WO2009153948A1 - ガス化ガスの改質方法及び装置 - Google Patents

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須田俊之
藤森俊郎
大原宏明
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株式会社Ihi
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Definitions

  • the present invention relates to a gasification gas reforming method and apparatus capable of enhancing the production of hydrogen by a simple apparatus.
  • raw materials such as coal and biomass have been gasified by a gasification apparatus such as a fluidized bed gasification furnace or a fixed bed gasification furnace to generate a highly combustible gasification gas.
  • a gasification apparatus such as a fluidized bed gasification furnace or a fixed bed gasification furnace to generate a highly combustible gasification gas.
  • the gasification gas contains water vapor (H 2 O) and tar together with gas components such as hydrogen (H 2 ), hydrocarbon (C m H n ), carbon monoxide (CO), and carbon dioxide (CO 2 ). is doing.
  • the gasified gas generated by the gasifier is used after being transported to the subsequent purification or other various equipment as described above. At this time, the tar contained in the gasified gas is used for piping and equipment. In the past, scrubbers were installed and tar was removed by water injection.
  • the gasified gas is supplied to the reforming furnace, and oxygen (O 2 ) is supplied to burn a part of the gasified gas to raise the temperature to reform the tar.
  • oxygen (O 2 ) is supplied to burn a part of the gasified gas to raise the temperature to reform the tar.
  • the unmodified tar becomes solid carbon (char), thereby preventing the problem of adhesion and deposition on the piping and equipment.
  • the reformed gas is composed of H 2, CO, and CH. It will be enriched.
  • the hydrocarbon is reformed by the following reaction.
  • the product of the reforming reaction reacts as follows by supplying oxygen (O 2 ).
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 are prior art information that has been disclosed about the reforming furnace.
  • gasification gas and oxygen are supplied from one end of the reforming furnace, and a part of the gasification gas is burned with oxygen for reforming.
  • Gasification gas reforming is performed by raising the inside of the furnace to the reforming target temperature at which reforming proceeds and maintaining the reforming target temperature for a required time (maintaining the reaction time).
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a gasification gas reforming method and apparatus capable of enhancing the production of hydrogen by a small and simple apparatus.
  • the present invention provides gasification by supplying a gasification gas containing tar and oxygen to a reforming furnace and partially combusting the gasification gas to raise the inside of the reforming furnace to a reforming target temperature required for reforming.
  • a gasification gas reforming method for reforming gas wherein oxygen and first stage gasification gas are modified in such an amount that the gasification gas is combusted by oxygen to obtain a reforming target temperature required for reforming.
  • a heating zone is formed in the reforming furnace by supplying from one end of the quality furnace, and the remaining gasification gas is supplied as a second stage gasification gas near the downstream of the heating zone in the reforming furnace.
  • the present invention relates to a gasification gas reforming method characterized by forming a mass region.
  • the target reforming temperature in the reforming zone is preferably 900 to 1400 ° C.
  • the heating temperature in the heating zone high in consideration of the temperature decrease in which the temperature in the reforming zone is lowered by the supply of the second stage gasification gas.
  • the oxygen supply path has a flow rate adjusting means for adjusting the amount of oxygen supplied to the reforming furnace through the oxygen supply path.
  • the flow rate adjustment for adjusting the supply amount of the gasification gas supplied to the reforming furnace through the first-stage gasification gas supply passage in the first-stage gasification gas supply passage is preferable to have a means.
  • the first-stage gasification gas supply path has a first-stage nozzle that supplies gasification gas from the tangential direction to the outer peripheral wall of the reforming furnace.
  • a plurality of first stage nozzles are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the reforming furnace.
  • a plurality of second stage nozzles are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the reforming furnace.
  • oxygen and the first stage gasification gas are modified in such an amount that the gasification gas is combusted by oxygen to obtain a reforming target temperature necessary for reforming.
  • a heating zone is formed in the reforming furnace by supplying from one end of the quality furnace, and the remaining gasification gas is supplied as a second stage gasification gas near the downstream of the heating zone in the reforming furnace.
  • FIG. 1 is an oblique front view showing an embodiment of the reformer of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of the reformer of FIG.
