WO2017149807A1 - スラグクラッシャ - Google Patents

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WO2017149807A1
WO2017149807A1 PCT/JP2016/075674 JP2016075674W WO2017149807A1 WO 2017149807 A1 WO2017149807 A1 WO 2017149807A1 JP 2016075674 W JP2016075674 W JP 2016075674W WO 2017149807 A1 WO2017149807 A1 WO 2017149807A1
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spreader
slag
screen
facing
protrusion
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PCT/JP2016/075674
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良平 大橋
横濱　克彦
小山　智規
恭行 宮田
安規 石津
柴田　健吾
北田　昌司
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三菱日立パワーシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a slag crusher.
  • a slag hopper that collects slag (melted slag) generated by a combustor and falling is provided at the bottom of a gasification furnace that gasifies carbon-containing fuel such as coal (Patent Document 1).
  • the slag hopper is provided with cooling water inside, and a slag crusher having a screen and a spreader at the bottom. Moreover, the slag falling from the combustor is rapidly cooled and solidified by the cooling water, and falls on the upper surface of the screen of the slag crusher.
  • the screen is provided so as to intersect with the falling direction of the slag and includes a plurality of openings. As a result, the screen passes a slag smaller than the opening size of the opening and drops it to the lower part of the slag hopper.
  • a slag larger than the opening dimension of the opening or a slag lump which is a slag accumulation smaller than the opening dimension of the opening is deposited on the upper surface of the screen.
  • the slag block is deposited on a large slag that blocks the opening. Therefore, a spreader provided opposite to the upper surface of the screen moves the upper surface of the screen by, for example, a hydraulic cylinder, sandwiches the slag accumulated on the upper surface of the screen, crushes by applying force, and passes the slag from the screen. .
  • the slag remains in the gap of the spreader, is not crushed, and is only gathered in the operating direction of the spreader and may not pass through the screen. And the amount of slag accumulated on the upper surface of the screen increases, the slag is not discharged from the gasification furnace, the slag is filled in the slag hopper, the area of the screen through which the slag passes is reduced, and the slag discharge efficiency is improved. descend.
  • This invention is made in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the slag crusher which can let the slag deposited on the upper surface of the screen pass through the opening part of a screen efficiently.
  • the present invention for solving the above-mentioned problems is a slag crusher provided in a gasification furnace for gasifying coal and crushing slag that has been generated and dropped in the gasification furnace, in the falling direction of the slag.
  • a screen provided to intersect with each other and formed with a plurality of openings; at least two spreaders arranged on the upper surface side of the screen and arranged to face each other; and supporting the spreader, the spreader And a spreader moving means for moving the spreader in a direction perpendicular to the facing surface, wherein the spreader is disposed on a surface facing the other spreader disposed at the facing position.
  • the distance from the opposed lower protrusion is smaller than the opening size of the opening of the screen across the width direction of the spreader.
  • the surface of the lower protruding portion facing the screen is inclined in a direction away from the screen with respect to a direction approaching the opposed lower protruding portion.
  • the lower protrusion has an uneven shape in which the amount of protrusion toward the other spreader changes depending on the position in a direction orthogonal to the movement direction of the spreader, and the unevenness of the opposed lower protrusion is reversed. It is preferable that it is a shape.
  • the slag accumulated on the upper surface of the screen can be efficiently passed through the opening of the screen.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a gasification furnace according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of the slag crusher according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view of the slag crusher according to the first embodiment of the present invention at the standby position.
  • Drawing 4 is a front view in the crushing position of the slag crusher concerning a 1st embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a horizontal sectional view of the spreader and the lower protrusion according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a front view of the slag crusher according to the second embodiment of the present invention at the standby position.
  • FIG. 7 is a front view at the crushing position of the slag crusher according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a horizontal cross-sectional view of the spreader and the lower protrusion according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a gasification furnace according to the first embodiment.
