JPS58127789A - 石炭ガス化における急冷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１） 本発明は、下方へ水浴へ向かって作用する浮動粉炭反応
器をもつ石炭ガス化装置の急冷法に関する。ドイツ連邦
共和国特許出願公告第２６５０５１２号明細書からこの
ような石炭ガス化装置は公知である。この石炭ガス化装
置は直立反応器からなり、その下に放射ボイラがあり、
また側方へ分岐して対流ボイラがある。水浴は放射ボイ
ラの基部にある。運転の際反応器内で石炭、水蒸気およ
び酸素から合成ガスが製造される。石炭は粉炭の形で供
給され、上から適当な圧力で反応器へ入れられるので、
下方へ向く浮動粉炭雲が反応器内に生ずる。個々の粉炭
粒子は浮動粉炭雪中において、＋３００ないし１５００
°Ｃの温度と約４０　ｂａｒの圧力で、ガス化剤の存在
下でＣＯおよびＨ２かうなる混合ガスに転化される。

反応器から出る合成ガスは、合成ガスの浮動可能な液状
スラグ微滴が固体のスラグ粒になる温度まで冷却される
。これは、合成ガスが反応器から放射ボイラを通って水
浴へ達する途中でおこる。水浴の所で、凝固したスラグ
微滴は、（２） ガス流の転向によりこのガス流から分かされる。

ドイツ連邦共和国特許出願公告第２６５０５１２号明細
書により、反応器から出るガス流中へ冷ａＷ体を噴射す
ることは公知である。このため反応器の出口のすぐ下に
、流出するガス流を環駄に包囲する噴射管を設ける。

この急冷方式は、合成ガスを続いてｃｏ転化する場合特
に有利である。合成ガスのＣＯ転化は例えばメタノール
製造に必要である。なぜならば粗ガスは、メタノール製
造にはまだ多すぎるＣＯと少なすぎる■１２を含んでい
るからである。

その結果次のＣＯ転化において、耐硫苗触奴を使用して
水−ガス反応によりＣＯの一部が水嚢に転化され、同じ
量のＣＯ２が生ずる。過剰なＣＯ２は続いて洗い出され
る。この洗浄により同時に硫黄化合物がガスから除去さ
れる。こうして処理されたガスは場合によっては必要な
圧力に圧縮した後メタノール合成装置へ与えられ、循環
法によりメタノールがそこに生ずる。

経済的な理由から、次の転化のために急冷す（３） る際、急冷容器内におけるガスの冷却により、ＣＯ転化
を行なうのにちょうど必要な量の水が蒸発してガスに吸
収されるように努力している。

しかし実際には、ガス中に所望の飽和度を得るため、著
しく過剰な水で処理している。その際非常にひんばんに
粘結が認められる。これは特に粗ガス中の連行される粉
炭割合が大きい場合におこる。

本発明の星磯になっている課題は、浮動粉炭反応器から
出る合成ガスを急冷する際の粘結を回避し、次のＣＯ転
化のための水使用を最小にすることである。

これは本発明によれば、反応器から出る高温の粗ガスを
、水を吹込むことによって、スラグ軟化点以下にありし
かも粗ガスの露点以上にある温度レベルまでまず冷却す
ることによって達せられる。この温度は吹込まれる水の
量によって定められ、７２０ないし６８０°Ｃとする。

本発明によれば、続いて第２の急冷段階において、（２
１０°Ｃで飽和したガス）の転化に必要な最終（４） 条件が設定される。

さらに本発明によれば、吹込まれる水の完全な蒸発が、
７００１＋以下の滴径と第１の急冷の範囲において０−
１ｍ／ｓｅｅ以下であるガス速度によって行なわれる。

本発明を実施例について説明する。

石炭　　　　　　　６　ｔ／ｈ−ｖｆ かねいた粗ガス　　１０５８８ｍ３／ｈ（標準駅部）し
めった粗ガス　　１２９］２　ｍ３／ｈ　　（標準駄態
）粗カス中（７）　Ｈ２Ｏ２３２４ｍ３／”８６０ｋｇ
／ｈ反応器圧力　　　　　　３６　ｂａｒ 反応器温度　　　　　１４０００Ｇ 吹込みに必要な水 粗ガスを１４００°Ｃから７００’Ｃまで冷却するため
除去すべき熱量 ＱＩ　　＝　　ｖＧａｓ・ＣｐＧａｓ”Ｔ＝　　１２９
１２　＋ｏ３／ｈ−１４８８ＫＪ／ｍ３に−７００に＝
　　１３６２０５０７ＫＪ／ｈ 吹込まれる水（］ＯＯ’Ｃ）を加熱し、蒸発し、過熱す
るのに必要な熱量 （５） Ｑ２　＝　３３５０ＫＪ／ｋｇ 吹込むべき水の量 ｍｗ　””　Ｑ１／Ｑ２　＝　４０６５　ｋｇ／ｈ放射
冷却器出口のガス容積 ■−１７９９３１１＋３／ｈ（シメッタカス）水蒸気分
圧　１５．Ｏｂａｒ 露点温度　　２００’Ｃ 滴の大きさ 吹込みのためには、１例として供給圧力および孔径に関
係して７００μ以下の滴径を得る次の圧力ノズルが用い
られる。

孔径　　　　　　　２−８ｍｍ 供給圧力　　　　　６１　ｂａｒ　＝Δｐ　＝　２５　
ｂａｒノズルあたり流量　約１１００　ｋｇ／ｈ平均滴
径　　　　　１３０ｐ 最大滴径　　　　　２９０ｐ 複数のノズルを使用すると、部分負荷ではそれに応じた
数のノズルを動作停止できるので、融通性が高いという
利点がある。反応器から出るガス流を包囲するように均
一に分布された３（６） つないし４つのノズルが最適である。

蒸発時間 高温ガス中における球状水滴の蒸発について次式が成立
する。

Ｎｕ　＝　２．０　＋　０．６−Ｒｅ”２−Ｐｒ”３（
１）水滴とガスとの相対速度が乃＼さい場合、すなわち
不利な条件では 水滴のまわりにおけるガス相に対して、Ｔ１をガスの温
度とし、Ｔ２を水滴温度としてｑ　＝ａ・４πｒ２（Ｔ
Ｉ　−Ｔ２）　　　　　　　（３）ガス温度Ｔ１は既に
行なわれた冷却に関係するが、いずれにせよＴ１〉７０
００Ｃｏ水滴の蒸発は既に吹込まれて蒸発したＴ２〈２
００°Ｃの水の量に関係して行なわれる。

式（２）および（３）から、単位時間あたり水滴へ伝達
される熱に対して、Ｔ　＝　７０００（：においてλ＝
　０．０９　Ｗ／ｍ−にとしてＱ＝２λπ　・　ｄ（Ｔ
ｌ−Ｔ２） 水滴の加熱および蒸発のために加えるべき熱量は、蒸発
温度を２００８Ｃとして Ｑ　：＝　２３７５・１０”Ｊ／ｋｇ 個々の水滴の質量は入水の密度をρとしてｍＴコ］／６
　・＋＋　ｄ　”　−ρ したがって滴径ｄに関して図に示す蒸発時間ｔが得られ
る。この例（最大滴径ｄ　：　２９０ＩＩ：１．２７・
１０−８ｋｇ）に対して、最も不利な場合（すなわち最
大滴径、ガスと水滴との最小の温度差）において帆３７
５　ｓｅｃの蒸発時間が得られる。

第１の急冷範囲（１ｊ１．耐冷却器）における０、１ｍ
／ｓｅｃ以下の速度において、浄化装置の通常の装置個
所の範囲で水を吹込む際、ひれ付き壁において、吹込ま
れた水が完全に蒸発し、ガス中に存在する固体粒子の粘
結および沈着がおこらないようにすることができる。合
成ガス発生装置の放射冷却器用浄化装置は通常圧力ノズ
ルを備えているので、本発明による第１の急冷のために
、合成ガス発生袋ｆｊ、＋ｌの同様に存在する装置にお
いて、目的を代えさえすればよく、すなわち第１の急冷
段階を構造的に実現するために最小の費用しか必要とし
ない。

第１の急冷段階に続く第２の急冷段階は任意の種類のも
のでよい。

【図面の簡単な説明】 図は本発明の方法を実施する際における水滴の滴径と蒸
発時間との関係を示す線図である。 ｄ・・・滴径、ｔ・・・蒸発時間 （９） ５８１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　下方へ水浴へ向かって行なわれる浮動粉炭反応の後
   で、転化のため急冷を行なう方法において、急冷を２つ
   の段階において水で行ない、第１の段階において、スラ
   グ軟化点以下にありしかも粗ガスの露点以上にある温度
   レベルまで急冷を行なうことを特徴とする、石炭ガス化
   における急冷方法。 ２　第１の急冷における滴径を７００Ｈｒ以下とし、第
   １の急冷範囲におけるガス速度を帆１ｍ／ｓｅｅ以下と
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ３　第１の急冷段階において、流出する合成ガス流を均
   一に包囲する３つないし４つのノズルを使用することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。