KR102606155B1 - 열분해 오일의 수소처리를 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
바이오매스로부터 탄화수소를 생산하기 위한 장치 및 방법이 개시되며, 상기 장치는 건조 바이오매스(Bd)를 산소 및 할로겐이 실질적으로 없는 환경에서 가열하여 열분해 생성물(PP) 및 숯(C)을 생산하는 열분해 반응기(2); 분리된 숯(C)을 증기(Wst)를 포함하는 환경에서 가열하여 상기 숯(C)을 환원시켜 합성 가스(Sh)를 생산하는 가스화 반응기(3), 생산된 합성 가스(Sh)를 냉각된 합성 가스(Srt)로 냉각하는 가스 냉각기(4); 냉각된 합성 가스(Srt)를 정제하여 정제된 합성 가스(Sp)를 생산하는 컨디셔닝 및 압력 시스템(5); 정제된 합성 가스(Sp)로부터 수소 가스(H2)를 분리하는 분리 장치(6)를 포함한다. 장치는 또한 수소화 장치(7)를 포함하며, 열분해 생성물(PP)로부터 회수된 열분해 오일(PO), 및 분리 장치(6)로부터 복구된 분리된 수소 가스(H2)의 적어도 일부가 수소화 단계를 위해 여기에 도입되고, 여기서 열분해 오일(PO)은 수소 가스(H2)의 존재에 의해 수소화되고, 산소가 실질적으로 없는 탄화수소(BO)가 생산된다.
Description
기술 분야
본 발명은 바이오매스로부터 열분해 오일의 수소처리를 위한 방법 및 장치, 특히 바이오매스, 물, 공기 및 조절된 열량 이외의 다른 투입물이 필요하지 않은 자체-밸런싱 방법에 관한 것이다.
배경
바이오매스의 사용은, 예를 들어, 전기 에너지 생산 형태의 "녹색" 에너지 생산, 또는 운송을 위한 환경 친화적 연료를 제공하는데 중요해졌다. 종래 기술로부터 바이오매스로부터 합성 가스 또는 수소를 생산하는 것이 공지되어 있다. 합성 가스는 조성이 다양하고 에너지 밀도가 비교적 낮기 때문에 저장 가능한 생성물로 적절하지 않다. 수소는 합성 가스보다 에너지 밀도가 높으며 오늘날 차량용 연료로 일반적으로 사용된다. 그러나, 수소로 구동되는 차량의 비율은 여전히 매우 낮으며 연료로서의 수소 수요는 여전히 상대적으로 낮다.
바이오매스로부터 합성 가스를 생산하기 위한 방법 및 장비는 WO 2008/073021 A1에 기술되어 있으며, 이 방법은 반응의 결과를 최대화하기 위해 열 교환 단계를 포함한다. 따라서, 상기 방법은 합성 가스를 생산하기 위해 단지 매우 적은 에너지만이 공정에 추가될 필요가 있다는 점에서 유리하다.
그러나, 전술한 바와 같이, 합성 가스는 종종 사용 전에 추가 공정을 거친다. 따라서, 보다 정제된 최종 생성물이 바이오매스로부터 제공될 수 있는 에너지 효율적인 공정을 제공하는 것이 유리할 것이다.
통합된 바이오매스 가스화 유닛으로부터 열분해 오일의 수소 처리 방법은 바이오매스와 같은 재생 가능한 천연 자원으로부터 순수한, 다시 말해, 실질적으로 산소, 질소 또는 황이 없는 탄화수소를 얻는 문제를 해결한다.
바이오매스는 전형적으로 약 50% 탄소, 7% 수소, 42% 산소를 함유하는 셀룰로스 생성물에 기반하며 나머지는 염 및 재와 같은 무기물이다. 이 천연 바이오매스에서 고 에너지 밀도 생성물을 생성하는 핵심은 최종 생성물로부터 산소를 분리하는 것이다.
바이오매스의 가스화에서 가장 진보된 기술은 최대 60%의 수소 함량을 갖는 고가 합성 가스를 생성할 수 있지만, 나머지는 일반적으로 산소를 포함할 것이다.
