JPH0868503A - Entrained fluid gasification furnace for fuel containing solid carbon - Google Patents
Entrained fluid gasification furnace for fuel containing solid carbonInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、微粉砕された固体炭素
含有燃料の部分酸化を行う噴流床ガス化炉に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spouted bed gasification furnace for partial oxidation of finely pulverized solid carbon-containing fuel.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図４に、従来の微粉炭の部分酸化を行う
噴流床ガス化炉を示す。このガス化炉は、下部に直径Ｄ
ｃを有する円筒状のコンバスタ（燃焼反応部）１、上部
に円筒状のリダクタ（ガス化反応部）２が設けられ、そ
の間に直径Ｄｔを有する絞り３が形成されている。コン
バスタ１の底部にはスラグ出口７、リダクタ２の頂部に
は生成ガス出口８が設けられている。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a conventional spouted bed gasification furnace for partially oxidizing pulverized coal. This gasifier has a diameter D at the bottom.
A cylindrical combustor (combustion reaction part) 1 having c and a cylindrical reductor (gasification reaction part) 2 are provided on the upper part, and a diaphragm 3 having a diameter Dt is formed between them. A slag outlet 7 is provided at the bottom of the combustor 1, and a generated gas outlet 8 is provided at the top of the reductor 2.
【０００３】前記コンバスタ１には空気と共に微粉砕さ
れた微粉炭を供給する微粉炭バーナ４と空気と共に生成
ガスから分離されたチャーを供給するチャーバーナ５が
設けられ、また前記リダクタ２には空気と共に微粉砕さ
れた微粉炭を供給する微粉炭バーナ６が設けられてい
る。前記微粉炭バーナ４とチャーバーナ５は、微粉炭中
のスラグ（灰）の遠心分離を行うためにコンバスタ１内
で強い旋回流が発生するように、大きい仮想円に対して
接線方向に高流速で微粉炭と空気及びチャーと空気をそ
れぞれ投入するようになっている。The combustor 1 is provided with a pulverized coal burner 4 for supplying pulverized coal pulverized together with air and a char burner 5 for supplying char separated from the produced gas together with air, and the reducer 2 is provided with air. Further, a pulverized coal burner 6 for supplying pulverized pulverized coal is provided. The pulverized coal burner 4 and the char burner 5 have a high tangential flow velocity with respect to a large virtual circle so that a strong swirl flow is generated in the combustor 1 for centrifugal separation of slag (ash) in the pulverized coal. The pulverized coal and the air and the char and the air are respectively put in.
【０００４】また、コンバスタ１とリダクタ２との間の
絞り３は、微粉炭中のスラグの分離及びコンバスタ１か
らリダクタ２への輻射損失を低減するために設けられて
おり、絞り比Ｄｔ／Ｄｃは０．３〜０．５程度に設定さ
れている。The throttle 3 between the combustor 1 and the reductor 2 is provided to separate the slag in the pulverized coal and reduce the radiation loss from the combustor 1 to the reductor 2, and the throttle ratio Dt / Dc. Is set to about 0.3 to 0.5.
【０００５】なお、チャー中には未反応の可燃分（主に
炭素）と灰分が含まれていて、このチャーをリサイクル
しないと未反応の可燃物が系外に排出されてガス化効率
が低下し、かつ、大量の廃棄物が発生する。また、チャ
ー中の未反応の可燃分は反応性に乏しい。従って、前記
のように、チャーバーナ５よりチャーを高温のコンバス
タ１に投入し、反応を促進してガス化効率を高めると共
に廃棄物の量を低減するようにしている。Note that the char contains unreacted combustibles (mainly carbon) and ash, and if this char is not recycled, the unreacted combustibles are discharged to the outside of the system to lower the gasification efficiency. In addition, a large amount of waste is generated. In addition, the unreacted combustibles in the char have poor reactivity. Therefore, as described above, the char is put into the high temperature combustor 1 from the char burner 5 to promote the reaction to enhance the gasification efficiency and reduce the amount of waste.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前記従来の噴流床ガス
化炉においては、コンバスタ１の微粉炭バーナ４とチャ
ーバーナ５の流速が高く、また、接線状に流れが指向す
る仮想円の円径が大きいためにコンバスタ１内の旋回力
が大きくなり、旋回の流れの中心部の静圧は低く外側の
静圧は高くなる。このために、コンバスタ１の出口側に
ある絞り３の中心の部分には、リダクタ２からの下降ガ
ス流（バックミキシング）が発生し、コンバスタ１の生
成ガスは壁面側を上昇することになる。In the conventional spouted bed gasification furnace, the flow velocity of the pulverized coal burner 4 and the char burner 5 of the combustor 1 is high, and the diameter of the imaginary circle in which the flow is tangentially directed. Is large, the swirling force in the combustor 1 is large, and the static pressure at the center of the swirling flow is low and the static pressure outside is high. For this reason, a descending gas flow (back mixing) from the reducer 2 is generated in the central portion of the throttle 3 on the exit side of the combustor 1, and the gas produced by the combustor 1 rises on the wall surface side.
