JP2001323285A - 石炭水素添加ガス化装置のインジェクタ装置とその運転方法 - Google Patents
石炭水素添加ガス化装置のインジェクタ装置とその運転方法Info
- Publication number
- JP2001323285A JP2001323285A JP2000142875A JP2000142875A JP2001323285A JP 2001323285 A JP2001323285 A JP 2001323285A JP 2000142875 A JP2000142875 A JP 2000142875A JP 2000142875 A JP2000142875 A JP 2000142875A JP 2001323285 A JP2001323285 A JP 2001323285A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- oxygen
- burner
- jet
- pulverized coal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
直接製造する水素添加ガス化装置に用いる改良されたイ
ンジェクタ装置を得る。 【解決手段】 圧力容器3の先端鏡板2の中央部に微粉
炭供給ノズル4が取り付けられ、微粉炭供給ノズル4を
中心とした同心円上には、複数個の水素・酸素バーナ5
0がバーナ噴口からの高温水素が微粉炭供給ノズル4か
らの微粉炭に衝突し得るようにして着脱可能に取り付け
られている。
Description
の水素でガス化してメタンなどの炭化水素系ガスを直接
製造するのに用いられる、石炭水素添加ガス化装置のイ
ンジェクタ装置とその運転方法に関する。
る石炭を原料とし、そこから高効率で環境面でも優れた
代替天然ガス(炭化水素系ガス)を製造する技術とし
て、石炭を高温加圧下の水素でガス化してメタンなどの
炭化水素系ガスを直接製造する技術が、石炭水素添加ガ
ス化技術として知られている。例えば、特開昭52−1
42703号公報には、図7に示すように、上方のプレ
ート156と底部のインジェクタプレート160と、そ
れらの中心部に支えられている濃密度の微粉炭を運ぶ中
央の微粉炭ノズル154とから構成されるインジェクタ
装置152が記載されている。
レート156の内面157とインジェクタプレート16
0の内面158とにより環状の室162が区画され、該
環状の室162には、図8に示すように、予熱器139
内において加熱コイル143内を通過することにより1
500−1800゜Fの温度範囲に加熱された水素が導
管164から導入される。インジェクタプレート160
にはインジェクタの回りに等間隔に4個のオリフィス1
66が開けられており、その各オリフィス166は前記
微粉炭ノズル154の中心線に関して約30度の衝突角
をなす。前記各オリフィス166から噴出する高温水素
は、微粉炭ノズル154から噴出する微粉炭とインジェ
ク表面下流で衝突し、微粉炭と高温水素の混合が進行し
て、石炭のガス化が進行する。
る石炭水素添加ガス化装置は、全体としては図示しない
が、全体が圧力容器として形成される。運転に際して、
目標とする最終生成物(例えばメタンなど)に応じて、
炉内の最適運転温度が異なることから、オリフィス16
6から反応室内に供給される高温水素の温度も、得よう
とする最終生成物に応じて異なってくる。
置のインジェクタ装置として、上記のロケットエンジン
の分野で採用されているいわゆるフォー−オン−ワン形
式のインジェクタ装置は原理的には有効なものであると
しても、実際の運用を考慮した場合に、構造的な面から
あるいは運転条件の面から多くの改良すべき点を持つ。
粉炭ノズル154と4個の高温水素の噴出オリフィス1
66との双方が一体にアッセンブルされている構成であ
るために、水素噴出オリフィス166からの熱が微粉炭
ノズル154に伝わって微粉炭の熱による融着を引き起
こし、微粉炭ノズル154を閉塞する恐れがある。ま
た、全体としての耐熱性や耐久性も十分とはいえない。
そのために、長時間の運転を行う場合には、何らかの冷
却構造を組み付けることが必要となる。
ノズル154が閉塞した際や、装置に何らかの損傷が発
生したような場合に、インジェクタ装置全体を取り外し
て補修することが必要であり、大きな作業が必要とな
る。また、スケールアップする場合に、大きな重量増加
を伴う。また、運転に際して、目標とする最終生成物に
応じた炉内の最適運転温度が得られるように、反応室内
に供給される高温水素の温度を調整することも容易でな
い。
れたものであり、その目的は、構造的に安定かつ簡素な
ものとして実機として長時間の使用を可能とし、メンテ
ナンスも容易であり、かつスケールアップの際にも過度
の重量増加を伴うことのない改良された石炭水素添加ガ
ス化装置のインジェクタ装置を提供することにある。他
の目的は、運転時に、微粉炭あるいはチャーの団粒化
(凝集)が生じ難く、また、商用の高温の水素を定常的
に安定して微粉炭に衝突させることが可能であることか
ら、石炭をガス化して高い効率でメタンなどの炭化水素
を直接製造することのできる石炭水素添加ガス化装置の
インジェクタ装置を提供することにある。さらに他の目
的は、上記のようなインジェクタ装置を備えた石炭水素
添加ガス化装置の改良された運転方法を提供することに
ある。
めの本発明による石炭水素添加ガス化装置のインジェク
タ装置は、基本的に、圧力容器の一方端中央部に当該圧
力容器の軸心線方向を噴出方向とする微粉炭供給ノズル
が取り付けられ、前記端部の前記微粉炭供給ノズルを中
心とした同心円上には、複数個の水素・酸素バーナが該
バーナー噴口からの高温水素が前記微粉炭供給ノズルか
らの微粉炭に衝突し得るようにして着脱可能に取り付け
られていることを特徴とする。
器の例えば鏡板とされる一方端中央部に微粉炭供給ノズ
ルを取り付け、その周囲に複数個の水素・酸素バーナを
配置した構成であり、構造的にきわめて安定しており、
かつ、水素・酸素バーナの熱が微粉炭供給ノズルに伝熱
しがたいとこから、長時間の連続運転に十分に耐えるこ
とができる。また、高温水素は、該水素・酸素バーナを
燃焼させることによって直接得られるものであり、付加
的な加熱手段を必要としないことから全体の構成は簡素
化する。さらに、個々の水素・酸素バーナの燃焼条件を
適宜設定することにより、所定温度の高温水素を容易か
つ確実に、またコンスタントに得ることができる。
には微粉炭供給ノズルは、圧力容器の先端に着脱自在に
取り付けられており、メンテナンスの際、個々の水素・
酸素バーナごとに、場合によっては微粉炭供給ノズルと
共に取り外しができ、機器のメンテナンス作業が容易化
する。また、異なった種類や粒径の微粉炭を用いて運転
する場合に、その条件に最適な温度及び流量の高温水素
を供給できるよう、適切な水素・酸素バーナに容易に交
換することもできる。水素・酸素バーナが不調をきたし
たような場合にも、不調をきたした水素・酸素バーナの
みを容易に交換することができる。さらに、個々に独立
した水素・酸素バーナから高温水素を供給するようにし
ているので、個々のバーナごとに正確な流量制御を行う
ことができ、流量異常なども個々のバーナごとに検知で
きるメリットがある。
微粉炭供給ノズルに対する各水素・酸素バーナの傾斜角
度は、本発明によるインジェクタ装置を備えた石炭水素
添加ガス化装置の運転環境に応じて、実験的に最適な数
あるいは値を決めればよいが、ロケットエンジンの分野
で採用されているフォー−オン−ワン形式のインジェク
タ装置の場合でのように、微粉炭供給ノズルを中心とし
て同心状に複数個(4個程度)することは、やはり好ま
しい態様である。
ンジェクタ装置に用いる水素・酸素バーナは、燃焼によ
り所望の高温水素が得られることを条件に任意である
が、好ましくは、バーナ先端面に位置する酸素噴出孔
と、該酸素噴出孔からの酸素の噴流軸線を中心とする同
心円状に形成された、好ましくは円環状の水素噴出孔と
を備えており、前記酸素噴出孔からの酸素噴流と水素噴
出孔からの水素噴流とは、バーナ先端面よりも前方にお
いて拡散混合して水素が部分燃焼し、それにより高温の
水素を得るように設計されている。
は、水素に対する酸素の供給量を調整して部分燃焼後の
水素の温度を容易に変えることができるように、水素に
対する酸素の供給量を制御する手段が備えられる。前記
のように、石炭水素添加ガス化装置では、目標とする最
終生成物に応じて炉内の最適運転温度が相違するので、
それに対応して異なった温度の高温水素を水素・酸素バ
ーナからの石炭水素添加ガス化装置内に供給できること
が望まれるが、前記水素・酸素バーナを用いることによ
り、所要の温度の高温水素を容易に調整することがで
き、かつ、炉内に供給することができる。
した混合気の着火は、別途備える加熱状態の金属や放電
火花着火手段などの外部着火手段による着火であっても
よく、高温水素の自己着火であってもよい。後者の場合
には、水素が酸素により自己着火可能となるような温度
領域に少なくとも水素を予熱するための予熱手段を備え
ることが望ましい。予熱手段は任意であるが電気炉や燃
焼炉などであってよく、該炉内を通過させることによっ
て水素を所要温度(例えば、700℃程度)に昇温させ
る。なお、水素の自己着火温度は、水素と酸素の初期温
度やモル比、環境圧力などにより変化するので、当該石
炭水素添加ガス化装置の運転環境に応じて、適切な温度
となるように予熱する。
孔からの水素噴流との噴出態様は、バーナ先端面よりも
前方において酸素噴流と水素噴流とが拡散混合状態とな
り得ることを条件に任意であり、平行流であってもよ
く、水素噴流と酸素噴流とがバーナ先端面よりも前方に
おいて角度を持って衝突する交差噴流であってよい。前
者の場合には、バーナチップ部分の機械加工が容易化す
るメリットがある。
微粉炭流に高温酸素を衝突させることは微粉炭流を燃焼
させる恐れがあり避けなければならないが、そのために
は、供給される酸素はバーナ先端から噴出した後できる
だけ短い距離で消費完了することが望まれる。その意味
からは、水素噴流と酸素噴流とが所定の角度を持って衝
突し先混合するようにノズルチップの噴口を設計するこ
とは好ましい態様である。
孔からの酸素噴流と水素噴出孔からの水素噴流とが、バ
ーナ先端面よりも前方においてほぼ30〜45度の角度
で衝突するように、前記水素噴出孔の傾斜角度を設定す
ることが、最も好ましい態様であることが確認された。
酸素噴出流と水素噴出流との衝突角度が45度よりも大
きな角度とすることは、バーナの加工性の面から、ま
た、燃焼位置がバーナ先端面に近づきすぎてバーナに熱
損傷を与え寿命を短縮化することから好ましくない。
炭水素添加ガス化装置を用いた高温水素の添加による石
炭のガス化において、高温水素の流量と微粉炭の質量流
量比がある一定の値であるときに、高い効率が得られと
いわれている。また、安定して運転を継続するために
は、微粉炭と水素との混合時に、微粉炭あるいは反応後
の物質であるチャーが団粒化しないことが条件であり、
団粒化を防止するには、混合直後に両者が均一に混じり
合うことが必要となる。そこで、本発明者らは、その条
件を満足する石炭水素添加ガス化装置の運転方法を見つ
けるべく、混合に影響を与えると予測されるファクタを
いろいろと変えて実験を行った。それにより、高温水素
及び微粉炭とその搬送ガスとの運動量比が混合の均一化
に与える影響が大きいことを知った。
装置の運転方法は、上記各水素・酸素バーナからの高温
水素の噴出流量と微粉炭供給ノズルからの微粉炭及び微
粉炭搬送ガスの噴出流量とを、その質量流量比が一定の
条件下で、運動量比が所要の値となるようにして運転す
ることを特徴とする。ここにおいて、最適な運動量比の
値は、実機の寸法などに応じて変化する値であり、実機
に応じて、計算によりあるいは実機の運転を通して、設
定される。
いて、生成しようとする最終生成物に応じて炉内の最適
運転温度が異なる。従って、本発明の好ましい態様で
は、炉内最適運転温度を得ることのできる所望温度の高
温水素が得られるように、水素・酸素バーナでの水素に
対する酸素の供給量を適宜制御して、所望温度の高温水
素を得るようにし、その高温水素を反応炉内に供給する
ようにして石炭水素添加ガス化装置の運転を行う。
ガス化装置のインジェクタ装置及びそこに取り付ける水
素・酸素バーナの好ましい実施の形態を、その運転方法
と共に、実験により得られた知見をも含めて説明する。
要部を説明する断面図であり、図2は該インジェクタ装
置Aを上から見た図である。ただし、図2では、図1に
おける後記する微粉炭供給ノズル4及び水素・酸素バー
ナ50は取り外されている。図示されるように、インジ
ェクタ装置Aは反応室Sの一部を区画する円筒状の筒体
1とその上端を閉塞するほぼ半円球状の鏡板2とを備
え、筒体1と鏡板2は、双方の対向する端部に形成され
るフランジ1a、2aをネジ留めすることによって一体
化され、全体として圧力容器3を形成している。また、
鏡板2の下端部は円盤2bにより閉鎖されている。
該開口には当該圧力容器3の中心軸心線L方向を噴出方
向とする微粉炭供給ノズル4が軸心線を同じくして取り
付けてある。該微粉炭供給ノズル4の先端は、前記鏡板
2の下端部に配置された円盤2bにまで達しており、そ
こで、前記反応室Sに連通している。鏡板2の前記開口
部にはフランジ6,6’との間にガスケット7を配置し
て微粉炭供給ノズル4を締め付け固定し、該開口部と微
粉炭供給ノズル4との間の気密性を確保している。
を中心とした同心円上には、4個の開口11が等しい間
隔で形成されており、各開口11には円筒状のフランジ
12が熔着などの手段により一体に定着されている。各
円筒フランジ12は、その中心軸心線LLが前記圧力容
器3の中心軸心線L(すなわち、前記微粉炭供給ノズル
4の中心軸心線)と所要の角度で交叉するように傾斜し
て設けてある。前記円筒フランジ12の上端面13はそ
の中心軸心線LLに直交する平坦面となっている。この
角度は、図7に示したような従来のインジェクタ装置に
おける微粉炭供給と高温水素との衝突角をベースとして
いる。
バーナ50が着脱可能な状態でそれぞれ取り付けられ
る。水素・酸素バーナ50は、ノズル先端部60と、該
ノズル先端部60の背面側に固定された円筒体80と、
該円筒体80の後端を閉塞する閉塞板81を備える。ノ
ズル先端部60は、図3,図4に詳細に示すように、ノ
ズルチップ部61と、その後端に熔着された次第に拡径
している基体部分71とからなる。そして、前記円筒体
80にはその軸心に直交する方向に取り付けフランジ8
2(図1)が気密状態で固着されており、該取り付けフ
ランジ82が前記円筒フランジ12の平坦先端面13上
にねじ止めなどの手段により定着されることにより、水
素・酸素バーナ50は、鏡板2に対して着脱可能な状態
で、かつ、微粉炭供給ノズル4の中心軸心線と30〜4
5度程度の角度で交叉するように傾斜して取り付けられ
る。この例では、4本の水素・酸素バーナ50が、その
ノズル先端部60を前記微粉炭供給ノズル4を中心とし
た同心円上に位置するようにして、かつ、同じ傾斜角度
で取り付けてあり、各水素・酸素バーナ50の噴口から
の高温水素は微粉炭供給ノズル4からの微粉炭に30〜
45度程度の角度をなして衝突するようにされている。
填されており、水素・酸素バーナ50の噴口からの熱が
微粉炭供給ノズル4に伝熱するのをさらに確実に防止し
て、微粉炭供給ノズル4の先端で微粉炭が熱融着するの
を阻止するとともに、水素・酸素バーナ50内を流れる
高温水素が温度低下するのをも防止している。また、筒
体1の内周面にも断熱材1bが張り付けてあり、反応室
S内の温度を一定に維持している。
を貫通する酸素ガス噴出流路62が穿設される。該酸素
ガス噴出流路62は、酸素ガス噴出ノズル63と該酸素
ガス噴出ノズル63の上流側に連続するやや大径である
酸素ガス流路64とを備える。さらに、前記酸素ガス流
路64の周囲には円筒状の水素流路65が形成されてお
り、該水素流路65の先端底部には、前記酸素ガス噴出
ノズル63の先端開口位置の僅か外側に開口部が位置し
うるような傾斜角度で複数本の第2の水素流路66が穿
設されている。そして、該複数本の第2の水素流路66
の先端は、コーン状の水素噴出ノズル67にすべて連通
するようにされており、該コーン状の水素噴出ノズル6
7の先端は、前記酸素ガス噴出ノズル63の先端開口部
を取り囲む円環状の噴出口68となっている。この例に
おいて、酸素ガス噴出ノズル63と水素噴出ノズル67
との傾斜角βは30〜45度である。なお、前記コーン
状の水素噴出ノズル67を省略して、第2の水素流路6
6をそのままノズル先端まで延長し、そこで噴出口とし
て開放するようになっていてもよい。さらに、図示しな
いが、酸素ガス噴出ノズル63に対して水素噴出ノズル
67(あるいは第2の水素流路66)を平行に位置さ
せ、両ノズルからの噴出流が平行流となるように形成し
てもよい。
通する複数本の第1の貫通路72と、前記酸素ガス流路
62に連通する第2の貫通路73とが穿設されており、
第1の貫通路72の上流側開放端位置74と第2の貫通
孔73の上流側開放端位置75とは、好ましくは中心軸
心線LLを挟んで反対側に位置するようにされている。
そして、基体部分71における前記第1の貫通孔72の
上流側開放端位置74及び第2の貫通孔73の上流側開
放端位置75には、それぞれの貫通孔の開放端を気密状
態で包囲するように第1の導管76と第2の導管77と
が熔着されている。また、第1の導管76と第2の導管
77は前記円筒体80に沿って上流側に延出し、前記閉
塞板81を密封状態で貫通して、外側に突き出ている。
前記閉塞板81を越えて外側に突出している部分は、途
中にベローズ83を介在させた覆い管84で覆われてお
り、第1の導管76と覆い管84の間には断熱材を挿入
して必要な場合に予熱されて送られてくる水素の冷却を
防いでいる。なお、熱による膨張収縮が小さい場合に
は、ベローズ83は省略してもよい。前記第1の導管7
6は加圧された水素源(不図示)に接続され、第2の導
管77は加圧された酸素源(不図示)に接続されてい
る。そして、酸素と必要な場合には図示しない予熱手段
により所要の温度(700℃程度以上)に予熱された水
素とが、水素・酸素バーナ50に送り込まれる。場合に
よっては、酸素が予熱されることもある。
された水素とはノズルの先端から噴出し、ノズル前方で
衝接して拡散混合し、水素が酸素により自己着火して部
分燃焼する。その際に、所要に昇温した高温水素が得ら
れるように、また、供給する酸素は自己着火直後にすべ
てが消費されるように、図示しない流量調整手段により
水素に対する酸素の量が調整される。流量調整手段は流
量調整弁のようなものであってよい。それにより、水素
は容易に所要の温度に昇温する。なお、バーナの着火は
自己着火ではなく別途用意した加熱状態の金属や放電火
花着火手段などの外部着火手段により行うようにしても
よい。
ェクタ装置において、前記水素・酸素バーナ50を燃焼
させながら、微粉炭供給ノズル4から微粉炭を噴出させ
る。それにより、バーナ噴口からの所要の温度に昇温し
た高温水素が微粉炭供給ノズル4からの微粉炭に衝突し
て、メタンなどの炭化水素系ガスを直接製造することが
できる。
タンなどの炭化水素系ガスを直接製造する場合に、安定
した運転を継続するためには、微粉炭と高温水素との混
合時に両者が均一に混じり合って、微粉炭に団粒化(凝
集)が生じないことが必要である。そこで、本発明者ら
は、テストモデルを使用して混合に影響を与えると予測
されるファクタをいろいろと変えて予備実験を行った。
その結果、他のファクタに比較して、高温水素と微粉炭
との運動量比(モーメンタム比)が、混合の均一化に有
意な影響を与えることを知った。以下にそれを説明す
る。
実験装置の概略図であり、反応器100は円筒体1A
(直径d)を備え、その一端が端板2Aで閉鎖されてい
る。該端板2Aの中心部には微粉炭供給ノズルに相当す
る第1のノズル4Aが、円筒体1Aの中心軸心線L1と
軸心線を同じくして取り付けてある。さらに、該第1の
ノズル4Aを中心とした直径Dの同心円上には、水素・
酸素バーナの噴出ノズルに相当する4本の第2のノズル
4Bが等しい間隔で設けてあり、その中心軸心線LL1
は前記円筒体1Aの中心軸心線L1(すなわち、前記第
1のノズル4Aの中心軸心線)と所要の角度で交叉する
ように傾斜している。各ノズルには流量計5A、流量調
整弁5Bが取り付けられ、各ノズルを通過する流体の流
量調整を可能としている。
ス(空気と空気にトレーサを混入したもの)の混合に擬
態させてテストを行った。前記のように、高温水素の流
量と微粉炭の質量流量比が一定(0.2程度)であると
きに高い効率が得られことが知られているので、テスト
では、第2のノズル4Bからの水素ガス側空気流量q2
と第1のノズル4Aからの石炭側空気流量q1との質量
流量比(q2/q1)をほぼ0.2とした。
ータを変えたケース1〜ケース5についてテストした。
基準となるケース(ケース1)では、反応器直径d=
d、第2のノズル4B間の距離D=D、第2のノズル4
Bの焦点距離(ノズル先端から中心軸心線L1までの距
離)Da=Dとし、さらに、石炭側空気と水素ガス側空
気との運動量比(モーメンタム比)Mc=Mc、第1の
ノズル4Aの直径t1と第2のノズル4Bの直径t2と
を設定した。
変更した。ケース3では、第2のノズル4B間の距離D
(すなわち、第2のノズル4Bの焦点距離Da)を1.
4D(1.4Da)に変更した。ケース4では、第2の
ノズル4Bの直径t2を約0.7×t2とすることによ
って、運動量比(モーメンタム比)Mcを2.0Mcに
変更した。ケース5では、第2のノズル4Bの直径t2
を約1.4×t2とすることによって、運動量比(モー
メンタム比)Mcを0.5Mcに変更した。
面から下流側にL,2L,2.8Lの距離に、直径方向
に複数の試料採取部を持つ櫛形サンプリング管を挿入し
てトレーサの分布状態をベースに双方の空気の混合濃度
分布を測定した。その結果、基準ケースであるケース1
での混合濃度分布と比較して、反応器直径dを変更した
場合(ケース2)、及び、第2のノズル4B間の距離D
(第2のノズル4Bの焦点距離Da)を変更した場合
(ケース3)のいずれにおいても、その混合濃度分布態
様に有意な差異は認められなかった。しかし、運動量比
(モーメンタム比)Mcを0.5Mcに変更した場合
(ケース5)では、その混合濃度分布態様がケース1の
場合と大きく相違し、有意な差異が認められた。運動量
比(モーメンタム比)Mcを2.0Mcに変更した場合
(ケース4)も混合濃度分布態様はケース1の場合と有
意な差違を示したが、その差違の程度はケース5の場合
よりも格段に小さかった。以上のことから、図1及び図
2に示すような形態の石炭水素添加ガス化装置に用いる
インジェクタ装置において、混合性に対し最も影響を持
つのは運動量比(モーメンタム比)Mcであることがわ
かる。
のノズル2A側は実際の石炭噴流とし、第2のノズル4
B側は空気噴流として、同じようにテストを行い、か
つ、下流側で同じようにして石炭濃度分布を測定して、
ガス/ガス系試験との固体の影響による有意差の有無を
確認・評価した。その結果、固体の影響による有意差は
ほとんど観察されず、石炭噴流と空気噴流との運動量比
(モーメンタム比)の違いによる混合濃度分布のばらつ
き方も、ガス/ガス系の場合と定性的に同じ分布を示し
た。
インジェクタ装置は、水素・酸素バーナと微粉炭供給ノ
ズルとを個別に圧力容器の先端に取り付けるようにした
ので、水素・酸素バーナから微粉炭供給ノズルへの伝熱
性を低下させることができ、微粉炭供給ノズル先端で微
粉炭が熱融着するのを有効に阻止することができる。そ
れにより、石炭水素添加ガス化装置を安定した状態で長
時間の連続運転することが可能となり、装置の耐久性が
向上する。また、水素・酸素バーナを燃焼させることに
よって高温水素を直接得ることができるので、全体の構
成は簡素化する。さらに、個々の水素・酸素バーナの燃
焼条件を適宜設定することにより、所望の温度の高温水
素を容易かつ確実に、またコンスタントに得ることがで
きる。
圧力容器の先端に着脱可能に取り付けられているので、
メンテナンスの際、個々の水素・酸素バーナ及び微粉炭
供給ノズルを取り外すことができ、メンテナンス作業が
容易化する。また、異なった種類や粒径の微粉炭を用い
て運転する場合に、その条件に最適な温度及び流量の高
温水素が供給できるよう、適切な水素・酸素バーナに容
易に交換することもできる。
場合にも、不調をきたした水素・酸素バーナのみを容易
に交換することができる。また、個々に独立した水素・
酸素バーナから高温水素を供給するようにしているの
で、個々のバーナごとに正確な流量制御が可能であり、
流量異常の発生なども個々のバーナごとに検知すること
ができる。また、本発明による石炭水素添加ガス化装置
の運転方法により、高い効率での石炭のガス化が進行す
る。また、その最終生成物に応じた最適の運転状態を容
易に確立することもできる。
る断面図。
し、微粉炭供給ノズル及び水素・酸素バーナは取り外さ
れている。
面図。
面による斜視図。
装置を説明する図。
加熱装置を説明する図。
反応室、1…筒体、2…鏡板、3…圧力容器、4…微粉
炭供給ノズル、50…水素・酸素バーナ、60…ノズル
先端部、61…ノズルチップ部、62…酸素ガス噴出流
路、63…酸素ガス噴出ノズル、65…水素流路、67
…水素噴出ノズル、68…円環状の水素噴出口
Claims (7)
- 【請求項1】 圧力容器の一方端中央部に当該圧力容器
の中心軸心線方向を噴出方向とする微粉炭供給ノズルが
着脱可能に取り付けられ、前記端部の前記微粉炭供給ノ
ズルを中心とした同心円上には、複数個の水素・酸素バ
ーナが該バーナー噴口からの高温水素が前記微粉炭供給
ノズルからの微粉炭に衝突し得るようにして着脱可能に
取り付けられていることを特徴とする石炭水素添加ガス
化装置のインジェクタ装置。 - 【請求項2】 前記水素・酸素バーナは、バーナ先端面
に位置する酸素噴出孔と、該酸素噴出孔からの酸素の噴
流軸線を中心として同心円状に配置された水素噴出孔と
を備えており、前記酸素噴出孔からの酸素噴流と該水素
噴出孔からの水素噴流とは、バーナ先端面よりも前方に
おいて拡散混合して水素が部分燃焼し、それにより、高
温の水素を得るように設計されている水素・酸素バーナ
であることを特徴とする請求項1記載の石炭水素添加ガ
ス化装置のインジェクタ装置。 - 【請求項3】 前記水素・酸素バーナは、前記混合領域
における水素の部分燃焼により所要温度に昇温した高温
水素が得られるように、水素に対する酸素の供給量を制
御するようにされている水素・酸素バーナであることを
特徴とする請求項2記載の石炭水素添加ガス化装置のイ
ンジェクタ装置。 - 【請求項4】 前記水素・酸素バーナは、前記拡散混合
した混合気が水素の酸素による自己着火により燃焼する
ようにされている水素・酸素バーナであることを特徴と
する請求項2又は3記載の石炭水素添加ガス化装置のイ
ンジェクタ装置。 - 【請求項5】 前記水素・酸素バーナは、前記酸素噴出
孔からの酸素噴流と前記水素噴出孔からの水素噴流と
が、バーナ先端面よりも前方において、水素噴流が酸素
噴流に対してほぼ30〜45度の角度で衝突するように
されている水素・酸素バーナであることを特徴とする請
求項2ないし4いずれか記載の石炭水素添加ガス化装置
のインジェクタ装置。 - 【請求項6】 請求項1ないし5いずれか記載のインジ
ェクタ装置を備えた石炭水素添加ガス化装置の運転方法
であって、各水素・酸素バーナからの高温水素の噴出流
量と微粉炭供給ノズルからの微粉炭及び微粉炭搬送ガス
の噴出流量とを、その質量流量比が一定の条件下で、運
動量比が所要の値となるようにして運転することを特徴
とする石炭水素添加ガス化装置の運転方法。 - 【請求項7】 請求項3に記載のインジェクタ装置を備
えた石炭水素添加ガス化装置の運転方法であって、当該
石炭水素添加ガス化装置で生成しようとする最終生成物
に応じた炉内運転温度を得ることのできる所望温度の高
温水素が得られるように、水素に対する酸素の供給量を
適宜制御して水素・酸素バーナを運転することを特徴と
する石炭水素添加ガス化装置の運転方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000142875A JP2001323285A (ja) | 2000-05-16 | 2000-05-16 | 石炭水素添加ガス化装置のインジェクタ装置とその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000142875A JP2001323285A (ja) | 2000-05-16 | 2000-05-16 | 石炭水素添加ガス化装置のインジェクタ装置とその運転方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001323285A true JP2001323285A (ja) | 2001-11-22 |
Family
ID=18649774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000142875A Pending JP2001323285A (ja) | 2000-05-16 | 2000-05-16 | 石炭水素添加ガス化装置のインジェクタ装置とその運転方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001323285A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001354976A (ja) * | 2000-06-14 | 2001-12-25 | Osaka Gas Co Ltd | 高温気体発生装置および石炭の水添ガス化装置 |
CN104099136A (zh) * | 2014-08-04 | 2014-10-15 | 鲁西集团有限公司 | 多元燃烧复合型煤气化装置及工艺方法 |
CN104479752A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-01 | 新奥科技发展有限公司 | 一种气流床粉煤加氢气化方法 |
CN105647586A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-06-08 | 西安航天源动力工程有限公司 | 一种水煤浆冷壁气化炉点火装置 |
CN105694978A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-06-22 | 西安航天源动力工程有限公司 | 一种顶置式多喷嘴水煤浆气化装置 |
-
2000
- 2000-05-16 JP JP2000142875A patent/JP2001323285A/ja active Pending
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JPN6009051186, 石炭科学会議発表論文集, 1998, (35), p.197−200 * |
JPN6009051189, 化学工学, 2000, 64(4), p.192−196 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001354976A (ja) * | 2000-06-14 | 2001-12-25 | Osaka Gas Co Ltd | 高温気体発生装置および石炭の水添ガス化装置 |
JP4666242B2 (ja) * | 2000-06-14 | 2011-04-06 | 大阪瓦斯株式会社 | 高温気体発生装置および石炭の水添ガス化装置 |
CN104099136A (zh) * | 2014-08-04 | 2014-10-15 | 鲁西集团有限公司 | 多元燃烧复合型煤气化装置及工艺方法 |
CN104099136B (zh) * | 2014-08-04 | 2015-04-08 | 鲁西集团有限公司 | 多元燃烧复合型煤气化装置及工艺方法 |
CN104479752A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-01 | 新奥科技发展有限公司 | 一种气流床粉煤加氢气化方法 |
CN105647586A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-06-08 | 西安航天源动力工程有限公司 | 一种水煤浆冷壁气化炉点火装置 |
CN105694978A (zh) * | 2016-01-27 | 2016-06-22 | 西安航天源动力工程有限公司 | 一种顶置式多喷嘴水煤浆气化装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5984667A (en) | Combustion process and apparatus therefore containing separate injection of fuel and oxidant streams | |
US5490775A (en) | Forward injection oxy-fuel burner | |
US6068468A (en) | Refractory block for use in a burner assembly | |
CN201209691Y (zh) | 用于促进非静态火焰的多路输出阀 | |
US3985494A (en) | Waste gas burner assembly | |
US5431559A (en) | Oxygen-fuel burner with staged oxygen supply | |
JP3672597B2 (ja) | 液状及び又はガス状の燃料のための燃料ランス | |
US5570679A (en) | Industrial burner with low NOx emissions | |
CA1170562A (en) | Recirculating burner | |
US4106912A (en) | Carbon black reactor with axial flow burner | |
BRPI0614309A2 (pt) | aparelho queimador, e, método de combustão | |
GB2449267A (en) | Cool diffusion flame combustion | |
JP2010528255A (ja) | 燃料燃焼システム、燃焼方法及びバーナー | |
US2046767A (en) | Combustion apparatus | |
US4728285A (en) | Device for the combustion of fluid combustible materials | |
US4790744A (en) | Burner with low emission of polluting gases | |
CN101393098A (zh) | 一种材料在高温燃气中的烧蚀检测装置及方法 | |
JP2000039106A (ja) | 広火炎バ―ナ | |
US4125364A (en) | High velocity billet heater | |
JP2001323285A (ja) | 石炭水素添加ガス化装置のインジェクタ装置とその運転方法 | |
JP3675163B2 (ja) | 管状火炎バーナ | |
JP2527922B2 (ja) | 微粉炭の酸素燃焼バ―ナ | |
JP2001323284A (ja) | 石炭水素添加ガス化装置に用いる水素・酸素バーナ | |
JPS6161007B2 (ja) | ||
US1723418A (en) | Oil-gas process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070320 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091006 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091204 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100105 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100218 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100316 |