WO2012124765A1 - 石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム - Google Patents

石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム Download PDF

Info

Publication number
WO2012124765A1
WO2012124765A1 PCT/JP2012/056706 JP2012056706W WO2012124765A1 WO 2012124765 A1 WO2012124765 A1 WO 2012124765A1 JP 2012056706 W JP2012056706 W JP 2012056706W WO 2012124765 A1 WO2012124765 A1 WO 2012124765A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coal
low
gas
reformer
char
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/056706
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
達朗 原田
誠一郎 松田
持田　勲
林　潤一郎
洋介 松下
山本　剛
俊郎 野口
Original Assignee
九州電力株式会社
国立大学法人九州大学
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 九州電力株式会社, 国立大学法人九州大学 filed Critical 九州電力株式会社
Priority to AU2012229849A priority Critical patent/AU2012229849B2/en
Priority to US14/005,440 priority patent/US9334458B2/en
Priority to DE112012001242.9T priority patent/DE112012001242B4/de
Priority to JP2013504770A priority patent/JP5857340B2/ja
Publication of WO2012124765A1 publication Critical patent/WO2012124765A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10F—DRYING OR WORKING-UP OF PEAT
    • C10F5/00—Drying or de-watering peat
    • 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
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • 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
    • 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
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/721—Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
    • 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
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1612—CO2-separation and sequestration, i.e. long time storage
    • 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
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • 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
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • C10J2300/1815—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water for carbon dioxide
    • 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
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1853—Steam reforming, i.e. injection of steam only
    • 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
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Definitions

  • the present invention reforms a dried low-coalized coal while moving it in a moving bed reformer, performs pyrolysis and gasification with the combustion heat and exhaust gas of a fluidized bed combustion furnace (FBC), and produces hydrocarbon gas
  • FBC fluidized bed combustion furnace
  • char is recovered, and heat is recovered from the fluidized bed combustion furnace of char and dry low-coalized coal to generate electricity.
  • the reformed char can be used as a power generation fuel and a heat source for iron making.
  • Hydrocarbon gas is used as a chemical raw material.
  • the present invention relates to a combined system that uses coal for the production of char and raw material gas and for power generation, where power generation and coal chemistry are integrated and heat, electricity, and advanced use as chemical raw materials can be achieved.
  • Coal with a low degree of coalification such as subbituminous coal and lignite with a water content of more than about 20% by mass, is low in calories due to its high water content, and has a low calorific value. It is limited to use in coal mining areas due to high transportation costs and transportation costs.
  • low-coalizing coal has advantages not found in bituminous coal, which is considered high quality.
  • Australian and Indonesian lignite has low sulfur and low ash content, and if this is used as a fuel, air pollution by sulfurous acid gas and the like can be suppressed, and the harmful effects of ash can be reduced.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 a raw material slurry is obtained by mixing oil and low-coalized coal, and the slurry is heated and dehydrated in oil, and further heated to obtain carboxyl in the raw material coal. Spontaneous ignition is prevented by decomposing or desorbing groups and hydroxyl groups by decarboxylation or dehydration to improve raw coal, or by injecting heavy oil into the pores of low coal Technology is disclosed.
  • Patent Document 3 discloses a gasification unit that gasifies low-degree coal with a relatively high moisture content, a gas power generation unit that generates power using the gas supplied from the gasification unit, and A steam power generation unit that generates power using the heat of exhaust gas discharged from the gas power generation unit and a coal drying unit that uses exhaust heat discharged from the steam power generation unit to supply the dried coal to the gasification unit
  • a coal gasification combined cycle power plant having a coal drying section is disclosed.
  • lignite is pyrolyzed in an inert gas atmosphere or a steam atmosphere to separate it into reformed coal and tar, and the tar is carbonized by catalytic cracking in a steam atmosphere and in the presence of an iron-based catalyst.
  • a method for producing reformed coal and hydrocarbon oil to obtain hydrogen oil is disclosed.
  • JP 7-233384 A Japanese Patent No. 2776278 JP 2009-133268 A JP 2010-144094 A
  • Patent Documents 1 and 2 use oil, they require various facilities for separating oil and coal in the same container, which increases the size of the apparatus and lacks energy saving.
  • an auxiliary material called oil is required for reforming coal, a large cost is required and the environmental load factor is high.
  • the method uses oil, heat exchange loss occurs with respect to the energy given to the brown coal, and the energy loss is large.
  • oil used as a subsidiary material is mixed in the dried coal, resulting in a large loss of oil and lacking in resource saving.
  • Patent Document 3 can obtain high calorie because the low-coalification coal is dried, then gasified in a gasification furnace and burned as a heat source in a boiler, but is included in low-coalification coal. Effective use of useful chemical raw materials cannot be achieved, and resource saving is lacking.
  • Patent Document 3 is based on high-temperature gasification of coal, and low-molecular compounds are dominant in the gas components after gasification, which is disadvantageous for subsequent chemical product synthesis.
  • Patent Document 3 the generated gas becomes a high temperature, and there are significant restrictions on the materials constituting the equipment.
  • Patent Document 4 obtains modified coal and a compound by thermally decomposing brown coal at 500 to 800 ° C.
  • Patent Document 4 Since Patent Document 4 requires cooling even when used as reformed coal or when pulverized coal combustion is performed at a later stage, it lacks energy saving.
  • the present invention solves the above conventional problems, (1) Combustion heat of coal-fixed carbon is used for pyrolysis, gasification, and char production of low-coalizing coal along with heating steam for power generation. (2)
  • the boiler can be made compact by adopting oxygen fluidized bed combustion. (3) By adopting oxyfuel combustion, when carbon dioxide is separated and recovered, nitrogen gas is remarkably low, so the concentration of carbon dioxide is high and the separation energy of carbon dioxide can be reduced. (4) It is possible to construct a chemical complex that effectively uses the exhaust heat of the boiler and uses pyrolysis and gasified gas (volatile matter) as a chemical raw material.
  • the product gas temperature can be kept low, and there are few restrictions on the materials such as gas piping, and the maintenance is excellent.
  • the thermal decomposition reaction time can be taken long, the product gas temperature is low, the problems due to tar components (sticking, coking, etc.) can be solved, and a relatively long chain hydrocarbon component can be obtained. Gases that are advantageous for combustion and chemical synthesis can be generated.
  • the fixed carbon from which the volatile components have been removed is introduced into the oxygen fluidized combustion apparatus without cooling, it has high ignitability and excellent energy saving.
  • a composite system using the coal of the present invention for char / raw gas production and power generation has the following configuration.
  • a composite system that uses the coal according to claim 1 of the present invention for char and raw gas production and power generation includes a drying unit that dries high-moisture content low-coalized coal, and the low-part dried in the drying unit.
  • a reformer for reforming the degree of coalification, a fluidized bed combustion furnace using the reformed coal obtained in the reformer as a fuel, and pyrolyzing and gasifying the combustion exhaust gas of the fluidized bed combustion furnace A furnace gas supply pipe for supplying to the reformer, and a catalytic reformer for reforming the volatile components obtained from the low-rank coal and the combustion exhaust gas reformed by the reformer. It is a system consisting of different configurations.
  • the following effects can be obtained. (1) Since the low coal content coal is dried by the drying unit before being supplied to the reformer, even if the low coal content coal is used as a fuel for the fluidized bed combustion furnace, evaporation of contained water, The loss of heat energy due to the removal of heat due to the outflow of water vapor can be suppressed. (2) Since the exhaust gas discharged from the fluidized bed combustion furnace is used to dry the low-rank coal, the utilization efficiency of thermal energy can be improved. On the other hand, it is not necessary to input new fuel or energy compared to the case where a heat generating part for generating heat is separately provided to dry the low-carbonized coal, and energy saving is excellent.
  • the reformer Since the reformer is heated with the exhaust gas of the fluidized bed combustion furnace and reforms the low-coalizing coal, it is excellent in energy saving.
  • low-carbon coal has a high content of volatile components, the volatile components are released by a reformer and partially gasified gas, together with CO or CO2, It can be used as a useful chemical raw material by reacting with H2O.
  • Char generated at the high temperature part (inlet part) of the reforming part can be used as raw material coal for iron making and solid fuel that can be transported overseas in addition to fluidized bed fuel.
  • gas reforming is performed using the temperature of the furnace gas (combustion exhaust gas) of the fluidized bed combustion furnace, it is excellent in thermal efficiency and energy saving.
  • the product gas temperature can be kept low at 150 ° C or less, tar condensation is prevented, and since the temperature is low, there are restrictions on the materials such as gas piping. Therefore, the construction cost and maintenance cost of the apparatus can be kept low. Moreover, powdering of raw coal can be suppressed by heating at low speed.
  • the product gas temperature is low and the thermal decomposition reaction time can be increased, so that no trouble is caused by the tar component due to sticking or coking.
  • a gas advantageous for a chemical raw material can be generated.
  • the fixed carbon from which the volatile components have been removed by the reformer is charged without being cooled, it is introduced into the oxygen fluidized bed combustion furnace, so that it has high ignitability and no energy loss.
  • heat exchange can be efficiently performed between the exhaust gas and the particles of the fluidized bed combustion furnace that flows against the volume force of the particle bed.
  • high temperature fixed carbon (char) from which volatile components have been removed is introduced into a fluidized bed combustion furnace from a location with a low oxygen concentration, abnormal combustion and rapid combustion immediately after injection can be suppressed, and oxyfuel combustion is possible. It becomes.
  • the exhaust gas has a lower oxygen concentration than air, it is possible to reform low-carbonized coal that is naturally oxidized and easily ignited at a higher temperature.
  • the name thereof is not particularly limited as long as the water content exceeds about 20% by mass, such as sub-bituminous coal, lignite and lignite. Further, it is not necessary that all coal used as fuel is low-degree coal, and high-degree coal having a water content of less than about 20% by mass may be added.
  • the drying section is dried in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas having a low temperature (60 to 90 ° C.) and a low humidity (RH 70 to 0%).
  • the interior of the drying section is composed of hot water (about 60 to 90 ° C.) piping for warming coal and gas piping for injecting an inert dry gas.
  • moisture content of low coal degree coal can be 20 mass% or less. In the experiment, it could be lowered to 16 mass%. Thereby, the water content of the low-rank coal can be reduced to 1/3 or less, and the transportation efficiency can be greatly improved. Furthermore, by using char, it is possible to prevent spontaneous ignition and improve safety. Nitrogen gas separated by an enzyme separator is used as nitrogen gas. Nitrogen gas may be heated by an air preheater heated with hot water of the condenser. In this case, since the oxygen concentration is low, it is possible to prevent low-carbonized coal that is naturally oxidized and easily heated and ignited from being ignited and dried at a higher temperature.
  • the low-carbonized coal is heated using the cooling drain (about 60-90 ° C) piping of the condenser of the steam turbine that generates electricity with the steam superheated in the fluidized bed combustion furnace. Do it.
  • air, CO2 or N2 gas with low oxygen content is heat-exchanged with the heated cooling wastewater and heated (temperature: 60 to 80 ° C., RH: 0 to 70%) and dried. It is made to flow countercurrently with the flow of low-carbonized coal, and dried.
  • a moving bed system in which the low-coalized coal is pyrolyzed and gasified by causing the high-temperature exhaust gas from the fluidized bed combustion furnace to be upflowed while downflowing the low-coalized coal is preferable.
  • a moving bed system By adopting a moving bed system, a large reaction time can be obtained on the moving bed.
  • by using the counter flow it is possible to cool the reformed gas while exchanging heat with the low-rank coal. Thereby, a chemical raw material composed of pyrolysis gas and gasification gas is obtained, and high-calorie modified coal (char + ash) is obtained.
  • F As a fluidized bed combustion furnace, limestone, dolomite, or the like is used as a fluidized medium.
  • auxiliary combustor a mixed gas of oxygen and carbon dioxide that adjusts (dilutes) the oxygen concentration is preferable.
  • the fuel dry coal of low-degree coal that has been dried in the drying section, coal after reforming of low-degree coal that has been reformed by a reformer, or char is used.
  • the combustion temperature of the fluidized bed combustion furnace is adjusted to 800 to 900 ° C. This can reduce the use of special materials that can withstand the high temperature of the furnace material, and can also prevent obstacles such as ash melting in the fluidized bed.
  • the catalytic reformer reforms the catalyst by contacting CO2 or CO, H2O of volatile components or furnace gas (combustion exhaust gas) obtained from low-coalification coal with FT synthesis gas or methanol.
  • Synthesis gas, ammonia synthesis gas, hydrogen gas, synthetic natural gas, etc. can be obtained.
  • low-molecular hydrocarbons, carbon monoxide, and hydrogen can be continuously obtained by modifying the generated tar component.
  • the composite system using the coal according to claim 2 of the present invention for char and raw gas production and power generation is the invention according to claim 1, wherein the reformer moves the low-coalizing coal supplied from the drying section.
  • a pyrolysis section for decomposing low-degree coal at a pyrolysis temperature of 300 ° to 600 ° C. by an upward flow of combustion exhaust gas from a fluidized bed combustion furnace, and a low-coalification char char generated in the pyrolysis section Is composed of a gasification section that partially decomposes fixed carbon into CO and H2 at 600 to 800 ° C.
  • Dry lignite can be thermally decomposed into volatile matter + char by exhaust gas supplied from a fluidized bed combustion furnace, and further char can be gasified.
  • Unconverted char and ash are supplied to the fluidized bed combustion furnace, but since char is burned, high calories can be obtained and thermal efficiency is excellent.
  • dry lignite is mixed to generate igniting volatiles, or high-concentration oxygen combustion and preheating to about 800 ° C make it possible to achieve smooth ignition and combustion. it can.
  • a gas component to be extracted can be selected by generating a temperature distribution in the reformer, or by selecting a point at which the gas is extracted.
  • the product gas temperature can be lowered, and subsequent equipment such as coal gas cooling is unnecessary or simple and the equipment becomes compact.
  • the uppermost temperature may be increased to suppress condensation of the heavy oil component.
  • the moving speed of the moving bed can be adjusted according to the char supply speed to the fluidized bed combustion furnace.
  • the char discharged from the moving bed is uniform in shape and thus tends to stabilize fluidized bed combustion.
  • the reformer has a two-stage or integral structure, and combustion exhaust gas from a fluidized bed combustion furnace at 500 to 800 ° C. is supplied from the lower part.
  • a composite system using coal according to claim 3 of the present invention for char and source gas production and power generation is supplied as an oxygen diluent as a combustion aid for the fluidized bed combustion furnace in the invention of claim 1 or 2.
  • the carbon dioxide gas discharged from the catalyst reforming apparatus is a separated carbon dioxide gas. Thereby, in addition to the operation obtained in the first or second aspect, the following operation is obtained. (1) Since carbon dioxide discharged from a fluidized bed combustion furnace or reformer is recycled, the environmental load reduction effect can be improved.
  • the following advantageous effects can be obtained.
  • the invention of claim 1 Since the low coal content coal is dried by the drying unit before being supplied to the reformer, the moisture content contained in the low coal content coal with a high water content and the outflow of water vapor It is possible to suppress the loss of heat energy due to the removal of heat caused by. (2) Since the exhaust heat discharged from the fluidized bed combustion furnace and the waste heat generated in the power generation cycle are used for drying the low-rank coal, the utilization efficiency of thermal energy can be improved.
  • the product gas temperature to be generated can be kept low, and there are few restrictions on the materials such as gas piping.
  • the thermal decomposition reaction time can be increased, so that there are no obstacles caused by tar components (such as sticking and coking) and a relatively long chain hydrocarbon component can be obtained. Therefore, it is possible to generate a gas advantageous for chemical product synthesis.
  • the fixed carbon from which the volatile components have been removed is fed into the oxygen fluidized combustion apparatus without cooling, it has high ignitability and no energy loss.
  • the reaction time can be increased, so that obstacles such as sticking due to tar can be reduced.
  • the gas component can be selected at the point where the gas is taken out.
  • the product gas temperature can be lowered, and subsequent equipment such as coal gas cooling is not required, providing excellent energy savings and making the equipment compact.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a composite system that uses coal in the embodiment for char / raw gas production and power generation.
  • 1 is a combined system that uses coal for char and raw gas production and power generation
  • 2 is a coal-like coal with a particle size of 1 ⁇ m to 5 mm and a low coal content such as brown coal with a moisture content of approximately 60% by mass.
  • This is a drying section that is dried to a moisture content of 20% by mass with an inert gas such as air or nitrogen having a low oxygen content, adjusted to 60 to 80 ° C. and a relative humidity of 0 to 70%.
  • the drying chamber of the drying unit 2 heats N 2 gas separated by a 60-90 ° C. hot water pipe connected to a condenser, which will be described later, and an oxygen separator, which will be described later, with an air preheater, which will be described later.
  • a gas pipe for injecting the N 2 gas into the dryer is provided.
  • Moisture in the exhaust of the drying unit 2 is recovered by the makeup water treatment and supplied to the capacitor.
  • Reference numeral 2a denotes a dust collector that removes dust and the like from the exhaust of the drying unit 2.
  • 3 is a low-coalized coal that has been dried in the drying unit 2 and transported by a carrier material, and is pyrolyzed and reformed by a two-stage reaction of partial gasification to evaporate and desorb volatiles and tars.
  • the reformer 3 can adapt the physical properties of the product char to the usage requirements by making the pyrolysis, partial gasification and reforming into a two-stage reaction.
  • 4 is a fluidized bed combustion furnace that is supplied with char and ash reformed by the reformer 3 (hereinafter referred to as coal after reforming) and generates main steam for a steam turbine
  • 5 is an exhaust gas from the fluidized bed combustion furnace 4.
  • a cyclone that removes ash, 6 is an oxygen preheater that preheats oxygen gas by exchanging the exhaust gas separated by the cyclone 5 and oxygen separated by an O2 separator described later, and 7 separates oxygen gas and nitrogen gas from the atmosphere. It is an oxygen separator.
  • the oxygen gas obtained from the oxygen separator 7 is preheated by the oxygen preheater 6 and used as a combustion aid for the fluidized bed combustion furnace 4.
  • the nitrogen gas obtained at the same time is heated and used for drying low-degree coal.
  • the cyclone 9 is made by contacting the gasified gas from which the ash has been separated by the cyclone 8 with a catalyst such as zeolite, Fe, Co, Ni, Cu, etc., FT synthesis gas, methanol synthesis gas, ammonia synthesis gas, hydrogen gas, synthesis Catalytic reformer for refining chemical raw materials such as natural gas, 10 is a dilution of oxygen gas concentration in carbon dioxide storage device and fluidized bed combustion furnace 4 using CCS as a by-product from combustion exhaust gas and catalyst reformer 9
  • 11 is a steam turbine for rotating a generator with main steam of the fluidized ash combustion furnace 4
  • 12 is a condenser
  • 13 is a generator
  • 14 is a condenser for nitrogen gas separated by the oxygen separator 7 12 A
  • the nitrogen gas preheated by the dry gas preheater 14 is sent to the drying unit 2 to dehydrate and dry the low-coalized coal.
  • 15 is a feed water pump for boosting the feed water for supplying the condensate of the condenser 12 to the combustion furnace heat transfer water pipe
  • 16 is a feed water heater for preheating the condensate from the feed water pump 15 with steam (bleed air) from the turbine. Is a cooling tower.
  • the reformer 3 it is preferable to adopt a moving bed system in which a combustion exhaust gas in which a high temperature part is controlled in consideration of slagging measures is used as a pyrolysis partial gasification reforming agent.
  • reaction time can be lengthened and obstacles, such as coking of a tar component, can be prevented.
  • obstacles such as coking of a tar component
  • generated coal gas can be made easy.
  • a two-stage rotary kiln can be used as the reformer. As a result, direct heating, reforming and indirect heating with combustion gas can be selected.
  • the modified coal 600 to 500 ° C.
  • the fluidized bed combustion furnace 4 uses an auxiliary combustor obtained by diluting oxygen separated by an oxygen separator 7 for separating oxygen from the atmosphere with carbon dioxide gas produced as a by-product or separated from the catalyst reformer 9.
  • the catalyst reformer 9 uses a solid reforming catalyst such as iron or an alkali component. Specifically, a fixed bed using a perovskite-supported alkaline earth catalyst can be used. Thereby, heavy components, such as a tar part, can be decomposed
  • Sub-bituminous coal, low-moisture lignite (lignite), and high-moisture lignite (brown coal) are used as low-coalized coal.
  • the water content and calorific value are shown in (Table 1).
  • the moisture of low-rank coal includes surface-attached water and internal moisture (referred to as equilibrium moisture), and the surface-attached water can be removed by drying at 100 ° C. or less.
  • the moisture of coal can be reduced to about half of the equilibrium moisture by drying at 80 to 150 ° C. (usually also called drying).
  • the drying unit 2 used N 2 gas having a temperature of 60 to 80 ° C. and a relative humidity of 0 to 70%.
  • heat treatment is performed at about 180 to 300 ° C., hydrophilic oxygen-containing groups such as phenol groups and carboxyl groups are likely to undergo thermal decomposition.
  • Heating removes internal moisture in the coal and decomposes hydrophilic oxygen-containing groups such as phenol groups and carboxyl groups to generate H20 and CO2, making them hydrophobic and reducing the hygroscopicity of coal. .
  • hydrophilic oxygen-containing groups such as phenol groups and carboxyl groups
  • it is inactivated and spontaneous combustion is suppressed to some extent.
  • the equilibrium moisture starts to decrease, and when heated to 350 ° C. or higher, the equilibrium moisture decreases significantly, and becomes half or less of the equilibrium moisture due to normal drying.
  • the tar content in the coal liquefies and oozes to the surface through the pores of the coal.
  • the specific surface area of coal is significantly reduced by scanning electron micrographs of the surface and measurement of the specific surface area.
  • a raw coal having a specific surface area of 1.7 m 2 / g is heat-treated at 430 ° C. and rapidly cooled to about 0.1 m 2 / g. It is considered that the tar content spreading in the pores and a part of the coal surface is solidified, thereby lowering the specific surface area of the coal to inactivate it, reducing the hygroscopic property, and reducing the pyrophoric property.
  • the temperature exceeds 450 ° C.
  • the ratio of the amount of heat that can be effectively used by the high-moisture lignite to bituminous coal (the amount of heat that can be converted into steam is 5720 kcal) is 4511 / 5720 ⁇ 79%.
  • the power generation efficiency of the high-moisture lignite is 28%, which is 28.0 / 34.5 ⁇ 81% compared to 34.5% of bituminous coal (water content: 5% by mass). It is almost equal to the heat quantity ratio. That is, the calorie ratio of both coals is equal to the difference in moisture loss. Therefore, when power generation is performed using low-degree coal as a fuel, when the calorific value of the low-degree coal is increased by dehydration reforming, the improvement of the calorie is increased more than the moisture loss, that is, it is necessary for the treatment of 1 kg of moisture. With regard to the steam consumption, the conventional dehydration reforming method requires a steam consumption of 1 kg or more.
  • the present inventor evaporates the moisture of low-rank coal with less heat energy, desorbs highly volatile components with the energy of combustion gas and uses it as a raw material for chemical products instead of fuel, We have intensively studied a combined system that uses coal with power generation efficiency for char and raw gas production and power generation, and completed it as an invention.
  • the operation method of the system includes a particle size adjusting step of pulverizing low-coalizing coal and adjusting it to a particle size of about 0.1 ⁇ m to 5 mm;
  • the reforming step is achieved by including a pyrolysis step for pyrolyzing dry coal and a gasification step for gasifying the pyrolyzed dry coal. Chars that can be produced in excess can be made of iron-making carbon material and transportable solid fuel.
  • FIG. 2 is a heat balance diagram in the embodiment
  • FIG. 3 is a material balance diagram in the embodiment. From FIG. 2 and FIG. 3, when the moisture of the fuel brown coal is reduced, the thermal energy available for power generation increases, that is, the power generation amount increases.
  • the present invention is a hydrocarbon which undergoes pyrolysis and gasification with the heat of combustion of a fluidized bed combustion furnace (FBC) of reformed lignite while moving the dried low-coalizing coal in a reformer such as a moving bed.
  • FBC fluidized bed combustion furnace
  • This will provide a combined system that uses coal for char and raw gas production and power generation, where power generation and coal chemistry are integrated to enable advanced use of heat, electricity, and chemical products.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Air Supply (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

　豊富に埋蔵される低石炭化度炭の多くは高含水率、高酸素含有率のため運搬効率が悪く、かつ加熱利用に際して、水の加熱顕熱、蒸発潜熱を損失するため、熱効率が低下し、また揮発分含有率が高いため、既存の石炭燃焼設備での利用が困難である。　本発明の石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムは、高含水率の低石炭化度炭を乾燥する乾燥部と、前記乾燥部で乾燥された前記低石炭化度炭を改質する改質器と、前記改質器で得られた改質後石炭を燃料とする流動層燃焼炉と、前記流動層燃焼炉の燃焼ガスを熱分解、ガス化剤として前記改質器へ供給する炉ガス供給管と、前記改質器で改質され前記低石炭化度炭から得られた揮発成分や前記炉ガスを改質する触媒改質装置と、を備えた構成を有している。

Description

石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム
　本発明は、乾燥させた低石炭化度炭を移動床改質器内で移動させながら改質、流動層燃焼炉（ＦＢＣ）の燃焼熱・排ガスで熱分解・ガス化を行い、炭化水素ガスとチャーを得るとともに、チャーや乾燥低石炭化度炭の流動層燃焼炉から水蒸気で熱回収をして発電を行う。さらに、改質後のチャーは発電燃料、製鉄用熱源として利用もできる。又、炭化水素ガスは化学原料として利用する。これにより、発電と石炭化学が融合し熱と電気と化学原料としての高度利用を図ることのできる石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムに関する。
　含水量が約２０質量％を超える亜瀝青炭や褐炭など石炭化度の低い石炭は、高水分含量であるが故にカロリーが低く、燃焼発熱量が少ない上に、乾燥すると自然発火性が高まり、吸湿性も高く、輸送コストが割高になる等の理由により産炭地での利用に限られている。
　しかし、低石炭化度炭には、高品位とされる瀝青炭等にはない利点がある。例えば、オーストラリアやインドネシアの褐炭は低硫黄でかつ低灰分であり、これを燃料として使用すれば、亜硫酸ガスなどによる大気汚染を抑制することができる上に、捨灰の有害性を低減できる。
　そこで、これまでにも、これら低石炭化度炭を脱水改質や熱改質で炭化することによって、その欠点を補うための技術が提案されてきた。例えば、特許文献１や特許文献２には、油分と低石炭化度炭を混合して原料スラリーを得、当該スラリーを加熱して油中脱水し、更に加熱することによって、原料炭中のカルボキシル基や水酸基等を脱炭酸反応や脱水反応により分解若しくは脱離し、原料炭を改質する技術、または低石炭化度炭の細孔内に重質油分等を侵入せしめることにより自然発火を防止する技術が開示されている。
　また、特許文献３には、水分の含有率が比較的高い低石炭化度炭のガス化を行うガス化部と、ガス化部から供給されたガスを用いて発電を行うガス発電部と、ガス発電部から排出された排気ガスの熱を用いて発電を行う蒸気発電部と、蒸気発電部から排出された排熱を用いて石炭の乾燥を行い、ガス化部に乾燥された石炭を供給する石炭乾燥部と、を備えた石炭ガス化複合発電設備が、開示されている。特許文献４には、褐炭を不活性ガス雰囲気下もしくは水蒸気雰囲気下で熱分解して改質炭とタールに分離し、前記タールを水蒸気雰囲気下、かつ鉄系触媒存在下で接触分解して炭化水素油を得る改質炭と炭化水素油の製造法が開示されている。
特開平７－２３３３８４号公報 特許第２７７６２７８号公報 特開２００９－１３３２６８号公報 特開２０１０－１４４０９４号公報
　しかしながら、上記従来の技術においては以下の課題を有していた。
　（１）特許文献１，２は油分を使用するために、油と石炭を同一容器で分離するための種々の設備を要し、装置が大型化するとともに省エネルギー性に欠ける。
　（２）石炭の改質に際して油分という副資材が必要となるので、大きなコストが必要で、かつ、環境負荷率が高い。
　（３）油分を介した方法なので、褐炭に与えるエネルギーに関して熱交換損失が生じ、エネルギーロスが大きい。
　（４）さらに乾燥後の石炭に副資材として利用する油分が混入し、油分のロスが多く、省資源性に欠ける。
　（５）特許文献３は、低石炭化度炭を乾燥し、次いでガス化炉でガス化させてボイラーで熱源として燃焼させるので高カロリーを得ることができるが、低石炭化度炭に含まれる有用な化学原料の有効利用が図れず、省資源性に欠ける。
　（６）特許文献３は石炭の高温ガス化を基盤としており、ガス化後のガス成分は低分子の化合物が支配的であり、その後の化学製品合成には不利である。
　（７）特許文献３では発生ガスが高温となり、設備を構成する材料に大きな制約がある。
　（８）特許文献４は、褐炭を５００～８００℃で熱分解し改質炭とタールを得、次いでタールを４００～６００℃で接触分解することにより、改質炭と化合物を得るが、一般に低石炭化度炭は５００℃を超えて加熱すると亀裂が増え微粉が発生し未燃炭が増加する。また、熱分解ガスは、酸素濃度が高いと易燃焼成分の着火や、微粉炭の爆発の危険があるので、酸素濃度の制御やスチームの添加等装置の運転制御が困難で安全性や運転性に欠ける。
　（９）特許文献４は改質炭として利用する場合、あるいは微粉炭燃焼を後段で行う場合も冷却が必要となるので、省エネルギー性に欠ける。
　本発明は上記従来の課題を解決するもので、
　（１）石炭固定炭素の燃焼熱を発電用の蒸気の加熱とともに低石炭化度炭の熱分解、ガス化、チャー製造に利用する。
　（２）ボイラーを酸素流動層燃焼採用でコンパクト化できる。
　（３）酸素燃焼を採用することで、炭酸ガスを分離・回収する場合、窒素ガスが著しく少ないので炭酸ガス濃度が高く、炭酸ガスの分離エネルギーを小さくすることができる。
　（４）ボイラーの排熱を有効利用し、熱分解、ガス化ガス（揮発分）を化学原料として用いるケミカルコンプレックスを構築することができる。
　（５）改質器として、移動床反応器を採用することで、製品ガス温度が低く抑えられ、ガス配管などの材質の制約条件が少なくメンテナンス性に優れる。
　（６）熱分解反応時間を長く取れるので、製品ガス温度が低く、タール成分による障害（固着やコーキングなど）問題を解決し、かつ比較的長鎖の炭化水素成分を多く得ることができるので、燃焼、化学合成に有利なガスを発生させることができる。
　（７）揮発成分を除去した固定炭素を冷却することなく、酸素流動燃焼装置に投入するので、着火性が高く、省エネルギー性に優れる。
　（８）揮発成分を除去した高温の固定炭素（チャー）を燃焼排ガスと向流で酸素濃度の低い個所から酸素流動層燃焼炉に投入することで、高酸素濃度の燃焼炉内でも投入直後の異常燃焼や急激な燃焼を抑えることができるので、酸素燃焼が可能となる。
　という石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムを提供することを目的とする。
　上記従来の課題を解決するため、本発明の石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムは、以下の構成を有している。
　本発明の請求項１に記載の石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムは、高含水率の低石炭化度炭を乾燥する乾燥部と、前記乾燥部で乾燥された前記低石炭化度炭を改質する改質器と、前記改質器で得られた改質後石炭を燃料とする流動層燃焼炉と、前記流動層燃焼炉の燃焼排ガスを熱分解、ガス化剤として前記改質器へ供給する炉ガス供給管と、前記改質器で改質され前記低石炭化度炭から得られた揮発成分や前記燃焼排ガスを改質する触媒改質装置と、を備えた構成からなるシステムである。
　この構成により、以下の作用が得られる。
　（１）低石炭化度炭は、改質器へ供給される前に乾燥部により乾燥されるため、低石炭化度炭を流動層燃焼炉の燃料として用いても、含有水分の蒸発や、水蒸気の流出による熱の持ち去り等による熱エネルギーの損失を抑制することができる。
　（２）低石炭化度炭の乾燥に流動層燃焼炉から排出された排ガスを用いるため、熱エネルギーの利用効率を向上させることができる。一方、低石炭化度炭を乾燥させるために別途熱を発生する発熱部を設けた場合と比較して、新たな燃料やエネルギーを投入する必要がなく、省エネルギー性に優れる。
　（３）改質器が流動層燃焼炉の排ガスで加熱され低石炭化度炭を改質するので、省エネルギー性に優れる。
　（４）低石炭化度炭は、揮発成分の含有量が多いが、その揮発成分を改質器で放出させ、一部ガス化したガスとともに、ガス改質部で燃焼ガスのＣＯやＣＯ2，Ｈ2Ｏと反応させることにより有用な化学原料として利用できる。
　（５）改質部の高温部（入口部）で生成されるチャーは流動層燃料の他、製鉄用原料炭、海外輸送可能な固体燃料として利用できる。
　（６）流動層燃焼炉の炉ガス（燃焼排ガス）の温度を利用してガス改質を行うので熱効率に優れ省エネルギー性に優れる。
　（７）改質器として、移動床反応器を採用することで、製品ガス温度が１５０℃以下と低く抑えられ、タールの凝縮を防ぎ、また、低温なので、ガス配管などの材質の制約条件が少なく、装置の建設コストやメンテナンスコストを低く抑えることができる。また、低速加熱することで原料炭の紛化を抑制できる。
　（８）改質器として、移動床反応器を採用した場合、製品ガス温度が低く、熱分解反応時間を長く取れるので、タール成分による固着やコーキング等によるタール成分の発生による障害が生じず、かつ比較的長鎖の炭化水素成分を多く得ることができるので、化学原料に有利なガスを発生させることができる。
　（９）改質器で揮発成分を除去した固定炭素を冷却することなく、酸素流動層燃焼炉に投入するので、着火性が高く、エネルギー的にもロスを生じない。
　（１０）流動層燃焼炉内では粒子層の体積力に抗して流過する流動層燃焼炉の排ガスと粒子の間で効率よく熱交換ができる。
　（１１）揮発成分を除去した高温の固定炭素（チャー）を酸素濃度の低い個所から流動層燃焼炉に投入するので、投入直後の異常燃焼や急激な燃焼を抑えることができ、酸素燃焼が可能となる。
　（１２）排ガスは空気に比べ酸素濃度が低いので、自然酸化し発火し易い低石炭化度炭をより高い温度で改質することができる。
　ここで、（ａ）低石炭化度炭としては、含水量が約２０質量％を超えるものであれば亜瀝青炭、亜炭，褐炭などその名称は特に問わない。また、燃料として使用する石炭が全て低石炭化度炭である必要はなく、含水量が約２０質量％未満の高石炭化度炭を添加してもよい。
（ｂ）乾燥部は、低温（６０～９０℃）で低湿度（ＲＨ７０～０%）の窒素ガス等の不活性ガス雰囲気で乾燥される。乾燥部の内部は石炭を温める温水（６０～９０℃程度）配管と不活性ガスの乾燥ガスを注入するガス配管で構成されている。また、低石炭化度炭の目標水分は２０ｍａｓｓ％以下とすることができる。実験では１６ｍａｓｓ％まで下げることができた。これにより、低石炭化度炭の含水量を１／３以下にすることができ、輸送効率を大幅に改善できる。更に、チャーとすることにより自然発火を防ぎ安全性を向上できる。
