JP2014228156A - Slag breaking device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively break agglomerate slag with a simple construction while preventing a hammer from being deformed due to heat within a fusion furnace.SOLUTION: A slag breaking device 200 includes a bar-like hammer 210, a driving part 220 arranged outside a fusion furnace 140 and reciprocating a hammer 210 between the outside and the inside of the fusion furnace 140 by moving the hammer 210, and a cooling medium tank 240 in a positional relation in which the hammer 210 is immersed in cooling medium while the hammer 210 is placed outside the fusion furnace 140 by the driving part 220.

Description

本発明は、ガス化炉、改質炉、タール分解炉および溶融炉で生じた塊状スラグを打破するスラグ打破装置に関する。   The present invention relates to a slag breaker that breaks bulk slag generated in a gasification furnace, a reforming furnace, a tar decomposition furnace, and a melting furnace.

工業原料、廃棄物、下水汚泥等を焼却することによって生じた灰を、1000℃以上の高温で溶融して溶融スラグとする溶融炉が知られている。このような溶融炉には、下部に形成された排出口へ向けてその断面が漸減するように傾斜する傾斜部が設けられており、傾斜部において溶融スラグが集約され、集約された溶融スラグは、傾斜部を伝って排出口に導かれることとなる。また、排出口の下方には、水槽を含んで構成される水砕装置が設けられており、排出口を通じて排出された溶融スラグは、水槽に貯留された水によって冷却されて固体となり、一部は粒度調整工程を経て、セメント原料、土木建材用資材、ガラス原料等として再利用される。   A melting furnace is known in which ash produced by incineration of industrial raw materials, waste, sewage sludge and the like is melted at a high temperature of 1000 ° C. or higher to form molten slag. Such a melting furnace is provided with an inclined portion that is inclined so that its cross section gradually decreases toward a discharge port formed in the lower portion, and the molten slag is aggregated in the inclined portion, and the aggregated molten slag is Then, it will be guided to the discharge port through the inclined portion. In addition, a water granulating device including a water tank is provided below the discharge port, and the molten slag discharged through the discharge port is cooled by water stored in the water tank to become a solid. Is re-used as a raw material for cement, a material for civil engineering and building materials, a glass raw material, etc. through a particle size adjustment process.

上述した溶融炉では、溶融炉内の温度が低下することにより、溶融スラグの流動性が低下し、傾斜部において溶融スラグが滞留して塊状となる場合があり、当該塊状のスラグ(塊状スラグ)によって排出口を閉塞してしまうおそれがある。   In the melting furnace described above, the fluidity of the molten slag decreases due to a decrease in the temperature in the melting furnace, and the molten slag may stay in the inclined portion and become a lump, and the lump of the lump (bulk slag) May cause the outlet to be blocked.

そこで、ハンマーとシリンダとを含んで構成されるスラグ打破装置を溶融炉外に設けておき、溶融炉において塊状スラグが生じると、シリンダを駆動してハンマーを押し出し、当該ハンマーを溶融炉内に突出させて塊状スラグに衝突させることで、塊状スラグを打破して除去する技術が開示されている(例えば、特許文献1)。   Therefore, a slag breaking device including a hammer and a cylinder is provided outside the melting furnace, and when a massive slag is generated in the melting furnace, the cylinder is driven to push out the hammer and the hammer protrudes into the melting furnace. A technique for breaking and removing massive slag by causing it to collide with massive slag is disclosed (for example, Patent Document 1).

また、塊状スラグを掻き取るための掻き取り棒と、当該掻き取り棒を伸縮したり回転させたりする駆動部を溶融炉外に設けておき、溶融炉において塊状スラグが生じると、駆動部を駆動して掻き取り棒を押し出して溶融炉内に突出させ、さらに掻き取り棒を回転させることにより塊状スラグを掻き取って除去する技術が開示されている(例えば、特許文献2)。   In addition, a scraping bar for scraping the bulk slag and a drive unit for extending and rotating the scraping bar are provided outside the melting furnace, and when the bulk slag is generated in the melting furnace, the drive unit is driven. Then, a technique is disclosed in which the scraping bar is pushed out to protrude into the melting furnace, and the scraping bar is further rotated to scrape and remove the massive slag (for example, Patent Document 2).

このようなハンマーや掻き取り棒は、金属で形成されるため、溶融炉内といった1000℃以上の高温雰囲気に曝されると、変形するおそれがある。そこで、特許文献2には、溶融炉内に水を噴射するノズルを設けておき、掻き取り棒が溶融炉内に位置する際に、掻き取り棒に水を噴射して冷却する構成が記載されている。   Since such a hammer and scraper are made of metal, they may be deformed when exposed to a high temperature atmosphere of 1000 ° C. or higher such as in a melting furnace. Therefore, Patent Document 2 describes a configuration in which a nozzle for injecting water is provided in the melting furnace, and when the scraping bar is located in the melting furnace, water is injected into the scraping bar and cooled. ing.

しかし、溶融炉内で水を噴射すると、噴射した水によって溶融炉内の温度が低下し、塊状スラグの生成量が増加してしまうおそれがある。そうすると、塊状スラグによる排出口の閉塞確率が上昇してしまう。   However, when water is injected in the melting furnace, the temperature in the melting furnace is lowered by the injected water, and there is a possibility that the amount of generated slag is increased. If it does so, the obstruction | occlusion probability of the discharge port by massive slag will raise.

そこで、スラグ溶融酸素バーナの内部に冷却流体を流通させることで、溶融炉内の熱によるバーナの変形を防止しつつ、バーナで塊状スラグを加熱して溶融する技術が開示されている(例えば、特許文献3)。   Therefore, a technique for heating and melting the massive slag with the burner while preventing the deformation of the burner due to heat in the melting furnace by circulating a cooling fluid inside the slag melting oxygen burner is disclosed (for example, Patent Document 3).

特開2003−302024号公報JP 2003-302024 A 特許第3120063号公報Japanese Patent No. 3120063 特開2011−252695号公報JP 2011-252695 A

上述した特許文献3の技術を利用して、ハンマーの内部に冷却流体を流通させることで、溶融炉内の熱によるハンマーの変形を防止する構成が考えられる。しかし、ハンマーの内部に冷媒を流通させる構成では、ハンマーの内部構造が複雑になるため、製造に要するコストが上昇してしまう。   A configuration in which the deformation of the hammer due to the heat in the melting furnace is prevented by using the technique of Patent Document 3 described above to circulate a cooling fluid inside the hammer. However, in the configuration in which the coolant is circulated inside the hammer, the internal structure of the hammer becomes complicated, and the cost required for manufacturing increases.

本発明は、このような課題に鑑み、簡易な構成で、溶融炉内の熱によるハンマーの変形を防止しつつ、効率よく塊状スラグを打破することが可能なスラグ打破装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a slag breaker capable of breaking a massive slag efficiently with a simple configuration while preventing deformation of the hammer due to heat in the melting furnace. It is said.

上記課題を解決するために、本発明のスラグ打破装置は、ガスとともに灰が導入され、ガスを燃焼させることにより、灰を溶融させて溶融スラグを生成する溶融炉において生じた塊状スラグを打破するスラグ打破装置であって、棒形状であるハンマーと、溶融炉外に配され、ハンマーを移動させることで、ハンマーを溶融炉外と溶融炉内とで往復させる駆動部と、冷媒を貯留し、ハンマーが駆動部によって溶融炉外に位置している間、ハンマーが冷媒に浸漬される位置関係となる冷媒槽と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, the slag breaking device of the present invention breaks up the massive slag generated in a melting furnace in which ash is introduced together with gas and the gas is burned to melt the ash and generate molten slag. A slag breaking device, which is a rod-shaped hammer, arranged outside the melting furnace, moving the hammer, a drive unit for reciprocating the hammer between the melting furnace and the melting furnace, and storing the refrigerant, And a refrigerant tank having a positional relationship in which the hammer is immersed in the refrigerant while the hammer is positioned outside the melting furnace by the driving unit.

また、溶融炉の下方には、溶融炉によって生成された溶融スラグを冷却するための水を収容する水槽が設けられ、冷媒として水槽に収容された水を冷媒槽に導入する冷媒導入部をさらに備えるとしてもよい。   In addition, a water tank for storing water for cooling the molten slag generated by the melting furnace is provided below the melting furnace, and a refrigerant introduction unit that introduces water stored in the water tank as a refrigerant into the refrigerant tank is further provided. It may be provided.

また、溶融炉内と溶融炉外とを連通、または、溶融炉内と溶融炉外との連通を遮断するバルブを備え、駆動部は、バルブが溶融炉内と溶融炉外とを連通している際に、バルブの開口を介して、ハンマーを溶融炉外と溶融炉内とで往復させるとしてもよい。   In addition, a valve is provided to communicate between the inside of the melting furnace and the outside of the melting furnace, or to block communication between the inside of the melting furnace and the outside of the melting furnace, and the drive unit communicates with the inside of the melting furnace and the outside of the melting furnace. The hammer may be reciprocated between the outside of the melting furnace and the inside of the melting furnace through the opening of the valve.

本発明によれば、簡易な構成で、溶融炉内の熱によるハンマーの変形を防止しつつ、効率よく塊状スラグを打破することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to efficiently break the massive slag with a simple configuration while preventing deformation of the hammer due to heat in the melting furnace.

ガス化ガス生成システムを説明するための図である。It is a figure for demonstrating a gasification gas production | generation system. 改質装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a reforming apparatus. 精製装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a refinement | purification apparatus. スラグ打破装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a slag breaking device. ハンマーの先端形状を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the front-end | tip shape of a hammer. スラグ打破方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the flow of a process of the slag breaking method. 変形例にかかるスラグ打破装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the slag breaking device concerning a modification.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

近年、石炭、石油コークス(ペトロコークス)、バイオマス、タイヤチップ等のガス化原料をガス化してガス化ガスを生成する技術が開発されている。このようにして生成されたガス化ガスは、発電システムや、水素の製造、合成燃料(合成石油)の製造、化学肥料(尿素)等の化学製品の製造等に利用されている。   2. Description of the Related Art In recent years, technologies for gasifying gasified raw materials such as coal, petroleum coke, biomass, and tire chips to generate gasified gas have been developed. The gasified gas thus generated is used for power generation systems, hydrogen production, synthetic fuel (synthetic petroleum) production, chemical fertilizer (urea) and other chemical products.

ガス化ガスを生成する技術として、加熱した流動媒体が有する熱で、ガス化原料をガス化するガス化ガス生成装置が開発されている。このようなガス化ガス生成装置によって生成されたガス化ガスには、ガス化原料由来のタール、流動媒体を加熱するために利用した燃料の燃焼灰、流動媒体が含まれる。このため、ガス化ガスからタールを分解し、燃焼灰、および、流動媒体を除去するために改質炉(溶融炉)が利用されている。   As a technique for generating a gasification gas, a gasification gas generation apparatus that gasifies a gasification raw material with heat of a heated fluidized medium has been developed. The gasification gas generated by such a gasification gas generator includes tar derived from the gasification raw material, fuel combustion ash used to heat the fluidizing medium, and the fluidizing medium. For this reason, a reforming furnace (melting furnace) is used to decompose tar from gasification gas and remove combustion ash and fluidized medium.

このような溶融炉では、溶融炉内の温度が低下することにより、溶融スラグの流動性が低下し、溶融スラグが滞留して塊状となり、排出口を閉塞してしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、溶融炉内で生じた塊状のスラグに衝撃を与えて打破するスラグ打破装置について説明する。以下、まず、溶融炉として機能する改質炉を含んで構成されるガス化ガス生成システムについて説明し、続いてスラグ打破装置について詳述する。   In such a melting furnace, when the temperature in a melting furnace falls, the fluidity | liquidity of molten slag falls, there exists a possibility that molten slag may stay and it may become a lump and may block | close a discharge port. Therefore, in the present embodiment, a slag breaking device will be described in which a massive slag generated in the melting furnace is impacted and broken. Hereinafter, first, a gasification gas generation system including a reforming furnace functioning as a melting furnace will be described, and then a slag breaking device will be described in detail.

(ガス化ガス生成システム100)
図1は、ガス化ガス生成システム100を説明するための図である。図1に示すようにガス化ガス生成システム100は、ガス化ガス生成装置110と、改質装置130と、精製装置180とを含んで構成される。なお、図1中、ガス化原料、ガス、水蒸気、空気、酸化剤の流れを実線の矢印で、流動媒体(砂)の流れを一点鎖線の矢印で示す。
(Gasified gas generation system 100)
FIG. 1 is a diagram for explaining a gasification gas generation system 100. As shown in FIG. 1, the gasification gas generation system 100 includes a gasification gas generation device 110, a reformer 130, and a purification device 180. In FIG. 1, the flow of the gasification raw material, gas, water vapor, air, and oxidant is indicated by solid arrows, and the flow of the fluid medium (sand) is indicated by dashed-dotted arrows.

(ガス化ガス生成装置110)
ガス化ガス生成装置110は、燃焼炉112と、媒体分離装置(サイクロン)114と、ガス化炉116とを含んで構成される。ガス化ガス生成装置110は、循環流動層式ガス化システムであり、全体として、粒径が300μm程度の硅砂(珪砂)等の砂で構成される流動媒体を熱媒体として循環させている。具体的に説明すると、まず、流動媒体は、燃焼炉112で900℃〜1000℃程度に加熱され、燃焼排ガスEXとともに媒体分離装置114に導入される。媒体分離装置114においては、高温の流動媒体と燃焼排ガスEXとが分離され、当該分離された燃焼排ガスEXは、不図示の熱交換器(例えば、ボイラー)等で熱回収された後、外部へ排出される。
(Gasified gas generator 110)
The gasified gas generator 110 includes a combustion furnace 112, a medium separator (cyclone) 114, and a gasifier 116. The gasified gas generator 110 is a circulating fluidized bed gasification system, and as a whole, a fluid medium composed of sand such as dredged sand (silica sand) having a particle size of about 300 μm is circulated as a heat medium. More specifically, the fluid medium is first heated to about 900 ° C. to 1000 ° C. in the combustion furnace 112 and introduced into the medium separator 114 together with the combustion exhaust gas EX. In the medium separation device 114, the high-temperature fluid medium and the combustion exhaust gas EX are separated, and the separated combustion exhaust gas EX is heat-recovered by a heat exchanger (for example, a boiler) or the like (not shown), and then sent to the outside. Discharged.

一方、媒体分離装置114で分離された高温の流動媒体は、ガス化炉116に導入される。そして、ガス化炉116に導入された流動媒体は、ガス化炉116の底面から導入されるガス化剤(水蒸気)によって流動層化された後、最終的に、燃焼炉112に戻される。   On the other hand, the high-temperature fluid medium separated by the medium separator 114 is introduced into the gasification furnace 116. Then, the fluidized medium introduced into the gasification furnace 116 is fluidized by a gasifying agent (water vapor) introduced from the bottom surface of the gasification furnace 116, and finally returned to the combustion furnace 112.

ガス化炉116は、例えば、気泡流動層(バブリング流動層)ガス化炉であり、褐炭等の石炭、石油コークス、バイオマス、タイヤチップ等の固体原料や、黒液等の液体原料といったガス化原料を700℃〜900℃でガス化させてガス化ガスを生成する。本実施形態では、ガス化炉116に水蒸気を供給することにより、ガス化原料をガス化させてガス化ガスを生成する(水蒸気ガス化)。   The gasification furnace 116 is, for example, a bubble fluidized bed (bubbling fluidized bed) gasification furnace, and a gasification raw material such as a solid raw material such as coal such as lignite, petroleum coke, biomass, tire chips, or a liquid raw material such as black liquor. Is gasified at 700 ° C. to 900 ° C. to generate a gasified gas. In the present embodiment, by supplying water vapor to the gasification furnace 116, the gasification raw material is gasified to generate gasified gas (water vapor gasification).

なお、ここでは、ガス化炉116として、循環流動層方式を例に挙げて説明したが、ガス化原料をガス化することができれば、ガス化炉116は、単なる流動層方式や、砂が自重で鉛直下方向に流下することで移動層を形成する移動層方式であってもよい。   Here, the gasification furnace 116 has been described by taking a circulating fluidized bed system as an example. However, if the gasification raw material can be gasified, the gasification furnace 116 may be a simple fluidized bed system or a sand having its own weight. The moving bed method may be used in which the moving bed is formed by flowing downward in the vertical direction.

ガス化炉116で生成されたガス化ガスX1には、タール、燃焼灰、流動媒体、水蒸気等が含まれているため、下流の改質装置130、精製装置180に送出され、精製される。以下、ガス化ガスX1中に含まれる燃焼灰および流動媒体を「灰」と称する。   Since the gasification gas X1 generated in the gasification furnace 116 contains tar, combustion ash, fluid medium, water vapor, and the like, the gasification gas X1 is sent to the downstream reformer 130 and the refiner 180 for purification. Hereinafter, the combustion ash and fluid medium contained in the gasification gas X1 are referred to as “ash”.

(改質装置130)
図2は、改質装置130を説明するための図である。改質装置130は、改質炉140と、水砕装置160とを含んで構成される。図2中、ガス、スラグ、水等の物質の流れを実線の矢印で示し、信号の流れを破線の矢印で示す。
(Reformer 130)
FIG. 2 is a view for explaining the reformer 130. The reformer 130 includes a reforming furnace 140 and a water granulator 160. In FIG. 2, the flow of substances such as gas, slag, and water is indicated by solid arrows, and the flow of signals is indicated by broken arrows.

図2に示すように、改質炉140は、本体142と、酸化剤導入部150とを含んで構成される。本体142は、中心軸が鉛直方向(図2中、Z軸方向)にある筒形状(例えば、円筒形状)の本体上部144と、本体上部144における下部開口144aよりも小径の上部開口146aを有するとともに、本体上部144よりも鉛直下方に位置する本体下部146と、本体上部144の下部開口144aと本体下部146の上部開口146aとを接続する傾斜部148とで構成される。また、本体下部146の下端146bは、後述する水砕装置160の水槽162によって水封される。   As shown in FIG. 2, the reforming furnace 140 includes a main body 142 and an oxidant introduction unit 150. The main body 142 includes a cylindrical upper portion 144 (for example, a cylindrical shape) whose central axis is in a vertical direction (Z-axis direction in FIG. 2), and an upper opening 146a having a smaller diameter than the lower opening 144a in the main body upper portion 144. The main body lower portion 146 is located vertically below the main body upper portion 144, and the lower opening 144a of the main body upper portion 144 is connected to the upper opening 146a of the main body lower portion 146. Moreover, the lower end 146b of the main body lower part 146 is water-sealed by the water tank 162 of the water granulator 160 mentioned later.

本体142のうち、本体上部144、傾斜部148は、アルミナやシリカからなる耐火材(図2中、クロスハッチングで示す)で構成され、本体下部146は、金属で構成される。また、本体下部146には耐熱性を持たせるため、水を流通させることで壁面を冷却する冷却管が配される。なお、当該壁面は、耐熱性を有すれば、金属壁で構成されてもよい。   Of the main body 142, the main body upper portion 144 and the inclined portion 148 are made of a refractory material (indicated by cross-hatching in FIG. 2) made of alumina or silica, and the lower body portion 146 is made of metal. Moreover, in order to give heat resistance to the main body lower part 146, the cooling pipe which cools a wall surface by distribute | circulating water is arrange | positioned. In addition, the said wall surface may be comprised with a metal wall, if it has heat resistance.

本体上部144の側面上部には、導入口144bが設けられており、当該導入口144bを通じて、ガス化炉116から本体上部144(本体142)にガス化ガスX1が導入される。また、本体上部144の上部には、酸化剤導入部150が設けられており、酸化剤導入部150は、本体142に酸化剤(例えば、酸素)を導入する。   An introduction port 144b is provided in the upper side of the main body upper portion 144, and the gasification gas X1 is introduced from the gasification furnace 116 to the main body upper portion 144 (main body 142) through the introduction port 144b. Further, an oxidant introduction unit 150 is provided on the upper portion of the main body upper portion 144, and the oxidant introduction unit 150 introduces an oxidant (for example, oxygen) into the main body 142.

このように、導入口144bを通じてガス化ガスX1が導入されるとともに、酸化剤導入部150によって酸化剤が導入されると、酸化剤によってガス化ガスX1中の燃焼ガス(例えば、水素)の一部が燃焼し(酸化され)、ガス化ガスX1が900℃〜1500℃程度に昇温されて、ガス化ガスX1に含まれるタールが改質(酸化改質)される。   As described above, when the gasification gas X1 is introduced through the introduction port 144b and the oxidant is introduced by the oxidant introduction unit 150, one of the combustion gases (for example, hydrogen) in the gasification gas X1 is caused by the oxidant. The portion is combusted (oxidized), the gasification gas X1 is heated to about 900 ° C. to 1500 ° C., and the tar contained in the gasification gas X1 is reformed (oxidation reforming).

また、タールとともにガス化ガスX1に含まれる灰は、ガス化ガスX1の熱によって溶融し、溶融スラグMSとなって、ガス化ガスX1から除去される。   Further, the ash contained in the gasification gas X1 together with the tar is melted by the heat of the gasification gas X1 to become a molten slag MS and is removed from the gasification gas X1.

このようにして、タール、灰が除去されたガス化ガスX2は、本体下部146の側面に設けられた送出口146cを通じて、後段の精製装置180に送出される。一方、ガス化ガスX1の熱によって溶融した溶融スラグMSは、傾斜部148において集約され、傾斜部148を伝って流下して、水槽162に落下する。   In this way, the gasified gas X2 from which tar and ash have been removed is sent to the subsequent purification device 180 through the delivery port 146c provided on the side surface of the main body lower part 146. On the other hand, the molten slag MS melted by the heat of the gasified gas X1 is collected in the inclined portion 148, flows down through the inclined portion 148, and falls into the water tank 162.

水砕装置160は、水槽162と、送出機構164とを含んで構成される。水槽162には、水が収容され、上述した改質炉140の本体下部146の下端146bを水封する。また、改質炉140の傾斜部148を伝って流下し、落下した溶融スラグMSは、水槽162に導入され、水槽162に収容された水によって冷却されて固体(固体スラグSS、図2中、ハッチングで示す)となる。   The water granulator 160 includes a water tank 162 and a delivery mechanism 164. Water is stored in the water tank 162, and the lower end 146b of the lower body 146 of the reforming furnace 140 described above is sealed with water. Further, the molten slag MS that has flowed down the inclined portion 148 of the reforming furnace 140 and dropped is introduced into the water tank 162 and cooled by the water contained in the water tank 162 to be solid (solid slag SS, in FIG. (Shown by hatching).

送出機構164は、例えば、コンベアで構成され、水槽162において固体となったスラグ(固体スラグSS)を外部に送出する。このようにして、送出された固体スラグSSは、粒度調整などの工程を経て、セメント原料、土木建材用資材、ガラス原料等として再利用される。   The delivery mechanism 164 is composed of, for example, a conveyor, and sends slag (solid slag SS) that has become solid in the water tank 162 to the outside. Thus, the sent solid slag SS is reused as a cement raw material, a material for civil engineering and building materials, a glass raw material, and the like through steps such as particle size adjustment.

(精製装置180)
図3は、精製装置180を説明するための図である。図3に示すように、精製装置180は、熱交換器182と、第1冷却器184と、第2冷却器186と、昇圧器188と、排水処理器190と、脱硫器192と、脱アンモニア器194と、脱塩器196とを含んで構成される。なお、脱硫器192、脱アンモニア器194、脱塩器196はガス化ガスX2の用途およびガス化原料の種類に応じて、設置順序および設置有無を変更することができる。
(Purification device 180)
FIG. 3 is a diagram for explaining the purification apparatus 180. As shown in FIG. 3, the refining device 180 includes a heat exchanger 182, a first cooler 184, a second cooler 186, a booster 188, a wastewater treatment device 190, a desulfurizer 192, and a deammonia. It comprises a vessel 194 and a desalter 196. The desulfurizer 192, the deammonizer 194, and the demineralizer 196 can be changed in installation order and presence / absence according to the use of the gasification gas X2 and the type of gasification raw material.

熱交換器182は、改質炉140から導入されたガス化ガスX2と水蒸気との熱交換を行い、すなわち、ガス化ガスX2の顕熱を水蒸気で回収し、ガス化ガスX2の出口温度を300℃〜600℃にする。   The heat exchanger 182 performs heat exchange between the gasification gas X2 introduced from the reforming furnace 140 and water vapor, that is, recovers the sensible heat of the gasification gas X2 with water vapor, and sets the outlet temperature of the gasification gas X2 to Set to 300 ° C to 600 ° C.

第1冷却器184は、水をスプレー噴霧することにより、300℃〜600℃となったガス化ガスX2をさらに冷却する。これにより、ガス化ガスX2に残存するタールや粉塵(灰)が凝縮し、ガス化ガスX2から除去される。   The 1st cooler 184 further cools the gasification gas X2 which became 300 to 600 degreeC by spraying water. Thereby, tar and dust (ash) remaining in the gasification gas X2 are condensed and removed from the gasification gas X2.

第2冷却器186は、海水、ブライン等を用いて、ガス化ガスX2を30℃以下にさらに冷却し、さらに残存するタールや粉塵を凝縮して除去する。なお、第2冷却器186の後段に電機集塵機等で構成されるミスト・粉塵除去器を設け、タールや粉塵をさらに除去することもできる。   The second cooler 186 further cools the gasification gas X2 to 30 ° C. or lower using seawater, brine, etc., and further condenses and removes remaining tar and dust. In addition, a mist / dust remover composed of an electric dust collector or the like can be provided after the second cooler 186 to further remove tar and dust.

昇圧器188は、ブロワや圧縮機、ターボ型のポンプ、容積型のポンプ等で構成され、第2冷却器186を通過したガス化ガスX2を0.1MPa〜5MPaに昇圧する。なお、昇圧器188の後段にガス化ガスX2を30℃以下に冷却する冷却器を設け、タールや粉塵をさらに除去することもできる。   The booster 188 includes a blower, a compressor, a turbo pump, a positive displacement pump, and the like, and boosts the gasified gas X2 that has passed through the second cooler 186 to 0.1 MPa to 5 MPa. A cooler that cools the gasification gas X2 to 30 ° C. or lower can be provided after the booster 188 to further remove tar and dust.

排水処理器190は、第1冷却器184、第2冷却器186、昇圧器188で発生するタールや粉塵を含有する排水からタールや粉塵を除去する処理を行う。排水処理器190で処理した後の水(処理後水)は、熱交換器182や第1冷却器184等で再利用される。   The waste water treatment device 190 performs a process of removing tar and dust from waste water containing tar and dust generated by the first cooler 184, the second cooler 186, and the booster 188. Water (treated water) after being treated by the waste water treatment device 190 is reused by the heat exchanger 182 and the first cooler 184.

脱硫器192は、ガス化ガスX2に残存する硫黄や硫黄化合物を除去する。脱アンモニア器194は、ガス化ガスX2中のアンモニア等の窒素化合物を除去する。脱塩器196は、ガス化ガスX2中の塩素や塩素化合物を除去する。   The desulfurizer 192 removes sulfur and sulfur compounds remaining in the gasification gas X2. The deammonizer 194 removes nitrogen compounds such as ammonia in the gasification gas X2. The desalter 196 removes chlorine and chlorine compounds in the gasification gas X2.

このように、ガス化ガス生成装置110で生成され、改質炉140でタール、燃焼灰、流動媒体が除去されたガス化ガスX2は、熱交換器182、第1冷却器184、第2冷却器186、昇圧器188においてタール、燃焼灰、流動媒体が除去され、脱硫器192で硫黄や硫黄化合物が、脱アンモニア器194でアンモニアやアンモニア化合物が、脱塩器196で塩素や塩素化合物がそれぞれ除去されることにより精製され、精製ガス化ガスとなる。   As described above, the gasification gas X2 that is generated by the gasification gas generator 110 and from which the tar, combustion ash, and the fluidized medium have been removed by the reforming furnace 140 is the heat exchanger 182, the first cooler 184, and the second cooling. Tar, combustion ash, and fluidized medium are removed by the vacuum vessel 186 and the booster 188, sulfur and sulfur compounds are removed by the desulfurizer 192, ammonia and ammonia compounds are removed by the deammonizer 194, and chlorine and chlorine compounds are removed by the demineralizer 196. By being removed, the gas is purified and becomes a purified gasification gas.

(スラグ打破装置200)
図2に戻って説明すると、上述したように、改質炉140は、灰を溶融して溶融スラグMSにし、傾斜部148を流下させて水砕装置160に導入しているが、ガス化ガスX1の温度の低下や、酸化剤導入部150による酸化剤の導入量の減少等によって、改質炉140の温度が通常運転時よりも低下し、溶融スラグMSの流動性が低下する場合がある。そうすると、傾斜部148において溶融スラグMSが滞留して塊状(塊状スラグLS、図2中、黒い塗りつぶしで示す)となり、傾斜部148と、本体下部146の上部開口146aを閉塞してしまうおそれがある。
(Slag breaking device 200)
Returning to FIG. 2, as described above, the reforming furnace 140 melts the ash into the molten slag MS and flows down the inclined portion 148 and introduces it into the water granulator 160. Due to a decrease in the temperature of X1 or a decrease in the amount of oxidant introduced by the oxidant introduction unit 150, the temperature of the reforming furnace 140 may be lower than in normal operation, and the fluidity of the molten slag MS may be reduced. . Then, the molten slag MS stays in the inclined portion 148 and becomes a lump (lump slag LS, indicated by black filling in FIG. 2), which may block the inclined portion 148 and the upper opening 146a of the main body lower portion 146. .

そこで、本実施形態にかかるスラグ打破装置200は、改質炉140で生じた塊状スラグLSに衝撃を与え、塊状スラグLSを打破して除去する。以下、スラグ打破装置200の具体的な構成について説明する。   Therefore, the slag breaking device 200 according to this embodiment gives an impact to the massive slag LS generated in the reforming furnace 140, and breaks and removes the massive slag LS. Hereinafter, a specific configuration of the slag breaking device 200 will be described.

図4は、スラグ打破装置200を説明するための図である。図4に示すように、スラグ打破装置200は、改質炉140外に設けられ、ハンマー210と、駆動部220と、バルブ230と、冷媒槽240と、制御部250と、液位計260と、冷媒導入部270とを含んで構成される。図4中、水等の物質の流れを実線の矢印で示し、信号の流れを破線の矢印で示す。スラグ打破装置200は、ハンマー210を改質炉140外に保持する収納状態と(図4(a)参照)、塊状スラグLSの打破を試みて、ハンマー210を改質炉140内に突出させる突出状態(図4(b)参照)とに変移する。また、スラグ打破装置200は、改質炉140の周方向に複数(例えば90°間隔で4つ)設けられているとよい。ここでは、理解を容易にするために改質炉140に設けられた複数のスラグ打破装置200のうち1のスラグ打破装置200について例示する。   FIG. 4 is a diagram for explaining the slag breaking device 200. As shown in FIG. 4, the slag breaking device 200 is provided outside the reforming furnace 140, and includes a hammer 210, a drive unit 220, a valve 230, a refrigerant tank 240, a control unit 250, a liquid level meter 260, and the like. And the refrigerant introduction part 270. In FIG. 4, the flow of substances such as water is indicated by solid arrows, and the flow of signals is indicated by broken arrows. The slag breaking device 200 has a housing state in which the hammer 210 is held outside the reforming furnace 140 (see FIG. 4A) and a protrusion that causes the hammer 210 to protrude into the reforming furnace 140 by trying to break the massive slag LS. Transition to the state (see FIG. 4B). In addition, a plurality of slag breaking devices 200 (for example, four at 90 ° intervals) may be provided in the circumferential direction of the reforming furnace 140. Here, in order to facilitate understanding, one slag breaking device 200 among the plurality of slag breaking devices 200 provided in the reforming furnace 140 is illustrated.

ハンマー210は、金属で構成された棒形状の部材である。駆動部220は、改質炉140外に配され、後述する制御部250による制御指令に応じて、ハンマー210を直線的に移動させることで、ハンマー210を改質炉140内に突出させる(図4(b)に示す突出状態)。詳細に説明すると、改質炉140における本体下部146には貫通路146dが設けられており、ハンマー210は貫通路146dを通じて、改質炉140外と改質炉140内とを往復することとなる。   The hammer 210 is a rod-shaped member made of metal. The drive unit 220 is disposed outside the reforming furnace 140 and causes the hammer 210 to project into the reforming furnace 140 by linearly moving the hammer 210 in accordance with a control command from the control unit 250 described later (see FIG. 4 (b) protruding state). More specifically, the main body lower part 146 of the reforming furnace 140 is provided with a through passage 146d, and the hammer 210 reciprocates between the outside of the reforming furnace 140 and the inside of the reforming furnace 140 through the through passage 146d. .

なお、貫通路146dにおける改質炉140の外側には、玉形弁やストップ弁からなるバルブ230が設けられており、ハンマー210の突出状態においては、バルブ230が開かれて、貫通路146d(改質炉140内)と改質炉140外とが連通され、ハンマー210の収納状態においては、バルブ230が閉じられて、貫通路146dと改質炉140外とが遮断される。   In addition, a valve 230 including a ball valve and a stop valve is provided outside the reforming furnace 140 in the through passage 146d. When the hammer 210 protrudes, the valve 230 is opened and the through passage 146d ( The inside of the reforming furnace 140 is communicated with the outside of the reforming furnace 140, and when the hammer 210 is housed, the valve 230 is closed and the through-passage 146d and the outside of the reforming furnace 140 are shut off.

具体的に説明すると、ハンマー210および駆動部220は、例えば、ガスシリンダで構成され、ハンマー210は、シリンダロッドとして機能する。また、駆動部220は、例えば、シリンダ222と、シリンダ222内に形成されるピストン側室またはロッド側室にガス(例えば、空気、窒素)を供給してハンマー210を移動させるガス供給源と、シリンダ222とガス供給源との接続を維持したり遮断したりするバルブ226、バルブ228とを含んで構成される。ここで、ガス供給源は、例えば、ガス化ガス生成システム100の他の設備で利用される圧縮(高圧)ガスラインである。   Specifically, the hammer 210 and the drive unit 220 are constituted by, for example, a gas cylinder, and the hammer 210 functions as a cylinder rod. The driving unit 220 includes, for example, a cylinder 222, a gas supply source that moves the hammer 210 by supplying gas (for example, air, nitrogen) to a piston side chamber or a rod side chamber formed in the cylinder 222, and the cylinder 222. The valve 226 and the valve 228 are configured to maintain or cut off the connection between the gas supply source and the gas supply source. Here, the gas supply source is, for example, a compressed (high pressure) gas line used in another facility of the gasification gas generation system 100.

図5は、ハンマー210の先端形状を説明するための図である。ハンマー210および駆動部220として、市販のガスシリンダを利用する場合であって、シリンダロッド210aが肉抜きされている(内部に空間が形成されている)場合、図5(a)、(b)に示すように、シリンダロッド210aの先端に円柱形状の金属棒210bを接合してハンマー210とするとよい。なお、金属棒210bを接合する場合、金属棒210bの直径HDは、シリンダロッド210aの直径SDの1/2倍(図5(a))〜1倍(図5(b))であるとよい。   FIG. 5 is a view for explaining the tip shape of the hammer 210. When a commercially available gas cylinder is used as the hammer 210 and the drive unit 220 and the cylinder rod 210a is thinned (a space is formed inside), FIGS. 5A and 5B are used. As shown in FIG. 3, a cylindrical metal rod 210b may be joined to the tip of the cylinder rod 210a to form a hammer 210. When joining the metal rod 210b, the diameter HD of the metal rod 210b is preferably 1/2 times (FIG. 5 (a)) to 1 time (FIG. 5 (b)) of the diameter SD of the cylinder rod 210a. .

金属棒210bの直径HDがシリンダロッド210aの直径SDの1/2倍未満であると、塊状スラグLSに衝突できない場合があったり、塊状スラグLSとの衝突によって変形したりするおそれがあるためである。   If the diameter HD of the metal rod 210b is less than ½ times the diameter SD of the cylinder rod 210a, the metal rod 210b may not collide with the massive slag LS or may be deformed due to the collision with the massive slag LS. is there.

また、金属棒210bの直径HDがシリンダロッド210aの直径SDの1倍を上回ると、塊状スラグLSへの衝突力が小さく(面圧が小さく)なり、効率よく塊状スラグLSを打破できなくなるおそれがあるためである。   Further, when the diameter HD of the metal rod 210b exceeds 1 times the diameter SD of the cylinder rod 210a, the collision force with the massive slag LS becomes small (the surface pressure is small), and there is a possibility that the massive slag LS cannot be efficiently broken. Because there is.

なお、シリンダロッド210aが肉抜きされていない場合、加工せずにハンマー210として利用してもよいし、先端のみを切削して、先端の直径SDをシリンダロッド210aの直径の1/2倍〜1倍未満としてもよい。   In addition, when the cylinder rod 210a is not thinned, it may be used as the hammer 210 without being processed, or only the tip is cut and the diameter SD of the tip is ½ times the diameter of the cylinder rod 210a. It is good also as less than 1 time.

図4に戻って説明すると、冷媒槽240は、冷媒(例えば、水)を貯留する槽であり、ハンマー210が駆動部220によって改質炉140外に位置している間、すなわち、収納状態にある間、ハンマー210が冷媒に浸漬される位置関係となるように冷媒を貯留する。本実施形態において、冷媒槽240のX方向、および、Y方向の長さは、ハンマー210およびシリンダ222を収容可能な大きさである、すなわち、ハンマー210およびシリンダ222を冷媒に浸漬可能な大きさである。しかし、冷媒槽240は、少なくともハンマー210を冷媒に浸漬可能な大きさであればよい。   Referring back to FIG. 4, the refrigerant tank 240 is a tank that stores a refrigerant (for example, water), and is in a storage state while the hammer 210 is positioned outside the reforming furnace 140 by the driving unit 220. For a while, the refrigerant is stored so that the hammer 210 is in a positional relationship soaked in the refrigerant. In the present embodiment, the lengths of the refrigerant tank 240 in the X direction and the Y direction are large enough to accommodate the hammer 210 and the cylinder 222, that is, large enough to immerse the hammer 210 and the cylinder 222 in the refrigerant. It is. However, the refrigerant tank 240 may have a size that allows at least the hammer 210 to be immersed in the refrigerant.

また、冷媒による傾斜部148の温度低下を抑制するために、冷媒槽240に収容された冷媒と本体下部146とが接触する面積は可能な限り小さい方が好ましい。   Moreover, in order to suppress the temperature drop of the inclined portion 148 due to the refrigerant, it is preferable that the area where the refrigerant accommodated in the refrigerant tank 240 is in contact with the lower body portion 146 is as small as possible.

冷媒槽240を備える構成により、ハンマー210を冷媒に浸漬するだけといった簡易な構成で、改質炉140内で加熱されたハンマー210を冷却することができ、ハンマー210の変形を抑制することが可能となる。また、塊状スラグLSの打破を試みて、ハンマー210を移動する場合、ハンマー210が改質炉140内に配される時間は、1〜2秒程度と極めて短時間であるため、冷媒槽240による改質炉140外での冷却であっても、十分にハンマー210が過熱されないようにすることができる。   With the configuration including the refrigerant tank 240, the hammer 210 heated in the reforming furnace 140 can be cooled with a simple configuration in which the hammer 210 is simply immersed in the refrigerant, and deformation of the hammer 210 can be suppressed. It becomes. Further, when the hammer 210 is moved in an attempt to break the massive slag LS, the time for the hammer 210 to be arranged in the reforming furnace 140 is as short as about 1 to 2 seconds. Even when the cooling is performed outside the reforming furnace 140, the hammer 210 can be prevented from being overheated sufficiently.

制御部250は、CPU(中央処理装置)を含む半導体集積回路で構成され、ROMからCPU自体を動作させるためのプログラムやパラメータ等を読み出し、ワークエリアとしてのRAMや他の電子回路と協働してスラグ打破装置200全体を管理および制御する。本実施形態において、制御部250は、駆動部220、バルブ230、後述する冷媒導入部270を制御する。制御部250による駆動部220、バルブ230、冷媒導入部270の制御については後に詳述する。   The control unit 250 is composed of a semiconductor integrated circuit including a CPU (Central Processing Unit), reads out programs and parameters for operating the CPU itself from the ROM, and cooperates with the RAM as a work area and other electronic circuits. To manage and control the entire slag breaking device 200. In the present embodiment, the control unit 250 controls the drive unit 220, the valve 230, and a refrigerant introduction unit 270 described later. Control of the drive unit 220, the valve 230, and the refrigerant introduction unit 270 by the control unit 250 will be described in detail later.

液位計260は、冷媒槽240に貯留されている冷媒の液位を測定する。冷媒導入部270は、ポンプで構成され、制御部250の制御指令に応じて、水砕装置160の水槽162に収容された水を冷媒槽240に導入する。   The liquid level meter 260 measures the liquid level of the refrigerant stored in the refrigerant tank 240. The refrigerant introduction unit 270 is configured by a pump, and introduces water stored in the water tank 162 of the water granulating device 160 into the refrigerant tank 240 in accordance with a control command of the control unit 250.

液位計260が測定した液位が、予め定められた液位未満となった場合、制御部250は、冷媒導入部270を駆動して水槽162に収容された水を冷媒槽240に導入させる。ここで、予め定められた液位は、バルブ230が開かれることによって、貫通路146dから改質炉140内に冷媒が流出したとしてもハンマー210を浸漬でき、かつ、貫通路146dが冷媒で封止できる液位の下限値であり、例えば、ハンマー210の位置を基準として鉛直上方に300mm〜400mmである。   When the liquid level measured by the liquid level meter 260 becomes less than a predetermined liquid level, the control unit 250 drives the refrigerant introduction unit 270 to introduce water contained in the water tank 162 into the refrigerant tank 240. . Here, the predetermined liquid level can be immersed in the hammer 210 even if the refrigerant flows into the reforming furnace 140 from the through passage 146d by opening the valve 230, and the through passage 146d is sealed with the refrigerant. The lower limit value of the liquid level that can be stopped is, for example, 300 mm to 400 mm vertically upward with respect to the position of the hammer 210.

制御部250が、冷媒槽240の液位を、貫通路146dとハンマー210との間隙から改質炉140内に冷媒が流出したとしてもハンマー210を浸漬できるような液位に維持する構成により、冷媒槽240によって確実にハンマー210を冷却することができる。なお、バルブ230が開かれている間であっても、バルブ230の開口と比較して、貫通路146dとハンマー210との間隙が狭いため、改質炉140内への冷媒の流出量は相対的に少ない。   The control unit 250 maintains the liquid level in the refrigerant tank 240 at such a level that the hammer 210 can be immersed even if the refrigerant flows into the reforming furnace 140 from the gap between the through-passage 146d and the hammer 210. The hammer 210 can be reliably cooled by the refrigerant tank 240. Even while the valve 230 is open, the gap between the through-passage 146d and the hammer 210 is narrower than the opening of the valve 230, so the amount of refrigerant flowing into the reforming furnace 140 is relatively small. There are few.

また、制御部250が、冷媒槽240の液位を、貫通路146dが冷媒で封止できるような液位に維持する構成により、ガス化ガスX1が改質炉140外へ漏出してしまう事態を回避することができる。また、冷媒導入部270が冷媒槽240に既存の水槽162の水を導入する構成により、冷媒槽240専用の水源の別途の確保が不要となり、スラグ打破装置200の簡素化を図ることができる。   Further, the control unit 250 maintains the liquid level in the refrigerant tank 240 at such a level that the through-passage 146d can be sealed with the refrigerant, so that the gasification gas X1 leaks out of the reforming furnace 140. Can be avoided. Further, since the refrigerant introduction unit 270 introduces the water of the existing water tank 162 into the refrigerant tank 240, it is not necessary to separately secure a water source dedicated to the refrigerant tank 240, and the slag breaking device 200 can be simplified.

(スラグ打破方法)
続いて、スラグ打破装置200を用いたスラグ打破方法について説明する。図6は、スラグ打破方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。スラグ打破装置200は、初期状態においてバルブ230を閉状態としており、駆動部220は、ハンマー210の移動を停止している、すなわち、ハンマー210は、収納状態となっている。また、液位計260は、冷媒槽240の液位を常時測定しており、制御部250は、液位計260が測定した液位に基づいて、冷媒槽240の液位を予め定められた液位に維持しているものとする。
(Slag breaking method)
Next, a slag breaking method using the slag breaking device 200 will be described. FIG. 6 is a flowchart for explaining the flow of processing of the slag breaking method. In the initial state, the slag breaking device 200 closes the valve 230, and the drive unit 220 stops the movement of the hammer 210, that is, the hammer 210 is in the stored state. Further, the liquid level meter 260 constantly measures the liquid level in the refrigerant tank 240, and the control unit 250 determines the liquid level in the refrigerant tank 240 in advance based on the liquid level measured by the liquid level meter 260. It shall be maintained at a liquid level.

図6に示すように、まず、制御部250は、改質炉140における上部開口146aの圧力と、送出口146cの圧力との差(上部開口146aと送出口146cとの差圧)が、予め定められた圧力P以上であり、かつ、上部開口146a付近に塊状スラグLSがあるか否かを判定する(ステップS310)。   As shown in FIG. 6, first, the control unit 250 determines that the difference between the pressure of the upper opening 146a and the pressure of the delivery port 146c in the reforming furnace 140 (differential pressure between the upper opening 146a and the delivery port 146c) in advance. It is determined whether or not there is a massive slag LS that is equal to or higher than the predetermined pressure P and near the upper opening 146a (step S310).

なお、上部開口146aと送出口146cとの差圧は不図示の圧力計で測定するとよい。また、上部開口146a付近に塊状スラグLSがあるか否かは、本体142に設けられた不図示の覗き窓を通じて作業者が目視で確認し、当該作業者の操作入力に応じて、制御部250が判定してもよいし、上部開口146a付近を撮像する撮像装置を設けておき、制御部250が撮像装置によって撮像された画像を解析することで、上部開口146a付近に塊状スラグLSがあるか否かを判定してもよい。   The differential pressure between the upper opening 146a and the delivery port 146c may be measured with a pressure gauge (not shown). Further, whether or not there is a massive slag LS near the upper opening 146a is visually confirmed by an operator through a viewing window (not shown) provided in the main body 142, and the control unit 250 according to an operation input of the operator. Whether or not there is a massive slag LS near the upper opening 146a by providing an imaging device that captures the vicinity of the upper opening 146a and analyzing the image captured by the control unit 250. It may be determined whether or not.

そして、上部開口146aと送出口146cとの差圧が圧力P以上であり、かつ、上部開口146a付近に塊状スラグLSがあると判定すると(ステップS310におけるYES)、制御部250は、バルブ230を開状態にし(ステップS312)、駆動部220を制御して、ハンマー210を改質炉140外と改質炉140内とで移動(往復)させ、塊状スラグLSに衝撃を与えて、塊状スラグLSを打破する(ステップS314)。   When it is determined that the pressure difference between the upper opening 146a and the outlet 146c is equal to or higher than the pressure P and there is a massive slag LS near the upper opening 146a (YES in step S310), the control unit 250 causes the valve 230 to In the open state (step S312), the driving unit 220 is controlled to move (reciprocate) the hammer 210 between the reforming furnace 140 and the reforming furnace 140, and an impact is applied to the massive slag LS, thereby causing the massive slag LS. (Step S314).

制御部250は、上部開口146aと送出口146cとの差圧が圧力P以上であり、かつ、上部開口146a付近に塊状スラグLSがあるか否かを判定し(ステップS316)、上部開口146aと送出口146cとの差圧が圧力P以上であり、かつ、上部開口146a付近に塊状スラグLSがある場合(ステップS316におけるYES)、ステップS314の処理に戻る。   The controller 250 determines whether or not the pressure difference between the upper opening 146a and the outlet 146c is equal to or higher than the pressure P and there is a massive slag LS near the upper opening 146a (step S316). When the differential pressure with respect to the delivery port 146c is equal to or higher than the pressure P and there is a massive slag LS near the upper opening 146a (YES in step S316), the process returns to step S314.

一方、上部開口146aと送出口146cとの差圧が圧力P以上でない、または、上部開口146a付近に塊状スラグLSがない場合(ステップS316におけるNO)、改質炉140の運転上、問題とならない程度まで塊状スラグLSが除去できたとみなし、駆動部220によるハンマー210の移動を停止し(ステップS318)、バルブ230を閉じて(ステップS320)、ステップS310の処理に戻る。   On the other hand, when the pressure difference between the upper opening 146a and the outlet 146c is not equal to or higher than the pressure P, or when there is no massive slag LS near the upper opening 146a (NO in step S316), there is no problem in the operation of the reforming furnace 140. Assuming that the massive slag LS has been removed to the extent, the movement of the hammer 210 by the drive unit 220 is stopped (step S318), the valve 230 is closed (step S320), and the process returns to step S310.

以上説明したように、本実施形態にかかるスラグ打破装置200およびこれを用いたスラグ打破方法によれば、簡易な構成で、改質炉140内の熱によるハンマー210の変形を防止しつつ、塊状スラグLSの増加を抑制して、効率よく塊状スラグLSを打破することが可能となる。   As described above, according to the slag breaking device 200 and the slag breaking method using the slag breaking device 200 according to the present embodiment, with a simple configuration, the deformation of the hammer 210 due to the heat in the reforming furnace 140 is prevented and the lump shape is obtained. The increase in the slag LS can be suppressed, and the massive slag LS can be efficiently broken down.

また、バルブ230を閉じることで、ハンマー210および駆動部220が改質炉140内から隔離された状態とすることができ、改質炉140の運転中であっても、ハンマー210、駆動部220をメンテナンスすることが可能となる。   Further, by closing the valve 230, the hammer 210 and the drive unit 220 can be separated from the inside of the reforming furnace 140. Even when the reforming furnace 140 is in operation, the hammer 210 and the driving unit 220 are in operation. Can be maintained.

(変形例)
図7は、変形例にかかるスラグ打破装置400を説明するための図である。図7に示すように、スラグ打破装置400は、改質炉140外に設けられ、ハンマー210と、駆動部220と、制御部250と、水槽162とを含んで構成される。図7中、スラグ、水等の物質の流れを実線の矢印で示し、信号の流れを破線の矢印で示す。
(Modification)
FIG. 7 is a diagram for explaining a slag breaking device 400 according to a modification. As shown in FIG. 7, the slag breaking device 400 is provided outside the reforming furnace 140 and includes a hammer 210, a drive unit 220, a control unit 250, and a water tank 162. In FIG. 7, the flow of substances such as slag and water is indicated by solid arrows, and the flow of signals is indicated by broken arrows.

図7に示すように、変形例のスラグ打破装置400は、改質装置130を構成する水槽162を、駆動部220によってハンマー210が改質炉140外に配される際に、ハンマー210が冷媒に浸漬されるように冷媒を貯留する冷媒槽として機能させる。   As shown in FIG. 7, in the slag breaking device 400 according to the modified example, when the hammer 210 is disposed outside the reforming furnace 140 by the driving unit 220 in the water tank 162 constituting the reforming device 130, the hammer 210 is a refrigerant. It is made to function as a refrigerant tank which stores a refrigerant so that it may be immersed in.

ハンマー210を冷却するための冷媒槽として既存の水槽162を利用することにより、ハンマー210の冷却専用の収容槽や収容槽に冷媒を導入する冷媒導入部が不要となり、さらに構成を簡易にすることができ、コストを低減することが可能となる。   By using the existing water tank 162 as a refrigerant tank for cooling the hammer 210, a cooling tank dedicated to cooling the hammer 210 and a refrigerant introduction part for introducing the refrigerant into the storage tank become unnecessary, and the configuration is further simplified. And cost can be reduced.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.

例えば、上述した実施形態において、スラグ打破装置200、400を、ガス化ガス中に含まれる灰を溶融する改質炉140に適用する構成を例に挙げて説明した。しかし、スラグ打破装置200、400は、塊状スラグLSが生じる溶融炉であれば、どのような溶融炉であっても適用することができる。例えば、工業原料、廃棄物、下水汚泥等を焼却することによって生じた灰を、1000℃以上の高温で溶融して溶融スラグMSとする溶融炉に適用することもできる。   For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the slag breaking devices 200 and 400 are applied to the reforming furnace 140 that melts the ash contained in the gasified gas has been described as an example. However, the slag breaking devices 200 and 400 can be applied to any melting furnace as long as the melting slag LS is generated. For example, the ash produced by incineration of industrial raw materials, waste, sewage sludge, etc. can be applied to a melting furnace that is melted at a high temperature of 1000 ° C. or more to form a molten slag MS.

また、上述した実施形態において、駆動部220は、ハンマー210を直線的に移動させるとしたが、駆動部220は、ハンマー210を移動させられれば、どのような軌跡で移動させてもよい。   In the above-described embodiment, the driving unit 220 moves the hammer 210 linearly. However, the driving unit 220 may move the hammer 210 along any trajectory as long as the hammer 210 can be moved.

また、上述した実施形態において、ハンマー210および駆動部220を、複動ガスシリンダで構成する場合を例に挙げて説明したが、シリンダ222内にバネ等の弾性体を備え、弾性体によって、ハンマー210の突出および収納(引き込み)のいずれか一方を為し、ガスの供給によって他方を為す単動ガスシリンダで構成してもよい。   In the above-described embodiment, the case where the hammer 210 and the drive unit 220 are configured by a double-acting gas cylinder has been described as an example. However, the cylinder 222 includes an elastic body such as a spring, and the elastic body causes the hammer to It may be configured by a single-acting gas cylinder that performs either one of the protrusion 210 or the storage (retraction) 210 and the other by supplying gas.

本発明は、ガス化炉、改質炉、タール分解炉および溶融炉で生じた塊状スラグを打破するスラグ打破装置に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a slag breaking device that breaks up bulk slag generated in a gasification furnace, a reforming furnace, a tar decomposition furnace, and a melting furnace.

140 改質炉(溶融炉)
162 水槽(冷媒槽)
200、400 スラグ打破装置
210 ハンマー
220 駆動部
230 バルブ
240 冷媒槽
270 冷媒導入部
140 Reforming furnace (melting furnace)
162 Water tank (refrigerant tank)
200, 400 Slag breaker 210 Hammer 220 Drive unit 230 Valve 240 Refrigerant tank 270 Refrigerant introduction unit

Claims (3)

ガスとともに灰が導入され、該ガスを燃焼させることにより、該灰を溶融させて溶融スラグを生成する溶融炉において生じた塊状スラグを打破するスラグ打破装置であって、
棒形状であるハンマーと、
前記溶融炉外に配され、前記ハンマーを移動させることで、該ハンマーを該溶融炉外と該溶融炉内とで往復させる駆動部と、
冷媒を貯留し、前記ハンマーが前記駆動部によって前記溶融炉外に位置している間、該ハンマーが該冷媒に浸漬される位置関係となる冷媒槽と、
を備えたことを特徴とするスラグ打破装置。
A slag breaking device for breaking lumpy slag generated in a melting furnace that introduces ash together with gas and burns the gas to melt the ash and generate molten slag,
A hammer that is rod-shaped,
A drive unit disposed outside the melting furnace and moving the hammer to reciprocate the hammer between the outside of the melting furnace and the inside of the melting furnace;
Refrigerant is stored, and while the hammer is positioned outside the melting furnace by the drive unit, the refrigerant tank is in a positional relationship in which the hammer is immersed in the refrigerant;
A slag breaking device characterized by comprising:
前記溶融炉の下方には、該溶融炉によって生成された溶融スラグを冷却するための水を収容する水槽が設けられ、
冷媒として前記水槽に収容された水を前記冷媒槽に導入する冷媒導入部をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のスラグ打破装置。
Below the melting furnace, a water tank is provided for containing water for cooling the molten slag generated by the melting furnace,
The slag breaking device according to claim 1, further comprising a refrigerant introduction part that introduces water contained in the water tank as a refrigerant into the refrigerant tank.
前記溶融炉内と該溶融炉外とを連通、または、該溶融炉内と該溶融炉外との連通を遮断するバルブを備え、
前記駆動部は、前記バルブが前記溶融炉内と該溶融炉外とを連通している際に、該バルブの開口を介して、前記ハンマーを該溶融炉外と該溶融炉内とで往復させることを特徴とする請求項1または2に記載のスラグ打破装置。
A valve that communicates between the inside of the melting furnace and the outside of the melting furnace, or that blocks communication between the inside of the melting furnace and the outside of the melting furnace,
The drive unit reciprocates the hammer between the outside of the melting furnace and the inside of the melting furnace through the opening of the valve when the valve communicates between the inside of the melting furnace and the outside of the melting furnace. The slag breaking device according to claim 1 or 2, characterized in that.
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