JPS60166388A - Production of synthetic gas from slurry of solid carbon fuel - Google Patents

Production of synthetic gas from slurry of solid carbon fuel

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JPS60166388A
JPS60166388A JP59017240A JP1724084A JPS60166388A JP S60166388 A JPS60166388 A JP S60166388A JP 59017240 A JP59017240 A JP 59017240A JP 1724084 A JP1724084 A JP 1724084A JP S60166388 A JPS60166388 A JP S60166388A
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JP
Japan
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gas
gas stream
carbon
fuel
ash
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Application number
JP59017240A
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Japanese (ja)
Inventor
ロウレンス・イー・エスタブルツク
ロバート・マレー・サジツト
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Texaco Development Corp
Original Assignee
Texaco Development Corp
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Publication date
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は灰分を含んだ固形炭素燃料のスラリーのガス化
に関する。特に、例えは、液体媒質(すなわち、水、液
体炭化水素燃料、お工び、これらの混合物)に分散した
石炭のスラリーのような、灰分を含んだ固体炭素燃料の
スラリーを非触媒性で部分酸化する耐火性内張多の自由
流ガス発生後からの生の流出合成ガス流に含まれる灰分
含有固形炭素燃料の未変化部分に存在する炭素と、炭素
微粒子と、を触媒ガス化することに関する〇〔従来技術
〕 石油の供給が次第に減少するので、米国で最も豊富な化
石燃料である石炭は、国のエネルギー需要に応えて益々
重要な役を演することになるだろう。石炭1トンは原油
3−4バレルと同じエネルギーを含有する。従って、将
来は、石炭から、液体および気体燃料を分別する量を増
加させることが必要となるであろう。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION This invention relates to the gasification of solid carbon fuel slurries containing ash. In particular, for example, a slurry of a solid carbon fuel containing ash, such as a slurry of coal dispersed in a liquid medium (i.e., water, liquid hydrocarbon fuel, coal, or mixtures thereof), may be partially treated in a non-catalytic manner. Relating to the catalytic gasification of carbon and carbon particulates present in the unchanged portion of an ash-containing solid carbon fuel contained in a raw effluent syngas stream from the free-stream gas generation of an oxidizing refractory lining. [Prior Art] As the supply of oil dwindles, coal, the most abundant fossil fuel in the United States, will play an increasingly important role in meeting the nation's energy needs. One ton of coal contains the same energy as 3-4 barrels of crude oil. Therefore, in the future it will be necessary to increase the fractionation of liquid and gaseous fuels from coal.

本発明に工って生成されるガスは、気体燃料として、又
は、液体燃料の触媒合成用原料として、さらに処理・精
製しであるいはしなくても使用できる。
The gas produced by the present invention can be used as a gaseous fuel or as a raw material for catalytic synthesis of liquid fuels, with or without further processing and purification.

合成ガス、燃料ガス、還元ガスは、周仰のガス化方法に
↓シ石炭から生成される。例えば、米国特許第3.54
4.291号及び第4.289.502号は、前者が石
炭のスラリーの部分酸化方法1後者が固形炭素燃料の部
分酸化による清浄冷却合成ガス製造装置に関する。米国
特許第3.998.123号及び4.060.397号
に記載の方法では触媒も固形炭素燃料も使用されてない
。米国特許第4.094.650号は炭素−アルカリ金
属反応生成物から成る触媒の流動床でCHa含有ガスを
生成する方法に関する。触媒物質は冷却されない反応容
器に移され、そこで蒸気と再循環生成ガスの一部とから
成る混合物を上方に流すことによって流動床に保持され
る0 従来の自由流耐火性内張p部分酸化ガス発生機中の正常
な滞留時間は約1−5秒の範囲である。
Synthesis gas, fuel gas, and reducing gas are produced from coal using conventional gasification methods. For example, U.S. Patent No. 3.54
No. 4.291 and No. 4.289.502, the former relates to a method for partial oxidation of a slurry of coal and the latter to an apparatus for producing clean and cooled synthesis gas by partial oxidation of solid carbon fuel. No catalyst or solid carbon fuel is used in the methods described in US Pat. Nos. 3,998,123 and 4,060,397. U.S. Pat. No. 4,094,650 relates to a method for producing CHa-containing gases in a fluidized bed of catalysts consisting of carbon-alkali metal reaction products. The catalytic material is transferred to an uncooled reaction vessel where it is maintained in a fluidized bed by flowing upwardly a mixture of steam and a portion of recycled product gas. Normal residence times in the generator range from about 1-5 seconds.

滞留時間が短かいと、少量の固形燃料粒子がガス発生機
の反応帯を未反応のf、ま通過するかもしれない。この
ように滞留時間が短かいと、それぞれの固形燃料粒子の
廻シをとシまいている液体担体のおおいを蒸発させるこ
とができないし、ガスが固形燃料粒子中の炭素と接触し
反応することもできない。このような事が起こると、生
成方法の燃焼効果は減少するし、固形燃料の変化しなか
った粒子を除去するために未加工の合成ガスを洗浄する
費用が増加する。この問題は、灰分を含んだ固形炭素燃
料中のほとんど全ての炭素を酸化炭素に変える本願の方
法にニジ解決される。
If the residence time is short, a small amount of solid fuel particles may pass through the reaction zone of the gas generator unreacted. If the residence time is short like this, the liquid carrier cover that prevents the rotation of each solid fuel particle cannot be evaporated, and the gas can come into contact with and react with the carbon in the solid fuel particles. I can't do it either. When this occurs, the combustion efficiency of the production process is reduced and the cost of cleaning the raw syngas to remove unaltered particles of solid fuel is increased. This problem is solved by the present method of converting almost all of the carbon in the ash-containing solid carbon fuel into carbon oxide.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の方法は、遊離酸素含有ガスで灰分を含んだ固形
炭素燃料のスラリーの非触媒性部分酸化にニジ、合成ガ
ス、燃料ガス、又は、還元ガスの流れを生成する連続的
方法である。固形燃料スラリーを運ぶための液体担体は
、水、液体炭化水素燃料、および、それらの混合物から
成る部類中から選ばれる。流出ガス流は、まず自由流非
触媒性耐火性内張シガス発生機中で灰分を含んだ固形炭
素燃料のスラリーを約2350’Fから2900?(約
1287℃から1593℃)の温度で、約10から20
0気圧の範囲の圧力で部分酸化することにより生成され
る。液体担体(キャリヤ)が液体炭化水素焼料である場
合は、例えばH20のような温度調節剤が使用されても
よい。
The process of the present invention is a continuous process for producing a stream of nitrogen, synthesis gas, fuel gas, or reducing gas for the noncatalytic partial oxidation of a solid carbon fuel slurry containing ash with a free oxygen-containing gas. The liquid carrier for carrying the solid fuel slurry is selected from the class consisting of water, liquid hydrocarbon fuels, and mixtures thereof. The effluent gas stream is first converted into a slurry of ash-containing solid carbon fuel in a free-flow non-catalytic refractory lined gas generator from approximately 2350'F to 2900°F. (about 1287°C to 1593°C), about 10 to 20
Produced by partial oxidation at pressures in the range of 0 atmospheres. If the liquid carrier is a liquid hydrocarbon sinter, a temperature control agent such as H20 may be used.

燃料供給中の約75から95重量%の反応帯への炭素を
酸化炭素に変えるように、部分酸化ガス発生機は運転さ
れる。ガス発生機を出た熱い流出ガス流は、H20,N
2.H2S 、 CO8、CH4、NHa、A、HCl
 、HCNからなる群から選ばれる少なくとも1つのガ
ス、および、H2,CO,CO2から成る。さらに、反
応帯を出た熱い流出ガス流に運ばれるものとしては、灰
分を含んだ固形炭素燃料の残部の未反応部分、炭素微粒
子つまりすす、お↓び、非燃焼性無機灰分つまシ固形炭
素燃料の反応部分から出た溶解スラグがある。
The partial oxidation gas generator is operated to convert about 75 to 95 weight percent of the carbon in the fuel supply to the reaction zone into oxidized carbon. The hot effluent gas stream leaving the gas generator is H20,N
2. H2S, CO8, CH4, NHa, A, HCl
, HCN, and H2, CO, and CO2. Additionally carried in the hot effluent gas stream leaving the reaction zone are residual unreacted portions of the ash-containing solid carbon fuel, carbon particulates or soot, and non-combustible inorganic ash and solid carbon. There is molten slag from the reaction part of the fuel.

ガス発生機の反応帯を出た熱い流出ガス流は、含んでい
る微粒子お工びスラグの一部を除去して、あるいは除去
しないで、自由流放射冷却器の無障害の垂直な中心通路
を通過し、そこで接触して熱を供給しアルカリ金属若し
くはアルカリ土類金属化合物又はそれらの双方と水から
成る触媒の溶液を蒸発させる。アルカリ金属お工び/ア
ルカリ土類金属の少くとも1方の成分の収量は(含まれ
る炭素を基礎重量として)約5−50重量%の範囲であ
る。反応流中のH20/ Cのモル比は約0,7−25
.0.又はそれ以上の範囲;例えば約1.0−20.0
;例えば約1.5−6.0である。冷却水が通過する複
数のパイプあるいはコイルから成る管状の壁は、放射冷
却器の内側の壁に並べられていて、その中を通る熱い流
出ガス流の温度を下げるのに役立つ。熱い流出ガス流は
、約2300下から2800? (約1260℃から1
600℃〕の範囲の温度で放射冷却器に入シ、約135
0’Fから1600? (約732℃から871℃)の
範囲で、例えば1500″F(815℃)の温度で出る
The hot effluent gas stream leaving the reaction zone of the gas generator passes through the unobstructed vertical center passage of the free-stream radiant cooler, with or without removing some of the particulate slag it contains. The catalyst is passed through and in contact therewith, supplying heat to evaporate the solution of the catalyst consisting of the alkali metal or alkaline earth metal compound or both and water. The yield of at least one of the alkali metal/alkaline earth metal components is in the range of about 5-50% by weight (based on carbon involved). The molar ratio of H20/C in the reaction stream is approximately 0.7-25
.. 0. or greater; e.g., about 1.0-20.0
; for example, about 1.5-6.0. A tubular wall, consisting of a plurality of pipes or coils through which cooling water passes, lines the inner wall of the radiant cooler and serves to reduce the temperature of the hot effluent gas stream therethrough. The hot exit gas flow ranges from about 2300 below to 2800? (from about 1260℃ to 1
600℃] in a radiant cooler, approximately 135℃
0'F to 1600? (approximately 732°C to 871°C), for example at a temperature of 1500″F (815°C).

