專利名稱：可燃?xì)怏w重整方法、可燃?xì)怏w重整裝置及氣化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可燃?xì)怏w重整方法、可燃?xì)怏w重整裝置及氣化裝置，其是將煤、生物物質(zhì)(バイオマス)、普通廢棄物、工業(yè)廢棄物、RDF(refuse derived fuel，即垃圾衍生燃料)、廢塑料等的可燃原料在氣化裝置中氣化，再將所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行重整。
背景技術(shù)：
作為把廢棄物等燒棄的技術(shù)而被開發(fā)的“氣化熔爐”，可將廢棄物在氣化裝置中轉(zhuǎn)換成可燃?xì)怏w，并通過將其直接燃燒，而實(shí)現(xiàn)高溫燃燒。高溫燃燒雖然具有下述優(yōu)點(diǎn)，例如，由于熔融灰燼而產(chǎn)生的減容、無污染、改善燃燒效率(燒棄的灰燼中的未燃燒成份的減少、或由于低溫空氣比運(yùn)轉(zhuǎn)(低溫空気比運(yùn)転)而引起的排氣量的減少)等，但是從能源利用的觀點(diǎn)來考慮，與以往的燒棄爐相同，由于都是完全轉(zhuǎn)變成熱能，因此在效率上有限制，也無法產(chǎn)生可以儲存的能量等問題。
由于上述原因，最近，一種新技術(shù)被開發(fā)出來，即，不會使在氣化裝置中所產(chǎn)生的氣體(以下稱為“生成氣體”)燃燒，徹底將其作為“燃?xì)狻北患右岳谩Ｋ圃斓臍怏w(以下稱為“產(chǎn)品氣體”)可用于燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)獍l(fā)動機(jī)、燃料電池等的發(fā)電裝置的燃料或液體合成的原料(例如，參照特開昭52-68207號公報(bào))。
將利用產(chǎn)品氣體的發(fā)電、以及通過熱回收而進(jìn)行的發(fā)電組合而成的廢熱發(fā)電系統(tǒng)(コ一ジエネレ一シヨンシステム)，是可以改善能源利用率的，不僅是廢棄物領(lǐng)域，即使在火力發(fā)電領(lǐng)域，也作為高效的煤火力發(fā)電技術(shù)而被研發(fā)。而且，利用產(chǎn)品氣體作為液體燃料合成的原料的技術(shù)，由于可以從以往被舍棄的能源資源中產(chǎn)生出可儲存的能量，因此成為可對將來的能源安全做出貢獻(xiàn)的技術(shù)。
提取這樣的生成氣體作為產(chǎn)品氣體，雖然是過去的已有技術(shù)，由于當(dāng)時只是直接使用可在低溫范圍氣化的氣體，因此在生成氣體中所包含的焦油(高分子碳?xì)浠衔?00攝氏度以下就會析出，因此會導(dǎo)致阻塞事故)和焦炭(由于含有固形碳，因此在高溫下與氧元素接觸就會燃燒)的處理上產(chǎn)生問題，因此阻礙其實(shí)用化。
在當(dāng)前的氣體利用技術(shù)中，為避免上述焦油的問題，采用了下述方法，即，在低溫氣化裝置(溫度為500～900攝氏度)的后階段，設(shè)有高溫氣化裝置(溫度在1000攝氏度以上)，將產(chǎn)生于低溫氣化裝置的生成氣體，在高溫氣化裝置中利用氧化劑(氧氣、蒸汽)來進(jìn)行重整。由于該方法具有兩個階段(低溫+高溫)的氣化處理，因此就使第1階段的低溫氣化裝置中所產(chǎn)生的生成氣體的一部分進(jìn)行燃燒。由此可避免上述焦油的問題，但由于生成氣體的一部分被轉(zhuǎn)化成熱能，因此產(chǎn)生了能量利用率低的問題。
以解決上述焦油的問題為目的，考慮到催化劑的使用。這通常是在焦油難以被分解的溫度范圍內(nèi)，通過催化劑來促進(jìn)分解反應(yīng)，以此來控制由于高溫而產(chǎn)生的能量損失。
圖1是實(shí)施使用以往的催化劑的可燃?xì)怏w重整方法的氣體重整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，301是將煤、生物物質(zhì)、普通廢棄物、工業(yè)廢棄物、RDF、廢塑料等原料A，進(jìn)行氣化的氣化裝置，在該氣化裝置301中所產(chǎn)生的生成氣體GA，在使用催化劑CA的氣體重整裝置302中被重整(分解焦油)，而得到產(chǎn)品氣體GB。在該氣體重整裝置302中對生成氣體GA進(jìn)行重整，將低溫化并劣化的催化劑CA’，轉(zhuǎn)移到催化劑再生裝置303中，并在該催化劑再生裝置303中，通過外部來的能源、或由該生成氣體的部分燃燒而產(chǎn)生的催化劑再生熱TB進(jìn)行加熱及再生，被加熱及再生的催化劑CA被再次送到氣體重整裝置302中。
在上述那樣的催化劑再生裝置303中，為使催化劑加熱及再生，催化劑再生熱TE是必須的，以往，該催化劑再生熱TE是通過生成氣體GA的部分燃燒、礦物燃料或電氣等的外部能量來提供的。通過使用催化劑，氣體重整可在低溫下進(jìn)行，并可降低熱損耗，但并沒有改變用這些高質(zhì)能源對催化劑進(jìn)行加熱及再生的事實(shí)，因此并沒有充分地徹底利用在低溫下進(jìn)行反應(yīng)的優(yōu)勢。因此，即使氣體重整處理其本身可以實(shí)現(xiàn)高效率，但由于增加了整體的能量消耗，因而使運(yùn)行成本增加，因此使LCA評價也被降低。若要使處理能夠高效進(jìn)行，并不能只是單純的進(jìn)行熱效率的評價，LCA及有效能量(エクセルギ一)(能量質(zhì)量)等的評價也很重要。
使用催化劑進(jìn)行氣體重整的情況下，與高溫氣化裝置的重整不同，只要在1000攝氏度以下的溫度范圍內(nèi)供熱即可，因此，作為能量來說，并不需要高質(zhì)量的外部能源，也不需要使生成氣體燃燒。因此，必須提供一種催化劑重整處理，使其有可能通過導(dǎo)熱面或介質(zhì)，來提供使催化劑加熱及再生所需的熱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述要點(diǎn)，其目的在于提供可燃?xì)怏w的重整方法及可燃?xì)怏w重整裝置，其可將煤、生物物質(zhì)、普通廢棄物、工業(yè)廢棄物、RDF、廢塑料等的可燃性原料在氣化裝置中氣化，再對生成氣體進(jìn)行重整，最終產(chǎn)生產(chǎn)品氣體，在上述工序中，可以提高使用催化劑進(jìn)行氣體重整時、與該催化劑再生相關(guān)的能量利用率，且易于進(jìn)行催化劑的處理。也就是說，本發(fā)明的目的在于提供能制造下述這樣的生成氣體的氣化裝置，該生成氣體可用于高效的動力回收及發(fā)電、各種液體燃料合成處理、各種化學(xué)原料的合成處理；其可將焦油的產(chǎn)生控制在最小限度，從而穩(wěn)定地制得具有優(yōu)良性狀的生成氣體。
本發(fā)明的目的還在于提供可燃?xì)怏w重整方法以及可燃?xì)怏w重整裝置，在由催化劑將原料氣化而產(chǎn)生的氣體重整的過程中，可改善與催化劑再生及氣體重整相關(guān)的能量利用率，且易于進(jìn)行催化劑的處理。
為解決上述問題，技術(shù)方案1提供可燃?xì)怏w重整方法，其是將可燃物在氣化裝置中進(jìn)行氣化，在使用催化劑的氣體重整裝置中，將由上述氣化而得到的生成氣體進(jìn)行重整而得到產(chǎn)品氣體，并且將在該氣體重整裝置中劣化的催化劑在催化劑再生裝置中進(jìn)行再生，其特征在于，利用上述可燃?xì)怏w重整處理的廢熱，來作為上述催化劑再生裝置的催化劑再生及/或加熱用的熱源。
技術(shù)方案2提供可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物進(jìn)行氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體，使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，可使在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑進(jìn)行再生，其特征在于，上述催化劑再生裝置的結(jié)構(gòu)是，利用可燃?xì)怏w重整處理的廢熱作為使催化劑進(jìn)行再生及/或加熱用的熱源。
如上所述，由于在催化劑再生裝置中的催化劑再生熱以及氣體重整裝置中的氣體重整反應(yīng)所必需的熱源中，利用上述可燃?xì)怏w重整處理的廢熱、或者使用具有利用可燃?xì)怏w重整處理的廢熱的結(jié)構(gòu)的催化劑再生裝置，因此，可將在將原料氣化的過程中所產(chǎn)生的排氣顯熱等的廉價熱源，作為催化劑的再生熱源、氣體重整的熱源來使用，并可減少或去除外部能源、生成氣體的燃燒熱，因此可提高生成氣體的回收率。結(jié)果可以提高整體的效率。因此，不僅整體的能量消耗被減少，而且運(yùn)行成本也被減小，由此使LCA的評價也得到提高。
技術(shù)方案3提供可燃?xì)怏w重整方法，其是將可燃物在氣化裝置中進(jìn)行氣化，在使用催化劑的氣體重整裝置中，將由上述氣化而得到的生成氣體進(jìn)行重整從而得到產(chǎn)品氣體，并且將在該氣體重整裝置中劣化的催化劑在催化劑再生裝置中進(jìn)行再生，其特征在于，將在上述氣化裝置中隨著可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)，在焦炭燃燒裝置中燃燒，使用其燃燒熱作為上述催化劑再生裝置中的催化劑再生及/或加熱用的熱源。
技術(shù)方案4提供可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物進(jìn)行氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體，使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，其將在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑再生，其特征在于，設(shè)有焦炭燃燒裝置，其使隨著在上述氣化裝置中可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒，且上述催化劑再生裝置可使用在上述焦炭燃燒裝置中所產(chǎn)生的焦炭燃燒熱來進(jìn)行催化劑的加熱、再生。
如上所述，將隨著在上述氣化裝置中可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭，在焦炭燃燒裝置中進(jìn)行燃燒，并將其燃燒熱用于催化劑再生熱、或氣體重整裝置中的氣體重整反應(yīng)所必需的熱源，由此可以減少或去除外部的能量、生成氣體的燃燒熱，因此可提高生成氣體的回收率。結(jié)果可提高整體效率。也就是說，通過使部分產(chǎn)品氣體燃燒，即使不使用外部能源，也可以進(jìn)行催化劑的再生。而且，由于可以使用比可燃?xì)怏w重整處理的廢熱溫度更高的焦炭燃燒熱，因此可提高催化劑的加熱再生效率(加熱再來効率)。因此，可減少整體的能量消耗量，并降低運(yùn)行成本，從而也提高LCA評價。
技術(shù)方案5提供可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體，使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，其將在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑再生，其特征在于，上述氣化裝置由具備流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成，該氣化室可將上述可燃物氣化以制造出生成氣體，該燃燒室可使隨著上述可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)燃燒；將在上述氣化室所制造的生成氣體送到上述氣體重整裝置中進(jìn)行重整，再將來自上述燃燒室的燃燒排氣送到上述催化劑再生裝置，利用該燃燒排氣的熱，對上述催化劑進(jìn)行加熱、再生。
如上所述，通過構(gòu)成為由具備流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成的爐整合型，在技術(shù)方案4效果的基礎(chǔ)上，還可增加以下優(yōu)點(diǎn)，即，具有在氣化裝置內(nèi)將原料氣化的功能、和燃燒焦炭的功能，而且由于是將在同一裝置中所產(chǎn)生的焦炭進(jìn)行燃燒，因此可避免與焦炭的搬運(yùn)相關(guān)的麻煩等。而且，由于是在流動層中進(jìn)行原料的氣化和焦炭的燃燒，因此其熱擴(kuò)散性好，可穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。
技術(shù)方案6提供可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體，使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，可將在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑再生，其特征在于，上述氣化裝置具備流動層，其在流動介質(zhì)的至少一部分中使用催化劑顆粒；而且，還設(shè)有焦炭燃燒裝置，其可使在上述氣化裝置中將上述可燃物氣化時所產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒；在上述氣化裝置中將上述可燃物氣化而制造出生成氣體的同時，通過上述催化劑顆粒將該生成氣體進(jìn)行重整，再將隨著該生成氣體的重整而劣化的催化劑顆粒送到上述焦炭燃燒裝置中進(jìn)行加熱、再生，再將該再生后的催化劑顆粒送回上述氣化裝置。
如上所述，氣化裝置具有流動層，其在流動介質(zhì)的至少一部分中使用催化劑顆粒，在氣化裝置中將可燃物氣化而制造生成氣體的同時，使該生成氣體與作為流動介質(zhì)的催化劑顆粒接觸，以進(jìn)行該生成氣體的重整(分解焦油)，在高效進(jìn)行生成氣體重整的同時，在催化劑顆粒中使用具有脫硫劑、除鹽劑功能的催化劑顆粒的同時也進(jìn)行脫硫、除鹽。而且，在技術(shù)方案3、4效果的基礎(chǔ)上，還具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，由于可將原料的氣化和氣體的重整、焦炭燃燒和催化劑的再生分別在同一個裝置中進(jìn)行，因此，可省去催化劑再生裝置，由此降低裝置的原始成本。
技術(shù)方案7提供可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，可使在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑再生，其特征在于，上述氣化裝置由具備流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成，上述流動層在流動介質(zhì)的至少一部分中使用催化劑顆粒，上述氣化室可將上述可燃物氣化以制造出生成氣體，上述燃燒室可使隨著該可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒；在上述氣化室中將上述可燃物氣化而制造出生成氣體的同時，通過上述催化劑顆粒對該生成氣體進(jìn)行重整，再將隨著該生成氣體的重整而劣化的催化劑顆粒送到上述燃燒室中進(jìn)行加熱、再生，再將該再生后的催化劑顆粒送回上述氣化室。
如上所述，氣化裝置由具備流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成，其使用催化劑顆粒作為流動介質(zhì)的一部分，在氣化室中使可燃物氣化而制造生成氣體的同時，通過催化劑顆粒對該生成氣體進(jìn)行重整，再將劣化的催化劑顆粒送到燃燒焦炭的燃燒室中進(jìn)行加熱、再生，因此，在技術(shù)方案6效果的基礎(chǔ)上，還可以解決從氣化室到燃燒室的含有焦炭的顆粒的處理問題，且熱效率也變高。
技術(shù)方案8提供可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體，其特征在于，上述氣體重整裝置是具有下述功能的除塵/催化裝置，即，具有可清除包含在上述生成氣體中的塵埃的除塵功能、和利用上述催化劑實(shí)現(xiàn)的氣體重整功能。
如上所述，在具備除塵功能和氣體重整功能的除塵/催化裝置中，由于可在將氣化裝置所產(chǎn)生的生成氣體通過催化劑進(jìn)行重整(分解焦油)之前進(jìn)行除塵，因此不僅可以省略催化劑劣化、以及與塵埃的混合、分離，而且作為催化裝置的形狀，還可選擇固定底座那樣的、由于在有塵埃存在的環(huán)境下容易堵塞而不能使用形式的反應(yīng)器類型。而且，還適于防止在低溫下用于分解焦油的催化劑的劣化及污染。
技術(shù)方案9的特征在于，在技術(shù)方案8的可燃?xì)怏w重整裝置中，設(shè)有焦炭燃燒裝置、和催化劑再生裝置，將隨著在上述除塵/催化裝置中上述生成氣體的重整而劣化的催化劑，送到上述催化劑再生裝置中，同時將在上述氣化裝置中使上述可燃物氣化而制造出生成氣體時所產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)，送到上述焦炭燃燒裝置中進(jìn)行燃燒，再將其燃燒排氣送到該催化劑再生裝置中，以將該催化劑加熱、再生。
如上所述，將在催化劑再生裝置中隨著生成氣體的重整而劣化的催化劑，通過來自焦炭燃燒裝置的燃燒排氣的熱，進(jìn)行加熱、再生，因此在技術(shù)方案8效果的基礎(chǔ)上，即使不使用外部能源、或者不將生成氣體部分燃燒，也可以由高溫的焦炭燃燒熱對催化劑進(jìn)行高效地再生、及加熱，從而可提高生成氣體的回收率。也就是說，可減少整體的能量消耗量，還可減少運(yùn)行成本，由此也提高LCA的評價。
技術(shù)方案10的特征在于，在技術(shù)方案8所述的可燃?xì)怏w重整裝置中，上述氣化裝置由設(shè)有流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成，該氣化室使上述可燃物氣化以制造出生成氣體，該燃燒室可使隨著該可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒，而且還設(shè)有催化劑再生裝置，將隨著在上述除塵/催化裝置中生成氣體的重整而劣化的催化劑，送到上述催化劑再生裝置中，同時將來自上述燃燒室的燃燒排氣送到該催化劑再生裝置中，以將該催化劑加熱、再生。
如上所述，氣化裝置由設(shè)有流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成，將在催化劑再生裝置中隨著生成氣體的重整而劣化的催化劑，利用來自燃燒室的燃燒排氣進(jìn)行加熱、再生，因此在技術(shù)方案9效果的基礎(chǔ)上，還可以解決從氣化室到燃燒室的含焦炭顆粒的處理問題，并可減少由于散熱引起的熱損耗，由此提高熱效率。
技術(shù)方案11的特征在于，在技術(shù)方案8所述的可燃?xì)怏w重整裝置中，上述氣化裝置由設(shè)有流動層的氣化室、燃燒室、和除塵/催化室構(gòu)成，該氣化室將上述可燃物氣化以制造出生成氣體，該燃燒室使隨著該可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒，該除塵/催化室將來自上述氣化室的生成氣體重整；而且還設(shè)有催化劑再生裝置，將在上述除塵/催化室中隨著生成氣體的重整而劣化的催化劑，送到上述催化劑再生裝置中，同時將來自上述燃燒室的燃燒排氣送到該催化劑再生裝置中，以將該催化劑加熱、再生，再將該加熱、再生后的催化劑送回上述除塵/催化室。
如上所述，氣化裝置是由具備流動層的氣化室、燃燒室和除塵/催化室構(gòu)成，因此在技術(shù)方案10效果的基礎(chǔ)上，還可以解決從除塵/催化室到燃燒室的含焦炭顆粒的處理問題，并提高熱效率。而且，通過將除塵/催化室與氣化裝置一體設(shè)置，還可降低裝置的原始成本。
技術(shù)方案12的特征在于，在技術(shù)方案8所述的可燃?xì)怏w重整裝置中，上述氣化裝置由設(shè)有流動層爐的氣化室、燃燒室、和除塵/催化室構(gòu)成，該氣化室將上述可燃物氣化以制造生成氣體，該燃燒室使隨著該可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒，該除塵/催化室將來自上述氣化室的生成氣體進(jìn)行重整，將在上述除塵/催化室中隨著生成氣體的重整而劣化的催化劑，送到上述燃燒室，并在該燃燒室中加熱、再生，然后再送回該除塵/催化室。
