JPS605001A - 高温合成ガスの冷却方法および装置 - Google Patents

高温合成ガスの冷却方法および装置

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JPS605001A JP59111058A JP11105884A JPS605001A JP S605001 A JPS605001 A JP S605001A JP 59111058 A JP59111058 A JP 59111058A JP 11105884 A JP11105884 A JP 11105884A JP S605001 A JPS605001 A JP S605001A
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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、冷却装置に係シ、特に、高温の合成ガスから
固形物を取シ除いて、プロセス継続中に装置部品に固形
物が堆積しないようにしながら、高温合成ガスを冷却す
る方法に関する。
〔発明の背景〕
当業者に周知の如く、１２００　’Ｆ　（６４９℃）は
どの高温のガスを冷却すること、特に、これらのガスが
灰や炭を含む粒子を含有している場合に、そうした高温
ガスを満足のいくように冷却することは困難である。そ
うしたガスの代表的な例は、合成ガスであシ、この合成
ガスは、液体又はガス状の炭化水素燃料又は固形の炭素
質燃料の不完全燃焼によって作りだされる。望ましいガ
ス相にあるこうした混合気の主要成分は、−酸化炭素と
水素を含むことができ、他のガス相成分は、窒素、二酸
化炭素、及び不活性ガスを含む。このようにして作られ
た合成ガスは、一般的に、非ガス成分（通常では固体）
を含有している。前記非ガス成分は、主として無機物の
灰と、主に有機物から成る炭素を含有した炭のようなも
のを含んでいる。
ガスの固形内容物が多いと、非常に厳しい問題が生じる
。生成された合成ガスは、標準的には、（合成ガスの原
料に応じて）　１０００立方フイート（ＮＴＰ）のドラ
イガス当９４ポンド（６４，１ｇ／ｍ３）の固形物を含
んでいる。これらの固形物は、取シ除かれない限り、装
置に堆積しこれを閉塞することがある。
これまで、合成ガスから、灰、スラグ、乃至炭を含有し
た小さい固形粒子を除去することは、困難であるとされ
てきた。
５ミクロンはどの小さい粒子サイズ、又はそれ以下の粒
子サイズから成る標準的な粒子は、（粒子間バインダと
して働く水溶性成分の存在によつて）固まシになること
が判明している。この固まりは、標準的には、約１重量
係の水溶成分を含有している。これら固まシは、狭い導
管、出口等の開口、又は、これらに至る狭い開口に代表
される様々な装置部分に堆積する。従って、何らかの対
策を講じて堆積するのを防がない限り、装置を閉塞して
しまい、不当に短い期間の運転の後、装置を休止しなく
てはならない。
〔発明の概要〕
本発明が指向するところの１つは、高温合成ガスの冷却
方法であって、合成ガスを、初期温度で、第１の接触ゾ
ーンを通じて下向きに流す工程と：冷却流体をフィルム
状で第１の接触ゾーンの壁に流して、下向きに降下する
前記合成ガスに接触させ、尚該合成ガスを冷却して冷却
された合成ガスとする工程と；第２の接触ゾーンを通し
てその壁を下向きに降下するフィルムに接触させて、前
記冷却合成ガスを下向きに流す工程と；前記第２の接触
ゾーン内を下向きに降下する冷却合成ガスに、冷却液を
スプレィして、下向きに降下する更に冷却された合成ガ
スを形成する工程と；更に冷却された前記合成ガスを、
第３の接触ゾーンの冷却液の液体内を通して、量を少な
くされた固形内容物を含有する更に冷却された合成ガス
にする工程と；量を少なくされた固形内容物を含有する
更に冷却された合成ガスを、第４の接触ゾーン内で、ス
プレィした冷却液の流れに接触させて、通し、冷却され
た精製合成ガスにする工程と；冷却された前記精製合成
ガスを回収する工程とを有している。
本発明方法に充当される高温合成ガスは、石炭のガス化
によって作シだされた合成ガスでもよい。
代表的な石炭ガス化法では、２０−５００ミクロンの平
均粒子サイズ、好ましくは、３０−３００ミクロン、例
えば２００ミクロンに細かく粉砕した原料石炭を、水様
