JPH0987639A - スラグタップ構造及びこのスラグタップを用いたガス化装置 - Google Patents
スラグタップ構造及びこのスラグタップを用いたガス化装置Info
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Abstract
による閉塞もなく、安定な長時間連続運転を行ない得
る、構造が簡単なスラグタップ構造及びこのスラグタッ
プを用いたガス化装置を提供すること。 【解決手段】 ガス化炉7は、ガス化炉圧力容器15内
に水冷壁12に耐火材11を内張りしたものでガス化室
22を上、下段反応ゾ−ン8、9を有する。またセキの
ないスリット中間丸型スラグタップ17をガス化炉7内
下部のガス化室22内下段反応ゾ−ン9の石炭バ−ナ5
の下部のスラグタップ部25の中央部に設置する。ガス
化室22の上段反応ゾ−ン8では、活性なチャ−を生成
し、下段反応ゾ−ン9では、石炭中の灰分が溶融する温
度以上に維持する。ガス化炉上、下段反応ゾ−ン8、9
に石炭バ−ナ5、6を設置し、上段反応ゾ−ン8で活性
なチャ−が旋回下降流に乗って下段の高温ゾ−ンに供給
され、二酸化炭素、水蒸気と反応した後、灰分が溶融し
たスラグ状態となる。
Description
ス化装置に係り、特に高温高圧下で石炭を酸化剤と共に
ガス化炉に供給し反応させ可燃性ガスを得ると共に、ガ
ス化炉底部で石炭中の灰分を溶融させ(この溶融灰を以
後スラグと称す)、そのスラグのガス化炉反応部以降へ
の飛散を抑制させ、さらに下部に位置する冷却室にスラ
グを安定に排出させるためのスラグタップを有する石炭
ガス化炉のガス化装置に関する。
する噴流層ガス化法では、高効率で水素ガス、一酸化炭
素ガスを製造できるので、合成ガス製造用、燃料ガス製
造用として多くのガス化炉の開発が行われている。
ス化炉内で溶融したスラグを炉外に安定に排出するこ
と、タップ面上からの溶融スラグのスラグ飛散を抑制
することである。
壁を伝わって下降し、スラグタップ面上に落下した後、
スラグタップ部に設けたスラグタップ孔から冷却室内の
空間部へ落下する。落下した溶融スラグは冷却水層内で
冷却・固化して炉外に排出する。スラグタップ孔から冷
却室空間部へ落下する際に、スラグタップ孔流通路内で
溶融スラグが固化しやすく、著しい時にはスラグタップ
孔の流通路を閉塞する。また、スラグタップ孔から流下
したスラグは冷却室の壁に付着堆積し、そのスラグが成
長し、スラグの排出ラインを閉塞することがあった。そ
うなるとガス化炉内に溶融スラグが溜っていくと同時
に、スラグがガス化炉内の上昇流により多量に飛散し、
ガス化炉内熱回収部、サイクロン等の集塵装置の入口壁
等に付着し、差圧の上昇を招き、最終的には閉塞し、ガ
ス化炉の運転停止に至る。
なスラグ飛散によるトラブルが発生するとみられていた
が、安定運転時においてもガス化炉内に形成される旋回
流により、スラグの一部が燃焼ガスの上昇流に沿って上
昇し、ガス化炉反応部出口や熱交換器等の内壁に付着、
堆積する。
持つ円筒あるいはそれに追随する容器へ、石炭及び酸化
剤を噴霧し、軸を中心とする旋回流を形成させる。一般
に強い旋回流では、周方向速度が半径方向、軸方向速度
に比べて十分に速い。旋回流では、流体に加わる遠心力
と圧力がバランスするため、中心付近に負圧が形成さ
れ、壁との間に大きな圧力差が生じる。
流、中心付近には上昇流が形成される。その原理を図1
2で説明する。図12(a)はガス化炉内の周方向速度
Vθの分布、図12(b)はガス化炉内の圧力分布であ
る。旋回流中では、図12(a)に示すように、特定の
半径位置では周方向速度分布は最大値を示す。この速度
分布は一般的な渦の典型的な流れであり、強制渦と自由
渦が合成されたものである。旋回流の中心付近では強制
渦の領域で、半径と速度が比例関係にあり、半径の増大
に伴い速度が増大する。
の領域で、半径と速度が反比例関係にあり、半径の増大
に伴い速度が減少する。よって特定の半径位置で極大値
となる速度分布を示す。また、図12(b)のように、
周方向速度により生じる遠心力とバランスするため、中
心に対して外側の圧力が高くなり、中心部で下に凸にな
る圧力分布となる。
ガス化室内に原料供給用バ−ナ6を炉壁面にそって接線
方向に設置して旋回流を形成させ、ガス化室下部に設置
したスラグタップ(1孔で丸型スラグタップ孔周りにセ
キを付け、そのセキにスラグが一様に流下するようにス
ラグ流通溝を設けた構造)を有する構造の噴流層ガス化
炉では、スラグタップ面上のスラグが旋回流により中心
部に集められ、大部分のスラグは溝から流下するが、流
下しなかった一部のスラグがスラグタップ孔17周りに
設置したセキをせり上がるため、炉内旋回流の反転ガス
により吹きちぎれ、上昇流によりスラグが飛散する。
考慮して考案された従来の石炭ガス化炉のガス化法及び
その装置(特開昭62−236891)は、上記圧力差を
用いて、スラグタップのガス化室近傍にあけられたガス
化室とスラグ冷却室を連通するスラグ流下孔とスラグタ
ップのガス化室中心部にあけられたスラグ冷却室とガス
化室を連通するガス戻り孔とより構成され、生成された
可燃性ガスの一部をガス化室からスラグタップ孔、スラ
グタップ孔から冷却室に導くと共に再びガス化室に戻る
循環系を生じさせ、この循環する可燃性ガスでスラグタ
ップを加熱する方法である。しかし、ガス戻り孔の出口
周りにはスラグの混入を防止するために、セキを設けた
り、スラグ流下を一様なところから流出させるためにそ
のセキに溝を設けたり、スラグタップ底面よりも高くす
る等の構造にしている。そのため、炉内旋回流によりス
ラグタップ底面上のスラグがセキ等をせり上がり、反転
ガス及び循環ガスにより吹きちぎれ、炉内の上昇流に沿
って飛散するという問題があった。
散によるガス化炉反応部以降での付着・固化による閉塞
といったトラブルを回避しないかぎりは、ガス化炉の長
時間連続運転を達成することは不可能である。
融スラグを安定に流下させるための構造及び方法、特に
タップ孔内での溶融スラグの固化による閉塞防止に関す
るのが主である。スラグ飛散の抑制及びスラグタップ下
部の冷却室内の壁への付着抑制を考慮したものはない
(特開平5−287283号、特開平2−189388
号)。ただし、ガス化炉構造を考慮したスラグの飛散抑
制方法として、次に上げる方法が代表的である。
ゾ−ンの上部に、回収チャ−の吹き込みノズルを炉に対
して接線方向に設けて旋回流を生じさせることにより、
炉内壁側に溶融スラグを付着させスラグの飛散を抑制す
ると共にガス化効率を向上させる方法である。この方法
は、ガス化部の第1ガス化部をガス化ゾ−ン、第2ガス
化部を回収チャ−のガス化ゾーンとした加圧縦型円筒噴
流層式2段石炭ガス化炉において、回収チャ−の吹き込
みノズルを前記第2ガス化部の上部に設け、この第2ガ
ス化部の内径に対して2/3〜3/4の直径の仮想円に
対して接線方向かつ15〜30゜の斜め下方に指向させ
て旋回流を生じさせることにより、溶融スラグは遠心力
によりガス流から離れて内壁に押しつけられて挿捉さ
れ、スラグ飛散が抑制されると同時に石炭のガス化効率
を向上させるのもである(特開昭59−204686号
公報:石炭ガス化炉)
飛散抑制方法には次のような点が考慮されていない。
第2ガス化ゾ−ンの上部に、回収チャ−の吹き込みノズ
ルを炉に対して接線方向に設けて旋回流を生じさせるこ
とにより、ガス化効率を向上させ、溶融スラグの飛散を
効率的に防止する方法では、溶融スラグは遠心力により
ガス流から離れて内壁に押しつけられて挿掟され、飛散
がある程度抑制されるが、前述したように旋回流を形成
すると壁側には下降流、炉中心部には上昇流が起きる。
