JP2618473B2 - ガス化反応器から出る熱い生産ガスを冷却する方法および装置 - Google Patents
ガス化反応器から出る熱い生産ガスを冷却する方法および装置Info
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- JP2618473B2 JP2618473B2 JP1059879A JP5987989A JP2618473B2 JP 2618473 B2 JP2618473 B2 JP 2618473B2 JP 1059879 A JP1059879 A JP 1059879A JP 5987989 A JP5987989 A JP 5987989A JP 2618473 B2 JP2618473 B2 JP 2618473B2
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/04—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
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- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス化反応器から出る熱い生産ガスを、ガ
ス気流中へ導入される１つまたは幾つかの冷却用流体
（ガス状、蒸気状または液状）を用いて冷却する方法お
よび装置に関する。
ス気流中へ導入される１つまたは幾つかの冷却用流体
（ガス状、蒸気状または液状）を用いて冷却する方法お
よび装置に関する。
ガス化反応器中で進行する、燃料、たとえば微細な石
炭または他の炭素含有物（Kohlenstofftraeger）と、ガ
ス化剤酸素および場合により水蒸気との間の反応の際に
は、約1200〜1700℃のガス化温度が生じる。高い温度に
おける燃料灰の軟化特性により、ガス化反応器から出る
熱い粗ガスを適当な方法で、ガス気流中に同伴される灰
分粒子の軟化点以下に冷却して、粘結および堆積を別の
工程でさけることが必要である。
炭または他の炭素含有物（Kohlenstofftraeger）と、ガ
ス化剤酸素および場合により水蒸気との間の反応の際に
は、約1200〜1700℃のガス化温度が生じる。高い温度に
おける燃料灰の軟化特性により、ガス化反応器から出る
熱い粗ガスを適当な方法で、ガス気流中に同伴される灰
分粒子の軟化点以下に冷却して、粘結および堆積を別の
工程でさけることが必要である。
熱い粗ガスの冷却（急冷とも呼ばれる）は、冷たい還
流生産ガスまたは他の適当なガスならびに水蒸気または
場合により水を混入することによつて行なうことができ
る。この場合、冷却により２つの目的が追求される：第
一にガス化反応器の出口に取付けられた粗ガス通路の内
壁を、粘結性灰分粒子を含有する熱いガスから保護し、
第二に熱いガスにそれが取付物を有する熱交換器ないし
は転向路に入るまでに、供給される冷却用流体が混合さ
れて、全流動断面における温度が、粘結性粒子がもはや
存在しない程度に低くなるようにすべきである。最初に
挙げた目的の達成は粗ガス通路中へ冷却用流体を流動技
術的に導入して、流入する冷却用流体が冷却ベールとし
て粗ガス通路の周壁に沿つて流れるようにすることを求
めるが、第二の目的には双方のガス気流のできるだけ強
い透過、ひいては激しい混合または長い混合区間が必要
である。
流生産ガスまたは他の適当なガスならびに水蒸気または
場合により水を混入することによつて行なうことができ
る。この場合、冷却により２つの目的が追求される：第
一にガス化反応器の出口に取付けられた粗ガス通路の内
壁を、粘結性灰分粒子を含有する熱いガスから保護し、
第二に熱いガスにそれが取付物を有する熱交換器ないし
は転向路に入るまでに、供給される冷却用流体が混合さ
れて、全流動断面における温度が、粘結性粒子がもはや
存在しない程度に低くなるようにすべきである。最初に
挙げた目的の達成は粗ガス通路中へ冷却用流体を流動技
術的に導入して、流入する冷却用流体が冷却ベールとし
て粗ガス通路の周壁に沿つて流れるようにすることを求
めるが、第二の目的には双方のガス気流のできるだけ強
い透過、ひいては激しい混合または長い混合区間が必要
である。
冷却用流体を半径方向に外方から粗ガス通路中へ導入
することは公知である。この場合、最初に挙げた目的、
即ち粗ガス通路の内壁の保護は冷却用流体の供給の最適
化によつて達成することができる。第二の目的、粗ガス
と冷却用流体との密接な混合を達成するためには、この
種の冷却用流体の混合の場合、相応に長い混合区間、ひ
いては相応する粗ガス通路の長さを設けねばならなら
い。
することは公知である。この場合、最初に挙げた目的、
即ち粗ガス通路の内壁の保護は冷却用流体の供給の最適
化によつて達成することができる。第二の目的、粗ガス
と冷却用流体との密接な混合を達成するためには、この
種の冷却用流体の混合の場合、相応に長い混合区間、ひ
いては相応する粗ガス通路の長さを設けねばならなら
い。
この技術水準から出発して、本発明の課題は、冷却用
流体の供給を、混合区間の短縮、ひいては必要な投資費
の減少が達成されるように形成することである。
流体の供給を、混合区間の短縮、ひいては必要な投資費
の減少が達成されるように形成することである。
この課題を解決するために本発明によれば、冷却用流
体の一部を外部から大体において半径方向または粗ガス
の流動方向ないしは粗ガスの流動方向に対して傾斜して
ガス気流中へ導入し、他の部分は粗ガス通路内で大体に
おいて軸方向で流動方向と反対方向にガス気流中へ導入
することを提案する。
体の一部を外部から大体において半径方向または粗ガス
の流動方向ないしは粗ガスの流動方向に対して傾斜して
ガス気流中へ導入し、他の部分は粗ガス通路内で大体に
おいて軸方向で流動方向と反対方向にガス気流中へ導入
することを提案する。
さらに、本発明方法を実施するための装置は、ガス化
反応器のガス出口に取付けられている粗ガス通路内に急
冷管が軸方向に配置されていて、該急冷管の開口が冷却
用流体の半径方向ないしは傾斜せる供給個所の範囲内ま
たは流動方向で該供給個所の背後に配置されていること
を特徴とする。この場合、急冷管の開口は、管の横断面
積を有するが、円錐形に拡がるかまたは狭くなるように
構成されていてもよい。
反応器のガス出口に取付けられている粗ガス通路内に急
冷管が軸方向に配置されていて、該急冷管の開口が冷却
用流体の半径方向ないしは傾斜せる供給個所の範囲内ま
たは流動方向で該供給個所の背後に配置されていること
を特徴とする。この場合、急冷管の開口は、管の横断面
積を有するが、円錐形に拡がるかまたは狭くなるように
構成されていてもよい。
粗ガス通路内で軸方向に配置された急冷管の構造は、
管自体がフリーブロー可能であるような形態でなければ
ならない、つまり粘結性粒子が開口および急冷管と結合
するのを阻止しなければならない。さらに、冷却用流体
が軸方向で粗ガス気流に向つて吹込まれる個所で、粘結
性粒子が粗ガス通路の周壁に衝突するのを阻止しなけれ
ばならない。このために、本発明によれば差当り、急冷
管の開口の範囲内で側方に冷却流体の出口孔が配置され
ている。さらに、望ましくは粗ガス通路の周壁は、急冷
管の開口の高さに、冷却用流体の出口孔を有していても
よい。急冷管の出口孔を通る流れは動圧によつて強制さ
れるが、粗ガス通路の入口孔により吹込むには静過圧が
必要である。出口孔および入口孔によつて、冷却用流体
の比較的僅かな量のみ、しかもそれぞれ全冷却用流体の
約20％までが流入される。
管自体がフリーブロー可能であるような形態でなければ
ならない、つまり粘結性粒子が開口および急冷管と結合
するのを阻止しなければならない。さらに、冷却用流体
が軸方向で粗ガス気流に向つて吹込まれる個所で、粘結
性粒子が粗ガス通路の周壁に衝突するのを阻止しなけれ
ばならない。このために、本発明によれば差当り、急冷
管の開口の範囲内で側方に冷却流体の出口孔が配置され
ている。さらに、望ましくは粗ガス通路の周壁は、急冷
管の開口の高さに、冷却用流体の出口孔を有していても
よい。急冷管の出口孔を通る流れは動圧によつて強制さ
れるが、粗ガス通路の入口孔により吹込むには静過圧が
必要である。出口孔および入口孔によつて、冷却用流体
の比較的僅かな量のみ、しかもそれぞれ全冷却用流体の
約20％までが流入される。
さらに、本発明の構成によれば、急冷管は軸方向に移
動可能に配置されている。これにより、第一に冷却作用
を変えることが可能であり、第二の急冷管を引出すこと
により急冷管の保守、修理および清掃作業を簡単に実施
できる。
動可能に配置されている。これにより、第一に冷却作用
を変えることが可能であり、第二の急冷管を引出すこと
により急冷管の保守、修理および清掃作業を簡単に実施
できる。
最後に、急冷管はたとえば、コイル伝熱管の形の熱交
換器として構成されていてもよい。
換器として構成されていてもよい。
冷媒の供給に故障が生じた場合のために、急冷管中に
もう１つの付加的な水蒸気の緊急供給装置が設けられて
いてもよい。
もう１つの付加的な水蒸気の緊急供給装置が設けられて
いてもよい。
冷却用流体の内部からの軸方向供給と、外部からの供
給とに分割する割合は、広い範囲内で、たとえば1:9〜
1:9の間、とくに1:5〜5:1の間で変えることができる。
給とに分割する割合は、広い範囲内で、たとえば1:9〜
1:9の間、とくに1:5〜5:1の間で変えることができる。
軸方向の内部供給個所と外部供給個所との間の距離
も、同様にたとえば粗ガス通路の直径の０〜10倍の間で
多種多様に選択することができる。粗ガス通路の直径の
０の距離とは、急冷管の開口が外部からの半径方向ない
しは傾斜冷却用流体の供給個所の高さにあることを表わ
し、粗ガス通路の直径の10倍の最大距離では、急冷管の
開口は上記半径方向供給個所から背後に直径の10倍に相
当する距離に存在する： 粗ガス通路の直径と急冷管の直径との比は、約1.2〜
４の間であるべきである。
も、同様にたとえば粗ガス通路の直径の０〜10倍の間で
多種多様に選択することができる。粗ガス通路の直径の
０の距離とは、急冷管の開口が外部からの半径方向ない
しは傾斜冷却用流体の供給個所の高さにあることを表わ
し、粗ガス通路の直径の10倍の最大距離では、急冷管の
開口は上記半径方向供給個所から背後に直径の10倍に相
当する距離に存在する： 粗ガス通路の直径と急冷管の直径との比は、約1.2〜
４の間であるべきである。
１つまたは幾つかの冷却用流体の、粗ガス通路の外部
からの半径方向ないしは傾斜供給と、粗ガス通路内での
軸方向供給とを本発明により組合せることによつて、第
一に粗ガス通路の周壁の粘結に対する所望の保護、第二
に後接された装置部分を保護するための粗ガスの必要の
冷却が確実に達成され、その際混合区間は公知方法に比
して著しく減少する。
からの半径方向ないしは傾斜供給と、粗ガス通路内での
軸方向供給とを本発明により組合せることによつて、第
一に粗ガス通路の周壁の粘結に対する所望の保護、第二
に後接された装置部分を保護するための粗ガスの必要の
冷却が確実に達成され、その際混合区間は公知方法に比
して著しく減少する。
次に、本発明を、冷却用流体供給の実施例を簡略化し
た形で示す図面につき説明する。
た形で示す図面につき説明する。
第１図において、１はガス化反応器であり、この中で
発生した粗ガス２は該反応器から粗ガス通路３中へ流出
する。この粗ガスは、上述したように、ペースト状で、
従つて粘結性の灰分粒子を同伴し、該灰分粒子に対し粗
ガス通路の内壁ならびにそれに続く熱交換器等のような
装置部分（図示せず）を保護しなければならない。この
目的のために冷却用流体、たとえば還流生産ガスの供給
が配慮されている。
発生した粗ガス２は該反応器から粗ガス通路３中へ流出
する。この粗ガスは、上述したように、ペースト状で、
従つて粘結性の灰分粒子を同伴し、該灰分粒子に対し粗
ガス通路の内壁ならびにそれに続く熱交換器等のような
装置部分（図示せず）を保護しなければならない。この
目的のために冷却用流体、たとえば還流生産ガスの供給
が配慮されている。
矢印４で示したこの冷却用流体の一部は、半径方向の
供給管５により外部から粗ガス通路３中へ導入され、鎖
線６に沿つて粗ガスと混合する。粗ガスの冷却に必要な
冷却流体（矢印７）は、粗ガス通路内に軸方向に配置さ
れた急冷管８によつて供給され、急冷管８から出た後に
転向され、次いで鎖線９に沿つて粗ガスと混合する。
供給管５により外部から粗ガス通路３中へ導入され、鎖
線６に沿つて粗ガスと混合する。粗ガスの冷却に必要な
冷却流体（矢印７）は、粗ガス通路内に軸方向に配置さ
れた急冷管８によつて供給され、急冷管８から出た後に
転向され、次いで鎖線９に沿つて粗ガスと混合する。
線６および９は10で出合い、ここで粗ガス通路の全横
断面にわたつて粗ガスと冷却用流体との混合が行われて
おり、従つてここには粗ガスの冷却により粘結性灰分粒
子はもはや存在しない。図は、本発明方法における混合
区間、即ちガス化反応器１からの粗ガスの出口から10ま
での区間は、冷却用流体の半径方向の供給のみを有する
公知方向の場合よりも著しく短かい。つまり公知方法の
場合、線６が粗ガス通路３の軸11に衝突するまでの混合
区間はかなり長く、従つて装置の全長を相応に増加する
必要がある。
断面にわたつて粗ガスと冷却用流体との混合が行われて
おり、従つてここには粗ガスの冷却により粘結性灰分粒
子はもはや存在しない。図は、本発明方法における混合
区間、即ちガス化反応器１からの粗ガスの出口から10ま
での区間は、冷却用流体の半径方向の供給のみを有する
公知方向の場合よりも著しく短かい。つまり公知方法の
場合、線６が粗ガス通路３の軸11に衝突するまでの混合
区間はかなり長く、従つて装置の全長を相応に増加する
必要がある。
第１図による半径方向の供給管５が図示されていない
第２図には、急冷管８の開口は円錐形に拡がるように構
成されていてもよいことが点線で示されている。12で急
冷管の上述した出口孔の開口部分が示され、13で粗ガス
通路３の周壁にある入口孔が示されている。
第２図には、急冷管８の開口は円錐形に拡がるように構
成されていてもよいことが点線で示されている。12で急
冷管の上述した出口孔の開口部分が示され、13で粗ガス
通路３の周壁にある入口孔が示されている。
第３図は、冷却用流体の側方の出口孔14を備えている
急冷管８の円錐形に狭くなる開口を示す。この場合には
こうして構成された開口から直接に粗ガスがそれに含有
されている粘結性粒子と共に流出するので、この場合に
は開口を保護するために、第２図による実施例の場合よ
りも大量の冷却流体を出口孔を通して吹出させねばなら
ない。
急冷管８の円錐形に狭くなる開口を示す。この場合には
こうして構成された開口から直接に粗ガスがそれに含有
されている粘結性粒子と共に流出するので、この場合に
は開口を保護するために、第２図による実施例の場合よ
りも大量の冷却流体を出口孔を通して吹出させねばなら
ない。
添付図面は本発明の実施例を示すもので、第１図はガス
化反応器の出口に取付けられた、半径方向の冷却用流体
供給管を有する粗ガス通路の縦断面図であり、第２図は
開口の範囲内に冷却流体の出口孔を備える急冷管を有
し、周壁に入口孔を備える粗ガス通路の縦断面図であ
り、第３図は開口が円錐形に狭くなるように構成された
他の実施例による急冷管を有する粗ガス通路の縦断面図
である。 １……ガス化反応器、２……粗ガス、３……粗ガス通
路、４……冷却用流体、５……冷却用流体供給管、６…
…鎖線、７……冷却用流体、８……急冷管、９……鎖
線、10……出合点、11……灰分、12……出口孔、13……
入口孔、14……出口孔
化反応器の出口に取付けられた、半径方向の冷却用流体
供給管を有する粗ガス通路の縦断面図であり、第２図は
開口の範囲内に冷却流体の出口孔を備える急冷管を有
し、周壁に入口孔を備える粗ガス通路の縦断面図であ
り、第３図は開口が円錐形に狭くなるように構成された
他の実施例による急冷管を有する粗ガス通路の縦断面図
である。 １……ガス化反応器、２……粗ガス、３……粗ガス通
路、４……冷却用流体、５……冷却用流体供給管、６…
…鎖線、７……冷却用流体、８……急冷管、９……鎖
線、10……出合点、11……灰分、12……出口孔、13……
入口孔、14……出口孔
Claims (7)
- 【請求項１】ガス化反応器から出る熱い生産ガスを、ガ
ス気流中へ導入される１つまたは幾つかの冷却用流体
（ガス状、蒸気状または液状）を用いて冷却する方法に
おいて、冷却用流体の一部を外部から大体において半径
方向にまたは粗ガスの流動方向ないしは粗ガスの流動方
向に対し傾斜して、ガス気流中へ導入し、他の部分を粗
ガス通路内で大体において軸方向に流動方向と反対方向
にガス気流中へ導入することを特徴とするガス化反応器
から出る熱い生産ガスを冷却する方法。 - 【請求項２】ガス化反応器（１）のガス出口に取付けら
れている粗ガス通路（３）中に、急冷管（８）が軸方向
に配置されており、急冷管の開口が、冷却用流体の半径
方向ないしは傾斜せる供給個所の範囲内かまたは粗ガス
の流動方向で該供給個所の背後に配置されていることを
特徴とする請求項１記載の方法を実施する装置。 - 【請求項３】急冷管（８）の開口が円錐形に拡がるかま
たは狭くなるように構成されている請求項２記載の装
置。 - 【請求項４】急冷管（８）の開口の範囲内に、冷却用流
体の側方の出口孔（12）が設けられている請求項２また
は３記載の装置。 - 【請求項５】急冷管（８）の開口の高さ粗ガス通路
（３）の周壁が、冷却用流体の入口孔（13）を有する請
求項２から４までのいずれか１項記載装置。 - 【請求項６】急冷管（８）が軸方向に移動可能に配置さ
れている請求項２から５までのいずれか１項記載の装
置。 - 【請求項７】急冷管が熱交換器として構成されている請
求項２から６までのいずれか１項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3808729.4 | 1988-03-16 | ||
| DE3808729A DE3808729A1 (de) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | Verfahren und vorrichtung zur abkuehlung des aus einem vergasungsreaktor austretenden heissen produktgases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01297496A JPH01297496A (ja) | 1989-11-30 |
| JP2618473B2 true JP2618473B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=6349846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1059879A Expired - Lifetime JP2618473B2 (ja) | 1988-03-16 | 1989-03-14 | ガス化反応器から出る熱い生産ガスを冷却する方法および装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US4936873A (ja) |
| JP (1) | JP2618473B2 (ja) |
| DE (1) | DE3808729A1 (ja) |
| ES (1) | ES2009695A6 (ja) |
| IN (1) | IN171523B (ja) |
| PL (1) | PL159892B1 (ja) |
| ZA (1) | ZA889515B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK315289A (da) * | 1988-06-30 | 1989-12-31 | Shell Int Research | Fremgangsmaade til omdannelse af forureninger i en raa hoejtrykssyntesegasstroem med hoej temperatur |
| US5344614A (en) * | 1992-09-11 | 1994-09-06 | Foster Wheeler Energy Corporation | Reactor for reducing sulfur oxides emissions in a combustion process |
| DE4340156A1 (de) * | 1993-11-25 | 1995-06-01 | Krupp Koppers Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung von Partialoxidationsrohgas |
| EP0716138B1 (de) * | 1994-10-28 | 1998-09-23 | Krupp Uhde GmbH | Anlage für die Druckvergasung von feinteiligen Brennstoffen im Zuge der Erzeugung eines Produktgases |
| NL1030520C2 (nl) * | 2005-11-25 | 2007-05-29 | Cornel Dutescu | Kolen, biomassa en afvalstoffen koude verbrandingsvergasser. |
| DE102007046260A1 (de) * | 2007-09-26 | 2009-04-09 | Uhde Gmbh | Verfahren zur Reinigung des Rohgases aus einer Feststoffvergasung |
| US8357215B2 (en) | 2009-03-04 | 2013-01-22 | General Electric Company | Method and apparatus of particulate removal from gasifier components |
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|---|---|---|---|---|
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| US3262685A (en) * | 1963-11-08 | 1966-07-26 | Chemical Construction Corp | Gas quencher |
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| DE2710154C2 (de) * | 1977-03-09 | 1982-09-23 | Dr. C. Otto & Comp. Gmbh, 4630 Bochum | Unter Druck und hoher Temperatur arbeitender Gaserzeuger |
| US4279622A (en) * | 1979-07-13 | 1981-07-21 | Texaco Inc. | Gas-gas quench cooling and solids separation process |
| FI67030B (fi) * | 1981-06-26 | 1984-09-28 | Outokumpu Oy | Foerfarande och anordning foer rening av gaser innehaollandefasta och gasformiga foeroreningar |
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-
1988
- 1988-03-16 DE DE3808729A patent/DE3808729A1/de not_active Withdrawn
- 1988-12-14 IN IN1024/CAL/88A patent/IN171523B/en unknown
- 1988-12-21 ZA ZA889515A patent/ZA889515B/xx unknown
-
1989
- 1989-01-12 ES ES8900094A patent/ES2009695A6/es not_active Expired
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