專利名稱：生物質(zhì)的氣化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)(biomass)的液體燃料化技術(shù)，特別涉及將生物質(zhì)氣化，制造用于制造甲醇等液體燃料的原料氣的有效方法。而且，本發(fā)明涉及利用生物質(zhì)的氣化獲得的有用氣體作為氣體燃料的應(yīng)用，及通過實(shí)施此氣化方法而作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的含有廢催化劑及灰的廢棄物作為土壤改良材料的使用。
背景技術(shù)：
目前，為了防止地球的溫暖化，避免有限的化石燃料資源枯竭，開發(fā)自然能源技術(shù)，并將其廣泛普及就成為緊急的課題。在自然能源中，生物質(zhì)能量因其存儲(chǔ)量大或可貯存性，而被置于自然能源的首位。但是，目前進(jìn)行的木質(zhì)類生物質(zhì)的直接燃燒在生物質(zhì)的供給量或效率方面存在限制，且僅能用于電力供應(yīng)。另一方面，利用發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇的過程中，原料僅限于甘蔗的榨汁或糖蜜之類糖質(zhì)、或谷物或薯類之類淀粉質(zhì)等生物質(zhì)。如果能夠開發(fā)出能利用包括較多光合成產(chǎn)物的纖維素或半纖維素在內(nèi)的生物質(zhì)整體制造甲醇之類動(dòng)力用或運(yùn)輸用液體燃料的技術(shù)，則其意義將非常深遠(yuǎn)，但目前的現(xiàn)狀是此類技術(shù)還未達(dá)到技術(shù)性及經(jīng)濟(jì)性實(shí)用階段。
目前，作為將生物質(zhì)等有機(jī)物氣化，獲得甲醇合成用氣體的技術(shù)的實(shí)例，例如有特開平7-138580號(hào)公報(bào)中記載的方法。所述方法為利用空氣或氧氣及水蒸汽將有機(jī)物部分氧化的方法，將供給的水蒸汽與有機(jī)物中碳的摩爾比調(diào)整為1～10，再將燃燒或氣化溫度調(diào)整為700℃～900℃。另外，在特開平9-111254號(hào)公報(bào)中，提出了利用設(shè)置在氣化爐的下游側(cè)、內(nèi)裝含鎳合金或鎳催化劑的氣體分解爐，分解按照此方法生成的氣體中的焦油或煤煙的方法。
另一方面，在特開平7-41767號(hào)公報(bào)中，提出了如下方法在垂直式蒸餾瓶?jī)?nèi)，在水的存在下，使生物質(zhì)在600～1200℃，通常為800～1100℃下分解。
根據(jù)本發(fā)明者的研究，上述現(xiàn)有方法中還存在如下需要解決的問題(1)利用空氣或氧氣及水蒸汽將生物質(zhì)部分氧化的方法在此方法中，在700℃或700℃以下的反應(yīng)溫度下副生成焦油，而在900℃或900℃以上生成煤煙，這些副產(chǎn)物在氣化爐內(nèi)部或下游的熱回收裝置、氣體洗滌裝置、及轉(zhuǎn)移(shift)反應(yīng)裝置、CO2除去裝置、甲醇合成裝置內(nèi)導(dǎo)致閉塞或反應(yīng)收率降低的結(jié)果。如果為了避免這一結(jié)果而將氣化爐的溫度維持在700℃或700℃以上，則必需使生物質(zhì)的一部分燃燒，因此反而降低目標(biāo)氣體收率。而且，為了進(jìn)行燃燒，必須在氣化爐內(nèi)導(dǎo)入空氣或氧氣，但如果使用空氣，則導(dǎo)致甲醇合成用氣體被氮?dú)庀♂?；使用氧氣時(shí)，必須有從空氣精制純氧的復(fù)雜步驟，這在制造成本方面也是不利的。
(2)在上述方法中在氣化爐的下游設(shè)置氣體分解爐的方法據(jù)認(rèn)為在由氣化爐至氣體分解爐的過程中，進(jìn)行分解產(chǎn)物的聚合或縮合反應(yīng)，另外在將氣化爐中產(chǎn)生的生成氣導(dǎo)入氣體分解爐的階段，必須進(jìn)行重新加熱，因此從熱效率方面考慮是不利的。而且，氣體分解爐中使用的催化劑的劣化劇烈，需要頻繁地更換。
(3)在水存在下的分解實(shí)施此方法時(shí)，需要進(jìn)行1000℃左右的高溫處理。另外，認(rèn)為此方法不適于連續(xù)處理。需要說明的是特開平7-41767號(hào)公報(bào)中雖未記載生成氣體的組成，但此組成對(duì)下游水蒸汽改性中成分調(diào)整的依賴程度變大，因此必然導(dǎo)致甲醇收率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而完成的，其目的在提供一種方法，所述方法能夠在較低溫度的條件下有效率且有效果地進(jìn)行生物質(zhì)的氣化反應(yīng)，且消除了隨著焦油或煤煙的發(fā)生而帶來的問題。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供的生物質(zhì)氣化方法是將生物質(zhì)氣化來制造用于制造甲醇等液體燃料的原料氣的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟在氣化反應(yīng)區(qū)(zone)內(nèi)，升溫條件下、氣化劑存在下，使含有生物質(zhì)的有機(jī)物類原料以流動(dòng)狀態(tài)接觸由具有催化劑功能和/或熱介質(zhì)功能的粘土組成的氣化促進(jìn)劑，由此將上述有機(jī)物類原料轉(zhuǎn)換成用于制造液體燃料的有用氣體。
本發(fā)明的方法還可以包括如下步驟將吸附了上述氣化過程中生成的碳(char)等副產(chǎn)物的氣化促進(jìn)劑從氣化反應(yīng)區(qū)中取出，導(dǎo)入再生區(qū)，在上述再生區(qū)內(nèi)，通過燃燒、或利用因部分燃燒而產(chǎn)生的高溫化條件下的碳質(zhì)氣化反應(yīng)，除去吸附在氣化促進(jìn)劑上的吸附副產(chǎn)物，將由此再生的加熱狀態(tài)的氣化促進(jìn)劑再循環(huán)到上述氣化反應(yīng)區(qū)內(nèi)。
另外，本發(fā)明還包括將通過實(shí)施上述氣化方法而獲得的有用氣體作為氣體燃料的使用。
另外，本發(fā)明還包括一種液體燃料制造方法，所述方法包括如下步驟將含有利用上述氣化方法獲得的一氧化碳及氫氣的原料氣根據(jù)需要利用轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置進(jìn)行成分調(diào)整，除去二氧化碳后，進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)，由此得到甲醇。
本發(fā)明還包括將通過實(shí)施上述氣化方法產(chǎn)出的含有廢催化劑及灰的廢棄物作為土壤改良材料的使用。
根據(jù)本發(fā)明的方法，可以在上述氣化反應(yīng)時(shí)的升溫條件為400～750℃左右比較溫和的溫度條件下，有效率地實(shí)施生物質(zhì)的氣化。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的生物質(zhì)氣化方法是將生物質(zhì)氣化制造用于制造甲醇等液體燃料的原料氣的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟將含有生物質(zhì)的有機(jī)物類原料微粉化，在氣化反應(yīng)區(qū)，升溫條件下、氣化劑存在下，使得到的有機(jī)物類原料以流動(dòng)的狀態(tài)接觸具有催化劑功能和/或熱介質(zhì)功能的固體的氣化促進(jìn)劑，由此將上述微粉化生物質(zhì)原料轉(zhuǎn)換成用于制造液體燃料的有用氣體。
本發(fā)明的方法還可以包括如下步驟將吸附了上述氣化過程中生成的碳等副產(chǎn)物的氣化促進(jìn)劑從氣化反應(yīng)區(qū)中取出，導(dǎo)入再生區(qū)，在上述再生區(qū)內(nèi)，通過燃燒、或利用因部分燃燒而產(chǎn)生的高溫化條件下的碳質(zhì)氣化反應(yīng)，除去吸附在氣化促進(jìn)劑上的吸附副產(chǎn)物，將由此再生的加熱狀態(tài)的氣化促進(jìn)劑再循環(huán)到上述氣化反應(yīng)區(qū)內(nèi)。通過采用此氣化促進(jìn)劑的再生和再循環(huán)步驟，能夠更有效率地實(shí)施生物質(zhì)的氣化。
能夠適用于本發(fā)明方法的生物質(zhì)原料無特別限定，包括能夠獲得甲醇等有用液體燃料成分的所有有機(jī)物類的有用材料。具體而言，包括來源于森林或山林的木質(zhì)類材料，來源于濕地、河川、草地、海洋的植物·藻類資源、林業(yè)或農(nóng)產(chǎn)品廢棄物、廢棄塑料等。
含有這些微生物的有機(jī)物類原料的微粉化或微細(xì)化，從增大氣化反應(yīng)時(shí)的接觸面積(比表面積)、有效果且有效率地進(jìn)行反應(yīng)方面考慮是很重要的。此時(shí)的原料微粉化程度為300～3000μm，優(yōu)選為300～600μm左右。
在本發(fā)明中，在氣化反應(yīng)區(qū)，升溫條件下、氣化劑存在下，使得到的有機(jī)物類原料以流動(dòng)的狀態(tài)接觸由具有催化劑功能和/或熱介質(zhì)功能的粘土組成的氣化促進(jìn)劑。據(jù)認(rèn)為生物質(zhì)的氣化按照如下反應(yīng)在水蒸汽及空氣的存在下進(jìn)行。
因此，作為氣化反應(yīng)中的必要反應(yīng)成分，氧氣及水是必須的。在本發(fā)明中，作為此氣化中必要成分的氣化劑，可以使用加熱水蒸汽及空氣的混合物獲得，從防止生成氣體濃度降低方面考慮，更優(yōu)選僅使用水蒸汽。由于水蒸汽具有催化劑的流動(dòng)化或催化劑上油分的氣提功能，因此是特別優(yōu)選的。而且，如下所述，在再生區(qū)，通過導(dǎo)入空氣，利用燃燒、或部分燃燒與碳質(zhì)氣化反應(yīng)除去粘土催化劑上的吸附副產(chǎn)物。
需要說明的是導(dǎo)入氣化反應(yīng)區(qū)的氣化劑的投入量及溫度條件可以根據(jù)發(fā)生反應(yīng)的生物質(zhì)原料的種類、量、性狀，來適當(dāng)選擇最適宜的范圍。通常，作為氣化劑的水蒸氣的投入量，以水蒸氣/生物質(zhì)的比值為0.3～2.5，優(yōu)選在0.5～1.0的范圍內(nèi)。需要說明的是氣化反應(yīng)的溫度條件的詳細(xì)內(nèi)容如下所述。
另外，水蒸氣的導(dǎo)入優(yōu)選以發(fā)生粉體流動(dòng)的形式進(jìn)行，利用此流動(dòng)化，可以進(jìn)行利用氣化反應(yīng)區(qū)內(nèi)的水蒸氣、在氣相中游離的生物質(zhì)的高分子或熱分解生成物及催化劑粒子間的良好接觸的流動(dòng)接觸氣化。
在氣化反應(yīng)中流動(dòng)接觸的氣化催化劑由具有催化劑功能及/或熱介質(zhì)功能的粘土組成，可以考慮到生物質(zhì)的種類或下游裝置的設(shè)計(jì)及整個(gè)處理過程的成本來選擇最優(yōu)選的物質(zhì)。具體而言，氣化促進(jìn)劑優(yōu)選蒙脫石粘土、蛭石粘土、高嶺土-蛇紋石粘土、綠泥石粘土，更優(yōu)選至少含有蒙托石粘土、蛭石粘土、高嶺土粘土、多水高嶺土粘土及這些物質(zhì)的混合物中的1種。
作為氣化促進(jìn)劑，除了作為必需成分的粘土之外，也可以根據(jù)需要追加添加其他的礦物、硅藻土、貝殼、硅酸鋁類催化劑、載帶過渡金屬的無機(jī)材料類催化劑、金屬氧化物催化劑及這些物質(zhì)的混合物中的至少1種。
需要說明的是氣化促進(jìn)劑的粒徑優(yōu)選為10～500μm左右，更優(yōu)選為60～120μm。
氣化促進(jìn)劑的投入量可以根據(jù)所使用的氣化促進(jìn)劑或生物質(zhì)原料的種類或性狀及使用裝置適當(dāng)選擇最適范圍。
目前，就以生物質(zhì)為原料生成甲醇合成用的有用氣體的方法而言，在使用氣化爐內(nèi)的催化劑的研究中，現(xiàn)狀是催化劑的劣化比預(yù)想的快，還未進(jìn)入實(shí)用化階段。另外，如上所述，由生物質(zhì)原料生成有用氣體時(shí)的最大問題在于焦油或煤煙的生成。使氣化反應(yīng)爐在700℃或700℃以下的較低溫度條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無法避免生成焦油，另外，與此相反，在900℃或900℃以上的高溫條件下，生成煤煙，而且難以維持反應(yīng)的獨(dú)立熱平衡。本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在發(fā)生氣化反應(yīng)時(shí)通過使生物質(zhì)原料以流動(dòng)狀態(tài)與上述由粘土組成的氣化促進(jìn)劑接觸，能夠一并解決上述難題，從而完成了本發(fā)明。
通常，焦油成分是從固相的生物質(zhì)游離為氣相的高分子未分解而殘留、或具有不飽和鍵的熱分解產(chǎn)物縮合或聚合而生成的。這些游離成分例如在與氫原子具有親和性的金屬催化劑或質(zhì)子供給性的酸催化劑的存在下迅速被分解，其聚合受到抑制。由此，在本發(fā)明中，在流動(dòng)狀態(tài)下，使上述微粉狀氣化促進(jìn)劑和微粉狀生物質(zhì)相接觸，進(jìn)行氣化反應(yīng)，由此能夠有效果地防止氣相中焦油的生成，而且使反應(yīng)區(qū)的所需溫度顯著降低。因此，根據(jù)此方法能夠非常有效地改善生成氣體的收率和生物質(zhì)的熱平衡。而且，將上述氣化促進(jìn)劑導(dǎo)入反應(yīng)體系的操作在使氣化促進(jìn)劑發(fā)揮熱介質(zhì)作用、有效率地進(jìn)行氣化反應(yīng)方面是很重要的。
因此，在本發(fā)明中，可以使用蒙脫石粘土等極易獲得且價(jià)格低廉的粘土成分(根據(jù)需要經(jīng)前處理后的物質(zhì))作為氣化促進(jìn)劑，而且這些物質(zhì)可以邊在再生區(qū)內(nèi)連續(xù)再生，邊進(jìn)行氣化反應(yīng)。根據(jù)此方法，可以以較高的更換率連續(xù)地更換氣化促進(jìn)劑的一部分，且利用分解反應(yīng)使沉積在氣化促進(jìn)劑上的碳成分在再生區(qū)內(nèi)被除去，由此能夠邊保持氣化促進(jìn)劑的催化劑活性，邊有效率地進(jìn)行接觸分解反應(yīng)。
因此，本發(fā)明的氣化方法能夠根據(jù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)反應(yīng)條件的選擇大致分為二種方案。
其一為在500～800℃左右較高的溫度范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)構(gòu)成氣化反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)槽，避免碳沉積在氣化促進(jìn)劑上的方法；在此方案中，氣化促進(jìn)劑的再生區(qū)不一定是必須的。反應(yīng)區(qū)也可以具有被微粉化的生物質(zhì)原料的供給裝置、水蒸汽等氣化劑的供給裝置、由生成氣體除去微粉化氣化促進(jìn)劑及灰分的分離裝置。
另一個(gè)優(yōu)選的方案為在450～750℃左右更低溫區(qū)域的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，所述方案包括如下步驟使碳質(zhì)成分沉積在氣化促進(jìn)劑上，利用此碳質(zhì)成分在設(shè)置在反應(yīng)區(qū)之外的再生區(qū)內(nèi)的燃燒，或部分燃燒與碳質(zhì)氣化反應(yīng)，將其除去。例如，在用于氣化促進(jìn)劑再生的再生塔內(nèi)，設(shè)置空氣供給裝置和將催化劑從燃燒排出氣體中分離出的裝置，反應(yīng)槽和再生塔由能夠使催化劑在二者間循環(huán)的配管連接。此時(shí)，氣化反應(yīng)除了反應(yīng)槽之外，也發(fā)生在反應(yīng)槽上游的配管內(nèi)，但此時(shí)生成焦油，生成的焦油再發(fā)生縮聚，作為碳成分(char)沉積在催化劑上。沉積了此碳的催化劑被導(dǎo)入再生塔內(nèi)，在再生塔中供給空氣，使附著的碳成分燃燒或部分燃燒，利用此燃燒熱加熱氣化促進(jìn)劑。加熱后的氣化促進(jìn)劑被再次循環(huán)到反應(yīng)槽內(nèi)，能夠供給反應(yīng)所必需的熱量。
現(xiàn)有技術(shù)中存在如下問題為了實(shí)施部分氧化而供給氧氣時(shí)，必須從空氣中分離精制氧氣；另一方面，供給空氣時(shí)，甲醇合成用氣體被氮?dú)庀♂?。但是，根?jù)本發(fā)明的方法，由于燃燒時(shí)使用空氣，因此無需分離氧氣，而且由于將空氣供給至再生塔內(nèi)，排出氣體從與反應(yīng)槽產(chǎn)生的生成氣體不同的系統(tǒng)流路被排出，因此不存在甲醇合成用氣體被氮?dú)庀♂尩膯栴}。
由此獲得的生成氣體不含有焦油或煤煙，由純凈(clean)且氫氣/一氧化碳比接近2∶1的適合用于甲醇合成的原料氣組成。
另外，在本發(fā)明的優(yōu)選方案中包括將上述再生區(qū)內(nèi)的發(fā)生熱及/或廢棄熱的至少一部分回收并有效地利用的步驟。由此回收的熱量能夠有效地用于干燥或加熱生物質(zhì)原料，生成作為氣化劑的水蒸氣等。
由此，在本發(fā)明中，通過使經(jīng)固體微粉化的氣化促進(jìn)劑有效果地流動(dòng)接觸，首先，在能夠使氣相游離的生物質(zhì)的高分子或熱分解產(chǎn)物迅速分解方面是有效果的；不僅如此，利用生物質(zhì)和氣化促進(jìn)劑接觸的熱傳導(dǎo)或氣化促進(jìn)劑發(fā)出的熱輻射，此氣化促進(jìn)劑作為將反應(yīng)中必需的能量傳導(dǎo)給生物質(zhì)的熱傳導(dǎo)介質(zhì)也發(fā)揮了重要的作用。而且，還具有如下作用在較低溫度下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將副生的碳吸附在催化劑表面，將伴隨在再生塔中被吸附的碳的燃燒而產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至反應(yīng)區(qū)，將生物質(zhì)加熱。利用此氣化促進(jìn)劑的多項(xiàng)作用，非常有效地改善了氣化反應(yīng)過程的熱收支平衡，能夠在溫和的溫度·壓力條件下有效率地制造甲醇合成用氣體。
本發(fā)明包括由根據(jù)上述方法獲得的有用原料氣制造甲醇等液體燃料的方法。具體而言，將由上述步驟獲得的生成氣體根據(jù)需要在轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置中進(jìn)行成分調(diào)整，在二氧化碳除去裝置中除去二氧化碳后，在甲醇合成裝置中利用催化劑反應(yīng)合成甲醇。因此，從獲得的生成氣體合成甲醇的方法可以利用公知裝置適當(dāng)?shù)貙?shí)施。
另外，在本發(fā)明中由于使用的氣化促進(jìn)劑由粘土組成，因此反應(yīng)后廢棄的廢催化劑(粘土)與灰的混合物直接在土壤中還原，可以被有效用作土壤改良劑。特別是可能因連續(xù)采集生物質(zhì)而導(dǎo)致土壤的肥沃度/生產(chǎn)率逐步降低時(shí)，此土壤改良劑的利用是有效的。此廢棄物作為土壤改良劑的利用在改良酸性土壤、對(duì)土壤補(bǔ)給礦物質(zhì)成分方面是優(yōu)選的，另外，根據(jù)還原土壤的性狀，也能夠利用對(duì)粘土的養(yǎng)分吸附力或保水性的改良，提高土壤自身的生產(chǎn)率。
而且，本發(fā)明也能夠?qū)⑼ㄟ^實(shí)施上述氣化方法獲得的有用氣體直接作用氣體燃料使用。
實(shí)施例(實(shí)施例1)在內(nèi)徑43mm、高500mm的不銹鋼制反應(yīng)容器內(nèi)填充活性石膏粉或硅砂中的任一種作為流動(dòng)介質(zhì)，邊用氮?dú)饧八魵馐蛊淞鲃?dòng)化，邊由反應(yīng)容器的上部投入纖維素粉末，進(jìn)行氣化。在活性石膏粉中添加水進(jìn)行造粒，干燥后在600～650℃下煅燒，進(jìn)行篩分，使用粒徑74～125μm部分。使用粒徑250～300μm的硅砂。主要的反應(yīng)條件和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所述。
表1

由上述表1的結(jié)果可知，使用活性石膏粉之類粘土催化劑的情況與使用無催化劑作用的硅砂的情況相比，能夠顯著抑制焦油的生成，而且也增加了氣體的收率。這些實(shí)驗(yàn)中生成氣體的氫氣濃度為15～20％，一氧化碳濃度為50～55％，在之后的實(shí)驗(yàn)中為了進(jìn)行甲醇合成，希望此氣體富含進(jìn)行轉(zhuǎn)移反應(yīng)()所需的氫氣，但是根據(jù)J.CORELLA等的研究(J.CORELLA，J.HERGUIDO，F(xiàn).J.ALDAY“PYROLYSIS AND STEAM GASIFICATION OFBIOMASS IN FLUIDIZED BEDSINFLUENCE OF THE TYPE ANDLOCATION OF THE BIOMASS FEEDING POINT ON THEPRODUCT DISTRIBUTION”International Conference on Research inThermochemical Biomass Conversion，Phenix，Ariz pp384～389(1998))，與此實(shí)施例的上部投入型反應(yīng)裝置相比，將生物質(zhì)直接投入流動(dòng)介質(zhì)存在的反應(yīng)器下部能夠顯著提高氫氣的濃度(650℃下，上部投入型的氫氣濃度為20％，而下部投入型為47％)。
(實(shí)施例2)在與實(shí)施例1同樣的反應(yīng)容器內(nèi)，填充作為氣化促進(jìn)劑使用過一次后經(jīng)再生的活性石膏粉作為流動(dòng)介質(zhì)，同樣地邊用氮?dú)饧八魵馐蛊淞鲃?dòng)化，邊由反應(yīng)容器的上部投入纖維素粉末，進(jìn)行氣化?；钚允喾墼偕鷷r(shí)，在850℃下加熱60分鐘，完全除去吸附的碳后，使用經(jīng)篩分后粒徑為74～125μm的部分。主要的實(shí)驗(yàn)條件和結(jié)果如下所述。
表2

在上述表2中，為了與使用活性石膏粉的新產(chǎn)品的情況相比較，將上述表1中實(shí)驗(yàn)編號(hào)1及3的結(jié)果再次列出。由上述結(jié)果可知，活性石膏粉在再生后也具有很強(qiáng)的抑制焦油生成的效果。
根據(jù)本發(fā)明的方法，在將生物質(zhì)原料氣化制造甲醇等液體燃料制造用原料氣時(shí)，在氣化反應(yīng)區(qū)內(nèi)，由于使用由粘土組成的氣化促進(jìn)劑，因此能夠使生物質(zhì)的氣化反應(yīng)在較低溫的條件下有效率且有效果地進(jìn)行，而且消除了隨著焦油或煤煙之類的產(chǎn)生而帶來的問題。
而且，根據(jù)本發(fā)明，可以將利用此生物質(zhì)氣化獲得的有用氣體作為氣體燃料使用，同時(shí)可以將通過實(shí)施此氣化方法而作為副產(chǎn)物產(chǎn)生的含有廢催化劑及灰的廢棄物作為土壤改良材料有效地利用，作為適于循環(huán)型社會(huì)的產(chǎn)業(yè)技術(shù)非常有用。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)的氣化方法，是將生物質(zhì)氣化制造用于制造甲醇等液體燃料的原料氣的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟在氣化反應(yīng)區(qū)，升溫條件下、氣化劑存在下，使含有生物質(zhì)的有機(jī)物類原料以流動(dòng)狀態(tài)與由具有催化劑功能和/或熱介質(zhì)功能的粘土組成的氣化促進(jìn)劑接觸，由此將所述有機(jī)物類原料轉(zhuǎn)換成用于液體燃料制造的有用氣體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述方法還包括如下步驟將吸附了在所述氣化過程中生成的碳等副產(chǎn)物的氣化促進(jìn)劑從氣化反應(yīng)區(qū)中取出，導(dǎo)入再生區(qū)，在所述再生區(qū)內(nèi)，通過燃燒或部分燃燒與碳質(zhì)氣化反應(yīng)除去吸附在氣化促進(jìn)劑上的吸附副產(chǎn)物，將由此再生的加熱狀態(tài)的氣化促進(jìn)劑再循環(huán)到所述氣化反應(yīng)區(qū)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述升溫條件為400～800℃，優(yōu)選為400～750℃，更優(yōu)選為450～600℃范圍內(nèi)的較溫和的溫度條件。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣化促進(jìn)劑由平均粒徑為10～500μm，優(yōu)選為60～120μm的微粉碎化后的粘土組成。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣化促進(jìn)劑由選自蒙脫石粘土，蛭石粘土，高嶺土-蛇紋石粘土，綠泥石粘土及這些物質(zhì)的混合物中的至少1種組成。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述氣化促進(jìn)劑還含有選自礦物、硅藻土、貝殼、硅酸鋁類催化劑、載帶過渡金屬的無機(jī)材料類催化劑、金屬氧化物催化劑及這些物質(zhì)的混合物中的至少1種。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述氣化劑含有水蒸汽。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括回收所述再生區(qū)中的發(fā)生熱及/或廢棄熱的至少一部分并將其有效利用的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由上述步驟生成的有用氣體由含有一氧化碳及氫氣的氣體組成。
10.通過實(shí)施上述權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的氣化方法而產(chǎn)生的含有廢催化劑及灰的廢棄物作為土壤改良材料的應(yīng)用。
11.通過實(shí)施上述權(quán)利要求1～10中任一項(xiàng)所述的氣化方法而得到的有用氣體作為氣體燃料的應(yīng)用。
12.一種液體燃料的制造方法，上述方法包括如下步驟將利用權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的方法獲得的含有一氧化碳及氫氣的原料氣根據(jù)需要利用轉(zhuǎn)移反應(yīng)裝置進(jìn)行成分調(diào)整，除去二氧化碳后，進(jìn)行甲醇合成反應(yīng)，由此得到甲醇。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種將草本類或木本類生物質(zhì)原料氣化，有效率地制造甲醇等液體燃料合成用原料氣的方法，是將生物質(zhì)氣化制造用于制造甲醇等液體燃料的原料氣的方法，其特征在于，在氣化反應(yīng)區(qū)，升溫條件下、氣化劑存在下，使含有生物質(zhì)的有機(jī)物類原料以流動(dòng)狀態(tài)與由具有催化劑功能和/或熱介質(zhì)功能的粘土組成的氣化促進(jìn)劑接觸，由此將上述有機(jī)物類原料轉(zhuǎn)換成用于液體燃料制造的有用氣體。
文檔編號(hào)C10J3/00GK1537156SQ0281500
公開日2004年10月13日 申請(qǐng)日期2002年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月31日
發(fā)明者井上齊, 堀尾正韌, 韌 申請(qǐng)人:井上齊, 堀尾正韌