の媒体、例えば水でスラリー化し、４０−８０重量係、
好ましくは５０−７５重量係、例えば６０重量係の固形
物を含んだスラリーとすることができる。次いで、水様
のスラリーは燃焼室に導入される。この室内で、酸素含
有ガス（例えば空気又は酸素）にスラリーを接触させて
、不完全燃焼させる。装置内での酸素対炭素の原子量比
は、０．７−１．２：１、例えば０．９：１にできる。
典型的な反応は、１８００’Ｆ−３５００’Ｆ（９８２
℃から１９２７℃）、例えば２５００°Ｆ（１３７１℃
）の温度と、１００−１５００　ｐｓｉｇ　（６，９か
ら１０３　ｂａｒｓ）　、好ましくは５００−１２００
　ｐｓｉｇ　（３５から８３　ｂａｒｓ）　、例えば９
００　ｐｓｉｇ（６２ｂａｒ）の圧力の下て行なわれる
。
これとは別に、合成ガスは、炭化水素ガスの不完全燃焼
によって作ることができる。前記炭化水素ガスの代表的
力ものに１比重の軽い炭化水素原料から成る混合物、又
は、燃料残油、アスファルト、或は固形の炭素質物質の
ような液状炭化水素から成る混合物を含んだ、メタン、
エタン、プロパン等がある。前記固形の炭素質物質には
、石油からのコークス、又は、タールサンドアスフアル
−）、！青炭若しくは半瀝青炭からのコークス、或は、
石炭と水素の化合工程等からの炭素質残渣のようなもの
がある。
液体、ガス、又は固体の炭素質材料を使う場合に、本発
明で実際に使用することのできる装置にには、とシわけ
以下の特許に記載されているようなガス発生機が含まれ
ている： 米国特許第２，８１８，３２６号　Ｅａｓｔｔｎａｎ氏
その他米国特許第２　、８９６　、９２７号　Ｎｅｇｌ
ｅ　氏その他米国特許第３　、９９８　、６０９号　Ｃ
ｒｏｕｃｈ　氏その他米国特許第４　、２１８　、４２
３号　Ｒｏｂｉｎ　氏その他原料をガス化して合成ガス
を生成する反応ゾーンからの流出物は、１５００ｐｓｉ
ｇ　（６，９から１０３ｂａｒｓ）、好ましくは５００
−１２００ｐｇｉｇ　（３５から８３　ｂａｒｓ）、例
えば９００ｐｓｉｇ　（６２ｂａｒｓ）の下で、１８０
０’Ｆ−３５００’Ｆ　（９８２カら１９２７℃）、好
ｔ　Ｌ　＜　ハ２０００　’Ｆ−２８００’Ｆ　（１０
９３から１５３８℃）、例えば２５００　’Ｆ（１３７
１°Ｃ）である。
こうした標準的な運転条件の下では、合成ガスは、一般
的に（ドライベースで、３５−５５容８係、例えば５０
容積係の一酸化炭素：３０−４５容積係、例えば３８容
積係の水素：１０−２０容積係、例えば１２容積係の二
酸化炭素：０．３容積％−２容積係、例えば０．８容積
係の硫化水素；０．４−０．８容積係、例えば０．６容
積係の窒素：及び、約０．１容積係以下の量のメタでを
含有している。
燃料が固形の炭素質材料であれば、産出される合成ガス
は、一般的に、乾燥産出ガス１ｏｏｏ立方フイート（Ｎ
ＴＰ）尚シ、１−１ｏポｙ　）’　（１６，１−１６１
ｇ／ｍす、例えば４ボンド（６４，１ｇ／ｍ３）の量の
固形物（灰、炭、スラグ等を含む）を含有している。
これら固形物は、１ミクロン以下がらａｏｏｏミクミク
ロンの粒子サイズで存在できる。材料炭は、・０．５重
量％はどの量、又は、４０］ｉ量係はどが或はそれ以上
の量の灰を含有していることがある。
この灰は、産出合成ガスの中に見い出せる。
本発明の実施に際し、高温合成ガスは、上記の初期温度
で、第１の接触ゾーンを下向きに流される。第１の接触
ゾーンの上端は、ガス発生機の反応室の下部出口部分に
よシ形成される。第１の接触ゾーンは、全体が、直立し
た好ましくは垂直の周囲壁によって形成されている。前
記周囲壁は、細長い導管の形をしている。この壁によ勺
形成されるゾーンの断面形は、好ましい実施例では、＃
丘は円筒である。細い導管又はディップ管の出口又は下
端は、円筒壁の下端にのこ歯状縁を備えているのがよい
。
第１の接触ゾーンは、垂直に延びる円筒状のディップ管
の上部によってその境界が構成されるのがよい。前記デ
ィップ管は、燃焼室に対し共通の軸線を持っている。
ディップ管の第１の接触ゾーンの上端には、冷却リング
が取シ付けられている。このリングを通じて、一般的に
は水の冷却液が、第１の接触ゾーン内に導入される。冷
却リングから、ディップ管の内壁に沿って冷却液の第１
の流れが注がれる。
この内壁上に、好ましくは連続した下向きに流下する冷
却液のフィルムを形成する。この冷却液のフィルムは、
