JPH0631345B2 - 固体炭素質材料をガス化もしくは燃焼させる方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、循環式流動層反応装置に於て固体炭素質材料
をガス化もしくは燃焼させてガス材料とする方法に関す
る。循環式流動層反応装置に於ては、反応室内でのガス
の流量は、ガスによつてかなりの量の固体粒子が反応室
からその下流に配置されている粒子分離器へ運ばれるよ
うな高いレベルの流量値に維持されており、それらの固
体粒子、即ち循環する材料、の大部分は該分離器にて分
離されて反応室へと戻されると共に、ガスは粒子分離器
から更にガス精製ステージへ運ばれ、このステージにて
微粒子がガスから分離されるようになされるのである。

本発明は又、固体炭素質材料をガス化もしくは燃焼させ
る設備装置であつて、反応室の下流に配置され、循環さ
れる材料のための少なくとも１個の分離器を備えてい
て、該分離器が分離した粒子を反応室、好ましくはその
下部、へ導くための粒子用の戻しダクトと接続されてい
る循環式流動層反応装置を含んで構成された設備装置に
関する。

従来技術及び問題点 炭素質の固体燃料をガス化するために幾つかの異なる方
法が使用されている。これらの方法に於て最も重要なこ
とは、これらの様々なガス化の方法が流動層の概念を基
本としていることである。全てのガス化装置に於る問題
点は、流動層によるガス化に一部係わる問題でもある
が、如何にして高い炭素の転化（conversion）を達成す
るかということである。この問題は、石灰のような反応
性が比較的低い燃料をガス化するときに特に重要とな
る。粉砕ピートのような粒径の小さな燃料で高い炭素転
化を達成することも又困難である。

炭素の転化が僅かであるということは、本質的には流動
層によるガス化が比較的低い反応温度で行われる結果と
して生じるのであり、この反応温度は燃料の灰（ash）
の溶融温度によて制限されるのである。炭素の転化は、
ガス化の反応時間を長くすること、即ち、逃げた未反応
の燃料を反応装置へ戻すこと、よつて著しく改善するこ
とができる。

循環式流動層によるガス化装置又はボイラーに於ては、
ガス上昇流量はかなり大きく、生産ガス、即ち煙道ガス
に運ばれてかなりの量の固体の流動層材料が反応装置か
ら流出してしまう。このように流出した流動層の材料の
殆どは分離器によつてガスから分離され、反応装置へ戻
される。しかしながら微細な粉末はガスと一緒に排出さ
れてしまうのである。反応装置を循環される材料には、
灰、石炭、そして、ガス化装置へ導かれることができて
硫黄を捕捉するような望まれる反応を引き起すライムス
トーンのようなその他の固体材料が含まれる。

しかしながら、通常使用されているサイクロンのような
分離器は、小径粒子を分離する能力に制限がある。通常
は、高温サイクロンは５０〜１００μｍ迄の粒子のみを
分離することができ、これより微小な粒子はガスと一緒
に逃げてしまう傾向を示す。ガスと一緒に反応装置から
排出される未反応燃料は主に石炭であり、揮発性（未反
応）の部分が既に放出されてしまつていることから、反
応装置へ戻された場合には実際に「フレツシユ」な燃料
に比較して長い時間滞留されることが必要となる。しか
しながら、戻された石炭の粒径は非常に小さいので、戻
された微粒子は直ぐに再び反応室から排出されてしま
い、これにより反応時間はあまりにも短く、炭素の転化
は僅かとなつてしまうのである。

小さな石炭粒子は新しいセラミツクフイルターによつて
ガスから分離することができるが、新たな問題が生じて
くる。固体燃料は常に灰を含み、これは純粋なガスが生
産される場合には装置から排除されねばならない。可能
な限りに高い炭素の転化を意図するならば、灰と一緒に
多量の未反応の炭素が排出されるのを防止するようにし
て灰を除去しなければならない。しかしながら灰の粒径
は広い寸法範囲内で様々な寸法とされ、微粉灰は残余の
微粉石炭と一緒に反応装置から放出される傾向を示す。

高い炭素の転化を達成するために、以下の様々な問題を
解決しなければならない。即ち、 １．ガスから微粒子を分離して反応装置へ戻すことが可
能でなければならない。そして、 ２．戻された微粒子に含まれる炭素が反応されねばなら
ず、その灰が装置から分離されねばならない。

これ迄は、この問題を解決する試みは成功していない。

ボイラープラントの流動層による燃焼に於ても共通のこ
とであるが、未燃焼の石炭はフライアツシユに簡単に粉
れ込んでしまう。これは特に反応性に乏しい燃料が使用
されたり、ボイラープラントが小負荷の状態又は極めて
高い負荷の状態の下で生じる。フライアツシユは、１０
％以上、時には２０％もの石炭を含有し、これがボイラ
ーの効率を悪化させるのである。知られているように、
フライアツシユが燃焼室へ戻されるとそのフライアツシ
ユに含まれる僅かな炭素が与えられ、これによりボイラ
ーの効率を改善できるのである。

フライアツシユ自体は問題のある生産物である。例え
ば、米国に於ては、フライアツシユの全量のたつた２０
％の量しか建築工業及び道路建造に使用されていない。
最終的な保管が動力プラントに於て問題となつているの
である。フライアツシユは体積当りの重量が極めて軽
く、このことは残余のフライアツシユが非常に大きな保
管場所を必要とすることを意味するのである。

このことは、人口密集地域に問題を生じることになる。
更に、フライアツシユを地下水に触れることのないよう
な方法で保管するように注意を払わねばならない。煙道
ガスを精製するのに最近はアンモニアが導入されてお
り、このことがフライアツシユの問題点を増やしてい
る。アンモニアで処理されたフライアツシユはコンクリ
ート工業では使用することができないのである。

流動層のボイラーに於る燃焼温度は、例えば粉砕燃焼装
置に於るよりも低く、灰の特性も全く異なる。低温で燃
焼されて生じた灰は不安定であり、燃焼状態に応じてガ
スとなつたり、液体となつたり或いは塵となつて放出さ
れる。

フインランド国特許公報ＦＩ６６４２５号は微粉末のリ
サイクリングによつてこれらの問題を解決する方法及び
装置を記載している。その方法によれば、ガスから分離
された極めて微細な微粒子は反応装置の下部へ戻され、
又、反応装置の同じ場所へ酸素ガスが導入されて高温領
域を形成し、この領域にて流動層に於る粒子との微粒子
の集塊化が行われる。この方法は「Ｕガスプロセス」と
称される方法での改善を取り入れているのである。

英国特許ＧＢ２０６５１６２号はガスから分離された微
細材料を流動層の上部へ供給し、そこに於て酸素ガスが
反応装置の同じ場所へ導入されたときに微粒子が流動層
の粒子と集塊化されるような方法及び装置を記載してい
る。

これらの何れの方法に於る問題点はプロセスコントロー
ルにあることが明らかである。何れの方法も分離した微
細材料を流動層に集塊化させることを目的としており、
優れた熱及び材料転移の特性を特徴としている。主なる
プロセスはそれ自体が最適温度にて作動できることが非
常に重要なことであり、集塊化に必要な温度がこの主な
るプロセスの温度と同じでない場合には簡単に乱されて
しまうのである。流動層に於る良好な熱移動によつて温
度が釣り合う傾向を示すのであり、これが新しい問題を
引き起こすのである。実際のガス化に使用される酸素ガ
スと別のガスが必要となる。何故ならば、過大量の熱が
生じるからである。更に、流動層に含まれる粒子の粒径
がかなりの範囲で変化することから、あまりにも大きな
灰集塊の生成を防止するという反応装置での集塊化のコ
ントロールが困難となる。灰ステイツクも小径の流動層
粒子並びに大き過ぎる粒径の灰集塊と同様に簡単に形成
されてしまい、このことは灰の除去を妨害即ち阻止する
ので、ガス化プロセスを中断しなければならないことに
なつてしまうのである。更に又、反応装置自体に於る集
塊化は局部的な過熱を引き起こし、これは粒子の付着を
発生させることになるのである。

米国特許第３，８４７，５６６号は一つの解決法を記載
している。これに於ては、別の燃焼装置に於てガス化装
置から逃げた微細材料を燃焼させることによつて高い炭
素の転移を得るものである。流動層からの粗い炭素質材
料は燃焼によつて放出された熱により加熱される。この
炭素質材料はこの加熱の後に流動層へ戻される。このこ
とは、ガス化のために必要な熱が如何にして発生される
かである。燃焼及びガス化によつて放出されたガス、煙
道ガス及び生産ガスは、二つの分離プロセスによつて装
置から除去されるのである。この分離プロセスは何れも
分離ガスの精製装置を含んでいる。理解されるように、
この方法の装置は複雑な構造を必要とし、この結果とし
てプロセスコントロールが困難となる。

上述した方法による問題点は困難なプロセス状態にあ
り、このプロセス状態では集塊化のための状態をコント
ロールしなければならないのである。このことは高価な
材料及び冷却された構造を必要とする。

発明の目的 本発明の目的はプロセスのコントロールに於て上述した
ような欠点がなく、複雑且つ高価な構造を必要とせず
に、可能な限り高い炭素転移を達成できるガス化もしく
は燃焼のための方法及び装置を提供することである。本
発明の目的は又、可能な限り微細な炭素質の微粒子を生
産ガス即ち煙道ガスから分離し、この分離した微粒子
を、そのプロセスに於てその微粒子に含まれる炭素が利
用できるようにした状態で、且つ又灰が分離される状態
で、反応装置へ戻すようになすことである。

発明の概要 本発明によれば、このガス化の方法は、反応室へと粒子
を戻す前に、その循環する材料に対してガス精製ステー
ジにて分離された微粒子を高い温度の下で集塊化させる
ことを特徴する。換言すれば、生産ガスから粒子が少な
くとも二つのステージにて分離されるのである。第一の
ステージに於ては、主に粗い粒子が分離されて循環式の
流動層反応装置へその殆どが戻されるのである。又、第
二のステージに於ては、主に微細な炭素質の微粒子が分
離されるのであり、少なくともその一部は高い温度の下
で、循環する粒子に対して集塊化され且つ混合された後
に、流動層反応装置へ戻されるのである。

分離された微粒子の温度は、この微粒子の流れに酸素ガ
スを導入することによつて１０００℃を超える温度に迄
高められることが好ましく、最も好ましくは１１００〜
１３００℃に迄高められるのであり、これにより微粒子
の少なくとも一部は粘着性の粒子となるようにされて、
反応室へ戻る前の循環する粒子に対して集塊化を引き起
すようになされるのである。集塊化された粒子は反応装
置へ戻される前の循環する粒子と均等に混合されること
が好ましい。

本発明によれば、上述した方法を実現するための循環式
流動層反応装置は、循環する粒子のための子分離器に続
いて、生産ガスの流れに少なくとも一つの微粒子のため
の分離器が備えられ、この分離器は集塊化のための手段
へ通じるフローダクトと接続されていて、この集塊化の
ための手段は循環する粒子のための戻しダクトと接して
配置されている、ことを特徴とするのである。

このようなプロセスに於て、ガス精製のための温度が高
められる程、幾つかの連続的に接続されたサイクロン、
サイクロンラジエーター、又は高熱フイルター、或いは
微粒子を分離することのできるその他の同等装置を使用
することによつて、一層良好に微粒子を生産ガスから分
離することができるようになる。

他方に於て、例えば組み合わされた動力プラントと接続
されて、スチームを過熱するために高温生産ガスを使用
し、又、例えば８５０℃程度の低温度に迄生産ガスが冷
却される迄は、生産ガスから微粒子の分離を行わないこ
とが有利である。この場合、ガスの精製も又容易に達成
できるのである。低温度に於ては、ガスは有害となる程
の煙霧を含有しないのであり、この煙霧は分離するのが
困難であり、又、例えばセラミツクフイルターの孔を簡
単に詰まらせてしまう。更に、高温の煙霧は化学的に非
常に活動的であり、材料に重大な要求事項を課すのであ
る。本発明による方法は、それ故に動力プラントとの組
み合わせに関して最も適当とされるのである。何故なら
ば、燃料の炭素の転化が高く、生産ガスは純粋でガスタ
ービンに良好に使用でき、更に又全体の熱経済性がスチ
ームを過熱することによつて改善されるからである。

