JP2014159528A - Synthesis gas generation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス化炉で生成した合成ガスを、水を用いて洗浄、精製することで生じた排水を処理する合成ガス生成システムに関する。 The present invention relates to a synthesis gas generation system for treating waste water generated by cleaning and purifying synthesis gas generated in a gasification furnace using water.
近年、石油に代えて、石炭やバイオマス、タイヤチップ等のガス化原料をガス化して合成ガスを生成する技術が開発されている。このようにして生成された合成ガスは、発電システムや、合成燃料(合成石油)の製造、化学肥料(尿素)等の化学製品の製造等に利用されている。 In recent years, a technology has been developed that gasifies raw materials such as coal, biomass, and tire chips to generate synthesis gas instead of petroleum. Synthetic gas generated in this way is used for power generation systems, production of synthetic fuel (synthetic petroleum), production of chemical products such as chemical fertilizer (urea), and the like.
ガス化原料をガス化する技術として、例えば、水蒸気を利用してガス化原料をガス化する技術(例えば、特許文献1)が開発されている。特許文献1のガス化ガス生成システムにおいて、合成ガスを精製(洗浄)することで生じた排水にはアンモニア(NH3)が含まれている。排水中のアンモニア濃度が放流基準値を超えてしまう場合、排水からアンモニアを取り除く必要がある。そこで、ガス化ガス生成システムには、アンモニア放散塔(アンモニアストリッピング装置)が設けられており、当該アンモニア放散塔において、排水中のアンモニアを気化させることで、排水からアンモニアを取り除いている。そして、取り除いた気体状態のアンモニアは、燃焼等の酸化処理が施されて、廃棄されることとなる。 As a technique for gasifying a gasification raw material, for example, a technique for gasifying the gasification raw material using water vapor (for example, Patent Document 1) has been developed. In the gasified gas generation system of Patent Document 1, wastewater generated by purifying (cleaning) synthesis gas contains ammonia (NH 3 ). When the ammonia concentration in the wastewater exceeds the discharge standard value, it is necessary to remove ammonia from the wastewater. Therefore, the gasification gas generation system is provided with an ammonia diffusion tower (ammonia stripping device), and ammonia is removed from the wastewater by vaporizing ammonia in the wastewater in the ammonia diffusion tower. The removed ammonia in the gaseous state is subjected to an oxidation treatment such as combustion and is discarded.
また、アンモニアを含む排水は、一般的に製鉄所においても生じるものであり、アンモニア放散塔や酸化処理装置が設けられていたり、排水中のアンモニアを微生物によって除去する活性汚泥槽が設けられていたりする。 In addition, wastewater containing ammonia is generally generated in steelworks, and is equipped with an ammonia diffusion tower and an oxidation treatment device, or an activated sludge tank that removes ammonia in the wastewater by microorganisms. To do.
上述したガス化ガス生成システムや、製鉄所では、取り除いたアンモニアを処理するために酸化処理装置や、活性汚泥槽を設ける必要があり、設備費が増大してしまうという課題があった。 In the gasification gas generation system and the steelworks described above, it is necessary to provide an oxidation treatment apparatus and an activated sludge tank in order to treat the removed ammonia, and there is a problem that equipment costs increase.
本発明は、このような課題に鑑み、排水中のアンモニアを有効利用することで、アンモニアを処理するための装置を省略することが可能な合成ガス生成システムを提供することを目的としている。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a synthesis gas generation system capable of omitting an apparatus for treating ammonia by effectively using ammonia in waste water.
上記課題を解決するために、本発明の合成ガス生成システムは、流動媒体を加熱する燃焼炉と、燃焼炉によって加熱された流動媒体が導入されて流動層が形成され、当該流動層が有する熱でガス化原料をガス化させて合成ガスを生成するガス化炉と、生成された合成ガスを水で洗浄することで、合成ガス中に含まれるアンモニアを水に溶解させ、アンモニア水を得る洗浄部と、アンモニア水を濃縮し、濃縮アンモニア水と、水とに分離する濃縮部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a synthesis gas generation system of the present invention includes a combustion furnace for heating a fluidized medium, a fluidized medium heated by the combustion furnace is introduced to form a fluidized bed, and the fluidized bed has heat. A gasification furnace that gasifies the gasification raw material in order to generate synthesis gas, and washing the generated synthesis gas with water, so that ammonia contained in the synthesis gas is dissolved in water to obtain ammonia water And a concentrating section for concentrating the ammonia water and separating the water into concentrated ammonia water and water.
また、濃縮アンモニア水を用いて、燃焼炉において生じた燃焼排ガス中の窒素酸化物を還元する脱硝部をさらに備えるとしてもよい。 Moreover, it is good also as providing the denitration part which reduce | restores the nitrogen oxide in the combustion exhaust gas produced in the combustion furnace using concentrated ammonia water.
また、濃縮アンモニア水を気化させてガス化炉に導入する水蒸気導入部をさらに備えるとしてもよい。 Moreover, it is good also as providing the water vapor | steam introduction part which vaporizes concentrated ammonia water and introduces it into a gasification furnace.
濃縮部は、1段または複数段の逆浸透膜を用いて、アンモニア水を濃縮するとしてもよい。 The concentration unit may concentrate the aqueous ammonia using a single-stage or multiple-stage reverse osmosis membrane.
本発明では、排水中のアンモニアを有効利用することで、アンモニアを処理するための装置を省略することが可能となる。 In the present invention, it is possible to omit an apparatus for treating ammonia by effectively using ammonia in waste water.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態にかかる合成ガス生成システム100を説明するための図である。図1に示すように、合成ガス生成システム100は、合成ガス生成装置110と、合成ガス精製装置200と、アンモニア製造装置250と、アンモニア利用装置260とを含んで構成される。図1中、砂の流れを一点鎖線の矢印で、砂以外のもの、例えば、ガス化原料、ガス、水、油等の流れを実線の矢印で示す。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining a synthesis
合成ガス生成システム100では、流動媒体が流動層を形成しているガス化炉内で、水蒸気を利用して、700℃〜900℃程度でガス化原料をガス化する(水蒸気ガス化)。本実施形態における合成ガス生成システム100では、合成ガス生成装置110によって生成され、合成ガス精製装置200によって精製されることで得られた精製ガス(水素)を利用して、アンモニア製造装置250が、アンモニア水を製造する。そして、アンモニア製造装置250が製造したアンモニア水は、アンモニア利用装置260で肥料等に加工される。
In the synthesis
アンモニア製造装置250は、水素からアンモニアを合成する。また、アンモニア利用装置260は、アンモニア水から肥料等を製造する。なお、アンモニア製造装置250が水素からアンモニアを合成する技術や、アンモニア利用装置260がアンモニア水から肥料等を製造する技術は、既存の技術であるため、詳細な説明を省略する。
The
以下、アンモニア製造装置250、アンモニア利用装置260で利用される合成ガスを生成する合成ガス生成装置110、合成ガス精製装置200の具体的な構成について、その順に説明する。
Hereinafter, specific configurations of the
(合成ガス生成装置110)
図1に示すように合成ガス生成装置110は、燃焼炉112と、媒体分離装置(サイクロン)114と、ガス化炉116と、水蒸気導入部118とを含んで構成される。
(Syngas generator 110)
As shown in FIG. 1, the synthesis gas generation apparatus 110 includes a
合成ガス生成装置110では、全体として、粒径が300μm程度の硅砂(珪砂)等の砂で構成される流動媒体を熱媒体として循環させている。具体的には、まず、流動媒体は、燃焼炉112で1000℃程度に加熱され、二酸化炭素(CO2)を含む燃焼排ガスEXとともに媒体分離装置114に導入される。媒体分離装置114においては、高温の流動媒体と燃焼排ガスEXとが分離され、当該分離された高温の流動媒体が、ガス化炉116に導入される。そして、ガス化炉116に導入された流動媒体は、ガス化炉116の底面から導入されるガス化剤(水蒸気、窒素、空気、酸素、不活性ガス等)によって流動層化された後、最終的に、燃焼炉112に戻される。
In the synthesis gas generator 110, as a whole, a fluid medium composed of sand such as dredged sand (silica sand) having a particle size of about 300 μm is circulated as a heat medium. Specifically, the fluid medium is first heated to about 1000 ° C. in the
ガス化炉116は、例えば、気泡流動層(バブリング流動層)ガス化炉であり、ガス化原料を700℃〜900℃でガス化させて合成ガスを生成する。本実施形態では、ボイラで構成された水蒸気導入部118が水蒸気を生成し、当該水蒸気導入部118が水蒸気をガス化炉116に導入することにより、ガス化原料をガス化させて合成ガスを生成する(水蒸気ガス化)。
The
ここで、ガス化原料としては、石炭やバイオマス、タイヤチップ等の固体原料を用いることができる。石炭としては、泥炭、亜炭、褐炭、亜瀝青炭、瀝青炭、半無煙炭、無煙炭が挙げられる。本実施形態では、ガス化原料として、褐炭等の低品位燃料をガス化する。 Here, as a gasification raw material, solid raw materials, such as coal, biomass, and a tire chip, can be used. Examples of coal include peat, lignite, lignite, subbituminous coal, bituminous coal, semi-anthracite, and anthracite. In the present embodiment, low-grade fuel such as lignite is gasified as a gasification raw material.
そして、ガス化炉116で生成された合成ガスX1には、タールや水蒸気等が含まれているため、後段(下流)の合成ガス精製装置200に送出され、精製される。
And since the synthesis gas X1 produced | generated in the
なお、ここでは、循環流動層方式のガス化炉116を例に挙げて説明するが、ガス化原料をガス化するガス化炉であれば、単なる流動層方式のガス化炉や、砂が自重で鉛直下方向に流下することで移動層を形成する移動層方式のガス化炉であってもよい。
Here, a circulating fluidized bed
(合成ガス精製装置200)
合成ガス精製装置200は、改質炉(酸化改質炉)210と、洗浄部212と、沈降分離部214と、濃縮部216とを含んで構成される。
(Syngas purification apparatus 200)
The synthesis
改質炉210は、ガス化炉116で生成された合成ガスX1に酸素や空気を加え、900℃〜1500℃程度にして、合成ガスX1に含まれるタールを改質(酸化改質)する。
The reforming
洗浄部212は、タールが改質された合成ガスX2を水で洗浄することで、合成ガスX2中に含まれるアンモニアを水に溶解させ、アンモニア水(NH4aq)を得る。具体的に説明すると、洗浄部212は、スプレー塔と、ミストセパレータとを含んで構成される。
The
スプレー塔は、合成ガスX2に40℃程度の冷却水をスプレー噴霧することにより、300℃〜600℃となった合成ガスX2を70℃程度に冷却する。これにより、合成ガスX2に含まれるタールやスラッジが凝縮するとともに、合成ガスX2に含まれるアンモニアが水に溶解して、合成ガスX2から除去され、粗精製ガスと油混合水Yが生成される。そして、スプレー塔は、粗精製ガスを後段のミストセパレータに供給し、アンモニア水、タールおよびスラッジを含んで構成される油混合水Yを沈降分離部214に送出する。
The spray tower cools the synthesis gas X2 having reached 300 to 600 ° C. to about 70 ° C. by spraying cooling water at about 40 ° C. onto the synthesis gas X2. As a result, the tar and sludge contained in the synthesis gas X2 are condensed, and the ammonia contained in the synthesis gas X2 is dissolved in water and removed from the synthesis gas X2, thereby producing a crude refined gas and an oil mixed water Y. . Then, the spray tower supplies the roughly purified gas to the subsequent mist separator, and sends the oil mixed water Y including ammonia water, tar, and sludge to the
ミストセパレータは、粗精製ガスに、40℃程度の冷却水を、スプレー塔における粒径よりも小さい水滴としてスプレー噴霧する。これにより、スプレー塔では、十分に分離、除去できなかった粗精製ガスに含まれる霧状のタールやスラッジ等が凝縮するとともに、粗精製ガスに含まれるアンモニアが水に溶解して、粗精製ガスから除去され、精製ガスX3と油混合水Yが生成される。そして、ミストセパレータは、精製ガスX3を後段のアンモニア製造装置250に供給し、アンモニア水、タールおよびスラッジを含んで構成される油混合水Yを沈降分離部214に送出する。
The mist separator sprays approximately 40 ° C. cooling water onto the crude purified gas as water droplets smaller than the particle diameter in the spray tower. As a result, in the spray tower, the mist-like tar or sludge contained in the crude refined gas that could not be sufficiently separated and removed is condensed, and the ammonia contained in the crude refined gas is dissolved in water. And purified gas X3 and oil mixed water Y are produced. Then, the mist separator supplies the purified gas X3 to the downstream
合成ガス精製装置200において精製されることにより、精製ガスX3は、主成分が水素のガスとなり、後段のアンモニア製造装置250でアンモニアに合成されることとなる。
By being purified in the synthesis
沈降分離部214は、洗浄部212から送出された油混合水Yを、比重の違いによって、上澄液Z1と、沈降物Tとに分離する。そうすると、沈降物Tには、タールおよびスラッジが含まれることとなり、上澄液Z1は、タールおよびスラッジが除去された、アンモニア水となる。
The
沈降分離部214によって沈降分離された沈降物Tは、上記合成ガス生成装置110のガス化炉116に返送される。沈降物Tにはタールが多く含まれているため、ガス化炉116に沈降物Tを返送することにより、ガス化原料に由来するタールをガス化原料として、ガス化炉116でガス化することができる。したがって、沈降分離部214において沈降分離された沈降物Tを廃棄することなく有効利用でき、廃棄に要するコストを削減することが可能となる。また、ガス化炉116において導入されるガス化原料の量を低減することが可能となるため、ガス化原料に要するコストも削減することができる。
The sediment T separated and settled by the
一方、沈降分離部214によって分離された上澄液Z1は、濃縮部216に送出される。
On the other hand, the supernatant Z1 separated by the
濃縮部216は、上澄液Z1(アンモニア水)を濃縮し、濃縮アンモニア水Z2と、水とに分離する。そして、濃縮部216で分離された濃縮アンモニア水Z2は、後段のアンモニア利用装置260に送出され、分離された水(純水)は、利用先に送出される。
The
図2は、濃縮部216の構成例を説明するための図である。図2に示すように、本実施形態にかかる濃縮部216は、ポンプ220と、プレフィルタ222と、タンク224と、ポンプ226(図2中、226a〜226eで示す)と、アンモニア分離部230(図2中、230a〜230eで示す)と、ポンプ234、236とを含んで構成される。
FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration example of the
ポンプ220は、上澄液Z1を沈降分離部214からタンク224に送出する。ポンプ220とタンク224との間には、タールやスラッジを除去するためのプレフィルタ222が設けられている。
The
ポンプ226は、例えば、高圧送液ポンプで構成され、アンモニア分離部230に上澄液Z1を圧送する。アンモニア分離部230は、内部に逆浸透膜(Reverse Osmosis Membrane)232が配されている。逆浸透膜232は、水を通し、イオンを通さないといった機能を有する。したがって、ポンプ226がアンモニア分離部230に上澄液Z1を圧送すると、上澄液Z1中の水のみが逆浸透膜232を通過し、アンモニアは、逆浸透膜232を通過しないこととなる。こうして、アンモニア分離部230によって、上澄液Z1から水が分離され、濃縮アンモニア水Z2が生成される(アンモニア水が濃縮される)こととなる。
The pump 226 is composed of, for example, a high-pressure liquid feed pump, and pumps the supernatant Z1 to the ammonia separation unit 230. The ammonia separation unit 230 includes a
また、図2に示すように、本実施形態では、アンモニア分離部230が複数段(ここでは、5段)直列に接続されている。具体的に説明すると、ポンプ226aは、アンモニア分離部230aに上澄液Z1を圧送し、ポンプ226bは、アンモニア分離部230aで濃縮された濃縮アンモニア水をアンモニア分離部230bに圧送し、ポンプ226cは、アンモニア分離部230bで濃縮された濃縮アンモニア水をアンモニア分離部230cに圧送し、ポンプ226dは、アンモニア分離部230cで濃縮された濃縮アンモニア水をアンモニア分離部230dに圧送し、ポンプ226eは、アンモニア分離部230dで濃縮された濃縮アンモニア水をアンモニア分離部230eに圧送する。ここで、ポンプ226a〜226eによる送出圧力は、例えば、0.4MPa〜1.2MPa程度である。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, ammonia separation units 230 are connected in series in a plurality of stages (here, five stages). Specifically, the
なお、アンモニア分離部230a〜230eには、ポンプ226a〜226eによって、上澄液Z1、濃縮アンモニア水が常時圧送されているため、アンモニア分離部230a〜230eにおける逆浸透膜232の下流側は負圧となる。したがって、ポンプ226b〜226e、234を駆動して逆浸透膜232の上流側の濃縮アンモニア水を次段に送出しても、逆浸透膜232の下流側から上流側への水の移動が生じることはほとんどない。
Since the supernatant Z1 and the concentrated ammonia water are constantly pumped to the
一般的に、逆浸透膜232の濃縮率は2倍程度であるため、アンモニア分離部230を5段とすることで、25=32倍に濃縮することができる。つまり、アンモニア分離部230を複数段とすることで、濃縮アンモニア水Z2中のアンモニア濃度を上昇させることが可能となる。
In general, since the concentration rate of the
また、濃縮部216が逆浸透膜232でアンモニア水を濃縮することにより、アンモニア水を効率よく濃縮することができる。
Further, the
このようにして濃縮された濃縮アンモニア水Z2は、ポンプ234で、後段のアンモニア利用装置260に送出され、分離された水(純水)は、ポンプ236で利用先に送出される。
The concentrated ammonia water Z2 concentrated in this manner is sent to the downstream
以上説明したように、本実施形態にかかる合成ガス生成システム100によれば、合成ガス精製装置200において、合成ガスX1を洗浄することで得られたアンモニア水(上澄液Z1)を、濃縮部216が濃縮することにより、後段のアンモニア利用装置260で利用可能な程度の濃度の濃縮アンモニア水Z2を製造することができる。
As described above, according to the synthesis
したがって、従来、廃棄されていたアンモニアを有効利用することができ、アンモニアを処理するための装置を省略することが可能となる。これにより、放散塔や活性汚泥槽といったアンモニアを処理するための装置の設備費を削減することができる。また、合成ガスX1に、BOD(活性汚泥等の生物が消費する有機物)がほとんど含まれていない場合に、活性汚泥処理をする際には、有機物の添加が必要となるが、本実施形態にかかる合成ガス生成システム100によれば、活性汚泥槽が不要となり、有機物に要するコストを削減することが可能となる。
Therefore, conventionally discarded ammonia can be used effectively, and an apparatus for treating ammonia can be omitted. Thereby, the installation cost of the apparatus for processing ammonia, such as a diffusion tower and an activated sludge tank, can be reduced. In addition, when the synthetic gas X1 contains almost no BOD (organic matter consumed by living organisms such as activated sludge), it is necessary to add organic matter when performing the activated sludge treatment. According to the synthesis
さらに、アンモニア利用装置260においても、利用可能なアンモニア量を増加させることができるため、肥料等の製造コストを低減することが可能となる。
Furthermore, in the
(第2の実施形態)
上述した第1の実施形態では、合成ガス生成システム100がアンモニア製造装置250、アンモニア利用装置260を備え、濃縮部216が濃縮した濃縮アンモニア水Z2をアンモニア利用装置260で利用する構成について説明した。第2の実施形態では、濃縮部216が濃縮した濃縮アンモニア水Z2を他の装置が利用する構成について説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment described above, the configuration in which the synthesis
図3は、第2の実施形態にかかる合成ガス生成システム300を説明するための図である。図3に示すように、合成ガス生成システム300は、合成ガス生成装置310と、合成ガス精製装置200とを含んで構成される。図3中、砂の流れを一点鎖線の矢印で、砂以外のもの、例えば、ガス化原料、ガス、水、油等の流れを実線の矢印で示す。
FIG. 3 is a diagram for explaining a synthesis
なお、合成ガス精製装置200は、上述した第1の実施形態の合成ガス精製装置200と実質的に機能が等しいため、同一の符号を付して重複説明を省略する。
The synthesis
合成ガス生成装置310は、燃焼炉112と、媒体分離装置114と、ガス化炉116と、水蒸気導入部118と、脱硝部312とを含んで構成される。なお、燃焼炉112、媒体分離装置114、ガス化炉116、水蒸気導入部118は、上述した第1の実施形態の合成ガス生成装置110の構成要素と実質的に機能が等しいため、同一の符号を付して重複説明を省略し、ここでは、脱硝部312について詳述する。
The synthesis gas generator 310 includes a
脱硝部312は、脱硝触媒を含んで構成され、脱硝部312には、燃焼排ガスEXが通される。ここで、脱硝触媒は、例えば、バナジウム、タングステン、モリブデン等の金属またはその酸化物と酸化チタン等で構成された触媒である。
The
また、脱硝部312には、濃縮部216が濃縮した濃縮アンモニア水Z2が導入される。
Further, the concentrated ammonia water Z2 concentrated by the
そうすると、下記、反応式(1)、または、反応式(2)に示すように、脱硝部312において、濃縮アンモニア水Z2中のアンモニアが還元剤として機能し、燃焼排ガスEX中の窒素酸化物(NOx)を窒素に還元(分解)し、燃焼排ガスEXから窒素酸化物が除去された排ガスX5とすることができる。
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
…反応式(1)
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
…反応式(2)
Then, as shown in the following reaction formula (1) or reaction formula (2), in the
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O
... Reaction formula (1)
NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O
... Reaction formula (2)
以上説明したように、本実施形態にかかる合成ガス生成システム300によれば、合成ガス精製装置200において、合成ガスX1を洗浄することで得られたアンモニア水(上澄液Z1)を、濃縮部216が濃縮し、濃縮された濃縮アンモニア水Z2によって、合成ガス生成装置310で生じた燃焼排ガスEX中のNOxを除去することができる。
As described above, according to the synthesis
燃焼排ガスEX中のNOxを除去する場合、脱硝部312においては還元剤(例えば、尿素)を要する。しかし、脱硝部312が、従来、廃棄されていたアンモニアを還元剤として利用することで、還元剤に要するコストが削減できるとともに、アンモニアを処理するための装置を省略することが可能となる。
When removing NO x in the combustion exhaust gas EX, the
(第3の実施形態)
上述した第2の実施形態では、合成ガス生成システム300が脱硝部312を備え、濃縮部216が濃縮した濃縮アンモニア水Z2を脱硝部312で利用する構成について説明した。第3の実施形態では、濃縮部216が濃縮した濃縮アンモニア水Z2を他の装置が利用する構成について説明する。
(Third embodiment)
In the second embodiment, the configuration in which the synthesis
図4は、第3の実施形態にかかる合成ガス生成システム400を説明するための図である。図4に示すように、合成ガス生成システム400は、合成ガス生成装置410と、合成ガス精製装置200とを含んで構成される。図4中、砂の流れを一点鎖線の矢印で、砂以外のもの、例えば、ガス化原料、ガス、水、油等の流れを実線の矢印で示す。
FIG. 4 is a diagram for explaining a synthesis
なお、合成ガス精製装置200は、上述した第1の実施形態の合成ガス精製装置200と実質的に機能が等しいため、同一の符号を付して重複説明を省略する。
The synthesis
合成ガス生成装置410は、燃焼炉112と、媒体分離装置114と、ガス化炉116と、水蒸気導入部418とを含んで構成される。なお、燃焼炉112、媒体分離装置114、ガス化炉116は、上述した第1の実施形態の合成ガス生成装置110の構成要素と実質的に機能が等しいため、同一の符号を付して重複説明を省略し、ここでは、機能の異なる水蒸気導入部418について詳述する。
The synthesis gas generation apparatus 410 includes a
水蒸気導入部418は、濃縮部216が濃縮した濃縮アンモニア水Z2を気化させてガス化炉116に導入する。
The
従来、ガス化炉116に導入される水蒸気には、ガス化炉116内のpHを調整するためのpH調整剤が含まれている。本実施形態では、濃縮アンモニア水Z2中のアンモニアがpH調整剤として機能し、ガス化炉116内のpHを調整する。
Conventionally, the water vapor introduced into the
以上説明したように、本実施形態にかかる合成ガス生成システム400によれば、水蒸気導入部418が、従来、廃棄されていたアンモニアをpH調整剤として利用することで、pH調整剤に要するコストが削減できるとともに、アンモニアを処理するための装置を省略することが可能となる。
As described above, according to the synthesis
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.
例えば、上述した実施形態において、アンモニア分離部230と、ポンプ236との間、または、ポンプ236の下流側に陽イオン交換樹脂を設けてもよい。かかる構成により、ポンプ236から送出される水の純度を向上することができる。
For example, in the above-described embodiment, a cation exchange resin may be provided between the ammonia separation unit 230 and the
また、上述した合成ガス生成システム100に、脱硝部312や、水蒸気導入部418を備えてもよいし、合成ガス生成システム300に水蒸気導入部418を備えてもよい。
Further, the synthesis
また、上述した実施形態において、沈降分離部214によって沈降分離された沈降物Tは、ガス化炉116に返送される場合を例に挙げて説明したが、沈降物Tを燃焼炉112に返送してもよい。この場合、燃焼炉112に導入される燃料の量を低減することができる。
In the above-described embodiment, the case where the sediment T separated and settled by the
また、上述した第1の実施形態において、合成ガス生成システム100がアンモニア製造装置250を含む構成について説明したが、アンモニア製造装置250を備えずともよく、少なくともアンモニア利用装置260を含んでいればよい。
In the first embodiment described above, the configuration in which the synthesis
また、上述した第2の実施形態において、脱硝部312が脱硝触媒を含んで構成される場合を例に挙げて説明したが、脱硝触媒は必須の構成ではない。例えば、燃焼排ガスEXの温度が高く、脱硝触媒がなくても、濃縮アンモニア水Z2でNOxを還元できる場合、脱硝部312は、脱硝触媒を備えずに、少なくとも燃焼排ガスEXと濃縮アンモニア水Z2とを接触させる機能を有し、濃縮アンモニア水Z2で燃焼排ガスEX中のNOxを還元できればよい(無触媒還元)。
In the above-described second embodiment, the case where the
本発明は、ガス化炉で生成した合成ガスを、水を用いて洗浄、精製することで生じた排水を処理する合成ガス生成システムに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a synthesis gas generation system that treats wastewater generated by cleaning and purifying synthesis gas generated in a gasification furnace using water.
100、300、400 …合成ガス生成システム
112 …燃焼炉
116 …ガス化炉
210 …改質炉
216 …濃縮部
232 …逆浸透膜
312 …脱硝部
418 …水蒸気導入部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記燃焼炉によって加熱された流動媒体が導入されて流動層が形成され、当該流動層が有する熱でガス化原料をガス化させて合成ガスを生成するガス化炉と、
生成された前記合成ガスを水で洗浄することで、該合成ガス中に含まれるアンモニアを該水に溶解させ、アンモニア水を得る洗浄部と、
前記アンモニア水を濃縮し、濃縮アンモニア水と、水とに分離する濃縮部と、
を備えたことを特徴とする合成ガス生成システム。 A combustion furnace for heating the fluid medium;
A gasification furnace in which a fluidized medium heated by the combustion furnace is introduced to form a fluidized bed, and gasified raw material is gasified with heat of the fluidized bed to generate synthesis gas;
A washing unit that obtains ammonia water by washing the generated synthesis gas with water to dissolve ammonia contained in the synthesis gas in the water;
A concentration section for concentrating the aqueous ammonia and separating the aqueous ammonia into water and concentrated ammonia;
A synthesis gas generation system comprising:
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