  • the gasification furnace 12 includes a combustor 14, a reductor 18, a slag hopper 20, and a lower hopper 24.
  • the gasifier 12 generates a combustible gas from the carbon-containing fuel.
  • the carbon-containing fuel applied to the gasification furnace 12 include heavy fuels such as coal, petroleum coke, coal coke, asphalt, pitch, and oil shale, and wastes such as waste tires and plastics. .
  • the case where the carbon-containing fuel to be gasified is coal will be described.
  • a combustor 14 having a high temperature atmosphere of about 1500 to 1800 ° C. above the ash melting point, it is recovered by pulverized coal supplied from a coal supply facility (not shown) and a dedusting device (not shown).
  • the supplied char reacts with the oxidant.
  • combustor 14 while the supplied pulverized coal and char are burned at high temperature, coal gas which is combustible gas is generated, and slag 16 in which ash in pulverized coal is melted is generated.
  • the high-temperature coal gas obtained by the high-temperature combustion of the combustor 14 flows into the reductor 18 provided on the upper stage of the combustor 14. Also in this reductor 18, pulverized coal is supplied, the supplied pulverized coal is further gasified, and combustible gas by coal gas is generated.
  • the combustor 14 according to the first embodiment is a spouted bed type, but is not limited to this, and may be a fluidized bed type or a fixed bed type.
  • the slag hopper 20 is disposed below the combustor 14.
  • the slag hopper 20 is filled with cooling water and rapidly cools the slag 16 generated by the combustor 14 and dropped.
  • the quenched slag 16 is solidified and collected in the lower part of the slag hopper 20.
  • a slag crusher 22 a that crushes the solidified slag 16 and discharges it to the lower hopper 24 is provided below the slag hopper 20.
  • the gasification furnace 12 which concerns on this 1st Embodiment employ
  • a lateral suction method in which the slag 16 is taken out and reused without being dropped onto the lower hopper 24 may be employed.
  • FIG. 2 is a plan view of the slag crusher 22a according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view of the slag crusher 22a according to the first embodiment of the present invention at the standby position.
  • FIG. 4 is a front view of the slag crusher 22a according to the first embodiment of the present invention at the crushing position.
  • FIG. 5 is a horizontal sectional view of the spreader 62a and the lower projection 68a according to the first embodiment of the present invention.
  • the slag crusher 22a is disposed below the slag hopper 20 filled with cooling water.
  • the slag crusher 22a includes a screen 60a, a spreader 62a, and a hydraulic cylinder 64a.
  • the screen 60a is a plate-like member that has a plurality of rectangular openings 70a and allows the slag 16 smaller than the opening size of the openings 70a to pass therethrough.
  • the screen 60 a is provided so as to intersect the falling direction of the slag 16 falling from the combustor 14.
  • the slag 16 falling from the combustor 14 reaches the cooling water stretched on the slag hopper 20 and is rapidly cooled and solidified.
  • the solidified slag 16 falls on the upper surface of the screen 60a.
  • the slag 16 larger than the opening size of the opening 70a is deposited on the upper surface of the screen 60a.
  • the shape of the opening 70a of the screen 60a is not limited to a rectangle, and may be, for example, a circle or a polygon.
  • the spreader 62 a is two sets of plate-like members arranged to face each other on the upper surface of the screen 60 a.
  • the material of the spreader 62a is SUS.
  • the spreader 62a is supported by the hydraulic cylinder 64a.
  • the spreader 62a moves on the upper surface of the screen 60a by the hydraulic cylinder 64a.
  • the spreader 62a moves on the upper surface of the screen 60a and sandwiches the slag 16 deposited on the upper surface of the screen 60a.
  • the position of the spreader 62a shown in FIG. 3 indicates a standby position before moving on the upper surface of the screen 60a. Further, the position of the spreader 62a shown in FIG.
  • the spreaders 62a and 62b are two sets of plate-like members arranged to face each other, but the number of sets is not particularly limited.
  • the spreader 62a is provided with a protrusion 66a and a lower protrusion 68a on the opposing surface.
  • the protrusion 66a is provided on the upper portion of the facing surface of the spreader 62a.
  • the protrusion 66a has a conical shape and protrudes from the facing surface of the spreader 62a toward the facing spreader 62a.
  • a plurality of protrusions 66a are arranged on the surface of the spreader 62a with a space therebetween.
  • the protrusion 66a is fixed to the opposing surface of the spreader 62a by welding.
  • the material of the protrusion 66a is, for example, SUS.
  • a quadrangular pyramid shape as an example, but is not limited thereto, and may be, for example, a cone shape, a truncated cone shape, a polygonal prism shape, or a polygonal truncated cone shape. .
  • the lower protrusion 68a is provided below the opposite surface of the spreader 62a, that is, on the vertical direction side of the protrusion 66a.
  • the lower projection 68a has a vertically lower surface facing the screen 60a.
  • the lower protrusion 68a extends in the horizontal direction.
  • the lower protrusion 68a is fixed to the opposing surface of the spreader 62a by welding.
  • the material of the lower protrusion 68a is, for example, SUS.
  • the lower protrusions 68a are arranged to face each other across the width direction of the spreader 62a so as to be alternately combined with the lower protrusions 68a facing each other.
  • the lower protrusion 68a has a concavo-convex shape in which the amount of protrusion toward the other spreader varies depending on the position in the direction orthogonal to the movement direction of the spreader.
  • the lower protrusion 68a has a shape obtained by inverting the unevenness of the lower protrusion 68a facing the lower protrusion 68a.
  • the convex part of the lower projection part 68a facing the concave part of the lower projection part 68a is in the same position in the horizontal direction
  • the concave part of the lower projection part 68a facing the convex part of the lower projection part 68a is the same in the horizontal direction.
  • the fixing method is not specifically limited, It is good also as an integral structure by casting.
  • the lower protrusion 68a In the state where the spreader 62a is moved to the crushing position by the hydraulic cylinder 64a, the lower protrusion 68a has a distance from the opposing lower protrusion 68a that is smaller than the opening size of the opening 70a of the screen 60a across the width direction of the spreader 62a. It is provided in the spreader 62a with such a length. In addition, the lower protrusion 68a is provided on the spreader 62a with a length that does not come into contact with the lower protrusion 68a facing the width direction when the spreader 62a is moved to the crushing position by the hydraulic cylinder 64a.
  • the distance between the lower protrusion 68a and the lower protrusion 68a at the opposite position is such that the protrusion 66a is opposite to the protrusion 66a (or the opposite surface of the spreader 62a when there is no protrusion 66a at the opposite position). Less than the distance. That is, when the slag crusher 22a is viewed from the width direction of the spreader 62a, the lower protruding portion 68a protrudes in the moving direction (moving direction of the spreader 62b) more than the protruding portion 66a disposed on the opposite surface of the same spreader 62a. .
  • the slag crusher 22a is configured as described above, and the slag 16 generated by the combustor 14 falls into the cooling water stretched on the slag hopper 20 and is rapidly cooled and solidified. At this time, most of the slag 16 is pulverized by being cooled rapidly to become a slag having a particle diameter of several mm to several tens mm, but a part of the slag 16 having a larger particle diameter is mixed.
  • the solidified slag 16 falls on the screen 60a. Of the slag 16 that has dropped onto the upper surface of the screen 60a, the slag 16 that is smaller than the opening size of the opening 70a of the screen 60a passes through the opening 70a and falls to the lower hopper 24.
  • the spreader 62a moves the upper surface of the screen 60a from the standby position to the crushing position at predetermined time intervals.
  • the slag 16 accumulated on the upper surface of the screen 60a is collected.
  • the spreader 62a that has moved to the crushing position has accumulated slag 16 by sandwiching the slag 16 between the protrusion 66a disposed on the facing surface and the protrusion 66a disposed on the facing surface of the spreader 62a at the facing position. To make it easier for the slag 16 to pass through the opening 70a.
