JP2025033410A - Pyrolysis-type processing system and pyrolysis-type processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バイオマス、都市ごみなどの酸素原子を含む処理対象物を熱分解し、発生した熱分解ガスから油を回収する熱分解型処理システムおよび熱分解型処理方法に関する。 The present invention relates to a pyrolysis processing system and a pyrolysis processing method that pyrolyzes materials containing oxygen atoms, such as biomass and municipal waste, and recovers oil from the generated pyrolysis gas.
バイオマス、都市ごみなどの酸素原子を含む処理対象物を処理して再利用するマテリアルリサイクルおよびケミカルリサイクルの開発が進められている。特に、熱分解炉を使用して、バイオマスから油を回収するケミカルリサイクルへの注目が高まっている。 The development of material recycling and chemical recycling, which process and reuse materials that contain oxygen atoms, such as biomass and municipal waste, is underway. In particular, there is growing interest in chemical recycling, which uses a pyrolysis furnace to recover oil from biomass.
ケミカルリサイクルに使用される流動床炉は、炉の内部が仕切壁で熱分解炉と媒体再生炉に分けられた構造を有している。流動媒体は熱分解炉と媒体再生炉との間を循環しながら、バイオマスなどの処理対象物は熱分解炉に投入される。処理対象物は熱分解炉内で流動媒体により加熱され、熱分解されることで大部分はガス化される。処理対象物の残渣は、流動媒体によって媒体再生炉に運ばれる。処理対象物の残渣は媒体再生炉内で燃焼して、流動媒体を加熱する。加熱された流動媒体は、熱分解炉内に移動し、熱分解炉内で熱源として機能する。 Fluidized bed furnaces used in chemical recycling have a structure in which the inside of the furnace is divided into a pyrolysis furnace and a media regeneration furnace by a partition wall. The bed material circulates between the pyrolysis furnace and the media regeneration furnace, while the material to be treated, such as biomass, is fed into the pyrolysis furnace. The material to be treated is heated by the bed material in the pyrolysis furnace, and most of it is gasified through pyrolysis. The residue of the material to be treated is transported by the bed material to the media regeneration furnace. The residue of the material to be treated is burned in the media regeneration furnace, heating the bed material. The heated bed material moves into the pyrolysis furnace, where it functions as a heat source.
処理対象物は熱分解により熱分解ガスを発生する。この熱分解ガス中に含まれるガス状の炭化水素を凝縮させることで、分解油を回収する。上述した内部循環流動床ガス化システムは、処理対象物を熱分解し、処理対象物から分解油および分解ガスを熱分解生成物として回収することができる技術として期待されている。 The material to be treated generates pyrolysis gas through pyrolysis. The gaseous hydrocarbons contained in this pyrolysis gas are condensed to recover cracked oil. The above-mentioned internal circulating fluidized bed gasification system is expected to be a technology that can pyrolyze the material to be treated and recover cracked oil and cracked gas from the material as pyrolysis products.
しかしながら、処理対象物の熱分解により回収された分解油は、多くの酸素原子を含んでいるため、化学原料や燃料としての質が低く、化学基礎製品としての使用や、エンジンや高効率発電設備への使用が困難である。特に、バイオマスを熱分解することによって得られたバイオ油は、酸素原子含有率が高く、発熱量が石油系燃料油の半分以下である。さらに、水、および酸の副生成物により装置が腐食し、コーク生成量の増加に起因する装置および触媒のファウリングを引き起こすことがある。 However, the cracked oil recovered by pyrolysis of the material to be treated contains many oxygen atoms, making it of low quality as a chemical feedstock or fuel, and it is difficult to use it as a basic chemical product or in engines or high-efficiency power generation equipment. In particular, bio-oil obtained by pyrolyzing biomass has a high oxygen atom content and a calorific value less than half that of petroleum-based fuel oil. Furthermore, water and acid by-products can corrode equipment, causing fouling of equipment and catalysts due to increased coke production.
そこで、本発明は、バイオマスなどの酸素原子を含む処理対象物から高品質の油を回収することができる熱分解型処理システムおよび熱分解型処理方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a pyrolysis processing system and a pyrolysis processing method that can recover high-quality oil from processing objects that contain oxygen atoms, such as biomass.
一態様では、酸素原子を含む処理対象物を処理する熱分解型処理システムであって、前記処理対象物を熱分解することにより熱分解ガスを生成する熱分解炉、および熱分解された前記処理対象物の残渣を燃焼する媒体再生炉を有する流動床炉と、前記熱分解ガス中の油成分と水分を凝縮させて、油水混合物と軽質ガスを別々に回収する凝縮装置と、前記軽質ガスから還元性ガスを回収するガス分離装置と、前記ガス分離装置によって回収された前記還元性ガスを前記熱分解炉に移送する還元性ガス移送ラインと、前記還元性ガスが分離された前記軽質ガスを前記媒体再生炉に移送する燃料ラインを備えている、熱分解型処理システムが提供される。 In one aspect, a pyrolysis-type treatment system for treating a treatment object containing oxygen atoms is provided, which includes a fluidized bed furnace having a pyrolysis furnace that generates pyrolysis gas by pyrolyzing the treatment object, and a media regeneration furnace that burns the pyrolyzed residue of the treatment object, a condensation device that condenses the oil components and moisture in the pyrolysis gas to separately recover an oil-water mixture and a light gas, a gas separation device that recovers a reducing gas from the light gas, a reducing gas transfer line that transfers the reducing gas recovered by the gas separation device to the pyrolysis furnace, and a fuel line that transfers the light gas from which the reducing gas has been separated to the media regeneration furnace.
一態様では、前記流動床炉は、流動媒体が前記熱分解炉と前記媒体再生炉との間で循環する内部循環流動床ガス化システムである。
一態様では、前記熱分解型処理システムは、前記熱分解炉と前記凝縮装置との間に配置され、前記熱分解炉から排出された前記熱分解ガスから粒子を分離させる固気分離装置をさらに備えている。
一態様では、前記凝縮装置は、油スクラバと水スクラバを含む。
一態様では、前記熱分解型処理システムは、前記水スクラバから排出された油水混合物を油と水に分ける油水分離器をさらに備えている。
一態様では、前記熱分解型処理システムは、前記油水混合物から回収された油に対して水素化処理を行う水素化分解装置をさらに備えている。
In one embodiment, the fluidized bed furnace is an internal circulating fluidized bed gasification system in which a fluidizing medium circulates between the pyrolysis furnace and the media regenerator.
In one embodiment, the pyrolysis treatment system further includes a solid-gas separation device disposed between the pyrolysis furnace and the condensation device, which separates particles from the pyrolysis gas discharged from the pyrolysis furnace.
In one embodiment, the condensing unit includes an oil scrubber and a water scrubber.
In one embodiment, the pyrolysis-type treatment system further comprises an oil-water separator that separates the oil-water mixture discharged from the water scrubber into oil and water.
In one embodiment, the pyrolysis-type processing system further includes a hydrocracker that performs hydrotreatment on the oil recovered from the oil-water mixture.
一態様では、酸素原子を含む処理対象物を処理する熱分解型処理方法であって、前記処理対象物を流動床炉の熱分解炉内で熱分解することにより熱分解ガスを生成し、前記熱分解ガス中の油成分と水分を凝縮装置により凝縮させて、油水混合物と軽質ガスを別々に回収し、ガス分離装置により前記軽質ガスから還元性ガスを回収し、前記ガス分離装置によって回収された前記還元性ガスを前記熱分解炉に移送して、前記還元性ガスに含まれる水素により、前記熱分解炉内の酸素原子を含む処理対象物および熱分解ガスに対して水素化処理を行い、前記還元性ガスが分離された前記軽質ガスを燃料として前記流動床炉の媒体再生炉に移送して、熱分解された前記処理対象物の残渣を燃焼させる、熱分解型処理方法が提供される。 In one aspect, a pyrolysis-type treatment method for treating a treatment object containing oxygen atoms is provided, which comprises: generating a pyrolysis gas by pyrolyzing the treatment object in a pyrolysis furnace of a fluidized bed furnace; condensing the oil component and water in the pyrolysis gas by a condenser to separately recover an oil-water mixture and a light gas; recovering a reducing gas from the light gas by a gas separation device; transporting the reducing gas recovered by the gas separation device to the pyrolysis furnace; subjecting the treatment object containing oxygen atoms and the pyrolysis gas in the pyrolysis furnace to hydrogenation treatment using hydrogen contained in the reducing gas; transporting the light gas from which the reducing gas has been separated as fuel to a medium regeneration furnace of the fluidized bed furnace to combust the pyrolyzed residue of the treatment object.
一態様では、前記流動床炉は、流動媒体が前記熱分解炉と前記媒体再生炉との間で循環する内部循環流動床ガス化システムである。
一態様では、前記熱分解型処理方法は、前記熱分解炉と前記凝縮装置との間に配置された固気分離装置により、前記熱分解炉から排出された前記熱分解ガスから粒子を分離させることをさらに含む。
一態様では、前記凝縮装置は、油スクラバと水スクラバを含む。
一態様では、前記熱分解型処理方法は、前記水スクラバから排出された油水混合物を油と水に分けることをさらに含む。
In one embodiment, the fluidized bed furnace is an internal circulating fluidized bed gasification system in which a fluidizing medium circulates between the pyrolysis furnace and the media regenerator.
In one embodiment, the pyrolysis type treatment method further includes separating particles from the pyrolysis gas discharged from the pyrolysis furnace by a solid-gas separator disposed between the pyrolysis furnace and the condenser.
In one embodiment, the condensing unit includes an oil scrubber and a water scrubber.
In one embodiment, the pyrolysis-type treatment method further comprises separating the oil-water mixture discharged from the water scrubber into oil and water.
ガス分離装置は、熱分解ガスから、水素を含む還元性ガスを分離する。還元性ガスは、熱分解炉に送られ、還元性ガスに含まれる水素は、熱分解炉内の熱分解ガスに含まれる酸素原子と反応し、これにより熱分解ガスに対して水素化処理を行うことができる。水素化処理によって生じた水分は、凝縮装置で凝縮される。液状の油と水は分離されるので、油を回収することができる。特に、熱分解炉内の水素化処理は、熱分解ガスの高い熱をそのまま利用することができる。 The gas separation unit separates reducing gas, which contains hydrogen, from the pyrolysis gas. The reducing gas is sent to a pyrolysis furnace, and the hydrogen contained in the reducing gas reacts with oxygen atoms contained in the pyrolysis gas in the pyrolysis furnace, allowing the pyrolysis gas to be subjected to hydrotreating. The water produced by the hydrotreating is condensed in a condensing unit. The liquid oil and water are separated, allowing the oil to be recovered. In particular, hydrotreating in a pyrolysis furnace can directly utilize the high heat of the pyrolysis gas.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、酸素原子を含む処理対象物を処理する熱分解型処理システムの一実施形態を示すブロック図である。熱分解型処理システムによって処理される処理対象物は、バイオマス、都市ごみなどの酸素原子を含む物質である。以下に説明する実施形態では、処理対象物の一例であるバイオマスが熱分解型処理システムによって処理される。 Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of a pyrolysis-type processing system for processing a processing target containing oxygen atoms. The processing target processed by the pyrolysis-type processing system is a substance containing oxygen atoms, such as biomass or municipal waste. In the embodiment described below, biomass, which is an example of a processing target, is processed by the pyrolysis-type processing system.
図1に示すように、熱分解型処理システムは、酸素原子を含む処理対象物の一例であるバイオマスを熱分解し、さらに燃焼させる流動床炉40を備えている。流動床炉40は、バイオマスを熱分解し、熱分解ガスを生成する熱分解炉1と、熱分解されたバイオマスの残渣を燃焼する媒体再生炉44を備えている。
As shown in FIG. 1, the pyrolysis treatment system includes a fluidized
熱分解炉1および媒体再生炉44は、1つの流動床炉40内に形成されている。すなわち、流動床炉40の内部は、仕切壁45によって熱分解炉1と媒体再生炉44に仕切られている。処理対象物であるバイオマスは、図示しない原料供給装置によって熱分解炉1内に供給される。流動床炉40の全体の形状は特に限定されないが、例えば円筒形または矩形を有している。
The
熱分解炉1は、バイオマスを加熱し、バイオマスを熱分解することにより熱分解ガスを生成するように構成されている。熱分解を促進させるために、分解触媒を熱分解炉1に投入してもよい。
The
熱分解型処理システムは、熱分解炉1に水素ガスを供給する水素ガス供給源10を備えている。水素ガス供給源10は、熱分解炉1に接続されている。水素ガス供給源10の例としては、水素ガスボンベが挙げられる。
The pyrolysis processing system includes a hydrogen
熱分解炉1および媒体再生炉44内には、流動媒体(例えば珪砂)が収容されている。流動媒体を流動させるために、熱分解炉1および媒体再生炉44には流動化ガスが供給される。熱分解炉1への流動化ガスは、後述するガス分離装置15で回収された水素ガスを含む還元性ガスと、水素ガス供給源10から供給されるフレッシュな水素ガスから構成されている。すなわち、ガス分離装置15で回収された水素ガスを含む還元性ガスは、フレッシュな水素ガスと共に、還元性ガス移送ライン17を通って熱分解炉1に導かれ、流動化ガスとして流動媒体を流動化させる。媒体再生炉44には、流動化ガスとして圧縮空気が供給される。
The
流動媒体は熱分解炉1と媒体再生炉44との間を循環しながら、バイオマスは熱分解炉1に投入される。バイオマスは熱分解炉1内で流動媒体により加熱され、熱分解されることで、熱分解ガスが生成される。バイオマスの残渣は、流動媒体によって媒体再生炉44に運ばれる。バイオマスの残渣は媒体再生炉44内で燃焼して、流動媒体を加熱する。加熱された流動媒体は、熱分解炉1内に移動し、熱分解炉1内で熱分解のための熱源として機能する。このように流動媒体が炉内で循環する流動床炉40は、内部循環流動床ガス化システムである。
Biomass is fed into the
熱分解型処理システムは、熱分解炉1から排出された熱分解ガスから粒子を分離させる固気分離装置50をさらに備えている。固気分離装置50で除去される粒子の具体例としては、バイオマスの熱分解時に生成される高分子重合物およびコーク残渣、流動媒体(例えば珪砂微粉)、および触媒微粉などが挙げられる。固気分離装置50の例としては、遠心力により粒子を熱分解ガスから分離させるサイクロン型固気分離装置が挙げられる。
The pyrolysis treatment system further includes a solid-
熱分解炉1から排出された熱分解ガスは、固気分離装置50に導かれる。固気分離装置50により除去された粒子は、媒体再生炉44に戻される。一実施形態では、固気分離装置50により除去された粒子は、熱分解炉1に戻されてもよい。熱分解ガス中の粒子は、固気分離装置50によって除去され、結果として、後段の油貯留槽12で回収される油の品質を向上させることができる。
The pyrolysis gas discharged from the
熱分解型処理システムは、熱分解炉1で生成された熱分解ガス中の油成分と水分を凝縮させて、油水混合物と軽質ガスを別々に回収する凝縮装置7を備えている。凝縮装置7は、熱分解炉1の下流に配置されている。図1に示す実施形態では、凝縮装置7は、固気分離装置50の下流に配置されている。凝縮装置7は、熱分解ガスを冷却し、熱分解ガス中の油成分と水分を凝縮させるように構成されている。凝縮装置7の具体例としては、熱交換器(具体例として多管式、スパイラル式、プレート式など)、油スクラバ、水スクラバ、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
The pyrolysis treatment system includes a
一例では、熱分解ガスは、凝縮装置7によって40℃にまで冷却される。したがって、凝縮装置7では、沸点が40℃以上の油成分および水分が凝縮され、油水混合物として排出される。凝縮装置7からは、油水混合物と軽質ガスが別々に排出される。油水混合物は、油貯留槽12に送られる。油水混合物は、油貯留槽12内で油と水に分離される。油は分解油または改質油として回収され、水は油貯留槽12の底から排出される。
In one example, the pyrolysis gas is cooled to 40°C by the
凝縮装置7から排出される軽質ガスは、例えば、水素(H2)、メタン(CH4)、エタン(C2H6)、液化石油ガス(LPG)、一酸化炭素(CO)、二酸化炭素(CO2)を含む。
The light gases discharged from the
熱分解型処理システムは、凝縮装置7から排出された軽質ガスから、水素ガスを含む還元性ガスを回収するガス分離装置15と、水素ガスを含む還元性ガスを熱分解炉1に移送する還元性ガス移送ライン17をさらに備えている。
The pyrolysis treatment system further includes a
ガス分離装置15は、凝縮装置7の下流に配置されており、凝縮装置7から排出された軽質ガスは、ガス分離装置15に送られる。ガス分離装置15の具体的構成は特に限定されないが、例えば圧力スイング吸着装置(PSA)やガス分離膜をガス分離装置15に使用することができる。ガス分離装置15によって熱分解ガスから分離された還元性ガスは、還元性ガス移送ライン17を通って熱分解炉1に移送される。
The
ガス分離装置15は、分子量が小さい水素ガス、メタン、エタンおよび一酸化炭素ガスを含む還元性ガスを軽質ガスから回収(分離)するように構成されている。水素ガスを含む還元性ガスは、熱分解炉1に送られるので、熱分解炉1内でのバイオマスの熱分解時のコークの生成を抑制することができる。
The
熱分解炉1内では、還元ガスに含まれる水素ガスは高温下で熱分解ガスに付加され、熱分解炉1内のバイオマスおよび熱分解ガスに対して水素化処理が行われる。すなわち、バイオマスおよび熱分解ガスに含まれる酸素原子と水素が反応し、水分を形成する。その結果、酸素原子はバイオマスおよび熱分解ガスから除去される。熱分解炉1内の熱分解ガスは、高温(例えば、400~600℃)であるので、熱分解ガスの高い熱をそのまま利用して、水素化処理を熱分解ガスに対して行うことができる。凝縮装置7は、熱分解炉1内で水素化処理された熱分解ガスを冷却し、熱分解ガス中の油成分と水分を凝縮させる。液状の油と水は分離されるので、油を回収することができる。
In the
水素ガス供給源10は、還元性ガス移送ライン17に連結されている。還元性ガス移送ライン17は、ガス分離装置15から熱分解炉1に延びている。したがって、水素ガス供給源10は、還元性ガス移送ライン17を経由して熱分解炉1に連結されている。熱分解炉1に送られた水素ガスは、熱分解炉1内でパージガスとしても機能する。パージガスは、熱分解炉1内に滞留している熱分解ガスを下流へ排出するためのガスであり、熱分解ガスの滞留時間調整に用いてもよい。
The hydrogen
凝縮装置7から排出された軽質ガスに含まれる水素ガスは、ガス分離装置15によって回収され、再び熱分解炉1内での水素化処理に使用される。すなわち、水素ガスは、熱分解炉1とガス分離装置15との間を循環しながら水素化処理に必要な水素ガスが消費される。本実施形態によれば、水素化処理に必要な水素ガスの消費量を削減することができる。熱分解炉1での水素化処理に必要な水素ガスの量に応じて、水素ガスは水素ガス供給源10から還元性ガス移送ライン17を通って熱分解炉1に供給される。
The hydrogen gas contained in the light gas discharged from the
熱分解型処理システムは、ガス分離装置15によって還元性ガスが分離された軽質ガスを流動床炉40の媒体再生炉44に供給する燃料ライン21をさらに備えている。還元性ガスが分離された軽質ガスは、例えば、分子量がより大きいプロパン、ブタンなどの液化石油ガス(LPG)および二酸化炭素(CO2)を含み、燃料として媒体再生炉44内で燃焼される。熱分解炉1で熱分解されたバイオマスの残渣は、媒体再生炉44に送られ、媒体再生炉44内で燃焼される。燃焼により生じた熱は、流動媒体を加熱し、加熱された流動媒体は、熱分解炉1に送られ、熱分解炉1内での熱分解のための熱源として使用される。
The pyrolysis type treatment system further includes a
図2は、熱分解型処理システムの他の実施形態を示すブロック図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図1を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図2に示す実施形態の熱分解型処理システムは、油貯留槽12に接続された水素化分解装置25と、水素化分解装置25に接続された蒸留塔28をさらに備えている。
Figure 2 is a block diagram showing another embodiment of a pyrolysis type treatment system. The configuration and operation of this embodiment that are not specifically described are the same as the embodiment described with reference to Figure 1, so duplicated descriptions will be omitted. The pyrolysis type treatment system of the embodiment shown in Figure 2 further includes a
油貯留槽12内の油の一部または全部は、ポンプ30により水素化分解装置25に移送される。水素化分解装置25は、油貯留槽12内に回収された油に対して、高温下(例えば、400~600℃)および加圧下(例えば、1MPa以上)で水素化処理をさらに実行するように構成されている。水素化分解装置25での水素化処理に使用される水素ガスは、水素ガス供給源10から供給される。水素化分解装置25での水素化処理により、油に含まれる微量の酸素原子、硫黄原子、窒素原子などが除去される。
A part or all of the oil in the
水素化分解装置25により水素化処理された油は、蒸留塔28に送られ、ここで軽質油と重質油に分けられる。蒸留塔28から排出された水素、硫化水素、アンモニアは、ガス分離装置15に送られる。蒸留塔28で凝縮分離された水は、蒸留塔28の付帯設備から排出される。
The oil hydrotreated by the
図2に示す水素化分解装置25と蒸留塔28は、油貯留槽12において回収された油に要求される品質に基づいて適宜設けられる。
The
図3は、熱分解型処理システムのさらに他の実施形態を示すブロック図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図2を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。 Figure 3 is a block diagram showing yet another embodiment of a pyrolysis-type processing system. The configuration and operation of this embodiment, which are not specifically described, are the same as those of the embodiment described with reference to Figure 2, and therefore will not be described again.
図3に示す実施形態の熱分解型処理システムは、凝縮装置7と油貯留槽12との間に配置された油水分離器53をさらに備えている。凝縮装置7により生成された油水混合物は、油水分離器53に送られ、油水分離器53は、油を水から分離するように構成されている。油水分離器53の具体的構成は特に限定されないが、例えばコアレッサーや沈降分離槽を油水分離器53に使用することができる。油水分離器53により分離された油は油貯留槽12に送られ、油貯留槽12内に溜められる。油水分離器53により油から分離された水は、油水分離器53から排出される。
The pyrolysis treatment system of the embodiment shown in FIG. 3 further includes an oil-
図4は、熱分解型処理システムのさらに他の実施形態を示すブロック図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図3を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。 Figure 4 is a block diagram showing yet another embodiment of a pyrolysis-type processing system. The configuration and operation of this embodiment, which are not specifically described, are the same as those of the embodiment described with reference to Figure 3, and therefore will not be described again.
