JPS6336359B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石炭ガス化装置、特に、石炭または
他の炭素質燃料を塔状ガス化器の頂部中へ導入
し、羽口を通して燃料床中へ導入されるガス（例
えば酸素およびスチーム）によつて、高圧、高温
下でガス化させる種類の石炭スラツギングガス化
装置に関する。残留灰を、溶融スラグおよび鉄と
してガス化器の炉床中に集め、そこからスラグタ
ツプ出口または炉床中のオリフイスを通して急冷
室（quenching chamber vessel）中に入つてい
る水中へ下方へ放出する〔一般にスラグタツピン
グ（slag tapping）として知られている〕。通常、
スラグタツプオリフイスの下にあるバーナーから
高温の燃焼生成物をタツプオリフイスの上へ差し
向けて炉床内にスラグおよび鉄のプールを保持す
ることによつて溶融スラグおよび鉄のプールを炉
中に保ち、バーナー出力を止めあるいは減少させ
かつ急冷室およびガス化器の圧力を低下させるこ
とによつて溶融スラグおよび鉄のタツピングを開
始させかつ制御する。

かかるスラツギングガス化装置の作動中、スラ
グタツプおよぴ炉床は、溶融スラグおよび鉄によ
つて苛酷な浸食、腐食および熱的侵食を受ける。
スラグタツピングおよびスラグ保持作業中の高温
とスラグおよび鉄の易動性とのために、スラグタ
ツプおよびそれに近接した炉床領域の閉じ込め材
料が主として浸食および熱的侵食を受けることに
なる。

本出願人の出願に係る特開昭55−54395号公報
にはこのタイプのスラツギングガス化装置が記載
されている。このガス化装置では、環状スラグ取
出部材がガス化装置の炉床中央に配置されてい
る。この部材は高熱伝導率材料の固体塊を備えて
おり、この固体塊は、その中を通つて冷媒液を循
環するための一体的通路と、固体塊の外側でこの
通路と連通する入口および出口とを備えている。
しかしながら、これらの環状スラグ取出部材を囲
む炉床の残存領域は、溶融したスラグと鉄の熱攻
撃により急速に摩滅してしまう。

本発明の目的は、この環状スラグ取出部材を囲
む残存領域がこのような熱浸食を受けにくい、ス
ラツギングガス化装置の改良された炉床構造を提
供することである。

本発明によれば、スラツギングガス化装置は、
ガス化器と、石炭または他の炭素質燃料をガス化
のためにガス化器中へ導入する手段と、ガス化器
内で燃料のガス化を起こさせるためにガス化器中
へガス化用媒質を導入する手段と、ガス化器の底
部に位置しかつガス化器から溶融スラグを取出す
ためのスラグ取出オリフイスを有する液体冷却ス
ラグタツプ部材を含む炉床とを含み、該炉床の残
存領域、すなわち、該炉床のスラグタツプ部材領
域を除いた残りの領域が、好ましくは、スラグタ
ツプ部材上に適合するように成形された高熱伝導
率金属でできている環状固体鋳造構造物を含み、
該構造物は該構造物中を冷媒液を循環させるため
の１つ以上の一体成形通路を構成する手段を有
し、該構造物は水平に対して少なくとも10゜の勾
配を有する上部タンデイツシユ表面をも有し、該
タンデイツシユ表面を横切つて、溶融スラグがス
ラグタツプ部材へ向かつて下方および内方へ流れ
るようになつている。

好ましくは、環状構造物の上部タンデイツシユ
表面の勾配は、水平に対して25゜〜45゜であり、ス
ラグタツプ部材の上部タンデイツシユ表面と実質
的に同じ勾配を有する。

環状構造物は、現場で一緒に固定される複数の
別個の鋳造部品で形成される。

環状構造物は、現場で一緒に固定される少なく
とも３個のセクター形鋳造部品で形成することが
できる。

環状構造物は、スラグタツプ部材に隣接して置
かれかつ現場で環状構造物の残りに固定される別
個の環状部品をも含むことができる。

環状構造物およびスラグタツプ部材の耐浸食性
は、中でも、使用する材料の熱伝導率と金属塊の
形および幾何構造、ならびに熱的侵食に暴露され
る表面に関する冷媒通路の大きさ、長さおよび位
置を含む設計の臨界的因子に依存する。