如上所述，將在除塵/催化室中隨著生成氣體的重整而劣化的催化劑送到燃燒室，在該燃燒室中加熱、再生，然后回到該除塵/催化室，因此在技術(shù)方案11效果的基礎(chǔ)上，還可以省略催化劑再生裝置。這樣就可以提高熱效率，并降低裝置的原始成本。
技術(shù)方案13提供可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體，使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，可使在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑進(jìn)行再生，其特征在于，還設(shè)有由上述氣體重整裝置和催化劑再生裝置所構(gòu)成的催化裝置、和使隨著在上述氣化裝置中可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒的焦炭燃燒裝置，上述催化裝置是由使用催化劑顆粒對生成氣體進(jìn)行重整的氣體重整室、和將該催化劑進(jìn)行再生的催化劑再生室一體構(gòu)成的，該催化劑再生室是將該氣體重整室中因氣體重整而劣化的催化劑加熱、再生，再將該再生后的催化劑返回該氣體重整室中，將來自上述氣化裝置的生成氣體送到上述氣體重整室進(jìn)行重整，以獲得產(chǎn)品氣體，同時，將來自上述焦炭燃燒裝置的燃燒排氣送到上述催化劑再生室中，通過該燃燒排氣的熱將催化劑加熱、再生。
如上所述，氣體重整裝置和催化劑再生裝置是由氣體重整室和催化劑再生室一體構(gòu)成的，上述氣體重整室是使用催化劑顆粒對生成氣體進(jìn)行重整，而上述催化劑再生室可將上述催化劑進(jìn)行再生，因此，通過催化劑顆粒的流動，可高效的進(jìn)行生成氣體的重整，且可將由于氣體重整而劣化的催化劑顆粒進(jìn)行高效的加熱、再生，由此減少散熱引起的熱損耗，從而提高熱效率。而且，可以降低裝置的原始成本。也就是說，可以減少整體的能量消耗量，并可減少運(yùn)行成本，從而也提高LCA評價。
技術(shù)方案14的特征在于，在技術(shù)方案13所述的可燃?xì)怏w重整裝置中，上述氣化裝置是由具備流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成的，該氣化室可將上述可燃物氣化以制造生成氣體，該燃燒室可使隨著該可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒；將在上述氣化室所制造出的生成氣體送到上述氣體重整室中進(jìn)行重整，再將來自上述燃燒室的燃燒排氣送到上述催化劑再生室，通過該燃燒排氣的熱將上述催化劑加熱、再生。
如上所述，氣化裝置由具有流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成，在技術(shù)方案13效果的基礎(chǔ)上，還可以解決從氣化室到燃燒室的含焦炭顆粒的處理問題，從而提高熱效率。
技術(shù)方案15提供可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，其將在該氣化裝置中所得的生成氣體，使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，其使在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑進(jìn)行再生，其特征在于，上述氣化裝置是由具有流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成的，該氣化室將上述可燃物氣化以制造出生成氣體，該燃燒室使隨著上述可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)燃燒；上述氣體重整裝置和催化劑再生裝置具備設(shè)有流動層的氣體重整室和催化劑再生室，該流動層在流動介質(zhì)的至少一部分中使用催化劑顆粒，上述催化劑再生室將在上述氣體重整室中由于氣體重整而劣化的催化劑進(jìn)行加熱、再生，再將該再生后的催化劑送回上述氣體重整室；上述氣化室、燃燒室、氣體重整室以及催化劑再生室在一個爐內(nèi)被一起構(gòu)成，并將來自上述氣化裝置的生成氣體送到上述氣體重整室進(jìn)行重整，以得到產(chǎn)品氣體，同時將來自上述燃燒室的燃燒排氣送到上述催化劑再生室，利用該燃燒排氣的熱對上述催化劑進(jìn)行加熱、再生。
如上所述，由氣化室、燃燒室、氣體重整室以及催化劑再生室一起在一個爐中構(gòu)成，因此在技術(shù)方案14效果的基礎(chǔ)上，還可以進(jìn)一步改善熱效率。并且，也可進(jìn)一步降低裝置的原始成本(イニジヤルコスト))。
技術(shù)方案16的特征在于，在技術(shù)方案1或3所述的可燃?xì)怏w重整方法中，在上述催化劑再生裝置中作為再生用氣體，提供含有氧、水蒸氣、氫中的任意一種或者多種的氣體，并將催化劑再生時所產(chǎn)生的反應(yīng)熱與處理廢熱一起用于催化劑顆粒的加熱、再生。
技術(shù)方案17的特征在于，在技術(shù)方案2、4、5直到技術(shù)方案15中任意一項(xiàng)所述的可燃?xì)怏w重整裝置中，在上述催化劑再生裝置中作為再生用氣體，提供含有氧、水蒸氣、氫中的任意一種或者多種的氣體，并將在催化劑再生時所產(chǎn)生的反應(yīng)熱同處理廢熱一起，用于催化劑顆粒的加熱、再生。
如技術(shù)方案16、17所述，作為催化劑再生用的氣體，可提供含有氧、水蒸氣、氫中的任意一種或者多種的氣體，將在催化劑再生時所產(chǎn)生的反應(yīng)熱同處理廢熱一起，用于催化劑顆粒的加熱、再生，由此就可使用反應(yīng)熱來補(bǔ)充處理廢熱不足的熱量，從而進(jìn)一步提高生成氣體的回收率。
技術(shù)方案18的特征在于，在技術(shù)方案2、4、5直到技術(shù)方案17中任意一項(xiàng)所述的可燃?xì)怏w重整裝置中，在將原料氣化時，將能吸收氯化物或硫化物的吸收劑投入到氣化裝置中。
如上所述，通過在氣化裝置中投入可吸收氯化物及硫化物的吸收劑，可減少氯化物或硫化物，從而減輕催化劑中毒，由此可延長催化劑壽命，并能降低運(yùn)行成本。


圖1是實(shí)施以往的使用催化劑的可燃物氣化方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成的示意圖。
圖2是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖3是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖4是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖5是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖6是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖7是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖8是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖9是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖10是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖11是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖12是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖13是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖14是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖15是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖16是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖17是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖18是用于實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的除塵/催化裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例示意圖。
圖19是用于實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的除塵/催化裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例示意圖。
圖20是用于實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的除塵/催化裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例示意圖。
圖21是用于實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的除塵/催化裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例示意圖。
圖22是用于實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的除塵/催化裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例示意圖。
圖23是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖24是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖25是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖26是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖27是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖28是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖29為圖28所示裝置的鍋爐部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖30是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖31為圖30所示裝置的爐部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖32是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖33是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖34是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖35是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖36是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖37是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖38是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖39是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖40是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖41是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖42是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖43是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖44是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖45是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖46是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖47是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖48是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖49是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖50是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖51是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖52是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖53是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖54是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖55是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖56是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖57是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖58是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖59是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖60是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖61是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖62A以及圖62B是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖63A至圖63C是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖64是本發(fā)明氣化裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖65是本發(fā)明氣化裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖66是本發(fā)明氣化裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖67是本發(fā)明氣化裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖68是本發(fā)明氣化裝置的裂化裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖69是本發(fā)明氣化裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
圖70是本發(fā)明氣化裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。作為在可燃?xì)怏w重整裝置中的反應(yīng)(分解焦油)，在下述反應(yīng)中將焦油成分以CnHm來表示。
1)裂化
2)水蒸氣重整
3)二氧化碳重整裂化(熱分解反應(yīng))是在催化劑上進(jìn)行熱分解，分解成低分子的碳?xì)浠衔镆约耙谎趸?。同時，在催化劑表面析出碳。這些碳就是使催化劑劣化的原因之一(碳覆蓋在催化劑上，由此使催化劑失去活性。碳析出了的催化劑，必須通過在再生裝置中的高溫氧化環(huán)境下進(jìn)行碳的燃燒，以將其除去)。這樣的反應(yīng)就是所謂的“裂化”反應(yīng)，這與在工業(yè)上石油的精煉處理方法中，將常壓殘油等、與焦油同樣的高分子碳?xì)浠衔镙p質(zhì)化的反應(yīng)相同，氧化硅鋁及沸石或者活性白土等促進(jìn)裂化的催化劑也是眾所周知的一般物質(zhì)。
在水蒸氣重整以及二氧化碳重整中，通過將焦油成分與水蒸氣(H2O)、二氧化碳(CO2)反應(yīng)，而將其“重整”成CO、H2。碳?xì)浠衔锖虷2O、CO2的通過催化劑進(jìn)行的反應(yīng)，與從天然氣中生成氫的制造處理方法、以及近年來由粗汽油、煤油那樣的高分子碳?xì)浠衔镏圃旌铣蓺怏w的處理方法相同，Ni族的催化劑等可促進(jìn)重整的催化劑為公知的一般物質(zhì)。
上述裂化、水蒸氣重整、二氧化碳重整的反應(yīng)，可通過使用催化劑，促進(jìn)在低溫下的反應(yīng)。這些催化劑雖然可分別進(jìn)行裂化、水蒸氣重整、二氧化碳重整的反應(yīng)，但還希望在裂化反應(yīng)中，使用典型金屬(Al、Si、Ca、Mg)及其氧化物、或者這些物質(zhì)的混合物。具體來說，就是沸石(含水鋁硅酸鹽)、氧化硅鋁(SiO2-Al2O3)、活性氧化鋁(Al2O3)、活性白土(SiO2-Al2O3)、白云石(CaO、MgO)、石灰石(CaCO3)、氧化鈣(CaO)等。這些物質(zhì)中，特別希望焦油成分具有可在催化劑顆粒內(nèi)擴(kuò)散的10～150埃左右的細(xì)孔，而且希望高分子的碳?xì)浠衔锞哂袃?yōu)良的吸附型。
為促進(jìn)上述蒸氣重整以及二氧化碳重整的反應(yīng)而希望使用下述這樣的催化劑，其是將上述催化劑作為載體，在載體上將下述金屬(Rh、Ru、Ni、Pd、Pt、Co、Mo、Ir、Re、Fe、Na、K)或這些金屬的氧化物的至少一種以上在載體表面分散、擔(dān)持的催化劑(例如Ni/Al2O3、Ni/CaO·Al2O3、Ru/MgO·Al2O3等)。
如上所述，通過催化劑的選擇，是具有對于裂化反應(yīng)活性較高的物質(zhì)，對于蒸氣重整、二氧化碳重整的反應(yīng)活性較高的物質(zhì)，不僅可進(jìn)行焦炭分解，還可通過改變重整后的氣體組成，進(jìn)行調(diào)整氣體重整后的產(chǎn)品氣體的組成。若使用對于裂化反應(yīng)活性較高的催化劑，則可得到多種氣體，如甲烷(CH4)、乙烯(C2H2)等的碳?xì)浠衔铩Ｈ粢M(jìn)行蒸氣重整、二氧化碳重整的反應(yīng)，在H2、CO的混合氣體、蒸氣重整中，H2的濃度大，而在二氧化碳重整中，CO濃度大，因此通過改變重整用氣體的分壓，就可改變產(chǎn)品氣體的H2/CO。
圖2是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。圖2中，11是氣化裝置，通過將煤、生物物質(zhì)、普通廢棄物、工業(yè)廢棄物、RDF、廢塑料等原料A投入到該氣化裝置11中，并在使用催化劑(催化劑顆粒)CA的氣體重整裝置12中，將焦油分解，而將被氣化而成的生成氣體GA進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體GB。在該重整裝置12中因進(jìn)行氣體重整而劣化的催化劑CA’被轉(zhuǎn)移到催化劑再生裝置13中，且在該催化劑再生裝置13中，利用由氣化處理而產(chǎn)生的處理廢熱TP而被再生，再生的催化劑CA又被轉(zhuǎn)移到氣體重整裝置12中。此外，最適合由催化劑而進(jìn)行的氣體重整的溫度是800攝氏度～1100攝氏度(最好為900攝氏度)。
