JPH0283027A - 分室化したガス注入装置 - Google Patents
分室化したガス注入装置Info
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- JPH0283027A JPH0283027A JP63230242A JP23024288A JPH0283027A JP H0283027 A JPH0283027 A JP H0283027A JP 63230242 A JP63230242 A JP 63230242A JP 23024288 A JP23024288 A JP 23024288A JP H0283027 A JPH0283027 A JP H0283027A
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Classifications
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- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
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-
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- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
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-
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-
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- C10J2300/1693—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with storage facilities for intermediate, feed and/or product
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、受入反応器まで放出される粒状固体とガスと
の混合物の均一な物質流量を維持する方法および装置に
関する。特に本発明は、合成ガスを製造するための気化
器に放出される粉末化石炭に関する。
の混合物の均一な物質流量を維持する方法および装置に
関する。特に本発明は、合成ガスを製造するための気化
器に放出される粉末化石炭に関する。
石炭燃焼デイラーに対するたとえば石炭供給物のような
固体の重力流動を用いた慣用の石炭供給システムは、石
炭の物質流量および懸濁物密度における主たる変動に耐
えることができる。
固体の重力流動を用いた慣用の石炭供給システムは、石
炭の物質流量および懸濁物密度における主たる変動に耐
えることができる。
たとえば穀物のよう４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３，２１９，３５７１゜号、第
３，３６７．１２！ 号、第４１，３２９，３３６号、
第３．１Ｉ２１Ａ、３６．！号オｊ ヒ第１Ａ、０１ｚ
７，１．２３号各公報に開示された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
共にこの種のタンクからの架橋した不完全な放出を回避
することに関するものであるが、これらの装置は本発明
におけるような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均一な物質流量を維持しない。
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３，２１９，３５７１゜号、第
３，３６７．１２！ 号、第４１，３２９，３３６号、
第３．１Ｉ２１Ａ、３６．！号オｊ ヒ第１Ａ、０１ｚ
７，１．２３号各公報に開示された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
共にこの種のタンクからの架橋した不完全な放出を回避
することに関するものであるが、これらの装置は本発明
におけるような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均一な物質流量を維持しない。
したがって本発明の目的は、上記問題を解決する均一な
物置流量を維持するだめの方法および装置を提供するこ
とにある。
物置流量を維持するだめの方法および装置を提供するこ
とにある。
したがって本発明は、
保持槽装置から受入反応器まで放出される粒状固体とガ
スとの混合物の均一な物質流量を維持する方法において
、 混合物を多孔質材料で作成された部分を形成する収束壁
部を備えその頂点に前記混合物を放出させるための少な
くとも７個のポートを備えた第１含有手段に導入し、 前記第１含有手段の多孔質材料部分の外側で各領域を隔
離して少なくとも２個の実質的に閉鎖された分室を形成
し、 ガス状流体を加圧下に前記分室のそれぞれへ選択的に注
入し、 かつ前記粒状固体を前記第１含有手段から放出させる ことを特徴とする均一な物質流量を維持する方法を提供
する。
スとの混合物の均一な物質流量を維持する方法において
、 混合物を多孔質材料で作成された部分を形成する収束壁
部を備えその頂点に前記混合物を放出させるための少な
くとも７個のポートを備えた第１含有手段に導入し、 前記第１含有手段の多孔質材料部分の外側で各領域を隔
離して少なくとも２個の実質的に閉鎖された分室を形成
し、 ガス状流体を加圧下に前記分室のそれぞれへ選択的に注
入し、 かつ前記粒状固体を前記第１含有手段から放出させる ことを特徴とする均一な物質流量を維持する方法を提供
する。
さらに本発明は、
保持槽装置から受入反応器まで放出される粒状固体とガ
スとの混合物の均一な物質流量を維持する装置において
、 多孔質材料で作成された部分を形成する収束壁部を備え
その頂部に混合物を放出するために形成した少なくとも
７個のポートを有する第１含有手段へ前記混合物を導入
する手段と、 前記第１含有手段の多孔質材料部分の外部で領域を隔離
して少なくとも実質的に閉鎖した分室を形成する手段と
、 加圧下でガス状流体を前記分室中へ選択的に注入する手
段と、 前記粒状固体を前記第１含有手段から放出する手段と からなることを特徴とする均一な物質流量を維持する装
置をも提供する。
スとの混合物の均一な物質流量を維持する装置において
、 多孔質材料で作成された部分を形成する収束壁部を備え
その頂部に混合物を放出するために形成した少なくとも
７個のポートを有する第１含有手段へ前記混合物を導入
する手段と、 前記第１含有手段の多孔質材料部分の外部で領域を隔離
して少なくとも実質的に閉鎖した分室を形成する手段と
、 加圧下でガス状流体を前記分室中へ選択的に注入する手
段と、 前記粒状固体を前記第１含有手段から放出する手段と からなることを特徴とする均一な物質流量を維持する装
置をも提供する。
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。
細に説明する。
合成ガスの発生は、たとえば石炭のような炭素質燃料を
♂ＯＯ〜２０００℃の範囲の比較的高温度かつ約／〜約
２００パールの圧力範囲にて気化器における酸素または
酸素含有ガスの存在下に部分燃焼させることによって生
ずる。水蒸気と一酸化炭素と二酸化炭素と空気、酸素リ
ッチな空気および酸素を包含する酸素含有ガスとは、必
要に応じ窒素および／またはその他の不活性ガスで希釈
される。
♂ＯＯ〜２０００℃の範囲の比較的高温度かつ約／〜約
２００パールの圧力範囲にて気化器における酸素または
酸素含有ガスの存在下に部分燃焼させることによって生
ずる。水蒸気と一酸化炭素と二酸化炭素と空気、酸素リ
ッチな空気および酸素を包含する酸素含有ガスとは、必
要に応じ窒素および／またはその他の不活性ガスで希釈
される。
本発明において、燃料とガスとの混合物は有利には複数
の出口を備えた供給槽装置から放出され、各出口は気化
器に連携した少なくとも７個のバーナーに対し連通ずる
。典型的には、気化器は直径方向に対向した位置にそれ
ぞれバーナーを有する。
の出口を備えた供給槽装置から放出され、各出口は気化
器に連携した少なくとも７個のバーナーに対し連通ずる
。典型的には、気化器は直径方向に対向した位置にそれ
ぞれバーナーを有する。
一般にこれらバーナーは、得られた火炎と燃焼剤とを気
化器中へ導入すべく位置せしめた放出端部を備える。
化器中へ導入すべく位置せしめた放出端部を備える。
合成ガスの製造において特に重要なことは、粒状燃料を
石炭ガス化反応器（以下、気化器と称する）の内部のバ
ーナーまで導入する均一性である。
石炭ガス化反応器（以下、気化器と称する）の内部のバ
ーナーまで導入する均一性である。
気化器のバーナーに供給される石炭の物質流量の変動は
、気化器の性能に悪影響がある。たとえば、この種の変
動は気化器内における燃料の不充分な燃焼、およびバー
ナー面に対し熱応力をもたらすような燃焼面に対する熱
線束の損傷をもたらしうる。粒状燃料の物質流量が変動
すれば、気化器における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、過熱不足の帯域において燃
料は完全にはガス化されず、かつ過熱帯域においては燃
料がより価値の低い生成物、すなわち二酸化炭素と水蒸
気とまで完全に変換される。さらに、気化器における局
部的な高温度は、一般に気化器壁部の内表面に配置され
た耐性ライニングを損傷する。
、気化器の性能に悪影響がある。たとえば、この種の変
動は気化器内における燃料の不充分な燃焼、およびバー
ナー面に対し熱応力をもたらすような燃焼面に対する熱
線束の損傷をもたらしうる。粒状燃料の物質流量が変動
すれば、気化器における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、過熱不足の帯域において燃
料は完全にはガス化されず、かつ過熱帯域においては燃
料がより価値の低い生成物、すなわち二酸化炭素と水蒸
気とまで完全に変換される。さらに、気化器における局
部的な高温度は、一般に気化器壁部の内表面に配置され
た耐性ライニングを損傷する。
反応器内の反応帯域における石炭の滞留時間は約ＩＡＯ
Ｏミ＋）秒もしくはそれ以下であるため、石炭の物質流
量は有利にはこの程度の時間にわたり一定とすべきであ
り、より短時間にわたり一定の局部的状態を維持すべき
である。
Ｏミ＋）秒もしくはそれ以下であるため、石炭の物質流
量は有利にはこの程度の時間にわたり一定とすべきであ
り、より短時間にわたり一定の局部的状態を維持すべき
である。
種々の因子が、バーナーに供給される燃料の物質流量に
相当な影響を及ぼす。特に、供給槽装置からの粒状燃料
の放出および槽から気化器への燃料の導管による空気圧
輸送は、気化器に対する燃料の物質流量に影響を与える
。殊に、／！；Ｏｍ未満の直径を有す不導管を介して輸
送される約ｊＯ〜ｒ ｏ ｏ ′Ｋｇ／ｍ の範囲の密
度を持った燃料とガスとの混合物は１、たとえば摩擦損
失、拘束部、湾曲部などの導管内における種々の因子の
総合によって顕著な圧力低下を受ける。
相当な影響を及ぼす。特に、供給槽装置からの粒状燃料
の放出および槽から気化器への燃料の導管による空気圧
輸送は、気化器に対する燃料の物質流量に影響を与える
。殊に、／！；Ｏｍ未満の直径を有す不導管を介して輸
送される約ｊＯ〜ｒ ｏ ｏ ′Ｋｇ／ｍ の範囲の密
度を持った燃料とガスとの混合物は１、たとえば摩擦損
失、拘束部、湾曲部などの導管内における種々の因子の
総合によって顕著な圧力低下を受ける。
本発明は、多孔質材料で作成された部分を形成する下方
向に収束した壁部をその下端部に有し、槽内の固体に通
気して気化器まで放出される固体とガスとの混合物の均
一な物質流ｔを維持する少なくとも７個のポートを頂点
に備えた檜を利用する。特に、多孔質材料部分の外側の
外周に位置する領域は、隔離されて、閉鎖した分室を形
成する。
向に収束した壁部をその下端部に有し、槽内の固体に通
気して気化器まで放出される固体とガスとの混合物の均
一な物質流ｔを維持する少なくとも７個のポートを頂点
に備えた檜を利用する。特に、多孔質材料部分の外側の
外周に位置する領域は、隔離されて、閉鎖した分室を形
成する。
ガス状流体は、受入気化器まで放出される粒状固体とガ
スとの混合物の均一な物質流量を維持するよう選択され
た圧力および速度にて各分室中へ注入される。さらに、
異なる透過性を有する多孔質材料部分の互換性は、たと
えば種々異なる石炭種類、石炭の水分含有量などの異な
る条件下で、この方法を操作するだめの比較的大きい融
通性を与える。
スとの混合物の均一な物質流量を維持するよう選択され
た圧力および速度にて各分室中へ注入される。さらに、
異なる透過性を有する多孔質材料部分の互換性は、たと
えば種々異なる石炭種類、石炭の水分含有量などの異な
る条件下で、この方法を操作するだめの比較的大きい融
通性を与える。
本発明の利点は、気化器への粒状固体とガスとの混合物
の均一な物質流量を維持して気化器内に加熱不足帯域と
過熱帯域とが生ずるのを防止する点にある。
の均一な物質流量を維持して気化器内に加熱不足帯域と
過熱帯域とが生ずるのを防止する点にある。
さらに本発明の利点は、加熱不足帯域および過熱帯域を
防止することにより気化器内の耐火性ライニングを保護
する点にある。
防止することにより気化器内の耐火性ライニングを保護
する点にある。
さらに本発明の他の利点は、合成ガスの製造における一
層効率的な燃料の利用にある。
層効率的な燃料の利用にある。
さらに本発明の他の利点は、槽から気化器に到る輸送路
にてたとえば、２００ ｋｇ／ｍ’より大きいような高
懸濁物密度を維持する能力でちゃ、これにより通気およ
び空気圧輸送ガスの消費を減少させると共に、合成ガス
をより価値の低い生成物にするような気化器内で発生す
る合成ガスの希釈を回避する。
にてたとえば、２００ ｋｇ／ｍ’より大きいような高
懸濁物密度を維持する能力でちゃ、これにより通気およ
び空気圧輸送ガスの消費を減少させると共に、合成ガス
をより価値の低い生成物にするような気化器内で発生す
る合成ガスの希釈を回避する。
以下、本発明を主として粉末化石炭につき説明するが、
本発明による方法および装置はさらに部分燃焼しうるよ
うな反応性固体およびその他の微細な固体燃料、たとえ
ば亜炭、無煙炭、歴青炭、褐炭、煤、石油コークスなど
にも適している。固体炭素質燃料の寸法は、燃料のりＯ
重ｆ％がＡ４メツシュ（Ａ、Ｓ、Ｔ、Ｍ、 ）の寸法を
有するような大きさである。有利には、固体炭素質燃料
の寸法は、燃料の？０重ｆチが１００メツシュ未満の粒
子寸法（Ａ、Ｓ、Ｔ、Ｍ、 ）を有するような大きさで
ある。
本発明による方法および装置はさらに部分燃焼しうるよ
うな反応性固体およびその他の微細な固体燃料、たとえ
ば亜炭、無煙炭、歴青炭、褐炭、煤、石油コークスなど
にも適している。固体炭素質燃料の寸法は、燃料のりＯ
重ｆ％がＡ４メツシュ（Ａ、Ｓ、Ｔ、Ｍ、 ）の寸法を
有するような大きさである。有利には、固体炭素質燃料
の寸法は、燃料の？０重ｆチが１００メツシュ未満の粒
子寸法（Ａ、Ｓ、Ｔ、Ｍ、 ）を有するような大きさで
ある。
さらに、本発明は、たとえば樹脂、触媒、フライアッシ
ュおよび静電集塵器の微細物のような粒状固体、粉末化
固体の両者に使用することもてきる。
ュおよび静電集塵器の微細物のような粒状固体、粉末化
固体の両者に使用することもてきる。
本発明の装置および方法並びに従来技術に対するその多
くの利点につき一般的に説明したが、以下図面’ｔ％に
参照して本発明を一層詳細に説明する。しかしながら、
この図面は工程流れ図であって、たとえばポンプ、コン
プレッサ、清浄装置などの補助装置は図示されていない
。
くの利点につき一般的に説明したが、以下図面’ｔ％に
参照して本発明を一層詳細に説明する。しかしながら、
この図面は工程流れ図であって、たとえばポンプ、コン
プレッサ、清浄装置などの補助装置は図示されていない
。
第１図および第２図を参照して、たとえば／〜、２００
ノ’！−ルの高められた圧力で操作する供給ホッパー
１１のような保持槽装置から導管４ｔ０を介してたとえ
ば気化器りのような受入反応器まで放出される粒状固体
とガスとの混合物の均一な物質流量を維持する装置は、
一般に約１ｓｏ０未満、有利には約り００未満の夾角を
有しかつ頂点に形成された混合物を放出するための少な
くとも７個のポート１７の方向に収束する収束壁部１２
を備えた第１含有手段♂へ混合物を導入するための手段
、たとえば入口ポート１０を備える。壁部／、２は多孔
質材料の部分を形成し、この多孔質材料はたとえば焼結
ステンレス鋼、編織ステンレス鋼、或いは焼結セラミッ
クのような金属性もしくは非金属性とすることができ、
この方法に用いられる操作条件および石炭の種類に依存
する。多孔質材料は選択された透過性と約７ｍ未満の最
大孔寸法とを有する。多孔質材料は、加圧源２０９．２
１から第１含有手段♂中へ注入されるガス状流体の均一
な分配を容易化させると共に、第１含有手段から放出口
１７全介して放出される粒状固体の架橋を防止する。
ノ’！−ルの高められた圧力で操作する供給ホッパー
１１のような保持槽装置から導管４ｔ０を介してたとえ
ば気化器りのような受入反応器まで放出される粒状固体
とガスとの混合物の均一な物質流量を維持する装置は、
一般に約１ｓｏ０未満、有利には約り００未満の夾角を
有しかつ頂点に形成された混合物を放出するための少な
くとも７個のポート１７の方向に収束する収束壁部１２
を備えた第１含有手段♂へ混合物を導入するための手段
、たとえば入口ポート１０を備える。壁部／、２は多孔
質材料の部分を形成し、この多孔質材料はたとえば焼結
ステンレス鋼、編織ステンレス鋼、或いは焼結セラミッ
クのような金属性もしくは非金属性とすることができ、
この方法に用いられる操作条件および石炭の種類に依存
する。多孔質材料は選択された透過性と約７ｍ未満の最
大孔寸法とを有する。多孔質材料は、加圧源２０９．２
１から第１含有手段♂中へ注入されるガス状流体の均一
な分配を容易化させると共に、第１含有手段から放出口
１７全介して放出される粒状固体の架橋を防止する。
壁部／λにおける多孔質材料の孔寸法は多くの因子のう
ち用いられる石炭の種類に依存する。種種異なる孔寸法
を必要とする各種の石炭を使用するための比較的大きい
操作融通性を得るには、第１含有手段♂における多孔質
材料部分は有利にはこの第１含有手段♂とは異なる透過
性を有する他の含有手段と交換自在である。
ち用いられる石炭の種類に依存する。種種異なる孔寸法
を必要とする各種の石炭を使用するための比較的大きい
操作融通性を得るには、第１含有手段♂における多孔質
材料部分は有利にはこの第１含有手段♂とは異なる透過
性を有する他の含有手段と交換自在である。
さらに、壁部／、２８おける多孔質材料の孔部に対する
ガス状流体の導入は、このガス状流体に対し圧力拘束部
を付与することにより第１含有手段ｇの壁部／、２全体
に対する流体の均一な流動分布を確保する。同様に多孔
質材料は、第１含有手段♂内における混合物の嵩密度と
、ポート１７を介してホラ・９１１から流出する混合物
の放出速度とを制御するよう作用する。
ガス状流体の導入は、このガス状流体に対し圧力拘束部
を付与することにより第１含有手段ｇの壁部／、２全体
に対する流体の均一な流動分布を確保する。同様に多孔
質材料は、第１含有手段♂内における混合物の嵩密度と
、ポート１７を介してホラ・９１１から流出する混合物
の放出速度とを制御するよう作用する。
第１含有手段の下端部に位置するジャケット１３は、第
１含有手段♂の壁部１２とイヤケラト１３との間に実質
上包封された空間を形成するよう装着される。このジャ
ケット１３はその下端部に少なくとも７個の出口／ｊを
備え、この出口は第１含有手段ざの放出ポート１７と軸
線方向に整列してそこから粒子を放出させる。
１含有手段♂の壁部１２とイヤケラト１３との間に実質
上包封された空間を形成するよう装着される。このジャ
ケット１３はその下端部に少なくとも７個の出口／ｊを
備え、この出口は第１含有手段ざの放出ポート１７と軸
線方向に整列してそこから粒子を放出させる。
壁部ｌλにおける多孔質材料のほぼ隣接した部分の外側
かつ外周に位置するそれぞれ有利には第１および第２帯
域／ｒ、／りを隔離する手段、たとえば壁部１２のジャ
ケット１３と多孔質材料との間の実質上包封された空間
における隔壁、！λは、少なくとも２個の実質上包封さ
れた分室を形成する。ジャケット１３は、加圧下のガス
状流体をそれぞれ第１および第２帯域／ｇ、／りにそれ
ぞれ加圧流体源２０．２１から選択的に注入する手段、
たとえば入口２３に、、２３Ｂおよび２４Ａ、、！！Ｂ
をそれぞれ備える。流体源、２０．２１は別々の供給源
として示されているが、当業者にはガス状流体を同じ供
給源から供給しうろことが了解されようＯ 壁部／、２とジャケット１３との間の実質上包封された
空間に形成された分室は、必要に応じ異なる密度を有す
るガス状流体、たとえば窒素もしくはその他の不活性ガ
スおよび主として一酸化炭素と水素と水とよシなる合成
ガスのような異なる密度を有するガス状流体を、これら
分室中へ選択的に注入することを可能にする。供給源２
０から第１帯域／ざ中へ注入されるガスは、第２帯域ｌ
り中へ供給源２１から注入されるガスよりも太きいもし
くは等しい、或いは低い密度とすることができる。有利
には、帯域ｉｔ中へ注入されるガスは不活性であり、か
つ帯域／り中へ注入されるガスは合成ガスである。帯域
７ｇ中へ注入されるガスは上方向へ流動し、かつ排気し
て供給ホツノ４／ｌにおける圧力を調節することができ
るのに対し、帯域／り中へ注入されるガスは有利には下
方向に流動しかつ気化器りまで輸送される。
かつ外周に位置するそれぞれ有利には第１および第２帯
域／ｒ、／りを隔離する手段、たとえば壁部１２のジャ
ケット１３と多孔質材料との間の実質上包封された空間
における隔壁、！λは、少なくとも２個の実質上包封さ
れた分室を形成する。ジャケット１３は、加圧下のガス
状流体をそれぞれ第１および第２帯域／ｇ、／りにそれ
ぞれ加圧流体源２０．２１から選択的に注入する手段、
たとえば入口２３に、、２３Ｂおよび２４Ａ、、！！Ｂ
をそれぞれ備える。流体源、２０．２１は別々の供給源
として示されているが、当業者にはガス状流体を同じ供
給源から供給しうろことが了解されようＯ 壁部／、２とジャケット１３との間の実質上包封された
空間に形成された分室は、必要に応じ異なる密度を有す
るガス状流体、たとえば窒素もしくはその他の不活性ガ
スおよび主として一酸化炭素と水素と水とよシなる合成
ガスのような異なる密度を有するガス状流体を、これら
分室中へ選択的に注入することを可能にする。供給源２
０から第１帯域／ざ中へ注入されるガスは、第２帯域ｌ
り中へ供給源２１から注入されるガスよりも太きいもし
くは等しい、或いは低い密度とすることができる。有利
には、帯域ｉｔ中へ注入されるガスは不活性であり、か
つ帯域／り中へ注入されるガスは合成ガスである。帯域
７ｇ中へ注入されるガスは上方向へ流動し、かつ排気し
て供給ホツノ４／ｌにおける圧力を調節することができ
るのに対し、帯域／り中へ注入されるガスは有利には下
方向に流動しかつ気化器りまで輸送される。
加圧下にそれぞれ第１および第２帯域７ｇ。
／り中へ注入されるたとえば窒素および合成ガスのよう
なガス状流体の流量および方向は、壁部／、２８おける
多孔質材料部分に近接した粒状固体に通気するのに充分
な速度であるが多孔質材料より上方に位置する粒状固体
を流動化させる速度よりも低い速度に調節され、これは
たとえばそれぞれ、２５Ａ、ｊｊＢ、、２６Ａおよび２
６Ｂを用いて行なわれる。
なガス状流体の流量および方向は、壁部／、２８おける
多孔質材料部分に近接した粒状固体に通気するのに充分
な速度であるが多孔質材料より上方に位置する粒状固体
を流動化させる速度よりも低い速度に調節され、これは
たとえばそれぞれ、２５Ａ、ｊｊＢ、、２６Ａおよび２
６Ｂを用いて行なわれる。
慣用のシステムで典型的に行なわれるように多孔質材料
より上方の粒子を流動化させるのに充分な速度にてガス
を注入することは望ましくない。
より上方の粒子を流動化させるのに充分な速度にてガス
を注入することは望ましくない。
何故なら、これはより多量の不活性ガスを生じて気化器
りで内生成された合成ガスを希釈すると共に、よシ価値
の低い生成物をもたらすからである。
りで内生成された合成ガスを希釈すると共に、よシ価値
の低い生成物をもたらすからである。
さらに、これは石炭供給ホラ−’１１から放出される固
体の物質流量の変動をも増大させる。
体の物質流量の変動をも増大させる。
さらに、供給源２０．２１からのガス状流体の流量は、
供給ホッパ１１内に含有された固体の最終落下速度を越
えてはならない。最終落下速度は、上方向へのガスの流
動により固体粒子に作用する牽引力が重力により粒子に
作用する下方向の力に等しくなる速度と定義される。ガ
スの流量が最終落下速度を越えれば、固体は放出ポート
１７ではなく排出口ｊＯを介して放出されるであろう。
供給ホッパ１１内に含有された固体の最終落下速度を越
えてはならない。最終落下速度は、上方向へのガスの流
動により固体粒子に作用する牽引力が重力により粒子に
作用する下方向の力に等しくなる速度と定義される。ガ
スの流量が最終落下速度を越えれば、固体は放出ポート
１７ではなく排出口ｊＯを介して放出されるであろう。
さらに、スリップ速度（すなわち石炭に対する供給源２
０．２１からのガスの速度）は、有利にはそれぞれたと
えば回転計３０１．３０Ｂ、３／Ａおよび３／Ｂを用い
ることにより多孔質部分よシ上方の供給ホラ・９１１に
おける粒状固体の最小流動化速度よりも低い速度に調節
すべきである。供給源２０ 、２ ／からのガス状流体
は、少なくともガス状流体のスリップ速度に実質的に等
しいが多孔質部分より上方のホラ・母１１における粒状
固体の最小流動化速度よりも低い選択速度、すなわち約
／ｍの直径を有するホツノについては少なくとも、２
ｗａｓ／ ｓで注入される。
０．２１からのガスの速度）は、有利にはそれぞれたと
えば回転計３０１．３０Ｂ、３／Ａおよび３／Ｂを用い
ることにより多孔質部分よシ上方の供給ホラ・９１１に
おける粒状固体の最小流動化速度よりも低い速度に調節
すべきである。供給源２０ 、２ ／からのガス状流体
は、少なくともガス状流体のスリップ速度に実質的に等
しいが多孔質部分より上方のホラ・母１１における粒状
固体の最小流動化速度よりも低い選択速度、すなわち約
／ｍの直径を有するホツノについては少なくとも、２
ｗａｓ／ ｓで注入される。
有利には供給源λＯおよび２１からのこれらガスの流量
は独立して制御することができ、これにより上方向へ流
動するガス量および石炭の流動に関し下方向に流動する
ガスＸｔを別々に制御することを可能にする。
は独立して制御することができ、これにより上方向へ流
動するガス量および石炭の流動に関し下方向に流動する
ガスＸｔを別々に制御することを可能にする。
たとえば、供給ホラ・＃１１から放出される≠ｊ。
ｋｌ？／ｍ の懸濁物密度を有する２ ０００ ｋｇ／
ｈｒ、という粒状固体とガスとの混合物の均一な物質
流量については、第１帯域における窒素の注入速度は約
／ ００ ｋｇ／ｈｒ 、である。この速度を越えれば
、懸濁物密度はｌ／Ｌｊ Ｏｋｇ／ ｍ５未満となり、
気化器りで生成される合成ガスは供給源２０からの窒素
にょシ希釈されるであろう。さらに、この速度が選択速
度よりも若干低ければ、Ｍ濁物密度は４’ ｊ Ｏ’に
９／ｍ’よりも相当高くなる。材料および操作条件に応
じて、この状況は安定でない流動をもたらしうる。
ｈｒ、という粒状固体とガスとの混合物の均一な物質
流量については、第１帯域における窒素の注入速度は約
／ ００ ｋｇ／ｈｒ 、である。この速度を越えれば
、懸濁物密度はｌ／Ｌｊ Ｏｋｇ／ ｍ５未満となり、
気化器りで生成される合成ガスは供給源２０からの窒素
にょシ希釈されるであろう。さらに、この速度が選択速
度よりも若干低ければ、Ｍ濁物密度は４’ ｊ Ｏ’に
９／ｍ’よりも相当高くなる。材料および操作条件に応
じて、この状況は安定でない流動をもたらしうる。
さらに、ガス状流体を種々の方向および高さで注入して
、放出ポート１７から流出する圧力および速度の経過を
制御することもできる。輸送される粒子の物理的性質に
応じ、３個以上の分室を設は或いはガスを分室化領域よ
り上方に注入する必要がある。
、放出ポート１７から流出する圧力および速度の経過を
制御することもできる。輸送される粒子の物理的性質に
応じ、３個以上の分室を設は或いはガスを分室化領域よ
り上方に注入する必要がある。
この選択的注入は、供給ホラ−４’１１内の混合物密度
と出口／！を介してホラ・ン１１から流出する混合物の
放出物密度との別々の制御を可能にする。
と出口／！を介してホラ・ン１１から流出する混合物の
放出物密度との別々の制御を可能にする。
その結果、ホッパ１１の放出ポート／ｊは、２００〜！
； ００ ｋｇ／ｍ’の懸濁物密度につき従来の技術よ
りもずっと小さくなる。
； ００ ｋｇ／ｍ’の懸濁物密度につき従来の技術よ
りもずっと小さくなる。
本発明における放出ポート１７の直径は、約２００ ＝
３００ ｋｇ／ｍ５の懸濁物密度を有する固体とガス
との混合物につき約４１ｍ乃至少なくともほば約１３０
■である。この直径は、放出ポート１７から流出する際
の固体の架橋を防止するための通気された粒状固体の最
大架橋直径よりも大である。典型的には、架橋を破壊す
べく通気によシ促進される固体の重力流動を用いる慣用
の石炭供給方式は、供給ホッパ９１１のｔ放出口にて２
００ｋｇ／ｍ 未満の懸濁物密度を有しかつ１３０ｍよ
り大きい対応の供給槽装置の放出ポート直径を有する。
３００ ｋｇ／ｍ５の懸濁物密度を有する固体とガス
との混合物につき約４１ｍ乃至少なくともほば約１３０
■である。この直径は、放出ポート１７から流出する際
の固体の架橋を防止するための通気された粒状固体の最
大架橋直径よりも大である。典型的には、架橋を破壊す
べく通気によシ促進される固体の重力流動を用いる慣用
の石炭供給方式は、供給ホッパ９１１のｔ放出口にて２
００ｋｇ／ｍ 未満の懸濁物密度を有しかつ１３０ｍよ
り大きい対応の供給槽装置の放出ポート直径を有する。
本発明で用いられる所定の物質流量につき１３０ｍより
大きい直径は望ましくない。何故なら、速度または懸濁
物密度のいずれかが所望限界よりも低くなって、気化器
りに対する石炭とガスとの混合物の物質流量における変
動をもたらすからである。
大きい直径は望ましくない。何故なら、速度または懸濁
物密度のいずれかが所望限界よりも低くなって、気化器
りに対する石炭とガスとの混合物の物質流量における変
動をもたらすからである。
さらに、本発明の比較的小さい放出口直径とガス状流体
の分室化した注入との組合せは、流体弁のように作用し
て粒状固体の放出速度を制御すると共に、これによシホ
ッノＪ？１１の放出口と気化器りとの間における輸送手
段に面倒な弁を必要としなくなる。
の分室化した注入との組合せは、流体弁のように作用し
て粒状固体の放出速度を制御すると共に、これによシホ
ッノＪ？１１の放出口と気化器りとの間における輸送手
段に面倒な弁を必要としなくなる。
さらに、本発明にはホッパ４１１の上端部からガスを排
気する手段（すなわちポートよＯ）を設けることもでき
、その目的は供給ホッノ＃１１内の固体を流過するガス
の上方向の流動を約、２ａｒｍ／ ｔｒｅ ｅ・に維持
しかつこれにより固体の局部的架橋を防止すると共に放
出ポート１７への一層円滑な流動を与えることである。
気する手段（すなわちポートよＯ）を設けることもでき
、その目的は供給ホッノ＃１１内の固体を流過するガス
の上方向の流動を約、２ａｒｍ／ ｔｒｅ ｅ・に維持
しかつこれにより固体の局部的架橋を防止すると共に放
出ポート１７への一層円滑な流動を与えることである。
代案として、本発明は、それぞれ第３図および第≠図に
示したようにホッパ／ｌの下端部でなく供給ホッパ１１
の内側に位置する第１含有手段ｆＡおよびｆＢを組込む
こともできる。第３図に示した実施例の利点は、供給ホ
ラ・４１１から気化器りへの輸送路≠Ｏがより短くなる
ことである。
示したようにホッパ／ｌの下端部でなく供給ホッパ１１
の内側に位置する第１含有手段ｆＡおよびｆＢを組込む
こともできる。第３図に示した実施例の利点は、供給ホ
ラ・４１１から気化器りへの輸送路≠Ｏがより短くなる
ことである。
何故なら、気化器の・ぐ−ナーはガス注入装置／りよシ
上方の高さ（たとえば約ｊＯｍの高さ）に位置するから
である。より短い輸送路弘Ｏは、気化器りのバーナーに
対する石炭の一層均一な流動を与える。
上方の高さ（たとえば約ｊＯｍの高さ）に位置するから
である。より短い輸送路弘Ｏは、気化器りのバーナーに
対する石炭の一層均一な流動を与える。
複数出口の供給ホッノク１１に関する第３図および第≠
図に示した代案実施例の他の利点は、ホラ・ヤ１１の形
状がホッパ１１の内側に位置する第１含有手段、！ｉ’
ＡおよびざＢの結果として相当に単純化することである
。
図に示した代案実施例の他の利点は、ホラ・ヤ１１の形
状がホッパ１１の内側に位置する第１含有手段、！ｉ’
ＡおよびざＢの結果として相当に単純化することである
。
当業者に認識されるように、第１図に示した実施例の第
１含有手段♂におけるガスと石炭粒子との流動方向に関
する説明は、第３図に示した第１含有手段ｆＡにつき説
明する場合逆転する。何故なら、第１含有手段了Ａが第
１図に示した第１含有手段とに関し逆転しているからで
ある。
１含有手段♂におけるガスと石炭粒子との流動方向に関
する説明は、第３図に示した第１含有手段ｆＡにつき説
明する場合逆転する。何故なら、第１含有手段了Ａが第
１図に示した第１含有手段とに関し逆転しているからで
ある。
以上、本発明を単に説明の目的で記載したが、本発明の
思想および範囲を逸脱することなく上記方法および装置
の詳細につき種々の変化が可能である。
思想および範囲を逸脱することなく上記方法および装置
の詳細につき種々の変化が可能である。
第１図は本発明の実施例を示す略図であり、第２図は第
１図の実施例の■−■線断面図であり、 第３図は本発明による他の実施例の略図であり、第≠図
は本発明によるさらに他の実施例の略図である。 ｇ・・・第１含有手段、り・・・気化器、１２・・・収
束壁部、１３・・・ジャケット。
１図の実施例の■−■線断面図であり、 第３図は本発明による他の実施例の略図であり、第≠図
は本発明によるさらに他の実施例の略図である。 ｇ・・・第１含有手段、り・・・気化器、１２・・・収
束壁部、１３・・・ジャケット。
Claims (30)
- （１）保持槽装置から受入反応器まで放出される粒状固
体とガスとの混合物の均一な物質流量を維持する方法に
おいて、 混合物を多孔質材料で作成された部分を形成する状束壁
部を備えその頂点に前記混合物を放出させるための少な
くとも１個のポートを備えた第１含有手段に導入し、 前記第１含有手段の多孔質材料部分の外側で各領域を隔
離して少なくとも２個の実質的に閉鎖された分室を形成
し、 ガス状流体を加圧下に前記分室のそれぞれへ選択的に注
入し、 かつ前記粒状固体を前記第１含有手段から放出させる ことを特徴とする均一な物質流量を維持する方法。 - （２）隔離工程が、 多孔質材料の部分の外周に位置する第１領域を隔離し、
かつ 前記多孔質材料の実質上隣接した部分の外周かつ前記第
１領域の下に位置する第２領域を隔離する 工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。 - （３）ガス流体を選択的に注入する工程が、異なる密度
を有するガス状流体を供給する工程を含むことを特徴と
する請求項１または２記載の方法。 - （４）ガス状流体を注入する工程が、 選択された密度を有する第１ガス状流体を第１領域に注
入し、かつ 前記第１ガス状流体よりも大きい密度を有する第２ガス
状流体を第２領域中へ注入する 工程を含むことを特徴とする請求項３記載の方法。 - （５）ガス状流体を注入する工程が、 選択された密度を有する第１ガス状流体を第１領域中へ
注入し、かつ 前記第１ガス状流体よりも低い密度を有する第２ガス状
流体を第２領域中へ注入する 工程を含むことを特徴とする請求項３記載の方法。 - （６）保持槽装置内の固体の最終落下速度を越えないよ
うな選択速度にて第１ガス状流体を注入することを特徴
とする請求項４または５記載の方法。 - （７）保持槽装置内の固体の最終落下速度を越えないよ
うな選択速度にて第２ガス状流体を注入することを特徴
とする請求項４または５記載の方法。 - （８）加圧下におけるガス状流体のスリップ速度を、保
持槽装置内におけるその多孔質部分より上方の粒状固体
の最小流動化速度よりも低い速度に制御することを特徴
とする請求項４または５記載の方法。 - （９）制御工程が、約１ｍの直径を有する保持槽装置内
に少なくとも約２ｍｍ／ｓの速度を維持する工程を含む
ことを特徴とする請求項８記載の方法。 - （１０）保持槽装置からガスを排気することを含む請求
項１〜９のいずれか一項に記載の方法。 - （１１）保持槽装置から受入反応器まで放出される粒状
固体とガスとの混合物の均一な物質流量を維持する装置
において、 多孔質材料で作成された部分を形成する収束壁部を備え
その頂部に混合物を放出するために形成した少なくとも
１個のポートを有する第１含有手段へ前記混合物を導入
する手段と、 前記第１含有手段の多孔質材料部分の外部で領域を隔離
して少なくとも実質的に閉鎖した分室を形成する手段と
、 加圧下でガス状流体を前記分室中へ選択的に注入する手
段と、 前記粒状固体を前記第１含有手段から放出する手段と からなることを特徴とする均一な物質流量を維持する装
置。 - （１２）隔離する手段が、 多孔質材料の部分の外周に位置する第１領域を隔離する
手段と、 前記多孔質材料の実質的に隣接した部分の外周かつ前記
第１領域の下に位置する第２領域を隔離する手段 とを備えたことを特徴とする請求項１１記載の装置。 - （１３）ガス状流体が２種以上の成分を含み、これら成
分が異なる密度を有することを特徴とする請求項１１ま
たは１２記載の装置。 - （１４）ガス状流体を注入する手段が、 選択された密度を有する第１ガス状流体を第１領域中へ
注入する手段と、 前記第１ガス状流体よりも大きい密度を有する第２ガス
状流体を第２領域中へ注入する手段とを備えたことを特
徴とする請求項１３記載の装置。 - （１５）ガス状流体を注入する手段が、 選択された密度を有する第１ガス状流体を第１領域中へ
注入する手段と、 前記第１ガス状流体よりも低い密度を有する第２ガス状
流体を第２領域中へ注入する手段とを備えたことを特徴
とする請求項１３記載の装置。 - （１６）保持槽装置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第１ガス状流体を注入する手段を備
えたことを特徴とする請求項１４または１５記載の装置
。 - （１７）保持槽装置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第２ガス状流体を注入する手段を備
えたことを特徴とする請求項１４または１５記載の装置
。 - （１８）保持槽装置の内部でその多孔質部分より上方に
おける粒状固体の最小流動化速度より小さい速度に加圧
下のガス状流体のスリツプ速度を制御する手段を備えた
ことを特徴とする請求項１７または１８記載の装置。 - （１９）保持槽装置内の固体とガスとの混合物の容積を
、前記保持槽装置の容積の少なくとも約５０容量％に維
持する手段を備えたことを特徴とする請求項１１〜１８
のいずれか一項に記載の装置。 - （２０）制御手段が、約１ｍの直径を有する保持槽装置
内にて少なくとも約２ｍｍ／ｓの速度を維持する手段を
備えたことを特徴とする請求項１８／ｇ記載の装置。 - （２１）ガスを保持槽装置から排気する手段を備えたこ
とを特徴とする請求項１１〜２０のいずれか一項に記載
の装置。 - （２２）第１含有手段の下端部に位置するジヤケツトで
あつて前記第１含有手段と前記ジャケットとの間に実質
的に包封された空間を形成し、前記第１含有手段の放出
口と軸線方向に整列した下端部における少なくとも１個
の出口を備えるジャケットと、 加圧下の前記ガス状流体の流量および方向を、多孔質材
料の部分に近接した粒状固体を流動化させるのに充分な
速度であるが前記多孔質材料より上方に位置する粒状固
体を流動化させるより低い速度に独立して制御する手段
と を備えたことを特徴とする請求項１１〜２１のいずれか
一項に記載の装置。 - （２３）実質的に包封された空間が、少なくとも実質的
に包封された２個の分室に分割されたことを特徴とする
請求項２２記載の装置。 - （２４）ジヤケツトが、ガス状流体を分室のそれぞれに
注入する手段を備えたことを特徴とする請求項２３記載
の装置。 - （２５）ガス状流体が２種以上の成分を含み、これら成
分が異なる密度を有することを特徴とする請求項２２〜
２４のいずれか一項に記載の装置。 - （２６）多孔質材料の最大孔寸法が約７ｍｍ未満である
ことを特徴とする請求項２２〜２５のいずれか一項に記
載の装置。 - （２７）ガスを第１含有手段中に注入する領域より上方
の部分の直径が、少なくとも実質的に前記粒状固体の最
大架橋直径に等しいことを特徴とする請求項１２〜２６
のいずれか一項に記載の装置。 - （２８）射出口の直径が、約５０〜８００ｋｇ／ｍ＾３
の懸濁物密度を有する固体とガスとの混合物につき約４
〜少なくとも約１５０ｍｍであることを特徴とする請求
項１２〜２７のいずれか一項に記載の装置。 - （２９）収束壁部の夾角が約１５０°未満であることを
特徴とする請求項１２〜２８のいずれか一項に記載の装
置。 - （３０）第１含有手段の少なくとも多孔質材料部分が、
前記第１含有手段とは異なる透過性を有する第２含有手
段により交換自在であることを特徴とする請求項１２〜
２９のいずれか一項に記載の装置。
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