【０００７】また、前記絞り３の絞り比は０．３〜０．
５程度に設定されているために、絞り３の部分のガス流
速は、コンバスタ１の断面の軸方向の平均ガス流速の数
倍〜数十倍に達することとなり、コンバスタ１の上壁部
及び絞り３で捕集されたスラグは、重力によって壁面に
沿って流下することなく絞り３の上部の壁面に滞留す
る。この滞留したスラグは、コンバスタ１よりのガス流
により飛散し、リダクタ２の壁面に付着して成長し、リ
ダクタ２の断面を狭めガス化炉を停止しなければならな
い事態を招く等の問題点があった。The aperture ratio of the aperture 3 is 0.3 to 0.
Since it is set to about 5, the gas flow velocity in the portion of the throttle 3 reaches several times to several tens of times the average gas flow velocity in the axial direction of the cross section of the combustor 1, and the upper wall portion of the combustor 1 and the throttle. The slag collected in 3 stays on the wall surface above the throttle 3 without flowing down along the wall surface due to gravity. The accumulated slag is scattered by the gas flow from the combustor 1, adheres to and grows on the wall surface of the reducer 2, and causes a problem that the cross section of the reducer 2 is narrowed and the gasification furnace must be stopped. there were.
【０００８】本発明は、従来の噴流床ガス化炉のもつ前
記の問題点を解決しようとするものである。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the conventional spouted bed gasification furnace.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の固体炭素含有燃
料の噴流床ガス化炉は次の手段を講じた。 （１）頂部に生成ガス用出口、底部にスラグ出口、及び
下部に周方向に間隔をおいた複数の位置に仮想円に対し
て接線方向に向けられたバーナを有し、かつ、下部をコ
ンバスタとし上部をリダクタとして微粉砕された固体炭
素含有燃料の部分酸化を行う固体炭素含有燃料の噴流床
ガス化炉において、コンバスタとリダクタの間に絞りを
設け、同絞りにおけるウェーバ数を３以下にしたことを
特徴とする。 （２）前記（１）の固体炭素含有燃料の噴流床ガス化炉
において、前記絞りのウェーバ数が３以下になるように
前記バーナの仮想円径と流速を設定したことを特徴とす
る。 （３）前記（１）又は（２）の固体炭素含有燃料の噴流
床ガス化炉において、前記コンバスタに石炭又はチャー
を投入するコンバスタのバーナを下向きに設けたことを
特徴とする。The jet bed gasification furnace for solid carbon-containing fuel of the present invention has the following means. (1) An outlet for generated gas is provided at the top, a slag outlet is provided at the bottom, and burners directed tangentially to a virtual circle are provided at a plurality of circumferentially spaced positions at the bottom, and a combustor is provided at the bottom. In a spouted bed gasification furnace for solid carbon-containing fuel that partially oxidizes finely pulverized solid carbon-containing fuel using the upper part as a reducer, a throttle is provided between the combustor and the reducer, and the number of Webers in the throttle is set to 3 or less. It is characterized by (2) In the spouted bed gasification furnace for solid carbon-containing fuel of (1), the virtual circle diameter and the flow velocity of the burner are set so that the number of Webers of the throttle is 3 or less. (3) In the jet bed gasification furnace for solid carbon-containing fuel according to (1) or (2), a burner of a combustor for charging coal or char to the combustor is provided downward.
【００１０】なお、前記ウェーバ数（Ｗｅ）は、壁面に
沿って流れる液膜（本発明の場合は溶融スラグ等の液
膜）からの液滴の発生（飛散）条件に関する指標となる
もので、ガス動圧と液表面張力等の関係で下記の数１で
示される。The Weber number (We) is an index relating to a condition for generating (scattering) droplets from a liquid film (liquid film such as molten slag in the case of the present invention) flowing along the wall surface, The relationship between the gas dynamic pressure and the liquid surface tension is expressed by the following formula 1.
【００１１】[0011]
【数１】 [Equation 1]
【００１２】ちなみに、本発明では前記のようにウェー
バ数（Ｗｅ）は３以下に設定されているが、図２に示す
従来のものではこれが８〜１１程度の範囲内にある。Incidentally, in the present invention, the number of Webers (We) is set to 3 or less as described above, but in the conventional one shown in FIG. 2, this is in the range of about 8 to 11.
【００１３】[0013]
【作用】前記本発明（１）では、コンバスタとリダクタ
との間に設けられた絞りにおけるスラグの液膜からの液
滴の発生、飛散が発生する指標となるウェーバ数（Ｗ
ｅ）を３以下に低くしている。これによって、絞りを通
ってコンバスタからリダクタへ流れるガス流によってス
ラグの粒子が滞留して飛散しリダクタにキャリーオーバ
ーされることがない。従って、スラグがリダクタ内壁に
付着して生長することがない。In the present invention (1), the number of webers (W) is used as an index for the generation and scattering of droplets from the liquid film of the slag in the throttle provided between the combustor and the reducer.
e) is lowered to 3 or less. This prevents particles of the slag from accumulating and scattering due to the gas flow flowing from the combustor to the reducer through the throttle and being carried over to the reducer. Therefore, the slag does not adhere to the inner wall of the reducer and grow.
【００１４】前記本発明（２）では、コンバスタへ微粉
炭と空気を投入するバーナの流速とバーナの流れが接線
状に指向される仮想円の直径を小さくすることによっ
て、絞りにおける周方向と軸方向の速度が減少する。従
って、絞りにおけるガス流速（ｖｇ）を減少させ数１に
示されるウェーバ数（Ｗｅ）を３以下とする。これによ
って、前記本発明（１）におけるウェーバ数を３以下に
することが確実に実現される。In the present invention (2), the flow velocity of the burner for introducing the pulverized coal and the air into the combustor and the diameter of the imaginary circle in which the flow of the burner is directed tangentially are made small, so that the circumferential direction and the axis of the throttle are reduced. Directional speed is reduced. Therefore, the gas flow velocity (vg) in the throttle is reduced to set the Weber number (We) shown in the equation 1 to 3 or less. This ensures that the number of Webers in the present invention (1) is 3 or less.
【００１５】本発明（３）では、前記に加えて、コンバ
スタに投入する石炭又はチャーを下向きに投入すること
によって、スラグの捕集を確実に行うことができる。In the present invention (3), in addition to the above, slag can be reliably collected by charging coal or char to be charged into the combustor downward.
【００１６】[0016]
【実施例】本発明の一実施例を、図１ないし図３によっ
て説明する。本実施例が図４に示す従来の噴流床ガス化
炉と相違する点は以下説明する通りであって、対応する
部分は同一の符号で示されており、相違しない部分の説
明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is different from the conventional spouted bed gasification furnace shown in FIG. 4 in the following description. Corresponding parts are designated by the same reference numerals, and the description of the different parts is omitted.
【００１７】本実施例では、絞り３の絞り比Ｄｔ／Ｄｃ
を０．８と大きくしており、また、コンバスタ１におけ
る微粉炭バーナ４の仮想円１０の直径ｄｃのコンバスタ
１の直径Ｄｃに対する比及びチャーバーナ５の仮想円１
１の直径ｄｈのコンバスタ１の直径Ｄｃに対する比をそ
れぞれ０．１及び０．４４と小さくしており、これに加
えて、微粉炭バーナ４とチャーバーナ５からコンバスタ
１に投入する流速を小さくして、絞り３における前記数
１に示すウェーバ数が３以下、例えば２程度になるよう
にしている。In this embodiment, the aperture ratio Dt / Dc of the aperture 3 is
Of 0.8 and the ratio of the diameter dc of the virtual circle 10 of the pulverized coal burner 4 in the combustor 1 to the diameter Dc of the combustor 1 and the virtual circle 1 of the char burner 5 is increased.
The ratio of the diameter dh of 1 to the diameter Dc of the combustor 1 is made small as 0.1 and 0.44, respectively. In addition to this, the flow rate of the fine coal powder burner 4 and the char burner 5 to the combustor 1 is made small. Thus, the number of Webers in the aperture 3 shown in Equation 1 is set to 3 or less, for example, about 2.