微粒子の反応装置に於る滞留時間を長くして炭素の転移
を改善するような程度に迄、集塊化によつて微粒子の粒
径が増大される。戻された粒子の粒径が十分に大きくさ
れていれば、灰粒子が最適ステージにて反応装置から除
去でき、これにより灰粒子に含まれる炭素が既に完全に
反応されてしまうようになすことができる。

反応装置自体に於る粗い流動層の粒子よりも循環する粗
い粒子がかなり小径であるような実際の動層反応装置の
外側の粒子を集塊化させることによつて、大き過ぎる粒
径の粒子が形成されることは回避されるのである。この
ような大き過ぎる粒径の粒子は灰と共に反応装置から排
出されてしまい、完全に反応するには十分でない時間し
か炭素を滞留さないのである。

循環式流動層反応装置に於るガス化は通常のバルブ式流
動層反応装置に於るガス化とは或る程度相違する。循環
式流動層反応装置に於ては、上昇流量は大きく、典型的
には２〜１０ｍ／ｓであり、大量の固体の流動層材料が
そのガスと共に反応装置の上部へ持ち上げられ、更に反
応装置の外部へ運ばれ、ガス分離の後に戻されるのであ
る。このような反応装置に於ては、ガスと固体材料との
間の重要な反応は反応装置の全体の部分で行われる。一
方、懸濁密度は反応装置の上部に於てガス重量当りの重
量が０．５〜３０kg／kg、最も普通には２〜１０kg／kg
とされる。

バルブ式流動層反応装置に於ては、ガスの流量は０．４
〜２ｍ／ｓであり、反応装置の上部に於る懸濁密度は、
循環式流動層反応装置の場合に比較して約１０〜１００
倍小さく、ガス／固体材料の反応は反応装置の下部、即
ち流動層にて主に行われるのである。

