JPS5832194B2 - 加圧反応装置への給炭方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 加圧下において石炭類を乾留、ガス化する場合には、加
圧反応装置への石炭類の給炭にロックホッパーが使用さ
れる。

本発明はロックホッパー内部の空気のパージや反応装置
からの生成ガスの置換に水や軽質油などの液体を使用す
る方法に関するものである。

石炭類のガス化を加圧化で行う方が装置単位容積あたり
のガス生産量を増せる利点がある。

また石炭類と水素を直接反応させてメタン、エタンなど
を得るガス化では反応圧力が高いほど反応が進行する。

たとえば、炉内温度が約７５０℃の場合、生成ガス中の
メタン含有量は、反応圧力１ｋｇ／ａｆｔで約５％、１
０ｋｇ／ｃｒｊで約１５％、３０ ｋｇ／ｃｒ７ｔで約
３０％、７０ｋｇ／ｃｒｔｆで約５０％となる。

したがってメタンやエタンを多く含む高カロリーガスを
得るためには、一定値以上の反応圧力を必要とする。

加圧下での反応を連続的に行わせるには、石炭類を常圧
ホッパーより加圧反応装置に給炭せねばならない。

この給炭方法として、石炭類を油類などの液体と混合し
てスラリー状として、ポンプなどで送入する方法がある
が、石炭類のみを給炭するにはロックホッパーが従来よ
り使用されている。

従来のロックホッパーでは、石炭類を常圧でロックホッ
パー内に給炭する際に空気が混入するので、石炭類を充
填後上部仕切り弁を閉じてから生成ガスまたは不活性ガ
スで空気をパージしてやる必要がある。

次にロックホッパー内を生成カスで反応圧力まで昇圧し
、下部仕切弁を開けて石炭類を反応装置内に投入後、下
部仕切弁を閉じてロックホッパー内の生成ガスを常圧ま
で降圧せねばならなＬ・。

続いてロックホッパー内を不活性ガスで置換してから上
部仕切弁を開けて石炭類をロックホッパー内に装入する
。

以上の動作を連続的に繰返すのであるが、これには大量
の不活性ガスと生成ガスの消費を伴い、ロックホッパー
より排出される生成ガスを供給圧力まで昇圧する動力損
失も太きい。

たとえば、ロックホッパー内の空気をパージするには、
ロックホッパーの容積の３倍以上の不活性ガスあるいは
生成ガスを必要とし、また放出されるガスは空気を混入
するので自家用燃料に使用するか廃棄するしかない。

また口ツクホツパーより排出されたガスを反応圧力まで
昇圧する動力費は反応圧力に比例して増大することにな
る。

本発明はロックホッパー内のパージ用ガスの浪費をなく
し、動力損失を極めて小さくするために、パージ用ガス
のかわりに液体を使用することを特徴とする給炭方法に
関するものである。

すなわち、石炭類をロックホッパーより投下後、上部、
下部仕切弁を閉じたままロックホッパー内に液体を送入
し、内部の生成ガスを液体で置換する。

追い出された生成ガスは反応圧力のまま生成ガスタンク
へと移動させる。

ロックホッパー内が液体で満たされたら、上部仕切弁を
開け、石炭類を所定量ロックホッパー内に送入する。

この時ロックホッパー内は液体で満たされているので、
空気がロックホッパー内に入ることはない。

次に上部仕切弁を閉じ、生成ガスタンクより生成ガスを
加圧のままロックホッパー内に導入すると共に、内部の
液体をロックホッパー下部より抜き出す。

ロックホッパー内が反応圧力の生成ガスで満たされたな
らば下部仕切弁を開き、石炭類を投下する。

投下された石炭類は回転金鋼円筒を通過させ、石炭類に
付着する液体を切ったのち、反応装置内に送り込む。

このような動作を繰り返すことによって、石炭類を加圧
反応装置へと送入するものである。

本発明においては、液槽より液体をポンプで反応圧力に
昇圧してロックホッパー内に押し込み、ロックホッパー
内のガスを生成ガスタンクに移動させるので、その分の
動力は必要と々る。

しかし液体は非圧縮性であり、ガスに比べて昇圧の為の
動力ははるかに少くて済む。

また液体で満たされたロックホッパー内に石炭類を入れ
るので、ロックホッパー内に空気が入ることはなく、し
たがって空気をパージする必要がない。

これにより生成ガスや不活性ガスの浪費を抑えられ、生
成ガス中に不活性ガスが混入して生成ガスの発熱量が低
下するようなこともなくなる。

また、ロックホッパー〇容積分だけの生成ガスが、ロッ
クホッパーと生成ガスタンクの間を反応圧力で移動する
だけであるから、ロックホッパー降圧に伴う生成ガスの
浪費や再圧縮のための動力も必要なくなる。

使用する液体は石炭類と簡単に分離できるものなら伺ん
でもよい。

代表的なものとしては水や軽質油類があげられる。

また、石炭類をロックホッパー内に送入した時に石炭類
表面の空気泡が速く除去され、また石炭類表面からの液
体の分離を良くするために、若干の界面活性剤を入れて
も差支えない。

石炭類の粒径は非常に小さい場合には、液体と石炭類の
分離に時間がかかるので、１５０メツシュ以上の粒径（
＞０．１ｍｍ）を有する石炭類の方が本発明の効果が大
きい。

通常の加圧反応装置に使用している石炭類の粒径は流動
床方式で約３ｎ以下、固定床方式で３關ないし１５ｍｍ
であるので、本発明を適用すれば効果は太きい。

ロックホッパーから投下された石炭類は回転する金銅の
中を転動してゆくうちに表面に付着する液体が振り切ら
れるので、反応装置内に送られても故障を起すことはな
い。

次に図に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による加圧反応装置への給炭方法に好適
な一実施態様を示す装置の図で、石炭類は貯炭場よりコ
ンベヤー１で石炭投入口２に入れられる。

１回に投入される石炭類の量は一定になるように運転を
制御する。

ロックホッパー４には上部仕切弁３、下部仕切弁５、下
部仕切弁駆動設備６、液槽８、液体ポンプ９、液体送入
弁１０、液体抜出弁、生成ガス出入弁１１が設備されて
いる。

上下仕切弁及び各弁の開閉や液槽の液面制御、液体ポン
プの運転はいづれも自動操作装置Ｃにより計画的かつ合
理的に行われるよう制御される。

ロックホッパーより投下された石炭類はシュート１２を
通ってモーター２９で駆動され、軸１３のまわりに回転
する回転金鋼円筒１４に送入され、付着する液体弁を振
り切る。

振り切られた液体は下部受器１６に溜り、液面検出調節
設備１７と運動して排出弁１８まり液槽８に排出される
。

一方、回転金鋼円筒１４から送り出された石炭類は装置
上部原料溜め１５を通り、分配金具１９により平均して
炉内に振り落される。

２０は石炭類の反応槽、２１は回転火格子、２９は火格
子駆動用モーター、２２は炉下底部、２６は反応残渣受
器、２３は粗生成ガス洗浄塔、２４は生成ガスタンク、
２５は生成ガス輸送管である。

また２７は液槽への液体補充口である。

運転手順を以下に述べると、 ■ ロックホッパー内ガスの送り出し 下部仕切弁５を閉じ、 上部仕切弁３を閉じたまま、 液体ポンプ９を作動させて、ロックホッパー内に液体を
送入しつつ 生成ガス出入弁１１を開いて、 ロックホッパー内の生成ガスを加圧のまま生成ガスタン
ク２４に移す。

ロックホッパー内が液体で満たされたら、生成ガス出入
弁１１を閉じ 液体送入を止める。

■ 石炭類の投入 上部仕切弁３を開き、 石炭類を投入口２よりロックホッパー内に落し込む。

上部仕切弁３を閉じる。

ロックホッパー内置換 生成ガス出入弁１１を開くと同時に 液体抜出弁７を開き、生成ガスをロックホッパー内に入
れる。

液体抜出弁７にはフィルターを装備して、石炭類の液体
中への混入を防ぐ、排出された液体は液槽８に溜められ
、循環使用する。

ロックホッパー内が生成ガスで置換されたら、液体抜出
弁７を閉じる。

ロックホッパー内は反応圧力の生成ガスで充満する。

■ 石炭類の投下 下部仕切弁５を開いて 石炭類を落下排出する。

石炭類の落下が不十分な場合には、液体ポン■ プ９及び液体送入弁１０を作動させて、ロックホッパー
内の付着石炭類を洗い流すようにする。

ロックホッパー内が空となったら、■の動作に再びもど
る。

このようにして■〜■の４段階の動作が一つのサイクル
となり、これを繰返すことによって、貯炭場より石炭類
を連続的に反応槽に送入する。

このサイクルはすべて自動操作装置Ｃにより集中制御さ
れ、予め測定した各種の時間、例えば石炭類の投入にか
かる時間、ロックホッパー内より石炭類が落下するのに
必要な時間などをデータとして、液面検出設備、圧力測
定設備、など組合せ、プログラムプロテクトリレー、タ
イムスイッチ、各機器起動停止回路、油圧機器回路、故
障排除回路などを総合して、自動操作を行う。

参考までに、液体として水を使用した場合の、貯炭場及
び回転金鋼円筒で水を振り切った石炭類のそれぞれの全
水分は、太平洋炭２．３８．ｍｍないし５．６ｍｍの場
合で１１．５％及び１９．２％などの試験測定例がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による加圧反応装置への石炭類の供給
方法の一実施態様を示す図である。 １・・・・・・コンベヤ、２・・・・・・石炭投入口、
３・・・・・・上部仕切弁、４・・・・・・ロックホッ
パー、５・・・・・・下部仕切弁、７・・・・・・液体
抜出弁、８・・・・・・液槽、１０・・・・・・液体送
入弁、１１・・・・・・生成ガス出入弁、１４・・・・
・・回転金鋼円筒、２４・・・・・・生成ガスタンク、
Ｃ・・・・・・自動操作装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加圧下の反応装置に石炭類を供給するに際し、ロッ
   クホッパー内部の生成ガスの置換剤に液体を使用し、液
   体で満たされたロックホッパー内に石炭類を投入してか
   らロックホッパー上部仕切弁を閉じ、ロックホッパー内
   の液体を抜き出しつつ反応装置から生成ガスを反応圧力
   のままロックホッパー内に導入して液体を反応圧力の生
   成ガスで置換した後、ロックホッパー下部仕切弁を開い
   て石炭類を反応装置内に送入し、再びロックホッパー下
   部仕切弁を閉じ、ロックホッパー内に液体を送入しつつ
   ロックホッパー内部の生成ガスを反応圧力のまま生成ガ
   スタンクに戻し、ロックホッパーを液体で満たしてから
   ロックホッパー上部仕切弁を開いて、再び石炭類をロッ
   クホッパーに投入することを特徴とする加圧反応装置へ
   の給炭方法。