JPH0753969A - 石炭ガス化炉 - Google Patents
石炭ガス化炉Info
- Publication number
- JPH0753969A JPH0753969A JP19825393A JP19825393A JPH0753969A JP H0753969 A JPH0753969 A JP H0753969A JP 19825393 A JP19825393 A JP 19825393A JP 19825393 A JP19825393 A JP 19825393A JP H0753969 A JPH0753969 A JP H0753969A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slag
- gasification
- coal
- chamber
- gasification chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 石炭ガス化室の底に堆積するスラグの飛散を
防止する。 【構成】 鉛直方向に伸びる円筒状のガス化室32内に
旋回流が形成されるよう石炭バーナ38から微粉炭及び
ガス化剤を噴射する。ガス化室32内には、ガス化室3
2の底を形成するスラグタップ板34よりも上方で石炭
バーナ38よりも下方で、且つ旋回流の中心部の位置
に、上下方向の流れを遮断して、スラグタップ板34上
に堆積したスラグが上方に飛散するのを抑制するスラグ
飛散抑制翼42が設けられている。
防止する。 【構成】 鉛直方向に伸びる円筒状のガス化室32内に
旋回流が形成されるよう石炭バーナ38から微粉炭及び
ガス化剤を噴射する。ガス化室32内には、ガス化室3
2の底を形成するスラグタップ板34よりも上方で石炭
バーナ38よりも下方で、且つ旋回流の中心部の位置
に、上下方向の流れを遮断して、スラグタップ板34上
に堆積したスラグが上方に飛散するのを抑制するスラグ
飛散抑制翼42が設けられている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、円筒状のガス化室内に
旋回流を形成すべく、該ガス化室の円周方向に沿って石
炭及びガス化剤を噴出するように配置されたバ−ナを備
え、該石炭と該ガス化剤とを該ガス化室内で反応させて
可燃性ガスを生成する一方で、該石炭のガス化反応の結
果生成されるスラグを該ガス化室の底に形成されたスラ
グ排出孔から該ガス化室外に排出する石炭ガス化炉に関
する。
旋回流を形成すべく、該ガス化室の円周方向に沿って石
炭及びガス化剤を噴出するように配置されたバ−ナを備
え、該石炭と該ガス化剤とを該ガス化室内で反応させて
可燃性ガスを生成する一方で、該石炭のガス化反応の結
果生成されるスラグを該ガス化室の底に形成されたスラ
グ排出孔から該ガス化室外に排出する石炭ガス化炉に関
する。
【0002】
【従来の技術】石炭を灰の溶融温度以上の温度でガス化
する噴流層ガス化法では、高効率で水素ガス、一酸化炭
素ガス等を製造できるので、合成ガス製造用、燃料ガス
製造用として多くのガス化炉の開発が行なわれている。
噴流層ガス化炉の安定運転上の最大の課題は、ガス化炉
内で溶融した石炭灰(以下、スラグと称す)を炉外に
安定に排出すること、ガス化炉のガス化室以降へのス
ラグ飛散によるガス化室出口及び集塵装置(サイクロン
等)内の閉塞等を抑制することである。
する噴流層ガス化法では、高効率で水素ガス、一酸化炭
素ガス等を製造できるので、合成ガス製造用、燃料ガス
製造用として多くのガス化炉の開発が行なわれている。
噴流層ガス化炉の安定運転上の最大の課題は、ガス化炉
内で溶融した石炭灰(以下、スラグと称す)を炉外に
安定に排出すること、ガス化炉のガス化室以降へのス
ラグ飛散によるガス化室出口及び集塵装置(サイクロン
等)内の閉塞等を抑制することである。
【0003】通常、ガス化炉は、図7(c)に示すよう
に、スラグタップ板2及び絞り板4により内部が仕切ら
れ、スラグタップ板2の下部がスラグ冷却貯槽室5、ス
ラグタップ板2と絞り板4との間がガス化室1を構成し
ている。スラグタップ板2の中央部には、ガス化室1か
らスラグ冷却貯槽室5の方向へ貫通するスラグタップ孔
3が形成されている。ガス化室1の側周には、ガス化剤
(空気又は酸素)と共に微粉炭を供給する複数の石炭バ
ーナ6,6,…が設けられている。これら石炭バーナ
6,6,…は、同図(d)に示すように、ガス化室1の
中心方向に対して一定の角度を有するように設けられて
おり、ガス化室1内で旋回流を形成できるようになって
いる。このように旋回流を形成するのは、ガス化室1内
における微粉炭の滞留時間を長くするためである。ま
た、絞り板4も、微粉炭が上部空間に吹き抜けてしまう
のを防ぎ、ガス化室1内における微粉炭の滞留時間を長
くするためのものである。
に、スラグタップ板2及び絞り板4により内部が仕切ら
れ、スラグタップ板2の下部がスラグ冷却貯槽室5、ス
ラグタップ板2と絞り板4との間がガス化室1を構成し
ている。スラグタップ板2の中央部には、ガス化室1か
らスラグ冷却貯槽室5の方向へ貫通するスラグタップ孔
3が形成されている。ガス化室1の側周には、ガス化剤
(空気又は酸素)と共に微粉炭を供給する複数の石炭バ
ーナ6,6,…が設けられている。これら石炭バーナ
6,6,…は、同図(d)に示すように、ガス化室1の
中心方向に対して一定の角度を有するように設けられて
おり、ガス化室1内で旋回流を形成できるようになって
いる。このように旋回流を形成するのは、ガス化室1内
における微粉炭の滞留時間を長くするためである。ま
た、絞り板4も、微粉炭が上部空間に吹き抜けてしまう
のを防ぎ、ガス化室1内における微粉炭の滞留時間を長
くするためのものである。
【0004】ガス化室1内で、石炭バーナ6,6,…か
ら噴射された微粉炭が溶融スラグになると、このスラグ
は、ガス化室内壁に付着し、この壁を伝わって下降し、
スラグタップ板2に至り、スラグタップ孔3からスラグ
冷却貯槽室5に落下する。
ら噴射された微粉炭が溶融スラグになると、このスラグ
は、ガス化室内壁に付着し、この壁を伝わって下降し、
スラグタップ板2に至り、スラグタップ孔3からスラグ
冷却貯槽室5に落下する。
【0005】ところで、ガス化室1内では、ガス化室1
内の鉛直方向に伸びる中心軸(仮想の軸)を中心として
旋回する旋回流が形成されており、周方向速度が、半径
方向速度、軸方向速度に比べて十分に速い。一般に、旋
回流では、流体に加わる遠心力と圧力とがバランスする
ために、中心付近に負圧領域が形成され、その周囲に正
圧領域が形成される。従って、ガス化室1内のガス流れ
は、側周壁付近には下降流、中心付近には上昇流が形成
される。
内の鉛直方向に伸びる中心軸(仮想の軸)を中心として
旋回する旋回流が形成されており、周方向速度が、半径
方向速度、軸方向速度に比べて十分に速い。一般に、旋
回流では、流体に加わる遠心力と圧力とがバランスする
ために、中心付近に負圧領域が形成され、その周囲に正
圧領域が形成される。従って、ガス化室1内のガス流れ
は、側周壁付近には下降流、中心付近には上昇流が形成
される。
【0006】ここで、その原理について、図を用いて簡
単に説明する。図7(a)はガス化室内の周方向速度V
θの分布、図7(b)はガス化炉内の圧力Pの分布であ
る。旋回流中では、図7(a)に示すように、特定の半
径位置では周方向速度分布は極大値を示す。この速度分
布は一般的な渦の典型的な流れであり、強制渦と自由渦
が合成されたものである。旋回流の中心付近は強制渦の
領域で、この領域内では、半径と速度が比例関係にあ
り、半径の増大にともない速度が増大する。一方、旋回
流の中心部分に対して外側は自由渦の領域で、この領域
内では半径と速度が反比例関係にあり、半径の増大にと
