JPH04117491A - 石炭ガス化炉の運転方法 - 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２段噴流床方式の石炭ガス化炉に適用されるガ
ス化運転方法に関する。

〔従来の技術］ 第１図は石炭ガス化炉の一例を示す概念図である。

この図において、従来から石炭ガス化炉（ｌＯ）の燃焼
反応ゾーン（１）とガス化反応ゾーン（２）に、それぞ
れ石炭供給バーナ（３）、　（４１から石炭を供給して
ガス化していた。また生成ガス中に含まれるチャー（６
）をチャー捕集装置（８）で分離回収し、再供給口（３
ａ）から燃焼反応ゾーン（１）に戻して再燃焼させてい
た。そして石炭中の灰分は溶融スラグ（７）として下方
に排出していた。

チャー捕集装置（８）を出た粗製ガス（５）の中には、
Ｈ２Ｓ、　ＣＯ５，チャー等の不純物が多量に含まれて
いる。したがって、この粗製ガスをそのままガスタービ
ンや排熱回収設備等の後流側設備に供給すると、それら
設備の損傷の原因となる。また環境保護上、これら存置
不純物は大気中に放出できないから、どこかで除去しな
ければならないが、そのような処理をガスタービン等の
排気について行なうとすると大容量のガスを処理するこ
とになり、設備コストは膨大なものとなる。

これらの理由より、ガス精製（脱硫、脱塵等）は、高圧
の粗製ガスの状態の時に行なうことが望ましい。そこで
従来は、チャー捕集装置（８）のすく後流にガス精製設
備（１１）を設け、ここで有害不純物を取除いて精製ガ
ス（１２）としていた。

（発明が解決しようとする課題］ 前記従来の石炭ガス化炉の運転方法には、次のような解
決すべき課題があった。

すなわち、粗製ガスを精製する脱硫設備の材料や運用温
度の制限により、設備は４００”Ｃないし５００°Ｃの
温度域に設置されるので、石炭ガスの顕熱利用率が低か
った。また、高圧の精製設備であるから常圧の設備より
はコンパクトにできるとはいうものの、石炭ガス中の硫
化物を全量ガス精製設備で処理するので、設備は高圧状
態といっても大きく　（ガス化炉設備と同等か、または
それよりも大きい）、更に圧力容器でもあるので、設備
コストも膨大になっていた。

Ｃ課題を解決するための手段］ 本発明は、前記従来の課題を解決するために、燃焼反応
ゾーンとガス化反応ゾーンとにそれぞれ石炭供給バーナ
を備えた石炭ガス化炉において、」−記ガス化反応ゾー
ンに上記石炭供給バーナを介して石炭とともζこ石灰石
を供給するとともに、生成ガス中のチャーを回収して上
記燃焼反応ゾーンで再燃焼させることを特徴とする石炭
ガス化炉の運転方法、ならびに上記に加えて上記燃焼反
応ゾーンにも上記石炭供給バーナを介して石炭とともに
石灰石を供給することを特徴とする石炭ガス化炉の運転
方法を提案するものである。

〔作用］ 本発明においては、ガス化反応ゾーンに供給された石灰
石は昇華または還元して生石灰またはカルシウムとなり
、更に石炭中の硫黄分と反応して硫酸カルシウムまたは
硫化カルシウムとなる。これらは安定化合物なので排ガ
ス中に放散されずにチャーとともに回収され、燃焼反応
ゾーンで熔融スラグ中に固定され排出される。こうして
石炭中の硫黄分の一部が炉内で除去されるので、後置脱
硫設備が小さくてすむ。

また、燃焼反応ゾーンに供給された石灰石は、昇華して
酸化力ルソウムを生しる。これは灰の融点降下剤として
、スラグの流動性を増し排出しやすくする。

（実施例］ 本発明方法の一実施例を前記第１図により説明する。

石炭ガス化炉（１０）は、下部に燃焼反応ゾーン（１）
、上部にガス化反応ゾーン（２）をそれぞれ備えている
。

この燃焼反応ゾーン（１）およびガス化反応ゾーン（２
）ムこそれぞれ石炭供給バーナ（３）および（４）から
石炭と石灰石との混合物を供給する。石炭と石灰石はあ
らかしめ混合（ヤード添加）しておいて微粉砕するか、
または別々に微粉砕したものを混合して供給する。ガス
化反応ゾーン（２）で発生したチャー（６）は、発生し
た生成ガスとともにガス化炉出口（９）から排出され、
チャー捕集装置（８）において生成ガスから分離される
。分離されたチャー（６）は再供給口（３ａ）から燃焼
反応ゾーン（１）に戻されて再燃焼する。

燃焼反応ゾーン（１）で生した灰分は溶融スラグ（７）
として排出される。一方、チャー捕集装置（８）を出た
粗製ガス（５）は、ガス精製設備（１１）で処理され、
精製ガスとして後流側設ｉ（ガスタービン等）へ導かれ
る。

燃焼反応ゾーン（１）では、石炭と石灰石との混合物を
石炭供給バーナ（３）から供給、燃焼させると、石灰石
（ＣａＣＯ３）は昇華してＣａＯ＋　Ｃｏ　Ｚとなる。

このＣａＯ（酸化カルシウム）は、石炭中の灰分や再供
給口（３ａ）からリサイクル供給されるチャー（６）中
の灰分と混合し、灰の融点降下剤として作用するので、
スラグの流動性が増し、排出されやすくなる。

ガス化反応ゾーン（２）は還元性雰囲気なので、ここに
石炭とともに供給された石灰石（ＣａＣＯコ）は、昇華
または還元して生石灰（Ｃａｂ）またはカルシウム（Ｃ
ａ）となる。そして更に石炭中の硫黄（Ｓ）分と反応し
て硫酸カルシウム（ＣａＳＯ＝）または硫化カルシウム
（Ｃａｂ）なる安定化合物となる。これらはチャー（６
）に混入して生成ガスとともにガス化炉出口（９）から
排出され、チャー捕集装置（８）において生成ガスから
分離される。そしてチャー（６）とともに再供給口（３
ａ）から燃焼反応ゾーン（１）へ戻される。

チャー（６）とともに燃焼反応ゾーン（１）ヘリサイク
ルされた硫酸カルシウム、硫化カルシウムは、いずれも
融点が高い（それぞれ１４５０’Ｃ，２４００°Ｃ）安
定した物質である。したがって、溶融スラグ（７）中に
そのまま固定され、排出される。このように石炭中の硫
黄分（Ｓ）の一部がガス中に放出されずに溶融スラグと
して排出されるので、チャー捕集装置（８）出口におけ
る粗製ガス（５）中のＨ２Ｓ、　ＣＯ３等硫黄化合物の
含有量が低減し、ガス精製設備（１１）の容量が小さく
てすむ。

上記のとおり本実施例においては、石炭ガス化炉（１０
）の石炭バーナ（３）、　（４）から石炭と石灰石とを
投入することにより、石炭ガス化炉内で硫黄分の一部が
除去され、またスラグの排出性が向上する。

次に、本発明の効果を確認するために行なった試験につ
いて述べる。

石炭ガス化炉としては、耐火材および断熱材を内張すし
た内径１００ｍ、高さ２ｍのガス化反応ゾーンと、水冷
壁に耐火材を内張すした内径２００ｎｍ、高さ０．２５
ｍの燃焼反応ゾーンとを、内径６０ｎａの絞り管で連結
したものを使用した。石炭の方は、全硫黄０．５８％、
灰溶融温度１４９５’Ｃのコーラン炭を、７４−以下に
粉砕し、石灰石の添加量を種々変えて、ガス化反応ゾー
ンに投入した。こうしてガス化炉出口の排ガス中硫黄分
を測定し、第１表に示される結果を得た。

第１表 この試験結果から、石炭中５分に対する石灰石中Ｃａ分
のモル比で３〜４、石灰石を石炭に添加して炉内に投入
することにより、６０％の炉内脱硫率が得られることが
判明した。また、燃焼ゾーンにも石炭とともに石灰石を
石炭供給バーナから供給することにより、スラグの排出
も円滑になった。

（発明の効果〕 本発明においては、石炭ガス化炉の燃焼ゾーン、ガス化
反応ゾーンに石炭とともに石灰石を供給することにより
、炉内脱硫を行ない、かつ溶融スラグの排出性を向上さ
せることができる。そして、上記炉内脱硫を行なうので
、ガス精製設備の脱硫処理能力は小さくてすみ、コンパ
クトかつ低コストにすることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は石炭ガス化炉の一例を示す概念図である。 ｌ・・・燃焼反応ゾーン、　２・・・ガス化反応ゾーン
、３．４・・・石炭供給バーナ、　５・・・粗製ガス、
６・・・チャー　　　　　　７・・・を容量スラグ、８
・・・チャー捕集装置、　９・・・ガス化炉出口、１０
・・・石炭ガス化炉、　　１１・・・ガス精製設備、１
２・・・精製ガス。 代理人　弁理士　坂　間　　　暁 外２名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）燃焼反応ゾーンとガス化反応ゾーンとにそれぞれ石
   炭供給バーナを備えた石炭ガス化炉において、上記ガス
   化反応ゾーンに上記石炭供給バーナを介して石炭ととも
   に石灰石を供給するとともに、生成ガス中のチャーを回
   収して上記燃焼反応ゾーンで再燃焼させることを特徴と
   する石炭ガス化炉の運転方法。 ２）上記燃焼反応ゾーンにも上記石炭供給バーナを介し
   て石炭とともに石灰石を供給することを特徴とする請求
   項１）記載の石炭ガス化炉の運転方法。