JPS58194985A - 可燃物のガス化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 木発明は、可燃物のガス化方法に関し、より詳しくは、
固体又は液体燃料等の可燃物をガス化し、水素を主成分
とするガス化を製造する方法に関する。　′ 従来、石炭、重質油、リグニン、一般又は産業廃棄物、
バイオクスなどの固体又は液体の可燃物を高温でガス化
じて、水素や一酸化炭素、メタンなどのカスを製造する
方法は知られているうこの場合のガス化反応は、石炭や
リグニンなどの含酸素燃料の場合は次の反応が起こる。

Ｃｎ　ＨｍＯ／−＋ＧＯ＋　）＋２　＋　ＣＨ４（１）
ＣｎＨｍＯ／　＋　Ｉｎ２ｏ→Ｃｏ　＋）１２　　　　
　（２）ＣｎＨｍＯ／　＋　０２→ＣＯ＋　Ｈ２（３）
一方、重質油などの炭化水素系燃料のガス化反応の場合
は、次の反応が起こる。

Ｃ’ｎ）１ｍ−＋Ｃｘ１１２Ｆｘ＋１）＋０ｘＨｙ十Ｈ
ｚ　　（４）Ｃｎ　ｌ１ｍ　＋　１１２０−ンＣｏ　＋
　Ｈ２（５）Ｃｎｌ１ｍ　＋　０２−÷Ｃｏ　＋　８２
　　　　　　（６）前記反応（１）　、　（４）は熱分
解反応であり、反応（２）。

（３）・（５）　、　（６）は水蒸気又は空気（酸素）
を混入した場合の水性ガス化反応であり、水素の取得を
主目的とする場合には、（２）・（３）・（５）・（６
）の反応が利■トされる。この場合、従来のガス化反応
においては、いずれも９００〜Ｉｏｏｏ℃以上の高温で
行われていて、水素と一酸化炭素は同時に生成している
。したがって、水素を主成分とするガスを得るには、生
成ガスを分離又は変性する必要がある。

本発明者らは、可燃物のガス化により水素含量の高いガ
スを比較的低温で得るべく鋭意研究を重ねた結果、可燃
物中に特定の金属酸化物の触媒を比較的多量に混入する
ことにより金属酸化物は゛可ｉ　　　　を生じるととも
に、ラジカルが金属酸化物を還元１　　　　して重縮合
し、タール分を減少させることを見い１　　　　出した
。

１　　　　　Ｍ＋１（，０→ＭＯ＋　Ｈ，（ηＩｆ　　
　　　ｔ　？ｃ同１″Ｋ　Ｒｉ″１金属１１（“）“１
１′水蒸気Ｉ　　Ｋ″６ｆｆｉ（？、Ｌ７ｋｉｔ’！″
１６・ｍ（７）ｌｒｉ［（ｔ：＊。

還元−酸化反応全くねかえすことにより炭素のガス化を
行う。このガス化反応を、低温から高＠に向けて連続も
しくは、段階的に昇温させる温度条件下で行うことによ
り、低温領域でのガス化反応により水素を主成分とする
ガスが得られることを見出し本発明を完成するに至った
。

すなわち、本発明は、可燃物を熱分解ガス化反応又は水
性ガみ化反応にすると同時に金属酸化物の酸化還元を利
用するため、ガス化するＫあたり該可燃物中に金属酸化
物を混入するとともに１ガス化反応を３００℃から１０
００℃に連続的に昇温させながら行うか、又はガス化反
応を２段に分け、第１段を３００〜７００℃の温度及び
第２段を、８００〜１０００℃の温度で行い、低温度領
域のガス化反応て水素を主成分とするガス及び高温度領
域のガス化反応で水素及び−酸化炭素を主成分とするガ
スを得ることを特徴とする可燃物のガス化方法を提供す
るものである。

本発明の方法に用いる可燃物は任意であり、各種の固体
又は液体燃料、一般又は産業廃棄物、バイオマスなどが
適用されるが、特に重質油、石炭液化スラリー残渣、石
炭、石炭油中スラリー、リグニンなどのように水素含量
の多いものに対し有利に適用することができる。

可燃物に浸入される金属酸化物としては、鉄、ニンケル
亜鉛、鉛、イリジウム等の酸化物が通常用いられる。金
属酸化物の使用量は、ガス化原料可燃物のＰＩ類、酸化
物の種類によって一律には決められないが、通常可燃物
１重量部当り０．１〜ｒ　ｏ　・ｎ　Ｑ一部である。三
二酸化ニッケルのような含酸素量の多い酸化物の場合は
０．１〜２．５重量部、酸化亜鉛の場合は、１〜ｌＯ重
量部とするのがよい。

本発明においては、金属酸化物を混合した原料を３００
℃から１０００℃に昇温してガス化反応と行うか、ある
いは、反応を２段に分は第１段で３００〜７００℃の温
度で、及び第２段でｓｏｏ　〜１０００’ｃの温度で加
熱してガス化反応を行う。前者の場合、昇ニ速度は１〜
ｂ この場合約７００℃を境にして昇温速度を変化させても
よい。後者の場合、第１段を４００〜７００℃、第２段
分８００〜１０００℃の範囲で行うのが特に好ましい。

加熱方式としては、空気などのような酸素含有ガスによ
り部分燃焼を生じさせて熱源とする内部加熱方式又は外
部加熱方式のいずれをも適用（ することができる。また、反応方式としては、通常、固
定床又は流動床が用いられる。本発明においては、設電
又は水蒸気の存在下又は非存在下のいずれの条件下でガ
ス化を行ってもよい。

本発明による金属酸化物の存在下でのガス化反応におい
ては約７００℃までの低温領域においては、熱分解反応
が主として起り金属酸化物は、炭化重縮合反応を促進さ
せる触媒として作用する一方タール分の生成を抑制する
。この反応により、原料に含まれる水素分の大部分及び
水蒸気の水素分が水素ガスとして放出され、若干の一酸
化炭素及び二酸化炭素を含む水素を主成分とするガスが
生成する。金属酸化物は、また、その酸素弁がガス化剤
として作用し、ガス収量を増加させる。この酸化反応が
原料又は、チャーの溶解、凝集を防止し＼このため、低
温ガス化における問題点の一つであったコーキングトラ
ブルを回避することができルＯ一方、約７００℃以上の
高温領域においては未反応１金属酸化物力ｉチヤーの炭
素と反応するとともに、金属酸化物が還元されて生成し
た金属が、水蒸気とチャーとの反応の触媒として作用し
、従来の水性ガス化反応に用いる温度に比べ低い温度で
ガス化を可能ならしめる。この高温領、域でのガス化に
より水素及び−酸化炭素を主成分としたガスが生成する
。

次に本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例　！ 石炭のモデル物質として使われる３、５ジ−メチルフェ
ノール・ホルマリン樹脂をｌＯＯメツシュ以下に粉砕し
た後、この１重量部に対し、ｌＯＯメツシュ以下の粉砕
した酸化ニッケルを２．５重量部加え固定床方式により
ガス化した。吸き込み水蒸気量は３４　ｋｇ／ｍｉｎ　
ｔｏｎで加熱は外熱式で行った。昇温速度は３℃／ｆｆ
ｌ　ｉ　ｎであった。発生するガス量を縦軸に、加熱温
度を横軸にして、各温度でのガス発生量を求めた。結果
を第１図に示す。水素発生量は４００℃付近と９５０℃
付近にピークを示し、００も５００℃付近にピークを示
す。発生ガスは水素が主体であり、−酸化炭素が一部生
成する。メタン炭酸ガスは前２者に較べると著しく少な
く、このガス化反応が水素を得るガス化法としてすぐれ
ていることが理解される。

実施例　２ １００メツシユ以下に粉砕した３・５ジメチルフ工ノー
ル樹脂１重量部に対し、１００メツシユ以下に粉砕した
Ｎ１ｚ０３を０．６重量部加え、窒素ガス雰囲気下で１
０００℃まで５℃／ｍ　ｉ　ｎで昇温し、各温度におけ
るガス発生量を測定した。その結果を第２図に示す。４
５０℃付近で水素は２．８　ｍ”ｉ。１℃の発生量、−
酸化炭素、炭酸ガスは、０．４〜０．３　ｍ％・１℃の
発生量を示した。熱分解ガス化の場合には高温になるに
したがい水素発生量は一酸化炭素量とほぼ同じ値を示し
、８００℃で０　、５　ｍ”’Ｌｉ７ｈ　’Ｃであり、
６００℃以上の発生ガスは水素−酸化炭素のみとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は石炭のモデル物質である３、５−ジメチルフェ
ノール・ホルマリン樹脂について水蒸気の存在下でガス
化反応を行った場合の熱処理温度とガス発生量との関係
を示すグラフであり、第２図は、同様のガス化を水蒸気
の非存在下、ニッケル酸化物の量を変えて行った場合の
熱処理温度とガス・発生量との関係を示すグラフである
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）可燃物全熱分解ガス化反応又は水性ガス化反応に
   より′〃ガス化るにあたり、該可燃物中にニッケル酸化
   物鉄隈化物等の金属酸化物を混入するとともに、ガス化
   反応を３００”ｌ：からｌ０００℃に連続的罠昇温させ
   ながら行うか、又はガス化反応を２段に分け、第１段を
   ３００〜７００℃の温度及び第２没を８００〜１０００
   ℃の温度で行い、低温度領域のガス化反応で水素を主成
   分とするガス及び高温度領域のガス化反応で水素及び−
   酸化災二を主成分とするガスを効率よく得ることを特徴
   とする可燃物のガス化方法。
2. （２）　　金Ｆ／ｒ４陵化物を該可燃物１重量部に対し
   ０．１〜１０重電部用いる特許請求の範囲第１項の方法
   。