触媒反応を受けた流出ガス流は、放射冷却器の無障害中
心通路を通過するので、運ばれる炭素粒子お工び灰分含
有固形炭素燃料の残部の未反応部分に存在する炭素の、
少なくとも一部(すなわち、約50−100重量%)を
、好ましくは全部を流出ガス流中のH20と反応させ、
さらにH2+COxを生成する0同時に、流出ガス流中
を運ばれる灰分およびスラグを放射冷却器中の少くとも
アルカリ金属又はアルカリ土類金属化合物で融剤処理(
フラックス)するので、その結果、液体スラグの小滴が
低温で固形粒子に変化する。これによって流出ガスから
スラグを除去するのが容易になる。好都合なことに、熱
い流出ガス流のかなシの熱の一部が放射冷却帯の管状壁
の中を流れる冷動水と間接熱交換することによシ回収で
きる。副生成流がこれによって形成される。
As the catalytically reacted effluent gas stream passes through the unobstructed center passage of the radiant cooler, the carbon particles present in the remaining unreacted portion of the ash-containing solid carbon fuel are removed.
reacting at least a portion (i.e., about 50-100% by weight), preferably all, with H20 in the effluent gas stream;
At the same time, the ash and slag carried in the effluent gas stream are fluxed with at least an alkali metal or alkaline earth metal compound in a radiant cooler.
flux), so that the liquid slag droplets transform into solid particles at low temperatures. This facilitates the removal of slag from the effluent gas. Advantageously, a portion of the heat of the hot effluent gas stream can be recovered by indirect heat exchange with chilled water flowing within the tubular walls of the radiant cooling zone. A by-product stream is thereby formed.

〔実施例〕〔Example〕

本発明は、液体担体(キャリヤ)中の灰分含有固形炭素
燃料のスラリーから、合成ガス流、燃料ガス流、又は、
還元ガス流を生成する連続的方法に関する。生成ガスは
、灰分を含んだ固形炭素燃料供給材料の組成によって左
右されるが、さらに処理、精製して、あるいはしないで
、従来の方法によシ使用される。
The present invention provides a synthesis gas stream, a fuel gas stream, or a slurry of ash-containing solid carbon fuel in a liquid carrier.
A continuous method of producing a reducing gas stream. The product gas is used by conventional methods, with or without further processing and purification, depending on the composition of the ash-containing solid carbon fuel feedstock.

この生成方法では、熱い流出ガスが、液体担体中の灰分
含有固形炭素燃料のスラリを遊離酸素含有ガスで温度調
節材の存在下において部分酸化することにより、生成さ
れる。
In this production method, a hot effluent gas is produced by partially oxidizing a slurry of ash-containing solid carbon fuel in a liquid carrier with a free oxygen-containing gas in the presence of a temperature regulating agent.

代衣的な部分酸化合成ガス発生機は、米国特許第2.8
18.326号に示されている。供給材料流を導入する
ために、ガス発生機の上部に中央垂直軸に沿ってバーナ
ーが取り付けられている。適当な環型バーナーは、米国
特許第2.928.460号に示されている。
A substitute partial oxidation synthesis gas generator is disclosed in U.S. Patent No. 2.8.
No. 18.326. A burner is mounted along the central vertical axis at the top of the gas generator to introduce the feed stream. A suitable ring burner is shown in US Pat. No. 2,928,460.

ガス発生機は、内側を耐火性物質で内張シした垂直円筒
形スチール圧力容器である。
The gas generator is a vertical cylindrical steel pressure vessel lined with refractory material.

灰分含有固形炭素燃料という用語には、例えば、無煙炭
・瀝青炭・副瀝背炭などのような石炭、石炭から取った
コークス、褐炭、石炭液化の残滓(residue)油
量頁岩、タール砂、石油コークス、アスファルト、ピッ
チ、炭素微粒子(すす)、濃縮下水スラッジ、および、
これらの混合物が含ま定基準(SDS)1.40mm別
番号NO,14を通過するように粒子の大きさに粉砕さ
れる。ポンプでくみ揚げられる固形炭素燃料のスラリー
は、燃料とスラリー化する媒質の特性にもよるが、例え
ば、45−68重量%のように約25−70重量%の範
囲の固形含有量を有する。スラリー化媒質には、水、液
体炭化水嵩、又は、その両方を使用できる。
The term ash-containing solid carbon fuel includes, for example, coal such as anthracite, bituminous coal, sub-bituminous coal, coke from coal, brown coal, residue of coal liquefaction, oil shale, tar sand, petroleum coke. , asphalt, pitch, carbon particulates (soot), concentrated sewage sludge, and
These mixtures are ground to a particle size that passes through the SDS 1.40 mm No. 14. The solid carbon fuel slurry that is pumped has a solids content in the range of about 25-70% by weight, such as 45-68% by weight, depending on the characteristics of the fuel and slurrying medium. The slurrying medium can be water, liquid hydrocarbon, or both.

ここで使われる液体炭化水素という用語には、例えば、
液化石油ガス、石油留出物および石油残油、ガソリン、
ナフサ、ケロシン、原油アスファルト、軽油、残油、タ
ール砂およびけつ岩油、石炭から得た油、芳香族炭化水
素(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン留分)、コ
ールタール、流動触媒クランキング操作からの循環軽油
、コークス軽油のフルフラール抽出物、および、これら
の混合物が含・まれる。また、液体炭化水素の定義に含
まれるものとしては、炭水化物を含む酸素化、炭化水素
有機物、セルロース物質、アルデヒド、有機酸、アルコ
ール、ケトン、酸素化燃料油、酸素化炭化水素有機物を
含む化学過程からの廃液および副生成物、および、これ
らの混合物が挙げられる。
The term liquid hydrocarbon as used here includes, for example:
Liquefied petroleum gas, petroleum distillates and petroleum residues, gasoline,
From naphtha, kerosene, crude asphalt, gas oil, residual oil, tar sand and silica oil, oils obtained from coal, aromatic hydrocarbons (e.g. benzene, toluene, xylene fractions), coal tar, fluidized catalytic cranking operations. circulating gas oil, furfural extract of coke gas oil, and mixtures thereof. Also included in the definition of liquid hydrocarbons are chemical processes involving oxygenated hydrocarbons, including carbohydrates, cellulosic substances, aldehydes, organic acids, alcohols, ketones, oxygenated fuel oils, and oxygenated hydrocarbon organics. and mixtures thereof.

カス発生機の反応帯の温度を調節するために温度調節材
を使用するかどうかは、原料の炭素対水素の比、および
、オキシダント流の酸素含有量によって決められるのが
普通である。適当な温度調節材としては、蒸気、水、C
O2に富んだガス、液体CO2、再循環合成ガス、この
生成過程の下流で使用されるガスタービンからの冷却し
た清浄廃ガスの一部を空気と混合したもの又は空気を混
合しないもの、実質的に純粋な酸素を生成するために使
用される空気分離ユニットから得られた副生酸物窒素、
および、上記温度調節材の混合物が挙げられる。
The use of a temperature control material to control the temperature of the reaction zone of the scum generator is typically determined by the carbon to hydrogen ratio of the feedstock and the oxygen content of the oxidant stream. Suitable temperature regulating materials include steam, water, C
O2-enriched gas, liquid CO2, recycled synthesis gas, a portion of the cooled clean waste gas from the gas turbine used downstream of this production process mixed with or without air, substantially By-product oxide nitrogen, obtained from air separation units used to produce pure oxygen in
and mixtures of the above-mentioned temperature regulating materials.

水は、水と固形炭化水素燃料の供給スラリーに用いて、
担体(キャリヤ)および温度調節材として役立つ。しか
し、蒸気は、液体炭化水素燃料および固形炭化水素燃料
のスラリーに用いて、温度調節材となる。
Water is used in a feed slurry of water and solid hydrocarbon fuel,
Serves as a carrier and temperature regulator. However, steam is used in slurries of liquid and solid hydrocarbon fuels to provide a temperature regulating agent.

一般に、温度調節材は、液体炭化水素燃料と共に、また
、かなシ純粋な酸素と共に、使用される。
Generally, temperature regulating materials are used with liquid hydrocarbon fuels and also with pure oxygen.

温度調節材は、固形燃料供給材料および遊離酸素含有ガ
スのいずれか一方、又は、両方と混合して、ガス発生機
に導入されてもよい。あるいは、温度調節材を、燃料バ
ーナーの別の導管によシガス発生機の反応帯に、導入し
てもよい。
The temperature regulating material may be introduced into the gas generator in admixture with either or both the solid fuel feed and the free oxygen-containing gas. Alternatively, the temperature regulating material may be introduced into the reaction zone of the gas generator by a separate conduit of the fuel burner.

HgOが、ガス発生機の中へ、温度調節材として若しく
はスラリー化媒質としてのいずれが一方として、又は、
その両方として導入される場合は、固形炭化水素燃料中
での、若し液体炭化水素燃料中が存在するなら両者の中
での、固形炭素に対する水の重量比は、約0.3−2.
0の範囲であシ、好ましくは、 約0.5−1.0の範
囲である。
HgO is introduced into the gas generator, either as a temperature regulating agent or as a slurrying medium, or
When introduced as both, the weight ratio of water to solid carbon in the solid hydrocarbon fuel, or in the liquid hydrocarbon fuel if present, is approximately 0.3-2.
0, preferably in the range of about 0.5-1.0.

ここで使われる遊離酸素含有ガスという用語は、空気、
酸素に富んだ空気、を指称し、後者は、21モルチ以上
の酸素、お工び、実質的に純粋な酸素、すなわち、95
モルチ以上の酸素を含むものである(残部はN2と希ガ
スからなる)。遊離酸素含有ガスは、約室温から120
0?(約)648℃)の範囲の温度でバーナーに導入さ
れる。原料中の炭素に対するオキシダント中の遊離酸素
の原子比(0/C,原子/原子)は好ましくは約0.7
から1,5の範囲で、例えば約0.80から1.2の範
囲である。
The term free oxygen-containing gas used here refers to air,
Oxygen-enriched air, the latter being defined as oxygen with more than 21 moles of oxygen, substantially pure oxygen, i.e., 95%
It contains more than 100% of oxygen (the remainder consists of N2 and rare gas). Free oxygen-containing gases range from about room temperature to 120
0? (approximately) 648°C). The atomic ratio of free oxygen in the oxidant to carbon in the raw material (0/C, atom/atom) is preferably about 0.7.
to 1.5, for example about 0.80 to 1.2.

