JP2013213089A - System for gasifying biomass fuel and system for synthesizing chemical product by using gasified gas - Google Patents

System for gasifying biomass fuel and system for synthesizing chemical product by using gasified gas Download PDF

Info

Publication number
JP2013213089A
JP2013213089A JP2012082805A JP2012082805A JP2013213089A JP 2013213089 A JP2013213089 A JP 2013213089A JP 2012082805 A JP2012082805 A JP 2012082805A JP 2012082805 A JP2012082805 A JP 2012082805A JP 2013213089 A JP2013213089 A JP 2013213089A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
biomass
control valve
reformer
biomass fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012082805A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Amari
猛 甘利
Keigo Matsumoto
啓吾 松本
Takashi Yamamoto
崇 山元
Katsuhiko Shinoda
克彦 篠田
Masashi Hishida
正志 菱田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2012082805A priority Critical patent/JP2013213089A/en
Publication of JP2013213089A publication Critical patent/JP2013213089A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for gasifying a biomass fuel by which the components can be regulated so as to have a composition desired for synthesizing a chemical product when reforming biomass, and to provide a chemical product-synthesizing system by using a gasified gas.SOLUTION: A system for gasifying a biomass fuel includes a biomass-gasifying furnace 12 for gasifying biomass 11, a gas-refining apparatus 14 for removing smut in a formed gas 13A formed by the biomass-gasifying furnace 12, a first booster 15 for raising the pressure of a formed gas 13B after the removal of the smut, a sulfur-removing apparatus 16 for removing sulfur components in a pressure-raised gas 13C, a reformer 17 for reforming a formed gas 13D after the removal of the sulfur components, a gas component detector 19 for detecting gas components in a reformed gas 18, a first bypass line 21 for by-passing the reformer 17, flowing the formed gas 13D after the removal of the sulfur components to the downstream side of the reformer 17, and having a first control valve 20, and a controller 22 for controlling the opening degree of the first control valve 20 according to the gas composition detected by the gas component detector 19.

Description

本発明は、バイオマス燃料ガス化システム及びガス化ガスを用いた化成品合成システムに関する。   The present invention relates to a biomass fuel gasification system and a chemical synthesis system using gasification gas.

一般にバイオマスとは、エネルギー源または工業原料として利用することのできる生物体(例えば、農業生産物または副産物、木材、植物等)をいい、太陽エネルギー、空気、水、土壌等の作用により生成されるので、無限に再生可能である。   Biomass generally refers to organisms that can be used as energy sources or industrial raw materials (for example, agricultural products or by-products, wood, plants, etc.), and are produced by the action of solar energy, air, water, soil, etc. So it can be played indefinitely.

上記バイオマスをガス化燃料として利用することで燃料用のガス及びメタノール等のクリーンなエネルギー源の製造が可能となる。また、廃棄物としてのバイオマスを処理できるので、環境の浄化にも役立つとともに、新規に生産されるバイオマスも光合成によるCO2の固定により生育される。大気のCO2を増加させないので、CO2の抑制につながることとなり、好ましい技術である。 By using the biomass as a gasification fuel, it becomes possible to produce clean energy sources such as fuel gas and methanol. Further, since biomass as waste can be treated, it is useful for environmental purification, and newly produced biomass is also grown by fixing CO 2 by photosynthesis. Since it does not increase CO 2 in the atmosphere, it leads to suppression of CO 2 , which is a preferable technique.

ここで、供給するバイオマスとしては、生産または廃棄されたバイオマスを粉砕・乾燥したものを供給するのが好ましい。本発明でバイオマスとは、エネルギー源または工業原料として利用することのできる生物資源(例えば、農業生産物または副産物、木材、植物等)をいい、例えば、スイートソルガム、ネピアグラス、スピルリナ等が用いられている(特許文献1及び特許文献2)。   Here, as the biomass to be supplied, it is preferable to supply pulverized and dried biomass produced or discarded. In the present invention, the biomass means a biological resource (for example, agricultural product or by-product, wood, plant, etc.) that can be used as an energy source or an industrial raw material. (Patent Document 1 and Patent Document 2).

また、バイオマスを用いて、ガス化し液体燃料を製造するシステムについて、先に提案した(特許文献3)。
この特許文献3の提案では、バイオマスを蒸気、酸素でガス化し、水素を多く含むガスを生成し、液体燃料等の各種化成品合成を行うシステムである。
液体燃料として、例えばFT油(Cn2n+2)、メタノール(CH3OH)などを合成するにあたっては、バイオマス(C1.1〜1.3、H20.8〜0.9)を原料とした生成ガスは、その組成上化成品に必要な水素が炭素に比べて少ない。
従って化成品を効率よく合成するには、得られたガス化ガス(H2、CO、CO2主体)中のH2成分を増大させる必要がある。
この為、生成ガスを改質装置(例えばCOシフト反応触媒など)によって、ガス中のH2成分を増大させている。
Moreover, it proposed previously about the system which gasifies and manufactures a liquid fuel using biomass (patent document 3).
The proposal of Patent Document 3 is a system that synthesizes various chemical products such as liquid fuel by gasifying biomass with steam and oxygen to generate a gas containing a large amount of hydrogen.
As a liquid fuel, for example, FT oil (C n H 2n + 2) , when synthesizing such as methanol (CH 3 OH) is biomass (C 1.1~1.3, H 2 O 0.8~0.9 ) product gas was used as a raw material In terms of its composition, hydrogen required for the chemical product is less than that of carbon.
Therefore, in order to efficiently synthesize chemical products, it is necessary to increase the H 2 component in the obtained gasification gas (mainly H 2 , CO, CO 2 ).
For this reason, the H 2 component in the gas is increased by a reformer (for example, a CO shift reaction catalyst or the like) of the produced gas.

特開2001−240877号公報JP 2001-240877 A 特開2001−240878号公報JP 2001-240878 A 特開2008−208276号公報JP 2008-208276 A

ところで、化成品合成に必要な組成を得るには、改質装置ではH2、CO比が平衡組成に改質されるため、化成品合成用の所望の組成に調節することが困難である、という問題がある。 By the way, in order to obtain the composition necessary for chemical synthesis, it is difficult to adjust the composition to a desired composition for chemical synthesis because the reformer reforms the H 2 and CO ratio to an equilibrium composition. There is a problem.

本発明は、前記問題に鑑み、バイオマスを改質する際において、化成品合成用の所望の組成に調節することができるバイオマス燃料ガス化システム及びガス化ガスを用いた化成品合成システムを提供することを課題とする。   In view of the above problems, the present invention provides a biomass fuel gasification system that can be adjusted to a desired composition for chemical synthesis when reforming biomass, and a chemical synthesis system using gasification gas. This is the issue.

上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、バイオマスをガス化するバイオマスガス化炉と、前記バイオマスガス化炉で生成された生成ガス中の煤塵を除去するガス精製装置と、前記除塵後の生成ガスを昇圧する第1の昇圧器と、前記第1の昇圧器で昇圧された生成ガスを改質する改質器と、前記改質器で改質された改質ガスのガス成分を検出するガス成分検出器と、前記改質器をバイパスし、前記第1の昇圧器で昇圧された生成ガスを前記改質器の後流側へ流す、第1の調節弁を備えた第1のバイパスラインと、前記ガス成分検出器で検出したガス組成に応じて、前記第1の調節弁の開度を調節する制御装置とを具備することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システムにある。   1st invention of this invention for solving the subject mentioned above is a biomass gasification furnace which gasifies biomass, a gas purification apparatus which removes soot and dust in generated gas generated in the biomass gasification furnace, A first booster for boosting the product gas after dust removal, a reformer for reforming the product gas boosted by the first booster, and a reformed gas reformed by the reformer. A gas component detector that detects a gas component; and a first control valve that bypasses the reformer and causes the product gas boosted by the first booster to flow downstream of the reformer. A biomass fuel gasification system comprising: a first bypass line; and a control device that adjusts an opening of the first control valve according to a gas composition detected by the gas component detector. It is in.

第2の発明は、第1の発明において、前記改質器と前記ガス成分検出器との間に、前記改質ガス中のCO2を除去するCO2除去装置を設けることを特徴とするバイオマス燃料ガス化システムにある。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the biomass according to the first aspect, wherein a CO 2 removal device for removing CO 2 in the reformed gas is provided between the reformer and the gas component detector. In the fuel gasification system.

第3の発明は、第2の発明において、前記CO2除去装置をバイパスし、前記改質ガスを前記CO2除去装置の後流側へ流す第2の調節弁を備えた第2のバイパスラインを設けることを特徴とするバイオマス燃料ガス化システムにある。 According to a third invention, in the second invention, a second bypass line comprising a second control valve that bypasses the CO 2 removal device and causes the reformed gas to flow to the downstream side of the CO 2 removal device. The biomass fuel gasification system is characterized by comprising:

第4の発明は、第1又は2の発明において、前記制御装置の制御は、前記改質ガスと前記生成ガスとの混合ガス中の水素濃度が、所定値となるように、前記第1の調節弁の開度を予め設定し、設定範囲から外れた際に、前記第1の調節弁の開度を調整することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システムにある。   According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the control device controls the first control unit so that the hydrogen concentration in the mixed gas of the reformed gas and the product gas becomes a predetermined value. In the biomass fuel gasification system, the opening degree of the first control valve is adjusted when the opening degree of the control valve is set in advance and deviates from the set range.

第5の発明は、第3の発明において、前記制御装置の制御は、前記改質ガスと前記生成ガスとの混合ガス中の水素濃度が、所定値となるように、前記第1の調節弁及び前記第2の調節弁の開度を予め設定し、設定範囲から外れた際に、前記第1の調節弁又は前記第2の調節弁のいずれか一方又は両方の開度を調整することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システムにある。   In a fifth aspect based on the third aspect, the control device controls the first control valve so that the hydrogen concentration in the mixed gas of the reformed gas and the product gas becomes a predetermined value. And opening the second control valve in advance and adjusting the opening of one or both of the first control valve and the second control valve when the opening is out of the set range. It is in the featured biomass fuel gasification system.

第6の発明は、第5の発明において、前記CO2除去装置のCO2除去能力を調整することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システムにある。 A sixth aspect of the fifth invention, in the biomass fuel gasification system, characterized by adjusting the CO 2 removal capacity of the CO 2 removing device.

第7の発明は、第1乃至6のいずれか一つのバイオマス燃料ガス化システムと、前記改質ガスと前記生成ガスとの混合ガスを昇圧する第2の昇圧器と、前記第2の昇圧器で昇圧された昇圧ガスを用いて化成品を合成する化成品合成装置と、を具備することを特徴とするバイオマス燃料ガス化ガスを用いた化成品合成システムにある。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the biomass fuel gasification system according to any one of the first to sixth aspects, a second booster that boosts a mixed gas of the reformed gas and the product gas, and the second booster. There is provided a chemical product synthesis system using biomass fuel gasification gas, comprising a chemical product synthesis device that synthesizes a chemical product using the pressurized gas pressurized in step (b).

