JPH0995686A - ガス化炉 - Google Patents

ガス化炉

Info

Publication number
JPH0995686A
JPH0995686A JP27376895A JP27376895A JPH0995686A JP H0995686 A JPH0995686 A JP H0995686A JP 27376895 A JP27376895 A JP 27376895A JP 27376895 A JP27376895 A JP 27376895A JP H0995686 A JPH0995686 A JP H0995686A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
burner
raw material
water pipe
pipe wall
pressure
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.)
Pending
Application number
JP27376895A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiki Furue
俊樹 古江
Naoki Kamata
直紀 鎌田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP27376895A priority Critical patent/JPH0995686A/ja
Publication of JPH0995686A publication Critical patent/JPH0995686A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転時の耐圧容器と水管壁のバーナ位置での
熱伸び差を吸収するとともにバーナの取り付け、取り外
しの容易なガス化炉を提供する。 【解決手段】 原料と酸化剤を供給するバーナ3を耐圧
容器2に内蔵している水管壁1に直接取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は石炭に代表される微
粉固体炭素質原料の気流層方式のガス化装置に係り、運
転時の熱による伸び差を吸収するガス化炉に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、石炭等の固体炭素原料をガス化す
る炉には、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、気流層は石炭を代
表とする原料を微粉にして酸素、空気などの酸化剤と共
に原料灰の融点以上の温度(約1300〜1800℃)
の炉内に供給してガス化させるため、他の方式に比較し
ガス化効率が高い、適用炭種が広い、環境適合性が優れ
ているなどの特徴を有しており、合成ガス、複合発電、
燃料電池等の燃料および原料製造に適しているので、国
内外で開発が進められている。
【0003】図7に従来技術になる気流層石炭ガス化炉
の概略図を、図8に図7のバーナ取り付けを示す横断面
図を示す。石炭ガス化炉はガス化反応を行うガス化部4
とガス化部4で生成する高温のガスから熱を回収しガス
温度を下げる熱回収部5を水管壁1で構築し、この構築
物を耐圧容器2の中に内蔵している。このガス化部に取
り付けられたバーナ3より微粉固体原料である石炭と酸
素ガスを含む酸化剤を投入し、石炭の可燃分をガス化反
応させる。ガス化反応の温度は1300℃〜1800℃
と高温で、圧力も20気圧から30気圧、さらには80
気圧の高圧で操作される場合もある。このため、ガス化
部4は水管壁1、およびその内面に耐火材の内張りが施
される構造がとられ、耐圧容器2とは別の構造物となっ
ている。バーナ3は図8に示すように生成ガスに旋回を
与えるように炉の中心よりずらした方向に取り付けられ
ている(特開昭60−65094)。
【0004】図9に従来技術になるバーナの断面図、図
10に図9のA−A線矢視断面図を示す(特開平3−2
33206、特開昭59−219390)。バーナ3は
中心部に石炭を供給する原料供給管部14、その回りに
酸化剤供給管部15、冷却水管部17からなる3重管構
造となっている。原料供給管部14には原料入口ノズル
18より微粉炭が搬送され、その外側の酸化剤供給管部
15には酸化剤入口ノズル19より酸素ガスを含む酸化
剤が導入され、さらに一番外周の冷却水管部17には冷
却水が冷却水入口ノズル20から導入されて冷却水出口
ノズル21から出ていくようになっている。
【0005】図11はに従来技術になるバーナの取り付
け部の断面図を示す。バーナ3はガス化炉の耐圧容器2
の外側より、耐圧容器2内に内蔵される水管壁1で構築
されるガス化部4に差し込まれ、耐圧容器2にフランジ
22で取り付けられ固定されている。また、ガス化部水
管壁1のバーナ差し込み部もガスのシール構造23が施
されている。このシール構造23はバーナの熱による伸
びを吸収するためにエクスパンション28等が取り付け
られる。バーナ3より投入された石炭と酸化剤はガス化
部4で部分酸化反応により、水素、一酸化炭素、二酸化
炭素、水蒸気からなるガスを生成する。石炭中の灰分は
高温で溶融状態で炉底より流下し、生成ガスは炉頂より
流出する。このガスは高温であるので熱を回収し、後続
の設備で精製され燃料、化学品原料等種々の用途に使用
される。特に、このガスをガスタービンの燃料として発
電する石炭ガス化発電用として最も期待されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ガス化装置を運転する
