JP2012184307A - System for gasifying raw material to be gasified - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被ガス化原料をガス化炉でガス化して生成した合成ガス中に含まれる固形物を、合成ガス中から回収し、回収した固形物中から未燃物を分離して未燃物のみを再度ガス化炉にガス化原料として戻し、ガス化効率を向上させる被ガス化原料ガス化システムに関するものである。 The present invention recovers solids contained in a synthesis gas generated by gasifying a gasification raw material in a gasification furnace from the synthesis gas, and separates the unburned materials from the collected solids to unburnt them. The present invention relates to a gasified raw material gasification system in which only a product is returned to a gasification furnace as a gasification raw material to improve gasification efficiency.
畜産由来の廃棄物、エネルギー作物などのバイオマスや、プラスチック、ゴムなどの有機廃棄物等の被ガス化原料をガス化して合成ガスを生成するガス化炉としては、流動床式、噴流床式、ロータリーキルン式などがある。 Gasification furnaces that generate syngas by gasifying raw materials derived from livestock, biomass such as energy crops, and organic waste such as plastics and rubber include fluidized bed, spouted bed, There is a rotary kiln type.
前記種々のガス化炉で被ガス化原料を熱分解によりガス化させて生成された合成ガス中には、固形物として未燃物(未燃分)である炭素化合物(主に未燃カーボン)や不燃物(不燃分)である灰分、例えば珪酸塩等が含まれている。そこで、ガス化炉の下流側に固形物である未燃物や不燃物を除去する除去部(サイクロン等)と更にその下流にタールを除去するための洗浄装置(湿式洗浄装置)を設け、前記未燃物、不燃物およびタールをそれぞれ除去して、精製された合成ガスを得るようにしている。ここで、上述した除去部で除去された未燃物や不燃物の固形物を「除去部回収物」と言うことにする。 A carbon compound (mainly unburned carbon) which is an unburned matter (unburned matter) as a solid substance in the synthesis gas produced by gasifying the gasification raw material by pyrolysis in the various gasification furnaces. And ash which is an incombustible material (incombustible material), such as silicate. Therefore, a removal unit (such as a cyclone) that removes unburned and incombustible solid substances on the downstream side of the gasification furnace and a cleaning device (wet cleaning device) for removing tar further downstream are provided. Unburned materials, incombustible materials, and tar are removed to obtain purified synthesis gas. Here, the solid matter of the unburned matter or the incombustible matter removed by the removing portion described above is referred to as “removed portion recovered material”.
従来より、合成ガスを生成するシステムでは、ガス化効率を上げるために、除去部で除去された除去部回収物を、ガス化炉に戻して再ガス化することが行われている(特許文献1)。
しかし、これらには以下のような欠点があった。
例えば、流動床式ガス化炉を用いて被ガス化原料としてバイオマスを使用しガス化を行うと、原料であるバイオマスの一部は、水分および揮発分が蒸発してチャー等の未燃物となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a system for generating synthesis gas, in order to increase gasification efficiency, a removed part recovered material removed by a removing part is returned to a gasification furnace and regasified (Patent Document). 1).
However, these have the following drawbacks.
For example, when gasification is performed using biomass as a material to be gasified using a fluidized bed gasification furnace, a part of the biomass, which is a raw material, evaporates moisture and volatile matter and becomes unburned such as char. Become.
そして、未燃物は流動床式ガス化炉の流動床部分においてガス化剤として供給される酸素や水蒸気と反応してゆっくりとガス化される。その際に、未燃物は流動床中の流動媒体の作用により物理的に粉砕され細かい粉状物となって軽い状態になっているため、合成ガスの気流に乗って合成ガスと共にガス化炉より排出され、その後ガス化炉より下流に設けられた除去装置(サイクロン等)よって除去される。 The unburned material reacts with oxygen or water vapor supplied as a gasifying agent in the fluidized bed portion of the fluidized bed gasifier and is slowly gasified. At that time, the unburned material is physically pulverized by the action of the fluidized medium in the fluidized bed and becomes a fine powdery material in a light state. And then removed by a removal device (such as a cyclone) provided downstream from the gasification furnace.
ここで、特許文献1に記載された発明では、除去装置(サイクロン3)で除去(捕集)し回収したチャー(未燃物)をそのまま反応装置1に戻して再ガス化している。しかし、このような構成を採ると、前述したように、チャーは流動床中の流動媒体の作用により物理的に粉砕され細かい粉状物となって除去装置で除去(捕集)されているため、そのままの状態で反応装置1に戻しても、再び合成ガスの気流に乗って合成ガスと共に反応装置1から排出され、再度除去装置で除去され、実際にはほとんど再ガス化されず、現実的にガス化効率が向上しないという欠点を有している。
以上から、除去装置によって除去回収された細かい粉状物であるチャー、すなわち、未燃物を再ガス化するに際しては、ガス化装置に回収した未燃物を戻した時になるべく装置内での滞留時間が長くなるようにして未燃物が再ガス化できるような技術が求められる。
Here, in the invention described in
From the above, when re-gasifying the char, which is a fine powder removed and collected by the removal device, that is, the unburned material, the stagnation in the device is as much as possible when the unburned material collected is returned to the gasifier. There is a need for a technique that can regasify the unburned material over time.
また、除去部回収物には未燃物以外にも不燃物である灰分も含まれている。灰分は不燃物であることから、ガス化炉中で燃焼せずガス化炉中の内壁等にくっついて固まる現象(クリンカ)を引き起こし、固まった灰分の量が増えてくるとガス化炉内で生成した合成ガスの流路を狭くしてしまうおそれがある。 Moreover, the removal part collection | recovery material contains the ash which is a nonflammable material besides an unburned material. As ash is an incombustible material, it does not burn in the gasifier and causes a phenomenon (clinker) that sticks to the inner wall of the gasifier and hardens. When the amount of solidified ash increases, There is a risk of narrowing the flow path of the generated synthesis gas.
さらに、特に流動床式ガス化炉では、灰分が流動媒体(砂等)にくっついて大きな塊となり流動媒体の流動性が悪くなる状態、いわゆるアグロメレーションが生じるおそれもあった。
よって、除去部回収物をガス化炉に戻す際に、除去部回収物の中からクリンカやアグロメレーション発生の原因になる不燃物(灰分等)を分離して、未燃物のみをガス化炉に戻す技術が求められる。
Further, particularly in a fluidized bed gasification furnace, there is a possibility that so-called agglomeration occurs in a state where the ash adheres to the fluid medium (sand or the like) and becomes a large lump, resulting in poor fluidity of the fluid medium.
Therefore, when returning the removed part recovered material to the gasification furnace, clinker and agglomeration are generated from the removed part recovered material, and non-combustible material is gasified only. Technology to return to the furnace is required.
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その目的は、被ガス化原料をガス化装置でガス化して合成ガスを生成する際に除去回収される除去部回収物から、不燃物を分離して未燃物のみをガス化炉に戻し、クリンカの発生を防止することにある。更に未燃物の再ガス化を効率よく行えるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to separate non-combustible materials from a removed portion recovered material that is removed and recovered when gasified raw material is gasified with a gasifier to generate synthesis gas. Then, only unburned materials are returned to the gasifier to prevent the generation of clinker. Another object is to efficiently regasify the unburned material.
