CN105102592A - 气化气体生成系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的气化气体生成系统(100)具备：将气化原料气化生成气化气体(X1)的气化炉(116)，在气化炉(116)中生成的气化气体(X1)流通的流通通路(210)，在流通通路(210)内保持有促进气化气体(X1)中焦油的改性的催化剂的催化剂保持部(220)，和向催化剂供给200℃~900℃的氧化剂OX的氧化剂供给部(230)。

Description

气化气体生成系统
技术领域
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。
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
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。
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℃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。
为了解决该问题，开发了利用水蒸气，在700℃~900℃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℃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。
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℃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1)。
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
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℃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。
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℃左右)的空气。
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1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。
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。
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℃~900℃的氧化剂的氧化剂供给部。
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℃~900℃。
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℃~900℃的燃烧废气作为氧化剂向催化剂供给。
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。
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。
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
图1为说明第1实施方式所涉及的气化气体生成系统的示意图。
图2为说明第1实施方式所涉及的纯化装置的图。
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
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。
(第1实施方式：气化气体生成系统100)
图1为用于说明第1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。
(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300μm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℃左右，与燃烧废气EX1一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EX1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。
另一方面，在介质分离装置114中分离的燃烧废气EX1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。
气化炉116例如为气泡流化床气化炉，于700℃~900℃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)。
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。
在气化炉116中生成的气化气体X1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。
(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EX1与水进行热交换来回收燃烧废气EX1具有的热。脱硝装置154从通过锅炉152冷却的燃烧废气EX1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。
(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。
流通通路210为在气化炉116中生成的700℃左右的气化气体X1流通的流路。
催化剂保持部220在流通通路210内保持促进气化气体X1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。
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Fe即可，Ru类催化剂作为活性种只要至少含有Ru即可，Rh类催化剂作为活性种只要至少含有Rh即可，Co类催化剂作为活性种只要至少含有Co即可。
作为这些催化剂中的活性种的载体，例如可利用氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铈(CeO2)、氧化硅(SiO2)、镁(Mg)、氧化镁(MgO)、天然矿石。
另外，矿石类催化剂为选自Ca(钙)、Mg、Fe和Si(硅)的1种或多种元素的氧化物或碳酸盐，例如为白云石、橄榄石、褐铁矿、石灰石之类的天然矿石。
氧化剂供给部230向流通通路210中的催化剂供给200℃~900℃的氧化剂OX(例如空气、氧)。在这里，列举氧化剂供给部230供给空气作为氧化剂OX的情况为例进行说明。另外，在本实施方式中，氧化剂供给部230通过将氧化剂OX导入至流通通路210中的催化剂保持部220的上游侧向催化剂供给氧化剂OX。
具体地进行说明，在本实施方式中，氧化剂供给部230含有鼓风机232、氧化剂供给通路234和热交换器236而构成。鼓风机232将空气导入至氧化剂供给通路234中。氧化剂供给通路234为氧化剂OX流通的流路，将鼓风机232与流通通路210中的催化剂保持部220的上游侧连接。因此，由鼓风机232导入的氧化剂OX通过氧化剂供给通路234供给至催化剂保持部220(流通通路210中的催化剂保持部220的上游侧)。
通过氧化剂供给部230供给氧化剂OX的构成，虽然气化气体X1中的硫化氢(H2S)吸附于催化剂上，但可将其分解，使得可减少由来源于硫化氢的硫所致的催化剂中毒(吸附)。
另外，通过氧化剂供给部230供给氧化剂OX的构成，可将焦油中的直链不饱和烃(例如乙烯、乙炔、丙烯等)部分氧化，分解为一氧化碳、二氧化碳，可减少由来源于直链不饱和烃的碳所致的催化剂中毒(析出)。
此外，通过氧化剂供给部230供给200℃~900℃这样的高温的氧化剂OX的构成，与供给相对低温(例如25℃)的氧化剂OX的情况相比，可通过少量的氢升高气化气体X1自身的温度。
具体地进行说明，考虑催化剂的活性温度、硫的吸附率，将气化气体X1的优选温度定义为最适温度。为了将气化气体X1升温为最适温度，在供给氧化剂OX以燃烧气化气体X1中的氢的一部分的情况下，就将气化气体X1升温至最适温度所需要的(燃烧的)氢的量而言，与供给相对低温(例如25℃)的氧化剂OX的情况相比，供给相对高温(例如200℃~900℃)的氧化剂OX的情况下少。
因此，通过氧化剂供给部230向催化剂供给200℃~900℃这样的高温的氧化剂OX的构成，与向催化剂供给相对低温的氧化剂OX的情况相比，可在减少可燃性气体(氢或甲烷)的消耗的同时，升高催化剂的温度，可提高催化剂的活性。即，可提高取决于催化剂的焦油改性效率(焦油改性反应的反应速率)。另外，通过升高气化气体X1的温度，可降低硫相对于催化剂的吸附量。因此，可抑制硫相对于催化剂的吸附所伴有的焦油改性效率的降低。
热交换器236进行流过氧化剂供给通路234的氧化剂OX与流过废气通路118(介质分离装置114与锅炉152之间)的燃烧废气EX1的热交换，通过燃烧废气EX1具有的热加热氧化剂OX。
流过废气通路118(介质分离装置114与锅炉152之间)的燃烧废气EX1的温度为800℃~950℃左右。因此，热交换器236通过燃烧废气EX1具有的热加热氧化剂OX，可将向催化剂保持部220供给的氧化剂OX升温至200℃~900℃。
因此，无需另外的加热源，也可加热氧化剂OX，可削减用于加热氧化剂OX的能量消耗。
温度测定部240测定催化剂的温度。氧化剂控制部250由含有CPU(中央处理器)的半导体集成电路构成，从ROM读取用于使CPU自身工作的程序或参数等，与作为工作区的RAM或其它的电子电路协作，管理并控制整个焦油改性装置200。在本实施方式中，氧化剂控制部250根据温度测定部240测定的催化剂的温度来控制氧化剂供给部230供给的氧化剂OX的量。
具体地进行说明，氧化剂控制部250控制氧化剂供给部230供给的氧化剂OX的量，使得催化剂的温度不低于通过温度测定部240测定的该催化剂的活性温度(例如650℃~900℃)。例如，氧化剂控制部250进行滞后控制，若催化剂的温度低于700℃，则以增加向催化剂供给的氧化剂OX的量的方式控制鼓风机232的驱动量，若催化剂的温度为850℃以上，则以减少向催化剂供给的氧化剂OX的量的方式控制鼓风机232的驱动量。
通过这样的构成，可将催化剂维持在活性温度以上，可维持焦油的改性效率。
这样，通过焦油改性装置200将气化气体X1(含有焦油的气体)中的焦油改性，变成气化气体X2。
(纯化装置300)
图2为用于说明纯化装置300的图。如图2所示，纯化装置300含有热交换器310、第1冷却器320、第2冷却器330、升压器340、废水处理器350、脱硫器360、脱氨器370和脱氯器380而构成。需说明的是，对于脱硫器360、脱氨器370、脱氯器380，可根据气化气体X2的用途和气化原料的种类，变更设置顺序和设置与否。需说明的是，在图2中，用实线的箭头表示气体的流动，用点划线的箭头表示水的流动。
热交换器310进行从焦油改性装置200导入的气化气体X2与水蒸气的热交换，即通过水蒸气回收气化气体X2的显热，使气化气体X2的出口温度为300℃~600℃。
第1冷却器320通过喷射水雾，将变为300℃~600℃的气化气体X2进一步冷却。由此，气化气体X2中残留的焦油或粉尘凝结，从气化气体X2除去。
第2冷却器330使用海水、盐水等，将气化气体X2进一步冷却至30℃以下，进一步将残留的焦油或粉尘凝结并除去。需说明的是，也可在第2冷却器330的后段设置由电机集尘器等构成的雾·粉尘除去器以进一步除去焦油或粉尘。
升压器340由鼓风机或压缩机、涡轮型的泵、容积型的泵等构成，将通过第2冷却器330的气化气体X2升压至0.1MPa~5MPa。需说明的是，也可在升压器340的后段设置将气化气体X2冷却至30℃以下的冷却器以进一步除去焦油或粉尘。
废水处理器350进行从在第1冷却器320、第2冷却器330、升压器340中产生的含有焦油或粉尘的废水除去焦油或粉尘的处理。将在废水处理器350中处理后的水(处理后的水)在热交换器310或第1冷却器320等中再利用。
脱硫器360除去气化气体X2中残留的硫或硫化物。脱氨器370除去气化气体X2中的氨等氮化物。脱氯器380除去气化气体X2中的氯或氯化物。
这样，在气化气体生成系统100中生成并在焦油改性装置200中将焦油改性了的气化气体X2通过分别在热交换器310、第1冷却器320、第2冷却器330、升压器340中除去焦油或粉尘，在脱硫器360中除去硫，在脱氨器370中除去氨，在脱氯器380中除去氯而纯化，变为纯化的气化气体。
如以上说明那样，根据本实施方式所涉及的气化气体生成系统100，由于使用催化剂促进焦油的改性，所以与使用氧化改性炉将焦油改性的目前技术相比，无需使气化气体X1的温度为高温。因此，可在减少可燃性气体(氢或甲烷)的消耗的同时，有效地将焦油改性。另外，通过氧化剂供给部230向催化剂供给200℃~900℃这样的高温的氧化剂OX的构成，与向催化剂供给相对低温的氧化剂OX的情况相比，可减少可燃性气体的消耗，可进一步抑制气化气体X2中可燃性气体的减少。
(第2实施方式)
在上述第1实施方式中，列举通过从介质分离装置114排出的燃烧废气EX1具有的热生成200℃~900℃的氧化剂OX并向催化剂供给的情况为例进行了说明。在本实施方式中，对通过另一方法向催化剂供给200℃~900℃的氧化剂的气化气体生成系统400进行说明。
(气化气体生成系统400)
图3为用于说明第2实施方式所涉及的气化气体生成系统400的示意图。在图3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。如图3所示，气化气体生成系统400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410和纯化装置300而构成。另外，焦油改性装置410含有流通通路210、催化剂保持部220、氧化剂供给部430、温度测定部240和氧化剂控制部450而构成。
需说明的是，在上述第1实施方式中已经叙述过的气化气体生成装置110、燃烧废气处理装置150、流通通路210、催化剂保持部220、温度测定部240、纯化装置300的功能实质上相同，所以省略重复说明，在这里对功能不同的氧化剂供给部430、氧化剂控制部450进行详细叙述。
氧化剂供给部430将燃烧废气EX1作为氧化剂向催化剂供给。在从燃烧炉112(介质分离装置114)排出的燃烧废气EX1中含有作为氧化剂起作用的氧。因此，通过将燃烧废气EX1作为氧化剂向催化剂供给，可削减氧化剂所需要的成本。
另外，如上述那样，流过废气通路118(介质分离装置114与锅炉152之间)的燃烧废气EX1的温度为800℃~950℃左右。因此，通过将燃烧废气EX1作为氧化剂向催化剂供给，无需另外的加热源，也可向催化剂供给200℃~900℃这样的高温的氧化剂(燃烧废气EX1)，可削减用于加热氧化剂(燃烧废气EX1)的能量消耗。
对氧化剂供给部430的具体构成进行说明，在本实施方式中，氧化剂供给部430含有氧化剂供给通路432和蝶形阀434而构成。
氧化剂供给通路432在从废气通路118分支的同时，与流通通路210中的催化剂保持部220的上游侧连接，为燃烧废气EX1流通的流路。
蝶形阀434设置在连接脱硝装置154和脱硫装置156的废气通路158上，通过下述氧化剂控制部450控制开度。
氧化剂控制部450由含有CPU(中央处理器)的半导体集成电路构成，从ROM读取用于使CPU自身工作的程序或参数等，与作为工作区的RAM或其它的电子电路协作，管理并控制整个焦油改性装置410。在本实施方式中，氧化剂控制部450根据温度测定部240测定的催化剂的温度来控制氧化剂供给部430供给的燃烧废气EX1的量。
具体地进行说明，氧化剂控制部450控制氧化剂供给部430供给的燃烧废气EX1的量，使得催化剂的温度不低于该催化剂的活性温度(例如650℃~900℃)。例如，氧化剂控制部450进行滞后控制，若催化剂的温度低于700℃，则以增加向催化剂供给的燃烧废气EX1的量的方式控制蝶形阀434的开度，若催化剂的温度为850℃以上，则以减少向催化剂供给的燃烧废气EX1的量的方式控制蝶形阀434的开度。
通过这样的构成，可将催化剂维持在活性温度以上，可维持焦油的改性效率。
如以上说明那样，根据本实施方式所涉及的气化气体生成系统400，与使用氧化改性炉将焦油改性的目前技术相比，无需使气化气体X1的温度为高温，所以可在减少可燃性气体(氢或甲烷)的消耗的同时，有效地将焦油改性。另外，通过氧化剂供给部430向催化剂供给燃烧废气EX1作为高温的氧化剂的构成，与向催化剂供给相对低温的氧化剂的情况相比，可减少可燃性气体的消耗，可进一步抑制气化气体X2中可燃性气体的减少。
此外，由于不需要用于供给氧化剂的动力，所以可削减这样的动力所需要的能量消耗。
以上在参照附图的同时对本发明的适合的实施方式进行了说明，但并不将本发明限定于这样的实施方式。若为本领域技术人员，则显然能够在权利要求书记载的范围内想到各种变更例或修正例，它们当然也属于本发明的技术范围。
例如，在上述第1实施方式中，列举氧化剂供给部230通过燃烧废气EX1具有的热加热氧化剂OX并向催化剂供给的情况为例进行了说明。但是，氧化剂供给部230只要向催化剂供给200℃~900℃这样的高温的氧化剂即可，例如也可向催化剂供给通过加热器加热了的氧化剂OX。
另外，在上述第1实施方式中，列举热交换器236使流过介质分离装置114与锅炉152之间的燃烧废气EX1和氧化剂OX进行热交换的情况为例进行了说明。但是，只要可加热氧化剂OX到200℃~900℃，就对热交换器236进行热交换的介质没有限定。例如，流过脱硝装置154与脱硫装置156之间(废气通路158)的燃烧废气EX2为200℃~400度左右，所以热交换器236也可使流过脱硝装置154和脱硫装置156之间的燃烧废气EX2和氧化剂OX进行热交换，将氧化剂OX加热至200℃~900℃。
另外，在上述第2实施方式中，对在连接脱硝装置154和脱硫装置156的废气通路158上具备蝶形阀434的构成进行了说明，但也可将蝶形阀434设置在连接锅炉152和脱硝装置154的废气通路上。
另外，在上述实施方式中，氧化剂控制部250、450基于温度测定部240测定的催化剂的温度，调整向氧化剂供给部230、430供给的氧化剂OX(或燃烧废气EX1)的供给量。但是，在气化炉116的运转情况无变化等气化气体X1的温度实质上恒定的情况下，可根据流过流通通路210的气化气体X1的流量来调整向氧化剂供给部230、430供给的氧化剂的供给量。
另外，在上述第1、第2实施方式中，列举将在进行水蒸气气化的气化炉116中生成的气化气体X1中的焦油改性的情况为例进行了说明，但对气化剂无限定，例如可为氮等。
产业上的可利用性
本发明在将气化原料气化生成气化气体的气化气体生成系统中在有效地除去焦油的同时，进一步抑制可燃性气体的减少。
标记说明
100、400气化气体生成系统
112燃烧炉
116气化炉
210流通通路
220催化剂保持部
230、430氧化剂供给部
240温度测定部
250、450氧化剂控制部。

Claims (6)

1.气化气体生成系统，其中，所述系统具备：
将气化原料气化生成气化气体的气化炉，在所述气化炉中生成的气化气体流通的流通通路，在所述流通通路内保持有促进所述气化气体中焦油的改性的催化剂的催化剂保持部，和
向所述催化剂供给200℃~900℃的氧化剂的氧化剂供给部。
2.权利要求1的气化气体生成系统，其中，
所述系统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，向所述气化炉中导入通过所述燃烧炉加热了的流动介质，所述气化炉通过所述流动介质具有的热将所述气化原料气化，
所述氧化剂供给部通过使在所述燃烧炉中燃烧燃料所产生的燃烧废气与所述氧化剂进行热交换来加热，使得所述氧化剂变为200℃~900℃。
3.权利要求1的气化气体生成系统，其中，
所述系统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，向所述气化炉中导入通过所述燃烧炉加热了的流动介质，所述气化炉通过所述流动介质具有的热将所述气化原料气化，
所述氧化剂供给部将在所述燃烧炉中燃烧燃料所产生的200℃~900℃的燃烧废气作为氧化剂向所述催化剂供给。
4.权利要求1~3中任一项的气化气体生成系统，其中，所述系统进一步具备：
测定所述催化剂的温度的温度测定部，和
根据测定的所述催化剂的温度控制所述氧化剂供给部供给的氧化剂的量的氧化剂控制部。
5.权利要求1~3中任一项的气化气体生成系统，其中，向所述气化炉中导入水蒸气，所述气化炉通过所述水蒸气将所述气化原料气化。
6.权利要求4的气化气体生成系统，其中，向所述气化炉中导入水蒸气，所述气化炉通过所述水蒸气将所述气化原料气化。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110846090A (zh) * 2019-12-09 2020-02-28 中城绿建科技有限公司 裂解气化装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6763520B2 (ja) * 2016-05-20 2020-09-30 三菱パワー株式会社 炭素含有固体燃料ガス化発電設備及びその炭素含有固体燃料の乾燥用ガスの調整方法
JP6822025B2 (ja) * 2016-09-12 2021-01-27 株式会社Ihi タール改質装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1121564A (ja) * 1997-06-30 1999-01-26 N K K Plant Kensetsu Kk 可燃性ガス中のタール分解処理方法
CN1561381A (zh) * 2001-09-28 2005-01-05 株式会社荏原制作所 可燃气体重整方法、可燃气体重整装置及气化装置
JP2007112872A (ja) * 2005-10-19 2007-05-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料ガス化設備
JP2009013184A (ja) * 2007-06-29 2009-01-22 Ihi Corp ガス化システム
JP2009280633A (ja) * 2008-05-19 2009-12-03 Takuma Co Ltd タール分解方法およびタール分解装置
CN202543155U (zh) * 2012-03-08 2012-11-21 华北电力大学 以热载体为基础的气化燃烧及催化剂再生联合循环系统
CN102807901A (zh) * 2012-07-10 2012-12-05 华中师范大学 一种生物质气化催化裂解工艺及整体式气化催化反应器

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003238973A (ja) * 2001-09-28 2003-08-27 Ebara Corp 可燃ガス改質方法、可燃ガス改質装置及びガス化装置
KR100569120B1 (ko) * 2004-08-05 2006-04-10 한국에너지기술연구원 바이오메스 정제연료의 저온 촉매가스화 장치 및가스제조방법
JP4314488B2 (ja) * 2005-07-05 2009-08-19 株式会社Ｉｈｉ 固体燃料のガス化方法及び該方法を用いたガス化装置
EP3135747B1 (en) * 2007-07-20 2021-04-28 UPM-Kymmene Oyj Method and apparatus for producing liquid hydrocarbonaceous product from solid biomass
JP5217295B2 (ja) 2007-08-08 2013-06-19 株式会社Ｉｈｉ 石炭ガス化ガス精製方法及び装置
JP5445027B2 (ja) * 2009-10-23 2014-03-19 株式会社Ｉｈｉ 循環流動層ガス化設備のガス処理方法及び装置
US8636923B2 (en) * 2010-10-29 2014-01-28 Enerkem, Inc. Production of synthesis gas by heating oxidized biomass with a hot gas obtained from oxidation of residual products

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1121564A (ja) * 1997-06-30 1999-01-26 N K K Plant Kensetsu Kk 可燃性ガス中のタール分解処理方法
CN1561381A (zh) * 2001-09-28 2005-01-05 株式会社荏原制作所 可燃气体重整方法、可燃气体重整装置及气化装置
JP2007112872A (ja) * 2005-10-19 2007-05-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料ガス化設備
JP2009013184A (ja) * 2007-06-29 2009-01-22 Ihi Corp ガス化システム
JP2009280633A (ja) * 2008-05-19 2009-12-03 Takuma Co Ltd タール分解方法およびタール分解装置
CN202543155U (zh) * 2012-03-08 2012-11-21 华北电力大学 以热载体为基础的气化燃烧及催化剂再生联合循环系统
CN102807901A (zh) * 2012-07-10 2012-12-05 华中师范大学 一种生物质气化催化裂解工艺及整体式气化催化反应器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110846090A (zh) * 2019-12-09 2020-02-28 中城绿建科技有限公司 裂解气化装置

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