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  • Kris WalkerBy Kris WalkerFeb 26 2013

    ‘Syngas’ または ‘synthesis gas’ は、水素、一酸化炭素、少量の二酸化炭素およびその他の微量気体の組み合わせであります。 通常、合成ガスは、バイオマス、天然ガス、重油、石炭など、炭素を含む原料に由来します。 合成天然ガスを作り、メタノールやアンモニアを生産する際に、

    Syngas は炭素を含む燃料をガス化した結果、発熱量のあるガス状の生成物として生産されます。 窒素と一酸化炭素は沸点が近いため、低温処理で純粋な一酸化炭素を回収することは難しいため、合成ガスに窒素が含まれている場合は、それを分離しなければなりません。 合成ガスを精製して使用することにより、原料ガスからCO2を除去することができ、石油増進回収法におけるCO2利用が可能となります。

    合成ガスの製造

    合成ガスの製造は以下の段階を含む：

    加熱段階

    最初の段階はガス化であり、石油コークス、バイオマスまたは石炭などの炭素に富む原料が高熱、高圧、酸素欠乏条件下で一酸化炭素と水素からなるガス状化合物に変換される熱化学プロセスである。

    ガス化の非常に高い温度、通常は800～1500℃（1472～2732°F）は、外部の熱源の助けを借りるか、熱を放出する原料の部分的な酸化によって達成される。

    反応段階

    ガス化の間に原料は二酸化炭素、水蒸気および酸素と反応させる。 反応は、酸素を多く含む物質の熱分解によって引き起こされます。

    The process flow for Syngas production by gasification of biomass

    The process flow for Syngas production by gasification of biomass – Image Credits: www.iprt.iastate.edu

    The Purification Phase

    ガス化から得られるガスは生で、使用するにはクリーン度が不十分です。 灰分、タール、硫黄化合物、メタン、水蒸気、二酸化炭素などの不純物を除去する精製工程が行われる。

    触媒段階

    合成ガスがさまざまな触媒と接触すると、鉄、マンガン、コバルト、銅などの金属や新しい複合分子が形成されます。 科学者たちは、すでに存在する分子の組み合わせを作り出す新しい方法を見つけるために、いくつかの触媒で実験しています。 このようにして、合成ガスから環境にやさしい燃料を作ることができます。

    Syngas Cleanup and Conditioning

    ガス化プロセスから得られた生の合成ガスは、下流のプロセスを保護し環境排出規制を満たすために水銀、塩化物、アンモニア、硫黄、微粒子およびその他の微量重金属などの汚染物質を除去するために洗浄する必要があります。

    典型的な合成ガス清浄化および調整プロセスには、以下のものがある。

    • サイクロンおよびフィルターを使用したバルク微粒子の除去
    • 塩化物を除去するためのウェットスクラビング

      合成ガスのクリーンアップおよび調整プロセスには以下が含まれる。 アンモニア、微小粒子

    • 固体吸収剤を用いた微量重金属、水銀の除去
    • 水素と一酸化炭素の比率を調整するための水ガスシフト
    • 触媒加水分解による硫化カルボニルから硫化水素
    • 有硫黄ガスと二酸化炭素を抽出する酸性ガス除去。

    シンガス発酵

    シンガス発酵は、合成ガスを炭素とエネルギー源として使用し、微生物の力を借りて化学物質や燃料に変換するプロセスである。 メタン、酪酸、酢酸、ブタノール、エタノールが合成ガス発酵の主な生成物です。

    Clostridium carboxidivorans, Eurobacterium limosum, Butyribacterium methylotrophicum and Peptostreptococcus productsなどの酢酸菌が、化学製品や燃料の生産に携わっています。

    合成ガス発酵プロセスの主な利点は以下のとおりです：

    • 高い反応特異性
    • 低温および圧力
    • H2に対する特定のCO比率を必要としない
    • 高い硫黄含有量を有する化合物を分解できる
      • 高い反応特異性
      • 低い圧力
      • 低い硫黄含有量を有する化合物を分解できる。

      ただし、合成ガス発酵には、生物の阻害、低い体積生産性、気液の物質移動制限などの制限がある。

      用途

      合成ガスは、広範囲の肥料、燃料、溶剤、合成物質の製造に使用できる。 その例を以下に示します。

      • 発電用タービンドライバーに使用する蒸気
      • 加圧剤や肥料として使用する窒素
      • 発電用の水素。
      • アンモニア：肥料として、またポリウレタンやナイロンなどのプラスチックの製造に使用されます。
      • メタノール：プラスチック、樹脂、医薬品、接着剤、塗料、および燃料の成分として使用されます。
      • 化学工業の原料および燃料に使用する一酸化炭素
      • 化学工業用の元素状硫黄
      • 路盤用スラグとして使用する鉱物および固形物。

      水蒸気改質器を用いたSynGasの製造 – 実行時間 – 3.00mins

      Spurces and Further Reading

      • What is Syngas – Biofuel.
      • Syngas Cleanup and Conditioning – NETL
      • SynGas using Steam Reformer
      Kris Walker

      Written by

      Kris Walker

      Krisはサルフォード大学でメディアパフォーマンス & におけるBA（hons）の学位を取得しています。 編集とビデオチームを監督する傍ら、クライアントに代わってサイエンスの背後にあるストーリーを捉えるため、世界の遠く離れた場所にいることがあります。 仕事以外では、クリスはマンチェスター・シティをサポートする25年間の傷にようやく見返りを感じています。

      引用

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      • APA

        Walker,Kris.Kry. (2019, 5月 22)の記事。 SynGasとは何か. AZoCleantech. 2021年3月27日にhttps://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=377.

      • MLA

        Walker, Kris.から取得した。 “SynGasとは?”. AZoCleantech. 2021年3月27日。 <https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=377>.

      • Chicago

        Walker,Kris.K.

        • Chicago

        Walker,Kris. “SynGasとは?”. AZoCleantech. https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=377. (accessed March 27, 2021).

      • Harvard

        Walker, Kris. 2019. SynGasとは何か. AZoCleantech, 2021年3月27日閲覧, https://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=377.

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