石炭ロック圧縮機とは
石炭ロック圧縮機はガス化装置の重要なプロセスガス圧縮設備で、主に石炭ロックシステムで発生した間欠的な低圧ガス (石炭ロックガス) の輸送と過給に用いられる。 このガスは通常、ほこり、水、少量のタールとh、co、chなどの可燃性成分を含んでおり、圧縮機のシール性、耐食性と運転安定性に特別な要求を出している。
ガス化プロセスにおける位置付け
固定床または移動床の石炭ガス化プロセスでは、石炭鎖ガスは石炭供給段階で発生する ―― 石炭が常圧石炭倉庫から石炭鎖でガス化炉に入ると、圧力をバランスさせるために一部の炉内ガスを放出する必要がある。 この部分のガスは除塵、冷却された後、圧縮環節に入り、ガス利用システムや燃料ガス管ネットワークに送られる。 圧縮機は石炭ロックガス浄化と下流利用の間の上昇位置にある。
往復式圧縮機の作動原理
主流の石炭ロック圧縮機は往復式構造を採用し、クランクリンク機構でピストンをシリンダー内で往復運動させ、ガスの吸入、圧縮と排出を実現する
- 吸気過程: ピストンが下りて、シリンダの容積が大きくなって、吸気弁が開いて、石炭鎖ガスが濾過されてシリンダに入る
- 圧縮プロセス: ピストンが上り、排気弁が閉じ、ガスが断熱/変化的に圧縮され、圧力が上昇する
- 排気プロセス: シリンダー内の圧力が出口背圧より高い場合、排気弁が開き、圧縮ガスが後続のパイプネットワークに排出される
- ギャップが膨らむ: ピストンが上死点に達すると、ギャップ容積に残った高圧ガスが膨張し、次の吸気に条件を作る。
プロセス適合ポイント
石炭ロックガスの脈動性が強く、含有量の変動が大きいなどの特徴に対して、実際の応用では常に緩衝タンクを配置して気流の脈動を抑制するオイルフリー潤滑または強制給油設計を採用してシールの信頼性を保障するバルブ選定は閉塞性と応答速度を両立する冷却システムは間欠的な負荷変化に合わせて結露と液溜まりを防止する必要がある。