JP2011219708A - System and method for producing jet biofuel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ジェットバイオ燃料の製造システムおよびジェットバイオ燃料の製造方法に関する。 The present invention relates to a jet biofuel production system and a jet biofuel production method.
バイオマスを熱分解して、乾留ガスを発生させ、発生した乾留ガスをフィッシャ・トロプシュ合成触媒を用いて液体燃料化(BTL:Biomass to Liquid)する種々の試みが施されている。 Various attempts have been made to pyrolyze biomass to generate dry distillation gas and to convert the generated dry distillation gas into liquid fuel (BTL: Biomass to Liquid) using a Fischer-Tropsch synthesis catalyst.
特許文献1(特開2006−205135号公報)には、低カロリー廃棄物をメタン発酵処理するメタン発酵槽と、高カロリー廃棄物を燃焼させて炭化処理する炭化炉と、該炭化炉にて製造した炭化物を導入し燃焼させてガス化するガス化炉と、該ガス化炉にて発生したガスを精製するガス精製装置と、該精製したCO、H2を主成分とする精製ガスから液体燃料をFT合成(フィッシャー・トロプシュ合成)する液体燃料合成装置とを備え、メタン発酵槽にて発生したバイオガスをガス化炉に助燃剤として送給する複合廃棄物処理システムが開示されている。 Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-205135) discloses a methane fermentation tank for methane fermentation treatment of low-calorie waste, a carbonization furnace for burning carbonization by burning high-calorie waste, and the carbonization furnace. A gasification furnace for introducing and burning the generated carbide to gasify, a gas purification device for purifying the gas generated in the gasification furnace, and liquid fuel from the purified gas mainly containing the purified CO and H2 A composite waste treatment system including a liquid fuel synthesizing apparatus that performs FT synthesis (Fischer-Tropsch synthesis) and that supplies biogas generated in a methane fermentation tank to a gasification furnace as a combustor is disclosed.
また、特許文献2(特開2007−204558)には、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、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、バイオマスガスを精製するガス精製部と、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が開示されている。 Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-204558) includes a gasification unit that holds a certain amount of biomass and heats it with a heating body to gasify it, and a particulate material, tar, A gas refining unit that removes at least one substance selected from sulfur compounds and nitrogen compounds and purifies biomass gas, and a liquid fuel manufacturing unit that liquefies the purified biomass refining gas to produce a biomass liquid fuel stock solution A gas-liquid separator that separates the biomass liquid fuel stock solution into biomass liquid fuel, water, and light hydrocarbons, a vacuum recovery unit that recovers the biomass liquid fuel separated by the gas-liquid separator by reducing the pressure, and Combusting the unreacted material that is not gasified in the gasification unit, and supplying the generated heat to the gasification unit, liquid combustion from biomass comprising Manufacturing apparatus is disclosed.
これらのバイオマスから液体燃料を製造する技術として、ジェットバイオ燃料をバイオマスから工業的に製造する技術が期待されている。 As a technique for producing liquid fuel from these biomasses, a technique for industrially producing jet biofuel from biomass is expected.
しかしながら、これらの技術は、設計の段階あるいは実験段階であり、工業的規模で連続して安定的にバイオマスからジェット燃料を製造する確立されていない。 However, these technologies are in a design stage or an experimental stage, and have not been established to produce jet fuel from biomass continuously and stably on an industrial scale.
本発明の課題は、バイオマスから安定して収率よくジェットバイオ燃料を製造する技術を提供することである。 The subject of this invention is providing the technique which manufactures a jet biofuel stably from biomass with sufficient yield.
上記課題を解決する本発明は、下記項目により達成される。
(項目1) 木材由来の原料を所定のサイズ、所定の水分含有率および単位質量当たり所定範囲の炭素含有量と水素含有率の木材チップにするための粉砕処理装置と、粉砕した木材チップを熱分解して乾留ガスとする熱分解装置と、乾留ガスを精製する精製装置と、精製した気体を炭化水素合成触媒の存在下にジェットバイオ燃料とする炭化水素合成装置と、から構成されたジェットバイオ燃料の製造システムであって、前記精製装置と前記炭化水素合成装置との間に、水素ガスを計量添加する水素供給系と、前記精製装置で精製された乾留ガスと前記水素供給系から計量添加される水素とを前記木材チップに含有する炭素成分と水素成分の含有量に基づいて前記乾留ガスに炭素:水素のモル比が1:2から1:6となるような混合ガスを調整する調整装置とを備えていることを特徴とするジェットバイオ燃料の製造システム。The present invention for solving the above problems is achieved by the following items.
(Item 1) A pulverizing apparatus for converting wood-derived raw materials into wood chips having a predetermined size, a predetermined moisture content, a predetermined carbon content and a hydrogen content per unit mass, and heat the crushed wood chips Jet bio, composed of a pyrolysis device that decomposes into dry distillation gas, a purification device that purifies the dry distillation gas, and a hydrocarbon synthesis device that uses the purified gas as jet biofuel in the presence of a hydrocarbon synthesis catalyst A fuel production system comprising a hydrogen supply system for metering and adding hydrogen gas between the refining device and the hydrocarbon synthesis device, a dry distillation gas purified by the refining device, and metering from the hydrogen supply system A mixed gas in which the carbon: hydrogen molar ratio is from 1: 2 to 1: 6 is adjusted to the dry distillation gas based on the carbon component containing hydrogen and the content of hydrogen component in the wood chip A jet biofuel production system comprising:
(項目2) 前記ガス調整装置は、さらに炭化水素合成装置からの未反応のガスを混合するためのガス供給ラインを有しており、前記精製した乾留ガスと、前記水素供給装置からの水素と前記炭化水素合成装置からの未反応ガスとを混合することを特徴とする項目1に記載のジェットバイオ燃料の製造システム。(Item 2) The gas adjusting device further includes a gas supply line for mixing unreacted gas from the hydrocarbon synthesizer, and the purified dry distillation gas, hydrogen from the hydrogen supply device, and 2. The jet biofuel production system according to item 1, wherein unreacted gas from the hydrocarbon synthesizer is mixed.
(項目3) 前記ガス調整装置は、各々流量調整バブルを備えた精製した乾留ガスの導入口と水素ガスの導入口と未反応ガス導入口と気体圧縮手段を有するガス混合部と、混合ガスを一時的に圧縮貯蔵する少なくとも1つのバッファタンクより構成されていることを特徴とする項目1または2に記載のジェットバイオ燃料の製造システム。(Item 3) The gas adjusting device includes a refined dry distillation gas introduction port, a hydrogen gas introduction port, an unreacted gas introduction port, a gas mixing unit having gas compression means, and a mixed gas, each having a flow rate adjustment bubble. 3. The jet biofuel production system according to item 1 or 2, comprising at least one buffer tank that is temporarily compressed and stored.