と温度上昇に伴い、ガス化炉の水管壁側と耐圧容器側と
の熱伸び差が生じる。この問題を回避するため、ガス化
炉は耐圧容器の上部から吊り下げられる構造をとってい
る。したがって、運転時にはバーナ設置位置において、
水管壁側は、耐圧容器側に比べて下方向に約50mm以
上も伸びてしまう。この位置に、外径が約150mmに
なる原料供給管部、酸化剤供給管部、冷却水管部とから
なる3重構造のバーナを設置すると、その剛性の大きさ
により上記熱の伸び差が吸収できなくなる。また、耐圧
容器側と水管壁側は個別に製作され、しかも、バーナは
炉内で旋回を与えるためガス化炉の中心よりもずれた方
向に設置する必要がある。ガス化部水管壁のバーナ差し
込み位置にバーナを正確に位置決めするには、耐圧容器
の固定位置でその調整代を必要とするが、耐圧容器にバ
ーナを固定するためには容器壁の内外の圧力差を考慮し
たシール構造としなくてはならず各々の位置を正確に設
定することが困難となる。これはバーナの重量の増大に
伴い益々難しくなり、石炭ガス化発電用の実用炉の規模
ではほとんど不可能に近い。またバーナの長さは耐圧容
器の取り付け部から水管壁までを必要とし、重量は数百
kgになるため取り付け、取り外し作業に多大の労力が
かかる。本発明の目的は、上記バーナ位置での熱伸び差
を吸収するガス化炉とバーナを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題は、次の解決手
段によって達成される。 (1) 微粉固体原料を酸化剤と共にガス化炉内に投入
し、前記原料の灰分の溶融温度以上で可燃性のガスを生
成する石炭ガス化炉において、前記原料と酸化剤を供給
するバーナの少なくとも一部を、耐圧容器に内蔵するガ
ス化部水管壁に直接取り付けることを特徴とする石炭ガ
ス化炉。 (2) 微粉固体原料を酸化剤と共にガス化炉内に投入
し、前記原料の灰分の溶融温度以上で可燃性のガスを生
成する石炭ガス化炉に微粉固体原料と酸化剤を供給する
バーナにおいて、該バーナを水冷機構を備える酸化剤供
給部と原料供給管部に分割し、前記酸化剤供給部は耐圧
容器に内蔵するガス化部水管壁に取り付け、前記原料供
給管部は前記耐圧容器に取り付けたことを特徴とするガ
ス化炉用バーナ。
【0008】バーナの径は図9で示されたように3重管
のため約150mmと大きな径で、熱の伸び差により発
生する曲げ応力を吸収することができない。この3重管
からなるバーナを水管壁に直接取り付け、熱伸び差の生
じる水管壁と耐圧容器間に径の小さい原材料供給配管、
酸化剤配管、冷却水配管でつなぐことで伸びによる応力
を吸収する。これらの配管径は単独では、径が約15m
m〜25mmと比較的小径で、長さ方向も自由に選定で
きるので、容易に応力を吸収できる。バーナの長さも水
管壁と耐圧容器間の分短くなる。
【0009】さらにはバーナの一部のみを水管壁に直接
取り付けても同様のことがいえる。例えば、酸化剤に空
気等酸素割合の少ない剤を用いる場合、酸化剤量が増加
して、原料供給管内の流速が速くなるので、配管内の摩
耗防止のため原料供給配管は直管が望ましい。この場合
は冷却機能を持つ酸化剤供給部と原料供給管部とに分
割、原料供給管部のみが耐圧容器に固定され、熱伸び差
による応力を吸収することになる。この場合も同様に3
重構造に比べ、原料供給管部の径は50mm〜70mm
と大幅に小さく応力の吸収も各段に容易になる。加えて
バーナの軽量化、あるいは位置設定、取り付け取り外し
が容易となる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は、下記の実施例によって
詳細に説明されるが、これによって制限されるものでは
ない。図1は本発明の第1の実施例を示す気流層石炭ガ
ス化炉の概略図、図2は図1のバーナの取り付けを示す
横断面図、図3は図2の縦断面図であり、図7、8、
9、10、11に示した符号と同一のものは同一の機能
を有するものである。ガス化部4と熱回収部5で構成さ
れ、ボイラ水7が通水している水管壁1は、耐圧容器2
に吊り装置6で支えられて内蔵されている。水管壁1と
耐圧容器2壁間の空間部29は、通常メンテナンスのた
め人が入ることができる間隔がとられ大略、1m程空い
ている。ガス化部4の水管壁1には耐火材11が炉内側
に、保温材12が外側に張られ、バーナ3が上、下段に
各段に4から6本取り付けられている。バーナ3は水管
壁に取り付けられたバーナ取り付け座13に直接フラン
ジで固定され、バーナ3に原料供給配管8、酸化剤配管
9、冷却水配管10が接続される。
【0011】ガス化運転時、ガス化部は30kg/cm
2g、1400℃〜1800℃の高圧、高温となる。水
管壁1は管内の水圧飽和温度、通常350℃以上の温度
となる。このため、常温の耐圧容器2と高温の水管壁1
の構造物に熱伸び差が生じるが、水管壁1は通常耐圧容
器2からの吊り装置6で吊り下げられているのでバーナ
取り付け位置は下方へ押し下げられる。従来の方法では
剛性の強いバーナ3が水管壁1と耐圧容器2を貫通して
いるためこの伸び差を吸収するには限界があり、装置の
大型化が制限されていた。本実施例によればガス化炉の
水管壁1に取り付けられたバーナ3と耐圧容器2は約1
5mm〜25mmの小径の原料供給配管8、酸化剤配管
9、冷却水配管10でつながっているので、この伸び差
を容易に吸収できる。また、バーナ3が直接水管壁1に
取り付けられるために、水管壁1の内外の圧力差を考慮
する必要がなく、ガス化部4と空間部29のシールが確
