JPH11279569A - 石炭ガス化設備におけるガス化炉の炉体構造 - Google Patents
石炭ガス化設備におけるガス化炉の炉体構造Info
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- JPH11279569A JPH11279569A JP8077198A JP8077198A JPH11279569A JP H11279569 A JPH11279569 A JP H11279569A JP 8077198 A JP8077198 A JP 8077198A JP 8077198 A JP8077198 A JP 8077198A JP H11279569 A JPH11279569 A JP H11279569A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は下部の炉壁は耐火材を用いない水冷壁
とし、かつ、上部は水冷壁に熱膨張を吸収できる凸部を
設けた耐熱壁として炉体を簡易化すると共に、発生する
ガスの熱効率を上昇させることのできる石炭ガス化設備
におけるガス化炉を提供する。 【解決手段】石炭および石炭質原料をガス化するガス化
バーナーを設けたガス化炉において、少なくともバーナ
ー設置位置より下方を水冷構造の炉壁とし、上方を断熱
構造としたこと、また、上部の断熱構造炉壁に突出部を
設けたことを特徴とする石炭ガス化設備におけるガス化
炉の炉体構造。
とし、かつ、上部は水冷壁に熱膨張を吸収できる凸部を
設けた耐熱壁として炉体を簡易化すると共に、発生する
ガスの熱効率を上昇させることのできる石炭ガス化設備
におけるガス化炉を提供する。 【解決手段】石炭および石炭質原料をガス化するガス化
バーナーを設けたガス化炉において、少なくともバーナ
ー設置位置より下方を水冷構造の炉壁とし、上方を断熱
構造としたこと、また、上部の断熱構造炉壁に突出部を
設けたことを特徴とする石炭ガス化設備におけるガス化
炉の炉体構造。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭及び炭素質固
体を加熱して熱分解させる石炭ガス化設備におけるガス
化炉の炉体構造に関するものである。
体を加熱して熱分解させる石炭ガス化設備におけるガス
化炉の炉体構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】微粉炭やその他の炭素質固体を熱分解に
よってガス化してこれを回収し、エネルギ源として利用
するため、従来から石炭ガス化のための設備が利用され
ている。この設備は、微粉炭等の原料をガス化炉の中に
装入し、酸素含有ガス及び高温蒸気を供給することによ
って部分燃焼させて高温ガスを生成し、この高温ガスを
ガス化炉と連続している熱分解炉に供給して吹き込まれ
る石炭を熱分解し、この熱分解によって発生ガスを回収
するものである。
よってガス化してこれを回収し、エネルギ源として利用
するため、従来から石炭ガス化のための設備が利用され
ている。この設備は、微粉炭等の原料をガス化炉の中に
装入し、酸素含有ガス及び高温蒸気を供給することによ
って部分燃焼させて高温ガスを生成し、この高温ガスを
ガス化炉と連続している熱分解炉に供給して吹き込まれ
る石炭を熱分解し、この熱分解によって発生ガスを回収
するものである。
【０００３】石炭ガス化効率を高めるためには、石炭の
一部、石炭の熱分解で生じる未燃の循環チャーや空気を
ガス化炉に投入して燃焼させ、高温の還元ガスを生成さ
せなければならない。すなわち、ガス化炉は高温（１４
００℃程度）の雰囲気を維持しなければならず、そのた
めに炉壁は分厚い耐火物で被覆しなければならなかっ
た。しかし、耐火物被覆は長時間使用するとスラグの浸
食により部分的な欠落が生じ易く、また施工や補修に時
間が掛かるなどの問題がある。
一部、石炭の熱分解で生じる未燃の循環チャーや空気を
ガス化炉に投入して燃焼させ、高温の還元ガスを生成さ
せなければならない。すなわち、ガス化炉は高温（１４
００℃程度）の雰囲気を維持しなければならず、そのた
めに炉壁は分厚い耐火物で被覆しなければならなかっ
た。しかし、耐火物被覆は長時間使用するとスラグの浸
食により部分的な欠落が生じ易く、また施工や補修に時
間が掛かるなどの問題がある。
【０００４】そこで、耐火被覆に代えて、炉壁を水冷構
造にすることが提案されている。例えば、特開昭６１−
２０７４９３号にはガス化炉を管で構成された水冷壁と
その内側に比較的薄い耐火材でライニングした構造の石
炭ガス化装置が開示されている。本来ガス化炉は高温ガ
ス発生炉であり、損失熱量は極力抑えた方が全体の熱効
率は上昇する。しかし、ガス化炉の炉壁全てを冷却構造
とした場合、ガス化炉において不必要な熱量まで回収す
ることになり、熱効率の低下を招き、ガス化炉にて発生
するガス量が増大することにより、製品となる熱分解ガ
スのカロリーの低下が起こる。
造にすることが提案されている。例えば、特開昭６１−
２０７４９３号にはガス化炉を管で構成された水冷壁と
その内側に比較的薄い耐火材でライニングした構造の石
炭ガス化装置が開示されている。本来ガス化炉は高温ガ
ス発生炉であり、損失熱量は極力抑えた方が全体の熱効
率は上昇する。しかし、ガス化炉の炉壁全てを冷却構造
とした場合、ガス化炉において不必要な熱量まで回収す
ることになり、熱効率の低下を招き、ガス化炉にて発生
するガス量が増大することにより、製品となる熱分解ガ
スのカロリーの低下が起こる。
【０００５】また、ガス化炉を全て水冷構造とすると、
水冷炉壁がガス化時の高温により熱膨脹を起こしたとき
に、吸収部位がない。そこで、例えば特開昭６１−２４
６２８８号公報に開示されている加圧型石炭ガス加熱炉
においては、炉壁を構成する水冷管壁の上下に伸縮継手
を設け、炉の構造体と接続する構成を採用している。し
かし、このような構造では熱膨張を吸収する部品や装置
が必要となり、設備が複雑となる。
水冷炉壁がガス化時の高温により熱膨脹を起こしたとき
に、吸収部位がない。そこで、例えば特開昭６１−２４
６２８８号公報に開示されている加圧型石炭ガス加熱炉
においては、炉壁を構成する水冷管壁の上下に伸縮継手
を設け、炉の構造体と接続する構成を採用している。し
かし、このような構造では熱膨張を吸収する部品や装置
が必要となり、設備が複雑となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来技術に見られるような問題点を有利に解決しよう
とするものであって、下部の炉壁は耐火材を用いない水
冷壁とし、かつ、上部は水冷壁に熱膨張を吸収できる凸
部を設けた耐熱壁として炉体を簡易化すると共に、発生
するガスの熱効率を上昇させることのできる石炭ガス化
設備におけるガス化炉を提供することを目的とする。
な従来技術に見られるような問題点を有利に解決しよう
とするものであって、下部の炉壁は耐火材を用いない水
冷壁とし、かつ、上部は水冷壁に熱膨張を吸収できる凸
部を設けた耐熱壁として炉体を簡易化すると共に、発生
するガスの熱効率を上昇させることのできる石炭ガス化
設備におけるガス化炉を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、以下の構成を要旨とする。すなわち
（１）石炭および石炭質原料をガス化するガス化バーナ
ーを設けたガス化炉において、少なくともバーナー設置
位置より下方を水冷構造の炉壁とし、上方を断熱構造と
したことを特徴とする石炭ガス化設備におけるガス化炉
の炉体構造であり、（２）上記のガス化炉における上部
の断熱構造炉壁に突出部を設けたことを特徴とする請求
項１に記載の石炭ガス化設備におけるガス化炉の炉体構
造である。本発明におけるガス化炉は、例えば、石炭お
よび石炭質原料を高温ガスで熱分解する熱分解炉と連結
し、熱分解炉に供給する高温ガスを、熱分解炉で生成し
たチャーまたは、前記チャーと石炭及び炭素質原料の燃
焼により発生させる炉であり、前記の様な構成にするこ
とにより本発明は、ガス化炉にて発生する高温ガスの熱
効率を上昇させ、高温ガスの顕熱を有効に熱分解に使用
し、全体として熱効率を上昇させる。また、ガス化炉下
部を水冷壁そのもので構成し、かつガス化炉そのものに
て熱膨張が吸収されることにより設備構造が簡素化さ
れ、安価な設備構成とすることができる。なお、本発明
が対象とするガス化炉は、上記構成に限らず、例えばガ
ス化炉と熱分解炉とが一体となった構造等を含むことは
勿論である。
めに本発明は、以下の構成を要旨とする。すなわち
（１）石炭および石炭質原料をガス化するガス化バーナ
ーを設けたガス化炉において、少なくともバーナー設置
位置より下方を水冷構造の炉壁とし、上方を断熱構造と
したことを特徴とする石炭ガス化設備におけるガス化炉
の炉体構造であり、（２）上記のガス化炉における上部
の断熱構造炉壁に突出部を設けたことを特徴とする請求
項１に記載の石炭ガス化設備におけるガス化炉の炉体構
造である。本発明におけるガス化炉は、例えば、石炭お
よび石炭質原料を高温ガスで熱分解する熱分解炉と連結
し、熱分解炉に供給する高温ガスを、熱分解炉で生成し
たチャーまたは、前記チャーと石炭及び炭素質原料の燃
焼により発生させる炉であり、前記の様な構成にするこ
とにより本発明は、ガス化炉にて発生する高温ガスの熱
効率を上昇させ、高温ガスの顕熱を有効に熱分解に使用
し、全体として熱効率を上昇させる。また、ガス化炉下
部を水冷壁そのもので構成し、かつガス化炉そのものに
て熱膨張が吸収されることにより設備構造が簡素化さ
れ、安価な設備構成とすることができる。なお、本発明
が対象とするガス化炉は、上記構成に限らず、例えばガ
ス化炉と熱分解炉とが一体となった構造等を含むことは
勿論である。
【０００８】
【発明の実施の態様】以下本発明を図に示す実施例に基
づいて詳細に説明する。まず、一般的な石炭ガス化設備
を図２に例示する説明図に基づいて説明する。図におい
て１はガス化炉であり、これに熱分解炉４が連結され、
排気口１２、サイクロン１３、チャーホッパー１４、ロ
ックホッパー１５、チャー切り出し装置１６から構成さ
れている。ガス化炉１には所定の位置にチャーバーナー
２が配設され未燃チャーと酸化剤とを供給して燃焼さ
せ、高温ガスを生成する。チャーの灰分はスラグ水冷室
３に導かれここで水砕スラグにして系外へ排出する。
づいて詳細に説明する。まず、一般的な石炭ガス化設備
を図２に例示する説明図に基づいて説明する。図におい
て１はガス化炉であり、これに熱分解炉４が連結され、
排気口１２、サイクロン１３、チャーホッパー１４、ロ
ックホッパー１５、チャー切り出し装置１６から構成さ
れている。ガス化炉１には所定の位置にチャーバーナー
２が配設され未燃チャーと酸化剤とを供給して燃焼さ
せ、高温ガスを生成する。チャーの灰分はスラグ水冷室
３に導かれここで水砕スラグにして系外へ排出する。
【０００９】熱分解室４に石炭ノズル６から石炭を吹き
込み熱分解して、燃料ガスを生成する。未燃のチャーを
含有した生成ガスは、排気口１２と接続したサイクロン
１３で固気分離される。チャーはチャーホッパー１４下
部に取り付けたロータリーフィーダー１９−１で切り出
される。ガス化炉１へのリサイクルチャーはロータリー
フィーダー１９−１で排出され、ロックホッパー１５−
１と切り出し装置１６からなるチャーリサイクル装置で
定量切り出しされ、エジェクター１７でチャーバーナー
２に供給される。
込み熱分解して、燃料ガスを生成する。未燃のチャーを
含有した生成ガスは、排気口１２と接続したサイクロン
１３で固気分離される。チャーはチャーホッパー１４下
部に取り付けたロータリーフィーダー１９−１で切り出
される。ガス化炉１へのリサイクルチャーはロータリー
フィーダー１９−１で排出され、ロックホッパー１５−
１と切り出し装置１６からなるチャーリサイクル装置で
定量切り出しされ、エジェクター１７でチャーバーナー
２に供給される。
【００１０】図１は本発明のガス化炉１およびこれと連
続する熱分解炉４の構造を示す説明図である。図におい
て、２はガス化バーナー、３はスラグ冷却室であり、熱
分解炉４は耐火材５で構成され、所定の位置に石炭ノズ
ル６が配置されている。熱分解炉４の外殻は鉄皮で覆わ
れていてもよいことは勿論である。７は水冷壁であり、
ガス化炉１の外殻を構成し、その先端部は熱分解炉４の
下部に延長している。８は冷却壁７に冷却水等の冷媒を
供給する冷却媒体供給口、９は同排出口である。
続する熱分解炉４の構造を示す説明図である。図におい
て、２はガス化バーナー、３はスラグ冷却室であり、熱
分解炉４は耐火材５で構成され、所定の位置に石炭ノズ
ル６が配置されている。熱分解炉４の外殻は鉄皮で覆わ
れていてもよいことは勿論である。７は水冷壁であり、
ガス化炉１の外殻を構成し、その先端部は熱分解炉４の
下部に延長している。８は冷却壁７に冷却水等の冷媒を
供給する冷却媒体供給口、９は同排出口である。
【００１１】本発明においては、ガス化炉の下部は、必
要によりスラグの融点より低い耐火材を薄く被覆し、或
いは被覆することの無い冷却構造としている。少なくと
もチャーバーナー２が設置されている下側では、このよ
うな構成を採ることが好ましい。
要によりスラグの融点より低い耐火材を薄く被覆し、或
いは被覆することの無い冷却構造としている。少なくと
もチャーバーナー２が設置されている下側では、このよ
うな構成を採ることが好ましい。
【００１２】ガス化炉１では供給された粉炭や未燃チャ
ーが燃焼し、溶融スラグを生成するが、これがスラグ水
冷室に落下する際、冷却壁７に付着し冷却されて固化
し、逐次積層してセルフライニング層２０を形成する。
セルフライニングが一定の厚みになった後は、該ライニ
ング層に接触したスラグは付着することなく流動性を維
持し、スラグ冷却室３に自然落下する。
ーが燃焼し、溶融スラグを生成するが、これがスラグ水
冷室に落下する際、冷却壁７に付着し冷却されて固化
し、逐次積層してセルフライニング層２０を形成する。
セルフライニングが一定の厚みになった後は、該ライニ
ング層に接触したスラグは付着することなく流動性を維
持し、スラグ冷却室３に自然落下する。
【００１３】一方、ガス化炉１の上部では、冷却壁７に
凸部１０を形成し、かつ、冷却壁７の内側には耐火材１
１を被覆した断熱構造とする。冷却壁に形成する凸部１
０は、その内径をガス化炉下部の冷却壁の内径より大き
くし、凸部を形成する立上がり部１０１を傾斜させ、或
るいは水平でもよいが、適宜の曲率を持たせることが好
ましく、これにより冷却壁７の熱膨張が吸収できる。ま
た、ガス化炉上部を断熱構造とすることにより熱効率の
低下、強いては製品ガスカロリーの低下を招くことがな
い。なお、冷却壁７は断面２重構造とし、その内部に冷
却媒体を通してもよく、またパイプを通す構造にしても
よい。
凸部１０を形成し、かつ、冷却壁７の内側には耐火材１
１を被覆した断熱構造とする。冷却壁に形成する凸部１
０は、その内径をガス化炉下部の冷却壁の内径より大き
くし、凸部を形成する立上がり部１０１を傾斜させ、或
るいは水平でもよいが、適宜の曲率を持たせることが好
ましく、これにより冷却壁７の熱膨張が吸収できる。ま
た、ガス化炉上部を断熱構造とすることにより熱効率の
低下、強いては製品ガスカロリーの低下を招くことがな
い。なお、冷却壁７は断面２重構造とし、その内部に冷
却媒体を通してもよく、またパイプを通す構造にしても
よい。
【００１４】
【発明の効果】以上に説明したように本発明は、ガス化
炉の下部を冷却構造とし、上部を断熱構造とすることに
より、設備の簡易化を図ることができ、また、ガス化炉
にて生成する高温ガスの熱効率を上昇させ、高温ガスの
顕熱を有効に石炭の熱分解に使用し、熱分解ガスのカロ
リーを低減することなく、石炭ガス化設備全体として熱
効率を上昇させることができる。さらに、ガス化炉その
ものにて熱膨張を吸収することによって、ガス化設備を
簡素なものとし、安価なガス化設備を提供することがで
きる。
炉の下部を冷却構造とし、上部を断熱構造とすることに
より、設備の簡易化を図ることができ、また、ガス化炉
にて生成する高温ガスの熱効率を上昇させ、高温ガスの
顕熱を有効に石炭の熱分解に使用し、熱分解ガスのカロ
リーを低減することなく、石炭ガス化設備全体として熱
効率を上昇させることができる。さらに、ガス化炉その
ものにて熱膨張を吸収することによって、ガス化設備を
簡素なものとし、安価なガス化設備を提供することがで
きる。
【図１】本発明のガス化設備の構造を示す説明図。
【図２】石炭ガス化設備の構成例を示す説明図。
１：ガス化炉 ２：バーナー ３：スラグ冷却室 ４：熱分解炉 ５：耐火材 ６：石炭ノズル ７：冷却壁 ８：冷却媒体供給口 ９：同排出口 １０：凸部 １０１：立ち上り部 １１：耐火材 １２：排気口 １３：サイクロン １４−１：リサイクルチャー室 １４−２：成品チャー
室 １５−１：ロックホッパー １６：切り出し装置 １７：エジェクター １９−１：ロータリー
フィーダー
室 １５−１：ロックホッパー １６：切り出し装置 １７：エジェクター １９−１：ロータリー
フィーダー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000002118 住友金属工業株式会社 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 (71)出願人 000004123 日本鋼管株式会社 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 (72)発明者 江頭 達彦 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社エンジニアリング事業本 部内 (72)発明者 藤川 淳 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社エンジニアリング事業本 部内 (72)発明者 増井 政樹 福岡県北九州市戸畑区大字中原46−59 新 日本製鐵株式会社エンジニアリング事業本 部内 (72)発明者 河村 隆文 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 (2)
- 【請求項１】 石炭および石炭質原料をガス化するガス
化バーナーを設けたガス化炉において、少なくともバー
ナー設置位置より下方を水冷構造の炉壁とし、上方を断
熱構造としたことを特徴とする石炭ガス化設備における
ガス化炉の炉体構造。 - 【請求項２】 ガス化炉における上部の断熱構造炉壁に
突出部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の石炭
ガス化設備におけるガス化炉の炉体構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8077198A JPH11279569A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 石炭ガス化設備におけるガス化炉の炉体構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8077198A JPH11279569A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 石炭ガス化設備におけるガス化炉の炉体構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279569A true JPH11279569A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13727694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8077198A Withdrawn JPH11279569A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 石炭ガス化設備におけるガス化炉の炉体構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11279569A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017141798A1 (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガス化炉壁、これを有するガス化複合発電設備及びガス化炉壁の製造方法 |
| CN113167472A (zh) * | 2018-11-12 | 2021-07-23 | 三菱动力株式会社 | 冷却壁、气化炉、气化复合发电设备及冷却壁的制造方法 |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP8077198A patent/JPH11279569A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017141798A1 (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガス化炉壁、これを有するガス化複合発電設備及びガス化炉壁の製造方法 |
| JP2017146027A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガス化炉壁、これを有するガス化複合発電設備及びガス化炉壁の製造方法 |
| CN108700294A (zh) * | 2016-02-17 | 2018-10-23 | 三菱日立电力系统株式会社 | 气化炉壁、具有该气化炉壁的气化复合发电设备及气化炉壁的制造方法 |
| CN108700294B (zh) * | 2016-02-17 | 2019-11-22 | 三菱日立电力系统株式会社 | 气化炉壁、气化复合发电设备及气化炉壁的制造方法 |
| CN113167472A (zh) * | 2018-11-12 | 2021-07-23 | 三菱动力株式会社 | 冷却壁、气化炉、气化复合发电设备及冷却壁的制造方法 |
| CN113167472B (zh) * | 2018-11-12 | 2023-11-14 | 三菱重工业株式会社 | 冷却壁、气化炉、气化复合发电设备及冷却壁的制造方法 |
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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: 20050607 |