もない速度が減少する。したがって、図10(a)に示
すように、特定の半径位置で極大値となる速度分布を示
す。なお、この半径のことを以下において、旋回円半径
とする。すなわち、旋回円Cとは、旋回流の流速が最大
になる位置におけるガス流の円形軌跡のことである。こ
のような周方向速度分布における半径方向の圧力分布
は、図10(b)に示すように、周方向速度により生じ
る遠心力と圧力とがバランスするため、中心部分が負圧
で、外側へ向かうに連れて圧力が高くなり、旋回円近傍
で圧力が0になり、さらに外側では正圧になる。
単に説明する。図7(a)はガス化室内の周方向速度V
θの分布、図7(b)はガス化炉内の圧力Pの分布であ
る。旋回流中では、図7(a)に示すように、特定の半
径位置では周方向速度分布は極大値を示す。この速度分
布は一般的な渦の典型的な流れであり、強制渦と自由渦
が合成されたものである。旋回流の中心付近は強制渦の
領域で、この領域内では、半径と速度が比例関係にあ
り、半径の増大にともない速度が増大する。一方、旋回
流の中心部分に対して外側は自由渦の領域で、この領域
内では半径と速度が反比例関係にあり、半径の増大にと
もない速度が減少する。したがって、図10(a)に示
すように、特定の半径位置で極大値となる速度分布を示
す。なお、この半径のことを以下において、旋回円半径
とする。すなわち、旋回円Cとは、旋回流の流速が最大
になる位置におけるガス流の円形軌跡のことである。こ
のような周方向速度分布における半径方向の圧力分布
は、図10(b)に示すように、周方向速度により生じ
る遠心力と圧力とがバランスするため、中心部分が負圧
で、外側へ向かうに連れて圧力が高くなり、旋回円近傍
で圧力が0になり、さらに外側では正圧になる。
【0007】このように、中心付近に負圧領域が形成さ
れ、その周囲に正圧領域が形成される結果、前述したよ
うに、中心付近には上昇流が形成され、ガス化室1の側
周壁付近には下降流される。このため、ガス化室1内で
形成されたスラグは、側周壁側に寄った後、側周壁に沿
って下降し、スラグタップ板2上に至ると、中心部方向
に向い、そこから上方に飛散してしまう。よって、スラ
グは、一部はスラグタップ孔2からスラグ冷却貯蔵室5
に落下するものの、残りの一部は飛散して、絞り板4の
絞り部や下流側に設けられている例えばサイクロン集塵
器等を閉塞させてしまう。
れ、その周囲に正圧領域が形成される結果、前述したよ
うに、中心付近には上昇流が形成され、ガス化室1の側
周壁付近には下降流される。このため、ガス化室1内で
形成されたスラグは、側周壁側に寄った後、側周壁に沿
って下降し、スラグタップ板2上に至ると、中心部方向
に向い、そこから上方に飛散してしまう。よって、スラ
グは、一部はスラグタップ孔2からスラグ冷却貯蔵室5
に落下するものの、残りの一部は飛散して、絞り板4の
絞り部や下流側に設けられている例えばサイクロン集塵
器等を閉塞させてしまう。
【0008】従来、上記のようなガス化炉ガス化室以降
へのスラグの飛散抑制方法としては、例えば、特開昭5
9−204686号公報に記載されているものがある。
この技術は、ガス化ゾーンの上部に、回収チャーの吹込
みノズルを特定角度で設けて、このガス化ゾーン内に回
収チャーの旋回流を生じさせることにより、ガス化効率
を向上させると共に、スラグを回収チャーで捕捉してス
ラグの飛散を効果的に防止するものである。
へのスラグの飛散抑制方法としては、例えば、特開昭5
9−204686号公報に記載されているものがある。
この技術は、ガス化ゾーンの上部に、回収チャーの吹込
みノズルを特定角度で設けて、このガス化ゾーン内に回
収チャーの旋回流を生じさせることにより、ガス化効率
を向上させると共に、スラグを回収チャーで捕捉してス
ラグの飛散を効果的に防止するものである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術では、旋回円近傍のスラグに対しては、回
収チャーである程度捕捉できるものの、炉中心部のスラ
グを捕捉することができず、このスラグが炉中心部に生
じる上昇流に乗じて飛散し、結局、ガス化ゾーンの上部
の絞り部等に付着してしまう。すなわち、従来技術で
は、スラグの飛散を十分に抑制することができず、ガス
化室よりも下流側の部分をスラグで閉塞させてしまうと
いう問題点がある。本発明は、このような従来の問題点
に着目してなされたもので、スラグ飛散を抑制し、ガス
化室よりも下流側の部分でスラグによる防止して、安定
運転を図ることができるガス化炉を提供することを目的
とする。
うな従来技術では、旋回円近傍のスラグに対しては、回
収チャーである程度捕捉できるものの、炉中心部のスラ
グを捕捉することができず、このスラグが炉中心部に生
じる上昇流に乗じて飛散し、結局、ガス化ゾーンの上部
の絞り部等に付着してしまう。すなわち、従来技術で
は、スラグの飛散を十分に抑制することができず、ガス
化室よりも下流側の部分をスラグで閉塞させてしまうと
いう問題点がある。本発明は、このような従来の問題点
に着目してなされたもので、スラグ飛散を抑制し、ガス
化室よりも下流側の部分でスラグによる防止して、安定
運転を図ることができるガス化炉を提供することを目的
とする。
【0010】なお、特開昭58−7487号公報に記載
されているガス化炉において、流れ案内装置なるものが
開示されているが、これは上方から噴霧される微粉炭の
流れを案内するもので、ガス化室内での流体の流れ方向
は上方から下方であり、上方にスラグが舞い上がること
はなく、スラグの飛散を防止するものではない。
されているガス化炉において、流れ案内装置なるものが
開示されているが、これは上方から噴霧される微粉炭の
流れを案内するもので、ガス化室内での流体の流れ方向
は上方から下方であり、上方にスラグが舞い上がること
はなく、スラグの飛散を防止するものではない。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の石炭ガス化炉は、鉛直方向に伸びる円筒状のガス化室
と、該ガス化室内に旋回流を形成すべく、該ガス化室の
円周方向に沿って石炭及びガス化剤を噴出するように配
置されたバ−ナとを備え、該ガス化室の底よりも上方で
該バーナよりも下方で、且つ該旋回流の中心部の位置
に、上下方向の流れを遮断して、該ガス化室の底に有す
るスラグが上方に飛散するのを抑制するスラグ飛散抑制
翼が設けられていることを特徴とするものである。
の石炭ガス化炉は、鉛直方向に伸びる円筒状のガス化室
と、該ガス化室内に旋回流を形成すべく、該ガス化室の
円周方向に沿って石炭及びガス化剤を噴出するように配
置されたバ−ナとを備え、該ガス化室の底よりも上方で
該バーナよりも下方で、且つ該旋回流の中心部の位置
に、上下方向の流れを遮断して、該ガス化室の底に有す
るスラグが上方に飛散するのを抑制するスラグ飛散抑制
翼が設けられていることを特徴とするものである。
【0012】ここで、前記スラグ飛散抑制翼が鉛直上方
からの投影形状が円形を成している場合、該スラグ飛散
抑制翼の径は、旋回円(ガス化室内で旋回流速が速くな
る位置における流体の軌跡が示す円)径の1.1倍以上
であることが好ましい。また、前記スラグ飛散抑制翼
は、前記ガス化室の底から、円筒状の該ガス化室の内径
の0.1倍以上の高さの位置に設けられていることが好
ましい。さらに、このスラグ飛散抑制翼は、高温の溶融
スラグが接触するため、耐熱性を向上させるべくセラミ
ックスで形成することが望ましい。
からの投影形状が円形を成している場合、該スラグ飛散
抑制翼の径は、旋回円(ガス化室内で旋回流速が速くな
る位置における流体の軌跡が示す円)径の1.1倍以上
であることが好ましい。また、前記スラグ飛散抑制翼
は、前記ガス化室の底から、円筒状の該ガス化室の内径
の0.1倍以上の高さの位置に設けられていることが好