実に行え、ガス化部4内の高温ガスが空間部29に流出
するのを完全に防止することができ安全性が向上する。
さらに、バーナ3の長さは大幅に短くなり、重量も軽く
なるので、取り付け取り外しの作業も向上し、バーナ3
をガス化部4内で旋回を与えるように所定の位置、方向
に容易に取り付けることができる。
【0012】図4は、本発明の第2の実施例を示すバー
ナの取り付け部の断面図である。酸化剤に空気等酸素濃
度の低い剤を用い場合には、原料供給管内の流速が速く
なり、管内面が原料の石炭によって摩耗する恐れがある
ので、原料供給管は直管が望ましい。図2、図3の場合
は設計上の制約から原料供給配管8を直管とすることが
できない場合もあり、図4はこのような場合に適したバ
ーナで、原料供給管のみを直管とし冷却機構を持つ酸化
剤供給部を水管壁に取り付ける構造である。従来の技術
では一体であった原料供給管部14と冷却機構を持つ酸
化剤供給部27を分割し、原料供給管部14は耐圧容器
2に取り付け、酸化剤供給部27は水管壁1に取り付け
る。原料供給管部14は酸化剤供給部27の中心に差し
込まれ、この2つの部分はエクスパンション28を設け
たシール管24で接続されている。シール管24には窒
素等のシールガスがシールガスノズル26より供給さ
れ、炉内の高温ガスの流入を防いでいる。運転時の熱伸
び差はエクスパンション28と原料供給管部14のフレ
キシビリティで吸収される。原料供給管部14は単一管
であり、実用規模の装置においても50mm〜70mm
径であり、かつ、長さは水管壁1から耐圧容器2壁間以
上あり、吸収は可能である。
【0013】図5には図4のバーナの酸化剤供給部の構
造の一実施例を示し、図6は図5のB−B線矢視断面図
である。酸化剤供給部27は冷却水を流す2重管構造と
なっており、冷却水の中に空気等の酸化剤を流す。酸化
剤管25が配置され、先端は酸化剤噴出孔16に接続さ
れている。
【0014】本実施例では原料供給管部14の長さは従
来と同じとなるが、管径が小さくなり重量は3分の1以
下となる。また、酸化剤供給部22も従来に比べ4分の
1以下の長さになり重量も大幅に軽減する。この部品の
小型化および軽量化は取り付けの精度の向上、作業性の
向上に多大の効果をもたらし、特に石炭ガス化装置にお
いては高温、高圧での操作性、取り付け位置の困難さを
解決することで装置設計に自由度が増し、より高性能の
ガス化装置を提供することができる。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、ガス化運転時に生じる
耐圧容器と水管壁の熱の伸び差を吸収できるのでバーナ
取り付け部のシール性を確保しながら装置を大型化する
ことが容易となる。同時にバーナの小型化、軽量化がで
きるのでバーナの取り付け取り外しが容易となり、取り
付け位置の精度も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す気流層石炭ガス化
炉の概略図である。
【図2】図1のバーナ取り付けを示す横断面図である。
【図3】図2の縦断面図である
【図4】本発明の第2の実施例を示すバーナの取り付け
部の断面図である。
【図5】図4のバーナの酸化剤供給部の構造の一実施例
を示す図である。
【図6】図5のB−B線矢視断面図である。
【図7】従来技術になる気流層石炭ガス化炉の概略図で
ある。
【図8】図7のバーナの取り付けを示す横断面図であ
る。
【図9】従来技術になるバーナの断面図である。
【図10】図9のバーナのA−A線矢視断面図である。
【図11】従来技術になるバーナの取り付け部の断面で
ある。
【符号の説明】
1:水管壁 2:耐圧容器 3:バーナ 4:ガス化部 5:熱回収部 6:吊り装置 7:ボイラ水 8:原料供給配管 9:酸化剤配管 10:冷却水配管 11:耐火材 12:保温材 13:バーナ取り付け座 14:原料供給管
部 15:酸化剤供給管部 16:酸化剤噴出
孔 17:冷却水管部 18:原料入口ノ
ズル 19:酸化剤入口ノズル 20:冷却水入口
ノズル 21:冷却水出口ノズル 22:フランジ 23:シール構造 24:シール管 25:酸化剤管 26:シールガス
ノズル 27:酸化剤供給部 28:エクスパン
ション 29:空間部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 微粉固体原料を酸化剤と共にガス化炉内
    に投入し、前記原料の灰分の溶融温度以上で可燃性のガ
    スを生成する石炭ガス化炉において、前記原料と酸化剤
    を供給するバーナの少なくとも一部を、耐圧容器に内蔵
    するガス化部水管壁に直接取り付けることを特徴とする
    石炭ガス化炉。
  2. 【請求項2】 微粉固体原料を酸化剤と共にガス化炉内
    に投入し、前記原料の灰分の溶融温度以上で可燃性のガ
    スを生成する石炭ガス化炉に微粉固体原料と酸化剤を供
    給するバーナにおいて、該バーナを水冷機構を備える酸
    化剤供給部と原料供給管部に分割し、前記酸化剤供給部
    は耐圧容器に内蔵するガス化部水管壁に取り付け、前記
    原料供給管部は前記耐圧容器に取り付けたことを特徴と
    するガス化炉用バーナ。
JP27376895A 1995-09-28 1995-09-28 ガス化炉 Pending JPH0995686A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27376895A JPH0995686A (ja) 1995-09-28 1995-09-28 ガス化炉

