JPH10121061A - 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Info
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- JPH10121061A JPH10121061A JP27478896A JP27478896A JPH10121061A JP H10121061 A JPH10121061 A JP H10121061A JP 27478896 A JP27478896 A JP 27478896A JP 27478896 A JP27478896 A JP 27478896A JP H10121061 A JPH10121061 A JP H10121061A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガス化炉壁へのアッシュ分の付着を防止す
る。 【解決手段】 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、前記石油コークス中のアッシ
ュ分１重量部に対して無機鉱物を３〜２０重量部の割合
で混合するとともに、ガス化操作温度を無機鉱物のアッ
シュ溶流点より高くしてガス化を行う。
る。 【解決手段】 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、前記石油コークス中のアッシ
ュ分１重量部に対して無機鉱物を３〜２０重量部の割合
で混合するとともに、ガス化操作温度を無機鉱物のアッ
シュ溶流点より高くしてガス化を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は石油コークスにフラ
ックスとして無機鉱物を混合して石油コークスのアッシ
ュ分の付着を防止するようにした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。
ックスとして無機鉱物を混合して石油コークスのアッシ
ュ分の付着を防止するようにした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。
【０００２】
【従来の技術】石油コークスに石炭を混炭し、スラリー
化し酸素との部分酸化反応によりガス化する方法が試み
られ、このガス化時にガス化操作温度を石炭のアッシュ
溶流点温度より高くしてガス化を行うようにし、石油コ
ークスのアッシュ分のガス化炉壁への付着防止を行なっ
ていた。
化し酸素との部分酸化反応によりガス化する方法が試み
られ、このガス化時にガス化操作温度を石炭のアッシュ
溶流点温度より高くしてガス化を行うようにし、石油コ
ークスのアッシュ分のガス化炉壁への付着防止を行なっ
ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た石油コークスに石炭を混炭する方法では、 石炭が入手可能な地域しか適用しにくく、利用可能
な地域がある程度限定されやすい。 石油コークスに石炭を混炭しガス化する方法では、
大量に石炭を使用する場合、生成したガスの単価が高く
なり生産利益を出しにくい。 石油コークスに石炭を混炭する場合、使用する石炭
の性状は産地によって異なるため、使用する目的により
炭種が限定されるといった問題点が指摘されていた。
た石油コークスに石炭を混炭する方法では、 石炭が入手可能な地域しか適用しにくく、利用可能
な地域がある程度限定されやすい。 石油コークスに石炭を混炭しガス化する方法では、
大量に石炭を使用する場合、生成したガスの単価が高く
なり生産利益を出しにくい。 石油コークスに石炭を混炭する場合、使用する石炭
の性状は産地によって異なるため、使用する目的により
炭種が限定されるといった問題点が指摘されていた。
【０００４】一方、石油コークスだけでガス化を行う方
法も考えられるが、しかしながら、石油コークス中には
０．１〜１．５％のアッシュ分を含有しており、さら
に、アッシュ中にはバナジウムが含有されている。
法も考えられるが、しかしながら、石油コークス中には
０．１〜１．５％のアッシュ分を含有しており、さら
に、アッシュ中にはバナジウムが含有されている。
【０００５】このバナジウムの還元雰囲気での溶流点温
度は１８００℃であり、通常、石油コークスのガス化操
作温度（１２５０〜１４５０℃）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
いで反応室の耐火物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、ガス化炉のスロー
ト部は閉塞されることになり、長期連続運転が困難であ
った。
度は１８００℃であり、通常、石油コークスのガス化操
作温度（１２５０〜１４５０℃）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
いで反応室の耐火物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、ガス化炉のスロー
ト部は閉塞されることになり、長期連続運転が困難であ
った。
【０００６】この原因としては、次のようなことが考え
られる。すなわち、石油コークス中のアッシュ分は同じ
ガス化原料の石炭に比べてアッシュ分が０．１〜１．５
％と少ないものの、アッシュ中のバナジウムが一般的に
多く、酸素が不足した状態で部分酸化反応を行う、いわ
ゆる還元雰囲気状態下のガス化炉内部では、３価または
４価のバナジウム酸化物の状態となっているのである。
られる。すなわち、石油コークス中のアッシュ分は同じ
ガス化原料の石炭に比べてアッシュ分が０．１〜１．５
％と少ないものの、アッシュ中のバナジウムが一般的に
多く、酸素が不足した状態で部分酸化反応を行う、いわ
ゆる還元雰囲気状態下のガス化炉内部では、３価または
４価のバナジウム酸化物の状態となっているのである。
【０００７】このため還元雰囲気下における溶流点温度
は１８００℃と高く、通常の石油コークスのガス化操作
温度１２５０〜１４５０℃の状態ではアッシュ分は粘度
の高い状態でガス化炉壁に付着・堆積し自重によっての
みガス化炉壁から自助流下するのみであり、流下途中に
ガス化炉壁に付着・堆積し、長時間の運転ができないと
いう問題があった。
は１８００℃と高く、通常の石油コークスのガス化操作
温度１２５０〜１４５０℃の状態ではアッシュ分は粘度
の高い状態でガス化炉壁に付着・堆積し自重によっての
みガス化炉壁から自助流下するのみであり、流下途中に
ガス化炉壁に付着・堆積し、長時間の運転ができないと
いう問題があった。
【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、石炭火力発電所などで不要になったフライアッシュ
やＣａＯまたはＣａＣＯ3 ならびに鉄精鉱などの無機鉱
物をフラックスとして再利用を図るとともに、石油コー
クスに無機鉱物を混ぜることによってガス化炉壁へのア
ッシュ分の付着防止を行うことを目的とするものであ
る。
で、石炭火力発電所などで不要になったフライアッシュ
やＣａＯまたはＣａＣＯ3 ならびに鉄精鉱などの無機鉱
物をフラックスとして再利用を図るとともに、石油コー
クスに無機鉱物を混ぜることによってガス化炉壁へのア
ッシュ分の付着防止を行うことを目的とするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る第１の発明では、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
コークス中のアッシュ分１重量部に対して無機鉱物のフ
ラックスを３〜２０重量部の割合で混合するとともに、
前記無機鉱物のアッシュ溶流点温度より高くしてガス化
を行うようにし、第１の発明を主体とする第２の発明で
は、フラックスとしてフライアッシュとＣａＯの添加割
合を、フライアッシュ７０重量％以上、ＣａＯ３０重量
％以下にした。また、第１の発明を主体とする第３の発
明では、フラックスとしてフライアッシュとＣａＯと鉄
精鉱との添加割合を、フライアッシュ４０重量％以上、
ＣａＯ２５重量％以下、鉄精鉱１０〜６０重量％にし
た。
に、本発明に係る第１の発明では、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
コークス中のアッシュ分１重量部に対して無機鉱物のフ
ラックスを３〜２０重量部の割合で混合するとともに、
前記無機鉱物のアッシュ溶流点温度より高くしてガス化
を行うようにし、第１の発明を主体とする第２の発明で
は、フラックスとしてフライアッシュとＣａＯの添加割
合を、フライアッシュ７０重量％以上、ＣａＯ３０重量
％以下にした。また、第１の発明を主体とする第３の発
明では、フラックスとしてフライアッシュとＣａＯと鉄
精鉱との添加割合を、フライアッシュ４０重量％以上、
ＣａＯ２５重量％以下、鉄精鉱１０〜６０重量％にし
た。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、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図１〜図４を用い
て説明する。
のアッシュ分の付着防止法の実施例を図１〜図４を用い
て説明する。
【００１１】図１はフラックスとして無機鉱物を添加し
てガス化炉壁へのアッシュ分の付着を防止するに好適な
装置の系統図、図２はフラックスとしてフライアッシュ
にＣａＯを添加してガス化炉壁へのアッシュ分の付着を
防止するに好適な装置の系統図、図３はフラックスとし
てフライアッシュにＣａＯと鉄精鉱を添加してガス化炉
壁へのアッシュ分の付着を防止するに好適な装置の系統
図、図４は石油コークス中のアッシュ分に対する無機鉱
物の混合割合とアッシュ付着率の関係図である。
てガス化炉壁へのアッシュ分の付着を防止するに好適な
装置の系統図、図２はフラックスとしてフライアッシュ
にＣａＯを添加してガス化炉壁へのアッシュ分の付着を
防止するに好適な装置の系統図、図３はフラックスとし
てフライアッシュにＣａＯと鉄精鉱を添加してガス化炉
壁へのアッシュ分の付着を防止するに好適な装置の系統
図、図４は石油コークス中のアッシュ分に対する無機鉱
物の混合割合とアッシュ付着率の関係図である。
【００１２】図１において、石油コークス２０と無機鉱
物２１を適宜な量の水とともに粉砕装置１に投入して石
油コークス２０を平均粒径が１２５μm になるまで湿式
粉砕しつつ、無機鉱物２１と均一に混合され、石油コー
クス２０−無機鉱物２１−水の混合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。なお、
無機鉱物２１としては、フライアッシュ、ＣａＯ（また
はＣａＣＯ3 ）および鉄精鉱などがあり、例えば粒状Ｃ
ａＣＯ3 は１．４ｍｍ以下および鉄精鉱は０．５ｍｍ以
下（平均粒径は９〜１０μm ）程度に既に粉砕されたも
のを購入し、使用している。
物２１を適宜な量の水とともに粉砕装置１に投入して石
油コークス２０を平均粒径が１２５μm になるまで湿式
粉砕しつつ、無機鉱物２１と均一に混合され、石油コー
クス２０−無機鉱物２１−水の混合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。なお、
無機鉱物２１としては、フライアッシュ、ＣａＯ（また
はＣａＣＯ3 ）および鉄精鉱などがあり、例えば粒状Ｃ
ａＣＯ3 は１．４ｍｍ以下および鉄精鉱は０．５ｍｍ以
下（平均粒径は９〜１０μm ）程度に既に粉砕されたも
のを購入し、使用している。
【００１３】スラリータンク３には攪拌機３ａが装備さ
れており、石油コークス２０を粉砕装置１内で適宜な粒
径まで粉砕して得られた混合スラリが一時貯留されると
ともに、混合スラリ中で粒径ならびに比重の大きな石油
コークス２０が沈降分離しないように、攪拌機３ａを一
定速度で回転させてスラリータンク３内の混合スラリを
攪拌混合している。
れており、石油コークス２０を粉砕装置１内で適宜な粒
径まで粉砕して得られた混合スラリが一時貯留されると
ともに、混合スラリ中で粒径ならびに比重の大きな石油
コークス２０が沈降分離しないように、攪拌機３ａを一
定速度で回転させてスラリータンク３内の混合スラリを
攪拌混合している。
【００１４】次に、石油コークス２０−無機鉱物２１−
水の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、石油コークスの理論燃焼
酸素量の４０〜６０％の量の酸素ともにガス化炉６に供
給され、１２５０〜１４５０℃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
（２．０×１０6 〜８．１×１０6 Ｐａ）程度が好まし
い。
水の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、石油コークスの理論燃焼
酸素量の４０〜６０％の量の酸素ともにガス化炉６に供
給され、１２５０〜１４５０℃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
（２．０×１０6 〜８．１×１０6 Ｐａ）程度が好まし
い。
【００１５】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。
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。
【００１６】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１
４を通って下流側の装置（図示略）へ送られる。
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１
４を通って下流側の装置（図示略）へ送られる。
【００１７】ところで、急冷室８内の水にガスが吹き込
まれると、無機鉱物２１を含んだ石油コークス２０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。
まれると、無機鉱物２１を含んだ石油コークス２０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。
【００１８】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に無機鉱物２１を混合したスラリー
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。
る石油コークス２０に無機鉱物２１を混合したスラリー
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。
【００１９】まず、本実施例に用いられた石油コークス
２０の代表的な元素分析値、石油コークスのアッシュ成
分およびアッシュの溶流点温度を表１に示す。
２０の代表的な元素分析値、石油コークスのアッシュ成
分およびアッシュの溶流点温度を表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】次に、本発明に係り前記石油コークス２０
に混合しガス化炉壁への付着防止の役目を有する無機鉱
物２１とは、石炭焚発電所のボイラから発生するフライ
アッシュ（電気集塵機などで捕集した分）と、ＣａＯお
よび鉄精鉱などをいい、当該無機鉱物の中から代表的な
ワララ炭とクタイ炭の混炭燃焼から得られたフライアッ
シュの組成を表２に、また鉄精鉱の組成を表３にそれぞ
れ示す。
に混合しガス化炉壁への付着防止の役目を有する無機鉱
物２１とは、石炭焚発電所のボイラから発生するフライ
アッシュ（電気集塵機などで捕集した分）と、ＣａＯお
よび鉄精鉱などをいい、当該無機鉱物の中から代表的な
ワララ炭とクタイ炭の混炭燃焼から得られたフライアッ
シュの組成を表２に、また鉄精鉱の組成を表３にそれぞ
れ示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【表３】
【００２４】
【実施例１】まず、石油コークス２０だけをガス化する
場合について述べる。石油コークス２０中には０．１〜
１．５％のアッシュ分を含有しており、さらに、アッシ
ュ中にはバナジウムが含有されている。
場合について述べる。石油コークス２０中には０．１〜
１．５％のアッシュ分を含有しており、さらに、アッシ
ュ中にはバナジウムが含有されている。
【００２５】このバナジウムの還元雰囲気での溶流点は
１８００℃であり、通常、石油コークス２０のガス化操
作温度（１２５０〜１４５０℃）より高い。このため、
石油コークス２０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り、長期連続
運転が困難であった。
１８００℃であり、通常、石油コークス２０のガス化操
作温度（１２５０〜１４５０℃）より高い。このため、
石油コークス２０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り、長期連続
運転が困難であった。
【００２６】この場合、表２および表３に示す無機鉱物
２１を石油コークス２０中のアッシュ分１重量部に対し
て無機鉱物２１のフラックスを３〜２０重量部ほど混合
するが、３重量部以下では当該フラックスの混合割合が
変わっても還元雰囲気下におけるフラックスの溶流点温
度が１３００℃以下にはなるものの、フラックスの相対
量が少なくなるため、石油コークス２０中のアッシュ分
を洗浄する洗浄力が不足してしまうことになる。
２１を石油コークス２０中のアッシュ分１重量部に対し
て無機鉱物２１のフラックスを３〜２０重量部ほど混合
するが、３重量部以下では当該フラックスの混合割合が
変わっても還元雰囲気下におけるフラックスの溶流点温
度が１３００℃以下にはなるものの、フラックスの相対
量が少なくなるため、石油コークス２０中のアッシュ分
を洗浄する洗浄力が不足してしまうことになる。
【００２７】また、２０重量部以上では当該フラックス
の混合割合が変わっても還元雰囲気下における溶流点温
度が１３００℃以下になるものの、石油コークス２０の
相対量が減少するため、炭素量も減少する。こうした状
態下で石油コークス２０のガス化操作温度１２５０〜１
４５０℃に保持しようとすると、不要のＣＯ2 ガスが増
加して、有効ガス成分の割合が減り冷ガス効率が悪化し
生産効率が低下することになる。当該問題を解決するた
めに、特に好ましくは、石油コークス中のアッシュ分１
重量部に対して無機鉱物２１のフラックスを、５〜１０
重量部ほど混合することが望ましい。
の混合割合が変わっても還元雰囲気下における溶流点温
度が１３００℃以下になるものの、石油コークス２０の
相対量が減少するため、炭素量も減少する。こうした状
態下で石油コークス２０のガス化操作温度１２５０〜１
４５０℃に保持しようとすると、不要のＣＯ2 ガスが増
加して、有効ガス成分の割合が減り冷ガス効率が悪化し
生産効率が低下することになる。当該問題を解決するた
めに、特に好ましくは、石油コークス中のアッシュ分１
重量部に対して無機鉱物２１のフラックスを、５〜１０
重量部ほど混合することが望ましい。
【００２８】
【実施例２】次に、図２を用いてフラックスとしてフラ
イアッシュの融点降下剤としてＣａＯを混合し、石油コ
ークス２０のアッシュ分がガス化炉６壁に付着・堆積す
ることを防止するためのテスト結果について述べる。こ
の場合、当該フライアッシュの融点降下剤として混合す
るＣａＯの混合割合を、フライアッシュ７０重量％以
上、ＣａＯ３０重量％以下にすることが望ましい。この
理由は、ガス化温度よりも溶流点温度が高いフライアッ
シュに対してＣａＯの混合割合を１０〜４０重量％にす
ると、これらの無機鉱物２１の溶流点温度をガス化温度
よりも低くすることができるからである。因みに、ワラ
ラ炭（オーストラリア産）とダートブルッグ炭（オース
トラリア産）を３：１で混焼して得られたフライアッシ
ュ７５重量％とＣａＯ２５重量％を混合した時の溶流点
温度は１３００℃となった。
イアッシュの融点降下剤としてＣａＯを混合し、石油コ
ークス２０のアッシュ分がガス化炉６壁に付着・堆積す
ることを防止するためのテスト結果について述べる。こ
の場合、当該フライアッシュの融点降下剤として混合す
るＣａＯの混合割合を、フライアッシュ７０重量％以
上、ＣａＯ３０重量％以下にすることが望ましい。この
理由は、ガス化温度よりも溶流点温度が高いフライアッ
シュに対してＣａＯの混合割合を１０〜４０重量％にす
ると、これらの無機鉱物２１の溶流点温度をガス化温度
よりも低くすることができるからである。因みに、ワラ
ラ炭（オーストラリア産）とダートブルッグ炭（オース
トラリア産）を３：１で混焼して得られたフライアッシ
ュ７５重量％とＣａＯ２５重量％を混合した時の溶流点
温度は１３００℃となった。
【００２９】しかしながら、ＣａＯのフライアッシュに
対する混合割合を４０重量％以上にすると、ガス化炉６
の後工程にある水処理ライン系統に溶解したＣａＣＯ3
が水温の上昇とともに、溶解度が低下するために析出し
たり、あるいは沈着してラインが閉塞し易くなる。この
ため、ＣａＯのフライアッシュに対する混合割合を多く
とも３０重量％以下にすることが望ましく、こうしたこ
とから、ラインの閉塞などの問題を惹起することなく、
連続運転が可能となる。なお、ＣａＯはＣａＣＯ3 また
はＣａ（ＯＨ）2 あるいはこれらを両方を適宜混合して
フライアッシュに添加してもよい。
対する混合割合を４０重量％以上にすると、ガス化炉６
の後工程にある水処理ライン系統に溶解したＣａＣＯ3
が水温の上昇とともに、溶解度が低下するために析出し
たり、あるいは沈着してラインが閉塞し易くなる。この
ため、ＣａＯのフライアッシュに対する混合割合を多く
とも３０重量％以下にすることが望ましく、こうしたこ
とから、ラインの閉塞などの問題を惹起することなく、
連続運転が可能となる。なお、ＣａＯはＣａＣＯ3 また
はＣａ（ＯＨ）2 あるいはこれらを両方を適宜混合して
フライアッシュに添加してもよい。
【００３０】
【実施例３】次に、前記実施例２で述べたフライアッシ
ュの融点降下剤としてＣａＯを混合する場合の混合割合
を、フライアッシュ７０重量％以上、ＣａＯ３０重量％
以下にしたが、さらにＣａＯ添加に起因した水処理ライ
ンの閉塞に関する問題点を改善するために、図３に示す
ように、当該ＣａＯの代替として銅精錬工程から排出さ
れるＦｅ2 Ｏ3 の含有量の高い産業廃棄物である鉄精鉱
を添加することによりＣａＯの添加比率を２５重量％以
下にすることができる。このことから、フラックスとし
てフライアッシュとＣａＯと鉄精鉱との添加割合を、フ
ライアッシュ４０重量％以上、ＣａＯ２５重量％以下、
鉄精鉱１０〜６０重量％にすることが望ましい。実地的
検討からフライアッシュ５０重量％、ＣａＯ２０重量
％、鉄精鉱３０重量％とした場合の溶流点温度は１２８
０℃であった。 ただし、フライアッシュはワララ炭と
クタイ炭の混炭をスチーム発生用ボイラで燃焼して得ら
れたものを使用した。
ュの融点降下剤としてＣａＯを混合する場合の混合割合
を、フライアッシュ７０重量％以上、ＣａＯ３０重量％
以下にしたが、さらにＣａＯ添加に起因した水処理ライ
ンの閉塞に関する問題点を改善するために、図３に示す
ように、当該ＣａＯの代替として銅精錬工程から排出さ
れるＦｅ2 Ｏ3 の含有量の高い産業廃棄物である鉄精鉱
を添加することによりＣａＯの添加比率を２５重量％以
下にすることができる。このことから、フラックスとし
てフライアッシュとＣａＯと鉄精鉱との添加割合を、フ
ライアッシュ４０重量％以上、ＣａＯ２５重量％以下、
鉄精鉱１０〜６０重量％にすることが望ましい。実地的
検討からフライアッシュ５０重量％、ＣａＯ２０重量
％、鉄精鉱３０重量％とした場合の溶流点温度は１２８
０℃であった。 ただし、フライアッシュはワララ炭と
クタイ炭の混炭をスチーム発生用ボイラで燃焼して得ら
れたものを使用した。
【００３１】しかしながら、鉄精鉱の添加量を６０重量
％以上にすると、ガス化炉６内の溶融スラグの粘度が上
昇してスラグの流動性が悪くなり、スラグがガス化炉６
の壁面を溶流することなく、かなりのスラグが例えばガ
ス化炉６の壁面ならびにスロート部９に付着・堆積して
しまい、安定した長期運転が困難となる。
％以上にすると、ガス化炉６内の溶融スラグの粘度が上
昇してスラグの流動性が悪くなり、スラグがガス化炉６
の壁面を溶流することなく、かなりのスラグが例えばガ
ス化炉６の壁面ならびにスロート部９に付着・堆積して
しまい、安定した長期運転が困難となる。
【００３２】逆に、鉄精鉱の添加量を１０重量％以下に
すると、相対的にフライアッシュの添加量を増加させる
ことになり、自ずとアッシュの溶流点温度を１３００℃
以下にすることが困難となる。従って、フラックスとし
ての溶流点温度をガス化温度以下にするためにはフライ
アッシュの融点降下剤としてＣａＯを３０重量％以上添
加することが必要となり、結果的にガス化炉６の後工程
にある水処理ライン系統に溶解したＣａＣＯ3 が水温の
上昇とともに、溶解度が低下するために析出したり、あ
るいは沈着してラインが閉塞し易くなる。
すると、相対的にフライアッシュの添加量を増加させる
ことになり、自ずとアッシュの溶流点温度を１３００℃
以下にすることが困難となる。従って、フラックスとし
ての溶流点温度をガス化温度以下にするためにはフライ
アッシュの融点降下剤としてＣａＯを３０重量％以上添
加することが必要となり、結果的にガス化炉６の後工程
にある水処理ライン系統に溶解したＣａＣＯ3 が水温の
上昇とともに、溶解度が低下するために析出したり、あ
るいは沈着してラインが閉塞し易くなる。
【００３３】また、フライアッシュの融点降下剤とし
て、ＣａＯおよび鉄精鉱を添加しても、ガス化反応ゾー
ンは還元雰囲気であるため、石油コークスと一緒に供給
された石灰石（ＣａＣＯ3 ）は還元されて生石灰（Ｃａ
Ｏ）になるとともに、Ｆｅ2 Ｏ3 もＦｅＯとなる。
て、ＣａＯおよび鉄精鉱を添加しても、ガス化反応ゾー
ンは還元雰囲気であるため、石油コークスと一緒に供給
された石灰石（ＣａＣＯ3 ）は還元されて生石灰（Ｃａ
Ｏ）になるとともに、Ｆｅ2 Ｏ3 もＦｅＯとなる。
【００３４】特に、供給されたＦｅ2 Ｏ3 がＦｅＯにな
らずＦｅ2 Ｏ3 のままガス化炉６内に残存すると、ガス
化炉壁のレンガがアタックされてレンガがなめられて交
換が早くなるなどの問題が生じるが、還元雰囲気下では
Ｆｅ2 Ｏ3 はＦｅＯとなるために、このような問題は生
じない。
らずＦｅ2 Ｏ3 のままガス化炉６内に残存すると、ガス
化炉壁のレンガがアタックされてレンガがなめられて交
換が早くなるなどの問題が生じるが、還元雰囲気下では
Ｆｅ2 Ｏ3 はＦｅＯとなるために、このような問題は生
じない。
【００３５】これら石油コークス２０中のアッシュ分の
ガス化炉壁への付着を防止するために、図４にようなデ
ータを得た。すなわち、図４に示すように、ガス化操作
温度１４００℃、圧力３８ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ（３．８×１
０6 Ｐａ）下で、石油コークス２０中のアッシュ分（１
重量部）に対して無機鉱物の添加割合を増加していく
と、ガス化炉壁へのアッシュ分の付着率は減少する傾向
が認められた。
ガス化炉壁への付着を防止するために、図４にようなデ
ータを得た。すなわち、図４に示すように、ガス化操作
温度１４００℃、圧力３８ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ（３．８×１
０6 Ｐａ）下で、石油コークス２０中のアッシュ分（１
重量部）に対して無機鉱物の添加割合を増加していく
と、ガス化炉壁へのアッシュ分の付着率は減少する傾向
が認められた。
【００３６】このため、図４に示すデータに基づき本発
明においては、石油コークス２０のガス化を行う場合、
アッシュ分のガス化炉壁への付着をなくすか、もし付着
が生じても長期連続運転が可能な程度の付着量、すなわ
ち、ガス化炉壁へのアッシュ分の付着率を２％以下にす
るため、石油コークス２０中のアッシュ分１重量部に対
して無機鉱物の添加量を３〜２０重量部とする。この場
合に、無機鉱物２１の内容としては、フライアッシュと
ＣａＯの添加割合を、フライアッシュ７０重量％以上、
ＣａＯ３０重量％以下とするか、フライアッシュとＣａ
Ｏと鉄精鉱との添加割合を、フライアッシュ４０重量％
以上、ＣａＯ３０重量％以下、鉄精鉱１０〜６０重量％
にした。
明においては、石油コークス２０のガス化を行う場合、
アッシュ分のガス化炉壁への付着をなくすか、もし付着
が生じても長期連続運転が可能な程度の付着量、すなわ
ち、ガス化炉壁へのアッシュ分の付着率を２％以下にす
るため、石油コークス２０中のアッシュ分１重量部に対
して無機鉱物の添加量を３〜２０重量部とする。この場
合に、無機鉱物２１の内容としては、フライアッシュと
ＣａＯの添加割合を、フライアッシュ７０重量％以上、
ＣａＯ３０重量％以下とするか、フライアッシュとＣａ
Ｏと鉄精鉱との添加割合を、フライアッシュ４０重量％
以上、ＣａＯ３０重量％以下、鉄精鉱１０〜６０重量％
にした。
【００３７】本発明では、反応室７内における部分酸化
反応の温度Ｔ0 は、無機鉱物のアッシュの溶流点温度Ｔ
よりも３０〜１００℃高いのが好ましい。すなわち、反
応室７内の温度Ｔ0 は（Ｔ＋３０）℃以上であり、（Ｔ
＋１００）℃以下であることが好ましい。
反応の温度Ｔ0 は、無機鉱物のアッシュの溶流点温度Ｔ
よりも３０〜１００℃高いのが好ましい。すなわち、反
応室７内の温度Ｔ0 は（Ｔ＋３０）℃以上であり、（Ｔ
＋１００）℃以下であることが好ましい。
【００３８】なお、本発明では、フラックスとしてフラ
イアッシュとＣａＯと鉄精鉱との添加割合を、フライア
ッシュ４０重量％以上、ＣａＯ２５重量％以下、鉄精鉱
１０〜６０重量％にしたが、これに限定することなく、
フライアッシュの溶流点が１，３００℃以下になるので
あれば、基本的には、４０重量％以上、ＣａＯ３０重量
％以下として、残りを鉄精鉱にすることも可能である。
イアッシュとＣａＯと鉄精鉱との添加割合を、フライア
ッシュ４０重量％以上、ＣａＯ２５重量％以下、鉄精鉱
１０〜６０重量％にしたが、これに限定することなく、
フライアッシュの溶流点が１，３００℃以下になるので
あれば、基本的には、４０重量％以上、ＣａＯ３０重量
％以下として、残りを鉄精鉱にすることも可能である。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
では、石油コークス中のアッシュ分を流下するために無
機鉱物を適量添加（フライアッシュの融点降下剤として
添加するＣａＯまたはＣａＯと鉄精鉱の割合を適量に混
合比を選択）することにより、フラックスの溶流点温度
をガス化温度よりも低く任意に調整することが可能とな
り、また、炭種のアッシュ成分による使用が限定されず
にあらゆるフライアッシュの有効利用が可能となるとと
もに、スラグがガス化炉壁やスロート部に付着・堆積す
ることなく安定した長期連続運転が可能となるなど多く
の利点を有する。また、入手が可能な無機鉱物を利用す
るため、石炭を利用する場合と異なり供給基地に限定さ
れることがなくなり、生成したガスの単価も低廉にな
る。
では、石油コークス中のアッシュ分を流下するために無
機鉱物を適量添加（フライアッシュの融点降下剤として
添加するＣａＯまたはＣａＯと鉄精鉱の割合を適量に混
合比を選択）することにより、フラックスの溶流点温度
をガス化温度よりも低く任意に調整することが可能とな
り、また、炭種のアッシュ成分による使用が限定されず
にあらゆるフライアッシュの有効利用が可能となるとと
もに、スラグがガス化炉壁やスロート部に付着・堆積す
ることなく安定した長期連続運転が可能となるなど多く
の利点を有する。また、入手が可能な無機鉱物を利用す
るため、石炭を利用する場合と異なり供給基地に限定さ
れることがなくなり、生成したガスの単価も低廉にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】フラックスとして無機鉱物を添加してガス化炉
壁へのアッシュ分の付着を防止するに好適な装置の系統
図である。
壁へのアッシュ分の付着を防止するに好適な装置の系統
図である。
【図２】フラックスとしてフライアッシュにＣａＯを添
加してガス化炉壁へのアッシュ分の付着を防止するに好
適な装置の系統図である。
加してガス化炉壁へのアッシュ分の付着を防止するに好
適な装置の系統図である。
【図３】フラックスとしてフライアッシュにＣａＯと鉄
精鉱を添加してガス化炉壁へのアッシュ分の付着を防止
するに好適な装置の系統図である。
精鉱を添加してガス化炉壁へのアッシュ分の付着を防止
するに好適な装置の系統図である。
【図４】石油コークス中のアッシュ分に対する無機鉱物
の混合割合とアッシュ付着率の関係図である。
の混合割合とアッシュ付着率の関係図である。
１ 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 無機鉱物
フロントページの続き (72)発明者 片桐 光太郎 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
Claims (3)
- 【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、前記石油コークス中のアッシ
ュ分１重量部に対して無機鉱物のフラックスを３〜２０
重量部の割合で混合するとともに、前記無機鉱物のアッ
シュ溶流点温度より高くしてガス化を行うようにしたこ
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。 - 【請求項２】 請求項１のフラックスとしてフライアッ
シュとＣａＯの添加割合を、フライアッシュ７０重量％
以上、ＣａＯ３０重量％以下にした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。 - 【請求項３】 請求項１のフラックスとしてフライアッ
シュとＣａＯと鉄精鉱との添加割合を、フライアッシュ
４０重量％以上、ＣａＯ２５重量％以下、鉄精鉱１０〜
６０重量％にした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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27478896A JPH10121061A (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | ガス化炉壁へのアッシュ分の付着防止法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27478896A JPH10121061A (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | ガス化炉壁へのアッシュ分の付着防止法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10121061A true JPH10121061A (ja) | 1998-05-12 |
Family
ID=17546579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27478896A Pending JPH10121061A (ja) | 1996-10-17 | 1996-10-17 | ガス化炉壁へのアッシュ分の付着防止法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10121061A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005517053A (ja) * | 2002-02-05 | 2005-06-09 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 自立的な水素添加ガス化を用いる、炭質材料からの合成輸送用燃料の生産 |
-
1996
- 1996-10-17 JP JP27478896A patent/JPH10121061A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005517053A (ja) * | 2002-02-05 | 2005-06-09 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | 自立的な水素添加ガス化を用いる、炭質材料からの合成輸送用燃料の生産 |
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