(項目4) 前記気体圧縮手段は、前記ガス混合部内に設けられた熱交換装置から構成されることを特徴とする項目3に記載のジェットバイオ燃料の製造システム。(Item 4) The jet biofuel production system according to item 3, wherein the gas compressing means includes a heat exchange device provided in the gas mixing section.
(項目5) 前記ジェットバイオ燃料の製造システムは、過熱水蒸気発生手段を有しており、前記過熱水蒸気発生手段から発生した過熱水蒸気を熱分解装置のキャリアガスとして使用し、さらに熱分解装置の熱源および/または熱交換器を通過する熱媒として使用することを特徴とする項目1から4のいずれか1項に記載のジェットバイオ燃料の製造システム。(Item 5) The jet biofuel production system has superheated steam generation means, uses superheated steam generated from the superheated steam generation means as a carrier gas for the thermal decomposition apparatus, and further heat source of the thermal decomposition apparatus 5. The jet biofuel production system according to any one of items 1 to 4, wherein the system is used as a heat medium passing through a heat exchanger.
(項目6) 前記精製装置は、脱硫装置とイオン交換スクラバとから構成されていることを特徴とする項目1から5のいずれか1項に記載のジェットバイオ燃料の製造システム。(Item 6) The jet biofuel production system according to any one of items 1 to 5, wherein the purification device includes a desulfurization device and an ion exchange scrubber.
(項目7) 木材由来原料を所定のサイズ、所定の水分含有率および単位質量当たり所定範囲の炭素含有量と水素含有率になるように粉砕して木材チップとする粉砕工程と、前粉砕した木材チップを熱分解装置に投入して乾留ガスを発生させる乾留ガス発生工程と、発生した乾留ガスを精製する精製工程と、精製した乾留ガスに所定の炭素:水素モル比となるように水素を添加して合成用の混合ガスを調製する混合ガス調製工程と、調製した混合ガスを炭化水素に転化する炭化水素オイル製造工程と炭化水素製造工程で得られた混合ガスを炭化水素オイルと、未反応分とに分離する分離工程とを含むことを特徴とするジェットバイオ燃料の製造方法。(Item 7) A pulverization step of pulverizing a wood-derived raw material to a predetermined size, a predetermined moisture content, a predetermined range of carbon content and hydrogen content per unit mass to obtain a wood chip, and pre-ground wood A pyrolysis gas generation process that generates chips by introducing chips into a pyrolysis apparatus, a purification process that purifies the generated dry distillation gas, and hydrogen is added to the purified dry distillation gas so that a predetermined carbon: hydrogen molar ratio is obtained. A mixed gas preparation step for preparing a mixed gas for synthesis, a hydrocarbon oil production step for converting the prepared mixed gas into a hydrocarbon, and a mixed gas obtained in the hydrocarbon production step with a hydrocarbon oil, unreacted A method for producing a jet biofuel, comprising: a separation step of separating into two parts.
(項目8) さらに、分離工程で生じた未反応分を混合ガス調製工程に戻す未反応分循環工程を有することを特徴とする項目7に記載のジェットバイオ燃料の製造方法。(Item 8) The method for producing jet biofuel according to Item 7, further comprising an unreacted component circulation step for returning the unreacted component generated in the separation step to the mixed gas preparation step.
(項目9) 導入する木材チップ中に含まれる炭素と水素との比率に基づいて、混合ガス中の炭素と水素との比率がモル比で1:2から1:4となるように水素を添加することを特徴とする項目7または8に記載のジェットバイオ燃料の製造方法。(Item 9) Based on the ratio of carbon to hydrogen contained in the wood chip to be introduced, hydrogen is added so that the ratio of carbon to hydrogen in the mixed gas is from 1: 2 to 1: 4 in molar ratio. Item 9. The method for producing jet biofuel according to Item 7 or 8, wherein
本発明によると、木材を所定の前処理により水分含有量、炭素含有量、水素含有量が所定範囲内の原料基準を有する木材チップを出発原料とし、前記原料基準に合わせて水素を所定の炭素/水素モル比となるように精製乾留ガスに混合するので、安定して収率よく目的とするジェットバイオ燃料を製造することが可能となる。 According to the present invention, wood chips having a raw material standard within a predetermined range of moisture content, carbon content, and hydrogen content by a predetermined pretreatment are used as a starting material, and hydrogen is supplied to a predetermined carbon in accordance with the raw material standard. Since the mixture is mixed with the purified dry distillation gas so as to have a hydrogen / hydrogen molar ratio, the target jet biofuel can be produced stably and with high yield.
また、未反応のオフガスを循環することにより、目的の分子量範囲内の炭化水素オイルとなり、性状が一定のジェットバイオ燃料とすることが可能となる。 Further, by circulating unreacted off-gas, it becomes a hydrocarbon oil within the target molecular weight range, and it becomes possible to obtain a jet biofuel having a constant property.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
(基本構成)
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。まず、図1に基づいて、本発明のジェットバイオ燃料の製造システムの基本構成を説明する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(Basic configuration)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the basic configuration of the jet biofuel production system of the present invention will be described with reference to FIG.
図1に示す通り、本発明の炭化水素製造システムは、木材由来原料を所定のサイズ、水分含有量に粉砕して木材チップとするための粉砕装置10と、木材チップを熱分解して乾留ガスとする熱分解装置20と、乾留ガスを精製する精製装置40と、精製した気体を炭化水素合成触媒の存在下に所定分子量範囲の炭化水素オイルとする炭化水素合成装置であるFT合成塔70と、乾留ガスに炭化水素合成に不足分の水素を供給する水素供給装置60とから主として構成されており、本発明のジェットバイオ燃料製造システムは、精製した乾留ガスと水素とを混合する調整装置50とを有している。更に好ましくは、本発明のジェットバイオ燃料製造システムにおいて、調整装置50は、FT合成塔において未反応のガスを調整装置50に戻す構成を有している。 As shown in FIG. 1, the hydrocarbon production system of the present invention includes a pulverizer 10 for pulverizing a wood-derived raw material into a predetermined size and moisture content to obtain wood chips, and pyrolyzing the wood chips by pyrolyzing them. A refining apparatus 40 for purifying a dry distillation gas, an FT synthesis tower 70 which is a hydrocarbon synthesizing apparatus for converting the purified gas into a hydrocarbon oil having a predetermined molecular weight range in the presence of a hydrocarbon synthesis catalyst, The jet biofuel production system according to the present invention is mainly composed of a hydrogen supply device 60 for supplying a shortage of hydrogen for hydrocarbon synthesis to the dry distillation gas, and the adjustment system 50 for mixing the purified dry distillation gas and hydrogen. And have. More preferably, in the jet biofuel production system of the present invention, the adjusting device 50 has a configuration for returning unreacted gas to the adjusting device 50 in the FT synthesis tower.
なお、後述する通り、熱分解装置20は、原料であるバイオマスを投入するための投入口21と、熱分解装置20内の雰囲気を置換し、発生した乾留ガスを後段の精製装置40へ送るキャリアガス供給系30を備えている。 As will be described later, the pyrolysis apparatus 20 replaces the inlet 21 for introducing biomass as a raw material and the atmosphere in the pyrolysis apparatus 20, and sends the generated dry distillation gas to the subsequent purification apparatus 40. A gas supply system 30 is provided.
本発明のジェットバイオ燃料の製造装置は、所定の前処理された木材チップを熱分解装置20で熱分解して発生した乾留ガスを精製装置40で精製し、精製した乾留ガスに水素を添加して混合ガスとし、この混合ガスをFT合成塔により所定分子量範囲の炭化水素オイルとする。この際に、木材チップの炭素含有量と水素含有量に基づいて不足分の水素を水素供給系50から供給するので、本発明のジェットバイオ燃料の製造装置におけるジェットバイオ燃料の収率が上がる。 The apparatus for producing jet biofuel of the present invention purifies a dry distillation gas generated by thermally decomposing predetermined pretreated wood chips with a thermal decomposition apparatus 20 with a purification apparatus 40, and adds hydrogen to the purified dry distillation gas. The mixed gas is converted into a hydrocarbon oil having a predetermined molecular weight range by the FT synthesis tower. At this time, since the deficient hydrogen is supplied from the hydrogen supply system 50 based on the carbon content and the hydrogen content of the wood chips, the yield of the jet biofuel in the jet biofuel production apparatus of the present invention is increased.
(原料および前処理)
本発明においては、木材由来の原料、より具体的には間伐材等を原料とし、これを所定のサイズに粉砕する。(Raw material and pretreatment)
In the present invention, a raw material derived from wood, more specifically, a thinned material is used as a raw material, and this is pulverized to a predetermined size.
木材由来の原料を用いるのは、性状は所定範囲内であり、炭素と水素の割合が比較的安定しており、そして除去すべき不純物が予測できるからである。そのため、水分含有量とサイズを所定範囲内とすると、使用する熱分解装置で熱分解することによって安定的に所定の組成の乾留ガスが発生する。この乾留ガス中には、硫黄酸化物、窒素酸化物などの除去すべき成分が明確でありまた、ガス中の炭素/水素モル比も一定範囲内である。したがって、適正な精製処理を行った後適正な添加量の水素を加えると効率よく目的とする分子量範囲内(ジェットバイオ燃料の企画範囲内)の炭化水素オイルが製造できる。 The reason why the raw material derived from wood is used is that the properties are within a predetermined range, the ratio of carbon and hydrogen is relatively stable, and impurities to be removed can be predicted. Therefore, when the moisture content and size are within the predetermined range, dry distillation gas having a predetermined composition is stably generated by thermal decomposition with the thermal decomposition apparatus to be used. In the dry distillation gas, components to be removed such as sulfur oxide and nitrogen oxide are clear, and the carbon / hydrogen molar ratio in the gas is also within a certain range. Accordingly, when an appropriate addition amount of hydrogen is added after an appropriate purification treatment, a hydrocarbon oil within the target molecular weight range (within the planned range of jet biofuel) can be produced efficiently.
また、木材由来の原料の安定供給は、森林の保全・育成を行う原資となり得る。そのため、海域の変化を来たす可能性のある海藻や食品の価格に繋がるトウモロコシ等の農業生産物を原料とする場合と比較して木材由来の原料をバイオジェット燃料の原料として使用することは有利である。 In addition, a stable supply of raw materials derived from timber can be a resource for forest conservation and development. For this reason, it is advantageous to use wood-derived raw materials as raw materials for biojet fuel compared to the case of using agricultural products such as corn, which can lead to changes in the sea area, which can lead to changes in seaweed and food prices. is there.
代表的な木材中には、炭素分約50から60質量%、水素4〜8質量%が含まれているが、産地や使用する木材の種類を特定することによりこのばらつきも少なくなる。このような炭素含有量、水素含有量に基づいて本発明では、最適な炭素:水素モル比(C:H)となうように水素を添加するが、一般には、C:H=1:1.5から1:6、好ましくは1:2から1:5、より好ましくは1:2から1:4となるように水素含有量を調整する。 Typical wood contains about 50 to 60% by mass of carbon and 4 to 8% by mass of hydrogen, but this variation is reduced by specifying the production area and the type of wood used. In the present invention, hydrogen is added based on such carbon content and hydrogen content so as to obtain an optimal carbon: hydrogen molar ratio (C: H). Generally, C: H = 1: 1. The hydrogen content is adjusted to be from 5 to 1: 6, preferably from 1: 2 to 1: 5, more preferably from 1: 2 to 1: 4.
この際に、木材由来原料は、所定の炭素水素モル比範囲内となるように十分な水分調整を行うこと(水分調整は、熱分解におけるエネルギの削減という観点からも重要である)と、効率よく熱分解するように所定のサイズにあらかじめ粉砕しておくことが重要である。 At this time, the moisture derived from the wood-derived raw material should be sufficiently adjusted so that it falls within the predetermined range of carbon hydrogen molar ratio (moisture adjustment is also important from the viewpoint of reducing energy in thermal decomposition) and efficiency. It is important to pulverize to a predetermined size in advance so that it can be thermally decomposed well.
しかしながら、木材由来原料は、風雨に晒す場所に野積みしない限り所定範囲内の水分含有量であるので水分調整は必ずしも必須でない。 However, since the wood-derived raw material has a moisture content within a predetermined range unless it is piled up in a place exposed to wind and rain, moisture adjustment is not necessarily essential.
目標とする水分含有率は、60%未満、好ましくは30%未満、より好ましくは10%未満である。水分含有量が高すぎると熱分解装置での過剰の蒸発によるエネルギ消費が大きくなりすぎる。The target moisture content is less than 60%, preferably less than 30%, more preferably less than 10%. If the water content is too high, energy consumption due to excessive evaporation in the thermal decomposition apparatus becomes too large.
木材チップのサイズは、効率的熱分解を行うという観点から細かいほど好ましい。一般には、10mm未満、好ましくは5mm未満、より好ましくは1mm末満の木材チップを使用することが好ましい。このようにして前処理することにより、単位重量当たりの炭素含有量および水素含有量が想定できる。換言すると、本発明においては、このような一定のサイズに粉砕した木材チップは出発原料の原料基準として、単位重量当たりの炭素および水素含有率に基づいて、後述する水素の添加量の算出基準とすることが可能となる。 The size of the wood chip is preferably as fine as possible from the viewpoint of efficient thermal decomposition. In general, it is preferable to use wood chips of less than 10 mm, preferably less than 5 mm, more preferably less than 1 mm. By pretreating in this way, the carbon content and hydrogen content per unit weight can be assumed. In other words, in the present invention, the wood chips pulverized to such a constant size are used as the raw material standard of the starting material, based on the carbon and hydrogen content per unit weight, It becomes possible to do.
