JP2002356682A - 石炭ガス化をシミュレーションするためのモデリング方法および石炭ガス化のシミュレーションシステム - Google Patents
石炭ガス化をシミュレーションするためのモデリング方法および石炭ガス化のシミュレーションシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプロセスのシミ
ュレーションおよびガス化炉内の諸現象を数値流体解析
により予測、評価する際に、高い精度と信頼性を得るこ
とができるモデリング方法およびこれを組み込んだシミ
ュレーションシステムを提供する。 【解決手段】 石炭、水および二酸化炭素吸収剤を原料
とし、ガス化炉内において６００〜７００℃、１０〜２
５ＭＰａの条件下でガス化させる石炭利用ＨｙＰｒ−Ｒ
ＩＮＧプロセスをシミュレーションするに際して、上記
ガス化において石炭粒子が温度上昇により熱分解するこ
とによって放出される揮発分の成分を、擬似成分ＣＨｘ
Ｏｙと仮定して上記石炭ガス化をモデリングすることを
特徴とする。
ュレーションおよびガス化炉内の諸現象を数値流体解析
により予測、評価する際に、高い精度と信頼性を得るこ
とができるモデリング方法およびこれを組み込んだシミ
ュレーションシステムを提供する。 【解決手段】 石炭、水および二酸化炭素吸収剤を原料
とし、ガス化炉内において６００〜７００℃、１０〜２
５ＭＰａの条件下でガス化させる石炭利用ＨｙＰｒ−Ｒ
ＩＮＧプロセスをシミュレーションするに際して、上記
ガス化において石炭粒子が温度上昇により熱分解するこ
とによって放出される揮発分の成分を、擬似成分ＣＨｘ
Ｏｙと仮定して上記石炭ガス化をモデリングすることを
特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭利用ＨｙＰｒ
−ＲＩＮＧプロセスをシミュレーションする際のモデリ
ング方法に関するものである。
−ＲＩＮＧプロセスをシミュレーションする際のモデリ
ング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、石炭を低温ガス化する方法の
一種として、高温高圧水蒸気を利用し、利用価値の高い
水素を選択的に製造するＨｙＰｒ−ＲＩＮＧ（Ｈｙｄｒ
ｏｇｅｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｂｙ Ｒｅａｃｔｉ
ｏｎ ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＮｏｖｅｌ Ｇａｓｉｆｉ
ｃａｔｉｏｎ）プロセスが知られている。この石炭利用
ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプロセスは、石炭、水およびＣａＯ
等の二酸化炭素吸収剤を原料とし、ガス化炉内において
６００〜７００℃、１０〜２５ＭＰａの条件下でガス化
させるものである。
一種として、高温高圧水蒸気を利用し、利用価値の高い
水素を選択的に製造するＨｙＰｒ−ＲＩＮＧ（Ｈｙｄｒ
ｏｇｅｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｂｙ Ｒｅａｃｔｉ
ｏｎ ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＮｏｖｅｌ Ｇａｓｉｆｉ
ｃａｔｉｏｎ）プロセスが知られている。この石炭利用
ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプロセスは、石炭、水およびＣａＯ
等の二酸化炭素吸収剤を原料とし、ガス化炉内において
６００〜７００℃、１０〜２５ＭＰａの条件下でガス化
させるものである。
【０００３】ところで、上記石炭ガス化プロセスの実施
にあたっては、事前に、環境安全面での制約条件や製品
品質に対する要求仕様を満足し、最も経済的かつ高効率
的なプロセスシステムを構成するためのプロセスシミュ
レーターを開発する必要がある。加えて、上記プロセス
中の重要なユニットである石炭ガス化炉の最適設計、特
性評価、安全運転条件の検討などを行なうために、炉内
の速度場、温度場、濃度分布、粒子挙動などの炉内現象
を詳細に把握するための数値流体解析（ＣＦＤ）シミュ
レーターの開発も必要になる。
にあたっては、事前に、環境安全面での制約条件や製品
品質に対する要求仕様を満足し、最も経済的かつ高効率
的なプロセスシステムを構成するためのプロセスシミュ
レーターを開発する必要がある。加えて、上記プロセス
中の重要なユニットである石炭ガス化炉の最適設計、特
性評価、安全運転条件の検討などを行なうために、炉内
の速度場、温度場、濃度分布、粒子挙動などの炉内現象
を詳細に把握するための数値流体解析（ＣＦＤ）シミュ
レーターの開発も必要になる。
【０００４】そして、このような上記石炭ガス化プロセ
スの全体や、ガス化炉内の挙動を精度よくシミュレート
するためには、信頼性の高い物質収支、エネルギー収
支、化学平衡、化学反応速度などのモデリング方法が重
要となる。
スの全体や、ガス化炉内の挙動を精度よくシミュレート
するためには、信頼性の高い物質収支、エネルギー収
支、化学平衡、化学反応速度などのモデリング方法が重
要となる。
【０００５】一方、上記ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプロセスの
原料となる石炭は、炭種にもよるが、約３００℃程度で
熱分解による揮発分放出を開始する。そして、揮発分の
成分は、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、
含酸素化合物などからなっている。また、石炭中の揮発
分が放出された後の燃料は、チャーと呼ばれる固定炭素
分のみの残存物である。
原料となる石炭は、炭種にもよるが、約３００℃程度で
熱分解による揮発分放出を開始する。そして、揮発分の
成分は、炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、
含酸素化合物などからなっている。また、石炭中の揮発
分が放出された後の燃料は、チャーと呼ばれる固定炭素
分のみの残存物である。
【０００６】この際の上記石炭の熱分解反応は、種々の
反応が同時に進行しており、また熱分解生成物の挙動
は、炭種、温度、圧力、粒径、昇温速度および装置な
ど、非常に多くの条件により左右されるとともに、チャ
