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JPH086098B2 - Fine powder raw material gasifier and its operating method - Google Patents
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JPH086098B2 - Fine powder raw material gasifier and its operating method - Google Patents

Fine powder raw material gasifier and its operating method

Info

Publication number
JPH086098B2
JPH086098B2 JP1155828A JP15582889A JPH086098B2 JP H086098 B2 JPH086098 B2 JP H086098B2 JP 1155828 A JP1155828 A JP 1155828A JP 15582889 A JP15582889 A JP 15582889A JP H086098 B2 JPH086098 B2 JP H086098B2
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JP
Japan
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raw material
fine powder
burner
gasifier
powder raw
Prior art date
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Application number
JP1155828A
Other languages
Japanese (ja)
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Inventor
昭雄 植田
浩 石坂
成仁 高本
勲 小山
芳樹 渡部
Original Assignee
バブコツク日立株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by バブコツク日立株式会社 filed Critical バブコツク日立株式会社
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Publication of JPH086098B2 publication Critical patent/JPH086098B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は石炭、コークス、石炭液化残渣等の炭素微粉
原料ガス化装置に係わり、特に性状の異なる炭素微粉原
料を効率よくガス化するガス化装置およびその運転方法
に関する。
The present invention relates to a carbon fine powder raw material gasifier such as coal, coke and coal liquefaction residue, and more particularly to a gasifier for efficiently gasifying carbon fine powder raw materials having different properties and an operating method thereof.

【従来の技術】[Prior art]

従来、ガス化装置には、固定層、流動層、噴流層等を
用いる各方式が種々提案されている。これらの方式の中
で、噴流層を用いる方式は石炭等の原料を微粉にして酸
素、空気等の酸化剤と共に石炭灰の融点以上(1300〜16
00℃)の温度のガス化装置内に供給して炭素微粉原料を
ガス化させるため、他の方式に比較し、ガス化効率が高
く、適用原料種が広く、また、公害性の副産物が少ない
等の特徴を有していることから、合成ガスの製造、複合
発電、燃料電池等の燃料製造に適している。 噴流層方式の炭素微粉原料ガス化装置としては、微粉
炭等の炭素微粉原料またはチャー(原料の揮発分がなく
なり、ガスと共に飛散するカーボン粒子)とガス化剤
(酸素、空気、スチーム等)を同じバーナより吹き込む
一段方式の装置と、前記のバーナに加えて、微粉炭また
はチャーだけを単独に吹き込むバーナを設置する二段方
式の装置がある。 ガス化反応は大別すると以下の方式で表される。 原料→チャー、H2,CO,CO2,CH4 ……(1) チャー+O2→CO2,CO,H2 ……(2) 原料+O2→CO,CO2,H2 ……(3) (1)式は熱分解反応であり、前記した二段方式におい
て、微粉炭等の原料だけを単独に吹き込むバーナによっ
て起こりやすい。(1)式と(2)式の反応を明らかに
区別して併発させる方式の代表例としては公知のごとく
米国BI−GASプロセスがある。またバーナから炭素微粉
原料とガス化剤とを同時に供給し、意図的に(1)式と
(2)式とを区別しない(3)式の反応式によるプロセ
スがあり、代表例としてはTexacoプロセス、Shell−Kop
persプロセス等がある。また、本発明者らは、例えば特
願昭58−47162号公報および特願昭58−50496号公報に示
すように、ガス化装置内に酸化剤の配分の異なるバーナ
を二段設け、二段バーナを複数設置した二段方式のプロ
セスを提案している。第5図に、そのガス化装置の概略
構成図を示す。ガス化装置は装置をコンパクトにするた
め、一般に加圧装置となっており、炭素微粉原料は、常
圧ホッパ10および二基の加圧ホッパ20および30を介して
フィーダ40に定量供給され、フィーダ40下流のエジェク
タ50で搬送ライン51を経て導入される窒素ガス等の搬送
ガスに搬送され、上段バーナ61および下段バーナ62に供
給される。上段バーナ61および下段バーナ62には、それ
ぞれ酸素、空気等の酸化剤がライン63およびライン64か
ら送られる。そして、炭素微粉原料はガス化装置60のガ
ス化室65でガス化され、生成ガスはライン69より排出さ
れる。下段バーナ62に対する酸化剤の供給量を上段バー
ナ61のそれよりも多く配分することによって、ガス化室
65内の下部の温度はスラグが溶融する温度に高められ
る。酸化剤を上述のごとく配分することによって、下段
バーナ62では特に、 原料+O2→CO2+H2O ……(4) 上段バーナ61では特に、 チャー+CO2→2CO ……(5) チャー+H2O→H2+CO ……(6) の反応を起こりやすくするものである。本方法では、酸
化剤を下段バーナ62に多く配分し、ガス化室65内の下部
を高温にし、かつ上段バーナ61では活性なチャーを生成
させようとするものである。 (5)式および(6)式に示すガス化反応は(1)式の
乾留反応に比較して反応速度が約1/20〜1/50と小さいの
で、(5)式および(6)式の反応をいかに早く行わせ
るかが重要となる。
Conventionally, various systems using a fixed bed, a fluidized bed, a spouted bed, etc. have been proposed for a gasifier. Among these methods, the method using a spouted bed is a method in which a raw material such as coal is made into a fine powder and is mixed with an oxidizing agent such as oxygen or air to have a melting point of 1300 to 16
It is supplied to the gasifier at a temperature of 00 ℃) to gasify the carbon fine powder raw material, so the gasification efficiency is high, the applicable raw material species are wide, and there are few pollution by-products, compared to other methods. It is suitable for production of synthesis gas, combined power generation, and fuel production such as fuel cells. As a spouted bed type carbon fine powder raw material gasifier, carbon fine powder raw material such as pulverized coal or char (carbon particles that scatter with gas because the volatile content of the raw material disappears) and gasification agent (oxygen, air, steam, etc.) There are a one-stage type device that blows from the same burner and a two-stage type device that installs a burner that blows only pulverized coal or char alone in addition to the above-mentioned burner. The gasification reaction is roughly classified into the following methods. Raw material → Char, H 2 , CO, CO 2 ,, CH 4 …… (1) Char + O 2 → CO 2 , CO, H 2 …… (2) Raw material + O 2 → CO, CO 2 , H 2 …… (3 ) Equation (1) is a thermal decomposition reaction, and is likely to occur in the above-described two-stage system due to a burner that blows only raw materials such as pulverized coal alone. As a well-known representative example of the system in which the reactions of the formulas (1) and (2) are clearly distinguished and coexisted, there is the US BI-GAS process. Further, there is a process based on the reaction formula (3) in which the carbon fine powder raw material and the gasifying agent are simultaneously supplied from the burner and the formulas (1) and (2) are not intentionally distinguished, and a typical example is the Texaco process. , Shell-Kop
There is a pers process etc. Further, the inventors of the present invention, for example, as shown in Japanese Patent Application No. 58-47162 and Japanese Patent Application No. 58-50496, provided two stages of burners with different distributions of the oxidant in the gasifier, and provided two stages. We are proposing a two-stage process with multiple burners installed. FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of the gasifier. The gasifier is generally a pressurizing device in order to make the device compact, and the carbon fine powder raw material is quantitatively supplied to the feeder 40 via the atmospheric hopper 10 and the two pressurizing hoppers 20 and 30, and A carrier gas such as nitrogen gas introduced through a carrier line 51 by an ejector 50 downstream of 40 is supplied to an upper burner 61 and a lower burner 62. Oxidants such as oxygen and air are sent to the upper burner 61 and the lower burner 62 from lines 63 and 64, respectively. Then, the carbon fine powder raw material is gasified in the gasification chamber 65 of the gasifier 60, and the produced gas is discharged from the line 69. By distributing the oxidant supply amount to the lower burner 62 more than that to the upper burner 61,
The temperature in the lower part of 65 is raised to the temperature at which the slag melts. By distributing the oxidant as described above, especially in the lower burner 62, raw material + O 2 → CO 2 + H 2 O …… (4) Especially in the upper burner 61, char + CO 2 → 2CO …… (5) Char + H 2 O → H 2 + CO …… (6) makes the reaction easier. In this method, a large amount of the oxidant is distributed to the lower burner 62, the lower part in the gasification chamber 65 is heated to a high temperature, and the upper burner 61 attempts to generate active char. Since the gasification reaction represented by the formulas (5) and (6) has a reaction rate as small as about 1/20 to 1/50 as compared with the dry distillation reaction of the formula (1), the formulas (5) and (6) are represented. It is important how quickly the reaction of can be performed.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

日本のように、石炭のほとんどを輸入に頼っている国
では、ガス化装置で一種類の原料だけを用いるのは稀で
あり、数種類の原料を用いるのが普通である。また、原
料についても石炭のみならず例えば石炭液化残渣、石油
コークス等反応性の悪い原料をガス化するニーズが高ま
ってきている。石炭液化残渣は軟化点が約200℃以下で
あるため、この温度になると原料は溶融し、更に温度を
高めると膨らんでくるため、比表面積が石炭に比較して
非常に小さいく反応性が悪い。また石炭液化残渣および
石油コークスは元素分析の結果によると酸素および水素
の割合が少なく、炭素の割合が多い。このような原料が
高温の炉内に供給されたとき、(1)式および(6)式
で水素および酸素は原料より速やかに抜けてチャーとな
るが、酸素および水素の割合が少ないのでチャーは比表
面積の小さい、すなわち反応性の悪いチャーとなる。と
ころが上述したように多種多様な原料を用いてガス化す
るとき、単に性質の異なる原料を混合したのでは効率も
低く、場合によってはガス化炉が正常に運転できなくな
ることもある。例えば、石炭液化残渣は前述したように
軟化点が約200℃以下であるので、少ない酸化剤の雰囲
気下では原料が炉壁に付着し、そこで溶融、軟化して揮
発分が抜け、炭化するので、炉壁で大きなカーボンフラ
ワを形成し、同じ段に設置しているバーナの先端を塞ぐ
ことがある。第6図に、石炭液化残渣の炉壁への付着性
に関しての試験結果を示す。これは酸化剤の量とガス化
炉内温度を変化させて付着性を調べたものである。炉内
温度を高くし、かつ酸化剤/原料供給重量比を高くしな
いと原料の炉壁への付着性を弱くすることはできない。
従って、このような原料をガス化する場合、ガス化炉壁
での原料の付着性をなくそうとして、酸化剤を多く供給
すると生成ガスは発熱量を持たない水(H2O)および二
酸化炭素(CO2)の割合が多くなってしまうことにな
る。そこで石炭液化残渣のごとき原料の反応性を高めよ
うとして、反応性のよい石炭を混合して炉内に供給して
も、酸化剤はまず反応のよい石炭と反応するので、結局
反応性の悪い原料の性質を変えることはできない。 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を無くし、
性質の異なる原料、特に反応性の劣る原料を用いても、
高いガス化効率が得られるガス化装置および運転方法を
提供するにある。
In countries that rely on imports for most of their coal, such as Japan, it is rare for a gasifier to use only one type of feedstock, and it is common to use several types of feedstock. As for raw materials, there is an increasing need for gasifying not only coal but also raw materials having poor reactivity such as coal liquefaction residue and petroleum coke. Since the softening point of coal liquefaction residue is about 200 ° C or less, the raw material melts at this temperature and expands when the temperature is further raised, so the specific surface area is much smaller than that of coal and the reactivity is poor. . According to the results of elemental analysis, coal liquefaction residue and petroleum coke have a small proportion of oxygen and hydrogen and a large proportion of carbon. When such a raw material is supplied into a high-temperature furnace, hydrogen and oxygen are quickly released from the raw material in the formulas (1) and (6) to form char, but since the proportion of oxygen and hydrogen is small, char is It becomes a char with a small specific surface area, that is, poor reactivity. However, as described above, when gasifying various raw materials, simply mixing raw materials having different properties has low efficiency, and in some cases, the gasifier may not operate normally. For example, since the coal liquefaction residue has a softening point of about 200 ° C. or lower as described above, the raw material adheres to the furnace wall in an atmosphere with a small amount of oxidizer, where it melts and softens to remove volatile components and carbonize. , A large carbon flower may be formed on the furnace wall and block the tip of the burner installed on the same stage. FIG. 6 shows the test results regarding the adhesion of coal liquefaction residue to the furnace wall. This is a study of adhesion by changing the amount of oxidizer and the temperature in the gasification furnace. The adhesion of the raw material to the furnace wall cannot be weakened unless the temperature inside the furnace is raised and the oxidizer / raw material supply weight ratio is raised.
Therefore, in the case of gasifying such a raw material, if a large amount of oxidant is supplied in an attempt to eliminate the adherence of the raw material on the wall of the gasification furnace, the produced gas will have no calorific value such as water (H 2 O) and carbon dioxide. The proportion of (CO 2 ) will increase. Therefore, when trying to increase the reactivity of a raw material such as coal liquefaction residue and mixing highly reactive coal and supplying it to the furnace, the oxidizer reacts with the highly reactive coal first, so that the reactivity is poor. The nature of the raw material cannot be changed. The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art,
Even if you use raw materials with different properties, especially those with poor reactivity,
It is to provide a gasification apparatus and an operation method capable of obtaining high gasification efficiency.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記の目的は、以下にのべる構成により達成される。 すなわち、炭素微粉原料のガス化反応領域に酸素、空
気等の酸化剤と共に、炭素微粉原料を噴出するバーナを
二段以上備えたガス化装置において、各段毎のバーナに
性状の異なる炭素微粉原料を供給する供給ライン系統を
設け、各段のバーナへの炭素微粉原料供給ライン系統は
相互に供給原料を交換しうる供給ラインを付設した微粉
原料ガス化装置である。 また、上記微粉原料ガス化装置において、性状の異な
る炭素微粉原料の中で少なくとも最下段のバーナには反
応性の劣る炭素微粉原料を酸化剤と共に供給し、少なく
とも最上段のバーナには反応性の良好な炭素微粉原料を
供給するガス化装置の運転方法である。 反応性の劣る炭素微粉原料として無水・無灰ベースの
元素分析で(水素+酸素)/炭素の値が低い原料または
粘結性の高い原料を用い、反応性の良好な炭素微粉原料
は無水・無灰ベースの元素分析で(水素+酸素)/炭素
の値が高い原料または粘結性の低い原料を用いても良
い。 また、粘結性の異なる炭素微粉原料を用いるときは、
定常運転時には粘結性の高い原料を供給する、少なくと
も最下段のバーナに、微粉原料ガス化装置の起動および
停止時にのみ粘結性の高い原料に代えて粘結性の低い原
料を供給する運転方法を採用しても良い。
The above object is achieved by the configurations described below. That is, in a gasification apparatus equipped with two or more stages of burners for ejecting the carbon fine powder raw material together with oxidizers such as oxygen and air in the gasification reaction region of the carbon fine powder raw material, the carbon fine powder raw material having different properties for each stage burner. Is provided, and the carbon fine powder raw material supply line system for each stage of the burner is a fine powder raw material gasifier equipped with a supply line capable of mutually exchanging the raw materials. Further, in the above fine powder raw material gasifier, at least the burner at the lowermost stage of the carbon fine powder raw materials having different properties is supplied with the carbon fine powder raw material having inferior reactivity together with the oxidant, and at least the burner at the uppermost stage is made to have a high reactivity. It is a method of operating a gasifier that supplies a good carbon fine powder raw material. Anhydrous / ashless base elemental analysis (hydrogen + oxygen) / low carbon value raw material or highly caking raw material is used as a carbon fine powder raw material with poor reactivity. A raw material having a high (hydrogen + oxygen) / carbon value or a raw material having a low caking property in the ashless base elemental analysis may be used. When using carbon fine powder raw materials having different caking properties,
Operation to supply raw material with high caking property during steady operation, and to supply burner with low caking property to burner at least in the lowest stage instead of raw material with high caking property only when starting and stopping the fine powder material gasifier The method may be adopted.

【作用】[Action]

上述したように、二段以上のガス化反応により炭素微
粉原料をガス化する方法では、下段バーナにおける酸化
剤の供給量を上段より多くして原料の灰分が溶融する温
度までガス化炉内を高温化し、一方、上段バーナでは酸
化剤を少なく配分して活性に富むチャーに変換し、下段
バーナ部で生成したCO2およびH2Oと反応させて、COおよ
びH2にするガス化反応を行わそうとするものである。 無水・無灰ベースの元素分析によると一般に、炭素微
粉原料の熱分解によって特に、水素および酸素を含む化
合物、例えば水素、メタンが熱分解初期に放出するの
で、反応温度が灰の溶融点以下であれば、無水・無灰ベ
ースの元素分析で(H+O)/Cの高い原料ほど、原料か
ら水素原子および酸素原子を含む化合物が放出する割合
が高い。すなわち比表面積の大きいチャーに変換するの
である。したがって、酸化剤を多く配分し、雰囲気温度
を灰の溶融点以上に高める下段バーナには反応性の劣る
原料を供給し、まず、炭素微粉原料からCO2およびH2Oを
生成させ、下段バーナで生成したCO2およびH2Oとチャー
とを反応させるために上段バーナには酸化剤を少量しか
配分せずに、反応性の優れた原料を供給することによっ
て、高いガス化効率が得られるのである。 同様のことが粘結性の違う炭素微粉原料にも言える。
粘結性の高い、すなわちボタン指数の高い原料を、酸化
剤を多く配分する下段バーナに供給し、原料をできる限
り燃焼させて炉壁に原料が付着しないようにさせ、同時
にCO2とH2Oを生成させ、このCO2とH2Oとを粘結性の低い
原料が供給される上段バーナにおいて活性なチャーを生
成させる。このとき、上段バーナにおいては粘結性の低
い原料が供給されているので酸化剤の配分量を少なくし
ても、原料が炉壁に付着することなく、高いカーボンガ
ス化率が得られる。さらに、炉壁温度が低下している炭
素微粉原料ガス化装置起動時あるいは停止時には、下段
バーナにも粘結性の低い原料を供給することで炉壁への
原料付着を防止できる。
As described above, in the method of gasifying the carbon fine powder raw material by the gasification reaction of two or more stages, the gasification furnace is heated to a temperature at which the ash content of the raw material is melted by increasing the supply amount of the oxidizer in the lower burner more than in the upper stage. On the other hand, in the upper burner, the oxidizer is distributed in a small amount in the upper burner to convert it into char with high activity, and it is reacted with CO 2 and H 2 O produced in the lower burner to produce gasification reaction into CO and H 2. It is something that is going to be done. Anhydrous and ashless-based elemental analysis generally indicates that the thermal decomposition of carbon fine powder raw materials generally releases compounds containing hydrogen and oxygen, such as hydrogen and methane, at the initial stage of thermal decomposition. If so, the higher the (H + O) / C in the anhydrous / ashless elemental analysis, the higher the proportion of the compound containing hydrogen atoms and oxygen atoms released from the raw material. That is, it is converted into char having a large specific surface area. Therefore, a raw material with poor reactivity is supplied to the lower burner that distributes a large amount of the oxidizer and raises the ambient temperature above the melting point of ash.First, CO 2 and H 2 O are generated from the carbon fine powder raw material, and the lower burner is generated. A high gasification efficiency can be obtained by supplying a highly reactive raw material without distributing a small amount of oxidant to the upper burner in order to react the CO 2 and H 2 O generated in step 2 with char. Of. The same applies to carbon fine powder raw materials having different caking properties.
A raw material with a high caking property, that is, a high Button index is supplied to the lower burner that distributes a large amount of oxidizer, and the raw material is burned as much as possible to prevent the raw material from adhering to the furnace wall, and at the same time CO 2 and H 2 O is produced, and CO 2 and H 2 O are produced to produce an active char in the upper burner to which the raw material having low caking is supplied. At this time, since the raw material having low caking property is supplied to the upper burner, even if the distribution amount of the oxidizer is reduced, the raw material does not adhere to the furnace wall and a high carbon gasification rate can be obtained. Further, when starting or stopping the carbon fine powder raw material gasifier where the furnace wall temperature is lowered, the raw material having low caking property can be supplied to the lower burner to prevent the raw material from adhering to the furnace wall.

【実施例】【Example】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第1図は、本発明のガス化装置の一実施例を示す概略
的構成図である。一般にガス化炉は装置をコンパクトに
するため、加圧装置となっており、炭素微粉原料を用い
る場合は、上段バーナ61および下段バーナ62それぞれに
ついて、常圧ホッパ10および二基の加圧ホッパ20および
30を介してフィーダ40により定量供給され、ホッパ40の
下流にあるエジェクタ50において、搬送ガスライン51か
ら導入される窒素ガス等の搬送ガスにより、バーナに炭
素微粉原料が供給される。すなわち、本発明では上段バ
ーナ61と下段バーナ62にはそれぞれ別の供給系を設置し
ている。また、上段バーナ用の加圧ホッパ30′からは、
バルブ34を設けたライン36を経て下段バーナ用のフィー
ダ40にも上段バーナ用の原料を供給できるようになって
いる。ガス化装置60の上段バーナ61および下段バーナ62
には、それぞれ酸素、空気等の酸化剤が供給ライン63お
よび64を介して送られる。炭素微粉原料はガス化室65で
ガス化され、生成ガスはガス化装置60上端のライン69よ
り排出される。下段バーナ62に対する酸化剤の供給量を
上段バーナ61よりも多く配分することによって、ガス化
室65の下部の温度はスラグが溶融する温度に高められ
る。 なお、生成スラグはガス化装置60の底部において冷却
水66で冷却され、ホッパ68を経て排出される。 本発明の運転方法の一例を第2図に示す。上段バーナ
61には無水・無灰ベースの元素分析で(H+O)/Cの割
合の高い原料を、下段バーナ62には上記分析値の低い石
炭を供給するものである。炉内に機能の異なるバーナを
二段設置して、ガス化反応を行わせるガス化装置60で
は、下段バーナ62における酸化剤の配分を上段バーナ61
より多くして、原料の灰分が溶融する温度まで高め、上
段バーナ61では酸化剤を少なく配分して炭素微粉原料を
活性に富むチャーに変換し、下段バーナ62で生成したCO
2およびH2Oと反応させて、COおよびH2にするガス化反応
を行わそうとするものである。したがって、下段バーナ
62の機能は高温の雰囲気を形成することであり、酸化剤
を多く配分するので原料の反応性の良否はほとんど関係
ない。一方、上段バーナ61の機能は活性なチャーを生成
し、ガス化反応を行わせることであるので、できるだけ
反応の優れたチャーを生成するほうがガス化効率を高く
することができる。 活性に富むチャーとは、比表面積の大きいチャーのこ
とであり、熱分解によって、特にHおよびOの元素を持
つ化合物が放出されるので、無水・無灰ベースの元素分
析で(H+O)/Cの高い原料を上段バーナ61に供給する
ものである。したがって、酸化剤を多く配分し、雰囲気
温度を灰の溶融点以上に高める下段バーナ62には反応性
の劣る原料を供給し、酸化剤を少量しか配分せずに活性
なチャーを生成させる上段バーナ61には反応性の優れた
原料を供給することによって、高いガス化効率が得られ
るのである。 第1表に、本発明なるガス化法の試験結果を、第2表
に使用した原料の性状を示す。なお、第1表で、原料を
加算した、例えば、A+BあるいはC+Dは、それぞれ
の性状の異なる原料を1:1の割合で混合した調整原料で
ある。 第1表の試験NO.1−1および1−2より明らかなよう
に、(H+O)/Cの高い原料と低い原料とを混合した場
合に比較して、(H+O)/Cの高い原料を上段バーナ61
に供給することによって、ガス化効率は4%向上してい
ることが分かる。 さらに、試験NO.2−1および2−2より粘結性の高
い、すなわちボタン指数が高い原料と低い原料とを混合
した原料では、対向する上段バーナ61の炉壁に原料が付
着、溶融しバーナ出口が閉塞してガス化できなかった
が、ボタン指数が高い原料を酸化剤を多く配分する下段
バーナ62に供給することによって、ガス化試験ができ、
高いカーボンガス化率が得られた。 第3図には粘結性の違う炭素微粉原料のガス化装置の
運転方法を示す。実施例1で示す石炭液化残渣のごとき
原料(第2表の原料D)は第6図に示すように、炉内温
度が低いとき、バーナから噴出した原料が炉壁に付着し
大きなカーボンの塊を形成する。したがって、炉内温度
が低くなるガス化装置の起動時および停止前に、下段バ
ーナより粘結性の低い原料を供給するものである。すな
わち、起動時および停止前に第1図に示す加圧ホッパ30
出口のバルブ31を閉め、バルブ34を開けて粘結性の低い
原料を下段バーナ62に供給するものである。第1図では
上段バーナ61に原料を供給する加圧ホッパ30′より下段
バーナ62用のフィーダ40にライン36とバルブ34を設置し
たものであるが、第4図に示すように、下段バーナ62に
供給するホッパ群を二系列設けても同様の効果が得られ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the gasifier of the present invention. Generally, the gasification furnace is a pressurizing device in order to make the device compact.When using carbon fine powder raw material, the atmospheric hopper 10 and the two pressurizing hoppers 20 for the upper burner 61 and the lower burner 62, respectively. and
The carbon fine powder raw material is supplied to the burner by the carrier gas such as nitrogen gas introduced from the carrier gas line 51 in the ejector 50 downstream of the hopper 40, which is supplied in a fixed amount through the feeder 30. That is, in the present invention, separate supply systems are installed for the upper burner 61 and the lower burner 62, respectively. Also, from the pressure hopper 30 'for the upper burner,
The raw material for the upper burner can also be supplied to the feeder 40 for the lower burner through the line 36 provided with the valve 34. Gasifier 60 upper burner 61 and lower burner 62
Oxidizers such as oxygen and air are sent to the respective units via supply lines 63 and 64. The carbon fine powder raw material is gasified in the gasification chamber 65, and the produced gas is discharged from the line 69 at the upper end of the gasifier 60. By distributing the supply amount of the oxidant to the lower burner 62 more than that of the upper burner 61, the temperature of the lower portion of the gasification chamber 65 is raised to the temperature at which the slag melts. The generated slag is cooled by the cooling water 66 at the bottom of the gasifier 60 and discharged through the hopper 68. An example of the driving method of the present invention is shown in FIG. Upper burner
61 is a raw material having a high (H + O) / C ratio by elemental analysis on an anhydrous / ashless basis, and the lower burner 62 is a coal having a low analysis value. In a gasifier 60 in which two burners with different functions are installed in the furnace to carry out a gasification reaction, in the lower burner 62, the oxidizer is distributed in the upper burner 61.
By increasing the amount, the ash content of the raw material is raised to a temperature at which it melts, and the upper burner 61 distributes the oxidizing agent in a small amount to convert the carbon fine powder raw material into char rich in activity, and the CO produced in the lower burner 62.
It is intended to carry out a gasification reaction of CO and H 2 by reacting with 2 and H 2 O. Therefore, the lower burner
The function of 62 is to form a high temperature atmosphere, and since a large amount of the oxidant is distributed, whether or not the reactivity of the raw material is good does not matter. On the other hand, since the function of the upper burner 61 is to generate active char and to carry out gasification reaction, it is possible to increase the gasification efficiency by generating char with the best reaction. An active char is a char with a large specific surface area, and a compound having elements of H and O is released by thermal decomposition. Therefore, it is (H + O) / C in anhydrous / ashless base elemental analysis. The raw material of high quality is supplied to the upper burner 61. Therefore, the lower burner 62, which distributes a large amount of oxidizer and raises the ambient temperature above the melting point of ash, supplies a raw material with poor reactivity, and the upper burner that generates active char by distributing a small amount of oxidizer. By supplying a highly reactive raw material to 61, high gasification efficiency can be obtained. Table 1 shows the test results of the gasification method of the present invention, and Table 2 shows the properties of the raw materials used. In Table 1, the raw materials added, for example, A + B or C + D, is a raw material prepared by mixing raw materials having different properties at a ratio of 1: 1. As is clear from the test Nos. 1-1 and 1-2 in Table 1, as compared with the case of mixing the raw material with high (H + O) / C and the raw material with low (H + O) / C, the raw material with high (H + O) / C was Upper burner 61
It can be seen that the gasification efficiency is improved by 4% by supplying to. Furthermore, in the case of a raw material having a caking property higher than those of Test Nos. 2-1 and 2-2, that is, a raw material having a high Button index and a raw material having a low Button index, the raw material adhered to the furnace wall of the upper burner 61 facing and melted. Although the burner outlet was blocked and could not be gasified, a gasification test could be performed by supplying a raw material with a high Button index to the lower burner 62 that distributes a large amount of oxidizer.
A high carbon gasification rate was obtained. FIG. 3 shows a method of operating a gasifier for carbon fine powder raw materials having different caking properties. As shown in FIG. 6, the raw material such as the coal liquefaction residue (raw material D in Table 2) shown in Example 1, when the temperature inside the furnace was low, the raw material ejected from the burner adhered to the furnace wall to form a large lump of carbon. To form. Therefore, the raw material having a lower caking property than the lower burner is supplied at the time of starting and before the shutdown of the gasifier where the temperature in the furnace becomes low. That is, the pressure hopper 30 shown in FIG.
The valve 31 at the outlet is closed and the valve 34 is opened to supply the raw material having low caking property to the lower burner 62. In FIG. 1, the line 36 and the valve 34 are installed in the feeder 40 for the lower burner 62 from the pressure hopper 30 'for supplying the raw material to the upper burner 61, but as shown in FIG. The same effect can be obtained by providing two groups of hoppers to be supplied to.

【発明の効果】【The invention's effect】

本発明によれば、性状の異なる炭素微粉原料を、その
性状に合わせ効率よく、かつカーボンフラワ等の生成も
なくガス化できる。とくに反応性の低い炭素微粉原料で
あってもそれらをそれぞれ反応性の高い炭素微粉原料と
それぞれの原料に対する酸化剤の供給量をうまく組み合
わせることにより、効率良くガス化することができ、石
炭液化残渣あるいは石油コークスなどのガス化にも適用
できる。
According to the present invention, carbon fine powder raw materials having different properties can be gasified efficiently according to their properties and without generation of carbon flower or the like. Even for carbon fine powder raw materials with particularly low reactivity, it is possible to efficiently gasify them by combining the highly reactive carbon fine powder raw materials and the supply amount of the oxidizer for each raw material efficiently, and the coal liquefaction residue Alternatively, it can be applied to gasification of petroleum coke.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明のガス化装置の一実施例を示す概略的
構成図、第2図および第3図は、本発明のガス化装置の
運転方法、第4図は本発明のガス化装置の一実施例を示
す概略的構成図、第5図は従来のガス化装置の概略的構
成図、第6図は粘結性の高い原料の酸化剤の量と炉内温
度を変化させて付着性を調べた試験結果をそれぞれ示
す。 61……上段バーナ、62……下段バーナ、34……バルブ、
65……ガス化室
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a gasifier of the present invention, FIGS. 2 and 3 are operation methods of the gasifier of the present invention, and FIG. 4 is gasification of the present invention. FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the apparatus, FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional gasification apparatus, and FIG. 6 is a diagram showing the amount of oxidizer of a highly caking raw material and the temperature in the furnace. The test results of the adhesiveness are shown below. 61 …… Upper burner, 62 …… Lower burner, 34 …… Valve,
65 ... Gasification chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小山 勲 東京都千代田区大手町2丁目6番2号 バ ブコック日立株式会社内 (72)発明者 渡部 芳樹 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉工場内 (56)参考文献 特開 昭64−22998(JP,A) 特開 昭61−266491(JP,A) 特開 昭61−246287(JP,A) 特開 平2−202993(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Isao Oyama 2-6-2 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Babcock Hitachi Ltd. (72) Inventor Yoshiki Watanabe 6-9 Takaramachi, Kure-shi, Hiroshima Babcock Hitachi Kure Factory Co., Ltd. (56) Reference JP 64-22998 (JP, A) JP 61-266491 (JP, A) JP 61-246287 (JP, A) JP 2-202993 ( JP, A)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭素微粉原料のガス化反応領域に酸素、空
気等の酸化剤と共に、炭素微粉原料を噴出するバーナを
二段以上備えたガス化装置において、 各段毎のバーナに性状の異なる炭素微粉原料を供給する
供給ライン系統を設け、各段のバーナへの炭素微粉原料
供給ライン系統は相互に供給原料を交換しうる供給ライ
ンを付設したことを特徴とする微粉原料ガス化装置。
1. A gasifier having two or more burners for ejecting carbon fine powder raw material together with an oxidizing agent such as oxygen and air in a gasification reaction region of the carbon fine powder raw material, the burner having different properties for each stage. A fine powder raw material gasifier, characterized in that a supply line system for supplying a fine carbon raw material is provided, and the fine powder raw material supply line system for each stage of the burner is provided with a supply line capable of mutually exchanging the raw materials.
【請求項2】少なくとも最下段のバーナには反応性の劣
る原料を酸化剤と共に供給し、少なくとも最上段のバー
ナには反応性の良好な原料を供給することを特徴とする
請求項1記載の微粉原料ガス化装置の運転方法。
2. A raw material having poor reactivity is supplied together with an oxidant to at least the lowermost burner, and a raw material having good reactivity is supplied to at least the uppermost burner. Method for operating fine powder gasifier.
【請求項3】反応性の劣る原料は無水・無灰ベースの元
素分析で(水素+酸素)/炭素の値が低い原料であり、
反応性の良好な原料は無水・無灰ベースの元素分析で
(水素+酸素)/炭素の値が高い原料であることを特徴
とする請求項2記載の微粉原料ガス化装置の運転方法。
3. A raw material having poor reactivity is a raw material having a low value of (hydrogen + oxygen) / carbon in elemental analysis on an anhydrous / ashless basis,
The raw material having good reactivity is a raw material having a high value of (hydrogen + oxygen) / carbon in an element analysis on an anhydrous / ashless basis, and the method for operating a fine powder raw material gasifier according to claim 2.
【請求項4】反応性の劣る原料は粘結性の高い原料であ
り、反応性の良好な原料は粘結性の低い原料であること
を特徴とする請求項2記載の微粉原料ガス化装置の運転
方法。
4. The fine powder raw material gasifier according to claim 2, wherein the raw material having poor reactivity is a raw material having high caking property and the raw material having good reactivity is a raw material having low caking property. Driving method.
【請求項5】定常運転時には粘結性の高い原料を供給す
る、少なくとも最下段のバーナに、微粉原料ガス化装置
の起動時および停止時にのみ粘結性の高い原料に代えて
粘結性の低い原料を供給することを特徴とする請求項4
記載の微粉原料ガス化装置の運転方法。
5. A raw material having a high caking property is supplied to at least the bottom burner which supplies a highly caking material during a steady operation, only when the fine powder raw material gasifier is started and stopped. 5. Feeding low raw material.
A method for operating the fine powder raw material gasifier described.
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