よって、一部のスラグがガス化炉内の上昇流に乗じて微
粒子となって上部に再飛散し、絞り部壁等に付着、堆積
するという問題があった。
グタップ孔形状は円形が主でガス戻り孔の出口(又はス
ラグタップ孔入口部)周りにはスラグの混入を防止する
ためにセキを設けたり、スラグ流下を一様なところから
流出させるためにスラグタップ底面よりも高くした構造
にしている。そのため、炉内旋回流によりスラグタップ
底面上のスラグは中心部に集められ、大部分のスラグは
溝から流下するが、流下しなかった一部のスラグがセキ
をせり上がった後、反転ガス及び循環ガスによりスラグ
が吹きちぎれ、炉内の中心部に形成される上昇流に沿っ
て飛散するという問題があった。
の場合では、炉内の旋回流がスラグ冷却室内まで及ぼ
し、そのガスの流れの乱れによってスラグが飛び散り冷
却室壁に付着・堆積し、固化し、スラグ排出孔を閉塞す
るという問題もあった。
ものであり、ガス化炉反応部以降への溶融スラグの飛散
を抑制すると共に、スラグ冷却室壁へのスラグ付着を抑
制し、石炭ガス化炉を安定に運転することができるスラ
グタップ構造及びこのスラグタップを用いたガス化装置
を提供することを目的とする。
造は、石炭から可燃性ガスを生成する円筒状のガス化室
と、石炭及び酸化剤をガス化室の円周方向に沿って噴出
するように配置されたバ−ナと、ガス化室で溶融された
石炭中の灰分を冷却するガス化室の下方に設けられたス
ラグ冷却室と、前記ガス化室とスラグ冷却室とを仕切る
スラグタップとを有し、上記旋回流によりガス化室の壁
面から中心部に向かうにしたがって圧力が低くなるよう
に生じせしめ、この圧力差を用いて、生成された可燃性
ガスの一部をガス化室からスラグ冷却室に導くと共に再
びガス化室に戻る循環系を生じさせ、この循環する可燃
性ガスでスラグタップを加熱する石炭ガス化炉におい
て、前記スラグタップの中心部に穿設されるスラグタッ
プ孔形状をスリット部の中央に丸形を有するスリット中
間丸型とすることを特徴とする。
リット中間丸型スラグタップ孔入口周りにセキを設けな
いことを特徴とする。
リット中間丸型スラグタップ孔のスリット幅及び長さ
は、ガス化炉室内径に対して、スリット幅比を0.07〜0.
10、スリット長さ比を0.29〜0.43、また中間円径はスリ
ット長さに対して0.4〜0.7とすることを特徴とする。
リット中間丸型スラグタップ孔において、スラグ冷却室
から戻る循環ガス流の戻りガス速度を10m/s以下とする
ことを特徴とするまた本発明のスラグタップ構造は、前
記スラグタップ孔形状をひし形としたことを特徴とする
また本発明のスラグタップ構造は、前記スラグタップ孔
形状を十字形としたことを特徴とする。
ラグタップ孔形状を中央が丸形となる十字中間丸型とし
たことを特徴とする。
ラグタップ孔形状をスリット型としたことを特徴とす
る。
のスラグタップを用いたことを特徴とする。
化炉反応部以降への溶融スラグの飛散を抑制するととも
にタップ孔から流下したスラグのスラグ冷却室内壁への
付着を抑制し、ガス化炉を安定に運転する手段として、
溶融スラグが落下するスラグタップ孔構造をセキのない
スリット中間丸型とし、そのスリット中間丸型スラグタ
ップ孔をガス化炉下部スラグタップ部の中心部に設置
し、スラグ飛散を防止するとともにスラグをスラグホッ
パ内に安定に流下せしめている。
℃以上と高温なため、石炭中の灰が溶融してスラグ状態
となる。このスラグを上部への飛散もなく安定に回収す
るためにガス化炉下部スラグタップ部の中心部に例え
ば、スリット中間丸型のスラグタップ孔を設置する。
は、スリット部の中央に丸形を有した構造で、ガス化炉
室内径に対して、スリット幅を0.07〜0.10、スリット長
さを0.29〜0.43、また中間円径はスリット長さに対して
0.4〜0.7とすることにより、一つのスラグタップ孔の中
で、その両端からガス化室の一部の生成ガスをガス化室
からスラグ冷却室に導くと共に中心部から再びガス化室
に戻る適正な循環ガス流をスラグタップ孔内で形成せし
めることにより、スラグタップ表面上に滞留しているス
ラグの脈動や飛散及びスラグ冷却室内でのスラグの飛び
散りを効果的に抑制でき、生成したスラグ全部を安定に
スラグホッパ内に流下せしめる。上記スラグタップ孔形
状は、スリット中間丸型に限らず、ひし形、十字形、十
字中間丸型あるいはスリット型であってもよい。
けずスラグタップ底面と同一面にすることにより、ガス
化炉内で発生する旋回流がスラグタップ表面上に影響を
及ぼしてもスラグタップ孔内を流通する(ガス化室から
スラグ冷却室内に導くガス)循環ガス流に追随しながら
スラグが落下するため、反転ガスによる吹きちぎれの発
生が起らず、生成したスラグ全部を安定にスラグホッパ
内に流下せしめる。
る循環ガスの戻りガス速度を10.0m/s以下にし、特に中
間円径内で循環ガスの戻り流を形成せしめることによ
り、より一層スラグ飛散を抑制することができる。
を参照して説明する。
の実施の形態を図1〜10及び図11に従って説明す
る。
タップ構造の詳細を説明する。
プ孔17をスラグタップ部25の中心部に設置した時の
詳細図を示す。
二酸化炭素又は生成ガス)で搬送され、石炭バ−ナ5、
6からガス化炉7に吹き込まれる。ガス化剤(空気又は
酸素)20は、同様に石炭バ−ナ5、6を介して供給さ
れ、石炭バ−ナ5、6の先端部で微粉炭16と混合す
る。
容器15内に、石炭とガス化剤(酸素、空気等)が反応
するとガス化炉内の温度が1600℃以上と高温になる
ため、水を循環した水冷壁構造32を有し、その内側に
耐火材11を内張りしたものである。
り部29、排熱回収室24、スラグタップ部25、スラ
グ冷却室21等で構成される。
ス化室22内で反応し、水素、一酸化炭素に富むガスに
転化する。
ス化室絞り部29を通り、排熱回収室24、集塵装置等
の精製系に導かれる。
ス化炉内壁を伝わりスラグタップ部25の中心部にある
スリット中間丸型スラグタップ孔17の壁側17’を通
ってスラグ冷却室21に落下し、さらにスラグ回収装置
(図示せず)内に入る。
ス23’は再度スリット中間丸型スラグタップ孔17の
中心部17”からガス化室22内へ供給される。
タップ形状は円形または楕円形が主で、スラグタップ孔
入口周りにスラグ混入防止用のセキやスラグが一定の場
所から流下するようにセキに溝を設けたりしていたた
め、このセキ表面上に溶融スラグ36がせり上がり旋回
流による反転ガスにより吹きちぎれた後、ガス化炉中央
部の上昇流により飛散した。
ス流の影響を受け、その旋回ガス流によりスラグが冷却
室内壁に飛び散り付着・堆積した。
響をみるためにスラグタップ部25の中心部にスラグタ
ップ孔17を設け、その孔周りにセキを有した構造での
スラグ飛散状況を確認した。図13にその結果を示す。
その結果、負荷80%まではスラグ飛散は発生しなかった
が、負荷90%から負荷の増加とともにスラグ飛散量が増
大した。その原因は、負荷の増大に従って炉内の中心部
に形成する旋回力が増大し、スラグタップ孔から流下し
なかった一部のスラグが旋回しながら中心部に集まり、
スラグタップ孔入口周りのセキの壁面上を伝わって上昇
するため、この溶融スラグ36が旋回ガス流の反転ガス
により吹きちぎれた後、上昇ガス流に乗じて飛散した。
成する上昇ガス速度が増大し、スラグ飛散量が増加し
た。
いた場合では、ガス化室22内で発生する旋回流がスラ
グタップ表面上に影響を及ぼしてもスラグタップ孔17
内を流通する循環ガス(ガス化室22からスラグ冷却室
内に導くガス)流に追随しながら全てのスラグが落下す
るため、負荷量が増大しても反転ガスによる吹きちぎれ
の発生が起らず、全てのスラグがスラグタップ孔内に流
れるため、反転ガスによる吹きちぎれがなくなった。こ
のようにスラグタップ入口周りのセキがスラグ飛散を助
長していた。しかし、スラグ冷却室内でのスラグ飛ぶ散
りによるスラグ冷却室21壁への付着は認められた。
バ−ナを炉壁面に沿って接線方向に設置して旋回流を形
成させる噴流層ガス化炉におけるスラグ飛散は、中心側
に形成される旋回流による反転ガス(又は上昇ガス流)
のみだけでなく、スラグタップ構造にも強く影響を受け
る。
22に戻る循環系を有するスラグタップ構造では、この
循環ガス流の強弱によってもスラグの吹きちぎれやスラ
グ冷却室21内でのスラグの飛び散りが発生する。よっ
て、スラグの炉内への吹きちぎれや冷却室内での飛び散
りが発生しない適正なスラグタップ構造及び循環ガス速
度の選定が重要である。
がなく、構造が簡単で、一つの孔内で生成された可燃性
ガスの一部をガス化室22からスラグ冷却室21に導く
と共に再びガス化室22に戻る循環系を生じさせ、この
循環する可燃性ガスでスラグタップ25を加熱できる手
段を見出すことにより、スラグタップ上下のスラグ飛散
を抑制できないかを検討した結果、生まれたのが、本発
明である。
ット長さ(L)及び幅(H)が大きくなるほど循環ガス量が増
大する。循環ガス量が増大するとスラグタップ孔内での
循環ガス流の戻りガス速度が速くなりスラグの飛散が発
生する。
ラグタップ孔形状の影響について調べた。図14にはス
リット型スラグタップ孔のスリットの長さ(L)とガス化
室内径(d)の比(L/d)一定で、スラグ飛散に及ぼすスリッ
ト幅(h)とガス化室内径(d)の比(h/d)を変化したときの
スラグタップ内ガス循環率と絞り部以降へのスラグ飛散
率を調べた。ガス循環率とスラグ飛散率は以下の式で定
義した。
下でのスラグ飛散もなく、安定に流下したが、0.1以上
になると循環ガス量が増大し、スラグタップ内循環ガス
速度が速くなるためスラグが飛散し始めた。
グは、循環ガス流に追随するため、スラグ冷却室21内
で激しく飛散し、スラグ冷却室21内壁に付着した。0.
07以下では、循環ガス量が減少するためスラグ飛散の発
生はない。
させるためには、スラグタップ部温度を灰の流動点+15
0℃に維持する必要があるため、少なくとも循環率が10
%以上必要である。また図15にはスリットの幅(h)と
ガス化室内径(d)の比(h/d)一定で、スラグ飛散に及ぼす
スリット長さ(L)とガス化室内径(d)の比(L/d)を変化し
たときのガス循環率とスラグ飛散率を調べた結果、L/d
が0.29〜0.43の範囲内ではスラグ飛散が起きなかった
が、0.43以上になると循環ガス量が増大し、スラグタッ
プ部25内の戻りガス速度が速くなるためスラグが飛散
し始めると同時にスラグ冷却室21内に落下したスラグ
は、循環ガス流に追随するため、スラグ冷却室21内で
激しく飛散し、スラグ冷却室21内壁に付着し始めた。
21からガス化室22に戻る戻りガス速度は図14、図
15の測定結果から戻りガス速度を算出すると10m/sを
境に飛散し始めたことから、戻りガス速度を10m/s以下
にすればスラグ飛散を抑制できることが判った。
h、ガス化室内径dの適正範囲内の寸法に設定し、スラグ
タップ形状をだ円形とスリット型のスラグタップ上下に
おけるスラグ飛散状況を比較した。その結果、双方とも
炉内へのスラグ飛散は負荷が増加しても付着限界範囲内
に収まっていた。
の場合では、負荷100%でスラグ付着位置が500mmであっ
たのが150%でスラグ付着位置がスラグタップ下部まで
近づいた。スリット型の場合では、負荷100%では1000m
mであったのが負荷150%で300mm程度スラグタップ部に
近づいただけであった。この原因は、スラグタップ形状
が円形又は楕円形の場合では、ガス化炉内に形成する旋
回ガス流がタップ面上で減衰されずにスラグ冷却室内に
影響を及ぼしたためである。よって、スラグタップ形状
を決定する因子として、ガス化炉側及びスラグ冷却室側