下向きに降下する合成ガスと接触する。冷却液の入口温
度は、１００’Ｆ−５００６Ｆ（３８℃から２６０℃）
、好ましくは３００６Ｆ　−４８０’Ｆ　（１４９℃か
ら２４９℃）、例えば４２０下（２１６℃）にできる。
第１の接触ゾーンに導入されるガス１０００立方フイー
ト（ＮＴＰ）当シ、冷却液は、２０−７０ポンド（３２
０〜１１２１ｇ／ｍす、好ましくは３０＝５０ポンド（
４８１〜８０１　ｇ／ｍｓ）　、例えば４５ポンド（７
２１ｇ／ｍりの量で、ディップ管の壁の流下フィルムに
加えられる。本発明による方法の特徴の１つは、接触ゾ
ーンに導入される冷却液、とシわけ冷却リングに導入さ
れる冷却液が、再循環液を含んでいることである。この
液は、固形内容物を減らす処理がされている。この液に
含まれる約１００ミクロンよシ大きい粒子サイズを持つ
固形物は、約０．１重量％以下であるのがよい。それは
、）１イドロクロ一ン作業（ｈｙｄｒｏｃｌｏｎｉｎｇ
）によって可能となる。
冷却液の流下フィルムが、下向きに降下する高温合成ガ
スに接触し、高温合成ガスの温度は、２００’Ｆ−５０
０°Ｆ（１１１カら２７８℃）だけ、例エバ３５０°Ｆ
（１９４℃）だけ降下されられる。高温合成ガスが第１
の接触ゾーンを通過している間に、流下フィルムと接触
するためである。
ガスは、１−８秒の間、好ましくは１−５秒の間、例え
ば３秒の間に、第１の接触ゾーンを通過することができ
る。このゾーンを出てゆくガスの含む固形内容物は、減
少し得る。
冷却液の流下フィルムで合成ガスを冷却する第１の接触
ゾーンを出た冷却合成ガスは、第２の接触ゾーンに導入
される。このゾーンの通シ抜は中、冷却合成ガスは、更
に、子向きに降下する冷却液に接触させられる。
本発明による工程では、第２の接触ゾーン内に、冷却液
のスプレィが、１００°Ｆ−（３８から２６０℃）で、
例えば４２０’Ｆ（２１６℃）で、好ましくは当該ゾー
ンの上端に導入される。このスプレィは、ディップ管の
内壁に直角の方向（即ち、ディップ管の軸に向かう方向
）に向けられている。合成ガスが第２の接触ゾーンを通
過する際に、スプレィされた液体と降下する合成ガスと
が密接に接触することによシ、同じ総量の冷却液を壁の
フィルムとして下向きに流した場合に比べて、高レベル
の熱を多重に伝達でき、結果的に合成ガスの冷却を確実
に行なえる。
第２の接触ゾーンにスプレィされる液体の量は、このゾ
ーンを通過する１０００　笠方フィートのドライガス（
ＮＴＰ）　（９１３ｇ／　ｈ／ｍ”　）に対し、時間当
シ約２０−８０ボンド（３２０から１２８１ｇ／ｈ／ｍ
３）、好ましくは時間ａ、ＩＩ）３０−６０ボンド（４
８１から９６１ｇ／ｈ／ｍす、例えば時間当シ５７ポン
ド（９１２ｇ／ｈ／ｍ３）である。ガスと液体との間の
高度の接触によシ、ガスの温度を、第２のゾーンを通過
している間に、６００°’Ｆ−１３００下（３３３から
７２２℃）だけ、好ましくは８００°Ｆ　−１２００６
Ｆ（４４４から６６７℃）だけ、例えば１１００’Ｆ（
６１１℃）だけ降下させる。
こうして第２の接触ゾーンを出てゆくガスは、濃度の下
がった固形物を含んでいる。
第２の接触ゾーンの下端は、集められた冷却液でできた
液体プールに漬けられている。静止プールと考えだ時の
液位は、標準的には、第２の接融ゾーンの１０−８０％
、例えば５０係が漬かるような水位に維持できる。当業
者に明らかなことは、実際の高温で高速度のガスの下で
は、当然に、運転中の液面を特定できない。むしろ、液
体は活発に攪拌されている。
更に冷却された合成ガスは、例えば９００’Ｆ−１０５
０！Ｆ（４８２から５６６℃）で、第２の接触ゾーンの
底を出てゆく。そして、冷却液の前記液体（第３の接触
ゾーンを構成する）を通シ、ディップ管の下方ののと歯
状縁を越えてゆく。固形物は、冷却液の液体内で沈降す
る。この冷却液内に固形物は保持され、しかも集められ
、冷却液の液体下部よシ取シ除くこともできる。通常で
は、第３の接触ゾーンから出るガスからは、固形物の７
５％が除かれる。第３の接触ゾーンを通過する際のガス
の温度降下は、２００−６５０°Ｆ（９３から３４３℃
）、例えば３５０’Ｆ（１７７℃）にできる。
第３の接触ゾーンを構成する冷却液の液１体を出てゆく
、４００’Ｆ　−７００下（２０４から３７１℃）、例
えば６００’Ｆ　（３１６℃）の更に冷却されたガスは
、冷却液と共に、第４の接触ゾーンを抜けて冷却室のガ
ス出口の方向に、好ましくは環状の通路を通じて上向き
に流すのが好ましい。好ましい実施例では、環状通路は
、第１及び第２の冷却ゾーンを形成するディップ管の外
側面と、容器の内側面とによって形成されている。前記
容器の内側面は、ディップ管を取シ囲み、しかも、ディ
ップ管の半径よシ大きい半径でおるのを特徴としている
。ガスが第４の冷却ゾーンを上向きに通シ抜けている間
に、水様の冷却液がこの上向きに流れているガスにスプ
レィされる。１０００立方フイート（ＮＴＰ）のドライ
ガス当シ２０−７０ボンド（３２０から１１２１ｇ／ｍ
す、例えば４０ボンド（６４０ｇ／ｍりの量の液体を、
１００’Ｆ−５００’Ｆ（３８から２６０℃）、例えば
４２０’Ｆ　（２１６℃）で導入するとよい。第３の接
触ゾーンを出てゆくガスは、１０００立方フイート（Ｎ
ＴＰ）のドライガス当９０．１−３ボンド（１，６から
４８ｇ／ｍす、例えば０．６ボンド（９，６ｇ／ｍつの
固形物を含有している。即ち、標準的には、固形物の約
８０−９０％、例えば８５重重量％取シ除かれている。
冷却液と更に冷却された合成ガスの混合物（４００〒−
７００′″Ｆ（２０４から３７１℃）、例えば６００″
Ｆ（３１６℃）の入口温度）が、環状の第４の冷却ゾー
ンを上向きに通シ抜けるため、このゾーン内で２つの相
の流れは、高温ガスから冷却液への効率のよい熱伝達を
行なう。この第４の冷却ゾーン内での活発な攪拌によっ
て、粒子が接触面に堆積するのを極力抑えている。−例
として、冷却されたガスは、３００’Ｆ−５２０°ｌ”
（１４９から２７１℃）、好ましくは３５０’Ｆ−５０
０°Ｆ（１７７から２６０℃）、例えば４５０°Ｆ（２
３２℃）の温度で、この環状の第４の冷却ゾーンを出不
。第４の接触ゾーンを出てゆくガスは、１０００立方フ
イー）　（ＮＴＰ）のガス当シ、０．１−２．５ボンド
（１，６から４０．３ｇ／ｍす、例えば０．４ポンド（
６，４ｇ／ｍりの固形物を有している。即ち、固形物の
約８５−９５４、例えば９０％が、ガスから取シ除かれ
ている。
本発明の特徴は、合成ガスと冷却液とを含む冷却された
産出ガスは、（流れの速度水頭によシ）冷却管室の出口
に向けて流され、これよシ出ロ導管に流れ込む。この出
口導管は、燃焼室と冷却室とを取シ囲んだシェルの外周
に対し半径方向に向けられているのが好ましい。
本発明による方法の実施に際し、合成ガスが出口導管す
なわち出口ノズルに入シ、冷却室からベンチュリ洗浄装
置へ通じる地点での合成ガスの流れに、方向性をもたせ
た冷却液すなわちスプレイをかけることが行なわれてい
る。好ましい実施例では、方向をもたせた冷却液の流れ
すなわちスプレィは、出口ノズルの軸線上の位置から、
その軸線に沿ってノズルおよびベンチュリの方向に向け
られる。前記ベンチュリは、同じ軸線実に設置するのが
好ましい。
この流れは、合成ガスをおる程度補助的に冷却するが、
出口ノズルとベンチュリ洗浄装置内に固形物が堆積す石
のを極力抑え、そのような堆積を除去するという利点が
あることが判明している。
前記固形物の堆積は、合成ガスを供給源とする灰や炭に
原因し、幾つかの接触ゾーン内での接触処理では完全に
は取υ除けない １００°Ｆ−５００’Ｆ（３８から２６０℃）、例えば
４２０　”Ｆ（２１６℃）の、方向をもたされたこの最
後の液体の流れは、１０００立方フイート（ＮＴＰ）の
ドライガス当）、５−２５ポンド（ｓｏ、ｘから４００
．６ｇ／ｍす、例えば１１ボンド（１７６ｇ／ｍりの量
で加えるとよい。
冷却液は、冷却室の下部から使用済み冷却液として排出
することができる。排出された冷却液は、小さい粒子の
形状をした固まった灰や炭を含んでいる。必要とあらば
、余分の冷却液を、冷却室下部の冷却液の溜まシに加え
たシ及び／又はこの溜シから取シ去ることもできる。
この一連の操作は、固形物（灰、スラグ、及び炭）粒子
のかなシの部分を取シ除く能力によって特徴づけられて
いることが明らかである。固形物粒子を取シ除かない限
シ、固まシの形成を早め、装置は閉塞したシ詰まったシ
する。又、各々の冷却（洗浄）操作が、更に効率よく固
形物を冷却し、ガス出口配管内のガスに乗って運ばれて
いる粒子の表面から、水が蒸発するのを防いでいること
が判っている。水の蒸発によって、水に含まれている可
溶性固形物が濃縮され、結着促進剤として好ましくない
働きをするこれら可溶性固形物は過飽和状態に達する。
これら水溶性固形物は、固形物から各々の水流によシ溶
解される。
各々の冷却と洗浄の工程によって、細かい灰の粒子は確
実に湿らされ、その結果、ガスから取シ除かれる。
〔実施例〕
以下、添付図面に沿って本発明の好ましい実施例につい
て詳細に説明する。
第１図を参照して説明する。この例では、耐火ライニン
グ１２と入口ノズル１３を備えた反応容器１１が設けら
れている。反応室１５は、狭い通路区域１６を備えた出
口部分１４を備えている。
前記通路区域１６は開口１７に続いている。開口１７は
、ディップ管２１の内側の第１の接触シー７１８に開い
ている。のこ歯状突起２３を備えたディップ管２１の先
端は、冷却液の浴２２内に浸漬されている。冷却室１９
は、好ましくはその上部に、ガス排出導管２０を備えて
いる。
反応容器１１の上部の床２５の下に、冷却リング２４が
取シ付けられている。この冷却リングは、上部表面２６
を備えている。この表面は、床２５の下部に接するのが
好ましい。冷却リングの下面２Ｔは、ディップ管２１の
上端に載っているのが好ましい。冷却リングの内面２８
は、開口１７の緑に隣接している。好ましい実施例では
、冷却リング２４は、入口ノズル３２と３３を備えてい
る。
冷却リング２４は、出口ノズル２９を備えている。これ
ら出口ノズルは、冷却リング２４の周囲にある一連の孔
又はノズルの形態にすることができ、ディップ管２１の
内面のすぐ近くに配置されている。通路即ちノズル２９
がら噴出する液体は、ディップ管２１の軸線にｔ丘ホ平
行した方向に流れ、ディップ管２１の内面を降下する冷
却液の薄い流下フィルムを形成している。この冷却液の
流下フ・イルムは、第１の接触ゾーンの外側の境界を形
成している。
第１の接触シー７１８の下端には、第２の接触シー７３
０がある。この第２の接触ゾーンは、ので歯状突起２３
に向けて下向きに延び、ディップ管２１の内側を下向き
に流れ落ちる冷却液のフィルムが境界となっている。第
２の接触ゾーン３゜の境界内に、出口ノズル３５を備え
たスプレィ室（又はリング）３１がある。前記出口ノズ
ルは、室３１の内周面にある一連の孔又はノズルの形態
をしている。概略的に表わしたスプレィノズル３５を通
じて噴出した液体は、ディップ管２１の軸に向かう実質
的な成分を持つ方向に流れる。好ましい実施例では、ス
プレィノズルは、それらが向いているディップ管軸のま
わシで、冷却リングに円形に配置することができる。冷
却液は、配管３３を通じてスプレィ室３１内に導入する
ことができる。
スプレィ室３１からスプレィが加えられることを特徴と
する第２の接触ゾーン内で、更に、冷却された合成ガス
が形成される。この合成ガスは、浴２２で実質的に仕切
られた第３の接触ゾーン内へと下向きに通される。ガス
は、のこ歯状突起２３を下向きに通シ抜け、次いで、第
３の接触ゾーンを成す冷却液体を通じて上昇してゆく。
第３の接触ゾーンの上端では、少量の固形物を含む更に
冷却された冷却ガスが、第４のゾーン３４内へ流れてゆ
く。
第４の接触ゾーンは、冷却液体のスプレィ流が加えられ
ることを特徴としている。前記冷却液体は、配管３６を
介してスプレィリング４０に導入され、このリングから
ノズル３８を通じて液体が噴出される。
冷却した産出の合成ガスは、上向きに流れ、出口ノズル
２０から取出される。この出口ノズルから、ベンチュリ
洗浄装置を通して流し、更に固形物を除去するのが好ま
しい。との実施例では、液体スプレィ手段を設けるとよ
い。この手段は、ガス取出出口ノズル２０の軸線上から
当該軸線に沿って、ノズル２０内へおよびベンチュリ洗
浄装置。
（ベンチュリ洗浄装置このノズルの直後に設置するのが
好ましい）へと冷却液体３９を噴出するようにされてい
る。これによシ、装置のこの箇所で、固形物の堆積を極
力抑えることができる。
第１図の装置を使った本発明の工程において、入口ノズ
ル１３を通じて、単位時間当シ、１００部（すべての部
は別に特定しない限シ重量部である）の原料炭素質燃料
と６０部の水とを含むスラリか導入される。この実施例
でのスラリは、以下の如き特色を備えている。
成分　重量％ 炭素　４３．１ 水素　３．５ 窒素　１．２ イオウ　２．４ 酸素　３．５ 無機物　８．８ 水　３７．５ 合計　１００ 更に、純度９９．５容積係の９０部の酸素が導入されて
いる。室１５内での燃焼によって、９００ｐｓｉｇ（６
３ｂａｒａ）の下で、２５００°Ｆ　（１３７１℃）の
温度まで上昇する。出口部分１４と狭い通路区域１６を
通シ抜ける合成ガスは、以下のガス成分を含有成分　容
積係 ＣＯ３８，６４８，５ Ｈ２０３０，５３８ ｃｏ２９．６　１２ Ｈ２０２０− Ｈ２Ｓ　Ｏ，８１ Ｎ２０．４　０．５ ＣＨ４０，０８０，０１。
又、この合成ガスは、１００Ｏ８ＣＦ　ドライガス（Ｎ
ＴＰ　）尚シ約４．１ポンド（６６ｇ／ｍ３）の固形物
を含有することもある。
産出の合成ガス（２３５部）は、狭い通路区域１６を抜
け、冷却リング２４の開口１Ｔを通シ、第１の接触シー
７１８内へ流れ込む。水様の４２０６Ｆ　（２１６℃）
の冷却液が、入口配管３４を通じてリング２４へ導入さ
れる。冷却液は、このリング２４から出口ノズル２９を
通じて流出し、第１の接触ゾーン１８の外側境界を形成
したディップ管２１の内面上の、下向きに流下するフィ
ルムとなる。
約２５００’Ｆ（１３７１℃）で第１の接触ゾーンに進
入した合成ガスは、水様の流下フィルムと接触して下向
きにゾーン１８を通シ抜けるに従って、約２１５０６Ｆ
　（１１７７℃）・まで冷却される。
このように冷却された合成ガスは、次いで、第２の接触
ゾーン３０に導入される。このゾーンは、冷却液のスプ
レィが加えられるととに特徴がある。
冷却流体は、冷却液入口配管３３を通じ、４２０°Ｆ（
２ｔ５ｔ）で第２の接触ゾーン内に導入される。この液
体は、スプレィ通路３１に流入する。このスプレィ通路
は、円周分配リングの独特な形状をしている。このリン
グから、ディップ管２１の壁にある孔を経て、第２の冷
却ゾーンを形成するディップ管２１の内部へ、冷却液を
スプレィしている。
この第２の接触ゾーン内で、冷却合成ガスは、前述のよ
うにスプレィされた冷却液と流下フィルムとの両方に接
触し、１１００’Ｆ　（５３９℃）に冷却される。
更に冷却されたこの合成ガスは、第３の接触ゾーンの浴
２２の液体内を通過させられる。図面は、スケッチ的な
水面を持つ静的な姿を表わしているが、運転時には、ガ
スが下向きに液体を通シ抜け、ディップ管２１ののこ歯
状縁２３を通シ越し、そして、ディップ管２１の外側の
液体を上向きに通過する際、ガスと液体とが激しい乱流
状態にあることは明らかである。
更に冷却された合成ガスは、冷却液に接触している間に
、含有している固形内容物の少なくとも一部を失なう。
標準的には、減少した灰粒子内容物を含有する更に冷却
された合成ガス（６００’Ｆ（３１６６Ｃ））は、１０
０Ｏ８ＣＦドライガス（ＮＴＰ）当シ、約０．６ボンド
（９，６ｇ／ｍりの量の固形物（灰と炭を含む）を含ん
でいる。
減少した固形物粒子の内容物を含有する更に冷却された
合成ガスは、第４の冷却又は接触ゾーンを通される。こ
のゾーン内にて、ガス（３１６℃）は、４２０　’Ｆ　
（２１６℃）”の冷却液のスプレィと接触させられる。
冷却液（１００Ｏ８ＣＦのドライガス（ＮＴＰ）当シ４
０ポンド（６４１ｇ／ｍ３））が、冷却液入口３６を通
じてスプレィリング４０に導入される。このリングよシ
、その冷却液が、ノズル３８を通じて第４の接触ゾーン
３４内にスプレィされる。冷却された産出の合成ガスは
、第４の接触ゾーンを４６０　’Ｆ（２３８℃）で出て
ゆく。
冷却水は配管４１を通じて排水でき、集まった固形物は
配管３Ｔを通じて除去できる。
排出ガスは、排気導管２０を通じて冷却装置から取シ出
される。その後、この排出ガスは、通例では、ベンチュ
リを通過する。その際、補助的に冷却したシ及び／又は
水を含ませるだめに、更に冷却液と混合することもでき
る。このベンチュリは、出口ノズルのすぐそばにあると
よい。
好ましい実施例では、水様の冷却液のスプレィ３９が冷
却された合成ガスに加えられる。このスプレィは、ガス
排気導管の軸線に治ってこの導管内に向けられているの
が好ましい。これによって、導管内と、この導管のすぐ
ケにあるベンチュリ内に、固形物粒子が堆積するのを極
力抑えるか、又は、堆積した固形物粒子を除去するよう
に働く。
第２図では、好ましい実施例に於いて使用のできる付属
装置を伴って、第１図の装置を具体化した工程のフロー
を説明している。
上記の実施例にて生成され且つ処理された合成ガス（２
３５部）は、４６０°Ｆ（２３８°Ｃ）　、　９００ｐ
ｓｉｇ　（６３ｂａｒ　）で、ガス排気導管（出口ノズ
ル）２０を通じ　・て冷却室を出る。ドライガスの１０
０Ｏ８ＣＦ（ＮＴＰ）当り０．４ポンド（６，１ｇ／ｍ
３）の量の固形物を含むこの合成ガスの流れは、配管５
０を通じてベンチュリ混合機５１を通される。そのベン
チュリ混合機で、合成ガスの流れを、１００Ｏ８ＣＦド
ライガヌ当シ９０部（１４４１ｇ／ｍりの、配管５２か
らの水様冷却液と４３０°Ｆで接触させる。
配管５ｊ内の流れ（２３２℃）は、洗浄装置（スクラバ
ー）５４を通される。ここで、合成ガスを、１０００Ｓ
ＣＦドライガス当、９１５．３部（２４５，１ｇ／ｍ３
）の、配管５５から導入した水様の洗浄液と接触させる
。配管５３からの合成ガスが、容器、トレイ或はスプレ
ィノズルを収容する洗浄装置５４を通じて上方向に抜け
る際、固形含有物は、１００Ｏ８ＣＦのドライガス当シ
０．４ボンド（６，１ｇ／ｍりの初期値から減少され、
温度は、８８５ｐａｉｇ（６２ｂａｒｓ）の下で２２９
℃に下がる。この状態で、合成ガスは、配管５６を通っ
て取シ出される。
洗浄液（１００Ｏ８ＣＦドライガス当、９２００ポンド
（３２０４ｇ／ｍ３）　）は、２２９℃で、配管５７を
通じて洗浄装置５４を出て、ポンプ５８と配管５９とを
通シ抜けてゆく。その一部（ｃａｌｓＭ量％）は、配管
６０と５２を通じてベンチュリ５１に再循環される。
補充水質液は、必要に応じて、配管６２．６３及び６４
を通じ装置に供給するとともできる。
配管３２を通シ、次いで冷却リング２４へ流すために、
配管６１内を再循環している水質液の流れは、固形含有
物を減らす処理がされる。標準的には、配管６１内の流
れは、１００立方フイートの液体当シ１８ポンド（２９
８ｇ／ｍ３）　＃丘どの固形物（灰と炭）を含んでいる
。そして、これら固形物は、１００ミクロンはどの大き
さの粒子、又はそれ以上の大きさの粒子から成っている
。一般的には、配管６１内の流れは、１００立方フイー
トの液体当シ約１０ボンド（１６０ｇ／ｍつの固形物を
含有でき、これら固形物は、１−５ミクロンの大きさの
ものから２００−５００ミクロンの大きさの範囲にある
であろうことが判明している。配管６１内の流れを処理
して、大きいサイズの粒子を分離する。約１５ミクロン
よシ大きいサイズの粒子は取シ除くのがよい。好ましい
運転方式では、流れ６１内に残っている粒子の少なくと
も８０重重量％、約１０ミクロン以下の粒子サイズから
成っているように、この流れは処理される。配管３２内
の流れは、０．０３重ｆｔ％はどの固形物を含有してい
る。
この処理は、フィルタを通したシ、砂床を通過させだシ
、或は、沈殿槽から注ぐことで行なうこともできるが、
ハイドロクローン（ｈｙｄｒｏｅｌｏｎｅ）６５内で行
なうのが効果的で好ましい。このハイドロクローンから
、灰に富む流れは、配管６６を通じて除去される。
この好ましい方式で運転する場合、冷却リングの出口孔
に、長期間にわたって沈殿物の付かないことが観察され
ている。
【図面の簡単な説明】
第１図は発生機およびこれに付属した冷却室とを図示し
た概略縦断面図、第２図は本発明の工程の好ましい一実
施例として工程フロープランを示す概略図である。 −１１・・・・反応容器、１２φ・・・耐火ライ−’−
’グ、１３・・・拳人ロノズル、１４拳・・・出口部分
、１５・・・・反応室、１６・・・・狭い通路部分、１
７・・・・開口、１８・・・・第１の接触ゾーン、１９
・・・・冷却室、２ｏ・・・・ガス排出導管、２１・・
−・ディップ管、２２・・・・浴、２３・・・・のこ歯
状突起、２４・・・・冷却リング、２５・命・・床、２
６・・・・上面、２７・・・・下面、２８・・・・内面
、２９・・・・出口ノズル（出口通路）、３０・・・・
第２の接触ゾーン、３１・・・・スプレィ室（リング）
、３２．３３・・・・入口ノズル（配管）、３４・・・
・第４の接乃虫ゾーン、３５・・・・出口ノズル、３６
・・・・配管、３７．３８・・・・ノズル、３９・１１
や・スプレィ、４０−・・・スプレィリング、４１・・
・・配管、５１・・・・ベンチュリ混合機、５４・・・
・洗浄装置、５８・・・・ポンプ、６５ＩＩ・・・ハイ
ドロクローン。 特許出願人　テキサコ・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）

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）高温合成ガスを、一連の接触ゾーン内で冷却流体
    をもって冷却することによシ、高温合成ガスを冷却する
    方法に於いて； 合成ガスを、初期温度で、第１の接触ゾーンを通じて下
    向きに流す工程と； 冷却流体を前記第１の接触ゾーンの壁にフィルムのよう
    にして、下向きに降下する前記合成ガスと接触させつつ
    、下向きに流す工程と；第２の接触ゾーンを通じ、この
    第２の接触ゾーンの壁に下向きに降下するフィルムに接
    触させつつ、前記冷却合成ガスを下向きに流す工程と；
    前記第２の接触ゾーン内を下向きに降下する冷却合成ガ
    スに、冷却液をスプレィして合成ガスを更に冷却する工
    程と； 更に冷却された前記合成ガスを、第３の接触ゾーンの冷
    却液の液体内を通して、量が少なくされた固形内容物を
    含有する更に冷却された合成ガスにする工程と； 量が少なくされた固形内容物を含有する更に冷却された
    合成ガスを、スプレィした冷却液の流れに接触させつつ
    、第４の接触ゾーン内を流す工程と； 冷却された前記合成ガスの産出ガスを回収する工程とを
    有することを特徴とする高温合成ガスの冷却方法。
  2. （２）灰と炭を含む固形物粒子を含有した高温合成ガス
    を、１８００−３５００’Ｆ　（９８２−１９２７°ｃ
    ）の初期高温から約４００−７００°Ｆ　（２０４−３
    ７１°ｃ）ノ最終温度まで冷却する方法に於いて； 灰と炭を含有する初期高温の合成ガスを、接触ゾーンを
    通じて下向きに流す工程と； 粒子サイズが約１００ミクロンよシ大きい約０．１重量
    係以下の固形物粒子を含有する冷却液を前記接触ゾーン
    内に流す工程と； スプレィした冷却液および前記接触ゾーンの壁を下向き
    に流れる冷却液の流下フィルムとが存在する前記接触ゾ
    ーンを通じて前記高温ガスを流し、冷却合成ガスにする
    工程と； 前記冷却合成ガスを冷却液の液体内を通して、量が少な
    くされた固形物粒子を含有する冷却された産出合成ガス
    に生成する工程と； 前記冷却された産出合成ガスを、水様の洗浄液のスプレ
    ィに接触させて、固形物をほぼ除いた産出合成ガス、お
    よび、固形物粒子を含有する洗浄排液を形成する工程と
    ； 固体物粒子を含有した前記洗浄排液の少なくとも一部か
    ら、前記固体物粒子の少なくとも一部を分離して、約１
    ００ミクロンより大きい粒子サイズを持つ約０．１重量
    ％以下の固形物粒子を含有する液体にする工程と； 前記液体の少なくとも一部を、前記冷却液の少なくとも
    一部として、前記接触ゾーンに流す工程とを有すること
    を特徴とする高温合成ガスの冷却方法。
  3. （３）軸方向のディップ管組立体を収容した冷却装置に
    於いて： 内外の周囲面、軸線、及び、入口端並びに出口端を持つ
    細いディップ管と； 前記ディップ管の入口端で、内周面に隣接し、液体入口
    を持っている冷却リングと； 前記ディップ管の入口端に隣接した前記冷却リング上に
    あって、流体のカーテンを当該ディップ管の出口端に向
    けて注ぐようにされている第１の流体出口と； 前記ディップ管の入口端並びに出口端の中間にあって、
    液体の流れを、当該ディップ管の内周面から離し且つデ
    ィップ管の軸線に向けて注ぐだめの第１のスプレィ手段
    と； 前記ディップ管の入口端並びに出口端の中間にあって、
    液体の流れを、当該ディップ管の外側の外周面に注ぐた
    めの第２のスプレィ手段とを有し；前記ディップ管の入
    口端に尋人されたガスを、当該ディップ管の内側の第１
    の接触ゾーンを通じて下向きに流れる冷却液のフィルム
    と、前記ディップ管内側の第２の接触ゾーン内の第１の
    冷却液のスプレィと、ディップ管の下端に隣接した第３
    の接触ゾーン内の冷却液の液体と、ディップ管の外側の
    第４の接触シー／内の第２の冷却液のスプレィとに接触
    させ、それから、前記冷却装置の冷却ガス出口に至らせ
    るようにしたことを特徴とする冷却装置。
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