JPH0324195A - 石炭ガス化反応器 - 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】 本発明は微粉砕固体炭素含有燃料および酸化剤の部分酸
化法を実施するための反応器に関する。

微粉砕固体炭素含有燃料は、微粉砕固体炭素含有燃料を
酸素含有ガスで反応器中で部分燃焼させることによる合
成ガスの製造法に適用され、そこで部分燃焼プロセス中
に生じた液体スラグは反応器の底の出口から取出されそ
して重力でスラグ排出手段を通って水浴またはスラグ鵞
，冷槽へ入り、そこで急冷により固化する。

微粉砕固体炭素含有燃料を酸素含有ガスとして実質的に
純粋の酸素で部分燃焼すると一酸化炭素と水素から主と
して或る合戒ガスを生ずる．酸素含有ガスが空気または
酸素富化空気である場合は生ずる合或ガスは勿論実質的
な量の窒素をも含有する．微粉砕固体炭素含有燃料は一
般に石炭または褐炭、泥炭、木材、コークス、すす等の
ような他の固体燃料を意味するが、液体またはガスと粒
状固体燃料の混合物も可能である。

有利には、調節剤も反応器中に導入される。調節剤の目
的は反応器の温度に低減効果を及ぼすことである．これ
は調節剤と合或ガス製造の反応体および／または生或物
との間の吸熱反応により確保される．適当な調節剤はス
チームおよび二酸化炭素である。

ガス化は有利には１２００ないし１７００℃の範囲の温
度および１ないし２００バールの範囲の圧力で実施され
る． 合或ガスの製造を行なう反心器はいかなる適当な形状を
有してもよい． 微粉砕固体炭素含有燃料および酸素含有ガスの反応器へ
の供給は目的に適するいかなる方法でも行なうことがで
き、詳述はしない． 部分燃焼反応で生じる液体スラグは落下しそして反応器
底に配設された出口を通って排出される．例えば石炭ガ
ス化のような微粉砕固体炭素含有燃料の部分酸化法では
、燃料は供給装置からガス化器へ適当なキャリャ流体に
より送られる．熱い生戒物ガスは通常、粘着性粒子を含
有し、これは冷却すると粘着性を失う。

熱い生成物ガス中の粘着性粒子は生戒物ガスを更に処理
するプラントにおいて問題を起すであろう。何故ならば
、粒子の例えば壁、弁または出口への望ましくない沈着
はプロセスに悪影響を及ぼすであろうからである．更に
、そのような沈着物は除去が非常に困難である。粘着性
粒子は部分的にまたは完全に溶融状態にありうる；それ
らは金属、塩または灰からなり得、そして一般にこれら
粒子は約８００″Ｃ以下の温度で粘着性を失う。

従って熱い生成物ガスは反応器の頂部の生或物出口の上
に位置する急冷域で急冷される。急冷域では生成物ガス
を冷却するために例えば水またはガスのような適当な急
冷媒が生成物ガス中に導入される． 微粉砕固体炭素含有燃料の部分酸化法において接線方向
に火を放つバーナを適用することは知られており、即ち
複数の接線方向に向けられたバーナが反応容器の壁の円
周方向の間隔をおいた点に同じ水平レベル上に配置され
そして反応器中に渦巻流を生じさせる。

しかしこの反応器設計は未だ若干の欠点を有するようで
ある：スラグ化効率はかなり小さい（４０−５０％）；
反応器出口でスラグ上昇の起る可能性がありそして熱い
合威ガスの反応器から急冷部へ短絡が起りうる． 本発明の目的は９０−９５％のスラグ化効率を有する反
応器設計を提供することである．本発明の他の目的はス
ラグ上昇およびスラグ滴連行が防止される反応器設計を
提供することである， 本発明の更に他の目的は合或ガスの前記短絡が防止され
る反応器設計を提供することである．従って本発明は微
粉砕固体炭素含有燃料および酸化剤（ｏｘｉｄａｎｔ）
の部分酸化法を実施するための反応器であって、頂部に
生成物ガス用出口、底部にスラグ出口、側壁に複数のバ
ーナ開口、円周方向の間隔をおいた点に同じ水平レベル
上に小さな放火角で配置された複数の接線方向に向けら
れたバーナを有する反応器容器を含み、その出口の上に
急冷部を備えた前記反応器において、反応器出口と急冷
部入口の間に所定の長さ対直径の比を有する立て筒が配
置された反応器を提供する．用語放火角はバーナの対称
軸とバーナの中心および同じ水平レベルでの反応器の中
心を通る線の間の角度として定められる。

本発明を添付図面を参照してより詳細に実施例により記
載する。

第１図を参照して、反応器容器（１）はその底部にスラ
グ出口（２）、複数の接線方向に火を放つバーナ（３）
、その頂部にガス出口（４）および反応器出口（４）の
上に急冷入口（５ａ）を含む急冷系（５）を備える．接
線方向に向けられたバーナ（３）は円周方向の間隔をお
いた点に同じ水平レベル上に配置されそして反応器容器
（１）中に渦巻流を起す。

急冷系（５）はその出口（６）で合或ガスを更に処理す
る装置に連結される，。そのような装置は当該技術分野
の熟達者には知られており、詳述しない。第２図では第
１図と同じ参照番号が使用されている。

第２図において反応器（１）はその出口（４）に延長管
または立て筒（４ａ）を備える。この延長部は反応器出
口（４）と急冷部入口（５ａ）の間に位置しそして所定
の長さ対直径の比Ｌ　ｓ　／　ＤＳを有する． 急冷系（５）は反応器出口から離れた位置におかれる．
有利にはＬ　ｓ　／　Ｄ　ｓは４ないし６であり、より
特にＬ　ｓ　／　Ｄ　ｓは５である（第２図に示すよう
に）． 更に、第２図において、急冷系（５）は長さ対直径の比
Ｌｑ／Ｄｑ＝３を有しそして反応器（１）は長さ対直径
の比Ｌ　ｒ　／　Ｄ　ｒ　＝　３を有する。

第３ａ図は４つのバーナＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを含む接線方向
バーナ配置を示す。バーナは水平に配置されそして中心
点已に向けられ、これは放火角が０度であることを意味
する． 第３ｂ図は４つのバーナＡ′、Ｂ′、Ｃ′、Ｄ′を含み
放火角が５度である本発明の接線方向バーナ配置を示す
。有利には、本発明による放火角は３ないし５度の範囲
である．バーナは所定面積を有する中心円Ｅ′に向けら
れる。

本発明の反応器設計を使用すると、立て筒内の大きな遠
心力が大きな沈降速度および従って大きなスラグ化効率
を生ずるであろう。何故ならばスラグの大部分・は管延
長部の下部に沈積し、十字線の設立によるかまたは管の
更なる狭まりによる生或物ガスの渦を減少させることが
できるからである。これは冷たい合戒ガスが反応器に再
び入るのを防止するであろう。

立て筒は合戒ガスの乱流をも減少させるであろう．この
減少および急冷部入口直下の立て筒壁が垂直であり従っ
て第１図における反応器天井よりも非常に急勾配である
ことはスラグ上昇またはスラグ連行の防止に有利であろ
う。

最後に、立て筒は流れ短絡を減少させるであろう。斯て
反応器出口への通り抜け時間は増大する。

従って転化率は高くなりそして出口温度は低下しうる． 本発明の種々の変形が当該技術分野の熟達者には上記記
載および添付図面から明らかとなるであろう。そのよう
な変形は特許請求の範囲内に入ることが意図される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の反応器および急冷域の概略縦断面図、 第２図は本発明の反応器設計の概略縦断面図、第３ａ図
は第１図の線１−１に沿った横断面図、第３ｂ図は第２
図の線■−Ｈに沿った横断面図である。 １・・・反応器容器、２・・・スラグ出口、３・・・バ
ーナ、４・・・ガス出口、４ａ・・・立て筒、５・・・
急冷系。 ＦＩＧ．３ｏ Ｄ ＦＩＧ．３ｂ Ｄ１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）微粉砕固体炭素含有燃料および酸化剤の部分酸化
   法を実施するための反応器であって、頂部に生成物ガス
   用出口、底部にスラグ出口、側壁に複数のバーナ開口、
   円周方向の間隔をおいた点に同じ水平レベル上に小さな
   放火角で配置された複数の接線方向に向けられたバーナ
   を有する反応器容器を含み、その出口の上に急冷部を備
   えた前記反応器において、反応器出口と急冷部入口の間
   に所定の長さ対直径の比を有する立て筒が配置された前
   記反応器。
2. （２）立て筒が４ないし６の長さ対直径比を有する特許
   請求の範囲第１項記載の反応器。
3. （３）立て筒が５の長さ対直径比を有する特許請求の範
   囲第２項記載の反応器。
4. （４）放火角が３ないし５度である特許請求の範囲第１
   −３項のいずれか記載の反応器。