JPS59135285A - 石炭ガス化炉における灰の融着防止法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、凝集流動ガス化炉（以下単にガス化炉という
）と噴流燃焼室（以下単に燃焼室という）とを上下に組
合せて配し両者な目皿のないスロートで結合した石炭ガ
ス化炉において、スロート部およびガス化炉々底部ない
しはその近傍の炉内壁への溶融灰の付着・成長を防止す
ることに関するものである。

近年のエネルギー逼迫問題にからむ諸事情に鑑み、石炭
エネルギー再利用の検討が世界的に行われはじめている
。

エネルギー源としての石炭は、その形状が固体であるこ
とから、石油ないしガスに依存したことから得た使い易
さ使用時や使用後の固形状残留物のない形態に慣れすぎ
ている供給者・需要者の間で石炭の液化ないしはガス化
技術の確立が要望されてきている。

この石炭の液化ないしはガス化技術が完成すれば、この
エネルギー供給ルートないしは使用場面である末端装置
にそれ程の大きな改変ケ与えずに従前のものが使用でき
るから極めて大きな経済効果をもたらすであろう。

このような周囲の状況から、石炭の液化ないしはガス化
に関する技術的検討が進められており、既に数多くの検
討結果の発表や提案かなされている。

そのうちの石炭ガス化技術に限ってみても、流動層式（
単一、多段）、噴流式その他があるが、本発明の技術は
流動層式の範噴に含まれるガス化炉を用いて発電、燃料
ないしは化学原料用等のガスを製造するないしその装置
に関するものである。

石炭をガス化した場合に発生する灰をどのようにして取
り除くかという問題に対する解決策は、石炭ガス花技術
の中で船大きな位置を占める１榊事項となっている。

すなわち、戸桝ケガ予化大る際、高温で反応を行わせれ
ば炭素のガス化反応速度が大きくなりガス化効率が良く
なることは知られているが、一方ガス化の際に生ずる□
灰のためｄトラブルが惹起することも知られている。具
体的に述べると、ガス化反応の際の温度□が灰の融点に
近づ（と灰が溶融を起しガス化炉中の分散板や壁面にこ
れが融着していわゆるクリンガートラシフが発生する。

そのために一般の流動層のタイプめガス化炉では、１０
０’Ｏ℃以上の高温ガン化は難カルいとされており、通
常は灰の□、融点よａ爲２’６ｏ℃低い温度に抑えて運
転な行ざるな得す、石炭のガス化効率は末だ充沙なもの
ではなかった。： 従来例について図を用いて説明する。第１図は、一般的
な流動層炉の概念図である。石炭１は、スクリューフィ
ダーなどにより流動層炉２に供給されて乾燥されてチャ
ー５となる。

この時流動層炉２には、酸素または空気とスチームの混
合ガスからなるガス化剤６を炉底部に設けた多孔板形分
散板４を通して吹き上げ炉内に滞留し１パるチャー５ケ
流動化させな力′！ガ′化反応を行うものである。

この方法によれば、多孔板型分散板４上の孔間にチャー
粒子のよどみ部分が生じ、これがガス化剤乙に触れると
局部的に加熱されるが、この時ガス化温□度□が充分に
高められている場合ではチャー粒子中の灰が溶□・融を
起し多孔板型分散板４上に付着・成長して究極的には流
動化かできな（なる。

以上の実情から、実際に１業を行うと墓には、ガス化温
度を９’Ｏ”０＝’、１０ｏ’ｏ℃程−で行すニ反応温
度が低いことがら１塔でのガス化効率が低いだけに留ま
らずタール、フェノール等の発年量が多（なセ乍ど０欠
点ｙ７［するも０でありた・ガス化効率を上昇させるに
は、タリンヵートラブルケ如何にして零ないしは僅少に
し得るかという解決策の有無如何に依存しており、この
タリンカートラブルを防ぐためのガス化方式として本発
明者らは前記の如き耐熱部材であることが要求されしか
も閉塞事故の原因を起り易□い多孔板形分散板の使用を
必要と・しない石炭ガスイヒ方法及びその装置を提案し
た（′特願昭５５−１’５’２１４２号）。

これは、上部に石炭を流動化させながらガス化反応を行
わせる流動層炉方式のガス化炉で、その下に位置するよ
うに生成ガスの二部を燃焼させ□て流動化ガスを得るた
めの燃焼室を配しこの両者を多孔板形分散板のないスロ
ートで結合した石炭ガス化装置である。この装置を用い
るときは、ガス化炉では灰の融点付近の高温でガス化反
応を行わせると同時に溶融している灰を流動させて一定
の粒径ないしは重量になるまで積極的に凝集を行わせこ
れをスロートから落下させて分離するものである６　　
　　　　　　　　　　　　′本発明は、上述の装置にお
いて更に改良を加えたもので、この装置においても流動
化ガスめ温度を灰の融点付近まで上げたり、ガ誠化剤吹
込み口から形成される石炭の燃焼ゾーンかスロート部及
び炉底部に触にるとスロート部及び炉底部め炉壁が加熱
されて灰が溶着しあるいはまた成長を起すことがある点
に着目し、このような現□象が発生しないようないしは
その発生をできるだけ抑制させることについて検討な加
え本発明に至ったものである。

すなわち、本発明は１、ガス化炉の炉底部と燃焼室とが
・直立フロートで結合されている石炭ガス化炉において
、炉底部及びスロート部の壁面を冷却することを特徴と
する石炭ガス化炉における灰の融着防止法に関する。

以下本発明の方法な第２図に示した一実施例に基づいて
説明する。

第２図において石炭１は、スクリューフィーダーなど公
知の供給手段によりガス化炉２に供給され、乾留してチ
ャー５となる。このガス化炉２の下部には１、生成ガス
の一部が供給管９から送り込まれて燃焼するための燃焼
室７が設けられている。

燃焼ガス１４は、ガス化炉２と燃焼室ンと乞連結するス
ロート８から吹き上りチャー５ケ流動化する。

一方、酸素（空気または酸素富化空気でも良い）とスチ
ームとの混合ガスからなるガス化剤３は、ガス化炉２の
下部の炉壁より吹込みチャー５をガス化する。

ガス化剤乙の吹込み四周辺には、嵩高の燃焼シー７１２
か形成し石炭中の灰は凝集・造粒され塊状の灰１６とな
る。

この塊状の灰１６とチャー５は、ガス化炉２の中心軸付
近ではスロート８から吹き上げられる燃焼ガス１４によ
り炉の上方に送られ、このものが中心軸から離れてガス
化炉２の内壁側では下方に降下する移動層となり、この
運動が連続的に行われて流動状態が維持されながらチャ
ー５のガス化反応と灰分の造粒が進行する。

粒径・密度か充分に大となった塊状の灰１６は、ス、ロ
ート８の部分で吹き上げられる燃焼ガス１４の圧力に抗
して重力による下方への移動がなされ、燃焼室７を通っ
て下方に落下し系外に排出される。

従ってスロート８における燃焼ガス１４の流速をチャー
５の終端速度より多少高めに設定して・おくことにより
、粒径・密度の太き（なった塊状の莢１６を効率よく落
下・排出することができる。

このとき、石炭のガス化効率を増すためにガス化炉２や
燃焼ガス１４の温度を灰の融点付近まで上昇させると、
粒径・密贋が充分に大きくなった塊状の灰１３がスロー
ト８やガス化炉２の底部などに付着・成長する。

これとは別に粒径・密度が末だ充分に太き（なっていな
い塊状の灰とチャー５の流動状態が活発に行われない炉
底のコニカル部分１５では、チャー５の燃焼による熱の
拡散が少１．Ｃいため、塊状の灰１３が局部加熱（過熱
）されて溶融状態を作り、これがコニカル部分１５たい
しその近辺の炉壁６に付着・成長するトラプルン起すこ
とがある。

本発明では、このような装置において、第３図に第２図
Ａ−Ａ断面図を示したように、炉底部に冷却管１０を埋
込み、水やスチーム或は９緊ガスなどの冷却用流体１１
を流通させてスロート部８と炉底コニカル部分１５あろ
いは下位の炉壁とを冷却し局部加熱による塊状の灰１６
の溶融および溶融灰の付着・成長を防止するものである
。

この目的で使用する冷却用流体の使用量は、スロ一ト８
と炉底のコニカル部分１５ないしは更に炉壁６の下部の
表面温度が灰の融点との差が７５℃以上となるように調
節する。

このとき冷部が過度に進行すると、粘結性のある石炭を
使用しているときには、この石炭が粘着し流動化ができ
なくなるというトラブルが発生することから、コニカル
部分１５および炉壁６の表面温度は６００℃以上に保つ
必要がある。

また、冷却用流体１１の使用による炉の熱損失を最小限
に抑えるため冷却管１０は可能な限りスロート部分８と
炉底コニカル部分１５に近づけて設けることか好ましい
。

このような構成を有する石炭ガス化炉を使用して石炭の
ガス化を行うと、ガス化反応温度を使用する石炭灰の融
点に５０℃まで近つけてもスロート部、炉底コニカル部
分あるいは炉壁への灰の溶着ないしはその付着灰の成長
や石炭の粘着によるトラブルケ起すことなく運転を続行
することができ、従来の流動層タイプによるガス化技術
に比較して石炭のガス化効率が著しく向上するという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法による石炭のガス化装置の概念図、第２
図は本発明で使用する石炭ガス化装置の概念図、第６図
は第２図におけるＡ−Ａ断面図である。 １・・・石炭、２・・・ガス化炉、５・・・チャー、６
・・・炉壁、７・・・燃焼室、８・・・スロート、１０
・・・冷却管。 １１・・・冷却用流体、１６・・・凝集灰、１５・・・
コニカル部分。 代理人　弁理士　　木　村　三　朗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガス化炉の炉底部と燃焼室どが直立スロートで結合され
   ている石灰ガス化炉において、炉底部及びスロート部の
   壁面を冷却することを特徴とする石炭ガス化炉における
   灰の融着防止法。