JPH11269471A - 石炭急速熱分解炉およびチャー付着の防止方法 - Google Patents
石炭急速熱分解炉およびチャー付着の防止方法Info
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- JPH11269471A JPH11269471A JP9218198A JP9218198A JPH11269471A JP H11269471 A JPH11269471 A JP H11269471A JP 9218198 A JP9218198 A JP 9218198A JP 9218198 A JP9218198 A JP 9218198A JP H11269471 A JPH11269471 A JP H11269471A
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 石炭急速熱分解炉のような連続操業炉におけ
るチャーおよびカーボンの付着成長を熱分解生成ガスの
ガスカロリーが低下することなく防止する方法を提供す
る。 【解決手段】 石炭および炭素質原料の急速加熱・熱分
解反応により、ガス、タール、および固体チャーの生成
物を得る、チャーガス化部とスロート構造で直結された
気流層円筒型石炭急速熱分解炉において、水蒸気を炉円
周方向に２本以上で、その吹き込み方法がチャーガス化
部内のガス旋回流回転方向と反対の旋回流となるように
配置した気体導入管を有する石炭急速熱分解炉で、当該
水蒸気吹き込み導入量を、チャーガス化部発生ガスの水
蒸気濃度が１ｖｏｌ％以上となるように導入することを
特徴とするチャー付着の防止方法。
るチャーおよびカーボンの付着成長を熱分解生成ガスの
ガスカロリーが低下することなく防止する方法を提供す
る。 【解決手段】 石炭および炭素質原料の急速加熱・熱分
解反応により、ガス、タール、および固体チャーの生成
物を得る、チャーガス化部とスロート構造で直結された
気流層円筒型石炭急速熱分解炉において、水蒸気を炉円
周方向に２本以上で、その吹き込み方法がチャーガス化
部内のガス旋回流回転方向と反対の旋回流となるように
配置した気体導入管を有する石炭急速熱分解炉で、当該
水蒸気吹き込み導入量を、チャーガス化部発生ガスの水
蒸気濃度が１ｖｏｌ％以上となるように導入することを
特徴とするチャー付着の防止方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭および炭素質
原料の急速加熱・熱分解反応により、ガス、タール、お
よび固体チャーを得る石炭熱分解炉及び石炭熱分解炉に
おけるチャー付着の防止方法に関する。
原料の急速加熱・熱分解反応により、ガス、タール、お
よび固体チャーを得る石炭熱分解炉及び石炭熱分解炉に
おけるチャー付着の防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、石炭の熱分解過程における付着物
（特に、熱分解カーボン）の除去は、コークス炉炭化室
内および上昇管を対象として実施されている。コークス
炉では、原料石炭のコークス化過程において生成される
コークス炉発生ガス中のタールを含む炭化水素ガスが、
コークス炉炭化室内耐火物壁面および上面（天井面）さ
らに上昇管配管内面の高温域でカーボンデポジッション
反応を起こし、カーボンが壁面に析出、付着する。この
付着カーボンを除去する方法としては、コークス炉炭化
室からコークスを押し出す１時間前頃から石炭装入口お
よび上昇管を開放して、自然通風により空気を導入して
付着カーボンの焼き落としを行っているのが一般的であ
る。この際、コークス炉窯は１サイクル（１４〜２４時
間）の間、空窯としておく必要がある。バッチ操業であ
るコークス炉の炭化室内付着カーボンの焼き落とし方法
に関しては、特公昭６１−２３１０８４号公報では、コ
ークス炉炭化室内に複数の噴射ノズルを挿入して、炭化
室壁面に付着したカーボン層厚に応じて、酸素含有気体
のノズル噴射条件を設定する方法を提示している。
（特に、熱分解カーボン）の除去は、コークス炉炭化室
内および上昇管を対象として実施されている。コークス
炉では、原料石炭のコークス化過程において生成される
コークス炉発生ガス中のタールを含む炭化水素ガスが、
コークス炉炭化室内耐火物壁面および上面（天井面）さ
らに上昇管配管内面の高温域でカーボンデポジッション
反応を起こし、カーボンが壁面に析出、付着する。この