(熱分解)
本発明において前処理されたバイオマス原料は、次いで熱分解装置20で粗製乾留ガスに熱分解される。本発明において適用可能な熱分解装置20は、例えば図2に示す通り前処理されたバイマス原料投入する投入口21と、熱分解装置20内の雰囲気を置換する機能と、発生した乾留ガスを次工程に搬送するキャリアガス機能とを有するキャリアガス導入口23と、発生した乾留ガス(粗製乾留ガス)を排出する排出口22とを有しており、投入口21から投入したバイマス原料を熱分解する図示しない熱源を有する装置であり、このような機能を有する熱分解装置であれば特に限定されるものではく、ロータリーキルン方式等の連続式であってもバッチ式であっても適用可能である。(Thermal decomposition)
The biomass raw material pretreated in the present invention is then thermally decomposed into crude dry distillation gas by the thermal decomposition apparatus 20. The pyrolysis apparatus 20 applicable in the present invention includes, for example, an inlet 21 for charging a pre-treated bimass raw material as shown in FIG. 2, a function for replacing the atmosphere in the pyrolysis apparatus 20, and the generated dry distillation gas. It has a carrier gas introduction port 23 having a carrier gas function to be transported to the process, and a discharge port 22 for discharging the generated dry distillation gas (crude dry distillation gas). It is a device having a heat source (not shown), and is not particularly limited as long as it is a pyrolysis device having such a function, and can be applied to a continuous type such as a rotary kiln type or a batch type. .
図2に示す熱分解装置20は、投入口21から投入し木材チップを原料押し込み装置21aにより押し込む構成を有している。この際に、原料中に含まれる空気は投入21口下方から排除され、熱分解装置20内部に入る時には実質量の酸素が除去される。 The thermal decomposition apparatus 20 shown in FIG. 2 has a configuration in which wood chips are inserted from an insertion port 21 and are pushed by a raw material pushing apparatus 21a. At this time, air contained in the raw material is removed from the lower side of the inlet 21 and a substantial amount of oxygen is removed when entering the inside of the thermal decomposition apparatus 20.
そのため、キャリアガスの導入により相当量の空気が置換される。そして、導入したバイマス原料は、図示しない加熱手段によりキャリアガス雰囲気下で熱分解温度まで加熱されて熱分解されて不純物を含む乾留ガスと、残余の固体成分とになる。 Therefore, a considerable amount of air is replaced by the introduction of the carrier gas. The introduced biomass material is heated to a thermal decomposition temperature in a carrier gas atmosphere by a heating means (not shown) and is thermally decomposed into a dry distillation gas containing impurities and a remaining solid component.
なお、熱分解装置の熱源は、従来の通りオイルであることもできるが、熱分釜内の温度制御が容易である点から電気エネルギを使用するものあるいはオイル式とのハイブリッドが好ましい。 The heat source of the thermal decomposition apparatus can be oil as in the past, but those using electric energy or a hybrid with an oil type are preferred from the viewpoint of easy temperature control in the heat separator.
なお、電気エネルギを使用する場合には、本発明で得られた炭化水素(ガス及び/又はオイル)を熱源にあるいは、本発明により発生した水素と炭化水素とを混合したものをエネルギ源として使用することが好ましい。電気エネルギを使用する熱分解装置としては、従来のような電気炉であってもよいが、マイクロ波による加熱又はセラミック発熱体による加熱方式であってもよい。 When electric energy is used, the hydrocarbon (gas and / or oil) obtained by the present invention is used as a heat source, or the mixture of hydrogen and hydrocarbons generated by the present invention is used as an energy source. It is preferable to do. The thermal decomposition apparatus using electric energy may be a conventional electric furnace, but may be a heating method using microwaves or a heating method using a ceramic heating element.
なお、本発明の好ましい実施形態において、熱分解装置は、バイマス原料の投入量を測定するための投入量測定装置(例えば、重量センサ)、キャリアガスの流量を測定するための流量センサ、炉内温度を測定するための温度センサ、装置内圧力を測定する圧力センサ、乾留ガスの排出量と排出圧を測定するための流量センサなど周知のセンサを設けていることが好ましい。 In a preferred embodiment of the present invention, the thermal decomposition apparatus includes an input amount measuring device (for example, a weight sensor) for measuring the input amount of a biomass source, a flow rate sensor for measuring the flow rate of the carrier gas, and an in-furnace It is preferable to provide a known sensor such as a temperature sensor for measuring the temperature, a pressure sensor for measuring the pressure in the apparatus, and a flow rate sensor for measuring the discharge amount and discharge pressure of the dry distillation gas.
特に、熱分解装置は、木材チップの投入量を測定するための重量センサ、キャリアガスの流量を測定するための流量センサ乾留ガスの排出量と排出温度を測定するための流量センサと温度センサからの情報は、炭素含有量と、水素含有量(したがって、炭素と水素とのモル比)を計算するのに重要である。 In particular, the pyrolysis apparatus includes a weight sensor for measuring the input amount of wood chips, a flow sensor for measuring the flow rate of the carrier gas, a flow sensor and a temperature sensor for measuring the discharge amount and discharge temperature of the dry distillation gas. This information is important for calculating the carbon content and the hydrogen content (and hence the molar ratio of carbon to hydrogen).
電熱方式は、これらのセンサからの情報に基づいて制御が容易であり、エネルギコスト削減、立ち上がりの早さ、メンテナンス・操作の容易性の点で好ましい。特にマイクロ波形式の場合、電気炉に比較してエネルギコストが1/10程度となり(インバータ回路を入れることによりさらに半分)、立ちあがりがより早く(5分程度)、より高温熱分解が可能となり、小型化が可能であり、そしてメンテナンス・操作が容易であるという利点がある。 The electric heating method is easy to control based on information from these sensors, and is preferable in terms of energy cost reduction, quick start-up, and ease of maintenance and operation. In particular, in the case of the micro-wave type, the energy cost is about 1/10 compared to an electric furnace (an additional half by inserting an inverter circuit), the start-up is faster (about 5 minutes), and higher-temperature pyrolysis is possible. There is an advantage that downsizing is possible and maintenance and operation are easy.
なお、このように所定の木材チップを一般には700℃以上の高温で熱分解することにより、熱分解する木材チップに依存して安定した熱分解率で水性ガスを主体とした乾留ガスが生成する(粗製乾留ガス)。 In this way, by pyrolyzing a predetermined wood chip at a high temperature of generally 700 ° C. or higher, a dry distillation gas mainly composed of water gas is generated at a stable pyrolysis rate depending on the wood chip to be pyrolyzed. (Crude carbonization gas).
本発明においては、一定の原料を一定の処理をした木材チップを出発原料として使用するので、熱分解装置20により安定した効率で乾留ガスを発生することが可能である。 In the present invention, since wood chips obtained by subjecting a certain raw material to a certain treatment are used as a starting raw material, the pyrolysis apparatus 20 can generate dry distillation gas with stable efficiency.