本発明によれば、改質器をバイパスする生成ガスの流量を調整することで、化成品合成用の所望のガス組成に調節することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can adjust to the desired gas composition for chemical synthesis by adjusting the flow rate of the product gas which bypasses a reformer.

図1は、実施例1に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a biomass fuel gasification system according to a first embodiment. 図2は、実施例2に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a biomass fuel gasification system according to the second embodiment. 図3は、実施例3に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a biomass fuel gasification system according to a third embodiment. 図4は、実施例4に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a biomass fuel gasification system according to a fourth embodiment.

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.

本発明による実施例に係るバイオマス燃料ガス化システムについて、図面を参照して説明する。図1は、実施例1に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。
図1に示すように、本実施例に係るバイオマス燃料ガス化システム10Aは、例えば有機燃料であるバイオマス11をガス化するバイオマスガス化炉12と、前記バイオマスガス化炉12で生成された生成ガス13A中の煤塵を除去するガス精製装置14と、前記除塵後の生成ガス13Bを昇圧する第1の昇圧器15と、この昇圧された昇圧ガス13C中の硫黄分を除去する硫黄除去装置16と、硫黄分が除去された生成ガス13Dを改質する改質器17と、前記改質器17で改質された改質ガス18のガス成分を検出するガス成分検出器19と、前記改質器17をバイパスし、硫黄分が除去された生成ガス13Dを改質器17の後流側へ流す、第1の調節弁20を備えた第1のバイパスライン21と、前記ガス成分検出器19で検出したガス組成に応じて、前記第1の調節弁20の開度を調節する制御装置22とを具備するものである。
図1中、符号30はガス成分が調節された改質ガス18を昇圧する第2の昇圧器、31は昇圧器30で昇圧された昇圧ガス32を用いて化成品を合成する化成品合成装置を図示する。
A biomass fuel gasification system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a biomass fuel gasification system according to a first embodiment.
As shown in FIG. 1, a biomass fuel gasification system 10 </ b> A according to the present embodiment includes a biomass gasification furnace 12 that gasifies biomass 11, which is an organic fuel, for example, and a product gas generated in the biomass gasification furnace 12. A gas purifier 14 that removes dust in 13A, a first booster 15 that boosts the generated gas 13B after dust removal, and a sulfur remover 16 that removes the sulfur content in the boosted gas 13C. A reformer 17 for reforming the product gas 13D from which sulfur has been removed, a gas component detector 19 for detecting a gas component of the reformed gas 18 reformed by the reformer 17, and the reforming A first bypass line 21 having a first control valve 20 for bypassing the unit 17 and flowing the product gas 13D from which the sulfur content has been removed to the downstream side of the reformer 17, and the gas component detector 19 Detected by Depending on the composition, in which and a control unit 22 for adjusting the opening of the first control valve 20.
In FIG. 1, reference numeral 30 denotes a second booster that boosts the reformed gas 18 whose gas component is adjusted, and 31 is a chemical composition synthesizer that synthesizes a chemical product using the boosted gas 32 that has been boosted by the booster 30. Is illustrated.

本発明でバイオマスとは、エネルギー源又は工業原料として利用することのできる生物資源(例えば農業生産物又は副産物、木材、植物等)をいい、例えばスイートソルガム、ネピアグラス、スピルリナ等を例示することができる。また、糠、木くず、間伐材等の農林系廃棄物も含まれる。   Biomass in the present invention refers to biological resources that can be used as an energy source or industrial raw material (for example, agricultural products or by-products, wood, plants, etc.), and examples include sweet sorghum, napiergrass, spirulina, and the like. it can. It also includes agricultural and forestry waste such as firewood, wood scrap, and thinned wood.

本実施例では、改質器17をバイパスする第1のバイパスライン21を設け、所定量の硫黄分が除去された生成ガス13Dを改質器17の後流側へ流すようにして、改質器17での改質量を調整するようにしている。
ガス量の調整は、第1のバイパスライン21に介装した第1の調節弁20で行うようにしている。
In the present embodiment, a first bypass line 21 that bypasses the reformer 17 is provided, and the product gas 13D from which a predetermined amount of sulfur has been removed is caused to flow to the downstream side of the reformer 17, so that reforming is performed. The amount of reforming in the vessel 17 is adjusted.
The gas amount is adjusted by the first control valve 20 interposed in the first bypass line 21.

この調整に先立って、改質器17の後流側に、ガス成分検出器19を設け、改質ガス18と硫黄分が除去された生成ガス13Dとの合流ガスの組成を検出するようにしている。
そして、ガス成分検出器19で検出されたガス組成の情報S1を制御装置22に送り、化成品合成装置31で要求する所定の水素濃度の組成に応じて、第1の調節弁20の開度を調節する指令S2を行うようにしている。これにより改質器17へ導入して改質される硫黄分が除去された生成ガス13Dの流量を調整し、ガス組成を調整するようにしている。
Prior to this adjustment, a gas component detector 19 is provided on the downstream side of the reformer 17 so as to detect the composition of the combined gas of the reformed gas 18 and the product gas 13D from which the sulfur content has been removed. Yes.
Then, the gas composition information S 1 detected by the gas component detector 19 is sent to the control device 22, and the first control valve 20 is opened according to the composition of the predetermined hydrogen concentration required by the chemical synthesis device 31. and to perform the command S 2 to adjust the degree. Thereby, the flow rate of the product gas 13D introduced into the reformer 17 and from which the sulfur component to be reformed is removed is adjusted to adjust the gas composition.

一例としてFT合成で炭化水素油を合成するに際し、H2/CO=2を、化成品合成装置31の合成触媒側からの要求の所定値とする。
これに対し、事前に予想したガス組成よりバイパス量を設定し、所定量を改質器17に通ガスさせることにより、H2を増加させることで、H2/CO=2に、予め近づけておく。
As an example, when synthesizing a hydrocarbon oil by FT synthesis, H 2 / CO = 2 is set to a predetermined value requested from the synthesis catalyst side of the chemical product synthesis apparatus 31.
On the other hand, by setting a bypass amount based on a gas composition predicted in advance and passing a predetermined amount through the reformer 17, the H 2 is increased, so that the H 2 / CO = 2 is brought close to in advance. deep.

次に、ガス成分検出器19でH2、CO濃度を測定し、H2/CO=2を維持している場合には、化成品合成装置31の合成触媒側からの要求に合致しているので、現状維持とする。 Then, the H 2, CO concentration measured by the gas component detector 19, if you keep the H 2 / CO = 2 is consistent with the request from the synthesis catalyst side of the chemical products synthesizer 31 Therefore, the current situation will be maintained.

次に、前記ガス成分検出器19での水素濃度が所定値以上(H2/CO>2)となった際に、制御装置22では、第1の調節弁20を開く操作を実行する。 Next, when the hydrogen concentration in the gas component detector 19 is equal to or higher than a predetermined value (H 2 / CO> 2), the control device 22 performs an operation of opening the first control valve 20.

これに対し、前記ガス成分検出器19での水素濃度が所定値以下(H2/CO<2)となった際に、制御装置22では、第1の調節弁を閉じる操作を実行する。 On the other hand, when the hydrogen concentration in the gas component detector 19 is equal to or lower than a predetermined value (H 2 / CO <2), the control device 22 performs an operation of closing the first control valve.

改質器17出口の改質ガスの変動の要因としては、例えばバイオマスの種類や水分等の性状の変動、またはその配合比率の変動、バイオマスガス化炉12のガス化条件の変動等が想定される。   As factors of the change of the reformed gas at the outlet of the reformer 17, for example, changes in properties such as the type of biomass and moisture, changes in the mixing ratio thereof, changes in the gasification conditions of the biomass gasifier 12, and the like are assumed. The

バイオマス11は、図示しないガス化剤(蒸気)と共に、バイオマスガス化炉12で燃焼ガス化し、高温(例えば800〜1,100℃)の水素(H2)及び一酸化炭素(CO)を主成分とする生成ガス13Aを得る。生成ガス13Aは、ガス精製装置である例えばスクラバ等でガス中の煤塵、タール分を除去する。精製された生成ガス13Bは第1の昇圧器15で所定圧力まで昇圧され、例えば硫黄除去触媒を充填した硫黄除去装置16に導入され、ここで硫黄分を除去する。この硫黄分が除去された生成ガス13Dを改質器(例えばCOシフト反応触媒、炭化水素を分解する改質触媒等)17に供給して、蒸気を用いて触媒によりガス改質される。 The biomass 11 is combusted and gasified in a biomass gasification furnace 12 together with a gasifying agent (steam) (not shown), and is mainly composed of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO) at a high temperature (for example, 800 to 1,100 ° C.). A product gas 13A is obtained. The produced gas 13A removes dust and tar content in the gas with a gas purification device such as a scrubber. The purified product gas 13B is boosted to a predetermined pressure by the first booster 15 and introduced into, for example, a sulfur removal device 16 filled with a sulfur removal catalyst, where the sulfur content is removed. The product gas 13D from which the sulfur content has been removed is supplied to a reformer (for example, a CO shift reaction catalyst, a reforming catalyst that decomposes hydrocarbons, etc.) 17 and gas is reformed by the catalyst using steam.

この際、従来では、改質器17に導入する生成ガス13Dのガス流量は一定であるので、ガス中のH2、CO比が平衡組成に改質されるため、化成品合成用の任意の組成に調節することが困難であった。 At this time, conventionally, since the gas flow rate of the product gas 13D introduced into the reformer 17 is constant, the H 2 and CO ratio in the gas is reformed to an equilibrium composition. It was difficult to adjust the composition.

これに対し、本発明では、改質器17をバイパスする第1のバイパスライン21を設け、この第1のバイパスラインに第1の調節弁20を介装しているので、ガス成分検出器19で検出した改質後のガス組成の変動を検出し、設定範囲である場合(例えばH2/CO=2)には、そのままの流量を維持する。 On the other hand, in the present invention, the first bypass line 21 that bypasses the reformer 17 is provided, and the first control valve 20 is interposed in the first bypass line. The change in the gas composition after reforming detected in (1) is detected, and when it is within the set range (for example, H 2 / CO = 2), the flow rate is maintained as it is.

そして、前記ガス成分検出器19での水素濃度が所定値以上(H2/CO>2)となった際に、制御装置22では、第1の調節弁20を開く操作を実行するし、前記ガス成分検出器19での水素濃度が所定値以下(H2/CO<2)となった際に、制御装置22では、第1の調節弁20を閉じる操作を実行する。
これにより、常に適正の範囲での改質ガス18を化成品合成装置31に供給することができる。
When the hydrogen concentration in the gas component detector 19 becomes equal to or higher than a predetermined value (H 2 / CO> 2), the control device 22 performs an operation of opening the first control valve 20, and When the hydrogen concentration in the gas component detector 19 becomes equal to or less than a predetermined value (H 2 / CO <2), the control device 22 executes an operation of closing the first control valve 20.
Thereby, the reformed gas 18 in an appropriate range can always be supplied to the chemical synthesis apparatus 31.

この結果、改質器17からの改質ガス18を用いて化成品合成装置31で炭化水素油を安定して製造することが可能となる。   As a result, the hydrocarbon oil can be stably produced by the chemical synthesis apparatus 31 using the reformed gas 18 from the reformer 17.

本発明による実施例に係るバイオマス燃料ガス化システムについて、図面を参照して説明する。図2は、実施例2に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。なお、実施例1と同一構成部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図2に示すように、本実施例に係るバイオマス燃料ガス化システム10Bは、実施例1のバイオマス燃料ガス化システム10Aにおいて、改質器17とガス成分検出器19との間に、改質ガス18中のCO2を除去するCO2除去装置41を設けている。
A biomass fuel gasification system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a schematic diagram of a biomass fuel gasification system according to the second embodiment. In addition, about the same structural member as Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 2, the biomass fuel gasification system 10 </ b> B according to the present embodiment includes a reformed gas between the reformer 17 and the gas component detector 19 in the biomass fuel gasification system 10 </ b> A of the first embodiment. A CO 2 removal device 41 for removing CO 2 in 18 is provided.

化成品合成装置31で特にアルコール等を製造する場合には、CO2の割合を調整する必要がある。
これは、通常、バイオマスガス化ガス中のCO2は触媒合成には用いることができないが、メタノール合成触媒ではCOシフト反応の逆反応(下記式(1)参照)が起こることから、水素(H2)とCO以外に、CO2も合成用として用いることが可能である。
2+CO2→H2O+CO…(1)
よって、メタノール合成のための理想的なガス組成はH2/(2CO+3CO2)=1以上であり、この指標については所謂「M値」として、一般に知られている。
この結果、メタノール合成においては、このM値が、化成品合成装置31の合成触媒側からの要求の所定値となる。
In particular, when alcohol or the like is produced by the chemical synthesis apparatus 31, it is necessary to adjust the ratio of CO 2 .
Normally, CO 2 in biomass gasification gas cannot be used for catalyst synthesis. However, in methanol synthesis catalyst, the reverse reaction of CO shift reaction (see the following formula (1)) occurs, so hydrogen (H In addition to 2 ) and CO, CO 2 can also be used for synthesis.
H 2 + CO 2 → H 2 O + CO (1)
Therefore, the ideal gas composition for methanol synthesis is H 2 / (2CO + 3CO 2 ) = 1 or more, and this index is generally known as a so-called “M value”.
As a result, in the methanol synthesis, the M value becomes a predetermined value requested from the synthesis catalyst side of the chemical product synthesis apparatus 31.

このため、本実施例では、改質器17の後流側にCO2除去装置41を接続している。そして、本実施例では、この改質器17及びCO2除去装置41をバイパスするバイパスライン23を設け、所定量を改質器17及びCO2除去装置41に通ガスさせることが出来るようにしている。 For this reason, in this embodiment, the CO 2 removal device 41 is connected to the downstream side of the reformer 17. In this embodiment, a bypass line 23 is provided to bypass the reformer 17 and the CO 2 removal device 41 so that a predetermined amount can be passed through the reformer 17 and the CO 2 removal device 41. Yes.

ガス成分検出器19は、バイパスライン23でバイパス合流後に設置している。
そして、ガス成分検出器19で検出されたガス組成の情報S1を制御装置22に送り、化成品合成装置31で要求する所定の水素濃度の組成に応じて、第1の調節弁20の開度を調節する指令S2を行うようにしている。これによりガス成分検出器19で検出されたガス組成に応じて第1の調節弁20により改質器17及びCO2除去装置41への生成ガス13Dの流量を調整させ、ガス組成を調整可能としている。
The gas component detector 19 is installed after bypass joining at the bypass line 23.
Then, the gas composition information S 1 detected by the gas component detector 19 is sent to the control device 22, and the first control valve 20 is opened according to the composition of the predetermined hydrogen concentration required by the chemical synthesis device 31. and to perform the command S 2 to adjust the degree. Accordingly, the flow rate of the generated gas 13D to the reformer 17 and the CO 2 removal device 41 is adjusted by the first control valve 20 in accordance with the gas composition detected by the gas component detector 19 so that the gas composition can be adjusted. Yes.

例えばメタノール合成においては、M値(H2/(2CO+3CO2))=1が合成触媒側で理想とされる組成である。
これに対し、事前に予想したガス組成より第1の調節弁20の開度を調整してバイパス量を設定し、所定量を改質器17及びCO2除去装置に通ガスさせることにより、M値を「1」に近づける。
For example, in methanol synthesis, M value (H 2 / (2CO + 3CO 2 )) = 1 is an ideal composition on the synthesis catalyst side.
On the other hand, by adjusting the opening degree of the first control valve 20 based on the gas composition predicted in advance, the bypass amount is set, and a predetermined amount is passed through the reformer 17 and the CO 2 removal device, whereby M The value is brought close to “1”.

次に、ガス成分検出器19でH2、CO、CO2濃度を測定し、M=1を維持している場合には、化成品合成装置31の合成触媒側からの要求に合致しているので、現状維持とする。 Next, when the H 2 , CO, and CO 2 concentrations are measured by the gas component detector 19 and M = 1 is maintained, it meets the requirements from the synthesis catalyst side of the chemical synthesis device 31. Therefore, the current situation will be maintained.

次に、ガス化を行い、ガス成分検出器19でH2、CO、CO2を測定し、M値<1であれば第1の調節弁20を閉として、改質器17への生成ガス流量を増加させ、H2成分を増加させる。 Next, gasification is performed, and H 2 , CO, and CO 2 are measured by the gas component detector 19. If the M value <1, the first control valve 20 is closed, and the generated gas to the reformer 17 Increase the flow rate and increase the H 2 component.

次に、ガス化を行い、ガス成分検出器19でH2、CO、CO2を測定し、M値>1であれば第1の調節弁20を開として、改質器17への生成ガス流量を減少させ、H2成分を減少させ、M値=1に近づくように、制御装置22により調整するようにしている。 Next, gasification is performed, and H 2 , CO, and CO 2 are measured by the gas component detector 19. If the M value> 1, the first control valve 20 is opened, and the product gas to the reformer 17 is opened. The flow rate is decreased, the H 2 component is decreased, and the control device 22 adjusts so as to approach the M value = 1.

これにより、本実施例によれば、改質器17及びCO2除去装置41をバイパスする生成ガスの流量を調整することで、化成品合成用の所望のガス組成に調節することができる。 Thereby, according to the present Example, by adjusting the flow rate of the product gas that bypasses the reformer 17 and the CO 2 removal device 41, it is possible to adjust to a desired gas composition for chemical synthesis.

本発明による実施例に係るバイオマス燃料ガス化システムについて、図面を参照して説明する。図3は、実施例3に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。なお、実施例1及び2と同一構成部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図3に示すように、本実施例に係るバイオマス燃料ガス化システム10Cは、実施例2のバイオマス燃料ガス化システム10Bにおいて、CO2除去装置41バイパスし、改質ガス18をCO2除去装置41の後流側へ流す第2の調節弁43を備えた第2のバイパスライン42を設けるようにしている。
A biomass fuel gasification system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic diagram of a biomass fuel gasification system according to a third embodiment. In addition, about the same structural member as Example 1 and 2, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 3, the biomass fuel gasification system 10C according to the present embodiment bypasses the CO 2 removal device 41 in the biomass fuel gasification system 10B of the second embodiment, and the reformed gas 18 is bypassed by the CO 2 removal device 41. A second bypass line 42 having a second control valve 43 that flows to the downstream side is provided.

そして、ガス成分検出器19で検出されたガス組成の情報S1を制御装置22に送り、化成品合成装置31で要求する所定の水素濃度の組成に応じて、第2の調節弁43の開度を調節する指令S3を行うようにしている。これにより、第2のバイパスライン42に介装された第2の調節弁43を調節することで、CO2除去装置41へ供給する改質ガス18の流量を調整し、CO2除去量を調節することができる。
よって、実施例2の制御に加えて、制御装置22で、個別に第2の調節弁43を調節することで、CO2除去量を調整し、M値=1となるように調節するようにしている。
Then, the gas composition information S 1 detected by the gas component detector 19 is sent to the control device 22, and the second control valve 43 is opened according to the composition of the predetermined hydrogen concentration required by the chemical synthesis device 31. and to perform the command S 3 for adjusting the degree. As a result, the flow rate of the reformed gas 18 supplied to the CO 2 removal device 41 is adjusted by adjusting the second control valve 43 interposed in the second bypass line 42, and the CO 2 removal amount is adjusted. can do.
Therefore, in addition to the control of the second embodiment, the control device 22 individually adjusts the second control valve 43 to adjust the CO 2 removal amount so that the M value = 1. ing.

これにより、本実施例によれば、改質器17及びCO2除去装置41をバイパスする生成ガスの流量を各々調整することで、化成品合成用の所望のガス組成に調節することができる。 Thus, according to this embodiment, by respectively adjusting the flow rate of the product gas bypassing the reformer 17 and CO 2 removal unit 41, it can be adjusted to the desired gas composition for chemical products synthesis.

本発明による実施例に係る有機燃料ガス化液体燃料製造システムについて、図面を参照して説明する。図4は、実施例4に係るバイオマス燃料ガス化システムの概略図である。なお、実施例2及び3と同一構成部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図4に示すように、本実施例に係るバイオマス燃料ガス化システム10Dは、実施例3のバイオマス燃料ガス化システム10Cにおいて、CO2除去装置41に対して、CO2除去能力の調整を変更(例えばCO2除去装置の運転条件(温度、圧力等)の変動等)するようにしている。
An organic fuel gasification liquid fuel production system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic diagram of a biomass fuel gasification system according to a fourth embodiment. In addition, about the same structural member as Example 2 and 3, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 4, the biomass fuel gasification system 10D according to the present embodiment changes the adjustment of the CO 2 removal capability with respect to the CO 2 removal device 41 in the biomass fuel gasification system 10C of the third embodiment ( For example, the operating conditions (temperature, pressure, etc.) of the CO 2 removal apparatus are changed.

そして、ガス成分検出器19で検出されたガス組成の情報S1を制御装置22に送り、化成品合成装置31で要求する所定の水素濃度の組成に応じて、CO2除去装置41の除去能力を調節する指令S4を行うようにしている。これにより、CO2除去装置41へ供給される改質ガス18のCO2除去量を調節することができる。
よって、実施例3の制御に加えて、制御装置22で、個別にCO2除去装置41の運転条件の変動等を実行することで、CO2除去量を調整し、M値=1となるように調節するようにしている。
Then, the gas composition information S 1 detected by the gas component detector 19 is sent to the control device 22, and the removal capability of the CO 2 removal device 41 is determined according to the composition of the predetermined hydrogen concentration required by the chemical synthesis device 31. and to perform the command S 4 to regulate. Thereby, the CO 2 removal amount of the reformed gas 18 supplied to the CO 2 removal device 41 can be adjusted.
Therefore, in addition to the control in the third embodiment, the control device 22 individually executes fluctuations in the operating conditions of the CO 2 removal device 41 to adjust the CO 2 removal amount so that the M value = 1. I try to adjust it.

これにより、本実施例によれば、改質器17及びCO2除去装置41をバイパスする生成ガスの流量を各々調整すると共に、CO2除去装置での除去能力を調整することで、化成品合成用の所望のガス組成に調節することができる。 Thus, according to the present embodiment, by adjusting the flow rate of the product gas bypassing the reformer 17 and the CO 2 removal device 41, and adjusting the removal capability of the CO 2 removal device, the chemical product synthesis Can be adjusted to the desired gas composition.

本発明のバイオマス燃料ガス化システム及びガス化ガスを用いた化成品合成システムは上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。例えば、硫黄分除去装置16は第1の昇圧器15の後流側に設ける他に、第1の昇圧器15の上流側に設けることとしても良い。また、湿式器硫黄除去装置等など常温で硫黄分を除去する硫黄分除去装置をバイオマス燃料ガス化システムに利用することとしても良い。   The biomass fuel gasification system and the chemical product synthesis system using the gasification gas of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed within a range not departing from the gist thereof. For example, the sulfur content removing device 16 may be provided on the upstream side of the first booster 15 in addition to being provided on the downstream side of the first booster 15. Moreover, it is good also as utilizing for a biomass fuel gasification system the sulfur content removal apparatus which removes sulfur content at normal temperature, such as a wet apparatus sulfur removal apparatus.

10A〜10D バイオマス燃料ガス化システム
11 バイオマス
12 バイオマスガス化炉
13A〜13D 生成ガス
14 ガス精製装置
15 第1の昇圧器
16 硫黄除去装置
17 改質器
18 改質ガス
19 ガス成分検出器
20 第1の調節弁
21 第1のバイパスライン
22 制御装置
30 第2の昇圧器
31 化成品合成装置
41 CO2除去装置
42 第2のバイパスライン
43 第2の調節弁
10A to 10D Biomass fuel gasification system 11 Biomass 12 Biomass gasification furnace 13A to 13D Product gas 14 Gas purification device 15 First booster 16 Sulfur removal device 17 Reformer 18 Reformed gas 19 Gas component detector 20 First Control valve 21 first bypass line 22 control device 30 second booster 31 chemical synthesis device 41 CO 2 removal device 42 second bypass line 43 second control valve

Claims (7)

バイオマスをガス化するバイオマスガス化炉と、
前記バイオマスガス化炉で生成された生成ガス中の煤塵を除去するガス精製装置と、
前記除塵後の生成ガスを昇圧する第1の昇圧器と、
前記第1の昇圧器で昇圧された生成ガスを改質する改質器と、
前記改質器で改質された改質ガスのガス成分を検出するガス成分検出器と、
前記改質器をバイパスし、前記第1の昇圧器で昇圧された生成ガスを前記改質器の後流側へ流す、第1の調節弁を備えた第1のバイパスラインと、
前記ガス成分検出器で検出したガス組成に応じて、前記第1の調節弁の開度を調節する制御装置とを具備することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システム。
A biomass gasification furnace for gasifying biomass;
A gas refining device for removing dust in the produced gas produced in the biomass gasification furnace;
A first booster for boosting the generated gas after dust removal;
A reformer for reforming the product gas boosted by the first booster;
A gas component detector for detecting a gas component of the reformed gas reformed by the reformer;
A first bypass line having a first control valve that bypasses the reformer and causes the product gas boosted by the first booster to flow to the downstream side of the reformer;
A biomass fuel gasification system comprising: a control device that adjusts an opening degree of the first control valve according to a gas composition detected by the gas component detector.
請求項1において、
前記改質器と前記ガス成分検出器との間に、前記改質ガス中のCO2を除去するCO2除去装置を設けることを特徴とするバイオマス燃料ガス化システム。
In claim 1,
A biomass fuel gasification system comprising a CO 2 removal device for removing CO 2 in the reformed gas between the reformer and the gas component detector.
請求項2において、
前記CO2除去装置をバイパスし、前記改質ガスを前記CO2除去装置の後流側へ流す第2の調節弁を備えた第2のバイパスラインを設けることを特徴とするバイオマス燃料ガス化システム。
In claim 2,
The CO 2 removal unit bypasses, the biomass fuel gasification system and providing a second bypass line a reformed gas with a second control valve to flow to the downstream side of the CO 2 removing device .
請求項1又は2において、
前記制御装置の制御は、前記改質ガスと前記生成ガスとの混合ガス中の水素濃度が、所定値となるように、前記第1の調節弁の開度を予め設定し、
設定範囲から外れた際に、前記第1の調節弁の開度を調整することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システム。
In claim 1 or 2,
The control of the control device sets the opening of the first control valve in advance so that the hydrogen concentration in the mixed gas of the reformed gas and the product gas becomes a predetermined value,
A biomass fuel gasification system that adjusts the opening of the first control valve when it is out of a set range.
請求項3において、
前記制御装置の制御は、前記改質ガスと前記生成ガスとの混合ガス中の水素濃度が、所定値となるように、前記第1の調節弁及び前記第2の調節弁の開度を予め設定し、
設定範囲から外れた際に、前記第1の調節弁又は前記第2の調節弁のいずれか一方又は両方の開度を調整することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システム。
In claim 3,
The control device controls the opening degree of the first control valve and the second control valve in advance so that the hydrogen concentration in the mixed gas of the reformed gas and the product gas becomes a predetermined value. Set,
A biomass fuel gasification system that adjusts the degree of opening of one or both of the first control valve and the second control valve when outside the set range.
請求項5において、
前記CO2除去装置のCO2除去能力を調整することを特徴とするバイオマス燃料ガス化システム。
In claim 5,
A biomass fuel gasification system, wherein the CO 2 removal capability of the CO 2 removal device is adjusted.
請求項1乃至6のいずれか一つのバイオマス燃料ガス化システムと、
前記改質ガスと前記生成ガスとの混合ガスを昇圧する第2の昇圧器と、
前記第2の昇圧器で昇圧された昇圧ガスを用いて化成品を合成する化成品合成装置と、を具備することを特徴とするバイオマス燃料ガス化ガスを用いた化成品合成システム。
A biomass fuel gasification system according to any one of claims 1 to 6;
A second booster that boosts the mixed gas of the reformed gas and the product gas;
A chemical product synthesis system using biomass fuel gasification gas, comprising: a chemical product synthesis device that synthesizes a chemical product using the boosted gas boosted by the second booster.
JP2012082805A 2012-03-30 2012-03-30 System for gasifying biomass fuel and system for synthesizing chemical product by using gasified gas Pending JP2013213089A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012082805A JP2013213089A (en) 2012-03-30 2012-03-30 System for gasifying biomass fuel and system for synthesizing chemical product by using gasified gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012082805A JP2013213089A (en) 2012-03-30 2012-03-30 System for gasifying biomass fuel and system for synthesizing chemical product by using gasified gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013213089A true JP2013213089A (en) 2013-10-17

Family

ID=49586692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012082805A Pending JP2013213089A (en) 2012-03-30 2012-03-30 System for gasifying biomass fuel and system for synthesizing chemical product by using gasified gas

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013213089A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107699291A (en) * 2017-10-18 2018-02-16 太重(天津)滨海重型机械有限公司 Flying dust treating system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107699291A (en) * 2017-10-18 2018-02-16 太重(天津)滨海重型机械有限公司 Flying dust treating system
CN107699291B (en) * 2017-10-18 2019-12-06 太重(天津)滨海重型机械有限公司 Fly ash treatment system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Raju et al. Synthesis gas production using steam hydrogasification and steam reforming
AU2019203801B2 (en) Combined system for producing steel and method for operating the combined system
Budzianowski Negative net CO2 emissions from oxy-decarbonization of biogas to H2
CA2840123C (en) Method for adjusting hydrogen to carbon monoxide ratio in synthesis gas
MX2009000698A (en) Controlling the synthesis gas composition of a steam methane reformer.
CA2797878A1 (en) Method of producing a hydrocarbon composition
CA2782437C (en) Producing low methane syngas from a two-stage gasifier
Schmid et al. Sorption enhanced reforming with the novel dual fluidized bed test plant at tu wien
JP2021531376A (en) Integrated gasification and electrolysis process
Pirola et al. Fossil or renewable sources for methanol production?
Boggula et al. Methanation potential: Suitable catalyst and optimized process conditions for upgrading biogas to reach gas grid requirements
RU2531211C2 (en) Method of simultaneous obtaining of iron and unrefined synthetic natural gas containing co and h2
JP2023517560A (en) Method for producing useful products from waste and/or biomass
JP2017007872A (en) Synthesis gas production process and apparatus
JP2013213089A (en) System for gasifying biomass fuel and system for synthesizing chemical product by using gasified gas
JP5535818B2 (en) Biomass gasification gas purification system and method, methanol production system and method
GB2496724A (en) A process for increasing the hydrogen content of a synthesis gas containing sulphur compounds
KR101484919B1 (en) System and method for transforming synthesis gas obtained from waste
WO2011065046A1 (en) Methanol manufacturing system and method
JP2022017276A (en) Method for producing hydrogen-enriched synthesis gas
CN101825222B (en) Coal gasification gas provision method and system
US20180245002A1 (en) Methods, Systems, and Apparatuses for Use of Carbon Dioxide in a Fischer-Tropsch System
US9242907B2 (en) Biomass gasification gas purification system and method, and methanol production system and method
CA3219199A1 (en) Optimizing carbon monoxide production from heterogeneous feedstock
WO2024091529A1 (en) Enhanced gasification system and method