付着カーボンを除去する方法としては、コークス炉炭化
室からコークスを押し出す１時間前頃から石炭装入口お
よび上昇管を開放して、自然通風により空気を導入して
付着カーボンの焼き落としを行っているのが一般的であ
る。この際、コークス炉窯は１サイクル（１４〜２４時
間）の間、空窯としておく必要がある。バッチ操業であ
るコークス炉の炭化室内付着カーボンの焼き落とし方法
に関しては、特公昭６１−２３１０８４号公報では、コ
ークス炉炭化室内に複数の噴射ノズルを挿入して、炭化
室壁面に付着したカーボン層厚に応じて、酸素含有気体
のノズル噴射条件を設定する方法を提示している。
【０００３】石炭急速熱分解炉のような連続操業炉にお
ける付着カーボンの除去方法に関しては、特開平６−１
８４５５１号公報では、石炭急速熱分解炉への微粉炭吹
き込みノズル位置から炉高さ方向（Ｈ）と炉径（Ｄ）の
比（Ｈ／Ｄ）が２以内の位置に炉円周方向に酸素含有気
体を連続的に導入し、付着カーボンを燃焼・消失させ、
除去する方法を提示している。
ける付着カーボンの除去方法に関しては、特開平６−１
８４５５１号公報では、石炭急速熱分解炉への微粉炭吹
き込みノズル位置から炉高さ方向（Ｈ）と炉径（Ｄ）の
比（Ｈ／Ｄ）が２以内の位置に炉円周方向に酸素含有気
体を連続的に導入し、付着カーボンを燃焼・消失させ、
除去する方法を提示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のバッチ操業を前
提としたコークス炉における付着カーボンの焼き落とし
による除去方法は、石炭急速熱分解炉のような連続操業
炉においては適用できない。連続操業炉である石炭急速
熱分解炉における酸素含有気体導入による付着チャーの
燃焼・消失方法は、チャー付着後の除去技術であるこ
と、および酸素含有気体による付着チャーの燃焼排ガス
が熱分解生成ガス中に混入し、ガスカロリーの低下を招
くことから好ましくない。本発明が対象としている熱分
解生成ガスのガスカロリー低下がなく、チャー付着の事
前防止を達成する技術としては適用できない。
提としたコークス炉における付着カーボンの焼き落とし
による除去方法は、石炭急速熱分解炉のような連続操業
炉においては適用できない。連続操業炉である石炭急速
熱分解炉における酸素含有気体導入による付着チャーの
燃焼・消失方法は、チャー付着後の除去技術であるこ
と、および酸素含有気体による付着チャーの燃焼排ガス
が熱分解生成ガス中に混入し、ガスカロリーの低下を招
くことから好ましくない。本発明が対象としている熱分
解生成ガスのガスカロリー低下がなく、チャー付着の事
前防止を達成する技術としては適用できない。
【０００５】本発明では、石炭急速熱分解炉のような連
続操業炉におけるチャーおよびカーボンの付着成長を熱
分解生成ガスのガスカロリーが低下することなく防止す
る石炭急速熱分解炉及びその方法を提供することを目的
とする。
続操業炉におけるチャーおよびカーボンの付着成長を熱
分解生成ガスのガスカロリーが低下することなく防止す
る石炭急速熱分解炉及びその方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】石炭は、粘結性の弱い石
炭においても急速加熱により、熱分解過程で融着性を発
現することは知られている。石炭急速熱分解炉に吹き込
まれた微粉炭は、急速加熱・熱分解反応によりガス、タ
ール、チャーの熱分解生成物を生産するが、熱分解過程
で融着性の発現、タールのバインダー効果等により、石
炭熱分解炉壁面へのチャー付着が生起し、炉の操業上問
題となる。チャーの炉壁面への付着を防止することが求
められていた。
炭においても急速加熱により、熱分解過程で融着性を発
現することは知られている。石炭急速熱分解炉に吹き込
まれた微粉炭は、急速加熱・熱分解反応によりガス、タ
ール、チャーの熱分解生成物を生産するが、熱分解過程
で融着性の発現、タールのバインダー効果等により、石
炭熱分解炉壁面へのチャー付着が生起し、炉の操業上問
題となる。チャーの炉壁面への付着を防止することが求
められていた。
【０００７】本発明者は、石炭熱分解部壁面へのチャー
の付着状態と炉内雰囲気ガス中の水蒸気濃度に強い相関
があること、特に、水蒸気が一定濃度以上では炉壁面へ
の付着が抑制できることを見いだし、本発明に至った。
また、本発明者は、チャーガス化部からスロート部を経
て、石炭熱分解部に導入される高温のガス化ガスは、チ
ャーガス化部での旋回流れの影響が残り、石炭熱分解部
