JPH021081B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH021081B2 JPH021081B2 JP56031121A JP3112181A JPH021081B2 JP H021081 B2 JPH021081 B2 JP H021081B2 JP 56031121 A JP56031121 A JP 56031121A JP 3112181 A JP3112181 A JP 3112181A JP H021081 B2 JPH021081 B2 JP H021081B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- gas
- crude gas
- fluidized bed
- heat
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は石炭、重質油またはこれら混合部から
なる炭化水素類の原料をガス化しクリーンな燃料
ガスあるいは化学工業原料ガスに変換するプロセ
スに係り、特にガス化炉で発生した高温粗ガスの
冷却及び熱回収方法に関する。
なる炭化水素類の原料をガス化しクリーンな燃料
ガスあるいは化学工業原料ガスに変換するプロセ
スに係り、特にガス化炉で発生した高温粗ガスの
冷却及び熱回収方法に関する。
石炭、重質油等は熱処理することにより化学工
業原料ガスやクリーンな燃料ガスに変換できる。
上記各ガスは熱処理工程（ガス化工程）のみで得
られるのではなく、精製工程やその他の工程及び
各工程を連結するガス輸送ラインから構成される
総合工程により生産される。この総合工程は生産
する製品ガスの種類により種々の形態があるが、
いずれの場合もガス化工程と精製工程を必ず有し
ている。ガス化工程は石炭等の原料を水蒸気ある
いはガス化剤で高温下においてガスに変換する部
門である。ここで発生するガスは粗ガスと呼ば
れ、水素、一酸化炭素等の無機ガスや炭素と水素
の化合物である有機ガス、さらにはタールと総称
される高沸点留分ガスやこれらの重縮合物等の混
合ガスである。精製工程はこの混合ガス中の不必
要物を除去する部門で、通常ガス化工程とガス輸
送ラインで連結され、高温度ガスが導入される。
既存技術では該工程において高温度精製が不可能
なため、ほとんどの場合粗ガスを冷却し低温下で
精製する。
業原料ガスやクリーンな燃料ガスに変換できる。
上記各ガスは熱処理工程（ガス化工程）のみで得
られるのではなく、精製工程やその他の工程及び
各工程を連結するガス輸送ラインから構成される
総合工程により生産される。この総合工程は生産
する製品ガスの種類により種々の形態があるが、
いずれの場合もガス化工程と精製工程を必ず有し
ている。ガス化工程は石炭等の原料を水蒸気ある
いはガス化剤で高温下においてガスに変換する部
門である。ここで発生するガスは粗ガスと呼ば
れ、水素、一酸化炭素等の無機ガスや炭素と水素
の化合物である有機ガス、さらにはタールと総称
される高沸点留分ガスやこれらの重縮合物等の混
合ガスである。精製工程はこの混合ガス中の不必
要物を除去する部門で、通常ガス化工程とガス輸
送ラインで連結され、高温度ガスが導入される。
既存技術では該工程において高温度精製が不可能
なため、ほとんどの場合粗ガスを冷却し低温下で
精製する。
ここで問題なのはガス化工程で発生したタール
の一部が冷却されることにより凝縮、液滴化し、
ガス輸送ラインやそれ以降の各装置内部壁に付着
あるいは固着し、ついには運転停止になることで
ある。この重大な問題の解決策として従来数多く
の発明がなされている。それら発明を分類する
と、タールの凝縮付着を操作条件（温度やガス流
速）の選定により減少させるものと、付着したも
のを強制的に除去するものに分けることができ
る。前者は付着量を減少できトラブルを低減する
ことが可能であるが、操作条件の選定が困難であ
り、常時その条件に保持しないと効果を発揮でき
ないため、運転初期の半負荷時や生産量変更時に
は性能が激減する。一方後者は付着物を固体粒子
等により強制的に剥離除去するものでトラブル対
策に有益であるが、多量の固体粒子等で剥離する
ためこの固体粒子を分離除去する分離装置が必要
であるなどの欠点がある。また、これら方法はい
ずれも高温粗ガスの顕熱を回収するまでには至ら
ず熱得率が低い欠点を有する。
の一部が冷却されることにより凝縮、液滴化し、
ガス輸送ラインやそれ以降の各装置内部壁に付着
あるいは固着し、ついには運転停止になることで
ある。この重大な問題の解決策として従来数多く
