JPH0437876B2

JPH0437876B2 -

Info

Publication number: JPH0437876B2
Application number: JP60268881A
Authority: JP
Inventors: Yoneshiro Tazaki; Junichi Kawabata; Senji Pponma; Akira Yumyama; Shohei Takeda
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1992-06-22
Also published as: JPS62127390A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、石炭液化残渣ピツチの流動熱処理方
法に関し、更に詳しくは、石炭液化残渣ピツチを
流動炉内で流動ガス化又は流動燃焼処理する方法
に関する。石炭液化プロセスにおける液化生成物の真空蒸
留工程からは石炭液化残渣ピツチが排出される。
このピツチは、燃料やガス化原料として有用であ
るが、常温で固体でありしかも７cm程度の塊状で
あるため、そのままでは燃焼やガス化処理を施す
ことはできず、一般にペンシル状に造粒したり、
粉砕したり、更にはスラリー状にして用いられて
いる。このような石炭液化残渣ピツチのガス化又
は燃焼処理を行う場合、流動層方式を採用するの
が処理効率を高める上で望ましいが、ピツチは粘
着し易く流動層方式でピツチを安定して処理する
ことは極めて困難であつた。本発明は常温で固体の石炭液化残渣ピツチを、
粉砕機やフイーダー及び流動炉におけるピツチの
粘着に起因するトラブルを抑制しつつ、効果的に
流動熱処理する方法を提供するものである。即
ち、本発明によれば、固形状石炭液化残渣ピツチ
を石炭灰粒子存在下で粉砕し、得られた粉砕物を
ピツチの軟化点以上の温度で撹拌混合して石炭灰
粒子にピツチを付着吸着させて非粘着性粒子を
得、次いでこれを流動炉に導いて流動ガス化又は
流動燃焼することを特徴とする石炭液化残渣ピツ
チの流動熱処理方法が提供される。本発明で用いるピツチ原料は常温で固体であれ
ば如何なる石炭液化残渣ピツチでも使用できる。
このようなピツチは通常塊状であつて、本発明に
おいてはこれを先ず約10mm以下、好ましくは５mm
以下の粒子に粉砕する。この場合、粉砕は石炭灰
粒子の存在下で行う必要がある。ピツチの粉砕工
程においては、ピツチに含まれる油分が浸出した
り粉砕による熱のの発生によりピツチが軟化した
りし、粉砕機の作動板、ブレード及び出口等への
付着や閉塞を起し易いが、本発明においては、石
炭灰粒子を添加することにより、油分は石炭灰粒
子に吸収され、軟化したピツチは石炭灰粒子にま
ぶされ粘着性を示さないため安定して粉砕を行う
ことができる。石炭灰粒子としては各種のものが使用される
が、特に石炭ガス化灰粒子の使用が好ましく、そ
の粒径は５mm以下、特に２mm以下とするのが良
い。石炭灰粒子は、好ましくは石炭液化残渣ピツ
チ１重量部に対し１〜４重量部、更に好ましくは
２〜３重量部用いる。石炭灰粒子の量が少な過ぎ
るとピツチが粘着性を発現する恐れが強くなり、
一方多過ぎると流動熱処理工程の処理効率が低下
する。上記の如くして得られた粉砕混合物は、次にピ
ツチの軟化点以上の温度、好ましくは300〜500℃
に加熱し撹拌混合する。これにより、溶融ピツチ
は石炭灰粒子に付着、吸着された非粘着性の粒子
を形成する。この撹拌混合を加熱器を設けたダブ
ルスクリユーフイーダーにより行うと、撹拌混合
と同時に流動炉への原料供給を行うことができ、
好ましい。斯くして得られたピツチを付着吸着した非粘着
性の石炭灰粒子は流動炉に導かれ、流動ガス化又
は流動燃焼される。流動ガス化は、流動化ガスと
して酸素及び水蒸気を用い、800〜1100℃、特に
900〜1100℃で実施される。流動燃焼は、流動ガ
スとして空気を用い、700〜1100℃、特に900〜
1100℃で実施される。本発明の方法により次のような効果が得られ
る。 (1) 石炭液化残渣ピツチを粉砕する過程で石炭灰
粒子を混合するのでピツチや油分が粉砕機に付
着することなく容易に粉砕することができる。 (2) ダブルスクリユーフイーダーを加熱し石炭液
化残渣ピツチを溶融させ、石炭灰粒子に付着、
吸着させて供給するためにダブルスクリユーフ
イーダー内が詰まることなくスムーズに原料を
流動炉に供給することができる。 (3) 流動炉内へ供給される付着粒子は、さらさら
とした粒子性状のため、粒子が付着し合うこと
が無く良好に流動化するので、吹抜け等による
爆発は無く酸素によるガス化処理でも全く安全
に運転ができる。 (4) 付着粒子はさらさらとした流動性を有する性
状のため、流動層下部から供給できるので層上
部での局部燃焼が起こることもなく炉内の温度
分布を一様に維持することができ、装置のスケ
ールアツプを図ることができる。実施例１石炭液化残渣ピツチ１重量部に対し粒径1.68mm
以下、かさ密度0.40ｇ／c.c.の石炭ガス化灰粒子を
2.5重量部の割合で混合し、５mm以下に粉砕した。
その結果、油分やピツチが粉砕機に付着すること
なく長時間の運転でも容易に粉砕することができ
る。次に第１図に示す流動炉のダブルスクリユー
フイーダーへこの粒子を入れ、ダブルスクリユー
フイーダーを300℃〜350℃に加熱し流動炉へ供給
した。５mm以下に粉砕されているピツチはダブル
スクリユーフイーダー内で溶融し共に供給されて
行く石炭ガス化灰粒子に付着、吸着され、非粘着
性粒子となつて流動炉内へ送り込まれた。石炭液
化残渣ピツチは灰分を約10％、未燃分を約90％含
み、石炭ガス化灰粒子は灰分を約80％、未燃分を
約20％含んでいた。石炭液化残渣ピツチの性状と
ピツチを石炭ガス化灰粒子に付着、吸着させた付
着粒子の性状を表−１に示す。

