HUP0700794A2 - Process for producing methanol from organic wastes through the production synthesis gas - Google Patents
Process for producing methanol from organic wastes through the production synthesis gas Download PDFInfo
- Publication number
- HUP0700794A2 HUP0700794A2 HU0700794A HUP0700794A HUP0700794A2 HU P0700794 A2 HUP0700794 A2 HU P0700794A2 HU 0700794 A HU0700794 A HU 0700794A HU P0700794 A HUP0700794 A HU P0700794A HU P0700794 A2 HUP0700794 A2 HU P0700794A2
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- methanol
- synthesis gas
- waste
- water
- hydrogen
- Prior art date
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 26
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 title description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 43
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 31
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 14
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 claims 1
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 claims 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 16
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 6
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- -1 halide acids Chemical class 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000209149 Zea Species 0.000 description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 2
- VMKSSPFSQWMXSG-UHFFFAOYSA-M potassium;methyl carbonate Chemical compound [K+].COC([O-])=O VMKSSPFSQWMXSG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010169 landfilling Methods 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/133—Renewable energy sources, e.g. sunlight
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
keresztül.through.
HGÖESSÉGI PÉLDÁNYTEMPERATURE COPY
ΪΪ
KÖZ jFÉnáíi^I^: ΫiMID jFÉnáíi^I^: Ϋi
PÉLDÁNY ' 14 COPY ' 14
Eljárás szerves anyag tartalmú hulladékokból metanol előállítására szintézisgázon keresztül.Process for producing methanol from waste containing organic matter via synthesis gas.
A Föld legtöbb országa az utóbbi évtizedekben a különböző energiaforrások tekintetében eltérő mértékben ugyan, de függésbe került a külső területeken található források miatt. Ezen függést még aggályosabbá teszi, hogy a fosszilis tüzelőanyag előfordulások jelentős része hosszabb ideje konfliktusokkal terhelt területen található.Most countries on Earth have become, to varying degrees, dependent on external sources of energy in recent decades. This dependence is made even more worrisome by the fact that a significant portion of fossil fuel deposits are located in areas that have been plagued by conflict for a long time.
A hagyományos energiahordozók mértéktelen használatából eredően igazolhatóan növekszik az atmoszféra szén-dioxid tartalma, melyhez egyéb üvegház gázokkal egyetemben az időjárás kedvezőtlen alakulása köthető. ...The excessive use of traditional energy sources is demonstrably increasing the carbon dioxide content of the atmosphere, which, together with other greenhouse gases, is responsible for unfavorable weather conditions. ...
További környezeti problémaként jelentkezik a egyes mezőgazdasági-, kommunális es egyéb ipari hulladékok növekvő mennyisége, melyek egyértelműen a mai kor emberi tevékenységéhez köthetőek és jelenlegi kezelésük, egyéb környezeti problémák mellett szintén az üvegház gázok mennyiségének jelentős növekedését eredményezik. Bátran kijelenthetjük, hogy ezek folyamatosan és alig változó összetétellel, viszont egyre emelkedő mennyiségben keletkezve, az emberi tevékenység velejárójaként megújuló nyersanyagként értelmezhetők.Another environmental problem is the increasing amount of certain agricultural, municipal and other industrial wastes, which are clearly linked to modern human activity and their current treatment, in addition to other environmental problems, also results in a significant increase in the amount of greenhouse gases. We can boldly state that these are continuously and with a barely changing composition, but in an ever-increasing amount, and can be interpreted as a renewable raw material as a consequence of human activity.
