噴射ノズルマニホールド及びその使用により高温ガスを急冷する方法
噴霧化ガスを供給するための同軸の第一通路（２６）と、前記第一通路内に設けられ液体を供給するための同軸の第二通路（２７）と、マニホールド（２５）の縦軸から離れた方向に液体を噴霧化し噴射するための横方向に間隔をあけて配置された二つ以上のノズル（１６）とを備えた噴射ノズルマニホールド（２５）であって、前記ノズルは第一通路に取り付けられ、前記ノズルが、前記第二通路（２７）に流体連結された液体の入口と、前記第一通路（２６）に流体連結された噴霧化ガスの入口と、噴霧化ガスと液体を混合する混合室（３７）と、噴霧化ガスと液体との混合物の出口（２４）とを備え、前記ノズルが噴霧化ガスを放出するための開口部（３３）を有し、前記開口部が前記混合室（３７）の上流の位置にて前記第一通路に流体連通しており、前記ノズルを取り囲むシールド（３２）が前記第一通路（２６）に固定される、前記噴射ノズルマニホールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は噴射ノズルマニホールド、噴射ノズルマニホールドからなる装置及び該装置の使用により高温ガスを急冷する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＳ−Ａ−２００６／０２６０１９１の容器は、隣接ガス化反応器の中で生成された高温合成ガスを急冷する液体を前記高温合成ガスの流れに注入することにより、冷却する。特に、この公報の図４は、１２００〜１８００℃の温度を持つ合成ガス混合物を得るための固形炭素系供給原料のガス化のためのガス化反応器を示す。この反応器は、上端部に高温合成ガスのための一つの出口を持ち、下端部にはスラグのための一つの出口を備える。反応器自体が、第一段階で合成ガスの中に存在する非ガス状成分の凝固点以下の温度まで下げるための急冷手段を備える。ダクトによってガス化反応器に接続された別個の急冷容器の中で、合成ガスの流れに水のミストを注入することで更に合成ガスの温度を低下させる。急冷容器の利点は、該容器の設計が複数の熱交換器バンクを備える廃熱ボイラーより格段に簡略化できることである。更なる利点は、合成ガスが飽和状態よりも低い水分を含有してもよいことである。このことにより、実質的に冷却された合成ガスを得て、例えばＥＰ−Ｂ−１１７８８５８に記載のフィルターを使用して、又はより好ましくはサイクロンを使用して、この合成ガスから灰を分離できる。
【０００３】
ＤＥ−Ａ−１０２００５００４３４１は噴霧ガスの供給のための同軸の一つの第一通路と液体の供給のための前記第一通路の中に存在する同軸の一つの第二通路を備える噴射ノズルマニホールドを記載している。この噴射ノズルマニホールドはさらに、二つ以上の横方向に間隔をあけて配置された液体を噴霧化し噴射するノズルを備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
出願人は、灰などの非ガス状成分を含んだ高温合成ガスに急冷媒体を注入することは容易でないことがわかった。例えば、ＤＥ−Ａ−１０２００５００４３４１の噴射ノズルマニホールドを適用すると、高温合成ガス中に存在する非ガス状成分によって噴射ノズルの深刻なファウリングが起こる。本発明は、このようなファウリングを生じることなく急冷媒体を注入する手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
噴霧化ガスを供給するための同軸の第一通路と、前記第一通路内に設けられ液体を供給するための同軸の第二通路と、マニホールドの縦軸から離れた方向に液体を噴霧化し噴射するための横方向に間隔をあけて前記第一通路に取り付けられた二つ以上のノズルとを備えた噴射ノズルマニホールドであって、前記ノズルが、前記第二通路に流体連結された液体の入口と、前記第一通路に流体連結された噴霧化ガスの入口と、噴霧化ガスと液体を混合する混合室と、噴霧化ガスと液体との混合物の出口とを備え、前記ノズルが噴霧化ガスを放出するための開口部を有し、前記開口部が前記混合室の上流の位置にて前記第一通路に流体連通しており、前記ノズルを取り囲むシールドが前記第一通路に固定される、前記噴射ノズルマニホールド。
【０００６】
出願人は、シールドとノズルの間の空間をパージする手段と共に、複数のノズルの周囲に一つのシールドを提供することによって、非ガス成分によるファウリングを効果的に防止できる噴射ノズルマニホールドが得られることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は急冷容器を断面図にて示す。図１ｂは急冷容器の異なった態様を断面図にて示す。
【図２】図１または図１ｂの急冷容器のＡＡ’断面図であり、複数の噴射ノズルマニホールドの構造を示す。
【図３】噴射ノズルマニホールドと急冷容器の壁の部分を示す。
【図４】図３で示した噴射ノズルマニホールドの詳細を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
噴射ノズルマニホールドは、上方、上端、下方、下向き、水平及び垂直と言った用語を使用して定義する。これらの用語は図１〜４に同様に示される使用時の噴射ノズルマニホールドの好ましい方向付けに関する。これらの用語は、この方向のみを有する噴射ノズルマニホールドに本発明の範囲を限定することを意図していない。
【０００９】
本発明による噴射ノズルマニホールドは噴霧ガスの供給のための同軸の第一通路と前記第一通路の中に存在する液体の供給のための同軸の第二通路とを備える。これらの通路は管状であるのが好ましい。横方向に間隔をあけて配置された複数のノズルがマニホールドの縦軸から離れた方向に液体を噴霧化し噴射するように配置される。これらのノズルは前述の縦軸に対して平行線上にあることが好ましい。好ましくは、これら複数のノズルは縦軸に垂直な同じ方向に噴射するように配置され、ただし、通路の端部に配置された追加ノズルは、下記で説明されるような異なった方向に噴射してもよい。
【００１０】
ノズルは第一通路に取り付けられる。好ましくは３〜１０のノズルが一つの噴射ノズルマニホールドに備え付けられる。ノズルは前記第二通路に流体連結されている液体のための一つの入口と第一通路に流体連結されている噴霧ガスのための一つの入口とを備える。ノズルは、噴霧ガス及び液体を混合する一つの混合室と噴霧ガス及び液体の混合物のための一つの出口とを備える。
【００１１】
噴射ノズルマニホールドの第一及び第二通路は、前記通路の一つの端部にて、噴霧ガスを供給する手段と液体を供給する手段とにそれぞれ適切に流体連結されている。マニホールドの通路の反対側の端部に、一つの付加されたノズルが、他の複数のノズルの噴射方向に対して傾斜した噴射方向で存在するのが好ましい。外側末端のノズルの噴射方向が前記マニホールドの他のノズルの噴射方向に０〜４５°の角度で存在するのがより好ましい。
【００１２】
