(57)【要約】本発明は、冷却水の助けによって高温ガスの流れを急冷するための急冷装置に関する。本発明の急冷装置は、ガス供給ラインとガス排出パイプとを含んでいる。前記冷却水は、熱交換器によって少なくとも部分的に冷却される。更に、前記急冷装置には、ガスの流れの第１の領域を冷却するための水冷回路と、ガスの流れの第２の領域を冷却し且つ下流に配置されている第２の別個の冷却回路とが設けられている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水の助けによって高温ガスの流れを急冷するための急冷装置であり、該供給ラインとガス排出パイプとを備え、前記冷却水が熱交換器によって少なくとも部分的冷却される急冷装置であって、
前記ガスの流れの第１の領域を冷却するための冷却水回路と、前記第１の領域の下流のガスの流れの領域を冷却する別個の第２の冷却水回路とが備えられていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
請求項１に記載の急冷装置であって、
前記第２の冷却回路のみに前記冷却水を冷却する熱交換器が備えられていることを特徴とする急冷装置。
【請求項３】
請求項１乃至２のうちのいずれか一項に記載の急冷装置であって、
前記第２の冷却回路から前記第１の冷却回路への溢流部が設けられていることを特徴とする急冷装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の急冷装置であって、
前記第１の冷却回路内の前記冷却水の液面を制御するための機構が設けられていることを特徴とする急冷装置。
【請求項５】
請求項４に記載の急冷装置であって、
前記第１の冷却回路内の冷却水の液面を制御するための前記機構が、前記第１の回路に冷却水を供給こと及び前記第１の回路から冷却水を排出することによって、前記冷却水の液面を調整することを含んでいることを特徴とする急冷装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の急冷装置であって、
前記ガスの流れの第１の領域が、直立している円筒形の内側パイプの内壁によって境界が定められており、当該急冷装置のためのガス供給ラインが前記パイプの上端に位置していることを特徴とする急冷装置。
【請求項７】
請求項６に記載の急冷装置であって、
前記ガスの流れの前記第２の領域が、前記内側パイプの外壁と、前記内側パイプの周囲に同心状に配置された外側パイプの内壁とによって境界が定められていることを特徴とする急冷装置。
【請求項８】
請求項７に記載の急冷装置であって、
前記内側パイプの下方領域に取り付けられ、前記内側パイプ内を下方へ流れているガスの流れを前記外側パイプ内を上方へ流れているガスの流れ内に偏向させるための偏向装置を備えていることを特徴とする急冷装置。
【請求項９】
冷却水の添加によって高温ガスの流れを急冷するための方法であって、
第１の冷却回路からの冷却水によってガスの流れの第１の領域内で冷却が行われ、前記第１の領域の下流にあるガスの流れの第２の領域内で、前記第１の水冷回路とは別個の第２の水冷回路からの冷却水によって冷却が行われることを特徴とする急冷方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の急冷方法であって、
前記第２の冷却回路内の冷却水のみが、熱交換器によって冷却されることを特徴とする急冷方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の急冷方法であって、
前記ガスの流れの前記第１の領域内のガスが、前記ガスの流れの前記第２の領域内のガスと逆の方向に流れることを特徴とする急冷方法。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のうちのいずれか一項に記載の急冷方法であって、
前記ガスの流れの前記第１の領域内のガスが、冷却前の最初の温度が１０００℃乃至２０００℃好ましくは１２００℃であり、冷却後の温度が９５℃乃至７０℃好ましくは８５℃であることを特徴とする急冷方法。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のうちのいずれか一項に記載の急冷方法であって、
前記ガスの流れ内の前記第２の領域内のガスが、冷却前の最初の温度が９５℃乃至７０℃好ましくは８５℃であり、冷却後の温度が７０℃乃至４０℃好ましくは６０℃であることを特徴とする急冷方法。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のうちのいずれか一項に記載の急冷方法であって、
冷却されるべきガスが、１０ないし７０体積％好ましくは３０体積％の水分を含んでいることを特徴とする急冷方法。
