JPH07197042A

JPH07197042A - 気流層ガス化装置

Info

Publication number: JPH07197042A
Application number: JP5338155A
Authority: JP
Inventors: Yasutsune Katsuta; 康常勝田; Akio Ueda; 昭雄植田; Rikuo Yamada; 陸雄山田; Eiji Kida; 栄次木田; Shinji Tanaka; 真二田中; Nobuo Yoshida; 信夫吉田; Kenji Mita; 憲次三田
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-08-01
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH089717B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ガス化部から飛散する溶融スラグ等を熱回収
部の隔壁に付着させず、安定、高効率の連続運転が出来
る。【構成】微粉状石炭の灰分を溶融スラグに変換するガ
ス化部と、ガス化部に設けられ生成ガスを取り出す絞り
部と、ガス化部の上部に設けられ生成ガスの熱を回収す
る熱回収部と、熱回収部に設けられ絞り部に隣接して上
方に拡径した拡径部とを備えた気流層ガス化装置におい
て、熱回収部は、ガス化部及び／又は熱回収部を冷却す
る他の冷却手段よりも低温のボイラ水を供給する専用の
冷却手段を拡径部に備え、ボイラ水の熱回収部入口の温
度は、３００℃以下であり、更に、スラグ等の付着物を
除去し、飛散する溶融スラグ等を冷却するノズルを、ガ
ス化部の絞り部又は熱回収部の拡径部に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石炭に代表される微粉
固体炭素質原料をガス化する気流層ガス化装置に係わ
り、特に、ガス化部で発生した生成ガスと共に飛散する
溶融スラグが熱回収部隔壁の伝熱面に付着することを防
止する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、石炭等の固体炭素質原料をガス化
する装置には、固定層、流動層、気流層等の各方式が種
々提案されている。これらの方式の中で、気流層は原料
を微粉にして酸素、空気等の酸化剤と共に原料灰の融点
以上の温度（約１,３００〜１,６５０℃）の炉内に供給
してガス化させるため、他の方式に比較しガス化効率が
高い、適用炭種が広い、環境適合性が優れている等の特
徴を有しており、合成ガス、複合発電、燃料電池等の燃
料及び原料製造に適しているので、国内外で開発が進め
られている。

【０００３】図６は、従来の気流層ガス化装置の系統図
である。石炭に代表される微粉固体炭素質原料を酸素、
空気、水蒸気等の酸化剤と共にバーナ１１ａ及び１１ｂ
から該原料の灰の溶融点以上の温度に保持されたガス化
部１０に投入し、該原料の可燃分は水素（Ｈ₂）及び一
酸化炭素（ＣＯ）に富むガスに、該原料の灰分は溶融ス
ラグに変換され、溶融スラグは、スラグタップ１３から
下方の冷却水プール２２中に落下し、表面と内部との温
度差によって熱応力が発生するので冷却水中で２〜５mm
程度の大きさに水砕される。一方、ガス化によって生成
した生成ガスは絞り部１４で分割されたガス化部上方の
熱回収部３０に流入する。

【０００４】ここで、熱回収部３０の入口部の生成ガス
流路の断面が縮小しているのは、主にガス化部１０から
熱回収部３０への輻射熱を低減してガス化部１０の温度
を高温に保持するためである。絞り部１４を通過する生
成ガス温度は約１２００〜１４００℃であるので、この
熱回収部３０では、特に輻射伝熱によって生成ガスは約
８００℃に冷却され、ライン６を経て、下流の図示して
いないサイクロン等の脱塵器、対流伝熱による熱回収ボ
イラ等に至る。一方、ガス化部１０の伝熱管１５及び熱
回収部３０の伝熱管３３に供給される冷却水はボイラド
ラム４５で気水分離した水をボイラ水循環ポンプ４４で
ガス化部１０の下部ヘッダ４７ａから供給し、ガス化部
側壁１２、熱回収部３０、ヘッダ４７ｂを経て蒸気とな
ってボイラドラム４５へ導かれる。

