JPS621996B2 - - Google Patents

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JPS621996B2
JPS621996B2 JP52024705A JP2470577A JPS621996B2 JP S621996 B2 JPS621996 B2 JP S621996B2 JP 52024705 A JP52024705 A JP 52024705A JP 2470577 A JP2470577 A JP 2470577A JP S621996 B2 JPS621996 B2 JP S621996B2
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steam
gasifier
gasification furnace
coal
heat exchanger
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Kyunsutore Konraato
Kotsuho Kurisuchian
Raitaa Kuruto
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Kraftwerk Union AG
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、水素添加ガス化及びそれに後置され
る水蒸気ガス化を介して、石炭からメタン又は他
の炭化水素含有ガス若しくは液体を生成する石炭
ガス化装置に関する。多段式の石炭ガス化装置
は、「Rohstoffwirtschaft International」の第４
巻「Kohlenvergasung」（Glｕ¨ckauf GmbH，
Essen，1976年発行）第175〜185ページにより公
知である。この文献には、水素添加ガス化と水蒸
気ガス化とを組合せて行なう石炭ガス化のための
プロセスが記述されている。水蒸気ガス化の際生
ずる水素は、水蒸気と共に、その上にある段にお
いて石炭の水素添加ガス化のために用いられる。
本発明の目的は、石炭をほぼ完全に灰に変換す
ることができ、且つ水蒸気ガス化の反応蒸気とし
てほぼ20乃至100barの中圧水蒸気を用いることが
できる石炭ガス化装置を得ることにある。
更に本発明の目的は、水素添加ガス化を流動室
なしに行なうことができ、且つ水処理装置からの
ブロー物を利用して、残つた灰を建造材料として
使用することのできる原料に処理することのでき
る装置を得ることにある。
この目的は本発明によれば、水素添加ガス化炉
とそれに後置された水蒸気ガス化炉とを一つの反
応筒内に上下に配置し、水素添加ガス化炉と水蒸
気ガス化炉との間に両者間を気密に分離するとと
もに水素添加ガス化炉より水蒸気ガス化炉へ原料
石炭を送り込み得る圧力式チヤージング機を設
け、水蒸気ガス化炉の下方には水蒸気ノズルによ
り分離した残余酸化装置を設け、残余酸化装置は
圧力式チヤージング機を介して反応筒外部と連通
しており、水蒸気ガス化炉で生成される混合ガス
を第一の熱交換媒体、水蒸気供給源より水蒸気ガ
ス化炉に供給する水蒸気を第二の熱交換媒体とす
る熱交換器と、この熱交換器に並列接続され水蒸
気ガス化炉で生成される混合ガスを第一の熱交換
媒体、水蒸気ガス化炉で生成された混合ガスより
転換されガス洗浄装置を介して水素添加ガス化炉
に供給するガスを第二の熱交換媒体とする熱交換
器とを備えることにより達成される。
次に本発明を図面に示す実施例につき説明す
る。
第１図は本発明による装置のブロツク構成図を
示す。原料炭はベルトコンベヤ１を介して予備乾
燥機２へ、更にそこから主乾燥機３を介して水素
添加ガス化炉４へ送られる。主乾燥機３は流動床
式乾燥機として公知の様式で構成することができ
る。又流動床を持たない特に有利な実施形態は第
２図、第３図に示されている。水素添加ガス化炉
４とそれに後置された水蒸気ガス化炉５との間に
は、圧力式チヤージング機６が設けられ、この圧
力式チヤージング機６は水素添加ガス化炉４、水
蒸気ガス化炉５相互間を十分気密に分離するが、
一方石炭は水素添加ガス化炉４から水蒸気ガス化
炉５内へ入りうるようになつている。かかる圧力
式チヤージング機の一つの実施形態は第３図に詳
細に示されている。
水蒸気ガス化炉５から、ガス導管７が熱交換器
８の第一の熱交換媒体のための接続部を介して導
かれ、熱交換器８においてこの第一の熱交換媒体
は水蒸気ガス化炉５内の約800℃の内部温度から
それより低い温度値に冷却される。ガス導管７内
には、CH4，H2，CO2，CO及びH2Oから成る混
合ガスが流れる。この混合ガスは熱交換器８から
噴射式冷却器９を介して転換装置１０に送られ
る。転換装置１０において混合ガスは選別され、
そこで主として水素と二酸化炭素が次式により得
られる。
7CO＋3H2＋7H2O10H2＋7CO2
（−288.8kJ／7mol CO2） このようにして得られた混合ガスは、転換装置
１０に後置された水冷式熱交換器１１において冷
却され、ガス洗浄装置１２において混合ガス中に
含まれるCO2とH2Sは分離される。その後に残つ
たH2とCH4を含むガスは、ガス導管１３、圧縮機
１４、及び熱交換器８に並列接続された熱交換器
１５を介して、ガスの加熱のために水素添加ガス
化炉４に送られる。ここで、供給される水素と、
石炭の揮発性で且つ容易に分離しうる部分との間
に次式に基く反応が生ずる。
29C＋CO＋CH4＋57H2＋H2O
→30CH4＋CO2（−85kJ／mol CH4） この際生ずる主としてメタンから成る粗ガス
は、第１図による実施例においては、主乾燥機３
と、予備乾燥機２のために必要な水蒸気を得るた
めに用いられる熱交換器１６を介して導かれ、続
いて選別されるか又は液体状燃料に変換すること
ができる。
水素添加ガス化炉内の反応が発熱性であり、そ
の結果反応温度は低下しない間、水蒸気ガス化炉
５内には同様に発熱性反応が次式により生ずる。
39C＋8O2＋59H2O →CH4＋CO＋57H2＋37CO2 （−18kJ／mol H2） 水蒸気ガス化炉５は、石炭及びガスを通す結合
体１７を介して残余酸化装置１８と連結されてい
る。水蒸気ガス化炉５においてガスを除去された
石炭は、なお残り約５％の炭素を含んでいる。こ
の石炭と灰の混合物に、残余酸化装置１８におい
て、空気分解装置１９を介して酸素が、又導管２
０を介して水処理装置２１からブロー物が導かれ
る。このブロー物は残余酸化装置１８において酸
素の作用により燃焼する石炭と混合され、残りの
灰と共に建造に適する多孔性の廃物を形成し、こ
の廃物は圧力式チヤージング機２２を介して取り
出すことができる。空気分解装置１９は圧縮機２
３から空気を供給される。導管２４を介して残つ
た窒素が流れ出る。
排水処理装置２１は、熱交換器１６の後方のガ
ススクラバー５８及びそれに続く分離器５９から
その水分を抜き出し、そこでガス中に含まれる水
蒸気は凝縮し、それに接続された給水処理装置６
０の処理された脱イオン物は給水ポンプ２６を有
する導管２５を介して軽水炉２８の蒸気発生器２
７に通じ、軽水炉２８の冷却水循環は回転ポンプ
２９により維持される。タービンを運転するため
の蒸気をも同時に発生することのできる蒸気発生
器２７から、発生する水蒸気は導管３０を介して
約300℃の温度でもつて取り出され、熱交換器８
の第二の熱交換媒体のための接続部を介して水蒸
気ガス化炉５に加えられる。この際熱交換器８に
おいて水蒸気は約600乃至800℃の温度に過熱さ
れ、その結果水蒸気ガス化の際の吸熱反応に対し
十分高い温度が得られる。水蒸気ガス化炉におい
てかなり低い温度のプロセス蒸気が使用されるに
も拘らず高い温度の蒸気が供給され得ることによ
つて、後置された残余酸化装置１８においては酸
素は比較的僅か消費される。水蒸気ガス化炉を残
余酸化装置との分離によつて更に、水蒸気ガス化
の際炭素のガス化すべきでない成分のみを燃焼さ
せることができる。
第２図には３段式ガス化の特に有利な装置が示
され、この装置においては、水素添加ガス化はガ
ス化装置なしに流動床において行なわれ、又３つ
のガス化段すべてに対し共通の反応筒が設けられ
る。反応筒３１の上部において水素添加ガス化が
行われる。水素はノズル３２を通して導かれ、予
備処理された石炭は圧力式チヤージング機３３に
より反応容器３１の上部に達し、そこで傾斜した
中間底板３４を介して下方へ徐々にすべり落ち
る。発生したメタンは導管３５から取り出され
る。反応筒３１の上部は隔壁３６により下部から
分離される。隔壁３６は中央に孔を有し、この孔
に圧力式チヤージング機６が装入されている。反
応筒３１の下部のガス室から導管７が引き出さ
れ、発生するガスは導管７、熱交換器８を介して
転換装置１０に導かれる。反応筒３１の下部は水
蒸気ガス化炉５を形成し、下方に対し反応筒３１
の底部から水蒸気ノズル３７により分離される。
水蒸気ノズル３７の下方の空間は残余酸化装置１
８として用いられる。反応筒３１の底部の上方に
直接酸素ノズル３８が開口し、このノズルは空気
分解装置１９において得られる酸素を導くために
用いられる。水処理装置２１からのブローのため
の導管２０はこの場合複数の部分導管３９ないし
４２から成り、これらの部分導管は反応筒３１内
の周辺に分布して開口し、その結果そこに出てく
るブロー物は熱い灰と混合することがきる。反応
筒３１の下方には圧力式チヤージング機２２が配
置されている。その下方には生成された建造材料
の搬出のためのベルトコンベヤ４３が設けられて
いる。
第２図による水素添加ガス化炉４において十分
な反応速度を得ることができるようにするため、
ベルトコンベヤ１を介して到来する石炭は、ノズ
ル４４を介して導かれる水蒸気と共に予熱器４５
において予熱される。予熱器４５の下方には圧力
式チヤージング機４６が設けられ、この圧力式チ
ヤージング機は大気圧下にある予熱器４５を加熱
筒４７から分離する。加熱筒４７は、例えば同様
に第１図の蒸気発生器２７から取り出すことので
きる中圧蒸気を導く蒸気流入ノズル４８を同様に
有している。加熱筒４７において石炭は約20乃至
100barの圧力下で加熱される。石炭の周りを流れ
る水蒸気及び高い圧力は、石炭内に含まれる水分
が蒸発するのを妨げ、その結果水分を含む石炭は
100℃をはるか越える温度に加熱することができ
る。加熱筒４７の下方には別の圧力式チヤージン
グ機４９があり、この圧力式チヤージング機は空
気導管５０に接続されている。圧力式チヤージン
グ機４９において、石炭を取り巻く圧力は急に下
げられる。その結果、空気導管５０内に空気流が
生ずると共に、石炭片内に含まれる水分は急激に
蒸発し、外部に開いた多数の通路が石炭片内に形
成される。このように処理された石炭は非常に大
きな表面を有し、その結果第１図の主乾燥機３に
対応して流動床式乾燥機を設ける必要なしに、触
媒の作用の下に水素添加ガス化炉４内における急
速な反応を得ることができる。圧力式チヤージン
グ機３３の上方において、装入口５１内の石炭空
気混合物は隔離される。
加熱筒４７に対する特に有利な実施形態は第３
図に示されている。こゝに示される加熱筒４７は
傾斜した底板５５を備えている。この底板５２の
下方には蒸気管５３が置かれ、蒸気管はノズル５
４を備えている。これによつて石炭は徐々に傾斜
面をすべり落ち、蒸気によつて強く回りを洗われ
る。第３図にいて、圧力式チヤージング機４６及
び４９はそれぞれ、中空球状に形成され可回転式
に支持され、且つ孔５７を有するチヤージング機
ハウジング５６を含んでいる。弾性シールボルト
５５はチヤージング機ハウジング５６の外側に設
けられ、ガスの出入を阻止する。チヤージング機
ハウジング５６を回転することによつて、それに
含まれる孔５７は加熱筒４７の内側及び外側の空
間と交互に結合され、その結果石炭は重力の作用
でもつて容器内に送り込まれ、或は容器から送り
出されることが可能となる。上述の他の圧力式チ
ヤージング機についても同様に構成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明実施例のブロツク構成図、第２
図は本発明による３段式ガス化装置の一例の構成
図、第３図は本発明による加熱筒の一例の構成図
である。 ４……水素添加ガス化炉、５……水蒸気ガス化
炉、６……圧力式チヤージング機、７，１３……
ガス導管、８，１５……熱交換器、１８……残余
酸化装置、２０……ブロー導管、２１……水処理
装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 水素添加ガス化炉とそれに後置された水蒸気
    ガス化炉とを一つの反応筒内に上下に配置し、水
    素添加ガス化炉と水蒸気ガス化炉との間に両者間
    を気密に分離するとともに水素添加ガス化炉より
    水蒸気ガス化炉へ原料石炭を送り込み得る圧力式
    チヤージング機を設け、水蒸気ガス化炉の下方に
    は水蒸気ノズルにより分離した残余酸化装置を設
    け、残余酸化装置は圧力式チヤージング機を介し
    て反応筒外部に連通しており、水蒸気ガス化炉で
    生成される混合ガスを第一の熱交換媒体、水蒸気
    供給源より水蒸気ガス化炉に供給する水蒸気を第
    二の熱交換媒体とする熱交換器と、この熱交換器
    に並列接続され水蒸気ガス化炉で生成される混合
    ガスを第一の熱交換媒体、水蒸気ガス化炉で生成
    された混合ガスより転換されガス洗浄装置を介し
    て水素添加ガス化炉に供給するガスを第二の熱交
    換媒体とする熱交換器とを備えたことを特徴とす
    る石炭ガス化装置。
JP2470577A 1976-03-06 1977-03-07 Apparatus for gasifying coal Granted JPS52108405A (en)

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GB (1) GB1528722A (ja)

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