KR20140058420A - 탄소질 재료로부터 합성가스를 생성하는 프로세스의 작동 방법 - Google Patents

탄소질 재료로부터 합성가스를 생성하는 프로세스의 작동 방법 Download PDF

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Abstract

하류 공정에서 사용하기에 유효한 합성가스의 생성 프로세스가 제공된다. 이 합성가스 생성 프로세스는, 가스화 장치 및 가스화 장치의 하류의 설비가 제 1 목표 온도까지 적절히 데워질 때까지 가스화 장치를 기동 모드로 작동시키는 것을 포함한다. 제 1 목표 온도의 도달시에, 상기 프로세스는 생성 모드로 작동되어, 더 큰 CO/CO2 몰비를 가지는 제 2 합성가스를 생성한다. 제 1 목표 온도의 도달시까지 기동 모드로 작동시키는 것은, 하류 설비의 오염을 감소시키고 더욱 효과적으로 냉각되고 청정화될 수 있는 제 2 합성가스를 제공하기에 유효한 프로세스를 제공한다.

Description

탄소질 재료로부터 합성가스를 생성하는 프로세스의 작동 방법{METHOD OF OPERATION OF PROCESS TO PRODUCE SYNGAS FROM CARBONACEOUS MATERIAL}
본 출원은, 2011년 4월 6일에 모두 출원된 미국 가출원 번호 61/516,646, 61/516,704 및 61/516,667 의 이익을 주장하고, 이들 문헌은 그 전부를 여기에 참조로 원용한다.
탄소질 재료를 가스화하여 일산화탄소 및 수소를 포함하는 프로듀서 가스 또는 합성가스 (systhesis or syngas) 를 생성하는 프로세스가 제공된다. 더 구체적으로, 상기 프로세스는 하류 사용을 위한 냉각된 합성가스를 생성하는데 유효하다. 상기 프로세스는, 탄소질 재료를 가스화하여 합성가스를 생성하고, 이어서 상기 합성가스를 냉각하여 냉각상태의 합성가스를 생성하고, 선택적으로, 상기 냉각된 합성가스를 청정화하여 수개의 하류 프로세스를 위한 청정한 합성가스를 생성하는 것을 활용한다.
탄소질 재료를 가스화하여 일산화탄소 및 수소를 포함하는 프로듀서 가스 또는 합성가스를 생성하는 것은 본 기술분야에 잘 알려진 것이다. 전형적으로, 이러한 가스화 프로세스는 탄소질 재료의 부분 산화 또는 저공기 (starved-air) 산화를 포함하는데, 여기서는, PCT 특허출원 번호 WO 93/018341 에 개시된 바와 같이 일산화탄소의 생성을 증진시키기 위해 반화학량론적 (sub-stoichiometric) 양의 산소가 가스화 프로세스에 공급된다. 탄소질 재료의 부분 산화에 의해 생성되는 가스상 생성물은 예컨대 타르의 파괴를 위해 고온의 열처리 유닛에서 흔히 처리된다. 예컨대 WO 2009/154788 는 2 단의 가스화기를 개시하고 있는데, 여기서는, 탄소질 재료가 제 1 단에 공급되고, 제 1 단에서는 공기, 산소-풍부 공기 또는 순수 산소가 제어된 속도로 주입될 수 있다. 제 1 단의 온도 및 산소 입력은 탄소질 재료의 부분 산화만이 발생하도록 제어된다. 제 1 단으로부터의 가스상 생성물은 제 2 단 (열처리 유닛) 으로 이동된다. 순수 산소는, 제 1 단으로부터 가스상 스트림에 함유된 임의의 타르의 크랙킹 및 부분 산화를 달성하기 위해 제 2 단으로 도입된다. 생성물 합성가스는 제 2 단으로부터 제거된다.
종래기술에 기재된 가스화 프로세스에 의해 생성된 합성가스는 고온일 수 있으며, 하류의 프로세싱 이전에 냉각을 필요로 한다. 고온 합성가스의 이러한 열 함량의 회수 및 사용은 프로세스의 경제적인 관점에서 매우 중요할 수 있다. 가스화 장치에서 생성된 일산화탄소를 포함하는 고온 합성가스는 가스화 장치의 하류의 폐열 보일러 또는 열교환기에서 냉각된다. 예컨대 미국 특허 번호 6,435,139, 미국 특허 번호 7,587,995 및 미국 특허 번호 7,552,701 을 참조한다.
고온의 환원 환경에서 일산화탄소는 안정한 생성물이다. 그러나, 일산화탄소는 냉각되는 때에 이산화탄소로 산화할 수 있고, 수트 (soot) 로서 침전하는 탄소 (흑연) 을 생성할 수 있다:
2CO (g) → CO2 (g) + C (s)
이 반응은 부다 (Boudouard) 반응으로서 일반적으로 알려져 있고, 약 760 ℃ 이하에서 발생하는 것으로 여겨진다. 탄소의 퇴적 (deposit) 에 기인한 열전달 표면의 오염은 합성가스 냉각기의 작동의 중단을 초래할 수 있다. 그러므로, 합성가스 냉각기의 오염을 제거하거나 줄이는 것이 중요하다.
탄소질 물질중의 황은 환원성 작동 모드에서 H2S 로 변형되고, 산화성 작동 모드에서 SO2 로 변형된다. 처분 이전에 쉽게 없어질 수 있도록 기동 (start-up) 중에 SO2 를 만드는 것이 유리하다.
오염 또는 탄소 퇴적물 형성이 감소되거나 없어지도록, 가스화 장치에서 탄소질 재료를 가스화하여 일산화탄소 (CO) 및 이산화탄소 (CO2) 를 포함하는 합성가스를 생성하고 상기 합성가스를 합성가스 냉각기에서 냉각하는 것을 포함하는 프로세스의 작동 방법에 대한 요구가 존재한다.
하류 공정에서 사용하기에 유효한 합성가스의 생성 프로세스가 제공된다. 이 합성가스 생성 프로세스는, 가스화 장치 및 가스화 장치의 하류의 설비가 제 1 목표 온도까지 적절히 데워질 때까지 가스화 장치를 기동 모드로 작동시키는 것을 포함한다. 제 1 목표 온도의 도달시에, 상기 프로세스는 생성 모드로 작동되어, 더 큰 CO/CO2 몰비를 가지는 제 2 합성가스를 생성한다. 제 1 목표 온도의 도달시까지 기동 모드로 작동시키는 것은, 하류 설비의 오염을 감소시키고 더욱 효과적으로 냉각되고 청정화될 수 있는 제 2 합성가스를 제공하기에 유효한 프로세스를 제공한다. 냉각되고 청정화되는 더 큰 CO/CO2 몰비를 가지는 제 2 합성가스는 발효 프로세스에 특히 유용하다.
합성가스의 생성 프로세스는, 제 1 합성가스가 제 1 목표 온도에 도달할 때까지 탄소질 재료를 가스화하여 약 0.5 미만의 CO/CO2 몰비를 가지는 제 1 합성가스를 생성하는 것을 포함한다. 상기 제 1 목표 온도의 도달시에, 탄소질 재료를 가스화하여 상기 제 1 합성가스보다 더 큰 CO/CO2 몰비를 가지는 제 2 합성가스를 생성한다. 상기 탄소질 재료의 가스화는 가스화 장치에서 발생하고, 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 0 내지 약 100 lb-몰의 속도로 분자 산소를 도입하여 상기 제 1 합성가스를 생성한다. 상기 제 1 합성가스의 온도는 상기 가스화 장치의 내측 및/또는 하류의 하나 이상의 지점에서 측정된다. 상기 가스화 장치의 내측 및/또는 외측의 하나 이상의 지점에서의 제 1 합성가스의 온도가 상기 제 1 목표 온도에 도달하는 때에, 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 0 내지 약 100 lb-몰의 속도로 분자 산소를 도입하여 상기 제 2 합성가스를 생성한다. 이 양태에서, 상기 제 1 목표 온도는 약 700 ℃ 내지 약 1000 ℃ 이다.
일 양태에서, 상기 제 1 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기에 통과시켜, 냉각된 제 1 합성가스를 생성하고, 상기 제 2 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기에 통과시켜, 냉각된 제 2 합성가스를 생성한다. 이 양태에서, 합성가스가 1 초당 약 24 미터 초과의 선속도로 상기 합성가스 냉각기를 통과한다. 상기 제 1 합성가스가 상기 제 1 목표 온도에 도달할 때까지 상기 제 1 합성가스의 적어도 일부를 열적 산화 유닛에 제공한다.
다른 양태에서, 탄소질 재료 및 분자 산소를 가스화 장치에 첨가하여 0.5 미만의 CO/CO2 몰비를 가지는 제 1 합성가스를 생성하는 것을 포함하는 합성가스의 생성 프로세스가 제공된다. 상기 가스화 장치의 하류에서 제 1 합성가스의 온도를 측정한다. 온도는 합성가스 냉각기로의 진입 이전에 또는 합성가스 냉각기의 하류에서 측정될 수도 있다. 합성가스 냉각기로의 진입 이전에 합성가스가 제 1 온도에 도달하면, 상기 가스화 장치에서의 탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가를 감소시켜, 상기 제 1 합성가스의 몰비보다 더 큰 CO/CO2 몰비를 가지는 제 2 합성가스를 생성한다. 상기 제 1 목표 온도는 약 700 ℃ 내지 약 1000 ℃ 이다. 탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가를 감소시키는 것은 탄소질 재료의 첨가 속도를 증가시키는 것에 의해 달성될 수도 있다. 대안으로, 탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가를 감소시키는 것은 분자 산소의 첨가 속도를 감소시키는 것에 의해 달성될 수도 있다.
상기 제 1 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기에 통과시켜, 냉각된 제 1 합성가스를 생성하고, 상기 제 2 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기에 통과시켜, 냉각된 제 2 합성가스를 생성한다. 상기 냉각된 제 1 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기를 통과하기 이전의 제 1 합성가스의 일부와 혼합시켜, 냉각된 제 1 합성가스를 생성한다. 상기 냉각된 제 2 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기를 통과하기 이전의 제 2 합성가스의 적어도 일부와 혼합시켜, 냉각된 제 2 합성가스를 생성한다. 상기 합성가스 냉각기를 통해 흐르는 상기 제 1 합성가스 및 상기 냉각된 제 1 합성가스의 혼합물의 선속도는 약 24 미터/초 초과이다. 상기 합성가스 냉각기를 통해 흐르는 상기 제 2 합성가스 및 상기 냉각된 제 2 합성가스의 혼합물의 선속도는 약 24 미터/초 초과이다.
다른 양태에서, 탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가를 감소시키기 이전에 또는 제 1 목표 온도의 도달 이전에 가스화 장치에 스팀 및 CO2 의 하나 이상을 첨가할 수도 있다. 제 1 목표 온도의 도달 이전에 첨가가 행해지는 때에, 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 50 lb-몰 미만의 스팀 또는 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 50 lb-몰 미만의 CO2 가 첨가된다.
다른 양태에서, 가스화 장치에서 탄소질 재료를 가스화하여 합성가스를 생성하는 것을 포함하는 프로세스가 제공된다. 이 방법은, 탄소질 재료 및 분자 산소를 가스화 장치에 첨가하여 0.5 미만의 CO/CO2 몰비를 가지는 제 1 합성가스를 생성하는 것을 포함한다. 상기 제 1 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기에 통과시켜, 냉각된 제 1 합성가스를 생성한다. 상기 냉각된 제 1 합성가스의 적어도 일부를 먼지 수집 시스템에 통과시켜, 청정한 합성가스를 생성한다. 상기 먼지 수집 시스템의 출구에서 상기 청정한 합성가스의 온도를 측정한다. 상기 청정한 합성가스의 온도가 제 2 목표 온도를 달성하는 때에, 상기 가스화 장치에서의 탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가를 감소시켜, 상기 제 1 합성가스의 몰비보다 더 큰 CO/CO2 몰비를 가지는 제 2 합성가스를 생성한다. 이 양태에서, 상기 제 2 목표 온도는 약 100 ℃ 내지 약 200 ℃ 이다. 상기 프로세스는 약 10 ppm 미만의 타르를 가지는 합성가스를 제공하는데 효과적이다.
