JP2967495B2 - ガス発生装置組立体 - Google Patents
ガス発生装置組立体Info
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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
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
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Description
関する。より具体的には、本発明は、ガス発生装置をガ
ス冷却装置に接続する耐火材スロート通路を下向きに通
過する高温の生エフルエントガス流が漏れることを防止
するガスバリヤー・支持シエルフ組合体に関する。
石炭や石油コークスなどの固体炭素質燃料を、H2+COを
含むガス状混合物に変換するための処理として周知であ
る。実際の組成に応じて、ガス発生装置からのエフルエ
ントガス流は合成ガスや還元ガス、燃料ガスと呼ばれ
る。例えば、本願と譲受人が同一である米国特許第3,54
4,291号、同3,607,157号、同3,998,609号、同4,289,502
号が参考となり、それらの内容は本願明細書に参考のた
めに盛り込んである。
る垂直な筒状の鋼製かつ耐火材内張り付きの圧力容器内
で行われる。そのような容器は、例えば、本願と譲受人
が同じである米国特許第4,525,176号に記載されてお
り、その内容も参考のために本願明細書に盛り込んであ
る。高温の生エフルエントガス流は、ガス発生装置から
流出すると、冷却タンク内の水により冷却できるように
なつている。そのようなタンクは、本願と譲受人が同じ
である米国特許第4,605,423号に記載されている。一
方、高温の生処理ガス流は、放射型又は対流型の冷却装
置内のボイラー供給水と間接熱交換を行つて冷却され
る。そのような構造は、本件明細書に参考のために盛り
込んだ米国特許第4,377,132号及び同4,462,339号に記載
されている。すなわち、本発明の目的は、合成ガス発生
装置及び合成ガス冷却装置の組み合せ構造に、ガス発生
装置とガス冷却装置との間に位置する耐火材製スロート
通路を通過する高温生エフルエントガス流が漏れること
を防止するガスバリヤー・耐火材支持シエルフ組み合せ
構造を提供することにある。
質燃料の部分酸化を行つてH2+COを含むガス状混合物を
生成するようにした耐火材内張り付きの垂直筒状圧力容
器を備えた高温ガス発生装置と、該ガス発生装置の下側
に連結して同心に並び垂直筒状の鋼製圧力容器との組み
合せ構造を提供するものである。下側の圧力容器はガス
冷却装置と廃熱ボイラーとを収容しており、該ボイラー
は、ボイラー供給水との間接熱交換により、上記ガス発
生装置からの高温生エフルエントガス流を冷却する。
又、両容器を互いに接合するための連結手段と、垂直筒
状かつ環状の細長い形状に成形されて第1及び第2の容
器の間を同心に延びる耐火材スロートと、該耐火材スロ
ートを同心かつ同軸の位置関係で囲む垂直な鋼製の円筒
状ガスバリヤーも設けてある。ガスバリヤーはその下流
側端部に、同心かつ同軸状態で環状のフランジを含んで
おり、該フランジは一部分が内方へ延びて上記耐火材ス
ロートの底部を支持している。上記筒状ガスバリヤーを
上記第1容器に連結する手段と、上記筒状ガスバリヤー
の外側から上記容器の内側壁部までの間に環状の滞留領
域を設けるためのシール手段も設けてある。本発明によ
ると、筒状ガスバリヤーの軸方向及び(又は)半径方向
の膨張が異なつていてもよい。その場合でも、上記耐火
材スロートを通過した生エフルエントガス流は、実質的
には、上記環状滞留領域に全く漏れない。
る。
い鋼製高温圧力容器1には、内向きの下部内側ヘツド2
が設けてある。ヘツド2は、上記容器の中心縦軸に沿つ
て延びる底部出口通路3を含んでいる。上記容器1の上
部ヘツド4は、一般的な下向き排出型のガス化バーナー
(図示せず)を挿入するための同軸入口通路5を含んで
いる。容器1は外側シエルを形成しており、その内張り
である耐火材6の内側に、部分酸化ガス発生装置の反応
領域7が形成されている。発生装置は、合成ガスや還元
ガス、燃料ガスの生成に使用される。容器1のフランジ
状底部端部15は、垂直筒状かつ細長い形状の第2の鋼製
高温圧力容器8のフランジ状上側端部16に連結してい
る。容器8はガス冷却装置及び廃熱ボイラーの外側シエ
ルを形成している。一般的なボルトやクランプなどの連
結手段(図示せず)を使用して、上記第1容器のフラン
ジ状下側端部15が上記第2容器のフランジ状上側端部16
に連結され、各容器の中心縦軸に沿つて同軸上に並べら
れている。垂直筒状かつ環状の細長い耐熱耐火材スロー
トは耐火煉瓦17で形成されて、上記第1及び第2の容器
の間を同軸の位置関係で延びており、両者間を、上記反
応領域7から容器8内の上記放射ガス冷却装置へ下向き
に流れる高温生エフルエントガス流が自由に通過できる
ようになつている。同心かつ同軸関係にある垂直筒状の
鋼製ガスバリヤー18が上記耐火材スロート17の外周を囲
んでおり、これについては、「A」の部分を更に詳細に
説明する。
である。垂直筒状の圧力容器1は部分酸化反応領域の中
心底部出口通路3を含んでおり、ガス冷却装置兼廃熱ボ
イラー9の垂直筒状シエル8に対して、フランジ15,16
を互いに締め付けることにより接合されている。ガス冷
却装置兼廃熱ボイラー9は米国特許第4,377,132号に記
載されているような一般的な形式のものである。該特許
は、譲受人が本願と同じであり、参考のために本願明細
書に盛り込んである。ガス冷却装置9には、同軸耐火材
入口通路14と、環状水壁12及びその他の複数のガス冷却
管に連結する蒸気ドラム11とが含まれている。ボイラー
供給水は放射ボイラーの水壁管に導入される。水壁管の
内側では、水が蒸発して蒸気が発生し、それにより、ガ
ス冷却装置を下方へ流れる高温合成ガスから熱が除去さ
れる。ガス流に生じた凝固スラグは放射ボイラーの底部
で除去できる。水壁は複数の並行な水管で構成されてお
り、それらの管は、フインを備えているか、あるいは、
互いに接合されて垂直筒状表面(前記米国特許第4,377,
132号の図面の符号15,23参照)を形成するか、又は平坦
な環状壁部12を形成している。同軸垂直耐火材スロート
17は、耐火材内張りを施した底部出口通路3の底部か
ら、放射冷却装置9の入口に位置する耐火材スロート14
の底部13まで延びている。
心同軸環状フランジ20を含んでおり、該フランジ20は半
径方向内向きに延びる部分21と外向きに延びる部分22と
を備えている。該フランジの内向きに延びる部分21は、
上記垂直な栓状耐火材スロート17の底部を支持してい
る。
ている。支持手段の上端部は容器1に固定されている
が、下端部は熱膨張に応じて自由に移動できるようにな
つている。実施例の支持手段では、3角形の補強板26か
ら成る垂直脚部が容器1の内側表面に溶接されており、
板26の他方の脚部が半径方向かつ水平方向に突出してい
る。例えば、4個の補強板26を90度の間隔を隔てて設け
ることができる。垂直に延びる同心同軸リング27が板26
の垂直下側に配置されており、環状フランジ20の外向き
に延びる部分22に取り付けてある。端部連結部29,30を
備えた垂直なハンガーロツド28が各補強板26とリング27
との間に取り外し自在に連結されている。垂直に延びる
同軸リング23はリング27の近傍かつ半径方向外側に配置
されており、溶接などの適当な手段により、環状水壁12
に対して所定位置で固定されている。これに代えて、リ
ング23は、環状リング31に固定して所定位置に保持する
こともできる。環状リング31は水平かつ半径方向に延び
ており、容器8の内側壁部の内周に溶接されている。
心同軸環状金属板リング36の両縁部を、上向きに延びる
同心同軸リング27の内側表面及び上向きに延びる同心同
軸リング23の内側表面に取り付けることにより形成され
ている。上側の柔軟な継手ガスシール手段37が、柔軟な
U形同軸環状金属板リング38の両縁部を、筒状ガスバリ
ヤー18の上端近傍の外側表面と、垂直下向きに延びる同
心同軸リング39の内側表面とに固定して形成されてい
る。リング39は上向きに延びる垂直筒状ガスバリヤー18
の近傍かつ半径方向外側に配置されており、ガス発生装
置1の内向き底部ヘツド40の外側底部表面に溶接されて
いる。耐火材スロート17を通過する生エフルエントガス
流が、下部柔軟継手35や上部柔軟継手37を通過して滞留
環状領域41に実質的に入ることはない。領域41は、筒状
ガスバリヤー18の半径方向外側に位置し、ガス発生装置
1の下端部の内側表面及び容器8の上端部の内側表面の
内側に位置している。ガスバリヤー18の上端部と内向き
底部ヘツド40の底部表面との間の空間42と、環状フラン
ジ20の外周と垂直に延びる同心同軸リング23の内側表面
との間の空間43は、例えば華氏1700〜2800度の高温にお
いて、筒状ガスバリヤーの軸方向や半径方向の膨張に差
が生じることを許容できるだけの充分な幅に設定されて
いる。
が、ガス発生装置1の内側下部ヘツド2の底部にハンガ
ーロツド28の上端部を例えば溶接により取り付けること
により構成される。従つて、補強板26は省略される。こ
の第2実施例の支持手段のその他の特徴は、前述の支持
手段の特徴と同じである。但し、前述の補強板型支持手
段は、ガス発生装置の下部内側ヘツド40に対する総合的
荷重を低下させるので、この点で好ましい。
ある。このようにすると、スロートを含むガス発生装置
耐火材構造部全体を耐火煉瓦で形成でき、又、ガス冷却
装置へガス発生装置を取り付ける前に、予め部分的に加
熱することが可能となり得る。従つて、ユニツトの休止
時間を最小にできる。
施例は説明のためであり、本発明を如何なる意味におい
ても限定するものではない。
ト通路用支持部とを備え、ガス冷却装置と同心に並ぶガ
ス発生装置を示す本発明実施例の断面略図、第2図は、
スロート構造部とガスバリヤー兼耐火材スロート通路用
支持部を示す第1図の「A」部分の詳細を示す拡大断面
図である。 1……圧力容器、3……出口通路、5……入口通路、7
……反応領域、8……圧力容器、9……廃熱ボイラー、
15,16……端部、17……耐火材スロート、18……ガスバ
リヤー、26……補強板、27……フランジ、28……ハンガ
ーロツド、29,30……連結部、35……シール手段、36…
…リング、41……滞留領域。
Claims (1)
- 【請求項1】第1の垂直方向に細長い鋼製の高温耐圧容
器(1)が、該容器の中心縦軸に沿う底部出口通路
(3)と、下向き放出型バーナーを挿入するための上部
同軸入口通路(5)とを備え、上記第1容器が合成ガス
又は還元ガス、燃料ガスを製造するための部分酸化ガス
発生装置の耐火材内張り反応領域(7)の外側シエルで
あり; 第2の垂直方向に細長い鋼製の高温耐圧容器(8)が、
上記反応領域(7)からの高温生エフルエントガス流を
冷却するためのガス冷却装置(9)の外側シエルであ
り; 上記第1容器(1)の下端部を上記第2容器(8)の上
端部に連結して各容器の中心縦軸に沿つて垂直方向同軸
上に並べるための連結手段(15,16)が設けてあり;垂
直で環状の細長い耐火材スロート(17)が上記第1及び
第2の容器(1,8)と同軸上に配置されて両者間を延び
ており、それにより、上記反応領域(7)から上記ガス
冷却装置(9)への高温生エフルエントガス流を自由に
流通させるガス発生装置組立体において; 上記耐火材スロート(17)の外周をその全長にわたつて
囲む同軸垂直金属ガスバリヤー(18)が設けてあり、該
ガスバリヤーが、内側及び外側部分(21,22)を備えた
水平環状底部フランジ(20)を含んでおり、該内側部分
が上記耐火材スロート(17)を支持するためのシエルフ
として作用し; 上記ガスバリヤー(18)を上記第1容器(1)へ連結す
る手段(26〜30)が設けてあり; 上記ガスバリヤー(18)と、該ガスバリヤー(18)の半
径方向外側に配置された環状補強領域(41)との間に柔
軟な頂部及び底部継手シール手段(35,37)が配置さ
れ; 上記耐火材スロート(17)を通過する生エフルエントガ
ス流が上記補強環状領域(41)へ実質的に全く漏れない
ようにしたことを特徴とするガス発生装置組立体。
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