上記目的を達成するために本発明に係る被ガス化原料ガス化システムの第1の態様は、被ガス化原料をガス化するガス化炉と、前記ガス化炉によって生成されたガス中の固形物を除去する第1除去部と、前記第1除去部で除去された前記固形物を、未燃物を主成分とする第1分離物と不燃物を主成分とする第2分離物とに分離する分離部と、を備え、前記分離部によって分離された第1分離物を前記ガス化炉に移してガス化するように構成されている被ガス化原料ガス化システムであって、前記分離部は、前記固形物をスラリー化するスラリータンクと、前記スラリー中の第1分離物の表面に付着剤を付着させて、前記第1分離物の表面改質処理を行う表面改質装置と、前記表面改質がされた第1分離物と前記第2分離物とを分離するための起泡剤と前記表面改質装置によって処理された第1分離物と第2分離物を含むスラリーとを混合処理する調整槽と、前記調整槽で混合処理されたスラリー中の前記表面改質がされた第1分離物と前記第2分離物とを分離する浮選機と、を備えることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a first aspect of a gasified raw material gasification system according to the present invention includes a gasification furnace for gasifying a gasified raw material, and a solid in a gas generated by the gasification furnace. A first removal unit for removing an object, and the solid material removed by the first removal unit into a first separated product mainly composed of unburned material and a second separated material mainly composed of incombustible material. A gasification raw material gasification system configured to move to the gasification furnace and gasify the first separated product separated by the separation unit, A slurry tank that slurries the solid material, a surface reforming device that attaches an adhesive to the surface of the first separated material in the slurry and performs a surface modification treatment of the first separated material, Separating the first separated product and the second separated product that have undergone surface modification An adjustment tank for mixing the foam agent and the slurry containing the first separation and the second separation processed by the surface modification device, and the surface modification in the slurry mixed and processed in the adjustment tank. And a flotation machine for separating the first separated product from the second separated product.
なお、本明細書中において、第1分離物が未燃物を主成分とすることから、第1分離物を「未燃物等」と、第2分離物が不燃物を主成分とすることから、第2分離物を「不燃物等」という場合がある。また、「未燃物」とはガス化炉に戻され再度被ガス化原料となるので、「可燃分」と称されることもあり、「不燃物」は「不燃分」と称されることもあるが、意味内容は同じである。 In this specification, since the first separated product is mainly composed of unburned material, the first separated material is composed of “unburned material etc.”, and the second separated material is composed mainly of incombustible material. Therefore, the second separated product may be referred to as “incombustible material”. In addition, because “unburned” is returned to the gasification furnace and becomes a material to be gasified again, it is sometimes referred to as “combustible”, and “incombustible” is referred to as “non-burnable”. However, the semantic content is the same.
本態様によれば、第1除去部で除去された前記固形分中に含まれる未燃物等と不燃物等とを適切に分離することができるので、不燃物等が除去されて未燃物等だけをガス化炉に戻すことが可能なため、ガス化炉内でのクリンカの発生を防止することができるとともに、不燃物である灰分が流動媒体(砂等)にくっついて大きな塊となり流動媒体の流動性が悪くなる状態(アグロメレーション)をも軽減することが出来る。 According to this aspect, since the unburned matter and the like contained in the solid content removed by the first removal unit can be appropriately separated, the unburned matter and the like are removed and the unburned matter is removed. Can be returned to the gasification furnace, so the generation of clinker in the gasification furnace can be prevented, and the incombustible ash adheres to the fluid medium (sand, etc.) and flows into a large lump. A state (agglomeration) in which the fluidity of the medium is deteriorated can also be reduced.
本態様において、固形物中の未燃物等と不燃物等を適切に分離するために、前処理として、前記固形物をスラリー化した後、スラリー中の未燃物等の表面に薬剤(付着剤)を付着させ(疎水化あるいは親油性化)未燃物等の表面改質を行う一方、不燃物等をより親水性化する処理を行う。なお、この付着剤は一般に浮選油または捕集剤と呼ばれるものである。 In this embodiment, in order to properly separate the unburned material and the like in the solid material from the incombustible material and the like, as a pretreatment, the solid material is slurried and then adhered to the surface of the unburned material and the like in the slurry. Agent) is attached (hydrophobized or oleophilicized) to modify the surface of the unburned material and the like, while making the non-burning material and the like more hydrophilic. This adhesive is generally called a flotation oil or a scavenger.
また、表面改質(疎水性化)が行われた未燃物等と不燃物等を含むスラリーに、起泡剤を供給して調整槽で撹拌し混合処理することにより、未燃物等に付着剤が付着した部分と起泡剤によって生じた気泡の表面とが接触して、付着剤を介して未燃物等が気泡表面に付着することとなるので、分離剤の表面に未燃物等を集める(捕集する)ことができる。 In addition, by adding foaming agent to the slurry containing unburned material and non-combustible material that has been surface-modified (hydrophobized), stirring the mixture in a regulating tank, and mixing it, Since the part to which the adhesive has adhered and the surface of the bubbles generated by the foaming agent come into contact with each other, unburned substances and the like adhere to the surface of the bubbles through the adhesive. Etc. can be collected (collected).
そして、調整槽で前述した撹拌混合処理されたスラリーは、浮選機に送られ、疎水性を有している分離剤の表面に付着した未燃物等と親水性を有している不燃物等が適切に分離されることとなる。すなわち、気泡が上昇するに伴って気泡表面に付着している未燃物等も浮選機の上方へ移動し、一方、親水性化している不燃物等は下方に沈降し、両者の分離を適切に行うことができる。 Then, the slurry mixed and agitated as described above in the adjustment tank is sent to a flotation machine, and the unburned material and the non-burning material having hydrophilicity adhered to the surface of the hydrophobic separating agent. Etc. will be appropriately separated. That is, as the bubble rises, the unburned material adhering to the surface of the bubble also moves upward of the flotation machine, while the non-combustible material that has become hydrophilic sinks downward and separates them. Can be done appropriately.
上記のように、本態様では未燃物等と不燃物等とを適切に分離できる分離部を有しているので、未燃物等のみをガス化炉に戻すことが可能となり、クリンカの発生を防止でき、また、流動媒体のアグロメレーションも防止することが可能となる。 As described above, this embodiment has a separation part that can properly separate unburned materials and non-burned materials, so that only unburned materials can be returned to the gasifier, and clinker is generated. And agglomeration of the fluidized medium can be prevented.
さらに、浮選機から回収された未燃物等はスラリー状態であり、該スラリー化によって重量が増加し、したがって、ガス化炉中に戻されても、その重量によりガス化炉内での滞留時間も長くなり、生成した合成ガスの気流に乗ってガス化炉外へ運ばれることが減少する。よって、未燃物等のガス化が促進されガス化効率を上げることができる。 Furthermore, the unburned matter recovered from the flotation machine is in a slurry state, and its weight increases due to the slurrying. Therefore, even if it is returned to the gasification furnace, it remains in the gasification furnace due to its weight. The time is also increased, and the amount of the generated synthesis gas that is carried outside the gasifier is reduced. Therefore, gasification of unburned materials and the like is promoted and gasification efficiency can be increased.
本発明に係る被ガス化原料ガス化システムの第2の態様は、第1の態様において、前記分離部において分離された第1分離物の液体含有量を調整する第1分離物調整部が設けられていることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the gasified raw material gasification system according to the present invention, in the first aspect, a first separated substance adjusting unit that adjusts a liquid content of the first separated substance separated in the separating unit is provided. It is characterized by being.
本態様によれば、第1の態様の効果に加え、分離部において分離された第1分離物はスラリー状であるため液体(例えば水)を含んでいるため、本態様の第1分離物調整部を設けることにより、液体含有量が調整された第1分離物、すなわち未燃物等をガス化炉に戻すことが出来る。 According to this aspect, in addition to the effect of the first aspect, since the first separated substance separated in the separation part is in a slurry state and contains liquid (for example, water), the first separated substance adjustment of the present aspect By providing the part, the first separated product whose liquid content is adjusted, that is, the unburned material or the like can be returned to the gasification furnace.
本発明に係る被ガス化原料ガス化システムの第3の態様は、第1または第2の態様において、前記第1除去部を通過したガス中からタールを除去する第2除去部を備え、前記分離部において前記第2除去部で除去されたタールを前記付着剤として使用するように構成されていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the gasified raw material gasification system according to the present invention, the first or second aspect includes a second removal unit that removes tar from the gas that has passed through the first removal unit, In the separation part, the tar removed in the second removal part is used as the adhesive.
本態様によれば、除去されたタールを、分離部において未燃物等と不燃物等を分離するための付着剤として利用することにより、第2除去部で除去されたタールの有効活用が図られシステム全体の効率が向上する。
なお、タールは付着剤である浮選油として用いられる。
ここで、浮選油とは、未燃物の表面に付着して、未燃物の表面を疎水性化し、併用する分離剤(気泡剤)の表面に自身を仲立ちとして未燃物をくっつけて、未燃物等を分離剤(気泡剤)表面に集める捕集剤の役割を果たす油剤である。
According to this aspect, by using the removed tar as an adhesive for separating unburned material and non-burnable material in the separation unit, effective use of the tar removed in the second removal unit is achieved. This improves the overall efficiency of the system.
In addition, tar is used as a flotation oil that is an adhesive.
Here, flotation oil is attached to the surface of the unburned material, hydrophobizes the surface of the unburned material, and attaches the unburned material to the surface of the separating agent (bubble agent) to be used together. It is an oil agent that plays the role of a scavenger that collects unburned materials and the like on the surface of the separating agent (bubble agent).
本発明に係る被ガス化原料ガス化システムの第4の態様は、第3の態様において、前記第2除去部で除去されたタールが、前記付着剤として使用するタール量より多いときは、前記第2除去部で除去されたタールの一部を前記ガス化炉に移すように構成されていることを特徴とするものである。 In a fourth aspect of the gasified raw material gasification system according to the present invention, in the third aspect, when the amount of tar removed by the second removal unit is larger than the amount of tar used as the adhesive, A part of the tar removed in the second removal section is configured to be transferred to the gasification furnace.
本態様によれば、余剰のタールを被ガス化原料として再度利用することにより、ガス化の効率を上げることができる。 According to this aspect, the efficiency of gasification can be increased by using excess tar again as a gasification raw material.
本発明に係る被ガス化原料ガス化システムの第5の態様は、第3または第4の態様において、前記第2除去部は前記第1除去部によって固形分が除去されたガス中からタールを洗浄物質によって洗浄物質とともに除去する洗浄部と、前記洗浄物質とともに除去されたタールと前記洗浄物質とを分離するタール洗浄物質分離部と、を備え前記タール洗浄物質分離部において前記タール洗浄物質分離部で前記タールと分離された洗浄物質を、前記固形物をスラリー化するために使用するように構成されていることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the gasified raw material gasification system according to the present invention, in the third or fourth aspect, the second removing unit removes tar from the gas from which the solid content has been removed by the first removing unit. A cleaning unit for removing the cleaning material together with the cleaning material, and a tar cleaning material separation unit for separating the tar removed together with the cleaning material and the cleaning material. The cleaning substance separated from the tar is used for slurrying the solid.
分離部において、第1除去部で除去された、未燃物等と不燃物等とを含む固形物をスラリー状態にする際、洗浄物質を溶媒として使用することで洗浄物質の有効利用を図ることができる。 In the separation unit, when the solid material including unburned material and non-combustible material removed in the first removal unit is put into a slurry state, the cleaning material is used as a solvent to effectively use the cleaning material. Can do.
本発明に係る被ガス化原料ガス化システムの第6の態様は、第2から第5いずれか1つの態様において、前記第1分離物調整部で調整された第1分離物を乾燥するための乾燥部を備えることを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the gasified raw material gasification system according to the present invention, in any one of the second to fifth aspects, the first separated matter adjusted by the first separated matter adjusting unit is dried. A drying unit is provided.
第1分離物調整部で調整された未燃物等は、依然として液体を含有した塊であり、このままガス化炉に戻した場合、加熱されると共に液体が蒸発し、蒸発と共に塊が崩れてしまい、粒径が小さな塊となって、再びガス化炉で生成された合成ガスの気流に乗って、合成ガスとともにガス化炉から排出され、再度第1除去部で除去される場合があり、再ガス化されない状況が生じてガス化効率が下がってしまう場合がある。 The unburned matter and the like adjusted by the first separated substance adjusting unit is still a lump containing liquid, and when returned to the gasification furnace as it is, the liquid evaporates as it is heated, and the lump collapses with evaporation. In some cases, the particle size becomes a small lump, and again rides on the flow of the synthesis gas generated in the gasification furnace, is discharged from the gasification furnace together with the synthesis gas, and is removed again by the first removal unit. There is a case where the gasification efficiency is lowered due to a situation where the gasification is not performed.
本態様によれば、乾燥部において乾燥機で乾燥することにより未燃物等中の粒子同士の結合が強固になり未燃物等の塊の強度が高まるため、この状態でガス化炉内に戻しても未燃物がガス化炉内で崩れることなくガス化を行うことができ、ガス化の効率を上げることができる。 According to this aspect, by drying with a drier in the drying section, the bonds between the unburned materials and the like are strengthened, and the strength of the unburned materials and the like is increased, so in this state in the gasifier Even if it returns, gasification can be performed without causing unburned matter to collapse in the gasification furnace, and the efficiency of gasification can be increased.
本発明に係る被ガス化原料ガス化システムの第7の態様は、第6の態様において、前記ガス化炉によって生成されたガスおよび/または前記第1除去部を通過したガスが有する熱量を、前記乾燥部の熱源として利用するように構成されている構成されていることを特徴とするものである。
本態様によればガス化炉によって生成されたガスの熱量を利用することができるので、システムを効率よく稼動させることができる。
According to a seventh aspect of the gasified raw material gasification system according to the present invention, in the sixth aspect, the amount of heat that the gas generated by the gasification furnace and / or the gas that has passed through the first removal unit has, It is comprised so that it may utilize as a heat source of the said drying part, It is characterized by the above-mentioned.
According to this aspect, since the calorie | heat amount of the gas produced | generated by the gasification furnace can be utilized, a system can be operated efficiently.
本発明に係る被ガス化原料ガス化システムの第8の態様は、第2の態様において、前記第1分離物調整部で調整された第1分離物を造粒する粒状物製造部を有し、前記第1分離物調整部で調整された第1分離物を造粒してから前記ガス化炉に移してガス化するように構成されていることを特徴とするものである。 The 8th aspect of the gasification raw material gasification system which concerns on this invention has a granular material manufacturing part which granulates the 1st isolate | separation adjusted in the said 1st isolation | separation adjustment part in a 2nd aspect. The first separated product adjusted by the first separated product adjusting unit is granulated and then transferred to the gasification furnace for gasification.