ましい。さらに、このスラグ飛散抑制翼は、高温の溶融
スラグが接触するため、耐熱性を向上させるべくセラミ
ックスで形成することが望ましい。
【0013】
【作用】ガス化室内に鉛直方向に伸びる軸を中心として
旋回する旋回流が形成される場合、従来技術において述
べたように、旋回流の中心部では上昇気流が発生する。
このため、ガス化室の底に堆積したスラグは、この上昇
気流に乗って飛散することになる。そこで、ガス化室の
底から一定の高さの位置に上下方向の流れを遮断するス
ラグ飛散抑制翼を設けることにより、ガス化室内に発生
する上昇気流の影響がガス化室の底では弱まり又は無く
なり、ガス化室の底に堆積したスラグの飛散を防ぐこと
ができる。
旋回する旋回流が形成される場合、従来技術において述
べたように、旋回流の中心部では上昇気流が発生する。
このため、ガス化室の底に堆積したスラグは、この上昇
気流に乗って飛散することになる。そこで、ガス化室の
底から一定の高さの位置に上下方向の流れを遮断するス
ラグ飛散抑制翼を設けることにより、ガス化室内に発生
する上昇気流の影響がガス化室の底では弱まり又は無く
なり、ガス化室の底に堆積したスラグの飛散を防ぐこと
ができる。
【0014】
【実施例】本発明に係る石炭ガス化炉の各種実施例につ
いて説明する前に、石炭ガス化炉に関して各種試験を行
ったので、これら試験について説明する。まず、第1の
試験として、負荷がスラグ飛散に及ぼす影響について、
コ−ルドモデルを用い検討した。
いて説明する前に、石炭ガス化炉に関して各種試験を行
ったので、これら試験について説明する。まず、第1の
試験として、負荷がスラグ飛散に及ぼす影響について、
コ−ルドモデルを用い検討した。
【0015】このガス化炉モデル10は、図8に示すよ
うに、鉛直上方に伸びる円筒状を成し、その内部に、ス
ラグ冷却貯槽室11、ガス化室12、廃熱回収室13が
形成されている。冷却貯槽室11とガス化室12とはス
ラグタップ板14により仕切られ、ガス化室12と廃熱
回収室13とは絞り板20で仕切られている。スラグタ
ップ板14の中央部には、上方に突出する堰15が形成
されている。この堰15には、その中央部にガス化室1
2からスラグ冷却貯槽室11の方向へ貫通するスラグタ
ップ孔16が形成され、その中央部から放射方向に複数
のスラグ流通孔17,17,…が形成されている。ガス
化室11には、その側周に、上下2段にバーナ18,1
9が設けられている。これら石炭バーナ18,19は、
図9に示すように、ガス化室12の中心方向に対して一
定の角度を有するように設けられており、ガス化室12
内で旋回流を形成できるようになっている。このガス化
炉モデル10では、バーナ18,19でガス化室12の
円周方向へ空気を噴射するにより旋回流を形成している
ので、このモデル10における旋回円C(旋回流速が最
大になる位置における流体の軌跡が示す円)は、バーナ
18,19の空気噴出方向に接する円となる。このガス
化炉モデル10の各部の寸法は、ガス化室内径D0:φ7
00mm、スラグタップ堰直径d1:φ180mm、スラグタップ
孔径d0:φ80mm、旋回円径D1:φ210mm、:スラグタ
ップ堰高さh:60mmである。
うに、鉛直上方に伸びる円筒状を成し、その内部に、ス
ラグ冷却貯槽室11、ガス化室12、廃熱回収室13が
形成されている。冷却貯槽室11とガス化室12とはス
ラグタップ板14により仕切られ、ガス化室12と廃熱
回収室13とは絞り板20で仕切られている。スラグタ
ップ板14の中央部には、上方に突出する堰15が形成
されている。この堰15には、その中央部にガス化室1
2からスラグ冷却貯槽室11の方向へ貫通するスラグタ
ップ孔16が形成され、その中央部から放射方向に複数
のスラグ流通孔17,17,…が形成されている。ガス
化室11には、その側周に、上下2段にバーナ18,1
9が設けられている。これら石炭バーナ18,19は、
図9に示すように、ガス化室12の中心方向に対して一
定の角度を有するように設けられており、ガス化室12
内で旋回流を形成できるようになっている。このガス化
炉モデル10では、バーナ18,19でガス化室12の
円周方向へ空気を噴射するにより旋回流を形成している
ので、このモデル10における旋回円C(旋回流速が最
大になる位置における流体の軌跡が示す円)は、バーナ
18,19の空気噴出方向に接する円となる。このガス
化炉モデル10の各部の寸法は、ガス化室内径D0:φ7
00mm、スラグタップ堰直径d1:φ180mm、スラグタップ
孔径d0:φ80mm、旋回円径D1:φ210mm、:スラグタ
ップ堰高さh:60mmである。
【0016】このガス化モデル10のバーナ18,19
から、粘度210cpのスラグ模擬液を180kg/hで供給した際
のスラグ飛散率を図10に示す。なお、このスラグ模擬
液(粘度210cp)は、スラグとしては最も粘度が低く、
非常に飛散しやすいものである。同図において、縦軸は
スラグ飛散率(wt%)、横軸は負荷量(上、下段石炭
バーナからのガス供給量)を表す。また、スラグ飛散率
(wt%)は下記の式で定義した。 スラグ飛散率=(絞り部以降飛散量)/(模擬液供給
量)×100 (wt%) 従来技術において述べたように、負荷が増加するに伴
い、ガス化室12内の旋回流の旋回力が強まる結果、ガ
ス化室12の中央部における上昇気流の速度も増加す
る。このため、負荷量90%ぐらいから飛散し始め、負荷
量150%では飛散率が0.8wt%まで増加した。
から、粘度210cpのスラグ模擬液を180kg/hで供給した際
のスラグ飛散率を図10に示す。なお、このスラグ模擬
液(粘度210cp)は、スラグとしては最も粘度が低く、
非常に飛散しやすいものである。同図において、縦軸は
スラグ飛散率(wt%)、横軸は負荷量(上、下段石炭
バーナからのガス供給量)を表す。また、スラグ飛散率
(wt%)は下記の式で定義した。 スラグ飛散率=(絞り部以降飛散量)/(模擬液供給
量)×100 (wt%) 従来技術において述べたように、負荷が増加するに伴
い、ガス化室12内の旋回流の旋回力が強まる結果、ガ
ス化室12の中央部における上昇気流の速度も増加す
る。このため、負荷量90%ぐらいから飛散し始め、負荷
量150%では飛散率が0.8wt%まで増加した。
【0017】スラグタップ板14上におけるスラグ模擬
液は、スラグタップ板14の中心に集まってくる。この
模擬液の移動量は、負荷が大きくなるに従って増加し、
模擬液は、スラグ流通路17からスラグタップ孔16を
経てスラグ冷却貯槽室11に落下するのみならず、堰1
5の上にまで載り上がってくる。堰15の上に載り上が
った模擬液は、ガス化室12の中央部に発生する上昇気
流により、飛散する。そこで、堰上に載り上がってくる
スラグを抑制すべく、堰上に上下方向の流れを遮断する
スラグ飛散抑制翼を設けて、スラグの飛散を抑制するの
が本発明である。
液は、スラグタップ板14の中心に集まってくる。この
模擬液の移動量は、負荷が大きくなるに従って増加し、
模擬液は、スラグ流通路17からスラグタップ孔16を
経てスラグ冷却貯槽室11に落下するのみならず、堰1
5の上にまで載り上がってくる。堰15の上に載り上が
った模擬液は、ガス化室12の中央部に発生する上昇気
流により、飛散する。そこで、堰上に載り上がってくる
スラグを抑制すべく、堰上に上下方向の流れを遮断する
スラグ飛散抑制翼を設けて、スラグの飛散を抑制するの
が本発明である。
【0018】次に、第2の試験として、スラグ飛散抑制
翼直径とスラグ飛散率との関係について、同じくコール
ドモデルを用いて検討した。このガス化モデル10a
は、図11及び図12に示すように、堰15の上に厚さ
10mmで円板状のスラグ飛散抑制翼22を設けたもので、
その他は、堰15の高さ(スラグ飛散抑制翼の厚さ分も
