JP2023549755A - 固形廃棄物を合成ガスに変換するためのｃｏシフト装置 - Google Patents

Abstract

水素を含む生成ガス流に固形廃棄物を変換するためのプラント１の一部としてのＣＯシフト装置５００により、低温熱回収装置５２４内の低温の熱エネルギーを、エネルギー効率よく使用して、プラント１に使用される処理水流を加熱することが可能となる。【選択図】図２

Description

本発明の主題は、ＣＯシフト装置を用いて固形廃棄物を合成ガスに変換するための方法と、この方法に対応するプラントである。

都市廃棄物（Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｓｏｌｉｄ Ｗａｓｔｅ：ＭＳＷ）は世界各地で発生しており、これに対処することが求められている。西半球では、都市廃棄物は、埋め立てられるか又は焼却されるかのいずれかである。都市廃棄物の内容物をケミカルリサイクル等のような分子スケールでリサイクル又は再利用するのとは対照的に、焼却は、都市廃棄物のエネルギー含有量を最大限に利用することに重点を置いている。焼却によって大気中への汚染物質の排出に関する問題が生じ、その結果、国又は地域の規制にもよるが、国／地域の規制による制限を満たすために多大な技術的努力が必要となる。さらに、フライアッシュ、ボトムアッシュ、石膏及び重金属、ダイオキシンを含有する活性炭等の焼却によって発生する生成物のために、これらをさらに使用したり処理したりすることにさらなる課題が生じる。さらに、廃棄物の発電効率、すなわち熱エネルギーに移行するカロリー値の量は小さく、通常は２０～２５％の範囲である。

ケミカルリサイクルが望まれる場合、収率、すなわち利用可能な化学物質の最終的な成果が改善される必要があったり、エネルギー効率が適切でなかったりすることが多い。多くの場合、例えば熱分解などにより、一酸化炭素及び水素を含むガスが発生する。生成流中の水素量を増加させるには、例えば、特許文献１に公知のように、ＣＯシフト反応を使用できる。水素の産出量を最適化するためには、水蒸気をかなり余剰に供給することが必要となり、これによってＣＯシフト反応の生成ガスに多量の水が生じる。この生成ガスが冷却されると、これによって相当な量の凝縮が生じて、生成ガスが周囲温度まで冷却される一方で、冷却路（ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｒａｉｎ）に多量の低レベル熱がもたらされる。通常では、このエネルギーの大半は廃棄されてしまうため、低いエネルギー効率がもたらされる。従って、本発明の目的は、この点に関する先行技術の欠点を克服することである。

この目的は、独立請求項の特徴により解決される。従属請求項は、本発明の好ましい実施形態に関する。

米国特許出願公開第２００９／００７７８９２号明細書

本発明による固形回収燃料（Ｓｏｌｉｄ Ｒｅｃｏｖｅｒｅｄ Ｆｕｅｌ、ＳＲＦ）ペレットの半炭化による生成ガス流中の水素含有量を増加させるための方法によれば、水素と一酸化炭素とを含む半炭化合成ガスに変換される半炭化ガスを発生させつつ、固形回収燃料ペレットが炭化ペレットに半炭化し、一酸化炭素の少なくとも一部を水蒸気と反応させて二酸化炭素と水素にするＣＯシフト装置に半炭化合成ガスを含む合成ガス流を供給し、これによってシフト合成ガスを発生させ、シフト合成ガスがＣＯシフト装置の下流で低温熱回収装置に供給され、低温熱回収装置ではシフト合成ガスは少なくとも２つの熱交換器を通って案内され、これらの熱交換器ではシフト合成ガスは前述の少なくとも２つの水流を加熱するためにこれらの水流と熱交換され、水流は熱交換器それぞれの下流で、生成ガス流を生成する際の処理水として使用される。

