气化气体生成系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及将气化原料气化以生成气化气体的气化气体生成系统。
[0002]本申请以2013年4月15日在日本申请的特愿2013-85131号为基础主张优先权，在这里引用其内容。
【背景技术】
[0003]近年来，代替石油，开发了将煤炭或生物质、轮胎碎片等的未利用燃料等气化原料气化生成气化气体的技术。将这样生成的气化气体用于发电系统或氢的制备、合成燃料(合成石油)的制备、化学肥料(尿素)等化学制品的制备等。在作为气化气体的原料的气化原料中，特别是煤炭可开采年数为150年左右，为石油的可开采年数的3倍以上，而且与石油相比埋藏地均匀，所以可期待作为能够长期稳定供给的天然资源。
[0004]目前，煤炭的气化方法通过使用氧或空气进行部分氧化来实施，但由于需要在2000°C的高温下进行部分氧化，所以具有气化炉的成本升高的缺点。
[0005]为了解决该问题，开发了利用水蒸气，在700°C~900°C左右将煤炭气化的技术(水蒸气气化)。在该技术中，可通过设定低的温度来降低成本。但是，在生成的气化气体中，与在2000°C的高温下进行部分氧化生成的气化气体相比，多含有大量的焦油。在利用通过水蒸气气化生成的气化气体的方法中，若气化气体的温度降低，则气化气体中含有的焦油凝结，产生管道堵塞、方法中使用的装置故障、催化剂中毒等问题。
[0006]因此，有人开发了通过使生成的气化气体在氧或空气中燃烧并在1100°C以上进行氧化改性来除去气化气体中所含有的焦油的技术(例如专利文献I)。
[0007]现有技术文献专利文献
专利文献1:日本国特开2009-40862号公报。
【发明内容】
[0008]发明所要解决的课题
但是，如上述技术那样，为了将焦油氧化改性，需要使用于氧化改性反应的氧化改性炉的温度为1100°C以上。为了这样升高氧化改性炉的温度，必须在氧或空气中燃烧气化气体中的可燃性气体(氢或甲烷)。因此，会消耗(燃烧)气化气体中的可燃性气体，所以在氧化改性炉中处理过的气化气体的每单位体积的可燃性气体的比例降低。
[0009]因此，本申请的发明人开发了下述技术:通过使在气化炉中生成的气化气体和氧化剂与促进焦油改性的催化剂接触，将气化气体中的焦油氧化改性后除去。在该技术中，作为用于将焦油氧化改性的氧化剂，例如使用常温(25°C左右)的空气。
[0010]在本申请的发明人开发的焦油的除去技术中，由于利用催化剂，所以与专利文献I中记载的技术相比，可在有效地除去焦油的同时，抑制可燃性气体的减少。但是，希望开发进一步抑制可燃性气体的减少的技术。
[0011]本发明鉴于这样的课题，其目的在于:提供可在有效地除去焦油的同时，进一步抑制可燃性气体的减少的气化气体生成装置。
[0012]解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的气化气体生成系统具备:将气化原料气化生成气化气体的气化炉，在气化炉中生成的气化气体流通的流通通路，在流通通路内保持有促进气化气体中焦油的改性的催化剂的催化剂保持部，和向催化剂供给200°C -900°C的氧化剂的氧化剂供给部。
[0013]另外，可进一步具备通过燃烧燃料所产生的热加热流动介质的燃烧炉，向气化炉中导入通过燃烧炉加热了的流动介质，气化炉通过流动介质具有的热将气化原料气化，氧化剂供给部通过使在燃烧炉中燃烧燃料所产生的燃烧废气与氧化剂进行热交换来加热，使得氧化剂变为200°C ~900°C。
[0014]另外，可进一步具备通过燃烧燃料所产生的热加热流动介质的燃烧炉，向气化炉中导入通过燃烧炉加热了的流动介质，气化炉通过流动介质具有的热将气化原料气化，氧化剂供给部将在燃烧炉中燃烧燃料所产生的200°C ~900°C的燃烧废气作为氧化剂向催化剂供给。
[0015]另外，可进一步具备测定催化剂的温度的温度测定部和根据测定的催化剂的温度控制氧化剂供给部供给的氧化剂的量的氧化剂控制部。
[0016]另外，可向气化炉中导入水蒸气，气化炉通过水蒸气将气化原料气化。
[0017]发明的效果
