JP2964353B2 - ガス化装置およびその燃焼チャンバー用スロート組立体 - Google Patents
ガス化装置およびその燃焼チャンバー用スロート組立体Info
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- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
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- C10K1/10—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
- C10K1/101—Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids with water only
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
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- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 従来のガス化装置における合成ガスの生産により、通
常、比較的高温度で燃料混合物の部分酸化が生じる。結
果として生じる燃焼生成物には、所望の合成ガスと共に
ある量の未燃焼流出物が含まれる。
常、比較的高温度で燃料混合物の部分酸化が生じる。結
果として生じる燃焼生成物には、所望の合成ガスと共に
ある量の未燃焼流出物が含まれる。
燃料混合物がコークスまたは石炭粉砕物などの固形物
から成る場合、コークスまたは石炭の組成物は、一様で
ない量が燃焼されずに、ガス化装置を通過し固体として
残るようなことがある。かなりの量の固体流出構成成分
がガス化装置の急冷チャンバーに流入するが、前記固体
流出物の少なくとも一部は、ガス化装置の壁に保持され
てスラグを形成する。高温の塑性状態の場合にスラグ
は、ガス化装置の急冷槽へ徐々に流下するか、またはガ
ス化装置が停止して、温度が下がると、最終的に固化す
る。
から成る場合、コークスまたは石炭の組成物は、一様で
ない量が燃焼されずに、ガス化装置を通過し固体として
残るようなことがある。かなりの量の固体流出構成成分
がガス化装置の急冷チャンバーに流入するが、前記固体
流出物の少なくとも一部は、ガス化装置の壁に保持され
てスラグを形成する。高温の塑性状態の場合にスラグ
は、ガス化装置の急冷槽へ徐々に流下するか、またはガ
ス化装置が停止して、温度が下がると、最終的に固化す
る。
合成ガスの生産工程のある段階において、ガス化装置
内に過剰な量のスラグが存在すると、ガス化工程を妨げ
ることが明らかである。そのような時にはガス化装置は
手動で停止され、スラグを溶融したり脱スラグ操作を実
施する。
内に過剰な量のスラグが存在すると、ガス化工程を妨げ
ることが明らかである。そのような時にはガス化装置は
手動で停止され、スラグを溶融したり脱スラグ操作を実
施する。
そのような操作は基本的に、温度が十分に上昇したと
きに、スラグが溶融し、自然流下で急冷槽へ流入するよ
うに、燃焼混合物をガス化装置の燃焼チャンバーへ導入
することからなる。
きに、スラグが溶融し、自然流下で急冷槽へ流入するよ
うに、燃焼混合物をガス化装置の燃焼チャンバーへ導入
することからなる。
この手順にとり1つの不利な点は、部分燃焼した混合
物の組成中にある量のバナジウムが含まれるときに特に
明らかになる。引き続き行われる脱スラグ操作は、この
成分の存在により阻害され、ガス化装置の収縮されたス
ロートに、ガス化装置耐火物の残りの部分よりも高い率
で、損傷をもたらすことが非常に多い。ガス化装置耐火
物の残りの部分は、流出流路のこの狭い部分の周りのス
ラグ蓄積とそれが受けることが多い熱衝撃により、物理
的に浸食または腐食される傾向がある。
物の組成中にある量のバナジウムが含まれるときに特に
明らかになる。引き続き行われる脱スラグ操作は、この
成分の存在により阻害され、ガス化装置の収縮されたス
ロートに、ガス化装置耐火物の残りの部分よりも高い率
で、損傷をもたらすことが非常に多い。ガス化装置耐火
物の残りの部分は、流出流路のこの狭い部分の周りのス
ラグ蓄積とそれが受けることが多い熱衝撃により、物理
的に浸食または腐食される傾向がある。
したがって簡単に言明すると、本発明の目的は、循環
媒体を使用する冷却システムを備える新規なガス化装置
スロート構造物を提供することにある。
