JPH0524081B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明は、冷却装置に係り、特に、高温の合成
ガスから固形物を取り除いて、プロセス継続中に
装置部品に固形物が堆積しないようにしながら、
高温合成ガスを冷却する方法に関する。 〔発明の背景〕 当業者に周知の如く、1200〓（649℃）ほどの
高温のガスを冷却すること、特に、これらのガス
が灰や炭を含む粒子を含有している場合に、そう
した高温ガスを満足のいくように冷却することは
困難である。そうしたガスの代表的な例は、合成
ガスであり、この合成ガスは、液体又はガス状の
炭化水素燃料又は固形の炭素質燃料の不完全燃焼
によつて作りだされる。望ましいガス相にあるこ
うした混合気の主要成分は、一酸化炭素と水素を
含むことができ、他のガス相成分は、窒素、二酸
化炭素、及び不活性ガスを含む。このようにして
作られた合成ガスは、一般的に、非ガス成分（通
常では固体）を含有している。前記非ガス成分
は、主として無機物の灰と、主に有機物から成る
炭素を含有した炭のようなものを含んでいる。 ガスの固形内容物が多いと、非常に厳しい問題
が生じる。生成された合成ガスは、標準的には、
（合成ガスの原料に応じて）1000立方フイート
（NTP）のドライガス当り４ポンド（64.1g／m³）
の固形物を含んでいる。これらの固形物は、取り
除かれない限り、装置に堆積しこれを閉塞するこ
とがある。 これまで、合成ガスから、灰、スラグ、乃至炭
を含有した小さい固形粒子を除去することは、困
難であるとされてきた。 ５ミクロンほどの小さい粒子サイズ、又はそれ
以下の粒子サイズから成る標準的な粒子は、（粒
子間バインダとして働く水溶性成分の存在によつ
て）固まりになることが判明している。この固ま
りは、標準的には、約１重量％の水溶成分を含有
している。これら固まりは、狭い導管、出口等の
開口、又は、これらに至る狭い開口に代表される
様々な装置部分に堆積する。従つて、何らかの対
策を講じて堆積するのを防がない限り、装置を閉
塞してしまい、不当に短い期間の運転の後、装置
を休止しなくてはならない。 〔発明の概要〕 本発明が指向するところの１つは、高温合成ガ
スの冷却方法であつて、合成ガスを、初期温度
で、第１の接触ゾーンを通じて下向きに流す工程
と；冷却流体をフイルム状で第１の接触ゾーンの
壁に流して、下向きに降下する前記合成ガスに接
触させ、当該合成ガスを冷却して冷却された合成
ガスとする工程と；第２の接触ゾーンを通してそ
の壁を下向きに降下するフイルムに接触させて、
前記冷却合成ガスを下向きに流す工程と；前記第
２の接触ゾーン内を下向きに降下する冷却合成ガ
スに、冷却液をスプレイして、下向きに降下する
更に冷却された合成ガスを形成する工程と；更に
冷却された前記合成ガスを、第３の接触ゾーンの
冷却液の液体内を通して、量を少なくされた固形
内容物を含有する更に冷却された合成ガスにする
工程と；量を少なくされた固形内容物を含有する
更に冷却された合成ガスを、第４の接触ゾーン内
で、スプレイした冷却液の流れに接触させて、通
し、冷却された精製合成ガスにする工程と；冷却
された前記精製合成ガスを回収する工程とを有し
ている。 本発明方法に充当される高温合成ガスは、石炭
のガス化によつて作りだされた合成ガスでもよ
い。代表的な石炭ガス化法では、20−500ミクロ
ンの平均粒子サイズ、好ましくは、30−300ミク
ロン、例えば200ミクロンに細かく粉砕した原料
石炭を、水様の媒体、例えば水でスラリー化し、
40−80重量％、好ましくは50−75重量％、例えば
60重量％の固形物を含んだスラリーとすることが
できる。次いで、水様のスラリーは燃焼室に導入
される。この室内で、酸素含有ガス（例えば空気
又は酸素）にスラリーを接触させて、不完全燃焼
させる。装置内での酸素対炭素の原子量比は、
0.7−1.2：１、例えば0.9：１にできる。典型的な
反応は、1800〓−3500〓（982℃から1927℃）、例
えば2500〓（1371℃）の温度と、100−1500psig
（6.9から103bars）、好ましくは500−1200psig（35
から83bars）、例えば900psig（62bar）の圧力の下
で行なわれる。 これとは別に、合成ガスは、炭化水素ガスの不
完全燃焼によつて作ることができる。前記炭化水
素ガスの代表的なものに、比重の軽い炭化水素原
料から成る混合物、又は、燃料残油、アスフアル
ト、或は固形の炭素質物質のような液状炭化水素
から成る混合物を含んだ、メタン、エタン、プロ
パン等がある。前記固形の炭素質物質には、石油
からのコークス、又は、タールサンドアスフアル
ト、瀝青炭若しくは半瀝青炭からのコークス、或
は、石炭と水素の化合工程等からの炭素質残渣の
ようなものがある。 液体、ガス、又は固体の炭素質材料を使う場合
に、本発明で実際に使用することのできる装置に
には、とりわけ以下の特許に記載されているよう
なガス発生機が含まれている； 米国特許第2818326号 Eastman氏その他 米国特許第2896927号 Negle 氏その他 米国特許第3998609号 Crouch 氏その他 米国特許第4218423号 Robin 氏その他 原料をガス化して合成ガスを生成する反応ゾー
ンからの流出物は、1500psig（6.9から103bars）、
好ましくは500−1200psig（35から83bars）、例え
ば900psig（62bars）の下で、1800〓−3500〓
（982から1927℃）、好ましくは2000〓−2800〓
（1093から1538℃）、例えば2500〓（1371℃）であ
る。 こうした標準的な運転条件の下では、合成ガス
は、一般的に（ドライベースで、35−55容積％、
例えば50容積％の一酸化炭素；30−45容積％、例
えば38容積％の水素；10−20容積％、例えば12容
積％の二酸化炭素；0.3容積％−２容積％、例え
ば0.8容積％の硫化水素；0.4−0.8容積％、例えば
0.6容積％の窒素；及び、約0.1容積％以下の量の
メタンを含有している。 燃料が固形の炭素質材料であれば、産出される
合成ガスは、一般的に、乾燥産出ガス1000立方フ
イート（NTP）当り、１−10ポンド（16.1−
161g／m³）、例えば４ポンド（64.1g／m³）の量の
固形物（灰、炭、スラグ等を含む）を含有してい
る。これら固形物は、１ミクロン以下から3000ミ
クロンの粒子サイズで存在できる。材料炭は、
0.5重量％ほどの量、又は40重量％ほどか或はそ
れ以上の量の灰を含有していることがある。この
灰は、産出合成ガスの中に見い出せる。 本発明の実施に際し、高温合成ガスは、上記の
初期温度で、第１の接触ゾーンを下向きに流され
る。第１の接触ゾーンの上端は、ガス発生機の反
応室の下部出口部分により形成される。第１の接
触ゾーンは、全体が、直立した好ましくは垂直の
周囲壁によつて形成されている。前記周囲壁は、
細長い導管の形をしている。この壁により形成さ
れるゾーンの断面形は、好ましい実施例では、ほ
ぼ円筒である。細長い導管又はデイツプ管の出口
又は下端は、円筒壁の下端にのこ歯状縁を備えて
いるのがよい。 第１の接触ゾーンは、垂直に延びる円筒状のデ
イツプ管の上部によつてその境界が構成されるの
がよい。前記デイツプ管は、燃焼室に対し共通の
軸線を持つている。 デイツプ管の第１の接触ゾーンの上端には、冷
却リングが取り付けられている。このリングを通
じて、一般的には水の冷却液が、第１の接触ゾー
ン内に導入される。冷却リングから、デイツプ管
の内壁に沿つて冷却液の第１の流れが注がれる。
この内壁上に、好ましくは連続した下向きに流下
する冷却液のフイルムを形成する。この冷却液の
フイルムは、下向きに降下する合成ガスと接触す
る。冷却液の入口温度は、100〓−500〓（38℃か
ら260℃）、好ましくは300〓−480〓（149℃から
249℃）、例えば420〓（216℃）にできる。第１の
接触ゾーンに導入されるガス1000立方フイート
（NTP）当り、冷却液は、20−70ポンド（320〜
1121g／m³）、好ましくは30−50ポンド（481〜
801g／m³）、例えば45ポンド（721g／m³）の量
で、デイツプ管の壁の流下フイルムに加えられ
る。本発明による方法の特徴の１つは、接触ゾー