如上所述，通過利用處理廢熱TP作為將在催化劑再生裝置13中劣化的催化劑CA’進(jìn)行再生用的催化劑再生熱，可控制外部能量的消耗，也能改善熱的有效利用率。而且，由于外部能量消耗的降低會引起運(yùn)行成本減少，從而也改善LCA的評價。
如上所述，通過使用處理廢熱TP作為催化劑再生裝置13的催化劑再生熱，雖然具有上述優(yōu)點(diǎn)，但催化劑CA再生所需要的熱量大多數(shù)情況是高溫且大量的。另一方面，由于在處理過程中產(chǎn)生的熱量的大多數(shù)被用于蒸氣回收或者投入氣體的預(yù)熱等，因此剩余發(fā)熱就成為難于被利用的低溫(低溫等級)的廢熱。因此，在將部分高溫?zé)嵊糜诖呋瘎┰偕那闆r下，蒸氣回收或預(yù)熱所需的熱量會不足，必須輔助燃料等，因此使外部能量的消耗增加。此外，最適合催化劑CA再生的溫度為950～1100攝氏度(最好為950～1000攝氏度)。
例如，一般來說催化劑的再生需要在比作為催化劑而作用的反應(yīng)溫度更高的溫度下進(jìn)行。但是，為了要將通過催化劑CA而進(jìn)行重整后的氣體成為催化反應(yīng)以上的溫度，就必須燃燒部分的產(chǎn)品氣體GB，或者使用輔助燃料(助燃料)。在燃燒部分產(chǎn)品氣體GB的情況下，與作為高溫處理的氣體重整相比，就失去了可在低溫下進(jìn)行氣體重整的利用催化劑方法的優(yōu)點(diǎn)。
圖3是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。圖3中，與圖2相同的部分用相同的符號表示。而且，在其他圖中也是如此。由于本裝置具有為解決上述問題而使用處理廢熱TP來作為上述催化劑再生熱的結(jié)構(gòu)，因此，設(shè)有焦炭燃燒裝置14，其可將在圖2所示的裝置的氣化裝置11中，隨著原料A的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳)CX進(jìn)行燃燒，再將在該焦炭燃燒裝置14中由焦炭的燃燒而產(chǎn)生的燃燒排氣GC的熱，作為催化劑再生熱供應(yīng)給催化劑再生裝置13。
氣體重整裝置12中的催化劑CA，由于將來自氣化裝置11的生成氣體GA進(jìn)行重整(分解焦油)使得碳被析出等，而導(dǎo)致催化劑功能劣化。催化劑再生裝置13將該催化劑功能已劣化的催化劑CA’，通過來自焦炭燃燒裝置14的燃燒排氣GC來進(jìn)行加熱再生，再將被再生的催化劑CA再次投入到氣體重整裝置12中。
將含有大量固形炭的煤或木質(zhì)的生物物質(zhì)等的原料A在氣化裝置11中進(jìn)行氣化時，產(chǎn)生含有大量固形炭的焦炭CX。由于該焦炭CX的燃燒速度與揮發(fā)性氣體相比是極慢的，因此被積存在氣化裝置11內(nèi)。被積存在該氣化裝置11內(nèi)的焦炭CX會在實(shí)際作業(yè)中引起很多問題。例如在氣化裝置11由流動層鍋爐構(gòu)成的情況下，由于焦炭的比重比流動介質(zhì)輕，因此會被積存在流動層的表面。所以，即使為了清除未燃物而從爐底進(jìn)行流動介質(zhì)的清除，也無法除掉焦炭CX，只能清除流動介質(zhì)，因此有時會由于爐內(nèi)焦炭板結(jié)而導(dǎo)致作業(yè)停止。
焦炭燃燒速度與氣體燃燒速度的關(guān)系是，焦炭燃燒速度小于等于氣體燃燒速度，因此，通常與焦炭燃燒相比會首先進(jìn)行氣體燃燒而消耗掉氧。所以，即使為了控制焦炭CX的積存量，吹入氧氣來增加焦炭CX的燃燒量，也會使可燃?xì)怏w燃燒(轉(zhuǎn)換成超過可燃?xì)怏w所需的能量的熱)。當(dāng)然由于吹入氧氣的分爐內(nèi)的溫度上升，雖然由于溫度上升會具有一定的焦炭燃燒效率的改善效果，但對焦炭燃燒速度的影響不太大(對于氣體反應(yīng)性上升程度那方面來說較大)。
如上所述，除了氣化裝置11以外還設(shè)有焦炭燃燒裝置14，將來自氣化裝置11的焦炭去除燃燒，由此而產(chǎn)生下列優(yōu)點(diǎn)。
1)可在適于進(jìn)行與氣化裝置11獨(dú)立的焦炭燃燒的條件下進(jìn)行燃燒(燃燒溫度和停留時間等)。
2)以焦炭燃燒為目的，不會使成為產(chǎn)品氣體的氣體由于所投入的氧而被燃燒。
3)可燃性氣體不會被焦炭燃燒氣體所稀釋(可取出高熱量的氣體)。
4)可分別單獨(dú)利用作為產(chǎn)品的高價可燃?xì)怏w和低價燃?xì)狻?br> 5)當(dāng)原料A是煤、木質(zhì)類生物物質(zhì)等含有大量固形炭的物質(zhì)的情況下，將被大量排出的焦炭CX去除、廢棄的情況下，燃料的能量利用率比完全燃燒時低。在焦炭燃燒裝置14中使焦炭CX燃燒，通過利用其熱能而改善原料A的能量效率。
在將煤及生物物質(zhì)等的含有大量固形炭的原料A氣化的情況下，作為將氣化裝置11內(nèi)產(chǎn)生上述焦炭的問題的解決方法，設(shè)有焦炭燃燒裝置14，將從氣化裝置11取出的焦炭CX進(jìn)行燃燒，再將其燃燒排氣GC供應(yīng)到催化劑再生裝置13，將其用作催化劑的再生熱，由此，即使不燃燒部分的產(chǎn)品氣體GB、或者不利用外部能源，也可以使劣化的催化劑CA’再生。
由于很難使所有的焦炭CX氣化而生成產(chǎn)品氣體GB(雖然沒有詳細(xì)說明，但其具有反應(yīng)復(fù)雜、氣化速度慢、焦炭供應(yīng)量和產(chǎn)生氣體量不平衡等原因)。因此，在含有大量固形炭的原料A的氣化過程中，碳的轉(zhuǎn)換率(燃料中的碳只有那些能轉(zhuǎn)化成氣體？)是進(jìn)行良好評價的標(biāo)準(zhǔn)。但是，對于不易氣化(或者說難于轉(zhuǎn)變成氣體)的固形炭來說，即使不能氣化，也可以通過設(shè)置上述焦炭燃燒裝置14將其燃燒，以對其能量進(jìn)行利用(若不進(jìn)行燃燒就會使能量原封不動地流失)。
以往的通過氣化形成的發(fā)電及廢熱供暖系統(tǒng)(コ一ジエネレ一シヨン)的想法中，通過焦炭CX燃燒而產(chǎn)生的燃燒排氣GC，通過蒸汽將其顯熱進(jìn)行回收，并用于發(fā)電。但是，當(dāng)通過催化劑CA在較低溫度下制造氣化氣體的情況下，由于得到高溫顯熱的那部分被限制，因此最好將其作為催化劑再生所必需的熱來加以利用(若以所回收的部分電氣進(jìn)行加熱，雖然可以控制外部能量的消耗，但效率會降低從熱到電的轉(zhuǎn)換損耗部分)。
圖4是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。本裝置與圖3裝置的不同點(diǎn)在于，設(shè)有除塵裝置15，以去除來自氣化裝置11的生成氣體GA中所包含的塵埃；還設(shè)有分選裝置16，其可將不燃物I從氣化裝置11中取出的不燃物I、灰燼J和焦炭CX的混合體中除去；還設(shè)有除塵裝置17，其可從焦炭燃燒裝置14所排出的含有灰燼J的燃燒排氣GC中將灰燼J去除。
通過將可燃性氣體進(jìn)行重整的裝置由上述那樣構(gòu)成，可使來自氣化裝置11的含有灰燼J和焦炭CX的生成氣體GA，通過除塵裝置15去除其中的灰燼J和焦炭CX，然后供應(yīng)到氣體重整裝置12中，同時，將所去除的灰燼J和焦炭CX供應(yīng)到焦炭燃燒裝置14中。然后，從來自氣化裝置11的不燃物I、灰燼J和焦炭CX的混合體中，通過分選裝置16有選擇地出去除不燃物I，再將灰燼J和焦炭CX送到焦炭燃燒裝置14中去。再利用除塵裝置17將來自焦炭燃燒轉(zhuǎn)裝置14的燃燒排氣GC中的灰燼J除去，然后將其供應(yīng)至催化劑再生裝置13，將該燃燒排氣GC的顯熱用作催化劑再生熱。
在將可燃性氣體進(jìn)行重整的上述裝置中，從氣化裝置11內(nèi)的還原環(huán)境中排出的焦炭CX，在高溫狀態(tài)下被選出來，并使其與氧接觸燃燒。因此，要從氣化裝置11中選出焦炭CX，需要通過下述方法。
a)保持高溫狀態(tài)下的還原環(huán)境地進(jìn)行挑選(例如封入氮?dú)饣蛘魵鈨艋?パ一ジ)等)。
b)邊冷卻邊選出(為防止焦油板結(jié)，必須進(jìn)行蒸汽凈化)。
但是，a)的情況下，由于很難清除封裝的氮?dú)饧皟艋瘹怏w、不能保證運(yùn)送通路的密封性、氣化裝置(爐)內(nèi)的壓力平衡紊亂等各種原因而導(dǎo)致有氧氣從外部流入。只要流入少量的氧，就會產(chǎn)生局部燃燒，而使溫度急劇上升，產(chǎn)生板結(jié)問題或溶渣導(dǎo)致的堵塞故障。
此外，b)的情況下，雖然對于焦炭CX的燃燒比較安全，但是有可能伴有氣化爐內(nèi)存在的焦油成分，而有可能由于冷卻焦油析出而造成阻塞。因此，必須通過蒸汽等將選出的路徑進(jìn)行凈化并將焦油清除。而且，在將選出的焦炭燃燒，而利用其熱能的情況下，必須在冷卻后再次進(jìn)行加熱，因此無法提高效率。
而且，搬運(yùn)的焦炭CX的流量也很重要。雖然選出時必須將爐內(nèi)的存留量保持在預(yù)定量，但在焦炭CX的產(chǎn)生量較多的原料中，焦炭的搬運(yùn)量就會非常大，因此就需要大型的搬運(yùn)裝置。焦炭的產(chǎn)生量÷爐內(nèi)濃度＝焦炭搬運(yùn)量，因此當(dāng)氣化裝置(爐)11內(nèi)的焦炭CX具有相同濃度時，產(chǎn)生量與搬運(yùn)量成正比。
此外，氣化裝置11為流動層爐時，很難做到只將焦炭有選擇地選出(但可以利用容易留在表層的趨勢，來進(jìn)行有選擇地選出一定程度)，在大體的情況下，會與流體介質(zhì)一起被選出。因此，必須設(shè)置可區(qū)分選出的流動介質(zhì)與焦炭CX的裝置(離心分離、篩分、比重差分選等)，或者將焦炭燃燒裝置14也做為流動層爐，并必須使兩者的流動介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)。
圖5是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖，可改善圖4所示的裝置的上述問題。本裝置與圖4裝置的不同點(diǎn)在于，使用的是爐整合型，其可將具有流動層的氣化室11-1和具有流動層的燃燒室11-2整合在氣化裝置11中；還設(shè)有分選裝置18，其可從由氣化室11-1選出的不燃物I、焦炭CX及灰燼J的混合體中將不燃物I挑選分離出來，然后將殘留的焦炭CX及灰燼J供應(yīng)至燃燒室11-2。
如上所述，通過將氣化裝置11制成具有氣化室11-1和燃燒室11-2的爐整合型，就可以具有在氣化裝置11內(nèi)進(jìn)行原料A的氣化的功能和焦炭燃燒的功能。由此，由于是在同一裝置內(nèi)使產(chǎn)生的焦炭CX進(jìn)行燃燒，因此避免了與焦炭CX運(yùn)輸相關(guān)的麻煩。
在氣化裝置11內(nèi)分為將原料A進(jìn)行氣化的區(qū)間(氣化室)、以及將焦炭CX進(jìn)行燃燒的區(qū)間(燃燒室)，因此可將原料A氣化而成的生成氣體GA和將焦炭CX燃燒而產(chǎn)生的燃燒排氣GC分別獨(dú)立的取出。例如，將自由空間(フリ一ボ一ド)由間隔板等完全分割成兩個區(qū)域。而且，由于要向燃燒室11-2供應(yīng)只使焦炭CX燃燒的氧氣，因此，為了不使該氧氣流入氣化室11-1中，不僅要將自由空間、還要將直至爐底的部分分割成兩個區(qū)域。
如上所述，將氣化裝置11內(nèi)部分割成氣化室11-1和燃燒室11-2，為從氣化室11-1向燃燒室11-2運(yùn)送焦炭CX，需要通過搬運(yùn)介質(zhì)來進(jìn)行，作為搬運(yùn)介質(zhì)，可以使用流動層中的流動介質(zhì)MX。將在氣化室11-1中所產(chǎn)生的焦炭CX與流動介質(zhì)MX一起送入燃燒室11-2，并在燃燒室11-2燃燒焦炭CX，再使被該燃燒熱加熱的流動介質(zhì)MX返回到氣化室11-1。
通過將流動介質(zhì)MX從燃燒室11-2返回氣化室11-1，還可以將燃燒室11-2的部分熱作為氣化室11-1的熱分解熱源來利用。這時，具有流動介質(zhì)MX的爐底部的兩區(qū)域中，必須具有僅可供流動介質(zhì)移動的通道。通過維持流動介質(zhì)MX的存在及其適當(dāng)?shù)牧鲃踊俣?，就可以在一定程度上防止氧從燃燒?1-2流入氣化室11-1，也可以像內(nèi)部循環(huán)流動床氣化爐那樣，在氣化室11-1和燃燒室11-2之間，設(shè)置流動介質(zhì)移動的層，使流動介質(zhì)返回到原料濃度低的氣化室11-1的底部。
當(dāng)原料A中所含不燃物較多時，必須設(shè)置與以往的氣化裝置相同的從氣化室11-1進(jìn)行選出的機(jī)構(gòu)(不燃物排出裝置、分選裝置)。這里，設(shè)有分選裝置18，其可從來自氣化室11-1的不燃物I、焦炭CX以及灰燼J的混合體中將不燃物I挑選分離出來，再將焦炭CX和灰燼J供應(yīng)到燃燒室11-2中。當(dāng)從氣化室11-1進(jìn)行選出時，雖然對于同時進(jìn)行的焦炭的處理，必須注意氧氣的隔絕以及防止堵塞，但不用同以往方法那樣麻煩，要將只與焦炭產(chǎn)生量相應(yīng)的量全部選出，因此緩解了產(chǎn)生故障的危險性。
將來自氣化室11-1的含有焦炭CX及灰燼J的生成氣體GA通入除塵裝置15，將焦炭CX及灰燼J除去后進(jìn)行供應(yīng)，根據(jù)需要(焦炭CX較多的情況下)使該除去的焦炭CX返回燃燒室11-2(用于焦炭CX的燃燒)、氣化室11-1(用于焦炭CX的氣化)。而且，向氣體重整裝置12補(bǔ)充催化劑CA，并根據(jù)催化劑反應(yīng)條件投入(蒸汽+氧)等的氧化劑OX從而能高溫化。
圖32是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖，是表示圖5所示裝置的其它構(gòu)成實(shí)例的示意圖，特別是該結(jié)構(gòu)的裝置可以很好解決將原料A1進(jìn)行熱分解時所產(chǎn)生的焦炭較少時的問題。
上述問題，通過再將原料A1供應(yīng)給氣化室101的同時，將原料A2供應(yīng)至燃燒室102，由此通過在燃燒室102中對給予流動介質(zhì)的熱量的不足部分進(jìn)行補(bǔ)充能夠解決。也就是說，將在燃燒室102向流動介質(zhì)所提供的能量，作為在氣化室101中的氣化熱源來有效的使用。
作為本實(shí)施例，可將整合型氣化爐100的結(jié)構(gòu)如下述那樣構(gòu)成，對于氣化室101和燃燒室102，可將原料A1和原料A2分別投入到氣化室101、燃燒室102中。
而且，也可以在燃燒室102上部設(shè)置燃燒器，即可將可燃性氣體作為原料A2導(dǎo)入并使其燃燒，同時將可燃物作為原料A2供應(yīng)至燃燒室102。
在本實(shí)施方式中，從氣化室101生成的生成氣體GA，經(jīng)過除塵裝置103、氣體重整裝置104、氣體降溫清洗裝置105，最終成為產(chǎn)品氣體GB。另一方面，從燃燒室102所得到的燃燒氣體GD，經(jīng)過廢熱回收裝置107(例如廢熱鍋爐)、集塵裝置108、導(dǎo)引鼓風(fēng)機(jī)109，然后從煙囪110被排放到大氣中。
作為集塵裝置108，例如在原料A1、A2中所含有的重金屬及氯的含有濃度較低時，除了袋式集塵器以外，特別是還可以使用電動集塵器。在使用鍋爐作為廢熱回收裝置107時，可以使用得到的蒸汽作為導(dǎo)入氣化室101中的氣體GE。
而且，燃燒氣體GD經(jīng)過可進(jìn)行分流的分流管120，再將部分氣體導(dǎo)入催化劑再生裝置115，就可以提供催化劑再生所必須的熱量。失去熱量的氣體從催化劑再生裝置115再次經(jīng)過分流管112，回到燃燒氣體GD的通道111。
此外，原料A2也可以使用與原料A1相同的物質(zhì)或者使用輔助燃料性質(zhì)的物質(zhì)。在原料A1和原料A2中含有大量不燃物時，不僅是可從氣化室101將不燃物挑出來的機(jī)構(gòu)，也可以設(shè)置可將不燃物從燃燒室102挑出來的機(jī)構(gòu)，作為將不燃物從氣化室101及燃燒室102挑出的分選機(jī)構(gòu)，既可使用通用的機(jī)構(gòu)，也可以分別使用各自的。
圖6是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。本裝置與圖5所示裝置的不同點(diǎn)在于，使用流動介質(zhì)(砂)MX和催化劑(催化劑顆粒)CA的混合體，作為氣化裝置11的流動層的流動介質(zhì)，將從氣化裝置11的氣化室11-1或燃燒室11-2挑出的焦炭CX、灰燼J、不燃物I、流動介質(zhì)MX以及催化劑CA’的混合體導(dǎo)入分選裝置18中，在分選裝置18中除去不燃物I，再使焦炭CX和灰燼J返回燃燒室11-2，使催化劑CA通過搬運(yùn)路徑19回到氣體重整裝置12，而且由氣體重整裝置12進(jìn)行氣體重整，再將劣化的催化劑CA’送回燃燒室11-2中。
通過將實(shí)施可燃?xì)怏w重整方法的裝置由上述那樣構(gòu)成，就可以在氣化裝置11的燃燒室11-2中，利用焦炭CX的燃燒熱等的熱量，將劣化的催化劑CA’進(jìn)行加熱再生，并可以省略圖5裝置中的催化劑再生裝置13。此外，進(jìn)而通過將劣化的催化劑CA’直接投入到燃燒室11-2中，就可以將作為劣化原因之一的析出碳進(jìn)行燃燒、除去，以進(jìn)行再生。而且，還可以向搬運(yùn)路徑19補(bǔ)充催化劑CA。并且，上述焦炭CX、灰燼J、不燃物I、流動介質(zhì)MX以及催化劑CA的混合體，在不燃物I較多時，從氣化室11-1將不燃物I挑選出來，若不這樣，從氣化室11-1及燃燒室11-2任何一個中選出都可以。
圖7是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。本裝置與圖6的不同點(diǎn)在于，將從氣化裝置11的燃燒室11-2再生的催化劑CA、以及含有灰燼J的燃燒排氣GC導(dǎo)入除塵裝置17，從該燃燒排氣GC中去除催化劑CA以及灰燼J，再將該去除的催化劑CA和灰燼J導(dǎo)入分選裝置，在分選裝置20中將灰塵區(qū)別出去，再將殘留的催化劑CA通過搬運(yùn)路徑19’送回到氣體重整裝置12中。此外，氣體重整裝置12通過搬運(yùn)路徑19’可以對催化劑CA進(jìn)行補(bǔ)充。
圖8是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。本裝置與圖5所示裝置的不同點(diǎn)在于，將在催化劑再生裝置13中再生的催化劑CA導(dǎo)入到氣化裝置11的氣化室11-1中，在該氣化室11-1中將原料A進(jìn)行氣化并對生成氣體GA進(jìn)行重整(分解焦油)，進(jìn)而，將來自該氣化室11-1的被重整后的生成氣體GA’、焦炭CX、灰燼J以及由于進(jìn)行氣體重整而劣化的催化劑CA’的混合體導(dǎo)入除塵裝置15，以除去焦炭CX、灰燼J及催化劑CA’，由此而使被重整后的生成氣體GA’成為產(chǎn)品氣體GB。
由除塵裝置15所除去的焦炭CX、灰燼J以及催化劑CA’也被導(dǎo)入分選裝置20中，在使焦炭CX以及灰燼J被分選出后送到燃燒室11-2，同時將殘留的劣化催化劑CA’送到催化劑再生裝置13中去。在該催化劑再生裝置13中加熱再生的催化劑CA被送到上述那樣的氣化室11-1中。而且，還要向?qū)饣?1-1輸送催化劑CA的搬運(yùn)路徑補(bǔ)充催化劑CA。
圖9是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。本裝置與圖8所示裝置的不同點(diǎn)在于，將從在除塵裝置15被重整的生成氣體GA’去除的焦炭CX及灰燼J，送回到氣化裝置11的燃燒室11-2；還在于，將從氣化裝置11的氣化室11-1挑出的焦炭CX、灰燼J、不燃物I以及劣化的催化劑的混合體導(dǎo)入分選裝置18，在該分選裝置18中不燃物I被選擇排出，焦炭CX以及灰燼J又回到燃燒室11-2，劣化的催化劑CA’被轉(zhuǎn)移到催化劑再生裝置13。此外，還要向氣化室11-1補(bǔ)充催化劑CA。
圖10是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。本裝置是使用流動層爐作為氣化裝置，而且使用催化劑顆粒作為流動介質(zhì)。21是具有流動層氣化爐的、使用催化劑(催化劑顆粒)CA作為流動介質(zhì)的氣化裝置，在該氣化裝置21中將原料A進(jìn)行氣化的同時，進(jìn)行氣體的重整(焦油的分解)，將該重整后的生成氣體GA’通過除塵裝置22，以除去其中所含的焦炭CX和灰燼J以及劣化的催化劑(作為流動介質(zhì)而被利用的劣化的催化劑顆粒)CA’，最終得到產(chǎn)品氣體GB。由該除塵裝置22所去除的焦炭CX、灰燼J以及催化劑CA’，被送到焦炭燃燒裝置24，在該焦炭燃燒裝置24中焦炭CX進(jìn)行燃燒。
從氣化裝置21挑出的不燃物I、焦炭CX、灰燼J以及催化劑CA’的混合體被送到分選裝置23，并通過在分選裝置23中進(jìn)行篩分、磁選、比重差等的分選，不燃物I被選擇除去并被排出。殘留的焦炭CX、灰燼J以及催化劑CA’被送入焦炭燃燒裝置24。在該焦炭燃燒裝置24中，焦炭CX與來自上述除塵裝置22的焦炭CX一起被燃燒，通過該焦炭燃燒熱的顯熱，劣化的催化劑CA’被加熱再生，并轉(zhuǎn)變成為催化劑CA，再從爐底被選出并再次送入氣化裝置21，作為流動介質(zhì)及催化劑加以利用。
當(dāng)來自焦炭燃燒裝置24的催化劑顆粒容易被粉碎而變細(xì)時，或者使用比原先顆粒直徑小的催化劑CA時，由于大量催化劑CA會隨著燃燒排氣GC飛散，因此會被送入除塵裝置25，并且在該除塵裝置25中，催化劑CA及灰燼J被捕捉而從燃燒排氣中被除去。該被捕捉除去的催化劑CA及灰燼J被送到分選裝置26中，在該分選裝置26中將催化劑CA及灰燼J分離，在灰燼J被選擇除去并被排出的同時，催化劑CA被送到氣化裝置21中，與來自上述焦炭燃燒裝置24的催化劑CA相同，被作為流動介質(zhì)以及催化劑加以利用。在該分選裝置26中，由于催化劑CA呈顆粒狀態(tài)，因此可使用利用比重差進(jìn)行分選或利用離心分離進(jìn)行分選的分選裝置。
在圖10所示結(jié)構(gòu)的裝置中，必須對含有焦炭CX的顆粒進(jìn)行處理，以阻擋氧氣的進(jìn)入。但是，由于在氣化的同時要進(jìn)行通過催化劑而進(jìn)行的焦油分解，因此即使搬運(yùn)路徑被冷卻，也可以減少焦油板結(jié)發(fā)生故障的可能性，因此可將含有焦炭CX的顆粒冷卻再進(jìn)行運(yùn)送。不過，在另一方面，將催化劑CA冷卻再使其返回氣化裝置會導(dǎo)致熱效率的下降。
圖11是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。由于本裝置是為了改善圖10所示裝置的上述問題的裝置，因此本裝置與圖10所示裝置的不同點(diǎn)在于，氣化裝置21是由具有流動層的氣化室21-1和燃燒室21-2所構(gòu)成的爐整合型。在氣化室21-1中將原料A進(jìn)行氣化，同時將生成氣體GA與作為流動介質(zhì)的催化劑CA進(jìn)行接觸以進(jìn)行重整，將該重整后的生成氣體GA’通過除塵裝置22，以除去其中所含的焦炭CX、灰燼J以及催化劑(劣化催化劑)CA’，最終得到產(chǎn)品氣體GB。在該除塵裝置22所除去的焦炭CX、灰燼J以及催化劑CA’被送到燃燒室21-2進(jìn)行燃燒。
來自氣化室21-1的含有焦炭CX的催化劑(流動介質(zhì))CA’，被送入燃燒室21-2，該催化劑CA’通過焦炭CX的燃燒熱被加熱再生，而形成再生催化劑CA，并被再次送入氣化室21-1中。而且，從氣化室21-1挑出的不燃物I、焦炭CX、灰燼J以及催化劑CA’的混合體被送入分選裝置23，并在該分選裝置23中將不燃物I選擇除去，剩下的焦炭CX、灰燼J以及催化劑CA’被送入燃燒室21-2，在該燃燒室21-2中，焦炭CX進(jìn)行燃燒，再將劣化的催化劑CA’進(jìn)行加熱再生。將來自燃燒室21-2的灰燼J以及含有焦炭CX的排氣GC送入除塵裝置25，灰燼J以及催化劑CA被去除排出。該除去的灰燼J以及催化劑CX被送入分選裝置26，在該分選裝置26中，灰燼J和催化劑CA被選擇分離，催化劑CA被再次送入氣化室21-1中。
同樣，將流動層爐內(nèi)作為流動介質(zhì)的顆粒狀的催化劑CA直接進(jìn)行移動。移動方法如內(nèi)部循環(huán)型流動床氣化爐那樣，通過利用氣化室21-1和燃燒室21-2的流動介質(zhì)的流動化速度的差來使流動介質(zhì)(催化劑CA)移動。與圖10所示裝置的情況相同，當(dāng)催化劑CA容易破碎、以小粒徑容易飛散的情況下，也可以從由除塵裝置25所捕捉的灰燼J和催化劑CA的混合體中，通過分選裝置26將催化劑CA進(jìn)行選擇并使其回到氣化室21-1。而且，需要將氣化室21-1和燃燒室21-2相互隔離、防止氧從燃燒室21-2混入氣化室21-1的裝置，這些與上述相同。
能使用焦油分解用的催化劑顆粒(CaO、Al2O3Ni、FeSiO2、MgSiO2等)來作為用于上述氣化裝置21的流動層爐的流動介質(zhì)、以及能同時進(jìn)行原料A的氣化和由催化劑作用而導(dǎo)致的焦油分解。而且，CaO等也具有脫硫劑、除鹽劑的功能，因此可以同時進(jìn)行脫硫、除鹽。
圖12是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。本裝置如圖所示，可將生物物質(zhì)、普通廢棄物、工業(yè)廢棄物、RDF、廢塑料等的原料A在氣化裝置31中進(jìn)行氣化，再將其生成氣體GA在除塵/催化裝置32中進(jìn)行除塵、重整，最后得到產(chǎn)品氣體GB。
對于從氣化裝置31排出的生成氣體GA來說，由于含有上述那樣的焦油、塵埃以及焦炭，因此必須將其除去。若是重整(分解焦油)以后的氣體，通過濕式氣體清洗即可除去塵埃和焦炭。但是，由于在焦油分解之前的氣體會因冷卻而產(chǎn)生焦油析出的問題，因此必須在冷卻前將焦油分解。為防止低溫下對焦油進(jìn)行分解的催化劑的劣化和污染，最好在催化劑裝置的前一階段進(jìn)行除塵。
作為在將原料A氣化的氣化溫度范圍內(nèi)使用的高溫除塵裝置，使用的是陶瓷過濾器。但是如果在不進(jìn)行焦油分解的狀態(tài)下除塵，高溫運(yùn)轉(zhuǎn)時雖不會出什么問題，但在停止時氧氣與焦油的反應(yīng)而使局部高溫，就會容易導(dǎo)致破損、或因焦油析出而產(chǎn)生篩眼堵塞等的問題。
為了改善上述問題，圖12所示的系統(tǒng)中采用的結(jié)構(gòu)是，在氣化裝置31的后階段設(shè)置除塵/催化裝置32。也就是說，除塵/催化裝置32，可在除塵裝置的過濾部分進(jìn)行催化劑的擔(dān)持，或者由填充催化劑顆粒的顆粒過濾器作為除塵裝置。通過具有催化功能的這些過濾器的生成氣體GA不僅可由過濾器除塵，還可以通過催化反應(yīng)促進(jìn)焦油的分解。
圖13是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖，采用的是在圖12裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展的結(jié)構(gòu)。如圖所示，在除塵/催化裝置32中進(jìn)行氣體重整(分解焦油)，再將劣化的催化劑CA’從除塵/催化裝置32中選出，并將其送往催化劑再生裝置33，轉(zhuǎn)變?yōu)樵偕拇呋瘎〤A后再次被提供至除塵/催化裝置32。
將從氣化裝置31挑出的不燃物I、焦炭CX以及灰燼J的混合體送到分選裝置34，在該分選裝置34中進(jìn)行不燃物I的分選除去，留下的焦炭CX和灰燼J被送到焦炭燃燒裝置35，在該焦炭燃燒裝置35中將焦炭CX進(jìn)行燃燒。來自焦炭燃燒裝置35的含有灰燼J的燃燒排氣GC被送到除塵裝置36中，在該除塵裝置36中除去灰燼J，留下的燃燒排氣GC被送到催化劑再生裝置33，并在該催化劑再生裝置33中利用燃燒排氣GC的顯熱對劣化的催化劑CA’進(jìn)行加熱再生。也可以在除塵/催化裝置32中進(jìn)行重整(分解焦油)，將劣化的催化劑CA’投入催化劑再生裝置33中，并分選出被加熱再生的催化劑CA送回到除塵/催化裝置32。
圖14是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖，采用的是在圖9所示裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)構(gòu)。本裝置與圖9所示裝置的不同點(diǎn)在于，將氣化裝置31成為由具有流動層的氣化室31-1和具有流動層的燃燒室31-2所構(gòu)成的爐整合型。如上所述，通過將氣化裝置31形成為綜合了將原料A氣化的氣化室31-1和使焦炭燃燒的燃燒室31-2的爐綜合型，可使氣化裝置31內(nèi)具有使原料A氣化的功能和燃燒焦炭的功能。
氣化裝置31內(nèi)的氣化室31-1和燃燒室31-2，為了可以將由于使原料A氣化而產(chǎn)生的生成氣體GA和使焦炭CX燃燒而產(chǎn)生的燃燒排氣GC分別獨(dú)立的取出，例如將自由空間(Free board)由間隔板等完全分割成兩個區(qū)域。此外，由于向燃燒室31-2提供只夠焦炭CX燃燒的氧，因此為了使該氧不會漏入氣化室31-1，最好不僅要分割自由空間，還要將直到爐底的部分相互隔離成兩個區(qū)域。
如上所述，將氣化裝置31內(nèi)分割成氣化室31-1和燃燒室31-2，并利用流動層的流動介質(zhì)MX從氣化室31-1向燃燒室31-2中運(yùn)送焦炭CX。也就是說，將在氣化室31-1中產(chǎn)生的焦炭CX與流動介質(zhì)MX一起送入到燃燒室31-2，并在燃燒室31-2中將焦炭CX燃燒，再將被該燃燒熱加熱的流動介質(zhì)MX再次送回氣化室31-1中。
通過使流動介質(zhì)MX從燃燒室31-2返回到氣化室31-1，可將燃燒室31-2的部分熱作為氣化室31-1的熱分解熱源來加以利用。這種情況下，在具有流動介質(zhì)MX的爐底部，兩區(qū)域上必須要有只供流動介質(zhì)MX移動的通路。通過保持流動介質(zhì)MX的存在和適當(dāng)?shù)牧鲃踊俣?，可在一定程度上防止氧氣從燃燒?1-2漏到氣化室31-1，但也可以和內(nèi)部循環(huán)流動床氣化爐那樣，在氣化室31-1和燃燒室31-2之間設(shè)有可供流動介質(zhì)MX移動的層，使流動介質(zhì)MX返回到原料濃度低的氣化室31-1的底部。
當(dāng)原料A中含有大量不燃物I時，必須設(shè)有與以往氣化裝置相同的從氣化室31-1將不燃物I挑出的不燃物挑出機(jī)構(gòu)(不燃物排出裝置、分選裝置)。這里，設(shè)有分選裝置34，可從由氣化室31-1選出的不燃物I、焦炭CX以及灰燼J的混合體中將不燃物I選擇除去，并將焦炭CX和灰燼J提供給燃燒室31-2。從氣化室31-1進(jìn)行選出時，對于同時進(jìn)行的焦炭處理，必須注意氧的隔絕，并防止堵塞，但由于并不必同以往方法那樣，將全部只對應(yīng)焦炭產(chǎn)生量的量選出，因此可緩解產(chǎn)生問題的危險性。
而且，在除塵/催化裝置32中所除去的焦炭CX，根據(jù)需要(焦炭CX含量較多時)，將該焦炭CX返回到燃燒室31-2(以燃燒為目的)或者氣化室31-1(以氣化為目的)。而且，在上述例中，也可以將在除塵/催化裝置32中劣化的催化劑CA’，在催化劑再生裝置33中加熱再生，并使其再次返回到除塵/催化裝置32中，但也可利用燃燒室31-2進(jìn)行催化劑再生。也就是說，還可以在除塵/催化裝置32中進(jìn)行重整(分解焦油)，并將劣化的催化劑CA’投入到燃燒室31-2中，將被加熱再生的催化劑CA進(jìn)行分選再使其回到除塵/催化裝置32中。
圖15是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖，采用的是在圖13裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展而成的結(jié)構(gòu)，本裝置為將圖13的氣化裝置31的氣化功能、焦炭燃燒裝置35的焦炭燃燒功能、以及除塵/催化裝置32的除塵/催化功能，在一個流動層爐中實(shí)現(xiàn)，因此，設(shè)有氣化/燃燒/除塵重整裝置40。也就是說，氣化/燃燒/除塵重整裝置40是由可將原料A進(jìn)行氣化的氣化室40-1、可使焦炭CX進(jìn)行燃燒的燃燒室40-2、和對生成氣體GA進(jìn)行除塵及重整(分解焦油)的除塵/催化室40-3構(gòu)成的。
如圖13所示，設(shè)有除塵/催化裝置32，在該除塵/催化裝置32中使用有催化劑顆粒構(gòu)成的顆粒過濾器時，雖然可以在固定層(填充層)使用，但在考慮到催化劑顆粒的處理的情況下，如果如圖13所示那樣使用流動層，就可以容易的進(jìn)行催化劑顆粒的處理。
當(dāng)對劣化的過濾器的催化劑顆粒進(jìn)行加熱、再生、再利用時，例如在使用焦炭CX的燃燒熱來使劣化的催化劑顆粒再生，再將該再生的催化劑顆粒提供到過濾器的情況下，像這種從過濾器選出催化劑顆粒，并將其提供到再生裝置，將再生的催化劑顆粒提供到過濾器等的必要處理很多。與在固定層通過分批式進(jìn)行催化劑顆粒選出的方法相比，如圖14、15所示，若使用利用流動層(移動層)技術(shù)的氣化裝置31及氣化/燃燒/除塵重整裝置40，就可以連續(xù)選出催化劑(催化劑顆粒)CA，并可進(jìn)行連續(xù)的供給。
而且，在催化劑再生裝置33中，作為熱源的燃燒排氣GC和催化劑CA的接觸率上升，使得流動層有效，與使其在填充層接觸的情況相比，也很容易從催化劑再生裝置33進(jìn)行再生完成的催化劑CA的選出。
在使用旋風(fēng)式除塵裝置或通過離心分離的除塵裝置時，在除塵裝置前階段吹入催化劑顆粒使可燃?xì)怏w進(jìn)行重整以后，催化劑CA與生成氣體GA中的焦炭CX及塵埃一起被捕集，而與生成氣體GA分離，并被送到焦炭燃燒室(催化劑再生室)，由此可同時進(jìn)行除塵和重整(焦油分解)。
圖16是在燃燒室31-2中使圖14的催化劑再生裝置33的催化劑再生的情況下的構(gòu)成例。氣化裝置31如圖所示，具有流動層31a的流動層爐，被間隔壁31b分割成氣化室31-1和燃燒室31-2。而且，流動層31a的間隔壁31b的下端下方，形成流動介質(zhì)的移動通路。除塵/催化裝置32設(shè)有過濾件32a，在該過濾件32a上填充催化劑CA。
將來自氣化室31-1的含有焦炭CX及灰燼J的生成氣體GA，提供到除塵/催化裝置32的過濾件32a的下方，由此使焦炭CX及灰燼J被過濾件32a捕集去除，生成氣體GA從散氣噴嘴32c噴射到催化劑CA的固定層(填充層)32b中，通過該催化劑CA的固定層32b被重整(分解焦油)，從而生成產(chǎn)品氣體GB。被過濾件32a捕集去除的焦炭CA及灰燼J被根據(jù)需要提供到燃燒室31-2及氣化室31-1。
從氣化室31-1的流動層31a選出的不燃物I、灰燼J、焦炭CX以及作為流動介質(zhì)的催化劑CA的混合體被提供到分選裝置34，不燃物I被選擇去除，留下的灰燼J、催化劑CA和焦炭CX被送回燃燒室31-2。在除塵/催化裝置32中進(jìn)行生成氣體GA的重整(分解焦油)，并將劣化(催化功能的衰退)的催化劑CA’送到燃燒室31-2，在該燃燒室31-2進(jìn)行加熱再生，再作為再生的催化劑CA被送回到除塵/催化裝置32中。在燃燒室被加熱、再生的催化劑CA被送到氣化室31-1。來自燃燒室31-2的燃燒排氣通過熱回收裝置37被進(jìn)行熱回收，并通過除塵裝置38將塵埃除去，排出。
圖17是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖，是將圖11的氣化、催化再生和除塵以及重整在同一流動層爐中進(jìn)行的情況下的構(gòu)成示意圖。氣化/燃燒/除塵重整裝置40如圖所示，具備流動層40a的流動層爐被間隔壁40b、40c劃分成氣化室40-1、燃燒室40-2、以及除塵/催化室40-3。流動層40a的間隔壁40b、40c的下端下方形成了作為流動介質(zhì)的劣化的催化劑CA’的移動通道。
除塵/催化室40-3的下方設(shè)有除塵室41。在除塵室41設(shè)有過濾件41a。在氣化室40-1中使原料A氣化的含有焦炭CX以及灰燼J的生成氣體GA，被送到除塵室41的過濾件41a的下方，焦炭CX及灰燼J被過濾件41a捕集，剩下的生成氣體GA通過散氣噴嘴41b被噴射到流動層40a中，并通過構(gòu)成流動層40a的、作為流動介質(zhì)的催化劑CA而被重整(分解焦油)，最后被作為產(chǎn)品氣體GB從除塵/催化室40-3中排出。此外，一般將空氣L作為流動氣體及氧化劑吹入流動層40a的底部。
由于在除塵/催化室40-3中進(jìn)行的生成氣體GA的重整(分解焦油)而劣化的催化劑CA’被轉(zhuǎn)移到燃燒室40-2，并被加熱再生，通過搬運(yùn)路徑40d又回到除塵/催化室40-3。來自燃燒室40-2的燃燒排氣GC通過熱回收裝置37被熱回收，再通過除塵裝置38將塵埃除去，并排出。而且，在燃燒室40-2被加熱再生的催化劑通過搬運(yùn)路徑40e又回到氣化室40-1。
圖18是除塵/催化裝置32的結(jié)構(gòu)實(shí)例示意圖。如圖所示，在除塵/催化裝置32內(nèi)設(shè)有過濾件32a，將含有灰燼J以及焦炭CX的生成氣體GA從氣體導(dǎo)入口32-1導(dǎo)入，通過浸入過濾件32a，由過濾件32a將灰燼J及焦炭CX與生成氣體GA分離。被該過濾件32a除去灰燼J及焦炭CX的生成氣體GA，通過形成在過濾件32a上的催化劑CA的填充層32b來進(jìn)行重整(分解焦油)，最后作為產(chǎn)品氣體GB從氣體排出口32-2排出。這里，過濾件32a使用的是陶瓷或金屬制的過濾器。被分離的灰燼J及焦炭CX從排出口32-3被排出。
而且，除塵/催化裝置32如圖19所示，也可以在其內(nèi)部設(shè)有填充著作為填充劑OX的砂或陶瓷顆粒的填充層32c，來取代過濾件，并從通過氣體導(dǎo)入口32-1被導(dǎo)入的含有灰燼J及焦炭CX的生成氣體GA，將灰燼J及焦炭CX分離出來。該填充層32c通過使填充劑OX流下等來使其進(jìn)行移動。通過將含有灰燼J及焦炭CX的生成氣體GA浸入填充層32c，而使該填充層32c的填充劑OX的顆粒與灰燼J及焦炭CX接觸并進(jìn)行捕集，從而將灰燼J及焦炭CX從生成氣體GA分離出來。透過該填充層32c的生成氣體GA被設(shè)置在從填充層32c到氣體排出口32-2的流路中，通過催化劑CA的填充層32b被重整(分解焦油)，并作為產(chǎn)品氣體GB從氣體排出口32-2被排出。由于催化劑CA與填充劑OX混合使用，也可以將填充劑OX本身全部置換成催化劑CA。
從排出口32-3排出的填充劑OX、灰燼J、以及焦炭CX，通過比重差分選機(jī)，利用填充劑OX、灰燼J、以及焦炭CX的比重差，進(jìn)行區(qū)分，被區(qū)別的填充劑OX再次回到除塵/催化裝置32的填充層32c中，當(dāng)灰燼J冷卻以后將其進(jìn)行回收。這些區(qū)分是在還原環(huán)境下進(jìn)行的。
而且，除塵/催化裝置32如圖20所示，為了在從氣體導(dǎo)入口32-1導(dǎo)入的含有灰燼J及焦炭CX的生成氣體GA中，利用回旋流的離心力作用，將灰燼J及焦炭CX進(jìn)行分離，也可以使用所謂的旋風(fēng)式離心分離器。在除塵/催化裝置32中或者氣體導(dǎo)入口32-1附近，通過閘斗倉42(ロツクホツパ一)等的可將生成氣體GA的環(huán)境與外界大氣的環(huán)境隔離的裝置，將催化劑(催化劑顆粒)CA注入到該生成氣體GA中，由此，通過回旋流的混合攪拌作用使生成氣體GA中的焦油成分在催化劑CA的作用下分解。在該除塵/催化裝置32中，從焦油分解后的生成氣體GA將灰燼J和焦炭CX以及劣化催化劑CA’分離出來，并從排出口32-3排出，再將進(jìn)行焦油分解后的生成氣體GA作為產(chǎn)品氣體GB從排出口32-2排出。
而且，除塵/催化裝置32如圖21所示，在裝置內(nèi)設(shè)有過濾件32a，將含有灰燼J和焦炭CX的生成氣體GA從氣體導(dǎo)入口32-1導(dǎo)入，通過使含有灰燼J和焦炭CX的生成氣體GA浸透該過濾件32a，可由該過濾件32a捕集分離灰燼J和焦炭CX，并將該灰燼J和焦炭CX從排出口32-3排出。
通過在從過濾件32a到氣體排出口32-2的流通路徑中所填充的催化劑CA，來進(jìn)行生成氣體GA的焦油分解，再將被重整的生成氣體GA作為產(chǎn)品氣體GB從氣體排出口32-2排出。這里，過濾件32a可以是陶瓷或金屬制的過濾器。
催化劑CA在用于焦油分解之后，其催化功能會劣化，就要進(jìn)行其再生，因此在過濾件32a上方設(shè)置散氣噴嘴32b等的散氣裝置，由此將生成氣體GA噴出并使催化劑CA流動移動，再將劣化的催化劑CA’從催化劑排出口32-4排出到外部。除塵/催化裝置32內(nèi)的過濾件32a設(shè)有斜面，以便越靠近催化劑排出口32-4的位置越低，其有利于劣化的催化劑CA’的排出。
圖22是除塵/催化裝置其他構(gòu)成實(shí)例的示意圖。本除塵/催化裝置32如圖所示，可在裝置內(nèi)將灰燼J和焦炭CX從生成氣體GA中分離出來，還設(shè)有代替過濾件的填充層32c，其填充著作為填充劑OX的砂和陶瓷顆粒。該填充層32c通過填充劑OX的流下等進(jìn)行移動。將含有該灰燼J以及焦炭CX的生成氣體從氣體導(dǎo)入口32-1導(dǎo)入，并使其浸透填充層32c，通過該填充層32c的填充劑OX的顆粒，接觸捕集灰燼J以及焦炭CX，使其從生成氣體GA分離。被該填充層32c所分離的灰燼J和焦炭CX被從排出口32-3排出到外部。
在除塵/催化裝置32中還設(shè)有催化劑填充層32d，其填充有再生的催化劑CA。該催化劑填充層32d與填充劑32c相同，通過催化劑CA的流下等進(jìn)行移動。若使生成氣體GA浸透在該催化劑填充層32d，就可以使焦油在催化劑CA作用下分解，并使劣化的催化劑CA’從催化劑出口32-5排出。
在圖22所示結(jié)構(gòu)的除塵/催化裝置32中，催化劑CA與填充劑OX同樣成顆粒狀，也可將其與填充劑OX混合使用、或者將所有填充劑OX本身置換成催化劑CA。這時，通過填充層32c而分離的灰燼J和焦炭CX，由比重差分選機(jī)利用填充劑OX(催化劑CA)、灰燼J和焦炭CX的比重差進(jìn)行區(qū)分。
催化劑CA與填充劑OX同樣呈顆粒狀，將其與填充劑OX混合使用，或者將填充劑OX本身全部置換成催化劑CA的情況下，若除塵/催化裝置32的溫度為900～1000攝氏度的高溫，則鹽類就會揮發(fā)，而不會留在灰燼J中，因此，由填充層32c分離的灰燼J和焦炭CX，就可以和填充劑OX及催化劑CA一起原封不動地被提供給焦炭燃燒裝置或燃燒室。
圖23是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。本裝置設(shè)有由間隔壁43a將流動層爐分割成氣化室43-1和燃燒室43-2的氣化裝置43。從還原環(huán)境下的氣化室43-1，將流動介質(zhì)MX(砂)、劣化的催化劑CA’、以及焦炭CX移動到氧化環(huán)境下的燃燒室43-2中，在該燃燒室43-2中，進(jìn)行焦炭CX的燃燒，并將劣化的催化劑CA’加熱再生，使其成為催化劑CA。該再生的催化劑CA被再次移動至氣化室43-1中，并將燃燒排氣GC排出。
氣化室43-1的流動層43-1a中存在著流動介質(zhì)MX(砂)和催化劑CA，原料A在被氣化的同時，由催化劑CA進(jìn)行重整(分解焦油)，被重整的生成氣體GA被導(dǎo)入使用與圖20具有大致相同結(jié)構(gòu)的旋風(fēng)式離心分離器的除塵/催化裝置32中。而且，從氣化室43-1的流動層43-1a選出的不燃物I、含有未反應(yīng)部分的劣化催化劑CA’、流動介質(zhì)MX以及灰燼J的混合體，被導(dǎo)入分選裝置34中，在該分選裝置34將不燃物I進(jìn)行選擇分離，留下的催化劑CA’、流動介質(zhì)MX以及灰燼J被導(dǎo)入除塵催化裝置32中。
在除塵/催化裝置32與圖20的情況相同，通過將生成氣體GA和催化劑CA氣相混合使生成氣體GA被進(jìn)一步重整，而得到產(chǎn)品氣體GB。來自除塵/催化裝置32的催化劑CA’、流動介質(zhì)MX以及灰燼J又被送回到氣化裝置43的燃燒室43-2中。
圖24是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。本裝置具有與圖12的氣化裝置31具有大致相同結(jié)構(gòu)的氣化裝置31、以及與圖20的除塵/催化裝置32具有大致相同結(jié)構(gòu)的除塵/催化裝置32。從氣化室31-1的流動層31a選出的不燃物I、催化劑CA’、以及灰燼J的混合體，被導(dǎo)入分選裝置34中，在該分選裝置34將不燃物I進(jìn)行選擇去除，留下的催化劑CA’以及灰燼J又回到氣化室31-1中。在氣化室31-1中將原料A氣化的同時，通過催化劑CA來進(jìn)行生成氣體GA的重整。來自氣化室31-1的生成氣體GA、灰燼J以及焦炭CX的混合體被移送會除塵/催化裝置32中。
在除塵/催化裝置32中，與圖20的情況相同，通過將生成氣體GA和催化劑CA氣相混合，使生成氣體GA’被進(jìn)一步重整，從而得到產(chǎn)品氣體GB。來自除塵/催化裝置32的催化劑CA’、焦炭CX及灰燼J又被送回到氣化裝置31的燃燒室31-2中。
圖25是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。本裝置是使用流動層催化裝置56作為如圖所示的催化劑反應(yīng)再生裝置的裝置。在流動層催化裝置56中，使用催化劑顆粒作為流動介質(zhì)，將爐內(nèi)分為與催化劑CA進(jìn)行反應(yīng)的反應(yīng)室56-1和將劣化的催化劑CA’進(jìn)行再生的再生室56-2。在反應(yīng)室56-1內(nèi)為還原環(huán)境，再生室56-2內(nèi)為氧化環(huán)境。通過間隔板(圖未示)等使反應(yīng)室56-1和再生室56-2被分割成為各自獨(dú)立通過氣體的狀態(tài)。通過與兩區(qū)域之間所需處理的生成氣體GA的量相應(yīng)的設(shè)計(jì)，來保持適當(dāng)?shù)牧鲃铀俣?，從而使得作為流動介質(zhì)的催化劑CA在相互的區(qū)域循環(huán)。
將煤、生物物質(zhì)、普通廢棄物、工業(yè)廢棄物、RDF、廢塑料等的原料A通過氣化裝置51進(jìn)行氣化，并將其生成氣體GA送往除塵裝置52，以除去該生成氣體GA中所含的焦炭CX和灰燼J，并將其送到流動層催化裝置56的反應(yīng)室56-1中。在還原環(huán)境下的反應(yīng)室56-1中，在使催化劑CA在被送來的生成氣體GA中流動的同時，進(jìn)行生成氣體GA的重整(分解焦油)，從而得到產(chǎn)品氣體GB。
將來自氣化裝置51的不燃物I、焦炭CX及灰燼J的混合體，送入分選裝置53中，以將不燃物I進(jìn)行選擇去除，留下的焦炭CX以及灰燼J的混合體又被送到焦炭燃燒室54中，在該焦炭燃燒室54中進(jìn)行焦炭CX的燃燒。將來自該焦炭燃燒室54的含有灰燼的燃燒排氣GC送到除塵裝置55中，以除去灰燼J，再將燃燒排氣GC送到流動層催化裝置56的再生室56-2中。
將由于進(jìn)行了焦油分解而使催化功能劣化的催化劑CA’，從反應(yīng)室56-1送到再生室56-2中，在氧化環(huán)境下的再生室56-2中，利用燃燒排氣GC的熱使劣化的催化劑CA’進(jìn)行加熱再生。含在來自反應(yīng)室56-1的催化劑CA’中的焦炭CX量較大時，向再生室56-2投入可用于燃燒的含氧氣體(空氣等)，以使該焦炭CX燃燒。通過燃燒排氣GC的顯熱和殘留焦炭CX的燃燒熱而被再生的催化劑CA，被再次提供給反應(yīng)室56-1。
在反應(yīng)室56-1中雖然在存在催化劑CA的情況下焦油分解(熱分解反應(yīng))會導(dǎo)致爐內(nèi)溫度降低，但通過從再生室56-2所提供的作為流動介質(zhì)的催化劑CA所攜帶的熱量、和生成氣體GA的顯熱，可以對熱分解提供充足的熱量。此外，變得能夠向流動層催化裝置56的反應(yīng)室56-1中補(bǔ)充催化劑CA。
圖26是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。本裝置與圖25所示裝置相同，使用流動層催化裝置56作為催化反應(yīng)再生裝置，與圖25裝置的不同點(diǎn)在于，在氣化裝置51中使用流動層鍋爐，將爐內(nèi)分割成可使原料A氣化的還原環(huán)境下的氣化室51-1、和氧化環(huán)境下的燃燒室51-2。利用間隔板(圖未示)等將氣化室51-1和燃燒室51-2間隔成可各自獨(dú)立通過氣體的狀態(tài)，以使流動介質(zhì)可在兩區(qū)域間循環(huán)。
從氣化室51-1選出的不燃物I、焦炭CX以及灰燼J的混合體被送到分選裝置53，在該分選裝置53中將不燃物I進(jìn)行選擇去除，留下的焦炭CX以及灰燼J被提供至燃燒室51-2中。來自氣化室51-1的流動介質(zhì)MX和焦炭CX被送到燃燒室51-2，并在該燃燒室51-2中進(jìn)行焦炭CX的燃燒，被加熱的流動介質(zhì)MX被再次送回氣化室51-1。與圖25所示裝置相同點(diǎn)在于，將來自氣化室51-1的生成氣體以及燃燒室51-2的燃燒排氣GC，分別通過除塵裝置52和除塵裝置55進(jìn)行除塵，再將其送到流動層催化裝置56的反應(yīng)室56-1和再生室56-2。在除塵裝置52中從生成氣體GA除去的焦炭CX和灰燼J，根據(jù)需要(焦炭CX量多的情況下)以燃燒目的和氣化目的被返回到燃燒室51-2、氣化室51-1中。此外，變得能向流動層催化裝置56的反應(yīng)室中補(bǔ)充催化劑CA。
另外，在圖25、26的裝置中，雖然是將設(shè)有具有流動層的反應(yīng)室56-1和再生室56-2的流動層催化裝置56作為催化劑反應(yīng)再生裝置，但也可以不僅限于流動層催化裝置，將通過催化劑使生成氣體重整的反應(yīng)室、與可使由于氣體重整而劣化的催化劑加熱再生的再生室一體構(gòu)成也可以。
在圖25所示結(jié)構(gòu)的裝置中，雖然是作為預(yù)處理，將提供到流動層催化裝置56的生成氣體GA及燃燒排氣GC分別在除塵裝置52、55中進(jìn)行除塵，也可以將作為催化劑流動層鍋爐的流動層催化裝置56，作為顆粒過濾器來使用，如圖27所示，作為具有除塵功能的流動層催化除塵裝置56’來使用。在圖27中，來自反應(yīng)室56’-1的劣化的催化劑、灰燼J以及焦炭CX被移送到再生室56’-2中，并在該再生室56’-2中進(jìn)行焦炭CX的燃燒，再通過該燃燒熱將劣化的催化劑CA’加熱再生，并使其返回到反應(yīng)室56’-1中，灰燼J被排出到流動層催化裝置56之外。
而且，在圖26所示結(jié)構(gòu)的裝置中，被提供到流動層催化裝置56中的生成氣體以及燃燒排氣GC，雖然作為預(yù)處理被送到除塵裝置52、55中進(jìn)行除塵，但也可以將作為催化劑流動層爐的流動層催化裝置56如圖28所示，作為具有除塵功能的流動層催化除塵裝置56’來使用。在圖28中，來自反應(yīng)室56’-1的劣化的催化劑CA’、灰燼J以及焦炭CX被移送到再生室56’-2中，并在該再生室56’-2中進(jìn)行焦炭CX的燃燒，再通過該燃燒熱將劣化的催化劑CA’加熱再生，并使其返回到反應(yīng)室56’-1中，灰燼J被排出到流動層催化除塵裝置56’之外。而且，來自反應(yīng)室56’-1的焦炭CX及灰燼J被送到氣化裝置51的燃燒室51-2中。
圖29是圖28所示裝置的爐部分的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，氣化裝置51被間隔壁51a劃分成氣化室51-1和燃燒室51-2，氣化室51-1的流動層51-1a和燃燒室51-2的流動層51-2a在間隔壁51a的下端下方相連通，來自氣化室51-1的流動層51-1a的流動介質(zhì)MX和焦炭CX，通過連通路徑51b移動到燃燒室51-2的流動層51-2a中。而且，在燃燒室51-2中通過焦炭CX的燃燒熱等被加熱的流動介質(zhì)MX，從流動層51-2a向氣化室51-1的流動層51-1a移動。
流動層催化除塵裝置56’被間隔壁56’a劃分成反應(yīng)室56’-1和再生室56’-2，反應(yīng)室56’-1的流動層56’-1a與再生室56’-2的流動層56’-2a，在間隔壁56’a的下端下方相連通，來自反應(yīng)室56’-1的流動層56’-1a的劣化催化劑CA’、灰燼J和焦炭CX通過連通路徑56’b進(jìn)行移動。而且，將在再生室56’-2中通過焦炭CX燃燒熱等被加熱再生的催化劑CA，供應(yīng)到反應(yīng)室56’-1的流動層56’-1a中。
在氣化裝置51的氣化室51-1中將原料A進(jìn)行氣化，其生成氣體GA、灰燼J和焦炭CX的混合體被供應(yīng)到流動層催化除塵裝置56’的反應(yīng)室56’-1中，生成氣體GA通過催化劑CA被重整(分解焦油)，并被作為產(chǎn)品氣體GB排出。并且，來自氣化裝置51的燃燒室51-2的燃燒排氣GC被供應(yīng)到流動層催化除塵裝置56’的再生室56’-2中，在進(jìn)行過劣化的催化劑CA’的加熱再生以后被排出。
圖30是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖，是將圖28的氣化裝置51和流動層催化裝置56’統(tǒng)一在同一鍋爐中的裝置的示意圖。如圖所示，氣化裝置51和流動層催化除塵裝置56’被統(tǒng)一在一個流動層爐60中。氣化裝置51和流動層催化除塵裝置56’的動作作用，與圖28大致相同，因此省略其說明。
圖31為圖30所示裝置的鍋爐部分的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，氣化裝置51和流動層催化除塵裝置56’被統(tǒng)一在一個流動層爐60中，上部為流動層催化除塵裝置56’，下部為氣化裝置51。被間隔壁61劃分為氣化裝置51的氣化室51-1和燃燒室51-2、與流動層催化除塵裝置56’的反應(yīng)室56’-1和燃燒室56’-2。氣化裝置51的氣化室51-1中所產(chǎn)生的生成氣體GA，通過流動層催化除塵裝置56’的反應(yīng)室56’-1底部的散氣板62，被提供到流動層56’-1a，在燃燒室51-2所產(chǎn)生的燃燒氣體GC通過再生室56’-2底部的散氣板62被提供到流動層56’-2a。
在氣化裝置51的氣化室51-1將原料A進(jìn)行氣化的同時，生成氣體GA通過催化劑CA被重整(分解焦油)。該生成氣體GA進(jìn)而從流動層催化除塵裝置56’的反應(yīng)室56’-1底部的散氣板62被噴出到流動層56’-1a，這里，生成氣體GA再次與催化劑CA接觸，進(jìn)一步被進(jìn)行重整，從而作為被徹底重整的產(chǎn)品氣體GB而排出。此外，來自氣化裝置51的燃燒室51-2的燃燒排氣GC，從流動層催化除塵裝置56’的再生室56’-2底部的散氣板62被噴出到流動層56’-2a，變成為清潔的燃燒排氣GC被排出。
圖33是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。在通過進(jìn)行水蒸氣重整及二氧化碳重整反應(yīng)，將焦油進(jìn)行分解的情況下，使用與其相適應(yīng)的物質(zhì)作為催化劑的同時，重整反應(yīng)所必需的重整用氣體GR必須在氣體重整裝置12的入口充分含有。通常在來自氣化裝置11的生成氣體GA中，含有水和二氧化碳，但當(dāng)量比(量論比)(焦油分解所需的量為1)必須要在1～3左右，因此，如果必要，如圖所示，在氣體重整裝置12入口投入作為重整用氣體GR的蒸氣(H2O)或二氧化碳(CO2)。氣體重整裝置12內(nèi)的溫度為700～1000攝氏度，最好在800～950攝氏度。
作為催化劑再生裝置13的功能，在上述實(shí)例中就是將催化劑CA上的不純物加熱再生。催化劑再生裝置13的功能雖然是將催化劑CA進(jìn)行加熱，但是將催化劑CA加熱并不等于再生。不僅僅是加熱，還需要進(jìn)行其他各種反應(yīng)。但也不能說加熱是不必要的。由于必須在催化劑再生裝置13以及氣體重整裝置12中保持一定程度的溫度，因此在催化劑再生裝置13中催化劑CA必須被加熱。由此，就要向氣體重整裝置12、催化劑再生裝置13中提供必要的熱量(維持反應(yīng)溫度)，以進(jìn)行由于氣體重整裝置12中的不純物的析出/附著而失去活性、劣化的催化劑CA’的再生。
通過向催化劑CA提供熱量，可進(jìn)行劣化的催化劑CA’的再生。不僅如此，由于使用該熱量是為了在催化劑再生裝置13、氣體重整裝置12中保持必要的溫度，因此也起到對催化劑CA加熱的作用。而且，由于氣體重整裝置12中的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此在催化劑再生裝置13中對催化劑的加熱，在維持氣體重整裝置12的溫度方面很重要。
催化劑再生的具體再生反應(yīng)，如下述1)～4)所示。
1)燃燒(氧化)再生(再生用氣體＝氧氣)通過將催化劑表面析出的碳C、硫S等進(jìn)行燃燒，以將其除去，為如下所示的發(fā)熱反應(yīng)。
這是由上述裂化反應(yīng)的副反應(yīng)所生成的碳成份的燃燒而進(jìn)行的除去反應(yīng)。而且，即使對于硫S也可以考慮使用相同的再生方法。雖然該反應(yīng)是當(dāng)然必要的，但除此之外，必須使用氧氣O2作為進(jìn)行再生的氣體。氧氣可以是純氧、空氣、或含有殘留氧的排氣等都可以。由于是發(fā)熱反應(yīng)，因此可以利用該熱作為熱源。
2)氫化再生(再生用氣體＝氫氣)
氧化、氯化、硫化的催化劑的還原再生(CA是催化劑，典型的Pt等的過渡金屬)，是如下述所示的吸熱反應(yīng)。
這是通過氫化而進(jìn)行的再生，將氧化、氯化、硫化的催化劑(催化劑中的Pt等的過渡金屬)，通過在含氫氣體中進(jìn)行還原，而成為還原狀態(tài)的金屬，由此來進(jìn)行再生。
3)水蒸氣再生(再生用氣體＝水蒸氣)氯化、硫化的催化劑的還原再生(CA為催化劑，典型的是Ca、Al、Si、Mg)，是如下述所示的吸熱反應(yīng)。
這是由氫進(jìn)行的再生，將氯化、硫化的催化劑與上述2)同樣地進(jìn)行還原再生。
4)加熱再生(再生用氣體＝高溫排氣等)將催化劑表面溶融的低熔點(diǎn)金屬(Na、K、Pb、Hg等)通過加熱蒸發(fā)來除去，是吸熱反應(yīng)。
作為氣體重整裝置12的熱源，在上述實(shí)例中，是處理廢熱TP，具體來說是表示的是利用焦炭CX的燃燒排氣GC的顯熱的例子，但并不僅限于此，例如，也可以將上述1)的燃燒(氧化)再生時所產(chǎn)生的熱(碳C、硫磺S等的燃燒再生時的燃燒熱)、生成氣體的由于部分燃燒而產(chǎn)生的燃燒熱、或者這些熱的組合作為熱源。而且，通過使用原料本身所具有的熱量，就可以不必使用輔助燃料。
圖34是實(shí)施本發(fā)明可燃?xì)怏w重整方法的裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。如圖所示，這里，向催化劑再生裝置13提供處理廢熱TP和再生用氣體GT，并將來自催化劑再生裝置13的燃燒排氣GC排出。作為再生用氣體GT，使用的是氧氣(O2)(純氧、空氣、排氣)、氫氣(H2)(純氫、含氫廢氣等)、水蒸氣(H2O)。催化劑CA的再生方法，根據(jù)上述1)～4)的再生方法。催化劑再生裝置13的溫度條件為800～1000攝氏度，最好為900～1000攝氏度。
圖35是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用燃燒排氣GC的顯熱的情況。氣化裝置11由氣化室11-1和焦炭燃燒室11-2構(gòu)成，從氣化室11-1向焦炭燃燒室11-2提供流動介質(zhì)MX和焦炭CX，從焦炭燃燒室11-2向氣化室11-1提供流動介質(zhì)MX。在向氣體重整裝置12提供重整用氣體GR的同時，還從氣化室11-1提供生成氣體GA，并從焦炭燃燒室11-2向催化劑再生裝置13提供燃燒排氣GC。從氣體重整裝置12向催化劑再生裝置13提供劣化的催化劑CA’，再從催化劑再生裝置13向氣體重整裝置12提供經(jīng)過再生的催化劑CA。再生方法可以用于上述燃燒(氧化)再生、加熱再生的情況。
圖36是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用再生反應(yīng)熱的情況。向催化劑再生裝置13提供再生用氣體GT，并通過該再生用氣體GT進(jìn)行再生(利用所含氧氣進(jìn)行燃燒再生)，由此進(jìn)行再生以及熱源的供應(yīng)。這時，由于也可以不使用焦炭的燃燒排氣GC，因此氣化裝置11也可以是部分燃燒氣化爐。再生方法可以只用于上述燃燒(氧化)再生的情況。
圖37是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用燃燒排氣GC的顯熱和再生反應(yīng)熱的情況。向氣體重整裝置12供應(yīng)重整用氣體GR和來自氣化室11-1的生成氣體GA。向催化劑再生裝置13所提供的再生用氣體GT、與來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC之間通過熱交換器70進(jìn)行熱交換、被加熱供應(yīng)。加熱再生用氣體GT的熱交換器70，可以使用即使在700～1000攝氏度左右的溫度也可以使用的特殊鑄鋼、陶瓷等的高溫?zé)峤粨Q器。再生方法可以用于上述燃燒(氧化)再生、氫化再生、水蒸氣再生的情況。
