JPS59206489A - 石炭灰スラグの排出装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明１、噴流層石炭ガス化炉に係り、特に、石炭灰が
溶融した石炭灰スラグ勿系外に確実に排出するのに好適
な溶融スラグ除去装置に関する。

〔発明の背景〕

噴流層石炭ガス化方式では、微粉炭ｒガス化剤（酸素、
空気等）と共に、ガス化炉内に＠物し、水素、−酸化炭
素？主成分とする高渦ガスヶ発生させる。この際、石炭
中の鉱物性物質（石炭灰）は、高温下で溶融し、石炭灰
スラグ（以後、単にスラグと呼ぶ）になる。このスラグ
定確実に炉系外に抜き出すことは、高圧下でガス化反応
が行なわれた時は困難であるが、反応炉下部に水槽蟹設
置し、スラグを水中に滴下させることにより、スラグは
粉砕され容易に系外に排出される。

この技術ケ用いた微粉炭ガス化炉の反応炉で生成したス
ラグケ、反応炉出口から水槽へ確実に流下させることは
重要な課題である。これに対し、炉底部の中央に層状の
排出孔忙配直し、そ１７Ｊ上端ケ炉底部より高くするこ
とにより、スラグ勿炉底部に溜め、堰を越えて流出させ
る方法は公知である（特（Ｈ昭５６−４７４８８）。

この方法では、スラグ排出孔付近のスラグが温度低下の
ため固化し、特に、始ｉの時にスラグ排出孔が閉塞する
可能性があった。それゆえ、スラグジ１出孔勿高渦に維
持するために、微粉炭バーナ生成ガスバーナ、電気ヒー
タ等によシ加熱を行なう方法が用いられて米た。本方法
では、連続的にスラグを流下させるので、負荷変動等に
よりスラグ流下量が変化した場合、効率的に加熱するた
めにはスラグ流下量に合わせた加熱が必要である。しか
し、スラグ流下量孕把握し、それに合わせた加熱ケ行な
うためＫは、大損シな装置が必要となシ、また、運転操
作が複雑になる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、スラグを確実にガス化反応器より排出
し、効率良く石炭のガス化忙行なう、噴流層石炭ガス化
装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

スラグ排出孔でスラグが閉基する原因は以下のように考
えられる。

α）始動時に、スラグ排出孔付近の温度が低いため、壁
付近ケスラグが流下しても、排出孔付近では流下せず、
固化してしまう。すなわち、始動時ＶＣは、スラグ排出
孔の温度が、スラグの固化が起こらない温度に上昇する
まで、スラグ排出孔にスラグケ流し込むことは適当でな
い。

（２）定常状態でスラグが流下していても、スラグ排出
孔の径は、炉径に比べて生きいので、炉壁を伝わって流
下するスラグの厚みに比べて、スラグ排出孔ケ伝わって
流下するスラグの厚みは大きくなる。従って、スラグの
厚みによる温度低下によ、す、スラグ排出孔の壁付近の
スラグは固化する。

つ寸り、スラグ排出孔付近のスラグは、鉄面だけ流下し
ておシ、スラグ排出孔の壁にスラグの固化した層が生じ
る。この状態が続くと、スラグの同化層が発達し、スラ
グ排出孔は閉塞する。

すなわち、始動時から連続的にスラグ全流下させること
は、きわめて困難であるという結論に達した。そこで、
定期的に流下させることが考えらｒるが、そのためには
以下の事項紫満たさねばならない。

（１）　　スラグ排出孔は、スラグを流下させる時、ス
ラグ融点以上の筒渦てなくてはならない。

（２）　　スラグ勿押し出す力荀作らねばならない。

（３）炉内の反応をイ４止させてはならない。

以上の条件？満たすスラグ流下量］〆とじて以下の発明
に至った。

（１）反応炉中央部に円筒型＋７Ｊ　：ｌｊメケ設け、
その上部を炉底に比べ蔦い位置とし、炉底部にスラグ溜
め？設ける。

伐）微粉炭バーナの火炎が堰の上部に接するように微粉
炭バーナを役向する。

（３）スラグが、堰を越える程度、炉底部に溜まったら
以下の方法によりスラグを抜き出す。

すなわち、炉壁側のスラグ溜めの上面に向けたバーナを
配置し、高流速で生成ガス、微粉炭等？吹き込む。これ
によりスラグは高嵩のせきから押し出せる。

実施例 以下、本発明の一実施例１ヶ第１図ケ用いて説明する。

第１図は、噴流層ガス化炉装百２の本体の一部ケ示す。

平均粒径５５μｍの微粉炭５は窒紫ガスで搬送され酸素
４と共にノズル６の先瑞がらガス化室３に噴霧される。

ノズル６がら噴秘された微粉炭５は酸素４により部分燃
焼され、−酸化炭素、水素に富む可燃性ガスｌとして上
方に取り出される。石炭中に含まれる灰分は、部分燃焼
にょシ発生する熱で溶融し、その一部はガス化室３全覆
う耐火物の内壁に付着し、徐々に壁表面全流下し、スラ
グ溜め７に入る。スラグ溜め７がら流出したスラグは、
スラグ排出孔８の上部紮通過し、炉下部に設置した水槽
９に滴下する。そして、水槽内で急冷されたスラグは粉
砕し、排出孔１ｏより抜き出される。水槽９の水位は、
排出孔１０がらの水の出入によって一定に保たれる。

次に、第２図を用いて、本発明のスラグ抜き出し方法を
詳細に説明する。

微粉炭バーナ６は、炉内に仮想した円の接線方向に向く
ようにし、旋回流ケ形成させる。スラグ排出孔８は、ス
ラグが滴下しやすいように、エツジ状にし、また、スラ
グのまわ殴込みによりスラグ排出孔にスラグが付着しな
いようなテーパー状とする。また、スラグ拶１出孔８の
上端は、微粉炭バーナ６の２１石長上に位置させ、常に
加熱する。

スラグがスラグ溜め７に十分に溜まシ、スラグ検出器１
４１ｆＣ接触した時、輻射〆；！５がなくなるので、ス
ラグ検出器で測定した温度は低下する。この時点で、ス
ラグ排出用バーナ１２から高速で微粉炭１１及び酸素１
３　’ｆ吹込む。これによシ、スラグ排出バーナ直下の
スラグ溜め７（ｌ）上面は、スラグ排出バーナ１２によ
る圧力で押し下げられる。そして、スラグはスラグ検出
器８の上端を通過して、確実にスラグ冷却水槽９に滴下
する。

以上の実施例には、表ＩＶＣ示す微粉炭４用いた。

表１ また、スラグ排出孔８の堰の高さは、ガス化反応？１時
間行なった時に、ちょうどスラグ溜めがらオーバフロー
する高さにした。

スラグ排出用バーナ１２からは、微粉炭バーナと等しい
量のガス化剤及び微粉炭も供給し、この駆動時間は５分
とした。実験結果を表２に示す。

表２ スラグ排出用バーナー２？Ｉ−用いた場合、スラグ排出
、吹込み状態の変化から、わずかに温度低下が起こるが
、ガス化効率、冷ガス効率にほとんど影響がなく、連続
運転が十分に可能であることケ示している。

スラグ排出孔８に付着した残留スラグ−１、スラグ排出
操作が行なわれた際に排出され、常に好適な状態に保た
れる−ことが確認された。

次に実施例２を嫡３図に示す。第３図ではスラグ排出用
バーナ？よ勺高圧用にして生成ガスを吹込む。そして、
スラグがスラグ溜め？満たすか満ださないかに無関係に
、一定間隔で排出用バーナからガス？吹き出す。

グ排出孔勿スラグ排出バーナよシ遠い位置に設置し堰の
一部？低くシ、この部分から集中的に流れ出すように役
向したものである。

〔発明゛の効果〕

本発明によれば、石炭灰が溶融した石炭灰スラグを系外
に確実に排出し、効率良く石炭ガス化金行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１の断面図、第２図は第１図の
部分断面図、第３図は実施例２、第４図は実施例３のそ
れぞれの部分１祈面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、微粉炭を酸素、突気等のガス化剤と共に吹き込む微
   粉炭バーナと、溶融スラグが溜まるように堰の上端全底
   部よシ高くした層状のスラグ排出孔と、このスラグ排出
   孔の直下に設けたスラグ冷却用の水槽とからなる噴流層
   石炭ガス化装置において１ 炉底部の前記堰と炉壁の間の任意の位置に向けて前記微
   粉炭と前記酸素、突気等のガス化剤、または生成ガスケ
   高圧で吹き込むスラグ排出用のバーナと、一定時間間隔
   ？おいて高圧で前記微粉炭及び前記ガス化剤またー、生
   成ガス等紫吹き込む手段と、その圧力で、前記スラグの
   液面に力全加え、前記スラグ會前記堰の近傍に押しやり
   、前記堰の上端全通過させ、前記スラグ全排出させる手
   段とからなること全特徴とする石炭灰スラグ排出装置。 ２、特許請求の範囲Ｍ１項に於いて、前記スラグ冷却用
   の水槽と、噴流層ガス化炉の炉底部の間に、前記炉底部
   あるいは前記水槽の上面あるいはその間に向けて、前記
   スラグの流下會確認する光＃的センサー、あるいは超音
   波センサーを設け、または前記スラグ溜めの内部の前記
   堰の上端と、前記炉底との間の任意の尚さに前記スラグ
   と炉内の温度の差を検出する高温温度センサー全段け、
   前記スラグが前記炉底部の前記スラグ溜め全十分に満た
   したこと全検知した時に、前記スラグ排出用バーナから
   高圧で前記微粉炭及び前記ガス化剤または前記生成ガス
   を吹き込む手段と、七ｅノ圧力で前記スラグの液面に圧
   力を加え、前記スラグ紫前記堰の近傍に押しやシ、前配
   堰の上端を通過させ、前記スラグ全排出させる手段とか
   らなること全特徴とする石炭灰スラグ排出装置。 ３、特許請求の範囲第１項に於いて、噴流層石炭ガス化
   炉の運転停止時に、前記スラグ排出用バーナから高圧で
   前記微粉炭及び前記ガス化剤または前記生成ガス等金吹
   き込み、その圧力でスラグ液面に力？加えることによシ
   前ｎ［Ｓスラグを前記堰の近傍に押しやり、前記堰の上
   端を通過させ、前化スラグ？排出させる手段ケ設けたと
   と全特徴とする石炭灰スラグ排出装置。