ガス発生機への供給流において、固形炭化水素燃料、も
しあれば液体炭化水素、水又は他の温度調節材、および
、酸素の相対的割合は、部分酸化ガス発生機への燃料供
給材料中の炭素のかなりの部分を、例えば80−90重
ttIkのように75−95重量−の炭素を、例えばC
Oお工びCO2のような酸化炭素に変化させ、かつ、自
然発生(オートジニアス)反応帯温度を約23507か
ら2900?約1287℃から1593℃の範囲に保持
するように、注意深く調整される。好都合なことに、灰
分を含んだ固形炭化水素スラリー供給材料に関しては、
固形炭化水素燃料中の灰分がこのような反応温度では融
解スラグを形成する。融解スラグは、フライ・アッシュ
(f、1y−ash)ニジも容易に、熱い流出ガスから
分離する。さらに、熱い流出ガスは、生成過程の次の工
程に適した温度と圧力で反応帯を離れる。反応帯の圧力
は約10−200気圧の範囲である。
In the feed stream to the gas generator, the relative proportions of solid hydrocarbon fuel, liquid hydrocarbon, if present, water or other temperature regulating agent, and oxygen in the fuel feed to the partially oxidized gas generator A significant portion of the carbon, e.g. 75-95 wt., such as 80-90 wt.
It is converted into carbon oxide such as CO2, and the temperature of the autogeneous reaction zone is about 23,507 to 2,900? It is carefully controlled to maintain a temperature in the range of approximately 1287°C to 1593°C. Advantageously, for solid hydrocarbon slurry feeds containing ash,
The ash in the solid hydrocarbon fuel forms a molten slag at such reaction temperatures. The molten slag and fly ash (f, 1y-ash) easily separate from the hot effluent gas. Additionally, the hot effluent gas leaves the reaction zone at a temperature and pressure suitable for the next step in the production process. The pressure in the reaction zone ranges from about 10-200 atmospheres.

部分酸化ガス発生機の反応帯の時間は約0.5−10秒
、例えば、通常は約1.0−5秒の範囲である。
The reaction zone time of the partial oxidation gas generator is in the range of about 0.5-10 seconds, such as typically about 1.0-5 seconds.

部分酸化ガス発生機を出た流出ガス流は、供給量と組成
に左右されるが、次のモル組成を桁るO N2は8.0−60.0 、 COは8.0−70.0
゜COtは1.0 50.0 、 H*Oは2.0−5
0.0゜CHaは0.0 2.0 、 H2Sは0.0
−2.0 、 CO5は0.0−1.0 、 N2はo
、o−go、o、およびAIl′i0.0−2.0゜ また流出ガス流には、次のガス不純物が微量に存在する
( ppm ):HCNは0−100(例えば約2−2
0):HCtは〇−約20.000(例えば約200−
2.000);お工びN Hs は〇−約10.000
(例えば約Zoo−1000)ppmである。
The effluent gas stream leaving the partial oxidation gas generator depends on the feed rate and composition, but has the following molar compositions: 8.0-60.0 for O N2 and 8.0-70.0 for CO.
゜COt is 1.0 50.0, H*O is 2.0-5
0.0°CHa is 0.0 2.0, H2S is 0.0
-2.0, CO5 is 0.0-1.0, N2 is o
, o-go, o, and AIl'i0.0-2.0° Also present in the effluent gas stream are trace amounts (ppm) of the following gaseous impurities: HCN 0-100 (e.g. about 2-2
0): HCt is 〇-about 20.000 (e.g. about 200-
2.000); Machining N Hs is 〇-about 10.000
(e.g. about Zoo-1000) ppm.

流出ガス流で運ばれるのは、約0.5から20重量%(
例えば、1から4重量%)の炭素微粒子(ガス発生機へ
の供給材料中の炭素を基礎重量)、および、化学変化し
なかった灰分含有固形炭化水素燃料供給材料の残部であ
る。
The effluent gas stream carries approximately 0.5 to 20% by weight (
1 to 4% by weight) of carbon particulates (based on the carbon in the feed to the gas generator) and the remainder of the ash-containing solid hydrocarbon fuel feed that has not been chemically altered.

石炭の灰分の融解に1って得られた融解スラグもまた、
発生機を出たガス流で運ばれる。
The molten slag obtained by melting the ash of coal is also
carried by the gas stream leaving the generator.

約23507から2900”F (約1287℃から1
593℃)の範囲の温度で部分酸化ガス発生機の反応帯
を出た流出ガスRは、放射冷却器を通過し、そこで水中
にアルカリ金属およびアルカリ土類金属化合物の1方又
は双方を溶かして成る触媒溶液のスプレーと接触する。
Approximately 23,507 to 2,900"F (approximately 1,287 to 1
The effluent gas R leaving the reaction zone of the partial oxidation gas generator at a temperature in the range of 593° C.) passes through a radiant cooler where it dissolves one or both of the alkali metals and alkaline earth metal compounds in the water. contact with a spray of catalyst solution consisting of:

放射冷却器は、米国特許第3,551,347号及び米
国特許第4,309,196号に示されているように、
ガス発生機の反応帯の排出口に直接接続されているのが
好ましい。この接続の仕方についてはドイツ特許第2,
650,512号に示されている。ガス発生機からの流
出ガス流は、放射冷却機を通って下方に、又は、上方に
進む。
Radiant coolers, as shown in U.S. Pat. No. 3,551,347 and U.S. Pat. No. 4,309,196,
Preferably, it is connected directly to the outlet of the reaction zone of the gas generator. This connection method is described in German Patent No. 2,
No. 650,512. The effluent gas stream from the gas generator passes either downwardly or upwardly through a radiant cooler.

反応?!l−出た流出ガス流で運ばれる燃焼残留物の一
部は、放射冷却機へ入る前に除去されてもよい。これは
、例えば、サイクロン、又は、衝撃(impingem
ent )分離器のような重力および(又は)ガス−固
体分離手段により、流出ガス流の温度を実質的に下げな
いで、行われる。第一スラグおよび(又は〕第ニスラグ
と残留物との(耐火性内張りの)分離室は、運ばれてき
た物の一部を重力で分離するために、ガス発生機の反応
帯の排出口と放射冷却機の入口との間に接続される。こ
の方法は、米国特許第4,251,228号に記載され
示されている。
reaction? ! A portion of the combustion residue carried in the exit gas stream may be removed before entering the radiant cooler. This can occur, for example, in a cyclone or in an impact
ent) by gravity and/or gas-solid separation means such as separators, without substantially lowering the temperature of the effluent gas stream. A separation chamber (with refractory lining) between the first slag and/or the second varnish slag and the residue is connected to the outlet of the reaction zone of the gas generator in order to separate by gravity a portion of the transported material. This method is described and illustrated in U.S. Pat. No. 4,251,228.

これまでに述べたような適当な放射冷却器が本発明方法
で使用される。放射冷却器な、主として円筒形の垂直に
長く伸びた圧力容器から成る。容器のスチール製の壁は
、その内側に、容器の全長に延在する管の壁が設けられ
ている。冷却水、又は、水および蒸気のような冷却剤が
、管の壁の、一本一本の管の中を流れている。この方法
により、放射冷却器の外殻は、前記管の壁で囲まれてい
る容器のさえぎるもののない縦中央通路を自由に流れる
熱いガス流から、保護されている。管の壁は、複数個の
垂直な管又はコイルからなり、それらが容器の中央縦軸
から離間して同心円状に並んで隣接した列をなすもので
ある。
Any suitable radiant cooler, such as those previously described, may be used in the method of the present invention. A radiant cooler, consisting primarily of a cylindrical vertically elongated pressure vessel. The steel walls of the container are provided inside with a tube wall extending the entire length of the container. Cooling water, or a coolant such as water and steam, flows through each tube in the tube wall. In this way, the outer shell of the radiant cooler is protected from the hot gas stream flowing freely through the unobstructed longitudinal central passage of the vessel, which is surrounded by the walls of the tube. The tube wall consists of a plurality of vertical tubes or coils arranged in concentric adjacent rows spaced from the central longitudinal axis of the container.

一実施例においては、側面冷却用フィンを備えた、又は
、備えない薄い壁の垂直管の複数個が、放射冷却器の内
側の壁に並んでいる。管の隣接した列は、縦に溶接され
て環状のガスのもれない管のak影形成る。該管の各々
の下端と上端は、それぞれ下部および上部環状へラダー
に接続される。
In one embodiment, a plurality of thin-walled vertical tubes with or without side cooling fins line the inside wall of the radiant cooler. Adjacent rows of tubes are vertically welded to form an annular gas tight tube ak. The lower and upper ends of each of the tubes are connected to the ladder to the lower and upper rings, respectively.

管の壁内の冷却剤が、水、又は、水と蒸気の混合物であ
る場合は、冷却器の圧力外殻が達する最高温度は、放射
冷却器内に飽和した蒸気の温度と同じでるる。ボイラー
供給水は、底部ヘッダー、Cり導入され複数個の別々の
直立した管を通って上部ヘラグーに入る。蒸気と水の混
合物は、上部ヘッダーで除去され、分離が行われる外部
の円筒形蒸気容器に導入される。この蒸気容器から取り
出された飽和した蒸気は、熱や動力を供給するためにこ
の系の他の場所で使用される。任意に、この飽和蒸気の
少なくとも一部は過熱される。蒸気容器で分離された熱
湯は、放射冷却器の底部ヘングーへ戻される。任意に、
洗浄と保守のため、複数個のノズルを管の壁の外側に固
着してもよい。これにより、水、蒸気、又は、空気の流
れが、管の壁に対して向けられる。従って、管の壁が水
で洗い流されて、そこに析出していたアルカリ金属およ
び(又は)アルカリ土類金属化合物が、洗浄水により除
去され、タンクの下部に再利用のために回収さね、る。
If the coolant in the tube walls is water or a mixture of water and steam, the maximum temperature reached by the pressure shell of the cooler will be the same as the temperature of the steam saturated in the radiant cooler. Boiler feed water is introduced into the bottom header and enters the upper header through a number of separate upright pipes. The steam and water mixture is removed in the upper header and introduced into an external cylindrical steam vessel where separation takes place. Saturated steam removed from the steam vessel is used elsewhere in the system to provide heat and power. Optionally, at least a portion of this saturated steam is superheated. The hot water separated in the steam vessel is returned to the bottom hengoo of the radiant cooler. Optionally,
A plurality of nozzles may be secured to the outside of the tube wall for cleaning and maintenance purposes. This directs the flow of water, steam or air against the walls of the tube. Therefore, the walls of the pipes are flushed with water and the alkali metals and/or alkaline earth metal compounds deposited there are removed by the flushing water and collected for reuse in the lower part of the tank. Ru.

熱い流出ガス流は、垂直な放射冷却器の片@たら入り、
無障害の中心通路を通って自由に流れる。
The hot effluent gas stream enters a vertical radiant cooler piece,
Flows freely through an unobstructed central passage.

熱い流出ガス流の温度は2、放射冷却器の中knれるに
つれて確実に低下していく。放射と環流により、熱い流
出ガス流の顕熱の一部は、管壁の内側]を流れる冷却水
および蒸気によジ間接熱交換して吸収される。ガス流の
温度は、主としてこの方法により調節される。
The temperature of the hot exit gas stream decreases steadily as it passes through the radiant cooler. Due to radiation and reflux, a portion of the sensible heat of the hot exit gas stream is absorbed in indirect heat exchange by the cooling water and steam flowing inside the tube wall. The temperature of the gas stream is primarily regulated in this way.

触媒の水溶液は、スプレー・ノズル、又は、噴霧器によ
ジ、放射冷却器中の放出ガス流に吹きかけられる。適当
な数や組み合わせのスプレー・ノズル、噴霧器、又は他
の適当な混合方法を使って放射冷却器内で熱い流出ガス
流と触媒水溶液とを密接に接触させ混合させる。例えば
、少なくとも1個のスプレー・ノズルが、放射冷却器内
の入口力・ら下がった所に取り付けられると、入ってき
た熱い流出ガス流は、直ぐに触媒の水溶液の噴霧に接触
させられる。必要ならば、触媒溶液の噴霧用スプレー・
ノズルを、さらに放射冷却器の中央通路すなわち中央縦
軸に沿って縦に取り付ける。
The aqueous solution of catalyst is sprayed into the effluent gas stream in the radiant cooler through a spray nozzle or atomizer. The hot effluent gas stream and the aqueous catalyst solution are brought into intimate contact and mixed within the radiant cooler using any suitable number or combination of spray nozzles, atomizers, or other suitable mixing methods. For example, if at least one spray nozzle is installed below the inlet force in the radiant cooler, the incoming hot effluent gas stream is immediately contacted with a spray of an aqueous solution of catalyst. If necessary, use a sprayer to atomize the catalyst solution.
The nozzle is also mounted vertically along the central passage or central longitudinal axis of the radiant cooler.

触媒の好ましい水溶液は、少なくとも1種の水溶性のア
ルカリ金属塩、るるいは、水酸化物を水に溶解して、約
10重量%力・ら飽和までの量のアルカリ金属化合物を
含む溶液としたものでるる。
A preferred aqueous solution of the catalyst is a solution containing at least one water-soluble alkali metal salt, hydroxide, or alkali metal compound in an amount from about 10% by weight to saturation. I got something.

或いは、触媒の水溶液が、約10重量%力・ら飽和まで
の量の少なくとも1個の水溶性アルカリ土類金属塩ある
いは水酸化物を含有していてもよい。
Alternatively, the aqueous solution of catalyst may contain at least one water-soluble alkaline earth metal salt or hydroxide in an amount from about 10% by weight to saturation.

さらにまた、触媒の水溶液は、約io重量%から飽和状
態までの量の少なくとも1個の水溶性アルカリ金属塩又
は水酸化物と、少なくとも1個のアルカリ土類金属塩又
は水酸化物との混合物を含有してもよい。
Furthermore, the aqueous solution of catalyst comprises a mixture of at least one water-soluble alkali metal salt or hydroxide and at least one alkaline earth metal salt or hydroxide in an amount from about io weight percent to saturation. May contain.

元素の周期律表のIA族から選ばれたアルカリ金属成分
、例えば、セシウム、カリウム、ナトリウム、および、
リチウムなどがこの順序で効果的でるる。例えば、Kx
 CO3およびNa2COs 又はこれらの混合物のよ
うなカリウムおよびナトリラム化合物が、費用の点η・
ら見て効果的でろる。
Alkali metal components selected from Group IA of the periodic table of elements, such as cesium, potassium, sodium, and
Lithium etc. are effective in this order. For example, Kx
Potassium and natrilam compounds such as CO3 and Na2COs or mixtures thereof have a cost point of
It looks very effective.

元素周期律表のIIA族から6アル力リ土類金属成分、
例えば、バリウム、ストロンチウム、カルシウム、マグ
ネシウムなどがこの順序で一般に効果的でるる。CaC
O5が費用の点から効果的でるる。
6 alkaline earth metal components from Group IIA of the Periodic Table of Elements,
For example, barium, strontium, calcium, magnesium, etc. are generally effective in this order. CaC
O5 is cost effective.

本発明を実施するに適したIA族および(又は)lA族
の水溶性化合物には、炭酸塩1重炭酸塩。
Water-soluble Group IA and/or Group IA compounds suitable for practicing the invention include carbonates, monobicarbonates;

水酸化物、ケイ酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、アルミン酸塩
、ホウ酸塩かめる。これらの化合物の水和物、および、
これらの化合物に富んだ適当な廃棄物も使用できる。ア
ルカリ金属および(又は)アルカリ土類金属ハロゲン化
物は余り好ましくなく、一般的には、次の工程の設備2
例えば、急冷および精製システム中のステンレス鋼や他
の鉄合金のハロゲン化物腐食を避けるために使用すべき
ではない。
Hydroxides, silicates, sulfates, sulfites, aluminates, borates. hydrates of these compounds, and
Suitable waste materials rich in these compounds can also be used. Alkali metal and/or alkaline earth metal halides are less preferred and are generally used in equipment 2 for the next step.
For example, it should not be used to avoid halide corrosion of stainless steel and other ferrous alloys in quenching and refining systems.

室温〃1ら200下(約93℃)の範囲の温度のアルカ
リ金属および(又は)アルカリ土類金属化合物の水溶液
を、水溶媒が蒸発した後で、該アルカリ金属および(又
は)アルカリ土類金属のうち、微粒状炭素および放射冷
却器を通過する流出ガス中に含まれる変化しなかった固
形燃料中の炭素に、密接に結びつく成分の収量が例えば
10−20重量%のような約5−50重量%(含まれる
炭素の基礎重量)の範囲であるような、速度(rate
 )および濃度で、放射冷却器に導入する。さらに、放
射冷却器の触媒水溶液と接触した直後において熱いガス
流中のH20/Cのモル比は、約0.7から25.0又
はそれ以上の範囲で、例えは約1.0から20;約1.
5η1ら6.0の範囲である。
After the aqueous solvent has evaporated, an aqueous solution of the alkali metal and/or alkaline earth metal compound at a temperature in the range of 1 to 200° C. (approximately 93° C.) is mixed with the alkali metal and/or alkaline earth metal compound. Of this, the yield of particulate carbon and components closely associated with the carbon in the unchanged solid fuel contained in the effluent gas passing through the radiant cooler is about 5-50%, such as 10-20% by weight. % by weight (basic weight of carbon included).
) and concentration into a radiant cooler. Further, the molar ratio of H20/C in the hot gas stream immediately after contact with the aqueous catalyst solution of the radiant cooler ranges from about 0.7 to 25.0 or more, such as from about 1.0 to 20; Approximately 1.
It is in the range of 5η1 to 6.0.

放射冷却器を通過する熱いガス流の滞留時間は例えば約
15秒から40秒のような約5秒から50秒の範囲であ
る。
The residence time of the hot gas stream passing through the radiant cooler ranges from about 5 seconds to 50 seconds, such as about 15 seconds to 40 seconds.

好ましい実施例では、ガス流は、部分酸化ガス発生機の
反応帯を出た時の温度とほとんど同じ温度、つまり、約
2350”Fから2900下(約1287℃から 15
93℃)の範囲で放射冷却器に入るが導管では普通少し
低下して、約50下−100下(約10℃−37℃)は
ど温度が下がる。部分的に冷やされたガス流は、その温
度が、例えば、1500下(815℃)のような約13
50下−1600′F′(約732℃−871℃)の範
囲の温度に着果に低下した後に、放射冷却器の反対側の
端部から出る。
In a preferred embodiment, the gas stream is at approximately the same temperature as it exits the reaction zone of the partial oxidation gas generator, i.e., from about 2350"F to below 2900"F (from about 1287C to 15
It enters the radiant cooler in the range of 93°C), but in the conduit it is usually slightly lower, resulting in a temperature drop of about 50°C to 100°C (about 10°C to 37°C). A partially chilled gas stream is defined as having a temperature of about 13°C, e.g. below 1500°C (815°C).
It exits the opposite end of the radiant cooler after it has finally cooled to a temperature in the range of 50 below - 1600'F' (approximately 732°C - 871°C).

放射冷却器のガス流の圧力は、ガス発生機の圧力とほと
んど同じで、導管では普通圧力が少し減少して、約1−
2気圧の低下が与られる。このような温度と気圧で、↑
らに一酸化水素と一酸化炭素を生成するためには、触媒
メタン生成反応よりも炭素と蒸気の触媒反応の方が好ま
しい。灰分全会んだ固形炭素燃料の変化しなかった残部
中の炭素の少なくとも一部(すなわち、50−100重
量%、好ましくは全部)および含まれる炭素微粒子が、
流出ガス流中のHzOと反応し、さらにCO”Ht’C
生成する。この過程で、ガス流中のH2+Coxの含有
量は、例えば約10−20モルチのような約5−40モ
ル矛の範囲で量を増す。
The pressure of the gas stream in the radiant cooler is almost the same as the gas generator pressure, and in the conduit the pressure is usually slightly reduced to about 1-
A drop of 2 atmospheres is given. At such temperature and pressure, ↑
Furthermore, to produce hydrogen monoxide and carbon monoxide, a catalytic reaction of carbon and steam is preferred over a catalytic methane production reaction. At least a portion (i.e., 50-100% by weight, preferably all) of the carbon in the unchanged remainder of the ash-containing solid carbon fuel and carbon particulates included;
Reacts with HzO in the effluent gas stream and further produces CO”Ht’C
generate. In this process, the content of H2+Cox in the gas stream increases in amount, for example in the range of about 5-40 moles, such as about 10-20 moles.

Cox とu、CO+COz を示す。Cox and u, CO+COz are shown.

本発明方法の第二の実施例では、まず、流出ガス流中に
含まれ利用できる炭素の一部だけを、触媒蒸気−炭素反
応により変化させ、次に、変化しなかった炭素の残部を
、触媒メタン生成反応により温度を下けて化学変化させ
て、ガス流中のメタン濃度を約3から5モルチの範囲ま
で増加させる。
In a second embodiment of the process of the invention, only a portion of the available carbon contained in the effluent gas stream is first transformed by a catalytic steam-carbon reaction, and then the remainder of the unmodified carbon is converted into A catalytic methanogenic reaction lowers the temperature and causes a chemical change to increase the methane concentration in the gas stream to a range of about 3 to 5 moles.