圖38是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用燃燒排氣GC的顯熱和再生反應(yīng)熱的情況。向氣體重整裝置23提供重整用氣體GR和來自氣化室11-1的生成氣體GA。該生成氣體GA通過熱交換器71與來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC之間進(jìn)行熱交換、被加熱供應(yīng)。向催化劑再生裝置13提供再生用氣體GT。加熱生成氣體GA的熱交換器71使用的是即使在700～1000攝氏度左右的溫度、以及還原環(huán)境中也可以使用的特殊鑄鋼、陶瓷等的高溫?zé)峤粨Q器。再生方法可以用于上述燃燒(氧化)再生、氫化再生、水蒸氣再生的情況。
圖39是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用燃燒排氣GC的顯熱和再生反應(yīng)熱的情況。向氣體重整裝置12供應(yīng)的重整用氣體GR與來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC之間通過熱交換器72進(jìn)行熱交換、被加熱供應(yīng)。而且，向氣體重整裝置12供應(yīng)來自氣化室11-1的生成氣體GA，向催化劑再生裝置13提供再生用氣體GT。加熱重整用氣體GR的熱交換器72，可以使用即使在700～1000攝氏度左右的溫度也可以使用的特殊鑄鋼、陶瓷等的高溫?zé)峤粨Q器。再生方法可以用于上述燃燒(氧化)再生、氫化再生、水蒸氣再生的情況。
圖40是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用燃燒排氣GC的顯熱和再生反應(yīng)熱的情況。向氣體重整裝置12提供重整用氣體GR和來自氣化室11-1的生成氣體GA。向催化劑再生裝置13提供再生用氣體GT和來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC。再生方法可以用于上述燃燒(氧化)再生、氫化再生、水蒸氣再生等的情況。
圖37、38、39及40所示的任意裝置都可以用于上述燃燒(氧化)再生、氫化再生、水蒸氣再生。但是，由于氫化再生以及水蒸氣再生都是吸熱反應(yīng)，因此必須提供熱源，所以只能在燃燒排氣GC的顯熱充足時才能成立。再生反應(yīng)熱和其他的熱源組合的情況下，即使在氫化再生那樣的吸熱反應(yīng)時，只要用其他熱源對其加以補(bǔ)充，即可實(shí)現(xiàn)該處理，因此，即使再生反應(yīng)熱為負(fù)的情況下，也可以進(jìn)行實(shí)際處理。
圖41是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用生成氣體燃燒熱的情況。向催化劑再生裝置13供應(yīng)來自氣化裝置11的部分生成氣體GA，同時還提供空氣L(O2)。這里的劣化的催化劑CA’的再生，是指加熱再生，將在催化劑表面溶融的低熔點(diǎn)金屬(Na、K、Pb、Hg等)通過加熱蒸發(fā)來除去。
圖42是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用再生反應(yīng)熱和生成氣體燃燒熱的情況。向氣體重整裝置12提供重整用氣體GR和來自氣化裝置11的部分生成氣體GA。向催化劑再生裝置13提供來自氣化裝置11的部分生成氣體GA、再生用氣體GT和空氣L(O2)。再生方法可以用于上述燃燒(氧化)再生、氫化再生、水蒸氣再生等的情況。
圖43是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用燃燒排氣GC的顯熱和生成氣體燃燒熱的情況。向氣體重整裝置12供應(yīng)重整用氣體GR和來自氣化室11-1的生成氣體GA。該生成氣體通過熱交換器71與來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC之間進(jìn)行熱交換、被加熱供應(yīng)。向催化劑再生裝置13提供通過熱交換器71而被加熱的部分生成氣體GA和空氣L(O2)。再生方法可用于加熱再生的情況。
圖44是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用燃燒排氣GC的顯熱和生成氣體燃燒熱的情況。向氣體重整裝置12供應(yīng)重整用氣體GR和來自氣化室11-1的部分生成氣體GA。向催化劑再生裝置13提供來自氣化室11-1的部分生成氣體GA和空氣L(O2)。該空氣L(O2)通過熱交換器70被來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC加熱。再生方法可用于加熱再生。
圖45是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用燃燒排氣GC的顯熱和生成氣體燃燒熱的情況。向氣體重整裝置12提供通過熱交換器72而被來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC加熱的重整用氣體GR、和來自氣化室11-1的部分生成氣體GA。向催化劑再生裝置13提供來自氣化室11-1的部分生成氣體GA和空氣L(O2)。作為再生方法可以用于加熱再生。
圖46是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用燃燒排氣的顯熱和生成氣體燃燒熱的情況。向氣體重整裝置12提供重整用氣體GR和來自氣化室11-1的部分生成氣體GA。向催化劑再生裝置13提供來自氣化室11-1的部分生成氣體GA、來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC、以及空氣L(O2)。作為再生方法可用于加熱再生。
圖47是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用生成氣體燃燒熱、燃燒排氣GC的顯熱以及再生反應(yīng)熱的情況。向氣體重整裝置12提供重整用氣體GR和來自氣化室11-1的部分生成氣體GA。生成氣體GA通過熱交換器71與來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC進(jìn)行熱交換、被加熱供給。向催化劑再生裝置13提供被加熱的部分生成氣體GA、再生用氣體GT和空氣L(O2)。作為再生方法可以用于燃燒(氧化)再生、氫化再生、水蒸氣再生。
圖48是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用生成氣體燃燒熱、燃燒排氣GC的顯熱和再生反應(yīng)熱的情況。向氣體重整裝置12提供重整用氣體GR和來自氣化室11-1的部分生成氣體GA。向催化劑再生裝置13提供再生用氣體GT以及通過熱交換器70而與來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC之間進(jìn)行熱交換、并被加熱的空氣L(O2)。作為再生方法可以用于燃燒(氧化)再生、氫化再生、水蒸氣再生。
圖49是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用燃燒排氣GC的顯熱、生成氣體燃燒熱以及再生反應(yīng)熱的情況。向氣體重整裝置12供應(yīng)重整用氣體GR和來自氣化室11-1的部分生成氣體GA。向催化劑再生裝置13提供空氣L(O2)以及通過熱交換器70而與來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC之間進(jìn)行熱交換、并被加熱的再生用氣體GT。作為再生方法可以用于加熱再生。
圖50是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用生成氣體燃燒熱、燃燒排氣GC的顯熱和再生反應(yīng)熱的情況。向氣體重整裝置12供應(yīng)通過熱交換器72而與來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC之間進(jìn)行熱交換、并被加熱的重整用氣體GR和來自氣化室11-1的部分生成氣體GA。向催化劑再生裝置13提供部分生成氣體GA、空氣L(O2)和再生用氣體GT。作為再生方法可以用于加熱再生。
圖51是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖，表示的是使用生成氣體燃燒熱、燃燒排氣的顯熱和再生反應(yīng)熱的情況。向氣體重整裝置12供應(yīng)重整用氣體和GR和來自氣化室11-1的部分生成氣體GA。向催化劑再生裝置13提供部分生成氣體GA、再生用氣體GT、空氣L(O2)以及來自焦炭燃燒室11-2的燃燒排氣GC。作為再生方法可用于加熱再生。
在氣體重整裝置中劣化的催化劑，必須在催化劑再生裝置中進(jìn)行再生操作，并且必須進(jìn)行連續(xù)或間斷的催化劑顆粒的循環(huán)。在上述實(shí)例中，如圖52所示，雖然表示的是氣體重整室201和催化劑再生室202構(gòu)成一體型流動層200的實(shí)例，但氣體重整/催化劑再生的裝置形式具有如下所述的形式。此外，在圖52中，203、204是旋風(fēng)式除塵機(jī)，從氣體重整室201底部供應(yīng)生成氣體GA，并從催化劑再生室202底部供應(yīng)燃燒排氣GC。
圖53是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。這是雙塔循環(huán)方式，氣體重整裝置210和催化劑再生裝置211都是由氣流層構(gòu)成。在氣體重整裝置210和催化劑再生裝置211的各層中，氣體要以空塔速度被供應(yīng)到各塔，上述空塔速度是催化劑粒子以終端速度移動所必須的速度。從氣體重整裝置210飛出的劣化的催化劑(顆粒)CA’在旋風(fēng)式除塵機(jī)212中與產(chǎn)品氣體GB分離，并被提供到催化劑再生裝置211，從催化劑再生裝置211飛出的再生后的催化劑(顆粒)CA’在旋風(fēng)式除塵機(jī)213中與燃燒排氣GC分離，并被提供到氣體重整裝置210中。這樣，催化劑顆粒就可在兩塔間連續(xù)循環(huán)。
圖54是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。這是雙塔循環(huán)方式，氣體重整裝置220和催化劑再生裝置221都是由濃稠流動層構(gòu)成的。從催化劑再生裝置221被加熱再生的催化劑CA通過溢流(オ一バ一フロ一)而被轉(zhuǎn)移到氣體重整裝置220，而且，劣化的催化劑CA’從氣體重整裝置220的下部被選出，通過氣流搬運(yùn)224被轉(zhuǎn)移到催化劑再生裝置221。作為氣流搬運(yùn)224用的氣體，可以使用具有相應(yīng)壓力的空氣L等。從氣體重整裝置220飛出的催化劑(顆粒)CA’在旋風(fēng)式除塵機(jī)222中與產(chǎn)品氣體GB分離，并返回氣體重整裝置220中，從催化劑再生裝置211飛出的被再生的催化劑(顆粒)CA在旋風(fēng)式除塵機(jī)223中與燃燒排氣GC分離，并再次返回催化劑再生裝置221中。這樣，催化劑顆粒就可以在兩塔間連續(xù)循環(huán)。
圖55是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。這雖然與圖54是相同的形式，但與圖54不同，來自氣體重整裝置220的劣化的催化劑CA’通過溢流被提供到催化劑再生裝置221中，在該催化劑再生裝置221中被加熱/再生的催化劑CA由氣流搬運(yùn)224被運(yùn)送到氣體重整裝置220中。作為該氣體搬運(yùn)用的氣體，可以使用具有相應(yīng)壓力的生成氣體GA或氮?dú)?N2)、水蒸氣(H2O)、二氧化碳(CO2)或丙烷氣體等可燃?xì)怏w。
圖56是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。這是雙塔循環(huán)方式，氣體重整裝置220和催化劑再生裝置221都是由濃稠流動層構(gòu)成的。雖然在催化劑再生裝置221中被加熱/再生的催化劑CA通過溢流被提供到氣體重整裝置220這一點(diǎn)，與圖54相同，但在氣體重整裝置220中劣化的催化劑CA’從氣體重整裝置220的下部被選出，通過螺旋式傳送機(jī)225和傳送帶226等的機(jī)械傳送裝置，將其移動到催化劑再生裝置221中。
圖57是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。這雖然有與圖56情況的相同之處，但與圖56的情況也有所不同，來自氣體重整裝置220的劣化的催化劑CA’通過溢流被進(jìn)行搬運(yùn)，以供應(yīng)到催化劑再生裝置221，并且在該催化劑再生裝置221中被加熱/再生的催化劑CA從催化劑再生裝置221的下部被選出，通過螺旋式運(yùn)輸機(jī)225和傳送帶226等的機(jī)械搬運(yùn)裝置，被轉(zhuǎn)移到氣體重整裝置220。
圖58是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。這是雙塔循環(huán)方式，氣體重整裝置220和催化劑再生裝置221都是濃稠流動層。將來自氣體重整裝置220的劣化的催化劑CA’向催化劑再生裝置221的轉(zhuǎn)移、以及將在催化劑再生裝置221中被加熱再生的催化劑向氣體重整裝置220的轉(zhuǎn)移都是通過溢流來進(jìn)行的。
圖59是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。這是雙塔循環(huán)方式，氣體重整裝置210是氣流層、催化劑再生裝置221是濃稠流動層。從氣體重整裝置210飛出的劣化的催化劑(顆粒)CA’在旋風(fēng)式除塵機(jī)212中與產(chǎn)品氣體GB分離，并被供應(yīng)到催化劑再生裝置221中，來自催化劑再生裝置221的被加熱/再生的催化劑CA通過溢流被轉(zhuǎn)移到氣體重整裝置210中。
圖60是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。雖然有與圖59相同的情況，但也有與圖59不同之處，即，氣體重整裝置220是濃稠流動層，而催化劑再生裝置211是氣流層。從催化劑再生裝置211飛出的被加熱/再生的催化劑CA在旋風(fēng)式除塵機(jī)213中與燃燒排氣GC分離，被送到氣體重整裝置220中，來自氣體重整裝置220的劣化的催化劑CA’通過溢流被轉(zhuǎn)移到催化劑再生裝置211中。
圖61是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。這是固定層交換方式，230、231分別為催化劑層。催化劑可以是粒狀、圓筒狀、蜂窩狀等的任意形狀，另一方面，在將催化劑層230作為氣體重整裝置并向其供應(yīng)生成氣體GA時，將另一個催化劑層231作為催化劑再生裝置向其提供燃燒排氣GC，經(jīng)過一定時間，若催化劑層230的催化劑CA失去活性，則向該催化劑層230供應(yīng)燃燒排氣GC以使劣化的催化劑CA’再生，同時向催化劑層231供應(yīng)生成氣體GA，以對生成氣體GA進(jìn)行重整。該生成氣體GA和燃燒排氣GC的切換通過閥門V1～V8的切換操作來進(jìn)行。
在圖61所示的催化劑再生/氣體重整裝置中，間歇地進(jìn)行催化劑的再生。再生本身即使是間歇的也沒有問題，但由于必須要獲取熱能，因此在催化劑本身的熱容量不足的情況下，催化劑層230、231不只有催化劑層，還必須使用陶瓷等的蓄熱體，或者如圖62A以及圖62B所示，有必要通過使催化劑層232、233的雙塔分別在生成氣體GA和燃燒排氣GC相互不混合的情況下，大面積地相接觸，來進(jìn)行導(dǎo)熱。而且，圖62A為縱剖面圖，圖62B為線A-A的剖面圖。
圖63A至圖63C是本發(fā)明催化劑再生/氣體重整裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。這是旋轉(zhuǎn)固定層方式，在圓筒狀的外殼234內(nèi)，形成為蜂窩狀的催化劑顆粒的填充層(圓筒)236，由旋轉(zhuǎn)軸237被旋轉(zhuǎn)自如的容納支撐著。外殼234的兩端形成有室234a、234b，該室234a、234b被兩張間隔板239、239分割成上下兩個區(qū)域，這兩張間隔板239、239被配置成夾持著旋轉(zhuǎn)軸237的狀態(tài)。催化劑顆粒的填充層236通過驅(qū)動裝置235進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
向室234a的上方供應(yīng)生成氣體GA，向室234a的下方提供燃燒排氣GC，從室234b的上方排出被重整的產(chǎn)品氣體GB，從室234b的下方排出燃燒排氣GC。而且，間隔板239和間隔板239之間流入氮?dú)?N2)等的清潔氣體GPA以保持生成氣體GA不與燃燒排氣GC混合。催化劑顆粒填充層236的上半部分通常作為氣體重整部，下半部分作為催化劑再生部。催化劑顆粒填充層236的催化劑被半連續(xù)的再生。這時，催化劑本身的熱容量不足時，必須在催化劑顆粒填充層236的一部分上設(shè)有蓄熱體，以進(jìn)行氣體重整部和催化劑再生部的熱傳導(dǎo)。此外，圖63A為縱剖面圖，圖63B為線A-A剖面圖，圖63C為說明清潔氣體流動狀態(tài)的圖。
圖64是本發(fā)明氣化裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。本氣化裝置具有熱分解爐240、流動層焦炭燃燒爐241。原料A通過搬運(yùn)機(jī)構(gòu)242被運(yùn)送到具有微小傾斜的旋轉(zhuǎn)式熱分解爐240中進(jìn)行熱分解，在產(chǎn)生含有焦油成分的生成氣體GA的同時，也產(chǎn)生有不燃物I以及焦炭CX。在熱分解爐240內(nèi)，為了提供熱能并促進(jìn)熱分解，而向其中投入蒸汽U。
從熱分解爐240排出的不燃物I以及焦炭CX，暫時滯留在料斗243中以后，通過雙閘板245以及搬運(yùn)機(jī)構(gòu)246被投入到流動層焦炭燃燒爐241中。在此，暫時滯留在料斗243中是因?yàn)榻固緾X及不燃物I通過雙閘板間斷地或連續(xù)地被提供到流動層焦炭燃燒爐241中，由此可防止從流動層焦炭燃燒爐241的燃燒氣體的泄漏。流動層焦炭燃燒爐241是將砂作為流動介質(zhì)的濃稠流動層，作為流動氣體，除使用空氣和氧氣以外還可使用蒸汽。所提供的流動層的空氣應(yīng)該是與焦炭CX燃燒所必須的空氣比為1.2～2左右。流動層焦炭燃燒爐241中，在將焦炭CX進(jìn)行燃燒的同時，將不燃物I從流動層下部排出。
在該流動層焦炭燃燒爐241中進(jìn)行焦炭CX的燃燒，燃燒所殘留的焦炭CX和燃燒排氣GC被轉(zhuǎn)移到旋風(fēng)式除塵機(jī)247中，從而將燃燒排氣GC和焦炭CX分離，將焦炭CX返回到流動層焦炭燃燒爐241中，燃燒排氣GC(900～1000攝氏度)被運(yùn)送到熱交換器248，在該熱交換器248內(nèi)進(jìn)行生成氣體GA和燃燒排氣GC間的熱交換，生成氣體GA被加熱并被移動到氣體重整裝置。來自熱交換器248的燃燒排氣GC被供應(yīng)到熱分解爐240中。此外，熱分解爐240為雙重構(gòu)造，內(nèi)部可進(jìn)行原料A的流通，從其外側(cè)依靠燃燒排氣GC來進(jìn)行加熱。
圖65是本發(fā)明氣化裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。本氣化裝置具有部分燃燒氣化爐250，通過搬運(yùn)機(jī)構(gòu)將原料A供應(yīng)到該部分燃燒氣化爐250中。部分燃燒氣化爐250中作為流動氣體可使用相對原料A空氣比為0.2～0.5左右的空氣L(或者氧氣O2)，此外還可以加上蒸汽U。通過使用蒸汽U，可以促進(jìn)原料A的氣化。通過投入空氣(或者氧氣O2)，進(jìn)行原料A的部分燃燒，由此維持流動層的層溫，同時提供原料A的熱分解、氣化所必須的熱量。部分燃燒氣化爐250是將砂作為流動介質(zhì)的濃稠流動層爐。部分燃燒氣化爐250的出口設(shè)有圖未示的除塵裝置，由該除塵裝置對生成氣體GA中的焦炭CX進(jìn)行捕捉，并使其返回到部分燃燒氣化爐250中。
圖66是使用雙塔循環(huán)型催化劑流動層氣化爐的氣化裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。雙塔循環(huán)型催化劑流動層氣化爐，是由流動層氣化爐251和流動層燃燒爐252這兩個主要設(shè)備構(gòu)成的。流動層氣化爐251和流動層燃燒爐252之間，具有可使流動介質(zhì)MX進(jìn)行循環(huán)的流動介質(zhì)循環(huán)機(jī)構(gòu)。該流動介質(zhì)MX至少一部分是鋁或鈣的化合物等的催化劑顆粒。
向流動層氣化爐251，提供原料A(RDF、廢塑料等的各種廢棄物、煤、生物物質(zhì)等)，通過蒸汽等的氣化用氣體V進(jìn)行原料A的熱分解氣化、以及熱分解氣體的分解/重整。這里，在流動介質(zhì)MX的至少一部分中使用催化劑顆粒，由此，可以將以往的問題中的焦油等的高分子化合物不使?fàn)t內(nèi)溫度升高地將其在爐內(nèi)進(jìn)行分解。流動層氣化爐251內(nèi)的催化劑顆粒，將焦油等高分子化合物進(jìn)行分解時，其表面會有碳析出。焦炭和含有催化劑顆粒的流動介質(zhì)MX的一部分，從流動層氣化爐251被提供到流動層燃燒爐252中。
由流動層氣化爐251而生成的生成氣體(熱分解氣體)，通過流動介質(zhì)MX中催化劑顆粒的移動，被分解、重整，變成更低分子化的生成氣體。該生成氣體GA可被供給到燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)獍l(fā)動機(jī)等的動力回收或發(fā)電，甲醇合成或DME合成等的各種液體燃料合成處理、各種化學(xué)原料合成處理等。
向流動層燃燒爐252提供空氣等的氧化劑W，以將與流動介質(zhì)MX一起從流動層氣化爐251運(yùn)送來的焦炭(只要是未燃燒的碳)CX進(jìn)行燃燒。而且，在流動層氣化爐251中催化劑顆粒表面所析出的碳成份，也在流動層燃燒爐252中進(jìn)行燃燒，因此可進(jìn)行催化劑顆粒的再生。流動層燃燒爐252中通過上述焦炭CX等可燃物的燃燒熱而被高溫化的、含有再生催化劑顆粒的流動介質(zhì)MX，被返回到流動層氣化爐251。該高溫化的流動介質(zhì)MX所具有的顯熱，作為流動層氣化爐251中的熱分解氣化的熱源被供應(yīng)。而且，當(dāng)只依靠流動層氣化爐251的焦炭CX等可燃物的燃燒，不能得到流動層氣化爐251所必需的熱量時，就要向流動層燃燒爐252提供輔助燃料X，使其燃燒。從流動層燃燒爐252排出的燃燒排氣GC，在被回收其顯熱、除去有害物質(zhì)，并被除塵后，被放入大氣中。
由于還有從流動層氣化爐251流出的生成氣體GA，含有大量高分子化合物的情況，因此希望通過后階段的用途，使其低分子化轉(zhuǎn)變成氫、一氧化碳或者甲烷等。在這種情況下，在流動層氣化爐251的后段設(shè)有裂化裝置253，其可將高分子化合物低分子化，以形成產(chǎn)品氣體(重整氣體)GB。對于該裂化裝置253來說最好是流動層型的。
為了吸收去除從流動層氣化爐251流出的生成氣體GA中所包含的氯化物及硫化物等有害物質(zhì)，最好在流動介質(zhì)的至少一部分使用鈣的化合物等的吸收催化劑顆粒。
圖67是本發(fā)明氣化裝置系統(tǒng)的構(gòu)成實(shí)例示意圖。如圖所示，本氣化裝置是將濃稠流動層氣化爐261和濃稠流動層燃燒爐262這兩個濃稠流動層爐，用兩根流動介質(zhì)搬運(yùn)管266、266連接而成的。各爐的流動介質(zhì)MX通過溢流從流動層261a、262a，經(jīng)過流動介質(zhì)搬運(yùn)管266、266，被相互提供到對方的爐內(nèi)。該流動介質(zhì)MX的至少一部分是鋁或鈣的化合物等的催化劑顆粒。
向濃稠流動層氣化爐261提供原料A，通過蒸汽等的氣化劑(氣化用氣體)V，來進(jìn)行原料A的熱分解、氣化、以及熱分解氣體的分解、重整。這里，流動介質(zhì)MX的至少一部分使用的是催化劑顆粒，因此可以將以往的問題中的焦油等高分子化合物在不升高爐內(nèi)溫度的情況下進(jìn)行分解。在將焦油等高分子化合物分解時，濃稠流動層氣化爐261內(nèi)的催化劑顆粒的表面會析出碳。這里所使用的催化劑顆粒可以是CaO、FeSiO2、MgSiO2、Al2O3等。
在濃稠流動層氣化爐261中生成的焦炭CX，與流動介質(zhì)MX一起從濃稠流動層氣化爐261的流動層261a通過溢流被排出到流動介質(zhì)搬運(yùn)管266，然后流入濃稠流動層燃燒爐262。在濃稠流動層氣化爐261中所生成的生成氣體，通過為吸收從流動層261a的上部飛出的流動介質(zhì)MX而設(shè)有爐出口261b的旋風(fēng)式除塵機(jī)263，被提供到后階段的處理中。被旋風(fēng)式除塵機(jī)263捕集的流動介質(zhì)MX又返回到濃稠流動層氣化爐261中。
向濃稠流動層燃燒爐262中提供空氣等的氧化劑W，以將從濃稠流動層氣化爐261經(jīng)過流動介質(zhì)搬運(yùn)管266而被供應(yīng)來的催化劑顆粒MX中的焦炭CX等的可燃物進(jìn)行燃燒。而且，濃稠流動層氣化爐261中的分解、重整過程中，在催化劑顆粒表面析出的碳等，在濃稠流動層燃燒爐262中通過含有氧氣的氧化劑W而被燃燒，結(jié)果使催化劑顆粒被再生。被濃稠流動層燃燒爐262中的焦炭CX等可燃物的燃燒熱高溫化的含有再生催化劑顆粒的流動介質(zhì)MX，從濃稠流動層燃燒爐262的流動層262b通過溢流被排出到流動介質(zhì)搬運(yùn)管266中，從而返回濃稠流動層氣化爐261中。該高溫化的流動介質(zhì)MX所具有的顯熱，作為濃稠流動層氣化爐261中的熱分解、氣化的熱源而被提供。
當(dāng)只依靠濃稠流動層燃燒爐262中的焦炭CX等可燃物的燃燒，不能提供濃稠流動層氣化爐261所必須的熱能時，就要向濃稠流動層燃燒爐262提供輔助燃料X，通過其燃燒，而使流動介質(zhì)MX高溫化。在通過設(shè)于濃稠流動層燃燒爐262的鍋爐出口262b的旋風(fēng)式除塵機(jī)264將飛散的流動介質(zhì)MX捕集后，來自濃稠流動層燃燒爐262的燃燒排氣GC的顯熱被吸收，其有害物質(zhì)也被除去，在經(jīng)過除塵以后被釋放到大氣中。此外，被旋風(fēng)式除塵機(jī)264捕集的流動介質(zhì)MX又被返回到濃稠流動層燃燒爐262中。
有時，從旋風(fēng)式除塵機(jī)263流出的產(chǎn)品氣體GB中還含有高分子化合物，這就希望能通過后階段的作用來進(jìn)一步使其低分子化，這種情況下為了對其進(jìn)行分解、重整，將產(chǎn)品氣體GB提供給裂化裝置265。該裂化裝置265具有催化劑，催化劑的種類可以是鈣類、鋁、鐵類、鎳類等任何物質(zhì)。而且，催化劑是蜂窩等成型體或者顆粒狀都可以，裂化裝置265的形式也可以是固定層、移動層、流動層等的任意形式。
將在裂化過程中，催化劑表面所析出的碳成份進(jìn)行燃燒、去除，以進(jìn)行催化劑再生，雖然上述過程是必要的，但將裂化裝置265作為固定裝置的情況下，通過并排設(shè)置兩個以上的裝置，可以相應(yīng)地切換用于重整反應(yīng)和用于催化劑再生的線。
而且，最好在裂化裝置265中使用流動層。在這種情況下，可構(gòu)成在兩個流動層之間催化劑顆粒的循環(huán)，其中一個流動層用于重整反應(yīng)，另一個流動層用于催化劑再生。向重整反應(yīng)用流動層供應(yīng)生成氣體GA，向催化劑再生用流動層供應(yīng)燃燒用的空氣等含有氧氣的氣體。
當(dāng)裂化裝置265是流動層型的時候，如圖68所示，通過使用內(nèi)部循環(huán)型流動層，就可以容易地進(jìn)行在重整反應(yīng)用流動層和催化劑再生用流動層之間催化劑顆粒的循環(huán)。使用內(nèi)部循化型流動層的裂化裝置265，在裝置內(nèi)具有被間隔壁270分割開的重整反應(yīng)室267和催化劑再生室268，在該間隔壁270在流動層內(nèi)，具有連接兩室的開口部270a。催化劑顆粒經(jīng)過該開口部270a在重整反應(yīng)室267和催化劑再生室268之間循環(huán)，因此可以在裂化裝置265內(nèi)，使產(chǎn)品氣體(重整氣體)GB、不與催化劑再生時所產(chǎn)生的燃燒排氣GC混合的情況下，進(jìn)行回收。
生成氣體GA從重整反應(yīng)室267底部被提供，在重整反應(yīng)室267中，在使催化劑顆粒流動的同時將所含的高分子化合物被低分子化。而且，將重整反應(yīng)所必需的蒸氣等的重整劑(重整用氣體)GR與生成氣體GA一起從重整反應(yīng)室267的底部供應(yīng)也可以。將被低分子化的產(chǎn)品氣體GB，提供到后階段的處理中，使其用于動力回收、發(fā)電、燃料合成、化學(xué)原料化等。由于催化劑顆粒在重整反應(yīng)中，會因?yàn)槠浔砻嬗刑嫉任龀龆セ钚?，為使催化劑顆粒再生而將其送到催化劑再生室268。
在催化劑再生室268中，從底部提供氧化劑V，在使從重整反應(yīng)是267供應(yīng)來的催化劑顆粒流動的同時，將其表面析出的碳等進(jìn)行燃燒、去除。通過碳等的燃燒時催化劑顆粒高溫化。高溫化的再生催化劑顆粒返回到重整反應(yīng)室267中。通過該催化劑顆粒的循環(huán)，可以將重整反應(yīng)所必需的熱量供應(yīng)到重整反應(yīng)室267中。在催化劑再生室268中所產(chǎn)生的燃燒排氣GC，在不與產(chǎn)品氣體GB混合的情況下，被降溫、除塵、去除有害物質(zhì)，然后被排出到系統(tǒng)外。
也可以在催化劑再生室268中設(shè)有層內(nèi)導(dǎo)熱管271以進(jìn)行熱回收，以及流動層溫度的控制。通過該溫度控制，可保持最適合重整反應(yīng)的流動層溫度。而且，也可以在流動層內(nèi)使用間隔壁272將其分割成將催化劑顆粒表面所析出的碳等進(jìn)行燃燒的催化劑再生室268、和進(jìn)行熱回收的熱回收室269，并使催化劑顆粒在兩室之間循環(huán)。這時，從熱回收室269的底部提供流動化氣體N。根據(jù)該流動化氣體N的供應(yīng)量，可以控制熱回收量。由此，在氧化劑V的供應(yīng)量及流動層的層高不變的情況下，就可以容易地控制催化劑再生室268的層溫。
在裂化裝置265中被分解、重整的產(chǎn)品氣體GB，可以被供應(yīng)到燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)獍l(fā)動機(jī)等的動力回收或發(fā)電，甲醇合成或DME合成等的各種液體燃料合成處理，各種化學(xué)原料合成處理等中。
為了將從氣化爐流出的生成氣體GA中所含的氯化物和硫化物等有害物質(zhì)吸收、去除，也可以在流動介質(zhì)MX的至少一部分中使用鈣化物等的吸收催化劑顆粒。
圖69是本發(fā)明氣化裝置的裂化裝置的構(gòu)成實(shí)例示意圖。如圖所示，本氣化裝置的結(jié)構(gòu)是，具有高速流動層氣化爐281和高速流動層燃燒爐282這兩個高速流動層爐。在兩個高速流動層爐的爐出口281b、282b上設(shè)有旋風(fēng)式除塵機(jī)283、284，從各流動層飛出的流動介質(zhì)(顆粒)被旋風(fēng)式除塵機(jī)283、284分離、回收，并提供到另一個高速流動層爐中。流動介質(zhì)MX的至少一部分是鋁或鈣的化合物等的催化劑顆粒。
向高速流動層氣化爐281提供原料A，通過蒸汽等的氣化劑V，來進(jìn)行原料A的熱分解、氣化、以及熱分解氣體的分解、重整。流動介質(zhì)MX的至少一部分使用的是催化劑顆粒，由此可以將以往問題中的焦油等高分子化合物，在不升高爐內(nèi)溫度的情況下，進(jìn)行分解。在將焦油等高分子化合物分解時，高速流動層氣化爐281內(nèi)的催化劑顆粒的表面會析出碳。這里所使用的催化劑顆?？梢允荂aO、FeSiO2、MgSiO2、Al2O3等。
在高速流動層氣化爐281中生成的焦炭CX(主要是未燃碳)，與流動介質(zhì)MX一起隨著生成氣體GA從高速流動層氣化爐281流出，并在旋風(fēng)式除塵機(jī)283中被分離、回收，再被提供到高速流動層燃燒爐282。在高速流動層氣化爐281中所生成的、并在旋風(fēng)式除塵器283中與焦炭CX及流動介質(zhì)MX相分離的生成氣體GA，被提供到后階段的處理中。
向高速流動層燃燒爐282中提供空氣等的氧化劑W，以將從高速流動層氣化爐281而被供應(yīng)來的流動介質(zhì)MX中的焦炭CX等的可燃物進(jìn)行燃燒。而且，高速流動層氣化爐281中的分解、重整反應(yīng)中，在流動介質(zhì)MX中的催化劑顆粒表面析出的碳等，在高速流動層燃燒爐282中通過含有氧氣的氣體而被燃燒、去除，結(jié)果，催化劑顆粒被再生。在高速流動層燃燒爐282中的被碳等的燃燒熱高溫化的含有再生催化劑顆粒的流動介質(zhì)MX，隨著燃燒排氣GC一起從鍋爐出口282流出，在旋風(fēng)式除塵機(jī)284中被分離、回收以后，又返回到高速流動層氣化爐281中。
該高溫化的流動介質(zhì)MX所具有的顯熱，作為熱分解、氣化的熱源而被提供到高速流動層氣化爐281中。當(dāng)只依靠高速流動層燃燒爐282中的焦炭CX等可燃物的燃燒，不能提供高速流動層氣化爐281所必須的熱能時，就要向高速流動層燃燒爐282提供輔助燃料X，通過該燃燒，而使流動介質(zhì)MX高溫化。來自高速流動層燃燒爐282的燃燒排氣GC被設(shè)于鍋爐出口282b的旋風(fēng)式除塵機(jī)284將焦炭CX及流動介質(zhì)MX分離出去后，其顯熱被吸收，有害物質(zhì)也被除去，在經(jīng)過除塵以后被釋放到大氣中。
有時，從上述旋風(fēng)式除塵機(jī)283流出的生成氣體GA中還含有高分子化合物，這就希望能通過后階段的用途來進(jìn)一步使其低分子化，這種情況下為了對其進(jìn)行分解、重整，將生成氣體GA提供給到裂化裝置285。該裂化裝置285具有催化劑，催化劑的種類可以是鈣類、鋁、鐵類、鎳類等任何物質(zhì)。而且，催化劑是蜂窩狀等的成型體或者顆粒狀都可以，裂化裝置285的形式也可以是固定層、移動層、流動層等的任意形式。
將在裂化裝置285的裂化過程中，催化劑表面所析出的碳進(jìn)行燃燒、去除，以進(jìn)行催化劑再生這個過程是必要的。但將裂化裝置285作為固定裝置的情況下，通過并排設(shè)置兩個以上的裝置，可以相應(yīng)地切換用于重整反應(yīng)和用于催化劑再生的線。而且，最好在裂化裝置285中使用流動層。在這種情況下，可構(gòu)成在兩個流動層之間催化劑顆粒的循環(huán)，其中一個流動層用于重整反應(yīng)，另一個流動層用于催化劑再生。向重整反應(yīng)用流動層供應(yīng)生成氣體GA，向催化劑再生用流動層供應(yīng)燃燒用的空氣等含有氧氣的氣體。
當(dāng)裂化裝置285是流動層型的時候，使用的是與圖68所示的裂化裝置相同的結(jié)構(gòu)和方法。在裂化裝置285中被分解、重整的產(chǎn)品氣體(重整氣體)GB，可以被供應(yīng)到燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)獍l(fā)動機(jī)等的動力回收或發(fā)電、甲醇合成或DME合成等的各種液體燃料合成處理、各種化學(xué)原料合成處理等中。
為了將從高速流動層氣化爐281流出的、并在旋風(fēng)式除塵機(jī)283中與流動介質(zhì)MX相分離的生成氣體GA中所含的氯化物和硫化物等有害物質(zhì)吸收、去除，也可以在流動介質(zhì)MX的至少一部分中使用鈣化合物等的吸收催化劑顆粒。
圖70是本發(fā)明氣化裝置的系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例示意圖。如圖所示，本氣化裝置的結(jié)構(gòu)是，具有濃稠流動層氣化爐291和濃稠流動層燃燒爐292這兩個濃稠流動層爐。從濃稠流動層氣化爐291向濃稠流動層燃燒爐292的流動介質(zhì)MX的移動，雖然是利用流動介質(zhì)搬運(yùn)管293而進(jìn)行的溢流形式，但從濃稠流動層燃燒爐292向濃稠流動層氣化爐291的流動介質(zhì)MX的運(yùn)送，卻是利用氣流搬運(yùn)管294而進(jìn)行的氣流搬運(yùn)的方式。流動介質(zhì)MX的至少一部分是鋁或鈣的化合物等的催化劑顆粒。
向濃稠流動層氣化爐291提供原料A，通過蒸汽等的氣化劑V，來進(jìn)行原料A的熱分解、氣化、以及熱分解氣體的分解、重整。流動介質(zhì)MX的至少一部分使用的是催化劑顆粒，由此可以將以往問題中的焦油等高分子化合物，在不升高爐內(nèi)溫度的情況下，在爐內(nèi)進(jìn)行分解。在將焦油等高分子化合物分解時，濃稠流動層氣化爐291內(nèi)的催化劑顆粒的表面會析出碳。這里所使用的催化劑顆?？梢允荂aO、FeSiO2、Al2O3等。在濃稠流動層氣化爐291中生成的焦炭，與流動介質(zhì)MX一起從濃稠流動層氣化爐291的流動層通過溢流而被排出到流動介質(zhì)搬運(yùn)管293中，并流入濃稠流動層燃燒爐292中。在濃稠流動層氣化爐291中所生成的生成氣體GA，被提供到后階段的處理中。
向濃稠流動層燃燒爐292中提供空氣等的氧化劑W，以將從濃稠流動層氣化爐291供應(yīng)來的流動介質(zhì)MX中的焦炭CX等的可燃物進(jìn)行燃燒。而且，濃稠流動層氣化爐291的分解、重整反應(yīng)中，在催化劑顆粒表面析出的碳等，在濃稠流動層燃燒爐292中通過含有氧氣的氣體而被燃燒、去除，結(jié)果，催化劑顆粒被再生。在濃稠流動層燃燒爐292中的被焦炭等的燃燒熱高溫化的含有再生催化劑顆粒的流動介質(zhì)MX，通過氣流搬運(yùn)管294被返回到濃稠流動層氣化爐291中。
該高溫化的流動介質(zhì)MX所具有的顯熱，作為熱分解、氣化的熱源而被提供到濃稠流動層氣化爐291中。當(dāng)僅依靠濃稠流動層燃燒爐292中的焦炭等可燃物的燃燒，不能提供濃稠流動層氣化爐291中所必須的熱能時，就要向濃稠流動層燃燒爐292提供輔助燃料X，通過其燃燒，而使流動介質(zhì)MX高溫化。來自濃稠流動層燃燒爐292的燃燒排氣GC，其顯熱被吸收，有害物質(zhì)也被除去，在經(jīng)過除塵以后被釋放到大氣中。
有時，從濃稠流動層氣化爐291流出的生成氣體GA中還含有高分子化合物，這就希望能通過后階段的作用來進(jìn)一步使其低分子化，這種情況下，為了對其進(jìn)行分解、重整，將生成氣體GA提供給裂化裝置295。該裂化裝置295具有催化劑，催化劑的種類可以是鈣類、鋁、鐵類、鎳類等任何物質(zhì)。而且，催化劑是蜂窩狀等的成型體或者顆粒狀都可以，裂化裝置295的形式也可以是固定層、移動層、流動層等的任意形式。
將在裂化過程中催化劑表面所析出的碳進(jìn)行燃燒、去除，以進(jìn)行催化劑再生，雖然這個過程是必要的，但將裂化裝置295作為固定裝置的情況下，通過并排設(shè)置兩個以上的裝置，可以相應(yīng)地切換用于重整反應(yīng)和用于催化劑再生的線。而且，最好在裂化裝置295中使用流動層。在這種情況下，可構(gòu)成在兩個流動層之間催化劑顆粒的循環(huán)，其中一個流動層用于重整反應(yīng)，另一個流動層用于催化劑再生。向重整反應(yīng)用流動層供應(yīng)生成氣體GA，向催化劑再生用流動層供應(yīng)燃燒用的空氣等含有氧氣的氣體。
當(dāng)裂化裝置295是流動層型的時候，使用的是與圖68所示的裂化裝置相同的結(jié)構(gòu)和方法。在裂化裝置295中被分解、重整的產(chǎn)品氣體(重整氣體)GB，可以被供應(yīng)到燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)獍l(fā)動機(jī)等的動力回收或發(fā)電、甲醇合成或DME合成等的各種液體燃料合成處理、各種化學(xué)原料合成處理等中。
為了將從濃稠流動層氣化爐291流出的生成氣體GA中所含的氯化物和硫化物等有害物質(zhì)吸收、去除，也可以在流動介質(zhì)MX的至少一部分中使用鈣化合物等的吸收催化劑顆粒。
此外，雖然以上使用了濃稠流動層、高度流動層、氣流層這樣的詞語，這些都是對使用氣體來使任何一種顆粒浮游(即使從裝置的下部提供氣體，也可以依靠其力量使顆粒懸浮)的方法的稱呼，三者的不同之處在于所提供的氣體量的差異。提供的氣體量以濃稠流動層(大約2m/s左右)＜高速流動層(3～16m/s左右)＜?xì)饬鲗?15～20m/s左右)這樣的順序增大。其定義如下。
濃稠流動層是，顆粒幾乎不會從上方飛出，而留在裝置(流動層爐等)內(nèi)，層內(nèi)的空隙率為0.6～0.8(體積比)。層內(nèi)存在許多具有明顯界面的氣泡。
高速流動層是，通過提供比濃稠流動層更多的氣體來使顆粒飛出，層內(nèi)的空隙率為0.8～0.98(體積比)。多具有使飛出的顆粒在裝置上部被捕集，并令其返回到層內(nèi)(再循環(huán))的機(jī)構(gòu)。
氣流層是，通過提供比高速流動層更多的氣體來使顆粒處于托載在氣流上而被搬運(yùn)的狀態(tài)，層內(nèi)的空隙率在0.99以上(體積比)。
