JPS62131094A - 二段階石炭ガス化方法 - Google Patents

二段階石炭ガス化方法

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JPS62131094A
JPS62131094A JP61284091A JP28409186A JPS62131094A JP S62131094 A JPS62131094 A JP S62131094A JP 61284091 A JP61284091 A JP 61284091A JP 28409186 A JP28409186 A JP 28409186A JP S62131094 A JPS62131094 A JP S62131094A
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char
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liquid
combustion
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ジョン・ピー・ヘンリー
スタンレー・アール・ペアーソン
ブルース・シー・ピーターズ
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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】 不発明は炭素質物質のガス１とに関する。さらに詳細に
は１本発明は固体炭素質燃料の萬燃料価乞有する気体生
成物への１比に関する。
石炭のような炭素質物質のガス比ケ目的として６つの基
本的プロセスが開発された。それは（１）固定床ガスＩ
ＩＺ法、（２）流ｗＪ尿ガス比法及び（３）愁濁又は飛
沫同伴ガスＩＩＳ法である。不発明は第３のタイプのプ
ロセス、丁なわち懸濁又は飛沫同伴ガスｌｌｌ５に関す
るものである。
飛沫同伴ガス比装置の不質的な欠点は、七れが熱い生成
ガスχ発生でるということである。石炭の発熱ｔｙａ’
十分に利用するためにはカスから七の熱を回収しなけれ
ばならない。米国籍許第２．９５ス６８７号、同第５，
０００，７１１号、及び同第３．７２３，３４５号によ
って部分ばＩｔｓガス１ヒ反応を直接水又は水盛気中で
急冷すること、或いは米国符許第３．０２５．１４９号
の教示するように間接熱交換によって流出ガス乞部分冷
却することが知られている。
しかしながら、生成した合成ガスの燃料価ＦａＡめるこ
とな（して大量の熱が失われている。
石炭ガス比装置内の諸反応のあるものは発熱的であり、
セしであるものは吸熱的である。発熱反応によって生じ
た熱が吸熱反応に必要な熱を与えるために用いられる石
炭ガス比プロセスは憾めて望ましいものであろうし、セ
してエネルギーは効率のよいものであろう。従って、不
発明の目的は、炭素質物質ｙ！／ｌＸ分鈑比させる発熱
反応器に含酸素気体を供給し、熱回収ユニットと組合せ
て、他の炭素質物質を水と反応させろことによって吸熱
反応を効率よく進行するようにさせ、筒品位の合成ガス
を生成させることである。後述するように本目的及び他
の一目的は本発明によって連成される。
一般に、本発明は炭素質燃料の無触媒二段階上昇流ガス
比プロセスを提供するもσ５である。プロセスの第１ｖ
階すなわち′ｇ１工程は燃焼水平スラギング反応帯、丁
なわち第１段階反し６器の中で、言−累気体の流れと微
粒比炭素買固体の液体キャリヤー中のスラリーの第１イ
ンクリメントの燃焼である。スラリーの固形分濃度は６
０乃至７０頁重％とすることかできる。燃焼は、水平反
応装置帯域で対問水平バーナーノズル乞用いることによ
り２４００°Ｆ（１３１６℃）乃至６０００°Ｆ（１６
４９℃）の温度で起る。水平バーナーノズルは東た同幅
