JPH09217072A - 水分の低減されたガス化燃料の製造方法 - Google Patents
水分の低減されたガス化燃料の製造方法Info
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Abstract
ても、エネルギ消費の大きい蒸発によることなく水を除
去した状態でガス化することができ、水分の低減された
ガス化燃料を得ることのできるガス化燃料の製造方法を
提供すること。 【解決手段】 水分を含み粘度の低下された液状燃料を
酸素により部分酸化してガス化するガス化燃料の製造方
法において、前記液状燃料を所定温度に加熱して水層と
燃料層とに分離させ、ガス化直前の段階で液液分離して
得られる燃料層を酸素により部分酸化してガス化するこ
とを特徴とする水分の低減されたガス化燃料の製造方
法。前記液状燃料にエマルジョンブレーカを加えたり、
電界を印加することにより水層と燃料層との分離を促進
することができる。
Description
低下された液状燃料から水分の低減されたガス化燃料を
得るガス化燃料の製造方法に関する。
化してガス化燃料とし、これをガスタービン等の燃料に
用いる方法が行われている。そして最近ではこれらの原
燃料として種々の新しい燃料が使用されるようになって
きている。例えば、オリノコタールと呼ばれる天然ター
ルを燃料として利用する技術が開発されている。オリノ
コタールは、南米ベネズエラを流れるオリノコ川流域か
ら採取されるもので、十分な発熱量を有するが、通常状
態では粘度が高くて超重質油としての性質を呈する。粘
度について言えば、図2に示すように、オリノコタール
は比重(石油業界における単位:APIボーメ度)によ
って分類することができ、比重が小さいほど粘度(動粘
度)は大きくなる。従って、オリノコタールは比重が異
なると温度一粘度特性も異なるが、温度が高くなれば粘
度は低下するという点で共通している。
別な方法を採用している。すなわち、採取に関しては、
オリノコタールに水を注入するとともに、水及び界面活
性剤を添加することでエマルジョン化して粘度を低下さ
せてポンプによる汲み上げやパイプライン等での輸送を
可能としている。上述のように天然オリノコタール(約
70%)に水(約30%)と界面活性剤(微量)とを加
えてエマルジョン化したものはオリマルジョン(ビチュ
ーメンズオリノコ,S.A.社の登録商標)として製品
化されている。
て使用する場合、燃料のガス化は数100℃の高温で行
われるので、原燃料が水分を多く含んでいたりあるいは
水分を添加して用いる場合にはガス化に関係のない多量
の水を加熱したり、蒸発させる熱量が無駄に消費される
ことになり、さらに設備が大きくなったり多量の水分と
塩化水素のようなガスに起因する腐触が発生しやすいな
どの問題があった。例えば、これまでの天然オリノコタ
ールの使用形態は、エマルジョン化されたもの、すなわ
ち水を30%近く含むものをそのまま使用している。こ
のため、酸素によりガス化したガス中には約14%の水
分を含んでいる。したがって、このガス中の硫化水素等
の不純物を除く際にガスを冷却すると、水分が凝縮し失
われるので大きな熱損失となる。さらに、ガス化したガ
ス中に水分を多く含むために、酸化鉄等を使用する乾式
ガス精製法では、硫黄分が十分に除去できないという問
題がある。
の実状に鑑み、水分を含み粘度の低下された液状燃料で
あっても、エネルギ消費の大きい蒸発によることなく水
を除去した状態でガス化することができ、水分の低減さ
れたガス化燃料を得ることのできるガス化燃料の製造方
法を提供することを目的とする。
粘度の低下された液状燃料からのガス化燃料の製造方法
について鋭意検討した結果、高温に加熱された状態では
前記水分を含み粘度の低下された液状燃料は水層と燃料
層に分離し、これを液液分離して得られる燃料層を酸素
により部分酸化してガス化燃料とすることにより前記課
題が解決できることを見出し、本発明を完成した。
された液状燃料を酸素により部分酸化してガス化するガ
ス化燃料の製造方法において、前記液状燃料を所定温度
に加熱して水層と燃料層とに分離させ、ガス化直前の段
階で液液分離して得られる燃料層を酸素により部分酸化
してガス化することを特徴とする水分の低減されたガス
化燃料の製造方法である。
れた液状燃料(以下、単に液状燃料と称する)とは、原
油、重質油、超重質油、オイルサンド等の原燃料を水エ
マルジョン状態にしたものをいい、ポンプで輸送した
り、バーナで燃焼することができる程度の粘度を持つも
のである。すなわち、この液状燃料の常温における粘度
は50〜100センチポアズである。
ともに、水及び界面活性剤を添加して粘度を低下させた
オリマルジョンは、オリノコタール約70%と水約30
%を含み、粘度は常温において50〜100センチポア
ズである。一方、原燃料(オリノコタール)自身の粘度
は図2に示すとおりであり、100℃以上、好ましく
は、120℃以上では十分な流動性を示し、水分が分離
された後でも、ポンプで輸送したり、バーナにより部分
酸化してガス化燃料を得ることができる程度の流動性を
有している。
上、好ましくは、150〜180℃に加熱して水層と燃
料層との分離させ、静置後比重差を利用して液液分離す
ることにより行われる。加熱は水が沸騰しないように加
圧状態で行う。
よって特性が異なるが、温度を上げると比重(ここでは
通常の比重)が大幅に低下する点で共通し、一方、水は
温度によってそれほど比重は変化しないので、オリノコ
タールの温度が上がると水との比重差が大きくなり分離
しやすくなる。
レーカを添加して、燃料層と水層への分離を促進するこ
とができる。エマルジョンブレーカとしては、液状燃料
に陽イオン又は陰イオン型界面活性剤が使用されている
場合には、その逆のイオン型の化合物が使用され、非イ
オン型界面活性剤が使用されている場合には、アルコー
ル、エーテル、脂肪酸エステル、エチレングリコール
類、シリコーン油等が添加される。
に電界を加えることによっても促進される。電界の印加
はデハイドレータ等の静置槽で行うこともできる。デハ
イドレータは、例えばエレクトロスタティック型であ
り、ドラム状の容器内部に多数の電極を有しており、こ
れらの電極と胴体との間に直流あるいは交流の電圧によ
り電界を加えることにより、エマルジョンを燃料層と水
層とに分離するものである。電界印加による水分の分離
促進の原理は、水の分子は双極子を持ち、これに電界を
加えると水分子が並びやすくなり、凝集しやすくなる。
これによりエマルジョン状態がこわされ、オリノコター
ル成分と水分とに分離する。
よっても、加熱とエマルジョンブレーカの組み合わせに
よっても、加熱と電界を加えることの組み合わせによっ
ても、あるいは加熱とエマルジョンブレーカと電界を加
えることの組み合わせによっても行うことができる。上
記水分の分離により、燃料層の水分は通常3%以下に、
好ましくは、1.0〜1.5%まで低下させることがで
きる。
において酸素(本明細書において酸素とは、空気などの
酸素含有ガスをも含むものである)により還元雰囲気下
に部分酸化してガス状の燃料としたものであり、水素及
び一酸化炭素を主成分とし二酸化炭素、水分、窒素、硫
化水素、硫化カルボニル等の硫黄化合物あるいはアンモ
ニア、塩化水素等を含み、場合によっては酸素を含み、
さらに、煤塵を含むことがある。
直前の段階で、加熱により水層と燃料層に分離させて液
液分離し、燃料層のみをガス化する。ガス化直前とは実
質的に水分を分離された燃料が直ちに次の部分酸化工程
に使用されることを意味し、水層と燃料層に分離する工
程と部分酸化工程の間にストレーナ、熱交換器等、攪拌
器等を含んでいても差し支えない。部分酸化して得られ
たガス化燃料は、加圧であっても、常圧であっても、減
圧であってもよいが、通常は数気圧ないし数10気圧の
加圧状態で得られ、水分の含有量は2〜5容量%程度で
ある。
化系統の直前で高温に加熱された状態において、例えば
デハイドレータで水分の除去が行われるので、水分が除
去されても粘度は十分に低く、ガス化系統への円滑な供
給が可能である。
的に説明する。 (実施例1)以下に、燃料がオリマルジョンである場合
について説明する。天然オリノコタール70%に対して
少量のスルホン酸型界面活性剤を含む水30%の割合で
混合して液状にされたオリマルジョン(水分29%)は
タンクに蓄積されている。タンク内のオリマルジョンの
温度は、常温に近い20〜30℃である。このオリマル
ジョンをポンプにより約20kg/cm2 に昇圧して熱
交換器に供給した。熱交換器の熱源は、後述するデハイ
ドレータで除去された高温の水であり、ここで50〜6
0℃に加熱された。オリマルジョンはさらに150℃に
加熱され、加熱されたオリマルジョンはデハイドレータ
に供給され静置され、上層に燃料層が、下層に水層が分
離した。これを液液分離して約2.0%の水分を含む燃
料層を得た。この燃料層をさらに加熱し、部分酸化反応
器で部分酸化して水素及び一酸化炭素を主成分とし、炭
化水素、水分及び硫化水素等を含むガス化燃料を得た。
一方、分離された水は、前述したように熱交換器に供給
され、熱交換後に水処理され、系外に排出された。
ジョンに、界面活性剤の当量を越える量のカチオン型エ
マルジョンブレーカを加えて50℃で加熱攪拌し、さら
に150℃に加熱しデハイドレータに供給し、静置して
水層と燃料層とに分離させ、燃料層をオーバーフローさ
せて部分酸化反応器に供給した。燃料層の水分は約1.
8%であった。
ジョンに、界面活性剤の当量を越える量のカチオン型エ
マルジョンブレーカを加えて50℃で加熱攪拌し、さら
に抽出槽で120℃に加熱し重油を加えて攪拌し、水層
と燃料層との分離を促進させた後、沈殿分離槽に供給し
上澄みの燃料層をオーバーフローさせて部分酸化反応器
に供給した。燃料層の水分は約1.6%であった。
ドラム状の容器内部に多数の電極を有しているエレクト
ロスタティック型のものとし、これらの電極と容器の胴
体との間に20000Vの直流電圧を加え、電界を与え
分離を促進した。オーバーフローした燃料層は約1.5
%の水分を含んでいた。燃料層はさらに150℃に加熱
され部分酸化反応器に供給され部分酸化され、水素及び
一酸化炭素を主成分とし、炭化水素、水分及び硫化水素
等を含むガス化燃料を得た。原料のオリマルジョン及び
それから水を分離して得られた脱水オリマルジョンのガ
ス化前の組成及び高位発熱量(wet) を表1に、それらを
ガス化して得られた燃料ガスのガス組成及び高位発熱量
(wet) 及び低位発熱量(wet) を表2に示す。
ジョンから得られたガス化燃料は、水分が低く、また発
熱量が高い。以上、本発明をオリマルジョンの場合の実
施例について説明してきたが、本発明はオリマルジョン
のみならず、一般に粘度が高いために水分を加えて流動
性の高い液状にする必要のある超重質油からの液状燃料
全般に適用可能であることは言うまでも無い。なお、こ
れまでAPIボーメ度で10以下の超重質油を対象とし
て説明しているが、本発明における原燃料としては重質
油と言われるAPIボーメ度10〜20のものをも含む
ものである。
に水を添加された液状燃料であっても、水を分離して部
分酸化することができるので、ガス化したガス中の水分
を大幅に削減することができるのみならず、部分酸化反
応器以降の設備を大幅に減少することができた。
の温度−比重特性図。
の温度−粘度特性図。
Claims (6)
- 【請求項1】 水分を含み粘度の低下された液状燃料を
酸素により部分酸化してガス化するガス化燃料の製造方
法において、前記液状燃料を所定温度に加熱して水層と
燃料層とに分離させ、ガス化直前の段階で液液分離して
得られる燃料層を酸素により部分酸化してガス化するこ
とを特徴とする水分の低減されたガス化燃料の製造方
法。 - 【請求項2】 前記液状燃料にエマルジョンブレーカを
加えて加熱することを特徴とする請求項1記載のガス化
燃料の製造方法。 - 【請求項3】 前記液状燃料に電界を印加して加熱する
ことを特徴とする請求項1記載のガス化燃料の製造方
法。 - 【請求項4】 前記液状燃料にエマルジョンブレーカを
加え、かつ電界を印加して加熱することを特徴とする請
求項1記載のガス化燃料の製造方法。 - 【請求項5】 前記液状燃料が水エマルジョン燃料であ
ることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載
のガス化燃料の製造方法。 - 【請求項6】 前記液状燃料がオリマルジョンであるこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のガ
ス化燃料の製造方法。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2506796A JPH09217072A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 水分の低減されたガス化燃料の製造方法 |
US08/797,586 US6033448A (en) | 1996-02-13 | 1997-02-08 | Method for the manufacture of a low water content gasified fuel from raw fuels |
EP04018937A EP1496101B1 (en) | 1996-02-13 | 1997-02-12 | Method for manufacturing gasified fuel and method and apparatus for heat recovery in manufacturing gasified fuel |
DE69732731T DE69732731T2 (de) | 1996-02-13 | 1997-02-12 | Verfahren und Apparat zur Herstellung eines vergasten Brennstoffes |
DE69739849T DE69739849D1 (de) | 1996-02-13 | 1997-02-12 | Verfahren zur Herstellung vergasten Brennstoffes und Verfahren und Apparat zur Wärmerückgewinnung bei der Herstellung vergasten Brennstoffes |
EP97300893A EP0790292B1 (en) | 1996-02-13 | 1997-02-12 | Method and apparatus for manufacturing a gasified fuel |
US10/062,889 US20020148161A1 (en) | 1996-02-13 | 2002-01-31 | Method for heat recovery in manufacturing gasified fuel |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2506796A JPH09217072A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 水分の低減されたガス化燃料の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09217072A true JPH09217072A (ja) | 1997-08-19 |
Family
ID=12155591
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2506796A Pending JPH09217072A (ja) | 1996-02-13 | 1996-02-13 | 水分の低減されたガス化燃料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09217072A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114377509A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 广东固类特环保科技有限公司 | 一种低温热解尾气的处理方法及系统 |
-
1996
- 1996-02-13 JP JP2506796A patent/JPH09217072A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114377509A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 广东固类特环保科技有限公司 | 一种低温热解尾气的处理方法及系统 |
CN114377509B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-08-11 | 广东固类特环保科技有限公司 | 一种低温热解尾气的处理方法及系统 |
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