JPH0238904Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、改良バーナを有するガス化炉に係
り、特に石炭等のガス化炉内の壁を構成する耐火
材の焼損を防止するに好適な燃料吹き込みノズル
を有するガス化炉に関するものである。

（従来の技術） 石炭、重質油等のガス化炉においては、一般に
炉内温度が高い程ガス化効率を高く出来るが、反
面、炉内温度が高いと炉内壁の焼損もそれだけ激
しくなりプラントとしての信頼性も低くなる。

この問題に対し燃料吹き込みノズルの配管を工
夫し、火炎が直接炉壁に接触しないようにする、
炉壁を水冷する、または耐熱性の高い耐火材を使
用する、等の方法により対処しているが、いずれ
の方法も充分ではない。

以下、旋回式噴流層石炭ガス化炉において従来
技術による燃料吹き込みノズルを用いた時の問題
点を説明する。

第５図および第６図は、本考案が適用される代
表的な噴流層方式石炭ガス化炉の断面図およびそ
の−線から見た矢視図である。図において、
石炭は石炭供給管８から、また酸化剤は酸化剤供
給管９から石炭バーナ７を通して炉１内の仮想円
１０に対し接線方向に吹き込まれ、石炭の部分燃
焼が行なわれ、その熱により石炭がガス化すると
同時に、固体である石炭の灰は、溶融し、遠心力
により炉内壁２に付着、流下し、炉の下方に設け
た溶融灰の排出孔、すなわちスラグタツプ４から
冷却水５の中に落下し、スラツグ排出孔６から炉
外にとりだされる。生成ガスは炉出口３から排出
される。

第７図はこの炉に用いた石炭吹き込みノズルの
構造を示したものである。このノズルは、円形断
面の石炭ノズル１１と、その外側に同心円状に設
けられた環状の酸素ノズル１２と、冷却部１３と
から成る。粉砕された石炭は搬送用の不活性ガス
（例えば窒素ガス）またはガス化炉で生成した一
酸化炭素、水素ガスと共に石炭ノズル１１を通じ
て炉内に吹き込まれ、一方、酸化剤（例えば純酸
素、空気等）は石炭ノズル１１の周囲から環状酸
素ノズル１２を通り、石炭噴流をとりかこむ環状
の噴流として炉内に吹き込まれる。

この噴流の中心軸に対し垂直な断面での石炭、
酸素、炉内ガス（一酸化炭素、水素等）の濃度分
布を第９図に、および火炎の状態を第１０図に模
式的に示す。ガス化炉全体としての計算上の平均
温度は約1800℃程度であり極端に高温というわけ
ではないが、中央の石炭は周囲の酸素と混合し燃
焼し高温の火炎ａが形成され、また石炭の周囲の
環状の酸素はさらにその外側の炉内ガス（一酸化
炭素、水素等）と混合し、ここでも燃焼反応が起
り高温の火炎ｂが形成される。また第１０図か
ら、石炭、酸素、一酸化炭素、水素といつた炉内
ガスにはそれぞれ分布があり、部分的に酸素リツ
チな部分が生じており、その部分では非常に高温
の火炎が形成されることが判る。これらのことよ
り、炉壁の焼損は主として噴流の外側の火炎ｂが
壁と直接、接触することにより生じることが判つ
た。火炎ｂは酸素による生成ガスの消費により生
じたものであり、ガス化炉の効率低下の原因の一
つにもなつている。

（発明が解決しようとする問題点） 以上に述べたように、従来の燃料吹き込みノズ
ルでは、石炭と酸素の火炎ａの外側にさらに酸素
と炉内ガス（一酸化炭素、水素等）の火炎ｂが形
成され、この火炎ｂにより炉壁が焼損するという
問題があつた。

本考案の目的は、上記した従来技術の欠点を改
善し、燃料吹き込みノズルの構造を改良すること
により、炉壁の焼損が少なく信頼性の高いガス化
炉を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 要するに、本考案は、炉壁に近い方に石炭噴
流、炉壁から遠い方に酸素噴流が流れるように各
ノズルを配置し、炉壁近くでの高温の火炎の形成
を防止すると同時に、石炭吹き込みノズルおよび
酸素吹き込みノズルに角度をもたせて石炭噴流と
酸素噴流を衝突させ、混合性能の向上を図るよう
にしたものである。すなわち、本考案は、炉壁に
ガス化すべき燃料と酸化剤の吹き込みノズルを有
するバーナを配設したガス化炉において、燃料ノ
ズルと酸化剤ノズルを各々個別のノズルとし、炉
壁に近い方に石炭噴流、炉壁から遠い方に酸素噴
流が流れるように燃料ノズルと酸化剤ノズルを平
行に隣接して配置し、かつ燃料ノズルの向きを炉
内壁に、および酸化剤ノズルの向きを炉壁側とし
たことを特徴とする。