へのスラグの飛び散りを考慮した評価が重要である。
るが図のように孔端部はガス下降流域でスラグが落下
し、中心部はガス上昇流域で循環ガスがガス化炉内に戻
る部分であり、この戻りガスによりスラグが飛散する。
図16のように負荷が増大すると循環ガス量も増大する
ため戻りガス流速が早くなりガス化炉側への飛散量が増
加する。更にスラグ飛散を抑制するためには、この時の
ガス上昇流域はスリット長さに対して0.4〜0.7の範囲内
であったことから、この部分のガス流速をより遅くする
ことにより負荷が増大してもガス化炉内への飛散を更に
抑制できるのではないかと考えたのがスリット中間丸型
スラグタップである。
ット部の中央を丸形に形成した構造である。スリット中
間丸型スラグタップの長さや幅は前述した寸法を基本と
し、中央部に設けられた丸形の中間円径はスリット長さ
に対して0.4〜0.7倍の範囲内とした。
スリット型スラグタップのスラグ飛散状況を比較した。
その結果、図のようにスラグ飛散量を半減できた。スラ
グ冷却室へのスラグ付着高さは大差なかった。これらの
結果はいずれもスラグ付着高さの許容範囲内である。
応部内径φ300mmのガス化炉を有する石炭ガス化装置を
用いてガス化実験を実施した。スリット型スラグタップ
の幅は30mm、長さは120mmで中間円径を70mmφを有する
孔をスラグタップ部25の中心部に設けた。実験条件
は、実験圧力;3atg、石炭供給量;40kg/h、酸素供給量;
30kg/hとした。
グに与える影響もほとんどなく、ガス化室上部絞り部2
9及びガス化室22上部への溶融スラグ36の飛散がな
く効果があった。
た実施の形態と同等の効果を有するものである。
スラグタップ部25の中心部に設置した石炭ガス化炉の
実施の形態を示しており、同図においてガス化室22で
溶融したスラグはガス化炉内壁を伝わりスラグタップ部
25の中心部にあるひし形スラグタップ孔17の壁側1
7’を通ってスラグ冷却室21に落下し、さらにスラグ
回収装置(図示せず)内に入る。
ス23’は再度スリット型スラグタップ孔17の中心部
17”からガス化室22内へ供給される。ひし形の縦、
横の寸法はスリット型で得られた寸法の許容範囲内を基
本とする。この実施の形態も図1、図2に示した実施の
形態と同等の効果が得られる。
ラグタップ部25の中心部に設置した石炭ガス化炉の実
施の形態を示しており、同図においてガス化室22で溶
融したスラグはガス化炉内壁を伝わりスラグタップ部2
5の中心部にある十字型スラグタップ孔17の壁側1
7’を通ってスラグ冷却室21に落下し、さらにスラグ
回収装置(図示せず)内に入る。
ス23’は再度、十字型スラグタップ孔17の中心部1
7”からガス化室22内へ供給される。十字型スラグタ
ップ孔17における十字部の大きさはスリット型で得ら
れた寸法の許容範囲内を基本とし、十字の溝は同寸法と
する。この実施の形態においても図1、図2に示した実
施の形態と同等の効果が得られる。
17をスラグタップ部25の中心部に設置した石炭ガス
化炉の実施の形態を示しており、十字型スラグタップの
スラグタップ孔の中央を丸形に形成したものである。十
字中間丸型のスラグタップ孔17はガス化室22で溶融
したスラグはガス化炉内壁を伝わり、スラグタップ部2
5の中心部にある十字中間丸型スラグタップ孔17の壁
側17’を通ってスラグ冷却室21に落下し、さらにス
ラグ回収装置(図示せず)内に入る。
ス23’は再度、十字型中間丸型スラグタップ孔17の
中心部(中間丸型部)17”からガス化室22内へ供給さ
れる。
きさはスリット型で得られた寸法の許容範囲内を基本と
し、十字の溝は同寸法とする。
における中央の丸形部の中間円径の大きさは、スリット
長さの0.4〜0.7倍とする。この実施の形態においても図
1、図2の実施の形態と同等の効果が得られる。
7をスラグタップ部25の中心部に設置した石炭ガス化
炉の実施の形態を示しており、同図においてガス化室2
2で溶融したスラグはガス化炉内壁を伝わり、スラグタ
ップ部25の中心部にあるスリット型スラグタップ孔1
7の壁側17’を通ってスラグ冷却室21に落下し、さ
らにスラグ回収装置(図示せず)内に入る。
ス23’は再度、スリット型スラグタップ孔17の中心
部17”からガス化室22内へ供給される。この実施の
形態においても図1、図2に示した実施の形態と同等の
効果が得られる。
の概略構成を示している。ガス化装置の全体構成は、石
炭供給系、酸化剤供給系、ガス化炉、精製装置から成
る。
粉炭輸送ライン60、石炭常圧ホッパ37、石炭常圧−
加圧ホッパ38、石炭供給ホッパ2、石炭供給装置(フ
ィ−ダ等)3、混合器39、気流石炭輸送ライン30、
分配器40及び分岐管4から成る。
炭輸送ライン60を経て、石炭常圧ホッパ37、石炭常
圧−加圧ホッパ38に充填した後、石炭供給ホッパ2に
移送した後、石炭供給装置(フィ−ダ等)3で供給量を
設定し、微粉炭16を自由落下させ混合器40内で不活
性ガス(窒素ガス、二酸化炭素等)47と混合する。そ
の後、気流輸送し気流石炭輸送ライン30を経て分配器
40で数本に均等に分配した後、分岐管4を経て、ガス
化炉7に設置した石炭バ−ナ5、6を介して供給する。
圧縮機11、酸化剤流量制御弁1314、酸化剤供給ラ
イン48から成る。酸化剤圧縮機11からのガスは上下
酸化剤流量制御弁13、14を通り、酸化剤供給ライン
48を経て、ガス化炉7に設置した石炭バ−ナ5、6に
供給され、その先端部出口で微粉炭16と接触してガス
化する。
部21、ガス化炉上部絞り部29及び排熱回収器24か
ら成る。
9を有する。上段反応ゾ−ン8では、石炭に対して少な
い酸素を供給し、活性なチャ−を生成し、下段反応ゾ−
ン9では、石炭中の灰分が溶融する温度以上に維持す
る。ガス化炉7の上、下段反応ゾ−ン8、9に石炭バ−
ナ5、6を設置し、上段反応ゾ−ン8で活性なチャ−を
旋回下降流に乗って下段の高温ゾ−ンに供給され、二酸
化炭素、水蒸気と反応した後、灰分が溶融したスラグ状
態となり、スラグ36の自由落下により冷却水31を充
填したスラグ冷却室21内に入り、急冷した後スラグ回
収装置10によりスラグ36を回収する。
ト中間丸型スラグタップ17をガス化炉7下部のガス化
室22内における下段反応ゾ−ン9近傍に設けられた石
炭バ−ナ6の下部に設置し、スリット中間丸型スラグタ
ップ孔17の壁側からスラグ36が落下するようになっ
ている。
に導かれた一部の生成ガスは、再度、スリット中間丸型
スラグタップ孔17の中心部からガス化室22内へ供給
される。
ライン34を経て、サイクロン18及び精製装置19で
生成ガス中のダスト、チャ−及び硫化水素等を除去した
後、燃料用及び原料用として用いる。
間ホッパ41、チャ−供給ホッパ42、フィ−ダ43、
混合器44、チャ−搬送ライン45、チャ−バ−ナ46
から成る。
チャ−中間ホッパ41に充填した後、チャ−供給ホッパ
42内に移送し、充填した後、フィ−ダ43で供給量を
設定した後、チャ−35を自由落下させ混合器44内で
不活性ガス(窒素ガス、二酸化炭素等)47と混合す
る。その後、気流輸送し、チャ−搬送ライン45を経
て、ガス化炉7内にチャ−バ−ナ46を介して供給す
る。
適用した実施の形態を示したが、本発明はこれにかぎら
ず炉の形式が噴流層であれば、どのようなガス化装置、
発電プラント等にも適用可能である。
ガス化炉反応部以降への溶融スラグの飛散を抑制し、安
定にスラグを排出するスラグタップ構造として、溶融ス
ラグが落下するスラグタップ孔構造をセキのないスリッ
ト中間丸型とし、そのスリット中間丸型スラグタップ孔
をガス化炉下部スラグタップ部の中心部に設置すること
により、スラグ飛散を防止するとともにスラグタップ表
面上のスラグをスラグ冷却室内に安定に流下させること
ができる。
℃以上と高温なため、石炭中の灰が溶融してスラグ状態
となる。このスラグを上部への飛散もなく安定に回収す
る方法として、ガス化炉下部スラグタップ部の中心部に
一つのスリット中間丸型スラグタップ孔を設置し、この
スラグタップ孔の中で、ガス化室の一部の生成ガスをガ
ス化室からスラグ冷却室に導くと共に再びガス化室に戻
る循環系を生じさせ、この循環する可燃性ガスでスラグ
タップを加熱することにより、スラグタップ表面上のス
ラグを安定に流下させることができる。
けず、スラグタップ底面と同一面にすることにより、ガ
ス化炉内で発生する旋回流がスラグタップ表面上に影響
を及ぼしても上昇流に同伴されることなく、生成したス
ラグ全部を安定にスラグホッパ内に流下せしめることに
よりスラグ飛散を抑制する効果がある。
図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
示す系統図である。
示す説明図である。
ラグ飛散状況を示す説明図である。
プ孔の幅/ガス化室内径比がスラグ飛散に及ぼす影響を
示す特性図である。
プ孔の長さ/ガス化室内径比がスラグ飛散に及ぼす影響
を示す特性図である。
スラグ飛散状況を比較して示す図である。
プにおけるスラグ飛散状況を比較して示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 石炭から可燃性ガスを生成する円筒状の
ガス化室と、石炭及び酸化剤をガス化室の円周方向に沿
って噴出するように配置されたバ−ナと、ガス化室で溶
融された石炭中の灰分を冷却するガス化室の下方に設け
られたスラグ冷却室と、前記ガス化室とスラグ冷却室と
を仕切るスラグタップとを有し、上記旋回流によりガス
化室の壁面から中心部に向かうにしたがって圧力が低く
なるように生じせしめ、この圧力差を用いて、生成され
た可燃性ガスの一部をガス化室からスラグ冷却室に導く
と共に再びガス化室に戻る循環系を生じさせ、この循環
する可燃性ガスでスラグタップを加熱する石炭ガス化炉
において、 前記スラグタップの中心部に穿設されるスラグタップ孔
形状をスリット部の中央に丸形を有するスリット中間丸
型とすることを特徴とするスラグタップ構造。 - 【請求項2】 前記スリット中間丸型スラグタップ孔入
口周りにセキを設けないことを特徴とする請求項1に記
載のスラグタップ構造。 - 【請求項3】 前記スリット中間丸型スラグタップ孔の
スリット幅及び長さは、ガス化炉室内径に対して、スリ
ット幅比を0.07〜0.10、スリット長さ比を0.29〜0.43、
また中間円径はスリット長さに対して0.4〜0.7とするこ
とを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のス
ラグタップ構造。 - 【請求項4】 前記スリット中間丸型スラグタップ孔に
おいて、スラグ冷却室から戻る循環ガス流の戻りガス速
度を10m/s以下とすることを特徴とする請求項1乃至3
のいずれかに記載のスラグタップ構造。 - 【請求項5】 前記スラグタップ孔形状をひし形とした
ことを特徴とする請求項1に記載のスラグタップ構造。 - 【請求項6】 前記スラグタップ孔形状を十字形とした
ことを特徴とする請求項1に記載のスラグタップ構造。 - 【請求項7】 前記スラグタップ孔形状を中央が丸形と
なる十字中間丸型としたことを特徴とする請求項1に記
載のスラグタップ構造。 - 【請求項8】 前記スラグタップ孔形状をスリット型と
したことを特徴とする請求項1に記載のスラグタップ構
造。 - 【請求項9】 請求項1乃至8のいずれかに記載のスラ
グタップを用いたことを特徴とするガス化装置。
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