JPH01129094A - Ｃｄｑを利用した赤熱コークスのガス化方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、燃料ガスあるいは化学原料ガスの製造を目的
として、コークス乾式消火装置（ＣＤＱ）を利用した赤
熱コークスを原料としたガス化法およびその装置に関す
るものである。

〈従来の技術〉 ＣＤＱをコークスのガス化炉として使う発想は特開昭６
０−１２３５８３号および、特開昭６０−１２３５９２
号に開示されている。

前者はＣＤＱの腹部に設置したノズルからガス化剤を吹
き込みアシシ分１１％のコークスをガス化しアッシ分２
５％の状態にして排出している。ノズルがＣＤＱの腹部
である反応部に挿入されているので、コークスの完全ガ
ス化は困難な構造となっている。

一方後者はコークス炉で乾留し終えた赤熱コークスをＣ
ＤＱに装入して底部および頂部からガス化剤を吹込んで
ガス化を計っているが、コークス炉から押出された赤熱
コークス塊の粒度分布は非常に巾が広く、底部吹込みガ
スの偏流は避けられず、ガス化反応が不均一になり、未
反応部が生じ易い。また、局部的に高熱になりアッシ分
が溶融凝集しクリンカーが生じ易い。従って炉内で完全
にガス化することは困難で通常の条件では高々５０％し
かガス化していない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 本発明はＣＤＱを利用して赤熱コースタをガス化するに
際し、はぼ１００％のガス化率を達成する方法および装
置を提供することを目的とするものである。

〈問題解決のための手段〉 本発明は、 ｌ、　コークス乾式消火設備（ＣＤＱ）において、コー
クス装入ホッパ下部のコークス導入部近傍の胸部側壁に
設けた副制御用羽口より水蒸気を含む吸熱組成のガス化
剤を装入されたコークスに吹き込むことにより、コーク
スを所定の温度に冷却し、かつＣＤＱの底部から腹部に
かけて装入堆積したコークス層にＣＤＱ底部に設けた火
格子よりガス化剤を吹込むと共に腹部に設けた温度セン
サーにより腹部まわりの温度分布を測定し、所定の均一
な温度分布になるように腹部まわりに設けた主制御用羽
口から吸熱乃至発熱組成のガス化剤を吹込むＣＤＱを利
用した赤熱コークスのガス化方法および ２、　コークス乾式消火設備（ＣＤＱ）において、コー
クス装入ホッパ下部のコークス導入部近傍の胸部側壁に
複数の温度センサおよび水蒸気を含む吸熱組成のガス化
剤吹込用の複数の副制御用羽口を配置し、腹部側壁には
複数の温度センサおよび吸熱乃至発熱組成のガス化剤吹
込用の複数の主制御用羽口を配置し、底部にはガス化剤
吹込羽口と灰排出機構を有する火格子を設けてなるＣＤ
Ｑを利用した赤熱コークスのガス化装置である。

く作　　用〉 本発明ではコークス冷却のためＣＤＱに設置されている
循環ガス吹込装置はコークスのガス化には不適のため取
除いて、火格子２１を設置する。火格子２１はガス化剤
の吹込みと同時に灰分のみを残渣として下方へ排出する
機構を有している。火格子の直径に合わせて、ＣＤＱの
側壁にテーパーをつけて逆円錐台状に内径を小さくする
ことは、上方からのコークス自重の一部を側壁１７で支
持し、火格子がうける荷重を軽減するので好ましい。

腹部側壁には主制御用羽口２４および温度センサ２３を
設けて、コークスガス化温度を制御する。火格子から吹
込まれたガス化剤は腹部の反応室２１でコークスと反応
しカーボンをガス化するが、ガス流れが不均一となった
場合、主制御羽口２４がらガス化剤を吹込み、煉瓦の保
護、クリンカー生成防止を行い、均一なガス化反応を促
進する。

ＣＤＱの上方の胸部付近に堆積したコークス３はガス中
に酸素が残る場合、酸化されて発熱するので、温度が上
昇する。またＣＤＱ供給時のコークス温度は約１０００
℃であるため、腹部付近の反応室２１へ入る前に８５０
℃前後に冷却した方がよい。

これらの目的で胸部側壁に副制御用羽口４を設ける。副
制御用羽口４は主としてコークスの冷却を行う。

具体的には副制御用羽口４から水蒸気を吹込み、一部を
ガス化させて８５０°Ｃに冷却する。

Ｃ＋　ＬＯ（ｇ）・Ｃｏ　十Ｌ　・Ｑ　Ｉ　　・・・・
・・・・・・（すＣ＋２ＨｔＯ（ｇ）・ＣＪ＋２Ｈｉ・
Ｑ寡・・・・・・四・〜曲（２）９００°Ｃ以上では（
１）式が主反応であり、カーボンが酸化されて一酸化炭
素となり、水素も生成する。

８００℃以下になると、主に（２）式の反応が進み、二
酸化炭素を生成するようになるので、水蒸気吹込みによ
る冷却は８５０℃以上で行うことが望ましい。

副制御用羽口４からの水蒸気吹込みはコークス供給後堆
積した状態で行うことも出来るが、供給時の落下状態で
水蒸気を吹付けると中心部まで冷却されるので好ましい
。

腹部の反応室２１では底部の火格子１８から吹込まれた
ガス化剤によるガス化が進行している。コークス粒度は
ｌｎｍ以下から１００ｍｍ以上まで分布しており、反応
室２１で偏析しているとガスの流れが不均一となり、吹
抜けを起したり、局部的なガス化反応が起り、煉瓦を溶
損したり、あるいは水蒸気が直接煉瓦に当たり、煉瓦表
面を荒らし、その寿命を短かくする。また、コークスの
一部が高熱となり灰分の融点になり易く、クリンカーを
生成し、火格子からの排出に支障をおこしたりするので
、反応室２１での均一なガス化が阻害される。

このため、本発明では反応室２１の側壁に温度計２３を
壇込み、温度を監視し、異常高温、異常低温の際は水蒸
気による冷却、空気あるいは酸素富化空気による加熱を
主制御用羽口２４で行って、ガス化反応の均一化をはか
っている。

火格子１日はガス化剤の吹込みと残渣の排出を行うが、
ガス化剤としては空気５　ａｎｄ１０ｒ富化用の酸素５
　ａｎｄ１０ｒ冷−即用の水蒸気７を用いることができ
るように配管されている。

Ｃ＋□０□・ＣＯ＋Ｑｓ・・・・・・・・・・・（３）
Ｃ＋０ｆｆｉ・Ｃｏ□＋Ｑ４・・・・・・・・・・・・
・・・（４）Ｃ＋ＣＯｔ寓２ＣＯ・Ｑ、・・・・・・・
・・・・・（５）ガス化剤に含まれる酸素によりカーボ
ンは酸化されて一酸化炭素になり（３）式のごとく発熱
する。

二酸化炭素を生成する場合は（４）式のごとく発熱する
が、二酸化炭素は（５）式の吸熱反応により一酸化炭素
を生成する。水蒸気は主に（１）式の反応が進む。

ガス化温度は各種ガス化剤の混合比を予め調整しておい
て吹込むことにより目標温度に維持する。

火格子１８の近傍にある既にガス化が進行している残渣
は火格子１８から吹込まれたガス化剤中の酸素により未
燃カーボンが酸化されて灰化する。灰分の融点以下の温
度でガス化反応を行っているため、通常はクリンカーが
生成していないので、正常な状態で火格子１８から残渣
は排出される。残渣の排出をスムーズに行うためには、
回転式火格子あるいは振動式火格子等の稼動式の方が固
定式より有利である。

発生ガスは顕熱が回収されて、除塵後各工場へ燃料ガス
としであるいは化学原料ガスとして供給される０発生ガ
ス中の二酸化炭素が多い場合は反応室２１へ循環されて
一酸化炭素に還元される。

コークス灰分の融点を低くすることがを利な場合は、石
灰石、苦灰石をコークスとともに予備室へ供給すること
も出来る。

〈実施例〉 表１に使用した炭種を示す０強粘結炭は特に使用しなか
ったが、必要なコークス強度は得られた。

表　　　　１ 実施例１ 表１のケースＢ１で製造したコークスの粒度分布を表２
に示す。

表　　　　２ 嗣平穂ガ、９Ｗ 温度１０００℃のコークスを平均１５ｔ／Ｈでコークス
装入ホッパ２から供給した。供給時に副制御羽口４より
水蒸気を７００ＯＮｍ３／Ｈでコークスに吹きつけ、供
給終了後も暫時継続し、前吹込み時間は約９分でコーク
ス温度は８００°Ｃになった。

ＣＤＱ胸部に該当する予備室２０、腹部に該当する反応
室２１の容積はそれぞれ１４５ｍ’＋　２００ｍ’であ
り、主制御用羽口２４、副制御用羽口４はそれぞれ周方
向に１．５ｍ間隔で１６ケ所設置した。　　１５ｔ／Ｈ
で予備室２０へ供給されたコークスは反応室２１では常
に充填されており定常ａ′態に保持された。

火格子１８から酸素５４０ＯＮｍ’／Ｈ、水蒸気１１８
０ＯＮｍ”／）を吹込み、コークスの燃焼、ガス化が進
行した。

反応室の中心温度は１０００°Ｃ以上、望ましくは灰分
の軟化点より低い温度、このケースでは１１５０°Ｃに
保つため、各羽口２４に対応して設けている温度センサ
ー２３で壁側の温度を自動検出して、９００°Ｃに管理
するため、主制御用羽口２４から水蒸気を８００ＯＮｍ
″／Ｈで間歇的に吹込んだ。壁側温度が低下した場合は
酸素を供給して９００’Ｃに加熱した。予備室２０のコ
ークス温度が上昇した場合、副制御用羽口４から水蒸気
を吹込んだ。上記の方法により二酸化炭素の生成を抑制
し、−酸化炭素に富む表３に示す有用な発生ガスを製造
した。

表　　　　：； 発生ガスは予備室出口温度が８４０°Ｃで流出して、１
３でダストを除去された後、ボイラー１５で熱回収され
た。

火格子１８近傍のコークスは酸素により燃焼しカーボン
は焼失して灰分が残っているが、温度は１１５０°Ｃに
保持されているので、クリンカーは生成しておらず、火
格子１８から下方へ落下した。

灰分量は平均１．９ｔ’／Ｈで残渣排出装置１９にたま
り、定時間毎に抜出した。この残渣の未燃カーボン含有
率は１４．７％であった。コークス供給量１５ｔ／ｌ（
をベースにすると、未燃カーボンは２％未満であり、効
率よくほぼ完全にガス化することが出来た。

実施例２ 表１のケースＢ２で製造したコークスの平均粒度は５６
．１ｍであった。コークス炉から押出してパケットでコ
ークス供給装置１へ運搬した温度１０００°Ｃのコーク
スを平均１０ｔ／Ｈで予備室へ供給した。

予備室への供給時に副制御用羽口より水蒸気を７０Ｏｆ
）＋３／Ｈでコークスに吹きつけ、コークス温度を７５
０°Ｃにした。

酸素を富化した空気１５６０ＯＮ＋ｗ”／Ｈ１水蒸気６
４０ＯＮ＊ｉ／Ｈを火格子から吹込み、反応室２１のコ
ークス温度を１１５０℃以下におさえ、壁側の温度を７
５０°Ｃに維持するため主制御用羽口２４から平均で酸
素３０ＯＮｍ’／ＩＩ、空気１４８ＯＮｍ’／Ｈ、水蒸
気２５００　Ｎ　ｔａ　”　／　ＩＩを吹込んで制御し
た。

発生ガスは表４に不−４’　Ｊ、うに二酸化炭素が゛増
加し発熱用が１６８０Ｋｃａｌハ鴫３となった。予（Ｉ
ｌｌｌ出室１２の発生ガス温度は８００℃で、集塵機１
３に入り、その後ボイラニ１５で熱回収された。

表　　　　４ 火格子１８直上のコークスは灰化されて、スムーズに火
格子から下方”へ落下し、未燃カーボンは装入コークス
に対し２％以下とわずかであった。

〈発明の効果〉 本発明はＣＤＱ設備を利用して効率よくコークスの完全
ガス化をはかることが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図はＣＤＱを利用したコークスガス化装置の概念図
である。 １・・・コークス供給装置、 ２・・・コークス装入ホッハー、 ３・・・コークス、　　　　４・・・副制御用羽口、５
・・・空気、　　　　　　６・・・酸素、７・・・水蒸
気、　　　　　８・・・発生ガス上部導管、９・・・圧
力センサー、 １０・・・レギュレーター制御３１１装置、１１・・・
バタフライ弁、 １２・・・発生ガス主導管、１３・・・ダスト捕集器、
１４・・・ダスト排出孔、　１５・・・熱回収装置、１
６・・・側壁Ａ、　　　　１７・・・側壁Ｂ、１８・・
・°火格子、　　　　１９・・・残渣排出装置、２０・
・・予備室、　　　　２１・・・反応室、２２・・・発
生ガス、　　　２３・・・温度センサー、２４・・・主
制御用羽口、　２５・・・集塵機。 特許出願人　　　　川崎製鉄株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コークス乾式消火設備（ＣＤＱ）において、コーク
   ス装入ホッパ下部のコークス導入部近傍の胸部側壁に設
   けた副制御用羽口より水蒸気を含む吸熱組成のガス化剤
   を装入されたコークスに吹き込むことにより、コークス
   を所定の温度に冷却し、かつＣＤＱの底部から腹部にか
   けて装入堆積したコークス層にＣＤＱ底部に設けた火格
   子よりガス化剤を吹込むと共に腹部に設けた温度センサ
   ーにより腹部まわりの温度分布を測定し、所定の均一な
   温度分布になるように腹部まわりに設けた主制御用羽口
   から吸熱乃至発熱組成のガス化剤を吹込むことを特徴と
   するＣＤＱを利用した赤熱コークスのガス化方法。 ２、コークス乾式消火設備（ＣＤＱ）において、コーク
   ス装入ホッパ下部のコークス導入部近傍の胸部側壁に複
   数の温度センサおよび水蒸気を含む吸熱組成のガス化剤
   吹込用の複数の副制御用羽口を配置し、腹部側壁には複
   数の温度センサおよび吸熱乃至発熱組成のガス化剤吹込
   用の複数の主制御用羽口を配置し、底部にはガス化剤吹
   込羽口と灰排出機構を有する火格子を設けてなることを
   特徴とするＣＤＱを利用した赤熱コークスのガス化装置
   。