JP2587242B2 - 炭化水素含有燃料の部分酸化法 - Google Patents

炭化水素含有燃料の部分酸化法

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    • C10J2300/1846Partial oxidation, i.e. injection of air or oxygen only

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、マルチオリフイス型バーナー(即ち、複数
のオリフイスを有するバーナー)を用いて炭化水素含有
燃料を部分酸化する方法に関する。
特に、本発明は、3個の酸素通路即ち酸素流路と1個
の燃料通路即ち燃料流路が同心的に配置されている四オ
リフイス型バーナーを通じて酸素含有ガスと炭化水素含
有燃料がガス化帯域に供給され、合成ガス含有ガス流が
適切な条件下で自熱的に生成せしめられる、炭化水素含
有燃料の部分酸化法に関する。
上記の酸素含有ガスは、通常空気又は純粋な酸素ある
いはそれらの混合物である。ガス化帯域の温度を制御す
るために、調節剤ガスが害帯域に供給され得る。
本発明に特に、上述の方法において燃料として液体が
適する方法に関する。
一層特に、(重質)残渣供給原料が、燃料として用い
られるのに適する。
かかる方法では、優れたガス化法を達成するために、
燃料の微細な噴霧化及び燃料と酸素含有ガスとの良好か
つ速やかな接触又は混合を確実にすることが必要であ
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明の目的は、燃料のその場での微細な噴霧化が達
成される、炭化水素含有燃料の部分酸化法を提供するこ
とである。
本発明の別の目的は、酸素と燃料との良好かつ速やか
な混合又は接触が達成され、しかも過早点火又は炎の逆
火が防止される、炭化水素含有燃料の部分酸化法を提供
することである。
本発明の更に別の目的は、経済的なプロセス条件(例
えば、調節剤ガス供給量の低減及び煤の生成量の低減)
が充分長いバーナー寿命(8000時間より長い動作時間)
とともに達成される。(重質)残渣ガス化法を提供する
ことである。
〔問題点を解決するための手段〕
それ故、本発明は、炭化水素含有燃料の部分酸化法に
おいて、下記の工程即ち 3個の酸素通路即ち酸素流路と1個の燃料通路即ち燃
料流路が同心的に配置されている同心配置型バーナーを
通じて酸素含有ガスと炭化水含有燃料をガス化帯域に供
給する工程、 合成ガス含有ガス流を適切な条件下で自熱的に生成さ
せる工程、 酸素含有ガスを21〜42m/secの比較的低速度にて上記
同心配置の中央流路に供給して通過させる工程、 酸素含有ガスを60〜120m/secの比較的高速度にて上記
中央流路を取り囲む第1同心流路に供給して通過させる
工程、 燃料を3.0〜3.8m/secの比較的低速度にて上記第1同
心流路を取り囲む第2同心流路に供給して通過させる工
程、及び 酸素含有ガスを60〜120m/secの比較的高速度にて上記
第2同心流路を取り囲む第3同心流路に供給して通過さ
せる工程、 からなることを特徴とする、炭化水素含有燃料の部分酸
化法を提供する。
〔発明の詳述〕
本発明の有利な具体例では、5〜40質量パーセントの
酸素含有ガスが該中央流路に供給して通過せしめられ
る。
本発明の別の有利な具体例では、各速度は、ガス化帯
域に通じる各同心流路の出口において測定される。速度
の測定は、その目的に適したいかなるやり方でも行うこ
とができ、従つて詳述しない。
本発明の更に別の有利な具体例では、酸素含有ガス
は、調節剤として水蒸気又は二酸化炭素を含有する。
本発明の更にまた別の有利な具体例では、ガス化プロ
セスは0.1〜12MPaの圧力にて行われる。
燃料及び酸素含有ガスは、3個の酸素通路と1個の燃
料通路が同心的に配置されている同心配置型バーナーを
通じてガス化帯域に供給される。酸素供給用の中央流路
は、酸素供給用の第1の環状流路によつて取り囲まれて
いる。該第1の環状流路は燃料供給用の第2の環状流路
によつて取り囲まれており、該第2の環状流路は酸素供
給用の第3の環状流路によつて取り囲まれている。
酸素及び燃料をガス化帯域に供給するための環状の同
心流路の配置からなるマルチオリフイス型バーナはそれ
自体公知であり、従つて詳述しない。
通常、かかるバーナーは、内部冷却流体通路を備えた
中空壁部材からなる。しかしながら、バーナーの動作状
態中又は昇温/運転停止状態中熱負荷に耐えるようにす
るため、バーナーは例えば適当なセラミツク又は耐火物
のライニングが施され得、あるいはバーナーの前面壁の
外表面に極く接近して設けられた手段によつて懸垂され
得る。
本発明によれば、良好な噴霧化及び混合を達成するた
めに、酸素及び燃料が特定の速度にてそれぞれの流路を
通じてガス化帯域に供給される。
〔実施例〕
次の例を参照して本発明を一層詳細に記載する。
例 次の条件下で試験を行つた: a)供給原料 15℃における比重(kg/m3) 980〜1018 流路の出口における粘度(Pa.s) 0.02〜0.2 組成 C %wt 86.7〜87.4 H 10.2〜10.8 S 1.26〜1.39 N 0.3〜0.5 灰 0.064 典型的な金属含有量 V ppm 252 Ni ppm 82 Fe ppm 27 コンラドソン法残留炭素%wt 23 b)酸素組成 O2%vol 99.05 N2%vol 0.01 Ar%vol 0.94 H2O%vol − c)操作条件供給原料(燃料) 質量流量(kg/s) 1.1〜1.4 流路への供給温度(℃) 120〜170 供給圧(MPa) 3.6〜3.7 燃料流路の出口における速度(m/s) 3.0〜3.8 生じたスロツト幅(mm) 3 酸素含有ガス 酸素対燃料の比率(kg/kg) 1.0〜1.3 水蒸気対燃料の比率(kg/kg) 0.3〜0.65 混合物の供給温度(℃) 210〜220 供給圧(MPa) 3.6〜3.7質量流量の分配及び速度 中央流路,5〜40質量パーセント 21〜42 m/s 第1同心流路 60〜120m/s 第3同心流路 60〜120m/s (第1同心流路と第3同心流路に流れる質量流量は均一
に分配される)反応器 圧力(MPa) 0.1〜12 温度(℃) 1300〜1450 典型的な粗製合成ガスの組成(%vol,乾燥) CO2= 5.3 〜 9.1 H2S= 0.1 〜 0.3 O2 = 0.0 〜 0.1 H2 =44.7 〜47.5 N2 = 0.1 〜 0.4 CO =43.7 〜48.9 CH4= 0.05〜 0.3 燃料を基準として約0.3〜4重量パーセントの未転化
炭素含有生成物が、供給原料に添加されてもよい。
本発明の有利な具体例では、第3流路を取り囲む第4
の同心環状流路にH2O、CO2、CH4等の如き不活性ガス
(発熱的に反応しないガス)を供給して通過させること
により、バーナーの寿命が増大され得る。このようなや
り方では、炎が上昇され得、熱流束が減じられ得る。
本発明の種々の変更態様が、以上の記載から当業者に
とつて明らかになろう。かかる変更態様は、特許請求の
範囲内に入るよう意図されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−227977(JP,A) 特開 昭59−22991(JP,A)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭化水素含有燃料の部分酸化法において、 3個の酸素通路即ち酸素流路と1個の燃料通路即ち燃料
    流路が同心的に配置されている同心配置型バーナーを通
    じて、酸素含有ガスと炭化水含有燃料として重質残渣供
    給原料をガス化帯域に供給する工程、 合成ガス含有ガス流を適切な条件下で自熱的に生成させ
    る工程、 酸素含有ガスを21〜42m/secの比較的低速度にて上記同
    心配置の中央流路に供給して通過させる工程、 酸素含有ガスを60〜120m/secの比較的高速度にて上記中
    央流路を取り囲む第1同心流路に供給して通過させる工
    程、 燃料を3.0〜3.8m/secの比較的低速度にて上記第1同心
    流路を取り囲む第2同心流路に供給して通過させる工
    程、及び 酸素含有ガスを60〜120m/secの比較的高速度にて上記第
    2同心流路を取り囲む第3同心流路に供給して通過させ
    る工程、 からなることを特徴とする、炭化水素含有燃料の部分酸
    化法。
  2. 【請求項2】各速度が、ガス化帯域に通じる各同心流路
    の出口にて測定される、特許請求の範囲第1項に記載の
    方法。
  3. 【請求項3】酸素含有ガスが調節剤を含有する、特許請
    求の範囲第1または2項に記載の方法。
  4. 【請求項4】調節剤が水蒸気または二酸化炭素である、
    特許請求の範囲第3項に記載の方法。
  5. 【請求項5】0.1〜12MPaの圧力にて実施する、特許請求
    の範囲第1〜4項のいずれか一項に記載の方法。
  6. 【請求項6】5〜40重量パーセントの酸素含有ガスを中
    央流路に供給して通過させる、特許請求の範囲第1〜5
    項のいずれか一項に記載の方法。
  7. 【請求項7】不活性ガス(発熱的に反応しないガス)
    を、第3同心流路を取り囲む第4同心流路に供給して通
    過させる、特許請求の範囲第1〜6項のいずれか一項に
    記載の方法。
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