JPS584910Y2 - 液体燃料のガス化装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はＮＯｘ抑制燃焼可能な低分子形態のガスを得る
ことを目的とする液体燃料のガス化装置に関する。

原油、重油、ナフサ等の分解ガス化プロセスは古くから
研究されておりたとえば合成肥料製造用の所謂Ｆａｕｓ
ｅｒ法やＴＥＸＡＣＯ法が良く知られている。

また最近では重質油から付加価値の高いエチレンやプロ
ピレンを得る目的で流動層を利用した分解ガス化プロセ
ス等も報告されている。

このように液体燃料のガス化プロセスは種々検討されて
いるが、一般的にその目的は副産物を付加価値の高い物
質に変換することにある。

本考案も液体燃料を分解するものではあるが、前記目的
とは異なり、液体燃料のＮＯｘ抑制燃焼を図るために該
液体燃料を一旦ガス化すべく用いられるガス化装置に係
り、したがってできるだけ低分子形態のガスを得ること
を目的とし、特に分解ガス化後のガス性状にはこだわら
ないものである。

種々の文献に紹介されているように、通常の燃焼におい
ては気体、液体、固体燃料の順にＮＯｘの抑制燃焼が困
難となり、気体の中ではＨ２。

ＣＨ４，Ｃ３Ｈ８の順に、捷た液体燃料ではたとえば軽
油、Ａ重油、Ｃ重油の順にＮＯｘ抑制燃焼は難しくなる
。

この原因として種々の要因が考えられるが、たとえば液
体燃料が気体燃料よりＮＯｘ抑制燃焼が難しい原因とし
て、液体燃料は液粒の周囲で拡散燃焼するために燃焼面
が高温になり易く、そのためにＮＯｘ生戒０増大や液体
燃料中に含１れるＮ化合物の燃焼によるＮＯｘの生成な
どが考えられる。

そこで液体燃料を気体燃料と同等に１でＮＯｘ抑制燃焼
させるには、液体燃料を一旦ガス化し、気体燃料と同様
に局所高温発生の防止及び高温分解によりＮ化合物から
めＮの切離しを行えばかなりの抑制が可能となえことが
考えられる。

しかしこの場合に問題となるのが分解ガス化過程におけ
るカーボンスケールの発生である。

本考案は低分子形態のガスを得るための分解ガス化と該
分解ガス化に伴うカーボンスケールの発生防止を良好に
行うことのできる液体燃料のガス化装置を提供するもの
である。

以下その実施態様を図面に基づき説明する。

図に於て、１はガス化装置本体であり、本体ハウジング
２内に一対の内筒３ａ、３ｂが設置され、ハウジング２
の上部には主にスタートアップ時に操作される装置本体
１の加温用バーナ４が、また下部には生成した低分子形
態のガスの急冷部５がそれぞれ設けられている。

前記１対の内筒３ａ、３ｂは縦向きに並設され、それぞ
れの下端部には・・ウジフグ２外に突出された連結管６
ａ、６ｂを有する下窄部７ａ、７ｂが形成されている。

８．９は該連結部６ａ、６ｂにそれぞれ連通連結された
配管、１０は分解用の液体燃料と水蒸気との供給ライン
、１１は前記分解により発生するカーボンスケールを燃
焼させるための気体燃料と空気との供給ラインであり、
前記２つの配管８．９と２つの供給ライン１０．１１と
はタイマー１２に連動された切換え弁１３により相互に
一定時間ごとに連通経路が切換わるようになっている。

前記内筒３ａ、３ｂにはそれぞれアルミナボール等の粒
状物から成る充てん層１４ａ、１４ｂが形成されている
。

この充てん層ｊ４ａ、１４ｂはガス化処理量が小さい場
合は静也層、処理量が大きい場合は噴流層を形成するよ
うに粒子径、充てん量が設定されている。

そして前記噴流層形成時には充てん物の飛散を抑えるた
めに内筒３ａ、３ｂの上部にセットリング筒１５ａ、１
５ｂが設けられる。

１６は内筒３ａ、３ｂから一部飛散した充てん物の回収
口である。

またこの飛散に伴う充てん物の減少を補給する充てん物
補給装置が本装置に併設されるが、これは簡略化のため
図示していない。

既述のように５はガス急冷部であり、前記装置本体１の
・・ウジフグ２０下窄部側壁１７に設けられた高温低分
子分解ガスの排気口１８と連通されると共に、急冷用の
水蒸気ノズル１０及び空気との予混合室２０を有し、該
予混合室２０は風箱２１内に設けられた多孔筒２２によ
り均−予混合ができるようになっている。

２３は図外の燃焼器への低分子分解ガス供給口である。

次にその運転状態を説明する。

まず装置本体１上部の加温用バーナ４に気体又は液体燃
料及び該燃料を完全燃焼せしめるに充分な量の燃焼用空
気を供給して燃焼させ、この完全燃焼により生じた高温
ガスにより装置全体を充分に加温する。

この操作はスタートアップ時のみに行うのを通常とする
が、装置内部のカーボンスケール付着量が増大したとき
はその都度行っても伺等支障はない。

而して装置全体の温度が充分上昇したのち、互に対をな
す２つの円筒３ａ、３ｂのうちいずれか一方の円筒（本
実施例では円筒３ａ）に分解すべき液体燃料と水蒸気と
を供給ライン１０、切換え弁１３及び配管８を介して供
給し、該円筒３ａ内で分解ガス化を行なわせる。

前記したように本実施例で円筒３ａ、３ｂ内の充てん層
１４ａ、１４ｂは噴流層を形成するものであり、かかる
分解操作を長時間続けると該円筒３ａ内には分解ガス化
時に発生するカーボンスケールが充てん層１４Ｂの粒子
表面に付着し、次第に粒子径が増大しまた粒子同士の固
結現象が発生する。

一方、他の内筒３ｂには供給ライン１１、切換え弁１３
及び配管９を介して気体燃料と該気体燃料に対して充分
過剰な量の空気を供給しで燃焼させる。

このとき該円筒３ｂの充てん層１４ｂに沈積しているカ
ーボンスケールは燃焼される。

なおこのカーボンスケールについては後述する。

該内筒３ｂに供給される混合気は空気過剰であるので燃
焼ガス中には残存酸素が存在する。

そこで前記した円筒３ａ内で生成される分解ガスと、円
筒８ｂ内で生成される燃焼ガスとはこれら円筒３ａ、、
３ｂの上部に形成されている部分燃焼域２４で混合され
、分解ガスの一部は燃焼ガス中の残存酸素で部分燃焼さ
れる。

この部分燃焼により混合ガス温度は上昇され、未燃焼の
分解ガスはさらに低分子ガスへと分解が促進される。

このようにして生成された高温低分子分解ガスは前記内
筒３ａ 、３ｂとハウジング２との間を下降し排気口１
８からガ名急冷部５に供給される。

そして該下降時には両内筒３ａ、３ｂを加熱するもので
あるから、該内筒３ａ、３ｂ内での分解ガス化及び燃焼
は促進される。

急冷部５で高温低分子分解ガスは水蒸気により急冷後、
予混合空気と均一混合され、燃焼器へ送られる。

分解ガス化で生成するカーボンスケールは内筒３ａの充
てん層１４ａに沈積されるが、充てん層１４ａの固結現
象が始壕る以前に切換え弁１３が切換わるようにタイマ
ー１２を設定しておくことにより、該切換えで内筒３ａ
には気体燃料と過剰空気が送られて該内筒３ａ内ではカ
ーボンスケールが燃焼され、他の内筒３ｂには液体燃料
と水蒸気とが供給され分解ガス化が行われるので、連続
運転が可能となる。

以下、分解ガスがさらに低分子化されて急冷部５に送ら
れる過程は前記と同様であるので省略する。

このようにして得られた低分子分解ガスを燃焼器の燃料
として用いた場合の発生ＮＯｘ量は液体燃料を直接燃焼
させた場合に比較して±〜ま以下３ となり、大幅なＮＯｘの低減化が行え満足のいくもので
あった。

本実施例では分解ガス化及びカーボンスケールの燃焼を
行う内筒３ａ 、３ｂはノ・ウジフグ２内に１対設置さ
れたものを示したが、第３図のように２対設置しても、
これ以上設置しても良いことはもちろんであるが、基本
的には１対設置を最小単位とするものである。

なお第３図に於て２５は本体／”％ウジング、２６ａ
、２６ｂ 、２７ａ 、２７ｂは内筒、２８ａ 、２８
ｂ 、２９ａ 、２９ｂは充てん層である。

このように分解ガス化を行う内筒２６ａ 、２７ａとカ
ーボンスケールの燃焼を行う内筒２６ｂ 、２７ｂとを
互に斜交状に設置することにより、・・ウジフグ２５内
における温度分布は均一なものとなる。

以上の説明から明らかなように、本考案に係る液体燃料
のガス化装置は液体燃料の分解ガス化と、該分解ガス化
に伴い生成されるカーボンスケールの燃焼とを供給ライ
ンの一定時間ごとの切換えにより行うものであるから簡
単な構成で連続運転が可能となり、前記６４ガスは部分
燃焼されてさらに低分子ガス化されると共に該高温低分
子分解ガスはその、移動途中で分解ガス化反応系とカー
ボンスケールの燃焼反応系とを加温するものであるので
これらの反応は促進されるから、熱利用率の向上を図り
得しかも生成された低分子分解ガスを燃料として用いる
ことによりＮＯｘ抑制燃焼が可能であるから、液体燃料
を直接燃料として用いる場合に比べ大幅に発生ＮＯｘを
抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例装置のフロー図、第２図は同要部
縦断側面図、第３図は内筒を２対設置した場合のカス化
装置本体の横断平面図である。 １・・・・・・ガス化装置本体、２，２５・・・・・・
ハウジング、３ａ、３ｂ 、２６ａ 、２６ｂ 、２７
ａ 、２７ｂ・・・・・・内筒、１０・・・・・・液体
燃料と水蒸気との供給ライン、１１・・・・・・気体燃
料と過剰空気との供給ライン、１３・・・・・・切換え
弁（切換え手段）、２４・・・・・・分解ガスの部分燃
焼域。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 本体・・ウジング内に、液体燃料を分解ガス化し又はカ
   ーボンスケールを燃焼酸化する内筒を１対または複数対
   設置すると共に液体燃料と水蒸気、及び気体燃料と空気
   との供給ラインを各別に設け、この２つの供給ラインに
   前記対をなす会つの内筒に対する連通経路を相互に一定
   時間ごとに切換える切換え手段を設けると共に前記２つ
   の内筒のうち一方の内筒からの分解ガスと他方の内筒か
   らの燃焼ガスとの混合気の部分燃焼域を形成し、該部分
   燃焼で生成される高温低分子分解ガスで前記各内筒を加
   熱し得るようにしたことを特徴とする液体燃料のガス化
   装置。