JPH11286688A - 石炭熱分解方法 - Google Patents

石炭熱分解方法

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JPH11286688A
JPH11286688A JP10422498A JP10422498A JPH11286688A JP H11286688 A JPH11286688 A JP H11286688A JP 10422498 A JP10422498 A JP 10422498A JP 10422498 A JP10422498 A JP 10422498A JP H11286688 A JPH11286688 A JP H11286688A
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JP
Japan
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coal
temperature gas
char
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pyrolysis
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JP10422498A
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English (en)
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Hiroyuki Kotsuru
広行 小水流
Takafumi Kawamura
隆文 河村
Shigeru Hashimoto
茂 橋本
Masami Onoda
正己 小野田
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JFE Steel Corp
Kobe Steel Ltd
JFE Engineering Corp
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Nippon Steel Corp
Sumitomo Metal Industries Ltd
Kawasaki Steel Corp
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 石炭急速熱分解反応器の操業トラブルの原因
となる石炭処理量が減少した際の熱分解反応装置内での
付着物生成を回避すること。 【解決手段】 石炭あるいはチャーを燃料とし、その底
部に溶融スラグを排出するスラグ排出口を有する高温ガ
ス発生部および、該高温ガス発生部の上部に微粉炭を供
給し該高温ガス発生部からの高温ガスと微粉炭を混合す
る石炭熱分解反応部とで構成される石炭熱分解装置を用
いる石炭熱分解方法において、高温ガス発生部でのチャ
ーガス化量の減少の際に高温ガス発生部と石炭熱分解反
応部の石炭吹き込み口との間に設けられたガス投入口よ
り生成ガスを循環させて供給することで石炭熱分解反応
部下部の流速を維持することを特徴とする。さらに、上
記方法において、高温ガス発生部に導入される石炭ある
いはチャーの供給量を測定し、その供給量の変化に応じ
た生成ガス量を循環させて供給することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭熱分解装置を
用いて、石炭を気層中で加熱し、熱分解生成物として燃
料ガス・タール・固体チャーを得る石炭熱分解方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】石炭熱分解方法に関して、従来は流動層
やロータリーキルンを用いた方法が行われていた。しか
し、この方法では、急速加熱できず有用な成分である揮
発分(ガス・タール)収率が低いという問題があった。
そのために、本発明者らは特開平5−295371号公
報において、石炭を急速加熱して得られたチャーの一部
を酸素でガス化し、その高温ガス中に微粉炭を吹き込む
ことによって石炭の熱分解を行う方法を提示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】特開平5−29537
1号公報で提示した方法による石炭熱分解では、石炭の
急速熱分解反応は高温ガスと気流搬送された微粉炭とを
気流層で混合することにより行うことが可能となる。高
温ガス発生部で発生した高温ガス化ガスは石炭熱分解反
応部下の導入口(スロート)より反応器内部に導入され
る。石炭熱分解反応部では微粉砕した石炭を気流搬送に
より供給し、高温ガス化ガスと混合することにより石炭
粒子を急速加熱し熱分解反応を起こす。プロセスの石炭
処理量を減少させる際や設備の不調等で高温ガス量が減
少した場合に、熱分解反応部の内部に石炭の溶融・固化
した付着物の発生や熱分解石炭が高温ガス発生部に落ち
込むなどのトラブルが発生した。
【0004】そこで、本発明は上記トラブルを解消し安
定した熱分解反応を可能とする石炭熱分解方法を提供す
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】石炭熱分解反応部内部に
付着物が生成する原因は、投入された石炭が軟化溶融状
態となる500℃付近で壁に衝突するためである。その
温度を超えた固体粒子(チャー)は付着性を持たないた
め、付着物とはならない。ターンダウン時等石炭処理量
を減少させた際に付着物の生成が見られたことから、反
応器内の上方への高温ガス流速と付着物生成量との関係
を調査した結果、付着物の生成量はその反応器内の高温
ガス流速を一定流速以上に保った場合には生成しないこ
とが分かった。それ以下の流速では、石炭熱分解反応部
に投入される微粉砕された石炭流と高温ガス流との混合
が不十分となり、熱分解目標温度の700〜900℃に
石炭粒子温度が到達せずに反応器壁面に衝突し付着物が
形成される。
【0006】石炭処理量を減らす場合や高温ガス発生部
に送られるチャーあるいは石炭のガス化量が供給系装置
の不調等で減少した場合には、高温ガス発生部でのガス
化ガス量が減少し、高温ガス発生部より石炭熱分解反応
部に送られるガス量が減少するために熱分解反応部内部
での流速が減少し付着物の生成が見られた。また、熱分
解反応部に送られた石炭が高温ガス発生部に落ち込む減
少が見られた。そこで、熱分解石炭吹き込み口より下で
生成ガスを循環させて吹き込み、熱分解反応部の石炭吹
き込み口周辺を流れるガス量を増加させてガスと石炭粒
子との混合を迅速に行い、熱分解反応部下部の流速を増
加させることで、石炭の石炭熱分解反応部内での付着や
高温ガス発生部への石炭粒子の落ち込みを防ぐことが可
能になる。
【0007】このように本発明者らは、反応器内部での
付着物が生成する条件を調査した結果、付着物生成は反
応器内での流速と密接な関係があることを見いだし、付
着物生成の生じない方法について発明を完成した。
【0008】本発明の石炭熱分解方法は、石炭あるいは
チャーを燃料とし、その底部に溶融スラグを排出するス
ラグ排出口を有する高温ガス発生部および、該高温ガス
発生部の上部に微粉炭を供給し該高温ガス発生部からの
高温ガスと微粉炭を混合する石炭熱分解反応部とで構成
される石炭熱分解装置を用いる石炭熱分解方法におい
て、高温ガス発生部でのチャーガス化量の減少の際に高
温ガス発生部と石炭熱分解反応部の石炭吹き込み口との
間に設けられたガス投入口より生成ガスを循環させて供
給することで石炭熱分解反応部下部の流速を維持するこ
とを特徴とする。
【0009】さらに上記課題を解決した本発明の石炭熱
分解方法は、上記石炭熱分解装置を用いる石炭熱分解方
法において、高温ガス発生部に導入される石炭あるいは
チャーの供給量を測定し、その供給量の変化に応じた生
成ガス量を循環させて供給することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。
【0011】図1は、本発明の実施例の石炭熱分解装置
の断面図である。底部に溶融スラグを排出するスラグ排
出口8およびガス化バーナー7を有する高温ガス発生部
(ガス化炉)2および、微粉炭(熱分解石炭)4を供給
し高温ガス発生部2からの高温ガス化ガス6と熱分解石
炭4を混合し、下部に高温ガス供給口(スロート部
3)、上部に生成物排出口9、側壁に熱分解石炭投入口
10を有する石炭熱分解反応部から成る。熱分解装置は
このような石炭熱分解反応部1と高温ガス発生部2およ
びその間のスロート部3とで構成される。高温ガス発生
部2内では石炭やチャーが酸素あるいは空気でガス化さ
れCO、H2、CO2、H2Oを主な成分とする高温ガス
が生成し、石炭やチャー中の灰分は溶融スラグとなって
スラグ排出口8より石炭熱分解装置外へ排出される。
【0012】高温ガス発生部2内で生成した1400〜
1700℃程度の高温ガスはスロート3を通って石炭熱
分解反応部1に送られる。石炭熱分解反応部1内部で
は、熱分解される石炭が微粉砕された後熱分解石炭投入
口より石炭熱分解反応部内部に供給され高温ガス発生部
からの高温ガス化ガス6と石炭熱分解反応部下部で混合
される。この高温ガス6と熱分解石炭4との混合により
熱分解石炭4が急速に加熱され熱分解反応を起こし、燃
料ガス、タール、固体チャーといった熱分解生成物が生
じる。この熱分解生成物はガス化生成ガス6と混合され
た状態で石炭熱分解反応部1上部の生成物排出口9より
排出される。排出された熱分解生成物のうち、固体チャ
ーはサイクロン11で分離されチャータンク15に蓄え
られた後、ガス化用チャー14および製品チャー16と
して排出される。ガス化用チャーはガス化チャー供給ホ
ッパー21より高温ガス発生部2に供給され酸素ガスお
よびスチームによりガス化される。固体チャーを除去し
た生成物の流れはタール回収器20でタールが除去され
燃料ガスのみとなる。このガスの一部を抜き出し循環ガ
スブロワ22により昇圧した後の循環ガス23を循環ガ
ス投入口24より熱分解反応装置内に導入する。この循
環ガス23の量は循環ガス流量調整弁19により調整さ
れ、その量はガス化チャー供給ホッパーからのチャー供
給量の減少量に応じた理論ガス化ガス生成量とする。理
論ガス化ガス生成量とはチャーに含まれるCおよびHが
全て、CO、H2になると想定したガス量である。この
循環ガスの熱分解反応部への投入により、高温ガス発生
部でのチャーガス化量の減少時にも熱分解反応器部内部
の流速を維持することができ、操業トラブルを起こさず
順調な操業が可能となる。
【0013】循環ガスを取り出す場所は、サイクロン1
1でチャーを分離後であればどこからでもよいが、配管
や循環ガス流量調整弁19、循環ガスブロワ22でのタ
ールの凝縮によるトラブルを避けるためにはタール分離
器20の後流が望ましい。
【0014】また、石炭熱分解反応器への循環ガス投入
口24の位置は、熱分解石炭投入口10より下部であれ
ばどこからでもよいが、熱分解石炭4の高温ガス発生部
2への落ち込みを効果的に防止するためには石炭熱分解
反応部1と高温ガス発生部2をつなぐスロート3より循
環ガスを導入することが望ましい。循環ガス投入口24
の個数は複数個を壁面に対称形に配置することが熱分解
反応部内部でのガスの偏流を防止する意味から望まし
い。
【0015】
【実施例】石炭の熱分解試験は、微粉炭供給量最大30
0kg/hの大型試験装置を用いて行った。この大型試
験装置は図1の装置概略図に類似した構造を有してい
る。石炭熱分解反応部での熱分解反応条件は、温度80
0℃、圧力3atmで高温ガス発生部でのガス化条件は
温度1550℃、圧力3atmである。石炭熱分解反応
部への微粉炭供給量は100〜200kg/h、高温ガ
ス発生部へのチャー供給量は50〜100kg/hであ
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40ミクロンである。
【0016】ガス化チャー供給量を変化させて石炭熱分
解反応部内の流速を変化させて試験を行い、試験終了後
反応器を解体して付着物生成量を測定した。試験結果を
表1に示す。基準条件の高温ガス発生部へのチャー供給
量150kg/hより120、100kg/hにそれぞ
れ急激に減少させ、そのガス化量の減少分に相当する5
0m3/h、90m3/hの循環ガスをスロート内壁面に
対向して設置された2カ所の循環ガス投入口より導入し
た。循環ガス導入を行わなかった場合(条件2)や循環
ガス量の低い場合(条件3)には石炭熱分解反応部の熱
分解石炭投入口周辺で付着物の生成が見られたが、循環
ガスを所定量投入した場合(条件1、4)には付着物の
生成は見られず、ガス投入の効果が確認できた。
【0017】
【表1】
【0018】
【発明の効果】本発明の石炭熱分解方法によって、気流
層を用いた石炭の急速熱分解を高温ガス発生部でのガス
化量が減少した場合でも反応部内部での石炭の軟化溶融
による付着トラブルや熱分解石炭粒子の高温ガス発生部
への落下がなく安定して行うことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明例の石炭熱分解装置概略図である。
【符号の説明】
1 石炭熱分解反応部 2 高温ガス発生部 3 スロート 4 熱分解石炭 5 熱分解生成物 6 高温ガス化ガス 7 ガス化バーナー 8 溶融スラグ排出口 9 熱分解生成物排出口 10 熱分解石炭投入口 11 サイクロン 12 圧力調整弁 13 酸素ガス、スチーム 14 ガス化用チャー 15 チャータンク 16 製品チャー 17 生成ガス 18 制御器 19 循環ガス流量調整弁 20 タール回収器 21 ガス化チャー供給ホッパー 22 循環ガスブロワ 23 循環ガス 24 循環ガス投入口
───────────────────────────────────────────────────── 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 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 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 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 (72)発明者 小野田 正己 富津市新富20−1 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石炭あるいはチャーを燃料とし、その底
    部に溶融スラグを排出するスラグ排出口を有する高温ガ
    ス発生部および、該高温ガス発生部の上部に微粉炭を供
    給し該高温ガス発生部からの高温ガスと微粉炭を混合す
    る石炭熱分解反応部とで構成される石炭熱分解装置を用
    いる石炭熱分解方法において、高温ガス発生部でのチャ
    ーガス化量の減少の際に高温ガス発生部と石炭熱分解反
    応部の石炭吹き込み口との間に設けられたガス投入口よ
    り生成ガスを循環させて供給することで石炭熱分解反応
    部下部の流速を維持することを特徴とする石炭熱分解方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1における石炭熱分解装置を用い
    る石炭熱分解方法において、高温ガス発生部に導入され
    る石炭あるいはチャーの供給量を測定し、その供給量の
    変化に応じた生成ガス量を循環させて供給することを特
    徴とする石炭熱分解方法。
JP10422498A 1998-04-01 1998-04-01 石炭熱分解方法 Withdrawn JPH11286688A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100425377C (zh) * 2002-09-10 2008-10-15 昭荣化学工业株式会社 用于制造金属粉末的方法

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Effective date: 20050607