に吹き込まれた微粉炭は、その旋回流の影響を受けて、
壁面のチャー粒子濃度が高くなり、チャーの壁面への付
着が起りやすくなることも見いだした。
の付着状態と炉内雰囲気ガス中の水蒸気濃度に強い相関
があること、特に、水蒸気が一定濃度以上では炉壁面へ
の付着が抑制できることを見いだし、本発明に至った。
また、本発明者は、チャーガス化部からスロート部を経
て、石炭熱分解部に導入される高温のガス化ガスは、チ
ャーガス化部での旋回流れの影響が残り、石炭熱分解部
に吹き込まれた微粉炭は、その旋回流の影響を受けて、
壁面のチャー粒子濃度が高くなり、チャーの壁面への付
着が起りやすくなることも見いだした。
【０００８】石炭熱分解部の底部に設けた微粉炭吹き込
みノズル位置とチャーガス化部に直結したスロート部の
間の位置に水蒸気を連続的に導入する気体導入部を設
け、当該気体導入部から水蒸気をチャーガス化部内のガ
ス旋回流回転方向と反対の旋回流を与え、石炭熱分解部
内における旋回流を打ち消すように吹き込むことで、チ
ャーおよびカーボンの付着成長を防止することが可能に
なる。石炭熱分解部への水蒸気の吹き込み量は、チャー
ガス化部での発生ガス中の水蒸気濃度が１ｖｏｌ％以上
となるように吹き込むことで、付着防止が可能となる。
みノズル位置とチャーガス化部に直結したスロート部の
間の位置に水蒸気を連続的に導入する気体導入部を設
け、当該気体導入部から水蒸気をチャーガス化部内のガ
ス旋回流回転方向と反対の旋回流を与え、石炭熱分解部
内における旋回流を打ち消すように吹き込むことで、チ
ャーおよびカーボンの付着成長を防止することが可能に
なる。石炭熱分解部への水蒸気の吹き込み量は、チャー
ガス化部での発生ガス中の水蒸気濃度が１ｖｏｌ％以上
となるように吹き込むことで、付着防止が可能となる。
【０００９】即ち、本発明の要旨とするところは、
（１） 石炭および炭素質原料の急速加熱・熱分解反応
により、ガス、タール、および固体チャーの生成物を得
る、チャーガス化炉とスロート構造で直結された気流層
円筒型石炭急速熱分解炉において、当該石炭急速熱分解
炉の底部に設けた微粉炭吹き込みノズル位置とチャーガ
ス化部に直結したスロート部の間の位置に水蒸気を連続
的に導入する気体導入部を有することを特徴とする石炭
急速熱分解炉、（２） 前記気体導入部が炉円周方向に
２本以上で、その吹き込み方法がチャーガス化炉内のガ
ス旋回流回転方向と反対の旋回流となるように配置した
気体導入管であることを特徴とする前記（１）記載の石
炭急速熱分解炉、（３） 前記（１）または（２）記載
の石炭急速熱分解炉におけるチャー付着の防止方法にお
いて、石炭急速熱分解炉への水蒸気吹き込み導入量を、
チャーガス化部発生ガスの水蒸気濃度が１ｖｏｌ％以上
となるように導入することを特徴とするチャー付着の防
止方法、にある。
（１） 石炭および炭素質原料の急速加熱・熱分解反応
により、ガス、タール、および固体チャーの生成物を得
る、チャーガス化炉とスロート構造で直結された気流層
円筒型石炭急速熱分解炉において、当該石炭急速熱分解
炉の底部に設けた微粉炭吹き込みノズル位置とチャーガ
ス化部に直結したスロート部の間の位置に水蒸気を連続
的に導入する気体導入部を有することを特徴とする石炭
急速熱分解炉、（２） 前記気体導入部が炉円周方向に
２本以上で、その吹き込み方法がチャーガス化炉内のガ
ス旋回流回転方向と反対の旋回流となるように配置した
気体導入管であることを特徴とする前記（１）記載の石
炭急速熱分解炉、（３） 前記（１）または（２）記載
の石炭急速熱分解炉におけるチャー付着の防止方法にお
いて、石炭急速熱分解炉への水蒸気吹き込み導入量を、
チャーガス化部発生ガスの水蒸気濃度が１ｖｏｌ％以上
となるように導入することを特徴とするチャー付着の防
止方法、にある。
【００１０】ここで、微粉炭とは粒径２００μｍ以下の
石炭と定義する。チャートは微粉炭の熱分解反応により
生起する固体生成物を指す。炭素質原料とは、重質油、
オリマルジョン等の炭素を含む液体原料を示す。
石炭と定義する。チャートは微粉炭の熱分解反応により
生起する固体生成物を指す。炭素質原料とは、重質油、
オリマルジョン等の炭素を含む液体原料を示す。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明を具体的に説明する。
明を具体的に説明する。
【００１２】図１に本発明の石炭熱分解炉におけるチャ
ー付着防止方法の例について概略図を示す。