であることが望ましいが、これは必要なことではない。
＃１累、炭素貞固体、及び液体キャリイーは水蒸気。
液体キャリヤーからの蒸気、スラグ、チャー、及びガス
状燃焼生成物に変る。反応器内で生じるスラグは重力に
よって反応器の底に流れ、そして排出孔から反応器外に
流出する。
第２段階丁なわち第２工程では、燃焼水平反応器からの
水蒸気１ｇ、体キャリヤーからの蒸気、チャー、及びガ
ス状燃焼生成物は、火なし垂ぼ熱回収ユニット、丁なわ
ち第２段階反応話内で、微粒１ヒ炭素質固体の液体キャ
リヤー中のスラリ４−の第２インクリメントと接触して
、水蒸気、ｅ、俸キャリヤーからの熱気９合成ガス及び
ガス状流出物に伴われたチャーを生じる。ここで用いる
ｕｎｆｉｒｅｄ″（「火なし」）という用語は、第２の
含は索気体の流れを加えても、それ以上の燃焼が進まな
いと（・５ことを意味する。垂直熱回収ユニットはそれ
以上の燃焼も、燃焼水平反１６話内で起るような発熱反
応も促進しない。垂直熱回収ユニットでは、燃焼水平反
応器内の燃焼によって生じた熱を利用する吸熱反応が支
配的である。液体キャリヤー中の微粒１じ炭素質固体の
第２インクリメントを、よりよ（反応させるように、微
粒１し炭素質固体スラリーを噴霧Ｉｌｌ、させる水蒸気
又は他の噴嬉１しガスと共にノズルによって垂直熱回収
ユニット内に噴射する。初めの噴射点の下流の点にスラ
リーの第２インクリメントを噴射すると燃焼水平反応器
から出るガスの温度を下げ、プロセス中に排出される熱
ンより有効に利用することになる。このように、燃焼水
平反応器が主として燃焼反応器であるのに対して、垂直
熱回収ユニットは主として気体の発熱］ｔ′Ｉｆ：高め
る急冷反応器である。スラリーの第２インクリメントの
固形分譲度昏工６０乃至７０夏蓋％である。垂直熱回収
ユニットの温度は１６００°Ｆ（８７１℃）乃至２００
０°Ｆ（１０９６℃）である。
本プロセスの好適な態様においては、ガス状反応生成物
−ＩＰ随伴する固体中の熱頂失？最小限にするために熱
い反応生成物を直接水平反応器から熱回収ユニットに送
るように、火なし垂直熱回収ユニットは直かに燃焼水平
反応器の頂部に結合される。直結は、また、生成したス
ラグが水平反応器内で冷却して固状堆積物を形成するこ
とン防ぐような温度？保持する利点もある。
火なし垂直熱回収ユニットからの合成ガス及びガス状流
出物中に随伴するチャーはその頂部ＩＪ′−ら出てサイ
クロン分離器内で分離される。サイクロン分離器乞出た
チャーは液体キャリヤーと混合され権薄なスラリー？形
成し、さらに沈降タンクで産婦されて１０乃至６０１ｉ
童％の固形分濃度となる。次に、第１段階への固形炭素
燃料の全量に対して、５乃至２０％の産婦、丁なわち、
丹偏環チャースラリーを第１段水平スラギングＩ５を応
装置蛍域に加えるが、水平燃焼スラギング反応器に装入
された第１インクリメントｙａ−含む１個以上の微粒Ｉ
ｔｓ炭′Ｊｇ質固体の流れとの混合後が好ましい。
第１図は本発明のプロセスに有用な装置の略図であり、
好適な実施態様を行うための絵画的工程系統図である。
以下の記述は本発明の原理が適用される方法を具体的に
説明するものであるが、不発明の範囲を限定するようた
意味に解釈してはならない。
より具体的には、第１図に示すように、咽素又は例えば
空気或は高爾累濃度窒気のような含＃Ｉ累気体より成る
第１及び第２の流れ、及び微粒状炭素質固体及び液体キ
ャリヤーのスラリーの第１インクリメントが、混合ノズ
ル６及び６ａよりそれぞれ装置１に入る。混合ノズル６
及び６ａは水平燃焼スラギング反ｉＲ６の両端１０及び
１１内にそれぞれ位置し、七れぞれ端部１０及び１１ン
頁通している。水平燃焼スラギング反応器６内で、装入
原料の流れは元勲的に７Ｋｍ気、スラグ、チャー。
液体キャリヤーからの蒸気、Ｘ素、−−１ヒ炭素。
二ば比炭素及び少菫の他の気体に転１しさ几る。副生物
として生成したスラグは反応器６０底部から排出孔２を
社て、スラグ急冷槽？及び連続減圧系（図示せず）に排
出される。水蒸気、チャー及び中間ガスは反応器５Ｙ：
Ｗれると、上方に流れて、微粒状炭素質固体と液体キャ
リヤーのスラリーの第２インクリメントがノズル８かも
噴射されている火なし熱回収ユニット４に入る。反ｒｃ
；６６内で生成し上方に運ばれる熱は、熱回収ユニット
４内で起る装入水の蒸発、炭素−水蒸気反応、及びＣＯ
とＨ，０との水性ガス反応χ含む吸熱プロセスヲ遅成す
るのに用いられる。炭素−水蒸気反応はｃ。
とＨ３′（１′生じ、従って有効ガスの収ｔａ’ｊｌｌ
大させる。最後の反応では、−ｍｌｌｌｓ炭素が水又は
水蒸気と反応してニー１１Ｓ炭素及びさらに多い水素を
生成する。熱回収ユニット４内で起る反応はこのように
中間ガスに富み、筒品位の合成ガスを生成する。
混合ノズル、丁なわち２流体ノズル６及び６ａは値粒Ｉ
ｔＳ炭素實固体スラリーの噴霧鉄人ヶもたらし、炭素質
固体をより効果的に燃焼ゼしのる。好適には、ノズルは
スラリー用の中心管とｊｉｌｔ：、ガスが人っている中
心管を取巻く環状空間を有する型式のものであって、環
状空間はスラリーを霧１こさせるために内部的又は外部
的に共通の混合域に通じているものである。さらに、火
なし熱回収ユニット４の噴射ノズル８も上述の型式のノ
ズルであることができる。混合ノズル６及び６ａ及び噴
射ノズル８は何れも、運常当粟者に知ら２ｔているよう
な内部又は外部混合域のものであることができる。
さらに第１図に見られるように、熱回収ユニット４かも
の流出物はサイクロン分離器５に送られ、流出物は固体
の流へと合成ガスを含む気体の流れに分ｍされる。気体
の流ｎは水系、　−ｍｉｌｌｓ戻系。
少量のメタン、蝋比水索、アンモニア、水蒸気。
液体キャリヤーからの蒸気、窒素及び二飯Ｉｔｓ戻累よ
り成る。固体の流ｎは熱回収ユニット４で生成したか又
は水平反応器６かも持越された灰及びチャーより成る。
合成ガスは所安の多燃料製品として回収され、チャーは
低濃度スラリーとされ、洗牌させられ、新しい炭素質固
体／液体キャリヤーのスラリーと混合され再循環されて
セして以下により十分に説明するように反応器６に８Ｗ
環される。
サイクロン分離器５で気体の流れと分離され１こチャー
及び灰ン含む固体の流れは、液体キャリヤーと接触して
楕薄スラリーとなり譲紬のために洗牌槽７に移る。沈降
槽７はより＃動じたスラリーとするために分離及び蒸発
手段（図示−＋！：′１″）を含むことができる。槽７
を出た流れは再循環チャースラリーの流れとなる。チャ
ー及び液体キャリヤーの好適な再循環スラリーは固形分
損度乞２０乃至４０重量％、より望ましくは６０乃至４
０ｎ重％と定める。チャー及び液体キャリヤーのスラ１
７−は更に大きい固形分％を有することができるが、あ
まりにも高固形分濃度は燃焼水平反応器６への装入原料
？好適なポンプ圧送をするには余りにも粘稠丁ぎるもの
にする。チャーと液体キャリヤーの再循環スラＩＪ−’
に混合ノズル６及び６ａχ神て燃焼水平反応器６の中に
送る前に混合槽７ａの中で装入スラリーの微粒比戻系買
固体及び液体キャリヤーと混合することが望牙しい。
反応器６と熱回収ユニット４の構造材料は重要なもので
はない。容器の壁は鋼鉄製で断熱キャスタブル又はセラ
ミックファイバー又は重マグネシアークロミアスピネル
、マグネシア−アルミネートスピネル、又は高クロム−
ジルコニアれんが（これらは丁べてい（つかの供給元か
ら市販されている）のような耐火れんがで内張すされて
いるのが好ましいが必要というわけではない。この柵の
システムχ便用すると、プロセスで用いる炭素質固体か
ら高回収率の発熱量が得らｒしる。任意にそして選択的
に、燃焼水平反応器６及び場合により熱回収ユニット４
に「冷壁」じｃｏｌｄ　ｗａｌｌ″）システムを採るこ
とによって壁を内張りなしにすることができる。ここで
便用する「冷壁」じｃｏｌｄｗａｌｌ″）という用語は
、技術上一般に公知のように壁馨外部冷却ジャケットで
冷却すること乞意味する。このシステムでは、スラグは
内壁面に凍帖して冷却ジャケットの金属壁ン保禮する。
プロセスの反応条件は装入原料のタイプ及び必要な転１
この種類によって異なる。一般に、反応器６の温度は２
４００°Ｆ（１５１６℃）乃至３０００°Ｆ（１６４９
℃）に保持される。これより低い温度ではスラグがより
粘稠になりや丁く七して凍結し、沈着ｆ最終的には反応
器の閉塞乞ひき起工。６０００°Ｆ（１６４’／℃）よ
りも高い温度では、反応は容易に起る。しかし、比較的
好ましくない生成ガスが発生し、熱損失はより着しくな
りセしてより経済的でない操業が得られる。熱回収ユニ
ット４では、１６００°Ｆ（８７１℃）乃至２０００″
ＦＣ１０９５℃）の温度が望ましい。というのはこれよ
り低い温度では炭素質物質のガス状生成物への転ＩＩＳ
が低（なり、再スラリー及び再循環用のチャーの生成量
が＾くなる結果になるからである。熱回収ユニット４の
上限温度は主として燃焼水平反応器６内の温度に依存す
る。
燃焼水平反応器６から上方に流れる熱い中間生成物は熱
回収ユニット４内で起る吸熱反応に熱を与える。装置各
部の温度は重要であるげｎども、本発明のプロセス又は
装置にとって、待にの反応条件はそれ自体重要ではない
。本発明のプロセスは大気圧下又は制圧下で行われる。
−政に、反応器６内の圧力は５０ｐｓｉｇ（５４５ｋＰ
ａゲージ）乃至４５０ｐｓｉｇ（５１（］０ｋＰａ　　
ゲージ）である。４５０ｐｓｉｇ（６１００ｋＰａ　ゲ
ージ〕よりも高い圧力では、高圧反応設備の投資費用が
プロセスｙ！′経済的に魅力の少ないものにする。７万
、５０ｐｓｉｇ（６４５ｋＰａゲージ）よりも低い圧力
では、反し６器６及び熱回収ユニット４内のガス状生成
物の処理能力が経済的に忠力のあるほどではない。本プ
ロセスは１００　ｐｓｉｇ（６９０ｋＰａゲージ）乃至
４０Ｄｐｓｉｇ（２７６０ｋＰａゲージ）の圧力で行う
のが好適であり、そして２５０乃至４００ｐｓｉｇ（１
７２４乃至２７６０　ｋＰａゲージ）の圧力がより好適
である。
本プロセスはいかなる微粒化炭素質物質にも適用可能で
ある。更に、２つの段階における炭素質物質の性質及び
濃度は同一である必要（工ない。しかしながら、微粒１
ヒ炭素貿物質は、制限な（亜炭。
歴青炭、亜歴青炭、又は任意のそれら混合物乞含む石灰
が好適である。他の炭素買物質は石灰コークス、石炭チ
ャー、石灰液比残留物、微粒炭素。
石油コークス、油母頁岩から侍られた炭素質固体。
タールサンド、ピッチ濃縮下水スラッジ、小片の厨芥、
ゴム、及びこｒしらの混合物である。上記に例示した物
質は粉砕された固体の形状又は液体キャリヤー中の圧送
可能なスラリー法であることができる。
他の炭素質物質は石油留出物や残渣、ガソリン。
灯油、ナフサ、軽油、残渣燃料、常圧蒸留残油。
燃料油、原油、コールタール、石炭−４油１頁岩拙、タ
ールサンドオイル、液比石油ガス、芳香族炭１シ水素【
たとえばベンゼン、トルエン及びキシレン留分］、流動
接触分解法による循環戦油、コーカー軽油のフルフラー
ル抽出歇、及び宅れらの混合物を含む檀々の液体炭Ｉｔ
ｌＳ水系燃料のような版状炭比水累質燃料である。
他の炭素買物質は漱状爾索比炭比水系質物質、てなわち
結合饋累乞含有する故状炭１ヒ水累物質を含み七の中に
は炭水１し物、セルロース物買、画素１し燃料油、噛累
１１Ｚ戻１ζ水累實物質の１ζ字プロセスの廃液及び剛
生物、アルコール、ケトン、アルデヒド、有−順、エス
テル、エーテル、及びそｎらの混合物がある。上記液状
炭化水素買物質はまた、前に述べた炭素質物質の１つと
混合状態にあることができる。
いうまでもなく、使用する炭素買物質が液状炭化水素買
物質である場合には、液体キャリヤーは必要でないかも
しれない。さらに、Ｆｊ′ｒ鼠の合成ガスを生成でる炭
素との反応に十分なｔを供胞するたのに、液体として、
又は水蒸気の形でさらに水を加えることが必要であるか
もしれない。
炭素質固体の液体キャリヤーは、気＋１ＳＬそして所望
のガス生成物、特に−酸比炭素と水素ン生成させろ反応
に関与しうるいかなる液体でもよい。
もつとも容易に考えられる液体キャリヤーは、反応器６
及び熱回収ユニット４の双方で水蒸気Ｚ形成する水であ
る。水蒸気は炭素と反Ｌ６して合成ガスの成分であるガ
ス状生成物を形成することができる。さらに、水氷外の
液体も炭素質物置ｔスラリー比するのに使用することか
できる。好適には、該液体は水であるが、たとえば燃料
油、残渣油。
石油、のような炭化水素及び液体尿酸であってもよい。
成体キャリヤーが炭化水素であるとぎは、効率的な反応
に十分な水を供給するために、さらに水又は水蒸気χ塀
えろことかでざる。
燃焼水平反Ｌ６器６に装入される含ば累気体として少な
（とも２０％の酢索？含む任意の気体乞用いることがで
きる。好適な言Ｗ＝気体にはば糸。
空気、及び高嘔累濃匿空気があり、空気ン含ば糸気体と
して用いる場合には１反応話６内の遊離元系状画素と炭
素との初期原子比は１．５：１乃至２．５＝１である。
酸素の場合には、その比は１：１乃至２：１である。
スラリーとしてキャリヤー液体中の微粒比戻素質物質の
濃度はポンプ圧送が可能な混合物を得るのに必要な濃度
であればよい。こｎは通常固体物質が７０ｍ蓋％以下の
範囲である。好適には、スラリー中の微粒比戻累買物質
の濃度はプロセスの第１及び第２段階とも６０乃至７０
！ｔ％の範囲である。より好適には、永住スラリー中の
石炭の濃度は４５乃至５５頁ｍ％である。
石炭が装入原料であるときは、液体キャリヤーに配合し
てスラリーとする前に、微粉１しする。−般に、適度に
微粉比した任意の炭紫質物質を用いることができ、微粒
比固体の粒径乞小さくする任意の公知の方法Ｙ使用する
ことができる。このような方法の例には、ボールミル、
ロッドミル及びハンマーミルの使用が埜げられる。粒径
は京女ではないが、微粉炭素粒子が好適である。給炭火
力発電所の燃料として用いる粉炭が代表的なものである
。このような石炭は、石炭の９０ｍＥ童％がタイツ（Ｔ
ｙｌｅｒ）　　系の２００メツシユふるい乞通過するよ
うな粒径分布乞有するものである。
本発明を以下の実施例によって説明するが、不発明の範
囲ｙｆｒ：限定するいかなる意味にも解釈してはならな
い。
実施例　１ ５２重′Ｘ％の微粉Ｉｔｓ亜歴青炭、丁なわちウェスｐ
　ンコー／ｌ／　（Ｗｅｓｔｅｒｎ　Ｃｏａｌ）　　及
び４８頁ｔ％の水χ含む６０°Ｆ（２６℃）のスラリー
を９０，０００ボンド／時（４０，５’　０ソＶ時）の
速度で流れるソ５０°Ｆ（５１０℃）の璧気の流れと共
に、５２力ロン／分（１９６，１：１４　１Ｊットル／
分）の速度で燃焼水平反応器６内に噴射した。反応器３
内の温度は２６００”Ｆ（１４２７℃）で、圧力は１２
０ｐｓｉｇ（８２７，６７ｋＰａ　　ゲージ）であった
。反Ｌ６器６で生成した水蒸気と熱い生成ガスは上方に
移動して火なし熱回収ユニット４に入り、そこで７．０
００ポンド／時（６１８１，８２ゆ７時）の速度で流れ
る４６５°Ｆ（２４０，６℃）の噴霧水蒸気と共に２０
ガロン／分（７５，７１１Ｊットル／分）の速度で流れ
る５２亘童％の微粉化亜歴青戻と４８憲量％の水より成
る８０°Ｆ（２６，７℃）のスラリーの第２インクリメ
ントに接触した。
熱回収ユニット４内では、反応器６で発生した熱がスラ
リーの第２インクリメントによって吸収されて、スラリ
ーをより多くの水蒸気とガス状生成物に変えるのに用い
らｎた。熱回収ユニット４内の温度は１８００°Ｆ（９
８２℃）であった。水蒸気とガス状生成物は熱回収ユニ
ット４かも排出されてサイクロン分離器５に入り、そこ
で鈑混合物はガス状流れと固体の流れに分離された。反
【６器６からの排出物は、乾燥量ｉＩ！ｆｃ準で、１０
．４％の水素、１０．４％の−ｍｌｌｓ炭素、１５．０
％のニー１し炭素、０．０４％のメタン、及び６５．０
％の窒業から成るものであった。ガス気流はｉ　ｏ　ｏ
、ｏ　ｏ　ｏ　ボンド／時（４５，４ｓ４．５ｋｌ？／
時）の速度で排出され、乾燥量基準で１１．８容ｔ％の
水系、８．８容ｉＩｔ％の−ば比炭素、１５．４容１ｔ
％のニー１ｔ７累、０．５谷重％のメタン、及び６６．
４各ｔｈｌｔ％の窒累を含んでいた。前記固体を６００
ガロン／分（１１３５，６リットル７分）の速度で流れ
る２００乃至６００°Ｆ（９６乃至１４９℃）の水と混
合してスラリーを形成させた。
スラリーは必要に応じて２５夏ｔ％の固形分に一紬さル
て燃焼反応器乙に丹儂環されるか又は発液処理に排出さ
れることができる。
実施例　２ ５０貞ｔ％の微粉亜歴青炭及び５０厘重％の水Ｙ含む８
０°Ｆ（２６，７℃）のスラリーを、ソｏ、ｏｏｏポン
ド／時（４０，９０９，０９ｋｇ／時）の速度で流れる
７５０°Ｆ（５１０”Ｃ）の望気の流れと共に、５２力
ロン／分（１９６，８４１Ｊットル／分）の速度で燃焼
水平反応器６内に噴射した。反応器６内の温度は２６５
０°Ｆ（１４５４℃）で圧力は１１０ｐｓｉｇ（７５８
，４２ｋＰａゲージ）であった。反１６６６内に生じた
水蒸気及び熱い生成ガスは上方に移行して火なし熱回収
ユニット４に入り、七こでＺ０００ボンド／時（３１８
１，８２に９／時）の速度で流れる４　６５°Ｆ　（２
４０，６℃）の噴霧水蒸気とともに、２８力ロン／分（
１０６リツトル／分）の速度で流れる４０電量％の微粉
亜歴青戻と６０ｉｔ蓋％の水より成る８０”Ｆ（２６，
７℃）のスラリーの第２インクリメントに接触した。熱
回収ユニット４内では、反応器６で生成した熱がスラリ
ーの第２インクリメントによって吸収され。
スラリーχより多くの水蒸気とガス状生成物に変えるの
に用いられた。熱（ロ）収ユニット４内の温度は１８０
０°ＦＣ９８２℃）であった。水蒸気とガス状生成物は
熱回収ユニット４かも排出されてサイクロン分離器５に
入り、七こで該混合物はガス状流れと固体流れに分ｗ＆
された。反応器６から上方に排出されたガス状生成物は
乾燥量基準で−７，５％の水系、１０．２％の一撃Ｉｌ
ｌ、戻索、１６．５％のニー１ヒ炭素、０．０７％のメ
タン、及び６６．６％の家系より゛成っていた。１１２
，０００ボンド／時（５０，９０９ｋｌ？／時）の速度
でサイクロン分離器５かも上方に排出されるガス状生成
物は乾燥を基準で１２％の水素、１０．０％の−＃１１
ｔＳ炭素、１１．０％の二撃比炭素、０．５％のメタン
、及び６６．４％の１１含んでいた。前記固体は６００
ガロン／分（１１５５，６１重分）の速度で流れろ２０
０乃至６００°Ｆ（９６乃至１４９℃〕の水と混合され
てスラリーとなり、該スラリーは目的に応じさらに固形
分２５重ｔ％に譲縮して燃焼反応器６に再循環させるか
又は排液処理に排出する。
夾施例　に の実施例では、第１図の装置ｉｔ１に図示したと同僚の
反応器への装入原料として微粉亜炭と水のスラリーを便
用した。言ば索気体として窒気の代りにＮ４．度９９６
％のば累を用いＬ０４４．５夏ｆ％の乾燥亜炭？含有す
る７５°Ｆ（２３，９℃）のスラリーを、１６２１ボン
ド／時（７５６，８に７時）の速度で流れる６５°Ｆ（
１７２℃）のｍ素とともに燃焼水平反応器６内に噴射し
た。反６６６内の温度は２５００°Ｆ（１５７１℃）で
、圧力は２４０ｐｓｉｇ（１６５５ｋＰａ　　ゲージ）
であつ１こ。ｉｏｏボンド／時（４５，４５に２７時）
の室系を計器清浄器（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｐｕｒｇ
ｅ３）Ｙ：経て燃焼水平反応器６に加えた。燃焼水平反
応器６内で生成した水蒸気及び熱い生成ガスは上方に移
動して火なし熱回収ユニット４に入り、七〇で１６１ポ
ンド／時（７３，２ゆ７時）の速度で流れる４６５°Ｆ
（２４０，６℃）の噴霧水蒸気と共に、８７４ボンド／
時（６９７，２７ｋｇ／時）の速度で流れる４４．５夏
ｆ［％の乾燥亜炭馨含む７５°Ｆ（２６，９℃）のスラ
リーの巣２インクリメントに接触した。熱回収ユニット
４内では、燃焼水平反応器６で発生した熱がスラリーの
第２インクリメントによって吸収されて、スラリーをよ
り多（の水蒸気及びガス状生成物に変えるのに用いられ
た。熱回収ユニット４内の温度は１８４０°Ｆ（１００
４℃）であった。水蒸気及びガス状生成物はＰＡＵＯ収
ユニツユニット４出されエサイクロン分離器５に入り、
−ｆ：こで混合物はガス状流れ及び固体の流れに分離さ
れた。固体の流れは水に加えて研出された。反応器６か
もの排出物はｉｌｉ、燥重拍準で４６．６容量％の水素
、２６，６容意％の−−１と炭素、２６．６谷ｉｌｔ％
の二撃比炭素、０．８谷童％のメタン、及び５．９容ｉ
Ｉｔ％の窒業から成っていた。サイクロンから排出され
たガス気流は乾燥童話率で４８．８容ｔｈｔ％の水素、
２２．２容菫％の一版比灰索、２６．６谷ｔ％のニー比
炭素、２．２容ｔ％のメタン、及び６．５容ｔ％の音素
より成っていＬ０ ＊施例　４ ４９．５ＮＮ％の微粉亜歴青炭及び再循環チャー（正味
は水が５０．５憲ｉｔ％である）を含む２００’Ｉ”（
９３，３℃）のスラリ吋　、２９，２００ボンド／時（
１３，２７２，７ゆ７時）の速度で流れる画素気流とと
もに８６ガロン／分（５２５，５１リットル７分）の温
度で燃焼水平反し６姦６内に噴射した。装入スラリーは
体積分率０．９２６の亜鷹青戻固形分５１％スラリー及
び体積分率Ｌ１．０７４のチャー固形分６０％スラリー
の混合物であった。反［６器内の温度は２８４０°Ｆ（
１５６０℃〕で圧力は１２０ｐｓｉｇ（８２７，６７ｋ
Ｐａゲージ）であった。反応器６円で生じた水蒸気及び
熱い生成ガスは上方に移行して火なし熱回収ユニット４
に入り、七こでＺ０００ポンド／時（！１１８１．８２
ゆ７時）の速度で諷几る４６５°Ｆ（２４０，６’Ｃ，
）ｌ！ｉｔｍ水蒸気トドもに、２５　カ０　：／／分ｔ
９４．６リツトル／分）の速度で流れる５０．！Ｅｔ％
の＊粉亜歴青炭及び５０Ｍｊｔ％の水より成るソＯ″Ｆ
（６２，２２℃）のスラリーの第２インクリメントに誉
層した。
熱回収ユニット４内では、反応器６で発生した熱がスラ
リーの第２インクリメントによって吸収されて、スラリ
ーχより多くの水蒸気及びガス状生成物に変えるのに用
いられた。熱回収ユニット４内の温度は１ソ２０°Ｆ（
１０４９℃〕であった。水蒸気及びカス状生成物は熱回
収ユニット４から排出されてサイクロン分離器５に入り
、七こで混合物はガス状訛れと固体の流れに分離された
。反応器６から上方に排出されるカス状生成物（工乾燥
を基準で、６２．７％の水素、６１．５％の一取比炭系
、６０．５％の二庫比炭素、０％のメタン、及び５．６
％の家系より成っていた。５０，５０４ボンド／時（２
２，９５６，５６ｋｌｌ１時）の温度でサイクロン分離
器５から上方に排出されるガス状生成物は、乾腺童基準
で５６．１％の水系、２６．７％の−−１じ戻紫、６１
．８％のニー比炭素、Ｌｌ、５％のメタン、及び４．９
％の家系から成っていた。サイクロン低部からの固体は
６００ガロン／分（１１）５．６　　リットル７分）の
速度で流れる２００乃至６００°Ｆ（９６乃至１４９°
Ｃ）の水と混合してスラリーとし、該スラリーはさらに
約２５宣重％の固形分に濃縮して燃焼灰［６器６に８循
環させた。
本発明を説明する目的のために若干の代表的な実施態様
及び細目を示したが、不発明の梢神及び粍囲？逸脱する
ことなく種々の変更及び修正乞なしうろことは当業者に
とって明ら力・であろう。
不明細簀に使用された「チャー」とは部分的に反応した
炭素質物質又は不完全に燃焼した炭素質物’Ｊｌ意味す
る０
【図面の簡単な説明】
紀１図は不発明のプロセスに有用な装置の概略図である
。 合成だス 暴１図

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）（ａ）含酸素気体及び液体キャリヤー中の微粒化
    炭素質物質のスラリーの第１インクリメントより成る流
    れを燃焼水平スラギング反応器内で、２４００°Ｆ（１
    ３１６℃）乃至３０００°Ｆ（１６４９℃）の温度、５
    ０ｐｓｉｇ（３４５ｋＰａゲージ）乃至４５０ｐｓｉｇ
    （３１００ｋＰａゲージ）の圧力で、対向水平バーナー
    ノズルによって燃焼させ、それによって熱を発生させ、
    酸素、炭素質物質、及びキャリヤー液体を水蒸気、キャ
    リヤー液体からの蒸気、スラグ、チャー（ｃｈａｒ）、
    及びガス状燃焼生成物に変え、そして （ｂ）燃焼水平反応器からの、水蒸気、キャリヤー液体
    からの蒸気、チャー及びガス状燃焼生成物を火なし垂直
    熱回収ユニット内で１６００°Ｆ（８７１℃）乃至２０
    ００°Ｆ（１０９３℃）の温度で、微粒化炭素質物質の
    液体キャリヤー中のスラリーの第２インクリメントと接
    触させ、それによって反応器で発生した熱を回収し、炭
    素質物質とキャリヤー液体を水蒸気、キャリヤー液体か
    らの蒸気、合成ガス及びチャーに変えること より成る炭素質物質の無触媒二段階上昇流ガス化方法。
  2. （２）更に、 （ｃ）燃焼水平スラギング反応器内で生成したスラグを
    反応器の底部から排出させる 工程を含む特許請求の範囲第１項記載の方法。
  3. （３）更に、 （ｄ）工程（ｂ）で生成したチャーを、２０乃至４０重
    量％の固形分濃度と定める液体中の懸濁液として工程（
    ａ）に再循環させる 工程を含む特許請求の範囲第１項記載の方法。
  4. （４）工程（ｄ）は更に、 （ｄ＿１）チャーを合成ガスから分離し、 （ｄ＿２）該チャーを液体と接触させて、チャーの液体
    懸濁液を形成させ、そして （ｄ＿３）チャーの懸濁液を最初の反応器に再循環させ
    る 工程を含む特許請求の範囲第３項記載の方法。
  5. （５）キャリヤー液体が水である特許請求の範囲第１項
    乃至第４項のいずれかに記載の方法。
  6. （６）固形分濃度が、工程（ａ）及び工程（ｂ）のいず
    れにおいても、３０乃至７０重量％又は４５乃至５５重
    量％である特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか
    に記載の方法。
  7. （７）含酸素気体が、空気、高酸素濃度空気、又は酸素
    である特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記
    載の方法。
  8. （８）含酸素気体が空気であり、そして反応器中の遊離
    元素状酸素と炭素との初期原子比が１．５：１乃至２．
    ５：１である特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれ
    かに記載の方法。
  9. （９）前記炭素質物質が石炭又は亜炭である特許請求の
    範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の方法。
  10. （１０）前記火なし垂直熱回収ユニットが前記燃焼水平
    反応器に結合されている特許請求の範囲第１項記載の方
    法。
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