  • the slag 16 having a particle size smaller than the distance between the projecting portions 66a facing each other at the crushing position and larger than the opening 70a is not crushed by the sandwiching of the projecting portions 66a facing each other. Without passing through the film, it is deposited on the upper surface of the screen 60a.
  • the lower protrusion 68a provided at the lower portion of the opposing surface of the spreader 62a sandwiches the slag 16 deposited on the upper surface of the screen 60a to a distance that is smaller than the opening size of the opening 70a and does not come into surface contact. As a result, the slag is crushed and passes through the screen 60a.
  • the slag crusher 22a is disposed at the lower part of the spreader 62a, and the distance at the crushing position of the lower protrusions 68a facing each other is smaller than the opening dimension of the screen 60a across the width direction of the spreader 62a. The distance is not in surface contact. This makes it possible to crush the slag 16 having the lower protrusions 68a deposited on the upper surface of the screen 60a to a particle size smaller than the opening size of the screen 60a, and more easily discharge the slag 16 from the screen 60a. In addition, this makes it possible to prevent the lower protrusions 68a facing each other from being contacted, and to prevent mechanical damage to the lower protrusions 68a and damage to the hydraulic system due to excessive pressure applied to the hydraulic cylinder 64a. it can.
  • the slag crusher 22a is disposed so as to face each other so that the opposed lower protrusions 68a are alternately assembled. Accordingly, when crushing the slag 16, it is possible to crush the slag while closing the escape path of the slag with the convex portions of the lower protrusions 68a located on both sides of the spreader 62a in the width direction, and at the outer end of the spreader 62a in the width direction. It is possible to prevent the slag from spreading and accumulating. In addition, it is possible to increase the area that contributes to the crushing of the lower protrusion 68a, and the slag 16 can be crushed more efficiently.
  • the protrusion 66a and the lower protrusion 68a are fixed by welding. As a result, when the protrusion 66a and the lower protrusion 68a are worn or mechanically damaged, it can be replaced with a new member, and maintenance can be facilitated.
  • the slag crusher 22a can more easily pass the slag 16 deposited on the upper surface of the screen 60a from the opening 70a of the screen 60a. Thereby, even if the slag 16 accumulates on the upper surface of the screen 60a, the slag 16 can be more reliably discharged by the slag crusher 22a. As a result, it is possible to suppress the operation of the gasification furnace 12 from being stopped due to the accumulation of the slag 16, and it is possible to continuously operate the gasification furnace 12.
  • the distance between the lower protrusion 68a and the screen 60a is preferably 2.5 times or less the screen opening size. Therefore, it can prevent that the slag 16 remains in the clearance gap between the lower projection part 68a and the screen 60a, and the lower projection part 68a can pinch the slag 16 more reliably and can crush.
  • the spreader 62a is configured to be opposed to the upper portion of the screen 60a. However, the spreader 62a is disposed to be opposed to the receiving wall disposed at the upper portion of the screen 60a, and the spreader 62a moves toward the receiving plate. It is good. By doing so, it is possible to reduce the number of drive devices such as the hydraulic cylinders 64a and 64b, and to reduce the manufacturing cost of the slag crusher 22a.
  • FIG. 6 is a front view of the slag crusher 22b according to the second embodiment of the present invention at the standby position.
  • FIG. 7 is a front view of the slag crusher 22b according to the second embodiment of the present invention at the crushing position.
  • FIG. 8 is a horizontal sectional view of the spreader 62b and the lower projection 68b according to the second embodiment of the present invention.
  • the slag crusher 22b according to the second embodiment can be applied to the gasification furnace 12 instead of the slag crusher 22a according to the first embodiment described above. That is, the gasification furnace of the second embodiment has the same configuration as that of the gasification furnace 12 except for the slag crusher 22b.