ンに導入される冷却液、とりわけ冷却リングに導
入される冷却液が、再循環液を含んでいることで
ある。この液は、固形内容物を減らす処理がされ
ている。この液に含まれる約100ミクロンより大
きい粒子サイズを持つ固形物は、約0.1重量％以
下であるのがよい。それは、ハイドロクローン作
業（hydrocloning）によつて可能となる。 冷却液の流下フイルムが、下向きに降下する高
温合成ガスに接触し、高温合成ガスの温度は、
200〓−500〓（111から278℃）だけ、例えば350
〓（194℃）だけ降下されられる。高温合成ガス
が第１の接触ゾーンを通過している間に、流下フ
イルムと接触するためである。 ガスは、１−８秒の間、好ましくは１−５秒の
間、例えば３秒の間に、第１の接触ゾーンを通過
することができる。このゾーンを出てゆくガスの
含む固形内容物は、減少し得る。 冷却液の流下フイルムで合成ガスを冷却する第
１の接触ゾーンを出た冷却合成ガスは、第２の接
触ゾーンに導入される。このゾーンの通り抜け
中、冷却合成ガスは、更に、下向きに降下する冷
却液に接触させられる。 本発明による工程では、第２の接触ゾーン内
に、冷却液のスプレイが、100〓−（38から260℃）
で、例えば420〓（216℃）で、好ましくは当該ゾ
ーンの上端に導入される。このスプレイは、デイ
ツプ管の内壁に直角の方向（即ち、デイツプ管の
軸に向かう方向）に向けられている。合成ガスが
第２の接触ゾーンを通過する際に、スプレイされ
た液体と降下する合成ガスとが密接に接触するこ
とにより、同じ総量の冷却液を壁のフイルムとし
て下向きに流した場合に比べて、高レベルの熱を
多重に伝達でき、結果的に合成ガスの冷却を確実
に行なえる。 第２の接触ゾーンにスプレイされる液体の量
は、このゾーンを通過する1000立方フイートのド
ライガス（NTP）（913g／ｈ／m³）に対し、時間
当り約20−80ポンド（320から1281g／ｈ／m³）、
好ましくは時間当り30−60ポンド（481から
961g／ｈ／m³）、例えば時間当り57ポンド
（912g／ｈ／m³）である。ガスと液体との間の高
度の接触により、ガスの温度を、第２のゾーンを
通過している間に、600〓−1300〓（333から722
℃）だけ、好ましくは800〓−1200〓（444から
667℃）だけ、例えば1100〓（611℃）だけ降下さ
せる。こうして第２の接触ゾーンを出てゆくガス
は、濃度の下がつた固形物を含んでいる。 第２の接触ゾーンの下端は、集められた冷却液
でできた液体プールに漬けられている。静止プー
ルと考えた時の液位は、標準的には、第２の接触
ゾーンの10−80％、例えば50％が漬かるような水
位に維持できる。当業者に明らかなことは、実際
の高温で高速度のガスの下では、当然に、運転中
の液面を特定できない。むしろ、液体は活発に攪
拌されている。 更に冷却された合成ガスは、例えば900〓−
1050〓（482から566℃）で、第２の接触ゾーンの
底を出てゆく。そして、冷却液の前記液体（第３
の接触ゾーンを構成する）を通り、デイツプ管の
下方ののこ歯状縁を越えてゆく。固形物は、冷却
液の液体内で沈降する。この冷却液内に固形物は
保持され、しかも集められ、冷却液の液体下部よ
り取り除くこともできる。通常では、第３の接触
ゾーンから出るガスからは、固形物の75％が除か
れる。第３の接触ゾーンを通過する際のガスの温
度降下は、200−650〓（93から343℃）、例えば
350〓（177℃）にできる。 第３の接触ゾーンを構成する冷却液の液体を出
てゆく、400〓−700〓（204から371℃）、例えば
600〓（316℃）の更に冷却されたガスは、冷却液
と共に、第４の接触ゾーンを抜けて冷却室のガス
出口の方向に、好ましくは環状の通路を通じて上
向きに流すのが好ましい。好ましい実施例では、
環状通路は、第１及び第２の冷却ゾーンを形成す
るデイツプ管の外側面と、容器の内側面とによつ
て形成されている。前記容器の内側面は、デイツ
プ管を取り囲み、しかも、デイツプ管の半径より
大きい半径であるのを特徴としている。ガスが第
４の冷却ゾーンを上向きに通り抜けている間に、
