JPS6084138A - 反応ガスを製造するための反応器 - Google Patents

反応ガスを製造するための反応器

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JPS6084138A
JPS6084138A JP59190741A JP19074184A JPS6084138A JP S6084138 A JPS6084138 A JP S6084138A JP 59190741 A JP59190741 A JP 59190741A JP 19074184 A JP19074184 A JP 19074184A JP S6084138 A JPS6084138 A JP S6084138A
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JP
Japan
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container
reactor
metal
catalyst
ring
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JP59190741A
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English (en)
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カールハインツ・ラングリツツ
ギユンター・シユミツツ
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/57Gasification using molten salts or metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00477Controlling the temperature by thermal insulation means
    • B01J2208/00495Controlling the temperature by thermal insulation means using insulating materials or refractories
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/09Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0983Additives
    • C10J2300/0986Catalysts

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

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】 産業上の利用分野: 本発明は少なくとも一部触媒を充てんした容器からなる
反応ガスとくにCOおよびH2を製造するための反応器
に関する。
この場合少なくとも一部溶銑を充てんした容器からなり
、石炭および酸素ならびに他の作用物質または反応物質
の供給管を備えているとくに石炭および酸素からたとえ
ばaOおよびH2のような反応ガスを製造するための反
応器にも関する。
従来の技術: 教養された環境保巡のもとに経済的にエネルギーを得る
だめの世界的努力はたとえばちゅう介および下水汚泥の
ような排棄物ならびに過剰石炭の燃焼に基〈。
低価値排棄物および多量の脈石を含む石炭も使用可能の
ガスの製造に供給することが研究されている。
こ柱らの研究は一部はもっばらエネルギー収得に、一部
は他の技術との組合せ系に向けられ、こnはたとえば製
鋼法のような金属製造法と組合せたガス製造またはたと
えばガス製造に引続く得9れたガスの処理法である。酸
化炭素のだめのこのような再処理法は水素ガスまたは液
体燃料たとえばメタノール製造の基礎を形成する。
これに関連して鉄鉱石直接還元のためのガス組成物の他
の再処理法が挙げられる。
これらすべての方法の経済性はとくに使用容器の寿命に
依存する。容器のライニングは高温に耐えると同時に形
成されたスラグへ入った力1〔動物質の化学的作用に安
定でなけnばならない。さらに容器は浴およびスラグの
案内の原則的方法、プロセスの実施、排ガス処理等Vこ
適しなければならない。短時間で必要となるスラグおよ
び(または)触媒の交換を同様考慮しなけ扛ばならない
。さらにガスまたは反応ガスたとえばco 、H2の経
済的製造は反応器内の圧力および温度のようなファクタ
に依存する。
鉄浴反応器内でイオウ含有石FA kガス化する方法の
場合、完全にライニングした容器をスラグ取出通路を介
して脱硫室と結合し、全体として定置容器を形成するこ
とは公知である(西独特許第2520584号明細書参
照)。このような容器は非常に重いだけでなく、有効な
反応室に対する高いライニング率のためきわめて高価で
あシ、シたがって作業の経済性が低い。
銑鉄浴中で石炭をガス化するため製鋼用転炉容器を使用
することもすでに公知である(西独特許第2520g3
8号明細四参照)。その欠点は転炉開口に接続するガス
取出導管をaむ容器のライニングである。
発明が解決しようとする問題点: 本発明の目的は作業費が低く、カθテ技術的に考えられ
るすべての方法に適し、かつすべての考えられる燃料に
適する容器を得ることである問題点を解決するための手
段: この目的は任意の燃料に対し本発明により容器が触媒を
収容する安定な材料でライニングした容器下部および冷
却可能の金属製容器上部からなり、容器上部と容器下部
の間にリング状ソールが配置され、金属製容器上部にガ
ス取出導管が接続されていることによって解決される。
この手段の利点は全体として容器ライニングの費用が低
く、高温にさらされる容器上部の寿命が長く、可動質量
が小さいことによって方法技術的運動性が高く、かつそ
れぞれの方法の発熱反応によって発生する熱を回収しう
ることにある。さらに容器はそれぞれの方法の熱効率を
最大にするため圧力下に作業するため適する。
さらに前記目的はガス化燃料として石炭を使用する場合
、容器が溶銑を収容する耐火材料でライニングした容器
下部および冷却可能の金属製容器上部からなり、容器上
部と容器下部の間にリング状ソールが配置され、金属製
容器上部にガス取出導管が接続されていることによって
解決さfる。この手段により同様前記利点が得られる。
触媒たとえば銑鉄を装入するためおよび触媒または使用
したスラグを排出するため、容器上部と容器下部は互い
に相対的に離すことができ、かつリング状シールが取り
はずし可能であるのが有利である。
この場合軽い容器部分が可動であることによってさらに
作業エネルギーが節約され、その際本発明によれば容器
上部が昇降可能であり、または容器下部が昇降可能であ
る。
適当な装置のための作業空間はさらに容器下部が水平の
傾倒軸を中心に旋回可能であることによって拡大される
容器の耐1性は冷却可能の金属製容器上部が冷却媒体の
貫流する管要素を備えることによって保証される。この
場合容器の冷却から任意に蒸気製造による熱回収へ移行
する方法技術の拡大はとくに有利である。
本発明のもう1つの改善によシ傾倒可能の容器下部の側
壁に排出ノズルを備えることが提案される。この配置に
より触媒を同時に排出することなく、スラグを別個に除
失することが可能になる。
触媒または溶融金属もしくは溶銑を交換するため、さら
に容器下部に底部閉鎖器官を有する底部排出装置を備え
ることが提案される。この形成により触媒のスラグを含
丑ない排出が可能に々る。
反応はさらに容器自体の形成によって制御することがで
きる。そのため容器下部はおけ形、たらい形またはとい
形に形成される。
さらに容器の耐熱性は容器下部に容器外壁および(また
は)安定な材料のための冷却装置を備えることによって
有利に制御することができる。
板厚30mmの既存設備上の大容器および中容器のだめ
の同様経済的な容器の製造は容器下部が回転対称に形成
されていることによって可能になる。
実施例: 次に本発明の実施例を図面により説明する。
反応器1は触媒3たとえば銑鉄を作業状態で浴面牛まで
充てんした容器下部2、および容器上部5を有する。触
媒3は溶融または粉末物質からなりつる。容器上部5は
軽量構造の冷却した板外壁5aKよって形成され、容器
下部2は板外壁2aの内面が熱および化学的作用に対し
安定な材料6でライニングされる。安定な拐料6として
はたとえば耐火ライニングが使用される。容器下部2お
よび容器」二部5はガス製費作業中すング状ンール7に
よって互いに気密に閉鎖され、シールリング7は/−ル
リング(第1図左側)または水封もしくは砂封ンール(
第1図右側)からなる。発生したガスは容器」一部5へ
気密に接続したガス取出導管8から導出される。石炭お
よび酸素の供給管はClO2の矢印により概念的にのみ
示される。C1だは02 のこの供給管は公知のいわゆ
るガスノヤケノト原理により形成さ扛る。しかし酸素を
常用吹込ランスにより上から浴へ吹込み、炭素または他
の反応物質を下または横から浴または触媒3へ導入する
こともできる。
容器下部2は常用傾倒フレームに水平傾倒軸9を中心に
旋回可能に支持される。触媒3の排出のため容器下部2
の底部範囲に底部閉鎖器官11を有する底部排出装置1
0が存在し、この装置はプラグ、スライダまたはフラッ
プ閉鎖構造として形成することができる。
容器上部5は内面および(捷たけ)外面に冷却媒体たと
えば水寸たは空気が貫流しうる管要素12を備え、この
要素はいわゆる転炉頂部冷却の場合のように流入および
流出導管を有する供給系へ接続される。一般に浴面より
下へ微粉炭が酸素とともに導入される。ちゆう介または
下水汚泥を燃焼する場合、所望に応じてCOガスまたは
H2ガスを製造するため、浴へ炭素キャリヤが酸素とと
もに、または酸素化合物が導入される。
第1図の実施例によればスラグおよび(または)触媒を
排出するためシール70作用を中断し、次に適当な傾倒
運動を実施できるように容器下部2が昇降可能であるけ
れど、第2図の実施例によればガス取出導管8は昇降可
能に支持したまたは駆動可能のガス捕集ツー113へ挿
入される。容器上部5はガス捕集ツーP13といっしょ
に昇降可能なので、傾倒軸9を中心に旋回する容器下部
2はその壁端縁1牛により大きい開口を形成する。した
がってこの実施例によnば水平傾倒軸9は固定的に不変
に留まる。
傾倒の際そのつどのスラグは容器下部2の横に配置した
排出ノズル15を介して排出される。
排出ノズル15を備えない場合、容器の壁端縁14をス
ラグおよび(または)触媒のだめの排出縁として使用す
ることができるけれど、その際壁端縁J4のある程度の
触杆は止むを得ない。このような摩耗はもちろん適当に
厚くしたライニングゾーンによって補償することもでき
る。第2図の実施例には取べ16がらトイ17により新
しい触媒すなわち適当に炭素を含む銑鉄を容器下部2へ
装入する作業期が示される。
本発明の反応器のもう1つの実施例が第3および牛図に
示される。容器上部5と容器下部2を異なる形成にし、
両方をリング状ンール7によって圧力気密にする本発明
の原理はこの場合も維持される。しかしこの原理の他の
形成により容器上部5は容器下部2と不変に気密の位置
に留まるので、反応器は個々の作業期で全体的に傾倒さ
nる。触媒3または溶銑3aもしくはスラグ3bは容器
上部5の孔18を介して反応器から排出され、その隙孔
18はふた1gにより閉鎖可能である。前記のように容
器上部5はシール7を介して容器下部2と恒久的に結合
さnる。スラグ3bはガスのCO分またはH2分が変化
するとガス分析系に応する遅れをもってただちに排出さ
ハ、その際ふた19’に開き、再びIYJ鎖する。第4
図に示すようにふた19を開いて溶銑3a装人のだめの
トイニアを使用することができる。この糸はぢゆう介、
下水lり泥または微粉炭のような適当な燃料の圧力また
は温度依存ガス化にとくに適する。
底部排出装置10はもう1つの実施例(第5図)によれ
ば備えなくてよく、スラグは容器の壁端縁14を介して
排出し、溶融触媒3甘たは溶銑3aは排出ノズル15か
ら排出さ扛る。容器下部2はとくに底部排出装置1oを
使用しない場合、おけ形、たらい形またはトイ形に製造
される。
第1図の容器上部5は冷却媒体が貫流する管要素12に
よって冷却されるけれど、場合にょシ容器下部20′i
同様容器壁2aおよび(または)安定な材料6すなわち
ライニングの冷却装置20を備える。こめ場合冷却媒体
が流れる管21は容器外壁2aまたは容器外壁2aの内
側に、すなわちライニングと接触して配置することがで
きる。
効果: 本発明による反応器は前記実施例の1つにょシOまたは
H2を含むすべての可燃物たとえば反応ガス組成は他の
炭素または水素化合物をガスジャケットの形でまたは直
接吹込管によって供給することにより維持さ扛る。
【図面の簡単な説明】
第1図は作業位置の容器の垂直断面図、第2図は容器下
部を装入位置へ傾倒した第1図容器の垂直断面図、第3
図はもう1つの実施例の容器の垂直断面図、第牛図は第
3図容器の装入位置の垂直断面図、第5図は傾倒位置の
容器下部の他の実施例の重置断面図である。 1・・・反応器、2・・・容器下部、2a、5a・・容
器外壁、3・・・触媒、5・・・容器上部、6 耐大材
料、7・・シール、8・・・ガス取出導管、9・・傾倒
軸、10・・・底部排出装置、1工・・底部閉th′1
器信、12・・・管要素、15・・排出ノズル、18・
・孔、20・・冷却装置 イ 併 二 1N 苓 ミ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも一部触媒を充てんした容器からなる反応
    ガスを製造するための反応器において、容器(1)が触
    媒(3)を収容する安定な材料(6)でライニングした
    容器下部(2)および冷却可能の金属製容器上部(5)
    からなり、容器上部(5)と容器下部(2)の間にリン
    グ状シール(7)が配置され、金属製容器上部(5)に
    ガス取出導管(8〕が接続されていることを特徴とする
    反応ガスを製造するだめの反応器。 2、容器上部(5)と容器下部(2)が互いに相対連動
    可能であり、リング状ソール(7)が取りはずし可能で
    ある特許請求の範囲第1項記載の反応器。 δ、容器上部(5)が昇降可能であシ、捷たけ容器下部
    (2)が昇降可能である特許請求の範囲第1項または第
    2項記載の反応器。 4、容器下部(2)が水平の傾倒軸(9)を中心に旋回
    可能である特許請求の範囲第1項から第3項までのいず
    れか1項に記載の反応器5、 冷却可能の金属製容器上
    部(5)が冷却媒体の貫流する管要素(12)を備えて
    いる特許請求の範囲第1項から第4項丑でのいずれか1
    項に記載の反応器。 6、 傾倒可能の容器下部(2)が側面に排出口(15
    )を備えている特許請求の範囲第1項から第5項までの
    いずれが1項に記載の反応器。 7 容器下部(2)が底部閉鎖装置(11)を有する底
    部排出装置(1o)を備えている特許請求の範囲第1項
    から第5項までのいずれか1項に記載の反応器。 8、 容器下部(2)がおけ形、たらい形寸たはとい形
    に形成さnている特許請求の範囲第1項から第6項まで
    のいずれが1項に記載の反石器。 9.容器下部(2)が容器外壁(2a)および(または
    )安定な材料(6)のだめの冷却装置(20)を備えて
    いる特許請求の範囲第1項から第8項までのいずれが1
    項に記載の反応器。 10 容器下部(2)が回転対称に形成されている特許
    請求の範囲第1項から第9項までのいずれか1項に記載
    の反応器。 11 少なくとも一部溶銑を充てんした容器がらなり、
    石炭および酸素ならびに他の作用物質捷たは反応物質の
    供給管を備えている石炭および酸素から反応ガスを製造
    するだめの反応器において、容8a(1)が溶銑(3a
    )を収容する耐火材料(6)でライニングした容器下部
    (2)および冷却可能の金属製容器上部(5)からなり
    、容器上部(5)と容器下部(2)の間にリング状シー
    ル(7)が配置さ扛、金属製容器上部(5)にガス取出
    導管(δ)が接続されていることを特徴とする反応ガス
    を製造するだめの反応器。
JP59190741A 1983-09-13 1984-09-13 反応ガスを製造するための反応器 Pending JPS6084138A (ja)

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DE3332970.2 1983-09-13

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