JPH08302364A - 炭素含有燃料ガス化装置 - Google Patents
炭素含有燃料ガス化装置Info
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- JPH08302364A JPH08302364A JP11438495A JP11438495A JPH08302364A JP H08302364 A JPH08302364 A JP H08302364A JP 11438495 A JP11438495 A JP 11438495A JP 11438495 A JP11438495 A JP 11438495A JP H08302364 A JPH08302364 A JP H08302364A
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- Japan
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- annular space
- gasification furnace
- gas
- heat exchanger
- annular
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 少い窒素ガス量で炉内と環状空間の間の差圧
変動に対応可能とし、環状空間での腐食や作業環境悪化
を生じないようにしたガス化炉を提供する。 【構成】 ガス化炉の水冷壁１−８と熱交換器１−３の
隔壁を圧力容器１−６，１−７が包囲し、間にガス化炉
部環状空間１−１１と熱交換器部環状空間１−１３が形
成されている。熱交換器１−３の内部と熱交換器部環状
空間１−１３はバランスホール１−４で連通されてい
る。両環状空間１−１１と１−１３の間は、中間隔壁１
−９で遮断され、ガス化炉部環状空間１−１１にはガス
化炉環状部シールガス１−２６’が供給されている。ま
た、ガス化炉部環状空間１−１１と熱交換器部環状空間
１−１３の間はガス化炉環状部シールガス排気弁１−２
７をもつ管路と環状部排気・均圧弁１−２８をそれぞれ
設けた管路で接続されている。また、中間隔壁１−９に
は圧力逃し扉が設けられている。
変動に対応可能とし、環状空間での腐食や作業環境悪化
を生じないようにしたガス化炉を提供する。 【構成】 ガス化炉の水冷壁１−８と熱交換器１−３の
隔壁を圧力容器１−６，１−７が包囲し、間にガス化炉
部環状空間１−１１と熱交換器部環状空間１−１３が形
成されている。熱交換器１−３の内部と熱交換器部環状
空間１−１３はバランスホール１−４で連通されてい
る。両環状空間１−１１と１−１３の間は、中間隔壁１
−９で遮断され、ガス化炉部環状空間１−１１にはガス
化炉環状部シールガス１−２６’が供給されている。ま
た、ガス化炉部環状空間１−１１と熱交換器部環状空間
１−１３の間はガス化炉環状部シールガス排気弁１−２
７をもつ管路と環状部排気・均圧弁１−２８をそれぞれ
設けた管路で接続されている。また、中間隔壁１−９に
は圧力逃し扉が設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭や重質油などの炭
素含有燃料を部分酸化してガス化ガスを発生させるガス
化装置に関する。
素含有燃料を部分酸化してガス化ガスを発生させるガス
化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭や重質油などの炭素含有燃料のガス
化炉はガス化ガス（ＣＯ，Ｈ2 など）をガスタービン燃
料に使用するため高圧下で運転される。従って、水冷壁
で構成されたガス化炉やその下流の熱交換器は圧力容器
内に内蔵される。炭素含有燃料と酸素含有ガスはガス化
炉に投入されガス化反応により石炭ガスなどのガス化ガ
スを連続的に発生する。
化炉はガス化ガス（ＣＯ，Ｈ2 など）をガスタービン燃
料に使用するため高圧下で運転される。従って、水冷壁
で構成されたガス化炉やその下流の熱交換器は圧力容器
内に内蔵される。炭素含有燃料と酸素含有ガスはガス化
炉に投入されガス化反応により石炭ガスなどのガス化ガ
スを連続的に発生する。
【０００３】ガス化炉や熱交換器の水冷壁の耐圧強度は
小さく、水冷壁と圧力容器の間の環状空間は熱交換器隔
壁内と連通するバランスポートで均圧されるか、環状空
間にガス精製されたガス化ガスを昇圧封入して強度内に
維持される。このような構成をもつガス化装置の従来の
例として図５，図６，図８に示した石炭ガス化装置につ
いて説明する。
小さく、水冷壁と圧力容器の間の環状空間は熱交換器隔
壁内と連通するバランスポートで均圧されるか、環状空
間にガス精製されたガス化ガスを昇圧封入して強度内に
維持される。このような構成をもつガス化装置の従来の
例として図５，図６，図８に示した石炭ガス化装置につ
いて説明する。
【０００４】まず図５は、石炭ガス化装置５−１，脱塵
装置５−２，脱硫装置５−３，ガスタービン５−４から
構成される石炭ガス化複合発電プラントを示している。
このプラントでは、ガス化装置５−１のガス化炉５で発
生したガス化ガスは、その熱交換器１−３で冷却後、脱
塵装置５−２，脱硫装置５−３でガス精製され、ガスタ
ービン５−４へ燃料ガスとして供給される。５−１は連
絡管を示している。
装置５−２，脱硫装置５−３，ガスタービン５−４から
構成される石炭ガス化複合発電プラントを示している。
このプラントでは、ガス化装置５−１のガス化炉５で発
生したガス化ガスは、その熱交換器１−３で冷却後、脱
塵装置５−２，脱硫装置５−３でガス精製され、ガスタ
ービン５−４へ燃料ガスとして供給される。５−１は連
絡管を示している。
【０００５】脱塵装置５−２，脱硫装置５−３はガス精
製装置とも呼ばれ、高温下で乾式で処理する乾式法、ま
た公知の技術である湿式法いずれでもよい。ガス精製さ
れたガスは、加熱又は冷却後、リサイクルガスコンプレ
ッサ５−５で昇圧され、バッファタンク５−８に蓄圧さ
れてガス化炉５及び熱交換器１−３の環状空間１−１
１，１−１３へ導入され制御弁５−６，５−７により環
状空間１−１１，１−１３の均圧を行う。
製装置とも呼ばれ、高温下で乾式で処理する乾式法、ま
た公知の技術である湿式法いずれでもよい。ガス精製さ
れたガスは、加熱又は冷却後、リサイクルガスコンプレ
ッサ５−５で昇圧され、バッファタンク５−８に蓄圧さ
れてガス化炉５及び熱交換器１−３の環状空間１−１
１，１−１３へ導入され制御弁５−６，５−７により環
状空間１−１１，１−１３の均圧を行う。
【０００６】この図５に示されたようなリサイクルガス
封入方式では、起動時は別にＮ2 ガスが必要であり、リ
サイクルガスコンプレッサ５−５が停止するとガス化炉
の環状空間を均圧する手段がなくなるのでガス化炉が停
止するなど制約条件が多い。
封入方式では、起動時は別にＮ2 ガスが必要であり、リ
サイクルガスコンプレッサ５−５が停止するとガス化炉
の環状空間を均圧する手段がなくなるのでガス化炉が停
止するなど制約条件が多い。
【０００７】次に、図６に示すガス化炉では、ガス化炉
部環状空間１−１１と熱交換器部環状空間１−１３が連
通され、後部熱交換器部に設けるバランスポート１−４
で環状空間１−１３と熱交換器１−３の内側とを連通
し、起動時は燃焼ガスをバランスポート１−４より環状
空間１−１３へ流入させパージ、昇圧を行い、ガス化運
転時はバランスポート１−４にて均圧を図っている。
部環状空間１−１１と熱交換器部環状空間１−１３が連
通され、後部熱交換器部に設けるバランスポート１−４
で環状空間１−１３と熱交換器１−３の内側とを連通
し、起動時は燃焼ガスをバランスポート１−４より環状
空間１−１３へ流入させパージ、昇圧を行い、ガス化運
転時はバランスポート１−４にて均圧を図っている。
【０００８】この方式は、圧力バランス的には信頼性は
高いが、起動時燃焼ガス中に含まれる硫酸ミストによる
環状空間１−１１に配置の機器の腐食が起こる。また、
石炭ガス化運転時に環状空間の可燃性石炭ガスへの２次
空気リークの監視が必要である。更に、停止時に、石炭
ガス中に含まれるチャー粒子による環状空間部の作業環
境が厳しく、改良が必要である。
高いが、起動時燃焼ガス中に含まれる硫酸ミストによる
環状空間１−１１に配置の機器の腐食が起こる。また、
石炭ガス化運転時に環状空間の可燃性石炭ガスへの２次
空気リークの監視が必要である。更に、停止時に、石炭
ガス中に含まれるチャー粒子による環状空間部の作業環
境が厳しく、改良が必要である。
【０００９】図７は、図６における石炭ガス化炉バーナ
部断面概略図である。図７において、ガス化炉の水冷壁
１−８とそれを囲む圧力容器１−６との間にガス化炉部
環状空間１−１１が形成されており、これを貫通して微
粉炭バーナ１−２１が配設されている。微粉炭バーナ１
−２１には２次空気１−２４と微粉炭２−１が供給され
る。２−５はエキスパンション、７−１はバーナ貫通部
シールダクトを示している。
部断面概略図である。図７において、ガス化炉の水冷壁
１−８とそれを囲む圧力容器１−６との間にガス化炉部
環状空間１−１１が形成されており、これを貫通して微
粉炭バーナ１−２１が配設されている。微粉炭バーナ１
−２１には２次空気１−２４と微粉炭２−１が供給され
る。２−５はエキスパンション、７−１はバーナ貫通部
シールダクトを示している。
【００１０】圧力容器１−６は鉄骨（図示しない）によ
り支持され、水冷壁１−８は圧力容器１−６により支持
される。圧力容器１−６，水冷壁１−８は冷態時と運転
時で熱伸び差を生じ、バーナ貫通部は相対的に熱伸び差
を生じ、これを吸収する手段が必要である。
り支持され、水冷壁１−８は圧力容器１−６により支持
される。圧力容器１−６，水冷壁１−８は冷態時と運転
時で熱伸び差を生じ、バーナ貫通部は相対的に熱伸び差
を生じ、これを吸収する手段が必要である。
【００１１】一方、２次空気管，微粉炭管も熱伸び差を
吸収する手段が必要である。このため、従来のバーナで
はエキスパンション２−５を設け、微粉炭バーナ１−２
１と２次空気管は先端部でスライド可能とし、更に石炭
ガスが満たされている環状空間１−１１に２次空気が漏
洩することを防ぐためバーナ貫通部シールダクト７−１
を設けている。
吸収する手段が必要である。このため、従来のバーナで
はエキスパンション２−５を設け、微粉炭バーナ１−２
１と２次空気管は先端部でスライド可能とし、更に石炭
ガスが満たされている環状空間１−１１に２次空気が漏
洩することを防ぐためバーナ貫通部シールダクト７−１
を設けている。
【００１２】図８は、特公平５−６９１５８に示す微粉
炭スラリーフィード空気吹きガス化装置の概略図を示す
が、環状空間１−１１，１−１３をシールする窒素ガス
１−２６’が、バランスポート１−４より熱交換器１−
３の石炭ガス中へ流出するので、窒素ガスの消費量を低
減することが、ガス化性能上も必要である。
炭スラリーフィード空気吹きガス化装置の概略図を示す
が、環状空間１−１１，１−１３をシールする窒素ガス
１−２６’が、バランスポート１−４より熱交換器１−
３の石炭ガス中へ流出するので、窒素ガスの消費量を低
減することが、ガス化性能上も必要である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来の石炭ガス化装置
では、図５に示すもののようにガス化炉と熱交換器の環
状空間１−１１，１−１３に、ガス精製（脱塵，脱硫）
された石炭ガス化ガスをリサイクルして封入することが
行われている。
では、図５に示すもののようにガス化炉と熱交換器の環
状空間１−１１，１−１３に、ガス精製（脱塵，脱硫）
された石炭ガス化ガスをリサイクルして封入することが
行われている。
【００１４】プラント起動時は、環状空間の空気をパー
ジし昇圧するための石炭ガス化ガスが得られず、仮にこ
れを軽油燃焼ガスで行うと図６に示した従来の装置の如
く、環状空間１−１１，１−１３が硫酸ミストによる腐
食、チャーの混入などが生じる。そのため、プラント起
動時はガス精製されたリサイクルガスが得られる迄、窒
素ガスが必要となる。
ジし昇圧するための石炭ガス化ガスが得られず、仮にこ
れを軽油燃焼ガスで行うと図６に示した従来の装置の如
く、環状空間１−１１，１−１３が硫酸ミストによる腐
食、チャーの混入などが生じる。そのため、プラント起
動時はガス精製されたリサイクルガスが得られる迄、窒
素ガスが必要となる。
【００１５】また、図５の装置は、上流側機器のシール
ガスに下流設備出口石炭ガスをリサイクルして使用する
方式の為、下流設備における脱塵装置，脱硫装置など高
圧下でチャー、Ｈ2 Ｓ、イオウを扱う設備が停止するよ
うな事があるとガス化炉を直ちに停止する必要がある
等、下流設備の影響を大きく受ける。
ガスに下流設備出口石炭ガスをリサイクルして使用する
方式の為、下流設備における脱塵装置，脱硫装置など高
圧下でチャー、Ｈ2 Ｓ、イオウを扱う設備が停止するよ
うな事があるとガス化炉を直ちに停止する必要がある
等、下流設備の影響を大きく受ける。
【００１６】また、従来の石炭ガス化装置では、ガス化
炉，熱交換器の環状空間１−１１，１−１３を連通し、
後部熱交換器部に設けるバランスポート１−４で石炭ガ
スと連通均圧している。
炉，熱交換器の環状空間１−１１，１−１３を連通し、
後部熱交換器部に設けるバランスポート１−４で石炭ガ
スと連通均圧している。
【００１７】このように構成したガス化装置では圧力バ
ランス的には応答性、信頼性共に優れるが、起動時の軽
油燃焼ガス流入によりそれに含まれているＳＯ3 ガスが
低温下で結露し、硫酸ミストを生成し環状空間の金属部
材に腐食を生ずるという問題がある。
ランス的には応答性、信頼性共に優れるが、起動時の軽
油燃焼ガス流入によりそれに含まれているＳＯ3 ガスが
低温下で結露し、硫酸ミストを生成し環状空間の金属部
材に腐食を生ずるという問題がある。
【００１８】また、ガス化炉運転時に発生するものは、
石炭ガス（ＣＯ，Ｈ2 ，ＣＯ2 ，Ｎ 2 ，Ｈ2 Ｓなど）と
チャー（未燃カーボン，灰）であるが、熱交換器出口に
設けるバランスポート１−４で連通・均圧される時、こ
れが圧力変動等により環状空間１−１１，１−１３に混
入する。
石炭ガス（ＣＯ，Ｈ2 ，ＣＯ2 ，Ｎ 2 ，Ｈ2 Ｓなど）と
チャー（未燃カーボン，灰）であるが、熱交換器出口に
設けるバランスポート１−４で連通・均圧される時、こ
れが圧力変動等により環状空間１−１１，１−１３に混
入する。
【００１９】従って、環状空間１−１１，１−１３内の
機器、容器内壁に硫酸ミストが付着また、超微粒のチャ
ーが堆積し作業環境を低下させる。この環状空間１−１
１，１−１３での作業は狭所での補修作業であり、内部
清掃する作業に日数を要し、問題が多い。
機器、容器内壁に硫酸ミストが付着また、超微粒のチャ
ーが堆積し作業環境を低下させる。この環状空間１−１
１，１−１３での作業は狭所での補修作業であり、内部
清掃する作業に日数を要し、問題が多い。
【００２０】また、図８に示すもののようにガス化炉、
熱交換器の環状空間１−１１，１−１３を連通し、その
環状空間部へ窒素ガスを封入した従来の石炭ガス化装置
では、窒素ガスが後部熱交換器部に設けるバランスポー
ト１−４より石炭ガス中へ流出する。
熱交換器の環状空間１−１１，１−１３を連通し、その
環状空間部へ窒素ガスを封入した従来の石炭ガス化装置
では、窒素ガスが後部熱交換器部に設けるバランスポー
ト１−４より石炭ガス中へ流出する。
【００２１】従って、環状空間１−１１，１−１３部へ
封入する窒素ガスの消費量が大きい。また、ガス化炉バ
ーナ部での炉内高温ガスリーク対策として、バーナ貫通
部シールダクトが必要になるという問題がある。
封入する窒素ガスの消費量が大きい。また、ガス化炉バ
ーナ部での炉内高温ガスリーク対策として、バーナ貫通
部シールダクトが必要になるという問題がある。
【００２２】本発明は、少い窒素ガス量で炉内と環状空
間の間の差圧変動に対応可能とし、環状空間での腐食や
作業環境悪化を生じないようにしたガス化炉を提供する
ことを課題としている。
間の間の差圧変動に対応可能とし、環状空間での腐食や
作業環境悪化を生じないようにしたガス化炉を提供する
ことを課題としている。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガス化炉隔壁
と同ガス化炉隔壁に連結された熱交換器隔壁とを包囲
し、両隔壁との間にガス化炉部環状空間と熱交換器部環
状空間を形成している圧力容器、及び前記熱交換器隔壁
の内部と前記熱交換器部環状空間とを連通するバランス
ポートを有する炭素含有燃料ガス化装置において前記課
題を解決するため、ガス化炉部環状空間と熱交換器部環
状空間の間を遮断する中間隔壁、及び前記ガス化炉部環
状空間にシールガスを封入するシールガス供給手段を設
けた構成を採用する。
と同ガス化炉隔壁に連結された熱交換器隔壁とを包囲
し、両隔壁との間にガス化炉部環状空間と熱交換器部環
状空間を形成している圧力容器、及び前記熱交換器隔壁