ーの反応速度は、揮発分熱分解速度に比較して遅く、粒
径によっては１秒以上かかる場合もあることから、上述
したモデル化を行なうに際しては、これらの煩雑性をい
かに単純化し、一般化できるかという点が非常に重要に
なる。
反応が同時に進行しており、また熱分解生成物の挙動
は、炭種、温度、圧力、粒径、昇温速度および装置な
ど、非常に多くの条件により左右されるとともに、チャ
ーの反応速度は、揮発分熱分解速度に比較して遅く、粒
径によっては１秒以上かかる場合もあることから、上述
したモデル化を行なうに際しては、これらの煩雑性をい
かに単純化し、一般化できるかという点が非常に重要に
なる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】これに対して、従来に
おいては、上記石炭のガス化、燃焼の性能やプロセスの
物質収支、エネルギー収支をシミュレーションする上で
最も重要となる熱分解反応やチャーの反応をモデル化す
る方法として、主に下記〜の３種類のモデリング方
法が開発されてきた。
おいては、上記石炭のガス化、燃焼の性能やプロセスの
物質収支、エネルギー収支をシミュレーションする上で
最も重要となる熱分解反応やチャーの反応をモデル化す
る方法として、主に下記〜の３種類のモデリング方
法が開発されてきた。
【０００８】 実際の石炭の化学構造は複雑である
が、その平均的なモデルとして組成式をＣｘＨｙＯｚと
仮定し、石炭ガス化炉を総括した反応式として、Ｃ、
Ｈ、Ｏの収支のみに注目し、下記の簡略化した反応式
（１）によって表すものである。 ａＣｘＨｙＯｚ＋ｂＯ２＋ｃＨ２Ｏ→ｄＣＯ２＋ｅＣＯ＋ｆＨ２ （１） しかしながら、上記モデリング方法にあっては、上述し
たように揮発分気体反応速度とチャーの固体反応速度が
大きく異なり、しかも反応物や生成物の標準生成自由エ
ネルギーや標準生成熱などが、化学平衡やエネルギー収
支などの計算に大きな影響を与えているにも拘わらず、
これらを簡略化して一体に取り扱っているために、高い
精度および信頼性による物質収支、エネルギー収支、化
学平衡、化学反応速度などのモデリングを行うことがで
きないという問題点があった。
が、その平均的なモデルとして組成式をＣｘＨｙＯｚと
仮定し、石炭ガス化炉を総括した反応式として、Ｃ、
Ｈ、Ｏの収支のみに注目し、下記の簡略化した反応式
（１）によって表すものである。 ａＣｘＨｙＯｚ＋ｂＯ２＋ｃＨ２Ｏ→ｄＣＯ２＋ｅＣＯ＋ｆＨ２ （１） しかしながら、上記モデリング方法にあっては、上述し
たように揮発分気体反応速度とチャーの固体反応速度が
大きく異なり、しかも反応物や生成物の標準生成自由エ
ネルギーや標準生成熱などが、化学平衡やエネルギー収
支などの計算に大きな影響を与えているにも拘わらず、
これらを簡略化して一体に取り扱っているために、高い
精度および信頼性による物質収支、エネルギー収支、化
学平衡、化学反応速度などのモデリングを行うことがで
きないという問題点があった。
【０００９】 石炭の燃焼反応過程は、石炭微粒子が
炉内温度上昇に従い、まず乾燥され、水蒸気を放出す
る。その後、熱分解によって、揮発分が放出される。そ
こで、この揮発分の組成式をＣＨｘと仮定し、この仮定
組成式ＣＨｘについては、計算する際に必要な全ての物
性定数としてＣＨ４の物性定数を用いるモデリング方法
である。そして、このモデリング方法においては、チャ
ーの燃焼に下記の反応式（２）を用い、揮発分の燃焼に
反応式（３）、（４）を用いている。 Ｃ＋Ｏ２→ＣＯ２ （２） ＣＨｘ＋（１／２＋ｘ／４）Ｏ２→ＣＯ＋（ｘ／２）Ｈ２Ｏ （３） ＣＯ＋（１／２）Ｏ２→ＣＯ２ （４）
炉内温度上昇に従い、まず乾燥され、水蒸気を放出す
る。その後、熱分解によって、揮発分が放出される。そ
こで、この揮発分の組成式をＣＨｘと仮定し、この仮定
組成式ＣＨｘについては、計算する際に必要な全ての物
性定数としてＣＨ４の物性定数を用いるモデリング方法
である。そして、このモデリング方法においては、チャ
ーの燃焼に下記の反応式（２）を用い、揮発分の燃焼に
反応式（３）、（４）を用いている。 Ｃ＋Ｏ２→ＣＯ２ （２） ＣＨｘ＋（１／２＋ｘ／４）Ｏ２→ＣＯ＋（ｘ／２）Ｈ２Ｏ （３） ＣＯ＋（１／２）Ｏ２→ＣＯ２ （４）
【００１０】上記従来のモデリング方法においては、揮
発分とチャーとを分けてモデリングしているものの、揮
発分をＣＨｘに仮定しているので、実際の揮発分中の酸
素量が無視されることになり、よって物質収支（元素収
支）上に問題が生じるという欠点があった。また、ＣＨ
ｘの標準生成熱、標準生成自由エネルギーなどの性質に
ついて、直接ＣＨ４の値を用いているため、化学平衡や
エネルギー収支を計算する際に高い精度および信頼性を
得ることができないという問題点もあった。
発分とチャーとを分けてモデリングしているものの、揮
発分をＣＨｘに仮定しているので、実際の揮発分中の酸
素量が無視されることになり、よって物質収支（元素収
支）上に問題が生じるという欠点があった。また、ＣＨ
ｘの標準生成熱、標準生成自由エネルギーなどの性質に
ついて、直接ＣＨ４の値を用いているため、化学平衡や
エネルギー収支を計算する際に高い精度および信頼性を
得ることができないという問題点もあった。
【００１１】 石炭のガス化反応過程は、炉内に投入
された微粉炭から揮発分が放出される熱分解反応、放出
された揮発分に対する気相反応、および微粉炭の固定炭
素に対するチャーガス化反応からなる。そこで、揮発分
の組成を、メタン、水素、一酸化炭素および水蒸気など
の化学種から構成されるものと仮定し、気相反応として
以下の反応式（５）〜（９）の５つの総括反応を考慮す
るとともに、チャーガス化反応として以下の反応式（１
０）〜（１２）の酸素、二酸化炭素、水蒸気による反応
を考慮する方法である。
された微粉炭から揮発分が放出される熱分解反応、放出
された揮発分に対する気相反応、および微粉炭の固定炭
素に対するチャーガス化反応からなる。そこで、揮発分
の組成を、メタン、水素、一酸化炭素および水蒸気など
の化学種から構成されるものと仮定し、気相反応として
以下の反応式（５）〜（９）の５つの総括反応を考慮す
るとともに、チャーガス化反応として以下の反応式（１
０）〜（１２）の酸素、二酸化炭素、水蒸気による反応
を考慮する方法である。
