JP7195169B2 - Method and apparatus for regenerating calcium oxide (CaO) - Google Patents

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Description

本発明は、酸化カルシウム(CaO)の再生方法および再生装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for regenerating calcium oxide (CaO).

従来、粒子状の酸化カルシウム(CaO)の再生方法として、例えば特許文献1に開示された方法が挙げられる。特許文献1に開示された技術では、石灰石若しくは炭酸カルシウムをカ焼して得られた粒子状酸化カルシウム(粒子径0.2~0.8mm)を使用している。そして、当該粒子状酸化カルシウムを、水と反応させ、
CaO+HO→Ca(OH) …(A)
で表される反応をさせるに際して、1気圧以上で650~700℃の水蒸気条件で反応(A)を進行させることにより、圧縮破壊強度が25kg/cm以上で粒子状を保持したままCa(OH)を生成させ、次いで、850~900℃で熱分解している。
Conventionally, as a method for regenerating particulate calcium oxide (CaO), there is a method disclosed in Patent Document 1, for example. The technique disclosed in Patent Document 1 uses particulate calcium oxide (particle size 0.2 to 0.8 mm) obtained by calcining limestone or calcium carbonate. Then, the particulate calcium oxide is reacted with water,
CaO+ H2O →Ca(OH) 2 (A)
When the reaction represented by is carried out, the reaction (A) is allowed to proceed under steam conditions of 650 to 700° C. at a pressure of 1 atm or more , so that Ca(OH ) 2 , followed by thermal decomposition at 850-900°C.

特許第5286480号Patent No. 5286480

しかしながら、特許文献1に記載の方法では、前記式(A)を進行させるための反応条件を満たすために、熱源等といった設備が別途必要となる。このため、コストが掛かるという問題がある。 However, in the method described in Patent Document 1, additional equipment such as a heat source is required in order to satisfy the reaction conditions for advancing the formula (A). Therefore, there is a problem that the cost is high.

本発明の一態様は、熱源等の設備を別途必要とせず、コストが掛からない酸化カルシウム(CaO)の再生方法、および酸化カルシウム(CaO)再生装置を提供することを、主たる目的とする。 A main object of one aspect of the present invention is to provide a calcium oxide (CaO) regeneration method and a calcium oxide (CaO) regeneration apparatus that do not require additional equipment such as a heat source and are inexpensive.

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る酸化カルシウムの再生方法は、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、を備えた設備を利用して酸化カルシウムを再生する酸化カルシウム再生方法であって、前記発電設備から排出される発電排ガスの少なくとも一部を前記燃焼装置に供給し、前記燃焼装置にて、前記熱分解装置にて生成された炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記発電排ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムを再生する。 In order to solve the above problems, a method for regenerating calcium oxide according to one aspect of the present invention includes a pyrolyzer for pyrolyzing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam; A combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the device, and steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the pyrolysis device to reform the gas with a higher hydrogen concentration than the combustible gas. A calcium oxide regeneration method for regenerating calcium oxide using a facility comprising a reformer for producing a reformed gas and a power generation facility for generating power using hydrogen contained in the reformed gas as a fuel, At least part of the power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment is supplied to the combustion device, and at least part of the power generation exhaust gas is converted to at least part of the calcium carbonate produced in the pyrolysis device in the combustion device. to regenerate calcium oxide.

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る酸化カルシウムの再生方法は、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、を備えた設備を利用して酸化カルシウムを再生する酸化カルシウム再生方法であって、前記熱分解装置にて生成された炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記燃焼装置から排出された燃焼ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムに再生する第1再生工程と、前記第1再生工程にて再生された酸化カルシウムを前記熱分解装置、前記燃焼装置および前記改質装置の少なくとも一つに返送する返送工程と、を含む。 In order to solve the above problems, a method for regenerating calcium oxide according to one aspect of the present invention includes a pyrolyzer for pyrolyzing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam; A combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the device, and steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the pyrolysis device to reform the gas with a higher hydrogen concentration than the combustible gas. A calcium oxide regeneration method for regenerating calcium oxide using a facility comprising a reformer for producing a raw gas, wherein at least part of the calcium carbonate generated in the thermal decomposition device is burned. a first regeneration step of calcining in the presence of at least part of the combustion gas discharged from the device to regenerate calcium oxide; and a recycling step of returning to at least one of the apparatus and the reformer.

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る酸化カルシウムの再生方法は、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、を備えた設備を利用して酸化カルシウムを再生する酸化カルシウム再生方法であって、前記熱分解装置にて生成された炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記改質装置から排出された改質ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムに再生する第2再生工程と、前記第2再生工程にて再生された酸化カルシウムを前記熱分解装置、前記燃焼装置および前記改質装置の少なくとも一つに返送する返送工程と、を含む。 In order to solve the above problems, a method for regenerating calcium oxide according to one aspect of the present invention includes a pyrolyzer for pyrolyzing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam; A combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the device, and steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the pyrolysis device to reform the gas with a higher hydrogen concentration than the combustible gas. A calcium oxide regeneration method for regenerating calcium oxide using a facility comprising a reformer for producing a raw gas, wherein at least part of the calcium carbonate generated in the thermal decomposition device is replaced by the reformer. a second regeneration step of calcining in the presence of at least part of the reformed gas discharged from the reforming device to regenerate calcium oxide; and a return step of returning to at least one of the combustion device and the reformer.

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る酸化カルシウムの再生方法は、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、を備えた設備を利用して酸化カルシウムを再生する酸化カルシウム再生方法であって、前記熱分解装置にて生成された炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記発電設備から排出される発電排ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムを再生する第3再生工程と、前記第3再生工程にて再生された酸化カルシウムを前記熱分解装置、前記燃焼装置および前記改質装置の少なくとも一つに返送する返送工程と、を含む。 In order to solve the above problems, a method for regenerating calcium oxide according to one aspect of the present invention includes a pyrolyzer for pyrolyzing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam; A combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the device, and steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the pyrolysis device to reform the gas with a higher hydrogen concentration than the combustible gas. A calcium oxide regeneration method for regenerating calcium oxide using a facility comprising a reformer for producing a reformed gas and a power generation facility for generating power using hydrogen contained in the reformed gas as a fuel, a third regeneration step of calcining at least part of the calcium carbonate produced in the thermal decomposition device in the presence of at least part of the power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment to regenerate calcium oxide; 3 a returning step of returning the calcium oxide regenerated in the regenerating step to at least one of the thermal decomposition device, the combustion device and the reforming device.

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る酸化カルシウム再生装置は、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、を備え、前記燃焼装置に、前記発電設備から排出される発電排ガスが供給される。 In order to solve the above-described problems, a calcium oxide regeneration device according to one aspect of the present invention includes a thermal decomposition device that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam; A combustion device for burning the pyrolysis product obtained in , and steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the pyrolysis device to reform the gas with a higher hydrogen concentration than the combustible gas. A reforming device for producing gas and power generation equipment for generating power using hydrogen contained in the reformed gas as a fuel are provided, and power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment is supplied to the combustion device.

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る酸化カルシウム再生装置は、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、前記熱分解装置にて生成された熱分解生成物に含まれる炭酸カルシウムを酸化カルシウムに再生する再生炉と、を備え、前記再生炉に、前記燃焼装置から排出された燃焼ガス、または前記改質装置から排出された改質ガスが供給される。 In order to solve the above-described problems, a calcium oxide regeneration device according to one aspect of the present invention includes a thermal decomposition device that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam; A combustion device for burning the pyrolysis product obtained in , and steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the pyrolysis device to reform the gas with a higher hydrogen concentration than the combustible gas. A reformer for producing gas, and a regeneration furnace for regenerating calcium carbonate contained in the pyrolysis products generated in the pyrolysis device into calcium oxide, wherein the regeneration furnace is discharged from the combustion device. The exhausted combustion gas or the reformed gas discharged from the reformer is supplied.

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る酸化カルシウム再生装置は、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、前記熱分解装置にて生成された熱分解生成物に含まれる炭酸カルシウムを酸化カルシウムに再生する再生炉と、を備え、前記再生炉に、前記発電設備から排出される発電排ガスが供給される。 In order to solve the above-described problems, a calcium oxide regeneration device according to one aspect of the present invention includes a thermal decomposition device that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam; A combustion device for burning the pyrolysis product obtained in , and steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the pyrolysis device to reform the gas with a higher hydrogen concentration than the combustible gas. A reformer that produces gas, a power generation facility that generates power using hydrogen contained in the reformed gas as a fuel, and calcium carbonate contained in the thermal decomposition product generated by the thermal decomposition device to regenerate calcium oxide. and a regeneration furnace, wherein power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment is supplied to the regeneration furnace.

本発明の一態様によれば、酸化カルシウムの再生のために設備を別途設ける必要がなく、コストを掛けずに酸化カルシウム(CaO)を再生することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to one aspect of the present invention, it is possible to regenerate calcium oxide (CaO) without the need to separately provide equipment for regenerating calcium oxide and without incurring costs.

本発明の実施形態1に係る酸化カルシウム再生装置の概略の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a calcium oxide regeneration device according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 本発明の実施形態2に係る酸化カルシウム再生装置の概略の構成を示すブロック図である。Fig. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a calcium oxide regeneration device according to Embodiment 2 of the present invention; 本発明の実施形態3に係る酸化カルシウム再生装置の概略の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a calcium oxide regeneration device according to Embodiment 3 of the present invention; 本発明の実施形態4に係る酸化カルシウム再生装置の概略の構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a calcium oxide regeneration device according to Embodiment 4 of the present invention;

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、記述した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。尚、本明細書においては特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上、B以下」を意味する。また、「質量」と「重量」は同義語であると見なす。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to this, and various modifications are possible within the scope described, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments are also present. included in the technical scope of In this specification, unless otherwise specified, "A to B" representing a numerical range means "A or more and B or less". Also, "mass" and "weight" are considered synonymous.

[実施形態1]酸化カルシウムの再生方法
本実施形態に係る酸化カルシウムの再生方法および再生装置は、水素製造装置の各種設備を酸化カルシウム再生のために利用することを特徴としている。これにより、酸化カルシウムの再生のために設備を別途設ける必要がなく、水素製造装置の各種設備を有効利用しているので、コストを掛けずに酸化カルシウム(CaO)を再生することができる。
[Embodiment 1] Method for Regenerating Calcium Oxide The method and apparatus for regenerating calcium oxide according to the present embodiment are characterized in that various facilities of the hydrogen production apparatus are used for regenerating calcium oxide. As a result, there is no need to separately provide equipment for regenerating calcium oxide, and various equipment of the hydrogen production apparatus are effectively used, so calcium oxide (CaO) can be regenerated without incurring costs.

〔水素製造装置〕
本発明の一実施の形態にて利用される水素製造装置は、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、を備えている。
[Hydrogen production equipment]
The hydrogen production apparatus used in one embodiment of the present invention includes a thermal decomposition apparatus that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, and heat obtained in the thermal decomposition apparatus. A combustion device that burns decomposition products, and a reformer that produces a reformed gas having a higher hydrogen concentration than the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the thermal decomposition device. with quality equipment.

前記水素製造装置に供給されるリン含有バイオマスとしては、例えば、下水処理場で発生する下水汚泥、し尿処理場で発生するし尿汚泥、肉骨粉、畜糞等のリン含有バイオマスが挙げられる。リン含有バイオマスに含まれるリンの形態としては、例えば、生体由来の有機性リン、リン酸態リン等が挙げられる。但し、リン含有バイオマスは、前記例示のリン含有バイオマスに限定されない。尚、以下の説明においては、リン含有バイオマスとして、下水汚泥やし尿汚泥である汚泥スラリーを例に挙げることとする。 Examples of the phosphorus-containing biomass supplied to the hydrogen production apparatus include phosphorus-containing biomass such as sewage sludge generated in sewage treatment plants, night soil sludge generated in human waste treatment plants, meat and bone meal, and livestock manure. The form of phosphorus contained in the phosphorus-containing biomass includes, for example, organic phosphorus derived from living organisms, phosphoric acid-form phosphorus, and the like. However, the phosphorus-containing biomass is not limited to the phosphorus-containing biomass exemplified above. In the following description, sludge slurry, which is sewage sludge and night soil sludge, is taken as an example of phosphorus-containing biomass.

本発明の一実施の形態における水素製造装置は、図1に示すように、混合装置を兼ねている脱水装置1、乾燥装置2、水分調整装置を兼ねている熱分解装置3、改質装置4、燃焼装置5、および灰分分離装置6を少なくとも備えている。各装置は、リンの回収を連続的に行うことができるように、搬送機能を具備した装置(図示しない)で互いに連結されている。つまり、前記水素製造装置は、リンの回収を連続的に行うことができるように、複数の流動層装置から構成されている。但し、前記水素製造装置は、流動床式の回収装置に限定されない。 As shown in FIG. 1, the hydrogen production apparatus according to one embodiment of the present invention includes a dehydrator 1 that also serves as a mixing device, a drying device 2, a thermal decomposition device 3 that also serves as a moisture adjusting device, and a reformer 4. , a combustion device 5 and an ash separator 6 . Each device is connected to each other by a device (not shown) having a transport function so that phosphorus recovery can be performed continuously. That is, the hydrogen production apparatus is composed of a plurality of fluidized bed apparatuses so that phosphorus can be continuously recovered. However, the hydrogen production device is not limited to a fluidized bed recovery device.