다른 양태에서, 합성가스의 냉각 프로세스가 제공된다. 이 프로세스는, 합성가스를 합성가스 냉각기에 통과시켜, 냉각된 합성가스를 생성하는 것, 및 상기 냉각된 합성가스의 적어도 일부를 상기 합성가스 냉각기의 입구에 재순환시켜, 상기 합성가스 냉각기의 입구에서의 온도를 760 ℃ 이하로 유지하는 것을 포함하고, 상기 합성가스 냉각기를 통한 선속도는 적어도 24 미터/초이다.
상기 프로세스의 전술한 그리고 다른 양태, 특징 및 수개의 양태의 이점은 첨부 도면으로부터 보다 분명해 질 것이다.
도 1 은, 가스화 장치에서 분자 산소로 처리하여 탄소질 재료를 가스화하여 고온의 합성가스를 생성하고 이어서 합성가스 냉각기에서 상기 고온의 합성가스를 냉각시켜 냉각상태의 합성가스를 생성하는 것을 포함하는 일 양태의 프로세스의 개략적인 다이어그램이다.
도 2 는, 가스화 장치에서 분자 산소로 처리하여 탄소질 재료를 가스화하여 고온의 합성가스를 생성하고 이어서 합성가스 냉각기에서 상기 고온의 합성가스를 냉각시켜 냉각상태의 합성가스를 생성하는 것을 포함하고, 냉각된 합성가스의 적어도 일부를 재순환시켜 합성가스 냉각기로의 진입 이전의 상기 고온의 합성가스와 혼합시키는 일 양태의 프로세스의 개략적인 다이어그램이다.
도 3 은, 가스화 장치에서 분자 산소로 처리하여 탄소질 재료를 가스화하여 고온의 합성가스를 생성하고 이어서 합성가스 냉각기에서 상기 고온의 합성가스를 냉각시켜 냉각상태의 합성가스를 생성하는 것을 포함하고, 냉각된 합성가스의 적어도 일부를 재순환시켜 합성가스 냉각기로의 진입 이전의 상기 고온의 합성가스와 혼합시키고, 가스화 장치가 2 개의 반응 구역, 즉 가스화 구역, 및 연결 구역을 통해 연결된 열처리 구역을 포함하는 일 양태의 프로세스의 개략적인 다이어그램이다.
도 4 는, 가스화 장치에서 분자 산소로 처리하여 탄소질 재료를 가스화하여 고온의 합성가스를 생성하고 이어서 합성가스 냉각기에서 상기 고온의 합성가스를 냉각시켜 냉각상태의 합성가스를 생성하는 것을 포함하고, 냉각된 합성가스의 적어도 일부를 재순환시켜 합성가스 냉각기로의 진입 이전의 상기 고온의 합성가스와 혼합시키고, 고온의 그리고 냉각된 합성가스의 하나 이상의 적어도 일부를 열적 산화 유닛에 보낼 수 있고, 냉각된 합성가스의 적어도 일부를 백-하우스 (bag-house) 에서 프로세싱할 수 있는 일 양태의 프로세스의 개략적인 다이어그램이다.
대응하는 참조 부호들은 수개의 도면에 걸쳐 대응하는 부품들을 나타낸다. 당업자는 도면의 요소들이 간단함과 명료함을 위해 도시되고 반드시 일정한 비율로 도시되지 않았다는 것을 인지할 것이다. 예컨대, 도면의 일부 요소들의 크기는 본 발명의 프로세스 및 장치의 여러 양태의 이해를 돕기 위해 다른 요소들에 비해 과장될 수도 있다. 또한, 상업적으로 가능한 양태에 유용하거나 필수적인 통상의 그러나 잘 알고 있는 요소들은 이들 여러 양태를 방해를 덜 받고서 보는 것을 용이하게 하기 위해 종종 묘사되지 않는다.
정의
달리 정의되지 않는 한, 본 발명의 개시를 위해 본 명세서에서 사용되는 이하의 용어들은 이하의 의미로서 정의되고, 아래에 정의된 것의 단일 또는 복수 형태의 정의를 포함할 수 있다:
임의의 양을 수식하는 "약" 이라는 용어는, 예컨대 연구실, 파일럿 플랜트 (pilot plant) 또는 생성 설비에서 실제 조건에 마주치는 양의 변형을 일컫는다. 예컨대, "약" 으로 수식될 때의 양 또는 혼합물에 기용된 측정치 또는 성분의 양은 생성 플랜트 또는 연구실에서 실험 조건의 측정에 전형적으로 기용되는 주의의 정도 및 변형을 포함한다. 예컨대, "약" 으로 수식될 때의 제품의 성분의 양은 플랜트 또는 연구실에서의 복수 실험의 배치들 (batches) 간의 변형 및 분석 방법에서의 고유한 변형을 포함한다. "약" 으로 수식되거나 그렇지 않던 간에, 양은 그 양의 등가를 포함한다. 여기에서 언급되고 "약" 으로 수식되는 양은 본 발명의 개시에서 "약" 으로 수식되지 않은 양으로서 또한 기용될 수 있다.
"백-하우스" 또는 "백하우스" 라는 용어는, 엔지니어링 패브릭 필터 튜브, 포획을 위한 엔벨로프 (envelope) 또는 카트리지, 가스에 함유된 고체 입자 (미세 입자, 먼지) 의 분리 또는 여과를 위해 설계된 프로세스 또는 설비를 의미한다. 먼지-적재 또는 고체-적재 가스들은 백-하우스에 진입하여, 필터로서 작용하는 패브릭 백을 통과한다. 백은 튜브 또는 엔벨로프 형상으로 유리-섬유 재료, 합성섬유, 짜여진 또는 펠트제의 코튼일 수 있다. 보통의 타입의 백-하우스는 기계적 쉐이커 (shaker), 역기류 (reverse air) 및 역제트기류 (reverse jet) 를 포함한다.
여기에 사용된 "탄소질 재료" 는 석유화학제품 및 석탄과 같은 탄소 풍부 재료를 일컫는다. 그러나, 본 명세서에서, 탄소질 재료는, 고체이던, 액체이던, 가스이던 또는 플라즈마 상태이던, 임의의 탄소 재료를 포함한다. 탄소질 재료로 고려될 수 있는 여러 가지의 항목들 중, 본 발명의 개시는 이하의 것을 중시한다: 탄소질 재료, 탄소질 액체 제품, 탄소질 공업 액체 리사이클, 탄소질 도시 고형 폐기물 (MSW 또는 msw), 탄소질 도시 폐기물, 탄소질 농업 재료, 탄소질 임업 재료, 탄소질 목재 폐기물, 탄소질 건축 재료, 탄소질 식물성 재료, 탄소질 공업 폐기물, 탄소질 발효 폐기물, 탄소질 석유화학제품 부산물, 탄소질 알콜 생성 부산물, 탄소질 석탄, 타이어, 플라스틱, 폐기 플라스틱, 코크스 오븐 타르, 파이버소프트 (fibersoft), 리그닌 (lignin), 흑액, 폴리머, 폐기 폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PETA), 폴리스티렌 (PS), 오수 슬러지, 가축 배설물, 작물 잔해, 에너지 작물, 임업 가공 잔해, 목재 가공 잔해, 축산 폐기물, 가금 폐기물, 식품 가공 잔해, 발효 공정 폐기물, 에탄올 부산물, 스펜트 그레인 (spent grain), 스펜트 마이크로오거니즘, 또는 이들의 조합.
"먼지 수집기" 또는 "먼지 수집 시스템" 이라는 용어는, 가스에 함유된 고체 입자 (미세 입자, 먼지) 의 포획, 분리 또는 여과를 위해 설계된 프로세스 또는 설비를 의미한다. 먼지 수집 시스템은 블로어, 먼지 필터, 필터-클리닝 시스템 및 먼지 리셉터클 또는 먼지 제거 시스템으로 일반적으로 이루어진다. 주된 타입의 공업적 먼지 수집기는 관성 분리기, 패브릭 필터 또는 백-하우스, 습식 스크러버, 정전 침전기 및 유닛 수집기를 포함한다.
"파이버소프트" 는 여러 가지 물질의 연화 및 농축의 결과로서 생성되는 타입의 탄소질 재료를 의미한다; 일 예에서 탄소질 재료는 여러 가지 물질의 스팀 멸균을 통해 생성된다. 다른 예에서, 파이버소프트는 섬유상의 걸쭉한 재료를 초래하는 도시적, 공업적, 상업적 및 의료적 폐기물의 스팀 멸균을 포함할 수 있다.
"도시 고형 폐기물" 또는 "MSW" 또는 "msw" 이라는 용어는, 가정의, 상업적, 공업적 및/또는 잔류 폐기물을 포함할 수도 있는 폐기물을 의미한다.
"합성가스 (syngas 또는 synthesis gas)" 라는 용어는, 변하는 양의 일산화탄소 및 수소를 함유하는 가스 혼합물에 주어진 명칭인 합성가스를 의미한다. 생성 방법의 예는, 수소를 생성하기 위한 탄화수소 또는 천연가스의 스팀 개질, 몇몇 타입의 폐기물-에너지화 (waste-to-energy) 가스화 설비에서의 석탄의 가스화를 포함한다. 명칭은 합성 천연가스 (SNG) 의 생성 및 암모니아 또는 메탄올의 생성을 위한 중간물로서의 사용으로부터 유래한다. 합성가스는 피셔-트롭시 (Fischer-Tropsch) 합성 및 이전의 모빌 메탄올-가솔린 프로세스를 통해 연료 또는 윤활제로서 사용하기 위한 합성 석유의 생성에 있어서 중간물로서의 사용을 포함한다. 합성가스는 수소, 일산화탄소 및 약간의 이산화탄소로 주로 이루어지고, 천연가스의 에너지 밀도 (즉, BTU 함량) 의 절반 미만을 갖는다. 합성가스는 가연성이고, 다른 화학물질의 생성을 위한 중간물로서 또는 연료원으로서 종종 사용된다.
"톤" 은 U.S. 숏 톤 (short ton), 즉 약 907.2 kg (2000 lbs) 를 일컫는다.
여기에 사용된 바와 같이, "타르" 라는 용어는, 제한없이, 탄화수소 및 그 유도체를 일반적으로 포함하는 가스상 타르, 액체 타르, 고체 타르, 타르-형성 물질 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 타르를 측정하는데 활용될 수도 있는 다수의 잘 알려진 타르 측정 방법이 존재한다. 하나의 큰 군의 기술은 액체에 근거한 분석 방법 또는 검출기와 연결된 가스 상 (phase) 크로마토그래피를 포함한다. 타르 측정의 경우의 가장 흔한 검출기는 불꽃-이온화 검출기 (FID) 및 질량 분석계이다. 다른 군의 기술은 스펙트럼의 검출 및 분석을 포함하는 분광계 방법을 포함한다. 이는 예컨대 적외선, 자외선 (UV) 또는 발광 분광분석법 및 LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy) 기술이다. 연소 가스의 모니터링을 위한 다른 기술은 FTIR (Fourier Transform InfraRed) 이다. 예컨대 WO2006015660, WO03060480 및 U.S. 특허 번호 5,984,998 과 같은 갖가지 문헌이 이러한 기술을 언급하고 있다.
타르의 연속적인 모니터링을 허용하는 다른 공지의 전자 방법들이 존재한다. 이들 기술은 전기화학 셀을 갖는 검출기 및 반도체를 갖는 센서를 포함한다. 타르 측정을 위해 여러 가지의 중량측정 기술이 활용될 수도 있다. 일 양태에서, 타르의 양은 탄소의 등가 ppm 으로서 표현될 수도 있다. 이 양태에서, 탄화수소는 벤젠 또는 알콜, 즉 메탄올일 수도 있다. 이 양태에서, 타르 농도 당량 또는 타르 당량은 가장 바람직하게는 벤젠의 등가 ppm (몰) 에 대응한다. 타르 농도는 가스화 장치의 출구에서 그리고 합성가스의 임의의 실질적인 냉각의 상류에서 유용하게 측정된다.
상세한 설명
이하의 설명은 제한적인 의미로 취해지는 것은 아니며, 단지 예시적인 실시형태들의 일반적인 원리를 설명하기 위한 목적이다. 본 발명의 범위는 청구범위와 관련하여 결정되어야 한다.