暴露表面は受容できる表面温度を保つように有
効に冷却されねばならないので、冷媒液の量およ
び流速も環状構造物の設計に於ける重要な因子で
あるが、一方、炉床から過度の熱量を除去しない
ことが重要である。典型的には、一定の通路壁温
度を与えるために、6.1〜9.15ｍ／秒（20〜30ft／
秒）の程度の冷媒液流速が好ましい。

好ましくは、スラグタツプ部材および環状構造
物は銅または銅合金製である。

上部タンデイツシユ表面は、耐火材料層、例え
ば少なくとも１層の耐火煉瓦でカバーされること
ができる。

以下、本発明を添付図面を参照し、実施例によ
り説明する。

まず第１図について説明すると、ガス化装置
は、耐火材で内張りした加圧ガス化室１０を有
し、石炭または他の炭素質燃料を、ロツクホツパ
ー１２からガス化室１０中拭供給し、回転式デイ
ストリビユーター１４で分配する。ガス化用媒
質、例えば酸素およびスチームを、羽口１６から
燃料床（図には示してない）中へ導入して燃料の
ガス化を促進する。ガス化装置の使用中、溶融ス
ラグのリザーバはガス化室１０の底部に集まり、
定期的に、スラグ出口またはスラグタツプ部材２
０中のオリフイス１８を通つて、急冷室２４中に
入つている水リザーバ２２中へ送られ、有孔管状
リング２６から出る擾乱水領域内で急冷された
後、弁３０の作動時に、少量の急冷水を伴つた高
密度小粒フリツトの形でロツクホツパー２８へ送
られる。フリツトは、ロツクホツパー２８から移
動コンベア３２上へ放出される。入口３４から急
冷リング２６へ供給される水の一部分は、それぞ
れ急冷室２４およびスラグロツクホツパー２８の
出口３６，３８からポンプおよび過手段（図に
は示してない）によつて再循環された水であるこ
とができる。本発明によれば、スラグタツプ２０
の周りの炉床の領域は環状炉床構造物４０を備え
ている。

次に第２図について説明すると、急冷室２４
は、上端に鋼製環状ブロツク４６が溶接されてい
る円筒形鋼製スリーブ４２からなる着脱自在のサ
ンドイツチフランジ組立体４１の媒介によつて、
ガス化室１０の底部に気密方式で固定される。ス
ラグタツプ部材２０は、ボルトによつて（図には
示してない）ブロツク４６で支持される。冷媒水
は、ブロツク４６中を通る入口管２５および出口
管５４を通つて、スラグタツプ部材２０中に形成
されたコイル状水路５１へ供給される。

環状炉床構造物４０は、スラグタツプ部材２０
上のガス化室１０の底部内に適合するように成形
され、金属支持リング５５でこの位置に固定され
る。環状構造物４０とガス化室１０の壁５６との
間の空間および支持リング５５とガス化室１０の
壁５６との間の空間はバブルドアルミナ
（bubbled alumina）充填剤５７で充填される。
環状構造物４０は、好ましくは銅または銅合金の
ような高熱伝導率金属でできており、冷媒液循環
用の通路５８を与えるためのニツケルクロム合金
管の周りに鋳造されている。

環状構造物は、水平に対してほぼ36゜の角度で
スラグタツプ部材に向かつて下方および内方へ傾
斜する上部タンデイツシユ表面６１を有する。第
３図でさらに明瞭にわかるように、環状構造物
は、中央環状部品６３のまわりに一緒に固定され
た12個のほぼセクター形の部品６２を備えてい
る。環状部品６３の内周は、その最下端になる
が、スラグタツプ部材２０のタンデイツシユ表面
６８の最上端上に載つている。

実質的にＵ字形の冷媒用通路５８は、セクター
形部品６２のおのおのの中に延び、通路５８の外
端に於て供給管６４によつて直列に連結され、冷
媒液の供給および放出用に、入口管６５および出
口管６６が設けられている。中央環状部品６３は
冷媒液用のらせんコイル状通路６７を備えてお
り、冷媒液を入口管５２から供給し、出口管５４
から排出するようになつている。

環状構造物４０の上部タンデイツシユ表面６１
の勾配は、スラグタツプ部材２０の上部タンデイ
ツシユ表面６８の勾配と実質的に同じである。環
状部品６３によつて形成される表面を含む環状構
造物４０のタンデイツシユ表面６１は、少なくと
も１層の、好ましくは炭化珪素ベース材料のセク
ター形耐火煉瓦６９（図中鎖線で示す）でカバー
することができる。

環状構造物４０によつて与えられる炉床の有効
な冷却は、耐火材料６９の摩耗を遅らせるだけで
なく、耐火材料が実質的に摩耗してしまつた時に
も装置の操業を続行させ得ることがわかつた。こ
れらの環境下で、実際の経験によつて、凍結スラ
グ層が上部タンデイツシユ表面４０上に生成し、
銅または銅合金を溶融鉄による侵食から保護し、
かつ冷却がこの層をすべての正常な作動条件下に
保ち得ることが示された。さらに、上部タンデイ
ツシユ表面の比較的急勾配の角度、好ましくは水
平に対して25゜〜45゜の勾配を有する角度によつ
て、やはり同様な比較的急勾配の角度の上部タン
デイツシユ表面を有するスラグタツプ部材２０中
を通つて溶融鉄が急速に流下することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の炉床装置を組み込んだ固定
床スラツギングガス化装置の一般的な縦断面正面
図であり、第２図は、第１図に示した炉床装置
の、第１図よりも大きいスケールで描いた縦断面
正面図であり、第３図は、第２図の線―につ
いての部分断面平面図である。 図面番号の説明、１０…加圧ガス化室、１６…
羽口、１８…オリフイス、２０…スラグ出口（ス
ラグタツプ部材）、２４…急冷室、４０…環状炉
床構造物、５８…冷媒液用通路、６１…上部タン
デイツシユ表面、６２…セクター形部品、６３…
中央環状部品、６８…スラグタツプ部材のタンデ
イツシユ表面、６９…セクター形耐火煉瓦。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス化器と、石炭または炭素質燃料をガス化
   のためにガス化器へ導入する手段と、ガス化器内
   で燃料のガス化を起こさせるためにガス化器中へ
   ガス化用媒質を導入する手段と、ガス化器の底部
   中央に位置しかつガス化器から溶融スラグを取出
   すためのスラグ取出オリフイスを有する液体冷却
   スラグタツプ部材を含む炉床とを含むスラツギン
   グガス化装置であつて、該スラグタツプ部材を囲
   む、炉床の残存領域に、環状構造物が設けられ、
   該構造物はスラグタツプ部材の上および周りに適
   合するように、現場で一緒に固定される高熱伝導
   率金属製の複数の別個の鋳造部品でつくられてお
   り、かつ該構造物を通して冷媒液を循環させるた
   めの１個以上の一体成形通路を構成する手段を有
   し、かつ該構造物が、水平に対して少なくとも
   10゜の勾配をもつ上部タンデイツシユ表面
   （tundish surface）をも有し、該タンデイツシユ
   表面を横切つて溶融スラグがスラグタツプ部材へ
   向かつて下方および内方へ流れるようになつてい
   るスラツギングガス化装置。 ２ 環状構造物の上部タンデイツシユ表面の勾配
   が、水平に対して25゜〜45゜である、特許請求の範
   囲第１項記載のスラツギングガス化装置。 ３ 環状構造物の上部タンデイツシユ表面の勾配
   が、スラグタツプ部材の上部タンデイツシユ表面
   と実質的に同じ勾配を有する、特許請求の範囲第
   １項または第２項記載のスラツギングガス化装
   置。 ４ 環状構造物が、現場で一緒に固定される少な
   くとも３個のセクター形鋳造部品でできている、
   前記特許請求の範囲のいずれか一項に記載のスラ
   ツギングガス化装置。 ５ 環状構造物が、スラグタツプ部材に隣接して
   置かれかつ現場で環状構造物の残りに固定され
   る、別個の環状部品を含む、前記特許請求の範囲
   のいずれか一項に記載のスラツギングガス化装
   置。 ６ 環状構造物を形成している高熱伝導率金属が
   銅または銅合金である、前記特許請求の範囲のい
   ずれか一項に記載のスラツギングガス化装置。 ７ 環状構造物の上部タンデイツシユ表面が耐火
   材料層でカバーされている、前記特許請求の範囲
   のいずれか一項に記載のスラツギングガス化装
   置。 ８ 環状構造物の上部タンデイツシユ表面が少な
   くとも１層の耐火煉瓦でカバーされている、前記
   特許請求の範囲のいずれか一項に記載のスラツギ
   ングガス化装置。