如上所述，若為各項(xiàng)技術(shù)方案所記載的那樣，就可獲得下述的優(yōu)異效果。
若為技術(shù)方案1及技術(shù)方案2所述的發(fā)明，由于在催化劑再生裝置中的催化劑再生熱以及氣體重整裝置中的氣體重整反應(yīng)所必需的熱源中，利用上述可燃?xì)怏w重整處理的廢熱、或者使用具有利用可燃?xì)怏w重整處理的廢熱的結(jié)構(gòu)的催化劑再生裝置，因此，可將在將原料氣化的過程中所產(chǎn)生的排氣顯熱等的廉價熱源，作為催化劑的再生熱源、氣體重整的熱源來使用，并可減少或去除外部能源、生成氣體的燃燒熱，因此可提高生成氣體的回收率。結(jié)果可以提高整體的效率。
若為技術(shù)方案3及技術(shù)方案4，將隨著在上述氣化裝置中可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭，在焦炭燃燒裝置中進(jìn)行燃燒，并將其燃燒熱用于催化劑再生熱、或氣體重整裝置中的氣體重整反應(yīng)所必需的熱源，由此可以減少或去除外部的能量、生成氣體的燃燒熱，因此可提高生成氣體的回收率。結(jié)果可提高整體效率。
若為技術(shù)方案5，通過構(gòu)成為由具備流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成的爐整合型，在技術(shù)方案4效果的基礎(chǔ)上，還可增加以下優(yōu)點(diǎn)，即，具有在氣化裝置內(nèi)將原料氣化的功能、和燃燒焦炭的功能，而且由于是將在同一裝置中所產(chǎn)生的焦炭進(jìn)行燃燒，因此可避免與焦炭的搬運(yùn)相關(guān)的麻煩等。而且，由于是在流動層中進(jìn)行原料的氣化和焦炭的燃燒，因此其熱擴(kuò)散性好，可穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)。
若為技術(shù)方案6，氣化裝置具有流動層，其在流動介質(zhì)的至少一部分中使用催化劑顆粒，在氣化裝置中將可燃物氣化而制造生成氣體的同時，使該生成氣體與作為流動介質(zhì)的催化劑顆粒接觸，以進(jìn)行該生成氣體的重整(分解焦油)，由此能高效進(jìn)行生成氣體重整。而且，在技術(shù)方案3、4效果的基礎(chǔ)上，還具有以下優(yōu)點(diǎn)，即，由于可將原料的氣化和氣體的重整、焦炭燃燒和催化劑的再生分別在同一個裝置中進(jìn)行，因此，可省去催化劑再生裝置，由此降低裝置的原始成本。
若為技術(shù)方案7，氣化裝置由具備流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成，其使用催化劑顆粒作為流動介質(zhì)的一部分，在氣化室中使可燃物氣化而制造生成氣體的同時，通過催化劑顆粒對該生成氣體進(jìn)行重整，再將劣化的催化劑顆粒送到燃燒焦炭的燃燒室中進(jìn)行加熱、再生，因此，在技術(shù)方案6效果的基礎(chǔ)上，還可以解決從氣化室到燃燒室的含有焦炭的顆粒的處理問題，且熱效率也變高。
若為技術(shù)方案8，在具備除塵功能和氣體重整功能的除塵/催化裝置中，由于可在將氣化裝置所產(chǎn)生的生成氣體通過催化劑進(jìn)行重整(分解焦油)之前進(jìn)行除塵，因此不僅可以省略催化劑劣化、以及與塵埃的混合、分離，而且作為催化裝置的形狀，還可選擇固定底座那樣的、由于在有塵埃存在的環(huán)境下容易堵塞而不能使用形式的反應(yīng)器類型。而且，還適于防止在低溫下用于分解焦油的催化劑的劣化及污染。
若為技術(shù)方案9，將在催化劑再生裝置中隨著生成氣體的重整而劣化的催化劑，通過來自焦炭燃燒裝置的燃燒排氣的熱，進(jìn)行加熱、再生，因此在技術(shù)方案8效果的基礎(chǔ)上，即使不使用外部能源、或者不將生成氣體部分燃燒，也可以由高溫的焦炭燃燒熱對催化劑進(jìn)行高效地再生、及加熱，從而可提高生成氣體的回收率。也就是說，可減少整體的能量消耗量，還可減少運(yùn)行成本，由此也提高LCA的評價。
若為技術(shù)方案10，氣化裝置由設(shè)有流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成，將在催化劑再生裝置中隨著生成氣體的重整而劣化的催化劑，利用來自燃燒室的燃燒排氣進(jìn)行加熱、再生，因此在技術(shù)方案9效果的基礎(chǔ)上，還可以解決從氣化室到燃燒室的含焦炭顆粒的處理問題，并可減少由于散熱引起的熱損耗，由此提高熱效率。
若為技術(shù)方案11，氣化裝置是由具備流動層的氣化室、燃燒室和除塵/催化室構(gòu)成，因此在技術(shù)方案10效果的基礎(chǔ)上，還可以解決從除塵/催化室到燃燒室的含焦炭顆粒的處理問題，并提高熱效率。而且，通過將除塵/催化室與氣化裝置一體設(shè)置，還可降低裝置的原始成本。
若為技術(shù)方案12，將在除塵/催化室中隨著生成氣體的重整而劣化的催化劑送到燃燒室，在該燃燒室中加熱、再生，然后回到該除塵/催化室，因此在技術(shù)方案11效果的基礎(chǔ)上，還可以省略催化劑再生裝置。這樣就可以提高熱效率，并降低裝置的原始成本。
若為技術(shù)方案13，氣體重整裝置和催化劑再生裝置是由具有氣體重整室和催化劑再生室的流動層催化裝置構(gòu)成的，上述氣體重整室具有使用催化劑顆粒作為至少一部分流動介質(zhì)的流動層，因此，通過催化劑顆粒的流動，可高效的進(jìn)行生成氣體的重整，且可將由于氣體重整而劣化的催化劑顆粒進(jìn)行高效的加熱、再生，由此減少散熱引起的熱損耗，從而提高熱效率。而且，可以降低裝置的原始成本。也就是說，可以減少整體的能量消耗量，運(yùn)行成本小，從而LCA評價也提高。
若為技術(shù)方案14，氣化裝置由具有流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成，在技術(shù)方案13效果的基礎(chǔ)上，還可以解決從氣化室到燃燒室的含焦炭顆粒的處理問題，從而提高熱效率。
若為技術(shù)方案15，由氣化室、燃燒室、氣體重整室以及催化劑再生室一起在一個爐中構(gòu)成，因此在技術(shù)方案14效果的基礎(chǔ)上，還可以進(jìn)一步改善熱效率。并且，也可進(jìn)一步降低裝置的原始成本。
若為技術(shù)方案16和17，作為催化劑再生用的氣體，可提供氧、水蒸氣、氫氣中的任意一種或者多種的氣體，將在催化劑再生時所產(chǎn)生的反應(yīng)熱同處理廢熱一起，用于催化劑顆粒的加熱、再生，由此，當(dāng)由生成氣體的部分燃燒而產(chǎn)生的熱、或者催化劑再生時所產(chǎn)生的反應(yīng)熱這些處理廢熱中不足熱量可使用反應(yīng)熱來補(bǔ)充，從而進(jìn)一步提高生成氣體的回收率。
若為技術(shù)方案18，通過在氣化裝置中投入可吸收氯化物或硫化物的吸收劑，可降低氯化物或硫化物的濃度。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可利用于可燃?xì)怏w重整方法和可燃?xì)怏w重整裝置，該可燃?xì)怏w重整方法和可燃?xì)怏w重整裝置將煤、生物物質(zhì)、普通廢棄物、工業(yè)廢棄物、RDF(refuse derived fuel)、廢塑料等的可燃原料在氣化裝置中氣化，再將所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行重整。
權(quán)利要求
1.可燃?xì)怏w重整方法，其是將可燃物在氣化裝置中進(jìn)行氣化，在使用催化劑的氣體重整裝置中，將由上述氣化而得到的生成氣體進(jìn)行重整而得到產(chǎn)品氣體，并且將在該氣體重整裝置中劣化的催化劑在催化劑再生裝置中進(jìn)行再生，其特征在于，利用上述可燃?xì)怏w重整處理的廢熱，來作為上述催化劑再生裝置的催化劑再生及/或加熱用的熱源。
2.可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物進(jìn)行氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體，使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，可使在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑進(jìn)行再生，其特征在于，上述催化劑再生裝置的結(jié)構(gòu)是，利用可燃?xì)怏w重整處理的廢熱作為使催化劑進(jìn)行再生及/或加熱用的熱源。
3.可燃?xì)怏w重整方法，其是將可燃物在氣化裝置中進(jìn)行氣化，在使用催化劑的氣體重整裝置中，將由上述氣化而得到的生成氣體進(jìn)行重整從而得到產(chǎn)品氣體，并且將在該氣體重整裝置中劣化的催化劑在催化劑再生裝置中進(jìn)行再生，其特征在于，將在上述氣化裝置中隨著可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)，在焦炭燃燒裝置中燃燒，使用其燃燒熱作為上述催化劑再生裝置中的催化劑再生及/或加熱用的熱源。
4.可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物進(jìn)行氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體，使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，其將在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑再生，其特征在于，設(shè)有焦炭燃燒裝置，其使隨著在上述氣化裝置中可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒，且上述催化劑再生裝置可使用在上述焦炭燃燒裝置中所產(chǎn)生的焦炭燃燒熱來進(jìn)行催化劑的加熱、再生。
5.可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體，使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，其將在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑再生，其特征在于，上述氣化裝置由具備流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成，該氣化室可將上述可燃物氣化以制造出生成氣體，該燃燒室可使隨著上述可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)燃燒；將在上述氣化室所制造的生成氣體送到上述氣體重整裝置中進(jìn)行重整，再將來自上述燃燒室的燃燒排氣送到上述催化劑再生裝置，利用該燃燒排氣的熱，對上述催化劑進(jìn)行加熱、再生。
6.可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體，使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，可將在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑再生，其特征在于，上述氣化裝置具備流動層，其在流動介質(zhì)的至少一部分中使用催化劑顆粒；而且，還設(shè)有焦炭燃燒裝置，其可使在上述氣化裝置中將上述可燃物氣化時所產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒；在上述氣化裝置中將上述可燃物氣化而制造出生成氣體的同時，通過上述催化劑顆粒將該生成氣體進(jìn)行重整，再將隨著該生成氣體的重整而劣化的催化劑顆粒送到上述焦炭燃燒裝置中進(jìn)行加熱、再生，再將該再生后的催化劑顆粒送回上述氣化裝置。
7.可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，可使在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑再生，其特征在于，上述氣化裝置由具備流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成，上述流動層在流動介質(zhì)的至少一部分中使用催化劑顆粒，上述氣化室可將上述可燃物氣化以制造出生成氣體，上述燃燒室可使隨著該可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒；在上述氣化室中將上述可燃物氣化而制造出生成氣體的同時，通過上述催化劑顆粒對該生成氣體進(jìn)行重整，再將隨著該生成氣體的重整而劣化的催化劑顆粒送到上述燃燒室中進(jìn)行加熱、再生，再將該再生后的催化劑顆粒送回上述氣化室。
8.可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體，其特征在于，上述氣體重整裝置是具有下述功能的除塵/催化裝置，即，具有可清除包含在上述生成氣體中的塵埃的除塵功能、和利用上述催化劑實(shí)現(xiàn)的氣體重整功能。
9.如權(quán)利要求8所述的可燃?xì)怏w重整裝置，其特征在于，設(shè)有焦炭燃燒裝置、和催化劑再生裝置，將隨著在上述除塵/催化裝置中上述生成氣體的重整而劣化的催化劑，送到上述催化劑再生裝置中，同時將在上述氣化裝置中使上述可燃物氣化而制造出生成氣體時所產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)，送到上述焦炭燃燒裝置中進(jìn)行燃燒，再將其燃燒排氣送到該催化劑再生裝置中，以將該催化劑加熱、再生。
10.如權(quán)利要求8所述的可燃?xì)怏w重整裝置，其特征在于，上述氣化裝置由設(shè)有流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成，該氣化室使上述可燃物氣化以制造出生成氣體，該燃燒室可使隨著該可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒，而且還設(shè)有催化劑再生裝置，將隨著在上述除塵/催化裝置中生成氣體的重整而劣化的催化劑，送到上述催化劑再生裝置中，同時將來自上述燃燒室的燃燒排氣送到該催化劑再生裝置中，以將該催化劑加熱、再生。
11.如權(quán)利要求8所述的可燃?xì)怏w重整裝置，其特征在于，上述氣化裝置由設(shè)有流動層的氣化室、燃燒室、和除塵/催化室構(gòu)成，該氣化室將上述可燃物氣化以制造出生成氣體，該燃燒室使隨著該可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒，該除塵/催化室將來自上述氣化室的生成氣體重整；而且還設(shè)有催化劑再生裝置，將在上述除塵/催化室中隨著生成氣體的重整而劣化的催化劑，送到上述催化劑再生裝置中，同時將來自上述燃燒室的燃燒排氣送到該催化劑再生裝置中，以將該催化劑加熱、再生，再將該加熱、再生后的催化劑送回上述除塵/催化室。
12.如權(quán)利要求8所述的可燃?xì)怏w重整裝置，其特征在于，上述氣化裝置由設(shè)有流動層爐的氣化室、燃燒室、和除塵/催化室構(gòu)成，該氣化室將上述可燃物氣化以制造生成氣體，該燃燒室使隨著該可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒，該除塵/催化室將來自上述氣化室的生成氣體進(jìn)行重整，將在上述除塵/催化室中隨著生成氣體的重整而劣化的催化劑，送到上述燃燒室，并在該燃燒室中加熱、再生，然后再送回該除塵/催化室。
13.可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，將在該氣化裝置中所得的生成氣體，使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，可使在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑進(jìn)行再生，其特征在于，還設(shè)有由上述氣體重整裝置和催化劑再生裝置所構(gòu)成的催化裝置、和使隨著在上述氣化裝置中可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒的焦炭燃燒裝置，上述催化裝置是由使用催化劑顆粒對生成氣體進(jìn)行重整的氣體重整室、和將該催化劑進(jìn)行再生的催化劑再生室一體構(gòu)成的，該催化劑再生室是將該氣體重整室中因氣體重整而劣化的催化劑加熱、再生，再將該再生后的催化劑返回該氣體重整室中，將來自上述氣化裝置的生成氣體送到上述氣體重整室進(jìn)行重整，以獲得產(chǎn)品氣體，同時，將來自上述焦炭燃燒裝置的燃燒排氣送到上述催化劑再生室中，通過該燃燒排氣的熱將催化劑加熱、再生。
14.如權(quán)利要求13所述的可燃?xì)怏w重整裝置，其特征在于，上述氣化裝置是由具備流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成的，該氣化室可將上述可燃物氣化以制造生成氣體，該燃燒室可使隨著該可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)進(jìn)行燃燒；將在上述氣化室所制造出的生成氣體送到上述氣體重整室中進(jìn)行重整，再將來自上述燃燒室的燃燒排氣送到上述催化劑再生室，通過該燃燒排氣的熱將上述催化劑加熱、再生。
15.可燃?xì)怏w重整裝置，其具有將可燃物氣化的氣化裝置；氣體重整裝置，其將在該氣化裝置中所得的生成氣體，使用催化劑進(jìn)行重整，從而得到產(chǎn)品氣體；催化劑再生裝置，其使在上述氣體重整裝置中劣化的催化劑進(jìn)行再生，其特征在于，上述氣化裝置是由具有流動層的氣化室和燃燒室構(gòu)成的，該氣化室將上述可燃物氣化以制造出生成氣體，該燃燒室使隨著上述可燃物的氣化而產(chǎn)生的焦炭(未燃燒的碳成分)燃燒；上述氣體重整裝置和催化劑再生裝置具備設(shè)有流動層的氣體重整室和催化劑再生室，該流動層在流動介質(zhì)的至少一部分中使用催化劑顆粒，上述催化劑再生室將在上述氣體重整室中由于氣體重整而劣化的催化劑進(jìn)行加熱、再生，再將該再生后的催化劑送回上述氣體重整室；上述氣化室、燃燒室、氣體重整室以及催化劑再生室在一個爐內(nèi)被一起構(gòu)成，并將來自上述氣化裝置的生成氣體送到上述氣體重整室進(jìn)行重整，以得到產(chǎn)品氣體，同時將來自上述燃燒室的燃燒排氣送到上述催化劑再生室，利用該燃燒排氣的熱對上述催化劑進(jìn)行加熱、再生。
16.如權(quán)利要求1或3所述的可燃?xì)怏w重整方法，其特征在于，在上述催化劑再生裝置中作為再生用氣體，提供含有氧、水蒸氣、氫中的任意一種或者多種的氣體，并將催化劑再生時所產(chǎn)生的反應(yīng)熱與處理廢熱一起用于催化劑顆粒的加熱、再生。
17.如權(quán)利要求2、4、5至15中任意一項(xiàng)所述的可燃?xì)怏w重整裝置，其特征在于，在上述催化劑再生裝置中作為再生用氣體，提供含有氧、水蒸氣、氫中的任意一種或者多種的氣體，并將在催化劑再生時所產(chǎn)生的反應(yīng)熱同處理廢熱一起，用于催化劑顆粒的加熱、再生。
18.如權(quán)利要求2、4、5至17中任意一項(xiàng)所述的可燃?xì)怏w重整裝置，其特征在于，在將原料氣化時，將能吸收氯化物或硫化物的吸收劑投入到氣化裝置中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可燃?xì)怏w重整方法、可燃?xì)怏w重整裝置及氣化裝置，其是將煤、生物物質(zhì)、普通廢棄物、工業(yè)廢棄物、RDF(refuse derivedfuel)、廢塑料等的可燃原料在氣化裝置中氣化，再將所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行重整。本發(fā)明的可燃?xì)怏w重整方法是將可燃物在氣化裝置(11)中氣化，將通過該氣化所得到的生成氣體(G
文檔編號C10J3/46GK1561381SQ0281920
公開日2005年1月5日 申請日期2002年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者兩文明, 成瀨克利, 佐佐木香織, 巖楯由貴, 早川淳一, 大下孝裕, 細(xì)田修吾, 松岡慶, 今泉隆司, 藤村宏幸 申請人:株式會社荏原制作所