KR20170140192A - 고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 응축가능한 성분, 특히 타르를 함유하는 고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법에 관한 것으로, 상기 합성 가스는 멀티-스테이지 냉각 프로세스에서 순차적으로 제 1 냉각 스테이지, 제 2 냉각 스테이지 및 제 3 냉각 스테이지를 통과하고, 상기 합성 가스는, 적어도 부분적인 냉각 이후에, 적어도 하나의 응축가능한 성분을 분리하기 위한 적어도 하나의 분리 디바이스를 거친다. 상기 방법에서, 합성 가스는 제 1 냉각 스테이지에서 적어도 하나의 응축가능한 성분의 응축 온도를 초과하는 온도까지 냉각되고, 제 2 냉각 스테이지는 제 3 냉각 스테이지 및 적어도 하나의 분리 단계 이후에 분기되는 합성 가스의 부분량을 합성 가스 스트립으로 복귀시키는 것을 포함한다.

Description

고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법{METHOD FOR COOLING A HOT SYNTHESIS GAS}
본 발명은 적어도 하나의 응축가능한 성분 부분, 특히 타르를 함유하는 고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법에 관한 것으로, 멀티-단계 냉각 프로세스에서 상기 합성 가스는 제 1 냉각 스테이지, 제 2 냉각 스테이지 및 제 3 냉각 스테이지를 순차적으로 통과하고, 상기 합성 가스는 적어도 부분적인 냉각 이후에 적어도 하나의 응축가능한 성분 부분을 분리하기 위한 적어도 하나의 분리 단계를 거친다.
또한, 본 발명은 이러한 방법을 수행하기 위한 디바이스에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 바이오매스를 사용하는 가스화 플랜트에서 제조되는 합성 가스의 냉각에 관한 것이다. 합성 가스는 주요 성분 부분이 CO 및 H2 인 가스로 일반적으로 이해된다.
특히, 본 발명에 따라 냉각되는 합성 가스는 정지형 (stationary) 유동층을 수용하기 위한 가스화 구역 및 이동형 (transporting) 유동층을 수용하기 위한 연소 구역을 포함하는 가스화 플랜트로부터 유래하고, 상기 가스화 구역 및 상기 연소 구역은 각 경우에 층 재료의 순환을 가능하게 하기 위한 사이펀 또는 수축부 (constriction) 와 같은 잠금형 디바이스에 의해 두 개의 위치들에서 서로 연결되고, 상기 가스화 구역은 연소 재료를 충전하기 위한 충전 개구, 가스 배출부, 및 특히 스트림 또는 CO2 를 분사하기 위한 노즐 베이스를 구비하고, 상기 연소 구역은 가스화 구역으로부터 연소 구역으로 진입하는 층 재료를 유동화하기 위한 공기 공급부를 구비한다.
이러한 유형의 가스화 플랜트는 특허 공보 AT 405 937 B 로부터 공지되어 있다. 이러한 가스화 플랜트는, 이종의 생물 기원 연료 및 플라스틱을 재활용하고 또한 이들로부터 가능한 한 높은 칼로리량을 갖는 무질소 연소 가스 또는 합성 가스를 추출하기 위하여 사용될 수 있고, 이는 발전 또는 유기 생성물의 합성에 적합하다. 여기에서 절차는, 연료가 스팀 및/또는 CO2 에 의해 유동화되는 정지형 유동층으로서 형성된 가스화 구역 내로 도입되고, 공기 배제 하에서 탈가스되어 유동 가스 또는 가스화 수단 (스팀 및/또는 CO2) 과의 반응에 의해 그리고 층 재료의 열의 도움으로 부분적으로 가스화된다는 것이다. 프로세스에서 상승하는 생성물 가스는 추출되고, 가스화되지 않은 잔류 연료를 갖는 냉각된 층 재료는 예를 들어 수축부와 같은 잠금형 디바이스를 통해 연소 구역에 진입한다. 연소 구역에서, 잔류 연료를 갖는 층 재료는 공기에 의해 유동화되면서, 급속하게 순환되는 유동층을 형성하고, 잔류 연료는 연소된다. 사이클론에서 연소 폐가스의 분리 후에, 층 재료는 가스화 구역의 정지형 유동층에, 예를 들어 사이펀과 같은 잠금형 디바이스를 통해 충전된다.