  • reference numeral 1 denotes a reforming furnace having a cylindrical shape.
  • One end of the reforming furnace 1 (upper end in FIG. 1) is a part of the gasified gas 3 generated by the gasifier 2.
  • a first-stage gasification gas supply path 4 that supplies the first-stage gasification gas 3a is provided.
  • the first-stage gasification gas supply path 4 has a first-stage nozzle 5 for supplying the first-stage gasification gas 3a from the tangential direction to the outer peripheral wall on one end side of the reforming furnace 1.
  • a swirl flow is formed in the quality furnace 1.
  • a second stage in which the remainder of the gasification gas 3 from the gasifier 2 is branched and supplied as a second stage gasification gas 3b to an intermediate portion separated from the one end of the reforming furnace 1.
  • a gasification gas supply path 6 is provided.
  • the second-stage gasification gas supply path 6 has a second-stage nozzle 7 for supplying the second-stage gasification gas 3b from the tangential direction to the outer peripheral wall of the reforming furnace 1, and the reforming furnace 1 A swirling flow in the same direction as the first stage nozzle 5 is formed inside.
  • the first-stage gasification gas supply path 4 includes a valve for adjusting the supply amount of the first-stage gasification gas 3a supplied to the reforming furnace 1 by the first-stage gasification gas supply path 4.
  • a flow rate adjusting means 8 is provided.
  • An oxygen supply path 10 for supplying oxygen 9 (O 2 ) is provided on one end face of the reforming furnace 1, and the oxygen supply path 10 includes a plurality (four in FIG. 2) of oxygen nozzles 11.
  • the plurality of oxygen nozzles 11 are connected to the reforming furnace 1 to improve the mixing of oxygen 9 with the first stage gasification gas 3a supplied from the first stage nozzle 5.
  • the oxygen supply passage 10 is provided with a flow rate adjusting means 12 for adjusting the supply amount of oxygen 9 supplied to the reforming furnace 1 through the oxygen supply passage 10.
  • the oxygen supply path 10 is connected to the first stage nozzle 5 as shown by a broken line in FIG. You may make it do.
  • the flow rate adjusting means 12 supplies oxygen 9 in an amount capable of obtaining a reforming target temperature (900 to 1400 ° C.) required for reforming in the reforming furnace 1 from the oxygen supply path 10 by combustion with the gasified gas 3.
  • the first stage gasification gas 3 a is supplied from the first stage gasification gas supply passage 4 by the flow rate adjusting means 8 in such an amount that the reforming target temperature can be obtained by combustion with the oxygen 9.
  • a heating zone A is formed inside one end side of the reforming furnace 1.
  • the second-stage gasification gas supply path 6 is connected to the reforming furnace 1 at a position directly below the end point X downstream of the heating zone A, so that from the end point X of the heating zone A, A reforming zone B is formed between the other ends (lower ends) of the reforming furnace 1, and a reforming target temperature of 900 to 1400 ° C. is maintained in the reforming zone B.
  • the connection position of the second stage gasification gas supply path 6 with respect to the reforming furnace 1 may be in the vicinity of the downstream of the heating zone A, but reforming when connected to a position immediately below the end point X of the heating zone A. Since the furnace 1 can be reduced in size, it is preferable.
  • the temperature of the reforming zone B Since the temperature of the reforming zone B is also lowered by the endothermic reaction at this time, the temperature of the reforming zone B becomes, for example, 1100 ° C., and the temperature required for reforming may not be obtained. For this reason, the temperature of the heating zone A is set to a high temperature that allows for the temperature drop in the reforming zone B based on calorie calculation or empirical rules. That is, by adjusting the supply amount of the first stage gasification gas 3a by the flow rate adjusting means 8 and the supply amount of oxygen 9 by the flow rate adjusting means 12 so as to maintain the temperature of the heating zone A at, for example, 1400 ° C. The reforming target temperature 1200 ° C. of the mass region B is maintained.
  • a take-out flow path 14 for taking out the gas 13 after reforming, and the take-out flow path 14 has an outer periphery of the reforming furnace 1 so as to hold the swirl flow. Connected tangential to the wall.
