JPH11286689A - 石炭熱分解方法 - Google Patents
石炭熱分解方法Info
- Publication number
- JPH11286689A JPH11286689A JP10422398A JP10422398A JPH11286689A JP H11286689 A JPH11286689 A JP H11286689A JP 10422398 A JP10422398 A JP 10422398A JP 10422398 A JP10422398 A JP 10422398A JP H11286689 A JPH11286689 A JP H11286689A
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- Japan
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- coal
- temperature gas
- pyrolysis
- char
- coal pyrolysis
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 石炭急速熱分解反応器の操業トラブルの原因
となる石炭処理量を変化させた際の付着物生成を回避す
ること。 【解決手段】 石炭あるいはチャーを燃料とし、その底
部に溶融スラグを排出するスラグ排出口を有する高温ガ
ス発生部および、該高温ガス発生部の上部に微粉炭を供
給し該高温ガス発生部からの高温ガスと微粉炭を混合す
る石炭熱分解反応部とで構成される石炭熱分解装置によ
る石炭熱分解方法において、反応器上部に設けられた圧
力測定口より圧力を測定し、高温ガス発生部への石炭あ
るいはチャーの供給量の増減に比例した値となるように
該圧力を制御し、反応器内での流速を維持することを特
徴とする。
となる石炭処理量を変化させた際の付着物生成を回避す
ること。 【解決手段】 石炭あるいはチャーを燃料とし、その底
部に溶融スラグを排出するスラグ排出口を有する高温ガ
ス発生部および、該高温ガス発生部の上部に微粉炭を供
給し該高温ガス発生部からの高温ガスと微粉炭を混合す
る石炭熱分解反応部とで構成される石炭熱分解装置によ
る石炭熱分解方法において、反応器上部に設けられた圧
力測定口より圧力を測定し、高温ガス発生部への石炭あ
るいはチャーの供給量の増減に比例した値となるように
該圧力を制御し、反応器内での流速を維持することを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭を気層中で加
熱し、熱分解生成物として燃料ガス・タール・固体チャ
ーを得る石炭熱分解方法に関する。
熱し、熱分解生成物として燃料ガス・タール・固体チャ
ーを得る石炭熱分解方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭熱分解方法に関して、従来は流動層
やロータリーキルンを用いた方法が行われていた。しか
し、この方法では、急速加熱できず有用な成分である揮
発分（ガス・タール）収率が低いという問題があった。
そのために、本発明者らは特開平５−２９５３７１号公
報において、石炭を急速加熱して得られたチャーの一部
を高温ガス発生部において酸素でガス化し、高温ガス発
生部上部に設けられた石炭熱分解反応部内において、高
温ガス発生部より生成した高温ガス中に微粉炭を気流搬
送によって吹き込むことにより石炭の熱分解を行う方法
を提示している。
やロータリーキルンを用いた方法が行われていた。しか
し、この方法では、急速加熱できず有用な成分である揮
発分（ガス・タール）収率が低いという問題があった。
そのために、本発明者らは特開平５−２９５３７１号公
報において、石炭を急速加熱して得られたチャーの一部
を高温ガス発生部において酸素でガス化し、高温ガス発
生部上部に設けられた石炭熱分解反応部内において、高
温ガス発生部より生成した高温ガス中に微粉炭を気流搬
送によって吹き込むことにより石炭の熱分解を行う方法
を提示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特開平５−２９５３７
１号公報で提示した方法による石炭熱分解では、石炭の
急速熱分解反応は高温ガスと気流搬送された微粉炭とを
気流層で混合することにより行うことが可能となる。そ
の反応を可能とする反応器として高温ガスを反応器の下
から上に送り、熱分解用石炭はその反応器の下方側面よ
り数本のノズルで高温ガス中に吹き込み急速加熱を行
う。この急速加熱により石炭粒子は熱分解反応を起こ
し、燃料ガス、タール、固体チャーが生成される。
１号公報で提示した方法による石炭熱分解では、石炭の
急速熱分解反応は高温ガスと気流搬送された微粉炭とを
気流層で混合することにより行うことが可能となる。そ
の反応を可能とする反応器として高温ガスを反応器の下
から上に送り、熱分解用石炭はその反応器の下方側面よ
り数本のノズルで高温ガス中に吹き込み急速加熱を行
う。この急速加熱により石炭粒子は熱分解反応を起こ
し、燃料ガス、タール、固体チャーが生成される。
【０００４】このプロセスにおいては石炭熱分解反応部
内の温度は、高温ガス発生部でのガス温度、ガス量、そ
して石炭熱分解反応部に投入される石炭量によって決定
される。したがって、プロセスでの石炭処理量（石炭熱
分解量）を減少させるためには、石炭熱分解反応部での
石炭処理量の減少に応じて高温ガス発生部より発生する
ガス量を減少させる必要がある。高温ガス発生部からの
ガス量が減少した際に、石炭熱分解反応部内に投入され
る石炭が石炭熱分解反応部内部に付着し、熱分解石炭投
入口の閉塞等のトラブルが発生した。
内の温度は、高温ガス発生部でのガス温度、ガス量、そ
して石炭熱分解反応部に投入される石炭量によって決定
される。したがって、プロセスでの石炭処理量（石炭熱
分解量）を減少させるためには、石炭熱分解反応部での
石炭処理量の減少に応じて高温ガス発生部より発生する
ガス量を減少させる必要がある。高温ガス発生部からの
ガス量が減少した際に、石炭熱分解反応部内に投入され
る石炭が石炭熱分解反応部内部に付着し、熱分解石炭投
入口の閉塞等のトラブルが発生した。
【０００５】そこで、本発明は上記トラブルを解消し石
炭熱分解量を容易に調整可能な石炭熱分解方法を提供す
る。
炭熱分解量を容易に調整可能な石炭熱分解方法を提供す
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】石炭熱分解反応部内部に
付着物が生成する原因は、投入された石炭が軟化溶融状
態となる５００℃付近で壁に衝突するためである。その
温度を超えた固体粒子（チャー）は、付着性を持たない
ため、付着物とはならない。ターンダウン時等石炭処理
量を減少させた際に付着物の生成が見られたことから、
反応器内の上方への高温ガス流速と付着物生成量との関
係を調査した結果、付着物の生成量はその反応器内の高
温ガス流速を一定流速以上に保った場合には生成しない
ことが分かった。それ以下の流速では、石炭熱分解反応
部に投入される微粉砕された石炭流と高温ガス流との混
合が不十分となり、熱分解目標温度の７００〜９００℃
に石炭粒子温度が到達せずに反応器壁面に衝突し付着物
が形成される。
付着物が生成する原因は、投入された石炭が軟化溶融状
態となる５００℃付近で壁に衝突するためである。その
温度を超えた固体粒子（チャー）は、付着性を持たない
ため、付着物とはならない。ターンダウン時等石炭処理
量を減少させた際に付着物の生成が見られたことから、
反応器内の上方への高温ガス流速と付着物生成量との関
係を調査した結果、付着物の生成量はその反応器内の高
温ガス流速を一定流速以上に保った場合には生成しない
ことが分かった。それ以下の流速では、石炭熱分解反応
部に投入される微粉砕された石炭流と高温ガス流との混
合が不十分となり、熱分解目標温度の７００〜９００℃
に石炭粒子温度が到達せずに反応器壁面に衝突し付着物
が形成される。
【０００７】石炭処理量を減らした場合には、反応器内
圧力を下げて流速を確保することにより、石炭粒子と高
温ガス化ガスとの混合を良好に維持し粒子の昇温を速や
かに行うことで石炭の石炭熱分解反応部内での付着を防
ぐことが可能になる。
圧力を下げて流速を確保することにより、石炭粒子と高
温ガス化ガスとの混合を良好に維持し粒子の昇温を速や
かに行うことで石炭の石炭熱分解反応部内での付着を防
ぐことが可能になる。
【０００８】このように本発明者らは、反応器内部での
付着物が生成する条件を調査した結果、付着物生成は反
応器内での流速と密接な関係があることを見いだし、付
着物生成の生じない方法について発明を完成した。
付着物が生成する条件を調査した結果、付着物生成は反
応器内での流速と密接な関係があることを見いだし、付
着物生成の生じない方法について発明を完成した。
【０００９】本発明の石炭熱分解方法は、石炭あるいは
チャーを燃料とし、その底部に溶融スラグを排出するス
ラグ排出口を有する高温ガス発生部および、該高温ガス
発生部の上部に微粉炭を供給し該高温ガス発生部からの
高温ガスと微粉炭を混合する石炭熱分解反応部とで構成
される石炭熱分解装置による石炭熱分解方法において、
前記石炭熱分解反応部に設けられた圧力測定口より圧力
を測定し、高温ガス発生部への石炭あるいはチャーの供
給量の増減に比例した値となるように該圧力を制御し、
前記石炭熱分解反応部での流速を維持することを特徴と
する。
チャーを燃料とし、その底部に溶融スラグを排出するス
ラグ排出口を有する高温ガス発生部および、該高温ガス
発生部の上部に微粉炭を供給し該高温ガス発生部からの
高温ガスと微粉炭を混合する石炭熱分解反応部とで構成
される石炭熱分解装置による石炭熱分解方法において、
前記石炭熱分解反応部に設けられた圧力測定口より圧力
を測定し、高温ガス発生部への石炭あるいはチャーの供
給量の増減に比例した値となるように該圧力を制御し、
前記石炭熱分解反応部での流速を維持することを特徴と
する。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。
て図面に基づいて説明する。
【００１１】図１は、本発明の実施例の石炭熱分解装置
の断面図で装置フローを示した図である。図１に示すよ
うに、石炭熱分解装置は、底部に溶融スラグを排出する
スラグ排出口８およびガス化バーナー７を有する高温ガ
ス発生部（ガス化炉）２および、微粉炭（熱分解石炭）
４を供給し高温ガス発生部２からの高温ガス化ガス６と
熱分解石炭４を混合し、下部に高温ガス供給口（スロー
ト部３）、上部に生成物排出口９、側壁に熱分解石炭供
給口１０を有している。熱分解装置はこのような石炭熱
分解反応部１と高温ガス発生部２およびその間のスロー
ト部３とで構成されている。高温ガス発生部２内では石
炭やチャーが酸素あるいは空気でガス化され、ＣＯ、Ｈ
2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏを主な成分とする高温ガスが生成し、
石炭やチャー中の灰分は溶融スラグとなってスラグ排出
口８より石炭熱分解装置外へ排出される。
の断面図で装置フローを示した図である。図１に示すよ
うに、石炭熱分解装置は、底部に溶融スラグを排出する
スラグ排出口８およびガス化バーナー７を有する高温ガ
ス発生部（ガス化炉）２および、微粉炭（熱分解石炭）
４を供給し高温ガス発生部２からの高温ガス化ガス６と
熱分解石炭４を混合し、下部に高温ガス供給口（スロー
ト部３）、上部に生成物排出口９、側壁に熱分解石炭供
給口１０を有している。熱分解装置はこのような石炭熱
分解反応部１と高温ガス発生部２およびその間のスロー
ト部３とで構成されている。高温ガス発生部２内では石
炭やチャーが酸素あるいは空気でガス化され、ＣＯ、Ｈ
2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏを主な成分とする高温ガスが生成し、
石炭やチャー中の灰分は溶融スラグとなってスラグ排出
口８より石炭熱分解装置外へ排出される。
【００１２】高温ガス発生部２内で生成した１４００〜
１７００℃程度の高温ガスはスロート３を通って石炭熱
分解反応部１に送られる。石炭熱分解反応部１内部で
は、熱分解される石炭が微粉砕された後熱分解石炭供給
口より石炭熱分解反応部内部に供給され高温ガス発生部
からの高温ガス化ガス６と石炭熱分解反応部下部で混合
される。この高温ガス６と熱分解石炭４との混合により
熱分解石炭４が急速に加熱され熱分解反応を起こし、燃
料ガス、タール、固体チャーといった熱分解生成物が生
じる。この熱分解生成物はガス化生成ガス６と混合され
た状態で石炭熱分解反応部１上部の生成物排出口９より
排出される。排出された熱分解生成物のうち、固体チャ
ーはサイクロン１１で分離されチャータンク１５に蓄え
られた後、ガス化用チャー１４および製品チャー１６と
して排出される。ガス化用チャーはガス化チャー供給ホ
ッパーより高温ガス発生部２に供給される。固体チャー
を除去した生成物の流れはタール回収器２０でタールが
除去され燃料ガスのみとなる。このタール回収器２０後
に設置された圧力調整弁１２の開度をガス化チャー供給
ホッパー２１の重量減少より求められるガス化チャー１
４供給量の減少に合わせて石炭熱分解反応部１に取り付
けられた圧力測定口および圧力測定器１９で測定される
圧力を同じ減少比になるように制御器１８で調整するこ
とで、石炭熱分解反応部１内部でのガスおよび粒子の流
動状態を保つことが可能となる。
１７００℃程度の高温ガスはスロート３を通って石炭熱
分解反応部１に送られる。石炭熱分解反応部１内部で
は、熱分解される石炭が微粉砕された後熱分解石炭供給
口より石炭熱分解反応部内部に供給され高温ガス発生部
からの高温ガス化ガス６と石炭熱分解反応部下部で混合
される。この高温ガス６と熱分解石炭４との混合により
熱分解石炭４が急速に加熱され熱分解反応を起こし、燃
料ガス、タール、固体チャーといった熱分解生成物が生
じる。この熱分解生成物はガス化生成ガス６と混合され
た状態で石炭熱分解反応部１上部の生成物排出口９より
排出される。排出された熱分解生成物のうち、固体チャ
ーはサイクロン１１で分離されチャータンク１５に蓄え
られた後、ガス化用チャー１４および製品チャー１６と
して排出される。ガス化用チャーはガス化チャー供給ホ
ッパーより高温ガス発生部２に供給される。固体チャー
を除去した生成物の流れはタール回収器２０でタールが
除去され燃料ガスのみとなる。このタール回収器２０後
に設置された圧力調整弁１２の開度をガス化チャー供給
ホッパー２１の重量減少より求められるガス化チャー１
４供給量の減少に合わせて石炭熱分解反応部１に取り付
けられた圧力測定口および圧力測定器１９で測定される
圧力を同じ減少比になるように制御器１８で調整するこ
とで、石炭熱分解反応部１内部でのガスおよび粒子の流
動状態を保つことが可能となる。
【００１３】
【実施例】石炭の熱分解試験は、微粉炭供給量最大３０
０ｋｇ／ｈの大型試験装置を用いて行った。この大型試
験装置は図１の装置概略図に類似した構造を有してい
る。石炭熱分解反応部での熱分解反応条件は、温度８０
０℃、圧力３ａｔｍで高温ガス発生部でのガス化条件は
温度１５５０℃、圧力３ａｔｍである。石炭熱分解反応
部への微粉炭供給量は１００〜２００ｋｇ／ｈ、高温ガ
ス発生部へのチャー供給量は５０〜１００ｋｇ／ｈであ
る。使用した微粉炭は、Ａ炭（インドネシア炭）で、平
均粒径は約４０ミクロンである。
０ｋｇ／ｈの大型試験装置を用いて行った。この大型試
験装置は図１の装置概略図に類似した構造を有してい
る。石炭熱分解反応部での熱分解反応条件は、温度８０
０℃、圧力３ａｔｍで高温ガス発生部でのガス化条件は
温度１５５０℃、圧力３ａｔｍである。石炭熱分解反応
部への微粉炭供給量は１００〜２００ｋｇ／ｈ、高温ガ
ス発生部へのチャー供給量は５０〜１００ｋｇ／ｈであ
る。使用した微粉炭は、Ａ炭（インドネシア炭）で、平
均粒径は約４０ミクロンである。
【００１４】ガス化チャー供給量を変化させて石炭熱分
解反応部内の流速を変化させて試験を行い、試験終了後
反応器を解体して付着物生成量を測定した。試験結果を
表１に示す。基準条件の熱分解石炭供給量３００ｋｇ／
ｈより１／２、２／３に減少させ、石炭熱分解反応部の
圧力をその高温ガス発生部へのチャー供給量の減少と同
じ減少比にした条件１および条件３では石炭熱分解反応
部１での付着物生成は見られず、圧力を増加させると付
着物の生成が見られた。この結果より、付着物の生成を
防ぐためには、ガス化チャー供給量の減少比と同じ比率
で石炭熱分解反応器内圧力を減少させる必要があること
が分かる。
解反応部内の流速を変化させて試験を行い、試験終了後
反応器を解体して付着物生成量を測定した。試験結果を
表１に示す。基準条件の熱分解石炭供給量３００ｋｇ／
ｈより１／２、２／３に減少させ、石炭熱分解反応部の
圧力をその高温ガス発生部へのチャー供給量の減少と同
じ減少比にした条件１および条件３では石炭熱分解反応
部１での付着物生成は見られず、圧力を増加させると付
着物の生成が見られた。この結果より、付着物の生成を
防ぐためには、ガス化チャー供給量の減少比と同じ比率
で石炭熱分解反応器内圧力を減少させる必要があること
が分かる。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】本発明の石炭熱分解操業方法によって、
気流層を用いた石炭の急速熱分解を石炭熱分解反応部内
部において、石炭処理量を減少させた場合での石炭の軟
化溶融による付着トラブルなく行うことが可能となっ
た。
気流層を用いた石炭の急速熱分解を石炭熱分解反応部内
部において、石炭処理量を減少させた場合での石炭の軟
化溶融による付着トラブルなく行うことが可能となっ
た。
【図１】本発明における装置フローを示した図である。
１ 石炭熱分解反応部 ２ 高温ガス発生部 ３ スロート ４ 熱分解石炭 ５ 熱分解生成物 ６ 高温ガス化ガス ７ ガス化バーナー ８ 溶融スラグ排出口 ９ 熱分解生成物排出口 １０ 熱分解石炭投入口 １１ ガス・水蒸気投入口 １２ 圧力調整弁 １３ 酸素ガス、スチーム １４ ガス化用チャー １５ チャータンク １６ 製品チャー １７ 生成ガス １８ 制御器 １９ 圧力測定口および圧力測定器 ２０ タール回収器 ２１ ガス化チャー供給ホッパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000002118 住友金属工業株式会社 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 (71)出願人 000004123 日本鋼管株式会社 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 (72)発明者 小水流 広行 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 河村 隆文 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 橋本 茂 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内 (72)発明者 小野田 正己 富津市新富20−１ 新日本製鐵株式会社技 術開発本部内
Claims (1)
- 【請求項１】 石炭あるいはチャーを燃料とし、その底
部に溶融スラグを排出するスラグ排出口を有する高温ガ
ス発生部および、該高温ガス発生部の上部に微粉炭を供
給し該高温ガス発生部からの高温ガスと微粉炭を混合す
る石炭熱分解反応部とで構成される石炭熱分解装置によ
る石炭熱分解方法において、前記石炭熱分解反応部に設
けられた圧力測定口より圧力を測定し、前記高温ガス発
生部への石炭あるいはチャーの供給量の増減に比例した
値となるように該圧力を制御し、前記石炭熱分解反応部
での流速を維持することを特徴とする石炭熱分解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10422398A JPH11286689A (ja) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | 石炭熱分解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10422398A JPH11286689A (ja) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | 石炭熱分解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11286689A true JPH11286689A (ja) | 1999-10-19 |
Family
ID=14374973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10422398A Withdrawn JPH11286689A (ja) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | 石炭熱分解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11286689A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103822669A (zh) * | 2014-03-19 | 2014-05-28 | 山西大学 | 锅炉的风粉在线监测方法 |
-
1998
- 1998-04-01 JP JP10422398A patent/JPH11286689A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103822669A (zh) * | 2014-03-19 | 2014-05-28 | 山西大学 | 锅炉的风粉在线监测方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |