JPS6011201A - 高温の合成ガスの冷却方法および冷却室・デイツプ管アセンブリ - Google Patents

高温の合成ガスの冷却方法および冷却室・デイツプ管アセンブリ

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JPS6011201A
JPS6011201A JP59126566A JP12656684A JPS6011201A JP S6011201 A JPS6011201 A JP S6011201A JP 59126566 A JP59126566 A JP 59126566A JP 12656684 A JP12656684 A JP 12656684A JP S6011201 A JPS6011201 A JP S6011201A
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、冷却装置に関するものであり、更に詳しくい
えば、高温の合成ガスから固体を除去することにより以
後の処理中に装置の補々の部分に固体が付着することを
阻止する諸条件の下で、高温の合成ガスを冷却する方法
に関するものである。
〔発明の背景〕
轟業者に良く知られているように、高温のガス、典型的
には約６４８．９℃（１２００Ｆ　）、またはそれより
高温のガスを満足に冷却することは困難であり、とくに
、それらのガスが灰分および炭分を含む固体粒子を含ん
でいる場合に困難である。典型的なそれらのガスは、液
状または気体状の炭化水素チャージ、または固体炭素質
チャージの、不完全燃焼により得られる合成ガスである
。そのような混合物の主が希望の気相成分に社、−酸化
炭素と水素、とが含まれ、その他の気相成分としては、
窒素。
二酸化炭素、および不活性ガスが含まれる。そのように
して製造された合成ガスは、灰分（主として無機質）お
よび炭分（主として有機物であって、炭素を含む）のよ
うなものを含む非気体状（通常は固体）の成分を含んで
いることが児出されているＯ ガスの固体含有量が減少されない時はとくに厳しい問題
が起る。製造された合成ガスは（それの原料に応じて）
、乾燥ガス１００Ｏ８ＣＦ当り約１．８Ｋｙ（約４ボン
ド）の固体を含むことが普通である。
それらの固体が除去されないと、それらの固体は装置に
付着して、装置を詰らせることがある。
灰分、スラグ、炭分のうちの少なくとも１つの種類を含
む小さな固体粒子を、合成ガスから除去することは、困
難であるとこれまで認められていた。典型的には５ミク
ロンまたはそれ以下の寸法でおるそれらの粒子は、（粒
子間の結合剤として作用する水溶性の成分が存在すると
）塊となることが知られている。それらの塊はそれらの
水溶性成分を約１重量俤含むのが典屋的彦ものである。
それらの塊は、装置内の種々の場所、典型的には細い管
の狭い入口、狭い出口等に付着し、それらの塊が堆積す
ることを阻止するために何らかの対策が講じられないと
、望ましくないほど短期間の運転後に運転を停止するこ
とが必要となる状態まで装置が詰ることがある。
〔発明の概賛〕
本発明の目的は、高温のガスを冷却し、管の詰りを最少
限に抑えるための方法と装置を得ることである。
本発明の１つの特徴によれば、固体を含んでいる合成ガ
スから固体を除去できるようにする諸条件の下で、固体
を含んでいる高温の合成ガスを初めの高い温度からより
低い最終温度まで冷却する方法において；初めの高い温
度にある前記高温の合成ガスを第１の接触領域を通って
下方へ送る過程と；冷却液体を膜として第１の接触領域
の壁の上を下向きに流して、下降している前記合成ガス
に接触させることにより前記合成ガスを冷却し、冷却さ
れた合成ガスを形成する過程と；冷却された前記合成ガ
スを前記第１の接触領域の横断面より大きい横断面の第
２の接触領域まで下降させることにより膨張させられた
合成ガスを形成する過程と：膨張させられた前記合成ガ
スを第３の接触領域内の水性冷却液体のボデー内へ送る
ことにより固体粒子の含有量が減少した更に冷却された
合成ガスを形成する過程と；固体粒子の含有量が減少し
た更に冷却された前記合成ガスを回収する過程とを備え
る高温の合成ガスを冷却する方法が得られる。
本発明の別の特徴によれば、固体を含んでいる合成ガス
から固体を除去できるようにする諸条件の下で、固体を
含んでいる高温の合成ガスを初めの高い温度からより低
い最終温度まで冷却する方法において；初めの高い温度
におる前記高温の合成ガスを第１の接触領域を通って下
方へ送る過程と；冷却液体を膜として第１の接触領域の
壁の上を下向きに流して、下降している前記合成ガスに
接触させることにより前記合成ガスを冷却し、冷却され
た合成ガスを形成する過程と：冷却された前記合成ガス
を第２の接触領域内の水性冷却液体のボデー内へ送るこ
とにより固体粒子の含有量が減少した更に冷却された合
成ガスを形成する過程と；固体粒子の含有量が減少した
更に冷却された前記合成ガスを前記第２の接触領域中の
前記水性冷却液体のボデーから上方に回収する過程と；
固体粒子の含有量が減少した更に冷却された前記合成ガ
スを弧状の経路の中に通し、十分な下向きの速度成分で
終端し、それにより前記更に冷却されれ合成ガス中の非
ガス成分が前記水性冷却液体のボデーへ向って下降させ
られることにより固体含有量の減少しれ合成ガス流を形
成する過程と；固体含有量の減少した前記合成ガス流を
固体粒子の含有量が減少した合成ガスとして前記水性冷
却液体のボデーから離れて上昇させる過程と；固体粒子
の含有量が減少した前記更に冷却された合成ガスを回収
する過程とを備える高温の合成ガスを冷却する方法が得
られる。
本発明の更に別の特徴によれば、固体を含んでいる合成
ガスから固体を除去できるようにする諸条件の下で、固
体を含んでいる高温の合成ガスを初めの高い温度からよ
り低い最終温度まで冷却する方法において；初めの高い
温度にある前記高温の合成ガスを第１の接触領域を通っ
て下方へ送る過程と；冷却液体を膜として第１の接触領
域の壁の上を下向きに流して、下降している前記合成ガ
スに接触させることにより前記合成ガスを冷却し、冷却
された合成ガスを形成する過程と；冷却された前記合成
ガスをＭ２の接触領域内の水性冷却液体のボデー内へ送
ることにより固体粒子の含有量が減少した更に冷却され
た合成ガスを形成する過程と；固体粒子の含有量が減少
した更に冷却された前記合成ガスを第３の接触領域の中
に通して冷却液体の霧に接触される過程と；固体粒子の
含有量が減少した更に冷却された前記合成ガスを回収す
る過程とを備え、前記霧の少なくとも一部は前記第３の
接触領域の出口へ向けられることによシ、前記出口の中
またはその近くにおける固体の堆積を減少させることを
特徴とする高温の合成ガスを冷却する方法が得られる。
本発明の方法に加えることができる高温の合成ガスは、
石炭のガス化により製造できる。典型的々石炭ガス化法
においては、典型的には２０〜５００ミクロン、なるべ
く３０〜３００ミクロン、たとえば２００ミクロンの平
均粒子寸法まで微細に粉砕された装入（チャージ）石炭
を、水性媒体、典型的には水でスラリー状にして、４０
〜８０重量係、なるべ（５０〜７０重量係、たとえば６
０″ｒＬ量係の固体を含むスラリーに形成できる。その
水性スラリーを燃焼室に入れ、その中で酸素含有ガス、
典型的には空気、または酸素と接触させて不完全燃焼を
行なわせる。この系内における酸素と炭素の原子比は０
．７〜１．２：１、たとえば０．９：１とすることがで
きる。典型的な反応が約９７８．９〜１３６７．８℃（
１８００〜２５００’Ｆ）、たとえば約１３６７．８℃
（２５００Ｆ）の温度、および約７．０３〜１０５．５
Ｋｐ／ｃｒｎ２（１００−１５００ｐｓｉｇ）、なるべ
く約３５．２〜８４．３６ＫＶ−２（５００〜１２００
ｐｓｉｇ）、たとえば約６３．３にシー２（９００ｐｓ
ｉｇ）の圧力において行彦われる。
あるいは、合成ガスは残留燃料油、アスファルトなどの
ような液状炭化水素、または、石油もしくはタールサン
ドからのコークス、歴青１石炭水素添加法からの炭素質
残渣等のようが固体炭素質物質と、軽質の炭化水素原料
の混合物を含むメタン、ｘｐ：ｙ＊プロパンにより代表
されるものである。
本発明の方法の実施に使用できる装置は、米国特許第２
．８１８．３２６号、第２．８９６．９２７号、第３゜
９９８．６０９号、第４．２１８，４２３号に開示され
ているようなガス発生器を含むことである。
合成ガスを発生するために装入物（チャージ）をガス化
する反応領域からの流出物は、約７．ｏ３〜ｌＱ５．５
Ｋｐ／（？７１２（１００〜１５００ｐｓｉｇ）、なる
べく約３５．２〜８４．３６Ｋｙ／ｍ２（５００〜１２
００ｐｓｉｇ＼たとえば約６３．３Ｋｙ／ｃｒｎ２（９
００ｐｓｉｇ）　の圧力、および、約９７８．９〜１３
６７．８℃Ｃｌ８００〜２５００　Ｆ　）　、７’Ｃと
えは約１３６７．８℃（２５００’Ｆ）とすることがで
きる。
そのような典型釣力運転条件の下においては、合成ガス
は、−酸化炭素を３５〜５５体積係、たとえば４４．７
体積係、水素を３０〜４５体積係、たとえば３５．７体
積係、二酸化炭素を１０〜２０体積係、たとえば１８体
積係、硫化水素とＣＯＳの混合物を０．３〜２体積係、
たとえば１体積係、窒素とアルゴンの混合物を０．４〜
０．８体積係、たとえば０．５体積係、および、０．１
体積係以下のメタンを一般に含む（いずれも乾燥状態に
おいて）。
燃料が固体炭素質物質の場合には、生成ガスには、乾燥
生成ガス１０００８ＣＦ当り、約０．４５４〜４．５４
ＫＦ（１〜１０ボンド）、たとえば約１．５ｘｙ（４ボ
