JPH0757873B2 - スラリの加熱蒸発装置 - Google Patents
スラリの加熱蒸発装置Info
- Publication number
- JPH0757873B2 JPH0757873B2 JP25069890A JP25069890A JPH0757873B2 JP H0757873 B2 JPH0757873 B2 JP H0757873B2 JP 25069890 A JP25069890 A JP 25069890A JP 25069890 A JP25069890 A JP 25069890A JP H0757873 B2 JPH0757873 B2 JP H0757873B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slurry
- heat transfer
- chamber
- transfer tube
- carrier gas
- 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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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はスラリを加熱して液体分を蒸発させるスラリの
加熱蒸発装置に関する。詳しくは石炭−水スラリを燃焼
炉に供給して部分酸化し、CO、H2等のガスを発生させる
部分酸化工程に組み込むのに好適なスラリの加熱蒸発装
置に関する。
加熱蒸発装置に関する。詳しくは石炭−水スラリを燃焼
炉に供給して部分酸化し、CO、H2等のガスを発生させる
部分酸化工程に組み込むのに好適なスラリの加熱蒸発装
置に関する。
［従来の技術］ 石炭等の固体の炭素質燃料を燃焼炉内にて水蒸気の存在
下で酸素により燃焼させてCO、CO2及びH2等を含むガス
を発生させる炭素質燃料の部分酸化方法は従来より知ら
れている。
下で酸素により燃焼させてCO、CO2及びH2等を含むガス
を発生させる炭素質燃料の部分酸化方法は従来より知ら
れている。
この炭素質燃料の部分酸化方法により発生したCO、C
O2、H2等を含むガスは合成ガス、還元ガス、燃料ガス等
として使用する。
O2、H2等を含むガスは合成ガス、還元ガス、燃料ガス等
として使用する。
従来、石炭等の固体の炭素質燃料を燃焼炉に供給する方
法として、固体の炭素質燃料を水スラリ（例えば石炭／
水スラリCWM）となし、このスラリのまま燃焼炉に供給
する方法がある。この湿式フィード方法はポンプにて炭
素質燃料を燃焼炉に供給でき、設備が簡素化され、燃料
の供給も安定化する。
法として、固体の炭素質燃料を水スラリ（例えば石炭／
水スラリCWM）となし、このスラリのまま燃焼炉に供給
する方法がある。この湿式フィード方法はポンプにて炭
素質燃料を燃焼炉に供給でき、設備が簡素化され、燃料
の供給も安定化する。
従来のように固体炭素質燃料のスラリを用いた部分酸化
方法においては、スラリ中の水分を蒸発させる熱エネル
ギーは炭素質燃料の酸化により発生されている。このた
め、炭素質燃料の一部をCO2まで酸化して多量の熱エネ
ルギー（燃焼熱）を発生させる必要がある。この結果、
従来の固体炭素質燃料の部分酸化方法においてはCO2生
成量が多く、COの収量が少ないという問題があった。
方法においては、スラリ中の水分を蒸発させる熱エネル
ギーは炭素質燃料の酸化により発生されている。このた
め、炭素質燃料の一部をCO2まで酸化して多量の熱エネ
ルギー（燃焼熱）を発生させる必要がある。この結果、
従来の固体炭素質燃料の部分酸化方法においてはCO2生
成量が多く、COの収量が少ないという問題があった。
そこで、石炭等の固体の炭素質燃料を燃焼炉内にて部分
酸化させて少なくともCO、CO2及びH2を含むガスを発生
させる炭素質燃料の部分酸化方法において、炭素質燃料
のスラリを加熱して炭素質燃料粉粒体と蒸気との混合物
とし、この固気混合物を前記燃焼炉に供給することが考
えられる。
酸化させて少なくともCO、CO2及びH2を含むガスを発生
させる炭素質燃料の部分酸化方法において、炭素質燃料
のスラリを加熱して炭素質燃料粉粒体と蒸気との混合物
とし、この固気混合物を前記燃焼炉に供給することが考
えられる。
従来、スラリの加熱装置としては、高温流体の通過室内
に伝熱管群を配設したものが用いられている。
に伝熱管群を配設したものが用いられている。
［発明が解決しようとする課題］ スラリを伝熱管内に流して加熱、蒸発させると、伝熱管
の内面に乾燥物が固着し、伝熱係数が極端に低下すると
共に、管内の閉塞を生じさせ易い。
の内面に乾燥物が固着し、伝熱係数が極端に低下すると
共に、管内の閉塞を生じさせ易い。
［課題を解決するための手段］ 本発明のスラリの加熱蒸発装置は、高温流体が流通され
る高温流体室と、該高温流体室の一端側に設けられたキ
ャリアガス導入室と、該高温流体室の他端側に設けられ
た蒸気取出室と、該高温流体室を貫通し、該キャリアガ
ス導入室と蒸気取出室とを連通している伝熱管と、前記
キャリアガス導入室を挟んで高温流体室と反対側に設け
られたスラリ導入室と、該キャリアガス導入室を貫通
し、一端側が該スラリ導入室に連通され、他端側が前記
伝熱管の内部に挿入されており、その外周面と伝熱管の
内周面との間にキャリアガス流通用の間隙が形成されて
いるスラリ供給管と、を備えてなる。
る高温流体室と、該高温流体室の一端側に設けられたキ
ャリアガス導入室と、該高温流体室の他端側に設けられ
た蒸気取出室と、該高温流体室を貫通し、該キャリアガ
ス導入室と蒸気取出室とを連通している伝熱管と、前記
キャリアガス導入室を挟んで高温流体室と反対側に設け
られたスラリ導入室と、該キャリアガス導入室を貫通
し、一端側が該スラリ導入室に連通され、他端側が前記
伝熱管の内部に挿入されており、その外周面と伝熱管の
内周面との間にキャリアガス流通用の間隙が形成されて
いるスラリ供給管と、を備えてなる。
なお、本発明のスラリの加熱蒸発装置におけるキャリア
ガスとしては、水蒸気の他に、窒素ガス、水素ガス、炭
酸ガス、一酸化炭素ガスなどを用いることができる。
ガスとしては、水蒸気の他に、窒素ガス、水素ガス、炭
酸ガス、一酸化炭素ガスなどを用いることができる。
［作用］ かかる本発明のスラリの加熱蒸発装置において、スラリ
はスラリ導入室からスラリ供給管を経て伝熱管内に導入
される。伝熱管内にはキャリアガス導入室からキャリア
ガスも導入される。スラリは伝熱管内において、伝熱管
管壁を伝わってくる高温流体の熱を受けて蒸発し、蒸気
と粉粒体の混合物となる。
はスラリ導入室からスラリ供給管を経て伝熱管内に導入
される。伝熱管内にはキャリアガス導入室からキャリア
ガスも導入される。スラリは伝熱管内において、伝熱管
管壁を伝わってくる高温流体の熱を受けて蒸発し、蒸気
と粉粒体の混合物となる。
ところで、伝熱管内に導入されるキャリアガスは、キャ
リアガス供給管の外周面と伝熱管の内周面との間を通っ
て伝熱管内に流れ込み、伝熱管の内周面に沿ってキャリ
アガスの層を形成する。このため、スラリ供給管の先端
から流出されたスラリが直接に伝熱管内壁面に接触する
ことが回避されるようになり、乾燥物が伝熱管内壁面に
付着することが防止される。
リアガス供給管の外周面と伝熱管の内周面との間を通っ
て伝熱管内に流れ込み、伝熱管の内周面に沿ってキャリ
アガスの層を形成する。このため、スラリ供給管の先端
から流出されたスラリが直接に伝熱管内壁面に接触する
ことが回避されるようになり、乾燥物が伝熱管内壁面に
付着することが防止される。
［実施例］ 以下図面を参照して実施例について説明する。
第１図は本発明の実施例に係るスラリの加熱蒸発装置の
縦断面図である。
縦断面図である。
この加熱蒸発装置は、高温流体室１と、キャリアガス導
入室２と、スラリ導入室３と、蒸気取出室４とを備えて
いる。高温流体室１は筒状体５により側周面を囲まれて
おり、その上下にフランジ６、７が設けられている。筒
状体５の上部にはヘッド部８が外方に膨らみ出すように
設けられており、このヘッド部８の部分に高温流体（例
えば燃焼ガス）が導入される。高温流体室１の下部には
高温流体の排出口９が設けられている。
入室２と、スラリ導入室３と、蒸気取出室４とを備えて
いる。高温流体室１は筒状体５により側周面を囲まれて
おり、その上下にフランジ６、７が設けられている。筒
状体５の上部にはヘッド部８が外方に膨らみ出すように
設けられており、このヘッド部８の部分に高温流体（例
えば燃焼ガス）が導入される。高温流体室１の下部には
高温流体の排出口９が設けられている。
キャリアガス導入室２は、その側周面が短い筒状体10に
て構成されており、該筒状体10にはキャリアガスの導入
口11が設けられている。筒状体10の上下両端にはそれぞ
れフランジ12、13が設けられており、フランジ13は前記
フランジ６とボルトにより連結されている。
て構成されており、該筒状体10にはキャリアガスの導入
口11が設けられている。筒状体10の上下両端にはそれぞ
れフランジ12、13が設けられており、フランジ13は前記
フランジ６とボルトにより連結されている。
スラリ導入室３は端板14により囲まれており、該端板14
にはスラリの導入口15が設けられている。端板14にはフ
ランジ16が設けられており、該フランジ16が前記フラン
ジ12にボルトにより連結されている。
にはスラリの導入口15が設けられている。端板14にはフ
ランジ16が設けられており、該フランジ16が前記フラン
ジ12にボルトにより連結されている。
蒸気取出室４は端板17により囲まれて形成されており、
該端板17には蒸気の取出口18が設けられている。
該端板17には蒸気の取出口18が設けられている。
キャリアガス導入室２と蒸気取出室４とを連通するよう
に高温流体室１を貫通して伝熱管20が配設されている。
なお、第１図には１本の伝熱管20のみが示されている
が、実際には高温流体室１内に多数の伝熱管20が配設さ
れている。
に高温流体室１を貫通して伝熱管20が配設されている。
なお、第１図には１本の伝熱管20のみが示されている
が、実際には高温流体室１内に多数の伝熱管20が配設さ
れている。
伝熱管20内をキャリアガス導入室２と蒸気取出室４とに
連通するために、該伝熱管20の端部は、それぞれ前記フ
ランジ13、６、７、20に穿設された開口21、22、23に挿
通されている。
連通するために、該伝熱管20の端部は、それぞれ前記フ
ランジ13、６、７、20に穿設された開口21、22、23に挿
通されている。
前記キャリアガス導入室２の上側のフランジ12には開口
23が穿設されており、スラリ導入室３内にその内部が連
通するようにスラリ供給管24が該開口23の部分に固着さ
れている。このスラリ供給管24の下端側は伝熱管20の上
部にまで入り込んでいる。なお、スラリ供給管24の外周
面と伝熱管20の内周面との間には所要の間隙が形成され
ており、キャリアガス導入室２内のキャリアガスが該間
隙を通過して伝熱管20の内面に沿って該伝熱管20内に流
入しうるよう構成されている。
23が穿設されており、スラリ導入室３内にその内部が連
通するようにスラリ供給管24が該開口23の部分に固着さ
れている。このスラリ供給管24の下端側は伝熱管20の上
部にまで入り込んでいる。なお、スラリ供給管24の外周
面と伝熱管20の内周面との間には所要の間隙が形成され
ており、キャリアガス導入室２内のキャリアガスが該間
隙を通過して伝熱管20の内面に沿って該伝熱管20内に流
入しうるよう構成されている。
このように構成されたスラリの加熱蒸発装置において、
スラリは導入口15からスラリ導入室３内に導入され、ス
ラリ供給管24を通って伝熱管20内に流し込まれる。一
方、キャリアガスは導入口11からキャリアガス導入室２
内に導入され、次いで伝熱管20内に流れ込む。この際、
このキャリアガスは伝熱管20の内周面とスラリ供給管24
の外周面との間の間隙を通って伝熱管20内に流れ込むた
め、スラリ供給管24の下方領域においては伝熱管20の内
周面に沿ってキャリアガスの層が形成される。このた
め、スラリ供給管24の下端から流出したスラリが伝熱管
20の内周面に直接に接触することが回避される。伝熱管
20内を流れ落ちる間にスラリは伝熱管20の管壁を通って
伝わってくる高温流体の熱を受けて加熱され、蒸発され
る。
スラリは導入口15からスラリ導入室３内に導入され、ス
ラリ供給管24を通って伝熱管20内に流し込まれる。一
方、キャリアガスは導入口11からキャリアガス導入室２
内に導入され、次いで伝熱管20内に流れ込む。この際、
このキャリアガスは伝熱管20の内周面とスラリ供給管24
の外周面との間の間隙を通って伝熱管20内に流れ込むた
め、スラリ供給管24の下方領域においては伝熱管20の内
周面に沿ってキャリアガスの層が形成される。このた
め、スラリ供給管24の下端から流出したスラリが伝熱管
20の内周面に直接に接触することが回避される。伝熱管
20内を流れ落ちる間にスラリは伝熱管20の管壁を通って
伝わってくる高温流体の熱を受けて加熱され、蒸発され
る。
発生した蒸気と粉粒体とは蒸気取出室４内に入り込み、
次いで取出口18から取り出される。
次いで取出口18から取り出される。
以上のように、このスラリの加熱蒸発装置によると、伝
熱管20の内面にスラリが直接には全く又は殆ど接触せ
ず、伝熱管20の内面にスラリの乾燥物が付着することが
防止される。このため、該伝熱管20の伝熱係数が大き
く、効率の良い加熱蒸発を行なうことができる。また、
伝熱管20の閉塞も確実に防止され、長期間にわたって安
定した運転を行なうことが可能である。
熱管20の内面にスラリが直接には全く又は殆ど接触せ
ず、伝熱管20の内面にスラリの乾燥物が付着することが
防止される。このため、該伝熱管20の伝熱係数が大き
く、効率の良い加熱蒸発を行なうことができる。また、
伝熱管20の閉塞も確実に防止され、長期間にわたって安
定した運転を行なうことが可能である。
なお、本発明においては、第１図に示した寸法L1,L2,L3
がそれぞれ次の関係にあるのが好適である。
がそれぞれ次の関係にあるのが好適である。
L2はL1の0.7倍ないし0.9倍程度。
L3はL2の0.1倍ないし0.3倍程度。
この加熱蒸発装置を組み込んだ石炭の部分酸化装置の系
統図を第２図に示す。
統図を第２図に示す。
第２図において、炭素質燃料（本例では石炭）と水とが
ミル31に供給され、スラリ（CWM）となる。このCWMはス
ラリタンク32、スラリポンプ33を経て予熱器34で加熱さ
れた後、蒸発器35（第１図に示した構成のもの）で水分
の蒸発が行なわれる。水蒸気と石炭粉粒体とは燃焼炉36
のバーナ37へ送られる。バーナ37へは酸素も供給されて
いる。
ミル31に供給され、スラリ（CWM）となる。このCWMはス
ラリタンク32、スラリポンプ33を経て予熱器34で加熱さ
れた後、蒸発器35（第１図に示した構成のもの）で水分
の蒸発が行なわれる。水蒸気と石炭粉粒体とは燃焼炉36
のバーナ37へ送られる。バーナ37へは酸素も供給されて
いる。
燃焼炉36内の上部には耐火物38で内張りされて燃焼室39
が形成されている。燃焼炉36の下部はガス洗浄室40とな
っており、燃焼室39はスロート部41を介してガス洗浄室
40に連通している。ガス洗浄室40内には水が中途高さま
で張られており、下端がこの水に没するように筒状のデ
ィップチューブ42及びドラフトチューブ43が同軸的に設
けられている。
が形成されている。燃焼炉36の下部はガス洗浄室40とな
っており、燃焼室39はスロート部41を介してガス洗浄室
40に連通している。ガス洗浄室40内には水が中途高さま
で張られており、下端がこの水に没するように筒状のデ
ィップチューブ42及びドラフトチューブ43が同軸的に設
けられている。
図示はしないが、ディップチューブ42の上部内周面に水
を供給し、該内周面に水膜を形成するためのクエンチリ
ングが設けられている。
を供給し、該内周面に水膜を形成するためのクエンチリ
ングが設けられている。
燃焼炉36に設けられたガス取出口44から取り出されたガ
スはベチュリースクラバ45、ガススクラバ46を経て脱塵
された製品ガスとなる。ガススクラバ46には後述のセト
ラ48から水が供給される。必要に応じ水が新規にこのセ
トラ48からの戻水に足される。ガススクラバ46の底部か
ら抜き出された水は前記ガス洗浄室40とベンチュリスク
ラバ45とに戻される。ガス洗浄室40の底部からはスラグ
がロックホッパ47を経て抜き出される。また、粒子含有
水がセトラ48に抜き出され、沈降分離されて系外に排出
される。
スはベチュリースクラバ45、ガススクラバ46を経て脱塵
された製品ガスとなる。ガススクラバ46には後述のセト
ラ48から水が供給される。必要に応じ水が新規にこのセ
トラ48からの戻水に足される。ガススクラバ46の底部か
ら抜き出された水は前記ガス洗浄室40とベンチュリスク
ラバ45とに戻される。ガス洗浄室40の底部からはスラグ
がロックホッパ47を経て抜き出される。また、粒子含有
水がセトラ48に抜き出され、沈降分離されて系外に排出
される。
このように構成された炭素質燃料の部分酸化装置におい
て、炭素質燃料、水蒸気及び酸素がバーナ37を介して燃
焼炉36内に供給され、燃焼室39内において炭素質燃料の
部分酸化が行なわれる。この部分酸化反応により、主と
して、CO、H2、CO2よりなり、少量のH2S、N2、CH4を含
み、さらに未燃カーボンや微量のアッシュ分を含むガス
が発生する。このガスはガス洗浄室40内のディップチュ
ーブ42とドラフトチューブ43との間を通り、カーボン、
アッシュの除去処理を受けた後、ベンチュリースクラバ
45でさらにダスト除去処理を受け、次いでガンスクラバ
46にて残存する微量のカーボンも除去される。
て、炭素質燃料、水蒸気及び酸素がバーナ37を介して燃
焼炉36内に供給され、燃焼室39内において炭素質燃料の
部分酸化が行なわれる。この部分酸化反応により、主と
して、CO、H2、CO2よりなり、少量のH2S、N2、CH4を含
み、さらに未燃カーボンや微量のアッシュ分を含むガス
が発生する。このガスはガス洗浄室40内のディップチュ
ーブ42とドラフトチューブ43との間を通り、カーボン、
アッシュの除去処理を受けた後、ベンチュリースクラバ
45でさらにダスト除去処理を受け、次いでガンスクラバ
46にて残存する微量のカーボンも除去される。
しかして、燃焼炉36に供給される水分は蒸気になってい
るので、燃焼炉36内で発生する炭素質燃料の燃焼熱は水
の気化に消費されない。この結果、CO2発生量が少なく
なり、CO収量が増大する。
るので、燃焼炉36内で発生する炭素質燃料の燃焼熱は水
の気化に消費されない。この結果、CO2発生量が少なく
なり、CO収量が増大する。
［発明の効果］ 以上の通り、本発明のスラリの加熱蒸発装置によると、
伝熱管内面に沿ってキャリアガスの層が形成されるの
で、スラリ乾燥物の伝熱管内面への付着が防止される。
このため、スラリを効率良く加熱して蒸発させることが
できると共に、伝熱管の閉塞もないので、運転状況が長
期にわたって安定したものとなる。
伝熱管内面に沿ってキャリアガスの層が形成されるの
で、スラリ乾燥物の伝熱管内面への付着が防止される。
このため、スラリを効率良く加熱して蒸発させることが
できると共に、伝熱管の閉塞もないので、運転状況が長
期にわたって安定したものとなる。
第１図は実施例装置の断面図、第２図は石炭ガス化工程
図である。 １……高温流体質、２……キャリアガス導入室、 ３……スラリ導入室、４……蒸気取出室、 20……伝熱管。
図である。 １……高温流体質、２……キャリアガス導入室、 ３……スラリ導入室、４……蒸気取出室、 20……伝熱管。
Claims (1)
- 【請求項１】高温流体が流通される高温流体室と、 該高温流体室の一端側に設けられたキャリアガス導入室
と、 該高温流体室の他端側に設けられた蒸気取出室と、 該高温流体室を貫通し、該キャリアガス導入室と蒸気取
出室とを連通している伝熱管と、 前記キャリアガス導入室を挟んで高温流体室と反対側に
設けられたスラリ導入室と、 該キャリアガス導入室を貫通し、一端側が該スラリ導入
室に連通され、他端側が前記伝熱管の内部に挿入されて
おり、その外周面と伝熱管の内周面との間にキャリアガ
ス流通用の間隙が形成されているスラリ供給管と、 を備えてなるスラリの加熱蒸発装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25069890A JPH0757873B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | スラリの加熱蒸発装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25069890A JPH0757873B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | スラリの加熱蒸発装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04130187A JPH04130187A (ja) | 1992-05-01 |
| JPH0757873B2 true JPH0757873B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=17211714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25069890A Expired - Lifetime JPH0757873B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | スラリの加熱蒸発装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757873B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7173369B2 (en) | 1994-12-13 | 2007-02-06 | The Trustees Of Princeton University | Transparent contacts for organic devices |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2075135C1 (ru) | 1995-01-13 | 1997-03-10 | Акционерное общество Научно-производственная фирма "А3" | Установка для плазмоструйной обработки пластин |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP25069890A patent/JPH0757873B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7173369B2 (en) | 1994-12-13 | 2007-02-06 | The Trustees Of Princeton University | Transparent contacts for organic devices |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04130187A (ja) | 1992-05-01 |
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