JPH0774344B2 - Coal gasifier - Google Patents

Coal gasifier

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JPH0774344B2
JPH0774344B2 JP15190293A JP15190293A JPH0774344B2 JP H0774344 B2 JPH0774344 B2 JP H0774344B2 JP 15190293 A JP15190293 A JP 15190293A JP 15190293 A JP15190293 A JP 15190293A JP H0774344 B2 JPH0774344 B2 JP H0774344B2
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slag
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、石炭等の微粉状固体炭
素質原料をガス化する気流層方式の石炭ガス化装置に関
し、特にスラグ冷却部のスラグ流下状況又は加熱用バー
ナの燃焼状況を監視する監視手段の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-bed type coal gasifier for gasifying a fine powdery solid carbonaceous raw material such as coal, and more particularly, to a slag flow condition in a slag cooling section or a combustion condition of a heating burner The present invention relates to improvement of monitoring means for monitoring.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、石炭等の炭素質固体原料をガス化
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、気流層方式は
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1300〜1600℃)の炉内に供
給して原料中の可燃分をガスに、灰分をスラグに変換さ
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
しているので、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おり、国内外で開発が進められて
いる。
2. Description of the Related Art Conventionally, various systems such as a fixed bed, a fluidized bed and a gas stream bed have been proposed as a device for gasifying a solid carbonaceous material such as coal. Among these methods, the airflow layer method is a method in which the raw material is made into fine powder and is supplied together with an oxidizing agent such as oxygen and air into a furnace at a temperature (about 1300 to 1600 ° C) higher than the melting point of the raw material ash to burn combustible components in the raw material. To gas, and to convert ash to slag, it has features such as high gasification efficiency compared to other methods, a wide range of applicable coal types, and excellent environmental compatibility. It is suitable for production of fuels and raw materials for combined power generation, fuel cells, etc., and is being developed in Japan and overseas.

【0003】図4は、従来の石炭ガス化装置の説明図
で、本体を中心に示した断面図である。石炭ガス化装置
1の本体2は、ガス化部3とその上部に熱回収部5、下
部にスラグ冷却部4から構成されている。ガス化部3は
石炭バーナ9、10と共に、下部炉床板にスラグタツプ
6が設けられ、雰囲気圧力は数十気圧である。石炭バー
ナ9、10の上流側は、図5に示すように常圧の供給ホ
ツパ44内の微粉状石炭45はバルブ46通してロツク
ホツパ49に入り、加圧用ガスラインからの窒素等の不
活性ガスにより加圧用ガスバルブ47を通して加圧され
る(48はバルブ)。次に、ロツクホツパ49内の微粉
状石炭はバルブ50を通して供給ホツパ52に移送され
る。供給ホツパ52は加圧ラインからの窒素等の不活性
ガスである加圧用ガスがバルブ51を通して供給され加
圧されている。微粉状石炭はバルブ53、54、定量供
給のフイーダ55、56を通して送られ、エゼクタ6
1、62でライン57、58からの窒素、炭酸ガス等の
搬送用ガスと共にバルブ59、60を通して各々原料供
給ライン25、26に、酸化剤はバルブ63、64を通
して酸化剤供給ライン27、28に、各々石炭バーナ
9、10に供給される。
FIG. 4 is an explanatory view of a conventional coal gasifier, which is a sectional view mainly showing the main body. The main body 2 of the coal gasifier 1 is composed of a gasification section 3, a heat recovery section 5 in the upper part thereof, and a slag cooling section 4 in the lower part. The gasification unit 3 is provided with a slag tap 6 on the lower hearth plate together with the coal burners 9 and 10, and the atmospheric pressure is several tens of atmospheres. On the upstream side of the coal burners 9 and 10, as shown in FIG. 5, the pulverized coal 45 in the supply hopper 44 at atmospheric pressure enters the lock hopper 49 through the valve 46, and the inert gas such as nitrogen from the pressurizing gas line is supplied. Is pressurized through the pressurizing gas valve 47 (48 is a valve). Next, the pulverized coal in the lock hopper 49 is transferred to the supply hopper 52 through the valve 50. The supply hopper 52 is pressurized by supplying a pressurizing gas, which is an inert gas such as nitrogen, from a pressurizing line through a valve 51. The pulverized coal is sent through valves 53, 54 and fixed amount feeders 55, 56, and ejector 6
In 1 and 62, together with the carrier gas such as nitrogen and carbon dioxide gas from the lines 57 and 58, the raw materials are supplied to the raw material supply lines 25 and 26 through the valves 59 and 60, and the oxidant is supplied to the oxidant supply lines 27 and 28 through the valves 63 and 64. , Are respectively supplied to the coal burners 9, 10.

【0004】スラグ冷却部4においては、ガス化部スラ
グタツプ6からの溶融スラグ8は下方のスラグ冷却水7
中に落下し、表面と内部との温度差による熱応力が発生
するのでスラグ冷却水7中で2〜5mm程度の大きさに
水砕される。
In the slag cooling section 4, the molten slag 8 from the gasification section slag tap 6 is slag cooling water 7 below.
Since it falls inside and thermal stress is generated due to the temperature difference between the surface and the inside, it is granulated in the slag cooling water 7 to a size of about 2 to 5 mm.

【0005】このような石炭ガス化装置1において、溶
融スラグ8が安定に排出出来なければ様々なトラブルを
引き起こしてしまう。例えば、スラグタツプ6が閉塞す
ればガス化部3の炉床板部に溶融スラグ8が溜り、更に
運転を続けると溶融スラグ8が下段バーナ10の原料及
び酸素噴出口を塞ぐので、装置の運転を中止せざるを得
なくなる。再度運転を開始するためには、本体2を解体
し、本体2底部の補修、スラグタツプ6の交換を行わね
ばならず、最悪の場合には石炭ガス化装置1を再起不能
にしてしまう。従って、気流層方式の石炭ガス化装置1
ではスラグタツプ6における溶融スラグ8の流下状況の
監視が重要である。石炭ガス化装置1の運転中は、炉床
板のスラグタツプ6は原料の灰の溶融点以上の温度に保
持されているため、スラグ冷却部4には可燃性のガスが
充満しており温度も高い。又、溶融スラグ8の流下に伴
って、一部ではあるが未燃のチヤーも存在している。
In such a coal gasifier 1, various troubles will occur unless the molten slag 8 can be discharged stably. For example, if the slag tap 6 is clogged, the molten slag 8 accumulates in the hearth plate portion of the gasification section 3, and if the operation is continued, the molten slag 8 blocks the raw material and oxygen ejection port of the lower burner 10, so the operation of the device is stopped. I have no choice but to do it. In order to restart the operation, the main body 2 must be disassembled, the bottom of the main body 2 must be repaired, and the slag tap 6 must be replaced. In the worst case, the coal gasifier 1 cannot be restarted. Therefore, the air-bed type coal gasifier 1
Then, it is important to monitor the flow down state of the molten slag 8 in the slag tap 6. During operation of the coal gasifier 1, the slag tap 6 on the hearth plate is kept at a temperature above the melting point of the ash of the raw material, so the slag cooling section 4 is filled with combustible gas and has a high temperature. . Further, as the molten slag 8 flows down, some unburned chains also exist.

【0006】従来法では、溶融スラグ8の流下状況を監
視する監視手段A11のパージガス12′としては、窒
素等の不活性ガス或いは石炭ガス化装置1で生成した生
成ガス22をリサイクルしたリサイクルガス等の可燃性
ガスの単独ガスを用いていた。監視手段A11の他に、
石炭ガス化装置1の起動時にガス化部3を加熱昇温させ
るためのバーナやスラグタツプ6を加熱するためのバー
ナの燃焼状況を監視する監視手段B16が設けられてい
るが(以下、監視手段A11及びB16を総称して「監
視手段」と云う)、監視手段A11と同様に監視手段B
16にもパージガス17′として窒素等の不活性ガス或
いはリサイクルガス等の可燃性ガスの単独ガスが用いら
れていた。
In the conventional method, the purge gas 12 'of the monitoring means A11 for monitoring the flow down state of the molten slag 8 is an inert gas such as nitrogen or a recycled gas produced by recycling the produced gas 22 produced by the coal gasifier 1. Was used as the sole flammable gas. In addition to the monitoring means A11,
Monitoring means B16 is provided to monitor the combustion state of the burner for heating the gasification section 3 and the burner for heating the slag tap 6 when the coal gasifier 1 is started up (hereinafter, monitoring means A11. And B16 are collectively referred to as "monitoring means"), and the monitoring means B is the same as the monitoring means A11.
As the purge gas 17 ', an independent gas such as an inert gas such as nitrogen or a combustible gas such as a recycle gas has also been used for the purge gas 17'.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
石炭ガス化装置1において、パージガス12′、17′
はスラグ冷却部4に注入されると、雰囲気中のガスと混
合する部分で雰囲気中のガスを冷却するので、雰囲気中
の可燃性ガスのCラジカル、C2ラジカル等の燃焼中間
生成物が冷却され煤を生じ、監視手段のパージガス噴出
口近傍31、32に付着して、図示していないが監視手
段の監視のための窓或いは監視機器A14、B19の検
出窓(以下、監視手段の監視のための窓或いは監視機器
A14、B19の検出窓を総称して「監視窓」と云う)
の視野を狭くしたり、監視窓に付着して監視窓が明瞭で
なくなると云う問題があった。特に、パージガス1
2′、17′として窒素ガスを用いた場合には、監視手
段のパージガス噴出口近傍31、32で未燃のチヤーが
消化して黒い粒子になるので、一層監視窓の視野が狭く
なり監視窓が明瞭でなくなる。一方、監視窓の視野が狭
くならないようにパージガスを多く注入するとガス化部
3の下部、特にスラグタツプ6が冷却され、それを防止
するためスラグタツプ6を加熱する加熱用バーナ15の
燃料供給量を増加させると、燃焼生成物が多くなり石炭
ガス化装置1の生成ガス22発熱量を低下させると云う
問題があった。
However, in the conventional coal gasifier 1, the purge gas 12 ', 17' is used.
When injected into the slag cooling unit 4, the gas in the atmosphere is cooled in a portion mixed with the gas in the atmosphere, so that the combustion intermediate products such as C radicals and C2 radicals of the combustible gas in the atmosphere are cooled. Soot is generated and adheres to the vicinity 31 and 32 of the purge gas ejection port of the monitoring means, and although not shown, a window for monitoring the monitoring means or a detection window of the monitoring equipment A14, B19 (hereinafter, for monitoring the monitoring means Window or the detection windows of the monitoring devices A14 and B19 are collectively referred to as "monitoring window").
There was a problem that the field of view of the observation window was narrowed, or the observation window became unclear because it adhered to the observation window. In particular, purge gas 1
When nitrogen gas is used as 2'and 17 ', unburned tires are digested into black particles in the vicinity of the purge gas ejection port 31 and 32 of the monitoring means, and the field of view of the monitoring window is further narrowed. Becomes unclear. On the other hand, if a large amount of purge gas is injected so as not to narrow the field of view of the monitoring window, the lower part of the gasification section 3, especially the slag tap 6, is cooled, and the fuel supply amount of the heating burner 15 for heating the slag tap 6 is increased to prevent it. Then, there is a problem that the combustion products increase and the calorific value of the generated gas 22 of the coal gasifier 1 decreases.

【0008】本発明の目的は、石炭ガス化装置における
スラグ冷却部において、スラグ流下状況を監視する監視
手段又は加熱用バーナの燃焼状況を監視する監視手段の
監視窓の視野が狭くならず監視窓が明瞭であると共に、
必要以上の燃料の燃焼による燃焼ガスの増加によって、
生成ガスの発熱量を低下させることのない石炭ガス化装
置を提供することである。
An object of the present invention is to prevent the field of view of the monitoring window of the monitoring means for monitoring the slag flow-down condition or the monitoring means for monitoring the combustion condition of the heating burner from being narrowed in the slag cooling section of the coal gasifier. Is clear,
By increasing combustion gas by burning more fuel than necessary,
It is an object of the present invention to provide a coal gasifier which does not reduce the calorific value of generated gas.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本願第1発明は、ガス化部と該ガス化部の隣接下部
に位置するスラグ冷却部とを有し、該スラグ冷却部はス
ラグ流下状況を監視する監視手段及び加熱用バーナの燃
焼状況を監視する監視手段とを有する気流層方式の石炭
ガス化装置において、前記スラグ冷却部は酸化剤を含む
ガスを供給する手段を備えたことである。
In order to achieve the above object, the first invention of the present application has a gasification section and a slag cooling section located in a lower portion adjacent to the gasification section, and the slag cooling section is a slag. In a gas stream coal gasifier having a monitoring means for monitoring a flow-down situation and a monitoring means for monitoring a combustion situation of a heating burner, the slag cooling section is provided with a means for supplying a gas containing an oxidant. Is.

【0010】本願第2発明は、本願第1発明において、
酸化剤を含むガスを供給する手段は、前記監視手段にお
ける酸素ガスを含むパージガスを供給するパージガス供
給手段であって、前記パージガスの酸素ガス濃度は2〜
10%であることである。
The second invention of the present application is the same as the first invention of the present application,
The means for supplying a gas containing an oxidant is a purge gas supply means for supplying a purge gas containing oxygen gas in the monitoring means, and the oxygen gas concentration of the purge gas is 2 to 2.
That is 10%.

【0011】本願第3発明は、本願第2発明において、
パージガス供給手段の上流に、可燃ガス供給手段が備え
られていることである。
The third invention of the present application is the same as the second invention of the present application.
That is, the combustible gas supply means is provided upstream of the purge gas supply means.

【0012】本願第4発明は、本願第2発明又は第3発
明において、パージガス供給手段は窒素ガスを主体とす
るパージガスを供給する手段であり、可燃ガス供給手段
は該石炭ガス化装置において生成する生成ガスをリサイ
クルしたリサイクルガスを供給する手段であることであ
る。
In a fourth invention of the present application, in the second invention or the third invention of the present application, the purge gas supply means is means for supplying a purge gas mainly containing nitrogen gas, and the combustible gas supply means is generated in the coal gasifier. That is, it is a means for supplying a recycled gas obtained by recycling the generated gas.

【0013】[0013]

【作用】本発明によれば、ガス化部とこのガス化部の隣
接下部に位置するスラグ冷却部とを有し、スラグ冷却部
はスラグ流下状況及び加熱用バーナの燃焼状況を監視す
る監視手段とを有する気流層方式の石炭ガス化装置にお
いて、スラグ冷却部は酸化剤を含むガスを供給する手段
を備えているので、スラグ冷却部に充満している可燃性
のガスや未燃のチヤーは、酸化剤を含むガスを供給する
手段からの酸化剤を含むガスと混合し、可燃性のガスや
未燃のチヤーと酸化剤とが反応するので煤や黒い粒子が
発生しない。従って、監視手段の監視窓の視野を狭くし
たり監視窓を不明瞭にしたりすることがない。
According to the present invention, there is provided a gasification section and a slag cooling section located adjacent to and below the gasification section. The slag cooling section monitors the slag flow-down condition and the combustion condition of the heating burner. In the coal gasifier of the air flow layer system having and, since the slag cooling unit is provided with a means for supplying a gas containing an oxidant, the combustible gas and unburned chaff filling the slag cooling unit are By mixing with the gas containing the oxidant from the means for supplying the gas containing the oxidant, the combustible gas or the unburned chain reacts with the oxidant, so that soot or black particles are not generated. Therefore, the field of view of the monitoring window of the monitoring means is not narrowed or the monitoring window is not obscured.

【0014】監視手段において、酸素ガスを含むパージ
ガスを供給するパージガス供給手段であって、パージガ
スの酸素ガス濃度は2〜10%であるから、パージガス
噴出口近傍で可燃性のガスや未燃のチヤーとパージガス
の酸素ガスとが燃焼反応し、上記と同様の作用を奏す
る。しかも燃焼反応は過激でないので監視機器の温度は
あまり上がらずに保護され、且つ誤動作をすることもな
い。又、スラグ冷却部は過度に冷却されないので、スラ
グタツプを加熱するバーナの余分の燃料供給をすること
もなく、燃焼生成物は少なく石炭ガス化装置の生成ガス
の発熱量は低下しない。
The monitoring means is a purge gas supply means for supplying a purge gas containing oxygen gas, and since the oxygen gas concentration of the purge gas is 2 to 10%, a combustible gas or an unburned fuel is present near the purge gas ejection port. And the oxygen gas of the purge gas undergo a combustion reaction, and the same action as described above is achieved. Moreover, since the combustion reaction is not radical, the temperature of the monitoring device does not rise so much that it is protected and does not malfunction. Further, since the slag cooling unit is not excessively cooled, the burner for heating the slag tap does not supply an extra fuel, the combustion products are small, and the calorific value of the gas produced by the coal gasifier does not decrease.

【0015】監視手段のパージガス供給手段の上流に、
可燃ガス供給手段が備えられているので、可燃ガスはパ
ージガスと良く混合しパージガス噴出口近傍で直に燃焼
反応して上記と同様の作用をすると共に、凡そ可燃ガス
の供給量に相当する分のパージガス量を減らすことが出
来る。
Upstream of the purge gas supply means of the monitoring means,
Since the combustible gas supply means is provided, the combustible gas is well mixed with the purge gas, and directly combusts and reacts in the vicinity of the purge gas ejection port to perform the same operation as described above, and to the extent equivalent to the supply amount of the combustible gas. The amount of purge gas can be reduced.

【0016】パージガス供給手段は窒素ガスを主体とす
るパージガスを供給する手段であり、可燃ガス供給手段
は石炭ガス化装置において生成する生成ガスをリサイク
ルしたリサイクルガスを供給する手段とすることによ
り、上記と同様の作用を奏すると共に、パージガス及び
可燃ガスとして特別のガスを用意する必要がない。
The purge gas supply means is a means for supplying a purge gas mainly composed of nitrogen gas, and the combustible gas supply means is a means for supplying a recycle gas obtained by recycling the produced gas produced in the coal gasification apparatus. In addition to the same effect as above, it is not necessary to prepare a special gas as the purge gas and the combustible gas.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【0018】図1は、本発明に係る石炭ガス化装置の説
明図で、本体を中心とした断面図である。石炭ガス化装
置1の本体2は、ガス化部3とガス化部3の上部に隣接
する熱回収部5、下部に隣接するスラグ冷却部4とから
なる。ガス化部3には石炭バーナ9、10が設けられて
いる。熱回収部5の内壁にはボイラ供給水41、42に
接続されたヘツダ20、21及び伝熱管43が設けられ
ている。スラグ冷却部4には溶融スラグ8の流下状況を
監視する監視手段A11が設けられ、更に、石炭ガス化
装置1の起動時にガス化部3を加熱昇温させるためのバ
ーナや炉床板のスラグタツプ6を加熱するためのバーナ
が設けられ、これらのバーナをまとめて加熱用バーナ1
5として図示してある。又、この加熱用バーナ15の燃
焼状況を監視する監視手段B16が設けられている。
FIG. 1 is an explanatory view of a coal gasifier according to the present invention, which is a sectional view centering on a main body. The main body 2 of the coal gasifier 1 comprises a gasification section 3, a heat recovery section 5 adjacent to the upper part of the gasification section 3, and a slag cooling section 4 adjacent to the lower part. The gasification section 3 is provided with coal burners 9, 10. On the inner wall of the heat recovery unit 5, headers 20, 21 connected to the boiler feed waters 41, 42 and a heat transfer tube 43 are provided. The slag cooling section 4 is provided with a monitoring means A11 for monitoring the flow down state of the molten slag 8, and further, a burner for heating and heating the gasification section 3 at the time of starting the coal gasification apparatus 1 and a slag tap 6 for the hearth plate. A burner for heating the burner is provided.
It is shown as 5. Further, monitoring means B16 for monitoring the combustion state of the heating burner 15 is provided.

【0019】図2は、図1における要部拡大断面図であ
る。図2に示されているように、監視手段A11は、監
視機器A14であるイメージフアイバや図示しない監視
のための窓があり、監視手段B16には監視機器B19
である火炎検出器や図示しない監視のための窓がある。
両監視手段共、パージガス供給手段A12及びB17が
備えられ、それぞれパージガスライン29、30とこれ
らに接続される酸素ガスライン33、34が設けられて
いる。すなわち、本実施例では酸化剤を含むガスを供給
する手段が、パージガスライン29、30及び酸素ガス
ライン33、34により形成されている。加熱用バーナ
15は、メタンガス、軽油等の燃料ライン40及び空
気、酸素等を供給する酸素含有ガスライン35に接続さ
れている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the main part in FIG. As shown in FIG. 2, the monitoring means A11 has an image fiber which is the monitoring equipment A14 and a window for monitoring not shown, and the monitoring means B16 has a monitoring equipment B19.
There is a flame detector and a window for monitoring (not shown).
Both monitoring means are provided with purge gas supply means A12 and B17, and purge gas lines 29 and 30 and oxygen gas lines 33 and 34 connected to these are provided, respectively. That is, in this embodiment, the means for supplying the gas containing the oxidant is formed by the purge gas lines 29, 30 and the oxygen gas lines 33, 34. The heating burner 15 is connected to a fuel line 40 for methane gas, light oil, etc., and an oxygen-containing gas line 35 for supplying air, oxygen, etc.

【0020】ガス化部3において、石炭バーナ9、10
は、各々石炭に代表される微粉状炭素質固体原料を供給
する原料供給ライン25、26と酸素、空気、水蒸気等
の酸化剤を供給する酸化剤供給ライン27、28に接続
され、各原料及び酸化剤は石炭バーナ9、10から投入
される。石炭バーナ9、10に接続されている原料供給
ライン25、26及び酸化剤供給ライン27、28の上
流側のライン系統及び使用機器は、従来の石炭ガス化装
置で説明した図5に示したものと同じであるので説明を
省略する。ガス化部3は前記微粉状炭素質固体原料の灰
の溶融点以上の温度に保持されているので、該固体原料
の可燃分は水素(H2)及び一酸化炭素(CO)に富む
生成ガス22に、該固体原料の灰分は溶融スラグ8に変
化する。生成ガス22はガス化部3上方の熱回収部5に
流入する。溶融スラグ8はガス化部3の底部炉床板に位
置するスラグタツプ6から下方のスラグ冷却部4に落下
する。
In the gasification section 3, coal burners 9, 10
Are connected to raw material supply lines 25 and 26 for supplying a fine powdery carbonaceous solid raw material typified by coal and oxidant supply lines 27 and 28 for supplying an oxidizer such as oxygen, air, and steam, respectively. The oxidizer is introduced from coal burners 9, 10. The line system and equipment used on the upstream side of the raw material supply lines 25, 26 and the oxidant supply lines 27, 28 connected to the coal burners 9, 10 are those shown in FIG. 5 described in the conventional coal gasifier. Since it is the same as, the description will be omitted. Since the gasification section 3 is maintained at a temperature equal to or higher than the melting point of the ash of the fine powdery carbonaceous solid raw material, the combustible content of the solid raw material is a produced gas rich in hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO). At 22, the ash content of the solid raw material changes to the molten slag 8. The generated gas 22 flows into the heat recovery section 5 above the gasification section 3. The molten slag 8 drops from the slag tap 6 located on the bottom hearth plate of the gasification section 3 to the slag cooling section 4 below.

【0021】熱回収部5においては、ガス化部3で発生
した生成ガス22は主に輻射伝熱によって冷却され生成
ガスライン23を経てサイクロン等の脱塵器24に至る
(図1)。
In the heat recovery section 5, the produced gas 22 generated in the gasification section 3 is cooled mainly by radiant heat transfer and reaches a dust remover 24 such as a cyclone through a produced gas line 23 (FIG. 1).

【0022】スラグ冷却部4においては、ガス化部3と
同様に、可燃性のガスが充満し、一部ではあるが未燃の
チヤーも存在している。故に、スラグ冷却部4内に、前
記酸化剤を含むガスを供給する手段を設けたことによ
り、スラグ冷却部4の内部において可燃性のガス及び未
燃のチヤーは酸化剤を含むガスの酸化剤と燃焼反応し、
温度が約300℃以上になるので可燃性ガスから煤は生
じないし、チヤーも黒い粒子にならない。従って、監視
窓の視野が狭くならないし監視窓が不明瞭にならない。
Similar to the gasification section 3, the slag cooling section 4 is filled with a combustible gas, and some unburned cher is present. Therefore, by providing the means for supplying the gas containing the oxidant in the slag cooling section 4, the combustible gas and the unburned chaff inside the slag cooling section 4 are the oxidizers of the gas containing the oxidant. Burning reaction with
Since the temperature is higher than about 300 ° C, soot is not generated from the combustible gas, and the cheers do not become black particles. Therefore, the field of view of the surveillance window is not narrowed and the surveillance window is not obscured.

【0023】酸化剤を含むガスを供給する手段は、監視
手段における酸素ガスを含むパージガスを供給するパー
ジガス供給手段A12及びB17であることにより、ス
ラグ冷却部4に注入されたパージガス中の酸素ガスは、
雰囲気中の可燃性ガスのCラジカル、C2ラジカル等の
燃焼中間生成物と反応するので煤を発生せず、又、パー
ジガス噴出口近傍31、32に付着して監視窓の視野を
狭くしたり、或いは監視窓に付着して監視窓を不明瞭に
すると云うことがない。又、パージガスとして酸素ガス
を含む窒素ガスを用いた場合にも、監視手段のパージガ
ス噴出口近傍31、32で未燃のチヤーが消化して黒い
粒子になったり、なお一層監視窓の視野が狭くなったり
監視窓が不明瞭になったりすることはない。更に、監視
窓の視野が狭くならないようにパージガスを多く注入す
る必要がないので、ガス化部3の下部、特にスラグタツ
プ6が冷却されず、スラグタツプ6を加熱する加熱用バ
ーナ15の燃料供給量を増加させる必要もないので、燃
焼生成物が多くならない。従って、石炭ガス化装置1の
生成ガス22の発熱量を低下させると云った問題もな
い。
Since the means for supplying the gas containing the oxidant is the purge gas supplying means A12 and B17 for supplying the purge gas containing the oxygen gas in the monitoring means, the oxygen gas in the purge gas injected into the slag cooling section 4 is ,
It does not generate soot because it reacts with the combustion intermediate products such as C radicals and C2 radicals of the flammable gas in the atmosphere, and it adheres to the purge gas ejection port vicinity 31, 32 to narrow the field of view of the monitoring window, Alternatively, it cannot be said that it adheres to the monitoring window and obscures the monitoring window. Also, when nitrogen gas containing oxygen gas is used as the purge gas, unburned tires are digested into black particles in the vicinity 31 and 32 of the purge gas ejection port of the monitoring means, and the field of view of the monitoring window is further narrowed. It does not become obscured or obscure the observation window. Further, since it is not necessary to inject a large amount of purge gas so as not to narrow the field of view of the monitoring window, the lower part of the gasification section 3, particularly the slag tap 6, is not cooled, and the fuel supply amount of the heating burner 15 for heating the slag tap 6 is reduced. There is no need to increase it, so the amount of combustion products does not increase. Therefore, there is no problem that the calorific value of the generated gas 22 of the coal gasifier 1 is reduced.

【0024】発明者等の実験によれば、パージガス中の
酸素ガス濃度は約2%以上の時に監視窓に煤が観察出来
なかった。又、10%を超えると雰囲気中の可燃性ガス
とパージガス中の酸素ガスとが激しく反応し、監視機器
A14、B19の温度が上昇した。これはパージガス中
の酸素ガス濃度が2〜10%の範囲で比較的緩慢な燃焼
が生じるためと推定される。従って、パージガス中の酸
素ガス濃度は2〜10%の範囲が望ましい。
According to experiments by the inventors, soot could not be observed in the monitoring window when the oxygen gas concentration in the purge gas was about 2% or more. On the other hand, if it exceeds 10%, the flammable gas in the atmosphere and the oxygen gas in the purge gas react violently, and the temperatures of the monitoring devices A14 and B19 rise. It is estimated that this is because relatively slow combustion occurs when the oxygen gas concentration in the purge gas is in the range of 2 to 10%. Therefore, the oxygen gas concentration in the purge gas is preferably in the range of 2-10%.

【0025】図3は、本発明に係る別の石炭ガス化装置
の説明図で、図2に相当する要部拡大断面図である。本
実施例は、図2に示す実施例において監視手段のパージ
ガス供給手段A12或いはB17の上流側に各々可燃ガ
ス供給手段A13或いはB18を設けたものである。可
燃ガス供給手段A13或いはB18を各々パージガス供
給手段A12或いはB17の上流側に設けることによ
り、可燃ガスと酸素ガスを含むパージガスとは下流側で
接触し燃焼することになるので、監視機器A14である
イメージフアイバ、監視機器B19である火炎検出器或
いは監視のための窓等は高温にならず保護され、監視機
器A14、B19は誤動作しない。監視機器B19とし
てイメージフアイバを用いる場合には、イメージフアイ
バ自身の耐熱性がないため、イメージフアイバそのもの
は低温のガスで冷却する必要があり、同様に、監視手段
の監視のための窓には耐圧、耐熱性のガラスが使用され
るが、出来る限り低温の方が好ましいので、上記の様に
可燃ガス供給手段A13或いはB18をパージガス供給
手段A12或いはB17の上流側に設けたのである。
又、監視手段A11、B16で使用されるパージガス、
リサイクルガス等は常温である。図2の場合と同じよう
に、石炭バーナ9、10に接続されている原料供給ライ
ン25、26及び酸化剤供給ライン27、28の上流側
のライン系統は、従来の石炭ガス化装置の説明図である
図5の系統図と同じであるので説明を省略する。図3の
実施例においても、石炭バーナ9、10に接続されてい
る原料供給ライン25、26及び酸化剤供給ライン2
7、28の上流側のライン系統及び使用機器は、従来の
石炭ガス化装置で説明した図5に示したものと同じであ
るので説明を省略する。
FIG. 3 is an explanatory view of another coal gasifier according to the present invention, and is an enlarged sectional view of a main part corresponding to FIG. In this embodiment, a combustible gas supply means A13 or B18 is provided upstream of the purge gas supply means A12 or B17 of the monitoring means in the embodiment shown in FIG. By providing the combustible gas supply means A13 or B18 on the upstream side of the purge gas supply means A12 or B17, the combustible gas and the purge gas containing oxygen gas come into contact with each other on the downstream side and burn, so that the monitoring device A14 is used. The image fiber, the flame detector that is the monitoring device B19, the window for monitoring, and the like are protected from high temperatures, and the monitoring devices A14 and B19 do not malfunction. When an image fiber is used as the monitoring device B19, the image fiber itself does not have heat resistance, so the image fiber itself needs to be cooled with a low-temperature gas. Similarly, the window for monitoring the monitoring means has a pressure resistance. Although heat resistant glass is used, it is preferable that the temperature is as low as possible. Therefore, the combustible gas supply means A13 or B18 is provided on the upstream side of the purge gas supply means A12 or B17 as described above.
Also, the purge gas used in the monitoring means A11, B16,
Recycled gas is at room temperature. As in the case of FIG. 2, the upstream line systems of the raw material supply lines 25 and 26 and the oxidant supply lines 27 and 28 connected to the coal burners 9 and 10 are explanatory diagrams of a conventional coal gasifier. The description is omitted because it is the same as the system diagram of FIG. Also in the embodiment of FIG. 3, the raw material supply lines 25 and 26 and the oxidant supply line 2 connected to the coal burners 9 and 10 are also used.
The upstream line systems and equipments used in Nos. 7 and 28 are the same as those shown in FIG. 5 described in the conventional coal gasifier, and therefore description thereof is omitted.

【0026】尚、上記各実施例では、酸化剤を含むガス
を供給する手段をパージガス供給手段12、17部分に
設けた場合を示したが、この構造に限定されない。スラ
グ冷却部4内のスラグタツプ6の下部近傍に酸化剤を含
むガスを供給する手段をパージガス供給手段12、17
とは別個に設けてもよい。
In each of the above-mentioned embodiments, the means for supplying the gas containing the oxidant is provided in the purge gas supplying means 12, 17, but the structure is not limited to this. A means for supplying a gas containing an oxidant to the vicinity of the lower portion of the slag tap 6 in the slag cooling section 4 is a purge gas supply means 12, 17
It may be provided separately from.

【0027】[0027]

【発明の効果】本願第1発明によれば、スラグ冷却部は
酸化剤を含むガスを供給する手段を備えたものであるか
ら、スラグ冷却部は煤や黒い粒子が発生せず、監視手段
の監視窓の視野を狭くしたり監視窓を不明瞭にしたりす
ることがない。
According to the first invention of the present application, since the slag cooling section is provided with the means for supplying the gas containing the oxidant, soot and black particles are not generated in the slag cooling section, and the monitoring means It does not narrow the field of view of the surveillance window or obscure the surveillance window.

【0028】本願第2発明によれば、監視手段における
酸素ガスを含むパージガスを供給するパージガス供給手
段であって、このパージガスの酸素ガス濃度は2〜10
%であるから、監視手段のパージガス噴出口近傍で煤や
黒い粒子が発生せず、監視手段の監視窓の視野を狭くし
たり監視窓を不明瞭にしたりすることがない。しかも燃
焼反応は過激でないので監視機器の温度はあまり上がら
ずに保護され、監視機器の誤動作もない。又、スラグ冷
却部は過度に冷却されないので、スラグタツプを加熱す
るバーナの余分の燃料供給をすることもなく、燃焼生成
物は少なく石炭ガス化装置の生成ガスの発熱量を低下さ
せない。
According to the second aspect of the present invention, the purge gas supplying means for supplying the purge gas containing the oxygen gas in the monitoring means has an oxygen gas concentration of 2 to 10.
%, Soot and black particles are not generated in the vicinity of the purge gas ejection port of the monitoring means, and the field of view of the monitoring window of the monitoring means is not narrowed or the monitoring window is not obscured. Moreover, since the combustion reaction is not radical, the temperature of the monitoring device does not rise so much and it is protected, and the monitoring device does not malfunction. Further, since the slag cooling unit is not excessively cooled, the burner for heating the slag tap is not supplied with additional fuel, the combustion products are small, and the calorific value of the produced gas of the coal gasifier is not reduced.

【0029】本願第3発明によれば、パージガス供給手
段の上流に、可燃ガス供給手段が備えられているので、
可燃ガスはパージガスと良く混合し、パージガス噴出口
近傍で直に燃焼反応するので、本願第2発明の効果に加
え、可燃ガスの供給量に相当する分のパージガス量を減
らすことが出来る。又、監視機器又は監視のための窓は
高温にならず保護され、監視機器は誤動作しない。
According to the third invention of the present application, since the combustible gas supply means is provided upstream of the purge gas supply means,
Since the combustible gas is well mixed with the purge gas and directly combusts in the vicinity of the purge gas ejection port, the purge gas amount corresponding to the supply amount of the combustible gas can be reduced in addition to the effect of the second invention of the present application. In addition, the monitoring device or the window for monitoring is protected from being heated to a high temperature, and the monitoring device does not malfunction.

【0030】本願第4発明によれば、パージガス供給手
段は窒素ガスを主体とするパージガスを供給する手段で
あり、可燃ガス供給手段は石炭ガス化装置において生成
する生成ガスをリサイクルしたリサイクルガスを供給す
る手段であるので、本願第2発明又は第3発明の効果に
加え、パージガス及び可燃ガスとして特別のガスを用意
する必要がない。
According to the fourth invention of the present application, the purge gas supply means is means for supplying the purge gas mainly composed of nitrogen gas, and the combustible gas supply means supplies the recycled gas obtained by recycling the generated gas generated in the coal gasifier. In addition to the effect of the second invention or the third invention of the present application, it is not necessary to prepare a special gas as the purge gas and the combustible gas.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る石炭ガス化装置の説明図で、本体
を中心とした断面図である。
FIG. 1 is an explanatory view of a coal gasifier according to the present invention, which is a cross-sectional view centering on a main body.

【図2】図1における要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part in FIG.

【図3】本発明に係る別の石炭ガス化装置の説明図で、
図2に相当する要部拡大断面図である。
FIG. 3 is an explanatory view of another coal gasifier according to the present invention,
It is a principal part expanded sectional view corresponded to FIG.

【図4】従来の石炭ガス化装置の説明図で、本体を中心
とした断面図である。
FIG. 4 is an explanatory view of a conventional coal gasifier, which is a sectional view centering on a main body.

【図5】従来の石炭ガス化装置の説明図で、図4におけ
る石炭バーナへの原料供給ライン及び酸化剤供給ライン
の上流側の系統図である。
5 is an explanatory diagram of a conventional coal gasifier, and is a system diagram on the upstream side of a raw material supply line and an oxidant supply line to a coal burner in FIG. 4.

【符号の説明】 1 石炭ガス化装置 3 ガス化部 4 スラグ冷却部 6 スラグタツプ 8 溶融スラグ 11 監視手段A 12 パージガス供給手段A 13 可燃ガス供給手段A 14 監視機器A 15 加熱用バーナ 16 監視手段B 17 パージガス供給手段B 18 可燃ガス供給手段B 19 監視機器B 22 生成ガス 29、30 パージガスライン 33、34 酸素ガスライン 36、37 可燃ガスライン 38、39 リサイクルガス[Explanation of Codes] 1 coal gasifier 3 gasifier 4 slag cooler 6 slag tap 8 molten slag 11 monitoring means A 12 purge gas supply means A 13 combustible gas supply means A 14 monitoring equipment A 15 heating burner 16 monitoring means B 17 Purge Gas Supply Means B 18 Combustible Gas Supply Means B 19 Monitoring Equipment B 22 Generated Gas 29, 30 Purge Gas Lines 33, 34 Oxygen Gas Lines 36, 37 Combustible Gas Lines 38, 39 Recycled Gas

フロントページの続き (72)発明者 小山 俊太郎 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 小泉 義博 千葉県袖ヶ浦市中袖3−1 石炭利用水素 製造研究組合 運転研究所内Front Page Continuation (72) Inventor Shuntaro Koyama 7-1-1 Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Hitachi Research Laboratory (72) Inventor Yoshihiro Koizumi 3-1, Nakasode, Sodegaura-shi, Chiba Coal-utilizing hydrogen Manufacturing Research Union Driving Research Institute

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガス化部と該ガス化部の隣接下部に位置
するスラグ冷却部とを有し、該スラグ冷却部はスラグ流
下状況を監視する監視手段及び加熱用バーナの燃焼状況
を監視する監視手段とを有する気流層方式の石炭ガス化
装置において、前記スラグ冷却部は酸化剤を含むガスを
供給する手段を備えたことを特徴とする石炭ガス化装
置。
1. A gasification section and a slag cooling section located below the gasification section, and the slag cooling section monitors the combustion status of a heating burner and a monitoring means for monitoring the slag flow-down status. A coal gasification apparatus of an air flow bed type having a monitoring means, wherein the slag cooling unit includes means for supplying a gas containing an oxidant.
【請求項2】 請求項1において、酸化剤を含むガスを
供給する手段は、前記監視手段における酸素ガスを含む
パージガスを供給するパージガス供給手段であって、前
記パージガスの酸素ガス濃度は2〜10%であることを
特徴とする石炭ガス化装置。
2. The means for supplying a gas containing an oxidant according to claim 1, wherein the means for supplying a purge gas containing an oxygen gas in the monitoring means is a purge gas supply means, and the oxygen gas concentration of the purge gas is 2 to 10. % Coal gasifier.
【請求項3】 請求項2において、パージガス供給手段
の上流に、可燃ガス供給手段が備えられていることを特
徴とする石炭ガス化装置。
3. The coal gasifier according to claim 2, wherein a combustible gas supply means is provided upstream of the purge gas supply means.
【請求項4】 請求項2又は3において、パージガス供
給手段は窒素ガスを主体とするパージガスを供給する手
段であり、可燃ガス供給手段は該石炭ガス化装置におい
て生成する生成ガスをリサイクルしたリサイクルガスを
供給する手段であることを特徴とする石炭ガス化装置。
4. The purge gas supply means according to claim 2 or 3, wherein the purge gas mainly comprises nitrogen gas, and the combustible gas supply means recycles a produced gas produced in the coal gasifier. A coal gasifier characterized by being a means for supplying.
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