JP3376619B2 - Gasifier - Google Patents
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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、石炭をガス化するガス
化炉の下部に冷却部を有するガス化装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】石炭をガス化する装置としては、構造が
簡単で、炭種の適用範囲が広く、負荷変動特性がよく、
灰分の取扱いが容易な噴流床式のガス化炉を備えたガス
化装置が知られている。
【０００３】このガス化装置は、ガス化炉の頂部から石
炭を例えば石炭含有水スラリとして酸素又は空気と共に
高温（約1300〜1600℃）高圧の炉内に噴射してガス化
し、これをガス化の際に発生した溶融状態の灰分と共に
炉下部に設置された冷却部に導き、その内壁である水冷
管等と熱交換させて例えば約 700〜900 ℃に冷却するも
のである。冷却部で冷却された石炭ガス化ガスは、さら
に熱交換器で冷却され、脱硫、脱じん処理されて精製
後、ガスタービンの燃料等に利用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のガス
化装置では、ガス化炉の下部に冷却部を設置して石炭ガ
ス化ガスを例えば約 700〜900 ℃まで冷却して他の系で
の取り扱いが比較的容易になるようにするが、冷却部は
その内壁である水冷管等によりガスの冷却を行うように
形成されるため、冷却部の高さが石炭の処理量に比例し
て高くなる。その結果、冷却部の上下にガス化炉や灰処
理装置がそれぞれ配置されるので、ガス化を行うための
装置全体はさらに高くなる。
【０００５】そこで、本発明は、このような事情を考慮
してなされたものであり、その目的は、装置の高さを低
くできるガス化装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、石炭をガス化するガス化炉の下部に、石
炭ガス化ガスを水冷管で冷却する冷却部を設置したガス
化装置において、圧力容器内に、周方向に複数のガス化
炉を配置し、その圧力容器内の下部に水冷管の内壁によ
り円柱状に区画形成した冷却部を収容し、その冷却部内
に、内部空間を上記複数のガス化炉に対応して周方向に
複数分割する水冷管壁を配設したものである。
【０００７】
【作用】ガス化炉を周方向に複数配置し、冷却部内の空
間をそのガス化炉に対応して周方向に複数に分割する水
冷管壁を配設することで、冷却をその水冷管壁でも行
え、しかも両面収熱となるので、冷却部の高さを低くす
ることができる。従ってガス化装置全体の高さを低くす
ることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
【０００９】図１において、１はガス化装置を示し、こ
のガス化装置１は、石炭を高温（約1300〜1600℃）高圧
（約20〜40kg／cm2 ）下で酸素又は空気等によりガス化
するガス化炉２と、そのガス化炉２の下部に設置され、
石炭ガス化ガス及びガス化の際に発生した溶融状態の灰
分を冷却する冷却部３とから主になっている。
【００１０】ガス化炉２は、直立型の筒体状で約20〜40
kg／cm2 の圧力に耐え得る圧力容器４の上部に収納さ
れ、炉２内が酸化クロム系等の耐火材５によって上部と
下部とがそれぞれ縮径された円柱状に区画形成される。
その耐火材の内側には、図示しないが断熱材が内張され
て容器４への伝熱が低減される。この化炉２は、図１及
び図２に示すように、圧力容器４内にその周方向に所定
間隔を隔てて図示例では３つ設けられている。これらガ
ス化炉２は、通常の構造の場合に比べてより小形のもの
となる。各ガス化炉２の上部には、それぞれ石炭含有水
スラリを酸素又は空気と共に炉２内に噴射するための石
炭ガス化バーナ６が設けられている。
【００１１】圧力容器４内の下部（ガス化炉２の下部）
には、冷却部３が収納され、この冷却部３内は、水冷管
７の内壁により円柱状に区画形成される。冷却部３の下
部には、流下する灰分の水冷固化を行う水が溜められる
水貯留部８が設けられている。また、圧力容器４の下方
には、水貯留部８からの石炭ガス化ガスを排出するガス
排出口９が設けられていると共に、その底部には、水冷
固化された灰分（スラグ）を排出するスラグ排出口１０
が設けられている。さらに、冷却部３内には、図１及び
図３に示すように、３つの板状の水冷管壁１１が軸から
120°間隔に放射状にその高さ方向に沿って配設され、
その内部空間が周方向に３つに分割される。具体的には
水冷管壁１１は、冷却部３の上方の３つのガス化炉２の
下部の縮径部（スロート部）２ａ間にそれぞれ配置さ
れ、スロート部２ａの下方に３つに分割された冷却部３
がそれぞれ位置されるようになっている。その水冷管壁
１１と上記内壁である水冷管７は、圧力容器４内に吊り
下げ支持され、冷却部３内の上部と下方に配置されてい
るヘッダ１２に接続されて、水が供給されるようになっ
ている。
【００１２】次に本実施例の作用を説明する。
【００１３】各石炭ガス化バーナ６から石炭含有水スラ
リが酸素又は空気と共に高温（約1300〜1600℃）高圧
（約20〜40kg／cm2 ）下の３つのガス化炉２内に噴射さ
れて石炭がガス化される。これにより生成した石炭ガス
化ガスは、炉２内壁を流下する溶融状態の灰分と共にス
ロート部２ａから冷却部３に導かれ、そこで水冷管７と
熱交換して例えば約 700〜900 ℃に冷却される。そし
て、ガス排出口９から排出され、冷却及び精製処理され
た後、ガスタービンの燃料などに利用される。
【００１４】その冷却部３内の空間が水冷管壁１１によ
って３つに分割されているため、石炭ガス化ガス及び灰
分が冷却部３内を流下する際、その水冷管壁１１でもガ
ス等の熱が収熱され、しかも両面収熱となるので、冷却
部３を小形化することができ、冷却部３の高さを低くで
きる。また、圧力容器４内の上部にガス化炉２を３つ設
けることにより、圧力容器４の上部の径は大きくなる
が、ガス化炉２の高さを低くできる。例えば、石炭の処
理量が2000ｔ／ｄのガス化装置に上述の実施例（ガス化
炉を３つにして、冷却部を３分割する例）を適用した場
合、炉内径ｒ (4.1m) 、高さｈ(12.3m) のガス化炉は、
３円（ガス化炉）の包絡円の直径が 1.5ｒ（１つのガス
化炉の内径は 0.7ｒ）、高さが 0.7ｈのガス化炉とする
ことができ、ガス化炉の高さを低くできる。また、内径
Ｒ (8.0m) 、高さＨ(40m) の冷却部内を、３分割するこ
とでその高さを 0.5Ｈにすることができる。尚、冷却部
