JPS61207491A - 燃料ガス化装置 - Google Patents

燃料ガス化装置

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JPS61207491A
JPS61207491A JP61051278A JP5127886A JPS61207491A JP S61207491 A JPS61207491 A JP S61207491A JP 61051278 A JP61051278 A JP 61051278A JP 5127886 A JP5127886 A JP 5127886A JP S61207491 A JPS61207491 A JP S61207491A
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shaft
burner
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oxygen
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JP61051278A
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パウル・フライマン
ゲルノート・スタウデインガー
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Voestalpine AG
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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】 及吸Δ立野 本発明は酸素または酸素含有ガスと水蒸気を用いる燃料
ガス化装置であって、 固体充填貯蔵原料を収納するために設けらたシャフト様
容器、該容器の上端に設けられたガス排出用ダクト、該
シャフト様容器の下端と通路を介して連結された一次ガ
ス室、該一次ガス室内に設けられ酸素または酸素含有ガ
ス供給用手段および燃料供給用の手段を有し所望により
水蒸気供給ダクトを有するバーナー手段、スラグ収納用
のトラフ、および該トラフと該シャフト様容器の間に配
置され該一次ガス室内に突出して一方の積載面がバーナ
ーに対向する固体充填貯蔵原料の積載物質床を形成する
ために設けられた原料支持底部を備える燃料ガス化装置
に関する。
発明の背景 このタイプの装置は西ドイツ特許公開公報第２９２０９
２２号に記載されている。、この装置によれば、無煙炭
、れき青炎、褐炭、ブリケット等のような遊離炭素を含
有する燃料を充填貯蔵原料どして用い、ガス化すること
ができ、この燃料は一次ガス室内で積載円錐形を形成し
、解放表面を有し、その基部はスラグ浴に位置する。
低品質燃料のガス化の間に、排出生成ガス中に含まれる
望ましくない物質が現れる。すなわち、例えばタール成
分を多量に含む高揮発分の硬炭をガス化することは不利
である。なぜならば、そのタール成分が生成ガス中に混
入するからである。
湿潤褐炭をガス化すると、生成ガスには多量の水蒸気が
含まれる。
発明の目的および該要 本発明は、石炭のような高品質燃料のガス化のみならず
、湿潤褐炭、タール高含量の硬炭、使用済みのタイヤ等
の低品質燃料のガス化を容易にし、また特に発熱量を低
下させ、その利用を制限し、かつ環境に悪影響を与える
有害な不純物が生成ガス中に含まれない前記したタイプ
の改良された装置を提供することを目的とする。
この目的は一次ガス室が、ガス化される頂部充填・充填
貯蔵原料用の充填開口部を該通路付近に備え、バーナー
手段側の原料支持底部が、ガス化される該充填貯蔵原料
の、第１積載面の前面に配置され該バーナーと対向しか
つ第２、解放積載面を有する第２積載貯蔵床が形成され
程度まで伸張している本発明の装置によって達成される
。
付加的なガス化される充填貯蔵原料はバーナーの燃焼ジ
ェットに直接さらされる解放積載面を形成し、その形成
した積載貯蔵床に一次ガスが通過することによってガス
化され、粗製ガスが形成する。このガスをガス化される
該充填貯蔵原料の背後に配置され第１積載面を有する固
体充填貯蔵原料中に通過させ、その間にろ過する。一次
ガス化室で発生するガス中に存在しうるタール成分はそ
の発生直後であってシャフト様容器の加熱域内に存在す
る間に分解され、それによりタール非含有生成ガスを容
器から排出させることができる。
発明の詳説 コンパクトな構造でかつ熱収支が好ましい構造を達成す
る具体例は、シャフト様容器が、頂部から容器内に伸び
る隔壁によりバーナーに向かって連続的に配置された２
つの区分に分割されることによって特徴付けられる。該
バーナー手段から遠くの位置で該バーナー手段と対向す
る区分が第１積載貯蔵床、とくに石炭床を収納するよう
に設計されており、該バーナー手段に近い方の区分がガ
ス化される充填貯蔵原料の第２積載貯蔵床、とくに使用
済みの物質または原燃料を収納するように設計されてお
り、該第２積載貯蔵床の積載円錐形が該隔壁の下端から
はじまる。
有利には、ガス化される充填貯蔵原料供給用のダクトが
壁側でセグメント形（例えば、弧状または扇形）スライ
ド面をなし、該容器のバーナー側の壁内に挿入されてお
り、該容器の２つの区分の形成用の隔壁がバーナー側の
側壁から、好ましくは３０〜４５℃の傾斜角度で斜め下
方に伸張する。
好適には、隔壁は内部冷却され、少なくともその低部は
耐熱性物質でライニング処理される。
燃料を節約する本発明の装置の操作法はバーナーにおけ
るＣｏｏの化学量論比が１．０〜２．０に調節され、燃
料空間の温度が１５００〜１８００℃であることによっ
て特徴付けられる。
つぎに、添付の図面に従い２つの具体例により本発明を
さらに詳しく説明する。
第１図および第２図は各々−具体例であるシャフトガス
化炉の垂直断面図である。
シャフトガス化炉Ｉは、好ましくは円形断面の垂直上部
セクション２と、一次ガス室４を形成する横方向に曲が
った下部セクンヨン３からなる。
シャフトガス化炉ｌは加圧下または非加圧下で操作でき
るので、その外殻５は圧力容器または通常の気密容器と
して設計される。
外殻５内に、冷却壁６を有する容器８が設けられており
、該壁は特に、その中に冷却液が流れるパイプ７を備え
、容器８はバスケット状に設計されている。シャフトガ
ス化炉ｌの垂直セクション２内に配置されるバスケット
部分は、２つの区分９、ＩＯを形成し、該バスケット８
の上端ｌｌから下方に伸張する冷却隔壁１２からなる。
その自由下端１３はシャフトガス化炉の角度をなした下
部セクション３とその垂直部分との連結部分１４とほぼ
同じ高さに配置されている。この高さでバスケットはさ
らに内方に伸張する突起部分１５を備え、これはその下
部に配置された一次ガス室４の上部制限域を形成する。
バスケット８の下端１６はほぼ水平方向に向いた支持底
部１７よって形成され、これはまた内部冷却パイプを備
え、その自由端部は一次ガス室内に突出し、スラグ・オ
ーバーフロー・せき１８として設計されている。支持底
部Ｉ７の下方に、トラフ！９が設けられており、これに
はオーバーフローせきを通過し、通路開口部２１を介し
て一次ガス室４から排出されるスラグ２２の粒状化用の
冷却液２０が満たされている。
スラブ・オーバーフロー・せき１８の上方に、バーナー
２３が一次ガス室４内に挿入されており、これは燃料、
酸素（または空気）および所望によりスチーム供給用の
ライン２４．２５．２６を備えている。
バスケット８は、その垂直部分の１／３のレベルまでの
内面、即ち隔壁１２の両面が耐火性物質２７で被覆され
ている。バスケット８の２つの区分９．１０はその上端
で充填貯蔵原料３１．３２用の充填開口部２９．３０を
備えており、これは各々スルース（流量調節装置）２８
によって閉じることができる。区分９はバーナー２３か
ら遠くであって上端部１１の近くに位置し、形成した生
成ガスの排出ガスダクト３３を備え、通路３４を介して
一次ガス室４内に入る。区分１０はバーナー２３の近く
に位置し、通路３４に隣接する充填開口部３５を介し一
次ガス室４内に入る。
本発明の装置はっぎのように機能する。
まず、充填貯蔵原料３１、とくに石炭をバーナー２３か
ら遠くの区分９内に導入し、石炭の積載角度３６に従い
バーナー２３と対向する第１積載面３７を有する積載貯
蔵床が形成される。この積載面３７は隔壁１２の下端１
３から始まる。
ついで、ガス化される充填貯蔵原料３２をバーナー２３
近くのバスケット８の区分１０内に充填すると、この充
填貯蔵原料３２は第１積載貯蔵床を覆い該バーナーと対
向する解放積載面３８を有する別の積載貯蔵床を形成し
、これに対しバーナージェット３９が向けられる。
バーナー２３近くの区分ＩＯ内に導入されるガス化され
る充填貯蔵原料３２は低品質のもの、例えば褐炭、高揮
発分の石炭または使用済みのタイヤであってよい。この
充填貯蔵原料はバーナー２３の点火によってガス化され
、充填貯蔵原料中に含有された水蒸気はガス化反応に関
与し、高級炭化水素は熱分解で分解する。バーナーから
遠くの区分９に設けられたガス排出ダクト３３の位置に
応じ、形成した粗製ガスはその背後に配置された石炭３
１のような積載貯蔵床を通過して排出される。石炭中を
通過する際、粗製ガスはろ過され、区分９から排出され
る粗製ガスは高純度になり、主として高級炭化水素が除
去される。
それは、第２充填貯蔵原料の背後に配置された石炭のよ
うな充填貯蔵原料がまたガス化さるか、または単に第１
位置において通過する粗製ガス用のフィルターとして役
立つかにかかわらず、ガス化される充填貯蔵原料３２の
積載貯蔵床の厚さ４０および一次ガス化の調整に依存す
る。一次ガス化の調整はバーナー中の酸素／炭素担体の
比率によるかまたは一次ガス化物質の全量によるか、あ
るいは空気の代わりに純粋な酸素をバーナーを介して導
入する場合には酸素／水蒸気の比率によって行なわれる
。隔壁１２の下端１３の位置により、ガス化される充填
貯蔵原料３２の第２積載貯蔵床の厚さ４０および、した
がってその背後に配置された充填貯蔵原料３１のガス化
が影響される。
第２図に示した具体例によれば、ガス化される充填貯蔵
原料３２用の供給ダクト４１がシャフトガス化炉ｌの垂
直部分２内に挿入されており、充填貯蔵原料はウオーム
コンベヤー４３のような搬送手段によりこの供給ダクト
４１に連結された容器４２から一次ガス室４内に流入し
て積載貯蔵床を形成する。
第２図に示した具体例によれば、２つの積載貯蔵床形成
用の隔壁１２′は、バスケット８のバーナーの側壁４４
から一次ガス室４の方向に好ましくは３０〜４５度の角
度で斜め下方に向いている。
ガス化される充填貯蔵原料３２は供給ダクト４１を通り
スライド面４５上をスライドするが、これは一次ガス室
４に入る充填開口部まで冷却され、耐熱性ライニングさ
れている。
つぎに実施例を挙げて低品質燃料のガス化について説明
する。
使用済みの油および製紙工場のペースト状残留物（即ち
、醇素加水分解による加水分解残留物）からなる燃料を
４バールの圧力でバーナー２３に供給し、そこで燃焼さ
せた。第１表は使用済みの油の分析結果を、第２表はペ
ースト状残留物の分析結果を示す。
第１表 使用済み油の分析 第２表 ペースト状残留物 バーナー２３に、同様に下水スラグ、抄紙機または燃焼
物質ダストさえもペースト状で供給することができる。
１時間当たり、３８００＆ｆの使用済みの油、１２５８
に９のペースト状残留物および５００℃に予熱した３２
０ＯＮＩ’の空気を供給した。
バーナー中の燃焼により形成した一次ガスは１５１０℃
の温度で３８１８１Ｎｘ３／時（湿潤）発生した。第２
積載貯蔵床中のガス化される充填貯蔵原料３２と接触さ
せると、一次ガスはガス化される充填貯蔵原料３２（こ
れは、使用済みのタイヤ（分析結果は第３表）および印
刷用インクおよび充填材を含む故紙加工から得られた残
留物である脱インクスラッジ（分析結果は第４表）から
なる）と反応し粗製ガスになった。
第３表 使用済みタイヤの分析 第４表 脱インクスラッジの分析 使用済みタイヤは１３００に９／時の量で、脱インクス
ラッジは２５６０ｋｇ／時の量で使用した。
第２積載貯蔵床内？こ入ったときの粗製ガスの温度は約
８６４℃であった。ついで、粗製ガスは石炭の積載貯蔵
床中を流れ、調整生成ガスとして４６９２４　Ｎｍ”／
時の量で排出された。この分析を第５表に示す。
第５表 生成ガスの分析 該方法の熱効率は生成ガス量×生成ガスの熱量＋生成ガ
スの顕熱：充填物質の総量Ｘそれらの各熱量の比率とし
て定義され、９１％であった。ガス化効率は生成ガス量
Ｘ生成ガスの発熱量：充填物質の総量Ｘそれらの各発熱
量の比率として定義され、７３％であった。
生成ガスの発熱量は９４９　Ｋｃａｌ／　Ｎｌ’であっ
た。スラグ容器１９において、粒状形のガラス状スラグ
は１４０８＆９／時生成された。
さらに実施例に従えば、該装置は４バールの圧力で操作
した。使用済みの油１８００１ｃ９／時および、好まし
くは１００〜５００℃に予熱した空気２７９０６　ＮＭ
″／時をバーナーに供給した。充填貯蔵原料として、原
燃料１３１４７に９７時を使用した。
充填物質である石炭の消費は３９９　ｋｇ７時であった
。粗製ガスは４５５００　Ｎｚ３／時生成された。
バーナーの操作はＣ：０の比１．５、一次ガス室の温度
１６５６℃および粗製ガスの温度８４９℃で行った。以
下の第６〜９表に使用済みの油、原燃料、生成ガスおよ
び石炭の分析値を示す。
第６表 使用済み油の分析 第７表 原燃料の分析 第８表 生成ガスの分析 第９表 石炭の分析
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は各々−具体例であるシャフトガス
化炉の垂直断面図である。 図面中、主な符号はつぎのらのを意味する。 ｌ：ガス化装置、２：上部セクション、３：下部セクシ
ョン、４ニ一次ガス室、５：外殻、８：容器、９および
ｌＯ：区分、１２および１２°：隔壁、１４：連結部分
、１７：支持底部、１９ニドラフ、２３：バーナー、２
９．３０および３５：充填開口部、３１：石炭、３２：
低品質燃料、３３：排出ダクト、３４：通路、３６：角
度、３７および３８：積載面、４！：ダクト、４５ニス
ライド面、 特許出願人　ホエストーアルピン・アクチェンゲゼルシ
ャフト

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、酸素または酸素含有ガスと水蒸気を用いる燃料ガス
    化装置において、 固体充填貯蔵原料を収納するために設けられたシャフト
    様容器、該シャフト様容器の上部に設けられたガス排出
    用ダクト、該シャフト様容器の下端と通路を介して連結
    された一次ガス室、該一次ガス室内に設けられ酸素また
    は酸素含有ガス供給用の手段と燃料供給用の手段を有す
    るバーナー手段、該一次ガス室の下方に配置されスラグ
    を収納するために設けられたトラフ、および該トラフと
    該シャフト様容器の間に設けられ該固体充填貯蔵原料か
    らなる第１積載貯蔵床の第１積載面が該バーナー手段と
    対向するように該一次ガス室内に突出する原料支持底部
    を備え、 さらに、該一次ガス室内であって該通路付近にガス化さ
    れる頂部充填・充填貯蔵原料用の充填開口部が設けられ
    、前記原料支持底部が、ガス化される該充填貯蔵原料か
    らなる第２積載貯蔵床の第２、解放積載面が該バーナー
    手段と対向するように該バーナー手段側に伸張されてお
    り、かつ該第２積載貯蔵床が前記第１積載面の前面に配
    置されていることを特徴とする燃料ガス化装置。 ２、さらに、バーナー手段に対向し該バーナー手段から
    遠くに位置する第１区分と該第１区分に隣接し該バーナ
    ー手段に対向しかつ該バーナー手段の近くに位置する第
    ２区分とに前記シャフト様容器を分割するために設けら
    れ該シャフト様容器内の頂部から内部に伸張する隔壁を
    備え、該第１区分が前記ガス排出用ダクトを有し、かつ
    前記第１積載貯蔵床を収納するように設計され、該第２
    区分がガス化される充填貯蔵原料の前記第２積載貯蔵床
    を収納するように設計され、該第２積載貯蔵床が該隔壁
    の下端から積載円錐形を形成する特許請求の範囲第１項
    記載の装置。 ３、第１積載貯蔵床が石炭床であって、ガス化される充
    填貯蔵原料が使用済みの物質および廃燃料からなる群か
    ら選ばれる特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４、バーナー手段が水蒸気供給用の手段を備える特許請
    求の範囲第１〜３項記載の装置。 ５、酸素または酸素含有ガスと水蒸気を用いる燃料ガス
    化装置において、 固体充填貯蔵原料を収納するために設けられたシャフト
    様容器、該シャフト様容器の上部に設けられたガス排出
    用ダクト、該シャフト様容器の下端と通路を介して連結
    された一次ガス室、該一次ガス室内に設けられ酸素また
    は酸素含有ガス供給用の手段と燃料供給用の手段を有す
    るバーナー手段、該一次ガス室の下方に配置されスラグ
    を収納するために設けられたトラフ、および該トラフと
    該シャフト様容器の間に設けられ該固体充填貯蔵原料か
    らなる第１積載貯蔵床の第１積載面が該バーナー手段と
    対向するように該一次ガス室内に突出する原料支持底部
    を備え、 さらに、該容器のバーナー側の側壁内に挿入されセグメ
    ント形状のスライド面を有するガス化される充填貯蔵原
    料用の供給ダクト、該一次ガス室内であって該通路付近
    に設けられたガス化される該頂部充填・充填貯蔵原料用
    の充填開口部、および該シャフト様容器を第１区分と第
    ２区分とに分割するために設けられバーナー側の該側壁
    から斜め下方に伸張する隔壁を備え、前記原料支持底部
    が、ガス化される充填貯蔵原料からなる第２積載貯蔵床
    の第２、解放積載面が該バーナー手段と対向するように
    バーナー側に伸張しており、かつ該第２積載貯蔵床が該
    第１積載面の前面に配置されていることを特徴とする燃
    料ガス化装置。 ６、第１区分がバーナー手段から遠くに位置して該バー
    ナー手段と対向し、第２区分が該第１区分と隣接し、か
    つ該バーナー手段の近くに位置して該バーナー手段と対
    向し、該第１区分が前記ガス排出用ダクトを有し、かつ
    前記第１積載貯蔵床を収納するように設計され、第２区
    分がガス化される充填貯蔵原料の前記第２積載貯蔵床を
    収納するように設計され、該第２積載貯蔵床が該隔壁の
    下端から積載円錐形を形成する特許請求の範囲第５項記
    載の装置。 ７、隔壁が３０〜４５度の角度で傾斜する特許請求の範
    囲第５項記載の装置。 ８、隔壁が内部冷却され、その少なくとも下部が耐熱性
    物質でライニング処理される特許請求の範囲第２項また
    は第５項記載の装置。 ９、バーナー手段が水蒸気供給用の手段を備える特許請
    求の範囲第５〜８項記載の装置。 １０、酸素または酸素含有ガスと水蒸気を用いる燃料ガ
    ス化装置を操作するにあたり、 該装置が固体充填貯蔵原料を収納するために設けられた
    シャフト様容器、該シャフト様容器の上部に設けられた
    ガス排出用ダクト、該シャフト様容器の下端と通路を介
    して連結された一次ガス室、該一次ガス室内に設けられ
    酸素または酸素含有ガス供給用の手段と燃料供給用の手
    段を有するバーナー手段、該一次ガス室の下方に配置さ
    れスラグを収納するために設けられたトラフ、および該
    トラフと該シャフト様容器の間に設けられ該固体充填貯
    蔵原料からなる第１積載貯蔵床の第１積載面が該バーナ
    ー手段と対向するように該一次ガス室内に突出する原料
    支持底部、前記一次ガス室内であって該通路付近に設け
    られたガス化される頂部充填・充填貯蔵原料用の充填開
    口部を備え、前記原料支持底部が、ガス化される該充填
    貯蔵原料からなる第２積載貯蔵床の第２、解放積載面が
    該バーナー手段と対向するようにバーナー側に伸張し、
    かつ該第２積載貯蔵床が前記第１積載面の前面に配置さ
    れており、さらに、前記バーナー手段において石炭：酸
    素の化学量論比が１．０〜２．０となるように調節され
    、燃焼空間全体の温度が１５００〜１８００℃であるこ
    とを特徴とする燃料ガス化装置の操作法。 １１、バーナー手段が水蒸気供給用の手段を備える特許
    請求の範囲第１０項記載の操作法。
JP61051278A 1985-03-08 1986-03-07 燃料ガス化装置 Pending JPS61207491A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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