NL1009038C2 - Method and device for forming synthesis gas. - Google Patents
Method and device for forming synthesis gas. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1009038C2 NL1009038C2 NL1009038A NL1009038A NL1009038C2 NL 1009038 C2 NL1009038 C2 NL 1009038C2 NL 1009038 A NL1009038 A NL 1009038A NL 1009038 A NL1009038 A NL 1009038A NL 1009038 C2 NL1009038 C2 NL 1009038C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- gasifier
- reformer
- synthesis gas
- biomass
- gas
- Prior art date
Links
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
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- C01B3/38—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 using catalysts
- C01B3/384—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 using catalysts the catalyst being continuously externally heated
-
- 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
- C10K3/001—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 thermal treatment
- C10K3/003—Reducing the tar content
- C10K3/006—Reducing the tar content by steam reforming
-
- 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
- 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
- C10K3/06—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 mixing with 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
- C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
-
- 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
- C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
- C01B2203/0822—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel the fuel containing hydrogen
-
- 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
- C01B2203/0838—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel
- C01B2203/0844—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by heat exchange with exothermic reactions, other than by combustion of fuel the non-combustive exothermic reaction being another reforming reaction as defined in groups C01B2203/02 - C01B2203/0294
-
- 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
- C01B2203/0866—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combination of different heating methods
-
- 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
- C10J2300/0916—Biomass
-
- 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
-
- 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
- Y02P20/141—Feedstock
- Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
Description
‘ 1"1
Werkwijze en inrichting voor het vormen van synthesegas.Method and device for forming synthesis gas.
De uitvinding betreft een werkwijze voor het vormen van synthesegas uit koolwaterstoffen, omvattende: 5 -de toevoer van een eerste koolwaterstof en een oxidant aan een vergasser en afvoer van synthesegas uit de vergasser.The invention relates to a process for producing synthesis gas from hydrocarbons, comprising: - supplying a first hydrocarbon and an oxidant to a gasifier and discharging synthesis gas from the gasifier.
-de toevoer van een tweede, fossiele koolwaterstof en stoom aan een reformer en afVoer van synthesegas uit de reformer, en -het mengen van in de vergasser en in de reformer gevormde synthesegassen.- supplying a second fossil hydrocarbon and steam to a reformer and discharging synthesis gas from the reformer, and - mixing synthesis gases formed in the gasifier and reformer.
10 De productie van synthesegas uit fossiele brandstoffen zoals kolen en aardgas, onder toevoeging van stoom en een oxidant zoals bijvoorbeeld lucht, voor het vormen van waterstof en koolmonoxide (synthesegas) is algemeen bekend. Door deze stoomreforming wordt een relatief zuiver synthesegas verkregen dat, vanwege de shiftreactie, ook CO2 bevat.The production of synthesis gas from fossil fuels such as coal and natural gas, with the addition of steam and an oxidant such as, for example, air, to form hydrogen and carbon monoxide (synthesis gas) is generally known. This steam reforming produces a relatively pure synthesis gas, which also contains CO2 due to the shift reaction.
15 Uit Duitse octrooiaanvrage DE-A-3.242.206 is een inrichting bekend waarbij kolen in poedervorm of een zware oliefractie in een vergasser onder toevoeging van zuurstof partieel worden geoxideerd bij een druk tussen 30 en 100 bar, en een temperatuur tussen 1000°C en 1400°C. Het hete synthesegas dat hierbij wordt gevormd wordt over een waterbad geleid om roet en slakken te verwijderen en wordt vervolgens 20 langs een buisreactor geleid waarin katalytische stoomreforming van LPG plaats vindt bij een druk tussen 10 en 40 bar en een temperatuur tussen 750°C en 1000°C. De in de vergasser en in de reformer gevormde synthesegassen worden tenslotte in een zodanige verhouding gemengd dat de gewenste H2/CO verhouding wordt verkregen.German patent application DE-A-3,242,206 discloses a device in which coal in powdered form or a heavy oil fraction in a gasifier is partially oxidized under the addition of oxygen at a pressure between 30 and 100 bar, and a temperature between 1000 ° C and 1400 ° C. The hot synthesis gas formed thereby is passed over a water bath to remove soot and slag and is then passed through a tubular reactor in which catalytic steam reforming of LPG takes place at a pressure between 10 and 40 bar and a temperature between 750 ° C and 1000 ° C. The synthesis gases formed in the gasifier and in the reformer are finally mixed in such a ratio that the desired H2 / CO ratio is obtained.
De bekende inrichting is relatief complex en is niet geschikt voor vergassing van 25 biomassa en/of reststoffen, waarvan partiële oxidatie door het van nature aanwezige relatief hoge zuurstofgehalte geen geschikt synthesegas oplevert. Verder kan bij toepassing van biomassa en/of reststoffen als koolwaterstofbron voor de vergasser een onvoldoende hoge temperatuur worden bereikt om de warmtestroom naar de reformer te drijven. Tenslotte is de bekende inrichting, waarbij de reformer volledig is geïntegreerd 30 met de vergasser, niet flexibel ten aanzien van het te kiezen werkpunt van toegevoerde massastromen en de H2/CO verhouding van het gevormde synthesegas.The known device is relatively complex and is not suitable for gasification of biomass and / or residual materials, of which partial oxidation due to the naturally present relatively high oxygen content does not yield a suitable synthesis gas. Furthermore, when using biomass and / or residues as a hydrocarbon source for the gasifier, an insufficiently high temperature can be reached to drive the heat flow to the reformer. Finally, the known device, in which the reformer is fully integrated with the gasifier, is not flexible with regard to the selected operating point of supplied mass flows and the H2 / CO ratio of the synthesis gas formed.
In het kader van de ontwikkeling van duurzame energiebronnen waarbij de uitstoot van CO2 wordt gereduceerd, alsmede met het oog op de uitputting van de fossiele 1009038 2 koolwaterstofbronnen, is de vergassing van biomassa en koolwaterstofhoudende reststromen van groot belang. Op basis van maximaal gebruik van de beschikbare bronnen en teelt in Nederland bedraagt de geschatte omvang van de potentiële inzet van biomassa en reststromen 165 PJ (165 1015 J) per jaar bij een totaal energieverbruik dat in 5 Nederland heden ten dage ongeveer 3000 PJ per jaar bedraagt. Een geleidelijke overgang naar een substantiële inzet van duurzame energie is gewenst waarbij technieken die zowel elektriciteit als warmte en een grondstof voor de procesindustrie of transportsector kunnen leveren, zonder dat de infrastructuur ingrijpend hoeft te worden aangepast, de voorkeur verdienen.Gasification of biomass and residues containing hydrocarbons containing hydrocarbons is of great importance in the development of renewable energy sources that reduce CO2 emissions and in view of the depletion of fossil 1009038 2 hydrocarbon sources. Based on maximum use of the available sources and cultivation in the Netherlands, the estimated size of the potential use of biomass and residual flows is 165 PJ (165 1015 J) per year for a total energy consumption that in the Netherlands today is approximately 3000 PJ per year. amounts. A gradual transition to a substantial use of sustainable energy is desirable, with techniques that can supply both electricity and heat and a raw material for the process industry or transport sector, without having to drastically adapt the infrastructure, are preferred.
10 Binnen dit kader is het een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een werkwijze en inrichting voor het vormen van synthesegas uit biomassa en/of reststoffen waarbij een geleidelijke overgang van de toepassing van fossiele koolwaterstoffen naar duurzame koolwaterstofbronnen mogelijk is. Het is tevens een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een werkwijze en inrichting waarbij op industriële schaal uit 15 reststoffen en/of biomassa een synthesegas met een relatief hoge kwaliteit kan worden gevormd en waarbij de samenstelling (de H2/CO-verhouding) van het synthesegas op een eenvoudige wijze over een breed bereik kan worden ingesteld. Het is een verder doel van de onderhavige uitvinding op een exergetisch rendabele wijze een synthesegas te vormen uit biomassa en/of reststoffen, waarbij de productie aan CO2 per kg gevormd synthesegas 20 zo klein mogelijk is.Within this scope it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for generating synthesis gas from biomass and / or residual materials, whereby a gradual transition from the use of fossil hydrocarbons to sustainable hydrocarbon sources is possible. It is also an object of the present invention to provide a method and device in which a synthesis gas of relatively high quality can be formed on an industrial scale from residual substances and / or biomass and wherein the composition (the H2 / CO ratio) of the synthesis gas can be easily adjusted over a wide range. It is a further object of the present invention to generate a synthesis gas from biomass and / or residual materials in an exergetic cost-effective manner, whereby the production of CO2 per kg of synthesis gas formed is as small as possible.
Hiertoe is de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt door dat de eerste koolwaterstof biomassa en/of reststoffen bevat en dat een deel van het uit de vergasser afgevoerde synthesegas wordt verbrand, waarbij de daarbij vrijkomende warmte aan de reformer wordt toegevoerd.To this end, the method according to the present invention is characterized in that the first hydrocarbon contains biomass and / or residues and that part of the synthesis gas discharged from the gasifier is burned, the heat released thereby being supplied to the reformer.
25 De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat de voor stoomreforming benodigde warmte niet door verbranding van de biomassa en/of reststoffen wordt verkregen, maar door verbranding van een deel van het in de vergasser gevormde synthesegas, zodat een hoog koudgasrendement η van het synthesegas wordt verkregen, gebaseerd op H2 en CO; η = LHV(H2 + CO)Uit /LHV (biomassa + aardgas)jn , met LHV de onderste 30 verbrandingswaarde. Tevens is het vermeden fossiele CO2 emissie rendement, ηοο2 van het proces volgens de onderhavige aanvrage relatief hoog: t T]co2 - LHV(H2 +CO)uit/LHV(aardgas)jn Met andere woorden, de productie CO2 per kg = geproduceerde H2 + CO is klein en de vermeden (fossiele) CO2 emissie is dus groot.The invention is based on the insight that the heat required for steam reforming is not obtained by burning the biomass and / or residues, but by burning part of the synthesis gas formed in the gasifier, so that a high cold gas efficiency η of the synthesis gas is obtained based on H2 and CO; η = LHV (H2 + CO) Off / LHV (biomass + natural gas) jn, with LHV the lower calorific value. The avoided fossil CO2 emission efficiency, ηοο2 of the process according to the present application is also relatively high: t T] co2 - LHV (H2 + CO) from / LHV (natural gas) jn In other words, the production CO2 per kg = produced H2 + CO is small and the avoided (fossil) CO2 emissions are therefore large.
1009038 31009038 3
Verder kan, doordat de vergasser en de reformer volgens de onderhavige uitvinding niet in hoge mate zijn geïntegreerd, de H2 /CO-verhouding over een breed bereik worden ingesteld. Tevens wordt een bedrijfszeker proces verkregen aangezien bij onderbreking van de toevoer van biomassa en/of reststoffen de stoomreformer afzonderlijk kan worden 5 bedreven waarbij de brander van de reformer kan worden gevoed met aardgas en gas uit de vergasser. Tenslotte kan het proces volgens de uitvinding met een relatief eenvoudige inrichting plaatsvinden, waarbij slechts een aftakleiding tussen de uitgang van de vergasser en de reformer hoeft te worden aangebracht.Furthermore, because the gasifier and reformer of the present invention are not highly integrated, the H2 / CO ratio can be adjusted over a wide range. A reliable process is also obtained since, if the supply of biomass and / or residual materials is interrupted, the steam reformer can be operated separately, whereby the burner of the reformer can be fed with natural gas and gas from the gasifier. Finally, the process according to the invention can take place with a relatively simple device, in which only a branch line has to be fitted between the outlet of the gasifier and the reformer.
Omdat de vergasser een synthesegas levert dat rijk is aan CO en relatief arm aan 10 waterstof, terwijl de stoomreforming juist het omgekeerde geeft, levert een combinatie van beide gasstromen een menggas op waarvan de samenstelling door de keuze van de verhouding tussen invoer van fossiele koolwaterstoffen en biomassa te sturen is. Hierdoor kan de kwaliteit van het syngas van de biomassavergassing worden verhoogd en kan de H2/CO-verhouding van het menggas vrijelijk worden ingesteld. De 15 waterstofTkoolmonoxide-verhouding van het menggas ligt tussen 0,7 en 5, bij voorkeur tussen 2 en 3. Bij deze waarden is het menggas geschikt voor een groot aantal nageschakelde processen, zoals bijmengen in het gasnet, secundaire energieopwekking, opwekking van warmte en/of kracht en productie van organische verbindingen als uitgangsproducten voor de procesindustrie.Because the gasifier provides a synthesis gas that is rich in CO and relatively low in hydrogen, while steam reforming gives the opposite, a combination of both gas flows yields a mixed gas, the composition of which, by choosing the ratio between imports of fossil hydrocarbons and to send biomass. This allows the quality of the syngas of the biomass gasification to be increased and the H2 / CO ratio of the mixed gas to be set freely. The hydrogen carbon monoxide ratio of the mixed gas is between 0.7 and 5, preferably between 2 and 3. At these values, the mixed gas is suitable for a large number of downstream processes, such as mixing in the gas network, secondary energy generation, heat generation and / or strength and production of organic compounds as starting products for the process industry.
20 Een inrichting waarbij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding op voordelige wijze kan worden bedreven omvat bijvoorbeeld een vergasser waarvan het bedmateriaal wordt gecirculeerd voor de biomassa en/of de reststoffen waarmee de stoomreformer voor de fossiele koolwaterstof, bij voorkeur aardgas, via een aftakleiding is verbonden.An apparatus in which the method according to the present invention can be operated in an advantageous manner comprises, for example, a gasifier whose bed material is circulated for the biomass and / or the residual materials with which the steam reformer for the fossil hydrocarbon, preferably natural gas, is connected via a branch line. .
25 De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekening waarin: figuur 1 een schematische weergave van de gecombineerde biomassa/reststoffenvergassing en koolwaterstoffeforming toont, en figuur 2 een schematische weergave van de syngassamenstelling volgens de 30 onderhavige uitvinding toont.The invention will be further elucidated with reference to the annexed drawing, in which: figure 1 shows a schematic representation of the combined biomass / residual gasification and hydrocarbon formation, and figure 2 shows a schematic representation of the syngas composition according to the present invention.
Figuur 1 toont een vergasser 1 met een eerste toevoer 2 voor biomassa en/of reststoffen en een tweede toevoer 3 voor een oxidant zoals bijvoorbeeld zuurstof. De inrichting omvat tevens een reformer 4 met een eerste toevoer 5 voor toevoer van fossiele 1009038 4 koolwaterstoffen en een stoomtoevoer 6. De afvoer 8 van de vergasser 1 is verbonden met de reformer 4 door middel van een aftakleiding 7. De afvoer 8 van de vergasser 1 is verder verbonden met een reinigingsinrichting 10 zoals bijvoorbeeld een wasser voor verwijdering van cyclische koolwaterstoffen en andere verontreinigingen zoals H2S, HC1, 5 alkalimetalen, teerachtige materialen en stof uit het syngas. De afvoer 9 van de reformer 4 kan zijn verbonden met de afVoer 12 van de reinigingsinrichting 10 om een menggas te vormen dat naar een CCVafscheider 13 kan worden toegevoerd. De afvoer 14 van de CCh-afscheider 13 is verbonden met een gasscheidingsinrichting 15 voor het instellen van de samenstelling van het productgas. Het uit de gasscheidingsinrichting 15 10 afkomstige gas kan worden toegevoerd aan het gasnet, kan worden gebruikt voor energieproductie of kan bijvoorbeeld worden gebruikt als procesgas waarbij CO en H2 samen katalytisch kunnen worden omgezet in interessante koolwaterstoffen volgens bekende en bewezen conversietechnologieën. Het is tevens mogelijk om het aan de afVoer 9 van de reformer 4 vrijkomende synthesegas geheel of gedeeltelijk toe te voeren 15 aan het gasnet via leiding 16. De restwarmte van de aan de uitgang van de vergasser 1 en de reformer 4 gevormde gassen wordt via warmtewisselaars 17 en 18 teruggevoerd naar respectievelijk de vergasser 1 ën reformer 4. Het proces in de inrichting volgens de onderhavige uitvinding wordt bepaald door de volgende reacties:Figure 1 shows a gasifier 1 with a first supply 2 for biomass and / or residues and a second supply 3 for an oxidant such as, for example, oxygen. The device also comprises a reformer 4 with a first supply 5 for supply of fossil 1009038 4 hydrocarbons and a steam supply 6. The outlet 8 of the gasifier 1 is connected to the reformer 4 by means of a branch line 7. The outlet 8 of the gasifier 1 is further connected to a cleaning device 10 such as, for example, a scrubber for removing cyclic hydrocarbons and other contaminants such as H 2 S, HCl, alkali metals, tar-like materials and dust from the syngas. The discharge 9 of the reformer 4 can be connected to the discharge 12 of the cleaning device 10 to form a mixing gas which can be supplied to a CCV separator 13. The outlet 14 of the CCh separator 13 is connected to a gas separator 15 for adjusting the composition of the product gas. The gas from the gas separator 15 can be supplied to the gas network, can be used for energy production or, for example, can be used as process gas in which CO and H2 can be catalytically converted together into interesting hydrocarbons according to known and proven conversion technologies. It is also possible to supply all or part of the synthesis gas released at the discharge 9 of the reformer 4 to the gas network via line 16. The residual heat of the gases formed at the outlet of the gasifier 1 and the reformer 4 is transferred via heat exchangers 17 and 18 are returned to the gasifier 1 and reformer 4 respectively. The process in the device according to the present invention is determined by the following reactions:
In de vergasser 1 vindt de reactie plaats: 20 biomassa + O2 -> CO + H2 + CO2 + H20 + Cx Hy.The reaction takes place in gasifier 1: 20 biomass + O2 -> CO + H2 + CO2 + H20 + Cx Hy.
De keuze van het vergassingssysteem geeft verder nog vrijheid om de relatieve samenstelling van de gascomponenten in te stellen. Tevens kunnen koolwaterstoffen (CxHy) deel uitmaken van de gascomponenten.The choice of the gasification system also gives freedom to set the relative composition of the gas components. Hydrocarbons (CxHy) can also form part of the gas components.
In de stoomreformer 4 vindt onder toevoer van aardgas via de eerste toevoer 5, 25 toevoer van stoom via de stoomtoevoer 6 en toevoer van thermische energie via een interne of externe warmtewisselaar, die wordt verwarmd door verbranding van het via aftakleiding 7 aangevoerde synthesegas uit de vergasser 1, de reactie plaats: CH4 + H20 «-* CO + 3H2.In the steam reformer 4, while supplying natural gas via the first supply 5, supply of steam via the steam supply 6 and supply of thermal energy via an internal or external heat exchanger, which is heated by combustion of the synthesis gas supplied via branch pipe 7 from the gasifier 1, the reaction takes place: CH4 + H20 «- * CO + 3H2.
Verder treedt de shift-reactie op: CO + H2O <-* CO2 + H2. Aangezien de vergasser 1 30 autotherm wordt bedreven wordt daarin CO2 en H2O gevormd. Indien als oxidant omgevingslucht wordt toegepast kan het synthesegas aan de afvoer 8 van de vergasser 1 eveneens stikstof omvatten. In de reformer 4 wordt CO2 gevormd doordat de shiftreactie in belangrijke mate optreedt. Voor een aantal toepassingen of nageschakelde 1009038 5 conversieroutes van het procesgas hoeft de aanwezigheid van nevencomponenten niet nadelig te zijn. Indien de aanwezigheid van nevencomponenten niet nadelig is kan een relatief grove verwijderingstechniek in bijvoorbeeld reinigingsinrichting 10 voldoende zijn. Om het stikstofgehalte in het product van de biomassavergasser 1 te verlagen zou in 5 plaats van lucht pure zuurstof kunnen worden toegepast bij de vergassing. Ook het water kan op eenvoudige wijze in de reiningsinrichting uit het procesgas worden verwijderd.Furthermore, the shift reaction occurs: CO + H2O <- * CO2 + H2. Since the gasifier is operated autothermally, CO2 and H2O are formed therein. If ambient air is used as the oxidant, the synthesis gas at the outlet 8 of the gasifier 1 may also comprise nitrogen. In the reformer 4, CO2 is formed because the shift reaction occurs to a significant degree. For a number of applications or downstream 1009038 5 conversion routes of the process gas, the presence of secondary components need not be disadvantageous. If the presence of secondary components is not disadvantageous, a relatively coarse removal technique in, for example, cleaning device 10 may be sufficient. To reduce the nitrogen content in the product of the biomass gasifier 1, pure oxygen could be used in the gasification instead of air. The water can also be easily removed from the process gas in the cleaning device.
De vergasser 1 en de reformer 4 worden bedreven bij temperaturen tussen 750°C en 1000°C, bijvoorbeeld rond 800°C-900°C. De vergasser 1 kan bijvoorbeeld worden gevormd door een vergasser met externe brander, zoals geproduceerd door 10 Manufacturing Technology Conversion International, met een temperatuur van 850°C en een druk van 1 bar. De reformer 4 omvat een op zich bekende stoomreformer met een brander die bijvoorbeeld wordt bedreven bij een druk van 1 bar en een temperatuur van 1200°C, waarbij de druk in de reformer 4, 1 bar bedraagt en de temperatuur 815°C. De brander van de reformer wordt gevoed met van de vergasser 1 afkomstig synthesegas.The gasifier 1 and the reformer 4 are operated at temperatures between 750 ° C and 1000 ° C, for example around 800 ° C-900 ° C. The gasifier 1 may, for example, be formed by an external burner gasifier, such as produced by Manufacturing Technology Conversion International, with a temperature of 850 ° C and a pressure of 1 bar. The reformer 4 comprises a steam reformer known per se with a burner which is operated, for example, at a pressure of 1 bar and a temperature of 1200 ° C, the pressure in the reformer being 4.1 bar and the temperature 815 ° C. The reformer burner is fed with synthesis gas from gasifier 1.
15 Figuur 2 toont grafisch hoe door het variëren van de verhouding van de hoeveelheid methaan die via de toevoer 5 aan de reformer 4 wordt toegevoerd en de hoeveelheid biomassa die via de toevoer 2 aan de vergasser 1 wordt toegevoerd de samenstelling van het menggas, dat wordt gevormd na samenvoeging van de synthesegassen uit afVoeren 9 en 12, kan worden gevarieerd. Doordat de vergasser 1 een 20 synthesegas levert dat in hoofdzaak CO omvat terwijl de stoomreformer 4 synthesegas omvat met in hoofdzaak H2, kan door de keuze van de verhouding tussen de invoer van aardgas en biomassa de IVCO-verhouding worden ingesteld. Bij een voordelige uitvoeringsvorm ligt de ItyCO-verhouding rond de 2-3 mol/mol. Deze verhouding is met name gunstig voor vorming van organische verbindingen, waaronder vloeibare 25 koolwaterstoffen.Figure 2 shows graphically how by varying the ratio of the amount of methane fed to the reformer 4 via the feed 5 and the amount of biomass fed to the gasifier 1 via the feed 2, the composition of the mixed gas, which is formed after combining the synthesis gases from drains 9 and 12 can be varied. Since the gasifier 1 supplies a synthesis gas which mainly comprises CO while the steam reformer 4 comprises synthesis gas with mainly H2, the IVCO ratio can be adjusted by choosing the ratio between the input of natural gas and biomass. In an advantageous embodiment, the ItyCO ratio is around 2-3 mol / mol. This ratio is particularly favorable for the formation of organic compounds, including liquid hydrocarbons.
10090381009038
Claims (11)
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1009038A NL1009038C2 (en) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Method and device for forming synthesis gas. |
| AU35404/99A AU3540499A (en) | 1998-04-29 | 1999-04-29 | Method and apparatus for the production of synthesis gas |
| CA002330302A CA2330302A1 (en) | 1998-04-29 | 1999-04-29 | Method and apparatus for the production of synthesis gas |
| EP99917245A EP1080034A1 (en) | 1998-04-29 | 1999-04-29 | Method and apparatus for the production of synthesis gas |
| PCT/NL1999/000256 WO1999055618A1 (en) | 1998-04-29 | 1999-04-29 | Method and apparatus for the production of synthesis gas |
| JP2000545785A JP2002512933A (en) | 1998-04-29 | 1999-04-29 | Method and apparatus for producing synthesis gas |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1009038A NL1009038C2 (en) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Method and device for forming synthesis gas. |
| NL1009038 | 1998-04-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1009038C2 true NL1009038C2 (en) | 1999-11-01 |
Family
ID=19767054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1009038A NL1009038C2 (en) | 1998-04-29 | 1998-04-29 | Method and device for forming synthesis gas. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1080034A1 (en) |
| JP (1) | JP2002512933A (en) |
| AU (1) | AU3540499A (en) |
| CA (1) | CA2330302A1 (en) |
| NL (1) | NL1009038C2 (en) |
| WO (1) | WO1999055618A1 (en) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001028916A1 (en) * | 1999-10-21 | 2001-04-26 | Ebara Corporation | Method of producing hydrogen by gasification of combustibles and electric power generation using fuel cell |
| HU227714B1 (en) | 2000-02-29 | 2012-01-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Biomass gasifying furnace and system for methanol synthesis using gas produced by gasifying biomass |
| US6448441B1 (en) * | 2001-05-07 | 2002-09-10 | Texaco, Inc. | Gasification process for ammonia/urea production |
| US6774148B2 (en) * | 2002-06-25 | 2004-08-10 | Chevron U.S.A. Inc. | Process for conversion of LPG and CH4 to syngas and higher valued products |
| GB2409460B (en) * | 2002-06-25 | 2005-12-14 | Chevron Usa Inc | Process for conversion of LPG and CH4 to syngas and higher valued products |
| CA2496839A1 (en) * | 2004-07-19 | 2006-01-19 | Woodland Chemical Systems Inc. | Process for producing ethanol from synthesis gas rich in carbon monoxide |
| MX2007008729A (en) | 2005-01-18 | 2008-03-04 | Enquest Power Corp | Method for steam reforming carbonaceous material. |
| JP5506016B2 (en) * | 2005-07-05 | 2014-05-28 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | Syngas production system and method |
| AU2006271707B2 (en) * | 2005-07-20 | 2010-04-22 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Preparation of syngas |
| FR2904830B1 (en) * | 2006-08-08 | 2012-10-19 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS FOR PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS WITH PARTIAL OXIDATION AND VAPOREFORMING |
| FR2904831B1 (en) | 2006-08-08 | 2012-09-21 | Inst Francais Du Petrole | PROCESS AND INSTALLATION FOR PROCESSING RAW OIL WITH ASPHALTENIC RESIDUE CONVERSION |
| DE102006050057A1 (en) * | 2006-10-24 | 2008-04-30 | Linde Ag | Method for controlling, generation of synthesis gas containing carbon monoxide and free hydrogen by steam reformer, involves feeding hydrocarbons, free hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide and steam to steam reformer stage |
| US7837973B2 (en) | 2007-05-08 | 2010-11-23 | Air Products And Chemicals, Inc. | Hydrogen production method |
| US8592492B2 (en) | 2010-03-08 | 2013-11-26 | Praxair Technology, Inc. | Using fossil fuels to increase biomass-based fuel benefits |
| US9169443B2 (en) * | 2011-04-20 | 2015-10-27 | Expander Energy Inc. | Process for heavy oil and bitumen upgrading |
| US9029429B2 (en) | 2011-12-13 | 2015-05-12 | Shell Oil Company | Fischer-tropsch process |
| CN102807848B (en) * | 2012-07-19 | 2014-08-06 | 中国海洋石油总公司 | Coal-to-liquid synthetic base drilling fluid with constant rheological property in deep water |
| US9290422B2 (en) | 2012-11-27 | 2016-03-22 | Praxair Technology, Inc. | Hybrid plant for liquid fuel production |
| US9145525B2 (en) * | 2013-06-26 | 2015-09-29 | Praxair Technology, Inc. | Acid gas management in liquid fuel production process |
| DE102014016401A1 (en) * | 2014-11-05 | 2016-05-12 | Linde Aktiengesellschaft | Process for using CO2 in syngas production |
| CA3121936A1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | Raven SR LLC | Production of hydrogen and ft products by steam/co2 reforming |
| MX2022015063A (en) * | 2020-06-22 | 2023-01-11 | Praxair Technology Inc | Flexible method of partial oxidation. |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0024819A1 (en) * | 1979-08-02 | 1981-03-11 | DUT Pty Limited | Production of methanol |
| DE3242206A1 (en) * | 1982-11-15 | 1984-05-17 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Process and apparatus for the production of synthesis gas |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4222845A (en) * | 1978-12-13 | 1980-09-16 | Gulf Oil Corporation | Integrated coal liquefaction-gasification-naphtha reforming process |
| DE3802555A1 (en) * | 1988-01-28 | 1989-08-03 | Linde Ag | Process for operating a synthesis gas plant and plant for carrying out the process |
-
1998
- 1998-04-29 NL NL1009038A patent/NL1009038C2/en not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-04-29 EP EP99917245A patent/EP1080034A1/en not_active Withdrawn
- 1999-04-29 AU AU35404/99A patent/AU3540499A/en not_active Abandoned
- 1999-04-29 JP JP2000545785A patent/JP2002512933A/en active Pending
- 1999-04-29 WO PCT/NL1999/000256 patent/WO1999055618A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-04-29 CA CA002330302A patent/CA2330302A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0024819A1 (en) * | 1979-08-02 | 1981-03-11 | DUT Pty Limited | Production of methanol |
| DE3242206A1 (en) * | 1982-11-15 | 1984-05-17 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Process and apparatus for the production of synthesis gas |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| WALSH J H: "Synthesis of atmospherically-neutral methanol integrated with the generation of electricity in processes equipped for the capture and sequestering of carbon dioxide", 29 March 1993, PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL ENERGY AGENCY CARBON DIOXIDE DISPOSAL SYMPOSIUM;OXFORD, ENGL MAR 29-31 1993, ENERGY CONVERS MANAGE;ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT SEP-NOV 1993, PAGE(S) 1031 - 1049, XP002087641 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002512933A (en) | 2002-05-08 |
| EP1080034A1 (en) | 2001-03-07 |
| AU3540499A (en) | 1999-11-16 |
| WO1999055618A1 (en) | 1999-11-04 |
| CA2330302A1 (en) | 1999-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL1009038C2 (en) | Method and device for forming synthesis gas. | |
| Condori et al. | Biomass chemical looping gasification for syngas production using ilmenite as oxygen carrier in a 1.5 kWth unit | |
| Ahmad et al. | Assessing the gasification performance of biomass: A review on biomass gasification process conditions, optimization and economic evaluation | |
| Makwana et al. | Improving the properties of producer gas using high temperature gasification of rice husk in a pilot scale fluidized bed gasifier (FBG) | |
| US7932298B2 (en) | Method and apparatus for reducing CO2 in a stream by conversion to a syngas for production of energy | |
| CA2638197C (en) | Method and apparatus for reducing co2 in a stream by conversion to a syngas for production of energy | |
| US20080031809A1 (en) | Controlling the synthesis gas composition of a steam methane reformer | |
| US7897649B2 (en) | Operation of a steam methane reformer by direct feeding of steam rich producer gas from steam hydro-gasification | |
| US20070220810A1 (en) | Method for improving gasification efficiency through the use of waste heat | |
| US7176246B2 (en) | Process for converting heavy crude oils and petroleum coke to syngas using external source of radiation | |
| JP2005517053A (en) | Production of synthetic transportation fuel from carbonaceous materials using self-supporting hydrogenation gasification | |
| Cheng et al. | Allothermal gasification of biomass using micron size biomass as external heat source | |
| US3874116A (en) | Synthesis gas manufacture | |
| Jenkins | Thermal gasification of biomass—a primer | |
| Santasnachok et al. | Exergetic and environmental assessments of hydrogen production via waste tire gasification with co-feeding of CO2 recycled | |
| Oni et al. | Experimental investigation of steam-air gasification of Cymbopogon citratus using Ni/dolomite/CeO2/K2CO3 as catalyst in a dual stage reactor for syngas and hydrogen production | |
| Umeki et al. | Basic study on hydrogen-rich gas production by high temperature steam gasification of solid wastes | |
| JP2002285171A (en) | Biomass gasifier and method for gasifying biomass | |
| JP2009286932A (en) | Biomass gasification apparatus and biomass gasification method | |
| Papa et al. | Performance evaluation of an innovative 100 kWth dual bubbling fluidized bed gasifier through two years of experimental tests: Results of the BLAZE project | |
| JP4085160B2 (en) | Gasification method using self-catalysis of biomass | |
| Speight | Production of bio-syngas and bio-hydrogen by gasification | |
| Khan et al. | Gasification of solid waste | |
| JP3021055B2 (en) | Synthesis gas production method | |
| Chen et al. | Thermodynamic analysis of coal to synthetic natural gas process |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20021101 |