CN101855165B - 循环流化床重整装置 - Google Patents

循环流化床重整装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101855165B
CN101855165B CN200880116011.9A CN200880116011A CN101855165B CN 101855165 B CN101855165 B CN 101855165B CN 200880116011 A CN200880116011 A CN 200880116011A CN 101855165 B CN101855165 B CN 101855165B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bed
fluidized
fluid
furnace
mentioned
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200880116011.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101855165A (zh
Inventor
须田俊之
平田哲也
藤森俊郎
池田英人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Publication of CN101855165A publication Critical patent/CN101855165A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101855165B publication Critical patent/CN101855165B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/42—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts using moving solid particles
    • C01B3/44—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts using moving solid particles using the fluidised bed technique
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/44—Fluidisation grids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F23C10/08—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases
    • F23C10/10—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone characterised by the arrangement of separation apparatus, e.g. cyclones, for separating particles from the flue gases the separation apparatus being located outside the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/30—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having a fluidised bed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
    • B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
    • B01J2208/00044—Temperature measurement
    • B01J2208/00061—Temperature measurement of the reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00191—Control algorithm
    • B01J2219/00193—Sensing a parameter
    • B01J2219/00195—Sensing a parameter of the reaction system
    • B01J2219/002—Sensing a parameter of the reaction system inside the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00191—Control algorithm
    • B01J2219/00193—Sensing a parameter
    • B01J2219/00195—Sensing a parameter of the reaction system
    • B01J2219/00202—Sensing a parameter of the reaction system at the reactor outlet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00191—Control algorithm
