JPS6210596B2 - - Google Patents
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- JPS6210596B2 JPS6210596B2 JP57085699A JP8569982A JPS6210596B2 JP S6210596 B2 JPS6210596 B2 JP S6210596B2 JP 57085699 A JP57085699 A JP 57085699A JP 8569982 A JP8569982 A JP 8569982A JP S6210596 B2 JPS6210596 B2 JP S6210596B2
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- gas
- separated
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
- C10J3/482—Gasifiers with stationary fluidised bed
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/02—Dust removal
- C10K1/026—Dust removal by centrifugal forces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/12—Heating the gasifier
- C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は流動床反応器内において、流動床の上
部から排出されるガスにより運び出される固体粒
子が分離され、反応器の下部に戻される流動床反
応器内において固体炭素質材料をガス化する方法
及び装置に関する。
部から排出されるガスにより運び出される固体粒
子が分離され、反応器の下部に戻される流動床反
応器内において固体炭素質材料をガス化する方法
及び装置に関する。
本発明の目的は、酸素含有ガスの遊離酸素が熱
分解の結果形成された固体粒子の酸化性ガス化に
主として用いられるように固体炭素質材料を酸化
する方法及び装置を提供することである。
分解の結果形成された固体粒子の酸化性ガス化に
主として用いられるように固体炭素質材料を酸化
する方法及び装置を提供することである。
固体材料のガス化における本質的なジレンマ
は、酸化相中に生成したCO2及びH2Oを、固体炭
素を用いて速度論的に遅い反応、即ちCO2＋Ｃ(D)
→2CO及びH2O＋Ｃ→CO＋H2により還元するこ
とである。最も初期のガス化装置はいわゆる向流
型ガス化装置であり、ガス化される材料が固体ガ
ス化材料の層の上部から供給され酸化剤が該層の
下部から供給されるものであつた。これらのいわ
ゆる静置床ガス化装置においては、材料は下方に
移動し、先ず還元性雰囲気内において低温で熱分
解された。下部領域の温度は約1000℃であり、多
くの還元性炭素表面／容積があり、それによりガ
ス相の効率のよい還元がその領域において達成さ
れる。これらのタイプの気化装置の公知の欠点
は、ガス生成物のタール化合物並びにガス生成物
による小粒子の同伴である。
は、酸化相中に生成したCO2及びH2Oを、固体炭
素を用いて速度論的に遅い反応、即ちCO2＋Ｃ(D)
→2CO及びH2O＋Ｃ→CO＋H2により還元するこ
とである。最も初期のガス化装置はいわゆる向流
型ガス化装置であり、ガス化される材料が固体ガ
ス化材料の層の上部から供給され酸化剤が該層の
下部から供給されるものであつた。これらのいわ
ゆる静置床ガス化装置においては、材料は下方に
移動し、先ず還元性雰囲気内において低温で熱分
解された。下部領域の温度は約1000℃であり、多
くの還元性炭素表面／容積があり、それによりガ
ス相の効率のよい還元がその領域において達成さ
れる。これらのタイプの気化装置の公知の欠点
は、ガス生成物のタール化合物並びにガス生成物
による小粒子の同伴である。
並流ガス化装置においては、ガス化される材料
及び酸化剤が反応器の前部に運びこまれ、相当量
の熱分解ガスがCO2及びH2Oに酸化される。残り
の固体炭素は上記の遅い還元反応により、これら
の反応器内においてガス化されなければならな
い。従つて、ガス生成物の相当なCO2及びH2Oの
含量、即ち相当な炭素損失が通常の並流ガス化装
置の典型的な問題である。
及び酸化剤が反応器の前部に運びこまれ、相当量
の熱分解ガスがCO2及びH2Oに酸化される。残り
の固体炭素は上記の遅い還元反応により、これら
の反応器内においてガス化されなければならな
い。従つて、ガス生成物の相当なCO2及びH2Oの
含量、即ち相当な炭素損失が通常の並流ガス化装
置の典型的な問題である。
２帯域ガス化装置においては、上記タイプのガ
ス化装置の欠点は、ガス化を二つの別々の反応器
に分割することによりガス化される材料を先ず熱
分解して避けられる。熱分解後に残存する固体材
料は別の反応器内においてガス化され、その煙道
ガスは熱分解反応に持ちこまれる。かようにし
て、ガス化は二つの下流連結反応器内で行われ
る。この２帯域ガス化装置の欠点は、流れ技術及
び大きな投資コストの問題である。
ス化装置の欠点は、ガス化を二つの別々の反応器
に分割することによりガス化される材料を先ず熱
分解して避けられる。熱分解後に残存する固体材
料は別の反応器内においてガス化され、その煙道
ガスは熱分解反応に持ちこまれる。かようにし
て、ガス化は二つの下流連結反応器内で行われ
る。この２帯域ガス化装置の欠点は、流れ技術及
び大きな投資コストの問題である。
米国特許第4154581号は、流動床反応器内で行
われる。２帯域ガス化方法を開示する。ここにお
いては、流動床は中間邪魔板手段によつて二つの
帯域に分割され、下部帯域の温度は燃焼或いはガ
ス化に適当となるようにされ、上部帯域の温度が
イオウの吸収に最も適当となるように調整され
る。ガス化される燃料或いは材料は幾らかの遊離
酸素の存在する反応器の下部帯域に導入される。
次いで、熱分解炭化水素は主として酸化され、
CO2及びH2Oを形成する。これにより、炭化水素
の燃焼生成物によつてガス化されなければならな
い多くの残存炭素が形成される。
われる。２帯域ガス化方法を開示する。ここにお
いては、流動床は中間邪魔板手段によつて二つの
帯域に分割され、下部帯域の温度は燃焼或いはガ
ス化に適当となるようにされ、上部帯域の温度が
イオウの吸収に最も適当となるように調整され
る。ガス化される燃料或いは材料は幾らかの遊離
酸素の存在する反応器の下部帯域に導入される。
次いで、熱分解炭化水素は主として酸化され、
CO2及びH2Oを形成する。これにより、炭化水素
の燃焼生成物によつてガス化されなければならな
い多くの残存炭素が形成される。
本発明は、上述の２反応器ガス化装置に関連し
た操作が次のようにして解決することに関する。
即ち、ガス化される材料の供給口が空気ノズルの
上方（３〜6m）、遊離炭素の含量が小さい領域に
上昇して配置される。これにより供給口近辺に形
成される熱分解ガスは酸化されず、熱的に短鎖炭
化水素に分解され、それは更に反応器の下部から
上昇するCO2及びH2Oと反応する。これらのいわ
ゆる還元反応は、ガス化反応器の上部において起
こり、そこにおいてはガスの滞留時間（２〜20
秒）及び温度（900゜以上）がガス生成物が最終
的に熱力学平衡近辺に達するように選ばれる。還
元反応に必要なエネルギーは反応器の下部におい
て起こつている酸素の酸化反応から得られる。過
度の高温をかけるために反応器の還元及び酸化帯
域間の温度差は炭素及び化学的に不活性な材料例
えば砂を両反応器内を循環させて調整される。酸
化及び還元帯域が同一反応器内に配置されている
ので、この循環は不活性材料の粒径及び量を材料
の適当部分が使用されるガス流速領域において空
気移動となるようにすることによつて容易に行う
ことができる。その際、ガス精製器内において分
離され反応器の下部に戻される固体材料は、先ず
高温の酸化性帯域を通過し、その後還元性帯域を
通過する際に冷却される。不活性物質循環の質量
流速は、循環物質の量をガス化される灰分の焼結
温度に従つて酸化帯域内の最高温度が970℃〜
1200℃以下及び還元帯域後の最高温度が70〜120
℃以下となるようにコントロールすることによつ
てコントロールされる。
た操作が次のようにして解決することに関する。
即ち、ガス化される材料の供給口が空気ノズルの
上方（３〜6m）、遊離炭素の含量が小さい領域に
上昇して配置される。これにより供給口近辺に形
成される熱分解ガスは酸化されず、熱的に短鎖炭
化水素に分解され、それは更に反応器の下部から
上昇するCO2及びH2Oと反応する。これらのいわ
ゆる還元反応は、ガス化反応器の上部において起
こり、そこにおいてはガスの滞留時間（２〜20
秒）及び温度（900゜以上）がガス生成物が最終
的に熱力学平衡近辺に達するように選ばれる。還
元反応に必要なエネルギーは反応器の下部におい
て起こつている酸素の酸化反応から得られる。過
度の高温をかけるために反応器の還元及び酸化帯
域間の温度差は炭素及び化学的に不活性な材料例
えば砂を両反応器内を循環させて調整される。酸
化及び還元帯域が同一反応器内に配置されている
ので、この循環は不活性材料の粒径及び量を材料
の適当部分が使用されるガス流速領域において空
気移動となるようにすることによつて容易に行う
ことができる。その際、ガス精製器内において分
離され反応器の下部に戻される固体材料は、先ず
高温の酸化性帯域を通過し、その後還元性帯域を
通過する際に冷却される。不活性物質循環の質量
流速は、循環物質の量をガス化される灰分の焼結
温度に従つて酸化帯域内の最高温度が970℃〜
1200℃以下及び還元帯域後の最高温度が70〜120
℃以下となるようにコントロールすることによつ
てコントロールされる。
酸化帯域及び還元帯域間の温度差を上記範囲に
保つために、循環材料は反応器のガス内に500〜
1000g／モルの固体材料があるように循環されな
ければならない。この様に微細砂（10μｍ＜粒子
サイズ（dp）＜400μｍ）及び不活性石炭の多量
な流れが分離器から反応器の下部に戻されなけれ
ばならない。
保つために、循環材料は反応器のガス内に500〜
1000g／モルの固体材料があるように循環されな
ければならない。この様に微細砂（10μｍ＜粒子
サイズ（dp）＜400μｍ）及び不活性石炭の多量
な流れが分離器から反応器の下部に戻されなけれ
ばならない。
以下、本発明の方法を、適用する装置の概略立
面図の断面図を示す添付の図面により、より詳細
に説明する。
面図の断面図を示す添付の図面により、より詳細
に説明する。
第１図において、参照番号１は流動床原理によ
るガス化反応器を指し、２は反応器の上部におい
て排出されるガスから固体物質が公知の方法によ
り分離されるサイクロンセパレータであり、３は
固体物質の戻し管である。反応器の下部には分配
板４があり、これを通して空気のような酸素含有
ガスが反応器の下部に供給される。反応器の上部
にはガスが分離器２のサイクロン室６の接線方向
に運ばれるガス排出開口部５がある。ガス化され
る材料は供給ビン７に運び上げられスクリユフイ
ーダー８により供給開口部９を通して反応器内に
供給される。反応を開始させるために反応器内に
は開始パーナー１０が備えられている。
るガス化反応器を指し、２は反応器の上部におい
て排出されるガスから固体物質が公知の方法によ
り分離されるサイクロンセパレータであり、３は
固体物質の戻し管である。反応器の下部には分配
板４があり、これを通して空気のような酸素含有
ガスが反応器の下部に供給される。反応器の上部
にはガスが分離器２のサイクロン室６の接線方向
に運ばれるガス排出開口部５がある。ガス化され
る材料は供給ビン７に運び上げられスクリユフイ
ーダー８により供給開口部９を通して反応器内に
供給される。反応を開始させるために反応器内に
は開始パーナー１０が備えられている。
分離器のサイクロン室には軸方向のガス排出管
１１が配置され、このパイプを通じて、固体粒子
が分離されたガスが分離室の上方に除去される。
ガス中に含有される熱は、反応器に供給される空
気を予備加熱するために使用され、予備加熱され
たガスは分配板の下部の空気室１２に導かれる。
１１が配置され、このパイプを通じて、固体粒子
が分離されたガスが分離室の上方に除去される。
ガス中に含有される熱は、反応器に供給される空
気を予備加熱するために使用され、予備加熱され
たガスは分配板の下部の空気室１２に導かれる。
固体粒子は分離器のロート状の下部１３に落
ち、そこからパイプ３を介して開口部１４を通じ
て反応器の下部に戻される。
ち、そこからパイプ３を介して開口部１４を通じ
て反応器の下部に戻される。
ガス化される材料の供給口の位置は、分配板の
上部の相当量の酸素が存在しないような高さに配
置されるように選ばれる。
上部の相当量の酸素が存在しないような高さに配
置されるように選ばれる。
実施例
直径600mm、分配板からガス排出開口部までの
高さ11mm及び分配板から測られた供給部までの高
さが4mのガス化反応器に下記の条件においてピ
ートをガス化した。
高さ11mm及び分配板から測られた供給部までの高
さが4mのガス化反応器に下記の条件においてピ
ートをガス化した。
乾燥ピート流速 100g／秒
水流速 25g／秒
空気流速 210g／秒
酸化帯域の最高温度 990℃
分離器後の温度 890℃
サイクロンより後のガスの組成は下記の通りで
あつた。
あつた。
化合物 モル分率
CO 0.245
CO2 0.051
H2O 0.092
CH4 0.018
H2 0.163
N2 0.412
H2S 0.0004
ガスのモル流速 14.2モル／秒
循環材料流速 7.8Kg／秒
添付の図面は、本発明の実施に用いることので
きる装置の一例の概略立面図の断面図である。 主要部分の符号の説明、１……ガス化反応器、
２……サイクロンセパレーター、３……戻し管、
４……分配板、５……ガス排出開口部、６……サ
イクロン室、７……供給ビン、８……スクリユー
フイーダ、９……供給開口部、１０……開始バー
ナー、１１……ガス排出管、１２……空気室、１
４……開口部。
きる装置の一例の概略立面図の断面図である。 主要部分の符号の説明、１……ガス化反応器、
２……サイクロンセパレーター、３……戻し管、
４……分配板、５……ガス排出開口部、６……サ
イクロン室、７……供給ビン、８……スクリユー
フイーダ、９……供給開口部、１０……開始バー
ナー、１１……ガス排出管、１２……空気室、１
４……開口部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 流動床反応器内において、反応器の上部から
排出されるガスにより運び出される固体粒子が分
離され、反応器の下部に戻される固体炭素質材料
のガス化方法において、酸素含有ガスが反応器の
下部より導入され、ガスから分離された未反応炭
素質材料が反応器の下部において酸化され、炭素
質材料が実質的に酸素を有しない酸化帯域上部の
帯域に供給され、反応器の下部から上昇する高温
ガス及び粒子により熱分解され且つ還元されるこ
とを特徴とする方法。 ２ 上部に反応器から排出されるガスにより運び
出される固体粒子が分離される分離器に接続した
排出開口部が配置され、その下部に反応器に分離
された粒子を戻すための入口開口部及び反応器中
に酸素含有ガスを導入するための分配板が配置さ
れている流動床反応器よりなる炭素質材料のガス
化装置において、前記分配板の上部の酸素の実質
的量が存在しないような高さの領域中にガス化さ
れる材料を供給するように配置された供給装置を
有してなることを特徴とする装置。 ３ 供給口が分配板より少なくとも３メートル
上、好ましくは４〜６メートル上にある特許請求
の範囲第２項記載の装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI811587A FI62554C (fi) | 1981-05-22 | 1981-05-22 | Foerfarande och anordning foer foergasning av fast kolhaltigt material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57198791A JPS57198791A (en) | 1982-12-06 |
| JPS6210596B2 true JPS6210596B2 (ja) | 1987-03-06 |
Family
ID=8514425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8569982A Granted JPS57198791A (en) | 1981-05-22 | 1982-05-22 | Gasification of solid carbonaceous material and device therefor |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57198791A (ja) |
| DE (1) | DE3214649C2 (ja) |
| FI (1) | FI62554C (ja) |
| SE (1) | SE461150C (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT392079B (de) * | 1988-03-11 | 1991-01-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Verfahren zum druckvergasen von kohle fuer den betrieb eines kraftwerkes |
| DE4340459C1 (de) * | 1993-11-27 | 1995-05-18 | Rheinische Braunkohlenw Ag | Verfahren zum Betreiben eines Wirbelschichtreaktors zum Vergasen von kohlenstoffhaltigen Einsatzstoffen |
| JP5316843B2 (ja) | 2008-06-23 | 2013-10-16 | 株式会社Ｉｈｉ | 循環流動層ガス化炉のライザー頂部構造 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE497894C (de) * | 1930-05-15 | I G Farbenindustrie Akt Ges | Verfahren zum Herstellen von Wassergas und anderen brennbaren Gasen | |
| DE647142C (de) * | 1933-07-08 | 1937-06-29 | I G Farbenindustrie Akt Ges | Verfahren zur Vergasung von feinkoernigen Brennstoffen |
| DE929866C (de) * | 1950-07-09 | 1955-07-04 | Huels Chemische Werke Ag | Verfahren zum Entgasen und/oder Vergasen fester Brennstoffe |
| DE949965C (de) * | 1952-11-04 | 1956-09-27 | Basf Ag | Verfahren zur Entgasung oder Aktivierung fester, vorzugsweise roher Brennstoffe nach dem Wirbelschichtverfahren |
| US3840353A (en) * | 1971-07-30 | 1974-10-08 | A Squires | Process for gasifying granulated carbonaceous fuel |
| CA1095245A (en) * | 1976-09-28 | 1981-02-10 | David S. Mitchell | Gasification of carbonaceous solids |
| US4168956A (en) * | 1977-08-18 | 1979-09-25 | Combustion Engineering, Inc. | Method of operating a coal gasifier |
-
1981
- 1981-05-22 FI FI811587A patent/FI62554C/fi not_active IP Right Cessation
-
1982
- 1982-04-21 DE DE19823214649 patent/DE3214649C2/de not_active Expired
- 1982-05-06 SE SE8202857A patent/SE461150C/sv not_active IP Right Cessation
- 1982-05-22 JP JP8569982A patent/JPS57198791A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI62554C (fi) | 1983-01-10 |
| FI62554B (fi) | 1982-09-30 |
| SE461150C (sv) | 1991-08-12 |
| DE3214649A1 (de) | 1982-12-23 |
| SE461150B (sv) | 1990-01-15 |
| SE8202857L (sv) | 1982-11-23 |
| DE3214649C2 (de) | 1992-03-12 |
| JPS57198791A (en) | 1982-12-06 |
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