【００１２】 ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４Ｈ２ （５） ＣＨ４＋２Ｏ２→ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ （６） Ｈ２＋（１／２）Ｏ２→Ｈ２Ｏ （７） ＣＯ＋（１／２）Ｏ２→ＣＯ２ （８） ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２ （９） Ｃ＋（１／２）Ｏ２→ＣＯ （１０） Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ （１１） Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２ （１２）
【００１３】上記従来のモデリング方法においては、揮
発分の成分がメタン、水素、一酸化炭素および水蒸気な
どの化学種から構成されていると仮定しているために、
石炭分析値や炭種によって、揮発分中各成分の割合を決
定することが困難であり、また、上記化学種であるメタ
ン、水素、一酸化炭素の標準生成熱から求めた反応熱
は、実際の石炭揮発分の発熱量と一致しないことが多い
という問題点があった。
発分の成分がメタン、水素、一酸化炭素および水蒸気な
どの化学種から構成されていると仮定しているために、
石炭分析値や炭種によって、揮発分中各成分の割合を決
定することが困難であり、また、上記化学種であるメタ
ン、水素、一酸化炭素の標準生成熱から求めた反応熱
は、実際の石炭揮発分の発熱量と一致しないことが多い
という問題点があった。
【００１４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプロセスのシミュレ
ーションおよびガス化炉内の諸現象を数値流体解析によ
り予測、評価する際に、高い精度と信頼性を得ることが
できるモデリング方法を提供することを目的とするもの
である。
ので、石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプロセスのシミュレ
ーションおよびガス化炉内の諸現象を数値流体解析によ
り予測、評価する際に、高い精度と信頼性を得ることが
できるモデリング方法を提供することを目的とするもの
である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
に係る石炭ガス化をシミュレーションするためのモデリ
ング方法は、石炭、水および二酸化炭素吸収剤を原料と
し、ガス化炉内において６００〜７００℃、１０〜２５
ＭＰａの条件下でガス化させる石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩ
ＮＧプロセスをシミュレーションするに際して、上記ガ
ス化において石炭粒子が温度上昇により熱分解すること
によって放出される揮発分の成分を、擬似成分ＣＨｘＯ
ｙと仮定して上記石炭ガス化をモデリングすることを特
徴とするものである。
に係る石炭ガス化をシミュレーションするためのモデリ
ング方法は、石炭、水および二酸化炭素吸収剤を原料と
し、ガス化炉内において６００〜７００℃、１０〜２５
ＭＰａの条件下でガス化させる石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩ
ＮＧプロセスをシミュレーションするに際して、上記ガ
ス化において石炭粒子が温度上昇により熱分解すること
によって放出される揮発分の成分を、擬似成分ＣＨｘＯ
ｙと仮定して上記石炭ガス化をモデリングすることを特
徴とするものである。
【００１６】ここで、請求項２に記載の発明は、上記原
料および上記擬似成分ＣＨｘＯｙに基づき、 ＣＨｘＯｙ＋（１−ｙ）Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋（１＋ｘ／２−
ｙ）Ｈ２ ＣＯ＋Ｈ２Ｏ⇔ＣＯ２＋Ｈ２ ＣＯ＋３Ｈ２→ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４Ｈ２ Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２ Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４ ＭＯ＋ＣＯ２→ＭＣＯ３（Ｍは、アルカリ金属） の全部または一部の反応式を用いて上記石炭利用ＨｙＰ
ｒ−ＲＩＮＧプロセスをシミュレーションすることを特
徴とするものである。
料および上記擬似成分ＣＨｘＯｙに基づき、 ＣＨｘＯｙ＋（１−ｙ）Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋（１＋ｘ／２−
ｙ）Ｈ２ ＣＯ＋Ｈ２Ｏ⇔ＣＯ２＋Ｈ２ ＣＯ＋３Ｈ２→ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４Ｈ２ Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２ Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４ ＭＯ＋ＣＯ２→ＭＣＯ３（Ｍは、アルカリ金属） の全部または一部の反応式を用いて上記石炭利用ＨｙＰ
ｒ−ＲＩＮＧプロセスをシミュレーションすることを特
徴とするものである。
【００１７】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載の発明において、上記擬似成分ＣＨｘＯ
ｙ中のｘおよびｙの値を、使用する炭種の工業分析値お
よび元素分析値から求め、かつ得られた上記ｘおよびｙ
の値から、当該ＣＨｘＯｙの分子量を求めることを特徴
とするものである。
または２に記載の発明において、上記擬似成分ＣＨｘＯ
ｙ中のｘおよびｙの値を、使用する炭種の工業分析値お
よび元素分析値から求め、かつ得られた上記ｘおよびｙ
の値から、当該ＣＨｘＯｙの分子量を求めることを特徴
とするものである。
【００１８】さらに、請求項４に記載の発明は、請求項
１〜３のいずれかに記載の発明において、上記石炭の高
位発熱量および固定炭素の高位発熱量を用いて、上記擬
似成分ＣＨｘＯｙの高位発熱量および標準生成熱を求め
ることを特徴とするものである。
１〜３のいずれかに記載の発明において、上記石炭の高
位発熱量および固定炭素の高位発熱量を用いて、上記擬
似成分ＣＨｘＯｙの高位発熱量および標準生成熱を求め
ることを特徴とするものである。
【００１９】次いで、請求項５に記載の本発明に係る石
炭ガス化のシミュレーションシステムは、石炭、水およ
び二酸化炭素吸収剤を原料とし、ガス化炉内において６
００〜７００℃、１０〜２５ＭＰａの条件下でガス化さ
せる石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプロセスをシミュレー
ションするシステムであって、上記ガス化において石炭
粒子が温度上昇により熱分解することによって放出され
る揮発分の成分を、擬似成分ＣＨｘＯｙと仮定して、請
求項１ないし４のいずれかに記載のモデリング方法を用
いて上記石炭ガス化をモデリングしていることを特徴と
するものである。
炭ガス化のシミュレーションシステムは、石炭、水およ
び二酸化炭素吸収剤を原料とし、ガス化炉内において６
００〜７００℃、１０〜２５ＭＰａの条件下でガス化さ
せる石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプロセスをシミュレー
ションするシステムであって、上記ガス化において石炭
粒子が温度上昇により熱分解することによって放出され
る揮発分の成分を、擬似成分ＣＨｘＯｙと仮定して、請
求項１ないし４のいずれかに記載のモデリング方法を用
いて上記石炭ガス化をモデリングしていることを特徴と
するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の石炭ガス化をシ
ミュレーションするためのモデリング方法およびこれを
組み込んだ石炭ガス化のシミュレーションシステムの一
実施形態を示すもので、石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプ
ロセスシミュレーションおよびガス化炉の数値流体解析
手法の高精度化を図るために開発されたものである。石
炭微粒子は、粗炭、水、チャーおよび灰分の４部分から
なっており、上記粗炭は、揮発分とチャーとからなって
いる。そして、石炭微粒子、水および二酸化炭素吸収剤
としてのＣａＯを原料としてガス化炉内に供給した後、
炉内の熱によって加熱すると、先ず石炭微粒子中の水分
が蒸発する。その後、温度の上昇に従って、熱分解によ
り粗炭から揮発分が分解され、６００〜７００℃、１０
〜２５ＭＰａの条件下においてチャーのガス化反応およ
び揮発分を含む気相反応を行なう。そこで、本モデリン
グ方法においては、上記揮発分の組成式を擬似成分ＣＨ
ｘＯｙと仮定した。この結果、揮発分は、水による反応
式（１３）〜（１６）の気相反応を行ない、揮発分が放
出された後のチャーは、反応式（１７）〜（２０）の固
−気反応を行なう。
ミュレーションするためのモデリング方法およびこれを
組み込んだ石炭ガス化のシミュレーションシステムの一
実施形態を示すもので、石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプ
ロセスシミュレーションおよびガス化炉の数値流体解析
手法の高精度化を図るために開発されたものである。石
炭微粒子は、粗炭、水、チャーおよび灰分の４部分から
なっており、上記粗炭は、揮発分とチャーとからなって
いる。そして、石炭微粒子、水および二酸化炭素吸収剤
としてのＣａＯを原料としてガス化炉内に供給した後、
炉内の熱によって加熱すると、先ず石炭微粒子中の水分
が蒸発する。その後、温度の上昇に従って、熱分解によ
り粗炭から揮発分が分解され、６００〜７００℃、１０
〜２５ＭＰａの条件下においてチャーのガス化反応およ
び揮発分を含む気相反応を行なう。そこで、本モデリン
グ方法においては、上記揮発分の組成式を擬似成分ＣＨ
ｘＯｙと仮定した。この結果、揮発分は、水による反応
式（１３）〜（１６）の気相反応を行ない、揮発分が放
出された後のチャーは、反応式（１７）〜（２０）の固
−気反応を行なう。
【００２１】 ＣＨｘＯｙ＋（１−ｙ）Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋（１＋ｘ／２−ｙ）Ｈ２（１３） ＣＯ＋Ｈ２Ｏ⇔ＣＯ２＋Ｈ２ （１４） ＣＯ＋３Ｈ２→ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ （１５） ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４Ｈ２ （１６） Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２ （１７） Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ （１８） Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４ （１９） ＣａＯ＋ＣＯ２→ＣａＣＯ３ （２０）
【００２２】ここで、上記擬似成分ＣＨｘＯｙに関する
各物性値は、下記のようにして求めることができる。 （Ａ）ｘおよびｙの値 使用する炭種の工業分析値および元素分析値から求め
る。 （Ｂ）擬似成分ＣＨｘＯｙの分子量Ｍ 上記（Ａ）において得られたｘおよびｙの値および単位
分子量から、Ｍ＝１２．０１１＋１．００８ｘ＋１５．
９９９ｙによって求める。
各物性値は、下記のようにして求めることができる。 （Ａ）ｘおよびｙの値 使用する炭種の工業分析値および元素分析値から求め
る。 （Ｂ）擬似成分ＣＨｘＯｙの分子量Ｍ 上記（Ａ）において得られたｘおよびｙの値および単位
分子量から、Ｍ＝１２．０１１＋１．００８ｘ＋１５．
９９９ｙによって求める。
【００２３】（Ｃ）擬似成分ＣＨｘＯｙの高位発熱量 石炭の高位発熱量＝固定炭素分の高位発熱量＋ＣＨｘＯ
ｙ分の高位発熱量が成立すると仮定すれば、石炭の高位
発熱量や固定炭素の発熱量は、文献中から調べることが
できるため、 ＣＨｘＯｙ分の高位発熱量＝石炭の高位発熱量−固定炭
素分の高位発熱量 によって求めることができる。
ｙ分の高位発熱量が成立すると仮定すれば、石炭の高位
発熱量や固定炭素の発熱量は、文献中から調べることが
できるため、 ＣＨｘＯｙ分の高位発熱量＝石炭の高位発熱量−固定炭
素分の高位発熱量 によって求めることができる。
【００２４】（Ｄ）擬似成分ＣＨｘＯｙの標準生成熱 既知のＣＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２の標準生成熱や上記（Ｃ）
において得られる擬似成分ＣＨｘＯｙの高位発熱量Ｑを
用いて、下記（２１）式、（２２）式により、ＣＨｘＯ