キャリアガス供給系30としては、水蒸気を発生させる水を貯蔵する水タンク31と発生した水蒸気を過熱するための誘導加熱ライン32とから主として構成されている。過熱水蒸気は、600℃から900℃程度の温度にまで加熱することが可能であるので、熱分解装置20の熱源として使用することも可能である。 The carrier gas supply system 30 is mainly composed of a water tank 31 for storing water for generating water vapor and an induction heating line 32 for overheating the generated water vapor. Since the superheated steam can be heated to a temperature of about 600 ° C. to 900 ° C., it can also be used as a heat source for the thermal decomposition apparatus 20.
なお、図3に示す実施形態では、過熱水蒸気を後述する水素供給系60へ送り触媒反応により水素を発生するために使用することも可能であり、またイオン交換スクラバなどの精製装置50からの水を熱時水タンク31に送る構成とすることも可能である。 In the embodiment shown in FIG. 3, superheated steam can be sent to a hydrogen supply system 60 to be described later and used for generating hydrogen by catalytic reaction, and water from a purification device 50 such as an ion exchange scrubber can be used. It is also possible to have a configuration in which the water is sent to the hot water tank 31.
このように構成することにより、装置構成が簡単となりなおかつ消費エネルギが少なくなるという利点がある。 This configuration has an advantage that the apparatus configuration is simplified and energy consumption is reduced.
(精製装置)
精製装置40は、生成した粗製乾留ガスから不純物を除去する装置であり、当該技術分野に周知の装置を組み合わせて構成することができる。本発明の好ましい実施形態において、図4に示す通り脱硫・脱タール装置41と、イオン交換スクラバ43との組み合わせまたは脱硫・脱タール装置41とイオン交換スクラバ43とサイクロン42との組み合わせが精製した乾留ガスがより純粋であり、最終生成物である炭化水素オイルに塩素等のイオン成分を含まない点で好ましい。(Purification equipment)
The purification device 40 is a device that removes impurities from the generated crude dry distillation gas, and can be configured by combining devices well known in the art. In a preferred embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, a dry distillation in which a combination of a desulfurization / detarring device 41 and an ion exchange scrubber 43 or a combination of a desulfurization / detarging device 41, an ion exchange scrubber 43 and a cyclone 42 is purified. It is preferable in that the gas is purer and the hydrocarbon oil as the final product does not contain ionic components such as chlorine.
すなわち、イオン交換スクラバは、陰イオン交換樹脂層と陽イオン交換樹脂層の両方を有するスクラバであり、HCl、HCN、Cl2、NO2,SO2等のガス処理時98%以上の効率で除去可能である。また、一つのチャンバ内で汚染ガスの吸着処理とイオン交換繊維の再生を同時に行うことが可能である。In other words, the ion exchange scrubber is a scrubber having both an anion exchange resin layer and a cation exchange resin layer, and is removed at an efficiency of 98% or more during gas treatment of HCl, HCN, Cl 2 , NO 2 , SO 2, etc. Is possible. Further, it is possible to simultaneously perform the adsorption treatment of the contaminated gas and the regeneration of the ion exchange fiber in one chamber.
従来、この種の熱分解により発生したガスは、通常のスクラバで処理されていた。しかしながら、バイマス原料の由来によっては、通常のスクラバでは塩素やヨウ素などのハロゲンや金属イオンを十分に除去できず精製したガス中に残存する場合があり、最終製品である炭化水素オイルに悪影響を及ぼす場合があった。そこで、本発明では、イオン交換スクラバを採用することが好ましい。 Conventionally, the gas generated by this type of pyrolysis has been treated with a normal scrubber. However, depending on the origin of the raw material, the usual scrubber may not be able to sufficiently remove halogens and metal ions such as chlorine and iodine, and may remain in the purified gas, adversely affecting the hydrocarbon oil that is the final product. There was a case. Therefore, in the present invention, it is preferable to employ an ion exchange scrubber.
また、粗製水性ガスには硫黄成分やタール成分などが含まれる場合が多く、最終製品である炭化水素オイルに悪影響を及ぼす場合がある。そこで、本発明では、脱硫/脱タール装置によるこれらの成分の除去を行う。このような装置は、本発明の目的を奏するものであれば特に限定されないが、上流から下流に向かうに従って密となる活性炭により構成することができ、メンテナンスの面から複数の活性炭層を切り替える構成とすることも可能である。 In addition, the crude water gas often contains a sulfur component, a tar component, and the like, which may adversely affect the hydrocarbon oil that is the final product. Therefore, in the present invention, these components are removed by a desulfurization / detar apparatus. Such an apparatus is not particularly limited as long as it achieves the object of the present invention, but can be composed of activated carbon that becomes denser from upstream to downstream, and is configured to switch a plurality of activated carbon layers in terms of maintenance. It is also possible to do.
脱硫・脱タール装置41は、例えば特許文献2に記載の通り公知の装置であり、同様にサイクロン42も周知の装置である。 The desulfurization / detar apparatus 41 is a known apparatus as described in, for example, Patent Document 2, and the cyclone 42 is also a known apparatus.
このようにして精製装置を構成することによって、原料である木材由来原料を使用することと組み合わせてジェットバイオ燃料に適する不純物が実質的に含有しない炭化水素オイルを得ることが可能となる。 By configuring the refining device in this way, it becomes possible to obtain a hydrocarbon oil substantially free of impurities suitable for jet biofuel in combination with the use of a raw material derived from wood as a raw material.
バイマス原料の由来に無関係に一定の性状を有する精製還流ガスを得ることができる。すなわち、イオン成分、特にハロゲン成分や硫黄分などを実質的に含まない還流ガスとすることが好ましい。このような精製乾留ガスは、塩素等を含まない目的とする炭化水素オイルを提供するのに極めて有利である。 A purified reflux gas having certain properties can be obtained regardless of the origin of the biomass. That is, it is preferable to use a reflux gas substantially free of ionic components, particularly halogen components and sulfur components. Such purified carbonization gas is extremely advantageous for providing the desired hydrocarbon oil containing no chlorine or the like.
(水素供給系)
本発明において、炭素と比較して不足している水素を補うために精製した水性ガスを水素と混合する。すなわち、本発明により炭化水素オイルを製造するために必要な水素は、精製した水性ガスからの炭素と比較して不足している。そのため、本発明のシステム及び方法により良好な収率(収量)で炭化水素オイルを製造するために、水素供給系から精製した水性ガスに水素を供給する。本発明においては、水素をオンサイトで合成して、合成した水素を要求量に応じて使用することが好ましく、キャリアガスとして使用する過熱水蒸気と水素発生触媒により発生した水素を利用することより好ましい。(Hydrogen supply system)
In the present invention, purified water gas is mixed with hydrogen in order to make up for the lack of hydrogen compared to carbon. That is, the hydrogen required to produce hydrocarbon oils according to the present invention is deficient compared to carbon from purified water gas. Therefore, in order to produce hydrocarbon oil with a good yield (yield) by the system and method of the present invention, hydrogen is supplied from the hydrogen supply system to the purified water gas. In the present invention, it is preferable to synthesize hydrogen on-site and use the synthesized hydrogen according to the required amount, more preferably to use superheated steam used as a carrier gas and hydrogen generated by a hydrogen generation catalyst. .