本態様によれば、第1分離物調整部で、本態様の粒状物製造部において造粒可能なように液体含有量を調整した未燃物等を、造粒して粒状物としてからガス化炉に戻すことにより、ガス化炉内での未燃物等の滞留時間を長くすることができ、ガス化の効率を上げることができる。 According to this aspect, the first separated substance adjusting unit granulates the unburned material or the like whose liquid content has been adjusted so that it can be granulated in the granular material manufacturing unit of this aspect, and then gasifies the granulated material. By returning to the furnace, the residence time of unburned materials and the like in the gasification furnace can be lengthened, and the gasification efficiency can be increased.
以下、図面を参照しながら、本発明に係るガス化システムの実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of a gasification system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
[第1の実施形態]
図1には、本発明に係るガス化システムの第1の実施形態の概略構成図が記載されている。
本態様では、被ガス化原料Mをガス化して合成ガスG1を生成するガス化炉2と、該ガス化炉2において生成した合成ガスG1中に含まれる未燃物等Cs1や不燃物等Cs2を有する固形物Csを除去回収するための第1除去部3である集塵装置31、集塵装置31によって未燃物等Cs1や不燃物等Cs2を有する固形物Csが除去された合成ガスG2中に含有されるタールを除去し、精製合成ガスG3を得るための洗浄部である湿式洗浄装置41、湿式洗浄装置41で合成ガスG2中のタールを除くために使用された洗浄物質とタールの混合物から両者を分離するためのタール洗浄物質分離部である油水分離装置42が設けられている。なお、洗浄部である湿式洗浄装置41、タール洗浄物質分離部である油水分離装置42は第2除去部4を構成している。また、集塵装置31によって除去回収された固形物Cs(以下「第1除去部回収物Cs」という)から未燃物等Cs1と不燃物等Cs2を分離する分離部5が設けられている。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a first embodiment of a gasification system according to the present invention.
In this aspect, the
そして分離部5によって不燃物等Cs2と分離された未燃物等Cs1は再ガス化するための被ガス化原料M’として、ラインL1を通じてガス化炉2に供給されるように構成されている。また、油水分離装置42によって洗浄物質と分離された凝縮タールCvは、分離部5において第1除去部回収物Csから未燃物等Cs1と不燃物等Cs2を分離するために、未燃物等Cs1の表面を改質をするための薬剤(付着剤)として用いるため、付着剤供給タンク43に貯められる。
以上が本態様のガス化装置の概要である。
The unburned material Cs1 separated from the noncombustible material Cs2 by the
The above is the outline of the gasifier of this embodiment.
本発明で使用される被ガス化原料Mは、いわゆる産業廃棄物や有機性廃棄物と言われる物である。産業廃棄物としてはプラスチック等が挙げられる。また有機性廃棄物としてはバイオマス、例えば、稲わら、麦わら、籾殻、竹、笹、パーム椰子空果房、パーム椰子の幹、バガス等サトウキビ由来の廃材等の草本系バイオマス、製材所の残材、間伐材(杉、松、檜、ラワン、ブナ、ゴム、イチジク等)、街路樹剪定材、建築廃材、廃電柱、バーク、ダム流木等の木質系バイオマス、畜産系残渣の一例である鶏糞や牛・豚等の糞尿の畜産由来のバイオマス、更に、発酵残渣、食品残渣、黒液、海藻等が挙げられる。 The gasification raw material M used in the present invention is a so-called industrial waste or organic waste. Examples of industrial waste include plastics. Organic waste includes biomass such as rice straw, wheat straw, rice husk, bamboo, straw, palm palm empty fruit bunch, palm palm trunk, herbaceous biomass such as sugarcane-derived waste material such as bagasse, and the remainder of sawmill , Thinned wood (cedar, pine, firewood, lawan, beech, rubber, figs, etc.), roadside tree pruning wood, building waste, waste power poles, bark, dam driftwood and other woody biomass, and livestock residue Biomass derived from animal husbandry such as cattle and pigs, fermentation residue, food residue, black liquor, seaweed and the like.
ガス化炉2としては、公知のガス化炉を用いることが可能であり、例えば流動床式ガス化炉、噴流床式ガス化炉、ロータリーキルン等が挙げられる。ガス化炉2は、装置内を低酸素状態にして被ガス化原料Mを約650〜800℃で燃焼させて合成ガスG1を生成させるための装置である。本態様では流動床式ガス化炉を使用している。
流動床式ガス化炉2は、流動媒体Sで流動床21を形成し、酸化剤を酸化剤供給装置の供給口22から吹き込み、流動床21を流動化させ、そこへ被ガス化原料Mを投入してガス化させるように構成されている。また、反応後の被ガス化原料M及び流動媒体Sから成る残渣23は、流動床式ガス化炉2の下方に設けられた排出口24から流動床式ガス化炉2外へ排出される。
As the
The fluidized
ここで、流動媒体としては、珪砂、アルミナ、スチールショット、ゼオライト等の流動媒体の使用が可能である。なお、流動媒体の種類は、被ガス化原料Mの種類に応じて任意に選択することができる。 Here, a fluid medium such as silica sand, alumina, steel shot, and zeolite can be used as the fluid medium. In addition, the kind of fluidized medium can be arbitrarily selected according to the kind of the gasification raw material M.
流動床式ガス化炉2において生成した合成ガスG1は該ガス化炉2から排出され、合成ガスG1中に含まれる未燃物等Cs1や不燃物等Cs2を除去するために除去部3である集塵装置31へ送られる。
集塵装置31としては、バグフィルターやサイクロン等が挙げられる。集塵装置31は、ガス化の際に生じた合成ガスG1に含まれる未燃物等Cs1や不燃物等Cs2を含む固形物を除去する機能を果たしている。そして集塵装置31で除去回収された未燃物等Cs1や不燃物等Cs2を含む固形物である第1除去部回収物Csは、後述する分離部5へ送られる。
The synthesis gas G1 generated in the fluidized
Examples of the dust collector 31 include a bag filter and a cyclone. The dust collector 31 has a function of removing solids including Cs1 such as unburned substances and Cs2 contained in the synthesis gas G1 generated at the time of gasification. And the 1st removal part collection | recovery material Cs which is a solid substance containing Cs1 etc. which are unburned things etc. and nonflammable material etc. which were removed and collected with the dust collector 31 is sent to the
一方、集塵装置31で未燃物等Cs1や不燃物等Cs2を含む固形物が除去された合成ガスG2は、洗浄部である湿式洗浄装置41に送られる。
湿式洗浄装置41は、集塵装置31で未燃物等Cs1や不燃物等Cs2を含む固形物である第1除去部回収物Csが除去された合成ガスG2中に残存しているタール分を除去し、精製された合成ガスG3を得るためのものである。一般にはクエンチャーが用いられる。クエンチャーは公知のものを使用することが可能であり、クエンチャーの上部より洗浄液(洗浄物質)を噴霧させ、下部より合成ガスG2を供給し、両者が対向するような状態でクエンチャー内で気液接触させて合成ガスG2中に含まれているタールを洗浄液と共に除去する。ここで、クエンチャー内での処理温度は、50〜100℃が好ましい。
なお、湿式洗浄装置41はクエンチャーに限られるものでなく、例えば、スクラバ等が使用可能である。
On the other hand, the synthesis gas G2 from which the solid matter including the unburned material Cs1 and the incombustible material Cs2 is removed by the dust collector 31 is sent to the wet cleaning device 41 which is a cleaning unit.