바이오매스의 열분해 공정은 고체 숯(char), 열분해 가스 및 액체 열분해 오일을 생성한다. 열분해 오일은 일반적으로 타르라고 불리는 산소화된 탄화수소로 주로 구성된다. 이러한 타르 생성물에 존재하는 산소는 오일을 불안정하게 하고, 또한, 이미 부분적으로 산화되기 때문에 탄화수소의 에너지 값을 제한한다. 열분해 생성물을 생성하는 상이한 방법이 존재하며, 바이오매스가 얼마나 빨리 가열되는 지에 따라 고속 및 저속 열분해가 종종 구분된다. 빠른 열분해로, 높은 수율의 액체 숯이 생성되고 느린 공정으로 높은 수율의 고체 숯이 생성된다.
열분해 오일의 하류 처리는 일반적으로 산소 제거에 의해 에너지 값을 증가시키기 위해 수행된다. 이렇게 하는 공정은 수소를 소비하고 부산물로서 물을 생성한다. 이것은 또한 산소 제거로 인해 에너지 값이 증가함에 따라 열분해 오일의 질량 수율이 감소함을 의미한다. 이 공정은 전형적으로 상승된 온도 및 압력에서 수행되는 촉매 공정이다.
통상적으로, 열분해 오일의 탈산소화에서 소비되는 수소는 전형적으로 비-재생 수소원으로부터 온다. 즉, 통상적으로, 지배적인 수소원은 천연 가스로부터의 수성 가스 이동이지만, 이것은 재생 가능한 수소원이 아니며, 대신에 이산화탄소를 발생시키고 이의 전체 균형을 증가시키는 화석원이다.
따라서, 화석-기반 자원을 사용하지 않고 이산화탄소의 전체 균형을 방해하지 않으며, 바이오매스로부터 바이오 오일을 생산하는 환경 친화적이고 에너지 효율적인 방법을 찾는 것이 바람직할 것이다.
발명의 개요
본 발명의 목적은 에너지 효율적인 방법으로 바이오매스로부터 탄화수소를 제공하는 것이다. 통합된 바이오매스 가스화 유닛으로부터 열분해 오일을 수소 처리하는 본 발명의 공정은 이러한 문제를 해결하고 재생 가능한 공정에서 높은 에너지 수율로 산소 함량이 없거나 매우 낮은 탄화수소를 생성한다.
제1 양태에 따르면, 본 발명은 바이오매스로부터 탄화수소를 생산하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은
- 건조 바이오매스를 불활성 환경에서 가열하여 열분해 생성물 및 숯을 생산되는 열분해 단계;
- 숯을 열분해 생성물로부터 분리하는 열분해 분리기 단계,
- 분리된 숯을 수증기를 포함하지만 산소 및 할로겐이 실질적으로 없는 환경에서 가열하여 상기 숯을 환원시켜 합성 가스를 생산하는 가스화 단계,
- 생산된 합성 가스를 냉각 및 정제하여 정제된 합성 가스를 생산하는 단계,
- 정제된 합성 가스로부터 수소 가스를 분리하는 가스 분리기 단계를 포함하고,
수소 가스의 적어도 일부를 분리하여 이를 수소화 단계로 복구시킴으로써 열분해 오일을 회수하는 것을 특징으로 하며, 여기서 열분해 오일은 수소 가스의 존재에 의해 수소화되고, 산소가 실질적으로 없는 탄화수소가 생산된다.
상기 방법은 또한 습식 바이오매스를 건조 바이오매스로 건조시키는 단계를 포함할 수 있고, 이 단계는 열분해 단계 전에 수행된다.
열분해 생성물은 응축기에서 냉각될 수 있고, 이에 의해 과잉 열이 생산되며, 이는 습식 바이오매스의 건조 단계에서 이용될 수 있다. 또한, 생산된 탄화수소는 냉각 장치에서 냉각될 수 있고, 상기 냉각 장치에서 생성된 과잉 열은 습식 바이오매스를 건조시키는 단계에서 이용될 수 있다.
바람직한 구체예에서, 적어도 하나의 열 교환 단계가 공정에 포함되며, 적어도 하나의 단계의 과잉 열은 적어도 하나의 다른 단계의 열 요구 단계에서 이용된다.
하나의 특정 구체예에서, 분리된 숯을 가열하여 합성 가스를 생산하는 가스화 단계를 제외한 공정의 모든 단계는 공정의 다른 단계로부터의 과잉 열에 의해 가열된다.