  • a part of the gasified gas 3 generated by the gasifier 2 is formed as a first-stage gasified gas 3a at one end of the reforming furnace 1 via the first-stage gasified gas supply path 4 and the first-stage nozzle 5.
  • the intermediate part which is supplied tangentially and the remaining gasification gas 3 is separated from one end of the reforming furnace 1 through the second stage nozzle 7 by the second stage gasification gas supply path 6 as the second stage gasification gas 3b. Is tangentially supplied.
  • oxygen 9 from the oxygen supply path 10 is supplied into the reforming furnace 1 through an oxygen nozzle 11 provided at one end face of the reforming furnace 1.
  • a flow rate of oxygen 9 from the oxygen supply passage 10 is obtained in the reforming furnace 1 so as to obtain a reforming target temperature of, for example, 900 to 1400 ° C. necessary for reforming by combustion with the first stage gasified gas 3a.
  • the first stage gasification gas 3a is supplied from the first stage gasification gas supply passage 4 through the first stage gasification gas supply passage 4 by the flow rate adjustment means 8 in such an amount that the reforming target temperature can be obtained by combustion with the oxygen 9.
  • a heating zone A is formed inside one end of the reforming furnace 1 as shown in FIG. At this time, the heating temperature of the heating zone A is set to a high temperature in anticipation of a temperature drop in which the temperature of the reforming zone B decreases due to the supply of the second stage gasification gas.
  • H 2 in the first stage gasification gas 3a is first selectively burned to raise the temperature, and then CO and CH in the first stage gasification gas 3a are burned. By further raising the temperature, tar in the first stage gasification gas 3a is also combusted.
  • the oxygen 9 supplied from the oxygen supply path 10 is burned out.
  • the second-stage gasification gas 3b by the second-stage gasification gas supply path 6 is supplied immediately below the end point X of the heating area A, the second-stage gasification gas 3b is second in the reforming area B where oxygen is burned out. H 2 in the staged gasification gas 3b does not burn, and only the reforming reaction is promoted in the reforming zone B. Therefore, the reformed gas 13 with increased concentrations of H 2, CO, and CH is taken out from the take-out flow path 14.
  • the reformed target temperature at which reforming proceeds downstream is maintained by supplying a set amount of the first-stage gasification gas 3a and oxygen 9 to one end of the reforming furnace 1 and burning them.
  • the heating zone A is formed so as to form the reforming zone B, and the second stage gasification gas 3b is supplied to the reforming zone B formed immediately below the end point X downstream of the heating zone A for reforming.
  • tar in the first stage gasification gas 3a is also combusted and supplied immediately below the end point X downstream of the heating zone A.
  • the second stage gasification gas 3b only the reforming reaction is promoted without burning H 2 in the reforming zone B maintained at the reforming target temperature with the oxygen 9 burned out. Therefore, the modified gas 13 with an increased H 2 concentration can be obtained.
  • the reaction time can be shortened compared to the conventional case,
  • the furnace 1 can be reduced in size.
  • the first-stage gasification gas supply path 4 has an annular supply pipe 15 surrounding the reforming furnace 1.
  • a plurality of first stage nozzles 5a configured to supply the first stage gasification gas 3a in a tangential direction to the reforming furnace 1 are provided at equal circumferential positions in the annular supply pipe 15. It is arranged.
  • the second-stage supply gasification gas passage 6 also has an annular supply pipe 16 surrounding the reforming furnace 1, and the annular supply pipe 16 has a circumferentially equidistant position with respect to the reforming furnace 1.
  • a plurality of second stage nozzles 7a are arranged so as to supply the second stage gasification gas 3b in the tangential direction.
  • the first stage gasification is performed.
  • the gas 3a and the second-stage gasification gas 3b are distributedly supplied into the reforming furnace 1, so that uniform heating in the heating zone A and uniform reforming reaction in the reforming zone B are performed. be able to.
  • this invention is not limited only to the said Example, Of course, a various change can be added in the range which does not deviate from the summary of this invention.
  • the gasification gas reforming method and apparatus of the present invention can be applied when the reforming reaction is effectively promoted to downsize the reforming furnace.

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Abstract

　タールを含有するガス化ガスと酸素とを改質炉に供給し、ガス化ガスを部分燃焼させて改質炉内を改質に必要な改質目標温度に高めることによりガス化ガスの改質を行う。酸素によりガス化ガスが燃焼して改質に必要な改質目標温度が得られる量の酸素９及び第１段ガス化ガス３ａを改質炉１の一端側から供給することにより改質炉１内に加熱域Ａを形成し、改質炉１内における加熱域Ａの下流近傍に残りのガス化ガスを第２段ガス化ガス３ｂとして供給することにより改質域Ｂを形成する。

Description

ガス化ガスの改質方法及び装置
　本発明は、簡略な装置によって水素の生成を高められるようにしたガス化ガスの改質方法及び装置に関する。
　近年、流動層ガス化炉或いは固定層ガス化炉等のガス化装置によって石炭、バイオマス等の原料をガス化して高燃焼性のガス化ガスを生成することが行われており、このガス化ガスは、そのまま燃焼用燃料として用いたり、或いは目的のガス成分を得るための精製を行ったり、或いは液化して液体燃料とすること等が行われるようになってきている。前記ガス化ガスは、水素（Ｈ２）、炭化水素（ＣｍＨｎ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）等のガス成分と共に、水蒸気（Ｈ２Ｏ）及びタールを含有している。
　ガス化装置で生成したガス化ガスは、後段の前記したような精製或いはその他の種々の装置機器に搬送されて利用されるが、この時、ガス化ガス中に含まれるタールは配管や装置機器に付着して堆積し、閉塞等のトラブルを発生する原因となるため、従来はスクラバーを設置して水噴射によりタールを除去することが行われていた。
　一方、前記ガス化ガスを改質炉に供給すると共に、酸素（Ｏ２）を供給してガス化ガスの一部を燃焼させることにより温度を高めてタールを改質することが行われており、この改質によれば、改質されないタールは固体炭素（チャー）となることにより前記配管や装置機器への付着堆積の問題が防止され、改質後のガスはＨ２及びＣＯ、ＣＨが富化されたものとになる。
　改質炉ではタール（Ｔａｒ）は次の反応によって改質される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
　又、改質炉では炭化水素は次の反応によって改質される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　改質反応による生成物は酸素（Ｏ２）の供給により次のように反応する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　改質炉について技術開示した先行技術情報としては、特許文献１、特許文献２がある。
特開２００３－２６２３１９号公報 特許第３４１５７４８号公報
　前記特許文献１、特許文献２に示すような従来の改質炉においては、改質炉の一端からガス化ガスと酸素を供給し、ガス化ガスの一部を酸素で燃焼させることにより改質炉内を改質が進む改質目標温度に高め、この改質目標温度を所要時間保持する（反応時間を維持する）ことによりガス化ガスの改質を行っている。
　しかし、上記したようにガス化ガスと酸素とを改質炉に一端側から供給すると、酸素は、主にＨ２と選択的に反応して改質炉内を必要な改質目標温度まで高めるように作用するため、ガス化ガス製品として利用価値の高いＨ２が昇温のために無駄に消費され、結果的に改質炉から導出される改質後ガス中のＨ２の濃度が低下するという問題がある。更に、改質炉内では燃焼によって一旦Ｈ２の濃度が減少した後に、Ｈ２の生成反応が行われることになるため、目標Ｈ２濃度を得るためには反応時間を長く維持する必要があり、このために改質炉の長さ寸法が大型化するという問題がある。
　本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、小型、簡略な装置によって水素の生成を高められるようにしたガス化ガスの改質方法及び装置を提供しようとするものである。
