JPH0662962B2 - 固体炭素質材料をガス化もしくは燃焼させる方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃焼もしくはガス化に
よって生じたガスが反応室から少なくとも１つのガス精
製ステージへ運ばれ、このステージにおいて灰および炭
化残留物を含む微粒子がガスから分離され、しかる後、
分離された微粒子は灰加熱室の中へ導かれ、その灰加熱
室において微粒子に含まれる少なくとも一部の灰が高い
温度のもとで酸素含有ガスの存在する中で溶融され、そ
してこの灰加熱室から、溶融した灰を含む微粒子が更に
戻りダクトを通して反応室へ戻されるような、固体炭素
質材料を流動層反応装置でガス化もしくは燃焼させる方
法に関する。

【０００２】本発明はまた、 −反応室、そしてこの反応室に連結されている炭素質材
料の入口ダクト、流動化ガスの給送手段液およびガス排
出ダクト、 −反応室から排出されたガスから微粒子を分離する粒子
分離器、 −粒子分離器でガスから分離された微粒子に含まれてい
る灰を少なくとも部分的に溶融する灰加熱室、および −灰加熱室から反応室へ微粒子を戻すダクト、を含んで
構成された固体炭素質材料を流動層反応装置でガス化も
しくは燃焼させる装置に関する。

【０００３】本発明は、ガス流速が高いレベルに維持さ
れて固体粒子のかなりの部分がガスと一緒に反応室から
排出されてしまうような、また、これらの固体粒子すな
わち循環流動層材料の大部分を分離する粒子分離器と、
分離した固体粒子を反応室へ戻すダクトとを備えてい
て、この粒子分離器からガスが更に第２精製ステージへ
導かれ、粒子分離器では分離できなかった微粒子、灰お
よび未燃石炭がこの第２精製ステージでガスから分離さ
れるようになされる流動層反応装置において、固体炭素
質材料をガス化もしくは燃焼させるのに特に適してい
る。

【０００４】

【従来の技術】炭素質固体燃料をガス化するために幾つ
かの異なる方法が使用されている。これらの方法におい
て最も重要なことは、これらの様々なガス化方法が流動
層の概念を基本としていることである。あらゆるガス化
装置における問題点は、流動層によるガス化に一部係わ
る問題でもあるが、如何にして高い炭素の転化（ｃｏｎ
ｖｅｒｓｉｏｎ）を達成するかということである。この
問題は、石炭のように反応性の比較的低い燃料をガス化
するときに特に重要となる。粉砕ピートのような粒径の
小さな燃料で高い炭素転化を達成することもまた困難で
ある。

【０００５】炭素の転化が僅かであるということは、本
質的には流動層によるガス化が比較的低い反応温度で行
われる結果として生じるのであり、この反応温度は燃料
の灰（ａｓｈ）の溶融温度によって制限されるのであ
る。炭素の転化は、ガス化の反応時間を長くすること、
すなわち、逃げた未反応の燃料を反応装置へ戻すこと、
によって著しく改善することができる。

【０００６】循環式流動層によるガス化装置またはボイ
ラーにおいては、ガスの上昇流速はかなり速く、生産ガ
スすなわち煙道ガスによって運ばれるかなりの量の流動
層の固体材料が反応装置から流出してしまう。このよう
に流出した流動層材料のほとんどは分離器によってガス
から分離されて反応装置へ戻される。しかしながら微細
粉末はガスと一緒に排出されてしまうのである。反応装
置を循環される材料には、灰、石炭、そして、ガス化装
置へ導かれて硫黄を捕捉するような望ましい反応を引き
起こすライムストーンのようなその他の固体材料、が含
まれる。

【０００７】しかしながら、循環式流動層反応装置に通
常使用されているサイクロンのような分離器は、小径粒
子を分離する能力に制限がある。通常は、高温サイクロ
ンは５０〜１００μｍ寸法までの粒子だけを分離するこ
とができ、これよりも微小な粒子はガスと一緒に逃げて
しまう傾向を示す。ガスと一緒に反応装置から排出され
る未反応燃料は主として石炭であり、揮発性（未反応）
の部分は既に放出されてしまっていることから、反応装
置へ戻された場合には実際に「フレッシュ」な燃料に比
較して長い時間にわたって滞留されることが必要とな
る。しかしながら戻された石炭の粒径しは非常に小さい
ので、戻された微粒子はすぐに再び反応室から排出され
てしまい、これにより反応時間はあまりにも短くなり、
炭素の転化は非常に低くなってしまう。石炭の粒径は工
程の間に連続的に小さくなり、これによりサイクロンか
らの粒子の放出が増加し、このことは低炭素転化を生じ
ることになる。

【０００８】小さな石炭粒子は新しいセラミックフィル
ターによってガスから分離することができるが、新たな
問題が生じる。固体燃料は常に灰を含んでおり、これは
純粋なガスが生産される場合には装置から排除されねば
ならない。可能な限りの高い炭素転化を意図するなら
ば、灰と一緒に多量の未反応炭素が排出されるのを防止
するようにして灰を除去しなければならない。しかしな
がら灰の粒径は広い寸法範囲内で様々な寸法とされ、微
粉灰は微粉石炭残留物と一緒に反応装置から放出される
傾向を示す。

【０００９】高い炭素転化を達成するためには、以下の
様々な問題を解決しなければならない。すなわち、 １．ガスから微粒子を分離して、反応装置へ戻すことが
可能でなければならない。 ２．戻された微粒子に含まれる炭素が反応されねばなら
ず、その灰が装置から分離されねばならない。

【００１０】これ迄は、この問題を解決する試みは成功
していない。

【００１１】ボイラープラントの流動層による燃焼にお
いても共通のことであるが、未燃焼の石炭はフライアッ
シュに簡単に紛れ込んでしまう。これは特に反応性に乏
しい燃料が使用されたり、ボイラープラントが小負荷の
状態または極端に高負荷状態の下で生じる。フライアッ
シュは、１０％以上、突起には２０％もの石炭を含有
し、これがボイラーの効率を悪化させるのである。知ら
れているように、フライアッシュが燃焼室に戻される
と、そのフライアッシュに含まれている僅かな炭素が与
えられて、ボイラー効率が改善されるのである。

【００１２】フライアッシュ自体は問題の多い生成物で
ある。例えば米国では、フライアッシュの全量のたった
２０％の量しか建築工業および道路建設に使用されてい
ない。最終的な保管が動力プラントにとって問題となっ
ている。フライアッシュは体積当たりの重量が極めて軽
量な物質である。このことは残留物であるフライアッシ
ュが極めて広い保管面積部分を必要とすることを意味す
るのである。このことは、人口密集地域に問題を生じる
ことになる。更に、フライアッシュを地下水に触れるこ
とのないような方法で保管するように注意を払わねばな
らない。煙道ガスを精製するのに最近はアンモニアが導
入されており、このことがフライアッシュの問題点を増
やしている。アンモニアで処理されたフライアッシュは
コンクリート工業界では使用することができないのであ
る。

【００１３】流動層のボイラーにおける燃焼温度は、例
えば粉砕燃焼装置におけるよりも低く、灰の特性も全く
異なる。低温で燃焼されて生じた灰は不安定であり、燃
焼状態に応じてガスとなったり、液体となったり、ある
いは塵となって放出される。

【００１４】米国特許公報第４，３１５，７５８号はこ
の問題を解決する方法および装置を開示している。この
方法によれば、ガスから分離された極めて微細な微粒子
は反応装置の下部へ戻され、また、反応装置の同じ場所
へ酸素ガスが導入されて高温領域を形成し、この領域に
おいて回収された微粒子が流動層粒子と集塊化するので
ある。この方法は「Ｕガスプロセス」と称される方法に
おける改善を取り連れているのである。

【００１５】英国特許ＧＢ２０６５１６２号は、ガスか
ら分離された微細材料を流動層の上部に供給し、酸素ガ
スが反応装置の同じ場所へ導入されたときに微粒子が流
動層の粒子と集塊化されるような方法および装置を記載
している。

【００１６】これらの何れの方法における問題点はプロ
セスコントロールにあることは明かである。何れの方法
も分離した微細材料を流動層に集塊化させて、優れた熱
および材料の移動特性を特徴となすことを目的としてい
る。主プロセス自体が最適温度で作動できるこちとが非
常に重要であり、集塊化に必要な温度が主プロセスに必
要な温度と同じでないときには簡単に乱されてしまうの
である。流動層における良好な熱移動によって温度は釣
り合う傾向を示すのであり、このことが新たなる問題を
引き起こすのである。一方では、流動層の温度は集塊化
の行われる場所の最適な集塊化温度よりも低い温度に低
下する傾向を示し、他方では、流動層全体の温度は主プ
ロセスの最適温度を超えて上昇する傾向を示すのであ
る。

【００１７】流動層に含まれる粒子の粒径が化なりの範
囲で変化することから、あまり大きな灰の集塊が生成さ
れるのを防止するように反応装置での集塊化を制御する
ことが困難となる。灰は小径並びに大径の流動層粒子に
付着し、過大寸法の灰集塊が簡単に形成されてしまい、
このことが灰の除去を妨害すなわち阻止し、この結果と
してガス化プロセスが中断されなければならなくなって
しまう。更にまた、反応装置自体における集塊化は局部
的な過熱を引き起こし、これが粒子の付着を発生させる
ことになる。

【００１８】米国特許第３，８４７，５６６号は１つの
解決策を開示している。これにおいては、別の燃焼装置
においてガス化燃焼装置から逃げた微細材料を燃焼させ
ることによって高い炭素の転化を得ようとするものであ
る。流動層からの粗い炭素質材料は、燃焼によって解放
された熱で加熱される。この炭素質材料は加熱された後
に反応装置へ戻される。このようにして、すなわち流動
層以外で流動層材料を加熱することによって、ガス化に
必要とされる熱が発生されるのである。燃焼およびガス
化によって解放されたガス、煙道ガスおよび生産ガス
は、２つの別々なプロセスによって装置から除去されね
ばならない。これらの何れのプロセスも別々のガス精製
装置を含んでいる。理解されるように、この方法の装置
は複雑な構造を必要とし、この結果としてプロセスコン
トロールが困難となる。

【００１９】上述した方法による問題点は、困難なプロ
セス状態に存在し、この状態では集塊化のための状態が
コントロールされなければならないのである。このこと
は高価な材料および冷却構造を必要とする。

【００２０】米国特許第４，９２９，２５５号は上述し
た欠点を伴わずに炭素転化を改善する方法を開示してい
る。この方法によれば、循環式流動層反応装置における
ガス精製ステージでガスから分離された微粒子は、反応
室へその固体粒子が戻される前に高温で集塊化されて循
環式流動層材料を形成する。

【００２１】

【本発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、炭素転化を改善する簡単な方法および装置を提供す
ることである。

【００２２】本発明の他の目的は、生産ガスすなわち煙
道ガスから分離された微細炭素質粒子を、その粒子に含
まれる炭素が活用でき且つ灰がそのプロセスにおいて分
離されるようにして、反応室へ最適状態で戻すようにす
る方法および装置を提供することである。

【００２３】本発明の更に他の目的は、上述したプロセ
スコントロール上の欠点が最小限とされた固体炭素質材
料をガス化および燃焼させる方法および装置を提供する
ことである。

【００２４】

【課題を達成するための手段】流動層反応装置で固体炭
素質材料をガス化もしくは燃焼させるための本発明によ
る方法であって、排出ガスから分離された粒子が灰加熱
室で加熱され、戻りダクトを通して反応室へ戻されるよ
うになされるこの方法の特徴は、冷却ガスまたは冷却液
が戻りダクトに導かれて、灰を含む粒子を冷却して顆粒
化させることである。

【００２５】同様に、流動層反応装置で固体炭素質材料
をガス化もしくは燃焼させるための本発明による装置の
特徴は、別の灰加熱室から反応室へ通じた戻りダクトが
その中に冷却ガスまたは冷却液を導入する手段を備えて
いることである。

【００２６】冷却は、冷却ガスまたは冷却液を戻りダク
トの壁部を通して戻りダクトに導入し、これによりガス
または液体のフィルムがダクト壁面に形成されて、該壁
部に溶融した灰が付着するのが防止されて該壁部を保護
するようになす、のが好ましい。冷媒は壁部を通して、
例えばそれに形成された開口を通して、あるいは戻りダ
クトの少なくとも一部をガスや液体を透過させる多孔質
材料で作ることによって導かれることができる。

【００２７】微粒子の温度は、灰加熱室の中で粒子の流
れに酸素ガスを導入し、粒子に含まれる炭化残留物を燃
焼させることによって、１０００℃、好ましくは１００
０〜１３００℃を超えて上昇する。他の燃料も加熱燃焼
に使用できる。このようにして、微粒子に含まれる灰の
少なくとも一部が粘着性粒子を形成し、これが反応室へ
戻される前に集塊化する、すなわち顆粒を形成するので
ある。

【００２８】灰加熱室は冷却されない構造とされるのが
好ましい。その下部は粒子の排出開口を備えており、加
熱室内で形成された溶融灰が重力によって直接に戻りダ
クトへ流れ込み、そこで溶融滴は冷却ガスまたは冷却液
と攪拌されて冷却されるようになされる。

【００２９】本発明による微粒子の顆粒化そしてその戻
しは、粒子の流速が２〜１０ｍ／秒で温度が７５０〜１
０００℃、そしてガス圧が１〜５０ヘクトパスカルに保
持されるような循環式流動層反応装置に特に適してい
る。

【００３０】循環式流動層反応装置におけるガス化は通
常のバブル式流動層反応装置におけるガス化とは或程度
相違する。循環式流動層反応装置においては、ガスの流
れの上方へ向かう流速が大きいので、大量の固体流動層
材料がそのガスとともに反応装置の上部へ持ち上げら
れ、更に反応装置の外部へ運ばれ、ガス分離された後に
戻されるのである。このような反応装置においては、ガ
スと固体材料との間の重要な反応は、反応装置の全体部
分において行われる。一方、浮遊密度は反応装置の上部
においてガス重量当たりの重量が０．５〜３０ｋｇ／ｋ
ｇ、最も普通には２〜１０ｋｇ／ｋｇである。バブル式
流動層反応装置においては、ガスの流速は０．４〜２ｍ
／秒であり、反応装置の上部における浮遊密度は、循環
式流動層反応装置の場合に比較して約１０〜１００倍小
さく、ガス／固体材料の反応は反応装置の下部すなわち
流動層にて主に行われる。

【００３１】循環式流動層反応装置の反応室から排出さ
れたガスに含まれる粗い固体は、反応既の分離器にてガ
スから分離される。また、その大部分は未処理循環質量
として戻りダクトを通して直接に反応室へ戻される。し
かる後第２ステージに至る。この第２ステージでは、第
１分離器から排出されたガスが例えばフィルターにて主
として微細炭素質粒子の精製を行われ、そこから本発明
によれば高温度で集塊化されたその微粒子の少なくとも
一部が反応室へ戻されるのである。

【００３２】反応装置における微粒子の滞留時間が長く
なり、炭素の転移が改善されるような程度にまで、集塊
化によって微粒子の粒径が増大される。戻された粒子の
粒径が十分に大きくなっていれば、灰粒子が最適ステー
ジで反応装置から除去でき、これにより灰粒子に含まれ
る炭素がほぼ完全に反応されてしまうようになすことが
できるのである。

【００３３】反応装置自体における流動層の粗粒子より
も循環する粗粒子の方がかなり小径であるような実際の
流動層反応装置の外側で粒子を集塊化させることによっ
て、過大な粒径の粒子が形成されることは回避されるの
である。このような過大な粒径の粒子は灰とともに反応
装置から排出されてしまい、完全に反応するには不十分
な時間しか炭素を滞留させないのである。

【００３４】このようなプロセスにおいて、ガス精製の
ための温度が高くなる程、幾つかの連続的に接続された
サイクロン、サイクロンラジエーター、または高熱フィ
ルター、あるいは高温粒子を分離できるその他の同等と
装置を使用することにより、いっそう良好に微粒子を生
産ガスから分離することができるのである。

【００３５】他方において、例えば組み合わされた動力
プラントと接続されて、蒸気を過熱するために１〜５０
ヘクトパスカルの圧力を有する高温生産ガスを使用し、
また、例えば８５０℃程度の低温度にまで生産ガスが冷
却される迄は、生産ガスから微粒子の分離を行わないの
が有利である。この場合、ガス精製もまた容易に達成で
きるのである。低温度においては、ガスは有害となるほ
どの煙霧を含有せず、この煙霧は分離するのが困難であ
り、また、例えばセラミックフィルターの孔を簡単に詰
まらせてしまう。更に、高温の煙霧は化学的に非常に活
動的であり、材料に重大な要求を課するのである。本発
明による方法は、それ故に動力プラントとの組み合わせ
に関して最も適当とされる。何故ならば、燃料の炭素転
化が高く、生産ガスは純粋でガスタービンに良好に使用
でき、更にまた全体の熱経済性が蒸気を過熱することで
改善されるからである。

【００３６】本発明の方法は、例えば次の通りの利点を
有しているのである。すなわち、 −この方法によって高い度合いの炭素転化が達成され
る。 −炭素微粒子のガス化またはボイラーにおけるプロセス
状態を乱すことなく制御された方法で微粒子炭素の集塊
化が遂行される。 −循環式流動層の概念によれば、反応装置の横断面はい
わゆるバブル式流動層に比べて明らかに小さくすること
ができる。 −横断面が小さくされて良好な混合状態が得られること
になり、バブル式流動層に比べて燃料供給および灰除去
装置の必要性が本質的に低減される。 −安価なライムにより燃料に含有されている硫黄の捕捉
がこのプロセスによて行われる。 −固体およびガスの間の反応が反応装置および分離器の
全体部分で行われる。 −上述した装置は高価な特別の材料を必要としない。 −このプロセスの様々なステージが様々な装置で行われ
る場合、プロセス制御は全体的な結果を考慮して最適に
行われる。 −不活性な灰が受け入れられる。 −フライアッシュを保管する問題が低減される。

【００３７】本発明は、以下に例として本発明の２つの
実施例を示す添付図面を参照して、更に説明される。

【００３８】

【実施例】図１はガス化プラント１０を示している。こ
のプラントは循環式流動層反応室１２、循環する質量の
ための分離器１４、循環する質量のための戻りダクト１
６および微粒子のための集塊化手段１８を含む。反応室
の下部には送風箱２０、流動層ガスの分散器２２、流動
層ガスの給送導管２４、固体炭素質材料の給送導管２６
および灰の排出ダクト２８が備えられている。

【００３９】循環質量のための分離器は排出ダクト３０
を通して反応室の上部に通じている。図１に示す実施例
はいわゆるフロースルー・サイクロンであるが、他の形
式のサイクロンも応用できる。フロースルー・サイクロ
ンは傾斜底部３２を有し、この底部の下部は循環質量の
ための戻りダクト１６に連結されている。分離器の底部
はガス排出ダクト３４を備えている。

【００４０】微粒子の集塊化手段１８は円筒形の灰加熱
室３６を含み、この灰加熱室は反応室の側方に配置され
る。灰加熱室は冷却されない構造とされ、例えばセラミ
ック材料で作られ、または耐火材構造として作られる。
この灰加熱室の上部には微粒子の給送導管３８、酸素含
有ガスの給送導管４０、そして必要ならば追加燃料の給
送導管４２が備えられている。導管３８、４０および４
２は灰加熱室の別の場所に配置されることもできる。灰
加熱室の下部は開口４４を通して戻りダクト４６に通じ
ており、この戻りダクトは再び反応室に通じている。

【００４１】戻りダクト４６の壁部４８はガスおよび／
または液体が浸透する多孔質材料で作られている。この
材料は例えば多孔質セラミック材料とされる。液体例え
ば水が冷媒として使用されるならば、戻りダクトの壁部
はまた開口を備えた金属で作ることも可能である。戻り
ダクトは気密筐体５０で囲まれており、この筐体は冷媒
のための入口導管５２を備えている。

【００４２】本発明によるガス化プラントは、ガス化さ
れるべき固体炭素質材料が導管２６を通して反応室に導
かれる。この材料は分散器２２を通して流れる流動層ガ
スによって流動化される。流動層ガスは例えば空気とさ
れ、これにより流動層ガスはまたガス化に必要なガス化
媒体としても働く。反応室の温度は約７５０〜１０００
℃に保持される。

【００４３】反応室の粒子の流速は例えば２〜１０ｍ／
秒ほどに速く保持され、これにより反応室に収容されて
いる流動層材料の一部がそのガスに乗ってダクト３０を
通して分離器１４へ送られる。流動層材料は例えば不活
性流動層材料、灰、石炭および必要ならばガス化に係わ
る試薬を含む。分離器においては、粗い固体がガスから
分離され、戻りダクト１６を通して反応室の下部へ戻さ
れる。反応室および分離器は耐火材によって内張りを施
されるのが好ましい。僅かな量の粒子、典型的には反応
装置から出る固体材料の流れの約０．１〜２％、の粒子
を含有した高温ガスがダクト３４を通して必要ならば熱
回収ユニットへ導かれる。

【００４４】部分的に精製され、冷却されたであろうガ
スは、引き続く工程に有害な灰と未燃石炭を含んでい
る。このいわゆるフライアッシュは、微粒子を分離でき
るフィルターまたは別の分離器によってガスから分離さ
れる。これは図１には示されていない。このようにして
精製されたガスは更に作動点へ導かれる。

【００４５】ガスから分離された微粒子は集塊化手段１
８の中に導かれ、灰をより適当な粒径に顆粒化し、その
炭素残留物を再循環させるようになされる。この粒子は
給送導管３８を通して灰加熱室３６の中に導かれる。灰
加熱室はこれと同時に導管４０を通して酸素含有ガスを
供給され、燃焼および加熱を行う。

【００４６】灰加熱室３６は、戻された微粒子の炭素含
有量が所望温度レベルにまで高めるのに不十分であると
きに、追加燃料を導管４２を通して供給される。この追
加燃料は例えばガス化装置でガス化される炭素質材料と
されることができる。ガス化によって生じた生産ガスは
灰加熱室での追加燃料として作用することもできる。

【００４７】微粒子の量は本質的には流動層材料の全量
よりも少なく、また、一般に微粒子の温度だけが集塊化
手段にて上昇されるのであるから、粒子の制御されたサ
イクルが反応室における実際の主プロセスに障害を与え
ずに実現できるのである。反応室の外部での微粒子の集
塊化は、ボイラーにおけるガス化プロセスに有害な作用
を有する灰に応じて集塊化温度を容易に選択できるよう
にする。これに対して反応室の温度は、ガス化プロセス
に障害を与えずに反応室自体において集塊化が適当に行
われるように調整することはほとんどできないのであ
る。

【００４８】冷却ガスまたは冷却液と混合されたとき、
灰加熱器からの溶融フライアッシュは凝固して、典型的
には２〜２０ｍｍの寸法の固く濃密な粗粒子を形成す
る。このようにして集塊された灰は、反応室の壁部４７
に形成されている開口４５を通して反応室へ送られる。
灰の粗粒子は反応室の内部で分離され、通常のように固
化した灰と一緒に排出される。

【００４９】図２は燃焼プラントを開示している。これ
において、炭素質燃料が循環式流動層反応装置によって
燃焼され、フライアッシュは本発明により集塊化された
形状で反応装置へ戻される。図１の部材に相当する図２
の部材は同じ符号を付されている。

【００５０】図２に示された燃焼プラントは反応室１２
を含む。この燃焼室において導管２６を通して内部に導
かれた燃料は循環式流動層反応装置によって燃焼され
る。反応室は水壁構造１３として形成されるのが好まし
い。また、燃焼室の上部は伝熱面１５を備えているのが
好ましい。粗粒子は分離器１４にて反応室から排出され
たガスから分離される。また、そのガスは導管３４を通
して熱交換器５６に導かれ、ガスが冷却されるようにな
される。冷却されたガスはさらにフィルター５４へ導か
れ、そこにおいてフライアッシュがガスから分離され
る。フィルターからの精製ガスは導管５６を通してその
装置から排出される。

【００５１】フィルターでガスから分離されたフライア
ッシュは導管３８を通して灰加熱室３６へ導かれる。こ
の灰加熱室において、導管４０を通して酸素含有ガスが
供給されてフライアッシュの少なくとも部分的な溶融が
行われる。灰加熱室３６は耐火構造とされている。

【００５２】溶融された灰およびその他の微粒子は灰加
熱室から戻りダクト４６へ落下する。戻りダクトの壁部
は、冷却剤を戻りダクトを囲む筐体５０から戻りダクト
へ給送するための開口４９を備えている。加圧された冷
却剤は導管５２を通して筐体内部に導かれる。この冷却
剤は、ガスを冷却するために十分に低い温度の例えば導
管５６からの精製循環ガスやその他の不活性ガスとされ
ることができる。この冷却剤は例えば水のような液体と
され、開口４９を通して溶融された灰に噴射されること
ができる。

【００５３】集塊化される灰は、その灰の炭化残留物や
その他の追加燃料、例えば燃焼プラントで使用される燃
料を酸化させることで加熱される。酸化は、実際の反応
室の側方に配置されるのが好ましいとされる別個の室内
で行われる。幾つかの配置において、全ての燃料を集塊
化手段を通してボイラー内に導くことが可能であり、ま
た、酸素含有ガスの量で集塊化手段の温度を調整するこ
とが可能である。反応装置に導く前に、例えばセラミッ
ク多孔質材料で作られた室壁を通して室内に導かれるガ
スまたは液体のフィルムによって、溶融された灰はその
室内で冷却され顆粒化される。

【００５４】本発明による灰加熱室は必要ならば始動燃
焼装置として使用でき、これにより液体またはガスの追
加燃料が酸化状態で室内にて燃焼されるようになされ
る。実際の反応室の温度は高温燃料ガスによって上昇さ
れる。

【００５５】本発明を上述した実施例におけるガス化も
しくは燃焼プラントに限定することは意図されない。本
発明は、ガス化をもたらすために例えば酸素含有ガスを
使用しないが、ガス化されるべき材料の温度が他の何れ
かの方法で上昇されるようなガス化反応装置にも適用で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス化手段の概略図。

【図２】本発明による燃焼手段の概略図。

【符号の説明】

１０ ガス化プラント １２ 反応室 １４ 分離器 １６ 戻りダクト １８ 集塊化手段 ２０ 送風箱 ２２ 分散器 ２４，２６，３８，４０，４２，５２ 導管 ２８，３０，３４ 排出ダクト ３２ 底部 ３６ 灰加熱室 ４４ 開口 ４６ 戻りダクト ４８ 壁部 ５０ 筐体 ５４ フィルター ５６ 熱交換器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 −流動層反応装置の反応室の中に炭素質
   材料が導かれてその内部でガス化もしくは燃焼され、 −このガス化もしくは燃焼によって生じたガスが反応室
   から少なくとも１つのガス精製ステージに送られ、この
   ステージにおいてガスは灰および炭化残留物を含む微粒
   子を浄化され、 −分離された微粒子が灰加熱室の中に導かれ、この灰加
   熱室において微粒子に含まれる灰の少なくとも一部が高
   められた温度のもとで酸素含有ガスの存在する中で溶融
   するようになされ、そして −溶融灰を含む微粒子が灰加熱室から戻りダクトを通し
   て反応室へ運ばれる、ように固体炭素質材料を流動層反
   応装置でガス化もしくは燃焼させる方法であって、 −戻りダクトがガスおよび／または冷却液体のような冷
   媒を供給されて、溶融灰を含む微粒子を冷却し且つまた
   顆粒化させる、ことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された方法であって、冷
   媒がガスまたは液体のフィルムとして戻りダクトの壁面
   に対して供給されることを特徴とする方法。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された方法であって、溶
   融灰を含む微粒子が冷却されていない灰加熱室からその
   下部に備えられている排出開口を通して灰加熱室の下方
   に配置されている戻りダクトへ導かれ、そこから微粒子
   は重力によって反応室へ落下されるようになされること
   を特徴とする方法。
4. 【請求項４】 −反応室、そしてこの反応室に連結され
   ている炭素質材料の入口ダクト、流動化ガスの給送手段
   液およびガス排出ダクト、 −反応室から排出されたガスから微粒子を分離する粒子
   分離器、 −粒子分離器で分離された微粒子に含まれている灰を少
   なくとも部分的に溶融する灰加熱室、および −灰加熱室から反応室へ微粒子を戻すダクト、を含んで
   構成された固体炭素質材料を流動層反応装置でガス化も
   しくは燃焼させる装置であって、 戻りダクトがそれ自体に冷却ガスおよび／または冷却液
   を供給する手段を備えている、ことを特徴とする装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載された装置であって、灰
   加熱室が冷却されない構造とされており、また、酸素含
   有ガスの給送手段を備えていることを特徴とする装置。
6. 【請求項６】 請求項４に記載された装置であって、灰
   加熱室が主として円筒形とされ、セラミック材料で作ら
   れるか、耐火構造として作られ、その上部は微粒子およ
   び酸素含有ガスの給送手段を備えており、また、その下
   部は多孔質セラミック材料で作られた戻りダクトを備え
   ていることを特徴とする装置。