JPS6136394A - 熱い生成物ガスの冷却方法および装置 - Google Patents

熱い生成物ガスの冷却方法および装置

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JPS6136394A JP15147785A JP15147785A JPS6136394A JP S6136394 A JPS6136394 A JP S6136394A JP 15147785 A JP15147785 A JP 15147785A JP 15147785 A JP15147785 A JP 15147785A JP S6136394 A JPS6136394 A JP S6136394A
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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】 本発明は冷却すると粘着性を失う粘着性粒子を含有する
熱い生成物ガスの冷却方法に関する。
熱い生成物ガス中の粘着性粒子は、生成物ガスを更に処
理するプラント中で障害を惹起す。何故ならば例えば壁
、弁または出口上への粒子の不所望な沈着はプロセスに
悪影響を及ぼすからである。
更に、これら沈着物は非常に除去し難い。
熱い生成物ガスは炭質材料の部分燃焼から得ることがで
き、その場合生成物ガスは１０００℃ないし１８００℃
の範囲の温度を有する。粘着性粒子は部分的に又は完全
に溶融状態にあり得、それらは金属、塩または灰分から
なり得、そして一般にこれら粒子は約８００℃以下の温
度で粘着性を失う。
本発明の目的は、冷却すると粘着性を失う粘着性粒子を
含有する熱い生成物ガスの簡単な冷却方法を捷供するこ
とである。
この目的に本発明による方法は、熱い生成物ガスを冷却
区域に通し、そして生成物ガス流中に生成物ガス流の方
向に先細る冷却流体の少なくとも１つの円錐台形環状ジ
ェットを注入することを含む。
冷却流体の環状ジェットは生成物ガスを混合域を通って
流れさせ、該混合域中で生成物ガスは冷却ガスと激しく
混合されるので生成物ガスは冷却される。収れんする最
初の部分と発散する第二の部分を含む混合域は、粘着性
粒子を冷却区域の壁から隔てる環状再循環域により囲ま
れる。
本発明は更に本発明による熱い生成物ガスの冷却方法を
実施するための装置であって、冷却区域、熱い生成物出
口に連結しうる入口導管手段、および正常な操作中に生
成物ガスが装置に通される方向に先細る少なくとも１つ
の円錐台形冷却流体導管を含み、円錐台形冷却流体導管
の円周出口開口が装置中に開口し、そして円錐台形冷却
流体導管の入口が冷却流体の供給に連結しうる前記装置
に関する。
本発明による方法および装置を図面を参照する例により
詳細に記載する。
まず第１図を参照する。本発明による装置は管状冷却区
域１１、管状入口導管１２の形の入口導管手段、および
上向方向に先細る円錐台形冷却ガス導管１３を含む。
冷却区域１１の、および入口導管１２の壁は耐火材また
は鋼のような適当な金属で作られ得、そして円錐台形冷
却ガス導管１３は綱のような適当な金属で作られ得る。
円錐台形冷却ガス導管１３は入口導管１５を備えた環状
導管１４に連結される。
装置の操作中装置の入口導管１２は熱い生成物ガスの出
口（図示せず）に連結されそして熱い生成物ガスは冷却
区域１１を、冷却区域１１の中央縦軸１８に平行に上向
方向（矢印１９で示す）に通る。更に、入口導管１５に
冷却ガスが供給され、このガスは円錐台形冷却ガス導管
Ｉ３の円周出口開口２１を、矢印１９で示した熱い生成
物ガスの流れの方向に先細る冷却ガスの円錐台形環状ジ
ェット２２として去る。
冷却ガスの環状ジェット２２は粘着性粒子を含む熱い生
成物ガスを、再循環域２４で囲まれた混合域２３を通っ
て流れさせる。混合域２３は熱い生成物ガスが冷却ガス
と急速に混合される収れんする最初の部分２５と、混合
および冷却が乱流ジェットで完了する発散する第二の部
分２７を含む。
混合域２３の第二の部分２７の末端に衝突域３０がある
：この衝突域３０の下流では温度は生成物ガス中の粒子
が粘着性を失っていて従ってそれらが冷却区域１１の壁
に付着しないほど低くなっている。更に、再循環域２４
中の生成物ガスと冷却ガスの混合物中の粒子の温度は、
粒子が粘着性を失っていて従ってそれらが冷却区域１１
の壁に粘着しないような温度である。
再循環域２４中の生成物ガスと冷却ガスの混合物は、冷
却区域１１の壁を混合域２３中の粘着性粒子から隔てる
中間層として作用する。
衝突域３０の下流で生成物ガスと冷却ガスの混合物は、
生成物ガスを更に処理するプラント（図示せず）への導
管（図示せず）を通って冷却区域１１から取出される。
上記装置は例えば戻質材料を部分酸化するガス化反応器
を出る生成物ガスの冷却に使用しうる。
本発明による装置は流体および／またはガス状炭化水素
を部分酸化するガス化反応器を出る生成物ガスの冷却に
も使用しうろことは理解されるであろう。
ガス化プロセスが昇圧下に実施されるなら、本発明によ
る装置は圧力容器（図示せず）中に入れられる。
正常操作中に円錐台形冷却ガス導管の円周出口開口と衝
突域の間にわたる冷却路の長さを増すために、本発明は
更に、通路の断面積が管状入口導管３７の通路の断面積
よりも大きい管状冷却区域３６（第２図参照）、および
入口導管３７と冷却区域３６を相互に連結する過渡区域
３８を含む装置を提供し、該過渡区域は平坦でも、また
は正常操作中に生成物ガスが装置を通る方向に広がって
いてもよい。
該装置は更に、入口導管３７中に過渡区域３８に近く位
置する円周出口開口４２を有する第一の円錐台形冷却ガ
ス導管４１を含む。円錐台形冷却ガス導管４１は入口導
管４６を有する環状導管４５に連結される。
冷却路の長さを更に増すために該装置は、円周出口開口
４９を存しそして入口環、管５１を存する環状導管５０
に連結される第二の円錐台形冷却ガス導管４８をも含む
。
円錐台形冷却ガス導管４１および４８は、正常操作中に
生成物ガスが装置に通される方向である上向方向に先細
る。
装置の正常操作中熱い生成物ガスは入口導管３７に供給
され、そして冷却区域３６を上向方向（矢印５５で示す
）に通される。更に、冷却ガスが入口導管４６および５
１に供給され、該ガスはそれぞれ参照番号５６および５
７で示した第一のおよび第二の円錐台形環状ジェツトの
形で円周出口開口４２および４９を去る。
第一の円錐台形環状ジェット５６は熱い生成物ガスを、
収れんおよび発散部分を有しそして環状再循環域５９に
より囲まれた第一の混合域５８を通過させ、そして第二
の円錐台形環状ジェット５７は生成物および冷却ガスを
、収れんおよび発散部分を有しそして環状再循環域６１
により囲まれた第二の混合域６０を通過させる。
第二の混合域６０の下流末端において温度は粒子が粘着
性を失っており従ってそれらが冷却区域３６の壁に付着
しないような温度であり、そしてそこからガス混合物は
生成物ガスを更に処理するプラント（図示せず）に送ら
れる。
冷却区域の内径は入口導管の内径の１．５ないし３倍の
範囲であることができる。
冷却区域１１の内径が入口導管１２の内径に等しい第１
図に関して記載した装置も、冷却路の長さを増すために
第二の円錐台形冷却ガス導管（図示せず）を備えること
ができる。
操作の融通性を改善するために本発明による装置は、円
周用［１開口が操作中に開口しそして入口が冷却ガスの
供給に連結されうる２つより多い円錐台形冷却ガス導管
を備えることができる。
正常操作中に、混合域を通る熱い粒子が２つの引続く環
状出口開口の間の冷却区域の壁に接触するのを防ぐため
に、該２つの開口間の距離は冷却区域の内径の１ないし
４倍の範囲であるべきである。
本発明の他の実施態様においては冷却区域のおよび入口
導管の断面は長方形または正方形であることができる。
粒子の混合域中の滞留時間を増すためそして良好な混合
を得るために、冷却ガスを生成物ガス流中に注入する速
度は５　ｍ　／　ｓないし１００ｍ／ｓの範囲、特に２
０ｍ／ｓないし６０ｍ／ｓの範囲であるべきである。
比較的密度の高い冷ガスの大量の逆流を防ぐために、熱
い生成物ガスが装置に入る速度は１ｍ／ｓより大である
べきである。
円錐台形冷却ガス導管の適当な厚さは０．５ｍｍないし
１０ｍｍの範囲である。注入角とも呼ばれる円錐台形冷
却ガス導管１３の頂点角６３　（第１図参照）は０°な
いし９０°の範囲であることができる。冷却ガスの円錐
台形環状ジェットの逆流の危険性を減少させるため、混
合域における混合を改善するため、および冷却路の最適
な長さをうるために、円錐台形冷却ガス導管１３の頂点
角６３は２０″ないし７０°の範囲であるべきである。
混合の量を表わすために、運動量流量のディメンション
のない比が導入され、この運動量流量の比は、冷却ガス
の質量流！　（ｋｇ／ｓ）に冷却ガスの注入速度（ｍ／
りを乗したものである冷却ガスの運動量流量を、生成物
ガスの質量流量（ｋｇ／ｓ）に生成物ガスが装置に入る
速度を乗じたものである生成物ガスの運動量流量で割っ
たものと定義される。良好な混合を得るために、該運動
量流量は好ましくはｌより大、より好ましくは５より大
である。
【図面の簡単な説明】
第１図は１個の円錐台形冷却ガス導管を有する装置の縦
断面概略図、 第２図は２個の円錐台形冷却ガス導管を有する装置の縦
断面概略図である。 １１．３６−−　　冷却区域、　　　　１２．３７−　
　生成物ガス入口導管、　　　　　　１３，４１゜４８
−・円錐台形冷却ガス導管。 １４．４５．５０　−・・−環状導管。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）冷却すると粘着性を失う粘着性粒子を含有する熱
    い生成物ガスの冷却方法において、熱い生成物ガスを冷
    却区域に通し、そして生成物ガス流中に、生成物ガス流
    の方向に先細る冷却流体の少なくとも１つの円錐台形環
    状ジェットを注入することを含む前記冷却方法。
  2. （２）熱い生成物ガスが炭質材料の部分燃焼により得ら
    れたものである特許請求の範囲第１項記載の方法。
  3. （３）冷却流体を、生成物ガス流の方向に先細る円錐台
    形冷却ガス導管に通す特許請求の範囲第１または２項記
    載の方法。
  4. （４）冷却流体を生成物ガス流中に注入する速度が５ｍ
    ／ｓないし１００ｍ／ｓである特許請求の範囲第１ない
    し３項のいずれか記載の方法。
  5. （５）熱い生成物ガスが装置に入る速度が１ｍ／ｓより
    大きい特許請求の範囲第１ないし４項のいずれか記載の
    方法。
  6. （６）以後に定義する運動量流量の比が１より大きい特
    許請求の範囲第１ないし５項のいずれか記載の方法。
  7. （７）特許請求の範囲第１ないし６項のいずれか記載の
    熱い生成物ガスの冷却方法を実施するための装置であっ
    て、冷却区域、熱い生成物出口に連結しうる入口導管手
    段、および正常な操作中に生成物ガスが装置に通される
    方向に先細る少なくとも１つの円錐台形冷却流体導管を
    含み、円錐台形冷却流体導管の円周出口開口が装置中に
    開口し、そして円錐台形冷却流体導管の入口が冷却流体
    の供給に連結しうる前記装置。
  8. （８）円錐台形冷却流体導管の頂点角が２０°ないし７
    ０°の範囲である特許請求の範囲第７項記載の装置。
  9. （９）冷却区域の通路の断面積が入口導管手段の通路の
    断面積よりも大きく、そして装置が更に入口導管手段と
    冷却区域を相互に連結する過渡区域を含む特許請求の範
    囲第７または８項記載の装置。
  10. （１０）過渡区域が、正常な操作中に生成物ガスが装置
    を通る方向に広がる壁を含む特許請求の範囲第９項記載
    の装置。
JP60151477A 1984-07-13 1985-07-11 熱い生成物ガスの冷却方法および装置 Expired - Fee Related JPH0678542B2 (ja)

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