　窒素ガスは、酵素分離器で分離された窒素ガスが用いられる。窒素ガスはコンデンサの熱水で加熱された空気予熱器で加熱されるようしてもよい。この場合、酸素濃度が低いので、自然酸化し昇温し易く発火し易い低石炭化度炭の発火を防ぎ、より高い温度で乾燥することができる。また、酸素分離器で分離された窒素ガスは相対湿度が低いので、乾燥効率を大きくすることができる。更に、廃熱を利用し、別途熱エネルギーを要しないので、環境に優しく省エネルギー性に優れる。
（ｃ）乾燥部から排出される高湿度排ガスから清浄水を回収でき水の有効利用が図れる。
（ｄ）低石炭化度炭は、乾燥される前に前処理として粗粉砕して粒径が０．１μｍ～５ｍｍに調整される。０．１μｍ～５ｍｍの粒径に粉砕することにより、乾燥工程を簡略化し、乾燥時間を短縮化できる。低石炭化度炭の加熱は、乾燥部の乾燥室を流動層燃焼炉でスーパーヒートされた蒸気で発電する蒸気タービンの復水器の冷却排水（６０～９０℃程度）配管を用いて加熱して行う。また、伝熱媒体として、酸素含有量の少ない空気、CO2あるいはＮ2ガスを該加熱された冷却排水で熱交換して加温（温度：６０～８０℃，ＲＨ：０～７０％）して乾燥部へ低石炭化度炭の流れと向流して流し乾燥させる。
（ｅ）改質器としては、低石炭化度炭をダウンフローさせながら流動層燃焼炉の高温の排ガスをアップフローさせて、低石炭化度炭を熱分解ガス化させる移動床方式が好ましい。移動床方式とすることにより、移動床で反応時間を大きく取れる。また、カウンターフローとすることにより、低石炭化度炭と熱交換させながら改質されたガスの冷却をおこなうことができる。これにより、熱分解ガス，ガス化ガスからなる化学原料が得られるとともに、高カロリーの改質後石炭（チャー＋灰分）が得られる。
（ｆ）流動層燃焼炉としては、流動媒体として石灰石、ドロマイト等が用いられる。助燃剤としては、酸素と酸素濃度を調節（希釈）する炭酸ガスの混合ガスが好ましい。燃料は乾燥部で乾燥された低石炭化度炭の乾燥炭や改質器で改質された低石炭化度炭の改質後石炭やチャーが用いられる。
（ｇ）流動層燃焼炉の燃焼温度は８００～９００℃に調節される。これにより炉材の材料が高温に耐える特殊材料の使用を減らすことができ、さらに流動層内での灰熔解などの障害を防ぐことができる。
（ｈ）触媒改質装置は、低石炭化度炭から得られた揮発成分や炉ガス（燃焼排ガス）のＣＯ2やＣＯ，Ｈ2Ｏと触媒を接触させ改質を行うもので、ＦＴ合成ガスやメタノール合成ガス，アンモニア合成ガス，水素ガス，合成天然ガス等を得ることができる。
　更に、生成タール成分を改質して低分子の炭化水素、一酸化炭素、水素を連続して得ることができる。
　本発明の請求項２に記載の石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムは、請求項１の発明において、前記改質器が乾燥部から供給される低石炭化度炭を移動させながら流動層燃焼炉の燃焼排ガスの上昇流により３００°～６００℃の熱分解温度で低石炭化度炭を分解する熱分解部と、前記熱分解部で生成された低石炭化度炭チャーを６００～８００℃で固定炭素をＣＯとＨ2に一部分解するガス化部から構成される。
　この構成により、請求項１の作用に加え、以下の作用が得られる。
　（１）乾燥褐炭を流動層燃焼炉から供給される排ガスにより揮発分＋チャーへ熱分解し、さらにチャーをガス化することができる。
　（２）未転換化チャー及び灰分は流動層燃焼炉へ供給されるが、チャーを燃焼するので高カロリーを得ることができ熱効率に優れる。
　（３）チャーには一切水がないので、燃焼効率が高く、熱損失を著しく少なくすることができる。
　（４）通常チャーのみでは着火が難しいが、乾燥褐炭を混合して、着火揮発分を発生させたり、あるいは高濃度酸素燃焼と８００℃程度に予熱しているので、スムーズな着火、燃焼が達成できる。
　（５）熱分解部とガス化部の２段で分解するので、精度よく製鉄用チャー、輸送可能な燃料としてのチャー、化学原料の炭化水素ガスを分離回収できる。
　（６）移動床方式を採用することで、反応時間が長く取れるので、タールによる固着などの障害を減らすことができる。
　（７）改質器内に温度分布を生じさせることによって、あるいは、ガスを取り出すポイントを選択することによって抜き出すガスの成分を選ぶことができる。
　（８）移動床方式なので、製品ガス温度を下げることができ、石炭ガス冷却など、後段の設備が不要もしくは簡易で設備がコンパクトになる。
　（９）炭酸ガス雰囲気下でのガス化なので安全性が高い。
　（１０）生成ガスに窒素ガスが含まれないので、石炭ガスの分離を容易に行うことができる。
　（１１）層内温度が均一化され、ガス化および熱分解ガスの温度が層内温度と等しくならざるを得ない流動層の場合とは異なり、移動床では、移動床初期部において８００℃程度の燃焼排ガスとチャーを接触させてガス化を進行させることができるとともに、これによる吸熱とガス温度低下により、移動床中部では過熱を防ぎつつ３００℃～６００℃で熱分解を行うことができる。
　（１２）移動床では、粒子層高によって最上部の温度１００～３００℃に調節できる。最上部温度を低くすることによって、比較的沸点の高い重質油分を粒子層上部において凝縮させ、その留出を防ぐとともに、その重質油分を再度熱分解してガス，軽質油分，チャーに転換できる。重質油分を取得する場合には、最上部温度を高くして重質油分の凝縮を抑制すればよい。
　ここで、移動床の移動速度は流動層燃焼炉へのチャー供給速度に合わせて調節できる。粒子が完全混合され、その結果チャー粒子形状に大きな分布が生じる流動層の場合とは異なり、移動床から排出されるチャーは、形状が均一であるため、流動層燃焼を安定化させやすい。改質器は２段あるいは一体構造で、５００～８００℃の流動層燃焼炉の燃焼排ガスが下部から供給される。
　本発明の請求項３に記載の石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムは、請求項１又２の発明において、前記流動層燃焼炉の助燃剤の酸素の希釈剤として供給される炭酸ガスが、前記触媒改質装置から排出され、分離された炭酸ガスである構成を有している。
　これにより、請求項１又は２で得られる作用に加え、以下の作用が得られる。
　（１）流動層燃焼炉や改質器で排出される炭酸ガスをリサイクルするので環境負荷低減効果を向上できる。
　以上のように、本発明の石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムによれば、以下の有利な効果が得られる。
　請求項１に記載の発明によれば、
　（１）低石炭化度炭は、改質器へ供給される前に乾燥部により乾燥されるため、水分の含有量が多い低石炭化度炭が包蔵する含有水分の蒸発や、水蒸気の流出による熱の持ち去り等による熱エネルギーの損失を抑制することができる。
　（２）低石炭化度炭の乾燥に流動層燃焼炉から排出された排熱や発電サイクルで生じる廃熱を用いるため、熱エネルギーの利用効率を向上させることができる。一方、低石炭化度炭を乾燥させるために別途熱を発生する発熱部を設けた場合と比較して、新たな燃料やエネルギーを投入する必要がなく、省エネルギー性に優れる。
　（３）改質器が流動層燃焼炉の排ガスで加熱され改質、ガス化されるので、熱効率に優れる。
　（４）低石炭化度炭は、揮発成分の含有量が多いが、その揮発成分とガス化ガスをガス改質部で燃焼ガスのＣＯやＣＯ2，Ｈ2Ｏと反応させることにより有用な化学原料として転換、利用できる。
　（５）流動層燃焼炉の排ガスの温度を利用してガス改質を行うので熱効率に優れ省エネルギー性に優れる。
　（６）熱分解、ガス化装置として、移動床反応器を採用することで、生成する製品ガス温度が低く抑えられ、ガス配管などの材質の制約条件が少ない。
　（７）同時に、移動床を採用することで熱分解反応時間を長く取れるので、（固着やコーキングなどの）タール成分による障害が生じず、かつ比較的長鎖の炭化水素成分を多く得ることができるので、化学製品合成に有利なガスを発生させることができる。
　（８）揮発成分を除去した固定炭素を冷却することなく、酸素流動燃焼装置に投入するので、着火性が高く、エネルギー的にもロスを生じない。
　（９）揮発成分を除去した高温の固定炭素（チャー）を酸素流動燃焼炉に排ガスと向流方向に供給することで、酸素濃度の低い個所から酸素流動燃焼装置に投入できるので、投入直後の異常燃焼や急激な燃焼を抑えることができ、酸素燃焼が可能となる。
　請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加えて以下のような有利な効果が得られる。
　（１）乾燥褐炭を流動層燃焼炉から供給される燃焼ガスにより揮発分とチャーへ熱分解し、さらにチャーをガス化する。
　（２）未転換化チャー及び灰分は流動層燃焼炉へ供給されるが、チャーを燃焼するので高カロリーを得ることができ熱効率が高い。
　（３）チャーには一切水がないので、燃焼効率が高く、熱損失がない。
　（４）通常チャーのみでは着火が難しいが、高濃度酸素燃焼と800℃程度に予熱されているので、スムーズな着火、燃焼が達成できる。
　（５）移動床方式を採用することで、反応時間が長く取れるので、タールによる固着などの障害を減らすことができる。
　（６）温度分布をつけることで、ガスを取り出すポイントでガス成分を選ぶことができる。
　（７）熱分解、ガス化部が移動床方式なので、製品ガス温度を下げることができ、石炭ガス冷却など、後段の設備が不要で省エネルギー性に優れると共に設備がコンパクトになる。
　請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の効果に加えて以下のような有利な効果が得られる。
　（１）流動層燃焼炉や改質器で排出される炭酸ガスをリサイクルするので環境負荷低減効果を向上できる。
　（２）乾燥には不活性ガスを利用することで、爆発などの危険性が少ない。
　（３）ＣＯ2は比熱が大きいので、熱の移動を容易（冷却効率が高い）に行うことができる。
実施の形態における石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムの概要図 実施の形態におけるヒートバランス図 実施の形態におけるマテリアルバランス図
　以下、本発明を実施するための形態について、図面を用いながら説明する。
　図１は実施の形態における石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムの概要図である。
　図中、１は石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム、２は粒径が１μｍ～５ｍｍの塊炭状で含水率が略６０質量％の褐炭等の低石炭化度炭を６０～８０℃、相対湿度が０～７０％に調節した酸素含有率の少ない空気や窒素等の不活性ガスのガス流で含水率が２０質量％になるまで乾燥する乾燥部である。乾燥部２の乾燥室は本実施例では石炭を温めるため後述するコンデンサに接続された６０～９０℃の温水配管と後述する酸素分離器で分離されたN2ガスを後述する空気予熱器で加熱されたN2ガスを乾燥器に注入するガス配管を備えている。乾燥部２の排気中の水分は補給水処理で回収されコンデンサに供給される。２ａは乾燥部２の排気から粉塵等を除去する集塵装置である。３は乾燥部２で乾燥され搬送材で搬送された低石炭化度炭を熱分解、部分ガス化の２段反応で改質し揮発分やタール分等を蒸発脱離させ低石炭化度炭をチャーと灰分および石炭ガスに改質する改質器である。改質器３は、熱分解、部分ガス化と改質を２段反応とすることで、製品チャーの物性を利用要求に適合させることができる。４は改質器３で改質されたチャーと灰分（以下、改質後石炭という）が供給され蒸気タービン用の主蒸気を発生する流動層燃焼炉、５は流動層燃焼炉４の排ガスから灰分を除去するサイクロン、６はサイクロン５で分離された排ガスと後述のＯ2分離器で分離された酸素を熱交換し酸素ガスを予熱する酸素予熱器、７は大気から酸素ガスと窒素ガスを分離する酸素分離器である。酸素分離器７から得られた酸素ガスは、酸素予熱器６で予熱され流動層燃焼炉４の助燃剤として使用される。また、同時に得られた窒素ガスは、加熱されて低石炭化度炭の乾燥に用いられる。８は改質器３で低石炭化度炭を改質する際に流動層燃焼炉の排ガスからなるガス化剤でガス化された揮発成分やタール分を含むガス化ガスから灰分等を分離するサイクロン、９はサイクロン８で灰分が分離されたガス化ガスをゼオライトや、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ等の触媒と接触させて、ＦＴ合成ガスやメタノール合成ガス，アンモニア合成ガス，水素ガス，合成天然ガス等の化学原料を精製する触媒改質装置、１０は燃焼排ガスや触媒改質装置９で副生された炭酸ガスをＣＣＳとして炭酸ガス貯留装置や流動層燃焼炉４の酸素ガス濃度の希釈剤として供給する炭酸ガス管、１１は流動灰燃焼炉４の主蒸気で発電機を回転させる蒸気タービン、１２はコンデンサ、１３は発電機、１４は酸素分離器７で分離された窒素ガスをコンデンサ１２の熱水で加熱する乾燥ガス予熱器である。乾燥ガス予熱器１４で予熱された窒素ガスは乾燥部２に送られ低石炭化度炭を脱水・乾燥する。１５はコンデンサ１２の復水を燃焼炉伝熱水管に供給する為の給水を昇圧する給水ポンプ、１６は給水ポンプ１５からの復水をタービンからの蒸気（抽気）により予熱する給水加熱器、１７はクーリングタワーである。
　以上のように構成された石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムについて、以下、各単位操作について説明する。
　（１）低石炭化度炭はあらかじめボールミルなどで粗粉砕し、気流による分離、搬送を行い、石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムの乾燥部２に供給する。
　（２）乾燥部２では、粒径を０．１μｍ～５ｍｍに調整した低石炭化度炭の含水率を２０質量％以下まで下げるため、相対湿度が０～７０％で温度が６５～１１０℃の乾燥ガスが用いられる。乾燥ガスは蒸気タービン、燃焼炉流動媒体、改質炭製品から回収された廃熱が利用される。
　（３）改質器３としては、スラッギング対策を考慮して高温部を制御した燃焼排ガスを熱分解部分ガス化改質剤とする移動床方式を採用するのが好ましい。これにより、反応時間を長くすることができ、タール成分のコーキングなどの障害を防止することができる。また、長炭素鎖を有する成分のクラッキングを促進するとともに、製品石炭ガスの冷却も兼ねることで、生成した石炭ガスの取り扱いを容易化することができる。
　改質器としては２段のロータリーキルンを利用することができる。これによって燃焼ガスによる直接加熱、改質と間接加熱が選択できる。改質炭については燃焼ガスにより、６００～５００℃、入口乾燥炭投入温度を３００～４００℃に設定できる。
　（４）流動層燃焼炉４は、大気から酸素を分離する酸素分離器７で分離された酸素を、触媒改質装置９から副生あるいは分離した炭酸ガスで希釈した助燃剤を用いている。
　（５）触媒改質装置９は、鉄あるいはアルカリ成分などの固体改質触媒が用いられる。具体的にはペロブスカイト担持アルカリ土類触媒を用いた固定床等が利用できる。これにより、タール分等の重質成分を軽質成分に分解できる。
　低石炭化度炭としては亜瀝青炭，低水分褐炭（リグナイト），高水分褐炭（ブラウンコール）が用いられる。これらの含水量，発熱量を（表１）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　低石炭化度炭の水分には、表面付着水と内部水分（平衡水分という）があり、表面付着水は１００℃以下の乾燥でも除去することができる。
　石炭の水分は８０～１５０℃で乾燥（通常乾燥ともいう）することにより、平衡水分の半分程度まで低下させることができる。しかしながら、１５０℃以下の加熱乾燥では、低石炭化度炭の改質は起こり難い。そこで、乾燥部２は温度が６０～８０℃で相対湿度が０～７０％のＮ2ガスを用いた。
　次に、１８０～３００℃程度で加熱処理すると、フェノール基やカルボキシル基などの親水性の含酸素基が熱分解を起こし易い。加熱によって石炭中の内部水分が除去されるとともに、フェノール基やカルボキシル基などの親水性の含酸素基が分解により、Ｈ2０、ＣＯ2が発生し、疎水性となり、石炭の吸湿性が低下してくる。また石炭中の酸素含有量の低減により、不活性化し、自然発火がある程度抑制される。
　更に、３００℃以上に加熱すると、平衡水分が低下し始め、３５０℃以上では著しく減少し、通常乾燥による平衡水分の１／２以下になる。この時には、石炭中のタール分が液状化して石炭の細孔を通して表面ににじみ出してくる。これは、表面の走査型電子顕微鏡写真及び比表面積の測定により石炭の比表面積が著しく減少することからもわかる。例えば、原料炭で比表面積が１．７ｍ2／ｇであったものが４３０℃で加熱処理し、これを急冷したものでは０．１ｍ2／ｇ程度に低下する。
　細孔内及び石炭表面の一部に広がったタール分が固化することにより、石炭の比表面積を下げて不活性化し、吸湿性も低下させると共に、自然発火性を低下させると考えられる。更に、４５０℃を超え、５００℃付近に加熱すると、平衡水分は更に低下するが、走査型電子顕微鏡写真及び比表面積の測定から、石炭の表面に多くの亀裂が入り、比表面積も２．４ｍ2／ｇ程度に急増する。
　また、５００℃を超えて加熱すると、石炭は亀裂が増え、もろくなり微粉の発生が増加する傾向がある。そこで、改質器３は移動床にすると、移動床の低速加熱により粉化を抑制できる。
　一方、含水量６５質量％の高水分褐炭は、乾燥炭１ｋｇ当たり１×６５／（１００－６５）≒１．８６ｋｇの水分を有している。従って、高水分褐炭の場合は煙突から１．８６ｋｇの湿分ロスがあり、湿分ロスは水１ｋｇ当たり６５０ｋｃａｌであるので、乾燥炭１ｋｇ当たり６５０×１．８６＝１２０９ｋｃａｌの湿分ロスとなる。よって、蒸気に転換できる熱量は、乾燥炭１ｋｇ当たり５７２０－１２０９＝４５１１ｋｃａｌとなる。瀝青炭（蒸気に転換できる熱量は５７２０ｋｃａｌ）に対する高水分褐炭の有効利用できる熱量についての比は、４５１１／５７２０≒７９％となる。
　表１によれば、高水分褐炭の発電効率は２８％であり、瀝青炭（含水量：５質量％）の３４．５％に比して、２８．０／３４．５≒８１％となり、前述の熱量比とほぼ等しい。即ち、両石炭の熱量比は、湿分ロスの差に等しいことになる。そこで、低石炭化度炭を燃料として発電するに際して、脱水改質により低石炭化度炭の熱量を上げる場合には、熱量の改善を湿分ロス以上に高める、即ち、水分１ｋｇの処理に要する蒸気消費量は、従来の脱水改質方法では、１ｋｇ以上の蒸気消費量を要していた。
　そこで、本発明者は、低石炭化度炭の水分を少ない熱エネルギーで蒸発させるとともに、高揮発成分を燃焼ガスのエネルギーで脱離させ燃料ではなく化学製品原料として利用するとともに、高カロリーで高発電効率の石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムを鋭意検討し発明として完成した。
　また、そのシステムの運転方法は、低石炭化度炭を粉砕し０．１μｍ～５ｍｍ程度の粒径に調整する粒径調整工程と、粒径が調整された低石炭化度炭を含水率が２０ｍａｓｓ％以下まで乾燥する乾燥工程と、前記乾燥工程で乾燥された乾燥炭を流動層燃焼炉の排ガスで改質する改質工程と、前記改質工程が改質されたガス化ガスを化学原料へ改質する触媒改質工程と、前記改質工程で改質された改質後石炭（チャーと灰分）を流動層燃焼炉で燃焼し蒸気を発生させる燃焼工程と、前記蒸気で発電する発電工程と、備えている。また、前記改質工程が乾燥炭を熱分解する熱分解工程と、熱分解された乾燥炭をガス化するガス化工程と、を備えることにより達成される。余剰に生産できるチャーは製鉄原料炭素材および輸送可能な固体燃料とすることができる。
　次に、本実施の形態の石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムについて、コンピュータシミュレーションで熱収支と物質収支を求めた。
　条件として、低炭素化度炭として未加工のヴィクトリア産のブラウンコールを用いた。ブラウンコールの初期水分は６０ｍａｓｓ％、乾燥部２での乾燥によるドライブラウンコールの水分は２０ｍａｓｓ％、燃料比は１．２、発電効率は３０％で行った。
　その結果を図２、図３に示す。
　図２は実施の形態のおけるヒートバランス図であり、図３は実施の形態におけるマテリアルバランス図である。
　この図２、図３から、燃料ブラウンコールの水分を小さくすると発電に利用できる熱エネルギーが大きくなるので、すなわち発電量が大きくなる。さらに、この乾燥エネルギーを発電プロセスで発生する排熱を用いることで効率が大きくなることが分かる。また、ブラウンコール水分を小さくすることで、生成する乾留ガスエンタルピーも大きくなるので、より効率的な乾留操作も実現できる。さらに、CO2循環を採用することで、CO2貯留を指向する場合にも、CO2回収操作が容易である。
　本発明は、乾燥させた低石炭化度炭を移動床等の改質器内で移動させながら改質褐炭の流動層燃焼炉（ＦＢＣ）の燃焼熱で熱分解・ガス化を行い、炭化水素ガス、チャーなどを回収すると共に、改質後のチャーを酸素流動層燃焼炉に供給し発電用蒸気を製造することで、熱分解・ガス化に供給する温度をコントロールしたＣＯ2ガスと発電を行う。これにより、発電と石炭化学が融合し熱と電気と化学製品の高度利用を図ることのできる石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システムを提供する。
　１　石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム
　２　乾燥部
　３　改質器
　４　流動層燃焼炉
　５　サイクロン
　６　酸素予熱器
　７　酸素分離器
　８　サイクロン
　９　触媒改質装置
　１０　炭酸ガス管
　１１　蒸気タービン
　１２　コンデンサ
　１３　発電機
　１４　乾燥ガス予熱器
　１５　給水ポンプ
　１６　給水加熱器
　１７　クーリングタワー
　                                                                              

Claims (3)

  1. 　高含水率の低石炭化度炭を乾燥する乾燥部と、前記乾燥部で乾燥された前記低石炭化度炭を改質する改質器と、前記改質器で得られた改質後石炭を燃料とする流動層燃焼炉と、前記流動層燃焼炉の燃焼排ガスを熱分解、ガス化剤として前記改質器へ供給する炉ガス供給管と、前記改質器で改質され前記低石炭化度炭から得られた揮発成分や前記燃焼排ガスを改質する触媒改質装置と、を備えたことを特徴とする石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム。
  2. 　前記改質器が乾燥部から供給される低石炭化度炭を移動させながら流動層燃焼炉の燃焼排ガスの上昇流により３００°～６００℃の熱分解温度で低石炭化度炭を分解する熱分解部と、前記熱分解部で生成した低石炭化度炭チャーを６００～８００℃で固定炭素をＣＯとＨ2に一部分解するガス化部と、を有することを特徴とする請求項1に記載の石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム。
  3. 　前記流動層燃焼炉の助燃剤の酸素の希釈剤として供給される炭酸ガスが、前記触媒改質装置から排出され、分離された炭酸ガスであることを特徴とする請求項１又は２に記載の石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム。
                                                                                    
PCT/JP2012/056706 2011-03-15 2012-03-15 石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム WO2012124765A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2012229849A AU2012229849B2 (en) 2011-03-15 2012-03-15 Complex system for utilizing coal in manufacture of char and raw material gas and electric power generation
US14/005,440 US9334458B2 (en) 2011-03-15 2012-03-15 Complex system for utilizing coal in manufacture of char and raw material gas and electric power generation
DE112012001242.9T DE112012001242B4 (de) 2011-03-15 2012-03-15 Komplexes System zum Verwenden von Kohle bei der Herstellung von Koks und Rohmaterialgas und der Erzeugung von elektrischer Energie
JP2013504770A JP5857340B2 (ja) 2011-03-15 2012-03-15 石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011057083 2011-03-15
JP2011-057083 2011-03-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012124765A1 true WO2012124765A1 (ja) 2012-09-20

Family

ID=46830830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/056706 WO2012124765A1 (ja) 2011-03-15 2012-03-15 石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9334458B2 (ja)
JP (1) JP5857340B2 (ja)
AU (1) AU2012229849B2 (ja)
DE (1) DE112012001242B4 (ja)
WO (1) WO2012124765A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015137790A (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社Ihi 酸素燃焼ボイラシステム
CN105505475A (zh) * 2016-01-30 2016-04-20 农业部规划设计研究院 一种生物质气化-干馏耦合炭气油联产工艺
JPWO2015136678A1 (ja) * 2014-03-13 2017-04-06 三菱重工業株式会社 低質炭を用いた発電システム
JP2019203078A (ja) * 2018-05-23 2019-11-28 株式会社Ihi ガス化ガス製造装置、および、ガス化ガスの製造方法
CN111394131A (zh) * 2020-03-31 2020-07-10 江苏大学 一种带热回收的固废垃圾气化方法及系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102209289B1 (ko) * 2013-10-11 2021-01-29 삼성전자 주식회사 이동 통신 시스템 환경에서 프록시미티 기반 서비스를 위한 보안 및 정보 지원 방법 및 시스템
US9835329B2 (en) * 2014-01-17 2017-12-05 Albert Calderon Method and apparatus for converting hydrocarbons into clean energy and co-producing valuable by-products, while preventing the discharge of pollutants into the atmosphere
US10159815B2 (en) 2014-12-12 2018-12-25 Dynasthetics, Llc System and method for detection of oxygen delivery failure
US10143820B2 (en) 2014-12-12 2018-12-04 Dynasthetics, Llc System and method for delivery of variable oxygen flow

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07188677A (ja) * 1993-12-27 1995-07-25 Nkk Corp 縦型石炭熱分解装置
JPH08283749A (ja) * 1995-04-18 1996-10-29 Nippon Steel Corp 石炭の急速熱分解法
JPH11279567A (ja) * 1998-03-26 1999-10-12 Nippon Steel Corp 石炭ガス化設備のチャー冷却装置
JP2003003860A (ja) * 2001-06-21 2003-01-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ガス化発電設備

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE48389C (de) R. W. BROWNHILL in Birmingham, England Neuerungen an dem durch Patent Nr. 48388 geschützten Apparat zum selbstthätigen Verkauf von Gas
DD48389A (ja) *
DE3934447C2 (de) 1989-02-16 1999-02-11 Saarbergwerke Ag Verfahren und Anlage zur Entgasung von festem Brennstoff in einem Wirbelschichtreaktor
AU666833B2 (en) 1993-12-27 1996-02-22 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel Ltd) Thermal treated coal, and process and apparatus for preparing the same
JPH07233384A (ja) 1993-12-27 1995-09-05 Kobe Steel Ltd 熱改質炭、その製造方法及び製造装置
AU668328B2 (en) 1993-12-27 1996-04-26 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel Ltd) Solid fuel made from porous coal and production process and production apparatus therefore
JP2776278B2 (ja) 1993-12-27 1998-07-16 株式会社神戸製鋼所 多孔質炭を原料とする固形燃料及びその製造方法
US20040045272A1 (en) * 2000-12-26 2004-03-11 Norihisa Miyoshi Fluidized-bed gasification method and apparatus
KR100569120B1 (ko) * 2004-08-05 2006-04-10 한국에너지기술연구원 바이오메스 정제연료의 저온 촉매가스화 장치 및가스제조방법
CA2621185A1 (en) 2005-09-08 2007-03-15 Millennium Synfuels, Llc. Hybrid energy system
CN101139532B (zh) * 2006-09-08 2010-12-29 中国科学院过程工程研究所 固体燃料解耦流化床气化方法及气化装置
WO2008039783A2 (en) * 2006-09-25 2008-04-03 The Ohio State University Calcium looping process for high purity hydrogen production
JP2010514858A (ja) * 2006-12-28 2010-05-06 ゾウ，ジウレ 粉炭気化ストーブ
US8217210B2 (en) * 2007-08-27 2012-07-10 Purdue Research Foundation Integrated gasification—pyrolysis process
JP5030750B2 (ja) 2007-11-30 2012-09-19 三菱重工業株式会社 石炭ガス化複合発電設備
DE102008027858A1 (de) 2008-06-11 2009-12-17 Jörg HO Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines teerfreien Brenngases
JP5498692B2 (ja) 2008-12-19 2014-05-21 出光興産株式会社 改質炭と炭化水素油の製造法
US20120039430A1 (en) * 2010-08-16 2012-02-16 Abel Cal R Nuclear powered facility that generates consumable fuels
CN102465043B (zh) * 2010-11-01 2013-07-31 中国科学院过程工程研究所 一种固体燃料的多段分级热解气化装置及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07188677A (ja) * 1993-12-27 1995-07-25 Nkk Corp 縦型石炭熱分解装置
JPH08283749A (ja) * 1995-04-18 1996-10-29 Nippon Steel Corp 石炭の急速熱分解法
JPH11279567A (ja) * 1998-03-26 1999-10-12 Nippon Steel Corp 石炭ガス化設備のチャー冷却装置
JP2003003860A (ja) * 2001-06-21 2003-01-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ガス化発電設備

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015137790A (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社Ihi 酸素燃焼ボイラシステム
JPWO2015136678A1 (ja) * 2014-03-13 2017-04-06 三菱重工業株式会社 低質炭を用いた発電システム
CN105505475A (zh) * 2016-01-30 2016-04-20 农业部规划设计研究院 一种生物质气化-干馏耦合炭气油联产工艺
JP2019203078A (ja) * 2018-05-23 2019-11-28 株式会社Ihi ガス化ガス製造装置、および、ガス化ガスの製造方法
CN111394131A (zh) * 2020-03-31 2020-07-10 江苏大学 一种带热回收的固废垃圾气化方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
DE112012001242T5 (de) 2014-01-09
US9334458B2 (en) 2016-05-10
JPWO2012124765A1 (ja) 2014-07-24
JP5857340B2 (ja) 2016-02-10
DE112012001242B4 (de) 2019-10-10
AU2012229849B2 (en) 2016-08-04
US20140030155A1 (en) 2014-01-30
AU2012229849A1 (en) 2013-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5857340B2 (ja) 石炭をチャー・原料ガス製造と発電に利用する複合システム
US9624109B2 (en) Method of manufacturing carbon-rich product and co-products
CN103740389B (zh) 低阶煤梯级利用的多联产工艺
KR101445205B1 (ko) 열분해에 의해 바이오매스로부터 합성 가스를 제조하는 시스템 및 방법
CN102358840B (zh) 单级粉煤多管回转低温干馏工艺及系统
WO2010109798A1 (ja) ガス化システム及びガス化方法
WO2014042240A1 (ja) 発電システム
CN105505467A (zh) 一种褐煤气化制气及干馏提质耦合工艺
WO2012014277A1 (ja) 水素含有ガスの製造方法
WO2012068930A1 (zh) 一种煤或生物质中低温热解提质系统和利用该系统生产提质煤、高热值热解气和焦油或液化合成油的方法
CN104745222A (zh) 一种移动床自热式加压气化富氢环境干馏炉及其干馏方法
JP2014059085A5 (ja)
JP7140341B2 (ja) バイオマスを原料とする水素製造方法
JP2014074144A (ja) 三塔式循環流動層による石炭／バイオマス共ガス化方法及びその装置
KR102032823B1 (ko) 열 교환기가 구비된 순환 유동층 가스화기
RU2007141758A (ru) Способ комплексного использования твердых топлив в энергетических установках комбинированного цикла с совместным производством энергии и побочной товарной продукции в виде жидких и твердых топлив с улучшенными потребительскими свойствами
CN204529755U (zh) 一种移动床自热式加压气化富氢环境干馏炉
RU2591075C1 (ru) Полигенерирующий энерготехнологический комплекс
JP3559163B2 (ja) バイオマスと化石燃料を用いたガス化方法
CN112375580A (zh) 一种低阶煤低温热解产煤气、焦油并联产合成气的工艺系统和工艺方法
CA2877418C (en) Method and system for increasing the calorific value of a material flow containing carbon
JP5960003B2 (ja) 固定炭素製造装置
Grootjes et al. Gasification of low rank coal
JP5575565B2 (ja) ガス化炉燃料供給方法
CN102634372B (zh) 一种制备低焦油工业煤气的固定床两段炉气化方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12757832

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013504770

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120120012429

Country of ref document: DE

Ref document number: 112012001242

Country of ref document: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14005440

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2012229849

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20120315

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12757832

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1