공정의 모든 단계는 공정의 다른 단계로부터의 과잉 열에 의해, 또는 공정의 다른 단계에서 생산된 잔류 생성물의 발열 반응으로부터 가열될 수 있다.
특정 구체예에서, 가스 분리기 단계에서 부산물로서 생산된 잔류 가스는 열 교환기에서 이용되어 분리된 숯의 가스화 단계를 위한 열 및/또는 열분해 단계를 위한 열을 생산한다.
특정 구체예에서, 수소화 단계에서 부산물로서 생산된 잔류 가스는 열 교환기에서 이용되어 분리된 숯의 가스화 단계를 위한 열 및/또는 열분해 단계를 위한 열을 생산한다.
제2 양태에 따르면, 본 발명은 바이오매스로부터 탄화수소를 생산하기 위한 장치에 관한 것이고, 상기 장치는
- 건조 바이오매스를 산소 및 할로겐이 실질적으로 없는 환경에서 가열하여 열분해 생성물 및 숯을 생산하는 열분해 반응기;
- 분리된 숯을 증기를 포함하지만 산소 및 할로겐이 실질적으로 없는 환경에서 가열하여 상기 숯을 환원시켜 합성 가스를 생산하는 가스화 반응기,
- 생산된 합성 가스를 냉각된 합성 가스로 냉각하는 가스 냉각기;
- 냉각된 합성 가스가 정제되어 정제된 합성 가스를 생산하는 컨디셔닝 및 압력 시스템,
- 수소 가스가 정제된 합성 가스로부터 분리되는 분리 장치를 포함하고,
상기 장치는 또한 수소화 장치를 포함하는 것을 특징으로 하며, 열분해 생성물로부터 회수된 열분해 오일, 및 분리 장치로부터 복구된 분리된 수소 가스의 적어도 일부가 수소화 단계를 위해 여기에 도입되고, 여기서 열분해 오일은 수소 가스의 존재에 의해 수소화되어, 산소가 실질적으로 없는 탄화수소가 생산된다.
특정 구체예에서, 장치는 응축기를 추가로 포함하고, 여기서 열분해 반응기로부터의 열분해 생성물은 열분해 오일 및 열분해 가스를 형성하도록 냉각되며, 상기 열분해 오일은 수소화 장치로 이송되도록 배치된다.
특정 구체예에서, 바이오매스 건조기는 습식 바이오매스를 건조 바이오매스로 건조시키기 위해 배치되며, 건조 바이오매스는 열분해 반응기로 이송된다.
적어도 하나의 열 교환기가 제공되는 것이 바람직하며, 장치의 적어도 한 부분의 과잉 열은 장치의 적어도 하나의 다른 부분의 열 요구 단계에서 이용된다.
특정 구체예에서, 가스화 반응기를 제외한 장치의 모든 부분은 장치의 다른 부분으로부터의 과잉 열에 의해 가열된다.
다른 특정 구체예에서, 장치의 모든 부분은 장치의 다른 부분으로부터의 과잉 열 또는 장치의 다른 부분에서 생산된 잔류 생성물의 발열 반응으로부터 가열된다.
다른 구체예들 및 이점들은 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 명백해질 것이다.
도면의 간단한 설명
본 발명과 관련된 예시적인 구체예가 이제 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다:
도 1은 본 발명의 특정 구체예에 따른 공정의 흐름도를 도시하며, 이 흐름도에서는 상기 공정을 수행하기 위한 플랜트의 장치들이 개략적으로 도시되어 있다.
본 발명과 관련된 예시적인 구체예가 이제 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다:
도 1은 본 발명의 특정 구체예에 따른 공정의 흐름도를 도시하며, 이 흐름도에서는 상기 공정을 수행하기 위한 플랜트의 장치들이 개략적으로 도시되어 있다.
구체예의 상세한 설명
도 1에는, 본 발명의 특정 구체예에 따른 공정의 개략적인 흐름도가 도시되어 있다. 한 양태에 따르면, 공정은 높은 수율을 갖는 폐쇄 시스템이며, 여기서 바이오매스를 포함하는 원료와 별도로 물 및 공기 이외의 추가 물질은 공정에 실질적으로 필요하지 않을 것이다. 공정의 모든 단계는 당 분야에 개별적으로 공지되어 있으므로 단지 간략히 설명한다. 한 양태에 따르면, 본 발명은 다른 자원을 사용하지 않고 높은 에너지 수율로 바이오매스로부터 탄화수소를 생산할 수 있는 공정 단계의 조합 및 순서에 있다. 공정은 유리하게는 바이오매스의 연속 공급 및 바이오 오일의 연속 생산을 갖는 연속 공정일 수 있고, 이 바이오 오일은 순수한 탄화수소로 구성된다. 본 출원의 문맥에서, "순수한 탄화수소"는 탄화수소에 질소, 황 또는 산소와 같은 다른 내용물이 실질적으로 없음을 의미한다.
도 1은 또한 공정을 수행하기 위한 플랜트를 형성하는 다수의 유닛을 개략적으로 도시한다. 장치의 유닛을 연결하는 연결부, 튜브 등은 자세히 설명되거나 표시되지 않는다. 연결부, 파이프 등은 기능을 수행하도록, 즉, 플랜트의 유닛 사이에서 가스, 액체 및 고체를 수송하도록 적절하게 설계된다. 당업자는 이들 부품의 치수를 정하는 방법을 알고 있으므로 본 출원에서 상세하게 설명하지 않는다. 본 발명은 플랜트의 기능 및 플랜트에 포함된 유닛의 상호작용에 기반한다.
도 1에는, 통합된 바이오매스 가스화 유닛으로부터 열분해 오일의 수소 처리를 위한 공정 솔루션이 도시되어 있다. 가스화는 습식 바이오매스 Bw에서 건조된 바이오매스 Bd를 생산하는 바이오매스 건조기(1)로 시작한다. 또한, 건조기(1)는 공정의 후기 단계에서 생산된 열이 건조기(1)를 가열하기 위해 이용된다는 점에서 히트 싱크로서 기능할 수 있다. 도시된 구체예에서, 증기 형태의 온수 Wout는 공정의 후기 단계에 배치된 냉각 장치(9)로부터 회수된다. 건조기(1)의 열 교환에서, 유입 온수 Wout는 응축수 Wcd로 응축되며, 여기서 냉각 및 물의 상 변화로부터의 열 방출은 습식 바이오매스 Bw를 가열하는데 이용된다.
건조 단계는 선택적일 뿐만 아니라 제공된 바이오매스가 공정의 제2 단계에 직접 제공될 수 있는 건조도를 갖는 경우 생략될 수 있다. 상기 제2 단계에서, 건조된 바이오매스(Bd)는 간접적으로 가열된 열분해 반응기(2)로 공급되어 열분해 생성물 PP 및 숯 C를 생산한다. 열분해 단계에서, 건조된 바이오매스 Bd는 산소 또는 임의의 할로겐의 부재하에서 약 350-500℃로 가열되며, 여기서 숯 C 및 산소 함량이 높은 탄화수소로 주로 구성된 열분해 생성물 PP가 생산된다. 열분해 생성물 PP는 응축기(8)로 이송되며, 이는 아래에서 더 상세히 추가로 설명될 것이다.
열분해 단계에서 생산된 숯 C는 이어서 간접적으로 가열된 가스화 반응기(3), 전형적으로 세라믹 라이닝된 반응기에 주입된다. 증기 Ws가 가스화 반응기(3)에 제공된다. 이러한 반응기는 그 자체가 당업자에게 공지되어 있으며, 특히 WO 2009/151369 A1에 기재되어 있으며, 이는 본원에 참조로서 포함된다.
가스화 반응기(3)가 간접적으로 가열된다는 사실은 가스화 반응기(3)에 산소가 실질적으로 존재하지 않는다는 것을 의미한다. 이에 의해, 숯의 고유 에너지는 보존되어 최종 생성물의 일부를 형성하도록 유지될 것이다. 즉, 산소가 존재하면, 숯의 적어도 일부는 연소되어 에너지가 손실되고, 이산화탄소가 생산될 것이다. 이는 재생 가능한 공정에서 높은 에너지 수율로 산소 함량이 없거나 매우 낮은 탄화수소를 생성하는 본 발명의 목적과 상반될 것이다.
가스화 반응기(3) 내부의 온도는 전형적으로 900-1300℃이고, 압력은 대기압과 최대 100 bar의 매우 높은 압력 사이에서 제어될 수 있다. 일반적으로, 가스화 반응기는 가열될 필요가 있다. 바람직한 양태에서, 이러한 가열은 공정의 다른 단계의 잔류 생성물에 의해 달성되므로 외부 자원을 필요로 하지 않거나, 덜 바람직한 구체예에서 이것은 외부 자원이 전형적으로 열의 형태로 공정에 제공되는 유일한 공정 단계이다. 도시된 구체예에서, 가스화 반응기(3)를 위한 열은 열 교환 장치(10)에서 공정의 잔류 생성물로부터 생산되며, 이는 아래에서 더 상세히 설명된다.
가스화 반응기(3) 내부의 대기에는 산소 및 할로겐이 실질적으로 없다. 가스화 반응기(3)에서, 숯 C 및 공급된 증기 Ws로부터 고온 합성 가스 Sh가 생산된다. 이러한 숯 가스화에 의해 생산된 합성 가스는 순수한 가스가 아니며 일반적으로 대략 25 내지 30% 일산화탄소, 대략 55 내지 60% 수소, 대략 5 내지 15% 이산화탄소, 및 0 내지 5% 메탄의 혼합물을 포함한다. 또한 적은 양의 다른 가스를 포함할 수 있다.
가스화기의 하류에는 가스 냉각기(4)가 배치된다. 가스 냉각기(4) 내부에서, 고온 합성 가스 Sh는 냉각된 합성 가스 Srt로 냉각된다. 가스 냉각기(4)는 또한 열 합성 가스 Sh로부터의 열이 회수되도록 하는 열 교환기로서 기능한다. 이것은 다른 방식으로 달성될 수 있다. 도시된 구체예에서, 가스화 공정에서 소비되는 증기 Wst는 가스 냉각기(4) 내부의 물 Win로부터 비등한다. 따라서, 가스 냉각기(4)의 열 교환에서 생산된 생성 증기 Wst는 가스화 반응기(3)로 이송된다.
가스 냉각기(4)로부터의 냉각된 합성 가스 Srt는 가스 컨디셔닝 및 가압 시스템(5) 내로 공급되며, 여기서 전형적으로 일산화탄소 CO 및 수소 H2를 주로 포함하는 정제된 합성 가스 Sp가 생성된다. 정제된 합성 가스 Sp는 가스 분리 장치(6)로 이송되는데, 이는 전형적으로 압력 스윙 흡착(PSA) 또는 막 시스템이며, 여기서 수소 H2는 정제된 합성 가스 Sp로부터 분리된다.
가스 분리 장치(6)로부터의 잔류 가스 RG1는 전형적으로 에너지 가스이며, 이는 가스화 반응기(3)에서 가스화 공정을 위한 열원 Hgf으로서 사용될 수 있다.
열 교환 장치(10)에서 회수된 잔류 가스 RG1의 연소는 또한 건조기(1) 및/또는 열분해 반응기(2)의 가열에 사용되는 과잉 열 Hpd의 적어도 일부를 생성한다.
생성된 열분해 생성물 PP는 응축기(8)에서 냉각되며, 이는 열분해 가스 PG 및 액체 열분해 오일 PO를 생성하는 동시에 열 교환기로서 기능한다. 응축기(8)에서의 응축은 과잉 열 HR1을 제공하며, 이는 예비-건조 또는 지역 가열과 같은 다른 저온 응용에 이용될 수 있다. 열분해 가스 PG는 잔류 가스 RG1과 유사한 방식으로 가스화 반응기(3)의 가열에 이용된다. 도시된 구체예에서, 잔류 가스 RG1 및 열분해 가스 PG 둘 모두는 열 교환기(10)로 이송되고, 여기서 이의 연소는 건조기(1) 및 열분해 반응기(2)의 가열에 사용되는 과잉 열 Hpd 및 가스화 공정(3)을 위한 열원 Hgf을 생성할 것이다.