合成ガスという語は、本明細書全体を通して、水素、一酸化炭素、二酸化炭素のうち少なくとも１つを含むガスとして理解される。固形回収燃料ペレットは、都市廃棄物を含む固形廃棄物から生じるものである。半炭化という語は、水素と一酸化炭素とを含む未処理合成ガスを発生させるために、固形回収燃料ペレットを準化学量論的に酸化することであると理解される。得られた炭化ペレットは、好ましくは、ガス化装置でガス化されて合成ガスが生成される。例えば、固形回収燃料ペレットを半炭化する際に発生した半炭化ガスを熱分解することによって発生した水素及び一酸化炭素を含む半炭化合成ガスは、ガス化処理中に発生した合成ガスと組み合わせてＣＯシフト装置に供給されることが好ましい。ＣＯシフト装置は、高温ＣＯシフト装置と低温ＣＯシフト装置から構成される２段階のＣＯシフト装置であることが好ましく、一酸化炭素と水蒸気とが反応して二酸化炭素と水素になる一酸化炭素（ＣＯ）シフト反応を支援するために使用される。

ＣＯシフト装置の下流では、得られたシフト合成ガスは、ＣＯシフト装置内の化学平衡を調整することによって、必要とされる周囲温度を上回る温度を有している。例えば、２段階のＣＯシフト装置において、合成ガスは、約２７０℃の温度で高温ＣＯシフト反応器に入り、約２４０℃の温度で低温ＣＯシフト反応器を離れる。従って、シフト合成ガスは冷却される必要があり、その後、貯蔵や処理が可能となる、すなわち原材料やエネルギー貯蔵媒体として使用可能となる、又は、パージガスとしてパージされるシフト合成ガスの残りから水素を分離するガス浄化装置に供給可能となる。シフト合成ガスを冷却している際に、シフト合成ガス中にまだ存在している水蒸気は、温度が露点を下回るとすぐに凝縮する。次いで、相当な量の熱エネルギーが、凝縮エネルギーの形態で放出される。

本発明によれば、低温熱回収装置に入る前のシフト合成ガスの含有熱エネルギーは、空気冷却器又は水冷却器等によって周囲に廃棄されるのではなく、生成ガスの生成に使用される少なくとも２つの処理水流を加熱するために使用される。この少なくとも２つの生成水流は、好ましくは、液体状態又は気体状態又はその両方、すなわち、液体の水又は水蒸気又はその両方である。

生成水流はそれぞれ、例えば、ＣＯシフト装置に入る前に半炭化合成ガス又は別の合成ガスの蒸気含有量を増加させるために使用される処理水流である。これの代わりに又はこれに加えて、ガス化装置において炭化ペレットをガス化する際に処理水流を使用して、炭化ペレットの噴流層ガス化を行うことが好ましい。これの代わりに又はこれに加えて、高圧蒸気を発生させるためのボイラー供給水が加熱される。好ましくは、低圧水蒸気の発生を犠牲にして、この高圧蒸気の発生を最大化する。高圧蒸気という語は、本明細書全体を通して、８０バール～１４０バールの範囲の圧力からなるものとして理解される一方で、低圧蒸気は、本明細書全体を通して、約３バール～１２バールの圧力からなるものとして理解される。中圧という語は、本明細書全体を通して、約１８バール～４３バールの圧力からなるものとして理解される。

好ましい実施形態によれば、シフト合成ガスは、パージガスを発生させつつ水素に富む生成ガス流を発生させるガス浄化装置に供給され、水素に富む生成ガス流は、好ましくは９９．５体積％以上の水素含有量を有し、
パージガスと半炭化合成ガスとの両方が圧縮され且つ共に飽和塔に導入され、ＣＯシフト装置の上流の合成ガス流中の水分含有量を上昇させる。

これにより、ＣＯシフト装置に供給される合成ガス中の水分含有量を容易に調整することが可能となる。パージガスを半炭化合成ガスと混合することによって、パージガス中に存在する可能性がある一酸化炭素又は水素又はその両方が放出されないことを確実にする。

実施形態の一つによれば、炭化ペレットのガス化によって発生した第１の合成ガス流は、高圧洗浄装置に供給され、浄化済み合成ガス流中の水分含有量を上昇させる。

高圧洗浄装置を使用することで、一方では第１の合成ガス流中の長鎖炭素水素化合物のような汚染物質を減少させることが可能となり、他方では浄化済み合成ガス流に水分を導入することが可能となり、これによってＣＯシフト装置に入るガス流の水分含有量を正確に調整することが可能となる。

