JP2973005B2 - 供給ホッパー装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、供給槽から受入反応器まで均一に放出され
る粒状固体とガスとの混合物の流量を均衡化させる方法
および装置に関する。特に本発明は、有利には複数の出
口を備えた供給槽から合成ガス製造用の加圧された石炭
ガス化反応器（以下、気化器と称する）まで均一に放出
される粉末化した石炭とガスとの混合物の流量を均衡化
させるための方法および装置に関する。より詳細には、
本発明は、反応器に対する乾燥石炭供給物の物質流量を
安定化させる方法および装置に関するものである。

〔従来の技術〕

たとえば穀物のように重力により容易に流動する傾向
を備えた物質を放出するため、各種の装置が建造されて
いる。たとえば米国特許第3,289,396および第3,367,724
号公報に開示されているような装置は、バルク貯蔵タン
クからの粒状物質の「効率的放出」を与えると共に、こ
れらタンクからの架橋（ブリッジング）および不完全な
放出を回避することに関するものであるが、これらの装
置は複数の出口を備えた供給槽装置から加圧された受入
反応器まで均一に放出される粒状固体とガスとの混合物
の流量を本発明によるように均衡化させない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、当業界における上記課題を解決することに
向けられる。

〔課題を解決するための手段〕

したがって本発明は、受入反応器に対し均一に放出さ
れる粒状固体とガスとの混合物11の流量を均衡化させる
供給槽装置10であって、 下端部に開口部手段14を備えて前記固体とガスとの混
合物11を放出する、槽上部から第２ガスにより加圧され
た槽12を含み、 下方向に収束する壁部18を備えた少なくとも２個の幾
何学上類似した容器16A,16Bが、前記加圧された槽12内
に実質的に装着され、 前記容器のそれぞれが、前記加圧された槽の長手軸線
に対し実質的に平行な長手軸線を有し、 前記容器16A,16Bのそれぞれが、約90゜未満の夾角を
有する円錐形状であり、 前記容器16A,16Bのそれぞれは、前記混合物を受入れ
るための上端部における入口オリフィス23A,23Bと、前
記混合物を放出するための下端部における出口オリフィ
ス2A,24Bとを備える供給槽装置10において、 前記容器16A,16Bは互いに隣接位置すると共に交差し
てそれらの間に交差点27にて仮想共通面26を形成し、前
記交差の下端部は前記容器の開口部手段14に関し共通な
仮想水平面29に対して垂直な選択された距離28に位置
し、 前記容器の壁部の少なくとも下部が第１ガス31により
通気され、 該供給槽から該反応器への混合物の空気圧輸送手段が
存在する ことを特徴とする供給槽装置を提供する。

さらに本発明は、加圧された受入反応器に対し均一に
放出される粒状固体とガスとの混合物11の流量を均衡化
させる方法であって、 前記供給装置に記載の加圧された槽12に該混合物11を
導入し、 該容器の壁部18の下部を介して注入する第１ガス31の
流量を制御することにより前記各容器の出口オリフィス
24A,24Bを流過する混合物11の流量を制御し、 前記容器の出口オリフィス24A,24Bを介し前記受入反
応器まで混合物を放出し、かつ 前記加圧された槽12の圧力を前記受入反応器の圧力よ
りも高く維持する工程を含む ことを特徴とする粒状固体とガスとの混合物の流量を均
衡化させる方法を提供する。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して本発明を実施例につき一層
詳細に説明する。

ガス化に際し合成ガスの発生は、気化器内で酸素或い
はたとえば空気もしくは空気と酸素との混合物のような
酸素含有ガスの存在下に800〜2000℃の範囲の比較的高
い温度かつ１〜200バールの圧力範囲にて、たとえば石
炭のような炭化水素燃料を部分燃焼させて生ずる。本発
明の有利な実施例においては、燃料とガスとの混合物を
有利には複数の出口を備えた供給槽装置から放出させ、
各出口を気化器に連携した少なくとも１個のバーナーと
連通させる。典型的には、気化器は直径方向で対向する
位置にそれぞれバーナーを有する。一般に、これらのバ
ーナーは、燃焼材を発生した気化器火炎中に導入するよ
うに位置せしめた放出端部を備える。

合成ガスの製造に際し特に重要なことは、粒状燃料を
気化器内のバーナーに導入して、これらバーナーに供給
される燃料の物質流量の変動を最小化させるための均一
性である。粒状燃料の物質流量が変動すれば、気化器内
の過熱帯域に隣接して加熱不足の帯域が発生する。その
結果、加熱不足の帯域において燃料は完全にはガス化さ
れず、さらに加熱帯域では燃料が完全に価値の低い生成
物、すなわち二酸化炭素と水蒸気とに変換される。さら
に、気化器内の局部的高温度は、気化器壁部の内表面お
よび気化器のバーナーに一般に配置された耐火性ライニ
ングを損傷する。

バーナー１個当たり１個の燃料供給装置という最適な
場合は大きな投資を要する。したがって、少なくとも２
個の出口を備えた供給槽を設けて、装置およびその装置
の操作方法が供給槽から気化器まで均一に放出される固
体の流量を均衡化させることにより、供給槽の個数を減
少させることが必要となる。

本発明の利点は、粒状固体とガスとの混合物を気化器
へ均一に放出し、これにより反応器内における加熱不足
の帯域および加熱帯域を防止することである。

さらに本発明の利点は、気化器およびバーナーの内部
における耐火性ライニング並びに気化器内の他の装置を
加熱不足帯域および加熱帯域の防止により保護すること
にある。

さらに他の本発明の利点は、合成ガスの製造における
燃料の一層効率的な利用である。

以下、本発明を主として粉末化石炭に関し説明する
が、本発明による方法および装置は、流動性ではあるが
容易には重力により流動しない、すなわち小麦粉やセメ
ントにより示されるように放出出口の上方でブリッジの
ような流動阻害物を形成する傾向を持った他の微細な固
体についても適している。同様に、本発明はさらにたと
えば亜炭、無煙炭、歴青炭、活炭、煤、石油コークスな
どの部分燃焼しうるような他の微細な固体燃料について
も適している。固体炭素質燃料の寸法は、この燃料の90
重量％がNo.6メッシュ（A.S.T.M）未満の粒子寸法を有
するような寸法である。有利には、固体炭素質燃料の寸
法は、90重量％が100メッシュ（A.S.T.M）未満の粒子寸
法を有するような寸法である。

図面の第１図を参照して、粒状固体とガスとの混合物
11を加圧された受入槽もしくは反応器（図示せず）まで
均一に放出するための供給槽装置10は一般に、固体とガ
スとの混合物11を放出するための開口部手段14を下端部
に備えた加圧供給槽12と、下方向に収束する壁部18を有
しかつ加圧供給槽12の内部に実質的に装着された少なく
とも２個の幾何学上類似した容器16A,16B（以下、単に1
6A,Bと称する）とからなり、容器16A,Bのそれぞれは加
圧槽12の長手軸線21に対しほぼ平行な長手軸線20を有
し、容器16A,Bのそれぞれは混合物11を受け入れるため
の上端部における入口オリフィス23A,23B（以下、単に2
3A,Bと称する）と混合物をそこから放出するための下端
部における出口オリフィス24A,24B（以下、単に24A,Bと
称する）とを備え、さらに容器16A,Bは互いに隣接位置
すると共に交差してそれらの間に交差点で仮想共通面26
を形成し、前記交差部27の下端部は容器16A,Bの開口部
手段14に共通の仮想水平面29に対し垂直な選択された距
離28に位置する。

有利には円筒部を備えた加圧槽12は、約０バール（絶
対圧）〜約200バール（絶対圧）の範囲の圧力に耐える
ような構造である。槽12の下端部における開口部手段14
は、少なくとも固体とガスとの混合物11の放出を可能に
するのに充分な寸法とすべきである。

加圧槽12内に実質的に装着された少なくとも２個、で
きればそれ以上の幾何学上類似した容器16A,Bは、約90
゜未満、特に20〜40゜の夾角を有する円錐状の下方向に
収束した壁部18を備える。容器16A,Bの幾何学的類似性
は、容器から放出される固体の流量を均衡化する点に関
し、容器16Aと16Bとの間の干渉を最小化させるのに有利
である。

加圧槽12内に実質的に容器16A,Bを装着することは容
器16A,Bの構造を著しく単純化し、さもないと容器壁部1
8に対する高い差圧に耐えねばならないであろう。壁部1
8の内部には、壁部摩擦を減少させるための当業界で周
知されたポリエチレンもしくはその他任意の材料により
ライニングすることができる。壁部摩擦を減少させるこ
とにより容器16A,Bの夾角はより大きくすることができ
る。

有利には、容器16A,Bのそれぞれには、加圧槽12の長
手軸線21に対しほぼ平行な長手軸線20を有する。何故な
ら、平行性は重力による均一な固体移動に貢献して、そ
こから放出される固体の均衡化した流量を達成しうるか
らである。容器が実質的に平行でなければ、偏心した流
路が形成されて、放出流量の均一性に悪影響を及ぼしう
る。

容器16A,Bのそれぞれは、混合物11を受入れるための
上端部における入口オリフィス23A,Bと、混合物をそこ
から放出するための下端部における出口オリフィス24A,
Bとを備える。

容器16A,Bは互いに隣接位置しかつ交差してそれらの
間に交差点にて仮想共通面26を形成する。この交差部27
の下端部は、容器16A,Bの放出口24A,Bに共通の仮想水平
面29に対し垂直な選択された距離28に位置する。特に、
選択された距離28は、加圧供給槽12の全断面積にわたり
固体の均一かつ均衡分布した物質流量を維持するのに重
要である。距離28は、気化器のバーナーに対する流動の
均一分布を達成すると共に容器16A,Bの間における干渉
を防止するように選択される。平面29に対し垂直な距離
が選択距離28より大であれば、より大きい直径の供給槽
装置が容器16A,Bの所定の夾角を維持するのに必要とさ
れる。平面29に対して垂直な距離が選択距離28より小さ
ければ、容器16A,Bの間に干渉が生じて固体とガスとの
流動の不均衡を生ぜしめてそこから放出される。

第２図を参照して、有利には剛性かつ板状に構成され
た隔壁25を容器16A,B間の仮想共通面26（第１図）に沿
って位置せしめる。隔壁25は交差部27の下端部近くに下
端部を備える。隔壁25は、固体が加圧槽12内における固
体床の各部分の全領域から均等に取出されるよう確保す
ると共に、固体の流動を分岐させまたは変路させて容器
16A,Bから放出される固体の均衡化しかつ制御された物
質流量を確保する。隔壁25の有利な高さ30は、供給槽12
の頂部からの距離36に等しい。平面29より上方の隔壁25
の最大高さは、有利には槽12の頂部からの距離36と最大
架橋寸法の1.0倍との差とすべきである。最小高さは架
橋寸法である。平面29より上方の隔壁25の最小高さは有
利には、距離36と最大架橋寸法の0.5倍との和とすべき
である。

隔壁25の着脱性は異なる形状および高さ30を有する隔
壁の交換を可能にして、たとえば特徴的な固体特性を有
する異なる種類の石炭のような種々の操作条件を吸収す
る。

本発明における各容器16A,Bの出口オリフィス24A,Bの
直径は、固体の最大架橋寸法よりも小さい。最大架橋寸
法は一般に、粒子床が緊張して安定な流動阻害物を形成
しうるような最大距離と定義される。この寸法は粒子固
体の流動特性、供給槽の構造の形状および材料などに依
存する。したがって、出口オリフィス24A,Bの直径が最
大架橋寸法よりも小さければ、流動に対する安定な阻害
が生ずるであろう。

たとえば本発明において、固体の最大架橋寸法が約45
〜61cmであれば、出口オリィス24A,Bの直径は流動促進
もしくは開始なしに61cmよりも大となるであろう。

しかしながら、第１ガス31を容器16A,Bの下部に注入
しかつそこの固体に通気することにより、各容器16A,B
の出口オリフィス24A,Bの直径を約1.3cm未満まで減寸す
ることができる。

第３図を参照して、加圧供給槽12の開口部手段14にお
ける容器16A,Bの出口オリフィス24A,Bおける中心33A,B
間の距離32は、加圧供給槽12の半径35にほぼ等しい。半
径35に対する距離32の関係の基礎は、容器16A,Bの予め
選択された夾角および距離28の帰結である。

容器16A,Bの頂部37と加圧槽12の頂部38との間の距離3
6（第１図）は、少なくともほぼ加圧槽12の直径40（第
３図）の1.5倍に等しい。直径40に対する距離36の関係
の基礎は、容器16A,Bの選択夾角と距離28とウエッブ30
の高さ（第２図）との帰結である。距離36が直径40の1.
5倍よりも実質的に小さければ、供給槽内における固体
とガスとの混合物の容積は供給槽の約50容量％未満とな
って、容器16A,B間における固体の連通を生ぜしめる。
さらに、供給槽への新たな固体の導入は、出口オリフィ
ス24A,Bからの不定な流動をもたらす。

有利には、容器16A,Bにおける交差部27の下端部と加
圧供給槽12の頂部38との間の距離42（第１図）は、加圧
供給槽12の直径40（第３図）の1.5倍に少なくとも等し
い。直径40に対する距離42の関係の基礎は、供給槽装置
の選択直径40と容器16A,Bの選択された夾角との帰結で
ある。

上記装置の操作において、方法は一般に混合物11を加
圧槽12中へたとえば槽12の上端部44にてまたはその近傍
で導入することからなっている。

たとえば窒素のような所定流量の第２ガス45を、容器
16A,B内の固体の最終落下速度を越えないような選択速
度にて加圧槽12中へ注入する。最終落下速度は、粒子が
静止ガス中に自由落下してこの粒子が重力による作用の
みを受け、粒子を静止状態から最終の定常速度に達する
まで加速する速度と定義される。

第２ガス45の流量は、固体の最終落下速度を越えない
ような速度に制御される。何故なら、極めて微細な粒子
の過度の水ひが生じて、固体中に存在する微細粒子の相
当な部分を除去することにより固体の流動特性に影響を
及ぼすと共に、放出固体の均衡化流量を達成しないから
である 選択直径を有する加圧供給槽12内のたとえば窒素のよ
うな隙間ガス31の選択された上方向もしくは下方向の見
掛け速度は、ガス31および45の注入速度を制御すること
により達成される。見掛け速度は、粒状固体の存在を無
視した特定断面に対するガスの平均速度と定義される。
最初の第１ガス31の上方向見掛け速度を維持すれば、床
密度の低下をもたらして、放出口を通る流量を均衡化さ
せることができる。下方向の見掛け速度の維持は、より
高い固体／ガス混合物の輸送を可能にする。

第１ガス31における選択された上方向もしくは下方向
の見掛け速度を得る１つの方法は、たとえば混合物11中
のガスを加圧槽12から好ましくはその上部排気すること
により、加圧槽12内の混合物におけるガス流量を制御す
ることである。代案として、第１ガス31の選択された上
方向の見掛け速度は、供給源31からのガスの注入速度を
制御して得ることもできる。同様に、第２ガス45の選択
された下方向の見掛け速度も、供給源45からのガス注入
速度を制御して得ることができる。

分室16A,B間の干渉を最小化する上記方法にて槽12を
構成すれば、第２ガス45の注入から利点を得ることがで
きる。

分室16A,Bの下部1/4中へ典型的にガス31を注入すれ
ば、上記槽からの粒状固体に均衡化した均一な放出流動
に関し幾つかの効果を得ることができる。ガス31の注入
は多くの有利な結果をもたらし、そのうち３点は架橋を
破壊し、通気されない場合より放出速度を増大させ、か
つ通気されない放出流動の場合の上記最小開口部寸法よ
りも小さい放出開口部からの均一な流動を誘発されるこ
とである。槽12が分室16A,B間の干渉を最小化するよう
構成されているため、たとえば流量に対する独立した制
御も可能となる。

最大の固体放出速度と最小の速度変化とに対する最適
なガス流動31は、ガス31と流動する粒子流れとの間のス
リップ速度に関連させることができる。この場合スリッ
プ速度は、注入ガス31とオリフィス24A,Bを介して流出
する流動ガス／粒子流れの成分との間の相対的な速度差
と解釈される。ガスおよびガス粒子流れの速度は、有効
なガス31の注入点に一致した基準断面で測定することが
できる。

ガス／粒子流れに対し並流としてのガス31の下方向流
動成分は、放出速度に対する制御の測定を可能にし、通
気されない場合の速度を増大させ、かつ固体流速の変動
を円滑にするという所望の効果をもたらす。

ガス31の注入速度が高ければ、固体／ガスの下方向流
動に対向するガスの上方向流動が生ずるであろう。この
上方向のガス流動は比較的高いスリップ速度をもたら
し、流動する粒子／ガス流の密度を低下させ、排気ガス
流49を寄与し、かつ放出速度を効果的に減少させる。作
用上、下方向に移動する粒子はガス31の向流によって保
たれる。ガスの上方向流動が極めて高い場合、気泡が形
成すると予想される。流動する流れにおける比較的大き
い気泡の存在は、固体放出速度における不規則性をもた
らす。

ガス31の注入速度が極めて低ければ、ガス31およびガ
ス／固体の下方向の並流のみが生ずるであろう。得られ
るガス／固体流の速度は低くなり、かつ一層低い固体放
出速度が生ずる。ガス31の注入速度を減少させ続けれ
ば、最終的に放出オリフィスにおいて非流動状態が生ず
る。

全くまたは殆ど向流としてのガス糧道が存在しない操
作の間、補給ガス45を蒸気キャップ中へ導入する必要が
ある。固体およびガスの放出速度に応じて、排気流49の
流量は補給速度が正確に固体放出速度と一致すれば正確
にゼロにすることができる。

有利には、容器16A,Bの直径14A,Bの1.5倍という容器1
6A,B内の固体とガスとの混合物の容積を、供給槽10内で
維持してレベルの作用を最小化させると共に供給槽装置
からの流出を最小化すべきである。容積が特定量よりも
相当小さければ、バーナーに導入される固体の物質流量
の変動が生じ、かつ過熱および加熱不足の上記問題が観
察されるであろう。容器16A,B内の混合物11の容積を監
視するレベル検知装置17は、γ−線吸収の形態或いは流
動を妨げないような当業界で周知されたその他任意の形
態とすることができる。

さらに、この方法は、各容器16A,Bの出口オリフィス2
4A,Bを介して受入反応器（図示せず）まで、放出される
混合物11の流量を、容器16A,Bの壁部18を介しその下部
にてたとえば窒素、合成ガスもしくはその他のキャリヤ
ガスのような第１ガス31の流量を調節して制御すること
からなっている。混合物11は両容器16A,Bの出口オリフ
ィス24A,Bから同時に、或いは全体ではない容器16A,Bか
ら、かつ／または容器16A,Bから異なる速度にて、上記
したように第１ガス31の流量を調節して放出することが
できる。

加圧槽12の圧力は受入反応器（図示せず）の圧力より
の高く維持して、固体を受入反応器まで搬送する。

混合物11を供給槽12から該受入反応器まで輸送するた
めに、空気圧輸送手段が存在する（詳細は第４図参
照）。

第４図を参照して、燃焼性の粒状固体とガスとの混合
物11の物質流動変動を気化器13の少なくとも１個のバー
ナー９まで輸送する約0.1〜100ヘルツの周波数範囲に最
小化するための装置10は、下端部に開口部手段を備えて
前記固体とガスとの混合物11を放出する、槽上部から第
２ガスにより加圧された槽12を含み、下方向に収束する
壁部18を備えた少なくとも２個の幾何学上類似した容器
16A,16Bが、前記加圧された槽12内に実質的に装着され
（第４図では、容器16A,16Bを実質的に覆う槽壁を図示
せず）、前記容器のそれぞれが、前記加圧された槽の長
手軸線に対し実質的に平行な長手軸線を有し、前記容器
16A,16Bのそれぞれが、約90゜未満の夾角を有する円錐
形状であり、前記容器16A,16Bのそれぞれは、前記混合
物を受入れるための上端部における入口オリフィスと、
前記混合物を放出するための下端部における出口オリフ
ィス24A,24とを備える供給槽装置10において、 前記容器16A,16Bは互いに隣接位置すると共に交差し
てそれらの間に交差点にて仮想共通面を形成し、前記交
差の下端部は前記容器の開口部手段に関し共通な仮想水
平面に対して垂直な選択された距離に位置し、前記容器
の壁部の少なくとも下部が第１ガス31により通気され、
該供給槽から該反応器への混合物の空気圧輸送手段46,4
7,48が存在することを特徴とする供給槽装置である。

加圧供給槽12から流出する混合物11の放出流量を制御
する手段は、前記容器16A,16Bの壁部の少なくとも下部
で通気して、第４図に示したように窒素、二酸化炭素も
しくは合成ガスのような31の注入により通気部分を形成
する。

さらに、通気は分室化することができる。加圧供給槽
12の容器16A,16Bの壁部の下部に対する通気は、より小
さい放出開口部（出口オリフィス）24A,Bを可能にする
と共に、より小さい直径を備えた輸送導管46を可能にす
る。

加圧供給槽12の下端部よりすぐ上にて混合物11に通気
することに関して第４図に示しかつ上記した供給槽12の
構造は、石炭とガスとの混合物11の輸送を供給槽全体に
わたり石炭とガスとの混合物を流動化させる方式で得ら
れるよりもずっと高い懸濁物密度（たとえば200kg/m³以
上）にて可能にする。これはガス化工程で使用する石炭
とガスとの混合物において顕著である。何故なら、通気
ガスはしばしば不活性でありかつ生成ガスにおける希釈
剤として作用し、１標準立法フィート当りの加熱値を低
下させるからである。

代案として、混合物11の放出流量を制御する手段は、
たとえばハンマー装置、音響ホルンを使用することによ
るような混合物を機械的に振動させる手段の形態、或い
は当業界で周知されたその他任意の手段とすることがで
きる。

放出流量を制御するためのたとえば弁のような慣用手
段は好適でない。何故なら、これらは石炭の輸送に障害
物を導入し、したがって気化器のバーナーに対する石炭
の物質流量の変動に関与するからである。

第４図の装置は加圧供給槽12内の固体７のレベルを放
出開口部より少なくとも約50％の高さだけ高く維持する
手段を含み、これは放射線デンシトメータ、超音波もし
くは機械的検出器の形態、或いは当業界で周知されたそ
の他任意の手段とすることができる。

少なくとも約50％にレベルを維持すれば、バーナーに
対する石炭流動に影響を及ぼすような加圧供給槽12から
の流出に対するレベルおよび堰止めの作用を低下させ
る。

少なくとも約２〜10バールという加圧供給槽12と気化
器13との間の最小の差圧を維持して、加圧供給槽12中へ
の合成ガスの逆流もしくは侵入を防止すると共に、気化
器13のバーナー９に対する石炭固体流動を維持する。加
圧供給槽12と気化器13との間に位置するたとえば弁のよ
うな慣用手段を用いた差圧を維持するための代案とし
て、本発明は差圧制御器79と連通したたとえば圧力トラ
ンスデューサ78のような加圧供給槽12の圧力を測定する
手段と、制御器79に連通したたとえば圧力トランスデュ
ーサ80のような気化器13の圧力測定手段と、制御器79を
介して測定した圧力を比較する手段と、たとえば弁81,8
2,83を調整して加圧槽12内の圧力を増減させることによ
り加圧供給槽12内の圧力を調製する手段とを備える。加
圧供給槽12と気化器13との間の差圧の維持は、部分的に
ガスを加圧供給槽12の上部における加圧ガスキャップ領
域に注入することにより達成される。槽12における圧力
は別の制御器79により制御され、この制御器は加圧され
たガスを弁81を介して添加し、或いはガスを弁82により
少なくとも約0.1バール/minの速度で逃がして、供給槽1
5内の圧力の充分な制御を確保する。

加圧供給槽12の放出開口部24A,Bより直ぐ上の部分に
おけるたとえば通気パッド91のような局部的通気は、混
合物11中の石炭固体が供給槽12と気化器13との間に維持
された差圧により加圧供給槽12内にて架橋し或いは充填
されるのを防止する。供給槽12の下部における固体の充
填は、加圧供給槽12からの不定の石炭流動をもたらし或
いは石炭流動を生ぜしめない。

ガスを注入しかつ加圧供給槽12と気化器13との間の差
圧を維持するための別のガス供給源を第４図に示したよ
うに設けて、１つの供給源における圧力もしくは流動の
変化が他方の供給源に影響を与えないようにするのが有
利である。

混合物11を加圧供給槽12から気化器13まで空気圧輸送
するための手段を例示の目的で第４図に示し、これは入
口部および出口部47,48を備えた導管46を有する。入口
部47は加圧供給槽12の下端部に流体連通し、かつ出口部
48は気化器13のバーナー９に対し流体連通する。導管46
内の少なくとも１点にて混合物11中へ加圧下にたとえば
窒素、二酸化炭素もしくは合成ガスのようなガス67を注
入する手段は、当業界で周知されたように得られる。所
定の振幅および周波数でガス67を脈動させる手段は、た
とえば第４図に参照符号102で示したような可変周波数
ホルンを用いて得ることができ、或いは当業界で周知さ
れたその他任意の手段で達成することができる。さら
に、ガス67を注入しかつ導管46の他の点（図示せず）に
沿って所定の振幅および周波数で脈動させることによ
り、導管46における石炭とガスとの混合物のスラグもし
くはプラグを分散させることもできる。ガス67を注入す
るための適する個所の選択は、スラグの振幅増大に基づ
いている。

第１ガス31を加圧供給槽12の放出開口部24A,Bに近過
ぎる位置で注入するのが好ましくない。何故なら、注入
ガスが加圧供給槽12からの放出の背圧を増大させて、加
圧槽12からの石炭とガスとの混合物の不均一な放出をも
たらすからである。

導管46はできるだけ平滑に作成され、すなわち流動す
る混合物11への突出部を持たず、また凹部も屈曲部も最
小とする。導管46の屈曲部もしくは湾曲部は、有利には
1.20mもしくは導管46の直径の10倍のいずれか大きい方
に等しい曲率を有し、石炭が導管46内に懸濁状態で保た
れるようにする。

有利には、導管の直径は４〜150mm、特に６〜100mmの
範囲である。特定範囲内の直径は、導管内の高速度、す
なわち100〜500kg/m³の懸濁物密度につき15m/sec.を達
成するのが望ましい。高速度は、気化器のバーナーに導
入される均一混合された石炭固体とガスとの混合物を促
進する。150mmより大きい直径を有する導管は、気化器
のバーナーに対し均一分散された石炭固体のガスとの混
合物を供給するのに必要な混合程度を付与しない。これ
に対し4mmより小さい導管は、石炭粒子を導管46内で架
橋させる傾向を有する。

石炭とガスとの混合物11における懸濁物密度は、使用
される石炭の種類に応じて変化する。たとえばイリノイ
産No.5石炭の固体懸濁物密度は一般に225〜425kg/m³の
範囲であり、350kg/m³が有利な懸濁物密度である。極端
な条件下で、懸濁物密度は50〜800kg/m³の範囲で変化す
ることができる。

加圧供給槽12から気化器13まで輸送される混合物11の
密度を選択制御する手段を例示の目的で第４図に示し、
これは加圧供給槽12の放出部における或いはその近傍に
おける混合物の懸濁密度を測定する（直接的もしくは間
接的に）手段、たとえば圧力トランスデューサ66、キャ
パシタンス・デンシドメータ90、超音波計、γ−線デン
シドメータ、または電磁ラジエータに対する半透過性を
有する手段と；測定された懸濁物密度を所定の密度と比
較する手段、たとえば制御器70と；混合物11の懸濁密
度、振幅および周波数を調整する手段とを備える。

信号は、制御器70からたとえば弁83のような流量の調
整手段、および混合物11の受入手段の下端部に注入され
たガス31のパルスの振幅および周波数を調整するたとえ
ばホルン100ような手段まで伝達される。

同様に信号は、制御器70からたとえば弁74のような流
量の調整手段、および導管46中へ注入されるガス67の振
幅および周波数を調整するたとえばホルン102のような
手段まで伝達される。さらに、信号は、制御器70からた
とえば弁75のような流量の調整手段、およびシリンダ50
中へ注入されるガス65の振幅および周波数を調整するた
とえばホルン101のような手段まで伝達される。有利に
は、ガス３１,65および67の振幅および周波数を制御す
る手段は独立して制御することができる。

第４図に示した右側の円筒50は供給槽12の放出開口部
24A,Bに対し流体連通する。第５図は、第４図に示した
シリンダ50の断面図である。このシリンダ50は、混合物
11を通過させるための入口および出口54,56を備える。
シリンダ50はほぼ同軸の外壁部および内壁部58,60を備
えて、環状部61を形成する。外壁部58は、例えば窒素、
二酸化炭素もしくは合成ガスのようなガス65を環状部61
中へ注入するための少なくとも１個の入口部63を備え
る。多孔質もしくは孔付材料で作成しうる内壁部60は混
合物11と接触する。ガス65は、包封された環状空間61か
ら多孔質もしくは孔付材料を介して混合物11中へ侵入す
る。本発明は、有利にはガス65を脈動方式で所定の振幅
および周波数にて環状部中へ、混合物と接触しているシ
リンダ50の多孔質内壁部を介し注入するたとえばホルン
101のような手段を備える。

気化器の雰囲気は還元性雰囲気とすべきである。気化
器13に導入される酸素対混合物の重量比を選択的に制御
する手段が望ましい。有利にはこの比は、水分および無
灰分石灰に対する酸素の比が0.6〜1.2もしくはそれ以
上、好ましくは0.8〜0.9の範囲となるように維持され
る。この比の制御は、たとえば信号を制御器70から、気
化器13中へ導入される酸素含有ガス71の速度を選択的に
制御するたとえば弁76のような手段まで伝達するよう各
種の方法で行うことができる。石炭固体とガスとの混合
物11がバーナー９まで流動するデンシトメータ90で測定
された物質流量が物質流量制御器70による所定の物質流
量より低ければ、酸素含有ガス71の物質流量が減少しか
つ／またはそれぞれガス67,65の注入速度が減少する。

第６図を参照して、第５図の実施例に対する代案が示
されており、ここでは第５図におけると同じ参照数字が
用いられ、ただし手段66,100,101および102は省略され
ている。

以上、本発明を説明の目的でのみ記載したが、本発明
の思想および範囲を逸脱することなく種々の改変を上記
装置および方法の詳細につきなしうることが了解されよ
う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における１実施例の断面図であり、 第２図は幻影で示した下部を備える本発明の有利な実施
例の等角図であり、 第３図は第１図のＩ−Ｉ線断面図であり、 第４図は反応性もしくは触媒性固体のガスとの混合物の
物質流量変動を最小化させる装置の略図であり、 第５図は第４図に示した部材50の切断図である。 第６図は第５図による実施例の代案の略図である。、 10……供給槽装置、11……固体とガスとの混合物、12…
…加圧供給槽、13……気化器、16A,B……容器。

フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０９８，５９０ (32)優先日 1987年９月18日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (72)発明者 チヤールズ・マイケル・アーバー アメリカ合衆国テキサス州 77096 ヒ ューストン、クルデル・ストリート 5702 (72)発明者 ルディ・エーヴエルツ オランダ国 2596 エイチ・アール、ハ ーグ、カレル・ウアン・ビラントラーン 30 (72)発明者 アンドリュー・マイケル・スコット オランダ国 1031 シー・エム アムス テルダム、バトホイスウエヒ ３ (72)発明者 ジエームズ・ジヨゼフ・マツクスカー アメリカ合衆国テキサス州77070 ヒュ ーストン、クアイル・クリーク・ドライ ヴ 11906 (72)発明者 ヘンドリカス・アリエン・デイルクセ オランダ国 1031 シー・エム アムス テルダム、バトホイスウエヒ ３ (72)発明者 ギユンテル・クラウス・エツクシユタイ ン ドイツ連邦共和国ハンブルグ、ユーベル シーリング 35 (72)発明者 トーニス・ターロウ オランダ国 1031 シー・エム アムス テルダム、バトホイスウエヒ ３ (72)発明者 トーマス・ソウン・デーウイッツ アメリカ合衆国テキサス州 77082 ヒ ューストン、メーナーデール・ドライヴ 3931 (72)発明者 ヨハネス・ヴィルヘルムス・ウアン・デ ル・ミール オランダ国 1031 シー・エム アムス テルダム、バトホイスウエヒ ３ (56)参考文献 特開 昭55−101517（ＪＰ，Ａ) 欧州公開14769（ＥＰ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65D 88/00 B65G 53/66 C01J 3/50

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受入反応器に対し均一に放出される粒状固
   体とガスとの混合物（11）の流量を均衡化させる供給槽
   装置（10）であって、 下端部に開口部手段（14）を備えて前記固体とガスとの
   混合物（11）を放出する、槽上部から第２ガスにより加
   圧された槽（12）を含み、 下方向に収束する壁部（18）を備えた少なくとも２個の
   幾何学上類似した容器（16A,16B）が、前記加圧された
   槽（12）内に実質的に装着され、 前記容器のそれぞれが、前記加圧された槽の長手軸線に
   対し実質的に平行な長手軸線を有し、 前記容器（16A,16B）のそれぞれが、約90゜未満の夾角
   を有する円錐形状であり、 前記容器（16A,16B）のそれぞれは、前記混合物を受入
   れるための上端部における入口オリフィス（23A,23B）
   と、前記混合物を放出するための下端部における出口オ
   リフィス（24A,24B）とを備える供給槽装置（10）にお
   いて、 前記容器（16A,16B）は互いに隣接位置すると共に交差
   してそれらの間に交差点（27）にて仮想共通面（26）を
   形成し、前記交差の下端部は前記容器の開口部手段（1
   4）に関し共通な仮想水平面（29）に対して垂直な選択
   された距離（28）に位置し、 前記容器の壁部の少なくとも下部が第１ガス（31）によ
   り通気され、 該供給槽から該反応器への混合物の空気圧輸送手段が存
   在する ことを特徴とする供給槽装置。
2. 【請求項２】剛性プレート状隔壁が前記容器間の仮想共
   通面に沿って位置し、前記隔壁が交差の下端部近くに下
   端部を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】加圧された受入反応器に対し均一に放出さ
   れる粒状固体とガスとの混合物（11）の流量を均衡化さ
   せる方法であって、 請求項１または２に記載の加圧された槽（12）に該混合
   物（11）を導入し、 該容器の壁部（18）の下部を介して注入する第１ガス
   （31）の流量を制御することにより前記各容器の出口オ
   リフィス（24A,24B）を流過する混合物（11）の流量を
   制御し、 前記容器の出口オリフィス（24A,24B）を介し前記受入
   反応器まで混合物を放出し、かつ 前記加圧された槽（12）の圧力を前記受入反応器の圧力
   よりも高く維持する工程を含む ことを特徴とする粒状固体とガスとの混合物の流量を均
   衡化させる方法。
4. 【請求項４】容器内における固体とガスとの混合物の容
   積を、前記容器の容積に対し少なくとも約50％に維持す
   ることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】該粒状固体が粉末化石炭であり、該反応器
   が石炭ガス化反応器である、請求項３または４に記載の
   方法。