ドライアッシュ式ジェット噴流層石炭ガス化装置の開発に関する基礎研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63603501
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 上牧 修 北海道大学, 工学部, 助教授 (50001285)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻 俊郎 北海道大学, 工学部, 助手 (30163794) ; 柴田 俊春 北海道大学, 工学部, 助手 (40001284) ; 山口 賢治 北海道大学, 工学部, 教授 (10087463)
• Keywords: 石炭ガス化装置 / ジェット噴流層 / 酸素分割供給法 / ドライアッシュ方式 / 二段粒子層方式 / 粒子の偏析現象 / 一次元反応モデル

Research Abstract

本年度は、ガス化炉の上段および下段にジェット噴流層を応用した一塔二段粒子層方式の反応装置(ガズ化炉C)を開発して酸素分割供給法で太平洋炭のガス化実験をおこない、以下の成果を得た。
1.従来のガス化装置(ガス化炉B)で顕著に認められた未反応微細炭素粒子の飛び出しによる炭素転化率の低下を防ぐため、本ガス化炉Cではガス化フリーボード部断面積をガス化炉Bの3.2倍に拡大するとともに、上段粒子層に粒子衝突用のバッフルを取りつけるなどの改良をおこなった。その結果、クリンカー生成などのトラブルなしに、約1150℃の高温でも安定に操作できることを確認した。
2.ガス化成績は炭素転化率85〜97%、冷ガス熱効率70〜78%と著しく向上した。このガス化成績は現在報告されているドライアッシュ方式の炉では最高の値である。
3.生成ガスは水素38〜42%、一酸化炭素30〜40%、炭酸ガス18〜24%を含み、液体燃料変換用ガスとして高品位のものである。
4.ガス化装置からの微細粒子の飛び出し現象の解明および灰の選択的排出法の確立のため、二成分系ジェット噴流層での粒子の偏析現象をコールドモデル装置を用いてしらべ、細粒子の偏析度に及ぼすガス流速、粒径比などの影響を明らかにし、粒子偏析状態図を作成してガス化成績向上のための操作条件の決定に必要な基礎データを収集した。
5.簡略一次元反応モデルを用いてガス化成績の理論的推算を試みた。その結果、炭素転化率、冷ガス熱効率、ガス化炉内の温度分布、ガス収量とその組成などに関し、計算値と実測値のあいだにほぼ満足すべき一致性を認めた。この反応モデルの利用によりガス化成績に及ぼす酸素比、水蒸気比など操作条件の影響を理論的に推定できること、およびガス化炉の設計に本モデルが有効であることを示した。

Research Products

• [Publications] Tsuji,Toshiro: Proceedings of 2nd Japan-China Symposium on coal and Cl Chemistry. 337-342 (1988)
• [Publications] 上牧修: 化学工学協会石炭高度利用専門委員会報告書. 77-82 (1988)
• [Publications] 上牧修: 日本化学会第57秋季年会講演要旨集. 190 (1988)
• [Publications] Uemaki,Osamu: Canadian Journal of Chemical Engineering.
• [Publications] Tsuji,Toshiro: Canadian Journal of Chemical Engineering.
• [Publications] 辻俊郎: 化学工学論文集.