ンド）の址の固体（灰分、炭、スラグ等を含む）を一般
に含む、それらの固体は、１ミクロン以下かう３０００
ミクロンまでの粒子寸法で存在する。
装入石炭は最低０．５重量％から最高４０重重量％灰分
を含む。この灰分は生成合成ガス中に見出される。
本発明の実施に際しては、初期温度における高温の合成
ガスが第１の接触領域の中を下降させらの接触領域は、
細い管を形成するなるべく垂直な直立周壁により全体的
に形成できる。その周壁により形成されている領域の横
断面は、好適な実施例においてはほぼ円筒形である。好
ましくは円筒形の壁の最下部における細くされた管すな
わちディップ管の出口すなわち下端部には、鋸歯状縁部
をなるべく設ける。
第１の接触領域は、垂直方向に延びる円筒形のディップ
管でなるべく囲むようにする。そのディップ管の軸線は
燃焼室の軸線上にある。
ディップ管内の第１の接触領域の最上部には、冷却環が
設けられる。その冷却環の中を冷却液体、一般的には水
、が第１の接触領域まで流される。
その冷却環からは、ディップ管の内面に沿って第１の冷
却液体流が流される。冷却液体は、その内面上に連続し
て下方へ流れる冷却液体膜を形成する。その冷却液体膜
は下降する合成ガスに接触する。冷却液体の入口温度は
、約３４．４〜２５７℃（１■〜５００　Ｆ　）、なる
べく１４６〜２４６℃（３００〜４８０Ｆ）、たとえば
約２１６℃（４２０Ｆ　）にできる。冷却液体は、第１
の接触領域へ入れられるガス１０００８０Ｆ当り約９．
１〜３２Ｋｐ（２０〜７０ボンド）、力るべく１４〜２
３にノ（３０〜５０ボンド）、たとえば２０．４ＫＦ（
４５ボンド）の量で、ディップ管の壁土を下降する冷却
液体膜に加えられる。
接触領域の中、とくに冷却環の中に入れられる冷却液体
が、固体含有量を減少させられたリサイクルされた液体
を含むことができることが本発明の特徴である。それら
の液体は、粒子寸法が約１００　ミクロン以上の固体を
約０．１重量係以下だけ含むようにする。それはハイド
ロクロニング（ｈｙ−ｄｒｏｃｌｏｎｌｎｇ　）により
行なわれる。
下陣シテイル冷却液体展が下降している高温の合成ガス
に接触すると、合成ガスの温度は、約８９、９〜２０４
℃（２００〜４００Ｆ）、なるべく約１４９〜２０４℃
（３００〜４００Ｆ）、たとえば約１４９℃（３００Ｆ
　）だけ降下する。
ガスは、第１の接触領域を約１．８〜９．１　ｍ　７秒
（６〜３０ｆｔ／秒）、たとえば６．１ｍ／秒（２０ｆ
ｔ／秒）の速度で１〜８秒間、なるべく１〜５秒間、た
とえば３秒間で通過できる。第１の接触領域を出るガス
の固体含有量は減少しており、約７５９．９〜１２６０
℃（１４００〜２３００Ｆ　）、たとえば約１２０４℃
（２２００Ｆ）の温度である。
本発明の好適な特長として、第１の接触領域を出た後の
ガスの速度が約０．９〜４．６ｍ／秒（３〜１５ｆｔ／
秒）、たとえば２．７ｍ／秒（９ｆｔ／秒）まで低下す
ることである。これは、横断面面積の広い（ディップ管
の下側の膨張させられている部分の）第２の接触領域に
ガスを通すことにより行なわれる。典型的には、ディッ
プ管の第２の接触領域の膨張させられている部分の面積
は、第１の接触領域の膨張させられていない部分の面積
の１４０〜４００％、たとえば２２５％とすることがで
きる。
速度が低下したガスは、第１の接触領域において典型的
に約３７．８〜１４９℃（１００〜ａｏｏ　Ｆ　）　、
たとえば約９３．９℃（２００Ｆ）だけ冷却させられて
、典型的に約５３７．８〜１１４９．８℃（１００００
〜２１００　Ｆ　）、たとえば約１０９３．８℃（２０
００’Ｆ）　の温度で第２の接触領域の最下部を出てか
ら、第２の接触領域を通り、そこで典型的には約３７．
８〜１４９℃（１００〜３００　Ｆ　）だけ冷却させら
れ、かつ速度を低下させられて第２の接触領域を出る。
速度が低下したガスは、第３の接触領域の中に入り、そ
の第３の接触領域において冷却液体のボデーに接触する
。この第３の接触領域においては、ガスはディップ管の
彦るべく膨張させられている部分の鋸歯状縁部の下を通
る。
ディップ管の下端部は、集められた冷却液体により形成
されて、第３の接触領域を形成する冷却液体だまりの中
に浸される。その冷却液体だまりの深さは、冷却液体が
静止している場合には、第３の接触領域の１０〜８０係
、たとえば５０％が沈むような深さに保たれる。実際に
遭遇する高温高速度のガスにおいては、装置の運転中は
冷却液体の深さを確認できず、冷却液体は撤しくわきた
っていることが当業者には明らかであろう。
第３の接触領域の中で約３７．８９〜３１５．６℃（１
００〜１５００　’Ｆ　）、たとえば約２０４℃（４ｏ
ｏｙ）だけ更に冷却された合成ガスは、典型的には約３
１５．６〜４８２℃（６００〜９００　Ｆ　）、たとえ
ば約４２７℃（８００Ｆ）の温度で第３の接触領域を出
て、第３の接触領域内の冷却液体の前記ボデーの中およ
びディップ管の鋸歯状縁部の下側を通る。固体は冷却液
体ボデーの中を落下し、その冷却液体ボデーの中にそれ
らの固体は保持され、集められて、冷却液体ボデーの下
側部分から排出される。
一般的に、第３の接触領域から出るガスからは、７５％
またはそれ以上の固体が除去されている。
約３１５．６〜４８２℃（６００〜９００’Ｆ）、たと
えば約４２７℃（８００Ｆ　）まで更に冷却されて、第
３の接触領域を構成している冷却液体ボデーから出たガ
スを冷却液体とともに、第４の接触領域の中を通るなる
べく環状の通路を冷却液体の出口へ向って上昇させる。
本発明の一実施例においては、環状通路は、第１の接触
領域を形成するディップ管の外面と、ディップ管を囲み
ディップ管の半径より大きい半径の容器の内面とにより
形成される。
一層好適な実施例においては、環状通路は、第１の接触
領域と第２の接触領域を形成するディップ管の外面と、
ディップ管を囲む吸出し管の内面とにより形成できる。
その環状通路の半径はディップ管の半径よシ大きい。
冷却液体と、更に冷却された（その入口温度は約３１５
．６〜４８２℃（６００〜９００’Ｆ）、たとえば約４
２７℃（８００Ｆ　）である。）合成ガスとの混合物が
、環状の第４の接触領域の中を上昇すると、その中の二
相流が高温のガスから冷却液体への効率の高い熱伝達を
行なう。この第４の接触領域において、冷却液体が漱し
くわき立つことにより、ガスが接触した表面に粒子が付
着することが最少限に抑えられる。典型的には、冷却さ
れたガスは、この環状の第４の接触領域を約１７７〜３
１５．６℃（３５０〜６００　Ｆ　）、たとえば約２６
０℃（５００Ｆ　）の温度で出る。この第４の接触領域
を出たガスは、ガス１００Ｏ８ＣＦ当り約４５〜１１４
０　Ｆ　（０，１〜２．５ボンド）、たとえば約１８０
ｉ（０，４ボンド）の固体を含む。すなわち、約８５〜
９５％の固体が除去されたことになる。
本発明の一実施例においては、第４の接触領域を出るガ
スと冷却液体の混合物は、出る流れの経路中に、蒸気１
液体混合物から蒸気が分離される蒸気−液体混合物分離
領域として設けられているバッフルに、接触させられる
。そのバッフルは、流れがその接触領域を出る点に近接
する点において、ディップ管の外面になるべく設けるよ
うにする。この点は典型的には静止液体レベルの上方で
、かつ吸出し管が存在する時はその吸出し管の終端部の
上である。
バックルの横断面は弧状であって、液体とオスの混合物
の上昇流を、ディップ管から冷却室の底へ向って導びく
ようにわん曲している。その彼で、ガスは冷却室の出口
へ向って上昇し、液体と固体は下方へ導かれる。
冷却されて出てゆく生成合成ガスと冷却液体は、（流れ
の速度ヘッドにより）冷却室の出口へ向って流され、そ
れから出口管の中に入る。その出口管は、燃焼室と冷却
室を囲む殻の同日に対して半径方向にカるべく整列きせ
る。
本発明の方法の１つの実施面では、向けられた流れまた
は冷却液体の霧が出口管すなねち出口ノズルに入る点に
おいて、霧接触領域内で、その流れまたは霧を、冷却さ
れた生成合成ガスの流れに加えることが好ましい。出口
管に入った流れまたは錫は、冷却室からベンチュリ洗浄
装置を通って流される。この好適な実施例においては、
その流れまりは冷却液体の鱒は出口ノズルの軸線上の点
において開始され、その軸線に沿ってイズルおよびベン
チュリへ向って流される。ベンチュリは力るべく同じ軸
線上に配置する。
その流れは生成合成ガスを更に多少冷却するが、合成ガ
ス中に生じて、いくつかの接触領斌内での接触により完
全には除去され彦かった灰分と炭分から成る固体が、出
口ノズルとベンチュリ洗浄装置へ付着することを最少限
にし、かつ好適な運転状態においては解消できる。
この最後に流される約３４．４９〜２５７℃（１００〜
５００　Ｆ　）、たとえば約２１６℃（４２０’Ｆ　）
の液体の流れは、乾燥ガス１００Ｏ８ＣＦ当り１時間に
約２，３〜１１．４Ｋｐ（５〜２５ボンド）、たとえば
約５Ｑ（１１ボンド）の量だけなるべく入れるようにす
る。
冷却液体は、冷却室の下側部分から冷却底層液として回
収される。回収された冷却液体には灰分と炭分が小さい
粒子の形で含まれる。希望によっては、冷却室の下側部
分において、冷却液体のボデーに冷却液体を更に加えた
り、冷却液体のボデーから冷却液体を一部除去したシで
きる。
以上説明した一連の動作は、装置を詰らせたりする塊を
形成する固体（灰分、スラグおよび炭分）粒子の大部分
を除去できることを特徴とするも１のであることが明ら
かであろう。また、何回かの冷却（および洗浄）作業に
より、小さい粒子を望ましくないほど大きい塊にする粒
子間結合剤として機能することがある少量の水溶性固体
も、除去されることが明らかであろう。
何回かの冷却および洗浄作業で、灰分の細かな粒子が、
冷却液体により湿らされることによシガスから除去され
る。
〔実施例〕
次にいくつかの具体例について本発明の詳細な説明する
。
例Ｉ 現時点において本願発明者に判明している最適の実施例
を示すこの例においては、耐火ライニング１２および入
口ノズル１３を有する反応容器１１が設けられる。反応
室１５祉出口部分１４を有する。この出口部分１４は、
狭いのど部１６を含む。
のど部１６は開口部１１の中に開いている。この開口部
１１は、ディップ管２１の第１の接触領域１８に導かれ
る。ディップ管２１の最下部には鋸歯状部２３が形成さ
れ、かつ冷却液体温２２の中に浸される。冷却室１９は
、なるべくそれの上側部分にガス放出管２ｏを含む。
ディップ管２１の上端部に冷却環２４が設けられる。こ
の冷却環は上面２６を含むことができる。
その上面は、容器１１のライニング１２の下側部分にな
るべくとりつけるようにする。冷却環２４の下面２７は
、ディップ管２１の最上部になるべくとりつける。冷却
環２４の内面２８は、開口部１７の縁部に隣接させるこ
とができる。
冷却ｆＲ４２４は出口ノズル２５を含む。この出口ノズ
ルは、ディップ管２１の内面に隣接する位置で、冷却環
２４の周囲の一連の穴すなわちノズルの形で作ることが
できる。出口ノズル２５がう放出された液体は、ディッ
プ管２１の軸綜に全体として平行な方向に流れ、ディッ
プ管２１の内面に沿って下降する冷却液体の薄膜を形成
する。その下降する冷却液体の膜は第１の接触領域の外
側境界を形成する。
第１の接触領域１８の下端部には、第２の接触領域３０
が設けられる。この第２の接触領域は鋸歯状部２３へ向
って下方へ延び、ディップ管２１の下側部分の壁へ向け
られる冷却液体膜部分により囲まれる。
第１図に示す実施例においては、第１の接触領域を構成
するディップ管２１の下側部分３０が拡張させられる。
最も膨張させられている部分３０の横断面面積はディッ
プ管２１の主部分の横断面面積の２２５％である。下方
へ流れるガスの速度は、膨張させられている下側部分３
０を通る時は低下すム鋸歯状縁部２３のまっすぐな（す
なわち、周　゛縁部）長さのために、流れるガスと冷却
液体温２２す表わち冷却液体ボデー２２との間の接触面
積が増大し、かつガスの速度を低下させることにより接
触時間が長くなるから、ガスと冷却液体が一層よく接触
することになる。
ガスは、鋸歯状縁部２３と、第３の接触領域（これは鋸
歯状縁部２３にＶ＃接するか、下側の少なくとも一方の
やり方で配置される）内の冷却液体ボデー２２を通り、
それからディップ管２１の外周部と吸出し管２９の間、
すなわち、第４の接触領域３１の中を通って上昇する。
ガスと液体（ガスから洗い出された固体を含んでいる）
が、第３の接触領域の上端部から上昇すると、ガスは第
４の接触領域３１の中を上昇し続け、その第４の接触領
域の中では蒸気と液体が激しく接触し、ガス放出管２０
へ向って流れる。液体と、それに含まれている固体は冷
却室の下側部分と液体のボデー２２の中に落下する。
放出管２０から出た冷却されたガスの固体含有量は減少
している。
例■ 第２図にはそれ程好適で々い実施例を示す。この実施例
においては、弧状のバッフル３５ａが含まれる。ガス−
液体混合物が第２の接触領域３ｏの環状部分を通ると、
ディップ管２１と吸出し管２９の間でその混合物はバッ
フル３５ａへ導かれる。この点で、懸濁状態で固体を含
んでいる液体が弧状通路の中を冷却室１９の下側部分へ
向って流される。バッフル３５ａの縁部を通って上昇す
るガスからは液体と固体が除去される。出口バッフル３
２が、ガス放出管２０を通って出るガスから液体を更に
除去する。
例■ 第３図には本発明のそれ程好適ではない実施例が示され
ている。この実施例は、冷却液体の霧を、冷却環２４か
ら冷却室１９の上側部分へ導くノズル３３を含むことを
特徴とする。この冷却液体の霧は、ガスを一層冷却する
とともに、ガス放出管２０に固体が付着することを阻止
する。
例■ 第１図に示す装置の好適な実施例を用いる本発明の方法
の実施においては、装入石炭を１００部（特記なき場合
は重量部である）と水を６０部含むスラリーが、入口ノ
ズル１３を通って入れられる。この装入原料は下記の表
に記すような成分を含む。
表 炭素　６７．６ 水素　５．２ 音素　３．３ 硫黄　１．０ 酸素　１１．１ 灰分　１１．８ 純度が９９．５体積係の酸素９０部も入れられる。燃焼
室１５内での燃焼により、約６３．３Ｋｐ／副２（９０
０ｐｓｉｇ）の圧力において約１３６８℃（２ｓｏｏＦ
）まで温度が上昇する。出口部分１４と、のど部１６を
通される生成合成ガスは、次の衣に示すような気体成分
を含む。