（実施例） 以下、本考案を旋回式噴流層石炭ガス化炉に適
用した場合を例にとり説明する。

第１図は本考案に用いる石炭バーナの構造を示
す断面図、第２図はその−線からの矢視図で
ある。石炭ノズル１１と酸素ノズル１２は、第２
図に示すように矩形状で、平行に隣接して配置さ
れ、石炭ノズル１１は炉内側に、ノズル１２は炉
壁側にある角度をもつて傾けられ、これらの吹込
方向が炉内で互いに衝突するように配置されてい
る。ここで炉内側とは、例えば第６図において
は、石炭および酸化剤の噴流方向に対して仮想円
１０の内側によつた側を指し、炉壁側とは仮想円
１０の外側の壁側を指す。粉砕された石炭は、搬
送用の不活性ガス（例えば窒素ガス）またはガス
化炉で生成した一酸化炭素、水素ガスと共に矩形
の石炭ノズル１１を通じて炉内に吹き込まれる。
酸化剤（例えば純酸素、空気等）は隣接して配置
した矩形の酸素ノズル１２を通り炉内に吹き込ま
れる。吹込まれた石炭と酸化剤の噴流は炉内で衝
突し混合性が改善される。この噴流の中心軸を通
る断面における石炭、酸素の濃度分布を第３図に
示す。この場合、石炭噴流と酸素噴流の境界面に
火炎ｃ、酸素噴流と炉内ガス（一酸化炭素、水素
等）の境界面に火炎ｄが形成される。すなわち石
炭噴流が炉壁に近く、酸素噴流が炉壁から遠くな
るようにノズルを配置することにより、第１０図
に示した従来技術による火炎ｂの様な炉壁に近い
部分での火炎の形成を避けることができる。

上記実施例において、石炭ノズルおよび酸素ノ
ズル１１，１２の形状は、必らずしも矩形でなく
てもよく、第４図に示すように開口部が円形のノ
ズルを縦に並べたものでも同様の効果を得ること
ができる。

（考案の効果） 本考案によれば、燃料ノズルを炉壁に近い方
に、酸化剤ノズルを炉壁から遠い方に平行に隣接
して配置し、さらに燃料噴流と酸化剤噴流が互に
衝突するように吹き込むことにより、炉壁近傍で
の高温の火炎の形成を防止し、炉壁の焼損を防止
することができる。これによりガス化炉の寿命増
大、プラントとしての信頼性向上が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に用いる石炭ガス化炉用石炭
バーナの構造を示す断面図、第２図は、その−
線の矢視面図、第３図は、本考案に用いる石炭
バーナを使用した時の火炎の形成状況を示す模式
図、第４図は、本考案に用いる石炭バーナの他の
実施例を示した斜視図、第５図は、旋回式噴流層
石炭ガス化炉の構造を示す説明図、第６図はその
−線の矢視面図、第７図は、従来技術による
石炭ガス化炉用石炭バーナの構造を示す断面図、
第８図は、その−線の矢視面図、第９図は、
従来技術による石炭バーナを使用した時の石炭、
酸素、炉内ガス（一酸化炭素、水素等）の濃度分
布を示す模式図、第１０図は、従来技術による石
炭バーナを使用した時の火炎の形成状況を示す模
式図である。 １……ガス化炉、２……炉内壁、３……炉出
口、４……スラツグタツプ、５……スラツグ冷却
水、６……スラツグ排出孔、７……石炭バーナ、
８……石炭供給管、９……酸素供給管、１１……
石炭ノズル、１２……酸素ノズル、１３……冷却
水。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炉壁にガス化すべき燃料と酸化剤の吹き込みノ
   ズルを有するバーナを配設したガス化炉におい
   て、燃料ノズルと酸化剤ノズルを各々個別のノズ
   ルとし、炉壁に近い方に石炭噴流、炉壁から遠い
   方に酸素噴流が流れるように燃料ノズルと酸化剤
   ノズルを平行に隣接して配置し、かつ燃料ノズル
   の向きを炉内側に、および酸化剤ノズルの向きを
   炉壁側としたことを特徴とする改良バーナを有す
   るガス化炉。