JPH0521959B2 - - Google Patents

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JPH0521959B2
JPH0521959B2 JP57061850A JP6185082A JPH0521959B2 JP H0521959 B2 JPH0521959 B2 JP H0521959B2 JP 57061850 A JP57061850 A JP 57061850A JP 6185082 A JP6185082 A JP 6185082A JP H0521959 B2 JPH0521959 B2 JP H0521959B2
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JP
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gas mixture
flow
gas
vessel
supply pipe
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JP57061850A
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JPS5885095A (ja
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Hendoritsuku Suteiru Yakobu
Yakobyusu Oomusu Adorianyusu
Heruman Minku Berunarudeyusu
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Publication date
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Publication of JPS5885095A publication Critical patent/JPS5885095A/ja
Publication of JPH0521959B2 publication Critical patent/JPH0521959B2/ja
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/02—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising gravity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/50—Separation of hydrogen or hydrogen-containing gases from gaseous mixtures, e.g. purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/04—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/04—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials
    • C10K1/046—Reducing the tar content
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861—Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1884—Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、実質的に垂直上向きに流れていてか
つ粘着性のスラグの液滴及び／又は粒子を含有し
ている熱ガスを冷却及び精製する方法において、
次の工程を含んでなることを特徴とする方法に関
する： (a) 冷たい清浄なガスを該熱ガス中に注入して低
下した温度を有するガス混合物を得る、 (b) 該ガス混合物の速度を減じる、 (c) 該ガス混合物の流れを逆転させて、元の実質
的に垂直な方向の流れに対して鋭角である方向
で下向きにガス混合物を流す、 (d) 斜め下向きに流れる該ガス混合物の速度を増
大させる、 (e) 増大された速度で斜め下向きで流れる該ガス
混合物を間接熱交換により冷却する、 (f) 冷却された該ガス混合物の速度を減じる、 (g) 減じられた速度の該ガス混合物の流れを逆転
して、実質的に垂直な方向で上向きにガス混合
物を流しそしてスラグ粒子は落下させる、 (h) 減じられた速度で実質的に垂直上向きで流れ
る該ガス混合物を間接熱交換によりさらに冷却
し、一方スラグ粒子を量的にさらに落下させ
る、 (i) スラグ粒子を排出する。
本発明はまた、前述の方法を実施するための装
置において、次の部材を含んでなることを特徴と
する装置に関する： (a) ガスが上向きに流れることができる実質的に
垂直なガス供給パイプであつて、冷たい清浄な
ガスを注入するための開口部が該パイプの壁に
設けられている供給パイプ、 (b) 該供給パイプの上端部が発出しているところ
の流れ逆転用容器であつて、該容器の内径は該
供給パイプの内径よりも大きく、該供給パイプ
の口部から該容器の内部の上方境界部までの距
離は該供給パイプの内径よりも大きく、該流れ
逆転用容器の底部は実質的に垂直に配置されて
いる該供給パイプに対して鋭角で下向きに傾い
ている、上記流れ逆転用容器、 (c) 連結パイプであつて、その上端部は該流れ逆
転用容器の底部に連結されておりかつその中心
線は垂線に対して鋭角にある連結パイプ、 (d) 流れ逆転用室の側壁が該連結パイプに連結さ
れておりかつその内径が連結パイプの内径より
も大きい流れ逆転用室を底端部に備えている実
質的に垂直に配置されている、熱交換器、 (e) 該熱交換器の流れ逆転用室の底部に連結され
ているスラグ粒子排出用パイプ。
炭素含有物質例えば石炭、褐炭、亜炭、泥炭、
石油コークス、重質残留石油留分、及びタール砂
又はビチユーメン質シエールから回収した油が完
全に又は部分的に燃焼される場合に、細かく分割
された形態の粘着性の液体及び／又は固体のスラ
グを含有する、熱ガスが得られる。該ガスは炉又
は反応器中で発生し、そして炉又は反応器を去る
とき一般に1300ないし2000℃の範囲の温度を有す
る。この目的に適した反応器は、英国特許明細書
第1150284号に記載されている。
該熱ガスは反応器の上端部から去り、次いで、
実質的に垂直な供給パイプを通じて上向きに好ま
しくは５ないし20ｍ／ｓの範囲の平均線速度で流
れる。部分酸化により回収されるガスは、大部分
はH2及びCOからなり、さらに多分CO2、CH4、
H2O、N2、H2S及びArを含み、また反応器から
粘着性のスラグの液滴及び／又は粒子（ガス温度
及び燃焼されるべき炭素含有物質の無機成分の性
質に依存して）を同伴する。該ガスにおける該粘
着性のスラグの液滴及び／又は粒子の含有量は、
通常１ないし15重量％の範囲にある。該熱ガス中
に存在する粘着性物質がその粘着性を失なうよう
な温度まで該熱ガスを急速に冷却するために、
0.5〜２Kgの量の冷たい清浄なガスが該熱ガス中
に注入するのが有利である。
該冷たい清浄なガスは、50ないし300℃の範囲
の温度を有するのが好ましくまた急速に冷却され
るべき熱ガスと同じ組成を有するのが適当であ
り、その結果、熱ガス中に冷たい清浄なガスを注
入することにより得られるガス混合物は好ましく
は元の熱ガスの組成から実質的に変わらない組成
を有し、該ガス混合物の温度は有利的に700ない
し1000℃の範囲にある。
該ガス混合物に存在するスラグ粒子が冷却精製
装置を通る経路に沈降することに因り該装置のさ
らに別の部分が邪魔される危険は、上述した注入
により実質的に減じられる。該注入は米国特許明
細書第4054424号に記載の如く行なわれ得るが、
他の種々の実施態様も可能である。
冷たい清浄なガスはいずれの場合も、反応器の
出口部に連結されている実質的に垂直な供給パイ
プの壁の開口部を通じて注入される。冷たい清浄
なガスを熱い不純なガス中に注入する結果として
得られるガス混合物をさらに冷却するために、供
給パイプは、適当には、該ガス混合物を間接的に
冷却し得る装置を有する。この装置は好ましくは
膜壁から成り、該膜壁は供給パイプの内側に設置
され、該膜壁を通じて冷媒例えば水及び／又は水
蒸気が流れることができる。適当には、この膜壁
は、水蒸気（有利的には、垂直に配置された熱交
換器から誘導された水蒸気）を過熱するのに用い
られる。
従来の石炭ガス化プラントにおいては、発生し
たガスを冷却するための熱交換器をガス化反応器
よりも上に設置するのが通常であつた。比較的低
容量の場合には該配置は実際的ではなくはない
が、H2及びCOを含有するガスの高速生産が可能
でなければならない装置においては、構造物の高
さは非常に高くなるので問題が生じる。かかる型
の装置においては、反応器及び熱交換器は、それ
故、互いに隣合つて設置するのが好ましい。これ
が意味するところは、ガス混合物の流れは逆転さ
れねばならないがそうする前にガス混合物の速度
を有利的には0.5ないし３ｍ／ｓの範囲の値にま
で減じるということである。上向きに流れるガス
混合物の速度の低下に因り、ガス混合物に同伴さ
れるスラグ粒子のいくらかは、速度が減じられて
いる空間の底部に沈降しよう。この段階では、沈
降した粒子は、ガス混合物からまだ分離されてお
らず、ガス混合物によりさらに同伴される。
スラグの沈降を防ぐために、供給パイプの頂部
が発出しているところの流れ逆転用容器中でガス
混合物の流れを逆転するのが好ましい。該容器の
内径は供給パイプの内径の２〜４倍の大きさであ
ることが有利であり、一方、供給パイプの口部か
ら流れ逆転用容器の内部の上方境界部までの距離
は供給パイプの内径の２〜10倍の大きさが有利で
あり４〜８倍の大きさが非常に適しており、その
結果、流れ逆転用容器中にガス混合物が入いると
ガス混合物の速度は相当的に減じられる、従つ
て、スラグ粒子は、垂線に対して鋭角である角度
で下向きに傾いている流れ逆転用容器の底部に沈
降しよう。
この角度は好ましくは20〜45゜であり、その結
果、沈降したスラグ粒子は、流れ逆転用容器の傾
いた底部上を滑走しかつ／又はころがり落ち、そ
して連結パイプ（連結パイプの上端部は流れ逆転
用容器の底部の下端部に連結されている。）に入
いる。沈降したスラグ粒子が流れ逆転用容器の底
部上を通過するとき供給パイプに再入するのを防
ぐために、供給パイプの口部の上端部と該口部が
流れ逆転用容器の底部に連結されている場所との
間の距離は、供給パイプの内径の0.5〜５倍が好
ましく、供給パイプの内径の１〜３倍の範囲が一
層好ましい。
同伴されたスラグ粒子の少くともいくらかが沈
降したところのガス混合物の流れは、流れ逆転用
容器中で好ましくは元の垂直な流れ方向に対して
135ないし160゜の範囲の角度である方向で逆転さ
れる。その流れは引続いて流れ逆転用容器から連
結パイプ（連結パイプの中心線は垂線に対して20
ないし45゜の範囲の角度にあることが好ましい。）
に排出される。この角度が45゜より大きい場合に
は、沈降したスラグ粒子が重力により連結パイプ
を滑走しかつ／又はころがり落ちることはもはや
起こらない可能性があり、このため、連結パイプ
の閉塞を防ぐための付加的装置が必要である。該
角度が20゜より小さい場合は、本発明の装置の
種々の部材（即ち、供給パイプ及び流れ逆転用容
器を有する反応器、連結パイプ、熱交換器）はあ
まりにもコンパクトに配置され、その結果、実用
的な設計及び操作は不可能になる。
連結パイプにおいて、斜め下向きに流れるガス
混合物の速度は、再び増大される（好ましくは、
５ないし20ｍ／ｓの範囲の値に増大される）。ガ
ス混合物のこの速度は、流れ逆転用容器中で沈降
したスラグ粒子を連結パイプに素早く輸送するの
を助ける。ガス混合物の上記の好ましい速度を維
持するために、連結パイプの直径は供給パイプの
直径にほぼ等しく選ぶのが適している。ガス混合
物が流れる流れ逆転用容器及び連結パイプの経路
において、ガス混合物をさらに冷却する（好まし
くは、間接熱交換により及び500ないし900℃の範
囲の温度に冷却する。）ことが有利である。この
ことを確実にするために、流れ逆転用容器及び連
結パイプは、適当には、ガス混合物を間接的に冷
却することができる装置を具備する。この目的の
ために、冷媒例えば水及び／又は水蒸気が流れる
ことができる膜壁が非常に適しており、それ故好
ましい。適当には、これらの膜壁は、水蒸気（有
利的には、垂直に配置された熱交換器から誘導さ
れた水蒸気）を過熱するために用いられる。
連結パイプの底端部は、実質的に垂直に配置さ
れた熱交換器の流れ逆転用質に連結されている。
該流れ逆転用室は、無論、熱交換器の底端部に設
置されている。スラグの沈降を防ぐために、連結
パイプから該逆転用室中に流れるガス混合物の速
度は、その中で最初に減じられる（好ましくは、
0.5ないし３ｍ／ｓの範囲の値に減じられる。）こ
のことを確実にするために、熱交換器の逆転用室
の内径は、好ましくは、連結パイプの内径の２〜
４倍の大きさである。
熱交換器の逆転用室において、ガス混合物に依
然存在するスラグ粒子のいくらかは沈降しよう。
連結パイプは、好ましくは、熱交換器の流れ逆転
用室の側壁に、逆転用室の底から連結パイプの内
径の２〜10倍好ましくは４〜８倍に等しい距離に
ある位置で連結されている。
垂直に配置される熱交換器は、好ましくは、冷
媒（適当には、水及び／又は水蒸気から成る冷
媒）が流れる冷却パイプの回りに冷却されるべき
ガスが送られる型の熱交換器である。熱交換器の
逆転用室の内径は、好ましくは、連結パイプの内
径の２〜４倍の大きさである。
その結果、該室中において上向きに流れるガス
混合物は、連結パイプ中において下向きに流れる
ガス混合物に対して遅らされる。ガス混合物のこ
の遅らされた上向き運動に因り、そこに依然とし
て存在するスラグ粒子は、もはや上向きに連行さ
れる傾向になく、まさに落下する傾向になろう。
このようにして、ガス混合物の固体物質含有量は
逆転用室中で減じられ、有利的には、逆転用室か
ら間接熱交換器の残りの部分への移り変わり点に
おいて、実質的に垂直上向きに流れるガス混合物
が0.5ないし7.5重量％の範囲のスラグ粒子含有量
を有するように減じられる。
該ガス混合物が熱交換器を流れる経路で、該ガ
ス混合物は例えば150ないし400℃の範囲の温度に
冷却され、一方、スラグ含有量は0.3ないし５重
量％の範囲の値に減じられ、何故ならスラグ粒子
は熱交換器中で量的にさらに沈降するからであ
る。
流れ逆転用室中及び熱交換器の残りの部分中で
落下するスラグ粒子は、逆転用室の底部に沈降す
る。それらの粒子は、該底部から連続的に又は周
期的に除去されねばならない。この目的のため
に、スラグ粒子用排出パイプが逆転用室の底部に
連結され、しかしてこの排出パイプは、好ましく
は、スラグ粒子除去用装置中に発出する。
該装置は、炭素含有物質のガス化及びかくして
発生したガスのそれに続く冷却及び精製が実質的
に大気圧で行なわれる場合は通常の容器から成つ
ていてもよい。しかしながら、ガス化、冷却及び
精製は、好ましくは、高められた圧力例えば10〜
60バールで行なわれる。それ故、スラグ粒子を除
去するための装置は、一般にロツク装置（閉鎖装
置）から成つていよう。冷却精製装置に導入され
る熱ガス１トン当たり、２〜50Kgの量のスラグ粒
子が流れ逆転用室から排出されるのが有利であ
る。
上述した手段すべてを採用しても、少量の粒子
が供給パイプ、逆転用容器、連結パイプ及び熱交
換器の内壁に付着する可能性が依然存在し、その
結果、それらの表面の冷却効果は減じられ、ま
た、全体の系を流れる通過量も減じられる。これ
らの効果は望ましくない。それ故、好ましくは、
供給パイプ、逆転用容器、連結パイプ及び／又は
熱交換器に、これらの部材の内壁からスラグの沈
着物を除去するための装置が連結される。この装
置には種々の型のものがあり、例えば、音響的装
置、機械的装置及び／又は電気的装置であり得
る。しかしながら、好ましくは、機械的なジヨギ
ング装置が該目的のために連結される。ジヨギン
グ装置を最適に操作するためには、供給パイプ、
逆転用容器、連結パイプ及び／又は熱交換器の逆
転用室は、好ましくは、上述した膜壁（その内側
にスラグ粒子が沈降することができる。）と本発
明による装置の上記部材の（鋼製の）外壁（該外
壁は好ましくは比較的冷たく保たれる。）の内側
に適当に配置される絶縁層との間にいくらかの間
隙が存在するように設計され、何故なら、高圧例
えば10〜60バール（本発明による方法は好ましく
は高圧で行なわれる。）から生じる力を吸収する
ことが可能であるはずであるからである。
本発明を図面を参照してさらに説明する。該図
面は、本発明による方法が行なわれる装置の概略
図を示すが、補助的装置例えばポンプ、コンプレ
ツサー、バルブ、清浄装置及び制御装置は図示さ
れていない。
しかし、本発明は、この図面に基づく記載に決
して限定されない。ライン１，２及び３を通じ
て、N2の如きキヤリアガス中の石炭粉末、酸素
及び多分水蒸気がそれぞれ反応器４中に導入さ
れ、しかして該反応器中でそれらは相互に反応し
て主とし出てH2及びCOから成りかつ同伴された
スラグの液滴を含有する熱ガスを形成する。この
方法はまた、ライン５を通じて主として排出され
る液状スラグの形成を伴なう。熱ガスは反応器４
から供給パイプ６を通じて除去され、一方、冷た
い清浄なガス（好ましくは、熱ガスとほぼ同じガ
ス組成を有するガス）はライン７を通じて注入さ
れる。
従つて、低下した温度をガス混合物が形成さ
れ、このガス混合物中では同伴された元のスラグ
の液滴は凝結してスラグ粒子を形成しており、そ
の上向き速度は流れ逆転用容器８中においてある
値（好ましくは、供給ライン６（即ち、供給パイ
プ６）中のガス混合物の値のほぼ３分の１）に減
じられる。逆転用容器８中において、ガス混合物
の方向も逆転され、その結果、ガス混合物は連結
パイプ９を通じて逆転用容器を去ることができ
る。流れ逆転用容器中におけるガス混合物の速度
の低減中、スラグ粒子のいくらかは容器８の傾い
た底部まで落下し、そして該底部に沿つてころが
り滑走して連結パイプ９中に入いる。連結パイプ
９を通じて、このパイプ中でさらに間接的に冷却
されるガス混合物（この混合物の速度は供給パイ
プ中における値に近い値まで再び増大される。）
は、好ましくは過熱される水蒸気の助けにより、
分離されたスラグ粒子と一緒に熱交換器１１の流
れ逆転用室１０に入いる。該逆転用室１０中にお
いて、ガス混合物の速度は逆転用容器８中におけ
る値に近い値にまで再び減じられ、その結果、ス
ラグ粒子はこのガス混合物から量的にさらに分離
される。このスラグ粒子は、逆転用容器８中にお
いて既に分離されたスラグ粒子及び熱交換器１１
中においてその後ガスから沈降するスラグ粒子と
共に、逆転用室１０の底部に落下する。ライン１
２を通じて、それらは容器１３に排出され、そし
てライン１４を通じて容器１３から周期的に又は
連続的に除去される。
熱交換器１１中において、上昇するガス混合物
は冷却水によりさらに冷却され、しかして、該冷
却水は、ライン１５を通じて導入され、次いで組
になつている冷却パイプ１６中において熱交換器
を通過させ、そして最終的にはライン１７を通じ
て任意的には（過熱された）水蒸気の形態で排出
される。冷却及び精製されたガスは、ライン１８
を通じて装置を去る。
例 図面に概略的に示されたプロセスにおいて、86
トン／ｈのガスを石炭ガス化反応器４中で発生さ
せる。該ガスは、1600℃の温度及び次に示される
組成を有する。
容量％ H2 27.1 CO 60.8 CO2 2.0 CH4 0.01 N2 5.4 Ar 1.0 H2O 2.6 H2S 0.9 該ガスは、5.1重量％のスラグを液滴の形態で
含有する。該ガス中に、73トン／ｈの冷たい清浄
なガスをライン７を通じて注入する。該清浄なガ
スは次の組成を有する。
容量％ H2 27.6 CO 61.1 CO2 2.0 CH4 0.01 N2 5.6 Ar 1.0 H2O 0.6 H2S 0.9 この注入の結果、900℃の温度及び2.8重量％の
スラグ含有量を有するガス混合物が、159トン／
ｈの量形成する。
このガス組成物は次の通りである。
容量％ H2 27.3 CO 61.4 CO2 2.0 CH4 0.01 N2 5.5 Ar 1.0 H2O 1.7 H2S 0.9 供給パイプ６を通る経路において、該ガス混合
物は過熱される水蒸気により800℃までさらに冷
却され、その後流れ逆転用容器８に入いり、この
容器中においてその速度は10ｍ／ｓから３ｍ／ｓ
に減じられる。該ガス混合物は８ｍ／ｓの速度で
連結ライン９（即ち連結パイプ９）を通じて逆転
用容器８を去り、一方、該ガス混合物中に存在す
る10重量％のスラグ粒子は、逆転用容器８中で分
離され、連結パイプ９の壁に沿つて斜め下向きに
滑走する。
該ガス混合物は連結パイプ９中では８ｍ／ｓの
速度を有し、しかして、連結パイプ９を通る経路
において、該ガス混合物は過熱される水蒸気によ
り690℃にさらに冷却され、この温度で逆転用室
１０に入いる。
後者の逆転用室において、該ガス混合物は３
ｍ／ｓの速度まで遅らされそして逆転され、その
結果、該ガス混合物は、冷却されながら熱交換器
１１中において実質的に垂直上向きに流れる。該
ガス混合物は、360℃の温度でかつ2.2重量％の固
体物質含有量でもつてライン１８を通じてその系
から排出される、950Kg／ｈの量の細かく分割さ
れた固体スラグが、ライン１２を通じて容器１３
に排出される。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明による方法が行なわれる装置の
概略図を示す。 ４……反応器、６……供給パイプ、８……流れ
逆転用容器、９……連結パイプ、１０……流れ逆
転用室、１１……熱交換器、１６……冷却パイ
プ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 実質的に垂直上向きに流れていてかつ粘着性
    のスラグの液滴及び／又は粒子を含有している熱
    ガスを冷却及び精製する方法において、次の工程
    を含んでなることを特徴とする方法。 (a) 冷たい清浄なガスを該熱ガス中に注入して低
    下した温度を有するガス混合物を得る、 (b) 該ガス混合物の速度を減じる、 (c) 該ガス混合物の流れを逆転させて、元の実質
    的に垂直な方向の流れに対して鋭角である方向
    で下向きにガス混合物を流す、 (d) 斜め下向きに流れる該ガス混合物の速度を増
    大させる、 (e) 増大された速度で斜め下向きで流れる該ガス
    混合物を間接熱交換により冷却する、 (f) 冷却された該ガス混合物の速度を減じる、 (g) 減じられた速度の該ガス混合物の流れを逆転
    して、実質的に垂直な方向で上向きにガス混合
    物を流しそしてスラグ粒子は落下させる、 (h) 減じられた速度で実質的に垂直上向きで流れ
    る該ガス混合物を間接熱交換によりさらに冷却
    し、一方スラグ粒子を量的にさらに落下させ
    る、 (i) スラグ粒子を排出する。 ２ 該熱ガスが1300ないし2000℃の範囲の温度を
    有する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 該熱ガスが５ないし20ｍ／ｓの範囲の平均線
    速度で実質的に垂直上向きに流れる、特許請求の
    範囲第１又は２項記載の方法。 ４ 該熱ガスが１ないし15重量％の範囲の粘着性
    のスラグの液滴及び／又は粒子の含有量を有す
    る、特許請求の範囲第１〜３項のいずれか一つの
    項記載の方法。 ５ 熱ガス１Kg当たり0.5ないし２Kgの範囲の量
    の冷たい清浄なガスを注入する、特許請求の範囲
    第１〜４項のいずれか一つの項記載の方法。 ６ 該冷たい清浄なガスが50ないし300℃の範囲
    の温度を有する、特許請求の範囲第１〜５項のい
    ずれか一つの項記載の方法。 ７ 冷たい清浄なガスを該熱ガス中に注入するこ
    とにより得られるガス混合物の平均温度が700な
    いし1000℃の範囲にある、特許請求の範囲第１〜
    ６項のいずれか一つの項記載の方法。 ８ 工程(b)において平均線速度を0.5ないし３
    ｍ／ｓの範囲の値に減じる、特許請求の範囲第１
    〜７項のいずれか一つの項記載の方法。 ９ 工程(c)においてガス混合物の流れを元の垂直
    方向の流れに対し135ないし160℃の範囲にある角
    度の方向に逆転させる、特許請求の範囲第１〜８
    項のいずれか一つの項記載の方法。 １０ 工程(d)において斜め下向きに流れるガス混
    合物の速度を５ないし20ｍ／ｓの範囲にある値に
    増大させる、特許請求の範囲第１〜９項のいずれ
    か一つの項記載の方法。 １１ 工程(e)において斜め下向きに流れるガス混
    合物を間接熱交換により500ないし900℃の範囲に
    ある温度に冷却する、特許請求の範囲第１〜１０
    項のいずれか一つの項記載の方法。 １２ 工程(f)において、冷却されたガス混合物の
    速度を0.5ないし３ｍ／ｓの範囲の値に減じる、
    特許請求の範囲第１〜１１項のいずれか一つの項
    記載の方法。 １３ 工程(g)において実質的に垂直上向きに流れ
    るガス混合物が0.5ないし7.5重量％の範囲のスラ
    グ粒子含有量を有する、特許請求の範囲第１〜１
    ２項のいずれか一つの項記載の方法。 １４ 工程(h)において実質的に垂直上向きに流れ
    るガス混合物を間接熱交換により150ないし400℃
    の範囲の温度に冷却し、スラグ含有量を0.3ない
    し５重量％の範囲の値に減じる、特許請求の範囲
    第１〜１３項のいずれか一つの項記載の方法。 １５ 工程(i)において熱ガス１トン当たり２ない
    し50Kgの範囲量の固体スラグ粒子を排出する、特
    許請求の範囲第１〜１４項のいずれか一つの項記
    載の方法。 １６ 粘着性のスラグの液滴及び／又は粒子を含
    有する熱ガスを冷却及び精製するための装置にお
    いて、次の部材を含んでなることを特徴とする装
    置。 (a) ガスが上向きに流れることができる実質的に
    垂直なガス供給パイプであつて、冷たい清浄な
    ガスを注入するための開口部が該パイプの壁に
    設けられている供給パイプ、 (b) 該供給パイプの上端部が発出しているところ
    の流れ逆転用容器であつて、該容器の内径は該
    供給パイプの内径よりも大きく、該供給パイプ
    の口部から該容器の内部の頂部の境界部までの
    距離は該供給パイプの内径よりも大きく、該流
    れ逆転用容器の底部は実質的に垂直に配置され
    ている該供給パイプに対して鋭角で下向きに傾
    いている、上記流れ逆転用容器、 (c) 連結パイプであつて、その上端部は該流れ逆
    転用容器の底部に連結されておりかつその中心
    線は垂線に対して鋭角にある連結パイプ、 (d) 流れ逆転用室の側壁が該連結パイプに連結さ
    れておりかつその内径が連結パイプの内径より
    も大きい流れ逆転用室を底端部に備えている実
    質的に垂直に配置されている熱交換器、 (e) 該熱交換器の流れ逆転用室の底部に連結され
    ているスラグ粒子排出用パイプ。 １７ ガス混合物を間接的に冷却することができ
    る装置を該供給パイプが有している、特許請求の
    範囲第１６項記載の装置。 １８ ガス混合物を間接的に冷却することができ
    る装置が、冷媒が流れることができる膜壁から成
    つている、特許請求の範囲第１７項記載の装置。 １９ 該連結パイプの中心線が垂線に対して20な
    いし45゜の範囲の角度にある、特許請求の範囲第
    １６、１７及び１８項のいずれか一つの項記載の
    装置。 ２０ ガス混合物を間接的に冷却することができ
    る装置を該流れ逆転用容器が有している、特許請
    求の範囲第１６〜１９項のいずれか一つの項記載
    の装置。 ２１ ガス混合物を間接的に冷却することができ
    る装置が、冷媒が流れることができる膜壁から成
    つている、特許請求の範囲第２０項記載の装置。 ２２ 該流れ逆転用容器の内径が該供給パイプの
    内径の２〜４倍の大きさである。特許請求の範囲
    第１６〜２１項のいずれか一つの項記載の装置。 ２３ 該供給パイプの口部から該流れ逆転用容器
    の内部の頂部の境界部までの距離が該供給パイプ
    の内径の２〜10倍である、特許請求の範囲第１６
    〜２２項のいずれか一つの項記載の装置。 ２４ 該流れ逆転用容器の底部が垂線に対して20
    〜45゜の角度で連結パイプに向かつて下向きに傾
    いている、特許請求の範囲第１６〜２３項のいず
    れか一つの項記載の装置。 ２５ 該供給パイプの口部の上端部と該口部が該
    流れ逆転用容器の底部に連結されている場所との
    間の距離が、該供給パイプの内径の0.5〜５倍の
    大きさである、特許請求の範囲第１６〜２４項の
    いずれか一つの項記載の装置。 ２６ 該連結パイプの内径が該供給パイプの内径
    に近い大きさである、特許請求の範囲第１６〜２
    ５頁のいずれか一つの項記載の装置。 ２７ 該連結パイプが、ガス混合物を間接的に冷
    却することができる装置を有している、特許請求
    の範囲第１６〜２６項のいずれか一つの項記載の
    装置。 ２８ ガス混合物を間接的に冷却することができ
    る装置が、冷媒が流れることができる膜壁から成
    つている、特許請求の範囲第２７項記載の装置。 ２９ 実質的に垂直に配置された熱交換器が、冷
    媒がその中を流れかつ冷却されるべきガス混合物
    がその回りを通るところの冷却管を有している、
    特許請求の範囲第１６〜２８項のいずれか一つの
    項記載の装置。 ３０ 該連結パイプが、該熱交換器の流れ逆転用
    室の側壁に、該流れ逆転用室の底部から該連結パ
    イプの内径の２〜10倍に等しい距離にある位置で
    連結されている、特許請求の範囲第１６〜２９項
    のいずれか一つの項記載の装置。 ３１ 該熱交換器の流れ逆転用室の内径が該連結
    パイプの内径の２〜４倍の大きさである、特許請
    求の範囲第１６〜３０項のいずれか一つの項記載
    の装置。 ３２ スラグ粒子排出パイプがスラグ粒子除去装
    置中に発出している、特許請求の範囲第１６〜３
    １項のいずれか一つの項記載の装置。 ３３ 該供給パイプ、流れ逆転用容器、連結パイ
    プ及び／又は熱交換器に、それらの内壁からスラ
    グ沈着物を除去するための装置が連結されてい
    る、特許請求の範囲第１６〜３２項のいずれか一
    つの項記載の装置。 ３４ 機械的ジヨギング装置が連結されている、
    特許請求の範囲第３３項記載の装置。 ３５ 該供給パイプ、流れ逆転用容器及び／又は
    連結パイプには、それらの膜壁とそれらの外壁の
    内側に適用された絶縁層との間に間〓がある、特
    許請求の範囲第１６〜３４項のいずれか一つの項
    記載の装置。
JP57061850A 1981-11-16 1982-04-15 熱ガスを冷却及び精製するための方法及び装置 Granted JPS5885095A (ja)

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