CN102939361A - 煤的热解气化方法及煤的热解气化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种煤的热解气化方法，其中，使用下段具有圆筒状的气化炉、上段具有圆筒状的改性炉(1)、且其间用成为扩径部的喉管(3)连接而成的上下二室二段的气流层反应器(20)，通过向气化炉中至少投入煤和含氧气体以将煤进行部分氧化来生成气化气体，将气化气体导入改性炉(1)中，向改性炉(1)中至少投入煤，利用气化气体的显热将投入到改性炉中的煤进行热解，从而生成至少含有氢气和一氧化碳气体的生成气体，其中，将投入到气化炉中的煤通过以在气化炉内在圆周方向上形成旋转流的方式进行气流传送来投入，将投入到改性炉(1)中的煤通过朝向与投入到气化炉中的煤的旋转流相反方向的圆周方向进行气流传送来投入。

Description

煤的热解气化方法及煤的热解气化装置
技术领域
本发明涉及使煤在气流层中快速气化并热解来制造至少含有氢气和一氧化碳气体的生成气体的煤的热解气化方法及煤的热解气化装置。 
本申请基于2010年4月16日在日本提出申请的日本特愿2010-95495号主张优先权，并将其内容援引于此。 
背景技术
迄今为止，已提出一些将煤置于高温进行热解来制造含有以直接甲烷为代表的烃气体的燃气以及以苯、甲苯、二甲苯(BTX)为代表的油的煤热解工艺。 
在下述专利文献1中公开了一种煤热解方法。该煤热解方法如下：向在利用氧将煤和碳质原料气化时产生的高温气体中吹入煤，使煤的快速加热和热解反应在气流层中进行。该煤热解方法特别是可以高收率地获得BTX。而且，该煤热解方法可以减少设备的初期成本。此外，该煤热解方法的热效率高，不需要热补给。另外，热效率采用下述(1)式来算出。 
热效率=(生成气体发热量+生成油发热量)/(投入煤发热量-生成煤焦发热量)(1) 
另外，在下述专利文献2中公开了一种煤的加氢热解方法。该煤的加氢热解方法如下：向在利用氧将煤和碳质原料气化时产生的高温气体中吹入煤和氢，使煤的快速加热和加氢热解反应在气流层中进行。该煤热解方法可以高收率地获得轻质的油、甲烷等燃气。 
现有技术文献 
专利文献 
专利文献1：日本特开平5-295371号公报 
专利文献2：日本特开2004-217868号公报 
专利文献3：日本特开昭61-246287号公报 
发明内容
发明要解决的技术问题 
然而，在专利文献1和2中提出的工艺中使用了具备上下二室二段的反应器的装置。对于该反应器的下段的气化炉，为了提高投入的煤、煤焦(未气化煤残渣或热解残渣)的反应率，希望延长炉内的粒子停留时间。为此，煤投入的烧嘴成角度地设置在气化炉上，以使投入的煤、煤焦在炉内形成旋转流。 
但是，气化炉中形成的旋转流在反应器的上段的改性炉中也保持旋转流的原样流动。为此，当对改性炉吹入煤时，投入的煤粒子会随着旋转流而流过炉壁附近，因而有可能会发生煤粒子在改性炉的炉壁上附着而形成作业故障。 
另外，由于如上所述那样在改性炉中也保持旋转流，因此，投入到改性炉内的煤的粒子浓度会出现不均，在粒子浓度高的部分粒子的升温变得不均匀。因此，还存在反应变得不均匀的风险。 
另外，可认为在专利文献2中，为了延长投入到改性炉中的煤粒子的停留时间，以与气化炉中的旋转流相同的方向旋转的方式投入煤。 
另外，在上述专利文献3中公开了一种改变了二段的燃料供给部的旋转直径的喷流床煤气化炉。该文献3所述的发明不是用进行热解的改性炉而是用气化炉来进行煤的气化，反应器内部的反应与专利文献1和2所述的发明不同。即，专利文献1和2所述的发明在热解中在不使用氧的情况下将煤分解，因此除了氢、一氧化碳、甲烷等气体以外还会产生焦油。为此，在专利文献1和2所述的发明中，容易在反应器内附着来自焦油的碳质。而在专利文献3所述的发明中，由于利用氧将煤分解成一氧化碳等，因而不会产生焦油，因此不存在产生碳质附着物的问题。 
本发明的目的在于提供能够抑制改性炉内的作业故障和反应不均的煤的热解气化方法及煤的热解气化装置。 
用于解决技术问题的手段 
本发明的煤的热解气化方法为下述方法：使用下段具有圆筒状的气化炉、上段具有圆筒状的改性炉、且其间用成为扩径部的喉管连接而成的上 下二室二段的气流层反应器，通过向上述气化炉中至少投入煤和含氧气体以将上述煤进行部分氧化来生成气化气体，并将上述气化气体导入上述改性炉中，向上述改性炉中至少投入煤，利用上述气化气体的显热将投入到上述改性炉中的煤进行热解，从而生成至少含有氢气和一氧化碳气体的生成气体，其中，将投入到上述气化炉中的煤通过以在上述气化炉内在圆周方向上形成旋转流的方式进行气流传送来投入，将投入到上述改性炉中的煤通过朝向与投入到上述气化炉中的煤的旋转流相反方向的圆周方向进行气流传送来投入。 
即，热解气化方法具有下述工序：将煤与含氧气体一起以传送该煤的气体在上述气化炉内形成圆周方向的旋转流的方式向气化炉中进行投入的工序；使投入到上述气化炉中的上述煤进行部分氧化来生成气化气体的工序；将煤以传送该煤的气体在上述改性炉内与上述气化炉内的气体相反方向的方式向与上述气化炉连通的改性炉中进行投入的工序；以及，利用从上述气化炉流入上述改性炉中的上述气化气体，将投入到上述改性炉中的上述煤进行热解来生成含有氢气和一氧化碳气体的气体的工序。 
可以将上述改性炉中的上述煤的投入位置设为2处以上，将来自上述2处以上的煤相对于上述改性炉的炉壁的投入角度设为全部相同的角度。 
上述改性炉中的上述2处以上的煤的投入位置可以是在上述改性炉的炉壁上相互在圆周方向上隔开等间隔的位置。 
除上述改性炉中的上述2处以上的煤的投入位置以外，可以进一步设置2处以上的通过朝向与投入到上述气化炉中的煤的旋转流相反方向的圆周方向进行气流传送来将煤投入到上述改性炉中的煤的投入位置，并将来自上述另外2处以上的煤相对于上述改性炉的炉壁的投入角度设为全部相同的角度，且设为与上述2处以上的投入角度不同的角度。 
即，可以设置2处以上的与上述改性炉中的上述2处以上煤的投入位置不同的煤的投入位置，通过从上述另外2处以上的煤的投入位置朝向与投入到上述气化炉中的煤的旋转流相反方向的圆周方向进行气流传送，从而将煤投入到上述改性炉中，并将来自上述另外2处以上的煤相对于上述改性炉的炉壁的投入角度设为全部相同的角度，且设为与上述2处以上的煤的投入角度不同的角度。 
上述改性炉中的上述2处以上的煤的投入位置与上述另外2处以上的煤的投入位置可以在圆周方向上处于交替的位置。 
本发明的煤的热解气化装置是用于上述煤的热解气化方法的煤的热解气化装置，其具备下段具有圆筒状的气化炉、上段具有圆筒状的改性炉的上下二室二段的气流层反应器， 
上述气化炉具有至少将煤通过气流传送投入到所述气化炉中的喷嘴和将含氧气体投入到所述气化炉中的喷嘴， 
上述至少将煤通过气流传送投入到所述气化炉中的喷嘴按下述方式来配置：使投入到上述气化炉中的煤在上述气化炉内在圆周方向上形成旋转流， 
在上述改性炉中具有通过气流传送将煤投入到所述改性炉中的喷嘴， 
上述通过气流传送将煤投入到上述改性炉中的喷嘴按下述方式来配置：朝向与投入到上述气化炉中的煤的旋转流相反方向的圆周方向来投入煤。 
发明效果 
根据本发明的煤的热解气化方法及煤的热解气化装置，可提高投入到改性炉中的煤在改性炉内的分散性，并抑制改性炉内的作业故障和反应不均。 
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的煤的热解气化装置的概略图。 
图2是图1所示的煤的热解气化装置的气流层反应器中的改性炉的剖面概略图。 
图3是示出了具有2种角度的改性煤吹入喷嘴的设置例的改性炉的剖面概略图。 
图4是示出了比较例1中的改性煤吹入喷嘴的设置状况的改性炉的剖面概略图。 
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的一个实施方式的煤的热解气化装置。 
如图1所示，煤的热解气化装置20具备气流层型的反应器21(以下称为气流层反应器21或简称为反应器21)，所述气流层型的反应器21具备上游侧的气化炉2和下游侧的改性炉1。 
气化炉2以氧12作为氧化剂(气化剂)将投入到内部的气化煤9气化，主要生成以一氧化碳、二氧化碳、氢、水蒸气为成分的气化气体14。这里，在气化炉2中，需要将气化煤9中含有的灰分熔融并从气化炉2中排出，因此气化炉2内的温度必须设为该灰分的熔点以上。为此，从气化炉2导入到改性炉1中的气化气体14也为高温。因此，通过在改性炉1中将改性煤10投入到该气化气体14中，改性煤10升温而产生热解反应，可获得包含至少含有氢气和一氧化碳气体的生成气体的产物16。 
这样的气流层反应器21为在下段设有上述气化炉2、在上段设有上述改性炉1的上下二室二段式。另外，对于气流层反应器21，气化炉2和改性炉1是用成为从小径的气化炉2向改性炉1扩径的扩径部的喉管3连接，形成介由喉管3连接的所谓的喉管结构。通过如上所述那样设为二室二段，可完全区分开进行煤的气化的部分即气化炉2和进行煤的热解的部分即改性炉1。由此，可自由地设定各部分的操作条件。 
即，在气流层反应器21中，通过在气体的流路上加入先缩小后再逐渐扩径的喉管3而形成使流速局部增加的结构，可防止投入到作为上室的改性炉1中的煤粒子(改性煤10)等落到作为下室的气化炉2中。由此，可在各室设定独立的反应条件。 
另外，气化炉2、改性炉1和喉管3的水平剖面具有圆形的筒状结构。 
这里，通过气化炉2内的气化煤9发生部分氧化而成为高温，气化煤9中含有的灰分形成熔融状态的炉渣15。为此，在气化炉2的下部优选设置能够排出炉渣15的出渣口6和收集炉渣15的水槽8。 
另外，气化炉2的炉壁优选使用锅炉管17，以使该炉壁附着熔融状态的炉渣15来保护壁面。 
另外，在气化炉2设有1个或多个气化烧嘴5，用于一起投入气化煤9和用以使气化煤9部分氧化的氧化剂即含氧气体11。另外，作为上述含氧气体11，可采用氧12、或者氧12和水蒸气13。 
气化煤9和含氧气体11利用气化烧嘴5被吹入气化炉2中并快速混合。 
在气化炉2中，优选将投入的气化煤9中含有的烃中的碳、氢成分尽可能多地转化成CO、H2来提高气化转化率。为此，需要使气化煤9与含氧气体11快速混合，以使得由气化煤9产生的挥发成分在形成煤烟前与含氧气体11发生反应。于是，优选例如使用双重管结构等作为上述气化烧嘴5，并将气化煤9和含氧气体11从相同的位置投入。 
另外，当不使用双重管结构来投入含氧气体11时，优选对气化炉2内的煤粒子浓度高的部位吹入含氧气体11。因此，优选使含氧气体11的投入喷嘴位于与气化煤9的投入喷嘴相同高度的位置以将含氧气体11和气化煤9以相同高度水平进行投入。由此，即使煤投入口与含氧气体投入口不同，也能够抑制气化煤9的气化转化率降低。 
另外，气化煤9通过使用与含氧气体11不同的气流传送气体进行传送，从而投入到气化炉2内。作为该气流传送气体，可使用非氧化性的气体、例如氮气、工艺中生成的气体等，但并不限于此。 
在本实施方式中，气化烧嘴5以在气化炉2内在圆周方向上形成气化煤9的旋转流的方式成角度地设置。由此，可确保气化煤9在气化炉2内的停留时间从而提高气化转化率。 
另外，为了在气化炉2内形成稳定的旋转流，气化烧嘴5优选2个以上。而且，为了使气化炉2中生成的炉渣15稳定地排出，气化烧嘴5优选位于气化炉2的下方。此外，为了使气化炉2中生成的炉渣15稳定地排出，气化烧嘴5的朝向优选设为与气化炉2的直径的1/10～2/3的假想圆(与气化炉2的中心轴同轴)的切线方向。 
上述气化炉2的操作压力和温度例如维持在0.1～20MPa、1300～1700℃。另外，关于压力，对照改性炉1的压力来进行调节。 
如上所述那样，在气化炉2中生成的气化气体14通过喉管3被送至改性炉1中。 
在改性炉1中，投入改性煤10并发生煤的热解反应。通过经由该热解反应，由煤生成作为产物16的生成气体、煤焦、还有焦油等。生成气体可用作燃料、化学原料，煤焦可用作固体燃料，焦油可用作化学原料或燃料。 
另外，改性煤10一边被气流传送气体传送一边被投入到改性炉1内。此时，即使将改性煤10一边通过气流传送气体进行传送一边单独地投入到改 性炉1内，也可以使改性煤10发生热解反应来制造上述产物16。另外，通过同时投入除改性煤10以外的氢、水蒸气、氧中的1种以上，可以改变所生成的生成气体及焦油的性状和量。 
改性炉1中的操作压力和温度例如维持在0.1～20MPa、500～1200℃。由于改性炉1和气化炉2介由喉管3而上下连接，因此两炉的操作压力大致相同。 
这里，关于改性炉1的操作压力，优选对照生成气体的用途而设为1～3MPa左右的操作压力。即，当改性炉1的操作压力过低时，为了确保气化炉2内的气体停留时间而需要增大炉容积。其结果是，气化炉2内的表面积增大、散热量增加，因此改性炉1的操作压力过低是不优选的。另外，当改性炉1的操作压力过高时，设备制作费用会提高。另外，高压侧的操作、即改性炉1的操作压力高时，通过将改性煤10与水蒸气一起投入到改性炉1，也可进行气化和氢化。 
关于改性炉1中的温度，优选以下的温度条件。即，当在产物16中作为回收对象的回收物主要为生成气体和焦油时，优选为500～800℃这样的较低的温度条件。另外，当回收物主要为生成气体时，优选为800～1200℃这样的较高的温度条件。 
另外，当回收物主要为生成气体时，优选在改性炉1中加入水蒸气、氢等改性助剂、或在气化炉2中加入水蒸气等改性助剂等来促进改性炉1内的气化反应。 
另外，改性炉1中生成的煤焦优选与气化煤9一起作为气化炉2的燃料投入以循环利用。 
这里，气化炉2中形成的旋转流即使在改性炉1中也保持旋转原样地流动上升。为此，当将改性煤10以单纯地垂直于炉壁1a的方式投入到改性炉1中、或者沿与该旋转流相同的方向进行投入时，改性煤10的粒子随着旋转流而流动，会局部形成煤浓度高的部分。于是，改性煤10的升温变得不均匀，无法获得稳定的热解产物。另外，由于改性煤10的粒子浓度高的部分集中在改性炉1的炉壁1a的附近，因此还存在温度上升不足的粒子附着于炉壁1a而形成附着物的可能性。 
为此，如图2所示那样，将改性煤吹入喷嘴4设置成与气化炉2中的旋转 流(图2所示的箭头F)相向的投入角度。由此，本发明人发现能够使改性炉1内的改性炉1径向粒子浓度均匀，即能够使改性炉1的沿径向的位置的粒子浓度都均匀。 
即，在改性炉1中，设成下述投入角度来设置喷嘴4：朝向与介由喉管3从气化炉2导入的气化气体14的旋转流相反方向的圆周方向，改性煤10通过气流传送而被投入到改性炉1中。 
这里，投入角度是指，俯视观察改性炉1时，从改性煤吹入喷嘴4沿改性煤10投入的方向延伸的喷嘴4的喷嘴轴线22、与从喷嘴设置位置的改性炉1的炉壁1a朝向改性炉中心轴O的假想线23所成的水平角度(图2所示的角度α)。 
关于喷嘴4的个数和投入角度，优选以改性炉1内的流动不会成为偏流的方式在对称的位置上以相同的角度设置2个以上的喷嘴4。即，喷嘴4优选在圆周方向上隔开彼此相等的间隔在改性炉1的炉壁1a上配置多个。 
此外，各喷嘴4的水平角度相等，优选各喷嘴4的喷嘴轴线22沿着与改性炉中心轴O为同轴的同一假想圆24的切线方向。另外，关于水平角度，过小时，效果小，过大时，未升温的改性煤10有可能会与改性炉1的炉壁1a发生碰撞。因此，上述水平角度的大小优选为上述假想圆24的直径是改性炉1内径的1/5～2/3这样的大小。 
另外，作为改性煤吹入喷嘴4的喷嘴轴线22相对于水平面的倾斜即铅直角度也可以在所有的喷嘴4中都相同。 
另外，当改性煤10的吹入流速过高时，在操作压力高的情况下，需要减小改性煤吹入喷嘴4的直径，存在喷嘴4易闭塞的可能性。因此，改性煤10的吹入流速过高是不优选的。为此，上述吹入流速优选为与气化炉2中气化煤9被气流传送时的流速大致相等的数m/sec至20m/sec左右。 
如上所说明的那样，根据本实施方式的煤的热解气化方法和煤的热解气化装置20，通过朝向与投入到气化炉2中的气化煤9的旋转流相反方向的圆周方向进行气流传送来投入改性煤10，因而从气化炉2导入的气化气体14的旋转流在改性炉1内被消除。因此，在改性炉1内，可抑制改性煤10随着旋转流而流过改性炉1的炉壁1a附近。由此，在改性炉1内改性煤10的粒子浓度不易产生不均，可提高改性煤10的分散性。 
根据以上所述，改性炉1的炉壁1a上的煤粒子的附着得到抑制，作业故障得到抑制。而且，还可以确保改性炉1内的反应的均匀性。 
另外，与改性炉1的操作压力低的情况相比，操作压力高的情况下投入到改性炉1内的粒子浓度提高。因此，在气化炉2中的旋转流的影响下，变得更容易形成改性炉1中的粒子浓度高的部分。为此，在操作压力高的情况下，本发明的效果更明确。 
另外，将反应器21按比例放大时，改性炉1的直径变大。因此，被吹入的改性煤10与气化气体14的混合变差，容易产生粒子浓度的偏差。因此，在按比例放大的、处理量大的反应器21的情况下，本发明的效果更明确。 
另外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，可以在不脱离本发明主旨的范围内加以各种变更。 
例如可以如图3所示那样，以改性煤吹入喷嘴4A、4B的2种以上的投入角度α、β在改性炉1上设置改性煤吹入喷嘴。即，在图3所示的改性炉1中，改性煤吹入喷嘴4A、4B中的多个第1喷嘴4A的投入角度α全部相同。而且，改性煤吹入喷嘴4A、4B中的多个第2喷嘴4B的投入角度β全部设为相同的角度，且与上述投入角度α为不同的角度。其结果是，多个第1喷嘴4A及多个第2喷嘴4B各自的喷嘴轴线22A、22B所对应的假想圆24A、24B的直径不同。此时，可进一步提高改性炉1内的改性煤10的分散性。因此，例如在改性炉1的直径大等情况下，特别优选如图3所示那样来设置喷嘴4A、4B。 
另外，在图3所示的改性炉1中，第1喷嘴4A与第2喷嘴4B在圆周方向上交替地设置。由此，可抑制改性炉1内的流动变成偏流，可进一步提高改性炉1内的改性煤10的分散性。另外，在图示的例子中，例如还可以使改性煤10从第1喷嘴4A的投入速度与改性煤10从第2喷嘴4B的投入速度互不相同。 
另外，在上述实施方式中，在改性炉1中，仅朝向与介由喉管3从气化炉2导入的气化气体14的旋转流相反方向的圆周方向，改性煤10通过气流传送而被投入，但不限于此。在本发明的热解气化方法中，只要朝向与气化气体14的旋转流相反方向的圆周方向投入改性煤10即可，例如，还可以朝向与上述旋转流相同的圆周方向进一步投入改性煤10。 
此外，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以适当地将上述实施方式中的构成要素替换成众所周知的构成要素，而且，还可以将上述变形例进 行适当地组合。 
实施例 
(实施例1) 
以下示出使用了图1所记载的装置的气化热解操作的实施例。 
气化炉2的操作条件设为压力为2.5MPa、温度为1450℃，改性炉1的操作条件设为压力为2.5MPa、温度为1100℃。 
通过使用氮气进行气流传送来向气化炉2中投入粉碎至平均粒径为40μm的气化煤9。气化煤9的量设为500kg/h(煤灰分为2.7%、挥发成分为45%、水分为5%)。此外，将气化炉2中的水蒸气13的投入量设为50kg/h，将氧12的投入量设为310Nm3/h。 
另外，通过使用氮气进行气流传送来向改性炉1中投入162kg/h的改性煤10。气流传送的流速设为10m/sec。 
另外，在气化炉2中，朝向气化炉直径的1/3的假想圆的切线方向从4个方向投入气化煤9和作为含氧气体11的水蒸气13及氧12，使其产生旋转流。气化煤9、水蒸气13、氧12使用双重管的烧嘴来投入。在双重管的内侧、即双重管的内管内，气化煤9和传送气体流动，在双重管的外侧、即双重管的内管与外管之间，水蒸气13和氧12混合而流动。 
另外，在改性炉1中，使用图2所示的改性煤吹入喷嘴4，朝向改性炉直径的1/2的假想圆24的切线方向从4个方向投入改性煤10，使其产生旋转流。 
其结果是，在气化炉2出口即喉管3处的气化气体14的量为1134Nm3/h，气化气体14的发热量为1879kcal/h。另外，改性炉出口7处的生成气体的量为1279Nm3/h，生成气体的发热量为2239kcal/h。焦油的生成量极少。另外，在200小时的操作后对改性炉1内进行分解检查，结果是在改性炉1的炉壁1a的内表面未发现附着物，改性炉1的炉壁1a为洁净的状态。 
(实施例2) 
实施例2为与实施例1大致相同的装置和反应条件。在实施例2中，使图3所示的改性煤吹入喷嘴4A、4B中的2个第1喷嘴4A朝向改性炉1的直径的1/3的假想圆24A的切线方向。另外，使改性煤吹入喷嘴4A、4B中的另外2个第2喷嘴4B朝向改性炉1的直径的2/3的假想圆24B的切线方向。 
与实施例1同样地通过使用氮气进行气流传送来向气化炉2中投入粉碎 至平均粒径为40μm的气化煤9。气化煤9的量设为500kg/h(煤灰分为2.7%、挥发成分为45%、水分为5%)。此外，将气化炉2中的水蒸气13的投入量设为50kg/h、将氧12的投入量设为310Nm3/h。 
另外，通过使用氮气进行气流传送，利用2个第1喷嘴4A和2个第2喷嘴4B从4个方向来向改性炉1中投入合计为160kg/h的改性煤10。气流传送的流速设为10m/sec。 
在气化炉2中，朝向气化炉直径的1/3的假想圆的切线方向从4个方向进行气化煤9的吹入，使其产生旋转流。与实施例1同样，气化煤9、水蒸气13、氧12使用双重管的烧嘴来投入。在双重管的内侧气化煤9和传送气体流动。在双重管的外侧水蒸气13和氧12混合而流动。 
其结果是，气化炉2出口即喉管3处的气化气体14的量为1134Nm3/h，气化气体14的发热量为1879kcal/h，改性炉1的温度为1100℃。另外，改性炉出口7处的生成气体的量为1280Nm3/h，生成气体的发热量为2249kcal/h。在实施例2中，与实施例1相比，可见发热量的增加。另外，在200小时的操作后对改性炉1内进行分解检查，结果是在改性炉1的炉壁1a的内表面未发现附着物，改性炉1的炉壁1a为洁净的状态。 
(比较例1) 
比较例1为与实施例1大致相同的装置和反应条件。在比较例1中，如图4所示那样使改性煤吹入喷嘴4从4个方向相向。 
与实施例1同样地，通过进行气流传送来向气化炉2中投入粉碎至平均粒径为40μm的气化煤9。气化煤9的量设为500kg/h(煤灰分为2.7%、挥发成分为45%、水分为5%)。另外，将气化炉2中的水蒸气13的投入量设为50kg/h，将氧12的投入量设为310Nm3/h。 
另外，通过进行气流传送从改性煤吹入喷嘴4向改性炉中心轴O从4个方向来向改性炉1中投入合计为160kg/h的改性煤10。气流传送的流速设为10m/sec。 
在气化炉2中，朝向气化炉直径的1/3的假想圆的切线方向从4个方向进行气化煤9的吹入，使其产生旋转流。另外，与实施例1、2同样，气化煤9、水蒸气13、氧12使用双重管的烧嘴来投入。在双重管的内侧气化煤9和传送气体流动。在双重管的外侧水蒸气13和氧12混合而流动。 
其结果是，在气化炉2出口即喉管3处的气化气体14的量为1134Nm3/h，气化气体14的发热量为1879kcal/h，改性炉1的温度为1100℃。另外，改性炉出口7处的生成气体的量为1274Nm3/h，生成气体的发热量为2168kcal/h。在比较例1中，与实施例1、2相比，发热量的降低显著。另外，在200小时的操作后对改性炉1内进行分解检查，结果是在改性炉1的炉壁1a的内表面发现了被视为来自煤的碳质的附着物。 
(比较例2) 
比较例2为与实施例1大致相同的装置和反应条件。在比较例2中，朝向改性炉径的1/2的假想圆的切线方向并沿与气化炉2内的气化煤9的旋转流相同的方向，通过进行气流传送来投入被投入到改性炉1中的改性煤10。 
与实施例1同样地通过进行气流传送来向气化炉2中投入粉碎至平均粒径为40μm的气化煤9。气化煤9的量设为500kg/h(煤灰分为2.7%、挥发成分为45%、水分为5%)。另外，将气化炉2中的水蒸气13的投入量设为50kg/h，将氧12的投入量设为310Nm3/h。 
另外，通过进行气流传送使用4个改性煤吹入喷嘴4并从4个方向来向改性炉1中投入合计为160kg/h的改性煤10。气流传送的流速设为10m/sec。 
在气化炉2中，朝向气化炉径的1/3的假想圆的切线方向从4个方向进行气化煤9的吹入，使其产生旋转流。另外，与实施例1、2和比较例1同样，气化煤9、水蒸气13、氧12使用双重管的烧嘴来投入。在双重管的内侧气化煤9和传送气体流动。在双重管的外侧水蒸气13和氧12混合而流动。 
其结果是，气化炉2出口的喉管3处的气化气体14的量为1134Nm3/h，气化气体14的发热量为1879kcal/h，改性炉1的温度为1100℃。另外，改性炉出口7处的生成气体的量为1274Nm3/h，生成气体的发热量为2151kcal/h。在比较例2中，与实施例1、2以及比较例1相比，发热量的降低显著。另外，在200小时的操作后对改性炉1内进行分解检查，结果是在改性炉1的炉壁1a的内表面发现了被视为来自煤的碳质的附着物。 
符号说明 
1 改性炉 
1a 改性炉炉壁(炉壁) 
2  气化炉 
3  喉管 
4、4A、4B  改性煤吹入喷嘴 
5  气化烧嘴 
6  出渣口 
7  改性炉出口 
8  水槽 
9  气化煤 
10  改性煤 
11  含氧气体 
12  氧 
13  水蒸气 
14  气化气体 
15  炉渣 
16  产物 
17  锅炉管 
20  煤的热解气化装置 
21  气流层反应器 
22、22A、22B  喷嘴轴线 
23  假想线 
24、24A、24B 假想圆 
α、β 投入角度 
O 改性炉中心轴 。

Claims (6)

1.一种煤的热解气化方法，其中，使用下段具有圆筒状的气化炉、上段具有圆筒状的改性炉、且其间用成为扩径部的喉管连接而成的上下二室二段的气流层反应器，
通过向所述气化炉中至少投入煤和含氧气体以将所述煤进行部分氧化来生成气化气体，并将所述气化气体导入所述改性炉中，
向所述改性炉中至少投入煤，利用所述气化气体的显热将投入到所述改性炉中的煤进行热解，从而生成至少含有氢气和一氧化碳气体的生成气体，
其中，将投入到所述气化炉中的煤通过以在所述气化炉内在圆周方向上形成旋转流的方式进行气流传送来投入，
将投入到所述改性炉中的煤通过朝向与投入到所述气化炉中的煤的旋转流相反方向的圆周方向进行气流传送来投入。
2.根据权利要求1所述的煤的热解气化方法，其中，
将所述改性炉中的所述煤的投入位置设为2处以上，
将来自所述2处以上的煤相对于所述改性炉的炉壁的投入角度设为全部相同的角度。
3.根据权利要求2所述的煤的热解气化方法，其中，
所述改性炉中的所述2处以上的煤的投入位置是在所述改性炉的炉壁上相互在圆周方向上隔开等间隔的位置。
4.根据权利要求2或3所述的煤的热解气化方法，其中，
除所述改性炉中的所述2处以上的煤的投入位置以外，进一步设置2处以上的通过朝向与投入到所述气化炉中的煤的旋转流相反方向的圆周方向进行气流传送来将煤投入到所述改性炉中的煤的投入位置，
并将来自所述另外2处以上的煤相对于所述改性炉的炉壁的投入角度设为全部相同的角度，且设为与所述2处以上的投入角度不同的角度。
5.根据权利要求4所述的煤的热解气化方法，其中，
所述改性炉中的所述2处以上的煤的投入位置与所述另外2处以上的煤的投入位置在圆周方向上处于交替的位置。
6.一种煤的热解气化装置，其是用于权利要求1～5中任一项所述的煤的热解气化方法的煤的热解气化装置，
其具备下段具有圆筒状的气化炉、上段具有圆筒状的改性炉的上下二室二段的气流层反应器，
所述气化炉具有至少将煤通过气流传送投入到所述气化炉中的喷嘴和将含氧气体投入到所述气化炉中的喷嘴，
所述至少将煤通过气流传送投入到所述气化炉中的喷嘴按下述方式来配置：使投入到所述气化炉中的煤在所述气化炉内在圆周方向上形成旋转流，
在所述改性炉中具有通过气流传送将煤投入到所述改性炉中的喷嘴，
所述通过气流传送将煤投入到所述改性炉中的喷嘴按下述方式来配置：朝向与投入到所述气化炉中的煤的旋转流相反方向的圆周方向来投入煤。
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