JPH0359093A - アッシュスラリーの循環によるスチーム回収方法 - 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１石炭あるいは炭化水素類の部分酸化あるいは
通常の燃焼の際に発生するガスを水洗することにより生
成する高温の７ツシユスラリーの循環による熱エネルギ
ー損失の減少分を２スチームにて回収する方法に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来、アンモニア合成あるいはメタノール合成などに用
いられる水素および一酸化炭素などを含む水性ガスは通
常、原油９重油、残渣油１石油ピッチ、ナフサ、石油コ
ークスなどの炭化水素類あるいは石炭を、常圧〜１００
気圧の条件下で純酸素または空気等の酸素含有気体を用
いて部分酸化（ガス化）することにより製造されている
。この水性ガスは１，００，０〜１，５００℃の高温ガ
スであり、部分酸化の際に発生する未燃焼炭素ならびに
原料中に含有されるアッシュ分などが固形物として含ま
れている。したがって、このような固形物を水性ガスか
ら除去することが必要となる。

このため、水性ガスはその発生の後に一旦水で洗浄され
て、その後の使用に供されている。この洗浄に用いられ
た水には、水性ガス中に含まれていた未燃焼炭素および
アッシュ分などの固形物が移行してスラリー（通常アッ
シュスラリーと呼ばれる）となる。

水性ガスが高温高圧であるところから２その洗浄により
生成したアッシュスラリーもまた２２０℃程度の高温と
なる。このため、アッシュスラリーは熱交換器に導入し
、その熱交換器を利用して固・液分離器からのリサイク
ル水などの冷却媒体を加熱し、アッシュスラリー自身は
冷却され、後工程のクーラーを軽で次の固・液分離器に
送られる。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、熱交換器においてアッシュスラリーと水を熱
交換し、アッシュスラリーのもつエンタルピーを最大に
回収してもリサイクル水の温度は１６０℃までしか上昇
せず、Δｔ−４０〜６０℃分は熱損失として冷却水側に
移っているという問題点があった。

［課題を解決するための手段］ このような問題点を解決するために本発明では、石炭あ
るいは炭化水素類の部分酸化により得られるガスの水洗
によって生成した高温のアッシュスラリーを、ガス化装
置下部の冷却室からガス化装置の下流側に設けられたガ
スの水洗塔であるカーボンスクラバーに直接５〜２０　
ｔ　／　Ｈｒ供給し、系内を循環することで、冷却室か
ら熱交換器に送るアッシュスラリー量を減少させ、カー
ボンスクラバー頂部から取出される発生ガスに同伴され
るスチーム量を増加させるようにした。

［作用］ ガス化装置下部の冷却室から取出されるアッシュスラリ
ーの１部を、直接カーポンスクラ／＜　−底部に供給し
、系内を循環させることによってガス化装置から抜出し
て熱交換器に送るアッシュスラリー量を減少させること
で、高温アッシュスラリーを冷却室から抜出すことによ
り生ずる熱損失を少なくする。

この減少した熱損失分の熱はカーボンスクラバー頂部か
ら熱レベルの高い発生ガスの同伴スチームの増加として
取出し、カーボンスクラバーの下流側において最大２０
ｋｇ／ｃｍ″Ｇの飽和スチームを回収することができる
。

［実施例］ 第１図は本発明方法を実施するために好適な装置の系統
図を示す。

ＮＩＪ１図において、図示されない粉砕装置に石炭と水
が導入され、所望の粒子径まで湿式粉砕が行なわれる。

粉砕された石炭の水スラリーは、ライン７を通ってバー
ナー９に導入され、ライン１０からの高純度酸素ととも
に、ガス化装置１の頂部からガス化反応室２に供給され
るようになっている。