특히, 니켈 및/또는 니오븀기에 대해 촉매 반응으로 작용하는 층 재료를 이용함으로써, 탈가스화 및 가스화 동안 형성된 가스는, 사실상 가연성 성분 부분들로서 오직 CO, CO2, H2, 및 스팀이 존재하거나, 고칼로리량의 메탄 풍부 가스가 생성된다는 점에서 정제될 수 있다.
가스화 플랜트를 빠져나오는 합성 가스는 600 - 800 ℃ 의 온도를 일반적으로 가지고, 고체의, 분진형 성분 부분들과 응축가능한 성분 부분, 예컨대 특히 타르를 함유한다. 따라서, 합성 가스는 냉각 및 세척되어야 한다. 대부분의 절차는 합성 가스가 초기에 냉각 디바이스에서 냉각되어, 분진형 성분 부분들이 필터, 특히 직물 필터에서 분리될 수 있다는 것이다. 타르 오염은 하류 가스 스크러버에서 제거되고, 세정되어 냉각된 합성 가스는 송풍기에 의한 압축 이후에 가스 엔진에서 전기로 직접 변환될 수 있다.
응축가능한 성분 부분, 특히 타르를 함유하는 합성 가스의 냉각 동안, 응축가능한 성분 부분이 냉각 디바이스에서 응축 및 세틀링 (settle) 되고, 특히 각각의 열 교환기가 일정 시간 후에 냉각 디바이스를 클로깅하며, 이는 플랜트의 중단으로 이어진다는 문제가 발생한다. 타르의 경우에, 200 - 500 ℃ 의 온도에서의 응축이 관찰될 수 있다. 하지만, 분리 단계의 범위 내에서 이러한 낮은 온도 레벨이 고체 성분 부분을 분리하기 위한 표준 필터들의 사용을 허용하므로, 합성 가스는 200 ℃ 미만의 온도 레벨까지 분리 단계 이전에 유리하게는 이미 냉각되고, 이러한 필터는 고온 적용용 특수 필터보다 저렴한 비용으로 이용가능하다. 또한, 온도가 낮으면 합성 가스 체적이 낮아지고, 그 결과 필요한 필터 표면적이 줄여지고, 이는 마찬가지로 비용 절감을 초래한다.
정당한 한계 내에서 각각의 열 교환기 스테이지의 길이를 유지하고 또한 각각의 스테이지 내에서 속도를 최적으로 조절하기 위하여, 냉각은 복수의 연속 스테이지에서 대부분 발생한다. 분리 스테이지 이전의 마지막 열 교환기의 단부 구역에서, 적어도 하나의 응축가능한 성분 부분의 응축 온도 미만으로 냉각하는 동안 응축물의 세틀링이 관찰될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 프로세스에서 생성되어 플랜트에 악영향을 미치는 응축물 없이 분리 단계 이전에 응축 온도보다 낮은 온도로 합성 가스를 냉각시키는 것이 가능한, 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법 및 디바이스를 형성하는 것이다.
이러한 목적을 해결하기 위하여, 본 발명에는 초반에 언급된 유형의 방법이 실질적으로 제공되고, 합성 가스는 제 1 냉각 스테이지에서 적어도 하나의 응축가능한 성분 부분의 응축 온도보다 높은 온도로 냉각되고 또한 제 2 냉각 스테이지는 제 3 냉각 스테이지 이후에 그리고 적어도 하나의 분리 단계 이후에 분기되는 합성 가스의 부분량을 합성 가스 유동으로 재순환시키는 것을 포함한다.
따라서, 냉각 스테이지들은, 제 1 냉각 스테이지에서 합성 가스가 적어도 하나의 응축가능한 성분 부분의 응축 온도보다 높은 온도로 단지 냉각되도록 구성되어, 예를 들어 이 스테이지에서 타르의 응축이 확실하게 회피된다. 이러한 냉각 스테이지에서, 종래의 열 교환기들이 따라서 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명은 제 1 냉각 스테이지에서 합성 가스 유동이 적어도 하나의 열 교환기, 바람직하게는 직렬로 연결된 두 개의 열 교환기들을 통해 전달되는 방식으로 바람직하게는 추가로 발달한다. 특히 바람직하게는, 예를 들어 튜브형 퓸 냉각기와 같은 간단한 구성의 비용 효과적인 열 교환기들은 특히 바람직하게는 제 1 냉각 스테이지에서 사용될 수 있다. 튜브형 퓸 냉각기에서, 바람직하게는 수직하게 세워진 퓸 튜브는 냉각 재킷에 의해 둘러싸인다. 냉각되는 합성 가스가 퓸 튜브를 통해 전달되는 동안, 냉각 재킷은 퓸 튜브에서 가열되는 물과 같은 냉각 매체에 의해 관류된다.
