JPS59219389A

JPS59219389A - 固定床固形炭素質燃料ガス化装置と方法

Info

Publication number: JPS59219389A
Application number: JP59098460A
Authority: JP
Inventors: ヒユ−・ロ−レンス・キヤンベル・ザ・サ−ド
Original assignee: Dravo Corp
Current assignee: Dravo Corp
Priority date: 1983-05-16
Filing date: 1984-05-16
Publication date: 1984-12-10
Also published as: CA1211286A; GB8410904D0; GB2140026A; ZA843271B

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】（産業上の利用分野）この発明は、固定床、シングルステージガス化装置に関
するものである。このガス化装置は、石炭などの炭素質
固形燃料を用いて製造力スを得るものである。

（従来技術）この種の装置においては、燃焼室において発生した力ス
を燃料床上方の装置本体の」二部に集め、管路により取
出すようにしている。取出されるガスは、ホットなもの
で粒状体を含んでいる。そして、固形燃料として、れき
せい炭などの低級ランクの石炭を用いると、取出される
力゛ス中には、気化したタールやオイル分が含まれる。

（この発明が解決しようとする問題点）従来の技術にお
いては、固定床ガス化装置から取出した力スは、耐火物
をライニングした→クイクロンに通し、そこで粒状体の
分離を行なっており、ついで、断熱パイプを介してガス
をバーナへ送られるもので、パイプを断熱処理すること
により気化したゾールやオイルがパイプ内に結露しない
ようにしている。しかし、パイプラインが長くなる場合
には、ガス洗浄器でガスを冷却し、タールやオイルを凝
縮させて、給送するガス流が呟これらを除くようにして
いる。

タールやオイルを含むホットガスをバーナへ直接供給す
るシステムであると、供給管路の断熱処理に費用ががが
りすぎ、ガス化装置を断続的に稼動させる場合、ガス供
給管路をひんばんにクリーニングする必要がある。

また、クールなガスが必要なとき、洗浄水からタールや
オイルを除くことになるが、これには、分離タンクやポ
ンプが必要となり、設備費が高くなる。

また、タールやオイルを除くため、ガスを冷却すること
は、力゛気化工程の効率を阻害する。

さらに、従来技術によると、ガス化装置本体の内部には
、発生したガスが取出管へ流れるに十分なスペースを上
部に確保しなければならず、発生ガスと装置本体へ入る
石炭との接触時間をリミットすることにより、石炭反応
ポテンシャルが低下すこのような点を解決するため、米
国特許第４，１６５゜９７０号は、粒径２〜６０ｍｍの
石炭を高圧でガス化し、装置内部にシールド壁を設け、
粗い径の石炭が該壁近くに集り、こまかい石炭が燃料床
の中央に集るようにし、この壁を反応壁から離し、環状
のスペースを形成し、燃料床からのガスは、シールド壁
の孔をぬけ、反応室へ入るようになっている。燃料床か
らの通路には、異なる粒径に応じた孔径分布の孔が設け
てあり、これにより、反応室からの製造ガスに含まれる
ダストを少なくさせている。しがしなが呟このような手
段は、単なるフィルター作用のみで、製造ガス中に含ま
れる気化タールやオイル分を除くことかできない問題点
がある。

（この発明による問題点の解決手段）この発明によれば、石炭などの炭素質固形燃料を燃焼す
る燃焼室を備えた固定床ガス製造装置において、装置本
体へ前記固形燃料を供給する燃料給送管を装置本体に立
設し、この燃料給送管と共軸にエキゾーストダクトを配
置し、両者の−ｎｉｌにチャンバを形成し、前記燃料給
送管に設けた孔を介して、該チャンバと該燃料給送管の
内部とを連通し、前記エキゾーストダクトに流入した、
装置本体からの排出ガスを該ダクトの上部において渦流
状にさせて流れ方向を変えるようにルに小管が前記ダク
トの上部に接続する手段により前記問題点を解決する。

この発明においては、燃料給送管を落下する石炭に凝縮
したタール、オイルを旬着させ、装置本体へ戻し、粒状
体を分離する。燃料給送管は、逆コーン形で、その外周
をダクトが囲んで、上部側で粒状体の分離が行なわれる
。これら両者は、チャンバを介在させ、装置本体と接続
する。

この発明においは、燃料給送管が燃料供給管の上流端か
ら下流端にかけ開口径が徐々に広くなる構成を有する。

また、この発明においては、燃料給送管力吐下逆向きの
コーン形状になっており、また、水平断面だ円形、また
は水平断面方形である。

また、の発明においては、燃料給送管の下流端が装置本
体の上部に接続しており、この接続部分を囲むようにバ
ッフルが装置本体の屋根内面から垂下している。

さらに、この発明にいては、燃料給送管とエキゾースト
ダクトとの間のスペースが装置本体の燃焼室と連通して
いる。

また、この発明においては、装置本体には、燃料給送管
とエキゾーストダクトとを立設する開口部が複数の状態
で設けられている。

また、この発明では、エキゾーストダクトの上流端には
、排出管がタンジェント方向から接続しており、この部
分で粒状体の分離が行なわれる。

さらに、この発明によれば、装置本体の燃焼室へ石炭な
どの固形燃料を燃料給送管により落下させて供給し、燃
料給送管の外周にエキゾーストダクトを共軸的に配置し
、これら両者の間に排出ガスを通すチャンバを設け、こ
のチャンバと燃料給送管の内部とを燃料給送管に設けた
孔により連通し、燃焼室からの排出ガスの大部分を燃料
給送管の下流端から固形燃料が落下しつつある燃料給送
管内全通し、ｉ１η記孔からチ←ンバ・＼流入させ、残
りの４１１出力゛スをｌ；Ｒ料給送管とエキゾーストダ
クトどの間のチＶンバ内・＼流入さぜ、燃料給送管を通
ってチャンバ・＼流入する抽出ガスと合流させ、これら
合流しプこ損出ガスを１１ｊ記ダクトの４一部端におい
て渦流状にして向きを垂直方向からほぼ水平方向に転向
させて取出すようにしたことを特徴とする固定床固形炭
素質燃料のカス化装置による可燃ガスの製造方法により
、前記問題点か解決されるようになっている。

まｔこ、この発明の方法においては、燃焼室からチャン
バ′へ直接流入するホットな排出ガスの流入量は、燃料
給送管をバイパスする朝出ガスの温度を露点以−１−に
保つに要する量になっており、燃焼室からチャンバへ直
接流入するホットな排出ガスの流入量、は、排出ガス全
体の１０％以下て゛ある。

また、前記燃料給送管は、上！ｉＲ端の内径よりも下ｌ
Ａコ端の内径か大トくなっていて、落下する固形燃料が
膨張、クラ、キングしても支障なく落１ζするようにな
っている。

また、この発明方法においては、大部分を燃料給送管の
下流端から固形燃料か落１７しつつある燃料給送管内を
通し、前記孔からチャンバへ流入させ、残りの七１出〃
スを燃料給送管とエキゾーストグクＹとの間のチャンバ
内へ流入させ、燃料給送管を通ってチャンバへ流入する
何出ガ又と合流させ、これら合流した排出ガスを前記ダ
クトの上流端においで渦流状にして向とを垂直方向から
ほぼ水平方向に転向させて排出力゛ス取小管により取出
すようにしである。

（実施例）図において、ｆ＋号１は、固定床の炭素質プ然料ガ又製
造装置本体を示し、この装置本体は、燃焼室、ツヤケン
１３、かくはん器の回転軸５を備え、この回転軸は、装
置本体の屋根７を貫通している。また、屋根７には、石
炭を装置本体内へ入れる開１」９が複数個設けられてい
る。

装置本体１の上ノ連こは、石炭貯蔵室１１が設置されて
いて、そこから石炭が重力により装置本体１内へ装入さ
れるようになっており、石炭貯蔵室１］の底部に設けた
石炭落下口部１５には、そこから装置本体へ落下する石
炭落下量を調筋するバルブ１３が設置され′ζいる。

１−向きに細くなっている断面円すい形の石炭給送管１
７かイ、Ｔ炭落下１−１部１５に接続してＪ）す、石炭
は、この石炭給送管１７を通って装置本体１へと落下す
るもので、石炭給送管１７の下端１９は、装置本体１の
開１−１９から！；、置木木１内へ入１）、装置本体１
の内部１こ位置している。Ｔｉ１ｊ記の石炭給送管の形
状は、水平断面が円形のコーン形状のほか、水平断面が
だ円、方形、その池の形状のコーン形のものすべてを含
む。

石炭給送管１７の下端１９の側方には、パンフル２１が
間隔をおいで位置し、これらバッフル２１は、装置本体
１の屋根７から垂下している。１）１ｊ記の石炭給送管
１７は、その下端の内径ｄか石炭貯蔵室１１の石炭落下
口部１５に臨むＬ端の内径ｄ゛よりも広くなっている。

装置本体１から排出されるガスのエキシース（ダク１２
：３か前記石炭給送管１７を囲んでおり、両者は、其軸
配置となって、両者の間には、チャンバ２７か設けられ
ている。

前記コーン形の石炭給送管１７の周側面には、多数のス
ロットまたは孔２５が開口しており、石炭給送管１７の
内部とチャンバ２７とは、連通している。

孔２５の開口寸法と配置分布は、力゛ス化装置本体１か
らのガスが石炭給送管を通り、孔２５から徐々にチャン
バ２７内へ入るようになるものとなっており、ガスの大
部分が装置本体１へ送られる石炭の大部分な通るよう、
〕゛なわち、ガスの大部分が石炭給送管１７の」二端近
くまで達し、そこから排出されるように孔２５はデザイ
ンされている。

−方の排出管２９か′一方のエキゾーストダクト２３に
渦巻状に接続しており（第２図）、　他方の讐１出管２
９゛も他方のエキゾーストダクトに同様の形で接続し、
延びてくるルト小管２９に合流し、合流した状態でこれ
ら排出管２９．２９゛は、〃ス取小管３１に連結してい
る。

（作　用）前記した固定床の炭素質固形燃料力゛ス化装置の操作は
、つぎのように行なわれる。まず、バルブ１３を適宜調
節して開ト、石炭貯蔵室１１の石炭を石炭落下口部１５
から所定の量の石炭を石炭給送管１７の−１一部へ落す
と、大気圧の状態で、石炭は重力により装置本能１の屋
根７の開１］９力向へ落下する。石炭給送管１７の下端
１９は、末広がりの状態でその内径ｄか−１−１端側の
内径ｄ゛よりも大きくなっているから、膨張度の高いれ
き甘い炭かガス化される場合に生ずる膨張やケーキング
にも拘わらず、石炭Ｃは、連続して落下する。装置本庄
１内へ垂下しているパンフル２１により、屋根７の内面
と燃料床の上部との間に、わずかなスペースか確保され
るようになっており、燃焼室で発生したガスは、石炭給
送管↑７の下端１９から、石炭落下流にさからって上ｙ
１シ、石炭給送管１７の孔２５を通り、石炭給送管１７
とエキゾーストダクト２３との開に形成されているチャ
ンバ２７内・＼放散する。落下する石炭の間をガスが上
昇するにつれ、この力スは石炭により冷やされ、ホット
ガス中に含まれているタールとオイルとは、凝縮し、落
下する石炭の表面に１７１着する。ガスの大部分は、石
炭の間を流れるが、ホットガス流のごく一部は、石炭給
送管１７の下端とエキゾーストダクト２３の下端との間
のリング状の開口部分からチャンバ２７内へ流入し未だ
高温状態にある、このホ／トガスは、チャンバ２７内に
おいて、石炭給送管１７の孔２５から流出してくるガス
と混じり合い、排出ガス流の温度を露点以上に保つ。

前記リング状の開口部分を通ってチャンバ２７内へ流入
するホットガスの量は、排出ガス流の温度を露点以上に
保つに必要な温度により定まる。そして、その量は、ガ
ス化する石炭の種類によって種々異なる。しｈ化ながら
ガス全体の約９０％、および約９５％までの量が石炭給
送管１７に入り、これを落下状態で流れる石炭流を通り
抜け、孔２５からチャンバ２７内へ流出することが好ま
しく、残りの量のガスは、前記リング状の開口部分を介
して装置本体１内からチャンバ２７ヘダイレクトに流入
する。

力°スか約２００Ｃ以下の温度に冷やされると、ガス中
のタールとオイルとは、凝縮する。

エキゾーストダクト２３の上部へ流れるガスは、上部へ
辻すると流れの方向をタンジェント方向へ内外を変え、
第一のエキゾーストダクト２３に接続の排出管２９と、
第二のエキゾーストダクト２３に接続し、ｐＬＩ１１！
什２９と合流する同様の排出管２９゛へ流入する。これ
ら排出管２９．２９゛は、合流してガス取出管３１を構
成し、力゛ス取小管３１の下流には、通常のサイクロン
か設けてあり、そこで粒状体の二次除去か行なわれる。

エキゾーストダクトは、二本のほか、一本または三本以
上設けられていてもよい。

エキゾーストダクト２３の上部における力゛ス流の７鹿
れ方向の変化と、タンジェント方向から接続している排
出管２９．２９゛によるガス流の渦巻状の回転運動によ
って、ガス流からの粒状体の一次除去（分惰１１）か行
なわれ、ガス流がら分１ｉｉｌｔされた粒状体は、石炭
給送管１７を囲むチャンバ２７を通って装置本体１内へ
重力落下し、送られてくる石炭と合流する。

（効　果）ｉｉ′ｌｉ記したような操作で製造されたガスは、クリ
ーンなガスとなるもので、従来の固定床ガス化装置ｄに
よる製造ガスに比較し、タール、オイル、粒状体などの
不純物の含有が少ない。また、取出ガスがホットである
と、これに伴う′”クランキング′揮発成分による重質
タールおよびピッチ分の発生も、給送される石炭との合
流によるガス冷却作用により、効果的に抑えることかで
と、そのような有害成分の発生をなくすことかできる。

さらに、この発明によれば、“ホット生ガス゛モードで
操作が行われる固定床、シングルステージのガス化装置
の利用がより効果的に行なえ、また、ツウステーノのガ
ス化装置にも出費を伴うことなく、使用する石炭の制限
もなく、適用できる利点かある。

前記のように、ガス化装置へ供給される落下中の石炭の
表面にガスが接触することによ１）、ガス化装置本木の
深さをよす必要がなくなり、設備も大がかりなものとな
らない。そして、火床に孔などの構造」ニマイナスとな
るような欠陥を生ずることなく、ガス化装置を能率的に
稼動させることかできる。

また、ガス化装置へ落下する石炭により、ガス化装置か
らのホットガスが冷やされることにより、ホラ１ガス中
に含まれるタールやオイルなどの成分は、石炭の表面に
付着してガス化装置本体内・＼逆戻りする。したかって
、膨張しケーキングをおこす石炭の使用が可能となる。

また、エキゾーストダクトと仙小管とによるガス流の流
れ方向の変更に伴う回転運動で、粒状体は分離され、ガ
ス化装置本体へ戻される。

さらにまた、ガス化装置本体から排出されるガスか、供
給される石炭に徐々にブレンドされる結果、す１出ガス
からタールとオイル分が分離、除去されると共に、排出
力スは、その露点具−にの温度に保たれ、残存するター
ル、オイルか管路系にｆ＝ｊ着することを１１方ぐこと
かで゛きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による固定床ガス化装置の上部を示
す断面図、第２図は、第１図ｆｉｌｌ線矢視力向の断面図である。１・・・装置本体、７・・・装置本体の屋根１１・・・
石炭貯蔵室、１５・・・石炭落下１コ部１７・・・石炭
給送管、２３・・・エキゾーストダクト、２５・・・孔２７・・
・チャンバ、２９．２９′・・・排出管はか１名

Claims

【特許請求の範囲】

（１）石炭などの炭素質固形燃料を燃焼する燃焼室を（
Ｉｉｉｔえた固定床力゛ス製造装置において、装置本体
へ前記固形燃料を供給する燃料給送管を装置本体に立設
し、この燃料給送管と共軸にエキゾーストダクトを配置
し、両者の間にチャンバを形成し、前　　−記燃料給送
管に設けた孔を介して、該チャンバと該燃料給送管の内
部とを連通し、前記エキゾーストダクトに流入した、装
置本体からの排出力スを該ダクトの上部において渦流状
にさせて流れ方向を変えるように排出管が前記ダクトの
上部に接続してなる構成を特徴とする固定床固形炭素質
燃料ガス化装置。
（２）燃料給送管が燃料供給の上流端から下流端にかけ
開口径か′徐々に広くなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の固定床固形炭素質燃料ガス化装置。
（３）燃料給送管が上下逆向きのコーン形状になってい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項
いずれかに記載の固定床固形炭素質燃料ガス化装置。
（４）燃料給送管が水平断面だ円形であることを特徴と
する＃ｆＷ’ｌ請求の範囲第３項記載の固定床固形炭素
質燃料ガス化装置。
（５）燃料給送管が水平断面方形であることを特徴とす
る特許請求の範囲第３項記載の固定床固形炭素質燃料ガ
ス化装置。
（６）燃料給送管の下流端が装置本体の上部に接続して
おり、この接続部分を囲むようにバッフルが装置本体の
屋根内面から垂下していることを特徴とする特許請求の
範囲第１項から前項いずれかに記載の固定床固形炭素質
燃料ガス化装置。
（７）燃料給送管とエキゾーストダクトとの間のスペー
スが装置本体の燃焼室と連通している特許請求の範囲第
１項から前項いずれかに記載の固定床固形炭素質燃料ガ
ス化装置。
（８）装置本体には、燃料給送管とエキゾーストダクト
とを立設する開口部が複数の状態で設けられていること
を特徴とする特許１ｉｉＩｊ求の範囲第１項から＋ｉｉ
［（いずれかに記載の固定床固形炭素質燃料力゛ス化装
置。
（９）エキシース１グクトの」：、ｍ端には、排出管が
タンシ゛エンド方向から接続しており、この部分でＣＩ
Ａ層本の分離が行なわれることを特徴とする特許請求の
範囲第８項記載の固定床固形炭木質１恭料ガス化装置。
（１０）装置本体の燃焼室へ石炭などの固形燃料を燃料
給送管により落下させて供給し、燃料給送管の外周にエ
キシ−又トグクトを共軸的に配置し、これら両者の間に
排出ガスを辿すチャンバを設け、このチャンバと燃料給
送管の内部とを燃料給送管に設けた孔により連通し、燃
焼室からの排出ガスの大部分を燃料給送管の下流端から
固形燃料が落下しつつある１然料給送管内を通し、前記
孔からチャンバへ流入させ、残りの排出ガスを燃料給送
管とエキゾーストダクトとの間のチャンバ内へ流入させ
、燃料給送管を通ってチャンバへ流入する排出力又と合
流させ、これら合流した排出ガスを前記ダクトの上流端
において渦流状にして内外を垂直方向からほぼ水平方向
に転向させて取出すようにしたことを特徴とする固定床
固形炭素質燃料のガス化装置による可燃ガスの製造方法
。
（１１）燃焼室からチャンバへ直接流入するホラＦな排
出ガスの流入量は、燃料給送管をバイパスする排出ガス
の温度を露点以」二に保つに要する量であることを特徴
とする特許請求の範囲第１０項記載の固定床固形炭素質
燃料のガス化装置による可燃ガスの製造方法。
（１２）燃焼室からチャンバ入直接流入するホ・ントな
排出ガスの流入量は、排出ガス全能の１０％以下である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の固定床
固形炭素質燃料のガス化装置による可燃ガスの製造方法
。
（１３）前記燃料給送管は、」二流端の内径よりも下流
端の内径が火ぎく−なっていて、落下する固形燃料か膨
張、クランキングしても支障なく落下するようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１０項から第１２項い
ずれかに記載の固定床固形炭素質燃料のガス化装置によ
る可燃力スの製造方法。
（１４）燃焼室からの排出ガスの大部分を燃料給送管の
下流端から固形燃料が落下しつつある燃料給送管内を通
し前記孔からチャンバへ流入させ、残りのル１出力゛ス
を燃料給送管とエキゾースｌグク）・どの間のチャンバ
内へ流入させ、燃料給送管を通ってチ■ンバヘ流入する
排出ガスと合流させ、これら合流した排出ガスを前記ダ
クトの一４箸！端において渦流状にして向きを垂直方向
からほぼ水平方向に転向させて排出力゛ス取出管により
取出すようにしたことを特徴とする特許請求の範囲＆”
Ｓ１０項から第１３項いずれかに記載の固定床固形炭素
質燃料の力゛ス化装置による可燃ガスの製造方法。
（１５）図面に示された構造をも−）ことを特徴とする
固定床固形炭素質燃料のガス化装置。
（１６）図面に示された構造、手段によることを特徴と
する固定床固形炭素質燃料のガス化装置によるＩ旧然ガ
スの製造方法。