    • B01J2219/00222—Control algorithm taking actions
    • B01J2219/00227—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions
    • B01J2219/00238—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions of the heat exchange system
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0822—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel the fuel containing hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0827—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/16—Controlling the process
    • C01B2203/1614—Controlling the temperature
    • C01B2203/1619—Measuring the temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Abstract

使用价格便宜的加热用燃料来产生使重整原料的重整完成的热量，由此，可以将烃气、重油、石油精制沥青这样的重整原料经济且稳定地进行重整。具有向流化床重整炉2供给规定量的重整原料50的重整原料供给装置19；向流化床燃烧炉1中供给加热用燃料40的燃料供给装置5；和调节供给到流化床燃烧炉1中的加热用燃料50，以将供给到流化床重整炉2中的重整原料50在流化床重整炉2内能够完成重整的热量赋予流化床燃烧炉1内的循环粒子的控制装置29。

Description

循环流化床重整装置
技术领域
本发明涉及循环流化床重整装置，特别地，涉及循环流化床重整装置，其使用价格便宜的加热用燃料来产生用于使重整原料的重整完成所需的热量，由此，可以经济且稳定地将烃气、重油、石油精制沥青这样的重整原料重整，并增大重整气体的生成量。
背景技术
现有的重整炉具有下述的构成，即，在炉中配设了多个反应管，且在炉壁上配置了用于均匀加热炉的多个燃烧器，这种重整炉有专利文献1等中所示的炉子。但是，现有的重整炉有结构非常复杂这样的问题，同时需要用于进行均匀加热的复杂控制，进而，为了在燃烧器中进行均匀的燃烧，通常使用昂贵的气体燃料，而不能使用其他燃料，因此有运行成本增加的问题。
因此，近年来，提出了专利文献2、3所示的使用了流化床的重整装置。
在专利文献2中，并设供给固体状原料或液体状原料并生成有价值气体或有价值油分的流化床热分解气化炉，和通过使在该流化床热分解气化炉中产生的含有含碳残渣的可燃物燃烧而加热循环粒子的流化床燃烧炉，使在流化床燃烧炉中加热的循环粒子向上述流化床热分解气化炉中移动，进行上述原料的加热。
另外，在专利文献3中，在流化床催化反应器中利用催化剂粒子加热烃+蒸汽的重整用原料并进行重整，使用重整气体作为燃料电池的燃料，将从上述重整气体中分离出的催化剂粒子引入热交换器，使来自燃料电池的氢分离后的废气在热交换器中燃烧，由此将上述催化剂粒子直接加热，将该催化剂粒子供给上述流化床催化反应器。
专利文献1：特开2000-185905号公报
专利文献2：特开2006-63290号公报
专利文献3：特开2001-354405号公报
发明内容
利用专利文献2、3所示的重整装置进行的原料的重整是吸热反应，因此需要在重整中供给必要的热量。利用专利文献2的流化床燃烧炉、或利用专利文献3的热交换器进行重整时可以供给必要的热量，但有难以使重整原料的供给量与重整所需要的热量达到平衡这样的问题。
即，在专利文献2中，使热分解气化炉的原料的残渣与循环粒子一起移动至并置的流化床燃烧炉中，使残渣燃烧来加热循环粒子，将该加热的循环粒子从流化床燃烧炉移向热分解气化炉，由此使显热移动，进而，当变化从设置在隔墙两侧的空气扩散装置供给的流化气体的量时，通过隔墙的开口部在两室间移动的循环粒子的量改变，因此利用该特性可以控制在两室间移动的循环粒子的量，即，循环粒子的循环量。但是，在专利文献2中，需要在热分解气化炉和流化床燃烧炉之间交错进行残渣的移动和循环粒子的移动，难以使残渣与循环粒子良好地沿着反方向移动，因此难以使原料的供给量与重整所需要的热量良好地平衡。进而，在专利文献2中，原料的一部分作为产生用于重整的热的燃料来使用，因此有可以由原料生成的重整气体的生成量实质上减少这样的问题。
另外，在专利文献3中，记载了使来自燃料电池的废气在热交换器中燃烧，得到重整所需要的热，但仅由废气不能满足重整所需要的热量而热量不足，这样在专利文献3中也有原料的供给量与重整所需要的热量不平衡这样的问题。由于该问题，专利文献3记载了在流化床催化反应器中具有由夹套结构或热交换器构成的外部加热装置，从外部进行加热。但是，当具有这种外部加热装置时，不仅结构变得复杂，而且需要用于从外部加热的单独热源，有运行成本升高的问题。
这样，对于上述专利文献2、3所示的重整装置，难以使原料的供给量与重整所需要的热量平衡，不能自由地进行调节，因此不能将原料价格便宜且有效地进行重整以提高重整气体的生产率。
本发明是鉴于上述事实而作出的发明，其提供循环流化床重整装置，其可使用价格便宜的加热用燃料而产生使重整原料的重整完成的热量，由此，可价格便宜且稳定地将烃气、重油、石油精制沥青这样的重整原料重整，且能够增大重整气体的生成量。
本发明涉及循环流化床重整装置，其具有：与重整原料一起供给水蒸汽，利用循环粒子进行加热，由此将重整原料重整而生成重整气体的流化床重整炉；导入流化床重整炉的循环粒子并利用加热用燃料的燃烧加热上述循环粒子的流化床燃烧炉；和导入从流化床燃烧炉排出的高温流体，分离成燃烧废气和循环粒子，将分离的循环粒子供给到上述流化床重整炉中的分离器，该循环流化床重整装置的特征在于，其具有：向流化床重整炉供给规定量的重整原料的重整原料供给装置；向流化床燃烧炉中供给加热用燃料的燃料供给装置；和调节供给到流化床燃烧炉中的加热用燃料，以将供给到流化床重整炉中的重整原料在流化床重整炉内能够完成重整的热量赋予流化床燃烧炉内的循环粒子的控制装置。
另外，优选在上述循环流化床重整装置中，具有调节供给到上述流化床燃烧炉中的流动空气的空气调节装置，利用空气调节装置来调节流化床燃烧炉与流化床重整炉之间的循环粒子的循环量。
另外，优选在上述循环流化床重整装置中，具有检测上述流化床重整炉内的温度的温度检测器，调节向流化床燃烧炉中供给的加热用燃料的供给量，以使该温度检测器的检测温度维持在规定的温度。
另外，优选在上述循环流化床重整装置中，具有检测上述流化床重整炉出口的重整气体浓度的浓度检测装置，调节向流化床燃烧炉中供给的加热用燃料的供给量，以使该浓度检测装置的检测浓度维持在规定的浓度。
另外，优选在上述循环流化床重整装置中，具有检测上述流化床重整炉内的温度的温度检测器，调节向流化床燃烧炉中供给的加热用燃料的供给量，以使该温度检测器的检测温度维持在规定的温度，且具有检测上述流化床重整炉出口的重整气体浓度的浓度检测装置，调节向流化床燃烧炉中供给的加热用燃料的供给量，以使该浓度检测装置的检测浓度维持在规定的浓度。
在上述循环流化床重整装置中，优选供给到上述流化床重整炉中的重整原料为烃气、重油、石油精制沥青的至少1种。
另外，在上述循环流化床重整装置中，优选供给到上述流化床燃烧炉中的加热用燃料为废弃物、污泥、煤或上述重整原料的至少1种。
另外，在上述循环流化床重整装置中，优选上述循环粒子是具有重整活性作用的催化剂。
发明效果
根据本发明的循环流化床重整装置，利用重整原料供给装置向流化床重整炉中供给规定量的重整原料，另一方面，利用燃料供给装置调节加热用燃料的供给量并向流化床燃烧炉中供给，以可以将供给到流化床重整炉中的重整原料在流化床重整炉内能够完成重整的热量赋予循环粒子，因此能够起到下述优异的效果，即，可以容易地使原料的供给量与重整所需要的热量平衡，可将烃气、重油、石油精制沥青这样的重整原料使用价格便宜或过剩的加热用燃料进行经济地重整，且能够稳定地将全部重整原料进行重整而增大重整气体的生成量。
附图的简单说明
[图1]是表示实施本发明的一例实施方式的流程图。
[图2]是表示重整原料为气体时向流化床重整炉供给的例子的侧面截面图。
[图3]是表示重整原料为液体时向流化床重整炉供给的例子的侧面截面图。
符号的说明
1      流化床燃烧炉
2      流化床重整炉
4a     空气调节装置
5      燃料供给装置
8      分离器
11     循环粒子
15     水蒸汽
19     重整原料供给装置
23     重整气体
29     控制装置
30     原料供给检测器
31     温度检测器
32     浓度检测装置
40     加热用燃料
50   重整原料
A    流动空气
具体实施方式
以下，参考附图来说明本发明的实施方式。
图1表示本发明的循环流化床重整装置的一个例子，图中1是将来自流化床重整炉2的砂等的循环粒子导入下部的流化床燃烧炉，利用风扇等的空气供给装置4和在该空气供给装置4上具有的调节叶片等的空气调节装置4a，向在流化床燃烧炉1的下部具有的风箱3中供给流动空气A，通过流动空气A的吹出，流化床燃烧炉1内的上述循环粒子高速流化，从燃料供给装置5具有的燃料调节装置5a向下部内侧供给的加热用燃料40进行流化燃烧，由此来加热上述循环粒子。6是设置在流化床燃烧炉1内上部的热回收用的热交换器。并且，上述循环粒子可使用具有重整活性作用的镍系等的金属催化剂等。
在流化床燃烧炉1的上部连接取出高温流体的移送管7，该移送管7连接于包含旋风分离器的分离器8。分离器8包含外筒9和内筒10，移送管7的高温流体通过沿切线方向导入外筒9内并进行离心分离，燃烧废气和粒径细的灰分从内筒10向上部排出，粒径粗的循环粒子11通过连接在分离器8的下落管12而向下部的流化床重整炉2中供给。
在流化床重整炉2中，在由空气扩散装置13划分开的下部的风箱14中供给水蒸汽15或其他的气化剂，通过从空气扩散装置13喷出水蒸汽15，使上部的循环粒子11流化而形成流化床16。在上述空气扩散装置13的上部，形成供给用上述分离器8分离的循环粒子11的粒子导入部17，同时形成重整部18，该重整部18通过接近空气扩散装置13的连通部17′经由流化床16内与上述粒子导入部17连通。
在上述流化床重整炉2中，通过重整原料供给装置19供给规定量的重整原料50。重整原料50可以使用从各种工艺常时取出的或者作为余料取出的气体50a的烃气(CH4)及液体50b的重油、石油精制沥青等。这样，通过利用工艺中不需要的或者过剩的烃气、重油、石油精制沥青等这样的含碳物作为重整原料50并进行重整，生成例如以氢(H2)为主体的重整气体，这是非常有益的。