　本発明は、タールを含有するガス化ガスと酸素とを改質炉に供給し、ガス化ガスを部分燃焼させて改質炉内を改質に必要な改質目標温度に高めることによりガス化ガスの改質を行うガス化ガスの改質方法であって、酸素によりガス化ガスが燃焼して改質に必要な改質目標温度が得られる量の酸素及び第１段ガス化ガスを改質炉の一端側から供給することにより改質炉内に加熱域を形成し、改質炉内における加熱域の下流近傍に残りのガス化ガスを第２段ガス化ガスとして供給することにより改質域を形成することを特徴とするガス化ガスの改質方法、に係るものである。
　上記ガス化ガスの改質方法において、改質域での改質目標温度が９００～１４００℃であることは好ましい。
　又、上記ガス化ガスの改質方法において、第２段ガス化ガスの供給により改質域の温度が低下する温度低下分を見込んで加熱域での加熱温度を高く設定することは好ましい。
　本発明は、タールを含有するガス化ガスと酸素とを改質炉に供給し、ガス化ガスを部分燃焼させて改質炉内を改質に必要な改質目標温度に高めることによりガス化ガスの改質を行うガス化ガスの改質装置であって、酸素によりガス化ガスが燃焼して改質に必要な改質目標温度が得られる量の酸素とガス化ガスの一部とを改質炉の一端から供給して改質炉内に加熱域を形成するための酸素供給路及び第１段ガス化ガス供給路と、前記加熱域の下流近傍に残りのガス化ガスを供給して改質域を形成する第２段ガス化ガス供給路と、を有することを特徴とするガス化ガスの改質装置、に係るものである。
　又、上記ガス化ガスの改質装置において、酸素供給路に、該酸素供給路によって改質炉に供給される酸素の供給量を調節するための流量調節手段を有することは好ましい。
　上記ガス化ガスの改質装置において、第１段ガス化ガス供給路に、該第１段ガス化ガス供給路によって改質炉に供給されるガス化ガスの供給量を調節するための流量調節手段を有することは好ましい。
　又、上記ガス化ガスの改質装置において、第１段ガス化ガス供給路が、改質炉の外周壁に接線方向からガス化ガスを供給する第１段ノズルを有することは好ましい。
　又、上記ガス化ガスの改質装置において、第１段ノズルが改質炉の周方向に等間隔で複数配置されていることは好ましい。
　又、上記ガス化ガスの改質装置において、第２段ガス化ガス供給路が、改質炉の外周壁に対して接線方向からガス化ガスを供給する第２段ノズルを有することは好ましい。
　又、上記ガス化ガスの改質装置において、第２段ノズルが、改質炉の周方向に等間隔で複数配置されていることは好ましい。
　上記本発明のガス化ガスの改質方法及び装置によれば、酸素によりガス化ガスが燃焼して改質に必要な改質目標温度が得られる量の酸素及び第１段ガス化ガスを改質炉の一端側から供給することにより改質炉内に加熱域を形成し、改質炉内における加熱域の下流近傍に残りのガス化ガスを第２段ガス化ガスとして供給することにより改質域を形成して、ガス化ガスの改質を行うようにしたので、加熱域においては第１段ガス化ガス中のタールも燃焼して改質目標温度を維持するようになり、加熱域の下流近傍に供給される第２段ガス化ガスは、酸素が燃え尽きた状態で改質目標温度が維持された改質域に供給されるために水素を燃焼させることなく改質反応のみが促進されるようになり、よって水素濃度が高められた改質後ガスを取り出すことができる効果がある。
　更に、改質域においては水素が燃焼することなく、改質反応を効果的に促進させて水素濃度を高めることができるため、従来に比して反応時間を短縮することができて改質炉の小型化が達成できるという効果がある。
本発明の改質装置の一実施例を示す斜正面図である。 図１の改質装置をＩＩ方向から見た平面図である。 図１の改質装置の作用を示す断面図である。 本発明の改質装置の他の実施例を示す斜正面図である。 図４の改質装置をＶ方向から見た平面図である。
　以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
　図１は本発明の改質装置の一実施例を示す斜正面図、図２は図１の改質装置をＩＩ方向から見た平面図である。
　図１、図２において、１は円筒状を有する改質炉であり、改質炉１の一端（図１では上端）には、ガス化装置２で生成したガス化ガス３の一部を第１段ガス化ガス３ａとして供給する第１段ガス化ガス供給路４を設けている。該第１段ガス化ガス供給路４は、改質炉１の一端側の外周壁に対して接線方向から第１段ガス化ガス３ａを供給するための第１段ノズル５を有し、改質炉１内に旋回流を形成するようにしている。又、改質炉１の前記一端から離反した中間部には、前記ガス化装置２からのガス化ガス３の残りを分岐して第２段ガス化ガス３ｂとして供給するようにした第２段ガス化ガス供給路６を設けている。該第２段ガス化ガス供給路６は、改質炉１の外周壁に対して接線方向から第２段ガス化ガス３ｂを供給するための第２段ノズル７を有し、改質炉１内に第１段ノズル５と同方向の旋回流を形成するようにしている。
　前記第１段ガス化ガス供給路４には、該第１段ガス化ガス供給路４によって改質炉１に供給される第１段ガス化ガス３ａの供給量を調節するための弁等の流量調節手段８を設けている。
　前記改質炉１における一端の端面には酸素９（Ｏ２）を供給するための酸素供給路１０が設けてあり、該酸素供給路１０は、複数（図２では４個）の酸素ノズル１１を介して改質炉１に接続されており、該複数の酸素ノズル１１により前記第１段ノズル５から供給される第１段ガス化ガス３ａに対する酸素９の混合性を高めるようにしている。前記酸素供給路１０には、該酸素供給路１０によって改質炉１に供給される酸素９の供給量を調節するための流量調節手段１２を設けている。尚、酸素供給路１０は図１に破線で示すように第１段ノズル５に接続することによって、第１段ノズル５を通して供給される第１段ガス化ガス３ａに対して酸素９を直接供給するようにしてもよい。
　上記において、酸素供給路１０からはガス化ガス３との燃焼によって改質炉１内に改質に必要な改質目標温度（９００～１４００℃）が得られる量の酸素９を流量調節手段１２により供給し、又、第１段ガス化ガス供給路４からは前記酸素９との燃焼によって前記改質目標温度が得られる量の第１段ガス化ガス３ａを流量調節手段８により供給する。これにより、図３に示すように、改質炉１の一端側の内部には加熱域Ａが形成されるようにしている。一方、前記第２段ガス化ガス供給路６は、前記加熱域Ａの下流の終了点Ｘの直下位置において改質炉１に接続されており、これにより、前記加熱域Ａの終了点Ｘから改質炉１の他端（下端）の間には改質域Ｂが形成され、該改質域Ｂでは改質目標温度である９００～１４００℃が維持されるようになっている。尚、改質炉１に対する前記第２段ガス化ガス供給路６の接続位置は、前記加熱域Ａの下流近傍であればよいが、加熱域Ａの終了点Ｘの直下位置に接続すると改質炉１を小型化できるので好ましい。
　ここで、改質目標温度は、改質域Ｂで実際に改質を行うときの温度であり、加熱域Ａの加熱温度は前記改質目標温度よりも高い温度に設定している。即ち、改質目標温度を例えば１２００℃と設定して加熱域Ａの加熱温度を同じく１２００℃とした場合には、ガス化装置２から導入されるガス化ガス３の温度が例えば９００℃以下であると、改質域Ｂに９００℃以下の第２段ガス化ガス３ｂが供給されることによって改質域Ｂの温度は低下され、更に第２段ガス化ガス３ｂ中のタールが改質される際の吸熱反応によっても改質域Ｂの温度は低下されることになるため、改質域Ｂの温度は例えば１１００℃となってしまい改質に必要な温度が得られない場合が生じる。このため、熱量計算或いは経験則に基づいて、加熱域Ａの温度を改質域Ｂでの温度低下分を見込んだ高い温度に設定する。即ち、加熱域Ａの温度を例えば１４００℃に維持するように流量調節手段８による第１段ガス化ガス３ａの供給量と流量調節手段１２による酸素９の供給量とを調整することによって、改質域Ｂの改質目標温度１２００℃が維持されるようにする。
　前記改質炉１の他端には、改質後ガス１３を取り出すようにした取出流路１４が設けてあり、該取出流路１４は前記旋回流を保持するように改質炉１の外周壁に対して接線方向に接続されている。
　以下に、図１～図３の実施例の作用を説明する。
　ガス化装置２で生成したガス化ガス３は、その一部が第１段ガス化ガス３ａとして第１段ガス化ガス供給路４により第１段ノズル５を介して改質炉１の一端に接線的に供給され、残りのガス化ガス３は第２段ガス化ガス３ｂとして第２段ガス化ガス供給路６により第２段ノズル７を介して改質炉１の一端から離反した中間部に接線的に供給される。
　一方、酸素供給路１０からの酸素９は改質炉１の一端端面に備えた酸素ノズル１１を介して改質炉１内に供給される。
　この時、酸素供給路１０からは第１段ガス化ガス３ａとの燃焼によって改質炉１内に改質に必要な例えば９００～１４００℃の改質目標温度が得られる量の酸素９を流量調節手段１２により供給し、又、第１段ガス化ガス供給路４からは前記酸素９との燃焼によって前記改質目標温度が得られる量の第１段ガス化ガス３ａを流量調節手段８により供給し、これによって改質炉１の一端側内部には図３に示すように加熱域Ａが形成される。この時、加熱域Ａの加熱温度は、第２段ガス化ガスの供給により改質域Ｂの温度が低下する温度低下分を見込んで高い温度に設定する。
　加熱域Ａでは、前記第１段ガス化ガス３ａ中のＨ２が先ず選択的に燃焼して温度の上昇が行われ、続いて第１段ガス化ガス３ａ中のＣＯ及びＣＨが燃焼して更に昇温されることにより第１段ガス化ガス３ａ中のタールも燃焼される。そして、上記加熱域Ａの下流の終了点Ｘでは、前記酸素供給路１０から供給される酸素９は燃え尽きた状態となる。
　第２段ガス化ガス供給路６による第２段ガス化ガス３ｂは、前記加熱域Ａの終了点Ｘの下流の直下に供給されるので、酸素が燃え尽きた状態の改質域Ｂでは第２段ガス化ガス３ｂ中のＨ２が燃焼することはなく、改質域Ｂでは改質反応のみが促進される。従って、Ｈ２及びＣＯ、ＣＨの濃度が高められた改質後ガス１３が取出流路１４から取り出される。
　上記したように、設定された量の第１段ガス化ガス３ａと酸素９を改質炉１の一端に供給して燃焼させることにより、下流側に改質が進む改質目標温度を維持した改質域Ｂが形成されるように加熱域Ａを形成し、加熱域Ａの下流の終了点Ｘの直下に形成される改質域Ｂに第２段ガス化ガス３ｂを供給して改質を行うようにしたので、改質目標温度まで加熱する加熱域Ａにおいては第１段ガス化ガス３ａ中のタールも燃焼するようになり、加熱域Ａの下流の終了点Ｘの直下に供給された第２段ガス化ガス３ｂは、酸素９が燃え尽きた状態で改質目標温度に維持された改質域Ｂにおいて、Ｈ２を燃焼させることなく改質反応のみが促進されるようになり、よって、Ｈ２濃度が高められた改質後ガス１３が得られるようになる。
　更に、改質域ＢにおいてはＨ２が燃焼することなく、改質反応が効果的に促進されて水素濃度が高められるため、従来に比して反応時間を短縮することができて、改質炉１を小型化することができる。
　図４、図５は、本発明の他の実施例を示すもので、図４、図５においては、前記第１段ガス化ガス供給路４が改質炉１を取り巻く環状供給管１５を有しており、該環状供給管１５における周方向等間隔位置には、前記改質炉１に対して接線方向に第１段ガス化ガス３ａを供給するようにした複数の第１段ノズル５ａを配置している。
　又、前記第２段供給ガス化ガス路６も改質炉１を取り巻く環状供給管１６を有しており、該環状供給管１６における周方向等間隔位置には、前記改質炉１に対して接線方向に第２段ガス化ガス３ｂを供給するようにした複数の第２段ノズル７ａを配置している。
　図４、図５に示すように、改質炉１に対して周方向に等間隔且つ接線方向に備えた複数の第１段ノズル５ａ及び第２段ノズル７ａを備えると、第１段ガス化ガス３ａ及び第２段ガス化ガス３ｂは改質炉１内に分散供給されるようになり、よって加熱域Ａでの均一な加熱、及び改質域Ｂでの均一な改質反応を行わせることができる。
　なお、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
　本発明のガス化ガスの改質方法及び装置は、改質反応を効果的に促進させて改質炉を小型化する際に適用することができる。
　　１  改質炉
　　３  ガス化ガス
　　３ａ        第１段ガス化ガス