가스화 장치에서 탄소질 재료를 가스화하여 일산화탄소 (CO) 및 이산화탄소 (CO2) 를 함유하는 합성가스를 생성하는 것, 상기 합성가스를 합성가스 냉각기 또는 폐열 보일러에서 냉각하는 것, 선택적으로, 냉각된 합성가스를 화학물질로 추가로 처리하여 오염물질을 제거하는 것, 이어서 먼지 수집 시스템, 즉 백-하우스에서 화학물질 함유 합성가스를 추가로 처리하는 것을 포함하는 합성가스 생성을 위한 가스화 프로세스가 제공된다. 상기 프로세스는, 기동 모드에서, 공급물의 감소된 속도로, 선택적으로 탄소질 재료의 단위 질량당 높은 산소 투입 (즉, 화학양론적 양의 또는 화학양론적 양 근방의 양의 또는 화학양론적 양 초과의 양의 산소) 으로 가스화 장치를 작동시켜, 낮은 CO 함량, 즉 낮은 CO/CO2 비, 예컨대 약 0.5 미만의 CO/CO2 몰비를 가지는 제 1 합성가스를 생성하는 것을 포함한다. 상기 프로세스는, 일산화탄소의 생성을 우선적으로 증진시키고 높은 CO 함량, 즉 높은 CO/CO2 비, 예컨대 제 1 합성가스의 몰비보다 큰 CO/CO2 몰비를 가지는 제 2 합성가스를 생성하기 위해, 생성 모드에서, 즉 탄소질 재료의 단위 질량당 낮은 산소 투입 (즉, 반화학양론적 양의 산소) 으로 가스화 장치를 작동시키는 것을 포함한다. 일 실시형태에서, 제 2 합성가스의 CO/CO2 몰비는 약 1.0 보다 크다.
상기 프로세스는, 가스화 장치 및 가스화 장치의 하류의 설비가 적절히 데워질 때까지 가스화 장치를 기동 모드로 작동시키는 것을 포함한다. 그러므로, 상기 프로세스는, 가스화 장치의 내측 및 하류의 하나 이상의 지점 (위치) 에서 온도를 측정하는 것을 포함한다. 일 양태에서, 상기 프로세스는, 가스화 장치의 내측 및 하류의 하나 이상의 지점 (위치) 에서 합성가스 (즉, 제 1 합성가스) 의 온도를 측정하는 것을 포함한다. 상기 프로세스에 따르면, 가스화 장치의 작동은, 가스화 장치의 내측 및 하류의 하나 이상의 지점 (위치) 이 목표 온도를 달성한 후에, 기동 모드로부터 생성 모드로 전환된다. 일 양태에서, 가스화 장치의 작동은, 합성가스 냉각기로의 진입 이전의 합성가스 (제 1 합성가스) 의 온도가 제 1 목표 온도를 달성한 후에, 기동 모드로부터 생성 모드로 전환된다. 일 양태에서, 가스화 장치의 작동은, 먼지 수집 시스템 (즉, 백-하우스) 의 출구에서의 합성가스 (제 1 합성가스) 의 온도가 제 2 목표 온도를 달성한 후에, 기동 모드로부터 생성 모드로 전환된다.
제 1 합성가스의 온도가 제 1 목표 온도를 달성할 때까지, 기동 모드의 작동중에 생성된 제 1 합성가스의 전부 또는 일부는 합성가스 냉각기를 통과하여, 냉각된 제 1 합성가스가 생성될 수 있다. 대안으로, 기동 모드의 작동중에 생성된 제 1 합성가스의 전부 또는 일부는 프로세싱 및 처분을 위해 열적 산화 유닛에 보내질 수 있다. 일 실시형태에서, 제 1 합성가스의 전부 또는 일부는, 합성가스 냉각기의 입구에서의 제 1 합성가스의 온도가 제 1 목표 온도를 달성할 때까지, 열적 산화 유닛에 보내진다. 일 양태에서, 제 1 합성가스의 전부 또는 일부는, 기동 모드에서의 가스화 장치의 작동중에 열적 산화 유닛에 보내진다.
일 양태에서, 가스화 장치의 작동은, 합성가스 냉각기의 입구에서의 제 1 합성가스의 온도가 제 1 목표 온도를 달성한 후에, 생성 모드로 전환된다. 일 양태에서, 가스화 장치의 작동은, 먼지 수집 시스템 (즉, 백-하우스) 의 출구에서의 제 1 합성가스의 온도가 제 2 목표 온도를 달성한 후에, 생성 모드로 전환된다. 가스화 장치로의 탄소질 재료 및 분자 산소의 첨가는 계속되지만, 높은 CO 함량 또는 높은 CO/CO2 비, 예컨대 제 1 합성가스의 몰비보다 큰 CO/CO2 몰비를 가지는 제 2 합성가스를 생성하기 위해, 가스화 장치에서의 탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가는 감소된다. 예컨대, 일 실시형태에서, 제 2 합성가스의 CO/CO2 몰비는 약 1.0 보다 크다. 생성 모드의 작동중에 생성된 제 1 합성가스의 전부 또는 일부는 합성가스 냉각기를 통과하여, 냉각된 제 2 합성가스가 생성된다. 선택적으로, 생성 모드의 작동중에 생성된 제 2 합성가스의 전부 또는 일부는 프로세싱 및 처분을 위해 열적 산화 유닛에 보내질 수 있다.
제 1 합성가스중에는 CO 가 거의 없거나 전혀 없고 대부분이 CO2 인 것이 바람직하다. 일 실시형태에서, 상기 프로세스는 제 1 합성가스에서 약 0.5 미만의 CO/CO2 몰비를 제공하는데 효과적이다. 일 양태에서, 제 1 합성가스의 CO/CO2 몰비는 약 0.25 미만이다. 다른 양태에서, 제 1 합성가스의 CO/CO2 몰비는 약 0.1 미만이다. 제 2 합성가스중에는 CO 가 더 많고 CO2 가 더 적은 것이 바람직하다. 일 양태에서, 상기 프로세스는 제 2 합성가스에서 약 1.0 초과의 CO/CO2 몰비를 제공하는데 효과적이다. 일 양태에서, 제 2 합성가스의 CO/CO2 몰비는 약 1.5 초과이다.
생성 모드의 작동중에 일산화탄소의 생성을 촉진시키기 위해 가스화 장치에 반화학양론적 양의 산소가 공급된다. 그러므로, 일 양태에서, 생성 모드의 작동중에, 탄소질 재료 공급물에 함유된 모든 탄소를 이산화탄소로 완전히 산화시키는데 필요한 분자 산소의 총 양에 대한 분자 산소 투입 양의 비율은 0.1 내지 0.9 이고, 일 양태에서는 0.1 내지 0.8 이고, 다른 양태에서는 0.1 내지 0.7 이고, 또 다른 양태에서는 0.1 내지 0.45 이다. 일 양태에서, 기동 모드의 작동중에, 탄소질 재료 공급물에 함유된 모든 탄소를 이산화탄소로 완전히 산화시키는데 필요한 분자 산소의 총 양에 대한 분자 산소 투입 양의 비율은 0.5 내지 2.0 이다. 일 양태에서, 기동 모드의 작동중에, 탄소질 재료 공급물에 함유된 모든 탄소를 이산화탄소로 완전히 산화시키는데 필요한 분자 산소의 총 양에 대한 분자 산소 투입 양의 비율은 0.75 내지 1.5 이다. 일 양태에서, 기동 모드의 작동중에, 탄소질 재료 공급물에 함유된 모든 탄소를 이산화탄소로 완전히 산화시키는데 필요한 분자 산소의 총 양에 대한 분자 산소 투입 양의 비율은 0.9 내지 1.1 이다.
목표 온도는 가스화 장치의 내측 및 하류에서의 오염 또는 퇴적물 형성의 발생이 회피되거나 감소될 수 있도록 선택된다. 제 1 목표 온도는 약 700 ℃ 내지 약 1000 ℃ 일 수 있다. 일 양태에서, 제 1 목표 온도는 약 750 ℃ 내지 약 850 ℃ 일 수 있다. 먼지 수집 시스템의 출구에서의 제 2 목표 온도는 약 100 ℃ 내지 약 200 ℃ 일 수 있다. 일 양태에서, 제 2 목표 온도는 약 100 ℃ 내지 약 150 ℃ 일 수 있다.
탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가 속도를 감소시키는 것은 탄소질 재료의 첨가 속도를 증가시키는 것에 의해 달성될 수 있다. 예컨대 일 양태에서, 기동 모드의 작동 동안에, 탄소질 재료 공급물의 첨가 속도는 생성 모드의 작동 동안의 첨가 속도보다 상당히 더 낮게 유지되는 한편, 분자 산소의 첨가 속도는 각각의 작동 모드와 동일한 레벨로 유지된다. 탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가 속도를 감소시키는 것은 분자 산소의 첨가 속도를 감소시키는 것에 의해 달성될 수 있다. 예컨대 일 양태에서, 탄소질 재료 공급물의 첨가 속도는 기동 모드의 작동 및 생성 모드의 작동 동안에 동일하게 유지되지만, 분자 산소의 첨가 속도는 감소된다. 일 양태에서, 작동 모드가 기동 모드로부터 생성 모드로 변경됨에 따라 분자 산소의 첨가 속도는 감소되는 한편, 탄소질 재료의 첨가 속도는 증가된다.
오염 또는 퇴적물 형성의 발생은, 합성가스 냉각기를 통해 흐르는 가스의 충분히 높은 선속도를 보장하는 추가적인 조치를 취함으로써 합성가스 냉각기에서 회피되거나 감소될 수 있다. 합성가스 냉각기의 입구에서 측정된 선속도는 약 15 미터/초보다 크고, 다른 양태에서는 약 20 미터/초보다 크고, 또 다른 양태에서는 약 24 미터/초인 것이 바람직하다. 다른 양태에서, 합성가스 냉각기의 입구에서 측정된 선속도는 약 15 내지 약 30 미터/초이고, 또 다른 양태에서는 약 22 내지 약 26 미터/초이다.
증가된 선속도는 가스의 체적 유량을 증가시키고 그리고/또는 유동의 단면적을 감소시킴으로써 달성될 수 있다. 체적 유량은 합성가스 냉각기를 빠져나오는 가스의 전부 또는 일부를 합성가스 냉각기 입구로 다시 재순환시킴으로써 증가될 수 있다. 예컨대 일 양태에서, 증가된 선속도는 냉각된 제 1 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기를 통과하기 이전의 제 1 합성가스의 적어도 일부와 혼합함으로써 달성된다. 다른 양태에서, 증가된 선속도는 냉각된 제 2 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기를 통과하기 이전의 제 2 합성가스의 적어도 일부와 혼합함으로써 달성된다. 증가된 체적 유량은 가스의 불활성 함량을 증가시킴으로써 또한 달성될 수 있다. 재순환된 냉각된 합성가스를 사용하면, 기동, 셧다운 및 공급원료 전환중을 포함하여, 합성가스 생성 속도가 어떠한 이유든 간에 감소되는 때에 최적의 교환기 속도를 유지할 수 있게 된다. 따라서 일 양태에서, 증가된 선속도는 특히 기동 모드의 작동중에 분자 산소원으로서 공기를 이용함으로써 달성된다.
가스화 장치는 이하와 같은 종래기술에 기재된 임의의 가스화 설비를 포함할 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다: 이동 층 (moving bed), 고정 층, 유동 층, 연행 (entrained) 유동, 역류 ("업 드래프트 (up draft)"), 병류 ("다운 드래프트 (down draft)"), 역류 고정 층, 병류 고정 층, 역류 이동 층, 병류 이동 층 크로스 드래프트, 하이브리드, 크로스 유동, 크로스 유동 이동 층, 또는 그 일부. 일 양태에서, 가스화 장치는 크로스 유동 유닛을 포함한다. 일 실시형태에서, 가스화 장치는 크로스 유동 이동 층 유닛을 포함한다.