【０００５】図７は、熱回収部３０の横断面の詳細構造
である。熱回収部３０の伝熱管３３は、管と平板とを溶
接して組み上げた構造で、一般のボイラの水壁等に用い
られているメンブレンと呼ばれる構造である。この構造
だけでは内部３０ａの圧力が数十気圧になる高圧に耐え
られないため、伝熱管３３を圧力容器２の中に収納して
いる。そのため、図６に示すライン３５からガスを注入
し、空間部７の圧力が伝熱管３３によって囲まれた内部
３０ａとの圧力に比較し若干高めになるようにして、硫
化水素（Ｈ₂Ｓ）あるいは水蒸気を含む高温の生成ガス
が流入するのを防止している。したがって、ライン３５
から流入するガスは窒素（Ｎ₂）、炭酸ガス（ＣＯ₂）も
しくは腐食性のＨ₂Ｓ等を除去した精製したガス化生成
ガスが用いられている。

【０００６】図８は、ガス化部の横断面の詳細構造であ
る。ガス化部の伝熱管１５は、図７に示す熱回収部の伝
熱管３３と一体構造であり、又、その構造も類似してい
る。図７に示す熱回収部３０では、伝熱管３３がそのま
ま高温のガスに接触するが、図８に示すガス化部１０
は、伝熱管１５の内面に耐火材を施工した構造になって
おり、ガス化部１０内の石炭／酸化剤による高温のガス
が伝熱管１５に直接接触しないようにしている。尚、こ
の伝熱管構造だけでは内部の圧力が数十気圧になる高圧
に耐えられないため、熱回収部と同様に本部分の伝熱管
１５も圧力容器１２の中に収納されている。

【０００７】ガス化部１０でガス化した生成ガスの温度
は、図９に示すように、ガス化部内が最も高くなってお
り、出口の絞り部から順次拡大する拡径部の中間まで石
炭灰の融点より高くなっている。しかし、絞り部及び拡
径部の伝熱管の壁面温度は、前述したガス温度より低
く、石炭灰の融点よりも低くなっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】気流層のガス化装置で
は原料中の可燃分をガスに、灰分を溶融スラグに変換さ
せ、大部分の溶融スラグをスラグタップ１３からガス化
部の下部の冷却水プール２２に落下させて水砕させる
が、溶融スラグの一部は絞り部１４を通って、生成ガス
と共に下流の熱回収部３０に飛散する。

【０００９】図６に示すガス化装置１でガス化部１０及
び熱回収部３０に設置した伝熱管にはボイラドラム４５
で分離したボイラ水がライン４３を通ってボイラ水循環
ポンプ４４によって供給される。本図で３５０℃程度の
高温の飽和蒸気を得ようとして蒸気の圧力を１７０ａｔ
ａに増加させると熱回収部３０の伝熱管３３の表面にガ
ス化部１０から飛散した溶融スラグが付着するトラブル
が生じた。

【００１０】又、ボイラドラム４５の圧力を３０ａｔａ
にして飽和温度が２３３℃の蒸気を回収すると熱回収部
３０の伝熱管の表面にガス化部１０から飛散する溶融ス
ラグが付着することなく絞り部１４が閉塞するトラブル
はなかった。

【００１１】上述のように高圧の蒸気を発生させると発
電用の蒸気として使用できるが、ガス化装置の安定運転
ができない。一方、ガス化装置の安定運転のために低圧
の蒸気のみを発生させても、例えば石炭搬送用の液体窒
素あるいは酸化剤用の液体酸素の蒸発加熱用等の雑用蒸
気にしか使用できないので使用範囲が限定された。

【００１２】一般にガス化部のガス化効率を向上させる
ために、例えば特開昭５９−１７６３９１号公報、特開
昭５９−８６６２４号公報に示すように、バーナをガス
化部の中に仮想した円に接するように向けて炉内で強い
旋回流を発生させてバーナから噴射した原料粒子の滞留
時間を増加させるようにしている。ガス化部出口及びガ
ス化部の下流にある熱回収部の出口流路では絞り部を有
している。ガス化部では強い旋回流のため、絞り部から
流出するガスは絞り部の内側面に沿う旋回流が存在す
る。したがって、ガス化部から飛散する溶融スラグ及び
未燃チャーはガスの旋回流による遠心力で外周に寄せら
れる。未燃チャーは約３０％の炭素分を含んでおり、チ
ャーはほとんど付着しないが、溶融スラグは、冷却・固
化して付着する。その結果、付着したスラグが伝熱抵抗
となるため、熱回収部における熱回収量を低下させる。
熱回収量を減少させると熱回収部出口を通過する生成ガ
スの顕熱が増加するのでエネルギーの回収が低下する。
更に、熱回収部出口を通過するガスの温度が上昇する
と、後続の機器にも悪影響を与える。又、前述したよう
に、溶融スラグが伝熱管に多く付着するとガス流路を狭
くして圧力損失が上昇し長期連続運転が不可能になる問
題もある。

【００１３】本発明の目的は、生成ガスの組成及び発熱
量を変化させることなく、ガス化部から流出する生成ガ
スと共に飛散する溶融スラグが、ガス化部出口の絞り部
や熱回収部の隔壁に付着することによって発生する熱回
収量の低下或いはガス流路の圧力損失がなく、且つ熱回
収部流出の生成ガス温度上昇による後続機器への悪影響
がなく、安定して連続運転が出来、更に、ガス化部又は
熱回収部の冷却手段の熱媒体の使用範囲が限定されるこ
とがない高効率の気流層ガス化装置を提供することであ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第１発明は、微粉固体炭素質原料の可燃分を生成
ガスに、灰分を溶融スラグに変換するガス化部と、この
ガス化部に設けられ前記生成ガスを取り出す絞り部と、
前記ガス化部の上部に設けられ前記生成ガスの熱を回収
する熱回収部と、この熱回収部に設けられ前記絞り部に
隣接して上方に拡径した拡径部とを備えた気流層ガス化
装置において、前記熱回収部は、前記生成ガスの熱を回
収する専用の冷却手段を備えたことである。

【００１５】本第２発明は、本第１発明において、前記
熱回収部の専用の冷却手段は、前記拡径部に設けたもの
である。

【００１６】本第３発明は、本第１発明又は第２発明に
おいて、前記熱回収部の専用の冷却手段は、前記気流層
ガス化装置のガス化部及び／又は熱回収部を冷却する他
の冷却手段よりも低温の熱媒体を供給するものである。

【００１７】本第４発明は、本第１発明〜第３発明のい
ずれかにおいて、前記熱回収部の専用の冷却手段の熱媒
体は、ボイラ水であり、該ボイラ水の熱回収部入口の温
度は、３００℃以下であることである。

【００１８】本第５発明は、本第１発明〜第４発明のい
ずれかにおいて、前記気流層ガス化装置は、前記溶融ス
ラグ等の付着物を除去し飛散する溶融スラグ等を冷却す
るノズルを、前記ガス化部の絞り部又は前記熱回収部の
拡径部に設けたものである。

【００１９】更に、ノズルのガス噴射方向を、熱回収部
拡径部の下端、中間或いは上端に噴射するように設けた
ものである。

【００２０】

【作用】本発明に係る気流層ガス化装置は、その熱回収
部が、生成ガスの熱を回収する専用の冷却手段を備えた
ので、熱回収部の専用の冷却手段の熱媒体条件をガス化
部その他の冷却手段の熱媒体条件と異なる条件に設定出
来、本気流層ガス化装置及びその関連機器に適合する運
転条件にすることが出来るので、安定な連続運転が可能
である。

【００２１】更に、熱回収部の専用の冷却手段は、熱回
収部の拡径部に設けたものであるので、上記の作用が確
実になると共に、必要圧の熱媒体による回収熱量を多く
得られるように出来、高効率である。

【００２２】更に、熱回収部の専用の冷却手段は、気流
層ガス化装置のガス化部及び／又は熱回収部を冷却する
他の冷却手段よりも低温の熱媒体を供給して冷却するも
のであるので、ガス化部で発生した飛散溶融スラグ又は
未燃チャーは、専用の冷却手段で冷却され、熱回収部の
隔壁面に付着せず、その結果、生成ガスの流路の圧力損
失が少なくなると共に、熱回収部の熱回収量を正常に維
持し、長期安定運転が可能である。

【００２３】更に、熱回収部の専用の冷却手段の熱媒体
は、ボイラ水であり、このボイラ水の熱回収部入口の温
度は、３００℃以下であるので、上記と同様の作用と共
に、熱媒体がボイラ水であるので、実用的、経済的であ
る。

【００２４】又、溶融スラグ等の付着物を除去し飛散す
る溶融スラグ等を冷却するノズルを、前記ガス化部の絞
り部又は前記熱回収部の拡径部に設けたので、ガス化部
から発生した溶融スラグや未燃チャーがガス化部の絞り
部や熱回収部の拡径部に成長付着しても、ノズルから噴
射するガスが、その成長したスラグを破壊、剥離し、ガ
ス化部に戻し、スラグ成長を阻止する。そして、飛散し
ている溶融スラグ等を冷却し伝熱管等への付着を防止す
る。

【００２５】更に、ノズルのガス噴射方向を、熱回収部
拡径部の下端、中間或いは上端に噴射するように設けた
ので、凝固したスラグをノズルの噴射方向に破壊、剥離
させ又は飛散している溶融スラグや未燃チャーをノズル
の噴射方向に移動させ下部のガス化部に戻す。

【００２６】

【実施例】次に、本発明に係る気流層ガス化装置につい
て、図面に基づいて詳しく説明する。図１は本発明に係
る気流層ガス化装置の第１の実施例を示す系統図、図２
は本発明に係る気流層ガス化装置の第２の実施例を示す
系統図、図３は本発明に係る気流層ガス化装置の第３の
実施例を示す一部省略要部断面図、図４は本発明に係る
気流層ガス化装置の第４の実施例を示す一部省略要部断
面図、図５は鋼板表面温度と溶融スラグの付着強さの関
係曲線図、そして図９は気流層ガス化装置の炉床からの
高さとそのガス温度の関係を示した曲線図である。

【００２７】図１は、本発明に係る気流層ガス化装置の
第１の実施例を示すが、微粉固体炭素質原料の可燃分を
生成ガスに、灰分を溶融スラグに変換するガス化部１０
と、このガス化部１０に設けられ、生成ガスを取り出す
絞り部１４と、ガス化部１０の上部に設けられ、生成ガ
スの熱を回収する熱回収部３０と、熱回収部３０に設け
られ、絞り部１４に隣接して上方に拡径した拡径部３１
とを備える。

【００２８】更に、第１の実施例の気流層ガス化装置１
は、ガス化部１０の側壁１２を冷却する冷却手段４０
と、熱回収部隔壁３６を冷却する専用の冷却手段５０を
備えている。冷却手段４０、５０は、各々ボイラドラム
４５、５５、ボイラ水ライン４３、５３、ボイラ水循環
ポンプ４４、５４、ボイラ水供給ライン４１、５１及び
ボイラ水ライン４２、５２を有する。そして、冷却手段
４０、５０は、各々ガス化部１０に設けられたヘッダ４
７ａ、４７ｂ及び伝熱管１５、熱回収部３０に設けられ
たヘッダ５７ａ、５７ｂ及び伝熱管３３を介してガス化
部１０、熱回収部３０を各々冷却する。４６、５６は蒸
気ラインである。ガス化部１０に設けられたバーナ１１
ａ、１１ｂに接続された原料供給ライン７４ａ、７４ｂ
及び酸化剤供給ライン７５ａ、７５ｂの上流側は、図６
に示したものと同様であるので、その構成の説明を省略
する。

【００２９】次に、第１の実施例の気流層ガス化装置１
の作用は次のようである。即ち、図１に示すように、ガ
ス化部１０内に石炭と酸化剤を供給し、石炭灰の融点以
上の約１,３００℃〜１,６００℃の高温に保持されたガ
ス化部１０で石炭中の可燃分を水素及び一酸化炭素に変
換し、石炭中の灰分は、溶融スラグに変換し、スラグタ
ップ１３から下方の冷却水プール２２中に落下させ熱応
力により水砕される。ガス化部１０で生成した生成ガス
は１,３００℃〜１,６００℃の高温となる。高温の生成
ガスと同伴する溶融スラグの一部は絞り部１４、拡径部
３１及び同径部３２へと導かれる。しかしながら、溶融
スラグの一部は、ガス化部１０でのガス旋回流による遠
心力で絞り部１４及び拡径部３１に設けている低温用の
伝熱管３３壁面に衝突するが、その壁面温度を３００℃
以下好ましくは１００℃以下の低温になるように制御す
ると、衝突した溶融スラグが急激に冷却・固化し微粉状
の固形分となり、図５に示した曲線のように、スラグの
収縮により付着力が弱まり、スラグが付着しないで生成
ガスと共に気流層ガス化装置の頂部より排出される。
尚、ボイラ供給水は、最も溶融スラグ及び未燃のチャー
の付着しやすいガス化部出口の絞り部１４及び熱回収部
拡径部３１の伝熱管３３を経由して上部の熱回収部同径
部３２の伝熱管３３に供給されている。そのため、ガス
化部入口の絞り部１４、熱回収部の拡径部３１の伝熱管
３３に飛散したスラグは溶融しているが、伝熱管壁面が
低温のため急冷・固化し付着成長しない。

【００３０】又、本第１の実施例は、図６に示す従来技
術に係る気流層ガス化装置の一系統のみの冷却手段であ
るボイラ水系統を、ガス化部１０と熱回収部３０との二
系統に分割したものである。このように、ガス化部１０
と熱回収部３０に供給する冷却手段であるボイラ水系統
を分割し、ガス化部１０の伝熱管１５に供給するボイラ
水の圧力を熱回収部３０の伝熱管３３に供給するボイラ
水の圧力よりも高くして異なる蒸気条件を設定する。
尚、熱回収部３０の伝熱管３３に飛散溶融スラグが付着
しないようにするため、飽和蒸気温度が約３００℃であ
る９０ａｔａ以下になるように設定する。この蒸気条件
はユーザの仕様に合わせる。このようにガス化部１０と
熱回収部３０に供給するボイラ水条件を異なるように設
定すれば安定に連続運転が出来るし、高圧の蒸気も得ら
れるので高効率の運転も出来る。

【００３１】図２は、本発明に係る気流層ガス化装置１
の第２の実施例を示す系統図である。第２の実施例は、
図１に示す第１の実施例の熱回収部３０に二系統の冷却
手段であるボイラ水系統に分割し、ガス化部１０に供給
する高圧のボイラ水を再び熱回収部の同径部３２の伝熱
管に供給し、ガス化部１０に近い熱回収部の拡径部３１
の伝熱管に別系統の低圧のボイラ水を供給するものであ
る。ガス化部１０から飛散する溶融スラグの付着性が高
い部分は、ガス温度が高く飛散する溶融スラグが高温の
ガス化部１０に近い熱回収部３０の入口である。そこで
本第２の実施例では、ガス化部１０に最も近い熱回収部
拡径部３１の伝熱管３３ａに低圧のボイラ水を供給する
ものである。このようにボイラ水系統を設定することに
より、第１の実施例で示す発明よりも更に低圧の蒸気発
生量を少なくして、高圧の蒸気をそれだけ多く得られる
ので高効率の運転が出来る。

【００３２】図３は、本発明に係る気流層ガス化装置の
第３の実施例を示す一部省略要部断面図である。第３の
実施例は、熱回収部入口の絞り部１４及び拡径部３１ａ
に溶融スラグ付着防止用の伝熱管３３ａを設けたもので
ある。溶融スラグ付着防止用伝熱管３３ａは、熱回収部
伝熱管３３ｂと別個に設けたものである。溶融スラグ付
着防止用伝熱管３３ａの管壁面温度を低温にするため
に、熱回収部伝熱管３３ｂの冷却手段であるボイラ水供
給系と別個に設ける。その伝熱管３３ａの供給水は、図
示していないボイラドラムで気水分離した水ではなく、
低温の補給水の一部を用いる。更に、溶融スラグの伝熱
管への付着力を弱めるには、溶融スラグ付着防止用伝熱
管３３ａの温度を低下させる必要があり、その供給水を
クーラーで低温に冷却する。

【００３３】又、ガス化部天井と伝熱管３３ａの境界部
に溶融スラグの冷却及び付着スラグの除去用のノズル１
６を設けている。ノズル１６は、図３に示す位置の替わ
りに、伝熱管３３ａの下端、中間又は上端の何れか一個
所に設けても良い。ノズル１６の噴射方向は水平、上向
き好ましくは下向きになるように設けられる。ノズル１
６の噴射媒体は蒸気、窒素ガス、リサイクルした生成ガ
ス等の生成ガスよりも低い温度のガスである。このノズ
ル１６は、ガス化部１０天井の耐火壁に付着したスラグ
が経時的に熱回収部入口の絞り部１４の伝熱管３３ａま
で成長するのを食い止めると共に、更に溶融スラグの冷
却により伝熱管への付着の防止に効果がある。前者の効
果は、スラグがガス化部天井の耐火壁から絞り部伝熱管
まで成長すると、冷却用ノズルからの噴流が破壊、剥離
させ、下部のガス化部内へ落下させスラグタップから冷
却プールへと落下させる。後者の効果は、冷却用ノズル
から噴射する水蒸気、窒素ガス、リサイクルした生成ガ
ス等ガス化部から排出する生成ガスよりも温度の低いガ
スで、生成ガス中に存在する溶融した飛散スラグの表面
温度を灰の融点以下に冷却させて、スラグの付着性を皆
無にするのである。

【００３４】図４は、本発明に係る第４の実施例の気流
層ガス化装置の系統図である。本実施例では、溶融スラ
グ付着防止用伝熱管として熱回収部入口の絞り部１４、
拡径部３１ａ、３１ｂに伝熱管３３ａ、３３ｂを各々別
個に設置したものである。溶融スラグ付着防止用伝熱管
３３ａ、３３ｂの壁面温度を一定にするため、それぞれ
別個に水の供給量を制御できるように設けられている。
図３に示した第３の実施例のものと異なる点は、複数個
の溶融スラグ付着防止用伝熱管３３ａ、３３ｂを設けて
おり、その高さ方向の温度分布は小さくなる。そのた
め、伝熱管３３ａ、３３ｂの溶融スラグの冷却効果が大
きくなる。本発明の作用は、第３の実施例と同一である
ので省略する。

【００３５】図５は、鋼板表面温度と溶融スラグの付着
強さの関係を示す曲線図である。従来の現象を解明する
ために本発明者等は、加熱した鋼板上に炭種が異なる炭
種Ａ、Ｂ、Ｃの３種類の粒径２００μｍ以下の溶融スラ
グを落下させて鋼板の表面温度と溶融スラグの付着力の
関係を測定した。図中の縦軸は溶融スラグの断面積当り
の付着強さを示す。図５より、溶融スラグの伝熱管への
付着力は、伝熱管壁面温度が低下するに伴って小さくな
り、炭種によって付着しない鋼板の最高温度は異なる
が、図中の実線に示すように２００μｍ以下の微粉の溶
融スラグは、鋼板の表面温度が約３００℃以下であれば
付着しないことが分かる。本結果から、ガス化試験の結
果を考察すると、１７０ａｔａの飽和温度は３５０℃で
あり、まず伝熱管に溶融した飛散スラグが付着し、次に
付着したスラグによって伝熱管から冷却され難くなるの
で、付着したスラグの表面温度は更に３５０℃よりも高
くなり、更に飛散スラグが付着し、強固になると考えら
れる。従って、熱回収部又はその入口近傍の拡径部に設
けた専用の冷却手段の伝熱管温度を３００℃以下、好ま
しくは１００℃以下になるように供給水量、温度等を制
御するとガス化部から飛散する溶融スラグが低温の伝熱
管壁面に衝突し溶融スラグが急激に灰の融点以下の温度
に冷却・固化され、微粉の固形化したスラグの付着量が
低減すると共に低温の伝熱管壁面と溶融スラグの温度差
が大きいためにスラグの急冷により収縮が起こり、スラ
グの付着力が弱まる。炭種Ｄは、粒径が５ｍｍ以上の粗
粒の溶融スラグであるが、溶融スラグの蓄熱量が大きい
ため、前述した伝熱管壁面温度３００℃においても付着
力が大きく、１００℃以下になると付着力が弱まり付着
スラグの自重で落下したり、スートブロアで容易に除去
できる程度になる。

【００３６】一方、ガス化部では伝熱面に耐火材を施工
しているので蒸気温度が１００〜２００℃上昇しても何
等問題ない。そこで、飛散スラグが付着する熱回収部、
とりわけ拡径部の伝熱管の表面温度を３００℃以下にな
るように蒸気条件を設定すればよいのである。

【００３７】

【発明の効果】本第１発明によれば、熱回収部は、生成
ガスの熱を回収する専用の冷却手段を備えたので、熱回
収部の専用の冷却手段の熱媒体条件をガス化部その他の
冷却手段の熱媒体条件と異なる条件に設定出来、本気流
層ガス化装置自体及び後続関連機器に適合する運転条件
にすることが出来、安定な連続運転が可能である。

【００３８】本第２発明によれば、専用の冷却手段は拡
径部に設けたので、本第１発明の効果に加え、必要圧の
熱媒体による回収熱量を多く得られ、高効率である。

【００３９】本第３発明によれば、本第１発明又は第２
発明において、専用の冷却手段は、ガス化部及び／又は
熱回収部を冷却する他の冷却手段よりも低温の熱媒体を
供給するものであるので、本第１発明又は第２発明の効
果に加え、飛散溶融スラグ又は未燃チャーを付着させず
圧力損失なく長期安定運転が可能になる。

【００４０】本第４発明によれば、本第１発明〜第３発
明のいずれかにおいて、熱回収部の専用の冷却手段の熱
媒体は、ボイラ水であり、このボイラ水の熱回収部入口
の温度は、３００℃以下であるので、本第１発明〜第３
発明のいずれかの効果に加え、熱媒体が水なので、実用
的、経済的である。

【００４１】本第５発明によれば、本第１発明〜第４発
明のいずれかにおいて、溶融スラグ等の付着物を除去
し、飛散する溶融スラグ等を冷却するノズルを、ガス化
部の絞り部又は熱回収部の拡径部に設けたので、本第１
発明〜第４発明のいずれかの効果に加え、ガス化部天井
の耐火壁に付着した溶融スラグ及び未燃チャーが経時的
にガス化部出口の絞り部から熱回収部入口の伝熱管まで
成長するのを食い止めて生成ガス流路の圧力損失の上昇
を抑え、生成ガスの流れを正常に保つと共に、飛散して
いる溶融スラグの冷却により伝熱管への付着を防止し、
熱回収量を維持し長期安定で且つ高効率の運転ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る気流層ガス化装置の第１の実施例
を示す系統図である。

【図２】本発明に係る気流層ガス化装置の第２の実施例
を示す系統図である。

【図３】本発明に係る気流層ガス化装置の第３の実施例
を示す一部省略要部断面図である。

【図４】本発明に係る気流層ガス化装置の第４の実施例
を示す一部省略要部断面図である。

【図５】鋼板表面温度と溶融スラグの付着強さの関係を
示す曲線図である。

【図６】従来技術に係る気流層ガス化装置の系統図であ
る。

【図７】図６に示した熱回収部の一部省略断面図であ
る。

【図８】図６に示したガス化部の一部省略断面図であ
る。

【図９】気流層ガス化装置の炉床からの高さとガス温度
の関係を示す曲線図である。

【符号の説明】

１気流層ガス化装置３溶融スラグ１０ガス化部１４絞り部１５伝熱管１６ノズル３０熱回収部３１、３１ａ、３１ｂ拡径部３２同径部３３、３３ａ、３３ｂ伝熱管３６隔壁４０冷却手段５０冷却手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｊ 3/74 3/76 (72)発明者木田栄次広島県呉市宝町６番９号バブコック日立株式会社呉工場内 (72)発明者田中真二茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者吉田信夫千葉県袖ヶ浦市中袖３−１石炭利用水素製造技術研究組合運転研究所内 (72)発明者三田憲次千葉県袖ヶ浦市中袖３−１石炭利用水素製造技術研究組合運転研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】微粉固体炭素質原料の可燃分を生成ガス
に、灰分を溶融スラグに変換するガス化部と、該ガス化
部に設けられ前記生成ガスを取り出す絞り部と、前記ガ
ス化部の上部に設けられ前記生成ガスの熱を回収する熱
回収部と、該熱回収部に設けられ前記絞り部に隣接して
上方に拡径した拡径部とを備えた気流層ガス化装置にお
いて、前記熱回収部は、前記生成ガスの熱を回収する専
用の冷却手段を備えたことを特徴とする気流層ガス化装
置。
【請求項２】請求項１において、前記熱回収部の専用
の冷却手段は、前記拡径部に設けたものであることを特
徴とする気流層ガス化装置。
【請求項３】請求項１又は２において、前記熱回収部
の専用の冷却手段は、前記気流層ガス化装置のガス化部
及び／又は熱回収部を冷却する他の冷却手段よりも低温
の熱媒体を供給するものであることを特徴とする気流層
ガス化装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
熱回収部の専用の冷却手段の熱媒体は、ボイラ水であ
り、該ボイラ水の熱回収部入口の温度は、３００℃以下
であることを特徴とする気流層ガス化装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかにおいて、前記
気流層ガス化装置は、前記溶融スラグ等の付着物を除去
し飛散する溶融スラグ等を冷却するノズルを、前記ガス
化部の絞り部又は前記熱回収部の拡径部に設けたもので
あることを特徴とする気流層ガス化装置。