JP2002121571A - バイオマスのガス化システム - Google Patents
バイオマスのガス化システムInfo
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バイオマスを有効利用してクリーンで高効率
なガス化を行うことができるバイオマスのガス化システ
ムを提供する。 【解決手段】 バイオマス１１と燃焼酸化剤１２とを供
給してＨ2 ，ＣＯ等にガス化するバイオマスガス化炉１
３と、上記バイオマスガス化炉１３でガス化した生成ガ
ス１４を冷却する冷却器１５と、上記冷却した生成ガス
１４を精製するガス精製手段１６と、上記ガス精製した
ガス中のＨ2 とＣＯガスの組成を調整するＣＯシフト反
応装置１７とからなるバイオマスのガス化システム１０
であって、上記ガス精製手段１６がガス中のアンモニア
等を除去して生成ガスを精製すると共に、ガス中の水分
を除去水１８として除去する。
なガス化を行うことができるバイオマスのガス化システ
ムを提供する。 【解決手段】 バイオマス１１と燃焼酸化剤１２とを供
給してＨ2 ，ＣＯ等にガス化するバイオマスガス化炉１
３と、上記バイオマスガス化炉１３でガス化した生成ガ
ス１４を冷却する冷却器１５と、上記冷却した生成ガス
１４を精製するガス精製手段１６と、上記ガス精製した
ガス中のＨ2 とＣＯガスの組成を調整するＣＯシフト反
応装置１７とからなるバイオマスのガス化システム１０
であって、上記ガス精製手段１６がガス中のアンモニア
等を除去して生成ガスを精製すると共に、ガス中の水分
を除去水１８として除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイオマスを有効
利用してクリーンで高効率なガス化を行うことができる
バイオマスのガス化システムに関する。
利用してクリーンで高効率なガス化を行うことができる
バイオマスのガス化システムに関する。
【０００２】
【背景の技術】一般にバイオマスとは、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体（例えば
農業生産物又は副産物、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。
は工業原料として利用することのできる生物体（例えば
農業生産物又は副産物、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】上記バイオマスを利用することで燃料及び
メタノール等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
と共に、新規に生産されるバイオマスも光合成によりＣ
Ｏ2 の固定により生育されるので、大気のＣＯ2 を増加
させない。
メタノール等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
と共に、新規に生産されるバイオマスも光合成によりＣ
Ｏ2 の固定により生育されるので、大気のＣＯ2 を増加
させない。
【０００４】従来のバイオマスをアルコールに転換する
方法としては、例えば発酵法や水熱分解法等が提案され
ているが、前者の発酵法は、糖分とでんぷん質しか原料
とならず、発酵時間がかかるので大型で大容量の発酵タ
ンクを設置する必要があると共に、後者の水熱分解法で
は高温・高圧・低収率、という問題がある。また、共に
供給したバイオマスの残渣物が多く発生し、バイオマス
の利用率が低いという問題もある。
方法としては、例えば発酵法や水熱分解法等が提案され
ているが、前者の発酵法は、糖分とでんぷん質しか原料
とならず、発酵時間がかかるので大型で大容量の発酵タ
ンクを設置する必要があると共に、後者の水熱分解法で
は高温・高圧・低収率、という問題がある。また、共に
供給したバイオマスの残渣物が多く発生し、バイオマス
の利用率が低いという問題もある。
【０００５】一方、バイオマスをガス化する場合におい
ては、例えば固定床或いは流動床等のガス化炉等を用い
るようにしていたが、バイオマスの粒子の表面のみが反
応し、内部まで均一に反応しないことにより、タールが
発生し、生成したガス化ガスは、Ｈ2 ，ＣＯが少ないた
め、メタノール合成の原料とならない。また、上記発生
したタールが炉内へ付着すると共に、後流側に設置する
機器等への付着等が起こり、運転に不具合を来す、とい
う問題がある。
ては、例えば固定床或いは流動床等のガス化炉等を用い
るようにしていたが、バイオマスの粒子の表面のみが反
応し、内部まで均一に反応しないことにより、タールが
発生し、生成したガス化ガスは、Ｈ2 ，ＣＯが少ないた
め、メタノール合成の原料とならない。また、上記発生
したタールが炉内へ付着すると共に、後流側に設置する
機器等への付着等が起こり、運転に不具合を来す、とい
う問題がある。
【０００６】そこで、従来においては、酸素を多量に供
給することで高温で燃焼することとしたが、この場合部
分的に１４００℃を超える高温域が形成され、ガスにな
らずに、バイオマス自身が燃焼し、スート化してしまう
という問題がある。
給することで高温で燃焼することとしたが、この場合部
分的に１４００℃を超える高温域が形成され、ガスにな
らずに、バイオマス自身が燃焼し、スート化してしまう
という問題がある。
【０００７】本発明は上記問題に鑑み、クリーンで高効
率なガス化を行い、バイオマスの完全ガス化を図ると共
にシステム効率が向上したバイオマスのガス化システム
及び方法を提供することを目的とする。
率なガス化を行い、バイオマスの完全ガス化を図ると共
にシステム効率が向上したバイオマスのガス化システム
及び方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
第１の発明は、バイオマスを供給してガス化するバイオ
マスガス化炉と、上記バイオマスガス化炉でガス化した
ガスを冷却する冷却手段と、上記冷却した生成ガスを精
製するガス精製手段と、上記ガス精製したガス中のＨ2
とＣＯガスの組成を調整するＣＯシフト反応装置とから
なるバイオマスのガス化システムであって、上記ガス精
製手段がガスを精製すると共にガス中の水分を除去する
ことを特徴とするバイオマスのガス化システムにある。
第１の発明は、バイオマスを供給してガス化するバイオ
マスガス化炉と、上記バイオマスガス化炉でガス化した
ガスを冷却する冷却手段と、上記冷却した生成ガスを精
製するガス精製手段と、上記ガス精製したガス中のＨ2
とＣＯガスの組成を調整するＣＯシフト反応装置とから
なるバイオマスのガス化システムであって、上記ガス精
製手段がガスを精製すると共にガス中の水分を除去する
ことを特徴とするバイオマスのガス化システムにある。
【０００９】第２の発明は、第１の発明において、上記
ガス精製手段が、水散布手段とアルカリ水散布手段とか
らなり、上記水散布後の排水を除去した水と共に熱回収
することを特徴とするバイオマスのガス化システムにあ
る。
ガス精製手段が、水散布手段とアルカリ水散布手段とか
らなり、上記水散布後の排水を除去した水と共に熱回収
することを特徴とするバイオマスのガス化システムにあ
る。
【００１０】第３の発明は、第１の発明において、上記
冷却手段とガス精製手段と間にガス／ガス熱交換手段を
介装したことを特徴とするバイオマスのガス化システム
にある。
冷却手段とガス精製手段と間にガス／ガス熱交換手段を
介装したことを特徴とするバイオマスのガス化システム
にある。
【００１１】第４の発明は、第１の発明において、上記
ガス精製したガスが上記ＣＯシフト反応装置を迂回する
ガスバイパスラインを介装したことを特徴とするバイオ
マスのガス化システムにある。
ガス精製したガスが上記ＣＯシフト反応装置を迂回する
ガスバイパスラインを介装したことを特徴とするバイオ
マスのガス化システムにある。
【００１２】第５の発明は、第４の発明において、上記
ガスバイパスライン出口側にガス組成を測定するセンサ
を介装したことを特徴とするバイオマスのガス化システ
ムにある。
ガスバイパスライン出口側にガス組成を測定するセンサ
を介装したことを特徴とするバイオマスのガス化システ
ムにある。
【００１３】第６の発明は、第１乃至５のいずれか一の
発明において、上記ガス精製手段とＣＯシフト反応装置
との間にガス中の微量成分を除去するフィルタを介装し
たことを特徴とするバイオマスのガス化システムにあ
る。
発明において、上記ガス精製手段とＣＯシフト反応装置
との間にガス中の微量成分を除去するフィルタを介装し
たことを特徴とするバイオマスのガス化システムにあ
る。
【００１４】第７の発明は、第１乃至６のいずれか一の
発明において、上記ガス化したガスを利用するアルコー
ル合成装置、ガスタービン又はガスエンジンのいずれか
を備えたことを特徴とするバイオマスのガス化システム
にある。
発明において、上記ガス化したガスを利用するアルコー
ル合成装置、ガスタービン又はガスエンジンのいずれか
を備えたことを特徴とするバイオマスのガス化システム
にある。
【００１５】第８の発明は、第１乃至６のいずれか一の
バイオマスのガス化システムと、上記ガスの圧力を向上
させるブースタ装置と、上記昇圧されたガスをメタノー
ル合成温度まで加熱する再生熱交換手段と、上記加熱さ
れたガス中のＨ2 とＣＯとからメタノールを合成するメ
タノール合成装置とからなり、上記ガス精製手段で除去
された水を用い、上記メタノール合成で発生した熱を熱
回収し、次いで上記冷却手段へ導入して熱回収して高温
水蒸気とし、得られた高温水蒸気をバイオマスガス化炉
に供給することを特徴とするバイオマスのメタノール合
成システムにある。
バイオマスのガス化システムと、上記ガスの圧力を向上
させるブースタ装置と、上記昇圧されたガスをメタノー
ル合成温度まで加熱する再生熱交換手段と、上記加熱さ
れたガス中のＨ2 とＣＯとからメタノールを合成するメ
タノール合成装置とからなり、上記ガス精製手段で除去
された水を用い、上記メタノール合成で発生した熱を熱
回収し、次いで上記冷却手段へ導入して熱回収して高温
水蒸気とし、得られた高温水蒸気をバイオマスガス化炉
に供給することを特徴とするバイオマスのメタノール合
成システムにある。
【００１６】第９の発明は、第８の発明において、上記
ＣＯシフト反応装置とブースタ装置との間に脱ＣＯ2 装
置を介装したことを特徴とするバイオマスのメタノール
合成システムにある。
ＣＯシフト反応装置とブースタ装置との間に脱ＣＯ2 装
置を介装したことを特徴とするバイオマスのメタノール
合成システムにある。
【００１７】第１０の発明は、第８の発明において、上
記ＣＯシフト反応装置と脱ＣＯ2 装置との間に熱交換手
段を介装したことを特徴とするバイオマスのメタノール
合成システムにある。
記ＣＯシフト反応装置と脱ＣＯ2 装置との間に熱交換手
段を介装したことを特徴とするバイオマスのメタノール
合成システムにある。
【００１８】第１１の発明は、第８の発明において、上
記ブースタ装置と再生熱交換器との間、又は再生熱交換
器とメタノール合成装置との間のいずれか一方又は両方
に、吸着塔又はガードカラムを介装してなることを特徴
とするバイオマスのメタノール合成システムにある。
記ブースタ装置と再生熱交換器との間、又は再生熱交換
器とメタノール合成装置との間のいずれか一方又は両方
に、吸着塔又はガードカラムを介装してなることを特徴
とするバイオマスのメタノール合成システムにある。
【００１９】第１２の発明は、第８の発明において、上
記メタノール合成装置からのガスを気液分離し、該分離
された気体中のＨ2 を水素分離装置で分離し、該分離さ
れたＨ2 を再生熱交換器の前段側に戻すことを特徴とす
るバイオマスのメタノール合成システムにある。
記メタノール合成装置からのガスを気液分離し、該分離
された気体中のＨ2 を水素分離装置で分離し、該分離さ
れたＨ2 を再生熱交換器の前段側に戻すことを特徴とす
るバイオマスのメタノール合成システムにある。
【００２０】第１３の発明は、第８の発明において、上
記メタノール合成装置が複数段の触媒層からなる合成塔
とすると共に、該合成塔を少なくとも２系統設けてなる
ことを特徴とするバイオマスのメタノール合成システム
にある。
記メタノール合成装置が複数段の触媒層からなる合成塔
とすると共に、該合成塔を少なくとも２系統設けてなる
ことを特徴とするバイオマスのメタノール合成システム
にある。
【００２１】第１４の発明は、第８の発明において、上
記合成塔の入口側の触媒層をガードカラムとしてなるこ
とを特徴とするバイオマスのメタノール合成システムに
ある。
記合成塔の入口側の触媒層をガードカラムとしてなるこ
とを特徴とするバイオマスのメタノール合成システムに
ある。
【００２２】第１５の発明は、第１４のメタノール合成
システムを用い、メタノール合成の際に、第１の合成塔
と第２の合成塔とを交互に使用し、一方の合成塔を使用
する間に、他方の合成塔の複数段触媒層の内、ガス入口
側の第１段目の触媒層を抜き取りし、次いで第２段目の
触媒層を第１段目にすると共に、最終段目に新規触媒層
を設置することを特徴とするバイオマスのメタノール合
成方法にある。
システムを用い、メタノール合成の際に、第１の合成塔
と第２の合成塔とを交互に使用し、一方の合成塔を使用
する間に、他方の合成塔の複数段触媒層の内、ガス入口
側の第１段目の触媒層を抜き取りし、次いで第２段目の
触媒層を第１段目にすると共に、最終段目に新規触媒層
を設置することを特徴とするバイオマスのメタノール合
成方法にある。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に説明
するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。
するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもの
ではない。
【００２４】［第１の実施の形態］本発明の第１の実施
の形態を図１を用いて説明する。図１は本実施の形態に
かかるバイオマスガス化炉を用いたバイオマスガス化シ
ステムの概略図である。
の形態を図１を用いて説明する。図１は本実施の形態に
かかるバイオマスガス化炉を用いたバイオマスガス化シ
ステムの概略図である。
【００２５】図１に示すように、本実施の形態にかかる
バイオマスのガス化システム１０は、バイオマス１１と
燃焼酸化剤１２とを供給してＨ2 ，ＣＯ等にガス化する
バイオマスガス化炉１３と、上記バイオマスガス化炉１
３でガス化した生成ガス１４を冷却する冷却器１５と、
上記冷却した生成ガス１４を精製するガス精製手段１６
と、上記ガス精製したガス中のＨ2 とＣＯガスの組成を
調整するＣＯシフト反応装置１７とからなるバイオマス
のガス化システム１０であって、上記ガス精製手段１６
がガス中のアンモニア等を除去して生成ガスを精製する
と共に、ガス中の水分を除去水１８として除去するよう
にしたものである。
バイオマスのガス化システム１０は、バイオマス１１と
燃焼酸化剤１２とを供給してＨ2 ，ＣＯ等にガス化する
バイオマスガス化炉１３と、上記バイオマスガス化炉１
３でガス化した生成ガス１４を冷却する冷却器１５と、
上記冷却した生成ガス１４を精製するガス精製手段１６
と、上記ガス精製したガス中のＨ2 とＣＯガスの組成を
調整するＣＯシフト反応装置１７とからなるバイオマス
のガス化システム１０であって、上記ガス精製手段１６
がガス中のアンモニア等を除去して生成ガスを精製する
と共に、ガス中の水分を除去水１８として除去するよう
にしたものである。
【００２６】ここで、上記ガス精製手段としては、例え
ば水を上方より噴霧状に散布する水スクラバ等を用いる
ようにしてもよい。
ば水を上方より噴霧状に散布する水スクラバ等を用いる
ようにしてもよい。
【００２７】また、本実施の形態では、上記冷却器１５
とガス精製手段１６との間にガス／ガス熱交換器２１を
介装して、生成ガス１４の熱回収を行なっている。この
熱回収としては、上記ガス精製手段１６を通過すること
によりガスが冷却されているので、上記精製ガス２０の
温度をＣＯシフト反応装置１７での下記反応が適切に進
行する温度となるように上昇させるようにしている。な
お、シフト反応装置１７で用いる触媒としては例えば鉄
系の触媒を用いることができる。 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2
とガス精製手段１６との間にガス／ガス熱交換器２１を
介装して、生成ガス１４の熱回収を行なっている。この
熱回収としては、上記ガス精製手段１６を通過すること
によりガスが冷却されているので、上記精製ガス２０の
温度をＣＯシフト反応装置１７での下記反応が適切に進
行する温度となるように上昇させるようにしている。な
お、シフト反応装置１７で用いる触媒としては例えば鉄
系の触媒を用いることができる。 ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ→ＣＯ2 ＋Ｈ2
【００２８】また、本実施の形態では、上記ガス精製し
た精製ガス２０が上記ＣＯシフト反応装置１７を迂回す
るガスバイパスライン２２を介装しており、弁２３ａ，
２３ｂの開閉により後流側で利用する合成装置又はガス
エンジン又はガスタービン等で用いる際に効率的なガス
組成となるように調整するようにしている。
た精製ガス２０が上記ＣＯシフト反応装置１７を迂回す
るガスバイパスライン２２を介装しており、弁２３ａ，
２３ｂの開閉により後流側で利用する合成装置又はガス
エンジン又はガスタービン等で用いる際に効率的なガス
組成となるように調整するようにしている。
【００２９】上記精製ガス２０により、例えばメタノー
ルを合成するためには、例えばＣＯ／Ｈ2 のモル比を１
／２とすることが好ましい。
ルを合成するためには、例えばＣＯ／Ｈ2 のモル比を１
／２とすることが好ましい。
【００３０】特に、バイオマスガス化炉１３内に供給す
るバイオマスが一定組成の場合には問題がないが、バイ
オマスの種類又は乾燥状態又は供給条件により、ガス化
条件が微妙に変化した場合に、必要に応じてバイパスラ
イン２２を迂回させることで、後流側で利用する所望の
ガス組成となるように微調整を可能とすることができよ
うにしている。
るバイオマスが一定組成の場合には問題がないが、バイ
オマスの種類又は乾燥状態又は供給条件により、ガス化
条件が微妙に変化した場合に、必要に応じてバイパスラ
イン２２を迂回させることで、後流側で利用する所望の
ガス組成となるように微調整を可能とすることができよ
うにしている。
【００３１】上記ガス組成の供給状況を監視するこのた
め、本実施の形態では、上記ガスバイパスライン２２の
出口側にガス組成を測定するセンサ２４を介装してい
る。
め、本実施の形態では、上記ガスバイパスライン２２の
出口側にガス組成を測定するセンサ２４を介装してい
る。
【００３２】また、本実施の形態では、上記ガス精製手
段１６とＣＯシフト反応装置１７との間にガス中の微量
成分を除去するフィルタ２５を介装し、ガス中の微量成
分（例えばＳ分等）を除去するようにしている。これに
より、後流側のＣＯシフト反応装置１７で使用される触
媒の劣化を防止することができ、耐久性が向上する。
段１６とＣＯシフト反応装置１７との間にガス中の微量
成分を除去するフィルタ２５を介装し、ガス中の微量成
分（例えばＳ分等）を除去するようにしている。これに
より、後流側のＣＯシフト反応装置１７で使用される触
媒の劣化を防止することができ、耐久性が向上する。
【００３３】上記フィルタ２５としては、フィルタ層と
して活性炭等の吸着剤を用いることができる。
して活性炭等の吸着剤を用いることができる。
【００３４】なお、フィルタ２５をガス精製装置１６と
ＣＯシフト反応装置１７との間に介装することにより、
ガス中の水分含量が多い場合等に、フィルタ層を構成す
る活性炭により処理能力の低下を防止することが可能と
なる。
ＣＯシフト反応装置１７との間に介装することにより、
ガス中の水分含量が多い場合等に、フィルタ層を構成す
る活性炭により処理能力の低下を防止することが可能と
なる。
【００３５】上記ＣＯシフト反応装置１７で所望のガス
組成としたガスは、後流側に設けたアルコール合成シス
テム１００、ガスタービン（Ｇ／Ｔ）１０１、又はガス
エンジン１０２で利用に供される。
組成としたガスは、後流側に設けたアルコール合成シス
テム１００、ガスタービン（Ｇ／Ｔ）１０１、又はガス
エンジン１０２で利用に供される。
【００３６】なお、上記ＣＯシフト反応装置１７とアル
コール合成システム１００、ガスタービン１０１、又は
ガスエンジン１０２との間には、熱交換手段２６を介装
して例えばアルコール合成システム１００より供給され
た供給水２７の水温を上昇させており、その後冷却器１
５を通過することで、熱交換され、高温水蒸気４０が得
られる。
コール合成システム１００、ガスタービン１０１、又は
ガスエンジン１０２との間には、熱交換手段２６を介装
して例えばアルコール合成システム１００より供給され
た供給水２７の水温を上昇させており、その後冷却器１
５を通過することで、熱交換され、高温水蒸気４０が得
られる。
【００３７】ここで、本発明にかかる炉本体内に供給す
るバイオマス１１は、生産又は廃棄されたバイオマスを
乾燥手段により乾燥された後、粉砕手段により所定粒径
に粉砕（例えば平均粒径（Ｄ）が0.０５≦Ｄ≦５ｍｍ程
度のもの。）されたものとするのが好ましい。
るバイオマス１１は、生産又は廃棄されたバイオマスを
乾燥手段により乾燥された後、粉砕手段により所定粒径
に粉砕（例えば平均粒径（Ｄ）が0.０５≦Ｄ≦５ｍｍ程
度のもの。）されたものとするのが好ましい。
【００３８】本発明でバイオマス（Ｃm Ｈ2 Ｏn ）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。
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。
【００３９】上記バイオマスガス化炉１３の炉本体の炉
内温度は７００〜１４００℃（好適には８００〜１００
０℃程度）のガス化条件とするのが好ましい。これは、
炉内温度が７００℃未満であると、燃焼が良好でなく、
好ましくなく、一方１４００℃を超えた場合には、バイ
オマス自身の燃焼によりスートが発生し、好ましくない
からである。
内温度は７００〜１４００℃（好適には８００〜１００
０℃程度）のガス化条件とするのが好ましい。これは、
炉内温度が７００℃未満であると、燃焼が良好でなく、
好ましくなく、一方１４００℃を超えた場合には、バイ
オマス自身の燃焼によりスートが発生し、好ましくない
からである。
【００４０】また、バイオマスガス化炉１３の炉内圧力
は、特に限定されるものではないが、１〜４０気圧とす
るのが好ましい。これは、メタノール合成に直結する場
合には、８０気圧近傍が好ましいが、耐圧構造のガス化
炉とする必要があり、製造費用が嵩み好ましくないから
である。なお、３０気圧程度の場合には、装置がコンパ
クトとなり、好ましい。
は、特に限定されるものではないが、１〜４０気圧とす
るのが好ましい。これは、メタノール合成に直結する場
合には、８０気圧近傍が好ましいが、耐圧構造のガス化
炉とする必要があり、製造費用が嵩み好ましくないから
である。なお、３０気圧程度の場合には、装置がコンパ
クトとなり、好ましい。
【００４１】図２に生成ガスをメタノール合成用に用い
た場合のメタノール合成システムを備えたバイオマスの
ガス化システム１０の温度バランスの一例を示す。ガス
化炉１３により得られる生成ガス１４は約９００℃前後
であり、冷却器１５により冷却される、その後ガス／ガ
ス熱交換器２１で熱交換されてさらに冷却され、その後
ガス精製手段１６により精製ガス２０はフィルタ２５の
保護温度域まで冷却される。この冷却された精製ガス２
０はフィルタ２５を通過することでＳ成分が除去され、
ガス／ガス熱交換器２１で熱交換され後流に設置したＣ
Ｏシフト反応装置１７の作動温度まで上昇する。ＣＯシ
フト反応装置１７で所望のガス組成に変換し、Ｈ2 リッ
チガスとした後、熱交換器２６で熱交換されて冷却さ
れ、アルコール合成システム１００でメタノールを合成
する。上記メタノール合成システム１００の合成は発熱
反応であるので、供給水２７を供給することにより反応
熱を温水として回収することが可能である。また、この
温水を熱交換器２６で熱交換して上昇させ、その後、冷
却器１５で熱交換することにより高温水蒸気（３００℃
以上）４０を得ることができる。この高温水蒸気４０は
ガス化炉に供給するようにしてもよく、また、ＣＯシフ
ト反応装置１７で熱利用してもよい。
た場合のメタノール合成システムを備えたバイオマスの
ガス化システム１０の温度バランスの一例を示す。ガス
化炉１３により得られる生成ガス１４は約９００℃前後
であり、冷却器１５により冷却される、その後ガス／ガ
ス熱交換器２１で熱交換されてさらに冷却され、その後
ガス精製手段１６により精製ガス２０はフィルタ２５の
保護温度域まで冷却される。この冷却された精製ガス２
０はフィルタ２５を通過することでＳ成分が除去され、
ガス／ガス熱交換器２１で熱交換され後流に設置したＣ
Ｏシフト反応装置１７の作動温度まで上昇する。ＣＯシ
フト反応装置１７で所望のガス組成に変換し、Ｈ2 リッ
チガスとした後、熱交換器２６で熱交換されて冷却さ
れ、アルコール合成システム１００でメタノールを合成
する。上記メタノール合成システム１００の合成は発熱
反応であるので、供給水２７を供給することにより反応
熱を温水として回収することが可能である。また、この
温水を熱交換器２６で熱交換して上昇させ、その後、冷
却器１５で熱交換することにより高温水蒸気（３００℃
以上）４０を得ることができる。この高温水蒸気４０は
ガス化炉に供給するようにしてもよく、また、ＣＯシフ
ト反応装置１７で熱利用してもよい。
【００４２】また、上記供給水２７として、例えばガス
精製手段１６から除去された除去水１８を利用するよう
にしてもよい。これにより、系内において除去水を再利
用することができる。なお、上記温度バランスは供給す
るバイオマス原料の種類やガス化炉の大きさにより左右
され、本発明は図２の温度バランスに何ら限定されるも
のではない。
精製手段１６から除去された除去水１８を利用するよう
にしてもよい。これにより、系内において除去水を再利
用することができる。なお、上記温度バランスは供給す
るバイオマス原料の種類やガス化炉の大きさにより左右
され、本発明は図２の温度バランスに何ら限定されるも
のではない。
【００４３】［第２の実施の形態］本発明の第２の実施
の形態を図３を用いて説明する。図３は本実施の形態に
かかるバイオマスガス化システムの概略図である。
の形態を図３を用いて説明する。図３は本実施の形態に
かかるバイオマスガス化システムの概略図である。
【００４４】本実施の形態では、上記第１の実施の形態
のシステム１０において、脱ＣＯ2装置２８を熱交換器
２６とアルコール合成システム１００との間に介装して
ガス組成を合成系に送給するガス組成を下記反応式(1)
から反応式(2) のように変更させ、合成のために昇圧す
る際に圧力条件を下げるようにしている。これにより、
不要な水分が除去され、アルコール合成の収率も向上す
ることができる。 ＣＯ2 ＋３Ｈ2 →Ｈ2 Ｏ＋ＣＨ3 ＯＨ …(1) ＣＯ＋２Ｈ2 →ＣＨ3 ＯＨ …(2)
のシステム１０において、脱ＣＯ2装置２８を熱交換器
２６とアルコール合成システム１００との間に介装して
ガス組成を合成系に送給するガス組成を下記反応式(1)
から反応式(2) のように変更させ、合成のために昇圧す
る際に圧力条件を下げるようにしている。これにより、
不要な水分が除去され、アルコール合成の収率も向上す
ることができる。 ＣＯ2 ＋３Ｈ2 →Ｈ2 Ｏ＋ＣＨ3 ＯＨ …(1) ＣＯ＋２Ｈ2 →ＣＨ3 ＯＨ …(2)
【００４５】［第３の実施の形態］本発明の第３の実施
の形態を図４を用いて説明する。図４は本実施の形態に
かかるバイオマスガス化システムの概略図である。
の形態を図４を用いて説明する。図４は本実施の形態に
かかるバイオマスガス化システムの概略図である。
【００４６】図４は、本実施の形態ではメタノール合成
システムを備えたガス化システムの概要を示す。なお、
ガス化の熱回収及びガス精製等は第１及び第２の実施の
形態と同様であるので、メタノール合成系のシステムを
中心として説明する。
システムを備えたガス化システムの概要を示す。なお、
ガス化の熱回収及びガス精製等は第１及び第２の実施の
形態と同様であるので、メタノール合成系のシステムを
中心として説明する。
【００４７】また、メタノール合成システムの一例とし
ては、上記ＣＯシフト反応装置１７でガス組成を調整し
た後の精製ガス２０のガス圧力を向上させるブースタ装
置３１と、昇圧後のガス温度をメタノール製造温度まで
加温する再生熱交換器３２と、ガス中の２Ｈ2 とＣＯと
からメタノール（ＣＨ3 ＯＨ）を製造するメタノール合
成装置３３と、該メタノール合成装置３３により得られ
た生成ガス３４をメタノール３５と排ガス３６とに分離
する気液分離装置３７とを具備するものである。
ては、上記ＣＯシフト反応装置１７でガス組成を調整し
た後の精製ガス２０のガス圧力を向上させるブースタ装
置３１と、昇圧後のガス温度をメタノール製造温度まで
加温する再生熱交換器３２と、ガス中の２Ｈ2 とＣＯと
からメタノール（ＣＨ3 ＯＨ）を製造するメタノール合
成装置３３と、該メタノール合成装置３３により得られ
た生成ガス３４をメタノール３５と排ガス３６とに分離
する気液分離装置３７とを具備するものである。
【００４８】本実施の形態では、上記ガス精製手段１６
から除去される除去水１８は、メタノール合成装置３３
の触媒反応において発生した反応熱（約３００℃程度）
を、メタノール合成装置３３の内部に設置された第１の
熱交換器３８を用いて熱交換する。
から除去される除去水１８は、メタノール合成装置３３
の触媒反応において発生した反応熱（約３００℃程度）
を、メタノール合成装置３３の内部に設置された第１の
熱交換器３８を用いて熱交換する。
【００４９】次いで、熱交換水は、上記ガス化炉１３か
ら生成された生成ガス１４を冷却する冷却器１５内へ導
入され、高温の生成ガス（例えば９００℃程度）の熱
を、冷却器１５の内部に設置された第２の熱交換器３９
で熱交換して熱回収し、得られた高温（４００〜６００
℃）の水蒸気４０をバイオマスガス化炉１３に供給す
る。
ら生成された生成ガス１４を冷却する冷却器１５内へ導
入され、高温の生成ガス（例えば９００℃程度）の熱
を、冷却器１５の内部に設置された第２の熱交換器３９
で熱交換して熱回収し、得られた高温（４００〜６００
℃）の水蒸気４０をバイオマスガス化炉１３に供給す
る。
【００５０】これにより、燃焼酸化剤１２の一部として
高温水蒸気４０を用いることができ、バイオマスメタノ
ール合成システムのシステム効率が向上する。
高温水蒸気４０を用いることができ、バイオマスメタノ
ール合成システムのシステム効率が向上する。
【００５１】［第４の実施の形態］本発明の第４の実施
の形態を図５を用いて説明する。図５は本実施の形態に
かかるバイオマスメタノール合成システムの概略図であ
る。なお、図４に示すメタノール合成システムと同一部
材については同符号を付して重複する説明は省略する。
本実施の形態にかかるメタノール合成システムは、上記
ガス精製装置１６で精製した後のガスの冷却及びガス中
の水分を除去するガス精製手段１６を、図５に示すよう
に、水を散布する水散布手段１６Ａと、アルカリ溶液
（例えばＮａＯＨ等）を散布するアルカリ水散布手段１
６Ｂとから構成してなるものであり、上記水散布手段１
６Ａでの水散布後の除去水１８を含む排水を第３の実施
の形態と同様に、熱回収し、ガス化炉１３に高温水蒸気
４０を供給するようにしている。
の形態を図５を用いて説明する。図５は本実施の形態に
かかるバイオマスメタノール合成システムの概略図であ
る。なお、図４に示すメタノール合成システムと同一部
材については同符号を付して重複する説明は省略する。
本実施の形態にかかるメタノール合成システムは、上記
ガス精製装置１６で精製した後のガスの冷却及びガス中
の水分を除去するガス精製手段１６を、図５に示すよう
に、水を散布する水散布手段１６Ａと、アルカリ溶液
（例えばＮａＯＨ等）を散布するアルカリ水散布手段１
６Ｂとから構成してなるものであり、上記水散布手段１
６Ａでの水散布後の除去水１８を含む排水を第３の実施
の形態と同様に、熱回収し、ガス化炉１３に高温水蒸気
４０を供給するようにしている。
【００５２】実施の形態では、先ず、精製したガスを水
散布手段１６Ａに導入して、水散布によりガスの冷却及
びガス中の水分を回収し、次いでアルカリ溶液（例えば
ＮａＯＨ等）を散布するアルカリ水散布手段１６Ｂに導
入して、アルカリ水の散布によりガス中に存在する酸性
ガス（例えばアンモニアガス、塩化水素、硫黄分（Ｈ 2
Ｓ）等）を除去している。
散布手段１６Ａに導入して、水散布によりガスの冷却及
びガス中の水分を回収し、次いでアルカリ溶液（例えば
ＮａＯＨ等）を散布するアルカリ水散布手段１６Ｂに導
入して、アルカリ水の散布によりガス中に存在する酸性
ガス（例えばアンモニアガス、塩化水素、硫黄分（Ｈ 2
Ｓ）等）を除去している。
【００５３】上記水散布手段１６Ａでの排水は、第３の
実施の形態と同様に、メタノール合成装置３３を用いた
触媒反応において発生した反応熱（約３００℃程度）と
第１の熱交換器３８で熱交換し、次いで、上記ガス化炉
１３から生成された生成ガス１４を冷却する冷却器１５
へ導入し、高温の生成ガス（例えば９００℃程度）の熱
を第２の熱交換器３９で熱回収し、得られた高温水蒸気
４０をバイオマスガス化炉１３に供給するようにしてい
る。
実施の形態と同様に、メタノール合成装置３３を用いた
触媒反応において発生した反応熱（約３００℃程度）と
第１の熱交換器３８で熱交換し、次いで、上記ガス化炉
１３から生成された生成ガス１４を冷却する冷却器１５
へ導入し、高温の生成ガス（例えば９００℃程度）の熱
を第２の熱交換器３９で熱回収し、得られた高温水蒸気
４０をバイオマスガス化炉１３に供給するようにしてい
る。
【００５４】本実施の形態では、第３の実施の形態の効
果に加え、水散布手段１６Ａとアルカリ水散布手段１６
Ｂとの２段のスクラバ装置とするので、第１段目での水
散布手段１６Ａの水散布では、冷却・水分回収がなさ
れ、第２段目のアルカリ水散布手段１６Ｂのでのアルカ
リ水散布では、酸性ガスを除去し、後流側での各種装置
及び配管設備での腐蝕等による劣化を防止するようにし
ている。
果に加え、水散布手段１６Ａとアルカリ水散布手段１６
Ｂとの２段のスクラバ装置とするので、第１段目での水
散布手段１６Ａの水散布では、冷却・水分回収がなさ
れ、第２段目のアルカリ水散布手段１６Ｂのでのアルカ
リ水散布では、酸性ガスを除去し、後流側での各種装置
及び配管設備での腐蝕等による劣化を防止するようにし
ている。
【００５５】［第５の実施の形態］本発明の第５の実施
の形態を図６を用いて説明する。図６は本実施の形態に
かかるバイオマスメタノール合成システムの概略図であ
る。図４及び図５に示すメタノール合成システムと同一
部材については同符号を付して重複する説明は省略す
る。本実施の形態にかかるメタノール合成システムは、
メタノール合成システムの上記ブースタ装置３１と再生
熱交換器３２との間に第１の吸着塔又はガードカラム４
１を介装すると共に、上記再生熱交換器３２とメタノー
ル合成装置３３との間に第２の吸着塔又はガードカラム
４２を介装してなるものである。
の形態を図６を用いて説明する。図６は本実施の形態に
かかるバイオマスメタノール合成システムの概略図であ
る。図４及び図５に示すメタノール合成システムと同一
部材については同符号を付して重複する説明は省略す
る。本実施の形態にかかるメタノール合成システムは、
メタノール合成システムの上記ブースタ装置３１と再生
熱交換器３２との間に第１の吸着塔又はガードカラム４
１を介装すると共に、上記再生熱交換器３２とメタノー
ル合成装置３３との間に第２の吸着塔又はガードカラム
４２を介装してなるものである。
【００５６】上記吸着塔は内部に例えばシリカゲル，活
性炭等の吸着性能を有する物質を充填してなるものであ
り、又はガードカラムは上記メタノール合成装置３３で
用いる触媒を充填したものであり、一定時間経過した後
に廃棄又は再生処理するいわゆる捨てカラムとしたもの
である。
性炭等の吸着性能を有する物質を充填してなるものであ
り、又はガードカラムは上記メタノール合成装置３３で
用いる触媒を充填したものであり、一定時間経過した後
に廃棄又は再生処理するいわゆる捨てカラムとしたもの
である。
【００５７】これらの吸着塔又はガードカラムの設置に
より、メタノール合成装置での触媒の被毒を未然に防止
することができ、長期間に亙って安定してメタノール合
成を行うことができる。
より、メタノール合成装置での触媒の被毒を未然に防止
することができ、長期間に亙って安定してメタノール合
成を行うことができる。
【００５８】なお、本実施の形態では、第１の吸着塔又
はガードカラム４１及び第２の吸着塔又はガードカラム
４２からなる２段による保護としたが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えば第１の吸着塔又はガー
ドカラム４１のみとしてもよい。
はガードカラム４１及び第２の吸着塔又はガードカラム
４２からなる２段による保護としたが、本発明はこれに
限定されるものではなく、例えば第１の吸着塔又はガー
ドカラム４１のみとしてもよい。
【００５９】［第６の実施の形態］本発明の第６の実施
の形態を図７を用いて説明する。図７は本実施の形態に
かかるバイオマスメタノール合成システムの概略図であ
る。図４に示すメタノール合成システムと同一部材につ
いては同符号を付して重複する説明は省略する。本実施
の形態にかかるメタノール合成システムでは、メタノー
ル合成装置３３で製造された生成ガス３４を気液分離分
離装置３７で分離した排ガス３６中のＨ 2 を有効利用す
るものである。
の形態を図７を用いて説明する。図７は本実施の形態に
かかるバイオマスメタノール合成システムの概略図であ
る。図４に示すメタノール合成システムと同一部材につ
いては同符号を付して重複する説明は省略する。本実施
の形態にかかるメタノール合成システムでは、メタノー
ル合成装置３３で製造された生成ガス３４を気液分離分
離装置３７で分離した排ガス３６中のＨ 2 を有効利用す
るものである。
【００６０】図７に示すように、上記メタノール合成装
置３３により合成された生成ガス３４は気液分離装置３
７によりメタノール３５と排ガス３６とに分離される
が、通常、排ガス３６は焼却処分されている。但し、本
実施の形態では、排ガス３６ａ中のＨ2 のみを分離する
水素（Ｈ2 ）分離装置５１を用いて、再生熱交換器３２
の前段若しくは後段に戻すようにして、再度メタノール
合成のガス３６ｂとして再利用する。水素が分離された
ガスは排ガス３６ｃとして排出される。
置３３により合成された生成ガス３４は気液分離装置３
７によりメタノール３５と排ガス３６とに分離される
が、通常、排ガス３６は焼却処分されている。但し、本
実施の形態では、排ガス３６ａ中のＨ2 のみを分離する
水素（Ｈ2 ）分離装置５１を用いて、再生熱交換器３２
の前段若しくは後段に戻すようにして、再度メタノール
合成のガス３６ｂとして再利用する。水素が分離された
ガスは排ガス３６ｃとして排出される。
【００６１】上記水素分離装置５１としては、例えば圧
力スイング法によるＨ2 分離，膜分離等の公知の水素分
離方法により行えばよい。
力スイング法によるＨ2 分離，膜分離等の公知の水素分
離方法により行えばよい。
【００６２】本実施の形態によれば、水素分離装置５１
によりＨ2 のみが分離されて再生熱交換器３２の前段若
しくは後段へ戻されるので、生成ガス３４中の残Ｈ2 が
有効利用され、メタノール合成のための水素の利用効率
が向上することになる。
によりＨ2 のみが分離されて再生熱交換器３２の前段若
しくは後段へ戻されるので、生成ガス３４中の残Ｈ2 が
有効利用され、メタノール合成のための水素の利用効率
が向上することになる。
【００６３】［第７の実施の形態］本発明の第７の実施
の形態を図８を用いて説明する。図８は本実施の形態に
かかるバイオマスメタノール合成システムの概略図であ
る。図４に示すメタノール合成システムと同一部材につ
いては同符号を付して重複する説明は省略する。本実施
の形態にかかるメタノール合成システムでは、メタノー
ル合成装置を２系統として、連続してメタノール合成す
るようにしたものである。
の形態を図８を用いて説明する。図８は本実施の形態に
かかるバイオマスメタノール合成システムの概略図であ
る。図４に示すメタノール合成システムと同一部材につ
いては同符号を付して重複する説明は省略する。本実施
の形態にかかるメタノール合成システムでは、メタノー
ル合成装置を２系統として、連続してメタノール合成す
るようにしたものである。
【００６４】図９に本実施の形態にかかるメタノール合
成装置の拡大図を示す。図８及び図９に示すように、本
実施の形態にかかるメタノール合成装置６１は第１の合
成塔６２と第２の合成塔６３との２系列とから構成され
ている。また、第１の合成塔６２の内部は両端に弁６４
ａ，６４ｂを備えてなり、内部には第１段目の触媒層６
２−１・・・最終段（本実施の形態では５段）の触媒層
６２−５が内装されている。同様に、第２の合成塔６３
の内部は両端に弁６５ａ，６５ｂを備えてなり、内部に
は第１段目の触媒層６３−１・・・最終段（本実施の形
態では５段）の触媒層６３−５が内装されている。
成装置の拡大図を示す。図８及び図９に示すように、本
実施の形態にかかるメタノール合成装置６１は第１の合
成塔６２と第２の合成塔６３との２系列とから構成され
ている。また、第１の合成塔６２の内部は両端に弁６４
ａ，６４ｂを備えてなり、内部には第１段目の触媒層６
２−１・・・最終段（本実施の形態では５段）の触媒層
６２−５が内装されている。同様に、第２の合成塔６３
の内部は両端に弁６５ａ，６５ｂを備えてなり、内部に
は第１段目の触媒層６３−１・・・最終段（本実施の形
態では５段）の触媒層６３−５が内装されている。
【００６５】本実施の形態では、メタノール合成を行う
際に、図９に示すように、第１の合成塔６２と第２の合
成塔６３とを交互に使用し、例えば一方の第１の合成塔
６２を使用する間に、他方の第２の合成塔６３の弁６５
ａ，６５ｂを閉じておき、第２の合成塔６３の複数段触
媒層の内、ガス入口側の劣化した第１段目の触媒層６３
−１を抜き取りし、次いでいままで第２段目の触媒層６
３−２を第１段目にすると共に、順次スライドし、最終
段目に新規触媒層を設置することにより、劣化部分を順
次取り替えることができる。
際に、図９に示すように、第１の合成塔６２と第２の合
成塔６３とを交互に使用し、例えば一方の第１の合成塔
６２を使用する間に、他方の第２の合成塔６３の弁６５
ａ，６５ｂを閉じておき、第２の合成塔６３の複数段触
媒層の内、ガス入口側の劣化した第１段目の触媒層６３
−１を抜き取りし、次いでいままで第２段目の触媒層６
３−２を第１段目にすると共に、順次スライドし、最終
段目に新規触媒層を設置することにより、劣化部分を順
次取り替えることができる。
【００６６】この結果、２段目の触媒層が第１段目の触
媒層となるので、触媒活性が常に良好に維持され、良好
なメタノール合成が可能となる。
媒層となるので、触媒活性が常に良好に維持され、良好
なメタノール合成が可能となる。
【００６７】また、上記劣化した触媒を担持した活性炭
は粉砕等して第１の実施の形態で説明したフィルタ２５
で用いるようにしてもよい。
は粉砕等して第１の実施の形態で説明したフィルタ２５
で用いるようにしてもよい。
【００６８】本実施の形態によれば、メタノール合成装
置のメンテナンス性が向上することになる。なお、本実
施の形態では、ガードカラム４１を再生熱交換器３２の
前段側に介装しているが、このガードカラム４１は必須
なものではなく、該ガードカラム４１を介装すること
で、さらに、触媒の被毒が防止され、触媒活性の低下を
防ぐことができる。
置のメンテナンス性が向上することになる。なお、本実
施の形態では、ガードカラム４１を再生熱交換器３２の
前段側に介装しているが、このガードカラム４１は必須
なものではなく、該ガードカラム４１を介装すること
で、さらに、触媒の被毒が防止され、触媒活性の低下を
防ぐことができる。
【００６９】また、第１段目の触媒層６２−１，６３−
１をガードカラムとし、所定期間経過した後に、捨てカ
ラムとするようにしてもよい。なお、本実施の形態で
は、２系統の触媒合成塔としているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、複数系統とするようにして合
成効率を向上させるようにしてもよい。
１をガードカラムとし、所定期間経過した後に、捨てカ
ラムとするようにしてもよい。なお、本実施の形態で
は、２系統の触媒合成塔としているが、本発明はこれに
限定されるものではなく、複数系統とするようにして合
成効率を向上させるようにしてもよい。
【００７０】
【発明の効果】以上述べたように、第１の発明によれ
ば、バイオマスを供給してガス化するバイオマスガス化
炉と、上記バイオマスガス化炉でガス化したガスを冷却
する冷却手段と、上記冷却した生成ガスを精製するガス
精製手段と、上記ガス精製したガス中のＨ2 とＣＯガス
の組成を調整するＣＯシフト反応装置とからなるバイオ
マスのガス化システムであって、上記ガス精製手段がガ
スを精製すると共にガス中の水分を除去するので、除去
した水を熱回収し得られた高温水蒸気をバイオマスガス
化炉に供給するので、燃焼酸化剤の一部として高温水蒸
気を用いることができ、ガス化システムのシステム効率
が向上する。
ば、バイオマスを供給してガス化するバイオマスガス化
炉と、上記バイオマスガス化炉でガス化したガスを冷却
する冷却手段と、上記冷却した生成ガスを精製するガス
精製手段と、上記ガス精製したガス中のＨ2 とＣＯガス
の組成を調整するＣＯシフト反応装置とからなるバイオ
マスのガス化システムであって、上記ガス精製手段がガ
スを精製すると共にガス中の水分を除去するので、除去
した水を熱回収し得られた高温水蒸気をバイオマスガス
化炉に供給するので、燃焼酸化剤の一部として高温水蒸
気を用いることができ、ガス化システムのシステム効率
が向上する。
【００７１】第２の発明は、第１の発明において、上記
ガス精製手段が、水散布手段とアルカリ水散布手段とか
らなり、上記水散布後の排水を除去した水と共に熱回収
するので、燃焼酸化剤の一部として高温水蒸気を用いる
ことができる。また、水散布では、冷却・水分回収がな
され、アルカリ水散布では、酸性ガスを除去し、後流側
での各種装置及び配管設備での腐蝕等による劣化を防止
することができる。
ガス精製手段が、水散布手段とアルカリ水散布手段とか
らなり、上記水散布後の排水を除去した水と共に熱回収
するので、燃焼酸化剤の一部として高温水蒸気を用いる
ことができる。また、水散布では、冷却・水分回収がな
され、アルカリ水散布では、酸性ガスを除去し、後流側
での各種装置及び配管設備での腐蝕等による劣化を防止
することができる。
【００７２】第３の発明は、第１の発明において、上記
冷却手段とガス精製手段と間にガス／ガス熱交換手段を
介装したので、熱交換により、熱の有効利用を図ること
ができる。
冷却手段とガス精製手段と間にガス／ガス熱交換手段を
介装したので、熱交換により、熱の有効利用を図ること
ができる。
【００７３】第４の発明は、第１の発明において、上記
ガス精製したガスが上記ＣＯシフト反応装置を迂回する
ガスバイパスラインを介装したので、所望の生成ガスを
任意に得ることができる。
ガス精製したガスが上記ＣＯシフト反応装置を迂回する
ガスバイパスラインを介装したので、所望の生成ガスを
任意に得ることができる。
【００７４】第５の発明は、第４の発明において、上記
ガスバイパスライン出口側にガス組成を測定するセンサ
を介装したので、所望のガス組成の調整が容易となる。
ガスバイパスライン出口側にガス組成を測定するセンサ
を介装したので、所望のガス組成の調整が容易となる。
【００７５】第６の発明は、第１乃至５のいずれか一の
発明において、上記ガス精製手段とＣＯシフト反応装置
との間にガス中の微量成分を除去する装置を介装したの
で、ガス中の微量のＳ成分等が除去され、ＣＯシフト反
応装置で使用する触媒の被毒を防止することができる。
発明において、上記ガス精製手段とＣＯシフト反応装置
との間にガス中の微量成分を除去する装置を介装したの
で、ガス中の微量のＳ成分等が除去され、ＣＯシフト反
応装置で使用する触媒の被毒を防止することができる。
【００７６】第７の発明は、第１乃至６のいずれか一の
発明において、上記ガス化したガスを利用するアルコー
ル合成装置、ガスタービン又はガスエンジンのいずれか
を備えたので、バイオマスによる生成ガスを有効利用す
ることができる。
発明において、上記ガス化したガスを利用するアルコー
ル合成装置、ガスタービン又はガスエンジンのいずれか
を備えたので、バイオマスによる生成ガスを有効利用す
ることができる。
【００７７】第８の発明は、第１乃至６のいずれか一の
バイオマスのガス化システムと、上記ガスの圧力を向上
させるブースタ装置と、上記昇圧されたガスをメタノー
ル合成温度まで加熱する再生熱交換手段と、上記加熱さ
れたガス中のＨ2 とＣＯとからメタノールを合成するメ
タノール合成装置とからなり、上記ガス精製手段で除去
された水を用い、上記メタノール合成で発生した熱を熱
回収し、次いで上記冷却手段へ導入して熱回収して高温
水蒸気とし、得られた高温水蒸気をバイオマスガス化炉
に供給するので、燃焼酸化剤の一部として高温水蒸気を
用いることができ、ガス化システムのシステム効率が向
上する。
バイオマスのガス化システムと、上記ガスの圧力を向上
させるブースタ装置と、上記昇圧されたガスをメタノー
ル合成温度まで加熱する再生熱交換手段と、上記加熱さ
れたガス中のＨ2 とＣＯとからメタノールを合成するメ
タノール合成装置とからなり、上記ガス精製手段で除去
された水を用い、上記メタノール合成で発生した熱を熱
回収し、次いで上記冷却手段へ導入して熱回収して高温
水蒸気とし、得られた高温水蒸気をバイオマスガス化炉
に供給するので、燃焼酸化剤の一部として高温水蒸気を
用いることができ、ガス化システムのシステム効率が向
上する。
【００７８】第９の発明は、第８の発明において、上記
ＣＯシフト反応装置とブースタ装置との間に脱ＣＯ2 装
置を介装したので、メタノール合成のために昇圧する際
に圧力条件を下げることができると共に、不要な水分が
除去され、アルコール合成の収率が向上する。
ＣＯシフト反応装置とブースタ装置との間に脱ＣＯ2 装
置を介装したので、メタノール合成のために昇圧する際
に圧力条件を下げることができると共に、不要な水分が
除去され、アルコール合成の収率が向上する。
【００７９】第１０の発明は、第８の発明において、上
記ＣＯシフト反応装置と脱ＣＯ2 装置との間に熱交換手
段を介装したので、熱交換により、熱の有効利用を図る
ことができる。
記ＣＯシフト反応装置と脱ＣＯ2 装置との間に熱交換手
段を介装したので、熱交換により、熱の有効利用を図る
ことができる。
【００８０】第１１の発明は、第８の発明において、上
記ブースタ装置と再生熱交換器との間、又は再生熱交換
器とメタノール合成装置との間のいずれか一方又は両方
に、吸着塔又はガードカラムを介装してなるので、メタ
ノール合成装置の触媒の被毒が防止される。
記ブースタ装置と再生熱交換器との間、又は再生熱交換
器とメタノール合成装置との間のいずれか一方又は両方
に、吸着塔又はガードカラムを介装してなるので、メタ
ノール合成装置の触媒の被毒が防止される。
【００８１】第１２の発明は、第８の発明において、上
記メタノール合成装置からのガスを気液分離し、該分離
された気体中のＨ2 を水素分離装置で分離し、該分離さ
れたＨ2 を再生熱交換器の前段若しくは後段側に戻すの
で、再循環させるガス中のＨ 2 の比率を上げることがで
き、メタノール合成効率が向上する。
記メタノール合成装置からのガスを気液分離し、該分離
された気体中のＨ2 を水素分離装置で分離し、該分離さ
れたＨ2 を再生熱交換器の前段若しくは後段側に戻すの
で、再循環させるガス中のＨ 2 の比率を上げることがで
き、メタノール合成効率が向上する。
【００８２】第１３の発明は、第８の発明において、上
記メタノール合成装置が複数段の触媒層からなる合成塔
とすると共に、該合成塔を少なくとも２系統設けてなる
ので、交互に使用することで連続してメタノール合成が
可能となる。
記メタノール合成装置が複数段の触媒層からなる合成塔
とすると共に、該合成塔を少なくとも２系統設けてなる
ので、交互に使用することで連続してメタノール合成が
可能となる。
【００８３】第１４の発明は、第８の発明において、上
記合成塔の入口側の触媒層をガードカラムとしてなるの
で、触媒層全体の被毒が防止される。
記合成塔の入口側の触媒層をガードカラムとしてなるの
で、触媒層全体の被毒が防止される。
【００８４】第１５の発明は、第１４のメタノール合成
システムを用い、メタノール合成の際に、第１の合成塔
と第２の合成塔とを交互に使用し、一方の合成塔を使用
する間に、他方の合成塔の複数段触媒層の内、ガス入口
側の第１段目の触媒層を抜き取りし、次いで第２段目の
触媒層を第１段目にすると共に、最終段目に新規触媒層
を設置するので、劣化部分を順次取り替えることができ
る。また、２段目の触媒層が第１段目の触媒層となるの
で、触媒活性が常に良好に維持され、良好なメタノール
合成が可能となる。
システムを用い、メタノール合成の際に、第１の合成塔
と第２の合成塔とを交互に使用し、一方の合成塔を使用
する間に、他方の合成塔の複数段触媒層の内、ガス入口
側の第１段目の触媒層を抜き取りし、次いで第２段目の
触媒層を第１段目にすると共に、最終段目に新規触媒層
を設置するので、劣化部分を順次取り替えることができ
る。また、２段目の触媒層が第１段目の触媒層となるの
で、触媒活性が常に良好に維持され、良好なメタノール
合成が可能となる。
【図１】第１の実施の形態にかかるバイオマスのガス化
システムの概略図である。
システムの概略図である。
【図２】第１の実施の形態にかかるバイオマスのガス化
システムの概略図である。
システムの概略図である。
【図３】第２の実施の形態にかかるバイオマスのガス化
システムの概略図である。
システムの概略図である。
【図４】第３の実施の形態にかかるバイオマスのガス化
システムの概略図である。
システムの概略図である。
【図５】第４の実施の形態にかかるバイオマスのメタノ
ール合成システムの概略図である。
ール合成システムの概略図である。
【図６】第５の実施の形態にかかるバイオマスのメタノ
ール合成システムの概略図である。
ール合成システムの概略図である。
【図７】第６の実施の形態にかかるバイオマスのメタノ
ール合成システムの概略図である。
ール合成システムの概略図である。
【図８】第７の実施の形態にかかるバイオマスのメタノ
ール合成システムの概略図である。
ール合成システムの概略図である。
【図９】第７の実施の形態にかかるメタノール合成装置
の概略図である。
の概略図である。
１０ バイオマスガス化システム １１ バイオマス １２ 燃焼酸化剤 １３ バイオマスガス化炉 １４ 生成ガス １５ 冷却器 １６ ガス精製手段 １７ ＣＯシフト反応装置 １８ 除去水 ２０ 精製ガス ２１ ガス／ガス熱交換器 ２２ ガスバイパスライン ２３ａ，２３ｂ 弁 ２４ センサ ２５ フィルタ ２６ 熱交換器 ２７ 供給水 ２８ 脱ＣＯ2 装置 ３１ ブースタ装置 ３２ 再生熱交換器 ３３ メタノール合成装置 ３４ 生成ガス ３５ メタノール ３６ 排ガス ３７ 気液分離装置 ３８ 第１の熱交換器 ３９ 第２の熱交換器 ４０ 高温水蒸気 ４１ 第１の吸着塔又はガードカラム ４２ 第２の吸着塔又はガードカラム ５１ 水素（Ｈ2 ）分離装置 ６１ メタノール合成装置 ６２ 第１の合成塔 ６３ 第２の合成塔 ６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂ 弁 １００ アルコール合成システム １０１ ガスタービン（Ｇ／Ｔ） １０２ ガスエンジン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｋ 1/12 Ｃ１０Ｋ 1/12 3/00 3/00 (72)発明者 松本 慎治 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 太田 英明 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 小林 由則 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 石井 弘実 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 有賀 健 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 古屋 孝明 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 小林 一登 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 加幡 達雄 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 竹内 善幸 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 篠田 克彦 長崎県長崎市深堀町五丁目717番１号 三 菱重工業株式会社長崎研究所内 Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AA04 AC29 AC41 BA19 BC10 BC11 BC13 BD84 BE20 BE40 4H039 CA60 CB10 CL45 4H060 AA08 BB04 BB05 BB11 BB23 BB24 BB25 CC03 CC18 DD05 DD24 FF07 FF11 GG01 GG08
Claims (15)
- 【請求項１】 バイオマスを供給してガス化するバイオ
マスガス化炉と、 上記バイオマスガス化炉でガス化したガスを冷却する冷
却手段と、 上記冷却した生成ガスを精製するガス精製手段と、 上記ガス精製したガス中のＨ2 とＣＯガスの組成を調整
するＣＯシフト反応装置とからなるバイオマスのガス化
システムであって、 上記ガス精製手段がガスを精製すると共にガス中の水分
を除去することを特徴とするバイオマスのガス化システ
ム。 - 【請求項２】 請求項１において、 上記ガス精製手段が、水散布手段とアルカリ水散布手段
とからなり、上記水散布後の排水を除去した水と共に熱
回収することを特徴とするバイオマスのガス化システ
ム。 - 【請求項３】 請求項１において、 上記冷却手段とガス精製手段と間にガス／ガス熱交換手
段を介装したことを特徴とするバイオマスのガス化シス
テム。 - 【請求項４】 請求項１において、 上記ガス精製したガスが上記ＣＯシフト反応装置を迂回
するガスバイパスラインを介装したことを特徴とするバ
イオマスのガス化システム。 - 【請求項５】 請求項４において、 上記ガスバイパスライン出口側にガス組成を測定するセ
ンサを介装したことを特徴とするバイオマスのガス化シ
ステム。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか一において、 上記ガス精製手段とＣＯシフト反応装置との間にガス中
の微量成分を除去するフィルタを介装したことを特徴と
するバイオマスのガス化システム。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか一において、 上記ガス化したガスを利用するアルコール合成装置、ガ
スタービン又はガスエンジンのいずれかを備えたことを
特徴とするバイオマスのガス化システム。 - 【請求項８】 請求項１乃至６のいずれか一のバイオマ
スのガス化システムと、 上記ガスの圧力を向上させるブースタ装置と、上記昇圧
されたガスをメタノール合成温度まで加熱する再生熱交
換手段と、上記加熱されたガス中のＨ2 とＣＯとからメ
タノールを合成するメタノール合成装置とからなり、 上記ガス精製手段で除去された水を用い、上記メタノー
ル合成で発生した熱を熱回収し、次いで上記冷却手段へ
導入して熱回収して高温水蒸気とし、得られた高温水蒸
気をバイオマスガス化炉に供給することを特徴とするバ
イオマスのメタノール合成システム。 - 【請求項９】 請求項８において、 上記ＣＯシフト反応装置とブースタ装置との間に脱ＣＯ
2 装置を介装したことを特徴とするバイオマスのメタノ
ール合成システム。 - 【請求項１０】 請求項８において、 上記ＣＯシフト反応装置と脱ＣＯ2 装置との間に熱交換
手段を介装したことを特徴とするバイオマスのメタノー
ル合成システム。 - 【請求項１１】 請求項８において、 上記ブースタ装置と再生熱交換器との間、又は再生熱交
換器とメタノール合成装置との間のいずれか一方又は両
方に、吸着塔又はガードカラムを介装してなることを特
徴とするバイオマスのメタノール合成システム。 - 【請求項１２】 請求項８において、 上記メタノール合成装置からのガスを気液分離し、該分
離された気体中のＨ2を水素分離装置で分離し、該分離
されたＨ2 を再生熱交換器の前段側に戻すことを特徴と
するバイオマスのメタノール合成システム。 - 【請求項１３】 請求項８において、 上記メタノール合成装置が複数段の触媒層からなる合成
塔とすると共に、該合成塔を少なくとも２系統設けてな
ることを特徴とするバイオマスのメタノール合成システ
ム。 - 【請求項１４】 請求項８において、 上記合成塔の入口側の触媒層をガードカラムとしてなる
ことを特徴とするバイオマスのメタノール合成システ
ム。 - 【請求項１５】 請求項１４のメタノール合成システム
を用い、 メタノール合成の際に、第１の合成塔と第２の合成塔と
を交互に使用し、一方の合成塔を使用する間に、他方の
合成塔の複数段触媒層の内、ガス入口側の第１段目の触
媒層を抜き取りし、次いで第２段目の触媒層を第１段目
にすると共に、最終段目に新規触媒層を設置することを
特徴とするバイオマスのメタノール合成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001225742A JP4443799B2 (ja) | 2000-07-26 | 2001-07-26 | バイオマスのメタノール合成システム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-225051 | 2000-07-26 | ||
| JP2000225051 | 2000-07-26 | ||
| JP2001225742A JP4443799B2 (ja) | 2000-07-26 | 2001-07-26 | バイオマスのメタノール合成システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002121571A true JP2002121571A (ja) | 2002-04-26 |
| JP4443799B2 JP4443799B2 (ja) | 2010-03-31 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001225742A Expired - Fee Related JP4443799B2 (ja) | 2000-07-26 | 2001-07-26 | バイオマスのメタノール合成システム |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4443799B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007016185A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Takuma Co Ltd | 被処理物ガス化システムと被処理物ガス化方法 |
| JP2007204558A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | バイオマスからの液体燃料製造装置 |
| JP2008189704A (ja) * | 2007-01-31 | 2008-08-21 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | バイオマスからの液体燃料製造装置 |
| WO2010022106A2 (en) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Syngest, Inc. | Process for producing ammonia from biomass |
| JP2010168482A (ja) * | 2009-01-23 | 2010-08-05 | Ihi Corp | ガス化ガス精製方法及び装置 |
| JP2010180259A (ja) * | 2009-02-03 | 2010-08-19 | Ihi Corp | ガス化ガス精製方法及び装置 |
| JP2012163020A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービンプラント |
| JP2014529585A (ja) * | 2011-08-04 | 2014-11-13 | カニンガム，スティーブン，エル． | プラズマアーク炉および応用 |
| GB2556665A (en) * | 2016-10-14 | 2018-06-06 | Linde Ag | Methods for hydrogen production |
| JP2020131135A (ja) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | 大陽日酸株式会社 | ガス精製装置及びその運転方法 |
-
2001
- 2001-07-26 JP JP2001225742A patent/JP4443799B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4644831B2 (ja) * | 2006-01-31 | 2011-03-09 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | バイオマスからの液体燃料製造装置 |
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| JP2020131135A (ja) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | 大陽日酸株式会社 | ガス精製装置及びその運転方法 |
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