触媒蒸気−炭素反応は、放射冷却器の前部で比較的高温
で、好ましい実施例のところで前に述べた秦件で起こる
。次に、触媒メタン生成反応が、放射冷却器の末端部で
、約1300下から約900下(約704℃から482
℃)の範囲の比較的低い温度で起こる。このような低温
が、メタンの生成には好ましい。
The catalytic steam-carbon reaction takes place at a relatively high temperature in the front of the radiant cooler and in the conditions described above in the preferred embodiment. The catalytic methane production reaction then occurs at the end of the radiant cooler from about 1300 below to about 900 below (from about 704°C to 482°C).
Occurs at relatively low temperatures in the range (°C). Such low temperatures are preferred for methane production.

従って、この第二の実施例では、部分酸化ガス発生機の
反応帯からの流出ガス流は、約2300°Fから280
0下約1260℃から1537℃の範囲の温度で放射冷
却器に入る。放射冷却器の2つの連続的工程(又は区域
)で、前後して違った反応が起こる。しかし、ガス冷却
器の2つの区域とも、触媒の添加およびHz O/ C
モル比は、好ましい実施例について前に述べ′f?:、
場合とほとんど同じである。第一工程で、所与の流量で
は、放射冷却器の最初の区域を通過するガス流の温度は
、主として管の壁中の冷却水で、または、水および蒸気
で、間接熱交換することにより調節される。さらに、含
まれる炭素微粒子、および、灰分を含んだ固形炭素燃料
の変化しなかった部分の炭素の、約50−75重量−が
、流出ガス流中のH2Oと反応してさらにH2とCOx
 f生成するまでに、ガス流の温度は、同時に着実に約
13007から1350’F(約704℃から732℃
)の範囲の温度まで下がっている。この時点で、第二の
工程が始まり、水にアルカリ金属および(又は〕アルカ
リ土類金属化合物を溶かして成る融媒溶液を、さらに放
射冷却器の中に前に述べた方法で任意に導入し、前記の
ような低温で流出ガス流と接触させる。H2O。
Thus, in this second embodiment, the effluent gas flow from the reaction zone of the partial oxidation gas generator ranges from approximately 2300°F to 280°F.
It enters the radiant cooler at a temperature ranging from about 1260°C to 1537°C below 0°C. Different reactions occur one after the other in two successive steps (or zones) of the radiant cooler. However, both sections of the gas cooler require catalyst addition and Hz O/C
The molar ratios are as described above for the preferred embodiment'f? :,
It is almost the same as the case. In the first step, at a given flow rate, the temperature of the gas stream passing through the first section of the radiant cooler is reduced primarily by indirect heat exchange with the cooling water in the tube walls or with water and steam. adjusted. Additionally, approximately 50-75% by weight of the carbon particulates contained and the unchanged portion of the ash-containing solid carbon fuel reacts with H2O in the effluent gas stream to generate additional H2 and COx.
By the time f is produced, the temperature of the gas stream has steadily increased from about 13007 to 1350'F (about 704 to 732°C) at the same time.
) has fallen to a temperature within the range. At this point, a second step begins, in which a melting medium solution consisting of an alkali metal and/or alkaline earth metal compound in water is optionally introduced into the radiant cooler in the manner previously described. , contacted with the effluent gas stream at a low temperature as described above.H2O.

Co、 Co2.H2、および、触媒処理された流出ガ
ス流中に含まれる変化しなかった炭素微粒子と灰含有固
形炭素燃料中の炭素との残部は、第二工程で共に反応し
て、さらにCHIを生成する。このメタン生成反応は、
触媒ガス流が放射冷却器の第二区域を通過する間は続く
が、同時にその温度は主として管壁中の冷却水と又は水
および蒸気と間接的に熱交換することにより放熱温度が
約900下から1000 ? (約482℃−537℃
〕の範囲に達するまで着実に下げられる。
Co, Co2. The H2 and the remainder of the unchanged carbon particulates contained in the catalyzed effluent gas stream and the carbon in the ash-containing solid carbon fuel react together in a second step to form further CHI. This methanogenic reaction is
While the catalytic gas flow passes through the second section of the radiant cooler, its temperature decreases by approximately 900°C, mainly due to indirect heat exchange with the cooling water in the tube wall or with water and steam. From 1000? (approximately 482℃-537℃
) until it reaches a range of .

好都合なことに、有効な熱エネルギーは、放射冷却器の
中央通路を流れ下るガス流と管壁の中を流れる冷却水と
の間で間接熱交換することによp1発熱性触媒メタン生
成反応から回収される。この方法で副生成蒸気流が形成
される。
Advantageously, useful thermal energy is extracted from the p1 exothermic catalytic methanogenic reaction by indirect heat exchange between the gas stream flowing down the central passage of the radiant cooler and the cooling water flowing within the tube walls. It will be collected. In this way a by-product vapor stream is formed.

放射冷却器中の熱いガス流に含まれる融解スラグの少な
くとも一部は、アルカリ金属および(又は)アルカリ土
類金属化合物で融剤処理(フラックス)される。こnに
よって、さらに流動度が大きくて、融点の低い物質が生
成される。溶融し融剤処理されたスラグをより低い凝固
温度まで冷却するために、放射冷却器中の触媒ガス流の
滞留時間を延長して、変化した炭素の量を増やせる。
At least a portion of the molten slag contained in the hot gas stream in the radiant cooler is fluxed with an alkali metal and/or alkaline earth metal compound. This produces a material with greater fluidity and lower melting point. To cool the molten fluxed slag to a lower solidification temperature, the residence time of the catalyst gas stream in the radiant cooler can be extended to increase the amount of converted carbon.

放射冷却器を出たガス流の温度は、融剤処理済スラグの
融点より低いことが好ましい。これによって襦融剤処理
済スラグは粒状になり、スラグ室下部にるる水浴中に重
力により滴下する。これに適した設備は、米国特許第4
251.228号の図面の第1図に示されている。
Preferably, the temperature of the gas stream exiting the radiant cooler is below the melting point of the fluxed slag. As a result, the flux-treated slag becomes granular and drips by gravity into the water bath at the bottom of the slag chamber. A suitable device for this purpose is U.S. Pat.
251.228 is shown in FIG. 1 of the drawings.

比較的清浄で部分的に冷却したガス流は、例えば、従来
の対流型ガス冷却器1後械エネルギーるるいは電気エネ
ルギーめるい位その両方を生成するための膨張タービン
などのような下流の装置でろって、熱いガス流からエネ
ルギーを回収するために使用される下a装置の最高安全
操作温度より低い温度で放射冷却器の下流漏部を出る。
The relatively clean, partially cooled gas stream is passed through a downstream device such as a conventional convection gas cooler 1 and an expansion turbine for producing mechanical energy or electrical energy or both. It exits the downstream leak of the radiant cooler at a temperature below the maximum safe operating temperature of the lower device used to recover energy from the hot gas stream.

例えばガス流は、約150?から600”F(約65℃
−315℃〕の範囲の温度で下流の対流型ガス冷却器、
又は、他のエネルギー利用装ffiを出る。次に、この
ガス流は、合成ガス、還元ガス、燃料ガスなどその使用
目的に応じて、ガス洗浄、水性ガス転化若しく社メタン
生成反応、および、精製などから成る工程を任意に受け
る。
For example, the gas flow is about 150? to 600”F (approximately 65℃)
-315°C] downstream convection gas cooler;
Or exit other energy utilization equipment ffi. This gas stream is then optionally subjected to steps consisting of gas scrubbing, water gas conversion or methane production reactions, and purification, depending on its intended use, such as synthesis gas, reducing gas, fuel gas, etc.

例えば、放射冷却器から排出された部分冷却ガス流は、
対流型冷却器を通過して、ボイラー供給水(BFW)と
間接熱交換して約1507から6007(約65℃から
315℃)の範囲の温度に冷却される。これによってボ
イラー供給水は、副生成蒸気に変わる。この蒸気の一部
は、温度調節材として使用するためガス発生機へ再循環
される。残りは排出される。放射冷却器からの部分冷却
ガスRは、膨張タービンを通過してもよい。対流型ガス
冷却器を出たガス流、父性、前記膨張タービンから排出
されたガス流は、含んでいた微粒子がitとんど残って
いない程に洗浄される。例えば、ガス流中の炭素丁す、
スラグ、および、触媒は、全て方ス洗浄器の中で水でガ
ス流を洗浄することにより除去される。残っている水溶
性触媒は、はとんど全て洗浄水の流れの中に溶屏する。
For example, the partially cooled gas stream discharged from a radiant cooler is
It passes through a convection cooler and is cooled to a temperature in the range of about 1507 to 6007 (about 65°C to 315°C) in indirect heat exchange with boiler feed water (BFW). This converts boiler feed water into by-product steam. A portion of this steam is recycled to the gas generator for use as a temperature regulator. The rest is drained. Partial cooling gas R from the radiant cooler may pass through an expansion turbine. The gas stream exiting the convection gas cooler, the gas stream discharged from the expansion turbine, is scrubbed to the extent that it contains almost no particulates remaining. For example, carbon atoms in a gas stream,
Slag and catalyst are all removed by washing the gas stream with water in a washer. Almost all remaining water-soluble catalyst dissolves into the wash water stream.

さらに、水に不溶性の残っている(該ガス流から洗いお
とされ7j)微粒子も、はとんど全て前記洗浄水の流n
の中に含まれる。従来の分離容器の中で、洗浄水流から
清浄なガスが分離される。任意に、触媒の一部が従来の
方法により洗浄水から回収され、補給触媒溶液と混合し
て放射冷却器に再循環される。
Furthermore, the remaining water-insoluble particulates (washed out from said gas stream 7j) are almost entirely removed by said wash water stream n.
included in. Clean gas is separated from the wash water stream in a conventional separation vessel. Optionally, a portion of the catalyst is recovered from the wash water by conventional methods, mixed with make-up catalyst solution and recycled to the radiant cooler.

本発明方法のさらに付は加えるべき利点扛、ガス流が放
射冷却器を通過している間に、同時に、HCN、 HC
l、 CO8、および、これらの混合物から成る群から
選ばれた必要とされない遊離ガス不純物の全てを、触媒
反応金堂けたガス流力・ら、除去することでるる。かく
て、触媒の存在下でシアン化水素の加水分解により、ア
ンモニアと、水溶性アルカリ金属および(又は)アルカ
リ土類金属蟻酸塩が生成される。さらに、該触媒の存在
下でのカルボニル硫化物の部分加水分解により、二酸化
炭素、および、硫化水素が生成される。また、ガス流中
の遊離の塩化水素は、塩基触媒の一部と反応して中性化
され水溶性塩を生成する。これらの塩は、前に述べた方
法でこの系の下流のガス洗浄器の中で水でガス流を洗浄
することにより、残りの微粒子および触媒と共にガス流
から簡単に除去される。
A further advantage of the method of the invention is that while the gas stream is passing through the radiant cooler, HCN, HC
All of the unwanted free gas impurities selected from the group consisting of L, CO8, and mixtures thereof are removed by the catalytic reaction process. Thus, hydrolysis of hydrogen cyanide in the presence of a catalyst produces ammonia and water-soluble alkali metal and/or alkaline earth metal formates. Additionally, partial hydrolysis of carbonyl sulfide in the presence of the catalyst produces carbon dioxide and hydrogen sulfide. Also, free hydrogen chloride in the gas stream is neutralized by reacting with a portion of the base catalyst to form water-soluble salts. These salts are simply removed from the gas stream along with the remaining particulates and catalyst by scrubbing the gas stream with water in the downstream gas scrubber of the system in the manner previously described.

触媒の溶液が、放射冷却器の中へ直接に導入され、例え
ば、部分酸化ガス発生機へ導入される供給材料と混合さ
れるというように他の所へ導入されるのではないという
、本発明方法による利点には次のようなものがめる。
The invention provides that the catalyst solution is introduced directly into the radiant cooler and not elsewhere, for example mixed with the feed introduced into the partial oxidation gas generator. The advantages of the method include:

(1) 部分酸化ガス発生機から出た流出ガス流の顕熱
は、高温で有効に利用され、発熱性蒸気−炭素反応を開
始し実施するために必要なエネルギーを供給する。
(1) The sensible heat of the effluent gas stream from the partial oxidation gas generator is efficiently utilized at high temperatures to provide the energy necessary to initiate and carry out the exothermic steam-carbon reaction.

(2)部分酸化ガス発生機中の滞留時間が減少される。(2) Residence time in the partial oxidation gas generator is reduced.

その結果、ガス発生機は短時間で費用が安くてすむ。As a result, gas generators are quick and inexpensive.

(3)ガス発生機の耐火性内張りが、アルカリ金属又は
アルカリ土類金属化合物と接触して浸食されない。
(3) The refractory lining of the gas generator is not eroded by contact with alkali metals or alkaline earth metal compounds.

(4)低級な固形燃料が、費用をかけ高品質にしないで
も、部分酸化ガス発生機への供給材料として使用できる
(4) Low-grade solid fuels can be used as feed to partially oxidized gas generators without the expense of high quality.

(5)触媒溶液は、放射冷却器の熱いガス流中に含まれ
る物質と充分に混合される。液体溶媒が蒸発すると、発
生期の汚れていない触媒は高温で放出され、炭素微粒子
、固形炭素燃料中の炭素、および、融解スラグと充分に
混合され相互に接触する。同時に、補給HiOが導入さ
れる。蒸気−炭素反応の変換速度がこれによって増加す
る。
(5) The catalyst solution is thoroughly mixed with the materials contained in the hot gas stream of the radiant cooler. When the liquid solvent evaporates, the nascent, clean catalyst is released at an elevated temperature and becomes intimately mixed with and in contact with the carbon particulates, the carbon in the solid carbon fuel, and the molten slag. At the same time, supplementary HiO is introduced. The conversion rate of the steam-carbon reaction is thereby increased.

(6)放射冷却器を通過する放出ガス流中を運ばれる融
解スラグの分離が容易になる。触媒の一部は、融解スラ
グ中の結上物質と反応し、例えば、不溶性のアルミノケ
イ酸カリウムを生成する。これによってスラグの融点が
下が9、その流動度が増す。融触したスラグは、スラグ
室の底部にるる水だまりにさらに簡単に沈殿する。
(6) Facilitates separation of molten slag carried in the effluent gas stream passing through the radiant cooler. A portion of the catalyst reacts with the condensed material in the molten slag, producing, for example, insoluble potassium aluminosilicate. This lowers the melting point of the slag and increases its fluidity. The molten slag more easily settles into a pool of water at the bottom of the slag chamber.

(7)変化しなかった炭素は、11とんどない。このた
めガス洗浄飯はかなり減少する。望ましい蒸気−炭素反
応によると、炭素各1モル当たり2モルの合成ガスを生
成するが、これに反して炭素の部分酸化からは1モルの
合成ガスを生成する。このため特定量の固形炭素燃料か
ら得られる生成ガスの量が増加する。
(7) There are almost 11 carbons that have not changed. For this reason, gas cleaning rice is considerably reduced. The preferred steam-carbon reaction produces 2 moles of synthesis gas for each mole of carbon, whereas partial oxidation of carbon produces 1 mole of synthesis gas. This increases the amount of product gas obtained from a given amount of solid carbon fuel.

(8)放射冷却器の管壁に析出したアルカリ金属および
/又はアルカリ土類金属化合物は、管の外側面が水で洗
い流される時に、管を洗浄するのに役立つ。
(8) The alkali metal and/or alkaline earth metal compounds deposited on the tube wall of the radiant cooler serve to clean the tube when the outer surface of the tube is flushed with water.

(9)放射冷却器を通過するガス流は、同時に精製され
る。HCN、HO2,CO8、および、これらの混合物
から成る群中の遊離の不要な気体性不純物が除去される
(9) The gas stream passing through the radiant cooler is simultaneously purified. Free and unwanted gaseous impurities in the group consisting of HCN, HO2, CO8, and mixtures thereof are removed.

(10〕ガス発生機で消費される酸素の量が減少する。(10) The amount of oxygen consumed by the gas generator is reduced.

その結果、かなり経済上節約できる。The result is considerable economic savings.

以上本発明に関して種々説明したが、その説明の成る極
の要約を挙げると次の通りでるる。
The present invention has been variously explained above, and the summary of the explanation is as follows.

1、(1) ガス発生機の自由流耐火性内張りの反応帯
において温度調節材の存在下で約1287℃から159
4℃(約2350’#為ら2900下)の範囲のオート
ジニアス温度かつ約lO気圧から200 気圧の範囲の
圧力で、灰分會含んだ固形炭素燃料のスラリー中の約7
5−95重t%の炭素ヲ、非触媒性部分酸化により遊離
酸素含有ガスと反応させて、Hz 、Co、Co2を含
み、Hz O、N2.Ht S 。
1, (1) from about 1287°C to 159°C in the presence of a temperature regulator in the reaction zone of a free-flow refractory lining of a gas generator.
At autogeneous temperatures in the range of 4°C (approximately 2350°C to below 2900°C) and pressures in the range from approximately 100 to 200 atm, approximately 7% of the solid carbon fuel slurry containing an ash content is
5-95% by weight of carbon is reacted with free oxygen-containing gases by non-catalytic partial oxidation to produce Hz, Co, Co2, HzO, N2. HtS.

CO8、CH4、NHs 、 A、 、 HCl 、 
HCN から成る群から選ばれた少なくとも1つの物質
を含み、炭素微粒子、変化しなかった灰分含有固形炭素
燃料の残り、および、融解スラグから成る同伴物質を含
有する熱いガス流を生成し: (11) この熱いガス流をガス冷却帯に通し;この冷
却帯の内で該熱いガス流を水溶性アルカリ金属化合物お
よび/又はアルカリ土類金属化合物と水とから成る触媒
の水溶液と接触させ、ここで前記化合物のアルカリ金属
および/又はアルカリ土類金属成分は元素周期律表IA
族および/又はnA族の金属力・ら選ばれておジ;次に
、該触媒溶液を前記同伴物質と充分に混合させて水分全
蒸発させ(+ii) 前記ガス冷却帯で前記触媒HxO
の存在下でガス流中に同伴の変化しなかった灰分含有固
形炭素燃料の残りの中の炭素および炭素微粒子の少なく
とも一部全反応させ;同時にガス流の温度を約1260
℃−1538℃(約2300下−2800”F)の範囲
の進入温度から約732℃−872℃(約1350?−
1600?)の範囲の排出温度まで冷却剤で間接熱交換
することにより低下させ;(N) 前記ガス冷却帯から
H24−COxの量が増えた部分冷却ガス流を排出する ステップから成る、灰分含有固形炭素燃料のスラリーか
ら合成ガス、燃料ガス、又は還元ガスを生成する連続的
方法。
CO8, CH4, NHs, A, , HCl,
producing a hot gas stream containing at least one substance selected from the group consisting of: ) passing the hot gas stream through a gas cooling zone; in the cooling zone contacting the hot gas stream with an aqueous solution of a catalyst consisting of a water-soluble alkali metal compound and/or alkaline earth metal compound and water; The alkali metal and/or alkaline earth metal components of the compound are listed in the Periodic Table of Elements IA
and/or nA group metals; Next, the catalyst solution is sufficiently mixed with the accompanying substance to completely evaporate water (+ii) The catalyst HxO is heated in the gas cooling zone.
at least a portion of the carbon and carbon particulates in the entrained unchanged ash-containing solid carbon fuel remainder entrained in the gas stream in the presence of a temperature of about 1260 °C;
Entry temperatures range from -1538°C (approximately 2300-2800"F) to approximately 732°C-872°C (approximately 1350"F).
1600? ) by indirect heat exchange with a refrigerant to a discharge temperature in the range of (N) ash-containing solid carbon; A continuous process for producing synthesis gas, fuel gas, or reducing gas from a slurry of fuel.

2、(+) ガス発生機の自由流耐火性内張りの反応帯
において温度調節材の存在下で約1287℃から159
4℃(約235077)=ら2900’F)の範囲ノオ
ートジーニアス温度で約lθ気圧から200気圧の範囲
の圧力で、灰分を含んだ固形炭素燃料のスラリー中の約
75−95重量%の炭素を、非触媒性部分酸化により遊
離酸素含有ガスと反応させて、Hz 、 Co 、 C
O2f:含み、HzO、N2 、 Hz S 。
2, (+) from about 1287°C to 159°C in the presence of a temperature regulator in the reaction zone of the free-flow refractory lining of the gas generator.
About 75-95% by weight carbon in a slurry of solid carbon fuel containing ash at autogenius temperatures in the range of 4°C (about 235,077) = 2900'F and pressures in the range of about lθ atm to 200 atm. is reacted with free oxygen-containing gas by non-catalytic partial oxidation to obtain Hz, Co, C
O2f: Contains HzO, N2, Hz S.

CO8、CH4、NHs + A 、 HCl、 HC
N ’n>ら成る群〃・ら選ばれた少なくとも1つの物
質を含み、炭素微粒子、変化しなかった灰分含有固形炭
素燃料の残り、および、融解スラグから成る同伴物質を
含有する熱いガス流を生成し; (11) この熱いガス流を前後に続く2区域から成る
ガス冷却帯の中音通過させ;この冷却帯の第1区域内で
、熱いガス流を水溶性アルカリ金属化合物および/又は
アルカリ土類金属化合物および水から成る触媒の水溶液
と接触させ、ここで化合物のアルカリ金属および/又は
アルカリ土類金属成分は元素の周期律表のIA族および
/又はHA族の金属から選ばれており;次に、該触媒溶
液を同伴物質と充分に混合させて水分を蒸発させ;(i
ii) 前記ガス冷却帯の第1区域において前記触媒H
20の存在下で、ガス流中に同伴の炭素微粒子の一部と
変化しなかった灰分含有固形炭素燃料の残t)−O中の
炭素を反応させ;同時にガス冷却帯の第一区域を通過す
るガス流の温度を約1260℃−1538℃(約230
0″F−2800’F)の範囲の進入温度から704℃
−733℃(約1300下−1350?)の範囲の温度
まで冷却材で間接熱交換することによp低下させ;この
場合にガス流のHx+Cox含有量は増加し; (IV) (1)からのガス流を前記ガス冷却帯の第2
区域の中へ通過させ、さらに前記触媒の水溶液と接触さ
せてるるいは接触させないで、H20,CO。
CO8, CH4, NHs + A, HCl, HC
a hot gas stream containing at least one substance selected from the group consisting of (11) Passing the hot gas stream through a two-zone gas cooling zone; in the first zone of the cooling zone, the hot gas stream is passed through a water-soluble alkali metal compound and/or contact with an aqueous solution of a catalyst consisting of an earth metal compound and water, wherein the alkali metal and/or alkaline earth metal component of the compound is selected from the metals of Group IA and/or Group HA of the Periodic Table of the Elements; ; Next, the catalyst solution is sufficiently mixed with the accompanying substance to evaporate water; (i
ii) said catalyst H in a first section of said gas cooling zone;
20, the carbon in the ash-containing solid carbon fuel remaining unchanged t)-O reacts with a portion of the carbon particulates entrained in the gas stream; at the same time passing through the first section of the gas cooling zone. The temperature of the gas stream to be approximately 1260℃-1538℃ (approximately 230℃
Entry temperature ranging from 0″F-2800′F) to 704°C
p by indirect heat exchange with a coolant to a temperature in the range of -733°C (approx. 1300-1350?); in this case the Hx+Cox content of the gas stream increases; (IV) From (1) of the gas flow into the second gas cooling zone.
H20,CO, with or without further contact with the aqueous solution of the catalyst.

COz + H! +および、触媒反応させたガス流中
に同伴される変化しなかった微粒子炭素と灰分含有固形
炭素燃料中の炭素の残部を反応させ:同時にガス冷却帯
の第2区域を通過するガス流の温度を約704℃−73
3℃(約1300?−13507) 17)11111
囲の温度から約482℃−538℃(約900’F−1
000T)の範囲の排出温度まで冷却材で間接熱交換し
て低下させ; M 前記ガス冷却帯の第2区域からCH4の量が増加し
た部分冷却ガス流を排出する ステップからgる灰分含有固形炭素燃料のスラリー力・
ら合成ガス、燃料ガス、又は還元ガスを生成する連続的
方法。
COz+H! + and reacting the remainder of the carbon in the ash-containing solid carbon fuel with the unchanged particulate carbon entrained in the catalyzed gas stream; at the same time the temperature of the gas stream passing through the second section of the gas cooling zone; about 704℃-73
3℃ (about 1300?-13507) 17) 11111
from the ambient temperature to approximately 482°C-538°C (approximately 900'F-1
000T) by indirect heat exchange with a refrigerant to a discharge temperature in the range of 000 T); Fuel slurry power
continuous process for producing synthesis gas, fuel gas, or reducing gas from

3、前記触媒の水溶液が炭酸塩2重炭酸塩、水酸化物7
ケイ酸塩、硫酸塩、亜硫酸塩、ホウ酸塩。
3. The aqueous solution of the catalyst is carbonate bicarbonate, hydroxide 7
Silicates, sulfates, sulfites, borates.

および、これらの混合物から成る化合物の群から選ばれ
た水溶性アルカリ金属および/又はアルカリ土類金属化
合物の約10重量%から飽和状態までを含有し、前記ア
ルカリ金属成分がK 、 Na 。
and from about 10% by weight to saturation of a water-soluble alkali metal and/or alkaline earth metal compound selected from the group of compounds consisting of mixtures thereof, wherein said alkali metal component is K, Na.

Li、および、これらの混合物から成る群中から選ばれ
、および/又は前記アルカリ土類金属成分がBa、Ca
、MP、およびこれらの混合物から成る群から選ばへる
ことを%徴とする第1項、又は第2項に記載の方法。
selected from the group consisting of Li, and mixtures thereof, and/or the alkaline earth metal component is selected from the group consisting of Ba, Ca,
, MP, and mixtures thereof.

4.前記触媒の水溶液かに、Na、Ca、およびこれら
の混合物から成る金属の群から選ばれた1個の金属の塩
又は水酸化物と水から成ることを特徴とする第1項、又
は第2項に記載の方法。
4. Item 1 or 2, characterized in that the aqueous solution of the catalyst comprises water and a salt or hydroxide of one metal selected from the group of metals consisting of Na, Ca, and mixtures thereof. The method described in section.

5、前記ガス冷却帯中の触媒の水溶液と接触した直後に
、熱いガス流のモル比H20/ Cカ約0.7 v−ら
25.0以上の範囲であることを特徴とする第1項、又
は第2項に記載の方法。
5. Immediately after contacting the aqueous solution of catalyst in the gas cooling zone, the molar ratio H20/C of the hot gas stream is in the range of about 0.7 v-25.0 or more. , or the method described in paragraph 2.

6、(+)のガス発生機を出た熱いガス流中に同伴され
る物質の少なくとも一部が、(11)のガス冷却帯の中
へ熱いガス流を導入する前に重力および/又はガス・固
体分離方法によって除去されることを特徴とする第1項
、又は第2項に記載の方法。
6. At least a portion of the material entrained in the hot gas stream leaving the gas generator at (+) is absorbed by gravity and/or gas before introducing the hot gas stream into the gas cooling zone at (11). - The method according to item 1 or 2, characterized in that the solid is removed by a solid separation method.

7、 ガス冷却帯は熱いガス流が通過する何もさえぎる
もののない中央通路を備えた放射冷却器と通過する熱い
ガス流全冷却するために冷却水が中を通り廻りをかこん
でいる管壁とから構成され、(11)の接触が前記放射
冷却器の中央通路を通過する熱いガス流に前記触媒の水
溶液を噴霧して行われることを特徴とする第1項、又は
第2項に記載の方法。
7. The gas cooling zone consists of a radiant cooler with an unobstructed central passage through which the hot gas stream passes, and a tube wall around which cooling water passes to completely cool the passing hot gas stream. 1 or 2, wherein the contacting in (11) is carried out by spraying an aqueous solution of the catalyst onto a hot gas stream passing through the central passage of the radiant cooler. Method.

8、前記ガス冷却帯を通過するガス流中の融解スラグの
少なくとも一部を前記アルカリ金属化合物および/又は
アルカリ土類金属化合物の一部で融剤処理して流動度が
さらに大きく融点がさらに低い物質を生成し、この物質
を融点以下に冷却して粒子全形成し、この粒子をカス流
から重力によって分離すること全特徴とする第1項、又
は第2項に記載の方法。
8. Fluxing at least a portion of the molten slag in the gas stream passing through the gas cooling zone with a portion of the alkali metal compound and/or alkaline earth metal compound to further increase the fluidity and lower the melting point. 3. A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that a material is produced, the material is cooled below its melting point to form particles, and the particles are separated from the waste stream by gravity.

9、ガス冷却帯を通過する熱いガス流中のほとんど全て
の遊離のHClとアルカリ金属化合物および/又はアル
カリ土類金属化合物から成る水溶性触媒の一部を反応さ
せて水溶性の基金生成し;冷却帯を出た部分冷却ガス流
を対流型ガス冷却器を通過させ冷却水で間接熱交換させ
、又は膨張タービンを通過させ:次にガス洗浄帯で水で
ガス流を洗浄し、清浄なガス流と前記ガス流から洗い出
され念はとんど全ての水溶性塩および残留の水溶性触媒
が溶解していて、さらにほとんど全ての残留の水に溶け
ない微粒子物質を含有している洗浄水の分流とを生成す
る工程を備え、そして、前記触媒化合物の存在下でガス
冷却帯を通過する熱いガス流中のほとんど全てのCO8
とHxO’jr共に反応させ、冷却帯を出た部分冷却ガ
ス流を対流型ガス冷却器を通過させて冷却水で間接熱交
換させ、又は膨張タービンを通過させ、次にガス洗浄帯
でガス流を水で洗浄し、清浄なガス流と前記ガス流から
洗い出されたほとんど全ての残留水溶性触媒が溶解して
いて、さらにほとんど全ての残留の水不溶性微粒子物質
を含有しでいる洗浄水の分流とを生成する工程を備える
ことを特徴とする第1項、又は第2項に記載の方法。
9. reacting a portion of a water-soluble catalyst consisting of an alkali metal compound and/or an alkaline earth metal compound with substantially all of the free HCl in the hot gas stream passing through the gas cooling zone to form a water-soluble fund; The partially cooled gas stream leaving the cooling zone is passed through a convection gas cooler for indirect heat exchange with cooling water or through an expansion turbine: a gas washing zone then washes the gas stream with water to produce clean gas. The wash water that is washed out of the gas stream and contains almost all the water-soluble salts and residual water-soluble catalyst dissolved in it, as well as almost all the residual water-insoluble particulate matter. and substantially all of the CO8 in the hot gas stream passing through the gas cooling zone in the presence of said catalytic compound.
and HxO'jr, and the partially cooled gas stream leaving the cooling zone is passed through a convection gas cooler for indirect heat exchange with cooling water, or passed through an expansion turbine, and then passed through a gas washing zone where the gas stream is is washed with water, and a clean gas stream and a wash water containing substantially all the residual water-soluble catalyst washed out from said gas stream are dissolved and also contains substantially all the residual water-insoluble particulate matter. 2. The method according to claim 1 or 2, comprising the step of generating a divided flow.

10 前記触媒化合物の存在下でI420 とガス冷却
帯を通過する熱いガス流中のほとんど全ての遊離HCN
を共に反応させて、アンモニアとアルカリ金属および/
又はアルカリ土類金属の水溶性蟻酸塩を生成し、冷却帯
を出た部分冷却ガス流を対流型ガス冷却器を、通過させ
て冷却水と間接熱交換させ、又は膨張ジタービンを通過
させ、次にガス洗浄帯で水でガス流を洗浄し、清浄なガ
ス流と前記ガス流から洗い出されたほとんど全ての水溶
性蟻酸塩と残留水溶性触媒が溶解していてほとんど全て
の残留水不溶性微粒子物質を含有する洗浄水の分流とを
生成する工程を備えることを特徴とする第1項、又は第
2項に記載の方法。
10 Almost all free HCN in the hot gas stream passing through the I420 and gas cooling zone in the presence of the catalyst compound
are reacted together to form ammonia and alkali metal and/or
or producing a water-soluble formate of an alkaline earth metal, passing the partially cooled gas stream leaving the cooling zone through a convection gas cooler for indirect heat exchange with cooling water, or through an expansion diturbine; The gas stream is then washed with water in a gas scrubbing zone to ensure that almost all of the water-soluble formate and residual water-soluble catalyst dissolved and almost all of the residual water-insoluble particulates washed out of the clean gas stream and the gas stream. 3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises the step of generating a separate stream of wash water containing the substance.

特許出願人 テキサコ書デベロップメントφコーポレー
ション 代理人 山川政樹(ほか2名)
Patent applicant: Texaco Development φ Corporation Agent: Masaki Yamakawa (and 2 others)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)中 ガス発生機の自由流耐火性内張シの反応帯に
おいて温度調節材の存在下で約1287℃から1594
℃(約23507から2900?)の範囲のオートジニ
ア温度かつ約10気圧から200気圧の範囲の圧力で、
灰分を含んだ固形炭素燃料のスラリー中の約75−95
重量−の炭素を、非触媒性部分酸化によシ遊離酸素含有
ガスと反応させて、H2、Co、CO2を含み、H2O
,Nz、H2S。 CoS、CH4、NH3、入、HClXHCN から成
る群から選ばれた少なくとも1つの物質を含み、炭素微
粒子、変化しなかった灰分含有固形炭素燃料の残シ、お
よび、融解スラグから成る同伴物質を含有する熱いガス
流を生成し; (11)この熱いガス流をガス冷却帯に通し:この冷却
帯の内で該熱いガス流を水溶性アルカリ金属化金物お工
び/又はアルカリ土類金属化合物と水とから成る触媒の
水溶液と接触させ、ここで前記化合物のアルカリ金属お
よび/又はアルカリ土類金属成分は元素周期律表IA族
および/又はIIA族の金属から選ばれておシ;次に、
該触媒溶液を前記同伴物質と充分に混合させて水分を蒸
発させ;(iii) 前記ガス冷却帯で前記触媒H20
の存在下でガス流中に同伴の変化しなかった灰分含有固
形炭素燃料の残シの中の炭素および炭素微粒子の少なく
とも一部を反応させ;同時にガス流の温度を約1260
℃−1538℃(約2300?−2800下)の範囲の
進入温度から約732℃−872℃(約1350下−1
600@P)の範囲の排出温度まで冷却剤で間接熱交換
することにエフ低下させ;り■)前記ガス冷却帯からH
z+COxの量が増えた部分冷却ガス流を排出する ステップから成る、灰分含有固形炭素燃料のスラリー−
から合成ガス、燃料ガス、又は還元ガスを生成する連続
的方法。 (i) ガス発生機の自由流耐火性内張シの反応帯にお
いて温度調節材の存在下で約1287℃から1594℃
(約23507から2900下)の範囲のオートジーニ
アス温度で約10気圧から200気圧の範囲の圧力で、
灰分を含んだ固形炭素燃料のスラリー中の約75−95
重量%の炭素を、非触媒性部分酸化に↓シ遊離酸素含有
ガスと反応させて、N2 、 CO、C(hを含み、H
zO、N2 、 N2 S。 CO3、CH4、NHs 、A、HCt、HCNから成
る群から選ばれた少なくとも1つの物質を含み、炭素微
粒子、変化しなかった灰分含有固形炭素燃料の残部、お
よび、融解スラグから成る同伴物質を含有する熱いガス
流を生成し; (11) この熱いガス流を前後に続く2区域から成る
ガス冷却帯の中を通過させ;この冷却帯の第1区域内で
、熱いガス流を水溶性アルカリ金属化合物および/又は
アルカリ土類金属化合物および水から成る触媒の水溶液
と接触させ、ここで化合物のアルカリ金属おLび/又は
アルカリ土類金属成分は元素の周期律表のIA族お工び
/又はIIA族の金属から選ばれておシー次に、該触媒
溶液を同伴物質と充分に混合させて水分を蒸発させ;(
110前記ガス冷却帯の第1区域において前記触媒Hz
Oの存在下で、ガス流中に同伴の炭素微粒子の一部と変
化しなかった灰含有固形炭素燃料の残部の中の炭素を反
応させ;同時にガス冷却帯の第一区域を通過するガス流
の温度を約1260℃−1538℃(約2300?−2
800’F)の範囲の進入温度から704℃−733℃
(約1300’F−1350?)の範囲の温度まで冷却
材で間接熱交換することによシ低下させ;この場合にガ
ス流のN2+COX 含有量は増加し: Gv) (iii)からのカス流を前記ガス冷却帯の第
2区域の中へ通過させ、さらに前記触媒の水溶液と接触
させであるいは接触させないで、N20 、 CO。 CO2、N2 、および、触媒反応させたガス流中に同
伴される変化しなかった微粒子炭素と灰分含有固形炭素
燃料中の炭素の残部を反応させ;同時にガス冷却帯の第
2区域を通過するガス流の温度を約704℃−733℃
(約1300?−13507)の範囲の温度から約48
2℃−538℃(約900下−1000’F)の範囲の
排出温度まで冷却材で間接熱交換して低下させ; (■)前記ガス冷却帯の第2区域からCH4の量が増加
した部分冷却ガス流を排出する ステップから成る灰分含有固形炭素燃料のスラリーから
合成ガス、燃料ガス、又は還元ガスを生成する連続的方
法。
[Scope of Claims] (1) In the reaction zone of a free-flow refractory lining of a gas generator, from about 1287°C to 1594°C in the presence of a temperature regulating material.
at autogenia temperatures ranging from approximately 23,507 to 2,900 °C and pressures ranging from approximately 10 atm to 200 atm.
Approximately 75-95 in slurry of solid carbon fuel containing ash
by weight of carbon is reacted with free oxygen-containing gases by non-catalytic partial oxidation to form H2, Co, CO2, H2O
, Nz, H2S. Contains at least one substance selected from the group consisting of CoS, CH4, NH3, HClXHCN, and contains accompanying substances consisting of carbon fine particles, unchanged ash-containing solid carbon fuel residue, and molten slag. producing a hot gas stream; (11) passing the hot gas stream through a gas cooling zone where the hot gas stream is treated with a water-soluble alkali metal compound and/or an alkaline earth metal compound and water; wherein the alkali metal and/or alkaline earth metal component of said compound is selected from metals of Group IA and/or Group IIA of the Periodic Table of the Elements;
thoroughly mixing the catalyst solution with the entrained substance to evaporate water; (iii) cooling the catalyst H20 in the gas cooling zone;
reacting at least a portion of the carbon and carbon particulates in the entrained unchanged ash-containing solid carbon fuel residue in the gas stream; at the same time, the temperature of the gas stream is increased to about 1260° C.
Entry temperatures range from -1538°C (approximately 2300 to -2800 below) to approximately 732°C - 872°C (approximately 1350 below -1
600@P) by indirect heat exchange with a refrigerant;
Slurry of ash-containing solid carbon fuel comprising the step of discharging a partially cooled gas stream enriched with z+COx
continuous process for producing synthesis gas, fuel gas, or reducing gas from (i) from about 1287°C to 1594°C in the reaction zone of the free-flow refractory lining of the gas generator in the presence of a temperature regulating material;
At pressures ranging from about 10 atm to 200 atm, at autogenius temperatures ranging from about 23,507 to below 2900,
Approximately 75-95 in slurry of solid carbon fuel containing ash
wt% of carbon is reacted with free oxygen-containing gases in a non-catalytic partial oxidation to produce N2, CO, C (including H,
zO, N2, N2S. Contains at least one substance selected from the group consisting of CO3, CH4, NHs, A, HCt, and HCN, and contains accompanying substances consisting of carbon fine particles, the remainder of unchanged ash-containing solid carbon fuel, and molten slag. (11) pass the hot gas stream through a two-zone gas cooling zone; in the first zone of the cooling zone, the hot gas stream is contact with an aqueous solution of a catalyst consisting of a compound and/or an alkaline earth metal compound and water, wherein the alkali metal and/or alkaline earth metal component of the compound is a group IA compound of the periodic table of the elements; The catalyst solution is then thoroughly mixed with the entrained material and the water is evaporated; (
110 the catalyst Hz in the first section of the gas cooling zone
in the presence of O to react the carbon in the remainder of the unchanged ash-containing solid carbon fuel with a portion of the carbon particulates entrained in the gas stream; at the same time the gas stream passes through a first section of the gas cooling zone. The temperature of about 1260℃-1538℃ (about 2300?-2
Entry temperatures ranging from 800'F to 704°C - 733°C
by indirect heat exchange with a coolant to a temperature in the range of (approximately 1300'F-1350?); in this case the N2+COX content of the gas stream increases: into a second section of the gas cooling zone, with or without further contact with the aqueous solution of catalyst, N20, CO. reacting CO2, N2, and the remainder of the carbon in the ash-containing solid carbon fuel with the unchanged particulate carbon entrained in the catalyzed gas stream; the gas simultaneously passing through a second section of the gas cooling zone; The temperature of the flow is about 704℃-733℃
(about 1300?-13507) to about 48
reduced by indirect heat exchange with a coolant to a discharge temperature in the range of 2° C.-538° C. (approximately 900° C.-1000° F.); (■) the increased amount of CH4 from the second section of the gas cooling zone; A continuous method for producing synthesis gas, fuel gas, or reducing gas from a slurry of ash-containing solid carbon fuel comprising the step of discharging a cooling gas stream.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007160002A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Nippon Pachinko Buhin Kk Game ball guiding structure and swing member for game machine

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