【００１８】更に、コンバスタ１におけるスラグの捕集
効率を高めるために、前記チャーバーナ５の下向きのチ
ルト角度θを７°としている。Further, in order to enhance the efficiency of collecting slag in the combustor 1, the downward tilt angle θ of the char burner 5 is set to 7 °.
【００１９】本実施例では、前記のようにコンバスタ１
の微粉炭バーナ４とチャーバーナ５の流速を小さくし、
かつ、これらの流れが接線状に指向する仮想円１０，１
１の直径ｄｃ，ｄｈを小さくすることによって、コンバ
スタ１内の旋回力が小さくなり、絞り３における旋回流
の中心部と外側の静圧差を減少させることができる。こ
れによって、絞り３の中心部へのリダクタ３よりの下降
ガス流（バックミキシング）を低減させ、コンバスタ１
からの生成ガスが避側にかたよって流れることを防止す
ることができる。In this embodiment, the combustor 1 is used as described above.
Of the pulverized coal burner 4 and the char burner 5 of
Moreover, the virtual circles 10 and 1 in which these flows are tangentially directed
By reducing the diameters dc and dh of No. 1, the swirling force inside the combustor 1 becomes small, and the static pressure difference between the central portion and the outside of the swirling flow in the throttle 3 can be reduced. As a result, the downward gas flow (back mixing) from the reducer 3 to the center of the throttle 3 is reduced, and the combustor 1
It is possible to prevent the generated gas from flowing from flowing toward the evacuating side.
【００２０】また、上記のように、コンバスタ１内の旋
回力が低下することによって絞り３における流れの周方
向速度ｖθが小さくなる。一方、絞り３の絞り比を前記
のように大きくすることによって、絞りにおける流れの
軸方向速度ｖｚが小さくなる。従って、絞り３における
ガス流速ｖｇ（＝√（ｖ2 θ＋ｖ2 ｚ））を小さくし、
前記数１に示されるウェーバ数を３以下にすることがで
きる。これによって、コンバスタ１で生成されたガス中
のスラグが絞り３において滞留して飛散してリダクタ２
へ入ってその内壁に付着、生長することを防止すること
ができる。Further, as described above, the turning force in the combustor 1 is reduced, so that the circumferential velocity vθ of the flow in the throttle 3 is reduced. On the other hand, by increasing the throttle ratio of the throttle 3 as described above, the axial velocity vz of the flow in the throttle is reduced. Therefore, the gas flow velocity vg (= √ (v 2 θ + v 2 z)) in the throttle 3 is reduced,
The number of Webers shown in the above equation 1 can be set to 3 or less. As a result, the slag in the gas generated by the combustor 1 stays and scatters in the throttle 3 and the reducer 2
It is possible to prevent the penetration and growth of the inner wall of the inner wall.
【００２１】以上の通り、コンバスタ１における流れの
旋回力が低下しているのでコンバスタ１におけるスラグ
の捕集効率は若干低下するが、コンバスタ１にはチャー
バーナ５から下向きにチルト角度θ＝７°でチャーを投
入しているために、コンバスタ１におけるスラグ捕集効
率の低下を防止することができる。As described above, since the swirling force of the flow in the combustor 1 is decreased, the efficiency of collecting slag in the combustor 1 is slightly decreased, but the tilt angle θ = 7 ° is downward in the combustor 1 from the char burner 5. Since the char is thrown in, the deterioration of the slag collecting efficiency in the combustor 1 can be prevented.
【００２２】なお、前記の実施例は、微粉炭を噴流床ガ
ス化炉に投入するようにしているが、本発明は他の固体
炭素を含有する燃料に適用することができる。また、前
記実施例ではコンバスタとリダクタの断面形状を円形と
しているが、他の形状例えば正方形等を採用することも
できる。In the above embodiment, the pulverized coal is put into the spouted bed gasification furnace, but the present invention can be applied to other fuels containing solid carbon. Further, in the above-described embodiment, the cross-sectional shape of the combustor and the reducer is circular, but other shapes such as square may be adopted.
【００２３】[0023]
【発明の効果】請求項１及び２に記載の本発明では、コ
ンバスタとリダクタとの間に設けられた絞りにおけるウ
ェーバ数を３以下に設定しているので、絞りでダストが
滞留して飛散することを防止し、ダストがリダクタにキ
ャリーホーバーされてその内壁に付着・生長することを
防止することができる。According to the present invention as set forth in claims 1 and 2, since the number of Webers in the diaphragm provided between the combustor and the reductor is set to 3 or less, dust is accumulated and scattered at the diaphragm. It is possible to prevent the dust from being carried and carried by the reducer on the inner wall of the reducer.
【００２４】請求項３に記載の本発明では、以上に加え
てコンバスタに下向きに石炭又はチャーを投入するよう
にしているので、ダストの捕集を確実に行うことができ
る。According to the third aspect of the present invention, in addition to the above, coal or char is charged downward into the combustor, so that dust can be reliably collected.
【図１】本発明の一実施例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention.
【図２】図１のII−II矢視断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG.
【図３】図１のIII −III 矢視断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.
【図４】従来の噴流床ガス化炉の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a conventional spouted bed gasification furnace.
１ コンバスタ ２ リダクタ ３ 絞り ４ 微粉炭バーナ ５ チャーバーナ ６ 微粉炭バーナ ７ スラグ出口 ８ 生成ガス出口 １０，１１ 仮想円 Ｄｃ コンバスタの直径 Ｄｔ 絞りの直径 ｄｃ 微粉炭バーナの仮想円の直径 ｄｈ チャーバーナの仮想円の直径 θ チャーバーナのチルト角度 1 combustor 2 reductor 3 throttle 4 pulverized coal burner 5 char burner 6 pulverized coal burner 7 slag outlet 8 generated gas outlet 10 and 11 virtual circle Dc diameter of combustor Dt diameter of diaphragm dc virtual diameter of pulverized coal burner dh char burner Diameter of virtual circle θ Tilt angle of char burner
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹川 敏之 長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 (72)発明者 加藤 敏 長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工 業株式会社長崎研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiyuki Takekawa 5-717-1, Fukahori-cho, Nagasaki City Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Nagasaki Research Institute (72) Inventor Toshi Kato 5-717-1, Fukahori-cho, Nagasaki-shi Mitsubishi Heavy Industry Co., Ltd. Nagasaki Research Institute
Claims (3)
口、及び下部に周方向に間隔をおいた複数の位置に仮想
円に対して接線方向に向けられたバーナを有し、かつ、
下部をコンバスタとし上部をリダクタとして微粉砕され
た固体炭素含有燃料の部分酸化を行う固体炭素含有燃料
の噴流床ガス化炉において、コンバスタとリダクタの間
に絞りを設け、同絞りにおけるウェーバ数を３以下にし
たことを特徴とする固体炭素含有燃料の噴流床ガス化
炉。1. An outlet for generated gas is provided at the top, a slag outlet is provided at the bottom, and burners oriented tangentially to an imaginary circle are provided at a plurality of circumferentially spaced positions at the bottom, and
In a jet bed gasification furnace for solid carbon-containing fuel that partially oxidizes finely ground solid carbon-containing fuel with a combustor in the lower part and a reducer in the upper part, a restrictor is provided between the combustor and the reducer, and the number of Webers in the restrictor is 3 A spouted bed gasification furnace for solid carbon-containing fuel, characterized in that:
うに前記バーナの仮想円径と流速を設定したことを特徴
とする請求項１に記載の固体炭素含有燃料の噴流床ガス
化炉。2. The jet bed gasification furnace for solid carbon-containing fuel according to claim 1, wherein the virtual circle diameter and the flow velocity of the burner are set so that the number of Webers of the throttle is 3 or less.
するコンバスタのバーナを下向きに設けたことを特徴と
する請求項１又は２に記載の固体炭素含有燃料の噴流床
ガス化炉。3. The jet bed gasification furnace for solid carbon-containing fuel according to claim 1, wherein a burner of the combustor for charging coal or char into the combustor is provided downward.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20656994A JP3727674B2 (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | A spouted bed gasifier for fuel containing solid carbon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20656994A JP3727674B2 (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | A spouted bed gasifier for fuel containing solid carbon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868503A true JPH0868503A (en) | 1996-03-12 |
| JP3727674B2 JP3727674B2 (en) | 2005-12-14 |
Family
ID=16525573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20656994A Expired - Lifetime JP3727674B2 (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | A spouted bed gasifier for fuel containing solid carbon |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3727674B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017179113A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Gasification furnace apparatus, and gasification complex generation unit |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP20656994A patent/JP3727674B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017179113A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Gasification furnace apparatus, and gasification complex generation unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3727674B2 (en) | 2005-12-14 |
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