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27376895A JPH0995686A (ja) 1995-09-28 1995-09-28 ガス化炉

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0995686A true JPH0995686A (ja) 1997-04-08

Family

ID=17532315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27376895A Pending JPH0995686A (ja) 1995-09-28 1995-09-28 ガス化炉

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0995686A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003336809A (ja) * 2002-05-15 2003-11-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 高温反応装置用バーナ
WO2012133751A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 三菱重工業株式会社 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
JP2017110151A (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガス化装置及びガス化装置の製造方法、ガス化複合発電設備

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003336809A (ja) * 2002-05-15 2003-11-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 高温反応装置用バーナ
WO2012133751A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 三菱重工業株式会社 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
CN103210255A (zh) * 2011-03-31 2013-07-17 三菱重工业株式会社 燃烧器、具备该燃烧器的气化炉等反应炉及具备该反应炉的发电设备
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
JP2017110151A (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガス化装置及びガス化装置の製造方法、ガス化複合発電設備

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4773917A (en) Coal gasifier
US4858538A (en) Partial combustion burner
JP4150937B2 (ja) 石炭ガス化装置および石炭ガス化方法
US5372618A (en) Temperature measuring device for a gasifier
JPH0995686A (ja) ガス化炉
US5725615A (en) Entrained bed coal gasification reactor and method of gasifying coal
US20230203389A1 (en) Method for gasification of carbonaceous feedstock and device for implementing same
JP7134637B2 (ja) ガス化炉設備及びこれを備えたガス化複合発電設備並びにガス化炉設備の製造方法及び生成ガスの排出方法
JP4481906B2 (ja) 加圧型ガス化装置、その運転方法およびガス化発電装置
JPH10259384A (ja) 水素・一酸化炭素混合ガスの製造方法および製造装置
JP3220679U (ja) バーナシールボックス取合部構造及びガス化炉
US3036906A (en) Apparatus for gasification of finely-divided fuels
JPS61221294A (ja) 石炭ガス化装置
JP5552157B2 (ja) 石炭ガス化炉
JPH10330768A (ja) 気流層ガス化装置
US4581041A (en) Mount for the fuel nozzle of a gasifier
JPH09165584A (ja) 加圧型ガス化炉
JPH0560515B2 (ja)
JP7366627B2 (ja) バーナ装置、ガス化炉、ガス化複合発電設備、およびバーナ装置の運転方法
JPH0637623B2 (ja) 石炭ガス化装置
JPS61218689A (ja) 石炭ガス化装置
JPH0655953B2 (ja) 加圧型ガス化炉
JP2614091B2 (ja) 噴流層石炭ガス化炉
KR960013609B1 (ko) 석탄복합발전시스템의 가스화기
JP3790495B2 (ja) 高温反応装置用バーナ

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050322

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050802

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20051227