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JP2614794B2 - 炭素質原料のガス化方法 - Google Patents

炭素質原料のガス化方法

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Publication number
JP2614794B2
JP2614794B2 JP32999791A JP32999791A JP2614794B2 JP 2614794 B2 JP2614794 B2 JP 2614794B2 JP 32999791 A JP32999791 A JP 32999791A JP 32999791 A JP32999791 A JP 32999791A JP 2614794 B2 JP2614794 B2 JP 2614794B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gasification
burner
raw material
coal
oxygen
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP32999791A
Other languages
English (en)
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JPH05320668A (ja
Inventor
朝教 山丈
一夫 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
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Publication of JPH05320668A publication Critical patent/JPH05320668A/ja
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Publication of JP2614794B2 publication Critical patent/JP2614794B2/ja
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  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素質原料のガス化方
法に関し、更に詳しくは、ガス化炉内にて、微粒子状の
石炭もしくは石油コークスを含む水スラリーあるいは残
渣油と酸素とを同時に、ガス化バーナから高温、高圧下
に噴出、燃焼させることにより、該石炭、石油コークス
あるいは残渣油などの炭素質原料を部分燃焼させ一酸化
炭素と水素とに変換させることからなるガス化方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】石炭もしくは石油コークスを微粉砕して
得た可燃性微粒子を水スラリーに調製し、この水スラリ
ーと酸素(あるいは酸素を含む気体)とを、同時にガス
化バーナからガス化炉内に高温(たとえば、1350〜
1500℃)、高圧にて噴出させ、瞬間的に燃焼を起さ
せることにより、該石炭もしくは石油コークスを部分燃
焼させ一酸化炭素と水素とに変換させることからなるガ
ス化方法は、たとえば、テキサコ法石炭ガス化プロセス
などとして知られおり、「石炭ガス化によるアンモニア
製造プラント」(『化学装置』1985年1月号に掲
載)に報告されているように、この石炭ガス化により生
成する水素ガスを原料とするアンモニアの製造などに実
際に利用されている。上記の石炭ガス化方法は、常圧残
渣油あるいは減圧残渣油などの石油の残渣油を原料とす
るガス化方法にも応用されている。この場合には、残渣
油は予め高温に加熱され、必要に応じてスチームと混合
されたのち、ガス化バーナに供給される。
【0003】テキサコ法石炭ガス化プロセスの具体的な
フローシートの例を図3に示す。すなわち、ガス化の原
料となる石炭が水と共にミル(微粉砕機)に導入され
て、微粉砕され、石炭・水スラリーとなる。この石炭・
水スラリーはスラリータンクを経て、スラリーポンプに
よりガス化炉のガスバーナに送られる。一方、酸素はコ
ンプレッサにより加圧されて同じくガス化炉のガスバー
ナに送られる。ガスバーナは、たとえば図4に示された
ような同心円状の噴射口を有しており、石炭・水スラリ
ーと酸素はこの噴射口から同時に高圧、高温下に噴射さ
れ、微粒子状の石炭は部分燃焼を起し、水素と一酸化炭
素が生成する。生成した水素と一酸化炭素とはすぐに急
冷却され、未燃焼粒子や同時に生成する灰を分離したの
ち、清澄ガスとして次の工程に送られ、各種の化学工業
の原料ガスとして用いられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の石炭もしくは石
油コークスのガス化法あるいは石油残渣油のガス化方法
(以後、まとめて石炭ガス化法と略することもある。)
において、ガス化バーナから石炭もしくは石油微粒子の
水スラリーと酸素とを噴出させる条件、あるいは残渣油
の噴出条件は、ガス化を効率良くすすめる為に非常に重
要であり、このためガス化バーナの形状、寸法あるいは
材料などについては細心の注意がはらわれて設計されて
いる。しかしながら、本発明者の検討によると、そのよ
うに細心の注意をはらって設計し、設置したバーナを用
いても、実際にガス化を連続的に実施すると、時間の経
過とともに、バーナの劣化、燃焼状態の不安定化、生成
するガスの組成の変動、ガス化炉の内壁の耐火レンガの
劣化などの各種の問題が発生してくることがわかった。
このような問題は、利用するガス化法の有利さ、評価を
低下させるものであり、その対策が必要である。
【0005】すなわち、ガス化バーナの噴出口あるいは
ガス化炉の内壁の耐火レンガが限度を越えて劣化がした
場合には、それらを交換もしくは修理する必要がある。
この交換あるいは修理には、新しい機器の費用および修
理に要する費用がかかり、またその交換もしくは修理の
間、ガス化装置の運転を停止しなければならず、そのよ
うな機器の交換および修理の頻度は可能な限り少なくす
る必要がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガス化炉内に
て、微粒子状の石炭もしくは石油コークスを含む水スラ
リーあるいは残渣油を高温にてガス化バーナ(プロセス
バーナということもある)から噴出させると同時に、コ
ンプレッサを用いて高圧とした酸素を該ガス化バーナか
ら噴出させ、石炭、石油コークスもしくは残渣油を部分
燃焼させることにより、一酸化炭素と水素とに変換させ
ることからなる炭素質原料のガス化方法において、上記
の酸素の噴出圧力の変動を、脈動振幅圧差/平均圧力で
表わして0.01(1%)以内、好ましくは0.005
(0.5%)以内に調整することを特徴とする炭素質原
料のガス化方法にある。
【0007】本発明の石炭、石油コークスもしくは残渣
油のガス化方法において、酸素の噴出圧力の変動の調整
は、コンプレッサとガス化バーナとの間にバッファタン
クを設けることにより実現することが好ましい。
【0008】次に本発明を詳しく説明する。本発明は、
前述のようにテキサコ法石炭ガス化プロセスなどにより
代表される石炭、石油コークスもしくは残渣油などの炭
素質原料の高温高圧下のガス化方法およびその装置の改
良であり、本発明において利用するガス化方法およびそ
の装置の各種条件については、それぞれについて既に知
られている各種条件を用いることができる。そして、そ
の基本的なフローの例は、図3に示されているが、その
他のフローにおいても利用できるものである。
【0009】本発明は、前述のように、コンプレッサを
用いて高圧とした酸素をガス化バーナから噴出させる際
に、上記酸素の噴出圧力の変動を、脈動振幅圧差/平均
圧力で表わして1%以内(好ましくは0.5%以内)に
調整することを特徴とする。この脈動振幅圧差とは、ガ
ス化バーナに送られる酸素(酸素を含む気体であっても
よい)の圧力の平均値(平均圧力)からのずれ(高い側
の圧力のピーク値と低い側の圧力のピーク値との差で表
わす値)である。
【0010】本発明者の検討によると、前述のような、
時間の経過とともに発生するバーナの劣化、燃焼状態の
不安定化、生成するガスの組成の変動、ガス化炉の内壁
の耐火レンガの劣化などの各種の問題は、ガス化バーナ
からの酸素の噴出圧力の変動を上記の範囲に抑制するこ
とによって、顕著に低減することが判明した。すなわ
ち、ガス化バーナからの酸素の噴出圧力の変動を厳しく
制限することによって、石炭微粒子、石油コークス微粒
子あるいは残渣油微滴の燃焼によってガス化バーナの噴
出口に生成する火炎の長さが一定となる。この火炎の長
さが大きくなりすぎると、ガス化炉の内壁の耐火レンガ
が劣化しやすく、これに対して、火炎の長さが短くなり
すぎると、ガス化バーナの噴出口(噴射口)が高温の火
炎により接触しやすくなるため、噴出口の劣化が短時間
で発生しやすくなる。また、このようなガス化炉の劣化
あるいはガス化バーナの劣化が発生すると、同一の炭素
質原料を用い、同一の装置、条件でガス化反応を実施し
た場合でも、生成するガスの組成が変動しやすくなり、
ガス化反応の厳密なプロセス管理が困難になる。
【0011】本発明の石炭、石油コークスもしくは残渣
油などの炭素質原料のガス化方法における酸素の噴出圧
力の変動の調整は、前述のように、コンプレッサとガス
化バーナとの間にバッファタンクを設けることにより容
易に実現する。
【0012】たとえば、図1に示されているように、酸
素ガスの供給路11の途中で、コンプレッサ12とガス
化バーナ13との間の任意の位置に空の容器14を配置
し、これをバッファタンクとすることができる。バッフ
ァタンクの位置、容量は酸素の供給量等のガス化条件及
びコンプレッサの特性などを考慮して決定される。
【0013】なお、バッファタンクは、図2に示したよ
うに、二個のコンプレッサ22a,22bと二個のガス
化バーナ23a,23bを利用する場合には酸素ガス供
給路21を共通にし、その共通経路21に一個(24)
配置してもよい。この場合、ガス化バーナとコンプレッ
サの個数は任意に選ぶことができる。
【0014】また、脈動振幅圧差/平均圧力で表わされ
る酸素の噴出圧力の変動を顕著に低減させるために、酸
素供給経路に複数のバッファタンクを直列につないで配
置してもよい。
【0015】
【実施例】図3に示すガス化フローに従い、図4に模式
的に示したガス化バーナを用い、かつバッファタンクを
図2に示した位置に配置して残渣油を炭素質原料として
ガス化反応を連続的に実施した。別に、比較のために、
バッファタンクを配置しなかった以外は同一の条件にて
ガス化反応を連続的に実施した。そして、生成するガス
組成物の顕著な変動が発生する時期(ガス化バーナの交
換時期)までの期間を調べた。その結果を以下に示す。
なお、括弧内は、生成するガス組成物の顕著な変動が発
生するまでの日数を示す。
【0016】 酸素の噴出圧力の変動 (脈動振幅圧差/平均圧力) コンプレッサ運転周波数 バッファタンク使用 バッファタンク不使用 約 7Hz 0.0041 0.0166 (90日) (10日)
【0017】
【発明の効果】石炭もしくは石油コークスあるいは残渣
油等の炭素質材料を原料とするガス化方法において、本
発明に従い酸素の噴出圧力の変動を、脈動振幅圧差/平
均圧力で表わして0.01以内に調整することによりガ
スバーナより発生する火炎の長さの変動が少なくなり、
ガスバーナおよびガス化炉の劣化が抑制され、また生成
するガスの組成の変動も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の炭素質原料のガス化方法の実施に際し
て利用するのが好ましいバッファタンクの配置例を示す
フロー図である。
【図2】本発明の炭素質原料のガス化方法の実施に際し
て利用するのが好ましいバッファタンクの他の配置例を
示すフロー図である。
【図3】公知の石炭ガス化プロセスのフローの例を示す
フロー図2である。
【図4】公知の石炭ガス化プロセスに用いられるガス化
バーナーの構造の例を示す模式図である。
【符号の説明】
11,21 酸素ガスの供給路 12,22a,22b コンプレッサ 13,23a,23b ガス化バーナ 14,24 バッファタンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10J 3/72 C10J 3/72 J

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス化炉内にて、微粒子状の石炭もしく
    は石油コークスを含む水スラリーあるいは残渣油を高温
    にてガス化バーナから噴出させると同時に、コンプレッ
    サを用いて高圧とした酸素を該ガス化バーナから噴出さ
    せ、石炭、石油コークスもしくは残渣油を部分燃焼させ
    ることにより、一酸化炭素と水素とに変換させることか
    らなる炭素質原料のガス化方法において、上記酸素の噴
    出圧力の変動を、脈動振幅圧差/平均圧力で表わして
    0.01以内に調整することを特徴とする炭素質原料の
    ガス化方法。
  2. 【請求項2】 上記酸素の噴出圧力の変動の調整を、コ
    ンプレッサとガス化バーナとの間にバッファタンクを設
    けることにより実現する請求項1記載の炭素質原料のガ
    ス化方法。
JP32999791A 1991-11-18 1991-11-18 炭素質原料のガス化方法 Expired - Lifetime JP2614794B2 (ja)

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