JPH075895B2 - ガス化炉壁へのアッシュ分の付着防止法 - Google Patents

ガス化炉壁へのアッシュ分の付着防止法

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JPH075895B2
JPH075895B2 JP1251989A JP25198989A JPH075895B2 JP H075895 B2 JPH075895 B2 JP H075895B2 JP 1251989 A JP1251989 A JP 1251989A JP 25198989 A JP25198989 A JP 25198989A JP H075895 B2 JPH075895 B2 JP H075895B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は石油コークスを石炭と混合してガス化する場合
のガス化炉壁へのアッシュ分の付着防止法に関するもの
である。
〔従来の技術〕
従来から、石炭、石油コークスなどの固体燃料は水と湿
式粉砕してスラリー化し、酸素との部分酸化反応により
ガス化されている。石炭の揮発分は45〜55％あり、石油
コークスの揮発分は８〜14％と低いため、石油コークス
は石炭に比べ燃焼性がかなり低いことは知られている。
石炭と石油コークスを混炭にしてガス化すると、高燃焼
性の石炭が低燃焼性の石油コークスの燃焼をさまたげ、
石油コークスの燃焼性がより低くなると考えられてい
た。
このため、従来、石油コークスと他の固体燃料を適宜な
割合に混合してガス化するといったことは行なわず、石
油コークスだけでガス化が行なわれていたが、この方法
では、石油コークス灰分の融点は還元雰囲気で普通1600
℃以上であるので、ガス化炉壁に石油コークスのアッシ
ュ分が付着・堆積し、長期間の運転ができない不利があ
った。
また、燃焼性についても、あまり高くなく、それを改良
するためにガス化温度を上げると、アッシュ分の付着が
ますます増加するといった欠点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような従来の石油コークスのみのガ
ス化方法では、つぎのような問題がある。
すなわち、石油コークス中には0.3〜１％のアッシュ分
を含有しており、さらに、アッシュ分中にはバナジウム
やニッケルなどの重金属を含有している。このバナジウ
ムは３価の状態であり、この３価のバナジウムの溶融点
は1800℃である。一方、通常、石油コークスのガス化操
作温度が1200〜1500℃であって、バナジウムやニッケル
を含有する石油コークスのアッシュ分はガス化操作温度
より高い融点を有しているため容易に溶融しないでガス
化炉壁に付着しつつ堆積して成長し、この成長したアッ
シュ塊が何らかの原因で落下して、ガス化炉下部のスロ
ート部にひっかかってガス化炉下部を閉塞するといった
現象を呈していた。
このため、このような現象を防止するために、石油コー
クスのガス化においては、従来、ガス化炉入カーボン量
に対する未燃カーボンの発生割合を約３〜15重量％とし
ていたものを、未燃カーボン量を増やすような操作条件
を選択し、約15〜19重量％まで増加することによって、
この未燃カーボンに前記アッシュ分を付着させることで
ガス化炉壁には付着しないでアッシュ分を取出すといっ
た方法が行なわれていたが、この方法でもアッシュ分の
ガス化炉壁への付着速度が遅くなったにすぎず、完全に
付着を無くするまでには至らなかった。
〔課題を解決するための手段〕
このような問題点を解決するために本発明では、石油コ
ークスをガス化炉で部分酸化反応によりガス化させる
時、前記石油コークスに石炭を混炭し、石油コークスと
石炭に対して石炭を10〜30重量％の割合で混炭するとと
もに、ガス化操作温度を石炭のアッシュ分溶融温度より
高くしてガス化を行なうようにした。
〔作用〕
石油コークスと石炭を混炭にして、ガス化装置内で、石
炭のアッシュ分溶融温度1300〜1350℃より高い1400〜14
50℃のガス化温度でガス化することによって、石炭のア
ッシュ分はガス化炉壁面を溶融流下するため、石油コー
クスのアッシュ分も石炭のアッシュ分に捕捉されて一緒
に流下し、これらアッシュ分は急冷室にて冷却・固化さ
れて、スラグとしてガス化装置から取出される。こうし
て、ガス化炉壁への石油コークスのアッシュ分の付着は
防止できる。
また、ガス化温度を1400〜1450℃と高くすることができ
るため、石油コークスの燃焼性はよくなる。このため、
石油コークスを用いた場合の未燃カーボン量（ガス化炉
入カーボン量からガスに転化したカーボン量を差引いた
カーボン量）をガス化炉入カーボン量の４〜９重量％ま
で減少させることができる。
〔実施例〕
第１図および第２図は本発明に係る実施例を示し、第１
図は本発明方法を実施するのに好適な装置の系統図であ
り、固体燃料を湿式粉砕しスラリー化し酸素によって部
分酸化しガス化する、いわゆるテキサコ法のフローであ
る。また、第２図は石油コークスと石炭の混合割合に対
する未燃カーボン割合およびアッシュ付着率の関係を示
す。
第１図において、石油コークス（このコークスのアッシ
ュの溶融点は約1800℃である）20は適宜な量の水ととも
に粉砕装置１に投入して湿式粉砕され、石油コークス−
水−スラリーとしてライン22を通ってスラリータンク３
へ供給される。
一方、アッシュの溶融点が約1350℃の石炭21は前記石油
コークス20と同様に、適宜な量の水とともに粉砕装置２
に投入して湿式粉砕され、石炭−水−スラリーとしてラ
イン23を通ってスラリータンク３へ供給される。
スラリータンク３では撹拌機3aが装備されており、スラ
リータンク３内では粉砕装置１、２からそれぞれ供給さ
れた石油コークス−水−スラリーと石炭−水−スラリー
が混合され、石油コークス−石炭−水−スラリーにな
る。もちろん、石炭と石油コークスを当初より所定比に
混合して１台のミルにて粉砕、スラリー化することも可
能である。
つぎに、石油コークス−石炭−水−スラリーはスラリー
供給ポンプ４によりライン12を通ってバーナー５に送ら
れ、石油コークスおよび石炭の理論燃焼酸素量の40〜60
％の量の酸素とともにガス化炉６に供給され、約1200〜
1500℃の温度でガス化（部分酸化）される。このガス化
炉内の圧力は20〜80気圧（2.0X106〜8.1X106Pa）程度が
好ましい。
ガス化炉６の上部は耐火物7aで内張りされて反応室７が
形成されている。ガス化炉６の下部は急冷室８を備えて
おり、反応室７と急冷室８はスロート部９にて連通され
ている。急冷室８にはライン13からガス急冷用に水が送
られ、水が適宜な高さまで張られるようになっており、
下端部がこの水に没するように筒状のディップチューブ
10およびドラフトチューブ11が同軸的に設けられてい
る。
反応室７内にて発生したガスは、スロート部９およびデ
ィップチューブ10を通過し、急冷室８内の水中に吹き込
まれる。その後、ガスは、急冷室８の水面の上方域に設
けられたガス排出口14aからライン14を通って下流側の
装置（図示略）へ送られる。ところで、急冷室８内の水
にガスが吹き込まれると、石油コークス20と石炭21の混
合スラリーをガス化する時に生成したアッシュ分および
未燃炭素分は水との混合、急冷によって、比較的細かい
粒子であるファインスラグとなり、水に捕集され、これ
らを含むスラリーが生成する。このスラリーは、急冷室
８の側壁に接続されたライン15から取り出される。急冷
室８の最下部のライン16からは、コーススラグと呼ばれ
る比較的粗い粒子を含むスラリーが取り出される。
以上のように構成されたガス化装置における石油コーク
ス20と石炭21の混合スラリーのガス化によるガス化炉壁
へのアッシュ分の付着防止について述べる。
まず、石油コークスだけをガス化する場合について述べ
る。石油コークスは0.3〜１重量％のアッシュ分を含有
しており、さらに、アッシュ中には３価の状態のバナジ
ウムが含有されている。
このバナジウムの還元雰囲気での溶融点は1800℃であ
り、通常、石油コークスのガス化操作温度（1200〜1500
℃）より高い。このため、石油コークスのガス化の際に
は、アッシュ分は溶融しないで反応室７の耐火物7aの表
面に付着して堆積され、この堆積して成長したアッシュ
塊によって、ガス化炉６のスロート部９は閉塞されるこ
とになる。
この対策として、アス化操作温度を1350℃、圧力38Kg/c
m2G前後にし、石油コークス20に含まれるカーボンの反
応率を低くして未燃カーボンを多量発生させ、この未燃
カーボンにアッシュ分を付着させることでガス化炉壁へ
の付着を防止することが考えられる。
しかし、この方法においては、アッシュ分のガス化炉壁
への付着割合は幾らか減ったものの、アッシュ分の付着
は完全には無くならず、逆に未燃カーボンの割合が15〜
19重量％と増加した。
これに対して、第２図に示すように、ガス化操作温度14
20℃、圧力38Kg/cm2G（3.8X106Pa）下で、石油コークス
と石炭に対する石炭の混炭割合を増加していくと、未燃
カーボンの割合が増加するもののアッシュ分のガス化炉
の炉壁への付着率は減少することが認められた。また、
逆に、石炭の混合割合を減少していくと、未燃カーボン
の割合が減少するもののアッシュ分のガス化炉の炉壁へ
の付着率は増加する傾向があることも認められた。この
ため、第２図に示すデータにもとづき本発明において
は、石油コークスのガス化を行なう場合、アッシュ分の
ガス化炉壁への付着を無くするとともに、未燃カーボン
量を減少させるために、石油コークスと石炭の100重量
部に対し10〜30重量部の範囲の割合で石炭を混合するよ
うにした。
石炭と石油コークスの混炭に対する石炭の混炭割合が30
％以上の場合には、アッシュ分のガス化炉壁への付着は
全く無いものの、未燃カーボンの発生割合は顕著とな
る。
この原因は、石炭の揮発分は45〜55％であり、石油コー
クスの揮発分が８〜14％と低いため，石油コークスは石
炭に比べて燃焼性が低く、石油コークスに石炭を混合し
てガス化すると、高燃焼性の石炭が低燃焼性の石油コー
クスの妨げとなり、石炭の混炭割合が増えるにつれて未
燃カーボンの発生量が増加するためであろう。
また、石炭と石油コークスに対する石炭の混炭割合が10
％以下の場合は、石炭の混炭割合が低いため、前記した
燃焼性の違いの影響はなく、未燃カーボンの発生割合が
減少するが、石炭のアッシュの量が少ないために、石油
コークスのアッシュを充分に捕捉することができないこ
とにより、ガス化炉壁への石油コークスのアッシュの付
着量は増加する。
上記においては、石油コークスとアッシュ溶融点が約13
50℃の石炭との混炭の場合について記述されているが、
アッシュ分の溶融点が1350℃よりも高い石炭も用いるこ
とができる。この場合には、反応室７内の温度を上記の
操作温度より高くする必要がある。
また、石油コークスに石炭を混合してガス化炉６内でガ
ス化した場合について述べたが、これに限定されるもの
でなく、石油コークスと同様に石油ピッチに石炭を混合
してもほぼ同様な結果がえられる。
本発明では、反応室７内における部分酸化反応の温度
は、石炭のアッシュの溶融点Ｔよりも30〜100℃高いも
のが好ましい。すなわち、反応室７内の温度は（Ｔ＋3
0）℃以上であり、（Ｔ＋100）℃以下であることが好ま
しい。
〔発明の効果〕
以上の説明により明らかなように本発明によれば、石油
コークスと石炭の混炭に対して石炭を10〜30重量％混合
してガス化することで、石炭中に含有するアッシュ分が
溶融する際に石油コークスのアッシュ分も一緒に流下す
るため、ガス化炉壁には付着せず、かつ、未燃カーボン
量も減少でき、良好な長期安定な連続運転が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は本発明に係るガス化炉壁へのアッ
シュ分の付着防止法の実施例を示し、第１図は本発明方
法を実施するのに好適な装置の系統図、第２図は石油コ
ークスと石炭に対する石炭の混合割合に対する未燃カー
ボン割合およびアッシュ付着率の関係を示す。 1,2……粉砕装置、３……スラリータンク、 ５……バーナー、６……ガス化炉、 ７……反応室、８……急冷室、 ９……スロート部、20……石油コークス、 21……石炭。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 十亀 盛男 山口県宇部市大字藤曲2575番地 宇部アン モニア工業株式会社内 (72)発明者 辻野 敏男 山口県宇部市西本町１丁目12番32号 宇部 興産株式会社宇部本社内 審査官 船岡 嘉彦

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】石油コークスをガス化装置で部分酸化反応
    によりガス化させる時、前記石油コークスに石炭を混炭
    し、石油コークスと石炭に対して石炭を10〜30重量％の
    割合で混合するとともに、ガス化操作温度を石炭のアッ
    シュ溶融温度より高くしてガス化を行なうことを特徴と
    するガス化炉壁へのアッシュ分の付着防止法。
JP1251989A 1989-09-29 1989-09-29 ガス化炉壁へのアッシュ分の付着防止法 Expired - Lifetime JPH075895B2 (ja)

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