응축기(8)로부터 회수된 열분해 오일 PO 및 가스 분리 장치(6)로부터 회수된 수소 H2는 수소화 반응기(7)로 공급된다. 수소화 반응기(7)는 바람직하게는 수소 H2에 의한 열분해 오일 PO의 수소화를 위해 설계된 촉매 공정을 구비한다. 열분해 오일 PO는 전형적으로 보통 타르라고 불리는 산소화된 탄화수소이다. 열분해 오일 PO는 열분해 공정(2) 중에 전형적으로 타르를 형성하는 셀룰로스, 헤미-셀룰로스 및/또는 리그닌과 같은 바이오매스의 화합물 중 하나로부터 유래된다. 본 발명의 장치의 수소화 반응기(7)에서의 요망되는 반응은 수소 H2에 의한 열분해 오일 PO로부터 산소의 제어된 제거로 순수한 탄화수소 및 물을 생성하는 것이다. 상기 수소화 반응기 내부에 다른 반응이 또한 발생할 수 있다. 상승된 온도 및 압력을 사용하여 촉매 반응을 최적화하여 열분해 오일 PO을 순수한 바이오 오일 BO로서의 순수한 탄화수소(산소가 없는 탄화수소)로 완전히 전환시킬 수 있다.
촉매 반응이 상승된 온도에서 수행되는 경우, 냉각 장치(9)는 바람직하게는 고온 바이오 오일 BOh의 온도를 정상 취급 온도 및 물 Wout의 추출의 바이오 오일 BO로 감소시키는 것이다. 냉각 장치(9)에서 생성된 과잉 열 HR2는 예비-건조 또는 다른 저온 적용, 즉, 지역 가열에 이용될 수 있다. 수소화 반응기(7)에서 일어나는 반응에서 잔류 가스 RG2가 생산된다. 이 잔류 가스 RG2는 수소가 풍부하고 열 교환기(10)에서 가스 분리 장치(6)로부터 복구된 잔류 가스 RG1에 대한 보충물로서 사용될 수 있다.
고온 합성 가스 Sh가 냉각된 합성 가스 Srt로 냉각되는 가스 냉각기(4)에 필요한 물 Win은 냉각 장치(9)로부터 생산된 물 Wout의 재순환으로부터 회수될 수 있다. 더 나아가, 응축수 Wcd가 또한 건조기(1)에서, 유입된 습식 바이오매스 Bw의 고유 수로부터 회수될 수 있다. 응축수 Wcd도 가스 냉각기(4)로 순환될 수 있다.
이상, 본 발명은 특정 구체예를 참조하여 설명되었다. 그러나 본 발명은 이들 구체예로 한정되지 않는다. 다른 구체예가 다음의 청구 범위의 범주 내에서 가능하다는 것이 당업자에게 명백하다.
Claims (15)
- 바이오매스로부터 탄화수소를 생산하는 방법으로서, 상기 방법이
- 건조 바이오매스(Bd)를 불활성 환경에서 350 내지 500℃의 온도로 가열하여 열분해 생성물(PP) 및 숯(C)을 생산하는 열분해 단계;
- 숯(C)을 열분해 생성물(PP)로부터 분리하는 열분해 분리기 단계,
- 분리된 숯(C)을 수증기(Wst)를 포함하지만 산소 및 할로겐이 실질적으로 없는 환경에서 900 내지 1300℃의 온도로 가열하여 상기 숯(C)을 환원시켜 합성 가스(Sh)를 생산하는 가스화 단계,
- 생산된 합성 가스(Sh)를 냉각 및 정제하여 정제된 합성 가스(Sp)를 생산하는 단계,
- 정제된 합성 가스(Sp)로부터 수소 가스(H2)를 분리하는 가스 분리기 단계를 포함하고,
수소 가스(H2)의 적어도 일부를 분리하여 이를 수소화 단계로 복구시킴으로써 열분해 오일(PO)을 회수하는 것을 특징으로 하고, 여기서 열분해 오일(PO)이 수소 가스(H2)의 존재에 의해 수소화되고, 산소가 실질적으로 없는 탄화수소(BO)가 생산되고,
적어도 하나의 열 교환 단계가 공정에 포함되며, 적어도 하나의 단계의 과잉 열이 적어도 하나의 다른 단계의 열 요구 단계에서 이용되는, 방법. - 제1항에 있어서, 열분해 단계 전에 습식 바이오매스(Bw)를 건조 바이오매스(Bd)로 건조시키는 단계가 수행되는 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 분리된 숯(C)을 가열하여 합성 가스(Sh)를 생산하는 단계를 제외한 모든 공정 단계가 다른 공정 단계로부터의 과잉 열에 의해 가열되는 방법.
- 제1항에 있어서, 모든 공정 단계가 다른 공정 단계로부터 또는 다른 공정 단계에서 생산된 잔류 생성물의 발열 반응으로부터의 과잉 열에 의해 가열되는 방법.
- 제1항에 있어서, 가스 분리기 단계에서 생산된 잔류 가스(RG1)가 열 교환기(10)에서 이용되어 분리된 숯(C)의 가스화 단계를 위한 열(Hgf) 및/또는 열분해 단계를 위한 열(Hpd)을 생산하는 방법.
- 제1항에 있어서, 수소화 단계에서 부산물로서 생산된 잔류 가스(RG2)가 열 교환기(10)에서 이용되어 분리된 숯(C)의 가스화 단계를 위한 열(Hgf) 및/또는 열분해 단계를 위한 열(Hpd)을 생산하는 방법.
- 제2항에 있어서, 열분해 생성물(PP)이 응축기(8)에서 냉각되어 과잉 열(HR1)이 생산되고, 상기 과잉 열(HR1)이 습식 바이오매스(Bw)를 건조시키는 단계에서 이용되는 방법.
- 제2항에 있어서, 생산된 탄화수소(BOh)가 냉각 장치(9)에서 냉각되고, 과잉 열(HR2)이 상기 냉각 장치(9)에서 생성되어 습식 바이오매스(Bw)의 건조 단계에서 이용되는 방법.
- 바이오매스로부터 탄화수소를 생산하기 위한 장치로서, 상기 장치가
- 건조 바이오매스(Bd)를 산소 및 할로겐이 실질적으로 없는 환경에서 350 내지 500℃의 온도로 가열하여 열분해 생성물(PP) 및 숯(C)을 생산하는 열분해 반응기(2);
- 분리된 숯(C)을 증기(Wst)를 포함하지만 산소 및 할로겐이 실질적으로 없는 환경에서 900 내지 1300℃의 온도로 가열하여 상기 숯(C)을 환원시켜 합성 가스(Sh)를 생산하는 가스화 반응기(3),
- 생산된 합성 가스(Sh)를 냉각된 합성 가스(Srt)로 냉각하는 가스 냉각기(4);
- 냉각된 합성 가스(Srt)를 정제하여 정제된 합성 가스(Sp)를 생산하는 컨디셔닝 및 압력 시스템(5),
- 정제된 합성 가스(Sp)로부터 수소 가스(H2)를 분리하는 분리 장치(6)를 포함하고,
상기 장치가 또한 수소화 장치(7)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 열분해 생성물(PP)로부터 회수된 열분해 오일(PO), 및 분리 장치(6)로부터 복구된 분리된 수소 가스(H2)의 적어도 일부가 수소화 단계를 위해 도입되고, 여기서 열분해 오일(PO)이 수소 가스(H2)의 존재에 의해 수소화되고, 산소가 실질적으로 없는 탄화수소(BO)가 생산되고,
적어도 하나의 열 교환기가 제공되며, 장치의 적어도 한 부분의 과잉 열이 장치의 적어도 하나의 다른 부분의 열 요구 단계에서 이용되는, 장치. - 제10항에 있어서, 장치가 응축기(8)를 추가로 포함하고, 여기서 열분해 반응기(3)로부터의 열분해 생성물(PP)이 열분해 오일(PO) 및 열분해 가스(PG)를 형성하도록 냉각되며, 상기 열분해 오일(PO)이 수소화 장치(7)로 이송되도록 배치되는 장치.
- 제10항 또는 제11항에 있어서, 습식 바이오매스(Bw)를 건조 바이오매스(Bd)로 건조하기 위한 바이오매스 건조기(1)가 배치되고, 상기 건조 바이오매스(Bd)가 열분해 반응기(2)로 이송되는 장치.
- 삭제
- 제10항에 있어서, 가스화 반응기를 제외한 장치의 모든 부분이 장치의 다른 부분으로부터의 과잉 열에 의해 가열되는 장치.
- 제10항에 있어서, 장치의 모든 부분이 장치의 다른 부분으로부터 또는 장치의 다른 부분에서 생산된 잔류 생성물의 발열 반응으로부터의 과잉 열에 의해 가열되는 장치.
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