水様の冷却液がこの上向きに流れているガスにス
プレイされる。1000立方フイート（NTP）のド
ライガス当り20−70ポンド（320から1121g／
m³）、例えば40ポンド（640g／m³）の量の液体
を、100〓−500〓（38から260℃）、例えば420〓
（216℃）で導入するとよい。第３の接触ゾーンを
出てゆくガスは、1000立方フイート（NTP）の
ドライガス当り0.1−３ポンド（1.6から48g／
m³）、例えば0.6ポンド（9.6g／m³）の固形物を含
有している。即ち、標準的には、固形物の約80−
90％、例えば85重量％が取り除かれている。 冷却液と更に冷却された合成ガスの混合物
（400〓−700〓（204から371℃）、例えば600〓
（316℃）の入口温度）が、環状の第４の冷却ゾー
ンを上向きに通り抜けるため、このゾーン内で２
つの相の流れは、高温ガスから冷却液への効率の
よい熱伝達を行なう。この第４の冷却ゾーン内で
の活発な攪拌によつて、粒子が接触面に堆積する
のを極力抑えている。一例として、冷却されたガ
スは、300〓−520〓（149から271℃）、好ましく
は350〓−500〓（177から260℃）、例えば450〓
（232℃）の温度で、この環状の第４の冷却ゾーン
を出る。第４の接触ゾーンを出てゆくガスは、
1000立方フイート（NTP）のガス当り、0.1−2.5
ポンド（1.6から40.3g／m³）、例えば0.4ポンド
（6.4g／m³）の固形物を有している。即ち、固形
物の約85−95％、例えば90％が、ガスから取り除
かれている。 本発明の特徴は、合成ガスと冷却液とを含む冷
却された産出ガスは、（流れの速度水頭により）
冷却管室の出口に向けて流され、これより出口導
管に流れ込む。この出口導管は、燃焼室と冷却室
とを取り囲んだシエルの外周に対し半径方向に向
けられているのが好ましい。 本発明による方法の実施に際し、合成ガスが出
口導管すなわち出口ノズルに入り、冷却室からベ
ンチユリ洗浄装置へ通じる地点での合成ガスの流
れに、方向性をもたせた冷却液すなわちスプレイ
をかけることが行なわれている。好ましい実施例
では、方向をもたせた冷却液の流れすなわちスプ
レイは、出口ノズルの軸線上の位置から、その軸
線に沿つてノズルおよびベンチユリの方向に向け
られる。前記ベンチユリは、同じ軸線上に設置す
るのが好ましい。 この流れは、合成ガスをある程度補助的に冷却
するが、出口ノズルとベンチユリ洗浄装置内に固
形物が堆積するのを極力抑え、そのような堆積を
除去するという利点があることが判明している。
前記固形物の堆積は、合成ガスを供給源とする灰
や炭に原因し、幾つかの接触ゾーン内での接触処
理では完全には取り除けない。 100〓−500〓８（38から260℃）、例えば420〓
（216℃）の、方向をもたされたこの最後の液体の
流れは、1000立方フイート（NTP）のドライガ
ス当り、５−25ポンド（80.1から400.6g／m³）、
例えば11ポンド（176g／m³）の量で加えるとよ
い。 冷却液は、冷却室の下部から使用済み冷却液と
して排出することができる。排出された冷却液
は、小さい粒子の形状をした固まつた灰や炭を含
んでいる。必要とあらば、余分の冷却液を、冷却
室下部の冷却液の溜まりに加えたり及び／又はこ
の溜りから取り去ることもできる。 デイツブ管の下方の第２の接触ゾーンでの冷却
液のスプレイ、および、冷却液の浴を出たガスが
次に通される第４の接触ゾーンでの冷却液のスプ
レイをも含んでいる、上述の一連の操作は、装置
を詰まらせる塊の形成を招く固形物（灰、スラ
グ、及び炭）粒子の大部分を取り除くことができ
るという特徴を有する。そして、一連の冷却（洗
浄を含む）により、固形物がより効率的に冷却さ
れるので、ガス出口導管へ向けて流れるガスに乗
つて運ばれる途中の固形物粒子の表面からの水の
蒸発が防がれる。もし、水が蒸発すると、水に含
まれている可溶性固形物が濃縮され、過飽和状態
に達すると、結合促進剤として働く不都合を生じ
る。本発明によればかかる不都合は防がれ、水溶
性固形物は、固形物から水流中へと溶解する。従
つて、装置を詰まらせる塊が水溶性成分に起因し
