JPH0694361B2 - 炭化水素燃料から合成ガスを製造する方法 - Google Patents
炭化水素燃料から合成ガスを製造する方法Info
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- JPH0694361B2 JPH0694361B2 JP59256633A JP25663384A JPH0694361B2 JP H0694361 B2 JPH0694361 B2 JP H0694361B2 JP 59256633 A JP59256633 A JP 59256633A JP 25663384 A JP25663384 A JP 25663384A JP H0694361 B2 JPH0694361 B2 JP H0694361B2
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- Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、液状またはスラリー状の炭化水素燃料を、酸
素または酸素含有ガスからなる酸化剤の存在下に部分燃
焼させることによって合成ガス（すなわちシンセシスガ
ス）を製造する方法に関するものである。
素または酸素含有ガスからなる酸化剤の存在下に部分燃
焼させることによって合成ガス（すなわちシンセシスガ
ス）を製造する方法に関するものである。
炭化水素燃料を、化学量論的量より少ない量の酸素また
は酸素含有ガス（たとえば空気）の存在下に制御条件下
に反応させることによって、該炭化水素燃料を合成ガス
に変換させることができる。合成ガスは、水素と一酸化
炭素との混合物を主成分として含有するガスである。上
記の製造方法によって製造された合成ガスは、化学製品
の製造原料、還元剤およびきれいな燃料として使用でき
る。
は酸素含有ガス（たとえば空気）の存在下に制御条件下
に反応させることによって、該炭化水素燃料を合成ガス
に変換させることができる。合成ガスは、水素と一酸化
炭素との混合物を主成分として含有するガスである。上
記の製造方法によって製造された合成ガスは、化学製品
の製造原料、還元剤およびきれいな燃料として使用でき
る。
合成ガスの製造方法、いわゆる“ガス化方法”の第一番
目の条件は、ガス化操作実施中に原料炭化水素を酸化剤
と緊密かつ均質に混合しなければならないことである。
この混合が不充分であると原料の一部は充分にガス化せ
ず、一方、別の一部は完全に酸化変換されて低価値の生
成物（すなわち二酸化炭素および水蒸気）が生ずるの
で、所望生成物である合成ガスの品質がかなり悪くな
る。この合成条件をみたすために、供給原料である炭化
水素燃料流を微細化し、しかして微細化の程度は、燃料
流の中に酸化剤が導入されるとすぐに、炭化水素燃料と
酸化剤とからなる実質的に均質な混合物が充分生成でき
る程度のものであるべきである。
目の条件は、ガス化操作実施中に原料炭化水素を酸化剤
と緊密かつ均質に混合しなければならないことである。
この混合が不充分であると原料の一部は充分にガス化せ
ず、一方、別の一部は完全に酸化変換されて低価値の生
成物（すなわち二酸化炭素および水蒸気）が生ずるの
で、所望生成物である合成ガスの品質がかなり悪くな
る。この合成条件をみたすために、供給原料である炭化
水素燃料流を微細化し、しかして微細化の程度は、燃料
流の中に酸化剤が導入されるとすぐに、炭化水素燃料と
酸化剤とからなる実質的に均質な混合物が充分生成でき
る程度のものであるべきである。
炭化水素燃料からなる反応体と、酸化剤である反応体と
の接触が不充分である場合には、この方法に使用された
反応装置が破損することがあり得る。これらの反応体が
相互に緊密に接触しなかった場合には、反応器内の反応
実施区域において酸化剤および燃料の少なくとも一部が
それぞれ別々の径路を通って流動するであろう。反応器
の中は、主として、そこで既に生成した熱い一酸化炭素
および水素で充たされているから、酸化剤が燃料とでは
なく前記のガスと速やかに反応するようになる。前記の
酸化剤が遊離酸素含有ガスまたは純粋な酸素からなるも
のである場合には、前記の反応（すなわち酸化剤と水素
および一酸化炭素との反応）が発熱反応の形で起り、そ
の結果として、二酸化炭素と水蒸気とからなる非常に熱
い燃焼生成物が生ずるであろう。これらの燃焼生成物も
また独自の経路を流動し、その結果として、反応器内の
比較的冷たい燃料流は酸化剤と不充分にしか接触しない
ようになる。このような現像が起ると、その結果として
反応器内に局部的なホットスポットが生じ、反応器内の
耐火材の内張やバーナーの破損の原因となることがあ
る。比較的重質の炭化水素燃料を用いて操作を行う場合
には、反応装置の破損の程度が一層大きくなるであろ
う。なぜならば、この重質燃料が遊離酸素の存在下にガ
ス化してこれらが相互に反応したときに比較的多重の反
応熱が生ずるからである。
の接触が不充分である場合には、この方法に使用された
