タール改質炉内強混合・生成ガス再循環によるタール・スート排出量低減に関する研究

焦油重整炉产气充分混合再循环减少焦油和烟尘排放的研究

• 批准号: 17760691
• 负责人: 波岡 知昭
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760691/
• 关键词: タール改質; 旋回流; 再循環流; ガス流動; スート低減; バイオマス; 廃プラスチック; 温度分布; 炉内濃度分布

有機系廃棄物のThermal recycle手法の一つとして、ガス化発電による高効率発電技術が提案されている。ガス化発電プロセス実用化の課題の一つに、ガス化反応時に副生するタールが後段配管及び発電用原動機内で析出し、それらが長期連続運転に支障をきたす点が挙げられる。タール排出量低減手法として触媒を用いる方法は数多く提案されているが、一般廃棄物や一部の産業廃棄物中には腐食性物質が含まれている場合があり、その場合触媒の利用は難しい。無触媒ガス化に関する研究では、2段ガス化法が提案されており、2段目(改質炉)の運転条件(空気比・水蒸気比)がタール排出量及び生成ガス発熱量に重要な役割を果たしていることが報告されている。しかし実機では、運転条件だけでなく、炉内ガス流動状態もタール排出量に対しても影響を及ぼすものと考えられる。しかしながら、それらに着目した検討はほとんど行われていない。本研究では、タール・スート生成量に及ぼす2次空気吹き込み方法、すなわち2次空気の吹き込み向き及びガス流速の違いが炉内温度分布、さらにそれらの分布がタール・スート排出量に及ぼす影響について、計算および実験により検討した。数10t/day規模を想定した改質炉寸法で、タールモデル物質(エチレン)の部分酸化・改質反応を想定した数値計算を行った。2次空気吹き込み向きは、管型改質器に対して、r方向(半径方向)及びθ方向(円周方向)について検討した。両方向とも、炉内温度分布は異なるが、局所的な高温域が出来る一方で、低温の領域も発生し、反応熱がタール改質に対して十分活用できないだけでなく、スート生成量が増加する可能性が高いことがわかった。θ方向への吹き込みとともに、反応器を急拡大させることで生成改質ガスを再循環させた場合、強混合により炉内温度の分布が均一となり、低温部を吹きぬけることによる未改質タール排出量は低減し、また局所高温域が減少するため、スート生成量も低減することが推測される。

A proposal for a Thermal recycling method for organic wastes with high efficiency in the field of chemical power generation The problem of the application of the power generation system is that the secondary products are precipitated in the rear pipe and the power generation engine when the power generation system is in operation, and the supporting points of the long-term continuous operation are also eliminated. There are many ways to reduce the emission of catalyst, and it is difficult to use catalyst in many cases. In the study of catalyst-free conversion, two stages of conversion method were proposed, and the operation conditions (air ratio, water vapor ratio) of two stages (reforming furnace), discharge amount and heat generation were reported. In addition, the operation conditions of the furnace are different, and the flow state in the furnace affects the discharge amount. "I'm not going to be able to do that." This study discusses the temperature distribution in the furnace and the influence of temperature distribution on the discharge amount and the influence of temperature distribution on the calculation of the discharge amount. Number of 10t/day scale to determine the number of modified furnace method, the number of modified substances (acid) to determine the number of calculation The second air blowing direction is opposite, the tubular reformer is opposite, the r direction (radial direction) and the theta direction (circumferential direction) are opposite. The direction and temperature distribution in the furnace are different, and the possibility of increasing the amount of heat generated is high. theta direction, the temperature distribution in the furnace becomes uniform under strong mixing, and the discharge amount of the unmodified furnace decreases under high temperature.