JP2007204558A - バイオマスからの液体燃料製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バイオマスを一定量保持して加熱体で加熱しガス化する複数のガス化部2を有し、ガス精製部4でガス化部2で発生したバイオマスガスから不純物質を除去する。ガス精製部4は2つ有し切り替えて使用する。精製されたバイオマス精製ガスを液体燃料製造部5で液体化してバイオマス液体燃料原液を製造し、気液分離部6でバイオマス液体燃料、水および軽質炭化水素に分離する。分離されたバイオマス液体燃料を減圧回収部7で減圧して回収し製品とする。ガス化されない未反応物を燃焼させ、また液体化されないガスを同装置内で再液化する。
【選択図】図1
Description
バイオマスをガス化する場合、ガス収率、タールの生成量はガス化炉形式、ガス化剤、反応条件に大きく依存している。
ガス化工程でCOと水素を得るためには、通常ガス化剤として水蒸気を用いるが、イニシャルコスト増加の原因である冷却・水分離工程が不要な程度の水蒸気の投入にとどめる必要がある。
CO+2H2→CH3O (1)
3CO+3H2→CH3OCH3+CO2 (2)
nCO+2nH2→CnH2n+nH2O (3)
図1に本発明のバイオマスからの液体燃料製造装置の第1の実施形態を示す。バイオマスからの液体燃料製造装置の構成は、前述の手段の項で説明したとおりである。バイオマスAは、バイオマスのガス化のためのガス化部2に投入される。このガス化部2は複数のガス化炉を有している。以降ガス化部2を第1系のガス化炉2aに代表させて説明する。バイオマスAの形態は細かい形状にした方が表面積が大きくなるのでガス化処理には有効である。
図2は本実施の形態に係るバイオマスからの液体燃料製造装置の第2の実施形態を示す図である。液体燃料製造工程において、1回の工程だけで処理ができない場合を考慮した実施形態である。液体燃料製造部5で液体化されなかった未反応ガスをこの液体燃料製造部5の受け入れ口に戻す流路5aを設けたものである。この流路5aを設けたことにより、バイオマス精製ガスをこの液体燃料製造部5に何回も流すことによって、未反応ガスを再使用の形で液体化させる。従って、バイオマス精製ガスを効率よく液体化させることができる。
図3は本実施の形態に係るバイオマスからの液体燃料製造装置の第3の実施形態を示す図である。バイオマス液体燃料原液を気液分離部6の冷却工程で液体燃料および水と分離された後、未反応ガスをガス化工程上流に流路6aを介して戻すように構成した。これにより、未反応ガスを再度ガス化し、再度液体化処理を行い、再度気液分離処理を行うのである。このように本実施の形態はCOと水素に効率良く転換できるような構造を有している。
図4は本実施の形態に係るバイオマスからの液体燃料製造装置の第4の実施形態を示す図である。バイオマス液体燃料原液を気液分離部6の冷却工程で液体燃料および水と分離された後、未反応ガスを液体燃料製造工程上流に流路6bを介して戻すように構成した。これにより、未反応ガスを再度液体化処理を行い、再度気液分離処理を行う。
2.ガス化部
3a、3b.触媒収納部
4.ガス精製部
5.液体燃料製造部
5a.流路
6.気液分離部
6a、6b.流路
7.減圧回収部
7a.減圧弁
7b.液体燃料
8.据え付け台
9.移動台車
Claims (17)
- バイオマスを一定量保持して加熱体で加熱しガス化するガス化部と、
前記ガス化部により発生したバイオマスガスから粒子状物質、タール、硫黄化合物および窒素化合物から選択される少なくとも1つ以上の物質を除去し、前記バイオマスガスを精製するガス精製部と、
前記精製されたバイオマス精製ガスを液体化してバイオマス液体燃料原液を製造する液体燃料製造部と、
前記バイオマス液体燃料原液をバイオマス液体燃料、水および軽質炭化水素に分離する気液分離部と、
前記気液分離部で分離されたバイオマス液体燃料を減圧して回収する減圧回収部と、
前記ガス化部でガス化されない未反応物を燃焼させ、発生した熱を前記ガス化部へ供給する燃焼部と、
からなるバイオマスからの液体燃料製造装置。 - 請求項1に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置において、前記ガス化部は、バイオマスを600〜1000℃の温度で加熱し、1〜5MPaの圧力範囲でガス化することを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置において、前記ガス化部底部にタール分解用触媒を設けていることを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置において、前記ガス化部を複数有し、これら複数のガス化部から所要のガス化部を選択しガス精製部に接続することにより複数のガス化部を順次稼動させる構成になっていることを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1から4に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置から選択される1項において、前記ガス化部は、バイオマスが含む水分を含む供給水蒸気とバイオマス中の炭素のモル比を0から1の範囲でガス化することを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1から4に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置から選択される1項において、前記ガス精製部は、前記バイオマスガスから粒子状物質、タール、硫黄化合物および窒素化合物から選択される少なくとも1つ以上の物質を200〜900℃の温度で、1〜5MPaの圧力範囲で除去することを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1から6に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置から選択される1項において、前記ガス精製部を2つ有し、一方のガス精製部の吸着剤が破過する前に他方のガス精製部に流路を切り替えることができ、交互に使用が可能な構造を有していることを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1から7に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置から選択される1項において、前記液体燃料製造部は、精製した前記バイオマス精製ガスを触媒反応により100〜400℃の温度で、1〜5MPaの圧力範囲で液体化することを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1から8に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置から選択される1項において、前記気液分離部は、気液分離を室温から100℃の温度で行うことを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1から8に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置から選択される1項において、前記液体燃料製造部は、液体化できず排出された未反応前記バイオマスガスを再度液体化処理できるように前記液体燃料製造部に戻す構成にしたことを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1から8に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置から選択される1項において、前記気液分離部は、気液分離できなかった未反応バイオマスガスを再度ガス化処理できるように前記ガス化部へ送り込むことを可能とした構成にしたことを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1から8に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置から選択される1項において、前記気液分離部は、気液分離できなかった未反応バイオマスガスを再度液化処理できるように前記液体燃料製造部へ送り込むことを可能とした構成にしたことを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1から9に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置から選択される1項において、前記未反応物はチャーであり、前記燃焼部は反応後停止中のガス化部から取り出した前記チャーを燃焼させる装置であることを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1から13に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置から選択される1項において、前記液体燃料製造装置の下部に据え付け台を設け、前記据え付け台を介して前記液体燃料製造装置を運搬できるようにしたことを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項1から13に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置から選択される1項において、前記液体燃料製造装置の下部に移動台車を設け、前記移動台車を介して前記液体燃料製造装置を移動できるようにしたことを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項3に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置において、前記タール分解用触媒は、ドロマイト、CaO、Ni系触媒、Rh系触媒から選択される1の触媒であることを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
- 請求項8に記載のバイオマスからの液体燃料製造装置において、前記触媒反応は、Cu―Zn系触媒、脱水用触媒としてγ―アルミナの添加、又はFe、Co、Ru系触媒から選択される1の触媒で反応させることを特徴とするバイオマスからの液体燃料製造装置。
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