JPS63213594A - エネルギー産出に対して適当なガスの製造方法 - Google Patents

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】 〔技術分野〕 本発明は、約５００℃の温度を有し、Ｈｘ、ｃ。

およびＮ２の他にも硫黄化合物およびタール物質を含む
ガスを発生させるため、シャフト中の空気の向流におい
て石炭をガス化することにより、エネルギー産出に適当
なガスを製造する方法に関し、このガスは硫黄化合物を
除去するためドロマイトまたは石灰シャフトを通して処
理される前に、タール物質を除去するため加工される。

〔背　景〕

エネルギー産出のための石炭の使用は、通常石炭の燃焼
と関連している重大な環境要因により阻害されている。

その主要な問題は、酸化硫黄および酸化窒素のような酸
化物質の排出である。種々のスクラバ一工程によりある
程度までこの問題を解決する試みが行なわれたが、それ
らは、かなりの費用の増加を伴ない、従来の技術により
石炭がエネルギーの原料として受は入れられる場合必要
とされる精製度にするには、かなり困難または不可能で
ある。

これらの問題は、まず石炭をガス化し、次いで発生した
ガスの燃焼によりエネルギーを産出させることにより解
決される。固体または液体燃料よりもガス燃料の方が燃
焼により形成される酸化窒素がかなり少ないので、還元
石炭ガスにおいて硫黄の高い精製度、すなわち９５％以
上を達成することは、比較的容易である。ガス化は水銀
、ポリ芳香族炭化水素、重金属およびフライアッシュの
排出のような石炭燃焼の多くの他の環境的に有害な作用
に対するよりよい解決を提供する。

最近、エネルギーを産出するための石炭ガス化法を開発
するため、かなりの努力が行なわれてきたが、すべての
場合において、費用が高すぎた。

この主要な理由は、非常に多くの酸素ガスの消費である
。つまり酸素ガスの製造には、高い投資費用と比較的多
くの電気消費を伴うからである。さらにほとんどの石炭
ガス化装置において、形成したガスの１０〜２０％は、
ガス化に必要な熱を満たしおよび好都合な反応温度を得
るためガス化反応器内で燃焼される。

エネルギー産出に適当な簡単な安いガス製造方法は、空
気および最小の石炭消費を用いる石炭ガス化法である。

実質的に塊りの形状の石炭は、シャフト炉中の熱空気ブ
ラストの向流においてガス化される。形成したガスは約
５００℃の温度を有し、この低温のため、かなりの量の
タール物質および少量の未燃焼石炭を粒状形で含んでい
る。

スウェーデン特許明細書８５０４４３９−４および８５
０４４４０−２で示されたように、石炭のガス化により
生じたガス中にあられれた炭化水素を、プラズマ発生機
により加熱されたガスを供給することにより熱分解する
ことが提案された０部分的分解後、このガスはウィベル
グゼダーフォース法に用いられるタイプのドロマイトフ
ィルターを通して処理される。残っているタール物質の
完全な分解は、フィルターを通して移動する間に行なわ
れ、同時にこのガスは硫黄より精製される。本発明の目
的の１つは、さらに電気消費をへらすことにより上記特
許明細書に提案された技術をさらに改良することである
。

〔本発明の特徴〕

本発明に係る方法は、この序文に示した技術に基づき、
シャフトからのガスを酸素を含むガスと共にチャンバー
に入れ、ガス中に発生したタール物質を少なくとも一部
分解し、加えた酸素の量は得ら。れるガス中のＣＯ□／
Ｇｏが０．１を越えないよう調節され、９００〜１２０
０℃の温度が前記チャンバー内で保たれ、その後硫黄化
合物および残っているすべてのタール物質を除去するた
めドロマイトまたは石灰シャフトにこのガスを入れ、伴
うすべての石炭粒子をガス化することを特徴とする。

本発明の態様の１つに従い、分解に好都合な温度を得る
ため反応チャンバーにエネルギーが加えられる。これは
チャンバーに入れる前に酸素を含むガスを予備加熱する
ことによって行なわれる。

このエネルギーは、酸素を含むガスの予備加熱により一
部およびチャンバーの部分的燃焼によって一部供給され
ることが好ましい。

この酸素を含むガスは空気または酸素が豊富な空気が好
ましい。

この温度差は溶融しない分解に必須であり、このガス比
は硫黄の精製のために必須であり、もちろん生じたガス
のエネルギー密度にも必須である。

さらに本発明の利点および特徴は、以下の説明において
示され、また本発明は例によって以下に説明される。

以下余白 〔実施態様〕 ２０世紀の前半に特にイギリスにおいてガス発生機タイ
プのガス化シャフトが一般に用いられた。

これらのガス発生機はもっばら塊りの石炭により燃料が
供給され、およびきわめて高タール含量の燃料ガスが供
給された。我々の意図において、この発生機は熱空気ブ
ラストで操作され、石炭の灰は液体スラグに溶融され並
びに石炭の一部が、変化した熱平衡がブラスト温度によ
り補われた場合石炭粉の形状になることを可能にする。

スラグ中に無視できない量残っているため、石炭灰分を
スラグに転化することにより高い石炭収率が得られ、灰
分の体積はかなり減少し、溶解速度はかなり低下する。

石炭灰分をスラグに転化することにより得られる他の利
点は、例えば、セメントの原料の製造に灰分の配合物を
調節するためスラグ成形機を用いられることである。こ
のタイプのガス化装置の欠点は、温度上昇が遅い向流ガ
ス化に対しすべてのタイプの石炭が適当ではないという
ことである。

これは主として加熱により液体形に転化する石炭または
小さい粒子に破砕された石炭に適用される。

微粉の形状の混入可能な生の石炭生成物７０％によって
一部補われ、上述のこの限界はこの割合に当てはまらな
い。

発生機シャフトからのガスは、タール物質の分解に対す
る酸素要求を満たすため空気と混合される。ガス中のＣ
Ｏｌの含量が多すぎることを避けるため、空気は予備加
熱されることが好ましい。これはＣＯ□が多いとその後
の硫黄精製において効果が低くなるからである。しかし
、エネルギー要求の一部は、チャンバー中の部分的燃焼
に転化されてもよい、　　ｃｏｔ／ｃｏの比は０．１を
越えてはならず、これはガス中に認められるＣＯ２の量
を示している。

チャンバー中の温度は９００〜１２００℃の範囲、好ま
しくは約１１００℃であるべきである。残っているガス
が十分な時間、完全に分解され硫黄から精製される脱硫
黄シャフトと直接連結した混合チャンバー中で、混合お
よび温度上昇は一段階でおこる。

この硫黄フィルターは、還元ガスから硫黄を除去するた
めのウィベルグゼダーフォース法に用いられたタイプで
ある。比較できるガスでこの方法を行った測定により、
排出されたガス中の硫黄含量は着実に２０〜３０ｐｐｍ
残っており、一方ドロマイトは、ガスがシャフト中に約
３６時間残っている場合約６■ｌの深さまで完全に利用
される。フィルターに入ったガスの温度上昇が部分的燃
焼により取り上げられない主要な理由は、ガスがより高
い酸素ポテンシャルを得、硫黄精製の条件を低下させる
からである。硫黄精製剤が固体相にある（例えばスラグ
の形状の代わりに）よ弓な硫黄精製の大きな利点は、Ｃ
ａＯ活性が残っており、より完全な硫黄精製が得られ、
硫黄精製剤の消費が減少することである。

タール物質の他にも、ガス化シャフトからのガスは種々
の量の微粉石炭粒子をも含んでいる。これらは硫黄精製
シャフトにとらえられる。それはこのガスがわずかに酸
化されている（約５％ＣＯ□＋８２０　）からであり、
ゆっ（リガス化され、従ってドロマイトは供給された場
合事実上石炭を有しない。灰分のスラグへの転化とドロ
マイト中での分解の組み合せは、はぼ１００％の石炭の
収率となる。

フィルター中での硫黄精製剤は、シャフトの上部で燃焼
された生のドロマイトである。これはさらに硬度を１％
加え、フィルターを約１０００℃に保ちガス温度を５０
〜７０℃下げる。精製されたガスは空気ブラストによる
熱交換をうけ、約６５０℃においてガス化プラントから
出る。このガス化装置は０〜３バール過圧の圧力範囲に
おいて働くよう設計されている。

生じたガスは、約４．６　ＭＪ／　ｍＮの熱値を有する
。

火炎温度およびエネルギーユニットあたりの排気量はオ
イルの空気による正常な燃焼の際の値に近い。従ってこ
のガスはエネルギーの産出にかなり適当であると考えら
れる。

〔例〕

石炭を、予備加熱した空気ブラストの向流中のシャフト
においてガス化する。石炭の分析により、以下の組成が
得られた。

Ｃ７５，９％ ■　　　　４．３％ ０　　　９．４％ Ｎ　　　　１．３％ Ｓ　　　　Ｏ８５％ 灰分　　　８．６％ 水分　　　４　％ シャフトからのガスはｓｏｏ　’ｃの温度を有し、およ
び以下の組成を有している。

ＣｎＨｍ　　　　６．５％ ＣＯ□　　　　１．８％ ＋＋　２０　　　　１　、４％ ＣＯ３０，０％ Ｎ、　　　　６０．２％ ｏ２ｓ　　　　　０．１％ このガス中の炭化水素すべてをｃｏおよびＨ２に分解す
るには化学量論的に石炭１００ｋｇあたり２９、：ＭＮ
の空気が必要である。

混合チャンバー後のドロマイトシャフトがらのガスの温
度は約１０００℃であり、その成分は以下のとおりであ
る。

Ｃｏ２０．３％ Ｈｚｏ　　　　　０．１％ Ｈｚ　　　　　１２．０％ ＣＯ３２，０％ Ｎｚ　　　　　５５．６％ ＣａＯ＋）１．ＳとＣａＳ　＋　１１２０の間の平衡は
、この硫黄精製を左右し、Ｏ２０：　ｌｌ２Ｓの比１８
０が得られる化学量論的な場合、９９％の硫黄の精製が
得られる。

以下の比 ＣＯ□＋　１１□ｏ　＋　ｃｏ　＋）＋２の組成を有す
る混合チャンバー中のガス混合物により石炭１００ｋｇ
あたり６４．１ｍＮの空気が必要である。ドロマイトフ
ィルターからのガスは約１１００℃の温度を有し、以下
の組成を有している。

ＣＯ□　　　　１．９％ Ｃｏ　　　　　２８．４％ Ｈ，０１，６％ Ｈｚ　　　　　　　９．７％ Ｎ　　　　　　　５８．４％ Ｈ２Ｓ　　　　　　０．００９％ この場合、硫黄の精製度は８７．５％である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シャフト内で空気の向流中で石炭をガス化すること
   によるエネルギーの産出に対して適当なガスの製造方法
   であって、約５００℃の温度を有し、Ｈ＿２、ＣＯおよ
   びＨ＿２の他に硫黄化合物およびタール物質を含むガス
   が得られ、前記ガスは硫黄化合物を除去するためドロマ
   イトまたは石灰シャフトを通して処理される前にタール
   物質を除去するため加工され、シャフトからのガスは酸
   素を含むガスと共にチャンバー内に入れられ、ガス中に
   生じたタール物質を少なくとも一部分解し、加えられる
   酸素の量は得られるガスのＣＯ＿２／ＣＯ比が０．１を
   越えないよう調節され、９００〜１２００℃の温度がチ
   ャンバー内で保たれ、その後このガスは硫黄化合物およ
   び残っているタール物質を除去するためドロマイトまた
   は石灰シャフトに入れられ、伴なうすべての石炭粒子が
   ガス化される方法。 ２、チャンバーに入れられる前に、予備加熱された酸素
   を含むガスによりエネルギーが供給される、特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ３、酸素を含むガスが空気または酸素が豊富な空気であ
   る、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、エネルギーが、酸素を含むガスの予備加熱によって
   一部およびチャンバー内の燃焼によって一部供給される
   、特許請求の範囲第１項記載の方法。