JPH0623549Y2 - 石炭ガス化炉のスラグ排出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、冷却固化されたスラグの円滑な排出を図り得
る石炭ガス化炉のスラグ排出装置に関する。

［従来の技術］ 一般に石炭ガス化炉は第４図に示すように、炉体１の頂
部から噴射される石炭水スラリ（CWM）を、酸素又は空
気等の酸化剤で部分酸化させて、主にH₂、COから成る合
成ガスを生成するようになっている。ここに、炉体１内
部には、反応残留物として石炭灰から成るスラグSsが溶
融状態で発生することから、炉体１には、その溶融スラ
グSaを冷却固化させて、固形物Sbとして排出する装置が
設備されている。

従来のスラグ排出装置につて説明すると、炉体１上部の
ガス生成部２で発生した溶融スラグSaは、炉体１を形成
する耐火物壁３に沿って流下し、塊状となってそのまま
落下したり、また耐火物壁３の下方に連設され供給され
る冷却水で水膜が形成されるチューブ４に沿って一部冷
却固化されつつ流下してゆく。落下乃至流下してくる溶
融スラグSaは、炉体１下部の冷却水が貯留された冷却水
プール５に捕集されて、完全に冷却固化される。そし
て、この冷却固化されたスラグSaは、炉体１底部の排出
口７を通り、ホッパ１７に捕集されて、ホッパ１７の入
口弁６、排出弁１８を交互に開閉することにより冷却水
プール５の水位を保ったままホッパ１７の中の水ととも
に排出される。

［考案が解決しようとする課題］ ところで従来にあっては、冷却水プール５中において、
落下され流下されてくる溶融スラグSaが堆積し、互いに
集合結束して大きな塊となり、炉体１内でブリッジを形
成し、炉体１内からスラグSbを排出することができなく
なって、炉の操業を中断しなければならなくなるという
問題があった。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、合成ガスを生成する石炭ガス化炉の炉体内に
発生する溶融スラグを冷却固化して排出する石炭ガス化
炉のスラグ排出装置において、炉体下部に開閉されるス
ラグ排出口を形成し、スラグ排出口の上方に、溶融スラ
グを捕集し冷却固化させる冷却水プールを形成すると共
に、冷却水プール中に旋回しつつスラグ排出口側に向か
う撹拌流を生じさせる撹拌流生成手段を設け、炉体に、
冷却水プールの冷却水を排出する冷却水排出管を設け、
かつ、冷却水プール中に、撹拌流によってその内部に浮
遊するスラグが冷却水排出管に流れ込むのを抑制するバ
ッフルプレートを設けて構成される。

更に好ましくは、上記スラグ排出装置において、スラグ
排出口の下方に排出されるスラグを一時貯留すると共に
流れ込んだ冷却水を排出する冷却水流出管を有するホッ
パと冷却水プールとの間にスラグ排出水系を形成して構
成される。

［作用］ 本考案の作用について述べると、排出口からスラグを排
出する前段階において、撹拌流生成手段で冷却水プール
中に旋回しつつスラグ排出口側に向かう撹拌流を生じさ
せることにより、プール内の水が旋回するので、水など
を高速に噴射しなくても、プール中に落下若しくは流下
して冷却されるスラグが互いに集合結束するのを規制
し、あるいは塊状スラグを破砕するようになっている。

また他方、炉操業中連続的に撹拌流を生成させるとによ
り、落下し又は流下してくる溶融スラグが結束する事前
にそれらの冷却固化を促して、スラグの粗大化の防止を
図るようになっている。

更に、冷却水プール中にバッフルプレートが設けられて
いるため、撹拌流によってその内部に浮遊するスラグが
冷却水排出管に流れ込むのが抑制され、その健全制が確
保される。

更にまた、スラグ排出口の下方に冷却水流出管を有する
ホッパを設けてスラグ排出水系を形成したことにより、
ホッパに流れ込んだ冷却水は冷却水流出管から排出され
るため、冷却水プール、ホッパ、冷却水流出管への水流
に乗ってスラグがホッパへ流れるので、冷却水の流出と
共にスラグを排出でき、比較的細かいスラグ等も適切に
排出することができる。また、そのように、冷却水プー
ルからホッパへ水流が形成されると、撹拌流生成手段に
よる撹拌流はスラグ排出口への下向きの旋回流となるの
で、スラグの堆積をさらに確実に防止するようになって
いる。

［実施例］ 以下に本考案の好適一実施例を添付図面に従って詳述す
る。

第１図には合成ガスを生成する石炭ガス化炉が示されて
おり、炉体１の上部はガス生成部２として、また炉体１
の下部はガス冷却部８として構成される。ガス生成部２
は炉体１内部に形成された耐火物壁３に囲繞されて区画
され、炉体１頂部に設けられたノズル９から噴射される
CWMと酸化剤とを反応させて、主にH₂、COから成る合成ガ
スを生成するようになっている。

ガス冷却部８は、炉体１の内方に間隔を隔てて配置され
且つ耐火物壁３から垂下させて設けられたチューブ４
と、炉体１下部に貯留されチューブ４の下端を水没させ
て水封構造を構成すると共に、チューブ４の内・外を夫
々ガス生成部２に連通する高温ガス導入路１０と炉体１
に形成されたガス出口管１１に連通する冷却ガス導出路
１２とに区画する冷却水プール５とから主に構成され
る。チューブ４上端の内方には、その内周面に沿って冷
却水を水膜状に流下させるリング状の冷却水流出管１３
が設けられ、この流出管１３には炉体１外方から延設さ
れた冷却水供給管１４が接続される。そしてこれら供給
管１４及び流出管１３は、冷却水プール５へ冷却水を供
給すると共に、その水膜により高温に晒されるチューブ
４を冷却し、またチューブ４に沿って流下する溶融スラ
グSaの一部を冷却固化させるようになっている。そして
ガス生成部２で生成された高温な合成ガスはチューブ４
内の高温ガス導入路１０を介して冷却水プール５中に達
し、この冷却水プール５で冷却された後冷却ガス導出路
１２を介してガス出口管１１から導出されるようになっ
ている。また冷却水プール５は、ガス生成部２で発生
し、落下又はチューブ４に沿って流下してくる溶融スラ
グSaを捕集し、冷却固化させるようになっている。尚、
炉体１には冷却水プール５の冷却水を炉外へ排出するた
めの冷却排出管１５が設けられる。

他方図示するように、冷却水プール５が形成される炉体
１の下部は、下方に向かって順次縮径されたコーン状に
形成され、このコーン部１６の底部に冷却固化されたス
ラグSbを排出するスラグ排出口７が形成される。このス
ラグ排出口７は、炉操業の手順に従って排出弁６により
適宜開閉されるように構成される。更にこの排出口７の
下方には排出弁６が開放されて排出されるスラグSbを一
時貯留するホッパ１７が設けられる。そしてこのホッパ
１７の下部には、貯留されたスラグSbを切り出す切出弁
１８が設けられる。

このように構成された石炭ガス化炉には、冷却水プール
５中に撹拌流を生じさせる撹拌流生成手段１９が設けら
れる。この撹拌流生成手段１９としては、撹拌翼等を有
する機械的構造のものでも良いが、本実施例にあっては
液体や気体の流体を噴出して流れを生成する構造のもの
が採用される。第１図及び第２図に示すように、チュー
ブ４の下端とスラグ排出口７との間の冷却水プール５中
には、炉体１の内周壁近傍にその周方向に沿ってリング
管２０が設けられ、こノリング管２０には炉体１外方か
ら冷却水を圧送する冷却水圧送系２１が接続される。ま
たリング管２０には、その周方向に沿って適宜間隔を隔
てて、冷却水プール５中に冷却水を噴射して撹拌流を生
成するノズル２２が設けられる。殊にこれらノズル２２
は、排出口７側に臨ませて配置され、噴出させる冷却水
により旋回しつつ排出口７側に向かう撹拌流を生成する
ようになっている。尚、噴出流体としては冷却水に限ら
ず、気体であっても良い。気体としては、冷却水プール
５中を経過する合成ガスと同質のものが好ましく、例え
ばガス排出管１１から導出した合成ガスを圧縮加圧する
等して噴出させるようにしても良い。

また第１図及び第３図に示すように、冷却水プール５中
には、撹拌流によってその内部に浮遊するスラグSbが冷
却水排出管１５に流れ込むのを規制するために、冷却水
排出管１５の入口を撹拌流から仕切るように囲繞するバ
ッフルプレート２３が設けられる。

また更に、ホッパ１７には冷却水流出管２４が設けられ
て、ホッパ１７と冷却水プール５との間にスラグ排出水
系２５が構成される。このスラグ排出水系２５は排出口
７の開放に従って、冷却水プール５の冷却水の一部と共
にホッパ７側へスラグSbを流出させるように構成され
る。

次に実施例の作用について述べる。

炉操業に際しては、合成ガス生成にあたっての反応残留
物として溶融状態のスラグSaが発生する。この溶融スラ
グSaは、ガス生成部２の耐火物壁３から直接滑落した
り、又はチューブ４に沿って一部冷却固化されつつ流下
してゆき、炉体１下部の冷却水プール５に捕集され、こ
の冷却水プール５で完全に冷却固化されることになる。

そして撹拌流生成手段１９には、冷却水圧送系２１から
冷却水が供給されて冷却水プール５中に撹拌流を生じさ
せることになる。ここに撹拌流生成手段１９は、以下の
ように用いられ得る。第１は炉操業において、排出口７
からスラグSbを排出する前段階において、撹拌流生成手
段１９で冷却水プール５中に撹拌流を生じさせる。これ
により、既に冷却水プール５中に捕集されて冷却された
スラグSbが互いに集合結束するのを規制し、あるいは塊
状スラグを破砕することができる。尚、この撹拌流は旋
回しつつスラグ排出口側に向かう撹拌流であるため、プ
ール内の水が旋回するので、水などを高速に噴射しなく
ても、十分にスラグの堆積を確実に防止することができ
る。

第２は、炉操業中においても連続的に撹拌流を生じさせ
ることにより、順次落下し又は流下してくる溶融スラグ
Saが固化結束する前にそれらの冷却を促進できると共
に、スラグSbの結束を抑止して粗大化を防止できること
になる。

従って、冷却水プール５中でスラグがブリッジを形成す
るのを抑制して、円滑なスラグSbの排出を確保すること
ができる。

このような撹拌流生成手段１９による作業の後スラグ排
出口７からスラグSbを排出することになる。ここに従来
にあっては、冷却水プール５中の水を冷却水排出管１５
から抜き取っていたが、本実施例ではスラグ排出水系２
５を利用して冷却水排出管１５からの冷却水の抜取り作
業と平行してホッパ１７に流れ込んだ冷却水は冷却水流
出管２４から排出されて、冷却水プール５、ホッパ１
７、冷却水流出管２４への水流が生じることにより、そ
の水流に乗ってスラグがホッパ１７へ流れるので、スラ
グ排出口７を経由する冷却水の流出と共に、冷却水プー
ル５中に舞ったり、浮遊する比較的細かいスラグsbでも
ホッパ１７へと適切に回収することができる。なお、そ
の水流は、排出弁６が閉となる場合以外は生じさせるこ
とができ、すなわち排出弁６はホッパ１７内にたまった
スラグを排出するために一時的しかも短時間（例えば２
時間に２分位）閉となる以外は開とすることができる。
また、そのように、冷却水プール５からホッパ１７へ水
流が形成されると、撹拌流生成手段１９による撹拌流は
スラグ排出口７への下向きの旋回流となって、スラグの
堆積をさらに確実に防止されることになる。

また、炉体１の下部の冷却水プール５から冷却水を排出
する冷却水排出管１５をバッフルプレート２３で仕切っ
たので、プール５中に浮遊するスラグSbが冷却水排出管
１５に流れ込むのを抑制して、その健全性を確保でき
る。

更に、撹拌流生成手段１９のノズル２２を下方に臨ませ
て下方へ向かう旋回流を生成するようにしたので、冷却
水プール５の深くに堆積してゆくスラグSbに対して、有
効な撹拌流を生成することができる。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば、次のような優れた効果を
発揮する。

(1)撹拌流生成手段で撹拌流を生成することにより、ス
ラグのブリッジ化を抑止して、スラグの排出を確実に行
えると共に、冷却水プール中にバッフルプレートを設け
たことにより、スラグの冷却水排出管への流れ込みが抑
制されて、スラグを含まない冷却水を排出することがで
きる。

スラグ排出口の下方に冷却水流出管を有するホッパを設
けてスラグ排出水系を形成したことにより、冷却水の流
出と共にスラグを排出でき、比較的細かいスラグ等も適
切に排出することができる。また、冷却水プールからホ
ッパへの水流により、撹拌流生成手段による撹拌流はス
ラグ排出口への下向きの旋回流となって、スラグの堆積
をさらに確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の好適一実施例を示す側断面図、第２図
は撹拌流生成手段を示す斜視図、第３図は第１図のIII-
III線矢視図、第４図は従来例を示す側断面図である。 図中、１は炉体、５は冷却水プール、７はスラグ排出
口、１７はホッパ、１９は撹拌流生成手段、２５はスラ
グ排出水系、Sa,Sbはスラグである。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】合成ガスを生成する石炭ガス化炉の炉体内
   に発生する溶融スラグを冷却固化して排出する石炭ガス
   化炉のスラグ排出装置において、上記炉体下部に開閉さ
   れるスラグ排出口を形成し、該スラグ排出口の上方に、
   溶融スラグを捕集し冷却固化させる冷却水プールを形成
   すると共に、該冷却水プール中に旋回しつつスラグ排出
   口側に向かう撹拌流を生じさせる撹拌流生成手段を設
   け、上記炉体に、冷却水プールの冷却水を排出する冷却
   水排出管を設け、かつ、上記冷却水プール中に、撹拌流
   によってその内部に浮遊するスラグが上記冷却水排出管
   に流れ込むのを抑制するバッフルプレートを設けた石炭
   ガス化炉のスラグ排出装置。
2. 【請求項２】上記スラグ排出口の下方に、排出されるス
   ラグを一時貯留すると共に、流れ込んだ冷却水を排出す
   る冷却水流出管を有するホッパを設け、該ホッパと上記
   冷却水プールとの間にスラグ排出水系を形成した請求項
   １記載の石炭ガス化炉のスラグ排出装置。