(57)【要約】【課題】燃焼排気ガスに含まれる二酸化炭素を有効に利用する酸素燃焼ボイラシステムを提供する。【解決手段】酸素燃焼ボイラ３と、改質装置５と、酸素供給流路１２と、酸素燃焼ボイラ３から排出された燃焼排気ガスを改質装置５へ導く煙道１３と、煙道１３の途中から分岐し燃焼排気ガスの一部を酸素供給流路１２へ導く再循環流路１７と、を備え、改質装置５は、供給された天然ガスに対して水蒸気改質反応と二酸化炭素改質反応と酸化反応を生じさせ、天然ガスを水素と一酸化炭素に改質するニッケル系触媒２３を備え、ニッケル系触媒２３は、煙道１３から導かれた燃焼排気ガスに含まれる水、二酸化炭素、酸素を用いて水蒸気改質反応、二酸化炭素改質反応、酸化反応を行わせる。【選択図】図１
2015137790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素を製造する酸素製造装置と、
前記酸素製造装置で製造された酸素を用いて燃料を燃焼させる酸素燃焼ボイラと、
酸素燃焼ボイラから排出された燃焼排気ガスを処理する改質装置と、
前記酸素製造装置で製造された酸素を前記酸素燃焼ボイラへ導く酸素供給流路と、
前記酸素燃焼ボイラから排出された燃焼排気ガスを前記改質装置へ導く煙道と、
前記煙道の途中から分岐し燃焼排気ガスの一部を前記酸素供給流路へ導く再循環流路と、
前記改質装置へ天然ガスを導く天然ガス供給路と、を備え、
前記改質装置は、供給された天然ガスを一酸化炭素と水素に改質するニッケル系触媒を備え、
前記ニッケル系触媒は、前記煙道から導かれた燃焼排気ガスに含まれる水、二酸化炭素、酸素を用いて水蒸気改質反応、二酸化炭素改質反応、酸化反応を行わせることを特徴とする酸素燃焼ボイラシステム。
【請求項２】
前記ニッケル系触媒に熱を入力する熱入力手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の酸素燃焼ボイラシステム。
【請求項３】
前記酸素供給流路は、前記煙道における前記再循環流路よりも下流側に酸素を供給する酸素供給分流路を有し、
前記熱入力手段は、前記ニッケル系触媒に酸素を導き、天然ガスを酸化させてその反応熱を前記ニッケル系触媒に入力することを特徴とする請求項２に記載の酸素燃焼ボイラシステム。
【請求項４】
前記改質装置に導かれる前の燃焼排気ガスに含まれる水分量を計測する水分計と、
前記水分計で計測した水分量に基づいて燃焼排気ガスから脱水する脱水器と、
前記煙道を流れる燃焼排気ガスのうち前記再循環流路への分岐位置よりも下流側の流量を計測する煙道の流量計と、
前記煙道の流量計で計測した燃焼排気ガスの流量に基づいて酸素を燃焼排気ガスに混合させるために酸素供給流路へ流れる酸素の量を調整する流量調整手段と、を備え、
天然ガスを前記ニッケル系触媒で燃焼排気ガスを用いて一酸化炭素と水素に改質すると、生成された一酸化炭素と水素のモル比がメタノール合成、ジメチルエーテル合成、及びフィッシャー・トロプシュ合成に適したモル比となるように、燃焼排気ガスに含まれる二酸化炭素と水と酸素のモル比が前記脱水器と前記流量調整手段によって調整されることを特徴とする請求項３に記載の酸素燃焼ボイラシステム。
【請求項５】
前記煙道における再循環流路への分岐位置よりも下流側、且つ、前記酸素供給分流路の合流部分よりも上流側に、燃焼排気ガスに含まれる二酸化炭素を液化して処理する液化処理ルートを備え、