発明の利点 本発明の方法は、例えば次の通りの利点を有しているの
である。即ち、 −この方法によつて高い程度の炭素の転化が達成され
る。

−炭素微粒子のガス化又はボイラーに於るプロセス状態
を乱すことなくコントロールされた方法で微粒子炭素の
集塊化が遂行される。

−循環式流動層の概念によれば、反応装置の横断面は所
謂バルブ式流動層装置に比べて明らかに小さくすること
ができる。

−横断面が小さくされて良好な混合状態が得られること
により、バルブ式流動層に比べて燃料供給及び灰除去装
置の必要性が本質的に低減される。

−安価なライムにより燃料に含有されている硫黄の捕捉
がこのプロセスにて行われる。

−固体及びガスの間の反応が反応装置及び分離器の全体
部分で行われる。

−上述した装置は高価な特別の材料を必要としない。

−このプロセスの様々なステージが様々な装置で行われ
る場合、プロセスコントロールは全体的な結果を考慮し
て最適に行われる。

−不活性な灰が受け入れられる。

−フライアツシユを保管する問題が低減される。

本発明の好ましい実施例の説明 本発明は、以下に例として本発明の二つの実施例を示す
添付図面を参照して、更に説明される。

第１図に示されるガス化装置に於て、流動層反応装置１
の上部は粒子分離器２に接続されている。粒子分離器２
の下部３は戻しダクト３を備えており、このダクトは循
環する粒子を反応装置の下部へ導いている。生産ガスは
分離器の上部から排出ダクト４を通して分離器５へ排出
され、微粒子を除去するようになつている。微粒子のた
めの分離器５はダクト６を備えている。このダクト６は
微粒子をシールし集塊化する手段７へ導く。この微粒子
をシールし集塊化する手段７は粒子を循環させるために
戻しダクト３と接続されて配置される。流動層反応装置
１の底部はガスを流動化させるためのデイストリビユー
タ８を備えている。ガス化されるべき固体炭素質材料は
導管９を通して反応装置内へ導かれ、ガス化する材料に
含有されている硫黄を分離することを目的とするライム
その他の材料は導管１０を通して導かれる。本発明によ
れば、反応装置１から付与され、未反応炭素及び恐らく
ダクト１０を通して反応装置内に供給された燃料に含有
されているライムや灰のような固体材料の大部分は、分
離器２によつてガスから分離される。しかしながら、反
応装置から流れる固体の典型的には０．１〜２％の比率
である微粒子は、生産ガスと一緒に反応装置から排出さ
れてしまう。分離器２は、耐火性のライニングを備えた
サイクロン分離器がその他の同等な高温ガス分離器のよ
うな知られている何れの形式のものとすることができ
る。

７５０〜１１００℃もの高温が反応装置１及び分離器２
内に典型的に発生される。反応装置１及び分離器２は内
部を耐火煉瓦又は同様部材にてライニングされるのが好
ましい。僅かな量の微粒子を含有する高温ガスがダクト
４を通して熱回収ユニツト１１へ導かれるのであり、こ
のユニツトは望まれるならばガスを或る程度冷却するの
である。

熱回収ユニツト１１に続いて、ガスは更に他の微粒子の
ための分離器５へ導かれる。この分離器５に於て、ガス
から特に全ての粒子が分離されるのである。この分離５
は、セラミツクやその他のフイルター、或いは大きな分
離容量を有する遠心分離器のような知られている何れの
ものとすることができる。純粋なガスがダクト１２を通
して、使用場所へ送られるのである。分離５にてガスか
ら分離された微粒子は、ダクト６を通してシールし集塊
化する手段７へ送られる。分離器５で分離され且つ炭素
塵を含有する微粒子材料が高温である場合には、ダクト
１４を通して供給される酸素ガスを使用してこの微粒子
材料を集塊化手段７へ給送するために、ループシール１
３を使用するのが好ましい。このことは、ダクト６内を
搬送される微粒子の部分的な酸化を生ぜしめ、これによ
り該微粒子の温度を上昇させるのである。微粒子が過熱
される傾向を示すならば、ダクト１５を通して他のガス
を供給することもできる。好ましいとされる他のガスは
水蒸気及び二酸化炭素である。必要ならば、微粒子の搬
送は不活性ガスのみによつて行うことができる。

分離器２及びダクト３を通してシーリング及び集塊化手
段７の下部へ導かれる非常に大量の固体の流れは、必要
ならばダクト３内に配置された冷却器１６によつて冷却
されることができ、熱を回収するようになすこともでき
る。粗い粒子の循環する流れは、加熱される微粒子の流
れが循環する粒子の流れに比例して大量であるならば、
冷却されて反応装置に加熱作用を及ぼすようにされる。
通常は、微粒子の流れは循環される粒子の流れに比べて
僅かであるので、反応装置の温度に対して何の効果も及
ぼさない。

第２図に示されているシーリング及び集塊化手段は、円
筒形容器１７を含んでいる。この容器の内部には、中央
に垂直な耐火性のダクト１８が配置されており、このダ
クトはダクト３ｂを通して反応装置１の下部と連通され
ている。ダクト３ａから与えられる大きな反応の流れは
容器１７とその内部の中央ダクト１８との間に形成され
ている空間１９へと導かれる。この中間の空間の底部に
は、ダクト３ａから与えられる固体粒子の流れに対して
適当な流動化ガスを供給される。この流動化ガスは、ダ
クト２０を通して供給され、好ましくはブロー装置によ
つて供給される酸素ガスとされるか、及び／又は、粒子
の流れの温度がその他のガスを要求するならば、好まし
くは水蒸気や二酸化炭素とされてダクト２１を通して供
給されることができる。

流動右バリヤ層がダクト１８及び容器１７の間に形成さ
れてガスが反応装置１からダクト３ｂ及び３ａを通して
分離器２へ流れるのを防止し、又、ダクト３ａから与え
られた粒子をダクト１８へ、更にダクト３ｂを通して反
応装置１へとオーバーフローさせるのである。

ダクト６を通つた微粒子は、ダクト２２を通して流され
た酸素ガスと同様に、容器１７の中央に配置されたダク
ト１８の上端へ導かれる。１０００℃以上の高温領域２
３が、ダクト１８内を移動する粒子材料の中央に形成さ
れ、この領域に於て微粒子の灰が部分的に溶融されて互
いに対して、又は循環する粒子に対して粘着し、大きな
粒子を形成するようになるのである。ダクト１８の壁部
付近の微粒子の下方へ向う流れは、このダクトの内壁を
微粒子の流れの中央部に存在する粘着性の粒子から保護
する。分離器５から排出された微粒子の流れは分離器２
からの粒子の流れに比べて実質的に小さいので、反応装
置内で行われるガス化プロセス自体を妨害することなく
粒子の主流に対する微粒子の集塊化をコントロールした
方法で行わせることが可能である。反応装置に流入する
ときは、微粒子及びその他の粒子の流れは、ダクト３ｂ
内で十分に混合されており、温度が釣り合わされてい
る。分離器２から排出された粒子の粒径（典型的に９９
％の粒子が１mmよりも小さい）は、分離器５から排出さ
れた粒子の粒径（典型的に９９％の粒子が０．１mmより
も小さい）と同様に知られているから、１０mmよりも小
さな粒径の大きな粒子を形成するように集塊化をコント
ロールすることは容易である。

ダクト３ｂからの材料は反応装置へ流動化ガスのデイス
トリビユータ８より上方位置にて流入する。このデイス
トリビユータは反応装置の底部にて酸素雰囲気の中に配
置されている。ここで、粒径が増大されたことから、僅
かながら反応性の集塊化された石炭粒子は完全に反応す
るために十分な時間だけを滞留され、これにより灰排出
用ダクト２４を通して排出された材料には極めて僅かな
量の未反応炭素しか含有されないのである。反応装置か
らの灰の除去はコントロール装置２５によつてコントロ
ールされ、このコントロール装置は、例えばスクリユー
コンベヤとされ得るのであり、又、灰は灰処理装置２６
によつて取り去られる。この装置は既に知られている何
れの装置とすることができる。

酸素ガスはダクト２７を通して流動化ガスのデイストリ
ビユータ８の下側に供給される。デイストリビユータ８
は反応装置に対するガスの分配を行う。特に石炭をガス
化する場合には、酸素ガスと共に、ダクト２８を通して
流動化ガスとして水蒸気を供給するのが好ましい。

ガス化される固体材料は導管９を通して反応装置内へ供
給されるのであり、その供給位置は、燃料の揮発性物質
が部分的に解放されて高カロリーのガスを生産すること
になる反応装置の底部の濃い流動化層の上方とされるの
が好ましい。固体材料は反応装置内へ酸素ガスを供給す
るデイストリビユータよりも２〜４ｍ上方の高さ位置に
供給されるのが好ましい。

第３図に示されたボラープラントに於ては、この適用装
置は化石燃料を使用する循環式流動層ボイラーに於るフ
ライアツシユの処理に適用されている。循環式流動層ボ
イラー１は粒子分離器２及び循環する材料のための戻し
ダクト３と接続されている。循環する粒子の精製された
ガスは導管４を通して対流部分１１へ導かれ、更にガス
精製手段５へ導かれる。このガス精製手段５は、例えば
電気的フイルター、バツグフイルター、セラミツクフイ
ルター、多段サイクロン或いは微粒子用のその他の同等
な分離器とされ得る。

微粒子はガス精製手段からダクト６を通して集塊化手段
７へ運ばれる。この集塊化手段７は循環する粒子のため
の戻しダクト１３内に配置されている。集塊化手段７は
上述したように作動する。温度は１０００℃を超える温
度、好ましくは１１００〜１３００℃に迄ダクト２２か
らの酸素ガス、好ましくは空気によつて上昇されるので
あり、この温度に於てはフライアツシユの少なくとも一
部は溶融して循環する粒子に対して粘着するのである。
この集塊化手段は、微粒子の炭素含有量が温度を望まし
い温度迄上昇させるには不十分な量であるならば、ダク
ト２０から別途燃料を供給され得る。この別途の燃料は
ボイラーで燃焼される燃料とされ得る。或る適用例に於
ては、全ての燃料は集塊化手段を通してボイラーへ供給
され、又、集塊化手段に於る温度は酸素ガスの量によつ
て調整されるのである。

微粒子の量は本質的には循環される粒子の流量よりは少
なく、又、一般に微粒子だけの温度が集塊化時にて上昇
されるのであるから、粒子のコントロールしたリサイク
ルが実際の燃焼プロセスに障害を与えることなく実現で
きるのである。ボイラー外部の循環する粒子に対して微
粒子を集塊化させることは、ボイラーに於るプロセスに
対して有害な作用を有する灰に応じて集塊化温度を容易
に選定できるようになすのである。一方、ボイラーの温
度を燃焼プロセスに障害とならないようにしてボイラー
自体の内部で集塊化が適当に行われるように調整するこ
とは、殆どできないのである。

低い温度の循環する粒子と混合される際、溶融したフラ
イアツシユは凝固し、循環する粒子よりも粗い、典型的
に２〜２０mmの粒径の固い密度の高い粒子を形成する。
このようにして受け入れられた粗い灰の粒子は再循環に
よつてボイラーの燃焼室へ送られ、そこから分離されて
通常の固まつた灰と一緒に灰排出ダクト２４を通して排
出されるのである。

或る種の適用例では、１〜５０barのガス圧の下で循環
式流動層反応装置を加圧し、これにより小型寸法の反応
装置が、例えば動力ブラントプロセスに適当なガスを生
産することができるようになすのが好ましいのである。

本発明は、前述の実施例で説明したガス化装置やボイラ
ーに限定することを意図していない。或る種の適用例に
於ては、幾つかの分離器が隣接配置され或いは直列に配
置されて反応装置を形成するのが好ましく、一つ又は全
ての戻しダクトに集塊化手段が配置されるのが好まし
い。微粒子は異なる形式のものとされた複数の分離器に
よつて分離されることもできる。戻しダクトからの分離
された微粒子を集塊化し、又、循環する粒子に並びに該
ダクト内の集塊化された粒子のみを混合するようになす
ことは可能である。戻しダクト３ｂの下部は熱回収手段
を備えることもできる。集塊化される粒子の戻しダクト
壁部に対する粘着は、ダクト壁部に沿つてガス流を導い
て粒子が壁部に接触する迄に粒子を冷却させることによ
つて、防止することができる。

本発明は、ガス化をもたらすために酸素ガスを使用しな
いが、反応装置に於る燃料温度を他の方法で上昇させる
ガス化反応装置に対しても当然に適用することができる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ガス化装置の概略図。 第２図は、シーリング及び集塊化装置の概略図。 第３図は、ボイラープラントの概略図。 １……循環式流動層反応装置、２，５……分離器、３…
…戻しダクト、４……排出ダクト、６……ダクト、７…
…シーリング及び集塊化手段、８……デイストリビユー
タ、９，１０……導管、１１……熱回収ユニツト、１２
……ダクト、１３……ループシール、１４，１５……ダ
クト、１６……冷却器、１７……容器、１８……中央ダ
クト、１９……空間、２０，２１，２２……ダクト、２
３……高温領域、２４……灰排出ダクト、２５……コン
トロール装置、２６……灰処理装置、２７，２８……ダ
クト。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭47−1474（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−162353（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−127101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−32591（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−98286（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−84890（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−46704（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−6502（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3867110（ＵＳ，Ａ) 西独国特許公開2909657（ＤＥ，Ａ)