일 양태에서, 가스화 장치는 탄소질 재료를 비교적 낮은 온도 (즉, 애시 융합 온도 미만) 에서 산소 함유 가스와 접촉시켜 생 (raw) 합성가스를 생성하기 위한 가스화 구역 및 상기 생 합성가스를 더 높은 온도 (즉, 애시 융합 온도 초과) 에서 추가의 양의 산소의 존재하에 컨디셔닝하거나 열처리하여 고온의 합성가스를 생성하기 위한 열처리 구역을 포함한다. 일 양태에서, 예컨대 기동중에, 압력은 대기압이거나 대기압보다 크다. 다른 양태에서, 예컨대 기동 모드중에, 공기 누설이 허용될 수도 있다.
일 양태에서, 가스화 장치 또는 가스화 구역은 탄소질 재료를 제 1 의 분자-산소 함유 가스에 접촉시키고 선택적으로 스팀과 CO2 의 하나 이상에 접촉시켜 탄소질 재료의 일부를 가스화하고 제 1 의 가스상 생성물을 생성하기 위해 다중 섹션들 또는 가스화 노를 포함한다. 여러 가지의 양태에서, 가스화 장치 또는 가스화 구역은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10 개의 섹션들 또는 가스화 노를 포함한다. 분자 산소의 도입을 위한 가스 입구는 가스화 장치 또는 가스화 구역, 또는 그곳에 포함된 하나 이상의 노에 부착될 수 있다. 스팀과 CO2 는 하나 이상의 이러한 가스 입구를 통해 또한 도입될 수도 있다. 일 양태에서, 분자 산소, 스팀과 CO2 의 하나 이상은 가스화 장치 또는 가스화 구역, 또는 그곳에 포함된 하나 이상의 노에 부착된 가스 입구로의 공급 이전에 예혼합된다.
열처리 구역은 생 합성가스에 함유된 임의의 타르의 크랙킹 및 부분 산화의 하나 이상을 달성할 수도 있다. 열처리 구역은 원형 또는 정사각형 또는 직사각형 또는 임의의 다른 단면을 가지는 수평 또는 수직의 챔버일 수 있다. 열처리 구역은 수평 또는 수직 방향에 대해 경사질 수 있다. 일 양태에서, 열처리 구역은 하나 이상의 연결 구역을 통해 가스화 영역에 연결된다. 가스 입구는 열처리 구역에 직접 부착될 수 있다. 하나 이상의 가스 입구는 하나 이상의 연결 구역 (통로 (throat)) 에 부착될 수 있다. 분자 산소 함유 가스는 열처리 구역에 직접 도입될 수 있다. 분자 산소 함유 가스는 하나 이상의 연결 구역에 부착된 하나 이상의 가스 입구를 통해 열처리 구역에 도입될 수 있다.
탄소질 재료 공급물에서의 분자 산소 함유 가스의 불균일한 분포로 인해 가스화 장치 또는 가스화 구역 또는 그곳에 포함된 노에서는 바람직하지 않은 고온 스폿이 생성될 수도 있다. 이는 불량한 품질의 합성가스를 생성시킬 수도 있다. 고온 스폿의 형성은, 스팀과 이산화탄소의 하나 이상을 가스화 장치의 하나 이상에 주입함으로써 감소되거나 방지될 수 있다. 따라서, 바람직하지 않은 고온 스폿을 방지하기 위해, 탄소질 재료 공급물은 가스화 장치에서 분자 산소와 함께 스팀으로 처리될 수도 있다. 탄소질 재료 공급물은 가스화 장치에서 분자 산소와 함께 CO2 가스로 처리될 수도 있다. 그러나, 대상물이 프로세스의 급속 가열될 수 있는 기동 모드의 작동중에는 함께 공급되는 스팀 또는 CO2 는 유리하지 않을 수도 있다. 생성 모드의 작동중에는 함께 공급되는 스팀 또는 CO2 가 유리하고 중요할 수도 있다.
분자 산소원은 공기, 산소 풍부 공기 또는 순수 산소의 하나 이상일 수 있다. 생성 모드의 작동중에 가스화 장치에 도입되는 분자 산소의 총량은, 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 0 내지 약 75 lb-몰일 수 있고, 다른 양태에서는 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 0 내지 약 50 lb-몰일 수 있고, 또 다른 양태에서는 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 40 내지 약 60 lb-몰일 수 있다. 기동 모드의 작동중에 가스화 장치에 도입되는 분자 산소의 총량은, 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 0 내지 약 125 lb-몰일 수 있고, 다른 양태에서는 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 0 내지 약 100 lb-몰일 수 있고, 또 다른 양태에서는 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 0 내지 약 50 lb-몰일 수 있다. 가스화 장치에 도입되는 스팀의 총량은, 건량 기준으로 탄소질 재료 공급물의 1 톤당 약 0 내지 약 50 lb-몰일 수 있다. 가스화 장치에 도입되는 이산화탄소 가스의 총량은, 건량 기준으로 탄소질 재료 공급물의 1 톤당 약 0 내지 약 50 lb-몰일 수 있다. 일 양태에서, 스팀 및 이산화탄소 모두가 가스화 장치에 도입된다.
가스화기에 공급되는 탄소질 재료는, 탄소질 재료, 탄소질 액체 제품, 탄소질 공업 액체 리사이클, 탄소질 도시 고형 폐기물 (msw), 탄소질 도시 폐기물, 탄소질 농업 재료, 탄소질 임업 재료, 탄소질 목재 폐기물, 탄소질 건축 재료, 탄소질 식물성 재료, 탄소질 공업 폐기물, 탄소질 발효 폐기물, 탄소질 석유화학제품 부산물, 탄소질 알콜 생성 부산물, 탄소질 석탄, 타이어, 플라스틱, 폐기 플라스틱, 코크스 오븐 타르, 파이버소프트 (fibersoft), 리그닌 (lignin), 흑액, 폴리머, 폐기 폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PETA), 폴리스티렌 (PS), 오수 슬러지, 가축 배설물, 작물 잔해, 에너지 작물, 임업 가공 잔해, 목재 가공 잔해, 축산 폐기물, 가금 폐기물, 식품 가공 잔해, 발효 공정 폐기물, 에탄올 부산물, 스펜트 그레인 (spent grain), 스펜트 마이크로오거니즘, 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 본 발명의 개시의 일 실시형태에서, 가스화기에 공급되는 탄소질 재료는, 탄소질 재료, 탄소질 액체 제품, 탄소질 공업 액체 리사이클, 탄소질 도시 고형 폐기물 (msw), 탄소질 도시 폐기물, 탄소질 농업 재료, 탄소질 임업 재료, 탄소질 목재 폐기물, 탄소질 건축 재료, 탄소질 식물성 재료, 탄소질 공업 폐기물, 탄소질 발효 폐기물, 탄소질 석유화학제품 부산물, 탄소질 알콜 생성 부산물, 탄소질 석탄, 타이어, 플라스틱, 폐기 플라스틱, 코크스 오븐 타르, 파이버소프트 (fibersoft), 리그닌 (lignin), 흑액, 폴리머, 폐기 폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PETA), 폴리스티렌 (PS), 오수 슬러지, 가축 배설물, 작물 잔해, 에너지 작물, 임업 가공 잔해, 목재 가공 잔해, 축산 폐기물, 가금 폐기물, 식품 가공 잔해, 발효 공정 폐기물, 에탄올 부산물, 스펜트 그레인 (spent grain), 스펜트 마이크로오거니즘, 또는 이들의 조합으로부터 선택된 복수의 탄소질 재료를 포함한다.
일 양태에서, 탄소질 재료는 물을 포함한다. 일 양태에서, 탄소질 재료는 약 50 중량% 미만의 물을 포함한다. 일 양태에서, 탄소질 재료는 약 25 중량% 미만의 물을 포함한다. 일 양태에서, 탄소질 재료는 약 15 중량% 미만의 물을 포함한다. 일 양태에서, 탄소질 재료의 수분 함량은 예비 건조에 의해 감소된다. 일 양태에서, 탄소질 재료는 건량 기준 또는 무수분 기준으로 약 25 중량% 초과의 탄소를 포함한다. 일 양태에서, 탄소질 재료는 건량 기준 또는 무수분 기준으로 약 50 중량% 초과의 탄소를 포함한다. 일 양태에서, 탄소질 재료는 건량 기준 또는 무수분 기준으로 약 0 내지 약 50 중량% 의 산소를 포함한다. 일 양태에서, 탄소질 재료는 건량 기준 또는 무수분 기준으로 약 0 내지 약 25 중량% 의 수소를 포함한다. 일 양태에서, 탄소질 재료는 건량 기준 또는 무수분 기준으로 약 25 중량% 미만의 애시를 포함한다. 일 양태에서, 탄소질 재료는 건량 기준 또는 무수분 기준으로 약 15 중량% 미만의 애시를 포함한다.
전술한 바와 같이, 가스화 장치에 의해 생성된 합성가스는 합성가스 냉각기에서 냉각되어, 하류에서의 사용, 즉 발효를 위한 냉각된 합성가스를 생성하고 아세트산, 에탄올 등의 화학물질을 생성한다. 합성가스 냉각기는 종래기술에 공지된 열교환 설비 또는 열교환기일 수 있다. 예컨대, 합성가스 냉각기는 이하의 것으로부터 선택될 수 있다: 쉘-튜브 열교환기, 플레이트 열교환기, 플레이트-프레임 열교환기, 관형 열교환기, 이중-파이프 열교환기, 헤어-핀 (hair-pin) 열교환기, 싱글-패스 열교환기, 멀티-패스 열교환기, 플레이트-핀 (plate-fin) 열교환기, 스파이럴 열교환기 및 이들의 조합.
냉각된 합성가스는 하류에서의 사용 이전에 제거되어야 하는 오염물질을 포함할 수도 있다. 오염물질의 제거는 냉각된 합성가스를 화학작용제로 처리함으로써 달성될 수 있다. 따라서, 냉각된 합성가스에는 하나 이상의 화학작용제가 첨가되어, 화학물질을 함유하는 냉각된 합성가스가 생성될 수도 있다. 화학물질을 함유하는 냉각된 합성가스는 먼지 수집 시스템 (즉, 백-하우스) 에서 처리되어, 화학적 잔류물이 제거되고 따라서 청정한 냉각된 합성가스가 생성될 수도 있다. 청정한 냉각된 합성가스는 다운 스트림 프로세싱 또는 열적 산화 유닛에 보내질 수도 있다. 청정한 냉각된 합성가스는 선택적으로 하류에서의 사용 이전에 켄치 타워 (quench tower) 에서 추가로 냉각될 수 있다.
먼지 수집 시스템은 가스로부터 고체 입자 (미세 입자, 먼지) 를 포획하거나, 분리하거나 여과하는데 효과적이다. 먼지 수집 시스템은 블로어, 먼지 필터, 필터-클리닝 시스템 및 먼지 리셉터클 또는 먼지 제거 시스템의 하나 이상을 포함할 수도 있다. 먼지 수집 시스템은 관성 분리기 타입의 먼지 수집기, 패브릭 필터 타입의 먼지 수집기 (백-하우스), 습식 스크러버, 정전 침전기 또는 유닛 수집기일 수 있다. 일 양태에서, 먼지 수집 시스템은 백-하우스이다.
가스화 구역 및 열처리 구역을 포함하는 가스화 장치의 경우, 열처리 구역은 기동중에 냉각될 수도 있고, 오염되거나 퇴적물 형성될 수도 있고, 하류의 배관 또는 합성가스 냉각기에서 오염 또는 퇴적물 형성에 기여할 수도 있다. 그러므로, 열처리 구역이 적절히 데워질 때까지 가스화 장치는 기동 모드로 작동되는 것이 종종 바람직하다. 예컨대 일 양태에서, 열처리 구역이 약 900 ℃ 의 온도를 달성할 때까지 가스화 장치는 기동 모드로 작동된다. 열처리 구역이 적어도 약 900 ℃ 의 온도를 달성할 때까지는 생성 모드의 작동이 시작되지 않는다. 선택적으로, 열처리 구역이 적어도 약 900 ℃ 의 온도를 달성할 때까지, 생성된 제 1 합성가스의 전부 또는 일부는 열적 산화 유닛에 보내진다. 일 실시형태에서, 열처리 구역이 약 1000 ℃ 의 온도를 달성할 때까지 가스화 장치는 기동 모드로 작동된다. 열처리 구역이 적어도 약 1000 ℃ 의 온도를 달성할 때까지는 생성 모드의 작동이 시작되지 않는다. 선택적으로, 열처리 구역이 적어도 약 1000 ℃ 의 온도를 달성할 때까지, 생성된 제 1 합성가스의 전부 또는 일부는 열적 산화 유닛에 보내진다.
일 양태에서, 합성가스 냉각기를 빠져나오는 합성가스의 적어도 일부는 합성가스 냉각기의 입구 온도를 식히고 그리고/또는 합성가스 냉각기에 진입하는 가스의 선속도를 증가시키기 위해 가스화 장치에 다시 재순환된다. 일 양태에서, 합성가스 냉각기를 빠져나오는 합성가스의 적어도 일부는 연결 구역을 통해 합성가스 냉각기에 진입하는 가스의 선속도를 증가시키기 위해 가스화 장치의 연결 구역에 다시 재순환되고, 가스화 구역은 가스화 구역 및 연결 구역에 의해 연결된 열처리 구역을 포함한다.
도 1 내지 4 는 프로세스의 여러 가지의 양태를 도시한다. 도 1 은, 가스화 장치에서 분자 산소로 처리하여 탄소질 재료를 가스화하여 고온의 합성가스를 생성하고 이어서 합성가스 냉각기에서 상기 고온의 합성가스를 냉각시켜 냉각상태의 합성가스를 생성하는 것을 포함하는 일 양태의 프로세스의 개략적인 다이어그램이다. 도 1 을 참조하면, 탄소질 재료 공급물 (100) 이 가스화 장치 (200) 에 도입된다. 가스화 장치에 분자 산소 함유 가스 (150) 가 공급되고, 따라서 탄소질 재료 공급물은 탄소질 재료의 화학적 변형을 개시하고 용이하게 하기 위해 분자 산소로 처리된다. 탄소질 재료 공급물의 적어도 일부는 가스화 장치에서 가스화되어 가스상 생성물 또는 합성가스 (250) 를 생성한다. 탄소질 재료의 가스화로부터 생성된 일산화탄소 (CO) 및 이산화탄소 (CO2) 의 상대적인 양을 제어하기 위해 가스화 장치로의 산소의 공급이 제어될 수 있다. 고온의 합성가스는 이어서 합성가스 냉각기 (300) 에서 냉각되어, 냉각된 합성가스 (350) 가 생성된다. 애시 (220) 의 스트림은 가스화 장치로부터 제거된다.
도 2 는, 가스화 장치에서 분자 산소로 처리하여 탄소질 재료를 가스화하여 고온의 합성가스를 생성하고 이어서 합성가스 냉각기에서 상기 고온의 합성가스를 냉각시켜 냉각상태의 합성가스를 생성하는 것을 포함하고, 냉각된 합성가스의 적어도 일부를 재순환시켜 합성가스 냉각기로의 진입 이전의 상기 고온의 합성가스와 혼합시키는 일 양태의 프로세스의 개략적인 다이어그램이다. 도 2 를 참조하면, 탄소질 재료 공급물 (100) 이 가스화 장치 (200) 에 도입된다. 가스화 장치에 분자 산소 함유 가스 (150) 가 공급되고, 따라서 탄소질 재료 공급물은 탄소질 재료의 화학적 변형을 개시하고 용이하게 하기 위해 분자 산소로 처리된다. 탄소질 재료 공급물의 적어도 일부는 가스화 장치에서 가스화되어 가스상 생성물 또는 합성가스 (250) 를 생성한다. 탄소질 재료의 가스화로부터 생성된 일산화탄소 (CO) 및 이산화탄소 (CO2) 의 상대적인 양을 제어하기 위해 가스화 장치로의 산소의 공급이 제어될 수 있다. 고온의 합성가스는 이어서 합성가스 냉각기 (300) 에서 냉각되어, 냉각된 합성가스 (350) 가 생성된다. 냉각된 합성가스 (450) 의 적어도 일부는 재순환되어, 합성가스 냉각기로의 진입 이전의 고온의 합성가스와 혼합된다. 냉각된 합성가스의 재순환을 용이하게 하기 위해 압축기 (400) 가 사용된다. 애시 (220) 의 스트림은 가스화 장치로부터 제거된다.
도 3 은, 가스화 장치에서 분자 산소로 처리하여 탄소질 재료를 가스화하여 고온의 합성가스를 생성하고 이어서 합성가스 냉각기에서 상기 고온의 합성가스를 냉각시켜 냉각상태의 합성가스를 생성하는 것을 포함하고, 냉각된 합성가스의 적어도 일부를 재순환시켜 합성가스 냉각기로의 진입 이전의 상기 고온의 합성가스와 혼합시키고, 가스화 장치가 2 개의 반응 구역, 즉 가스화 구역, 및 연결 구역을 통해 연결된 열처리 구역을 포함하는 일 양태의 프로세스의 개략적인 다이어그램이다. 도 3 을 참조하면, 탄소질 재료 공급물 (100) 이 가스화 장치의 가스화 구역 (201) 에 도입된다. 가스화 장치의 가스화 구역에 분자 산소 함유 가스 (150) 가 공급되고, 따라서 탄소질 재료 공급물은 탄소질 재료의 화학적 변형을 개시하고 용이하게 하기 위해 분자 산소로 처리된다. 탄소질 재료 공급물의 적어도 일부는 가스화 구역에서 가스화되어 생 가스상 생성물 (생 합성가스) 을 생성한다. 생 합성가스는 연결 구역 (203) 을 통과한다. 연결 구역에는 분자 산소 (202) 가 도입되어 생 합성가스와 혼합된다. 생 합성가스와 분자 산소를 포함하는 혼합물은 열처리 구역 (204) 에 진입한다. 열처리 구역에도 또한 분자 산소가 도입될 수 있다. 생 합성가스가 열처리 구역에서 열처리되어서, 고온의 합성가스 (250) 가 생성된다. 탄소질 재료의 가스화로부터 생성된 일산화탄소 (CO) 및 이산화탄소 (CO2) 의 상대적인 양을 제어하기 위해 가스화 장치 (가스화 구역, 연결 구역 및 열처리 구역중의 하나 이상의 구역) 로의 산소의 공급이 제어될 수 있다. 고온의 합성가스는 이어서 합성가스 냉각기 (300) 에서 냉각되어, 냉각된 합성가스 (350) 가 생성된다. 냉각된 합성가스 (450) 의 적어도 일부는 재순환되어, 합성가스 냉각기로의 진입 이전의 고온의 합성가스와 혼합된다. 냉각된 합성가스의 재순환을 용이하게 하기 위해 압축기 (400) 가 사용된다. 애시 (220) 의 스트림은 가스화 장치로부터 제거된다.
도 4 는, 가스화 장치에서 분자 산소로 처리하여 탄소질 재료를 가스화하여 고온의 합성가스를 생성하고 이어서 합성가스 냉각기에서 상기 고온의 합성가스를 냉각시켜 냉각상태의 합성가스를 생성하는 것을 포함하고, 냉각된 합성가스의 적어도 일부를 재순환시켜 합성가스 냉각기로의 진입 이전의 상기 고온의 합성가스와 혼합시키고, 고온의 그리고 냉각된 합성가스의 하나 이상의 적어도 일부를 열적 산화 유닛에 보낼 수 있고, 냉각된 합성가스의 적어도 일부를 백-하우스에서 프로세싱할 수 있는 일 양태의 프로세스의 개략적인 다이어그램이다. 도 4 를 참조하면, 탄소질 재료 공급물 (100) 이 가스화 장치 (200) 에 도입된다. 가스화 장치에 분자 산소 함유 가스 (150) 가 공급되고, 따라서 탄소질 재료 공급물은 탄소질 재료의 화학적 변형을 개시하고 용이하게 하기 위해 분자 산소로 처리된다. 탄소질 재료 공급물의 적어도 일부는 가스화 장치에서 가스화되어 가스상 생성물 또는 합성가스 (250) 를 생성한다. 탄소질 재료의 가스화로부터 생성된 일산화탄소 (CO) 및 이산화탄소 (CO2) 의 상대적인 양을 제어하기 위해 가스화 장치로의 산소의 공급이 제어될 수 있다. 고온의 합성가스는 이어서 합성가스 냉각기 (300) 에서 냉각되어, 냉각된 합성가스 (350) 가 생성된다. 냉각된 합성가스 (450) 의 적어도 일부는 재순환되어, 합성가스 냉각기로의 진입 이전의 고온의 합성가스와 혼합된다. 냉각된 합성가스의 재순환을 용이하게 하기 위해 압축기 (400) 가 사용된다. 고온의 합성가스의 적어도 일부는 프로세싱 및 처분 (750) 을 위해 열적 산화 유닛 (700) 에 보내질 수 있다. 냉각된 합성가스의 적어도 일부는 열적 산화 유닛에 보내질 수 있다. 냉각된 합성가스는 하류에서의 사용 이전에 제거되어야 하는 오염물질을 포함할 수도 있다. 오염물질의 제거는 화학작용제를 첨가함으로써 달성될 수 있다. 따라서, 냉각된 합성가스에 하나 이상의 화학작용제 (500) 가 첨가되어, 화학물질을 함유하는 냉각된 합성가스 (550) 가 생성될 수 있다. 화학물질을 함유하는 냉각된 합성가스는 백-하우스 (600) 에서 처리되어, 화학적 잔류물 (오염물질을 갖는 화학작용제) 이 제거되고 청정한 냉각된 합성가스 (650) 가 생성되며, 청정한 냉각된 합성가스는 다운 스트림 프로세싱 또는 열적 산화 유닛에 보내진다. 청정한 냉각된 합성가스는 선택적으로 하류에서의 사용 이전에 켄치 타워 (quench tower) 에서 추가로 냉각될 수 있다 (다이어그램에서는 미도시됨). 애시 (220) 의 스트림은 가스화 장치로부터 제거된다.
실시예
예 1: 생성 모드에서 가스화에 의해 생성된 합성가스의 고체 로드 (solid load)
생성 모드에서 사용되는 공급 속도의 약 절반의 공급 속도로 가스화기에 탄소질 재료를 제공하여 가스화 장치를 기동 모드로 작동시켰다. 가스화기에는, 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 40 내지 50 lb-몰의 공급 속도로 산소를 공급했다. 전술한 바와 같이, 산소의 유용성을 증가시키는 가스화기로의 얼마간의 공기 누설은 허용되었다.
약 700 ℃ 내지 약 1000 ℃ 의 제 1 목표 온도를 얻기 위해 전술한 바와 같이 기동 모드하에서 가스화기를 기동하는 때, 가스화 장치로의 탄소질 재료의 공급 속도를 증가시켰다. 가스화 장치에는, 무수분의 탄소질 재료의 1 톤당 약 50 내지 약 90 lb-몰의 속도로 분자 산소 함유 가스를 공급했다. 또한 가스화기에는, 무수분의 탄소질 재료의 1 톤당 약 10 내지 약 15 lb-몰의 속도로 이산화탄소의 스트림을 공급했다.
이 작동중에 생성된 고온의 합성가스가 이어서 합성가스 냉각기에서 냉각되어, 냉각된 합성가스가 생성된다. 냉각된 합성가스가 백-하우스에서 처리되어, 고체 잔류물이 제거되고 청정한 냉각된 합성가스가 생성된다. 청정한 냉각된 합성가스는, 약 25 내지 약 35 몰% 의 CO, 약 30 내지 약 40 몰% 의 CO2, 약 10 내지 약 20 몰% 의 H2, 약 15 내지 약 25 몰% 의 N2 및 소량의 CH4 를 포함했다. 백-하우스는 생성된 청정한 냉각된 합성가스 시간당 1000 lbs당 시간당 약 1.5 내지 약 3.5 lbs 고체를 제거했다.
백-하우스로부터의 잔류물의 분석
기동 모드: 합성가스중의 낮은 레벨의 고체 잔류물; 생성 모드의 작동이 뒤따를 수 있음.
생성 모드: 합성가스중의 실시가능한 레벨의 고체 잔류물 (기동 모드에 비해 고체의 3배 증가)
여기에 개시된 본 발명은 특정한 실시형태, 실시예 및 그 응용에 의해 기재되었으나, 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 일탈하지 않고서 당업자에 의해 여러 가지의 수정 및 변형이 가능하다.

Claims (51)

  1. 합성가스의 생성 프로세스로서,
    제 1 합성가스가 제 1 목표 온도에 도달할 때까지 탄소질 재료를 가스화하여 약 0.5 미만의 CO/CO2 몰비를 가지는 제 1 합성가스를 생성하는 것, 및
    상기 제 1 목표 온도의 도달시에, 탄소질 재료를 가스화하여 상기 제 1 합성가스보다 더 큰 CO/CO2 몰비를 가지는 제 2 합성가스를 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄소질 재료의 가스화는 가스화 장치에서 발생하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 0 내지 약 100 lb-몰의 속도로 분자 산소를 도입하여 상기 제 1 합성가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 합성가스의 온도는 상기 가스화 장치의 내측 및/또는 하류의 하나 이상의 지점에서 측정되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가스화 장치의 내측 및/또는 외측의 하나 이상의 지점에서의 제 1 합성가스의 온도가 상기 제 1 목표 온도에 도달하는 때에, 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 0 내지 약 100 lb-몰의 속도로 분자 산소를 도입하여 상기 제 2 합성가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 목표 온도는 약 700 ℃ 내지 약 1000 ℃ 인 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기에 통과시켜, 냉각된 제 1 합성가스를 생성하고, 상기 제 2 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기에 통과시켜, 냉각된 제 2 합성가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  8. 제 7 항에 있어서,
    합성가스가 1 초당 약 24 미터 초과의 선속도로 상기 합성가스 냉각기를 통과하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 합성가스가 상기 제 1 목표 온도에 도달할 때까지 상기 제 1 합성가스의 적어도 일부를 열적 산화 유닛에 제공하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  10. 합성가스의 생성 프로세스로서,
    (a) 탄소질 재료 및 분자 산소를 가스화 장치에 첨가하여 0.5 미만의 CO/CO2 몰비를 가지는 제 1 합성가스를 생성하는 것,
    (b) 상기 가스화 장치의 하류의 제 1 합성가스의 온도를 측정하는 것, 및
    (c) 합성가스 냉각기로의 진입 이전의 제 1 합성가스의 온도가 제 1 목표 온도를 달성하는 때에, 상기 가스화 장치에서의 탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가를 감소시켜, 상기 제 1 합성가스의 몰비보다 더 큰 CO/CO2 몰비를 가지는 제 2 합성가스를 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 합성가스의 온도는 합성가스 냉각기로의 진입 이전에 측정되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 합성가스의 온도는 합성가스 냉각기의 하류에서 측정되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기에 통과시켜, 냉각된 제 1 합성가스를 생성하고, 상기 제 2 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기에 통과시켜, 냉각된 제 2 합성가스를 생성하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  14. 제 10 항에 있어서,
    단계 (a) 에서의 분자 산소의 소스는 공기, 산소 풍부 공기, 순수 산소 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  15. 제 10 항에 있어서,
    단계 (c) 에서의 분자 산소의 소스는 공기, 산소 풍부 공기, 순수 산소 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  16. 제 10 항에 있어서,
    단계 (a) 에서의 분자 산소의 소스는 공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  17. 제 10 항에 있어서,
    단계 (c) 에서의 분자 산소의 소스는 순수 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 목표 온도는 약 700 ℃ 내지 약 1000 ℃ 인 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 목표 온도는 약 750 ℃ 내지 약 850 ℃ 인 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  20. 제 10 항에 있어서,
    탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가를 감소시키는 것은 탄소질 재료의 첨가 속도를 증가시키는 것에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  21. 제 10 항에 있어서,
    탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가를 감소시키는 것은 분자 산소의 첨가 속도를 감소시키는 것에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉각된 제 1 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기를 통과하기 이전의 제 1 합성가스의 일부와 혼합시켜 상기 냉각된 제 1 합성가스를 생성하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 냉각된 제 2 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기를 통과하기 이전의 제 2 합성가스의 적어도 일부와 혼합시키는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 합성가스 냉각기를 통해 흐르는 상기 제 1 합성가스 및 상기 냉각된 제 1 합성가스의 혼합물의 선속도는 약 24 미터/초 초과인 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 합성가스 냉각기를 통해 흐르는 상기 제 2 합성가스 및 상기 냉각된 제 2 합성가스의 혼합물의 선속도는 약 24 미터/초 초과인 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  26. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 합성가스의 CO/CO2 몰비는 약 1.0 초과인 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  27. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 합성가스의 CO/CO2 몰비는 약 1.5 초과인 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  28. 제 10 항에 있어서,
    상기 가스화 장치는 이동 층 (moving bed), 고정 층, 유동 층, 연행 (entrained) 유동, 역류 ("업 드래프트 (up draft)"), 병류 ("다운 드래프트 (down draft)"), 역류 고정 층, 병류 고정 층, 역류 이동 층, 병류 이동 층 크로스 드래프트, 하이브리드, 크로스 유동, 크로스 유동 이동 층, 그 일부 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  29. 제 10 항에 있어서,
    상기 가스화 장치는 하나 이상의 반응 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  30. 제 10 항에 있어서,
    상기 가스화 장치는 탄소질 재료를 가스화하여 생 (raw) 합성가스를 생성하기 위한 가스화 구역 및 상기 생 합성가스를 열적으로 처리하여 제 1 합성가스 또는 제 2 합성가스를 생성하기 위한 열처리 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  31. 제 30 항에 있어서,
    단계 (c) 이전에 상기 열처리 구역에서 적어도 약 900 ℃ 의 온도를 달성하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  32. 제 30 항에 있어서,
    단계 (c) 이전에 상기 열처리 구역에서 적어도 약 1000 ℃ 의 온도를 달성하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  33. 제 10 항에 있어서,
    열적 산화 유닛에서 상기 제 1 합성가스, 제 2 합성가스, 냉각된 제 1 합성가스 및 냉각된 제 2 합성가스의 하나 이상의 적어도 일부를 처리하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  34. 제 10 항에 있어서,
    상기 가스화 장치의 하류의 제 1 합성가스의 온도가 제 1 목표 온도를 달성할 때까지 열적 산화 유닛에서 상기 제 1 합성가스의 적어도 일부를 처리하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  35. 제 30 항에 있어서,
    상기 열처리 구역에서 적어도 약 900 ℃ 의 온도를 달성할 때까지 열적 산화 유닛에서 상기 제 1 합성가스의 적어도 일부를 처리하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  36. 제 10 항에 있어서,
    상기 합성가스 냉각기는 쉘-튜브 열교환기, 플레이트 열교환기, 플레이트-프레임 열교환기, 관형 열교환기, 이중-파이프 열교환기, 헤어-핀 (hair-pin) 열교환기, 싱글-패스 열교환기, 멀티-패스 열교환기, 플레이트-핀 (plate-fin) 열교환기, 스파이럴 열교환기 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  37. 제 10 항에 있어서,
    단계 (c) 에서 스팀 및 CO2 의 하나 이상을 첨가하는 것을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  38. 제 10 항에 있어서,
    단계 (a) 에서, 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 50 lb-몰 미만의 스팀 또는 건량 기준으로 탄소질 재료의 1 톤당 약 50 lb-몰 미만의 CO2 가 첨가되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 생성 프로세스.
  39. 가스화 장치에서 탄소질 재료를 가스화하여 합성가스를 생성하는 것을 포함하는 프로세스로서,
    (a) 탄소질 재료 및 분자 산소를 가스화 장치에 첨가하여 0.5 미만의 CO/CO2 몰비를 가지는 제 1 합성가스를 생성하는 것,
    (b) 상기 제 1 합성가스의 적어도 일부를 합성가스 냉각기에 통과시켜, 냉각된 제 1 합성가스를 생성하는 것,
    (c) 상기 냉각된 제 1 합성가스의 적어도 일부를 먼지 수집 시스템에 통과시켜, 청정한 합성가스를 생성하는 것,
    (d) 상기 먼지 수집 시스템의 출구에서 상기 청정한 합성가스의 온도를 측정하는 것, 및
    (e) 상기 청정한 합성가스의 온도가 제 2 목표 온도를 달성하는 때에, 상기 가스화 장치에서의 탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가를 감소시켜, 상기 제 1 합성가스의 몰비보다 더 큰 CO/CO2 몰비를 가지는 제 2 합성가스를 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 제 2 목표 온도는 약 100 ℃ 내지 약 200 ℃ 인 것을 특징으로 하는 프로세스.
  41. 제 39 항에 있어서,
    상기 제 2 목표 온도는 약 100 ℃ 내지 약 150 ℃ 인 것을 특징으로 하는 프로세스.
  42. 제 39 항에 있어서,
    상기 합성가스는 10 ppm 미만의 타르를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
  43. 합성가스의 냉각 프로세스로서,
    합성가스를 합성가스 냉각기에 통과시켜, 냉각된 합성가스를 생성하는 것, 및
    상기 냉각된 합성가스의 적어도 일부를 상기 합성가스 냉각기의 입구에 재순환시켜, 상기 합성가스 냉각기의 입구에서의 온도를 760 ℃ 이하로 유지하는 것을 포함하고,
    상기 합성가스 냉각기의 입구를 통한 선속도는 적어도 24 미터/초인 것을 특징으로 하는 합성가스의 냉각 프로세스.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 합성가스의 CO/CO2 몰비는, 제 1 합성가스가 재순환된 상기 냉각된 합성가스와의 혼합 이전에 목표 온도 미만인 때에, 약 0.5 미만으로 유지되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 냉각 프로세스.
  45. 제 44 항에 있어서,
    상기 목표 온도는 약 700 ℃ 내지 약 1000 ℃ 인 것을 특징으로 하는 합성가스의 냉각 프로세스.
  46. 제 43 항에 있어서,
    상기 합성가스의 CO/CO2 몰비는, 제 1 합성가스가 재순환된 상기 냉각된 합성가스와의 혼합 이전에 목표 온도 초과인 때에, 약 1 초과로 유지되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 냉각 프로세스.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 목표 온도는 약 700 ℃ 내지 약 1000 ℃ 인 것을 특징으로 하는 합성가스의 냉각 프로세스.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 목표 온도는 약 750 ℃ 내지 약 850 ℃ 인 것을 특징으로 하는 합성가스의 냉각 프로세스.
  49. 제 43 항에 있어서,
    상기 합성가스의 타르 당량 함량은 약 10 ppm 미만으로 유지되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 냉각 프로세스.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 타르 당량은 벤젠, 알콜 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 탄화수소와 등가인 것을 특징으로 하는 합성가스의 냉각 프로세스.
  51. 제 43 항에 있어서,
    CO/CO2 몰비는, 가스화 장치에 대한 탄소질 재료의 단위 질량당 분자 산소의 첨가를 제어함으로써 유지되는 것을 특징으로 하는 합성가스의 냉각 프로세스.
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Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012528925A (ja) 2009-06-02 2012-11-15 サーモケム リカバリー インターナショナル インコーポレイテッド 一体化された燃料電池発電システムを有するガス化装置
BR112013010886A2 (pt) 2010-11-05 2016-08-02 Thermochem Recovery Int Inc sistema de circulação de sólidos e processo para captura e conversão de sólidos reativos
US20120255301A1 (en) 2011-04-06 2012-10-11 Bell Peter S System for generating power from a syngas fermentation process
EP2707464A1 (en) * 2011-05-11 2014-03-19 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for producing purified synthesis gas
US8673181B2 (en) * 2011-08-11 2014-03-18 Kellogg Brown & Root Llc Systems and methods for starting up a gasifier
WO2013049368A1 (en) 2011-09-27 2013-04-04 Thermochem Recovery International, Inc. System and method for syngas clean-up
WO2013142945A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Natural Resources Supplemental burner for conversion of biomass and related solid fuel
JP6248495B2 (ja) * 2013-09-18 2017-12-20 株式会社Ihi ガス化ガス中のタールの改質装置
WO2016037070A1 (en) * 2014-09-04 2016-03-10 Ag Energy Solutions, Inc. Apparatuses, systems, tar crackers, and methods for gasifying having at least two modes of operation
FI126357B (en) 2014-11-14 2016-10-31 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Process and apparatus for gasification of raw material and gaseous product
US10774267B2 (en) * 2014-11-21 2020-09-15 Kevin Phan Method and device for converting municipal waste into energy
CN104845677A (zh) * 2015-03-30 2015-08-19 天津渤化永利化工股份有限公司 一种降低煤气化炉过热段入口合成气温度的方法
GB2539447B (en) 2015-06-16 2017-07-05 Sage & Time Llp Converting a carbonaceous feedstock into a product gas e.g. methane gas
US11041006B2 (en) 2015-12-28 2021-06-22 Riken Compositions for use in recovering or ameliorating deterioration of physiological functions due to aging
EP4215289A1 (en) 2016-02-16 2023-07-26 ThermoChem Recovery International, Inc. Two-stage energy-integrated product gas generation system and method
EP3210939A1 (en) * 2016-02-24 2017-08-30 Casale SA A reactor for oxidation of ammonia in the production of nitric acid
ES2923073T3 (es) 2016-03-25 2022-09-22 Thermochem Recovery Int Inc Sistema de generación de producto gaseoso integrada en energía de tres fases
ES2966552T3 (es) * 2016-06-03 2024-04-22 Wildfire Energy Pty Ltd Producción de un gas y métodos para ello
US10197014B2 (en) 2016-08-30 2019-02-05 Thermochem Recovery International, Inc. Feed zone delivery system having carbonaceous feedstock density reduction and gas mixing
US10364398B2 (en) 2016-08-30 2019-07-30 Thermochem Recovery International, Inc. Method of producing product gas from multiple carbonaceous feedstock streams mixed with a reduced-pressure mixing gas
US10197015B2 (en) 2016-08-30 2019-02-05 Thermochem Recovery International, Inc. Feedstock delivery system having carbonaceous feedstock splitter and gas mixing
JP6822025B2 (ja) * 2016-09-12 2021-01-27 株式会社Ihi タール改質装置
US11203725B2 (en) * 2017-04-06 2021-12-21 LLT International (Ireland) Ltd. Systems and methods for gasification of carbonaceous materials
US10329506B2 (en) 2017-04-10 2019-06-25 Thermochem Recovery International, Inc. Gas-solids separation system having a partitioned solids transfer conduit
US10717102B2 (en) 2017-05-31 2020-07-21 Thermochem Recovery International, Inc. Pressure-based method and system for measuring the density and height of a fluidized bed
US9920926B1 (en) 2017-07-10 2018-03-20 Thermochem Recovery International, Inc. Pulse combustion heat exchanger system and method
GB2567229A (en) * 2017-10-07 2019-04-10 Narasimhamurthy Prakashkumar Set-up for continuous production of H2 , CO, granulated fertiliser slag from the molten slag and sequestering CO2 from the flue exhaust
EP3694956B1 (en) * 2017-10-12 2023-07-12 Danmarks Tekniske Universitet A gasification unit, a method for producing a product gas and use of such a method
US10099200B1 (en) 2017-10-24 2018-10-16 Thermochem Recovery International, Inc. Liquid fuel production system having parallel product gas generation
KR102549843B1 (ko) * 2018-11-19 2023-06-29 란자테크, 인크. 발효와 가스화의 통합
CN109652127A (zh) * 2018-11-30 2019-04-19 浙江天禄环境科技有限公司 一种利用低阶煤中挥发分制备包含c1-c2的烃类的方法和系统
US11447576B2 (en) * 2019-02-04 2022-09-20 Eastman Chemical Company Cellulose ester compositions derived from recycled plastic content syngas
US11370983B2 (en) 2019-02-04 2022-06-28 Eastman Chemical Company Gasification of plastics and solid fossil fuels
US11781080B2 (en) * 2019-08-21 2023-10-10 Ags Energy (Ireland) Limited Gasification apparatus with controller for negative pressure
US11555157B2 (en) 2020-03-10 2023-01-17 Thermochem Recovery International, Inc. System and method for liquid fuel production from carbonaceous materials using recycled conditioned syngas
GB2593231B (en) 2020-03-17 2022-03-23 Velocys Tech Limited Process
US11466223B2 (en) 2020-09-04 2022-10-11 Thermochem Recovery International, Inc. Two-stage syngas production with separate char and product gas inputs into the second stage
US11827859B1 (en) 2022-05-03 2023-11-28 NuPhY, Inc. Biomass gasifier system with rotating distribution manifold

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5145491A (en) * 1990-11-07 1992-09-08 Gerhard Schmitt Process of controlling the starting up of the gasification of solid fuels in a fluidized state
JP2003511545A (ja) * 1999-10-12 2003-03-25 テルモゼレクト・アクチェンゲゼルシャフト 廃棄物を処理及び利用するための方法及び装置
JP2006131820A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 流動層ガス化方法及び装置
JP2009536258A (ja) * 2006-05-05 2009-10-08 プラスコエナジー アイピー ホールデイングス，エス．エル．，ビルバオ，シャフハウゼン ブランチ プラズマトーチ熱を使用したガス改質システム

Family Cites Families (117)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2815007A (en) * 1951-12-12 1957-12-03 Babcock & Wilcox Co Synthesis gas generator
US3787192A (en) * 1972-03-02 1974-01-22 Mcdowell Wellman Eng Co Process for coal gasification
NL178134C (nl) * 1974-06-17 1986-02-03 Shell Int Research Werkwijze en inrichting voor het behandelen van een heet produktgas.
US3963457A (en) * 1974-11-08 1976-06-15 Koppers Company, Inc. Coal gasification process
US3980592A (en) 1974-12-23 1976-09-14 Texaco Development Corporation Recovery of particulate carbon from synthesis gas
US4072625A (en) 1975-03-03 1978-02-07 Imperial Chemical Industries Limited Steam-hydrocarbon process
US4017271A (en) 1975-06-19 1977-04-12 Rockwell International Corporation Process for production of synthesis gas
US4172425A (en) * 1977-10-31 1979-10-30 Consumat Systems, Inc. Incinerator with improved means for transferring burning waste through the combustion chamber
DE2836175A1 (de) * 1978-08-18 1980-02-28 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum vergasen fester, feinkoerniger brennstoffe
US4270493A (en) * 1979-01-08 1981-06-02 Combustion Engineering, Inc. Steam generating heat exchanger
US4326856A (en) * 1979-05-30 1982-04-27 Texaco Development Corporation Production of cleaned and cooled synthesis gas
US4279622A (en) * 1979-07-13 1981-07-21 Texaco Inc. Gas-gas quench cooling and solids separation process
US4248604A (en) * 1979-07-13 1981-02-03 Texaco Inc. Gasification process
US4308034A (en) * 1980-05-19 1981-12-29 Hoang Dinh C Apparatus for incinerating and gasifying biomass material
US4490156A (en) * 1981-06-10 1984-12-25 Texaco Inc. Partial oxidation system
IN156182B (ko) * 1981-11-16 1985-06-01 Shell Int Research
US4461674A (en) * 1981-12-31 1984-07-24 Allis-Chalmers Corporation Apparatus for recovery of different weight fractions of oil from shale
US4497637A (en) * 1982-11-22 1985-02-05 Georgia Tech Research Institute Thermochemical conversion of biomass to syngas via an entrained pyrolysis/gasification process
JPS61250092A (ja) * 1985-04-30 1986-11-07 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 固体有機物のガス化方法
US4749383A (en) * 1986-06-04 1988-06-07 Mansfield Carbon Products Method for producing low and medium BTU gas from coal
US4823741A (en) 1987-12-11 1989-04-25 Shell Oil Company Coal gasification process with inhibition of quench zone plugging
US4805561A (en) * 1987-12-11 1989-02-21 Shell Oil Company Coal gasification process with inhibition of quench zone plugging
US4823742A (en) * 1987-12-11 1989-04-25 Shell Oil Company Coal gasification process with inhibition of quench zone plugging
US4805562A (en) * 1987-12-11 1989-02-21 Shell Oil Company Coal gasification process with inhibition of quench zone plugging
US4865625A (en) * 1988-05-02 1989-09-12 Battelle Memorial Institute Method of producing pyrolysis gases from carbon-containing materials
DE3816340A1 (de) * 1988-05-13 1989-11-23 Krupp Koppers Gmbh Verfahren und vorrichtung zum kuehlen eines heissen produktgases, das klebrige bzw. schmelzfluessige partikel enthaelt
US4859213A (en) * 1988-06-20 1989-08-22 Shell Oil Company Interchangeable quench gas injection ring
DK315289A (da) * 1988-06-30 1989-12-31 Shell Int Research Fremgangsmaade til omdannelse af forureninger i en raa hoejtrykssyntesegasstroem med hoej temperatur
JPH0816229B2 (ja) * 1988-10-18 1996-02-21 三菱重工業株式会社 ガス中のタールおよびアンモニアの分解装置
US4959080A (en) * 1989-06-29 1990-09-25 Shell Oil Company Process for gasification of coal utilizing reactor protected interally with slag coalescing materials
DE3929766A1 (de) * 1989-09-07 1991-03-14 Krupp Koppers Gmbh Anlage fuer die erzeugung eines produktgases aus einem feinteiligen kohlenstofftraeger
AU1449992A (en) 1992-03-05 1993-10-05 Technische Universiteit Delft Method and apparatus for combusting a carbonaceous material
DE4310447A1 (de) * 1993-03-31 1994-10-06 Krupp Koppers Gmbh Verfahren zur Kühlung von durch Vergasung gewonnenem Rohgas
JP2544584B2 (ja) * 1994-04-11 1996-10-16 株式会社日立製作所 石炭ガス化炉及び石炭ガス化炉の使用方法
ZA969708B (en) * 1995-12-15 1997-06-20 Krupp Polysius Ag Prevention of snowmen and removal of lumps in clinker coolers
RU2117687C1 (ru) * 1996-12-20 1998-08-20 Акционерное общество открытого типа "Энергетический институт им.Г.М.Кржижановского" Установка для термической переработки твердых топлив
US5944034A (en) * 1997-03-13 1999-08-31 Mcnick Recycling, Inc. Apparatus and method for recycling oil laden waste materials
US6033447A (en) 1997-06-25 2000-03-07 Eastman Chemical Company Start-up process for a gasification reactor
US5984998A (en) 1997-11-14 1999-11-16 American Iron And Steel Institute Method and apparatus for off-gas composition sensing
JP4137266B2 (ja) * 1999-01-28 2008-08-20 新日本製鐵株式会社 還元鉄製造方法
US7090707B1 (en) * 1999-11-02 2006-08-15 Barot Devendra T Combustion chamber design for a quench gasifier
PT1303629E (pt) 2000-07-25 2006-10-31 Emmaus Foundation Inc Metodos para aumentar a producao de etanol a partir da fermantacao microbiana
DE10062320A1 (de) 2000-12-14 2002-06-20 Borsig Gmbh Abhitzekessel zum Kühlen von heißem Synthesegas
US20030046868A1 (en) * 2001-03-12 2003-03-13 Lewis Frederic Michael Generation of an ultra-superheated steam composition and gasification therewith
JP2003161414A (ja) * 2001-11-27 2003-06-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ストーカ式廃棄物ガス化焼却装置及び焼却方法
US7022992B2 (en) 2002-01-17 2006-04-04 American Air Liquide, Inc. Method and apparatus for real-time monitoring of furnace flue gases
JP3824267B2 (ja) * 2002-11-20 2006-09-20 日本碍子株式会社 廃棄物からの可燃性ガス回収装置
JP4255279B2 (ja) * 2002-12-27 2009-04-15 独立行政法人科学技術振興機構 固体燃料ガス化システム
JP2005060533A (ja) * 2003-08-12 2005-03-10 Chugai Ro Co Ltd バイオマスガス化システムの燃料ガス改質装置
US20050095183A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-05 Biomass Energy Solutions, Inc. Process and apparatus for biomass gasification
EP1531147A1 (en) * 2003-11-06 2005-05-18 CASALE ChEMICALS S.A. Catalytic secondary reforming process and reactor for said process
JP4312632B2 (ja) * 2004-03-03 2009-08-12 中外炉工業株式会社 バイオマスガス化システムおよびその運転方法
KR100637340B1 (ko) 2004-04-09 2006-10-23 김현영 고온 개질기
JP2006028211A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Kawasaki Heavy Ind Ltd 廃棄物ガス化装置
DE102004039076A1 (de) 2004-08-12 2006-02-23 Sms Demag Ag Berührungslose Abgasmessung mittels FTIR-Spektroskopie an metallurgischen Aggregaten
FI20055237L (fi) 2005-05-18 2006-11-19 Foster Wheeler Energia Oy Menetelmä ja laitteisto hiilipitoisen materiaalin kaasuttamiseksi
CN100543116C (zh) * 2005-08-19 2009-09-23 中国科学院过程工程研究所 制备无焦油产品气的贫氧流化燃烧下吸式气化方法及装置
JP5289055B2 (ja) 2005-10-21 2013-09-11 テイラー・バイオマス・エナジー・エルエルシー 現場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）タール除去によるガス化プロセスとシステム
US7587995B2 (en) * 2005-11-03 2009-09-15 Babcock & Wilcox Power Generation Group, Inc. Radiant syngas cooler
JP4790412B2 (ja) * 2005-12-28 2011-10-12 中外炉工業株式会社 バイオマスガス化装置
EP2007855B1 (en) 2006-03-24 2017-01-11 Res Usa, Llc Biomass gasification system
NZ546496A (en) 2006-04-07 2008-09-26 Lanzatech New Zealand Ltd Gas treatment process
FI118647B (fi) * 2006-04-10 2008-01-31 Valtion Teknillinen Menetelmä tervamaisia epäpuhtauksia sisältävän kaasun reformoimiseksi
KR101424614B1 (ko) * 2006-04-11 2014-08-01 서모 테크놀로지스 엘엘씨 고체 탄소물질의 합성가스 발생 방법 및 장치
KR20090031863A (ko) 2006-05-05 2009-03-30 플라스코에너지 아이피 홀딩스, 에스.엘., 빌바오, 샤프하우젠 브랜치 측면 이동 시스템을 구비한 수평으로 배향된 가스화기
NZ573217A (en) 2006-05-05 2011-11-25 Plascoenergy Ip Holdings S L Bilbao Schaffhausen Branch A facility for conversion of carbonaceous feedstock into a reformulated syngas containing CO and H2
AU2007247899A1 (en) 2006-05-05 2007-11-15 Plascoenergy Ip Holdings, S.L., Bilbao, Schaffhausen Branch A gas conditioning system
US7552701B2 (en) * 2006-05-16 2009-06-30 Shell Oil Company Boiler for making super heated steam and its use
US20080169449A1 (en) 2006-09-08 2008-07-17 Eltron Research Inc. Catalytic membrane reactor and method for production of synthesis gas
WO2008033812A2 (en) 2006-09-11 2008-03-20 Purdue Research Foundation System and process for producing synthetic liquid hydrocarbon
CN1931959B (zh) * 2006-09-28 2010-10-20 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 利用生物质制造合成气的复合循环式高温气化工艺方法
EP1918352B1 (en) 2006-11-01 2009-12-09 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Solid carbonaceous feed to liquid process
US20100115841A1 (en) 2007-02-16 2010-05-13 David Cork Drying and gasification process
CN102057222B (zh) * 2007-02-27 2013-08-21 普拉斯科能源Ip控股公司毕尔巴鄂-沙夫豪森分公司 具有加工过的原料/焦炭转化和气体重组的气化系统
CN101285004B (zh) * 2007-04-11 2010-12-15 中国科学院工程热物理研究所 一种多功能能源装置
WO2008129676A1 (ja) * 2007-04-18 2008-10-30 K.E.M. Corporation コークス炉ガス用改質器
US20080280236A1 (en) 2007-05-08 2008-11-13 Wright Roger G Solid fuel compositions, processes for preparing solid fuel, and combustion processes
US8153027B2 (en) 2007-07-09 2012-04-10 Range Fuels, Inc. Methods for producing syngas
US8142530B2 (en) 2007-07-09 2012-03-27 Range Fuels, Inc. Methods and apparatus for producing syngas and alcohols
US20090014689A1 (en) * 2007-07-09 2009-01-15 Range Fuels, Inc. Methods and apparatus for producing syngas and alcohols
CA2693680A1 (en) * 2007-07-09 2009-01-15 Range Fuels, Inc. Methods and apparatus for producing syngas
US8236071B2 (en) 2007-08-15 2012-08-07 General Electric Company Methods and apparatus for cooling syngas within a gasifier system
US9074152B2 (en) 2007-09-12 2015-07-07 General Electric Company Plasma-assisted waste gasification system
EP2205701A4 (en) 2007-10-09 2011-10-26 Rentech Inc SYSTEMS AND METHODS FOR OXIDATION OF SYNTHESIS GAS TARS
US8328889B2 (en) * 2007-12-12 2012-12-11 Kellogg Brown & Root Llc Efficiency of gasification processes
US7932298B2 (en) 2007-12-13 2011-04-26 Gyco, Inc. Method and apparatus for reducing CO2 in a stream by conversion to a syngas for production of energy
US7923476B2 (en) 2007-12-13 2011-04-12 Gyco, Inc. Method and apparatus for reducing CO2 in a stream by conversion to a syngas for production of energy
DE102007062413B3 (de) * 2007-12-20 2009-09-10 Conera Process Solutions Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Wiederaufbereitung von CO2-haltigen Abgasen
JP5166910B2 (ja) 2008-01-29 2013-03-21 三菱重工業株式会社 石炭ガス化炉の起動方法および起動装置
UA104719C2 (uk) 2008-02-28 2014-03-11 Кронес Аг Спосіб та пристрій для конверсії вуглецевмісної сировини
US8697405B2 (en) 2008-03-11 2014-04-15 Ineos Usa Llc Process for the production of ethanol and butanol
DE102008027858A1 (de) 2008-06-11 2009-12-17 Jörg HO Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines teerfreien Brenngases
JP5282455B2 (ja) * 2008-06-17 2013-09-04 株式会社Ｉｈｉ ガス化ガスの改質方法及び装置
US8592190B2 (en) * 2009-06-11 2013-11-26 Ineos Bio Limited Methods for sequestering carbon dioxide into alcohols via gasification fermentation
JP2011524933A (ja) * 2008-06-20 2011-09-08 イネオス ユーエスエイ リミテッド ライアビリティ カンパニー ガス化発酵により二酸化炭素をアルコールに隔離する方法
EP2303993A4 (en) 2008-06-25 2013-01-23 Nexterra Systems Corp GENERATION OF PURE SYNGAS FROM BIOMASS
US20100044643A1 (en) 2008-08-22 2010-02-25 Hunton Energy Holdings, LLC Low NOx Gasification Startup System
EP2334765A2 (en) * 2008-10-08 2011-06-22 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process to prepare a gas mixture of hydrogen and carbon monoxide
US8192647B2 (en) 2008-12-19 2012-06-05 Enerkem Inc. Production of synthesis gas through controlled oxidation of biomass
TW201026395A (en) * 2008-12-24 2010-07-16 Conocophillips Co Tar-free gasification system and process
US8357216B2 (en) * 2009-04-01 2013-01-22 Phillips 66 Company Two stage dry feed gasification system and process
US20100256246A1 (en) 2009-04-06 2010-10-07 Rentech, Inc. System and method for conditioning biomass-derived synthesis gas
US20100273899A1 (en) * 2009-04-22 2010-10-28 Range Fuels, Inc. Integrated, high-efficiency processes for biomass conversion to synthesis gas
US20100294179A1 (en) * 2009-05-18 2010-11-25 Covanta Energy Corporation Gasification combustion system
JP5400505B2 (ja) * 2009-07-06 2014-01-29 バブコック日立株式会社 コークス炉ガスの無触媒改質方法及び改質装置
CN102549115B (zh) * 2009-07-29 2014-12-10 詹姆斯·马修·梅森 用于下吸式气化的系统和方法
US8759047B2 (en) * 2009-09-16 2014-06-24 Coskata, Inc. Process for fermentation of syngas from indirect gasification
US8597934B2 (en) * 2009-10-30 2013-12-03 Coskata, Inc. Process for controlling sulfur in a fermentation syngas feed stream
MX2012010064A (es) * 2010-03-01 2013-02-15 Plascoenergy Ip Holdings S L Bilbao Schaffhausen Branch Sistema de conversion de carbono con zonas de procesamiento integradas.
US8580152B2 (en) 2010-04-13 2013-11-12 Ineos Usa Llc Methods for gasification of carbonaceous materials
US8585789B2 (en) 2010-04-13 2013-11-19 Ineos Usa Llc Methods for gasification of carbonaceous materials
US8999021B2 (en) 2010-04-13 2015-04-07 Ineos Usa Llc Methods for gasification of carbonaceous materials
US8691115B2 (en) * 2010-04-29 2014-04-08 Indiana University Research And Technology Corporation System and method for controlling char in biomass reactors
US8377154B2 (en) * 2010-05-18 2013-02-19 Kellogg Brown & Root Llc Gasification system and process for maximizing production of syngas and syngas-derived products
CN201713504U (zh) * 2010-05-24 2011-01-19 中国科学院广州能源研究所 一种生物质复合气化装置
CN101906339A (zh) * 2010-08-05 2010-12-08 中国石油大学(北京) 煤气化和甲烷化一体化生产代用天然气的工艺及装置
US20120255301A1 (en) 2011-04-06 2012-10-11 Bell Peter S System for generating power from a syngas fermentation process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5145491A (en) * 1990-11-07 1992-09-08 Gerhard Schmitt Process of controlling the starting up of the gasification of solid fuels in a fluidized state
JP2003511545A (ja) * 1999-10-12 2003-03-25 テルモゼレクト・アクチェンゲゼルシャフト 廃棄物を処理及び利用するための方法及び装置
JP2006131820A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 流動層ガス化方法及び装置
JP2009536258A (ja) * 2006-05-05 2009-10-08 プラスコエナジー アイピー ホールデイングス，エス．エル．，ビルバオ，シャフハウゼン ブランチ プラズマトーチ熱を使用したガス改質システム

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EP3453747A1 (en) 2019-03-13
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US9745529B2 (en) 2017-08-29
BR112013025722B1 (pt) 2020-10-27
EP2694432A2 (en) 2014-02-12
JP2014510189A (ja) 2014-04-24
CA2832434A1 (en) 2012-10-11
CN103958649A (zh) 2014-07-30
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EA027587B1 (ru) 2017-08-31
JP2017133013A (ja) 2017-08-03
EP2694626B1 (en) 2018-06-13
CA2832431A1 (en) 2013-03-07
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EP3301143A1 (en) 2018-04-04
CA3035043A1 (en) 2013-03-07
AR085932A1 (es) 2013-11-06
CN103874749B (zh) 2017-05-17
MX354778B (es) 2018-03-21
BR112013025724B1 (pt) 2019-04-09
CN104039935A (zh) 2014-09-10
EP2694624A1 (en) 2014-02-12
NZ617148A (en) 2015-09-25
BR112013025727A2 (pt) 2018-05-02
US20140246626A1 (en) 2014-09-04
ES2660963T3 (es) 2018-03-26
JP2014512435A (ja) 2014-05-22
MY188922A (en) 2022-01-13
US20150232771A1 (en) 2015-08-20
CN105907423A (zh) 2016-08-31
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AU2012375190A1 (en) 2013-11-14
AU2012302236A1 (en) 2013-11-14
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WO2012138762A1 (en) 2012-10-11
EP2694623A1 (en) 2014-02-12
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CN103874749A (zh) 2014-06-18
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US20150037229A1 (en) 2015-02-05
US9051523B2 (en) 2015-06-09
TW201249979A (en) 2012-12-16
CR20130573A (es) 2014-03-13
RU2013149044A (ru) 2015-05-20
US20200017784A1 (en) 2020-01-16
MX2013011708A (es) 2014-04-25
AU2012240302B2 (en) 2017-04-13
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CN103874751B (zh) 2016-06-22
ZA201308266B (en) 2016-08-31
KR20190006025A (ko) 2019-01-16
AR085864A1 (es) 2013-10-30
CN103874751A (zh) 2014-06-18
US20120256130A1 (en) 2012-10-11

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Publication Publication Date Title
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US20230220289A1 (en) Process and apparatus for producing synthesis gas through thermochemical conversion of biomass and waste materials
US20200239795A1 (en) A method for reducing the tar content in pyrolysis gas
US20130165535A1 (en) Methanation Of A Syngas
NZ617115B2 (en) Method of operation of process to produce syngas from carbonaceous material

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