て形成されることが有効に防がれる。 一連の冷却および洗浄の工程によつて、細かい
灰の粒子は確実に湿らされ、ガスから取り除かれ
る。 〔実施例〕 以下、添付図面に沿つて本発明の好ましい実施
例について詳細に説明する。 第１図を参照して説明する。この例では、耐火
ライニング１２と入口ノズル１３を備えた反応容
器１１が設けられている。反応室１５は、狭い通
路区域１６を備えた出口部分１４を備えている。
前記通路区域１６は開口１７に続いている。開口
１７は、デイツプ管２１の内側の第１の接触ゾー
ン１８に開いている。のこ歯状突起２３を備えた
デイツプ管２１の先端は、冷却液の浴２２内に浸
漬されている。冷却室１９は、好ましくはその上
部に、ガス排出導管２０を備えている。 反応容器１１の上部の床２５の下に、冷却リン
グ２４が取り付けられている。この冷却リング
は、上部表面２６を備えている。この表面は、床
２５の下部に接するのが好ましい。冷却リングの
下面２７は、デイツプ管２１の上端に載つている
のが好ましい。冷却リングの内面２８は、開口１
７の縁に隣接している。好ましい実施例では、冷
却リング２４は、入口ノズル３２と３３を備えて
いる。 冷却リング２４は、出口ノズル２９を備えてい
る。これら出口ノズルは、冷却リング２４の周囲
にある一連の孔又はノズルの形態にすることがで
き、デイツプ管２１の内面のすぐ近くに配置され
ている。通路即ちノズル２９から噴出する液体
は、デイツプ管２１の軸線にほぼ平行した方向に
流れ、デイツプ管２１の内面を降下する冷却液の
薄い流下フイルムを形成している。この冷却液の
流下フイルムは、第１の接触ゾーンの外側の境界
を形成している。 第１の接触ゾーン１８の下端には、第２の接触
ゾーン３０がある。この第２の接触ゾーンは、の
こ歯状突起２３に向けて下向きに延び、デイツプ
管２１の内側を下向きに流れ落ちる冷却液のフイ
ルムが境界となつている。第２の接触ゾーン３０
の境界内に、出口ノズル３５を備えたスプレイ室
（又はリング）３１がある。前記出口ノズルは、
室３１の内周面にある一連の孔又はノズルの形態
をしている。概略的に表わしたスプレイノズル３
５を通じて噴出した液体は、デイツプ管２１の軸
に向かう実質的な成分を持つ方向に流れる。好ま
しい実施例では、スプレイノズルは、それらが向
いているデイツプ管軸のまわりで、冷却リングに
円形に配置することができる。冷却液は、配管３
３を通じてスプレイ室３１内に導入することがで
きる。 スプレイ室３１からスプレイが加えられること
を特徴とする第２の接触ゾーン内で、更に、冷却
された合成ガスが形成される。この合成ガスは、
浴２２で実質的に仕切られた第３の接触ゾーン内
へと下向きに通される。ガスは、のこ歯状突起２
３を下向きに通り抜け、次いで、第３の接触ゾー
ンを成す冷却液体を通じて上昇してゆく。 第３の接触ゾーンの上端では、少量の固形物を
含む更に冷却された冷却ガスが、第４のゾーン３
４内へ流れてゆく。 第４の接触ゾーンは、冷却液体のスプレイ流が
加えられることを特徴としている。前記冷却液体
は、配管３６を介してスプレイリング４０に導入
され、このリングからノズル３８を通じて液体が
噴出される。 冷却した産出の合成ガスは、上向きに流れ、出
口ノズル２０から取出される。この出口ノズルか
ら、ベンチユリ洗浄装置を通して流し、更に固形
物を除去するのが好ましい。この実施例では、液
体スプレイ手段を設けるとよい。この手段は、ガ
ス取出出口ノズル２０の軸線上から当該軸線に沿
つて、ノズル２０内へおよびベンチユリ洗浄装置
（ベンチユリ洗浄装置このノズルの直後に設置す
るのが好ましい）へと冷却液体３９を噴出するよ
うにされている。これにより、装置のこの箇所
で、固形物の堆積を極力抑えることができる。 第１図の装置を使つた本発明の工程において、
入口ノズル１３を通じて、単位時間当り、100部
（すべての部は別に特定しない限り重量部である）
の原料炭素質燃料と６０部の水とを含むスラリが
導入される。この実施例でのスラリは、以下の如
き特色を備えている。 表 成 分 重量％ 炭 素 43.1 水 素 3.5 窒 素 1.2 イオウ 2.4 酸 素 3.5 無機物 8.8 水 37.5 合 計 100 更に、純度99.5容積％の90部の酸素が導入され
ている。室１５内での燃焼によつて、900psig
（63bars）の下で、2500〓（1371℃）の温度まで
上昇する。出口部分１４と狭い通路区域１６を通
り抜ける合成ガスは、以下のガス成分を含有でき
る。

【表】 又、この合成ガスは、1000SCFドライガス
（NTP）当り約4.1ポンド（66g／m³）の固形物を
含有することもある。 産出の合成ガス（235部）は、狭い通路区域１
６を抜け、冷却リング２４の開口１７を通り、第
１の接触ゾーン１８内へ流れ込む。水様の420〓
（216℃）の冷却液が、入口配管３２を通じてリン
グ２４へ導入される。冷却液は、このリング２４
から出口ノズル２９を通じて流出し、第１の接触
ゾーン１８の外側境界を形成したデイツプ管２１
の内面上の、下向きに流下するフイルムとなる。
約2500〓（1371℃）で第１の接触ゾーンに進入し
た合成ガスは、水様の流下フイルムと接触して下
向きにゾーン１８を通り抜けるに従つて、約2150
〓（1177℃）まで冷却される。 このように冷却された合成ガスは、次いで、第
２の接触ゾーン３０に導入される。このゾーン
は、冷却液のスプレイが加えられることに特徴が
ある。冷却流体は、冷却液入口配管３３を通じ、
420〓（215℃）で第２の接触ゾーン内に導入され
る。この液体は、スプレイ通路３１に流入する。
このスプレイ通路は、円周分配リングの独特な形
状をしている。このリングから、デイツプ管２１
の壁にある孔を経て、第２の冷却ゾーンを形成す
るデイツプ管２１の内部へ、冷却液をスプレイし
ている。この第２の接触ゾーン内で、冷却合成ガ
スは、前述のようにスプレイされた冷却液と流下
フイルムとの両方に接触し、1100〓（539℃）に
冷却される。 更に冷却されたこの合成ガスは、第３の接触ゾ
ーンの浴２２の液体内を通過させられる。図面
は、スケツチ的な水面を持つ静的な姿を表わして
いるが、運転時には、ガスが下向きに液体を通り
抜け、デイツプ管２１ののこ歯状縁２３を通り越
し、そして、デイツプ管２１の外側の液体を上向
きに通過する際、ガスと液体とが激しい乱流状態
にあることは明らかである。 更に冷却された合成ガスは、冷却液に接触して
いる間に、含有している固形内容物の少なくとも
一部を失なう。標準的には、減少した灰粒子内容
物を含有するさらに冷却された合成ガス（600〓
（316℃））は、1000SCFドライガス（NTP）当
り、約0.6ポンド（9.6g／m³）の量の固形物（灰
と炭を含む）を含んでいる。 減少した固形物粒子の内容物を含有する更に冷
却された合成ガスは、第４の冷却又は接触ゾーン
を通される。このゾーン内にて、ガス（316℃）
は、420〓（216℃）の冷却液のスプレイと接触さ
せられる。冷却液（1000SCFのドライガス
（NTP）当り40ポンド（641g／m³））が冷却液入
口３６を通じてスプレイリング４０に導入され
る。このリングより、その冷却液が、ノズル３８
を通じて第４の接触ゾーン３４内にスプレイされ
る。冷却された産出の合成ガスは、第４の接触ゾ
ーンを460〓（238℃）で出てゆく。 冷却水は配管４１を通じて排水でき、集まつた
固形物は配管３７を通じて除去できる。 排出ガスは、排気導管２０を通じて冷却装置か
ら取り出される。その後、この排出ガスは、通例
では、ベンチユリを通過する。その際、補助的に
冷却したり及び／又は水を含ませるために、更に
冷却液と混合することもできる。このベンチユリ
は、出口ノズルのすぐそばにあるとよい。 好ましい実施例では、水様の冷却液のスプレイ
３９が冷却された合成ガスに加えられる。このス
プレイは、ガス排気導管の軸線に沿つてこの導管
内に向けられているのが好ましい。これによつ
て、導管内と、この導管のすぐ傍にあるベンチユ
リ内に、固形物粒子が堆積するのを極力抑える
か、又は、堆積した固形物粒子を除去するように
働く。 第２図では、好ましい実施例に於いて使用ので
きる付属装置を伴つて、第１図の装置を具体化し
た工程のフローを説明している。 上記の実施例にて生成され且つ処理された合成
