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JPH06179870A - Char fusion prevention method - Google Patents

Char fusion prevention method

Info

Publication number
JPH06179870A
JPH06179870A JP33172892A JP33172892A JPH06179870A JP H06179870 A JPH06179870 A JP H06179870A JP 33172892 A JP33172892 A JP 33172892A JP 33172892 A JP33172892 A JP 33172892A JP H06179870 A JPH06179870 A JP H06179870A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coal
char
fusible
fusion
powder
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
JP33172892A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Sakurai
義久 桜井
Mitsuhiro Sakawa
光弘 坂輪
Katsuhiko Shiraishi
勝彦 白石
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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 Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP33172892A priority Critical patent/JPH06179870A/en
Publication of JPH06179870A publication Critical patent/JPH06179870A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 新規な石炭の急速熱分解において、融着性の
ある石炭を使用し、融着防止用添加物質との分離が不要
で、高い生産性を有し、融着防止用添加物質による潜熱
の系外への持ち出しがなく、安定して連続運転のできる
チャーの融着防止方法を提供する。 【構成】 石炭の急速熱分解において、急速熱分解反応
器の内壁へのチャーの融着防止方法として、融着性を有
する石炭粉に融着性を有しない石炭粉をY≧0.5X+
44(ここでYは融着性を有する石炭粉と融着性を有し
ない石炭粉の全配合量に対する融着性を有しない石炭粉
の配合割合(重量%)であり、Xは融着性を有する石炭
粉のロガ指数である)の式を満足する割合で添加配合す
ることを特徴とするチャーの融着防止方法により達成さ
れる。 【効果】 上記目的を達成した上で、チャーの融着トラ
ブルの危険性なしに急速熱分解の操業が実施できる。
(57) [Summary] [Purpose] In the rapid thermal decomposition of new coal, coal with fusible properties is used, and there is no need to separate it from the additive material for anti-fussion. Provided is a method for preventing fusion of char, which does not carry latent heat out of the system due to an additive substance for prevention and allows stable and continuous operation. [Structure] In the rapid thermal decomposition of coal, as a method of preventing the fusion of char to the inner wall of the rapid thermal decomposition reactor, coal powder having fusible properties and coal powder having no fusible properties Y ≧ 0.5X +
44 (where Y is the blending ratio (wt%) of coal powder having no fusible property to the total blending amount of coal powder having fusible property and coal powder having no fusible property, and X is fusible property) Which is the Roga index of coal powder having the formula (1). [Effect] After achieving the above object, the rapid pyrolysis operation can be carried out without the risk of char fusion problems.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、新規な石炭の急速熱分
解でのチャーの融着防止方法に関するものである。さら
に詳述すれば、新規な石炭の急速熱分解において、融着
性を有する石炭粉を有効に利用することのできるチャー
の融着防止方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel method for preventing char fusion in rapid pyrolysis of coal. More specifically, the present invention relates to a char fusion preventing method that can effectively use coal powder having a fusion property in a novel rapid thermal decomposition of coal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、石炭からコークスを製造する技
術、液体および気体を主産物とする石炭の液化およびガ
ス化技術があった。例えば、米国のHygas(Instit
ute of Gas Technology)では、1010℃で70気圧程
度での流動層でのガス化、日本のNEDOでの石炭複合
発電では、1300〜1600℃で20〜30気圧での
ガス化を行っている。本来石炭を加熱処理すると、固体
(コークス、チャー)、液体および気体が生成してく
る。コークスを除いて、石炭の液化およびガス化技術は
高温、高圧下で行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there have been technologies for producing coke from coal, and technologies for liquefying and gasifying coal whose main products are liquids and gases. For example, Hygas (Instit
ute of Gas Technology), gasification in a fluidized bed at 1010 ° C. and about 70 atm, and coal combined cycle power generation at NEDO in Japan perform gasification at 1300 to 1600 ° C. and 20 to 30 atm. Originally, when coal is heat-treated, solid (coke, char), liquid and gas are generated. With the exception of coke, coal liquefaction and gasification techniques are carried out at high temperatures and pressures.

【0003】本発明者らは、上記加熱処理技術におい
て、石炭から有用な生成物を効率よく生産し、合理的に
利用する技術について鋭意研究した結果、石炭を103
℃/min以上で急速加熱することにより、10気圧以
下でも200気圧程度の加圧下と同じ程度の有用な気
体、液体、固体生成物が得られることを見出だし、この
ことにより、高圧下で行うことなく、有用な気体、液体
および固体生成物を多量に得ることのできるものとし
て、石炭を10気圧以下で103 ℃/min以上で急速
に加熱することを特徴とする石炭急速熱分解方法を見出
だした。
The inventors of the present invention have diligently studied a technique for efficiently producing and rationally utilizing a useful product from coal in the above heat treatment technique, and as a result, 10 3
It was found that by heating rapidly at ℃ / min or more, a useful gas, liquid, or solid product can be obtained at a pressure of 10 atm or less as high as at a pressure of about 200 atm. A rapid coal pyrolysis method characterized by rapidly heating coal at 10 atm or less at 10 3 ° C / min or more, as a large amount of useful gas, liquid and solid products can be obtained without I found it.

