JPS5889692A - 石炭ガス化炉におけるスラッグタンプ検知装置 - Google Patents

石炭ガス化炉におけるスラッグタンプ検知装置

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JPS5889692A
JPS5889692A JP18659181A JP18659181A JPS5889692A JP S5889692 A JPS5889692 A JP S5889692A JP 18659181 A JP18659181 A JP 18659181A JP 18659181 A JP18659181 A JP 18659181A JP S5889692 A JPS5889692 A JP S5889692A
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cooling medium
gasification furnace
tap
gasifier
coal
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Kazuo Miyatani
宮谷 和夫
Kiyoshi Kikutani
菊谷 清
Nobuo Kaneko
信男 金子
Shizuka Wada
静 和田
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KAIHATSU DENSHI GIJUTSU KK
Electric Power Development Co Ltd
KEC Corp
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KAIHATSU DENSHI GIJUTSU KK
Electric Power Development Co Ltd
KEC Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本尭明は石炭ガス化炉におけるスラッグタツプ検知装置
κ係り,灰分な溶融状態で処理す番高温高圧の石炭ガス
化炉内の溶融スラップを良好な流動状ME保ち,スラッ
プタップからのスラップの流下な最適な状態に維持する
ようにガス化κ必要な空気または酸素などの酸化剤の供
給量を制御す1ためκスラップタップを監視する検知装
置に関する。
発鳴の技術的背景 一般に石炭なガス化して燃料用ガス或いは合成原料用ガ
スt−製造する楊舎、ガス化効率の陶土と#11II量
の増大をはかるため、ガス化炉は次才ecg温、高圧で
操作されるようになってい1゜しかしながらガス化炉内
の温度を1100t’以上に上げると、灰は溶融し始め
、りUンカー生威、或いは一融固定などf)現象を呈し
、炉内閉塞などのトラブルを発生する。このため炉内は
灰を*融する温度まで高め、f#融ススラッグL″CC
デ下部流下させ、急冷破砕して系外kNR出す噴流層、
溶融層方式のガス化炉が用いられている。このよ5なガ
ス化炉では灰を溶融するため、ガス化−下部酸化反応ゾ
ーンでは1!00’C−100(lの高温となり、耐火
材が侵蝕を受け、長時間の運転に耐え得ることが不可能
である。このため耐火材の外側すなわちガス化炉レニル
な水冷壁として冷却し内側を溶融スラッグ自身で覆い熱
を遮蔽して耐火打な保護するセルフコーテングの方法が
採用されている。そして耐火材の外側は冷却されている
−)で、炉内とは温度勾配があり、耐火材の表面とスラ
ッグの接触面ではスラッグは固化しており、高温のスラ
ッグ表函が流動して中央のスラッグタップより流下する
状態を維持することkより耐火材の耐久性が向上される
従来のスラッグタツブによ、る石炭ガス化炉では、炉内
温度な検出して反応に必要な酸化剤の供給量を制9御し
、炉内温度を一定に制御するようにしている。しかしな
がら、このような制御方式では。
石炭の品質が一定で、か/)ヌの溶融温度も一定であれ
ば問題は少ないが1石炭の品質は不安定で。
ばらり鎗があり、灰の含有率、iI融湯温度一定ではな
く、種々の石炭な同一のガス化炉でガス化する必要もあ
り、同一条件の炉内温度で制御することは不可能にな′
る。すなわち供給石炭の灰の性質に合った温度が設定さ
れていない場合には溶融スラッグ層が必要以上に薄(な
ったり、厚くなったりする危険性があり、極端な場合に
はスラッグ層がなくなって耐火材が侵蝕されたり、厚く
なり過−ぎてスラッグタップを閉塞するおそれが鳥番。
発明−)@的 本発−は上記欠点に鑑みなされたもので、石炭ガス化炉
の運転中スラッグタップの開口面積を黴視し、その開口
面積に応じて酸化剤の供給量を制御し、石炭の種類1品
質のばらりt、灰の含有率、溶融一度などの変動の如何
に関係なく博融スラッグ層を適切な厚さに維持で鎗るよ
5Kした石炭ガス化炉において、前記スラッグタツブの
開口面積な確実に監視でき、かつ炉内一度に耐え得るス
ラッグタップ検知装置を提供するものである。
発明の実施例 次に本発明の一実施例の構成を図111につい文説明す
る。
(1)は石炭ガス化炉で上部にガス化室(2) 、下部
にスラッグ冷却水槽(31が形成され【いる、また前記
ガス化1! (21の底部中央IK前記水槽(31K連
通するスラッグタップ(6)が開口されている。さらに
前記ガス化室(21の上部虻ガス化炉出口(〕)が形成
され【いる、また前記ガス化室(2)に設けた複数のバ
ーナー(8)には石炭供給管(41と酸化剤供給管(5
)とが透過接続され曵いる。
そしてこの各バーナー(8)は、前記ガス化* f21
 K石炭をガス化* 121内で旋回するようタンゼン
レヤルに噴射するように設けられ、このバーナー(町の
石炭の供給は循環ガス、スチーA*f)気流輸送。
水スラリーによる流体によつ【輸送しガス化*12)内
に噴射するまで、に水を蒸発させてスチーム化させる流
体輸送などの適宜の手段で行われる。
次K(9)はスラッグタップ検知装置で前記水槽(3)
内にスラッグタップ(61に対向して配設されている。
この冷却装置(9)は前記スラッグタツプ(6)K対向
した開口ii顛t’有する筐体aυと、この筐体aυの
周■に設けられた冷却饅置口とで構成されてい1.前記
筐体aDの開口manKは透光性な有す番防塵ガラス0
が設けられこの防塵ガラス(131にて開口W1舖は気
!1に保持されている。さらkこの筐体Ill内には前
記防塵ガラス13の内側に対向してレンズ414が配設
され、このレンズa4に対向してフレキシブルファイバ
ーa!jf)一端面狂・が配設されてい春、このフレキ
シブルファイバー(lSは多数本例えば4万本のグラス
ファイバーにて構成され、一端面aQの有効藺積は2W
MX2Mとする。そしてこのフレキシブルファイバーa
lは前記筐体alの下端から支持な兼ねた導管aηを介
して一体(11の外方に導出されている。
また前記冷却装置0を@親して才1の冷却媒体通路a$
を形成する筒管a優が設けられ、この筒管1日の上端部
は前記防塵ガラスa3の周縁な覆うように内側に陶って
彎曲された冷却媒体噴出部(社)が形成され、冷却媒体
は前記防塵ガラス(13の表面を拭掃するよう虻なって
いる。またこの筒管UKは前記才1の冷却媒体通路am
 k M繞する才2の冷却媒体過iII鶴を形成してい
る。この才1f>冷却媒体通路@とが形成され、往流路
(至)と復流路(財)は筒管aSの先端部にて連通され
ている。
また前記フレキシブルファイバー19の他端IIIa!
Ik対向して光電素子(COD )カメラ(至)が設け
られ、このカメラ(ハ)の光電素子に投影された映像に
対応す1電気信号出力を信号処m回11@に″CC量子
技術処理、前記スラッグタップ(61の開口面積に卵白
する電気出゛力に変換し、この電気出力によって前記酸
化剤供給管(6)から供給される酸化剤の供給量を制御
す1ようkなつCおり、またとの**処履回路−からの
出力信号は1二ターカメラ@に入力され、スラッグタッ
プ(6) f) Ill D mB積を1二ターでする
ようになつ【い−る。
なお前記ガス化炉<1Mn水槽(31F)底sK%tス
ラッグスラリーの排出口−が形成されている。
また酸化剤供給管15)Kは酸化剤制御弁(至)が設け
られ、この制御弁(至)は前記信号処理回路■からの出
力信号で制御される。
次にこの実施例の作用について説明する。
ガス化炉(1)のガス化室(2)に石炭供給管(4)か
ら粉砕石炭がまた酸化剤供給管(5)から酸素または空
気が共にバーナー(8)を通り高速で噴射され石炭が着
火する・そしてバーナー18)はガス化室(2)の底部
の溶融スラッグ層elK陶けられているため、酸化剤と
合体して部分酸化、水性ガス化、その他の反応な起し、
ガス化される。この反応された生成した粗ガスはガス化
炉出口17)から流出される。また石炭中の灰分は高温
のため溶融し、スラッグ表面を流してガス化炉底中央に
開口するスタッグタップ(6)よりスタッグ冷却水槽(
3)に流下される。そして酸化剤の量が比較的少なく、
スタッグ温度が相対的に低い場合はスタッグの流れが悪
くなり、スタッグタップ(6)の開口部はスタッグの固
着により小さくなり、酸化剤の量が比較的多く、スタッ
グ温度が相対的に高い場合には固着していたスタッグが
流出を開始し、スタッグタップ(6)の開口面積は大き
くな番、そして溶融スタッグが流下してスタッグ冷却水
槽(31に落下し、この水槽(3)の水との温度差によ
りスタッグは破砕されて細粒化する。
そして前記ガス化炉(1)のスラッ′ゲタツブ(6)の
−口面積は検知装置(9)kよって検知し、前記酸化剤
供給管(5)k設けた酸化剤制御弁−を制御す1.すな
わちスタッグタップ(6)k対向して設けられた防塵ガ
ラス0を透してスタッグタップ像はレンズ(14にて制
光されてフレキシブルファイバー(2)の一端面に投影
され、このフレキシブルファイバーC15によってスタ
ッグタップ(6)の影儂はガス化炉(1)の外方に導か
れ%フレキシブルファイバー09の他端面に表われた画
像は光電素子カメラ(ハ)で撮影され。
このカメラ(7)から出力される画像信号は信号処理回
路勾で電子的に画像処理され、この信号処理回路勾から
のスラッグタツブfllK応じた出力で前記酸化剤制御
弁(至)を制御し、酸化剤の供給量を制御し、スタッグ
の流下状況を適切に維持する。
またガス化炉(11F)酸化反応ゾーンでは1200U
以上の高置となり、水槽(3)K設けた検知装置(9)
の周辺もx5oc程度Kflli度上昇されるが、才1
の冷却媒体通路a♂に供給される窒素ガス、炭酸ガスな
どの不活性ガスまたは水にて冷却されるとともに才2の
冷却媒体通路ロクを流−する空気などのガスまたは水に
て冷却され、フレキシブ島ファイバーaSの耐熱温度(
約80C)以下に筐体aυ内を―持し、フレキシブルフ
ァイバー@S、防塵ガラスa3゜レンズα尋を熱的に保
持す番。
さらに前記才1の冷却媒体通路aSt流動する不活性ガ
スなどの冷却媒体はガス化炉(1)の圧力を例えばsO
気圧とすればそれより高い3!I気圧程度で筒管a曽の
上端の冷却媒体噴出部(至)から噴射されており、Ie
F塵ガタガ5100表面掃し、スタッグも防塵ガラス(
13に耐着することが防止されも。
またスタッグタップ(6)の状態を信号処理回路■から
の出力なモニターカメラCl81に入力するととにより
、視覚的に監視することもでき番。
なお前記検知装置(9)の筐体儀υ内には防塵ガラスa
3、レンズa番およびフレキシブルファイバー餞の光学
系を構成するためKg!ilす形成しな(【はならず、
ガス化P(1)内は運転前には1気圧で運転時には例え
ばsO気圧程度となるので、筐体allの気書な保持す
ることが困難であり、才3図に示すような一圧装置飼を
設ける。
この調圧装置r31)◆1筐体fil)f)下部に調圧
型(2)を形成し、この調圧*caJの一端に蛇腹状の
伸縮性を有す番隔離膜(至)を介してガス化炉(皿)内
と仕切る仕切層−な設ける。そして運転前は筐体aυ内
の空隙容積(V、)と調圧v11@の容積(V、)とで
筐体aυ内を1気圧に保持し、連転Il紬によってガス
化炉(1)内の圧力上昇で隔離1[C(lが伸長されて
調圧*Wの容積が縮少し、筐体aυ内−)圧力が上昇さ
れ、筐体aυ内の容積(vl)でガス化炉(11内の圧
力例えば30気圧と同一に保持され、筐体aD内の気密
が保持され番。
発明の効果 本発明によればガス化炉のスラッグタップの開口面積の
状態をフレキシブルファイバーの一端面に投影させ、こ
のフレキシブルファイバーの他端面に表われたスラッグ
タップの両像を光電素子カメラで撮影してスラッグタッ
プの状況をガス化炉外で直w!WI&視でき、酸化剤の
供給を制御で館、ガス化反応を安定して継続することが
でき1石炭ガス化炉の運転信頼性を大きく高めることが
できるものであ養。
またフレキレプルファイバーは才1の冷却媒体通路と1
雪の冷却媒体通路を流れるガスにて冷却され耐熱一度以
上に加熱されることなく、またレンズ、防塵ガラスも熱
的に保護され、iLらに才1の冷却媒体通路を流れるガ
スは防塵ガラスの表面を拭掃し、防塵ガラスの表面にス
ラッグが耐着することなく、スラッグタップの状況の検
知が確実にできるものである。
【図面の簡単な説明】
才11!5は本発明の一実施例を示すガス化炉の説明断
面図1才2図は同上スラッグタップ検知装置の置部を切
欠いた正mWJ、矛3図は同上調圧装置部の説明図であ
る。 (1)・・石炭ガス化炉、(6)・・スラッグタップ、
(13@・防塵ガラス、a4+1・レンズ、a5・・フ
レキシブルファイバー、α謹・・矛1の冷却媒体通路、
−・・冷却媒体噴出部、aD・−矛2の冷却媒体通路、
aD9・・光電素子カメラ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高圧下で灰分な溶融スラップ状態に保持して石炭
    をガス化し、この溶融スラップを急冷スラリー化する石
    炭ガス化炉において、前記ガス化炉のスラップタップの
    下方にこのスラップタップに対向して防塵ガラス、レン
    ズおよびフレキシブルファイバーの一端面を光学的に配
    列した筐体を設け、この筐体の周囲に上端に冷却媒体噴
    出部V形成、した矛1の冷却媒体通路、を形成し、ごの
    才lの冷却媒体通路を囲繞して冷却媒体を環流させる才
    2の冷却媒体通路な形成し、前記フレキシブルファイバ
    ーのガス化炉より導出された他端mに対向した光電素子
    カメラを設けたことを特徴とする石炭ガス化炉における
    スラッグタップ検知装置。
JP18659181A 1981-11-20 1981-11-20 石炭ガス化炉におけるスラッグタンプ検知装置 Granted JPS5889692A (ja)

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JPS6424894A (en) * 1987-07-22 1989-01-26 Hitachi Ltd Method and apparatus for monitoring slag flow-down in coal gasification furnace

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