JPS5851985B2 - フライアシユ雲中での灰分含有燃料のガス化装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は灰分の融点を越える温度において望ましくは高
圧下フライアシュ雲中で、遊離酸素含有のガス化剤を用
いる灰分含有燃料のガス化装置に関する。

ガス発生技術においては、フライアシュ雲中で火炎反応
させるために、酸素及び水蒸気又は二酸化炭素の混合物
を用いる微粉炭のガス化が導入された。

この技法では石炭の無機質成分が溶融流動状態のスラグ
となる温度でガス化が行なわれる。

同じ原理の技法が灰分の多い液体燃料（タール、残渣油
）及び肢体燃料と灰分含有固体燃料との懸濁液混合物の
ガス化に用いられている。

とくにガス化が高圧下で行なわれるときは、ガス化に用
いられる反応器をスラグの流れを支配しスラグを確実に
システム外に取り出し得るように作るという技術上困難
な問題が現われる。

まだ反応器内にあるうちに溶融流動状態のスラグを水で
顆粒化・冷却し水中に懸濁させて高圧システムから取出
す技術上の解決法が通常行なわれている。

この種の反応器の運転性能にとっては反応器の高温部・
狭い意味での反応室から冷却顆粒化部への溶融スラグ出
口の設計が決定的に重要である。

東独専用特許第１１９２６６号には搗固耐火材の層で保
護された水を送り込む管壁構造からなる反応室を備えた
微粉炭高圧ガス化反応器が記述しである。

溶融スラグが顆粒化部へ流れ出るために、反応室底中央
に孔が設けてありその輪郭は対応して設計された搗固耐
火材層を備えた管壁構造で形成されている。

反応室底はスラグ出口開孔の方へ僅かに傾斜して（・る
。

その開孔に鋭いスラグ水切縁が施こしである。

永続的に大気圧以上の圧で運転するガス化装置のための
原理上は同様な解決法で中央スラグ出口開孔の上縁がダ
ム状にせりあげてあり反応室底のスラグがせかれ、ダム
を越えて溢流するようにしたものが公知である（Ｕｌｌ
ｍａｍｉｓ Ｅｎｃｙ ｃｌ−ｏｐａｄｉｅ ｄｅ
ｒ ｔｅｃｈｎｉｓｃｂｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ）第３版
第１０巻第４１６頁１９５８年。

また溶融スラグと高温ガスとをともに水切縁つき底部開
孔を経て冷却室に導くことも公知である（Ｍｅｕｎｉｅ
ｒ Ｖｅｒ ｇａｓｕｎｇ ｆｅｓｔｅｒ Ｂｒ
ｅｎｎｓｔｏ−ｆｆｅ−−−Ｗｅｉｎｈｅｉｍ／Ｂｅｒ
ｇｓｔｒａｓｓｅ１９６２年第４５３頁参照）。

最后に西独公開特許出願第２３２５２０４号には微粉炭
高圧ガス化反応器で高温ガスと溶融スラグとがともに反
応室底中央の開孔から引出され、中央開孔周囲のダムに
よって反応室底にスラグ浴が維持されるものが記載され
ている。

溶融スラグと反応室内の高温との作用によるスラグ出口
開孔の負荷は著しいものがある。

このスラグ出口開孔を通って同時に高温の反応ガスも反
応室から引出されるときはそれが一層強化される。

セラミックで製作した場合、長期の間には溶融スラグの
煉瓦材料中への浸透又はセラミック又はその目地成分の
一部のスラグ中への溶解か不可避である。

搗固耐火材で被覆した管壁構造として製作した場合は同
じ理由からまた搗固材料層から冷却管への熱伝達の局部
的相違から搗固耐火材がしばしば局部的に剥落ちる。

保護層の破損となり管壁の局部過熱となる。

これによってスラグ出口開孔は摩耗部分となり全装置の
連続運転時間を制限する。

本発明の目的は灰分含有の燃料とくに微粉炭を遊離酸素
含有のガス化剤を用いフライアシュ雲中で火炎反応させ
てガス化する装置で流動状態のスラグが反応室内で生じ
るに拘わらず高度の運転安全性及び長い連続運転時間を
保証するものである。

本発明の課題は灰分含有燃料とくに微粉炭を遊離酸素含
有のガス化剤を用いてフライアシュ雲中で火炎反応させ
るためにガス化するための装置で灰分の融点を越える温
度でガス化反応を進行させる反応室とその下方にある冷
却及び顆粒化部とからなり、反応室内で生成した溶融ス
ラグの、場合によっては反応室内で生成した高温のガス
とともに、除却及び顆粒化部への確実な移動が保証され
ており高圧運転に適しているものを設計することである
。

本発明によりこの課題は下記のようにして解決される。

反応室の下部を締切っている底には望ましくは中央に配
置された底部に嵌めこまれたリング状の鋳鉄体からなる
スラグ出口開孔が設けてあり反応室と除却−及び顆粒化
部とを連結し、リング状鋳鉄体中にはその形に合せかつ
場合によっては幾重かに巻いた鋼管が鋳込んでありこれ
に除却水送入管と排出管とが設けである。

鋼管の巻いたものと鋳鉄との金属間接触ならびに鋳鉄の
良好な熱伝導度がこうして形づくられたスラグ出口開孔
の強い除却、鋳鉄体の凝固した薄いスラグ層による密な
被膜及びスラグ出口開孔の外側輪郭の耐久性を保証する
。

本発明の一実施形式によるとリング状鋳鉄体の上縁は周
囲の反応室底からダム状に突出している。

この実施形式では反応室底にある溶融スラグはせきとめ
られ、よって高温の反応室内での滞溜時間が長くなりス
ラグの組成及び流動性が均質化されることになる。

周囲の反応室底からダム状に突出している鋳鉄体上縁は
水平になっていてもよいが、本発明によると一つ又はい
くつかの凹みを備えていてもよく、これらにそって放射
状に溶融スラグが溢流し密な流れとなって除却域に入る
。

反応室は耐火搗固材で被覆しスタッドを植えた管からな
る水冷遮蔽により多重に囲まれている。

このような場合本発明による一実施形式はリング状鋳鉄
体玲却のための除却水送入管及び排出管は反応室の冷却
管遮蔽の冷却水供給システムト連結してあり冷却管遮蔽
とスラグ出口開孔とのための一体の冷却システムがなり
たつことを特徴とする。

フライアシュ雲中での微粉炭ガス化反応器の運転性は生
成した粗ガスとスラグとを共通に水を吹きこんで除却し
その際粗ガスを水蒸気で飽和させることを特徴とする。

水蒸気含有量は後続のガス変化過程、特に接触ＣＯ転化
に必要である。

この運転法に応する本発明の、実施形式はスラグ出口開
孔の除却水出口が粗ガス直接冷却及び飽和用水配分装置
に連結しである点ですぐれている。

こうしてスラグ出口開孔冷却の際に昇温した水の熱容量
が粗ガスの飽和温度上昇のために、従ってまたＣＯ転化
の改良のために利用できるようになる。

本発明を図面に従って下記の実施例について説明する。

微粉炭高圧ガス化反応器１は反応室２と除却−及び顆粒
化部３とからなる。

反応室２は水を送りこむ冷却管遮蔽４によって囲まれ、
後者は反応室側が搗固材５で被覆しである。

反応室２の頭部にはバーナ６が設けてあり微粉炭・酸素
及び水蒸気の送入の役をする。

反応室２は下方が底７で閉じてありこれは対応の冷却管
遮蔽の形成によってなりたつ。

反応室底の中央には冷却式支持構造１２によって支えら
れているリング状鋳鉄体９により形成されたスラグ出口
開孔８が設けである。

運転中は反応室の温度は微粉炭中に含まれている灰分が
溶融流動状態のスラグとなるほどであり、そのスラグは
生成する粗ガスとともにスラグ出口開孔８を通って除却
−及び顆粒化部３へ移される。

第１図に図解的にノズルとして示した水配分装置１３は
粗ガス及びスラグの直接冷却の役をする。

除却及び顆粒化部３はさらに粗ガス出口枝管１５と底部
開孔１６とが設けである。

底部開孔１６は顆粒化したスラグと蒸発しなかった吹き
こみ水とが冷却及び顆粒化部３の下半部に集まったもの
を共通に反応器から排出するのに役立つ。

さらに第２図に示すとおり、スラグ出口開孔８を形成し
ているリング状鋳鉄体９中にはいくつかの巻いたかつリ
ング状鋳鉄体の形に合せた鋼管１Ｔが鋳込んであり水送
入管１０と排出管１１とに接続しである。

リング状鋳鉄体９の上縁は反応室２の床７のレベルから
突出しており底７に達したスラグはそこでせかれて浅い
スラグ浴１８を形成する。

リング状鋳鉄体９の上縁は一方に凹み１９が設けである
。

よってこの個所ではスラグが密な流れ２０となって粗ガ
スとともにスラグ出口開孔８を通って冷却及び顆粒化部
３へ流入する。

水排出管１１は水配分装置１３の送入管１４に接続しで
ある。

よってリング状鋳鉄体９で昇温しでそこから流出して来
る冷却水の熱含量が冷却及び顆粒化部３に現われる粗ガ
スの飽和温度を上げるのに用いられる。

それによって同時にリング状鋳鉄体９への入口と水配分
装置１３との間を流れる冷却水の圧力低下を除いて鋳鉄
体９の鋼管内にかかつている圧力と反応室及び冷却−及
び顆粒化部の圧力との間に圧力平衡がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はフライアシュ雲中で火炎反応をさせるための微
粉炭ガス化反応器の概略。 第２図はスラグ出口開孔を拡大して示す図。 １・・・・・・反応器、２・・・・・・反応室、３・曲
・冷却−及び顆粒化部、４・・・・・・冷却管遮蔽、５
・曲・搗固材、６・・・・・・バーナー、７・・・・・
・底、８・・・・・・スラグ出口開孔、９・・・・・・
リング状鋳鉄体、１０・・・・・・水送入管、１１・・
・・・・水排出管、１２・・曲支持構造、１３・・・・
・・水配分装置、１４・・・・・・送入管、１５・叩・
粗ガス出口枝管、１６・・・・・・底部開孔、１７・・
・・・・鋼管、１８・・・・・・スラグ浴、１９・・・
・・・凹み、２０・・・・・・スラグの流れ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 灰分の融点より高い温度のフライアシュ雲中で火炎
   反応させるために、灰分含有燃料である遊離酸素含有の
   ガス化剤を用いるところのガス化のための装置であって
   、溶融流動状態のスラグが高温の粗生成ガスとともに反
   応室から冷却−顆粒化部へ導かれるものにおいて、反応
   室底にあるスラグ出口開孔８がリング状鋳鉄体９からな
   り、その中にはその形に適合させかつ幾重かに巻いた鋼
   管１７を埋込んで鋳造しこの管に水送入管１０と水排出
   管１１とを設けであることを特徴とする装置。 ２ リング状の鋳鉄体９の上縁はダム状に周囲の反応室
   床７より突出していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ３ 周囲の反応室床７よりダム状に突出しているリング
   状鋳鉄体９の上縁には一つ又はいくつかの凹み１９が設
   けであることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
   の装置。 ４ 水送入管１０と水排出管１１とは反応室用の冷却管
   遮蔽４の冷却水供給部と連結していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項又は第２項若しくは第３項に記載
   の装置。 ５ 水排出管１１は冷却−及び顆粒化部３の水配分装置
   １３と連結してあって、リング状鋳鉄体９で昇温し水排
   出管１１を通って流出する水が直接にスラグ顆粒化に、
   場合によっては粗ガス直接冷却に役立ち得るようにしで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
   若しくは第３項に記載の装置。