JPH01144493A - 固体炭素質材料をガス化もしくは燃焼させる方法及び装置 - 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 本発明は、循環式流動層反応波４に於て固体炭素質材料
をガス化もしくは燃焼させてガス材料とする方法に関す
る。循環式流！ｌＪ層反応Ｖｔ置装於ては、反応室内で
のガスの流量は、ガスによってかなりの聞の固体粒子が
反応室からその下流に配置されている粒子分離器へ運ば
れるような高いレベルの流量値に維持されており、それ
らの固体粒子、即ら循環する材料、の大部分は該分１ｌ
ＩＩｉ器にて分離されて反応室へと戻されると共に、ガ
スは粒子分離器から更にガスＭｌｌｌステージへ運ばれ
、このステージにて微粒子がガスから分離されるように
なされるのである。

本発明は又、固体炭素質材料をガス化もしくは燃焼させ
る設備装置であって、反応室の下流に配置され、循環さ
れる材料のための少なくとも１個の分離器を備えていて
、該分離器が分離した粒子を反応室、好ましくはその下
部、へ導くための粒子用の戻しダクトと接続されている
循環式流動層反応装置を含んで構成された設備装置に関
する。

従来技術及び問題点 炭素質の固体燃料をガス化するために幾つかの箕なる方
法が使用されている。これらの方法に於て最も手習なこ
とは、これらの様々なガス化の方法が流動層の概念を基
本としていることである。

全てのガス化装間に於る問題点は、流動層によるガス化
に一部係わる問題でもあるが、如何にして高い炭素の転
化（ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）を達成するかということで
ある。この問題は、石炭のような反応性が比較的低い燃
料をガス化するときに特に重曹となる。粉砕ビートのよ
うな粒径の小さな燃料で高い炭素転化を達成することも
又困難である。

炭素の転化が僅かであるということは、木質的には流動
層によるガス化が比較的低い反応温度で行われる結果と
して生じるのであり、この反応温度は燃料の灰（ａｓｈ
）の溶融温度によって制限されるのである。炭素の転化
は、ガス化の反応時間を長くすること、叩ら、逃げた未
反応の燃料を反応装置へ戻すこと、によって著しく改善
することができる。

循環式流＃Ｊ層によるガス化装置又はボイラーに於ては
、ガスの上昇流量はかなり大きく、生産ガス、即ち煙道
ガスに運ばれてかなりの量の固体の流ｖＪ層材料が反応
装置から流出してしまう。このように流出した流動層の
材料の殆どは分離器によってガスから分離され、反応装
置へ戻される。しかしながら微細な粉末はガスと一緒に
排出されてしまうのである。反応装置を循環される材料
には、灰、石炭、そして、ガス化装置へ導かれることが
できて硫黄を捕捉するような望まれる反応を引き起すラ
イムストーンのようなその他の固体材料が含まれる。

しかしながら、通常使用されているサイクロンのような
分１ＩｌｉｌＩ器は、小径粒子を分Ｉ１１する能力に制
限がある。通常は、高温サイクロンは５０〜１００μｍ
迄の粒子のみを分離することができ、これより微小な粒
子はガスと一緒に逃げてしまう傾向を示す。ガスと一緒
に反応装置から排出される未反応燃料は主に石炭であり
、揮発性（未反応）の部分が既に放出されてしまってい
ることから、反応装置へ戻された場合には実際に「フレ
ッシュコな燃料に比較して長い時間滞留されることが必
要となる。しかしながら、戻された石炭の粒径は非常に
小さいので、戻された微粒子は直ぐに再び反応室から排
出されてしまい、これにより反応時間はあまりにも短く
、炭素の転化は僅かとなってしまうのである。

小さな石炭粒子は新しいセラミックフィルターによって
ガスから分離することができるが、新たな問題が生じて
くる。固体燃料は常に灰を含み、これは純粋なガスが生
産される場合には装置から排除されねばならない。可能
な限りに高い炭素の転化を意図するならば、灰と一緒に
５吊の未反応の炭素が排出されるのを防止するようにし
て灰を除去しな番ノればならない。しかしながら灰の粒
径は広い寸法範囲内で様々な寸法とされ、微粉灰は残余
の微粉石炭と一緒に反応装置から放出される傾向を示す
。

高い炭素の転化を達成するために、以下の様々な問題を
解決しなければならない。即ち、１、ガスから微粒子を
分離して反応装置へ尺寸ことが可能でなければならない
。そして、２、戻されたｒｊ！１′＃１子に含まれる炭
素が反応されねばならず、その灰が装置から分離されね
ばならない。

これ迄は、この問題を解決する試みは成功していない。

ボイラープラントの流動層による燃焼に於ても共通のこ
とであるが、未燃焼の石炭はフライアッシュにｒａｌｌ
に紛れ込んでしまう。これは特に反応性に乏しい燃料が
使用されたり、ボイラープラントが小負荷の状態又は極
めて高い負荷の状態の下で生じる。フライアッシュは、
１０％以上、時には２０％もの石炭を含有し、これがボ
イラーの効率を悪化させるのである。知られているよう
に、フライアッシュがＷ１′ｌＡ室へ戻されるとそのフ
ライアッシュに含まれる僅かな炭素が与えられ、これに
よりボイラーの効率を改善できるのである。

フライアッシュ自体は問題のある生産物である。

例えば、米国に於ては、フライアッシュの全紺のたった
２０％の吊しか建築工業及び道路建造に使用されていな
い。最終的な保管が動力プラントに於て問題となってい
るのである。フライアッシュは体積当りの重量が極めて
軽く、このことは残余のフライアッシュが非常に大きな
保管場所を必要とすることを意味するのである。

このことは、人口密集地域に問題を生じることになる。

更に、フライアッシュを地下水に触れることのないよう
なｈ法で保管するように性急を払わねばならない。煙道
ガスを精製するのに最近はアンモニアが導入されており
、このことがフライ７ツシユの問題点を増やしている。

アンモニアで処理されたフライアッシュはコンクリート
工業では使用することができないのである。

流動層のボイラーに於る燃焼温度は、例えば粉砕燃焼装
置に於るよりも低く、灰の特性も全く異なる３、低池Ｉ
Ｃ燃焼されて生じた灰は不安定であり、燃焼状（戊に応
じてガスとなったり、液体となったり或いｔよ塵となっ
て放出される。

フィンランド国特訂公報Ｆ　Ｉ　６６４２５号は微粉末
のリリイクリングによってこれらの問題を解決づ−る方
ｄ、及び装置を記載している。その方法によれば、ガス
から分離された極めて微細な微粒子は反応装置の下部へ
戻され、又、反応ＭＥの同じ場所へ酸素ガスが導入され
′ＣＣ高額領域形成し、この領域にて流動層に於る粒子
との微粒子の集塊化が行われる。この方法は［Ｕガスプ
ロセス」と称される方法での改苫を取り入れているので
ある。

英国特許ＧＢ２０６５１６２号はガスから分離された微
細材料を流動層の上部へ供給し、そこに於て酸素ガスが
反応装置の同じ場所へ導入されたとぎに微粒子が流動層
の粒子と集塊化されるような方法及び装置を記載してい
る。

これらの何れの方法に於る問題点はプロセスコント［１
−ルにあることが明らかである。何れの方法も分離した
微細材料を流動層に集塊化させることを目的としており
、優れた熱及び材料転移の特性を特徴としている。主な
るプロセスはそれ自体が最適温１哀にて作動できること
が非常にル要なことであり、集塊化に必要な温度がこの
主なるプロセスの温度と同じでない場合には簡単に乱さ
れてしまうのである。流動層に於る良好な熱移動によっ
て温度が釣り合う傾向を示すのであり、これが新しい問
題を引き起こすのである。実際のガス化に使用される酸
素ガスと別のガスが必要となる。

何故ならば、過大ｊの熱が生じるからである。更に、流
動層に含まれる粒子の粒径がかなりの範囲で変化するこ
とから、あまりにも大きな灰集塊の生成を防止するとい
う反応装置での集塊化のコントロールが困難となる。灰
スティックも小径の流動層粒子並びに大き過ぎる粒径の
灰集塊と同様に簡単に形成されてしまい、このことは灰
の除去を妨害即ち阻止するので、ガス化プロセスを中断
しなければならないことになってしまうのである。

史に又、反応装置自体に於る集塊化は局部的な過熱を引
き起こし、これは粒子のイｊ＠を発生させることになる
のである。

米ｒｆ、＋　１＃訂第３，８４７．５６６号は一つの解
決法を記載している。これに於ては、別の燃焼装置に於
てガス化装置から逃げた微細材料を燃焼させることによ
って高い炭素の転移を１υるものである。

流動層からの粗い炭素質材料は燃焼によって放出された
熱により加熱される。この炭素質材料はこの加熱の１９
に流動層へ戻される。このことは、ガス化のために必要
な熱が如何にして発１されるかである。燃焼及びガス化
によって放出されたガス、Ｗｎガス及び生産ガスは、二
つの分離プロセスによって装置から除去されるのである
。この分離プロセスは何れ６分離ガスの精製装置を含ん
でいる。

理解されるように、この方法のＶＬ冒は複雑な構造を必
要とし、この結果としてプロセスコントロールが内勤と
なる。

−Ｆ述した方法による問題点は困難なプロヒス状態にあ
り、このプロセス状態では集塊化のための状態をコトー
ルしなければならないのである。このことは高価な材料
及び冷却された１ｔ？Ｓ’ｌｌｉを必要とする。

尺１０工伺 本発明の目的はプロセスのコントロールに於て上述した
ような欠点がなく、複雑１１−）高価な構造を必要どせ
ずに、可能な限り高い炭素転移を達成でさるガス化もし
くは燃焼のための方法及び装置を提供することである。

本発明の目的は又、可能な限り微１１１１な炭素質の微
粒子を生産ガス即ら煙道ガスから分離し、この分離した
微粒子を、そのプロセスに於てその微粒子に含まれる炭
素が利用できるようにした状態で、且つ文法が分離され
る状態で、反応装置へ戻すようになすことである。。

発明の概要 本発明によれば、このガス化の方法は、反応室へと粒子
を戻す前に、その循環する材料に対してガス精製ステー
ジにて分離された微粒子を高い温度の下で集塊化させる
ことを特徴する。換言すれば、生産ガスから粒子が少な
くとも二つのステージにて分離されるのである。第一の
ステージに於ては、主に粗い粒子が分離されて循環式の
流動層反応装置へその殆どが戻されるのである。又、第
二のステージに於ては、主に微細な炭素質の微粒子が分
離されるのであり、少なくともその一部は高い温度の下
で、循環する粒子に対して集塊化され且つ混合された後
に、流動層反応装置へ戻されるのである。

分離された微粒子の温度は、この微粒子の流れに酸素ガ
スを導入することによって１０００℃を超える温度に迄
高められることが好ましく、最も好ましくは１１００〜
１３００℃に迄高められるのであり、これにより微粒子
の少なくとも一部は粘着性の粒子となるようにされて、
反応室へ戻る前の循環する粒子に対して集塊化を引き起
すようになされるのである。集塊化された粒子は反応装
置へ戻される前の循環する粒子と均等に混合されること
が好ましい。

本発明によれば、上述した方法を実現するための循環式
流動層反応装置は、循環する粒子のための分Ｍ器に続い
て、生産ガスの流れに少なくとも一つの微粒子のための
分１１器が備えられ、この分ｇｌ器は集塊化のための手
段へ通じるフローダクトと接続されていて、この集塊化
のための手段は循環する粒子のための戻しダクトと接し
て配置されている、ことを特徴とするのである。

このようなプロセスに於て、ガス精製のための温度が高
められる程、幾つかの連続的に接続されたサイクロン、
リイクロンラジエーター、又は高熱フィルター、或いは
微粒子を分＃することのできるその他の同等装置を使用
することによって、−Ｂ良好に微粒子を生産ガスから分
離することができるようになる。

他方に於て、例えば組み合わされた動力プラントと接続
されて、スチームを過熱するために高温生産ガスを使用
し、又、例えば８５０℃程度の低温度に迄生産ガスが冷
却される迄は、外層ガスから微粒子の分離を行わないこ
とがｈ利である。この場合、ガスの精製も又容易に達成
できるのである。低温度に於ては、ガスは有害となる程
の煙霧を含有しないのであり、この煙霧は分離するのが
困難であり、又、例えばセラミックフィルターの孔を簡
単に詰まらせてしまう、更に、高温の煙霧ｔよ化学的に
非常に活動的であり、材料に小人な要求事項を課すので
ある。本発明による方法は、それ故に動力プラントとの
組み合わせに関して最も適当とされるのである。何故な
らば、燃料の炭素の転化が高く、生産ガスは純粋でガス
タービンに良好に使用でき、更に又全体の熱経済性がス
チームを過熱することによって改善されるからである。

微粒子の反応装置に於る滞留時間を長くして炭素の転移
を改善するような程度に迄、集塊化によって微粒子の粒
径が増大される。戻された粒子の粒径が十分に大きくさ
れていれば、灰粒子が最適ステージにて反応装置から除
去でき、これにより灰粒子に含まれる炭素が既に完全に
反応されてしまうようになすことができるのである。

反応装置自体に於る粗い流動層の粒子よりも循環する粗
い粒子がかなり小径であるような実際の流動層反応装置
の外側の粒子を集塊化させることによって、大き過ぎる
粒径の粒子が形成されることは回避されるのである。こ
のような大き過ぎる粒径の粒°ｆは灰と共に反応装置か
ら紡出されてしまい、完全に反応するには十分でない時
間しか炭素を滞留ざないのである。

循環式流動層反応装置に於るガス化は通常のバブル式流
動層反応装置に於るガス化とは成る程度相違する。循環
式流動層反応装置に於ては、上昇流間は大ぎく、典型的
には２〜１０ｍ／Ｓであり、人聞の固体の流動層材料が
そのガスと共に反応装置の上部へ持ら上げられ、更に反
応装ａの外部へ運ばれ、ガス分離の後に戻されるのであ
る。このような反応装置に於ては、ガスと固体材料との
間の重要な反応は反応装置の全体の部分で行われる。

一方、Ｒ？！！密度は反応装置の上部に於てガス５ｆｒ
ｈ＞当りのＩｆｉｌが０．５〜３０８Ｆ１７Ｋｇ、最も
普通には２〜１０に９７に９とされる。

バブル式流動層反応装置に於ては、ガスの流量は０．４
〜２ｍ／Ｓであり、反応装置の上部に於る懸濁密度は、
循環式流１）Ｊ　ｈη反応装；１１の場合に比較して約
１０〜１００倍小さく、ガス／固体材石の反応は反応装
置の下部、即ち流動層にて主に行われるのである１゜ 発明の利点 本発明の方法は、例えば次の通りの利点を有しているの
である。即１５、 −この方法によって高い程度の炭素の転化が達成される
。

一炭素微粒子のガス化又はボイラーに於るプロセス状態
を乱すことイｒくコントロールされた方法で微粒子炭素
の集塊化が遂行される。

−循環式流動層の概念によれば、反応装置の横断面は所
謂バルブ式流動層装置に比べて明らかに小さくすること
ができる。

一横断面が小さくされて良好な混合状態が得られること
により、バブル式流動層に比べて燃料供給及び灰除去装
置の必要性が本質的に低減される。

−安１１１ｉなライムにより燃料に含有されている硫黄
の捕捉がこのプロビスにて行われる。

−固体及びガスの間の反応が反応装置Ｆｆ及び分ｌ５１
ｉ器の全体部分で行われる。

一上述した装置は高価な特別の材料を必要としない。

−このプロレスの様々なステージが様々な装置で行われ
る場合、プロセスコントロールは全体的な結果を考慮し
て１最適に行われる。

−不活性な灰が受は入れられる。

一フライアッシュを保管する問題が低減される。

−１ｖの９−ましい、１０例の説明 本発明は、以１ζに例として本発明の二つの実膿例を示
す添付図面を参照して、更に説明される。

第１図に示されるガス化装置に於て、流動層反応装置１
の上部は粒子分前器２に接続されている。

粒子分離器２の下部３は戻しダク［・３を備えてＪコつ
、このダクトは循環する粒子を反応装置の下部へ導いて
いる。生産ガスは分１ｉｌＩｔＪｆの上部から１）１出
ダクト４を通して分ｌｉ！ｉ器５へ排出され、微粒子を
除去するようになっている。微粒子のための分離器５は
ダクト６を備えている。このダクト６は微粒子をシール
し集塊化する手段７へ導く。この微粒子をシールし集塊
化する手段７は粒子を循環させるために戻しダクト３と
接続されて配置される。

流１ＦＩＪ層反応装置Ｙ　１の底部はガ、スを流動化さ
せるためのディストリビュータ８を備えている。ガス化
されるべき固体炭素質材料は導管９を通して反応ｌ内へ
導かれ、ガス化する材料に含有されているＭ１黄を分！
１１ｔツることを目的とするライムその他の材料は導管
１０を通して導かれる。本発明によれば、反応装置１か
らイ」与され、未反応炭素及び恐らくダクト１０を通し
て反応装置内に供給された燃料に含有されているライム
や灰のにつな固体材料の大部分は、分１１１１２によっ
てガスから分離される。しかしながら、反応装置から流
れる固体の典型的には０．１〜２％の比率である微粒子
は、生産ガスと一緒に反応装置から損出されてしまう。

分離器２は、耐火性のライニングを備えたりイクロン分
離器やその他の同等な高温ガス分順器のような知られて
いる伺れの形式のものとすることかできる。

７５０〜１１００℃もの高温が反応装置１及び分＃１器
２内に典型的に発生される。反応′＆ｉ？！（１及び分
離器２は内部を耐火煉瓦又はｆｊｌ様部材にてライニン
グされるのが好ましい。僅かな吊の微粒子を含有する高
温ガスがダクト４を通しＣ熱回収ユニット１１へ導かれ
るのであり、このユニットは望まれるならばガスを成る
程度冷却するのぐある。

熱回収ユニット１１に続いて、ガスは史に他の微粒子の
ための分離器５へ尋かれる。この分離器５に於て、ガス
から特に全ての粒子が分離されるのである。この分！１
５は、Ｌラミックやその他のフィルター、或いは大きな
分離容部を有する遠心分離器のような知られている何れ
のものとすることができる。純粋なガスがダクト１２を
通して、使用場所へ送られるのである。分離５にてガス
から分−１された微粒子は、ダクト６を通してシールし
集塊化する手段７へ送られる。分≦Ｍｊ器５で分離され
１つ炭Ａゆを含有Ｊる微粒子材料が高温である鳴合には
、ダク１〜１４を通して供給される酸素ガスを使用して
この微粒子材料を集塊化手段７へ給送するために、ルー
プシール１３を使用するのが好ましい。このことは、ダ
クト６内を搬送される微粒子の部分的な酸化を生ぎしめ
、これにより該微粒子の温度を上背させるのである。微
粒子が過熱される傾向を示すならば、ダクト１５を通し
て他のガスを供給することもできる。好ましいとされる
他のガスは水蒸気及び二酸化炭素である。

必要ならば、微粒子の搬送は不活性ガスのみによって行
うことができる。

分離器２及びダクト３を通してシーリング及び集塊化手
段７の下部へ導かれる非常に大量の固体の流れは、必要
ならばダクト３内に配置された冷却器１６によって冷却
されることができ、熱を回収するようになすこともでき
る。粗い粒子の循環する流れは、加熱される微粒子の流
れが循環する粒子の流れに比例して天吊であるならば、
冷却されて反応装置に加熱作用を及ぼすようになされる
。

通常は、微粒子の流れは循環される粒子の流れに比べて
僅かであるので、反応装置の温度に対して何の効果も及
ぼさない。

第２図に示されているシーリング及び集塊化手段は、円
筒形容器１７を含んでいる。この容器の内部には、中央
に垂直な耐火性のダクト１８が配置されており、このダ
クトはダクト３ｂを通して反応装２１の下部と連通され
ている。ダクト３ａから与えられる大きな粒子の流れは
容器１７とその内部の中央ダクト１８との間に形成され
ている空間１９へと導かれる。この中間の空間の底部に
は、ダクト３ａから与えられる固体粒子の流れに対して
適当な流動化ガスを供給されする。この流動化ガスは、
ダクト２０を通して供給され、好ましくはブロー装置に
よって供給される酸素ガスとされるか、及び／又は、粒
子の流れの温度がその他のガスを要求するならば、好ま
しくは水蒸気や二酸化炭素とされてダクト２１を通して
供給されることができる。

流動化パリＶ層がダクト１８及び容器１７の間に形成さ
れてガスが反応装置１がらダクト３ｂ及び３ａを通して
分離器２へ流れるのを防止し、又、ダクト３ａから与え
られた粒子をダクト１８へ、更にダクト３ｂを通して反
応装置１へとオーバーフローさせるのである。

ダクト６を通った微粒子は、ダクト２２を通して流され
た酸素ガスと同様に、容器１７の中央に配置されたダク
ト１８の上端へ導かれる。１０００℃以上の高温領域２
３が、ダクト１８内を移動する粒子材料の中央に形成さ
れ、この領域に於て微粒子の灰が部分的に溶融されて互
いに対して、又は循環する粒子に対して粘着し、大ぎな
粒子を形成するようになるのである。ダクト１８の壁部
付近の微粒子の下方へ向う流れは、このダクトの内壁を
微粒子の流れの中央部に存在する粘名性の粒子から保シ
する。分子Ｉｎ器５から排出された微粒子の流れは分離
器２からの粒子の流れに比べて実質的に小ざいので、反
応装置内で行われるガス化プロヒス自体を妨害すること
なく粒子の主流に対する微粒子の集塊化をコントロール
した方法で行わせることが可能である。反応装置に流入
するとき番よ、微粒子及びその他の粒子の流れは、ダク
ト３ｂ内で十分に混合されており、温度が釣り合わされ
ている。分１１１ｆＺ２から排出された粒子の粒径（典
型的に９９％の粒子が１１１１１Ｉより６小さい）は、
分ＩＩＩ器５から排出された粒子の粒径（典型的に９９
％の粒子が０．１＃ＩＩｌよりも小さい）と同様に知ら
れているから、１０履よりも小さな粒径の大きな粒子を
形成するように集塊化をコントロールすることは容易で
ある。

ダクト３ｂからの材料は反応装置へ流動化ガスのディス
トリビュータ８より上方位置にて流入する。このディス
トリビュータは反応装置の底部にて酸素雰囲気の中に配
置されている。ここで、粒径が増大されたことから、僅
かながら反応性の集塊化された石炭粒子は完全に反応す
るために−Ｆ分な時間だけで滞留され、これにより灰朔
出用ダクト２４を通して排出された材料には極めて僅が
なｈ）の未反応炭素しか含有されないのである。反応装
置からの灰の除去はコントロール装置２５によってコン
トロールされ、このコントロール装置は、例えばスクリ
ューコンベヤとされ得るのであり、又、灰は灰処理装置
２６によって取り去られる。

この装置は既に知られている何れの装置とすることがで
きる。

Ｍ素ガスはダクト２７を通して流動化ガスのディストリ
ビュータ８の下側に供給される。ディストリビュータ８
は反応装置に対するガスの分配を行う。特に石炭をガス
化する場合には、酸素ガスど共に、ダク１〜２８を通し
て流動化ガスとして水悉気を供給するのが好ましい。

ガス化される固体材料はＳ管９を通して反応装置内へ供
給されるのであり、その供給位置は、燃料の揮発性物質
が部分的に解放されて高カロリーのガスを生産すること
になる反応装置の底部の濃い流動化層の上方とされるの
が好ましい。固体材料は反応装置内へ酸素ガスを供給す
るディストリビュータよりも２〜４ｍ上方の高さ位置に
供給されるのが好ましい。

第３図に示されたボラ−プラントに於ては、この適用装
置は化石燃料を使用する循環式流動層ボイラーに於るフ
ライアッシュの処理に適用されている。循環式流動層ボ
イラー１は粒子分離器２及び１１１１ｉ環する材料のた
めの戻しダクト３と接続されている。循ｌフする粒子の
精製されたガスは導管４を通して対流部分１１へ導かれ
、史にガス精製手段５へ導かれる。このガス精製手段５
は、例えば電気的フィルター、バッグフィルター、セラ
ミックフィルター、多段Ｖイクロン或いは微粒子用のそ
の他の同等な分離器とされ得る。

微粒子はガス精製手段からダクト６を通して集塊化手段
７へ運ばれる。この集塊化手段７は循環する粒子のため
の戻しダクト１３内に配置されている。集塊化手段７は
上述したように作ｌＴｌ１Ｊツる。

′ｌＱ度は１０００℃を超える温度、好ましくは１１０
０〜１３００℃に迄ダクト２２からのＡ！２素ガス、好
ましくは空気によって上背されるのであり、この温度に
於てはフライアッシュの少なくとも一部は溶融して循ｍ
′７１る粒子に対して粘着覆るのである。この集塊化手
段は、微粒その炭素含有量が温度を望ましい温度迄上昇
させるには不十分な吊であるならば、ダクト２ｏから別
途燃料を供給され得る。この別途の燃料はボイラーで燃
焼される燃料とされ得る。成る適用例に於ては、全ての
燃料は集塊化手段を通してボイラーへ供給され、又、集
塊化手段に於る温度は酸素ガスの最によって調整される
のである。

微粒子の吊は木質的には循環される粒子の流がよりは少
なく、又、一般に微粒子だけの温度が集塊化時にて上昇
されるのであるから、粒子のコン１〜ロールしたリサイ
クルが実際の燃焼プロセスに障害を与えることなく実現
できるのである。ボイラー外部の循環する粒子に対して
微粒子を集塊化させることは、ボイラーに於るプロセス
に対して有害な作用を右する灰に応じて集塊化温度を容
易に選定できるようになすのである。一方、ボイラーの
温度を燃焼プロセスに障害とならないようにしてボイラ
ー自体の内部で集塊化が適当に行われるＪ：うに調整す
ることは、殆どできないのである。

低い温度の循環づる粒子と混合される際、溶融したフラ
イアッシュは凝固し、循環する粒子よりも粗い、典型的
には２〜２０ｍ＋の粒径の固い密度の高い粒子を形成す
る。このようにして受は入れられた粗い灰の粒子１ま再
循環によってボイラーの燃焼室へ送られ、そこから分間
されて通常の固まった灰と一緒に灰刊出ダクト２４を通
してＩＩ出されるのである。

成る種の適用例では、１〜５Ｑｂａｒのガス圧の下で循
環式流動層反応装置を加圧し、これにより小を寸法の反
応装置が、例えば動力ブラン１〜プロセスに適当なガス
を生産することがひきるようになすのが好ましいのであ
る。

本発明は、重連の実際（りＩＣ説明したガス（１−装置
ｉｊ７やボイラーに限定することを意図していない。成
る秒の適用例に於ては、幾つかの分ＰＲ器が隣接配置さ
れ或いは直列に配置されて反応装置を形成するのが好ま
しく、一つ又４Ｊ全ての戻しダクトに集塊化手段が配置
されるのが好ましい。微粒子は異なる形式のものとされ
た複数の分離器によって分難されることもできる。戻し
ダクトからの分離された微粒子を集塊化し、又、ｔｌｉ
！ｉ環する粒子に並びに該ダクト内の集塊化された粒子
のみを混合するようになすことは０■能Ｃある。戻しダ
ク［・３ｂの下部は熱回収手段を備えることらできる。

集塊化される粒子の戻しタクト壁部に対する粘着は、ダ
クト壁部に沿ってガス流を導いて粒子が壁部に接触する
迄に粒子を冷却させることによって、防止することがで
きる。

本発明は、ガス化をもたらずためにＭｌガスを使用しな
いが、反応装置に於る燃料温度を伯の方法で上昇させる
ガス化反応装置に対しても当然に適用することができる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ガス化装置の概略図。 第２図は、シーリング及び集塊化装置の概略図。 第３図は、ボイラープラントの概略図。 １・・・・・・循環式流動層反応装置、２．５・・・・
・・分離器、３・・・・・・戻しダクト、４・・・・・
・損出ダクト、６・・・・・・ダクト、７・・・・・・
シーリング及び集塊化手段、８・・・・・・ディストリ
ビュータ、９，１ｏ・・・・・・導管、１１・・・・・
・熱回収ユニット、１２・・・・・・ダクト、１３・・
・・・・ループシール、１４．１５・・・・・・ダクト
、１６・・・・・・冷却器、１７・・・・・・容器、１
８・・・・・・中央ダクト、１９・・・・・・空間、２
０，２１．２２・・・・・・ダクト、２３・・・・・・
高温領域、２４・・・・・・灰杖出ダクト、２５・・・
・・・コントロール装置、２６・・・・・・灰処理装置
、２７゜２８・・・・・・ダク１へ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）−かなりの量の固体粒子を反応室からその下流位
   置に配置されている粒子分離器へガスと共に排出するよ
   うな高いレベル値に、反応室内のガス流過を維持し、 −これらの固体粒子、即ち循環される材料、の大部分を
   粒子分離器に於て分離して反応室へ戻し、そして、 −粒子分離器から更にガス精製ステージへガスを導き、
   該ステージに於て微粒子をガスから分離する、 ようになす循環式流動層反応装置で固体炭素質材料をガ
   ス化もしくは燃焼させる方法であつて、戻しダクト内の
   固体粒子が反応室へ戻される前に、ガス精製ステージで
   分離した微粒子を高い温度の下で循環材料に集塊化させ
   る、 ことを特徴とする固体炭素質材料をガス化もしくは燃焼
   させる方法。
2. （２）少なくとも微粒子の一部が粘着性粒子を形成する
   ように大量の酸素ガスを微粒子の流れの中に導くことに
   よつて、分離された微粒子の温度を上界させることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）高温の微粒子を戻しダクトの中央へ導くと共に粒
   子を戻しダクトの内側の壁部に沿つて循環させることに
   より、高温の下で微粒子が戻しダクトの壁部に集塊化す
   るのを防止することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の方法。
4. （４）集塊化された粒子が反応室内へ戻される前の循環
   する流動層材料と均等に混合されるようになされること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
5. （５）流動層反応装置に於て、 −反応器内の固体炭素質材料を酸素ガスと接触させるよ
   うに運ぶことによつて７５０〜１１００℃の温度と、 −１〜５０ｂａｒのガス圧と、 −好ましくは２〜１０ｍ／ｓの粒子流量、及び、循環す
   る粒子を分離した生産ガスから、該ガスの部分冷却を行
   つた後に炭素質微粒子を更に分離すること、又、この微
   粒子は、その流れに酸素ガスを導くことによつて好まし
   くは１１００℃を超える温度に迄温度を高められて、粒
   子が流動層反応装置の下部へ戻される前にその循環する
   粒子へ集塊化されると共に均等に混合されるようになさ
   れることと、 を維持することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の方法。
6. （６）反応室の下流に配置されていて、該反応室へ、好
   ましくはその下部へ、分離した粒子を循環させるための
   戻しダクト（３）に接続されている粒子を循環させるた
   めの少なくとも１個の分離器（２）、及び、分離器から
   ガスを排出するための出口、を含んで構成された循環式
   流動層反応装置に於て固体炭素質材料をガス化もしくは
   燃焼させるための設備であつて、分離器（２）の下流に
   於てガスの流れに微粒子用の少なくとも１個の分離器（
   ５）を備えられ、この分離器（５）から微粒子集塊化手
   段（７）へ微粒子を導くためのダクト（６）が配置され
   、該微粒子集塊化手段（７）は粒子を循環させるための
   戻しダクト（３）と接続されて配置されている、ことを
   特徴とする装置。
7. （７）微粒子集塊化手段（７）が閉じられた又は一部閉
   じられた容器（１７）と、該容器内部の中央に且つその
   上部から間隔を隔てて配置された垂直方向の開口せるダ
   クト（１８）と、該ダクトの下部が流動層反応装置（１
   ）へ導かれている粒子の戻しダクト（３）の下部（３ｂ
   ）に接続されていることと、容器（１７）の壁部及び垂
   直ダクト（１８）の間の円筒形の空間（１９）と、該空
   間が粒子分離器（２）からの粒子戻しダクトの上部（３
   ａ）に接続されていることと、循環する粒子を円筒形空
   間から垂直ダクトへと該ダクトの上縁を超えて流し、更
   に流動層反応装置へ導かれている戻しダクト（３ｂ）へ
   と運ぶために円筒形空間の下部に配置されているガス入
   口ダクト（２０、２１）と、微粒子のための入口ダクト
   （６）と、該ダクトが容器の上部の垂直ダクトの中央付
   近の上方に配置されていることと、ダクト（６）と接続
   されて配置されている酸素ガスの入口ダクト（２２）と
   、を含んで構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第６項記載の装置。