  • the slag crusher 22b has the same structure as the slag crusher 22a except for the shape of the lower protrusion 68b.
  • a lower protrusion 68b is provided at the lower part of the facing surface of the spreader 62b. As shown in FIGS. 6 and 7, the lower protrusion 68b moves in a direction in which the lower surface in the vertical direction, that is, the surface facing the screen 60b moves upward from the facing surface to the facing spreader 62b. Inclined. Further, as shown in FIG. 8, the lower protrusion 68b disposed at the position opposite to the lower protrusion 68b is flat and parallel across the width direction of the spreader 62b, as shown in FIG.
  • the thickness of the lower projection 68b is such that when the spreader 62b is moved to the crushing position by the hydraulic cylinder 64b, the distance between the lower projection 68b and the opposing lower projection 68b extends in the width direction of the spreader 62b. The thickness is also small.
  • the thickness of the lower protrusion 68b is a thickness that does not contact the lower protrusion 68b facing the width direction in a state where the spreader 62b is moved to the crushing position by the hydraulic cylinder 64b.
  • the distance between the lower protrusion 68b and the lower protrusion 68b located at the opposite position is smaller than the distance between the protrusion 66b and the protrusion 66b located at the opposite position.
  • the lower protruding portion 68b protrudes in the moving direction (moving direction of the spreader 62b) from the protruding portion 66b disposed on the opposite surface of the same spreader 62b. .
  • the slag crusher 22b is configured as described above, and the lower protrusion 68b is configured such that when the spreader 62b moves to the crushing position, the slag 16 accumulated on the upper surface of the screen 60b is removed from the lower protrusion 68b. It moves to the crushing position while collecting in the space between the inclined surface and the screen 60b. At this time, the inclined surface of the lower protrusion 68 b applies a downward force to the slag 16 and crushes the slag 16. Further, the frictional force generated between the slag 16 and the screen 60 b is increased by the downward force applied to the slag 16. The slag 16 is crushed by the frictional force generated between the slag 16 and the screen 60b.
  • the slag 16 is partially fitted into the opening 70b of the screen 60b by the downward force applied from the lower protrusion 68b.
  • the lower protrusion 68b moves in the moving direction (moving direction of the spreader 62b), applies a horizontal force to the slag 16 fitted in the opening 70b, and crushes the slag 16 so as to mow.
  • the lower protrusion 68b according to the second embodiment has a surface inclined upward with respect to the direction in which the spreader 62b moves to the crushing position.
  • the flat and parallel shapes of the lower protrusions 68b of the slag crusher 22b may be combined with the lower protrusions 68a alternately.

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Abstract

スラグクラッシャであって、スラグ落下方向に対して交差するように設けられ、複数の開口部が形成されたスクリーンと、スクリーンの上面側に対面配置された少なくとも２つのスプレッダと、スプレッダを支持し、スプレッダ対向面に対し垂直方向に移動させるスプレッダ移動手段とを有し、スプレッダは、対向面に配置された複数の突起部と、対向面下端に配置され、スプレッダ幅方向に延在し、他のスプレッダに向かって突出した下部突起部と、を有し、下部突起部は、対向位置の他のスプレッダと最も接近した状態において、対向する下部突起部と面接触せず、かつ、対向する下部突起部との距離が、スプレッダ幅方向に渡り開口部の開口寸法より小さい。

Description

スラグクラッシャ
　本発明は、スラグクラッシャに関する。
　石炭等の炭素含有燃料をガス化させるガス化炉の下部には、コンバスタで生成されて落下したスラグ（溶融スラグ）を集めるスラグホッパが備えられている（特許文献１）。
　スラグホッパは、内部に冷却水が張られ、スクリーン、及びスプレッダを有するスラグクラッシャを下部に備えている。また、コンバスタから落下するスラグは、冷却水で急速に冷却されて固化し、スラグクラッシャのスクリーンの上面に落下する。このスクリーンは、スラグの落下方向に対して交差するように設けられると共に複数の開口部を備えている。これにより、スクリーンは、開口部の開口寸法よりも小さなスラグを通過させ、スラグホッパの下部へ落下させる。
　一方、スクリーンの上面には、開口部の開口寸法よりも大きなスラグや、開口部の開口寸法よりも小さなスラグの堆積であるスラグ塊が堆積する。スラグ塊は、開口部を塞いだ大きなスラグ上に堆積している。そこで、スクリーンの上面に対向して設けられたスプレッダが、例えば油圧シリンダによってスクリーンの上面を移動し、スクリーンの上面に堆積したスラグを挟み込み、力を加えることで破砕し、スクリーンからスラグを通過させる。
特開平９－３８５１０号公報
　しかしながら、スプレッダがスクリーンの上面を移動してスラグを挟み込んでも、スラグがスプレッダの隙間に残留し、破砕されず、スプレッダの作動方向に寄せ集められるだけで、スクリーンを通過しないことがある。そして、スクリーンの上面のスラグの堆積量が多くなり、ガス化炉からスラグが排出されず、スラグホッパ内にスラグが充満し、スクリーンのうち、スラグが通過する領域が少なくなり、スラグの排出効率が低下する。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、スクリーンの上面に堆積したスラグをスクリーンの開口部から効率よく通過させることができるスラグクラッシャを提供することを目的とする。
　上述した課題を解決するための本発明は、石炭をガス化させるガス化炉に設けられ、前記ガス化炉で生成されて落下したスラグを破砕するスラグクラッシャであって、前記スラグの落下方向に対して交差するように設けられ、複数の開口部が形成されたスクリーンと、前記スクリーンの上面側に配置され、互いに対面して配置された少なくとも２つのスプレッダと、前記スプレッダを支持し、前記スプレッダの前記対向面に対して垂直な方向に前記スプレッダを移動させるスプレッダ移動手段と、を有し、前記スプレッダは、対面する位置に配置された他のスプレッダとの対向面に配置され、他のスプレッダに向かって突出した複数の突起部と、前記対向面の下端に配置され、前記スプレッダの移動方向に直交する方向に延在し、他のスプレッダに向かって突出した下部突起部と、を有し、前記下部突起部は、対向して配置された前記他のスプレッダと最も接近した状態において、対向する前記下部突起部と面接触せず、かつ、対向する前記下部突起部との距離が、前記スプレッダの幅方向に渡り前記スクリーンの前記開口部の前記開口寸法よりも小さいことを特徴とする。
　また、前記下部突起部は、前記スクリーンと対面する面が、対向する前記下部突起部に近づく方向に対して前記スクリーンと離れる向きに傾斜していることが好ましい。
　また、前記下部突起部は、前記スプレッダの移動方向に直交する方向の位置によって、前記他のスプレッダに向かって突出する量が変化する凹凸形状であり、前記対向する前記下部突起部の凹凸を反転した形状であることが好ましい。