합성 가스의 추가 냉각, 특히 본 발명에 따른 적어도 하나의 응축가능한 성분 부분의 응축 온도 미만으로의 이러한 냉각은 이제 추가의 열 교환기에서 발생하지 않고, 냉각된 합성 가스를 합성 가스의 메인 유동에 혼합시킴으로써 발생하고, 그 결과 합성 가스의 켄칭 (quenching) 이 달성된다. 프로세스에서, 냉각된 합성 가스는 제 3 냉각 스테이지 이후에 그리고 적어도 하나의 분리 단계 이후에 분기되고, 따라서 적어도 하나의 응축가능한 성분 부분, 특히 타르가 거의 없다. 제 2 냉각 스테이지가 합성 가스 메인 유동을 재순환되어 냉각된 합성 가스와 혼합시키기 위하여 혼합 디바이스만을 필요로 한다는 사실로 인해, 응축물의 디포지션의 위험이 낮고, 재순환되고, 냉각되고 또한 세정되는 합성 가스를 혼합하는 것은 대응하는 희석, 즉 합성 가스의 총량에 기초한 응축물 비율의 감소로 이어지므로, 이러한 냉각 스테이지에서 응축물의 발생은 용이하게 받아들여질 수 있다.
재순환되는, 냉각되고 또한 세정되는 합성 가스는 이것이 가스 스크러빙을 통과한 후에 바람직하게는 얻어진다. 이와 관련하여, 본 발명은 제 3 냉각 스테이지 및 분리 단계가 가스 스크러버에서 합성 가스의 스크러빙을 포함하는 방식으로 추가로 발달한다.
분리 단계는 특히 언급된 가스 스크러빙에 더하여 고체 성분 부분들을 분리하기 위한 여과를 포함할 수 있다. 우선적으로, 여과는 가스 스크러빙의 상류에 배열된다.
바람직하게는, 제 1 냉각 스테이지에서 합성 가스는 280 ℃ 초과의 온도까지 냉각된다는 것이 제공된다. 이는, 예를 들어 타르가 응축되지 않았거나 단지 작은 정도로 응축하는 온도 범위이다.
바람직한 절차는, 제 2 냉각 스테이지에서 합성 가스가 200 ℃ 이하, 특히 150 - 200 ℃ 의 온도까지, 즉 예를 들어 타르가 응축하는 온도까지 냉각된다.
제 3 냉각 스테이지에서, 합성 가스는 20 - 70 ℃ 의 온도로 우선적으로 냉각된다.
바람직한 실시형태에 따른 온도 조절은, 재순환된 합성 가스량이 제 2 냉각 스테이지와 제 3 냉각 스테이지 사이에 배열된 온도 센서의 측정값에 따라 조절된다는 점에서 성공한다. 따라서, 온도 센서는 제 2 냉각 스테이지 (실제 값) 후의 합성 가스의 온도를 측정하고, 이러한 값을 각각의 원하는 세트 포인트 값과 비교하며, 세트 포인트 값과 실제 값 사이의 차이에 따라, 재순환되고 냉각된 합성 가스량은 증가되거나 감소된다.
추가의 양태에 따라, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 디바이스에 관한 것으로, 상기 디바이스는 제 1 냉각 스테이지용의 제 1 냉각 디바이스, 제 2 냉각 스테이지, 제 3 냉각 스테이지용의 제 3 냉각 디바이스, 및 합성 가스의 유동 방향으로 제 2 냉각 스테이지의 하류에 배열된 분리 단계 용의 적어도 하나의 분리 디바이스를 포함한다. 디바이스는, 제 2 냉각 스테이지가 제 3 냉각 스테이지 이후에 그리고 적어도 하나의 분리 디바이스 이후에 분기되는 합성 가스의 부분량을 합성 가스 유동으로 재순환시키기 위한 재순환 라인을 포함한다는 점에서 실질적으로 특징지어진다.
디바이스의 바람직한 실시형태는, 제 1 냉각 디바이스가 적어도 하나의 열 교환기, 바람직하게는 차례로 관류될 수 있는 두 개의 열 교환기들을 포함한다는 것을 제공한다. 이러한 경우의 열 교환기는 튜브형 퓸 냉각기에 의해 형성될 수 있다.
제 3 냉각 디바이스 및 분리 디바이스는 가스 스크러버를 유리하게는 포함한다. 분리 디바이스는 고체 성분 부분들을 분리하기 위한 필터를 추가로 포함할 수 있다.
이하에서, 본 발명은 도면에 개략적으로 도시된 예시적인 실시형태에 의해 더 상세하게 설명된다.
도 1 은 본 발명을 설명하는데 중요한 것에 한해서 바이오매스의 가스화를 위한 플랜트의 유동 다이어그램을 도시한다.
가스화는 AT 405 937 B 에 개시된 유형의 이중 유동층 가스화기에서 일어난다. 이중 유동층 가스화기는 유동층 (3) 을 수용하기 위한 가스화 구역 (2) 을 갖는 가스화 반응기 (1) 를 포함한다. 가스화 반응기 (1) 에는 예를 들어 우드 칩 형태의 바이오매스가 공급된다. 공급은 이송 디바이스 (5), 예를 들어 스크류 또는 피스톤 컨베이어에 의해 충전 컨테이너 (4) 로부터 수행된다. 가스화 반응기 (1) 에서, 사용된 바이오매스의 가스화는 대체로 산소 배제 하에서 대기압 및 대략 850 ℃ 의 온도에서 일어난다. 가스화 반응기 (1) 는, 가스화 구역 (2) 에서 형성되는 합성 가스를 배출하기 위한 가스 배출부 (6) 및 특히 스팀 또는 CO2 를 분사하기 위한 노즐 베이스 (7) 를 구비한다. 스팀 및/또는 CO2 를 분사하는 것은 유동층 (3) 의 순환을 보장하고, 따라서 연료의 균일한 가열을 보장한다.
이중 유동층 가스화기는 유동층을 수용하기 위한 연소 챔버 (8) 를 추가로 포함하고, 9 에서 공기가 분사된다. 가스화 반응기 (1) 및 연소 챔버 (8) 는 잠금형 디바이스 (10) 에 의해 베이스 구역에서 서로 연결되어, 가스화 반응기 (1) 내에서 아래로 가라앉는 탈가스화된 그리고 부분 가스화된 연료가 층 재료와 공동으로 연소 챔버 (8) 에 진입할 수 있다. 연소 챔버 (8) 에서, 잠금형 디바이스 (1) 를 통해 공급된 연료의 연소가 일어나고, 그 결과 연소 챔버 (8) 의 유동층의 온도가 상승한다. 층 재료는 사이클론 (1) 에서 배기 가스로부터 분리된다. 배기 가스는 12 에서 배출되고, 적절하게 배기 가스 처리부에 공급된다. 층 재료는 사이펀 (13) 을 통해 가스화 반응기 (1) 로 다시 전달되고, 여기에서 열 입력이 발생한다.
예를 들어, 층 재료는 감람석 및 애쉬로 이루어질 수 있고, 이는 가스화 반응기 (1) 및 연소 챔버 (8) 를 통해 회로에서 순환한다. 따라서, 가스화 반응기 (1) 및 연소 챔버 (8) 의 두 개의 유동층 시스템들은 층 재료 회로에 의해 연결되고, 가스 교환은 사이펀 (13) 에 의해 방지된다.
고온의, 분진 및 타르-함유 합성 가스는 타르가 응축되지 않도록 열 교환기들 (14 및 15) 에서 초기에 냉각되고, 그 결과 열 교환기 (15) 에서 디포짓들이 방지된다. 이어서, 분진형 성분 부분들은 직물 필터 (16) 에서 분리된다. 그러면, 타르 오염물들의 주요 부분은 가스 스크러버 (17) 에서 제거되고, 합성 가스는, 송풍기 (18) 에 의한 압축 이후에, 가스 엔진 (19) 에서 전기로 직접 변환될 수 있다. 여분의 합성 가스는 가스 연도 (20) 에 공급된다. 바이오디젤은 예를 들어 가스 스크러버 (17) 용 세척 매체로서 사용될 수 있고, 이는 21 에서 가스 스크러버로 공급되고, 여기에서 타르 성분들이 유리하게는 용해된다.
세척되어 냉각된 합성 가스의 부분량은 22 에서 분기되고, 또한 23 에서, 즉 열 교환기 (15) 와 직물 필터 (16) 사이에서 합성 가스 유동으로 재순환된다. 재순환된 합성 가스를 갖는 열 교환기 (15) 로부터 비롯되는 합성 가스의 혼합으로 인해, 냉각이 달성되고, 적절하게는, 타르 성분 부분들의 응축으로 이어진다.
따라서, 총 세 개의 냉각 스테이지들이 실현된다. 제 1 냉각 스테이지에서, 합성 가스는 열 교환기들 (14 및 15) 에서 800 ℃ 초과에서 대략 250 - 300 ℃ 까지 냉각된다. 제 2 냉각 스테이지는 23 에서 재순환된 합성 가스량과 합성 가스를 혼합함으로써 달성되고, 이러한 켄칭 프로세스는 150 - 200 ℃ 까지의 합성 가스의 냉각을 유발한다. 제 3 냉각 스테이지에서, 합성 가스는 가스 스크러버 (17) 에서 대략 20 - 60 ℃ 까지 냉각된다.

Claims (14)

  1. 적어도 하나의 응축가능한 성분 부분, 특히 타르를 함유하는 고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법으로서,
    멀티-스테이지 냉각 프로세스에서 상기 합성 가스는 제 1 냉각 스테이지, 제 2 냉각 스테이지 및 제 3 냉각 스테이지를 순차적으로 통과하고,
    상기 합성 가스는, 적어도 부분적인 냉각 이후에, 상기 적어도 하나의 응축가능한 성분 부분을 분리하기 위한 적어도 하나의 분리 단계를 거치고,
    상기 제 1 냉각 스테이지에서 상기 합성 가스는 상기 적어도 하나의 응축가능한 성분 부분의 응축 온도를 초과하는 온도까지 냉각되고,
    상기 제 2 냉각 스테이지는 상기 제 3 냉각 스테이지 이후에 그리고 상기 적어도 하나의 분리 단계 이후에 분기되는 합성 가스의 부분량을 합성 가스 유동으로 재순환시키는 것을 포함하는, 고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 냉각 스테이지에서 상기 합성 가스는 적어도 하나의 열 교환기, 바람직하게는 순차적으로 관류되는 두 개의 열 교환기들 (14, 15) 을 통해 전달되는 것을 특징으로 하는, 고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 냉각 스테이지 및 상기 분리 단계는 가스 스크러버 (17) 에서의 상기 합성 가스의 스크러빙을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 분리 단계는 고체 성분 부분들을 분리하기 위한 여과를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합성 가스는 상기 제 1 냉각 스테이지에서 280 ℃ 초과의 온도까지 냉각되는 것을 특징으로 하는, 고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합성 가스는 상기 제 2 냉각 스테이지에서 200 ℃ 이하의 온도, 특히 150 - 200 ℃ 의 온도까지 냉각되는 것을 특징으로 하는, 고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 합성 가스는 상기 제 3 냉각 스테이지에서 20 - 70 ℃ 의 온도까지 냉각되는 것을 특징으로 하는, 고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    재순환된 합성 가스량은 상기 제 2 냉각 스테이지와 상기 제 3 냉각 스테이지 사이에 배열된 온도 센서의 측정값에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는, 고온 합성 가스를 냉각시키기 위한 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 디바이스로서,
    상기 제 1 냉각 스테이지용의 제 1 냉각 디바이스, 제 2 냉각 스테이지, 상기 제 3 냉각 스테이지용의 제 3 냉각 디바이스, 및 상기 합성 가스의 유동 방향으로 상기 제 2 냉각 스테이지의 하류에 배열되는 분리 단계용의 적어도 하나의 분리 디바이스를 포함하고,
    상기 제 2 냉각 스테이지는 상기 제 3 냉각 스테이지 및 상기 적어도 하나의 분리 디바이스 후에 분기되는 합성 가스의 부분량을 합성 가스 유동으로 재순환시키기 위한 재순환 라인을 포함하는, 디바이스.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 냉각 디바이스는 적어도 하나의 열 교환기, 바람직하게는 순차적으로 관류될 수 있는 두 개의 열 교환기들 (14, 15) 을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  11. 제 10 항에 있어서,
    열 교환기 (14, 15) 가 튜브형 퓸 냉각기 (tubular fume cooler) 에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  12. 제 9 항, 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 3 냉각 디바이스 및 상기 분리 디바이스는 가스 스크러버 (17) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분리 디바이스는 고체 성분 부분들을 분리하기 위한 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 냉각 스테이지와 상기 제 3 냉각 스테이지 사이에 합성 가스 온도를 측정하기 위한 온도 센서가 배열되고, 상기 온도 센서의 측정값은 재순환된 합성 가스량을 상기 측정값에 따라 조절하기 위한 조절 요소를 구비하는 제어 유닛으로 보내지는 것을 특징으로 하는, 디바이스.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017210044A1 (de) * 2017-06-14 2018-12-20 Thyssenkrupp Ag Nachbehandlungsanordnung und Verfahren zum Nachbehandeln von zumindest Gasen stromab einer Wirbelschichtvergasung sowie Logikeinheit und Verwendung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001506288A (ja) * 1996-12-18 2001-05-15 メタルゲゼルシャフト・アクチエンゲゼルシャフト 循環流動層中で固体燃料をガス化させる方法
US20050095183A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-05 Biomass Energy Solutions, Inc. Process and apparatus for biomass gasification
WO2010049592A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Upm-Kymmene Corporation Method and apparatus for producing liquid biofuel from solid biomass
WO2013068643A1 (en) * 2011-11-09 2013-05-16 Upm-Kymmene Corporation A method and a system for producing liquid fuel from biomass

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE969533C (de) * 1937-10-03 1958-06-12 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Reinigung von Synthesegas
GB1326455A (en) 1971-01-26 1973-08-15 Texaco Development Corp Hydrotorting of shale to produce shale oil
DE2853989C2 (de) * 1978-12-14 1980-07-31 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Verfahren zum Behandeln von wasserhaltigem Kondensat aus der Kühlung des Rohgases der Druckvergasung
GB2125060B (en) * 1982-08-04 1986-08-28 British Gas Corp Purifying aqueous effluents in synthesis gas purification
EP0133622A3 (en) * 1983-08-08 1985-04-03 Texaco Development Corporation Simultaneous production of clean dewatered and clean saturated streams of synthesis gas
DD241609B3 (de) * 1985-10-10 1993-02-25 Energiewerk Schwarze Pumpe Ag Verfahren zur verwertung von teer-oel-feststoff-wassergemischen aus festbettvergasungsanlagen
AT405937B (de) 1995-11-03 1999-12-27 Austrian Energy & Environment Verfahren zur erzeugung eines stickstoffarmen gases und vergasungsanlage
US6964696B2 (en) * 2002-12-04 2005-11-15 Texaco, Inc. Method and apparatus for treating synthesis gas and recovering a clean liquid condensate
JP4568876B2 (ja) * 2004-03-30 2010-10-27 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 フィッシャートロプシュ合成用合成ガスの製造方法および製造装置
SE531101C2 (sv) * 2006-12-14 2008-12-16 Rolf Ljunggren Förfarande och anläggning för framställning av syntesgas från biomassa
FR2910489B1 (fr) * 2006-12-22 2009-02-06 Inst Francais Du Petrole Procede de production d'un gaz de synthese purifie a partir de biomasse incluant une etape de purification en amont de l'oxydation partielle
DE102007025785B4 (de) * 2007-06-01 2013-02-21 Lurgi Gmbh Vorrichtung zum Behandeln von Synthesegas
EP2267102A1 (de) * 2009-06-24 2010-12-29 CTU - Conzepte Technik Umwelt AG System und Verfahren zur Aufbereitung von Gas aus einer Biomasse-Vergasung
BRPI1013793A2 (pt) * 2009-06-26 2016-04-05 Dall Energy Holding Aps método e sistema para limpeza e recuperação de calor de gases quentes.
DE102009052506B4 (de) * 2009-11-11 2015-08-20 Air Liquide Global E&C Solutions Germany Gmbh Gaswäscher mit integriertem Wärmetauscher
US8783215B2 (en) * 2011-03-09 2014-07-22 Lockheed Martin Corporation Tar scrubber for energy recovery from gasification operations
CA2852761C (en) 2011-10-26 2017-05-16 Rentech, Inc. Gasifier fluidization
CN102533365B (zh) * 2011-12-12 2014-07-30 航天长征化学工程股份有限公司 一种液化天然气及合成氨联产工艺
CN103438666B (zh) * 2013-08-21 2015-05-20 张周卫 低温液氮用多股流缠绕管式主回热换热装备
CN106946637B (zh) * 2017-03-22 2019-07-19 中国石油大学(北京) 一种撬装式低碳烃生产甲烷的装置及工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001506288A (ja) * 1996-12-18 2001-05-15 メタルゲゼルシャフト・アクチエンゲゼルシャフト 循環流動層中で固体燃料をガス化させる方法
US20050095183A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-05 Biomass Energy Solutions, Inc. Process and apparatus for biomass gasification
WO2010049592A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 Upm-Kymmene Corporation Method and apparatus for producing liquid biofuel from solid biomass
WO2013068643A1 (en) * 2011-11-09 2013-05-16 Upm-Kymmene Corporation A method and a system for producing liquid fuel from biomass

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