JPH03239797A - 石炭ガス化炉のスラグ付着防止方法 - 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〕 本発明は石炭ガス化に係り、特にガス中の石炭灰が溶融
して生じる溶融スラグがディフューザ部に付着すること
を防止するに好適な石炭ガス化炉のスラグ付着防止方法
に関する。

〔従来の技術〕

従来の石炭ガス化は第５図に示すようなガス化炉により
行われていた。ガス化の原料となる微粉炭はガス化炉３
のガス化部４に設けられた石炭バーナ１５から酸化剤と
共に旋回方向に吹き込まれ、部分酸化により１６００〜
１８００℃の温度になりガス化する。微粉炭に含まれる
灰分は高温で溶融して溶融スラブとなり、大半はガス化
部水冷壁１８に付着して流れ落ちスラグタップ２０を経
て水冷室５内に貯溜された水中に落下し、急冷による熱
衝撃で破砕されて塊となり、ガス化炉外に排出される。

一方ガス化部水冷壁１８に付着しなかった溶融スラグは
生成ガスに同伴して絞り部６を通過し、熱回収部８にて
生成ガスと共に冷却されて固体となり炉頂部より排出さ
れる。

第６図にガス化部４から熱回収部８に至るガス化炉の高
さ方向の温度分布を示す。

第７図にディフューザ部７における半径方向のガスの温
度分布を示す。

ディフューザ部７におけるガスの温度はスラグの融点以
上であるが、絞り部６とは異なりガス化部４からの輻射
が無いことからディフューザ部水冷壁１７の表面温度は
スラグの融点以下となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、絞り部６を通過した高温の生成ガスが
ディフューザ部７でのガス化炉の断面積拡大に伴う絞り
部６方向への２次流れについて配慮がされておらず、絞
り部６を通過して熱回収部８に流れる高温の生成ガスの
一部が２次流れとなってディフューザ部７の壁面に接触
し、その中に含まれる溶融スラグが冷却、固化して堆積
物２１を形成し、やがて絞り部６を閉塞し長期連続運転
が不可能となる問題があった。

本発明の目的は、ガス化炉のディフューザ部壁面におい
て、高温の生成ガスに含まれる溶融スラグが付着して堆
積することを防止することにある。

〔課題を解決するための手段〕 上記目的は５石炭をガス化するガス化部と、該ガス化部
の上部にあって内径２が該ガス化部より絞られた絞り部
と、該絞り部の上部にあって内径がその上部に向って順
次拡大するディフューザ部と、該ディフューザ部の上部
にあってガスから熱回収をする熱回収部とを有する噴流
床式の石炭ガス化炉において、前記ディフューザ部に常
温ガスをタンジエンシャル方向で噴出させることにより
達成される。

〔作用〕

上記構成によれば、ディフューザ部にてタンジェンシャ
ル方向で噴出された常温ガスは、高温の生成ガスに比べ
て密度が大きいから壁面に沿って旋回しながら下降し、
絞り部に到達してガス化部より上昇してくる生成ガスと
合流する。

この為ディフューザ部の壁面は溶融スラグを含まないガ
スで覆われているから高温の生成ガスの一部が２次流れ
となってディフューザ部の壁面に直接接触しｔ！Ｉ融ス
ラスラグ着して堆積することを防止することができる。

また、高温の生成ガスの一部に２次流れが生じても常温
ガスと混合してディフューザ部の壁面近傍のガス温度が
溶融スラグの融点以下になり、そこで固化して壁面に直
接接触することが無い。

〔実施例〕

本発明の実施例を図や表を用いて説明する。

第１図は本実施例に用いた石炭ガス化装置のフローチャ
ートを示したものである。石炭供給設備１から気流輸送
された微粉炭は、酸化剤供給設備２から供給された酸化
剤と共にガス化炉３のガス化部４に噴出され、部分酸化
により１６００〜１８００℃に温度が上昇し高温の生成
ガスとなる。

石炭中の灰分は溶融スラグとなり、大部分は水冷室５の
水中に落下し、急冷により破砕されガス化炉３の底部よ
り排出される。溶融スラグの一部は生成ガスに同伴して
絞り部６、ディフューザ部７を通過して熱回収部８に入
りそこで冷却されて固化し微粉状のダストとなって生成
ガスと共にガス化炉３の頂部から排出される。ガス化炉
３からの生成ガスは除塵設備９、廃熱回収設備１０、及
びガス洗浄設備１１を経て常温となる。この生成ガスは
発電用のガスタービン燃料として発電プラントに供給さ
れ、一部は圧縮機１２によりガス化炉３のティフユーザ
部７にリサイクルガスとして供給される。リサイクルガ
スの量はディフューザ部７の水冷壁面の生成ガス側近傍
のガス温度をスラグの融点以下にするよう温度調節計１
３と温度調節弁１４により制御される。

第２図はガス化炉３のガス化部４を中心とした縦断面図
を示したものである。ディフューザ部７にはリサイクル
ガスのガス噴出ノズル１６ａ、ｂがディフューザ部水冷
壁１７の内表面に開口して設けられている。

第３図はガス化炉３の断面Ｉ−Ｉにおけるガス噴出ノズ
ル１６ａ、ｂの配置を示したものである。

ガス噴出ノズル１６ａ、ｂは噴出されたリサイクルガス
がディフューザ部水冷壁１７の内表面に沿って旋回する
ようタンジエンシャル方向に配置されている。ディフュ
ーザ部７にてガス噴出ノズル１６ａ、ｂからタンジェン
シャル方向で噴出されたリサイクルガスは、高温の生成
ガスに比べて密度が大きいから壁面に沿って旋回しなが
ら下降し、絞り部６に到達してガス化部４より上昇して
くる生成ガスと合流する。

この為ディフューザ部７の壁面は溶融スラグを含まない
ガスで覆われているから高温の生成ガスの一部が２次流
れとなってディフューザ部７の壁面に直接接触し溶融ス
ラグが付着して堆積することを防止する。

また、高温の生成ガスの一部に２次流れが生じても約４
０℃の常温リサイクルガスと混合してディフューザ部７
の壁面近傍の温度が溶融スラグの融点以下になり、そこ
で固化して壁面に直接接触することが無い。

第４図はディフューザ部７における半径方向の温度分布
を示すがディフューザ部水冷ｇ１１７の内表面近傍のガ
ス温度が溶融スラグの融点以下になっている。

本実施例によれば、連続運転期間の延長及び付着したス
ラグの除去の為の保守作業が不要となる効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ガス化炉のディフューザ部に常温ガス
をタンジエンシャル方向で噴出させることにより、ディ
フューザ部の壁面に溶融スラグが付着して堆積すること
を防止することができるので、ガス化炉の長期連続運転
が可能となる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る石炭ガス化装置のフロー
チャート、第２図は本発明の実施例に係るガス化炉の縦
断面図、第３図は本発明の実施例に係るガス化炉の断面
におけるガス噴出ノズルの配置図、第４図は本発明の実
施例に係るディフューザ部における半径方向の温度分布
を示す図表、第５図は従来技術に係るガス化炉の縦断面
図、第６図は従来技術に係るガス化炉の高さ方向の温度
分布を示す図表、第７図は従来技術に係るディフューザ
部における半径方向のガスの温度分布を示す図表である
。 １・・・石炭供給設備、２・・・酸化剤供給設備、３・
・・ガス化炉、４・・・ガス化部、５・・・水冷室、６
・・・絞り部、７・・・ディフューザ部、８・・・熱回
収部、９・・・除塵設備、１０・・・廃熱回収設備、１
１・・・ガス洗浄設備、１２・・・圧縮機、１３・・・
温度調節計、１４・・・温度調節弁、１５・・・石炭バ
ーナ、１６ａ、ｂ・・・ガス噴出ノズル。 １７・・・ディフューザ部水冷壁。 １８・・・ガス化部水冷壁、２０・・・スラグタップ、
２１・・・堆積物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、石炭をガス化するガス化部と、該ガス化部の上部に
   あって内径が該ガス化部より絞られた絞り部と、該絞り
   部の上部にあって内径がその上部に向って順次拡大する
   ディフューザ部と、該ディフューザ部の上部にあってガ
   スから熱回収をする熱回収部とを有する噴流床式の石炭
   ガス化炉において、前記ディフューザ部に常温ガスをタ
   ンジェンシャル方向で噴出させることを特徴とする石炭
   ガス化炉のスラグ付着防止方法。