The wet cleaning device 41 removes the tar content remaining in the synthesis gas G2 from which the first removed portion recovered material Cs, which is a solid material including unburned material Cs1 and incombustible material Cs2, is removed by the dust collector 31. It is for obtaining the synthesis gas G3 removed and purified. A quencher is generally used. A well-known quencher can be used. The cleaning liquid (cleaning substance) is sprayed from the upper part of the quencher, the synthesis gas G2 is supplied from the lower part, and the two are opposed to each other in the quencher. The tar contained in the synthesis gas G2 is removed together with the cleaning liquid through gas-liquid contact. Here, the processing temperature in the quencher is preferably 50 to 100 ° C.
The wet cleaning apparatus 41 is not limited to the quencher, and for example, a scrubber can be used.
タールが除去された合成ガスG2は、精製合成ガスG3となりエタノールやメタノールを合成するための原料やコジェネレーションの燃料等の用途に供される。
洗浄液としては、水、カセイソーダ、硫酸等が挙げられるが、コストや取り扱い易さを考慮すると水が好ましい。なお、使用した洗浄液W2は、再び洗浄液として再利用することも出来る。
さらに、後述する分離部5で第1除去部回収物Csをスラリー化するために水を使用するので、その点を考慮すれば、洗浄液が水であれば、使用した水を分離部5で使用する水W1として供給することができるので、システムの効率化を図る上で好ましい。
The synthesis gas G2 from which the tar has been removed becomes the purified synthesis gas G3 and is used for raw materials for synthesizing ethanol and methanol, fuels for cogeneration, and the like.
Examples of the cleaning liquid include water, caustic soda, sulfuric acid, and the like, but water is preferable in consideration of cost and ease of handling. The used cleaning liquid W2 can be reused as a cleaning liquid again.
Further, since water is used to make the first removed portion recovered material Cs into a slurry in the
湿式洗浄装置41で洗浄液と共に合成ガスG2より除去されたタールは、タール洗浄物質分離部である油水分離装置42に送られ凝縮タールCvと洗浄液とに分離される。そして、凝縮タールCvは付着剤供給タンク43に貯えられ、必要に応じて分離部5へ送られ、第1除去部回収物Csから未燃物等Cs1と不燃物等Cs2を分離するための、未燃物Cs1の表面を改質する薬剤(付着剤)として用いられる。
The tar removed from the synthesis gas G2 together with the cleaning liquid in the wet cleaning apparatus 41 is sent to the oil / water separator 42 which is a tar cleaning substance separation unit, and is separated into the condensed tar Cv and the cleaning liquid. The condensed tar Cv is stored in the adhering agent supply tank 43 and is sent to the
被ガス化原料の種類によって、第2除去部で除去される凝縮タールCvの種類は異なるが、前記凝縮タールCvの一例としては炭素数が2〜20程度の直鎖もしくは鎖式炭化水素、または環状あるいは芳香族などの各種炭化水素が挙げられる。具体的な物質名を挙げれば、例えば、フェノールやジメチルフェノールなどのフェノール類、ベンゼン、トルエン、ベンゾディオースなどの単環芳香族、ナフタレン、フェナントレン、アントラセンなどの多環芳香族、アセチル酸、プロピオン酸、酢酸などの有機酸、フラン類、ケトン類である。なお、タールは多種類の化合物の混合物であるため、前述した物質に限定されないのは言うまでもない。 Depending on the type of gasification raw material, the type of condensed tar Cv to be removed in the second removal section is different, but as an example of the condensed tar Cv, a linear or chain hydrocarbon having about 2 to 20 carbon atoms, or Various hydrocarbons such as cyclic or aromatic are listed. Specific substance names include, for example, phenols such as phenol and dimethylphenol, monocyclic aromatics such as benzene, toluene, and benzodiose, polycyclic aromatics such as naphthalene, phenanthrene, and anthracene, acetyl acid, and propion. Organic acids such as acid and acetic acid, furans and ketones. Needless to say, tar is a mixture of many kinds of compounds and is not limited to the aforementioned substances.
ここで、分離部5について説明する。
分離部5は、第1除去部回収物Csから未燃物等Cs1と不燃物等Cs2を分離する部分であり、ここで、分離された未燃物等Cs1がラインL1を通じて再ガス化するための被ガス化原料M’として流動床式ガス化炉2に供給される。
分離部5は、撹拌機50を有するスラリータンク51、表面改質機52、撹拌機50を有する調整槽53、浮選機54で構成される。
Here, the
The
The
スラリータンク51では、第1除去部回収物Csに水を加えて撹拌機50にて撹拌しながらスラリーを生成する。また、水分を加えた時に第1除去部回収物Csの濃度が3〜50重量%、好ましくは5〜30重量%となるように加える水分量を調整する。なお、第1除去部回収物Csに加える水は、前述したように第2除去部4で油水分離装置42によってタールと分離された洗浄液が水である場合は、水W1を使用するのが好ましい。洗浄液を再利用することによりシステムの効率化が図られるからである。
In the slurry tank 51, water is added to the first removed portion collection product Cs, and slurry is generated while stirring with the
生成されたスラリーは、付着剤である浮選油として使用される第2除去部4で油水分離装置42によって洗浄液と分離され付着剤供給タンク43に貯えられている凝縮タールCvと混合(図6(1))されて表面改質機52に送られる。
なお、浮選油である凝集タールは表面改質機52に前記スラリーを投入後、表面改質機に加える態様としてもよい。
The produced slurry is mixed with the condensed tar Cv separated from the cleaning liquid by the oil / water separator 42 and stored in the adhesive supply tank 43 in the
The agglomerated tar that is the flotation oil may be added to the surface reformer after the slurry is charged into the surface reformer 52.
ここで、スラリーに加える凝縮タールCvの量は、未燃物の5〜100重量%、好ましくは10〜30重量%添加するのが好ましい。なお、被ガス化原料の種類により、発生する凝縮タールCvの量が少なく、凝縮タールCvが浮選油として使用する量に満たない場合には、浮選油供給タンク44より油分を供給するようにすれば良い。ここで供給される油としては、灯油、軽油、タール(追加分のタール)等の化石燃料由来のもの、あるいは菜種油、バイオディーゼル燃料等のバイオマス由来のものが使用できるが、環境面を考慮するとバイオマス由来のものが好ましい。また、これら浮選油は単独でスラリーに加えても良い。
Here, the amount of condensed tar Cv added to the slurry is preferably 5 to 100% by weight, preferably 10 to 30% by weight of the unburned matter. When the amount of condensed tar Cv generated is small depending on the type of gasified raw material and the amount of condensed tar Cv is less than the amount used as flotation oil, oil is supplied from the flotation
表面改質機52は、スラリー及び浮選油の混合物に高剪断力を付加する処理を行い、スラリー中の未燃物等Cs1の表面を改質し、浮選性(疎水性)を向上させるための機械である。
表面改質機52としては公知のものでよく、例えば、出願人が発明した表面改質機である横型多段高速ミキサー(特許第4346299号)を使用することができる。
The surface reformer 52 performs a process of applying a high shearing force to the mixture of the slurry and the flotation oil, reforms the surface of the unburned material Cs1 in the slurry, and improves the flotation property (hydrophobicity). It is a machine for.
The surface reformer 52 may be a known one, and for example, a horizontal multistage high-speed mixer (Japanese Patent No. 4346299) which is a surface reformer invented by the applicant can be used.
表面改質機52によって、スラリー及び浮選油の混合物に強い剪断力を付与すると、未燃カーボンの表面に非常に薄い浮選油の油膜を付着させることができ(図6(2))、この油膜の付着によって未燃物等の表面が改質(疎水性化)され、後述する浮選機54での浮選性が向上する。未燃物等が疎水性化される一方、不燃物等は水に分散していくため、すなわち親水性化していくので両者は分離し易くなる。
When a strong shearing force is applied to the mixture of slurry and flotation oil by the surface reformer 52, a very thin oil film of flotation oil can be adhered to the surface of the unburned carbon (FIG. 6 (2)). The adhesion of the oil film modifies (hydrophobizes) the surface of the unburned matter and improves the flotation performance in the
表面改質機52で表面改質処理された未燃物等と不燃物等を含むスラリーは、撹拌機50を有する調整槽53へ送られる。
調整槽53では、上記スラリーに分離剤である起泡剤を起泡剤供給タンク531から添加し、撹拌機50で穏やかに撹拌処理しながらスラリーの均一化、表面改質された未燃カーボンと気泡剤、浮選油との接触及び結合が図られる。
ここで、気泡材としては、パイン油、テルピネオール、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、高級アルコール等を使用することができる。また、これら気泡剤の供給量は発生する未燃物等の量によって適宜設定が可能である。
The slurry containing the unburned material and the incombustible material and the like subjected to the surface modification treatment by the surface reformer 52 is sent to the
In the
Here, as the foam material, pine oil, terpineol, polyoxypropylene alkyl ether, higher alcohol, or the like can be used. Moreover, the supply amount of these foaming agents can be appropriately set depending on the amount of unburned matter generated.
調整槽53で調整されたスラリーは、浮選機54に送られ、表面改質された未燃物等Cs1と不燃物等Cs2に分離される。
浮選機54では油膜が付着して表面が改質された疎水性化した未燃物等が、気泡剤によって生じた気泡や浮選機54の下部から供給される空気の気泡に油膜の部分で付着して(図6(3))、水面に浮上するので、フロス(残渣)541として回収する。
一方、不燃物等Cs2は未燃物よりも親水性が大きいので浮選機54の下部に沈降するのでテール542として回収する。
The slurry adjusted in the adjusting
In the
On the other hand, the non-combustible material such as Cs2 has a higher hydrophilicity than the unburned material, and therefore settles in the lower part of the
以上が分離部5の構成であり、分離部5によって、第1除去部回収物Csから未燃物等Cs1とクリンカの発生原因となる不燃物等Cs2を分離することができる構成となっているので、未燃物等Cs1のみを流動床式ガス化炉2に被ガス化原料M’として戻して、流動床式ガス化炉2のガス化効率を向上させることができる。更にクリンカが原因で生じる流動媒体Sのアグロメレーションも防止することが可能となる。
The above is the configuration of the
また、浮選機45から回収されたフロス541(未燃物等Cs1)はスラリー状態であるため、ガス化炉2に戻すと、含有される液体は蒸発し、未燃物はガス化し、ガス化効率を上げることが出来る。
Further, since the floss 541 (unburned material Cs1) recovered from the flotation machine 45 is in a slurry state, when it is returned to the
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明は省略することとする。
図2には、本発明に係るガス化システムの第2の実施形態の概略構成図が記載されている。
本態様では、浮選機54においてフロス541として回収された未燃物等Cs1に含有される液体含有量を調整するための、第1分離物調整部55とテール542の液体含有量を調整するための第2分離物調整部56を設けた態様である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of a second embodiment of the gasification system according to the present invention.
In this aspect, the liquid contents of the first separated
フロス541として回収された未燃物等Cs1はスラリーであるため、液体(例えば水)を含んでいる。よって第1分離物調整部55を設けることにより、液体含有量が調整された第1分離物すなわち未燃物等Cs1をガス化炉に戻すことが出来る。
Since the unburned material Cs1 recovered as the floss 541 is a slurry, it contains a liquid (for example, water). Therefore, by providing the first separated
第1分離物調整部55では、たとえば、固液分離装置であるフィルタープレスが使用できる。なお、固液分離装置としては、フィルタープレス以外にも、ベルトプレス、真空式ろ過機、遠心分離機等が使用できる。
一方、テール542として回収された不燃物等Cs2もスラリーであるため、液体(例えば水)を含んでいる。よって、第2分離物調整部56を設け、液体を取り除き不燃物等Cs2を回収することができる。第2分離物調整部56としては、例えば脱水機等が使用できる。
In the 1st separated
On the other hand, the non-combustible material Cs2 collected as the
また、フィルタープレス55でフロス541を固液分離処理した際の液体が水である場合、水W3は、例えば、テールを脱水処理した際に生じた水W4とともに、スラリータンク51に供給する構成になっている。このように水を再利用することによりシステム全体の効率が向上する。
Further, in the case where the liquid when the floss 541 is subjected to the solid-liquid separation process with the
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明は省略することとする。
図3には、本発明に係るガス化システムの第3の実施形態の概略構成図が記載されている。
本態様では、第2の態様で、第2除去部においてガスG2中から除去された凝縮タールCvが、スラリータンク51で生成されたスラリーに付着剤である浮選油として加える量より多く発生した場合に、余剰分の凝縮タールCvをラインL2を通じて流動床式ガス化炉2に戻して再ガス化できるようにした態様である。
この態様により、ガス化効率の向上が図ることが出来る。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment will be described. In addition, about the structure similar to 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description shall be abbreviate | omitted.
FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of a third embodiment of the gasification system according to the present invention.
In this aspect, in the second aspect, the condensed tar Cv removed from the gas G2 in the second removal unit is generated in an amount larger than the amount added as a flotation oil as an adhesive to the slurry generated in the slurry tank 51. In this case, excess condensed tar Cv is returned to the fluidized
By this aspect, the gasification efficiency can be improved.
第2除去部においてガスG2中から除去された凝縮タールCvの量は、原料Mの種類によって異なる。
例えば、原料Mが木質の場合、原料Mを100重量%とすると、第1除去部回収物Cs中の未燃物の量は約5〜25重量%、不燃物(灰分)の量は約5重量%であり、タールの発生量は約3〜10重量%程度である。
The amount of condensed tar Cv removed from the gas G2 in the second removal unit differs depending on the type of raw material M.
For example, when the raw material M is wood, when the raw material M is 100% by weight, the amount of unburned material in the first removed portion recovered material Cs is about 5 to 25% by weight, and the amount of non-combustible material (ash) is about 5%. The amount of tar generated is about 3 to 10% by weight.
したがって、スラリータンク51で生成されたスラリーに対して、浮選油として必要な凝縮タールCvの添加量が、第1の実施態様で説明したように、未燃物等の5〜100重量%、好ましくは10〜30重量%添加するのが好ましいことを考慮すれば、凝縮タールCvの量がスラリーに添加する量として不足する場合と余剰となる場合とが生じる。不足した場合は、第1の実施態様のように浮選油供給タンク44より油分を供給するようにすれば良い。一方、凝縮タールCvの量がスラリーに添加する量に対して余剰となる場合は、本態様のように流動床式ガス化炉2に戻して再ガス化の原料とすることでガス化効率の向上が図れる。
Therefore, with respect to the slurry produced in the slurry tank 51, the amount of condensed tar Cv required as flotation oil is 5 to 100% by weight of unburned matter, etc., as described in the first embodiment, Considering that it is preferable to add 10 to 30% by weight, there are cases where the amount of condensed tar Cv is insufficient as an amount to be added to the slurry and when it is excessive. If it is insufficient, the oil may be supplied from the flotation
[第4の実施形態]
次に、第4の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明は省略することとする。
図4には、本発明に係るガス化システムの第4の実施形態の概略構成図が記載されている。
本態様では、分離部5で分離され、第1分離物調整部55で液体含有量を調整された未燃物Cs1を乾燥部7において乾燥してから、流動床式ガス化炉2に再ガス化原料M’として戻すとともに、合成ガスG1および/又は合成ガスG2が有する熱量を熱交換器8、8’を用いて変換し乾燥部の熱源として利用するようにした態様である。もちろん、熱源については、本態様に限られない。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described. In addition, about the structure similar to 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description shall be abbreviate | omitted.
FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of a fourth embodiment of the gasification system according to the present invention.
In this embodiment, after the unburnt substance Cs1 separated by the
第1分離物調整部55で液体含有量を調整された未燃物Cs1は、依然として液体を含有しており、このままガス化炉2に戻した場合、加熱されると共に液体が蒸発し、蒸発と共に塊が崩れてしまい、粒径が小さな塊となる。よって本態様では乾燥部において乾燥することにより強度を高めからラインL1を通じて流動床式ガス化炉2内に戻すことで、流動床式ガス化炉2内で未燃物等Cs1が崩れることを防止し、流動床式ガス化炉2内に長く滞留させることによりガス化を行い、ガス化の効率を上げることができる。
The unburned matter Cs1 whose liquid content has been adjusted by the first separated
乾燥部においては乾燥機による乾燥が行われるが、乾燥後の含水率は10%以下が好ましい。使用する乾燥機としては、公知の乾燥機が使用できる。例えば、ベルト式乾燥機、アジテータ型乾燥機、直接または間接加熱横型ロータリーキルン、蒸気ジェット式乾燥機などが使用できるが、未燃物等Cs1を乾燥するとともに回転力によって造粒作用を付加できる横型の間接または直接加熱ロータリーキルンが好ましい。
なお、ベルト式乾燥機のように乾燥後の乾燥物の粒径が大きい(約100mm以上)場合は、必要に応じて粗破砕してからガス化炉2内に戻すのが好ましい。
Although drying with a dryer is performed in the drying section, the moisture content after drying is preferably 10% or less. As a dryer to be used, a known dryer can be used. For example, a belt-type dryer, an agitator-type dryer, a direct or indirect heating horizontal rotary kiln, a steam jet dryer, and the like can be used. Indirect or direct heating rotary kilns are preferred.
In addition, when the particle size of the dried product after drying is large (about 100 mm or more) as in the belt-type dryer, it is preferable that the dried product is roughly crushed and returned to the
また、アジテータ型乾燥機やロータリーキルン型乾燥機は、回転翼やキルンの回転効果により粒度が調整されながら乾燥される。アジテータ型乾燥機では粒径が1〜5mm、ロータリーキルン型乾燥機は1〜50mm程度の粒径で乾燥物がそれぞれの乾燥機より排出されるため、粗破砕の必要はなくそのままガス化炉2内に戻すことができる。さらに、蒸気ジェット式乾燥機であれば、粒径が1mm以下の乾燥物が多くなるため造粒してもよいが、造粒のための無駄なエネルギーをかけないためにそのままガス化炉2内に投入するのが好ましい。
Further, the agitator-type dryer and the rotary kiln-type dryer are dried while the particle size is adjusted by the rotating effect of the rotary blades and the kiln. The agitator type dryer has a particle size of 1 to 5 mm, and the rotary kiln type dryer has a particle size of about 1 to 50 mm, and the dried product is discharged from each dryer. Can be returned to. Furthermore, in the case of a steam jet dryer, granulation may be performed because a dry matter having a particle size of 1 mm or less increases, but in order to avoid wasting energy for granulation, the
上述したように、乾燥物または破砕物の粒径は1〜100mmが好ましいが、より好ましくは5〜25mm程度である。
各乾燥機は、乾燥温度や時間、回転数等は適宜設定可能であり、適切な未燃物等Cs1の粒状物を作ることができる。なお、乾燥機は第1から第3のいずれの実施態様に設けてもよい。
As described above, the particle size of the dried product or crushed product is preferably 1 to 100 mm, more preferably about 5 to 25 mm.
Each dryer can set drying temperature, time, rotation speed, etc. suitably, and can make the granular material of Cs1, such as a suitable unburned thing. Note that the dryer may be provided in any of the first to third embodiments.
さらに、本態様では、合成ガスG1および/またはG2が有する熱量を熱交換器8、8’を用いて変換し乾燥機の熱源として利用している。これにより、乾燥機の熱源をわざわざ設ける必要もなく、システム全体の稼動コストを抑えることができる。
なお、乾燥機の熱源としては、他にも精製した合成ガスG3の一部を燃焼させた際の燃焼熱や精製した合成ガスG3を利用した後のオフガスの燃焼熱を利用すれことも可能である。
Further, in this embodiment, the amount of heat of the synthesis gas G1 and / or G2 is converted using the
In addition, as a heat source of the dryer, it is also possible to use the combustion heat generated when a part of the purified synthesis gas G3 is burned or the combustion heat of the off gas after using the purified synthesis gas G3. is there.
[第5の実施形態]
次に、第5の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明は省略することとする。
図5には、本発明に係るガス化システムの第5の実施形態の概略構成図が記載されている。
本態様では、第1分離物調整部55で液体含有量を調整された未燃物Cs1を粒状物製造部6で造粒してから、ガス化炉2に再ガス化原料M’として戻すようにした態様である。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment will be described. In addition, about the structure similar to 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description shall be abbreviate | omitted.
FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of a fifth embodiment of the gasification system according to the present invention.
In this aspect, the unburnt substance Cs1 whose liquid content is adjusted by the first separated
第1分離物調整部55で液体含有量を調整することができるので、未燃物等Cs1を造粒部において造粒できるような調整を行い、造粒を行うことで、粒径を自由に設定でき、ガス化炉2内部での滞留時間を自由に設定することが可能になり、よりガス化炉2の運転を制御しやすくなる。
Since the liquid content can be adjusted by the first separated
粒状物製造部6では造粒装置により、第1分離物調整部55で液体含有量を調整された未燃物等Cs1と造粒材とを混合して粒状物を製造し、再ガス化するための被ガス化原料M’を製造する。なお、造粒剤としては、第3の実施態様で説明した余剰の凝縮タールCvを使用することができる。製造される粒状物の粒径はガス化炉の種類や規模にもよるが、5〜50mm程度であり、好ましくは5〜25mmの範囲が良い。
In the granular
造粒装置としては、ペレタイザー、アジテータ型混合造粒装置、各種ミキサー、押し出し型ペレット製造装置、パン型回転造粒装置等が挙げられる。なお、粒状物製造部6は第1から第4のいずれの実施態様に設けてもよい。
また、粒状物製造部6においては、粒状物製造部6の工程中で造粒後に乾燥する態様もある。これは、例えば、前述した、ペレタイザーやパン型回転造粒装置等で造粒した場合には、造粒後の含水率が高いため乾燥が必要となる場合があるからである。
一方で、押し型ペレット製造装置の場合は、押し出し圧力により温度が上がるため造粒後の含水率が低いため乾燥が不要になる場合もある。
なお、乾燥後の含水率は10%以下が好ましい。
Examples of the granulator include a pelletizer, an agitator type mixing granulator, various mixers, an extrusion type pellet manufacturing apparatus, and a bread type rotary granulating apparatus. The granular
Moreover, in the granular
On the other hand, in the case of an extrusion pellet manufacturing apparatus, drying may be unnecessary because the temperature rises due to the extrusion pressure and the moisture content after granulation is low.
The moisture content after drying is preferably 10% or less.
本発明によれば、被ガス化原料をガス化装置でガス化して合成ガスを生成する際、除去回収される固形物から不燃物を分離して未燃物のみをガス化炉に戻し、クリンカやアグロメレーションの発生を防止するとともに、未燃物の再ガス化を行うことによりガス化効率を高めることが出来る。 According to the present invention, when gasified raw material is gasified by a gasifier to generate synthesis gas, the incombustible material is separated from the solid material removed and recovered, and only the unburned material is returned to the gasification furnace. And agglomeration can be prevented, and the efficiency of gasification can be increased by regasification of unburned material.
1 ガス化システム 2 ガス化炉 3 第1除去部 4 第2除去部
5 分離部 6 粒状物製造部 7 乾燥部 8、8’ 熱交換器
21 流動床 31 集塵装置 41 洗浄部(湿式洗浄装置) 42 タール洗浄物質分離部(油水分離装置) 43 付着剤供給タンク 44 浮選油供給タンク
50 撹拌機 51 スラリータンク 52 表面改質機 53 調整槽
54 分離機(浮選機) 55 第1分離物調整部(フィルタープレス)
56 第2分離物調整部(脱水機)
Cs 第1除去部回収物 Cs1 未燃物 Cs2 不燃物 Cv 凝縮タール
G1、G2、G3 合成ガス W1、W2、洗浄物質(水) W3、W4 水
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
54 Separator (Flotation Machine) 55 First Separator Adjustment Unit (Filter Press)
56 Second Separation Unit (Dehydrator)
Cs First removed portion recovered material Cs1 Unburned material Cs2 Incombustible material Cv Condensed tar G1, G2, G3 Syngas W1, W2, Cleaning substance (water) W3, W4 Water
Claims (8)
前記ガス化炉によって生成されたガス中の固形物を除去する第1除去部と、
前記第1除去部で除去された前記固形物を、未燃物を主成分とする第1分離物と不燃物を主成分とする第2分離物とに分離する分離部と、を備え、
前記分離部によって分離された第1分離物を前記ガス化炉に移してガス化するように構成されている被ガス化原料ガス化システムであって、
前記分離部は、
前記固形物をスラリー化するスラリータンクと、
前記スラリー中の第1分離物の表面に付着剤を付着させて、前記第1分離物の表面改質処理を行う表面改質装置と、
前記表面改質がされた第1分離物と前記第2分離物とを分離するための起泡剤と前記表面改質装置によって処理された第1分離物と第2分離物を含むスラリーとを混合処理する調整槽と、
前記調整槽で混合処理されたスラリー中の前記表面改質がされた第1分離物と前記第2分離物とを分離する浮選機と、を備えることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。 A gasification furnace for gasifying the material to be gasified,
A first removal unit for removing solids in the gas generated by the gasification furnace;
A separation unit that separates the solid material removed by the first removal unit into a first separated material mainly composed of unburned material and a second separated material mainly composed of incombustible material,
A gasified raw material gasification system configured to transfer the first separated material separated by the separation unit to the gasification furnace and gasify the gasified material,
The separator is
A slurry tank for slurrying the solid matter;
A surface modification device for attaching a bonding agent to the surface of the first separated material in the slurry and performing a surface modification treatment of the first separated material;
A foaming agent for separating the first separated product and the second separated product, and a slurry containing the first separated product and the second separated product processed by the surface modifying device. An adjustment tank for mixing,
A gasified raw material gasification comprising: a flotation machine that separates the surface-modified first separated product and the second separated product in the slurry mixed in the adjustment tank. system.
前記分離部において分離された第1分離物の液体含有量を調整する第1分離物調整部が設けられていることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。 The gasified raw material gasification system according to claim 1,
A gasified raw material gasification system comprising a first separated substance adjusting unit that adjusts a liquid content of the first separated substance separated in the separating unit.
前記第1除去部を通過したガス中からタールを除去する第2除去部を備え、
前記分離部において前記第2除去部で除去されたタールを前記付着剤として使用するように構成されていることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。 In the gasified raw material gasification system according to claim 1 or 2,
A second removal unit for removing tar from the gas that has passed through the first removal unit;
The gasified raw material gasification system is configured to use tar removed by the second removal unit in the separation unit as the adhesive.
前記第2除去部で除去されたタールが、前記付着剤として使用するタール量より多いときは、前記第2除去部で除去されたタールの一部を前記ガス化炉に移すように構成されていることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。 In the gasified raw material gasification system according to claim 3,
When the amount of tar removed by the second removal unit is larger than the amount of tar used as the adhesive, a part of the tar removed by the second removal unit is transferred to the gasifier. A gasified raw material gasification system characterized by comprising:
前記第2除去部は前記第1除去部によって固形分が除去されたガス中からタールを洗浄物質によって洗浄物質とともに除去する洗浄部と、前記洗浄物質とともに除去されたタールと前記洗浄物質とを分離するタール洗浄物質分離部と、を備え
前記タール洗浄物質分離部において前記タール洗浄物質分離部で前記タールと分離された洗浄物質を、前記固形物をスラリー化するために使用するように構成されていることを特徴とする被ガス化原料システム。 In the gasified raw material gasification system according to claim 3 or 4,
The second removing unit separates the cleaning unit that removes tar together with the cleaning substance from the gas from which the solid content has been removed by the first removing unit, and the tar removed together with the cleaning substance and the cleaning substance. A tar cleaning material separation unit, wherein the tar cleaning material separation unit is configured to use the cleaning material separated from the tar in the tar cleaning material separation unit to slurry the solid matter. A gasified raw material system characterized by comprising:
前記第1分離物調整部で調整された第1分離物を乾燥するための乾燥部を備えることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。 In the gasified raw material gasification system according to any one of claims 2 to 5,
A gasified raw material gasification system comprising a drying unit for drying the first separated material adjusted by the first separated material adjusting unit.
前記ガス化炉によって生成されたガスおよび/または前記第1除去部を通過したガスが有する熱量を、前記乾燥部の熱源として利用するように構成されている構成されていることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。 In the gasified raw material gasification system according to claim 6,
It is configured so that the heat generated by the gas generated by the gasification furnace and / or the gas that has passed through the first removal unit is used as a heat source of the drying unit. Gasification raw material gasification system.
前記第1分離物調整部で調整された第1分離物を造粒する粒状物製造部を有し、
前記第1分離物調整部で調整された第1分離物を造粒してから前記ガス化炉に移してガス化するように構成されていることを特徴とする被ガス化原料ガス化システム。 In the gasified raw material gasification system according to claim 2,
A granule manufacturing unit for granulating the first separated product adjusted by the first separated product adjusting unit;
The gasified raw material gasification system is configured to granulate the first separated substance adjusted by the first separated substance adjusting unit, and then transfer the gas to the gasification furnace for gasification.
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- 2011-03-04 JP JP2011047642A patent/JP2012184307A/en not_active Withdrawn
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