【請求項１５】
請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載の装置及び請求項９乃至１５のうちのいずれか一項に記載の方法の使用方法であって、
高温再循環プロセスにおいて生じる合成ガスを急冷するために使用することを特徴とする使用方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、本願の請求項１に記載の装置及び請求項９に記載の方法による高温ガスの瞬間的冷却に関する。更に、本発明は、本発明による装置及び方法を請求項１５による高温再循環プロセスにおいて使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高温プロセス技術における多数の用途においては、廃棄ガスは、例えば水のような液体を添加することによって瞬間的に冷却される。これは、“急冷”方法と称され、このために使用される装置は所謂“急冷装置”である。
【０００３】
水は急冷ポンプによって循環せしめられる。水の入口と出口との間で、冷却水は約１０乃至３０℃だけ加熱される。この熱エネルギは、急冷熱交換器によって装置から取り出される。
【０００４】
ガスの冷却に加えて、ガス内に含まれる異物もまた液体内で凝結せしめられる。熱交換器、パイプライン及び冷却水を搬送する装置の汚染は避けることができない。従って、繰り返しの洗浄が必要である。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、第一に、ガスを極めて効率良く冷却することができ、第二に、洗浄作業を最小限まで減らすことができる装置及び方法を提供することを目的とする。更に、本発明は、このような装置及び方法の使用方法を提供することを目的とする。
【０００６】
この目的は、請求項１に記載の装置、請求項９に記載の方法及び請求項１５に記載の使用方法によって達成される。
【好ましい実施形態の説明】
【０００７】
高温ガスを急冷するという本発明の解決課題のために、二段階急冷プロセスの開発が提案されている。高温ガスの流れる方向に沿って連続的に配置されている高温ガスの流れの２つの段階又は領域において、冷却は、２つの別個の回路によって行われる。従って、冷却水は、２つの別個の回路内で循環状態に維持される。
【０００８】
回路１は、ガスの流れ方向に沿った第１の領域内での高温ガスの実際の急冷のために使用され、ガス内に含まれる固体粒子もまたここで凝結せしめられる。回路２は、ガスの流れ方向に沿った第２の領域内で最終的な温度までの最終的な冷却のために使用される。
【０００９】
本発明に従って、高温の再循環プロセスにおいて発生する合成ガスを冷却するためのこのような装置又は方法の各々の使用方法も提供される。
本発明の効果は、限定された冷却領域における急冷によって凝結せしめられる固体粒子の局在化にある。以下に説明する実施形態と組み合わせて、凝結せしめられた固体粒子によって、熱交換器の汚染を完全に避けることが可能になる。
【００１０】
急冷用熱交換器は、洗浄回路２内に単独で配置されるのが好ましい。高温ガス内に含まれるエネルギは、これらの急冷用熱交換器によって消費される。結局、回路１すなわち実際的な急冷回路は、熱交換器無しで実施化される。従って、第１の冷却回路の汚染は著しく排除される。
【００１１】
急冷装置は、同心状に配置された内側パイプを備えた細い装置であるのが好ましく、頂部からこの内側パイプ内に入る高温ガスは、頂部から底部へと装置内を流れる。下方領域において、ガスは、偏向装置によって偏向せしめられ、その後、外側の環状ガス内を上方へ流れ、上端において装置から出て行く。内側パイプ内で１０００℃乃至２０００℃から９５℃乃至７０℃まで特に好ましくは８５℃までの冷却がなされ、外側の環状空隙内で８５℃乃至７０℃から４０℃好ましくは６０℃までの冷却がなされる。
【００１２】
本発明の装置の好ましい変更例においては、冷却水は、回路２から回路１への自由な溢流によって排出される。
別の好ましい実施形態においては、回路１及び２内の冷却水の液面は、回路１内の冷却水の液面によって制御される。液面を調整するための機構は、回路１への水の供給又は回路１からの水の排出によって実現されるのが好ましい。
【００１３】
本発明による方法においは、１０００℃乃至２０００℃好ましくは１２００℃の温度の廃棄ガスは急冷されるのが好ましい。好ましくは内側パイプを含む第１の領域で、１２００℃以上の温度から９５℃乃至７０℃好ましくは８５℃までの高温ガスの急冷が起こる。
【００１４】
本発明の方法は、１０乃至７０体積％特に好ましくは３０体積％の水分を有する廃棄ガスに対して行われるのが好ましい。
【国際調査報告】
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