前記煙道の流量計で計測した燃焼排気ガスの流量が、前記改質装置の燃焼排気ガスの処理量を上回った際、前記液化処理ルートに燃焼排気ガスが導かれることを特徴とする請求項４に記載の酸素燃焼ボイラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素燃焼ボイラで発生する燃焼排気ガスに含まれる二酸化炭素を有効に利用する酸素燃焼ボイラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ボイラが排出する燃焼排気ガスには、二酸化炭素と水と少量の酸素が含まれている。燃焼排気ガスのうち二酸化炭素は、地球温暖化の要因となる。このため、二酸化炭素は、大気中へ排出される量が削減されることが好ましい。
【０００３】
ここで、ボイラは、燃焼方法のひとつに酸素燃焼がある。酸素燃焼ボイラは、空気から酸素のみを分離し、分離された純酸素を用いて酸素燃焼を行うボイラである。この酸素燃焼ボイラは、燃焼排気ガスの大部分が二酸化炭素になる。
【０００４】
このため、酸素燃焼ボイラは、燃焼排気ガスから二酸化炭素を濃縮する必要がなく、そのまま燃焼排気ガスを冷却して脱水することで二酸化炭素を分離することができる。この二酸化炭素は、圧縮して液化処理され、パイプラインを通して運ばれて地下に貯留されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２７０７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の酸素燃焼ボイラでは、設備と運用費用をかけて燃焼排気ガスから二酸化炭素を分離させていたが、最終的には地中に貯留させており二酸化炭素を有効に利用できず無駄になっていた。
【０００７】
そこで、本発明は、燃焼排気ガスに含まれる二酸化炭素を有効に利用する酸素燃焼ボイラシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、酸素を製造する酸素製造装置と、前記酸素製造装置で製造された酸素を用いて燃料を燃焼させる酸素燃焼ボイラと、酸素燃焼ボイラから排出された燃焼排気ガスを処理する改質装置と、前記酸素製造装置で製造された酸素を前記酸素燃焼ボイラへ導く酸素供給流路と、前記酸素燃焼ボイラから排出された燃焼排気ガスを前記改質装置へ導く煙道と、前記煙道の途中から分岐し燃焼排気ガスの一部を前記酸素供給流路へ導く再循環流路と、前記改質装置へ天然ガスを導く天然ガス供給路と、を備え、前記改質装置は、供給された天然ガスを一酸化炭素と水素に改質するニッケル系触媒を備え、前記ニッケル系触媒は、前記煙道から導かれた燃焼排気ガスに含まれる水、二酸化炭素、酸素を用いて水蒸気改質反応、二酸化炭素改質反応、酸化反応を行わせることを特徴とした酸素燃焼ボイラシステムである。
【０００９】
前記ニッケル系触媒に熱を入力する熱入力手段を備えることが好ましい。
【００１０】
前記酸素供給流路は、前記煙道における前記再循環流路よりも下流側に酸素を供給する酸素供給分流路を有し、前記熱入力手段は、前記ニッケル系触媒に酸素を導き、天然ガスを酸化させてその反応熱を前記ニッケル系触媒に入力することが好ましい。
【００１１】
前記改質装置に導かれる前の燃焼排気ガスに含まれる水分量を計測する水分計と、前記水分計で計測した水分量に基づいて燃焼排気ガスから脱水する脱水器と、前記煙道を流れる燃焼排気ガスのうち前記再循環流路への分岐位置よりも下流側の流量を計測する煙道の流量計と、前記煙道の流量計で計測した燃焼排気ガスの流量に基づいて酸素を燃焼排気ガスに混合させるために酸素供給流路へ流れる酸素の量を調整する流量調整手段と、を備え、天然ガスを前記ニッケル系触媒で燃焼排気ガスを用いて一酸化炭素と水素に改質すると、生成された一酸化炭素と水素のモル比がメタノール合成、ジメチルエーテル合成、及びフィッシャー・トロプシュ合成に適したモル比となるように、燃焼排気ガスに含まれる二酸化炭素と水と酸素のモル比が前記脱水器と前記流量調整手段によって調整されることが好ましい。
【００１２】
前記煙道における再循環流路への分岐位置よりも下流側、且つ、前記酸素供給分流路の合流部分よりも上流側に、燃焼排気ガスに含まれる二酸化炭素を液化して処理する液化処理ルートを備え、前記煙道の流量計で計測した燃焼排気ガスの流量が、前記改質装置の燃焼排気ガスの処理量を上回った際、前記液化処理ルートに燃焼排気ガスが導かれることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の酸素燃焼ボイラシステムによれば、燃焼排気ガスに含まれる二酸化炭素を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の酸素燃焼ボイラシステムを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態の例（以下、実施例）を、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の酸素燃焼ボイラシステム１を示す概略構成図である。酸素燃焼ボイラシステム１は、酸素製造装置２と、酸素燃焼ボイラ３と、脱塵装置４と、改質装置５と、脱水器６と、流量調整ダンパ７（流量調整手段）と、制御装置８、液化処理ルート１０と、を備えている。
【００１６】
酸素燃焼ボイラ３は、燃料が燃料供給路１１から供給され、酸素が酸素供給流路１２から供給される。酸素燃焼ボイラ３は、酸素を用いて燃料を燃焼させる。そして、酸素燃焼ボイラ３から排出された燃焼排気ガスは、煙道１３によって脱塵装置４を介して改質装置５へ導かれる。
【００１７】
煙道１３の流路には、上流側から下流側へ向けて、脱塵装置４、煙道のブロワ１４、煙道の流量計１５、水分計１６が配されている。そして、酸素燃焼ボイラ３から排出された燃焼排気ガスの一部は、再循環流路１７によって酸素供給流路１２と燃料供給路１１に導かれるようになっている。
【００１８】
燃料供給路１１は、例えば、石炭粉砕ミルによって微粉炭燃焼に適した粒度に粉砕された石炭が流される。そして、燃料供給路１１は、再循環流路１７から燃焼排気ガスが導かれ、粉砕された石炭をこの燃焼排気ガスによって酸素燃焼ボイラ３へ供給するようになっている。
【００１９】
酸素製造装置２は、空気から窒素を分離して酸素を製造し、酸素供給流路１２へ所定の圧力で酸素を供給する。酸素製造装置２によって製造された酸素は、流量調整ダンパ９によって流量が調整されて酸素供給流路１２によって酸素燃焼ボイラ３へ導かれる。そして、酸素供給流路１２は、再循環流路１７から燃焼排気ガスが導かれ、この燃焼排気ガスが酸素に混合されるようになっている。
【００２０】
酸素供給流路１２は、流路の途中から分岐する酸素供給分流路１８を有している。この酸素供給分流路１８は、煙道１３における再循環流路１７への分岐位置、液化処理ルート１０への分岐位置よりも煙道１３の下流側へ酸素を供給して燃焼排気ガスに酸素を混合するようになっている。ここで、酸素供給分流路１８は、流量調整ダンパ７が配されている。制御装置８は、流量調整ダンパ７の開度を調整することによって、煙道１３へ流される酸素の量を調整する。
【００２１】
脱塵装置４は、例えば、微粉炭燃焼用の濾布を備えた脱塵装置４である。そして、脱塵装置４は、酸素燃焼ボイラ３の下流側に配されて、酸素燃焼ボイラ３から排出された燃焼排気ガスから煤塵を取り除く。なお、脱塵装置４は、燃焼排気ガスから煤塵を除去する機能を有していれば良く、濾布を備えた脱塵装置４に限定されない。
【００２２】
再循環流路１７は、煙道１３の途中で分岐し、酸素燃焼ボイラ３から排出された燃焼排気ガスの一部を燃料供給路１１と酸素供給流路１２へ導く流路である。この再循環流路１７には、再循環流路のブロワ２０と再循環流路の流量計２１と脱水器６が配されている。
【００２３】
再循環流路のブロワ２０は、所定量の燃焼排気ガスが煙道１３から再循環流路１７へ流れるように燃焼排気ガスを導く。また、再循環流路の流量計２１は、再循環流路１７を流れる燃焼排気ガスの流量を計測する。
【００２４】
再循環流路のブロワ２０と再循環流路の流量計２１は、制御装置８に接続されている。そして、制御装置８には、再循環流路の流量計２１で計測された流量が送信される。そして、制御装置８は、計測された流量に基づき所定量の燃焼排気ガスが煙道１３から再循環流路１７へ導かれるような強さに再循環流路のブロワ２０を調整する。
【００２５】
脱水器６は、再循環流路１７における再循環流路の流量計２１の下流側に配される。そして、脱水器６は、水分計１６で計測した水分量に基づいて燃焼排気ガスに含まれる水分量が所望の値になるように燃焼排気ガスを冷却して脱水する。なお、脱水器６の配設位置を再循環流路１７で説明したがこれに限定されるものではない。脱水器６は、改質装置５へ導かれる燃焼排気ガス中に含まれる水分量を減らすことができれば何処でもよい。
【００２６】
煙道のブロワ１４は、燃焼排気ガスを下流の改質装置５へ導く。煙道の流量計１５は、煙道１３を流れる燃焼排気ガスのうち前記再循環流路１７への分岐位置と液化処理ルート１０への分岐位置よりも下流側、且つ、酸素供給分流路１８の合流部分よりも上流側の流量を計測する。すなわち、煙道の流量計１５は、酸素燃焼ボイラ３から排出された燃焼排気ガスのうち、再循環流路１７と液化処理ルート１０に導かれずに残った燃焼排気ガスの流量を計測し、制御装置８へ燃焼排気ガスの流量を送信する。
【００２７】
そして、制御装置８は、煙道の流量計１５で計測した燃焼排気ガスの流量に基づいて流量調整ダンパ７の開度を調整し、酸素を燃焼排気ガスに混合させる。ここで、燃焼排気ガスの流量に基づいた酸素とは、例えば、煙道の流量計１５で計測した燃焼排気ガスを改質装置５で処理するために必要な酸素の量のことをいう。
【００２８】
水分計１６は、改質装置５に導かれる前の燃焼排気ガスに含まれる水分量を計測し、その値を制御装置８へ送信する。
【００２９】
改質装置５は、煙道１３に接続されて燃焼排気ガスに含まれる二酸化炭素を、天然ガス（メタン）を用いて処理する。この改質装置５には、天然ガスが天然ガス供給路２２から供給されるようになっている。
【００３０】
そして、改質装置５は、天然ガスに対して水蒸気改質反応と二酸化炭素改質反応と酸化反応（部分酸化反応を含む）を生じさせて、天然ガスを水素と一酸化炭素に改質させるニッケル系触媒２３を備えている。このニッケル系触媒２３は、金属酸化物にニッケルを活性成分として担持させた触媒であり、例えば、Ｎｉ/Ａｌ２Ｏ３触媒系である。
【００３１】
そして、このニッケル系触媒２３は、具体的には煙道１３から導かれた燃焼排気ガスに含まれる水、二酸化炭素、酸素を用いて水蒸気改質反応［下記式（１）］、二酸化炭素改質反応［下記式（２）］、部分酸化反応［下記式（３）］、酸化反応［下記式（４）］を同時に生じさせて天然ガスを一酸化炭素と水素に改質する。
【００３２】
ＣＨ4  ＋  Ｈ2Ｏ  →  ＣＯ  ＋  3Ｈ2  ＋  ２０６．３kJ/mol    …（１）
ＣＨ4  ＋  ＣＯ2  →  2ＣＯ  ＋  2Ｈ2  ＋  ２４７．３kJ/mol  …（２）
ＣＨ4  ＋  1/2Ｏ2  →  ＣＯ  ＋  2Ｈ2  −  ３５．６kJ/mol    …（３）
ＣＨ4  ＋  2Ｏ2  →  ＣＯ2  ＋  2Ｈ2Ｏ  −  ８８０kJ/mol    …（４）
【００３３】
上記（１）〜（４）の化学反応式は、水蒸気改質反応［式（１）］と二酸化炭素改質反応［式（２）］が吸熱反応であり、部分酸化反応［式（３）］と酸化反応［式（４）］が発熱反応である。
【００３４】
酸素燃焼ボイラ３から排出された燃焼排気ガスには、酸素が少量しか含まれていない。したがって、通常の燃焼排気ガスに含まれる水と二酸化炭素と酸素のモル比では、酸素が少なく部分酸化反応［式（３）］と酸化反応［式（４）］が十分に起こせずに、水蒸気改質反応［式（１）］と二酸化炭素改質反応［式（２）］に必要な熱が不足し、水蒸気改質反応［式（１）］と二酸化炭素改質反応［式（２）］と部分酸化反応［式（３）］と酸化反応［式（４）］の４つの化学反応が同時に起こせなくなってしまう。
【００３５】
そこで、熱入力手段として、例えば、酸素供給分流路１８によって改質装置５へ導かれる前の燃焼排気ガスに酸素を供給している。この酸素は、ニッケル系触媒２３まで導かれて天然ガスに対して主に酸化反応［式（４）］を生じさせ、その反応熱をニッケル系触媒２３に入力する。これによって、水蒸気改質反応［式（１）］と二酸化炭素改質反応［式（２）］の吸熱反応に必要な熱が入力されることとなる。
【００３６】
以上によって、ニッケル系触媒２３上では、天然ガスに対して、燃焼排気ガスを構成する水、二酸化炭素、酸素を用いて水蒸気改質反応［式（１）］、二酸化炭素改質反応［式（２）］、部分酸化反応［式（３）］、酸化反応［式（４）］を起こして、天然ガスから一酸化炭素と水素を生成させながら燃焼排気ガスを処理する。
【００３７】
生成ガスである一酸化炭素と水素は、生成ガス流路２４を通って下流工程に導かれる。その際に、生成ガスは、熱交換器２５によって改質装置５に供給される前の天然ガスと熱交換する。
【００３８】
液化処理ルート１０は、改質装置５が処理できる燃焼排気ガスの処理量を上回った際に、燃焼排気ガスが導かれるルートである。ここで、改質装置５の燃焼排気ガスの処理量は、酸素製造装置２の酸素供給分流路１８への供給能力に依存する。すなわち、制御装置８は、煙道の流量計１５から送信された燃焼排気ガスの流量に対して、改質装置５で処理するために必要な酸素量を供給できないと判断すると、液化処理ルート１０のブロワを作動させ、煙道１３を流れる燃焼排気ガスの一部を液化処理ルート１０へ導くようになっている。
【００３９】
液化処理ルート１０のブロワの下流側には、例えば、脱硫装置、脱水器、圧縮液化装置が配されている。すなわち、通常処理ルールに流された燃焼排気ガスは、脱硫装置によって硫黄分が除去されて構成成分が主に二酸化炭素と水となり、その後、脱水器で冷却されて脱水されることによって二酸化炭素を取り出し、そして、圧縮液化装置によって二酸化炭素を圧縮して液化し、最後に、パイプラインを通して運ばれて地下に貯留されるようになっている。
【００４０】
本発明の酸素燃焼ボイラシステム１において、改質装置５で燃焼排気ガスが処理される作動を説明する。酸素燃焼ボイラ３から排出された燃焼排気ガスは、煙道１３を流れて脱塵装置４へ導かれ煤塵が取り除かれる。そして、脱塵装置４を通過した燃焼排気ガスは、一部が再循環流路１７に導かれ、残部がさらに煙道１３の下流側へ導かれる。
【００４１】
煙道１３の下流側へ流れた燃焼排気ガスは、煙道の流量計１５によって流量が計測され制御装置８へその流量が送信される。制御装置８は、煙道の流量計１５によって計測した燃焼排気ガスの流量に基づき、流量調整ダンパ７を調整し酸素供給流路１２を流れる酸素の流量を調整し、燃焼排気ガスに含まれる酸素の量が所望の値となるように調整する。
【００４２】
ここで、酸素の量が所望の値とは、燃焼排気ガスがニッケル系触媒２３まで導かれて天然ガスの改質に用いられる際に、燃焼排気ガスに含まれる水と二酸化炭素による水蒸気改質反応［式（１）］と二酸化炭素改質反応［式（２）］に必要な熱量を発生できるだけの酸化反応［式（４）］を生じさせられる酸素量のことをいう。
【００４３】
酸素供給流路１２から酸素が供給された燃焼排気ガスは、その下流側の水分計１６によって燃焼排気ガスに含まれる水分量が計測されて制御装置８にその値が送信される。そして、制御装置８は、水分計１６で計測した水分量に応じて脱水器６を制御し、改質装置５へ導かれる前の燃焼排気ガスに含まれる水分量が所望の値になるように制御する。
【００４４】
ここで、燃焼排気ガスに含まれる水分量が所望の値とは、その燃焼排気ガスがニッケル系触媒２３まで導かれて、燃焼排気ガスに含まれる水と二酸化炭素によって水蒸気改質反応［式（１）］と二酸化炭素改質反応［式（２）］を生じさせて天然ガスから改質される一酸化炭素と水素のモル比がメタノール合成、ジメチルエーテル合成、及びフィッシャー・トロプシュ合成に適したモル比になるような二酸化炭素量に対する水分量をいう。
【００４５】
以上に説明したとおり、改質装置５へ導かれる燃焼排気ガスは、流量調整ダンパ７によって酸素量が調整され、凝縮器によって水分量が調整されて改質装置５のニッケル系触媒２３へ導かれる。
【００４６】
そして、燃焼排気ガスの水と二酸化炭素と酸素のモル比が調整された燃焼排気ガスは、ニッケル系触媒２３上で、天然ガスの改質に用いられて処理される。また、天然ガスの改質によって生成された一酸化炭素と水素のモル比は、メタノール合成、ジメチルエーテル合成、及びフィッシャー・トロプシュ合成に適したモル比となる。
【００４７】
また、制御装置８は、煙道の流量計１５によって計測した燃焼排気ガスの流量に対して必要な酸素の量が酸素製造装置２の供給能力を超える場合、液化処理ルートのブロワ１９を作動させて、液化処理ルート１０へ燃焼排気ガスを導くとともに改質装置５へ導かれる燃焼排気ガスの量を減少させる。
【００４８】
本発明の酸素燃焼ボイラシステム１によれば、改質装置５のニッケル系触媒２３が天然ガスに対して水蒸気改質反応［式（１）］と二酸化炭素改質反応［式（２）］と部分酸化反応［式（３）］と酸化反応［式（４）］を生じさせ、天然ガスを一酸化炭素と水素に改質するニッケル系触媒２３を備えている。そして、このニッケル系触媒２３は、燃焼排気ガスに含まれる水、二酸化炭素、酸素を用いて水蒸気改質反応［式（１）］、二酸化炭素改質反応［式（２）］、部分酸化反応［式（３）］、酸化反応［式（４）］を生じさせている。すなわち、本発明の酸素燃焼ボイラシステム１によれば、従来、液化処理して貯留していた二酸化炭素を、天然ガスの改質に有効利用しながら処理することができる。
【００４９】
また、燃焼排気ガスを処理する触媒の表面には、煤が付着し改質性能に影響を与えたり、触媒の寿命を縮めたりする。しかしながら、本発明の燃焼ボイラシステムによれば、ニッケル系触媒２３には、燃焼排気ガスに含まれる水、二酸化炭素、酸素を用いて水蒸気改質反応［式（１）］、二酸化炭素改質反応［式（２）］、部分酸化反応［式（３）］、酸化反応［式（４）］を行っている。燃焼排気ガスのうち、水は、煤をガス化させ、酸素は煤を酸化させて煤の付着を抑制する。これによって、改質装置５のニッケル系触媒２３の改質性能低下や劣化を抑制することができる。
【００５０】
また、本発明の酸素燃焼ボイラシステム１によれば、ニッケル系触媒２３に熱を与える熱入力手段を有している。よって、燃焼排気ガスに含まれる酸素を用いた酸化による反応熱のみを用いるよりも、安定して吸熱反応である水蒸気改質反応［式（１）］と二酸化炭素改質反応［式（２）］を起こすことができる。
【００５１】
また、熱入力手段とは、例えば、酸素供給分流路１８から煙道１３へ酸素を供給して燃焼排気ガスに酸素を混合させ、この酸素がニッケル系触媒２３まで導かれて天然ガスに対して主に酸化反応［式（４）］を起こさせ、その反応熱をニッケル系触媒２３に入力させることである。これによって、酸素燃焼ボイラ３の必須構成である酸素製造装置２を用いてコストの増加を抑えながら安定して水蒸気改質反応［式（１）］と二酸化炭素改質反応［式（２）］を起こすことができる。
【００５２】
また、本発明の酸素燃焼ボイラシステム１によれば、改質装置５に導かれる前の燃焼排気ガスに含まれる水分量を計測する水分計１６と、水分計１６で計測した水分量に基づいて燃焼排気ガスから脱水する脱水器６と、煙道１３を流れる燃焼排気ガスのうち再循環流路１７への分岐位置よりも下流側の流量を計測する煙道の流量計１５と、この煙道の流量計１５で計測した燃焼排気ガスの流量に基づいた酸素を燃焼排気ガスに混合させるために酸素供給流路１２へ流れる酸素量を調整する流量調整ダンパ７と、を備えている。そして、改質装置５へ導かれる燃焼排気ガスに含まれる二酸化炭素と水と酸素のモル比が脱水器６と流量調整ダンパ７によって調整され、天然ガスから改質される水素と一酸化炭素のモル比がメタノール合成、ジメチルエーテル合成、及びフィッシャー・トロプシュ合成に適したモル比に調整することができる。これによって、下流工程でメタノール、ジメチルエーテルの合成、フィッシャー・トロプシュ合成を容易に行うことができる。
【００５３】
また、本発明の酸素燃焼ボイラシステム１によれば、煙道１３における再循環流路１７の分岐位置よりも下流側、且つ、酸素供給分流路１８の合流部分よりも上流側に、燃焼排気ガスに含まれる二酸化炭素を液化して処理する液化処理ルート１０を備えている。そして、この煙道の流量計１５で計測した燃焼排気ガスの流量が、改質装置５の燃焼排気ガスの処理量を上回った際、液化処理ルート１０に燃焼排気ガスを導くことができる。これによって、改質装置５の燃焼排気ガスの処理量を上回った際も酸素燃焼ボイラ３を停止することなく燃焼排気ガスを処理し続けることができる。
【００５４】
なお、本発明の酸素燃焼ボイラシステム１は、上述の実施例にのみ限定されるものではない。例えば、熱入力手段を燃焼排気ガスに酸素を供給し、ニッケル系触媒２３上で天然ガスに対して酸化反応［式（４）］を生じさせ、その反応熱を入力熱とする態様で説明したがこれに限定されない。例えば、太陽熱発電、地熱発電、風力発電、水力発電、海洋温度差発電によって発電した電力でニッケル系触媒２３に熱入力させるようにしても良い。本発明の酸素燃焼ボイラシステム１は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  酸素燃焼ボイラシステム
２  酸素製造装置
３  酸素燃焼ボイラ
５  改質装置
６  脱水器
７  流量調整ダンパ（流量調整手段）
１０  液化処理ルート
１２  酸素供給流路
１３  煙道
１４  煙道のブロワ
１５  煙道の流量計
１６  水分計
１７  再循環流路
１８  酸素供給分流路
２２  天然ガス供給路
２３  ニッケル系触媒
【図１】
2015137790.tif 000003