JPH08283750A - 石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナー並びに石炭ガス化炉及びバーナーの使用方法 - Google Patents
石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナー並びに石炭ガス化炉及びバーナーの使用方法Info
- Publication number
- JPH08283750A JPH08283750A JP7081593A JP8159395A JPH08283750A JP H08283750 A JPH08283750 A JP H08283750A JP 7081593 A JP7081593 A JP 7081593A JP 8159395 A JP8159395 A JP 8159395A JP H08283750 A JPH08283750 A JP H08283750A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coal
- burner
- furnace
- nozzle
- oxidizing agent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 噴流層石炭のガス化プロセスにおいて、酸化
剤流路を２個もつ同心円の３重構造バーナーを使用する
ことで、高ガス化効率と高冷ガス効率を図る。 【構成】 石炭又はチャーを噴流層でガス化する石炭ガ
ス化炉用石炭ガス化バーナーにおいて、同心円の３重構
造バーナーで、石炭を中心ノズルから噴出し、酸化剤は
２流路で供給し、１流路の酸化剤は石炭噴流に旋回を与
えるようにノズルから噴出し、２流路目の酸化剤は石炭
噴流を横切るようにノズルから噴出する。バーナーは複
数個用い、バーナーは炉内で仮想円の接線方向に吹き込
むよう中心からずらして、下向きに配置する。石炭運動
量／酸化剤の旋回運動量の比を０．１〜２．０の条件で
使用することが好ましい。
剤流路を２個もつ同心円の３重構造バーナーを使用する
ことで、高ガス化効率と高冷ガス効率を図る。 【構成】 石炭又はチャーを噴流層でガス化する石炭ガ
ス化炉用石炭ガス化バーナーにおいて、同心円の３重構
造バーナーで、石炭を中心ノズルから噴出し、酸化剤は
２流路で供給し、１流路の酸化剤は石炭噴流に旋回を与
えるようにノズルから噴出し、２流路目の酸化剤は石炭
噴流を横切るようにノズルから噴出する。バーナーは複
数個用い、バーナーは炉内で仮想円の接線方向に吹き込
むよう中心からずらして、下向きに配置する。石炭運動
量／酸化剤の旋回運動量の比を０．１〜２．０の条件で
使用することが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は石炭ガス化炉に関わり、
特に短時間で高ガス化効率を達成しうる噴流層石炭ガス
化炉のバーナー及びこれを配置した石炭ガス化炉並びに
前記石炭ガス化バーナーの使用方法に関する。
特に短時間で高ガス化効率を達成しうる噴流層石炭ガス
化炉のバーナー及びこれを配置した石炭ガス化炉並びに
前記石炭ガス化バーナーの使用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】噴流層石炭ガス化炉は、石炭灰の融点以
上（１３００〜１６００℃）に温度を高めるので、他の
方式に比べ、カーボンのガス化率，水素，一酸化炭素の
吸率を高めやすいことから合成ガス，ガスタービン用ガ
ス化装置として使用される他に、特開平４−１２２８９
７号公報に示すように、ガス化ガスの顕熱を用いて石炭
を熱分解するプロセスにも使用される。
上（１３００〜１６００℃）に温度を高めるので、他の
方式に比べ、カーボンのガス化率，水素，一酸化炭素の
吸率を高めやすいことから合成ガス，ガスタービン用ガ
ス化装置として使用される他に、特開平４−１２２８９
７号公報に示すように、ガス化ガスの顕熱を用いて石炭
を熱分解するプロセスにも使用される。
【０００３】噴流層石炭ガス化炉には、バーナーから窒
素，空気，生成ガス等で気流搬送した石炭又はチャー
（未ガス化石炭残滓又は熱分解残滓）と、酸化剤（酸
素，空気，水蒸気等）を同時に供給してガス化する。石
炭ガス化反応は、以下の式に示される。 石炭（チャー）＋Ｏ2 →ＣＯ＋ＣＯ2 ＋Ｈ2 ＋Ｈ2 Ｏ＋
チャー
素，空気，生成ガス等で気流搬送した石炭又はチャー
（未ガス化石炭残滓又は熱分解残滓）と、酸化剤（酸
素，空気，水蒸気等）を同時に供給してガス化する。石
炭ガス化反応は、以下の式に示される。 石炭（チャー）＋Ｏ2 →ＣＯ＋ＣＯ2 ＋Ｈ2 ＋Ｈ2 Ｏ＋
チャー
【０００４】未分解チャーは、ガス化後ガスと分離して
再循環して再びガス化する方法が一般的であるが、再循
環量は少ない方が望ましい。一方、生成ガス中のＣＯ，
Ｈ2量が多く、ＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏ量が少ないプロセスがエ
ネルギー転換効率を高くする点から望まれる。これらの
指標として、カーボン転化率（ガスとして生成するカー
ボン量の石炭又はチャー中のカーボンン量に対する比
率）と冷ガス効率（（ガス生成量×ガス発熱量）／（石
炭供給量×石炭カロリー））が用いられる。
再循環して再びガス化する方法が一般的であるが、再循
環量は少ない方が望ましい。一方、生成ガス中のＣＯ，
Ｈ2量が多く、ＣＯ2 ，Ｈ2 Ｏ量が少ないプロセスがエ
ネルギー転換効率を高くする点から望まれる。これらの
指標として、カーボン転化率（ガスとして生成するカー
ボン量の石炭又はチャー中のカーボンン量に対する比
率）と冷ガス効率（（ガス生成量×ガス発熱量）／（石
炭供給量×石炭カロリー））が用いられる。
【０００５】ガス化バーナーは、通常ガス化炉の円周方
向に複数個設置し、噴流体が衝突する位置，又は、炉内
で噴流体が旋回するように配置される。カーボン転化
率，冷ガス効率を高くするため、バーナーをガス化炉円
周炉体の接線方向に配置し、石炭噴流に旋回を与え微粉
炭の滞留時間を長くする方法が、特公平４−７２８７７
号公報に示されており、そこにはガス化バーナーを上下
に複数段配置し、上下のバーナー段の酸化剤比，噴流体
の旋回径を変える方式が提案されている。
向に複数個設置し、噴流体が衝突する位置，又は、炉内
で噴流体が旋回するように配置される。カーボン転化
率，冷ガス効率を高くするため、バーナーをガス化炉円
周炉体の接線方向に配置し、石炭噴流に旋回を与え微粉
炭の滞留時間を長くする方法が、特公平４−７２８７７
号公報に示されており、そこにはガス化バーナーを上下
に複数段配置し、上下のバーナー段の酸化剤比，噴流体
の旋回径を変える方式が提案されている。
【０００６】バーナー構造は、図１に示すように、同心
円の中心ノズル１から微粉炭を噴出し、外側のノズル２
から酸化剤を噴出する構造が一般的である。酸化剤と微
粉炭の混合を改善して反応を促進するため、酸化剤を微
粉炭流に衝突させる方式も考案されている。さらに、酸
化剤を微粉炭噴流の軸流方向に噴射するバーナー，微粉
炭噴流の接線方向に噴射するバーナーを上下段に使い分
けて、カーボン転化率，冷ガス効率を向上する方法が特
公平６−４３５８９号公報に提案されている。
円の中心ノズル１から微粉炭を噴出し、外側のノズル２
から酸化剤を噴出する構造が一般的である。酸化剤と微
粉炭の混合を改善して反応を促進するため、酸化剤を微
粉炭流に衝突させる方式も考案されている。さらに、酸
化剤を微粉炭噴流の軸流方向に噴射するバーナー，微粉
炭噴流の接線方向に噴射するバーナーを上下段に使い分
けて、カーボン転化率，冷ガス効率を向上する方法が特
公平６−４３５８９号公報に提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法、
例えば特公平６−４３５８９号公報の方法では、微粉炭
供給はバーナー段毎に分配器を通して各バーナーに均等
に供給する方法であることから、バーナー段数を増加
し、かつ段毎に微粉炭供給量を変える場合には、微粉炭
供給系が複数個必要になり、微粉炭供給設備が複雑にな
り、設備費が増加する欠点がある。また、バーナー段数
の増加はバーナー本数の増加につながり、それにともな
って酸化剤供給系の設備及び制御装置数が増加して、設
備費が高くなり好ましくない。
例えば特公平６−４３５８９号公報の方法では、微粉炭
供給はバーナー段毎に分配器を通して各バーナーに均等
に供給する方法であることから、バーナー段数を増加
し、かつ段毎に微粉炭供給量を変える場合には、微粉炭
供給系が複数個必要になり、微粉炭供給設備が複雑にな
り、設備費が増加する欠点がある。また、バーナー段数
の増加はバーナー本数の増加につながり、それにともな
って酸化剤供給系の設備及び制御装置数が増加して、設
備費が高くなり好ましくない。
【０００８】そこで、本発明者はバーナー本数を増加さ
せずに、高いカーボン転化率と冷ガス効率を改善する方
法を検討した。ガス化バーナーには、微粉炭の滞留時間
を長くするため炉内で旋回を与える必要があり、このた
めには軸流方向の速度エネルギーを確保する必要があ
る。一方、ガス化反応を促進するには、微粉炭噴流に旋
回を与えるよう酸化剤を噴出して、微粉炭と酸化剤の混
合を促進する方が望ましい。１段のバーナーで、高いカ
ーボン転化率と冷ガス効率を達成するには、微粉炭のガ
ス化炉内旋回力と酸化剤との混合性を最適にする必要が
ある。しかし、ガス化反応速度はガス化温度，炭種等で
変わること、またバーナーの負荷によってフレーム長が
変化することから、常に最適のガス化を図るには、ガス
化温度，炭種，負荷条件によってガス化炉内旋回力と酸
化剤との混合性を最適に出来るバーナーにその都度交換
する必要がある。
せずに、高いカーボン転化率と冷ガス効率を改善する方
法を検討した。ガス化バーナーには、微粉炭の滞留時間
を長くするため炉内で旋回を与える必要があり、このた
めには軸流方向の速度エネルギーを確保する必要があ
る。一方、ガス化反応を促進するには、微粉炭噴流に旋
回を与えるよう酸化剤を噴出して、微粉炭と酸化剤の混
合を促進する方が望ましい。１段のバーナーで、高いカ
ーボン転化率と冷ガス効率を達成するには、微粉炭のガ
ス化炉内旋回力と酸化剤との混合性を最適にする必要が
ある。しかし、ガス化反応速度はガス化温度，炭種等で
変わること、またバーナーの負荷によってフレーム長が
変化することから、常に最適のガス化を図るには、ガス
化温度，炭種，負荷条件によってガス化炉内旋回力と酸
化剤との混合性を最適に出来るバーナーにその都度交換
する必要がある。
【０００９】従って、本発明の目的は、微粉炭と酸素を
ガス化に最適な条件で噴出するバーナーを考案し、かつ
ガス化温度，炭種等が変化しても、最適条件で操業可能
な石炭ガス化バーナーを考案することで、常に高いカー
ボン転化率と冷ガス効率を達成することにある。また、
本発明の他の目的は、前記のバーナーを最適な状態に配
置して良好な操業結果を得るための石炭ガス化炉並びに
前記のバーナーを効果的に使用する方法を提供すること
にある。
ガス化に最適な条件で噴出するバーナーを考案し、かつ
ガス化温度，炭種等が変化しても、最適条件で操業可能
な石炭ガス化バーナーを考案することで、常に高いカー
ボン転化率と冷ガス効率を達成することにある。また、
本発明の他の目的は、前記のバーナーを最適な状態に配
置して良好な操業結果を得るための石炭ガス化炉並びに
前記のバーナーを効果的に使用する方法を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は次の通り
である。 （１）石炭又はチャーを気流搬送し、噴流層でガス化す
る石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナーにおいて、断面が
同心円の３重構造バーナーであって、石炭供給用に中心
部の流路とその先端部に石炭ノズルを設け、酸化剤供給
用に前記流路の外側に流路とその先端部にノズルを設
け、更に別途酸化剤供給用に、前記流路の外側に流路と
その先端部にノズルを設けるとともに、前記ノズルに配
設した複数の噴出口の噴出方向が石炭噴流に旋回を与え
る方向であり、前記ノズルに配設した複数の噴出口の噴
出方向が石炭噴流を横切る方向であることを特徴とする
石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナー。 （２）上記（１）記載のバーナーをガス化炉円周方向に
複数個用い、各バーナーを炉内で仮想円の接線方向に吹
き込むように中心からずらして、かつ水平面より下向き
に配置することを特徴とする石炭ガス化炉。 （３）石炭運動量と酸化剤の旋回運動量の比を０．１〜
２．０の条件で使用することを特徴とする上記（１）記
載の石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナーの使用方法。
である。 （１）石炭又はチャーを気流搬送し、噴流層でガス化す
る石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナーにおいて、断面が
同心円の３重構造バーナーであって、石炭供給用に中心
部の流路とその先端部に石炭ノズルを設け、酸化剤供給
用に前記流路の外側に流路とその先端部にノズルを設
け、更に別途酸化剤供給用に、前記流路の外側に流路と
その先端部にノズルを設けるとともに、前記ノズルに配
設した複数の噴出口の噴出方向が石炭噴流に旋回を与え
る方向であり、前記ノズルに配設した複数の噴出口の噴
出方向が石炭噴流を横切る方向であることを特徴とする
石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナー。 （２）上記（１）記載のバーナーをガス化炉円周方向に
複数個用い、各バーナーを炉内で仮想円の接線方向に吹
き込むように中心からずらして、かつ水平面より下向き
に配置することを特徴とする石炭ガス化炉。 （３）石炭運動量と酸化剤の旋回運動量の比を０．１〜
２．０の条件で使用することを特徴とする上記（１）記
載の石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナーの使用方法。
【００１１】
【作用】バーナーはガス化炉円周方向に複数個設置し、
バーナーは炉内で仮想円の接線方向に吹き込むよう中心
からずらして、かつ水平面より下向きに配置して炉内で
旋回下降流を作るようにする方法が好ましい。この結
果、微粉炭が炉内を旋回しながら下降して、中心部を上
昇して出ていくことで、微粉炭の炉内滞留時間を延ばす
ことが可能になる。
バーナーは炉内で仮想円の接線方向に吹き込むよう中心
からずらして、かつ水平面より下向きに配置して炉内で
旋回下降流を作るようにする方法が好ましい。この結
果、微粉炭が炉内を旋回しながら下降して、中心部を上
昇して出ていくことで、微粉炭の炉内滞留時間を延ばす
ことが可能になる。
【００１２】さらに、１段のガス化バーナーで、高いカ
ーボン転化率と冷ガス効率を得るためには、微粉炭の滞
留時間を確保出来るよう炉内での旋回力を持つ軸方向の
速度と微粉炭と酸化剤の混合性を満足し、ガス化温度，
炭種等の変化に対応出来るバーナー構造とする。すなわ
ち、バーナーは同心円の３重構造バーナーで、石炭を中
心ノズルから噴出し、酸化剤は２流路で供給し、１流路
の酸化剤を石炭噴流に旋回を与えるようにノズルから噴
出し、２流路の酸化剤は石炭噴流を横切るようにノズル
から噴出する構造が好ましい。
ーボン転化率と冷ガス効率を得るためには、微粉炭の滞
留時間を確保出来るよう炉内での旋回力を持つ軸方向の
速度と微粉炭と酸化剤の混合性を満足し、ガス化温度，
炭種等の変化に対応出来るバーナー構造とする。すなわ
ち、バーナーは同心円の３重構造バーナーで、石炭を中
心ノズルから噴出し、酸化剤は２流路で供給し、１流路
の酸化剤を石炭噴流に旋回を与えるようにノズルから噴
出し、２流路の酸化剤は石炭噴流を横切るようにノズル
から噴出する構造が好ましい。
【００１３】更にガス化温度，炭種及び負荷条件等の変
化に対してガス化炉内旋回力と酸化剤との混合性を最適
にするには、各々のノズルの酸化剤流量比を調整して石
炭運動量と酸化剤の旋回運動量の比を調整して、常に最
適の燃焼状態を達成する。
化に対してガス化炉内旋回力と酸化剤との混合性を最適
にするには、各々のノズルの酸化剤流量比を調整して石
炭運動量と酸化剤の旋回運動量の比を調整して、常に最
適の燃焼状態を達成する。
【００１４】
【実施例】以下添付図面によって本発明の実施例を説明
する。図２は、本発明のガス化炉の例を示す図で、図８
はバーナーの噴出状況を示す平面図である。微粉炭と酸
化剤はバーナー６からガス化炉７に吹き込みガス化反応
させる。微粉炭の灰分は溶融してスラグ化し、スラグタ
ップ８から落下排出する。ガス化ガス及び未ガス化チャ
ーはガス化炉出口９からでる。
する。図２は、本発明のガス化炉の例を示す図で、図８
はバーナーの噴出状況を示す平面図である。微粉炭と酸
化剤はバーナー６からガス化炉７に吹き込みガス化反応
させる。微粉炭の灰分は溶融してスラグ化し、スラグタ
ップ８から落下排出する。ガス化ガス及び未ガス化チャ
ーはガス化炉出口９からでる。
【００１５】図３は、本発明に使用したバーナーの１例
を示す断面図で、３重構造の同心円バーナー６で構成さ
れており、中心には石炭ノズル１が設置され、石炭及び
搬送用気体が炉内に噴出するようになっている。その外
側には、酸化剤が通る流路４Ａ，４Ｂが２個あり、先端
には酸化剤ノズル２Ａ，２Ｂが各々４個づつ設置されて
いる。さらにその外側には、バーナーを冷却するための
流路５があり、冷却水が流れるようになっている。
を示す断面図で、３重構造の同心円バーナー６で構成さ
れており、中心には石炭ノズル１が設置され、石炭及び
搬送用気体が炉内に噴出するようになっている。その外
側には、酸化剤が通る流路４Ａ，４Ｂが２個あり、先端
には酸化剤ノズル２Ａ，２Ｂが各々４個づつ設置されて
いる。さらにその外側には、バーナーを冷却するための
流路５があり、冷却水が流れるようになっている。
【００１６】図４は、図３に示すバーナーの平面図、図
５は内側のノズル２Ａ先端の噴出方向を示す詳細図であ
る。酸化剤ノズルのうち内側に位置するノズル２Ａは、
微粉炭噴流に対し旋回するよう角度α（０°＜α＜９０
°）をもって穿孔されている。
５は内側のノズル２Ａ先端の噴出方向を示す詳細図であ
る。酸化剤ノズルのうち内側に位置するノズル２Ａは、
微粉炭噴流に対し旋回するよう角度α（０°＜α＜９０
°）をもって穿孔されている。
【００１７】図６はノズル２Ａの断面図である。ノズル
２Ａは、角度β（０°＜β＜９０°）で噴出するよう穿
孔されている。すなわち、ノズル２Ａは角度βで、微粉
炭に対し角度αの方向に噴出することになる。図７はノ
ズル２Ｂの断面図である。外側に位置するノズル２Ｂ
は、角度γ（０°＜γ＜９０°）で石炭噴流の中心方向
に衝突するように穿孔されている。すなわち、内側のノ
ズル２Ａで酸化剤の一部が微粉炭に旋回をあたえるよう
に作用し、微粉炭噴流を拡げて酸素の混合を促進してか
ら、外側のノズル２Ｂで軸方向に衝突して、酸化剤と微
粉炭と混合しながら石炭噴流の軸方向の流速が確保でき
るように構成されている。
２Ａは、角度β（０°＜β＜９０°）で噴出するよう穿
孔されている。すなわち、ノズル２Ａは角度βで、微粉
炭に対し角度αの方向に噴出することになる。図７はノ
ズル２Ｂの断面図である。外側に位置するノズル２Ｂ
は、角度γ（０°＜γ＜９０°）で石炭噴流の中心方向
に衝突するように穿孔されている。すなわち、内側のノ
ズル２Ａで酸化剤の一部が微粉炭に旋回をあたえるよう
に作用し、微粉炭噴流を拡げて酸素の混合を促進してか
ら、外側のノズル２Ｂで軸方向に衝突して、酸化剤と微
粉炭と混合しながら石炭噴流の軸方向の流速が確保でき
るように構成されている。
【００１８】微粉炭は、まず内側のノズル２Ａで酸化剤
によって旋回力が付与されて混合が促進し、外側のノズ
ル２Ｂの酸化剤の流れで炉内を炉壁にそって、旋回しな
がら下降し、中心部を上昇してガス化炉から出て行くこ
とになり炉内の滞留時間が長いため、ガス化反応が十分
行われる。さらに、バーナー噴出直後に酸化剤と混合
し、石炭噴流が拡がっていることで反応は１段と促進さ
れる。
によって旋回力が付与されて混合が促進し、外側のノズ
ル２Ｂの酸化剤の流れで炉内を炉壁にそって、旋回しな
がら下降し、中心部を上昇してガス化炉から出て行くこ
とになり炉内の滞留時間が長いため、ガス化反応が十分
行われる。さらに、バーナー噴出直後に酸化剤と混合
し、石炭噴流が拡がっていることで反応は１段と促進さ
れる。
【００１９】次に、本発明によるバーナーを用いたガス
化実験の結果を示す。バーナーは、ノズル２Ａの角度α
が４５°，角度βが３０°のものを、ノズル２Ｂは角度
γが１５°のものを用い、本発明のバーナーと比較する
ため、従来のバーナー構造として図１に示す酸素が１流
路で噴出するものを用いた。いづれもバーナーの使用本
数は各４本，バーナーは炉内で炉内径の２／３の仮想円
を形成するようにガス化炉軸中心からずらして、かつ下
向き１５°に取付けた。表１にその試験結果を示す。石
炭は太平洋炭を用いた。
化実験の結果を示す。バーナーは、ノズル２Ａの角度α
が４５°，角度βが３０°のものを、ノズル２Ｂは角度
γが１５°のものを用い、本発明のバーナーと比較する
ため、従来のバーナー構造として図１に示す酸素が１流
路で噴出するものを用いた。いづれもバーナーの使用本
数は各４本，バーナーは炉内で炉内径の２／３の仮想円
を形成するようにガス化炉軸中心からずらして、かつ下
向き１５°に取付けた。表１にその試験結果を示す。石
炭は太平洋炭を用いた。
【００２０】表１に示すように、比較例１と実施例１を
比較すれば、冷ガス効率で１８％、カーボン転化率で８
％の向上が見られる。ノズル２Ａ，２Ｂの酸化剤流量比
率を変えた試験では、実施例１〜４に示すように酸化剤
流量比率で冷ガス効率，カーボン転化率が変化し、この
場合ノズル２Ａに３０％使用した条件が最もよい結果が
得られている。ノズル２Ａを０にした場合（実施例２）
は、比較例より若干向上しているが、ノズル２Ａの比率
を３０％より増加すると、実施例１より冷ガス効率，カ
ーボン転化率とも低下する。これは、バーナー噴出部に
おける微粉炭と酸化剤の混合は改善されるが、軸方向の
速度が低下して、ガス化炉内での旋回力が不足し炉内滞
留時間が短くなっていると考えられる。ノズル２Ａの比
率が７０％以上では、比較例１より低下する。ノズル２
Ａの比率が３０％での酸素吐出流速は、ノズル２Ａ，２
Ｂとも１００m/s ，石炭の吐出流速は２０m/s である。
比較すれば、冷ガス効率で１８％、カーボン転化率で８
％の向上が見られる。ノズル２Ａ，２Ｂの酸化剤流量比
率を変えた試験では、実施例１〜４に示すように酸化剤
流量比率で冷ガス効率，カーボン転化率が変化し、この
場合ノズル２Ａに３０％使用した条件が最もよい結果が
得られている。ノズル２Ａを０にした場合（実施例２）
は、比較例より若干向上しているが、ノズル２Ａの比率
を３０％より増加すると、実施例１より冷ガス効率，カ
ーボン転化率とも低下する。これは、バーナー噴出部に
おける微粉炭と酸化剤の混合は改善されるが、軸方向の
速度が低下して、ガス化炉内での旋回力が不足し炉内滞
留時間が短くなっていると考えられる。ノズル２Ａの比
率が７０％以上では、比較例１より低下する。ノズル２
Ａの比率が３０％での酸素吐出流速は、ノズル２Ａ，２
Ｂとも１００m/s ，石炭の吐出流速は２０m/s である。
【００２１】次に、処理量を１／２にした場合の実施例
を表２に示す。この場合、実施例５で示すようにノズル
２Ａの比率が２０％で最大効率が得られている。これ
は、処理量が減少することによって、フレーム長が短く
なること，流速が低下して炉内の旋回力が弱くなるの
で、軸方向の酸化剤の割合を増加する方が好ましいこと
を示している。表１に比較して、カーボン転化率は高く
なっているが、冷ガス効率が低下しているのは、処理量
が減少して炉体放散熱の比率が増加することによる。
を表２に示す。この場合、実施例５で示すようにノズル
２Ａの比率が２０％で最大効率が得られている。これ
は、処理量が減少することによって、フレーム長が短く
なること，流速が低下して炉内の旋回力が弱くなるの
で、軸方向の酸化剤の割合を増加する方が好ましいこと
を示している。表１に比較して、カーボン転化率は高く
なっているが、冷ガス効率が低下しているのは、処理量
が減少して炉体放散熱の比率が増加することによる。
【００２２】カーボン転化率，冷ガス効率と酸化剤噴出
条件の関係は、酸化剤の旋回運動量と石炭の運動量の運
動量比＝（石炭量×石炭吐出流速）／（酸化剤ノズルＢ
量×酸化剤ノズルＢ吐出流速× cosα× sinβ）で整理
できる。表１及び表２から運動量比は、０．１〜２．０
で適正なガス化条件が得られている。
条件の関係は、酸化剤の旋回運動量と石炭の運動量の運
動量比＝（石炭量×石炭吐出流速）／（酸化剤ノズルＢ
量×酸化剤ノズルＢ吐出流速× cosα× sinβ）で整理
できる。表１及び表２から運動量比は、０．１〜２．０
で適正なガス化条件が得られている。
【００２３】以上述べたように、酸化剤を２流路で供給
し、各流路の酸化剤量を調整可能にすることによって、
微粉炭噴流の酸化剤との混合の促進及び炉内滞留時間の
延長が可能で、かつ、処理条件に応じて最適の運動量比
を設定することが可能になり、１段のバーナーで高い冷
ガス効率，カーボン転化率が得られる石炭のガス化が可
能になることは明らかである。本実施例では、内側のノ
ズル２Ａを石炭噴流と酸化剤の混合を促進するよう用い
たが、逆にして外側に配置することは可能である。本実
施例では、酸化剤ノズルはバーナー軸から同一線上に配
置したが、千鳥配置にすることも可能である。
し、各流路の酸化剤量を調整可能にすることによって、
微粉炭噴流の酸化剤との混合の促進及び炉内滞留時間の
延長が可能で、かつ、処理条件に応じて最適の運動量比
を設定することが可能になり、１段のバーナーで高い冷
ガス効率，カーボン転化率が得られる石炭のガス化が可
能になることは明らかである。本実施例では、内側のノ
ズル２Ａを石炭噴流と酸化剤の混合を促進するよう用い
たが、逆にして外側に配置することは可能である。本実
施例では、酸化剤ノズルはバーナー軸から同一線上に配
置したが、千鳥配置にすることも可能である。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、バーナー噴出部での微
粉炭と酸化剤の混合が促進され、かつ微粉炭の炉内滞留
時間を十分にとれるガス化炉内旋回流を達成すること
で、１段のバーナーで石炭を完全にガス化することがで
き、かつ、カロリーの高いガスを生成することができ
る。また、炭種，ガス化温度，圧力，処理量等のガス化
条件の変化に対し、酸化剤の流量比率を可変に出来るこ
とで最適の酸化剤噴出条件が選定でき、常に高いガス化
効率，冷ガス効率が得られる。この結果、バーナーの段
数を１段にすることが可能で、石炭供給設備が１系列で
すみ、またバーナー本数を少なくすることが可能にな
り、設備構成が複雑にならず、設備費も安価になる。
粉炭と酸化剤の混合が促進され、かつ微粉炭の炉内滞留
時間を十分にとれるガス化炉内旋回流を達成すること
で、１段のバーナーで石炭を完全にガス化することがで
き、かつ、カロリーの高いガスを生成することができ
る。また、炭種，ガス化温度，圧力，処理量等のガス化
条件の変化に対し、酸化剤の流量比率を可変に出来るこ
とで最適の酸化剤噴出条件が選定でき、常に高いガス化
効率，冷ガス効率が得られる。この結果、バーナーの段
数を１段にすることが可能で、石炭供給設備が１系列で
すみ、またバーナー本数を少なくすることが可能にな
り、設備構成が複雑にならず、設備費も安価になる。
【図１】ガス化に使用される一般的なバーナーの外形
図。
図。
【図２】本発明に用いられる石炭ガス化炉の構造を示す
断面図。
断面図。
【図３】本発明のバーナーの断面図。
【図４】本発明のバーナーノズル部の平面図。
【図５】本発明のバーナー酸化剤内側ノズルの詳細図。
【図６】本発明のバーナー酸化剤内側ノズルの断面図。
【図７】本発明のバーナー酸化剤外側ノズルの断面図。
【図８】本発明のバーナーの噴出状況を示す平面図。
１ 石炭ノズル ２ 酸化剤ノズル ２Ａ 酸化剤ノズル ２Ｂ 酸化剤ノズル ３ 石炭又はチャー流路 ４ 酸化剤流路 ４Ａ 酸化剤流路 ４Ｂ 酸化剤流路 ５ 冷却水流路 ６ ガス化バーナー ７ ガス化炉 ８ スラグタップ ９ ガス出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小水流 広行 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 飯田 洋 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内
Claims (3)
- 【請求項１】 石炭又はチャーを気流搬送し、噴流層で
ガス化する石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナーにおい
て、断面が同心円の３重構造バーナーであって、石炭供
給用に中心部の流路（３）とその先端部に石炭ノズル
（１）を設け、酸化剤供給用に前記流路（３）の外側に
流路（４Ａ）とその先端部にノズル（２Ａ）を設け、更
に別途酸化剤供給用に、前記流路（４Ａ）の外側に流路
（４Ｂ）とその先端部にノズル（２Ｂ）を設けるととも
に、前記ノズル（２Ａ）に配設した複数の噴出口の噴出
方向が石炭噴流に旋回を与える方向であり、前記ノズル
（２Ｂ）に配設した複数の噴出口の噴出方向が石炭噴流
を横切る方向であることを特徴とする石炭ガス化炉用石
炭ガス化バーナー。 - 【請求項２】 請求項１記載のバーナーをガス化炉円周
方向に複数個用い、各バーナーを炉内で仮想円の接線方
向に吹き込むように中心からずらして、かつ水平面より
下向きに配置することを特徴とする石炭ガス化炉。 - 【請求項３】 石炭運動量と酸化剤の旋回運動量の比を
０．１〜２．０の条件で使用することを特徴とする請求
項１記載の石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナーの使用方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7081593A JPH08283750A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナー並びに石炭ガス化炉及びバーナーの使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7081593A JPH08283750A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナー並びに石炭ガス化炉及びバーナーの使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08283750A true JPH08283750A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=13750625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7081593A Withdrawn JPH08283750A (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナー並びに石炭ガス化炉及びバーナーの使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08283750A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020051463A (ko) * | 2000-12-22 | 2002-06-29 | 신현준 | 석탄가스화 과정에서 선회강도에 따른 노성능 향상방법 |
| KR100930904B1 (ko) * | 2008-07-23 | 2009-12-10 | 한국에너지기술연구원 | 2중혼합구조를 갖는 고온-고압용 석탄 및 코크스 가스화기버너 |
| JP2011510901A (ja) * | 2008-02-08 | 2011-04-07 | サン−ゴバン グラス フランス | 高い熱伝達を有する低ＮＯｘガラス炉 |
| KR101107718B1 (ko) * | 2008-10-30 | 2012-01-30 | 한국전력공사 | 건식 석탄 가스화기 버너 |
| KR101223460B1 (ko) * | 2010-07-27 | 2013-01-17 | 부산대학교 산학협력단 | 고체연료 분류층 가스화 고압 평판화염 반응기용 버너 |
| KR101270547B1 (ko) * | 2012-03-20 | 2013-06-05 | 주식회사 포스코건설 | 미분탄 슬러리 분사장치 및 이를 구비한 석탄 가스화 장치 |
| WO2013165122A1 (ko) * | 2012-05-04 | 2013-11-07 | 고등기술연구원 연구조합 | 비 용융 및 부분 용융형 분류층 가스화기 |
| CN107022379A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-08-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种带有水冷盘管保护的干煤粉气流床气化炉烧嘴 |
| CN111171878A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-05-19 | 兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司 | 一种粉煤气化生产方法、粉煤气化工艺生产线及其烧嘴 |
-
1995
- 1995-04-06 JP JP7081593A patent/JPH08283750A/ja not_active Withdrawn
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020051463A (ko) * | 2000-12-22 | 2002-06-29 | 신현준 | 석탄가스화 과정에서 선회강도에 따른 노성능 향상방법 |
| JP2011510901A (ja) * | 2008-02-08 | 2011-04-07 | サン−ゴバン グラス フランス | 高い熱伝達を有する低ＮＯｘガラス炉 |
| KR100930904B1 (ko) * | 2008-07-23 | 2009-12-10 | 한국에너지기술연구원 | 2중혼합구조를 갖는 고온-고압용 석탄 및 코크스 가스화기버너 |
| KR101107718B1 (ko) * | 2008-10-30 | 2012-01-30 | 한국전력공사 | 건식 석탄 가스화기 버너 |
| KR101223460B1 (ko) * | 2010-07-27 | 2013-01-17 | 부산대학교 산학협력단 | 고체연료 분류층 가스화 고압 평판화염 반응기용 버너 |
| KR101270547B1 (ko) * | 2012-03-20 | 2013-06-05 | 주식회사 포스코건설 | 미분탄 슬러리 분사장치 및 이를 구비한 석탄 가스화 장치 |
| WO2013165122A1 (ko) * | 2012-05-04 | 2013-11-07 | 고등기술연구원 연구조합 | 비 용융 및 부분 용융형 분류층 가스화기 |
| KR101371291B1 (ko) * | 2012-05-04 | 2014-03-07 | 고등기술연구원연구조합 | 비 용융 및 부분 용융형 분류층 가스화기 |
| CN103874748A (zh) * | 2012-05-04 | 2014-06-18 | 社团法人高等技术研究院研究组合 | 非熔融和部分熔融型气流床气化炉 |
| US9610557B2 (en) | 2012-05-04 | 2017-04-04 | Institute For Advanced Engineering | Non-melt and partial melt type entrained flow bed gasifier |
| CN107022379A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-08-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种带有水冷盘管保护的干煤粉气流床气化炉烧嘴 |
| CN111171878A (zh) * | 2020-02-25 | 2020-05-19 | 兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司 | 一种粉煤气化生产方法、粉煤气化工艺生产线及其烧嘴 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4523529A (en) | Process and burner for the partial combustion of solid fuel | |
| GB1591082A (en) | Method of operating a coal gasifier | |
| EP0400740A1 (en) | Coal gasification reactor | |
| JPS59176391A (ja) | 石炭ガス化炉 | |
| CN101993731A (zh) | 用于生产合成气体的方法和设备 | |
| JPH0122527B2 (ja) | ||
| US20110120010A1 (en) | Gasification quench chamber and scrubber assembly | |
| CA1269842A (en) | Process for producing synthesis gas from hydrocarbon fuel | |
| US4071329A (en) | Coal gasification plant | |
| JPH09157664A (ja) | バーナおよび燃料等の燃焼方法 | |
| JP2010255892A (ja) | ガス化用バーナ、及びガス化用バーナの燃料供給方法 | |
| JPH08283750A (ja) | 石炭ガス化炉用石炭ガス化バーナー並びに石炭ガス化炉及びバーナーの使用方法 | |
| JP3371692B2 (ja) | 石炭ガス化炉 | |
| CN106675600B (zh) | 煤气化制氢方法 | |
| JPH11264542A (ja) | ガスタービン燃焼器 | |
| US8419420B2 (en) | Burner | |
| JP2003113383A (ja) | 気流層ガス化炉、ガス化方法、これらに用いるメタン改質バーナおよび改質方法 | |
| WO2013150008A1 (en) | A burner for the gasification of a solid fuel | |
| JPH0643589B2 (ja) | 石炭ガス化炉 | |
| JP2003193068A (ja) | ガス化炉用バーナ | |
| JPH0325202A (ja) | 微粉原料ガス化用バーナ及び微粉原料ガス化装置 | |
| EP2707325B1 (en) | Process for producing synthesis gas | |
| JP6220685B2 (ja) | ガス化バーナ及び該ガス化バーナを備えた二段ガス化炉 | |
| CN107353940B (zh) | 旋流分料器、气化喷嘴和煤气化系统 | |
| CN115803417A (zh) | 含碳原料气化方法及其实施装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |