JP2002508433A - 有機物質及び物質の混合物をガス化するための方法 - Google Patents

有機物質及び物質の混合物をガス化するための方法

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JP2002508433A JP2000539104A JP2000539104A JP2002508433A JP 2002508433 A JP2002508433 A JP 2002508433A JP 2000539104 A JP2000539104 A JP 2000539104A JP 2000539104 A JP2000539104 A JP 2000539104A JP 2002508433 A JP2002508433 A JP 2002508433A
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gas
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steam
reaction
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JP2000539104A
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ミューレン、ハインツ−ユルゲン
シュミット、クリストフ
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ミューレン、ハインツ−ユルゲン
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、有機物質及び物質の混合物をガス化するための方法に関する。この方法では、ａ）有機物質は熱分解反応炉に供給され、その中で有機物質は熱媒体との接触が保持され、ｂ）炭素を含む固形残留物及び熱媒体は燃焼室に供給され、ここで炭素を含む残留物は燃焼され、熱媒体は加熱されて熱分解反応炉に再供給され、ｃ）タールを含む熱分解ガスは第２の反応ゾーンで再加熱されて高カロリー値のガス生成物が取得される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項１に記載の包括的内容条件に従った有機物質及び物質の混合
物をガス化するための方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
米国特許第４，５６８，３６２号から、有機物質及び物質の混合物をガス化す
るための方法は周知であり、この場合、有機物質は熱分解反応炉へと導かれ、同
炉内で有機物質は高速熱分解をもたらす熱媒体と接触するに至り、ここで有機物
質は熱分解生成物、即ち凝縮される物質を有する熱分解ガスと炭素を含有する固
体残留物とに変換される。熱分解に必要とされる熱エネルギーは、炭素を含む固
体残留物を燃焼することによって生成される。反応炉の第２の区域では、タール
を含む熱分解ガスがクラッキング反応及び蒸気による反応を受け、高カロリー値
を有する生成ガスが得られる。
【０００３】 この方法では、熱分解及び炭素含有固体残留物の燃焼が流動床で発生する。熱
分解流動床反応炉の上側部分には、タールを含む熱分解ガスのための反応ゾーン
が準備されている。
【０００４】 熱媒体は、一部が熱分解流動床反応炉の反応炉ヘッドを通じて、残りは上側の
流動床境界に設置された管路を介して炭素含有固体残留物と共に放出され、流動
床燃焼に供給される。炭素含有固体残留物はここで燃焼され、熱媒体が加熱され
る。加熱された熱媒体と灰は廃ガスと共に流動床燃焼から放出され、流動床熱分
解炉より上に設置された気体−固体分離器において分離され、熱分解炉の反応ゾ
ーンに供給され、ここから再度熱分解炉の流動床に落下する（熱媒体サイクル）
。
【０００５】 流動床を稼動させるのは極めて高価で、かつ反応ゾーンにおける熱分解ガスの
反応の制御はほとんど不可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高カロリー値を有するガスを発生させるための実行が容易な
方法を利用可能にすることにある。本工程においては、小さい凝縮部分が好まし
い。本発明のさらなる目的は、本方法を実行するための単純な装置を利用可能に
することにある。
【０００７】
【課題の解決手段】
本方法に関しては、この目的は、請求項１に記載された特徴の組み合わせによ
って果たされる。本発明によれば、熱分解は流動床反応炉または回転ドラム内で
実行され、熱分解ガスは必要に応じて蒸気等の反応物と混合され、間接熱交換器
へと供給され、ここで当該反応物と反応する。炭素含有固体残留物及び熱交換媒
体は燃焼室に供給される。燃焼の廃ガスは間接熱交換器を介して供給され、その
熱含量は熱分解ガスと反応物との反応に使用される。燃焼室から得られる炭素含
有固体残留物及び熱媒体の灰は、有機物質用の入口端にある熱分解炉へと供給さ
れる。
【０００８】 本発明は、ガス化方法は実行が容易な３つの方法ステップに分割されなければ
ならないという基本概念が含まれている。第１の方法ステップにおいては、使用
される物質の熱分解は高速で行われる。本工程における目的は、熱分解ガスにお
いて可能な限り少量の凝縮性物質を有することにある。この高速熱分解は、使用
される物質の熱分解を５５０〜６５０℃の温度で実行することによって保証され
る。
【０００９】 第２の方法ステップでは、熱分解ガスが加熱されて蒸気と反応し、生成ガスの
品質が調整される。熱分解ガスと蒸気との反応は、温度９００〜１０００℃で行
われる。
【００１０】 第３の方法ステップでは、炭素を含む個体熱分解残留物が燃焼される。本工程
において発生した熱は、熱分解及び熱分解ガスの反応に使用される。さらに、熱
媒体は燃焼室において加熱され、次いで熱分解炉へ送り返される。熱分解ガスと
蒸気との反応のための熱稼動は、燃焼室からの廃ガスによって加熱される熱交換
器内で発生する。
【００１１】 この３方法ステップの分割の優位点は、各方法ステップ及び方法ステップの組
み合わせを気体生成物の品質の設定基準に従って調整可能なことにある。
【００１２】 気体生成物の品質の設定基準は、まず、より高いカロリー値である。さらに蒸
気含有量は、気体生成物が合成ガスとしての使用に十分に適合し、かつ燃料電池
に関するエネルギー使用もまた考慮されるように、第２の方法ステップによって
増加される。当然であるが、ガスモータまたはガスタービンを介するエネルギー
を得られるための使用も可能である。
【００１３】 反応物は蒸気である。例えば使用される材料が乾燥されていない、またはある
程度までしか乾燥されていない場合など、使用原料に十分な水蒸気が含まれてい
る場合、蒸気の添加を回避することが可能である。さらに、使用される物質の熱
分解において十分な蒸気が発生する場合には、生成する熱分解ガスが十分な水蒸
気を含んでいる可能性がある。また、熱分解のステップで蒸気添加を行うことも
可能である。
【００１４】 本発明による方法を使用すれば、基本的に、全ての有機物質及び物質混合物を
ガス化することができる。但し、バイオマスをガス化することが好ましい。
【００１５】 使用される物質は、熱分解に供給される前に前処理されなければならない。本
前処理は、概して乾燥、及び必要に応じて微粉砕に限定されている。本工程では
、熱分解は流動床において熱媒体を使用して行われるため、使用される物質の固
化に関しては大きな制限は設定されていない。
【００１６】 熱分解ガスにおける非凝縮性物質のクラッキングを向上させるため、熱分解ガ
スと蒸気との反応に触媒が供給される。好適な触媒は、ドロマイト、方解石、ニ
ッケル、ニッケル酸化物、アルミン酸ニッケルまたはニッケルスピネルである。
【００１７】 ドロマイトが使用される場合には、ドロマイトを９００〜１０００℃の反応温
度で焼成することが効果的であり、これで得られるカルシウム／マグネシウム酸
化物は特に高い触媒作用を有する。
【００１８】 ９００〜１０００℃の温度範囲では、前記触媒の硫黄物質感度が大幅に低減さ
れるため、熱分解ガスと蒸気との反応にはこうした反応温度が効果的である。１
０００℃を上回る温度で少量の空気を添加すると、触媒がその場で随時再生する
可能性がある。
【００１９】 触媒は、熱媒体としても使用されることが可能である。この実行方法は、熱媒
体サイクルで触媒が周期的に再生されるという優位点を有している。
【００２０】 ダストによる触媒の不活性化を防止するため、蒸気添加の前に高温の熱分解ガ
スの脱塵を行うことが推奨されている。
【００２１】 使用される物質に起因して熱分解コークスの生成がほんの最小量であり、よっ
て燃焼時の熱発生が熱分解及び蒸気との反応にとって不十分であるような場合に
は、熱分解ガスの一部を燃焼して熱を発生させることが可能である。
【００２２】 熱を発生させるための熱分解ガスの一部の燃焼はまた、熱分解コークスが、例
えば活性炭、グリル用木炭または練炭の製造材料として使用される場合にも必要
である。熱分解コークスが十分に熱伝達できるように、熱媒体の粒度は、熱媒体
が熱分解コークスから問題なく分離できるのに十分小さいものでなければならな
い。
【００２３】 本発明による装置の場合、それ自体周知であって入手が容易な単純かつ費用効
率のよい構成要素を使用することができる。こうした構成要素を使用すれば、本
発明による装置を容易に構築することができる。
【００２４】 熱分解は、熱媒体を使用して可動床反応炉で行われる。これには主としてシャ
フトキルンが使用され、ガス化される物質と熱媒体より成る混合物が上からこれ
に入れられる。混合物はシャフトキルンを通って移動する。高速熱分解は、使用
される物質と熱媒体との密接な接触によって発生する。
【００２５】 不均質な物質であってもシャフトキルンを通る移送が保証されるように、シャ
フトキルンの内部には埋め込み式の構造物またはらせん状のコンベヤを供給する
ことができる。埋め込み式の構造物はまた、発生する熱分解ガスが可動床から上
へとさらに良好に逃げることができるという優位点を有している。それでもやは
り、この方法では装置の経費が増大する。
【００２６】 基本的には、熱分解は回転ドラムまたは二段式オーブンでも実行することがで
きる。しかしここに挙げているように装置コストが増大する。
【００２７】 熱媒体と熱分解残留物より成る混合物は、コンベヤウォーム、旋回火格子、回
転火格子または多孔質ホイール仕切弁等の市販の集合体を介して燃焼室へと移送
することが可能である。しかしながら、火格子燃焼との組み合わせでは、供給ラ
ムの使用が好ましい。下込めストーカが使用される場合は、コンベヤウォームの
使用が好ましい。燃焼用廃ガスは、熱分解ガスが蒸気と反応する化学反応炉とし
て同時に機能する間接熱交換器を介して供給される。こうした熱交換器は、例え
ば精油所で蒸気改良装置または改良装置として周知である。
【００２８】 同じく燃焼室からシャフトキルンまでの熱媒体の運搬用としては、振動コンベ
ヤ、バケットコンベヤまたはチェーンコンベヤといった従来型の運搬装置を使用
することができる。運搬技術に対する需要は鉄鋼業またはコークス化の分野で発
生する要件とも対応しているため、集合体の配置に過剰な経費は必要ない。
【００２９】 熱媒体は、６００〜１０００℃の温度範囲において十分な機械的、化学的及び
熱的安定性を有していなければならない。従って、砂、ケイ素、グリット、ケイ
酸アルミニウム、コランダム、グレーワッケ、珪岩またはコージライト等の難燃
性物質が使用される。鋼球またはセラミック球等の金属材料または非金属材料も
しくはこれらの組み合わせによる成形品の使用も可能である。
【００３０】 粒度に関しては、熱媒体は、良質の熱伝達が実行可能であるように、使用され
る物質との密な接触が行える微細なものでなければならない。一方で熱媒体のこ
の粒子は、熱分解ガスが流れることのできる十分な空容量のある大きさでもなけ
ればならない。
【００３１】 これらの要件は、熱媒体が１〜４０ｍｍの粒度を有する場合に最もよく満たさ
れる。この粒度はまた、燃焼後の熱媒体と熱分解残留物の灰との分離が良好に行
えるという優位点を有している。
【００３２】 上述の通り、熱分解ガスと蒸気との反応には触媒を提供することができる。こ
の目的に沿って、熱交換器に触媒床を取り付けることができる。熱分解ガスが熱
交換器のパイプを介して供給されるか、熱交換器を介してパイプの外に供給され
るかに依存して、触媒床は熱交換器のパイプの内側或いは外側に取り付けられる
。また、熱交換器のパイプにニッケルまたはニッケル酸化物を含むコランダムの
ような触媒的に活性な物質を使用することもできる。さらに、熱交換器の後に触
媒床を有する固体床反応炉を供給することも可能である。
【００３３】 熱分解ガスと蒸気との反応を触媒によって促進させる場合、熱い熱分解ガスは
触媒との接触の前にフィルタで脱塵することが推奨されている。
【００３４】 本発明によって使用される前記方法ステップ及び請求範囲に記載されかつ実施
例において説明されている方法ステップ、並びに構成要素は、その方法の規制、
そのサイズ、形状、材料の選択及び技術概念に関して何ら特定的かつ例外的に制
限されない。従って、何れの場合も、特定の適用分野における周知の選定基準を
制限なしに使用することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
本発明の目的のさらなる詳細、特徴及び優位点は、有機物質のガス化の好適な
実施形態が例示的に呈示されている添付図面に基づく以下の説明によって明らか
となろう。
【００３６】 図１から、ガス化される物質１が前処理ユニット２へと供給されることが分か
る。物質に依存して、これは乾燥装置及び／または微粉砕装置であることが可能
であり、物質はここで後続の熱分解用に準備される。前処理された物質１は、熱
分解ユニット３へと運ばれる。熱分解ユニット３は、熱分解ガス５と熱分解コー
クス５ａとを発生させる。
【００３７】 熱分解コークス５ａは、燃焼ユニット６で燃焼される。燃焼ユニット６からの
熱は、熱カップリング７を介して熱分解ユニット３へ、また熱カップリング７ａ
を介して熱分解ガス用の反応ゾーン４へと導かれる。燃焼ユニット６の廃ガス１
８は、煙道ガスの清浄及び冷却ユニット１７において冷却され、方向転換される
。煙道ガスの清浄及び冷却ユニット１７によって取得される廃熱は、例えば前処
理ユニット２における乾燥に使用することができる。
【００３８】 方法の条件次第では、熱カップリング７及び７ａにとって必要なもの以上の熱
が燃焼ユニット６で発生する場合がある。この熱を使用すれば、蒸気の生成が可
能である。このために、給水９を水処理ユニット１０及びポンプ１１から燃焼ユ
ニット６内に設置された熱交換器１２へと供給することが可能である。発生する
蒸気１６は、反応ゾーン４へと供給される。不要な部分の圧力は、タービン１３
を介して解放され、さらに廃蒸気１６ａとして利用されることが可能である。
【００３９】 熱分解ガス５は、蒸気１６と共に反応ゾーン４へと供給される。この反応ゾー
ンでは、熱分解ガス及び凝集性物質の解裂生成物が蒸気と反応して所望のガス生
成物１５になる。ガス生成物１５は次いで、脱塵ユニット８及び微細脱塵・急冷
ユニット１４で浄化される。ガス生成物１５の一部１９を熱分解ユニット３に供
給することも可能である。
【００４０】 個々の方法ステップで、空気及び／または酸素の添加を行えば、熱分解、燃焼
及び蒸気との反応の方法ステップを促進させることができる。
【００４１】 図２は、木材のガス化の例における熱分解ステップ１０１及び反応ステップ１
０２の質量とエネルギーとのバランスを示している。木材１０４及び熱媒体１０
４ａは、熱分解ステップ１０１へと導入される。さらに、木材１０４及び熱媒体
１０４ａより成る材料の流れのサイズ及び均一性、並びに目標熱分解温度に基づ
き熱流れ１１１ａが供給される。熱分解ステップ１０１は、木炭と熱媒体より成
る混合物１０５及び熱分解ガス１０６を発生させる。
【００４２】 熱分解ガス１０６は、反応ステップ１０２に入る。また、熱損失１０８が発生
する。さらに、木炭形成の際の反応熱１０９及び蒸気１１２が反応ステップ１０
２へと供給される。さらに他の熱損失１１０が発生する。供給されるべき熱量１
１１は、出入りする熱及び物質の流れから決まる。
【００４３】 図３には、木炭の燃焼ステップ１０３の質量とエネルギーのバランスが示され
ている。材料の流れ、混合物１０５（木炭と熱媒体１０４ａより成る）、水１１
７及び空気１１３が燃焼ステップへと入り、同じく材料の流れ、廃ガス１１６、
蒸気１１２及び混合物１１８（熱媒体１０４ａと灰より成る）が出ていく。図示
された熱の流れは、反応ステップ１０２へと供給される熱の流れ１１１、熱分解
ステップ１０１へと供給される熱の流れ１１１ａ、熱過剰１１４及び熱損失１１
５である。
【００４４】 図４は、本発明による方法を実行するための装置を示している。物質４０１は
、仕切弁４０２を介して計測され、シャフトキルン４０３に入る。同時に、熱媒
体４１４がコンベヤ４０９により仕切弁４１０を介してシャフトキルン４０３に
供給される。物質４０１と熱媒体４１４はシャフトキルン４０３を下へと移動し
て混ざり合い、物質４０１は熱媒体４１４に含まれる熱によって約６００℃で熱
分解される。
【００４５】 シャフトキルン４０３の下端では、熱媒体４１４及び物質４０１から熱分解で
形成される熱分解コークス４２６より成る混合物が、供給手段４０４を介してれ
んが張りの燃焼室４０７の火格子４０５上に供給される。燃焼室４０７は、起動
ブースター４０６を有している。火格子４０５の上では熱分解コークス４２６が
燃焼し、熱を発生させる。こうして、熱媒体４１４は約１０００℃まで加熱され
る。熱媒体４１４は、砂、砂利またはスプリット等のきめの荒い物質で構成され
ている。燃焼の間、熱媒体４１４及び熱分解コークス４２６は火格子４０５の端
にあるウォーム４０８まで移動し、ウォーム４０８で熱分解コークス４２６の灰
及び熱媒体４１４が排出される。熱媒体４１４と灰より成る混合物の大部分は移
送手段４０９及び仕切弁４１０を介してシャフトキルン４０３に戻り、熱媒体４
１４はここで燃焼室４０７において吸収した熱を物質４０１に向けて放出する。
【００４６】 熱分解コークス４２６の灰と熱媒体４１４より成る混合物の小部分は、冷却器
４１１とふるい４１２を介して排出される。ふるい４１２を介しては、熱分解コ
ークス４２６の灰が微細物質４１３としてより荒い熱媒体４１４から分離され、
熱媒体４１４は工程に戻される。この分離は、ガス化される物質が灰を形成する
成分を何も含まない場合には不要である。
【００４７】 熱分解の間にシャフトキルン４０３内に発生する熱分解ガスは、シャフトキル
ン４０３の上部領域から管路４０３ａを介して回収され、熱交換器４１７に送ら
れる。水、一酸化炭素、二酸化炭素、水素及びメタンの他にも、熱分解ガスは、
凝集性化合物として高次の炭化水素及びタール並びに他の有機化合物、特に芳香
族化合物を含んでいる。熱交換器４１７は、燃焼室４０７の廃ガスによって約９
５０℃の温度まで加熱される。熱分解ガス及び凝集性物質は、この温度で熱分解
ガスに含まれる蒸気と反応する。さらに、熱交換器４１７における反応のために
蒸気４１６が管路４０３ａに供給される。熱交換器４１７内の温度をさらに上げ
るためには、空気４１５も添加して熱分解ガスを部分燃焼させることができる。
付随するタールのクラッキングを改善するために、熱交換器内に触媒を供給する
ことが可能である。
【００４８】 触媒は、熱分解ガス流の流れの中に添加し、熱交換器４１７の後に再度分離し
て再使用することも可能である。
【００４９】 熱交換器４１７は、一酸化炭素と水素の部分が最大化されたガス生成物を発生
させる。このガスは廃熱利用のため熱交換器４２１に供給されて、ガス浄化のた
めにウォッシャ４２２に供給される。
【００５０】 ガス生成物４２５は、誘導ドラフトベンチレータ４２３を介して回収される。
【００５１】 熱交換器４２１からの廃熱は、蒸気と反応させるための反応温度まで熱分解ガ
スを加熱するために使用することができる。
【００５２】 熱交換器４１７を通って流れた後、燃焼室４０７の廃ガスは熱交換器４１８を
介して供給され、廃熱が利用される。ガス清浄化器４１９の後、廃ガス４２４は
誘導ドラフトベンチレータ４２０を介して周囲に放出される。
【００５３】 燃焼室４０７及び熱交換器４１７は共に大気圧より僅かにずれた、通常は大気
圧を幾分下回る圧力で運転される。ガス生成物４２５用の誘導ドラフトベンチレ
ータ４２３及び廃ガス４２４用の誘導ドラフトベンチレータ４２０は、熱分解ガ
スが熱交換器４１７を通って供給され、且つシャフトオーブンフィードを介して
燃焼室４０７に吸い込まれないように、互いに調整かつ整合されている。
【００５４】
【実施例】
１０００ｋｇ／時の木材が図４による装置においてガス化される。この木材は
３％の灰（水分なし）を含み、これ以外に主として炭素５０％、水素６％、酸素
４２％、窒素１．９％（水分または灰分を除外して計算）で構成される。無水状
態における上限のカロリー値は１７．９ＭＪ／ｋｇである。熱ガス化効率は４．
９７ＭＷである。熱分解は６００℃で行われ、蒸気との反応は９５０℃で行われ
る。作業圧は大気圧である。
【００５５】 熱媒体には粒径３ｍｍ〜１５ｍｍの砂利が使用される。砂利は６００℃から９
５０℃で加熱される。３８０ｋＷの熱量が要求されているため、熱媒体のサイク
ル量は投入される木材の場合の５倍、即ち５０００ｋｇ／時である。シャフトキ
ルンは、７．５ｍ3の流動床に対応して、高さ４．５ｍ、直径１．５ｍである。 シャフトキルンにおける滞留時間は２時間である。
【００５６】 熱分解では、木材は木材の２０重量％が木炭として残るように反応される。次
表には、木材及び熱分解コークス（木炭）の量と組成が記載されている。
【００５７】
【表１】
【００５８】 次のようなガス生成物が取得される。
【００５９】
【表２】
【００６０】 燃焼における木炭のエンタルピーフローは１．８６ＭＷである。これは、０．
４５ＭＷ（９５０℃及び大気圧において３６０ｋｇ／時）の蒸気フローの発生、
並びに０．８４ＭＷレベルにおける熱分解ガスと蒸気の反応の熱要件をカバーす
るに足りる。燃焼効率は８５％である。熱損失及び廃ガスフローによる損失を計
算すると、残存するのは僅かに０．２６ＭＷである。これによって３２４ｋｇ／
時の過熱蒸気が生成され、タービンを介して緩和され、加熱蒸気として使用され
た。冷間ガス効率は７９％である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による方法を示す図である。
【図２】 熱分解ステップ及び反応ステップの質量とエネルギーのバランスを示している
。
【図３】 燃焼ステップの質量とエネルギーのバランスを示している。
【図４】 本発明による方法を実行するための装置の略図である。
【符号の説明】
１ 使用物質 ２ 前処理ユニット ３ 熱分解ユニット ４ 反応ゾーン ５ 熱分解ガス ５ａ 熱分解コークス ６ 燃焼ユニット ７ 熱カップリング ７ａ 熱カップリング ８ 脱塵器 ９ 給水 １０ 水処理ユニット １１ ポンプ １２ 熱交換器 １３ タービン １４ 微細脱塵／急冷ユニット １５ ガス生成物 １６ 蒸気 １６ａ 廃蒸気 １７ 熱交換器／煙道ガス清掃ユニット １８ 廃ガス １９ ガス生成物 ２０ 空気 １０１ 熱分解ステップ １０２ 反応ステップ １０３ 燃焼ステップ １０４ 木材 １０４ａ 熱媒体 １０５ 混合物 １０６ 熱分解ガス １０７ ガス生成物 １０８ 熱損失 １０９ 熱発生 １１０ 熱損失 １１１ 熱供給反応ステップ １１１ａ 熱供給熱分解ステップ １１２ 過熱蒸気 １１３ 空気 １１４ 過剰熱 １１５ 熱損失 １１６ 廃ガス １１７ 水 １１８ 混合物 ４０１ 使用物質 ４０２ 仕切弁 ４０３ シャフトキルン ４０３ａ 管路 ４０４ 供給装置 ４０５ 火格子 ４０６ ブースター ４０７ 燃焼室 ４０８ ウォーム ４０９ コンベヤ ４１０ 仕切弁 ４１１ 冷却器 ４１２ ふるい ４１３ 微細物質 ４１４ 熱媒体 ４１５ 空気 ４１６ 蒸気 ４１７ 熱交換器 ４１８ 熱交換器 ４１９ ガス精製器 ４２０ 誘導ドラフトベンチレータ ４２１ 熱交換器 ４２２ ウォッシャ ４２３ 誘導ドラフトベンチレータ ４２４ 廃ガス ４２５ ガス生成物 ４２６ 熱分解コークス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (71)出願人 Ａｍ Ｂｏｒｇｇａｒｔｅｎ 12， Ｄ− 48167 Ｍｕｎｓｔｅｒ， Ｆｅｄｅｒａ ｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅｒｍａ ｎｙ Ｆターム(参考） 4H060 AA01 AA02 AA04 BB02 BB12 BB24 BB25 DD24 FF02 GG08

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有機物質及び物質の混合物をガス化するための方法であって
    、 ａ）有機物質は熱分解反応炉に供給され、その中で有機物質は熱媒体との接触が
    保持され、これにより有機物質が対応して熱分解生成物となる急速な熱分解が行
    われ、これにより熱分解生成物は凝縮性物質と炭素を含む固形残留物とで構成さ
    れ、 ｂ）炭素を含む固形残留物及び熱媒体は燃焼室に供給され、ここで炭素を含む残
    留物は燃焼され、熱媒体は加熱されて熱分解反応炉に再供給され（熱媒体サイク
    ル）、 ｃ）タールを含む熱分解ガスは第２の反応ゾーンで再加熱されて高カロリー値の
    ガス生成物が取得され、 ｄ）熱分解は可動床反応炉或いは回転ドラムにおいて行われる、 ｅ）必要に応じて、蒸気のような反応物質は、熱分解ガスに混合され、 ｆ）次いで、間接熱交換器に供給され、ここで熱分解ガスは反応物質と反応し、
    ｇ）燃焼廃ガスは間接熱交換器を介して供給されるため、その熱含量は反応物質
    と熱分解ガスとの反応に使用され、 ｈ）炭素を含む固形残留物の灰と熱媒体は燃焼室から取り除かれ、有機物質用の
    投入端において熱分解反応炉へ再循環させることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 熱分解は５５０〜６５０℃の温度で行われることを特徴とす
    る請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 熱分解ガスと蒸気との反応は９００〜１０００℃の温度で行
    われることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 熱分解ガスと蒸気との反応は触媒の存在下で行われることを
    特徴とする請求項１〜３の１つに記載の方法。
  5. 【請求項５】 ドロマイト、方解石、ニッケル、ニッケル酸化物、アルミン
    酸ニッケルまたはニッケルスピネルが触媒として使用されることを特徴とする請
    求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 触媒は同時に熱媒体サイクルのための熱媒体として使用され
    ることを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 高温の熱分解ガスは蒸気の添加より前に脱塵されることを特
    徴とする請求項１〜６の１つに記載の方法。
  8. 【請求項８】 触媒は混入流モードにおいて高温の熱分解ガスに供給され、
    蒸気との反応後に分離され、サイクルでの高温の熱分解ガスに戻されることを特
    徴とする請求項１〜７の１つに記載の方法。
  9. 【請求項９】 熱分解ガスは蒸気との反応の後に脱塵され急冷されることを
    特徴とする請求項１〜８の１つに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 熱分解ガスの一部は燃焼され、その熱は熱分解及び／また
    は蒸気との反応に利用されることを特徴とする請求項１〜９の１つに記載の方法
    。
  11. 【請求項１１】 炭素を含む固形残留物及び熱媒体は火格子燃焼に供給され
    ることを特徴とする請求項１〜１０の１つに記載の方法。
  12. 【請求項１２】 熱分解反応炉と、熱分解残留物用の燃焼と、熱分解ガス用
    の反応ゾーンと、熱分解反応と燃焼との間の熱媒体サイクルとを備える請求項１
    〜１１の１つに記載の方法を実行するための装置であって、シャフトキルン（４
    ０３）または回転ドラムは、火格子（４０５）を有する燃焼室（４０７）に加え
    て、使用される物質（４０１）のための仕切弁（４０２）と熱媒体（４１４）の
    ための仕切弁（４１０）とを備え、シャフトキルン（４０３）は燃焼室（４０７
    ）のための供給装置（４０４）を有し、燃焼室（４０７）の廃ガス（４２４）は
    熱分解ガス用の管路（４０３ａ）を介してシャフトキルン（４０３）に接続され
    た熱交換器（４１７）へと供給されることが可能であり、燃焼室（４０７）はウ
    ォーム（４０８）等の排出装置を介して熱媒体（４１４）用のコンベヤ（４０９
    ）に接続されていることを特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】 熱媒体は、砂、砂利、スプリット、ケイ酸アルミニウム、
    コランダム、硬砂岩、珪岩、コージライト等の難燃性物質から成ることを特徴と
    する請求項１２に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 熱媒体は、鋼球またはセラミック球等の金属物質または非
    金属物質で構成される成形体から成ることを特徴とする請求項１２に記載の装置
    。
  15. 【請求項１５】 熱媒体は１〜４０ｍｍの粒度を有することを特徴とする請
    求項１３又は１４に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 燃焼室（４０７）は火格子燃焼として行われることを特徴
    とする請求項１２〜１５の１つに記載の装置。
  17. 【請求項１７】 熱交換器（４１７）は触媒充填装置を有することを特徴と
    する請求項１２〜１６の１つに記載の装置。
  18. 【請求項１８】 熱交換器（４１７）の配管は触媒的に活性物質を含から成
    ること特徴とする請求項１０〜１７の１つに記載の装置。
  19. 【請求項１９】 熱交換器（４１７）は触媒供給し装置を有する固体床反応
    炉に選定されることを特徴とする請求項１２〜１８の１つに記載の装置。
  20. 【請求項２０】 熱交換器（４１７）は第一に脱塵用フィルタに接続される
    ことを特徴とする請求項１２〜１９の１つに記載の装置。
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