JPS63249043A - カロリ−メ−タの前処理装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は石炭ガス化炉から発生する石炭ガス中（ｔ）ガ
スカロリー値をモニターするためのカロリーメータ計の
前処理製置に関する。

近年、エネルギー源の多様化と発電の高効率化を図る目
的で石炭から発電用燃料ガス（以下石炭ガスと省略）を
製造する流動床石炭ガス化プロセスの研究が進められて
いる。

石炭がスにはＨ２，Ｃｏ、Ｃｏ２．炭化水素の他にター
ル、ダスト及び水分を多ｔＫ含んでいる。

電力消費に追従して、石炭ガス化炉の部分負荷運転及び
定常運転が行なわれるが、この運転方法の目安として、
石炭ガスのカロリー値を迅速かつ連続で正確にモニター
計測することが石炭ガス化プロセスを確立するうえで重
要な役割となっている。しかしまだ十分なモニター計測
がなされていないのが現状である。

石炭ガスカロリー値のモニター計測計として、ガス熱量
計によるガス燃焼温度の測定や、ガスクロマトグラフィ
ーによるがス中の組成分析値からカロリー値を求めてい
る。

ガスクロマトグラフィーによるガス組成分析は連続分析
計でないため連続モニター計測を行うのには複数のガス
クロマトグラフィーを組合せることが必要となり保守管
理面が非常に面倒である。

ガス熱量計（以下カロリメータ計と称す）によるガス燃
焼温度測定は連続測定が可能であるため、ガス化炉の負
荷変動にも追従が容易に行えるため石炭ガスカロリー値
のモニター計測計として有効な計測計である。

［発明が解決しようとする間曙点コ しかしいずれの連続モニター計測計７でも石炭ガスをモ
ニター計測計に導入する際 （１）　　タール（特に昇華の性質を持つナフタリン）
（２）水分 （３）　　ダスト （４）高温高圧 等によシ試料ガス導入配管及びモニター計測計内で閉塞
が頻繁に起こり、カロリー値の連続モニターに支障を来
し、保守管理に手間がかかり面倒であった。

そこで、本発明は高温高圧の石炭ガスに含まれるタール
、水分、ダストを連続でかつ完全に除去でき、これＫよ
シ迅速な石炭ガスカロリー値のモニタ計測が連続して容
易に行えるカロリメータの前処理装置を提供することを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するため、低温恒温槽内に配置
され石炭ガスと冷却したソルベントを攪拌するスクラバ
ー内レ て前記スクラバー下方に連結された石炭ガス導入管と、
この石炭ガス導入管の途中に設置され、石炭ガスに含ま
れるダストを除去するフィルターと、前記石炭ガス導入
管の先端に設置され、前記スクラバー下方内部に位置す
るノズルと、前記スクラバー上方内部に配置され水分と
ソルベントを分離させるソルベントスプレーノズルと、
前記スクラバー上方内部に連通され、途中に減圧弁を介
して前記低温恒滉漕を貫通して外部でカロリーメータに
連結された石炭ガス吐出管と、前記スクラバー下部と連
通されたソルベント供給タンクと、このソルベント供給
タンクの下部を連通した水タンクと、前記プルペント供
給タンク内部で開口し前記７Ａ／ベントスプレーノズル
（Ｃ連通したソルベント供給管とからなるものである。

［作　用］ 本発明は上記のように構成することによシ、石炭ガス化
炉から発生する高幅高圧の石炭ガスに含まれるダストは
フィルターで脱塵され、タール及び水分はスクラバー内
で強制冷却したソルベントで洗浄抽出される。

またソルベントスプレーノズルによりソルベント及び水
分は分離され、更にソルベントのみを回収しスクラバー
へ再供給され、ソルベントで洗浄抽出後のクリーンな石
炭ガスをカロリメータへ導入できる圧力まで減圧弁−で
減圧させ、連続的に石炭ガスカロリー値をモニター計測
することができる。

［実施例］ 本発明によるカロリメータの前処理装置の一実施例につ
いて第１図に従って説明する。ダスト脱塵用のフィルタ
ー１ｍ、ｌｂが運転中でも容易にフィルター交換を行え
るように石炭ガス導入管ｊＫフィルター導入パルプ３ａ
ｐ３ｂを設けて並列に設置した。フィルター１ｍ＊１ｂ
の材質はポリゾロピロン製の円筒で１０μ以上の粒子除
去が可能である。

脱塵後のタール及び水分を含んだ石炭ガスを石炭ガス導
入管２の先端に接続されたφ６×φ４層のステンレスｉ
４イデのφ１．５ｍノズルからパゾリングしながらスプ
レ−ノズル５付円筒上部フランジ型のステンレス製であ
るスクラバー４に導入する。スクラバー４の内容積は約
０．８１である。ソルベント（媒質）噴霧用のスプレー
ノズル５の充円錐ノズルをスクラバー４内に設けた。先
端にスプレーノズル５が接続されたソルベント冷却用ス
・ぐイラル管６と石炭ガス冷却用ス・ぐイラル管７とは
耐圧、耐食性でかつ熱交換の表面積を出来るだケ多くス
る為ステンレス製のフレΦシプル／量イデφ１５．６Ｘ
４０００ｍの長さでスノ平イラル形状になっておシ、売
端をスクラバー４に挿入した。

スクラバー４によシ回収したタール成分溶解ソルベント
と水分分離を行なうソルベントタンク８は竪固筒上部フ
ランジ型で材質はステンレス製であシ、スクラバー４の
底部と配管９によって連結されてｂる。なお、ソルベン
トタンク８の内容積は約５．５ノである。プルペントタ
ンク８の上部７ランジに付設したセｔ４ルターＸＩＯは
φ１．５穴開きの／４′ンチングメタル（φ７６Ｘ２５
０ｔｘｍの円筒で下部は目盲）に巻き付けた。セパルタ
ーＸＩＯを通過したソルベントの回収用にｔ４７チング
メタルの内部にφ６ステンレスノ９イデを挿入した。

スクラバー４及びソルベントタンク８を冷却する為、低
温恒温槽１１ｈ、１１ｂを設けた。低温恒温槽１１ｍ、
ｌｌｂは竪２重円筒型冷却槽で防熱材は硬貨ポリウレタ
ンを使用している。

ソルベントタンク８で分離した水分はソルベントタンク
８の底部と水タンク１２とを連結したソルベントレベル
管１３を通シ水タンク１２へ貯蔵される。なお、水タン
ク１２は下部に水タンクパルプ２５が付設された竪円筒
上部フラ／ジ型のステンレス製で、内容積は約１０１で
ある。さらにソルベント供給タンク１４はノルペント供
給タンクパルプ１５を介装したソルベント供給管１６に
よって配管９に接続した。

ソルベントタンク８よシスクラパー４のスプレノズル５
に供給する為のメンプラン−ンデ１７は油圧ダイヤプラ
ム方式の吐出量１．１　Ａ’／ｍｉｎを用すた。

スクラ／４−４　、ソルベント冷却用スノクイラル管６
、石炭ガス冷却用スパイラル管７及びソルベントタンク
８を冷却する為の冷凍機１８は温度制御範囲一２０℃〜
４５℃を用いた。石炭ガス温度を制御する為の温度セン
サー１９はＣＣ熱電対を石炭ガス冷却用スノ４イラル管
７内に挿入した。

尚減圧弁２０及び調圧筒２１はカロリメータ計２２の付
属部品を流用した。又前処理装置の稼動時に生じる圧力
バランス変動を防止して円滑な運動を行うため、均圧ラ
イン２４を水タンク１２とソルベントタンク８及びスク
ラバー４に設けた。なお、Ｎ２昇圧パルツ２３が均圧ラ
イン２４には介装されている。ソルベントを移送する各
配管はφ８×φ６順のステンレスパイプで均圧ライン２
４はφ６×φ４ｍのステンレスパイプを用いた。ソルベ
ント供給タンク１４、冷凍機１８、低温恒温槽１１ａ。

１１ｂ、調圧筒２１及びカロリメータ計２２以外の容器
と配管系統とは高圧に耐える構造になっている。

前記ソルベントとしてはタール成分（ナフタリン、アン
トラセン、フェナントレン等）の溶解度が大きく（例え
ばキシレン中のナフタリン溶解度１６、　ｓ　ｙ／２°
Ｃ１００溶液、トルエン中のナフタリン溶解度１８１１
７２℃１００溶液）蒸気圧が低く（例えばキシレン１．
７　＋ｍ）ｆｇ／２℃、トルエン６．５ｍＨｇ／２℃）
かつ安価なソルベントが好適である６次に作用について
説明する。

スクラバー４内のソルベント景はソルベントレベル’１
１１３ｔｅけＣＶレベル一定ｔにコントロールを行って
いる。

ソルベントと水分の分離はスクラバー４の下部からソル
ベントと水分をソルベントタンク８に移送し、ソルベン
トタンク８内比重差によるソルベントと水分の分離を行
い、更に分離効果を上げるためポリ四フッ化エチレンで
形成した多孔膜を穴あきの円筒管に巻いたセ・９ルター
Ｘｌ０（多孔膜はソルベントのみを通過させる。商品名
はコクボ精器製の分離器上）やルターＸ）をソルベント
タンク８内に設はソルベントのみをメンプランボンデ１
７で吸引しスプレノズル５からスクラバー４に再噴霧さ
せる。循環ソルベントの使用期間はタール成分及びター
ル濃度に左右されるが、ソルベントのタール溶解度が低
下し石炭ガス冷却用ス・譬イラル管７がタール成分で閉
塞を起こすまでを目安として使用可能である。

一方水分のみはソルベントタンク８の下部からソルベン
トレベル管１３を経由して水タンク１２に溜める。

スクラバー４及びソルベントタンク８へのソルベント供
給は前処理装置が稼動する前にあらかじめソルベントと
水数ノをソルベント供給タンク１４からソルベント供給
タンク１４の下部に設けたソルベント供給タンクパルプ
１５を開けてソルベントタンク８を経由しスクラバー４
に供給を行い、ソルベントレベル管１３から水がオーバ
フローし水タンク１２の下部に設けた水タンクパルプ２
５から流出するまでソルベントを供給する。水流出後は
ソルベント供給タンクパルプ１５を閉めて水タンクパル
プ２５を閉める。

カロリメータ前処＠Ｍｌｌｔに石炭ガスを通気する前単
備として（１）装置の気密試験（２）装置冷却部の冷却
（３）ソルベント供給（４）運転の順で作動を行った。

次に本装置の操作手順を示す。

（１）　　！！置の気密試験 ｌ）フィルター導入パルグＪ　ａ　ｅ　Ｊ　ｂ　ｓ　減
圧弁２０、水タンクパルｆ２５．ソルベント供給タンク
パルプ１５を閉にしてＮ２昇圧パルプ２３を開けＮ２？
／ぺ（図示せず）よシＮ２ガスを運転圧の１．５倍＜　
９　ｋｇ／′ｃＩｄｌｃ　）の圧力を保持して配管系統
及びフランジ部、読手部の気密試験を行った。

２）漏洩箇所がなければＮ２昇圧パルプ２３を閉めて水
タンクパルプ２５を徐々に開け、大気圧まで降圧した。

（２）装置冷却部の冷却 ｌ）スクラバー４及びソルベントタンク８の低温恒温槽
１１ｍ、１１ｂＫ不凍液約５５１を仕込む。

２）冷凍機１８のスイッチをＯＮにして設定温度を０℃
に設定（設定温度は石炭ガス冷却用ス・やイラル管出口
に挿入した温度センサー１９のガス温度）し不凍液を冷
凍機１８からスクラバー４の低温恒温槽１１ａの上部へ
更に低温恒温槽１１ｂの下部からソルベントタンク８の
低温恒温槽１１ｂの下部に供給し、低温恒温槽１１ｂの
上部から冷凍機１８に循環させる。

（３）　　ソルベント供給 １）ソルベント供給タンクパルプ１５を１′ｒ１めてソ
ルベント供給夕／り１４にキシレン（ソルベント）７１
と水１．５１を仕込む。

２）ソルベント供給タンクパルプ１５を開けてソルベン
トタンク８とスクラバー４、及び配管９に供給しソルベ
ント供給タンク１４中のキシレンが約４１を前後に供給
された後メン１う／ボンデ１２を始動させた。

３）水分がソルベントレベル管１３からオーバフローし
水タンクパルプ２５から流出したことを確認してソルベ
ント供給タンクパルｆ１５を閉めてキシレンの供給を停
止した。

（４）運転 １）フィルター導入パルｆ３ｍｍ３ｂｓ水タンクパルグ
１５、ソルベント供給タンクパルプ１５及び減圧弁２０
を閉にして前処理装置に導入する石炭ガス圧力と前処理
装置内の圧力を同圧にする為、Ｎ２昇圧バルグ２３を開
けて前処理装置内を昇圧させる。昇圧後はＮ２昇圧パル
プ２３は閉。

２）石炭ガスはフィルター導入パルプ３ａを徐々に開け
て全開し、フィルター１ａからスクラバー４へ通気し、
減圧弁２０で圧力を０．０２ψへ２Ｇに減圧、一定流量
でカロリメータ計２２へ通気した。

以上の操作でカロリメータ前処理装置に某試験場の石炭
ガス化炉から発生した石炭ガス（９０℃、圧力６にシー
Ｇ、タール濃度２１７Ｎｐ　、ダスト濃度１０　ｍｇ／
Ｎｍ’、水分濃度１０チ）をＩ　Ｑ　Ｎｌ／ｍｉｎで通
気した結果、前処理装置内でトラブルがなく（タール、
及びダストによる閉塞）カロリメータ計２２へ安定して
ガス供給ができ、炉負荷変動に応じてカロリメータ計２
２のカロリー値モ追従できた。なお、ガスクロマトグラ
フィーから求めたカロリー値と良く一致し、約１．５１
／日の水分を回収できた。

以上述べた本発明の実施例によれば、高温高圧下におけ
る石炭ガス中のダストは前記フィルター１ｍ、ｌｂで脱
塵され、タール及び水分を含んだ石炭ガスは上記スクラ
バー４に導入され、上記スクラパー４内でタール及び水
分を強制冷却したソルベントと噴霧を併用して洗浄抽出
される。そして、タール及び水分を除いたクリーン÷な
石炭ガス中に洗浄抽出に用りたソルベントの一部が蒸発
し、石炭ガスカロリー値を過大に測定するおそれがある
為蒸発ソルベント量を極力低く（蒸発ソルベントのカロ
リー値を無視できる蒸発りおさえるのに、ソルベント及
びソルベント冷却用ス／中イラル管６とスクラバー４と
を冷却し、更に石炭がス冷却用ス・９イラル管７を用い
てクリーン→な石炭ガス温度を１℃以下にコントロール
する。（一定温度）ソルベントは冷凍機１８により冷却
される。そして一定温度にコントロールしたクリーンな
石炭ガスが減圧弁２０、調圧筒２１を介してカロリメー
タ２２へ導入される。

従って、タール、水分、ダストを連続でかつ完全に除去
でき、これにより迅速な石炭がスカロリー値のモニタ計
ｌ￥ｊｌｌが連続して容易に行える。

［発明の効果］ 以上述べた本発ＥＩＡＫよれば、高温高圧の石炭ガスに
含まれるタール、水分、ダストを連続でかつ完全に除去
でき、これＫより迅速な石炭ガスカ筒す−値のモニタ計
測が連続して容易に行えるカロリーメータの前処理装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略構成を説明するための
図である。 Ｉｍ、１ｂ・・・フィルター、２・・・石炭ガス導入管
、３ｍ、３ｂ・・・フィルター導入パルプ、４・・・ス
クラバー、５・・・スプレーノズル、６・・・ソルベン
ト冷却用スノ４イラル管、？・・・石炭ガス冷却用ス・
臂イラル管、８・・・ソルベントタンク、９・・・配管
、１０・・・セＪ４ルターＸ、ｌ１ｍ、１ｌｂ−低温恒
温槽、１２・・・水タン／、１３・・・ソルベントレベ
ル管、１４・・・ソルベント供給タンク、１５・・・ソ
ルベント供給タンクパルプ、１６・・・ソルベント供給
管、１７・・・メンプラン？ンデ、１８・・・冷凍機、
１９・・・温度センサー、２０・・・減圧弁、２１・・
・調圧筒、２２・・・カロリメータ計、２３−Ｎ２昇圧
パルプ、２４・・・均圧ライン、２５・・・水タンクパ
ルツ。 １、事件の表示 特願昭６２−８２６４３号 ２、発明の名称 カロリーメータの前処理装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 （６２０）三菱重工業株式会社 （ほか１名） ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル７、
補正の内容 （１）明細書第１頁および第２頁に記載の特許請求の範
囲を別紙のように訂正する。 （２）同第５頁１行目に記載の「水分とソルベント」を
「水分及びタールとソルベント」と訂正する。 （３）同第５頁１８行目に記載の「水分は分離」を「水
分及びタールは分離」と訂正する。 （４）　　同第６頁９行目に記載のｒ３ａ、３ｂを設け
て」をｒ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを設けて」と訂正する
。 （５）同第１３頁１５行目に記載の「バルブ１５、」を
「バルブ２５、」と訂正する。 （６）　　同第１６６頁９行目記載のｒ３ａ、３ｂ−Ｊ
をｒ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ−Ｊと訂正する。 （７）図面第１図を別紙のように訂正する。 明＝＝＝禰ト＝−−誉 ２、特許請求の範囲 低温恒温槽内に配置され石炭ガスと冷却したソルベント
を攪拌するスクラバーと、 前記低温恒温槽を貫通して前記スクラバー下方に連結さ
れた石炭ガス導入管と、 この石炭ガス導入管の途中に設置され、石炭ガスに含ま
れるダストを除去するフィルターと、前記石炭ガス導入
管の先端に設置され、前記スクラバー下方内部に位置す
るノズルと、前記スクラバー上方内部に配置され水分及
びタールとソルベントを分離させるソルベントスプレー
ノズルと、 前記スクラバー上方内部に連通され、途中に減圧弁を介
して前記低温恒温槽を貫通して外部でカロリーメータに
連結された石炭ガス吐出管と、前記スクラバー下部と連
通されたソルベント供給タンクと、 このソルベント供給タンクの下部を連通した水タンクと
、 前記ソルベント供給タンク内部で開口し前記ソルベント
スプレーノズルに連通したソルベント供給管とからなる
カロリーメータの前処理装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 低温恒温槽内に配置され石英ガスと冷却したソルベント
   を攪拌するスクラバーと、 前記低温恒温槽を貫通して前記スクラバー下方に連結さ
   れた石炭ガス導入管と、 この石炭ガス導入管の途中に設置され、石炭ガスに含ま
   れるダストを除去するフィルターと、前記石炭ガス導入
   管の先端に設置され、前記スクラバー下方内部に位置す
   るノズルと、 前記スクラバー上方内部に配置され水分とソルベントを
   分離させるソルベントスプレーノズルと、前記スクラバ
   ー上方内部に連通され、途中に減圧弁を介して前記低温
   恒温槽を貫通して外部でカロリーメータに連結された石
   炭ガス吐出管と、前記スクラバー下部と連通されたソル
   ベント供給タンクと、 このソルベント供給タンクの下部を連通した水タンクと
   、 前記ソルベント供給タンク内部で開口し前記ソルベント
   スプレーノズルに連通したソルベント供給管とからなる
   カロリーメータの前処理装置。