ガス（235部）は、460〓（238℃）、900psig
（63bar）で、ガス排気導管（出口ノズル）２０
を通じて冷却室を出る。ドライガスの1000SCF
（NTP）当り0.4ポンド（6.1g／m³）の量の固形物
を含むこの合成ガスの流れは、配管５０を通じて
ベンチユリ混合機５１を通される。そのベンチユ
リ混合機で、合成ガスの流れを、1000SCFドライ
ガス当り90部（1441g／m³）の、配管５２からの
水様冷却液と430〓で接触させる。 配管５３内の流れ（232℃）は、洗浄装置（ス
クラバー）５４を通される。ここで、合成ガス
を、1000SCFドライガス当り15.3部（245.1g／
m³）の、配管５５から導入した水様の洗浄液と接
触させる。配管５３からの合成ガスが、容器、ト
レイ或はスプレイノズルを収容する洗浄装置５４
を通じて上方向に抜ける際、固形含有物は、
1000SCFのドライガス当り0.4ポンド（6.1g／m³）
の初期値から減少され、温度は、885psig
（62bars）の下で229℃に下がる。この状態で、合
成ガスは、配管５６を通つて取り出される。 洗浄液（1000SCFドライガス当り200ポンド
（3204g／m³））は、229℃で、配管５７を通じて
洗浄装置５４を出て、ポンプ５８と配管５９とを
通り抜けてゆく。その一部（ea15重量％）は、
配管６０と５２を通じてベンチユリ５１に再循環
される。補充水質液は、必要に応じて、配管６
２，６３及び６４を通じ装置に供給することもで
きる。 配管３２を通り、次いで冷却リング２４へ流す
ために、配管６１内を再循環している水質液の流
れは、固形含有物を減らす処理がされる。標準的
には、配管６１内の流れは、100立方フイートの
液体当り18ポンド（298g／m³）ほどの固形物
（灰と炭）を含んでいる。そして、これら固形物
は、100ミクロンほどの大きさの粒子、又はそれ
以上の大きさの粒子から成つている。一般的に
は、配管６１内の流れは、100立方フイートの液
体当り約10ポンド（160g／m³）の固形物を含有
でき、これら固形物は、１−５ミクロンの大きさ
のものから200−500ミクロンの大きさの範囲にあ
るであろうことが判明している。配管６１内の流
れを処理して、大きいサイズの粒子を分離する。
約15ミクロンより大きいサイズの粒子は取り除く
のがよい。好ましい運転方式では、流れ６１内に
残つている粒子の少なくとも80重量％が、約10ミ
クロン以下の粒子サイズから成つているように、
この流れは処理される。配管３２内の流れは、
0.03重量％ほどの固形物を含有している。 この処理は、フイルタを通したり、砂床を通過
させたり、或は、沈殿槽から注ぐことで行なうこ
ともできるが、ハイドロクローン（hydroclone）
６５内で行なうのが効果的で好ましい。このハイ
ドロクローンから、灰に富む流れは、配管６６を
通じて除去される。 この好ましい方式で運転する場合、冷却リング
の出口孔に、長期間にわたつて沈殿物の付かない
ことが観察されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は発生機およびこれに付属した冷却室と
を図示した概略縦断面図、第２図は本発明の工程
の好ましい一実施例として工程フロープランを示
す概略図である。 １１……反応容器、１２……耐火ライニング、
１３……入口ノズル、１４……出口部分、１５…
…反応室、１６……狭い通路部分、１７……開
口、１８……第１の接触ゾーン、１９……冷却
室、２０……ガス排出導管、２１……デイツプ
管、２２……浴、２３……のこ歯状突起、２４…
…冷却リング、２５……床、２６……上面、２７
……下面、２８……内面、２９……出口ノズル
（出口通路）、３０……第２の接触ゾーン、３１…
…スプレイ室（リング）、３２，３３……入口ノ
ズル（配管）、３４……第４の接触ゾーン、３５
……出口ノズル、３６……配管、３７，３８……
ノズル、３９……スプレイ、４０……スプレイリ
ング、４１……配管，５１……ベンチユリ混合
機、５４……洗浄装置、５８……ポンプ、６５…
…ハイドロクローン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 高温合成ガスを、一連の接触ゾーン内で冷却
   流体をもつて冷却することにより、高温合成ガス
   を冷却する方法において； 合成ガスを、初期温度で、第１の接触ゾーンを
   通じて下向きに流す工程と； 冷却流体を前記第１の接触ゾーンの壁にフイル
   ムのようにして、下向きに降下する前記合成ガス
   と接触させつつ、下向きに流す工程と； 第２の接触ゾーンを通じ、この第２の接触ゾー
   ンの壁に下向きに降下するフイルムに接触させつ
   つ、前記冷却合成ガスを下向きに流す工程と； 前記第２の接触ゾーン内を下向きに降下する冷
   却合成ガスに、冷却液をスプレイして合成ガスを
   更に冷却する工程と； 更に冷却された前記合成ガスを、第３の接触ゾ
   ーンの冷却液の液体内を通して、量が少なくされ
   た固形内容物を含有する更に冷却された合成ガス
   にする工程と； 量が少なくされた固形内容物を含有する更に冷
   却された合成ガスを、スプレイした冷却液の流れ
   に接触させつつ、第４の接触ゾーン内を流す工程
   と： 冷却された前記合成ガスの産出ガスを回収する
   工程とを有することを特徴とする高温合成ガスの
   冷却方法。 ２ 灰と炭を含む固形物粒子を含有した高温合成
   ガスを、1800−3500〓（982−1927℃）の初期高
   温から約400−700〓（204−371℃）の最終温度ま
   で冷却する方法に於いて； 灰と炭を含有する初期高温の合成ガスを、接触
   ゾーンを通じて下向きに流す工程と； 粒子サイズが約100ミクロンより大きい約0.1重
   量％以下の固形物粒子を含有する冷却液を前記接
   触ゾーン内に流す工程と； スプレイした冷却液および前記接触ゾーンの壁
   を下向きに流れる冷却液の流下フイルムとが存在
   する前記接触ゾーンを通じて前記高温ガスを流
   し、冷却合成ガスにする工程と； 前記冷却合成ガスを冷却液の液体内を通して、
   量が少なくされた固形物粒子を含有する冷却され
   た産出合成ガスに生成する工程と； 前記冷却された産出合成ガスをを、水様の洗浄
   液のスプレイに接触させて、固形物をほぼ除いた
   産出合成ガス、および、固形物粒子を含有する洗
   浄排液を形成する工程と； 固形物粒子を含有した前記洗浄排液の少なくと
   も一部から、前記固体物粒子の少なくとも一部を
   分離して、約100ミクロンより大きい粒子サイズ
   を持つ約0.1重量％以下の固形物粒子を含有する
   液体にする工程と； 前記液体の少なくとも一部を、前記冷却液の少
   なくとも一部として、前記接触ゾーンに流す工程
   とを有することを特徴とする高温合成ガスの冷却
   方法。 ３ 軸方向のデイツプ管組立体を収容した冷却装
   置に於いて； 内外の周囲面、軸線、及び、入口端並びに出口
   端を持つデイツプ管と； 前記デイツプ管の入口端で、内周面に隣接し、
   液体入口を持つている冷却リングと； 前記デイツプ管の入口端に隣接した前記冷却リ
   ング上にあつて、流体のカーテンを当該デイツプ
   管の出口端に向けて注ぐようにされている第１の
   流体出口と； 前記デイツプ管の入口端並びに出口端の中間に
   あつて、液体の流れを、当該デイツプ管の内周面
   から離し且つデイツプ管の軸線に向けて注ぐため
   の第１のスプレイ手段と； 前記デイツプ管の入口端並びに出口端の中間に
   あつて、液体の流れを、当該デイツプ管の外側の
   外周面に注ぐための第２のスプレイ手段とを有
   し； 前記デイツプ管の入口端に導入されたガスを、
   当該デイツプ管の内側の第１の接触ゾーンを通じ
   て下向きに流れる冷却液のフイルムと、前記デイ
   ツプ管内側の第２の接触ゾーン内の第１の冷却液
   のスプレイと、デイツプ管の下端に隣接した第３
   の接触ゾーン内の冷却液の液体と、デイツプ管の
   外側の第４の接触ゾーン内の第２の冷却液のスプ
   レイとに接触させ、それから、前記冷却装置の冷
   却ガス出口に至らせるようにしたことを特徴とす
   る冷却装置。