【0004】しかしながら、上記石炭の急速熱分解方法
では、石炭を103 ℃/min以上とする昇温速度で急
速に加熱するため、従来の高温、高圧下で比較的低速で
行われる石炭加熱処理方法では、溶融しにくいとされる
石炭の炭種でも、原料石炭の炭種によってチャーの融着
を起こす石炭と起こさない石炭が存在し、軟化融着性を
示す場合がある。このため、上記石炭急速熱分解方法で
は、こうした従来より用いられていた石炭の炭種を用い
た場合に急速熱分解反応器の内壁および装置高温部(4
00℃以上)へのチャーの融着が最大の問題点となって
いる。
However, in the above-mentioned rapid thermal decomposition method for coal, the coal is rapidly heated at a temperature rising rate of 10 3 ° C / min or more, so that the conventional coal heat treatment carried out at a relatively low speed under high temperature and high pressure. According to the method, even if the coal species of coal are considered to be difficult to melt, there are coals that cause char fusion and others that do not cause char fusion, depending on the coal species of the raw material coal, and there is a case where soft fusion properties are exhibited. For this reason, in the above-mentioned rapid coal pyrolysis method, when the coal species that have been conventionally used are used, the inner wall of the rapid pyrolysis reactor and the apparatus high temperature part (4
The biggest problem is the fusion of char to above 00 ° C.

【0005】こうした問題点を解決する手段として、原
料石炭粉に砂、シリカ粉、アルミナ粉またはチャー粉等
の非融着性物質粉を添加配合し、上記急速熱分解反応器
に装入する方法が提案されている。
As a means for solving such a problem, a method of adding non-fusing substance powder such as sand, silica powder, alumina powder or char powder to raw coal powder and blending it into the above rapid pyrolysis reactor Is proposed.

【0006】しかしながら、砂、シリカ粉、アルミナ粉
等の無機物質粉を添加配合した場合、チャーの融着は防
止できるが、該無機物質粉と原料石炭粉からの生成チャ
ーとの分離が必要となる。また原料石炭粉以外の物質を
上記急速熱分解反応器に装入するため、原料石炭の供給
量が減少し、生産性が低下する。さらに該非融着性物質
粉による潜熱ロスのため、エネルギー原単位を高くする
等の問題があり、該非融着性物質粉を添加配合する方法
は、なお多くの解決すべき課題を有しており、好ましい
解決手段とはなり得ておらず、今日までにチャーの融着
を防止する方法として、非融着性物質粉を添加配合する
ことなく、融着防止用添加物質との分離が不要で、高い
生産性を有し、融着防止用添加物質による潜熱の系外へ
の持ち出しがなく、安定して連続運転のできるチャーの
融着防止方法は何ら得られていないのが現状である。
However, when an inorganic substance powder such as sand, silica powder, or alumina powder is added and blended, char fusion can be prevented, but it is necessary to separate the inorganic substance powder and the char produced from the raw coal powder. Become. Moreover, since substances other than the raw coal powder are charged into the rapid pyrolysis reactor, the amount of raw coal supplied is reduced, and the productivity is reduced. Furthermore, due to the latent heat loss due to the non-fusible substance powder, there is a problem such as increasing the energy consumption rate, and the method of adding and blending the non-fusible substance powder still has many problems to be solved. As a method for preventing the fusion of char to date, it has not been possible to be a preferable solution, and it is not necessary to add the non-fusing substance powder to the mixture to separate it from the anti-fusion substance. At present, there is no method for preventing char fusion, which has high productivity, does not carry out latent heat to the outside of the system by the fusion prevention additive substance, and can be stably operated continuously.

【0007】また、103 ℃/min以上の昇温速度で
ある該急速熱分解条件下で、軟化溶融性によるチャーの
融着を起こす石炭も、通常のコークス化条件である3〜
10℃/minの昇温速度では、チャーの融着を起こさ
ない石炭と同様に軟化融着性を示さないため、従来のコ
ークス化用技術として開発された軟化溶融性の判定法で
あるところの3℃/minの昇温速度によるJIS法の
ギーセラープラストメーターや、ディラトメーター等で
は、急速熱分解した際にチャーの融着を起こす石炭であ
るのか起こさない石炭であるのか測定不能(いずれも流
動度0となるため)であり、石炭の急速熱分解において
事前にチャー融着の有無を見分ける有効な判定法とはな
り得なかった。
[0007] Under the rapid pyrolysis conditions at a temperature rising rate of 10 3 ° C / min or more, coal which causes char fusion due to softening and melting property is also a normal coking condition of 3 to 3.
At a heating rate of 10 ° C./min, it does not exhibit softening and fusion properties like coal that does not cause fusion of char, so it is a method of determining softening and fusion properties developed as a conventional coking technique. It is impossible to measure with a Giessler plastometer, dilatometer, etc. of the JIS method at a heating rate of 3 ° C / min whether coal causes char fusion or not during rapid thermal decomposition (either Since the fluidity also becomes 0), it could not be an effective judgment method for distinguishing the presence or absence of char fusion in advance in rapid thermal decomposition of coal.

【0008】本発明者らは、こうした融着判定技術にお
いて、急速熱分解反応器の内壁へのチャーの融着を防止
し、石炭から有用な生成物を効率よく生産し、合理的に
利用する技術について鋭意研究した結果、石炭のロガ試
験法が急速熱分解の条件に近いことに着目し、原料石炭
のロガ測定値と石炭急速熱分解時の融着トラブルとの関
係を検討した結果、ロガ指数が10以下の石炭炭種では
融着トラブルを起こさないことを知見し、その結果、石
炭急速熱分解において、ロガ指数が10以下である石炭
を原料とすることにより、急速熱分解反応器の内壁への
チャーの融着を防止することを特徴とするチャーの融着
防止方法を見出だしたものである。
The inventors of the present invention prevent the fusion of char to the inner wall of the rapid pyrolysis reactor, efficiently produce useful products from coal, and utilize them rationally in such fusion determination technology. As a result of earnest research on the technology, focusing on the fact that the coal logger test method is close to the conditions for rapid pyrolysis, the relationship between the measured values of raw coal loggers and the fusion problems during rapid coal pyrolysis was examined. It was found that coal coal types with an index of 10 or less do not cause fusion problems, and as a result, in coal rapid pyrolysis, by using coal with a Roga index of 10 or less as a raw material, the rapid pyrolysis reactor The inventors have found a method for preventing char fusion, which is characterized by preventing fusion of char to the inner wall.