以下、本発明の一実施の形態にて利用される水素製造装置を構成する各装置に関して、図1を参照しながら説明する。 Hereinafter, each device constituting the hydrogen production device used in one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

<脱水装置1>
脱水装置1は、汚泥スラリー供給路11を通じて供給される汚泥スラリー(リン含有バイオマス)から水分を含む分離液を除去して脱水汚泥とした後、得られた脱水汚泥を、脱水汚泥供給路12を通じて乾燥装置2に供給する。
<Dehydrator 1>
The dehydrator 1 removes a separated liquid containing water from the sludge slurry (phosphorus-containing biomass) supplied through the sludge slurry supply channel 11 to obtain dehydrated sludge, and then passes the obtained dehydrated sludge through the dehydrated sludge supply channel 12. It is supplied to the drying device 2 .

脱水装置1は、汚泥スラリーから水分を含む分離液を除去することができる装置であればよく、例えば、ベルトプレス等の加圧式脱水機、または遠心脱水機等の機械的脱水機が挙げられる。また、リン含有バイオマスの含水率が所望の量である場合には、脱水装置1は必ずしも設ける必要は無い。その場合には、前記リン含有バイオマスを、直接乾燥装置2および熱分解装置3に供給すればよい。 The dehydrator 1 may be any device capable of removing a separated liquid containing water from the sludge slurry, and examples thereof include a pressurized dehydrator such as a belt press or a mechanical dehydrator such as a centrifugal dehydrator. Moreover, when the water content of the phosphorus-containing biomass is a desired amount, the dehydrator 1 does not necessarily have to be provided. In that case, the phosphorus-containing biomass may be supplied to the direct drying device 2 and the thermal decomposition device 3 .

さらに、脱水装置1は、汚泥スラリーに、無機カルシウム化合物供給路(図示しない)から供給される無機カルシウム化合物を混合する混合装置としての機能を兼ね備えているのが好ましい。その場合、乾燥装置2に供給される脱水汚泥は、汚泥スラリーと無機カルシウム化合物との混合物である。 Further, the dehydrator 1 preferably also functions as a mixing device for mixing the sludge slurry with an inorganic calcium compound supplied from an inorganic calcium compound supply channel (not shown). In that case, the dehydrated sludge supplied to the drying device 2 is a mixture of sludge slurry and inorganic calcium compounds.

汚泥スラリーに無機カルシウム化合物を混合する時期は、汚泥スラリーから分離液を除去する前であってもよく、除去する途中の段階であってもよく、除去した後であってもよく、さらに、これら時期を複数組み合わせてもよい。但し、以下に示すように、無機カルシウム化合物は脱水助剤として作用することから、分離液を除去する前に、汚泥スラリーに無機カルシウム化合物を混合することがより好ましい。 The timing of mixing the inorganic calcium compound with the sludge slurry may be before the separation liquid is removed from the sludge slurry, during the removal, or after the removal. Multiple times may be combined. However, as shown below, since the inorganic calcium compound acts as a dehydration aid, it is more preferable to mix the inorganic calcium compound with the sludge slurry before removing the separated liquid.

(無機カルシウム化合物)
無機カルシウム化合物は、リン酸三カルシウム「Ca(PO」のカルシウム源になると共に、汚泥スラリーの脱水を促進する脱水助剤としても作用する。従って、汚泥スラリーに無機カルシウム化合物を添加することにより、通常の脱水方法よりも脱水性を向上させることができる。
(Inorganic calcium compound)
The inorganic calcium compound serves as a calcium source for tricalcium phosphate “Ca 3 (PO 4 ) 2 ” and also acts as a dehydration aid that promotes dehydration of sludge slurry. Therefore, by adding an inorganic calcium compound to the sludge slurry, it is possible to improve the dehydration property more than the normal dehydration method.

無機カルシウム化合物は、炭酸カルシウム「CaCO」、消石灰「Ca(OH)」、生石灰「CaO」、およびドロマイト「Ca・Mg(CO」から選択される少なくとも一つであることが好ましい。無機カルシウム化合物の粒径は、200μm~500μmであることが好ましい。 The inorganic calcium compound is preferably at least one selected from calcium carbonate “CaCO 3 ”, slaked lime “Ca(OH) 2 ”, quicklime “CaO”, and dolomite “Ca.Mg(CO 3 ) 2 ”. . The particle size of the inorganic calcium compound is preferably 200 μm to 500 μm.

無機カルシウム化合物は、脱水助剤として作用する他に、流動媒体、二酸化炭素吸収媒体、ガス化プロセスの熱源(顕熱媒体および二酸化炭素吸収反応熱)およびリン溶融防止剤等の複数の役割を果たす。さらに、無機カルシウム化合物は、高濃度の水素の製造にも寄与するという二次的な機能も併せ持つ。 In addition to acting as a dehydration aid, inorganic calcium compounds play multiple roles such as fluid media, carbon dioxide absorption media, heat sources for the gasification process (sensible heat media and carbon dioxide absorption reaction heat) and phosphorus melting inhibitors. . Furthermore, inorganic calcium compounds also have a secondary function of contributing to the production of high-concentration hydrogen.

前記無機カルシウム化合物は、水素製造装置に供給される全量が脱水装置1に供給されてもよく、その一部が、後述するように、熱分解装置3、改質装置4、燃焼装置5の何れに供給されてもよい。 The inorganic calcium compound may be supplied to the dehydrator 1 in its entirety supplied to the hydrogen production apparatus, and a part thereof may be supplied to any of the thermal decomposition apparatus 3, the reforming apparatus 4, and the combustion apparatus 5, as described later. may be supplied to

汚泥スラリーに混合する無機カルシウム化合物の添加量W(モル/kg-乾燥重量(DS))は、量論的には下記式(1)の通りである。つまり、当該添加量Wは、汚泥スラリー中のリンおよび硫黄分を、リン酸三カルシウム「Ca(PO」および石膏「CaSO」として回収することができる量以上であればよい。 The amount W (mol/kg-dry weight (DS)) of the inorganic calcium compound to be mixed with the sludge slurry is stoichiometrically represented by the following formula (1). That is, the amount W to be added should be at least the amount that can recover the phosphorus and sulfur contents in the sludge slurry as tricalcium phosphate "Ca 3 (PO 4 ) 2 " and gypsum "CaSO 4 ".

W(モル/kg-DS) ≧ (3/2)×P(モル/kg-DS) + S(モル/kg-DS) …(1)
従って、汚泥スラリーに混合する無機カルシウム化合物の添加量は、式(1)を満足する量であればよく、特に限定されない。具体的には、汚泥スラリー(リン含有バイオマス)乾燥重量1kg当たり、0.06kg~0.8kg、より好ましくは0.1kg~0.5kgの無機カルシウム化合物を混合すればよい。特に、汚泥スラリーに対して無機カルシウム化合物を過剰に混合することによって、リン化合物の溶融による焼却炉への付着およびそれに伴う焼却炉の閉塞をより効果的に防止することができる。
W (mol/kg-DS) ≧ (3/2)×P (mol/kg-DS) + S (mol/kg-DS) (1)
Therefore, the amount of the inorganic calcium compound added to the sludge slurry is not particularly limited as long as it satisfies the formula (1). Specifically, 0.06 kg to 0.8 kg, more preferably 0.1 kg to 0.5 kg of inorganic calcium compound may be mixed with 1 kg of dry weight of sludge slurry (phosphorus-containing biomass). In particular, by mixing an excessive amount of the inorganic calcium compound with the sludge slurry, it is possible to more effectively prevent adhesion of the phosphorous compound to the incinerator due to melting and clogging of the incinerator.

<乾燥装置2>
乾燥装置2は、脱水装置1から供給された脱水汚泥を加熱し、水分を蒸発させて乾燥汚泥とする。そして、乾燥装置2は、乾燥汚泥を、乾燥汚泥供給路13を通じて熱分解装置3に供給する。また、乾燥装置2は、必要に応じて、乾燥汚泥の一部を、熱源用乾燥汚泥供給路14を通じて燃焼装置5に供給する。燃焼装置5に供給された乾燥汚泥は、熱源として燃焼される。
<Drying device 2>
The drying device 2 heats the dehydrated sludge supplied from the dewatering device 1 and evaporates water to obtain dried sludge. The drying device 2 then supplies the dried sludge to the thermal decomposition device 3 through the dried sludge supply channel 13 . In addition, the drying device 2 supplies part of the dried sludge to the combustion device 5 through the dry sludge supply path 14 for heat source as needed. The dried sludge supplied to the combustion device 5 is combusted as a heat source.

乾燥装置2は、前記脱水汚泥を乾燥させることができる装置であればよく、その構成は特に限定されない。また、脱水装置1で得られる混合物中の水分量が少ない場合には、乾燥装置2は必ずしも設ける必要は無い。その場合には、前記混合物を、脱水装置1から熱分解装置3に供給すればよい。 The drying device 2 is not particularly limited as long as it can dry the dewatered sludge. Moreover, when the amount of water in the mixture obtained by the dehydrator 1 is small, the drying device 2 does not necessarily have to be provided. In that case, the mixture may be supplied from the dehydrator 1 to the thermal cracker 3 .

<熱分解装置3>
熱分解装置3には、ガス化用蒸気が供給されている。熱分解装置3は、乾燥汚泥を、水蒸気の存在下、400℃~900℃、より好ましくは600℃~800℃で加熱しながら、0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間滞留させることにより、熱分解する。熱分解装置3は、熱分解して得た熱分解生成物を、熱分解生成物供給路15を通じて燃焼装置5に供給する。そして、熱分解装置3は、熱分解して得た熱分解生成物のうち、熱分解ガスである可燃性ガスを、可燃性ガス供給路19を通じて改質装置4に供給する。また、熱分解装置3には、改質装置4から、供給路18を通じて酸化カルシウム「CaO」が供給(循環)されると共に、必要に応じて、新たな無機カルシウム化合物の一部が供給される。
<Pyrolyzer 3>
Gasification steam is supplied to the pyrolyzer 3 . The thermal decomposition device 3 heats the dried sludge at 400° C. to 900° C., more preferably 600° C. to 800° C. in the presence of water vapor for 0.1 hour to 2 hours, more preferably 0.5 hours to It is thermally decomposed by staying for 1 hour. The thermal decomposition device 3 supplies thermal decomposition products obtained by thermal decomposition to the combustion device 5 through the thermal decomposition product supply passage 15 . Then, the thermal decomposition device 3 supplies the combustible gas, which is the thermal decomposition gas among the thermal decomposition products obtained by thermal decomposition, to the reformer 4 through the combustible gas supply passage 19 . Calcium oxide "CaO" is supplied (circulated) from the reformer 4 to the thermal decomposition apparatus 3 through the supply channel 18, and, if necessary, a part of the new inorganic calcium compound is supplied to the thermal decomposition apparatus 3. .

熱分解装置3は、前記乾燥汚泥を熱分解することができる装置であればよく、その構成は特に限定されない。 The thermal decomposition device 3 is not particularly limited as long as it can thermally decompose the dried sludge.

前記熱分解装置3においては、下記反応により熱分解が行われ、可燃性ガスが生成する。即ち、乾燥汚泥は、下記式(2)に示す反応によって、水蒸気の存在下で熱分解され、熱分解ガスと、固体残渣とに転換される。熱分解ガスは、水素「H」、一酸化炭素「CO」、二酸化炭素「CO」、硫化水素「HS」およびアンモニア「NH」、並びに、メタン「CH」、炭化水素系ガスおよびタール成分を含有する炭化水素系ガス「C」を主成分として含む。固体残渣は、炭(charcoal)および灰分を含む。 In the thermal decomposition apparatus 3, thermal decomposition is performed by the following reaction to generate combustible gas. That is, the dry sludge is thermally decomposed in the presence of water vapor by the reaction represented by the following formula (2) and converted into thermal decomposition gas and solid residue. The pyrolysis gases are hydrogen "H2", carbon monoxide "CO", carbon dioxide " CO2 ", hydrogen sulfide " H2S " and ammonia " NH3 ", as well as methane " CH4 ", a hydrocarbonaceous It contains as a main component a hydrocarbon-based gas “C m H n ” containing gas and tar components. Solid residues include charcoal and ash.

乾燥汚泥(C,H,O,N,S) + HO → 熱分解ガス(H,CO,CO,C,HS,NH) + C(charcoal) + 灰分 …(2)
ここで、灰分は、P,Si,Al,Fe,Mg,Ca,NaおよびK等を含有する化合物である。
Dry sludge (C, H, O, N , S) + H2O → Thermal decomposition gas (H2, CO, CO2 , CmHn , H2S , NH3 ) + C (charcoal) + ash … (2)
Here, ash is a compound containing P, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K and the like.

また、炭(charcoal)の一部は、水蒸気と反応し、下記式(3)に示すように、二酸化炭素および水素に転換される。 A portion of the charcoal also reacts with water vapor and is converted to carbon dioxide and hydrogen as shown in formula (3) below.

C(charcoal) + 2HO → CO + 2H …(3)
さらに、熱分解ガスに含まれる一酸化炭素は、水蒸気と反応し、下記式(4)に示すように、二酸化炭素に転換される。
C(charcoal) + 2H2O → CO2 + 2H2 (3)
Further, carbon monoxide contained in the pyrolysis gas reacts with water vapor and is converted to carbon dioxide as shown in the following formula (4).

CO + HO → CO+ H …(4)
前記熱分解ガスに含まれる硫化水素の大部分は、乾燥汚泥中の無機カルシウム化合物や、主に加熱によって生じた酸化カルシウムと反応し、下記式(5)に示すように、硫化カルシウムとなり、固定化される。このように熱分解ガスに含まれる硫化水素の大部分が硫化カルシウムとなって固定化されることにより、結果的に熱分解ガス中の水素濃度が高まる。
CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (4)
Most of the hydrogen sulfide contained in the pyrolysis gas reacts with inorganic calcium compounds in the dry sludge and calcium oxide mainly generated by heating, and becomes calcium sulfide as shown in the following formula (5), which is fixed. become. Most of the hydrogen sulfide contained in the pyrolysis gas is thus immobilized as calcium sulfide, resulting in an increase in the concentration of hydrogen in the pyrolysis gas.

CaO + HS → CaS + HO …(5)
そして、前記式(2)~(4)に示す反応によって発生した二酸化炭素は、酸化カルシウムと反応し、下記式(6)に示すように、炭酸カルシウム「CaCO」となり、固定化される。式(6)に示す反応によって熱分解ガスから、二酸化炭素のみが酸化カルシウムに吸収されて引き抜かれるため、式(2)~(4)に示す反応において右向きの平衡移動が起こり、結果的に高濃度の水素を含む可燃性ガスが生成される。
CaO+ H2S →CaS+ H2O (5)
Then, the carbon dioxide generated by the reactions represented by the above formulas (2) to (4) reacts with calcium oxide to become calcium carbonate “CaCO 3 ” as represented by the following formula (6), and is immobilized. Since only carbon dioxide is absorbed by calcium oxide and extracted from the pyrolysis gas by the reaction shown in formula (6), a rightward equilibrium shift occurs in the reactions shown in formulas (2) to (4), resulting in a high A combustible gas containing a concentration of hydrogen is produced.

CaO + CO→ CaCO …(6)
一方、固体残渣の灰分に含まれるリンは、熱分解装置3内で、無機カルシウム化合物と反応してリン酸三カルシウム「Ca(PO」となる。本実施の形態においては、汚泥スラリーに混合する無機カルシウム化合物の添加量が極めて多く、熱分解装置3内(反応場)により多くのカルシウムが存在する。それゆえ、リンを、融点が1390℃の高融点リン化合物であるリン酸三カルシウムまで転換することができる。
CaO+ CO2CaCO3 (6)
On the other hand, the phosphorus contained in the ash of the solid residue reacts with the inorganic calcium compound in the thermal decomposition apparatus 3 to become tricalcium phosphate "Ca 3 (PO 4 ) 2 ". In the present embodiment, the amount of inorganic calcium compound added to the sludge slurry is extremely large, and a large amount of calcium exists inside the thermal decomposition device 3 (reaction field). Phosphorus can therefore be converted to tricalcium phosphate, a high-melting phosphorus compound with a melting point of 1390°C.

従って、熱分解装置3における熱分解によって、前記乾燥汚泥から、固体成分(固体残渣)として、リン酸三カルシウム、硫化カルシウム、炭(charcoal)、炭酸カルシウム、未反応の無機カルシウム化合物、および灰分等を含む熱分解生成物が得られる。 Therefore, by thermal decomposition in the thermal decomposition apparatus 3, solid components (solid residues) such as tricalcium phosphate, calcium sulfide, charcoal, calcium carbonate, unreacted inorganic calcium compounds, and ash are extracted from the dried sludge. A pyrolysis product containing is obtained.

前記リン酸三カルシウムは、リン鉱石資源の主成分であるため、鉱石資源として再利用することができる。また、リン酸三カルシウムの融点は1390℃と高いため、熱分解装置3および燃焼装置5における、リン化合物の溶融による焼却炉への付着およびそれに伴う焼却炉の閉塞を防止することができる。それゆえ、リン回収装置をより安定して連続運転することが可能となる。 Since the tricalcium phosphate is a main component of phosphate ore resources, it can be reused as ore resources. In addition, since the melting point of tricalcium phosphate is as high as 1390° C., it is possible to prevent adhesion of the phosphorus compound to the incinerator due to melting of the phosphorus compound in the thermal decomposition device 3 and the combustion device 5 and clogging of the incinerator. Therefore, it becomes possible to operate the phosphorus recovery apparatus more stably and continuously.

<改質装置4>
改質装置4は、熱分解装置3から供給された可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質を行うことによって、当該可燃性ガスよりも水素濃度を高めた第二の可燃性ガスを製造し、当該第二の可燃性ガスを、可燃性ガス排出路22を通じて排出する。このような高濃度の水素を含む第二の可燃性ガスは、例えば固体酸化物形燃料電池(SOFC)またはガスエンジン等といった発電設備7に供給され、発電に利用される。
<Reformer 4>
The reformer 4 performs steam reforming using calcium oxide from the combustible gas supplied from the thermal cracker 3 to produce a second combustible gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas. The second combustible gas is discharged through the combustible gas discharge path 22 . The second combustible gas containing such high-concentration hydrogen is supplied to a power generation facility 7 such as a solid oxide fuel cell (SOFC) or a gas engine, and used for power generation.

また、改質装置4には、灰分分離装置6から、循環酸化カルシウム供給路17を通じて酸化カルシウム「CaO」が供給(循環)されると共に、必要に応じて、新たな無機カルシウム化合物の一部が供給される。さらに、改質装置4は、供給路18を通じて熱分解装置3に、酸化カルシウムを供給(循環)する。 In addition, calcium oxide “CaO” is supplied (circulated) from the ash separator 6 to the reforming device 4 through the circulating calcium oxide supply path 17, and if necessary, a part of the new inorganic calcium compound is supplied. supplied. Further, the reformer 4 supplies (circulates) calcium oxide to the pyrolyzer 3 through the supply path 18 .

改質装置4は、前記可燃性ガスを水蒸気改質することができる装置であればよく、その構成は特に限定されない。 The reformer 4 is not particularly limited as long as it is a device capable of steam reforming the combustible gas.

前記改質装置4においては、下記反応により可燃性ガスの水蒸気改質が行われ、高濃度の水素が生成する。即ち、可燃性ガスは、水素および一酸化炭素、並びに、メタン「CH」、炭化水素系ガスおよびタール成分を含有する炭化水素系ガス「C」を含んでいる。可燃性ガスに含まれる炭化水素系ガスは、前記式(4)および下記式(7)に示すように、酸化カルシウムを触媒として、水蒸気改質によって水素および二酸化炭素に改質される。 In the reformer 4, the combustible gas is steam-reformed by the following reaction to produce hydrogen of high concentration. That is, the combustible gas includes hydrogen and carbon monoxide, as well as methane " CH4 ", a hydrocarbon-based gas " CmHn " containing hydrocarbon -based gas and tar components. The hydrocarbon-based gas contained in the combustible gas is reformed into hydrogen and carbon dioxide by steam reforming using calcium oxide as a catalyst, as shown in the above formula (4) and the following formula (7).

+ HO → H+ CO …(7)
生成した二酸化炭素は、前記式(6)に示すように、酸化カルシウムに吸収される。これにより、可燃性ガスから、水素の濃度がさらに高められた第二の可燃性ガス(改質ガス)、即ち、高濃度の水素を含むガスが得られる。
C m H n + H 2 O → H 2 + CO 2 (7)
The produced carbon dioxide is absorbed by calcium oxide as shown in the above formula (6). As a result, a second combustible gas (reformed gas) in which the concentration of hydrogen is further increased, that is, a gas containing a high concentration of hydrogen is obtained from the combustible gas.

<燃焼装置5>
燃焼装置5は、熱分解装置3から供給された熱分解固体生成物を燃焼する。燃焼装置5は、燃焼して得た燃焼生成物のうち、燃焼固体生成物を、燃焼固体生成物供給路16を通じて灰分分離装置6に供給する。燃焼装置5には、空気が外部から供給される。また、熱分解装置3には、必要に応じて、新たな無機カルシウム化合物の一部が供給される。
<Combustion device 5>
The combustion device 5 burns the pyrolysis solid product supplied from the pyrolysis device 3 . Combustion device 5 supplies combustion solid products among combustion products obtained by combustion to ash separation device 6 through combustion solid product supply passage 16 . Air is supplied to the combustion device 5 from the outside. In addition, part of the new inorganic calcium compound is supplied to the pyrolyzer 3 as needed.

燃焼装置5は、熱分解装置3から供給された熱分解固体生成物を、850℃~1200℃、より好ましくは900℃~1150℃、さらに好ましくは1100℃程度で加熱しながら、0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間、滞留させることにより、燃焼する。 The combustion device 5 heats the pyrolysis solid product supplied from the pyrolysis device 3 at 850° C. to 1200° C., more preferably 900° C. to 1150° C., more preferably about 1100° C. for 0.1 hour. It is combusted with a residence time of ˜2 hours, more preferably 0.5 hours to 1 hour.

さらに、燃焼装置5には、必要に応じて、乾燥装置2から熱源用乾燥汚泥供給路14を通じて乾燥汚泥が供給される。当該乾燥汚泥は、燃焼装置5において前記燃焼用ガスの燃焼による熱量だけで熱分解固体生成物の燃焼を行うことが困難である場合に、熱源として燃焼される。乾燥汚泥を燃焼させることにより、外部から供給される燃焼用ガスの量を削減することができるので、エネルギーの使用量を削減することができる。 Further, the combustion device 5 is supplied with dry sludge from the drying device 2 through the heat source dry sludge supply path 14 as required. The dried sludge is combusted as a heat source when it is difficult to combust the pyrolysis solid products only with the heat quantity from combustion of the combustion gas in the combustor 5 . By burning the dried sludge, the amount of combustion gas supplied from the outside can be reduced, so that the amount of energy used can be reduced.

燃焼装置5は、前記熱分解固体生成物を燃焼させることができる装置であればよく、その構成は特に限定されない。 The combustion device 5 is not particularly limited as long as it is a device capable of burning the pyrolysis solid product.

前記燃焼装置5においては、下記反応により燃焼固体生成物および燃焼ガスが生成する。即ち、下記式(8)に示すように、空気または酸素含有ガスによって、熱分解固体生成物に含まれる炭(charcoal)は燃焼して二酸化炭素になる。また、下記式(9)に示すように、熱分解固体生成物に含まれる炭酸カルシウムは酸化カルシウムになることにより再生される。また、下記式(10)に示すように、空気または酸素含有ガスによって、熱分解固体生成物に含まれる硫化カルシウムは石膏(硫酸カルシウム)「CaSO」となる。 In the combustion device 5, combustion solid products and combustion gas are produced by the following reactions. That is, as shown in the following equation (8), the charcoal contained in the pyrolysis solid product is combusted into carbon dioxide by air or an oxygen-containing gas. Moreover, as shown in the following formula (9), calcium carbonate contained in the thermal decomposition solid product is regenerated by becoming calcium oxide. Further, as shown in the following formula (10), the calcium sulfide contained in the thermal decomposition solid product is converted into gypsum (calcium sulfate) "CaSO 4 " by air or an oxygen-containing gas.

C(charcoal) + O → CO …(8)
CaCO → CaO + CO …(9)
CaS + 2O→ CaSO …(10)
前記式(8)および式(10)に示す反応は発熱反応であり、当該反応で生じた反応熱は、循環される酸化カルシウムの顕熱となって、熱分解装置3、改質装置4および燃焼装置5の熱源として利用される。
C(charcoal)+ O2CO2 (8)
CaCO3 →CaO+ CO2 (9)
CaS+ 2O2CaSO4 (10)
The reactions represented by the above formulas (8) and (10) are exothermic reactions, and the reaction heat generated by the reactions becomes sensible heat of the circulated calcium oxide, and the thermal decomposition device 3, the reformer 4, and the It is used as a heat source for the combustion device 5 .

燃焼装置5においては、前記式(8)~(10)に示す反応、および、必要に応じて乾燥装置2から供給された乾燥汚泥の燃焼によって、酸化カルシウム、リン酸三カルシウム、石膏および灰分等を含む固体成分である燃焼固体生成物が得られる。また、当該燃焼固体生成物と共に、高濃度の二酸化炭素が含まれた燃焼ガスが得られる。燃焼装置5は、燃焼して得た燃焼生成物のうち、燃焼ガスを、燃焼ガス排出路20を通じて排出する。 In the combustion device 5, calcium oxide, tricalcium phosphate, gypsum, ash, etc. are produced by the reactions shown in the above formulas (8) to (10) and, if necessary, by combustion of the dried sludge supplied from the drying device 2. A combustion solid product is obtained which is a solid component comprising Also, a combustion gas containing a high concentration of carbon dioxide is obtained along with the combustion solid product. Combustion device 5 discharges combustion gas, which is one of combustion products obtained by combustion, through combustion gas discharge path 20 .

<灰分分離装置6>
灰分分離装置6は、燃焼装置5から供給された燃焼固体生成物から、酸化カルシウムを主成分として含む粒子と、リン酸三カルシウム、石膏および灰分等を含む固体成分であるリン含有灰(酸化カルシウム以外の燃焼固体生成物)とを分離する。そして、灰分分離装置6は、前記リン含有灰を、リン含有灰排出路21を通じて排出する。前記リン含有灰には、リン酸カルシウム化合物として、リン酸三カルシウム「Ca(PO」の他に、P,CaPO,Ca(PO,Ca,CaHPO等が含まれている。尚、リン含有灰は、酸化カルシウムを主成分として含む粒子よりも粒度が小さい。
<Ash separator 6>
The ash separator 6 separates particles containing calcium oxide as a main component from the combustion solid product supplied from the combustion device 5, and phosphorus-containing ash (calcium oxide combustion solid products other than The ash separator 6 then discharges the phosphorus-containing ash through the phosphorus-containing ash discharge path 21 . The phosphorus - containing ash contains, as calcium phosphate compounds, tricalcium phosphate " Ca3 ( PO4) 2 ", P2O5 , CaPO4 , Ca ( PO3)2 , Ca2P2O7 , CaHPO4 and the like are included. The phosphorus-containing ash has a smaller particle size than particles containing calcium oxide as a main component.

一方、灰分分離装置6は、酸化カルシウムを主成分として含む粒子を、循環酸化カルシウム供給路17を通じて改質装置4に供給する。これにより、酸化カルシウムは、改質装置4、熱分解装置3、燃焼装置5および灰分分離装置6を循環し、繰り返し利用され、上述した複数の役割を果たす。 On the other hand, the ash separator 6 supplies particles containing calcium oxide as a main component to the reformer 4 through the circulation calcium oxide supply path 17 . As a result, the calcium oxide circulates through the reformer 4, the pyrolyzer 3, the combustion device 5 and the ash separator 6, is used repeatedly, and performs the multiple functions described above.

灰分分離装置6は、燃焼固体生成物を、酸化カルシウムを主成分として含む粒子と、それ以外の燃焼固体生成物とに分離することができる装置であればよく、例えばサイクロンが挙げられるものの、その構成は特に限定されない。 The ash separation device 6 may be any device that can separate the combustion solid product into particles containing calcium oxide as a main component and other combustion solid products, such as a cyclone. The configuration is not particularly limited.

本実施の形態に係る水素製造装置は、リン酸三カルシウムを含むリン含有灰を回収してもよい。そのため、本実施の形態に係る水素製造装置は、リン含有灰排出路21から供給された、リン酸三カルシウムを含むリン含有灰に酸を添加して、リン酸三カルシウムと反応させ、リン酸およびリン酸二水素カルシウム等の溶解性リン酸化合物を製造するリン酸製造装置(図示しない)をさらに備えていてもよい。 The hydrogen production apparatus according to the present embodiment may recover phosphorus-containing ash containing tricalcium phosphate. Therefore, the hydrogen production apparatus according to the present embodiment adds an acid to the phosphorus-containing ash containing tricalcium phosphate, which is supplied from the phosphorus-containing ash discharge passage 21, reacts with the tricalcium phosphate, and produces phosphoric acid. and a phosphoric acid production device (not shown) for producing a soluble phosphoric acid compound such as calcium dihydrogen phosphate.

〔酸化カルシウムの再生装置〕
本実施形態に係る酸化カルシウムの再生装置(以下、再生装置と記す)は、上述した水素製造装置の各種設備を利用して、酸化カルシウムを活性のある酸化カルシウム、より具体的には、熱分解装置や改質装置における反応促進効果の大きい粒子状酸化カルシウム(以下、活性酸化カルシウムと記す)に再生する装置である。
[Calcium oxide regeneration device]
A calcium oxide regeneration device (hereinafter referred to as a regeneration device) according to the present embodiment utilizes various facilities of the hydrogen production device described above to convert calcium oxide into active calcium oxide, more specifically, thermal decomposition. It is a device that regenerates particulate calcium oxide (hereinafter referred to as active calcium oxide) that has a large effect of promoting reaction in equipment and reforming equipment.

図1に示されるように、本実施形態に係る再生装置は、小型の再生炉8を備えている。本実施形態では、熱分解装置3は、熱分解して得た熱分解生成物の一部を再生炉8に供給するように構成されている。また、燃焼装置5は、高濃度の二酸化炭素が含まれた燃焼ガスを、燃焼ガス排出路20に分岐する燃焼ガス供給路23を通じて再生炉8に供給する。再生炉8は、燃焼装置5から供給された燃焼ガスを、燃焼ガス返送路25を通じて、燃焼ガス排出路20へ返送する。また、再生炉8には、燃料供給路24を通じて、外部から燃料が供給される。 As shown in FIG. 1, the regeneration device according to this embodiment includes a small regeneration furnace 8 . In this embodiment, the pyrolyzer 3 is configured to supply part of the pyrolysis products obtained by pyrolysis to the regeneration furnace 8 . In addition, the combustion device 5 supplies combustion gas containing high-concentration carbon dioxide to the regeneration furnace 8 through a combustion gas supply path 23 branching to the combustion gas discharge path 20 . The regeneration furnace 8 returns the combustion gas supplied from the combustion device 5 to the combustion gas discharge passage 20 through the combustion gas return passage 25 . Further, fuel is supplied to the regeneration furnace 8 from the outside through the fuel supply path 24 .

再生炉8は、熱分解して得た熱分解生成物に含まれる炭酸カルシウムを酸化カルシウムに再生する。より具体的には、再生炉8は、熱分解装置3から供給された熱分解固体生成物を、600℃~1200℃、より好ましくは750℃~1100℃、さらに好ましくは800~950℃で加熱しながら、0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間、滞留させることにより、焼成する。また、再生炉8内部は、燃焼装置5から供給された燃焼ガスにより、二酸化炭素を多く含む雰囲気となっている。 The regeneration furnace 8 regenerates calcium carbonate contained in the thermal decomposition products obtained by thermal decomposition into calcium oxide. More specifically, the regeneration furnace 8 heats the pyrolyzed solid product supplied from the pyrolyzer 3 at 600°C to 1200°C, more preferably 750°C to 1100°C, and even more preferably 800°C to 950°C. 0.1 hour to 2 hours, more preferably 0.5 hour to 1 hour. The inside of the regeneration furnace 8 has an atmosphere containing a large amount of carbon dioxide due to the combustion gas supplied from the combustion device 5 .

再生炉8において、供給される熱分解固体生成物に含まれる炭酸カルシウムが、二酸化炭素雰囲気下で焼成されることにより、活性酸化カルシウムに再生される。そして、再生炉8にて再生された活性酸化カルシウムは、熱分解装置3へ返送される。尚、本実施形態に係る再生装置は、図1に示された構成に限定されず、再生炉8にて再生された活性酸化カルシウムが熱分解装置3、改質装置4、および燃焼装置5の少なくとも一つに返送される構成であればよい。 In the regeneration furnace 8, the calcium carbonate contained in the supplied pyrolysis solid product is calcined in a carbon dioxide atmosphere to be regenerated into active calcium oxide. Then, the activated calcium oxide regenerated in the regeneration furnace 8 is returned to the thermal decomposition device 3 . Note that the regeneration device according to this embodiment is not limited to the configuration shown in FIG. Any configuration is acceptable as long as it is returned to at least one.

本実施形態に係る再生装置では、熱分解装置3にて生成された熱分解固体生成物の一部を再生炉8により活性酸化カルシウムに再生している。そして、この活性酸化カルシウムの再生に、燃焼装置5にて排出される燃焼ガスが利用されている。それゆえ、酸化カルシウムの再生のために設備を別途設ける必要がなく、水素製造装置の各種設備を有効利用しているので、コストを掛けずに酸化カルシウム(CaO)を再生することができる。 In the regenerating apparatus according to this embodiment, part of the pyrolyzed solid product produced in the pyrolyzing apparatus 3 is regenerated into active calcium oxide by the regenerating furnace 8 . The combustion gas discharged from the combustion device 5 is used for regeneration of this active calcium oxide. Therefore, there is no need to separately provide facilities for regenerating calcium oxide, and various facilities of the hydrogen production apparatus are effectively used, so calcium oxide (CaO) can be regenerated without incurring costs.

〔酸化カルシウム再生方法〕
本実施形態における酸化カルシウム再生方法(以下、単に、再生方法と記す)では、例えば、上述の水素製造装置での各種設備を利用して酸化カルシウムを再生している。本実施形態に係る再生方法に利用する設備は、上述の水素製造装置に限定されず、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、を備え、前記燃焼装置から酸化カルシウムの再生に利用し得る燃焼ガスを排出可能な設備であればよい。
[Calcium oxide regeneration method]
In the calcium oxide regeneration method (hereinafter simply referred to as the regeneration method) in the present embodiment, calcium oxide is regenerated using, for example, various equipment in the hydrogen production apparatus described above. The equipment used in the regeneration method according to the present embodiment is not limited to the hydrogen production apparatus described above, and includes a thermal decomposition apparatus that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, and the thermal decomposition A combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the device, and steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the pyrolysis device to reform the gas with a higher hydrogen concentration than the combustible gas. and a reformer for producing a raw gas, and capable of discharging combustion gas that can be used to regenerate calcium oxide from the combustion device.

本実施形態に係る再生方法は、例えば、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下にて熱分解する熱分解工程と、前記熱分解工程にて得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼工程と、前記熱分解工程にて得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度を高めた改質ガスを製造する改質工程と、を含む水素製造方法を利用する方法であって、前記熱分解工程で生成した炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記燃焼工程から排出された燃焼ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムに再生する再生工程Aと、前記再生工程Aにて再生された酸化カルシウムを前記熱分解工程、前記燃焼工程および前記改質工程の少なくとも一つの工程に返送する返送工程と、を含む。 The regeneration method according to the present embodiment includes, for example, a thermal decomposition step of thermally decomposing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, and a thermal decomposition product obtained in the thermal decomposition step. and a reforming step of producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the pyrolysis step. and calcining at least part of the calcium carbonate produced in the thermal decomposition step in the presence of at least part of the combustion gas discharged from the combustion step. , a regeneration step A of regenerating calcium oxide; and a returning step of returning the calcium oxide regenerated in the regeneration step A to at least one of the thermal decomposition step, the combustion step and the reforming step. .

より具体的には、本実施形態にて利用される水素製造方法は、主に、混合工程、脱水工程、乾燥工程、熱分解工程、改質工程、燃焼工程、および灰分分離工程を含んでいる。また、前記水素製造方法は、水素の製造を連続的に行うことができるように、各工程の間に、搬送工程を含んでいる。 More specifically, the hydrogen production method used in this embodiment mainly includes a mixing process, a dehydration process, a drying process, a thermal decomposition process, a reforming process, a combustion process, and an ash separation process. . Further, the hydrogen production method includes a transfer step between each step so that hydrogen can be produced continuously.

以下、本実施形態にて利用される水素製造方法および再生方法を構成する各工程に関して説明する。但し、上述した水素製造装置および再生装置において説明した内容と重複する内容に関しては、その説明を簡略化または省略することとする。 Each step constituting the hydrogen production method and regeneration method used in this embodiment will be described below. However, with respect to the content that overlaps with the content described in the above-described hydrogen production device and regeneration device, the description will be simplified or omitted.

<混合工程および脱水工程>
混合工程では、汚泥スラリー(リン含有バイオマス)に、上述した無機カルシウム化合物を混合する。混合工程と脱水工程とを行う順序は、特に限定されないものの、脱水工程の前に混合工程を行うことにより、通常の脱水方法よりも脱水性を向上させることができる。汚泥スラリーに混合する無機カルシウム化合物の添加量は、上述した通りである。尚、混合工程および脱水工程は、乾燥工程および水分調整工程よりも前に行われる。
<Mixing process and dehydration process>
In the mixing step, the sludge slurry (phosphorus-containing biomass) is mixed with the inorganic calcium compound described above. The order of performing the mixing step and the dehydration step is not particularly limited, but by performing the mixing step before the dehydration step, the dehydration property can be improved more than the normal dehydration method. The amount of the inorganic calcium compound added to the sludge slurry is as described above. The mixing process and the dehydration process are performed before the drying process and the moisture adjustment process.

脱水工程では、前記混合工程で得られた汚泥スラリーと無機カルシウム化合物との混合物を脱水する。即ち、汚泥スラリーから水分を含む分離液を除去する。分離液を除去した混合物は、次の乾燥工程に供される。 In the dehydration step, the mixture of the sludge slurry obtained in the mixing step and the inorganic calcium compound is dehydrated. That is, the separated liquid containing water is removed from the sludge slurry. The mixture from which the separated liquid has been removed is subjected to the next drying step.

尚、汚泥スラリーと無機カルシウム化合物とを混合する具体的な混合方法、並びに、汚泥スラリーと無機カルシウム化合物との混合物を脱水する具体的な脱水方法は、特に限定されない。 A specific mixing method for mixing the sludge slurry and the inorganic calcium compound and a specific dewatering method for dewatering the mixture of the sludge slurry and the inorganic calcium compound are not particularly limited.

尚、水素製造方法が脱水工程を含まない場合、上述した混合物の含水率の範囲の含水率である汚泥スラリーを用いることが好ましい。 When the hydrogen production method does not include a dehydration step, it is preferable to use a sludge slurry having a water content within the range of the water content of the mixture described above.

<乾燥工程>
乾燥工程では、脱水工程を経て得た前記混合物の一部を取り出し、取り出した混合物に含まれる水分の一部を蒸発させる。蒸発させた水分(乾燥水蒸気)の一部は、冷却されることによって凝縮し、除去水として排出される。残りは、乾燥工程および燃焼工程において熱源として利用される。
<Drying process>
In the drying step, part of the mixture obtained through the dehydration step is taken out, and part of the moisture contained in the taken out mixture is evaporated. Part of the evaporated moisture (dry steam) is condensed by cooling and discharged as removed water. The remainder is used as a heat source in the drying and combustion processes.

尚、混合物を乾燥させる具体的な乾燥方法は、特に限定されないものの、間接加熱型乾燥機を用いた方法であることが好ましい。間接加熱型乾燥機を用いることにより、改質工程および燃焼工程で生じた高温の水蒸気を熱媒として利用することができるため、熱効率を高めることができる。 A specific drying method for drying the mixture is not particularly limited, but a method using an indirect heating dryer is preferable. By using an indirect heating dryer, high-temperature steam generated in the reforming process and the combustion process can be used as a heat medium, so that the thermal efficiency can be improved.

<熱分解工程>
熱分解工程では、乾燥工程を経て得た混合物を、水蒸気の存在下、400℃~900℃、より好ましくは600℃~800℃、さらに好ましくは700℃程度で加熱しながら、0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間、滞留させることにより、熱分解する。即ち、熱分解工程での混合物の加熱温度は400℃~900℃、より好ましくは600℃~800℃、さらに好ましくは700℃程度であり、滞留時間は0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間である。
<Thermal decomposition process>
In the thermal decomposition step, the mixture obtained through the drying step is heated in the presence of water vapor at 400° C. to 900° C., more preferably 600° C. to 800° C., more preferably about 700° C., and heated for 0.1 hour to It is thermally decomposed by staying for 2 hours, more preferably 0.5 to 1 hour. That is, the heating temperature of the mixture in the thermal decomposition step is 400° C. to 900° C., more preferably 600° C. to 800° C., still more preferably about 700° C., and the residence time is 0.1 hour to 2 hours, more preferably 0.5 hours to 1 hour.

熱分解工程においては、上述した反応により熱分解を行い、熱分解固体生成物および熱分解ガスである可燃性ガスを生成する。熱分解して得た熱分解固体生成物は、燃焼工程に供される。そして、熱分解して得た可燃性ガスは、次の改質工程に供される。また、熱分解工程においては、改質工程で用いられた酸化カルシウム「CaO」が供給(循環)されると共に、必要に応じて、新たな無機カルシウム化合物の一部が供給される。 In the thermal decomposition step, thermal decomposition is performed by the reaction described above to produce a thermal decomposition solid product and a combustible gas, which is a thermal decomposition gas. A pyrolysis solid product obtained by pyrolysis is subjected to a combustion process. Then, the combustible gas obtained by thermal decomposition is subjected to the next reforming process. In addition, in the thermal decomposition step, the calcium oxide “CaO” used in the reforming step is supplied (circulated), and if necessary, a part of the new inorganic calcium compound is supplied.

尚、水分調整物を熱分解させる具体的な熱分解方法は、特に限定されない。 A specific thermal decomposition method for thermally decomposing the moisture-adjusted substance is not particularly limited.

熱分解固体生成物に含まれるリン酸三カルシウムの融点は1390℃と高いため、熱分解工程および下記燃焼工程における、リン化合物の溶融による焼却炉への付着およびそれに伴う焼却炉の閉塞を防止することができる。それゆえ、水素製造方法をより安定して連続運転することが可能となる。 Since the melting point of tricalcium phosphate contained in the pyrolysis solid product is as high as 1390°C, it prevents adhesion of the phosphorus compound to the incinerator due to melting and clogging of the incinerator during the pyrolysis process and the following combustion process. be able to. Therefore, it becomes possible to operate the hydrogen production method more stably and continuously.

<改質工程>
改質工程では、熱分解工程で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質を行うことによって上述した反応を行い、当該可燃性ガスよりも水素濃度を高めた第二の可燃性ガスを製造する。製造した第二の可燃性ガスは、冷却され、高濃度の水素を含むガスとして回収される。第二の可燃性ガスから回収された熱は、燃焼工程に供給される。
<Reforming process>
In the reforming step, the combustible gas obtained in the pyrolysis step is subjected to steam reforming using calcium oxide to perform the above-described reaction, and a second combustible gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas manufactures natural gas. The produced second combustible gas is cooled and recovered as gas containing high concentration of hydrogen. Heat recovered from the second combustible gas is supplied to the combustion process.

改質工程では、熱分解工程を経て得た可燃性ガスを、800℃~1200℃、より好ましくは900℃~1150℃、さらに好ましくは950℃程度で加熱しながら、0.5時間~3.0時間、より好ましくは1.0時間~2.5時間、滞留させることにより、水蒸気改質を行う。即ち、改質工程での可燃性ガスの加熱温度は800℃~1200℃、より好ましくは900℃~1150℃、さらに好ましくは950℃程度であり、滞留時間は0.5時間~3.0時間、より好ましくは1.0時間~2.5時間である。 In the reforming step, the combustible gas obtained through the thermal decomposition step is heated at 800° C. to 1200° C., more preferably 900° C. to 1150° C., more preferably about 950° C. for 0.5 hours to 3 hours. Steam reforming is carried out by staying for 0 hours, more preferably 1.0 to 2.5 hours. That is, the heating temperature of the combustible gas in the reforming step is 800° C. to 1200° C., more preferably 900° C. to 1150° C., still more preferably about 950° C., and the residence time is 0.5 hours to 3.0 hours. , more preferably 1.0 to 2.5 hours.

また、改質工程においては、灰分分離工程にて分離された酸化カルシウム「CaO」が供給(循環)されると共に、必要に応じて、新たな無機カルシウム化合物の一部が供給される。さらに、改質工程で用いられた酸化カルシウムは、熱分解工程に供給(循環)される。 In addition, in the reforming step, the calcium oxide “CaO” separated in the ash separation step is supplied (circulated), and if necessary, a part of the new inorganic calcium compound is supplied. Furthermore, the calcium oxide used in the reforming step is supplied (circulated) to the thermal decomposition step.

尚、前記可燃性ガスを水蒸気改質する具体的な改質方法は、特に限定されない。 A specific reforming method for steam reforming the combustible gas is not particularly limited.

<燃焼工程>
燃焼工程では、熱分解工程で得られた熱分解固体生成物を燃焼させることによって上述した反応を行い、燃焼生成物として、燃焼固体生成物および燃焼ガスを得る。燃焼固体生成物および燃焼ガスは、次の灰分分離工程に供給する。燃焼ガスには、高濃度の二酸化炭素が含まれる。燃焼工程においては、空気または酸素含有ガスと共に、熱源となる燃焼用ガスが、外部から供給される。また、燃焼工程においては、必要に応じて、新たな無機カルシウム化合物の一部が供給される。
<Combustion process>
In the combustion step, the above reaction is performed by burning the pyrolysis solid products obtained in the pyrolysis step, and combustion solid products and combustion gas are obtained as combustion products. The combustion solids products and combustion gases are fed to the subsequent ash separation step. The combustion gas contains a high concentration of carbon dioxide. In the combustion process, a combustion gas serving as a heat source is supplied from the outside together with air or an oxygen-containing gas. Moreover, in the combustion process, a part of the fresh inorganic calcium compound is supplied as necessary.

燃焼工程では、熱分解工程を経て得た熱分解固体生成物を、850℃~1200℃、より好ましくは900℃~1150℃、さらに好ましくは1100℃程度で加熱しながら、0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間、滞留させることにより、燃焼する。即ち、燃焼工程での熱分解固体生成物の加熱温度は850℃~1200℃、より好ましくは900℃~1150℃、さらに好ましくは1100℃程度であり、滞留時間は0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間である。 In the combustion step, the thermal decomposition solid product obtained through the thermal decomposition step is heated at 850° C. to 1200° C., more preferably 900° C. to 1150° C., more preferably about 1100° C., and heated for 0.1 hour to 2 hours. Combustion by dwelling for a period of time, more preferably 0.5 hours to 1 hour. That is, the heating temperature of the thermal decomposition solid product in the combustion step is 850° C. to 1200° C., more preferably 900° C. to 1150° C., still more preferably about 1100° C., and the residence time is 0.1 hour to 2 hours. More preferably, it is 0.5 hours to 1 hour.

さらに、燃焼工程においては、必要に応じて、乾燥工程から上述した混合物が供給される。当該混合物は、燃焼工程において前記燃焼用ガスの燃焼による熱量だけで熱分解固体生成物の燃焼を行うことが困難である場合に、熱源として燃焼される。混合物を燃焼させることにより、外部から供給される燃焼用ガスの量を削減することができるので、エネルギーの使用量を削減することができる。 Furthermore, in the combustion step, the mixture described above is supplied from the drying step as required. The mixture is combusted as a heat source when it is difficult to combust the pyrolysis solid products only by the amount of heat generated by combusting the combustion gas in the combustion process. By burning the mixture, the amount of combustion gas supplied from the outside can be reduced, so that the amount of energy used can be reduced.

尚、前記熱分解固体生成物を燃焼させる具体的な燃焼方法は、特に限定されない。 A specific combustion method for burning the pyrolysis solid product is not particularly limited.

<灰分分離工程>
灰分分離工程では、燃焼工程で得られた燃焼固体生成物から、酸化カルシウムを主成分として含む粒子と、リン酸三カルシウム、石膏および灰分等を含む固体成分であるリン含有灰(酸化カルシウム以外の燃焼固体生成物)とを分離する。
<Ash separation process>
In the ash separation process, particles containing calcium oxide as a main component and phosphorus-containing ash (a solid component containing tricalcium phosphate, gypsum, ash, etc.) (other than calcium oxide) are separated from the combustion solid product obtained in the combustion process. Combustion solid products) are separated.

一方、酸化カルシウムを主成分として含む粒子は、改質工程に供給される。これにより、酸化カルシウムは、改質工程、熱分解工程、燃焼工程および灰分分離工程を循環し、繰り返し利用され、上述した複数の役割を果たす。 On the other hand, particles containing calcium oxide as a main component are supplied to the modification step. As a result, the calcium oxide circulates through the reforming process, thermal decomposition process, combustion process and ash separation process, is repeatedly used, and performs the multiple functions described above.

尚、燃焼固体生成物を、酸化カルシウムを主成分として含む粒子と、それ以外の燃焼固体生成物とに分離する具体的な分離方法は、特に限定されないものの、例えばサイクロンを用いた分離方法が好ましい。 Although a specific separation method for separating the combustion solid product into particles containing calcium oxide as a main component and other combustion solid products is not particularly limited, a separation method using a cyclone, for example, is preferable. .

<再生工程A>
再生工程Aでは、前記熱分解工程で生成した炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記燃焼工程から排出された燃焼ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムに再生する。
<Regeneration process A>
In the regeneration step A, at least part of the calcium carbonate produced in the thermal decomposition step is calcined in the presence of at least part of the combustion gas discharged from the combustion step to regenerate calcium oxide.

再生工程Aでは、熱分解工程から供給された熱分解固体生成物を、600℃~1200℃、より好ましくは750℃~1100℃、さらに好ましくは800~950℃で加熱しながら、0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間、滞留させることにより、焼成する。また、前記燃焼工程から排出された燃焼ガスには、高濃度の二酸化炭素が含まれる。再生工程では、当該燃焼ガスにより、二酸化炭素を多く含む雰囲気下で熱分解固体生成物が焼成される。 In the regeneration step A, the thermal decomposition solid product supplied from the thermal decomposition step is heated at 600° C. to 1200° C., more preferably 750° C. to 1100° C., more preferably 800° C. to 950° C. for 0.1 hour. Firing is performed by dwelling for ˜2 hours, more preferably 0.5 to 1 hour. In addition, the combustion gas discharged from the combustion process contains a high concentration of carbon dioxide. In the regeneration step, the combustion gas calcines the pyrolysis solid product in an atmosphere containing a large amount of carbon dioxide.

ここで、炭酸カルシウムは、高温の二酸化炭素の存在下にて焼成することによって、熱分解され、活性酸化カルシウムが生成することが知られている。 Here, it is known that calcium carbonate is thermally decomposed by firing in the presence of high-temperature carbon dioxide to produce active calcium oxide.

よって、前記再生工程Aにおいて、前記熱分解工程で生成した炭酸カルシウムの少なくとも一部を、高温の条件下にて、前記燃焼工程から排出された燃焼ガス、すなわち、二酸化炭素を含むガスの存在下にて、焼成することによって、前記炭酸カルシウムが熱分解され、活性酸化カルシウムが再生される。 Therefore, in the regeneration step A, at least part of the calcium carbonate produced in the pyrolysis step is removed under high-temperature conditions in the presence of the combustion gas discharged from the combustion step, i.e., a gas containing carbon dioxide. By calcining, the calcium carbonate is thermally decomposed and active calcium oxide is regenerated.

<返送工程>
返送工程では、前記再生工程にて再生された酸化カルシウムを前記熱分解工程、前記燃焼工程および前記改質工程の少なくとも一つの工程に返送する。そして、前記返送工程にて返送された酸化カルシウムは、前記熱分解工程、前記燃焼工程および前記改質工程の間を循環する。
<Return process>
In the returning step, the calcium oxide regenerated in the regenerating step is returned to at least one of the thermal decomposition step, the combustion step and the reforming step. The calcium oxide returned in the returning process circulates among the thermal decomposition process, the combustion process and the reforming process.

[実施形態2]
以下、本発明の他の実施形態について、詳細に説明する。尚、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図2は、本実施形態に係る酸化カルシウム再生装置の概略の構成を示すブロック図である。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the present invention will be described in detail below. For convenience of explanation, members having the same functions as the members explained in the above embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will not be repeated. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the calcium oxide regeneration device according to this embodiment.

〔酸化カルシウムの再生装置〕
図2に示されるように、本実施形態に係る再生装置は、酸化カルシウムの再生に、改質装置4から排出される第二の可燃性ガス、即ち、高濃度の水素を含む改質ガスを利用する点が前記実施形態1と異なる。より具体的には、本実施形態に係る再生装置は、熱分解装置3と、燃焼装置5と、改質装置4と、再生炉8と、を備え、改質装置4から排出された第二の可燃性ガス、即ち、高濃度の水素を含む改質ガスが再生炉8に供給される構成である。
[Calcium oxide regeneration device]
As shown in FIG. 2, the regeneration device according to the present embodiment uses the second combustible gas discharged from the reformer 4, that is, the reformed gas containing high-concentration hydrogen, to regenerate calcium oxide. It differs from the first embodiment in that it is used. More specifically, the regeneration device according to the present embodiment includes a thermal decomposition device 3, a combustion device 5, a reformer 4, and a regeneration furnace 8, and the second gas discharged from the reformer 4 of combustible gas, that is, a reformed gas containing a high concentration of hydrogen is supplied to the regeneration furnace 8 .

本実施形態に係る再生装置では、改質装置4は、高濃度の水素を含む第二の可燃性ガスを、可燃性ガス排出路22から分岐する第二可燃性ガス供給路26を通じて再生炉8に供給する。再生炉8は、改質装置4から供給された第二の可燃性ガスを、第二可燃性ガス返送路27を通じて、可燃性ガス排出路22へ返送する。 In the regeneration device according to the present embodiment, the reformer 4 supplies the second combustible gas containing high-concentration hydrogen to the regeneration furnace 8 through the second combustible gas supply passage 26 branched from the combustible gas discharge passage 22. supply to The regeneration furnace 8 returns the second combustible gas supplied from the reformer 4 to the combustible gas discharge line 22 through the second combustible gas return line 27 .

再生炉8は、熱分解装置3から供給された熱分解固体生成物を、600℃~1200℃、より好ましくは750℃~1100℃、さらに好ましくは800~950℃で加熱しながら、0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間、滞留させることにより、焼成する。また、再生炉8内部は、改質装置4から供給された第二の可燃性ガス(改質ガス)により、水素を多く含む雰囲気となっている。 The regeneration furnace 8 heats the pyrolyzed solid product supplied from the pyrolyzer 3 at 600° C. to 1200° C., more preferably 750° C. to 1100° C., more preferably 800° C. to 950° C. It is fired by allowing it to stay for 1 hour to 2 hours, more preferably 0.5 hour to 1 hour. Further, the inside of the regeneration furnace 8 has an atmosphere containing a large amount of hydrogen due to the second combustible gas (reformed gas) supplied from the reformer 4 .

再生炉8において、供給される熱分解固体生成物に含まれる炭酸カルシウムが、水素雰囲気下で焼成されることにより、水素が還元ガスとして機能して酸化カルシウムに再生される。再生された酸化カルシウムは、活性酸化カルシウムである。そして、再生炉8にて再生された活性酸化カルシウムは、熱分解装置3へ返送される。 In the regeneration furnace 8, the calcium carbonate contained in the supplied pyrolysis solid product is calcined in a hydrogen atmosphere, whereby the hydrogen functions as a reducing gas to regenerate calcium oxide. Regenerated calcium oxide is active calcium oxide. Then, the activated calcium oxide regenerated in the regeneration furnace 8 is returned to the thermal decomposition device 3 .

本実施形態に係る再生装置では、活性酸化カルシウムの再生に、改質装置4にて排出される第二の燃焼ガスが利用されている。それゆえ、酸化カルシウムの再生のために設備を別途設ける必要がなく、水素製造装置の各種設備を有効利用しているので、コストを掛けずに酸化カルシウム(CaO)を再生することができる。 In the regeneration device according to this embodiment, the second combustion gas discharged from the reformer 4 is used to regenerate the active calcium oxide. Therefore, there is no need to separately provide facilities for regenerating calcium oxide, and various facilities of the hydrogen production apparatus are effectively used, so calcium oxide (CaO) can be regenerated without incurring costs.

〔酸化カルシウムの再生方法〕
本実施形態に係る再生方法に利用する設備は、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、を備え、前記改質装置から酸化カルシウムの再生に利用し得る可燃性ガスを排出可能な設備であればよい。
[Method for Regenerating Calcium Oxide]
Equipment used in the regeneration method according to the present embodiment includes a pyrolysis device that pyrolyzes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, and a pyrolysis product obtained by the pyrolysis device. a combustion device that burns, a reformer that produces a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming the combustible gas obtained in the pyrolysis device using calcium oxide; and capable of discharging a combustible gas that can be used to regenerate calcium oxide from the reformer.

本実施形態に係る再生方法は、例えば、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下にて熱分解する熱分解工程と、前記熱分解工程にて得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼工程と、前記熱分解工程にて得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度を高めた改質ガスを製造する改質工程と、を含む水素製造方法を利用する方法であって、前記熱分解工程で生成した炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記改質工程から排出された改質ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムに再生する再生工程Bと、前記再生工程Bにて再生された酸化カルシウムを前記熱分解工程、前記燃焼工程および前記改質工程の少なくとも一つの工程に返送する返送工程と、を含む。 The regeneration method according to the present embodiment includes, for example, a thermal decomposition step of thermally decomposing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, and a thermal decomposition product obtained in the thermal decomposition step. and a reforming step of producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the pyrolysis step. and at least part of the calcium carbonate produced in the thermal decomposition step in the presence of at least part of the reformed gas discharged from the reforming step. a regeneration step B of calcining and regenerating calcium oxide; a returning step of returning the calcium oxide regenerated in the regeneration step B to at least one of the thermal decomposition step, the combustion step and the reforming step; including.

<再生工程B>
再生工程Bでは、前記熱分解工程で生成した炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記改質工程にて得られた改質ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムに再生する、再生工程Bを含む。
<Regeneration process B>
In the regeneration step B, at least a portion of the calcium carbonate generated in the thermal decomposition step is calcined in the presence of at least a portion of the reformed gas obtained in the reforming step to regenerate calcium oxide. A regeneration step B is included.

再生工程Bでは、熱分解工程から供給された熱分解固体生成物を、600℃~1200℃、より好ましくは750℃~1100℃、さらに好ましくは800~950℃で加熱しながら、0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間、滞留させることにより、焼成する。 In the regeneration step B, the thermal decomposition solid product supplied from the thermal decomposition step is heated at 600° C. to 1200° C., more preferably 750° C. to 1100° C., more preferably 800° C. to 950° C. for 0.1 hour. Firing is performed by dwelling for ˜2 hours, more preferably 0.5 to 1 hour.

ここで、炭酸カルシウムの熱分解反応は、還元雰囲気下にて好適に進行することが知られている。また、前記改質ガスは、還元ガスである水素「H」ガスを高濃度で含んでいる。 Here, it is known that the thermal decomposition reaction of calcium carbonate proceeds favorably in a reducing atmosphere. Further, the reformed gas contains a high concentration of hydrogen “H 2 ” gas, which is a reducing gas.

よって、前記再生工程Bにおいて、前記熱分解工程で生成した炭酸カルシウムの少なくとも一部を、高温高圧の条件下にて、還元ガスである水素を高濃度で含む前記改質ガスの存在下にて、焼成することによって、前記炭酸カルシウムが熱分解され、酸化カルシウムが再生される。 Therefore, in the regeneration step B, at least part of the calcium carbonate produced in the thermal decomposition step is removed under high temperature and pressure conditions in the presence of the reformed gas containing a high concentration of hydrogen, which is a reducing gas. By calcining, the calcium carbonate is thermally decomposed to regenerate calcium oxide.

[実施形態3]
以下、本発明のさらに他の実施形態について、詳細に説明する。尚、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図3は、本実施形態に係る酸化カルシウム再生装置の概略の構成を示すブロック図である。
[Embodiment 3]
Further embodiments of the present invention will be described in detail below. For convenience of explanation, members having the same functions as the members explained in the above embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will not be repeated. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the calcium oxide regeneration device according to this embodiment.

〔酸化カルシウムの再生装置〕
図3に示されるように、本実施形態に係る再生装置は、酸化カルシウムの再生に、発電設備7から排出される発電排ガスを利用する点が前記実施形態1と異なる。より具体的には、本実施形態に係る再生装置は、熱分解装置3と、燃焼装置5と、改質装置4と、発電設備7と、を備え、発電設備7から排出された発電排ガスが燃焼装置5に供給される構成である。
[Calcium oxide regeneration device]
As shown in FIG. 3, the regenerating apparatus according to this embodiment differs from the first embodiment in that the power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment 7 is used to regenerate calcium oxide. More specifically, the regeneration device according to the present embodiment includes a thermal decomposition device 3, a combustion device 5, a reformer 4, and a power generation facility 7, and the power generation exhaust gas discharged from the power generation device 7 is It is configured to be supplied to the combustion device 5 .

本実施形態に係る再生装置は、発電設備7から排出された発電排ガスを供給するための発電排ガス供給路28を備えている。この発電排ガス供給路28は、燃焼装置5に接続する分岐路29と、燃焼ガス排出路20に接続する分岐路30と、を有している。発電設備7は、排ガスを、発電排ガス供給路28から分岐路29を通じて燃焼装置5に供給する。また、発電設備7型排出される排ガスは、発電排ガス供給路28から分岐路30を通じて燃焼ガス排出路20を介して外部に排出される。 The regeneration device according to this embodiment includes a power generation exhaust gas supply path 28 for supplying power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment 7 . The power generation exhaust gas supply channel 28 has a branch channel 29 connected to the combustion device 5 and a branch channel 30 connected to the combustion gas discharge channel 20 . The power generation equipment 7 supplies the exhaust gas from the power generation exhaust gas supply line 28 to the combustion device 5 through the branch line 29 . Further, the exhaust gas discharged from the power generation equipment 7 is discharged outside from the power generation exhaust gas supply passage 28 through the branch passage 30 and the combustion gas discharge passage 20 .

燃焼装置5は、熱分解装置3から供給された熱分解固体生成物を、850℃~1200℃、より好ましくは900℃~1150℃、さらに好ましくは1100℃で加熱しながら、0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間、滞留させることにより、焼成する。また、燃焼装置5内部は、発電設備7から供給された発電排ガスにより、二酸化炭素および水蒸気を多く含む雰囲気となっている。 The combustion device 5 heats the pyrolyzed solid product supplied from the pyrolyzer 3 at 850° C. to 1200° C., more preferably 900° C. to 1150° C., still more preferably 1100° C., while heating for 0.1 hour to It is fired by staying for 2 hours, more preferably 0.5 to 1 hour. Further, the inside of the combustion device 5 has an atmosphere containing a large amount of carbon dioxide and water vapor due to the power generation exhaust gas supplied from the power generation equipment 7 .

燃焼装置5において、供給される熱分解固体生成物に含まれる炭酸カルシウムが、二酸化炭素および水蒸気を含む雰囲気下で焼成されることにより、酸化カルシウムに再生される。再生された酸化カルシウムは、活性酸化カルシウムである。そして、燃焼装置5は、生成された活性酸化カルシウムを、燃焼固体生成物供給路16を通じて灰分分離装置6に供給する。 In the combustion device 5, the calcium carbonate contained in the supplied pyrolysis solid product is burned in an atmosphere containing carbon dioxide and water vapor to regenerate calcium oxide. Regenerated calcium oxide is active calcium oxide. The combustion device 5 then supplies the produced activated calcium oxide to the ash separation device 6 through the combustion solid product supply channel 16 .

本実施形態に係る再生装置では、活性酸化カルシウムの再生に、発電設備7にて排出される発電排ガスが利用されている。それゆえ、酸化カルシウムの再生のために設備を別途設ける必要がなく、水素製造装置の各種設備を有効利用しているので、コストを掛けずに酸化カルシウム(CaO)を再生することができる。 In the regeneration device according to the present embodiment, the power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment 7 is used to regenerate the active calcium oxide. Therefore, there is no need to separately provide facilities for regenerating calcium oxide, and various facilities of the hydrogen production apparatus are effectively used, so calcium oxide (CaO) can be regenerated without incurring costs.

〔酸化カルシウムの再生方法〕
本実施形態に係る再生方法に利用する設備は、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、を備え、前記発電設備から酸化カルシウムの再生に利用し得る発電排ガスを排出可能な設備であればよい。
[Method for Regenerating Calcium Oxide]
Equipment used in the regeneration method according to the present embodiment includes a pyrolysis device that pyrolyzes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, and a pyrolysis product obtained by the pyrolysis device. a combustion device that burns, a reformer that produces a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming the combustible gas obtained in the pyrolysis device using calcium oxide; and a power generation facility that generates power using the hydrogen contained in the reformed gas as a fuel, and is capable of discharging power generation exhaust gas that can be used to regenerate calcium oxide from the power generation facility.

本実施形態に係る再生方法は、例えば、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下にて熱分解する熱分解工程と、前記熱分解工程にて得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼工程と、前記熱分解工程にて得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度を高めた改質ガスを製造する改質工程と、前記改質工程にて得られた前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電工程と、を含む水素製造方法を利用する方法であって、前記発電工程から排出される発電排ガスの少なくとも一部を前記燃焼工程に供給し、前記燃焼工程にて、前記熱分解工程で生成した炭酸カルシウムの少なくとも一部を前記発電排ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムを再生する方法である。 The regeneration method according to the present embodiment includes, for example, a thermal decomposition step of thermally decomposing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, and a thermal decomposition product obtained in the thermal decomposition step. and a reforming step of producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the pyrolysis step. and a power generation step of generating power using the hydrogen contained in the reformed gas obtained in the reforming step as a fuel, wherein the power generation discharged from the power generation step At least part of the exhaust gas is supplied to the combustion step, and in the combustion step, at least part of the calcium carbonate generated in the thermal decomposition step is calcined in the presence of at least part of the power generation exhaust gas to produce calcium oxide. is a way to play

燃焼工程では、熱分解工程から供給された熱分解固体生成物を、850℃~1200℃、より好ましくは900℃~1150℃、さらに好ましくは1100℃で加熱しながら、0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間、滞留させることにより、焼成する。 In the combustion step, the pyrolysis solid product supplied from the pyrolysis step is heated at 850° C. to 1200° C., more preferably 900° C. to 1150° C., still more preferably 1100° C., for 0.1 hour to 2 hours. , more preferably for 0.5 to 1 hour.

<発電工程>
前記発電工程では、前記改質工程にて得られた前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う。具体的には、前記改質ガス、より詳細には、前記改質ガスに含まれる水素ガスを燃焼させて得られる熱量を用いてタービンを回転させ、当該熱量を電気に変換する工程である。
<Power generation process>
In the power generation step, power is generated using hydrogen contained in the reformed gas obtained in the reforming step as fuel. Specifically, it is a step of rotating a turbine using the amount of heat obtained by burning the reformed gas, more specifically, the hydrogen gas contained in the reformed gas, and converting the heat amount into electricity.

前記発電工程において、発電排ガスが生成される。前記発電排ガスには、水素が燃焼してなる水蒸気「HO」が含まれる。また、前記発電工程に供給される改質ガスには、炭素「C」が含まれ得ることから、前記発電排ガスには、二酸化炭素が含まれ得る。 In the power generation step, power generation exhaust gas is generated. The power generation exhaust gas contains water vapor "H 2 O" produced by combustion of hydrogen. In addition, since the reformed gas supplied to the power generation process may contain carbon "C", the power generation exhaust gas may contain carbon dioxide.

前記発電工程にて使用される発電設備7としては、例えば、固体酸化物形燃料電池(SOFC)またはガスエンジン(GE)が挙げられる。 Examples of the power generation equipment 7 used in the power generation process include a solid oxide fuel cell (SOFC) or a gas engine (GE).

[実施形態4]
以下、本発明のさらに他の実施形態について、詳細に説明する。尚、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図4は、本実施形態に係る酸化カルシウム再生装置の概略の構成を示すブロック図である。
[Embodiment 4]
Further embodiments of the present invention will be described in detail below. For convenience of explanation, members having the same functions as the members explained in the above embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will not be repeated. FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a calcium oxide regeneration device according to this embodiment.

〔酸化カルシウムの再生装置〕
図4に示されるように、本実施形態に係る再生装置は、酸化カルシウムの再生に、発電設備7から排出される発電排ガスを利用する点が前記実施形態1と異なる。また、再生炉8を備えた点が実施形態3と異なる。より具体的には、本実施形態に係る再生装置は、熱分解装置3と、燃焼装置5と、改質装置4と、再生炉8と、発電設備7と、を備え、発電設備7から排出された発電排ガスが再生炉8に供給される構成である。
[Calcium oxide regeneration device]
As shown in FIG. 4, the regenerating apparatus according to this embodiment differs from the first embodiment in that the power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment 7 is used to regenerate calcium oxide. Moreover, it differs from the third embodiment in that a regeneration furnace 8 is provided. More specifically, the regeneration device according to the present embodiment includes a pyrolysis device 3, a combustion device 5, a reformer 4, a regeneration furnace 8, and a power generation facility 7. generated exhaust gas is supplied to the regeneration furnace 8.

本実施形態に係る再生装置では、発電設備7は、発電排ガスを、発電排ガス排出路31を通じて、燃焼ガス排出路20から外部へ排出する。また、発電設備7は、発電排ガスを、発電排ガス排出路31と分岐する発電排ガス供給路32を通じて、再生炉8に供給する。再生炉8は、発電設備7から供給された発電排ガスを、発電排ガス返送路33を通じて、発電排ガス排出路31へ返送する。 In the regeneration device according to this embodiment, the power generation equipment 7 discharges the power generation exhaust gas from the combustion gas discharge passage 20 to the outside through the power generation exhaust gas discharge passage 31 . Further, the power generation equipment 7 supplies the power generation exhaust gas to the regeneration furnace 8 through the power generation exhaust gas supply path 32 branching off from the power generation exhaust gas discharge path 31 . The regeneration furnace 8 returns the power generation exhaust gas supplied from the power generation equipment 7 to the power generation exhaust gas discharge path 31 through the power generation exhaust gas return path 33 .

再生炉8は、熱分解装置3から供給された熱分解固体生成物を、600℃~1200℃、より好ましくは750℃~1100℃、さらに好ましくは800~950℃で加熱しながら、0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間、滞留させることにより、焼成する。また、再生炉8内部は、発電設備7から供給された発電排ガスにより、二酸化炭素および水蒸気を多く含む雰囲気となっている。 The regeneration furnace 8 heats the pyrolyzed solid product supplied from the pyrolyzer 3 at 600° C. to 1200° C., more preferably 750° C. to 1100° C., more preferably 800° C. to 950° C. It is fired by allowing it to stay for 1 hour to 2 hours, more preferably 0.5 hour to 1 hour. Further, the inside of the regeneration furnace 8 has an atmosphere containing a large amount of carbon dioxide and water vapor due to the power generation exhaust gas supplied from the power generation equipment 7 .

再生炉8において、供給される熱分解固体生成物に含まれる炭酸カルシウムが、二酸化炭素および水蒸気を含む雰囲気下で焼成されることにより、酸化カルシウムに再生される。再生された酸化カルシウムは、活性酸化カルシウムである。そして、再生炉8にて再生された活性酸化カルシウムは、熱分解装置3へ返送される。 In the regeneration furnace 8, calcium carbonate contained in the supplied pyrolysis solid product is calcined in an atmosphere containing carbon dioxide and water vapor to regenerate calcium oxide. Regenerated calcium oxide is active calcium oxide. Then, the activated calcium oxide regenerated in the regeneration furnace 8 is returned to the thermal decomposition device 3 .

本実施形態に係る再生装置では、活性酸化カルシウムの再生に、発電設備7から供給された発電排ガスが利用されている。それゆえ、酸化カルシウムの再生のために設備を別途設ける必要がなく、水素製造装置の各種設備を有効利用しているので、コストを掛けずに酸化カルシウム(CaO)を再生することができる。 In the regeneration device according to the present embodiment, the power generation exhaust gas supplied from the power generation equipment 7 is used to regenerate the active calcium oxide. Therefore, there is no need to separately provide facilities for regenerating calcium oxide, and various facilities of the hydrogen production apparatus are effectively used, so calcium oxide (CaO) can be regenerated without incurring costs.

尚、本実施形態では、図4に示された構成において、さらに、発電設備7が発電排ガスを燃焼装置5に供給していてもよい。このような構成では、酸化カルシウムの再生は、再生炉8および燃焼装置5の少なくとも一つにて行われる。この場合、再生炉8での酸化カルシウムの再生および燃焼装置5での酸化カルシウムの再生を切り替える切替部を備えることが好ましい。 In this embodiment, in the configuration shown in FIG. 4 , the power generation equipment 7 may further supply the power generation exhaust gas to the combustion device 5 . In such a configuration, regeneration of calcium oxide takes place in at least one of regeneration furnace 8 and combustion device 5 . In this case, it is preferable to provide a switching unit for switching between regeneration of calcium oxide in the regeneration furnace 8 and regeneration of calcium oxide in the combustion device 5 .

〔酸化カルシウムの再生方法〕
本実施形態に係る再生方法に利用する設備は、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、を備え、前記発電設備から酸化カルシウムの再生に利用し得る発電排ガスを排出可能な設備であればよい。
[Method for Regenerating Calcium Oxide]
Equipment used in the regeneration method according to the present embodiment includes a pyrolysis device that pyrolyzes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, and a pyrolysis product obtained by the pyrolysis device. a combustion device that burns, a reformer that produces a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming the combustible gas obtained in the pyrolysis device using calcium oxide; and a power generation facility that generates power using the hydrogen contained in the reformed gas as a fuel, and is capable of discharging power generation exhaust gas that can be used to regenerate calcium oxide from the power generation facility.

本実施形態に係る再生方法は、例えば、リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下にて熱分解する熱分解工程と、前記熱分解工程にて得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼工程と、前記熱分解工程にて得られた燃焼ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記燃焼ガスよりも水素濃度を高めた改質ガスを製造する改質工程と、前記改質工程にて得られた前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電工程と、を含む水素製造方法を利用する方法であって、前記熱分解工程で生成した炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記発電工程から排出される発電排ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムを再生する再生工程Cと、前記再生工程Cにて再生された酸化カルシウムを前記熱分解工程、前記燃焼工程および前記改質工程の少なくとも一つの工程に返送する返送工程と、を含む。 The regeneration method according to the present embodiment includes, for example, a thermal decomposition step of thermally decomposing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, and a thermal decomposition product obtained in the thermal decomposition step. a combustion step of burning, and a reforming step of producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustion gas by steam reforming using calcium oxide from the combustion gas obtained in the pyrolysis step; and a power generation step of generating power using the hydrogen contained in the reformed gas obtained in the reforming step as a fuel, wherein the calcium carbonate produced in the thermal decomposition step is a regeneration step C of regenerating calcium oxide by calcining at least a portion thereof in the presence of at least a portion of the power generation exhaust gas discharged from the power generation step; and a recycling step of returning to at least one of the decomposition step, the combustion step and the reforming step.

<再生工程C>
再生工程Cでは、前記熱分解工程で生成した炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記発電工程から排出される発電排ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムを再生する。
<Regeneration process C>
In the regeneration step C, at least part of the calcium carbonate produced in the thermal decomposition step is calcined in the presence of at least part of the power generation exhaust gas discharged from the power generation step to regenerate calcium oxide.

再生工程Cでは、熱分解工程から供給された熱分解固体生成物を、600℃~1200℃、より好ましくは750℃~1100℃、さらに好ましくは800~950℃で加熱しながら、0.1時間~2時間、より好ましくは0.5時間~1時間、滞留させることにより、焼成する。 In the regeneration step C, the thermal decomposition solid product supplied from the thermal decomposition step is heated at 600° C. to 1200° C., more preferably 750° C. to 1100° C., more preferably 800° C. to 950° C. for 0.1 hour. Firing is performed by dwelling for ˜2 hours, more preferably 0.5 to 1 hour.

ここで、炭酸カルシウムを熱分解して酸化カルシウムを生成(再生)する熱分解反応において、水蒸気および任意で二酸化炭素を含むガスの存在下にて、その反応を好適に促進することが知られている。また、前記発電排ガスには、水蒸気が含まれ、二酸化炭素が含まれ得る。 It is now known that in the pyrolysis reaction of pyrolyzing calcium carbonate to form (regenerate) calcium oxide, the reaction is favorably accelerated in the presence of a gas containing water vapor and optionally carbon dioxide. there is In addition, the power generation exhaust gas contains water vapor and may contain carbon dioxide.

よって、前記再生工程Cにおいて、前記熱分解工程で生成した炭酸カルシウムの少なくとも一部を、高温の条件下にて、水蒸気および任意で二酸化炭素を含む前記発電排ガスの存在下にて、焼成することによって、前記炭酸カルシウムが熱分解され、酸化カルシウムが再生される。 Therefore, in the regeneration step C, at least part of the calcium carbonate produced in the pyrolysis step is calcined under high temperature conditions in the presence of the power generation exhaust gas containing water vapor and optionally carbon dioxide. The calcium carbonate is thermally decomposed to regenerate calcium oxide.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified in various ways within the scope of the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. is also included in the technical scope of the present invention.

〔まとめ〕
本発明には、以下の構成が包含されている。
〔summary〕
The present invention includes the following configurations.

<1>
リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、を備えた設備を利用して酸化カルシウムを再生する酸化カルシウム再生方法であって、
前記発電設備から排出される発電排ガスの少なくとも一部を前記燃焼装置に供給し、前記燃焼装置にて、前記熱分解装置にて生成された炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記発電排ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムを再生する、酸化カルシウム再生方法。
<1>
A pyrolyzer that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, a combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the pyrolyzer, and A reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained, and generating power using the hydrogen contained in the reformed gas as fuel. A calcium oxide regeneration method for regenerating calcium oxide using a facility equipped with a power generation facility that performs
At least part of the power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment is supplied to the combustion device, and at least part of the calcium carbonate generated in the thermal decomposition device is converted to at least one of the power generation exhaust gas in the combustion device. A method for regenerating calcium oxide, wherein the calcium oxide is regenerated by firing in the presence of a part.

<2>
リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、を備えた設備を利用して酸化カルシウムを再生する酸化カルシウム再生方法であって、
前記熱分解装置にて生成された炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記燃焼装置から排出された燃焼ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムに再生する第1再生工程と、
前記第1再生工程にて再生された酸化カルシウムを前記熱分解装置、前記燃焼装置および前記改質装置の少なくとも一つに返送する返送工程と、
を含む酸化カルシウム再生方法。
<2>
A pyrolyzer that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, a combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the pyrolyzer, and and a reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming the combustible gas using calcium oxide. A calcium oxide regeneration method comprising:
a first regeneration step of calcining at least part of the calcium carbonate produced in the thermal decomposition device in the presence of at least part of the combustion gas discharged from the combustion device to regenerate calcium oxide;
a returning step of returning the calcium oxide regenerated in the first regeneration step to at least one of the thermal decomposition device, the combustion device and the reformer;
A calcium oxide regeneration method comprising:

<3>
リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、を備えた設備を利用して酸化カルシウムを再生する酸化カルシウム再生方法であって、
前記熱分解装置にて生成された炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記改質装置から排出された改質ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムに再生する第2再生工程と、
前記第2再生工程にて再生された酸化カルシウムを前記熱分解装置、前記燃焼装置および前記改質装置の少なくとも一つに返送する返送工程と、
を含む酸化カルシウム再生方法。
<3>
A pyrolyzer that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, a combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the pyrolyzer, and and a reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming the combustible gas using calcium oxide. A calcium oxide regeneration method comprising:
a second regeneration step of calcining at least part of the calcium carbonate produced in the thermal decomposition device in the presence of at least part of the reformed gas discharged from the reformer to regenerate calcium oxide; ,
a returning step of returning the calcium oxide regenerated in the second regeneration step to at least one of the thermal decomposition device, the combustion device and the reformer;
A calcium oxide regeneration method comprising:

<4>
リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、を備えた設備を利用して酸化カルシウムを再生する酸化カルシウム再生方法であって、
前記熱分解装置にて生成された炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記発電設備から排出される発電排ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムを再生する第3再生工程と、
前記第3再生工程にて再生された酸化カルシウムを前記熱分解装置、前記燃焼装置および前記改質装置の少なくとも一つに返送する返送工程と、
を含む酸化カルシウム再生方法。
<4>
A pyrolyzer that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, a combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the pyrolyzer, and A reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained, and generating power using the hydrogen contained in the reformed gas as fuel. A calcium oxide regeneration method for regenerating calcium oxide using a facility equipped with a power generation facility that performs
a third regeneration step of calcining at least part of the calcium carbonate produced in the thermal decomposition device in the presence of at least part of the power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment to regenerate calcium oxide;
a returning step of returning the calcium oxide regenerated in the third regeneration step to at least one of the thermal decomposition device, the combustion device and the reformer;
A calcium oxide regeneration method comprising:

<5>
前記設備は、水素の製造に使用される、<1>~<4>の何れかに記載の酸化カルシウム再生方法。
<5>
The method for regenerating calcium oxide according to any one of <1> to <4>, wherein the equipment is used to produce hydrogen.

<6>
リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、
前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、
前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、
前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、を備え、
前記燃焼装置に、前記発電設備から排出される発電排ガスが供給される、酸化カルシウム再生装置。
<6>
a pyrolyzer for pyrolyzing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam;
a combustion device for burning the pyrolysis products obtained in the pyrolysis device;
A reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the thermal cracker;
and a power generation facility that generates power using the hydrogen contained in the reformed gas as a fuel,
A calcium oxide regeneration device, wherein power generation exhaust gas discharged from the power generation facility is supplied to the combustion device.

<7>
リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、
前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、
前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、
前記熱分解装置にて生成された熱分解生成物に含まれる炭酸カルシウムを酸化カルシウムに再生する再生炉と、を備え、
前記再生炉に、前記燃焼装置から排出された燃焼ガス、または前記改質装置から排出された改質ガスが供給される、酸化カルシウム再生装置。
<7>
a pyrolyzer for pyrolyzing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam;
a combustion device for burning the pyrolysis products obtained in the pyrolysis device;
A reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the thermal cracker;
a regeneration furnace for regenerating calcium carbonate contained in the pyrolysis product generated in the pyrolyzer into calcium oxide,
A calcium oxide regeneration device, wherein the regeneration furnace is supplied with combustion gas discharged from the combustion device or reformed gas discharged from the reformer.

<8>
リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、
前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、
前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、
前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、
前記熱分解装置にて生成された熱分解生成物に含まれる炭酸カルシウムを酸化カルシウムに再生する再生炉と、を備え、
前記再生炉に、前記発電設備から排出される発電排ガスが供給される、酸化カルシウム再生装置。
<8>
a pyrolyzer for pyrolyzing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam;
a combustion device for burning the pyrolysis products obtained in the pyrolysis device;
A reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the thermal cracker;
a power generation facility that generates power using the hydrogen contained in the reformed gas as a fuel;
a regeneration furnace for regenerating calcium carbonate contained in the pyrolysis product generated in the pyrolyzer into calcium oxide,
A calcium oxide regeneration device, wherein power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment is supplied to the regeneration furnace.

本発明の一実施の形態に係る酸化カルシウムの再生方法および再生装置は、例えば、下水処理場で発生する下水汚泥、し尿処理場で発生するし尿汚泥、肉骨粉、畜糞等のリン含有バイオマスを原料とする水素の製造において好適に用いられる。 The method and apparatus for regenerating calcium oxide according to one embodiment of the present invention use phosphorus-containing biomass such as sewage sludge generated in sewage treatment plants, night soil sludge generated in night soil treatment plants, meat-and-bone meal, livestock manure, etc. as raw materials. It is preferably used in the production of hydrogen to

1 脱水装置(混合装置)
2 乾燥装置
3 熱分解装置
4 改質装置
5 燃焼装置
6 灰分分離装置

1 Dewatering device (mixing device)
2 drying device 3 pyrolysis device 4 reforming device 5 combustion device 6 ash separation device

Claims (8)

リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、を備えた設備を利用して酸化カルシウムを再生する酸化カルシウム再生方法であって、
前記発電設備から排出される発電排ガスの少なくとも一部を前記燃焼装置に供給し、前記燃焼装置にて、前記熱分解装置にて生成された炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記発電排ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムを再生する、酸化カルシウム再生方法。
A pyrolyzer that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, a combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the pyrolyzer, and A reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained, and generating power using the hydrogen contained in the reformed gas as fuel. A calcium oxide regeneration method for regenerating calcium oxide using a facility equipped with a power generation facility that performs
At least part of the power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment is supplied to the combustion device, and at least part of the calcium carbonate generated in the thermal decomposition device is converted to at least one of the power generation exhaust gas in the combustion device. A method for regenerating calcium oxide, wherein the calcium oxide is regenerated by firing in the presence of a part.
リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、を備えた設備を利用して酸化カルシウムを再生する酸化カルシウム再生方法であって、
前記熱分解装置にて生成された炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記燃焼装置から排出された燃焼ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムに再生する第1再生工程と、
前記第1再生工程にて再生された酸化カルシウムを前記熱分解装置、前記燃焼装置および前記改質装置の少なくとも一つに返送する返送工程と、
を含む酸化カルシウム再生方法。
A pyrolyzer that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, a combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the pyrolyzer, and and a reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming the combustible gas using calcium oxide. A calcium oxide regeneration method comprising:
a first regeneration step of calcining at least part of the calcium carbonate produced in the thermal decomposition device in the presence of at least part of the combustion gas discharged from the combustion device to regenerate calcium oxide;
a returning step of returning the calcium oxide regenerated in the first regeneration step to at least one of the thermal decomposition device, the combustion device and the reformer;
A calcium oxide regeneration method comprising:
リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、を備えた設備を利用して酸化カルシウムを再生する酸化カルシウム再生方法であって、
前記熱分解装置にて生成された炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記改質装置から排出された改質ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムに再生する第2再生工程と、
前記第2再生工程にて再生された酸化カルシウムを前記熱分解装置、前記燃焼装置および前記改質装置の少なくとも一つに返送する返送工程と、
を含む酸化カルシウム再生方法。
A pyrolyzer that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, a combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the pyrolyzer, and and a reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming the combustible gas using calcium oxide. A calcium oxide regeneration method comprising:
a second regeneration step of calcining at least part of the calcium carbonate produced in the thermal decomposition device in the presence of at least part of the reformed gas discharged from the reformer to regenerate calcium oxide; ,
a returning step of returning the calcium oxide regenerated in the second regeneration step to at least one of the thermal decomposition device, the combustion device and the reformer;
A calcium oxide regeneration method comprising:
リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、を備えた設備を利用して酸化カルシウムを再生する酸化カルシウム再生方法であって、
前記熱分解装置にて生成された炭酸カルシウムの少なくとも一部を、前記発電設備から排出される発電排ガスの少なくとも一部の存在下にて焼成し、酸化カルシウムを再生する第3再生工程と、
前記第3再生工程にて再生された酸化カルシウムを前記熱分解装置、前記燃焼装置および前記改質装置の少なくとも一つに返送する返送工程と、
を含む酸化カルシウム再生方法。
A pyrolyzer that thermally decomposes a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam, a combustion device that burns the pyrolysis products obtained in the pyrolyzer, and A reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained, and generating power using the hydrogen contained in the reformed gas as fuel. A calcium oxide regeneration method for regenerating calcium oxide using a facility equipped with a power generation facility that performs
a third regeneration step of calcining at least part of the calcium carbonate produced in the thermal decomposition device in the presence of at least part of the power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment to regenerate calcium oxide;
a returning step of returning the calcium oxide regenerated in the third regeneration step to at least one of the thermal decomposition device, the combustion device and the reformer;
A calcium oxide regeneration method comprising:
前記設備は、水素の製造に使用される、請求項1~4の何れか1項に記載の酸化カルシウム再生方法。 The method for regenerating calcium oxide according to any one of claims 1 to 4, wherein the equipment is used for producing hydrogen. リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、
前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、
前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、
前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、を備え、
前記燃焼装置に、前記発電設備から排出される発電排ガスが供給される、酸化カルシウム再生装置。
a pyrolyzer for pyrolyzing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam;
a combustion device for burning the pyrolysis products obtained in the pyrolysis device;
A reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the thermal cracker;
and a power generation facility that generates power using the hydrogen contained in the reformed gas as a fuel,
A calcium oxide regeneration device, wherein power generation exhaust gas discharged from the power generation facility is supplied to the combustion device.
リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、
前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、
前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、
前記熱分解装置にて生成された熱分解生成物に含まれる炭酸カルシウムを酸化カルシウムに再生する再生炉と、を備え、
前記再生炉に、前記燃焼装置から排出された燃焼ガス、または前記改質装置から排出された改質ガスが供給される、酸化カルシウム再生装置。
a pyrolyzer for pyrolyzing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam;
a combustion device for burning the pyrolysis products obtained in the pyrolysis device;
A reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the thermal cracker;
a regeneration furnace for regenerating calcium carbonate contained in the pyrolysis product generated in the pyrolyzer into calcium oxide,
A calcium oxide regeneration device, wherein the regeneration furnace is supplied with combustion gas discharged from the combustion device or reformed gas discharged from the reformer.
リン含有バイオマスと無機カルシウムとの脱水混合物を水蒸気の存在下で熱分解する熱分解装置と、
前記熱分解装置で得られた熱分解生成物を燃焼する燃焼装置と、
前記熱分解装置で得られた可燃性ガスから、酸化カルシウムを用いた水蒸気改質によって、前記可燃性ガスよりも水素濃度が高い改質ガスを製造する改質装置と、
前記改質ガスに含まれる水素を燃料として発電を行う発電設備と、
前記熱分解装置にて生成された熱分解生成物に含まれる炭酸カルシウムを酸化カルシウムに再生する再生炉と、を備え、
前記再生炉に、前記発電設備から排出される発電排ガスが供給される、酸化カルシウム再生装置。
a pyrolyzer for pyrolyzing a dehydrated mixture of phosphorus-containing biomass and inorganic calcium in the presence of steam;
a combustion device for burning the pyrolysis products obtained in the pyrolysis device;
A reformer for producing a reformed gas having a hydrogen concentration higher than that of the combustible gas by steam reforming using calcium oxide from the combustible gas obtained in the thermal cracker;
a power generation facility that generates power using the hydrogen contained in the reformed gas as a fuel;
a regeneration furnace for regenerating calcium carbonate contained in the pyrolysis product generated in the pyrolyzer into calcium oxide,
A calcium oxide regeneration device, wherein power generation exhaust gas discharged from the power generation equipment is supplied to the regeneration furnace.
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