Például Magyarországon országosan a kommunális hulladékban mintegy 2,5 millió t/év mennyiségben található biológiailag lebomló szerves hulladék. Ennek hozzávetőlegesen 50 %-a a lerakóban szén-dioxiddá és metánná bomlik. Ez 800 ezer t/év szén-dioxid, valamint 400 ezer t/év metánterhelést jelent az atmoszférában. A talajon elhelyezett (nem elégetett) részben víztelenített szennyvíz iszap terhelés 1,5 millió t/év, mely 90 ezer t/év szén-dioxid, valamint 50 ezer t/év metán terhelést jelent az atmoszférában. Fenti hulladék lerakási folyamatok eredményeként a légkörbe kibocsátásra kerülő üvegház gázok szén-dioxid egyenértéke 10 millió t/év. Kommunális hulladéklerakóba kerülő ipari eredetű szilárd szerves, biológiailag nem lebomló részének éves mennyisége szintén 2,5 millió t/év. Az arányok a Föld egyéb országaiban hasonlóak.For example, in Hungary, the amount of biodegradable organic waste in municipal waste nationwide is approximately 2.5 million t/year. Approximately 50% of this is decomposed into carbon dioxide and methane in the landfill. This represents an atmospheric load of 800 thousand t/year of carbon dioxide and 400 thousand t/year of methane. The load of partially dewatered sewage sludge placed on the ground (not incinerated) is 1.5 million t/year, which represents an atmospheric load of 90 thousand t/year of carbon dioxide and 50 thousand t/year of methane. The carbon dioxide equivalent of greenhouse gases emitted into the atmosphere as a result of the above waste landfilling processes is 10 million t/year. The annual amount of solid organic, non-biodegradable part of industrial origin ending up in municipal landfills is also 2.5 million t/year. The proportions are similar in other countries around the world.
A biológiai eredetű üzemanyagok gyártása ma világszerte széles körben elteijedt.The production of biofuels is now widespread worldwide.
A biológiai eredetű üzemanyagok gyártástechnológiáját három generációra bonthatjuk, amelyet az 1 táblázat szemléltet (Forrás: Dr. Hajdú József FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet)The production technology of biofuels can be divided into three generations, as illustrated in Table 1 (Source: Dr. József Hajdú FVM Institute of Agricultural Mechanization)
Eljárás szerves anyag tartalmú hulladékokból metanol előállítására szintézisgázon keresztül.Process for producing methanol from waste containing organic matter via synthesis gas.
Alaposabb életciklus analízis (LCA) vizsgálatok kimutatták,hogy egyrészt a ma szorgalmazott eljárások energetikailag nem, vagy egyes esetekben éppen csak pozitív energetikai mérlegét, másrészt az eljárások energia és segédanyag felhasználásának figyelembe vételével az egységnyi hasznosítható energiára jutó növekvő üvegház hatást (Raisz-Emmer: Effectiv Carbon Rate...., EMEC7 Bmo 2006).More thorough life cycle analysis (LCA) studies have shown that, on the one hand, the currently advocated processes have no or, in some cases, only a positive energy balance, and on the other hand, taking into account the energy and auxiliary material consumption of the processes, the increasing greenhouse effect per unit of usable energy (Raisz-Emmer: Effective Carbon Rate...., EMEC7 Bmo 2006).
Ez a felismerés vezethette az FP7 kiíróit, amikor az ENERGY fejezetben kiírták a 2007.j.2.5. Synthetic biofuels via gasification collaboratív témát.This realization may have guided the FP7 promoters when they announced the collaborative topic 2007.j.2.5. Synthetic biofuels via gasification in the ENERGY chapter.
A szintézisgáz gyártás a biomasszából már több országban megvalósult, melynek során a szintézisgázt vagy gázmotorban használták fel villamos - és hőenergia termelésre (Case Study: 2 MWei biomass gasification plant in Güssing. EC Contract no. NNE5/2002/52:OPET CHP/DH Cluster), vagy Fischer-Tropps folyadékot (CHOREN program Freiberg ), elvétve metilalkoholt állítottak elő. A felhasznált biomassza az esetek döntő részében vágásra érettnek tekintett erdőkből származó elsődleges erdészeti termék, nyers fatörzs. Ez az alapanyag piacon a fából készült bútorok gyártást visszaszorította, helyette műanyagok felhasználása terjedt el, melynek energetikai befektetése többszörösen meghaladja az elégetett fa alapanyag által szolgáltatott energiát.Synthesis gas production from biomass has already been implemented in several countries, where the synthesis gas was used either in a gas engine to produce electricity and heat (Case Study: 2 MW e i biomass gasification plant in Güssing. EC Contract no. NNE5/2002/52:OPET CHP/DH Cluster), or Fischer-Tropps liquid (CHOREN program Freiberg), and occasionally methanol was produced. The biomass used is in most cases a primary forestry product, raw tree trunk, from forests considered ripe for cutting. This raw material has suppressed the production of wooden furniture on the market, and instead the use of plastics has spread, the energy investment of which exceeds the energy provided by the burned wood raw material many times over.
Megjelentek olyan szintézisgáz gyártó üzemek, melyek a hulladékok vékony szeletét, az alapanyagában nem szelektíven gyűjtött műanyagokat használja fel (Corenso United Oy Ltd., Finland). , .Synthesis gas production plants have appeared that use thin slices of waste, non-selectively collected plastics as their raw material (Corenso United Oy Ltd., Finland). , .
A WO2007005126 szénhidrogénekből állítja elő a szintézisgázt, melyből a metanolt gyártja. Az US2003158270 aránylag alacsony hőmérsékleten és nyomáson használható katalitikus rendszert ír le, melynek szintézisgáz gyártására nem tér ki.WO2007005126 produces synthesis gas from hydrocarbons, from which methanol is produced. US2003158270 describes a catalytic system that can be used at relatively low temperatures and pressures, but does not address the production of synthesis gas.
A Battelle Columbus gasification system (BAL-Fuels Project, 1997) a keletkezett széndioxidot elengedi a rendszerből és levegő aláfúvatást használ, mellyel csökkenti a szintézisgáz hasznos alkotóinak koncentrációját. Külön kátrány bontó rendszere fölös műveleti és beruházási költséggel jár. A HTW Technology fa alapanyagot használ és 27 bar nyomáson dolgozik az elgázosító rendszer. Az aláfuvott oxigént levegő szeparátorból nyeri, a nitrogént csak szárításra használja.The Battelle Columbus gasification system (BAL-Fuels Project, 1997) releases the generated carbon dioxide from the system and uses air underflow, which reduces the concentration of useful components of the synthesis gas. A separate tar decomposition system entails additional operating and investment costs. The HTW Technology uses wood as a raw material and the gasification system operates at a pressure of 27 bar. The underflow oxygen is obtained from an air separator, and nitrogen is used only for drying.
A Veba Oil Technology széleskörű tapasztalatai alapján olyan eljárást dolgozott ki kommunális hulladékok másodnyersanyag előállítási technológiájához, mely alkalmas a kommunális hulladékban jelen levő nagy mennyiségű műanyagok depolimerizációjára, hulladék pirolízisére, az előző folyamatokban keletkezett termékek elgázosítására és magában foglal egy krakkolási eljárást is [Redepenning, K.: Valorisation des déchets - faisabilité du recyclage chimique. Informations Chimie, 372. (1995) p. 95-99.]. A műanyagok 380 C-ra felmelegedve depolimerizálódnak. A keletkezett gőzöket lehűtve különválasztják a gázokat és a kondenzátumot, melyet olajos és vizes fázisra bontanak. Az elkülönített depolimerizáció jó lehetőséget teremt a halogéntartalmú műanyagokból keletkezett haloid savak kimosásos eltávolítására a további feldolgozás előtt. A pirolízises lépésben több mint 70 éves tapasztalat alapján korszerűsített forgókemencében történik a pirolízis, majd a maradék pirolízis kokszot porrá őrölve vezetik az elgázosító rendszerbe. A pirolízis olajat szükség szerint visszavezetik a pirolizáló reaktorba, vagy felhasználják az elgázosító rendszerben. A gázosításra 30 éve üzemelő reaktort használnak, mely óránként 16 000 m3. szintézisgázt szolgáltat. A pirolízis során keletkező, valamint egyéb technológiákból származó hulladékokból állítanak elő szintézisgázt a gázosító üzemben. A Veba 1972 óta négy gázosíto vonalat üzemeltet mintegy 60 t/h kapacitással. A 60 bar nyomású rendszerben óránként 16 000 Nm szintézisgázt termelnek. A pirolizáló rendszer alkalmatlan nagy nedvesség tartalmú hulladékok kezelésére, jobbára levegő felhasználásával történik az elgázosítás és mindegyik egység magas nyomású, ami beruházási- és üzemelési költség többletben is jelentkezik, valamint növelt biztonsági kockázatú.Based on its extensive experience, Veba Oil Technology has developed a process for the production of secondary raw materials from municipal waste, which is suitable for the depolymerization of large amounts of plastics present in municipal waste, waste pyrolysis, gasification of products generated in previous processes and also includes a cracking process [Redepenning, K.: Valorisation des déchets - faisabilité du recyclage chimique. Informations Chimie, 372. (1995) p. 95-99.]. The plastics are depolymerized by heating them to 380 C. The resulting vapors are cooled and the gases and condensate are separated, which are separated into an oily and aqueous phase. The separate depolymerization creates a good opportunity for the leaching removal of halide acids generated from halogen-containing plastics before further processing. In the pyrolysis step, pyrolysis takes place in a modernized rotary kiln based on more than 70 years of experience, then the remaining pyrolysis coke is ground into powder and fed into the gasification system. The pyrolysis oil is returned to the pyrolysis reactor as needed or used in the gasification system. A reactor that has been in operation for 30 years is used for gasification, which supplies 16,000 m 3 of synthesis gas per hour. Synthesis gas is produced in the gasification plant from waste generated during pyrolysis and from other technologies. Veba has been operating four gasification lines with a capacity of approximately 60 t/h since 1972. In the 60 bar pressure system, 16,000 Nm of synthesis gas is produced per hour. The pyrolysis system is unsuitable for treating waste with high moisture content, gasification is mostly carried out using air and each unit is at high pressure, which results in additional investment and operating costs, as well as increased safety risks.
Eljárás szerves anyag tartalmú hulladékokból metanol előállítására szintézisgázon kérész- 2 tül.Process for producing methanol from waste containing organic matter using synthesis gas.
A nemzetközi összehasonlításhoz jó alapot nyújt a 2004 Gasification Database Gasification Plant Datasheets áttanulmányozása, mely összefoglalja a kiadás évében már üzemelő és építés alatt álló elgázosító rendszereket. A működő eljárások egy hangsúlyos része a kőolajipari petrolkoksz elgázosításával foglalkozik (Shell fejlesztés), más részei biohulladék és kommunális hulladék elgázosításával. Utóbbiak közös eleme, hogy barna szén-stabilizáló alkotót is használnak, mellyel jelentős mértékben megnő a keletkezett gáz kén-tartalma. Ez jelentős beruházási költségtöbbletet és üzemelési költségnövekedést eredményez.A good basis for international comparison is provided by the 2004 Gasification Database Gasification Plant Datasheets, which summarizes the gasification systems already in operation and under construction in the year of publication. A significant part of the operating processes deals with the gasification of petroleum coke (Shell development), other parts with the gasification of biowaste and municipal waste. The common element of the latter is that a brown coal stabilizer is also used, which significantly increases the sulfur content of the produced gas. This results in significant additional investment costs and an increase in operating costs.
A találmány tárgya egy olyan eljárás, mely szerves anyag tartalmú hulladékok felhasználásával szintézisgázon keresztül metilalkohol előállítására alkalmas. A zömében szilárd kommunális hulladék, valamint szennyvíziszap és biomassza hulladékot fix ágyas elgázosítóban oxigén, vízgőz, valamint az eljárás során keletkező kátrány és szennyezett víz aláfúvatásával alakítjuk szén-dioxid, szén-monoxid és hidrogén tartalmú gázzá. A megtisztított gázok egy részének gázmotorban történő felhasználásával biztosítjuk azt a villamos energiát, mely vízbontás révén szolgáltatja a generátorba aláfuvandó oxigént és a nyert hidrogénnel biztosítja a megfelelő CO-H2 arányt a metilalkohol reaktorban. A szintézisgázból vizes mosással kivont szén-dioxidot tárolva, azt a szakaszosan rendelkezésre álló megújuló energiából nyert villamos energia segítségével nyert hidrogén gázzal keverve alakítjuk metilalkohollá.The subject of the invention is a process suitable for producing methanol using waste containing organic matter via synthesis gas. The mostly solid municipal waste, as well as sewage sludge and biomass waste, are converted into a gas containing carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen by blowing oxygen, water vapor, and tar and contaminated water generated during the process into a fixed bed gasifier. By using a part of the purified gases in a gas engine, we provide the electrical energy that provides the oxygen to be blown into the generator through water splitting and the hydrogen obtained ensures the appropriate CO-H 2 ratio in the methanol reactor. The carbon dioxide extracted from the synthesis gas by aqueous washing is stored and mixed with hydrogen gas obtained with the help of electricity obtained from intermittently available renewable energy, which is converted into methanol.
A találmány tárgyának kifejlesztésére az a felismerés adott lehetőséget, hogy szilárd kommunális hulladék, szennyvíziszap és biomassza hulladékok alkalmas keveréke a pirolízis körülményeknél magasabb hőmérsékleten már atmoszférikus nyomáson is képes oxigén és vízgőz aláfúvása közben olyan körülményeket biztosítani, melyen a szokásos biomassza termikus kezelési hulladék anyagok is hasznosíthatók (elbonthatok szintézisgáz komponensekké), így veszélyes hulladékok az üvegesedett salakon kívül nem jönnek létre. További lehetőséget adott annak felismerése, hogy az eljárásban felhasznált alapanyagokból, ha nem használjuk fel, hanem hulladék lerakóba kerülnek, tömegük kétszeresének megfelelő szén-dioxid egyenértékű üvegház gázok keletkeznek. így eljárásunk még abban az esetben is egynél nagyobb hasznos karbon hányaddal rendelkezne, ha nem használnánk fel a szintézis gáz egy részét villamos energia termelésre, mellyel elektrolízis révén a magas generátor ágyhőmérséklet eléréséhez szükséges tiszta oxigént, valamint a szén-monoxid — hidrogén arány beállításához a hidrogént elő tudjuk állítani. Lényeges szempont volt az a felismerés, hogy ha a széndioxidot eltávolítjuk a rendszerből magas nyomáson hidrogén-karbonátos abszorbens folyadékkal, akkor a szén-monoxid - hidrogén elegyből keletkezett metanolt nem kell tisztítani, mert a reakcióban víz nem keletkezik. A kimosott szén-dioxidot deszorbeáltatva cseppfolyós állapotban tároljuk, amíg megújuló energiaforrás nem biztosítja a metanollá alakításához szükséges hidrogént elektrolízis révén. Az ezen elektrolíziskor keletkezett oxigén piaci értéket képvisel. A szén-dioxid - hidrogén reakcióban már keletkezik víz, melyet a metanoltól szelektív kondenzációval választunk el.The development of the subject of the invention was made possible by the recognition that a suitable mixture of solid municipal waste, sewage sludge and biomass waste can provide conditions under atmospheric pressure, at temperatures higher than pyrolysis conditions, while blowing oxygen and water vapor, under which the usual biomass thermal treatment waste materials can also be utilized (they can be decomposed into synthesis gas components), thus no hazardous waste is generated except for the vitrified slag. Another opportunity was given by the recognition that the raw materials used in the process, if not used but disposed of in a landfill, produce greenhouse gases equivalent to twice their mass of carbon dioxide. Thus, our process would have a useful carbon ratio greater than one even if we did not use part of the synthesis gas for electricity generation, with which we can produce the pure oxygen necessary to achieve the high generator bed temperature through electrolysis, as well as the hydrogen to adjust the carbon monoxide — hydrogen ratio. A key consideration was the realization that if carbon dioxide is removed from the system at high pressure with a bicarbonate absorbent liquid, the methanol formed from the carbon monoxide-hydrogen mixture does not need to be purified, because no water is produced in the reaction. The washed carbon dioxide is desorbed and stored in a liquid state until a renewable energy source provides the hydrogen needed to convert it into methanol through electrolysis. The oxygen produced during this electrolysis has market value. Water is already produced in the carbon dioxide-hydrogen reaction, which is separated from the methanol by selective condensation.
A generátorgáz hő hasznosítása és kondenzálható összetevőinek eltávolítása után (melyeket a leválasztható, elektrolízisnél felhasznált víz kivételével az elgázosítóba visszavezetünk) a sósav és kénhidrogén eltávolítása is megtörténik.After the heat of the producer gas is utilized and the condensable components are removed (which, with the exception of the separable water used in electrolysis, are returned to the gasifier), the hydrochloric acid and hydrogen sulfide are also removed.
A rendszer működése követhető az 1. ábrán.The operation of the system can be seen in Figure 1.
A rendszer további előnye, hogy a generátor aláfuvatási síkjánál veszélyes hulladék szénhidrogének és szénhidrogénnel szennyezett víz vezethető be, mintegy alapanyagul szolgálva.An additional advantage of the system is that hazardous waste hydrocarbons and hydrocarbon-contaminated water can be introduced at the generator's underflow plane, serving as a raw material.
Az eljárást a következő példákkal szemléltetjük, amelyek nem korlátozzák a találmány oltalmi körét:The process is illustrated by the following examples, which do not limit the scope of the invention:
Eljárás szerves anyag tartalmú hulladékokból metanol előállítására szintézisgázon keresztül.Process for producing methanol from waste containing organic matter via synthesis gas.
1. példa:Example 1:
10% szennyvíz iszapot (30% szárazanyag), 70% szerves kommunális hulladékot és 20% tavaszi betakarítású kukoricaszárat tartalmazó hulladék áramot adagoltunk felső beadagoló nyílású alsó gázelvételű generátorba, melynek ágyhőmérséklete1000°C. Az izzó réteg felső síkjába adagoltunk a nyersanyag áram 30 m/m%-át kitevő vízgőzt és ezzel megegyező mértékben víz elektrolízisével nyert tisztaságú oxigént. A generátor térfogata 50 liter, magasság átmérő aránya 4:1.A waste stream containing 10% sewage sludge (30% dry matter), 70% organic municipal waste and 20% spring-harvested corn stalks was fed into a top-feed, bottom-gassed generator with a bed temperature of 1000°C. Water vapor representing 30 m/m% of the raw material stream and an equal amount of pure oxygen obtained by electrolysis of water were fed into the upper plane of the glowing bed. The generator volume is 50 liters, and the height-diameter ratio is 4:1.
Az elvezetett gázokból levegős hűtéssel kondenzáltuk a vízgőzt, majd kalcium-karbonáttal töltött oszlopon felső betáplálással átvezetve megkötöttük a sósav gőzöket. A kénhidrogén eltávolításra a kis méret miatt Lux-masszát használtunk.The water vapor was condensed from the discharged gases by air cooling, and then the hydrochloric acid vapors were captured by passing them through a column filled with calcium carbonate with top feed. Due to its small size, Lux mass was used for hydrogen sulfide removal.
A megtisztított nyers gázt Raschig gyűrűvel töltött oszlopban nátrium-hidrogén karbonát oldattal mostuk, majd cseppleválasztás után 10 bar nyomásra komprimáltuk és olajfurdővel termosztált 150°C hőmérsékletű 5mm belső átmérőjű katalizátorral töltött csöveken átengedve reagáltattuk. A reakcióterméket lehűtve kondenzáltattuk. A katalizátor aluminium-oxid hordozóra felvitt kálium-metil-karbonát és átmeneti fém-metil-karbonátok keveréke volt.The purified raw gas was washed with sodium bicarbonate solution in a column packed with a Raschig ring, then after droplet separation it was compressed to a pressure of 10 bar and reacted by passing it through tubes filled with a catalyst of 5 mm inner diameter, thermostated with an oil bath at a temperature of 150°C. The reaction product was cooled and condensed. The catalyst was a mixture of potassium methyl carbonate and transition metal methyl carbonates supported on an alumina support.
A nyert metanol a betáplált alapanyag tömegének 38%-a, víztartalma kisebb mint 2%. A nem kondenzált gázokat lefáklyáztuk.The methanol obtained is 38% of the mass of the feedstock, with a water content of less than 2%. The non-condensed gases were flared.
2,példa:2, example:
70% szerves kommunális hulladékot és 30% őszi betakarítású kukoricaszárat tartalmazó hulladék áramot adagoltunk felső beadagoló nyílású alsó gázelvételű generátorba, melynek ágyhőmérsékletei 000°C. Az izzó réteg felső síkjába adagoltunk a nyersanyag áram 30 m/m%-át kitevő vízgőzt és ugyanilyen mennyiségben víz elektrolízisével nyert tisztaságú oxigént, valamint előző kísérletekben kinyert vizes kátrányt 5m/m%-ban. A generátor térfogata 50 liter, magasság átmérő aránya 4:1.A waste stream containing 70% organic municipal waste and 30% autumn-harvested corn stalks was fed into a top-feed, bottom-gassing generator with a bed temperature of 000°C. Water vapor, representing 30 m/m% of the feed stream, and the same amount of pure oxygen obtained by electrolysis of water, as well as 5m/m% aqueous tar obtained in previous experiments, were fed into the upper plane of the glowing bed. The generator volume is 50 liters, and the height-diameter ratio is 4:1.
Az elvezetett gázokból levegős hűtéssel kondenzáltuk a vízgőzt, majd kalcium-karbonáttal töltött oszlopon felső betáplálással átvezetve megkötöttük a sósav gőzöket. A kénhidrogén eltávolításra a kis méret miatt Lux-masszát használtunk.The water vapor was condensed from the discharged gases by air cooling, and then the hydrochloric acid vapors were captured by passing them through a column filled with calcium carbonate with top feed. Due to its small size, Lux mass was used for hydrogen sulfide removal.
A megtisztított nyers gázt Raschig gyűrűvel töltött oszlopban nátrium-hidrogén karbonát oldattal mostuk, majd cseppleválasztás után 20 bar nyomásra komprimáltuk és olajfurdővel termosztált 150°C hőmérsékletű 5mm belső átmérőjű katalizátorral töltött csöveken átengedve reagáltattuk. A reakcióterméket lehűtve kondenzáltattuk. A katalizátor alumínium-oxid hordozóra felvitt kálium-metil-karbonát és átmeneti fém-metil-karbonátok keveréke volt.The purified raw gas was washed with sodium bicarbonate solution in a column packed with a Raschig ring, then after droplet separation it was compressed to a pressure of 20 bar and reacted by passing it through tubes filled with a catalyst of 5 mm inner diameter, thermostated with an oil bath at a temperature of 150°C. The reaction product was cooled and condensed. The catalyst was a mixture of potassium methyl carbonate and transition metal methyl carbonates supported on an alumina support.
A nyert metanol a betáplált alapanyag tömegének 43%-a, víztartalma kisebb mint 2%. A nem kondenzált gázokat lefáklyáztuk.The methanol obtained is 43% of the mass of the feedstock, with a water content of less than 2%. The non-condensed gases were flared.
Eljárás szerves anyag tartalmú hulladékokból metanol előállítására szintézisgázon kérész- 4 túl.Process for producing methanol from waste containing organic matter using synthesis gas.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU0700794A HUP0700794A2 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Process for producing methanol from organic wastes through the production synthesis gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| HU0700794A HUP0700794A2 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Process for producing methanol from organic wastes through the production synthesis gas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU0700794D0 HU0700794D0 (en) | 2008-01-28 |
| HUP0700794A2 true HUP0700794A2 (en) | 2009-10-28 |
Family
ID=89987926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU0700794A HUP0700794A2 (en) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Process for producing methanol from organic wastes through the production synthesis gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| HU (1) | HUP0700794A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009122225A3 (en) * | 2008-04-02 | 2010-03-25 | Raisz Ivan | Process for the preparation of syngas and methanol from organic wastes |
-
2007
- 2007-12-10 HU HU0700794A patent/HUP0700794A2/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009122225A3 (en) * | 2008-04-02 | 2010-03-25 | Raisz Ivan | Process for the preparation of syngas and methanol from organic wastes |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HU0700794D0 (en) | 2008-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kumar et al. | Thermochemical conversion routes of hydrogen production from organic biomass: processes, challenges and limitations | |
| US11840668B2 (en) | Gasification process | |
| Parthasarathy et al. | Hydrogen production from steam gasification of biomass: influence of process parameters on hydrogen yield–a review | |
| Salaudeen et al. | Steam gasification of hydrochar derived from hydrothermal carbonization of fruit wastes | |
| Kalinci et al. | Biomass-based hydrogen production: a review and analysis | |
| Raheem et al. | Gasification of lipid-extracted microalgae biomass promoted by waste eggshell as CaO catalyst | |
| Maisano et al. | Syngas production by BFB gasification: Experimental comparison of different biomasses | |
| US8445548B2 (en) | Process for the preparation of syngas and methanol from organic wastes | |
| Vamvuka et al. | H2-rich gas production from steam gasification of a winery waste and its blends with industrial wastes. Effect of operating parameters on gas quality and efficiency | |
| Devi et al. | Energy recovery from biomass using gasification | |
| JP5287524B2 (en) | Multiple effective utilization system of plant biomass | |
| CN117946761A (en) | Method and system for preparing synthesis gas by biomass upgrading | |
| AU2022271852B2 (en) | Process for producing synthetic hydrocarbons from biomass | |
| WO2012017893A1 (en) | Waste processing system | |
| US3823227A (en) | Hydrogen manufacture | |
| Aprianti et al. | H ${} _2 $-rich syngas production by sorption enhanced steam gasification of palm empty fruit bunch | |
| HUP0700794A2 (en) | Process for producing methanol from organic wastes through the production synthesis gas | |
| EP4105171A1 (en) | Process for the production of hydrogen | |
| Olufemi | Comparative study of temperature effect on gasification of solid wastes in a fixed bed | |
| Gozan | Technology selection for rice straw-based second-generation bioethanol production in West Java | |
| KR100519386B1 (en) | A method on manufatcturing of synthesis gas from paper sludge | |
| Adeyemi | Transforming Carbon: The Science and Potential of Gasification | |
| KR102837949B1 (en) | Device for producing bio-oil, activated carbon, gas from biomass and method for recycling biomass | |
| Dahawi et al. | A review of pyrolysis of oil palm empty fruit bunches (EFB) to produce bio-energy productions | |
| Saros et al. | BIOMASS GASIFICATION FOR HYDROGEN PRODUCTION, AN OVERVIEW OF THE PROCESS USING VARIOUS RAW MATERIALS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA9A | Lapse of provisional patent protection due to relinquishment or protection considered relinquished |