JPS58225191A - 流動層による石炭のガス化方法及びその装置 - Google Patents
流動層による石炭のガス化方法及びその装置Info
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- C10J2300/0973—Water
- C10J2300/0976—Water as steam
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。
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、粉炭を使用して石炭ガスを取得するための方
法並びにその装置に関するものである。
法並びにその装置に関するものである。
近年のエネルギー逼迫問題にからむ諸事情に鑑み、石炭
エネルギー再利用の検討が世界的に行われはじめている
。
エネルギー再利用の検討が世界的に行われはじめている
。
エネルギー源としての石炭は、その形状が固体であるこ
とから、石油ないしガスに依存した・−とから得た使い
易さ使用時や使用後の固形状残留物のない形態に慣れす
ぎている供給者・需要者の１０１で石炭の液化ないしは
ガス化技術の確立が要望されてきている。
とから、石油ないしガスに依存した・−とから得た使い
易さ使用時や使用後の固形状残留物のない形態に慣れす
ぎている供給者・需要者の１０１で石炭の液化ないしは
ガス化技術の確立が要望されてきている。
この石炭の液化ないしはガス化技術が完成すれば、この
エネルギー供給ルートないしは使用場面である末端装置
にそれ程の大きな改変を有えずに従前のものが使用でき
るから極めて大きな経済効果をもたらすであろう。
エネルギー供給ルートないしは使用場面である末端装置
にそれ程の大きな改変を有えずに従前のものが使用でき
るから極めて大きな経済効果をもたらすであろう。
このような周囲の状況から、石炭の液化ないしはガス化
に関する技術的検討が進められており、既に数多くの検
討結果の発表や提案がなされている。
に関する技術的検討が進められており、既に数多くの検
討結果の発表や提案がなされている。
そのうちの石炭ガス化技術に限ってみても、流動層式（
単一、多段）、噴流式ぞの他があるが、本発明の技術は
流動層式の範噴に含まイア、るガス化炉を用いて発電、
燃料ないしは化学原料用等のガスを製造するないしその
装置に関するものである。
単一、多段）、噴流式ぞの他があるが、本発明の技術は
流動層式の範噴に含まイア、るガス化炉を用いて発電、
燃料ないしは化学原料用等のガスを製造するないしその
装置に関するものである。
石炭をガス化しｆ−場合に発生する灰をどのようにし−
Ｃ取り除くかという問題に対する解決策は、石炭ガス化
技術の中でも大きな位置を占める重要事項となつ−Ｃい
る。
Ｃ取り除くかという問題に対する解決策は、石炭ガス化
技術の中でも大きな位置を占める重要事項となつ−Ｃい
る。
すなわζ、石炭をガス化する際、高温で反応を行わせれ
ば炭素のガス化反応速度が大きくなりガス化効率が良く
なることは知られているが、一方ガス化の際に生ずる灰
のためにトラブルが惹起することも知らＶｌ、ている。
ば炭素のガス化反応速度が大きくなりガス化効率が良く
なることは知られているが、一方ガス化の際に生ずる灰
のためにトラブルが惹起することも知らＶｌ、ている。
具体的に述べると、ガス化反応の際の温度が灰の融点に
近づくと灰が溶融を起しガス化炉中の分散板や壁面にこ
れが融着していわゆるクリンカートラブルが発生するう
そのために一般の流動層のタイプのガス化炉では、灰の
融点（低融点の石炭灰では約１２５０”Ｃ，高融点石炭
灰ではおよそ１６２０℃）より約２００℃程度下まわる
温度条件下での操業を余儀なくされている。
近づくと灰が溶融を起しガス化炉中の分散板や壁面にこ
れが融着していわゆるクリンカートラブルが発生するう
そのために一般の流動層のタイプのガス化炉では、灰の
融点（低融点の石炭灰では約１２５０”Ｃ，高融点石炭
灰ではおよそ１６２０℃）より約２００℃程度下まわる
温度条件下での操業を余儀なくされている。
現在、流動層タイプのガス化炉として実用化されている
Ｗｌｎｋｌｅｒ方式の場合は、ガス化反応時温度が９０
０〜１０００℃であり反応温度が低いことがら一部での
ガス化効率が低いだけに留まらｒ１タール、フェノール
等の発生量も多い、ガス化効率を上昇させるには、クリ
ンカートラブルを如何にして零ないしは僅少にし得るか
という解決策Ｉこ依存しＣおり、このクリンカートラブ
ルを防りためのガス化方式として生成した灰を積極的に
ある一定平均粒径ないしは重量になるまで凝集せしめ、
しかる後これを系外に排出するＬいう流動ガス化方式が
提案されている。
Ｗｌｎｋｌｅｒ方式の場合は、ガス化反応時温度が９０
０〜１０００℃であり反応温度が低いことがら一部での
ガス化効率が低いだけに留まらｒ１タール、フェノール
等の発生量も多い、ガス化効率を上昇させるには、クリ
ンカートラブルを如何にして零ないしは僅少にし得るか
という解決策Ｉこ依存しＣおり、このクリンカートラブ
ルを防りためのガス化方式として生成した灰を積極的に
ある一定平均粒径ないしは重量になるまで凝集せしめ、
しかる後これを系外に排出するＬいう流動ガス化方式が
提案されている。
この方法は、灰の融点付近の＠度でガス化反応を行いな
がら凝集法を流動層下部のスロートから取り除くもので
あるが、その具体例とし２ては第１図に示した如き米国
の１．Ｇ、Ｔ、で実施さイ１．ているＵ−Ｇａｓ法があ
る。以下これを説明すると、サージドラム７から送られ
た粉炭は、スクリューまたはベルト等公知の輸送手段に
よって上部がサイクロン構造を形成している灰凝集ガス
化炉１に供給さ （、１れ、別途ライン９によって供
給さｔｌ、る空気型たは酸素とスチームと混合さ１７、
てガス化を行い、粗ガスは、第１段冷却器２、第２段サ
イクロン６、第６段サイクロン４、第２段冷却器５を経
て洗浄塔６に至り生成ガスがライン１６よりとり出さ１
７．る。
がら凝集法を流動層下部のスロートから取り除くもので
あるが、その具体例とし２ては第１図に示した如き米国
の１．Ｇ、Ｔ、で実施さイ１．ているＵ−Ｇａｓ法があ
る。以下これを説明すると、サージドラム７から送られ
た粉炭は、スクリューまたはベルト等公知の輸送手段に
よって上部がサイクロン構造を形成している灰凝集ガス
化炉１に供給さ （、１れ、別途ライン９によって供
給さｔｌ、る空気型たは酸素とスチームと混合さ１７、
てガス化を行い、粗ガスは、第１段冷却器２、第２段サ
イクロン６、第６段サイクロン４、第２段冷却器５を経
て洗浄塔６に至り生成ガスがライン１６よりとり出さ１
７．る。
図中１１．１５及び１４は水の供給ラインを示し、１５
はダを水ラインＣある。第２及び６段目のサイクロン５
及び４で捕集された未反応粉炭及び灰分はライン１２を
経てガス化炉１の底部に戻されでいる。このガス化炉１
の底部には傾斜分散板１７が設けられており、この分散
板は導入ガスのためのノズルとしての機能を有するもの
である。またガス化炉１中で６１、ガス化反応とは別に
ライン１゜からの９気または酸素の供給を受けて灰が流
動状態を雑持しながら、一方では凝集が進行し、ある一
定の凝集物が形成された後は底部から排出さオフ、るよ
うになっている。
はダを水ラインＣある。第２及び６段目のサイクロン５
及び４で捕集された未反応粉炭及び灰分はライン１２を
経てガス化炉１の底部に戻されでいる。このガス化炉１
の底部には傾斜分散板１７が設けられており、この分散
板は導入ガスのためのノズルとしての機能を有するもの
である。またガス化炉１中で６１、ガス化反応とは別に
ライン１゜からの９気または酸素の供給を受けて灰が流
動状態を雑持しながら、一方では凝集が進行し、ある一
定の凝集物が形成された後は底部から排出さオフ、るよ
うになっている。
ところで、この方式では、主として粉炭ガス化のために
供給さイア、るライン９がらの空気または酸素とスチー
ムのライン及び主として粉炭及び灰の流動化のために供
給するライン１ｏからの空気まタハ酸素ＯＪ ラインと
いう２系列の流体導入ラインがあり、いず１１．のライ
ンにも云えることは流体の流量が変化すれば、凝集ガス
化炉１中の粉体の流動状態及びガス化温度に影響を及ぼ
すことになり両者のコントロール操作は極めて煩雑なも
のとなる。
供給さイア、るライン９がらの空気または酸素とスチー
ムのライン及び主として粉炭及び灰の流動化のために供
給するライン１ｏからの空気まタハ酸素ＯＪ ラインと
いう２系列の流体導入ラインがあり、いず１１．のライ
ンにも云えることは流体の流量が変化すれば、凝集ガス
化炉１中の粉体の流動状態及びガス化温度に影響を及ぼ
すことになり両者のコントロール操作は極めて煩雑なも
のとなる。
本発明者らは、クリンカートラブルを防ぐことにつき種
々検討を加え、ガス化炉の底部に耐熱性部材であること
が要求されかつ閉塞事故の原因となる目皿を使用するこ
となくガス化炉の下位に設けた燃焼室で生成ガスの一部
を燃焼させ、その燃焼ガスを流動用ガスとしてガス化炉
に導びき粉炭のガス化反応を行わせると共にここで生成
する灰の凝集を図り一定の粒度（ないしは重量）に成長
した凝集物は燃焼室を経て系外Ｉこ排出させる石炭のガ
ス化方法及びその装置に到達した。
々検討を加え、ガス化炉の底部に耐熱性部材であること
が要求されかつ閉塞事故の原因となる目皿を使用するこ
となくガス化炉の下位に設けた燃焼室で生成ガスの一部
を燃焼させ、その燃焼ガスを流動用ガスとしてガス化炉
に導びき粉炭のガス化反応を行わせると共にここで生成
する灰の凝集を図り一定の粒度（ないしは重量）に成長
した凝集物は燃焼室を経て系外Ｉこ排出させる石炭のガ
ス化方法及びその装置に到達した。
本発明の方法ないし装置は、例えばＵ −Ｇａｓ法にみ
られるよつな複維な流体のコントロール、傾斜分散板な
どの類似機能を発揮させるための装置への付加も必要と
せず極めて単純化された方法及び装置でありながら、ガ
ス化反応速度を向上せしめかつ反応室単位容積当りの処
理能力も上昇させ得るという極めて優れたものである。
られるよつな複維な流体のコントロール、傾斜分散板な
どの類似機能を発揮させるための装置への付加も必要と
せず極めて単純化された方法及び装置でありながら、ガ
ス化反応速度を向上せしめかつ反応室単位容積当りの処
理能力も上昇させ得るという極めて優れたものである。
以下図面を用いながら本発明を説明する。
第２図は、石炭等炭蒙を主体とする物質をガス化す−る
ためのフ１ｊ−シートである。数ｍｍ の大きさに粉砕
されたガス化用原料が、ホッパー１８からスクリューフ
ィーダー岬公知の輸送手段によりガス化炉１９に連続的
に供給される。ガス化炉１９内は、原料粒子が流動ガス
によって流動層を形成し、層内の温度は原料の灰の融点
より２００’Ｃ低い温度を下限温度として設定している
。ガス化炉の温度コントロールは、ライン２ｏから送入
するガス化用気体である空気または酸素上水蒸気の量の
コントロールによって行う。この時に送入するガス化用
気体は、水蒸気／酸素の体積比を５以下にすることが望
ましい。
ためのフ１ｊ−シートである。数ｍｍ の大きさに粉砕
されたガス化用原料が、ホッパー１８からスクリューフ
ィーダー岬公知の輸送手段によりガス化炉１９に連続的
に供給される。ガス化炉１９内は、原料粒子が流動ガス
によって流動層を形成し、層内の温度は原料の灰の融点
より２００’Ｃ低い温度を下限温度として設定している
。ガス化炉の温度コントロールは、ライン２ｏから送入
するガス化用気体である空気または酸素上水蒸気の量の
コントロールによって行う。この時に送入するガス化用
気体は、水蒸気／酸素の体積比を５以下にすることが望
ましい。
゛ ガス化反応の進行に伴って発生する灰は、流動層
内で働く一集一造粒作用を受は球状ないし顆粒状の凝集
灰となり燃焼室２１を通適して水ツバ−２２に落下する
。ガス化反応系が、高圧操業で行われる場合は、凝集灰
は更に下部ホッパー２６に移された後系外に排出する。
内で働く一集一造粒作用を受は球状ないし顆粒状の凝集
灰となり燃焼室２１を通適して水ツバ−２２に落下する
。ガス化反応系が、高圧操業で行われる場合は、凝集灰
は更に下部ホッパー２６に移された後系外に排出する。
一方、ガス化炉で発生したガスは、炉頂部よりサイクロ
ン２４を経てチャー、原料などの微粉状質を除去したの
ちガス精製塔２５に導びき、ここで、ダスト、ＮＯＸ、
ＳＯＸなどを除りまたのも、ついでコンプレツナ−２
６を経てガスホルタ−２７に貯蔵する。
ン２４を経てチャー、原料などの微粉状質を除去したの
ちガス精製塔２５に導びき、ここで、ダスト、ＮＯＸ、
ＳＯＸなどを除りまたのも、ついでコンプレツナ−２
６を経てガスホルタ−２７に貯蔵する。
サイクロン２４で分離した微粉状物質はライン２８によ
りガス化炉１９に戻されて原料物質と共に更にガス化反
応に供する。
りガス化炉１９に戻されて原料物質と共に更にガス化反
応に供する。
また燃焼炉２１には、ガスホルダー２７に貯蔵し７＝生
成ガスの一部をしイン２９によ゛つて導びくと共にライ
ン３０からは酸素ないし酸素含有ガスを供給してこれを
燃焼させて流動化用ガスを生成させる。燃焼室２１での
燃焼条件は、燃焼温度が生成した灰の融点以下であるよ
うに、またガス化炉１９と燃焼室２１．１！：の間に設
けたスロート部における流速がガス化炉１９中に流動し
でいる粉状物質の終末速度以上になるよう化燃焼ｆ＝ｙ
ントＩコールする。
成ガスの一部をしイン２９によ゛つて導びくと共にライ
ン３０からは酸素ないし酸素含有ガスを供給してこれを
燃焼させて流動化用ガスを生成させる。燃焼室２１での
燃焼条件は、燃焼温度が生成した灰の融点以下であるよ
うに、またガス化炉１９と燃焼室２１．１！：の間に設
けたスロート部における流速がガス化炉１９中に流動し
でいる粉状物質の終末速度以上になるよう化燃焼ｆ＝ｙ
ントＩコールする。
この燃焼室２１では、生成ガスの一部を完全燃焼サセる
ので、流動化用ガス量のコントロールは極めて容易に行
うことができる。
ので、流動化用ガス量のコントロールは極めて容易に行
うことができる。
種々の実験の語法、灰の融点よりもほぼ１００℃低い１
度に流動化用ガスの温度をコントロールず几ば、灰の凝
集が良好に行わオフ６ることｆ認めたが、蒸気／酸素比
や原料石炭の銘柄（品位）によっては当然のことながら
一律とはならず、一般的ｉこは灰の融点より２００℃低
い温度で実施すわ、ば良好に操業を行うことができる。
度に流動化用ガスの温度をコントロールず几ば、灰の凝
集が良好に行わオフ６ることｆ認めたが、蒸気／酸素比
や原料石炭の銘柄（品位）によっては当然のことながら
一律とはならず、一般的ｉこは灰の融点より２００℃低
い温度で実施すわ、ば良好に操業を行うことができる。
以上のように本発明の方法及び装置を使用することによ
り、ガス化炉内の温度り流動のコントロールをそｎ、ぞ
れ独立しＣ行うことができるため操業が従来方法に比較
して格段己行い得るという利点を有する。
り、ガス化炉内の温度り流動のコントロールをそｎ、ぞ
れ独立しＣ行うことができるため操業が従来方法に比較
して格段己行い得るという利点を有する。
以下に実施例の一部を示し、本発明の効果を示す。
実施例
下記のφ件によって石炭のガス化を、燃焼室に供給する
支燃性ガスの種類を変えて行った。
支燃性ガスの種類を変えて行った。
使用原料
ホスキソン（一般炭）
粒 径 ３ｍｍ以下
Ｑ 熱 ｉ ７０１８ Ｋｃａ６／ｇｇ
灰の軟化温度 １１７５℃ 灰の溶融温度 １２５０ ℃ 元素分析値 （ドライペース、チ） 炭 素 ７４．７２ 水 素 ４．６４ 窒 素 １．７２ 酸 素 ９．４４ 硫 黄 ０．４２ 灰 分 ９．０６ 供給温度 原 料 ２５ ℃ ガス化炉用流体 １５０ ℃ 燃焼量用空気（酸素）２５ ℃ 操業温度 ガス化炉 １２００℃ 燃焼室 １１７５′℃ 操業圧力 １ ｓｏ ｍｍ ａｑ
灰の軟化温度 １１７５℃ 灰の溶融温度 １２５０ ℃ 元素分析値 （ドライペース、チ） 炭 素 ７４．７２ 水 素 ４．６４ 窒 素 １．７２ 酸 素 ９．４４ 硫 黄 ０．４２ 灰 分 ９．０６ 供給温度 原 料 ２５ ℃ ガス化炉用流体 １５０ ℃ 燃焼量用空気（酸素）２５ ℃ 操業温度 ガス化炉 １２００℃ 燃焼室 １１７５′℃ 操業圧力 １ ｓｏ ｍｍ ａｑ
第１図は石炭ガス化に関する従来技術を示した概念図、
第２図は本発明に基づく石炭ガス化技術を説明した概念
図である。 １９・・・ガス化炉、２１・・・Ｐ焼室、２７・・・ガ
ス貯蔵タンク、２０・・・支燃性ガス及び水蒸気ライン
、５０・・・支燃性ガスライン。 代理人弁理士 木 村 三 朗 い 手続補正書（自発） ｆ、ＹＦ自）′長′自’１１役 昭和５
了ｉｌ、了）１２９１１１、事件の表示 特願昭５７−１０７６６７号 ２、発明の名称 流動層による右脚のガス化方法及びその装置名 称 （
４１２） １１本鋼管株式会社４、代理人 ６、補＋Ｆ、の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 （１） 明細書第３頁、第１４〜１８行、「灰の融点
・・・・・・されている。」をｒ １０００℃以上σ）
高温ガス化は難しいとされている。」と補正する。 （２）同、第９頁、第２行、「完全」をＭＩＪ除する。 （３）同、同頁第１０行、「灰の融点より・・・・・・
実施すれば」を「灰の融点より２００℃低い温度力１ら
灰の融点の温度範囲で実施すれげ」と補正する。 （４） 同、同頁、第１５行、「格段と」の次に「力
１つ容易に」を挿入する。 以上 手続補正書（自発） １、旨′自ｊ′長′自ＩＩ役 昭和５
７年１２月ンク０［］１、事件の表示 ％願昭５７−１０．．７６６７号 ２、発明の名称 流動層による石炭のガス化方法及びその装置３、補１１
；をする者 事件との関係 特 許 出願人 名 称 （４１２） １１本鋼管株式会社４、代理人 ６、補市の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補市の内容 （１） 明細書第１０頁、第１７行「ガス化炉流体」
を「ガス化剤」と補正する。 （２） 同、第１１貞第２行［ガス化炉１２００１：
Ｊを「ガス化炉１１７５℃」と補正する。 （３） 同、回頁第６行「燃焼室１１７５℃」を「燃
焼室１２００℃」と補正する。 以上 い
第２図は本発明に基づく石炭ガス化技術を説明した概念
図である。 １９・・・ガス化炉、２１・・・Ｐ焼室、２７・・・ガ
ス貯蔵タンク、２０・・・支燃性ガス及び水蒸気ライン
、５０・・・支燃性ガスライン。 代理人弁理士 木 村 三 朗 い 手続補正書（自発） ｆ、ＹＦ自）′長′自’１１役 昭和５
了ｉｌ、了）１２９１１１、事件の表示 特願昭５７−１０７６６７号 ２、発明の名称 流動層による右脚のガス化方法及びその装置名 称 （
４１２） １１本鋼管株式会社４、代理人 ６、補＋Ｆ、の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 （１） 明細書第３頁、第１４〜１８行、「灰の融点
・・・・・・されている。」をｒ １０００℃以上σ）
高温ガス化は難しいとされている。」と補正する。 （２）同、第９頁、第２行、「完全」をＭＩＪ除する。 （３）同、同頁第１０行、「灰の融点より・・・・・・
実施すれば」を「灰の融点より２００℃低い温度力１ら
灰の融点の温度範囲で実施すれげ」と補正する。 （４） 同、同頁、第１５行、「格段と」の次に「力
１つ容易に」を挿入する。 以上 手続補正書（自発） １、旨′自ｊ′長′自ＩＩ役 昭和５
７年１２月ンク０［］１、事件の表示 ％願昭５７−１０．．７６６７号 ２、発明の名称 流動層による石炭のガス化方法及びその装置３、補１１
；をする者 事件との関係 特 許 出願人 名 称 （４１２） １１本鋼管株式会社４、代理人 ６、補市の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補市の内容 （１） 明細書第１０頁、第１７行「ガス化炉流体」
を「ガス化剤」と補正する。 （２） 同、第１１貞第２行［ガス化炉１２００１：
Ｊを「ガス化炉１１７５℃」と補正する。 （３） 同、回頁第６行「燃焼室１１７５℃」を「燃
焼室１２００℃」と補正する。 以上 い
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＋Ｉ＋原料原料側流動状態ス化するガス化炉に付随させ
て燃焼室を設け、該燃焼室番こ生成ガスの一部を酸素含
有ガスと共に吹き込みこれを燃焼させ、生成したガスを
流動用ガスとしてガス化炉に導びくことをｌＲ徴とする
流動層による石炭のガス化方法。 （２１原料を流動状態でガス化するガス化炉と、その下
位に位置して生成ガスの一部を燃料の一成分とする燃焼
室を設は両者を直立スロートにより接続したことからな
る流動層による石炭のガス化装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10766782A JPS58225191A (ja) | 1982-06-24 | 1982-06-24 | 流動層による石炭のガス化方法及びその装置 |
| AU13682/83A AU559243B2 (en) | 1982-06-24 | 1983-04-20 | Fluidized gasification method and apparatus using coal coke or the like |
| DE19833318217 DE3318217A1 (de) | 1982-06-24 | 1983-05-19 | Verfahren und vorrichtung zur vergasung von kohle oder dgl. |
| FR8310401A FR2529221B1 (fr) | 1982-06-24 | 1983-06-23 | Procede et appareil de gazeification utilisant du charbon, du coke ou une matiere du meme genre |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10766782A JPS58225191A (ja) | 1982-06-24 | 1982-06-24 | 流動層による石炭のガス化方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58225191A true JPS58225191A (ja) | 1983-12-27 |
Family
ID=14464948
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| JP10766782A Pending JPS58225191A (ja) | 1982-06-24 | 1982-06-24 | 流動層による石炭のガス化方法及びその装置 |
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- 1983-06-23 FR FR8310401A patent/FR2529221B1/fr not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2529221B1 (fr) | 1986-09-26 |
| FR2529221A1 (fr) | 1983-12-30 |
| AU1368283A (en) | 1984-01-05 |
| AU559243B2 (en) | 1987-03-05 |
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| DE3318217C2 (ja) | 1987-05-14 |
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