JPS5851989B2

JPS5851989B2 - 石炭類のガス化方法

Info

Publication number: JPS5851989B2
Application number: JP13032077A
Authority: JP
Inventors: 俊太郎小山; 真二田中
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1977-11-01
Publication date: 1983-11-19
Also published as: JPS5464502A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、石炭または石炭と石油系減圧残渣油（重質油
）の混合物（以下これらを石炭類と呼ぶ）のガス化方法
の改良に関する。

石炭類をガス化する方式は、種々の立場から分類できる
が、まず、反応器形態は、固定床、流動床、噴流床、溶
融床の方法に分かれ、熱エネルギーの与え方から間接加
熱法、水素分解法、部分酸化法、熱媒体法等がある。

そのほか、数種類の分類があるが、上に述べた２つの分
類に代表される。

その中で特に、流動床ガス化法及び部分酸化法が多方面
で研究されている。

流動床ガス化方式は、一定粒径以下に粉砕した粉炭をガ
ス化炉内に供給し、ガ′ス化剤（酸素又は空気＋スチー
ム）を吹き込み流動状態にしてガス化する方法である。

この方式の利点として、（１）対流による熱伝導が優れ
ている。

（２）粉炭の利用が可能である。

（３）大量生産に適している等多数ある。また、石炭類
を流動層で部分酸化する際には、石炭類中の灰分が凝集
又は融着したり、流動層の運転が不可能になったり、未
燃カニボンを多量に含む灰分が排出されたりしやすい。

１段の完全燃焼によって灰分のみを得ようとするガス化
方式には、反応温度又は流動床自体の構造によって、灰
分の凝集及び融着を起させて、原料粒子の粒径より大き
くし、粒径差ができ、ある粒径以上のものとして抜き出
す方法が知られている。

しかし、泳方式では、ガス化炉全体に溶融灰分が発生し
て、流動層の運転が不可能になる事態になりやすく運転
制御がむずかしい。

一方、このような融着を防止しようとすると、未燃カー
ボンが抜き出され、ガス化率が低下するため、その有効
利用の必要がある。

本発明は、上記従来技術の欠点を改善し、その目的とす
るところは、未燃カーボンを燃焼させてガス化効率の向
上を図るとともに、ガス化剤の蒸気を虫取して経済的な
ガス化炉を得ることにある。

すなわち、ガス化炉の他に、主に灰分からなるアッシュ
炉を設置し、ガス化炉からの未燃カーボン含有灰分をア
ッシュ炉で、空気によって完全に燃焼し、灰分のみを凝
集させずとり出し、かつこの時の発生熱量を流動層中の
ボイラおよび廃熱ボイラにより回収して、スチームを発
生せしめる。

このスチームをガス化剤として利用する方法である。

ガス化炉から排出される未燃カーボン含有灰分（灰分５
０ｗｔ％、炭素分５０ｗｔ％）を、アッシュ炉内（流動
層）に供給し、ガス化剤（空気）によって燃焼し、未燃
カーボンのない灰分として抜出される。

アッシュ炉内に空気を送入して完全燃焼させるために急
激な温度上昇とＮＯｘの発生が問題となる。

しかし、アッシュ炉内は灰分がほとんどでありしかも
流動層内に伝熱管を入れて熱回収をはかるため、温度上
昇を抑制でき、そのためＮＯｘの発生量も極めて少くす
ることができる。

また、流動層は熱伝導が良いため熱回収効率もすぐれて
いる。

さらに、アッシュ炉は灰分が主体の流動層で、しかも、
理論空気量よりも過剰の空気を送り込むため、未燃カー
ボンは、はぼ完全にガス化され、灰分をほぼ純粋に抜き
出すことができる。

本発明の具体例を図面によりさらに詳細に説明する。

流動層のガス化炉１では、灰分を含有する炭素状物質が
シー７２と３の流動層を形成しており、上方のシー７２
が熱分解領域、下方のシー７３が部分酸化領域である。

あらかじめ前処理された石炭をライン１０よりガス化炉
に供給して流動層を形成せしめ、石炭と石油系減圧残渣
油（重質油）等の原料をライン１１から流動層中に、水
蒸気によって噴霧しながら供給し、シー７２で熱分解に
よりガス化する。

この時、炭素分と灰分に富んだ固体（これをチャーと総
称する）を副生ずるが、これが流動粒子となりかつ下方
３のゾーンでライン１４から分散板４を経て供給される
酸素又は空気と水蒸気等より成るガス化剤により、流動
化されつつ燃焼（部分酸化反応）され、この時の発生熱
量は、流動化ガスあるいは流動粒子を媒体としてシー７
２における熱分解熱を付与する、ここで流動化用として
用いる水蒸気は、アッシュ炉５での流動層ボイラ２０と
廃熱ボイラ１５によって発生させる。

シー７２と３は、１段の流動層なので熱受授は容易であ
るが、粒子が攪拌されているため、ゾーン３で灰分リッ
チになった粒子とシー７２で生成したカーボンリッチな
粒子は混合され、灰分リッチな粒子を選択的に取り除く
ことはできない。

そこで、粒子移動用の排出管１９を分散板４の下部につ
け粒子抜出し調節器１６によってアッシュ炉５に灰分と
未燃カーボン１８が供給される。

粒子抜出し調節器１６は未燃カーボン含有灰分をアッシ
ュ炉に送りつつガス化炉の流動層高を調節するが、アッ
シュ炉からのガスがガス化炉に漏れこむのを防止する構
造を有するものを使用する。

ガス化炉からの未燃カーボン含有灰分は、アッシュ炉５
内に供給され、流動層６によってガス化せしめる。

この時、灰分が流動粒子となり、流動層６で、ライン１
７から分散板４を経て供給される空気より威るガス化剤
により、流動化されつつ燃焼し、その時の発生熱量は、
流動層ボイラ２０および廃熱ボイラ１５により水蒸気を
作りガス化炉１に供給する。

排ガスはライン１２を経て排出される。灰分は、アッシ
ュ炉の中段に設置された溢流管７からライン９を経て抜
き出される。

ガス化炉１で虫取されたガスはライン１３から、後続の
ガス精製系を経てクリーン燃料ガスに変換される。

以下本方式の実施例を示す。

ライン１１より供給した原料は、石炭（太平洋炭）と石
油系減圧残渣油（ガツチサラン）であり、この石炭の混
合割合は３０ｗｔ％である。

これの元素組成は、（、＝８２．４８ｗｔ％、Ｈ＝９．
５１ｗｔ％、Ｎ＝０．７９ｗｔ％、Ｓ＝２．６３ｗｔ％
、０４．５９ｗｔ％、灰分は４．２ｗｔ％である。

以下諸条件及び実験結果を第１表に示す。

上記の第１表より、ライン９から排出される固形残渣物
は、約２〜３ｗｔ％の未燃カーボンを含有した灰分が得
られた。

本発明によれば、未燃カーボンが燃焼されることにより
ガス化効率が向上し、かつガス化剤となる蒸気の一部を
生成できるので経済的なガス化炉を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の流動層から成るガス化炉及びアッシュ炉
の縦断面図を示す図である。１・・・・・・ガス化炉、２・・・・・・熱分解ゾーン
、３・・・・・・部分酸化ゾーン、４・・・・・・分散
板、５・・・・・・アッシュ炉、７・・・・・・溢流管
、・・・粒子抜出調節器、１５・・・・・・廃熱ボイラ、１６・・・２０・・・・
・・流動層ボイラ。

Claims

【特許請求の範囲】

１灰分を含有する石炭または石炭と石油系減圧残渣油
の混合物を水蒸気と酸素の混合ガスによりガス化する方
法において、流動層ガス化炉で熱分解と部分酸化を同時
に行わしめ、さらにガス化炉で燃焼しなかったカーボン
をアッシュ炉で燃焼させ、このアッシュ炉で発生した熱
を回収して蒸気を発生させ、この蒸気を上記ガス化炉の
ガス化剤の一部としたことを特徴とする石炭類のガス化
方法。