　　３ｂ        第２段ガス化ガス
　　４  第１段ガス化ガス供給路
　　５  第１段ノズル
　　５ａ        第１段ノズル
　　６  第２段ガス化ガス供給路
　　７  第２段ノズル
　　７ａ        第２段ノズル
　　８  流量調節手段
　　９  酸素
　１０  酸素供給路
　１２  流量調節手段
　　Ａ  加熱域
　　Ｂ  改質域
　　Ｘ  終了点

Claims (14)

  1. 　タールを含有するガス化ガスと酸素とを改質炉に供給し、ガス化ガスを部分燃焼させて改質炉内を改質に必要な改質目標温度に高めることによりガス化ガスの改質を行うガス化ガスの改質方法であって、酸素によりガス化ガスが燃焼して改質に必要な改質目標温度が得られる量の酸素及び第１段ガス化ガスを改質炉の一端側から供給することにより改質炉内に加熱域を形成し、改質炉内における加熱域の下流近傍に残りのガス化ガスを第２段ガス化ガスとして供給することにより改質域を形成することを特徴とするガス化ガスの改質方法。
  2. 　改質域での改質目標温度が９００～１４００℃であることを特徴とする請求項１に記載のガス化ガスの改質方法。
  3. 　第２段ガス化ガスの供給により改質域の温度が低下する温度低下分を見込んで加熱域での加熱温度を高く設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のガス化ガスの改質方法。
  4. 　タールを含有するガス化ガスと酸素とを改質炉に供給し、ガス化ガスを部分燃焼させて改質炉内を改質に必要な改質目標温度に高めることによりガス化ガスの改質を行うガス化ガスの改質装置であって、酸素によりガス化ガスが燃焼して改質に必要な改質目標温度が得られる量の酸素とガス化ガスの一部とを改質炉の一端から供給して改質炉内に加熱域を形成するための酸素供給路及び第１段ガス化ガス供給路と、前記加熱域の下流近傍に残りのガス化ガスを供給して改質域を形成する第２段ガス化ガス供給路と、を有することを特徴とするガス化ガスの改質装置。
  5. 　酸素供給路は、該酸素供給路によって改質炉に供給する酸素の供給量を調節するための流量調節手段を有することを特徴とする請求項４に記載のガス化ガスの改質装置。
  6. 　第１段ガス化ガス供給路は、該第１段ガス化ガス供給路によって改質炉に供給するガス化ガスの供給量を調節するための流量調節手段を有することを特徴とする請求項４に記載のガス化ガスの改質装置。
  7. 　第１段ガス化ガス供給路は、該第１段ガス化ガス供給路によって改質炉に供給するガス化ガスの供給量を調節するための流量調節手段を有することを特徴とする請求項５に記載のガス化ガスの改質装置。
  8. 　第１段ガス化ガス供給路は、改質炉の外周壁に接線方向からガス化ガスを供給する第１段ノズルを有していることを特徴とする請求項６に記載のガス化ガスの改質装置。
  9. 　第１段ガス化ガス供給路は、改質炉の外周壁に接線方向からガス化ガスを供給する第１段ノズルを有していることを特徴とする請求項７に記載のガス化ガスの改質装置。
  10. 　第１段ノズルは、改質炉の周方向に等間隔で複数配置されていることを特徴とする請求項８又は９に記載のガス化ガスの改質装置。
  11. 　第２段ガス化ガス供給路は、改質炉の外周壁に対して接線方向からガス化ガスを供給する第２段ノズルを有することを特徴とする請求項４に記載のガス化ガスの改質装置。
  12. 　第２段ガス化ガス供給路は、改質炉の外周壁に対して接線方向からガス化ガスを供給する第２段ノズルを有することを特徴とする請求項８に記載のガス化ガスの改質装置。
  13. 　第２段ガス化ガス供給路は、改質炉の外周壁に対して接線方向からガス化ガスを供給する第２段ノズルを有することを特徴とする請求項９に記載のガス化ガスの改質装置。
  14. 　第２段ノズルは、改質炉の周方向に等間隔で複数配置されていることを特徴とする請求項１１、１２又は１３に記載のガス化ガスの改質装置。
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