の内部と前記熱交換器部環状空間とを連通するバランス
ポートを有する炭素含有燃料ガス化装置において前記課
題を解決するため、ガス化炉部環状空間と熱交換器部環
状空間の間を遮断する中間隔壁、及び前記ガス化炉部環
状空間にシールガスを封入するシールガス供給手段を設
けた構成を採用する。
【００２４】本発明によるガス化装置におけるガス化炉
部環状空間に封入するシールガスとしては窒素を用いる
ことができる。
部環状空間に封入するシールガスとしては窒素を用いる
ことができる。
【００２５】また、本発明によるガス化装置において
は、前記した中間隔壁で区切られた２つの環状空間の間
の差圧の増大を防止するシールガス排気手段、または、
２つの環状空間の間で一定以上の差圧が生じたときにガ
ス化炉部環状空間から熱交換器部環状空間若しくはガス
化炉隔壁の内部へシールガスを放出するシールガス放出
手段を設けるのが好ましい。
は、前記した中間隔壁で区切られた２つの環状空間の間
の差圧の増大を防止するシールガス排気手段、または、
２つの環状空間の間で一定以上の差圧が生じたときにガ
ス化炉部環状空間から熱交換器部環状空間若しくはガス
化炉隔壁の内部へシールガスを放出するシールガス放出
手段を設けるのが好ましい。
【００２６】このシールガス排気手段とシールガス放出
手段は、いづれも前記した２つの環状空間を弁を介して
接続する流路から成るものとすることができる。
手段は、いづれも前記した２つの環状空間を弁を介して
接続する流路から成るものとすることができる。
【００２７】更に前記したシールガス放出手段を、前記
した中間隔壁に設けられた圧力逃し扉から成るものとし
て構成したり、ガス化炉下部に貯留したスラグ冷却水中
にガス化炉部環状空間の開口部を配置した水封装置から
成るものとして構成することができる。
した中間隔壁に設けられた圧力逃し扉から成るものとし
て構成したり、ガス化炉下部に貯留したスラグ冷却水中
にガス化炉部環状空間の開口部を配置した水封装置から
成るものとして構成することができる。
【００２８】なお、本発明のガス化装置においては、ガ
ス化炉水冷壁にバーナＮ2 シールボックスを取付け、シ
ールボックスに窒素ガスを供給し、バーナ貫通部を軸方
向及び回転方向変位可能にシールする手段を設けるのが
好ましい。
ス化炉水冷壁にバーナＮ2 シールボックスを取付け、シ
ールボックスに窒素ガスを供給し、バーナ貫通部を軸方
向及び回転方向変位可能にシールする手段を設けるのが
好ましい。
【００２９】
【作用】このように構成した本発明の石炭ガス化装置で
は、ガス化炉部環状空間と熱交換器部環状空間を中間隔
壁で遮断する事により、窒素などのシールガスを封入す
る環状空間をほぼ半分にすることができ、シールガス供
給制御手段、シールガス排気制御手段、排気・均圧ライ
ン等により少いシールガス量で差圧制御ができる。
は、ガス化炉部環状空間と熱交換器部環状空間を中間隔
壁で遮断する事により、窒素などのシールガスを封入す
る環状空間をほぼ半分にすることができ、シールガス供
給制御手段、シールガス排気制御手段、排気・均圧ライ
ン等により少いシールガス量で差圧制御ができる。
【００３０】また、シールガス排気手段やシールガス放
出手段を設けた構成としたものでは、ガス化炉部環状空
間と熱交換器部環状空間の間の突変的差圧発生に対して
はシールガス排気手段で差圧増大を防ぐと共に、シール
ガス放出手段としての水封装置や中間隔壁の圧力逃し扉
で速かに均圧を図り、機器の損傷を防止することができ
る。
出手段を設けた構成としたものでは、ガス化炉部環状空
間と熱交換器部環状空間の間の突変的差圧発生に対して
はシールガス排気手段で差圧増大を防ぐと共に、シール
ガス放出手段としての水封装置や中間隔壁の圧力逃し扉
で速かに均圧を図り、機器の損傷を防止することができ
る。
【００３１】本発明によるガス化装置では、環状空間に
設けた中間隔壁と窒素ガス封入により、ガス化炉部環状
空間のクリーン化が図れ、低温腐食の防止、またチャー
粒子侵入の防止が図れる。
設けた中間隔壁と窒素ガス封入により、ガス化炉部環状
空間のクリーン化が図れ、低温腐食の防止、またチャー
粒子侵入の防止が図れる。
【００３２】また、本発明のガス化装置においてガス化
炉バーナ部に、バーナＮ2 シールボックスを設けると共
に、環状部より高い圧力の窒素ガスを封入した構成とし
たものでは、均圧がくずれたりガス化炉内の圧力変動に
より高温の炉内ガスが環状空間へリークするのを防止で
き、また、バーナのシールボックス貫通部を軸方向と回
転方向に変位可能にシールする事によりバーナ貫通部シ
ールダクトを止める事ができる。
炉バーナ部に、バーナＮ2 シールボックスを設けると共
に、環状部より高い圧力の窒素ガスを封入した構成とし
たものでは、均圧がくずれたりガス化炉内の圧力変動に
より高温の炉内ガスが環状空間へリークするのを防止で
き、また、バーナのシールボックス貫通部を軸方向と回
転方向に変位可能にシールする事によりバーナ貫通部シ
ールダクトを止める事ができる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明による炭素含有燃料ガス化装置
について図示した実施例に基づいて具体的に説明する。
なお、以下の実施例において、図５〜図８に示した従来
の装置と同じ構成の部分には説明を簡単にするため同じ
符号を付してある。
について図示した実施例に基づいて具体的に説明する。
なお、以下の実施例において、図５〜図８に示した従来
の装置と同じ構成の部分には説明を簡単にするため同じ
符号を付してある。
【００３４】（第１実施例）まず図１に示す本発明の第
１実施例に係わる石炭ガス化装置について説明する。こ
の石炭ガス化装置は圧力容器１−６，１−７内に、水冷
壁１−８で隔壁されるガス化炉部を構成するコンバスタ
１−１とリダクタ１−２及び熱交換器部１−３を有し、
周囲にガス化炉部環状空間１−１１と、熱交換器部環状
空間１−１３を形成し、ガス化炉とその環状空間１−１
１はスラグ排出口１−１４の上方で水封装置１−１０に
より水シールされている。
１実施例に係わる石炭ガス化装置について説明する。こ
の石炭ガス化装置は圧力容器１−６，１−７内に、水冷
壁１−８で隔壁されるガス化炉部を構成するコンバスタ
１−１とリダクタ１−２及び熱交換器部１−３を有し、
周囲にガス化炉部環状空間１−１１と、熱交換器部環状
空間１−１３を形成し、ガス化炉とその環状空間１−１
１はスラグ排出口１−１４の上方で水封装置１−１０に
より水シールされている。
【００３５】ガス化炉部環状空間１−１１と熱交換器部
環状空間１−１３は中間隔壁１−９で区画され、熱交換
器部環状空間１−１３は後部熱交換器部のバランスポー
ト１−４により石炭ガスラインと均圧され、ガス化炉部
環状空間１−１１へは窒素ガス１−２６’が封入されて
いる。
環状空間１−１３は中間隔壁１−９で区画され、熱交換
器部環状空間１−１３は後部熱交換器部のバランスポー
ト１−４により石炭ガスラインと均圧され、ガス化炉部
環状空間１−１１へは窒素ガス１−２６’が封入されて
いる。
【００３６】石炭は、ビン、ロックホッパ、計量ホッパ
より構成される微粉炭加圧供給装置１−２０により加圧
し切り出され、微粉炭搬送ガス１−２２により微粉炭バ
ーナ１−２１へ送られ、ガス化炉に投入される。
より構成される微粉炭加圧供給装置１−２０により加圧
し切り出され、微粉炭搬送ガス１−２２により微粉炭バ
ーナ１−２１へ送られ、ガス化炉に投入される。
【００３７】微粉炭バーナ１−２１は微粉炭管と２次空
気１−２４を送る管が同軸に配置され、２次空気１−２
４には酸素を富化した空気を用い、ガス化性能の向上を
図っている。すなわち、空気圧縮機１−１８を出た空気
に、酸素・窒素製造プラント１−１５で得られた酸素ガ
スを混合器１−１９で混合したものを２次空気１−２４
としている。１−２９は酸素流量調節弁を示している。
気１−２４を送る管が同軸に配置され、２次空気１−２
４には酸素を富化した空気を用い、ガス化性能の向上を
図っている。すなわち、空気圧縮機１−１８を出た空気
に、酸素・窒素製造プラント１−１５で得られた酸素ガ
スを混合器１−１９で混合したものを２次空気１−２４
としている。１−２９は酸素流量調節弁を示している。
【００３８】酸素・窒素製造プラント１−１５で得られ
た窒素ガスは、窒素ガス圧縮機１−１６で加圧し窒素ガ
スバッファタンク１−１７を経て微粉炭（ロックホッ
パ）加圧ガス１−２３、微粉炭搬送ガス１−２２、ガス
化炉環状部シールガス１−２６’、バーナシールボック
スシールガス１−２５’として供給されている。
た窒素ガスは、窒素ガス圧縮機１−１６で加圧し窒素ガ
スバッファタンク１−１７を経て微粉炭（ロックホッ
パ）加圧ガス１−２３、微粉炭搬送ガス１−２２、ガス
化炉環状部シールガス１−２６’、バーナシールボック
スシールガス１−２５’として供給されている。
【００３９】ガス化炉部環状空間１−１１へ投入される
窒素ガスは、ガス化炉環状部シールガス制御弁１−２６
とガス化炉環状部シールガス排気弁１−２７を水封１−
１０が切れないように制御する事により水冷壁１−８、
中間隔壁１−９に作用する差圧の増大を防止している。
窒素ガスは、ガス化炉環状部シールガス制御弁１−２６
とガス化炉環状部シールガス排気弁１−２７を水封１−
１０が切れないように制御する事により水冷壁１−８、
中間隔壁１−９に作用する差圧の増大を防止している。
【００４０】制御範囲をこえる差圧変動には、環状部排
気・均圧弁１−２８、水封１−１０、中間隔壁１−９の
圧力逃し扉３−１（図３に示す）などのシールガス放出
手段により圧力バランスを図り機器の安全を図り、ま
た、シール用窒素ガスの消費量を抑えている。
気・均圧弁１−２８、水封１−１０、中間隔壁１−９の
圧力逃し扉３−１（図３に示す）などのシールガス放出
手段により圧力バランスを図り機器の安全を図り、ま
た、シール用窒素ガスの消費量を抑えている。
【００４１】以上のように、ガス化炉内と環状空間の間
は均圧状態に維持されるが、この圧力バランスがくずれ
たとき、中間隔壁１−９，水封装置１−１０、圧力逃し
扉３−１は機器の損傷を防ぐシールガス放出手段として
働く。シールガス制御弁１−２６はガス化炉起動時のパ
ージ昇圧手段として働く。一方、シールガス排気弁１−
２７はガス化炉停止時の減圧排気手段として、また、通
常運転時の均圧制御のためのシールガス排気手段として
働く。
は均圧状態に維持されるが、この圧力バランスがくずれ
たとき、中間隔壁１−９，水封装置１−１０、圧力逃し
扉３−１は機器の損傷を防ぐシールガス放出手段として
働く。シールガス制御弁１−２６はガス化炉起動時のパ
ージ昇圧手段として働く。一方、シールガス排気弁１−
２７はガス化炉停止時の減圧排気手段として、また、通
常運転時の均圧制御のためのシールガス排気手段として
働く。
【００４２】なお、差圧高時の水冷壁損傷を防ぐシール
ガス放出手段は、水封装置１−１０→圧力逃し扉３−１
→中間隔壁１−９の順に作動する。中間隔壁１−９，圧
力逃し扉３−１はガス化炉内が溶融スラグで閉塞したケ
ースを想定した防護手段であり、通常は、水封装置１−
１０が切れることにより速やかに均圧される。
ガス放出手段は、水封装置１−１０→圧力逃し扉３−１
→中間隔壁１−９の順に作動する。中間隔壁１−９，圧
力逃し扉３−１はガス化炉内が溶融スラグで閉塞したケ
ースを想定した防護手段であり、通常は、水封装置１−
１０が切れることにより速やかに均圧される。
【００４３】図２は図１のガス化炉における微粉炭バー
ナ部分の断面図を示す。ガス化炉の微粉炭バーナ１−２
１は内管を微粉炭管、外管を２次空気管とする二重管構
造で、圧力容器１−６とガス化炉の水冷壁１−８を貫通
して設けられている。なお、図２において、２−１は内
管の微粉炭管に供給される微粉炭を示している。
ナ部分の断面図を示す。ガス化炉の微粉炭バーナ１−２
１は内管を微粉炭管、外管を２次空気管とする二重管構
造で、圧力容器１−６とガス化炉の水冷壁１−８を貫通
して設けられている。なお、図２において、２−１は内
管の微粉炭管に供給される微粉炭を示している。
【００４４】圧力容器１−６、水冷壁１−８は各荷重支
持点、運転条件により、それぞれ熱的に変位し、ガス化
炉の微粉炭バーナ１−２１の貫通部では変位の吸収と炉
内高温ガスのリーク防止が求められる。
持点、運転条件により、それぞれ熱的に変位し、ガス化
炉の微粉炭バーナ１−２１の貫通部では変位の吸収と炉
内高温ガスのリーク防止が求められる。
【００４５】容器外に設ける軸方向と上下方向に変位可
能なエキスパンション２−５と水冷壁１−８に固定され
たバーナＮ2 シールボックス１−１２により軸方向変位
及び回転変位可能にシールして、熱伸び差に追従する変
位の吸収と炉内高温ガスの環状空間部へのリークを防止
している。２−２は、バーナＮ2 シールボックス１−１
２に供給されるバーナＮ2 シールガスであり、２−４は
バーナＮ2 シールボックス１−１２のシール部である。
能なエキスパンション２−５と水冷壁１−８に固定され
たバーナＮ2 シールボックス１−１２により軸方向変位
及び回転変位可能にシールして、熱伸び差に追従する変
位の吸収と炉内高温ガスの環状空間部へのリークを防止
している。２−２は、バーナＮ2 シールボックス１−１
２に供給されるバーナＮ2 シールガスであり、２−４は
バーナＮ2 シールボックス１−１２のシール部である。
【００４６】バーナＮ2 シールボックス１−１２は微粉
炭バーナ１−２１の先端部のみに設けられたコンパクト
な構造とすることにより環状空間１−１１での作業性を
向上すると共に炉内圧力に対する制御弁１−２５の応答
性を良好とする事ができ、炉内高温ガスの環状空間部へ
のリークを確実に防止できる。
炭バーナ１−２１の先端部のみに設けられたコンパクト
な構造とすることにより環状空間１−１１での作業性を
向上すると共に炉内圧力に対する制御弁１−２５の応答
性を良好とする事ができ、炉内高温ガスの環状空間部へ
のリークを確実に防止できる。
【００４７】図３はガス化炉、熱交換器連結部構造を示
し、制御範囲を越えた差圧変動に対し中間隔壁１−９に
設けられた圧力逃し扉３−１により機器破損を防護でき
る。
し、制御範囲を越えた差圧変動に対し中間隔壁１−９に
設けられた圧力逃し扉３−１により機器破損を防護でき
る。
【００４８】（第２実施例）図４は、本発明の第２実施
例に係わる石炭ガス化装置の全体構成を示す。ガス化
炉、熱交換器の構造は基本的に図１と同様であり、石炭
は微粉炭スラリ製造装置４−１で製造され、スラリポン
プ４−２により圧送され、スラリ流量調節弁４−３，４
−４を介してスラリバーナ４−５，４−６へ供給され
る。
例に係わる石炭ガス化装置の全体構成を示す。ガス化
炉、熱交換器の構造は基本的に図１と同様であり、石炭
は微粉炭スラリ製造装置４−１で製造され、スラリポン
プ４−２により圧送され、スラリ流量調節弁４−３，４
−４を介してスラリバーナ４−５，４−６へ供給され
る。
【００４９】ガス化剤は、２次空気に酸素を富化しガス
化性能の向上を図っている。本第２実施例によるガス化
装置の構造は、燃料の変化による燃料供給手段が相違す
るものの、石炭ガス化炉の圧力容器１−６，１−７の部
分の全体構成は第１実施例と同じである。
化性能の向上を図っている。本第２実施例によるガス化
装置の構造は、燃料の変化による燃料供給手段が相違す
るものの、石炭ガス化炉の圧力容器１−６，１−７の部
分の全体構成は第１実施例と同じである。
【００５０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガス化装
置によれば、中間隔壁で仕切られたガス化炉部環状空間
に窒素などのシールガスを封入して、少いシールガスで
熱交換器部環状空間との間の差圧制御ができる。また、
シールガス制御弁とシールガス排気弁を組合せることに
よって炉内と環状空間の差圧変動を少ない量のシールガ
ス量で追従可能である。また、両環状空間の大きな差圧
変動、炉変圧に対しては、排気・均圧弁や中間隔壁の圧
力逃し扉などのシールガス放出手段で速かに均圧するこ
とができる。
置によれば、中間隔壁で仕切られたガス化炉部環状空間
に窒素などのシールガスを封入して、少いシールガスで
熱交換器部環状空間との間の差圧制御ができる。また、
シールガス制御弁とシールガス排気弁を組合せることに
よって炉内と環状空間の差圧変動を少ない量のシールガ
ス量で追従可能である。また、両環状空間の大きな差圧
変動、炉変圧に対しては、排気・均圧弁や中間隔壁の圧
力逃し扉などのシールガス放出手段で速かに均圧するこ
とができる。
【００５１】また、本発明のガス化装置では、ガス化炉
部環状空間を窒素ガスなどのシールガス雰囲気とする事
ができ、この空間に配置する機器の低温腐食を防止で
き、また環状部へのチャー混入を少くでき、開放点検時
の作業性を大幅に向上する。
部環状空間を窒素ガスなどのシールガス雰囲気とする事
ができ、この空間に配置する機器の低温腐食を防止で
き、また環状部へのチャー混入を少くでき、開放点検時
の作業性を大幅に向上する。
【００５２】また、本発明のガス化装置では、バーナＮ
2 シールボックスは環状空間Ｎ2 シールとは別系統とし
コンパクトな構造とすることができ、炉内圧力に対する
圧力制御性を良好にでき、また、炉内高温ガスの環状空
間部へのリークを防止でき、またシールボックス貫通部
を回転変位可能にシールする構造を採用する事により、
バーナ貫通部シールダクトを廃止できる。
2 シールボックスは環状空間Ｎ2 シールとは別系統とし
コンパクトな構造とすることができ、炉内圧力に対する
圧力制御性を良好にでき、また、炉内高温ガスの環状空
間部へのリークを防止でき、またシールボックス貫通部
を回転変位可能にシールする構造を採用する事により、
バーナ貫通部シールダクトを廃止できる。
【図１】本発明の第１実施例に係る石炭ガス化装置の全
体構成図。
体構成図。
【図２】図１におけるガス化炉バーナ部の断面図。
【図３】図１におけるガス化炉、熱交換器連結部の構造
図。
図。
【図４】本発明の第２実施例に係る石炭ガス化装置の全
体構成図。
体構成図。
【図５】従来の石炭ガス化装置の一例を示す全体構成
図。
図。
【図６】従来の石炭ガス化装置の他の例を示す構成図。
【図７】図６におけるガス化炉バーナ部の概略を示す断
面図。
面図。
【図８】従来の石炭ガス化装置の更に他の例を示す全体
構成図。
構成図。
１−１ コンバスタ １−２ リダクタ １−３ 熱交換器 １−４ バランスポート １−５ 連絡管 １−６，１−７ 圧力容器 １−８ 水冷壁 １−９ 中間隔壁 １−１０ 水封装置 １−１１ ガス化炉部環状空間 １−１２ バーナＮ2 シールボックス １−１３ 熱交換器部環状空間 １−１４ スラグ排出口 １−１５ 酸素・窒素製造プラント １−１６ 窒素ガス圧縮機 １−１７ 窒素ガスバッフアタンク １−１８ 空気圧縮機 １−１９ 混合器 １−２０ 微粉炭加圧供給装置 １−２１ 微粉炭バーナ １−２２ 微粉炭搬送ガス １−２３ 微粉炭加圧ガス １−２４ ２次空気 １−２５’ シールボックスシールガス １−２５ シールボックスシールガス制御弁 １−２６’ ガス化炉環状部シールガス １−２６ ガス化炉環状部シールガス制御弁 １−２７ ガス化炉環状部シールガス排気弁 １−２８ 環状部排気・均圧弁 １−２９ 酸素流量調節弁 ２−１ 微粉炭 ２−２ バーナＮ2 シールガス ２−４ シール部 ２−５ エキスパンション ３−１ 圧力逃し扉 ４−１ 微粉炭スラリ製造装置 ４−２ スラリポンプ ４−３，４−４ スラリ流量調節弁 ４−５，４−６ スラリバーナ
Claims (8)
- 【請求項１】 ガス化炉隔壁と同ガス化炉隔壁に連結さ
れた熱交換器隔壁とを包囲し、両隔壁との間にガス化炉
部環状空間と熱交換器部環状空間を形成している圧力容
器、及び前記熱交換器隔壁の内部と前記熱交換器部環状
空間とを連通するバランスポートを有する炭素含有燃料
ガス化装置において、前記ガス化炉部環状空間と前記熱
交換器部環状空間の間を遮断する中間隔壁、及び前記ガ
ス化炉部環状空間にシールガスを封入するシールガス供
給手段を有することを特徴とする炭素含有燃料ガス化装
置。 - 【請求項２】 前記ガス化炉部環状空間に封入するシー
ルガスとして、窒素を用いることを特徴とする請求項１
に記載の炭素含有燃料ガス化装置。 - 【請求項３】 前記中間隔壁で区切られた前記２つの環
状空間の間の差圧の増大を防止するシールガス排気手段
を設けたことを特徴とする請求項１に記載の炭素含有燃
料ガス化装置。 - 【請求項４】 前記２つの環状空間の間で一定以上の差
圧が生じたときに前記ガス化炉部環状空間から前記熱交
換器部環状空間若しくは前記ガス化炉隔壁の内部へシー
ルガスを放出するシールガス放出手段を設けたことを特
徴とする請求項１に記載の炭素含有燃料ガス化装置。 - 【請求項５】 前記シールガス排気手段が前記２つの環
状空間を弁を介して接続する流路から成ることを特徴と
する請求項３に記載の炭素含有燃料ガス化装置。 - 【請求項６】 前記シールガス放出手段が前記２つの環
状空間を弁を介して接続する流路から成ることを特徴と
する請求項４に記載の炭素含有燃料ガス化装置。 - 【請求項７】 前記シールガス放出手段が前記中間隔壁
に設けられた圧力逃し扉から成ることを特徴とする請求
項４に記載の炭素含有燃料ガス化装置。 - 【請求項８】 前記シールガス放出手段が、ガス化炉下
部に貯留したスラグ冷却水中に前記ガス化炉部環状空間
の開口部を配置した水封装置から成ることを特徴とする
請求項４に記載の炭素含有燃料ガス化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11438495A JPH08302364A (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 炭素含有燃料ガス化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11438495A JPH08302364A (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 炭素含有燃料ガス化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08302364A true JPH08302364A (ja) | 1996-11-19 |
Family
ID=14636329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11438495A Pending JPH08302364A (ja) | 1995-05-12 | 1995-05-12 | 炭素含有燃料ガス化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08302364A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155289A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-28 | Nippon Steel Corp | 石炭の気流床型ガス化方法 |
| JP2011068812A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス化炉装置、その運転方法およびこれを備えたガス化燃料発電設備 |
| JP2012131863A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Air Liquide Japan Ltd | 窒素ガス製造装置およびこれを用いたガス化複合発電システム |
| CN104039934A (zh) * | 2012-01-25 | 2014-09-10 | 三菱日立电力系统株式会社 | 气化炉、气化发电设备及气化炉的渣口闭塞防止方法 |
| JP2015054948A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 電源開発株式会社 | 石炭ガス化装置 |
| JP5705970B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2015-04-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | バーナ、これを備えたガス化炉等の反応炉およびこれを備えた発電プラント |
| CN104662135A (zh) * | 2012-10-16 | 2015-05-27 | 三菱重工业株式会社 | 煤气化装置 |
| US9550949B2 (en) | 2012-04-16 | 2017-01-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gasification apparatus |
-
1995
- 1995-05-12 JP JP11438495A patent/JPH08302364A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002155289A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-05-28 | Nippon Steel Corp | 石炭の気流床型ガス化方法 |
| JP2011068812A (ja) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス化炉装置、その運転方法およびこれを備えたガス化燃料発電設備 |
| JP2012131863A (ja) * | 2010-12-20 | 2012-07-12 | Air Liquide Japan Ltd | 窒素ガス製造装置およびこれを用いたガス化複合発電システム |
| JP5705970B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2015-04-22 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | バーナ、これを備えたガス化炉等の反応炉およびこれを備えた発電プラント |
| CN104039934A (zh) * | 2012-01-25 | 2014-09-10 | 三菱日立电力系统株式会社 | 气化炉、气化发电设备及气化炉的渣口闭塞防止方法 |
| US9701915B2 (en) | 2012-01-25 | 2017-07-11 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Gasification furnace, gasification power plant, and method of preventing blockage of slag hole in gasification furnance |
| US9550949B2 (en) | 2012-04-16 | 2017-01-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gasification apparatus |
| CN104662135A (zh) * | 2012-10-16 | 2015-05-27 | 三菱重工业株式会社 | 煤气化装置 |
| US9388348B2 (en) | 2012-10-16 | 2016-07-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gasification apparatus |
| CN104662135B (zh) * | 2012-10-16 | 2016-12-28 | 三菱重工业株式会社 | 煤气化装置 |
| JP2015054948A (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-23 | 電源開発株式会社 | 石炭ガス化装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020813 |