JPS59117586A - 流動層による石炭のガス化装置 - 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、流動層炉を用いて石炭を高温でガス化する装
置におけるガス化剤吹込口に付着−成長する溶融灰を除
去する機能を付与させた流動層における石炭のガス化装
置に関する。

近年、石油資源が逼迫するという供給事情の問題から石
炭利用の見直しがなされており、特に石油化学の代替と
してＣ５化学、液体燃料の代替として石炭液化技術が注
目されてきている。

Ｃ１化学の最初のステップでは、−酸化炭素と水素、石
炭液化では水素が必要であり、いずれも石炭をガス化し
てＣＯとＨ２を製造する技術が重要となる。

石炭のガス化炉としては、固定層炉、流動層炉、噴流層
炉等が既に大型化されているが、使用する炭種や粒径に
よって夫々一長一短がある。

本発明は、これらのうちの流動層炉に分類される石炭ガ
ス化炉に関するものである。

石炭ｌ酸素または空気とスチームを用いてガス化させる
際は、石炭の乾留と燃焼速度ははやいので、ブトアール
反応と水性ガス化反応・によるガス化速度が律速となる
。

これらの反応は、高温になる程反応速度が加速されるの
でガス化温度を高めてガス化効率を向上させることが肝
要である。しかし、この反応時の温度が灰の融点付近に
まで高められると、灰が軟化あるいは溶融してガス北側
吹込口に付着・成長し遂には炉全体が閉塞し運転が不能
となるまでになる。

このような不都合を回避するため、流動層炉による石炭
ガス化の時は、通常灰の融点より約２００℃低い温度に
抑えて運転を行わざるを得す、ガス化反応速度が遅くな
り石炭のガス化効率が悪くなる。

従来方式による流動層炉による石炭ガス化装置の一例を
図によって説明する。

第１図は、一般的な流動層炉の概念図の一例で、石炭１
は、スクリューフィダーなどにより流動層炉２に供給さ
れて乾燥されてチャー５となる。この時、酸素または空
気とスチームの混合ガスからなるガス化剤７を炉底に設
けた流路から吹き込み、多孔分散板４から吹き上げて炉
内に滞留するチャー５を流動化させながらガス化反応を
行わせるものである。

この方法によねば、多孔板型分散板４上の孔間にチャー
粒子のよどみ部分が生じ、これがガス化剤７に触れると
局部的に加熱されるが、この時ガス化温度が充分に高め
られている場合ではチャー粒子中の灰が溶融を起し多孔
板型分散板４上に付着・成長して究極的には流動化かで
きなくなる。

このような溶融灰の付着・成長を防止する方法として特
開昭５２−１２６４０４号では、流動層内での局部加熱
を是認し、灰同志を融着させて粗大粒とし層内より連続
的に除去する装置が提案されている。

この装置は、概ね第２図に示したようなものである。

流動層炉２に乾留したチャー５をとり、炉底部に設置さ
れた多孔分散板４及び分散板の中央に設けられた灰抜用
管６からスチーム２０を吹き上げチャー５を流動化させ
る。一方、酸素または空気８は層内に突出しているノズ
ル９から吹き込みノズル９の先端部分周辺を燃焼ゾーン
１０として灰を溶融させ、溶融した灰同志を成長させる
。

この融着して成長した灰は、流動化用スチーム２０によ
って冷却固化し塊状の灰１９となり、最早や流動しなく
なった形態のものは、灰抜用管６を通って系外に落下さ
せ取り出すものである。

この装置によれば、分散板４上の局部加熱がなく、灰の
融着は回避できるばかりでな（、酸素または空気吹き込
みノズル９の周辺チャーは激しく流動されるのでノズル
９の先端部への灰の融着量も低減させることができる。

しかし１ｊがら、長時間の運転を行うときは、この装置
にあってもノズル９への灰の融着は避けることができな
い。

更にガス化剤を構成する酸素または空気の導入とスチー
ムの導入を別々に行うため流動層炉２内でホットスポッ
トあるいはコールドスポットが生じ温度制御が難かしい
という欠点を有するものであった。

本発明は、上に述べたような従来技術の問題点を回避す
るにつき、ガス化剤の酸素又は空気とスチーノ、の混合
ガス吹き込み日付近ではチャーの燃焼ゾーンが形成し灰
がここで溶融してガス化剤吹き込み口やその近隣炉壁に
付着・成長するのに対し、流動の激しい部分では溶融灰
の付着−成長が少ないということに鑑みて検討を行ない
、流動層炉で石炭を高温でガス化する際に灰が溶融しガ
ス化剤吹き込み口に付着・成長するトラブルを防止する
ための付着灰除去装置を備えた流動層による石炭のガス
化装置に到達した。

即ち本発明は、逆円錐形の炉底な有するガス化炉の中央
底部に流動化ガスの吹込口を有するガス化炉において、
炉壁に対して水平方向から少な（と−も１本のガス他剤
吹込ノズルな炉壁を貫通して炉内に突出させかつその先
端部周囲に成長する溶融灰の除去手段を設けたことを特
徴とする流動層による石炭のガス化装置に関するもので
ある。

ガス化炉１１の中央底部から、酸素濃度の低いガスない
しは燃焼排ガスからなる流動化ガス１３を吹き上げるこ
とによりガス化炉内のチャー５を流動させる。一方、こ
れとは別に酸素濃度の高いガスヶ炉内に突き出したノズ
ル１２より吹込みガス化を行わせることＫより、ノズル
先端部にのみ溶融灰１７を付着させるようにしている。

このようにノズル先端部の入りこ付着させた溶融灰１７
は、次に述べるような除去手段を用いて容易に掻き落し
ないしは払い落しすることができるのである。

以下第３図及び第４図によって本発明を説明する。

第３図は、本発明における溶融灰除去手段のうちの一実
施態様を示したものである。

スクリューフィーダーなどの公知の供給手段によって移
送された原料石炭１は、ガス化炉１１に供給され乾留さ
れてチャー５になる。このチャ＝５は、炉底に設けた凝
集灰抜出管６を通って吹き上げられている流動化ガス１
３によってガス化炉１１内で流動させられる。この吹き
上げられる流動化ガス１３は、チャー５が凝集灰抜出管
６から落下しない流速を保っている。

ここで使用される流動化ガス１６は、酸素濃度が低く、
また灰の融点より低い温度の燃焼排ガスとし、ガス化炉
１１の底部の温度を灰の融点以下に抑え、炉壁への灰の
融着防止の効果を発揮させている。

酸素または空気とスチームからなるガス化剤１４ば、ガ
ス化炉１１の側面の複数箇所から炉内に突き出されたノ
ズル１２より吹き込まれている。このノズル１２の炉内
に突き出す距離は、チャー５の燃焼ゾーン１０が炉壁に
触れないような長さに適宜選択する。ノズル１２は、そ
の外周ケ滑動することのできるパイプ１５を具備してお
り、このパイプ１５は、電動シリンダーやエアシリンダ
などにより往復運動か可能であるよう構成されている。

尚、ノズル１２とパイプ１５の間及びパイプ１５と炉壁
の間はアスベストなどのシール材１６によりシールされ
ている。

このように構成されているガス化炉１１を運転し時間の
経過に伴ってノズル１２の先端部に付着溶融灰１７が成
長したときは、パイプ１５を炉内方向に押出すことによ
り付着溶融灰１７を剥離させる。このようにして剥離し
た付着溶融灰１７は、ガス化炉１１内で流動しているチ
ャー５に比べて充分に比重が大きくなっており、従って
流動化ガス１６の上昇に抗して塊状の灰１９と共に落下
し灰抜用管６から系外に排出される。

他の実施例を第４図によって説明する。この場合ハ、ガ
ス化剤１４の送入ノズル１２にはエアハンマーないしは
バイブレータ１８が設けられており、ノズル１２に対し
て付着溶融灰がある程度以上の大きさにまで成長したと
き振動を加えて振い落すものである、 いずれのｂｈ　Ｇ−も、ガス化剤１４の吹込ノズル１２
の材質は、溶融灰が付着しにくいものを使用することが
好ましく例えば耐衝撃性のステンレス鋼などの耐熱合金
製である方が好ましい。

以上の如き構成からなる本発明装置を使用する、　こと
により、石炭をガス化炉によって高温でガス化する際に
順調にかつ長時間に亘って操業を行うことができ、また
従来の低温ガス化法に比べて石炭のガス化効率を大幅に
向上できるといへ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的流動層炉の概念図、第２図は従来技術に
よる石炭ガス化炉の概念図、第６及び４図は本発明の実
施態様を示す概念図である。 １−石炭、１１−　ガス化炉、１２−　ノズル、１３−
　流動化ガス、１４−　ガス化剤、１５−　パイプ。 １＜Ｓ−一一−シール劇、１７−付着溶融灰、１８−エ
アハンマ又はバイブレータ、１９−塊状の灰、２０−　
　スチーム。 代理人　弁理士　　木　村　三　朗

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）逆円錐形の炉底な有するガス化炉の中央底部に流
   動化ガス吹込口を有するガス化炉において、炉壁に対し
   て水平方向から少なくとも１本のガス止剤吹込ノズルを
   炉壁を貫通して炉内に突出させかつその先端部周囲に成
   長する溶融灰の除去手段を設けたことを特徴とする流動
   層による石炭のガス化装置。
2. （２）溶融灰除去手段が連続的ないし断続的な振動付与
   によるものである特許請求の範囲第１項記載のガス化装
   置。 込
3. （３）溶融灰除去手段がガス化剤飯ツズル外周をパイプ
   か可動となるように設けたことからなる特許請求の範囲
   第１項記載のガス化装置。