[發明專利]氣化裝置、氣化方法及液體燃料制造設備

無效

• 申請號: 201080014089.7
• 申請日: 2010-03-26
• 公開（公告）號: CN102405273A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 宮地健;高橋洋一;內山泉;神田伸靖
• 申請（專利權）人: 三井造船株式會社
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00;C10J3/72;C10J3/84
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 金龍河;樊衛民

技術領域

本發明涉及將被氣化原料氣化而生成一氧化碳、二氧化碳、氫氣及水蒸氣等生成氣體的氣化裝置及氣化方法。另外，涉及由所述生成氣體制造醇的液體燃料制造設備。

背景技術

作為使畜產來源的廢棄物、能量作物等生物質、塑料、橡膠等有機廢棄物等被氣化原料變為一氧化碳、二氧化碳、氫氣及水蒸氣等生成氣體的氣化爐，有固定床式、流化床式、噴流床式、回轉爐式等。

在此，在上述各種氣化爐中，由于在通過熱分解使上述被氣化原料氣化而生成的生成氣體中包含焦油成分、炭，因此在利用設置于氣化爐的下游側的清洗裝置進行的清洗工序中，將所述生成氣體中的焦油成分、炭除去并回收，對生成氣體進行清洗。

專利文獻1的流化床式氣化爐中，將回收的炭直接送回至氣化爐中進行再氣化。但是，根據氣化爐內條件的不同，即使將炭、焦油成分直接送回至氣化爐中，也無法進行有效的再氣化。例如，氣化爐內的溫度為較低溫度(600℃～800℃以下)的情況等。

現狀是在使用在這樣的低溫下運轉的氣化爐的氣化裝置中，所述清洗裝置中回收的炭和焦油成分被廢棄。由于這種現狀，存在在氣化爐內溫度較低的氣化裝置中目標生成氣體的收率變低的問題。

另一方面，將被氣化原料氣化而生成的生成氣體中所含的一氧化碳、二氧化碳、氫氣及水蒸氣等的成分比，根據被氣化原料的種類和氣化方法而不同。另外，在利用所述生成氣體時，根據其利用用途不同，所要求的生成氣體的成分比也不同。

例如，在以所述生成氣體為原料、使用厭氧性微生物制造乙醇的情況下，由于所述厭氧性微生物利用一氧化碳生產乙醇，因此優選生成氣體中較多地包含一氧化碳。另外，在將所述生成氣體用于使用發動機的發電設備的情況下，也優選生成氣體中較多地包含一氧化碳。

發明內容

發明要解決的問題

本發明是鑒于這樣的實際情況而完成的，其目的在于提供一種氣化裝置，其通過將被氣化原料氣化而生成的生成氣體中所含的焦油成分、炭等碳化物從該生成氣體中除去并回收，并且將所述碳化物進行再利用而生成生成氣體，由此能夠改善氣化裝置中的生成氣體的收率，同時，能夠使該生成氣體中所含的一氧化碳的量增加。

用于解決問題的手段

為了實現上述目的，本發明的第一方式的氣化裝置具備：將被氣化原料氣化而生成生成氣體的氣化爐、將所述生成氣體中所含的碳化物除去的清洗裝置和使所述碳化物燃燒而生成包含二氧化碳的燃燒氣體的燃燒裝置；并且，所述氣化裝置以將所述燃燒氣體加入到所述清洗裝置上游側的、比該燃燒氣體的溫度低的溫度區域的生成氣體中的方式構成。

在本方式的氣化裝置中，將在氣化爐中生成的生成氣體中所含的炭、焦油成分等碳化物在清洗裝置中從該生成氣體中除去、回收，并使該碳化物在燃燒裝置中燃燒，生成包含二氧化碳的燃燒氣體。

在此，所述生成氣體中包含一氧化碳、二氧化碳、氫氣及水蒸氣，并發生了式(1)所示的所謂的變換反應(shift?reaction)。

已知該反應為平衡反應，使反應體系的溫度高于平衡狀態的溫度時，反應向左進行，即進行所謂的逆變換反應。

因此，將包含二氧化碳的所述燃燒氣體加入到所述清洗裝置上游側的、比該燃燒氣體的溫度低的溫度區域的生成氣體中時，能夠進行上述逆變換反應，即該燃燒氣體中的二氧化碳(CO₂)與所述生成氣體中所含的氫氣(H₂)反應，生成一氧化碳(CO)和水蒸氣(H₂O)。

由此，能夠將所述碳化物進行再利用而生成生成氣體，提高被氣化原料的氣化效率(收率)，同時，能夠使生成氣體中所含的一氧化碳量增加。

本發明的第二方式的氣化裝置的特征在于，在第一方式中，所述氣化爐具有使該氣化爐內不進行由所述碳化物生成生成氣體的再氣化反應的爐內溫度分布。

根據本方式，在氣化爐內的溫度設定為使將所述碳化物再次送回至氣化爐中而進行的所述再氣化反應不進行的溫度的氣化爐中，利用所述燃燒裝置使所述碳化物變為燃燒氣體，通過加入到生成氣體中進行再利用，能夠提高所述氣化爐中的氣化效率。并且，能夠使生成氣體中所含的一氧化碳量增加。

另外，使所述再氣化反應不進行的爐內溫度分布包括如下條件的爐內溫度分布：該氣化爐內的溫度部分變為高溫，即使該高溫部分的溫度為可能引起所述再氣化反應的溫度，作為氣化爐整體也不進行該再氣化反應。

本發明的第三方式的氣化裝置的特征在于，在第一方式或第二方式中，所述燃燒裝置以在富氧狀態下進行燃燒的方式構成。