JPS62267398A - 石炭ガス化装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は石炭のガス化装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の石炭ガス化装置を第４図〜第５図に示す。圧力容
器１７の内部に一部分が水冷壁管５にて周囲を囲まれた
ガス化炉本体３１が収納されでいる。水冷壁管は第５図
に示すようにフィン溶接形式であり、一様に垂直方向に
配され一部にはスタッドとキャスタブルが施工されてい
る。

冷却水は下降管２より下部へラダ４に供給され、水冷壁
管中を上昇しながら加熱され、上部ヘッダ７に集められ
、更に上昇管３０を通じてドラム（図示していない）に
送られる。

ガス化炉本体３１はスロート部３２をはさんで上下に分
けられており、上方の部分には水冷壁５を貫通してノズ
ル３３が設けられ、石炭と酸素が供給される。また、下
方の部分にはバーナ３４がらチャーおよび酸素が、炉の
や＼下向部分に向けて投入される。

このように、ガス化炉３１の一部分は垂直方向に配され
た水冷壁管により構成された冷却ゾーンが設けられてい
る。また、大型の炉にあっては前記ガス化炉の下方の部
分についでも水冷壁にて構成し得ることが示唆されてい
る。（特願昭５８−８０１７０号参照） 〔発明が解決しようとする問題点３ 以上述べた従来例は、しかし、次のような問題があった
。

水冷壁管はガス化炉の下方に設けられたヘッダから垂直
方向に配置されることとなるが、管の必要な本数、一本
の管と隣接する管の間隔（ピッチ）、あるいはフィンの
寸法（管と管との間隙寸法）は上部または下部の炉の最
大直径および管自身の外径寸法に基づいて選定される。

このためガス化炉下部のスラグ排出部を含むスロート部
、ガス化炉中央部付近の第２のスロート部においては、
直径寸法がガス化炉の最大直径寸法より当然小さくなる
ので、水冷壁管の配置・構成が著しく制約されるととも
に複雑となる。すなわち、スロートを形成する部分にあ
っては通常の水冷壁管全数を同一平面内にで均一に配す
ることは困難であり、一部残余管が生ずることを余儀な
くされる。このため水冷壁管の構成がはなはだしく複雑
になるという欠点があった。また、ガス化炉の下部の炉
の直径寸法に比較して、上部の炉の直径寸法が小さい場
合にも、一部の管は同一平面内（二で構成することがで
きなくなるケースも生じ得ることとなり、その場合の管
の処置は非常に複雑となる。

また、スロート部において残余管が生じないように構成
した場合には、逆に、炉の直径寸法が大きい領域にあっ
ては適正な冷却壁面を構成するための管本数が不足する
こととなる。つまり、管のピッチが犬きくなり過ぎ、フ
ィンが焼損し易くなる。

さらに、複数のバーナまたはノズルあるいは計測圧の水
冷壁の貫通部について考察すると、特に炉の上下方向に
複数段のノズル貫通部を有する場合には、ノズル中心間
の長さは管曲げ寸法に対応した１分な寸法を確保しなけ
ればならないので、本来必要なノズル中心間距離より過
大となり勝ちであり、このため炉の高さ方向の寸法が大
きくなるという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点の解決を目的としたものであり、
この目的を達成させるため（：、ガス化炉を構成する水
冷壁管の少くとも一部をらせん状に配し、一部において
は垂直方向に配したことを特徴とする、工作性にすぐれ
、信頼性が高い石炭ガス化装置を提供しようとするもの
である。

［作　用］ 本発明は、ガス化炉を構成する水冷壁管の少くとも一部
をらせん状に配するので、ガス化炉を構成する各部の形
状の構成が容易となり、高性能、高信頼性を維持する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図は本発明の石炭ガス化装置の全体構成を示す概略図、
また第２図は本発明の石炭ガス化装置の水冷壁管配置構
成の１例を示すものである。

第１図において、ガス化炉は通常５〜５０　Ｋ９／ｃｎ
＋Ｇで操作されるもので、コンバスタ１８、ディフュー
ザ１９およびレダクタ２０の三つの部分からなり、管と
フィンで形成された水冷壁５にて周囲を囲まれ、炉内側
に比較的薄い（約５０箇以下）耐熱・耐火材６が内張す
されている。この耐熱・耐大材６の取付けはスタッドを
介してなるべく薄く水冷壁５にライニングするのがよい
。そしてガス化炉全体は耐圧容器１７内に収納されてい
る。

コンバスタ１８には石炭の一部、循環チャーおよび空気
または０２が投入され、高温状態（１４００〜１８００
℃）に維持され、灰の溶融排出が行われるとともに、上
部でのガス化に必要な熱を供給する。ガス化剤（空気ま
たは０２）は図示省略のコンプレッサにより昇圧され、
炉内に供給される。

ディフューザ１９には残りの石炭が投入され乾留される
とともに、ガスとの均一な混合、流れの平均化が行われ
る、コンバスタ１８、ディフューザ１９への石炭の投入
は、微粒砕した石炭を図示省略のロックホッパシステム
により加圧され、炉内に搬送される。

レダクタ２０においては炭素粒のガス化およびガスの冷
却が行われ発生したチャーは図示省略の捕集器によって
捕集され、前記コンバスタ１８に循環チャーとして再投
入される。

コンバスタ１８下部には灰ホッパ２４が設けられ流下し
た溶融スラグはここで水冷され、水冷スラグ２２として
外部に排出される。

缶水は蒸気ドラム１より下降管２を通り、循環ポンプ３
にて昇圧され、ガス化炉下部管寄４（二手る。ここから
ガス化炉の周壁を構成する水冷壁５を形成するライフル
管を通り耐熱・耐火材６を透しで若干の熱を吸収した後
、上部管寄７に至り、ここから蒸気ドラム１へ戻される
。

熱交換器２１は、周壁２５、煙道蒸発器１３、過熱器１
５、節炭器１１で構成され、・煙道蒸発器１３、過熱器
１５、節炭器１１は周壁２５の内部に設置されこれらハ
ンガチューブ２６によって支持されている。

そして上記缶水の一部は、連絡管９を経て、一部は周壁
２５、ハンガチューブ２６を通って蒸気ドラム１に戻さ
れ、更に一部は煙道蒸発器Ｉ３に入り、そこから蒸気ド
ラム１に戻される。

蒸気ドラム１内で分離された蒸気は、連絡管８を経て過
熱器１５へ送られ、更にガスタービン排ガスボイラ１６
（図示省略）に送られる。

ここで、水冷壁管の一部を第２図に示すようにガス化炉
の下部にあってはらせん状に配して形成し、上部におい
ては垂直方向配置に転換せしめているのが特徴である７
水冷壁管の炉内側；二は第３図に示すようにスタッドが
とりつけられ、さらに耐火材６がとりつけられる。

本発明によれば、水冷壁管を一部らせん状に配して構成
することによりガス化炉のスロート部を含み、形状が変
化した場合においても同一平面内の残余管（はみ出す管
）は生じないため、極めて合理的にガス化炉の壁面が構
成できるとともに、ノズル等の貫通部の曲げ加工も容易
となり、複数ノズルの配置が容易となる。この結果、ガ
ス化炉の信頼性が向上するとともに任意の内径寸法の組
合せが可能となり、ガス化炉の性能向上に寄与するとこ
ろが犬となる。

ガス化炉の上部または断面形状の変化がない部分などに
おいては、必ずしも水冷壁管はらせん状に配する必要は
ないのでニス管などを介してらせん状配置から垂直状配
置に移行せしめでいる。このため管内流体の圧力損失を
最小限に押えることができる。なお、らせん状配置部又
は垂直状配置部の一部又は全部の管についでライフル管
を使用し、水冷壁管の冷却保護機能を強化することがで
きる。

［発明の効果］ （１）　　高さ方向に内径寸法が変化し、かつスロート
部を有するガス化炉形状にあってもらせん状水冷壁管配
置構成により合理的な壁面構成が可能となり、炉の信頼
性向上および性能向上（：寄与するところが大きい。

（２）　　ノズル等の水冷壁部の貫通部が容易に行え、
信頼性が向上する。

（３）　　らせん状水冷壁管配置と垂直管状配置を組合
わせることができるので任意形状の炉の採用が可能とな
り、信頼性が高く、かつ流体の圧力損失の小さい炉が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の石炭ガス化装置の全体構成を示す概略
図、第２図は本発明の石炭ガス化装置の水冷壁管配置構
成の１例を示す図、第３図は炉壁面構成の詳細を示す図
、第４図は従来の実施例を示す図、第５図は第４図の水
冷壁構造の詳細を示す図である。 ３３・・・ノズル、３４・・・バーナ、３５−耐火壁、
３６・下部スロート部、３２・スロート部、３０　　上
昇管、３１・・ガス化炉本体 ［−埋入　坂　間　　暁 第２図 ガスムロ ↑ 菓４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料を燃焼させて高温の雰囲気を形成するコンバスタ部
   、同コンバスタ部の上部に位置してコンバスタ部と連通
   し、燃料を乾留・熱分解させるとともに前記コンバスタ
   部からの高温のガスと燃料とを混合するディフューザ部
   、及び同ディフューザ部の上部に位置してディフューザ
   部と連通し、吸熱のガス化反応をおこなわせて前記ディ
   フューザ部よらの炭素粒をガス化させるレダクタ部から
   なる石炭ガス化装置において、水冷壁の管の少なくとも
   一部をらせん状に配して形成したことを特徴とする石炭
   ガス化装置。