JPS594476B2 - 粉末状燃料の高圧気化の方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直接に、または再処理の後に燃料ガス、合成用
ガス、還元ガスまたは都市ガスの混合成分その他として
使用することができるＣＯおよびＨ２含有ガスの製造の
ための粉末状燃料の高圧気化の方法および装置に関する
。

粉末状燃料とは粉末状に粉砕された褐炭および石炭並び
に粉末状に粉砕された選炭および石油精製の含炭素固体
残滓および他の出所の適当な粉末度の含炭素固体有機材
料（例えば木材屑、古タイヤ、プラスチック屑）をいう
。

広汎な各種燃料が可能であるので、遊離酸素を含む酸化
剤で炭焼反応の形で粉末状燃料を気化するのが特に好適
であることが判明した。

高圧でこのような技術を実施する時は、高圧系統への粉
末状燃料の確実な供給と均等な配給が特に技術上の問題
である。

粉末状燃料と液体を混練してポンプで圧送できるペース
ト状にし、ポンプで高圧系統に送入し、配給することが
提案された。

液体として液体炭化水素、例えば重油またはタールを使
用し、これと粉末状燃料を同時に気化する。

ところがこの解決法ではポンプ圧送を保証するために必
要な最大固体対液体比を考慮すると、燃料によって供給
される総エネルギーの内、粉末状固体燃料が充足するの
は、粉末状固体燃料の組織と熱量に従って通常３０ない
し４０％に過ぎず、大部分のエネルギは混練に使用され
る液体炭化水素のものとなっている。

混線に水を使用することもでき、適当なポンプで気化系
統の圧力に加圧された粉体・水混合物が加熱器を通過し
、そこで水が蒸発し、過熱され、本来の気化反応器に粉
体・蒸気混合物が送られるという解決法が公知である。

特に多孔質の吸湿性の燃料、例えば軟褐炭の場合は、確
実なポンプ圧送のために必要な水分がすこぶる高いので
、水分の蒸発の過熱の後も水蒸気・粉体比は気化過程の
ために得ようとする最適値の数倍である。

従って高圧系統の内部で懸濁物の水蒸気または水の一部
の厄介な分離を行わなければなうず、あるいは多量の水
蒸気の過量にかかわらず粉体の反応に必要な気化反応器
内温度を保証するために、気化処理用の酸素のために多
額の支出増を我慢しなければならない。

例えば西ドイツ国特許公開公報第２５３６２４９号に記
載されているように、粉体の一部を水で、他の一部を液
体炭化水素で混練する場合は、基本的に同様の欠陥が生
まれる。

粉体が間欠的に操作される圧力締切りタンクを介して、
気化圧下の中間タンクに送られる粉末状燃料の高圧気化
法が知られている。

粉末状燃料はこの中間タンクから機械式計量装置、例え
ば回転数が調節されるスクリューによって気体流コンベ
ヤに送入され、該気体流コンベヤが粉末状燃料を反応器
のバーナへ搬送する。

ガス状輸送媒質として酸素、水蒸気およびまたはＣ０２
、窒素、可燃性ガスまたはこの工程自体で生成され、回
収、冷却および精製されたガスが提案される。

バーナへの粉末状燃料の完全な送給を保証するために、
機械式計量装置からバーナへの輸送管内に比較的高い速
度が必要であり、とりわけ気化圧が高い場合には多量の
ガス状輸送媒体も必要である。

その結果、輸送のために使用される気体の種類によって
酸素比消費の増加、生成ガス中の不活性ガス（Ｎ２）の
レベルの増加が生じ、あるいは大部分の生成ガスに高価
で損失の伴なう回収・再圧縮を行うことになる。

標準圧による方法で定評な技術である。

輸送媒体として工業用酸素使用の場合は、バーナへの供
給管とバーナに爆発生粉体・酸素混合物が発生する危険
およびバツクファイアの危険が増大するので、高圧気化
処理においてはこの方法を差控えなければならない。

この種の方法のもう一つの欠点は、高圧系統に機械式計
量装置を使用することである。

なぜなら本発明のような高い配給精度は比較的煩繁な障
害発生または煩繁な保守対策を代償とせざるを得ないか
らである。

圧力締切りタンクを使用しないで、高圧系統への粉体の
搬入を遠心力方式（例えば西ドイツ国特許公報第２６１
７４９０号による）才たは容積変位式（例えば西ドイツ
国特許公報第１２５２８３９号、第１２６２４９４号に
よる）の連続式または半連続式「粉体ポンプ」によって
行う種類の方法においても、基本的に同じ問題が生まれ
る。

また気化反応室への粉炭の供給と配給のために流動層方
式も利用される。

この流動層方式は粉末状燃料が不活性ガスの導入によっ
て間欠的に気化系統の圧力に加圧される圧力締切りタン
クと、粉末状燃料が圧力締切りタンクから転送され、不
活性ガスの吹込みによって燃料が流動化される高圧タン
クとから成る。

この高圧タンクから粉体流が流動化不活性ガスと共に気
化反応器のバーナに送られるのである。

その場合、流量は流動層の密度および上記の高圧タンク
と気化反応器の間の差圧によってきまる。

文献のデータによれば、上記の構成（ウルマンの工業化
学大辞典１０巻、石炭気化の項を参照）によってすこぶ
る大きな固体気化比が得られる（使用状態で計算してキ
ャリアガス１ｄ当り約３００′に９）ところが流動層の
保持は流動化不活性ガスの循環と高価な除塵・循環圧縮
装置を必要とするので、従来実験装置に適用された解決
法を工業設備へ転用することの可能性については、専門
文献、例えばモイニール著［燃料の気化および酸化転イ
■（ワインハイム１９６２年刊）で批判されている。

本発明の目的は気化反応器への粉体の送り込み、配給、
導入のために高い均一性、高い信頼性および小さなキャ
リアガス消費で作動する連続方式の粉末状燃料高圧気化
の方法および装置である。

本発明の根底をなすのは、高圧系統への粉末状燃料の送
り込み、気化反応器のバーナへの配給と導入がキャリア
ガスによって行われ、固体対キャリアガスの高い充填比
（使用状態で＞３００に＆／キャリアガスぜ）とバーナ
への供給管の高い比輸送能力が得られ、バーナへの粉体
流の高い配給精度が達成され、流動層の保持のためにキ
ャリアガスの循環を全く廃止して、高い信頼性を保証す
ることができる、高圧下の、好ましくは圧力５ないし５
０ ｂａｒの粉末状燃料気化法を提案する問題である。

本発明によれば、上述の問題は次のようにして解決され
る。

すなわち気化のための粉末状燃料は貯留バンカから大気
圧のもとて圧力締切りタンクに送られる。

圧縮不活性ガス例えば窒素または炭酸ガスや導入するこ
とによってこの圧力締切タンクの内容物は、気化反応器
の圧力より僅かに高い圧力に加圧される。

加圧された粉末状燃料は別の高圧タンク（以下配給タン
クと称する）に送られる。

この配給タンクの下部でガス状媒質（以下キャリアガス
と称する）の吹込みによって粉体充填物が弛緩され、粉
末状燃料は吹込まれたキャリアガスと共に、配給タンク
の下部に始まり、該下部に突出する輸送管を経て後置の
気化反応器のバーナに流入する。

本発明によれば輸送管の自由断面積と下部の自由断面積
の比は約１：５０ないし１：３００である。

配給タンク下部の粉末状燃料の上記の弛緩は、局部的な
（下部に限られた）流動層が問題になる所まで進行する
ことができる。

配給タンクの下部の上方にある粉末状燃料充填層が静止
充填層の特徴を持ち、この静止充填層が気化反応器への
粉末状燃料の排出に応じて徐々に下へすべって行き、配
給タンクから排出される粉体量の固体容積に相当する（
比較的少い）ガス量が通常、この充填層を流通するに過
ぎない。

本発明の方法によれば、粉体の正味密度が１．４ｇ／ｃ
ｒＡの場合、使用状態で例えばキャリアガスｍ゛当り粉
体５００ゆの粉末状燃料をキャリアガス流に負荷するこ
とができる。

配給タンクの下部に送られるキャリアガス量を変化する
ことによって、気化反応器に流入する粉体流（単位時間
当り粉末状材料ｋｇ）をすこぶる正確に調節することが
でき、その場合粉体対キャリアガスの充填が広い範囲で
一定を保つことが判明した。

そこで気化反応器への燃料供給の調節を配給タンク下部
へのキャリアガス流を適当に変化することによって行う
ことが、本発明による方法のもう一つの特徴である。

そのために例えばバーナへの供給管内の粉体流の直接測
定あるいは配給タンクの示填の示差測定または粉体供給
もしくは粉体・酸素比に依存する気化反応器の測定量（
例えば気化反応器の反応室内に現れる温度）を制御パル
スとして使用することができる。

本発明による方法においては、粉体・キャリアガス流の
排出に使用される、配給タンク下部に突出する輸送管を
充填層の弛緩部分の中に水平に、または上からあるいは
下から垂直に導くことができる。

十分に大きな曲率半径を選べば、バーナへの輸送管の方
向変換によって輸送の定常性が不都合な影響を受けるこ
とはない。

従って配給タンクと反応器の任意の幾何学的配列が可能
である。

なお公知のように、輸送の定常性を一層改善するために
輸送管の個々の点でごく少量のキャリアガスを補充導入
することができる。

配給タンク内の粉体充填層の高さに生じる変動が少い程
、粉末状燃料の配給精度すなわち平均粉体流量に対する
瞬時粉体流量の変動幅の逆数が高いことが判明した。

従って配給タンクに１個の圧力締切りタンクが配属され
ている本発明の上述の実施態様においては、圧力締切り
タンクの充填、給圧、放出および減圧の各サイクルの間
に配給タンク内の充填層の高さの相対的変動を十分に小
さくするために、配給タンクを比較的太きくし、特に上
部に比較的大きな断面積を設けなければならない。

そこで本発明の別の実施態様は並列的に使用される２個
以上の圧力締切りタンクを配設し、これを交互に充填し
て配給タンクに放出することとする。

本発明の好適な実施態様においては圧力締切りタンクの
配給タンクへの放出が配給タンクの上方に配設された調
節自在な粉体流絞り装置を介して重力流出によって行わ
れ、上記の絞り装置は配給タンク内の粉体充填状態の澗
宇によって制御することかできる。

圧力締切りタンク内の公知の充填状態測定器によって第
１のロックの放出の後に第２のロックからの粉体の流入
および第１のロックの減圧、再充填、給圧を、あるいは
その逆を行うことができる。

同様にこれを２個以上の圧力締切りタンクの使用に転用
することができる。

この場所で必要な配給精度はバーナへの粉体流の配給の
場合より遥かに低いから、配給タンクへの粉体流の上記
の調節自在な絞り装置の機能に対して、摩耗の少い、保
守を必要としない簡単な装置例えばスターフィーダまた
はすべり弁で十分である。

本発明により常時少くとも１個の圧力締切りタンクが放
出のために配給タンクと連結されているか、あるいは空
の圧力締切りタンクの遮断と充填および給圧され外圧力
締切りタンクの接続の間にごく短い切換期間（総時間の
約１０％以下）があるように、圧力締切りタンクの数と
大きさおよび圧力締切りタンクの減圧、充填、給圧、放
出のサイクル時間並びに個々の圧力締切りタンクの切換
周期を相互に調整するのが好都合であることが判明した
。

また本発明の１つの実施態様は圧力締切りタンクが公知
の適当な充填高さ測定器を装備することとし、この測定
器が圧力締切りタンクの最少充填高さまたは空状態を通
報すると同時に、充填および給圧された圧力締切りタン
クへの切換を行わせる。

本発明による方法にとって必要不可決という訳でないが
、局部的流動層が保持される配給タンク下部は全配給タ
ンクの上部より小さな直径とするのが好都合であること
が判明した。

このために例えば円錐形中間部によって上部を下部の直
径に絞る。

その場合、バラ精品バンカの寸法設計の原理により公知
のように、筒状空胴を形成せずに充填層の均一な降下が
得ら、れるように、粉末状燃料の流動挙動に従って上記
の絞りの寸法を定めなければならない。

粉末状燃料とキャリアガスのすこぶる高い充填比（使用
状態で＞４００ｋｇ／ｍ″）および高い粉体流量を保証
するために、バーナへの輸送管の内径の最適比を守らな
ければならない。

輸送管の断面積と配給タンヤ下部の断面積の比は設備の
能力および粉体の流動特性に関係し、既に示したように
約１：５０ないし１：３００の範囲内である。

配給タンク下部に吹込まれるキャリアガスを全断面にわ
たってほぼ均一に分配すれば、バーナへの供給管内の粉
体・キャリアガス懸濁物の均質性と粉体流の調節の精度
に良い影響を与えることができることが判明した。

そこで公知の物理的原理を利用して、多孔質材料から成
る流入床を介してキャリアガスを粉体充填層に導入する
。

流入床は本発明により通常使用の場合、少くとも単位断
面積当り充填層重量に相些する圧力損失を有する。

この流入床の材料として例えば焼結金属板、フェルト板
等が考えられる。

気化反応器内のバーナによって得られる最適到達可能の
気化能力を考慮し、またはバーナの故障または損傷の際
の、気化反応器に後置された設備の常温度への酸素噴出
の危険に対する安全性の向上を考慮して、気化反応器に
２個以上の互いに独立のバーナを装備するのが適当であ
る。

このような場合は本発明により付属圧力締切りタンクそ
の他の装置を備えた複数個の同様の配給タンクに従って
、複数個のバーナを設置することができる。

ただし本発明により１個の配給タンクが複数個の下部ま
たは互いに分離された複数個の区画に区分された下部を
具備することもできる。

これらの下部のそれぞれ、または下部の分離された各部
分に別個のキャリアガス流を吹込むことによって、上述
のように局部的流動層を発生することができ、当該の下
部または当該の部分に入り込むそれぞれ１個の輸送管を
介して、別個のバーナの１つに粉体を導くことができる
。

その場合、粉末状燃料は配給タンクの共同の上部から個
別の下部に、または下部の分離された部分にすべって行
く。

本発明のその他の特徴は上述の多重配列にも同様に適用
される。

本発明によれば単数側または複数個の圧力締切りタンク
の給圧のため、およびキャリアガスとして、同じガス状
媒質を使用することができる。

そのために例えば窒素、炭酸ガス、回収され再圧縮され
た自家発生可燃性ガス、社外産の可燃性ガスまたはこれ
らのガスの混合物が考えられる。

不活性ガスを使用する時は若干の酸素が含まれているこ
とがある。

しかし圧力締切りタンク内の発火性、爆発性粉炭・不活
性ガス・酸素混合物の発生を回避するために、酸素含量
を粉末状燃料の前処理法に従って６％以下の値に制限し
なければならない。

原則として水蒸気の使用も可能であるが、その場合は水
蒸気が粉末状材料に凝縮することを防止するために、こ
の水蒸気を著しく過熱し、かつまたは粉末状燃料を予熱
することが必要である。

従って通常、水蒸気の使用は問題外である。

本発明により単数側または複数個の圧力締切りタンクの
給圧のためとキャリアガスとしての使用のために、異な
るガスを使用することも可能である。

すなわち圧力締切りタンクの給圧には粉体の爆発の危険
を回避することを考慮して、上述のように限られた酸素
含量の不活性ガスを使用し、他方キャリアガスとして空
気または０２含量約２１％以下の不活性ガス・酸素混合
物を使用することができる。

なぜなら粉体・キャリアガス混合物の粉体濃度は圧力締
切りタンク内の条件と違って、各使用段階で爆発の上限
を超えているからである。

この解決法ではキャリアガスの０２含量は気化過程のた
めに利用されるから、気化酸素の消費が適宜に引下げら
れると共に、生成される生ガスの、キャリアガスに原因
する不活性ガス濃度が約２０％減少される。

本発明によるこの種のもう一つの方式は圧力締切りタン
クの給圧のために不活性ガス、好ましくは窒素を使用し
、キャリアガスとして可燃性ガスを使用する。

このような方式は、可燃性ガスが全部気化反応器に流入
するので、このガスに含まれる熱量が工程で利用される
一方、圧力締切りタンクの給圧ガスは低床な不活性ガス
であり、この不活性ガスは除塵の後、大気中に逃失して
も環境に対して重大な被害または障害がないという利点
がある。

幾つかの実施例について本発明を詳述しよう。

第１図および第２図による本発明方法の実施態様では、
０．２朋フルイのフルイ上が約１．０％という粒度スペ
クトルの含水量的１０％の褐炭粉末が粉炭供給管１を径
て貯留バンカ２に送られる。

キャリアガスは褐炭粉体の分離の後、フィルタ３を径で
系統を退出する。

その場合、貯留バンカ２への粉炭供給は充填高さ測定装
置１９によって監視される。

圧力締切りタンク５の減圧と遮断装置４の開放の後に、
褐炭粉末は貯留バンカ２から圧力締切りタンク５に流れ
る。

その場合圧力締切りタンク内の充填高さが充填高さ測定
器１８によって点検される。

後者は最大および最小充填高さで信号を送る。

最大充填高さに到達すると遮断装置４が閉じ、圧力締切
りタンク５は供給管２８と制御弁１４を介して不活性ガ
スにより、配給タンク内の圧力（本例では３０ｂａｒ）
に等しい圧力まで給圧される。

充填高さ測定器１７によって、配給タンクγ内の褐炭粉
末の充填高さが監視される。

この充填高さが最少値に達すると、高圧締切りタンク５
の上にある遮断装置６が開放されるから、高圧締切りタ
ンクの内容物が一度に、または数段階で配給タンクＴに
流れる。

充填高さ測定器１８の最小信号によって、遮断装置６が
閉鎖される。

放出されたがまだ圧力下の圧力締切りタンクは制御弁１
５と減圧ガス排出管２９を介して大気圧まで減圧され、
それと共に新たな充填過程が準備される。

配給タンク７は充填高さ測定器１７を装備する円筒形断
面の直立筒状上部と、円錐形中間片を介して上部と連結
された、小さな直径の下部８から成る。

下部８の底は二重底式に構成され、内壁は多孔質流人床
として形成されている。

制御弁１０を介して底部の外壁および流入床として構成
された内壁の間の間隙にキャリアガス流が送られる。

第２図に示す実施態様ではキャリアガスとして圧力締切
りタンクの給圧と同様の、供給管２８を経て送られる不
活性ガスが使用される。

ところが第１図では導管３４および３５を経て圧力締切
りタンクと配給タンク下部に異種のガスを送り込むこと
ができることが示唆されている。

この実施例では気化に必要な酸素を製造する時に発生す
る工業用窒素が導管３４によって送られる。

他方、導管３５と循環圧縮機３７を介して自家発生ガス
がキャリアガスとして送り込まれる。

キャリアガスとして使用されるガス状媒質は流入床を通
って配給タンクの下部に入り、配給タンク下部にある褐
炭粉末を弛緩させ、場所的に限られた（局部的）流動層
を発生させる。

弛緩された褐炭粉末は直近の段階でキャリアガスにより
、上から局部的流動層に入り込んだ輸送管９の中に運び
込まれ、この管を経て褐炭粉末とキャリアガスが気化反
応器３１のバーナ３０に導入される。

輸送管９内の褐炭粉末の流量はキャリアガスの流量に、
広い範囲で大体比例する。

バーナへの褐炭粉末流の調節は、制御弁１０によりキャ
リアガス流を調節することによって行われる。

第２図の実施例では制御弁１０は輸送管９の粉体流測定
装置１６からパルスを受取る。

これに対して第１図には制御弁１０の制御パルスとして
気化反応器３１の反応帯に現れ、温度測定点１３によっ
て測定される温度を使用できることが示されている。

その他の条件が同じならば、上記の温度はバーナへの褐
炭粉末流の関数である。

必要ならば弁１１および単数側または複数個の平行の供
給点１２を介して少量の補助キャリアガスを輸送管９に
導入することが可能である。

それによって特に始動状態の時や褐炭粉末の流動性が不
良の場合（例えば繊維性木材状成分の割合が高いために
起こる）に粉体・キャリアガス流を一層安定させ、輸送
管の彎曲部が詰まる可能性を抑制することができる。

褐炭粉末流は輸送管９を経て気化反応器３１のバーナ３
０に達する。

バーナによって褐炭粉末は導管３６からバーナに送られ
る工業用酸素および水蒸気の混合物と接触させられる。

褐炭粉末および気化剤と呼ばれる工業用酸素と水蒸気の
混合物は気化反応器３１の反応室で１５００°Ｃ程度の
温度および配給タンク内より僅かに低い圧力（約２９．
５ｂａｒ）で炎の形で互いに反応し合う。

生じた生ガスは後置の冷却・凝縮・ガス精製装置３２を
通過し、その後の用途に送られる。

配給タンク７の下部８には、使用状態で送入褐炭粉末を
当り約２．３５ｍ”に相当する標準状態で６３ｍ３のキ
ャリアガス量が送られる。

その場合、配給タンク下部のキャリアガス速度０．０２
５ ｍ／ｓ （、標準負荷）で流入床に０．２ｂａｒの
圧力損失が生じるように、流入床の寸法を定める。

輸送管ではキャリアガスｍ゛当り（使用状態）褐炭粉末
５００ｇの褐炭粉末・キャリアガス混合物すなわち１５
．５ｋｇ／Ｎｍの混合物が輸送される。

輸送管は粉体・キャリアガス混合物速度３．４ ｍ ／
ｓに対して設計されている。

第１図および第３図の実施態様は配給タンク７の充填の
ために２個の圧力締切りタンク５および２１が使用され
、交互に操作される。

第１の実施例と同じ性状の褐炭粉末が、やはり第１実施
例に記載されているように貯留バンカ２に送られる。

貯留バンカ２は一方の導管と遮断装置４を介して圧力締
切りタンク５と、他方の導管と遮断装置２０を介して圧
力締切りタンク２１と連絡する。

遮断装置２０が閉じている時、第１実施例で説明したの
と同様にまず圧力締切りタンク５が減圧され、貯留バン
カ２から褐炭粉末が供給され、制御弁１４を介して導管
２８からの不活性ガスによって配給タンク７内の圧力ま
で加圧される。

これらの操作の間に他方の圧力締切りタンク２１が開放
された遮断装置２２と回転数を調節できる耐圧密封スタ
ーフィーダ型の粗計量装置２３とを介して配給タンク７
と連絡する。

その場合、圧力締切りタンク２１の内容物は粗計量装置
２３を介して配給タンクに送られ、その際粗計量装置は
充填高さ測定器１７によって制御され、配給タンク７内
の充填高さが所定の範囲内で一定に保たれる。

圧力締切りタンク２１が放出されると、充填高さ測定器
２７が遮断装置６の開放と遮断装置２２の閉鎖を行わせ
る信号を送る。

次に圧力締切りタンク５から配給タンクへ褐炭粉末が送
られ、他方、圧力締切りタンク２１は制御弁２６によっ
て減圧され、遮断装置２０の開放の後に褐炭粉末を充填
され、充填高さ測定器２７が最大値信号を発信した後、
遮断装置２０が閉鎖され、制御弁２５を介して不活性ガ
スで配給タンク７内の圧力に加圧され、次に圧力締切り
タンク５の充填高さ測定器１８がその空状態を指示する
と、配給タンクＴへの新たな放出のために待機する。

配給タンクの機能と気化反応器への粉体流の供給は第１
実施例と比較して変わらないから、改めて説明すること
はしない。

２個の圧力締切りタンクを備えた実施態様は、配給タン
ク７内の充填高さの移動の範囲を厳密にすることができ
る。

それは配給精度を高め、特に配給タンクの寸法、特に直
径を縮少することを可能にする。

それ故この実施態様は特に設備能力が高い場合に有利で
ある。

第４図と第５図は唯１個の配給タンクを使用して、気化
反応器の複数個の図では別個の独立に調節できるバーナ
に粉末状燃料が供給される、本発明の実施態様を説明す
る。

配給タンク７の下部は星形に配設された３個の隔壁３８
によって３個の同じ扇形区画に区分されている。

これらの区画は配給タンク上部側が開放しているから、
粉末状燃料は上部から自由に進入することができる。

また隔壁は流入床２４および該流入床と区画底部の外壁
との間の間隙をも区分する。

隔壁によって形成される下部の区画のそれぞれは流入床
の下側に別個に調節できるキャリアガス供給部のための
接続部を有する。

キャリアガスは流入床を貫いて下部のそれぞれの区画に
ある粉体充填層に進入し、これを弛緩させて局部的流動
層を形成する。

気化反応器３１のそれぞれの所属のバーナ３０にキャリ
アガス・粉体流を排出するために上から垂直に導き出さ
れた輸送管９が、上記の各区画で終わっている。

この実施態様では粉体流の調節は好ましくは個々の輸送
管９の粉体流測定点１６によって行われる。

これらの測定点１６はそれぞれのキャリアガス供給管の
調整弁１０に作用する。

配給タンクまでの粉体供給と気化反応器および後続の装
置での諸過程のその後の推移は、前途の実施例で述べた
説明と同様であるから、改めて説明することはしない。

上記の実施例に相当する褐炭粉末気化設備で下記の操業
結果が得られる。

燃料 褐炭 粉末度 ０．２朋フルイ上１０％含水量
１０％灰分
１０％熱量 ４９５０ｋｃａ
ｌ ／に９燃料送入量 １０ ｔ
／ ｈ使用圧 ３０ ｂａｒ配給タ
ンク給圧用不活性ガスの消費量 準備圧 ３５ ｂａｒ量
７５ＯＮｍ／ｈキャリアガス消費量 準備圧 ３５ ｂａｒ量
６５ＯＮｍ”／ｈ気化用工業用酸素（９
６％０□）の消費量３６８ＯＮｍ”／ｈ 気化用蒸気の消費量 １．８５ｔ／ｈキヤリアガ
スの性質 窒 素 自家発生生ガス生ガスの組成（無水
） ＣＯ％ ５２．２ ５４．５ Ｈ２％ ３１．０ ３２．３ ＣＯ２％ １１．３ １１．８ ＣＨ４％ ０．４ ０．４ Ｎ２ ％ ５．１ １．０熱量 ｋｃａ
ｌ／Ｎｍ ２４００ ２５００生ガスの発生（正味
） Ｎｍ３／ｈ １４０００１３２００

【図面の簡単な説明】

第１図は粉末状燃料の高圧気化のための全方法の概略構
成図、第２図は１個の圧力締切りタンクを有する実施態
様の粉末状燃料の送り込みおよび配給系統の概略図、第
３図は２個の圧力締切りタンクを交互に使用する実施態
様の粉末状燃料の送り込みおよび配給系統の概略図、第
４図１は気化反応器の３個の別個のバーナに供給するた
めに下部を３つの別個の区画に仕切った配給タンクの概
略図、ロスはイ図Ａ−Ｂ線断面図、第５図は第４図によ
る配給タンクと３個の別個に調節できるバーナを備えた
実施態様の粉末状燃料の送り込みおよび配給系統の概略
図を示す。 １・・・・・・粉体供給管、２・・・・・・貯留バンカ
、３・・・・・・フィルタ、４，６・・・・・・遮断装
置、５・・・・・・圧力締切りタンク、７・・・・・・
配給タンク、９・・・・・・輸送管、１０．１４，１５
・・・・・・制御弁、１１・・・・・・遮断弁、１２・
・・・・・供給点、１３・・・・・・温度測定点、１６
・・・・・・粉体流測定装置、１７，１８，１９・・・
・・・充填高さ測定器、２０．２２・・・・・・遮断装
置、２１・・・・・・圧力締切りタンク、２３・・・・
・・粗計量装置、２４・・・・・・流入床、２５、２６
・・・・・・制御弁、２７・・・・・・充填高さ測定器
、２８・・・・・・供給管、２９・・・・・・減圧ガス
排出管、３０・・・・・・バーナ、３１・・・・・・気
化反応器、３２・・・・・・ガス冷却精製装置、３４・
・・・・・不活性ガス導管、３５・・・・・・キャリア
ガス導管、３６・・・・・・ガス状媒質導管、３７・・
・・・・循環圧縮機、３８・・・・・・隔壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧力締切りタンクを使ってガス状助剤で給圧するこ
   とによって粉末状燃料を気化系統の圧力に加圧し、気化
   反応器の単数側または複数個のバーすへの粉末状燃料の
   供給をキャリアガス流によって行う、高圧で、酸素によ
   り、または遊離酸素を含む流動粉体中の気化剤により部
   分酸化する粉末状燃料の気化法において、高圧下の粉末
   状燃料を単数側または複数個の圧力締切りタンク５から
   配給タンク７に供給し、重力の作用で準静止充填物とし
   て前記配給タンクの下部８に流入させ、次にこの配給タ
   ンクの下部にキャリアガスとしてガス状媒質を吹込むこ
   とによって充填物を局部的に限られた範囲で弛緩させ、
   または局部的流動層に変換し、粉末状燃料が多量に負荷
   されたキャリアガスを弛緩層または局部的流動層の中に
   入り込む輸送管９を介して気化反応器３１のバーナ３０
   に給送し、粉末状燃料と酸素、または遊離酸素を含む気
   化剤とを反応させ、上記の輸送管９の自由断面積と充填
   物の弛緩部分または局部的流動層の自由断面積の比を１
   ：５０ないし１：３００に選定し、気化反応器３１のバ
   ーナに流れる粉体流の調節が。 弛緩または流動化のために配給タンク下部に吸込まれる
   キャリアガス流の量を変化することによって行われ、か
   つバーナに流れる粉体流の調節のためのパルスが公知の
   ようにバーナに流れる粉体流の直接測定により、あるい
   は粉体流に依存し、または粉体流と単位時間にバーナに
   流れる酸素量との比に依存する気化反応器内に現れる量
   の測定によって得られることを特徴とする方法。 ２ 配給タンク７に前置された複数個の圧力締切りタン
   ク５が交互に使用され、常時または総時間の最大１０％
   の短い切換時間を除いて少くとも一方の圧力締切りタン
   ク５が放出のために配給タンク７と連結されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載に方法 ３ 単数側または複数個の圧力締切りタンク５の配給タ
   ンク７への放出が粗計量装置２３または調節可能な粉体
   流絞り装置を介して行われ、粗計量装置または調節可能
   な絞り装置として公知のように例えば耐圧密封スターフ
   ィーダ、粗計量スクリニーまたはすべり弁が使用され、
   かつパルス発振法としての配給タンク７内の公知の充填
   高さ測定法によって配給タンク７内の充填高さが所定の
   範囲内で一定に保たれるように粗計量装置２３または絞
   り装置の制御が行われることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項に記載の方法。 ４ 単数側または複数個の圧力締切りタンク５への給圧
   のため、およびキャリアガスとして工業窒素または酸素
   含量６％以下の窒素・空気混合物・工業用炭酸ガス・可
   燃性ガス・この方法の内部で生成され回収される可燃性
   ガスまたはその混合物を使用することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の方
   法。 ５ 不活性ガス例えば最大酸素含量６％の窒素およびま
   たは工業用炭酸ガスで単数側または複数個の圧力締切り
   タンク５の給圧を行い、かつキャリアガスとして可燃性
   ガスを使用することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   乃至第３項のいずれか１項に記載の方法。 ６ 不活性ガス例えば最大酸素含量６％の窒素およびま
   たは工業用炭酸ガスで単数側または複数個の圧力締切り
   タンク５の給圧を行い、かつキャリアガスとして空気ま
   たは最大酸素含量２１％以下の酸素・不活性ガス混合物
   を使用することを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第３項のいずれか１項に記載の方法。 ７ 粉末状燃料として好ましくは粒度０．５間以下に粉
   砕した、好ましくは含水量１２％以下の乾燥褐炭を使用
   し、かつ配給タンク下部８のキャリアガスの自由断面に
   関する速度が０．００５〜０．０２５ｍ／ｓ、配給タン
   ク下部８からバーナ３０への輸送管９内の粉体、キャリ
   アガス混合物の速度が１．０〜７．０ ｍ ／ Ｓであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項の
   いずれか１項に記載の方法。 ８ 粉末状燃料貯留バンカ、単数側または複数個の圧力
   締切りタンク・配給タンク・気化反応器の単数側または
   複数個のバーナに至る単数側または複数個の粉体送給管
   （輸送管）・気化反応器・ガス冷却および後処理装置並
   びに必要な連結管、調整・制御装置および必要な媒質の
   供給と生成された産物および廃物の排出のための装置に
   おいて、配給タンク７が円形断面の直立筒状の上部と直
   立筒状上部側が開放している単数側または複数個の下部
   ８あるいは直立筒状の上部の側が開放している複数個の
   区画に分割された下部８から成り、該下部８または複数
   個の下部８のそれぞれまたは下部８の各区画が二重底を
   備え、二重底の内壁が通気性材料で作られ、流入床とし
   て構成され、二重底の外壁がガス状媒質の流量調節自在
   な導入のための少くとも１個の接続部を具備し、配給タ
   ンク７の側壁または二重底または直立筒状の上部を貫い
   て単数側または複数個の内室の中に輸送管の役割をする
   １個の管９または各々１個の管９が突出し、該管が単数
   側または複数個のバーナ３０と連結されていることを特
   徴とする装置。 ９ 配給タンク７の下部８の断面積が直立筒状の上部よ
   り小さく、かつ配給タンクの上部にある粉末状燃料充填
   層が全断面に均一に、導路を形成せずに下方に向って、
   配給タンク７の単数側または複数個の下部８もしくは下
   部８の分割された各区画にすべって行くように上部から
   単数側または複数個の下部８もしくは下部８の分割され
   た各区画への断面収縮部が形成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第８項に記載の装置。 １０キヤリアガスのために設定された温度・圧力条件の
   もとで、底部の全断面に対して０．００５〜０、０２５
   ｍ／ ｓのガス速度で流入床が、配給タンク７内の粉
   末状燃料充填層のかさ比重と高さの積に等しいか、また
   はそれより大きい圧力損失を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第８項または第９項に記載の装置。 １１ 配給タンク７への粉末状燃料の供給管に公知の粗
   計量装置２３または調節自在な粉体流絞り装置が設計さ
   れており、この粗計量装置または調節自在な絞り装置の
   上方で供給管が分岐し、２個以上の圧力締切りタンク５
   を交互に配給タンク７に放出することができ、該配給タ
   ンク７の上部が公知の充填高さ測定装置１７を装備し、
   該測定装置は適当な調節装置を介して粗計量装置２３ま
   たは調節自在な絞り装置と連結されており、かつ常時ま
   たは総時間の最大１０％の短い切換時間を除いて少くと
   も１個の圧力締切りタンク５が放出のために粗計量装置
   ２３または調整自在な絞り装置を介して配給タンク７と
   連結されていることを特徴とする特許請求の範囲第８項
   乃至第１０項のいずれか１項に記載の方法。 １２圧力締切りタンク５が公知の適当な充填高さ測定器
   １７を具備し、該測定器が圧力締切りタンク５の附属品
   の制御装置に作用して、その時放出のために配給タンク
   ７と連結されている圧力締切りタンク５の最小充填高さ
   または空状態が指示された時、給圧が行われ、粉末状燃
   料が充填された別の圧力締切りタンク５への切換を保証
   することを特徴とする特許請求の範囲第１１項に記載の
   装置。 １３単数個または複数個の配給タンク７の下部８または
   該下部８の分割された各区画から気化反応器３１の単数
   側または複数個のバーナ３０に至る単数側または複数個
   の輸送管９に、バーナ３０への粉体流に対する公知の測
   定装置が設置されており、該測定装置が調整装置を介し
   て、単数側または複数個の流入床への単数側または複数
   個のキャリアガス供給管にある調整器１０に作用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第８項乃至第１２項のい
   ずれか１項に記載の装置。 １４粉体流または粉体流と単位時間にバーナ３０に流れ
   る酸素量との比に依存する気化反応器３１の測定量、例
   えば気化反応器３１の反応室温度の測定量が調節装置を
   介して単数側または複数個の流入床への単数側または複
   数個のキャリアガス供給管の調整器具１０に作用するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第８項乃至第１２項のい
   ずれか１項に記載の装置。