KR20230094189A - 고체 폐기물을 합성 가스로 전환시키기 위한 ｃｏ 시프트 유닛 - Google Patents

고체 폐기물을 합성 가스로 전환시키기 위한 ｃｏ 시프트 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR20230094189A
KR20230094189A KR1020237010472A KR20237010472A KR20230094189A KR 20230094189 A KR20230094189 A KR 20230094189A KR 1020237010472 A KR1020237010472 A KR 1020237010472A KR 20237010472 A KR20237010472 A KR 20237010472A KR 20230094189 A KR20230094189 A KR 20230094189A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
syngas
water
unit
stream
gas
Prior art date
Application number
KR1020237010472A
Other languages
English (en)
Inventor
요한네스 테오도루스 게라르두스 마리 얼링스
Original Assignee
알더블유이 제너레이션 엔엘 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 알더블유이 제너레이션 엔엘 비.브이. filed Critical 알더블유이 제너레이션 엔엘 비.브이.
Publication of KR20230094189A publication Critical patent/KR20230094189A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/62—Processes with separate withdrawal of the distillation products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/20—Apparatus; Plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/12—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/48—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents followed by reaction of water vapour with carbon monoxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02—Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06—Continuous processes
    • C10J3/14—Continuous processes using gaseous heat-carriers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K3/00—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide
    • C10K3/02—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment
    • C10K3/04—Modifying the chemical composition of combustible gases containing carbon monoxide to produce an improved fuel, e.g. one of different calorific value, which may be free from carbon monoxide by catalytic treatment reducing the carbon monoxide content, e.g. water-gas shift [WGS]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/40—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin
    • C10L5/46—Solid fuels essentially based on materials of non-mineral origin on sewage, house, or town refuse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/08—Treating solid fuels to improve their combustion by heat treatments, e.g. calcining
    • C10L9/083—Torrefaction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0833—Heating by indirect heat exchange with hot fluids, other than combustion gases, product gases or non-combustive exothermic reaction product gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0872—Methods of cooling
    • C01B2203/0888—Methods of cooling by evaporation of a fluid
    • C01B2203/0894—Generation of steam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/80—Compositional purity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/30—Pressing, compressing or compacting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Industrial Gases (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

고체 폐기물을 수소를 포함하는 생성물 가스 스트림으로 전환시키기 위한 플랜트(1)의 일부분인 CO 시프트 유닛(500)은, 플랜트(1)에서 사용되는 공정 물 스트림을 가열하기 위해 저온 열회수 유닛(524)에서 저온 열 에너지의 에너지 효율적인 사용을 가능하게 한다.

Description

고체 폐기물을 합성 가스로 전환시키기 위한 ＣＯ 시프트 유닛
본 발명의 주제는 CO 시프트(shift) 유닛을 사용하여 고체 폐기물을 합성 가스로 전환시키기 위한 방법 및 각각의 플랜트이다.
도시 고체 폐기물(MSW)은 전 세계적으로 발생되고 있으며 처리되어야 한다. 서반구에서는 도시 고체 폐기물이 매립되거나 소각된다. 예컨대 화학적 재활용에서 처럼 도시 고체 폐기물의 내용물을 분자 수준에서 재활용하거나 재사용하는 것과는 대조적으로 소각은 도시 고체 폐기물의 에너지 함량의 사용을 최대화하는 데에 중점을 두고 있다. 소각은, 국가 또는 심지어 지역 법률에 따라 국가/지역 법률에서 제공하는 제한 사항을 충족하기 위해 필요한 상당한 기술적 노력을 초래하는 오염 물질의 대기 배출과 관련된 문제를 발생시킨다. 또한, 소각에 의해 발생된 생성물(예컨대, 비산재(fly ash), 저회(bottom ash), 석고 및 중금속 및/또는 다이옥신 함유 활성 탄)은 그의 추가 사용 및/또는 처리와 관련하여 추가 문제를 야기한다. 더욱이, 폐기물 대 전력 효율(즉, 열 에너지에 전달되는 열량의 양)이 낮고 일반적으로 20∼25% 범위이다.
화학적 재활용이 필요할 때, 종종 수율, 즉 사용 가능한 화학 물질의 최종 결과에 개선이 필요하며 그리고/또는 에너지 효율이 부적절하다. 빈번히, 일산화탄소와 수소를 포함하는 가스가 예컨대 열분해 등에 의해 생성된다. 생성물 스트림에서 수소의 양을 증가시키기 위해, 예컨대 US 2009/0077892 A1에 알려져 있는 바와 같이 CO 시프트 반응이 사용될 수 있다. 수소 출력을 최적화하기 위해 과도한 수증기 공급이 필요하며, 그 결과 CO 시프트 반응의 생성물 가스에 다량의 물이 생성된다. 이 생성물 가스가 냉각되면 상당한 양의 응축이 발생하여 냉각 트레인에서 많은 양의 저레벨 열이 발생하는 반면, 생성물 가스는 주변 온도로 냉각된다. 이 에너지의 대부분은 일반적으로 폐기되며, 그 결과 에너지 효율이 낮게 된다. 따라서, 본 발명의 목적은, 이와 관련하여 종래 기술의 단점을 극복하는 것이다.
이 목적은 독립 청구항의 특징으로 달성된다. 종속 청구항은 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 것이다.
본 발명에 따라 고체 회수 연료(SRF) 펠릿의 반탄화(torrefaction)의 생성물 가스 스트림에서 수소 함량을 증가시키기 위한 방법에 따르면, 고체 회수 연료 펠릿은, 수소와 일산화탄소를 포함하는 반탄화 합성 가스로 전환되는 반탄화 가스를 생성하면서, 검게 탄 펠릿으로 되게 반탄화되며, 반탄화 합성 가스를 포함하는 합성 가스 스트림이, 일산화탄소의 적어도 일부를 수증기와 반응시켜, 시프팅된 합성 가스를 생성하는 이산화탄소와 및 수소를 얻기 CO 시프트 유닛에 제공되고, 시프팅된 합성 가스는 CO 시프트 유닛의 하류에서, 시프팅된 합성 가스가 적어도 2개의 열교환기를 통해 안내되는 저온 열회수 유닛에 제공되며, 열교환기에서, 시프팅된 합성 가스는 적어도 2개의 물 스트림과 열교환하며, 적어도 2개의 물 스트림을 가열하기 위한 생성물 가스 스트림의 생성 동안에 물 스트림은 각각의 열교환기의 하류에서 공정수로서 사용된다
합성 가스라는 용어는, 본 명세서 전반에 걸쳐, 수소, 일산화탄소 및/또는 이산화탄소를 포함하는 가스로 이해된다. 고체 회수 연료 펠릿은 도시 고체 폐기물을 포함하는 고체 폐기물에서 생성된다. 반탄화라는 용어는, 수소와 일산화탄소를 포함하는 원(raw) 합성 가스를 생성하기 위한 고체 회수 연료 펠릿의 아화학양론적 산화로 이해된다. 결과적으로 얻어진 검게 탄 펠릿은 바람직하게는 합성 가스를 생성하는 가스화 유닛에서 가스화된다. 고체 회수 연료 펠릿의 반탄화 동안에 생성된 반탄화 가스로부터 예컨대 열분해에 의해 생성되는 수소 및 일산화탄소를 포함하는 반탄화 합성가스는, 바람직하게는 가스화 공정 동안에 생성된 합성 가스와 함께, CO 시프트 유닛에 제공된다. 바람직하게는 고온 CO 시프트 유닛과 저온 CO 시프트 유닛을 포함하는 2-단 CO 시프트 유닛인 CO 시프트 유닛은, 일산화탄소와 수증기가 반응하여 이산화탄소와 수소를 생성하는 일산화탄소(CO) 시프트 반응을 지원하기 위해 사용된다.
CO 시프트 유닛의 하류에서, 결과적으로 얻어진 시프팅된 합성 가스는, CO 시프트 유닛에서의 화학 평형을 조절하여 요구에 따라 주변 온도보다 높은 온도를 갖는다. 예를 들어, 2-단 CO 시프트 유닛에서, 합성 가스는 약 270℃의 온도에서 고온 CO 시프트 반응기에 들어가고 약 240℃의 온도에서 저온 CO 시프트 반응기를 떠난다. 따라서, 시프팅된 합성 가스는, 저장 및/또는 처리되기 전에, 즉 원 재료 및/또는 에너지 저장 매체로서 사용되기 전에 또는 가스 정화 유닛(퍼지 가스로서 퍼징되는 시프팅된 가스의 나머지로부터 수소가 분리됨)에 제공되기 전에 냉각되어야 한다. 시프팅된 합성 가스의 냉각 동안에, 시프팅된 합성 가스에 여전히 존재하는 수증기는, 온도가 이슬점보다 낮아지자 마자 응축될 것이다. 그러면, 상당한 양의 열 에너지가 응축 에너지의 형태로 방출된다.
본 발명에 따르면, 저온 열회수 유닛에 들어가기 전에 그 시프팅된 합성 가스의 열 에너지 함량은 예를 들어 공기 또는 물 냉각기에 의해 주변에 버려지지 않고, 생성물 가스의 생산에 사용되는 적어도 2개의 공정수 스트림을 가열하는 데에 사용된다. 적어도 2개의 공정수 스트림은 바람직하게는 액체 및/또는 기체 상태인데, 즉 액체 물 및/또는 수증기이다.
각각의 생성물 물 스트림은, 예를 들어, CO 시프트 유닛에 들어가기 전에 반탄화 합성 가스 또는 다른 합성 가스의 증기 함량을 증가시키기 위해 사용되는 공정수 스트림이다. 대안적으로, 또는 누적적으로, 공정수 스트림은 가스화 유닛에서 검게 탄 펠릿의 가스화 동안에 사용되며, 가스화 유닛은 바람직하게는 그 검게 탄 펠릿의 동반 유동 가스화를 수행한다. 대안적으로, 또는 누적적으로, 고압 증기의 생성을 위한 보일러 공급수가 가열된다. 바람직하게는, 저압 수증기의 생성을 희생시키면서 고압 증기의 생성을 최대화한다. 고압 증기라는 용어는, 본 명세서 전반에 걸쳐 80 bar 내지 140 bar의 압력을 포함하는 것으로 이해되며, 저압 증기는 본 명세서 전반에 걸쳐 약 3 bar 내지 12 bar의 압력을 포함하는 것으로 이해된다. 중간 압력이라는 용어는 본 명세서 전반에 걸쳐 약 18 bar 내지 43 bar의 압력을 포함하는 것으로 이해된다.
바람직한 실시예에 따르면, 퍼지 가스를 생성하면서, 수소가 풍부한, 바람직하게는 99.5 부피% 이상의 수소 함량을 갖는 생성물 가스 스트림을 생성하기 위한 가스 정화 유닛에 시프팅된 합성 가스가 제공된다.
여기서 퍼지 가스 및 반탄화 합성 가스는 모두 압축되고 일반적으로 포화 칼럼에 도입되어, CO 시프트 유닛의 상류에서 합성 가스 스트림의 물 함량을 높이게 된다.
이로써, CO 시프트 유닛에 제공되는 합성 가스의 물 함량을 쉽게 조절할 수 있다. 퍼지 가스를 반탄화 합성 가스와 혼합함으로써, 퍼지 가스에 존재할 수 있는 일산화탄소 및/또는 수소가 손실되지 않도록 보장된다.
일 실시예에 따르면, 검게 탄 펠릿의 가스화에 의해 생성된 제1 합성 가스 스트림이 고압 스크러빙 유닛에 제공되어, 정화된 합성 가스 스트림의 물 함량을 높인다.
고압 스크러빙 장치를 사용하면, 한편으로, 제1 합성 가스 스트림에서 장쇄 탄소 수소 화합물과 같은 오염 물질을 줄일 수 있고, 다른 한편으로는, 정화된 합성 가스 스트림에 수분을 도입하여, CO 시프트 유닛에 들어가는 가스 스트림의 물 함량을 정확하게 조절할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 시프팅된 합성 가스는 다음과 같은 물 스트림, 즉
a) CO 시프트 유닛에 들어가는 합성 가스 스트림의 가습에 사용되는 공정수 스트림;
b) 검게 탄 펠릿의 가스화를 위한, 특히 켄칭(quenching)을 위한 공급수; 및
c) 고압 증기를 생성하기 위한 보일러 물
중의 적어도 하나와 열 접촉하여 저온 열회수 유닛에서 냉각된다.
특히, 단계 c) 및 단계 a)와 b) 중의 적어도 하나가 또한 실현되면, 수소를 포함하는 생성물 가스 스트림을 고체 회수 연료 펠릿으로부터 생성하는 전체 공정의 에너지 수율을 증가시키기 위해 고압 증기의 생성이 우선되도록 공정이 제어된다. 바람직하게는, 각 수증기는, 시프팅된 합성 가스의 열 에너지 함량이 가장 효율적으로 사용되도록 배열되는 적어도 하나의 열교환기를 통과한다.
일 실시예에 따르면, 저온 열회수 유닛의 열교환기에서, 공정수의 압력은 시프팅된 합성 가스의 압력보다 높다. 이리하여, 각각의 열교환기에 누출이 있는 경우에, 합성 가스가 각각의 물 스트림 안으로 들어가지 않는 것이 보장된다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 고체 회수 연료 펠릿으로서 제공되는 고체 폐기물을 수소가 풍부한 생성물 가스 스트림으로 전환시키기 위한 플랜트가 제안되며, 이 플랜트는,
고체 회수 연료 펠릿이 공급될 수 있고 반탄화 가스 및 검게 탄 펠릿이 생성될 수 있는 반탄화 유닛;
반탄화 가스가 반탄화 합성 가스로 전환될 수 있는 반탄화 가스 처리 유닛;
반탄화 유닛의 하류에 있고, 적어도 반탄화 합성 가스를 포함하는 결합된 합성 가스 스트림이 제공될 수 있고 또한 시프팅된 합성 가스가 생성될 수 있는 CO 시프트 유닛; 및
CO 시프트 유닛의 하류에 있고, 시프팅된 합성 가스가 제공될 수 있는 저온 열회수 유닛을 포함하며,
저온 열회수 유닛은 적어도 2개의 열교환기를 포함하고, 공정수 스트림의 온도를 증가시키기 위해 열교환기 각각에 시프팅된 합성 가스 및 공정수 스트림이 제공될 수 있다.
이로써, 고체 회수 연료 펠릿으로부터 생성물 가스 스트림의 생성에 사용되는 공정수 스트림을 가열하기 위해, 시프팅된 합성 가스의 저온 열을 효율적으로 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 플랜트의 구성 요소는 바람직하게는 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합하고 또한 그 방법을 수행하기 위한 것이다.
일 실시예에 따르면, 저온 열회수 유닛은 다음과 같은 열교환기, 즉
a) 특히 가스화 유닛에서 사용되는 물이 시프팅된 합성 가스에 의해 가열될 수 있는 제2 열교환기;
b) 고압 증기의 생성을 위한 물이 시프팅된 합성 가스에 의해 가열될 수 있는 제3 열 교환기;
c) CO 시프트 유닛의 상류에서 적어도 반탄화 합성 가스의 물 함량을 조절하기 위해 포화 칼럼에 사용되는 물이 시프팅된 합성 가스에 의해 가열될 수 있는 제4 열교환기;
d) 고압 증기의 생성을 위한 물이 시프팅된 합성 가스에 의해 가열될 수 있는 제5 열 교환기; 및
e) 바람직하게는 가스화 유닛에서 사용되는 물이 시프팅된 합성 가스에 의해 가열될 수 있는 제6 열교환기
중의 적어도 2개를 포함한다.
제2 내지 제6 열교환기 중의 2개 이상은, 시프팅된 합성 가스의 온도 수준이 감소하는 순서로 배열된다. 예를 들어, 제1 열교환기에 들어가는 시프팅된 합성 가스의 온도는 제3 열교환기 등에 들어가는 시프팅된 합성 가스의 온도보다 높다. 이로써, 시프팅된 합성 가스를 냉각하면서, 그 시프팅된 합성 가스의 열 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 플랜트는 적어도 반탄화 합성 가스의 물 함량이 조절 가능한 포화 칼럼을 더 포함한다. 이 포화 칼럼은, 바람직하게는, 물이 칼럼의 헤드에 제공되고 각각의 가스 스트림이 물의 흐름 방향에 반대로 흐르는 동안에 칼럼의 섬프로부터 추출되는 통상적인 습식 스크러빙 유닛이다. 바람직하게는, 본 플랜트는 저 열회수 유닛의 하류에서 가스 정화 유닛을 포함하고, 이 가스 정화 유닛에서, 수소가 압력 스위치 흡착 유닛에 의해 분리되어 퍼지 가스를 생성하고, 그 퍼지 가스는 반탄화 합성 가스와 함께 포화 칼럼에 제공된다.
청구 범위에 명시된 개별적인 특징은 원하는 기술적으로 합리적인 방식으로 서로 결합되어 본 발명의 추가 실시예를 형성할 수 있음을 유의해야 한다. 특히 도면과 함께 취해지는 명세서는 본 발명을 추가로 설명하고 본 발명의 특히 바람직한 실시예를 특정한다. 본 발명의 특히 바람직한 변형예 및 기술 분야는 이제 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 도면에 나타나 있는 예시적인 실시예는 본 발명을 제한하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 도면은 개략적이며 축척에 따르지 않을 수 있다.
도 1은 일산화탄소 시프트 유닛을 포함하는, 고체 폐기물을 수소를 포함하는 가스로 전환시키기 위한 플랜트를 나타낸다.
도 2는 일산화탄소 시프트 유닛을 포함한다.
도 1은 고체 폐기물을 수소를 포함하는 가스로 전환시키기 위한 플랜트(1)를 개략적으로 나타내며, 이 플랜트는 일산화탄소(CO) 시프트 유닛(500)을 포함한다. CO 시프트 유닛(500)에서, 일산화탄소(CO) 시프트 반응이 일어나는데, 이 반응에서 일산화탄소(CO)가 물(H2O)과 반응하여 이산화탄소(CO2)와 수소(H2)를 생성한다:
CO + H2O ↔ CO2 + H2
그 반응은 화학적 평형 상태에 있으며, 이는 예컨대 각각의 온도와 특정 촉매의 사용 및 농도를 사용하여 통상적인 방식으로 추출물 또는 생성물의 방향으로 영향을 받을 수 있다. 반응은 흡열 반응이므로 물은 일반적으로 수증기로 제공된다. 수소 생산을 증가시키기 위해 화학 평형을 생성물 측으로 이동시키기 위해, 약 2.3 내지 2.7, 특히 약 2.5의 일산화탄소에 대한 증기의 몰비가 유리한 것으로 밝혀졌다. 증기는 시프트 반응이 일어나는 압력(바람직하게는 약 40 bar) 보다 높은 압력에서 제공된다. 2.5의 일산화탄소에 대한 증기의 몰비가 사용되는 경우, 이산화탄소 1 몰당 1.5 몰의 잉여 증기가 반응기에 남게 된다. 이로 인해, CO 시프트 반응의 생성물 가스에 다량의 물이 있게 된다. 이 생성물 가스가 냉각되면 상당한 양의 응축이 발생하여 냉각 트레인에서 다량의 저레벨 열이 발생되는 반면, 생성물 가스는 주변 온도로 냉각된다. 이 에너지의 대부분은 일반적으로 폐기되며, 그 결과 에너지 효율이 낮게 된다.
CO 시프트 유닛(500)은 고체 폐기물을 수소를 포함하는 가스, 특히 수소를 포함하는 합성 가스 및 가스로 전환시키기 위한 플랜트(1)의 일부분이다. 펠릿화 설비(100)에서, 바람직하게는 추가적인 바이오매스를 추가하여, 도시 고체 폐기물(103)과 같은 고체 폐기물로부터 고체 회수 연료 펠릿을 준비한 후에, 각각의 고체 회수 연료 펠릿(117)은 플랜트(1)에 이송되고 반탄화 유닛(200)에 제공되며, 이 반탄화 유닛에서 펠릿은 반탄화되는데, 즉 250℃ 내지 300℃의 온도에서 아화학양론적으로(sub stoichiometrically) 산화된다. 반탄화라는 용어는, 250℃ 내지 320℃의 온도에서의 고체 회수 연료 펠릿의 열화학적 처리인 것으로 이해된다. 그 반탄화는 추가 산소를 추가하지 않고, 예컨대 공기를 제공하지 않고 대기압에서 수행된다. 반탄화 공정 동안에, 고체 회수 연료 펠릿에 함유된 물은 고체 회수 연료 펠릿에 포함된 휘발성 물질처럼 증발하게 된다. 고체 회수 연료 펠릿에 포함된 바이오폴리머는 휘발성 물질의 방출 하에서 부분적으로 분해된다. 반탄화 공정의 생성물은 검게 탄 펠릿과 반탄화 가스이다. 펠릿의 반탄화의 결과로, 검게 탄 펠릿(201)이 생기게 되며, 이 펠릿은 가스화 유닛(300)에서 가스화된다. 반탄화의 다른 생성물은, 반탄화 가스 처리 유닛(400)에 제공되는 반탄화 가스(202)이다. 반탄화 가스 처리 유닛(400)의 생성물은 반탄화 합성 가스(401)이고, 반면에 가스화 유닛(300)의 생성물은 합성 가스(301)이다. 합성 가스(301)와 반탄화 가스(401) 둘 모두는 수증기, 일산화탄소 및 수소를 포함한다. 두 합성 가스 (301, 401)는, 아래에서 도 2와 관련하여 상세히 설명되는 CO 시프트 유닛(500) 안으로 도입된다. CO 시프트 유닛(500)에서 생성되는 시프팅된 합성 가스(501)는 가스 정화 유닛(600)에 전달되며, 이 가스 정화 유닛은 수소(601)를 퍼지(purge) 가스(602)로부터 분리시킨다. 펠릿화 설비(100)는 바람직하게는 현장의 외부에 있는데, 즉 고체 폐기물을 수소를 포함하는 가스로 전환시키기 위한 플랜트(1)와 동일한 위치에 있지 않다.
도 2는 CO 시프트 유닛(500)을 나타낸다. 가스화 유닛(300)에 의해 생성된 제1 합성 가스 스트림(301)은 고압 스크러빙 유닛(502) 안으로 도입된다. 고압 스크러빙 유닛(502)은, 예컨대 더 높은 탄화수소가 합성 가스(301)로부터 제거되는 통상적인 습식 스크러버 유닛이다. 고압 스크러빙 유닛(502)에는, 이후에 설명될 저온 열회수로부터의 응축수(508)인 공급수(503)가 공급된다. 고압 스크러빙 유닛(502)의 섬프(sump)(504)에 모인 물(505)은 전달 수단(506)에 의해 유출수 도관(507)에 전달된다. 공급수(503)로서 필요하지 않은 잉여의 응축수(508)가 또한 유출수 도관(507)에 전달된다. 또한. 고압 스크러빙 유닛(502)에서 생성된 정화된 합성 가스(509)는 고압 스크러빙 유닛(502)의 하류에서 제1 열교환기(518)에 제공된다. 본 명세서에서 전달 수단이라는 용어는 펌프 및/또는 압축기인 것으로 이해된다. 고압 스크러빙 유닛(502)에서 제1 합성 가스 스트림(301)의 정화와 동시에, 정화된 합성 가스(509)의 수분을 제어할 수 있다.
반탄화 가스 처리 유닛(400)에서 생성되는 합성 가스(401)는 전달 수단(511)을 통해 포화 칼럼(510)에 전달된다. 전달 수단(511)에 의해 합성 가스(401)는 바람직하게는 40 bar의 압력으로 압축된다. 전달 수단(511)은 합성 가스(401)의 다단 중간 냉각 압축을 제공하는 중간 냉각기를 갖는 여러 개의 압축기를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 가스 정화 유닛(600)에서 나온 퍼지 가스(602)도 전달 수단(512)을 통해 포화 칼럼(510)에 전달된다. 전달 수단(512)에 의해 퍼지 가스(602)는 바람직하게는 40 bar의 압력으로 압축된다. 전달 수단(512)은 퍼지 가스(602)의 다단 중간 냉각 압축을 제공하는 중간 냉각기를 갖는 여러 개의 압축기를 포함할 수 있다. 포화 칼럼(510)은, 후술하는 저온 열회수 유닛(524)으로부터 전달 수단(514)을 통해 공정수(513)가 제공되는 통상적인 습식 스크러버이다. 포화 칼럼(510)의 섬프(516)에 모인 물(515)은 후술하는 저온 열회수 유닛(524)에서 공정수로 사용된다. 포화 칼럼(510)에 의해 합성 가스(401)와 퍼지 가스(602)가 혼합되고 동시에, 결과적으로 얻어진 포화 칼럼 생성물 가스(517)에 수분이 추가된다. 포화 칼럼의 작동 파라미터, 즉 특히 물 유량 및 물 온도에 따라, 포화 칼럼 생성물 가스(517)의 수분이 제어될 수 있다.
포화 칼럼 생성물 가스(517)는 정화된 합성 가스(509)와 함께 제1 열교환기(518)에 제공된다. 제1 열교환기(518)에서 에너지가 고온 CO 시프트 반응기 오프가스(519)로부터 그 정화된 합성 가스(509) 및 포화 칼럼 생성물 가스(517)에 전달되고, 이들 가스는 제1 열교환기(519)의 하류에서, 결합된 합성 가스 스트림(520)에 결합된다. 제1 열교환기(518)에서의 열교환에 의해 각각의 고온 CO 시프트 반응기 오프가스(519)가 냉각되는 반면, 정화된 합성 가스(509) 및 정화된 가스 스트림(517)은 가열된다. 바람직하게는, 포화 칼럼(510)은, 결합된 합성 가스 스트림(520)이 2.0 내지 3.0, 바람직하게는 2.4 내지 2.6, 특히 약 2.5의 일산화탄소에 대한 수증기의 몰비를 갖도록 구동된다.
결합된 합성 가스 스트림(520)은 제1 열교환기(518)의 하류에서, 전술한 시프트 반응이 일어나고 있는 고온 CO 시프트 반응기(521)에 제공된다. 고온 CO 시프트 반응기 오프가스(519)는 결합된 합성 가스 스트림(520)과 비교하여 감소된 물/증기 및 일산화탄소 함량 및 증가된 수소(H2) 함량을 갖는다. 고온 CO 시프트 반응기 오프가스(519)는, 이하에서 설명하는 바와 같이, 제1 열교환기(518) 내지 저온 CO 시프트 반응기(522)(이 반응기에서 전술한 바와 같은 CO 시프트 반응이 일어남)를 포함하는 여러 개의 열교환기를 통해 안내되어, 그 오프가스의 온도가 낮아지게 된다. 저온 CO 시프트 반응기 오프가스(523)의 수소 함량(H2)은, 저온 CO 시프트 반응기(522)에 들어가는 고온 CO 시프트 반응기 오프가스(519)와 비교하여 증가된다.
저온 CO 시프트 반응기 오프가스(523)는 저온 열회수 유닛(524)을 통해 저온 CO 시프트 반응기(522)의 하류로 안내된다. 이 저온 열회수 유닛(524)에서 저온 CO 시프트 반응기 오프가스(523)의 열 함량은 여러 개의 물 스트림의 온도를 증가시키기 위해 사용된다. 저온 열회수 유닛(524)에 들어간 후, 저온 CO 시프트 반응기 오프가스(523)는 이어서 제2 열교환기(525), 제3 열교환기(526), 제4 열교환기(527), 제5 열교환기(528) 및 제6 열교환기(529)를 통해 안내된다. 이러한 열교환기(524, 525, 526, 527, 528, 529)를 통과하는 동안 저온 CO 시프트 반응기 오프가스(523)의 온도는 합성 가스 스트림(530)으로서 저온 열회수 유닛(524)을 떠나기 전에 꾸준히 감소되며, 그리고 선택적으로 그리고 필요하다면, 공기 냉각기(531)를 통과하게 된다. 그 후, 합성 가스 스트림(530)은 전술한 바와 같은 가스 정화 유닛(600)에 제공된다.
먼저, 제2 열교환기(525)에서 합성 가스 스트림(530)의 열 함량은 가스화 유닛(300)에서 사용될 공급수(508)를 가열하는 데에 사용된다. 예컨대, 따라서 이 물(508)을 158℃에서 205℃로 가열하는 것이 가능하다. 둘째, 제3 열교환기(526)에서, 예컨대 고압 증기를 생성하기 위해 사용될 수 있는 물이 가열된다. 그 물은 예를 들어 일반적으로 155℃에서 200℃로 가열된다. 셋 번째로, 제4 열교환기(527)에서 공정수(513)가 일반적으로 135℃에서 158℃로 가열되며, 이 공정수는 포화 칼럼(510)에서 사용된다. 이 물은, 특히 제2 열교환기(525)를 통과한 후에, 공급수(508)로서 추가로 사용될 수 있다. 제4 열교환기(527)에서 저온 CO 시프트 반응기 오프가스(523)는 그의 이슬점 아래로 냉각되고, 따라서 다량의 응축 열이 방출되어 각각의 열 전달에 사용된다. 넷째, 제5 열교환기(528)에서 보일러 공급수(536)가 일반적으로 35℃에서 155℃로 가열되며, 이는 바람직하게는 고압 증기를 준비하는 데에 사용된다. 다섯째, 제6 열교환기(529)에서 물은 검게 탄 펠릿(201)을 가스화 유닛(300)에서 가스화하는 데에 사용되기 위해 전형적으로 25℃에서 135℃로 가열된다.
가스화 유닛(300)을 위한 공급수(508)는 전술한 바와 같은 포화 칼럼(510)의 섬프(519)에 모인 물(515)의 적어도 일부분이다. 포화 칼럼(510)의 섬프(516)에 모인 물(515)은 제4 열교환기(527)에 들어간다. 폐수 처리 유닛(나타나 있지 않음)에서 나온 물(521)은 제6 열교환기(529)를 통과한 후에 물(515)과 혼합될 수 있다. 제2 열교환기(527)의 하류에서, 가열된 제4 열교환기 물 오프 스트림(533)은 포화 칼럼(510)에서 저온 열회수(513)로부터의 공정수로 부분적으로 사용되고, 그리고 부분적으로 제2 열교환기(525)를 통해 안내되어 제2 열교환기(527)의 하류에서 부분적으로 응축수(508)로서 사용되어, 고압 스크러빙 유닛(502)에서 공급수(503)로서 부분적으로 사용되고 또한 반탄화 유닛(200)에서 공정수로서 부분적으로 사용된다. 제6 열교환기(529) 하류의 물의 추가 부분이 예컨대 물 스트립퍼(stripper)에 제공되는 응축물(534)로서 사용된다. 플랜트(1) 외부에서 이용되기 위해 생성된 외부 고압 보일러 공급수(535)와 같은 다른 물이 제5 열교환기(528)를 통해 안내되어 예컨대 가스화 유닛(300)에서 그리고/또는 저압 증기의 생성을 위해 그리고/또는 반탄화 유닛(200)에서 보일러 공급수(536)로서 부분적으로 사용된다. 보일러 공급수(535)의 다른 부분은 제2 열교환기(526)를 통해 제5 열교환기(528)의 하류로 안내된다. 그후, 그 다른 부분은 제7 열교환기(537)를 통과한다.
고체 폐기물을 수소를 포함하는 생성물 가스 스트림으로 전환시키기 위한 플랜트(1)의 일부인 CO 시프트 유닛(500)은, 저온 열회수 유닛(524)에서 저온 열 에너지를 에너지 효율적으로 사용하여 플랜트(1)에서 사용되는 공정수 스트림을 가열할 수 있게 한다.
1 고체 폐기물을 전환시키기 위한 플랜트
100 펠릿화 설비
103 도시 고체 폐기물
117 펠릿
200 반탄화 유닛
201 검게 탄 펠릿
202 반탄화 가스
300 가스화 유닛
301 합성 가스
400 반탄화 가스 처리 유닛
401 반탄화 합성 가스
500 CO 시프트 유닛
501 시프팅된 합성 가스
502 고압 스크러빙 유닛
503 공급수
504 섬프
505 물
506 전달 수단
507 유출수 도관
508 응축수
509 정화된 합성 가스
510 포화 칼럼
511 전달 수단
512 전달 수단
513 저온 열회수로부터의 공정수
514 전달 수단
515 물
516 섬프
517 포화 칼럼 생성물 가스
518 제1 열교환기
519 고온 CO 시프트 반응기 오프가스
520 결합된 고온 합성 가스 스트림
521 고온 CO 시프트 반응기
522 저온 CO 시프트 반응기
523 저온 CO 시프트 반응기 오프가스
524 저온 열회수 유닛
525 제2 열교환기
526 제3 열교환기
527 제4 열교환기
528 제5 열교환기
529 제6 열교환기
530 합성 가스 스트림
531 공기 냉각기
532 물
533 제4 열교환기 물 오프스트림
534 응축물
535 고압 보일러 공급수
536 보일러 공급수
537 제7 열교환기
538 포화 칼럼 생성물 가스
600 가스 정화 유닛
601 수소가 풍부한 생성물 가스
602 퍼지 가스

Claims (8)

  1. 고체 회수 연료 펠릿(pellet)(117)의 반탄화(torrefaction)의 생성물 가스 스트림에서 수소 함량을 증가시키기 위한 방법으로서,
    상기 고체 회수 연료 펠릿(117)은, 수소와 일산화탄소를 포함하는 반탄화 합성 가스(401)로 전환되는 반탄화 가스(202)를 생성하면서, 검게 탄 펠릿(201)으로 되게 반탄화되며,
    상기 반탄화 합성 가스(401)를 포함하는 합성 가스 스트림이, 일산화탄소의 적어도 일부를 수증기와 반응시켜, 시프팅된(shifted) 합성 가스(501)를 생성하는 이산화탄소와 수소를 얻기 위한 CO 시프트 유닛(500)에 제공되고,
    시프팅된 합성 가스(501, 523)는 CO 시프트 유닛(500)의 하류에서, 시프팅된 합성 가스(501, 523)가 적어도 2개의 열교환기(525, 526, 527, 528, 529)를 통해 안내되는 저온 열회수 유닛(524)에 제공되며, 상기 열교환기에서 상기 시프팅된 합성 가스(523, 501)는 적어도 2개의 물 스트림과 열교환하며, 상기 적어도 2개의 물 스트림을 가열하기 위한 생성물 가스 스트림의 생성 동안에 상기 물 스트림은 각각의 열교환기(525, 526, 527, 528, 529)의 하류에서 공정수로서 사용되는, 반탄화의 생성물 가스 스트림에서 수소 함량을 증가시키기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시프팅된 합성 가스(530, 501)는, 퍼지(purge) 가스(602)를 생성하면서, 수소가 풍부한, 바람직하게는 99.5 부피% 이상의 수소 함량을 갖는 생성물 가스 스트림(601)을 생성하기 위한 가수 정화 정화 유닛(600)에 제공되고,
    상기 퍼지 가스(602)와 반탄화 합성 가스(401)는 모두 압축되고 일반적으로 포화 칼럼(510) 안으로 도입되어, CO 시프트 유닛(500)의 상류에서 상기 합성 가스 스트림(520)의 물 함량을 높이는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 검게 탄 펠릿(202)의 가스화에 의해 생성된 제1 합성 가스 스트림(301)이 고압 스크러빙 유닛(502)에 제공되어, 정화된 합성 가스 스트림(509)의 물 함량을 높이는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시프팅된 합성 가스(523, 501)는 다음과 같은 물 스트림, 즉
    a) CO 시프트 유닛에 들어가는 합성 가스 스트림(509)의 가습에 사용되는 공정수 스트림;
    b) 검게 탄 펠릿(202)의 가스화를 위한 공급수; 및
    c) 고압 증기를 생성하기 위한 보일러 물
    중의 적어도 하나와 열 접촉하여 상기 저온 열회수 유닛(524)에서 냉각되는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 저온 열회수 유닛(524)의 열교환기(525, 526, 527, 528, 529)에서 상기 공정수의 압력은 시프팅된 합성 가스(523)의 압력보다 높은, 방법.
  6. 고체 회수 연료 펠릿(117)으로서 제공되는 고체 폐기물을 수소가 풍부한 생성물 가스 스트림(601)으로 전환시키기 위한 플랜트(1)로서,
    상기 고체 회수 연료 펠릿(117)이 공급될 수 있고 반탄화 가스(202) 및 검게 탄 펠릿(201)이 생성될 수 있는 반탄화 유닛(200);
    상기 반탄화 가스(202)가 반탄화 합성 가스(401)로 전환될 수 있는 반탄화 가스 처리 유닛(400);
    상기 반탄화 유닛(200)의 하류에 있고, 적어도 반탄화 합성 가스(401)를 포함하는 결합된 합성 가스 스트림(520)이 제공될 수 있고 또한 시프팅된 합성 가스(523, 530, 501)가 생성될 수 있는 CO 시프트 유닛(500); 및
    상기 CO 시프트 유닛(500)의 하류에 있고, 시프팅된 합성 가스(523, 501)가 제공될 수 있는 저온 열회수 유닛(524)을 포함하며,
    상기 저온 열회수 유닛(524)은 적어도 2개의 열교환기(525, 526, 527, 528, 529)를 포함하고, 공정수 스트림의 온도를 증가시키기 위해 상기 열교환기 각각에 상기 시프팅된 합성 가스(523, 501) 및 공정수 스트림이 제공될 수 있는, 고체 폐기물을 생성물 가스 스트림으로 전환시키기 위한 플랜트(1).
  7. 제6항에 있어서,
    적어도 반탄화 합성 가스(401)의 물 함량이 조절 가능한 포화 칼럼(510)을 더 포함하는 플랜트(1).
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 저온 열회수 유닛(524)은 다음과 같은 열교환기(525, 526, 527, 528, 529), 즉
    a) 검게 탄 펠릿(202)이 가스화될 수 있는 가스화 유닛(300)을 위한 공급수가 상기 시프팅된 합성 가스(523, 501)에 의해 가열될 수 있는 제2 열교환기(525);
    b) 고압 증기의 생성을 위한 물이 상기 시프팅된 합성 가스에 의해 가열될 수 있는 제3 열 교환기(526);
    c) 상기 CO 시프트 유닛(500)의 상류에서 적어도 반탄화 합성 가스의 물 함량을 조절하기 위해 상기 포화 칼럼(510)에 사용되는 물이 상기 시프팅된 합성 가스(523)에 의해 가열될 수 있는 제4 열교환기(527);
    d) 고압 증기의 생성을 위한 물이 상기 시프팅된 합성 가스(523, 501)에 의해 가열될 수 있는 제5 열 교환기(528); 및
    e) 검게 탄 펠릿(202)이 가스화될 수 있는 가스화 유닛(300)에 사용되는 물이 상기 시프팅된 합성 가스(501, 523)에 의해 가열될 수 있는 제6 열교환기(529)
    중의 적어도 2개를 포함하는, 플랜트(1).
KR1020237010472A 2020-10-29 2021-10-25 고체 폐기물을 합성 가스로 전환시키기 위한 ｃｏ 시프트 유닛 KR20230094189A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20204800.5A EP3992267B1 (en) 2020-10-29 2020-10-29 Co shift unit for conversing solid waste into syngas
EP20204800.5 2020-10-29
PCT/EP2021/079467 WO2022090122A1 (en) 2020-10-29 2021-10-25 Co shift unit for the conversion of solid waste into syngas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230094189A true KR20230094189A (ko) 2023-06-27

Family

ID=73039950

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237010472A KR20230094189A (ko) 2020-10-29 2021-10-25 고체 폐기물을 합성 가스로 전환시키기 위한 ｃｏ 시프트 유닛

Country Status (23)

Country Link
US (1) US20240018435A1 (ko)
EP (1) EP3992267B1 (ko)
JP (1) JP2023549755A (ko)
KR (1) KR20230094189A (ko)
CN (1) CN116391015A (ko)
AU (1) AU2021372644A1 (ko)
CA (1) CA3193375A1 (ko)
CL (1) CL2023001205A1 (ko)
DK (1) DK3992267T3 (ko)
ES (1) ES2936282T3 (ko)
FI (1) FI3992267T3 (ko)
HR (1) HRP20230189T1 (ko)
HU (1) HUE060809T2 (ko)
IL (1) IL302307A (ko)
LT (1) LT3992267T (ko)
MA (1) MA59669A1 (ko)
MX (1) MX2023004960A (ko)
PE (1) PE20230966A1 (ko)
PL (1) PL3992267T3 (ko)
PT (1) PT3992267T (ko)
RS (1) RS63886B1 (ko)
SI (1) SI3992267T1 (ko)
WO (1) WO2022090122A1 (ko)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7632476B2 (en) * 2006-03-09 2009-12-15 Praxair Technology, Inc. Method of recovering carbon dioxide from a synthesis gas stream
US20090077892A1 (en) * 2007-07-27 2009-03-26 Shulenberger Arthur M Biomass energy conversion apparatus and method
US8268023B2 (en) * 2010-04-26 2012-09-18 General Electric Company Water gas shift reactor system for integrated gasification combined cycle power generation systems
US20130247448A1 (en) * 2012-03-26 2013-09-26 Sundrop Fuels, Inc. Optimization of torrefaction volatiles for producing liquid fuel from biomass
ES2869342T3 (es) * 2013-12-16 2021-10-25 Renergi Pty Ltd Aparato para pirolizar material carbonoso
WO2018044251A1 (en) * 2016-08-29 2018-03-08 Strizhak Sergii Yu Method of conversion of municipal solid waste and other carbon-containing feedstock with high content of tars into synthesis gas and the equipment used in this method

Also Published As

Publication number Publication date
EP3992267B1 (en) 2022-11-23
EP3992267A1 (en) 2022-05-04
DK3992267T3 (da) 2023-01-16
CN116391015A (zh) 2023-07-04
AU2021372644A1 (en) 2023-04-20
JP2023549755A (ja) 2023-11-29
RS63886B1 (sr) 2023-02-28
HUE060809T2 (hu) 2023-04-28
WO2022090122A1 (en) 2022-05-05
IL302307A (en) 2023-06-01
PE20230966A1 (es) 2023-06-16
CA3193375A1 (en) 2022-05-05
MX2023004960A (es) 2023-10-11
CL2023001205A1 (es) 2023-12-01
FI3992267T3 (fi) 2023-03-06
LT3992267T (lt) 2023-01-10
PT3992267T (pt) 2023-01-02
US20240018435A1 (en) 2024-01-18
ES2936282T3 (es) 2023-03-15
EP3992267A8 (en) 2022-06-29
SI3992267T1 (sl) 2023-03-31
HRP20230189T1 (hr) 2023-03-31
MA59669A1 (fr) 2023-06-28
PL3992267T3 (pl) 2023-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11066298B2 (en) Systems and methods for production and separation of hydrogen and carbon dioxide
US9028794B2 (en) Method for producing hydrogen with reduced CO2 emissions
CN101016490A (zh) 一种处理包含氢及二氧化碳的气体混合物的方法
WO2008067221A1 (en) Improved synthetic fuel production methods and apparatuses
US20240084721A1 (en) Power production with cogeneration of further products
US10919761B2 (en) Process and plant for producing a converted synthesis gas
US3367882A (en) Ammonia synthesis gas process
JP2008069017A (ja) 水素製造方法
US20230020698A1 (en) Apparatus and method for utilizing off-gases from a power-to-x system
KR20230094189A (ko) 고체 폐기물을 합성 가스로 전환시키기 위한 ｃｏ 시프트 유닛
JP2000345173A (ja) 廃棄物処理装置から発生するガスからの水素の生産プロセス
BE1013378A6 (fr) Methode et dispositif autonome de production de gaz de synthese par oxydation partielle.
US11952277B2 (en) Conversion of solid waste into syngas and hydrogen
JP2001097905A (ja) メタノールの製造方法
US20230234839A1 (en) Hydrogen and Power Production with Sorbent Enhanced Reactor Steam Reformer and Carbon Capture
FR2952832A1 (fr) Procede de production d'electricite avec gazeification integree a un cycle combine