より具体的には、図5に示す通り、CaBr/FeO触媒を図3に示す過熱水蒸気と接触させることにより、水蒸気を酸素と水素とに分解する。得られた水素を水素タンクに取り込み、必要に応じて精製した水性ガスと混合するのに使用する。 More specifically, as shown in FIG. 5, by bringing a CaBr / FeO catalyst into contact with the superheated steam shown in FIG. 3, the steam is decomposed into oxygen and hydrogen. The resulting hydrogen is taken into a hydrogen tank and used to mix with purified water gas as necessary.
このようにして、水素をシステム内で製造することが可能となる。システム内で水素を製造できる水素供給系60を配置することによって、多量の水素を精製した水性ガスに供給することができる。これにより本発明のシステムで良好な収量で炭化水素を得ることが可能となる。また、得られた水素を発電に利用することも可能である。 In this way, hydrogen can be produced in the system. By arranging a hydrogen supply system 60 capable of producing hydrogen in the system, a large amount of hydrogen can be supplied to the purified water gas. This makes it possible to obtain hydrocarbons with a good yield in the system of the present invention. It is also possible to use the obtained hydrogen for power generation.
(乾留ガスへの水素添加)
本発明において、このような水素供給系からの水素を精製した乾留ガスに添加するが、水素の添加は、キャリアガス中に予め添加してもよくあるいは過熱水蒸気の水源にマイクロバブルとして添加してもよいが、図6に示す通り、調整装置を設けることが好ましい。(Hydrogen addition to dry distillation gas)
In the present invention, hydrogen from such a hydrogen supply system is added to the purified dry distillation gas. Hydrogen may be added in advance to the carrier gas or added to the water source of superheated steam as microbubbles. However, it is preferable to provide an adjusting device as shown in FIG.
(調整装置)
図6に示す調整装置50は、精製装置40で精製した乾留ガスと、水素供給系60からの水素と、好ましくは後述するFT合成塔80からの未反応ガスとを所定量で混合して、FT合成塔へ送る混合ガスを調整する装置であり、各ガスのガス圧を調整するための電磁弁等の制御弁52a、52b、52cを備えたガス混合器51と混合したガスを一時的に貯蔵するバッファタンク53とから構成されている。ガス混合器51は、図示しない気体圧縮手段を備えていることが好ましい。このような気体圧縮手段として、例えば過熱水蒸気を熱媒とした熱交換チューブをガス混合器51内に配置することによってガス混合器51内の混合ガスは膨張して加圧される。(Adjustment device)
The adjustment device 50 shown in FIG. 6 mixes a dry distillation gas purified by the purification device 40, hydrogen from the hydrogen supply system 60, and preferably an unreacted gas from the FT synthesis tower 80 described later in a predetermined amount, It is a device that adjusts the mixed gas sent to the FT synthesis tower, and temporarily mixes the gas mixed with the gas mixer 51 provided with control valves 52a, 52b, 52c such as electromagnetic valves for adjusting the gas pressure of each gas. It comprises a buffer tank 53 for storage. The gas mixer 51 preferably includes gas compression means (not shown). As such a gas compression means, for example, by arranging a heat exchange tube using superheated steam as a heat medium in the gas mixer 51, the mixed gas in the gas mixer 51 is expanded and pressurized.
この際の水素の添加量は、例えば図7に示す通りに決定される。
すなわち、本発明においては、前処理により予め原料基準が定められている(水素含有率と炭素含有率)、この原料基準により乾留ガスの水素含有率と炭素含有率が定まる。The amount of hydrogen added at this time is determined, for example, as shown in FIG.
That is, in the present invention, the raw material standard is determined in advance by pretreatment (hydrogen content and carbon content), and the hydrogen content and carbon content of the dry distillation gas are determined by this raw material standard.
そして、実際の熱分解装置20の運転により発生し、熱分解装置20から排出されるガスの量を測定することにより乾留ガスの単位時間当たりの発生量を算定する。なお、乾留ガスのガス発生量は、排出口21から単位時間当たりに排出されるガスの流量から単位時間当たりに導入するキャリアガスの流量を減じた値として近似的に求めることができる。そして、乾留ガスの組成(炭素および水素の含有率)と流量から不足分の水素量を算定する。 Then, the amount of dry distillation gas generated per unit time is calculated by measuring the amount of gas generated by the actual operation of the thermal decomposition apparatus 20 and discharged from the thermal decomposition apparatus 20. The gas generation amount of the dry distillation gas can be approximately determined as a value obtained by subtracting the flow rate of the carrier gas introduced per unit time from the flow rate of the gas discharged from the discharge port 21 per unit time. Then, the amount of hydrogen shortage is calculated from the composition of carbonized gas (carbon and hydrogen content) and the flow rate.
また、本発明の特定の実施形態において、FT合成塔80からの未反応ガスを混合する場合、一般に未反応ガスの成分は、低級炭化水素であるので、これらの組成とその流量から要求水素量の補正を行って実際に導入する水素量を算定する。 Further, in the specific embodiment of the present invention, when the unreacted gas from the FT synthesis tower 80 is mixed, the component of the unreacted gas is generally a lower hydrocarbon. The amount of hydrogen to be actually introduced is calculated by correcting the above.
調整装置50は、このようにして算定した水素添加量に基づいて水素供給系50から所定量の水素ガスを制御弁52cを介して、精製装置40から精製した乾留ガスを制御弁52aを介して、そして所望によりオフガスを制御弁52bを介して各々流量制御してガス混合器41に送り、そして、これらの気体の混合ガスをバッファタンク43に圧縮一時貯蔵する構成となっている。 Based on the hydrogen addition amount calculated in this way, the adjustment device 50 supplies a predetermined amount of hydrogen gas from the hydrogen supply system 50 via the control valve 52c and the dry distillation gas purified from the purification device 40 via the control valve 52a. If necessary, the flow rate of the off-gas is controlled through the control valve 52b and sent to the gas mixer 41, and the mixed gas of these gases is temporarily stored in the buffer tank 43.
このようにして、調整装置40内で、炭素:水素モル比が最適化された混合ガスを調製することが可能となる。そしてこのようにして、炭素と水素の割合が最適化された混合ガスを後段のFT合成塔に送る。 In this way, it is possible to prepare a mixed gas in which the carbon: hydrogen molar ratio is optimized in the adjusting device 40. In this way, the mixed gas in which the ratio of carbon and hydrogen is optimized is sent to the subsequent FT synthesis tower.
