JPS581791A - 石炭ガス化法 - 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】 本発明は、回転キルン内で石炭又は他の炭素質物質をガ
ス化するための乾式法である。特定的には、本発明はキ
ルンの両末端部にガス取出口を有し、かつ、キルンと共
に回転し、キルン内の石炭床の下方を通り抜ける、キル
ンの外Ｂｋ半径方向く貫通してのびる空気−水蒸気導入
用の入口ポートを有する回転キルン内で実施されるこの
種の方法の改良に関する。

傾斜回転キルン内で実施される石炭ガス化法はいくつか
の利点を有することが知られている。石炭ガス化用の回
転キルンは、（１）きわめて大規模に建造することがで
き、（２）回転速度の調節くよって処理量を容易に制御
でき、（３）回転キルンは大きな固まりからごく微粉に
いたるまで処理できるので、供給原料を特定の寸法に篩
別する必要がなく、（４）ケーク化する石炭が膨張して
もさしつかえない程度に充分な空間的余裕が得られ、そ
して（５）キルンの長さ方向の軸に沿った各地点におけ
る床内温度の実質的均質化がキルンの回転で得られるの
で、装入行脚の混合を定常的に行うことができる。

傾斜回転キルン内で行う石炭ガス化法は、少なくとも１
８８１年９月２０日付のＦ、エグナー（Ｋｇｎｅｒ　）
の米国特許第２４７．！１２２号以来公知であるし、１
８８２年の仏画特許第１４９，０４９号には、回転キル
ンな半径方向に貫通してのびるガス入口ポー１’有する
回転キルンを用いて行う方法が開示されている。１９１
４年１２月２２日付のＧ、Ｂ、ダウンズ（Ｄｏｗｎｓ　
）の米国特許第１，１２１，９０６号には、キルンの外
殻に設けた入口ボー）Ｖ通して加圧空気又は他の加圧ガ
スもしくは蒸気Ｙ供給して操作する密閉式の入口ボート
付き回転キルンが開示されている。

単−系において組成の異なる二つの燃料ガス流を製造で
きる方法についての示唆は、１９１５年１１月９日付の
Ｊ、Ｗ、ホーンシー　　（Ｂｏｒｎｓ＠ｙ　）の米国特
許第１，１５９，６７５号による開示が最初であると考
える。この１９１５年のホーンシーの特許にかかる方法
では３基の回転キルンが利用され、最初のキルンで石炭
の乾燥及び予備加熱を行い、第２のキルンで凝縮可能な
物質を含む約９００°Ｆのガス（「石炭ガス」と称され
る）を採取し、そして第３のキルンでは水蒸気の雰囲気
内で１，６００ＯＬ？乞こえる温度の下に凝縮性の揮発
物を実質的に含まないガス（このようなガスは「水性ガ
ス」と称される）を採取する。

１９１７年１月３０日付のＪ　、Ｗ、ホーンシーの米国
特許第１．２１４，１６４号が、キルンの両末端部にガ
ス取出口を有する石炭ガス化用回転キルンに関するおそ
らく最初の開示である。どの１９１７年のホーンシーの
特許は、この極のキルンな用いて実施できる二つの方法
を開示している。最初に記載されている方法は、あらか
じめコークス化された装入原料から一つのガス、すなわ
ち、水性ガスを生成する方法である。この水性ガス法の
開示においては、水蒸気の投入及び水性ガスの取出しｔ
キルンの各末端部ととに１又は任意の組合せにおいて行
いうると記載されている。この特許に開示される第２の
方法は、単一の回転キルンにおいて石炭ガスと水性ガス
との二つのガス流を生成する方法であって、石炭ガスは
回転キルンの石炭導入末端部から取出し、そして水性ガ
スはキルンの灰取出し末端部から取出される。

ホーンシーの１９１８年５月２８日付の米国特許第１，
２６７，４１０号及び１９１８年７月２日付の米国特許
第１，２７０，９４９号でも二つの方法が開示されてい
る。これらの各特許に開示される第１の方法は、回転キ
ルンの石炭導入末端部からガスＹ取出し、そして水蒸気
の投入量を加減してガス温度及びガス組成を調整する方
法である。これらの各特許に開示される第２の方法は、
燃焼促進用の空気投入量を調節することによってタール
を含まないガスを生成し、そしてこのガスｔキルンの固
形物取出し末端部から取出子方法である。該方法では、
−酸化炭素を二酸化炭素に変換させ、かつ、タールを「
タールが固定されたガス（ｆｉｘｅｄｇａｓｓｓ）に変
換されるような高い温度に昇温させる」ような量の熱を
生成するのに充分な空気を供給すると記載されている。

前記の高い温度についての特定的な記載はないが、この
ようなタールの変換を行い、同時にプロセスな効率的Ｋ
ｖＲ作する（ｊなわち、石炭を実質上完全にガスに変換
する）ためには、ガス化装置内の温度を２．５００〜５
．３００１の程度にする必要のあることは公知の事実で
ある。このような操作には二つの欠点が伴う。第一に、
このような高温は回転キルン及びその同張り材料に対し
て有害である。第二Ｋ、このような操作によるときは、
石炭に含まれるエネルギーの多くが回収不能な顕熱に変
換し、石炭中のエネルギーケ、燃料ガスの燃焼時に熱エ
ネルギーとして放出しうる可燃性燃料ガス中の潜在性の
化学的エネルギーに所望どうり変換させることは不可能
である。このホーンシーの空気吹込み回転キルン法にお
いては、石炭中のエネルギーの多くが顕熱に変換し、燃
料ガス中の潜在性の化学的エネルギーに変換しないので
、このような方法は、タールこそ含まれないが、生成さ
れる燃料ガスの潜在性の化学的発熱量が本発明で装造さ
れる燃料ＶＣ較べて著しく低すものであること′ｆｔ意
味する。ところでもし、このホーンシー法を有意に低い
温度（例えば約１．９０００〜２．ＯＤＤ’）ｉ”）で
操作してタールをガスに変換するとすれば、発生するガ
スの単位容量当りの潜在性化学的発熱量は高くなるが、
石炭１トンにつ込て抽出される総化４的発熱ｆ　（ＢＴ
Ｕσ））は本発明に較べてはるかに劣ることＫなろう。

以下の記載かられかるとおり、本発明は前記のホーンシ
ーによる１９１７年及び１９１８年の特許に開示される
方法についての改良であると考えてよかろう。

本発明につｂての説明〉進める前に、−転キルン内にお
ける石炭のガス化に関する３件の特許について検討する
ことにする。これらは前記のホーンシーの特許以後に認
可されたものである。

１９３１ｍ７月４５日付のＪ、Ｎ、バンブブリット（Ｖ
ａｎｄｅｇｒｉｆｔ　）らの米国特許第１，９１６，９
００号には？１ｌｉＩ端にガス取出口な有する回転キル
ンが開示されている。しかしながら、この特許に開示さ
れる方法は、「残留コークス」を回収し、半曹青炭（ｓ
ｅｍｉ−ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ　ａｏｔｌ）　、燭炭（
ｃａｎｎｓｌ−ｃｏａｌ）及び瀝青炭の塊りを無煙炭の
塊りｖＣ変換するだめの比較的低温における方法（１，
１００°Ｆ１以下）であって、原料物質からの燃料ガス
採取を最大限にするよう匠設計されたものではない。

Ａ、シデリウスキー（Ｏｙｂｒｉｗｓｋｙ　）及びＧ、
Ｔ、ピーターソン（Ｐｅｔｅｒｓｏｎ　）による１９７
６年１１月９日付の米国特許第５，９９０，８６５号に
は、キルンの内部に空気及び水蒸気を導入するための半
径方向の入口ポー１’回転キルンによって担持した回転
式右脚ガス化用キルンが開示されている。

空気及び水蒸気の導入は、キルンの内部の石炭粒子床の
下方を人口ボートが通過する時になされるか、又はキル
ンの内部の石炭床のまわりの円形軌道内（入口ボートが
運ばれる際に連続的になされるかのうちのいずれかで行
われる。

Ｔ、Ｗ、　７ラハーテイ（Ｆｌａｈｓｒｔｙ　）　Ｋよ
る１９８０年７月２９日付の米国特許第４，２１４，７
０７号には、シデリウスキー及びビーターソンの米ａ＊
ｔ！Ｆ第５．９９０，８６５号ならびに本明細書Ｖｃｙ
ｊ８示されるような石炭ガス化用キルン中に空気及び水
蒸気を噴射するだめの流体供給パイプ、弁、入口ポート
及び入口ボート用のノズルの配列が開示されている。

従来技術についての前記の説明を通じ、回転中ルン内で
実施しない方法と比較した場合、回転式キルンによる石
炭ガス化法のすべてが五つの利点を有していることを明
らかＫした。追加的かつ独特の利点を有する回転キルン
石炭ガス化を提供することが本発明の目的であり、これ
らの利点の主なものは、燃料ガスの燃焼に際し、熱エネ
ルギーとして放出しうる潜在性の化学的エネルギーとし
ての発熱量な全体的にはいちだんと多量に石炭から採取
するような燃料ガスが製造され、それに用いる装置は、
例えば水蒸気発生ボイラーのように石炭からのガスの生
産と連携することなく、他の経済的に妥当な用途に用い
るための実質的な熱の回収が達成され、しかも装置の表
面にタールを凝縮させずに前記の利点が得られるように
顕熱の生成を制限できることである。

本発明の別の目的は、石炭を純粋な酸素と反応させる必
要もなく、また約２，０００’Ｆよりも高いプロセス温
度ｔＩＪｌ！、−要とせずに、潜在性の化学的エネルギ
ーとしての発熱量を多量に有し、回収不能の顕熱を含む
ことの少ない燃料ガス７石縦から生成することである。

以下の説明かられかるとおり、本発明の方法では、ター
ル及びタール含有燃料ガスの生成を完全に回避しようと
するものではなく、むしろタールを含むガスと含まない
ガスとの両者を生成し、タールを含まないガスの一部ン
利用してタール含有ガスの塩１ｆ’ｆｆｉ充分に高め、
それＫよってガス化装置の表面にタールが凝縮しないよ
うにする独特であり、かつ、経済的に魅力のある方法を
提供するものである。

本発明−の方法くよれば、回転ロール内雫タンプリング
している炭素質物質の予備加熱された床の中に酸化用ガ
スと、水蒸気とを導入することにより、前記の本発明の
目的が達成される。前記の導入処理は、炭素質物ｌＫを
加熱し、該物質からタール含有ガスを抽出するように制
御された流速で行う。

このタール含有ガスは、送りこまれてくる原料物質の上
ン通過して該ガスから顕熱の一部ｔ′訳Ｔ７Ｌ料物質の
予備加熱用に転換し、そしてこの予備加熱用ガスはその
後キルンの固形物導入末端部から排出される。また、炭
素質物質の辰分（ｏｈａｒ　）からタール非含有ガスが
生成され、このタール非含有ガスは、約１，９００’Ｐ
においてキルンの固形物排出末端部から排出される。さ
らに、これらの排出ガス流の相対的な割合を駒節するこ
とにより、約１，９００”Ｆ’のタール非含有ガスの一
部を、固形物導入末端部へ向って流れる比較的低温のタ
ール含有ガスと混合させるが、その量は該混合ガスの温
度を、ガス化装置の表面にタールが凝縮しないような高
温に保てる程度とする。高温ガス流の残りは、中ルンの
固形分排出末端部からタールを含まないガスとして取出
される。二つのガス流についての前記の条件を維持する
ためには、キルンの各末端部から流出するガス流’ｔ’
１１６１節するプロセスパラメーターが本発明の方法に
包含されている。

そのプロセスパラメーターとは、（１）キルンの固形物
導入末端部から排出されるガスの温度を約１．０００°
ＰＫ保つこと、及び（２）キルンの固形物排出末端部か
ら排出されるガスのメタン含有量をＯから約０．１１ま
でに保つことである。後述する実九例かられかるとおり
、このような基準に合致するためには、キルンの固形物
排出末端部から取出されるガスのボンド数に対するキル
ンの固形物供給末端部からの流出ガスのボンド数を、瀝
青ｐＫついては約２：１ないし４：１の範肋内の比率に
保つことが必要である。これに対し、予備乾燥を行わな
い亜ｒＭ、宵炭の場合、低温タール含有ガスがキルンの
固形物供給末端部から排出される際に飛沫同伴されるタ
ールが凝縮温度よりも高い温度に安全に保たれるように
するＫは、高温のタール非含有ガスの実質上１００％と
低温のタール含有ガスと混合させなくてはならない。

メタン含有量についてのパラメーターに関してであるが
、ガス流中のメタン含有量を監視するための装置は市販
されていても、ガスのタール含有量な連続的に監視する
ための装置が現在のところ市販されていなりことは恐ら
く特記すべきことであろう。しかしながら、キルンの固
形物排出末端部から排出されるガスのメタン含有量が０
．１％’にこえている時には、タールをはじめ他の凝縮
性炭化水素が恐らくガス中ＫＭめられるであろうという
ことを本発明者は発見した。従って、メタン含有量の測
定により、キルンの固形物排出末端部から取出される高
温ガス中に望ましくないタールをはじめ他の凝縮性炭化
水素が存在しているが、又は存在してｂな込かがすぐわ
かる。

以下図面ケ参照しつつ、本発ＦＪｉｉについての目的ｙ
！−達成する方法を詳細に説明する。

図面には、傾斜した耐火性内張りを有する回転キルン胴
部７Ｙ含むガス化装置６が示されている。

石炭又は他の固形炭素質物質は、送り出し導管８から供
給装置９’％−通ってキルン胴部Ｔの高所末端部１０に
供給される。当業界で周知の常用手段を用いてキルン胴
部７Ｙ回転させる。キルン胴部を回転させる手段は本発
明の構成要素ではなく、また当業界で周知のものである
ため、図（は示されていない。キルン胴部７は、固形原
料物質導入末端部１０から灰取出し末端部１１に向かっ
て下方に傾斜している。キルン胴部７の回転作用と共に
この傾斜は、ガス化されるに従って傾斜な徐々に下方に
移動する石炭の床１２が、耐火性内張りキルンルｊｓＴ
の内側に形成される原動力となる。

キルン７の固形原料物質導入末端部１（ｌは、ガス出口
導＊１４ｗ有する静止７−ド１３が毅けらねている、キ
ルンＴの灰取出し末端部１１には、静止フード１５が設
けられている。灰取出しフード１５はガス出口導管１６
及び灰取出し通路１Ｔを有している。出口フード１５の
中ＫＩｅ料バーナー２１が設けられ、キルン及び石炭を
始動の過程における運転温度に予備加熱する。この目的
には、バーナー、ガス火又は適邑な任意のタイプの燃料
ケ用いることができる。

以下に述べるように、ガス化装置６はキルン胴部Ｔの内
部が大気圧よりも高圧であるため、石炭供給装置９及び
灰取出口１７の構造及び配置は、セイドル（８ｅｉ＋１
　）らの１９８１年１月１３日付米１１特許第４，２４
４，７０５号に記載されているとおりにする。

第１図及び第２図は、入口ポー１’通って空気及び水蒸
気が耐火性内張りキルン７の内部に送られ、キルン内に
含まれる物質１２の床内を貫通する配置ｔＩＩ式的に示
すものである。示された配置の訪問ケ進める前に、図に
示される配置は、不磨ＩＰＫ複緒な記述を省略する目的
で簡単に示したものであって、商用的に受入れ可能な配
置乞開示するものではないことな断わっておく必要があ
る。

２種のガス流（例えば空気と水蒸気）を回転キル／胴部
に送り、また入口ボートを通して回転キルン胴部の中へ
送り込むための商用的忙受入れ可能なシステムは公知で
あり、１９７２年５月９日付のＥ、？、　ロッジ（Ｒｏ
ｓｓｉ　）の米国特許第３，６６　Ｃ３７０号に開示さ
れているものと同一の二気体送り込みシステムがこれに
包含される。

さらＫ、本発明の好ましい操作方法におけるごとく、キ
ルン内の物質の床の下方にきた時だけ空気及び水蒸気の
導入ボー）Ｙ開くためＫは、ロッジの１９７４年１１月
１２日付の米国特許第３，８４７，５５８号、１９７６
年６月２３日付同第３．９４５，６２４号及び１９７８
年１月２４日付同第４．０７０．１４９号に開示されて
いるような弁操作用のカム及びトリッパ−を用い、入口
ボートがその軌道通路の選択された位置に到着した時点
でガス送り込み導管内の弁の開閉を行うよう和する。

第１図及び第２図に簡略化して示した空気及び水蒸気を
回転キルン胴部７に送りこむシステムには、送り通路２
０に連結された空気加圧プロワ−１９、高圧水蒸気源（
図示せず）及び水蒸気送り通路２１が包含される。通路
２０及び２１は非回転架台プレート２２に連結し、それ
を貫いて開口している。非回転マニホルド２３がプレー
ト２２に接しており、第２図に示すとおり、弧状ス四ツ
）２４．２５が設けられている。非回転架台プレート２
２とは反対側において、マニホルド２３は、キルン胴部
７に取付けられてキルン胴部７と共に回転する管キャリ
ヤー２６に連絡して接する。複数個の円周状に間隔を置
き、軸方向にのひる管２７．３２が管キャリヤー２６に
取付けられている。管２７．３２はキルン７の固形物導
入末端部１０に向かつてのびている。管２７の各々は複
数個の半径方向通路２８に連結し、通路２Ｂは入口１ｆ
ｆ−）２！ｌ連結する。入口ボート２９はキルン７とそ
の耐火性内張り７０を貫いて半径方向内側に開口してキ
ルンの内部と連通し、キルン胴部Ｔが回転する時にキル
ン内の物質の床１２の下方を通過する。キルン１が回転
すると、キルン７及び管キャリヤー２６は、非回転マニ
ホルド２３内の弧状スロット２４’Ｙ経由するように管
２７を搬送し、通路２０からスロット２４を軸内し、さ
らにスロワ）２４Ｙ丁きて搬送される１本又はそれ以上
の管２７に到る空気流の連絡通路が確立される。

その際に空気は管２７から半径方向通路２８及び入口ボ
ート２９を経由、シ、中ルン内の物質の床１２’Ｙ通っ
て浸透する。

通路２１から管３２に到る水蒸気の送り込み及び分配シ
ステムは、上記の空気の送り込み及び分配システムと同
じである。以下これについて説明する。

管３２の各々は複数個の半径方向通路３３に接続してい
る。半径方向通路３３は、通路２８に接続し、それによ
って入口通Ｍ２９に連結する。キルン７が回転すると、
キルン７及び管キャリヤー２６により、管３２は非回転
マニホルド２３内の弧状スロット２５を経由して搬送さ
れ、通路２１からスロット２５を経由し、さらにスロッ
ト２５ケすき゛て搬送される１本又はそれ以上の管３２
に到る水蒸気流の連絡通路が確立される。その時点にお
いて、水蒸気は管３２から半径方向通路３３゜２８及び
入口ボート２９）！＋’＆由したうえ、空気と共にキル
ン内の物質の床１２を通って浸透する、１９８０年７月
２９日付のＪ、Ｗ、フラノ・−ティの米国；特許第４，
２１４．７　Ｃ１７号に記載されているような弁（図示
せず）を軸方向にのびる管２７゜３２及び（又は）半径
方向通路２８．３３に設け、及び（又は）流体供給パイ
プに配設し、前記のようｒ作′＃Ｊ″ｆる入口ボート２
９のパターン及び数ｔｆ更し、ガス化される橋々の炭素
質物質によって必要とされる空気及び水蒸気を供給する
。ノズル（図示せず）ン入口ボート２９の各々にとりつ
けることができ、これらのノズルの構造は前記の米国特
許第４，２１４．７０７号に開示されるものと同じであ
ってよい、 以下の記載かられかるとおり、キルン７の固形物（石炭
）導入末端ｓ１０と、キルン７の固形物（灰）排出末端
部１１とから同時に燃料ガスが取出される。ガス出口導
管１４’ｔ’通ってキルン７の固形物供給末端部１０か
ら排出されるオフガス流は弁４０によって制御される。

導管１４％’通るオフガス流はサイクロン式粒子−ガス
分離装置４１へ送られる。サイクロン式分離装置４１″
４を出たオフガスは導管４２Ｙ経て浄化装置（装置とし
て（ま図示せず）Ｋ流す、導管４２からのガスの浄化装
置はスフラッパ−５１〔ベリー（Ｆｅｒｒｙ　）著ケン
カル暢エンゾニャーズーハンドブック（Ｏｈ＠ｍｉｏａ
ｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓ　Ｈａｎｄｂｏｏｋ　）　３版、
マグロ−！ヒルブック社（ＭｃＧｒａｗ−Ｈｌｌｌ　Ｂ
ｏｏｋ　Ｏｏｍｐａｎｙ　）　（１９５０年）の１０３
４’に以降に記載のものでよい〕及び細化水素除去シス
テム（前記ハンドブック１５７７頁以降又は米国特許第
４，１５０．９５３号及び第４，２６０，５９０号に記
載のものでよい）を包含しつる。分離装ｆｉ１４１でガ
スから分離される微粒子は導管４３を通して供給装置４
４（供給装置９につ（へて述べたとｌ’＋ｓｊじＩ！造
・及び配置でよい）に再循環させてガス化装置５に戻す
。

導’Ｉｆ１６ン通るキルン７の固形物（灰）排出末端！
１１を出るオフガス流は弁４７によって制御される。導
管１６ケ通ったオフガス流は、サイクロン式粒子−ガス
分離装置４８に送られる。微粒子を除去した分離装置４
８からのオフガスは熱回収共［５１１送りこみ、例えは
水蒸気を発生させることにより、このガス流からの熱の
回収を行う、装ｕｓ　３６らのガスはスフラッパ−５４
（前記のスフラッパ−５１と同じようなものでよい〕な
経て硫化水素除去システム５２に送る。硫化水素除去装
置５２を出たがスは水蒸気ビイ２−バーナー又は捨金サ
イクル発電プラント（図示せず）Ｋ送りこまれる。分離
装置４８Ｖｃよりガスから分離された微粒子は、導管５
０を経由して灰取出し通路１７に送りこみ、キルン７か
ら取出される灰と一緒和して適当に処分する。

本発明による操作方法ン最初に第１図及び第２図を参照
しながら説明し、その後第６図及び第４図のグラフを参
照しながらさらに詳しく説明することにする。

第１図に示す装置の操作は、まずバーナー２１１点火し
て回転キルンの耐火壁７０及び胴部、フード１３．１５
ならびに生成ガス出口導管１４゜１６’？予熱する。耐
火壁７０の内１１１Ｊ表面が１．５００゜〜ｉ、ｓｏｏ
°ｆ？に加熱された時点で、供給装Ｒ９から石炭粒子を
キルン７内に供給する。キルンが一部充填され、そして
キルンの長さに沿って全体７Ｅ石炭床１２ｆｆ−よって
本質的１５９われたならば、入口ボート２９が床の下方
を通過する時九入ロボート２゛９及び床１２を通過する
ように空気と水蒸気との噴射を開始し、そして／）−ナ
ー２１　Ｙ：？ｉＭ火する。キルンＴの傾斜ｗ１７ＩＫ
移動する石辰床の温度は、固形物取出し末端部１１の附
近で１，６００゜〜２，２００’ＰＫ急激に上昇するの
で、入口ボート２９から噴射される空気対水蒸気の比率
ＹＦＡ節して所望の温度を維持する７ ブロワ−１９から送りこまれる加圧空気は、通路２０、
マニホルド２３内の弧状スロツ）２４（第２図にも示す
）及びキルン７の回転でスロット２４を通るように搬送
されてくる各軸方同愉２７（第１図にのみ示す）に送り
こｆれる。１ｒ２７を出た空気は、半径方向通路２８、
入口ポート２９及び原料床１２内を通り抜ける。

加圧水蒸気（図にはボされていない水蒸気発生器からの
）は通路２１、マニホルド２３内の弧状スロット２５（
第２図にも示す）、及びキルン胴部７の回転によってス
ロツ）２５１’通過して搬送される各軸方向管３２（第
１図にのみ示す）内ｌ流れる。水蒸気は’１１３２ｔ’
出てから通路２８に開口している半径方向通路３３’に
通り、その後９気と混合されて入口ボート２９及び原料
の床１２を通り抜ける。しかし、空気管２８　）！：ど
には水蒸気管３２がキルン７の供給末端部１０に向がっ
てのびていないことに注目すべきである。そうすること
により、空気と水蒸気との混合ガスを噴射する１に空気
のみを噴射することになるが、その理由については後で
第４図を参照して説明する。

キルンの内部のガス圧力がキルンの外側の周囲気圧より
も少なくとも２０　ｐｓｉ　、好ましくは６゜〜１８０
　ｐｓｉ　？ｍ　くなるよ５に、キルン７に送すコむ水
蒸気及び空気圧カン駒節する。従って、キルンＩの両末
端部１０．１１からの加圧ガスの取出しは弁４０．４７
’２調節することによって制御される。

回転キルン７の床１２内の固形石炭粒子をガス化するた
めの不発明の方法により、単一のキルンの両末端部から
２ａＩ類の明らかに異なる燃料ガス良が同時かつ連続的
托生産される。プロセスで生成する実質的にすべてのタ
ールを含む第１ガス流は、石炭が約４００°〜１，６０
０°Ｆ′に加熱された時に生じる。もし、このガス流を
それよりも高温のガスと混合しな′いでキルン７の固形
物導入末端部１０から取出すと丁ｔは、このガスは気化
タールの凝細ンおこす範囲内の温度忙なるであろう（第
３図参照）６第２ガス派は、右脚が約１，６００”Ｆ以
上に加熱されてに勺ＶＣ変換された後の空気と水蒸気と
の案凹気内で発生する。この第２ガスは、比軟重両い温
度（１，９００°Ｆ）で、実質的にタールを自ますにキ
ルン７の１彫物排出末端部１１から取出される。このタ
ールを含まないガスからの熱の回収は、サイク筒ン式分
離装置４８によるなどの簡単な微粒物質の浄化処理の後
、熱交検器で行うことができ、そして水蒸気が発生され
る。弁４０．４７’ｋＮ劾することにより、キルン７の
固形物導入末端部１０からのガス排出量とキルン７の固
形物排出末端部１１からのガス排出量との相対的な割合
を駒節し、キルンＴの原料導入末端部１０へ向って流れ
るタール含有ガスにタールを含まない１．９００’Ｆの
ガスが少なくとも若干添加されるようにする。その際高
温ガスの添加量は、装置の表面（すなわち、キルン、ガ
ス排出弁勢の表面）にタールを凝縮させない程度に高い
約１，０００”ｆｉ’の温度に該混合ガスの温度が保た
れるような量とする。７００°ＰＹこえるとタールがｔ
ｌとんど凝縮しないととｔ第３図は示している。しかし
ながら、タールのわずかな凝縮でも長期間続けばキルン
７の内張りの上中弁４０．４７の内＠に沈積タールの有
意な蓄積がおこり、プロセスを遂行する装置の適正操作
が妨げられる。−＆期間にわたって支障なく運転ｔＩ＆
けるためには、キルン７の固形物導入末端部１０からの
ガス排出温度を約１，０００’Ｐ［ｊべきであり、そう
すれば二つのガス流の望！しい混合がなされた証左であ
るという結論に達した、しかしながら、もし装置の表面
上へのタールの凝ＪＩヲ防止するのに必要な量ｔこえて
著るしく高いｍ度のガスンキルン７の固形物導入末端部
１０から排出させるとすれば、それはサイク四ン式分離
装置４８による簡単な微粒子浄化処理を施しただけで熱
を回収できるガス流から高温ガスを無駄に抜きとったこ
とｌ意味する。

第４図を参照してさらに詳しく本発明の方法による操作
を説明する。第４図は、キルン７の固形物導入末端部１
０からキルン７の固形物排出末端部１１へ向けて移動す
る固形物に対して相対的な床上ガス温度及び床温度をプ
ロットしたものである。

第４図から、キルン７を通って移動する固形石炭粒子は
、粒子の温度を約２００”Ｆ’ないし約３００’ＰＫ上
昇させると乾燥されることがわかる０石脚粒子が約４０
０″Ｆ及びそれ以上に加熱され、そして空気のみの入口
ポート２９の上を通過すると、石炭は分解気化（ｄｅｖ
ｏｌａｔｉ’ｌｉｇｅ　）　Ｌはじめてタール含有ガス
〔「石炭ガス」と呼ばれることもある〕を放出する。こ
のガスは石炭が１，６００”Ｆ又はそれよりも若干高い
温度忙加熱されるまでに、実質上完全九石炭から抽出さ
れる。揮発−が完全に抽出された石炭は脚分に変換され
る。第１図の通路３３’に通る水蒸気によって４たらさ
れる空気−水蒸気雰囲気内で炭分の温度が上昇し、約１
，６００ｆｆ及びそれ以上の赫度ＫＦ！すると、前記の
炭分からタールを含まないガス（「水性ガス」と呼ばれ
ることもある）が得られる。

キルン７は加圧下で操作されているので、弁４０．４７
（第１図に示す１１くことＫよって、キルンＴの両末端
部からガスを取出し、及び排出量を制御することができ
る。弁４０，４７Ｙ開くことにより、タール含有ガスの
すべてと、第４図ＷＣｆｉ＋線で示す二方向性ガス流帯
域からのタール非含有ガスの少なくとも一部分とを合わ
せたものが排出される。

＃Ｉ４図に示したとおり、タール含有ガスがキルンＴの
固形物導入末端部１０へ向って流れるにつれて、その温
度が急激に低下するうえ、キルンＴの固形物排出末端部
１１へ向ってタンプリングしながら流れる装入石炭ン予
備加熱する。第４図の斜線帯域で生じるタール非含有ガ
スの若干ｔタール含有ガスと共に固形物導入末端部１０
から取出子ことｔしなければ、固形物導入末端部１０か
ら排出されるガスは、第６図かられかるようにクールの
凝縮が起きる１、０００°Ｐ以下の温度に冷却されるこ
とになろう。弁４０．４７（第１図に示ｊ）を常に正確
に調節し、キルン７の固形物導入末端部１０におけるガ
ス排出温度を目標温度、例えば約１．Ｄ　００”１？に
維持することによって、装置の表面上へのタールの凝ｈ
ｉ！防ぐようにする。大抵の石炭というより恐らくすべ
ての石炭の場合、約１．０００°Ｆ’という前記の目１
ｍ温度を維持することにより、固形物排出末端部１１の
オフガスが確実にメールン含まないようにするとともで
きる。それにより、スクラツバ−５４及びＢ、Ｂ除去シ
ステム５２へ通すい！！ＮＫｔイクロン４Ｂによる微粒
物質浄化ｌ施しただけの該ガス流から熱を熱交換器５３
で回収することができる。固形物排出末端部１１からの
オフガスが確実にタール非含有性となるようにそれを監
視する別のパラメーターは、皺ガスのメタン含有量の測
定である０丁でに説明したとおり、メタン含有量ン監視
するための装置は市販されており、そしてＯから多分的
０．１チまでのメタン含有量であれば、タールは恐らく
含まれていないはずである。

以上の説明から明らかなごとく、本発明により、ｌｌ１
２！料ガスを燃焼する際の熱エネルギーとして放出しり
−る潜在性の化学的エネルヤーとしての燃料ガス発熱量
の生成を最大限に高める方法が提供され、しかもキルン
の固形物供給末端部から取出されるガス流中のタールの
凝縮も本発明の方法によって回避することができる。

特定の炭票質物質のガス化に関する下記の実施例から１
本発明による方法には上記以外のオＵ点もあることが明
白になると思う。

実施例 概略組成 水分　　　　　　　　１２６０％ 揮発分　　　　　　　　３３．６チ 固定訳＊　　　　　　　　４　ｆ、７　％灰分　　　　
　　　　　１３．ｏ％ 元素薊成（水分及び灰分を除く） 硫黄　　　　　　　　　　５．３− 水素　　　　　　　　　　５．１　％ 炭素　　　　　　　　　７５．５チ 窒素　　　　　　　　　　１．２１６ 酸素　　　　　　　　　１２．９　％ 運転パラメーター及び結果 キルンへの供給石炭１ボンドごとの原料導入末端部オフ
ガスのボンド数−２，０ （ａ）　　石炭　　　　　　　　　　　４１７　　　７
０（ｂ）灰　　　　　　６４１．９０Ｃ１（０）　　固
形物導入末端部オフガス　　　１，１３３　　１．００
０（＋１）　　固形物排出末端部オフガス　　　　３９
１　　１．９００（ｅ）　　（ｃ）対（ｄ）比　　　　
　　　　　　３：１（ｆ）　　水蒸気　　　　　　　　
　２３４　　４７５（ｍｌ　空気　　　　　　　　　　
９３７　　４７５概略組成 水分　　　　　　　　　４．４　％ 揮発分　　　　　　　　３９．５チ 固定炭素　　　　　　　４　Ｂ、６− 灰分　　　　　　　　　７．５− 元素組成（水分及び灰分を除く） 硫黄　　　　　　　　　　６．８チ 水素　　　　　　　　　　５．７チ 炭素　　　　　　　　８２．７蚤 窒素　　　　　　　　　　１．６％ 酸素　　　　　　　　　　６・２チ 運転パラメーター及び結果 キルンへの供給石炭１ボンド当りの固形物導入末端部オ
フガスのボンド数−２，７ （＆）　　石炭　　　　　　　　　　３５８　　７０（
１））　　　灰　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　３２　１，９００［０）　　固形物導入末端部オフガ
ス　　　　９５６　１，０００（司　固形物排出末端部
オフガス　　　　　５４１　１．９００（・）（Ｃ）対
（ａ比　　　　　　　　　　　２：１（ｆ）　　水蒸気
　　　　　　　　　２３４　４７５（−空気　　　　　
　　　　　９３７　４７５Ｐｏｗｄ＠ｒ　Ｒｌｖｅｒ）
亜ｌＩｉ實炭による概略組成 揮発分　　　　　　　　３１．１％ 固定畿素　　　　　　　５２．１チ 灰分　　　　　　　　　　６゜４チ 元素分析（水分及び灰分ｗｈ＜） 硫黄　　　　　　　　　　０．８％ 水素　　　　　　　　　　５．５　％ 炭素　　　　　　　　７５．７１ 窒素　　　　　　　　　　１．０チ 酸素　　　　　　　　　１７．０１６ 運転パラメーター及び結果 キルンへの供給石炭１ボンドごとのｉ！ｉｌ形＠導入末
端部オフガスのボンド数−６，１ ボンド／時　　　１ （ａ）　　石炭　　　　　　　　　　５４２　　　７０
（１））　　　灰　　　　　　　　　　　　　　　　　
　４４　　１．９００（ｃｌ　　固形物導入末端部オフ
ガス　　　１，６６９　　１．０００（ω　固形物排出
末端部オフガス　　　　　　０（、ｅ）　　ｔｏ）対（
ｄ）比　　　　　　　　　　１００脅（ｆｌ　　水蒸気
　　　　　　　　　２５４　　４７５（ｇ）　　空気　
　　　　　　　　　　９３７　４７５以上述べた本発明
九ついての説明及びその実施例から、本発明の目的がい
かに好ましく達成されたかが明らかになったと思う。し
かしながら、上記に開示した概念から当業者が容易に想
到しうる修正及び同等発明は本発明の範囲内に包含され
るものとする。従って、本発明の範囲は前記の特許請求
の範囲の欄に記載された事項によってのみ限定されるも
のとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、回転キルン式石炭ガス化法の一般的な原料／
ガスの流れと装置を示す図であり、第２図は、第１図に
示す回転キルンのｌ１ｉｌＩ〜ｌＫ沿った部分の断面図
であり、第３図は、タール含有がス流からのタールの凝
縮状況を示すグラフであり、そして第４図は、キルン内
！固形物粒子が移動する際のガス化用炭素質物質の粒子
と床上のガスとの両者の温度変化を示すグラフである。 図中の主な記４８ヲ説明すると次のとおりである：６・
・・ガス化装置、７・・・回転キルン胴部、１０・・・
固形物導入末端部、１１・・・固形物排出末端部、１２
・・・固形物の床、１４・・・ガス取出口、１６・・・
ガス取出口、１Ｔ・・・灰取出口、２０・・・空気通路
、２１・・・水蒸気通路、２１・・・バーナー、２９・
・・入口ボート、５３・・・熱交換器、７０・・・キル
ンの耐火壁。 代理人洩村　皓 外４名 、　、、、　、　１ｔ−１２５ａ：９ 手続補止書（自発） ＋＋ｔ４　イｎ　５７　＋１：　８月ｑ日特許庁長官殿 ■、小事件人手 昭（１＋５７　＋ｌ持！１願第８３９１４　　弓２、発
明の名称 石炭ガス化法 ３、袖１１：をする名 １１１！ｌ・との関付　持ａ’ｌ’ｆ１Ｍ１人４、代理
入 １ｎ和　　　　年　　　　月　　　　１」６、袖１１に
より増加する発明の数 ７、袖１１の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 図面 ８、補正の内容　　別紙のとおり （］）明細書第２２貞第１５行の１２１」を「３１」に
訂正する。 （２）同第２９貞第１１行の「２１」を「３１」に訂正
し、同貞第１２行の「胴部ｊを「胴部７」に訂正する。 （３）　　第１図（ＦＩＧ、１）及び第２図（ＦＩＧ、
２　）を別紙と差換える。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）物質導入口から物質排出口へ向けて下方に傾斜し
   た回転キルン内で達成される熱処理段階により約２，０
   ００°Ｆの最終温度に漸増的（加熱されると、水蒸気、
   水素、−酸化炭素、二酸化縦索、炭化水素１気及び煙（
   エーロ−ゾル）、ならびに前記の一連の段階の最終かつ
   最高ｍ度段階では炭化水素を含まないガス（１，６００
   〜２，０００°ＰＫおける）を生じる固形の炭素質物質
   の整粒化されていない粒子を連続的にガス化する乾式法
   であって、（ａ）該炭素質物質の連続的供給を導入、Ｏ
   Ｋ施すことＫよってキルン内ＶＣ骸物質の床を形成し、
   そして−キルンを回転させるととＫよってキルンの導入
   口から排出口にこの床を進行させる工程、及び（ｂ）該
   物質が該熱処理段階を進行する際に、少なくとも最終か
   つ炭化水素非含有ガス化段階に進行した床の部分に対し
   て、水蒸気を含む酸化用流体を導入することによって、
   床の温度を漸増的に上昇させ、最終段階の物質の温度を
   約２，０００°ＦＫ、また最終段階で放出される炭化水
   素非含有ガスの温度を約１，９００″Ｆに上ける工程を
   営む前記乾式％式％ （Ｃ）キルンの両端からのプロセスガスの同時排出を制
   御して、キルンの各末端から同時に排出されるプロセス
   ガスＹ選択された割合で排出することにより、実質的Ｋ
   ｊべての炭化水素を含有するガスと、炭化水素非含有ガ
   スの一部とで構成される流れをキルンの物質導入末端部
   へ向けて生じさせ、それ九より導入される物質の予備加
   熱と、これらのガスの冷却とを行うと共に、少なくとも
   約１．９００°Ｆの実質的に炭化水素を含まないガスの
   流れをキルンの物質排出末端部に向けて生じさせ、かつ
   、該末端部から取出し、そして （ａ該予備加熱の際Ｋ、キルンの物質導入末端部から取
   出されるガスの温度を、気化タールの凝縮で粘着粘性物
   質が生じるようなあらかじめ定められた温度付近まで冷
   却し、キルンから取出丁ガスの調節を行うことにより、
   物質導入末端部から取出すガスを増加し、かつ、物質排
   出末端部から取出すガスを低減し、それにより最終かつ
   最高温度段階で生じる約１，９００″Ｆ′の炭化水素非
   含有ガスのキルン内物質導入末端部に向う流れ、及び該
   末端部から取出す流れを増加させ、それによって物質導
   入末端部から取出される混合ガス流の温度を、気化ター
   ルのＩＩｌ、縮で粘着粘性物質が生じる前記のあらかじ
   め定められた温度より高い温度水準に上昇させる諸工程
   をさらに含むことを特徴とする方法。 （２）物質導入口から物質排出口に向けて下方ｖｃ＃ｌ
   斜した回転キルン内で達成される熱処理段階により約２
   ，０００°Ｆの最終温度に漸増的に加熱されると、水蒸
   気、水素、−酸化炭素、二酸化炭素、炭化水素蒸気及び
   煙（エーロゾル）、ならびに前記の一連の熱処理段階の
   最終かつ最高の温度段階における炭化水素非含有ガス（
   １，６００〜２，０００’ＰＫおける）を含む燃焼性ガ
   ス混合物を生じる固形の炭素質物質の整粒化されていな
   い粒子を連続的にガス化することにより、プ日セスとは
   関係のない燃料として用いるための二つの燃料ガス流を
   製造する乾式法であって、 （ａ）前記の炭素質物質の連続的供給７２４人口に施す
   ことによってキルンの内部に該物質の床！形成し、そし
   てキルンを回転させることによってキルンの導入口から
   排出口へこの床を進行させる工程、及び （ｂ）該物質が前記の熱処理段階奢進行する際に、少な
   くともＳ、終かつ炭化水素非含有ガス化段階に進行した
   床の部分に対して水蒸気を含む酸化用流体な導入して床
   の温度を漸増的に上昇させ、最終段階における物質の温
   度を約２，０００ｆｆＫ、また最終段階で放出される炭
   化水素非含有ガスの温度を約１，９００″Ｆに上げる工
   程を含む前記乾式法において、 （Ｃ）キルンの両末端部からのプロセスガスの同時排出
   を制御することにより、キルンの各末端部から同時に排
   出されるプロセスガス１選択された割合で排出して、プ
   ロセスとは無関係の燃料とじて用いるための二つの燃料
   ガス流とすることによって、実質的にすべての炭化水素
   を含むガスと、炭化水素非含有ガスの一部とで構成され
   る第１ガス流をキルンの物質導入末端部へ向けて生じさ
   せ、それによって導入物質の予備加熱とこれらのガスの
   冷却とを行い、また実質的に炭化水素を含まない少なく
   とも約１，９００°Ｆ′であるガスからなる第２ガスｉ
   ｖキルンの物質排出末端部へ向けて生じさせ、かつ、誼
   排出末端部から取出し、＋（１）中ルンの物質排出末端
   部から取出される第２ガス流の炭化水素非含有特性を保
   つのに充分なように、キルンの物質導入末端部へ向う炭
   化水素非含有ガスの流量を調節することにより、辰化水
   素非含有ガスを用いて炭化水素含有ガスをキルンの物質
   排出末端部から洗気処理し、そして＋６）前記の第１ガ
   ス流を用いて導入物質を予備加熱すると共に、気化ター
   ルの凝ｍＶｃよる粘着粘性物質の手放が始まるようなあ
   らかし定められた温度に骸ガス馨冷却することにより、
   キルンの物質導入末端部から第１流中に取出されるガス
   の温度な低下させ、またキルンからのガスの排出）￥調
   節することｆより、物質導入末端部から数組１流中への
   ガス排出Ｊｉを増加させ、物質排出末端部から該第２流
   中へのガスの排出量を低下させ、そｔ”ＬＫより、キル
   ンの物質導入末端部に向って流れ、かつ、該末端部から
   取出される、前記のｉＩｋ終かつ最高温度段階で生じた
   約１，９００°Ｆ′の炭化水素非含有ガスの流量及び該
   洗気作用を高め、物質導入末端部から取出される該第１
   流に含まれる混合ガスの温度を、気化タールの凝縮で粘
   着粘性物質が生成する前記のあらかじめ定められた温度
   より高い温度水準に上昇させる諸工程をさらに含むこと
   を％徴とする方法。 （３）物質が該熱処理段階を進行する際に、水蒸気を含
   む酸化用流体を床に導入して床の温度！漸増的に上昇さ
   せる上記（り又は（２）Ｋ記載の方法において、少なく
   とも、丁でに約１，６００°Ｆ’に加熱された床の部分
   に水蒸気を含む酸化用流体を導入することにより、最終
   段階における物質の温度を約２、口００’ＰＫ、また最
   終段階で生じる炭化水素非含有ガスの温度を約１，９０
   ０″’Ｆにさらに上昇させることを特徴とする方法。 （４）　　キルンの物質導入末端部を出るガスの温度が
   １．０００°Ｆ’以下に下った時、キルンの物質導入末
   端部を出るガスを増加させるようＶｃｌｉ１節し、かつ
   、キルンの物質排出末端部を出るガスを低減させるよう
   ＫＩＪ節することと、キルンの物質導入末端部を出るガ
   スの温度が約ｉ、ｏ　ｏ　ｏ°ＰＫ確立及び維持される
   ような程度に前記のような調節を行うこととを％徴とす
   る上記（１）、（２）又は（３）に記載の方法。 （５）物質導入口を出るガスの温度が、気化タールのａ
   ｍで粘着粘性物質が生成するようなあらかじめ定められ
   た温度よりも約３０００Ｐｔこえて高くなった時、物質
   導入末端部を出るガスが低減し、かつ、物質排出末端部
   を出るガスが増加するよう端部へ向かって流れ、かつ、
   紋末端部から取出される約１，９００°Ｆの炭化水素非
   含有ガスの流れを低減し、それによって物質導入末端部
   から取出される混合ガス流の温度を、気化タールの凝縮
   で粘着粘性物質が生成するようなあらかじめ定められた
   温度よりも約３００”Ｆ’高い温度まで下けることから
   なる工程！追加して含むことを特徴とする上記（１）、
   （２）、（３）又は（４）に記載の方法。 （６）前記の漸増的加熱により、気化タール及びメタン
   を含む炭化水素蒸気及び煙（エーロゾル）が生成される
   上記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の方法におい
   て、キルンの各末端部を同時に出るガスを調節すること
   により、キルンの物質導入末端部に向かって流れ、かつ
   、該末端部から取出されるガスの量を、キルンの物質Ｉ
   Ｉ’出末端末端部排出される約１，９００’″Ｆ’のガ
   スの含有メタン水準が約０．１容量−以下（かかるメタ
   ン水準は、キルンの物質排出末端部から排出されるガス
   中に気化タールが本質的には完全に不在であることｔ示
   すものである）Ｋ保たれるようｔＫ−ｍ節することを特
   徴とする方法。 （カ　キルンの各末端部から同時に出るガスを軛節する
   ことＫより、キルンの物質排出末端部から取出されるガ
   ス毎時１／ンドに対し、キルンの物質導入末端部から毎
   時約３ボンドのガスを取出すことを特徴とする上記（１
   ）〜（６）のいずれか１項に記載の方法。 （８）　　キルンの回転により物質の床の下方に入口ポ
   ートが運ばれた際に、キルンの円筒状胴部内の入ロボー
   ト奢通して水蒸気を含む酸化用流体を物質の床に導入す
   ることと、１，９００’Ｆ以下の温度における物質の床
   の部分には水蒸気を含まない酸化用流体を導入すること
   とヲ４！徴とする上記（１）〜（７）のいずれか１項に
   記載の方法。 （９）　　入口ポートが物質の床の下を移動する際に流
   体を入口ボートからキルンの内部へ導入させ、そして該
   入口ポートが床の下方を離れた際、中ルンの回転で再び
   床の下方に該入口ポートが運ばれてくるまでは、該入口
   ポートを通る流体の流れを止めることを特徴とする上記
   （８）に記載の方法。 Ｑ（ｌ　　物質の床の軸方向の長さ全体に沿ったその上
   方のキルン内ガス圧カが、キルンの外側の周囲気圧より
   も少なくとも約２　Ｑ　ｐｓｉ、高くなるように確立及
   び維持された水準に、キルンに導入される前の酸化用流
   体の圧力を高めること’１ｒ４Ｉ微とする上記（１）〜
   （９）のいずれか１項に記載の方法。