图2表示在流化床重整炉2中供给重整原料50为气体50a的烃气的情况，气体50a重整原料50通过供给管20供给到流化床重整炉2的风箱14中。供给到风箱14中的烃气有效地与水蒸汽15混合，从空气扩散装置13向上部吹出而形成流化床16。这样，将烃气供给到风箱14中，这可以有效地提高与水蒸汽15的混合性，但烃气也可以直接供给到流化床16内。
另外，图3表示在流化床重整炉2中供给重整原料50为液体50b的重油、石油精制沥青等的情况，液体50b重整原料50通过原料吹出喷嘴22向上部的流化床16吹出，所述原料吹出喷嘴22从供给管21分支并向上述空气扩散装置13中贯穿配置。另外，液体50b形成的重整原料50也可以如图3中假想线所示的那样，通过原料供给管21′直接供给到空气扩散装置13上部的流化床16中。上述重整原料50可以供给到整个流化床重整炉2内，或者也可以仅供给到图1的重整部18中。
在流化床重整炉2中，利用从空气扩散装置13吹出的水蒸汽15和由上述分离器8供给的高温循环粒子11来形成流化床16，因此由上述重整原料供给装置19向流化床16供给的重整原料50通过在水蒸汽15的存在下加热而进行重整，例如生成以氢(H2)为主体的重整气体23。此时，即使因为重整部18内的重整原料50的重整而导致压力上升，但由于具有粒子导入部17和重整部18用流化床16内部的连通部17′连通的构成，因此也不会产生重整部18内的循环粒子11向分离器8侧逆流的问题。
重整部18中生成的重整气体23通过排出管24引入回收器25中，除去伴随于重整气体23中的微粉末26后，从内管27引出，供给至目的的利用场所。
另外，由于重整部18中的重整反应(吸热反应)导致热量被吸走而温度降低的循环粒子11，通过溢流管28返回至流化床燃烧炉1并再次被加热。
在流化床燃烧炉1中进行流化燃烧，因此不论气体、液体、固体等燃料的种类，都可以进行良好的燃烧，因而从上述燃料供给装置5供给到流化床燃烧炉1的加热用燃料40，可以使用废弃物、污泥、煤等这种作为燃料的品质较低且可便宜获得的燃料，并使其稳定地燃烧。另外，当上述重整原料50过剩时，上述烃气、重油、石油精制沥青等也可以用作加热用燃料40。
供给到上述流化床燃烧炉1中的加热用燃料40可以选择废弃物、污泥、煤等或者烃气、重油、石油精制沥青等的任一者来供给，或者也可以同时供给多种来燃烧。
图中29为控制装置，控制装置29控制上述空气调节装置4a，对其进行设定，以使流化床燃烧炉1与流化床重整炉2之间的循环粒子11的循环量为规定量。
另外，在控制装置29中，输入来自原料供给检测器30的检测信号，其中所述原料供给检测器30检测利用上述重整原料供给装置19供给的重整原料50的供给量，根据用原料供给检测器30检测到的、由重整原料供给装置19向流化床重整炉2供给的重整原料50的供给量，调节上述燃料调节装置5a，控制供给到流化床燃烧炉1中的加热用燃料40的供给量。由此，调节向流化床燃烧炉1供给的加热用燃料40，以将供给到流化床重整炉2中的重整原料50在流化床重整炉2内能够完成重整的热量赋予流化床燃烧炉1内的循环粒子11。
另一方面，具有检测上述流化床重整炉2内的温度的温度检测器31，将该温度检测器31的检测温度输入至上述控制装置29中，控制装置29修正燃料供给装置5的燃料调节装置5a，以将流化床重整炉2内的温度维持在规定的温度。
另外，可以设置利用浓度计或者分析来检测流化床重整炉2出口的重整气体23的浓度的浓度检测装置32，以代替设置上述温度检测器31，修正上述燃料供给装置5的燃料调节装置5a，以将该浓度检测装置32的检测浓度维持在规定的浓度。
以下，对于图1方式的操作进行说明。
在流化床燃烧炉1的下部，通过风箱3吹入来自空气供给装置4的流动空气A，进而，由燃料供给装置5的燃料调节装置5a供给废弃物、污泥、煤等的加热用燃料40，通过在流化床燃烧炉1内将加热用燃料40进行流化燃烧而将循环粒子加热。流化床燃烧炉1的高温流体通过移送管7引入分离器8并分离成燃烧废气和循环粒子11，分离的循环粒子11通过下落管12供给到流化床重整炉2的粒子导入部17中。
在流化床重整炉2中，由于在风箱14中引入水蒸汽15(重整剂)，因而供给到粒子导入部17的循环粒子11流化，同时通过连通部17′移动至重整部18。因此，当利用重整原料供给装置19将烃气、重油、石油精制沥青等的重整原料50供给流化床重整炉2时，重整原料50通过形成流化床16的循环粒子11所进行的加热和水蒸汽15的存在而被重整，生成例如以氢为主体的重整气体23。生成的重整气体23通过回收器25取出。此时，当在上述循环粒子中使用具有重整活性作用的镍系等的金属催化剂等时，可以进一步促进重整原料50的重整反应。
向重整部18中的重整反应(吸热反应)供热而温度下降的循环粒子11通过溢流管28返回至流化床燃烧炉1中再次被加热。
在上述中，控制装置29通过控制空气调节装置4a而设定流化床燃烧炉1与流化床重整炉2之间的循环粒子11的循环量。流化床重整炉2内通过供给重整原料50而温度降低，同时由于重整反应造成的吸热导致温度进一步下降，因此控制循环粒子11的循环量，以根据预期的重整原料50的供给量，保持可在流化床重整炉2中维持良好重整的温度。当增加循环粒子11的循环量时，重整部18的温度上升，当循环量减少时，重整部18的温度下降。
在上述控制装置29中，输入来自原料供给检测器30的检测信号，其中所述原料供给检测器30检测利用重整原料供给装置19供给的重整原料50的供给量，控制装置29根据利用重整原料供给装置19供给的重整原料50的供给量，来调节利用燃料调节装置5a向流化床燃烧炉1中供给的加热用燃料40的供给量。此时，控制装置29控制加热用燃料40的供给量，以将重整原料50在流化床重整炉2内能够完成重整的热量赋予流化床燃烧炉1内的循环粒子11。
这样，控制向流化床燃烧炉1供给的加热用燃料40的供给量，以使重整原料50可以在流化床重整炉2内完成重整，因此，向流化床重整炉2供给的重整原料50的大部分完成重整，由此从流化床重整炉2中取出的例如以氢为主体的重整气体23的生成量增大。此时，流化床重整炉2内的没有完成重整的残留物与循环粒子11一起通过溢流管28供给到流化床燃烧炉1中进行燃烧。
另外，认为流化床重整炉2内的温度会根据上述重整原料50的供给量的变化或性状的变化等而变化。此时，将来自检测上述流化床重整炉2内的温度的温度检测器31的检测温度输入控制装置29，控制装置29调节并修正燃料调节装置5a，以使利用温度检测器31得到的检测温度维持在规定的温度，因此，流化床重整炉2内的温度恒定且稳定地维持在适于重整的温度，由此可以利用流化床重整炉2恒定地生成性状稳定的重整气体23。另外，可以设置检测流化床重整炉2出口的重整气体23的浓度的浓度检测装置32，以代替设置上述温度检测器31，通过将该浓度检测装置32的检测浓度输入控制装置29，也可以进行控制，以使重整气体23的浓度恒定地维持在规定的浓度。
如上述那样，在本发明中，在上述流化床重整炉2中，使用从各种工艺常时取出的或过剩的例如烃气、重油、石油精制沥青等的气体或液体的含碳物来作为重整原料50，因此可以使用从工艺常时取出的或者过剩的含碳物，生成有用的例如以氢为主体的重整气体23，且将上述重整原料50的大部分在流化床重整炉2中进行重整，因此可以大幅增加例如以氢为主体的重整气体23的生成量。
另一方面，在流化床燃烧炉1中进行流化燃烧，因此不论气体、液体、固体等的种类，都可以良好地进行燃烧。因此，在本发明中，通过作为供给到流化床燃烧炉1的加热用燃料40，使用废弃物、污泥、煤等这种作为燃料的品质较低且可便宜获得的燃料，由此可以价格便宜地实施上述重整原料50的重整。
并且，本发明的循环流化床重整装置不限于上述方式，在不脱离本发明主旨的范围内，可以施加各种变化，这是不言而喻的。
产业可利用性
本发明的循环流化床重整装置可适用于使原料的供给量与重整所需要的热量平衡，使用价格便宜或者过剩的加热用燃料将烃气、重油、石油精制沥青这样的重整原料经济地进行重整，且增大由重整原料产生的重整气体的生成量。

Claims (6)

1.循环流化床重整装置，其具有：与重整原料一起供给水蒸汽，利用循环粒子进行加热，由此将重整原料重整而生成重整气体的流化床重整炉；导入流化床重整炉的循环粒子并利用加热用燃料的燃烧加热上述循环粒子的流化床燃烧炉；和导入从流化床燃烧炉排出的高温流体，分离成燃烧废气和循环粒子，将分离的循环粒子供给到上述流化床重整炉中的分离器，
其特征在于，具有：向流化床重整炉供给规定量的重整原料的重整原料供给装置；向流化床燃烧炉中供给加热用燃料的燃料供给装置；和调节供给到流化床燃烧炉中的加热用燃料，以将供给到流化床重整炉中的重整原料在流化床重整炉内能够完成重整的热量赋予流化床燃烧炉内的循环粒子的控制装置，
其中供给到上述流化床重整炉中的重整原料为重油、石油精制沥青的至少1种，
在上述流化床重整炉中，在由空气扩散装置划分开的下部的风箱中供给水蒸汽或其他的气化剂，通过从上述空气扩散装置喷出水蒸汽，使上部的循环粒子流化而形成流化床，
在上述空气扩散装置的上部，形成供给用上述分离器分离的循环粒子的粒子导入部，同时形成重整部，该重整部通过接近空气扩散装置的连通部经由流化床内与上述粒子导入部连通，
所述流化床重整炉使所述循环粒子流化而形成流化床，重整所述重整原料，因重整反应导致热量被吸走而温度降低的所述循环粒子通过溢流管返回至流化床燃烧炉并再次被加热，上述循环粒子是具有重整活性作用的催化剂。
2.根据权利要求1所述的循环流化床重整装置，其中，具有调节供给到上述流化床燃烧炉中的流动空气的空气调节装置，利用空气调节装置来调节流化床燃烧炉与流化床重整炉之间的循环粒子的循环量。
3.根据权利要求1或2所述的循环流化床重整装置，其中，具有检测上述流化床重整炉内的温度的温度检测器，调节向流化床燃烧炉中供给的加热用燃料的供给量，以使该温度检测器的检测温度维持在规定的温度。
4.根据权利要求1或2所述的循环流化床重整装置，其中，具有检测上述流化床重整炉出口的重整气体浓度的浓度检测装置，调节向流化床燃烧炉中供给的加热用燃料的供给量，以使该浓度检测装置的检测浓度维持在规定的浓度。
5.根据权利要求1或2所述的循环流化床重整装置，其中，具有检测上述流化床重整炉内的温度的温度检测器，调节向流化床燃烧炉中供给的加热用燃料的供给量，以使该温度检测器的检测温度维持在规定的温度，且具有检测上述流化床重整炉出口的重整气体浓度的浓度检测装置，调节向流化床燃烧炉中供给的加热用燃料的供给量，以使该浓度检测装置的检测浓度维持在规定的浓度。
6.根据权利要求1所述的循环流化床重整装置，其中，供给到上述流化床燃烧炉中的加热用燃料为废弃物、污泥、煤或上述重整原料的至少1种。
CN200880116011.9A 2007-11-14 2008-11-12 循环流化床重整装置 Active CN101855165B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-295159 2007-11-14
JP2007295159A JP4835581B2 (ja) 2007-11-14 2007-11-14 循環流動層改質装置
PCT/JP2008/003277 WO2009063625A1 (ja) 2007-11-14 2008-11-12 循環流動層改質装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101855165A CN101855165A (zh) 2010-10-06
CN101855165B true CN101855165B (zh) 2015-07-29

Family

ID=40638480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880116011.9A Active CN101855165B (zh) 2007-11-14 2008-11-12 循环流化床重整装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8828106B2 (zh)
JP (1) JP4835581B2 (zh)
CN (1) CN101855165B (zh)
AU (1) AU2008322126B2 (zh)
WO (1) WO2009063625A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5739818B2 (ja) * 2009-12-03 2015-06-24 国立大学法人 新潟大学 水熱分解による水素製造法及び水素製造装置
FI123704B (fi) * 2011-02-04 2013-09-30 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä happipolttokiertoleijupetikattilan käyttämiseksi
CA2859100A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 Topsoe Fuel Cell A/S Process for producing an adjustable gas composition for fuel cells
JP5888090B2 (ja) * 2012-04-25 2016-03-16 株式会社Ihi 循環流動層ガス化システム
WO2014012556A1 (en) * 2012-07-17 2014-01-23 Pyroneer A/S Apparatus and methods for gasification
CN102896134B (zh) * 2012-08-08 2014-09-10 东南大学 一种城市生活垃圾制取活性炭及热能综合利用方法
CN102901102B (zh) * 2012-08-08 2014-12-17 东南大学 一种城市生活垃圾制取生物油及热能综合利用方法
WO2015007285A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Pyroneer A/S Apparatus and methods for gasification
EP3183322A4 (en) * 2014-08-22 2018-05-09 Simple Approach Systems Inc. Apparatus, system, and method for converting varied source industry waste into energy
CN104401938B (zh) * 2014-10-31 2016-04-20 东南大学 富含甲烷气体制备h2/co比例可调的合成气的装置和方法
US20180238543A1 (en) * 2017-02-23 2018-08-23 Kappes, Cassiday & Associates Sand bed downdraft furnace and activated carbon scrubber
JP7118341B2 (ja) * 2020-08-07 2022-08-16 株式会社堤水素研究所 水素製造装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1376188A (zh) * 1999-09-24 2002-10-23 米伦两合公司 一种用来气化有机物料和物料混合物的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4046523A (en) * 1974-10-07 1977-09-06 Exxon Research And Engineering Company Synthesis gas production
US4519810A (en) * 1983-06-17 1985-05-28 Chevron Research Company Circulation loop for carrying out two-stage reactions
EP0191522B2 (en) * 1985-02-13 1996-12-18 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Process for the preparation of hydrogen-containing gas from hydrocarbons and steam and/optionally CO2
CA2130994A1 (en) * 1992-03-06 1993-09-16 Rodney James Dry Process for producing a gaseous product
US6005149A (en) * 1998-08-18 1999-12-21 Engineering, Separation & Recycling, Ltd. Co. Method and apparatus for processing organic materials to produce chemical gases and carbon char
JP2000185905A (ja) 1998-12-22 2000-07-04 Chiyoda Corp 改質炉
EP1162679A4 (en) * 1999-12-28 2005-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd POWER GENERATING UNIT AND RELATED METHOD
JP2001354405A (ja) 2000-06-13 2001-12-25 Kawasaki Heavy Ind Ltd 触媒直接加熱式流動層による水素製造方法及び装置
CA2440452A1 (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Exxonmobil Upstream Research Company Heavy oil upgrade method and apparatus
JP2003095614A (ja) * 2001-09-18 2003-04-03 Toshiba International Fuel Cells Corp 水素製造装置
JP2006063290A (ja) 2004-08-30 2006-03-09 Ebara Corp 高分子炭化水素の利用システムおよび方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1376188A (zh) * 1999-09-24 2002-10-23 米伦两合公司 一种用来气化有机物料和物料混合物的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4835581B2 (ja) 2011-12-14
US8828106B2 (en) 2014-09-09
JP2009120432A (ja) 2009-06-04
AU2008322126B2 (en) 2011-09-01
US20100221152A1 (en) 2010-09-02
WO2009063625A1 (ja) 2009-05-22
AU2008322126A1 (en) 2009-05-22
CN101855165A (zh) 2010-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101855165B (zh) 循环流化床重整装置
Shen et al. Experiments on chemical looping combustion of coal with a NiO based oxygen carrier
US9809769B2 (en) Fluidized bed biogasifier and method for gasifying biosolids
CN101622508B (zh) 循环流化床炉中的粒子循环量控制装置
CZ20014156A3 (cs) Zařízení pro zplyňování uhlíkatého vsázkového materiálu
CN101622328A (zh) 流化床气化方法
US10611973B2 (en) Gasification reactor with discrete reactor vessel and grate and method of gasification
CN102099625B (zh) 气化设备中的流化床气化炉的床高控制装置
JP5256802B2 (ja) ガス化設備のガス化炉構造
CN116694344A (zh) 热解反应系统和热解有机进料的方法
CN101362955B (zh) 低速床热解方法及装置
CN112703348A (zh) 焚烧设备和方法
CN1900241B (zh) 外源高温co2与生物质还原反应制取可燃气体的工艺
CN102124084B (zh) 流动层气化方法及其设备
CN104560217B (zh) 油气联产气化的方法和系统
KR101602219B1 (ko) 중열량 합성가스 및 실리카 동시 생산을 위한 바이오매스 유동층 가스화 장치
WO2021131634A1 (ja) 熱分解装置および熱分解方法
JP2004182903A (ja) バイオマスのガス化方法およびガス化装置
JP2012255114A (ja) ガス化ガス生成システムおよびガス化ガス生成方法
JP7118341B2 (ja) 水素製造装置
US20230391617A1 (en) Methane pyrolysis using stacked fluidized beds with electric heating of coke
CN111575062A (zh) 一种煤炭多相催化气化反应器
CN114736718A (zh) 热化学反应方法和系统
CN108626719A (zh) 双床同步生物质气化-煤燃烧复合式锅炉

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant