JPS59207986A - 合成ガス製造のための方法 - 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、反応炉内で炭素含有燃料を酸素含有ガスと不
完全燃焼させることによる合成ガスの製造のための方法
であって、合成ガスを反応炉頂部の出口を通して放出し
、スラングを反応炉底部のスラッグ排出部を通して除去
し、そして急冷により該スラッグを凝固させる水浴槽中
に該スラッグをその重力によって通す方法に関する。

炭素含有燃料と、酸素含有ガスとしての実質的に純粋な
酸素との不完全燃焼は、主として一酸化炭素と水素から
成る合成ガスを生じる。酸素含有ガスが空気または酸素
に富んだ空気である場合には、作られた合成ガスは、当
然実質的な量の窒素も含んでいる。炭素含有燃料とは、
一般的に一石炭または褐炭、泥炭、木材、コークス、す
す等の様なその他の固体燃料を意味するが、タール、サ
ンドオイル、頁岩油（　ｓｈａｌｅ　ｏｉｌ　）のよう
な液体燃料や、粒状の固体燃料と液体との混合物も同様
に適用可能である。

好ましくけ、減速利（　ｍｏｄｅｒａｔｏｒ　’）も同
様に反応炉中に添加される。減速材の目的は、反応炉内
の温度を調節するのに用いることである。この減速拐の
目的は、減速材と反応物質及び／または合成ガス調製の
生産物との間の吸熱反応によって保証される。適当な減
速利は二酸化炭素と水蒸気である。

カス化は、好ましくは、／．２００゜Ｃから／７００゜
Ｃの温度範囲内でかつ／バール（　ｂａｒ　）から２０
０バールの圧力範囲内で実施される。

合成ガスの製造がおこなわれる反応炉は、球、円錐形ま
たは筒形の形状を有し得る。好ましくＧま、反応炉は主
として環状の筒形の形状を有してし）る。

炭素含有燃料と酸素含有ガスの供給６は、反１芯炉の底
部を通して行なうことが出来る。反応物質ｌ：μ一種類
を反応炉底部を通して供給し、一種類またはそれ以上の
その他の反応物質を反応炉の側壁を通して供給すること
も同様に可能である。し力）しながら、燃料と酸素含有
ガスと減速拐の何れもカタ、好ましくは反応炉の側壁を
通して供給される。反応炉側壁からの燃料等の供給は、
側壁下部内Ｇこお３いて反応炉の軸線について対称（こ
配ｔ６された少くとも２つのバーナから成る装置により
好適Ｇこ実イーテされる。

スラッグの一部は、細い小滴として合成力゛スＧコよっ
て同伴され、反応炉頂部のガス出Ｄ　ヲｍ　”）　７反
応炉から排出される。

燃焼反応によって生じた液状スラ・ンク゛の残りＧま、
滴下しそして反応炉底部に位置したスラツク゛υｌｉ出
部を通って流出する。

ガス化方法よりスラングを取り除く為、カス化容器の底
部に急冷用水浴槽を配置することはすでに知られている
。水浴槽内において、スラングは自重によって降下し、
捕獲され、急冷され、そして細粒または塊状のタリン力
＝（　ｃｌｉｎｋｅｒ　）を形成する。この様な造粒の
後、タリンカーは一般的な構造の装置により、水浴槽か
ら周期的にまたは連続的に除去される。− 激しい条件を伴なうこと及び水槽内における冷却または
急冷の結果として、大部分のクリンカーの造粒は比１１
シ的小さな寸法である。しかしながら、経験により示ざ
れるように、開始、停止及び攪乱または混乱状態の過程
においては、大きな粒またはタリンカ一塊が水浴槽中に
形成され、そしてその様な比較的大きな粒またはタリン
カ一塊を水浴槽から除去することは非常に難しい。

本発明によれば、比軸的大きなタリン力一塊をひきとめ
同時に比較的小さな粒は通過させるスクリーンを水浴槽
中に配置することにより、上述の問題を解決する。

それ故に本発明は、反応炉内で炭素含有燃料を酸素含有
ガスと不完全燃焼させることによる合成ガスの製造のた
めの方法であって、合成ガスを反応炉頂部のガス出口を
通して放出し、溶融スラップを反応炉底部のスラッゾ排
出部を通して除去し、そして急冷によって該スラッゾを
凝固する水浴槽中に該スラッゾをその重力により通す方
法において、スラッゾの少なくとも一部は浴槽部の水平
横断面全体をおおう傾斜したスクリーンを通って水浴槽
中に通され、そして該スクリーンによって捕獲されたス
ラッゾは浴槽の壁へ案内されることを特徴とする合成ガ
ス製造のための方法に関する。

同様に本発明は、酸素含有ガスと共に炭素含有燃料を不
完全燃焼させる為の装置であって、頂部にはカス出口を
設は底部には水浴槽内へ向かうスラッゾ排出部を備えて
いる反応炉を有する装置において、前記水浴槽はその水
平横断面全体をおおう傾斜したスクリーンを具備するこ
とを特徴とする合成ガス製造の為の装置に関する。

反応炉内を上方に向って通過する際に、スラッゾ小滴は
互いに唾突して反応炉の底部に落下する。

この様に前記ガスは少なくともその−・部はスラッゾ小
滴から解放される。集合した液状のスラッゾは反応炉底
部からしたたり落ぢ、そして細い小滴としてスラッゾ排
出部を介して通過して水浴槽中に落下する。今般本出願
人は、ガス化方法の開始、停止、撹乱または混乱状態の
間はスラッゾ小滴は凝固し凝結して比較的大きなりリン
カ−塊となり、一方、該カス化方法の通常の進行におい
ては比較的小さな細υ固形スラッグか水浴ｑ＋中で形成
されることを発見した。

前記スクリーンは、水浴槽内を斜めに位置している。従
ってスクリーン上に存在する大きなりリンカ−塊は、ス
クリーンの最も低い部分に向ってすべっていく。一方、
小さなスラッゾ細粒は、スクリーン内の穴を介して通過
し水浴槽の底部に向い、該底部から容易に排出され得る
。

上記したスクリーンの作用を保証する為に、該スクリー
ンは望ましくは平らであり、そして反応炉内に斜めに配
置される。その場合、保留されたクリンカー環は、スク
リーンを水浴槽壁に取り付けた箇所である最も低い部分
に向って、スクリーン」−をすべる。ガス化方法が停止
した後は、タリン力−塊は水浴槽壁の７つまたはそれ以
上の穴を介してスクリーンから好適に除去される。該浴
槽壁の穴は、好ましくは７つまたはそれ以上の可動フラ
ンジにより、ガス化方法の通常の操作中は閉塞されてい
る。

捕獲された総てのタリン力−塊は、壁に向かって下方に
動く。クリンカー環の動きは、スクリーンが水浴槽中に
固着される箇所における傾斜により実質的に決定される
。非常に好ましくは、スクリーンは反応炉の軸線に対し
て一２０°−７０°の角度で固着される。最も望ましく
は、スクリーンは約１１、、、！−０の角度に配置され
る。スクリーンを所定の角度に位置することは、捕獲さ
れた実質的に総ての固体スラッグ塊を、少なくとも上述
したスラッグ塊を除去する穴が位置している反応炉の壁
の部分に向かって動かすことを保証している。

本発明の他の好ましい実施例においては、スクリーンは
筒形壁の一部分の形状を有している。該筒形壁の凸部側
は上方に向いている。それがら、ｉスク’Ｊ−ンは鞍型
の形状を有している。スクリーンにより残存させられた
スラッグ塊は浴槽の壁の方に、鞍型の表面に沿ってその
両側の最も深い部分へすべって行く。該最深部分が鞍型
の側部に位置しているので、スラッグ塊は、スクリーン
の筒形壁と水浴槽の壁との交差部である２つの最深部分
に向かって、鞍型の側部上をすへる。この結果、前記実
施例と同様に、固体のスラッグ塊は反応炉の壁上へ不平
等に分配される。

もし筒形壁を凸部側を下方に向けて反応炉内に固着した
場合、［溝型（ｇｕｔｔｅｒ）　Ｊか形成される。

もし筒形壁を水平に固着すれば、捕獲されたスラッゾは
溝型の中央部にすべり、そして該中央部をふさぐ。これ
は幾分魅力的でない。それ故、有利的には、該溝型は反
応炉内へ、ｄ４型の最低部分が反応炉の壁に当接するよ
うに斜めに固着される。

捕獲されたスラツプは前記最低部分へすべって行く。筒
形の半径と反応炉の半径との比は／：／から１０：／か
望ましい。

上述した好ましい実施例を使用した場合には、捕獲され
た凝固スラッゾは反応炉の壁の一部分に向かってすべり
、該反応炉壁の部分はそこにある穴を通して前記スラツ
プを周期的に除去し、前記穴はカス化方法の通常の操作
の間は閉塞される。

いくつかの条件の下では、捕獲された凝固スラッゾが、
反応炉壁の周囲に可能な限り等しく分配されるように下
向きに送られることが都合が良い。

尺応炉壁周囲上にスラツプが等しく分配されることＯｊ
１反応炉壁の周囲部に、スラッグ塊によって特別ひとく
負荷されるような部分かないことを保証する。この目的
は、半球状ふたの様な外形を有するスクリーンを使用す
ることにより好適に達成される。半球形の形状の為に、
捕獲されたスラッグ塊はスクリーン上の最も低い部分へ
均等にすべっていく。半球状ふた上に捕獲されたスラッ
グ塊か最も低い部分に向かってすべり始めることを保証
する為に、半球形の曲がり具合は充分なものでなければ
ならない。この為、球の反応炉に対する半径の比は、望
ましくは／：／から１０：／である。

スラッグ塊が半球形状のスクリーンの中央部に落ちる場
合、該位置におけるスクリーンの曲かり具合は幾分小さ
い。従って、スラッグ塊が壁に向かってすべらすにその
位置にとどまっている危険性、がある。もしもスクリー
ンかその頂」二を上方に向けた円部：形表面の形状を有
１．ていれば、該危険性は小さくなる。円錐形の高さを
その基部の半径とＩｓ＞ｉ　ｉＩして好適に選択するこ
とによって、円錐形表面が十分に傾斜していることが保
証される。基部に向かう円錐形を描く稜線の好適な角度
は、２０゜−７０’の範囲であり、円面、形表面のｍ上
の角度は好適には１ｌＯ０から／ｌＯ°の翁ｊ囲である
。好ましくは、円錐形表面の頂上は水浴槽の中心線上に
位置しており、そして円錐形表面の基部は水浴槽の壁に
隣接している。この場合クリンカー塊は、円錐形表面の
低い部分と水浴槽壁の内側との間の空間上に均等に分配
される。塊は該空間から水浴槽壁の穴を通って定期的に
除去することが出来、前記穴は通常の操作の間は閉塞さ
れている。

スクリーンは、好適には棒による格子部材から構成され
る。例えば格子部材は、反応炉壁に取り付りられた平行
する棒の束から構成され得る。平行な俸を、穿孔された
平板を形成するような形状に組合わせることも同様に可
能である。

スクリーンの一部を水浴槽の水位の上方に突き出ずこと
は可能ではあるけれども、本発明の好ましい実施例によ
れば、スクリーン全体が水浴槽中に水没している。この
場合スクリーンは、該スクリーンに粘着しない；疑固ス
ラッグとのみ接触するか、もしスクリーンが水中に没つ
していない場合には、反応炉の出口から滴丁する溶融ス
ラッゾは粘着性であり、そして該スクリーンに付着する
。

スクリーン」二側部に沿うクリンカー塊のすへりについ
て改良する為に、スクリーンは好ましくは振動装置を具
備しており、該振動装置は、スクリーンをふさいでいる
ものを取り除くために、スクリーンを都合よく連続的ま
たは断続的に振動させるようになっている。この様に小
さな細粒凝固スラップはスクリーン内の穴を通って容易
に通過する。大きなりリンカ−塊はスクリーン表面」二
をすべり、水浴槽壁に隣接する空間に向かう。大きなク
リンカー塊は、主としてガス化方法の開始、停止、指部
または混乱の期間中に生産されるので、通常の工程進行
中はスクリーンの一部分のみが塊でおおわれることにな
る。開始１０１間経過後は、主として小さな細粒固形ス
ラツジが形成され、該細粒固形スラップは、大きな塊で
おおわれていないスクリーン部分の穴を通過して、水浴
槽の底部へ向かい、該底部において適当な通常の流出シ
ステム装置により除去される。

以下図面に基ついて本発明を説明する。図面は、炭繁含
有撚料の不完全燃焼用装置６の−・部を図示するもので
あり、制御及び調整装置、冷却システム、絶縁体等は示
されていない。

反応炉／（７部のみ図示）の側壁内のバーナーａを経て
、炭素含有燃料、酸素含有ガス及び使用可能な減速材が
反応炉／内に加入される。不完全燃焼は合成ガスとスラ
ップを生ずる。形成された液状スラップの大部分は、反
応炉／の底部のスラップ排出部３を紅で反応炉から放出
する。合成ガスは上方に流れ、反Ｊｒｊ５炉／の頂部に
おける出ｍｌ（図示せず）を経て反応炉／より放出され
る。液状スラップは出Ｄ３より滴下し、そして水浴槽ｑ
内に落下して凝固する。ガス化方法の開始期間後に主と
して形成されＱ、　／　ｍｍがら１１．Ｑｍｍの範囲内
の直径を有するｌＪ＼さな細粒固形スラップは、スクリ
ーン左の穴を通って下方へ通過しスラッグ排出部乙内に
向かう。該細粒固形スラップは、弁７およびｇを通って
スラップ容器９内を通過し、弁／′。

および／／を経て該スラップ容器から流出される。

ガス化方法の開始期間中に主として形成されＩＩＱｍｍ
から／　Ｑ　Ｑ　Ｑ　ｍｍの範囲の直径を有する大きな
タリン力−塊は、スクリーンＳの穴を通過することが出
来ない。該クリンカー塊はスクリーン５の円錐形表面上
をすべり落ち、スクリーンＳと水浴槽グの壁との間の環
状空間の底部に向かう。ガス化ユニットの停止後、ガス
化行程期間の終了において、クリンカー塊は前記環状空
間より除去される。この除去は、水浴槽壁の穴／、！を
経て行なわれ・該穴／２は、例えば可動フランジ（［図
示ぜず）により、ガス化方法の通常の操作中は開基され
ている。

下記の実験は図面に示す様な装置によって実行され、該
装置においては、スクリーンは直径ｌｌ０ｍηｌの環状
打抜き穴を有する穿孔された円錐形から構成され、円錐
表面の９ｊ％は、該打抜き穴全体から構成されていた。

窒素を伴なう毎時６乙トンの石炭粉末、５乙トンの酸素
含有ガス及び０．乙トンの水蒸気がバーナ、１経て１７
　ｍ’の反応炉内に加入された。

石炭粉末は、ＥＸｌｏ”の平均粒度を有し、そして乾燥
状態でかつ灰分を含まない状態で以下の組成を有してい
た； Ｃｇ／、３　　重量％ Ｈ３，３ Ｎ　　　　／、乙 ０１０、ざ　重量％ Ｓ　　　　　　Ｏｌざ　　　　〃 灰分の含有量は重量でｇ％であり、そして水分の含有量
は重量で７％である。酸素含有ガスは９９％純料の酸素
で構成されていた。

反応炉内の圧力は３０バールであった。

下記の組成を有する／’１００°Ｃの合成ガスか、毎時
７２トンの流徂てカス１′１１出部から除去された（乾
燥状態のガスとして泪算）： ＣＯ６乙、／　容斤に％ １−１２　　３７．３ ００２　　．２．０ ｆｈｓ　　　　、０．３ ＣＨ４０，／ ７７１ｋｇ／ｈの（ｉのスラップか合成カスに同伴され
た。

スラップ排出部を経て取り出されたスラップの１１：は
７時間あたり３　、！；　Ｏｋｇであった。取り出され
たスラップは、それを凝固する水浴槽へ滴下した。

開始期間である７時間の内に、ｌｌＱｔｎｍから／　Ｑ
　Ｑ　７ｒＬｎの範囲の直径を有する１０ｋｇのクリン
カー塊か形成された。１）ＩＪ記タリンカー塊はスクリ
ーンを通過せず、水浴槽中の該水浴槽の壁とスクリーン
の間の環状空間底部において保留された。タリン力−塊
は、２１７０時間継続したガス化工程の終Ｊ′時におい
て、水浴槽から穴を通って除去された。

開始期間後の通常のガス化行程の間、Ｑ、　／　ｍｍが
ら２Ｑ　ｍｍの範囲の直径を有する細粒固体スラップか
、水浴槽中で形成された。該細粒固体スラップはスクリ
ーンの穴を通って水浴槽底部に向かって通過し、該底部
より周期的に除去された。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の〜実施例を示す図である。 ／　・・・・反応炉、β・・、バーナー、３　・　スラ
ップ排出部、ｔ　−水浴槽、ｊ−・・　スクリーン、乙
スラッグ排出ｔη１≦、７、ｇ・・　弁、９−スラップ
容器、１０、／／　・　弁、／＝２　　穴。 代理人の氏名　　川原１）−穂

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応炉内で炭素含有燃料を酸素含有ガスと不完全
   燃焼させることによる合成ガスの製造のための方法であ
   って、合成ガスを反応炉頂部のガス出口を通して放出し
   、溶融スラップを反応炉底部のスラップ排出部を通して
   除去し、そして急冷によって該スラップを凝固する水浴
   槽中に該スラップをその重力によって通す方法において
   、スラツジの少なくとも一部は、浴槽部の水平横断面全
   体をおおう（頃斜したスクリーンを通って水浴槽中に通
   され、そして該スクリーンによって捕獲されたスラップ
   は浴槽の壁へ案内されることを特徴とする合成ガス製造
   のための方法。
2. （２）前記スクリーンは扁平であり、かつ反応炉内を斜
   めに取り伺けられていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の方法。
3. （３）前記スクリーンは反応炉の軸線に対して、、２０
   °〜７０°の角度に配置されることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の方法。
4. （４）　　前記スクリーンは筒形壁の一部分の形状を有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
   。
5. （５）前記スクリーンは球形表面の一部分の形状を有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
6. （６）　　前記球形と反応炉との半径の比が／：／から
   １０：／であることを特徴とする特許請求の範囲第Ｓ項
   記載の方法。
7. （７）　　前記スクリーンは円錐形表面の形状を有し、
   該円錐形は頂上が上方に向かっておりそして頂角がｌｌ
   Ｏｏから／ｌｌＯ°の範囲内にあることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の方法。
8. （８）　　前記円錐形表面の頂上は水浴槽の中心線上に
   位置しており、前記円錐形表面の基部は水浴槽の壁に隣
   接していることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載
   の方法。
9. （９）　　前記スクリーンは水浴槽の水位より下方に位
   置してＩ，ａることを特徴とする特許請求の範囲第／項
   ないし第ｇ項のいずれか７つに記載の方法。
10. （１０）前記スクリーンは振動することを特徴とする特
    許請求の範囲第／ないし第７項のいずれか７つに記載の
    方法。 （１】）酸素含有ガスと共に炭素含有燃料を不完全燃焼
    させる為の装置であって、頂部にはガス出口を設け底部
    には水浴槽内へ向かうスラッグ排出部を備えている反応
    炉を有する装置において、前記水浴槽はその水平横断面
    全体をおおう傾斜したスクリーンを具備することを特徴
    とする合成ガス製造のための装置。