JPS6092391A - 微粉炭のガス化方法 - Google Patents

微粉炭のガス化方法

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JPS6092391A
JPS6092391A JP20005583A JP20005583A JPS6092391A JP S6092391 A JPS6092391 A JP S6092391A JP 20005583 A JP20005583 A JP 20005583A JP 20005583 A JP20005583 A JP 20005583A JP S6092391 A JPS6092391 A JP S6092391A
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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】 本発明は微粉炭のガス化方法に係り、特に生成スラグを
連続かつ安定して排出するに好適なスラグの固化防止方
法に関するものである。
エネルギー源の多様化の一環として、微粉炭をガス化す
ることにより気体燃料を得る試みが種々なされている。
従来、この種の方法は、第1図に示すように、供給口8
へ送られた微粉炭を、供給口9を経て送られる酸素含有
ガス(一般に酸素)およびスチームライン10、同バル
ブ11を経て送られるスチームの混合下にガス化炉7内
のガス化部1へ噴霧供給してこれを部分燃焼することに
より行なわれている。該部分燃焼に伴ない生成するガス
は、ガス火炉7内を上昇した後、その頂部から生成ガス
ライン17へ送られ、所望により設けられるサイクロン
や廃熱ボイラ等の熱回収器を(2) 経た後冷ガスとして回収される。
一方、石炭中の灰分に基因して溶融状のスラグが生成す
るが、このスラグはガス化炉7の下部に設LJられたク
ツプロ3を経た後下方のクエンチ水6中へ流下し、固化
後スラグ排出口19から回収される。
しかし、このような従来方法においては、以下の欠点が
避けられない。すなわち、第2図(第1図に示すガス化
炉の部分拡大図)に示すように、上記部分燃焼により生
成した溶融状のスラグ2がガス化炉底部の傾斜に沿って
移動した後クツプロ3に達し、次いでその内周面に沿っ
て流下する際にスラグの流動性が大幅に変化し、クツプ
ロ3の上部5では高流動性を示すものの、同下部4では
低流動性が低下し、遂には固化する危険性を生じる。
」二記の原因として以下が考えられる。
一般に、ガス化部1の温度は、石炭中の炭素分の利用率
を可及的に向」ニさせるため1.500〜2.000℃
程度の高温に保たれるので、この影(3) 響でタップ口上部5の温度もスラグを高流動状態に保つ
に充分な高温に維持される。しかるに、タップ目下部4
では、下方のクエンチ水G(100℃以下の低温)の影
響を受けて輻射熱等により熱をとられること、および高
温のガス化部1からの移動熱量が距離に比例して少なく
なること(装置が大型化する程顕著となる)から温度が
低下し、この影響でスラグの流動性が低下する。
このような欠点を解消するため、酸素の供給量を増大さ
せることによりガス化炉の温度を過度に上昇させ、タッ
プ目下部4の高温化を達成しようとする試みが行なわれ
ているが、この場合には、新たに下記の問題が発生ずる
。第1は、第3図からも明らかなように、得られる冷ガ
スの品質(生成ガス発熱量)低下が避けられないこと、
第2は、ガス化炉の材質選定が一層困難になることであ
る。
第3は、このような高温化を図っても、なお石炭種によ
ってはスラグの排出を安定して実施できない場合がある
ことである。
一方、スラグ温度やガス化温度を正確に測定ず(4) ることが難しいという問題もある。すなわち、これらの
温度は高温であるため、例えば熱電対により直接測定す
ることは困難であり、また放射温度計により間接的に測
定する場合でも、黒度(輻射率)の限定に問題があるた
め、正確な測定は困難であり、これらの克服が開発上の
課題となっている。
本発明の目的は、ガス化効率を低下させることなく、ス
ラグを連続かつ安定して排出できる微粉炭のガス化方法
を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明は、微粉炭を酸素含
有ガスとスチームの存在下にガス化炉へ噴霧供給してガ
ス化させ、その際生成する灰分の溶融スラグをガス化炉
下部のタップ口を経て下方のクエンチ水都へ流下させて
回収するようにした微粉炭のガス化方法において、上記
タップ口の下部炉体内部に温度検出部を設けるとともに
、タップ目下部とクエンチ水々面間に形成される空間部
にガス抜きラインとタップ目下部に向けられたバーナと
を設け、」二記温度検出部により検出される(5) 温度がスラグの溶融温度以」二になるように下記a、b
およびCから選ばれる少なくとも1つの操作を行なうこ
とにより制御することを特徴とする微粉炭のガス化方法
a、ガス化炉へ供給するスチームの削減す、ガス抜きラ
インへのガス抜き量の増大C,バーナ着火 本発明の好適な実施態様においては、」二記a、bおよ
びCから選ばれる少なくとも1つの操作は順次重複して
行なうことが望ましい。
以下、図面に示す実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。
第4図および第5図は、それぞれ本発明の実施例に係る
微粉炭ガス化装置の説明図およびそのタップ口部を拡大
して示す断面図であり、これらは第1図および第2図に
示す装置の同一符号と説明が同様に参照される部分と、
タップ口3の下部4においてその内周面から一般に10
〜50tm炉体内に入った位置に設けられた温度検出針
(一般に熱電対でよい)18と、タップ口3の下部面と
り(6) エンチ水6の水面間に形成される空間部に設けられたガ
ス抜き口14と、該ガス抜き口14から抜き出されたガ
スを冷却する冷却器13およびガス調整弁15を含むガ
ス抜きライン16と、タソプロ3の下部開口に向けられ
たバーナ12とから主に構成される。
このような構成の装置において、ガス抜きライン16を
閉にし、またバーナ12を作動させることなく、かつラ
イン10からのスチーム供給を絞り加減にして本発明に
よる運転を行なったところ、第6図の■に示す結果が得
られた。なお、同図中のT1は温度検出計18により検
出される温度、また下2はガス化部1での断熱火炎温度
(供給した酸素と石炭中の炭素分とが部分酸化反応を行
なった際に発生する熱に基因する理論計算温度)を示す
。この結果および別途の関連実験の結果から、石炭灰の
溶融点の相違により必ずしも一様ではないが、一般に7
2−T、≦200〜800′Cであればスラグが充分に
流下することが確認された。
しかし、上記の条件は十分条件ではなく、比較(7) のため第6図のAの時点でスチーム供給量を増大(酸素
供給量を低下させてもよい)させてT2を低下させた(
T+も低下する)ところ、その領域■ではT2−T、5
200〜800℃の条件は満たされているが、スラグの
固化現象がみられた。
これらのことから、スラグの必要な流動状態を保つため
には、T2−T15200〜800℃でかつT1≦スラ
グの融点(流動温度)という条件が必要であることが明
らかとなった。
生成ガスの品質や生成効率を低下させることなく上記の
条件を満たずためには、微粉炭と酸素含有ガス(酸素、
空気等)の供給は一定比率で行ないながら、下記a、b
およびCから選ばれる少なくとも1つの操作を行なうこ
とによりT1を」二昇させればよい。
a、ガス化炉へ供給するスチームの削減す、ガス抜きラ
インへのガス抜き量の増大C,バーナ着火 上記の微粉炭と酸素含有ガスの供給比率は炭種により必
ずしも一様ではないが、一般に02/石(8) 炭(重(f)=0.6〜1.2程度とすることが望まし
い。
次に、第7図は、本発明の他の実施例に係る微粉炭ガス
化装置の系統を示すもので、この装置は、第4図に示す
装置の同一符号と説明が同様に参照される部分と、温度
検出計18による検出値Tlと予め入力されているスラ
グ溶融温度とを比較し、前者が後者より低い場合には、
これを解消するために前述のa −c (7)操作を順
次重複して行なうための指示信号を出力する演算装置2
0と、該演算装置20からの信号に基づきそれぞれスチ
ームバルブ11に対し操作信号を出力するスチーム量調
整器21、ガス調整弁15に対し操作信号を出力するガ
ス抜き弁開度調整器22および燃料バルブ25に対し操
作信号を出力するバーナ添加調整装置23とから主に構
成されている。なお、同図中、24はガス抜き量を検知
するとともに、これをガス抜き開度調整器22ヘフイー
ドバソクするためにガス抜きライン16のガス調整弁の
後流に設けられたガス流量計、26および27は、それ
ぞれ(9) 必要により生成ガスライン17に設けられたザイクロン
および廃熱ボイラ等の熱回収器である。
このような構成の装置において、温度検出計18による
T1の測定下に運転か行なわれるが、その際TIがスラ
グの溶融温度に達しない場合には、先ず演算装置20か
らスチーム量調整器21に対し指示信号体が出力され、
以下、順次該調整器21とスチームバルブ11が作動し
、スチーム供給量の低減(当初のスチーム供給量は、一
般に重置でスチーム/石炭=0.1〜0.3である)と
これに伴なうガス化部1の温度(T2)の上昇が達成さ
れ、これによりT1が所定温度以上に」二昇することと
なる。これにより、同一石炭であれば灰溶融点の変動を
スチームの増減で充分に吸収でき、安定したスラグの流
下(固化防止)が可能となる。
次に、上記のスチーム低減を行なってもなおT1を所定
の温度に維持できない場合には、上記の操作に加え、さ
らにガス抜きライン16に設置しであるガス調整弁15
を開く操作が、演算装置20の指示とガス抜き弁開度調
整器22の動作を通しく10) て同様に行なわれる。これにより、ガス化部1の高温ガ
スをタップ口3、ガス抜き口14およびガス冷却器13
を経て、ガス抜きライン16へ抜き出すことができるの
で、通過する高温ガスによりタップ口3を加熱すること
ができる。
なお、上記により抜き出されたガスは、後続の生成ガス
ライン17を通って回収されるので、ガス化効率を低下
させることはない。生成ガスライン17には、ガス化炉
7の出口以降に圧力損失の原因となるサイクロン26お
よび熱ボイラ27等が接続されているため、それらの後
続におけるガス圧力はガス化炉7内のそれより低くなる
。そのため、ガス調整弁15を開くだけでガスは自然に
流れることとなる。ガス抜きライン17へのガス抜き量
は全発生ガス量の50〜20%以下に抑えることが望ま
しい。
次に、上記のような各方法によってもなおT1を所定の
温度に保てない場合には、上記の各操作に加え、さらに
タップ口3の下方に設置したバーナ12の着火を演算装
置20の指示とバーナ点火調整装置23の動作を通して
同様に行ない、タップ口3を強制加熱する。なおバーナ
12の着火はスタートおよびストップ時の固化防止の際
にも行ってもよい。
以上に説明したように、本実施例はタップ口3の下部に
設けた温度検出計18により、スラグの温度計測を行な
うものであるが、該検出温度が適性範囲に入っていない
場合には、スチームの低減、ガス抜き口14からのガス
抜きおよびバーナ12の着火を順次重複して自動的に行
なうことにより、上記の温度を所定位置上に制御するこ
とが可能となり、これにより効率低下を生ずることなく
、スラグの固化を充分に防止することができる。
以上、本発明によれば、タップ目下部の炉体内に温度検
出部を設けるとともに、タップ目下部とクエンチ水々面
間に形成される空間部にガス抜きラインとタップ目下部
に向けられたバーナとを設けたことにより、温度検出部
を、破損のおそれなく、適性な温度範囲内で使用するこ
とができ、またこの検出温度がスラグの溶融温度以上に
なるように、ガス化炉への供給スチーム量、ガス抜き量
およびバーナの着火を順次併用してタップ目下部の温度
を制御することにより、生成ガスの品質や生成効率の低
下原因となる過剰な酸素の供給を要することなく、スラ
グ温度を上昇させ、スラグの固化防止とこれに伴なうス
ラグの連続、かつ安定した排出を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の微粉炭ガス化装置の主要部側断面系統
図、第2図は、第1図に示す装置のタップ口部拡大側断
面図、第3図は、酸素供給量が生成冷ガスの品質に与え
る影響を説明する図、第4図は、本発明実施例に係る微
粉炭ガス化装置の主要部側断面系統図、第5図は、第4
図に示す装置のタップ口部拡大側断面図、第6図は、本
発明の実施例の効果を比較例とともに示す図、第7図は
、本発明の他の実施例に係る微粉炭ガス化装置の系統図
である。 1・・・ガス化部、2・・・スラグ、3・・・タップ口
、4・・・タップ目下部、5・・・タップ口上部、6・
・・クエンチ(13) 水、7・・・ガス化炉、8・・・微粉炭供給口、9・・
・酸素含有ガス供給口、10・・・スチームライン、1
1・・・スチームパルプ、14・・・ガス抜き口、15
・・・ガス調整弁、16・・・ガス抜きライン、17・
・・生成ガスライン、18・・・温度検出計、19・・
・スラグ排出口、20・・・演算装置、21・・・スチ
ーム量調整器、22・・・ガス抜き弁開度調整器、23
・・・バーナ点火調整装置、24・・・ガス流量針、2
5・・・燃料バルブ。 代理人 弁理士 川 北 武 長 (14) 第2図 02/coaA(5i1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)微粉炭を酸素含有ガスとスチームの存在下にガス
    化炉へ噴霧供給してガス化させ、その際生成する灰分の
    溶融スラグをガス化炉下部のタップ口を経て下方のクエ
    ンチ水都へ流下させて回収するようにした微粉炭のガス
    化方法において、−ヒ記タソブロの下部炉体内部に温度
    検出部を設けるとともに、タップ目下部とクエンチ水々
    面間に形成される空間部にガス抜きラインとタップ目下
    部に向けられたバーナとを設け、下記a、bおよびCか
    ら選ばれる少なくとも1つの操作を行なうことにより、
    上記温度検出部で検出される温度がスラグの溶融温度以
    上になるように制御することを特徴とする微粉炭のガス
    化方法、 a、ガス化炉へ供給するスチームの削減す、ガス抜きラ
    インへのガス抜き量の増大C,バーナ着火 (1) (2、特許請求の範囲第1項において、−に記のa、b
    およびCから選ばれる少なくとも1つの操作はこれらの
    操作を順次重複して行なうものであることを特徴とする
    微粉炭のガス化方法。
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