JPS58136694A - 石炭ガス化方法 - 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】 本発明は、原料石炭を６５〜９５重量％の高濃度のスラ
リーにしてガス化炉へ供給し、高いガス化効率で合成ガ
スを得ることができる石炭のガス化方法に関するもので
ある。

従来から一石度を部分酸化して合成ガスを得るプロセス
において、原料石炭を粉砕して石炭・水スラリーを調製
しガス化炉へ供給する湿式供給法が提案されているが、
スラリー濃度が６０重量％以下と低いため、ガス化炉内
で大量の水を蒸発することになり、ガス化効率が低くな
るという問題があった。

本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果−粉砕石灰と少量の水との混合物に気泡安定化剤
を添加し充分混合すると一生成する気泡が石炭粒子層内
に介在することによって流動性が生じることを知見した
。しかしこの気泡を含んだ高濃度スラリーにおいては一
気泡中のガスが酸化性ガスでは石灰表面が酸化され石炭
の劣化原因となり、また微粉度による爆発、たとえば炭
塵爆発を起こすなどの危険があった。なお炭塵爆発の０
．限界濃度は約１１％である、 本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので１石次をガス
化炉へ供給【７石次を部分酸化して合成ガスを得る方法
において、ＣＯ，ガスまたはＣＯ，ガスを含むガスの雰
囲気中で粉砕度、水および気泡安定化剤を充分混合し、
て、Ｃ０２ガスまたはＣＯ，ガスを含むガスからなる気
泡を含んだ石炭濃度６５〜９５重量％ｊ高濃度スラリー
を調製！−一　この高濃度スラリーをガス化炉へ供給す
ることにより一微粉次による炭塵爆発を防止し一１石炭
の劣化を抑えることができ、加圧反応系への安定供給が
可能となり、従来のスラリーのように大量の水を蒸発さ
せる必要がなく高いガス化効率で石炭をガス化すること
ができる方法を提供せんとするものである。

以下１本発明の構成を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を示してい
る。原料石炭（粘結炭、非粘結炭のいずれでもよい）を
予めＩＱＩＩＩ以下程度に粗砕した後。

湿式粉砕機１（たとえばボールミル）に供給する。

同時に水および気泡安定化剤を加え−ＣＯ□ガスまたは
ＣＯ，ガスを含むガスを吹き込みながら湿式粉砕機１内
において原料石炭を粉砕するとともに。

粉砕石炭と水および気泡安定化剤とを充分混合する。こ
のときの気泡安定化剤の添加量は一対石炭比０．０１〜
３重量％、望捷ｌ−２〈は０．３〜１．５重量％であり
−スラリーの濃度（石炭含有量）はドライベースで６５
〜９５重量％である。ガス化炉には一生に噴流層タイプ
や流動床タイプなどがあり一噴流層タイプでは石炭の粒
径が小さい方が適し−たとえば２００メツシュ通過率１
０〜８０％程度であり。

流動床タイプでは一石炭の粒径が大さい方が適し−たと
えば２ｍ以下に粉砕され一粘度は両ケースとも３００〜
３００００Ｐ程度である。

本発明において用いられるＣ０２ガスまたはＣｏ。

ガスを含むガスとしては、液化ＣＯ，ガスを剣化させた
ＣＯ，ガス−石炭のガス化によって生成したガスのりサ
イクルガス（たとえｉｊ：　Ｎｓ　２−８％、Ｈ，３１
，２％、　ＧＯｌｌ、５％−Ｃｏ、　３８．４％−ＣＨ
，ＩＱ、（）％、Ｃ２＋４．６％−Ｈ，９１，５％）、
石炭のガス化によって生成したガスを燃焼させた後の排
ガス゛、その他の燃焼排ガス（たとえばＣｏ、　１２％
−Ｈ，０１２％−Ｎ２７４．５％−ｏ、ｉ＝５％）など
が用−られる。

また本発明においぞ用いられる気泡安定化剤としては−
にオン系、カチオン系−ノニオン系の界面活性剤などを
単独でまたは組み合わせて用いられ一炭種によって適宜
選択される。具体的には。

γニオン系界面活性剤としては一脂肪油硫酸エステル塩
、高級アルコール硫酸エステル塩−非イオー７ｘ−チル
硫酸エステル塩、オレフィン硫酸エステル塩、γルキル
アリルスルホン酸塩、二塩基酸エステルスルホン酸塩、
ジアルキルスルホこハく酸塩、アシルザルコシネート、
アルキルベンゼンスルホン酸塩、γルキル硫酸エステル
塩−ポリオキシエチレンアルキル（フルキルフェノール
）硫酸エステル塩、γルキルリン酸エステル塩、ジアル
キルスルホコハク酸エステル塩、１クリル酸もしくは／
および無水マレイン酸共重合体、多環式芳香族スルホン
化物もしくはホルマリン化合物などが使用され、カチオ
ン系界面活性剤としては、１ルキルアミン塩−第４級ア
ミン塩などが使用され一ノニオン系界面活性剤としては
、ポリオキシアルキルエーテ／ｌ／−ポリオキシエチレ
ンアルキルフェノールエーテル、オキシエチレン・オキ
シプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレンア
ルキルフミン、ソルビタン脂肪酸エステル−ポリオキシ
エチレンソルビタン脂肪酸エステル、アルキルトリメチ
ル１ンモニウムクロライド−１ルキルジメチルベンジ）
Ｖｌｌモモウムクロライトーアルキルピリジニウム塩−
ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、脂肪族アルコール
ポリオキシエチレンエーテル、アルキルフェノールポリ
オキシエチレンエーテル、多価アルコール脂肪酸エステ
ル。

脂肪酸のエタノール７マイドなどが用いられ１両性系界
面活性剤としては、γルキｐベタインなどが使用され、
また１、２．５モノアミン、　ジアミンなどのアミン化
合物−高級アルキル７ミ＼ノ酸などが用語られる。なお
気泡安定化剤の添加量は対石炭当り０．０１〜３重量％
−望まＬ　＜は０，３〜１．５重量％である。

湿式粉砕機１で調製されたスラリーは、一旦コレクトタ
ンク２に貯留された後、高圧スラリーポンプ３によって
線速度０．５〜５＠／５ｅｃ−望ましくは２〜４ｍ／ｓ
ｅｃ　でガス化炉４へ圧送され、酸素とともにガス化炉
４内に噴出される１石炭粒子は高温部分酸化、水性ガス
反応などによってガス化炉４内でガス化される。ガス化
炉４内の温度は７００〜１７００°Ｃ−圧力は大気圧〜
９Ｑ　ａｔｍに維持されている。スラリーはガス化炉４
内に噴出されたとき。

スラリー中に気泡が介在していることによって一石炭粒
子間の凝集は殆ど起こらず１分散性がよく。

速やかに酸素と混合し、高いガス化効率でガス化して水
素−一酸化炭素を主成分とする合成ガスに転換される。

このときの主な反応式はつぎのとおりである。

Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ。

Ｃ−）−Ｈ，Ｏ→Ｃｏ　＋　Ｈ。

Ｃ十’ｌ　Ｈ２Ｏ−＋ＣＯ，＋　２　Ｈ２Ｃ−１−Ｇｏ
、→２ｃ。

Ｇｏ−４−Ｈ，Ｏ→ＣＯ，＋Ｈ。

Ｃ＋０．→ＣＯ。

２ｃｍ１−ｏ、→２ＧＯ なお５は廃熱ボイラ、６は熱交換器、７は集じん機であ
る。

第２図は本発明の方法を実施する装置の他の例を示して
いる。すなわち原料石炭を予め１０１１ｓ以下程度に粗
砕した後−さらに乾式粉砕機８（たとエバボールミル−
ハンマークラッシャ）によって要すればＣＯ２ガスまた
はＣＯ，ガスを含むガスを吹き込みながら粉砕する。こ
の粉砕炭を必要に応じて分級した後、水および気泡安定
化剤とともに混線機９（たとえば二軸型混線機）に供給
し、Ｃ０２ガスまたはＣＯ，ガスを含むガスを吹き込み
ながら充分混練することによって一流動性のある高濃度
スラリーを調製する。他の構成ならびに石炭の粒度−ス
ラリーの粘度は第１図の場合と同様である。

つぎに本発明の実施例について説明する。

実施例 中国産の亜瀝青炭を予め粗砕した後、湿式ボールミル 重量％）とともに供給し燃焼排ガスを雰囲気ガスとして
高濃度スラリーを調製した。なお中国産の亜瀝青炭の性
状は下記のとおりであった。

水分　　　　　　７．２％ 灰分　　　　　　　８．９〃 揮発分　　　　２８．２　１ 固定炭素　　　６ｏ．ｏ〃 燃料比　　　　　２．１３ また燃焼排ガスの組成は− ｃｏ，　　　　　　　１２容量％ Ｈ，０　　　　　　　１２　　１ Ｎ　　　　　　　　　　　　　７４，５　　ｌＯ，　　
　　　　　　１．５　１ であった。

湿式ボールミル出口のスラリーの性状は，粒度１　ｍｂ
　以下で２００メツシュ通過率３０％．スラリー濃度７
２％（ドライベース）、粘度１６００ｃｐであっり．ツ
いでこのスラリーをガス化炉に供給して、圧力５Ｑａｔ
ｍ，温度１５００°Ｃの条件で酸化剤として酸素を吹き
込んでガス化した．得られた生成ガスの組成は下記のと
おりであった。

Ｈ，　　　　　　　３７．４％ Ｃ０　　　　　　　　　　　５２．６　〃Ｇｏ，　　　
　　　　９．７　ｆｔ Ｎ，　　　　　　　　０．２０／／ ＣＨ４０．０９　／／ Ｈ，Ｓ　　　　　　　Ｏ．０１　／／ 木発明の方法はーＣＯ，ガスまたはＣＯ，ガスを含むガ
スの雰囲気中で石炭を湿式粉砕機または乾式粉砕機で粉
砕し一水と気泡安定化剤を混合し、高濃度スラリーを調
製するので、微粉炭による爆発（たとえば炭塵爆発）を
防止することができるとともに，石炭の劣化を抑えるこ
とができる．この場合，ＣＯ，ガスまたはＣＯ，ガスを
含むガス中００！濃度が５％程度以下であれば一劣化を
抑える効果は高くなる。スラリー、中に巻き込まれたＣ
Ｏ，ガスは、ガス化炉中で下記の水性ガス化反応によっ
てＣＯに変化【、−　ガス化原料の炭素源として有効に
作用する。

Ｃ４−Ｇｏ，→２ｃ。

Ｃｏ−１−Ｈ，Ｏ→Ｃｏ，＋Ｈ。

また石炭ガス化により生成したガスのリサイクルガスを
用いた場合は，　ＣＯ，以外にＣＨ，を含んでいるため
−　ＣＨ，−４−Ｈ，Ｏ→Ｃｏ　−１−　３　Ｈ，の反
応によりｃｏ−Ｈ，を生成することによって，ＣＯ，同
様有効に作用する。

本発明の方法におけるスラリー中の気泡は．雰囲気ガス
を巻き込むことによって生成し、気泡安定化剤によって
安定化されるものである。このため、雰囲気ガスを巻き
込み易い構造のたとえばボールミルのような湿式粉砕機
−乾式粉砕機、たとえば二軸型混練機のような混練機を
用いている。

また分散効果を有する気泡安定化剤を用りるのが望まし
い。

以上説明したように１本発明の方法によれば。

スラリー濃度が高因ため従来スラリーより水の蒸発が少
なくてすみ、ガス化効率を高めることができ−またスラ
リー中に気泡が介在しているため。

ガス化炉内に吹き込まれたときにスラリーの分散がよく
酸素との混合が十分かつ速やかに起こり。

このためガス化炉内でのガス化効率が高くなるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置ので例を示すフロ
ーシート−第２図は他の例を示すフローシートである。 １・・・湿式粉砕機、２・・コレクトタンク、６・・・
高圧スラリーポンプ、４・・・ガス化炉、５・・・廃熱
ボイラ、６・・熱交換器−７・・−集じん機、８・・乾
式粉砕機、９・・混練機 特許出願人　川崎重工業株式会社 ゛でΣノ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　石炭をガス化炉へ供給１、石炭を部分酸化して合成
   ガスを得る方法において、ＣＯ，ガスまたはＣＯ，ガス
   を含むガスの雰囲気中で粉砕炭。 水および気泡安定化剤を充分混合ｌ−で＋　Ｃｏ。 ガスまたはＣＯ，ガスを含むガスからなる気泡を含んだ
   石炭濃度６５〜９５重量％の高濃度スラリーを調製し−
   この高濃度スラリーをガス化炉へ供給することを特徴と
   する石炭ガス化方法。