JP2009203335A - Fuel gas producing method and tar producing method from biomass thermally cracked oil, method for recovering sensible heat possessed by coke oven gas, method for recovering sensible heat possessed by converter gas, and method for increasing calorific value of converter gas - Google Patents

Fuel gas producing method and tar producing method from biomass thermally cracked oil, method for recovering sensible heat possessed by coke oven gas, method for recovering sensible heat possessed by converter gas, and method for increasing calorific value of converter gas Download PDF

Info

Publication number
JP2009203335A
JP2009203335A JP2008046575A JP2008046575A JP2009203335A JP 2009203335 A JP2009203335 A JP 2009203335A JP 2008046575 A JP2008046575 A JP 2008046575A JP 2008046575 A JP2008046575 A JP 2008046575A JP 2009203335 A JP2009203335 A JP 2009203335A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
biomass
pyrolysis oil
coke oven
biomass pyrolysis
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
JP2008046575A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiji Tomura
啓二 戸村
Kanetoshi Hayashi
謙年 林
Toru Shiomitsu
徹 塩満
Takuya Shinagawa
拓也 品川
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.)
JFE Engineering Corp
Original Assignee
JFE Engineering Corp
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 JFE Engineering Corp filed Critical JFE Engineering Corp
Priority to JP2008046575A priority Critical patent/JP2009203335A/en
Publication of JP2009203335A publication Critical patent/JP2009203335A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel gas producing method, producing a fuel of high quality from a biomass thermally cracked oil obtained by thermally treating biomass without increasing the cost, a method for effectively recovering sensible heat possessed by coke oven gas, and a method for increasing combustion calorific value of converter gas. <P>SOLUTION: The fuel gas producing method from biomass thermally cracked oil comprises bringing a biomass thermally cracked oil generated by thermally treating biomass into contact with a coke oven gas from a coke oven 1 and thermally decomposing the biomass thermally cracked oil to thereby generate a fuel gas. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、バイオマスを熱処理して得られるバイオマス熱分解油から燃料ガスを製造する方法及びタールを製造する方法、コークス製造プロセスにおけるコークス炉ガスの保有顕熱の回収方法、製鉄など金属精錬用の転炉から発生する転炉ガスの保有顕熱の回収方法及び転炉ガスの発熱量増加方法に関する。   The present invention is a method for producing fuel gas from biomass pyrolysis oil obtained by heat treating biomass, a method for producing tar, a method for recovering sensible heat of coke oven gas in a coke production process, and for metal refining such as iron making. The present invention relates to a method for recovering sensible heat of converter gas generated from a converter and a method for increasing the calorific value of the converter gas.

(1)バイオマス熱分解油の利用
<バイオマスの定義及びバイオマスの従来の利用>
化石資源ではない、再生可能な、生物由来の有機性資源をバイオマスと呼ぶ。バイオマスは太陽エネルギーを使い、水と二酸化炭素から生物が生成するものなので、持続的に再生可能な資源である。バイオマスは有機物であるため、燃焼させると二酸化炭素が排出される。しかし、これに含まれる炭素は、そのバイオマスが成長過程で光合成により大気中から吸収した二酸化炭素に由来するので、バイオマスを使用しても全体として見れば大気中の二酸化炭素量を増加させていないと考えてよいとされる。この性質をカーボンニュートラルと呼ぶ。バイオマスは林業系(製材廃棄物、間伐材、製紙廃棄物等)、農業系(稲わら、麦わら、サトウキビ糠、米糠、草木等)、畜産系(家畜廃棄物等)、水産系(水産加工残滓等)、廃棄物系(生ごみ、庭木、建築廃材、下水汚泥等)等に分類される。
(1) Use of biomass pyrolysis oil <Definition of biomass and conventional use of biomass>
Biomass is a renewable, organic resource that is not a fossil resource. Biomass is a continuously renewable resource because it uses solar energy and is produced from water and carbon dioxide. Since biomass is an organic substance, carbon dioxide is emitted when it is burned. However, the carbon contained in this is derived from carbon dioxide absorbed from the atmosphere by photosynthesis during the growth process, so even if biomass is used as a whole, the amount of carbon dioxide in the atmosphere is not increased. It can be considered that. This property is called carbon neutral. Biomass is forestry (saw-mill waste, thinned wood, paper waste, etc.), agriculture (rice straw, straw, sugar cane, rice straw, vegetation, etc.), livestock (livestock waste, etc.) Etc.), waste (garbage, garden trees, construction waste, sewage sludge, etc.).

近年、地球温暖化問題に関連してバイオマスエネルギーの役割が強調されている。しかし、例えば間伐材、製材屑、建築廃材、梱包材等の木質バイオマスは大量に排出されているにもかかわらず、一部が燃料チップ等として利用される以外は主に焼却処分され、ほとんどエネルギーとして利用されていないのが現状である。   In recent years, the role of biomass energy has been emphasized in relation to global warming issues. However, even though woody biomass such as thinned wood, sawdust, building waste, and packing materials is discharged in large quantities, it is mainly incinerated except for some being used as fuel chips etc. It is not used as a current situation.

バイオマスをエネルギーとして利用する方法には様々なものがあるが、その一つに特許文献1に開示されているように、バイオマスを石油系有機溶媒と混合して熱処理することにより液体燃料を製造して利用するものがある。バイオマスを発酵させてエタノール等を得る方法では前処理、糖化処理、発酵処理と処理工程が多く効率が低いことに比べて、バイオマスを熱処理して液体燃料を得る方法は、比較的簡便な工程である点で優れている。また、バイオマスを発酵させる方法では、穀物など発酵に適したバイオマス種を選ぶ必要があり食料としての利用との競合が問題視されるが、バイオマスを熱処理して液体燃料を得る方法は基本的にはどんな種類のバイオマスも使える点が優れている。   There are various methods of using biomass as energy. As disclosed in Patent Document 1, for example, liquid fuel is produced by mixing biomass with a petroleum-based organic solvent and heat-treating it. There is something to use. The method of obtaining biomass by fermenting biomass has many pretreatments, saccharification treatments, fermentation treatments and treatment steps, and the method for obtaining liquid fuel by heat treating biomass is a relatively simple process. It is excellent in a certain point. Also, in the method of fermenting biomass, it is necessary to select a biomass species suitable for fermentation such as cereals, and competition with the use as food is regarded as a problem, but the method of obtaining liquid fuel by heat treating biomass is basically Is excellent in that it can use any kind of biomass.

バイオマスを熱処理して得られる液体(以下、バイオマス熱分解油と称する)には、バイオマスを無酸素状態で500℃程度にて急速熱分解して得られる油類(バイオオイルとも称する)や、バイオマスをガス化(部分燃焼)する際に副生して得られる油類や、バイオマスを炭化する際に副生して得られる油類が含まれる。   Liquids obtained by heat treating biomass (hereinafter referred to as biomass pyrolysis oil) include oils (also referred to as bio-oil) obtained by rapid pyrolysis of biomass at about 500 ° C. in an oxygen-free state, biomass This includes oils obtained as a by-product when gasifying (partial combustion) and oils obtained as a by-product when carbonizing biomass.

(2)コークス炉ガスの保有熱量の有効利用
一方、コークスを用いる高炉を使った製鉄プロセスでは、多くのCOを排出するため、製鉄所でのCO排出量削減は重要な課題である。
(2) Effective use of coke oven gas retained heat
On the other hand, in the steel production process using a blast furnace using coke, to discharge a lot of CO 2, CO 2 emissions at steel plants is an important problem.

CO排出量削減のためには、製鉄所で発生する排熱を如何に有効に利用するかが大きなポイントとなる。 In order to reduce the CO 2 emission amount, how to effectively use the exhaust heat generated in the steel works is a major point.

その意味では、石炭を乾留してコークスを製造するコークス炉の排熱量は大きく、従来から排熱回収が取り組まれている。   In that sense, the amount of exhaust heat from coke ovens that produce coal by carbonization is large, and exhaust heat recovery has been addressed in the past.

<コークス炉の説明及び従来のコークス炉ガスの利用>
コークス炉は、炭化室と燃焼室が隔壁を介して交互に配置されており、石炭は炭化室に装入され、該炭化室に隣接する燃焼室内で燃料が燃焼され隔壁を通して炭化室内の石炭を加熱、乾留してコークスを製造する。石炭中の揮発分はガス化し、各炭化室からそれぞれに設けられた上昇管を経て集められ、このコークス炉ガス(COガス)は冷却され、タール等を分離し、精製された後、コークス炉や製鉄プラントの燃料として利用される。
<Description of coke oven and use of conventional coke oven gas>
In the coke oven, carbonization chambers and combustion chambers are alternately arranged via partition walls, coal is charged into the carbonization chamber, fuel is combusted in the combustion chamber adjacent to the carbonization chamber, and the coal in the carbonization chamber passes through the partition walls. Coke is produced by heating and dry distillation. The volatile matter in the coal is gasified and collected from each carbonization chamber through a rising pipe provided in each coke chamber. This coke oven gas (CO gas) is cooled, separated from tar, etc., purified, and then coke oven. It is used as fuel for steelmaking plants.

コークス炉ガスの代表的な組成は、水素50〜60体積%、メタン25〜35体積%、一酸化炭素5〜8体積%、二酸化炭素2〜5体積%、窒素3〜7体積%である。   The typical composition of coke oven gas is 50-60% by volume of hydrogen, 25-35% by volume of methane, 5-8% by volume of carbon monoxide, 2-5% by volume of carbon dioxide, and 3-7% by volume of nitrogen.

コークス製造後にコークスが有する顕熱は、窒素ガス等の不活性ガスで赤熱コークスを消火、冷却する際に熱回収するコークス乾式消火設備(CDQ:Coke Dry Quencher)により回収される技術が確立されているが、これに対して、コークス炉ガスはコークス炉から600〜800℃の高温度で排出されており、その保有顕熱が膨大であるにもかかわらず、コークス炉ガス中に大量のタール分が含有されているために、顕熱の回収利用技術は十分には確立されていない。   The technology for recovering the sensible heat of coke after coke production is recovered by coke dry quencher (CDQ), which recovers heat when extinguishing and cooling reddish coke with inert gas such as nitrogen gas. In contrast, the coke oven gas is discharged from the coke oven at a high temperature of 600 to 800 ° C., and a large amount of tar is contained in the coke oven gas even though the sensible heat is enormous. As a result, sensible heat recovery and utilization technology has not been sufficiently established.

特許文献2には、コークス炉上昇管部に間接熱交換器を設け、コークス炉ガスの顕熱を回収する方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a method in which an indirect heat exchanger is provided in a coke oven riser and the sensible heat of coke oven gas is recovered.

また、特許文献3には、重質炭化水素を随伴するコークス炉ガスを炭化水素分解触媒反応器に通すことにより、コークス炉ガスの顕熱を利用して重質炭化水素を軽質炭化水素に転換する方法が開示されている。   Patent Document 3 discloses that a coke oven gas accompanied by heavy hydrocarbons is passed through a hydrocarbon cracking catalyst reactor to convert heavy hydrocarbons into light hydrocarbons using sensible heat of the coke oven gas. A method is disclosed.

(3)転炉ガスの保有熱量の有効利用
また、製鉄所では転炉から発生する転炉ガスからの排熱回収も取り組まれている。
(3) Effective utilization of the amount of heat stored in the converter gas In addition, the steelworks are working on the recovery of exhaust heat from the converter gas generated from the converter.

<転炉の説明及び従来の転炉ガスの利用>
転炉の主な機能は、純酸素ガスにより溶銑を脱炭することである。純酸素ガスの吹込み方式により上吹き転炉や底吹き転炉などの形式があるが、最近では両者の特徴を生かした、上底吹き転炉が製鋼において主流となっている。いずれにせよ溶銑中の炭素と酸素とを直接反応させ、一酸化炭素として脱炭する機能を持つ。
<Description of converter and use of conventional converter gas>
The main function of the converter is to decarburize the hot metal with pure oxygen gas. There are types such as top blowing converter and bottom blowing converter depending on the pure oxygen gas blowing method, but recently, top bottom blowing converter, which takes advantage of both features, has become the mainstream in steelmaking. In any case, it has the function of directly reacting carbon and oxygen in hot metal to decarburize as carbon monoxide.

転炉の形式にかかわりなく、CO濃度の高い転炉ガスが発生する。この転炉ガスを処理する設備として、燃焼式設備(フルボイラー方式、ハーフボイラ方式)と非燃焼方式設備(OG方式)があり、現在では転炉ガスを未燃焼のまま回収するOG方式が主流である。OG方式は、酸素転炉排ガス回収システム(Oxygen Converter Gas Recovery System)の略称であり、転炉ガスを燃焼させずに回収し、処理して燃料ガスとして使用するものである。   Regardless of the type of converter, converter gas with a high CO concentration is generated. There are combustion equipment (full boiler method, half boiler method) and non-combustion method equipment (OG method) to treat this converter gas. Currently, the OG method that recovers the converter gas without burning is the mainstream. It is. The OG method is an abbreviation for Oxygen Converter Gas Recovery System, which recovers converter gas without burning it, processes it, and uses it as fuel gas.

OG方式処理の転炉ガスの代表的な組成は、水素1〜2体積%、一酸化炭素70〜80体積%、二酸化炭素10〜15体積%、窒素10〜15体積%である。   The typical composition of the converter gas for the OG process is 1 to 2% by volume of hydrogen, 70 to 80% by volume of carbon monoxide, 10 to 15% by volume of carbon dioxide, and 10 to 15% by volume of nitrogen.

転炉ガスは転炉の炉口で約1500℃と高温であるため、OG処理設備にボイラを設置し蒸気回収する転炉ガス顕熱回収設備(OGボイラ)も普及しつつある。しかし、顕熱回収が実施されている事例の多くは、転炉ガス煙道のうち輻射部と呼ばれる比較的温度が低い部分であり、炉口部と煙道との隙間及びその近傍を外側から覆うフード部やスカート部などの炉口に近い、特に高温の部分については技術的に顕熱回収が難しく、設備もコスト高であるという問題がある。   Since the converter gas is as high as about 1500 ° C. at the furnace port of the converter, converter gas sensible heat recovery equipment (OG boiler) that installs a boiler in the OG treatment equipment and recovers steam is becoming widespread. However, most of the cases where sensible heat recovery is carried out are parts of the converter gas flue called the radiant part where the temperature is relatively low, and the gap between the furnace port part and the flue and its vicinity are seen from the outside. There is a problem that sensible heat recovery is technically difficult and the equipment is expensive in the vicinity of the furnace opening such as the covering hood and skirt, especially at high temperatures.

特許文献4には、廃プラスチックなどの合成樹脂を転炉内や転炉ガス煙道に導入して、高温の転炉ガスの顕熱を利用して合成樹脂を熱分解して、燃料ガスに転換する方法が開示されている。
特開2006−063310号公報 特開昭58−76487号公報 特開2003−55671号公報 特開2000−192129号公報
In Patent Document 4, a synthetic resin such as waste plastic is introduced into a converter or a converter gas flue, and the synthetic resin is pyrolyzed using sensible heat of a high-temperature converter gas to produce a fuel gas. A method of conversion is disclosed.
JP 2006-063310 A JP 58-76487 A JP 2003-55671 A JP 2000-192129 A

しかしながら、上述した従来のバイオマスを熱処理して得られるバイオマス熱分解油の利用、コークス炉ガスの保有熱量の利用及び転炉ガスの保有熱量の利用は十分になされておらず、次のような課題を残している。   However, the use of biomass pyrolysis oil obtained by heat-treating the above-described conventional biomass, the use of coke oven gas retained heat, and the use of converter gas retained heat have not been made sufficiently, and the following problems Is leaving.

<従来のバイオマス熱分解油の利用における課題>
バイオマス熱分解油は、特許文献1に見られるように、カーボンニュートラルな液体燃料として注目されているが、燃料としての質が低い。すなわち、水分を多く含み、酸素含有率が高いことなどにより、発熱量が石油系燃料油の1/2に満たないため、バイオマス熱分解油をそのまま燃焼して利用するとしても、適用できる設備は限られ、エンジンや高効率発電設備などへの適用は難しい。また、バイオマス熱分解油は、pHが2〜3と低く、層分離しやすく、不均一であるという問題があり、燃料として使用する際に制約が多い。
<Problems in the use of conventional biomass pyrolysis oil>
As seen in Patent Document 1, biomass pyrolysis oil is attracting attention as a carbon neutral liquid fuel, but its quality as a fuel is low. In other words, because it contains a lot of moisture and has a high oxygen content, the calorific value is less than half that of petroleum-based fuel oil. It is limited and difficult to apply to engines and high-efficiency power generation facilities. In addition, biomass pyrolysis oil has a problem that it has a low pH of 2 to 3, is easily separated into layers, and is not uniform, and there are many restrictions when used as fuel.

このようなバイオマス熱分解油の燃料としての質が低いという問題を解決するために、バイオマス熱分解油を水素添加反応等により改質して、燃料としての質を向上させる方法があるが、非常にコスト高になる。また、バイオマス熱分解油をガス化して高濃度の水素に転換しようとする検討も進められているが、やはりコスト高である。このようにバイオマス熱分解油を改質や水素転換して燃料としての品質を向上させることはコスト高になるし、品質向上にも限界がある。   In order to solve the problem of low quality of biomass pyrolysis oil as a fuel, there is a method to improve the quality as fuel by reforming biomass pyrolysis oil by hydrogenation reaction, etc. Cost. Also, studies are underway to gasify biomass pyrolysis oil to convert it to high concentration hydrogen, but the cost is still high. Thus, it is expensive to improve the quality as fuel by reforming or converting hydrogen into biomass pyrolysis oil, and there is a limit to improving the quality.

このように、バイオマス熱分解油はカーボンニュートラルな液体燃料として注目されている一方で、その燃料としての品質の低さから、有効に利用することが難しい。   Thus, while biomass pyrolysis oil has attracted attention as a carbon neutral liquid fuel, it is difficult to use it effectively because of its low quality as a fuel.

<コークス炉ガスの保有熱量の利用における課題>
特許文献2による間接熱交換器を使ったコークス炉ガスの保有熱量の利用方法では、伝熱管外表面へコークス炉ガスに随伴するタールの付着や、コーキングが進行し、圧損が増加し、さらに経時的に伝熱効率が低下する問題があり、長期間安定して熱回収することが困難である。
<Challenges in using the amount of heat stored in coke oven gas>
In the method of using the coke oven gas retained heat amount using the indirect heat exchanger according to Patent Document 2, tar adhesion accompanying the coke oven gas and coking progress to the outer surface of the heat transfer tube, pressure loss increases, and In particular, there is a problem that the heat transfer efficiency is lowered, and it is difficult to recover heat stably for a long time.

また、特許文献3の方法ではコークス炉ガスに含まれる硫黄化合物により触媒が被毒され触媒寿命が著しく短くなり、長期間安定して運転することが困難であるという問題があり、そもそも大掛かりな炭化水素分解触媒反応器を設置することがコスト高であるという問題がある。   Further, the method of Patent Document 3 has a problem that the catalyst is poisoned by the sulfur compound contained in the coke oven gas, the catalyst life is remarkably shortened, and it is difficult to operate stably for a long period of time. There is a problem that it is expensive to install a hydrogenolysis catalyst reactor.

このように、コークス炉ガスの保有顕熱の回収技術は十分には確立されておらず、現状では大量の水噴霧による直接冷却がされており、有効に熱回収されていない問題がある。   As described above, the technology for recovering the sensible heat of coke oven gas has not been sufficiently established, and at present, there is a problem that direct cooling is performed by a large amount of water spray and heat is not effectively recovered.

<転炉ガスの保有熱量の利用における課題>
特許文献4による転炉ガスの保有熱量の利用方法では、廃プラスチックなどの合成樹脂には塩素等のハロゲン成分が混入しているため、熱分解により発生した塩化水素により設備が損傷したり、ダイオキシンが発生してしまうなどの問題があった。また、炭素と水素を主成分とする合成樹脂を熱分解させた場合、そもそも転炉ガス雰囲気では酸素が不足しているため、水素やメタンなど燃料ガスも発生するが炭素分のうち多くはチャーに転化することとなり、効率的に合成樹脂を燃料ガスに転換できない課題がある。
<Problems in using the amount of heat stored in converter gas>
In the method of utilizing the amount of heat stored in the converter gas according to Patent Document 4, since halogen components such as chlorine are mixed in synthetic resin such as waste plastic, the equipment is damaged by hydrogen chloride generated by pyrolysis, or dioxin There was a problem that would occur. In addition, when a synthetic resin composed mainly of carbon and hydrogen is pyrolyzed, oxygen is insufficient in the converter gas atmosphere, so fuel gas such as hydrogen and methane is also generated. There is a problem that the synthetic resin cannot be efficiently converted into fuel gas.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、コストが嵩むことなくバイオマスを熱処理して得られるバイオマス熱分解油から高品質な燃料を製造することのできる燃料ガスを製造する方法、コークス炉ガス、転炉ガスの保有顕熱を有効に回収する方法を提供することを課題とする。また、転炉ガスの燃焼発熱量を増大させる方法を提供することも課題としている。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a method for producing a fuel gas capable of producing high-quality fuel from biomass pyrolysis oil obtained by heat treating biomass without increasing costs, It is an object of the present invention to provide a method for effectively recovering sensible heat of coke oven gas and converter gas. Another object of the present invention is to provide a method for increasing the combustion calorific value of converter gas.

発明者が検討した結果、バイオマスを熱処理して得られるバイオマス熱分解油は、石油系の重質油や石炭系のタール類に比べて、熱分解により可燃ガス成分が得られ易い性質があることを見出した。また、バイオマス熱分解油を熱分解して可燃ガスを得るのに好適な温度は、800〜1000℃前後であることが分かり、ちょうどコークス炉ガスの保有顕熱を有効利用できる温度域であることを見出した。   As a result of the inventor's investigation, biomass pyrolysis oil obtained by heat-treating biomass has a property that combustible gas components can be easily obtained by pyrolysis compared to petroleum heavy oil and coal tar. I found. The temperature suitable for pyrolyzing biomass pyrolysis oil to obtain combustible gas is found to be around 800-1000 ° C., and it is just in the temperature range where the coke oven gas possessed sensible heat can be used effectively. I found.

その結果、本発明を想到するに至った。   As a result, the present invention has been conceived.

本発明に係る燃料ガス製造方法は、バイオマスを熱処理して生成したバイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させて、該バイオマス熱分解油を熱分解し燃料ガスを生成することを特徴としている。   The fuel gas production method according to the present invention is characterized in that a biomass pyrolysis oil produced by heat treating biomass is brought into contact with a coke oven gas, and the biomass pyrolysis oil is pyrolyzed to produce a fuel gas.

このような本発明にしたがい、コークス炉ガス中でバイオマス熱分解油の熱分解とガス化が進むかどうかを確かめたところ、コークス炉ガス中でも熱分解とガス化が進み、可燃ガスが高効率で得られることが確認された。ここでバイオマス熱分解油から得られたガスの成分は、H,CO,CH,C,C,COなどが主成分であり、高カロリーの燃料ガスとして非常に高品質のガスである。かくして、バイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させて、コークス炉ガスの保有顕熱により熱分解・ガス化させることにより、バイオマス熱分解油から燃料ガスを製造することができることとなった。 In accordance with the present invention, it was confirmed whether pyrolysis and gasification of biomass pyrolysis oil proceeded in coke oven gas. As a result, pyrolysis and gasification proceeded in coke oven gas, and combustible gas was highly efficient. It was confirmed that it was obtained. Here, the components of the gas obtained from biomass pyrolysis oil are mainly composed of H 2 , CO, CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 6 , CO 2, etc. High quality gas. Thus, the fuel gas can be produced from the biomass pyrolysis oil by bringing the biomass pyrolysis oil into contact with the coke oven gas and pyrolyzing and gasifying it with the sensible heat of the coke oven gas.

このような本発明によると、これまで有効に活用されていなかったコークス炉ガスの保有顕熱を有効利用することができる。   According to the present invention as described above, it is possible to effectively use the retained sensible heat of the coke oven gas that has not been effectively used so far.

また、バイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させて熱分解し生成したタールには、ベンゼンなど高価値成分が多く含まれていることが分かった。バイオマス熱分解油から生成したタールは、コークス炉ガス中のコールタール成分と共に、コークス炉ガスから分離され、有用成分を回収することができる。   In addition, it was found that tar produced by pyrolyzing biomass pyrolysis oil with coke oven gas contains many high-value components such as benzene. The tar generated from the biomass pyrolysis oil is separated from the coke oven gas together with the coal tar component in the coke oven gas, and useful components can be recovered.

このように、バイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させて熱分解することにより、ガス化したガス成分は燃料ガスとして有効利用され、タール成分についても有効利用される。さらに、コークス炉ガスの保有顕熱を有効利用することができる。   As described above, by thermally decomposing biomass pyrolysis oil in contact with coke oven gas, the gasified gas component is effectively used as fuel gas, and tar component is also effectively used. Furthermore, the retained sensible heat of the coke oven gas can be used effectively.

本発明において、バイオマス熱分解油をコークス炉の上昇管内部及び炉内上部のうち少なくとも一つに吹き込むことができる。コークス製造中に、コークス炉の上昇管内部、炉内上部でのコークス炉ガス温度はそれぞれ800℃,1000℃程度であり、バイオマス熱分解油を吹き込み熱分解・ガス化させるのに好適な温度であるので、これらの箇所に吹き込む方法が有効である。   In the present invention, biomass pyrolysis oil can be blown into at least one of the inside of the ascending pipe and the upper part of the coke oven. During the coke production, the coke oven gas temperature inside the riser pipe and the upper part of the coke oven is about 800 ° C and 1000 ° C, respectively, which is suitable for blowing pyrolyzed biomass pyrolysis oil and gasifying it. Therefore, the method of blowing in these places is effective.

本発明において、バイオマス熱分解油をコークス炉内の原料石炭量に対して0.1重量%以上で1.5重量%以下の供給量で吹き込むことが好ましい。   In this invention, it is preferable to inject biomass pyrolysis oil with the supply amount of 0.1 to 1.5 weight% with respect to the raw material coal quantity in a coke oven.

バイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させて熱分解するのに適したバイオマス熱分解油の供給量について調べた。バイオマス熱分解油のコークス炉ガスへの吹き込み量が少なすぎるとコークス炉ガスの保有顕熱を利用する効果が十分でないし、また、多すぎると、上昇管内壁に付着する炭化物が増加するため、操業に好ましくない場合があることが分かった。その点について更に検討した結果、コークス炉内へ供給する原料石炭重量に対して吹き込むバイオマス熱分解油の重量が0.1重量%以上で1.5重量%以下であれば効果が十分得られると共に問題が起きないことが分かった。1.5%以下であれば、付着炭化物の原因となる物質量の増加と、吸熱反応に伴う上昇管部温度低下によっての炭化物付着反応速度の低下とが相殺しあって、結果として上昇管内壁に付着する炭化物の増加が起きないためと推定できる。   The amount of biomass pyrolysis oil suitable for pyrolysis by contacting biomass pyrolysis oil with coke oven gas was investigated. If the amount of biomass pyrolysis oil blown into the coke oven gas is too small, the effect of using the sensible heat of the coke oven gas is not sufficient, and if too much, the amount of carbide adhering to the inner wall of the riser pipe increases. It turned out that it may be unfavorable for operation. As a result of further examination of this point, the effect is sufficiently obtained if the weight of the biomass pyrolysis oil to be injected with respect to the weight of the raw coal supplied into the coke oven is 0.1 wt% or more and 1.5 wt% or less. I found that no problem occurred. If the amount is 1.5% or less, the increase in the amount of substances causing the adhering carbides and the decrease in the rate of adhering carbides due to the decrease in the temperature of the ascending pipe part due to endothermic reaction cancel each other, and as a result It can be estimated that the increase in the amount of carbide adhering to the surface does not occur.

本発明は、バイオマス熱分解油を熱分解してタールを得ることにも関しており、このタール製造方法は、バイオマスを熱処理して生成したバイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させて、該バイオマス熱分解油を熱分解しタールを生成することを特徴としている。このタールは、バイオマス熱分解油の熱分解により、燃料ガスを得ることと共に、該燃料ガスとは分離して得ることができる。   The present invention also relates to pyrolyzing biomass pyrolysis oil to obtain tar, and this tar production method comprises contacting biomass pyrolysis oil produced by heat treatment of biomass with coke oven gas, It is characterized by pyrolyzing biomass pyrolysis oil to produce tar. This tar can be obtained separately from the fuel gas by obtaining the fuel gas by pyrolysis of the biomass pyrolysis oil.

さらには、バイオマス熱分解油の成分によっては、コークス炉ガスの保有顕熱を利用して熱分解・ガス化させることで、もともとバイオマス熱分解油がもつ熱量よりも増加した熱量をもつ燃料ガスが得られることが分かった。   Furthermore, depending on the components of the biomass pyrolysis oil, by using the sensible heat of the coke oven gas for pyrolysis and gasification, fuel gas with a calorific value that is higher than that of the biomass pyrolysis oil can be obtained. It turns out that it is obtained.

このことは、コークス炉ガスの保有顕熱を利用して、バイオマス熱分解油を吸熱反応により熱分解・ガス化して、コークス炉ガスの顕熱の熱エネルギーを、燃料ガスの化学エネルギーに変換できることを意味している。   This means that the sensible heat energy of coke oven gas can be converted into chemical energy of fuel gas by utilizing the sensible heat of the coke oven gas to pyrolyze and gasify the biomass pyrolysis oil by endothermic reaction. Means.

本発明に係る燃料ガス製造方法は、バイオマスを熱処理して生成したバイオマス熱分解油を転炉ガスと接触させて、該バイオマス熱分解油を熱分解し燃料ガスを生成することを特徴としている。   The fuel gas production method according to the present invention is characterized in that a biomass pyrolysis oil produced by heat treating biomass is brought into contact with a converter gas, and the biomass pyrolysis oil is pyrolyzed to produce a fuel gas.

このような本発明にしたがい、転炉ガス中でバイオマス熱分解油の熱分解とガス化が進むかどうかを確かめたところ、転炉ガス中でも熱分解とガス化が進み、可燃ガスが高効率で得られることが確認された。ここでバイオマス熱分解油から得られたガスの成分は、H,CO,CH,C,C,COなどが主成分であり、高カロリーの燃料ガスとして非常に高品質のガスである。かくして、バイオマス熱分解油を転炉ガスと接触させて、転炉ガスの保有顕熱により熱分解・ガス化させることにより、バイオマス熱分解油から燃料ガスを製造することができることとなった。 According to the present invention, it was confirmed whether pyrolysis and gasification of biomass pyrolysis oil proceeded in the converter gas. As a result, pyrolysis and gasification proceeded in the converter gas, and the combustible gas was highly efficient. It was confirmed that it was obtained. Here, the components of the gas obtained from biomass pyrolysis oil are mainly composed of H 2 , CO, CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 6 , CO 2, etc. High quality gas. Thus, the fuel gas can be produced from the biomass pyrolysis oil by bringing the biomass pyrolysis oil into contact with the converter gas and pyrolyzing and gasifying it with the sensible heat of the converter gas.

このような本発明によると、これまで有効に活用されていなかった転炉ガスの保有顕熱を有効利用することができる。   According to the present invention as described above, the sensible heat of the converter gas that has not been effectively used so far can be effectively used.

本発明において、バイオマス熱分解油を転炉の内部、転炉ガスフード、スカート部及び転炉ガス煙道のうち少なくとも一つに吹き込むことができる。転炉ガスフードやスカート部は炉口部と煙道との隙間及びその近傍を外側から覆うフード部やスカート部をいう。   In the present invention, the biomass pyrolysis oil can be blown into at least one of the inside of the converter, the converter gas hood, the skirt, and the converter gas flue. The converter gas hood or skirt portion refers to the hood portion or skirt portion that covers the gap between the furnace port portion and the flue and the vicinity thereof from the outside.

本発明において、バイオマスを熱処理して生成したバイオマス熱分解油を転炉ガスと接触させて、該バイオマス熱分解油を熱分解し生成した燃料ガスを転炉ガスに混合することにより転炉ガスの発熱量増加を図ることができる。   In the present invention, the biomass pyrolysis oil produced by heat-treating biomass is brought into contact with the converter gas, and the fuel gas produced by pyrolyzing the biomass pyrolysis oil is mixed with the converter gas to thereby convert the converter gas. The calorific value can be increased.

これまで、石油系の重質油や石炭系のタール類を、コークス炉ガスや転炉ガスの顕熱を利用し熱分解して可燃ガスを得ようとする検討は多くなされてきたが、バイオマス熱分解油を使う場合には、石油系の重質油や石炭系のタール類の場合に比べ、著しく可燃ガスを得る効率が高いことが分かった。また、石油系の重質油や石炭系のタール類から可燃ガスを得る場合には、副生するチャー、重質分や残渣の処理が問題となるが、バイオマス熱分解油を使う場合には、これらの発生が少なく支障を生じない点でも優れている。   Until now, many studies have been conducted to obtain flammable gas by pyrolyzing petroleum heavy oil and coal tar using sensible heat of coke oven gas and converter gas. In the case of using pyrolysis oil, it was found that the efficiency of obtaining combustible gas was remarkably high compared with the case of petroleum heavy oil and coal tar. In addition, when combustible gas is obtained from heavy petroleum oil or coal-based tars, the treatment of by-product char, heavy components and residues becomes a problem, but when biomass pyrolysis oil is used. These are excellent in that they are less likely to cause problems.

本発明は、以上のように、バイオマスを熱処理して生成したバイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させて、該バイオマス熱分解油を熱分解し燃料ガスやタールを生成することとしたので、高カロリーの燃料ガスそして高価値なタールを得られる。   In the present invention, as described above, the biomass pyrolysis oil produced by heat treating the biomass is brought into contact with the coke oven gas, and the biomass pyrolysis oil is pyrolyzed to produce fuel gas and tar. You can get high calorie fuel gas and high value tar.

このように、本発明によると、これまで有効に活用されていなかったコークス炉ガスの保有顕熱を有効利用することができる。   Thus, according to the present invention, the retained sensible heat of the coke oven gas that has not been effectively used so far can be used effectively.

また、バイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させて熱分解し生成したタールには、ベンゼンなど高価値成分が多く含まれていることが分かった。バイオマス熱分解油から生成したタールは、コークス炉ガス中のコールタール成分と共に、コークス炉ガスから分離され、有用成分を回収することができる。   In addition, it was found that tar produced by pyrolyzing biomass pyrolysis oil with coke oven gas contains many high-value components such as benzene. The tar generated from the biomass pyrolysis oil is separated from the coke oven gas together with the coal tar component in the coke oven gas, and useful components can be recovered.

かくして、バイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させて熱分解することにより、ガス化したガス成分は燃料ガスとして有効利用され、タール成分についても有効利用される。さらに、コークス炉ガスの保有顕熱を有効利用することができる。   Thus, by thermally decomposing biomass pyrolysis oil in contact with coke oven gas, the gasified gas component is effectively used as fuel gas, and tar component is also effectively used. Furthermore, the retained sensible heat of the coke oven gas can be used effectively.

本発明は、以上のように、バイオマスを熱処理して生成したバイオマス熱分解油を転炉ガスと接触させて、該バイオマス熱分解油を熱分解し燃料ガスを生成することとしたので、高カロリーの燃料ガスを得られる。   In the present invention, as described above, the biomass pyrolysis oil produced by heat treating the biomass is brought into contact with the converter gas, and the biomass pyrolysis oil is pyrolyzed to produce fuel gas. The fuel gas can be obtained.

このように、本発明によると、これまで有効に活用されていなかった転炉ガスの保有顕熱を有効利用することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to effectively utilize the sensible heat of the converter gas that has not been effectively utilized until now.

また、バイオマス熱分解油を転炉ガスと接触させて生成した燃料ガスを転炉ガスに混合することにより、転炉ガスの発熱量を増加することができる。   Moreover, the calorific value of the converter gas can be increased by mixing the fuel gas generated by bringing the biomass pyrolysis oil into contact with the converter gas into the converter gas.

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態装置の概要構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an apparatus according to an embodiment of the present invention.

図1において、符号1はコークス炉を示し、該コークス炉1は炉内に原料としての石炭(以下「原料炭」という)が供給される炭化室と、該炭化室と隔壁をへだてて形成された燃焼室とを有している。外部から燃焼室へ供給された燃料の燃焼により、上記炭化室内の原料炭は無酸素状態で上記隔壁を介して間接加熱されて乾留される。この乾留により、固体分としてコークス、気体分としてコークス炉ガスを得る。コークス炉ガスは、コークス炉の上部に設けられた上昇管2から取り出される。乾留の過程で発生したガス状のタールがコークス炉ガスに含まれる。かかるコークス炉1自体は公知であり、これ以上の詳述は省略する。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a coke oven, and the coke oven 1 is formed with a carbonization chamber in which coal as a raw material (hereinafter referred to as “coking coal”) is fed, and the carbonization chamber and a partition wall facing each other. And a combustion chamber. By the combustion of the fuel supplied from the outside to the combustion chamber, the raw coal in the carbonization chamber is indirectly heated through the partition walls in an oxygen-free state and dry-distilled. By this dry distillation, coke is obtained as a solid content and coke oven gas is obtained as a gas content. The coke oven gas is taken out from the riser 2 provided at the upper portion of the coke oven. Gaseous tar generated in the process of carbonization is contained in the coke oven gas. Such a coke oven 1 itself is publicly known, and further details are omitted.

上記コークス炉1の上昇管2には、外部からバイオマス熱分解油を該上昇管2の内部へ噴射するインジェクタ3が取り付けられている。   An injector 3 that injects biomass pyrolysis oil from the outside into the riser 2 is attached to the riser 2 of the coke oven 1.

かかる上昇管2は、煙道を介してコークス炉ガスからタールを分離し精製する精製装置4に接続されている。この精製装置4は、分離されたタール、若干のチャーを取り出す取出口4Aを下部に有し、また、精製後のクリーンなガス分としての燃料ガスを貯蔵する貯蔵ホルダー5に接続されている。   The riser 2 is connected to a purifier 4 for separating and purifying tar from coke oven gas via a flue. The refining device 4 has an outlet 4A for taking out the separated tar and some char at the lower part, and is connected to a storage holder 5 for storing fuel gas as a clean gas after refining.

上記貯蔵ホルダー5は、燃料ガスを製品として取り出すことができるようになっていると共に、上記燃料ガスの一部をコークス炉1での燃料として使用できるように該コークス炉1の燃焼室に接続されている。勿論、上記燃料ガスは、製品として取り出さずに、すべてを上記燃焼室へ供給するようになっていてもよい。   The storage holder 5 can take out the fuel gas as a product, and is connected to the combustion chamber of the coke oven 1 so that a part of the fuel gas can be used as fuel in the coke oven 1. ing. Of course, the fuel gas may be supplied to the combustion chamber without taking it out as a product.

かかる本実施形態装置において、バイオマス熱分解油の熱分解とその後の処理は、次の要領にて行われる。   In the apparatus of this embodiment, the pyrolysis of the biomass pyrolysis oil and the subsequent processing are performed as follows.

(1)本実施形態装置に用いられるバイオマス熱分解油は、バイオマスを他装置で熱処理して得られる。バイオマス熱分解油には、バイオマスを無酸素状態で500℃程度で急速熱分解して得られる油類や、バイオマスを部分燃焼する際に得られる油類や、バイオマスを炭化する際に得られる油類が含まれる。   (1) The biomass pyrolysis oil used in the apparatus of the present embodiment is obtained by heat-treating biomass with another apparatus. Biomass pyrolysis oil includes oils obtained by rapid pyrolysis of biomass at about 500 ° C. in an oxygen-free state, oils obtained when partially burning biomass, and oils obtained when carbonizing biomass Includes.

(2)かかるバイオマス熱分解油をコークス炉1内、もしくはコークス炉上昇管2にポンプ等によりインジェクタ3から噴霧して吹き込む。コークス炉ガスの温度は、コークス炉内で1000℃以上、上昇管内では800℃程度であり、噴霧されたバイオマス熱分解油はコークス炉ガスの保有顕熱により加熱され、蒸発し次いで熱分解、ガス化される。熱分解ガス化による生成物は、H,CO,CH,CO,C,Cなどが主成分の高カロリーなガスと、タールおよび若干のチャーである。この熱分解ガス化反応は吸熱反応であり、コークス炉ガスの保有顕熱はバイオマス熱分解油の蒸発潜熱及び熱分解熱として利用される。 (2) The biomass pyrolysis oil is sprayed from the injector 3 into the coke oven 1 or into the coke oven ascending pipe 2 by a pump or the like. The temperature of the coke oven gas is 1000 ° C. or higher in the coke oven and about 800 ° C. in the riser pipe. The sprayed biomass pyrolysis oil is heated by the sensible heat of the coke oven gas, evaporated, then pyrolyzed, gas It becomes. Products by pyrolysis gasification are high-calorie gas mainly composed of H 2 , CO, CH 4 , CO 2 , C 2 H 4 , C 2 H 6 , tar and some char. This pyrolysis gasification reaction is an endothermic reaction, and the sensible heat retained in the coke oven gas is used as latent heat of vaporization and heat of pyrolysis of biomass pyrolysis oil.

(3)バイオマス熱分解油の熱分解により生成したガスは、この熱分解に供したコークス炉ガスとともにコークス炉1の後段に既設されているガス精製装置4にて精製され、クリーンな燃料ガスとなる。コークス炉ガスにバイオマス熱分解油から生成したガスが混合された混合燃料ガスは、コークス炉ガスと同程度の発熱量を有する燃料ガスとなり、製鉄所内の、コークス炉や各プラントで有効利用される。また、カーボンニュートラルな燃料ガスとして、製品の形で外販することも可能である。本実施形態では、図示のごとく、燃料ガスを製品とすると共に、コークス炉1における燃料としても使用している。   (3) The gas generated by pyrolysis of the biomass pyrolysis oil is refined by the gas refiner 4 already installed at the subsequent stage of the coke oven 1 together with the coke oven gas used for the pyrolysis, Become. The mixed fuel gas in which the gas generated from biomass pyrolysis oil is mixed with the coke oven gas becomes a fuel gas having a calorific value similar to that of the coke oven gas, and is effectively used in the coke oven and each plant in the steelworks. . It can also be sold as a carbon neutral fuel gas in the form of a product. In the present embodiment, as shown in the figure, the fuel gas is used as a product and also used as a fuel in the coke oven 1.

液体燃料としては発熱量が低く、水分が多く、安定性も悪いバイオマス熱分解油が、このように、コークス炉ガス顕熱を有効利用して、クリーンで高カロリーの燃料ガスに転換できることになる。条件によっては、生成する高カロリーガスの熱量は、原料であるバイオマス熱分解油の熱量よりも大きくなる。コークス炉ガスが有する熱エネルギーが、燃料としての化学エネルギーに変換されていて、熱エネルギーの極めて有効な利用形態であるといえる。   As a liquid fuel, biomass pyrolysis oil with low calorific value, high water content, and poor stability can be converted to clean and high calorie fuel gas by effectively using coke oven gas sensible heat. . Depending on conditions, the calorie | heat amount of the high calorie gas to produce | generate becomes larger than the calorie | heat amount of the biomass pyrolysis oil which is a raw material. It can be said that the thermal energy of the coke oven gas is converted into chemical energy as fuel, which is an extremely effective utilization form of thermal energy.

もちろん、製鉄所でカーボンニュートラルな燃料ガスを利用することで、製鉄所から排出される化石燃料由来のCO排出量の削減につながる。 Of course, the use of carbon-neutral fuel gas at steelworks leads to a reduction in CO 2 emissions from fossil fuels emitted from the steelworks.

(4)一方、バイオマス熱分解油から生成され上記精製装置4から取り出されるタールには、必ずしも元のバイオマス熱分解油には含まれていないベンゼン、トルエン、キシレン等の軽質分が含まれる。ベンゼン、トルエン、キシレン等は化学原料としての高い価値を持っている。このように、バイオマス熱分解油からクリーンな燃料ガスが得られるだけでなく、高価値の軽質分を含むタールも得ることができ、経済性を一層向上させることができる。これらの軽質分は、コークス炉ガスに含まれるコールタール成分とともにコークス炉の後段に既設されている設備(図示せず)でコールタール回収、加工プロセスにより分離精製され、化学原料として外販される。   (4) On the other hand, the tar generated from the biomass pyrolysis oil and taken out from the refining device 4 contains light components such as benzene, toluene, xylene and the like that are not necessarily contained in the original biomass pyrolysis oil. Benzene, toluene, xylene, etc. have high value as chemical raw materials. Thus, not only clean fuel gas can be obtained from biomass pyrolysis oil, but also tar containing a high-valued light component can be obtained, and economic efficiency can be further improved. These light components are separated and refined by a coal tar recovery and processing process in equipment (not shown) already installed at the subsequent stage of the coke oven together with the coal tar components contained in the coke oven gas, and are sold as chemical raw materials.

(5)また、バイオマス熱分解油から若干生成され上記精製装置4から取り出されるチャーなどの固形分は、コークス製造過程に生成されてコークス炉ガスに含まれる固形分と共に、やはりコークス炉の後段に既設されている処理設備(図示せず)で回収処理、リサイクルされる。バイオマス熱分解油に少量含まれる固形分が熱処理を経てなお残留したとしても、同様にコークス炉の後段に既設されている処理設備で処理、リサイクルされるので、液体燃料としては使いづらいバイオマス熱分解油を利用する上で種々の問題を解決できる。   (5) In addition, the solid content such as char that is slightly produced from the biomass pyrolysis oil and taken out from the refining device 4 is also produced in the coke production process and contained in the coke oven gas, and also in the subsequent stage of the coke oven. It is collected and recycled by existing processing equipment (not shown). Even if solids contained in small amounts in biomass pyrolysis oil still remain after heat treatment, they are treated and recycled in the same way as the existing treatment equipment after the coke oven, making it difficult to use biomass pyrolysis as liquid fuel. Various problems can be solved in using oil.

本発明において、バイオマス熱分解油を熱分解ガス化し、より多くの燃料ガスを得るには、好適なバイオマス熱分解油の組成範囲があることが分かった。好ましいバイオマス熱分解油の組成は、Cが70重量%以下であり、Oが20重量%以上であり、Hが6重量%以上である。   In this invention, it turned out that there exists a suitable composition range of biomass pyrolysis oil in order to pyrolyze biomass pyrolysis gas and to obtain more fuel gas. The composition of the preferred biomass pyrolysis oil is such that C is 70% by weight or less, O is 20% by weight or more, and H is 6% by weight or more.

各種のバイオマス熱分解油と、比較のためのコールタールについて熱分解実験を実施した。結果は、次のごとくである。   Pyrolysis experiments were conducted on various biomass pyrolysis oils and coal tar for comparison. The result is as follows.

実験に供した供試油は、バイオマス熱分解油No.1〜4及びコールタールである。   The test oils used in the experiment are biomass pyrolysis oil Nos. 1 to 4 and coal tar.

バイオマス熱分解油No.1とNo.2は、パームヤシの空果房(EFB:Empty Fruit Bunches)のチップを原料として、無酸素雰囲気下で500〜600℃程度で急速熱分解して得られた油である。バイオマス熱分解油No.3は、木材チップを原料として、無酸素雰囲気下で500〜600℃程度で急速熱分解して得られた油である。バイオマス熱分解油No.4は、木材チップを原料として、空気と水蒸気をガス化剤としたガス化反応時に副生した油である。コールタールは、コークス炉にて石炭からコークスを得る際に得られたタールである。   Biomass pyrolysis oil No. 1 and No. 2 were obtained by rapid pyrolysis at about 500-600 ° C. in an oxygen-free atmosphere using palm fruit empty fruit bunch (EFB) chips as raw materials. Oil. Biomass pyrolysis oil No. 3 is an oil obtained by rapid pyrolysis at about 500 to 600 ° C. in an oxygen-free atmosphere using wood chips as a raw material. Biomass pyrolysis oil No. 4 is an oil produced as a by-product during the gasification reaction using wood chips as raw materials and air and water vapor as gasification agents. Coal tar is a tar obtained when coke is obtained from coal in a coke oven.

バイオマス熱分解油No.1〜4及びコールタールの組成(単位 wt%)、水分率(単位 wt%)、低位発熱量(単位 kcal/kg)を表1に記す。     Table 1 shows the composition (unit wt%), moisture content (unit wt%), and low calorific value (unit kcal / kg) of biomass pyrolysis oil Nos. 1 to 4 and coal tar.

Figure 2009203335
Figure 2009203335

表1に示される供試油を加熱した石英管に滴下し、窒素ガス気流中1000℃にて熱分解して、得られたガスとチャーを分析した結果を表2に記す。発生ガスの冷ガス効率は、発生したガスの低位発熱量を、供給した供試油の低位発熱量で除した値である。チャー発生率は、発生したチャーの重量を、供給した供試油の重量で除した値である。試験はそれぞれ2回実施し、その平均値を表2に示した。   The test oil shown in Table 1 is dropped into a heated quartz tube, pyrolyzed at 1000 ° C. in a nitrogen gas stream, and the obtained gas and char are analyzed. The results are shown in Table 2. The cold gas efficiency of the generated gas is a value obtained by dividing the lower calorific value of the generated gas by the lower calorific value of the supplied test oil. The char generation rate is a value obtained by dividing the weight of the generated char by the weight of the supplied test oil. Each test was performed twice, and the average value is shown in Table 2.

Figure 2009203335
Figure 2009203335

バイオマス熱分解油はいずれも、コークス炉内温度と同じ1000℃にて、熱分解・ガス化され、チャー発生率がコールタールに比べ低く、熱分解ガス化され易く、得られるガス量が多い。また、バイオマス熱分解油からの発生ガスの冷ガス効率が高く、バイオマス熱分解油から燃料ガスを製造する際に発熱量の高い燃料ガスを得ることができることを確認した。   All of the biomass pyrolysis oil is pyrolyzed and gasified at 1000 ° C. which is the same as the temperature in the coke oven, has a lower char generation rate than coal tar, is easily pyrolyzed, and has a large amount of gas. Moreover, it was confirmed that the cold gas efficiency of the gas generated from the biomass pyrolysis oil is high, and a fuel gas having a high calorific value can be obtained when producing the fuel gas from the biomass pyrolysis oil.

上記の熱分解実験は発生ガスの分析を容易に行うため窒素ガス雰囲気で行ったが、コークス炉ガス雰囲気でも、バイオマス熱分解油を熱分解して同様の燃料ガスを得ることができることを確認した。   The above pyrolysis experiment was performed in a nitrogen gas atmosphere to facilitate analysis of the generated gas, but it was confirmed that a similar fuel gas can be obtained by pyrolyzing biomass pyrolysis oil even in a coke oven gas atmosphere. .

また、バイオマス熱分解油を熱分解して得られたガスの発熱量は、3500〜3700kcal/mであり、一般的な転炉ガス(未燃焼のまま回収されるガス)の発熱量である2200〜2500kcal/mより大きな発熱量であることを確認した。バイオマス熱分解油を転炉ガスと接触させて熱分解させ燃料ガスを生成し、転炉ガスに混合することにより転炉ガスの発熱量を増加することができる。 Moreover, the calorific value of the gas obtained by pyrolyzing the biomass pyrolysis oil is 3500 to 3700 kcal / m 3 , which is the calorific value of a general converter gas (a gas recovered unburned). It was confirmed that the calorific value was greater than 2200-2500 kcal / m 3 . The biomass pyrolysis oil is contacted with the converter gas and thermally decomposed to generate fuel gas, and the heat generated from the converter gas can be increased by mixing it with the converter gas.

本発明の一実施形態装置の概要構成図である。It is a schematic block diagram of the apparatus of one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 コークス炉
2 上昇管
1 Coke oven 2 Rising pipe

Claims (9)

バイオマスを熱処理して生成したバイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させて、該バイオマス熱分解油を熱分解し燃料ガスを生成することを特徴とするバイオマス熱分解油からの燃料ガス製造方法。   A method for producing fuel gas from biomass pyrolysis oil, comprising bringing biomass pyrolysis oil produced by heat-treating biomass into contact with coke oven gas and pyrolyzing the biomass pyrolysis oil to produce fuel gas. バイオマス熱分解油をコークス炉の上昇管内部及び炉内上部のうち少なくとも一つに吹き込むことによりバイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させることを特徴とする請求項1に記載のバイオマス熱分解油からの燃料ガス製造方法。   2. The biomass pyrolysis oil according to claim 1, wherein the biomass pyrolysis oil is brought into contact with the coke oven gas by blowing the biomass pyrolysis oil into at least one of the inside of the riser pipe and the upper part of the coke oven. Fuel gas production method from バイオマス熱分解油をコークス炉内の原料石炭量に対して0.1重量%以上で1.5重量%以下の供給量で吹き込むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のバイオマス熱分解油からの燃料ガス製造方法。   The biomass heat according to claim 1 or 2, wherein the biomass pyrolysis oil is blown at a supply amount of 0.1 wt% or more and 1.5 wt% or less with respect to the amount of raw coal in the coke oven. A method for producing fuel gas from cracked oil. バイオマスを熱処理して生成したバイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させて、該バイオマス熱分解油を熱分解しタールを生成することを特徴とするバイオマス熱分解油からのタール製造方法。   A method for producing tar from biomass pyrolysis oil, comprising bringing biomass pyrolysis oil produced by heat-treating biomass into contact with coke oven gas and pyrolyzing the biomass pyrolysis oil to produce tar. バイオマスを熱処理して生成したバイオマス熱分解油をコークス炉ガスと接触させて、該バイオマス熱分解油をコークス炉ガスの保有顕熱により熱分解し燃料ガスを生成することを特徴とするコークス炉ガスの保有顕熱の回収方法。   Coke oven gas characterized in that biomass pyrolysis oil produced by heat-treating biomass is brought into contact with coke oven gas, and the biomass pyrolysis oil is pyrolyzed by sensible heat of coke oven gas to generate fuel gas. Recovering sensible heat possessed by バイオマスを熱処理して生成したバイオマス熱分解油を転炉ガスと接触させて、該バイオマス熱分解油を熱分解し燃料ガスを生成することを特徴とするバイオマス熱分解油からの燃料ガス製造方法。   A method for producing fuel gas from biomass pyrolysis oil, comprising bringing biomass pyrolysis oil produced by heat-treating biomass into contact with a converter gas and pyrolyzing the biomass pyrolysis oil to produce fuel gas. バイオマス熱分解油を転炉の内部、転炉ガスフード、スカート部及び転炉ガス煙道のうち少なくとも一つに吹き込むことによりバイオマス熱分解油を転炉ガスと接触させることを特徴とする請求項6に記載のバイオマス熱分解油からの燃料ガス製造方法。   The biomass pyrolysis oil is brought into contact with the converter gas by blowing the biomass pyrolysis oil into at least one of the inside of the converter, the converter gas hood, the skirt, and the converter gas flue. 6. A method for producing fuel gas from biomass pyrolysis oil according to 6. バイオマスを熱処理して生成したバイオマス熱分解油を転炉ガスと接触させて、該バイオマス熱分解油を転炉ガスの保有顕熱により熱分解し燃料ガスを生成することを特徴とする転炉ガスの保有顕熱の回収方法。   A converter gas characterized in that a biomass pyrolysis oil produced by heat treating biomass is brought into contact with a converter gas, and the biomass pyrolysis oil is pyrolyzed by sensible heat of the converter gas to generate a fuel gas. Recovering sensible heat possessed by バイオマスを熱処理して生成したバイオマス熱分解油を転炉ガスと接触させて、該バイオマス熱分解油を熱分解し生成した燃料ガスを転炉ガスに混合することを特徴とする転炉ガスの発熱量増加方法。   The heat generated from the converter gas is characterized in that the biomass pyrolysis oil produced by heat treating the biomass is brought into contact with the converter gas, and the fuel gas produced by pyrolyzing the biomass pyrolysis oil is mixed with the converter gas. How to increase the amount.
JP2008046575A 2008-02-27 2008-02-27 Fuel gas producing method and tar producing method from biomass thermally cracked oil, method for recovering sensible heat possessed by coke oven gas, method for recovering sensible heat possessed by converter gas, and method for increasing calorific value of converter gas Pending JP2009203335A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008046575A JP2009203335A (en) 2008-02-27 2008-02-27 Fuel gas producing method and tar producing method from biomass thermally cracked oil, method for recovering sensible heat possessed by coke oven gas, method for recovering sensible heat possessed by converter gas, and method for increasing calorific value of converter gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008046575A JP2009203335A (en) 2008-02-27 2008-02-27 Fuel gas producing method and tar producing method from biomass thermally cracked oil, method for recovering sensible heat possessed by coke oven gas, method for recovering sensible heat possessed by converter gas, and method for increasing calorific value of converter gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009203335A true JP2009203335A (en) 2009-09-10

Family

ID=41145921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008046575A Pending JP2009203335A (en) 2008-02-27 2008-02-27 Fuel gas producing method and tar producing method from biomass thermally cracked oil, method for recovering sensible heat possessed by coke oven gas, method for recovering sensible heat possessed by converter gas, and method for increasing calorific value of converter gas

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009203335A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012526892A (en) * 2009-05-14 2012-11-01 ユニヴァーシティー オブ ノースダコタ Process for producing high carbon content products from biomass oil
KR101234557B1 (en) 2010-12-27 2013-02-22 재단법인 포항산업과학연구원 Method for Increasing Heating Value and Flammable Gas Using Linz Dowawiz Gas and Organic Resources and Apparatus Therefor
KR101875150B1 (en) * 2016-12-09 2018-07-06 주식회사 포스코 Apparatus for using sensible heat and method for using sensible heat

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012526892A (en) * 2009-05-14 2012-11-01 ユニヴァーシティー オブ ノースダコタ Process for producing high carbon content products from biomass oil
KR101234557B1 (en) 2010-12-27 2013-02-22 재단법인 포항산업과학연구원 Method for Increasing Heating Value and Flammable Gas Using Linz Dowawiz Gas and Organic Resources and Apparatus Therefor
KR101875150B1 (en) * 2016-12-09 2018-07-06 주식회사 포스코 Apparatus for using sensible heat and method for using sensible heat

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102875005B (en) Sludge biological carbonizing technology based on hydrothermal reaction
Demirbaş Hydrogen production from biomass by the gasification process
CN101407722B (en) Biomass high temperature pyrolysis and gasification and high temperature pyrolysis gas catalytic purification process
WO1998029653A1 (en) Power generation method and power generating apparatus
JP5683575B2 (en) A novel method for pyrolysis gasification of organic waste
Çağlar et al. Hydrogen rich gas mixture from olive husk via pyrolysis
GB2499404B (en) Fuel processing using pyrolyser
EP2177590A1 (en) Method and apparatus for pyrolysis of a feed comprising hydrocarbons and gasification of a pyrolysis residue
Taralas et al. Pyrolysis of solid residues commencing from the olive oil food industry for potential hydrogen production
CA3140459A1 (en) Production of products from biomass
Bridgwater Pyrolysis of biomass
JP2009235335A (en) System of reforming woody biomass gas
Yao et al. Quantitative study on thermal conversion behaviours and gas emission properties of biomass in nitrogen and in CO2/N2 mixtures by TGA/DTG and a fixed-bed tube furnace
JP2009203336A (en) Method for producing fuel gas from thermally cracked oil from biomass, and method for producing tar
JP2009203335A (en) Fuel gas producing method and tar producing method from biomass thermally cracked oil, method for recovering sensible heat possessed by coke oven gas, method for recovering sensible heat possessed by converter gas, and method for increasing calorific value of converter gas
CN107629819A (en) The technique that a kind of biomass pyrolytic coproduction high quality heat is vented one&#39;s spleen with charcoal
CN106520157A (en) Gasifying type dry-distilling pyrolysis charring method
CN104046373A (en) Method for preparing bio-oil and synthesis gas from biomass
RU2591075C1 (en) Poly-generating energy system
CN101928607B (en) High-low temperature cycling four-layer separation decoking method during biomass gasification process
JP2006124496A (en) Device and method for thermally co-decomposing coal with biomass
JP3850431B2 (en) Pyrolysis gasification method and pyrolysis gasification apparatus
CN102304372A (en) Superheated steam carbonization furnace for treating organic rubbishes
JP2011236394A (en) Woody gas producer
JP2022551536A (en) CO2-free waste-to-energy conversion