JPH03287695A - 石炭の分解・ガス化法 - Google Patents
石炭の分解・ガス化法Info
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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】
こ産業上の利用分野〕
本発明は石炭を分解・ガス化するに際してベンゼン、ト
ルエンなどの芳香族炭化水素の収率をより高くすると共
に、メタン、水素、−酸化炭素などを含む有用なガスを
効率よく製造する方法に関する。
ルエンなどの芳香族炭化水素の収率をより高くすると共
に、メタン、水素、−酸化炭素などを含む有用なガスを
効率よく製造する方法に関する。
Ｃ従来の技術〕
石炭を分解およびガス化して芳香族化合物やメタン、水
素、−酸化炭素などを含む燃料ガスや原料ガスを製造す
ることは、古くからも行われている。
素、−酸化炭素などを含む燃料ガスや原料ガスを製造す
ることは、古くからも行われている。
特に近年では、流動層を適用して加圧化で分解やガス化
を行う例が多く提案されている。
を行う例が多く提案されている。
それらの中でも、持つとも単純化されたプロセスとして
は、石炭の一部や生成コークスを酸素含有ガス及び水蒸
気でガス化し、その発生ガスを分解部に導いて、その顕
熱により石炭の熱分解を行う方法がある。
は、石炭の一部や生成コークスを酸素含有ガス及び水蒸
気でガス化し、その発生ガスを分解部に導いて、その顕
熱により石炭の熱分解を行う方法がある。
しかし、従来の方法では発生ガスの温度を熱分解部の温
度よりも約５００’Ｃ以上も高くしなければ、分解に必
要とする熱を供給することができない。従って熱分解温
度を９００’Ｃとすれば、ガス化部の温度は約１４００
’Ｃ以上となり、このような高温では石炭中の灰分が軟
化、溶融して流動化粒子の付着や凝集が起こって流動層
の形成が困難となる。このために従来法ではガス化部を
灰分の溶融温度以上の高温にした溶融ガス化方式として
いる。
度よりも約５００’Ｃ以上も高くしなければ、分解に必
要とする熱を供給することができない。従って熱分解温
度を９００’Ｃとすれば、ガス化部の温度は約１４００
’Ｃ以上となり、このような高温では石炭中の灰分が軟
化、溶融して流動化粒子の付着や凝集が起こって流動層
の形成が困難となる。このために従来法ではガス化部を
灰分の溶融温度以上の高温にした溶融ガス化方式として
いる。
またこれまで熱分解に用いられてた流動層は、流動化粒
子径に対してガス空塔速度が低く、いわゆる低速流動層
と呼ばれるものである。低速流動層では、ガスや粒子の
逆混合が大きく、熱分解やガス化が過度に進行し、熱分
解生成物の収率が低下する。
子径に対してガス空塔速度が低く、いわゆる低速流動層
と呼ばれるものである。低速流動層では、ガスや粒子の
逆混合が大きく、熱分解やガス化が過度に進行し、熱分
解生成物の収率が低下する。
前述の方法では石炭粒子は主として高温ガスとの接触に
よって加熱されるが、本発明の方法ではより原料石炭を
高温の循環粒子によって急速に加熱し、石炭中の芳香族
炭化水素などの高付加価値成分の重合などによる損失を
防ぐ。さらに通常の低速流動層におけるガスや粒子の逆
混合が避けられるので、熱分解で生成した高付加価値成
分の過分解やガス化などをほとんど起にすことがない。
よって加熱されるが、本発明の方法ではより原料石炭を
高温の循環粒子によって急速に加熱し、石炭中の芳香族
炭化水素などの高付加価値成分の重合などによる損失を
防ぐ。さらに通常の低速流動層におけるガスや粒子の逆
混合が避けられるので、熱分解で生成した高付加価値成
分の過分解やガス化などをほとんど起にすことがない。
さらに本発明の方法ではガス化と熱分解の温度差が約５
０〜１５０’Ｃというわずか熱分解熱が供給できるので
、ガス化温度が下げられ流動層とすることができる。
０〜１５０’Ｃというわずか熱分解熱が供給できるので
、ガス化温度が下げられ流動層とすることができる。
本発明においても、石炭のカス化と熱分解のために加圧
流動層を用いる点は、上記先行例と同様である。しかし
石炭の急速な加熱を行うために重量平均粒径的０．０３
〜１ｍ、好ましくは約０．０５〜０．５ｍｍの微粉粒子
を供給する。
流動層を用いる点は、上記先行例と同様である。しかし
石炭の急速な加熱を行うために重量平均粒径的０．０３
〜１ｍ、好ましくは約０．０５〜０．５ｍｍの微粉粒子
を供給する。
さらにそのような微粉を用いるにもかかわらず、流動化
ガスの空塔速度を約２〜２０ｍ／Ｓｅｃ、好ましくは約
３〜１０ｍ／ＳｅＣという高い値とする。その結果、微
粉粒子はガス中に均一に分散し。流動化ガスに伴われて
輸送され、いわゆる高速流動層の状態となっている。こ
れに対して約２ｍ／ＳｅＣ以下の低いガス空塔速度で流
動化されているいわゆる沸騰流動層や乱流流動層のよう
な通常の低速流動層においては、粒子のガス中の分散は
不十分であり、ガスに伴われて輸送される粒子も少ない
。
ガスの空塔速度を約２〜２０ｍ／Ｓｅｃ、好ましくは約
３〜１０ｍ／ＳｅＣという高い値とする。その結果、微
粉粒子はガス中に均一に分散し。流動化ガスに伴われて
輸送され、いわゆる高速流動層の状態となっている。こ
れに対して約２ｍ／ＳｅＣ以下の低いガス空塔速度で流
動化されているいわゆる沸騰流動層や乱流流動層のよう
な通常の低速流動層においては、粒子のガス中の分散は
不十分であり、ガスに伴われて輸送される粒子も少ない
。
本発明においては、微粉状の石炭が熱分解部である高速
流動層の下部へ供給され、ガス化部から循環してきた石
炭供給量の約５〜５０重量倍、好ましくは約１０〜２５
重量倍のチャー粒子と混合し、約７００〜１１００℃ま
で急速に加熱され、熱分解反応を受けて分解ガスとチャ
ーとを生成する。またガス化部からの生成ガスの一部ま
たは全量をそのまままたは処理後分解部へ循環すること
により、分解部の加熱を一層効果的に行うとともに、分
解反応をより選択数に進行させることができる。
流動層の下部へ供給され、ガス化部から循環してきた石
炭供給量の約５〜５０重量倍、好ましくは約１０〜２５
重量倍のチャー粒子と混合し、約７００〜１１００℃ま
で急速に加熱され、熱分解反応を受けて分解ガスとチャ
ーとを生成する。またガス化部からの生成ガスの一部ま
たは全量をそのまままたは処理後分解部へ循環すること
により、分解部の加熱を一層効果的に行うとともに、分
解反応をより選択数に進行させることができる。
なお生成ガスを分解部へ循環しなくてもよいが、その場
合には流動化ガスとして水蒸気その他のガスを分解部の
下部へ送入する必要がある。
合には流動化ガスとして水蒸気その他のガスを分解部の
下部へ送入する必要がある。
先に述べたように高速流動層では、ガス速度が高く、粒
子がガスによる輸送状態となっているので、ガスや粒子
の一部が上部流れ方向に対して下部へ逆に流れるような
いわゆる逆混合現象がほとんど無く、過度の熱分解を避
けて効付加価値成分の収量を増大することができる。
子がガスによる輸送状態となっているので、ガスや粒子
の一部が上部流れ方向に対して下部へ逆に流れるような
いわゆる逆混合現象がほとんど無く、過度の熱分解を避
けて効付加価値成分の収量を増大することができる。
熱分解部の発生ガスより捕集・分離されたチャーはガス
化部へ循環され、その一部がガス化され、残部は再び分
解部に循環される。
化部へ循環され、その一部がガス化され、残部は再び分
解部に循環される。
二のガス化部としては、いわゆる沸騰流動層や乱流流動
層の様な通常の低速流動層か用いられる。
層の様な通常の低速流動層か用いられる。
ここには約５０容量％、好ましくは約８０容量２６の酸
素含有ガス及び水蒸気が送入され、約８００〜１２００
’Ｃ１好ましくは約９００〜１０００’Ｃでガス化反応
が進められ、水素や一酸化炭素に富む生成ガスが得られ
る。この生成カスは、燃料ガスや原料ガスとしてそのま
ま取り出すこともできるが、通常、その一部または全量
は、分解部へ循環される。
素含有ガス及び水蒸気が送入され、約８００〜１２００
’Ｃ１好ましくは約９００〜１０００’Ｃでガス化反応
が進められ、水素や一酸化炭素に富む生成ガスが得られ
る。この生成カスは、燃料ガスや原料ガスとしてそのま
ま取り出すこともできるが、通常、その一部または全量
は、分解部へ循環される。
本発明において低速流動層をガス化部として用いること
により、ガス化反応が進行し易く、熱的安定性に優れて
おり、操業が容易であるばかりではなく、既存の技術や
ガス化炉を転用することができるという利点がある。
により、ガス化反応が進行し易く、熱的安定性に優れて
おり、操業が容易であるばかりではなく、既存の技術や
ガス化炉を転用することができるという利点がある。
本発明ではこのような低いガス化温度であっても、多量
のチャーやガス化生成ガスを循環することによって、熱
分解部を前述したような反応温度に維持することができ
る。
のチャーやガス化生成ガスを循環することによって、熱
分解部を前述したような反応温度に維持することができ
る。
なお本発明では、分解・ガス化を圧力的５〜５０ｋｇ／
ａｆ［、好ましくは約８〜３０ｋｇ／−で行うことによ
り、生成物の品位と収率が向上でき、メタン化やオキン
反応などの生成ガス処理が容易になる。
ａｆ［、好ましくは約８〜３０ｋｇ／−で行うことによ
り、生成物の品位と収率が向上でき、メタン化やオキン
反応などの生成ガス処理が容易になる。
熱分解ガスやガス化生成ガスに同伴されるチャー粒子の
ガスからの分離・補集は、サイクロンのような通常の捕
集器によって行われる。またガス化部から熱分解部への
チャーの循環量の調節は、バルブ、スクリュウ、ニブフ
タ−のような通常の方法で行うことができる。なおチャ
ーの循環を円滑に行うためには、両部間の圧力はほぼ等
しく維持されることが好ましい。
ガスからの分離・補集は、サイクロンのような通常の捕
集器によって行われる。またガス化部から熱分解部への
チャーの循環量の調節は、バルブ、スクリュウ、ニブフ
タ−のような通常の方法で行うことができる。なおチャ
ーの循環を円滑に行うためには、両部間の圧力はほぼ等
しく維持されることが好ましい。
本発明方法の実測例を示す装置の主要部を第１図に示す
。図中１は高速流動層であり、熱分解部であり、そこに
供給された微粉炭２は循環粒子及びガス化部３で発生し
た生成ガスと接触して急速加熱されて分解される。
。図中１は高速流動層であり、熱分解部であり、そこに
供給された微粉炭２は循環粒子及びガス化部３で発生し
た生成ガスと接触して急速加熱されて分解される。
分解生成物は曲管５を通ってサイクロン６に導かれ、分
解ガス４と固体チャーとに分高される。更にガスは冷却
されて液体油分と水及び生成ガスとに分離される。また
固体チャーは下降管７を通ってガス化部３の下部へ循環
される。
解ガス４と固体チャーとに分高される。更にガスは冷却
されて液体油分と水及び生成ガスとに分離される。また
固体チャーは下降管７を通ってガス化部３の下部へ循環
される。
ガス化部には底部から水蒸気８、酸素含有ガス９が単独
または水蒸気の一部と混合して送入され、循環チャーの
一部をガス化する。
または水蒸気の一部と混合して送入され、循環チャーの
一部をガス化する。
ガス化反応による生成ガスは、サイクロン１１によって
同伴する固体粒子を分離され、生成ガス１２となり、そ
の全部又は一部は導管１３を通って適宜、分解部へ循環
される。１４は生成ガスを循環しない場合の水蒸気の送
入管である。またその底部から灰分を多く含むチャー１
０が排出される。
同伴する固体粒子を分離され、生成ガス１２となり、そ
の全部又は一部は導管１３を通って適宜、分解部へ循環
される。１４は生成ガスを循環しない場合の水蒸気の送
入管である。またその底部から灰分を多く含むチャー１
０が排出される。
また１５は循環粒子調節用のスライドバルブである。
Ｊ発明の実施例〕
第１図と同様な試験装置を用いた。高速流動層部は内径
２５ｍｍ、高さ３．５ｍの耐熱鋼管製てあり、ガス化部
である低速流動層は内径８０珊、高さ１．５ｍである。
２５ｍｍ、高さ３．５ｍの耐熱鋼管製てあり、ガス化部
である低速流動層は内径８０珊、高さ１．５ｍである。
なおここではガス化による生成ガスの全量を分解部へ循
環した。
環した。
運転開始後、５時間以上を経てほぼ安定したデータを以
下に示す。
下に示す。
１）原料微粉炭
炭種 太平洋炭発熱量
＆、 ９４０ｋｃａ ｌ Ａｇ粒度平均粒径
（５０％重量径） ０．１５ｍｍ２）反応条件 微粉炭供給量 １０ｋｇ／ｈ水蒸気送
入１ ５ｋｇ／ｈ酸素ｎ
３．５８ｍ／ｈ塔頂圧力
１５ｋｇ／’ｃＪ分解部平均温度
８５０’Ｃガス化部ツノ
９５０’Ｃ流動化ガス空塔速度 ３ｍ／’５ｅＣ ０，２ｍ／５ｅＣ １２Ｗｔ／Ｗｔ 分解部（塔頂基準） ガス化部（塔頂基準） チャー循環量７．″石炭供給量 ３）反応結果 生成ガス ツノ組成 １１Ｎ尻／ｈ ＣＯ２１４ＶＯ１％ Ｃｏ ４３ ノ！Ｈ２２７ノＩ ＣＨ４、Ｃ２１−１６１８ノ！ 液状油 １．０ｋｇ／ｈ））組成
（ベンゼン含有量＞ ５５ｗｔ％排出灰
１．３ｋｇ／ｈ〔発明の効果〕 本発明によれば、付加価値の高いベンゼンなどの芳香物
を含む液状油が多く得られると共に、水素、−酸化炭素
、メタンなどを含み燃料や合成原料ガスとして直接利用
できる高発熱ガスが得られる。この時、ガスは加圧され
ているので更に加圧するための動力をほとんど不要にす
るか著しく低下することができる。また従来の流動層ガ
ス化炉へ高速流動層部を追加することによって容易に実
施することができる。
＆、 ９４０ｋｃａ ｌ Ａｇ粒度平均粒径
（５０％重量径） ０．１５ｍｍ２）反応条件 微粉炭供給量 １０ｋｇ／ｈ水蒸気送
入１ ５ｋｇ／ｈ酸素ｎ
３．５８ｍ／ｈ塔頂圧力
１５ｋｇ／’ｃＪ分解部平均温度
８５０’Ｃガス化部ツノ
９５０’Ｃ流動化ガス空塔速度 ３ｍ／’５ｅＣ ０，２ｍ／５ｅＣ １２Ｗｔ／Ｗｔ 分解部（塔頂基準） ガス化部（塔頂基準） チャー循環量７．″石炭供給量 ３）反応結果 生成ガス ツノ組成 １１Ｎ尻／ｈ ＣＯ２１４ＶＯ１％ Ｃｏ ４３ ノ！Ｈ２２７ノＩ ＣＨ４、Ｃ２１−１６１８ノ！ 液状油 １．０ｋｇ／ｈ））組成
（ベンゼン含有量＞ ５５ｗｔ％排出灰
１．３ｋｇ／ｈ〔発明の効果〕 本発明によれば、付加価値の高いベンゼンなどの芳香物
を含む液状油が多く得られると共に、水素、−酸化炭素
、メタンなどを含み燃料や合成原料ガスとして直接利用
できる高発熱ガスが得られる。この時、ガスは加圧され
ているので更に加圧するための動力をほとんど不要にす
るか著しく低下することができる。また従来の流動層ガ
ス化炉へ高速流動層部を追加することによって容易に実
施することができる。
１４、水蒸気送入管
１５、スライドバルブ
４、
第１図は本発明を実施するためのプロセスの一例を示す
図である。 １、高速流動層 ２、微粉炭 ３、ガス化部 ４、分解ガス ５、曲管 ６、サイクロン ７、下降管 ８、水蒸気 ９、酸素含有ガス １０、チャー １１、サイクロン １２、生成ガス １３、導管 特討ｒ臥／・１才一
図である。 １、高速流動層 ２、微粉炭 ３、ガス化部 ４、分解ガス ５、曲管 ６、サイクロン ７、下降管 ８、水蒸気 ９、酸素含有ガス １０、チャー １１、サイクロン １２、生成ガス １３、導管 特討ｒ臥／・１才一
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 石炭を流動層によって熱分解・ガス化する 方法において、石炭の熱分解反応を主反応とする高速流
動層と石炭の熱分解で生成したチャーを酸素含有ガスで
ガス化する流動層から成り、石炭の重量平均径が０．０
５〜１ｍｍ、熱分解の高速流動層のガス空塔速度を２〜
２０ｍ／ｓｅｃ、高速流動層への粒子循環量が石炭供給
量の５〜５０重量後で、高速流動層の温度が７００〜１
２００℃、圧力が５〜５０ｋｇ／ｃｍ＾２であることを
特徴とする石炭の熱分解・ガス化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8738290A JPH03287695A (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | 石炭の分解・ガス化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8738290A JPH03287695A (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | 石炭の分解・ガス化法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03287695A true JPH03287695A (ja) | 1991-12-18 |
Family
ID=13913349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8738290A Pending JPH03287695A (ja) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | 石炭の分解・ガス化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03287695A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013535565A (ja) * | 2010-08-18 | 2013-09-12 | グレイトポイント・エナジー・インコーポレイテッド | 炭素質フィードストックのハイドロメタネーション |
| JP2013541622A (ja) * | 2010-11-01 | 2013-11-14 | グレイトポイント・エナジー・インコーポレイテッド | 炭素質フィードストックの水添メタン化 |
| JP2013544924A (ja) * | 2010-11-01 | 2013-12-19 | グレイトポイント・エナジー・インコーポレイテッド | 炭素質フィードストックの水添メタン化 |
-
1990
- 1990-04-03 JP JP8738290A patent/JPH03287695A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013535565A (ja) * | 2010-08-18 | 2013-09-12 | グレイトポイント・エナジー・インコーポレイテッド | 炭素質フィードストックのハイドロメタネーション |
| JP2013541622A (ja) * | 2010-11-01 | 2013-11-14 | グレイトポイント・エナジー・インコーポレイテッド | 炭素質フィードストックの水添メタン化 |
| JP2013544924A (ja) * | 2010-11-01 | 2013-12-19 | グレイトポイント・エナジー・インコーポレイテッド | 炭素質フィードストックの水添メタン化 |
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