JP2015117373A - スラグ排出装置及びスラグ排出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スクリーンの上面に堆積したスラグをスクリーンの開口部からより通過し易くなる、ことを目的とする。
【解決手段】スラグクラッシャ２０は、炭素含有燃料をガス化させるガス化炉１０のコンバスタに設けられ、コンバスタで生成されて落下したスラグをガス化炉１０から排出する。スラグクラッシャ２０は、スラグの落下方向に対して交差するように設けられると共に複数の開口部３０を有し、開口部３０の径より小さなスラグを通過させるスクリーン２２と、スクリーン２２の上面を移動し、スクリーン２２の上面に堆積したスラグを破砕するスプレッダ２４と、スクリーン２２に堆積したスラグに対して高圧水を噴出するノズル２６と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、スラグ排出装置及びスラグ排出方法に関するものである。

石炭等の炭素含有燃料をガス化させるガス化炉の下部には、コンバスタで生成されて落下したスラグ（溶融スラグ）を集めるアッシュホッパが備えられている（特許文献１，２）。

アッシュホッパには、スクリーン及びスプレッダを備えるスラグクラッシャが設けられる。コンバスタから落下するスラグは、水で急速に冷却されて固化し、スラグクラッシャが備えるスクリーンの上面に落下する。
このスクリーンは、スラグの落下方向に対して交差するように設けられると共に複数の開口部を備えている。これにより、スクリーンは、開口部の径より小さなスラグを通過させ、アッシュホッパの下部へ落下させる。

一方、スクリーンの上面には、開口部の径よりも大きなスラグや、開口部の径よりも小さなスラグの堆積であるスラグ塊が堆積する。スラグ塊は、スラグの粒子層内での摩擦力や粉体圧による架橋により結合している。
そこで、スクリーンの上面に設けられたスプレッダが、例えば油圧シリンダによってスクリーンの上面を移動し、スクリーンの上面に堆積したスラグに力を加えることで破砕し、スクリーンを通過させる。

スクリーンの開口部からアッシュホッパの下部へ落下し堆積したスラグは、ガス化炉からロックホッパを介して系外へ排出される。

特開平７−２４７４８４号公報 特開平９−３８５１０号公報

しかしながら、スプレッダを作動させても、堆積したスラグが破砕されず、スラグクラッシャの作動方向に寄せ集められるだけで、スクリーンを通過しないことがある。
そして、スクリーンの上面でのスラグの堆積量が多くなり、ガス化炉からスラグが排出されず、アッシュホッパ内にスラグが充満する場合がある。この場合、ガス化炉の運転継続が困難となり、ガス化炉を停止することとなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、スクリーンの上面に堆積したスラグをスクリーンの開口部からより通過し易くできる、スラグ排出装置及びスラグ排出方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のスラグ排出装置及びスラグ排出方法は以下の手段を採用する。

本発明の第一態様に係るスラグ排出装置は、炭素含有燃料をガス化させるガス化炉のコンバスタに設けられ、前記コンバスタで生成されて落下したスラグを前記ガス化炉から排出するスラグ排出装置あって、前記スラグの落下方向に対して交差するように設けられると共に複数の開口部を有し、該開口部の径より小さな前記スラグを通過させるスクリーンと、前記スクリーンの上面を移動し、前記スクリーンの上面に堆積した前記スラグを破砕する破砕手段と、前記スクリーンに堆積した前記スラグに対して液体を流し水流を形成する水流形成手段と、を備える。

本構成に係るスラグ排出装置は、炭素含有燃料をガス化させるガス化炉のコンバスタに設けられ、コンバスタで生成されて落下したスラグをガス化炉から排出する。

そして、スラグ排出装置は、スラグの落下方向に対して交差するように設けられると共に複数の開口部を有するスクリーンを備える。スクリーンの開口部の径より小さなスラグが開口部を通過して落下する。一方、開口部を通過せずに、スクリーンの上面に堆積したスラグは、スクリーンの上面を移動する破砕手段によって破砕される。

ここで、スクリーンの上面に堆積するスラグには、開口部の径よりも小さなスラグが摩擦力や粉体圧による架橋により結合したスラグ塊が含まれる。

堆積するスラグを除去するために水流形成手段から、スクリーンの上面に堆積したスラグに対して液体を流し水流が形成される。架橋によって結合したスラグの粒子に加圧された液体が噴出されることで、架橋による結合が切断される。これにより、スラグが静置状態から緩やかに流動化する。なお、スラグに噴出される液体は、例えば水である。
そして、流動し易くなったスラグは、水流形成手段からの液体によって流される。これにより、スラグは、破砕手段を移動させることなく、スクリーンの開口部から液体と共に落下することとなる。また、スラグは、破砕手段を移動させることによっても、簡易に開口部から落下し易くなる。

