JPH10237466A - 炉内温度計測装置 - Google Patents
炉内温度計測装置Info
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- JPH10237466A JPH10237466A JP4550497A JP4550497A JPH10237466A JP H10237466 A JPH10237466 A JP H10237466A JP 4550497 A JP4550497 A JP 4550497A JP 4550497 A JP4550497 A JP 4550497A JP H10237466 A JPH10237466 A JP H10237466A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度計の保守作業を容易にし、かつ作業時の
水冷耐火壁の損傷を防止可能とする。 【解決手段】 石炭とガス化剤とを高温で反応させるガ
ス化室２に、水冷耐火壁９の耐火材20を貫通して保護管
21を着脱自在に挿着し、保護管21を介して温度を計測し
溶融スラグ24の排出を制御する炉内温度計測装置であっ
て、耐火材20の内表面に冷却部材28を配設して保護管21
を貫通させ、冷却部材28を材質に応じてスラグ24ｂの付
着防止温度の上限値以下に冷却する手段を保護管21に付
設した。
水冷耐火壁の損傷を防止可能とする。 【解決手段】 石炭とガス化剤とを高温で反応させるガ
ス化室２に、水冷耐火壁９の耐火材20を貫通して保護管
21を着脱自在に挿着し、保護管21を介して温度を計測し
溶融スラグ24の排出を制御する炉内温度計測装置であっ
て、耐火材20の内表面に冷却部材28を配設して保護管21
を貫通させ、冷却部材28を材質に応じてスラグ24ｂの付
着防止温度の上限値以下に冷却する手段を保護管21に付
設した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭ガス化炉のガ
ス化室の温度計測に係り、特に保守が容易な炉内温度計
測装置に関する。
ス化室の温度計測に係り、特に保守が容易な炉内温度計
測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油危機以来、燃料多様化の流れの中
で、石炭の利用技術開発が進められている。中でも、石
炭ガス化複合発電システムは、従来の微粉炭焚火力発電
システムよりも高いエネルギー効率が期待されている。
石炭ガス化複合発電システムは、石炭ガス化炉で発生し
た燃料ガスでガスタービンを駆動し、かつ石炭ガス化炉
で発生した蒸気で蒸気タービンを駆動して発電する。ま
た、石炭ガス化炉で発生した水素含有ガスを精製して燃
料電池発電の原料として供給するシステムもある。シス
テムの中核をなす石炭ガス化炉は、現在、種々の形式の
ものが提案され、開発されつつある。中でも、石炭の灰
分を溶融スラグとして生成ガスより分離し、炉外へ排出
する気流層式石炭ガス化法は、別名スラッキングガス化
法とも呼ばれ、エネルギー効率が高く、灰処理等の環境
対応の面でも優れている。
で、石炭の利用技術開発が進められている。中でも、石
炭ガス化複合発電システムは、従来の微粉炭焚火力発電
システムよりも高いエネルギー効率が期待されている。
石炭ガス化複合発電システムは、石炭ガス化炉で発生し
た燃料ガスでガスタービンを駆動し、かつ石炭ガス化炉
で発生した蒸気で蒸気タービンを駆動して発電する。ま
た、石炭ガス化炉で発生した水素含有ガスを精製して燃
料電池発電の原料として供給するシステムもある。シス
テムの中核をなす石炭ガス化炉は、現在、種々の形式の
ものが提案され、開発されつつある。中でも、石炭の灰
分を溶融スラグとして生成ガスより分離し、炉外へ排出
する気流層式石炭ガス化法は、別名スラッキングガス化
法とも呼ばれ、エネルギー効率が高く、灰処理等の環境
対応の面でも優れている。
【０００３】従来の気流層石炭ガス化炉においては、ガ
ス化室に石炭と酸素等のガス化剤とを供給して高温で反
応させ、一酸化炭素（ＣＯ）及び水素（Ｈ2）等の有用
なガスを生成させるとともに、石炭の灰分を溶融させ、
流動性を有する液状の溶融スラグとしてガス化室外へ排
出する。図５に気流層石炭ガス化炉の構造例を示す。主
として、ガス化室２、熱回収室３及びスラグ冷却室４よ
りなり、これらが圧力容器１内に収容された構造になっ
ている。ガス化室２の上部はスロート６に形成され、熱
回収室３に連通している。ガス化室２の下部にスラグ流
下口７が形成され、スラグ冷却室４に連通されている。
ガス化室２には、石炭及び酸素等のガス化剤を供給する
ためのバーナ５ａ、５ｂが挿着されている。ガス化室２
では、一酸化炭素及び水素等の有用な生成ガス13ａを高
効率で生成させ、石炭の灰分を溶融スラグ８としてスラ
