JPH0360416A

JPH0360416A - 炭素質燃料の部分酸化方法

Info

Publication number: JPH0360416A
Application number: JP1192239A
Authority: JP
Inventors: Toshio Tsujino; 辻野　敏男; Katsumi Miyaji; 宮地　勝己; Kunio Soga; 曽我　邦雄; Kazuo Okada; 一夫岡田
Original assignee: UBE ANMONIA KOGYO KK; Ube Industries Ltd
Current assignee: UBE ANMONIA KOGYO KK; Ube Corp
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1989-07-25
Publication date: 1991-03-15

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］本発明は炭素質燃料を部分酸化してＣｏを含む合成ガス
、還元ガスあるいは燃料ガス等を製造するための方法に
関する。

［従来の技術］炭素質燃料を燃焼炉内にて水蒸気の存在下で酸素により
燃焼させてＣｏ、ＣＯ２及びＨ２等を含むガスを発生さ
せる炭素質燃料の部分酸化方法は従来より知られている
。

この炭素質燃料の部分酸化方法により発生したＣ　Ｏ、
ＣＯ２，８２等を含むガスは合成ガス、還元ガス、燃料
ガス等として使用する。

［発明が解決しようとする課題］従来の炭素質燃料の部分酸化方法において発生したガス
からＣＯ２を分離除去することが必要な場合には、分離
したＣＯ２を大気に放出するのが通常であり、ＣＯ２の
排出量が多かった。また、ＣＯの収量が少ないという問
題があった。

［３！１！題を解決するための手段］本発明は、炭素質燃料を燃焼炉内にて部分酸化させて少
なくともＣｏ、ＣＯ２及びＨ２を含むガスを発生させる
炭素質燃料の部分酸化方法を改良したものである。

本発明では、分離したＣＯ２ガスの１部または全量を燃
焼炉内に戻し、さらに別のＣＯＲ源からのＣＯ２ガスを
燃焼炉内に供給するようじした。

さらに、本発明では炭素質燃料中のＣが全量ＣＯ２にな
るとした場合のＣＯ２量（Ｎｍ３／ｈ）Ｅとともに、燃
焼炉に供給されるＣＯ２量（Ｎｒｒｌ”／ｈ）ＦをＦ／
Ｅの百分比が１０〜２００％となるようにする。

本発明において、炭素質燃料としては炭素を含む燃料で
あれば良く、液状、気体状、固体状のいずれであっても
良い。具体的には原油、燃料油、蒸留残渣油、ピッチ、
アスファルト、天然ガス、ＬＰＧ、石炭、石炭コークス
、石油コークス等が例示される。

この炭素質燃料を部分酸化させるに際しては、水蒸気、
水、不活性ガス（例えば窒素）等の温度調整剤を燃焼炉
内に供給する。同様に、空気、酸素富化空気又は実質的
に純粋な酸素を燃焼炉内に供給する。

この部分酸化により、００％ＣＯ２，Ｈ２、ＣＨ４、Ｈ
２５％　Ｎ２　、水蒸気等を含むガスが発生する。

［作用コ本発明方法によると、燃焼炉で発生したＣＯ２ガスの全
量が燃焼炉に循環されて再度ＣＯ生成反応に利用される
。このため、系外に放出されるＣＯ２量が低減される。

また、発生したＣＯ２のほか、別のＣＯ２源からのＣＯ
２も燃焼炉にてＣＯに転化させるようにしており、ＣＯ
の収量が多い。

この場合、前記Ｆ／Ｅの百分比（以下、Ｆ／Ｅ比と略）
が−２０−１２０％の範囲ではＣＯ単位当りのＣＯ２の
大気放出量が極めて減少し、炭素質燃料の原単位が著し
く改善される。またＦ／Ｅ比１０〜６０％範囲ではＣＯ
単位当りの０２原単位が極めて低いものになる。

［実施例］第１図は本発明方法を実施するのに好適な装置の系統図
である。

第１図において、炭素質燃料（本実施例では原油の蒸留
残渣油）、水蒸気及び酸素が燃焼炉１の燃焼器２に供給
される。水蒸気と炭素質燃料とはくキシングティ３にて
混合された後、燃焼器２に供給される。燃焼炉１内の上
部には耐火物４で内張すされて燃焼室５が形成されてい
る。燃焼炉１の下部はガス洗浄室６となっており、燃焼
室５はスロート部７を介してガス洗浄室６に連通してい
る。ガス洗浄室６内には水が中途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
８及びドラフトチューブ９が同軸的に設けられている。

図示はしないが、デイツプチューブ８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
ングが設けられている。

燃焼炉１に設けられたガス取出口１０はベンチュリー式
集塵装置１１、カーボンスクラバ１２及び熱回収設備３
１を介して吸収塔１４に接続されている。

この吸収塔１４はＤＥＡ法を採用したものである。

再生塔１５はこの吸収塔１４にてＣＯ２、Ｈ２Ｓを吸収
したＤＥＡを再生するためのものであり、その下部には
りボイラー１５ａが設けられている。

吸収塔１４と再生塔１５との間には配管１６．１７が配
設され、これら配管１６．１７の途中には熱交換器１８
が設けられている。配管ｔ７にはポンプ１９と冷却器２
０とが設けられている。再生塔１５の頂部には循環ライ
ン２１が配設され、この循環ライン２！の途中には冷却
器２２、水とガスとの分離を行なうセパレータ２３及び
ポンプ２４が設けられている。

このセパレータ２３からＣＯ２を燃焼炉１に戻すための
配管２６が設けられている。この配管２６の途中にはＣ
Ｏ２の補給ライン２７が接続されている。また、配管２
６にはコンプレッサ２８及び脱硫装置３０が設けられて
いる。

このように構成された炭素質燃料の部分酸化方法におい
て、炭素質燃料、水蒸気及び酸素が燃焼器２を介して燃
焼炉１内に供給され、燃焼室５内において炭素質燃料の
部分酸化が行なわれる。この部分酸化反応により、主と
して、Ｃ０１Ｈ２、ＣＯ２よりなり、少量の）１２Ｓ、
Ｎ２、ＣＨ４を含み、さらに未燃カーボンや微量のアッ
シュ分を含むガスが発生する。このガスはガス洗浄室６
内のデイツプチューブ８とドラフトチューブ９との間を
通り、カーボン、アッシュの除去処理を受けた後、燃焼
炉１からベンチュリー式集塵装置１１でさらにダスト除
去処理を受け、次いでカーボンスクラバ１２にて残存す
る微量のカーボンも除去される。

このようにして清浄になったガスは吸収塔１４の下部に
導入され、Ｈ２Ｓ及びＣＯ２が低温のＤＥＡに吸収され
る。吸収されずに残った主としてＣＯとＨ２とよりなる
ガス取出ライン２９により吸収塔ｔ４から系外に取り出
される。

吸収塔１４の底部からとり出されたＤＥＡは熱交換器１
８で加熱された後、再生塔１５の塔頂部に供給される。

再生塔１５内において、ＣＯ２はＤＥＡから分離され、
このＣＯ２はセパレータ２３から配管２６により取り出
される。再生されたＤＥＡは、熱交換器１８及び冷却器
２０で冷却された後、吸収塔１４の塔頂部に戻される。

再生塔１５から配管２６にて取り出されたＣＯ２は、脱
硫装置３０で脱硫された後、途中で補給ライン２７から
補給されるＣＯ２と共にコンプレッサ２８により燃焼炉
１に供給される。

次に具体的な運転実施例について説明する。

実施例を炭素質燃料として、次の組成（重量％）の残渣油（Ｃ重
油）を用いた。

Ｃ８４，９０（ｗｔ％）Ｈ１１，９ＯＮ　　　　　　Ｏ，２３３２，６７００，２８５灰分　　　　０．０１５発熱量　　１０２７０　（ｋｃａＪ２／ｋｇ）残渣油、
酸素、水蒸気、補給Ｃ０２の量は次の通りとし、再生塔
１５から配管２６を経て取り出されたＣＯ２の全量と別
のＣＯ２源からの補給ＣＯ２７０Ｎｎ’ｌ’／Ｈｒを燃
焼炉１に供給した。

（残渣油及び補給ＣＯ２として系内に供給されるＣは４
８９　ｋ　ｇ／ｈである。）残渣油　　　　　　５３２ｋｇ／ｈ酸素　　　　　　　４１３Ｎｒｒ？／ｈ水蒸気　　　　
　　　６ＯＮｄ／ｈ補給ＣＯ２７ＯＮｒｒｉ″／ｈまた、燃焼炉ｌ内の温度は１３５ｏｔ、圧力は２２　ｋ
　ｇ　／　ｃ　ｒｎ”　Ｇとした。

この結果、燃焼炉１からの取出ガス組成及び各成分ガス
量は次の第１表の通りであった。

第１表また、取出ライン２９により吸収塔１４から系外に排出
されたガス量は１５３７Ｎｍ″／ｈであり、そのＣＯ２
濃度は２００ｐｐｍであったので、取出ライン２９から
系外に排出されたＣＯ２量は０．３８ｒｒ？／ｈであり
、Ｃに換算すると０．１６ｋｇ／ｈであった。なお、炭
素質燃料中のＣが全量ＣＯ２になるとした場合のＣＯ２
量Ｅは５３２　（ｋｇ／ｈ）Ｘ８４．９０　（％）Ｎ２
２．４／１２なる計算式より８４３Ｎｍ”／ｈであった
。

このように、本実施例においては、炭素質燃料及び補給
ＣＯ２として系内に供給される換算ＣＯ２量は９１３Ｎ
ｍ”／ｈ　（４８９ｋｇ／ｈ）であった。従って、本実
施例によると、炭素質燃料及び補給ＣＯ２として系内に
供給された換算Ｃのうち９９．９６％がＣＯに転化され
、系外への放出率（未利用率）は０．０４％に止まるこ
とが認められた。また、このときのＦ／Ｅ比は２５゜２
％であり、ＣＯに対する酸素原単位は０、　４５９　Ｎ
ｔｎ”−０２／Ｎｒｎ’−Ｃｏであり、残漬油原単位は
０．　５９１　ｋ　ｇ　−ｏ１１１／Ｎｒｒ？−Ｃｏで
あった。

実施例２〜６、比較例１．２残渣油、酸素、水蒸気及び燃焼炉に供給されるＣＯ２の
量を第２表の通りとし、第１図の装置の運転を行なった
。

このときの燃焼炉１から取り出されるガス量及びその中
のＣｏ量（ガス分析値に基いて算出）は第２表の通りで
あった。また、Ｆ／Ｅ比、ＣＯ２大気放出量、酸素原単
位及び燃料原単位をも第２表に併せて示す。さらに、こ
の第２表の数値を第２．３．４図にグラフとして示した
。

実施例７〜９、比較例３．４炭素質燃料と１ノて、次の組成（重量％）の天然ガスを
用い、天然ガス、酸素、水蒸気及び燃焼炉に供給される
ＣＯ２の量を第４表の通りとしたこと以外は実施例１と
同様に１ノで第１図の装置の運１ｐ云を行なった。

Ｃ７３，４０（ｗｔ％）８　　　　２２．７６Ｎ　　　　　　　３．　０８０　　　　　　０．７６灰分発熱量　　１２５７０　（ｋｃａｆｌ／ｋｇ）この結果
、実施例７において、燃焼炉１からの取出ガス組成及び
各成分ガス量は次の第３表の通りであった。

第３表また、実施例７〜９、比較例３．４において、燃焼炉！
から取り出されるガス量及びその中のＣＯ量（ガス分析
値に基いて算出）は第４表の通りであった。また、Ｆ／
Ｅ比、ＣＯ２大気放出量、酸素原単位及び燃料原単位を
も第４表に併せて示す。さらに、この第４表の数値を第
５．６．７図にグラフとして示した。

実施例１０〜１２、比較例５．６炭素質燃料として、次の組成（重量％）のナフサを用い
、ナフサ、酸素、水蒸気及び燃焼炉に供給されるＣＯ２
の量を第４表の通りとしたこと以外は実施例１と同様に
して第１図の装置の運転を行なった。

Ｃ８３，８０（ｗｔ％）８　　　　　１６．２Ｏ灰分発熱量　　１１２７０　（ｋｃａＪｌ／ｋｇ）この結果
、実施例１０において、燃焼炉１からの取出ガス組成及
び各成分ガス量は次の第５表の通りであった。

第５表また、実施例１０〜１２、比較例５．６において、燃焼
炉１から取り出されるガス量及びその中のＣＯ量（ガス
分析値に基いて算出）は第６表の通りであった。また、
Ｆ／Ｅ比、ＣＯ２大気放出量、酸素原単位及び燃料原単
位をも第６表に併せて示す。さらに、この第６表の数値
を第８．９．１０図にグラフとして示した。

以上の結果より、Ｆ／Ｅ比が１０〜２００％とりわけ工
Ｏ〜６０％とすることにより、ＣＯ転化率が著しく向上
すると共に、酸素原単位及び燃料原単位が著しく小さく
なることが明らかである。

上記説明ではＤＥＡ法によりＣＯ２の回収を行なってい
るが、ＭＥＡ法、カラカーブ法、ペンフィールド法、セ
レクゾール法、レクチゾール法などその他の方法であっ
ても良い。

［効果］以上の実施例からも明らかな通り、本発明によると系外
に排出されるＣ　Ｏ２量が大幅に低減され、別のＣＯ２
源からのＣＯ２も燃焼炉にてＣＯに転化される。また、
原料となる炭素質燃料の単位量当りのＣＯの収率が大幅
に増加する。さらに、酸素原単位及び燃料原単位が著し
く低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例方法を示す系統図である。３４２図ｒｚ
いし第１０図の各図は実施例及び比較例の結果を示すグ
ラフである。！・・・燃焼炉、１２・・・カーボンスクラバ、１４・・・吸収塔、　　１５・・・再生塔、２６・・・
ＣＯ２の戻し用の配管、２７・・・ＣＯ２の補給ライン。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）炭素質燃料を燃焼炉内にて部分酸化させて少なく
ともＣＯ、ＣＯ＿２及びＨ＿２を含むガスを発生させる
炭素質燃料の部分酸化方法において、前記ガス中のＣＯ
＿２と他成分とを分離し、分離したＣＯ＿２ガスの１部
または全量を前記燃焼炉内に戻すと共に、別のＣＯ＿２
源からのＣＯ＿２ガスを燃焼炉内に供給する方法であつ
て、炭素質燃料中のＣが全量ＣＯ＿２になるとした場合のＣ
Ｏ＿２量（Ｎｍ＾３／ｈ）Ｅとともに、燃焼炉に供給さ
れるＣＯ＿２量（Ｎｍ＾３／ｈ）ＦをＦ／Ｅの百分比が
１０〜２００％となるようにすることを特徴とする炭素
質燃料の部分酸化方法。