ノズルの外側の灰堆積物を減少させるために、噴霧ガスの排出のための一つ以上の開口部をノズルの中に備える。この開口部は混合室の上流の位置で第一通路に流体連通されている。噴霧ガスの一部はこれらの開口部を通って流れ、灰の除去またはノズルの外側に灰が堆積しないようにする。一つのシールドによって囲まれた前記開口部を備えるノズルは第一通路から伸びていて、複数のノズルから流出する液体噴射を通行させる一つの開放端部を備える。前記の一つのシールドは二つ以上のノズルを囲むことができる。それぞれ個々のノズルが個々の一つのシールドを備え付けるのが好ましい。シールドが一つのノズルを囲む管状であるのがより好ましい。
【００１３】
噴射ノズルマニホールドが噴射ノズルマニホールドの上端部に蓄積された堆積物を避ける又は除去する手段を備えることが好ましい。前記手段は噴射ノズルマニホールドそれ自身又は前記マニホールドの上にある金属製シールドに直接的な機械的ラッパー手段であってもよい。他の可能な手段は音響洗浄手段である。他には、噴射ノズルマニホールドの上方側に形成されるいかなる堆積物も、連続的、断続的又は任意の組み合わせで吹き払うブラスト手段がある。当該ブラスト手段は、噴霧化ガスの一部をブラストガスとして適切に利用する。可能なブラスト手段は第一通路の上方側に沿って横方向に間隔をあけて配置された複数の開口部の一列であってもよい。高温合成ガスの冷却に使われるとき、噴射方向は下向きで前述の合成ガスの流れる方向も同様に下向きである。上方側でこれらの開口部に流出するガスは灰が堆積しないようにする。ブラスト手段は、噴射ノズルマニホールドの上方側に沿った水平ブラスト方向をもつ噴射ノズルマニホールドの上端に置かれるのがより好ましい。
【００１４】
適切に横方向に間隔をあけて配置された複数の開口部は、第一通路の壁の中で各開口部の反対側、上端、側面に存在している。これら複数の開口部がガス流を噴霧するため、それによって灰の堆積をさけ、堆積物を取り除く。
【００１５】
複数のノズルは通路本体の中に存在している、第二マニホールド通路に流体連結されている液体のための一つの垂直で中心にある供給通路を適切に備える。前述の通路本体はその下端部に外向きで放射状の複数の排出開口部を持つ。これら放射状の複数の排出開口部は前述の混合室で流出する。混合室は、噴霧ガスのための第一マニホールド通路に流体連結されていて、中央にある通路本体の下端部で、一つの単独の出口通路に流体連結されている、一つの環状空間を備える。この出口通路はノズル本体の内壁によって規定される。出口通路は、液体と噴霧ガスとの混合物のための一つの末広出口開口部の中の、出口通路の下端部で終点となる。
【００１６】
末広出口開口部により、使用時に、液体の急冷媒体と噴霧ガスの円錐形噴射が排出されるという結果になる。この円錐の角度は、１０°〜７０°が好ましく、１５°〜２５°（図４の角度β）がより好ましい。このようなノズルの一つの実施例が、ＵＳ−Ａ−２００４／０２２２３１７の図２に示されていて、その内容を参考としてここに組込む。
【００１７】
本発明は、上記の二つ以上の噴射ノズルマニホールドからなる装置にも関する。ノズルの大半が実質的に同じ方向を向いていて、マニホールドは適切に水平の円形平面内に放射状に配置されていて、マニホールドに噴霧ガスと液体を供給する手段がマニホールドの円周に沿って存在していて、円の中心でのマニホールドの端部がおのおのから離れて配置されている構造が好ましい。前述の構造が６〜１５個の上記噴射ノズルマニホールドを有することが好ましい。
【００１８】
好ましくは、上記構造は、上端部に高温（合成）ガスのための一つの入口と、下端部に急冷したガスのための一つの出口とを有する垂直方向に向いた容器の中に配置され、噴射ノズルマニホールドの水平構造と交わるガスのための流路を形成する。複数の別個の噴射ノズルマニホールドが、例えば保守のために取り外しが可能なフランジ手段により、前述の容器の壁に多数の別個の開口部に固定されることが好ましい。噴射するガス及び液体のための複数の供給導管は前述の容器から突き出ている複数のマニホールドの端部に容易に接続できる。
【００１９】
噴射ノズルマニホールドの装置が配置される水平高さでの容器の内壁は、下向き方向で外向きに傾斜する壁を持つ末広円錐形であることが好ましい。これらの壁がメンブレンウォールデザインであることが好ましい。メンブレンウォールデザインとは公知であり、冷却される壁構造をいう。この壁は気密で、相互接続した複数の導管からなる構造である。冷却は一般的に冷却水を気化することによって達成される。これらの導管は共通の分配器を経由して冷却媒体の供給器に流体連結していて、それらの他の端部では使用済の冷却媒体を排出する共通ヘッダーに流体連結されている。
【００２０】
扇形円錐形部は下向き方向で外向きに傾斜する壁を持つ。この壁の表面と容器の垂直軸の角度（図１及び１ｂのα）が３°〜３０°であるのが好ましく、５°〜１０°であるのがより好ましい。ノズルの出口開口部の中央と扇形円錐形部の壁の間の最小の距離は、０．２〜１ｍ（図３の距離ｄ）であることが好ましい。このような角度及び距離は、容器の内部壁（部分）に接触する前に液体を気化させることを確実にする。湿性灰堆積物は除去が容易でないため、このことが好まれる。
【００２１】
本発明は同様に、高温ガスの流れを液体水滴により急冷することにより冷却する方法を記載している。この方法では、液体水滴及び噴霧ガスを含む噴射が、上記に記載されている噴射ノズルマニホールド構造を使用して高温ガスの流れに注入される。前記方法では、高温ガスは前記構造の円形平面に垂直な方向に通過し、噴射は高温ガスの方向と同じ方向に注入される。
【００２２】
前述の液体は噴霧するために適当な粘度をもつ任意の液体であってよい。限定するものではないが、注入される液体の例は、下流のプロセスで得られる廃流である炭化水素液体である。前述の液体が少なくとも５０重量％の水を含有することが好ましい。前述の液体が実質的に水（すなわち＞９５容量％）からなることが最も好ましい。好ましい態様では、場合により下流合成ガススクラバーで得られる廃水（黒水ともいう）を前述の液体として使用する。
【００２３】
前述の液体は、細かい液体の水滴のミストの形で注入されることが好ましい。このミストは、５０〜２００μｍの直径を持つことがより好ましく、５０〜１５０μｍの直径を持つことが更により好ましい。少なくとも注入される液体の６０容量％が指摘したサイズの水滴の形であることが好ましい。
【００２４】
高温ガスの急冷を増進させるためには、急冷媒体を好ましくは平均速度１０〜６０ｍ／ｓ、より好ましくは平均速度２０〜５０ｍ／ｓで注入する。
【００２５】
噴霧ガスは例えば、Ｎ２、ＣＯ２、水蒸気又は合成ガスでよい。好ましい噴霧ガスは下流プロセス段階から再生利用された合成ガスである。噴霧ガスの使用は、同じ好ましい水滴サイズ及び速度を実現しつつも、注入圧力と急冷／冷却される高温ガスの圧力との差を小さくできるという利点を持つ。
【００２６】
前述の液体は、高温ガスの圧力より５バール以上高い注入圧力、好ましくは高温ガスの圧力より少なくとも１０バールから２０バール高い注入圧力で注入することが好ましい。
【００２７】
好ましくは、注入される急冷媒体は、注入地点での一般的な圧力条件では泡立ち点より最大で５０℃低い温度を有し、特に最大で１５℃、さらにより好ましくは泡立ち点より最大で１０℃低い。もし、この端部に注入される急冷媒体が水であると仮定すると、それは通常９０℃を超える温度を持ち、好ましくは１５０℃を超え、より好ましくは２００℃〜２７０℃、例えば２３０℃である。このようにして注入された急冷媒体の迅速な気化を得ると同時にコールドスポットが避けられる。上記の温度は、明らかに高温ガスの圧力によって決まる。
【００２８】
好ましくは、高温ガスは、圧力が２〜１０ＭＰａで、初めの温度が５００〜９００℃、より好ましくは６００〜８００℃である一酸化炭素及び水素のガス状混合物を含有する灰である。本方法は、特に高温ガスが、炭素系供給原料を含有する灰の部分酸化によって得られる方法に向けられている。供給原料を含む当該灰の例は、石炭、石炭コークス、石炭液化残留物、石油コークス、煤、バイオマス、オイルシェールから得られた粒子固形物、タールサンド及びピッチである。石炭は、亜炭、亜瀝青炭、瀝青炭及び無煙炭を含む任意の種類であってもよい。液体は、好ましくは水を含有する。急冷段階後のガスの温度は、好ましくは２００〜６００℃、より好ましくは３００〜５００℃、さらに好ましくは３５０〜４５０℃である。同軸の第一通路に供給される噴霧ガスは、 好ましくは、一酸化炭素及び水素のガス状混合物の圧力より０．５〜２ＭＰａ高い圧力をもつ。特に好ましい態様によると、注入される水の量は、前述の構造の手段による液体の注入後のガスが、少なくとも４０容量％のＨ２Ｏ、好ましくは４０〜６０容量％のＨ２Ｏ、より好ましくは４０〜５５容量％のＨ２Ｏを含有するように選択される。
【００２９】
上記の冷却段階で得られる水素と一酸化炭素の冷却混合物中に存在する固体のかなりの部分が、好ましくはサイクロンにより分離される。残りの固体は後続の洗浄段階において取り除かれる。好ましくは、洗浄段階はベンチュリースクラバに続いて充填床洗浄塔を用いる。得られるガスは５０〜６０体積％の高い水含有量を有するので、下流でのシフト反応を実行するのに適する。この触媒シフト反応では、一酸化炭素が水と反応して二酸化炭素と水素になる。シフト反応の原料中に水が既に存在するので、追加の水をシフト領域に加える必要はほとんどないか又は全くない。一酸化炭素に対して純粋な水素又はより含有量の高い水素の割合が要求される場合に、シフト反応が有利である。このような用途の例は、二酸化炭素の捕獲、水素製造を伴ういわゆるＩＧＣＣプロセス、並びにフィッシャートロプシュ合成、酢酸合成、メタノール合成及びジメチルエーテル合成への原料、又は直接破砕プロセスなどにおける還元ガスとして使用されるプロセスである。
【００３０】
好ましくは、洗浄段階において得られるガスをさらに精製して、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ及び／又はＨＣＮ並びにその他の成分に分離する。このような精製に適するプロセスの例は、商用ガス処理プロセスのSulfinol−D、Sulfinol−M、DIPA−X、Genosorb、Selexol及びRectisolである。
【００３１】
図面の詳細な説明
図１は垂直に配置された急冷する容器１を示す。容器１は、その上端部に高温ガスのための一つの入口２と、その下端部に冷却されたガスのための一つの出口３とを有し、下向きのガス流のための一つの通路４を形成する。容器１は同様にガス流のための通路４へ急冷媒体を注入するための噴射ノズルマニホールド９を備える。図１は高温ガスのための入口２に流体連結されている一つの開口部６を持つ第一内部管状部壁部５を示す。管状部壁部５は、その下端部でガスのための通路４の方向に外向きの傾いた壁８を備える一つの末広円錐形部に接続している。示されているように、ガス流のための通路４に急冷媒体を注入するための噴射ノズルマニホールド９は末広円錐形部７によって囲まれた空間１０の中に存在する。
【００３２】
末広円錐形部７はその下端部１１で第二管状部内壁１２が後に続く。第二管状部内壁１２の下方開放端部１３は冷却されたガスのための出口３と流体連通している。
【００３３】
図１は同様に図説化された態様で約７．５°の角度αを示す。第二管状部内壁１２は１つ以上のラッパー１５を備える。容器１の下端部は、冷却されたガスの出口３である中央開口部２７の中で終了するテーパー端部１ａを備える。
【００３４】
図１ｂは、図１に類似した垂直に配置した急冷する容器１ｂを示す。容器１ｂ は容器１ｂの上端部の側壁に高温ガスのための入口２ｂを備える点で容器１と異なる。この構成は、ＵＳ−Ａ−２００６／０２６０１９１の図４に示される接続ダクト５ｂが利用される場合に好ましい。容器１ｂの上端部はガス反転室という。
【００３５】
図２は、下向きの複数のノズルを備えて放射状に配置された１２個の噴射ノズルマニホールド２５（図１及び図１ｂにおける９）を上から見た図である。噴射ノズルマニホールド２５は容器１の壁に固定されていて、末広円錐形部７の壁８を横切り、中央位置まで伸びている。噴射ノズルマニホールド２５はフランジ２５ａにより容器に接続されていて、そのため、修理や保守のために簡単に取りはずしをすることが出来る。噴射ノズルマニホールド２５は、容器１の中心をさし示すその端部に１つのノズル２８を備える。
【００３６】
図３はより詳細に噴射ノズルマニホールド２５を示している。一つの噴射ノズルマニホールド２５が、噴霧ガスのための第一同軸の通路である一つの供給チャンネル２６と急冷媒体のための第二同軸の通路である一つの供給チャンネル２７とを備える。横方向に間隔をあけて配置された下向きの４つのノズル１６と、わずかに傾いた１つのノズル２８とが、図示された噴射ノズルマニホールド２５に備え付けられている。噴射ノズルマニホールドは容器１の壁の一つの開口部の中に固定されている。容器１の壁は末広円錐形部７と、前記壁の内側に一つの層として存在する耐火性物質３６のメンブレンウォール８によって高温から守られている。同様に、第二内壁１２の上端部及び管状部壁部５の下端部は示されている。供給チャンネル２６は噴霧ガスのための一つの入口２６ａに接続されている。供給チャンネル２７は液体のための一つの入口２７ａに接続されている。
【００３７】
図３は同様に、噴射ノズルマニホールド２５の上方側にあるブラスト手段３８を示す。ブラスト手段３８は噴射ノズルマニホールド２５の上方側に形成される可能性があるいかなる堆積物も連続的に又は断続的に吹き飛ばすために存在している。ブラスト手段の方向は噴射ノズルマニホールド２５の水平方向に一列に並んでいる。ブラスト手段３８はブラストガスの供給導管３９によって供給される。
【００３８】
図４は、噴射ノズルマニホールド２５とノズル１６の詳細を示している。ノズル１６は、供給チャンネル２７を経由して供給される媒体を急冷する液体のための供給通路本体１７の中に存在する、垂直の中央供給通路を持つ。通路本体１７はその下端部に、混合室３７に排出される急冷媒体のための複数の外向き放射状排出開口部１９を備える。混合室３７は下向きに流れる噴霧ガスのための環状通路２０に流体連通している。環状通路２０は基部本体３１の中の一つの通路３０を経由して、噴霧ガス供給チャンネル２６に流体連通している。環状通路２０は供給通路本体１７と外側ノズル本体２１と挿入部２９とによって形成されている。環状通路２０は、混合室３７を経由して、ノズル１６の下端部にて単独の出口通路２２に流体連結されている。ノズル本体の内壁によって形成されている出口通路２２は、急冷媒体及び噴霧ガスの混合物のための末広出口開口部２４の中の前記出口通路の下端部にて終点となる。
【００３９】
図４は同様に、上端部で噴射マニホールド２５に固定されていて下端部で開放している、好ましいシールド３２を示す。シールド３２は例えば三角形のように、任意の形状であってもよい。適切には、シールド３２の形状は管状である。代わりの様態として、一つのシールドが一つ以上のノズルを取り囲んでもよい。ノズル１６は噴射ガスのための供給チャンネル２６に流体連結している複数の噴霧出口開口部３３を備える。これらの開口部３３を通って、ノズル１６とノズル１６を取り囲むシールド３２との間の空間に噴霧ガスの一部を排出する。この方法で、前記空間３４に灰が堆積することを避ける。噴射ノズルマニホールド２５の上端部の複数の開口部３５も同様に示されている。これらの開口部を通って、噴霧ガスの別部分を噴射ノズルマニホールド２５の上端に蓄積した灰を取り除く又は避けるために排出してもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４０】
【特許文献１】ＵＳ−Ａ−２００６／０２６０１９１
【特許文献２】ＥＰ−Ｂ−１１７８８５８
【特許文献３】ＤＥ−Ａ−１０２００５００４３４１
【特許文献４】ＵＳ−Ａ−２００４／０２２２３１７
【符号の説明】
【００４１】
１…急冷容器
２…高温ガス入口
３…冷却されたガスの出口
４…ガス流の通路
５…第一内部管状部壁部
６…開口部
７…末広円錐形部
９…噴射ノズルマニホールド
１２…第二管状部内壁
１３…下方開放端部
１５…ラッパー
１６…ノズル
２５…噴射ノズルマニホールド
２８…ノズル
３８…ブラスト手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は噴射ノズルマニホールド、噴射ノズルマニホールドからなる装置及び該装置の使用により高温ガスを急冷する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＳ−Ａ−２００６／０２６０１９１の容器は、隣接ガス化反応器の中で生成された高温合成ガスを急冷する液体を前記高温合成ガスの流れに注入することにより、冷却する。特に、この公報の図４は、１２００〜１８００℃の温度を持つ合成ガス混合物を得るための固形炭素系供給原料のガス化のためのガス化反応器を示す。この反応器は、上端部に高温合成ガスのための一つの出口を持ち、下端部にはスラグのための一つの出口を備える。反応器自体が、第一段階で合成ガスの中に存在する非ガス状成分の凝固点以下の温度まで下げるための急冷手段を備える。ダクトによってガス化反応器に接続された別個の急冷容器の中で、合成ガスの流れに水のミストを注入することで更に合成ガスの温度を低下させる。急冷容器の利点は、該容器の設計が複数の熱交換器バンクを備える廃熱ボイラーより格段に簡略化できることである。更なる利点は、合成ガスが飽和状態よりも低い水分を含有してもよいことである。このことにより、実質的に冷却された合成ガスを得て、例えばＥＰ−Ｂ−１１７８８５８に記載のフィルターを使用して、又はより好ましくはサイクロンを使用して、この合成ガスから灰を分離できる。
【０００３】
ＤＥ−Ａ−１０２００５００４３４１は噴霧ガスの供給のための同軸の一つの第一通路と液体の供給のための前記第一通路の中に存在する同軸の一つの第二通路を備える噴射ノズルマニホールドを記載している。この噴射ノズルマニホールドはさらに、二つ以上の横方向に間隔をあけて配置された液体を噴霧化し噴射するノズルを備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
出願人は、灰などの非ガス状成分を含んだ高温合成ガスに急冷媒体を注入することは容易でないことがわかった。例えば、ＤＥ−Ａ−１０２００５００４３４１の噴射ノズルマニホールドを適用すると、高温合成ガス中に存在する非ガス状成分によって噴射ノズルの深刻なファウリングが起こる。本発明は、このようなファウリングを生じることなく急冷媒体を注入する手段を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
噴霧化ガスを供給するための同軸の第一通路と、前記第一通路内に設けられ液体を供給するための同軸の第二通路と、マニホールドの縦軸から離れた方向に液体を噴霧化し噴射するための横方向に間隔をあけて前記第一通路に取り付けられた二つ以上のノズルとを備えた噴射ノズルマニホールドであって、前記ノズルが、前記第二通路に流体連結された液体の入口と、前記第一通路に流体連結された噴霧化ガスの入口と、噴霧化ガスと液体を混合する混合室と、噴霧化ガスと液体との混合物の出口とを備え、前記ノズルが噴霧化ガスを放出するための開口部を有し、前記開口部が前記混合室の上流の位置にて前記第一通路に流体連通しており、前記ノズルを取り囲むシールドが前記第一通路に固定される、前記噴射ノズルマニホールド。
【０００６】
出願人は、シールドとノズルの間の空間をパージする手段と共に、複数のノズルの周囲に一つのシールドを提供することによって、非ガス成分によるファウリングを効果的に防止できる噴射ノズルマニホールドが得られることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は急冷容器を断面図にて示す。図１ｂは急冷容器の異なった態様を断面図にて示す。
【図２】図１または図１ｂの急冷容器のＡＡ’断面図であり、複数の噴射ノズルマニホールドの構造を示す。
【図３】噴射ノズルマニホールドと急冷容器の壁の部分を示す。
【図４】図３で示した噴射ノズルマニホールドの詳細を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
噴射ノズルマニホールドは、上方、上端、下方、下向き、水平及び垂直と言った用語を使用して定義する。これらの用語は図１〜４に同様に示される使用時の噴射ノズルマニホールドの好ましい方向付けに関する。これらの用語は、この方向のみを有する噴射ノズルマニホールドに本発明の範囲を限定することを意図していない。
【０００９】
本発明による噴射ノズルマニホールドは噴霧ガスの供給のための同軸の第一通路と前記第一通路の中に存在する液体の供給のための同軸の第二通路とを備える。これらの通路は管状であるのが好ましい。横方向に間隔をあけて配置された複数のノズルがマニホールドの縦軸から離れた方向に液体を噴霧化し噴射するように配置される。これらのノズルは前述の縦軸に対して平行線上にあることが好ましい。好ましくは、これら複数のノズルは縦軸に垂直な同じ方向に噴射するように配置され、ただし、通路の端部に配置された追加ノズルは、下記で説明されるような異なった方向に噴射してもよい。
【００１０】
ノズルは第一通路に取り付けられる。好ましくは３〜１０のノズルが一つの噴射ノズルマニホールドに備え付けられる。ノズルは前記第二通路に流体連結されている液体のための一つの入口と第一通路に流体連結されている噴霧ガスのための一つの入口とを備える。ノズルは、噴霧ガス及び液体を混合する一つの混合室と噴霧ガス及び液体の混合物のための一つの出口とを備える。
【００１１】
噴射ノズルマニホールドの第一及び第二通路は、前記通路の一つの端部にて、噴霧ガスを供給する手段と液体を供給する手段とにそれぞれ適切に流体連結されている。マニホールドの通路の反対側の端部に、一つの付加されたノズルが、他の複数のノズルの噴射方向に対して傾斜した噴射方向で存在するのが好ましい。外側末端のノズルの噴射方向が前記マニホールドの他のノズルの噴射方向に０〜４５°の角度で存在するのがより好ましい。
【００１２】
ノズルの外側の灰堆積物を減少させるために、噴霧ガスの排出のための一つ以上の開口部をノズルの中に備える。この開口部は混合室の上流の位置で第一通路に流体連通されている。噴霧ガスの一部はこれらの開口部を通って流れ、灰の除去またはノズルの外側に灰が堆積しないようにする。一つのシールドによって囲まれた前記開口部を備えるノズルは第一通路から伸びていて、複数のノズルから流出する液体噴射を通行させる一つの開放端部を備える。前記の一つのシールドは二つ以上のノズルを囲むことができる。それぞれ個々のノズルが個々の一つのシールドを備え付けるのが好ましい。シールドが一つのノズルを囲む管状であるのがより好ましい。
【００１３】
噴射ノズルマニホールドが噴射ノズルマニホールドの上端部に蓄積された堆積物を避ける又は除去する手段を備えることが好ましい。前記手段は噴射ノズルマニホールドそれ自身又は前記マニホールドの上にある金属製シールドに直接的な機械的ラッパー手段であってもよい。他の可能な手段は音響洗浄手段である。他には、噴射ノズルマニホールドの上方側に形成されるいかなる堆積物も、連続的、断続的又は任意の組み合わせで吹き払うブラスト手段がある。当該ブラスト手段は、噴霧化ガスの一部をブラストガスとして適切に利用する。可能なブラスト手段は第一通路の上方側に沿って横方向に間隔をあけて配置された複数の開口部の一列であってもよい。高温合成ガスの冷却に使われるとき、噴射方向は下向きで前述の合成ガスの流れる方向も同様に下向きである。上方側でこれらの開口部に流出するガスは灰が堆積しないようにする。ブラスト手段は、噴射ノズルマニホールドの上方側に沿った水平ブラスト方向をもつ噴射ノズルマニホールドの上端に置かれるのがより好ましい。
【００１４】
適切に横方向に間隔をあけて配置された複数の開口部は、第一通路の壁の中で各開口部の反対側、上端、側面に存在している。これら複数の開口部がガス流を噴霧するため、それによって灰の堆積をさけ、堆積物を取り除く。
【００１５】
複数のノズルは通路本体の中に存在している、第二マニホールド通路に流体連結されている液体のための一つの垂直で中心にある供給通路を適切に備える。前述の通路本体はその下端部に外向きで放射状の複数の排出開口部を持つ。これら放射状の複数の排出開口部は前述の混合室で流出する。混合室は、噴霧ガスのための第一マニホールド通路に流体連結されていて、中央にある通路本体の下端部で、一つの単独の出口通路に流体連結されている、一つの環状空間を備える。この出口通路はノズル本体の内壁によって規定される。出口通路は、液体と噴霧ガスとの混合物のための一つの末広出口開口部の中の、出口通路の下端部で終点となる。
【００１６】
末広出口開口部により、使用時に、液体の急冷媒体と噴霧ガスの円錐形噴射が排出されるという結果になる。この円錐の角度は、１０°〜７０°が好ましく、１５°〜２５°（図４の角度β）がより好ましい。このようなノズルの一つの実施例が、ＵＳ−Ａ−２００４／０２２２３１７の図２に示されていて、その内容を参考としてここに組込む。
【００１７】
本発明は、上記の二つ以上の噴射ノズルマニホールドからなる装置にも関する。ノズルの大半が実質的に同じ方向を向いていて、マニホールドは適切に水平の円形平面内に放射状に配置されていて、マニホールドに噴霧ガスと液体を供給する手段がマニホールドの円周に沿って存在していて、円の中心でのマニホールドの端部がおのおのから離れて配置されている構造が好ましい。前述の構造が６〜１５個の上記噴射ノズルマニホールドを有することが好ましい。
【００１８】
好ましくは、上記構造は、上端部に高温（合成）ガスのための一つの入口と、下端部に急冷したガスのための一つの出口とを有する垂直方向に向いた容器の中に配置され、噴射ノズルマニホールドの水平構造と交わるガスのための流路を形成する。複数の別個の噴射ノズルマニホールドが、例えば保守のために取り外しが可能なフランジ手段により、前述の容器の壁に多数の別個の開口部に固定されることが好ましい。噴射するガス及び液体のための複数の供給導管は前述の容器から突き出ている複数のマニホールドの端部に容易に接続できる。
【００１９】
噴射ノズルマニホールドの装置が配置される水平高さでの容器の内壁は、下向き方向で外向きに傾斜する壁を持つ末広円錐形であることが好ましい。これらの壁がメンブレンウォールデザインであることが好ましい。メンブレンウォールデザインとは公知であり、冷却される壁構造をいう。この壁は気密で、相互接続した複数の導管からなる構造である。冷却は一般的に冷却水を気化することによって達成される。これらの導管は共通の分配器を経由して冷却媒体の供給器に流体連結していて、それらの他の端部では使用済の冷却媒体を排出する共通ヘッダーに流体連結されている。
【００２０】
扇形円錐形部は下向き方向で外向きに傾斜する壁を持つ。この壁の表面と容器の垂直軸の角度（図１及び１ｂのα）が３°〜３０°であるのが好ましく、５°〜１０°であるのがより好ましい。ノズルの出口開口部の中央と扇形円錐形部の壁の間の最小の距離は、０．２〜１ｍ（図３の距離ｄ）であることが好ましい。このような角度及び距離は、容器の内部壁（部分）に接触する前に液体を気化させることを確実にする。湿性灰堆積物は除去が容易でないため、このことが好まれる。
【００２１】
本発明は同様に、高温ガスの流れを液体水滴により急冷することにより冷却する方法を記載している。この方法では、液体水滴及び噴霧ガスを含む噴射が、上記に記載されている噴射ノズルマニホールド構造を使用して高温ガスの流れに注入される。前記方法では、高温ガスは前記構造の円形平面に垂直な方向に通過し、噴射は高温ガスの方向と同じ方向に注入される。
【００２２】
前述の液体は噴霧するために適当な粘度をもつ任意の液体であってよい。限定するものではないが、注入される液体の例は、下流のプロセスで得られる廃流である炭化水素液体である。前述の液体が少なくとも５０重量％の水を含有することが好ましい。前述の液体が実質的に水（すなわち＞９５容量％）からなることが最も好ましい。好ましい態様では、場合により下流合成ガススクラバーで得られる廃水（黒水ともいう）を前述の液体として使用する。
【００２３】
前述の液体は、細かい液体の水滴のミストの形で注入されることが好ましい。このミストは、５０〜２００μｍの直径を持つことがより好ましく、５０〜１５０μｍの直径を持つことが更により好ましい。少なくとも注入される液体の６０容量％が指摘したサイズの水滴の形であることが好ましい。
【００２４】
高温ガスの急冷を増進させるためには、急冷媒体を好ましくは平均速度１０〜６０ｍ／ｓ、より好ましくは平均速度２０〜５０ｍ／ｓで注入する。
【００２５】
噴霧ガスは例えば、Ｎ２、ＣＯ２、水蒸気又は合成ガスでよい。好ましい噴霧ガスは下流プロセス段階から再生利用された合成ガスである。噴霧ガスの使用は、同じ好ましい水滴サイズ及び速度を実現しつつも、注入圧力と急冷／冷却される高温ガスの圧力との差を小さくできるという利点を持つ。
【００２６】
前述の液体は、高温ガスの圧力より５バール以上高い注入圧力、好ましくは高温ガスの圧力より少なくとも１０バールから２０バール高い注入圧力で注入することが好ましい。
【００２７】
好ましくは、注入される急冷媒体は、注入地点での一般的な圧力条件では泡立ち点より最大で５０℃低い温度を有し、特に最大で１５℃、さらにより好ましくは泡立ち点より最大で１０℃低い。もし、この端部に注入される急冷媒体が水であると仮定すると、それは通常９０℃を超える温度を持ち、好ましくは１５０℃を超え、より好ましくは２００℃〜２７０℃、例えば２３０℃である。このようにして注入された急冷媒体の迅速な気化を得ると同時にコールドスポットが避けられる。上記の温度は、明らかに高温ガスの圧力によって決まる。
【００２８】
好ましくは、高温ガスは、圧力が２〜１０ＭＰａで、初めの温度が５００〜９００℃、より好ましくは６００〜８００℃である一酸化炭素及び水素のガス状混合物を含有する灰である。本方法は、特に高温ガスが、炭素系供給原料を含有する灰の部分酸化によって得られる方法に向けられている。供給原料を含む当該灰の例は、石炭、石炭コークス、石炭液化残留物、石油コークス、煤、バイオマス、オイルシェールから得られた粒子固形物、タールサンド及びピッチである。石炭は、亜炭、亜瀝青炭、瀝青炭及び無煙炭を含む任意の種類であってもよい。液体は、好ましくは水を含有する。急冷段階後のガスの温度は、好ましくは２００〜６００℃、より好ましくは３００〜５００℃、さらに好ましくは３５０〜４５０℃である。同軸の第一通路に供給される噴霧ガスは、 好ましくは、一酸化炭素及び水素のガス状混合物の圧力より０．５〜２ＭＰａ高い圧力をもつ。特に好ましい態様によると、注入される水の量は、前述の構造の手段による液体の注入後のガスが、少なくとも４０容量％のＨ２Ｏ、好ましくは４０〜６０容量％のＨ２Ｏ、より好ましくは４０〜５５容量％のＨ２Ｏを含有するように選択される。
【００２９】
上記の冷却段階で得られる水素と一酸化炭素の冷却混合物中に存在する固体のかなりの部分が、好ましくはサイクロンにより分離される。残りの固体は後続の洗浄段階において取り除かれる。好ましくは、洗浄段階はベンチュリースクラバに続いて充填床洗浄塔を用いる。得られるガスは５０〜６０体積％の高い水含有量を有するので、下流でのシフト反応を実行するのに適する。この触媒シフト反応では、一酸化炭素が水と反応して二酸化炭素と水素になる。シフト反応の原料中に水が既に存在するので、追加の水をシフト領域に加える必要はほとんどないか又は全くない。一酸化炭素に対して純粋な水素又はより含有量の高い水素の割合が要求される場合に、シフト反応が有利である。このような用途の例は、二酸化炭素の捕獲、水素製造を伴ういわゆるＩＧＣＣプロセス、並びにフィッシャートロプシュ合成、酢酸合成、メタノール合成及びジメチルエーテル合成への原料、又は直接破砕プロセスなどにおける還元ガスとして使用されるプロセスである。
【００３０】
好ましくは、洗浄段階において得られるガスをさらに精製して、ＣＯ２、Ｈ２Ｓ、ＣＯＳ及び／又はＨＣＮ並びにその他の成分に分離する。このような精製に適するプロセスの例は、商用ガス処理プロセスのSulfinol−D、Sulfinol−M、DIPA−X、Genosorb、Selexol及びRectisolである。
【００３１】
図面の詳細な説明
図１は垂直に配置された急冷する容器１を示す。容器１は、その上端部に高温ガスのための一つの入口２と、その下端部に冷却されたガスのための一つの出口３とを有し、下向きのガス流のための一つの通路４を形成する。容器１は同様にガス流のための通路４へ急冷媒体を注入するための噴射ノズルマニホールド９を備える。図１は高温ガスのための入口２に流体連結されている一つの開口部６を持つ第一内部管状部壁部５を示す。管状部壁部５は、その下端部でガスのための通路４の方向に外向きの傾いた壁８を備える一つの末広円錐形部に接続している。示されているように、ガス流のための通路４に急冷媒体を注入するための噴射ノズルマニホールド９は末広円錐形部７によって囲まれた空間１０の中に存在する。
【００３２】
末広円錐形部７はその下端部１１で第二管状部内壁１２が後に続く。第二管状部内壁１２の下方開放端部１３は冷却されたガスのための出口３と流体連通している。
【００３３】
図１は同様に図説化された態様で約７．５°の角度αを示す。第二管状部内壁１２は１つ以上のラッパー１５を備える。容器１の下端部は、冷却されたガスの出口３である中央開口部２７の中で終了するテーパー端部１ａを備える。
【００３４】
図１ｂは、図１に類似した垂直に配置した急冷する容器１ｂを示す。容器１ｂ は容器１ｂの上端部の側壁に高温ガスのための入口２ｂを備える点で容器１と異なる。この構成は、ＵＳ−Ａ−２００６／０２６０１９１の図４に示される接続ダクト５ｂが利用される場合に好ましい。容器１ｂの上端部はガス反転室という。
【００３５】
図２は、下向きの複数のノズルを備えて放射状に配置された１２個の噴射ノズルマニホールド２５（図１及び図１ｂにおける９）を上から見た図である。噴射ノズルマニホールド２５は容器１の壁に固定されていて、末広円錐形部７の壁８を横切り、中央位置まで伸びている。噴射ノズルマニホールド２５はフランジ２５ａにより容器に接続されていて、そのため、修理や保守のために簡単に取りはずしをすることが出来る。噴射ノズルマニホールド２５は、容器１の中心をさし示すその端部に１つのノズル２８を備える。
【００３６】
図３はより詳細に噴射ノズルマニホールド２５を示している。一つの噴射ノズルマニホールド２５が、噴霧ガスのための第一同軸の通路である一つの供給チャンネル２６と急冷媒体のための第二同軸の通路である一つの供給チャンネル２７とを備える。横方向に間隔をあけて配置された下向きの４つのノズル１６と、わずかに傾いた１つのノズル２８とが、図示された噴射ノズルマニホールド２５に備え付けられている。噴射ノズルマニホールドは容器１の壁の一つの開口部の中に固定されている。容器１の壁は末広円錐形部７と、前記壁の内側に一つの層として存在する耐火性物質３６のメンブレンウォール８によって高温から守られている。同様に、第二内壁１２の上端部及び管状部壁部５の下端部は示されている。供給チャンネル２６は噴霧ガスのための一つの入口２６ａに接続されている。供給チャンネル２７は液体のための一つの入口２７ａに接続されている。
【００３７】
図３は同様に、噴射ノズルマニホールド２５の上方側にあるブラスト手段３８を示す。ブラスト手段３８は噴射ノズルマニホールド２５の上方側に形成される可能性があるいかなる堆積物も連続的に又は断続的に吹き飛ばすために存在している。ブラスト手段の方向は噴射ノズルマニホールド２５の水平方向に一列に並んでいる。ブラスト手段３８はブラストガスの供給導管３９によって供給される。
【００３８】
図４は、噴射ノズルマニホールド２５とノズル１６の詳細を示している。ノズル１６は、供給チャンネル２７を経由して供給される媒体を急冷する液体のための供給通路本体１７の中に存在する、垂直の中央供給通路を持つ。通路本体１７はその下端部に、混合室３７に排出される急冷媒体のための複数の外向き放射状排出開口部１９を備える。混合室３７は下向きに流れる噴霧ガスのための環状通路２０に流体連通している。環状通路２０は基部本体３１の中の一つの通路３０を経由して、噴霧ガス供給チャンネル２６に流体連通している。環状通路２０は供給通路本体１７と外側ノズル本体２１と挿入部２９とによって形成されている。環状通路２０は、混合室３７を経由して、ノズル１６の下端部にて単独の出口通路２２に流体連結されている。ノズル本体の内壁によって形成されている出口通路２２は、急冷媒体及び噴霧ガスの混合物のための末広出口開口部２４の中の前記出口通路の下端部にて終点となる。
【００３９】
図４は同様に、上端部で噴射マニホールド２５に固定されていて下端部で開放している、好ましいシールド３２を示す。シールド３２は例えば三角形のように、任意の形状であってもよい。適切には、シールド３２の形状は管状である。代わりの様態として、一つのシールドが一つ以上のノズルを取り囲んでもよい。ノズル１６は噴射ガスのための供給チャンネル２６に流体連結している複数の噴霧出口開口部３３を備える。これらの開口部３３を通って、ノズル１６とノズル１６を取り囲むシールド３２との間の空間に噴霧ガスの一部を排出する。この方法で、前記空間３４に灰が堆積することを避ける。噴射ノズルマニホールド２５の上端部の複数の開口部３５も同様に示されている。これらの開口部を通って、噴霧ガスの別部分を噴射ノズルマニホールド２５の上端に蓄積した灰を取り除く又は避けるために排出してもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４０】
【特許文献１】ＵＳ−Ａ−２００６／０２６０１９１
【特許文献２】ＥＰ−Ｂ−１１７８８５８
【特許文献３】ＤＥ−Ａ−１０２００５００４３４１
【特許文献４】ＵＳ−Ａ−２００４／０２２２３１７
【符号の説明】
【００４１】
１…急冷容器
２…高温ガス入口
３…冷却されたガスの出口
４…ガス流の通路
５…第一内部管状部壁部
６…開口部
７…末広円錐形部
９…噴射ノズルマニホールド
１２…第二管状部内壁
１３…下方開放端部
１５…ラッパー
１６…ノズル
２５…噴射ノズルマニホールド
２８…ノズル
３８…ブラスト手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴霧化ガスを供給するための同軸の第一通路と、前記第一通路内に設けられ液体を供給するための同軸の第二通路と、マニホールドの縦軸から離れた方向に液体を噴霧化し噴射するための横方向に間隔をあけて前記第一通路に取り付けられた二つ以上のノズルとを備えた噴射ノズルマニホールドであって、前記ノズルが、前記第二通路に流体連結された液体の入口と、前記第一通路に流体連結された噴霧化ガスの入口と、噴霧化ガスと液体を混合する混合室と、噴霧化ガスと液体との混合物の出口とを備え、前記ノズルが噴霧化ガスを放出するための開口部を有し、前記開口部が前記混合室の上流の位置にて前記第一通路に流体連通しており、前記ノズルを取り囲むシールドが前記第一通路に固定される、前記噴射ノズルマニホールド。
【請求項２】
前記横方向に間隔をあけて配置されたノズルが前記第一通路の片側に沿って設けられ、その反対側の第一通路の壁に、横方向に間隔をあけて複数の開口部が配置される、請求項１に記載の噴射ノズルマニホールド。
【請求項３】
前記第一通路及び前記第二通路がそれら通路の一方の端部にて噴霧化ガスの供給手段及び液体の供給手段にそれぞれ流体連結され、他のノズルの噴射方向に対して傾斜した噴射方向を有するノズルが前記通路のもう一方の端部に設けられる、請求項１又は２に記載の噴射ノズルマニホールド。
【請求項４】
前記ノズルが、同軸の第二通路に流体連結された垂直な液体供給中央通路を通路本体中に備え、前記通路本体はその下端部にて外向きで放射状の放出開口部を有し、前記放射状の放出開口部から前記混合室に流出し、前記混合室は、噴霧化ガスの同軸の第一通路に流体連結されると共に前記ノズルの下端部にて一つの出口通路に流体連結された環状空間を備え、前記出口通路がノズル本体の内壁により規定され、前記出口通路は液体と噴霧化ガスとの混合物のための末広の出口開口部の中の下端部で終点となる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の噴射ノズルマニホールド。
【請求項５】
噴射ノズルマニホールドの上側に形成される堆積物を連続的又は断続的又はその組み合わせにて吹き払うためのブラスト手段が設けられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の噴射ノズルマニホールド。
【請求項６】
前記ノズルの大半が実質的に同じ方向に向けられ、前記マニホールドが一つの水平円形平面内で放射状に配置され、噴霧化ガス及び液体をマニホールドに供給する手段がその円周に沿って設けられ、円の中央におけるマニホールドの端部が互いに間隔をあけて配置される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の１より多い噴射ノズルマニホールドからなる装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置を使用して、噴霧化ガス中に存在する液体小滴の噴霧を高温ガスの流れに注入することにより、高温ガスの流れを急冷する方法であって、前記高温ガスを前記円形平面に垂直な方向に送り、前記噴霧を前記高温ガスの方向と同じ方向に注入する、前記方法。
【請求項８】
高温ガスが、２〜１０ＭＰａの圧力と５００〜９００℃の初期温度を有する一酸化炭素及び水素のガス状混合物を含む灰であり、前記液体が水を含み、急冷段階後のガスの温度が２００〜６００℃であり、同軸の第一通路で供給される噴霧化ガスが一酸化炭素及び水素のガス状混合物の圧力より０．５〜２ＭＰａ高い圧力を有する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
初期温度が６００〜８００℃であり、急冷段階後のガスの温度が３００〜５００℃である請求項８に記載の方法。
【請求項１】
噴霧化ガスを供給するための同軸の第一通路と、前記第一通路内に設けられ液体を供給するための同軸の第二通路と、マニホールドの縦軸から離れた方向に液体を噴霧化し噴射するための横方向に間隔をあけて前記第一通路に取り付けられた二つ以上のノズルとを備えた噴射ノズルマニホールドであって、前記ノズルが、前記第二通路に流体連結された液体の入口と、前記第一通路に流体連結された噴霧化ガスの入口と、噴霧化ガスと液体を混合する混合室と、噴霧化ガスと液体との混合物の出口とを備え、前記ノズルが噴霧化ガスを放出するための開口部を有し、前記開口部が前記混合室の上流の位置にて前記第一通路に流体連通しており、前記ノズルを取り囲むシールドが前記第一通路に固定される、前記噴射ノズルマニホールド。
【請求項２】
前記横方向に間隔をあけて配置されたノズルが前記第一通路の片側に沿って設けられ、その反対側の第一通路の壁に、横方向に間隔をあけて複数の開口部が配置される、請求項１に記載の噴射ノズルマニホールド。
【請求項３】
前記第一通路及び前記第二通路がそれら通路の一方の端部にて噴霧化ガスの供給手段及び液体の供給手段にそれぞれ流体連結され、他のノズルの噴射方向に対して傾斜した噴射方向を有するノズルが前記通路のもう一方の端部に設けられる、請求項１又は２に記載の噴射ノズルマニホールド。
【請求項４】
前記ノズルが、同軸の第二通路に流体連結された垂直な液体供給中央通路を通路本体中に備え、前記通路本体はその下端部にて外向きで放射状の放出開口部を有し、前記放射状の放出開口部から前記混合室に流出し、前記混合室は、噴霧化ガスの同軸の第一通路に流体連結されると共に前記ノズルの下端部にて一つの出口通路に流体連結された環状空間を備え、前記出口通路がノズル本体の内壁により規定され、前記出口通路は液体と噴霧化ガスとの混合物のための末広の出口開口部の中の下端部で終点となる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の噴射ノズルマニホールド。
【請求項５】
噴射ノズルマニホールドの上側に形成される堆積物を連続的又は断続的又はその組み合わせにて吹き払うためのブラスト手段が設けられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の噴射ノズルマニホールド。
【請求項６】
前記ノズルの大半が実質的に同じ方向に向けられ、前記マニホールドが一つの水平円形平面内で放射状に配置され、噴霧化ガス及び液体をマニホールドに供給する手段がその円周に沿って設けられ、円の中央におけるマニホールドの端部が互いに間隔をあけて配置される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の１より多い噴射ノズルマニホールドからなる装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置を使用して、噴霧化ガス中に存在する液体小滴の噴霧を高温ガスの流れに注入することにより、高温ガスの流れを急冷する方法であって、前記高温ガスを前記円形平面に垂直な方向に送り、前記噴霧を前記高温ガスの方向と同じ方向に注入する、前記方法。
【請求項８】
高温ガスが、２〜１０ＭＰａの圧力と５００〜９００℃の初期温度を有する一酸化炭素及び水素のガス状混合物を含む灰であり、前記液体が水を含み、急冷段階後のガスの温度が２００〜６００℃であり、同軸の第一通路で供給される噴霧化ガスが一酸化炭素及び水素のガス状混合物の圧力より０．５〜２ＭＰａ高い圧力を有する請求項７に記載の方法。
【請求項９】
初期温度が６００〜８００℃であり、急冷段階後のガスの温度が３００〜５００℃である請求項８に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１０−５３８８０７（Ｐ２０１０−５３８８０７Ａ）
【公表日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２３４９１（Ｐ２０１０−５２３４９１）
【出願日】平成２０年９月２日（２００８．９．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０６１５２６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０３０６７５
【国際公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（３９００２３６８５）シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ (411)
【氏名又は名称原語表記】ＳＨＥＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＥ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＭＡＡＴＳＣＨＡＰＰＩＪ ＢＥＳＬＯＴＥＮ ＶＥＮＮＯＯＴＳＨＡＰ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２日（２００８．９．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０６１５２６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０３０６７５
【国際公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（３９００２３６８５）シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ (411)
【氏名又は名称原語表記】ＳＨＥＬＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＥ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＭＡＡＴＳＣＨＡＰＰＩＪ ＢＥＳＬＯＴＥＮ ＶＥＮＮＯＯＴＳＨＡＰ
【Ｆターム（参考）】
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