グ流下口７より安定してスラグ冷却室４に排出するため
には、ガス化室２の温度制御及び監視は極めて重要であ
り、かかる目的のために、ガス化室２には温度計14が挿
着される。
ス化室に石炭と酸素等のガス化剤とを供給して高温で反
応させ、一酸化炭素（ＣＯ）及び水素（Ｈ2）等の有用
なガスを生成させるとともに、石炭の灰分を溶融させ、
流動性を有する液状の溶融スラグとしてガス化室外へ排
出する。図５に気流層石炭ガス化炉の構造例を示す。主
として、ガス化室２、熱回収室３及びスラグ冷却室４よ
りなり、これらが圧力容器１内に収容された構造になっ
ている。ガス化室２の上部はスロート６に形成され、熱
回収室３に連通している。ガス化室２の下部にスラグ流
下口７が形成され、スラグ冷却室４に連通されている。
ガス化室２には、石炭及び酸素等のガス化剤を供給する
ためのバーナ５ａ、５ｂが挿着されている。ガス化室２
では、一酸化炭素及び水素等の有用な生成ガス13ａを高
効率で生成させ、石炭の灰分を溶融スラグ８としてスラ
グ流下口７より安定してスラグ冷却室４に排出するため
には、ガス化室２の温度制御及び監視は極めて重要であ
り、かかる目的のために、ガス化室２には温度計14が挿
着される。
【０００４】ガス化室２内の温度は、通常、極めて高
く、灰分の融点が高い石炭をガス化する場合は、ガス化
室２内の雰囲気温度が1500℃を越えることもある。ま
た、ガス化室２内は、一酸化炭素及び水素を主成分とす
る還元性のガス、多成分の酸化物よりなる石炭灰が溶融
した溶融スラグ、石炭の乾留物であるチャー及び未溶融
ないし半溶融状態の石炭灰等の粉体、アルカリ金属元素
等の蒸気、硫化水素並びに塩化水素等が共存しており、
場合によってはこれらの物質が高速で流動する環境であ
る。そのため、ガス化室２を構成する材料に与える腐蝕
及び損耗作用は、極めて大きい。このような高温かつ腐
蝕性の高い環境下で、何らかの対策なしに支障なく長期
間の使用に耐えるガス化室２の構成材料は、現状では存
在しない。そこで、ガス化室２はメンブレン壁15等の水
冷壁に、耐火材20をライニングした水冷耐火壁９によっ
て構成されるのが普通である。ちなみに、ガス化室２よ
り生成ガス13ａが上昇する熱回収室３は、水冷壁10によ
って構成されており、また、スラグ冷却室４には、スラ
グ流下口７より流下した溶融スラグを冷却し、固化する
ための冷却水11が貯水されている。
く、灰分の融点が高い石炭をガス化する場合は、ガス化
室２内の雰囲気温度が1500℃を越えることもある。ま
た、ガス化室２内は、一酸化炭素及び水素を主成分とす
る還元性のガス、多成分の酸化物よりなる石炭灰が溶融
した溶融スラグ、石炭の乾留物であるチャー及び未溶融
ないし半溶融状態の石炭灰等の粉体、アルカリ金属元素
等の蒸気、硫化水素並びに塩化水素等が共存しており、
場合によってはこれらの物質が高速で流動する環境であ
る。そのため、ガス化室２を構成する材料に与える腐蝕
及び損耗作用は、極めて大きい。このような高温かつ腐
蝕性の高い環境下で、何らかの対策なしに支障なく長期
間の使用に耐えるガス化室２の構成材料は、現状では存
在しない。そこで、ガス化室２はメンブレン壁15等の水
冷壁に、耐火材20をライニングした水冷耐火壁９によっ
て構成されるのが普通である。ちなみに、ガス化室２よ
り生成ガス13ａが上昇する熱回収室３は、水冷壁10によ
って構成されており、また、スラグ冷却室４には、スラ
グ流下口７より流下した溶融スラグを冷却し、固化する
ための冷却水11が貯水されている。
【０００５】ガス化室２に挿着される温度計14の従来の
構造例を図６に示す。従来の温度計14は、通常、保護管
21とその内部に納められた熱電対23等の温度センサーと
よりなる。ガス化室２の温度を感度よく計測するために
は、熱電対23の温度感知部を保護管21の保護管先端22に
置き、保護管先端22をガス化室２内の雰囲気に十分さら
す必要がある。そのため、保護管21は、管16同士ををフ
ィン17により連結し管16内に水18を循環するメンブレン
壁15と、耐火材20とよりなる水冷耐火壁９の孔19内を貫
通させ、その保護管先端22はスラグ24の内表面よりガス
化室２内に突き出してある。
構造例を図６に示す。従来の温度計14は、通常、保護管
21とその内部に納められた熱電対23等の温度センサーと
よりなる。ガス化室２の温度を感度よく計測するために
は、熱電対23の温度感知部を保護管21の保護管先端22に
置き、保護管先端22をガス化室２内の雰囲気に十分さら
す必要がある。そのため、保護管21は、管16同士ををフ
ィン17により連結し管16内に水18を循環するメンブレン
壁15と、耐火材20とよりなる水冷耐火壁９の孔19内を貫
通させ、その保護管先端22はスラグ24の内表面よりガス
化室２内に突き出してある。
【０００６】以上のように、高温、高腐蝕性雰囲気に曝
される温度計14の保護管21の寿命は極めて短かく、頻繁
に保守しかつ交換する必要を生じる。気流層石炭ガス化
炉は高温高圧で運転されており、保守及び交換は運転を
停止した時に行われる。当然のことながら、運転時には
溶融状態で流動性を有していた溶融スラグが冷却固化
し、ガス化室２の水冷耐火壁９及び温度計14の保護管21
のガス化室２に突き出した先端部に固着残存している。
そのため、温度計14の保護管21を交換するためには、耐
火材20の内表面及び温度計14の保護管21に固着したスラ
グを除去する必要がある。この作業は、ガス化室２の内
側から行う必要があり、作業性が悪く、多大の労力と困
難を伴う。また、固着したスラグを除去する際に、水冷
耐火壁９の耐火材20を損傷させる恐れがある。
される温度計14の保護管21の寿命は極めて短かく、頻繁
に保守しかつ交換する必要を生じる。気流層石炭ガス化
炉は高温高圧で運転されており、保守及び交換は運転を
停止した時に行われる。当然のことながら、運転時には
溶融状態で流動性を有していた溶融スラグが冷却固化
し、ガス化室２の水冷耐火壁９及び温度計14の保護管21
のガス化室２に突き出した先端部に固着残存している。
そのため、温度計14の保護管21を交換するためには、耐
火材20の内表面及び温度計14の保護管21に固着したスラ
グを除去する必要がある。この作業は、ガス化室２の内
側から行う必要があり、作業性が悪く、多大の労力と困
難を伴う。また、固着したスラグを除去する際に、水冷
耐火壁９の耐火材20を損傷させる恐れがある。
【０００７】一方、温度計14の保護管21の寿命を延ばす
ための方策としては、特開平06−346067号公報に、温度
計保護管の材料として、高融点のイリジウム（Ｉｒ）又
はイリジウム合金を用いることが提案されている。かか
る特殊な材料は高価であり、またこのような材料を用い
たとしても、温度計14の保護管21を交換する場合には前
述の作業の困難さや水冷耐火壁９の損傷の問題は解決さ
れない。
ための方策としては、特開平06−346067号公報に、温度
計保護管の材料として、高融点のイリジウム（Ｉｒ）又
はイリジウム合金を用いることが提案されている。かか
る特殊な材料は高価であり、またこのような材料を用い
たとしても、温度計14の保護管21を交換する場合には前
述の作業の困難さや水冷耐火壁９の損傷の問題は解決さ
れない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の石炭ガス化炉に
あっては、高温、高腐蝕性雰囲気にさらされる温度計の
保護管の寿命は極めて短かく、頻繁に保守しかつ交換す
る必要が生じる。運転時に溶融状態で流動性を有してい
た溶融スラグは冷却固化し、水冷耐火壁及び温度計の保
護管のガス化室に突き出した先端に固着残存している。
そのため、温度計の保護管を交換するためには、固着し
たスラグを除去する必要がある。この作業は、ガス化室
の内側から行うため、作業性が悪く、多大の労力と困難
を伴い水冷耐火壁の耐火材を損傷させる恐れがある。一
方、温度計の保護管の寿命を延ばす方策として、高融点
のイリジウム又はイリジウム合金を用いたとしても、温
度計の保護管を交換する場合に水冷耐火壁を損傷する恐
れがある問題は解決されない。
あっては、高温、高腐蝕性雰囲気にさらされる温度計の
保護管の寿命は極めて短かく、頻繁に保守しかつ交換す
る必要が生じる。運転時に溶融状態で流動性を有してい
た溶融スラグは冷却固化し、水冷耐火壁及び温度計の保
護管のガス化室に突き出した先端に固着残存している。
そのため、温度計の保護管を交換するためには、固着し
たスラグを除去する必要がある。この作業は、ガス化室
の内側から行うため、作業性が悪く、多大の労力と困難
を伴い水冷耐火壁の耐火材を損傷させる恐れがある。一
方、温度計の保護管の寿命を延ばす方策として、高融点
のイリジウム又はイリジウム合金を用いたとしても、温
度計の保護管を交換する場合に水冷耐火壁を損傷する恐
れがある問題は解決されない。
【０００９】本発明の課題は、ガス化室に挿着した温度
計の保守作業を容易にし、かつ作業時の水冷耐火壁の損
傷を防止可能とする炉内温度計測装置を提供することに
ある。
計の保守作業を容易にし、かつ作業時の水冷耐火壁の損
傷を防止可能とする炉内温度計測装置を提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明に係る炉内温度計測装置は、石炭とガス化剤
とを高温で反応させるガス化室に、耐火材を貫通して保
護管を着脱自在に挿着し、保護管を介して温度を計測し
溶融スラグを制御する炉内温度計測装置において、耐火
材の内表面に冷却部材を配置して保護管を貫通させ、冷
却部材を材質に応じてスラグの付着防止温度に冷却する
手段を保護管に付設した構成とする。
め、本発明に係る炉内温度計測装置は、石炭とガス化剤
