JPS59176391A - 石炭ガス化炉 - Google Patents

石炭ガス化炉

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JPS59176391A
JPS59176391A JP58050496A JP5049683A JPS59176391A JP S59176391 A JPS59176391 A JP S59176391A JP 58050496 A JP58050496 A JP 58050496A JP 5049683 A JP5049683 A JP 5049683A JP S59176391 A JPS59176391 A JP S59176391A
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は石炭ガス化炉に係シ、特にコンパクトで高ガス
化効率を達成しうる噴流層石炭ガス化炉に関する。
〔従来技術〕
石炭ガス化炉には、固定層、薦勤層、噴流層等の装置が
あるが、中でも噴流層は、石炭灰の融点（１２００〜１
６００１Ｇ　）以上に炉内の温度を高めるので、他に比
ベガス化効率を高め易く、また公害性の副生物の生成が
少ないことがら合成ガス及び複合＃、′４用原料ガスの
製造に好適である。
噴流層には、微粉炭またはチャーと、ガス化剤（酸素、
窒気、スチーム等）を同じ微粉炭バーナ（以後バーナと
呼ぶ）よシ吹込む１膜力式の装置と、前記したバーナに
加えて、倣粉炭丑たはチャーだけを単独に吹込むバーナ
？設置する２膜力式の装置がるる。
石炭ガス化反応は大別すると以下に示す方式で表わさ′
れる。
石炭→チャー、　Ｈ２、ＣＯ，ＣＯ２、ＣＨ４・・・（
１）チャー十Ｈ２０→ＣＯ＋Ｈ２・・・・旧・・・・・
−（２）チャー　十Ｃ０２→２ＣＯ・・・・・団・・旧
・・（３）石炭、チャー＋０２→ＣＯ＋ＣＯ２・・団・
・・・（４）α）式は熱分解反応（または乾留）であシ
、前記した２段方式においては、微粉炭だけを単独に吹
き込むバーナによって起こる。すなわち、２段方人は（
１）〜（４）式の反応を１つのガス化炉で併発させ効率
よくイ灰粉炭をガス化させることができる。
このような２段方式の噴流層石炭ガス化炉において、更
にガス化効率を局めることが要望されている。
〔発明の目的〕
、ｆ：発明の目的は、高ガス化効率の１質流層石炭ガス
化炉を提供することにある。
本発明者らは、生成ガス排出口、及び石炭灰が溶融した
スラグ（以下スラグと呼ぶ）の排出口の各＃面積を、ガ
ス化反応領域の断面積に比べて小ざくした石灰ガス化炉
に於て、微粉炭またはチャーを単独に供給するバーナ紮
上段に（以後上段バーナと呼ぶ）、微粉炭またはチャー
と共にガス化剤を同時に供給するバーナを下段に（以後
下段バーナと呼ぶ）それぞれ設置した石炭ガス化装置に
ついて先に出願した。
この装置では、上段バーナで（１）式の反応、下段バー
ナで（４）式の反応、更に、上段バーナと下段バーナの
間で（２）、　（３）式の反応が起こる。しかし、（１
）式で生成したチャーの一部は、そのままガスと共に温
度の低いガス化炉上部を抜けて排出されやすく、可燃性
カーボンを残したままガス化炉から飛散してしまうとい
う問題が生じ、またガス化効率をさらにあげるためには
、（１）で生成したチャーを、一端炉下部の高温領域を
通過させ、（４）式で生成したＨ２０　、　ＣＯ２と接
触させる必要がある。
本発明は上段バーナによる（１）式の反応で生成したチ
ャーを、炉下部の高ｔＪＡ−ｐＩｉｉ域を通過させてＦ
段バーナによる（４）式で生成したＨ２０　、　Ｃ０２
と接触させるととによって、（２）　、　（３）式を併
発させることによｐ高ガス化を図るようにしたものであ
る。
すなわち、本発明者らは以下のような現象に着目した。
（１）噴流層ガス化炉の生成ガス排出口の断面積がガス
化反応領域の断面積に比べて小さい場合、仮想円の接線
方間に同けて・（−すから微粉炭を吹込むことによって
旋回流が水平面に対して下方に進む（以後下降旋回流と
呼ぶ）。
（２）上段に配置したバーナが吹込む仮想円の径が下段
に配置したバーナが吹込む仮想円の径に比べて大きい場
合、等しい場合に比べて、上段に配置したバーナが作る
下降旋回流が、下段のノく−ナによシ作られた上昇旋回
流と干渉することなしに、上昇旋回流の外側に廻ｐ込む
ので、スラグ排出口付近にまで旋回流が広がる。従って
、上段バー力とド段パー六の中間部で伐）、（３）式の
反応が起こシ、チャーを完全にガス化することができる
。さらに上段に吹込んだ微粉炭は、下降旋回流に導かれ
てよｐ炉の下方向に向かい、その後、旋回の中心付近の
上昇旋回流に導かれ生成ガス出口に到達する。すなわち
微粉炭は炉内を往復するので滞留時間が長くなシ、微粉
炭のガス化効率が高くなる。
本発明は上記のような知見に基づいてなされたものであ
って、噴射層ガス炉のスラグ排出口及び生成ガス排出口
のそれぞれの断面積を、炉内のガス化反応領域の断面積
よりも小さくシ、微粉炭のバーナを上下数段に配置し、
噴流層ガス化炉の最Ｆ部に配置したバーナの微粉炭を吹
込む仮想円の径を、他のバーナの微粉炭を吹込む仮想円
の径に比べて小さく設定したもので捗る。
以ｒ１添付図面によって本発明の実施レリを説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図であって、ガ
ス化反応領域８の上部は生成ガス排出口２に連通され、
下部はスラグ排出口１１に連通されるとともに、全体は
断熱材４に囲まれている。
生成ガス排出口２およびスラグ排出口１工のそれぞれの
断面積はガス化反応領域８の断面積よりも小さくなって
いる。−上段バー力７は第２図に示す仮想円Ａに接する
方向で水平方間下向きに設置され、下段バーナ９は第２
図に示す仮想円Ｂ（仮想円Ａよシも径が小さい）に接す
る方向に向けて水平に設置されている。なお、第２図に
おいては、仮想円を説明するために上段バーｆ７と下段
バーす９とを便宜上回−面で表わしている。ガス化反応
領域８の下部には、スラグ１０を冷却するための水層工
３が設けられておｐ１水入口１２と水出口１４に工って
水１５が循環される。断熱材４は容器３によって囲まれ
、固定されている。
このような調成からなる１ｇ流層石炭ガス化炉は、第３
図に対する石炭ガス化フローに２いて用いられる。第３
図において、石炭１６は粉砕機１７によシ微粉化された
区、気体搬送され、サイクロン１８、バグフィルタ１９
によシ捕収され、ホツノく２０に貯えられる。このよう
にして貯えられた微粉炭は供給用窒素２１によシ第１図
に示すガス化炉２２に送ｐ込まれる。
ガス化炉２２において、上段バーナ７では微粉炭５のみ
、又は微粉炭５と酸素６Ａ、スチーム６Ｂなどの少量の
ガス化剤６とが吹込まれ、下段バーナ９から微粉炭５と
ガス化剤６が吹込まれる。
下段バーナ９から吹込まれた微粉炭５は、ガス化剤６０
蓋ｒ多くして前記（４）式の反応を支配的に起こすこと
によりほとんど完全にガス化され、ｃｏ２゜Ｈ２と共に
大量の熱を発生する。
微粉炭５に含まれた石炭灰は、炉内の温度が石炭灰の融
点以上に高くなっているので、溶融してスラグとなｐ１
炉壁及びスラグ排出口１１を伝わって、水層１３に滴下
する。そして、急冷されて、砕かれ水出口１４より系外
に排出される。
水層１３は、水入口１２及び水出口１４により水１５を
循環させるととによシ低温に保たれ、炉からの輻射伝熱
、スラグの持ち込む顕熱による温度上昇で水１５が蒸発
することが防がれる。
上段バーナ７から、微粉炭５だけあるいは微粉炭５と少
量のガス化剤６を吸込むので、前記（１）の反応が支配
的に起こる。また、下段バーナ９から吹込んだ微粉炭５
とガス化剤６によって発生しだＣＯ２及びＨ２Ｏは、前
記（１）の反応で生成したチャーと接触し、（２）、　
（３）式が起こる。
ここで、上段バーナ７によって発生したチャーは下降旋
回流によって下降し、下段バーナ９によって生成しだＣ
Ｏ２、Ｈ２は上昇旋回流によって上昇するが、チャーは
炉底部の高温域にまで降下するので、チャーとＨ２Ｏ，
ＣＯ２の反応速度が速くな９、滑留時間が長くなるので
転化率が同上する。したがって、チャーは完全にガス化
される。
ガス化炉２２で生成したスラグは、ポンプ２３によシ加
圧して送られる冷却水２４にょシスラグ冷却Ｐ２５にお
いて冷却さｎ１スラグポツパー２６に貯えられｆｃ後、
スラグ分離機２７で分離廃棄される。スラグを冷却した
冷却水は再循環用ポンプ２８によシ再度利用される。
生成ガス２９（１）は熱交換器３ｏによυ熱回収され、
生成ガス中のチャーはサイクロン３１にょシ捕収され、
チャーホッパ３２に貯えられ、次いで供給用蟹累３２に
よ多再度ガス化炉２２に吹込まれガス化される。
次に第１図に示すガス化炉の上段バーナ（第１表中上と
記す）と下段バーナ（第１衣中、下と記す）の仮想円径
を表１のように設定した本実施例と、上段バーナと下段
バーナの仮想円径を同一とした比較例につき表１に示す
条件で石炭ガス化を行った。
衣　　　ｌ 第１表から明らかなように上段バーナの仮想円径を下段
バーナの仮想円径よシも大きくすることによってガス化
効率が高くなることが判る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、上段バーナより吹込んだ微粉炭から前
記（１）式によって生成したチャーが、下段バーナよシ
吹込んだ微粉炭から前記（４）式によって生成したＨ２
Ｏ，ＣＯ２と、炉底の高温部で接触して前Ｍｅ（２）　
、　（３）式の反応が行なわれるので、反応速度が速く
、滞留時１司が長いので転化率も高く、チャーを完全に
ガス化することができる。しだがって、噴流層ガス化炉
のガス化効率を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の石炭ガス化炉の一例を示す縦断面図、
第２図は上段バーナ及び下段バーナの仮想円径を示すた
めの説明図、第３図は本発明の石炭ガス化炉が組み込ま
れた石炭ガス化フロー図である。 ５・・・ガス化剤、６・・・微粉炭、７・・・上段バー
力、８・・・ガス化反応領域、９・・・下段パー力、１
０・・・スラグ、１３・・・水層、１７・・・粉砕機、
′１８・・・サイクロン、１９・・・バグフィルタ、２
０・・・ホッパ、２２・・・ガス化炉、２５・・・スラ
グ冷却部、２７川スラグ分離機、２９・・・生成ガス、
３０・・・熱交換器、３１・・・□范２図 第１頁の続き ０発　明　者　野口芳樹 東京都千代田区丸の内−丁目５ 番１号株式会社日立製作所内 ０発　明　者　菱沼孝夫 日立市幸町３丁目１番１号株式 ％式％ ０出　願　人　バブコック日立株式会社東京都千代田区
大手町２丁目６ 番２号 」 ！！￥許庁長　宮殿 １　事件の表示 昭和５８年　特許願　第５０４９６　　号２　発明の名
称 石炭ガス化炉 ３　補正をする者 ｉ１Ｎ件との関係　特許出願人 名称　（５１０）株式会社日立製作所 （５４４）バブコック日立株式会社 ４復代　理　人 台（０３）３４４−５３２１　（代表・）氏名弁理士（
６６９７）　　鵜沼辰、之５　補正命令の１１例 自　　　　　　発 ７、補正の対象 図　　面 ８、補正の内容 （１）　　第２図および第３図の図面査号を別紙の未配
の如く改める。 以上 ３ 第÷（２）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、＃粉炭ガス化反応領域と、この反応領域の上端に設
    けられるとともに反応領域よりも断面断が小さい生成ガ
    ス排出口と、前記反応領域の下端に設けられるとともに
    反応領域よシも断面積が小さいスラグ排出口と、前記反
    応領域に微粉炭を吹込む２段以上のバーナとを備えた石
    炭ガス化炉において、前記バーナがそれぞれ前記反応領
    域中に仮想した仮想円の接線方向に微粉炭を吹込むよう
    に設置され、上段のバーナの仮想円の径が、下段バーナ
    の仮想円の径よシも大きいことを特徴とする石炭ガス化
    炉。 ２、特許請求の範囲第１項において、上段バーナを水平
    方向に対して下向きに設置したことを特徴とするガス化
    炉。
JP58050496A 1983-03-28 1983-03-28 石炭ガス化炉 Granted JPS59176391A (ja)

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