汎用超高温CCC/DMG/GWE熱分解ガス化(発電)装置(主に廃棄物限定,単体500KW〜4MW,並列1MW〜20MW程度迄)
   本熱分解ガス化装置(スイス製CCC,英国製DMG,米国製GWE)は、超高温加水分解(UHTH)ガス化(Ultra-High Temperature Hydrolysis Gasification), 或いは超高温ガス化(UHTG/HTG)(Ultra-High Temperature Gasification)と呼ばれる方式の熱分解ガス化(発電)装置です。

弊社で取り扱っている他のガス化装置の様に空気(及び蒸気)を使い原料の一部を燃焼させ、その燃焼熱で高温にし、原料のバイオマス等をガス化する方法ではありません。 原料は、空気等の酸化剤を遮断し、空気(酸素)が存在しない状況下、外部から電力(CCC),或いは自己の合成ガスの一部を使い間接加熱・熱分解ガス化方式(Allothermal)であり、 通常ガス化の様な一部原料の部分燃焼熱で自己加熱するガス化方式(Autothermal)では有りません。この結果、より安全で経済的な加熱方式(DMG,CHz-Tec,GWE,他)です。

従って同じく空気を遮断して外部加熱を行う廃プラ熱分解油化装置と類似です。 違いは反応温度と得られる製品です。この熱分解油化装置は450℃前後で、主に熱分解油、副生は分解ガス、そして残渣の炭素分を多く含む炭です。 更に温度を800〜1100℃程度(以上)迄、外熱加熱で熱分解温度を上げると、(熱分解)油ではなく、主成分の熱分解ガス(SynGas)が多く得られます。 これが、ここで取り扱う(超)高温熱分解ガス化装置であり、Tar-Freeの合成ガス、かつ高熱量ガスが得られます。 熱分解温度の上昇に伴い液状油分(Tar)収率は減少し、逆に熱分解ガス分、特に水素ガス収率は増加します。この為、近年は水素製造法としても注目されています。 尚、(超)高温での熱分解により有害分子化合物質もほゞ完全に分解される為もあり、通常、これらが含まれている廃棄物(対応)ガス化装置となっています。










   本超高温CCCガス化では、熱分解温度は1100℃〜1300℃の超高温(IH方式加熱)、熱分解ガス(合成ガス)が主成分で、この様な超高温域では、熱分解油は得られず、全て合成ガス(Syngas/Producer-gas)化(No-Tar/Tar-Free/無タール)されます。 原料水分も20〜30%がベストで、超高温下で水分も残留炭素と反応し合成ガス(H2,CO)増(ガス化効率93%+と云う超高ガス化効率化)が図られます。
従って残渣の炭も、投入される(或いは原料に含まれる)水分と超高温で反応し、多くはガス燃料化(H2,CO)し、ほぼ灰が残渣となります。
更に本装置の最大の特徴は、有害成分を含む廃棄物(例、塩ビ等を含む全廃プラ類)を一括ガス化しクリーンな合成ガスが生産できることです。 原料の種類の制限は全くない汎用ガス化装置ですが、バイオマス・ガス化では不要な不純物(塩素、硫黄、石・金属)等の除去設備、及び(超)高温対応の高価装置材料の使用等の追加設備も加わり 価格も安価でもないので、他ガス化装置では処理が困難な廃棄物限定利用がベストです。
同様に汎用高温熱分解ガス化装置タイプは他にもあり、廃棄物原料(全廃プラ・廃タイヤ・ゴム・複合材・廃バイオマス等,ほゞ全ての炭化水素類)が一括処理できる弊社で国内販売を開始したお薦め最注目最新高温熱分解方式ガス化(発電)(GWE.米国) 中型25d/日@2〜4MWe、或いは大型125d/日)もあります。 発電設備に加え、水素製造、或いは油化装置としても利用できます。
更にThermolyzer(Third Generation Pyrolysis)法の多(3)段法熱分解装置KUG(独)&CHZ-Tec(米国)もあります。 廃プラ類全てを含む炭化水素原料を処理出来て、しかも熱分解温度も比較的低く運転経費・装置価格も有利、及び装置規模も中型(2MW程度)から大型化も可能の模様です。 その他、英国の中大型型Anergy(250KWe〜3MWe)、或いは中型P-Core,等の有力な最新高温熱分解装置も存在します。 廃棄物(廃プラ、他)の種類、混合割合等により、それらの保有熱量も異なり処理規模及び発電可能量は変わります。 尚、木材チップのバイオマス・ガス化(熱分解)は、特殊な条件(特に狭い設置場所内での大型ガス化、複合ORC発電、高度制限等の設置条件等)以外では、通常は高性能A-Tec等がベストな選択です。

添付の写真上段は、UHTH方式のCCCガス化装置、規模は5d/日(表写真)、25d/日(裏図面)の装置です。それ以上は、並列設置で、50d/日、100d/日へと大規模化可能です。
2段は高温熱分解ガス化(GWE/25,125d/日)方式です。 3段は多(3)段熱分解ガス化(CHZ-Tec/22,44,88d/日)方式です。特徴はDMG/CCCとは異なり、中高温(600℃)熱分解・低水素濃度(高メタン&エタン+含む)天然ガス並みの(超)高熱量合成ガスが製造でき、ガスエンジン/ガスタービン発電にも最適です。 この様な高熱量ガスを製造できる(汎用)廃棄物熱分解ガス化装置は、他に存在しないと思われます。加えて、CCCの様に電力加熱ではなく、DMGと同様に自己の副生ガスの一部を使う方式であり、より高効率です。
下(4)段は類似のUHTG方式の簡単なDMGフロー説明図(表側)と熱分解炉(裏側)です。現在40d/日の規模のプロジェクトが英国で進行中です。この装置配置図例は公開可ですが、詳細説明書、図面及び収支計算等は非公開です(NDA締結後公開可)。
尚、近々この様な超高温ガス化装置の導入を検討・計画中であれば、お問い合わせ下さい。
 この様なバイオマス、廃棄物(固体)は、態々(超)高温でガス化(気体)にしなくとも、比較的低温(300〜350℃前後)で触媒を使い直接合成軽油燃料(液体)に変換する効率的な合成法も最近開発されています。 反応温度もガス化に比べ大幅に低く、エネルギー効率も高く、ガスと異なり軽油は液体でありコンパクト・移送も簡単です。

超高温ガス化(発電)装置(UHTH/UHTG)の詳細は,下記添付資料を参照下さい。

1)超高温ガス化(発電)装置(CCC/DMG/GWE)の説明書(PDF) はこちらからダウンロードできます
2)最新高温ガス化(2.7MWe発電)(GWE-25d/日x2系列),及び木質バイオマス原料に対する最新高温ガス化(14MWe発電)(GWE-125d/日x2系列)、並びに(2MWe発電)(GWE-25d/日x2系列)(PDF)の採算性概要はこちらからダウンロードできます
前者は、廃プラ原料を使い発電量を高圧接続限界の2MWに押さえ、付帯設備の自家消費の余剰分を重軽油、或いは水素販売を行う概算例、等です。後者は、最新の大型熱分解炉を利用した伴に高温熱分解バイオマス発電(14/11MWe&2MWe)を行うケースです(1系列単独設置も可)。 価格最重視バイオマス・ガス化発電なら、PMX(10MWe+,2MWe)等も有ります。 尚、設備価格(1)&3)も同様)は最近の急激な為替変動(令和4年3月以前の1$=115円、これ以降の円安は要調整)を反映していません。更に最近の資材費の高騰等の影響で製造元価格改定も煩雑です。従って,その時々の為替変動により採算性も変わります(単なる計算例です)
3)『全ての炭化水素有機物のガス化が出来る最新超高温ガス化装置』Blog記事はこちらです
空気(酸素)を遮断し外部加熱方式で超高温熱分解(1100〜1300℃)を行えば、熱分解油ではなく、不燃ガスの窒素(N2)、炭酸ガス(CO2)を含まない高濃度水素(H2)、一酸化炭素(CO)が主成分の高エネルギー合成ガスが出来ます。 この合成ガスよりPSA装置等で水素ガスを吸着分離し製造する方法,或いはガス化で合成ガス、純水素(Chemical-Looping)を製造する方法、等も、幾つか存在する水素ガス製造法の一つの手法です。
通常のガス化の様に、空気を使い原料の一部を燃焼させ内部加熱方式で高温ガス化する方式とは、プロセスも、合成ガスのエネルギー値も異なります。更に超高温(2000℃+)のガス化装置『(Microwave)Plasma gasification)ガス化プロセス技術』, 『Plasmaガス化技術(水素2$/Kg)』ら、金属類も溶かす溶融炉ガス化となります。
4)水溶液状(脱水・乾燥処理不要)の全廃炭化水素有機物(バイオマス、全プラ類)を高温・超高圧なら、高品質油化が出来る『(Cat-)HTL(Catalytic-Hydrothermal Liquefaction)油化プロセス技術』、 或いはCat-HTR 、更にガス化-(Cat-)HTG: Catalytic-Hydrothermal Gasification)も最近注目です
同様に中高温・中高圧なら半炭化(Bio-Coal)が出来る『HTC (Hydrothermal Carbonization)半炭化プロセス技術』もあります
  

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