の発明がなされている。それら発明を分類する
と、タールの凝縮付着を操作条件（温度やガス流
速）の選定により減少させるものと、付着したも
のを強制的に除去するものに分けることができ
る。前者は付着量を減少できトラブルを低減する
ことが可能であるが、操作条件の選定が困難であ
り、常時その条件に保持しないと効果を発揮でき
ないため、運転初期の半負荷時や生産量変更時に
は性能が激減する。一方後者は付着物を固体粒子
等により強制的に剥離除去するものでトラブル対
策に有益であるが、多量の固体粒子等で剥離する
ためこの固体粒子を分離除去する分離装置が必要
であるなどの欠点がある。また、これら方法はい
ずれも高温粗ガスの顕熱を回収するまでには至ら
ず熱得率が低い欠点を有する。
上記方法に対し、タールによるトラブルを防止
しつつ高温粗ガスの顕熱を回収する方法が提案さ
れている（特開昭52−5805号公報）。この発明は
高温粗ガスを流動層を用いて特定の条件で冷却
し、質の高い熱、蒸気を回収するものである。こ
れは原理的には流動層内の粒子上にタールを付着
させ、粗ガス中からタールを分離することにより
閉塞トラブルを防止すると共に流動層内に内挿し
た伝熱管により熱回収を最適に行うための操作条
件を限定したものである。この方法は熱を回収で
きる利点はあるが、流動層であるためタールを完
全には除去できず、一部タールが後続の機器へ入
り閉塞トラブルをひき起す欠点がある。
しつつ高温粗ガスの顕熱を回収する方法が提案さ
れている（特開昭52−5805号公報）。この発明は
高温粗ガスを流動層を用いて特定の条件で冷却
し、質の高い熱、蒸気を回収するものである。こ
れは原理的には流動層内の粒子上にタールを付着
させ、粗ガス中からタールを分離することにより
閉塞トラブルを防止すると共に流動層内に内挿し
た伝熱管により熱回収を最適に行うための操作条
件を限定したものである。この方法は熱を回収で
きる利点はあるが、流動層であるためタールを完
全には除去できず、一部タールが後続の機器へ入
り閉塞トラブルをひき起す欠点がある。
本発明は上記欠点を改善しようとしてなされた
もので、その目的とするところは、タールによる
閉塞トラブルを防止した高温粗ガスの冷却及び熱
回収方法を得ることにある。
もので、その目的とするところは、タールによる
閉塞トラブルを防止した高温粗ガスの冷却及び熱
回収方法を得ることにある。
即ち本発明の特徴は、炭化水素類を原料とした
熱処理工程から発生する高温粗ガスの冷却におい
て、前記高温粗ガスを流動層よりなる間接冷却器
で冷却するとともにこの高温粗ガスの顕熱を回収
し、しかる後ベンチユリー部を形成した直接冷却
器でこの高温粗ガスを冷却するものであつて、前
記流動層を多孔板によつて上下に２層となし、下
部流動層側より前記高温粗ガスを流入させ、上部
流動層部に冷却媒体を通す伝熱管が設けられ、前
記下部流動層の温度を前記上部流動層の温度より
高くなるように制御することにある。
熱処理工程から発生する高温粗ガスの冷却におい
て、前記高温粗ガスを流動層よりなる間接冷却器
で冷却するとともにこの高温粗ガスの顕熱を回収
し、しかる後ベンチユリー部を形成した直接冷却
器でこの高温粗ガスを冷却するものであつて、前
記流動層を多孔板によつて上下に２層となし、下
部流動層側より前記高温粗ガスを流入させ、上部
流動層部に冷却媒体を通す伝熱管が設けられ、前
記下部流動層の温度を前記上部流動層の温度より
高くなるように制御することにある。
以下本発明を図面によつて詳細に説明する。間
接冷却器１はその下流の直接冷却器３とガス輸送
ライン２で連結されており、その内部には流動粒
子４、伝熱管５、スクリーン６を内挿している。
ガス化工程（図示せず）で発生した高温粗ガス８
は間接冷却器１の下部から導入され、この間接冷
却器１内の流動粒子４を流動させる。流動粒子４
は間接冷却器１内を上下左右に移動する際内挿物
である伝熱管５と接触し、冷却される。冷却され
た流動粒子４は間接冷却器１内を下降しながら粗
ガスと接触し、ガス中の高沸点タールを粒子表面
上に凝縮、付着させると同時にガスの顕熱をも受
け加熱され、粒子表面上の付着タールを熱分解、
固化する。この固化物付着粒子は再度上昇し、伝
熱管５と接触して冷却される。即ち流動粒子４は
間接冷却器１内を移動しながら冷却、加熱及び高
沸点タールの凝縮、付着、固化をくり返しつつ粗
ガス中のタールを捕捉する。一方伝熱管５は管内
に冷水等を流すことにより流動粒子４から与えら
れる熱を間接的に間接冷却器１外へ持出し、ガス
化炉等に必要な熱源を供す。またスクリーン６は
間接冷却器１内を移動する流動粒子４の量を制御
するもので、スクリーン６の開孔比により上下に
移動する粒子量が増減し、その結果スクリーン６
の上と下のゾーンに温度差を与える。即ち石炭の
ガス化で発生した700℃〜950℃の高温粗ガスを間
接冷却器１内に導入し、スクリーン６の下部にお
いては400℃〜550℃好ましくは450℃程度、スク
リーン６の上部においては350℃〜450℃好ましく
は該下部温度より50℃〜100℃低くなるような温
度差を得られるスクリーン６を設置し、粗ガス中
に含まれる高沸点タールを２段階で捕集し、捕集
効率を高めるとともに捕集タールを該下部ゾーン
でコーキングさせる。この間接冷却器１で該温度
以上の沸点を持つタールの90〜95％程度は捕集可
能であるが流動層であるため（間接冷却器内を高
温粗ガス気泡で上昇し、少量のタールはフリーパ
スする）数％のものは間接冷却器１より排出され
る。この排出されたタールはガス輸送ライン２の
内壁に付着するが、その量が大巾に減少している
こと及び間接冷却器１から飛散する少量の流動粒
子によりブラストされ、ガス輸送ライン２内壁の
コーキングトラブルはほとんど起らない。ガス輸
送ライン２内を通過するガス温度は通常間接冷却
器１内の出口ガス温度と等しいか若干（10℃〜30
℃）低い320℃〜440℃程度であり、これらガスは
直接冷却器３に導入する。直接冷却器３はこれら
ガスの流速を早めるため、ゆるやかな縮少部と高
速流れの細管及び高速流れ部での直接冷却剤噴出
部からなり、ガスを直接急冷するものである。こ
れによつて間接冷却器１をフリーパスしたタール
や低沸点留分タールを瞬間に冷却し、もはやター
ルが熱分解しない温度まで低下させるとともに管
壁に付着したタールを高速流で流下させる。即ち
タールを液状に保ち固形化させることなく後続工
程へ送るものである。
接冷却器１はその下流の直接冷却器３とガス輸送
ライン２で連結されており、その内部には流動粒
子４、伝熱管５、スクリーン６を内挿している。
ガス化工程（図示せず）で発生した高温粗ガス８
は間接冷却器１の下部から導入され、この間接冷
却器１内の流動粒子４を流動させる。流動粒子４
は間接冷却器１内を上下左右に移動する際内挿物
である伝熱管５と接触し、冷却される。冷却され
た流動粒子４は間接冷却器１内を下降しながら粗
ガスと接触し、ガス中の高沸点タールを粒子表面
上に凝縮、付着させると同時にガスの顕熱をも受
け加熱され、粒子表面上の付着タールを熱分解、
固化する。この固化物付着粒子は再度上昇し、伝
熱管５と接触して冷却される。即ち流動粒子４は
間接冷却器１内を移動しながら冷却、加熱及び高
沸点タールの凝縮、付着、固化をくり返しつつ粗
ガス中のタールを捕捉する。一方伝熱管５は管内
に冷水等を流すことにより流動粒子４から与えら
れる熱を間接的に間接冷却器１外へ持出し、ガス
化炉等に必要な熱源を供す。またスクリーン６は
間接冷却器１内を移動する流動粒子４の量を制御
するもので、スクリーン６の開孔比により上下に
移動する粒子量が増減し、その結果スクリーン６
の上と下のゾーンに温度差を与える。即ち石炭の
ガス化で発生した700℃〜950℃の高温粗ガスを間
接冷却器１内に導入し、スクリーン６の下部にお
いては400℃〜550℃好ましくは450℃程度、スク
リーン６の上部においては350℃〜450℃好ましく
は該下部温度より50℃〜100℃低くなるような温
度差を得られるスクリーン６を設置し、粗ガス中
に含まれる高沸点タールを２段階で捕集し、捕集
効率を高めるとともに捕集タールを該下部ゾーン
でコーキングさせる。この間接冷却器１で該温度
以上の沸点を持つタールの90〜95％程度は捕集可
能であるが流動層であるため（間接冷却器内を高
温粗ガス気泡で上昇し、少量のタールはフリーパ
スする）数％のものは間接冷却器１より排出され
る。この排出されたタールはガス輸送ライン２の
内壁に付着するが、その量が大巾に減少している
こと及び間接冷却器１から飛散する少量の流動粒
子によりブラストされ、ガス輸送ライン２内壁の
コーキングトラブルはほとんど起らない。ガス輸
送ライン２内を通過するガス温度は通常間接冷却
器１内の出口ガス温度と等しいか若干（10℃〜30
℃）低い320℃〜440℃程度であり、これらガスは
直接冷却器３に導入する。直接冷却器３はこれら
ガスの流速を早めるため、ゆるやかな縮少部と高
速流れの細管及び高速流れ部での直接冷却剤噴出
部からなり、ガスを直接急冷するものである。こ
れによつて間接冷却器１をフリーパスしたタール
や低沸点留分タールを瞬間に冷却し、もはやター
ルが熱分解しない温度まで低下させるとともに管
壁に付着したタールを高速流で流下させる。即ち
タールを液状に保ち固形化させることなく後続工
程へ送るものである。
実施例 １
原料にイラニアンヘビー減圧残渣油70wt％、
太平洋炭（0.1〜0.42mm）30wt％の混合スラリー
を用い。ガス化剤に酸素と水蒸気を用い850℃で
ガス化した高温粗ガスを内径250mm、高さ２ｍ、
内部に伝熱管及びスクリーンを有し、流動粒子と
して平均260μｍの珪砂を63Kg充填した間接冷却
器に導入し、（器内温度はスクリーン下部490℃、
上部450℃になるように伝熱管内に冷却水を供給
した）間接冷却器を出たガスは内径42mmのガス輸
送ラインで直接冷却器に送つた。直接冷却器は
17゜の角度で縮少した締り部を持つ内径12.7mmの
細管と細管部に開孔する冷却剤噴出口を持つ。該
部では冷却剤として水を用い、430℃で導入した
ガスを210℃まで急冷した。この条件で22時間の
連続運転を行い、運転中のコーキングによる管内
閉塞状況を間接冷却器入口と直接冷却器出口に接
続した差圧測定器により調べた。その結果差圧の
上昇はなくコーキングによる管内閉塞はみとめら
れず、間接冷却器からは230℃の水蒸気を毎時20
Kgで得られた。また実験後各部を解体し、内部の
観察を行つたが、コーキングはまつたくなく、後
続の水洗浄式のスクラバー部でのトラブルも皆無
であつた。
太平洋炭（0.1〜0.42mm）30wt％の混合スラリー
を用い。ガス化剤に酸素と水蒸気を用い850℃で
ガス化した高温粗ガスを内径250mm、高さ２ｍ、
内部に伝熱管及びスクリーンを有し、流動粒子と
して平均260μｍの珪砂を63Kg充填した間接冷却
器に導入し、（器内温度はスクリーン下部490℃、
上部450℃になるように伝熱管内に冷却水を供給
した）間接冷却器を出たガスは内径42mmのガス輸
送ラインで直接冷却器に送つた。直接冷却器は
17゜の角度で縮少した締り部を持つ内径12.7mmの
細管と細管部に開孔する冷却剤噴出口を持つ。該
部では冷却剤として水を用い、430℃で導入した
ガスを210℃まで急冷した。この条件で22時間の
連続運転を行い、運転中のコーキングによる管内
閉塞状況を間接冷却器入口と直接冷却器出口に接
続した差圧測定器により調べた。その結果差圧の
上昇はなくコーキングによる管内閉塞はみとめら
れず、間接冷却器からは230℃の水蒸気を毎時20
Kgで得られた。また実験後各部を解体し、内部の
観察を行つたが、コーキングはまつたくなく、後
続の水洗浄式のスクラバー部でのトラブルも皆無
であつた。
比較例 １
実施例における直接冷却器を取りはずし、ガス
輸送ラインを直接後続のスクラバーに接続し、実
施例と同じ条件で連続運転を22時間行つた結果で
はスクラバー入口部のガス輸送ライン管内壁には
厚み15〜18mmのコーキングがみられ、ガス流路は
閉塞寸前であつた。またスクラバー内部入口側に
も２〜４mm程度のコーキングがあつた。
輸送ラインを直接後続のスクラバーに接続し、実
施例と同じ条件で連続運転を22時間行つた結果で
はスクラバー入口部のガス輸送ライン管内壁には
厚み15〜18mmのコーキングがみられ、ガス流路は
閉塞寸前であつた。またスクラバー内部入口側に
も２〜４mm程度のコーキングがあつた。
比較例 ２
実施例における間接冷却器を取りはずし、輸送
ラインを直接ガス化炉に接続し、実施例と同じ条
件で100時間の連続運転を実施した。運転中ガス
輸送ライン部の差圧は除々に上昇し、約20時間で
運転初期の差圧の100倍程度までになつた。その
ため手動式の管内コーキング物かき取り器を使い
コーキング物の除去を運転中４回実施した。すな
わちかき取り器なしでは連続運転不能であつた。
また運転終了後解体点検したところ、ガス輸送ラ
イン内壁部には15〜20mm程度のコーキングがあつ
た。
ラインを直接ガス化炉に接続し、実施例と同じ条
件で100時間の連続運転を実施した。運転中ガス
輸送ライン部の差圧は除々に上昇し、約20時間で
運転初期の差圧の100倍程度までになつた。その
ため手動式の管内コーキング物かき取り器を使い
コーキング物の除去を運転中４回実施した。すな
わちかき取り器なしでは連続運転不能であつた。
また運転終了後解体点検したところ、ガス輸送ラ
イン内壁部には15〜20mm程度のコーキングがあつ
た。
本発明によれば、コーキングトラブルを防止し
つつ熱回収ができるので、プロセスの熱得率を向
上できる。
つつ熱回収ができるので、プロセスの熱得率を向
上できる。
図面は本発明の全体構成を示す略線図である。
１……間接冷却器、２……ガス輸送ライン、３
……直接冷却器、４……流動粒子、５……伝熱
管、７……冷却剤、８……高温粗ガス。
……直接冷却器、４……流動粒子、５……伝熱
管、７……冷却剤、８……高温粗ガス。
Claims (1)
- １ 炭化水素類原料をガス化する熱処理工程で発
生した高温粗ガスを、流動粒子を有する流動層よ
りなる間接冷却器に通し冷却するとともにこの高
温粗ガスの顕熱を回収し、しかる後ベンチユリー
部を有する直接冷却器にこの高温粗ガスを通し、
ベンチユリー部外周より冷媒を供給し前記粗ガス
と接触させて冷却する方法であつて、前記流動層
を多孔板によつて上下に二層となし、下部流動層
側より前記高温粗ガスを流入させ、上部流動層部
に冷却媒体を通す伝熱管を設け、前記下部流動層
の温度を前記上部流動層の温度より高くなるよう
に制御することを特徴とする高温粗ガスの冷却及
び熱回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3112181A JPS57147588A (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Cooling and heat recovery of high-temperature crude gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3112181A JPS57147588A (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Cooling and heat recovery of high-temperature crude gas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57147588A JPS57147588A (en) | 1982-09-11 |
| JPH021081B2 true JPH021081B2 (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=12322576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3112181A Granted JPS57147588A (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Cooling and heat recovery of high-temperature crude gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57147588A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617671U (ja) * | 1992-02-24 | 1994-03-08 | 祐成 岩本 | 鏡面拭きとり刃装着の軽便かみそり |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3953180A (en) * | 1974-07-11 | 1976-04-27 | Hydrocarbon Research, Inc. | Production of low BTU sulfur-free gas from residual oil |
| GB1497107A (en) * | 1975-10-13 | 1978-01-05 | Uniroyal Ltd | Expansion joints and dredging sleeves |
| JPS5924643B2 (ja) * | 1976-10-21 | 1984-06-11 | バブコツク日立株式会社 | ガス冷却器 |
-
1981
- 1981-03-06 JP JP3112181A patent/JPS57147588A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0617671U (ja) * | 1992-02-24 | 1994-03-08 | 祐成 岩本 | 鏡面拭きとり刃装着の軽便かみそり |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57147588A (en) | 1982-09-11 |
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