成　分　体積係 湿状態　乾燥状態 ＣＯ３５，７４４，７ Ｈ，２８，５３５，７ ＣＯ２１４，４１８ ＨｇＯ２０− Ｈｚ　Ｓ＋ＣＯ８Ｏ，９１，１ Ｎ！＋アルゴン　０．４　０．５ ＣＨ４０，０８０，１ この合成ガスは、１００Ｏ８ＣＦの乾燥ガス当り約１、
８　ＫＦ　（約４．１ボンド）の固体（灰分と炭分）も
含むことがある。
のど部１６を出た生成合成ガス（２３５部）は、冷却環
２４の開口部１７を通って第１の接触領域１８に入る。
約２１６℃（４２０Ｆ　）の水性冷却液体が、入口管３
４を通って冷却Ｒ２４に入り、その冷却環から出口ノズ
ル２５を通ってディップ管２１の内面上を下降する膜と
して流れる。ディップ管２１は、第１の接触領域１８の
外側境界を形成する。約１３６８℃（約２５００　Ｆ　
）の温度で第１の接触領域に入った合成ガスが、水性冷
却液体の下降する膜に接触しつつその第１の接触領域１
８の中を下降すると、その合成ガスは約１１７７〜１２
０４℃（約２１５０〜２２００　Ｆ　）まで冷却される
。
冷却された合成ガスは、第２の接触領域３０の中に入れ
られる。この第２の接触領域は、ディップ管２１の膨張
させられた下側部分が存在することが特徴であって、そ
の膨張させられた部分の横断面面積は第１の接触領域の
横断面面積の２２５％である。ガスの下降速度（１秒間
に約６．１　ｍ（２０ｆｔ））は、第２の接触領域３０
において１秒間に約２．７ｍ（９ｆｔ）まで減速される
。この低い速度でガスは第２の接触領域を約１０９３℃
（２０００Ｆ）の温度で出て、第３の接触領域の中に入
り、鋸歯状部２３の下を通って冷却液体のボデー２２に
接触する。図にははっきりした「水線」を有する静的な
表現が示されているが、この装置の運転中は、ガスが冷
却液体のボデーの中を通って上昇し、鋸歯状部２３を通
ってディップ管２１から出て、ディップ管２１の外側で
冷却液体のボデーの中を上昇するから、第３の接触領域
中のガスと液体は激しい乱流状態にある。ディップ管２
１の外面と、それと同じ形の吸出し管の内面との間の領
域が、この好適な実施例においては第４の接触領域を形
成する。この第４の接触領域の入口温度は約４２６．７
℃（８００Ｆ　）、出口温度は約２６０℃（５００Ｆ）
とすることができる。
更に冷却された合成ガスは、冷却液体に接触している間
に、それに含まれている固体の少なくとも一部を失う。
典型的には、第３の接触領域内の冷却ボデー２２を出る
灰分含有量の減少した更に冷却された合成ガスは、乾燥
ガス１０００　Ｓ　ＣＦ当り約ｏ、ｚ７ＫＦ（約０．６
ボンド）の固体（灰分と炭分を含む）を含む。
冷却液体は、管３５を通じて排出でき、集められた固体
は管３Ｔを通じて排出できる。
約２６０℃（５００Ｆ　）の温度で出るガスは、ガス放
出管２０を通じて排出され、その後でベンチュリ洗浄装
置の中を通されて、更に冷却したり、水を加えたりする
ために別の冷却液体に混合させることがある。そのベン
チュリ洗浄装置は、出口ノズルに隣接して配置するよう
にする。
なお、本発明の実施の態様を列挙すれば次の通りである
。
（１）特許請求の範囲第１項記載の方法であって、更に
冷却された前記合成ガスと前記水性冷却液体ボデーの少
なくとも一部を第４の接触領域の中に通すことによシ、
固体粒子の含有ｉｔが減少した生成合成ガスを形成する
工程を更に備え、その後で固体粒子の含有量が減少した
前記生成合成ガスを回収することを特徴とする方法。
（２、特許請求の範囲第１項または上記（１）記載の方
法であって、固体を含有している前記高温の合成ガスを
、約７．０３〜１０５．５Ｑ／ｃｒｎ（１００〜１５０
０ｐａ１ｇ）おいて、約９８２．２〜１３７１℃（１８
００〜２５００Ｆ）の初めの高温度から約１２１〜３１
６℃（３５０〜６００　Ｆ　）　ｔで冷却することを特
徴とする方法。
（３）上記（２）記載の方法であって、前記第１の接触
値域を出て前記第２の接触領域に入る冷却された前記合
成ガスの温度は約７５９．４〜１２５９．９℃（１４０
０〜２３００Ｆ）であり、前記第３の接触領域からの更
に冷却された前記合成ガスの温度は約３１５．６〜４８
２．２℃（６００〜９００　Ｆ　）でおることを特徴と
する方法。
（４）特許請求の範囲第１項、上記（１）　、　（２）
　、　（３）のいずれかに記載の方法であって、高温の
前記合成ガスを垂直方向に延びるディップ管の中で前記
第１の接触領域を通って下向きに送り、前記第１の接触
領域からの冷却された前記合成ガスを前記垂直方向に延
びるディップ管の膨張させられている部分の中で前記第
２の接触領域を通って下向きに送ることを特徴とする方
法。
（５）特許請求の範囲第２項記載の方法であって、固体
を含む前記高温の合成ガスを約７．０３〜１０５．５Ｋ
ｙ／ｃｍ（１０１００−１５００ｐｓｉおいて、約９８
２．２〜１３７１℃（１８００〜２５００　Ｆ　）の初
めの高温度から約１２１〜３１６℃（３５０〜６００　
Ｆ　）まで冷却することを特徴とする方法。
（６）％許請求の範囲第４項記載の冷却室・ディップ管
アセンブリ、であって、前記第３の接触領域は、前記デ
ィップ管の前記膨張させられた部分を含む前記ディップ
管の下側部分を包む細くされた吸出し管を含んでおり、
前記ディップ管と前記吸出し管の間に装入ガスを通す環
状の通路を形成し、それからその装入ガスは前記冷却ガ
ス出口へ流れることを特徴とする冷却室・ディップ管ア
センブリ。
【図面の簡単な説明】
第１図はガス発生機とおよびこれに関連する冷却室を示
す本発明の好適な実施例の概略縦断面図、第２図および
第３図は本発明の別の実施例の概略縦断面図である。 １５・・・・反応室、１６＃−・・のど部、１Ｔ・・ｅ
・開口部、１８・−・・第１の接触領域、２１・・−・
ディップ管、２２・・・・冷却液体温、２３−・・・鋸
歯状部、２４・・・・冷却域、２５＠・命・出口ノズル
、２９・番・拳吸出し管、３０・・・−第２の接触領域
、３１・・・・第４の接触領域、３２’−−・・出口バ
ッフル。 代理人　山川政樹（ほか２名）

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）固体を含んでいる合成ガスから固体を除去できる
    ようにする諸条件の下で固体を含んでいる高温の合成ガ
    スを初めの高い温度からより低い最終温度まで冷却する
    方法において； 初めの高い温度におる前記高温の合成ガスを第１の接触
    領域を通って下方へ送る過程と；冷却液体を膜として第
    １の接触領域の壁の上を下向きに流して、下降している
    前記合成ガスに接触させることにより前記合成ガスを冷
    却し、冷却された合成ガスを形成する過程と；冷却され
    た前記合成ガスを前記第１の接触領域の横断面より大き
    い横断面の第２の接触領域まで下降させることにより膨
    張させられた合成ガスを形成する過程と； 膨張させられた前記合成ガスを第３の接触領域内の水性
    冷却液体のボデー内へ送ることにより固体粒子の含有量
    が減少した更に冷却された合成ガスを形成する過程と； 固体粒子の含有量が減少した更（′冷却された前記合成
    ガスを回収する過程と を備えることを特徴とする高温の合成ガスの冷却方法。
  2. （２）固体を含んでいる合成ガスから固体を除去できる
    ようにする諸条件の下で固体を含んでいる高温の合成ガ
    スを初めの高い温度からより低い最終温度まで冷却する
    方法において； 初めの高い温度にある前記高温の合成ガスを第１の接触
    領域を通って下方へ送る過程と；冷却液体を膜として第
    １の接触領域の壁の上を下向きに流して、下降している
    前記合成ガスに接触させることにより前記合成ガスを冷
    却し、冷却された合成ガスを形成する過程と；冷却され
    た前記合成ガスを第２の接触領域内の水性冷却液体のボ
    デー内へ送ることによル固体粒子の含有量が減少した更
    に冷却された合成ガスを形成する過程と； 固体粒子の含有量が減少した更に冷却された前記合成ガ
    スを前記第２の接触領域中の前記水性冷却液体のボデー
    から上方に回収する過程と；固体粒子の含有量が減少し
    た更に冷却された前記合成ガスを弧状の経路の中に通し
    、十分な下向きの速度成分で終端し、それにより前記更
    に冷却された合成ガス中の非ガス成分が前記水性冷却液
    体のボデーへ向って下降させられることにより固体含有
    量の減少した合成ガス流を形成する過程と； 固体含有量の減少した前記合成ガス流を固体粒子の含有
    量が減少した合成ガスとして前記水性冷却液体のボデゴ
    から離れて上昇させる過程と； 固体粒子の含有量が減少した前記更に冷却された合成ガ
    スを回収する過程と を備えることを特徴とする高温の合成ガスを冷却する方
    法。
  3. （３）固体を含んでいる合成ガスから固体を除去できる
    ようにする諸条件の下で固体を含んでいる高温の合成ガ
    スを初めの高い温度からより低い最終温度まで冷却する
    方法において； 初めの高い温度におる前記高温の合成ガスを第１の接触
    領域を通って下方へ送る過程と；冷却液体を膜として第
    １の接触領域の壁の上を下向きに流して、下降している
    前記合成ガスに接触させることにより前記合成ガスを冷
    却し、冷却された合成ガスを形成する過程と；冷却され
    た前記合成ガスを第２の接触領域内の水性冷却液体のボ
    デー内へ送ることにより固体粒子の含有量が減少した更
    に冷却された合成ガスを形成する過程と； 固体粒子の含有量が減少した更に冷却された前記合成ガ
    スを第３の接触領域の中に通して冷却液体の霧に振触さ
    せる過程と； 固体粒子の含有量が減少した更に冷却された前記合成ガ
    スを回収する過程 とを備え、前記霧の少なくとも一部は前記第３の接触領
    域の出口へ向けられることにより、前記出口の中または
    その近くにおける固体の堆積を減少させることを特徴と
    する高温の合成ガスを冷却する方法。
  4. （４）内周面と外周面および入口端部と出口端部とを有
    する細くされたディップ管と、 このディップ管の内周面に沿って液体のカーテンを前記
    ディップ管の出口端部へ向って導くようにする、前記デ
    ィップ管の入口端部において前記内周面に隣接する冷却
    環と、 前記ディップ管の出口端部を含む前記ディップ管の膨張
    させられた出口部分と、 前記ディップ管の前記膨張させられた出口部分の出口端
    部における鋸歯状突起と を備え、それにより前記ディップ管の中に入る装入ガス
    は、（１）前記ディップ管の中の第１の接触領域と、（
    １）前記ディップ管の前記膨張させられた部分中の第２
    の接触領域と、（ｉｉｆ）　前記ディップ管の低い出口
    端部に隣接する第３の接触領域と、を通って下向きに送
    ることができ、前記第１の接触領域の中において前記装
    入ガスはその中を下向きに流れる液体の膜に接触させら
    れ、前記第２の接触領域の中においては下向する前記装
    入ガスの速度は低下させられ、前記第３の接触領域の中
    においては冷却液体のボデーに接触させられ、それから
    前記冷却室の冷却ガス出口へ向って送られることを特徴
    とする冷却室・ディップ管アセンブリ。
  5. （５）内周面と外周面および入口端部と出口端部を有す
    る細くされたディップ管と１ 前記ディップ管の出口端部に隣接する前記ディップ管の
    出口部分と； 前記ディップ管の内周面に沿って液体のカーテ／を前記
    ディップ管の出口端部へ向って導くようにする、前記デ
    ィップ管の入口端部において前記内周面に隣接する冷却
    環と； 内周面と外周面、前記細くされたディップ管の入口端部
    に隣接する出口端部、および前記細くされたディップ管
    の出口端部に隣接する入口端部を有し、前記細くされた
    ディップ管を包む細くされた吸出し管と： ディップ管の前記膨張させられた出口部分の出口端部に
    おける鋸歯状突起と； 前記吸出し管の出口端部に隣接する、前記ディップ管の
    外周面の中間部分上における弧状横断面の円周バッフル
    と を備え、前記細くされた吸出し管の前記入口端部は、前
    記細くされたディップ管の出口端部より、前記細くされ
    たディップ管の入口端部から更に大きな距離の所に終端
    し、それにより前記ディップ管の中に入れられた装入ガ
    スは、前記ディップ管の中の第１の接触領域の中を下降
    させられている間に冷却液体の膜に接触させられ、前記
    ディップ管の中の第２の接触領域の中を通されている間
    に冷却液体のボデーに接触させられ、冷却液体に接触さ
    せられて第３の接触領域の中を上昇させちれて、前記円
    周バッフルに接触させられ、それから前記冷却室の冷却
    ガス出口へ送られることを特徴とする冷却室・ディップ
    管アセンブリ。
  6. （６）内周面と外周面および入口端部と出口端部を有す
    る細くされたディップ管と； 前記ディップ管の出口端部に隣接する前記ディップ管の
    出口部分と； （＋＞　前記ディップ管の内周面に沿って液体のカーテ
    ンを前記ディップ管の出口端部へ向って導き、かつ（論
    ）冷却液体の霧を前記ディップ管の外周面の外側の領域
    の中へ横方向に導くようにされた、前記ディップ管の入
    口端部において前記内周面に隣接する冷却環と； 前記ディップ管の出口端部に隣接する前記ディップ管の
    出口部分と； 前記ディップ管の前記膨張させられた出口部分の出口に
    おける鋸歯状突起と を備え、それにより前記ディップ管の入口端部の中に入
    れられた装入ガスは、前記ディップ管の中の第１の接触
    領域の中を下降させられている間に冷却液体の膜に接触
    させることができ、前記ディップ管の中の第２の接触領
    域の中を通されている間に冷却液体のボデーに接触させ
    られ、そこから前記冷却室の冷却ガス出口へ導かれるこ
    とを特徴とする冷却室・ディラグ管アセンブリ。
JP59126566A 1983-06-23 1984-06-21 高温の合成ガスの冷却方法および冷却室・デイツプ管アセンブリ Granted JPS6011201A (ja)

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