【表】又、付着粒子のかさ密度は0.53ｇ／c.c.となり、
元の石炭ガス化灰粒子の0.40ｇ／c.c.より大きくな
り、ピツチを付着、吸着して重くなつていること
がわかる。次に付着粒子と元の石炭ガス化灰粒子
の粒径分布と平均粒径を第２図に示す。付着粒子
は石炭ガス化灰粒子に比べ粒径が4.0mm以下と大
きい方に位置し、さらに平均粒径も石炭ガス化灰
粒子の0.52mmから0.65mmと大きくなりピツチが付
着して粒径が大きくなつていることが良くわか
る。以上のような性状なる付着粒子を第１図に示す
流動装置を使用して酸素と水蒸気によつてガス化
反応実験を行なつた。即ち、まず粉砕された石炭
液化残渣ピツチと混合された石炭ガス化灰粒子は
ホツパー１に入りヒーター９′によつて加熱され
たダブルスクリユーフイーダー２により前述のよ
うにピツチが石炭ガス化灰粒子に付着、吸着され
さらさらしとした流動性のある粒子となつて流動
炉３の目皿３′の直上へ供給される。流動炉３は
内径108mm、全長１ｍで目皿３′は開孔比２％、穴
径２mmのものを使用した。酸素は、酸素ボンベ４
より流量計５を経てミキサー６に入る。水蒸気は
水蒸気発生器７よりオリフイス８を通してミキサ
ー６に入り、ここで酸素と混合されて流動炉の目
皿下へ吹込まれ、目皿上のピツチを付着、吸着し
た付着粒子を流動化し反応させる。スタートアツ
プは外熱ヒーター９によつて付着粒子を着火さ
せ、所定の温度まで昇温させた後、外熱ヒーター
を切つて酸素と付着粒子の燃焼熱、いわゆる自燃
によつて設定温度まで昇温させる。流動炉温度が
設定温度に達したら熱電対１０で炉内温度を検出
し、温度調節計１１を通してダブルスクリユーフ
イーダー２の駆動モーター２′の回転速度を制御
し供給する付着粒子の量を増減する方法、すなわ
ち供給する付着粒子の加熱に必要な顕熱による冷
却効果を利用する方法によつて炉内温度を制御し
た。この方法により炉内温度を±５℃以内に制御
することが出来た。第１図中、１２は溢流物受
器、１３は集塵器、１４はガス放出管、１５はガ
スサンプリング口である。以上の方法により前述の付着粒子を炉内流速57
cm／sec一定とし、ガス化反応温度1000℃一定と
して酸素濃度を21％〜約32％まで変えた時のガス
化実験結果を第３図に示す。第３図より酸素濃度
の増加と共にCO₂が低下しCOが増加し粗ガス発
熱量も次第に上昇していく。表−２に酸素濃度
31.7％の時のガス分析値を示した。

【表】

【表】表−２より酸素濃度32％近くではCOが44％、
H₂が34％となりガスのカロリーも2540Kcal／Ｎ
m³となり、中カロリーガスが取得出来、多目的に
使用可能である。流動炉内では石炭ガス化灰粒子
に付着、吸着された石炭液化残渣ピツチはガス化
され、石炭ガス化灰粒子は溢流物受器に入つて取
り出され、再び液化残渣ピツチと混合して前述し
たようにして使用することができる。実施例２実施例１と同様な方法で炉内流速57cm／sec一
定とし酸素濃度25.2％一定として炉内温度を950
℃、1000℃、1050℃と変えた時のガス化実験結果
を第４図に示す。炉内温度の上昇と共にCO₂が増
加し燃焼反応が進んでいることを示している。炉
内温度の昇温は付着粒子を自然させることによつ
て昇温するので、酸素濃度が一定の時は炉温の上
昇と共に発熱量が下がつて来ている。炉内温度
1050℃の時の溢流粒子と集塵器ダストの工業分析
値を表−３に示す。

【表】表−３より溢流物受器から排出される溢流粒子
はほとんど灰化しており流動燃焼に近い状態にな
つている。この付着粒子を流動燃焼する場合は、
酸素と水蒸気を使用せず、第１図に示すように空
気ブロワ１６によつて空気を使用すれば良い。集
塵器ダストは未燃分が多いのでホツパーに戻して
再び流動炉へ送り込み、溢流粒子は元の石炭ガス
化灰粒子であり未燃分がほとんどないので石炭液
化残渣ピツチと混合して再び利用する。第５図に
この実験での温度チヤートを示した。付着粒子は
さらさらとした流動性を有する性状のため、ま
た、流動炉の目皿上に供給されるので流動状態が
良く、炉内温度が±５℃以内で制御されているこ
とがわかる。炉内の昇温も容易に行うことが出
来、全く安定に安全に流動炉を操作することが可
能であり、炉のスケールアツプを図ることができ
るのである。以上のようにして石炭ガス化の廃棄物である石
炭ガス化灰粒子と石炭液化の残渣物であるピツチ
を混合し流動化が可能な粒子として、このような
簡単な方法で安定にしかも安全にガス及び熱を取
得することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した装置のフローシー
ト、第２図は石炭ガス化灰粒子と、石炭液化残渣
ピツチを付着、吸着した石炭ガス化灰粒子との粒
径分布及び平均粒径を比較した図、第３図は炉内
温度を一定とし酸素濃度を変えて付着粒子をガス
化した時の生成ガスの変化を示すグラフ、第４図
は、酸素濃度を一定とし、炉内温度を変えて付着
粒子をガス化した時の生成ガスの変化を示すグラ
フ、及び第５図は、本発明を実施した時の流動炉
の温度チヤートである。図中、１は供給用ホツパ
ー、２はダブルスクリユーフイーダー、２′はダ
ブルスクリユーフイーダーの駆動モーター、３は
流動炉装置、３′はその目皿、４は酸素ボンベ、
５は流量計、６はガス混合器、７は水蒸気発生
器、８はオリフイス、９は着火用のヒーター、
９′はダブルスクリユーフイーダーを加熱するヒ
ーター、１０は炉内温度を検出する熱電対、１１
は炉内温度を一定にコントロールするため、ダブ
ルスクリユーフイーダーの駆動モーターの回転速
度を制御し、付着粒子の供給量を調節する調節
計、１２は溢流物受器、１３は集塵器、１４はガ
ス放出管、１５はガスサンプリング口、１６は流
動燃焼用の空気ブロワである。

Claims

【特許請求の範囲】

１固形状石炭液化残渣ピツチを石炭灰粒子の存
在下で粉砕し、得られた粉砕物をピツチの軟化点
以上の温度で攪拌混合して石炭灰粒子にピツチを
付着吸着させて非粘着性粒子を得、次いでこれを
流動炉に導いて流動ガス化又は流動燃焼すること
を特徴とする石炭液化残渣ピツチの流動熱処理方
法。