JP2855874B2 - 高温cwm供給装置 - Google Patents

高温cwm供給装置

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JP2855874B2 JP7911391A JP7911391A JP2855874B2 JP 2855874 B2 JP2855874 B2 JP 2855874B2 JP 7911391 A JP7911391 A JP 7911391A JP 7911391 A JP7911391 A JP 7911391A JP 2855874 B2 JP2855874 B2 JP 2855874B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は石炭と水をスラリ化した
CWMを加熱して石炭ガス化炉及び加圧流動層ボイラ等
の加圧炉に供給する高温CWM供給装置に係り、特に、
加圧炉内の圧力が急激に低下した際に、CWMが装置内
に詰まるのを防止した高温CWM供給装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、加圧炉には石炭と水をスラリ化し
たCWMを加熱して供給する高温CWM供給装置が備え
られている。この高温CWM供給装置は細粉化した石炭
と水を混合させて流動化したCWM(石炭・水スラリ)
を加熱して加圧炉に供給するものであり、図2に示すよ
うにCWMを貯蔵するためのCWMランタンクaと、こ
のCWMランタンクa内のCWMを圧送するチャージポ
ンプbと、このチャージポンプbの下流側に接続され、
CWMを加熱する加熱ヒータcと、この加熱ヒータcで
加熱されたCWMを加圧炉dに移送する移送配管eとか
ら主に構成されている。
【0003】この加圧炉dはCWMと酸素又は空気等の
酸化剤、あるいは水蒸気等のガス化剤を高温で反応させ
て石炭−水スラリーを加圧炉内でガス化又は燃焼させる
ものであり、ガス化処理能力を高めるために内部は15
〜45Kgf/cm2 程度の高圧に加圧されている。また、加
熱ヒータcはこれを通過するCWMを加熱して、その粘
度を低下させて流動性を向上させるためのものであり、
水蒸気等の加熱用流体によって50〜200℃の範囲で
加熱している。
【0004】この高温CWM供給装置の一般的な運転方
法について説明すると、先ず、起動時にはCWMが移送
時に加熱ヒータcや移送配管e内に詰まらないように、
常温、低濃度、すなわち石炭の割合が少ない低粘度のC
WMをチャージポンプbによって加圧炉d側に供給す
る。そして、加圧炉dの内圧が所定の圧力まで上昇して
から加熱ヒータcに水蒸気等の加熱用流体を流し始め、
これを通過するCWMを50〜200℃の範囲で加熱す
る。次に、石炭の割合を徐々に増やしてCWM中の石炭
含有濃度を上昇させて、高濃度CWMの安定供給を維持
する。そして、最後に、このCWMの供給を停止する場
合にはCWM中の石炭の割合を減らして濃度、すなわち
粘度を下げた後、温度を下げて停止することになる。
【0005】すなわち、このCWMランタンクa内のC
WMは石炭の割合が数%上昇するとその粘度が急激に上
昇して流動性が低下し移送配管e内に詰まってしまう。
一方、CWMの粘度を低下させるために水の割合を多く
すると、加圧炉d内でのガス化効率や燃焼効率が低下す
るといった相反する欠点がある。そこで、この高温CW
M供給装置は加熱ヒータcによって適度にCWMを加熱
することで水の割合を増やすことなくCWMの粘度の上
昇を抑えて流動性を確保し、CWMが移送配管e内に詰
まるのを防止している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した高
温CWM供給装置では、何等かの原因で加圧炉dの内圧
が急激に低下した場合、加熱ヒータcや移送配管eの内
圧も同時に低下し、これを流れるCWM中の飽和蒸気圧
が低下して水分が急激に蒸発することによってCWMが
固化して流動性が失われ、これが加熱ヒータcや移送配
管e内に詰まって高温CWM供給装置が閉塞状態となっ
てしまうことがある。この場合、この高温CWM供給装
置を全てバラして詰まっているCWMを除去するか、そ
れが不可能な場合は高温CWM供給装置を新たに作り直
さなくてはならず、大変なロスとなる。
【0007】そこで、本発明はこれらの欠点を有効に解
決するために案出されたものであり、その目的は加圧炉
dの内圧が急激に低下することによって加熱ヒータcや
移送配管eの内圧も同時に低下しても、これを流れるC
WMが内部に詰まって閉塞状態となるのを防止すること
を達成した高温CWM供給装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は石炭と水を混合した石炭・水スラリを貯蔵す
るCWMランタンクと、該CWMランタンク内の石炭・
水スラリを圧送するチャージポンプと、該チャージポン
プの下流側に接続され、上記石炭・水スラリを加熱する
加熱ヒータと、該加熱ヒータで加熱した石炭・水スラリ
を加圧炉に移送する移送配管とを備え、上記CWMラン
タンク内の石炭・水スラリを加熱して加圧炉に供給する
高温CWM供給装置において、上記移送配管の上流側
に、これと分岐して石炭・水スラリを逃がす高圧受入ド
ラムを設けると共に、上記移送配管の下流側に石炭・水
スラリの流れを遮断する遮断弁を設け、さらに、該遮断
弁の下流の移送配管に加圧ガスを注入するガス注入部を
備えたものである。
【0009】
【作用】本発明は以上のように構成したため、加圧炉の
内圧が急激に低下した場合、遮断弁が作動して、移送配
管内の石炭・水スラリの流れを停止する。そしてこれと
同時に、遮断弁の下流側の移送配管内にガス注入部から
高圧のガスが吹き込まれて、これを流れる石炭・水スラ
リを全て加圧炉側に移送することになる。従って、遮断
弁の下流側の移送配管内には石炭・水スラリが詰まるこ
とがなくなる。また、遮断弁の上流側の移送配管内及び
加熱ヒータ内の石炭・水スラリは高圧受入ドラム内に流
れて回収されるため、遮断弁の上流側の移送配管内及び
加熱ヒータ内にも石炭・水スラリが詰まることがなくな
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。
【0011】図1は本発明の高温CWM供給装置を示し
たものである。図示するように、この高温CWM供給装
置は石炭と水を混合したCWM(石炭・水スラリ)を貯
蔵するCWMランタンク1と、このCWMランタンク1
内のCWMを加圧して移送するチャージポンプ2と、こ
のチャージポンプ2の下流側に接続され、CWMを加熱
する加熱ヒータ3と、この加熱ヒータ3で加熱したCW
Mを加圧炉4に移送する移送配管5と、この移送配管5
の上流側に、これと分岐して設けられた高圧受入ドラム
6と、この移送配管5の下流側に設けられ、CWMの流
れを遮断する遮断弁7と、この遮断弁の下流の移送配管
5内に加圧ガスを注入するガス注入部8とから主に構成
されている。
【0012】この加圧炉4は上述したように、CWMと
酸素又は空気等の酸化剤あるいは水蒸気等のガス化剤を
高温で反応させて石炭スラリーを加圧炉でガス化又は燃
焼するものであり、ガス化処理能力を高めるために内部
は15〜45Kgf/cm2 程度の高圧に加圧されている。
【0013】チャージポンプ2はCWMランタンク1内
のCWMを加熱ヒータ3及び移送配管5を介して加圧炉
4側に炉内圧力以上の高圧に加圧して移送している。ま
た、チャージポンプ2の出口側にはラプチャーディスク
9を備えたCWM回収路10が設けられており、チャー
ジポンプ2が異常を発生して所定圧以上になった場合に
装置を保護するためにラプチャーディスク9が破れてC
WMをCWMランタンク1に再び回収するようになって
いる。
【0014】また、チャージポンプ2の下流側には逆止
弁11を介して加熱ヒータ3が設けられている。この加
熱ヒータ3はチャージポンプ2から圧送されたCWMを
通過させると共に、水蒸気等の加熱用流体Sによって5
0〜200℃の範囲でCWMを加熱して、その粘度を低
下させて流動性を向上させている。この加熱用流体Sは
加熱ヒータ3の出口側に設けられた温度計12によって
調節される調節弁13によってその流量が制御されてい
る。また、CWMを加熱して温度が下がった加熱用流体
Sは凝縮水Wとなって加熱ヒータ3から排出され、図示
しない加熱装置によって再び加熱されて水蒸気となり、
加熱用流体Sとして再利用されようになっている。
【0015】また、加熱ヒータ3と加圧炉4を接続する
と共に、加熱ヒータ3で加熱されたCWMを加圧炉4側
に移送する移送配管5には、これを流れるCWMの流れ
を瞬時に遮断する遮断弁7が設けられている。この遮断
弁7は加圧炉4内の圧力を計測する圧力計4aによって
制御されており、加圧炉4内の圧力が急激に低下する
と、瞬時に作動して移送配管5内のCWMの流れを遮断
するようになっている。また、この遮断弁7の下流側の
移送配管5にはガス注入部8が設けられており、遮断弁
7が作動すると同時に連動して遮断弁7の下流側の移送
配管5内に加圧ガスGを注入して、内部のCWMを加圧
炉4側に圧送するようになっている。
【0016】また、遮断弁7の上流側の移送配管5には
分岐配管5aの一端が分岐して接続されており、分岐配
管5aの他端には高圧受入ドラム6が設けられている。
また、分岐配管5aの途中には分岐遮断弁7aが設けら
れており、上記遮断弁7と連動して遮断弁7が閉じると
同時に瞬時に開いて遮断弁7の上流側の移送配管5内及
び加熱ヒータ3内のCWMを高圧受入ドラム6側に流す
ようになっている。そして、この分岐遮断弁7aの作動
状態は遮断弁7と反対で遮断弁7が開いている通常状態
の時は閉じた状態となって、CWMが高圧受入ドラム6
側に流れないように規制している。この高圧受入ドラム
6内は加圧ガスによって移送配管5内と略同圧に制御さ
れており、内底部には高温のCWMを冷却するための冷
却水が張ってある。すなわち、高圧受入ドラム6内を移
送配管5内と略同圧に保つことで、分岐遮断弁7aが開
いてCWMが高圧受入ドラム6側に流れた際に、CWM
の飽和蒸気圧が急激に低下して高圧受入ドラム6側に流
れる前にCWM中の水分が蒸発し、固化して流動性が失
われ、高圧受入ドラム6内に流れなくなるのを防止して
いる。また、高圧受入ドラム6内の上部にはスプレーノ
ズル14が設けられており、洗浄水W′を噴射して高圧
受入ドラム6内に冷却水を供給すると共に、溜まったC
WMを排出して高圧受入ドラム6内を洗浄するようにな
っている。また、高圧受入ドラム6には液面計15と共
に圧力計16が設けられており、高圧受入ドラム6内の
圧力が所定圧になるようにガスバルブ17及び排気バル
ブ18を制御するようになっている。また、高圧受入ド
ラム6の最下部には内部に溜った冷却水W′及び冷却さ
れたCWMを排出するための排出口19が設けられてい
る。
【0017】次に、本発明の作用を説明する。
【0018】先ず、通常の運転を行う場合は従来と同様
に、起動時にはCWMが加熱ヒータ3や移送配管5内に
詰まらないように、常温、低濃度、すなわち石炭の割合
が少ない(約60%前後)低粘度のCWMをチャージポ
ンプ2によって加圧炉4側に炉内圧力以上に加圧して供
給する。そして、加圧炉4の内圧が最低炉内圧力以上に
上昇したならば加熱ヒータ3に水蒸気等の加熱用流体を
流し始め、これを通過するCWMを50〜200℃の範
囲で加熱する。この時、CWMは加圧されているため、
CWM中の水分は100℃以上になっても蒸発しない。
次に、ガス化効率や燃焼効率を向上させるため、CWM
の粘度が移送限度を越えないように石炭の割合を徐々に
増やしてCWMの濃度を上昇させることになる。そし
て、最後に、このCWMの供給を停止する場合にはCW
M中の石炭の割合を起動時と同程度に減らして濃度、す
なわち粘度を下げた後、加熱ヒータ3による加熱温度を
下げて停止することになる。したがって、通常運転時に
は、CWMが装置内に詰まることはない。
【0019】ところが、何等かの原因で加圧炉4の内圧
が急激に低下した場合は、これを加圧炉4に設けられて
いる圧力計4aが検知し、遮断弁7を作動して移送配管
5内のCWMの移送を遮断する。すると、これと連動し
てガス注入部8のガスバルブ8aが作動して、遮断弁7
の下流側の移送配管5内に高圧のガスGを噴き込んで遮
断弁7の下流側の移送配管5内にあるCWMの水分が蒸
発して粘度が上昇する前に、全てのCWMを加圧炉4内
に噴き出すことになる。従って、遮断弁7の下流側の移
送配管5内にあるCWMの粘度が上昇して、これに詰ま
ることがなくなる。
【0020】また、遮断弁7が作動するとガス注入部8
のガスバルブ8aと同時に分岐配管5aの分岐遮断弁7
aも同時に作動して開き、加熱ヒータ3及び移送配管5
内の高温のCWMを高圧受入ドラム6側に逃がすことに
なる。この高圧受入ドラム6内は加圧ガスによって装置
内と略同圧に加圧されているため、これに受け入れられ
る高温のCWM中の飽和水蒸気圧が低下して水分が急激
に蒸発することがなく、CWMの流動性が維持されてC
WMがスムーズに高圧受入ドラム6内に流れることにな
る。高圧受入ドラム6内に流れた高濃度のCWMはドラ
ム6内部に張られている冷却水によって常温まで冷却さ
れた後、スプレーノズル14からの洗浄水W′と共に排
水口19より外部に排出されることになる。従って、遮
断弁7の上流側の移送配管5及び加熱ヒータ3内の高温
のCWMは固化したり、流動性が低下することなくスム
ーズに高圧受入ドラム6内に流れるため、これに詰まる
ことがなくなる。そして、上述した通常の運転停止時と
同様にCWM中の石炭の割合を徐々に減らして濃度、す
なわちCWMの粘度を下げた後、加熱ヒータ3による加
熱温度を下げて停止することになる。
【0021】このように、本発明では加圧炉4の内圧が
急激に低下した場合、遮断弁7が装置内圧の低下を防い
でCWMの粘度の上昇を防止すると共に、この高濃度の
CWMを高圧受入ドラム6内に回収することで、装置内
にCWMが詰まって閉塞状態になるのを防止するように
なる。従って、装置の分解清掃作業等の煩わしい作業を
行う必要がなくなると共に、装置を新たに作り直すとい
った費用や時間的コストが低減されることになる。
【0022】
【発明の効果】以上、要するに本考案によれば、装置内
にCWMが詰まって閉塞状態になるのを防止することが
可能となるため、装置の分解清掃作業等の煩わしい作業
を行う必要がなくなると共に、装置を新たに作り直すと
いった費用や時間的コストが低減されるといった優れた
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略図である。
【図2】従来の高温CWM供給装置を示す概略図であ
る。
【符号の説明】
1 CWMランタンク 2 チャージポンプ 3 加熱ヒータ 4 加圧炉 5 移送配管 6 高圧受入ドラム 7 遮断弁 8 ガス注入部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 睦男 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川 島播磨重工業株式会社 豊洲総合事務所 内 (72)発明者 茂木 正男 東京都江東区豊洲三丁目2番16号 石川 島播磨重工業株式会社 豊洲総合事務所 内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10J 3/46 C10J 3/72 C10J 3/78 C10L 1/32 WPI/L(QUESTEL)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石炭と水を混合した石炭・水スラリを貯
    蔵するCWMランタンクと、該CWMランタンク内の石
    炭・水スラリを圧送するチャージポンプと、該チャージ
    ポンプの下流側に接続され、上記石炭・水スラリを加熱
    する加熱ヒータと、該加熱ヒータで加熱した石炭・水ス
    ラリを加圧炉に移送する移送配管とを備え、上記CWM
    ランタンク内の石炭・水スラリを加熱して加圧炉に供給
    する高温CWM供給装置において、上記移送配管の上流
    側に、これと分岐して石炭・水スラリを逃がす高圧受入
    ドラムを設けると共に、上記移送配管の下流側に石炭・
    水スラリの流れを遮断する遮断弁を設け、さらに、該遮
    断弁の下流の移送配管に加圧ガスを注入するガス注入部
    を備えたことを特徴とする高温CWM供給装置。
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