JPS625477B2 - - Google Patents

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JPS625477B2
JPS625477B2 JP1839182A JP1839182A JPS625477B2 JP S625477 B2 JPS625477 B2 JP S625477B2 JP 1839182 A JP1839182 A JP 1839182A JP 1839182 A JP1839182 A JP 1839182A JP S625477 B2 JPS625477 B2 JP S625477B2
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JP
Japan
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gas
coal
slurry
gasifier
water
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Application number
JP1839182A
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Japanese (ja)
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JPS58136695A (en
Inventor
Hayamizu Ito
Shuhei Tatsumi
Shoichi Takao
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原料石炭を65〜95重量%の高濃度の
スラリーにしてガス化炉へ供給し、高いガス化効
率で合成ガスを得ることができる石炭のガス化方
法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a method for gasifying coal in which raw coal is made into a highly concentrated slurry of 65 to 95% by weight and supplied to a gasifier to obtain synthesis gas with high gasification efficiency. It is related to.

従来から、石炭を部分酸化して合成ガスを得る
プロセスにおいて、原料石炭を粉砕して石炭・水
スラリーを調製しガス化炉へ供給する湿式供給法
が提案されているが、スラリー濃度が60重量%以
下と低いため、ガス化炉内で大量の水を蒸発する
ことになり、ガス化効率が低くなるという問題が
あつた。
Conventionally, in the process of partially oxidizing coal to obtain synthesis gas, a wet feeding method has been proposed by pulverizing raw coal to prepare a coal/water slurry and supplying it to the gasifier, but when the slurry concentration is 60 wt. % or less, a large amount of water would be evaporated in the gasifier, resulting in a problem of low gasification efficiency.

本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研
究を重ねた結果、粉砕石炭と少量の水との混合物
に気泡安定化剤を添加し充分混合すると、生成す
る気泡が石炭粒子層内に介在することによつて流
動性が生じることを知見した。
As a result of extensive research to solve the above problem, the inventors of the present invention discovered that when a bubble stabilizer is added to a mixture of pulverized coal and a small amount of water and the mixture is sufficiently mixed, the generated bubbles are absorbed into the coal particle layer. It was discovered that fluidity is created by intervening.

本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、石
炭をガス化炉へ供給し石炭を部分酸化して合成ガ
スを得る方法において、O2ガスまたはO2ガスを
含むガスの雰囲気中で粗砕炭、水および気泡安定
化剤を湿式粉砕機に供給し、粉砕しながらO2
スまたはO2ガスを含むガスからなる気泡を含ん
だ石炭濃度65〜95重量%の高濃度スラリーを調製
し、この高濃度スラリーをガス化炉へ供給するこ
とにより、ガス化炉中のガス化速度を高め、加圧
反応系への安定供給が可能となり、従来のスラリ
ーのように大量の水を蒸発させる必要がなく高い
ガス化効率で石炭をガス化することができる方法
を提供せんとするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and is a method for supplying coal to a gasification furnace and partially oxidizing the coal to obtain synthesis gas. Feed charcoal, water and a bubble stabilizer to a wet pulverizer, and prepare a highly concentrated slurry with a coal concentration of 65 to 95% by weight containing bubbles made of O 2 gas or gas containing O 2 gas while pulverizing; By supplying this highly concentrated slurry to the gasifier, it is possible to increase the gasification rate in the gasifier and provide a stable supply to the pressurized reaction system, which eliminates the need to evaporate large amounts of water as with conventional slurry. The purpose of the present invention is to provide a method that can gasify coal with high gasification efficiency without any gasification.

以下、本発明の構成を図面に基づいて説明す
る。図面は本発明の方法を実施する装置の一例を
示している。原料石炭(粘結炭、非粘結炭のいず
れでもよい)予め10mm以下程度に粗砕した後、湿
式粉砕機1(たとえばボールミル)に供給する。
同時に水および気泡安定化剤を加え、O2ガスま
たはO2ガスを含むガスを吹き込みながら湿式粉
砕機1内において原料石炭を粉砕するとともに、
粉砕石炭と水および気泡安定化剤とを充分混合す
る。このときの気泡安定化剤の添加量は、対石炭
比0.01〜3重量%、望ましくは0.3〜1.5重量%で
あり、スラリーの濃度(石炭含有量)はドライベ
ースで65〜95重量%である。ガス化炉には、主に
噴流層タイプや流動床タイプなどがあり、噴流層
タイプでは石炭の粒径が小さい方が適し、たとえ
ば200メツシユ通過率10〜80%程度であり、流動
床タイプでは石炭の粒径が大きい方が適し、たと
えば2mm以下に粉砕され、粘度は両ケースともに
300〜3000cp程度である。
Hereinafter, the configuration of the present invention will be explained based on the drawings. The drawing shows an example of a device for carrying out the method of the invention. Raw coal (which may be either coking coal or non-caking coal) is crushed in advance to approximately 10 mm or less, and then supplied to a wet crusher 1 (for example, a ball mill).
At the same time, water and a bubble stabilizer are added, and the raw coal is pulverized in the wet pulverizer 1 while blowing O 2 gas or a gas containing O 2 gas,
Thoroughly mix the pulverized coal, water and foam stabilizer. The amount of foam stabilizer added at this time is 0.01 to 3% by weight relative to the coal, preferably 0.3 to 1.5% by weight, and the concentration of the slurry (coal content) is 65 to 95% by weight on a dry basis. . There are mainly two types of gasifiers, such as spouted bed type and fluidized bed type.For spouted bed type, the smaller the particle size of the coal, for example, the 200 mesh passing rate is about 10 to 80%. It is more suitable if the particle size of the coal is larger, for example, it is crushed to 2 mm or less, and the viscosity is lower in both cases.
It is about 300 to 3000 cp.

本発明において用いられるO2ガスまたはO2
スを含むガスとしては、液化O2ガスを気化させ
たO2ガス、工業用O2ガス、その他O2濃度が21%
程度以上のO2リツチガスが用いられる。
The O 2 gas or gas containing O 2 gas used in the present invention includes O 2 gas obtained by vaporizing liquefied O 2 gas , industrial O 2 gas, and other O 2 gases with an O 2 concentration of 21%.
O 2 rich gas of a certain degree or higher is used.

また本発明において用いられる気泡安定化剤と
しては、アニオン系、カチオン系、ノニオン系の
界面活性剤などを単独でまたは組み合わせて用い
られ、炭種によつて適宜選択される。具体的に
は、アニオン系界面活性剤としては脂肪油硫酸エ
ステル塩、高級アルコール硫酸エステル塩、非イ
オンエーテル硫酸エステル塩、オレフイン硫酸エ
ステル塩、アルキルアリルスルホン酸塩、二塩基
酸エステルスルホン酸塩、ジアルキルスルホこは
く酸塩、アシルザルコシネート、アルキルベンゼ
ンスルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリ
オキシエチレンアルキル(アルキルフエノール)
硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩、ジ
アルキルスルホコハク酸エステル塩、アクリル酸
もしくは/および無水マレイン酸共重合体、多環
式芳香族スルホン化物もしくはホルマリン化合物
などが使用され、カチオン系界面活性剤として
は、アルキルアミン塩、第4級アミン塩などが使
用され、ノニオン系界面活性剤としては、ポリオ
キシアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアル
キルフエノールエーテル、オキシエチレン・オキ
シプロピレンブロツクポリマー、ポリオキシエチ
レンアルキルアミン、ソルビタン脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステ
ル、アルキルトリメチルアンモニウムクロライ
ド、アルキルジメチルベンジルアンモニウムクロ
ライド、アルキルピリジウム塩、ポリオキシエチ
レン脂肪酸エステル、脂肪族アルコールポリオキ
シエチレンエーテル、アルキルフエノールポリオ
キシエチレンエーテル、多価アルコール脂肪酸エ
ステル、脂肪酸のエタノールアマイドなどが用い
られ、両性系界面活性剤としては、アルキルベタ
インなどが使用され、また1・2・3モノアミ
ン、ジアミンなどのアミン化合物、高級アルキル
アミノ酸などが用いられる。なお気泡安定化剤の
添加量は対石炭当り0.01〜3重量%、望ましくは
0.3〜1.5重量%である。
Further, as the bubble stabilizer used in the present invention, anionic, cationic, nonionic surfactants, etc. are used alone or in combination, and are appropriately selected depending on the type of coal. Specifically, the anionic surfactants include fatty oil sulfate ester salts, higher alcohol sulfate ester salts, nonionic ether sulfate ester salts, olefin sulfate ester salts, alkylaryl sulfonates, dibasic acid ester sulfonates, Dialkyl sulfosuccinate, acyl sarcosinate, alkyl benzene sulfonate, alkyl sulfate ester salt, polyoxyethylene alkyl (alkyl phenol)
Sulfuric acid ester salts, alkyl phosphoric acid ester salts, dialkyl sulfosuccinic acid ester salts, acrylic acid or/and maleic anhydride copolymers, polycyclic aromatic sulfonates, formalin compounds, etc. are used, and as cationic surfactants, , alkylamine salts, quaternary amine salts, etc. are used, and nonionic surfactants include polyoxyalkyl ethers, polyoxyethylene alkyl phenol ethers, oxyethylene/oxypropylene block polymers, polyoxyethylene alkyl amines, and sorbitan. Fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, alkyltrimethylammonium chloride, alkyldimethylbenzylammonium chloride, alkylpyridium salt, polyoxyethylene fatty acid ester, fatty alcohol polyoxyethylene ether, alkylphenol polyoxyethylene ether, polyhydric alcohol Fatty acid esters, fatty acid ethanolamide, etc. are used, and amphoteric surfactants such as alkyl betaines are used, and amine compounds such as 1, 2, and 3 monoamines and diamines, higher alkyl amino acids, and the like are used. The amount of foam stabilizer added is 0.01 to 3% by weight based on coal, preferably
It is 0.3-1.5% by weight.

湿式粉砕機1で調製されたスラリーは、一旦コ
レクトタンク2に貯留された後、高圧スラリーポ
ンプ3によつて線速度0.5〜5m/sec望ましくは
2〜4m/secでガス化炉4へ圧送され、酸素とと
もにガス化炉4内に噴出される。石炭粒子は高温
部分酸化、水性ガス反応などによつてガス化炉4
内でガス化される。ガス化炉4内の温度は700〜
1700℃、圧力は大気圧〜90atmに維持されてい
る。スラリーはガス化炉4内に噴出されたとき、
スラリー中に気泡が介在していることによつて、
石炭粒子間の凝集は殆ど起こらず、分散性がよ
く、速やかに酸素と混合し、高いガス化効率でガ
ス化して水素、一酸化炭素を主成分とする合成ガ
スに転換される。このときの主な反応式はつぎの
とおりである。
The slurry prepared by the wet crusher 1 is once stored in a collect tank 2, and then is pumped to a gasifier 4 by a high-pressure slurry pump 3 at a linear velocity of 0.5 to 5 m/sec, preferably 2 to 4 m/sec. , is ejected into the gasifier 4 together with oxygen. Coal particles are transferred to gasifier 4 through high-temperature partial oxidation, water gas reaction, etc.
Gasified inside. The temperature inside gasifier 4 is 700~
1700℃ and pressure is maintained at atmospheric pressure ~90atm. When the slurry is ejected into the gasifier 4,
Due to the presence of air bubbles in the slurry,
Almost no aggregation occurs between coal particles, it has good dispersibility, quickly mixes with oxygen, is gasified with high gasification efficiency, and is converted into synthesis gas whose main components are hydrogen and carbon monoxide. The main reaction formula at this time is as follows.

C+2H2→CH4 C+H2O→CO+H2 C+2H2O→CO2+2H2 C+CO2→2CO CO+H2O→CO2+H2 C+O2→CO2 2C+O2→2CO なお5は廃熱ボイラ、6は熱交換器、7は集じ
ん機である。
C+2H 2 →CH 4 C+H 2 O→CO+H 2 C+2H 2 O→CO 2 +2H 2 C+CO 2 →2CO CO+H 2 O→CO 2 +H 2 C+O 2 →CO 2 2C+O 2 →2CO 5 is waste heat boiler, 6 is heat Exchanger 7 is a dust collector.

つぎに本発明の実施例について説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described.

実施例 中国産の亜瀝青炭を予め粗砕した後、湿式ボー
ルミルに水および気泡安定化剤(石炭に対して
1.0重量%)とともに供給しO2ガスを雰囲気ガス
として高濃度スラリーを調製した。なお中国産の
亜瀝青炭の性状は下記のとおりであつた。
Example Sub-bituminous coal from China was crushed in advance, and then placed in a wet ball mill with water and a foam stabilizer (for the coal).
1.0% by weight) to prepare a high-concentration slurry using O 2 gas as an atmospheric gas. The properties of sub-bituminous coal produced in China were as follows.

水分 7.2% 灰分 8.9〃 揮発分 28.2〃 固定炭素 60.0〃 燃料比 21.3 またO2ガスの組成は、 O2 90容量% N2 10容量% であつた。 Moisture: 7.2% Ash: 8.9 Volatile matter: 28.2 Fixed carbon: 60.0 Fuel ratio: 21.3 The composition of the O 2 gas was 90% by volume of O 2 and 10% by volume of N 2 .

湿式ボールミル出口のスラリーの性状は、粒度
1mm以下で200メツシユ通過率20%、スラリー濃
度71%(ドライベース)、粘度1400cpであつた。
ついでこのスラリーをガス化炉に供給して、圧力
30atm、温度1500℃条件で酸化剤として酸素を吹
き込んでガス化した。得られた生成ガスの組成は
下記のとおりであつた。
The slurry at the exit of the wet ball mill had a particle size of 1 mm or less, a 200 mesh passing rate of 20%, a slurry concentration of 71% (dry base), and a viscosity of 1400 cp.
This slurry is then supplied to a gasifier to reduce the pressure
It was gasified by blowing oxygen as an oxidizing agent at 30 atm and 1500°C. The composition of the resulting gas was as follows.

H2 36.9% CO 52.5〃 CO2 10.4〃 N2 0.16〃 CH4 0.03〃 H2S 0.01〃 本発明の方法は、O2ガス雰囲気中で湿式粉砕
機によつて粗砕炭、水、気泡安定化剤を混合し、
高濃度スラリーを調製することにより、O2ガス
またはO2ガスを含むガスからなる気泡を含んだ
高濃度スラリーを得ることができる。このスラリ
ーをガス化炉に供給した場合、気泡を含んでいる
ため分散が良好であるとともに、気泡がO2ガス
またはO2ガスを含むガスからなるため石炭粒子
近傍のO2濃度が高くなり、ガス化炉中のガス化
速度を高めるとともに、ガス化効率を向上させ
る。スラリー中の気泡は湿式粉砕機内の雰囲気ガ
スを巻き込むことによつて生成し、気泡安定化剤
によつて安定化される。このため分散効果を有す
る気泡安定化剤を用いるのが望ましい。
H 2 36.9% CO 52.5〃 CO 2 10.4〃 N 2 0.16〃 CH 4 0.03〃 H 2 S 0.01〃 In the method of the present invention, coarse pulverized coal, water, and bubbles are stabilized by a wet pulverizer in an O 2 gas atmosphere. mix the curing agent,
By preparing a highly concentrated slurry, it is possible to obtain a highly concentrated slurry containing bubbles made of O 2 gas or a gas containing O 2 gas. When this slurry is supplied to a gasifier, it is well dispersed because it contains bubbles, and the O 2 concentration near the coal particles increases because the bubbles are composed of O 2 gas or gas containing O 2 gas. It increases the gasification rate in the gasifier and improves the gasification efficiency. Bubbles in the slurry are generated by entraining atmospheric gas in the wet grinder and are stabilized by a bubble stabilizer. For this reason, it is desirable to use a bubble stabilizer that has a dispersing effect.

以上説明したように、本発明の方法によれば、
スラリー濃度が高いため水の蒸発によるガス化効
率の低下が小さくて済み、またスラリー中にO2
ガスまたはO2ガスを含むガスからなる気泡が介
在しているため、ガス化炉内に吹き込まれたとき
に酸素との混合が十分かつ速やかに起こり、この
ためガス化炉内でのガス化速度およびガス化効率
が高くなるという効果を奏する。
As explained above, according to the method of the present invention,
Because the slurry concentration is high, the drop in gasification efficiency due to water evaporation is small, and O 2
Due to the presence of intervening bubbles consisting of gas or gas containing O2 gas, mixing with oxygen occurs sufficiently and quickly when blown into the gasifier, and therefore the gasification rate within the gasifier is This has the effect of increasing gasification efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の方法を実施する装置の一例を示
すフローシートである。 1…湿式粉砕機、2…コレクトタンク、3…高
圧スラリーポンプ、4…ガス化炉、5…廃熱ボイ
ラ、6…熱交換器、7…集じん機。
The drawing is a flow sheet showing an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention. 1... Wet grinder, 2... Collection tank, 3... High pressure slurry pump, 4... Gasifier, 5... Waste heat boiler, 6... Heat exchanger, 7... Dust collector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 石炭をガス化炉へ供給し石炭を部分酸化して
合成ガスを得る方法において、O2ガスまたはO2
ガスを含むガスの雰囲気中で粗砕炭、水および気
泡安定化剤を湿式粉砕機に供給し、粉砕しながら
O2ガスまたはO2ガスを含むガスからなる気泡を
含んだ石炭濃度65〜95重量%の高濃度スラリーを
調製し、この高濃度スラリーをガス化炉へ供給す
ることを特徴とする石炭ガス化方法。
1 In a method of supplying coal to a gasification furnace and partially oxidizing the coal to obtain synthesis gas, O 2 gas or O 2
Coarsely crushed coal, water and bubble stabilizer are fed into a wet crusher in a gas atmosphere containing gas, and while being crushed.
Coal gasification characterized by preparing a highly concentrated slurry with a coal concentration of 65 to 95% by weight containing bubbles made of O 2 gas or gas containing O 2 gas, and supplying this highly concentrated slurry to a gasification furnace. Method.
JP1839182A 1982-02-08 1982-02-08 Coal gasification Granted JPS58136695A (en)

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