ガス化プロセスの監視
背景
バイオマスや木炭などの炭素質材料のガス化は、合成ガス生産の主要な供給源です。ガス化プロセスの監視には、リアルタイムで情報が得られる堅牢な分析機器が必要です。典型的な課題は、生成された合成ガス成分の定量化と、燃料合成に使用される触媒の劣化やガス洗浄システムの飽和を引き起こす可能性のある汚染物質の漏れ検出・特定です。バイオマスのガス化用途では、汚染物質はタールと呼ばれ、BTX （ベンゼン、トルエン、キシレン） や PAH （多環芳香族炭化水素） が含まれます。 さらに、H2SやCOSなどのいくつかの無機不純物が存在する可能性があります。
解決方法
V&F社のイオン分子反応質量分析計は、バイオマスガス化プロセスからの合成ガス中の有機および無機汚染物質を迅速に同定・測定することができます。IMR技術は、幅広いダイナミックレンジにより、流動床反応器の排気中の濃縮タールやタールクラッカーの排気（ガス改質器排気）中のタールの測定に適しています。さらに、チオフェン、H2S、COSなどの硫黄化合物も優れた選択性で測定することが可能です。測定結果はリアルタイムで得られるため、ガス化プロセスにおけるタールの挙動を詳細に調べること可能です。
合成ガス成分（H2、CO、CO2）およびフィッシャー・トロプシュ合成のような後続の変換反応からのメタンなどの可燃物の定量化は、電子衝突質量分析計 EISenseで行うことができます。実証済みの電子衝撃 (EI) イオン化技術を特徴とし、燃焼、発酵、ガス合成プロセスの監視によく使用されます。もう1つの応用分野は、O2 と N2 が Vol% 範囲で検出されるプロセスリーク検出です。EISenseには、ProfiBus 環境などの自動化システムに適切に組み込むためのさまざまなインターフェイスを装備可能です。あるいは、使いやすい
V&F Viewer ソフトウェアによってスタンドアローンユニットとして操作することもできます。
利点
ガス化プロセス、特に汚染物質のモニタリングに適用される一般的な分析技術には、マイクロガスクロマトグラフィー（μGC）および固相吸着（SPA）を用いたオフラインのガスクロマトグラフィー（GC）があります。µGC法は通常数分で結果が得られ、検出限界はppmvの範囲であるのに対し、IMR-MS法は1分間に複数のデータポイントが得られ、BTXなどの重要なタール成分の検出限界は数ppbvであることが特徴です。SPA法は、時間のかかるサンプル採取手順に依存し、オフラインのGC分析を伴うため、汚染物質の挙動に関する詳細な研究には適していません。
V&F社の質量分析計を使用すると、オペレーターは機器を新しいルーチン測定にすばやく適応させたり、数分以内に新しい対象化合物を追加して現在の測定設定を拡張することができます。コンパクトで頑丈な設計により移動が容易で、測定場所の変更も1日以内に簡単に実現できます。
ハイライト
- バイオマスガス化における汚染物質のリアルタイム測定
- 木炭ガス化におけるH2、CO、CO2の定量化
- 高感度と高選択性