JPH01308493A - ガス化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、少くとも１種類の使用できる合成ガスで構成
された高温の流出物ｉを製造するために炭素質燃料混合
物を高温度でガス化するガス化装置に関するものである
。

炭素質燃料混合物の燃焼による使用できる合成ガスの製
造においては、高温および高圧の条件の下での製造が最
も効果的である。たとえば、粒状−石炭、コークスまた
は石油のような炭素質燃料からガスを製造するために約
１０９０〜１６５０℃（約２０００〜３０００下）の好
適な運転温度範囲が約５〜２５０気圧の圧力において維
持される。そのような製造方法において経験される、お
よびとくに、遭遇する広い温度変化における、厳しい運
転条件のためにガス化装置すなわち反応装置およびそれ
に関連する装置の多くの部分に大きな歪を生じさせる。

本発明はガス化装置の構造、とくに冷却環および浸漬管
装置の構造を改良しようとするものである。冷却環と浸
漬管は、それらの機能のために、製造された高温のガス
すなわち流出物流が反応室から出るにつれて接触するこ
とにより、ガス化装置の最も厳しい温度条件にさらされ
る。

〔従来の技術〕 米国特許第４，２１８，４２３号明細書には、現在の構
造を使用することにより改良できる冷却環および浸漬管
の一例が示されている。米国特許第４　、４４４　、７
２６号明細書には、反応容器のための浸漬管および冷却
環が示されている。後者においては、ガス化装置の冷却
装置の一部が熱絶縁されているが、高温の流出ガスと冷
却環が良く接触することによって生ずることがある有害
な効果を無くし、ま之はできるだけ小さくする効果的な
手段は設けられていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

ガス化装置内の高温の条件によりひき起される諸問題の
中に、冷却水を流す冷却環中にしばしば起る熱歪みの問
題かある。それらの熱歪は、冷却環が高温の流出物に非
常に接近している結果として現われるものである。その
位置は冷却を必要とする位置である。通常起る問題は、
冷却環のうち温度の急変が起る部分に主として生ずるひ
び割れ、および亀裂の形で現われる。後者においては、
物理的な歪みと熱歪みが拡大されて、最終的には液状冷
却剤の望ましくない洩れが生ずる結果となる。

本発明の目的は、内部水循環装置を構成する冷却環によ
り浸漬管がぬらされる、使用可能な合成ガスを製造する
改良したガス化装置を得ることである。

本発明の別の目的は、ガス化工程により発生された高温
の流出物流にさらされることが内部水循環通路により保
護されるガス化装置の液体を通す冷却環を得ることであ
る。

、本発明の更に別の目的は、冷却環の金属構造体部分に
熱によりひき起される歪みを減少させる、効率の高い内
部冷却装ｆｉｔ−構成する種類の冷却環を得ることであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記のような種類のガス化装置におけるそれらの欠点を
解消するために、本発明は、内部水循環通路を有するガ
ス化装置冷却環を提供するものである。その内部水循環
通路は、本発明の一実施例においては、冷却環体の内側
から延長し、外部カバー板すなわち外部閉鎖板により囲
まれて水分配環すなわち水分配マニホルドを形成する付
属物により形成される。冷却剤を通す通路は、外部表面
が高温の流出物流にさらされる分配環の内部壁全体を覆
い、かつ冷却剤で充された状態に保たれる。

その冷却剤通路は冷却水を速い流れで通す。その冷却水
は浸漬管の案内面に対して放出される。こうすることに
より、ガス化装置の反応室と液体浴の間の流出物流の流
れが容易にされる。

し九がって、本発明は、残っているスラグと、少くとも
ＩＢ類の有用な合成ガスとを含む高温の流出物を製造す
るために炭素質燃料混合物をガス化する反応装置を提供
するものでおる。この反応装置は燃料混合物をガス化す
る反応室を含む。その反応室の床は液化されたスラグを
流出させることができるような形にされる。

水の浴を保持する冷却室が、高温の流出物を受けて、そ
の物量物を冷却するために、反応室の下側部分く位置さ
せられる。反応室を冷却室に通じさせるのど部が流出物
の流れを浸漬管の中へ向ける。その浸漬管は、流出物を
水の浴内へ導く案内通路を通常のようにして形成する。

ガス化装置内部の環状冷却環が分配環を含む。

冷却水の流れを浸漬管の案内面へ向けるために、その分
配環は浸漬管の上方に位置させられる。

冷却環は、加圧水源へ通じさせられる室またはマニホル
ドを形成するボデーを含む。そのマニホルドは隣接して
位置させられている分配環に通じる。その分配環は水を
環状冷却剤通路を通じて受け、循環させる。環状冷却剤
通路が狭くされているためにその冷却剤通路を水が速く
流れるために、高温の流出物にさらされる冷却環の外部
壁を安定にし、冷却する。

それから、循環水は、高温の流出物流に接触している浸
漬管の案内面に対して分配させられる。

簡単にいえば、前記鎖目的を達成するために、固体状、
液体状または気体状の炭素質燃料混合物をガス化するた
めのガス化装置すなわち反応容器が設けられる。部分酸
化によるガス化法により、少くとも１種類の有用な合成
ガスと、燃料が石炭またはコークスのような固体である
場合に通常は粒子状の灰の形である残留物質とを含む高
温の流出物流を生ずる。ガス化装置は、製造された合成
ガスを含む高温の流出物の下降する流れを形成するため
に位置させられている、壁が厚く、直立している鋼製の
殻の内部に納められる。

その殻の内部の反応室は燃料混合物の加圧された流れを
燃料噴射燃焼器を通じて受ける。その燃料噴射燃焼器は
炭素質燃料源と、燃焼可能な混合物を構成するための酸
素または空気のようなガス化支持媒質源へ通じさせられ
る。

反応室の内部で発生されたガス化製品すなわち高温の流
出物は、液体保持冷却室の内部で冷却される反応室の床
を通って放出させられる。

反応室を出る高温の流出物が流れることを容易にする次
めに、液体浴中へ高温の流れを案内する浸漬管が位置さ
せられる。全体として直立の位置に向けられている浸漬
管が、水流を浸漬管の露出させられている案内面または
流出物接触壁に沿って導く液体導通冷却環により支持さ
れる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を絆しく説明する。

まず、第１図を参照して、本発明が関連するガス化装置
すなわち反応装置の容器ＩＱが細長い鋼製の殻１１を有
する。このガス化装置は直立位置で通常運転させられて
、製造された物質の下降流を形成する。殻１１の上端部
に、約１０９０−１６５０℃（約２０００〜３０００？
）の予測される高い運転温度に耐える反応室１２が設け
られる。反応室１２には多層内壁１３が内張すされる。

その多層内壁は適当な耐火材料で構成することが好まし
い。

炭素質燃料混合物源１６から粒状石炭または粒状コーク
スのような炭素質燃料混合物を反応室１２の内部に噴射
するための燃焼器１４が殻１１の上部壁すなわち屋根に
、取外すことができるようにして設けられる。ある量の
ガス化支持媒質が、燃料混合物の一部として燃焼器１４
の内部に同時に供給される。

本発明は、固体状、液体状または気体状の各種の炭素質
燃料を燃焼するガス化装置にも等しく応用できる。この
実施例を説明するために、燃焼器１４はコークス源１６
へ通じさせられていると仮定する。この場合にはコーク
スを予め粉砕し、十分な量の水を加えることにより希望
の密度のスラリを形成することが好ましい。酸化源１７
における加圧ガスは通常は酸素、空気ま九は両者の混合
物である。

反応室１２の下端部は下方へ傾斜している耐火材料製の
床１８により形成される。この構造により高温ガス、と
くに液化された流出物を反応室１２か′ら良く放出させ
ることができる。

殻１１の下端部は冷却室１９を囲む。その冷却室の中に
ガス化生成物が送りこまれる。この冷却室の内部におい
て固体生成物と気体生成物が接触して液体浴２１の中に
注入される。その液体浴は水で構成することが最も便利
である。そこで冷却されたガスは冷却室２１から出て分
離領域２６の中に入９、この分離領域から管２２を通っ
てガス化装置から外部へ出る。そうするとその冷却され
たガスは下流側の装置において処理し、使用可能な態様
にできる。流出物中の固体成分すなわちスラグ成分社液
体浴２１の内部で沈殿し、放出口２３を通ってロックホ
ッパー２４の内部に放出される。

反応室１２と冷却室１９は、反応室の床１８内に形成さ
れている制限されたのど部２７を介して通じさせられる
。高温の流出物が反応室１２から出た時に浴２１中の液
体に効率的に接触させるために、冷却室１９には前記し
たように浸漬管２９が設けられる。その浸漬管は上側縁
部３１を含む。

その上端部は制限されているのど部２７の下流側に位置
させられる。浸漬管２９は冷却剤浴２１に終端する下側
縁部３２も含む。

次に第２図を参照する。制限されているのど部２１は案
内通路を形成する。その案内通路を高温、高圧の流出物
が最初に通る。スラグおよび生成されたガスの冷却は、
ガスを容易に取扱うことができるようにするために、浸
漬管１９（第１図）の中に浸すことによシ行われる。し
かし、高温の流出物がのど部２７の下流側を離れるにつ
れて外方へ膨張し、水分配環として機能する冷却環３３
の壁の露出している外面によシ導かれる。

機能的には、浸漬管２９の内壁は、のど部２７を高速の
流れで離れる気体状成分と固体状成分を含み、下方へ流
れる高温の流出物のための円筒形の案内面を形成する。

流出物の流れを容易にするために、円筒形浸漬管２９の
内壁または案内面は、加圧された水の１本または複数本
の流れをその案内面にぶつけることによシ、その案内面
がぬらされる。

冷却環３３の一実施例においては、冷却環３３は金属製
の環体３４によシ構成される。その環体は一連のボルト
３６により燃焼室１２の下側支持床１５によシ固定され
る。反応室の床１Ｂが、図示のように、冷却環の少くと
も一部の上に張出して、高温ガスがその部分に直接当る
ことを阻止するのに十分な距離だけ内側へ延長する。

前記環体３４は、冷却水を送るための内部環状マニホル
ドすなわち内部環状室３Ｔを形成するための形にされる
。その環体３４の下側に板３８が設けられる。その板は
取除くことができ、または所定の場所に溶接でき、かつ
少くとも１つのライザー３９を受けることができる。板
３８は複数のライザーを受けることが好ましい。第１図
に示すように、ライザー３９は導管４２を介して加圧水
源４１へ通じさせられる。

環体３４の内壁または中間壁４３に周縁取付はハブが設
けられる。その周縁取付はハブへは円筒形浸漬管２９の
上端部３１が支持可能に固定される。前記中間壁４３の
外面に沿って、全体として水平なネック４４で構成され
ている環状付属物が更に設けられる。直立リム４６がそ
のネック４４から延びて環状の冷却剤循環通路４７を形
成する。

それによシその通路４７は、冷却環の露出している壁の
全接触面４９を覆い、冷却する。

環体３４の露出している外面５１から流出物案内パネル
すなわち案内カバー４８を垂下する。そのカバー４８の
内面４９は前記付属物４４〜４６から隔てられて狭い、
すなわち、制限された環状冷却剤循環通路４７を形成す
る。

流出物案内パネル４８の露出面５１に接触する高温の流
出物が容易に流れるようにし、かつ急速な下降流に対す
る妨害を最少限に抑えるために、その露出面５１は適切
にわん曲させられる。一実施例においては、露出面５１
は流出物案内流の上側部分を形成する。前記露出面の下
側の全体として円形の部分が浸漬管に接触するように流
出物の下方への流れを案内する。図示のように、流出物
流が流れることを容易にするために、露出面５１は弧状
すなわち半円形とすることができる。

狭い冷却剤循環通路４７の下側に出口貯蔵部すなわち拡
張された貯蔵部５２が設けられる。そ、の出口貯蔵部の
中に冷却水が注入させられてから、１つｔ＆は複数の放
出口５３を通って冷却剤循環通路を出る。本発明の好適
な実施例においては、放出口５３は、パネル４８の下方
へ延びる縁部５４と浸漬管の表面の向き合う部分の間に
形成された狭い通路を含む。狭くされた放出口５３を維
持するために、放出口５３がある時間は閉じないように
してスペーサを位置させることができる。

第２図および第３図を参照して、冷却剤を流すマニホル
ド３７からの冷却水を制限されている冷却剤循環通路４
７へ流すために、中間壁４３に１本または複数本の交差
通路５６が形成される。それらの交差通路５６は環状マ
ニホルド３Ｔの上側部分から冷却剤循環通路４Ｔの上側
部分内へ延長することが好ましい。一連の交差通路５６
は中間壁４３の縁部の周囲に等間隔で配置することが好
ましい。それらの交差通路は、冷却剤循環通路４７の壁
にほぼ垂直にその冷却剤循環通路４１の中に入れること
により、その流れが放出口５３まで下降する前に速い渦
巻き作用を起させる一連の流れを生じさせるように構成
することが一層好ましい。

マニホルド３７から放出口５３への冷却水の流れのこの
ような構成にはいくつかの利点がある。

まず、交差通路５６をそのように配置することにより、
冷却剤循環通路４１の内部には水が常に一杯となる。そ
の結果、およびその−杯の冷却水の循環流のために、冷
却水はリム４６をあふれ、カバー４８に接触する。また
、より一様で、効率的な冷却作用により、露出面５１は
同様に冷却される。その全体的な効果として、露出面５
１またはカバー４８のどの部分にも応力による亀裂が生
ずることが無くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガス化装置の垂直断面図、第２図は第
１図に示されている内部に通路を設けられた冷却環の一
部の部分断面拡大斜視図、第３図は第２図の３−３線に
沿う部分拡大断面図である。 １０争・自・ガス化装置、１１・争・９殻、１２・−・
・反応室、１３・・―・多層内壁、１４・・・・燃焼器
、１８・・・・耐火床、１９・書・φ冷却室、２１・・
＋１１＋浴、２３，５３・・拳・放出口、２７・・・・
のど部、２９・・・・浸漬管、３３・・・・冷却環、３
４・・・・環体、３７・・・・マニホル）’、３８・・
・・板、３９・Φ・・ライザー、４Ｔ−−・・冷却剤循
環通路、４８ｍ＠＠ａカバー、４９１１１１　＃　ＩＩ
接触面、５１＃−・・露出面、５６・・−・交差通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 上昇させられた温度および上昇させられた圧力において
   炭素質燃料混合物が内部において少くとも部分的に反応
   させられるような反応室（１２）を有する殼（１１）と
   、少くとも１種類の使用できる合成ガスで構成された高
   温の流出物流を冷却する液体浴（２１）を保持する前記
   殼（１１）内の冷却室（１９）と、それぞれ反応室（１
   ２）と冷却室（１９）を通じさせるのど部（２７）を形
   成する手段とを備え、前記流出物流を製造するために炭
   素質燃料混合物を高温度でガス化するガス化装置におい
   て、前記高温の流出物流を前記浴へ向つて導くために流
   出物流案内通路を形成する接触面を有し、前記のど部（
   ２７）を形成する前記手段に隣接して位置させられた細
   長い浸漬管（２９）と、前記のど部（２７）の下流側に
   位置させられた冷却環（３３）と、を備え、この冷却環
   は、それから付属物（４４、４６）が前記流出物流案内
   通路へ向かう向きに外方へ延びるような内側壁（４３）
   を有する環状の液体導通マニホルド（３７）を形成する
   手段を含む環状体（３４）と、この環状体（３４）から
   垂れ下り、前記付属物（４４、４６）から隔てられて前
   記付属物との間に制限された環状液体循環通路（４７）
   を形成する液体分配環（４８）と、前記液体循環通路（
   ４７）を前記液体導通マニホルド（３７）へ通じさせる
   交差通路手段（５６）と、液状冷却剤の流れを導くため
   に前記浸漬管接触面に整列させられた少くとも１つの放
   出ポート（５３）を前記液体分配環（４８）の内部に形
   成する手段とを備えることを特徴とするガス化装置。