とを高温で反応させるガス化室に、耐火材を貫通して保
護管を着脱自在に挿着し、保護管を介して温度を計測し
溶融スラグを制御する炉内温度計測装置において、耐火
材の内表面に冷却部材を配置して保護管を貫通させ、冷
却部材を材質に応じてスラグの付着防止温度に冷却する
手段を保護管に付設した構成とする。
【００１１】そして冷却部材は、ステンレス鋼で形成さ
れるとともに、冷却する手段は、冷却媒体を流通して冷
却部材の温度を600℃以下に冷却する構成でもよい。
れるとともに、冷却する手段は、冷却媒体を流通して冷
却部材の温度を600℃以下に冷却する構成でもよい。
【００１２】また冷却部材は、クロム含有量９％以下の
合金綱で形成されるとともに、冷却する手段は、冷却媒
体を流通して冷却部材の温度を450℃以下に冷却する構
成でもよい。
合金綱で形成されるとともに、冷却する手段は、冷却媒
体を流通して冷却部材の温度を450℃以下に冷却する構
成でもよい。
【００１３】さらに冷却部材は、炭素綱で形成されると
ともに、冷却する手段は、冷却媒体を流通して冷却部材
の温度を400℃以下に冷却する構成でもよい。
ともに、冷却する手段は、冷却媒体を流通して冷却部材
の温度を400℃以下に冷却する構成でもよい。
【００１４】そして冷却する手段は、保護管を貫通させ
る内筒と、内筒の外周に冷却媒体の出口流路を形成する
中間筒と、中間筒の外周に冷却媒体の入口流路を形成し
かつ中間筒へ連通する外筒とよりなる三重管で形成さ
れ、冷却部材は、円環状に形成されるとともに三重管の
保護管の先端側に固設される構成でもよい。
る内筒と、内筒の外周に冷却媒体の出口流路を形成する
中間筒と、中間筒の外周に冷却媒体の入口流路を形成し
かつ中間筒へ連通する外筒とよりなる三重管で形成さ
れ、冷却部材は、円環状に形成されるとともに三重管の
保護管の先端側に固設される構成でもよい。
【００１５】また冷却部材は、冷却ブロックで形成さ
れ、冷却する手段は、冷却ブロックに隣接し冷却媒体の
入口と出口とを有する冷却室で形成される構成でもよ
い。
れ、冷却する手段は、冷却ブロックに隣接し冷却媒体の
入口と出口とを有する冷却室で形成される構成でもよ
い。
【００１６】さらに石炭ガス化炉にあっては、前記いず
れか一つの炉内温度計測装置を、ガス化室に挿着してな
る構成とする。
れか一つの炉内温度計測装置を、ガス化室に挿着してな
る構成とする。
【００１７】本発明によれば、ガス化室の耐火材の内表
面に冷却部材を配し、冷却部材を先端に固設させた三重
管を配し、三重管に冷却媒体を流して冷却部材をその材
質に応じて付着防止温度に冷却することにより、保護管
へのスラグの付着力が低減され、炉外より保護管の着脱
が可能となる。
面に冷却部材を配し、冷却部材を先端に固設させた三重
管を配し、三重管に冷却媒体を流して冷却部材をその材
質に応じて付着防止温度に冷却することにより、保護管
へのスラグの付着力が低減され、炉外より保護管の着脱
が可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態を図１
を参照しながら説明する。図１に示すように、石炭とガ
ス化剤とを高温で反応させるガス化室２に、水冷耐火壁
９の耐火材20を貫通して保護管21を着脱自在に挿着し、
保護管21を介して温度を計測し溶融スラグの排出を制御
する炉内温度計測装置であって、耐火材20のほぼ内表面
に冷却部材28を配置して保護管21を貫通させ、冷却部材
28を材質に応じてスラグ24ｂの付着防止温度の上限値以
下に冷却する手段を保護管21に付設し、冷却部材28の温
度を熱伝対40等で計測しその計測温度に応じて冷却媒体
33ａの流量を制御する図示しない制御手段を設けた構成
とする。そして冷却する手段は、保護管21を挿通させる
中心側の内筒25と、内筒25の外周に冷却媒体33ｂの出口
流路を形成する中間筒26と、中間筒26の外周に冷却媒体
33ａの入口流路を形成し中間筒26へ連通する外筒27とよ
りなる三重管で形成され、冷却部材28は、円環状の板で
形成されるとともに三重管の保護管21の先端側に固設さ
れるものとする。
を参照しながら説明する。図１に示すように、石炭とガ
ス化剤とを高温で反応させるガス化室２に、水冷耐火壁
９の耐火材20を貫通して保護管21を着脱自在に挿着し、
保護管21を介して温度を計測し溶融スラグの排出を制御
する炉内温度計測装置であって、耐火材20のほぼ内表面
に冷却部材28を配置して保護管21を貫通させ、冷却部材
28を材質に応じてスラグ24ｂの付着防止温度の上限値以
下に冷却する手段を保護管21に付設し、冷却部材28の温
度を熱伝対40等で計測しその計測温度に応じて冷却媒体
33ａの流量を制御する図示しない制御手段を設けた構成
とする。そして冷却する手段は、保護管21を挿通させる
中心側の内筒25と、内筒25の外周に冷却媒体33ｂの出口
流路を形成する中間筒26と、中間筒26の外周に冷却媒体
33ａの入口流路を形成し中間筒26へ連通する外筒27とよ
りなる三重管で形成され、冷却部材28は、円環状の板で
形成されるとともに三重管の保護管21の先端側に固設さ
れるものとする。
【００１９】すなわち冷却部材（金属部材）28を冷却す
る手段として、冷却媒体33ａ、33ｂを通過させることが
できる三重管を採用している。この三重管は、軸中心よ
り外側に向けて、内筒25、中間筒26及び外筒27の順に配
置してある。外筒27のガス化室２側の端部と内筒25のガ
ス化室２側の端部とを、中心に温度計23の保護管21を貫
通させるための孔が開けてある円環状の冷却部材28で接
続し、三重管の一方の端面としている。冷却部材28は、
通常、ステンレス綱、合金綱又は炭素綱等の金属で形成
される。三重管の他方の端面は、圧力容器１の外部に位
置しており、内筒25と中間筒26の端部を円環状の端部封
止材30で接続し、中間筒26の外面と外筒27の端部とを端
部封止材29で接続してある。そして保護管21の他方の端
部にフランジ40が設けられ、ガスケット41を介して端部
封止材30にボルト等で固定される。また外筒27の外周に
はフランジ43が固設してあり、圧力容器１側のフランジ
にボルト締めされて三重管が固定される。
る手段として、冷却媒体33ａ、33ｂを通過させることが
できる三重管を採用している。この三重管は、軸中心よ
り外側に向けて、内筒25、中間筒26及び外筒27の順に配
置してある。外筒27のガス化室２側の端部と内筒25のガ
ス化室２側の端部とを、中心に温度計23の保護管21を貫
通させるための孔が開けてある円環状の冷却部材28で接
続し、三重管の一方の端面としている。冷却部材28は、
通常、ステンレス綱、合金綱又は炭素綱等の金属で形成
される。三重管の他方の端面は、圧力容器１の外部に位
置しており、内筒25と中間筒26の端部を円環状の端部封
止材30で接続し、中間筒26の外面と外筒27の端部とを端
部封止材29で接続してある。そして保護管21の他方の端
部にフランジ40が設けられ、ガスケット41を介して端部
封止材30にボルト等で固定される。また外筒27の外周に
はフランジ43が固設してあり、圧力容器１側のフランジ
にボルト締めされて三重管が固定される。
【００２０】冷却媒体入口31は、外筒27に配置されてお
り、冷却媒体出口32は、中間筒26に配置されている。三
重管は、圧力容器１を貫通し、メンブレン壁15及び耐火
材20よりなる水冷耐火壁９のガス化室２側の内表面に達
している。三重管の一方の端面をなす冷却部材28が、耐
火材20の内表面とほぼ同じ位置になるように、三重管の
長さを決めてある。冷却媒体入口31及び冷却媒体出口32
は、圧力容器１の外に位置している。三重管を形成する
内筒25の内部に、熱電対23を内装した保護管21を貫通
し、保護管21の保護管先端22がガス化室２の中に突き出
すように、保護管21の長さを決めてある。本実施の形態
では、冷却部材28の温度を計測するために、冷却部材28
に熱電対42を付設してある。
り、冷却媒体出口32は、中間筒26に配置されている。三
重管は、圧力容器１を貫通し、メンブレン壁15及び耐火
材20よりなる水冷耐火壁９のガス化室２側の内表面に達
している。三重管の一方の端面をなす冷却部材28が、耐
火材20の内表面とほぼ同じ位置になるように、三重管の
長さを決めてある。冷却媒体入口31及び冷却媒体出口32
は、圧力容器１の外に位置している。三重管を形成する
内筒25の内部に、熱電対23を内装した保護管21を貫通
し、保護管21の保護管先端22がガス化室２の中に突き出
すように、保護管21の長さを決めてある。本実施の形態
では、冷却部材28の温度を計測するために、冷却部材28
に熱電対42を付設してある。
【００２１】ここで図２に示す保護管の材料の表面温度
とスラグの付着力との関係を説明する。スラグを電気炉
内で溶融させ、種々の温度に保持した各種の供試材表面
上に適下させ、供試材表面と適下スラグとの接触面にお
ける相互の付着力を評価した。その結果、供試材の表面
温度が特定の温度を越えると、適下スラグと供試材表面
との付着力が急激に増加することを見いだした。また、
付着力が急激に増加する温度は、供試材の種類にもよる
こと、スラグの温度にも若干の影響を受けること等を見
いだした。これらの結果から、材料の表面温度を特定の
温度以下、すなわち付着力が急激に増加し始める温度以
下に保持することにより、材料表面におけるスラグの強
固な付着を防止できると判断するに至った。図２は、各
種材料における付着防止温度の上限値を示したものであ
り、この温度上限値よりも低い表面温度であれば、供試
材へのスラグの強固な付着を防止できる。スラグの付着
防止温度の上限値は、材料がステンレス綱の場合で600
℃、クロム含有量９％以下の合金綱の場合で450℃及び
炭素綱の場合で400℃である。
とスラグの付着力との関係を説明する。スラグを電気炉
内で溶融させ、種々の温度に保持した各種の供試材表面
上に適下させ、供試材表面と適下スラグとの接触面にお
ける相互の付着力を評価した。その結果、供試材の表面
温度が特定の温度を越えると、適下スラグと供試材表面
との付着力が急激に増加することを見いだした。また、
付着力が急激に増加する温度は、供試材の種類にもよる
こと、スラグの温度にも若干の影響を受けること等を見
いだした。これらの結果から、材料の表面温度を特定の
温度以下、すなわち付着力が急激に増加し始める温度以
下に保持することにより、材料表面におけるスラグの強
固な付着を防止できると判断するに至った。図２は、各
種材料における付着防止温度の上限値を示したものであ
り、この温度上限値よりも低い表面温度であれば、供試
材へのスラグの強固な付着を防止できる。スラグの付着
防止温度の上限値は、材料がステンレス綱の場合で600
℃、クロム含有量９％以下の合金綱の場合で450℃及び
炭素綱の場合で400℃である。
【００２２】従って、温度計の保護管の周囲に配置され
ている金属部材の温度をその材質に応じて、上記の特定
温度以下に冷却して石炭ガス化炉の運転を行うことによ
り、石炭ガス化炉の停止時における温度計の保護管の交
換の際、保護管の周囲に配置された金属部材部分ではス
ラグの剥離が容易であり、炉外より保護管を着脱するこ
とにより耐火材の損傷を防止することができる。
ている金属部材の温度をその材質に応じて、上記の特定
温度以下に冷却して石炭ガス化炉の運転を行うことによ
り、石炭ガス化炉の停止時における温度計の保護管の交
換の際、保護管の周囲に配置された金属部材部分ではス
ラグの剥離が容易であり、炉外より保護管を着脱するこ
とにより耐火材の損傷を防止することができる。
【００２３】つぎに本実施の形態の作用を説明する。石
炭ガス化炉運転中は、冷却媒体33ａを冷却媒体入口31よ
り供給し、冷却部材28を前記の特定温度以下に保持して
おく。冷却部材28の温度調節は、冷却媒体33ａ、33ｂの
流量を調節することによって行える。本実施の形態で
は、冷却部材28に温度を計測するための熱電対42が付着
されているため、冷却部材28の温度調節及び監視が容易
に行える。石炭ガス化炉の運転中は、スラグ24ａ，24ｂ
は溶融しており、耐火材20の内表面を流れている。この
時、保護管21の保護管先端22は、ガス化室２側に突き出
しているため、ガス化室２の雰囲気温度を検出できる。
炭ガス化炉運転中は、冷却媒体33ａを冷却媒体入口31よ
り供給し、冷却部材28を前記の特定温度以下に保持して
おく。冷却部材28の温度調節は、冷却媒体33ａ、33ｂの
流量を調節することによって行える。本実施の形態で
は、冷却部材28に温度を計測するための熱電対42が付着
されているため、冷却部材28の温度調節及び監視が容易
に行える。石炭ガス化炉の運転中は、スラグ24ａ，24ｂ
は溶融しており、耐火材20の内表面を流れている。この
時、保護管21の保護管先端22は、ガス化室２側に突き出
しているため、ガス化室２の雰囲気温度を検出できる。
【００２４】石炭ガス化炉の運転が停止されると、ガス
化室２の温度が下がり、耐火材20の表面には残留したス
ラグ24ａが固着した状態となる。一方、特定温度に保持
していた冷却部材28の上面に付着したスラグ24ｂは、前
記のように、相互の付着力が小さく、容易に剥離させる
ことができる。従って、保護管21を交換する必要が生じ
た場合は、圧力容器１の外側から保護管21のみを引き抜
き、交換することができる。さらに、三重管とともに引
き抜くことも可能であり、保護管21の交換作業における
労力が低減される。
化室２の温度が下がり、耐火材20の表面には残留したス
ラグ24ａが固着した状態となる。一方、特定温度に保持
していた冷却部材28の上面に付着したスラグ24ｂは、前
記のように、相互の付着力が小さく、容易に剥離させる
ことができる。従って、保護管21を交換する必要が生じ
た場合は、圧力容器１の外側から保護管21のみを引き抜
き、交換することができる。さらに、三重管とともに引
き抜くことも可能であり、保護管21の交換作業における
労力が低減される。
【００２５】つぎに本発明の第２の実施の形態を図３に
示す。この第２の実施の形態では、冷却部材の冷却する
手段である三重管の外筒27の先端側に、外筒27の外径よ
りも大きい径を有する冷却部材35を設けており、溶融ス
ラグの冷却されて固着力の小さい領域が増えるため、固
化スラグの剥離及び除去が一層容易となる。
示す。この第２の実施の形態では、冷却部材の冷却する
手段である三重管の外筒27の先端側に、外筒27の外径よ
りも大きい径を有する冷却部材35を設けており、溶融ス
ラグの冷却されて固着力の小さい領域が増えるため、固
化スラグの剥離及び除去が一層容易となる。
【００２６】さらに本発明の第３の実施例を図４に示
す。この第３の実施例では、冷却部材として、冷却部材
である冷却ブロック36に隣接して冷却媒体入口配管38及
び冷却媒体出口配管39を接続した冷却室37を有するもの
であり、簡単な構造を提供するものである。
す。この第３の実施例では、冷却部材として、冷却部材
である冷却ブロック36に隣接して冷却媒体入口配管38及
び冷却媒体出口配管39を接続した冷却室37を有するもの
であり、簡単な構造を提供するものである。
【００２７】また、第１の実施例では、冷却部材28の温
度を熱電対42により測定したが、熱電対42は必須ではな
い。図１に示すように、冷却媒体出口32より排出される
冷却媒体33ｂの温度を温度検出器34等で計測することに
より代用できる。この実施例は、第１の実施例よりも簡
単な構成となり、ほぼ同等の効果を得ることができる。
度を熱電対42により測定したが、熱電対42は必須ではな
い。図１に示すように、冷却媒体出口32より排出される
冷却媒体33ｂの温度を温度検出器34等で計測することに
より代用できる。この実施例は、第１の実施例よりも簡
単な構成となり、ほぼ同等の効果を得ることができる。
【００２８】本発明の第４の実施の形態として石炭ガス
化炉は、図１及び図５に示すように、前記いずれか一つ
の炉内温度計測装置を挿着したガス化室２と、ガス化室
２よりスラグ流下口７を経て排出される溶融スラグ８を
冷却するスラグ冷却室４と、ガス化室２よりスロート６
を経て上昇した生成ガス13ａをガス出口12より送出する
熱回収室３とよりなる構成とする。この第４の実施の形
態によっても前記と同様な作用、効果を得ることができ
る。
化炉は、図１及び図５に示すように、前記いずれか一つ
の炉内温度計測装置を挿着したガス化室２と、ガス化室
２よりスラグ流下口７を経て排出される溶融スラグ８を
冷却するスラグ冷却室４と、ガス化室２よりスロート６
を経て上昇した生成ガス13ａをガス出口12より送出する
熱回収室３とよりなる構成とする。この第４の実施の形
態によっても前記と同様な作用、効果を得ることができ
る。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、耐火材の内表面に配置
した冷却部材に保護管を貫通させ、冷却部材をスラグの
付着防止温度に冷却することにより、冷却部材よりスラ
グの剥離及び除去が容易になるため、冷却部材を貫通す
る保護管の着脱が炉外より可能となり、かつ交換作業時
に耐火材の損傷を防止することができる。
した冷却部材に保護管を貫通させ、冷却部材をスラグの
付着防止温度に冷却することにより、冷却部材よりスラ
グの剥離及び除去が容易になるため、冷却部材を貫通す
る保護管の着脱が炉外より可能となり、かつ交換作業時
に耐火材の損傷を防止することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す炉内温度計測
装置の断面図である。
装置の断面図である。
【図２】各種材料とスラグの付着防止温度との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す断面図であ
る。
る。
【図５】石炭ガス化炉の一般的な構造を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図６】図５に示すＡ部を拡大した断面図である。
１ 圧力容器 ２ ガス化室 ３ 熱回収室 ４ スラグ冷却室 ５ バーナ ９ 水冷耐火壁 １０ 水冷却壁 １１ 冷却水 １３ 生成ガス １４ 温度計 １５ メンブレン壁 ２０ 耐火材 ２１ 保護管 ２３，４２ 熱伝対 ２４ スラグ ２５ 内筒 ２６ 中間筒 ２７ 外筒 ２８ 冷却部材 ３３ 冷却媒体 ３６ 冷却ブロック ３７ 冷却室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｊ 3/46 Ｃ１０Ｊ 3/46 Ｋ (72)発明者 竹田 誠 広島県呉市宝町３番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内
Claims (7)
- 【請求項１】 石炭とガス化剤とを高温で反応させるガ
ス化室に、耐火材を貫通して保護管を着脱自在に挿着
し、該保護管を介して温度を計測し溶融スラグを制御す
る炉内温度計測装置において、前記耐火材の内表面に冷
却部材を配置して前記保護管を貫通させ、該冷却部材を
材質に応じてスラグの付着防止温度に冷却する手段を前
記保護管に付設したことを特徴とする炉内温度計測装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の炉内温度計測装置におい
て、冷却部材は、ステンレス鋼で形成されるとともに、
冷却する手段は、冷却媒体を流通して前記冷却部材の温
度を600℃以下に冷却することを特徴とする炉内温度計
測装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の炉内温度計測装置におい
て、冷却部材は、クロム含有量９％以下の合金綱で形成
されるとともに、冷却する手段は、冷却媒体を流通して
前記冷却部材の温度を450℃以下に冷却することを特徴
とする炉内温度計測装置。 - 【請求項４】 請求項１記載の炉内温度計測装置におい
て、冷却部材は、炭素綱で形成されるとともに、冷却す
る手段は、冷却媒体を流通して前記冷却部材の温度を40
0℃以下に冷却することを特徴とする炉内温度計測装
置。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載の炉内
温度計測装置において、冷却する手段は、保護管を貫通
させる内筒と、該内筒の外周に冷却媒体の出口流路を形
成する中間筒と、該中間筒の外周に前記冷却媒体の入口
流路を形成しかつ前記中間筒へ連通する外筒とよりなる
三重管で形成され、冷却部材は、円環状に形成されると
ともに前記三重管の前記保護管の先端側に固設されるこ
とを特徴とする炉内温度計測装置。 - 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項記載の炉内
温度計測装置において、冷却部材は、冷却ブロックで形
成され、冷却する手段は、前記冷却ブロックに隣接し冷
却媒体の入口と出口とを有する冷却室で形成されること
を特徴とする炉内温度計測装置。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項記載の炉内
温度計測装置を、ガス化室に挿着してなることを特徴と
する石炭ガス化炉。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4550497A JP4016299B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 炉内温度計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4550497A JP4016299B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 炉内温度計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10237466A true JPH10237466A (ja) | 1998-09-08 |
| JP4016299B2 JP4016299B2 (ja) | 2007-12-05 |
Family
ID=12721248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4550497A Expired - Fee Related JP4016299B2 (ja) | 1997-02-28 | 1997-02-28 | 炉内温度計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4016299B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014502664A (ja) * | 2011-01-14 | 2014-02-03 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | ガス化反応装置 |
| KR20160136778A (ko) * | 2015-05-21 | 2016-11-30 | 강대협 | 용강 온도 측정설비 |
-
1997
- 1997-02-28 JP JP4550497A patent/JP4016299B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014502664A (ja) * | 2011-01-14 | 2014-02-03 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | ガス化反応装置 |
| KR20160136778A (ko) * | 2015-05-21 | 2016-11-30 | 강대협 | 용강 온도 측정설비 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4016299B2 (ja) | 2007-12-05 |
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|
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