根据本发明，可在有效地除去焦油的同时，进一步抑制可燃性气体的减少。
【附图说明】
[0018]图1为说明第I实施方式所涉及的气化气体生成系统的示意图。
[0019]图2为说明第I实施方式所涉及的纯化装置的图。
[0020]图3为说明第2实施方式所涉及的气化气体生成系统的示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下在参照附图的同时详细地对本发明的适合的实施方式进行说明。这样的实施方式中示出的尺寸、材料、其它具体的数值等只是为了使发明容易理解的示例，除了特殊说明的情况以外，并不限定本发明。需说明的是，在本说明书和附图中，对于实质上具有相同的功能、构成的要素，通过附加相同的标记而省略重复说明。另外，省略了与本发明无直接关系的要素的图示。
[0022](第I实施方式:气化气体生成系统100)
图1为用于说明第I实施方式所涉及的气化气体生成系统100的示意图。如图1所示，气化气体生成系统100含有气化气体生成装置110、燃烧废气处理装置150、焦油改性装置200和纯化装置300而构成。需说明的是，在图1中，用实线的箭头表示气化原料、气体、水蒸气、空气、氧化剂的流动，用点划线的箭头表示流动介质(砂)的流动，用虚线的箭头表示信号的流动。
[0023](气化气体生成装置110) 气化气体生成装置110含有燃烧炉112、介质分离装置(旋风分离器)114和气化炉116而构成。在气化气体生成装置110中，作为整体，以由粒径为300 μm左右的硅砂(石英砂)等砂构成的流动介质作为热介质循环。具体地进行说明，首先，流动介质在燃烧炉112中被加热至1000°C左右，与燃烧废气EXl —起被导入至介质分离装置114中。在介质分离装置114中，将高温的流动介质与燃烧废气EXl分离，将该分离的高温的流动介质导入至气化炉116中。然后，导入至气化炉116中的流动介质通过从气化炉116的底面导入的气化剂(水蒸气)而被流化后，最终返回至燃烧炉112中。
[0024]另一方面，在介质分离装置114中分离的燃烧废气EXl通过废气通路118，被排出至燃烧废气处理装置150中，在燃烧废气处理装置150中处理后，被排出至外部。
[0025]气化炉116例如为气泡流化床气化炉，于700°C ~900°C将褐煤等煤炭、石油焦炭(石油焦炭)、生物质、轮胎碎片等固体原料或黑液等液体原料之类的气化原料气化生成气化气体。在本实施方式中，通过向气化炉116中供给水蒸气，将气化原料气化生成气化气体(水蒸气气化)。
[0026]需说明的是，在这里，作为气化炉116，列举循环流化床方式为例进行说明，但是，只要可将气化原料气化，气化炉116就可为简单的流化床方式或通过砂因自重而在垂直向下方向流下来形成移动床的移动床方式。
[0027]在气化炉116中生成的气化气体Xl中含有焦油、水蒸气等，所以输送至下游的焦油改性装置200、纯化装置300中纯化。
[0028](燃烧废气处理装置150)
燃烧废气处理装置150含有锅炉152、脱硝装置154和脱硫装置156而构成。锅炉152通过使在介质分离装置114中分离的燃烧废气EXl与水进行热交换来回收燃烧废气EXl具有的热。脱硝装置154从通过锅炉152冷却的燃烧废气EXl除去NOx (氮氧化物)。脱硫装置156从通过脱硝装置154除去了 NOx的燃烧废气EX2除去SOx (硫氧化物)。将这样除去了 NOx和SOx的燃烧废气EX3排出至外部。
[0029](焦油改性装置200)
如图1所示，焦油改性装置200含有流通通路210、催化剂保持部220、氧化剂供给部230、温度测定部240和氧化剂控制部250而构成。
[0030]流通通路210为在气化炉116中生成的700°C左右的气化气体Xl流通的流路。
[0031]催化剂保持部220在流通通路210内保持促进气化气体Xl中焦油的改性的催化剂。催化剂只要可促进焦油的改性即可，例如可采用Ni (镍)类催化剂、Fe (铁)类催化剂、Ru (钌)类催化剂、Rh (铑)类催化剂、Co (钴)类催化剂、矿石类催化剂。
[0032]Ni类催化剂作为活性种只要至少含有Ni即可，Fe类催化剂作为活性种只要至少含有F