の高さを低くすることの変わりに、径を小さくすること
もでき、その場合、内径は 0.5Ｒになる。
【００１５】従って、冷却部３及びガス化炉２の小形化
を図れ、装置１の高さを低くできると共に、装置の配置
スペースを縮小することができる。
【００１６】また、１本の石炭ガス化バーナ６の負荷を
50％まで容易におとせるため、圧力容器４内に複数（本
実施例では３つ）のガス化炉２を収納することで、、部
分負荷運転を行いやすい。すなわち、ガス化炉（バー
ナ）が１つの場合は、50％より負荷をさげることは難し
いが、ガス化炉２が３つあると、約17％までの部分負荷
までなら３つのバーナ６の操作により簡単に部分負荷運
転を行える。よって、バーナ６の点・消火により部分負
荷がとりやすくなる。
【００１７】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ガス化炉
を周方向に複数配置し、冷却部内の空間をそのガス化炉
に対応して周方向に複数に分割する水冷管壁を配設する
ことで、冷却をその水冷管壁でも行え、しかも両面収熱
となるので、冷却部の高さを低くすることができる。従
ってガス化装置全体の高さを低くすることができるとい
う優れた効果を発揮する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gasifier having a cooling section below a gasifier for gasifying coal. [0002] As an apparatus for gasifying coal, a simple structure, a wide range of application of coal types, good load fluctuation characteristics,
2. Description of the Related Art A gasifier equipped with a spouted bed type gasifier that can easily handle ash is known. In this gasifier, coal is injected from the top of a gasification furnace into a high-temperature (about 1300 to 1600 ° C.) high-pressure furnace together with oxygen or air as a coal-containing water slurry, for example, to gasify it. Along with the molten ash generated at the time of this process, the ash is guided to a cooling unit provided at the lower part of the furnace, and is cooled to, for example, about 700 to 900 ° C. by exchanging heat with a water cooling pipe or the like as an inner wall thereof. The coal gasified gas cooled in the cooling section is further cooled in a heat exchanger, subjected to desulfurization and dedusting treatment, purified, and then used as a fuel for a gas turbine. [0004] Incidentally, in the above-mentioned gasification apparatus, a cooling unit is provided at the lower part of the gasification furnace to cool the coal gasification gas to, for example, about 700 to 900 ° C, and to cool other gasification gas. Although the system is relatively easy to handle, the cooling unit is formed so as to cool the gas by means of a water-cooled tube, which is the inner wall, so the height of the cooling unit is proportional to the amount of coal processed. And get higher. As a result, the gasification furnace and the ash treatment device are respectively disposed above and below the cooling unit, so that the entire apparatus for performing gasification is further increased. Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a gasification apparatus capable of reducing the height of the apparatus. In order to achieve the above object, the present invention provides a cooling unit for cooling a coal gasification gas with a water cooling tube below a gasification furnace for gasifying coal. Multiple gasifiers in the pressure vessel in the circumferential direction
A furnace is placed, and the lower part of the pressure vessel is
The cooling section, which is formed into a cylindrical shape, is housed inside the cooling section.
In addition, the inner space is circumferentially
A water-cooled pipe wall divided into a plurality is provided. [0007] A plurality of gasification furnaces are arranged in the circumferential direction, and the space inside the cooling unit is emptied.
Water that is divided into multiple parts in the circumferential direction corresponding to the gasifier
By disposing the cooling tube wall, cooling can be performed on the water cooling tube wall , and heat is collected on both sides, so that the height of the cooling unit can be reduced. Therefore, the height of the entire gasifier can be reduced. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a gasifier. This gasifier 1 converts coal at a high temperature (about 1300 to 1600 ° C.) under a high pressure (about 20 to 40 kg / cm 2 ) with oxygen or air. Gasification furnace 2 to be gasified, and installed under the gasification furnace 2,
The cooling unit 3 mainly cools the coal gasified gas and the ash in the molten state generated during gasification. The gasifier 2 is an upright cylindrical body having a size of about 20 to 40.
The furnace 2 is housed in an upper portion of a pressure vessel 4 capable of withstanding a pressure of kg / cm 2 , and the inside of the furnace 2 is formed by a refractory material 5 such as a chromium oxide-based material into a column shape in which the upper and lower portions are each reduced in diameter.
Although not shown, a heat insulating material is lined inside the refractory material to reduce heat transfer to the container 4. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, three furnaces 2 are provided in a pressure vessel 4 at predetermined intervals in a circumferential direction thereof in the illustrated example. These gasification furnaces 2 are smaller than those of a normal structure. A coal gasification burner 6 for injecting the coal-containing water slurry into the furnace 2 together with oxygen or air is provided at an upper portion of each gasification furnace 2. Lower part in pressure vessel 4 (lower part of gasifier 2)
The cooling unit 3 is housed in the cooling unit 3, and the inside of the cooling unit 3 is defined by an inner wall of a water cooling tube 7 in a columnar shape. A water storage unit 8 is provided below the cooling unit 3 to store water for cooling and solidifying the ash flowing down. Further, a gas outlet 9 for discharging coal gasification gas from the water storage unit 8 is provided below the pressure vessel 4, and a water-cooled ash (slag) is discharged to the bottom of the gas outlet 9. Slag outlet 10
Is provided. Further, in the cooling section 3, as shown in FIGS. 1 and 3, three plate-like water cooling tube walls 11 are arranged from the axis.
Radially arranged along its height at 120 ° intervals,
The internal space is divided into three in the circumferential direction. Specifically, the water-cooled tube wall 11 is disposed between the reduced diameter portions (throat portions) 2a below the three gasification furnaces 2 above the cooling portion 3, and is divided into three below the throat portion 2a. Cooling unit 3
Are located respectively. The water-cooled tube wall 11 and the water-cooled tube 7 as the inner wall are suspended and supported in the pressure vessel 4 and connected to a header 12 disposed above and below the cooling unit 3 to supply water. It has become. Next, the operation of this embodiment will be described. A coal-containing water slurry is injected from each coal gasification burner 6 together with oxygen or air into three gasification furnaces 2 under high temperature (about 1300 to 1600 ° C.) and high pressure (about 20 to 40 kg / cm 2 ). Coal is gasified. The coal gasification gas thus generated is guided from the throat section 2a to the cooling section 3 together with the ash in the molten state flowing down the inner wall of the furnace 2, where it exchanges heat with the water cooling pipe 7 and is cooled to, for example, about 700 to 900 ° C. You. After being discharged from the gas discharge port 9 and subjected to cooling and refining processing, it is used as fuel for a gas turbine or the like. Since the space in the cooling unit 3 is divided into three by the water cooling tube wall 11, when the coal gasification gas and the ash flow down in the cooling unit 3, the water cooling tube wall 11 also removes gas and the like. Since the heat is collected and the heat is collected on both sides, the size of the cooling unit 3 can be reduced, and the height of the cooling unit 3 can be reduced. In addition, by providing three gasification furnaces 2 in the upper part of the pressure vessel 4, the diameter of the upper part of the pressure vessel 4 is increased, but the height of the gasification furnace 2 can be reduced. For example, when the above-described embodiment (an example in which three gasification furnaces are used and the cooling unit is divided into three) is applied to a gasifier having a coal throughput of 2000 t / d, the furnace inner diameter r (4.1 m) A gasifier with a height h (12.3m)
The diameter of the envelope circle of 3 yen (gasifier) is 1.5r (the inner diameter of one gasifier is 0.7r), and the height can be 0.7h. Can be lowered. Further, by dividing the inside of the cooling unit having the inner diameter R (8.0 m) and the height H (40 m) into three, the height can be reduced to 0.5 H. Instead of lowering the height of the cooling section, the diameter can be reduced, in which case the inner diameter is 0.5R. Therefore, the size of the cooling unit 3 and the gasification furnace 2 can be reduced, the height of the apparatus 1 can be reduced, and the space for disposing the apparatus can be reduced. The load of one coal gasification burner 6 is reduced.
In order to easily reduce the pressure to 50%, storing a plurality of (three in this embodiment) gasification furnaces 2 in the pressure vessel 4 facilitates the partial load operation. In other words, it is difficult to reduce the load by more than 50% when there is one gasifier (burner), but when there are three gasifiers 2, the operation of three burners 6 is possible up to a partial load of about 17%. Thus, partial load operation can be easily performed. Therefore, it becomes easy to take a partial load due to the point of fire of the burner 6 and the fire extinguishing. In summary, according to the present invention, the gasification furnace
Are arranged in the circumferential direction, and the space inside the cooling section is
Water-cooled pipe wall divided into multiple parts in the circumferential direction corresponding to
Thus, cooling can be performed on the wall of the water-cooled tube , and heat is collected on both sides, so that the height of the cooling section can be reduced. Therefore, an excellent effect that the height of the entire gasifier can be reduced is exhibited.
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例を示す側断面図である。 【図２】図１中のＡ−Ａ線矢視断面図である。 【図３】図１中のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 【符号の説明】 ２ ガス化炉 ３ 冷却部 １１ 水冷管壁[Brief description of the drawings] FIG. 1 is a side sectional view showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. 1; [Explanation of symbols] 2 Gasifier 3 Cooling unit 11 Water cooling tube wall
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 馬場有政他６名著，石炭化学工業，産 業図書株式会社，1960年 ８月15日，第 192−194頁 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C10J 3/46 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References Arimasa Baba and 6 other authors, Coal Chemical Industry, Industrial Books Co., Ltd., August 15, 1960, pp. 192-194 (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C10J 3/46
Claims (1)
炭ガス化ガスを水冷管で冷却する冷却部を設置したガス
化装置において、圧力容器内に、周方向に複数のガス化
炉を配置し、その圧力容器内の下部に水冷管の内壁によ
り円柱状に区画形成した冷却部を収容し、その冷却部内
に、内部空間を上記複数のガス化炉に対応して周方向に
複数分割する水冷管壁を配設したことを特徴とするガス
化装置。(57) [Claims 1] In a gasifier in which a cooling unit for cooling coal gasification gas with a water cooling pipe is installed at a lower part of a gasification furnace for gasifying coal, a pressure vessel is provided. Multiple circumferential gasification
A furnace is placed, and the lower part of the pressure vessel is
The cooling section, which is formed into a cylindrical shape, is housed inside the cooling section.
In addition, the inner space is circumferentially
A gasifier comprising a plurality of divided water cooling pipe walls .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02130493A JP3376619B2 (en) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | Gasifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02130493A JP3376619B2 (en) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | Gasifier |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06234983A JPH06234983A (en) | 1994-08-23 |
| JP3376619B2 true JP3376619B2 (en) | 2003-02-10 |
Family
ID=12051414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02130493A Expired - Fee Related JP3376619B2 (en) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | Gasifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3376619B2 (en) |
-
1993
- 1993-02-09 JP JP02130493A patent/JP3376619B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 馬場有政他６名著，石炭化学工業，産業図書株式会社，１９６０年 ８月１５日，第１９２−１９４頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06234983A (en) | 1994-08-23 |
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