(57)【要約】【課題】蒸気を効率よく用いて、システム効率の向上を図ることができるバイオマス燃料ガス化システム及びガス化ガスを用いた化成品合成システムを提供する。【解決手段】例えば有機燃料であるバイオマス１１をガス化するバイオマスガス化炉１２と、バイオマスガス化炉１２からの生成ガス１３Ａを冷却するガス冷却器１４と、冷却後の生成ガス１３Ｂ中の煤塵を除去するガス精製装置１５と、前記除塵後の生成ガス１３Ｃを昇圧する第２の昇圧器３０と、この昇圧された昇圧ガス３１を用いて化成品を合成する化成品合成装置３２と、前記ガス冷却器１４に、外部から蒸気（例えば１５０〜１７０℃）２１を供給する蒸気供給ラインＬ11と、ガス冷却器１４で生成ガス１３を冷却して熱交換により得られた高温（例えば５００℃）蒸気を、バイオマスガス化炉１２にガス化剤２２Ａとして導入する蒸気導入ラインＬ12と、を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオマスをガス化するバイオマスガス化炉と、
バイオマスガス化炉からの生成ガスを冷却するガス冷却器と、
冷却後の生成ガス中の煤塵を除去するガス精製装置と、
前記ガス冷却器に、外部から蒸気を供給する蒸気供給ラインと、
前記ガス冷却器で生成ガスを冷却して熱交換により得られた高温蒸気を、バイオマスガス化炉にガス化剤として導入する蒸気導入ラインと、を具備することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記除塵後の生成ガスを昇圧する第１の昇圧器と、
昇圧後の生成ガスを熱交換する熱交換器と、
前記熱交換器を通過した生成ガスを改質して改質ガスを得る改質器と、
前記高温蒸気の内、バイオマスガス化炉のガス化剤として用いた残りの高温蒸気を、前記熱交換器又は前記改質器のいずれか一方又は両方に供給する蒸気供給ラインと、を有することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記改質ガスのガス成分を検出するガス成分検出器と、
前記改質器をバイパスし、前記熱交換器を通過した生成ガスを改質器の後流側へ流す第１の調整弁を備えた第１のバイパスラインと、
前記ガス成分検出器で検出したガス組成に応じて、前記第１の調節弁の開度を調節する制御装置とを具備することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記改質器と前記ガス成分検出器との間に、前記改質ガス中のＣＯ2を除去するＣＯ2除去装置を設けることを特徴とするバイオマス燃料ガス化システム。
【請求項５】
請求項４において、
前記ＣＯ2除去装置をバイパスし、前記改質ガスをＣＯ2除去装置の後流側へ流す第２の調整弁を備えた第２のバイパスラインを設けることを特徴とするバイオマス燃料ガス化システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つのバイオマス燃料ガス化システムと、
前記改質ガスと前記生成ガスとの混合ガスを昇圧する第２の昇圧器と、
第２の昇圧器で昇圧された昇圧ガスを用いて化成品を合成する化成品合成装置と、を具備することを特徴とするバイオマス燃料によるガス化ガスを用いた化成品合成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス燃料ガス化システム及びガス化ガスを用いた化成品合成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にバイオマスとは、エネルギー源または工業原料として利用することのできる生物体（例えば、農業生産物または副産物、木材、植物等）をいい、太陽エネルギー、空気、水、土壌等の作用により生成されるので、無限に再生可能である。
【０００３】
上記バイオマスをガス化燃料として利用することで燃料用のガス及びメタノール等のクリーンなエネルギー源の製造が可能となる。また、廃棄物としてのバイオマスを処理できるので、環境の浄化にも役立つとともに、新規に生産されるバイオマスも光合成によるＣＯ2の固定により生育される。大気のＣＯ2を増加させないので、ＣＯ2の抑制につながることとなり、好ましい技術である。
【０００４】
ここで、供給するバイオマスとしては、生産または廃棄されたバイオマスを粉砕・乾燥したものを供給するのが好ましい。本発明でバイオマスとは、エネルギー源または工業原料として利用することのできる生物資源（例えば、農業生産物または副産物、木材、植物等）をいい、例えば、スイートソルガム、ネピアグラス、スピルリナ等が用いられている（特許文献１及び特許文献２）。
【０００５】
また、バイオマスを用いて、ガス化し液体燃料を製造するシステムについて、先に提案した（特許文献３）。
この特許文献３の提案では、バイオマスを蒸気、酸素でガス化し、水素を多く含むガスを生成し、液体燃料等の各種化成品合成を行うシステムである。
液体燃料として、例えばＦＴ油（ＣnＨ2n+2）、メタノール（ＣＨ3ＯＨ）などを合成するにあたっては、バイオマス（Ｃ1.1〜1.3、Ｈ2Ｏ0.8〜0.9）を原料とした生成ガスは、その組成上化成品に必要な水素が炭素に比べて少ない。
従って化成品を効率よく合成するには、得られたガス化ガス（Ｈ2、ＣＯ、ＣＯ2主体）中のＨ2成分を増大させる必要がある。
この為、生成ガスを改質装置（例えばＣＯシフト反応触媒など）によって、ガス中のＨ2成分を増大させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２４０８７７号公報
【特許文献２】特開２００１−２４０８７８号公報
【特許文献３】特開２００８−２０８２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、バイオマスをバイオマスガス化炉で燃焼する場合においては、ガス化炉から得られた高温のガス化ガスの熱を回収・利用する際、水から蒸気を製造しガス化炉のガス化剤の蒸気として利用することが考えられる。
この際、２０℃の水を用いて、約１，０００℃のガス化ガスを例えば３００℃まで冷却する場合、５００℃の蒸気が得られるが、バイオマス中の炭素（Ｃ）に対して、Ｈ2Ｏ／Ｃ（モル比）＝１にも満たない量しか、蒸気を得ることができない、という問題がある。
【０００８】
この為、従来では、バイオマスガス化炉に供給するガス化剤として必要な蒸気を製造する為には、別途、液体燃料合成で発生する熱や、液体燃料合成時に発生するオフガスを燃焼させた熱、さらにこれで十分な熱が得られない場合は別の熱源を用いて水から高温の蒸気を製造する必要がある。
【０００９】
また、バイオマスガス化炉からのガス化ガスを用いて、化成品製造用の合成ガスとするためには、ガス化ガス中の水素を増加させる際に改質装置を設置する必要があるが、ガス精製工程で４０℃程度まで低下したガス温度を改質装置の作動温度である例えば３００℃程度に再昇温する必要があり、この際に新たな熱源が必要となる。
【００１０】
さらに、改質装置には、改質反応に蒸気を供給する必要があり、この蒸気を製造する際の新たな熱源が別途必要となる。
【００１１】
よって、バイオマスをバイオマスガス化炉でガス化し、化成品合成用の合成ガスを製造する際に、蒸気を効率良く用いてシステム効率の向上を図ることが切望されている。
【００１２】
本発明は、前記問題に鑑み、蒸気を効率よく用いて、システム効率の向上を図ることができるバイオマス燃料ガス化システム及びガス化ガスを用いた化成品合成システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、バイオマスをガス化するバイオマスガス化炉と、バイオマスガス化炉からの生成ガスを冷却するガス冷却器と、冷却後の生成ガス中の煤塵を除去するガス精製装置と、前記ガス冷却器に、外部から蒸気を供給する蒸気供給ラインと、前記ガス冷却器で生成ガスを冷却して熱交換により得られた高温蒸気を、バイオマスガス化炉にガス化剤として導入する蒸気導入ラインと、を具備することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システムにある。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記除塵後の生成ガスを昇圧する第１の昇圧器と、昇圧後の生成ガスを熱交換する熱交換器と、前記熱交換器を通過した生成ガスを改質して改質ガスを得る改質器と、前記高温蒸気の内、バイオマスガス化炉のガス化剤として用いた残りの高温蒸気を、前記熱交換器又は前記改質器のいずれか一方又は両方に供給する蒸気供給ラインと、を有することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システムにある。
【００１５】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記改質ガスのガス成分を検出するガス成分検出器と、前記改質器をバイパスし、前記熱交換器を通過した生成ガスを改質器の後流側へ流す第１の調整弁を備えた第１のバイパスラインと、前記ガス成分検出器で検出したガス組成に応じて、前記第１の調節弁の開度を調節する制御装置とを具備することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システムにある。
【００１６】
第４の発明は、第３の発明において、前記改質器と前記ガス成分検出器との間に、前記改質ガス中のＣＯ2を除去するＣＯ2除去装置を設けることを特徴とするバイオマス燃料ガス化システムにある。
【００１７】
第５の発明は、第４の発明において、前記ＣＯ2除去装置をバイパスし、前記改質ガスをＣＯ2除去装置の後流側へ流す第２の調整弁を備えた第２のバイパスラインを設けることを特徴とするバイオマス燃料ガス化システムにある。
【００１８】
第６の発明は、第１乃至５のいずれか一つのバイオマス燃料ガス化システムと、前記改質ガスと前記生成ガスとの混合ガスを昇圧する第２の昇圧器と、第２の昇圧器で昇圧された昇圧ガスを用いて化成品を合成する化成品合成装置と、を具備することを特徴とするバイオマス燃料によるガス化ガスを用いた化成品合成システムにある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ガス冷却で得られた高温蒸気をガス化剤としてバイオマスガス化炉へ供給できると共に、余剰高温蒸気は、低温蒸気の供給元の化学プラント等に有用な高温蒸気として返還することができ、システム効率の向上を図ることができる。
また、ガス化ガスを改質する改質器を設置する場合には、この改質器に導入する生成ガスを再加熱する熱交換器に余剰高温蒸気を導入して熱交換することができる。さらに、改質器においても、水蒸気改質用の蒸気として用いることができ、系内で生じた余剰蒸気を有効利用することができ、システムの熱効率の更なる向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施例１に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。
【図２】図２は、実施例２に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。
【図３】図３は、実施例３に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。
【図４】図４は、実施例４に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００２２】
本発明による実施例に係るバイオマス燃料ガス化システムについて、図面を参照して説明する。図１は、実施例１に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。
図１に示すように、本実施例に係るバイオマス燃料ガス化システム１０Ａは、例えば有機燃料であるバイオマス１１をガス化するバイオマスガス化炉１２と、バイオマスガス化炉１２からの生成ガス１３Ａを冷却するガス冷却器１４と、冷却後の生成ガス１３Ｂ中の煤塵を除去するガス精製装置１５と、前記除塵後の生成ガス１３Ｃを化成品合成用に昇圧する第２の昇圧器３０と、この昇圧された昇圧ガス３１を用いて化成品を合成する化成品合成装置３２と、前記ガス冷却器１４に、外部から蒸気（例えば１５０〜１７０℃）２１を供給する蒸気供給ラインＬ11と、ガス冷却器１４で生成ガス１３Ａを冷却して熱交換により得られた高温（例えば５００℃）蒸気を、バイオマスガス化炉１２にガス化剤２２Ａとして導入する蒸気導入ラインＬ12と、を具備するものである。
【００２３】
本発明でバイオマスとは、エネルギー源又は工業原料として利用することのできる生物資源（例えば農業生産物又は副産物、木材、植物等）をいい、例えばスイートソルガム、ネピアグラス、スピルリナ等を例示することができる。また、糠、木くず、間伐材等の農林系廃棄物も含まれる。
【００２４】
従来は、ガス冷却器１４での冷媒として水を供給してガス冷却していたが、本実施例では例えば１５０〜１７０℃の低温蒸気を供給して、ガス化ガスである高温（例えば８００〜１，１００℃）の生成ガス１３Ａを用いてガス冷却を行うようにしている。
【００２５】
本実施例では、ガス冷却器１４で熱媒として用いる蒸気２１は、隣接する化学プラント（メタノール等の化成品合成工場や製紙工場等）で発生する排蒸気を利用するようにしている。よって、従来のような水から蒸気を製造することが不要となり、蒸気製造のために必要な新たな熱源が不要となる。
【００２６】
ここで、ガス冷却器１４で、高温の生成ガス１３Ａを３００℃程度まで冷却する場合、高温蒸気（Ｈ２Ｏ）が投入バイオマス中の炭素（Ｃ）量に対し、Ｈ2Ｏ／Ｃ＝５（モル比）程度製造することとなる。
バイオマスガス化炉１２では、ガス化剤としてＨ2Ｏ／Ｃ＝２（モル比）が必要となるので、バイオマス１１のガス化に必要な蒸気を、Ｈ2Ｏ／Ｃ＝２（モル比）を使ったとしても残りのＨ2／Ｃ＝３に相当する高温蒸気２２Ｂが余剰となる。
例えばバイオマス１１の処理量として２０ｔ／ｄの場合、約１０００℃の高温生成ガス１３Ａを３００℃まで冷却するに際しては、低温蒸気２１が５ｔ必要となるが、ガス化に必要な蒸気は２ｔであるので、３ｔが余剰となることとなる。
そこで、余剰の高温蒸気２２Ｂは、低温蒸気２１の供給元である隣接する化学プラント等に蒸気供給ラインＬ13を介して戻すことで、例えば１５０℃の低温蒸気２１を利用価値の高い５００℃の高温蒸気として再利用に供することができる。
【００２７】
この結果、従来のような水から蒸気を発生させるための新たな熱源が不要となると共に、ガス冷却で得られた高温蒸気をガス化剤２２Ａとしてバイオマスガス化炉１２へ供給できると共に、余剰の高温蒸気２２Ｂは、低温蒸気２１の供給元の化学プラント等に有用な高温蒸気として返還することができ、システム効率の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００２８】
本発明による実施例に係るバイオマス燃料ガス化システムについて、図面を参照して説明する。図２は、実施例２に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。なお、実施例１と同一構成部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図２に示すように、本実施例に係るバイオマス燃料ガス化システム１０Ｂは、実施例１のバイオマス燃料ガス化システム１０Ａにおいて、前記除塵後の生成ガス１３Ｃを昇圧する第１の昇圧器１６の後流側に、昇圧された生成ガス１３Ｄを熱交換する熱交換器１７と、熱交換後の生成ガス１３Ｅ中の硫黄分を除去する硫黄除去装置１８と、硫黄分が除去された生成ガス１３Ｆを改質して改質ガス１９を得る改質器２０とを設けている。
【００２９】
バイオマス１１は、図示しないガス化剤（蒸気）と共に、バイオマスガス化炉１２で燃焼ガス化し、高温（例えば８００〜１，１００℃）の水素(Ｈ2)及び一酸化炭素（ＣＯ）を主成分とする生成ガス１３Ａを得る。この生成ガス１３Ａは、高温であるのでガス冷却器１４において、蒸気２１により３００℃まで冷却している。その後、冷却された生成ガス１３Ｂは、ガス精製装置１５である例えばスクラバ等でガス中の煤塵、タール分が除去される。精製された生成ガス１３Ｃは、低温（４０℃）となり、この低温の生成ガス１３Ｃを第１の昇圧器１６で所定圧力まで昇圧し、その後熱交換器１７により、約３００℃まで再加熱している。
【００３０】
この再加熱された生成ガス１３Ｅは、例えば硫黄除去触媒を充填した硫黄除去装置１８に導入され、ここで硫黄分を除去する。この硫黄分が除去された生成ガス１３Ｆを改質器（例えばＣＯシフト反応触媒、炭化水素を分解する改質触媒等：反応温度約３００℃）２０に供給して、供給される蒸気２２Ｃを用いて触媒によりガス改質される。
【００３１】
ここで、本実施例では、ガス冷却器１４に蒸気２１を外部から供給し、生成ガス１３Ａを冷却し、この冷却により低温の蒸気２１は、高温蒸気となる。そして、この高温蒸気２２Ａの所定量を前記バイオマスガス化炉１２へガス化剤として導入する。そして、高温蒸気２２Ａの残りの余剰の高温蒸気２２Ｂを、熱交換器１７に導入する第１の蒸気導入ラインＬ14と、前記熱交換器１７で熱交換後の蒸気２２Ｃを、改質器２０へ導入する第２の蒸気導入ラインＬ15とを配設している。
【００３２】
これにより、バイオマスガス化炉１２のガス化剤として用いた高温蒸気２２Ａの残りの高温蒸気２２Ｂを、熱交換器１７に導入して低温（４０℃）となった生成ガス１３Ｄを例えば３００℃のガス温度まで再加熱させている。
この熱交換器１７で熱交換されて中温（３００℃）となった蒸気２２Ｃは、第２の蒸気導入ラインＬ15とを介して改質器２０に導入され、ここで蒸気改質用の蒸気として利用される。
【００３３】
なお、第２の蒸気導入ラインＬ15により導入する蒸気２２Ｃが、改質器２０で必要とする蒸気量に満たない場合には、別途、高温蒸気を改質器２０に導入することとなるが、従来のように全ての蒸気を別途供給する場合と異なり、その導入量は小さいものとなる。
【００３４】
改質ガス１９は、第２の昇圧器３０で化成品合成用に適した高圧に昇圧され、化成品合成装置３２の合成ガスとして用いる。
【００３５】
本実施例では、余剰高温蒸気２２Ｂを先ず、熱交換器１７で熱交換に利用した後、改質器２０へ順次供給するようにしているが、本発明は、これに限定されるものではなく、余剰高温蒸気２２Ｂを、熱交換器１７又は改質器２０のいずれか一方又は両方にそれぞれ導入するようにしてもよい。
【００３６】
この結果、バイオマス燃料ガス化システム１０Ｂ内において、改質器２０で用いる改質反応に必要な蒸気を系内で生じた余剰蒸気で有効利用することができ、システムの熱効率の向上を図ることができる。
【実施例３】
【００３７】
本発明による実施例に係るバイオマス燃料ガス化システムについて、図面を参照して説明する。図３は、実施例３に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。なお、実施例１及び２と同一構成部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図３に示すように、本実施例に係るバイオマス燃料ガス化システム１０Ｃは、実施例２のバイオマス燃料ガス化システム１０Ｂにおいて、改質器２０で改質された改質ガス１９のガス成分を検出するガス成分検出器４１と、改質器２０をバイパスし、硫黄分が除去された生成ガス１３Ｆを改質器２０の後流側へ流す、第１の調節弁４２を備えた第１のバイパスライン４３と、ガス成分検出器４１で検出したガス組成に応じて、第１の調節弁４２の開度を調節する制御装置４４とを具備するものである。
【００３８】
本実施例では、改質器２０をバイパスする第１のバイパスライン４３を設け、所定量の硫黄分が除去された生成ガス１３Ｆを改質器２０の後流側へ流すようにして、改質器２０での改質量を調整するようにしている。
ガス量の調整は、第１のバイパスライン４３に介装した第１の調節弁４２で行うようにしている。
【００３９】
この調整に先立って、改質器２０の後流側に、ガス成分検出器４１を設け、改質ガス１９と硫黄分が除去された生成ガス１３Ｆとの合流ガスの組成を検出するようにしている。
そして、ガス成分検出器４１で検出されたガス組成の情報Ｓ1を制御装置４４に送り、化成品合成装置３２で要求する所定の水素濃度の組成に応じて、第１の調節弁４２の開度を調節する指令Ｓ2を行うようにしている。これにより改質器２０へ導入して改質される硫黄分が除去された生成ガス１３Ｆの流量を調整し、ガス組成を調整するようにしている。
【００４０】
一例としてＦＴ合成で炭化水素油を合成するに際し、Ｈ2／ＣＯ＝２を、化成品合成装置３２の合成触媒側からの要求の所定値とする。
これに対し、事前に予想したガス組成よりバイパス量を設定し、所定量を改質器２０に通ガスさせることにより、Ｈ2を増加させることで、Ｈ2／ＣＯ＝２に、予め近づけておく。
【００４１】
次に、ガス成分検出器４１でＨ2、ＣＯ濃度を測定し、Ｈ2／ＣＯ＝２を維持している場合には、化成品合成装置３２の合成触媒側からの要求に合致しているので、現状維持とする。
【００４２】
次に、前記ガス成分検出器４１での水素濃度が所定値以上（Ｈ2／ＣＯ＞２）となった際に、制御装置４４では、第１の調節弁４２を開く操作を実行する。
【００４３】
これに対し、前記ガス成分検出器４１での水素濃度が所定値以下（Ｈ2／ＣＯ＜２）となった際に、制御装置４４では、第１の調節弁４２を閉じる操作を実行する。
【００４４】
改質器２０出口の改質ガス１９の変動の要因としては、例えばバイオマスの種類の変動、水分等の性状の変動、またはその配合比率の変動、バイオマスガス化炉１２のガス化条件の変動等が想定される。
【００４５】
バイオマス１１は、図示しないガス化剤（蒸気）と共に、バイオマスガス化炉１２で燃焼ガス化し、高温（例えば８００〜１，１００℃）の水素（Ｈ2）及び一酸化炭素（ＣＯ）を主成分とする生成ガス１３Ａを得る。生成ガス１３Ａは、ガス精製装置１５である例えばスクラバ等でガス中の煤塵、タール分を除去する。精製された生成ガス１３Ｂは第１の昇圧器１６で所定圧力まで昇圧し、例えば硫黄除去触媒を充填した硫黄除去装置１８に導入され、ここで硫黄分を除去する。この硫黄分が除去された生成ガス１３Ｆを改質器（例えばＣＯシフト反応触媒、炭化水素を分解する改質触媒等）２０に供給して、蒸気を用いて触媒によりガス改質される。
【００４６】
この際、従来では、改質器２０に導入する生成ガス１３Ｆのガス流量は一定であるので、ガス中のＨ2、ＣＯ比が平衡組成に改質されるため、化成品合成用の任意の組成に調節することが困難であった。
【００４７】
これに対し、本発明では、改質器２０をバイパスする第１のバイパスライン４３を設け、この第１のバイパスライン４３に第１の調節弁４２を介装しているので、ガス成分検出器４１で検出した改質後のガス組成の変動を検出し、設定範囲である場合（例えばＨ2／ＣＯ＝２）には、そのままの流量を維持する。
【００４８】
そして、前記ガス成分検出器４１での水素濃度が所定値以上（Ｈ2／ＣＯ＞２）となった際に、制御装置４４では、第１の調節弁４２を開く操作を実行するし、前記ガス成分検出器４１での水素濃度が所定値以下（Ｈ2／ＣＯ＜２）となった際に、制御装置４４では、第１の調節弁４２を閉じる操作を実行する。
これにより、常に適正の範囲での改質ガス１９を化成品合成装置３２に供給することができる。
【００４９】
この結果、改質器２０からの改質ガス１９を用いて化成品合成装置３２で炭化水素油を安定して製造することが可能となる。
【実施例４】
【００５０】
本発明による実施例に係るバイオマス燃料ガス化システムについて、図面を参照して説明する。図４は、実施例４に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。なお、実施例３と同一構成部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図４に示すように、本実施例に係るバイオマス燃料ガス化システム１０Ｄは、実施例３のバイオマス燃料ガス化システム１０Ｃにおいて、改質器２０とガス成分検出器４１との間に、改質ガス１９中のＣＯ2を除去するＣＯ2除去装置５１を設けている。
【００５１】
化成品合成装置３２で特にアルコール等を製造する場合には、ＣＯ2の割合を調整する必要がある。
これは、通常、バイオマスガス化ガス中のＣＯ2は触媒合成には用いることができないが、メタノール合成触媒ではＣＯシフト反応の逆反応（下記式（１）参照）が起こることから、水素（Ｈ2）とＣＯ以外に、ＣＯ2も合成用として用いることが可能である。
Ｈ2＋ＣＯ2→Ｈ2Ｏ＋ＣＯ…（１）
よって、メタノール合成のための理想的なガス組成はＨ2／（２ＣＯ＋３ＣＯ2）＝１以上であり、この指標については所謂「Ｍ値」として、一般に知られている。
この結果、メタノール合成においては、このＭ値が、化成品合成装置３２の合成触媒側からの要求の所定値となる。
【００５２】
このため、本実施例では、改質器２０の後流側にＣＯ2除去装置５１を接続している。そして、本実施例では、この改質器２０及びＣＯ2除去装置５１をバイパスする第１のバイパスライン４３を設け、所定量を改質器２０及びＣＯ2除去装置５１に通ガスさせることが出来るようにしている。
【００５３】
ガス成分検出器４１は、第１のバイパスライン４３のバイパス合流後に設置している。
そして、ガス成分検出器４１で検出されたガス組成の情報Ｓ1を制御装置４４に送り、化成品合成装置３２で要求する所定の水素濃度の組成に応じて、第１の調節弁４２の開度を調節する指令Ｓ2を行うようにしている。これによりガス成分検出器４１で検出されたガス組成に応じて第１の調節弁４２により改質器２０及びＣＯ2除去装置５１への生成ガス１３Ｆの流量を調整させ、ガス組成を調整可能としている。
【００５４】
例えばメタノール合成においては、Ｍ値（Ｈ2／（２ＣＯ＋３ＣＯ2））＝１が合成触媒側で理想とされる組成である。
これに対し、事前に予想したガス組成より第１調節弁４２の開度を調整してバイパス量を設定し、所定量を改質器２０及びＣＯ2除去装置５１に通ガスさせることにより、Ｍ値を「１」に近づける。
【００５５】
次に、ガス成分検出器４１でＨ2、ＣＯ、ＣＯ2濃度を測定し、Ｍ＝１を維持している場合には、化成品合成装置３２の合成触媒側からの要求に合致しているので、現状維持とする。
【００５６】
次に、ガス化を行い、ガス成分検出器４１でＨ2、ＣＯ、ＣＯ2を測定し、Ｍ値＜１であれば第１の調節弁４２を閉として、改質器２０への生成ガス流量を増加させ、Ｈ2成分を増加させると共にＣＯ2除去量もＭ値＝１に近づくように、制御装置４４により調整する。
【００５７】
次に、ガス化を行い、ガス成分検出器４１でＨ2、ＣＯ、ＣＯ2を測定し、Ｍ値＞１であれば第１の調節弁４２を開として、改質器２０への生成ガス流量を減少させ、Ｈ2成分を減少させると共にＣＯ2除去量もＭ値＝１に近づくように、制御装置４４により調整するようにしている。
【００５８】
これにより、本実施例によれば、改質器２０及びＣＯ2除去装置５１をバイパスする生成ガス１３Ｆの流量を調整することで、化成品合成用の所望のガス組成に調節することができる。
【００５９】
また、本実施例に係るバイオマス燃料ガス化システム１０Ｄは、ＣＯ2除去装置５１バイパスし、改質ガス１９をＣＯ2除去装置５１の後流側へ流す第２の調節弁５３を備えた第２のバイパスライン５２を設けるようにしてよい。
【００６０】
そして、ガス成分検出器４１で検出されたガス組成の情報Ｓ1を制御装置４４に送り、化成品合成装置３２で要求する所定の水素濃度の組成に応じて、第２の調節弁５３の開度を調節する指令Ｓ3を行うようにしている。これにより、第２のバイパスライン５２に介装された第２の調節弁５３を調節することで、ＣＯ2除去装置５１へ供給する改質ガス１９の流量を調整し、ＣＯ2除去量を調節することができる。
よって、第１の調節弁４２を制御する場合に加えて、制御装置４４で、個別に第２の調節弁５３を調節することで、ＣＯ2除去量を調整し、Ｍ値＝１となるように調節するようにしている。
【００６１】
これにより、本実施例によれば、改質器２０及びＣＯ2除去装置５１をバイパスする生成ガス１３Ｆの流量を各々調整することで、化成品合成用の所望のガス組成に調節することができる。
【００６２】
さらに、本実施例に係るバイオマス燃料ガス化システム１０Ｄでは、ＣＯ2除去装置５１に対して、ＣＯ2除去能力の調整を変更（例えばＣＯ2除去装置の運転条件（温度、圧力等）の変動等）するようにしてもよい。
【００６３】
そして、ガス成分検出器４１で検出されたガス組成の情報Ｓ1を制御装置４４に送り、化成品合成装置３２で要求する所定の水素濃度の組成に応じて、ＣＯ2除去装置５１の除去能力を調節する指令Ｓ4を行うようにしている。これにより、ＣＯ2除去装置５１へ供給される改質ガス１９のＣＯ2除去量を調節することができる。
よって、制御装置４４で、個別にＣＯ2除去装置５１の運転条件の変動等を実行することで、ＣＯ2除去量を調整し、Ｍ値＝１となるように調節するようにしている。
【００６４】
これにより、本実施例によれば、改質器２０及びＣＯ2除去装置５１をバイパスする生成ガス１３Ｆの流量を各々調整すると共に、ＣＯ2除去装置での除去能力を調整することで、化成品合成用の所望のガス組成に調節することができる。
【００６５】
なお、本実施例では、改質器２０及びＣＯ2除去装置５１をバイパスする第１のバイパスライン４３に介装した第１の調節弁４２の制御、ＣＯ2除去装置５１をバイパスする第２のバイパスライン５２に介装した第２の調節弁５３の制御、及びＣＯ2除去装置５１の運転条件を調整してＣＯ2除去能力を制御することの全てを実行してもよいし、各々優先順位を予め決定しておき、その優先順位を元にして制御して、化成品合成用の所望のガス組成に調節するようにしてもよい。
【００６６】
本発明のバイオマス燃料ガス化システム及びガス化ガスを用いた化成品合成システムは上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。例えば、硫黄分除去装置１８は第１の昇圧器１６の後流側に設ける他に、第１の昇圧器１６の上流側に設けることとしても良い。また、湿式器硫黄除去装置等など常温で硫黄分を除去する硫黄分除去装置をバイオマス燃料ガス化システムに利用することとしても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１０Ａ〜１０Ｄ  バイオマス燃料ガス化システム
１１  バイオマス
１２  バイオマスガス化炉
１３Ａ〜１３Ｆ  生成ガス
１４  ガス冷却器
１５  ガス精製装置
１６  第１の昇圧器
１７  熱交換器
１８  硫黄除去装置
１９  改質ガス
２０  改質器
３０  第２の昇圧器
３２  化成品合成装置
４１  ガス成分検出器
４２  第１の調節弁
４３  第１のバイパスライン
４４  制御装置
５１  ＣＯ2除去装置
５２  第２のバイパスライン
５３  第２の調節弁
【図１】
2013213090.tif 000003
【図２】
2013213090.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013213090.tif 000006