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】−かなりの量の固体粒子を反応室からその
   下流位置に配置されている粒子分離器へガスと共に排出
   するような高いレベル値に、反応室内のガス流量を維持
   し、 −これらの固体粒子、即ち循環される材料、の大部分を
   粒子分離器に於て分離して反応室へ戻し、そして、 −粒子分離器から更にガス精製ステージへガスを導き、
   該ステージに於て微粒子をガスから分離する、 ようになす循環式流動層反応装置で固体炭素質材料をガ
   ス化もしくは燃焼させる方法であつて、 戻しダクト内の固体粒子が反応室へ戻される前に、ガス
   精製ステージで分離した微粒子を高い温度の下で循環材
   料に集塊化させる、 ことを特徴とする固体炭素質材料をガス化もしくは燃焼
   させる方法。
2. 【請求項２】少なくとも微粒子の一部が粘着性粒子を形
   成するように大量の酸素ガスを微粒子の流れの中に導く
   ことによつて、分離された微粒子の温度を上昇させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. 【請求項３】高温の微粒子を戻しダクトの中央へ導くと
   共に粒子を戻しダクトの内側の壁部に沿つて循環させる
   ことにより、高温の下で微粒子が戻しダクトの壁部に集
   塊化するのを防止することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の方法。
4. 【請求項４】集塊化された粒子が反応室内へ戻される前
   の循環する流動層材料と均等に混合されるようになされ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
5. 【請求項５】流動層反応装置に於て、 −反応器内の固体炭素質材料を酸素ガスと接触させるよ
   うに運ぶことによつて７５０〜１１００℃の温度と、 −１〜５０barのガス圧と、 −好ましくは２〜１０ｍ／ｓの粒子流量、及び、循環す
   る粒子を分離した生産ガスから、該ガスの部分冷却を行
   つた後に炭素質微粒子を更に分離すること、又、この微
   粒子は、その流れに酸素ガスを導くことによつて好まし
   くは１１００℃を超える温度に迄温度を高められて、粒
   子が流動層反応装置の下部へ戻される前にその循環する
   粒子へ集塊化されると共に均等に混合されるようになさ
   れることと、 を維持することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の方法。
6. 【請求項６】反応室の下流に配置されていて、該反応室
   へ、好ましくはその下部へ、分離した粒子を循環させる
   ための戻しダクト（３）に接続されている粒子を循環さ
   せるための少なくとも１個の分離器（２）、及び、分離
   器からガスを排出するための出口、を含んで構成された
   循環式流動層反応装置に於て固体炭素質材料をガス化も
   しくは燃焼させるための設備であつて、分離器（２）の
   下流に於てガスの流れに微粒子用の少なくとも１個の分
   離器（５）を備えられ、この分離器（５）から微粒子集
   塊化手段（７）へ微粒子を導くためのダクト（６）が配
   置され、該微粒子集塊化手段（７）は粒子を循環させる
   ための戻しダクト（３）と接続されて配置されている、
   ことを特徴とする装置。
7. 【請求項７】微粒子集塊化手段（７）が閉じられた又は
   一部閉じられた容器（１７）と、該容器内部の中央に且
   つその上部から間隔を隔てて配置された垂直方向の開口
   せるダクト（１８）と、該ダクトの下部が流動層反応装
   置（１）へ導かれている粒子の戻しダクト（３）の下部
   （３ｂ）に接続されていることと、容器（１７）の壁部
   及び垂直ダクト（１８）の間の円筒形の空間（１９）
   と、該空間が粒子分離器（２）からの粒子戻しダクトの
   上部（３ａ）に接続されていることと、循環する粒子を
   円筒形空間から垂直ダクトへと該ダクトの上縁を超えて
   流し、更に流動層反応装置へ導かれている戻しダクト
   （３ｂ）へと運ぶために円筒形空間の下部に配置されて
   いるガス入口ダクト（２０，２１）と、微粒子のための
   入口ダクト（６）と、該ダクトが容器の上部の垂直ダク
   トの中央付近の上方に配置されていることと、ダクト
   （６）と接続されて配置されている酸素ガスの入口ダク
   ト（２２）と、を含んで構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第６項記載の装置。