JPH0776345B2 - 噴流層式微粉固体燃料ガス化装置およびその運転方法 - Google Patents
噴流層式微粉固体燃料ガス化装置およびその運転方法Info
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- JPH0776345B2 JPH0776345B2 JP4281489A JP4281489A JPH0776345B2 JP H0776345 B2 JPH0776345 B2 JP H0776345B2 JP 4281489 A JP4281489 A JP 4281489A JP 4281489 A JP4281489 A JP 4281489A JP H0776345 B2 JPH0776345 B2 JP H0776345B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、微粉固体燃料のガス化装置に係り、特に安定
して起動、停止ができ、信頼性の高い噴流層式微粉固体
燃料ガス化装置およびその運転方法に関する。
して起動、停止ができ、信頼性の高い噴流層式微粉固体
燃料ガス化装置およびその運転方法に関する。
従来、石炭ガス化炉には、固定層、流動層、噴流層等の
各方式が種々提案されている。これらの方式の中で、噴
流層は原料を微粉にして酸素、空気等の酸化剤とともに
石炭の灰の溶融温度以上（1300〜1600℃）の温度の炉内
に供給してガス化させるため、他の方式に比較し、ガス
化効率が高く、適用炭種が広く、また公害性の副産物が
少ない等の特徴を有していることから、合成ガス、複合
発電、燃料電池等の燃料製造に適しており、コンパクト
で、例えば毎日の起動・停止、あるいは負荷追随性がよ
い特徴を有している。
各方式が種々提案されている。これらの方式の中で、噴
流層は原料を微粉にして酸素、空気等の酸化剤とともに
石炭の灰の溶融温度以上（1300〜1600℃）の温度の炉内
に供給してガス化させるため、他の方式に比較し、ガス
化効率が高く、適用炭種が広く、また公害性の副産物が
少ない等の特徴を有していることから、合成ガス、複合
発電、燃料電池等の燃料製造に適しており、コンパクト
で、例えば毎日の起動・停止、あるいは負荷追随性がよ
い特徴を有している。
噴流層方式のガス化炉としては、微粉炭またはチャー
（ガスとともに飛散するカーボン粒子）とガス化剤（酸
素あるいは空気）を同じバーナより吹込む１段方式の装
置と、前記のバーナに加えて、微粉炭またはチャーだけ
を単独に吹込むバーナを設置する２段方式の装置があ
る。
（ガスとともに飛散するカーボン粒子）とガス化剤（酸
素あるいは空気）を同じバーナより吹込む１段方式の装
置と、前記のバーナに加えて、微粉炭またはチャーだけ
を単独に吹込むバーナを設置する２段方式の装置があ
る。
石炭ガス化反応は、大別する以下の方式で表わされる。
石炭→チャー、H2、CO、CO2、CH4 （１） チャー＋O2→CO2、CO、H2 （２） 石炭＋O2→CO、CO2、H2 （３） （１）式は熱分解反応であり、前記した２段方式におい
て、微粉炭だけを単独に吹込むバーナによって起こり易
い。（１）式と（２）式の反応を明らかに区別して併発
させる方式の代表例としては、公知のごとく米国のBI−
GASプロセスがある。またバーナから石炭とガス化剤と
を同時に供給し、意図的に（１）式と（２）式とを区別
しない（３）式の反応式によるプロセスがあり、代表例
としてはTexacoプロセス、Shell−Koppersプロセス等が
ある。また本発明者らは、例えば特願昭58−47162およ
び特願昭58−50496に示すように、炉内に酸化剤の配分
の異なるバーナを２段に複数設置した２段方式のプロセ
スを提案している。第８図に示す従来のガス化法では、
微粉炭のごとき原料１を窒素のごとき原料搬送ガス30と
酸素、空気のような酸化剤40とを供給するバーナ68およ
び69を、ガス化室（炉内）67の上段および下段に設置
し、酸化剤40を上段バーナ68には少なく、下段バーナ69
には多く投入するものである。なお図中92は生成ガス、
20および21はフィーダ、61は断熱耐火材よりなる炉壁、
60はガス化炉本体である。酸化剤40を上述のごとく配分
することによって、下段バーナでは特に 石炭＋O2→CO2＋H2O （４） 上段バーナでは特に チャー＋CO2→2CO （５） チャー＋H2O→H2＋CO （６） の反応を起こり易くするものである。この方法では、酸
化剤40を下段バーナ69に多く配分し、スラグ66を流下さ
せる孔（スラグタップ）63の付近を高温にせしめ、かつ
上段バーナ68では活性なチャーを生成させようとするも
のである。
て、微粉炭だけを単独に吹込むバーナによって起こり易
い。（１）式と（２）式の反応を明らかに区別して併発
させる方式の代表例としては、公知のごとく米国のBI−
GASプロセスがある。またバーナから石炭とガス化剤と
を同時に供給し、意図的に（１）式と（２）式とを区別
しない（３）式の反応式によるプロセスがあり、代表例
としてはTexacoプロセス、Shell−Koppersプロセス等が
ある。また本発明者らは、例えば特願昭58−47162およ
び特願昭58−50496に示すように、炉内に酸化剤の配分
の異なるバーナを２段に複数設置した２段方式のプロセ
スを提案している。第８図に示す従来のガス化法では、
微粉炭のごとき原料１を窒素のごとき原料搬送ガス30と
酸素、空気のような酸化剤40とを供給するバーナ68およ
び69を、ガス化室（炉内）67の上段および下段に設置
し、酸化剤40を上段バーナ68には少なく、下段バーナ69
には多く投入するものである。なお図中92は生成ガス、
20および21はフィーダ、61は断熱耐火材よりなる炉壁、
60はガス化炉本体である。酸化剤40を上述のごとく配分
することによって、下段バーナでは特に 石炭＋O2→CO2＋H2O （４） 上段バーナでは特に チャー＋CO2→2CO （５） チャー＋H2O→H2＋CO （６） の反応を起こり易くするものである。この方法では、酸
化剤40を下段バーナ69に多く配分し、スラグ66を流下さ
せる孔（スラグタップ）63の付近を高温にせしめ、かつ
上段バーナ68では活性なチャーを生成させようとするも
のである。
また第９図にはガス化炉に設置する従来のバーナの一例
を示す。第９図に示すバーナは、原料ノズル122の周り
に酸化剤噴出ノズル123を多数設置したものであり、原
料１と酸化剤40との混合を良好にするため、原料ノズル
122と酸化剤噴出ノズル123を近接して設置したものであ
る。いずれのプロセスにおいても、ガス化に用いられる
バーナは、（１）式〜（６）式に示すような反応を速や
かに起こさせようとして、石炭と酸化剤とが速やかにか
つ良好に混合させようとしたものである。
を示す。第９図に示すバーナは、原料ノズル122の周り
に酸化剤噴出ノズル123を多数設置したものであり、原
料１と酸化剤40との混合を良好にするため、原料ノズル
122と酸化剤噴出ノズル123を近接して設置したものであ
る。いずれのプロセスにおいても、ガス化に用いられる
バーナは、（１）式〜（６）式に示すような反応を速や
かに起こさせようとして、石炭と酸化剤とが速やかにか
つ良好に混合させようとしたものである。
噴流層石炭ガス化法では、石炭等の原料を微粉にし、さ
らに原料の灰の溶融温度以上にガス化室67の温度を高め
るので、ガス化運転時にはバーナ68および69を設置して
いる炉壁61を灰の溶融物であるスラグが流下する。ガス
化時には、原料ノズル122および酸化剤噴出ノズル123か
ら原料および酸化剤を噴出しているので、スラグ66が上
記ノズル類を覆うことはない。ガス化運転を停止すると
きには、原料１および酸化剤40の供給を停止するが、上
述したように噴流層ガス化法では炉内を溶融温度以上の
高温にしており、原料の供給を停止しても、時間おくれ
により、炉内には溶融スラグ66が存在し、炉壁61にはス
ラグ66が流下している。したがって、炉壁に設置してい
るバーナ68および69の上方からスラグ66が流下すること
になり、バーナ端面124（第９図）を覆うようになる。
このため、再び、ガス化炉を起動しようとしても、上記
ノズル出口がスラグで覆われているため、原料および酸
化剤が供給できないことになる。各ノズルの出口がスラ
グで覆われているのを防止しようとして原料の供給を停
止して、原料搬送ガスのみ供給すれば、原料噴出ノズル
122でのスラグの付着を防止できる。しかし、酸化剤ノ
ズル123については、前記ガス化法では酸素あるいは空
気を酸化剤に使用しており、炉内にはガス化によって生
成したCOおよびH2に富む生成ガスが存在しているので、
非常に危険であり、石炭等の原料を停止した後に酸化剤
のみ供給することはできない。したがって、停止するた
びに、炉内の温度が充分下がった後にバーナ68および69
をガス化炉60より取出し、バーナ端面124に付着したス
ラグを除去するしかなかった。このとき、バーナ先端部
124を覆うスラグは、炉壁61に付着しているスラグとつ
ながっており、また耐火材の表面を覆っているため、バ
ーナ端面124のスラグだけを除去しようとしても、炉壁6
1の耐火物までも剥離させてしまう欠点があった。した
がって、従来法では毎日起動、停止を繰返す運転はでき
なかった。
らに原料の灰の溶融温度以上にガス化室67の温度を高め
るので、ガス化運転時にはバーナ68および69を設置して
いる炉壁61を灰の溶融物であるスラグが流下する。ガス
化時には、原料ノズル122および酸化剤噴出ノズル123か
ら原料および酸化剤を噴出しているので、スラグ66が上
記ノズル類を覆うことはない。ガス化運転を停止すると
きには、原料１および酸化剤40の供給を停止するが、上
述したように噴流層ガス化法では炉内を溶融温度以上の
高温にしており、原料の供給を停止しても、時間おくれ
により、炉内には溶融スラグ66が存在し、炉壁61にはス
ラグ66が流下している。したがって、炉壁に設置してい
るバーナ68および69の上方からスラグ66が流下すること
になり、バーナ端面124（第９図）を覆うようになる。
このため、再び、ガス化炉を起動しようとしても、上記
ノズル出口がスラグで覆われているため、原料および酸
化剤が供給できないことになる。各ノズルの出口がスラ
グで覆われているのを防止しようとして原料の供給を停
止して、原料搬送ガスのみ供給すれば、原料噴出ノズル
122でのスラグの付着を防止できる。しかし、酸化剤ノ
ズル123については、前記ガス化法では酸素あるいは空
気を酸化剤に使用しており、炉内にはガス化によって生
成したCOおよびH2に富む生成ガスが存在しているので、
非常に危険であり、石炭等の原料を停止した後に酸化剤
のみ供給することはできない。したがって、停止するた
びに、炉内の温度が充分下がった後にバーナ68および69
をガス化炉60より取出し、バーナ端面124に付着したス
ラグを除去するしかなかった。このとき、バーナ先端部
124を覆うスラグは、炉壁61に付着しているスラグとつ
ながっており、また耐火材の表面を覆っているため、バ
ーナ端面124のスラグだけを除去しようとしても、炉壁6
1の耐火物までも剥離させてしまう欠点があった。した
がって、従来法では毎日起動、停止を繰返す運転はでき
なかった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、さ
らにバーナ先端部の各ノズル出口にスラグが付着するの
を防止し、特に安定して起動、停止ができ、信頼性の高
い噴流層式微粉固体燃料ガス化装置およびその運転方法
を提供するにある。
らにバーナ先端部の各ノズル出口にスラグが付着するの
を防止し、特に安定して起動、停止ができ、信頼性の高
い噴流層式微粉固体燃料ガス化装置およびその運転方法
を提供するにある。
上記した目的は、酸化剤供給ラインに窒素ガス、炭酸ガ
ス、蒸気等の酸素を含まないガスを供給するラインを設
置し、ガス化炉内の温度に対応して、外酸化剤供給ライ
ンに供給する上記ガス供給量を制御することによって達
成される。
ス、蒸気等の酸素を含まないガスを供給するラインを設
置し、ガス化炉内の温度に対応して、外酸化剤供給ライ
ンに供給する上記ガス供給量を制御することによって達
成される。
すなわち、本発明は、噴流層ガス化炉と、このガス化炉
内に微粉固体燃料と酸化剤を噴出するバーナと、バーナ
に微粉固体燃料を供給する管路および酸化剤を供給する
管路とを備えた噴流層式微粉固体燃料ガス化装置におい
て、酸化剤供給管路に切換装置を介して接続された不活
性ガス供給管路と、ガス化炉内の温度検出装置と、酸化
剤の供給量測定装置と、酸化剤の供給量が設定値以下
で、かつガス化炉内の温度が所定値以上の条件を検知す
る装置と、この検知結果に基づき酸化剤供給管路を不活
性ガス供給管路に切換装置を介して切換える装置とを設
けたことを特徴とする噴流層式微粉固体燃料ガス化装置
および噴流層式ガス化炉内にノズル装置を介して微粉固
体燃料と酸化剤とを供給して微粉固体燃料をガス化する
噴流層式微粉固体燃料ガス化装置の運転方法において、
微粉固体燃料の供給を停止した状態で、ガス化炉内の温
度が微粉固体燃料中の灰分の溶融温度以上で、かつ酸化
剤の供給量が所定値以下の場合に、ノズル装置への酸化
剤の供給を停止して不活性ガスを供給することを特徴と
する噴流層式微粉固体燃料ガス化装置の運転方法に関す
る。
内に微粉固体燃料と酸化剤を噴出するバーナと、バーナ
に微粉固体燃料を供給する管路および酸化剤を供給する
管路とを備えた噴流層式微粉固体燃料ガス化装置におい
て、酸化剤供給管路に切換装置を介して接続された不活
性ガス供給管路と、ガス化炉内の温度検出装置と、酸化
剤の供給量測定装置と、酸化剤の供給量が設定値以下
で、かつガス化炉内の温度が所定値以上の条件を検知す
る装置と、この検知結果に基づき酸化剤供給管路を不活
性ガス供給管路に切換装置を介して切換える装置とを設
けたことを特徴とする噴流層式微粉固体燃料ガス化装置
および噴流層式ガス化炉内にノズル装置を介して微粉固
体燃料と酸化剤とを供給して微粉固体燃料をガス化する
噴流層式微粉固体燃料ガス化装置の運転方法において、
微粉固体燃料の供給を停止した状態で、ガス化炉内の温
度が微粉固体燃料中の灰分の溶融温度以上で、かつ酸化
剤の供給量が所定値以下の場合に、ノズル装置への酸化
剤の供給を停止して不活性ガスを供給することを特徴と
する噴流層式微粉固体燃料ガス化装置の運転方法に関す
る。
酸化剤噴出ノズルからは、酸素、空気等の酸化剤の他に
窒素、炭酸ガスなどのガスをも噴出できる。したがっ
て、ガス化炉内の温度を検出する手段を設置し、石炭等
固体原料および酸化剤が供給されておらず、かつ、炉内
温度が原料の灰の溶融温度以上のときに、酸化剤噴出ノ
ズルから窒素、炭酸ガス、蒸気等の酸素を含まないガス
を供給することによって、酸化剤噴出ノズルにスラグが
付着することを防止できる。その結果、ガス化炉の運転
および停止時に関係なく、常に酸化剤および原料噴出ノ
ズルがスラグで覆われることがなくなるので、停止後に
バーナを取外すこともなく、また取外すことによる炉壁
の耐火材の剥離もなく、再度簡単に起動できる。
窒素、炭酸ガスなどのガスをも噴出できる。したがっ
て、ガス化炉内の温度を検出する手段を設置し、石炭等
固体原料および酸化剤が供給されておらず、かつ、炉内
温度が原料の灰の溶融温度以上のときに、酸化剤噴出ノ
ズルから窒素、炭酸ガス、蒸気等の酸素を含まないガス
を供給することによって、酸化剤噴出ノズルにスラグが
付着することを防止できる。その結果、ガス化炉の運転
および停止時に関係なく、常に酸化剤および原料噴出ノ
ズルがスラグで覆われることがなくなるので、停止後に
バーナを取外すこともなく、また取外すことによる炉壁
の耐火材の剥離もなく、再度簡単に起動できる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
実施例１ 第１図は、本発明の一実施例の石炭ガス化装置の系統図
である。この装置は、第８図の装置と同じく原料として
の微粉炭１および原料搬送ガスとしての窒素30と酸化剤
40とを供給するバーナ68および69を、ガス化室67の上段
および下段に設置している。この装置と第８図と異なる
点は、ガス化炉内に、熱電対のごとく炉内の温度を検出
する手段70あるいは71が設置され、その信号が制御器80
に入り、また酸化剤ライン41および42の制御弁43および
44の下流に、窒素、炭酸ガス、蒸気等の酸化剤と反応し
ない不活性ガス50を供給するライン53および54が接続さ
れ、該ガス50の供給量が制御器80からの信号で弁51およ
び52によって制御される点である。
である。この装置は、第８図の装置と同じく原料として
の微粉炭１および原料搬送ガスとしての窒素30と酸化剤
40とを供給するバーナ68および69を、ガス化室67の上段
および下段に設置している。この装置と第８図と異なる
点は、ガス化炉内に、熱電対のごとく炉内の温度を検出
する手段70あるいは71が設置され、その信号が制御器80
に入り、また酸化剤ライン41および42の制御弁43および
44の下流に、窒素、炭酸ガス、蒸気等の酸化剤と反応し
ない不活性ガス50を供給するライン53および54が接続さ
れ、該ガス50の供給量が制御器80からの信号で弁51およ
び52によって制御される点である。
第２図には、第１図のガス化装置お制御方法の一例を示
す。酸化剤供給量が設定値Os以下で、かつ熱電対70ある
いは71で検出した炉内温度が設定値Ts以上の温度である
とき、酸化剤供給ライン41および42から、窒素のごとく
酸素を含まないガスの供給を行ない制御するものであ
る。ここで、温度の設定値Tsとは、炉内のスラグが溶融
しているかどうかを判別する温度であり、炉内下部の温
度を70で直接計測できるならば、スラグの溶融温度を基
準にした温度であり、炉出口の温度を71で測定し、炉内
の温度を推定した値でもよい。この設定温度Tsは、安全
を見れば原料の灰の溶融温度よりも約100から300℃低い
値に設定すればよい。また、酸化剤供給量の設定値Osと
は、一般に０あるいは流量の検出限界付近の値である。
す。酸化剤供給量が設定値Os以下で、かつ熱電対70ある
いは71で検出した炉内温度が設定値Ts以上の温度である
とき、酸化剤供給ライン41および42から、窒素のごとく
酸素を含まないガスの供給を行ない制御するものであ
る。ここで、温度の設定値Tsとは、炉内のスラグが溶融
しているかどうかを判別する温度であり、炉内下部の温
度を70で直接計測できるならば、スラグの溶融温度を基
準にした温度であり、炉出口の温度を71で測定し、炉内
の温度を推定した値でもよい。この設定温度Tsは、安全
を見れば原料の灰の溶融温度よりも約100から300℃低い
値に設定すればよい。また、酸化剤供給量の設定値Osと
は、一般に０あるいは流量の検出限界付近の値である。
さらに第３図は、第２図のガス化装置の制御方法を適用
したときの搬送ガス、酸化剤流量、原料供給量、酸素を
含まないガス流量および炉内温度の時間経過を示す図で
ある。ここで上述の設定値は、スラグの溶融温度でTs、
酸化剤供給量は０よりも若干高いOsとしている。ガス化
炉の起動時、スラグタップよりも下方にあるバーナ65で
点火し、炉内を昇温するのであるが、時間t1のときに酸
化剤40を供給しておらず、さらに炉内温度がスラグの溶
融温度以上になったとき、制御弁51および52を開き、バ
ーナの酸化剤噴出ノズル123から窒素のようなガス50を
噴出するのである。炉内がスラグの溶融温度よりも高く
なり、炉壁に原料あるいは固化したスラグがあればスラ
グは溶融して流下するが第２図に示す制御方法を採用す
ることによって、酸化剤噴出ノズル123からは不活性ガ
スが噴出しているので、スラグによってノズル出口123
が閉塞することはない。微粉炭のごとき固体原料と酸化
剤を供給し、設定値Osを越えればバルブ51および52を閉
じて、酸素を含まないガス50の供給を停止する。次に、
ガス化炉の停止のときであるが、原料供給量を減少し、
時間がt3のとき、酸化剤40の供給量が設定値Os以下にな
り、かつ炉内温度が設定値のTsよりも高い温度であると
き、窒素のごとく酸素を含まないガス50を供給する。そ
して時間t4で、炉内温度が設定値のTsよりも低くなった
ときに、上記ガス50の供給を停止する。このように制御
することによって、炉壁に溶融スラグが存在する間は、
酸化剤噴出ノズル123にはガスを流しているので、スラ
グが酸化剤噴出ノズル123を閉塞することがない。
したときの搬送ガス、酸化剤流量、原料供給量、酸素を
含まないガス流量および炉内温度の時間経過を示す図で
ある。ここで上述の設定値は、スラグの溶融温度でTs、
酸化剤供給量は０よりも若干高いOsとしている。ガス化
炉の起動時、スラグタップよりも下方にあるバーナ65で
点火し、炉内を昇温するのであるが、時間t1のときに酸
化剤40を供給しておらず、さらに炉内温度がスラグの溶
融温度以上になったとき、制御弁51および52を開き、バ
ーナの酸化剤噴出ノズル123から窒素のようなガス50を
噴出するのである。炉内がスラグの溶融温度よりも高く
なり、炉壁に原料あるいは固化したスラグがあればスラ
グは溶融して流下するが第２図に示す制御方法を採用す
ることによって、酸化剤噴出ノズル123からは不活性ガ
スが噴出しているので、スラグによってノズル出口123
が閉塞することはない。微粉炭のごとき固体原料と酸化
剤を供給し、設定値Osを越えればバルブ51および52を閉
じて、酸素を含まないガス50の供給を停止する。次に、
ガス化炉の停止のときであるが、原料供給量を減少し、
時間がt3のとき、酸化剤40の供給量が設定値Os以下にな
り、かつ炉内温度が設定値のTsよりも高い温度であると
き、窒素のごとく酸素を含まないガス50を供給する。そ
して時間t4で、炉内温度が設定値のTsよりも低くなった
ときに、上記ガス50の供給を停止する。このように制御
することによって、炉壁に溶融スラグが存在する間は、
酸化剤噴出ノズル123にはガスを流しているので、スラ
グが酸化剤噴出ノズル123を閉塞することがない。
その結果、本発明によって、ガス化炉を停止するたび
に、バーナをガス化炉より取出し、バーナ先端部に付着
したスラグを除去する必要がなくなる。したがって、バ
ーナ解放に伴う炉壁の耐火物の剥離もなくなる。一般に
ガス化炉はコンパクトにするため、約50atgの高圧機器
であるので、バーナ68および69を解放点検した後には当
然パッキン等を交換する必要があったが、本発明ではそ
の必要がなくなる。また、本発明により、解放点検およ
びスラグの除去等の必要もないため、運転コストを大幅
に低減することもできるのである。したがって、例え
ば、毎日の起動、停止運転も容易にできるのである。な
お、酸化剤噴出ノズルからのガス流速については本発明
者らの実験によれば、圧力にほとんど関係なく、最低5m
/s以上であれば溶融スラグを除去できた。したがって、
安全を考慮すれば、酸化剤および酸素を含まないガスで
上述のガス噴出流速以上のになるように制御すればよ
い。
に、バーナをガス化炉より取出し、バーナ先端部に付着
したスラグを除去する必要がなくなる。したがって、バ
ーナ解放に伴う炉壁の耐火物の剥離もなくなる。一般に
ガス化炉はコンパクトにするため、約50atgの高圧機器
であるので、バーナ68および69を解放点検した後には当
然パッキン等を交換する必要があったが、本発明ではそ
の必要がなくなる。また、本発明により、解放点検およ
びスラグの除去等の必要もないため、運転コストを大幅
に低減することもできるのである。したがって、例え
ば、毎日の起動、停止運転も容易にできるのである。な
お、酸化剤噴出ノズルからのガス流速については本発明
者らの実験によれば、圧力にほとんど関係なく、最低5m
/s以上であれば溶融スラグを除去できた。したがって、
安全を考慮すれば、酸化剤および酸素を含まないガスで
上述のガス噴出流速以上のになるように制御すればよ
い。
実施例２ 第４図は、本発明の他の実施例のガス化炉装置の系統図
である。第１図では、炉内のスラグの溶融状態を検出す
る手段として、例えば熱電対を用い、炉内の温度を検出
して、その信号を制御信号として用いたが、第４図の装
置では、スラグタップ63から流れるスラグの流下状況
を、例えば赤外線カメラ73による画像解析、あるいは通
常のテレビカメラ73による可視画像の画像解析装置74に
より、スラグ66の流下状況を検出し、その信号を制御信
号87として用いるものである。この装置は、特にガス化
炉の停止時に有効であり、スラグが流下し、また酸化剤
40が供給されている場合は不活性ガス50を供給せず、酸
化剤供給量が設定値Os以下で、画像解析によればスラグ
タップ63からスラグが流下している場合は不活性ガス50
を酸化剤ライン41および42から供給して酸化剤噴出ノズ
ル123より噴出するものである。ここで、画像解析は、
スラグタップ63の断面積の変化あるいは温度分布そのも
のによって、スラグが流下しているかどうかを解析する
ものである。第１図では、原料の溶融温度をあらかじめ
分析し、それを参考に制御系に入力する必要があるが、
第４図の装置では、実際に炉内の温度がスラグ溶融状態
かどうかを直接判定するために、溶融温度は特に計測す
る必要がなく、また運転中に原料の性状が変化したとき
でも有効である。
である。第１図では、炉内のスラグの溶融状態を検出す
る手段として、例えば熱電対を用い、炉内の温度を検出
して、その信号を制御信号として用いたが、第４図の装
置では、スラグタップ63から流れるスラグの流下状況
を、例えば赤外線カメラ73による画像解析、あるいは通
常のテレビカメラ73による可視画像の画像解析装置74に
より、スラグ66の流下状況を検出し、その信号を制御信
号87として用いるものである。この装置は、特にガス化
炉の停止時に有効であり、スラグが流下し、また酸化剤
40が供給されている場合は不活性ガス50を供給せず、酸
化剤供給量が設定値Os以下で、画像解析によればスラグ
タップ63からスラグが流下している場合は不活性ガス50
を酸化剤ライン41および42から供給して酸化剤噴出ノズ
ル123より噴出するものである。ここで、画像解析は、
スラグタップ63の断面積の変化あるいは温度分布そのも
のによって、スラグが流下しているかどうかを解析する
ものである。第１図では、原料の溶融温度をあらかじめ
分析し、それを参考に制御系に入力する必要があるが、
第４図の装置では、実際に炉内の温度がスラグ溶融状態
かどうかを直接判定するために、溶融温度は特に計測す
る必要がなく、また運転中に原料の性状が変化したとき
でも有効である。
実施例３ 第５図は、本発明の装置の他の運転方法における時間経
過を示す図である。この方法は、ガス化炉を停止する前
に酸化剤40の供給量を増加させて炉内67の温度を上昇さ
せ、炉内の溶融スラグ66の粘度を減少させた後で、炉内
温度が設定温度Tsよりも高い温度ならば、酸化剤供給ラ
イン41および42より、酸素を含まないガス50を供給し、
酸化剤噴出ノズル123より、ガスを噴出させて、炉壁を
流下するスラグ66が、該ノズルの出口123を覆い、閉塞
するのを防止するものである。このように、炉内の温度
を停止前に上昇させてスラグの粘度を減少することによ
って、ガス噴出による溶融スラグの除去作用が大きく、
また炉内で溶融しているスラグの量を減少できるので、
バーナ端面に付着するスラグ量も減少する。したがっ
て、この方法によればスラグによるノズル閉塞のトラブ
ルの危険性が小さくなる。
過を示す図である。この方法は、ガス化炉を停止する前
に酸化剤40の供給量を増加させて炉内67の温度を上昇さ
せ、炉内の溶融スラグ66の粘度を減少させた後で、炉内
温度が設定温度Tsよりも高い温度ならば、酸化剤供給ラ
イン41および42より、酸素を含まないガス50を供給し、
酸化剤噴出ノズル123より、ガスを噴出させて、炉壁を
流下するスラグ66が、該ノズルの出口123を覆い、閉塞
するのを防止するものである。このように、炉内の温度
を停止前に上昇させてスラグの粘度を減少することによ
って、ガス噴出による溶融スラグの除去作用が大きく、
また炉内で溶融しているスラグの量を減少できるので、
バーナ端面に付着するスラグ量も減少する。したがっ
て、この方法によればスラグによるノズル閉塞のトラブ
ルの危険性が小さくなる。
実施例４ 第６図は、本発明のさらに他のガス化装置の概略系統図
である。この装置は、微粉炭等の原料供給系の他に、石
灰石、鉄鉱石等スラグの溶融温度を低下する添加剤を供
給する系統、添加剤供給ホッパー100、フィーダ103など
を有するものである。第７図は、このガス化炉の運転方
法における経時変化を示す図である。前述の実施例３で
は、スラグの粘度を減少するために酸化剤40の量を増加
させたが、本実施例では、スラグの粘度を減少させる手
段として、添加剤を用いるものである。すなわち、ガス
化炉を停止する前に該添加剤を炉内に供給させて、スラ
グの溶融温度を低下することによって、溶融スラグ66の
粘度を減少させ、その後、炉内温度が設定温度Tsよりも
低い温度になるまで、酸化剤供給ライン41および42よ
り、酸化剤とは反応しないガス50を供給するものであ
る。そして、酸化剤噴出ノズル123より、ガスを噴出さ
せて、炉壁を流下するスラグ66が該ノズルの出口を覆
い、閉塞するのを防止するのである。このように、スラ
グの粘度を減少することによって、ガス噴出による溶融
スラグの除去作用が大きく、また炉内で溶融しているス
ラグの量を減少できるので、バーナ端面に付着するスラ
グ量も減少するため、スラグによるノズル閉塞のトラブ
ルの危険性が小さくなる。
である。この装置は、微粉炭等の原料供給系の他に、石
灰石、鉄鉱石等スラグの溶融温度を低下する添加剤を供
給する系統、添加剤供給ホッパー100、フィーダ103など
を有するものである。第７図は、このガス化炉の運転方
法における経時変化を示す図である。前述の実施例３で
は、スラグの粘度を減少するために酸化剤40の量を増加
させたが、本実施例では、スラグの粘度を減少させる手
段として、添加剤を用いるものである。すなわち、ガス
化炉を停止する前に該添加剤を炉内に供給させて、スラ
グの溶融温度を低下することによって、溶融スラグ66の
粘度を減少させ、その後、炉内温度が設定温度Tsよりも
低い温度になるまで、酸化剤供給ライン41および42よ
り、酸化剤とは反応しないガス50を供給するものであ
る。そして、酸化剤噴出ノズル123より、ガスを噴出さ
せて、炉壁を流下するスラグ66が該ノズルの出口を覆
い、閉塞するのを防止するのである。このように、スラ
グの粘度を減少することによって、ガス噴出による溶融
スラグの除去作用が大きく、また炉内で溶融しているス
ラグの量を減少できるので、バーナ端面に付着するスラ
グ量も減少するため、スラグによるノズル閉塞のトラブ
ルの危険性が小さくなる。
実施例５ 第10図に示す内部混合型バーナを使用する際も、本発明
を適用可能である。微分固体燃料と搬送ガス（N2または
空気）の混合体121は、原料ノズル122から噴射される。
酸化剤（O2または空気）40は、酸化剤噴出ノズル123を
通じて、原料ノズル122の出口端より手前の部分に合流
するようになっている。このような内部混合型バーナを
使用する場合も、ガス化炉内の温度が所定値以上で、か
つ酸化剤の供給量が設定値以下になったとき、酸化剤の
供給を不活性ガスの供給に切換えるのである。
を適用可能である。微分固体燃料と搬送ガス（N2または
空気）の混合体121は、原料ノズル122から噴射される。
酸化剤（O2または空気）40は、酸化剤噴出ノズル123を
通じて、原料ノズル122の出口端より手前の部分に合流
するようになっている。このような内部混合型バーナを
使用する場合も、ガス化炉内の温度が所定値以上で、か
つ酸化剤の供給量が設定値以下になったとき、酸化剤の
供給を不活性ガスの供給に切換えるのである。
内部混合型バーナの停止時には、微粉固体燃料の供給お
よび酸化剤の供給を停止しても、燃料搬送管路内に残留
した燃料が短時間（２〜３分）ではあるがバーナから噴
出する。その際、酸化剤供給路に燃料が逆流する危険性
があり、逆流した燃料が酸化剤供給路に堆積すると、運
転中に爆発が生じる危険がある。本発明を実施すること
により、上述の危険を防止できる。
よび酸化剤の供給を停止しても、燃料搬送管路内に残留
した燃料が短時間（２〜３分）ではあるがバーナから噴
出する。その際、酸化剤供給路に燃料が逆流する危険性
があり、逆流した燃料が酸化剤供給路に堆積すると、運
転中に爆発が生じる危険がある。本発明を実施すること
により、上述の危険を防止できる。
本発明によれば、バーナ先端の各ノズル出口部にスラグ
が付着することがないので、安全にかつ効率よく運転す
ることができる。
が付着することがないので、安全にかつ効率よく運転す
ることができる。
第１図は、本発明の一実施例の装置系統図、第２図は、
第１図の運転フロー図、第３図は、第２図の運転フロー
の説明図、第４図は、本発明の他の実施例の装置系統
図、第５図は、第４図の運転フロー図、第６図は、本発
明のさらに他の実施例の装置系統図、第７図は、第６図
の運転フロー図、第８図は、従来のガス化装置の系統
図、第９図および第10図は、ガス化装置に使用されるバ
ーナの断面図である。 １……微粉固体原料、10……常圧ホッパー、14……加圧
ホッパー、17……供給ホッパー、30……搬送ガス、33…
…エゼクタ、35、36……微粉固体供給管路、40……酸化
剤、41、42……酸化剤供給管路、43、44……酸化剤供給
制御弁、50……不活性ガス、51、52……不活性ガス供給
制御弁、53、54……不活性ガス供給管路、60……ガス化
炉本体、63……スラグタップ、65……点火、昇温バー
ナ、66……スラグ、67……ガス化室、68、69……バー
ナ、70、71……熱電対、73……赤外線カメラ、80……制
御機、81〜86……制御ライン、122……原料ノズル、123
……酸化剤噴出ノズル、124……バーナ端面。
第１図の運転フロー図、第３図は、第２図の運転フロー
の説明図、第４図は、本発明の他の実施例の装置系統
図、第５図は、第４図の運転フロー図、第６図は、本発
明のさらに他の実施例の装置系統図、第７図は、第６図
の運転フロー図、第８図は、従来のガス化装置の系統
図、第９図および第10図は、ガス化装置に使用されるバ
ーナの断面図である。 １……微粉固体原料、10……常圧ホッパー、14……加圧
ホッパー、17……供給ホッパー、30……搬送ガス、33…
…エゼクタ、35、36……微粉固体供給管路、40……酸化
剤、41、42……酸化剤供給管路、43、44……酸化剤供給
制御弁、50……不活性ガス、51、52……不活性ガス供給
制御弁、53、54……不活性ガス供給管路、60……ガス化
炉本体、63……スラグタップ、65……点火、昇温バー
ナ、66……スラグ、67……ガス化室、68、69……バー
ナ、70、71……熱電対、73……赤外線カメラ、80……制
御機、81〜86……制御ライン、122……原料ノズル、123
……酸化剤噴出ノズル、124……バーナ端面。
Claims (3)
- 【請求項１】噴流層ガス化炉と、このガス化炉内に微粉
固体燃料と酸化剤を噴出するバーナと、バーナに微粉固
体燃料を供給する管路および酸化剤を供給する管路とを
備えた噴流層式微粉固体燃料ガス化装置において、酸化
剤供給管路に切換装置を介して接続された不活性ガス供
給管路と、ガス化炉内の温度検出装置と、酸化剤の供給
量測定装置と、酸化剤の供給量が設定値以下で、かつガ
ス化炉内の温度が所定値以上の条件を検知する装置と、
この検知結果に基づき酸化剤供給管路を不活性ガス供給
管路に切換装置を介して切換える装置とを設けたことを
特徴とする噴流層式微粉固体燃料ガス化装置。 - 【請求項２】噴流層式ガス化炉内にノズル装置を介して
微粉固体燃料と酸化剤とを供給して微粉固体燃料をガス
化する噴流層式微粉固体燃料ガス化装置の運転方法にお
いて、微粉固体燃料の供給を停止した状態で、ガス化炉
内の温度が微粉固体燃料中の灰分の溶融温度以上で、か
つ酸化剤の供給量が所定値以下の場合に、ノズル装置へ
の酸化剤の供給を停止して不活性ガスを供給することを
特徴とする噴流層式微粉固体燃料ガス化装置の運転方
法。 - 【請求項３】請求項（２）において、前記ガス化炉内へ
の微粉固体燃料の供給を停止する前に、上記燃料中の灰
分の溶融物の粘度低下操作を行ない、その後ノズル装置
への酸化剤の供給を停止して不活性ガスを供給するよう
にしたことを特徴とする噴流層式微粉固体燃料ガス化装
置の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4281489A JPH0776345B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 噴流層式微粉固体燃料ガス化装置およびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4281489A JPH0776345B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 噴流層式微粉固体燃料ガス化装置およびその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02219893A JPH02219893A (ja) | 1990-09-03 |
| JPH0776345B2 true JPH0776345B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=12646418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4281489A Expired - Lifetime JPH0776345B2 (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 噴流層式微粉固体燃料ガス化装置およびその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0776345B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010163499A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Electric Power Dev Co Ltd | 気流層ガス化炉の運転方法 |
| WO2011071339A2 (en) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Sk Innovation Co., Ltd. | Top-feeding double-swirl type gasifier |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105400550B (zh) * | 2015-09-30 | 2018-10-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 防止液态排渣气化炉渣屏挂渣的装置 |
-
1989
- 1989-02-22 JP JP4281489A patent/JPH0776345B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010163499A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Electric Power Dev Co Ltd | 気流層ガス化炉の運転方法 |
| WO2011071339A2 (en) * | 2009-12-10 | 2011-06-16 | Sk Innovation Co., Ltd. | Top-feeding double-swirl type gasifier |
| WO2011071339A3 (en) * | 2009-12-10 | 2011-10-27 | Sk Innovation Co., Ltd. | Top-feeding double-swirl type gasifier |
| US9170018B2 (en) | 2009-12-10 | 2015-10-27 | Sk Innovation Co., Ltd. | Top-feeding double-swirl type gasifier |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02219893A (ja) | 1990-09-03 |
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