反応装置が破損することがあり得る。これらの反応体が
相互に緊密に接触しなかった場合には、反応器内の反応
実施区域において酸化剤および燃料の少なくとも一部が
それぞれ別々の径路を通って流動するであろう。反応器
の中は、主として、そこで既に生成した熱い一酸化炭素
および水素で充たされているから、酸化剤が燃料とでは
なく前記のガスと速やかに反応するようになる。前記の
酸化剤が遊離酸素含有ガスまたは純粋な酸素からなるも
のである場合には、前記の反応（すなわち酸化剤と水素
および一酸化炭素との反応）が発熱反応の形で起り、そ
の結果として、二酸化炭素と水蒸気とからなる非常に熱
い燃焼生成物が生ずるであろう。これらの燃焼生成物も
また独自の経路を流動し、その結果として、反応器内の
比較的冷たい燃料流は酸化剤と不充分にしか接触しない
ようになる。このような現像が起ると、その結果として
反応器内に局部的なホットスポットが生じ、反応器内の
耐火材の内張やバーナーの破損の原因となることがあ
る。比較的重質の炭化水素燃料を用いて操作を行う場合
には、反応装置の破損の程度が一層大きくなるであろ
う。なぜならば、この重質燃料が遊離酸素の存在下にガ
ス化してこれらが相互に反応したときに比較的多重の反
応熱が生ずるからである。
反応体の充分な混合をバーナー自体の中で行うことも可
能であろう。しかしながら、この混合方式では、特に高
圧ガス化反応の場合にバーナーの製造や操作方法が重要
な臨界条件となる。なぜならば、混合が行われるときか
ら燃料／酸素混合物が反応帯域に入るときまでの時間
は、該混合物の燃焼反応の誘導期の時間よりも常に短か
い時間でなければならないからである。さらに、フラッ
シュバック（逆火）を避けるために、バーナー内での該
混合物の流動速度は、火炎伝播速度より高くすべきであ
る。しかしながら、ガス化圧を上昇させると燃料反応の
誘導期が短かくなり、かつ火炎伝播速度が増大する。燃
料供給量を比較的少なくしてバーナーを操作した場合に
は、換言すれば、バーナー内での燃料／酸素混合物の流
動速度を比較的低くした場合には、バーナー自体の中で
も容易に燃焼反応の誘導期に到達し、および／またはフ
ラッシュバックの条件がととのってしまい、その結果と
してバーナーが過熱され、ひどく損傷することがある。
能であろう。しかしながら、この混合方式では、特に高
圧ガス化反応の場合にバーナーの製造や操作方法が重要
な臨界条件となる。なぜならば、混合が行われるときか
ら燃料／酸素混合物が反応帯域に入るときまでの時間
は、該混合物の燃焼反応の誘導期の時間よりも常に短か
い時間でなければならないからである。さらに、フラッ
シュバック（逆火）を避けるために、バーナー内での該
混合物の流動速度は、火炎伝播速度より高くすべきであ
る。しかしながら、ガス化圧を上昇させると燃料反応の
誘導期が短かくなり、かつ火炎伝播速度が増大する。燃
料供給量を比較的少なくしてバーナーを操作した場合に
は、換言すれば、バーナー内での燃料／酸素混合物の流
動速度を比較的低くした場合には、バーナー自体の中で
も容易に燃焼反応の誘導期に到達し、および／またはフ
ラッシュバックの条件がととのってしまい、その結果と
してバーナーが過熱され、ひどく損傷することがある。
上記の如き早期燃焼およびフラッシュバックの危険は、
燃料および酸化剤の混合をバーナーの外側の反応帯域内
で行うことによって防止できる。既述の如く燃料を効果
的にガス化するために、これらの必須反応を確実に適切
に混合する目的で、この場合には特別な手段を講じなけ
ればならない。バーナーの外側の反応帯域内で燃料と酸
化剤とを混合することに伴う欠点は、既に生成されて反
応帯域に存在する合成ガスが酸素とが早期に接触して高
温炎が生ずるために、反応帯域に面するバーナーの前面
部が過熱する危険があることである。燃料と酸化剤との
緊密な混合を促進するために、燃料からなる中央部の芯
流（central core flow）の中に酸化剤と高速ジェット
流の形で注入することが既に提案されている、この高速
ジェット流は燃料流の“破壊”のために有効であるが、
このためにバーナーの前面に沿った場所に高温反応ガス
が吸込まれ、バーナーの前部が悪影響を受けることがあ
る。
燃料および酸化剤の混合をバーナーの外側の反応帯域内
で行うことによって防止できる。既述の如く燃料を効果
的にガス化するために、これらの必須反応を確実に適切
に混合する目的で、この場合には特別な手段を講じなけ
ればならない。バーナーの外側の反応帯域内で燃料と酸
化剤とを混合することに伴う欠点は、既に生成されて反
応帯域に存在する合成ガスが酸素とが早期に接触して高
温炎が生ずるために、反応帯域に面するバーナーの前面
部が過熱する危険があることである。燃料と酸化剤との
緊密な混合を促進するために、燃料からなる中央部の芯
流（central core flow）の中に酸化剤と高速ジェット
流の形で注入することが既に提案されている、この高速
ジェット流は燃料流の“破壊”のために有効であるが、
このためにバーナーの前面に沿った場所に高温反応ガス
が吸込まれ、バーナーの前部が悪影響を受けることがあ
る。
本発明の目的は、燃料供給量を多くしてガス化反応が実
施でき、しかも生成物の品質低下や使用装置の破損のお
それがほとんどないという長所を有する、液状またはス
ラリー状の炭化水素燃料から合成ガスを製造する新規方
法を提供することである。
施でき、しかも生成物の品質低下や使用装置の破損のお
それがほとんどないという長所を有する、液状またはス
ラリー状の炭化水素燃料から合成ガスを製造する新規方
法を提供することである。
本発明方法は、ハウジングの中に低速酸化剤流のための
中央吐出溝を有し、この中央吐出溝は高速酸化剤流のた
めの第一環状吐出溝によって包囲されており、前記の第
一環状排出溝は炭化水素燃料流のための第二環状排出溝
によって包囲されており、前記第二環状排出溝は前記の
第一環状排出溝の方に向いて傾斜した出口部を有する／
またはそれ以上のバーナーを使用することを包含するも
のである。
中央吐出溝を有し、この中央吐出溝は高速酸化剤流のた
めの第一環状吐出溝によって包囲されており、前記の第
一環状排出溝は炭化水素燃料流のための第二環状排出溝
によって包囲されており、前記第二環状排出溝は前記の
第一環状排出溝の方に向いて傾斜した出口部を有する／
またはそれ以上のバーナーを使用することを包含するも
のである。
すなわち本発明は、液体またはスラリー状の炭化水素燃
料を、酸素または酸素含有ガスからなる酸化剤の存在下
に部分燃焼させることによって合成ガスを製造するため
に、約５−15m/秒という低い速度の炭化水素燃料流、約
50−90m/秒という高い速度の酸化剤流および約10−30m/
秒という低い速度の酸化剤流を、１またはそれ以上のバ
ーナーの第二環状吐出溝、第一環状吐出溝および中央吐
出溝をそれぞれ経由して反応帯域内に導入してこの炭化
水素燃料と酸化剤とを反応させ、該バーナーはハウジン
グと、前記の低速の酸化剤流を通す中央吐出溝と、前記
の高速の酸化剤流を通す第一環状吐出溝と、前記炭化水
素燃料流を通す第二環状吐出溝とを備えたものであり、
中央吐出溝は第一環状吐出溝によって包囲されており、
第一環状吐出溝は第二環状吐出溝によって包囲されてお
り、第二環状吐出溝は第一環状吐出溝の方に向かって傾
斜した外端部を有するものであり、第二環状吐出溝は第
一環状吐出溝に対して約20−40度の角度で傾斜した位置
に存在し、そして該バーナーの第二環状吐出溝から出る
前記の低速の炭化水素燃料流が、第一環状吐出溝から出
る前記の高速の酸化剤流によって破壊されて前記酸化剤
の周りに遮へい体を形成することを特徴とする合成ガス
の製造方法に関するものである。
料を、酸素または酸素含有ガスからなる酸化剤の存在下
に部分燃焼させることによって合成ガスを製造するため
に、約５−15m/秒という低い速度の炭化水素燃料流、約
50−90m/秒という高い速度の酸化剤流および約10−30m/
秒という低い速度の酸化剤流を、１またはそれ以上のバ
ーナーの第二環状吐出溝、第一環状吐出溝および中央吐
出溝をそれぞれ経由して反応帯域内に導入してこの炭化
水素燃料と酸化剤とを反応させ、該バーナーはハウジン
グと、前記の低速の酸化剤流を通す中央吐出溝と、前記
の高速の酸化剤流を通す第一環状吐出溝と、前記炭化水
素燃料流を通す第二環状吐出溝とを備えたものであり、
中央吐出溝は第一環状吐出溝によって包囲されており、
第一環状吐出溝は第二環状吐出溝によって包囲されてお
り、第二環状吐出溝は第一環状吐出溝の方に向かって傾
斜した外端部を有するものであり、第二環状吐出溝は第
一環状吐出溝に対して約20−40度の角度で傾斜した位置
に存在し、そして該バーナーの第二環状吐出溝から出る
前記の低速の炭化水素燃料流が、第一環状吐出溝から出
る前記の高速の酸化剤流によって破壊されて前記酸化剤
の周りに遮へい体を形成することを特徴とする合成ガス
の製造方法に関するものである。
本発明方法では、バーナーの第二環状吐出溝から吐出さ
れた低速の炭化水素燃料流が、第一環状吐出溝から吐出
された高速の酸化剤流によって“破壊”され、該酸化剤
の周囲に遮へい体（シールド）を実際に形成し、これに
よって、既に生成した合成ガスと該酸化剤との早期接触
を防止する。
れた低速の炭化水素燃料流が、第一環状吐出溝から吐出
された高速の酸化剤流によって“破壊”され、該酸化剤
の周囲に遮へい体（シールド）を実際に形成し、これに
よって、既に生成した合成ガスと該酸化剤との早期接触
を防止する。
本発明においては、第二環状吐出溝の出口部は第一環状
吐出溝の方に向かって傾斜しており、燃料を反応帯域内
に低速で供給し（その速度は好ましくは約５−15m/
秒）、第一環状吐出溝から酸化剤を実質的に高速で供給
して、燃料と酸化剤との間に高いスリップ速度（slip v
elocity）を生ぜしめるように操作が行われるので、こ
の炭化水素燃料流が効果的に“破壊”でき、すなわち、
この燃料が効果的に前記酸化剤と混合できるのである。
第一環状吐出溝から吐出される高速の酸化剤流の速度
は、約50−90m/秒であることが好ましい。燃料と酸化剤
の混合を具合よく行うために、燃料吐出溝である第二環
状吐出溝の出口部の傾斜角（第一環状吐出溝に対する傾
斜角）を約20〜40度にするのが好ましい。
吐出溝の方に向かって傾斜しており、燃料を反応帯域内
に低速で供給し（その速度は好ましくは約５−15m/
秒）、第一環状吐出溝から酸化剤を実質的に高速で供給
して、燃料と酸化剤との間に高いスリップ速度（slip v
elocity）を生ぜしめるように操作が行われるので、こ
の炭化水素燃料流が効果的に“破壊”でき、すなわち、
この燃料が効果的に前記酸化剤と混合できるのである。
第一環状吐出溝から吐出される高速の酸化剤流の速度
は、約50−90m/秒であることが好ましい。燃料と酸化剤
の混合を具合よく行うために、燃料吐出溝である第二環
状吐出溝の出口部の傾斜角（第一環状吐出溝に対する傾
斜角）を約20〜40度にするのが好ましい。
重質炭化水素燃料を使用する場合には、この燃料流が高
速の酸化剤流によって確実に“破壊”されるようにする
ために、第一環状吐出溝から吐出される前記酸化剤に前
記燃料流を接触させる前に該燃料を微細化しておくのが
好ましい〔この微細化を“予備微細化”（pre-atomizat
ion）と称する〕。燃料の予備微細化は、燃料に水蒸気
または二酸化炭素の如き微細化用流体を添加することに
よって実施するのが好ましい。
速の酸化剤流によって確実に“破壊”されるようにする
ために、第一環状吐出溝から吐出される前記酸化剤に前
記燃料流を接触させる前に該燃料を微細化しておくのが
好ましい〔この微細化を“予備微細化”（pre-atomizat
ion）と称する〕。燃料の予備微細化は、燃料に水蒸気
または二酸化炭素の如き微細化用流体を添加することに
よって実施するのが好ましい。
本発明に従ってバーナーが使用されるときには、第一環
状吐出溝から出た酸化剤流によって側面が囲われる空間
は、中央吐出溝から出た低速の酸化剤流によって満たさ
れ、これによってバーナー前部への火炎接触の原因とな
る乱流空気のバブル流れ（ウェーク）の発生を防止でき
る。中央吐出溝から低速で吐出される酸化剤流を中央酸
化剤流と称するが、その速度は約10-30m/分程度の低速
であることが好ましい。第一および第二環状吐出溝から
それぞれ吐出される燃料流および酸化剤流は、その側部
を低速モデレーターガスで包囲することができる。この
モデレーターガスは水蒸気または二酸化炭素を含有して
なるものであることが好ましい。このモデレーターガス
流は２つの効果を有し、その１つは、燃料／酸化剤混合
物の点火後に生じた火炎がバーナーの前部に近づくのを
防ぐことであり、もう１つの効果は、バーナーの前面に
かける熱の量を現象させることである。
状吐出溝から出た酸化剤流によって側面が囲われる空間
は、中央吐出溝から出た低速の酸化剤流によって満たさ
れ、これによってバーナー前部への火炎接触の原因とな
る乱流空気のバブル流れ（ウェーク）の発生を防止でき
る。中央吐出溝から低速で吐出される酸化剤流を中央酸
化剤流と称するが、その速度は約10-30m/分程度の低速
であることが好ましい。第一および第二環状吐出溝から
それぞれ吐出される燃料流および酸化剤流は、その側部
を低速モデレーターガスで包囲することができる。この
モデレーターガスは水蒸気または二酸化炭素を含有して
なるものであることが好ましい。このモデレーターガス
流は２つの効果を有し、その１つは、燃料／酸化剤混合
物の点火後に生じた火炎がバーナーの前部に近づくのを
防ぐことであり、もう１つの効果は、バーナーの前面に
かける熱の量を現象させることである。
ガス化反応のときに多量の反応熱を発生する重質炭化水
素を原料としてこの合成ガスの製造方法を実施する場合
には、前記の遮へい作用を有するモデレーターガス流を
使用するのが特に好ましいが、このことは容易に理解さ
れるであろう。モデレーターガス流の速度は約10-40m/
分であることが好ましい。モデレーターガス流の吐出速
度を下げるために、バーナーの前部の方に向かって拡開
した形をもつモデレーター吐出溝をバーナーに設けるの
が好ましい。中央吐出溝および第一環状吐出溝には、中
央吐出溝と実質的に同軸的に配列された共通の酸化剤供
給溝を経て酸化剤が供給できる。あるいはこの２つの吐
出溝に、２つの酸化剤供給溝からそれぞれ別々に酸化剤
を供給することが可能である。第一番目の具体例の場合
には、中央吐出溝から吐出される酸化剤流と、第一環状
吐出溝から吐出される酸化剤流とに速度差をつけなけれ
ばならないが、この問題は次の方法によって解決でき、
すなわち、バーナーの前部の方に向かって漸移的に拡開
した形に中央吐出溝を形成することによって、前記の速
度差をつけることができる。燃料供給条件および燃料供
給量を種々変えてバーナーを使用しなければならない場
合には、第二番目の具体例（この具体例は、各々の酸化
剤吐出溝をそれぞれ別々の酸化剤供給溝に接続させるこ
とからなるものである）の方が第一番目の具体例より一
般に好ましいと思われる。２つの酸化剤供給溝を設ける
ことによって、低速の酸化剤流と高速の酸化剤流とがそ
れぞれ別々に独立的に制御できる。
素を原料としてこの合成ガスの製造方法を実施する場合
には、前記の遮へい作用を有するモデレーターガス流を
使用するのが特に好ましいが、このことは容易に理解さ
れるであろう。モデレーターガス流の速度は約10-40m/
分であることが好ましい。モデレーターガス流の吐出速
度を下げるために、バーナーの前部の方に向かって拡開
した形をもつモデレーター吐出溝をバーナーに設けるの
が好ましい。中央吐出溝および第一環状吐出溝には、中
央吐出溝と実質的に同軸的に配列された共通の酸化剤供
給溝を経て酸化剤が供給できる。あるいはこの２つの吐
出溝に、２つの酸化剤供給溝からそれぞれ別々に酸化剤
を供給することが可能である。第一番目の具体例の場合
には、中央吐出溝から吐出される酸化剤流と、第一環状
吐出溝から吐出される酸化剤流とに速度差をつけなけれ
ばならないが、この問題は次の方法によって解決でき、
すなわち、バーナーの前部の方に向かって漸移的に拡開
した形に中央吐出溝を形成することによって、前記の速
度差をつけることができる。燃料供給条件および燃料供
給量を種々変えてバーナーを使用しなければならない場
合には、第二番目の具体例（この具体例は、各々の酸化
剤吐出溝をそれぞれ別々の酸化剤供給溝に接続させるこ
とからなるものである）の方が第一番目の具体例より一
般に好ましいと思われる。２つの酸化剤供給溝を設ける
ことによって、低速の酸化剤流と高速の酸化剤流とがそ
れぞれ別々に独立的に制御できる。
バーナーの過熱の危険を防止するために、中央吐出溝、
ならびに第一および第二環状吐出溝をバーナーの前面部
から引込んだ位置に設けるのが好ましい。バーナーの内
側を上記の如き構造とすることによって、この内側の熱
の量が反応帯域内の熱の量よりもかなり少なくなる。こ
の引込みの程度は、約10cmを超えないことが好ましい。
ならびに第一および第二環状吐出溝をバーナーの前面部
から引込んだ位置に設けるのが好ましい。バーナーの内
側を上記の如き構造とすることによって、この内側の熱
の量が反応帯域内の熱の量よりもかなり少なくなる。こ
の引込みの程度は、約10cmを超えないことが好ましい。
次に、本発明の若干の具体例について、添付図面参照下
に詳細に説明する。
に詳細に説明する。
第１図は本発明方法に使用されるバーナーの第一具体例
の一部の縦断面図である。このバーナー１は、液状また
はスラリー状の炭化水素燃料のガス化のために使用され
るものである。バーナー１は筒形の中央壁部材２を有
し、しかして壁部材２は、バーナーの前面部３を構成す
る幅広の末端部を有する。バーナーの前面部３は、バー
ナーの縦軸に対して実質的に直角の方向に形成される。
中空壁部材２の内側に同心状の壁部５を設けることによ
って、中空壁部材２の内側を通路６と通路７とに分け
る。これらの通路は、冷却用流体すなわち冷却液の供給
および排出のためにそれぞれ使用されるものであって、
これらの通路は、冷却液用導管（図示せず）と接続され
る。中空壁部材２は、燃料および酸化剤のための複数の
吐出溝の横側を包囲し、しかしてこれらの吐出溝は実質
的に同軸的に配列される。これらの吐出溝の各々につい
て述べれば、中央吐出溝８は酸化剤の低速吐出のために
使用され、第一環状吐出溝９は酸化剤の高速吐出のため
に使用され、第二環状吐出溝10は燃料の低速吐出のため
に使用されるものである。
の一部の縦断面図である。このバーナー１は、液状また
はスラリー状の炭化水素燃料のガス化のために使用され
るものである。バーナー１は筒形の中央壁部材２を有
し、しかして壁部材２は、バーナーの前面部３を構成す
る幅広の末端部を有する。バーナーの前面部３は、バー
ナーの縦軸に対して実質的に直角の方向に形成される。
中空壁部材２の内側に同心状の壁部５を設けることによ
って、中空壁部材２の内側を通路６と通路７とに分け
る。これらの通路は、冷却用流体すなわち冷却液の供給
および排出のためにそれぞれ使用されるものであって、
これらの通路は、冷却液用導管（図示せず）と接続され
る。中空壁部材２は、燃料および酸化剤のための複数の
吐出溝の横側を包囲し、しかしてこれらの吐出溝は実質
的に同軸的に配列される。これらの吐出溝の各々につい
て述べれば、中央吐出溝８は酸化剤の低速吐出のために
使用され、第一環状吐出溝９は酸化剤の高速吐出のため
に使用され、第二環状吐出溝10は燃料の低速吐出のため
に使用されるものである。
第二環状吐出溝10と壁部材２の内面との間に環状空間を
設けるが、これはモデレーターガスの通路として使用さ
れる溝である。第１図に示されているように、燃料吐出
溝10の出口部は約30度の傾斜角〔高速の酸化剤流のため
の吐出溝９に対する傾向角〕で前方に傾斜しているが、
その目的は、吐出溝10から吐出される燃料流の“破壊”
を促進することである。第一環状吐出溝９および中央吐
出溝８の両者は、実質的に同心的に配列された酸化剤供
給溝11と連通しており、流体の流通が可能である。バー
ナーの操作時に、中央吐出溝８の断面が下流側に向かっ
て漸移的に拡開した形にする。流れの乱流化を最小限に
抑制するために、前記の溝８の断面の拡開は、漸移的拡
開であることが好ましい。この中央吐出溝８の断面拡開
の度合は、該溝８からの酸化剤流と第一環状吐出溝９か
らの酸化剤流との速度差の所望値に応じて適宜決定でき
る。燃料吐出溝10からの燃料流を充分稀薄にして高速酸
化剤流によって容易に“破壊”されるようにするため
に、燃料吐出溝10のスリット幅は比較的小さくし、約5m
m程度にするのがよい。第二環状吐出溝10と中空壁部材
２との間の環状空間12の末端部13は、デモレーターガス
を低速で吐出させるために、下流側に向かって拡開した
形に作るのがよい。
設けるが、これはモデレーターガスの通路として使用さ
れる溝である。第１図に示されているように、燃料吐出
溝10の出口部は約30度の傾斜角〔高速の酸化剤流のため
の吐出溝９に対する傾向角〕で前方に傾斜しているが、
その目的は、吐出溝10から吐出される燃料流の“破壊”
を促進することである。第一環状吐出溝９および中央吐
出溝８の両者は、実質的に同心的に配列された酸化剤供
給溝11と連通しており、流体の流通が可能である。バー
ナーの操作時に、中央吐出溝８の断面が下流側に向かっ
て漸移的に拡開した形にする。流れの乱流化を最小限に
抑制するために、前記の溝８の断面の拡開は、漸移的拡
開であることが好ましい。この中央吐出溝８の断面拡開
の度合は、該溝８からの酸化剤流と第一環状吐出溝９か
らの酸化剤流との速度差の所望値に応じて適宜決定でき
る。燃料吐出溝10からの燃料流を充分稀薄にして高速酸
化剤流によって容易に“破壊”されるようにするため
に、燃料吐出溝10のスリット幅は比較的小さくし、約5m
m程度にするのがよい。第二環状吐出溝10と中空壁部材
２との間の環状空間12の末端部13は、デモレーターガス
を低速で吐出させるために、下流側に向かって拡開した
形に作るのがよい。
第１図に示されているように、バーナーの内側に過度の
熱が当たるのを防ぐために、バーナーの内側の３本の吐
出溝8,9および10の末端部をバーナーの前面部３から少
し引込んだ位置に存在させるのがよい。これらの内部吐
出溝を冷却するために、第一環状吐出溝９と第二環状吐
出溝10との間の溝12に冷却用媒質すなわち冷却液を通す
のが好ましい。さらに、第一環状吐出溝９を通る酸化
剤、および環状空間12を通るモデレーターガスもまたバ
ーナー内部の冷却のために重要な役割を果すものである
ことが理解されるべきである。
熱が当たるのを防ぐために、バーナーの内側の３本の吐
出溝8,9および10の末端部をバーナーの前面部３から少
し引込んだ位置に存在させるのがよい。これらの内部吐
出溝を冷却するために、第一環状吐出溝９と第二環状吐
出溝10との間の溝12に冷却用媒質すなわち冷却液を通す
のが好ましい。さらに、第一環状吐出溝９を通る酸化
剤、および環状空間12を通るモデレーターガスもまたバ
ーナー内部の冷却のために重要な役割を果すものである
ことが理解されるべきである。
本願発明の方法例 反応器内圧力 60 bars abs 合成ガス温度： 1500℃ 合成ガス密度： 8kg/m3 液体燃料 温度： 300℃ 密度： 950kg/m3 質量流量： 1.78kg/s 速度： 10m/s 酸素 温度： 580°Ｋ 密度： 39kg/m3 全質量流量： 1.74kg/s 第１次流れの速度： 20m/s 第１次流れの質量分率： 30％ 第２次流れの速度： 60m/s 第２次流れの質量分率： 70％ 蒸気（随意的；モデレーター） 温度： 580°Ｋ 密度： 28kg/m3 速度： 30m/s 質量流量： 0.82kg/s
第１図は、本発明方法に使用されるバーナーの第一番目
の具体例の縦断面図である。 １……バーナー;2……中空壁部材;3……前面部;4……縦
軸;5……同心的な壁部;6および７……冷却用流体の通
路;8……中央吐出溝;9……第一環状吐出溝;10……第二
環状吐出溝;11……酸化剤供給溝;12……環状空間;13…
…拡開末端部。
の具体例の縦断面図である。 １……バーナー;2……中空壁部材;3……前面部;4……縦
軸;5……同心的な壁部;6および７……冷却用流体の通
路;8……中央吐出溝;9……第一環状吐出溝;10……第二
環状吐出溝;11……酸化剤供給溝;12……環状空間;13…
…拡開末端部。
Claims (6)
- 【請求項１】液状またはスラリー状の炭化水素燃料を、
酸素または酸素含有ガスからなる酸化剤の存在下に部分
燃焼させることによって合成ガスを製造するために、約
5-15m/秒という低い速度の炭化水素燃料流、約50-90m/
秒という高い速度の酸化剤流および約10-30m/秒という
低い速度の酸化剤流を、１またはそれ以上のバーナーの
第二環状吐出溝、第一環状吐出溝および中央吐出溝をそ
れぞれ経由して反応帯域内に導入してこの炭化水素燃料
と酸化剤とを反応させ、該バーナーはハウジングと、前
記の低速の酸化剤流を通す中央吐出溝と前記の高速の酸
化剤流を通す第一環状吐出溝と、前記の炭化水素燃料流
を通す第二環状吐出溝とを備えたものであり、中央排出
溝は第一環状吐出溝によって包囲されており、第一環状
吐出溝は第二環状吐出溝によって包囲されており、第二
環状吐出溝は第一環状吐出溝の方に向かって傾斜した外
端部を有するものであり、第二環状吐出溝は第一環状吐
出溝に対して約20-40度の角度で傾斜した位置に存在
し、そして該バーナーの第二環状吐出溝から出る前記の
低速の炭化水素燃料流が、第一環状吐出溝から出る前記
の高速の酸化剤流によって破壊されて前記酸化剤の周り
に遮へい体を形成することを特徴とする合成ガスの製造
方法。 - 【請求項２】炭化水素燃料流を反応帯域内に導入する前
に、この燃料流を霧化用媒質と混合する特許請求の範囲
第１項に記載の合成ガスの製造方法。 - 【請求項３】高速の酸化剤流と低速の酸化剤流との流量
比が約30:70である特許請求の範囲第１項または第２項
に記載の合成ガスの製造方法。 - 【請求項４】低速のモデレーターガス流を酸化剤流と燃
料流の周囲に存在させる特許請求の範囲第１項−第３項
のいずれか一項に記載の合成ガスの製造方法。 - 【請求項５】モデレーターガスが、水蒸気または二酸化
炭素から構成されたものである特許請求の範囲第４項に
記載の合成ガスの製造方法。 - 【請求項６】モデレーターガス流がバーナーから出た直
後の速度が、約10-40m/秒である特許請求の範囲第４項
または第５項に記載の合成ガスの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| GB8332945 | 1983-12-09 | ||
| GB08332945A GB2151348B (en) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | Burner and process for producing synthesis gas from hydrocarbon fuel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60141602A JPS60141602A (ja) | 1985-07-26 |
| JPH0694361B2 true JPH0694361B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=10553100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59256633A Expired - Lifetime JPH0694361B2 (ja) | 1983-12-09 | 1984-12-06 | 炭化水素燃料から合成ガスを製造する方法 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694361B2 (ja) |
| KR (1) | KR920000778B1 (ja) |
| CN (1) | CN85105729A (ja) |
| BR (1) | BR8406227A (ja) |
| CA (1) | CA1269842A (ja) |
| CS (1) | CS269965B2 (ja) |
| DD (1) | DD229982A5 (ja) |
| DE (1) | DE3444590C2 (ja) |
| ES (1) | ES538324A0 (ja) |
| FR (1) | FR2556332B1 (ja) |
| GB (1) | GB2151348B (ja) |
| PT (1) | PT79633B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003002606A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Nippon Sanso Corp | 一酸化炭素、水素生成用燃焼装置及びバーナ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8619076D0 (en) * | 1986-08-05 | 1986-09-17 | Shell Int Research | Partial oxidation of fuel |
| GB8711156D0 (en) * | 1987-05-12 | 1987-06-17 | Shell Int Research | Partial oxidation of hydrocarbon-containing fuel |
| US4887962A (en) * | 1988-02-17 | 1989-12-19 | Shell Oil Company | Partial combustion burner with spiral-flow cooled face |
| US4865542A (en) * | 1988-02-17 | 1989-09-12 | Shell Oil Company | Partial combustion burner with spiral-flow cooled face |
| JP2928299B2 (ja) * | 1989-09-22 | 1999-08-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 還元ガスの発生方法 |
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| ATE262483T1 (de) | 1998-10-30 | 2004-04-15 | Casale Chemicals Sa | Verfahren und brenner für die teiloxidation von kohlenwasserstoffen |
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| JP4739090B2 (ja) * | 2006-04-06 | 2011-08-03 | 大陽日酸株式会社 | バーナ又はランスの冷却構造 |
| CN101363626B (zh) * | 2007-08-06 | 2015-05-20 | 国际壳牌研究有限公司 | 制造燃烧器前脸的方法 |
| CN101363624B (zh) | 2007-08-06 | 2011-05-25 | 国际壳牌研究有限公司 | 燃烧器 |
| CN202835334U (zh) * | 2012-04-02 | 2013-03-27 | 国际壳牌研究有限公司 | 用于气化固体燃料的燃烧器 |
| CN104560210A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-29 | 清华大学 | 水煤浆雾化喷嘴和具有水煤浆雾化喷嘴的气化炉 |
| RU2640079C2 (ru) * | 2016-06-16 | 2017-12-26 | Алексей Александрович Никифоров | Химический реактор сжатия |
| CN114231320B (zh) * | 2021-11-29 | 2023-04-14 | 北京航化节能环保技术有限公司 | 一种可变负荷运行的煤气化装置 |
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-
1983
- 1983-12-09 GB GB08332945A patent/GB2151348B/en not_active Expired
-
1984
- 1984-11-22 CA CA000468393A patent/CA1269842A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-12-06 FR FR8418616A patent/FR2556332B1/fr not_active Expired
- 1984-12-06 ES ES538324A patent/ES538324A0/es active Granted
- 1984-12-06 BR BR8406227A patent/BR8406227A/pt not_active IP Right Cessation
- 1984-12-06 KR KR1019840007693A patent/KR920000778B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1984-12-06 CS CS849451A patent/CS269965B2/cs unknown
- 1984-12-06 DD DD84270383A patent/DD229982A5/de not_active IP Right Cessation
- 1984-12-06 DE DE3444590A patent/DE3444590C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1984-12-06 PT PT79633A patent/PT79633B/pt not_active IP Right Cessation
- 1984-12-06 JP JP59256633A patent/JPH0694361B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-07-27 CN CN198585105729A patent/CN85105729A/zh active Pending
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