となる。
【００４５】
スラグ貯留部２５０は、例えば、水槽で構成され、本体２１０における連通部Ｃの下方に設けられる。スラグ貯留部２５０には、予め水が貯留されており、連通部Ｃを通じて落下した溶融スラグを水で冷却し、固化させて貯留する。スラグ貯留部２５０に貯留された溶融スラグは、不図示の搬出装置によって外部に排出される。
【００４６】
補助バーナ２６０は、連通部Ｃに設けられ、溶融スラグを加熱する。補助バーナ２６０は、制御部２９０の制御指令に応じて、温度検知部２７０が検知した連通部Ｃの温度が予め定められた温度未満となった場合に、溶融スラグを加熱する。ここで、予め定められた温度は、溶融スラグの流動性が十分確保できる最低温度であり、例えば、１２００℃である。
【００４７】
補助バーナ２６０を備える構成により、溶融スラグの流動性を確保することができ、連通部Ｃを構成する本体２１０の壁面に溶融スラグが蓄積してしまう事態を回避することが可能となる。
【００４８】
温度測定部２８０は、合成ガス出口２２２ａ、２２２ｂから排出された合成ガスＸ２の温度を測定する。
【００４９】
制御部２９０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酸化改質装置１５０全体を管理および制御する。本実施形態において、制御部２９０は、上述したように温度検知部２７０が検知した連通部Ｃの温度に基づいて補助バーナ２６０を駆動制御する。
【００５０】
また、制御部２９０は、合成ガスＸ１の流路を切り換える切換手段として機能し、温度測定部２８０が測定した合成ガスＸ２の温度に基づいて、バルブ２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂを開閉制御したり、第１酸化剤供給部２４０ａ、第２酸化剤供給部２４０ｂを駆動制御したりする。
【００５１】
図３、図４は、制御部２９０によるバルブ２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂ、第１酸化剤供給部２４０ａ、第２酸化剤供給部２４０ｂの制御を説明するための図である。まず、酸化改質装置１５０を起動する際には、バルブ２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂを開とし、合成ガスＸ１の代わりにパージ用のガス（例えば、空気）を本体２１０に流通させた状態で、第１酸化剤供給部２４０ａ、第２酸化剤供給部２４０ｂと実質的に同位置に設けられた昇温バーナ（図示せず）を駆動させ、本体２１０内を昇温する。そして、本体２１０内の温度が１２００℃程度に達したら、合成ガスＸ１の酸化改質を開始する。
【００５２】
なお、以下、第１蓄熱体２３０ａ側から第２蓄熱体２３０ｂ側へと向かう合成ガスＸ１の流通方向、すなわち、上流側から順に、第１の流路部Ａ、連通部Ｃ、第２の流路部Ｂと流通する方向を第１の方向と称し、第２蓄熱体２３０ｂ側から第１蓄熱体２３０ａ側へと向かう合成ガスＸ１の流通方向、すなわち、上流側から順に、第２の流路部Ｂ、連通部Ｃ、第１の流路部Ａと流通する方向を第２の方向と称する。
【００５３】
合成ガスＸ１の酸化改質を開始する際、例えば、まず、制御部２９０は、図３に示すように、バルブ２１４ｂと、バルブ２１６ａとを閉じ（図３中、黒い塗りつぶしで示す）、導入配管２１４から合成ガスＸ１の導入を開始するとともに、第１酸化剤供給部２４０ａを駆動させる。
【００５４】
そうすると、図３中、実線の矢印で示すように、合成ガスＸ１は、第１の方向で本体２１０内を流通することとなる。つまり、合成ガスＸ１は、合成ガス入口２２０ａ、第１蓄熱体２３０ａ（第１の流路部Ａ）、第１酸化剤供給部２４０ａ、連通部Ｃ、第２蓄熱体２３０ｂ（第２の流路部Ｂ）、合成ガス出口２２２ｂをこの順で通って排出配管２１６に排出されることとなる。
【００５５】
そうすると、起動時に１２００℃程度に加熱された第１蓄熱体２３０ａによって、酸化改質前の合成ガスＸ１を予熱することができる。したがって、第１酸化剤供給部２４０ａが供給する、酸化改質に必要な温度（１１００℃〜１５００℃程度）まで昇温するのに必要な酸化剤の量を低減することが可能となる。これにより、酸化剤に要するコストを低減することができる。
【００５６】
そして、制御部２９０は、温度測定部２８０が測定した合成ガスＸ２の温度が予め定められた温度以上となったら、図４に示すように、導入配管２１４から合成ガスＸ１の導入を維持したまま、バルブ２１４ａと、バルブ２１６ｂとを閉じ（図４中、黒い塗りつぶしで示す）、バルブ２１４ｂと、バルブ２１６ａとを開いて、第２酸化剤供給部２４０ｂを駆動させる。ここで、予め定められた温度は、流路の切り換え後に合成ガスＸ１を十分予熱可能となる第２蓄熱体２３０ｂの温度の最低値とみなせる値であり、例えば、６００℃〜９００℃程度である。
【００５７】
そうすると、図４中、実線の矢印で示すように、合成ガスＸ１は、第２の方向で本体２１０内を流通することとなる。つまり、合成ガスＸ１は、合成ガス入口２２０ｂ、第２蓄熱体２３０ｂ（第２の流路部Ｂ）、第２酸化剤供給部２４０ｂ、連通部Ｃ、第１蓄熱体２３０ａ（第１の流路部Ａ）、合成ガス出口２２２ａをこの順で通って排出配管２１６に排出されることとなる。
【００５８】
そうすると、図３に示す運転おいて１２００℃程度に加熱された第２蓄熱体２３０ｂによって、酸化改質前の合成ガスＸ１を予熱することができる。したがって、第２酸化剤供給部２４０ｂが供給する、酸化改質に必要な温度（１１００℃〜１５００℃程度）まで昇温するのに必要な酸化剤の量を低減することが可能となる。これにより、酸化剤に要するコストを低減することができる。
【００５９】
そして、制御部２９０は、温度測定部２８０が測定した合成ガスＸ２の温度が予め定められた温度以上となったら、図３に示すように、導入配管２１４から合成ガスＸ１の導入を維持したまま、バルブ２１４ｂ、２１６ａを閉じ、バルブ２１４ａ、２１６ｂを開いて、第１酸化剤供給部２４０ａを駆動させ、以降、温度測定部２８０が測定した合成ガスＸ２の温度に応じて、図３に示す状態と、図４に示す状態を繰り返す。
【００６０】
換言すれば、制御部２９０は、合成ガスＸ１の流通方向を、第１の方向（図３に示す方向）と、第２の方向（図４に示す方向）とに切り換えることとなる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態にかかる酸化改質装置１５０によれば、合成ガスＸ１の流路を切り換える構成により、第１蓄熱体２３０ａと第２蓄熱体２３０ｂとを交互に加熱するとともに、加熱された蓄熱体によって酸化改質前の合成ガスＸ１を常時予熱することができる。これにより、酸化剤供給部２４０（第１酸化剤供給部２４０ａ、第２酸化剤供給部２４０ｂ）が供給する酸化剤の量を低減することが可能となる。
【００６２】
また、上述したように、本実施形態にかかる酸化改質装置１５０において、鉛直上方から順に、第１蓄熱体２３０ａ、第１酸化剤供給部２４０ａ、スラグ貯留部２５０、または、第２蓄熱体２３０ｂ、第２酸化剤供給部２４０ｂ、スラグ貯留部２５０と配される。つまり、第１蓄熱体２３０ａ、第２蓄熱体２３０ｂは、第１酸化剤供給部２４０ａ、第２酸化剤供給部２４０ｂ（酸化剤供給部２４０が酸化剤を供給する箇所である供給箇所）からの溶融スラグの落下軌跡範囲外に設けられている。
【００６３】
かかる構成により、第１酸化剤供給部２４０ａ、第２酸化剤供給部２４０ｂによって生じた溶融スラグは、第１蓄熱体２３０ａ、第２蓄熱体２３０ｂに接触することがなく、第１蓄熱体２３０ａ、第２蓄熱体２３０ｂが溶融スラグで閉塞されてしまう事態を回避することができる。
【００６４】
（変形例）
上述した実施形態において、スラグ貯留部２５０が連通部Ｃの真下に位置する、すなわち、隔壁２１２の真下に位置する構成について説明した。しかし、第１蓄熱体２３０ａおよび第２蓄熱体２３０ｂが、酸化剤供給部２４０が酸化剤を供給する供給箇所（第１酸化剤供給部２４０ａ、第２酸化剤供給部２４０ｂ）からの溶融スラグの落下軌跡範囲外に配されれば、スラグ貯留部２５０の位置に限定はない。例えば、図５に示すように、本体２１０に対する水平方向（図５中、Ｘ軸方向）の位置が、隔壁２１２より第２の流路部Ｂ側に偏ったスラグ貯留部２５０を備えた酸化改質装置３５０であってもよい。なお、この場合、補助バーナ２６０が１つであってもよい。
【００６５】
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。
【００６６】
例えば、上述した実施形態において、第１の流路部Ａと、第２の流路部Ｂとが、鉛直方向に延伸する構成について説明した。しかし、第１の流路部Ａと、第２の流路部Ｂとは、必ずしも鉛直方向に延伸していなくてもよく、例えば、水平方向に延伸していてもよい。少なくとも、第１の流路部Ａに配される第１蓄熱体２３０ａと、第２の流路部Ｂに配される第２蓄熱体２３０ｂとが、溶融スラグの落下軌跡範囲外に設けられればよい。
【００６７】
また、上記実施形態において、第１蓄熱体２３０ａと、第２蓄熱体２３０ｂとの鉛直方向の位置が等しく（または、実質的に等しく）、水平方向の位置が異なる構成について説明した。しかし、第２蓄熱体２３０ｂは、合成ガスＸ１の流路上、かつ、溶融スラグの落下軌跡範囲外であって、合成ガスＸ１の流通方向に対して、酸化剤供給部２４０が酸化剤を供給する供給箇所を境にして第１蓄熱体２３０ａとは逆側に設けられればよい。したがって、第１蓄熱体２３０ａと、第２蓄熱体２３０ｂとは、水平方向の位置が等しく（または、実質的に等しく）、鉛直方向の位置が異なるとしてもよい。
【００６８】
また、上述した実施形態において、第１の流路部Ａと、第２の流路部Ｂとが、隔壁２１２を介して並行して設けられ、流通方向が第１の方向である場合、第２の流路部Ｂを流通する合成ガスＸ２の熱を、隔壁２１２を介して第１の流路部Ａを流通する合成ガスＸ１に伝達することができ、流通方向が第２の方向である場合、第１の流路部Ａを流通する合成ガスＸ２の熱を、隔壁２１２を介して第２の流路部Ｂを流通する合成ガスＸ１に伝達することができる構成、つまり、隔壁２１２を介して、第１の流路部Ａを流通する合成ガスと第２の流路部Ｂとを流通する合成ガスとで熱交換できる構成を例に挙げて説明した。しかし、第１の流路部Ａと第２の流路部Ｂとは、並行に配されていれば、離隔していてもよい。また、第１の流路部Ａと第２の流路部Ｂとは、並行に配されていなくともよい。少なくとも、第１蓄熱体２３０ａ、第２蓄熱体２３０ｂが、溶融スラグの落下軌跡範囲外に設けられればよい。
【００６９】
また、上述した実施形態において、温度測定部２８０が、合成ガス出口２２２ａ、２２２ｂから排出された合成ガスＸ２の温度を測定する構成について説明した。しかし、温度測定部２８０は、合成ガスＸ１の流通方向が第１の方向である場合に、第２蓄熱体２３０ｂとの間で熱交換された後の合成ガスＸ２の温度を測定し、第２の方向である場合に、第１蓄熱体２３０ａとの間で熱交換された後の合成ガスＸ２の温度を測定することができれば、測定位置に限定はない。
【００７０】
また、上記実施形態において、制御部２９０は、温度測定部２８０が測定した合成ガスＸ２の温度で、間接的に蓄熱体（第１蓄熱体２３０ａまたは第２蓄熱体２３０ｂ）が十分加熱されたか否かを判定しているが、温度測定部２８０が蓄熱体（第１蓄熱体２３０ａまたは第２蓄熱体２３０ｂ）の温度を直接測定するとしてもよい。
【００７１】
また、上述した実施形態において、酸化改質装置１５０は、合成ガス入口２２０ａ、２２０ｂ、合成ガス出口２２２ａ、２２２ｂを備え、制御部２９０は、バルブ２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂを開閉制御するとともに、第１酸化剤供給部２４０ａ、第２酸化剤供給部２４０ｂを駆動制御することで、上記第１の方向と第２の方向とを切り換えている。しかし、本体２１０の天面に、２つの貫通口、すなわち、第１の流路部Ａに連通する第１通過口と、第２の流路部Ｂに連通する第２通過口とを設けておき、制御部２９０は、第１通過口を合成ガス入口として機能させ、第２通過口を合成ガス出口として機能させて第１の方向とする場合と、第２通過口を合成ガス入口として機能させ、第１通過口を合成ガス出口として機能させる第２の方向とする場合とを切り換えるとしてもよい。
【００７２】
また、上述した実施形態では、第１蓄熱体２３０ａと、第２蓄熱体２３０ｂとを別体で構成するとともに、本体２１０に固定的に設置し、制御部２９０が、バルブ２１４ａ、２１４ｂ、２１６ａ、２１６ｂを開閉制御することで、合成ガスＸ１、Ｘ２の流路を切り換えて、第１蓄熱体２３０ａと第２蓄熱体２３０ｂとを交互に加熱するとともに、加熱された蓄熱体によって酸化改質前の合成ガスＸ１を常時予熱する構成について説明した。しかし、第１蓄熱体と、第２蓄熱体とを一体的に構成してもよい。この場合、合成ガスＸ１、Ｘ２の流通方向を固定し（例えば、第１の方向とし）、一体的に構成した蓄熱体を回転させることで、蓄熱体の１の部分とその他の部分とを交互に加熱するとともに、蓄熱体における加熱された部分によって酸化改質前の合成ガスＸ１を常時予熱するとしてもよい。
【００７３】
また、上述した実施形態では、ガス化剤として水蒸気を利用したガス化炉１１６で生成された合成ガスＸ１中のタールを酸化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ることで生成された合成ガスに含まれるタールを酸化改質する酸化改質装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７５】
Ａ  第１の流路部
Ｂ  第２の流路部
Ｃ  連通部
１５０、３５０  酸化改質装置
２１０  本体
２３０ａ  第１蓄熱体
２３０ｂ  第２蓄熱体
２４０  酸化剤供給部
２４０ａ  第１酸化剤供給部
２４０ｂ  第２酸化剤供給部
２５０  スラグ貯留部
２６０  補助バーナ
２８０  温度測定部
２９０  制御部（切換手段）
【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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