【0009】しかしながら、こうしたロガ指数が10以
下の融着性を有しない石炭銘柄は限られており、こうし
た石炭のみを原料とすることは、原料石炭に大きな制約
を課することになるため好ましくない。
[0009] However, there are a limited number of coal brands that do not have a cohesive property with a Roga index of 10 or less, and it is not preferable to use only such coal as a raw material because it imposes a large restriction on the raw material coal. .

【0010】したがって、こうした資源環境において
は、むしろ融着性のある石炭を使用せざるを得ないが、
今日までに急速熱分解において、融着性のある石炭を使
用してなるチャーの融着防止方法は開発されていないの
が現状である。
Therefore, in such a resource environment, coal which is rather fusible must be used.
To date, no method has been developed for preventing char fusion by using coal having fusibility in rapid pyrolysis.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、このような本発明者らによりなされた新規な石
炭の急速熱分解技術の現状に鑑み、該石炭の急速熱分解
でのチャーの融着防止方法を提供するものである。
Therefore, in view of the present state of the art of rapid pyrolysis of coal which has been made by the present inventors, it is an object of the present invention to provide char for rapid pyrolysis of coal. A fusion preventing method is provided.

【0012】さらに、本発明の目的は、新規な石炭の急
速熱分解において、融着性のある石炭を使用し、融着防
止用添加物質との分離が不要で、高い生産性を有し、融
着防止用添加物質による潜熱の系外への持ち出しがな
く、安定して連続運転のできるチャーの融着防止方法を
提供するものである。
Further, an object of the present invention is to use coal having a fusible property in the rapid thermal decomposition of a novel coal, which does not need to be separated from the anti-fusing additive substance and has high productivity. It is intended to provide a method for preventing fusion of char which enables stable and continuous operation without carrying out latent heat from the system due to the anti-fusion substance.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記諸目
的を達成するため、新規な石炭の急速熱分解において、
融着性のある石炭を使用しつつチャーの融着を防止する
技術について鋭意研究した結果、融着性のある石炭と融
着性のない石炭があるという石炭特性に着目し、融着性
を有しない石炭を、チャーの融着性防止のために添加配
合する非融着性物質として利用することにより、チャー
の融着を防止しつつ100%石炭を原料として操業する
ことができることを見出だし、この知見に基づき本発明
を完成するに至ったものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned objects, the present inventors have proposed a novel rapid coal pyrolysis,
As a result of diligent research on the technology for preventing char fusion while using fusible coal, as a result of paying attention to the coal characteristics that there are fusible coals and non-fusible coals, It was found that 100% coal can be used as a raw material while preventing char fusion by using coal that does not have coal as a non-fusing substance that is added and blended to prevent char fusion. The present invention has been completed based on this finding.

【0014】すなわち、本発明の目的は、(1)石炭急
速熱分解において、急速熱分解反応器の内壁へのチャー
の融着防止方法として、融着性を有する石炭粉に融着性
を有しない石炭粉をY≧0.5X+44(ここでYは融
着性を有する石炭粉と融着性を有しない石炭粉の全配合
量に対する融着性を有しない石炭粉の配合割合(重量
%)であり、Xは融着性を有する石炭粉のロガ指数であ
る)の式を満足する割合で添加配合することを特徴とす
るチャーの融着防止方法により達成される。
That is, the object of the present invention is (1) in rapid coal pyrolysis, as a method for preventing the coal from adhering char to the inner wall of the rapid pyrolysis reactor, coal powder having fusible properties has fusible properties. No coal powder Y ≧ 0.5X + 44 (where Y is the ratio of coal powder having no fusibility to the total amount of coal powder having fusibility and coal powder having no fusibility) And X is the Roga index of coal powder having fusible properties) is added and blended in a ratio satisfying the formula (4).

【0015】また、本発明の他の目的は、(2)石炭
が、500μm以下の粒度の粒子状である上記(1)に
示すチャーの融着防止方法によっても達成される。
Another object of the present invention is also achieved by (2) the coal fusion prevention method as described in (1) above, wherein the coal is in the form of particles having a particle size of 500 μm or less.

【0016】さらに、本発明の他の目的は、(3)X
が、X>10を満足するものである上記(1)または
(2)に示すチャーの融着防止方法によっても達成され
る。
Still another object of the present invention is (3) X
Can be achieved by the char fusion preventing method as described in (1) or (2) above, which satisfies X> 10.

【0017】さらにまた、本発明の他の目的は、(4)
石炭の急速熱分解工程における昇温速度が、103 ℃/
min以上である上記(1)ないし(3)のいずれか一
つに記載のチャーの融着防止方法によっても達成され
る。
Still another object of the present invention is (4)
The temperature rising rate in the rapid thermal decomposition process of coal is 10 3 ° C /
It is also achieved by the char fusion preventing method according to any one of the above (1) to (3), which is at least min.

【0018】[0018]

【作用】本発明を実施態様に基づき、より詳細に説明す
る。
The present invention will be described in more detail based on the embodiments.

【0019】まず、本発明に係る石炭の急速熱分解にお
けるチャーの融着防止方法では、事前にチャー融着の有
無を見分ける有効な判定法として、ロガ指数を用いるも
のであり、融着性を有しない石炭としては、該ロガ指数
が通常10以下、好ましくは5以下である炭種の原料石
炭が用いられる。従って、融着性を有する石炭として
は、該ロガ指数が10を越える炭種の原料石炭が用いら
れる。したがって、本発明に用いられる原料石炭として
は、とくに限定されるものでなく、現在あるすべての炭
種の石炭を、融着性を有しない石炭または融着性を有す
る石炭のいずれかに用いることができる。ここで、ロガ
指数とは、試料に標準無煙炭を加えて一定条件のもとで
乾留し、得られるるつぼコークスについてドラム試験を
行い、その機械的強度を指数として表わしたものであ
り、詳しくは、JIS M 880110.ロガ試験方
法中の10.6の算出に記載の数式に従って算出した値
をいう。
First, in the method for preventing char fusion in the rapid thermal decomposition of coal according to the present invention, the Roga index is used as an effective determination method for distinguishing the presence or absence of char fusion in advance. As the coal which does not have the raw material coal, a coal type having a Loga index of usually 10 or less, preferably 5 or less is used. Therefore, as the coal having the fusible property, the raw material coal of the coal type having the Loga index of more than 10 is used. Therefore, the raw material coal used in the present invention is not particularly limited, and coal of all existing coal types can be used as either coal having no fusible property or coal having fusible property. You can Here, the logarithmic index is one in which standard anthracite is added to a sample, which is subjected to carbonization under constant conditions, a drum test is performed on the resulting crucible coke, and its mechanical strength is expressed as an index. JIS M 880110. The value calculated according to the mathematical formula described in the calculation of 10.6 in the logger test method.

【0020】また、本発明に係る石炭の急速熱分解にお
けるチャーの融着防止方法では、100%石炭による操
業のため、融着性を有する石炭粉に融着性を有しない石
炭粉を融着防止用添加物質粉としてY≧0.5X+44
の式を満足する割合で添加配合するものである。ここで
Yは融着性を有する石炭粉と融着性を有しない石炭粉の
全配合量に対する融着性を有しない石炭粉(融着防止用
添加物質粉)としての配合割合(重量%)であり、Xは
融着性を有する石炭粉のロガ指数であり、X>10であ
る。上記Y≧0.5X+44の式を満足しない場合に
は、チャーの融着防止効果が十分でなく好ましくない。
Further, in the method for preventing char fusion in the rapid pyrolysis of coal according to the present invention, since coal is operated with 100% coal, coal powder having fusibility is fused with coal powder having no fusibility. As additive powder for prevention, Y ≧ 0.5X + 44
The composition is added and blended at a ratio satisfying the formula. Here, Y is a blending ratio (% by weight) as coal powder having no fusible property (additive substance powder for anti-fusing property) with respect to the total blending amount of coal powder having fusible property and coal powder having no fusible property. And X is the Loga index of coal powder having fusibility, and X> 10. If the above formula Y ≧ 0.5X + 44 is not satisfied, the effect of preventing char fusion is not sufficient, which is not preferable.

【0021】次に、図1は、本発明に係る石炭の急速熱
分解におけるチャーの融着防止方法に用いられる石炭急
速熱分解装置の一実施態様の構成を模式的に表わす使用
状態図である。
Next, FIG. 1 is a state of use diagrammatically showing the construction of one embodiment of a rapid coal pyrolysis apparatus used in the method for preventing char fusion in rapid pyrolysis of coal according to the present invention. .

【0022】図1に示すように本発明に係る石炭の急速
熱分解装置1としては、まず熱分解反応器2があり、該
熱分解反応器2上部には、フィーダー3を介して石炭ホ
ッパー4が設置されている。また該熱分解反応器2の上
部側面にはガス供給口5が設けられ、該ガス供給口5と
ガス予熱管6のガス排気口7とが配管8により連結され
ている。また、ガス予熱管6のガス供給口9はガスボン
ベ10に配管11により連結されている。さらに、熱分
解反応器2およびガス予熱管6の側面外周部には一定間
隔を開けて全周に加熱器として反応器ヒータ12および
予熱管ヒータ13がそれぞれ設置されている。
As shown in FIG. 1, a rapid thermal decomposition apparatus 1 for coal according to the present invention includes a thermal decomposition reactor 2, and a coal hopper 4 is provided above a thermal decomposition reactor 2 via a feeder 3. Is installed. A gas supply port 5 is provided on the upper side surface of the thermal decomposition reactor 2, and the gas supply port 5 and the gas exhaust port 7 of the gas preheating pipe 6 are connected by a pipe 8. The gas supply port 9 of the gas preheating pipe 6 is connected to the gas cylinder 10 by a pipe 11. Further, a reactor heater 12 and a preheater tube heater 13 are installed as heaters around the entire periphery of the side surfaces of the thermal decomposition reactor 2 and the gas preheater tube 6 at regular intervals.

【0023】また、熱分解反応器2の下部には石炭の熱
分解により生成されるガス、タールチャー等の生成物取
出口14が設けられ、該生成物取出口14とチャーベッ
セル15とが配管16で連結されている。同様にチャー
ベッセル15から順にサイクロン17付きチャーベッセ
ル18、第1のタールポット19a、第2のタールポッ
ト19b、第3のタールポット19c、タールフィルタ
ー20およびガスメーター21を経てガス分析器(図示
せず)がそれぞれ配管22、23、24、25、26お
よび27により連結されている。
In the lower part of the thermal decomposition reactor 2, there is provided a product outlet 14 such as gas or tar char produced by the thermal decomposition of coal, and the product outlet 14 and the char vessel 15 are piped. 16 are connected. Similarly, from the char vessel 15 through the char vessel 18 with the cyclone 17, the first tar pot 19a, the second tar pot 19b, the third tar pot 19c, the tar filter 20 and the gas meter 21, a gas analyzer (not shown). ) Are connected by pipes 22, 23, 24, 25, 26 and 27, respectively.

【0024】また該配管16の外周部には熱交換用の配
管28が設置され、該配管28の一端は上記配管11経
路上に3ポート切換弁29により連結されており、また
該配管28の経路上にはブロアー30が設けられて、該
配管28の他端は上記配管27と3ポート切換弁31に
より連結されている。さらに配管23の外周部には水冷
式冷却管32が配置されている。
A pipe 28 for heat exchange is installed on the outer peripheral portion of the pipe 16, and one end of the pipe 28 is connected to the path of the pipe 11 by a 3-port switching valve 29. A blower 30 is provided on the path, and the other end of the pipe 28 is connected to the pipe 27 by a 3-port switching valve 31. Further, a water cooling type cooling pipe 32 is arranged on the outer peripheral portion of the pipe 23.

【0025】また、上記ブロアー30から3ポート切換
弁31までの配管28から分岐した配管33は、ガスメ
ーター21と3ポート切換弁31との間の配管27に接
続されており、該配管33の経路上には開閉弁34が設
けられている。また、上記フィーダー3および石炭ホッ
パー4には、ブロアー30の送風口側の配管28より分
岐した配管35が接続されている。
The pipe 33 branched from the pipe 28 from the blower 30 to the 3-port switching valve 31 is connected to the pipe 27 between the gas meter 21 and the 3-port switching valve 31, and the route of the pipe 33. An opening / closing valve 34 is provided above. A pipe 35 branched from the blower port side pipe 28 of the blower 30 is connected to the feeder 3 and the coal hopper 4.

【0026】上記構成を有する石炭急速熱分解装置1を
使用して、本発明に係るチャーの融着防止方法に基づき
石炭を急速熱分解して有用な気体、液体、固体生成物を
得るには、まず石炭ホッパー4に上述したように融着性
を有する石炭に融着性を有しない石炭をY≧0.5X+
44の式を満足する割合でそれぞれの石炭を装入する。
なお、該石炭は、あらかじめ一定の粒度以下に破砕し、
粉末状としたものを使用する。該粉末状の石炭粒子を、
フィーダー3を通して熱分解反応器2に落下装入する。
なお上記フィーダー3および石炭ホッパー4には、必要
とする生成物の内容にあわせて配管35より一定量の石
炭ガスを送風することで、熱分解反応器2への該石炭粒
子の落下装入速度の調整にも利用することができる。
In order to obtain useful gas, liquid, and solid products by rapidly pyrolyzing coal using the coal rapid thermal decomposition apparatus 1 having the above-mentioned structure, based on the char fusion prevention method of the present invention. First, in the coal hopper 4, as described above, the coal having the fusible property is set to Y ≧ 0.5X +.
Each coal is charged at a rate satisfying the formula (44).
Incidentally, the coal is crushed in advance to a certain particle size or less,
Use a powder. The powdery coal particles,
Drop into the pyrolysis reactor 2 through the feeder 3.
Note that the feeder 3 and the coal hopper 4 are blown with a constant amount of coal gas from the pipe 35 in accordance with the content of the required product, so that the coal particle drop charging speed into the pyrolysis reactor 2 is increased. It can also be used for adjustment.

【0027】続いて、予め所定の温度にヒータ12によ
り加熱された熱分解反応器2内に落下装入された該石炭
粒子は、上記該ガス供給口5より供給されるガス予熱管
6により約500〜1100℃程度に予熱された雰囲気
ガスと混合され不活性または還元性雰囲気下で、10気
圧以下で103 ℃/min以上の昇温速度で、滞留時間
0.5〜10秒の範囲内で熱分解反応器2内を落下させ
ることにより熱分解処理させる。この際、上記式を満足
するような混合石炭粉を用いることで、該混合石炭粉が
急速熱分解反応器2内を落下する際、融着性チャーの融
着力が弱まり、その後に急速熱分解反応器の内壁へ融着
しても、操業中に落ちてしまうため、該融着性チャーに
よる急速熱分解反応器の閉塞は起こらない。
Subsequently, the coal particles dropped into the pyrolysis reactor 2 which has been heated by the heater 12 to a predetermined temperature in advance are discharged by the gas preheating pipe 6 supplied from the gas supply port 5. Mixing with atmospheric gas preheated to about 500 to 1100 ° C., in an inert or reducing atmosphere, at a heating rate of 10 3 ° C./min or more at 10 atm or less, and a residence time within a range of 0.5 to 10 seconds The thermal decomposition treatment is performed by dropping the inside of the thermal decomposition reactor 2. At this time, by using the mixed coal powder satisfying the above formula, when the mixed coal powder falls in the rapid thermal decomposition reactor 2, the cohesive force of the fusible char is weakened, and then the rapid thermal decomposition is performed. Even if it is fused to the inner wall of the reactor, it drops during the operation, so that the fusible char does not block the rapid thermal decomposition reactor.

【0028】その後、熱分解された石炭の生成物は、配
管16を通過する際に配管28の石炭ガスとの熱交換に
より約300〜700℃まで冷却され、上記チャーベッ
セル15で該石炭生成物中の固体成分(主にチャー)が
捕集され、続いてサイクロン17に送られ石炭の生成物
としてのガス化成分に一部残留している該石炭生成物中
の固体成分を完全にチャーベッセル18で捕集する。
Thereafter, the pyrolyzed coal product is cooled to about 300 to 700 ° C. by heat exchange with the coal gas in the pipe 28 while passing through the pipe 16, and the coal product is cooled in the char vessel 15 as described above. The solid components in the coal product (mainly char) are collected and then sent to the cyclone 17 to completely remove the solid components in the coal product partially remaining in the gasification component as the product of coal. Collect at 18.

【0029】続いて、固体成分の除かれた上記ガス化成
分を、配管23を通過させる際に水冷式冷却管32によ
り約10〜100℃まで冷却してタールポット19aに
送り、該ガス化成分の一部をタール成分(液状生成物)
として捕集し、同様にして順次タールポット19b、1
9cで凝縮させて、ほぼ完全にタール成分を捕集した
後、タールフィルター20で完全にタール成分を捕集す
る。
Subsequently, the gasified component from which the solid component has been removed is cooled to about 10 to 100 ° C. by the water cooling type cooling pipe 32 when passing through the pipe 23 and sent to the tar pot 19a, where the gasified component is supplied. Part of tar component (liquid product)
As a tar pot 19b, 1
After being condensed in 9c to almost completely collect the tar component, the tar filter 20 completely collects the tar component.

【0030】その後、石炭の生成物の残りである低温の
ガス化成分は、ガスメーター21を経てガス分析器(図
示せず)に送りベンゼン、トルエン、キシレン(BT
X)および炭化水素ガス(HCG)として捕集するか、
あるいは該低温のガス化成分を3ポート切換弁31を調
節することにより、ガス予熱管6を経て熱分解反応器2
に循環させて、石炭ガスとして石炭の急速熱分解反応に
利用することができるものである。
Thereafter, the low-temperature gasification component, which is the remaining coal product, is sent to a gas analyzer (not shown) via a gas meter 21 and benzene, toluene, xylene (BT).
X) and hydrocarbon gas (HCG), or
Alternatively, the low-temperature gasification component can be adjusted by adjusting the 3-port switching valve 31 so as to pass through the gas preheating pipe 6 and the thermal decomposition reactor 2
It can be used as a coal gas for rapid thermal decomposition reaction of coal.

【0031】なお、上記フィーダー3により供給される
石炭粒子の粒度としては、通常500μm以下、好まし
くは100μm以下である。
The particle size of the coal particles supplied by the feeder 3 is usually 500 μm or less, preferably 100 μm or less.

【0032】また、上記ガス予熱管6により予熱される
ガスとしては、不活性または還元性ガスを用いることが
できる。該不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス等が
用いられ、また該還元性ガスとしては水素、一酸化炭素
等が使用されるが、上記急速熱分解装置1の連続運転に
より生成するベンゼン、トルエン、キシレン(BTX)
および炭化水素ガス(HCG)等の石炭ガス成分を循環
させて再利用させても良い。また、該ガス予熱管により
該ガスは、通常500〜1100℃、好ましくは700
〜900℃まで予熱して用いられる。
Further, as the gas preheated by the gas preheating pipe 6, an inert or reducing gas can be used. Nitrogen gas or the like is used as the inert gas, and hydrogen, carbon monoxide or the like is used as the reducing gas, and benzene and toluene produced by continuous operation of the rapid thermal decomposition apparatus 1 are used. , Xylene (BTX)
And coal gas components such as hydrocarbon gas (HCG) may be circulated for reuse. In addition, the gas is usually heated to 500 to 1100 ° C, preferably 700 by the gas preheating tube.
It is used by preheating to ~ 900 ° C.

【0033】さらに本発明に係るチャーの融着防止方法
で用いられる急速熱分解条件としては、熱分解反応器2
内を上述のロガ指数を有する該石炭粒子が落下する際
に、反応器内圧力が通常10気圧以下、好ましくは常圧
〜5気圧、石炭粒子の昇温速度が通常103 ℃/min
以上、好ましくは103 〜107 ℃/min、より好ま
しくは103 〜104 ℃/minであり、さらに反応器
2内の雰囲気ガスの最高温度(石炭粒子の最終到達温度
に相当)は通常700〜1100℃、好ましくは700
〜900℃、また該石炭粒子の反応器2内の滞留時間
は、通常0.5〜10秒、好ましくは1〜5秒、より好
ましくは2〜3秒の範囲内である。上記条件下で、前記
のY≧0.5X+44(ここでYは融着性を有する石炭
粉と融着性を有しない石炭粉の全配合量に対する融着性
を有しない石炭粉の配合割合(重量%)であり、Xは融
着性を有する石炭粉のロガ指数である)の式を満足する
融着性を有する石炭粉と融着性を有しない石炭粉との混
合石炭粉を用いることで、該混合石炭粉では、ほぼ両方
の石炭粉が均一に分散されているため、急速熱分解反応
器2内を落下する際、融着性を有する石炭粉より生成す
るチャーは、該粒子の近傍に存在するところの融着性を
有しない石炭粉より生成するチャーと比較的接触し易い
ことから優先的に付着することで、該融着性チャーの融
着力が弱まるため、その後に急速熱分解反応器の内壁へ
融着しても、その後、操業中に他の石炭粒子との接触等
により壁面より落ちてしまうため、該融着性チャーによ
る急速熱分解反応器の閉塞は起こらず、極めて安定した
連続運転が可能となり、安定して有用な気体、液体、固
体生成物を多量に得ることができるものである。なお、
ここで石炭急速熱分解における該石炭粒子の昇温速度
は、以下に示す昇温速度計算式により算出したものであ
る。
Further, as the rapid thermal decomposition conditions used in the char fusion preventing method according to the present invention, the thermal decomposition reactor 2 is used.
When the coal particles having the above-mentioned Roga index fall inside, the reactor internal pressure is usually 10 atm or less, preferably atmospheric pressure to 5 atm, and the temperature raising rate of the coal particles is usually 10 3 ° C / min.
Or more, preferably 10 3 to 10 7 ° C / min, more preferably 10 3 to 10 4 ° C / min, and the maximum temperature of the atmosphere gas in the reactor 2 (corresponding to the final temperature of coal particles) is usually 700 to 1100 ° C, preferably 700
~ 900 ° C, and the residence time of the coal particles in the reactor 2 is usually 0.5 to 10 seconds, preferably 1 to 5 seconds, more preferably 2 to 3 seconds. Under the above-mentioned conditions, the above Y ≧ 0.5X + 44 (where Y is the blending ratio of coal powder having no fusibility to the total amount of coal powder having fusible properties and coal powder having no fusible properties ( %), And X is the Roga index of coal powder having fusibility.) Use a mixed coal powder of fusible coal powder and non-fusible coal powder satisfying the formula Since, in the mixed coal powder, almost both coal powders are uniformly dispersed, when falling in the rapid pyrolysis reactor 2, the char generated from the coal powder having a fusion property is Since the coal that is generated in the vicinity of coal powder that does not have fusible properties is relatively easy to contact with chars and preferentially adheres, the cohesive force of the fusible chars weakens, and rapid heat Even if it adheres to the inner wall of the cracking reactor, it then comes into contact with other coal particles during operation. As a result, the fusible char does not clog the rapid pyrolysis reactor, and extremely stable continuous operation is possible. Stable and useful gas, liquid, and solid products are obtained in large quantities. Is something that can be done. In addition,
Here, the temperature rising rate of the coal particles in the rapid thermal decomposition of coal is calculated by the following temperature rising rate calculation formula.

【0034】[0034]

【数1】 [Equation 1]

【0035】なお、上記昇温速度計算式においては、粒
子の部分的な温度変化はないものとし、また熱分解反応
による密度、比熱等の物性値の変化もないものとして規
定したものである。
In the above formula for calculating the rate of temperature rise, it is defined that there is no partial temperature change of the particles and there is no change in the physical properties such as density and specific heat due to the thermal decomposition reaction.

【0036】[0036]

【実施例】以下、本発明の実施例について述べる。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0037】実施例1 本発明に係るチャーの融着防止方法に基づき、図1に示
す石炭急速熱分解装置1を用いて、石炭の急速熱分解を
行った。
Example 1 Based on the char fusion prevention method according to the present invention, rapid coal pyrolysis was performed using the coal rapid pyrolysis apparatus 1 shown in FIG.

【0038】本実施例1では、まず石炭ホッパー4に原
料石炭として、あらかじめ、粒径74μm以下100%
に粉砕した、表1に示すロガ指数を有するところの融着
性のある石炭の1銘柄(石炭A)と融着性のない石炭の
3銘柄(石炭B〜石炭D)を用いて、石炭Aと石炭B、
CまたはDの全配合量に対する石炭Aの配合割合を表2
に示すように40%〜70%まで変化させて、各混合石
炭供給量5kg/hrとしてそれぞれ装入した後、該粉
末状の石炭粒子を、フィーダー3を通して熱分解反応器
2に落下装入した。
In the first embodiment, first, the raw material coal is first used in the coal hopper 4 in advance with a particle size of 74 μm or less and 100% or less.
1 coal of fusible coal having the Loga index shown in Table 1 (Coal A) and 3 brands of non-fusible coal (Coal B to Coal D) crushed into And coal B,
Table 2 shows the blending ratio of coal A with respect to the total blending amount of C or D.
40% to 70% as shown in Fig. 1, and after charging each mixed coal at a supply rate of 5 kg / hr, the powdery coal particles were dropped into the pyrolysis reactor 2 through the feeder 3. .

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】続いて、雰囲気ガスの最高温度が900℃
となるように加熱された熱分解反応器2内に落下装入さ
れた上記石炭粒子は、上記該ガス供給口5より約900
℃程度に予熱された熱分解反応により生成した石炭ガス
を40リッター/minとして循環使用(石炭ガス生成
までは窒素ガスを使用)することによる還元性(不活
性)雰囲気下で、常圧として昇温速度を104 ℃/mi
n、滞留時間2secとして熱分解処理を各炭種ごとに
5時間づつ行い、急速熱分解反応器の内壁へのチャーの
融着トラブルの有無を確認した。得られた結果のうち、
石炭急速熱分解における連続運転の可否と融着性のある
石炭のロガ指数、融着性のない石炭の配合割合(重量
%)との関係を図2、さらに石炭の急速熱分解における
連続運転の可否を表2に示す。
Then, the maximum temperature of the atmospheric gas is 900 ° C.
The coal particles dropped into the pyrolysis reactor 2 heated so that
The coal gas produced by the thermal decomposition reaction preheated to about ℃ is circulated at 40 liters / min (using nitrogen gas until coal gas is produced), and the atmospheric pressure is increased under a reducing (inert) atmosphere. Temperature rate of 10 4 ° C / mi
n and a residence time of 2 sec, pyrolysis treatment was performed for each coal type for 5 hours, and it was confirmed whether char was fused to the inner wall of the rapid pyrolysis reactor. Of the results obtained,
Fig. 2 shows the relationship between the possibility of continuous operation in rapid coal pyrolysis, the Roga index of fusible coal, and the blending ratio (wt%) of non-fusible coal. The propriety is shown in Table 2.

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】上記図2より、石炭の急速熱分解におい
て、急速熱分解反応器の内壁へのチャーの融着を防止す
るには、融着性を有する石炭粉に融着性を有しない石炭
粉をY≧0.5X+44の式を満足する割合で添加配合
することにより達成できることが確認された(ここでY
は融着性を有する石炭粉と融着性を有しない石炭粉の全
配合量に対する融着性を有しない石炭粉の配合割合(重
量%)であり、Xは融着性を有する石炭粉のロガ指数で
ある)。
From FIG. 2 above, in the rapid thermal decomposition of coal, in order to prevent the fusion of char to the inner wall of the rapid thermal decomposition reactor, coal powder having fusible properties and coal powder having no fusible properties are used. Was confirmed to be achievable by adding and blending at a ratio satisfying the formula of Y ≧ 0.5X + 44 (where Y
Is a blending ratio (% by weight) of coal powder having no fusible property to the total blending amount of coal powder having fusible property and coal powder having no fusible property, and X of coal powder having fusible property. Loga index).

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明に係るチャーの融着防止方法によ
り、チャーの融着トラブルの危険性なしに急速熱分解の
操業が実施できる。さらに石炭急速熱分解による生成チ
ャーと融着防止用添加物質との分離が不要であり、10
0%石炭による操業のために融着防止による生産性の低
下を生じない以外に融着防止用添加物質による潜熱の系
外への持ち出しがない。
EFFECTS OF THE INVENTION The char fusion prevention method according to the present invention enables rapid pyrolysis operation without risk of char fusion trouble. Furthermore, it is not necessary to separate the char produced by rapid thermal decomposition of coal from the additive material for preventing fusion,
There is no carry-out of latent heat by the anti-fusing additive substance except that the productivity is not reduced due to the anti-fusing due to the operation with 0% coal.

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

【図1】本発明に係るチャーの融着防止方法に用いるこ
とのできる石炭急速熱分解装置の一実施態様の構成を模
式的に表わす使用状態図である。
FIG. 1 is a use state diagram schematically showing a configuration of an embodiment of a coal rapid thermal decomposition apparatus that can be used in a char fusion preventing method according to the present invention.

【図2】本発明の実施例での石炭の急速熱分解における
連続運転の可否と融着性のある石炭のロガ指数、融着性
のない石炭の配合割合(重量%)との関係を示すグラフ
である。
FIG. 2 shows the relationship between the possibility of continuous operation in rapid pyrolysis of coal, the Roga index of fusible coal, and the blending ratio (% by weight) of non-fusible coal in Examples of the present invention. It is a graph.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…石炭急速熱分解装置 2…熱分解反応器 3…フィーダー 4…石炭ホッパー 5、9…ガス供給口 6…ガス予熱管 7…ガス排気口 10…ガスボンベ 8、11、16、22〜28、33、35…配管 12…反応器ヒータ 13…予熱管ヒータ 14…生成物取出口 15、18…チャー
ベッセル 17…サイクロン 19a、19b、1
9c…タールポット 20…タールフィルター 21…ガスメーター 29、31…3ポート切換弁 30…ブロアー 32…水冷式冷却管 34…開閉弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coal rapid thermal decomposition apparatus 2 ... Thermal decomposition reactor 3 ... Feeder 4 ... Coal hopper 5, 9 ... Gas supply port 6 ... Gas preheating pipe 7 ... Gas exhaust port 10 ... Gas cylinder 8, 11, 16, 22-28, 33, 35 ... Piping 12 ... Reactor heater 13 ... Preheating tube heater 14 ... Product take-out port 15, 18 ... Chervessel 17 ... Cyclone 19a, 19b, 1
9c ... Tar pot 20 ... Tar filter 21 ... Gas meter 29, 31 ... 3 port switching valve 30 ... Blower 32 ... Water cooling type cooling pipe 34 ... Open / close valve

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 石炭の急速熱分解において、急速熱分解
反応器の内壁へのチャーの融着防止方法として、融着性
を有する石炭粉に融着性を有しない石炭粉をY≧0.5
X+44(ここでYは融着性を有する石炭粉と融着性を
有しない石炭粉の全配合量に対する融着性を有しない石
炭粉の配合割合(重量%)であり、Xは融着性を有する
石炭粉のロガ指数である)の式を満足する割合で添加配
合することを特徴とするチャーの融着防止方法。
1. As a method for preventing the fusion of char to the inner wall of a rapid pyrolysis reactor in the rapid pyrolysis of coal, coal powder having fusible properties and coal powder having no fusible properties of Y ≧ 0. 5
X + 44 (where Y is the blending ratio (% by weight) of coal powder having no fusible property to the total blending amount of coal powder having fusible property and coal powder having no fusible property, and X is the fusible property) Which is the Roga index of coal powder having the formula (1).
【請求項2】 前記石炭が、500μm以下の粒度の粒
子状である請求項1に記載のチャーの融着防止方法。
2. The method for preventing char fusion according to claim 1, wherein the coal is in the form of particles having a particle size of 500 μm or less.
【請求項3】 前記Xが、X>10を満足するものであ
る請求項1または2に記載のチャーの融着防止方法。
3. The char fusion preventing method according to claim 1, wherein the X satisfies X> 10.
【請求項4】 石炭の急速熱分解工程における昇温速度
が、103 ℃/min以上である請求項1ないし3のい
ずれか一つに記載のチャーの融着防止方法。
4. The method for preventing char fusion according to any one of claims 1 to 3, wherein the rate of temperature rise in the rapid thermal decomposition step of coal is 10 3 ° C / min or more.
JP33172892A 1992-12-11 1992-12-11 Char fusion prevention method Withdrawn JPH06179870A (en)

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