ガス化装置１は上段に耐火物２ａで内張すされたガス化
反応室２を備え、下段に発生ガスを急冷するために水を
張った冷却室８を備えており、反応室２と急冷室８はス
ロート部３にて連通されている。急冷室８には水が適宜
な高さまで張られており、下端がこの水に没するように
筒状のデイツプチューブ５およびドラフトチューブ６が
同軸的に設けられている。デイツプチューブ５の上部内
周面に水を供給し、該内周面に水膜を形成するためのク
エンチリング４が設けられている。

ガス化反応室２にて発生したガスは、急冷室８の水面上
都城に設けられたガス排出口８ａからライン２０を通っ
て、カーボン捕集器であるベンチュリスクラバー１７を
経由してカーボンスクラバー１６へ送られ、カーボンス
クラバー１６の上部に配設されたライン２５より供給さ
れた一定量のボイラ水と気液向流接触して、発生ガス中
に含まれる残留カーボンを洗浄除去され、カーボンスク
ラバー１６の頂部よりライン２４を通って次工程に送ら
れる。

また、カーボンスクラバー１６の底部には、洗浄水の補
給としてライン２３を通ってのグレーウォーターと、カ
ーポンスタラバー１６の頂部に導入されて発生ガスの洗
浄に用いられたボイラ水が溜まるが、カーボンスクラバ
ー１６の底部の液深を所望の高さに保つように、底部液
の抜出しがポンプ１９によって行なわれるように構成さ
れている。この底部液は急冷室８に還流される際、デイ
ツプチューブ５の上部に配設されたクエンチリング４に
供給され、デイツプチューブ５の内壁を濡れ壁を形成す
ることによってたえず冷却し、デイ−２プチユープ５を
高温腐食からの防御に供されるように構成されている。

このため、この急冷室８に還流される水量は１００〜１
２０ｔ／Ｈｒと、一定量を確保することが必要となる。

一方、急冷室８の下部域にはガス発生時に生成したアッ
シュ分および未燃炭素分と水との混合によってアッシュ
スラリーができるが、急冷室８の最下部に配設されたロ
ックホッパー１３には、主として、コーススラグと呼ば
れる比較的粗い粒子が、ロックホー２パー１３の上下の
バルブ１４゜１５を間欠的に開閉することによって、ラ
イン１８を通ってガス化装！ｔｌ系外へ排出されるよう
になっている。

他方、急冷室８の下部においては、前記したコーススラ
グより比較的細かい粒子であるファインスラグを含むア
ッシュスラリーが排出口８ｂからライン２２を通って取
出され、熱交換器１１で熱交換し、　ライン２６を通っ
てクーラー２７で冷却水と熱交換して常温まで冷却され
、さらに、固・液分離器１２で、アッシュ分と未燃炭素
分の固形分と、上澄液に分離される０分離された上澄液
はグレーウォーターとして、ライン２９を通って熱交換
器１１でライン２２のアッシュスラリーと熱交換し、１
６０℃まで再加熱され、カーボンスクラバー１６の底部
に供給され、さらに、固・液分離器１２底部からは固形
分としてのファインスラグが取出され焼却炉等で処理さ
れる。

さらに、冷却室８からカーボンスクラバー１６へのアッ
シュスラリーの循環ライン３０が配設されており、アッ
シュスラリーが冷却室８とカーボンスクラバー１６を循
環することにより、ライン２２からのアッシュスラリー
の抜出し量が減り。

また、ライン２３からの補給水としてのグレーウォータ
ーの量も減らすことができるような構成になっている。

また、ライン３０の排出口はライン２２の排出口より上
に設けることにより、ライン３０のアッシュスラリーの
アッシュ分は、ライン２２の７ツシユスラリーのアッシ
ュ分より少なくすることができるように配設されている
。

以上のように構成された石炭処理用ガス化装置ｌ底部の
冷却室８からカーボンスクラバー１６へのアッシュスラ
リーの循環ライン３０の新設にともなうスチームの回収
について説明する。

発生ガスはスロート部３を通ってデイツプチューブ５内
を経由した後、急冷室８内に一定レベルに張られた急冷
水でガス洗浄しつつ、ドラフトチューブ６とデイツプチ
ューブ５の間隔を通ってガス排出口８ａから排出され、
さらに、カーポンスクラ／＜−１６内を上昇するうち、
カーボンスクラバ−１６頂部から供給された水（ボイラ
水）と気液向流接触してガスは洗浄されてカーボンは除
去され、カーボンスクラバー１６の頂部から、２２０℃
の熱レベルのガスとして次工程に送られる。

一方、アッシュスラリーは冷却室８から２本のライン２
２と３０をそれぞれ通って抜出される。

すなわち、従来のように冷却室８からアッシュスラリー
の抜出しライン２２が一本のみの場合には、冷却室８か
ら温度２２０℃のアッシュスラリー５０ｔ／Ｈｒを連続
的に取出して熱交換器１１で熱回収し、常温まで冷却し
た後、固・液分離器１２で一定の掃留時間をとって静置
分離すると、アッシュ分と未燃炭素分を含むファインス
ラグとしての固形分と、上澄液としてのグレーウォータ
ーに分離される。

固・液分離器１２の下部からはファインスラグを多く含
むスラリーを連続的に取出して焼却炉などで処理され、
一方、上澄液は再度熱交換器１１で熱交換されて、１６
０℃のグレーウォーターと呼ばれる循環水となって、ラ
イン２３を通ってカーボンスクラバー１６の底部にガス
化装置−カーボンスクラバー系の水バランスから５０ｔ
／Ｈｒ供給される。

一方、熱交換器ｌｌ内では、冷却室８から取出された２
２０℃、５０　ｔ　／　Ｈｒのアッシュスラリーの熱と
カーボンスクラバー１６に戻るグレーウォーターを１６
０℃まで熱交換する。

本発明では、アッシュスラリーの循環ライン３０を新設
することによって、冷却室８からカーボンスクラバー１
６の底部に、途中アッシュスラリーの熱交換を行なうこ
となく流下させ、アッシュスラリーのもつ高い顕熱を有
効利用することによって、カーボンスクラバー１６の頂
部から温度２２０℃、エンタルピー６６８　、８Ｋｃａ
ｌ　／Ｋｇを有する高レベルの発生ガスの同伴スチーム
の増加として取出し、カーボンスクラバー１６の下流に
て熱回収を計り、最大２０Ｋｇ／ｃｍ”までの飽和スチ
ームを回収することを目的とするものである。

すなわち、冷却室８から従来同様２２０℃、５０　ｔ　
／　Ｈｒの７ツシユスラリーを、ライン２２と３０に適
宜分配流下させ、新設ライン３ｏには１０　ｔ　／　Ｈ
ｒ、既設のライン２２には４０ｔ／Ｈｒの７ツシユスラ
リーにそれぞれ分配し、まず、既設のライン２２を流下
するアッシュスラリー４０ｔ／Ｈｒは、途中、熱交換器
１１にて熱回収がなされる。熱交換器１１で熱回収され
常温に冷却されたアッシュスラリーは、固・液分離器１
２で固形分としてのアッシュ分と未燃炭素分が分離され
、固・液分離器１２の底部からファインスラグとして取
出される。一方、上澄液としてのグレーウォーターは再
度熱交換器１１で熱交換されて１６０℃まで加熱された
後、循環量分だけ減少してグレーウォーターがカーボン
スクラバ−１６底部に供給される。

このようにして、このアッシュスラリー〇熱回収に伴な
う６０℃の熱損失が生じるグレーウォーターの減少量は
８．７３７Ｋｇ／Ｈｒであり、２２０℃から１６０°Ｃ
までの温度差に相当する熱量５６０．０００Ｋｃａｌ　
／Ｈｒが減ることになる。

一方、ライン３０を流下するアッシュスラリー１０ｔ／
Ｈｒは途中熱交換を行なわず、直接カーボンスクラバー
１６に供給され、ガス化装置１からカーボンスクラバー
１６系を循環することになる。この結果、カーボンスク
ラバー１６の頂部からの発生ガスの２２０℃の同伴飽和
スチームが１．２６３Ｋｇ／Ｈｒ増加する。２２０℃ス
チームの潜熱４４３．４Ｋｃａｌ　／Ｋｇより５６０．
０００Ｋｏａｌ　／Ｈｒの熱量が増えることになる。こ
の熱は次工程で２０Ｋｇ／ｃｍ″Ｇスチームとして回収
可能である。

前記実施例においては、循環ライン３０を冷却室８から
カーボンスクラバー１６に流下するアッシュスラリー量
をＬｏｔ／Ｈｒにしているが、この循環アッシュスラリ
ー量を増やすと、カーボンスクラバー１６頂郁から発生
ガスに同伴する飽和スチーム量は増えるものの、アッシ
ュスラリー中の固形分濃度は０．５重量％あり、冷却室
８とカーボンスクラバー１６間を循環させるアッシュス
ラリー量を増やすと、アッシュスラリー中の固形分によ
って循環ライン２１やクエンチリング４の閉塞、および
、ポンプ１９の摩耗などの弊害を引き起こしやすくなる
ため、循環するアッシュスラリー量はせいぜい最大２０
　ｔ　／　Ｈｒになる。このときの飽和スチーム増加量
２．５２６ｔ／Ｈｒとなる。

また、逆にライン３０を流下するアッシュスラリー量を
５ｔ／Ｈｒ以下に減少すると、循環ライン２１やクエン
チリング４の閉塞、および、ポンプ１９の摩耗などの弊
害は生じないものの、アッシュスラリーのもつ顕熱の有
効利用ができず、結果としてカーボンスクラバ−１６頂
部から発生ガスに同伴される飽和スチームの増加量は０
．６３２　ｔ　／　Ｈｒ以下と少なくなり、カーボンス
クラバー１６の下流側にて熱回収されるスチーム増加量
が減少することになる。

本発明においては、出発原料である石炭について述べた
が、これに限定されるものでなく、石油コークスおよび
石油ピッチの場合にも採用可能である。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ガス
化装置下部の冷却室からカーボンスクラバー底部に通じ
るラインに、５〜２０ｔ／Ｈｒのアッシュスラリーを流
すとともに、カーボンスクラバー底部に流入するグレー
ウォーター量を減少することによって、冷却室８に送ら
れる冷却水量を減少することなくカーボンスクラバー頂
部から取出される発生ガス中の同伴スチーム増加量０．
６３２〜２．５２６ｔ／Ｈｒとして、最大２０Ｋｇ／ｃ
ｍ’Ｇの飽和スチームを回収することが容易に可能とな
り、経済的効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するために好適な装置の系統
図を示す。 ｌ・・・ガス化装置、　　　　２・・・ガス化反応装置
、４・・・クエンチリング、　　５・・・デイツプチュ
ーブ、６・・・ドラフトチューブ、 １１・・・熱交換器、　　　　１２・・・固・液分離器
、１６・・・カーボンスクラバー １７・・・ベンチュリスクラｚ＜− １９・・・循環ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石炭あるいは炭化水素類の部分酸化により得られるガス
   の水洗によって生成した高温のアッシュスラリーを、ガ
   ス化装置下部の冷却室からガス化装置の下流側に設けら
   れたガスの水洗塔であるカーボンスクラバーに直接５〜
   ２０ｔ／Ｈｒ供給し、系内を循環することで、冷却室か
   ら熱交換器に送るアッシュスラリー量を減少させ、カー
   ボンスクラバー頂部から取出される発生ガスに同伴され
   るスチーム量を増加させることを特徴とするアッシュス
   ラリーの循環によるスチーム回収方法。