(FT合成)
本発明において、炭素と水素の割合を最適化した混合ガスをFT合成塔70に送り、所定の分子量範囲を有する炭化水素となるまでFT合成反応を施す。FT合成塔自体は、当該技術分野で周知のフィッシャ・トロプシュ触媒を周知の方法で充填したFT合成塔から構成される。(FT synthesis)
In the present invention, a mixed gas in which the ratio of carbon and hydrogen is optimized is sent to the FT synthesis tower 70, and an FT synthesis reaction is performed until the hydrocarbon has a predetermined molecular weight range. The FT synthesis tower itself is composed of an FT synthesis tower in which a Fischer-Tropsch catalyst known in the art is packed by a known method.
FT合成塔70において、炭素と水素の割合が最適化された混合ガスを、例えば図示しない圧縮器で圧縮され、所定温度、代表的には200から250℃の温度でフィッシャ・トロプシュ触媒と接触させることにより、所望の炭化水素へと転化させる。 In the FT synthesis tower 70, a mixed gas having an optimized ratio of carbon and hydrogen is compressed by, for example, a compressor (not shown) and brought into contact with a Fischer-Tropsch catalyst at a predetermined temperature, typically 200 to 250 ° C. Conversion to the desired hydrocarbon.
このようにして合成した炭化水素を含む気体は、分離装置80、一般的にはコンデンサにより炭化水素オイル90と、低級炭化水素から主として構成されるオフガス(未反応ガス)とに分離する装置である。 The gas containing hydrocarbons thus synthesized is a separation device 80, generally a device that separates hydrocarbon oil 90 and off-gas (unreacted gas) mainly composed of lower hydrocarbons by a condenser. .
本発明の好ましい実施形態において、分離された未反応ガスは、所望により図示しない未反応ガスタンクに一時的に貯蔵された後に、再び調整装置50に戻して、精製した乾留ガスと、水素と混合されて、再びFT合成塔70で炭化水素合成反応に供される。なお、本発明でいう未反応ガスとは、所望の分子量まで転化されなかったガスを意味し、一般には未反応水性ガスと低級炭化水素(メタン、エタン、ブタン、プロパン等)を意味する。このように、未反応ガスを循環させることによりジェットバイオ燃料に適する炭化水素オイルの収量が増加する。 In a preferred embodiment of the present invention, the separated unreacted gas is temporarily stored in an unreacted gas tank (not shown) if desired, and then returned to the adjusting device 50 to be mixed with purified dry distillation gas and hydrogen. Then, it is again subjected to the hydrocarbon synthesis reaction in the FT synthesis tower 70. In the present invention, the unreacted gas means a gas that has not been converted to a desired molecular weight, and generally means an unreacted water gas and a lower hydrocarbon (methane, ethane, butane, propane, etc.). Thus, the yield of hydrocarbon oil suitable for jet biofuel increases by circulating unreacted gas.
このように構成された本発明のジェットバイオ燃料製造システムでは、所定サイズに粉砕した木材チップを出発原料として熱分解して熱分解により発生した乾留ガスを精製し、精製する。この際に、木材チップに含まれる不純物は、予め想定範囲内であり、実質的に全ての不純物を脱硫・脱タール装置およびイオン交換スクラバを含む精製装置により除去することが可能である。そのため、炭素:水素含有率が所定範囲内にある乾留ガスが安定して生成する。このような乾留ガスに所定量の水素を添加することによって収率よくジェットバイオ燃料オイルを製造することが可能となる。また。分離した朱反応のガスを調整装置に循環して、所定量の水素と乾留ガスとともにFT合成を行うので収率はより一層向上できる。 In the jet biofuel production system of the present invention configured as described above, the pyrolysis gas generated by pyrolysis is purified by using a wood chip pulverized to a predetermined size as a starting material, and purified. At this time, the impurities contained in the wood chips are within an assumed range in advance, and substantially all impurities can be removed by a refining apparatus including a desulfurization / detarring apparatus and an ion exchange scrubber. Therefore, a dry distillation gas having a carbon: hydrogen content within a predetermined range is stably generated. By adding a predetermined amount of hydrogen to such dry distillation gas, it becomes possible to produce jet biofuel oil with high yield. Also. Since the separated red reaction gas is circulated to the adjusting device and FT synthesis is performed together with a predetermined amount of hydrogen and dry distillation gas, the yield can be further improved.
(製造方法)
次に本発明のジェットバイオ燃料の製造方法を図8に基づいて説明する。
本発明のジェットバイオ燃料の製造方法は、バイオマス原料を熱分解して乾留ガスを発生させ、乾留ガスを精製後に炭化水素合成触媒により炭化水素オイルを得るジェットバイオ燃料の製造方法であって、木材由来原料から所定サイズ、所定の水分含有率および単位質量当たり所定範囲の炭素含有量と水素含有率になるような木材チップとする粉砕工程(A)と、木材チップを熱分解装置に投入して乾留ガスを発生させる乾留ガス発生工程(B)と、発生した乾留ガスを精製する精製工程(C)と、精製した乾留ガスに所定の炭素:水素モル比となるように水素を添加して合成用の混合ガスを調製する混合ガス調製工程(D)と、調製した混合ガスを炭化水素に転化する炭化水素オイル製造工程(E)と炭化水素製造工程で得られた混合ガスを炭化水素オイルと、未反応分とに分離する分離工程(F)とを含む.(Production method)
Next, the manufacturing method of the jet biofuel of this invention is demonstrated based on FIG.
A method for producing a jet biofuel according to the present invention is a method for producing a jet biofuel, in which a biomass raw material is pyrolyzed to generate dry distillation gas, and after refining the dry distillation gas, hydrocarbon oil is obtained by a hydrocarbon synthesis catalyst. A pulverization step (A) for making wood chips from a raw material to obtain a predetermined size, a predetermined moisture content, a predetermined range of carbon content and hydrogen content per unit mass, and introducing the wood chips into a pyrolyzer A carbonization gas generation step (B) for generating carbonization gas, a purification step (C) for purifying the generated carbonization gas, and synthesis by adding hydrogen to the purified carbonization gas at a predetermined carbon: hydrogen molar ratio. Gas mixture step (D) for preparing a mixed gas for use, hydrocarbon oil manufacturing step (E) for converting the prepared mixed gas into hydrocarbons, and a mixed gas obtained in the hydrocarbon manufacturing step Comprising a hydrocarbon oil, and a separation step of separating the unreacted fraction (F).
まず、工程Aでは、既知の炭素含有量と水素含有量になりなおかつ所定の熱分解効率で乾留ガスを発生できるように粉砕を行い、工程Bでは木材チップを熱分解装置に投入して熱分解し、工程Cで不純物を精製する。 First, in step A, pulverization is performed so that dry carbonization gas can be generated with a predetermined pyrolysis efficiency with a known carbon content and hydrogen content, and in step B, wood chips are put into a pyrolysis apparatus to perform pyrolysis. In step C, impurities are purified.
このようにして精製された乾留ガス中の炭素含有量と水素含有量は既知範囲内であり、最適な炭素と水素とのモル比を得るために必要な水素量は、例えば図7に示す通りに計算により求めることができる。このようにして計算した量の水素を工程Dにおいて、精製した乾留ガスに添加して混合ガスにおける炭素成分と水素成分の量を調整して最適化する。 The carbon content and hydrogen content in the carbonized gas thus purified are within a known range, and the amount of hydrogen necessary to obtain the optimum carbon-hydrogen molar ratio is, for example, as shown in FIG. Can be obtained by calculation. In step D, the amount of hydrogen calculated in this way is added to the refined dry distillation gas to optimize the amount of carbon and hydrogen components in the mixed gas.
この際のモル比は、前述の通りC:H=1:1.5から1:6、好ましくは1:2から1:5、より好ましくは1:2から1:4である。 The molar ratio at this time is C: H = 1: 1.5 to 1: 6, preferably 1: 2 to 1: 5, more preferably 1: 2 to 1: 4, as described above.
このようにして、炭素と水素とのモル比を調整した混合ガスを工程EでFT合成により炭化水素に転化する。 In this way, the mixed gas in which the molar ratio of carbon and hydrogen is adjusted is converted into a hydrocarbon by FT synthesis in Step E.
そして、工程Fにおいて工程Eで得られた成分を炭化水素オイルと未反応分とに分離し、炭化水素オイルをジェットバイオ燃料として回収する。 And the component obtained at the process E in the process F is isolate | separated into a hydrocarbon oil and an unreacted part, and hydrocarbon oil is collect | recovered as jet biofuel.
未反応分は、所望に応じて、工程Dに戻して再びFT合成にすることもできる。
このように本発明の方法では、炭素分が過剰であり水素分が不足する数多くのバイマス原料に水素を添加するので、炭素分を余すことなく炭化水素オイルに転化できる。また、未反応分を調整工程に戻して再びFT合成を行うことによって収量は更に増加することが可能である。The unreacted component can be returned to step D and re-synthesised as desired.
As described above, in the method of the present invention, hydrogen is added to a large number of by-mass raw materials having an excess carbon content and a short hydrogen content, so that the hydrocarbon oil can be converted without leaving a carbon content. Further, the yield can be further increased by returning the unreacted component to the adjustment step and performing FT synthesis again.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されることなく幅広く適用可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments and can be widely applied.
本発明のジェットバイオ燃料の製造システムおよび製造方法では、所定サイズに粉砕した木材チップを出発原料として熱分解して熱分解により発生した乾留ガスを精製し、精製する。この際に、木材チップに含まれる不純物は、予め想定範囲内であり、実質的に全ての不純物を脱硫・脱タール装置およびイオン交換スクラバを含む精製装置により除去することが可能である。そのため、炭素:水素含有率が所定範囲内にある乾留ガスが安定して生成する。このような乾留ガスに所定量の水素を添加することによって収率よく安定してジェットバイオ燃料を製造することが可能となる。また。分離した未反応のガスを調整装置に循環して、所定量の水素と乾留ガスとともにFT合成を行うので収率はより一層向上できる。 In the jet biofuel production system and production method of the present invention, the pyrolysis gas generated by pyrolysis is purified by using a wood chip pulverized to a predetermined size as a starting material, and purified. At this time, the impurities contained in the wood chips are within an assumed range in advance, and substantially all impurities can be removed by a refining apparatus including a desulfurization / detarring apparatus and an ion exchange scrubber. Therefore, a dry distillation gas having a carbon: hydrogen content within a predetermined range is stably generated. By adding a predetermined amount of hydrogen to such a dry distillation gas, it becomes possible to produce jet biofuel stably with high yield. Also. Since the separated unreacted gas is circulated to the adjusting device and FT synthesis is performed together with a predetermined amount of hydrogen and dry distillation gas, the yield can be further improved.
10 前処理装置
20 熱分解装置
30 キャリアガス供給系
40 精製装置
50 調整装置
60 水素供給系
70 FT合成塔
80 炭化水素オイルDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pretreatment apparatus 20 Pyrolysis apparatus 30 Carrier gas supply system 40 Refinement apparatus 50 Adjustment apparatus 60 Hydrogen supply system 70 FT synthesis tower 80 Hydrocarbon oil
Claims (9)
粉砕した木材チップを熱分解して乾留ガスとする熱分解装置と、
乾留ガスを精製する精製装置と、精製した気体を炭化水素合成触媒の存在下にジェットバイオ燃料とする炭化水素合成装置と、
から構成されたジェットバイオ燃料の製造システムであって、
前記精製装置と前記炭化水素合成装置との間に、水素ガスを計量添加する水素供給系と、前記精製装置で精製された乾留ガスと前記水素供給系から計量添加される水素とを前記木材チップに含有する炭素成分と水素成分の含有量に基づいて前記乾留ガスに炭素:水素のモル比が1:2から1:6となるような混合ガスを調整する調整装置とを備えていることを特徴とするジェットバイオ燃料の製造システム。A pulverizing apparatus for converting wood-derived raw materials into wood chips having a predetermined size, a predetermined moisture content, and a predetermined range of carbon content and hydrogen content per unit mass;
A pyrolysis device that pyrolyzes the crushed wood chips into dry distillation gas;
A refining device for purifying dry distillation gas, a hydrocarbon synthesizing device using the purified gas as jet biofuel in the presence of a hydrocarbon synthesis catalyst,
A jet biofuel production system comprising:
A hydrogen supply system for metering and adding hydrogen gas between the purification device and the hydrocarbon synthesis device, a dry distillation gas purified by the purification device and hydrogen metered and added from the hydrogen supply system, And an adjusting device for adjusting the mixed gas so that the carbon: hydrogen molar ratio is from 1: 2 to 1: 6 based on the content of the carbon component and the hydrogen component contained in the dry distillation gas. A jet biofuel production system.
前粉砕した木材チップを熱分解装置に投入して乾留ガスを発生させる乾留ガス発生工程と、
発生した乾留ガスを精製する精製工程と、精製した乾留ガスに所定の炭素:水素モル比となるように水素を添加して合成用の混合ガスを調製する混合ガス調製工程と、
調製した混合ガスを炭化水素に転化する炭化水素オイル製造工程と炭化水素製造工程で得られた混合ガスを炭化水素オイルと、未反応分とに分離する分離工程とを含むことを特徴とするジェットバイオ燃料の製造方法。A pulverization step of pulverizing a wood-derived raw material to a predetermined size, a predetermined moisture content, and a carbon content and a hydrogen content in a predetermined range per unit mass to obtain a wood chip,
A dry distillation gas generation step of supplying pre-ground wood chips to a pyrolysis apparatus to generate dry distillation gas;
A purification step for purifying the generated dry distillation gas, a mixed gas preparation step for preparing a mixed gas for synthesis by adding hydrogen to the purified dry distillation gas so as to have a predetermined carbon: hydrogen molar ratio,
A jet comprising a hydrocarbon oil production process for converting the prepared mixed gas into hydrocarbons, and a separation process for separating the mixed gas obtained in the hydrocarbon production process into hydrocarbon oil and unreacted components Biofuel manufacturing method.
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