ー付着防止方法の例について概略図を示す。
【００１３】石炭急速熱分解炉は、チャーガス化部５と
石炭熱分解部１３および両者をつなぐスロート部７から
構成されている。チャーガス化部５では、１４００℃〜
１７００℃の高温化でチャー１を酸素２および水蒸気３
により部分酸化（ガス化）することで、ＣＯ、Ｈ2、Ｃ
Ｏ2、Ｈ2Ｏを主成分とする高温のガス化ガス８を得る。
石炭熱分解部１３および両者をつなぐスロート部７から
構成されている。チャーガス化部５では、１４００℃〜
１７００℃の高温化でチャー１を酸素２および水蒸気３
により部分酸化（ガス化）することで、ＣＯ、Ｈ2、Ｃ
Ｏ2、Ｈ2Ｏを主成分とする高温のガス化ガス８を得る。
【００１４】チャーガス化部５では温度１４００℃〜１
７００℃で、以下の部分酸化反応が起こる。
７００℃で、以下の部分酸化反応が起こる。
【００１５】 チャー＋Ｏ2＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ＋Ｈ2＋ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＋発熱 チャー中の灰は、溶融状態のスラグ６となりチャーガス
化部５炉底から排出される。チャーガス化部５に吹き込
まれるチャー１は、Ｎ2あるいは熱分解生成ガス（Ｃ
Ｏ、Ｈ2、ＣＨ4を主成分とするガス）で気流搬送され、
水冷二重管構造をもつチャーバーナー４の中心から炉内
に吹き込まれる。吹き込まれたチャー１は、チャーバー
ナー４の二重管環状部から吹き込まれた酸素２および水
蒸気３のガス化剤と前記の反応式で部分酸化反応する。
チャー１および酸素２、水蒸気３は、チャーガス化部５
内で旋回流となるように配置されたチャーバーナー４か
ら吹き込まれるが、旋回流とすることで、チャー中灰分
のガス化炉内での分離効率の向上、すなわち、溶融スラ
グ６としての排出割合の増加が可能となること、チャー
粒子の炉内滞留時間が長くとれることから、炭素転換率
の向上が期待できることが挙げられる。
化部５炉底から排出される。チャーガス化部５に吹き込
まれるチャー１は、Ｎ2あるいは熱分解生成ガス（Ｃ
Ｏ、Ｈ2、ＣＨ4を主成分とするガス）で気流搬送され、
水冷二重管構造をもつチャーバーナー４の中心から炉内
に吹き込まれる。吹き込まれたチャー１は、チャーバー
ナー４の二重管環状部から吹き込まれた酸素２および水
蒸気３のガス化剤と前記の反応式で部分酸化反応する。
チャー１および酸素２、水蒸気３は、チャーガス化部５
内で旋回流となるように配置されたチャーバーナー４か
ら吹き込まれるが、旋回流とすることで、チャー中灰分
のガス化炉内での分離効率の向上、すなわち、溶融スラ
グ６としての排出割合の増加が可能となること、チャー
粒子の炉内滞留時間が長くとれることから、炭素転換率
の向上が期待できることが挙げられる。
【００１６】１４００℃〜１７００℃の高温のガス化ガ
ス８は、スロート部７を経て、石炭熱分解部１３へ導か
れる。この高温のガス化ガス８の顕熱で、石炭熱分解部
１３に吹き込まれた微粉炭９の熱分解反応に所要の熱量
を供給する。チャーガス化部５の旋回流はスロート部７
を経ることで旋回強度が低下するが、旋回が消滅するこ
とはない。
ス８は、スロート部７を経て、石炭熱分解部１３へ導か
れる。この高温のガス化ガス８の顕熱で、石炭熱分解部
１３に吹き込まれた微粉炭９の熱分解反応に所要の熱量
を供給する。チャーガス化部５の旋回流はスロート部７
を経ることで旋回強度が低下するが、旋回が消滅するこ
とはない。
【００１７】石炭熱分解部１３では、微粉炭９が６００
℃〜９００℃の温度で急速加熱・熱分解され、ガス、タ
ール、チャーの熱分解生成物１５を生産する。石炭熱分
解部１３で吹き込まれた微粉炭９は、急速加熱過程で炭
種に応じて溶融し、融着性を発現する。また、発生ター
ルがバインダーとなり、微粉炭吹き込みノズル１１近傍
の熱分解部壁面１４にチャーが付着堆積し、操業トラブ
ルとなる。石炭熱分解部１３は、チャーガス化部５のガ
ス旋回流の影響を受け、スロート部７により旋回速度は
軽減されるが、石炭熱分解部１３まで旋回の影響は継続
する。吹き込まれた微粉炭９は、旋回の影響により石炭
熱分解部１３の壁面の粒子濃度が高くなり、粒子滞留時
間が長くなることで吹き込みノズル近傍の熱分解部壁面
１４へのチャーの付着、堆積が生じやすくなる。特に、
ガス化ガス８中の水蒸気が１ｖｏｌ％以下と低い場合に
は、付着が非常に起きやすくなる。
℃〜９００℃の温度で急速加熱・熱分解され、ガス、タ
ール、チャーの熱分解生成物１５を生産する。石炭熱分
解部１３で吹き込まれた微粉炭９は、急速加熱過程で炭
種に応じて溶融し、融着性を発現する。また、発生ター
ルがバインダーとなり、微粉炭吹き込みノズル１１近傍
の熱分解部壁面１４にチャーが付着堆積し、操業トラブ
ルとなる。石炭熱分解部１３は、チャーガス化部５のガ
ス旋回流の影響を受け、スロート部７により旋回速度は
軽減されるが、石炭熱分解部１３まで旋回の影響は継続
する。吹き込まれた微粉炭９は、旋回の影響により石炭
熱分解部１３の壁面の粒子濃度が高くなり、粒子滞留時
間が長くなることで吹き込みノズル近傍の熱分解部壁面
１４へのチャーの付着、堆積が生じやすくなる。特に、
ガス化ガス８中の水蒸気が１ｖｏｌ％以下と低い場合に
は、付着が非常に起きやすくなる。
【００１８】スロート部７と微粉炭吹き込みノズル１１
の間の位置に水蒸気１０の気体導入管１２を炉円周方向
に２本以上、好ましくは、４本〜８本設け、チャーガス
化部５の旋回流の回転方向と反対方向に吹き込むこと
で、石炭熱分解部１３への旋回の影響を消し、壁面での
チャー粒子濃度が高くなり、チャーの付着を防止する。
また、本発明者は、水蒸気１０は、石炭の熱分解過程に
おける石炭の融着性の発現を抑制することを見いだし、
水蒸気吹き込みにより、炉壁面への付着防止が可能とな
る。吹き込まれた水蒸気は熱分解生成ガス中に混入する
が、酸素含有気体による付着チャーの燃焼・消失で混入
する燃焼排ガス（ＣＯ2）の場合と相違し、冷却、凝縮
させることで除去できることから、熱分解生成ガスのガ
スカロリーが低下することはない。
の間の位置に水蒸気１０の気体導入管１２を炉円周方向
に２本以上、好ましくは、４本〜８本設け、チャーガス
化部５の旋回流の回転方向と反対方向に吹き込むこと
で、石炭熱分解部１３への旋回の影響を消し、壁面での
チャー粒子濃度が高くなり、チャーの付着を防止する。
また、本発明者は、水蒸気１０は、石炭の熱分解過程に
おける石炭の融着性の発現を抑制することを見いだし、
水蒸気吹き込みにより、炉壁面への付着防止が可能とな
る。吹き込まれた水蒸気は熱分解生成ガス中に混入する
が、酸素含有気体による付着チャーの燃焼・消失で混入
する燃焼排ガス（ＣＯ2）の場合と相違し、冷却、凝縮
させることで除去できることから、熱分解生成ガスのガ
スカロリーが低下することはない。
【００１９】図２は、石炭熱分解炉円周方向における微
粉炭吹き込み方法の概略図である。
粉炭吹き込み方法の概略図である。
【００２０】図２には、（ａ）で示す石炭熱分解部１３
の炉径方向断面（Ａ−Ａ断面）と（ｂ）で示すチャーガ
ス化部５の炉径方向断面（Ｂ−Ｂ断面）におけるそれぞ
れ、微粉炭およびチャーの吹き込み方法が示されてい
る。（ｂ）のチャーガス化部５へのチャー１の吹き込み
は、２本以上、好ましくは、４〜８本のチャーバーナー
４から炉径の１／５〜１／３となる旋回円１６の接線方
向に行い、ガス化ガス旋回流１７を形成させる。（ａ）
の石炭熱分解部１３では、スロート部７と微粉炭吹き込
みノズル９の間の位置に、水蒸気１０を導入するための
２本、好ましくは、４〜８本の気体導入管１２を炉円周
方向に設け、当該気体導入管１２は、チャーガス化部５
のガス化ガスの旋回流方向（例えば、左旋回流１７）と
反対の旋回流れ（例えば、右旋回流１９）を与えるよう
に配置した気体導入管とする。すなわち、チャーガス化
部の旋回流を打ち消すように、熱分解部旋回円１８の接
線方向に水蒸気１０を気体導入管口から吹き込む。
の炉径方向断面（Ａ−Ａ断面）と（ｂ）で示すチャーガ
ス化部５の炉径方向断面（Ｂ−Ｂ断面）におけるそれぞ
れ、微粉炭およびチャーの吹き込み方法が示されてい
る。（ｂ）のチャーガス化部５へのチャー１の吹き込み
は、２本以上、好ましくは、４〜８本のチャーバーナー
４から炉径の１／５〜１／３となる旋回円１６の接線方
向に行い、ガス化ガス旋回流１７を形成させる。（ａ）
の石炭熱分解部１３では、スロート部７と微粉炭吹き込
みノズル９の間の位置に、水蒸気１０を導入するための
２本、好ましくは、４〜８本の気体導入管１２を炉円周
方向に設け、当該気体導入管１２は、チャーガス化部５
のガス化ガスの旋回流方向（例えば、左旋回流１７）と
反対の旋回流れ（例えば、右旋回流１９）を与えるよう
に配置した気体導入管とする。すなわち、チャーガス化
部の旋回流を打ち消すように、熱分解部旋回円１８の接