実施形態の一つによれば、シフト合成ガスは、以下の水流のうちの少なくとも１つと熱的接触させることによって、低温熱回収装置において冷却される。ａ）ＣＯシフト装置に入る合成ガス流を加湿するのに使用される処理水流
ｂ）炭化ペレットをガス化するための、特に急冷のための供給水
ｃ）高圧蒸気を生成するためのボイラー水

特に、工程ｃ）と、工程ａ）及びｂ）の少なくとも１つとが同様に実現される場合、処理は、高圧蒸気の発生を優先して、固形回収燃料ペレットから水素を含む生成ガス流を生成する処理全体のエネルギー収率を向上させるように制御される。好ましくは、各水流は、シフト合成ガスの熱エネルギー含有量が最も効率的に利用されるように配置された熱交換器を少なくとも１つ通過する。

実施形態の一つによれば、低温熱回収装置の熱交換器の処理水の圧力は、シフト合成ガスの圧力よりも高い。これにより、熱交換器それぞれで漏出がある場合でも、それぞれの水流に合成ガスが浸入しないことが確実になる。

本発明のさらなる態様によれば、固形回収燃料ペレットとして供給される固形廃棄物を、水素に富む生成ガス流に変換するためのプラントが提案される。このプラントは、
固形回収燃料ペレットが供給可能であり、半炭化ガス及び炭化ペレットが生成可能な半炭化装置と、
半炭化ガスが半炭化合成ガスに変換される半炭化ガス処理装置と、
半炭化装置の下流にあるＣＯシフト装置であって、半炭化合成ガスを少なくとも含む混合合成ガス流が供給可能であり、シフト合成ガスが生成可能なＣＯシフト装置と、
ＣＯシフト装置の下流にある低温熱回収装置であって、シフト合成ガスが低温熱回収装置に供給可能であり、低温熱回収装置は熱交換器を少なくとも２つ有し、処理水流の温度を上昇させるためにシフト合成ガスと処理水流とが熱交換器それぞれに供給可能である、低温熱回収装置と、を備える。

これにより、シフト合成ガス中の低温熱を、固形回収燃料ペレットから生成ガス流を生成するのに使用される処理水流の加熱に効率的に使用することが可能となる。本発明によるプラントの構成要素は、本発明による方法を実行するのに好適であり、且つ、それを意図するものであることが好ましい。

実施形態の一つによれば、低温熱回収装置は、以下の熱交換器のうち少なくとも２つを有する。ａ）特にガス化装置で使用される水を、シフト合成ガスによって加熱することができる第２の熱交換器
ｂ）高圧蒸気を発生させるための水をシフト合成ガスによって加熱することができる第３の熱交換器
ｃ）ＣＯシフト装置の上流にある飽和塔であって、少なくとも半炭化合成ガスの水分含有量を調整するための飽和塔で使用される水を、シフト合成ガスによって加熱することができる第４の熱交換器
ｄ）高圧蒸気を発生させるための水をシフト合成ガスによって加熱することができる第５の熱交換器
ｅ）好ましくはガス化装置で使用される水をシフト合成ガスによって加熱することができる第６の熱交換器

第２の熱交換器から第６の熱交換器のうちの２つ以上は、それらの番号順に配置され、それに伴い、シフト合成ガスの温度レベルが低下する。例えば、第１の熱交換器に入るシフト合成ガスの温度は、第３の熱交換器などに入るシフト合成ガスの温度よりも高い。これにより、シフト合成ガスを冷却しながら、シフト合成ガスの熱エネルギーを効率よく使用することが可能となる。

実施形態の一つによれば、プラントは、少なくとも半炭化合成ガスの水分含有量を調整することができる飽和塔をさらに備える。飽和塔は、通常の湿式洗浄装置であることが好ましく、この装置では、水が塔の頭部に供給されて塔の集水孔から取り出されつつ、それぞれのガス流が水の流れる方向に逆らって流れている。好ましくは、プラントは、低温熱回収装置の下流にガス浄化装置を備えており、この装置において、水素が圧力スイッチ吸着装置により分離されてパージガスが発生する。パージガスは、半炭化合成ガスと合わされて飽和塔に供給される。

なお、特許請求の範囲に明示される個々の特徴は、任意の所望の技術的に有意な態様で互いに組み合わせることができ、本発明のさらなる実施形態を定義することができる。本発明は、本明細書により、特に図と共にさらに説明され、本発明の特に好ましい実施形態が明示される。本発明の特に好ましい変形例及び技術分野を、添付された図を参照しながら以下により詳細に説明する。なお、図に示した例示的な実施形態は、本発明を限定することを意図するものではない。図は概略的なものであり、縮尺通りに描かれていない場合がある。

水素を含有するガスに固形廃棄物を変換するためのプラントであって、一酸化炭素シフト装置を有するものを示す。 一酸化炭素シフト装置を示す。

図１は、固形廃棄物を水素を含有するガスに変換するプラント１を概略的に示しており、このプラント１は一酸化炭素（ＣＯ）シフト装置５００を有する。ＣＯシフト装置５００では、以下のように一酸化炭素（ＣＯ）が水（Ｈ_２Ｏ）と反応して二酸化炭素（ＣＯ_２）と水素（Ｈ_２）となる、一酸化炭素（ＣＯ）シフト反応が行われる。
ＣＯ ＋ Ｈ_２Ｏ ⇔ＣＯ_２ ＋ Ｈ_２

この反応は化学平衡状態にあり、通常の方法で抽出物又は生成物のいずれかの方向に影響を及ぼすことが可能であり、例えばそれぞれの温度及び特定の触媒濃度を用いることによって影響を及ぼすことが可能である。反応は吸熱反応であるため、通常では水は水蒸気として供給される。化学平衡を生成物側に移動させて水素の生成を増加させるには、蒸気と一酸化炭素のモル比が約２．３～２．７、特に約２．５であることが有利なことが分かっている。蒸気は、好ましくは、シフト反応が生じるときの圧力を上回る圧力で供給され、好ましくは約４０バールである。蒸気と一酸化炭素のモル比が２．５である場合、二酸化炭素１モルごとに１．５モルの余剰な蒸気が反応器に残される。その結果、ＣＯシフト反応の生成ガスに多量の水が生じることになる。この生成ガスが冷却されると、これによって相当な量の凝縮が生じて、生成ガスが周囲温度まで冷却される一方で、冷却路に多量の低レベルの熱がもたらされる。通常では、このエネルギーの大半は廃棄されてしまうため、エネルギー効率が低くなる。

ＣＯシフト装置５００は、固形廃棄物を、水素を含むガスに変換する、特に水素及び水素を含む合成ガスに変換するためのプラント１の一部である。都市廃棄物１０３のような固形廃棄物から、好ましくはバイオマスがさらに添加された固形廃棄物から、固形回収燃料ペレットをペレット化設備１００で作製した後に、それぞれの固形回収燃料ペレット１１７は、プラント１に輸送されて半炭化装置２００に供給され、この装置内でペレットが半炭化され、すなわち２５０℃～３００℃の温度で準化学量論的に酸化される。半炭化という語は、２５０℃～３２０℃の温度で固形回収燃料ペレットを熱化学処理することとして理解される。半炭化は、大気圧下で、且つ、酸素をさらに添加することなく、例えば空気を供給することなく、行われる。半炭化処理中に固形回収燃料ペレットに含まれる水が蒸発し、同様に、固形回収燃料ペレットに含まれる揮発成分が蒸発する。固形回収燃料ペレットに含まれるバイオポリマーは、揮発性物質が放出される際に部分的に分解される。半炭化処理の生成物は、炭化ペレット及び半炭化ガスである。ペレットを半炭化すると、炭化ペレット２０１が得られ、このペレットがガス化装置３００でガス化される。半炭化による別の生成物としては、半炭化ガス処理装置４００に供給される半炭化ガス２０２が挙げられる。半炭化ガス処理装置４００の生成物は半炭化合成ガス４０１である一方で、ガス化装置３００の生成物は合成ガス３０１である。半炭化合成ガス４０１及び未処理合成ガス３０１はいずれも、水蒸気と、一酸化炭素と、水素とを含む。合成ガス３０１、４０１はいずれも、ＣＯシフト装置５００に導入される。このＣＯシフト装置５００ついては、後述の図２を参照して詳細に説明する。ＣＯシフト装置５００で発生したシフト合成ガス５０１は、パージガス６０２から水素６０１を分離するガス浄化装置６００に移送される。ペレット化設備１００は、外部、すなわち固形廃棄物を水素を含むガスに変換するためのプラント１と同じ場所にはないことが好ましい。

図２は、ＣＯシフト装置５００を示す。ガス化装置３００によって発生した第１の合成ガス流３０１は、高圧洗浄装置５０２に導入される。高圧洗浄装置５０２は、従来の湿式スクラバー装置であり、この装置内で、例えば、高級炭化水素が合成ガス３０１から除去される。高圧洗浄装置５０２には、後述する低温熱回収からの凝縮水５０８である供給水５０３が供給される。高圧洗浄装置５０２の集水孔５０４に回収された水５０５は、搬送手段５０６によりブリード水導管５０７に送られる。高圧洗浄装置５０２の集水孔５０４に回収された水５０５は、搬送手段５０６によりブリード水導管５０７に送られる。高圧洗浄装置５０２内で生じた浄化済み合成ガス５０９は、高圧洗浄装置５０２の下流に、第１の熱交換器５１８に供給される。本明細書内の搬送手段という語は、ポンプ又はコンプレッサ又はその両方であることが理解される。高圧洗浄装置５０２では、第１の合成ガス流３０１を洗浄すると同時に、浄化済み合成ガス５０９の水分を制御することができる。

半炭化ガス処理装置４００内で生じた合成ガス４０１は、搬送手段５１１によって飽和塔５１０に送られる。搬送手段５１１により、合成ガス４０１が圧縮され、好ましくは４０バールの圧力に圧縮される。搬送手段５１１は、中間冷却器を有する複数のコンプレッサを備えていてもよく、これによって合成ガス４０１に多段階の中間冷却圧縮がなされる。同様に、ガス浄化装置６００からのパージガス６０２が、搬送手段５１２によって飽和塔５１０にも送られる。搬送手段５１２によって、パージガス６０２は圧縮され、好ましくは４０バールの圧力に圧縮される。搬送手段５１２は、中間冷却器を有する複数のコンプレッを備えていてもよく、これによってパージガス６０２に多段階の中間冷却圧縮がなされる。飽和塔５１０は、従来の湿式スクラバーであり、後述する低温熱回収装置５２４から搬送手段５１４を介して処理水５１３が供給されている。飽和塔５１０の集水孔５１６に回収された水５１５は、後述する低温熱回収装置５２４で処理水として使用される。飽和塔５１０によって合成ガス４０１とパージガス６０２とが混合され、同時に、得られた飽和塔生成ガス５１７に水分が添加される。飽和塔を操作するパラメータ、すなわち、特に水流及び水温に応じて、飽和塔生成ガス５１７の水分を制御することができる。

飽和塔生成ガス５１７は、浄化済み合成ガス５０９と共に第１の熱交換器５１８に供給される。第１の熱交換器５１８では、エネルギーが、高温ＣＯシフト反応器排ガス５１９から、浄化済み合成ガス５０９と飽和塔生成ガス５１７とに伝達され、これらのガスが第１の熱交換器５１９の下流で混合され、混合合成ガス流５２０となる。第１の熱交換器５１８の熱交換によって、それぞれの高温ＣＯシフト反応器排ガス５１９が冷却される一方で、浄化済み合成ガス５０９と、精製されたガス流５１７とが加熱される。好ましくは、混合合成ガス流５２０が水蒸気と一酸化炭素で２．０～３．０のモル比を有するように、好ましくは２．４～２．６、特に約２．５のモル比を有するように、飽和塔５１０を作動させる。

混合合成ガス流５２０は、第１の熱交換器５１８の下流に、上述のシフト反応が行われる高温ＣＯシフト反応器５２１に供給される。高温ＣＯシフト反応器排ガス５１９は、混合合成ガス流５２０と比較すると、水／蒸気及び一酸化炭素の含有量が減少しており、水素（Ｈ_２）含有量が増加している。高温ＣＯシフト反応器排ガス５１９は、以下に記載するように、その温度を下げるために、第１の熱交換器５１８を含む複数の熱交換器を通じて低温ＣＯシフト反応器５２２に案内され、この反応器内で上述するようなＣＯシフト反応が行われる。低温ＣＯシフト反応器排ガス５２３は、低温ＣＯシフト反応器５２２に入る高温ＣＯシフト反応器排ガス５１９と比較すると、その水素（Ｈ_２）含有量が増加している。

低温ＣＯシフト反応器排ガス５２３は、低温ＣＯシフト反応器５２２の下流に、低温熱回収装置５２４を通って案内される。この低温熱回収装置５２４では、低温ＣＯシフト反応器排ガス５２３が含む熱量が、複数の水流の温度を上昇させるために使用される。低温ＣＯシフト反応器排ガス５２３は、低温熱回収装置５２４に入った後、続いて第２の熱交換器５２５、第３の熱交換器５２６、第４の熱交換器５２７、第５の熱交換器５２８及び第６の熱交換器５２９を通って案内される。これらの熱交換器５２４、５２５、５２６、５２７、５２８、５２９を通過する間に低温ＣＯシフト反応器排ガス５２３の温度が徐々に低下し、その後合成ガス流５３０として低温熱回収装置５２４を離れるが、場合によっては且つ必要であれば空気冷却器５３１を通過させる。その後、この合成ガス流５３０は、上述したようにガス浄化装置６００に供給される。

最初の第２の熱交換器５２５では、合成ガス流５３０が含む熱量は、ガス化装置３００で使用される供給水５０８を加熱するために使用される。従って、例えば、この水５０８を１５８℃～２０５℃に加熱することができる。２番目の第３の熱交換器５２６では、例えば、高圧蒸気を発生させるのに使用できる水が加熱される。水は、例えば、通常は１５５～２００℃に加熱される。３番目の第４の熱交換器５２７では、処理水５１３が通常は１３５～１５８℃に加熱され、飽和塔５１０で使用される。この水は、供給水５０８としてさらに使用することができ、特に第２の熱交換器５２５を通過した後の供給水５０８として使用できる。第４の熱交換器５２７では、低温ＣＯシフト反応器排ガス５２３が露点未満まで冷却され、従って多量の凝縮熱が放出されてそれぞれの熱伝達に使用される。４番目の第５の熱交換器５２８では、ボイラー供給水５３６が通常は３５℃～１５５℃に加熱され、好ましくは高圧蒸気を生成するために使用される。５番目の第６の熱交換器５２９では、ガス化装置３００内の炭化ペレット２０１のガス化に使用するために、水が通常は２５℃～１３５℃に加熱される。

ガス化装置３００用の供給水５０８は、上に述べたように、飽和塔５１０の集水孔５１９で回収された水５１５の少なくとも一部である。飽和塔５１０の集水孔５１６に回収された水５１５は、第４の熱交換器５２７に入る。排水処理装置（不図示）からの水５２１は、第６の熱交換器５２９を通過した後の水５１５と混合してもよい。第２の熱交換器５２７の下流では、加熱された第４の熱交換器の排水流５３３が、一部は飽和塔５１０で低温熱回収からの処理水５１３として使用され、一部は第２の熱交換器５２５を通るように案内され、第２の熱交換器５２５の下流で、一部は凝縮水５０８として、一部は高圧洗浄装置５０２の供給水５０３として、一部は半炭化装置２００の処理水として使用される。第６の熱交換器５２９の下流の水のさらなる部分は、例えば水ストリッパーに供給される復水５３４として使用される。プラント１の外部の用途で生じた外部高圧ボイラー供給水５３５などの他の水は、第５の熱交換器５２８を通って案内され、例えばガス化装置３００や、低圧蒸気発生用や、半炭化装置２００などでの、ボイラー供給水５３６として一部が使用される。ボイラー供給水５３５の別の部分は、第２の熱交換器５２６を通って第５の熱交換器５２８の下流に案内される。その後、第７の熱交換器５３７を通過する。

水素を含む生成ガス流に固形廃棄物を変換するためのプラント１の一部としてのＣＯシフト装置５００により、低温熱回収装置５２４内の低温の熱エネルギーを、エネルギー効率よく使用して、プラント１に使用される処理水流を加熱することが可能となる。

１ 固形廃棄物を変換するためのプラント
１００ ペレット化設備
１０３ 都市廃棄物
１１７ ペレット
２００ 半炭化装置
２０１ 炭化ペレット
２０２ 半炭化ガス
３００ ガス化装置
３０１ 合成ガス
４００ 半炭化ガス処理装置
４０１ 半炭化合成ガス
５００ ＣＯシフト装置
５０１ シフト合成ガス
５０２ 高圧洗浄装置
５０３ 供給水
５０４ 集水孔
５０５ 水
５０６ 搬送手段
５０７ ブリード水導管
５０８ 凝縮水
５０９ 浄化済み合成ガス
５１０ 飽和塔
５１１ 搬送手段
５１２ 搬送手段
５１３ 低温熱回収からの処理水
５１４ 搬送手段
５１５ 水
５１６ 集水孔
５１７ 飽和塔生成ガス
５１８ 第１の熱交換器
５１９ 高温ＣＯシフト反応器排ガス
５２０ 混合高温合成ガス流
５２１ 高温ＣＯシフト反応器
５２２ 低温ＣＯシフト反応器
５２３ 低温ＣＯシフト反応器排ガス
５２４ 低温熱回収装置
５２５ 第２の熱交換器
５２６ 第３の熱交換器
５２７ 第４の熱交換器
５２８ 第５の熱交換器
５２９ 第６の熱交換器
５３０ 合成ガス流
５３１ 空気冷却器
５３２ 水
５３３ 第４の熱交換器の排水流
５３４ 復水
５３５ 高圧ボイラー供給水
５３６ ボイラー供給水
５３７ 第７の熱交換器
５３８ 飽和塔生成ガス
６００ ガス浄化装置
６０１ 水素に富む生成ガス
６０２ パージガス

Claims (8)

1. 固形回収燃料ペレット（１１７）の半炭化による生成ガス流中の水素含有量を増加させるための方法であって、
   水素と一酸化炭素とを含む半炭化合成ガス（４０１）に変換される半炭化ガス（２０２）を発生させつつ、前記固形回収燃料ペレット（１１７）を炭化ペレット（２０１）に半炭化し、
   一酸化炭素の少なくとも一部を水蒸気と反応させて二酸化炭素と水素にするＣＯシフト装置（５００）に、前記半炭化合成ガス（４０１）を含む合成ガス流を供給し、これによってシフト合成ガス（５０１）を発生させ、
   前記シフト合成ガス（５０１、５２３）は、前記ＣＯシフト装置（５００）の下流で、低温熱回収装置（５２４）に供給され、
   前記低温熱回収装置（５２４）では、前記シフト合成ガス（５０１、５２３）は、少なくとも２つの熱交換器（５２５、５２６、５２７、５２８、５２９）を通って案内され、
   前記熱交換器（５２５、５２６、５２７、５２８、５２９）では、前記シフト合成ガス（５２３、５０１）は、前記少なくとも２つの水流を加熱するために、前記少なくとも２つの水流と熱交換され、
   前記水流は、前記熱交換器（５２５、５２６、５２７、５２８、５２９）それぞれの下流で、前記生成ガス流を生成する際の処理水として使用される、
   方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   前記シフト合成ガス（５３０、５０１）は、パージガス（６０２）を発生させつつ水素に富む生成ガス流（６０１）を発生させるガス浄化装置（６００）に供給され、
   水素に富む前記生成ガス流（６０１）は、好ましくは、９９．５体積％以上の水素含有量を有し、
   前記パージガス（６０２）と前記半炭化合成ガス（４０１）との両方が圧縮され且つ共に飽和塔（５１０）に導入されて、前記ＣＯシフト装置（５００）の上流の前記合成ガス流（５２０）中の水分含有量を上昇させる
   方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法であって、
   前記炭化ペレット（２０２）のガス化によって発生した第１の合成ガス流（３０１）は、高圧洗浄装置（５０２）に供給され、浄化済み合成ガス流（５０９）中の水分含有量を上昇させる
   方法。
4. 請求項１～３のいずれかに記載の方法であって、
   前記シフト合成ガス（５２３、５０１）は、
   ａ）前記ＣＯシフト装置に入る前記合成ガス流（５０９）を加湿するのに使用される処理水流と、
   ｂ）前記炭化ペレット（２０２）をガス化するための供給水と、
   ｃ）高圧蒸気を生成するためのボイラー水と、
   のうちの少なくとも１つと熱的接触させることによって、前記低温熱回収装置（５２４）において冷却される
   方法。
5. 請求項１～４のいずれかに記載の方法であって、
   前記低温熱回収装置（５２４）の前記熱交換器（５２５、５２６、５２７、５２８、５２９）において、前記処理水の圧力は、前記シフト合成ガス（５２３）の圧力よりも高い
   方法。
6. 固形回収燃料ペレット（１１７）として供給される固形廃棄物を、水素に富む生成ガス流（６０１）に変換するためのプラント（１）であって、
   前記固形回収燃料ペレット（１１７）が供給可能であり、半炭化ガス（２０２）及び炭化ペレット（２０１）が生成可能である半炭化装置（２００）と、
   前記半炭化ガス（２０２）を半炭化合成ガス（４０１）に変換可能な半炭化ガス処理装置（４００）と、
   前記半炭化装置（２００）の下流にあるＣＯシフト装置（５００）であって、
   前記半炭化合成ガス（４０１）を少なくとも含む混合合成ガス流（５２０）が該ＣＯシフト装置（５００）に供給可能であり、
   シフト合成ガス（５２３、５３０、５０１）が生成可能なＣＯシフト装置（５００）と、
   前記ＣＯシフト装置（５００）の下流にある低温熱回収装置（５２４）であって、
   前記シフト合成ガス（５２３、５０１）が該低温熱回収装置（５２４）に供給可能であり、
   該低温熱回収装置（５２４）は、熱交換器（５２５、５２６、５２７、５２８、５２９）を少なくとも２つ有し、
   処理水流の温度を上昇させるために、前記シフト合成ガス（５２３、５０１）と前記処理水流とが前記熱交換器（５２５、５２６、５２７、５２８、５２９）それぞれに供給可能である、
   低温熱回収装置（５２４）とを備える
   プラント。
7. 請求項６に記載のプラント（１）であって、
   少なくとも前記半炭化合成ガス（４０１）の水分含有量を調整することができる飽和塔（５１０）をさらに備える
   プラント。
8. 請求項６又は７に記載のプラント（１）であって、
   前記低温熱回収装置（５２４）は、以下に記載する前記熱交換器（５２５、５２６、５２７、５２８、５２９）
   ａ）前記炭化ペレット（２０２）をガス化できるガス化装置（３００）用の供給水を、前記シフト合成ガス（５２３、５０１）によって加熱することができる第２の熱交換器（５２５）と、
   ｂ）高圧蒸気を発生させるための水を前記シフト合成ガスによって加熱することができる第３の熱交換器（５２６）と、
   ｃ）前記ＣＯシフト装置（５００）の上流にある飽和塔（５１０）であって、少なくとも前記半炭化合成ガスの水分含有量を調整するための前記飽和塔（５１０）で使用される水を、前記シフト合成ガス（５２３、５０１）によって加熱することができる第４の熱交換器（５２７）と、
   ｄ）高圧蒸気を発生させるための水を前記シフト合成ガス（５２３、５０１）によって加熱することができる第５の熱交換器（５２８）と、
   ｅ）前記炭化ペレット（２０２）をガス化できる前記ガス化装置（３００）に使用される水を、前記シフト合成ガス（５０１、５２３）によって加熱することができる第６の熱交換器（５２９）と
   のうちの少なくとも２つを有する
   プラント。

Images