ｙの標準生成熱が求められる。 ＣＨｘＯｙ＋（１＋ｘ／４−ｙ／２）Ｏ２→ＣＯ２＋（ｘ／２）Ｈ２Ｏ＋Ｑ （２１） ΔＨｒ＝ΣｖｉΔＨｆｐ−ΣｖｉΔＨｆｒ （２２） ここに、ΔＨｒは、上記（２１）式の標準反応熱であ
り、ΔＨｆｐは、生成物の標準生成熱、ΔＨｆｒは、反
応物の標準生成熱である。また、ｖｉは、各化学種の量
論係数である。そして、（２１）式および（２２）式に
おいては、ΔＨｒ＝Ｑである。
において得られる擬似成分ＣＨｘＯｙの高位発熱量Ｑを
用いて、下記（２１）式、（２２）式により、ＣＨｘＯ
ｙの標準生成熱が求められる。 ＣＨｘＯｙ＋（１＋ｘ／４−ｙ／２）Ｏ２→ＣＯ２＋（ｘ／２）Ｈ２Ｏ＋Ｑ （２１） ΔＨｒ＝ΣｖｉΔＨｆｐ−ΣｖｉΔＨｆｒ （２２） ここに、ΔＨｒは、上記（２１）式の標準反応熱であ
り、ΔＨｆｐは、生成物の標準生成熱、ΔＨｆｒは、反
応物の標準生成熱である。また、ｖｉは、各化学種の量
論係数である。そして、（２１）式および（２２）式に
おいては、ΔＨｒ＝Ｑである。
【００２５】（Ｅ）上記反応式（２１）における標準エ
ントロピー変化ΔＳｒ 標準状態下の気体を理想気体と仮定すると、エントロピ
ー変化ΔＳと圧力変化の関係は、下式で表される。 ΔＳ＝−Ｒｌｎ（Ｐ２／Ｐ１） （２３） ここに、Ｒは気体定数、Ｐは圧力である。上記反応式
（２１）において、標準エントロピー変化ΔＳｒは、以
下の（２４）式が成立すると仮定することにより、（２
１）式の標準エントロピー変化が求められる。 ΔＳｒ＝−Ｒｌｎ{（１＋ｘ／２）／（１＋１＋ｘ／４−ｙ／２）｝ （２４）
ントロピー変化ΔＳｒ 標準状態下の気体を理想気体と仮定すると、エントロピ
ー変化ΔＳと圧力変化の関係は、下式で表される。 ΔＳ＝−Ｒｌｎ（Ｐ２／Ｐ１） （２３） ここに、Ｒは気体定数、Ｐは圧力である。上記反応式
（２１）において、標準エントロピー変化ΔＳｒは、以
下の（２４）式が成立すると仮定することにより、（２
１）式の標準エントロピー変化が求められる。 ΔＳｒ＝−Ｒｌｎ{（１＋ｘ／２）／（１＋１＋ｘ／４−ｙ／２）｝ （２４）
【００２６】（Ｆ）上記反応式（２１）における標準自
由エネルギー変化ΔＧｒ 標準反応熱ΔＨｒ（式（２１）については、ΔＨｒ＝
Ｑ）および標準エントロピー変化ΔＳｒは、上述したよ
うに得られるために、これらを用いて、下記（２５）式
により標準自由エネルギー変化ΔＧｒを求めることがで
きる。 ΔＧｒ＝ΔＨｒ−ＴΔＳｒ （２５） ここで、Ｔは温度であり、値は２９８．１５Ｋである。
由エネルギー変化ΔＧｒ 標準反応熱ΔＨｒ（式（２１）については、ΔＨｒ＝
Ｑ）および標準エントロピー変化ΔＳｒは、上述したよ
うに得られるために、これらを用いて、下記（２５）式
により標準自由エネルギー変化ΔＧｒを求めることがで
きる。 ΔＧｒ＝ΔＨｒ−ＴΔＳｒ （２５） ここで、Ｔは温度であり、値は２９８．１５Ｋである。
【００２７】（Ｇ）ＣＨｘＯｙの標準生成自由エネルギ
ー 式（２１）におけるＯ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏの標準生成自
由エネルギー（ΔＧｆ）と、標準自由エネルギー変化Δ
Ｇｒとを用いて、下記式（２６）によりＣＨｘＯｙの標
準生成自由エネルギーが求められる。 ΔＧｒ＝ΣｖｉΔＧｆｐ−ΣｖｉΔＧｆｒ （２６） ここで、ΔＧｆｐは、生成物の標準生成自由エネルギ
ー、ΔＨｆｒは、反応物の標準生成自由エネルギーであ
り、ｖｉは、各化学種の量論係数である。
ー 式（２１）におけるＯ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏの標準生成自
由エネルギー（ΔＧｆ）と、標準自由エネルギー変化Δ
Ｇｒとを用いて、下記式（２６）によりＣＨｘＯｙの標
準生成自由エネルギーが求められる。 ΔＧｒ＝ΣｖｉΔＧｆｐ−ΣｖｉΔＧｆｒ （２６） ここで、ΔＧｆｐは、生成物の標準生成自由エネルギ
ー、ΔＨｆｒは、反応物の標準生成自由エネルギーであ
り、ｖｉは、各化学種の量論係数である。
【００２８】（Ｈ）ＣＨｘＯｙの絶対エントロピー 式（２１）におけるＯ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏの絶対エント
ロピーおよび標準エントロピー変化を用いて、下記式
（２７）によりＣＨｘＯｙの絶対エントロピーを求める
ことができる。 ΔＳｒ＝ΣｖｉΔＳｉｐ−ΣｖｉΔＳｉｒ （２７） ここで、ΔＳｒは、標準エントロピー変化、ΔＳｉ
ｐは、生成物の絶対エントロピー、ΔＳｉｒは、反応物
の絶対エントロピーであり、ｖｉは、各化学種の量論係
数である。
ロピーおよび標準エントロピー変化を用いて、下記式
（２７）によりＣＨｘＯｙの絶対エントロピーを求める
ことができる。 ΔＳｒ＝ΣｖｉΔＳｉｐ−ΣｖｉΔＳｉｒ （２７） ここで、ΔＳｒは、標準エントロピー変化、ΔＳｉ
ｐは、生成物の絶対エントロピー、ΔＳｉｒは、反応物
の絶対エントロピーであり、ｖｉは、各化学種の量論係
数である。
【００２９】（Ｉ）上記反応式（１３）における標準反
応熱 反応器を設計するためには、反応速度以外に、各反応か
ら発生する熱量が非常に重要になる。この熱は、生成物
質と反応物質とが持つ各熱量に基づいて生じるものであ
る。そして、標準反応熱は、標準生成熱から直接求める
ことができる。したがって、上記方法によりＣＨｘＯｙ
の標準生成熱を求めれば、（１３）式の標準反応熱を
（２２）式より求めることができる。
応熱 反応器を設計するためには、反応速度以外に、各反応か
ら発生する熱量が非常に重要になる。この熱は、生成物
質と反応物質とが持つ各熱量に基づいて生じるものであ
る。そして、標準反応熱は、標準生成熱から直接求める
ことができる。したがって、上記方法によりＣＨｘＯｙ
の標準生成熱を求めれば、（１３）式の標準反応熱を
（２２）式より求めることができる。
【００３０】（Ｊ）上記反応式（１３）における平衡係
数Ｋ 熱力学を用いると、標準反応熱の算出以外に、平衡定数
の計算や予め設定した温度、圧力、出発混合物の組成等
の条件における最大到達転化率も決定することができ
る。そして、平衡定数Ｋは、反応の標準自由エネルギー
変化ΔＧｒより求めることができる。 ΔＧｒ＝−ＲＴｌｎＫ （２８） この標準自由エネルギー変化は、（２６）式より各化学
種の標準生成自由エネルギーから求められる。
数Ｋ 熱力学を用いると、標準反応熱の算出以外に、平衡定数
の計算や予め設定した温度、圧力、出発混合物の組成等
の条件における最大到達転化率も決定することができ
る。そして、平衡定数Ｋは、反応の標準自由エネルギー
変化ΔＧｒより求めることができる。 ΔＧｒ＝−ＲＴｌｎＫ （２８） この標準自由エネルギー変化は、（２６）式より各化学
種の標準生成自由エネルギーから求められる。
【００３１】（Ｋ）ガス化炉の熱収支 ガス化炉の熱収支は、図２に示す反応経路によって計算
することができる。 （１）反応物を状態１から参考状態に変化させる場合の
エンタルピー変化（Ｈ２−Ｈ１）を計算する。 （２）炉内各反応の標準反応熱により、総標準反応熱Σ
ΔＨｒを計算する。 （３）生成物を参考状態から状態２に変化させる場合の
エンタルピー変化（Ｈ４−Ｈ３）を計算する。 そして、ガス化炉の熱負荷＝（Ｈ２−Ｈ１）＋ΣΔＨｒ
＋（Ｈ４−Ｈ３）になる。また、各反応における標準反
応熱は、（２２）式によって、各化学種の標準生成熱か
ら計算する。
することができる。 （１）反応物を状態１から参考状態に変化させる場合の
エンタルピー変化（Ｈ２−Ｈ１）を計算する。 （２）炉内各反応の標準反応熱により、総標準反応熱Σ
ΔＨｒを計算する。 （３）生成物を参考状態から状態２に変化させる場合の
エンタルピー変化（Ｈ４−Ｈ３）を計算する。 そして、ガス化炉の熱負荷＝（Ｈ２−Ｈ１）＋ΣΔＨｒ
＋（Ｈ４−Ｈ３）になる。また、各反応における標準反
応熱は、（２２）式によって、各化学種の標準生成熱か
ら計算する。
【００３２】以上の構成からなる石炭ガス化をシミュレ
ーションするためのモデリング方法または石炭ガス化の
シミュレーションシステムは、当該モデリング方法のソ
ースコードを汎用のプロセスシミュレーションツール
（例えば、米国Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｉｎｃ．社のＰＲＯ／ＩＩ、米国Ａｓｐｅｎ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．社のＡＳＰＥＮ―Ｐｌｕｓな
ど）、汎用数値流体解析ツール（例えば、英国Ｃｏｎｃ
ｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｈｅａｔ ａｎｄ Ｍｏｍｅｎｔ
ｕｍ Ｌｉｍｉｔｅｄ社のＰＨＯＥＮＩＣＳ、米国Ｆｌ
ｕｅｎｔ Ｉｎｃ．社のＦＬＵＥＮＴなど）および自社
開発のプロセスシミュレーションツールや数値流体解析
ツールなどと組み合わせることによって、石炭利用Ｈｙ
Ｐｒ−ＲＩＮＧプロセスガス化炉の物質収支、エネルギ
ー収支、化学平衡、化学反応速度などの種々のシミュレ
ーションを行うことができる。
ーションするためのモデリング方法または石炭ガス化の
シミュレーションシステムは、当該モデリング方法のソ
ースコードを汎用のプロセスシミュレーションツール
（例えば、米国Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ
Ｉｎｃ．社のＰＲＯ／ＩＩ、米国Ａｓｐｅｎ Ｔｅｃ
ｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．社のＡＳＰＥＮ―Ｐｌｕｓな
ど）、汎用数値流体解析ツール（例えば、英国Ｃｏｎｃ
ｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｈｅａｔ ａｎｄ Ｍｏｍｅｎｔ
ｕｍ Ｌｉｍｉｔｅｄ社のＰＨＯＥＮＩＣＳ、米国Ｆｌ
ｕｅｎｔ Ｉｎｃ．社のＦＬＵＥＮＴなど）および自社
開発のプロセスシミュレーションツールや数値流体解析
ツールなどと組み合わせることによって、石炭利用Ｈｙ
Ｐｒ−ＲＩＮＧプロセスガス化炉の物質収支、エネルギ
ー収支、化学平衡、化学反応速度などの種々のシミュレ
ーションを行うことができる。
【００３３】そして、上記モデリング方法またはシミュ
レーションシステムによれば、石炭を揮発分、チャー、
水分、灰分などに分けて考慮しているので、従来の前記
に挙げたモデリング方法のように、石炭全体をＣｘＨ
ｙＯｚに簡略化して仮定したものと比較して、性質が大
きく異なっている揮発分やチャーについて各自の反応速
度式、標準生成自由エネルギーおよび標準生成熱などを
持つことができ、化学平衡、化学反応速度およびエネル
ギー収支などの計算精度を大幅に改善することができ
る。
レーションシステムによれば、石炭を揮発分、チャー、
水分、灰分などに分けて考慮しているので、従来の前記
に挙げたモデリング方法のように、石炭全体をＣｘＨ
ｙＯｚに簡略化して仮定したものと比較して、性質が大
きく異なっている揮発分やチャーについて各自の反応速
度式、標準生成自由エネルギーおよび標準生成熱などを
持つことができ、化学平衡、化学反応速度およびエネル
ギー収支などの計算精度を大幅に改善することができ
る。
【００３４】また、揮発分の組成式に付いては、ＣＨｘ
Ｏｙという擬似成分に仮定しているので、前記に示し
た従来のモデリング方法のように、揮発分中の酸素量を
無視して揮発分をＣＨｘに仮定し、かつこのＣＨｘに直
接ＣＨ４ の物性値を用いた方法と比べて、実際の揮発
分中の酸素量が無視されることがなく、よって化学平
衡、物質収支およびエネルギー収支の計算精度を改善す
ることができる。
Ｏｙという擬似成分に仮定しているので、前記に示し
た従来のモデリング方法のように、揮発分中の酸素量を
無視して揮発分をＣＨｘに仮定し、かつこのＣＨｘに直
接ＣＨ４ の物性値を用いた方法と比べて、実際の揮発
分中の酸素量が無視されることがなく、よって化学平
衡、物質収支およびエネルギー収支の計算精度を改善す
ることができる。
【００３５】加えて、上記揮発分の組成式については、
ＣＨｘＯｙという擬似成分に仮定しているので、当該揮
発分の組成がメタン、水素、一酸化炭素および水蒸気な
どの化学種から構成されていると仮定した上記従来のモ
デリング方法と比べて、石炭分析値や炭種によって揮
発分中各成分の割合を決定することが困難であった問題
や、化学種であるメタン、水素、一酸化炭素の標準生成
熱から求めた標準反応熱が、実際の石炭揮発分の発熱量
と一致しないなどの問題を解決することもできる。
ＣＨｘＯｙという擬似成分に仮定しているので、当該揮
発分の組成がメタン、水素、一酸化炭素および水蒸気な
どの化学種から構成されていると仮定した上記従来のモ
デリング方法と比べて、石炭分析値や炭種によって揮
発分中各成分の割合を決定することが困難であった問題
や、化学種であるメタン、水素、一酸化炭素の標準生成
熱から求めた標準反応熱が、実際の石炭揮発分の発熱量
と一致しないなどの問題を解決することもできる。
【００３６】さらに、熱力学理論を用い、石炭高位発熱
量や固定炭素の高位発熱量から石炭揮発分の高位発熱
量、標準生成熱および標準生成自由エネルギーなどの物
性を求めることにより、実際に扱う炭種の実際の性質を
反映することができ、理論的にも実用的にも信頼性が高
く、かつ精度に優れる石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプロ
セスのシミュレーションを行うことが可能になる。しか
も、上記揮発分を、擬似成分ＣＨｘＯｙと仮定している
結果、上記（Ａ）〜（Ｋ）のステップを用いることによ
り、全ての炭種について適用することができる。
量や固定炭素の高位発熱量から石炭揮発分の高位発熱
量、標準生成熱および標準生成自由エネルギーなどの物
性を求めることにより、実際に扱う炭種の実際の性質を
反映することができ、理論的にも実用的にも信頼性が高
く、かつ精度に優れる石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプロ
セスのシミュレーションを行うことが可能になる。しか
も、上記揮発分を、擬似成分ＣＨｘＯｙと仮定している
結果、上記（Ａ）〜（Ｋ）のステップを用いることによ
り、全ての炭種について適用することができる。
【００３７】
【実施例】（実施例１）石炭中における揮発分の物性の
計算 上記実施の形態に示したモデリング方法を用いて、表１
に示す炭種について、石炭の揮発分の擬似成分組成式Ｃ
ＨｘＯｙ中のｘおよびｙの値、擬似成分ＣＨｘＯｙの分
子量、高位発熱量、標準生成熱、標準生成自由エネルギ
ーおよび反応式（２１）の標準エントロピー変化を計算
した。表２は、その結果を示すものである。
計算 上記実施の形態に示したモデリング方法を用いて、表１
に示す炭種について、石炭の揮発分の擬似成分組成式Ｃ
ＨｘＯｙ中のｘおよびｙの値、擬似成分ＣＨｘＯｙの分
子量、高位発熱量、標準生成熱、標準生成自由エネルギ
ーおよび反応式（２１）の標準エントロピー変化を計算
した。表２は、その結果を示すものである。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】（実施例２）石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧ
プロセスのガス化炉物質収支および熱収支シミュレーシ
ョン 実施例１において表１に示した炭種および計算された物
性値を用いて、石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプロセスの
ガス化炉物質収支および熱収支シミュレーションを行な
った。表３は、計算条件および結果と試験値との比較を
示すものである。また、図３は、上記シミュレーション
によって得られたガス化炉出口温度と冷ガス効率および
ガス化炉熱負荷の関係を示すものであり、図４は、ガス
化炉入口ＣａＯ／Ｃｏａｌ比と冷ガス効率およびガス化
炉熱負荷の関係を示すものである。
プロセスのガス化炉物質収支および熱収支シミュレーシ
ョン 実施例１において表１に示した炭種および計算された物
性値を用いて、石炭利用ＨｙＰｒ−ＲＩＮＧプロセスの
ガス化炉物質収支および熱収支シミュレーションを行な
った。表３は、計算条件および結果と試験値との比較を
示すものである。また、図３は、上記シミュレーション
によって得られたガス化炉出口温度と冷ガス効率および
ガス化炉熱負荷の関係を示すものであり、図４は、ガス
化炉入口ＣａＯ／Ｃｏａｌ比と冷ガス効率およびガス化
炉熱負荷の関係を示すものである。
【００４１】
【表３】
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜５のい
ずれかに記載の本発明によれば、石炭利用ＨｙＰｒ−Ｒ
ＩＮＧプロセスをシミュレーションするに際して、石炭
を揮発分、チャー、水分、灰分などに分けて考慮し、か
つ揮発分の組成式をＣＨｘＯｙという擬似成分として仮
定しているので、性質が大きく異なる揮発分やチャーに
ついて、各自の反応速度式、標準生成自由エネルギーお
よび標準生成熱などを得ることができ、この結果化学平
衡、化学反応速度、物質収支およびエネルギー収支など
の計算精度を大幅に改善することができるため、実際に
扱う炭種の実際の性質を反映した理論的にも実用的にも
信頼性が高く、かつ精度に優れるシミュレーションを行
うことができる。
ずれかに記載の本発明によれば、石炭利用ＨｙＰｒ−Ｒ
ＩＮＧプロセスをシミュレーションするに際して、石炭
を揮発分、チャー、水分、灰分などに分けて考慮し、か
つ揮発分の組成式をＣＨｘＯｙという擬似成分として仮
定しているので、性質が大きく異なる揮発分やチャーに
ついて、各自の反応速度式、標準生成自由エネルギーお
よび標準生成熱などを得ることができ、この結果化学平
衡、化学反応速度、物質収支およびエネルギー収支など
の計算精度を大幅に改善することができるため、実際に
扱う炭種の実際の性質を反映した理論的にも実用的にも
信頼性が高く、かつ精度に優れるシミュレーションを行
うことができる。
【図１】本発明のモデリング方法およびこれを組み込ん
だシミュレーションシステムの一実施形態を示す概念図
である。
だシミュレーションシステムの一実施形態を示す概念図
である。
【図２】本発明の一実施形態におけるガス化炉の熱収支
の計算方法を説明するための概念図である。
の計算方法を説明するための概念図である。
【図３】本発明の実施例２のシミュレーションによって
得られたガス化炉出口温度と冷ガス効率およびガス化炉
熱負荷の関係を示すグラフである。
得られたガス化炉出口温度と冷ガス効率およびガス化炉
熱負荷の関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例２のシミュレーションによって
得られたガス化炉入口ＣａＯ／Ｃｏａｌ比と冷ガス効率
およびガス化炉熱負荷の関係を示すグラフである。
得られたガス化炉入口ＣａＯ／Ｃｏａｌ比と冷ガス効率
およびガス化炉熱負荷の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三橋 雄志 東京都文京区小石川１−３−25 小石川大 国ビル 三菱マテリアル株式会社システム 事業センター内 (72)発明者 梅村 昭男 東京都文京区小石川１−３−25 小石川大 国ビル 三菱マテリアル株式会社システム 事業センター内
Claims (5)
- 【請求項１】 石炭、水および二酸化炭素吸収剤を原料
とし、ガス化炉内において６００〜７００℃、１０〜２
５ＭＰａの条件下でガス化させる石炭利用ＨｙＰｒ−Ｒ
ＩＮＧプロセスをシミュレーションするに際して、上記
ガス化において石炭粒子が温度上昇により熱分解するこ
とによって放出される揮発分の成分を、擬似成分ＣＨｘ
Ｏｙと仮定して上記石炭ガス化をモデリングすることを
特徴とする石炭ガス化をシミュレーションするためのモ
デリング方法。 - 【請求項２】 上記原料および上記擬似成分ＣＨｘＯｙ
に基づき、 ＣＨｘＯｙ＋（１−ｙ）Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋（１＋ｘ／２−
ｙ）Ｈ２ ＣＯ＋Ｈ２Ｏ⇔ＣＯ２＋Ｈ２ ＣＯ＋３Ｈ２→ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ ＣＨ４＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４Ｈ２ Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２ Ｃ＋ＣＯ２→２ＣＯ Ｃ＋２Ｈ２→ＣＨ４ ＭＯ＋ＣＯ２→ＭＣＯ３（Ｍは、アルカリ金属） の全部または一部の反応式を用いて上記石炭利用ＨｙＰ
ｒ−ＲＩＮＧプロセスをシミュレーションすることを特
徴とする請求項１に記載の石炭ガス化をシミュレーショ
ンするためのモデリング方法。 - 【請求項３】 上記擬似成分ＣＨｘＯｙ中のｘおよびｙ
の値を、使用する炭種の工業分析値および元素分析値か
ら求め、かつ得られた上記ｘおよびｙの値から、当該Ｃ
ＨｘＯｙの分子量を求めることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の石炭ガス化をシミュレーションするため
のモデリング方法。 - 【請求項４】 上記石炭の高位発熱量および固定炭素の
高位発熱量を用いて、上記擬似成分ＣＨｘＯｙの高位発
熱量および標準生成熱を求めることを特徴とする請求項
１ないし３のいずれかに記載の石炭ガス化をシミュレー
ションするためのモデリング方法。 - 【請求項５】 石炭、水および二酸化炭素吸収剤を原料
とし、ガス化炉内において６００〜７００℃、１０〜２
５ＭＰａの条件下でガス化させる石炭利用ＨｙＰｒ−Ｒ
ＩＮＧプロセスをシミュレーションするシステムであっ
て、 上記ガス化において石炭粒子が温度上昇により熱分解す
ることによって放出される揮発分の成分を、擬似成分Ｃ
ＨｘＯｙと仮定して、請求項１ないし４のいずれかに記
載のモデリング方法を用いて上記石炭ガス化をモデリン
グしていることを特徴とする石炭ガス化のシミュレーシ
ョンシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001163000A JP2002356682A (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 石炭ガス化をシミュレーションするためのモデリング方法および石炭ガス化のシミュレーションシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001163000A JP2002356682A (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 石炭ガス化をシミュレーションするためのモデリング方法および石炭ガス化のシミュレーションシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002356682A true JP2002356682A (ja) | 2002-12-13 |
Family
ID=19006043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001163000A Pending JP2002356682A (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 石炭ガス化をシミュレーションするためのモデリング方法および石炭ガス化のシミュレーションシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002356682A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008529757A (ja) * | 2005-01-14 | 2008-08-07 | アルファ・ラヴァル・ヴィカール | 開放プレート型反応器における化学反応の最適化 |
| JP2008268377A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 微粉炭燃焼シミュレーション方法及び微粉炭燃焼シミュレーション装置 |
| WO2015019404A1 (ja) * | 2013-08-05 | 2015-02-12 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 石炭燃焼計算方法および石炭燃焼計算装置 |
-
2001
- 2001-05-30 JP JP2001163000A patent/JP2002356682A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008529757A (ja) * | 2005-01-14 | 2008-08-07 | アルファ・ラヴァル・ヴィカール | 開放プレート型反応器における化学反応の最適化 |
| JP2008268377A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 微粉炭燃焼シミュレーション方法及び微粉炭燃焼シミュレーション装置 |
| WO2015019404A1 (ja) * | 2013-08-05 | 2015-02-12 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 石炭燃焼計算方法および石炭燃焼計算装置 |
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