FI123455B - Menetelmä pyrolysoinnin toteuttamiseksi - Google Patents

Menetelmä pyrolysoinnin toteuttamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI123455B
FI123455B FI20075721A FI20075721A FI123455B FI 123455 B FI123455 B FI 123455B FI 20075721 A FI20075721 A FI 20075721A FI 20075721 A FI20075721 A FI 20075721A FI 123455 B FI123455 B FI 123455B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
pyrolysis
stage
blank
product
fractions
Prior art date
Application number
FI20075721A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20075721A (fi
FI20075721A0 (fi
Inventor
Markku Raiko
Kai Sipilae
Pekka Jokela
Yrjoe Solantausta
Original Assignee
Valtion Teknillinen
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 Valtion Teknillinen filed Critical Valtion Teknillinen
Publication of FI20075721A0 publication Critical patent/FI20075721A0/fi
Priority to FI20075721A priority Critical patent/FI123455B/fi
Priority to CA2702193A priority patent/CA2702193A1/en
Priority to BRPI0817547 priority patent/BRPI0817547A2/pt
Priority to RU2010118167/05A priority patent/RU2502779C2/ru
Priority to EP08805480A priority patent/EP2209871A1/en
Priority to US12/682,695 priority patent/US20110041388A1/en
Priority to CN200880116721A priority patent/CN101868516A/zh
Priority to PCT/FI2008/050558 priority patent/WO2009047387A1/en
Publication of FI20075721A publication Critical patent/FI20075721A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI123455B publication Critical patent/FI123455B/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/16—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with moving solid heat-carriers in divided form
    • C10B49/20—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with moving solid heat-carriers in divided form in dispersed form
    • C10B49/22—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with moving solid heat-carriers in divided form in dispersed form according to the "fluidised bed" technique
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/482—Gasifiers with stationary fluidised bed
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/001—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by thermal treatment
    • C10K3/003—Reducing the tar content
    • C10K3/006—Reducing the tar content by steam reforming
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0953—Gasifying agents
    • C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0983—Additives
    • C10J2300/0993—Inert particles, e.g. as heat exchange medium in a fluidized or moving bed, heat carriers, sand
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1246—Heating the gasifier by external or indirect heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1606—Combustion processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1625—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with solids treatment
    • C10J2300/1637—Char combustion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1656—Conversion of synthesis gas to chemicals
    • C10J2300/1659—Conversion of synthesis gas to chemicals to liquid hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1656—Conversion of synthesis gas to chemicals
    • C10J2300/1665—Conversion of synthesis gas to chemicals to alcohols, e.g. methanol or ethanol
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

MENETELMÄ. PYROLYSOINNIN TOTEUTTAMISEKSI KEKSINNÖN ALA
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 5 johdanto-osassa määritelty menetelmä pyrolysoinnin toteuttamiseksi siten, että syötetään ensimmäinen raaka-aine polttokattilaan ja toinen raaka-aine pyrolyysire-aktoriin, jotka on integroitu toisiinsa, polttokatti-lassa muodostetaan raaka-aineista energiajakeita ja 10 pyrolyysireaktorissa muodostetaan raaka-aineista no-peapyrolyysillä kaasumaisia ja nestemäisiä tuotejakeita .
KEKSINNÖN TAUSTA
15 Entuudestaan tunnettua on, että pyro- lyysituotetta, so. pyrolyysinestettä tai pyrolyysikaa-sua valmistetaan kuivatislaamalla pyrolyysitekniikalla erilaisista biomassoista tai orgaanisista aineista, kuten puusta, kuoresta, paperista, oljesta, jätemuo-20 vista, palavasta kivestä, ligniitistä, turpeesta tai vastaavasta. Pyrolyysi suoritetaan tavanomaisesti hapettomassa tilassa noin 300 - 800 °C lämpötilassa.
Käytettäessä hidasta lämmitysnopeutta pyrolyysinestettä, esim. kuivan puun puutervaa, saadaan talteen tyy-25 pillisesti n. 20 - 30 p-%. Pyrolyysinestemäärä kasvaa käytettäessä nopeapyrolyysimenetelmää. Nopeapyrolyysi- menetelmiä pyrolyysituotteiden ja kemikaalien valmis-oo ί- tamiseksi tunnetaan useita, o ^ Nopeapyrolyysi suoritetaan tyypillisesti kuu- c\j S5 30 aientamalla pyrolysoitava polttoaine kuumassa hapetto- cS massa kaasuvirrassa tuomalla tarvittava kuumennuslämpö lämmityskaasun, lämmönvaihtimen tai lämmönsiirtoai-
CL
neen, esim. hiekan tai alumiinioksidipohjaisen kantoja aineen, avulla pyrolysaattoriin. Pyrolysaattorina voi- ^ 35 daan käyttää kuplivaa tai hiekkaa kierrättävää leiju- ° kerrosreaktoria. Syntynyt pyrolyysihöyry kondensoidaan 2 alle 150 °C lämpötilaan pyrolyysinesteen muodostamiseksi .
Pyrolysoitava polttoaine, esim. biomassa, voidaan johtaa ennen pyrolysaattoria kuivuriin kuivat-5 tavaksi alentamaan muodostuvan pyrolyysinesteen vesi- pitoisuutta. Yleensä käytetään tunnettuja rumpu-, flash- tai leijukerroskuivureita, joissa kuivauskaasu-na on tyypillisesti savukaasu tai vesihöyry. Lisäksi on tunnettua käyttää höyrykuivuria, jossa kuuman hie-10 kan avulla tuodaan lämpöä leijukerrosperiaatteella toimivaan kuivuriin ja jossa poistetaan vain vettä. Lämpötila pidetään sellaisella tasolla, ettei orgaanisia yhdisteitä poistu.
EP-patentissa 513051 (Ensyn Technologies 15 Inc.) on kuvattu menetelmä ja laitteisto pyrolyysines teen valmistamiseksi polttoaineista nopeapyrolyysillä siten, että pyrolysaattorina toimivassa kiertomassare-aktorissa on erillinen sekoitus- ja reaktorivyöhyke. Lämmönsiirto polttoainepartikkeleihin tapahtuu käyttä-20 mällä lämpöä kuljettavaa hiekkaa tai alumiinioksidi- kvartsikatalyyttiä, jonka keskimääräinen hiukkaskoko on välillä 40 - 500 pm, lämmönsiirtoaineena. Menetelmässä käytetään hapetonta kuljetuskaasua. Hiukkasmuo-dossa oleva syöttömateriaali, hapeton kuljetuskaasu ja 25 kuuma lämpöä kuljettava hiukkasmateriaali sekoitetaan keskenään reaktorin alaosassa, ja seos nostetaan reak- toriosaan, jossa syöttömateriaali muuntuu tuotteiksi, co ^ Syöttömateriaalin ja lämpöä kuljettavan materiaalin ^ kontaktiaika on alle 1,0 sekuntia. Lämpöä kuljettava
(M
9 30 hiukkasmateriaali erotetaan tuotejakeista ja uudelleen cS kierrätetään reaktoriin. Menetelmässä lämmönsiirtoma- teriaalin massasuhde polttoaineeseen on suurempi kuin Q_ 5:1.
£! Lisäksi entuudestaan tunnetaan hapetusreakto-
LO
^ 35 rin käyttö pyrolysaattorista poistuvan hiekan ja pyro- ° lyysin aikana syntyvän koksin käsittelemiseksi. Hape- tusreaktorissa poltetaan koksia ja lämmitetään hiek- 3 kaa, joka kierrätetään takaisin pyrolysaattoriin. Ha-petusreaktorin teho suhteessa pyrolysaattorin polttoainetehoon on tyypillisesti 1:5. Tämäntyyppinen hape-tusreaktori on suunniteltu polttamaan ensisijaisesti 5 vain pyrolyysissä syntyvä koksi ja lauhtumattomat kaasut. Tällöin koksin ja lauhtumattomien kaasujen lämpö-sisältö on pyrolysaattorin massasyötön rajoittava tekijä energiataseen perusteella.
Tunnettujen pyrolyysiprosessien ongelmana on 10 pyrolysaattorin ja lisälaitteiden, kuten kuivurin, li-säpolttoaineen tarve sekä prosessissa haihdutetun veden mahdollinen kulkeutuminen pyrolyysiöljyyn. Tavanomaisesti esimerkiksi kuivurissa haihdutettu vesi lauhdutetaan tai johdetaan ulkoilmaan. Haihdutetun ve-15 den sisältäessä orgaanisia kuivatislaustuotteita prosessin käyttäminen muodostuu ongelmalliseksi ympäristöhaittojen, esim. voimakkaiden hajuhaittojen, takia. Lisäksi tunnetut laitteet eivät mahdollista eri pro-sessivirtojen, sivuvirtojen ja ei-toivottujen väli-20 /lopputuotteiden hyödyntämistä tehokkaalla tavalla prosessissa.
Lisäksi entuudestaan on tunnettua pyrolysaattorin ja polttokattilan integroiminen yhdeksi kokonaisuudeksi saman hakijan patentista FI 117512.
25
KEKSINNÖN TARKOITUS
Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä co ^ mainitut ongelmat ja tuoda esiin uudenlainen menetelmä ^ käytettäväksi pyrolysoinnin ja sen eri ajotapojen to-
CM
cp 30 teuttamisessa sekä pyrolyysi- ja energiatuotejakauman cm optimoinnissa. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, jolla voidaan tuottaa teolli-
CL
sessa mittakaavassa samanaikaisesti lämpöenergiaa ja pyrolyysituotetta ympäristöystävällisesti kierrättäen
LO
^ 35 ja hyödyntäen prosessissa syntyviä prosessivirtoja.
o
CM
4
KEKSINNÖN YHTEENVETO
Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksissa.
Keksintö perustuu menetelmään pyrolyysi- ja 5 energiatuotteiden valmistamiseksi joustavasti ja pyro- lysoinnin toteuttamiseksi ja tehostamiseksi siten, että syötetään ensimmäinen raaka-aine tai raaka-aineseos polttokattilaan ja toinen raaka-aine tai raaka-aineseos pyrolyysireaktoriin, jotka on integroitu toi-10 siinsa, polttokattilassa muodostetaan ensimmäisistä raaka-aineista energiajakeita lämmön, sähkön, höyryn tai kaasun muodossa ja pyrolyysireaktorissa muodostetaan toisista raaka-aineista nopeapyrolyysillä kaasumaisia ja nestemäisiä tuotejakeita. Energiajakeita 15 siirretään polttokattilasta pyrolyysireaktoriin kuu mennetun lämmönsiirtomateriaalin avulla. Keksinnön mukaisesti pyrolyysituote- ja energiajakeiden valmistusta ohjataan optimoimalla raaka-ainetta ja sen valintaa, kuten saatavuutta, kustannuksia ja määrää, tuotejakaumaa 20 ja ainakin yhden tuotejakeen tuotantokustannuksia, arvoa markkinoilla ja laatua, edullisesti useamman tuotejakeen tuotantokustannuksia, arvoa markkinoilla ja laatua, säätämällä prosessimuuttujia, edullisesti useampaa kuin yhtä prosessimuuttujaa, jotka valitaan joukosta ensimmäi-25 nen raaka-aine, toinen raaka-aine, raaka-aineiden määrät, raaka-aineen kosteuspitoisuus, lisäaineiden valinta, lisäprosessivaiheen valinta joukosta kuivaus, lämpö- 00 ^ tilan korotusvaihe, kaasutusvaihe, pölynerotus, refor- ^ mointi, höyryreformointi, tuotejakeiden erotus ja kiin- c\j S5 30 toaineen erotus, käytettävän kantokaasun valinta joukos- cS ta savukaasu, vesihöyry, ilma ja niiden seos, kantokaa- ^ sun määrä, hapen määrä, lämmönsiirtomateriaalin valinta
CL
joukosta hiekka, petihiekka, alumiinioksidipohjainen ma-£! teriaali ja muu leijutusmateriaali, ja prosessiparamet- LT3 ^ 35 rit, jotka on valittu joukosta pyrolysointivaiheen läm- ^ pötila, lisäprosessivaiheen lämpötila, viipymäaika py- rolysointireaktorissa, polttokattilan lämpötila, hapen 5 lisääminen, lämmönsiirtomateriaalin kierrätys ja tuote- ja sivujakeiden kierrätys. Lisäksi keksinnön mukaisesti sekoitetaan toinen raaka-aine kantokaasun kanssa muodostamaan seos ja johdetaan kuumennettu läm-5 mönsiirtomateriaali seokseen.
Ensimmäisellä raaka-aineella tarkoitetaan tässä yhteydessä polttokattilaan syötettävää raaka-ainetta tai raaka-aineiden seosta. Toisella raaka-aineella tarkoitetaan tässä yhteydessä pyrolyysireaktoriin syötettävää 10 raaka-ainetta tai raaka-aineiden seosta. Ensimmäinen ja toinen raaka-aine voivat olla koostumukseltaan identtisiä, osittain samanlaisia tai täysin erilaisia. Eräässä sovelluksessa polttokattilaan ja pyrolyysireaktoriin syötetään olennaisesti eri raaka-ainetta polton ja py-15 rolyysin hyötysuhteen ja pyrolyysituotteen saannon maksimoimiseksi.
Edullisesti keksinnön mukaisessa menetelmässä ajetaan prosessia kokonaisuutena optimoimalla valittavaa raaka-ainetta, tuotejakaumaa, tuotteen määrää ja laatua. 20 Eräässä sovelluksessa maksimoidaan arvokkaimpien tuote-jakeiden osuutta.
Edullisesti integroitu polttokattila tukee pyrolysoinnin toteuttamista ja onnistumista.
Keksinnön eräässä sovelluksessa raaka-aineet, 25 jotka ovat kiinteän, nesteen, höyryn tai kaasun muodos sa, on valittu joukosta orgaaninen aines, hake, metsäha-ke, puu, kuori, sahanpuru, olki, kivihiili, turve, öljy,
CO
^ palava kivi, lignutti, kiviöljy, biomassa, energiaa si- ^ sältävä jätemateriaali, muovi, jätemuovi, polttoainetta
Cvj ? 30 sisältävät jätteet, jätteestä muodostettu polttoai- 00 c\j ne/RDF, mäntyöljy, mustalipeä, orgaaninen liuotin ja
Er niiden johdannaiset. Eräässä sovelluksessa voidaan raa-
CL
ka-aine tai raaka-aineet valita, esim. rinnakkaisista säiliöistä, sen mukaisesti, minkälainen tuotejakauma ha-
iD
^ 35 lutaan.
o cvj Eräässä sovelluksessa energia- ja pyro- lyysituotejae, joka on kiinteän, nesteen, höyryn tai 6 kaasun muodossa, sisältyy joukkoon pyrolyysikaasu, pyro-lyysihöyry, pyrolyysineste, pyrolyysiöljy, mustalipeä, mäntyöljysuopa, polttoaine, kemikaalit, hiilikuitu, nes-teytyvä terva, kaasutuskaasu, polttokelpoinen kaasu, 5 höyry, vesihöyry, vety, lämpö ja sähkö.
Keksinnön eräässä sovelluksessa pyrolysoinnissa syntyvät kaasumaiset tuotejakeet kondensoidaan pääosin nestemäisiksi pyrolyysituotteiksi.
Eräässä sovelluksessa pääosa energia- ja pyro-10 lyysituotejakeista kierrätetään, talteenotetaan, jatko-käsitellään ja/tai hyötykäytetään.
Edullisesti vain osa polttokattilassa muodostuneista energiajakeista johdetaan pyrolyysireaktoriin ja muihin prosessivaiheisiin.
15 Keksinnön eräässä sovelluksessa käytetään läm- mönsiirtomateriaalia siirtämään energiajae, edullisesti lämpö, polttokattilasta haluttuun prosessivaiheeseen, esim. pyrolysointiin tai haluttuihin ja ennalta määrättyihin lisävaiheisiin, ja/tai talteenottoon. Eräässä so-20 velluksessa kuhunkin prosessivaiheeseen johdetaan erikseen lämmönsiirtomateriaali. Vaihtoehtoisessa sovelluksessa sama lämmönsiirtomateriaali kiertää eri vaiheiden läpi. Keksinnön eräässä sovelluksessa kierrätetään läm-mönsiirtomateriaalia polttokattilasta pyrolyysireakto-25 riin ja pyrolyysireaktorista erotusvaiheen kautta takaisin polttokattilaan.
Valitaan lämmönsiirtomateriaali joukosta hiek-oo ^ ka, petihiekka, alumimioksidipoh]amen materiaali, muu ^ leijutusmateriaali ja sen tapainen.
c\j S5 30 Keksinnön eräässä sovelluksessa menetelmään cS kuuluu monivaiheinen pyrolysointi, jonka ensimmäisessä
Er vaiheessa tehdään nopeapyrolyysi ja toisessa vaiheessa
CL
muodostetaan parannettuja tuotejakeita ja/tai lisätuote- ^ jakeita lisävaiheen avulla, m ^ 35 Keksinnön eräässä sovelluksessa menetelmään o c\J kuuluu monivaiheinen pyrolysointi, jonka ensimmäisessä vaiheessa tehdään lisävaihe ja toisessa vaiheessa teh- 7 dään nopeapyrolyysi parannettujen tuotejakeiden ja/tai lisätuotejakeiden muodostamiseksi.
Lisävaihe on valittu joukosta: kuivaus, lämpötilan korottaminen, kaasutus, pölynerotus, reformointi, 5 höyryreformointi, tuotejakeiden erotus ja kiintoaineen erotus. Kiintoaineen erotus voi sisältää lämmönsiirto-aineen, kuten hiekan, hiiliaineksen, koksin, kiinto-ainehiukkasten tai vastaavan kiintoaineen erotuksen.
Eräässä sovelluksessa ensimmäinen ja toinen 10 vaihe on olennaisesti integroitu yhdeksi kokonaisuudeksi, esim. samaan laitteeseen. Vaihtoehtoisessa sovelluksessa ensimmäisen ja toisen vaiheen laitteet on yhdistetty toisiinsa.
Vaihtoehtoisessa sovelluksessa monivaiheiseen 15 pyrolysointiin voi kuulua useampia kuin kaksi vaihetta.
Keksinnön eräässä sovelluksessa menetelmässä muokataan pyrolysointivaiheen toteuttamista ainakin yhdellä erityistoimenpiteellä, joka on valittu joukosta lämpötilan korottaminen, lämpötilan laskeminen, kanto-20 kaasun valinta, höyryn syöttäminen ja hapen lisääminen.
Eräässä sovelluksessa ensimmäisessä vaiheessa muodostettu pyrolyysikaasu johdetaan toiseen vaiheeseen, jonka lämpötila on olennaisesti korkeampi kuin pyrolyysivaiheessa. Jos tämän toisen vaiheen kantokaa-25 suna käytetään vesihöyryä, tapahtuu höyryreformointi-reaktio, jonka seurauksena suuri osa tervayhdisteistä hajoaa vedyksi ja hiilimonoksidiksi.
CO
^ Eräässä sovelluksessa lämmönsiirtoaine syöte- ^ tään kahdessa vaiheessa reaktoriin, kuivausvaiheeseen c\j S5 30 ja reaktiovaiheeseen. Kuivausvaiheen ja reaktiovaiheen cS lämpötiloja säädetään erikseen tuotejakauman ja tuotin teen laadun optimoimiseksi. Eräässä sovelluksessa kui-
CL
vausvaiheeseen syötetty raaka-aine ja lämmönsiirtoma-£! teriaali johdetaan kuivauksen jälkeen seoksena toiseen
iD
^ 35 vaiheeseen, so. reaktiovaiheeseen.
o c\j Kuivausmenetelmänä voidaan käyttää mitä tahansa sinänsä tunnettua kuivausmenetelmää, esim. matalalämpö- 8 tilakuivausta, sekoituskuivausta tai vastaavaa. Pyro-lysoitavan polttoaineen kuivauksessa voidaan hyödyntää osaa polttokattilassa muodostuneesta lämpöenergiasta. Kuivauksen avulla pienennetään edullisesti muodostuvan 5 pyrolyysituotteen vesipitoisuutta, jolloin sen stabiilisuus kasvaa. Kuivauksesta voidaan talteenottaa vesihöyryä, joka voidaan hyödyntää esim. lämmöntuotossa. Eräässä sovelluksessa ei eroteta höyryä kuivausvai-heesta.
10 Eräässä sovelluksessa pyrolysointireaktoria ajetaan kaasuttimen tapaisena laitteena. Tällöin lämpötila reaktorissa on normaalipyrolysointia korkeampi, ja tuotejakaumassa maksimoidaan kaasusaantoa. Eräässä sovelluksessa reaktoriin syötetään lisäaineena maakaa- 15 sua.
Eräässä sovelluksessa kantokaasu valitaan joukosta savukaasu, edullisesti puhdistettu savukaasu, vesihöyry, ilma ja niiden seos.
Keksinnön eräässä edullisessa sovelluksessa 20 kantokaasu sisältää happea. Edullisesti pyrolysointi tehdään hapen läsnä ollessa pyrolysointireaktorissa.
Eräässä sovelluksessa käytetään kantokaasua, joka sisältää happea 1-7 til-%. Hapen avulla voidaan lisätä pyrolyysituotteen säilyvyyttä.
25 Eräässä sovelluksessa kantokaasuun lisätään li- sähappea, esim. ilman muodossa, happipitoisuuden nostamiseksi . co ^ Eräässä sovelluksessa kantokaasuna käytetään ^ polttokattilan puhdistettua savukaasua, joka kierräte-
C\J
30 tään polttokattilasta pyrolyysireaktoriin. cS Eräässä sovelluksessa kantokaasuna käytetään vesihöyryä. Tällöin tapahtuu höyryreformointireaktio,
CL
jonka seurauksena suuri osa tervayhdisteistä hajoaa ve-£! dyksi ja hiilimonoksidiksi.
LO
^ 35 Edullisessa sovelluksessa kantokaasu johdetaan S kertaalleen pyrolyysireaktorin läpi ja johdetaan poltto- 9 kattilaan. Kantokaasua ei kierrätetä pyrolyysireaktorin ulostulosta takaisin pyrolyysireaktorin sisääntuloon.
Prosessiparametrit on valittu joukosta pyro-lysointivaiheen lämpötila/lämpötila pyrolysointireak-5 torissa, lisäprosessivaiheen lämpötila, viipymäaika pyrolysointireaktorissa, polttokattilan lämpötila, py-rolysoinnin raaka-aineiden, kantokaasun ja lämmönsiir-tomateriaalin sekoitustapa ja sekoitusjärjestys, hapen lisääminen, lämmönsiirtomateriaalin kierrätys ja tuo-10 te- ja sivujakeiden kierrätys.
Eräässä sovelluksessa polttokattilassa ja pyrolysointireaktorissa muodostuvat tuotejakeet jaotellaan tuotteiksi, prosessin sivuvirroiksi, jäännösvirroiksi, jätevirroiksi ja/tai ei-toivotuiksi jakeiksi. Keksinnön 15 eräässä sovelluksessa pääosa sivu-, jäännös- ja jäte- virroista, esim. lauhduttimen jäännösvirrat, erotuslait-teiden ja suodattimien jäännösvirrat, raaka-aineiden hylkyvirrat, savukaasujae ja vastaavat virrat, kierrätetään olennaisesti polttokattilaan. Sivu-, jäännös- ja 20 jätevirtojen syöttöä ja syöttömäärää polttokattilaan ei tarvitse erikseen säätää johtuen polttokattilan omasta olennaisesti suuremmasta raaka-ainesyötöstä.
Keksinnön eräässä sovelluksessa järjestetään ensimmäinen raaka-aine ja kantokaasu seokseksi ja johde-25 taan kuumennettu lämmönsiirtomateriaali seokseen.
Eräässä sovelluksessa käytetään sopivia lisäaineita prosessin eri vaiheissa. Lisäaineina voidaan käyt-co ^ tää esim. alkoholeja, kuten isopropanolia, etanolia tai ^ rypsimetanoliesteriä, lauhduttimen yhteydessä paranta en S1 30 maan lauhduttimen toimintaa ja/tai tuotteen laatua. Myös 00 en pesurien tai vastaavien yhteydessä voidaan käyttää aikoja holipohjaisia aineita laitteen toimivuuden parantamises- Q_ sa. Eräässä sovelluksessa lisäaineena voidaan käyttää katalyyttejä, esim. pyrolysointireaktorissa tai polttoni ^ 35 kattilassa, esim. hiekkakierron yhteydessä, prosessin tehokkuuden ja/tai tuotteen laadun parantamisessa.
10
Keksinnön ansiosta voidaan prosessin hyötysuhdetta, kustannuksia ja tuotejakaumaa optimoida suhteessa eri tuotteista saatavaan hintaan ja tuotteiden laatuvaatimuksiin. Keksinnön etuna on, että kek-5 sinnön mukaista pyrolysointi-polttoyhdistelmää voidaan hyödyntää erilaisten ja uusien tuotteiden valmistuksessa. Keksinnön mukaisen optimointimenetelmän ansiosta pyrolyysireaktori voi toimia myös muussa kuin normaalissa pyrolysointitarkoituksessa kapasiteetillises-10 ti tai ajallisesti ainakin osittain. Lisäksi pyro-lyysireaktoriin voidaan yhdistää helposti erilaisia lisävaiheita ja -laitteita tuotejakauman säätämiseksi. Keksinnön mukainen integroitu ratkaisu antaa laajemman toimintakehyksen erilaisille ajotavoille ja erilaisten 15 tuotteiden valmistukseen.
Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan valmistaa sekä pyrolyysituotetta että energiajaetta tunnettua korkeammalla hyötysuhteella, koska syntyvät sivu- ja jätevirrat, kiinto- ja hiiliaines sekä lauh-20 tumattomat kaasut ja niiden energiasisältö voidaan muuttaa polttokattilassa lämmöksi tai höyryksi energiantuotantoon. Polttokattilan lämpöenergiasta osa käytetään pyrolyysireaktorissa, mahdollisesti pyrolysoi-tavan polttoaineen kuivauksessa ja muissa prosessi-25 lisävaiheissa sekä lauhtumattomien kaasujen poltossa polttokattilassa, ja pääosa lämpöenergiasta johdetaan esim. höyryn muodossa talteenotettavaksi. Pyrolyysire-oo £ aktoriin ja muihin prosessivaiheisiin ei tarvita lisä- ^ energiasyöttöä, vaan polttokattilasta johdettu lämpö-
C\J
? 30 energia riittää prosessin ylläpitämiseen. Keksinnön 00 c\j etuna on, että keksinnön mukaisella pyrolyysireaktori- ϊ polttokattila -yhdistelmällä saavutetaan energiaomava- Q_ raisuus * £! Optimaalisten polttoaineseosten syöttäminen m ^ 35 sekä pyrolyysireaktoriin että polttokattilaan parantaa
O
c\j prosessin hyötysuhdetta pyrolyysituotteen saannon ja 11 lämpöenergian suhteen sekä minimoi prosessikustannuk-sia.
Keksinnön mukainen menetelmä on helppo toteuttaa tuotannossa. Integroidun polttokattilan ansi-5 osta energiaa on saatavilla ja esim. pyrolyysireakto-rin lämpötilaa on helppo säätää. Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan pyrolysoida mistä tahansa sopivasta raaka-aineesta hyödynnettävää tuotetta. Lisäksi keksinnön mukaisen prosessin hallinta on helppoa. Kok-10 si tai muut vastaavat jäännösjakeet eivät keräänny prosessin laitteisiin, vaan ne voidaan johtaa poltto-kattilaan poltettavaksi, eivätkä näin ollen aiheuta ongelmia prosessissa. Siksi raaka-aineen valinnassa ei tarvitse huolehtia sen mahdollisesta koksipitoisuudes-15 ta.
Lisäksi keksinnön etuna on, ettei prosessin koksitase ja kuivauksen lämpötase muodosta rajoitetta pyrolysoinnille ja muille prosessivaiheille.
20 KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUS
Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisten sovellusesimerkkien avulla.
Esimerkki 1 25
Muodostetaan keksinnön mukainen prosessikoko- naisuus, johon kuuluu polttokattila, pyrolysointireak-eo ^ tori ja lauhdutuslaite. Pyrolysointireaktori ja lauh- ^ dutuslaite integroidaan eli muodostetaan yhteenkuuluva C\1 9 30 kokonaisuus olennaisesti polttokattilan kanssa. Polt- oo c\j tokattilaan syötetään polttoainetta, joka poltetaan ϊ lämpöenergian tuottamiseksi. Pyrolysointireaktorissa Q_ muodostetaan pyrolysoimalla sopivista raaka-aineista kaasumaisia pyrolyysituotteita, joka kondensoidaan m ^ 35 nestemäisiksi pyrolyysituotteiksi lauhdutuslaitteessa.
o c\j Pyrolysomtireaktoriin syötetään kantokaasua. Poltto- kattilassa muodostuneet energiajakeet lämmön, vesi- 12 höyryn tai kaasun muodossa otetaan talteen tai osa lämmöstä kierrätetään laitteiston muihin osiin, kuten pyrolysointireaktoriin kuuman lämmönsiirtoaineen, tässä sovelluksessa petihiekan, muodossa.
5
Esimerkki 2 Tämän esimerkin menetelmä toteutetaan esimerkin 1 mukaisella prosessilaitteistolla.
10 Menetelmässä käytetään raaka-aineen paras ja sopivin osa pyrolysoitavana materiaalina ja pyrolyysin kannalta huonompi osa syötetään polttokattilaan. Raaka-aineen jaottelu tehdään sinänsä tunnetulla tavalla, esim. luokittimen tai optisen erottimen avulla.
15 Pyrolysoinnin kannalta hyviä raaka-aineita ovat metsäteollisuuden tähteet, kuten hake, sahanpuru ja kuorike. Kuitenkin vain ns. sydänpuusta ilman kuorta saadaan korkea nestesaanto kuivasta raaka-aineesta. Kuoresta syntyy siis vähemmän pyrolyysituotetta, joka 20 on lisäksi epästabiilimpaa ja helposti faasierottuvaa. Näin ollen pyrolyysireaktoriin ja polttokattilaan ei kannata syöttää samaa raaka-ainetta. Edullinen sovellus on johtaa polttokattilaan kuoripitoista raaka-ainetta energian tuottamiseksi ja pyrolyysireaktoriin 25 sahanpurua pyrolyysituotteen tuottamiseksi. Polttokattilaan johdetaan lisäksi esim. turvetta tai kivihiiltä tyydyttämään koko polttoainetarve, co δ , Esimerkki 3 c\j 9 30 co c\j Tämän esimerkin menetelmä toteutetaan esimer-
Er kin 1 mukaisella laitteistolla. Tässä esimerkissä pro- Q_ sessointi on kaksivaiheinen, jossa vaiheet on yhdisti tetty toisiinsa.
m ^ 35 Ensimmäisessä pyrolysointivaiheessa pyrolyysil- o c\J lä muodostettu pyrolyysikaasu johdetaan toiseen prosessivaiheeseen, jonka lämpötila on olennaisesti korkeampi 13 kuin pyrolyysivaiheessa. Jos tämän toisen vaiheen kanto-kaasuna käytetään vesihöyryä, tapahtuu höyryreformointi-reaktio, jonka seurauksena suuri osa tervayhdisteistä hajoaa vedyksi ja hiilimonoksidiksi. Tällä menetelmällä 5 voidaan valmistaa kaasutuskaasua esim. Fischer-Tropsch -synteesiä varten.
Esimerkki 4 10 Tämän esimerkin menetelmä toteutetaan esimer kin 1 mukaisella laitteistolla.
Pyrolysoinnin kantokaasuna käytetään vesihöyryä. Höyry voi olla peräisin raaka-aineen kosteudesta, joka on erotettu esim. raaka-aineen kuivauksessa. 15 Tapahtuu höyryreformointireaktio. Tuotteena on poltto-kelpoinen tai kemiallisesti jatkojalostettava kaasu, kuten ammoniakki tai synteettinen polttoaine. Tuotekaasua voidaan käyttää esim. Fischer-Tropsch -synteesissä. Raaka-aineen kosteus voidaan hyödyntää höyrynä höyryrefor-20 moinnissa.
Esimerkki 5 Tämän esimerkin menetelmä toteutetaan esimer-25 kin 1 mukaisella laitteistolla. Tässä esimerkissä prosessi on kaksivaiheinen, jossa kuivaus- ja reaktiopro- sessit on yhdistetty toisiinsa, co £ Lämmönsiirtoaine, joka on petihiekka, syötetään ^ kahdessa vaiheessa, ensimmäinen osa kuivausvaiheeseen ja c\j ? 30 toinen osa reaktiovaiheeseen. Kuivausvaiheen ja reaktio- oo c\j vaiheen lämpötiloja säädetään erikseen tuotejakauman ja ϋ tuotteen laadun optimoimiseksi. Höyryä ei eroteta kuiva- □_ usvaiheesta, vaan vasta tuotekaasun lauhdutuksesta. c\j
LO
q 35 Esimerkki 6 o
CVJ
14 Tämän esimerkin menetelmä toteutetaan esimerkin 1 mukaisella laitteistolla.
Tässä prosessissa järjestetään pyrolysointire-aktorin raaka-aine ja kantokaasu, joka on puhdistettu 5 savukaasu, seokseksi ja kuumat petihiekkahiukkaset polt-tokattilasta johdetaan raaka-aineen ja kantokaasun seokseen pyrolysointireaktoriin. Tällöin sekoituskohtaan muodostuu voimakkaan turbulenssin alue eli tapahtuu ns. flash-ilmiö, jolloin pyrolysointi saadaan käynnistymään 10 nopeasti ja tehokkaasti. Käytettävä hiekka, jolla on tässä sovelluksessa raekoko yli 0,5 mm, on pyrolysoinnin raaka-ainetta olennaisesti raskaampaa, ja siksi hiekka-hiukkasten kiihdytys aiheuttaa seosvirtaukseen tehokkaamman lämmönsiirron ja kaasujen sekoittumisen, minkä 15 vuoksi pyrolyysi tehostuu.
Esimerkki 7 Tämän esimerkin menetelmä toteutetaan esimer-20 kin 1 mukaisella laitteistolla.
Lisäämällä ilman osuutta ja siten happipitoisuutta kantokaasuun voidaan pyrolyysituotteen nesteyty-vien komponenttien osuutta säätää lauhtumattomien jakei-den osuuteen nähden riippuen halutusta tuotejakaumasta. 25 Tällöin pyrolysointireaktoria voidaan käyttää kaasuttimen tapaisena laitteena. Pyrolysointi-polttokattila -yhdistelmän tuottamat hyötysuhde ja lämpöarvo kaasulle
CO
£ ovat korkeampia kuin perinteisessä ilmakaasutuksessa, ^ koska kaasutusreaktioon voidaan tuoda pääosa lämmöstä C\1 9 30 kiertomassan eli petihiekan avulla.
co C\1 ϊ Esimerkki 8
CL
Tämän esimerkin menetelmä toteutetaan esimer-
LO
^ 35 kin 1 mukaisella laitteistolla.
o cvj Pyrolysomnissa syntynyttä tuotekaasua kuu mennetaan yli 1000 °C lämpötilaan hiilivetyjen hajot- 15 tamiseksi. Tämän seurauksena tuotteena syntyy vetyä ja hiiltä hienojakoisten kuitujen muodossa. Ko. hiilikuituja voidaan hyödyntää lisäaineena esim. paperin valmistuksessa suuren lujuutensa vuoksi. Menetelmän etuna 5 on edullinen hiilikuitujen valmistustapa, biomassan hyödyntäminen hiilikuitujen valmistuksessa ja helppo vedyn valmistustapa.
Keksinnön mukainen menetelmä soveltuu erilai-10 sinä sovelluksina erilaisten pyrolyysituotteiden ja niiden johdannaisten valmistamiseen ja energiajakei-den, kuten lämpöenergian tuottamiseen.
Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä esimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset 15 ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten mää rittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
CO
δ
(M
CM
cp
CO
C\l
X
cc
CL
CM
1^ m 1^ o o
CM

Claims (11)

1. Menetelmä pyrolysoinnin toteuttamiseksi siten, että syötetään ensimmäinen raaka-aine poltto-kattilaan ja toinen raaka-aine pyrolyysireaktoriin, 5 jotka on integroitu toisiinsa, polttokattilassa muo dostetaan ensimmäisestä raaka-aineesta energiajakeita, jotka siirretään polttokattilasta pyrolyysireaktoriin kuumennetun lämmönsiirtomateriaalin avulla ja pyro-lyysireaktorissa muodostetaan toisesta raaka-aineesta 10 nopeapyrolyysillä kaasumaisia ja nestemäisiä tuoteja- keita, tunnettu siitä, että sekoitetaan toinen raaka-aine kantokaasun kanssa muodostamaan seos ja johdetaan kuumennettu lämmönsiirtomateriaali seokseen, ja pyrolyysituote- ja energiajakeiden valmistusta ohjataan 15 optimoimalla raaka-aineen valintaa, saatavuutta, kustan nuksia ja määrää sekä tuotejakaumaa ja ainakin yhden tuotejakeen tuotantokustannuksia, arvoa ja laatua säätämällä prosessimuuttujia, jotka valitaan joukosta ensimmäinen raaka-aine, toinen raaka-aine, raaka-aineiden 20 määrät, raaka-aineen kosteuspitoisuus, lisäaineiden valinta, lisäprosessivaiheen valinta joukosta kuivaus, lämpötilan korotusvaihe, kaasutusvaihe, pölynerotus, re-formointi, höyryreformointi, tuotejakeiden erotus ja kiintoaineen erotus, käytettävän kantokaasun valinta 25 joukosta savukaasu, vesihöyry, ilma ja niiden seos, kan tokaasun määrä, hapen määrä, lämmönsiirtomateriaalin va-^ linta joukosta hiekka, petihiekka, alumiinioksidipohjai- o nen materiaali ja muu leijutusmateriaali, ja prosessipa- cJj rametrit, jotka on valittu joukosta pyrolysointivaiheen o ^ 30 lämpötila, lisäprosessivaiheen lämpötila, viipymäaika ^ pyrolysointireaktorissa, polttokattilan lämpötila, ha- x £ pen lisääminen, lämmönsiirtomateriaalin kierrätys ja T- tuote- ja sivujakeiden kierrätys. c\j
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, , , g 35 tunnettu siitä, että pyrolysoinnissa syntyvät kaa- ^ sumaiset tuotejakeet kondensoidaan pääosin nestemäi siksi pyrolyysituotteiksi.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raaka-aine valitaan joukosta orgaaninen aines, hake, metsähake, puu, kuori, sahanpuru, olki, kivihiili, turve, öljy, palava kivi, 5 ligniitti, kiviöljy, biomassa, energiaa sisältävä jäte-materiaali, muovi, jätemuovi, polttoainetta sisältävät jätteet, jätteestä muodostettu polttoaine/RDF, mäntyöljy, mustalipeä, orgaaninen liuotin ja niiden johdannaiset .
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmään kuuluu monivaiheinen pyrolysointi, jonka ensimmäisessä vaiheessa tehdään nopeapyrolyysi ja toisessa vaiheessa muodostetaan parannettuja tuotejakeita ja/tai lisätuote- 15 jakeita lisävaiheen avulla.
5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukai nen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmään kuuluu monivaiheinen pyrolysointi, jonka ensimmäisessä vaiheessa tehdään lisävaihe ja toisessa vaiheessa teh- 20 dään nopeapyrolyysi parannettujen tuotejakeiden ja/tai lisätuotej akeiden muodostamiseksi.
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmässä muokataan pyrolysointivaiheen toteuttamista ainakin yh- 25 dellä erityistoimenpiteellä, joka on valittu joukosta lämpötilan säätäminen, kantokaasun valinta, höyryn syöttäminen ja hapen lisääminen, co
£ 7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukai- ^ nen menetelmä, tunnettu siitä, että kantokaasu C\J ? 30 sisältää happea, co c\i
8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukai- En nen menetelmä, tunnettu siitä, että kantokaasuun CL lisätään lisähappea.
9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukai- LO ^ 35 nen menetelmä, tunnettu siitä, että pääosa sivu-, o cm jäännös- ja jätevirroista kierrätetään polttokattilaan.
10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään lämmönsiirtomateriaalia siirtämään energiajae polttokat-tilasta haluttuun prosessivaiheeseen ja/tai talteenot- 5 toon.
11. Jonkin patenttivaatimuksista 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kierrätetään lämmönsiirtomateriaalia polttokattilasta pyrolyysi-reaktoriin ja pyrolyysireaktorista erotusvaiheen kautta 10 polttokattilaan. co δ CVJ C\J cp co C\J X X Q. δ LO 1^ o o C\J
FI20075721A 2007-10-11 2007-10-11 Menetelmä pyrolysoinnin toteuttamiseksi FI123455B (fi)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20075721A FI123455B (fi) 2007-10-11 2007-10-11 Menetelmä pyrolysoinnin toteuttamiseksi
EP08805480A EP2209871A1 (en) 2007-10-11 2008-10-08 Method for carrying out pyrolysis
BRPI0817547 BRPI0817547A2 (pt) 2007-10-11 2008-10-08 Método para realizar pirólise
RU2010118167/05A RU2502779C2 (ru) 2007-10-11 2008-10-08 Способ осуществления пиролиза
CA2702193A CA2702193A1 (en) 2007-10-11 2008-10-08 Method for carrying out pyrolysis
US12/682,695 US20110041388A1 (en) 2007-10-11 2008-10-08 Method for carrying out pyrolysis
CN200880116721A CN101868516A (zh) 2007-10-11 2008-10-08 实施热解的方法
PCT/FI2008/050558 WO2009047387A1 (en) 2007-10-11 2008-10-08 Method for carrying out pyrolysis

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20075721A FI123455B (fi) 2007-10-11 2007-10-11 Menetelmä pyrolysoinnin toteuttamiseksi
FI20075721 2007-10-11

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20075721A0 FI20075721A0 (fi) 2007-10-11
FI20075721A FI20075721A (fi) 2009-04-12
FI123455B true FI123455B (fi) 2013-05-15

Family

ID=38656868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20075721A FI123455B (fi) 2007-10-11 2007-10-11 Menetelmä pyrolysoinnin toteuttamiseksi

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20110041388A1 (fi)
EP (1) EP2209871A1 (fi)
CN (1) CN101868516A (fi)
BR (1) BRPI0817547A2 (fi)
CA (1) CA2702193A1 (fi)
FI (1) FI123455B (fi)
RU (1) RU2502779C2 (fi)
WO (1) WO2009047387A1 (fi)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101460473A (zh) 2006-04-03 2009-06-17 药物热化学品公司 热提取方法和产物
US7905990B2 (en) 2007-11-20 2011-03-15 Ensyn Renewables, Inc. Rapid thermal conversion of biomass
RU2011153516A (ru) * 2009-05-28 2013-07-10 ТАННХОЙЗЕР ГЁЛЬ Айпи АГ Процесс получения энергии из органических материалов и/или биомассы
FI125814B (fi) 2009-06-02 2016-02-29 Valmet Technologies Oy Menetelmä pyrolyysin suorittamiseksi ja pyrolyysilaitteisto
US8519203B2 (en) 2010-02-17 2013-08-27 Uop Llc Low oxygen biomass-derived pyrolysis oils and methods for producing the same
US20110284359A1 (en) 2010-05-20 2011-11-24 Uop Llc Processes for controlling afterburn in a reheater and for controlling loss of entrained solid particles in combustion product flue gas
US8499702B2 (en) 2010-07-15 2013-08-06 Ensyn Renewables, Inc. Char-handling processes in a pyrolysis system
US8519205B2 (en) 2010-07-23 2013-08-27 Ensyn Renewables, Inc. Low water biomass-derived pyrolysis oils and processes for producing the same
US20120061618A1 (en) * 2010-09-11 2012-03-15 James Santoianni Plasma gasification reactors with modified carbon beds and reduced coke requirements
US9441887B2 (en) 2011-02-22 2016-09-13 Ensyn Renewables, Inc. Heat removal and recovery in biomass pyrolysis
US9347005B2 (en) 2011-09-13 2016-05-24 Ensyn Renewables, Inc. Methods and apparatuses for rapid thermal processing of carbonaceous material
US10041667B2 (en) 2011-09-22 2018-08-07 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material and methods for the same
US10400175B2 (en) 2011-09-22 2019-09-03 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material
US9044727B2 (en) 2011-09-22 2015-06-02 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material
US9109177B2 (en) 2011-12-12 2015-08-18 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
CN104284966B (zh) * 2012-05-18 2016-10-26 日本蓝色能源株式会社 生物质的气化装置
US9670413B2 (en) 2012-06-28 2017-06-06 Ensyn Renewables, Inc. Methods and apparatuses for thermally converting biomass
GB2503065B (en) 2013-02-20 2014-11-05 Recycling Technologies Ltd Process and apparatus for treating waste comprising mixed plastic waste
TWI645026B (zh) 2013-06-26 2018-12-21 安信再生公司 可再生燃料之系統及方法
CN104138886B (zh) * 2014-06-30 2016-03-02 中国科学技术大学 一种在共热解过程中固定污染物有机磷酸酯的方法
CA2995845A1 (en) 2015-08-21 2017-03-02 Ensyn Renewables, Inc. Liquid biomass heating system
CA3048681A1 (en) 2016-12-29 2018-07-05 Ensyn Renewables, Inc. Demetallization of liquid biomass
WO2021054897A1 (en) * 2019-09-17 2021-03-25 National University Of Singapore Waste treatment system
GB2618830A (en) * 2022-05-19 2023-11-22 Quantafuel Asa Processing of plastic

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3039955A (en) * 1958-08-21 1962-06-19 United Eng & Constructors Inc Pyrolysis process
US4064018A (en) * 1976-06-25 1977-12-20 Occidental Petroleum Corporation Internally circulating fast fluidized bed flash pyrolysis reactor
US4225392A (en) * 1978-09-05 1980-09-30 Taylor Leland T Pyrolysis apparatus
US4412910A (en) * 1981-10-21 1983-11-01 Westinghouse Electric Corp. Recovery of fuel from oil shale
US5136117A (en) * 1990-08-23 1992-08-04 Battelle Memorial Institute Monomeric recovery from polymeric materials
KR100264723B1 (ko) * 1996-02-29 2000-09-01 다나까 시게호 폐기물의소각열을이용한과열증기제조방법과그장치
RU2125585C1 (ru) * 1997-07-11 1999-01-27 Саратовский государственный технический университет Способ термической переработки горючих сланцев
FI117512B (fi) * 1998-10-14 2006-11-15 Valtion Teknillinen Menetelmä ja laite pyrolyysiöljyn valmistamiseksi
FI116902B (fi) * 1998-10-14 2006-03-31 Valtion Teknillinen Menetelmä ja laite pyrolyysinesteen laadun parantamiseksi
DE19945771C1 (de) * 1999-09-24 2001-02-22 Muehlen Gmbh & Co Kg Dr Verfahren zur Vergasung von organischen Stoffen und Stoffgemischen
FI120909B (fi) * 2001-04-12 2010-04-30 Neste Oil Oyj Menetelmä hiilipitoisen materiaalin käsittelemiseksi
FI20030241A (fi) * 2003-02-17 2004-08-18 Fortum Oyj Menetelmä synteesikaasun tuottamiseksi
RU2240339C1 (ru) * 2003-06-02 2004-11-20 Забарский Борис Лаврентьевич Установка для пиролиза углеводородного сырья
RU2268910C2 (ru) * 2003-10-28 2006-01-27 ОАО "Стройтрансгаз" Способ крупнотоннажного производства топливного древесного угля и устройство для его реализации
WO2006119118A2 (en) * 2005-04-29 2006-11-09 Hycet, Llc System and method for conversion of hydrocarbon materials
FI122778B (fi) * 2008-03-31 2012-06-29 Metso Power Oy Pyrolyysimenetelmä kattilan yhteydessä ja pyrolyysilaitteisto

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010118167A (ru) 2011-11-20
WO2009047387A1 (en) 2009-04-16
FI20075721A (fi) 2009-04-12
FI20075721A0 (fi) 2007-10-11
RU2502779C2 (ru) 2013-12-27
CN101868516A (zh) 2010-10-20
BRPI0817547A2 (pt) 2015-03-31
EP2209871A1 (en) 2010-07-28
US20110041388A1 (en) 2011-02-24
CA2702193A1 (en) 2009-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI123455B (fi) Menetelmä pyrolysoinnin toteuttamiseksi
FI123180B (fi) Laitteisto pyrolyysituotteen valmistamiseksi
Ruiz et al. Biomass gasification for electricity generation: Review of current technology barriers
Xu et al. Conversion of secondary pulp/paper sludge powder to liquid oil products for energy recovery by direct liquefaction in hot-compressed water
RU2534085C2 (ru) Способ и установка для обжига лигноцеллюлозного материала
US8979952B2 (en) Method for the thermal treatment of biomass in connection with a boiler plant
JP2003504454A5 (fi)
US10059883B2 (en) Method for producing a pyrolysis product
CA2748985A1 (en) Method for processing organic waste and a device for carrying out said method
RU2152561C1 (ru) Способ переработки конденсированных горючих
Montagnaro et al. Modelling oxy-pyrolysis of sewage sludge in a rotary kiln reactor
KR101397378B1 (ko) 2단계 열분해 가스화 장치 및 2단계 열분해 가스화 방법
FI117512B (fi) Menetelmä ja laite pyrolyysiöljyn valmistamiseksi
CA2929977C (en) Apparatus for pyrolysing carbonaceous material
KR101131170B1 (ko) 다단계 열분해 장치 및 다단계 열분해 방법
Chen et al. Mechanistic insight into the effect of hydrothermal treatment of sewage sludge on subsequent pyrolysis: Evolution of volatile and their interaction with pyrolysis kinetic and products compositions
AU2013316430A1 (en) Power generation system
US10023803B2 (en) Method for performing pyrolysis and a pyrolysis apparatus
KR101487100B1 (ko) 합성가스 제조방법 및 이의 제조를 위해 이중 유동층 이산화탄소 가스화 장치
Durán‐Valle Thermochemical Processes for the Transformation of Biomass into Biofuels
US20060104883A1 (en) Method for treating materials containing free or chemically boundcarbon
Prabhakaran et al. Review on Torrefaction Process and Its Application
Dowdall An overview and inventory of current biomass upgrading technology for energy use
JP4678769B2 (ja) 下水汚泥を原料とするガス化設備の運転方法およびガス化設備

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 123455

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: VALMET TECHNOLOGIES OY