JPS61216755A - 固形分を含有するガスからの固形分除去法 - Google Patents

固形分を含有するガスからの固形分除去法

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JPS61216755A
JPS61216755A JP60299650A JP29965085A JPS61216755A JP S61216755 A JPS61216755 A JP S61216755A JP 60299650 A JP60299650 A JP 60299650A JP 29965085 A JP29965085 A JP 29965085A JP S61216755 A JPS61216755 A JP S61216755A
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solid
fines
fine powder
solid fines
gaseous mixture
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チヤールズ・エル・ベイカー・ジユニア
ラフアエル・ジエイ・プエンテ・ドウアニ
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Exxon Research and Engineering Co
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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】 発明の分野 本発明は、固体微粉を含有するガス状混合物からの固体
微粉除去法における改良に関する。
発明の背景 ガス状流れに微粉状接触固体を接触させることによって
該ガス状流れ中に存在する固形分を除去することは知ら
れている。か＼る気固分離法は、時には、粒状床フィル
ター法と称される。例えば、ベリー氏のケミカル・エン
ジニャーズ・ハンドブック、第４版、マツフグロー・ヒ
ル、２０−７４及び２０−７５を参照されたい。更に、
分離プロセスにおいて接触粒子は、分離効率を高めるた
めに静電力を施こされる場合がある。例えば、米国特許
第４，１２４４３５号、同第４．０１″１２７Ｂ号及び
英国特許層ＱＢ２，０３４６０４Ａを参照されたい。
上記特許に記載される電気濾過法の如き分離法では、実
質上電気抵抗性の固体接触粒子の移動体中に電導性部材
が配置される。微粉状固形分を含有するガスと固体接触
粒子の移動体との接触間に、電導性部材に対して電圧が
印加される◇電気的に高められた粒状濾過段階は、被処
理ガスから微粉の大都会（例えば、９９％）を除去する
のに有効である。微粉の残りの部分（例えば１％）は、
電気的に高められた粒状濾過帯域のガス状流出物中にな
お存在している可能性がある。ガス状流出物中に残存す
る微粉が電導性の例えばコークス粒子であるときには、
ガス状流出物から回収された微粉は電気的に高められた
濾過帯域に再循環させることができない。と云うのは、
それらは、プロセスの操作に影−を及ぼすようなレベル
まで堆積するからである。
こ＼に本発明において、コークス微粉を電気的に高めら
れた粒状濾過帯域に再循環させることができるように該
コークス微粉の電導性を減少することができること、及
び粒状ｆ過段階それ自体も向上されることが分かった。
重合体の如き凝集剤の使用によって液体媒体から固形分
を除去することができることは知られている。凝集剤は
、市場で入手可能である。
米国特許第４２５４４６８号は、焼結プラントガスかも
粒状物及び凝縮分を除去する方法を開示する。陰イオン
性重合体凝集剤が水スラリーに添加され、そして凝集固
形分が水から分離される。
米国特許第一２．８９４．６０５号は、水とすすのスラ
リーを凝集剤で処理しそして濾過器において水からすす
を分離することを開示する◎ 発明の概要　　　。
本発明に従えば、 固体微粉及びＴ（、Ｏを含むガス状混合シから固形分を
除去するに当り、 ｆａ）第１分離帯域において、前記ガス状混合物に、実
質上電気抵抗性の固体粒子の移動体中に電導性部材を配
！シたものを接触させ、この接触間に核部材に実質的な
電圧を施こし、しかして該ガス状混合物から前記固体微
粉を除去し１、（ｂ）　　水蒸気及び減少した量の固体
微粉を含む工程（ａｔからのガス状流出物を冷却帯域に
送って誼ガス状流出物から水蒸気を凝縮させ且つ該ガス
状流出物から追加的な量の固体微粉を除去し、これによ
って追加的に除去された固体微粉を含む水を生成する、 各工程を含むガス状混合物から固形分を除去する方法に
おいて、 ｒｃｌ　　固体微粉を含む水に実質上電気抵抗性の凝集
剤を加えて凝集固体微粉を生成し、 （ｄｌ　　第二分離帯域において、前記水から前記凝集
固体微粉を分離し、これによって前記凝集剤と結合した
湿潤凝集固体微粉を生成し、 ｆａｔ　　ｑ記湿？１４凝集固体微粉を乾燥させて凝集
剤と結合した乾燥凝集固体微粉を生成し、そして（ｆｌ
　　実質上電気抵抗性の凝集剤と結合した前記の乾燥凝
集固体微粉を工８（ａ）の第一分離帯域に再循環させる
、 各工程を含むことを特徴とするガス状混合物からの固形
分除去法、 が提供される。
好ましい具体例の記載 本発明の方法は、種々のガス状混合物、例えば石炭又は
コークスの如き固体炭素質材料のガス化から誘導てれる
ガス状混合物から固形分を除去するのに好適である。本
法は、特に、米国特許第＆６６１５４３号に示される如
き流動コークスのガス化によって生成されたガス状混合
物を除去するのに好適である。流動コークスのガス化を
空気又は酸素のどちらかによって行なうときにそのガス
化で生成するガス状混合物は、表１に示す如き典型的な
組成を有する。
表　　■ Ｈ！６．５　　２４．２ Ｈ，８２，９２αＯ Ｃｏ　　１９．９　　５４．２ ＣＯ２７，９１９，８ Ｎｔ４ｔ９　　　α１ Ｈ，Ｓ　　　Ｑ、９　　　ｔ７ ＣＯ８α０２　　　α０２ 処理しようとするガス状混合物の実際の組成は、広い範
囲にわたって変動してよくそしてガスの標準ｒｔｓ当り
約１５〜約５グレンの固体微粉（例えばコークス微粉）
（ぎｒ／８ＣＦ）を含んでよい。本法は、コークスが生
成される重質炭化水素質油から誘導された金Ｊ［（Ｎｉ
、Ｆ・、■）を含むコークス微粉の如き、電気的に高め
られた一過プロセスへの再循環を通常妨げる％導性を有
する回収嘔れた微粉の処理に特に適合する。
本明細書において用語「微粉」は、寸法が約７４ミクロ
ンまでの範囲にわたる直径を有する固体粒子を表わすの
に使用される。
こ＼で添付図面に関して好ましい具体例を説明する。
図面を説明すると、約１０５０’Ｆ＋の沸点（大気圧）
を有する重質残油の如き約１５重量％のコンラドソン残
留炭素分を有する炭素質材料が管路１０によってコーキ
ング帯域１２に送られる。コーキング帯域１２には、参
照数字１４で示される〜’ｔ、ｏｏｏミクロンのコーク
ス粒子）の流動床が収容されている。コーキング帯域に
対して好適な炭素質供給原料としては、重質炭化水素質
油、本質減圧蒸留石油原油、石油常圧蒸留残油、石油減
圧蒸留残油、ピッチ、アスファルト、ビチューメン、他
の重質炭化水素残油、タールサンドオイル、シエールオ
イル、石炭、石炭スラリー、石炭液化プロセスからＩＨ
ｇされる液状生成物及びこれらの混合物が挙げられる。
典型的には、か＼る供給原料は、少なくとも５重量外一
般には約５〜約５０重量２好ましくは約７重Ｉｌ：％よ
りも上のコンラドソン残留炭素分を有する（コンラドソ
ン残留炭素分については、ＡＳＴＭテストＴ）１８９−
６５を参照されたい）。ローキング反応器１の底部には
、流動用ガス例えばスチームが約０．５〜５ｆｔ／秒の
範囲内の表面流動ガス速変を得るのに十分な量で管路１
６を経て導入される。流動用ガスは、スチーム、気化さ
れた通常液状の炭化水素、通常ガス状の炭化水素、木葉
、硫化水素及びこれらの混合物からなってよい。典型的
には、流動用ガスはスチームを含む。また、コーキング
反応器１には、コーキング温度よりも高い温度例えばコ
ーキング帯域の実際操作温度を約１００〜約１ｏｏｏ″
Ｐ越えた温度にあるコークスが、コーキング温度を約８
５０〜約１，４００″Ｆ好ましくは約９００〜１．２０
０１の範囲内に維持するのに十分な量で管路４２によっ
て導入される。コーキング帯域における圧力は、約０〜
約１５０　ｐｓｉｇの範囲内好ましくは約５〜約４５　
ｐａｔｇの範囲内に維持される。コーキング反応器の下
方部は、コークスから吸蔵炭化水素を除去するためのス
トリッピング帯域として働く。ストリッピング帯域から
管路１８によってコークス流れが抜き出されて加熱器２
に循環される。
転化生成物は連打固形分を除去するためにサイクロン２
０を通され、そして連行固形分はディップレッグ２２を
経てコーキング帯域に戻される。蒸気は、管路２４を経
てサイクロンを出て、そしてコーキング反応器に付設さ
れたスフラッパ−２５に入る。所望ならば、スクラツバ
ーで凝縮された重質物質の流れは、管路２６を経てコー
キング反応器に再循環嘔せることができる。コーカー転
化生成物は、通常の態様で精留するためにスフラッパ−
２５から管路２８を経て抜き出される。加熱器２におい
て、参照数字３０で示される上方レベルを有するホット
コークスの流動床にコーカー反応器からのストリッピン
グ済みコークス（通常、コールドコークスと称される）
が管路１Ｂによって導入される。床は、管路３２によっ
て燃料ガスを加熱器に通すことによって一部分加熱され
る。
加熱器には、管路３４で循環するコークスによって補助
熱が供給される。連行固形分を含めて加熱器のガス状流
出物はサイクロン（これは第一サイク四ン３６及び第二
サイクロン３８であってよい）に入り、こ−で大き目の
連行固形分の分離が行われる。分離された大き目の固形
物は、各々のサイク四ンデイツプレッグを経て加熱器の
床に戻される。連行固体微粉をなお含有する加熱された
ガス状流出物は、加熱器２から管路４０を経て抜き出さ
れる。この微粉除去系については後述する。
加熱器２の流動床からホットコークスが抜き出され、そ
してコーキング反応器に熱を供給するために管路４２に
よってそれに再循環される。加熱器２からコークスの他
の部分が抜き出され、そして管路４４によってガス化器
５のガス化帯域４６に送られる。ガス化器３には、参照
数字４８で示されるレベルを有する流動コークスの床が
維持されている。所望ならば、加熱器２から管路５０に
よってコークスのパージ流れを抜き出すこともできる。
ガス化帯域は、約８５０〜約２．０００”Ｆの範囲内の
温度及び約０〜約１５０　ｐａｌｇｌｌ＞範囲内好まし
くは約１０〜約６０　ｐｍｉｇの範囲内の圧力更に好ま
しくは約２５〜約４５　ｐａｔｇの範囲内の圧力に維持
される。管路５２によるスチーム、及び管路５４による
空気、市販酸素又は酸素富化空気の如き酸素含有ガスが
管路５６を経てガス化器３に送給嘔れる。ガス化帯域に
おけるコークス粒子とスチーム及び酸素含有ガスとの反
応は、水素及び−階化炭素含有撚料ガスを生成する。ガ
ス化器の牢虐除で本ス嶺ｔガスＬ寸−ガス（１−呂３か
ち笹蕗３２によってオーバーヘッドとして抜き出されそ
して先に記載した如く所要熱の一部分を提供する　　　
９ために加熱器２に導入される。
、管路４０に戻ると、連行固形分を含有する加熱器のガ
ス状流出物は、表Ｉに示される典型的な組　　　□成を
有する。
管路４０のガスは、コークス微粉をガスの標準ｆｔｓ当
り約αＳ〜約＆Ｏグレンの範囲内の量で含む。連行固形
分を含めて加熱器ガス状流出物は、管路４０によって所
望ならば間接熱交換″５５Ｂに次いで任意に第三サイク
ロン６０に送られ、こ−で大き目の連行固形物の一剖１
分が分離されそしてサイクロンから管路６２によって乾
燥微粉として抜き出される。第三サイクロンを用いると
きには、分離しようとする大き目の粒子の寸法は、粒状
フィルターの粒度要件に適合するように変史させること
ができる。かくして、米国特許第４．０１ス２７８号に
記載される方法では、電気的に高められたデ過工程にお
いて被処理ガスから除去しようとする粒子は、好ましく
は、直径が５ミクロンよりも小さい。サイクロン６０か
ら水素、−酸化炭素及び小さ目のコークス微粉を含むガ
ス状流れ６４が抜き出されて分離帯域６６（即ち、電気
的に高められた粒状−過帯域）に送られる。分離帯域６
６はフィルターとして働く接触粒子の塊体から構成され
、これにコークス微粉が付着するか又はその中にコーク
ス微粉が捕捉される。流れ６４から微粉を除去するため
の好ましい分離法は、米国特許第４１２へ４３５号、同
第４．０１７．２７８号及び英国特許順第２．ＯＳ　６
，６０４　Ａに記載されるものの如き電気濾過法である
。か＼る方法では、固体微粉を含むガス状混合物は砂利
の如き実質上電気抵抗性の固体粒子の移動体中に１導性
部材を配置したものと接触され、そしてこの接触工程間
に該部材に電圧が印加される。英国特許腟Ｇ　Ｂ　２，
０３６．６０４　Ａに記載されているように、電気ｆ過
プロセスにおいて移動床を通るガス状混合物の流量は５
０〜２００　ｆｔ７分の範囲内であってよい。速度は臨
界的でない。電導性部材に印加される電圧は、２，００
０〜ｓ　ｏ、ｏ　ｏ　ｏボルトの範囲内であってよい。
分離したコークス微粉を含む接触粒子の少なくとも一部
分は、分離帯域６６から管路７０によって抜き出場れる
。コークス微粉の含量が減少したガス状流れは、分離帯
域６６から管路６８によって抜き出される。
分離したコークス微粉を含む接触粒子の部分は、管路７
０によって分離帯域７４に送られる。管路７２によって
搬送ガス（これは、不活性ガス又はプロセス誘導ガスで
あってよい）が管ｖＪ７０に導入されて固形物が分離帯
域７４に上げられ、こ＼でコークス微粉は搬送ガス中に
オーバーヘッドとして連行させることによって接触粒子
から分離され、そしてその帯域から微粉が管路７６によ
って抜き出される。所望ならば、微粉が除去された接触
粒子の少なくとも一部分は、管路７Ｂによって分離帯域
６６に送られる。
管路６Ｂによって抜き出場れたガス状流れは、ガスの乾
燥標準ｆｔ”当り１０１〜ｔＯグレンのコークス微粉（
ｇｒ／５ＣＦ）及び水蒸気をなお含む可能性がある。
ガス状流れ６８は冷却帯域８０（これは、気液接触帯域
であってよい）に送られ、こ＼で水蒸気は液相Ｈｇｏ（
ｇち水）に凝縮されこれに対して流れ６８中辷存在した
コークス微粉の少なくとも一部分はその水中に連行され
ることによってガスから除去される。きれいなガス、即
ち、水蒸気が凝縮（除去）されそして流れ６８よりも少
ないコークス微粉を有するガスは、冷却塔８０から管路
８２によって抜き出場れる。冷却塔８０において凝縮さ
れた水及びコークス微粉（これは、約５０〜ｔ　ＯＯＯ
ｖｐｐｍの範囲内の量で存在する可能性がある）を含む
流れ８４は、冷却塔から管路８４によって抜き出される
。この流れの一部分は、参照数字８６で示されるように
ポンプアラウンドサーキットとして使用することができ
る。水及びコークス微粉を含む流れ８４の少なくとも一
部分は、通常の濾過帯域９０に送られる。コークス微粉
含有流れ８４には、この流れがｆ過帯域９０に導入とれ
る前に管路８８によって凝集剤が加えられる。
このＮ＋集剤は、水溶性重合体好ましくは非イオン性表
面活性剤の如き任意の電気抵抗性の凝集剤で　　　゛あ
ってよい。コークス微粉の電導性を低下させる任意の凝
集剤を用いることができる。コークス微粉及び凝集剤を
含有する水流れは濾過帯域９０に送られ、こ−でコーク
ス微粉はフィルター上で凝　　　゛集固形物になる。分
離された水の大部分は、きれいなｆ液として抜き出され
る。凝集コークス微粉が付着されたフィルターは水で洗
浄される。凝集剤と結合した湿潤凝集コークス微粉は、
濾過帯域　　　９０から管路９４によって抜き出される
。この湿潤微粉は、本プロセスによって管路６４におい
て蒸発によって乾燥される。凝集剤を含む乾燥凝集　　
　′コークス微粉は、分離帯域６６へ再循環するために
管路６４に導入される。この再循環が可能にされるのは
、表■に示されるように凝集剤が砂利上のコークス微粉
の電導性を減少式せたからである。
表　　ｎ 電導性が急速に上昇するときの電圧 １０５　　　　　　４５　ｋＶ”　　　　　）８０　ｋ
Ｖ２．０　　　　　　　５０　ｋＶ　　　　　　　　７
５　ｋＶ５．０　　　　　　　１５ｋＶ　　　　　　　
　５ＱｋＶｒ１０ｋＶ＝１０００ボルト０ 砂利／コークス微粉混合物の抵抗性を表璽に示す。
表　　Ｉ 砂利／コークス微粉混合物の抵抗率、 ２５ｋＶ　　　　　）１４０００　　　　　９．ＱＱＱ
５０ｋＶ　　　　　　１４０００　　　　　　＄５００
７５ｋＶ　　　　　＆ＯＯＯ（５００ 更に、電気抵抗性凝集剤の存在によって、帯域６６にあ
る移動固形物全体の電導率も低下する。
これは、分離帯域６６（即ち、゛電気的に高められた粒
状濾過帯域）においてより広い範囲の操作条件を使用す
ることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明の１つの具体例の概略フローシート−
であって、主要部を表わす参照数字は次の通りである。 １：コーキング帯域 ２：加熱器 Ｓ：ガス化器 ６６．７４：分離帯域 ８０：冷却帯域 ９０：濾過帯域 手続補正書（方式） 昭和６１年４月９日 特ｉ’ｒＪｉ−ｊ％官宇賀道部殿 事件の表示　昭和６０年　特願第２９９６５０　号発明
の名称　　固形分を含有するガスからの固形分除央法補
正をする者

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）固体微粉及びＨ＿２Ｏを含むガス状混合物から固
    形分を除去するに当り、 （ａ）第１分離帯域において、前記ガス状混合物に、実
    質上電気抵抗性の固体粒子の移動体中に電導性部材を配
    置したものを接触させ、この接触間に該部材に実質的な
    電圧を施こし、しかして該ガス状混合物から前記固体微
    粉を除去し、 （ｂ）水蒸気及び減少した量の固体微粉を含む工程（ａ
    ）からのガス状流出物を冷却帯域に送つて該ガス状流出
    物から水蒸気を凝縮させ且つ該ガス状流出物から追加的
    な量の固体微粉を除去し、これによつて追加的に除去さ
    れた固体微粉を含む水を生成する、 各工程を含むガス状混合物から固形分を除去する方法に
    おいて、 （ｃ）固体微粉を含む水に実質上電気抵抗性の凝集剤を
    加えて凝集固体微粉を生成し、 （ｄ）第二分離帯域において、前記水から前記凝集固体
    微粉を分離し、これによつて前記凝集剤と結合した湿潤
    凝集固体微粉を生成し、 （ｅ）前記湿潤凝集固体微粉を乾燥させて凝集剤と結合
    した乾燥凝集固体微粉を生成し、そして（ｆ）実質上電
    気抵抗性の凝集剤と結合した前記の乾燥凝集固体微粉を
    工程（ａ）の第一分離帯域に再循環させる、 各工程を含むことを特徴とするガス状混合物からの固形
    分除去法。
  2. （２）固体微粉がコークス微粉である特許請求の範囲第
    １項記載の方法。
  3. （３）工程（ｂ）のガス状流出物から除去された固体微
    粉が電導性であり、そして工程（ｃ）から得られる凝集
    固形物が減少した電導性を有する特許請求の範囲第１項
    記載の方法。
  4. （４）電導性固体微粉がコークス微粉である特許請求の
    範囲第３項記載の方法。
  5. （５）凝集剤が非イオン性重合体である特許請求の範囲
    １項記載の方法。
  6. （６）工程（ａ）のガス状混合物がガスの乾燥標準ｆｔ
    ＾３当り０．５〜５グレンの固体微粉を含む特許請求の
    範囲１項記載の方法。
  7. （７）減少した量の固体微粉を含む工程（ａ）からのガ
    ス状流出物がガスの乾燥標準ｆｔ＾３当り約０．０１〜
    約１．０グレンの固体微粉を含む特許請求の範囲第１項
    記載の方法。
  8. （８）工程（ｄ）において水からろ過によつて凝集筒体
    微粉が分離される特許請求の範囲第１項記載の方法。
  9. （９）工程（ａ）のガス状混合物が大き目の固体微粉及
    び小さ目の固体微粉を含み、そしてガス状混合物に固体
    粒子の移動体を接触させるに先立つて該ガス状混合物か
    ら大き目の固体微粉の少なくとも一部分が除去される特
    許請求の範囲１項記載の方法。
  10. （１０）電圧が約２，０００〜約５０，０００ボルトの
    範囲内である特許請求の範囲第１項記載の方法。
JP60299650A 1984-12-31 1985-12-27 固形分を含有するガスからの固形分除去法 Pending JPS61216755A (ja)

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