線方向に水蒸気１０を気体導入管口から吹き込む。
【００２１】
【実施例】実施例１：石炭の急速熱分解試験は、微粉炭
供給量Ｍａｘ．３００ｋｇ／ｈの大型試験装置を用いて
行った。大型試験装置は、図１の概略図に類似した構造
を有している。石炭熱分解部での熱分解反応条件は、温
度８００℃、圧力３ａｔｍで、チャーガス化部でのチャ
ーガス化反応条件は、温度１５５０℃、圧力３ａｔｍで
ある。熱分解部への微粉炭供給量は２００ｋｇ／ｈ、チ
ャーガス化部へのチャー供給量は１００ｋｇ／ｈとして
いる。使用した微粉炭はＡ炭（インドネシア炭）で、平
均粒径は約４０μｍである。ガス化に用いたチャーは、
微粉炭（Ａ炭）の熱分解により生成したチャーを使用し
た。試験時間は４時間である。
供給量Ｍａｘ．３００ｋｇ／ｈの大型試験装置を用いて
行った。大型試験装置は、図１の概略図に類似した構造
を有している。石炭熱分解部での熱分解反応条件は、温
度８００℃、圧力３ａｔｍで、チャーガス化部でのチャ
ーガス化反応条件は、温度１５５０℃、圧力３ａｔｍで
ある。熱分解部への微粉炭供給量は２００ｋｇ／ｈ、チ
ャーガス化部へのチャー供給量は１００ｋｇ／ｈとして
いる。使用した微粉炭はＡ炭（インドネシア炭）で、平
均粒径は約４０μｍである。ガス化に用いたチャーは、
微粉炭（Ａ炭）の熱分解により生成したチャーを使用し
た。試験時間は４時間である。
【００２２】水蒸気導入管は、スロート部と微粉炭吹き
込みノズルの間の位置に設置し、炉円周方向に２本配置
した。石炭熱分解部の炉径の１／３の旋回円に接線方向
となる方向に水蒸気を吹き込んだ。
込みノズルの間の位置に設置し、炉円周方向に２本配置
した。石炭熱分解部の炉径の１／３の旋回円に接線方向
となる方向に水蒸気を吹き込んだ。
【００２３】水蒸気吹き込み量を変化させて、微粉炭の
熱分解試験を実施した。試験終了後、石炭熱分解炉壁面
へのチャー付着量を測定した。
熱分解試験を実施した。試験終了後、石炭熱分解炉壁面
へのチャー付着量を測定した。
【００２４】試験結果を表１に示す。
【００２５】試験Ｎｏ．１は、水蒸気の導入がない場合
であるが、微粉炭吹き込みノズル近傍の炉壁面へのチャ
ーの付着が発生し、試験後半になると微粉炭ノズル先端
が閉塞気味となり、微粉炭の供給が不安定となった。チ
ャーガス化ガス中の水蒸気濃度は０．３ｖｏｌ％であ
る。試験終了後、チャー付着重量を測定すると、１．７
ｋｇであった。
であるが、微粉炭吹き込みノズル近傍の炉壁面へのチャ
ーの付着が発生し、試験後半になると微粉炭ノズル先端
が閉塞気味となり、微粉炭の供給が不安定となった。チ
ャーガス化ガス中の水蒸気濃度は０．３ｖｏｌ％であ
る。試験終了後、チャー付着重量を測定すると、１．７
ｋｇであった。
【００２６】試験Ｎｏ．２、Ｎｏ．３では、水蒸気導入
量を増加させ、水蒸気添加後のガス化ガス中水蒸気濃度
を１．０ｖｏｌ％、１０．２ｖｏｌ％と変化させた。石
炭熱分解部へのチャー付着量は、ほとんどなく、微粉炭
供給も安定して、操業上問題はなかった。水蒸気導入量
は、できるだけ少ない方がよいが、水蒸気導入後のガス
化ガス中Ｈ2Ｏ濃度が１．０ｖｏｌ％以上であることが
必要である。
量を増加させ、水蒸気添加後のガス化ガス中水蒸気濃度
を１．０ｖｏｌ％、１０．２ｖｏｌ％と変化させた。石
炭熱分解部へのチャー付着量は、ほとんどなく、微粉炭
供給も安定して、操業上問題はなかった。水蒸気導入量
は、できるだけ少ない方がよいが、水蒸気導入後のガス
化ガス中Ｈ2Ｏ濃度が１．０ｖｏｌ％以上であることが
必要である。
【００２７】
【表１】 実施例：２ 透明プラスチック性の石炭急速熱分解炉コールドモデル
試験装置を用いて、チャー付着防止剤としてのスチーム
吹き込みの熱分解部半径方向粒子濃度分布への影響を調
べた。試験は、スチームの代わりに空気を用い、粒子と
してポリメタクリル酸メチル微粒子を使用している。空
気吹き込み位置は、石炭急速熱分解炉の底部に設けた微
粒子吹き込みノズル位置とチャーガス化部に直結したス
ロート部の間である。
試験装置を用いて、チャー付着防止剤としてのスチーム
吹き込みの熱分解部半径方向粒子濃度分布への影響を調
べた。試験は、スチームの代わりに空気を用い、粒子と
してポリメタクリル酸メチル微粒子を使用している。空
気吹き込み位置は、石炭急速熱分解炉の底部に設けた微
粒子吹き込みノズル位置とチャーガス化部に直結したス
ロート部の間である。
【００２８】チャーガス化部の旋回の影響を打ち消す方
向への空気旋回吹き込みのケースと吹き込みをしないケ
ースの熱分解部炉半径方向の粒子濃度分布に与える影響
を図３に示している。
向への空気旋回吹き込みのケースと吹き込みをしないケ
ースの熱分解部炉半径方向の粒子濃度分布に与える影響
を図３に示している。
【００２９】吹き込みをしないケースでは、炉壁部の粒
子濃度がチャーガス化部の旋回の影響を受けて炉中心部
粒子濃度に比較して、著しく大きくなる。一方、チャー
ガス化部の旋回と逆方向に空気の旋回吹き込みを行うこ
とで、半径方向の粒子濃度が均一化される。即ち、スチ
ームの旋回吹き込みにより熱分解部炉壁の粒子濃度が低
減されることで、チャーの付着が起こりにくくなる。
子濃度がチャーガス化部の旋回の影響を受けて炉中心部
粒子濃度に比較して、著しく大きくなる。一方、チャー
ガス化部の旋回と逆方向に空気の旋回吹き込みを行うこ
とで、半径方向の粒子濃度が均一化される。即ち、スチ
ームの旋回吹き込みにより熱分解部炉壁の粒子濃度が低
減されることで、チャーの付着が起こりにくくなる。
【００３０】
【発明の効果】本発明により、炉内で熱分解生成ガスの
ガスカロリーが低下することなく、生成するチャーおよ
びカーボンの石炭急速熱分解炉壁面への付着を防止する
ことが可能となった。
ガスカロリーが低下することなく、生成するチャーおよ
びカーボンの石炭急速熱分解炉壁面への付着を防止する
ことが可能となった。
【図１】本発明の石炭急速熱分解炉におけるチャー付着
の防止方法についての概略図である。
の防止方法についての概略図である。
【図２】本発明の石炭急速熱分解炉への水蒸気吹き込み
方法についての概略図である。
方法についての概略図である。
【図３】気体旋回吹き込みと石炭熱分解炉半径方向の粒
子濃度分布の関係を示す図である。
子濃度分布の関係を示す図である。
１ チャー ２ 酸素 ３ 水蒸気 ４ チャーバーナー ５ チャーガス化部 ６ スラグ ７ スロート部 ８ ガス化ガス ９ 微粉炭 １０ 吹き込み水蒸気 １１ 微粉炭吹き込みノズル １２ 気体導入管 １３ 石炭熱分解部 １４ 熱分解部壁面 １５ 熱分解生成物 １６ チャーガス化部旋回円 １７ ガス化ガス旋回流 １８ 熱分解部旋回円 １９ 導入気体による旋回流方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000002118 住友金属工業株式会社 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 (71)出願人 000004123 日本鋼管株式会社 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 (72)発明者 河村 隆文 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 小水流 広行 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 橋本 茂 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内
Claims (3)
- 【請求項１】 石炭および炭素質原料の急速加熱・熱分
解反応により、ガス、タール、および固体チャーの生成
物を得る石炭急速熱分解炉において、チャーガス化部と
スロート構造で直結された気流層円筒型石炭熱分解部
に、水蒸気を連続的に導入する気体導入部を有すること
を特徴とする石炭急速熱分解炉。 - 【請求項２】 請求項１記載の気体導入部が石炭熱分解
部円周方向に２本以上で、その吹き込み方法がチャーガ
ス化部内のガス旋回流回転方向と反対の旋回流となるよ
うに配置した気体導入管であることを特徴とする請求項
１記載の石炭急速熱分解炉。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の石炭急速
熱分解炉におけるチャー付着の防止方法において、石炭
熱分解部への水蒸気吹き込み導入量を、チャーガス化部
発生ガスの水蒸気濃度が１ｖｏｌ％以上となるように導
入することを特徴とするチャー付着の防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9218198A JPH11269471A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 石炭急速熱分解炉およびチャー付着の防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9218198A JPH11269471A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 石炭急速熱分解炉およびチャー付着の防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11269471A true JPH11269471A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=14047277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9218198A Withdrawn JPH11269471A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 石炭急速熱分解炉およびチャー付着の防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11269471A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155289A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-28 | Nippon Steel Corp | 石炭の気流床型ガス化方法 |
| JP2009155659A (ja) * | 2009-04-14 | 2009-07-16 | Yukuo Katayama | 石炭ガス化方法 |
| WO2011129434A1 (ja) * | 2010-04-16 | 2011-10-20 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 石炭の熱分解ガス化方法および石炭の熱分解ガス化装置 |
| CN102892870A (zh) * | 2010-04-16 | 2013-01-23 | 新日铁住金工程技术株式会社 | 煤气化炉 |
| JP2014062197A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Nippon Steel & Sumikin Engineering Co Ltd | 石炭ガス化炉及びその制御方法 |
| JP2019059985A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉操業方法および微粉炭 |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP9218198A patent/JPH11269471A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155289A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-28 | Nippon Steel Corp | 石炭の気流床型ガス化方法 |
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| CN102892870A (zh) * | 2010-04-16 | 2013-01-23 | 新日铁住金工程技术株式会社 | 煤气化炉 |
| JPWO2011129434A1 (ja) * | 2010-04-16 | 2013-07-18 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | 石炭の熱分解ガス化方法および石炭の熱分解ガス化装置 |
| JP5450800B2 (ja) * | 2010-04-16 | 2014-03-26 | 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 | 石炭の熱分解ガス化方法および石炭の熱分解ガス化装置 |
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| JP2019059985A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 高炉操業方法および微粉炭 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |