JP2011074274A - スラグ排出システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガス化炉1で可燃性ガスを生成して排出されたスラグSを冷却水中で急冷してガラス状のスラグSとし、ガス化炉1から冷却水とともに系外へ排出されるスラグSをスラグ溜め21に回収した後、スラグSをスラグ溜め21からスラグ貯蔵タンク13へ搬送するように構成されたスラグ排出システムが、スラグ溜め21からスラグSを水中に回収してスラリー化するスラグスラリータンク23と、スラグスラリータンク23とスラグ貯蔵タンク13との間を連結するスラグスラリー配管25と、スラグスラリー配管25に配設され、スラグスラリータンク23内のスラグスラリーを吸引してスラグ貯蔵タンク13へ送出するポンプ27と、を具備している。
【選択図】図1
Description
このスラグ排出システムでは、ガス化炉1の下部にあるスラグホッパ3からスラグロックホッパ5へ貯められる。
スラグロックホッパ5は、定期的にホッパ内のスラグを排出するため、ロックホッパ入口(上部)の弁7を閉じてガス化炉内圧力を締め切った後、ロックホッパ出口(下部)の弁9を開いてスラグ冷却水とともにスラグを系外へ排出する。
このスラグコンベア15としては、従来スクレーパコンベア(特許文献1参照)やスクリューコンベア(特許文献2参照)等が使用されており、従って、スラグ溜め11内の下部に沈降したスラグはスラグコンベア15により搬出される。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レイアウトの自由度が高く、低コストで安定したスラグ排出を可能にする信頼性の高いスラグ排出システムを提供することにある。
本発明に係るスラグ排出システムは、溶融プラントで可燃性ガスを生成して排出されたスラグを冷却媒体の液中で急冷してガラス状のスラグとし、前記溶融プラントから前記冷却媒体とともに系外へ排出される前記スラグをスラグ溜めに回収した後、前記スラグを前記スラグ溜めからスラグ貯蔵タンクへ搬送するように構成されたスラグ排出システムであって、前記スラグ溜めから前記スラグを液状輸送媒体中に回収してスラリー化するスラグスラリータンクと、前記スラグスラリータンクと前記スラグ貯蔵タンクとの間を連結するスラグスラリー配管と、前記スラグスラリー配管に配設されて前記スラグスラリータンク内のスラグスラリーを吸引して前記スラグ貯蔵タンクへ送出するポンプと、を具備して構成したことを特徴とするものである。
この結果、レイアウトの自由度が高く、低コストで安定したスラグ排出を可能にする信頼性の高いスラグ排出システムとなり、従って、このスラグ排出システムを備えたガス化炉等のプラント設備は、イニシャルコスト及びメンテナンスコストの低減や信頼性の向上という顕著な効果が得られる。
たとえば石炭ガス化炉、石炭ガス化複合発電プラント及び廃棄物等の溶融プラントのように、石炭や廃棄物等のガス化原料を溶融して可燃性ガスを生成するプラントにおいては、ガス化原料を溶融して可燃性ガスを生成した後に灰分としてスラグが排出される。このスラグは、たとえば水のような冷却媒体の液中に投入され、急冷によりガラス状のスラグとなる。
ガラス状のスラグは、以下に説明するスラグ排出システムにより、溶融プラントから冷却媒体とともに系外へ排出される。すなわち、スラグ排出システムは、ガラス状のスラグをスラグ溜めに回収した後、スラグ溜め内のスラグをスラグ貯蔵タンクまで搬送するように構成された装置である。
以下、本発明に係るスラグ排出システムについて、第1の実施形態を図1に基づいて詳細に説明する。なお、図1に示す実施形態のシステム構成例は、溶融プラントの一例として、石炭をガス化して可燃性ガスを得るガス化炉1への適用例が示されている。
図示のスラグ排出システムにおいて、石炭ガス化により排出されたスラグは、ガス化炉(溶融プラント)1内の下部において、スラグ冷却水(冷却媒体)の中に落下して急冷される。こうしてガラス状となったスラグは、ガス化炉1の下部に設けられたスラグホッパ3からスラグ冷却水とともにスラグロックホッパ5へ落下して貯蔵される。
スラグロックホッパ5は、ホッパ内に溜まったスラグを定期的に排出するため、上部のロックホッパ入口弁7を閉じてガス化炉1内の圧力を締め切った後、下部のロックホッパ出口弁9を開いてスラグをスラグ冷却水とともに、ガス化炉1の系外へ排出する。
スラグ排出システムは、スラグ溜め21に回収したスラグをスラグ貯蔵タンク13へ搬送するため、スラグ溜め21からガラス状のスラグSを水(液状輸送媒体)の中に回収してスラリー化するスラグスラリータンク23と、このスラグスラリータンク23とスラグ貯蔵タンク13との間を連結するスラグスラリー配管25と、このスラグスラリー配管25に配設されてスラグスラリータンク23内のスラグスラリーを吸引してスラグ貯蔵タンク13へ送出するポンプ27とを具備して構成される。
なお、スラグスラリータンク23は、スラグ排出システムにおいて、スラグ溜め21から回収したスラグSを一時的に受け入れてスラリー化するものであるから、最終的にスラグSを貯蔵するスラグ貯蔵タンク13の容量と比較すれば、かなり小さなものとなる。
なお、ここで使用するスラグコンベア22は、スクリューコンベアに限定されることはなく、たとえばスクレーパコンベア等の使用も可能である。
なお、スラグ貯蔵タンク13内に貯蔵されたスラグSは、タンク内の貯蔵量が所定値以上とならないように、トラック35等を用いて廃棄処分等の次工程へ適宜搬送される。
なお、スラグスラリーをスラグS及び水に分離する工程の実施は、上述したスラグ貯蔵タンク13の上部に設置した脱水スクリーン31に限定されることはなく、たとえばスラグ貯蔵タンク13内に網状(もしくはスリット)部材を設置して実施するようにしてもよい。
さらに、脱水スクリーン31で未分離となったスラグSについては、スラグスラリー形成用として再利用する水とともに再循環するので、スラグSの回収率を高めることができる。すなわち、未回収のスラグSが水とともに再循環することにより、脱水スクリーン31を再度通過することになるので、脱水スクリーン31を再度通過する際に回収して回収率を向上させることができる。
続いて、本発明に係るスラグ排出システムについて、第2の実施形態を図2に基づいて詳細に説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態では、スラグスラリー配管25の立上がり部下端に、入口開閉弁41及び排出弁43を備えた沈降スラグ受けタンク45を設置している。すなわち、スラグスラリー配管25が上下方向に配設されている立ち上がり配管25aにおいて、最も低い位置となる最下端部から下方に分岐して沈降配管25bを設け、この沈降配管25bに入口開閉弁41及び排出弁43を備えた沈降スラグ受けタンク45を設置している。
このように構成されたスラグ排出システムは、系統内に予期せぬトリップが生じても、スラグスラリー配管25内に残留したスラグSによる配管閉塞を防止し、次回起動を容易に行うことができる。なお、上述した入口開閉弁41及び排出弁43は、通常運転時においていずれも閉となっている。
しかし、スラグ排出システムの系統がトリップした場合には、ポンプ27の運転停止により、スラグスラリー配管25内の流れも停止する。この結果、スラグスラリー配管25内にはスラグスラリーが残留し、このスラグスラリーは、時間の経過とともに重力によりスラグSが水中を下方へ沈降して分離する。
そこで、系統のトリップ時には、立ち上がり配管25a中に残留しているスラグSを回収するため、トリップから短時間の内に沈降スラグ受けタンク45の入口弁41を開とする。この結果、立ち上がり配管25a内のスラグスラリーは、重力により配管中の最も低い位置にある沈降スラグ受けタンク45に流入して回収される。
この後、沈降スラグ受けタンク45内に回収されたスラグSの略全量について、スラグ貯蔵タンク13にパージしたパージ完了後には、沈降スラグ受けタンク45の入口開閉弁41を閉とする。なお、排出弁43は、沈降スラグ受けタンク45内に残留したスラグSの洗浄排出時やドレン排水時等に開となる。
続いて、本発明に係るスラグ排出システムについて、第3の実施形態を図3に基づいて詳細に説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
この実施形態では、スラグ貯蔵タンク13の上部に設置した脱水スクリーン31に代えて、スラグ貯蔵タンク13Aの側面に脱水スクリーン31Aが設置されている。
さらに、スラグ貯蔵タンク13Aの下部外周には、脱水スクリーン31Aを通過した水を受け止める分離水溜め32が設置されている。この分離水溜め32は、回収した水を再利用するため、スラグスラリータンク23へ連結されたリターン流路33が底部に接続されている。
また、脱水スクリーン31Aの面積を大きくとれるため、スクリーンの目開きを小さく(3〜8mm、好ましくは5mm)に設定することができる。しかも、スラグスラリーが脱水スクリーン31Aを通過した際に分離され、スラグ貯蔵タンク13A内に堆積したスラグSの層が濾過層として作用するので、脱水スクリーン31Aを通過して分離され、リターン流路33を通ってスラグスラリータンク23に戻る循環水に含まれるスラグSの粒子濃度が低下する。従って、たとえばリターン配管33のように、ラグスラリータンク23に戻る循環水と接液する配管材料等は、スラグSの流れによる摩耗低減により耐久性を増すことができる。
また、リターン配管33を設けてスラグスラリーから脱水分離された水をスラグスラリータンク23に戻すことにより、液状輸送媒体である水の使用量を低減し、脱水スクリーン31における未分離スラグの再循環回収が可能となる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
3 スラグホッパ
5 スラグロックホッパ
13,13A スラグ貯蔵タンク
21 スラグ溜め
22 スラグコンベア
23 スラグスラリータンク
25 スラグスラリー配管
27 ポンプ
29 ノズル
31,31A 脱水スクリーン
33 リターン配管
45 沈降スラグ受けタンク
47 パージ水供給配管
S スラグ
Claims (5)
- 溶融プラントで可燃性ガスを生成して排出されたスラグを冷却媒体の液中で急冷してガラス状のスラグとし、前記溶融プラントから前記冷却媒体とともに系外へ排出される前記スラグをスラグ溜めに回収した後、前記スラグを前記スラグ溜めからスラグ貯蔵タンクへ搬送するように構成されたスラグ排出システムであって、
前記スラグ溜めから前記スラグを液状輸送媒体中に回収してスラリー化するスラグスラリータンクと、
前記スラグスラリータンクと前記スラグ貯蔵タンクとの間を連結するスラグスラリー配管と、
前記スラグスラリー配管に配設されて前記スラグスラリータンク内のスラグスラリーを吸引して前記スラグ貯蔵タンクへ送出するポンプと、を具備して構成したことを特徴とするスラグ排出システム。 - 前記スラグ貯蔵タンクの上部に、前記スラグスラリー配管の出口から流出した前記スラグスラリーを前記スラグ及び前記液状輸送媒体に分離する脱水スクリーンを設置したことを特徴とする請求項1に記載のスラグ排出システム。
- 前記スラグ貯蔵タンクの側面に、前記スラグスラリー配管の出口から流出した前記スラグスラリーを前記スラグ及び前記液状輸送媒体に分離する脱水スクリーンを設置したことを特徴とする請求項1に記載のスラグ排出システム。
- 前記脱水スクリーンで分離回収した前記液状輸送媒体を前記スラグスラリータンクに戻して回収するためのリターン流路を備えていることを特徴とする請求項2または3に記載のスラグ排出システム。
- 前記スラグスラリー配管の立上がり部下端に入口開閉弁及び排出弁を備えた沈降スラグ受けタンクを設置し、該沈降スラグ受けタンクにタンク内スラグパージ液体の供給系統を接続したことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のスラグ排出システム。
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