JPS59120686A - 石炭のガス化装置及びこれを用いたガス化方法 - 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、流動層炉により石炭を高温でガス化させる際
にガス化剤吹込み口ないしは炉壁に溶融灰が付着・成長
することを防止する石炭のガス化装置及びこれを用いた
ガス化方法に関するものである。

近年、石油資源が迫追するとし・５供給事けｆ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Ｃ１化学、液体燃料の代替として石炭液化技術
が注目されてきでし・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、（・ずれも石炭をガス化
してＣＯとｆ３２を製造する技術カニ重要となる。

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し・るカー、使用する炭
種や粒径によって夫々−長一短力″−ある。

本発明は、これらのうちの流動層炉に分類されル５　炭
ガス化炉に関するものである。

石炭′ｆ：酸素ま１こ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。

こイ１．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全向上させること
が肝要である。しかし、この反応時の温度が灰の融点ｆ
」近にまで高められると、灰が軟化あるいは浴融してガ
ス化剤吹込口に何着・成長し遂には炉全体が閉塞し運転
が不能となるまでにプＡ：る。

このような不都合全回避する１こめ、流動ル）７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、ガス化反応速夏が
迎くなす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！￥１１１層炉のオ既念図の一例
で、石炭１は、スクリューフィダーなどによりθ１ｃ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６を炉底に設けた流路から吹ぎ込み、多孔板型分散
板４から吹き上げて炉内に７・（）旨■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。

この方法によれば、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６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（エチー＼・−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
化ができなくなる。

このような溶融灰の付着・成長全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
全是認し、灰同志を融着させて和太粒とし層内よυ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（２）に示し１こよりなものであ
る。

流動層炉２に乾留したチャー５をと役、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１こ灰抜
小管７からスチーム６を吹き上げチャー５全流動化させ
る。一方、酸素または空気８は５層内に突出しているノ
ズル９がら吹き込みノズル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、流動化用スチーム乙によっ
て冷却固化し塊状の灰１１となり、最早や流動しなく７
よった形態のものは、灰抜小管７を通って系外に落下さ
せ取シ出すものである。

この装置によれば、分散板４上の局部加熱がなく、灰の
融扁は回避できるばかりでなく、酸素まＬは空気吹き込
みノズル９の周辺チャー５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糸も低減させることができる
。

しかしながら、長時間の運転を行うときは、この装置に
あ・つてもノズク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つＴこ。

本発明者らは、上に述べ１こような従来技術の問題点を
回避するについて、酸素または空気とスチームからなる
ガス化剤吹き込み口例近で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
にイ」尤・成長するのに対し、流動の激しい部分では溶
融灰の付属・成長が少ないことに着目して検討を行ない
、流動層炉で石炭を高温でガス化する際に灰の溶融・付
着・成長に基づくトラブル全防止することのできるガス
化装置及びガス化方法に到達し１このである。

すなわち、本発明は、逆円（１を形炉底の中央部に凝集
法抜出管を備えた石炭のガス化炉において、炉頂から流
動層部へガス化剤吹込ノズル金垂下しＴこことを特徴と
する石炭のガス化装櫨を第１の発明とし、またこの装置
を用いた逆円錐形炉底の中央部に凝集灰抜出管全備えた
石炭のガス化炉において、炉頂から流動層炉へガス化剤
吹込ノズル全垂下さぜ前記凝集灰抜出管から流動化ガス
を吹込み炉底部を灰の溶融温度以下に保持しつつガス化
剤を吹込んでガス化を行う石炭のガス化方法全第２の発
明とするものである。

本発明で使用ｆるガス化炉は、炉底より酸素濃度が低く
、また灰の融点より低い温度の燃焼排ガスなどを吹上げ
炉内のチャーを流動化し、これとレエ別に炉頂から炉底
に挿入し１こガス化吹込みノズルから酸素濃度の高いガ
ス化剤を吹込むことを骨子としており、このカｌ−＋ヒ
剤吹込みノズルに２血管としてその外周には冷媒を循環
させまたノズル軸を中心として回転できるような構造と
することによυ溶融した灰がノズルに付着すること全防
止するようになっている。

なお、当然のことながら、ノズルから吹き込むガス化剤
の流速を調整することによって、チャーの燃１焼ゾーン
のエリヤが炉壁に触れないようにする。

以下、本発明の石炭のガス化装置およびこの装置を用い
たガス化方法を（２）面金用（・で説明する。

第６図は、本発明による石炭のガス化装置を示し１こも
のであり、スクリューフィーダーなど公知の運殿手段に
よって供給された石炭１が流動／ｄ炉２に供給されて炉
内の高温雰囲気下で瞬時に乾留されてチャー５となる。

匠動層炉々底に設け１こ灰抜出前７より流動化ガス１２
ヲ吹き上げチャー５全流動化させる。灰抜出前７から送
９込まれる流動化ガス１２の流速は炉内のチャー５が流
動化全維持できるような流速を保つ。この流動化ガス１
２＆末酸素濃度が低く、灰の融点よｐ低（・温度の燃焼
排ガスなどを用い、炉底部の温度を灰の溶融温度以下に
抑え炉壁への灰の融着を防止する。ｌ：５にして−・る
。

一方、酸素又は空気とスチームの混合ガスのガス化剤６
は、流動層炉２の炉頂からチャー５　ｂ−＞流動してい
るエリヤに挿入されているガス化剤吹込ノズル９から吹
ぎ込んでいる。このノズル９（工、２重管構造としその
外側には冷媒、一般的に＆工冷却水全通して過度の温度
上昇を抑制するようになっている。

またノズル９は、外部に設け１こモーターＭによって回
転させ燃焼ゾーン１０ヲ広範囲にかつ均一に形成させる
と共に調整されたガス化剤の吹込流速とあいまって特定
炉壁箇所へ燃焼ゾーンが触れないようにしている。

燃Ｖｉゾーン１０で生成し流動化ガス流によって流動し
７ない程度に適度に成長した塊状の凝集灰１１（工、ス
チームによシ冷却（ないしは固化）されて灰抜出前７よ
シ落下して炉外に排出されるようになっている。

以上の通シ、木発明のガス化装置なし・しこの装Ｒｋ使
用し１こガス化方法を実施することによシ、従来の低温
ガス化方法に比べて石炭のガス化効率が著しく向上する
という効果を充分に享受することかできるものである。

【図面の簡単な説明】

ｇ：’Ｓ　１図及び第２図は従来法による石炭ガス化装
置の概念図、第６図は本発明に係る石炭ガス化装置の概
念図である。 １・・・石炭、２・・・流＠層炉、５・・・チャー、７
・・・灰抜出前、９・・・ガス化剤吹込ノズル、１０・
・・・１然焼ソ゛−ン、１１・・・凝集灰、１２・・・
流動化ガス、Ｎ１・・・モータ。 代理１人　弁理士　木　利　三　朗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）逆円錐形炉底の中央部に凝集灰抜小管を備え１こ
   石炭のガス化炉において、炉頂から流動層部へガス化剤
   吹込ノズルを垂下したことを特徴とする石炭のガス化装
   置。 （２）ガス化剤吹込ノズルを２重管としその外管部に冷
   媒を通すと共に該吹込ノズル先端部には円周方向に吹込
   ノズル孔を設けこれを回転駆動させることからなる特許
   請求の範囲第１項記載の石炭のガス化装置庁。 （ろ）逆円錐形炉底の中央部に柴集灰抜出管を備え１こ
   石炭のガス化炉において、炉頂から流動屑部ヘガス化剤
   吹込ノズルを垂下させ前記凝集灰抜出管力・ら流動化ガ
   スを吹込み炉底部を灰の溶融温度以下に保持しつつガス
   化剤を吹込んでガス化を行う石炭のガス化方法。 （４）ガス化剤吹込ノズルからのガス化剤の吹込流速を
   炉壁温度が灰の融点以下となる範囲に選択して運転する
   特許請求の範囲第６項記載の石炭のガス化方法。