図4に示す実施形態の熱分解型処理システムは、凝縮装置7とガス分離装置15との間に配置された洗浄装置55をさらに備えている。洗浄装置55は、その内部を通過する軽質ガスに洗浄液を接触させることで、軽質ガスを洗浄液で洗浄するように構成されている。洗浄液としては水などの液体を使用することができる。使用される洗浄装置55の具体的構成は特に限定されず、公知のスクラバなどの洗浄装置を使用することができる。例えば、気体の通路が内部に形成された塔と、通路を流れる気体に水を噴霧するスプレーノズルを備えた洗浄塔を洗浄装置55として用いることができる。
The pyrolysis treatment system of the embodiment shown in FIG. 4 further includes a cleaning device 55 disposed between the
凝縮装置7から排出された軽質ガスは、洗浄装置55に導かれる。蒸留塔28から排出された水素、硫化水素、アンモニアも、洗浄装置55に送られる。洗浄装置55により軽質ガスから微粉、アンモニアなどの水溶性物質が除去される。洗浄装置55を通過した軽質ガスは、ガス分離装置15に送られる。
The light gas discharged from the
図5は、熱分解型処理システムのさらに他の実施形態を示すブロック図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図3を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。 Figure 5 is a block diagram showing yet another embodiment of a pyrolysis-type processing system. The configuration and operation of this embodiment, which are not specifically described, are the same as those of the embodiment described with reference to Figure 3, and therefore will not be described again.
図5に示す実施形態では、凝縮装置7として、油スクラバ60と水スクラバ56の組み合わせが用いられている。すなわち、凝縮装置7としての油スクラバ60と水スクラバ56は、水素化処理された熱分解ガスを2段階で冷却し、油成分および水分を凝縮させる。油スクラバ60は、熱分解炉1の下流に配置されている。図5に示す実施形態では、油スクラバ60は、固気分離装置50の下流に配置されている。油スクラバ60は、熱分解炉1、水スクラバ56、および油貯留槽12に連結されている。熱分解炉1内で水素化処理された熱分解ガスは、固気分離装置50を経由して油スクラバ60に導かれる。
In the embodiment shown in FIG. 5, a combination of an
油スクラバ60は、その底部で回収した重質油を冷却した後、重質油を熱分解ガスに噴霧することで、熱分解ガスを冷却し、熱分解ガス中のガス状の油成分を凝縮させる。一実施形態では、回収された重質油に代えて、外部から供給された油を油スクラバ60内で噴霧してもよい。
The
一例では、熱分解ガスは、油スクラバ60により150℃にまで冷却される。したがって、油スクラバ60では、沸点が150℃以上の油成分が凝縮される。凝縮された油と、噴霧された油は、重質油として油スクラバ60から排出され、油貯留槽12内に溜められる。使用される油スクラバ60の具体的構成は特に限定されず、公知の油スクラバを使用することができる。例えば、気体の通路が内部に形成された塔と、通路を流れる気体に油を噴霧するスプレーノズルを備えた洗浄塔を油スクラバ60として用いることができる。
In one example, the pyrolysis gas is cooled to 150°C by the
水スクラバ56は、油スクラバ60とガス分離装置15との間に配置されている。水スクラバ56は、さらに油水分離器53に連結されている。水スクラバ56は、油スクラバ60を通過した熱分解ガスに水を接触させ、熱分解ガスをさらに冷却する。本実施形態では、水スクラバ56は、アルカリ水を熱分解ガスに接触させている。熱分解ガスは、水(本実施形態ではアルカリ水)との接触によって冷却される。例えば、熱分解ガスは、水スクラバ56により150℃から40℃にまで冷却される。したがって、水スクラバ56では、概ね沸点が150℃から40℃の範囲内にある油成分および水分が凝縮される。油水混合物は、水スクラバ56から排出され、油水分離器53に送られる。油水分離器53は、油(例えば40℃の軽質油)をアルカリ水から分離するように構成されている。水スクラバ56によって油成分および水分が除去された熱分解ガスは、軽質ガスとしてガス分離装置15に送られる。
The water scrubber 56 is disposed between the
本実施形態によれば、油スクラバ60および水スクラバ56によって熱分解ガスに含まれる油が回収されるので、熱分解ガス中の微粉や水溶性物質ガスが除去されると共に油の全体の収率が向上する。
In this embodiment, the oil contained in the pyrolysis gas is recovered by the
図2乃至図5に示す水素化分解装置25と蒸留塔28は省略されることもある。図1乃至図5を参照して説明した実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、図5に示す油スクラバ60と水スクラバ56との組み合わせからなる凝縮装置7は、図1または図2を参照して説明した実施形態に適用してもよい。
The
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above-described embodiments have been described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains to practice the present invention. Various modifications of the above-described embodiments would naturally be possible for a person skilled in the art, and the technical concept of the present invention may also be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be interpreted in the broadest scope in accordance with the technical concept defined by the scope of the claims.
1 熱分解炉
7 凝縮装置
10 水素ガス供給源
12 油貯留槽
15 ガス分離装置
17 還元性ガス移送ライン
21 燃料ライン
25 水素化分解装置
28 蒸留塔
40 流動床炉
44 媒体再生炉
45 仕切壁
50 固気分離装置
53 油水分離器
55 洗浄装置
56 水スクラバ
60 油スクラバ
REFERENCE SIGNS
Claims (11)
前記処理対象物を熱分解することにより熱分解ガスを生成する熱分解炉、および熱分解された前記処理対象物の残渣を燃焼する媒体再生炉を有する流動床炉と、
前記熱分解ガス中の油成分と水分を凝縮させて、油水混合物と軽質ガスを別々に回収する凝縮装置と、
前記軽質ガスから還元性ガスを回収するガス分離装置と、
前記ガス分離装置によって回収された前記還元性ガスを前記熱分解炉に移送する還元性ガス移送ラインと、
前記還元性ガスが分離された前記軽質ガスを前記媒体再生炉に移送する燃料ラインを備えている、熱分解型処理システム。 A pyrolysis type processing system for processing a processing object containing oxygen atoms,
a fluidized bed furnace having a pyrolysis furnace for generating pyrolysis gas by pyrolyzing the object to be treated, and a medium regeneration furnace for burning a residue of the pyrolyzed object to be treated;
A condensation device that condenses the oil component and moisture in the pyrolysis gas to separately recover an oil-water mixture and a light gas;
a gas separation device for recovering a reducing gas from the light gas;
a reducing gas transfer line for transferring the reducing gas recovered by the gas separation device to the pyrolysis furnace;
A pyrolysis-type processing system comprising a fuel line transporting the light gases from which the reducing gases have been separated to the media regenerator.
前記処理対象物を流動床炉の熱分解炉内で熱分解することにより熱分解ガスを生成し、
前記熱分解ガス中の油成分と水分を凝縮装置により凝縮させて、油水混合物と軽質ガスを別々に回収し、
ガス分離装置により前記軽質ガスから還元性ガスを回収し、
前記ガス分離装置によって回収された前記還元性ガスを前記熱分解炉に移送して、前記還元性ガスに含まれる水素により、前記熱分解炉内の酸素原子を含む処理対象物および熱分解ガスに対して水素化処理を行い、
前記還元性ガスが分離された前記軽質ガスを燃料として前記流動床炉の媒体再生炉に移送して、熱分解された前記処理対象物の残渣を燃焼させる、熱分解型処理方法。 A pyrolysis-type processing method for processing a processing object containing oxygen atoms, comprising the steps of:
The material to be treated is thermally decomposed in a pyrolysis furnace of a fluidized bed furnace to generate a pyrolysis gas;
The oil component and water in the pyrolysis gas are condensed by a condenser to separately recover an oil-water mixture and a light gas;
recovering a reducing gas from the light gas by a gas separation device;
The reducing gas recovered by the gas separation device is transferred to the pyrolysis furnace, and a hydrogenation process is performed on the treatment target containing oxygen atoms and the pyrolysis gas in the pyrolysis furnace using hydrogen contained in the reducing gas;
A pyrolysis type treatment method, comprising transferring the light gas from which the reducing gas has been separated as fuel to a medium regeneration furnace of the fluidized bed furnace, and burning the pyrolyzed residue of the treatment object.
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