JPH03271693A - 粉粒体の予熱・冷却装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば石炭急速熱分解プロセスにおける微粉
炭の搬送の場合のように、粉粒体を気流搬送状態で予熱
あるいは冷却する方法に関する。

〔従来の技術〕

例えば、石炭を乾燥粉砕後あるいは炉内で加熱して石炭
の熱分解を行わせ、石炭ガス、タール。

チャー等の有価成分を回収する場合、あるいは石炭と共
に水素分圧の高い雰囲気中でメタン化反応を行わせ、合
成天然ガスを作るプロセスにおいて、原料微粉炭を熱分
解温度である７００〜９００℃まで昇温させる熱源が必
要である。

このための外部熱源の維持が、プロセスの全体系のラン
ニングコスト負担となるため、上記昇温に際して、石炭
の予熱を行いこれによって、反応に要する熱量の軽減を
図る試みが多く行われている。

例えば、学振炭素材料１１７委員会報告　第１Ｏ回会議
資料（３）にあるように、合成天然ガスを製造する場合
の、Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ，の発熱反応を利用する方式の採
用が考えられるが、系内で高温ガスを１！環するための
具体的な手段の採用が困難であるという問題がある。

また、特開昭５１−９５４０２号公報には管状の熱交換
器を用いて、石炭流を周囲より加熱、昇温する方式が開
示されているが、最も予熱効率の良い温度である３００
℃程度まで搬送中に加熱するためには、加熱管長が著し
く長くなり、それに伴い圧力損失も増加するとともに、
加熱管内での粉粒体の流れはもともと不均一であり、部
分的な過熱を受けて炭種によっては融着を起こし閉塞に
至ることもある。

さらに、特開昭５ｌ−１７９（１１号公報では、石炭流
の一部を酸素を含むガスで部分酸化発熱させる方法を提
案されているが、この方法は石炭中の有効成分が、ＣＤ
、　ＣＯ２，Ｈ，０といった形で損失になる。また、Ｗ
ＩＩ素のような酸化剤を必要とし、空気のような安価な
酸化剤を用いれば、窒素が生成物中に混入し分離生成物
の品質に悪影響を及ぼす。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明において解決すべき課題は、粉粒体の搬送系にお
ける予熱方式として、全体反応系あるいは処理系に格別
の影響を与えることなく、その搬送条件を変える必要な
く、また、全体系の熱量を有効に利用できる手段を見出
すことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、粉粒体を気流によって搬送する経路内に粉体
流動部を設けるとともに、同流動部に外部からの加熱あ
るいは冷却手段と粉粒体の流動状態維持手段とを設けた
ことを特徴とする。

〔作用〕

液体であれば容器に入れて周囲より加熱するだけで自然
対流により全体の温度が上昇するが、粉粒体の場合は対
流が期待できないため加熱面での粒子が過熱されやすく
、石炭であれば融着、さらにはコークス化がおきる。

しかしながら、粉粒体に流動状態を維持するための作用
を加えた場合には、外部加熱によっても均一加熱が可能
であるという知見の下でこの技術は完成した。

そして、具体的には通常の搬送路の途中に、流動状態を
維持できる加熱流動部を設けたものである。

粉粒体に流動状態を維持する手段としては、バイブ１ノ
ータの振動を連続的に発生させることができるので望ま
しい。ただし、発生する振動には、−室以上の強さが必
要であり、これを加速度で表示すれば、１００ｇａｌ未
満ではわずかの粒子の移動が見られるにすぎず、加熱面
での石炭粒子の融着が起きる。１００ｇａｌ以上では、
振動が伝わる管壁付近ではよく流動が起き所定の目的を
達成することができる。とくに、５００ｇａｌ以上では
、粉体の流動が内部まで渦巻く形で行われ、壁面で加熱
された粒子が中心まで到達する。

しかしながら、実際には石炭は気流搬送されて容器に入
ってくるので、それによる撹拌力もあり１００ｇａｌ以
上の振動であれば一応運転は可能である。

流動部に設けた粉体を加熱・冷却する装置としては内部
に粉粒体よりも高温あるいは低温のガスを吹き込んで、
内部の粉体を加熱、冷却する方法も採用できるが、冷却
管、加熱管による装置が比較的簡単で、しかもその関連
した系に格別の影響を与えることがない。

石炭急速熱分解プロセスのための原料微粉炭等に対する
振動の付与は、１００ｇａ＋以上望ましくは５００ｇａ
ｌ　以上、１００Ｇ以下の連続的な振動を強制的に加え
、内部を通過する粉体を強制的に流動させる。

このように、全体システムに何等の変更を与えることな
く管内を流動搬送している状態で加熱が行われる。

この粉粒体の予熱処理の装置は、そのまま、粉粒体の冷
却にも適用できる。

〔実施例〕 実施例１ 第１図は、例えば特開平１−１１３４９１号公報に記載
の微粉炭を加熱分解してタール等を製造する装置に適用
した例を示すもので、５Ｑｋｇ／Ｈｒ　の２００メツシ
ュ以下８０％の乾燥微粉炭を、圧力５ｋｇ／ｃｏ＋”Ｇ
　。

送量１０ｋｇ／Ｈｒの窒素によって、ホッパーより反応
炉まで気流搬送する配管Ａの途中に流動部１０を設けた
例を示す。

この流動部１０は、鋼製容器１からなり、その周壁に入
側温度３２０℃の有機熱媒体を通す加熱管２が設けられ
、さらに、その周壁には容器１全体を振動させるため、
２００Ｗ容量、振動の強さ０．８Ｇ〜０．９Ｇのバイブ
レータ３を設置した。そして、その上下端をそれぞれ入
側配管Ａ１　　と出側配管Ａ２　に連結された構造をな
し、そして、この流動部１０全体は図示していない支持
具によって固定されている。また、放散熱を防ぐため、
容器ｌと頂部Ａ２の配管は断熱材４によって外部保温さ
れている。

これによって、バイブレータ３を１００ｖ電源で６０Ｈ
ｚで作動せしめ、入側ＡＩ　と出側Ａ、の内部に熱電対
を取付け、微粉炭流の加熱状況を調べた。

入側石炭流の温度は１０℃、出側温度は１８０℃±１０
℃であった。この運転を６時間にわたって実施したとこ
ろ、この加熱容器内での閉塞や加熱による融着等のトラ
ブルは一切認められず、粉粒体流の乱れ、圧力変動もい
っさいなく、順調に運転を行うことかできた。

実施例２ 第２図は第１図に示す容器１の外面を加熱する代わりに
、容器１の内部に垂直に伝熱管２を配置した例を示す。

これによって、粉粒体への熱伝達の効率が向上する。そ
して、この場合、伝熱管２に伝熱フィン５を設けること
により、さらに伝熱効果を上げることができる。

比較例 第１図において、バイブレータ３の代わりに容器１の下
部に多孔板を設け、これによりガスを吹き込むことによ
って粉粒体を流動化させることを試みたが、粉体層がガ
スによってそのままの形で持ち上がり、装置の上端に達
した時に崩壊し、またそのまま持ち上がるという繰り返
しになり、流動化は全くみられなかった。

以上、実施例として微粉炭流の予熱の場合で説明したが
、この方法は、−毅の微粉体の予熱、冷却の場合に用い
ることが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によって以下の効果を奏することができる。

（１）粉粒体の処理系全体の加熱に必要な熱エネルギー
を減少することができる。

（２）処理系全体に何等の影響を与えることがない。

（３）微粉炭の燃焼に使用したときには、燃焼ガス化の
際の反応を促進できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の粉粒体流動部の実施例を示し、第２図
は他の実施例を示す。 １；鋼製容器　　　　　２：加熱管 ３：バイブレータ　　　４：断熱材 ５：伝熱フィン　　　　１０：流動部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粉粒体を気流によって搬送する経路内に粉体流動部
   を設けるとともに、同流動部に外部からの加熱あるいは
   冷却手段と粉粒体の流動状態維持手段とを設けてなる粉
   粒体の予熱・冷却装置。 ２、請求項１の記載において、粉粒体が微粉炭である粉
   粒体の予熱・冷却装置。 ３、請求項１の記載において、加熱あるいは冷却手段が
   加熱媒体あるいは冷却媒体を導入する伝熱管である粉粒
   体の予熱・冷却装置。 ４、請求項１の記載において、流動状態維持手段が振動
   である粉粒体の予熱・冷却装置。 ５、請求項４の記載において、振動が１００ｇａｌ以上
   望ましくは５００ｇａｌ以上の連続的な振動である粉粒
   体の予熱・冷却装置。