媒体を使用する冷却システムを備える新規なガス化装置
スロート構造物を提供することにある。
発明の概要 ガス化装置脱スラグ工程における主な欠陥を克服する
ことに向けて、しばしばスロートの浸食をもたらす要因
である、高温および熱衝撃の影響に耐えることができる
新規なスロートセクションがここに提供される。以下に
説明されるガス化装置スロートは、主としてガス化工程
中に達する通常高い温度への暴露へ耐え得る耐火材料か
らなる。
ことに向けて、しばしばスロートの浸食をもたらす要因
である、高温および熱衝撃の影響に耐えることができる
新規なスロートセクションがここに提供される。以下に
説明されるガス化装置スロートは、主としてガス化工程
中に達する通常高い温度への暴露へ耐え得る耐火材料か
らなる。
しかしながらスロートには、スロートを通して液体冷
却媒体を流す相互接続されるパイプおよび/またはチュ
ーブのネットワークまたは支持フレームから成る内部冷
却システムが設けられる。液体冷却剤は、特に流出物が
接触するスロート面において最も効果的な冷却剤であ
る。
却媒体を流す相互接続されるパイプおよび/またはチュ
ーブのネットワークまたは支持フレームから成る内部冷
却システムが設けられる。液体冷却剤は、特に流出物が
接触するスロート面において最も効果的な冷却剤であ
る。
図面の説明 図1は、ガス化装置の断面立面図である。
図2は、図1の拡大部分図である。
図3は、スロートセクションの内部サポートおよび冷
却構造部材の部分図である。
却構造部材の部分図である。
図4は、図3の部分図である。
発明の説明 図1を参照すると、意図される形式のガス化装置10が
示され、それは、耐火煉瓦などの耐火物内張り12を有す
る細長い本体11から構成され、その耐火物内張り12は、
内部で注入された燃料混合物の部分燃焼が生じる燃焼チ
ャンバー13を形成する。
示され、それは、耐火煉瓦などの耐火物内張り12を有す
る細長い本体11から構成され、その耐火物内張り12は、
内部で注入された燃料混合物の部分燃焼が生じる燃焼チ
ャンバー13を形成する。
ガス化装置の上端には、部分酸化または脱スラグ操作
のために、バーナー14を位置決めする開口が設けられ
る。1実施形態におけるバーナーは、16および17のよう
な1つ以上の弁付き導管を通して、燃料または燃料混合
物の加圧源18と連通している。燃料は例えば、酸素およ
び/または他の添加物と共に、粒状化した石炭またはコ
ークスから構成できる。
のために、バーナー14を位置決めする開口が設けられ
る。1実施形態におけるバーナーは、16および17のよう
な1つ以上の弁付き導管を通して、燃料または燃料混合
物の加圧源18と連通している。燃料は例えば、酸素およ
び/または他の添加物と共に、粒状化した石炭またはコ
ークスから構成できる。
ガス化装置本体の下端には、高温燃焼生成物および固
体流出物を収縮されたスロート開口部21中の真下へ流出
させる、一般に円錐形の形状を有する床部19が備えられ
ている。床部19は、本体11の側壁の続きを構成し、それ
にも同様に、約2,500゜Fのレベルに達することがある通
常の燃焼チャンバー温度に耐えられる耐火物内張り22が
設けられる。
体流出物を収縮されたスロート開口部21中の真下へ流出
させる、一般に円錐形の形状を有する床部19が備えられ
ている。床部19は、本体11の側壁の続きを構成し、それ
にも同様に、約2,500゜Fのレベルに達することがある通
常の燃焼チャンバー温度に耐えられる耐火物内張り22が
設けられる。
収縮されたスロート開口部21の機能は、流下する高温
ガスまたは流出物を急冷チャンバー23中に案内すること
にあり、そのチャンバーにおいてガスと固体粒状物の両
方が排出前に急冷される。急冷チャンバー23には、浸漬
チューブ24が備えられ、そのチューブは、収縮されたス
ロート開口部21の下に離して設けられ、また流下するガ
スおよび流出できる固形物を水槽26中に案内するように
位置決めされる。
ガスまたは流出物を急冷チャンバー23中に案内すること
にあり、そのチャンバーにおいてガスと固体粒状物の両
方が排出前に急冷される。急冷チャンバー23には、浸漬
チューブ24が備えられ、そのチューブは、収縮されたス
ロート開口部21の下に離して設けられ、また流下するガ
スおよび流出できる固形物を水槽26中に案内するように
位置決めされる。
浸漬チューブ24には、急冷リング27が設けられ、その
リングは、冷却水を外部の加圧源42から浸漬チューブ24
の壁に対して注入し、上記の高温ガスと固体との接触の
結果生じる損傷からその壁を保護するように機能する。
リングは、冷却水を外部の加圧源42から浸漬チューブ24
の壁に対して注入し、上記の高温ガスと固体との接触の
結果生じる損傷からその壁を保護するように機能する。
急冷工程後に、通常ある量の粒状物を共に搬送する合
成ガスは、出口28によりガス化装置から1つ以上の熱交
換部へ排出されて、さらに処理される。水槽26に流入す
る固形物は、自然流下でその水槽を通って、遮断ホッパ
ー29に流下し、そのホッパーは、定期的にこの固形物を
排出処分し空にされる。
成ガスは、出口28によりガス化装置から1つ以上の熱交
換部へ排出されて、さらに処理される。水槽26に流入す
る固形物は、自然流下でその水槽を通って、遮断ホッパ
ー29に流下し、そのホッパーは、定期的にこの固形物を
排出処分し空にされる。
また図2、3および4を参照すると、ガス化装置10の
スロートセクション31は、ガス化装置床部19の耐火内張
り22と本質的に継続している。かくしてスロート31は、
燃焼チャンバーの壁と床から水槽26に流入する移動スラ
グの影響、および高い工程温度に相当程度耐えられる耐
火材料から基本的に形成される。スロートには、ほぼ垂
直配置で位置決めされるのが好ましい中心軸が含まれ
る。
スロートセクション31は、ガス化装置床部19の耐火内張
り22と本質的に継続している。かくしてスロート31は、
燃焼チャンバーの壁と床から水槽26に流入する移動スラ
グの影響、および高い工程温度に相当程度耐えられる耐
火材料から基本的に形成される。スロートには、ほぼ垂
直配置で位置決めされるのが好ましい中心軸が含まれ
る。
物理的に言って、スロートセクション31は、高級鋼な
どから通常成る導管またはパイプ32の内部骨組から構成
される。好ましい実施形態においてパイプは、外方へ放
射状に広がるセグメント33がスロート垂直開口部21の周
りに等しい間隔で離間され、また対応する離れた端部ま
たは入口端部34においてマニホールド36へ接続される。
マニホールドは、導管37により冷却水の加圧源42へ連通
され、スロート耐火物の内部に埋め込まれるか、または
その外部へ取り付けられる。
どから通常成る導管またはパイプ32の内部骨組から構成
される。好ましい実施形態においてパイプは、外方へ放
射状に広がるセグメント33がスロート垂直開口部21の周
りに等しい間隔で離間され、また対応する離れた端部ま
たは入口端部34においてマニホールド36へ接続される。
マニホールドは、導管37により冷却水の加圧源42へ連通
され、スロート耐火物の内部に埋め込まれるか、または
その外部へ取り付けられる。
各パイプセクション32には、スロート開口部21の中心
軸とほぼ平行に位置する内部垂直構成部材33が含まれ
る。前記パイプセクション32それぞれの上部は、角度を
付けて曲げられて、ガス化装置床部19と隣接する冷却チ
ャネルを形成できる。冷却チャネルの第3のセクション
は、下方に延びて、排出パイプ38で終端する。
軸とほぼ平行に位置する内部垂直構成部材33が含まれ
る。前記パイプセクション32それぞれの上部は、角度を
付けて曲げられて、ガス化装置床部19と隣接する冷却チ
ャネルを形成できる。冷却チャネルの第3のセクション
は、下方に延びて、排出パイプ38で終端する。
上述したように、排出パイプ38の各セグメント33は、
好ましくは、冷却剤としての水を循環し、加熱された冷
却剤を水槽26に直接流入させるように配置される。しか
しながら、この水流は、脱スラグ操作の期間中、および
ガス生成操作段階の期間中、過大ではないが適切なレベ
ルの水が水槽26内で維持されるように監視される必要が
ある。
好ましくは、冷却剤としての水を循環し、加熱された冷
却剤を水槽26に直接流入させるように配置される。しか
しながら、この水流は、脱スラグ操作の期間中、および
ガス生成操作段階の期間中、過大ではないが適切なレベ
ルの水が水槽26内で維持されるように監視される必要が
ある。
冷却水は、パイプ骨組を通過した後に、好ましくはパ
イプ38を通して水槽26に排出される。しかしながら代わ
りに、パイプ骨組から流出する高温水を、急冷リング27
へ導入し、ついでそこから、浸漬チューブ24の壁に対し
て送水することもできよう。
イプ38を通して水槽26に排出される。しかしながら代わ
りに、パイプ骨組から流出する高温水を、急冷リング27
へ導入し、ついでそこから、浸漬チューブ24の壁に対し
て送水することもできよう。
スロートセクション31の内部パイプ骨組32は、ウエブ
39又は羽根板で固定されている。これらはパイプの外部
表面にパイプの長さ方向に延びるように取り付けられ、
隣接するパイプセクションを互いに溶接して複合構成部
材を形成いている。
39又は羽根板で固定されている。これらはパイプの外部
表面にパイプの長さ方向に延びるように取り付けられ、
隣接するパイプセクションを互いに溶接して複合構成部
材を形成いている。
スロートセクション31の耐熱性の環状部または本体部
は、成形可能な耐火物から構成され、その耐火物は、固
定されたパイプ骨組32との間およびその周りに押し込ま
れるように当初は十分に柔軟性があり、また所要の形状
に機械的に押し込まれて、ガス化装置床部19およびその
耐火物内張り22または被覆物へ寸法的に一致させること
ができる。成形可能な耐火物は、固形物の形態に硬化さ
れるが、適正に離され、かつウエブ39からまたはパイプ
構造部材から外方に突出しており、耐火物を支持する耐
火物留め金41により補強される。
は、成形可能な耐火物から構成され、その耐火物は、固
定されたパイプ骨組32との間およびその周りに押し込ま
れるように当初は十分に柔軟性があり、また所要の形状
に機械的に押し込まれて、ガス化装置床部19およびその
耐火物内張り22または被覆物へ寸法的に一致させること
ができる。成形可能な耐火物は、固形物の形態に硬化さ
れるが、適正に離され、かつウエブ39からまたはパイプ
構造部材から外方に突出しており、耐火物を支持する耐
火物留め金41により補強される。
成形可能な耐火物材料を支持パイプ骨組32へ成形する
際に、スロート外装面は、少なくとも1つのスラグ滴下
点またはリング43で輪郭をつけることができ、それによ
って、流下するスラグをスロート壁から分離させ、つい
で水槽26に落下するのを助長する。構造的に、ガス化装
置スロートセクション31はもとからある設備としての床
部19中に固定することも、あるいは床構造物中に脱着自
在かつ取替自在の構成要素として設置することもでき
る。かくしてスロートセクションは、ガス化装置床部19
から取外し可能なように構成でき、またガス化装置の鋼
製支持床により、また床自体中に延びるボルトにより、
所定位置に暫定的に保持できる。
際に、スロート外装面は、少なくとも1つのスラグ滴下
点またはリング43で輪郭をつけることができ、それによ
って、流下するスラグをスロート壁から分離させ、つい
で水槽26に落下するのを助長する。構造的に、ガス化装
置スロートセクション31はもとからある設備としての床
部19中に固定することも、あるいは床構造物中に脱着自
在かつ取替自在の構成要素として設置することもでき
る。かくしてスロートセクションは、ガス化装置床部19
から取外し可能なように構成でき、またガス化装置の鋼
製支持床により、また床自体中に延びるボルトにより、
所定位置に暫定的に保持できる。
本発明の修正および変形は、本発明の精神と範囲から
逸脱することなく実施できるが、付属の特許請求の範囲
に示されるような制限しか課せられないことを理解され
ない。
逸脱することなく実施できるが、付属の特許請求の範囲
に示されるような制限しか課せられないことを理解され
ない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23J 1/02 F23J 1/02 Z (72)発明者 ファルセッティ,ジェイムズ・サミュエ ル アメリカ合衆国 06812 コネチカット 州・ニュー フェアフィールド・ヴァレ リー レイン・3 (72)発明者 ウルフェンバーガー,ジェイムズ・ケネ ス アメリカ合衆国 90503 カリフォルニ ア州・トレンス・オーシャン アヴェニ ュ・21413 (72)発明者 ヴォン,ディン−クーン アメリカ合衆国 77627 テキサス州・ ネダーランド・サウス 17ティエイチ ストリート・1419 (56)参考文献 特開 昭56−47488(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01J 7/00 C10J 3/00 C10J 3/46 C10J 3/68 - 3/72 C10K 1/00 F23G 5/12 WPI/L(QUESTEL) EPAT(QUESTEL)
Claims (11)
- 【請求項1】合成ガスを含む炭質燃料混合物を部分酸化
するガス化装置であって、 a) 床部を有し、炭質燃料混合物が流入して部分的に
酸化される燃焼チャンバーと、 b) 液体冷却剤を保持する、前記燃焼チャンバーの床
部の下方にある槽セクションと、 c) スロート開口部を有する、チャンバーの床部にお
けるスロートセクションであって、そのスロート開口部
を通して、前記燃焼チャンバーが前記槽セクションと連
通して、前記部分酸化の生成物を前記燃焼チャンバーか
ら前記槽セクションに導通させるようにしたスロートセ
クションと、 から構成され、 d) 前記スロートセクションは、 1) 前記床部と液体冷却剤を受容する前記槽セクショ
ンとの間にあるマニホールドと、 2) 一端を前記マニホールドの壁に接合させて、前記
マニホールドから冷却剤を受容する複数のパイプであっ
て、そのパイプは、前記燃焼チャンバーの床部に隣接す
る冷却チャネルを形成するU形部分および前記槽セクシ
ョンへ向けられる開放排出部を有する複数のパイプと、 を備えることを特徴とするガス化装置。 - 【請求項2】前記スロートセクションと前記槽セクショ
ンとの間にある急冷リングと、前記急冷リングから前記
槽セクションへ向けて延びる浸漬チューブとを備え、前
記パイプの開放排出端部は、冷却剤を前記浸漬チューブ
内へ向けて直接排出するように配置されている請求項1
のガス化装置。 - 【請求項3】前記スロートセクションと前記槽セクショ
ンとの間にある急冷リングと、前記急冷リングから前記
槽セクションへ向けて延びる浸漬チューブとを備え、前
記パイプの開放排出端部は、冷却剤を前記急冷リングに
流入するように配置されている請求項1のガス化装置。 - 【請求項4】前記パイプは、耐火物材料用の骨組を形成
し、かつ前記スロート開口部を形成するように、前記マ
ニホールドの周りに配置される請求項1のガス化装置。 - 【請求項5】前記スロート開口部は軸を有し、また前記
パイプのU形部分は、前記スロート開口部の軸にほぼ平
行で相互に対向するパイプを備える請求項1のガス化装
置。 - 【請求項6】前記燃焼チャンバーは前記床部に穴を備
え、前記スロートセクションは前記穴に着脱自在に挿入
されている請求項1のガス化装置。 - 【請求項7】前記マニホールドは前記スロート開口部を
囲む請求項1のガス化装置。 - 【請求項8】燃焼チャンバーの床部に位置決めして、ガ
ス化装置の燃焼チャンバーと槽セクションとの間を連通
させるガス化装置の燃焼チャンバー用スロート組立体で
あって、 a) 液体冷却剤を受容する環状冷却マニホールドと、 b) 冷却チャネルを形成するU形部分を備え、冷却剤
を前記マニホールドから受容するために入口端部を前記
マニホールドへ接合させた複数のパイプとから構成さ
れ、 c) 前記パイプは、前記U形部分から延び、かつ前記
槽セクションへ向けられる開放排出端部を有し、また前
記パイプは、耐火物材料用の骨組を形成し、かつ前記燃
焼チャンバーと前記槽セクションとの間を連通するスロ
ート開口部を形成することを特徴とするスロート組立
体。 - 【請求項9】前記パイプの開放排出端部は、前記パイプ
の前記入口端部の方へ窪んでいる部分にあり、耐火物材
料が前記パイプの窪んでいる部分に支持されており、ス
ラグがスロートから槽セクション中に分離するのを助長
するスラグ滴下部分を形成している請求項8のスロート
組立体。 - 【請求項10】前記パイプは前記スロート開口部の形成
を助けるように、前記マニホールドの周りに配置される
請求項8のスロート組立体。 - 【請求項11】前記マニホールドは前記スロート開口部
を囲んでいる請求項8のスロート組立体。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US155,368 | 1980-06-02 | ||
US08/155,368 | 1993-11-22 | ||
US08/155,368 US5464592A (en) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | Gasifier throat |
PCT/US1994/013377 WO1995014527A1 (en) | 1993-11-22 | 1994-11-18 | Gasifier throat |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09500322A JPH09500322A (ja) | 1997-01-14 |
JP2964353B2 true JP2964353B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=22555164
Family Applications (1)
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