JP3021055B2 - 合成ガスの製造方法 - Google Patents
合成ガスの製造方法Info
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- JP3021055B2 JP3021055B2 JP3008474A JP847491A JP3021055B2 JP 3021055 B2 JP3021055 B2 JP 3021055B2 JP 3008474 A JP3008474 A JP 3008474A JP 847491 A JP847491 A JP 847491A JP 3021055 B2 JP3021055 B2 JP 3021055B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は有機物から合成ガス（Ｈ
2 ，ＣＯを含む可燃性ガス）の製造方法に関し、特に良
質ガス、良質油ばかりでなく劣質化石燃料、有機廃棄物
を原料として工業的に利用できる可燃性合成ガスを製造
する方法に関する。
2 ，ＣＯを含む可燃性ガス）の製造方法に関し、特に良
質ガス、良質油ばかりでなく劣質化石燃料、有機廃棄物
を原料として工業的に利用できる可燃性合成ガスを製造
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】劣質可燃物の燃焼では煤塵（固形炭素）
とＮＯｘ（窒素酸化物）の発生が多く、大気汚染公害上
の問題が多く、従来は燃焼調整（低ＮＯｘ燃焼法等）に
よる燃焼後に、排ガスを脱塵装置、脱硝装置等により煤
塵、ＮＯｘを除去していた。
とＮＯｘ（窒素酸化物）の発生が多く、大気汚染公害上
の問題が多く、従来は燃焼調整（低ＮＯｘ燃焼法等）に
よる燃焼後に、排ガスを脱塵装置、脱硝装置等により煤
塵、ＮＯｘを除去していた。
【０００３】一方、合成ガスの製造方法としては良質ガ
ス（メタン，プロパン）又は良質油と水蒸気の混合ガス
を反応管内に送り、加圧（約４０気圧）状態で、反応管
外から加熱（管内５００〜９００℃）する方法がある。
この方法では良質な炭化水素燃料しか扱えないこと、外
部加熱のため、反応が遅く、大形の装置が必要となるこ
と等の欠点がある。
ス（メタン，プロパン）又は良質油と水蒸気の混合ガス
を反応管内に送り、加圧（約４０気圧）状態で、反応管
外から加熱（管内５００〜９００℃）する方法がある。
この方法では良質な炭化水素燃料しか扱えないこと、外
部加熱のため、反応が遅く、大形の装置が必要となるこ
と等の欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記技術水準
に鑑み、良質ガス、良質油ばかりでなく、劣質化石燃
料、有機廃棄物から工業的に利用できる可燃性合成ガス
（Ｈ2 ，ＣＯを含むガス）を熱効率よく製造しうる方法
を提供しようとするものである。
に鑑み、良質ガス、良質油ばかりでなく、劣質化石燃
料、有機廃棄物から工業的に利用できる可燃性合成ガス
（Ｈ2 ，ＣＯを含むガス）を熱効率よく製造しうる方法
を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は有機物（ガス，
石油，残渣油まどの化石燃料、プラスチック，紙，草
木，残飯などの有機廃棄物）から合成ガス（Ｈ2 ，ＣＯ
を含む可燃性ガス）を製造する方法において、３００〜
１０００℃の雰囲気の状態で有機物に反応系内内容物の
全炭素分に対する全水素分のモル比（Ｈ2 ／Ｃ）が１以
上でかつ、全炭素分に対する全酸素分のモル比（Ｏ2 ／
Ｃ）が０．５〜１．０の範囲内になるように酸素と水蒸
気の混合ガスを吹き込み、触媒を使用することなく有機
物中の炭化水素に酸化反応（部分燃焼状態）を起こさせ
ることによってＨ2 とＣＯを含む可燃性合成ガスを製造
する方法である。
石油，残渣油まどの化石燃料、プラスチック，紙，草
木，残飯などの有機廃棄物）から合成ガス（Ｈ2 ，ＣＯ
を含む可燃性ガス）を製造する方法において、３００〜
１０００℃の雰囲気の状態で有機物に反応系内内容物の
全炭素分に対する全水素分のモル比（Ｈ2 ／Ｃ）が１以
上でかつ、全炭素分に対する全酸素分のモル比（Ｏ2 ／
Ｃ）が０．５〜１．０の範囲内になるように酸素と水蒸
気の混合ガスを吹き込み、触媒を使用することなく有機
物中の炭化水素に酸化反応（部分燃焼状態）を起こさせ
ることによってＨ2 とＣＯを含む可燃性合成ガスを製造
する方法である。
【０００６】
【作用】図１は本発明の基本構成図を示す。ガス発生器
１に有機廃棄物２を供給し、これに酸素３と水蒸気４を
吹き込むようになっている。酸化反応開始温度以上に保
持されたガス発生器内に有機廃棄物と酸素（Ｏ2 ）及び
水蒸気（Ｈ2 Ｏ）が存在することによって次の反応が起
こる。
１に有機廃棄物２を供給し、これに酸素３と水蒸気４を
吹き込むようになっている。酸化反応開始温度以上に保
持されたガス発生器内に有機廃棄物と酸素（Ｏ2 ）及び
水蒸気（Ｈ2 Ｏ）が存在することによって次の反応が起
こる。
【０００７】（１）有機物中の炭化水素（Ｃn Ｈm ）と
Ｏ2 による酸化反応により次の反応が起こり、 Ｃn Ｈm （Ｌ又はＳ）＋Ｏ2 （Ｇ） → Ｃn ′Ｈm ′
（Ｇ）＋ＣＯ（Ｇ）＋ＣＯ2 （Ｇ）＋Ｈ2 Ｏ（Ｌ又は
Ｇ） （但し、Ｌ：液体，Ｓ：固体，Ｇ：ガス） 発熱と同時に熱分解、ガス化反応が起こる。（液，固体
からガスが発生する。）
Ｏ2 による酸化反応により次の反応が起こり、 Ｃn Ｈm （Ｌ又はＳ）＋Ｏ2 （Ｇ） → Ｃn ′Ｈm ′
（Ｇ）＋ＣＯ（Ｇ）＋ＣＯ2 （Ｇ）＋Ｈ2 Ｏ（Ｌ又は
Ｇ） （但し、Ｌ：液体，Ｓ：固体，Ｇ：ガス） 発熱と同時に熱分解、ガス化反応が起こる。（液，固体
からガスが発生する。）
【０００８】（２）前記発生ガスは適正温度（５００〜
１０００℃）雰囲気において水蒸気と反応し、Ｈ2 とＣ
Ｏ主成分の合成ガスとなる。 Ｃn ′Ｈm ′＋Ｈ2 Ｏ → ＣＯ＋Ｈ2
１０００℃）雰囲気において水蒸気と反応し、Ｈ2 とＣ
Ｏ主成分の合成ガスとなる。 Ｃn ′Ｈm ′＋Ｈ2 Ｏ → ＣＯ＋Ｈ2
【０００９】反応系内への酸素および水蒸気の吹込み
は、有機物を部分酸化（部分燃焼）して、反応系内温度
を３００〜１０００℃の所定値に保持させるとともに、
生成ガスの組成を調節するために行われる。
は、有機物を部分酸化（部分燃焼）して、反応系内温度
を３００〜１０００℃の所定値に保持させるとともに、
生成ガスの組成を調節するために行われる。
【００１０】酸素の吹込み量が少ないと、反応温度の維
持が困難であるばかりでなく、ガス化されない炭素分が
多くなって、有機物のガス化率が低下し、時として熱分
解炉の操業が困難になることがある。
持が困難であるばかりでなく、ガス化されない炭素分が
多くなって、有機物のガス化率が低下し、時として熱分
解炉の操業が困難になることがある。
【００１１】また、水蒸気は生成ガス中の水素濃度を向
上させることと、炭素と水性反応で、炭素を一酸化炭素
と水素に転換させることを目的に吹込まれるものであ
り、また水蒸気の吹込みによって反応温度の異常上昇が
抑えられる。
上させることと、炭素と水性反応で、炭素を一酸化炭素
と水素に転換させることを目的に吹込まれるものであ
り、また水蒸気の吹込みによって反応温度の異常上昇が
抑えられる。
【００１２】以上のことを化学反応式で表示すると次の
通りである。 有機物中の炭素の燃焼 Ｃ＋Ｏ2 ＝ＣＯ2 発熱反応 有機物中の水素の燃焼 ２Ｈ2 ＋Ｏ2 ＝２Ｈ2 Ｏ 発熱反応 炭素と生成炭酸ガスの反応 Ｃ＋ＣＯ2 ＝２ＣＯ 吸熱反応 水蒸気と一酸化炭素の反応 Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ＝ＣＯ2 ＋Ｈ2 吸熱反応 水蒸気による炭素のガス化反応 Ｈ2 Ｏ＋Ｃ＝ＣＯ＋Ｈ2 吸熱反応 炭素のメタン化反応 Ｃ＋２Ｈ2 ＝ＣＨ4 発熱反応
通りである。 有機物中の炭素の燃焼 Ｃ＋Ｏ2 ＝ＣＯ2 発熱反応 有機物中の水素の燃焼 ２Ｈ2 ＋Ｏ2 ＝２Ｈ2 Ｏ 発熱反応 炭素と生成炭酸ガスの反応 Ｃ＋ＣＯ2 ＝２ＣＯ 吸熱反応 水蒸気と一酸化炭素の反応 Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ＝ＣＯ2 ＋Ｈ2 吸熱反応 水蒸気による炭素のガス化反応 Ｈ2 Ｏ＋Ｃ＝ＣＯ＋Ｈ2 吸熱反応 炭素のメタン化反応 Ｃ＋２Ｈ2 ＝ＣＨ4 発熱反応
【００１３】通常、の反応を含め、炭化水素化合物の
生成反応は量的に少なく、また、反応生成熱も小さいた
め、の反応熱での反応熱を補給することにな
る。
生成反応は量的に少なく、また、反応生成熱も小さいた
め、の反応熱での反応熱を補給することにな
る。
【００１４】また、劣質化石燃料等の有機物は水素含有
量が少なく、の反応で生成する水蒸気のみで、の
反応をまかなうことができず、系外からの水蒸気吹込み
が必要となる。
量が少なく、の反応で生成する水蒸気のみで、の
反応をまかなうことができず、系外からの水蒸気吹込み
が必要となる。
【００１５】すなわち、処理しようとする有機物の組成
及び希望する製品ガス組成に応じて酸素及び水蒸気の吹
込み量を設定する必要があり、その吹込み量は反応系内
内容物の全炭素分に対する全水素分のモル比（Ｈ2 ／
Ｃ）が１以上でかつ、全炭素分に対する全酸素分のモル
比（Ｏ2 ／Ｃ）が０．５〜１．０の範囲内になるように
吹込むのが好ましい。
及び希望する製品ガス組成に応じて酸素及び水蒸気の吹
込み量を設定する必要があり、その吹込み量は反応系内
内容物の全炭素分に対する全水素分のモル比（Ｈ2 ／
Ｃ）が１以上でかつ、全炭素分に対する全酸素分のモル
比（Ｏ2 ／Ｃ）が０．５〜１．０の範囲内になるように
吹込むのが好ましい。
【００１６】Ｏ2 ／Ｃが０．５以下になると、ガス化さ
れない残留炭素分が増加するとともに、時として反応温
度の維持が難しくなる。また、Ｏ2 ／Ｃが１以上になる
と生成ガス中の炭酸ガス及び水蒸気濃度が高くなり、可
燃性ガスの取得量が激減するばかりでなく、反応温度上
昇抑制のための水蒸気吹込み量が増大する。一方、Ｈ2
／Ｃが１以下においては、生成ガス中の水素分濃度が低
くなり、また残留炭素分も多くなる。
れない残留炭素分が増加するとともに、時として反応温
度の維持が難しくなる。また、Ｏ2 ／Ｃが１以上になる
と生成ガス中の炭酸ガス及び水蒸気濃度が高くなり、可
燃性ガスの取得量が激減するばかりでなく、反応温度上
昇抑制のための水蒸気吹込み量が増大する。一方、Ｈ2
／Ｃが１以下においては、生成ガス中の水素分濃度が低
くなり、また残留炭素分も多くなる。
【００１７】
（例１）図２は実験室で行った本発明の実験例である。
ステンレス製のガス発生器１に、ポリエチレンと紙の小
片を約５０％づつの割合で混合した有機廃棄物２を入
れ、予め５００℃にヒータ３で予熱したあと、ヒータ３
を取り除き、水蒸気４と酸素５の混合ガスを吹き込ん
だ。
ステンレス製のガス発生器１に、ポリエチレンと紙の小
片を約５０％づつの割合で混合した有機廃棄物２を入
れ、予め５００℃にヒータ３で予熱したあと、ヒータ３
を取り除き、水蒸気４と酸素５の混合ガスを吹き込ん
だ。
【００１８】ガス発生器１内では有機廃棄物と酸素が反
応し、発熱してガス発生器１内が昇温すると同時に、有
機廃棄物２がガス化した。このとき、ガス発生器１内温
度が７００〜８００℃となるよう水蒸気４流量によって
調整した。また、ガス発生器１内圧力は２±０．５kg／
cm2 Ｇに調整した。
応し、発熱してガス発生器１内が昇温すると同時に、有
機廃棄物２がガス化した。このとき、ガス発生器１内温
度が７００〜８００℃となるよう水蒸気４流量によって
調整した。また、ガス発生器１内圧力は２±０．５kg／
cm2 Ｇに調整した。
【００１９】発生した合成ガス６を排気管７より排出
し、この排ガス組成を分析したところ、水素及び一酸化
炭素を含む可燃性の合成ガスであることを確認した。
し、この排ガス組成を分析したところ、水素及び一酸化
炭素を含む可燃性の合成ガスであることを確認した。
【００２０】実験結果の一例を次に示す。
【００２１】 ○ガス発生器内条件 有機物：紙 ５０ｇ プラスチック ５０ｇ 計１００ｇ 水蒸気流量（約１５０℃） １０〜５０リットル／分 酸素流量 １０〜３０リットル／分
【００２２】 ○発生した合成ガス（Ｈ2 Ｏ除外ベース， mol％） Ｈ2 濃度： ４０〜５０％ ＣＯ濃度： ３０〜４０％ ＣＯ2 濃度： １０〜２０％ Ｎ2 ほか濃度： ５〜１０％
【００２３】（例２）図３は本発明の工業規模での実施
例を示す。耐熱性構造のガス発生器１内の格子板１１上
に有機廃棄物供給装置８より有機廃棄物２を投入し、こ
れに水蒸気発生装置１０から供給される水蒸気４と、酸
素供給装置９から供給される酸素３を混合ガスの状態で
分散してガス発生器１内に供給する。
例を示す。耐熱性構造のガス発生器１内の格子板１１上
に有機廃棄物供給装置８より有機廃棄物２を投入し、こ
れに水蒸気発生装置１０から供給される水蒸気４と、酸
素供給装置９から供給される酸素３を混合ガスの状態で
分散してガス発生器１内に供給する。
【００２４】有機廃棄物２中の炭化水素と酸素３の酸化
反応により昇温し、同時にガス化反応が起こる。このガ
ス発生器１内の温度は５００〜１０００℃の適性温度に
水蒸気４の供給量で制御することによって、発生する合
成ガス６のＨ2 とＣＯの比率を調整することができる。
反応により昇温し、同時にガス化反応が起こる。このガ
ス発生器１内の温度は５００〜１０００℃の適性温度に
水蒸気４の供給量で制御することによって、発生する合
成ガス６のＨ2 とＣＯの比率を調整することができる。
【００２５】また、酸素３と水蒸気４の吹き込み量は有
機廃棄物２の熱分解残留炭素量を少なくすること、生成
ガス中の炭酸ガス及び水蒸気の含有濃度を抑制すること
から、ガス発生器１の内容物の全炭素分に対する全水素
分のモル比（Ｈ2 ／Ｃ）が１以上で、また、全炭素に対
する全酸素分のモル比（Ｏ2 ／Ｃ）が０．５〜１．０の
範囲になるように吹き込む。
機廃棄物２の熱分解残留炭素量を少なくすること、生成
ガス中の炭酸ガス及び水蒸気の含有濃度を抑制すること
から、ガス発生器１の内容物の全炭素分に対する全水素
分のモル比（Ｈ2 ／Ｃ）が１以上で、また、全炭素に対
する全酸素分のモル比（Ｏ2 ／Ｃ）が０．５〜１．０の
範囲になるように吹き込む。
【００２６】この合成ガス６は排気ダクト５を通って系
外へ取り出されるが、この排気ダクト６内で一部の熱を
水蒸気発生装置１０へ熱供給するようになっている。
外へ取り出されるが、この排気ダクト６内で一部の熱を
水蒸気発生装置１０へ熱供給するようになっている。
【００２７】また、有機廃棄物２の反応残分である無機
性排出物７は別途ガス発生器１底部より系外へ取り出さ
れる。
性排出物７は別途ガス発生器１底部より系外へ取り出さ
れる。
【００２８】先に発生した合成ガス６は排気ダクト５よ
り系外に取り出され、あとクリーンガス燃料として利用
されるか、又は冷却液化し、アルコール合成用原料ガス
にすることも可能である。
り系外に取り出され、あとクリーンガス燃料として利用
されるか、又は冷却液化し、アルコール合成用原料ガス
にすることも可能である。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、劣質有機物からもクリ
ーンな合成ガスを製造することができる。
ーンな合成ガスを製造することができる。
【図１】本発明方法のフローの基本構成図
【図２】本発明方法の実験室規模のフローの説明図
【図３】本発明方法の工業規模のフローの説明図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳田 雅寛 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 今井 哲也 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
Claims (1)
- 【請求項１】 有機物から合成ガスを製造する方法にお
いて、３００〜１０００℃の雰囲気の状態で有機物に反
応系内内容物の全炭素分に対する全水素分のモル比（Ｈ
2 ／Ｃ）が１以上でかつ、全炭素分に対する全酸素分の
モル比（Ｏ2 ／Ｃ）が０．５〜１．０の範囲内になるよ
うに酸素と水蒸気の混合ガスを吹き込み、触媒を使用す
ることなく有機物中の炭化水素に酸化反応を起こさせる
ことを特徴とするＨ2 とＣＯを含む可燃性合成ガスの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008474A JP3021055B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 合成ガスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3008474A JP3021055B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 合成ガスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04367502A JPH04367502A (ja) | 1992-12-18 |
| JP3021055B2 true JP3021055B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=11694113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3008474A Expired - Lifetime JP3021055B2 (ja) | 1991-01-28 | 1991-01-28 | 合成ガスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021055B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8047633B2 (en) | 1998-10-16 | 2011-11-01 | Silverbrook Research Pty Ltd | Control of a nozzle of an inkjet printhead |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3402877B2 (ja) * | 1995-10-09 | 2003-05-06 | 三菱重工業株式会社 | 廃タイヤからのカーボンブラック製造方法及び装置 |
| JP4486699B1 (ja) * | 2009-11-06 | 2010-06-23 | 株式会社リ・サイエンスシステム研究所 | 水素ガスの発生を伴う有機性廃棄物の改質方法および有機性廃棄物改質用装置 |
| WO2011070624A1 (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-16 | 株式会社リ・サイエンスシステム研究所 | 高濃度水素ガスの発生を伴う有機性廃棄物の改質方法および有機性廃棄物改質用装置 |
-
1991
- 1991-01-28 JP JP3008474A patent/JP3021055B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8047633B2 (en) | 1998-10-16 | 2011-11-01 | Silverbrook Research Pty Ltd | Control of a nozzle of an inkjet printhead |
| US8057014B2 (en) | 1998-10-16 | 2011-11-15 | Silverbrook Research Pty Ltd | Nozzle assembly for an inkjet printhead |
| US8061795B2 (en) | 1998-10-16 | 2011-11-22 | Silverbrook Research Pty Ltd | Nozzle assembly of an inkjet printhead |
| US8066355B2 (en) | 1998-10-16 | 2011-11-29 | Silverbrook Research Pty Ltd | Compact nozzle assembly of an inkjet printhead |
| US8087757B2 (en) | 1998-10-16 | 2012-01-03 | Silverbrook Research Pty Ltd | Energy control of a nozzle of an inkjet printhead |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04367502A (ja) | 1992-12-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981124 |