以上のように、本構成は、スクリーンの上面に堆積したスラグをスクリーンの開口部からより通過し易くできる。

上記第一態様では、前記水流形成手段が、前記破砕手段の作動方向に対して並行に立設された前記スクリーンの側壁に備えられることが好ましい。

本構成によれば、堆積したスラグに対して、加圧された液体を簡易かつ均一に噴出できる。

上記第一態様では、前記水流形成手段が、前記破砕手段に備えられることが好ましい。

本構成によれば、破砕手段によって破砕されるスラグに対して、より確実に加圧された液体が噴出されるので、堆積したスラグの架橋による結合を切断し、スクリーンをスラグが通過し易くする。

上記第一態様では、前記破砕手段が、前記スラグの破砕方向に対して前傾した傾斜面を備えることが好ましい。

本構成によれば、堆積したスラグに対して下向きの力が加わるので、堆積したスラグの架橋による結合を切断し、スクリーンをスラグが通過し易くする。

上記第一態様では、前記水流形成手段が、前記傾斜面に設けられ、前記スクリーンの方向へ液体を噴出することが好ましい。

本構成によれば、破砕手段によって破砕されるスラグに対して、噴出する液体によっても下向きの力が加わるので、堆積したスラグをより確実に破砕できる。

上記第一態様では、前記水流形成手段が、前記スクリーンに備えられることが好ましい。

本構成によれば、スクリーンの上面でのスラグの堆積を抑制でき、かつ堆積したスラグに対して、加圧された液体を簡易かつ均一に噴出できる。

上記第一態様では、前記水流形成手段が、液体の替わりに気体を噴出することが好ましい。

上記第一態様では、前記破砕手段の移動方向を制限するガイドを備えることが好ましい。

本構成によれば、破砕手段が移動する際における浮き上がりを防止する等、破砕手段の移動を安定にすることができる。

上記第一態様では、前記スクリーンの上面に複数の前記破砕手段を隣接して備えると共に、隣接する前記破砕手段の間で前記スクリーンが仕切り手段によって仕切られことで区分けされ、区分けされた領域毎の下方に前記水流形成手段を備えることが好ましい。

本構成によれば、水流形成手段が形成する水流によってスクリーン上のスラグが流されるので、スラグがスクリーンに残留することを防止できる。

上記第一態様では、所定の前記破砕手段を作動させる前に、該所定の前記破砕手段に対応する前記領域の下方に備えられた前記水流形成手段からの水流によって、隣接する他の前記破砕手段に対応する前記領域へ前記スラグを移動させることが好ましい。

本構成によれば、水流形成手段からの水流によって相対的に小さなスラグが他の破砕手段に対応する領域へ流されそこでスクリーンから落下する。そして、作動する破砕手段は、水流によって流されなかった相対的に大きなスラグを破砕するので、大きなスラグがスクリーンに残留することを防止できる。

上記第一態様では、前記破砕手段の下端部が、移動したときに対向する面と幅方向に渡り面接触するように形成されることが好ましい。

本構成によれば、破砕手段の下端部が、移動したときに対向する面と幅方向に渡り面接触するので、破砕手段の下端部とその対向面との間に隙間が無くなる。従って、本構成は、スクリーン上のスラグをより確実に破砕することができるので、大きなスラグがスクリーンに残留することを防止できる。

本構成によれば、スクリーンの上面に水が張られた状態で、スクリーンの上面から気体が噴出することにより、気泡の上昇によってスラグの架橋による結合が切断される。これにより、スラグが流動化するので、スクリーンの上面に堆積したスラグは、スクリーンの開口部をより通過し易くなる。

本発明の第二態様に係るスラグ排出方法は、炭素含有燃料をガス化させるガス化炉のコンバスタに設けられ、前記コンバスタで生成されて落下したスラグを前記ガス化炉から排出するスラグ排出装置を用いたスラグ排出方法あって、前記スラグの落下方向に対して交差するように設けられると共に複数の開口部を有するスクリーンの上面に堆積したスラグ対して、水流形成手段から液体を流し水流を形成する第１工程と、前記スクリーンの上面に堆積した前記スラグを破砕する破砕手段が、前記スクリーンの上面を移動する第２工程と、を含む。

本発明によれば、スクリーンの上面に堆積したスラグをスクリーンの開口部からより通過し易くできる、という優れた効果を有する。

本発明の第１実施形態に係るガス化炉の縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係るスラグクラッシャの縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係るスプレッダの正面図である。 本発明の第２実施形態に係るスプレッダの側面視の縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係るスプレッダの正面視の縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係るスクリーンの縦断面図である。 本発明の第３実施形態の変形例に係るスクリーンの縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係るスクリーンの縦断面図である。 本発明の第４実施形態の変形例に係るスクリーンの縦断面図である。 本発明の第５実施形態に係るスラグクラッシャの上面図である。 本発明の第５実施形態に係るスクリーン及び側壁の縦断面図である。 スプレッダの浮き上がりを説明するための縦断面図である。 本発明の第６実施形態に係るスラグクラッシャの上面図である。 本発明の第６実施形態に係るスラグクラッシャの側面視の縦断面図である。 本発明の第６実施形態に係るスラグクラッシャの正面視の縦断面図である。 スラグの残留状態を説明するための側面視の縦断面図である。 本発明の第７実施形態に係るスラグクラッシャの側面視の縦断面図である。

以下に、本発明に係るスラグ排出装置及びスラグ排出方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。

図１は、本第１実施形態に係るガス化炉１０の縦断面図である。
本第１実施形態に係るガス化炉１０に適用される炭素含有燃料は、石炭、石油コーク、石炭コークス、アスファルト、ピッチ、オイルシェール等の重質系燃料の外、廃タイヤ、プラスティックス等の廃棄物が一例として挙げられる。以下の各実施形態では、ガス化させる炭素含有燃料を石炭とする場合について説明する。

ガス化炉１０では、灰融点以上の１５００〜１８００℃程度の高温雰囲気とされるコンバスタ１２において、石炭供給設備（不図示）から供給される微粉炭と、脱塵装置（不図示）で回収されて供給されるチャーとが、酸化剤と反応する。これにより、コンバスタ１２では、微粉炭が高温燃焼されることによって、可燃性ガスである石炭ガスが生成されると共に、微粉炭中の灰分が溶融したスラグ１４が生成される。
そして、コンバスタ１２の高温燃焼により得られた高温の石炭ガスが、コンバスタ１２の上段に設けられたリダクタ１６に流れ込む。このリダクタ１６においても、微粉炭とチャーとが供給され、供給された微粉炭及びチャーが更にガス化して、石炭ガスによる可燃性ガスが生成される。なお、本第１実施形態に係るコンバスタ１２は、噴流床式であるが、これに限らず、流動床式や固定床式でもよい。

ガス化炉１０の下部には、コンバスタ１２で生成されて落下したスラグ１４を集めるアッシュホッパ１８が備えられている。
アッシュホッパ１８には、スラグ１４を破砕してガス化炉１０から排出するスラグクラッシャ２０が設けられる。なお、ガス化炉１０の下部は、スラグクラッシャ２０が備えられる領域まで、水で満たされた状態とされている。

図２は、本第１実施形態に係るスラグクラッシャ２０の構成を示す縦断面図である。
スラグクラッシャ２０は、スクリーン２２（クラッシャメッシュともいう。）、スプレッダ２４、及びノズル２６を備える。

コンバスタ１２から落下するスラグ１４は、アッシュホッパ給水管２８から噴出する水（以下「アッシュホッパ水」という。）で急速に冷却されて固化し、スラグクラッシャ２０が備えるスクリーン２２の上面に落下する。

スクリーン２２は、スラグ１４の落下方向に対して交差するように設けられると共に複数の開口部３０を有し、開口部３０の径より小さなスラグ１４を通過させる。スクリーン２２は、開口部３０を有する、例えば板状の部材である。なお、開口部３０の形状は特に限定されず、例えば、円形や多角形等である。
開口部３０を通過したスラグ１４は、アッシュホッパ水と共にアッシュホッパ１８の下部へ落下する。アッシュホッパ１８の下部には、図１に示されるようにロックホッパ３４が接続されており、アッシュホッパ１８の下部に落下したスラグ１４は、ロックホッパ３４を介して系外へ排出される。

なお、図１のガス化炉１０は、一例として、スラグ１４をロックホッパ３４まで落下させることで系外へ排出する重力落下方式を採用しているが、これに限らず、スラグ１４をロックホッパ３４へ落下させることなく、取り出して再利用する横吸出方式が採用されてもよい。

スプレッダ２４は、油圧シリンダ３６及びガイドロッド３７によってスクリーン２２の上面を移動し、スクリーン２２の上面に堆積したスラグ１４を破砕する。なお、図２に示されるスプレッダ２４の位置は、スクリーン２２の上面を移動する前の待機位置である。
スプレッダ２４の待機位置の反対側には、受板３８が備えられる。すなわち、スプレッダ２４は、待機位置から受板３８まで移動することによって、スクリーン２２の上面に堆積したスラグ１４をかき集める。そして、スプレッダ２４は、受板３８とでスラグ１４を挟み込むことによって、堆積したスラグ１４を破砕する。なお、スプレッダ２４の正面には、スラグ１４を破砕し易くするために、突起物４０が設けられる。なお、図２に示される突起物４０は、一例として円錐形状であるが、これに限らず、例えば円錐台形状、多角垂形状、又は多角垂台形状等であってもよい。

また、本第１実施形態に係るスプレッダ２４は、スラグ１４の破砕方向に対して前傾した傾斜面２４Ａを備える。傾斜面２４Ａは、スプレッダ２４の下部に設けられている。スプレッダ２４は、堆積したスラグ１４を主に傾斜面２４Ａによってかき集めることとなる。傾斜面２４Ａの上方は、スクリーン２２に対して垂直とされた垂直面２４Ｂとなっている。

また、ノズル２６は、スクリーン２２に堆積したスラグ１４に対して流し水流を形成する水流形成手段であり、具体例として加圧された液体を噴出する噴出孔である。本第１実施形態に係るノズル２６は、スプレッダ２４の傾斜面２４Ａに備えられる。ノズル２６は、図３のスプレッダ２４の正面図にも示されるように、一例として、傾斜面２４Ａに水平に複数設けられる。
ノズル２６から噴出される加圧された液体は、一例として水であるが、これに限らず、後述するようにスラグ１４の架橋を切断できる液体であればよい。また、加圧された水を以下の説明において高圧水と称呼する。高圧水の圧力は、一例として３〜５ＭＰａである。

アッシュホッパ給水管２８へ高圧水を供給する給水管４２は、分岐してノズル２６へ接続される。より具体的には、分岐した給水管４２は、高圧ホース４４に接続される。高圧ホース４４は、スプレッダ２４の移動に対応するために柔軟性を有しており、高圧ホース受け４６によって支えられる。
高圧ホース４４は、高圧水ヘッダ４８に接続される。高圧水ヘッダ４８は、複数のノズル２６へ高圧水を供給する。

次に本第１実施形態に係るスラグクラッシャ２０の作用について説明する。

コンバスタ１２で生成されたスラグ１４は、スクリーン２２の上面に落下する。

スクリーン２２の上面に落下したスラグ１４のうち、スクリーン２２の開口部３０の径より小さなスラグ１４は、開口部３０を通過して、アッシュホッパ１８の下部、すなわちガス化炉１０の下部へ落下する。

一方、開口部３０の径よりも大きなスラグ１４や、開口部３０の径よりも小さなスラグ１４の堆積であるスラグ塊は、開口部３０を通過できずにスクリーン２２の上面に堆積する。
そこで、スプレッダ２４が所定の時間間隔毎にスクリーン２２の上面を待機位置から受板３８まで移動する。これにより、スプレッダ２４が、堆積したスラグ１４を破砕し、スラグ１４を開口部３０から通過し易くする。

また、本第１実施形態に係るスプレッダ２４は、傾斜面２４Ａにより、堆積したスラグ１４に対して下向きの力を加えるので、堆積したスラグ１４をより確実に破砕できる。

しかし、小さなスラグ１４が架橋により結合したようなスラグ塊は、スプレッダ２４によっても破砕されず、開口部３０を通過せずに、スプレッダ２４の移動方向に寄せ集められ場合がある。
そこで、スプレッダ２４の傾斜面２４Ａに備えられるノズル２６からスラグ１４に向けて高圧水が噴出される。架橋によって結合したスラグ１４の粒子に高圧水が噴出されることで、架橋による結合が切断される。これにより、スラグ１４が静置状態から緩やかに流動化する。

また、ノズル２６が傾斜面２４Ａに備えられることによって、スプレッダ２４によって破砕されるスラグ１４に対して、より確実に高圧水が噴出されるので、堆積したスラグ１４をより確実に破砕できる。

なお、ノズル２６からの高圧水の噴出は、スプレッダ２４が移動する時間間隔と同期されてもよいし、スプレッダ２４が移動する時間間隔と関係なく、間欠又は連続的に行われてもよい。

そして、流動し易くなったスラグ１４は、ノズル２６から噴出される高圧水によって流される。これにより、スラグ１４は、スプレッダ２４を移動させることなく、スクリーン２２の開口部３０から高圧水と共に落下することとなる。また、スラグ１４は、スプレッダ２４を移動させることによっても、簡易に開口部３０から落下し易くなる。

以上説明したように、本第１実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、スラグ１４の落下方向に対して交差するように設けられると共に複数の開口部３０を有し、開口部３０の径より小さなスラグ１４を通過させるスクリーン２２と、スクリーン２２の上面を移動し、スクリーン２２の上面に堆積したスラグ１４を破砕するスプレッダ２４と、スクリーン２２に堆積したスラグ１４に対して高圧水を噴出するノズル２６と、を備える。

従って、スラグクラッシャ２０は、スクリーン２２の上面に堆積したスラグ１４をスクリーン２２の開口部３０からより通過し易くできる。これにより、スラグ１４がスクリーン２２の上面に堆積してもスラグクラッシャ２０により、より確実にスラグ１４の排出が可能となる。その結果、スラグ１４の堆積によりガス化炉１０の運転が停止されることを抑制でき、ガス化炉１０の継続的な運転が可能となる。

なお、本第１実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、スプレッダ２４の傾斜面２４Ａにノズル２６を備えるが、これに限らず、スプレッダ２４の垂直面２４Ｂにノズル２６を備えてもよい。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。

本第２実施形態に係るガス化炉１０の構成は、図１に示す第１実施形態に係るガス化炉１０の構成と同様であるので説明を省略する。

図４は、本第２実施形態に係るスプレッダ２４の側面視の縦断面図である。図５は、本第２実施形態に係るスプレッダ２４の正面視の縦断面図であり、図４のＡ−Ａ断面図である。なお、図４，５における図２，３と同一の構成部分については図２，３と同一の符号を付して、その説明を省略する。

本第２実施形態に係るノズル２６は、傾斜面２４Ａに設けられ、スクリーン２２の方向へ高圧水を噴出する。
一例として、スプレッダ２４の内部にはヘッダ５０が設けられる。ヘッダ５０には、下方向を向いた複数のノズル２６が接続され、このノズル２６から高圧水がスクリーン２２の上面に噴出される。なお、ノズル２６からの高圧水の噴出は、スプレッダ２４が移動する時間間隔と同期されてもよいし、スプレッダ２４が移動する時間間隔と関係なく、間欠又は連続的に行われてもよい。なお、スラグクラッシャ２０に高圧水ヘッダ４８が備えられている場合は、ヘッダ５０が備えられなくてもよい。

これにより、本第２実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、スプレッダ２４によって破砕されるスラグ１４に対して、高圧水によっても下向きの力が加わるので、堆積したスラグ１４をより確実に破砕できる。

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。

本第３実施形態に係るガス化炉１０の構成は、図１に示す第１実施形態に係るガス化炉１０の構成と同様であるので説明を省略する。

本第３実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、高圧水を噴出するノズル６０がスクリーン２２に備えられる。

図６は、本第３実施形態に係るスクリーン２２の縦断面図の一例である。
図６の例では、スクリーン２２の開口部３０の側面に、ヘッダ６２を介して高圧水が供給されるノズル６０が備えられる。ヘッダ６２は、アッシュホッパ給水管２８へ高圧水を供給する給水管４２が分岐されて接続される。

図７は、本第３実施形態の変形例に係るスクリーン２２の縦断面図である。
図７の例では、スクリーン２２の上面に、ヘッダ６２を介して高圧水が供給されるノズル６０が備えられる。

なお、ノズル６０からの高圧水の噴出は、スプレッダ２４が移動する時間間隔と同期されてもよいし、スプレッダ２４が移動する時間間隔と関係なく、間欠又は連続的に行われてもよい。

本第３実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、架橋によって結合したスラグ１４の粒子に高圧水が噴出されることで、架橋による結合が切断される。これにより、堆積したスラグ１４が流動化し易くなる。
また、スクリーン２２の下方向から上方向へ高圧水が噴出されるので、スクリーン２２の上面でのスラグ１４の堆積を抑制でき、かつ堆積したスラグ１４に対して、加圧された液体を簡易かつ均一に噴出できる。

〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態について説明する。

本第４実施形態に係るガス化炉１０の構成は、図１に示す第１実施形態に係るガス化炉１０の構成と同様であるので説明を省略する。

図８，９は、本第４実施形態に係るスクリーン２２の縦断面図である。なお、図８，９における図６，７と同一の構成部分については図６，７と同一の符号を付して、その説明を省略する。

本第４実施形態に係るスクリーン２２は、ノズル６０から高圧水の替わりに高圧の気体（以下「高圧気体」という。）を噴出する。このため、ヘッダ６２は、高圧気体を供給する高圧気体給水管４２に接続される。

なお、ノズル６０からの高圧気体の噴出は、スプレッダ２４が移動する時間間隔と同期されてもよいし、スプレッダ２４が移動する時間間隔と関係なく、間欠又は連続的に行われてもよい。

スクリーン２２の上面は、スプレッダ２４に備えられたノズル６０から噴出する高圧水や、アッシュホッパ給水管２８からの水により、水が張られた状態となる。
そして、本第４実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、スクリーン２２の上面に水が張られた状態で、スクリーン２２の上面から気体が噴出することにより、高圧気体の気泡がスクリーン２２の上面から上昇する。この気泡の上昇によってスラグ１４の架橋による結合が切断される。このため、スラグ１４が流動化するので、スクリーン２２の上面に堆積したスラグ１４が、スクリーン２２の開口部３０をより通過し易くなる。

〔第５実施形態〕
以下、本発明の第５実施形態について説明する。

本第５実施形態に係るガス化炉１０の構成は、図１に示す第１実施形態に係るガス化炉１０の構成と同様であるので説明を省略する。

図１０は、本第５実施形態に係るスラグクラッシャ２０の上面図である。図１１は、本第５実施形態に係るスクリーン２２及び側壁７０の縦断面図であり、図１０のＡ−Ａ断面図である。なお、図１０，１１における図２，３と同一の構成部分については図２，３と同一の符号を付して、その説明を省略する。

本第５実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、高圧水を噴出するノズル７２を、スプレッダ２４の作動方向に対して並行に立設されたスクリーン２２の側壁７０に備える。
図１１に示されるように、ノズル７２は、一例として、側壁７０の下部に備えられる。

本第５実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、堆積したスラグ１４に対して、高圧水を簡易かつ均一に噴出できる。また、ノズル７２は、側壁７０に備えられるため、簡易にスラグクラッシャ２０へ設置可能である。
なお、ノズル７２から噴出される高圧水は、アッシュホッパ水と兼用されてもよい。

〔第６実施形態〕
以下、本発明の第６実施形態について説明する。

本第６実施形態に係るガス化炉１０の構成は、図１に示す第１実施形態に係るガス化炉１０の構成と同様であるので説明を省略する。

ここで、図１２に示されるように、スプレッダ２４がスラグ１４を破砕する際、スプレッダ２４の下部でスラグ１４を破砕することで、スプレッダ２４が前のめりになり、ガイドロッド３７等に負荷が生じて破損する可能性がある。

そこで、本第６実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、図１３〜１５に示されるように、スプレッダ２４の移動方向を制限するガイド８０を備える。すなわち、ガイド８０は、スプレッダ２４の移動方向に沿って設けられる。
なお、図１３，１４，１５は、各々本第６実施形態に係るスラグクラッシャ２０の上面図、側面視の縦断面図、正面視の縦断面図である。

また、本第６実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、対向する２つのスプレッダ２４を一対とし、一対のスプレッダ２４がスクリーン２２の上面を移動することでスラグ１４を破砕する形態とする。

そして、本第６実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、一例として、スクリーン２２の上面に一対のスプレッダ２４が２組隣接して備えられると共に、隣接するスプレッダ２４の間でスクリーン２２が仕切り部８１によって仕切られことで区分けされる。そして、区分けされた領域（以下「第１室８２＿１」、「第２室８２＿２」ともいう。）毎の下方にパージノズル８３が備えられる。図１３に示されるように、第１系統と第３系統のスプレッダ２４が一対とされ、第２系統と第４系統のスプレッダ２４が一対とされる。

なお、スラグクラッシャ２０は、一対のスプレッダ２４を３組以上備えてもよい。この場合、２つ以上の仕切り部８１によって３つ以上の領域に区分けされることとなる。

図１４，１５に示されるように、ガイド８０は、スプレッダ２４の両側面に設けられる側板８０Ａとスプレッダ２４の上部に設けられる上板８０Ｂによって形成される。
上板８０Ｂは、スプレッダ２４の移動範囲の上部のうち一部を覆うものである。なお、仕切り部８１は、スプレッダ２４の側面に設けられることとなるため、スクリーン２２を仕切ると共に、ガイド８０の機能も有する。また、側板８０Ａは、スクリーン２２の側壁７０と一体化されてもよい。

ガイド８０が設けられることによって、スプレッダ２４の移動がより安定になる。特に、上板８０Ｂによってスプレッダ２４が浮き上がることが抑制されるので、スプレッダ２４が前のめりになることが防がれる。

パージノズル８３は、第１室８２＿１及び第２室８２＿２の略中央付近においてスクリーン２２の下方に備えられ、スクリーン２２の下方からスラグ１４に対して液体（一例として水、以下「パージ水」という。）を流し水流を形成する。このパージ水によって、スクリーン２２上にあるスラグ１４のうち、相対的に小さいスラグ１４（軽いスラグ１４）は、スクリーン２２から浮き上がることとなる。

次に、本第６実施形態に係るスラグクラッシャ２０の作動方法について説明する。

本第６実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、一対のスプレッダ２４を交互に作動させる。すなわち、第１系統と第３系統のスラグクラッシャ２０の作動中には、第２系統と第４系統のスラグクラッシャ２０は作動しない。一方、第２系統と第４系統のスラグクラッシャ２０の作動中には、第１系統と第３系統のスラグクラッシャ２０は作動しない。

そして、スラグクラッシャ２０は、所定のスプレッダ２４を作動させる前に、該所定のスプレッダ２４に対応する領域の下方に備えられたパージノズル８３からの水流によって、隣接する他のスプレッダ２４に対応する領域へスラグ１４を移動させる。

図１５を参照して具体的に説明する。
第１，３系統のスプレッダ２４が作動する前に、第１室８２＿１の下方に備えられるパージノズル８３からパージ水が流される。この水流によって第１室８２＿１のスクリーン２２上のスラグ１４は浮き上がり、スラグクラッシャ２０の両側はガス化炉１０の内壁であるため、浮き上がったスラグ１４は第２室８２＿２に移動する。このとき第２室８２＿２に移動するスラグ１４は、相対的に小さな（軽い）スラグ１４であり、相対的に大きな（重い）スラグ１４は、第１室８２＿１に残る。
第２室８２＿２に移動したスラグ１４は、第２室８２＿２のスクリーン２２の開口部３０から落下することとなる。

一方、第１室８２＿１に残ったスラグ１４は、第１，３系統のスプレッダ２４が作動することによって破砕され、第１室８２＿１のスクリーン２２の開口部３０から落下することとなる。

そして、スラグクラッシャ２０は、第１，３系統のスプレッダ２４の作動後に、第２，４系統のスプレッダ２４を作動させる。この場合、第２，４系統のスプレッダ２４を作動させる前に、第２室８２＿２の下方に備えられるパージノズル８３からパージ水が流され、第２室８２＿２のスクリーン２２上のスラグ１４を第１室８２＿１に移動させた後、第２，４系統のスプレッダ２４を作動させることとなる。

このように、本第６実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、パージノズル８３からの水流によって小さなスラグ１４が他のスプレッダ２４に対応する領域へ流されそこでスクリーン２２から落下する。そして、作動するスプレッダ２４は、水流によって流されなかった相対的に大きなスラグ１４を破砕するので、大きなスラグ１４がスクリーン２２に残留することを防止できる。

〔第７実施形態〕
以下、本発明の第７実施形態について説明する。

本第７実施形態に係るガス化炉１０の構成は、図１に示す第１実施形態に係るガス化炉１０の構成と同様であるので説明を省略する。なお、本第７実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、対向する２つのスプレッダ２４を一対とし、一対のスクリーン２２の上面を移動することでスラグ１４を破砕する形態とする。

ここで、図１６は、スラグ１４の残留状態を説明するための縦断面図である。
図１６に示されるように、スプレッダ２４が移動しても、最下部の突起物４０とスクリーン２２との間に隙間が生じていると、この隙間にスラグ１４が残留する場合があった。

そこで、図１７に示されるように、本第７実施形態に係るスプレッダ２４の下端部は、移動したときに対向する面と幅方向に渡り面接触するように突出部９０が形成されている。突出部９０は、一例として、スプレッダ２４の幅方向に延在する直方体形状である。

なお、図１７は、本第７実施形態に係るスラグクラッシャ２０の側面視の縦断面図であり、（Ａ）はスプレッダ２４が移動する前の状態、（Ｂ）はスプレッダ２４が移動した後の状態である。
そして、図１７（Ｂ）に示されるように、スプレッダ２４が移動すると、対向するスプレッダ２４の突出部９０の面同士が幅方向に渡り面接触するので、対向するスプレッダ２４との間に隙間が無くなる。

従って、本第７実施形態に係るスラグクラッシャ２０は、スクリーン２２上のスラグ１４をより確実に破砕することができるので、大きなスラグ１４がスクリーン２２に残留することを防止できる。

以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、複数の上記実施形態を組み合わせてもよい。

例えば、上記第１〜第５実施形態では、スプレッダ２４と受板３８とが対向し、スプレッダ２４が受板３８へ向かって移動する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、受板３８の替わりにスプレッダ２４が設けられ、一対のスプレッダ２４がスクリーン２２の上面を移動することでスラグ１４を破砕する形態としてもよい。

また、上記第６，第７実施形態では、スプレッダ２４が対向し、一対のスプレッダ２４がスクリーン２２の上面を移動することでスラグ１４を破砕する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、スプレッダ２４と受板３８とが対向し、スプレッダ２４が受板３８へ向かって移動する形態としてもよい。

また、上記第６，第７実施形態では、スラグクラッシャ２０が第１〜第５実施形態で説明したノズル２６，６０，７２を備え、これらノズル２６，６０，７２が高圧水又は高圧気体を適宜噴出する形態としてもよい。例えば、スプレッダ２４が作動しない場合に、ノズル２６，６０，７２が高圧水又は高圧気体を噴出する。

また、上記各実施形態では、ノズル２６，６０，７２及びパージノズル８３が水又は気体を流す形態について説明したが、水の純度は特に限定されず、スラグ１４を排出し易くする等の目的のために、水溶液又は溶液等であってもよい。また、気体は、例えば、空気や不活性ガス（窒素ガスやアルゴンガス等）であるが、特に限定されるものではない。

１０ ガス化炉
１２ コンバスタ
１４ スラグ
２０ スラグクラッシャ
２２ スクリーン
２４ スプレッダ
２４Ａ 傾斜面
２６ ノズル
３０ 開口部
６０ ノズル
７０ 側壁
７２ ノズル
８０ ガイド
８１ 仕切り部
８３ パージノズル

Claims (12)

1. 炭素含有燃料をガス化させるガス化炉のコンバスタに設けられ、前記コンバスタで生成されて落下したスラグを前記ガス化炉から排出するスラグ排出装置あって、
   前記スラグの落下方向に対して交差するように設けられると共に複数の開口部を有し、該開口部の径より小さな前記スラグを通過させるスクリーンと、
   前記スクリーンの上面を移動し、前記スクリーンの上面に堆積した前記スラグを破砕する破砕手段と、
   前記スクリーンに堆積した前記スラグに対して液体を流し水流を形成する水流形成手段と、
   を備えるスラグ排出装置。
2. 前記水流形成手段は、前記破砕手段の作動方向に対して並行に立設された前記スクリーンの側壁に備えられる請求項１記載のスラグ排出装置。
3. 前記水流形成手段は、前記破砕手段に備えられる請求項１又は請求項２記載のスラグ排出装置。
4. 前記破砕手段は、前記スラグの破砕方向に対して前傾した傾斜面を備える請求項１から請求項３の何れか１項記載のスラグ排出装置。
5. 前記水流形成手段は、前記傾斜面に設けられ、前記スクリーンの方向へ液体を噴出する請求項４記載のスラグ排出装置。
6. 前記水流形成手段は、前記スクリーンに備えられる請求項１から請求項５の何れか１項記載のスラグ排出装置。
7. 前記水流形成手段は、液体の替わりに気体を噴出する請求項６記載のスラグ排出装置。
8. 前記破砕手段の移動方向を制限するガイドを備える請求項１から請求項７の何れか１項記載のスラグ排出装置。
9. 前記スクリーンの上面に複数の前記破砕手段を隣接して備えると共に、隣接する前記破砕手段の間で前記スクリーンが仕切り手段によって仕切られことで区分けされ、区分けされた領域毎の下方に前記水流形成手段を備える請求項１から請求項８の何れか１項記載のスラグ排出装置。
10. 所定の前記破砕手段を作動させる前に、該所定の前記破砕手段に対応する前記領域の下方に備えられた前記水流形成手段からの水流によって、隣接する他の前記破砕手段に対応する前記領域へ前記スラグを移動させる請求項９記載のスラグ排出装置。
11. 前記破砕手段の下端部は、移動したときに対向する面と幅方向に渡り面接触するように形成される請求項１から請求項１０の何れか１項記載のスラグ排出装置。
12. 炭素含有燃料をガス化させるガス化炉のコンバスタに設けられ、前記コンバスタで生成されて落下したスラグを前記ガス化炉から排出するスラグ排出装置を用いたスラグ排出方法あって、
    前記スラグの落下方向に対して交差するように設けられると共に複数の開口部を有するスクリーンの上面に堆積したスラグ対して、水流形成手段から液体を流し水流を形成する第１工程と、
    前記スクリーンの上面に堆積した前記スラグを破砕する破砕手段が、前記スクリーンの上面を移動する第２工程と、
    を含むスラグ排出方法。

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