JPS6312517B2 - - Google Patents

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JPS6312517B2
JPS6312517B2 JP57035788A JP3578882A JPS6312517B2 JP S6312517 B2 JPS6312517 B2 JP S6312517B2 JP 57035788 A JP57035788 A JP 57035788A JP 3578882 A JP3578882 A JP 3578882A JP S6312517 B2 JPS6312517 B2 JP S6312517B2
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JP
Japan
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slurry
burner
solid fuel
gas
petroleum
Prior art date
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JP57035788A
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English (en)
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JPS58154796A (ja
Inventor
Toshio Tsujino
Katsumi Myaji
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、固体燃料―水スラリーを部分酸化し
て一酸化炭素と水素との混合ガスである合成ガス
または燃料ガスを製造する方法に関する。 部分酸化法により合成ガス又は燃料ガスを製造
するための原料として従来から天然ガス,LPG,
ナフサ,原油,C重油,減圧残油などの重質油,
石炭などが使用されている。 この内天然ガス,LPG,ナフサ,原油につい
ては、原油の枯渇問題,公害対策上クリーンエネ
ルギー価格の上昇傾向などからみて近い将来価格
競争力をなくすものと予想される。一方、重質油
については、鉄鋼,電力,セメント業界などの大
口消費者の石炭へのエネルギー転換により余剰化
が目立ち、石炭に比べ灰分がはるかに少なく、し
かも流体燃料として容易に取扱われる割には比較
的安価であるため当面ガス化原料としての利用度
はある。しかしながら、将来的な原油の重質化、
製品の軽質化傾向の対策として石油業界による重
質油分解プロセスの採用傾向により、近い将来重
質油の余剰問題は解消し安価な価格は期待出来な
い。しかし重質油分解の際、同時に副生する多量
の石油コークス、石油ピツチ類についてはこれら
の処理問題が生ずる。 石炭についても従来からガス化原料として一部
利用されているが、今後省エネルギー型プラント
の建設を考える場合、従来方式では効率が悪くエ
ネルギー効率の高いプラント設計が要求される
が、現時点では原料中の灰分に基因する技術上の
課題を残しており、本格的実用化にはかなりの期
間を要する。 前述した石油コークス,石油ピツチ類は今後世
界的に重質油分解が進むにつれ益々多量に副生さ
れる見通しの高い固体燃料である。石油コーク
ス,石油ピツチ類は石炭に比べ桁違いに灰分が少
く(通常1%以下)かつ発熱量も高い利点があ
る。反面、石油コークスは軟化点を有さず、石油
ピツチ類は軟化点を有するものの、その軟化点は
130〜290℃と非常に高く、これを流体燃料として
取扱うには高価な設備とエネルギーとを要する欠
点がある。従つて今日までこれらの固体燃料を原
料とする商業用ガス化プラントは皆無に近い。 本出願人は、これら固体燃料を高濃度で含み、
かつ長期安定性を有するスラリー調製法を既に提
案した(特願昭56−15712号、同56−15713号、同
56−38700〜38703号、同56−53788号、同56−
53789号、同56−56939号、同56−58522号、同56
−91559号、同56−91560号、同56−134844号、同
56−159501号)。これらの調製法で得られる固体
燃料スラリーは、原油,重質油などの公知の流体
燃料と同じく、部分酸化反応の原料として使用す
ることができる。 部分酸化反応を行わせるには、従来の流体燃料
の場合、ガス化反応の緩和剤として一般にスチー
ムを流体原料と予め混合しバーナーに供給してい
た。これに対し、固体燃料スラリーの場合、緩和
剤としての水分は既に十分同伴しており、新たに
緩和剤を加える必要はない。従つて、スチームを
使用する従来の原料供給方式に比べスラリー供給
方式の場合は、ガス化炉に装着されているバーナ
ーを通過する時の流速が著しく低下する。このこ
とは、バーナー内での原料滞留時間が著しく長く
なり、バーナー内でスラリー中の水分が蒸発し、
固体燃料が部分的に固化し、バーナーでの偏流ま
たはバーナーの閉塞が起こり、運転の安定性、ガ
ス化反応効率の著しい低下をまねくこととなる。
同時に、スラリー供給圧力が異常上昇し、チヤー
ジポンプ、スラリー配管でトラブルが発生する恐
れも生じる。 とりわけ石油ピツチ類のように軟化点を有する
固体燃料はバーナー内で一部が溶融付着するケー
スもある。特に、ガス化反応スタート時は、通
常、所定反応温度に加熱されたガス化炉にまずバ
ーナーを装着し、ついで、ガス化原料および酸素
を所定の流量,温度,圧力に調製した後、バーナ
ーに供給する方法が採用される。バーナーの装着
からガス化原料および酸素を供給するまでの、い
わゆる調整時期の間、バーナーは高温の炉内にさ
らされているため、固体燃料スラリーが最初に供
給される点火時に、スラリー中の水の急激な蒸発
に起因する石油ピツチ類の固化によるバーナーの
閉塞が起こりやすい。従つて、固体燃料のスラリ
ー化により従来の流体燃料と同等の取扱いが出来
るのはバーナーへの供給までの範囲であり、バー
ナー内ではまつたく異つた流動状態となる。スラ
リーの流速を従来の流体燃料と緩和剤との混合物
の流速に合わせるようにバーナーを改造設計する
ことは流動抵抗から見ても不可能に近い。 この発明の目的は、上述した欠点のない固体燃
料スラリーの部分酸化方法を提供することにあ
る。 すなわち、この発明は、固体燃料―水スラリー
を酸素含有ガスによつて部分酸化する方法におい
て、固体燃料として、14メツシユ篩下率が100%
であり、200メツシユ篩下率が70%以上であり、
ロジン・ラムラーの粒度線図における粒度分布曲
線が1以上の勾配を有する石油コークス又は石油
ピツチを使用し、スラリーの濃度が50〜75重量%
であり、かつスラリー粘度が1000cp以下であり、
酸素を含まない混合用ガスをスラリーと混合して
バーナーに供給することを特徴とする固体燃料―
水スラリーの部分酸化方法である。 この発明によれば、バーナー内での固体燃料ス
ラリーの流速および滞留時間は、混合用ガス量の
調節によつて任意に制御することができるため、
バーナーが閉塞することがなく、かつ混合用ガス
によつて固体燃料スラリーが均一に分散され、ガ
ス化炉内に均一に噴霧されるという優れた効果が
奏される。 固体燃料の具体例としては、重質油の分解残渣
である石油ピツチおよび石油コークスが挙げられ
る。石油ピツチは100℃以上、特に130〜290℃の
範囲の軟化点(JIS K2207―1980に従つて測定)
を有することが好ましい。石油コークスは既述し
たように軟化点を有さない。 固体燃料―水スラリーは、本出願人の前記提案
に従い、リグニンスルホン酸のアルカリ金属塩ま
たはアルカリ土金属のような界面活性剤を含有す
る水の存在下に、塔式ミル,デイスクミル,ボー
ルミルなどの公知の粉砕機で固体燃料を粉砕する
湿式粉砕法で調製することができる。必ずしも有
利な方法ではないが、固体燃料を乾式粉砕した
後、界面活性剤を含有する水と混合してスラリー
を調製してもよい。 固体燃料―水スラリーは、14メツシユ篩下率が
100%であり、200メツシユ篩下率が少なくとも70
%であり、かつロジン・ラムラーの粒度線図にお
ける粒度分布曲線が1以上の勾配(以下粒度分布
曲線の勾配という)を有することが、スラリーの
ポンプ輸送およびバーナーへの供給を容易にし、
かつガス化効率を高める面で必要である。また、
固体燃料―水スラリー中の固体燃料濃度は50〜75
重量%であり、その粘度は1000cp以下であるこ
とが、同上の面で必要である。 混合用ガスの具体例としては、炭酸ガス,窒素
ガス,部分酸化で生成する合成ガスあるいは燃料
ガス、またはこれらの混合ガスが挙げられる。酸
素含有ガスは、安全上、混合用ガスとして使用す
ることができない。固体燃料―水スラリーへの混
合用ガスの混合量は、スラリー1容量部当り、部
分酸化条件下での流量、すなわち実流量で、0.1
〜10容量部、特に1〜5容量部であることが好ま
しい。混合用ガスの混合量が下限未満では所期の
効果が達成され難くなり、上限を超えても効果に
差異は認められず、混合用ガスとして炭酸ガス、
窒素ガスを使用する場合には、後続する工程でこ
れらが不要ガスとなることが多い。 混合用ガスを固体燃料―水スラリーに混合する
場所については特に制限はないが、工業的には、
スラリーをバーナーに供給する直前で混合用ガス
と混合することが好ましい。混合方法については
特に制限はなく、混合機を用いる方法、あるいは
T字型またはY字型のパイプを使用する混合方法
などを採用することができる。 固体燃料―水スラリーの部分酸化反応は、公知
の重質油のそれと同一の条件下に行なうことがで
きる。 酸素含有ガスの具体例としては、空気,酸素富
化空気,高純度酸素などが挙げられる。 反応温度は通常980〜1900℃であり、反応圧力
は通常10〜250Kg/cm2である。 以下に実施例および比較例を示す。実施例およ
び比較例において使用した石油コークスまたは石
油ピツチと水とのスラリーの性状を下表に示す。
【表】
【表】 実施例 1 内径84cm、高さ300cmのガス化炉を1300℃に予
熱した後、二重管構造のバーナーであつて、その
先端の内管径10mm、外管径18mmのバーナーをガス
化炉に装着し、バーナー外管から15℃の炭酸ガス
を30Nm3/時で流通させた。 炭酸ガスの流通開始から30分後に、バーナー外
管から上記量の炭酸ガスと共に18℃の石油コーク
ス―水スラリーを1.08m3/時で、バーナー内管か
ら95℃の酸素を580Nm3/時で、それぞれ、ガス
化炉に供給し、1380℃、25Kg/cm2で石油コークス
の部分酸化反応を開始した。バーナー供給口の直
前での炭酸ガスの圧力は29Kg/cm2、酸素圧は27
Kg/cm2であつた。従つて、石油コークス―水スラ
リーと混合された炭酸ガスの実流量は1.09m3/時
であつた。 部分酸化反応を10時間継続したが、石油コーク
ス―水スラリーの供給圧力および流量の変動はま
つたく認められなかつた。反応終了後、バーナー
を取りはずして点検したが、付着物は観察されな
かつた。 比較例 1 部分酸化反応の開始から30分後に炭酸ガスの供
給を停止した以外は実施例1を繰返した。 炭酸ガスの供給を停止した後、石油コークス―
水スラリーの供給圧力が上昇し始め、1.3時間後
に35Kg/cm2に、1.5時間後には40Kg/cm2に達した。
この後、30Nm3/時の炭酸ガスをスラリーと混合
してバーナーに供給したところ、供給圧力は35
Kg/cm2にまで低下したが、それよりは低下しなか
つた。反応終了後バーナーを点検したところ、バ
ーナー先端部の一部が石油コークスで閉塞されて
いた。 比較例 2 部分酸化反応開始時から炭酸ガスを石油コーク
ス―水スラリーに供給することなく、下記反応開
始条件で反応を行なつた以外は実施例1を繰返し
た。
【表】 スラリー
酸 素 650Nm3〓時 28 96
部分酸化反応の開始から20分後にスラリーの流
量が急激に低下したため、反応を停止した。バー
ナーを点検したところ、バーナー先端のスラリー
噴出部がほとんど閉塞されていた。 実施例 2 石油コークス―水スラリーに代えて石油ピツチ
―水スラリーを1.09m3/時で供給し、炭酸ガスの
流量を50Nm3/時(実流量:1.82m3/時)に変え
た以外は実施例1を繰返した。 部分酸化反応を6時間続けたが、スラリーの供
給圧力および流量変動はまつたくなかつた。反応
終了後、バーナーを点検したが、付着物はまつた
く認められなかつた。 なお、反応を開始して3時間後に、炭酸ガスに
代えて反応で生成する合成ガスを使用したが、上
記と同一の結果が得られた。 比較例 3 部分酸化反応開始時から炭酸ガスを石油ピツチ
―水スラリーに混合せず、かつ酸素供給量を
410Nm3/時にした以外は実施例2を繰返した。 部分酸化反応の開始から40分後にスラリーの供
給圧力が60Kg/cm2以上に急上昇したため、反応を
停止した。バーナーを点検したところ、バーナー
のスラリー流路がほぼ全面的に閉塞されており、
その先端部には石油ピツチが溶着していた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 固体燃料―水スラリーを酸素含有ガスによつ
    て部分酸化する方法において、固体燃料として、
    14メツシユ篩下率が100%であり、200メツシユ篩
    下率が70%以上であり、ロジン・ラムラーの粒度
    線図における粒度分布曲線が1以上の勾配を有す
    る石油コークス又は石油ピツチを使用し、スラリ
    ーの濃度が50〜75重量%であり、かつスラリー粘
    度が1000cp以下であり、酸素を含まない混合用
    ガスをスラリーと混合してバーナーに供給するこ
    とを特徴とする固体燃料―水スラリーの部分酸化
    方法。
JP3578882A 1982-03-09 1982-03-09 固体燃料−水スラリ−の部分酸化方法 Granted JPS58154796A (ja)

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JPS58154796A JPS58154796A (ja) 1983-09-14
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60207822A (ja) * 1984-03-30 1985-10-19 Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd ピツチ水スラリ−の燃焼方法
DE10156980B4 (de) * 2001-11-21 2004-08-05 Lurgi Ag Verfahren zur Herstellung von Synthesegas

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS557893A (en) * 1978-06-29 1980-01-21 Ruhrkohle Ag Method of taking coal into coal gasification apparatus

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