JP2961016B2 - 石炭ガス化炉の溶融スラグ排出構造 - Google Patents
石炭ガス化炉の溶融スラグ排出構造Info
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- JP2961016B2 JP2961016B2 JP17978492A JP17978492A JP2961016B2 JP 2961016 B2 JP2961016 B2 JP 2961016B2 JP 17978492 A JP17978492 A JP 17978492A JP 17978492 A JP17978492 A JP 17978492A JP 2961016 B2 JP2961016 B2 JP 2961016B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭ガス化炉等の石炭
燃焼炉の炉底部に設けられる溶融スラグ排出孔の構造に
関する。
燃焼炉の炉底部に設けられる溶融スラグ排出孔の構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭ガス化炉は、石炭ガス化複合発電シ
ステムの要部設備で、高圧状態で石炭をガス化するもの
であり、一般に石炭中の灰を回収する手段として、石炭
の旋回燃焼により灰を溶融し、炉壁で捕捉して流下さ
せ、溶融スラグとして燃焼炉炉底部、溶融スラグ排出孔
より回収する方法を採用している。
ステムの要部設備で、高圧状態で石炭をガス化するもの
であり、一般に石炭中の灰を回収する手段として、石炭
の旋回燃焼により灰を溶融し、炉壁で捕捉して流下さ
せ、溶融スラグとして燃焼炉炉底部、溶融スラグ排出孔
より回収する方法を採用している。
【０００３】この溶融スラグは、炉内では石炭燃焼のふ
く射により十分に高温に保持され流動性が保たれるが、
溶融スラグ排出孔溝に沿って流れてくると、炉内からの
ふく射熱の低減、溶融スラグ排出孔を構成する耐火材、
冷却管への熱損失等により、溶融スラグ温度は徐々に低
下し、流動性が劣化し、場合によっては溶融スラグ排出
孔壁面で固化することになる。この冷却固化が進行する
と、スラブ排出孔を閉塞し、燃焼炉機能がなくなる。
く射により十分に高温に保持され流動性が保たれるが、
溶融スラグ排出孔溝に沿って流れてくると、炉内からの
ふく射熱の低減、溶融スラグ排出孔を構成する耐火材、
冷却管への熱損失等により、溶融スラグ温度は徐々に低
下し、流動性が劣化し、場合によっては溶融スラグ排出
孔壁面で固化することになる。この冷却固化が進行する
と、スラブ排出孔を閉塞し、燃焼炉機能がなくなる。
【０００４】このため溶融スラグ排出孔から溶融スラグ
を安定に排出させることが最大のポイントで、溶融スラ
グ排出孔の形状、寸法のほか、溶融スラグを冷却させな
い各種手段が検討されている。溶融スラグ排出孔の従来
構造例を図４に示す。図４において、０１は冷却管及び
耐火材で構成された燃焼炉、０２はその燃焼空間、０３
はバーナ、０４は冷却管で構成された炉底、０５は冷却
管及び耐火材で構成されたスラグ排出孔、０６はスラグ
排出孔を予熱するバーナ、０７は炉壁の溶融スラグを示
す。０８，０９はスラグ排出溝より排出する溶融スラグ
で、０８は予熱されない状態を示し、０９は予熱バーナ
０６により予熱される状態を示す。
を安定に排出させることが最大のポイントで、溶融スラ
グ排出孔の形状、寸法のほか、溶融スラグを冷却させな
い各種手段が検討されている。溶融スラグ排出孔の従来
構造例を図４に示す。図４において、０１は冷却管及び
耐火材で構成された燃焼炉、０２はその燃焼空間、０３
はバーナ、０４は冷却管で構成された炉底、０５は冷却
管及び耐火材で構成されたスラグ排出孔、０６はスラグ
排出孔を予熱するバーナ、０７は炉壁の溶融スラグを示
す。０８，０９はスラグ排出溝より排出する溶融スラグ
で、０８は予熱されない状態を示し、０９は予熱バーナ
０６により予熱される状態を示す。
【０００５】燃焼炉０１内空間０２で燃焼、溶融した石
炭灰は燃焼炉０１壁で捕捉され、溶融スラグ０７として
流下し、炉底０４に設うけられたスラグ排出孔０５のス
ラグ排出溝より排出される。溶融スラグ排出孔０５は、
溶融スラグ０７が１５００°Ｃ以上の高温のため、通常
耐火構造のみでは耐久性がなく、図５の０５に示すよう
に、冷却管を内蔵した耐火材構造としている。
炭灰は燃焼炉０１壁で捕捉され、溶融スラグ０７として
流下し、炉底０４に設うけられたスラグ排出孔０５のス
ラグ排出溝より排出される。溶融スラグ排出孔０５は、
溶融スラグ０７が１５００°Ｃ以上の高温のため、通常
耐火構造のみでは耐久性がなく、図５の０５に示すよう
に、冷却管を内蔵した耐火材構造としている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術には次
のような問題点がある。溶融スラグが十分高温の場合は
流動性が保たれ、冷却されたスラグ排出孔０５を０８に
示すように流下し、系外に排出されるが、溶融スラグの
粘度が高い場合は、溶融スラグ排出孔０５部分で冷却さ
れ、流動停止し固着成長する場合がある。
のような問題点がある。溶融スラグが十分高温の場合は
流動性が保たれ、冷却されたスラグ排出孔０５を０８に
示すように流下し、系外に排出されるが、溶融スラグの
粘度が高い場合は、溶融スラグ排出孔０５部分で冷却さ
れ、流動停止し固着成長する場合がある。
【０００７】このため、溶融スラグを冷却させないため
実願昭５９−１３３５０９号明細書に記載してあるよう
に、予熱バーナ０６で予熱する手段が提案されている。
しかし常時予熱する事は、予熱するために他の燃料を使
用するので、不経済である。いずれの場合も、溶融スラ
グが冷却されると、溶融スラグ排出孔の耐火材表面に固
着する。
実願昭５９−１３３５０９号明細書に記載してあるよう
に、予熱バーナ０６で予熱する手段が提案されている。
しかし常時予熱する事は、予熱するために他の燃料を使
用するので、不経済である。いずれの場合も、溶融スラ
グが冷却されると、溶融スラグ排出孔の耐火材表面に固
着する。
【０００８】この固着する現象は、溶融スラグが溶融ス
ラグ排出孔を構成する材料と同種材質であり、また溶融
スラグと耐火材温度が同一温度であり、しかも溶融スラ
グ温度が低下し流動が悪くなることによる。本発明は、
石炭ガス化炉において、溶融スラグが固化して排出孔を
閉塞する惧れのない溶融スラグ排出構造を提供すること
を目的とするものである。
ラグ排出孔を構成する材料と同種材質であり、また溶融
スラグと耐火材温度が同一温度であり、しかも溶融スラ
グ温度が低下し流動が悪くなることによる。本発明は、
石炭ガス化炉において、溶融スラグが固化して排出孔を
閉塞する惧れのない溶融スラグ排出構造を提供すること
を目的とするものである。
【０００９】
（１） 溶融スラグ排出孔の円筒状下端部に水冷管を全
周に配置する。 （２） この水冷管の取付位置の上限は溶融スラグ排出
溝底部までとし、且つ水冷管の内周の一部（管の場合は
半径相当分）を溶融スラグ排出円筒内へ突出させる。 （３） 水冷管の内周部下側に板状フィンを取付ける。
周に配置する。 （２） この水冷管の取付位置の上限は溶融スラグ排出
溝底部までとし、且つ水冷管の内周の一部（管の場合は
半径相当分）を溶融スラグ排出円筒内へ突出させる。 （３） 水冷管の内周部下側に板状フィンを取付ける。
【００１０】
【作用】溶融スラグ排出溝より排出された十分高温で流
動性をもつ溶融スラグは、排出孔下部に配置された冷却
管に流下、衝突し、水冷管表面で溶融スラグは急冷され
る。このため、溶融スラグの表面層は、流動性がなくな
り、あるいは固化するため、水冷管表面に付着すること
はない。
動性をもつ溶融スラグは、排出孔下部に配置された冷却
管に流下、衝突し、水冷管表面で溶融スラグは急冷され
る。このため、溶融スラグの表面層は、流動性がなくな
り、あるいは固化するため、水冷管表面に付着すること
はない。
【００１１】水冷管と接したスラグと反対側のスラグ流
は、急に冷却されることはなく十分温度が保持できるた
め、流動性を保って連続的に排出され、溶融スラグの重
力が抗力をまさる時点で切断し、落下することになる。
この際、冷却管表面側に形成された溶融スラグの表面固
相も落下するが、次に溶融スラグが流出してきて、上記
現象がくり返えされることになる。
は、急に冷却されることはなく十分温度が保持できるた
め、流動性を保って連続的に排出され、溶融スラグの重
力が抗力をまさる時点で切断し、落下することになる。
この際、冷却管表面側に形成された溶融スラグの表面固
相も落下するが、次に溶融スラグが流出してきて、上記
現象がくり返えされることになる。
【００１２】又水冷管は、溶融スラグとは異種材質であ
るため、付着性が弱く結果的に溶融スラグは固着しな
い。
るため、付着性が弱く結果的に溶融スラグは固着しな
い。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を図１乃至図３について説明
する。図１において、１１は冷却管及び耐火材で構成さ
れた燃焼炉、１２は燃焼炉空間、１３はバーナ、１４は
炉底、１５は溶融スラグ排出孔、１５ａは溶融スラグ排
出孔のテーパー状部、１５ｂは円筒状部、１６は溶融ス
ラグ排出孔水冷管への導管、１７は燃焼炉１１壁を流下
する溶融スラグ、１８は溶融スラグ排出溝から排出され
る溶融スラグを示す。
する。図１において、１１は冷却管及び耐火材で構成さ
れた燃焼炉、１２は燃焼炉空間、１３はバーナ、１４は
炉底、１５は溶融スラグ排出孔、１５ａは溶融スラグ排
出孔のテーパー状部、１５ｂは円筒状部、１６は溶融ス
ラグ排出孔水冷管への導管、１７は燃焼炉１１壁を流下
する溶融スラグ、１８は溶融スラグ排出溝から排出され
る溶融スラグを示す。
【００１４】図２，図３において、３１，３２は溶融ス
ラグ排出孔を構成する耐火材及び冷却管、３３は溶融ス
ラグ排出溝、３４，３５は燃焼炉、炉底を構成する耐火
材及び冷却管、３６は水冷管、３７は水冷管に取付けら
れた板状フィン、３８は水冷管３６の冷却水導管を示
す。溶融スラグ排出溝３３は、燃焼炉１１壁で捕捉流下
し、炉底１４にたまった溶融スラグ１７を集めて排出す
る溝（切欠き）で、上部のテーパー状１５ａは、溶融ス
ラグが排出流下する時の冷却防止のため、炉内からのふ
く射熱を円筒状部１５ｂで受けるように上方に向けて拡
大した形状を有する。
ラグ排出孔を構成する耐火材及び冷却管、３３は溶融ス
ラグ排出溝、３４，３５は燃焼炉、炉底を構成する耐火
材及び冷却管、３６は水冷管、３７は水冷管に取付けら
れた板状フィン、３８は水冷管３６の冷却水導管を示
す。溶融スラグ排出溝３３は、燃焼炉１１壁で捕捉流下
し、炉底１４にたまった溶融スラグ１７を集めて排出す
る溝（切欠き）で、上部のテーパー状１５ａは、溶融ス
ラグが排出流下する時の冷却防止のため、炉内からのふ
く射熱を円筒状部１５ｂで受けるように上方に向けて拡
大した形状を有する。
【００１５】溶融スラグ１７は、溶融スラグ排出孔１５
から排出される時に、必ず水冷管１６と接触するように
なっている。溶融スラグ１７と水冷管３６とは異種材質
であり、且つ温度差が大きいため、溶融スラグは水冷管
３６及び板状フィン３７に固着することなく、板状フィ
ン３７より落下する。図１，図３において、水冷管３６
は溶融スラグ排出溝３３の底部と一致するように配置す
るのが良い。また水冷管３６は円管とは限らず角管でも
よい。
から排出される時に、必ず水冷管１６と接触するように
なっている。溶融スラグ１７と水冷管３６とは異種材質
であり、且つ温度差が大きいため、溶融スラグは水冷管
３６及び板状フィン３７に固着することなく、板状フィ
ン３７より落下する。図１，図３において、水冷管３６
は溶融スラグ排出溝３３の底部と一致するように配置す
るのが良い。また水冷管３６は円管とは限らず角管でも
よい。
【００１６】
【発明の効果】本発明による石炭ガス化炉の溶融スラグ
排出構造は、中央に向けて低くなるように傾斜した石炭
ガス化炉の炉底の中央部に、上方に向けて拡大するテー
パー状部とその下方に続く円筒状部とからなる溶融スラ
グ排出孔を設け、前記溶融スラグ排出孔の炉底表面より
上方に存在する部分に溶融スラグ排出溝を設け、前記溶
融スラグ排出孔の炉底表面より下方の円筒状部に外周部
を同円筒状部内に部分的に埋設した水冷管を設け、前記
水冷管の内周部下側に板状フィンを取付けたことによ
り、次の効果を有する。 （１） 溶融スラグ排出孔のスラグ排出溝底部に接して
水冷管を配置したことにより、溶融スラグが水冷管に固
着しない。 （２） 水冷管をスラグ排出孔内側に突出させることに
より、溶融スラグが確実に冷却管に接触し、上記（１）
の効果をもたらす。 （３） 上記（１），（２）により、溶融スラグを溶融
スラグ排出孔に固着させることなく、安定に排出でき
る。
排出構造は、中央に向けて低くなるように傾斜した石炭
ガス化炉の炉底の中央部に、上方に向けて拡大するテー
パー状部とその下方に続く円筒状部とからなる溶融スラ
グ排出孔を設け、前記溶融スラグ排出孔の炉底表面より
上方に存在する部分に溶融スラグ排出溝を設け、前記溶
融スラグ排出孔の炉底表面より下方の円筒状部に外周部
を同円筒状部内に部分的に埋設した水冷管を設け、前記
水冷管の内周部下側に板状フィンを取付けたことによ
り、次の効果を有する。 （１） 溶融スラグ排出孔のスラグ排出溝底部に接して
水冷管を配置したことにより、溶融スラグが水冷管に固
着しない。 （２） 水冷管をスラグ排出孔内側に突出させることに
より、溶融スラグが確実に冷却管に接触し、上記（１）
の効果をもたらす。 （３） 上記（１），（２）により、溶融スラグを溶融
スラグ排出孔に固着させることなく、安定に排出でき
る。
【図１】本発明の実施例に係る石炭ガス化炉の縦断面図
である。
である。
【図２】図１に示した溶融スラグ排出孔の平面図であ
る。
る。
【図３】左半分は図２のａ−ｏ矢視図、右半分は図２の
ｂ−ｏ矢視図である。
ｂ−ｏ矢視図である。
【図４】従来の溶融スラグ排出孔を具えた石炭ガス化炉
の縦断面図である。
の縦断面図である。
１４ 炉底 １５ 溶融スラグ排出孔 １５ａ テーパー状部 １５ｂ 円筒状部 ３３ 溶融スラグ排出溝 ３６ 水冷管 ３７ 板状フィン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊田 隆治 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工業株式会社 長崎研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−153311（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−147630（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−100028（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23J 1/00 F23J 1/08 F23G 5/00
Claims (1)
- 【請求項１】 中央に向けて低くなるように傾斜した石
炭ガス化炉の炉底の中央部に、上方に向けて拡大するテ
ーパー状部とその下方に続く円筒状部とからなる溶融ス
ラグ排出孔を設け、前記溶融スラグ排出孔の炉底表面よ
り上方に存在する部分に溶融スラグ排出溝を設け、前記
溶融スラグ排出孔の炉底表面より下方の円筒状部に外周
部を同円筒状部内に部分的に埋設した水冷管を設け、前
記水冷管の内周部下側に板状フィンを取付けたことを特
徴とする石炭ガス化炉の溶融スラグ排出構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17978492A JP2961016B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 石炭ガス化炉の溶融スラグ排出構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17978492A JP2961016B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 石炭ガス化炉の溶融スラグ排出構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626636A JPH0626636A (ja) | 1994-02-04 |
| JP2961016B2 true JP2961016B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=16071836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17978492A Expired - Fee Related JP2961016B2 (ja) | 1992-07-07 | 1992-07-07 | 石炭ガス化炉の溶融スラグ排出構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2961016B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6180911B1 (en) * | 1999-06-02 | 2001-01-30 | Retech Services, Inc. | Material and geometry design to enhance the operation of a plasma arc |
| JP5265168B2 (ja) * | 2007-10-02 | 2013-08-14 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | 溶融炉 |
-
1992
- 1992-07-07 JP JP17978492A patent/JP2961016B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0626636A (ja) | 1994-02-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990629 |
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