JP2010169345A - 未利用資源の活用方法及び活用設備 - Google Patents

Abstract

【課題】排ガスを水浴することなく排ガスから有価金属を含む灰を捕集し、回収する。
【解決手段】燃焼炉６から取り出されて分離器１０で砂８を捕集、分離された排ガス９から乾式回収手段１１により、有価金属を含む灰１２を回収する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ニッケルＮｉ及びバナジウムＶといった有価金属を含む未利用資源からこれらの有価金属を含む砂を回収するようにした未利用資源の活用方法及び活用設備に関するものである。

石油系の未利用資源である超重質油の軽質化には、炭素を除去する方法であるコーキングと水素を添加する方法の２種類の方法がある。しかし、何れの方法でも軽質化しなかった炭素分がペトロコークとして発生し、その炭素分にはバナジウムＶ及びニッケルＮｉといった有価金属や硫黄分が含まれている。そして、硫黄分は燃焼時に金属製機器に悪影響を及ぼすため、硫黄分を多く含むペトロコークを通常のボイラで燃料として燃焼させることは困難であり、その殆どが利用されずに廃棄されている。このため、ペトロコークに多く含まれているバナジウムＶ及びニッケルＮｉといった有価金属もペトロコークと共にそのまま廃棄されているのが現状である。

一方、近年においては、上記したような石油系の未利用資源からニッケルＮｉやバナジウムＶといった有価金属を回収しようとする試みが成されており、一例として、特許文献１に示すようなガス化装置がある。この特許文献１のガス化装置においては、石油系の未利用資源を部分酸化するガス化炉本体からガス化ガスと共に排出された未燃分及び気相析出物は、ポーラスフィルタで分離され、分離された未燃分及び気相析出物は、別置きの燃焼／ガス化炉へ導かれて熱又は高カロリーガスとしてエネルギを回収され、燃焼／ガス化炉からの排ガスは、燃焼／ガス化炉の下方に設けた水浴を通すことにより、排ガス中の未燃分に含まれた金属類が分離される。未利用資源として、オイルサンドやオイルシェールを用いても同様の効果を得ることができる。
特開平７−１５０１４８公報

特許文献１のガス化装置では、排ガス中の未燃分に含まれている金属類を回収するために、排ガスを水中に通して水浴を行い、金属類を含む水を得てこの未燃分含有水を水処理、灰分離システムで処理し、金属類を分離している。

しかしながら、金属類を含む未燃分含有水の場合は、金属類の濃度が希釈されて薄くなってしまい、金属類を回収するためには、後工程での水処理のために大掛かりな装置が必要となり、コストアップを招来する。

本発明は、上記実情に鑑み、排ガスを水浴することなく未利用資源から有価金属を含む灰を分離し、回収するようにした未利用資源の活用方法及び活用設備を提供することを目的としてなしたものである。

本発明は、有価金属を含む未利用資源から有価金属を含む灰を回収するようにした未利用資源の活用方法であって、
ガス化剤として水蒸気を導入して成る雰囲気中で未利用資源をガス化するガス化工程と、
該ガス化工程でガス化されなかった未反応のチャーを燃焼させて得られた有価金属を含む灰を乾式で回収する灰回収工程と、
を経るものである。

本発明は、有価金属を含む未利用資源から有価金属を含む灰を回収するようにした未利用資源の活用方法であって、
ガス化剤として水蒸気を導入して成る雰囲気中で未利用資源をガス化するガス化工程と、
該ガス化工程において流動層を形成していた砂に同伴された、前記ガス化工程でガス化されなかった未反応のチャーを燃焼させて有価金属を含む灰を生成させる灰生成工程と、
該灰生成工程から排ガスに同伴されて来た砂及び有価金属を含む灰から砂を分離する砂分離工程と、
該砂分離工程から排ガスに同伴されて来た、有価金属を含む灰を乾式で回収する灰回収工程と、
を経るものである。

本発明は、有価金属を含む未利用資源から有価金属を含む灰を回収するようにした未利用資源活用設備であって、
ガス化剤として水蒸気を導入して成る雰囲気中で未利用資源をガス化するガス化手段と、
該ガス化手段でガス化されなかった未反応のチャーを燃焼させて得られた有価金属を含む灰を回収する乾式灰回収手段と、
を備えたものである。

本発明は、有価金属を含む未利用資源から有価金属を含む灰を回収するようにした未利用資源の活用設備であって、
ガス化剤として水蒸気を導入して成る雰囲気中で未利用資源をガス化するガス化手段と、
該ガス化手段において流動層を形成していた砂に同伴された、前記ガス化装置でガス化されなかった未反応のチャーを燃焼させて有価金属を含む灰を生成させる灰生成手段と、
該灰生成手段から排ガスに同伴されて来た砂及び有価金属を含む灰から砂を分離する砂分離手段と、
該砂分離手段から排ガスに同伴されて来た、有価金属を含む灰を回収する乾式灰回収手段と、
を備えたものである。

本発明の未利用資源の活用設備においては、乾式灰回収手段は、電気集塵機やバグフィルタである。

本発明の未利用資源の活用方法及び活用設備によれば、有価金属を含む灰を乾式で回収することができるため、未利用資源に含まれている有価金属の殆どを濃縮した状態で回収することができて回収効率が向上し、且つ後工程での処理を容易に行うことができて経済的である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の未利用資源の活用方法及び活用設備に適用するガス化設備の実施の形態の一例である。而して、本実施の形態においては、石油系の未利用資源であるペトロコークを原料としてガス化を行うガス化設備から排出される排ガスに含まれるニッケルＮｉ及びバナジウムＶといった有価金属を排ガスから灰として回収する場合を示している。

図１に示すガス化設備は、水蒸気供給源１からの水蒸気をガス化剤として下部から導入し且つ未利用資源供給源２からの石油系の未利用資源であるペトロコーク（原料）を供給してこの未利用資源に含まれる有機物を、流動化している高温の砂中でガス化する流動層ガス化炉３と、流動層ガス化炉３において流動層を形成していた砂及び流動層ガス化炉３においてガス化されなかった未反応の炭素であるチャー（砂及びチャー４）が導入され、且つ空気供給源５からの空気により、砂が熱媒体として流動化される燃焼炉６とを備えている。

更に、ガス化設備は、燃焼炉６からの燃焼排ガス７を導入して循環媒体である砂８を捕集すると共に、排ガス９を排出するサイクロン等の分離器１０と、分離器１０からの排ガス９に含まれている灰を捕集し回収する電気集塵機やバグフィルタのような乾式回収手段１１を備えている。なお、図１において白抜きの矢印は有価金属の流れを示す。

次に、上記図示例の作動を説明する。
流動層ガス化炉３内には、水蒸気供給源１から酸化剤として水蒸気１が導入されると共に、未利用資源供給源２からの石油系の未利用資源であるペトロコーク（原料）が供給される。流動層ガス化炉３内では、水蒸気により砂が流動化し、未利用資源が燃焼して得られた熱により高温の流動層が形成される。又、流動層内においては、未利用資源に含まれる有機物が流動層の熱により水蒸気の存在下でガス化されて、水素及び一酸化炭素から成るガス化ガスが生成される。生成されたガス化ガスには、硫黄分が硫化水素として含まれている。未利用資源がペトロコークの場合は、ガス化反応は吸熱反応であるため、流動層の顕熱によりガス化ガス生成の際の反応熱が補われる。

而して、流動層ガス化炉３から取り出されたガス化ガスは、ガス精製プロセスで硫化水素を除去されて精製された後、合成ガスや発電用の原料ガス等として利用される。

流動層ガス化炉３において流動層を形成していた砂及び流動層ガス化炉３でガス化されなかった未反応のチャーは、燃焼炉６へ導入され、空気供給源５からの空気によって流動化される砂が加熱されて熱媒体として作用し、チャーが燃焼されて燃焼ガスが生成される。チャーが燃焼することにより、チャーに含まれる有価金属等の金属類は、無機酸化物である灰となる。

燃焼炉６からの砂及び灰が同伴された燃焼排ガス７は分離器１０へ導入されて砂８が捕集され、砂８は循環熱媒体として流動層ガス化炉３内へ戻される。又、砂８が除去された排ガス９は、灰を同伴したまま分離器１０から取り出されて乾式回収手段１１へ導入され、乾式回収手段においては、灰が捕集されて回収される。

乾式チャーには、ペトロコークに含まれていたニッケルＮｉ及びバナジウムＶといった有価金属の殆どが濃縮された状態で含まれており、このため、ニッケルＮｉ及びバナジウムＶといった有価金属の殆どは灰として回収される。

乾式回収手段１１で回収された有価金属を含む灰１２は乾式回収手段１１から後工程へ供給されて所定の処理を施され、ニッケルＮｉ及びバナジウムＶといった有価金属が抽出され、分離される。

灰を除去された排ガスは、乾式回収手段１１から導出されて後工程へ供給される。

上記図示例によれば、未利用資源に含まれている有価金属の殆どを濃縮した状態で灰１２として乾式回収手段１１により回収することができるため、回収効率が向上し、且つ、後工程での処理を容易に行うことができて経済的である。

なお、本発明の未利用資源の活用方法及び活用設備は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の未利用資源の活用方法及び活用設備に適用するガス化設備の実施の形態の一例を示す概略構成説明図である。

３ 流動層ガス化炉（ガス化手段）
６ 燃焼炉（灰生成手段）
７ 燃焼排ガス（排ガス）
９ 排ガス
１０ 分離器（分離手段）
１１ 乾式回収手段
１２ 灰

Claims (5)

1. 有価金属を含む未利用資源から有価金属を含む灰を回収するようにした未利用資源の活用方法であって、
   ガス化剤として水蒸気を導入して成る雰囲気中で未利用資源をガス化するガス化工程と、
   該ガス化工程でガス化されなかった未反応のチャーを燃焼させて得られた有価金属を含む灰を乾式で回収する灰回収工程と、
   を経ることを特徴とする未利用資源の活用方法。
2. 有価金属を含む未利用資源から有価金属を含む灰を回収するようにした未利用資源の活用方法であって、
   ガス化剤として水蒸気を導入して成る雰囲気中で未利用資源をガス化するガス化工程と、
   該ガス化工程において流動層を形成していた砂に同伴された、前記ガス化工程でガス化されなかった未反応のチャーを燃焼させて有価金属を含む灰を生成させる灰生成工程と、
   該灰生成工程から排ガスに同伴されて来た砂及び有価金属を含む灰から砂を分離する砂分離工程と、
   該砂分離工程から排ガスに同伴されて来た、有価金属を含む灰を乾式で回収する灰回収工程と、
   を経ることを特徴とする未利用資源の活用方法。
3. 有価金属を含む未利用資源から有価金属を含む灰を回収するようにした未利用資源活用設備であって、
   ガス化剤として水蒸気を導入して成る雰囲気中で未利用資源をガス化するガス化手段と、
   該ガス化手段でガス化されなかった未反応のチャーを燃焼させて得られた有価金属を含む灰を回収する乾式灰回収手段と、
   を備えたことを特徴とする未利用資源の活用設備。
4. 有価金属を含む未利用資源から有価金属を含む灰を回収するようにした未利用資源の活用設備であって、
   ガス化剤として水蒸気を導入して成る雰囲気中で未利用資源をガス化するガス化手段と、
   該ガス化手段において流動層を形成していた砂に同伴された、前記ガス化手段でガス化されなかった未反応のチャーを燃焼させて有価金属を含む灰を生成させる灰生成手段と、
   該灰生成手段から排ガスに同伴されて来た砂及び有価金属を含む灰から砂を分離する砂分離手段と、
   該砂分離手段から排ガスに同伴されて来た、有価金属を含む灰を回収する乾式灰回収手段と、
   を備えたことを特徴とする未利用資源の活用設備。
5. 乾式灰回収手段は、電気集塵機やバグフィルタである請求項３又は４に記載の未利用設備の活用設備。

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