JPH075898B2 - 石炭ガス化装置 - Google Patents
石炭ガス化装置Info
- Publication number
- JPH075898B2 JPH075898B2 JP21376687A JP21376687A JPH075898B2 JP H075898 B2 JPH075898 B2 JP H075898B2 JP 21376687 A JP21376687 A JP 21376687A JP 21376687 A JP21376687 A JP 21376687A JP H075898 B2 JPH075898 B2 JP H075898B2
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- Japan
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- coal
- gas
- reductor
- combustor
- gasification
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- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、噴流床形石炭ガス化装置に関し、特に灰の溶
融温度の異なる多炭種の使用に適したガス化装置に関す
るものである。
融温度の異なる多炭種の使用に適したガス化装置に関す
るものである。
従来の技術を第２図に示す。第２図においてガス化炉本
体はコンバスタ18、ディフューザ19およびレダクタ20の
三つの部分から成り、管とフィンで形成された水冷壁５
にて周囲を囲まれ、炉内側には比較的薄い（約50mm以
下）耐火断熱材が内張りされている。そしてガス化炉全
体は耐圧容器17内に収納されている。
体はコンバスタ18、ディフューザ19およびレダクタ20の
三つの部分から成り、管とフィンで形成された水冷壁５
にて周囲を囲まれ、炉内側には比較的薄い（約50mm以
下）耐火断熱材が内張りされている。そしてガス化炉全
体は耐圧容器17内に収納されている。
コンバスタ18には石炭の一部、循環チャー（炭素粒およ
び灰分）および空気またはO2が投入され、高温状態に維
持され、灰の溶融排出が行われるとともに、上部でのガ
ス化に必要な熱を供給する。
び灰分）および空気またはO2が投入され、高温状態に維
持され、灰の溶融排出が行われるとともに、上部でのガ
ス化に必要な熱を供給する。
ディフューザ19には残りの石炭が投入され乾留されると
ともに、ガスとの均一な混合、流れの平均化が行われ
る、コンバスタ18、ディフューザ19への石炭の投入は、
微粒砕した石炭を図示省略のロックホッパシステムによ
り加圧され、炉内に搬送される。
ともに、ガスとの均一な混合、流れの平均化が行われ
る、コンバスタ18、ディフューザ19への石炭の投入は、
微粒砕した石炭を図示省略のロックホッパシステムによ
り加圧され、炉内に搬送される。
レダクタ20においては炭素粒のガス化およびガスの冷却
が行われ発生したチャーは図示省略の捕集器によって捕
集され、前記コンバスタ18に循環チャーとして再投入さ
れる。
が行われ発生したチャーは図示省略の捕集器によって捕
集され、前記コンバスタ18に循環チャーとして再投入さ
れる。
コンバスタ18下部には灰ホッパ24が設けられ流下した溶
融スラグはここで水冷され、水冷スラグ22として外部に
排出される。
融スラグはここで水冷され、水冷スラグ22として外部に
排出される。
ガス化炉本体にて生成したガスは連絡管32を経て熱交換
器21に流入する。熱交換器21はガス化炉本体と同様に水
冷壁25でガス流路を形成しており、耐圧容器17の内部に
収納されている。
器21に流入する。熱交換器21はガス化炉本体と同様に水
冷壁25でガス流路を形成しており、耐圧容器17の内部に
収納されている。
熱交換器21のガス流路内には、伝熱エレメント11、15、
13が配置されており、生成ガスとの熱交換が行われる。
13が配置されており、生成ガスとの熱交換が行われる。
しかし、以上述べた従来例には、次のような問題があっ
た。
た。
噴流床形石炭ガス化炉においては、ガス化炉に供給され
る石炭中の灰分を溶融させて外部に排出するが、灰の溶
融温度は石炭の種類、銘柄によって著しく異なる。一般
に使用されている瀝青炭の場合、灰の溶融温度は1100〜
1600℃程度であるが、中には1600℃以上のものも多数存
在する。
る石炭中の灰分を溶融させて外部に排出するが、灰の溶
融温度は石炭の種類、銘柄によって著しく異なる。一般
に使用されている瀝青炭の場合、灰の溶融温度は1100〜
1600℃程度であるが、中には1600℃以上のものも多数存
在する。
従って、コンバスタ18においては室内の平均温度が少な
くとも使用する石炭の灰の溶融温度以上に保たれている
ことが必要となる。このため使用する石炭の性状に対応
して、コンバスタ18内の空気比を調整するなどの手段が
講じられている。
くとも使用する石炭の灰の溶融温度以上に保たれている
ことが必要となる。このため使用する石炭の性状に対応
して、コンバスタ18内の空気比を調整するなどの手段が
講じられている。
次に、コンバスタ18にて発生した高熱を利用してディフ
ューザ19から投入された石炭のガス化反応が行われる。
ューザ19から投入された石炭のガス化反応が行われる。
一方、レダクタ20出口においては、ガス温度は熱交換器
でのスラッギング防止のため十分低下している必要があ
るが、レダクタ20出口のガス温度はコンバスタ出口のガ
スの温度と量、ディフューザから投入される石炭の量、
レダクタの寸法などに左右され比較的制御しにくい特徴
を有している。
でのスラッギング防止のため十分低下している必要があ
るが、レダクタ20出口のガス温度はコンバスタ出口のガ
スの温度と量、ディフューザから投入される石炭の量、
レダクタの寸法などに左右され比較的制御しにくい特徴
を有している。
スラッギング防止のため十分低いガス温度を得ようとす
ればレダクタ20の寸法を大きく選定する必要があり不経
済になるという問題があった。
ればレダクタ20の寸法を大きく選定する必要があり不経
済になるという問題があった。
また、レダクタ20部の下方の一部水冷壁について断熱材
を施工せずガスの冷却効果を狙う方法も考えられるが、
この方法によれば同時にガス化反応に必要な熱も水冷壁
に吸収されてしまうためガス化効率低下につながる欠点
があった。
を施工せずガスの冷却効果を狙う方法も考えられるが、
この方法によれば同時にガス化反応に必要な熱も水冷壁
に吸収されてしまうためガス化効率低下につながる欠点
があった。
本発明は、上記問題点の解決を目的としたものであり、
この目的を達成させるために、レダクタの出口部分にガ
ス冷却専用のパネル形の水冷壁を設けた石炭ガス化装置
を提供するものである。
この目的を達成させるために、レダクタの出口部分にガ
ス冷却専用のパネル形の水冷壁を設けた石炭ガス化装置
を提供するものである。
本発明は、石炭ガス化炉出口のガスの冷却を効果的に行
うので、多炭種使用時において、ガス化炉内温度が広範
囲に及ぶ場合でも、出口ガスの温度制御を行う上で、ガ
ス化炉の水冷壁構造や、リダクタ部の延長等、ガス化反
応条件を変える事なく、出口ガスをスラッギング防止温
度まで効果的に降下させる事ができるとともに水冷壁が
パネル状の多層構造となっているために普通の熱交換器
のチューブ群のような灰やチャー等の付着度が小さくな
り、一旦付着したスラグも流下しやすい構造となってい
る。
うので、多炭種使用時において、ガス化炉内温度が広範
囲に及ぶ場合でも、出口ガスの温度制御を行う上で、ガ
ス化炉の水冷壁構造や、リダクタ部の延長等、ガス化反
応条件を変える事なく、出口ガスをスラッギング防止温
度まで効果的に降下させる事ができるとともに水冷壁が
パネル状の多層構造となっているために普通の熱交換器
のチューブ群のような灰やチャー等の付着度が小さくな
り、一旦付着したスラグも流下しやすい構造となってい
る。
以下本発明の一実施態様の図面を参照して説明する。
第１図において、ガス化炉は通常５〜50Kg/cmGで操作さ
れるもので、コンバスタ18、ディフューダ19およびレダ
クタ20の三つの部分からなり、管とフィンで形成された
水冷壁５にて周囲を囲まれ、炉内側に比較的薄い（約50
mm以下）耐熱・耐火材６が内張りされている。この耐熱
・耐火材６の取付けはスタッドを介してなるべく薄く水
冷壁５にライニングするのがよい。そしてガス化炉全体
は耐圧容器17内に収納されている。
れるもので、コンバスタ18、ディフューダ19およびレダ
クタ20の三つの部分からなり、管とフィンで形成された
水冷壁５にて周囲を囲まれ、炉内側に比較的薄い（約50
mm以下）耐熱・耐火材６が内張りされている。この耐熱
・耐火材６の取付けはスタッドを介してなるべく薄く水
冷壁５にライニングするのがよい。そしてガス化炉全体
は耐圧容器17内に収納されている。
コンバスタ18には石炭の一部、循環チャーおよび空気ま
たはO2が投入され、高温状態（1400〜1800℃）に維持さ
れ、灰の溶融排出が行われるとともに、上部でのガス化
に必要な熱を供給する。ガス化剤（空気またはO2）は図
示省略のコンプレッサにより昇圧され、炉内に供給され
る。
たはO2が投入され、高温状態（1400〜1800℃）に維持さ
れ、灰の溶融排出が行われるとともに、上部でのガス化
に必要な熱を供給する。ガス化剤（空気またはO2）は図
示省略のコンプレッサにより昇圧され、炉内に供給され
る。
ディフューザ19には残りの石炭が投入され乾留されると
ともに、ガスとの均一な混合、流れの平均化が行われ
る。コンバスタ18、ディフューザ19への石炭の投入は、
微粒砕した石炭を図示省略のロックホッパシステムによ
り加圧され炉内に搬送される。
ともに、ガスとの均一な混合、流れの平均化が行われ
る。コンバスタ18、ディフューザ19への石炭の投入は、
微粒砕した石炭を図示省略のロックホッパシステムによ
り加圧され炉内に搬送される。
レダクタ20においては炭素粒のガス化およびガスの冷却
が行われ発生したチャーは図示省略の捕集器によって捕
集され、前記コンバスタ18に循環チャーとして再投入さ
れる。
が行われ発生したチャーは図示省略の捕集器によって捕
集され、前記コンバスタ18に循環チャーとして再投入さ
れる。
ここで、レダクタ20の上方にパネル形水冷壁27が設けら
れており、ガス化反応の終了した後の高温ガスの冷却を
効果的に行うようにした点が特徴である。パネル形水冷
壁27冷却用の缶水は循環ポンプ３出口より分岐し、連絡
管30を経て入口管寄28に至り、パネル形水冷壁27に供給
される。さらに、出口管寄28、連絡管31をとおって蒸気
ドラム１に戻される。
れており、ガス化反応の終了した後の高温ガスの冷却を
効果的に行うようにした点が特徴である。パネル形水冷
壁27冷却用の缶水は循環ポンプ３出口より分岐し、連絡
管30を経て入口管寄28に至り、パネル形水冷壁27に供給
される。さらに、出口管寄28、連絡管31をとおって蒸気
ドラム１に戻される。
ディフューザ19に投入された石炭のガス化反応はレダク
タ20の下方において急速に進行した後徐々にゆるやかと
なり、レダクタ20の上部においては飽和状態（ガス化反
応がもはや進行しない状態）になっている。但し、使用
する石炭の性状によってはこのような状態でも依然とし
て熱交換器部分における灰のスラッギングの懸念が残さ
れている。このためレダクタ20の出口部分にガス冷却専
用のパネル形水冷壁を設けることによりガス化反応に悪
影響を及ぼさず、かつレダクタ20の高さを過大にするこ
となく効果的な生成ガスの冷却を行いスラッキングを防
止することが可能となる。
タ20の下方において急速に進行した後徐々にゆるやかと
なり、レダクタ20の上部においては飽和状態（ガス化反
応がもはや進行しない状態）になっている。但し、使用
する石炭の性状によってはこのような状態でも依然とし
て熱交換器部分における灰のスラッギングの懸念が残さ
れている。このためレダクタ20の出口部分にガス冷却専
用のパネル形水冷壁を設けることによりガス化反応に悪
影響を及ぼさず、かつレダクタ20の高さを過大にするこ
となく効果的な生成ガスの冷却を行いスラッキングを防
止することが可能となる。
なお、パネル形水冷壁20の冷却媒体は缶水に限定する必
要はなく蒸気であっても、また、給水であっても良い。
要はなく蒸気であっても、また、給水であっても良い。
要するに、本発明はレダクタ20の寸法をガス化反応上必
要十分なものとした後、レダクタ20の出口部分にスラッ
ギングが生じにくい構造のガス冷却専用の手段を設けた
合理的なガス化装置の提供にある。
要十分なものとした後、レダクタ20の出口部分にスラッ
ギングが生じにくい構造のガス冷却専用の手段を設けた
合理的なガス化装置の提供にある。
パネル形の冷却装置においては、通常パネル間のピッチ
（ガス流れに対する巾方向のチューブのピッチ）は大き
くとり、チューブ間のピッチ（ガス流れ方向に対するチ
ューブのピッチ）は小さく（あたかもチューブどおしが
接する如くに）選定する。このためチューブとチューブ
との間への灰の付着が生じにくく、たとえ付着した場合
でも溶融灰は下方に容易に流下し易いという特徴を有す
るのでスラッギング対策上極めて効果的なものである。
（ガス流れに対する巾方向のチューブのピッチ）は大き
くとり、チューブ間のピッチ（ガス流れ方向に対するチ
ューブのピッチ）は小さく（あたかもチューブどおしが
接する如くに）選定する。このためチューブとチューブ
との間への灰の付着が生じにくく、たとえ付着した場合
でも溶融灰は下方に容易に流下し易いという特徴を有す
るのでスラッギング対策上極めて効果的なものである。
これに反して、熱交換器を構成する管群にあっては、単
に熱交換特性のみを重視した配置（ガス流れに対する巾
方向およびガス流れ方向のピッチ）の選定を行うのでチ
ューブとチューブの間への灰の付着が生じ易く、また、
一旦付着したスラグは流下しにくいものとなる。
に熱交換特性のみを重視した配置（ガス流れに対する巾
方向およびガス流れ方向のピッチ）の選定を行うのでチ
ューブとチューブの間への灰の付着が生じ易く、また、
一旦付着したスラグは流下しにくいものとなる。
熱交換器21は、周壁25、煙道蒸発器13、過熱器15、節炭
器11で構成され、煙道蒸発器13、過熱器15、節炭器11は
周壁25の内部に設置されこれらハンガチューブ26によっ
て支持されている。
器11で構成され、煙道蒸発器13、過熱器15、節炭器11は
周壁25の内部に設置されこれらハンガチューブ26によっ
て支持されている。
そして上記缶水の一部は、連絡管９を経て、一部は周壁
25、ハンガチューブ26を通って蒸気ドラム１に戻され、
更に一部は煙道蒸発器13に入り、そこから蒸気ドラム１
に戻される。
25、ハンガチューブ26を通って蒸気ドラム１に戻され、
更に一部は煙道蒸発器13に入り、そこから蒸気ドラム１
に戻される。
蒸気ドラム１内で分離された蒸気は、連絡管８を経て過
熱器15へ送られ、更にガスタービン排ガスボイラ16（図
示省略）に送られる。
熱器15へ送られ、更にガスタービン排ガスボイラ16（図
示省略）に送られる。
コンバスタ18下部には灰ホッパ24が設けられ、流下した
溶融スラグはここで水冷され、水冷スラグ22として外部
に排出される。
溶融スラグはここで水冷され、水冷スラグ22として外部
に排出される。
缶水は蒸気ドラム１より下降管２を通り、循環ポンプ３
にて昇圧され、ガス化炉下部管寄４に至る。ここからガ
ス化炉の周壁を構成する水冷壁５を形成するライフル管
を通り耐熱・耐火材６を透して若干の熱を吸収した後、
上部管寄７に至り、ここから蒸気ドラム１へ戻される。
にて昇圧され、ガス化炉下部管寄４に至る。ここからガ
ス化炉の周壁を構成する水冷壁５を形成するライフル管
を通り耐熱・耐火材６を透して若干の熱を吸収した後、
上部管寄７に至り、ここから蒸気ドラム１へ戻される。
（１） 石炭のガス化反応に悪影響を及ぼさず、生成ガ
スの冷却を専ら行うのでガス化効率の向上に寄与すると
ともに、熱交換器でのスラッギングを防止することがで
きる。
スの冷却を専ら行うのでガス化効率の向上に寄与すると
ともに、熱交換器でのスラッギングを防止することがで
きる。
（２） レダクタ部の高さを過大に選定する必要がな
く、経済的である。
く、経済的である。
（３） 多炭種に対する適応能力向上に寄与するところ
が大きい。
が大きい。
第１図は本発明による石炭ガス化装置の基本構成を示す
概略図であり、第２図は従来の石炭ガス化装置を示す概
略図である。 １……蒸気ドラム、２……下降管、３……循環ポンプ、
４……ガス化炉下部管寄、５……水冷壁、６……耐火
材、７……上部管寄、８……連絡管、９……連絡管、10
……給水管、11……節炭器、12……連絡管、13……煙道
蒸発器、14……連絡管、15……過熱器、16……連絡管、
17……耐圧容器、18……コンバスタ、19……ディフュー
ザ、20……レダクタ、21……熱交換器、22……スラグ、
23……生成ガス、24……灰ホッパ、25……周壁、26……
ハンガチューブ、27……パネル形水冷壁、28……入口管
寄、29……出口管寄せ、30……連絡管、31……連絡管。
概略図であり、第２図は従来の石炭ガス化装置を示す概
略図である。 １……蒸気ドラム、２……下降管、３……循環ポンプ、
４……ガス化炉下部管寄、５……水冷壁、６……耐火
材、７……上部管寄、８……連絡管、９……連絡管、10
……給水管、11……節炭器、12……連絡管、13……煙道
蒸発器、14……連絡管、15……過熱器、16……連絡管、
17……耐圧容器、18……コンバスタ、19……ディフュー
ザ、20……レダクタ、21……熱交換器、22……スラグ、
23……生成ガス、24……灰ホッパ、25……周壁、26……
ハンガチューブ、27……パネル形水冷壁、28……入口管
寄、29……出口管寄せ、30……連絡管、31……連絡管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 品田 治 東京都千代田区丸の内２丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 柏崎 正道 東京都千代田区丸の内２丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】燃料を燃焼させて高温の雰囲気を形成する
コンバスタ部、同コンバスタ部の上部に位置してコンバ
スタ部と連通し、燃料を乾留・熱分解させるとともに前
記コンバスタ部からの高温のガスと燃料とを混合するデ
ィフューサ部、及び同ディフューザ部の上部に位置して
ディフューザ部と連通し、吸熱のガス化反応をおこなわ
せて前記ディフューザ部よりの炭素粒をガス化させるレ
ダクタ部からなる石炭ガス化装置において、前記レダク
ト部出口にパネル状に形成した水冷壁を配して形成した
ことを特徴とする石炭ガス化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21376687A JPH075898B2 (ja) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | 石炭ガス化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21376687A JPH075898B2 (ja) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | 石炭ガス化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6456787A JPS6456787A (en) | 1989-03-03 |
| JPH075898B2 true JPH075898B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=16644676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21376687A Expired - Lifetime JPH075898B2 (ja) | 1987-08-27 | 1987-08-27 | 石炭ガス化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075898B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013041543A1 (en) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Gasification reactor |
| JP5818704B2 (ja) * | 2012-01-25 | 2015-11-18 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガス化炉、ガス化発電プラント |
| CN103740411B (zh) * | 2014-01-14 | 2015-02-04 | 中国矿业大学(北京) | 一种新型褐煤气化反应器和气化系统 |
| JP6621310B2 (ja) * | 2015-11-18 | 2019-12-18 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガス化装置、制御装置、ガス化複合発電設備及び制御方法 |
| CN116772197B (zh) * | 2023-07-03 | 2024-06-25 | 哈尔滨红光锅炉总厂有限责任公司 | 一种水冷包墙夹水冷屏纯燃准东煤循环流化床锅炉 |
-
1987
- 1987-08-27 JP JP21376687A patent/JPH075898B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6456787A (en) | 1989-03-03 |
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