含む。)(h)を80mmにした以外は先のガス化モデル1
0と同様である。このガス化モデル10aで、スラグ飛
散抑制翼22の直径d2を変化させて、スラグ飛散率を
調べた結果が図13である。なお、同図において、縦軸
はスラグ飛散率(wt%)、横軸は飛散抑制翼直径(d
2)/ガス化室内径(D0)比および飛散抑制翼直径(d
2)/旋回円径(D1)比を示めしている。また、この試
験は、負荷:100%、模擬液粘度:210cp、模擬液供給
量:180kg/hの条件で行った。
翼直径とスラグ飛散率との関係について、同じくコール
ドモデルを用いて検討した。このガス化モデル10a
は、図11及び図12に示すように、堰15の上に厚さ
10mmで円板状のスラグ飛散抑制翼22を設けたもので、
その他は、堰15の高さ(スラグ飛散抑制翼の厚さ分も
含む。)(h)を80mmにした以外は先のガス化モデル1
0と同様である。このガス化モデル10aで、スラグ飛
散抑制翼22の直径d2を変化させて、スラグ飛散率を
調べた結果が図13である。なお、同図において、縦軸
はスラグ飛散率(wt%)、横軸は飛散抑制翼直径(d
2)/ガス化室内径(D0)比および飛散抑制翼直径(d
2)/旋回円径(D1)比を示めしている。また、この試
験は、負荷:100%、模擬液粘度:210cp、模擬液供給
量:180kg/hの条件で行った。
【0019】同図に示すように、d2/D0比又はd2/
D1が大きくなるに従ってスラグ飛散率は低下する。こ
れは、旋回流により発生する上昇気流の強さが、スラグ
飛散抑制翼22により、これより下部で抑制されている
ためである。d2/D0比又はd2/D1を大きくしてゆ
き、d2/D0=0.34(d2/D1=1.1)になる
と、飛散抑制翼22の上部表面に模擬液が極微量滞留す
るが、飛散率は0になる。これは、飛散抑制翼直径(d
2)が旋回円径(D1)よりも大きくなり、スラグ飛散抑
制翼22の下部において、旋回流がほとんど発生しなく
なり、旋回流がスラグタップ板14上の模擬液にほとん
ど影響しなくなるためである。
D1が大きくなるに従ってスラグ飛散率は低下する。こ
れは、旋回流により発生する上昇気流の強さが、スラグ
飛散抑制翼22により、これより下部で抑制されている
ためである。d2/D0比又はd2/D1を大きくしてゆ
き、d2/D0=0.34(d2/D1=1.1)になる
と、飛散抑制翼22の上部表面に模擬液が極微量滞留す
るが、飛散率は0になる。これは、飛散抑制翼直径(d
2)が旋回円径(D1)よりも大きくなり、スラグ飛散抑
制翼22の下部において、旋回流がほとんど発生しなく
なり、旋回流がスラグタップ板14上の模擬液にほとん
ど影響しなくなるためである。
【0020】次に、第3の試験として、スラグ飛散に及
ぼすスラグ飛散抑制翼の高さの影響について、コールド
モデルを用いて検討した。この試験において使用したモ
デルは、先の試験で使用したガス化モデル10aで、ス
ラグ飛散抑制翼22としては、直径(d2):φ240mm、
厚さ:10mmのものを使用したものである。このガス化モ
デル10aで、スラグ飛散抑制翼の設置高さ、すなわち
堰15の高さ(スラグ飛散抑制翼の厚さ分も含む。)
(h)を変化させて、スラグ飛散率を調べた結果が図1
4である。なお、同図にいて、縦軸はスラグ飛散率(w
t%)、横軸は飛散抑制翼の設置高さ(h)/ガス化室
内径(D0)である。また、この試験は、負荷:100%、
模擬液粘度:210cp、模擬液供給量:180kg/hの条件で行
った。
ぼすスラグ飛散抑制翼の高さの影響について、コールド
モデルを用いて検討した。この試験において使用したモ
デルは、先の試験で使用したガス化モデル10aで、ス
ラグ飛散抑制翼22としては、直径(d2):φ240mm、
厚さ:10mmのものを使用したものである。このガス化モ
デル10aで、スラグ飛散抑制翼の設置高さ、すなわち
堰15の高さ(スラグ飛散抑制翼の厚さ分も含む。)
(h)を変化させて、スラグ飛散率を調べた結果が図1
4である。なお、同図にいて、縦軸はスラグ飛散率(w
t%)、横軸は飛散抑制翼の設置高さ(h)/ガス化室
内径(D0)である。また、この試験は、負荷:100%、
模擬液粘度:210cp、模擬液供給量:180kg/hの条件で行
った。
【0021】同図に示すように、h/D0比が大きくな
るに従ってスラグ飛散率が低下し、h/D0=0.1以
上では飛散率が0になった。これは、飛散抑制翼22の
設置高さ(h)が高くなると、スラグタップ板14上の
模擬液がスラグ飛散抑制翼22上に載り上がりづらくな
るからである。但し、スラグ飛散抑制翼22を下段バー
ナ18の設置高さ(H)より高い位置に設置すると、ス
ラグ飛散抑制翼22の下部において旋回流を抑制する効
果が無くなるので、スラグ飛散抑制翼22の設置高さ
(h)は、下段バーナ18の設置高さ(H)よりも低く
する必要がある。
るに従ってスラグ飛散率が低下し、h/D0=0.1以
上では飛散率が0になった。これは、飛散抑制翼22の
設置高さ(h)が高くなると、スラグタップ板14上の
模擬液がスラグ飛散抑制翼22上に載り上がりづらくな
るからである。但し、スラグ飛散抑制翼22を下段バー
ナ18の設置高さ(H)より高い位置に設置すると、ス
ラグ飛散抑制翼22の下部において旋回流を抑制する効
果が無くなるので、スラグ飛散抑制翼22の設置高さ
(h)は、下段バーナ18の設置高さ(H)よりも低く
する必要がある。
【0022】さらに、堰15の直径(d1)と飛散抑制翼
22の直径(d2)との比と、飛散率との関係を調べて
見たところ、堰15の直径(d1)が飛散抑制翼22の直
径(d2)に対して1/1.3以下になると、スラグの飛
散を効果的に抑制できることが判明した。
22の直径(d2)との比と、飛散率との関係を調べて
見たところ、堰15の直径(d1)が飛散抑制翼22の直
径(d2)に対して1/1.3以下になると、スラグの飛
散を効果的に抑制できることが判明した。
【0023】以上の試験結果により、 飛散抑制翼直径(d2)/旋回円径(D1)≧1.1 飛散抑制翼の設置高さ(h)/ガス化室内径(D0)≧
0.1 堰直径(d1)/飛散抑制翼直径(d2)≦1/1.3 にすると、スラグの飛散を効果的に抑制できることが判
明した。
0.1 堰直径(d1)/飛散抑制翼直径(d2)≦1/1.3 にすると、スラグの飛散を効果的に抑制できることが判
明した。
【0024】以上の試験結果を踏まえて作成したガス化
炉、すなわち、本発明に係る石炭ガス化炉の各種実施例
について、図1〜図6を用いて説明する。まず、本発明
に係る石炭ガス化炉の第1の実施例について、図1及び
図2を用いて説明する。
炉、すなわち、本発明に係る石炭ガス化炉の各種実施例
について、図1〜図6を用いて説明する。まず、本発明
に係る石炭ガス化炉の第1の実施例について、図1及び
図2を用いて説明する。
【0025】本実施例のガス化炉30は、ケーシング4
5の内側に断熱材46及び耐火材47が内張りされて形
成されたものである。ガス化炉30の構成は、先に述べ
た第2及び第3の試験に用いたガス化炉モデル10aと
基本的に同一で、その内部には、下部より順に、スラグ
冷却貯槽室31、ガス化室32、廃熱回収室33が形成
されており、スラグ冷却貯槽室31とガス化室32との
間はスラグタップ板34により仕切られ、ガス化室32
と廃熱回収室33との間は絞り板40により仕切られて
いる。スラグタップ板34の中央部には、上方に突出す
る円柱状の堰35が形成されている。この堰35には、
その中央部にガス化室32からスラグ冷却貯槽室31の
方向へ貫通するスラグタップ孔36が形成され、その中
央部から放射方向に複数のスラグ流通孔37,37…が
形成されている。スラグタップ孔36と複数のスラグ流
通孔37,37…とは連通している。堰35の上には、
円板状のスラグ飛散抑制翼42が設けられている。この
スラグ飛散抑制翼42は、その中心が円柱状の堰35の
中心軸上にくるよう設けられている。なお、スラグ飛散
抑制翼42にも、堰35から続くスラグタップ孔36が
形成されている。スラグタップ板34、堰35及びスラ
グ飛散抑制翼42は、高温の溶融スラグ(通常:1500〜1
600℃)と接することになるため、耐熱性の高いセラミッ
クスで形成されている。ガス化室32には、その側周
に、上下2段に石炭バーナ38,39が設けられてい
る。これら石炭バーナ38,39は、微粉炭50と共に
ガス化剤(空気又は酸素)51をガス化室32内に噴射
するもので、図2に示すように、ガス化室32内で旋回
流を形成できるよう、ガス化室32の中心方向に対して
一定の角度を有するように設けられている。ガス化室3
2には、更に、その側周に、下段石炭バーナ38と同じ
高さの位置にチャー55を噴射するチャーバーナ49が
設けられている。
5の内側に断熱材46及び耐火材47が内張りされて形
成されたものである。ガス化炉30の構成は、先に述べ
た第2及び第3の試験に用いたガス化炉モデル10aと
基本的に同一で、その内部には、下部より順に、スラグ
冷却貯槽室31、ガス化室32、廃熱回収室33が形成
されており、スラグ冷却貯槽室31とガス化室32との
間はスラグタップ板34により仕切られ、ガス化室32
と廃熱回収室33との間は絞り板40により仕切られて
いる。スラグタップ板34の中央部には、上方に突出す
る円柱状の堰35が形成されている。この堰35には、
その中央部にガス化室32からスラグ冷却貯槽室31の
方向へ貫通するスラグタップ孔36が形成され、その中
央部から放射方向に複数のスラグ流通孔37,37…が
形成されている。スラグタップ孔36と複数のスラグ流
通孔37,37…とは連通している。堰35の上には、
円板状のスラグ飛散抑制翼42が設けられている。この
スラグ飛散抑制翼42は、その中心が円柱状の堰35の
中心軸上にくるよう設けられている。なお、スラグ飛散
抑制翼42にも、堰35から続くスラグタップ孔36が
形成されている。スラグタップ板34、堰35及びスラ
グ飛散抑制翼42は、高温の溶融スラグ(通常:1500〜1
600℃)と接することになるため、耐熱性の高いセラミッ
クスで形成されている。ガス化室32には、その側周
に、上下2段に石炭バーナ38,39が設けられてい
る。これら石炭バーナ38,39は、微粉炭50と共に
ガス化剤(空気又は酸素)51をガス化室32内に噴射
するもので、図2に示すように、ガス化室32内で旋回
流を形成できるよう、ガス化室32の中心方向に対して
一定の角度を有するように設けられている。ガス化室3
2には、更に、その側周に、下段石炭バーナ38と同じ
高さの位置にチャー55を噴射するチャーバーナ49が
設けられている。
【0026】スラグ冷却貯槽室31には、その側周に、
スラグタップ孔36方向を向いているスラグタップバー
ナ43が設けられている。このスラグタップバーナ43
は、プロパン52と酸素53とを噴出して、スラグタッ
プ孔36近傍に火炎を形成して、スラグタップ孔36に
付着したスラグを溶融し、スラグタップ孔36の閉塞を
防止するものである。廃熱回収室33には、ガス化室3
2内で生成された可燃性ガスから熱を回収すべく、その
側周壁に沿って伝熱管(図示されていない。)が設けら
れている。
スラグタップ孔36方向を向いているスラグタップバー
ナ43が設けられている。このスラグタップバーナ43
は、プロパン52と酸素53とを噴出して、スラグタッ
プ孔36近傍に火炎を形成して、スラグタップ孔36に
付着したスラグを溶融し、スラグタップ孔36の閉塞を
防止するものである。廃熱回収室33には、ガス化室3
2内で生成された可燃性ガスから熱を回収すべく、その
側周壁に沿って伝熱管(図示されていない。)が設けら
れている。
【0027】本実施例のガス化炉30の各部の寸法は、
ガス化室内径D0:φ300mm、旋回円径D1:φ90mm、ス
ラグタップ孔径d0:φ60mm、スラグタップ堰直径d1:
φ85mm、飛散抑制翼直径d2:φ115mm、下段バーナ設置
高さ(スラグタップ板34からの高さ)H150mm、:ス
ラグタップ堰高さ(スラグ飛散抑制翼42の厚さ分も含
む。)h:45mmである。また、このガス化炉30の定格
運転条件は、ガス化室内圧力:3kg/cm2G、石炭供給量:
60〜100kg/h、酸素供給量:80kg/h、酸素供給量/石炭供
給量(O2/Coal)比:0.8である。
ガス化室内径D0:φ300mm、旋回円径D1:φ90mm、ス
ラグタップ孔径d0:φ60mm、スラグタップ堰直径d1:
φ85mm、飛散抑制翼直径d2:φ115mm、下段バーナ設置
高さ(スラグタップ板34からの高さ)H150mm、:ス
ラグタップ堰高さ(スラグ飛散抑制翼42の厚さ分も含
む。)h:45mmである。また、このガス化炉30の定格
運転条件は、ガス化室内圧力:3kg/cm2G、石炭供給量:
60〜100kg/h、酸素供給量:80kg/h、酸素供給量/石炭供
給量(O2/Coal)比:0.8である。
【0028】このガス化炉30は、石炭ガス化設備の一
装置を構成している。石炭ガス化設備は、図6に示すよ
うに、石炭供給系、ガス化剤供給系、ガス化炉、ガス精
製系、スラグ回収系から成る。石炭供給系は、石炭を粉
砕する粉砕機60と、微粉炭50を輸送する微粉炭輸送
ライン61と、微粉炭輸送ライン61から搬送されてき
た微粉炭50を常圧で貯えておく石炭常圧ホッパ62
と、微粉炭50を加圧下で貯えておく加圧ホッパ63
と、同じく微粉炭50を加圧下で貯えておく石炭供給ホ
ッパ64、石炭供給ホッパ64から排出する微粉炭50
の量を調節するロータリーフィーダ65と、ロータリー
フィーダ65からの微粉炭50と不活性ガス(N2、C
O2等)54とを混合する混合器66と、不活性ガス5
4と混合された微粉炭50をガス化炉30まわりまで輸
送する気流輸送ライン67と、ガス化炉30まわりまで
輸送されてきた微粉炭50を各石炭バーナ38,38毎
に分配する分配器68と、分配器68で分配された微粉
炭50を石炭バーナ38,39に導く分岐管69,6
9,…とを有して構成されている。
装置を構成している。石炭ガス化設備は、図6に示すよ
うに、石炭供給系、ガス化剤供給系、ガス化炉、ガス精
製系、スラグ回収系から成る。石炭供給系は、石炭を粉
砕する粉砕機60と、微粉炭50を輸送する微粉炭輸送
ライン61と、微粉炭輸送ライン61から搬送されてき
た微粉炭50を常圧で貯えておく石炭常圧ホッパ62
と、微粉炭50を加圧下で貯えておく加圧ホッパ63
と、同じく微粉炭50を加圧下で貯えておく石炭供給ホ
ッパ64、石炭供給ホッパ64から排出する微粉炭50
の量を調節するロータリーフィーダ65と、ロータリー
フィーダ65からの微粉炭50と不活性ガス(N2、C
O2等)54とを混合する混合器66と、不活性ガス5
4と混合された微粉炭50をガス化炉30まわりまで輸
送する気流輸送ライン67と、ガス化炉30まわりまで
輸送されてきた微粉炭50を各石炭バーナ38,38毎
に分配する分配器68と、分配器68で分配された微粉
炭50を石炭バーナ38,39に導く分岐管69,6
9,…とを有して構成されている。
【0029】ガス化剤(空気又は酸素)供給系は、ガス
化剤51を圧縮するガス化剤圧縮機71と、この圧縮機
71で圧縮されたガス化剤51を各石炭バーナ38,3
9に供給するためのガス化剤供給ライン72と、このガ
ス化剤供給ライン72に設けられているガス化剤流量制
御弁73,74とを有して構成されている。精製系は、
ガス化炉30からの生成ガス中のチャーやダスト等を集
塵するサイクロン82と、ガス化炉30からの生成ガス
をサイクロン82に導く生成ガスライン81と、サイク
ロン82で集塵されたチャー55等を溜めておくチャー
中間ホッパ83と、チャー供給ホッパ84と、チャー供
給ホッパ84から排出するチャー55の量を調節するフ
ィ−ダ85と、フィーダ85からのチャー55と不活性
ガス54とを混合する混合器86と、不活性ガス54と
混合されたチャー55をガス化炉30のチャーバーナへ
導くチャー搬送ライン87と、サイクロン82でチャー
55等が除かれた生成ガスから硫化水素等を除く精製装
置88とを有して構成されている。スラグ回収系は、ガ
ス化炉のスラグ冷却貯槽室31からのスラグを回収する
スラグ回収装置90を有して構成されている。
化剤51を圧縮するガス化剤圧縮機71と、この圧縮機
71で圧縮されたガス化剤51を各石炭バーナ38,3
9に供給するためのガス化剤供給ライン72と、このガ
ス化剤供給ライン72に設けられているガス化剤流量制
御弁73,74とを有して構成されている。精製系は、
ガス化炉30からの生成ガス中のチャーやダスト等を集
塵するサイクロン82と、ガス化炉30からの生成ガス
をサイクロン82に導く生成ガスライン81と、サイク
ロン82で集塵されたチャー55等を溜めておくチャー
中間ホッパ83と、チャー供給ホッパ84と、チャー供
給ホッパ84から排出するチャー55の量を調節するフ
ィ−ダ85と、フィーダ85からのチャー55と不活性
ガス54とを混合する混合器86と、不活性ガス54と
混合されたチャー55をガス化炉30のチャーバーナへ
導くチャー搬送ライン87と、サイクロン82でチャー
55等が除かれた生成ガスから硫化水素等を除く精製装
置88とを有して構成されている。スラグ回収系は、ガ
ス化炉のスラグ冷却貯槽室31からのスラグを回収する
スラグ回収装置90を有して構成されている。
【0030】次に、本実施例の作用について説明する。
粉砕機60で粉砕された微粉炭50は、微粉炭輸送ライ
ン61を経て、石炭常圧ホッパ62、石炭加圧ホッパ6
3、石炭供給ホッパ64に充填される。石炭供給ホッパ
64内の微粉炭50は、ロータリーフィーダ65で所定
量排出され、混合器66内に至り、そこで不活性ガス5
4と混合される。その後、微粉炭50は、気流輸送ライ
ン67中を気流輸送されて、分配器68で各石炭バーナ
38,39毎に分配された後、分岐管69,69,…を
経て、石炭バーナ38,39からガス化炉30のガス化
室32内に噴出される。一方、ガス化剤51は、ガス化
剤圧縮機71で圧縮された後、ガス化剤供給ライン72
を経て、上、下段ガス化剤流量制御弁73,74で流量
調節され、石炭バーナ38,39からガス化炉30のガ
ス化室32内に噴出される。なお、このガス化剤51
は、バーナ38,39の出口において始めて微粉炭50
と接触する。
粉砕機60で粉砕された微粉炭50は、微粉炭輸送ライ
ン61を経て、石炭常圧ホッパ62、石炭加圧ホッパ6
3、石炭供給ホッパ64に充填される。石炭供給ホッパ
64内の微粉炭50は、ロータリーフィーダ65で所定
量排出され、混合器66内に至り、そこで不活性ガス5
4と混合される。その後、微粉炭50は、気流輸送ライ
ン67中を気流輸送されて、分配器68で各石炭バーナ
38,39毎に分配された後、分岐管69,69,…を
経て、石炭バーナ38,39からガス化炉30のガス化
室32内に噴出される。一方、ガス化剤51は、ガス化
剤圧縮機71で圧縮された後、ガス化剤供給ライン72
を経て、上、下段ガス化剤流量制御弁73,74で流量
調節され、石炭バーナ38,39からガス化炉30のガ
ス化室32内に噴出される。なお、このガス化剤51
は、バーナ38,39の出口において始めて微粉炭50
と接触する。
【0031】ガス化炉30のガス化室32に供給された
微粉炭50及びガス化剤51は、ここで反応して、CO
やH2等から成る可燃性ガスが生成される。ここで、こ
のガスが生成される過程について簡単に説明する。下段
石炭バーナ38から噴出される微粉炭50及びガス化剤
51が反応する下段反応ゾーン32aには、このゾーン
32aの温度が微粉炭50中の灰分が溶融する温度以上
の高温になるよう、下段石炭バーナ38から噴出される
微粉炭50の量に対して、比較的多い量の酸素が下段バ
ーナ38から噴出される。このため、微粉炭50はほぼ
完全燃焼して、CO2やH2Oが生成される一方で、微粉
炭50の灰分がスラグとなる。また、上段石炭バーナ3
9から噴出される微粉炭50及びガス化剤51が反応す
る上段反応ゾーン32bには、このゾーン32bで活性
チャーが生成されるよう、上段バーナ39から噴出され
る微粉炭50の量に対して、比較的少ない量の酸素が上
段バーナ39から噴出される。この上段反応ゾーン32
bで生成された活性チャーは、下段反応ゾーン32aで
生成されたCO2やH2Oと反応して、COやH2等から
成る可燃性ガスが生成される一方で、活性チャー中の灰
分がスラグとなる。COやH2等から成る可燃性ガス
は、絞り板40の絞り開口部41から廃熱回収室33に
流れ、そこで、熱回収された後、ガス精製系に送られ
る。
微粉炭50及びガス化剤51は、ここで反応して、CO
やH2等から成る可燃性ガスが生成される。ここで、こ
のガスが生成される過程について簡単に説明する。下段
石炭バーナ38から噴出される微粉炭50及びガス化剤
51が反応する下段反応ゾーン32aには、このゾーン
32aの温度が微粉炭50中の灰分が溶融する温度以上
の高温になるよう、下段石炭バーナ38から噴出される
微粉炭50の量に対して、比較的多い量の酸素が下段バ
ーナ38から噴出される。このため、微粉炭50はほぼ
完全燃焼して、CO2やH2Oが生成される一方で、微粉
炭50の灰分がスラグとなる。また、上段石炭バーナ3
9から噴出される微粉炭50及びガス化剤51が反応す
る上段反応ゾーン32bには、このゾーン32bで活性
チャーが生成されるよう、上段バーナ39から噴出され
る微粉炭50の量に対して、比較的少ない量の酸素が上
段バーナ39から噴出される。この上段反応ゾーン32
bで生成された活性チャーは、下段反応ゾーン32aで
生成されたCO2やH2Oと反応して、COやH2等から
成る可燃性ガスが生成される一方で、活性チャー中の灰
分がスラグとなる。COやH2等から成る可燃性ガス
は、絞り板40の絞り開口部41から廃熱回収室33に
流れ、そこで、熱回収された後、ガス精製系に送られ
る。
【0032】ところで、ガス化室32内では、円筒状の
ガス化室32の鉛直方向を向く中心軸(仮想の軸)を中
心とした旋回流が形成されているため、前述したよう
に、ガス化室32の中心部では上昇気流が発生し、ガス
化室32の側周壁近傍では下降気流が発生する。このた
め、ガス化室32内で生成されたスラグは、ガス化室3
2の側周壁に沿って落下し、スラグタップ板34上に堆
積する。スラグタップ板34上のスラグは、堰35に形
成されているスラグ流通孔37,37…を介して、スラ
グタップ孔36に流れ込み、ここからスラグ冷却貯槽3
1に落下する。
ガス化室32の鉛直方向を向く中心軸(仮想の軸)を中
心とした旋回流が形成されているため、前述したよう
に、ガス化室32の中心部では上昇気流が発生し、ガス
化室32の側周壁近傍では下降気流が発生する。このた
め、ガス化室32内で生成されたスラグは、ガス化室3
2の側周壁に沿って落下し、スラグタップ板34上に堆
積する。スラグタップ板34上のスラグは、堰35に形
成されているスラグ流通孔37,37…を介して、スラ
グタップ孔36に流れ込み、ここからスラグ冷却貯槽3
1に落下する。
【0033】スラグタップ板34上のスラグは、ガス化
室32内の特定位置にスラグ飛散抑制翼42が設けら
れ、本実施例のガス化炉30の各部の寸法が前述した試
験で得られた条件を下記のように満たしているため、飛
散すること無く、スラグタップ孔36からスラグ冷却貯
槽31に落下する。 飛散抑制翼直径(d2)/旋回円径(D1)=115/90=1.
28≧1.1 飛散抑制翼の設置高さ(h)/ガス化室内径(D0)=4
5/300=0.15≧0.1 堰直径(d1)/飛散抑制翼直径(d2)=85/115=0.74
≦1/1.3 スラグ冷却貯槽室31内には、水が貯えられており、こ
こに落下してきたスラグはこの水で冷却された後、同じ
く水が充填されているスラグ回収装置90に送られる。
室32内の特定位置にスラグ飛散抑制翼42が設けら
れ、本実施例のガス化炉30の各部の寸法が前述した試
験で得られた条件を下記のように満たしているため、飛
散すること無く、スラグタップ孔36からスラグ冷却貯
槽31に落下する。 飛散抑制翼直径(d2)/旋回円径(D1)=115/90=1.
28≧1.1 飛散抑制翼の設置高さ(h)/ガス化室内径(D0)=4
5/300=0.15≧0.1 堰直径(d1)/飛散抑制翼直径(d2)=85/115=0.74
≦1/1.3 スラグ冷却貯槽室31内には、水が貯えられており、こ
こに落下してきたスラグはこの水で冷却された後、同じ
く水が充填されているスラグ回収装置90に送られる。
【0034】ガス化炉30で生成した可燃性ガスは、精
製系の生成ガスライン81を経て、サイクロン82及び
精製装置88で可燃性ガス中のダストやチャー55及び
硫化水素等が除去され後、燃料用又は原料用として可燃
性ガス使用設備に供給される。サイクロン82で集塵さ
れたチャー55等は、チャー中間ホッパ83に充填され
た後、チャー供給ホッパ84に移送される。チャー供給
ホッパ84内のチャー55等は、フィーダ85で所定量
排出され、混合器86内に至り、そこで不活性ガス54
と混合される。その後、チャー55等は、チャー搬送ラ
イン87を経て、チャーバーナ49を介してガス化室3
2内に供給される。
製系の生成ガスライン81を経て、サイクロン82及び
精製装置88で可燃性ガス中のダストやチャー55及び
硫化水素等が除去され後、燃料用又は原料用として可燃
性ガス使用設備に供給される。サイクロン82で集塵さ
れたチャー55等は、チャー中間ホッパ83に充填され
た後、チャー供給ホッパ84に移送される。チャー供給
ホッパ84内のチャー55等は、フィーダ85で所定量
排出され、混合器86内に至り、そこで不活性ガス54
と混合される。その後、チャー55等は、チャー搬送ラ
イン87を経て、チャーバーナ49を介してガス化室3
2内に供給される。
【0035】以上のように、本実施例では、スラグタッ
プ板34上のスラグが飛散しないので、ガス化室32の
下流側に有する絞り板40の開口絞り部41やサイクロ
ン82内壁にスラグが付着して、これらが閉塞してしま
うことを防ぐことができる。また、ガス化室32の上流
側に有するスラグタップ孔36に、溶融スラグが付着固
化しても、スラグタップバーナ43で形成される火炎で
溶融することができるので、このスラグタップ孔36が
閉塞してしまうことも防ぐことができる。従って、本実
施例では、スラグによる各部の閉塞を防止することがで
きるので、石炭ガス化設備を安定運転することができ
る。
プ板34上のスラグが飛散しないので、ガス化室32の
下流側に有する絞り板40の開口絞り部41やサイクロ
ン82内壁にスラグが付着して、これらが閉塞してしま
うことを防ぐことができる。また、ガス化室32の上流
側に有するスラグタップ孔36に、溶融スラグが付着固
化しても、スラグタップバーナ43で形成される火炎で
溶融することができるので、このスラグタップ孔36が
閉塞してしまうことも防ぐことができる。従って、本実
施例では、スラグによる各部の閉塞を防止することがで
きるので、石炭ガス化設備を安定運転することができ
る。
【0036】なお、本実施例において、スラグ飛散抑制
翼42は円板状のものであるが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、上下方向の流れを遮ることができる
ものであれば、如何なるものでもよい。具体的には、例
えば、図3に示すように、堰35aの上部から鉛直上方
に向かうに連れて拡径されているスラグ飛散抑制翼42
aであっても、また、図4に示すように、上方が開いて
いる断面V字型のスラグ飛散抑制翼42bであってもよ
い。但し、これらの場合、試験において求めた前記条件
における飛散抑制翼直径は、径が最も大きい位置での径
を採用し、飛散抑制翼の設置高さは径が最も大きい位置
の高さを採用する。
翼42は円板状のものであるが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、上下方向の流れを遮ることができる
ものであれば、如何なるものでもよい。具体的には、例
えば、図3に示すように、堰35aの上部から鉛直上方
に向かうに連れて拡径されているスラグ飛散抑制翼42
aであっても、また、図4に示すように、上方が開いて
いる断面V字型のスラグ飛散抑制翼42bであってもよ
い。但し、これらの場合、試験において求めた前記条件
における飛散抑制翼直径は、径が最も大きい位置での径
を採用し、飛散抑制翼の設置高さは径が最も大きい位置
の高さを採用する。
【0037】また、以上の実施例では、スラグタップ孔
36がスラグタップ板34の中心部に1個しか形成され
ていないが、図5に示すように、スラグタップ板34c
の中心部にスラグタップ孔36を形成すると共に、中心
部以外にも幾つかのスラグタップ孔36c,36cを形
成してた場合でも、スラグ飛散を抑制するという効果に
関しては何ら影響がないのは言うまでもない。また、以
上の実施例では、ガス化室32の下部にスラグ冷却貯槽
室31が形成され、ガス化室32の上部に廃熱回収室3
3が形成されているが、例えば、ガス化室の下部からス
ラグが直接スラグ回収装置に送られ、ガス化室の上部か
ら生成ガスが直接集塵装置に送られるように構成され、
スラグ冷却貯槽室や廃熱回収室がガス化炉に形成されて
いない場合でも、本発明を適用できることは言うまでも
ない。
36がスラグタップ板34の中心部に1個しか形成され
ていないが、図5に示すように、スラグタップ板34c
の中心部にスラグタップ孔36を形成すると共に、中心
部以外にも幾つかのスラグタップ孔36c,36cを形
成してた場合でも、スラグ飛散を抑制するという効果に
関しては何ら影響がないのは言うまでもない。また、以
上の実施例では、ガス化室32の下部にスラグ冷却貯槽
室31が形成され、ガス化室32の上部に廃熱回収室3
3が形成されているが、例えば、ガス化室の下部からス
ラグが直接スラグ回収装置に送られ、ガス化室の上部か
ら生成ガスが直接集塵装置に送られるように構成され、
スラグ冷却貯槽室や廃熱回収室がガス化炉に形成されて
いない場合でも、本発明を適用できることは言うまでも
ない。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、ガス化室の底から一定
の高さの位置に上下方向の流れを遮断するスラグ飛散抑
制翼を設けたので、ガス化室内に発生する上昇気流の影
響がガス化室の底では弱まり又は無くなり、ガス化室の
底に堆積したスラグの飛散を防ぐことができる。
の高さの位置に上下方向の流れを遮断するスラグ飛散抑
制翼を設けたので、ガス化室内に発生する上昇気流の影
響がガス化室の底では弱まり又は無くなり、ガス化室の
底に堆積したスラグの飛散を防ぐことができる。
【図1】本発明に係る第1の実施例の石炭ガス化炉の要
部断面図である。
部断面図である。
【図2】図1におけるII−II線断面図である。
【図3】本発明に係る第2の実施例の石炭ガス化炉の要
部断面図である。
部断面図である。
【図4】本発明に係る第3の実施例ので石炭ガス化炉の
要部断面図ある。
要部断面図ある。
【図5】本発明に係る第4の実施例の石炭ガス化炉の要
部断面図である。
部断面図である。
【図6】本発明に係る一実施例の石炭ガス化設備の系統
図である。
図である。
【図7】従来のガス化炉を説明するための説明図であ
る。
る。
【図8】ガス化炉モデルの要部断面図である。
【図9】図8におけIX矢視図である。
【図10】負荷とスラグ飛散率との関係を示すグラフで
ある(スラグ飛散抑制翼無し)。
ある(スラグ飛散抑制翼無し)。
【図11】他のガス化炉モデルの要部断面図である。
【図12】図10におけるXII矢視図である。
【図13】スラグ飛散抑制翼直径とスラグ飛散率との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図14】スラグ飛散抑制翼の設置高さとスラグ飛散率
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
30,30a,30b,30c…石炭ガス化炉、31…
スラグ冷却貯槽室、32…ガス化室、33…廃熱回収
室、34,34c…スラグタップ板、35,35a,3
5b…堰、36,36c…スラグタップ孔、37…スラ
グ流通孔、38…下段石炭バーナ、39…上段石炭バー
ナ、40…絞り板、42,42a,42b…スラグ飛散
抑制翼、50…微粉炭、51…ガス化剤、60…粉砕
機、71…ガス化剤圧縮機、82…サイクロン、88…
精製装置。
スラグ冷却貯槽室、32…ガス化室、33…廃熱回収
室、34,34c…スラグタップ板、35,35a,3
5b…堰、36,36c…スラグタップ孔、37…スラ
グ流通孔、38…下段石炭バーナ、39…上段石炭バー
ナ、40…絞り板、42,42a,42b…スラグ飛散
抑制翼、50…微粉炭、51…ガス化剤、60…粉砕
機、71…ガス化剤圧縮機、82…サイクロン、88…
精製装置。
Claims (6)
- 【請求項1】鉛直方向に伸びる円筒状のガス化室と、該
ガス化室内に旋回流を形成すべく、該ガス化室の円周方
向に沿って石炭及びガス化剤を噴出するように配置され
たバ−ナとを備え、該石炭と該ガス化剤とを該ガス化室
内で反応させて可燃性ガスを生成する一方で、該石炭の
ガス化反応の結果生成されるスラグを該ガス化室の底に
形成されたスラグ排出孔から該ガス化室外に排出する石
炭ガス化炉において、 前記ガス化室の底よりも上方で前記バーナよりも下方
で、且つ前記旋回流の中心部の位置に、上下方向の流れ
を遮断して、該ガス化室の底に有するスラグが上方に飛
散するのを抑制するスラグ飛散抑制翼が設けられている
ことを特徴とする石炭ガス化炉。 - 【請求項2】前記スラグ飛散抑制翼は、鉛直上方からの
投影形状が円形を成し、 前記スラグ飛散抑制翼の径は、旋回円(ガス化室内で旋
回流速が速くなる位置における流体の軌跡が示す円)径
の1.1倍以上であることを特徴とする請求項1記載の
石炭ガス化炉。 - 【請求項3】前記スラグ飛散抑制翼は、前記ガス化室の
底から、円筒状の該ガス化室の内径の0.1倍以上の高
さの位置に設けられていることを特徴とする請求項1又
は2記載の石炭ガス化炉。 - 【請求項4】前記ガス化室の底の中心部に上方に突出す
るよう円柱状の支柱が設けられ、 前記支柱上に前記スラグ飛散抑制翼が設けられ、 前記支柱の径は、前記スラグ飛散抑制翼の径の1/1.
3以下であることを特徴とする請求項1、2又は3記載
の石炭ガス化炉。 - 【請求項5】前記スラグ排出孔から排出された前記スラ
グを冷却し一時的に溜めておく冷却貯槽室が前記ガス化
室の下に形成され、該ガス化室の底は、該ガス化室と該
冷却貯槽室との間を仕切る仕切り板で形成され、該仕切
り板に該スラグ排出孔が形成され、 前記スラグ冷却貯槽室側から前記スラグ排出孔に向かっ
て火炎を形成するバーナを備えていることを特徴とする
請求項1、2、3又は4記載の石炭ガス化炉。 - 【請求項6】前記スラグ飛散抑制翼は、セラミックスで
形成されていることを特徴とする請求項1、2、3、4
又は5記載の石炭ガス化炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5198253A JP2540284B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 石炭ガス化炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5198253A JP2540284B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 石炭ガス化炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0753969A true JPH0753969A (ja) | 1995-02-28 |
JP2540284B2 JP2540284B2 (ja) | 1996-10-02 |
Family
ID=16388057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5198253A Expired - Fee Related JP2540284B2 (ja) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | 石炭ガス化炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2540284B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008231294A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Electric Power Dev Co Ltd | 二段ガス化炉 |
CN105087074A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-11-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种气化剂从顶部烧嘴及炉体分层同时供入强旋转煤粉气化炉装置及气化方法 |
CN105087075A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-11-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种沿炉高气化剂分层强旋转煤粉气化装置及气化方法 |
CN110964571A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-07 | 郑州轻工业大学 | 一种四角切圆气化炉 |
-
1993
- 1993-08-10 JP JP5198253A patent/JP2540284B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008231294A (ja) * | 2007-03-22 | 2008-10-02 | Electric Power Dev Co Ltd | 二段ガス化炉 |
CN105087074A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-11-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种气化剂从顶部烧嘴及炉体分层同时供入强旋转煤粉气化炉装置及气化方法 |
CN105087075A (zh) * | 2015-09-11 | 2015-11-25 | 哈尔滨工业大学 | 一种沿炉高气化剂分层强旋转煤粉气化装置及气化方法 |
CN110964571A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-07 | 郑州轻工业大学 | 一种四角切圆气化炉 |
CN110964571B (zh) * | 2019-12-12 | 2021-08-20 | 郑州轻工业大学 | 一种四角切圆气化炉 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2540284B2 (ja) | 1996-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3118630B2 (ja) | 石炭ガス化炉 | |
JP2544584B2 (ja) | 石炭ガス化炉及び石炭ガス化炉の使用方法 | |
RU2594410C2 (ru) | Усовершенствованные плазменные газификаторы для производства сингаза | |
US20130312328A1 (en) | Method and apparatus for particle recycling in multiphase chemical reactors | |
JP2540284B2 (ja) | 石炭ガス化炉 | |
JP4660874B2 (ja) | 廃棄物の二段ガス化システムの運転制御方法 | |
JP3342083B2 (ja) | 噴流床石炭ガス化炉 | |
KR20050086627A (ko) | 유동층 기화로 | |
KR100431863B1 (ko) | 유동층 환원로의 분산판 크리닝장치 | |
JPH0325202A (ja) | 微粉原料ガス化用バーナ及び微粉原料ガス化装置 | |
EP1058051B1 (en) | Fluidized bed gasification furnace | |
CN113969192A (zh) | 一种离心悬浮固定床复合气化炉、生产***和生产方法 | |
JP3939605B2 (ja) | 廃プラスチックのガス化炉におけるスラグ排出装置およびそれを用いたスラグ排出方法 | |
JPH0472877B2 (ja) | ||
JPH08134472A (ja) | 気流層ガス化装置 | |
JPH086100B2 (ja) | 石炭ガス化炉のスラグ付着防止方法 | |
JP3513735B2 (ja) | チャー搬送装置 | |
CA1234287A (en) | Fluidization and solids recirculation apparatus and process for a fluidized bed gasifier | |
CN215049953U (zh) | 一种固定床气化炉排灰排渣结构 | |
JPH06184562A (ja) | 石炭ガス化炉のスラグ排出構造 | |
JP2009019125A (ja) | ガス化方法及び装置 | |
JPH0854106A (ja) | 石炭ガス化炉 | |
JP2002069514A (ja) | 吹込み操業方法 | |
EP0040868A1 (en) | Process for the preparation of synthesis gas | |
JPH07109471A (ja) | 石炭ガス化装置及びスラグ移動方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |