JP2001131560A - 炭化水素原料の熱分解方法及び熱分解装置 - Google Patents

炭化水素原料の熱分解方法及び熱分解装置

Info

Publication number
JP2001131560A
JP2001131560A JP31794599A JP31794599A JP2001131560A JP 2001131560 A JP2001131560 A JP 2001131560A JP 31794599 A JP31794599 A JP 31794599A JP 31794599 A JP31794599 A JP 31794599A JP 2001131560 A JP2001131560 A JP 2001131560A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
pyrolysis
raw material
section
steam reforming
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.)
Pending
Application number
JP31794599A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuntaro Koyama
俊太郎 小山
Ryokichi Yamada
良吉 山田
Tomoko Kaneko
朋子 金子
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP31794599A priority Critical patent/JP2001131560A/ja
Publication of JP2001131560A publication Critical patent/JP2001131560A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水素を作るためにチャーのガス化炉を不要と
し、ガス化剤である酸素や水蒸気の運転経費も不要と
し、装置コスト及び運転コストを下げる。 【解決手段】 熱分解部30で発生するガスの一部を水
蒸気改質部90で水蒸気改質することにより水素ガス濃
度を高め、しかる後にこのガスを熱分解部30に直接導
入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固形及び/又は液
状の炭化水素化合物から可燃性ガス、油、及び固体燃料
を製造する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来技術】石炭や重質油、また近年は産業廃棄物や木
材等のバイオマスからクリーンな燃料油や燃料ガス、合
成ガスを製造することが広く実施されている。製造方法
には熱分解反応、部分燃焼反応(ガス化反応)、水蒸気
ガス化反応が代表的であり、これらを単独又は組み合わ
せて効率のよいプロセスとしている。この中で、熱分解
反応は単に原料を加熱するだけで油(タール)やH2
CO及びCnm又はCnmlで示されるガスが得ら
れ、それぞれを有効利用しようとするものである。熱分
解プロセス自体は、原理や反応装置は比較的簡単であ
り、装置の製造コストを低くできる利点がある。しか
し、原料種によっては油又はガスの収率を高めるため、
何らかの制御手段を設けることがある。
【0003】熱分解反応による目的生成物の収率や品質
を制御する手段の一つに水素を関与させる方法(水素化
熱分解法)が知られており、各種方式や特徴、効果が、
例えば前一広著「石炭熱分解の科学と課題」日本エネル
ギー学会誌、Vol.75, No.3(1996)や小木知子著「木質系
バイオマスの直接液化反応」日本化学会誌、No.5 (199
2)に詳述されている。これらによれば、水素ガス(及び
一酸化炭素又はメタンガス等の還元性ガス)又はそのラ
ジカルは、炭化水素原料の熱分解過程において、一旦分
裂した分子が重縮合によって架橋するのを抑制したり、
芳香族環を水素化したりして、主に液状物の生成量を増
やす。この反応は、通常触媒を用い、高圧下で反応が行
われる。
【0004】一方、メタン濃度が高いガスを主に得よう
とする場合も、水素ガス雰囲気下で熱分解させるのが代
表的である。この場合は、水素が直接炭素と反応してメ
タンガスに転化する反応も生ずる。この反応も、同様に
高圧下で行う。
【0005】このような水素化熱分解による炭化水素原
料の転換プロセスでは水素源をどこに求めるかが、製造
設備コスト、運転コスト、運転制御法、製品コスト、熱
効率等を考える上で極めて重要である。通常、熱分解で
生成する固形物(以下、チャーと称し、便宜上Cxy
表す)を利用した次の方法が用いられる。
【0006】部分酸化反応 Cxy(チャー)+1/2O2=CO+H2 (1) 水蒸気ガス化反応 Cxy(チャー)+H2O=CO+H2 (2) 前記、の反応で発生するガス中にはCO2やH2Oも
含まれる。より水素濃度の高いガスを得ようとする場合
には、通常、の工程の後に、次式で表されるガスの
変性を行い、この反応で生成したガスからCO2、H2
を除去する。 シフト反応 CO+H2O → CO2+H2 (3) 従って、工業的な炭化水素原料の水素化熱分解プロセス
では、熱分解炉、チャーのガス化炉、シフト転換炉、及
び必要に応じてCO2吸収設備等が必要である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】これら従来のプロセス
は、水素を作るためにチャーのガス化炉が必要である。
またガス化剤である酸素や水蒸気の運転経費も必要であ
る。ガス化炉は通常加圧下で厳密な運転・制御を要し、
管理費用がかさむ。装置や運転法がより簡便になれば製
品コストが下げられる。本発明は、このような従来法の
問題点に鑑み、上記(1)、(2)、(3)式と異なる
高濃度水素ガスの発生法、及びそれを利用した装置を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では、炭化水素原
料を熱分解した際に発生するガスを変性してガス中の水
素ガス濃度を高め、しかる後にこのガスを熱分解反応領
域に循環して、原料と接触させるようにした。すなわち
高水素濃度ガスの循環系を設ける。変性の方法は水蒸気
改質法とし、前記シフト転換やCO2分離工程を設けな
い。このため水素濃度は従来法のように90%近くには
達せず、30〜60%であるが、この程度の濃度でも水
素添加の効果を見出したものである。
【0009】水蒸気改質に当たっては、熱分解ガス中の
水蒸気が凝縮しない温度に冷却して高沸点の液状物を凝
縮させた後のガスを用いることにより、ガス中の水蒸気
を反応媒体とする。水蒸気改質反応は通常、600℃〜
800℃で行うが、本発明ではこれらの後の工程を設け
ないこととしたため、ガスを高温のまま熱分解炉に通す
ことが可能となり、この高温ガスの顕熱のみで熱分解部
の温度が維持できるようなガス量とした。また、水蒸気
改質に必要な熱量は、熱分解で発生するガスの他の一部
を空気で燃焼することにより得る。
【0010】本発明による熱分解法は、炭化水素原料を
熱分解して、可燃性ガス、油状物及び固形物に転換する
熱分解方法において、原料の熱分解で発生したガスの一
部を変性して水素ガス濃度を高めた上で熱分解反応領域
に循環させることにより、前記可燃性ガス又は油状物の
収量を増加させることを特徴とする。
【0011】このとき、原料の熱分解で発生したガスを
水蒸気が凝縮しない温度で冷却して高沸点の液状物を凝
縮させた後、未凝縮物を触媒を用いて水蒸気改質して水
素ガス濃度を高めるのが好都合である。
【0012】原料の熱分解で発生したガスのうち水蒸気
改質する量は、水蒸気改質された後の高温ガスの顕熱の
みで熱分解部の温度が維持できるような量とする。原料
の熱分解で発生するガスの一部を燃焼させた燃焼熱で水
蒸気改質のための温度を維持することができる。水蒸気
改質の熱源に用いた後の燃焼ガスを熱源として原料を乾
燥することができる。
【0013】炭化水素原料としては、都市ゴミ、木材、
樹皮、紙、プラスチック類、農耕産物、海産物、家畜排
泄物、廃食品、石炭、油、廃油、又はこれらの混合物を
用いることができる。本発明による熱分解装置は、炭化
水素原料を熱分解して、可燃性ガス、油状物及び固形物
に転換するための熱分解装置において、触媒を充填した
水蒸気改質部と、水蒸気改質部に接続された炭化水素原
料の熱分解部と、熱分解部で発生したガスの一部を水蒸
気改質部を経て熱分解部に戻すガス循環系とを含むこと
を特徴とする。
【0014】本発明による熱分解装置は、また、炭化水
素原料を熱分解して、可燃性ガス、油状物及び固形物に
転換するための熱分解装置において、炭化水素原料を供
給する供給部と、供給部から供給された原料を乾燥する
乾燥部と、水蒸気改質部と、熱分解部と、熱分解部で発
生されたガスを水蒸気が凝縮しない温度で冷却する第1
のガス冷却部と、第1のガス冷却部で凝縮した液状物を
回収する第1の回収槽と、第1のガス冷却部から出たガ
スの一部を水蒸気改質部に供給する手段と、第1のガス
冷却部に続く第2のガス冷却部と、第2のガス冷却器で
凝縮した液状物を回収する第2の回収槽と、第2のガス
冷却部から出たガスの一部を水蒸気改質部の加熱炉へ送
る手段と、加熱炉からの排ガスを乾燥部に導く手段とを
含むことを特徴とする。
【0015】本発明によると、ガスの変性は水蒸気改質
工程のみなので、熱分解炉は触媒を充填した水蒸気改質
部と炭化水素原料の熱分解部とを一つの容器内に形成す
ることができ、改質されたガスを直接、熱分解部に流通
するように単純化することができる。このように、水素
化熱分解装置が簡便になり、また酸素、水蒸気等の用役
が不要となる。
【0016】次に、本発明の原理について説明する。炭
化水素原料を300〜800℃で熱分解して発生するガ
スにはCO、CO2、H2、H2O、CH4、C2〜C6等が
ある。これらのガスの割合は原料の種類や温度によって
異なるが、いずれにしても炭化水素ガスが発生する。こ
れらのガスを水蒸気で改質すると、水素が発生する。例
えば、次の反応によって水素が発生する。 CH4+H2O→3H2+CO (4) C410+4H2O→9H2+4CO (5)
【0017】水蒸気改質反応自体やその反応に用いられ
る触媒は公知である。ガス状炭化水素や軽質の油から高
純度の水素ガスを製造する場合には通常、Ni系の触媒
が用いられる。前記反応式(4)(5)のように、改質
には水蒸気が必要であるが、一般的に炭化水素原料の熱
分解ではH2Oが発生するので、原料の種類や含水率に
よっては外部から水蒸気を添加することなく、熱分解ガ
スをそのまま触媒層に通すだけで所望の水素ガス量が得
られる。
【0018】一例として紙、木材、厨芥の混合原料(R
DF)を500℃で、また木材を400℃で熱分解した
ガス組成を表1に示す。なおRDFの場合の水分濃度は
約55%である。木材は乾燥したものを使い、生成ガス
組成の表示は乾燥ベースである。
【0019】
【表1】
【0020】木材の場合はCO2が多く、またアルコー
ルが発生する。これらのガスを常圧で改質した時のガス
組成を図5、図6に示す。温度によって組成が変化し、
図5に示したRDFでは、520℃以上ではH2濃度が
最も高くなる。700℃以上では主要ガスはH2,C
2,COであり、C1〜C6のガスは極微量となる。す
なわち、改質前は水素濃度6.9%のガスが54%のガ
スに変性された。図6に示した木材の場合は、620℃
程度でH2濃度が最も高くなる。
【0021】本発明では、熱分解ガスの一部を水蒸気改
質した後、熱分解部へ戻し、熱分解部から発生するガス
の一部を再び水蒸気改質するというように、ガスを循環
する。この場合、熱分解部から発生するガス、すなわち
改質部入り口のガス組成と改質部の出口ガス組成は異な
ることになるが、循環により、両組成は定まった値とな
る。原料種が変化したり、原料流量が変化すると、改質
反応の進行度合いが変化し、新たな平衡組成に至る。触
媒量、温度、ガス循環量を適切に設計しておけば、この
ような自己調節作用により、運転中は常に水素濃度の高
いガスを得ることができる。一方、循環するガスは高温
であり、この熱で熱分解反応を維持させる。従って、ガ
ス循環量は熱分解で必要な熱量を保証するという観点で
決められる。
【0022】図5、図6は表1の組成の場合の結果であ
り、熱分解ガス組成が異なれば当然、水蒸気改質組成は
図5、図6と異なる。しかし、熱分解ガス組成が異なる
場合でも基本的な特性と作用は上述した通りである。
【0023】熱分解温度は、原料種や熱分解で得ようと
する主要生成物に応じて適正な値を選ぶ。石炭類で油の
量を多く得ようとする場合は、熱分解温度を400〜5
00℃とする。木質系バイオマス等は低温から熱分解が
開始するので、250〜500℃、プラスチック類は4
00〜450℃がよい。穀物の中で豆類の場合は250
〜350℃である。熱分解に必要な反応時間は原料から
ほぼ揮発成分が出尽くすのに必要な時間であり、これも
原料や温度で支配される。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明によるプロセスを
示すフローダイアグラムである。本発明の熱分解装置は
原料供給部10、原料乾燥部20、熱分解部30、飛散
ダスト除去部40、第1ガス冷却部50、第2ガス冷却
部60、水蒸気改質原料ガス供給手段70、水蒸気改質
加熱源ガス供給手段71、水蒸気改質原料ガス予熱部8
0、水蒸気改質部90、チャー回収部100、液状物回
収部110,120より構成される。
【0025】原料供給部10は供給器、ホッパー、定量
器で構成される。供給器にはロータリフィーダー又はス
クリュフィーダー等を用いる。原料乾燥部20は原料中
の水分が多い場合に設けるもので、例えば水分50%程
度の原料を水分20%程度に乾燥する。乾燥に必要な熱
は、水蒸気改質部90の加熱に用いた燃焼ガス92から
得る。このガスを一旦水蒸気改質原料ガス予熱部80を
通し、200〜300℃のガス82にし、これを乾燥に
用いる。乾燥された原料21は熱分解部30に送られ、
原料に応じて250〜600℃で熱分解されガス31が
発生する。同時にチャー32が生成し、これを連続的に
排出し、チャー回収部100に貯める。熱分解ガス31
は飛散ダスト除去部40に導入し、ガス中のダストを除
く。除去装置にはサイクロン、フィルター等公知のもの
が使われる。回収されたダスト42はチャー回収部10
0に貯める。
【0026】清浄なガス41は第1ガス冷却部50に導
入し、ここで、ガス41中の水蒸気が凝縮しない温度ま
で冷却する。この温度に規定したのは、ガス41の一部
を、続く水蒸気改質部90で高水素濃度ガスにするた
め、改質に必要な水蒸気を冷却工程で分離しないためで
ある。冷却温度は常圧では110℃程度以上である。第
1ガス冷却部50により、熱分解ガス41の高沸点分は
凝縮し、液状物55となる。これを液状物回収部110
で回収する。第1ガス冷却部50を出たガス51は続い
て第2ガス冷却部60へ導入するが、その途中でガス5
1の一部を水蒸気改質用原料ガス53とし、水蒸気改質
原料ガス供給手段70を用いて、水蒸気改質原料ガス予
熱部80へ導入する。循環系統に回らなかったガス52
は自動的に第2ガス冷却部60へ流入する。ここではガ
ス52を常温まで冷却する。このため第1ガス冷却部5
0で凝縮しなかった軽質な油状物と水分が得られる。こ
れらは公知の方法で分離して液状物65として液状物回
収部120で回収し、有価物として利用する。第2ガス
冷却部60を出たガス61は燃料ガス62として別途使
用されるが、この一部を水蒸気改質加熱源ガス63と
し、供給手段71によって水蒸気改質部90へ送る。
【0027】水蒸気改質には相当量の熱量が必要なの
で、原料ガス53は予熱しておくのが好ましく、例えば
ここでは300℃に予熱する。この予熱には、水蒸気改
質部90の加熱に用いた燃焼排ガス92の熱を用いる。
予熱したガス81を水蒸気改質部90へ導入する。改質
には例えばNi系触媒を用いる。改質温度は原料ガスの
組成や目的とする水素濃度により決めるが、前述の図
5、図6に示したように、700℃以上が望ましい。水
蒸気改質の熱源は、上途した加熱用熱分解ガス63を空
気3で燃焼することにより得られる。効率のよい加熱を
するため、水蒸気改質部90は触媒層と燃焼部が熱交換
するような形態とする。ここで得られたガス91を前記
熱分解部30へ導入し、高水素濃度下で熱分解する。
【0028】このように、本プロセスでは、熱分解ガス
の一部が、熱分解部30、第1ガス冷却部50、改質部
90を循環する。循環量は、循環ガスの顕熱のみで熱分
解部30の熱量が賄えるような値とする。この量は水蒸
気改質原料ガス供給手段70を制御することで得られ
る。
【0029】次に、本発明の方法を実現する熱分解装置
の一例とその作動について図2を用いて説明する。図2
に示す熱分解装置は、熱分解炉に流動層を採用した例で
ある。炭化水素原料1を貯蔵場所から例えばベルトコン
ベアにより運び、投入ホッパ12を介してスクリューフ
ィーダー13により乾燥器23に定量供給する。乾燥器
23には溢流管24を設け、一定量の原料25が滞留す
るようにする。また、底部にガス分散板26を設け、こ
こから乾燥用ガス82を導入する。ここで原料25は緩
やかに流動しながら乾燥される。蒸発した水分と、乾燥
用ガス82を乾燥器23の頂部に設けたガス排出孔27
から排出する。排出ガス22は基本的にCO2,H2O,
2,O2から成り、そのまま放出する。
【0030】乾燥された原料21は溢流管24から、熱
分解炉33に流入する。熱分解炉33は、流動層熱分解
部34、水蒸気改質部93、水蒸気改質ガス導入部3
5、及び水蒸気改質部加熱用の燃焼炉36より構成す
る、水蒸気改質原料ガス54はノズル37から導入部3
5に入り、複数本垂直に配列した改質管94に流入す
る。乾燥器、熱分解部、改質部の下部構造を図3の断面
模式図に示す。改質管94は、図4の断面模式図に示す
ように、下部は空洞となった熱交換部80、上部に触媒
が充填された水蒸気改質部95で構成され、改質原料ガ
ス54が管を流れる間に、予熱と水蒸気改質反応が進む
ようになっている。所定の時間流通することにより、所
定の温度で、所定の水素濃度のガスとなり、そのまま流
動層熱分解部34に流入させる。複数本の改質管94が
流動層のガス分散機構を兼ねるようにしている。原料2
1は所定の温度、滞留時間、流動層で反応し熱分解す
る。ここで得られるチャーは溢流管38を通り、チャー
ホッパ101に蓄えられる。燃焼炉36には、加熱用熱
分解ガス64と空気3が流入し、高温の燃焼ガスを発生
させる。このガスは直ちに改質部93の上部から流入
し、改質管94を暖めつつ下降し、最下部に設けた排出
孔39から、前記乾燥炉23の乾燥ガス導入部へ流入す
る。
【0031】熱分解炉33を出たガス31を、次にダス
ト回収装置40に導入する。ここで流動層から飛散した
微細なダストを除去する。ダスト除去にはサイクロン又
はバグフィルターを用いる。回収したダスト42は前記
チャーホッパ101に蓄えられる。脱塵器40を出たガ
ス41は、第1ガス冷却器50に流れ、先に説明した温
度で冷却する。凝集した液状物と未凝縮のガスは油回収
槽111に流れる。未凝縮のガス52は続いて第2冷却
器60へ流れ、常温まで冷却される。ここで凝縮した液
状物は同様に油回収槽111に蓄えられる。油回収槽1
11は仕切り物112により二室に分けられ、高温凝縮
液113と低温凝縮液114が別々に蓄えられるように
してある。但し、仕切り物の上部は開放し、第1ガス冷
却器50から流れて来たガスが第2ガス冷却器60に流
れるようにしてある。
【0032】油回収槽111の高温凝縮液113側か
ら、水蒸気改質用ガス53を取り出し、循環ポンプ70
で、熱分解炉のノズル37に導入する。また第2ガス冷
却器60を出た後の配管から、加熱用ガス63を抜き出
し、ポンプ71で加熱炉36へ送る。
【0033】本装置を安定に操作するためには次の制御
を行う。まず、乾燥炉23内のガスと熱分解炉33のガ
スが相互に混ざらないよう、熱分解炉と乾燥炉の差圧Δ
PCを検出し、熱分解炉側が常に高くなるよう弁120
を調節する。実際には熱分解炉側には後続にいくつかの
機器があるので、それらが無い乾燥炉23より圧力は高
くなる。このようにすると、溢流管24の中に一定量の
原料が溜まり、熱分解炉から乾燥炉に流れようとするガ
スのシールとなる。次に水蒸気改質用ガス量FC2は、
このガス循環量で熱分解の熱が賄えるようにポンプ70
を調節する。水蒸気改質の温度を制御するには空気3、
加熱用ガス64、いずれを制御しても可能であるが、本
発明では空気量FC3を一定にし、加熱用ガス量FC1
ポンプ71で調節する。
【0034】本システムで木材を熱分解した場合の実施
例を示す。実施例の原料は水分が20%であり、これを
約数%まで乾燥し、常圧で380〜400℃で平均滞留
時間1時間の条件で熱分解した。この時、本発明によら
ず、通常の雰囲気(水素濃度0%)で熱分解した場合
と、熱分解部入り口水素濃度が約41%の場合の熱分解
率収率を表2に示す。本発明により液状物の収率が増え
たことが分かる。
【0035】
【表2】
【0036】ここで、ガスとは、H2,CO,CO2が主
体のもので、発熱量は1800kcal/Nm3程度で
あった。液状物は高温凝縮液と低温凝縮液を合わせたも
ので、水分が液状物の31%程度含まれている。発熱量
は3400kcal/kg程度であった。高温凝縮液の
発熱量は5500kcal/kg以上である。いずれも
燃料油としては十分な熱量を有するものである。
【0037】
【発明の効果】熱分解ガスをそのまま改質し、直接、熱
分解部へ導入するので、プロセスを単純化することがで
き、設備コストを低減することがができる。ガス化剤と
して酸素が不要となり、運転経費が軽減する。このよう
な熱交換型の構造とすることにより、最小限の熱量で水
蒸気を改質することができる。また、高濃度水素の流通
により、熱分解炉、ダスト回収装置、第1冷却器間のコ
ーキングも抑制され、保守・点検が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプロセスフローダイアグラム。
【図2】本発明による熱分解装置の一例を示す説明図。
【図3】乾燥器、熱分解部、改質部の下部構造を示す断
面模式図。
【図4】改質管の断面模式図。
【図5】RDFを熱分解したガスを常圧で改質した時の
ガス組成を示す図。
【図6】木材を熱分解したガスを常圧で改質した時のガ
ス組成を示す図。
【符号の説明】
1…原料、3…空気、10…原料供給部、20…原料乾
燥部、23…乾燥器、30…熱分解部、33…熱分解
炉、34…流動層熱分解部、36…水蒸気改質部加熱用
燃焼炉、40…飛散ダスト除去部、50…第1ガス冷却
部、54…水蒸気改質原料ガス、60…第2ガス冷却
部、70…水蒸気改質原料ガス供給手段、71…水蒸気
改質加熱源ガス供給手段、80…水蒸気改質原料ガス予
熱部、82…乾燥用ガス、90…水蒸気改質部、93…
水蒸気改質部、100…チャー回収部、101…チャー
ホッパ、110,120…油状物回収部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C01B 3/38 C10G 1/06 G C10G 1/06 Z 1/10 1/10 C10J 3/00 A C10J 3/00 3/02 Z 3/02 B09B 3/00 ZAB (72)発明者 金子 朋子 茨城県日立市大みか町七丁目2番1号 株 式会社日立製作所電力・電機開発研究所内 Fターム(参考) 4D004 AA02 AA46 AB01 BA03 CA26 CA27 CA32 CA34 CA42 CB44 CC03 CC09 DA02 DA07 4G040 EA03 EB03 EB12 EC02 4G075 AA02 BA05 CA02 CA54 DA01 EA05 EB01 4H029 CA13 CA14

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭化水素原料を熱分解して、可燃性ガ
    ス、油状物及び固形物に転換する熱分解方法において、 原料の熱分解で発生したガスの一部を変性して水素ガス
    濃度を高めた上で熱分解反応領域に循環させることによ
    り、前記可燃性ガス又は油状物の収量を増加させること
    を特徴とする熱分解方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の熱分解方法において、原
    料の熱分解で発生したガスを水蒸気が凝縮しない温度で
    冷却して高沸点の液状物を凝縮させた後、未凝縮物を触
    媒を用いて水蒸気改質して水素ガス濃度を高めることを
    特徴とする熱分解方法。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の熱分解方法において、原
    料の熱分解で発生したガスのうち水蒸気改質する量は、
    水蒸気改質された後の高温ガスの顕熱のみで熱分解部の
    温度が維持できるような量とすることを特徴とする熱分
    解方法。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3記載の熱分解方法におい
    て、原料の熱分解で発生するガスの一部を燃焼させた燃
    焼熱で水蒸気改質のための温度を維持することを特徴と
    する熱分解方法。
  5. 【請求項5】 請求項4記載の熱分解方法において、水
    蒸気改質の熱源に用いた後の燃焼ガスを熱源として原料
    を乾燥することを特徴とする熱分解方法。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項記載の熱分
    解方法において、炭化水素原料として、都市ゴミ、木
    材、樹皮、紙、プラスチック類、農耕産物、海産物、家
    畜排泄物、廃食品、石炭、油、廃油、又はこれらの混合
    物を用いることを特徴とする熱分解方法。
  7. 【請求項7】 炭化水素原料を熱分解して、可燃性ガ
    ス、油状物及び固形物に転換するための熱分解装置にお
    いて、 触媒を充填した水蒸気改質部と、前記水蒸気改質部に接
    続された炭化水素原料の熱分解部と、前記熱分解部で発
    生したガスの一部を前記水蒸気改質部を経て前記熱分解
    部に戻すガス循環系とを含むことを特徴とする熱分解装
    置。
  8. 【請求項8】 炭化水素原料を熱分解して、可燃性ガ
    ス、油状物及び固形物に転換するための熱分解装置にお
    いて、 炭化水素原料を供給する供給部と、前記供給部から供給
    された原料を乾燥する乾燥部と、水蒸気改質部と、熱分
    解部と、前記熱分解部で発生されたガスを水蒸気が凝縮
    しない温度で冷却する第1のガス冷却部と、前記第1の
    ガス冷却部で凝縮した液状物を回収する第1の回収槽
    と、前記第1のガス冷却部から出たガスの一部を前記水
    蒸気改質部に供給する手段と、前記第1のガス冷却部に
    続く第2のガス冷却部と、前記第2のガス冷却器で凝縮
    した液状物を回収する第2の回収槽と、前記第2のガス
    冷却部から出たガスの一部を前記水蒸気改質部の加熱炉
    へ送る手段と、前記加熱炉からの排ガスを前記乾燥部に
    導く手段とを含むことを特徴とする熱分解装置。
JP31794599A 1999-11-09 1999-11-09 炭化水素原料の熱分解方法及び熱分解装置 Pending JP2001131560A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31794599A JP2001131560A (ja) 1999-11-09 1999-11-09 炭化水素原料の熱分解方法及び熱分解装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31794599A JP2001131560A (ja) 1999-11-09 1999-11-09 炭化水素原料の熱分解方法及び熱分解装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001131560A true JP2001131560A (ja) 2001-05-15

Family

ID=18093781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31794599A Pending JP2001131560A (ja) 1999-11-09 1999-11-09 炭化水素原料の熱分解方法及び熱分解装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001131560A (ja)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011515530A (ja) * 2008-03-18 2011-05-19 チャラビ、リファット アクティブな改質装置
GB2478814A (en) * 2011-02-02 2011-09-21 Lichen Properties Ltd Method of producing biochar from green waste
WO2012029283A1 (ja) * 2010-08-31 2012-03-08 Jfeスチール株式会社 有機物質の低分子化方法及び冶金炉発生排ガスの利用方法
WO2012012260A3 (en) * 2010-07-23 2012-05-10 Uop Llc Low water biomass-derived pyrolysis oils and processes for producing the same
JP2013173878A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Jfe Steel Corp 有機物質の利材化方法
WO2013128843A1 (ja) * 2012-02-27 2013-09-06 Jfeスチール株式会社 有機物質の低分子化方法
US8961743B2 (en) 2007-11-20 2015-02-24 Ensyn Renewables, Inc. Rapid thermal conversion of biomass
US9044727B2 (en) 2011-09-22 2015-06-02 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material
US9102890B2 (en) 2011-12-12 2015-08-11 Ensyn Renewables, Inc. Fluidized catalytic cracking apparatus
US9127208B2 (en) 2006-04-03 2015-09-08 Pharmatherm Chemicals, Inc. Thermal extraction method and product
US9347005B2 (en) 2011-09-13 2016-05-24 Ensyn Renewables, Inc. Methods and apparatuses for rapid thermal processing of carbonaceous material
US9422478B2 (en) 2010-07-15 2016-08-23 Ensyn Renewables, Inc. Char-handling processes in a pyrolysis system
US9441887B2 (en) 2011-02-22 2016-09-13 Ensyn Renewables, Inc. Heat removal and recovery in biomass pyrolysis
US9670413B2 (en) 2012-06-28 2017-06-06 Ensyn Renewables, Inc. Methods and apparatuses for thermally converting biomass
US9951278B2 (en) 2010-05-20 2018-04-24 Ensyn Renewables, Inc. Processes for controlling afterburn in a reheater and for controlling loss of entrained solid particles in combustion product flue gas
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
US10337726B2 (en) 2015-08-21 2019-07-02 Ensyn Renewables, Inc. Liquid biomass heating system
US10400176B2 (en) 2016-12-29 2019-09-03 Ensyn Renewables, Inc. Demetallization of liquid biomass
US10400175B2 (en) 2011-09-22 2019-09-03 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses and methods for controlling heat for rapid thermal processing of carbonaceous material
US10633606B2 (en) 2012-12-10 2020-04-28 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel

Cited By (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9809564B2 (en) 2006-04-03 2017-11-07 Pharmatherm Chemicals, Inc. Thermal extraction method and product
US9127208B2 (en) 2006-04-03 2015-09-08 Pharmatherm Chemicals, Inc. Thermal extraction method and product
US8961743B2 (en) 2007-11-20 2015-02-24 Ensyn Renewables, Inc. Rapid thermal conversion of biomass
US9631145B2 (en) 2007-11-20 2017-04-25 Ensyn Renewables, Inc. Rapid thermal conversion of biomass
US10544368B2 (en) 2007-11-20 2020-01-28 Ensyn Renewables, Inc. Rapid thermal conversion of biomass
JP2011515530A (ja) * 2008-03-18 2011-05-19 チャラビ、リファット アクティブな改質装置
US9951278B2 (en) 2010-05-20 2018-04-24 Ensyn Renewables, Inc. Processes for controlling afterburn in a reheater and for controlling loss of entrained solid particles in combustion product flue gas
US10563127B2 (en) 2010-05-20 2020-02-18 Ensyn Renewables, Inc. Processes for controlling afterburn in a reheater and for controlling loss of entrained solid particles in combustion product flue gas
US9422478B2 (en) 2010-07-15 2016-08-23 Ensyn Renewables, Inc. Char-handling processes in a pyrolysis system
AU2011279887B2 (en) * 2010-07-23 2014-05-15 Ensyn Renewables, Inc. Low water biomass-derived pyrolysis oils and processes for producing the same
WO2012012260A3 (en) * 2010-07-23 2012-05-10 Uop Llc Low water biomass-derived pyrolysis oils and processes for producing the same
JP4968402B1 (ja) * 2010-08-31 2012-07-04 Jfeスチール株式会社 有機物質の低分子化方法及び冶金炉発生排ガスの利用方法
WO2012029283A1 (ja) * 2010-08-31 2012-03-08 Jfeスチール株式会社 有機物質の低分子化方法及び冶金炉発生排ガスの利用方法
GB2478814B (en) * 2011-02-02 2012-12-05 Lichen Properties Ltd Method of producing biochar from green waste
GB2478814A (en) * 2011-02-02 2011-09-21 Lichen Properties Ltd Method of producing biochar from green waste
US11028325B2 (en) 2011-02-22 2021-06-08 Ensyn Renewables, Inc. Heat removal and recovery in biomass pyrolysis
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
US9044727B2 (en) 2011-09-22 2015-06-02 Ensyn Renewables, Inc. Apparatuses and methods for controlling heat 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
US10794588B2 (en) 2011-09-22 2020-10-06 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
US9969942B2 (en) 2011-12-12 2018-05-15 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
US9127224B2 (en) 2011-12-12 2015-09-08 Ensyn Renewables, Inc. External steam reduction method in a fluidized catalytic cracker
US9120990B2 (en) 2011-12-12 2015-09-01 Ensyn Renewables, Inc. Systems for fuels from biomass
US9422485B2 (en) 2011-12-12 2016-08-23 Ensyn Renewables, Inc. Method of trading cellulosic-renewable identification numbers
US9109177B2 (en) 2011-12-12 2015-08-18 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
US9102888B2 (en) 2011-12-12 2015-08-11 Ensyn Renewables, Inc. Methods for renewable fuels with reduced waste streams
US9410091B2 (en) 2011-12-12 2016-08-09 Ensyn Renewables, Inc. Preparing a fuel from liquid biomass
US9102889B2 (en) 2011-12-12 2015-08-11 Ensyn Renewables, Inc. Fluidized catalytic cracker riser quench system
US9102890B2 (en) 2011-12-12 2015-08-11 Ensyn Renewables, Inc. Fluidized catalytic cracking apparatus
US9120989B2 (en) 2011-12-12 2015-09-01 Ensyn Renewables, Inc. Generating cellulosic-renewable identification numbers in a refinery
US9120988B2 (en) 2011-12-12 2015-09-01 Ensyn Renewables, Inc. Methods to increase gasoline yield
US10570340B2 (en) 2011-12-12 2020-02-25 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
US10975315B2 (en) 2011-12-12 2021-04-13 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
US9127223B2 (en) 2011-12-12 2015-09-08 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
JP5679088B2 (ja) * 2012-02-27 2015-03-04 Jfeスチール株式会社 有機物質の低分子化方法
WO2013128843A1 (ja) * 2012-02-27 2013-09-06 Jfeスチール株式会社 有機物質の低分子化方法
JP2013173878A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Jfe Steel Corp 有機物質の利材化方法
US9670413B2 (en) 2012-06-28 2017-06-06 Ensyn Renewables, Inc. Methods and apparatuses for thermally converting biomass
US10633606B2 (en) 2012-12-10 2020-04-28 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
US10640719B2 (en) 2013-06-26 2020-05-05 Ensyn Renewables, Inc. Systems and methods for renewable fuel
US10948179B2 (en) 2015-08-21 2021-03-16 Ensyn Renewables, Inc. Liquid biomass heating system
US10337726B2 (en) 2015-08-21 2019-07-02 Ensyn Renewables, Inc. Liquid biomass heating system
US10400176B2 (en) 2016-12-29 2019-09-03 Ensyn Renewables, Inc. Demetallization of liquid biomass
US10982152B2 (en) 2016-12-29 2021-04-20 Ensyn Renewables, Inc. Demetallization of liquid biomass

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001131560A (ja) 炭化水素原料の熱分解方法及び熱分解装置
JP6127323B2 (ja) 炭素質材料からシンガスを生成するためのプロセスの操作方法
JP5877237B2 (ja) バイオマスから低タール合成ガスを製造する方法および装置
US8404910B2 (en) Low oxygen biomass-derived pyrolysis oils and methods for producing the same
RU2600373C2 (ru) Частичное окисление метана и высших углеводородов в потоках синтез-газа
US20080016769A1 (en) Conversion of carbonaceous materials to synthetic natural gas by pyrolysis, reforming, and methanation
JP3649782B2 (ja) 移送部分酸化処理装置ならびに低価値の炭化水素の低温での転化法
US20150191664A1 (en) Method of gasifying carbonaceous material and a gasification system
JP6371809B2 (ja) 二重急冷を伴う二段階ガス化
US20110035990A1 (en) Method and device for converting carbonaceous raw materials
MXPA05008871A (es) Aparato y metodo para la gasificacion de hulla.
JP5630626B2 (ja) 有機物原料のガス化装置及び方法
JP2008260832A (ja) 廃棄物再生処理方法及び廃棄物再生処理システム
CA1075903A (en) Coal gasification apparatus
US20080016756A1 (en) Conversion of carbonaceous materials to synthetic natural gas by reforming and methanation
BRPI0708721B1 (pt) aparelho e método para controlar a composição gasosa produzida durante a gaseificação de alimentações contendo carbono
CN115210503A (zh) 用于热解的系统和方法
KR20210083317A (ko) 탄소질 피드스톡을 처리하기 위한 시스템 및 방법
JP5460970B2 (ja) 木質バイオマスガスの改質システム
Sudarmanta Dual fuel engine performance using biodiesel and syn-gas from rice husk downdraft gasification for power generation
JP4227771B2 (ja) バイオマスのガス化方法
US20130118075A1 (en) System And Method For Thermal Conversion Of Carbon Based Materials
JP2006063290A (ja) 高分子炭化水素の利用システムおよび方法
JP5372343B2 (ja) タール改質反応器
JP4088363B2 (ja) 石炭水素化熱分解方法