　本発明によれば、スクリーンの上面に堆積したスラグをスクリーンの開口部から効率よく通過させることができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係るガス化炉の縦断面図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係るスラグクラッシャの平面図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係るスラグクラッシャの待機位置における正面図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係るスラグクラッシャの破砕位置における正面図である。 図５は、本発明の第１実施形態に係るスプレッダ及び下部突起部の水平断面図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係るスラグクラッシャの待機位置における正面図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係るスラグクラッシャの破砕位置における正面図である。 図８は、本発明の第２実施形態に係るスプレッダ及び下部突起部の水平断面図である。
　以下、本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に記載した内容により限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で適宜構成の種々の省略、置換、組み合わせ、または変更を行うことができる。
第１実施形態．
　第１実施形態に係るスラグクラッシャ２２ａ、及びガス化炉１２について図面を参照して説明する。図１は、本第１実施形態に係るガス化炉の縦断面図である。
　第１実施形態に係るガス化炉１２は、コンバスタ１４と、リダクタ１８と、スラグホッパ２０と、下部ホッパ２４とを有する。
　ガス化炉１２は、炭素含有燃料から可燃性ガスを生成する。ガス化炉１２に適用される炭素含有燃料は、石炭、石油コーク、石炭コークス、アスファルト、ピッチ、オイルシェール等の重質系燃料の外、廃タイヤ、プラスティックス等の廃棄物が一例として挙げられる。以下の各実施形態では、ガス化させる炭素含有燃料を石炭とする場合について説明する。
　ガス化炉１２では、灰融点以上の１５００～１８００℃程度の高温雰囲気とされるコンバスタ１４において、石炭供給設備（不図示）から供給される微粉炭と、脱塵装置（不図示）で回収されて供給されるチャーとが、酸化剤と反応する。これにより、コンバスタ１４では、供給された微粉炭及びチャーが高温燃焼されることによって、可燃性ガスである石炭ガスが生成されると共に、微粉炭中の灰分が溶融したスラグ１６が生成される。
　コンバスタ１４の高温燃焼により得られた高温の石炭ガスは、コンバスタ１４の上段に設けられたリダクタ１８に流れ込む。このリダクタ１８においても、微粉炭が供給され、供給された微粉炭がさらにガス化して、石炭ガスによる可燃性ガスが生成される。なお、本第１実施形態に係るコンバスタ１４は、噴流床式であるが、これに限らず、流動床式や固定床式でもよい。
　スラグホッパ２０は、コンバスタ１４の下部に配置される。スラグホッパ２０は、内部に冷却水が張られ、コンバスタ１４で生成されて落下したスラグ１６を冷却水で急冷する。急冷されたスラグ１６は、固化し、スラグホッパ２０の下部に集められる。スラグホッパ２０の下部には、固化したスラグ１６を破砕し、下部ホッパ２４へ排出するスラグクラッシャ２２ａが設けられる。
　なお、本第１実施形態に係るガス化炉１２は、スラグ１６を下部ホッパ２４まで落下させることで系外へ排出する重力落下方式を採用しているが、これに限定されない。例えば、スラグ１６を下部ホッパ２４へ落下させることなく、取り出して再利用する横吸出方式を採用してもよい。
　次に、図１に加え、図２、図３、図４及び図５を用いて、本発明の第１実施形態に係るスラグクラッシャ２２ａについて説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係るスラグクラッシャ２２ａの平面図である。図３は、本発明の第１実施形態に係るスラグクラッシャ２２ａの待機位置における正面図である。図４は、本発明の第１実施形態に係るスラグクラッシャ２２ａの破砕位置における正面図である。図５は、本発明の第１実施形態に係るスプレッダ６２ａ及び下部突起部６８ａの水平断面図である。
　スラグクラッシャ２２ａは、冷却水が張られたスラグホッパ２０の下部に配置されている。スラグクラッシャ２２ａは、スクリーン６０ａと、スプレッダ６２ａと、油圧シリンダ６４ａと、を備える。
　スクリーン６０ａは、図２に示すように、複数の矩形の開口部７０ａを有し、開口部７０ａの開口寸法より小さなスラグ１６を通過させる板状の部材である。スクリーン６０ａは、コンバスタ１４から落下するスラグ１６の落下方向に対して交差するように設けられる。コンバスタ１４から落下するスラグ１６は、スラグホッパ２０に張られた冷却水へ着水し、急速に冷却されて固化する。固化したスラグ１６は、スクリーン６０ａの上面に落下する。開口部７０ａの開口寸法よりも大きなスラグ１６は、スクリーン６０ａの上面に堆積する。スクリーン６０ａの開口部７０ａの形状は矩形に限定されず、例えば、円形や多角形でもよい。
　スプレッダ６２ａは、図２及び図３に示すように、スクリーン６０ａの上面において、対向して配置された２組の板状の部材である。スプレッダ６２ａの材質は、ＳＵＳである。スプレッダ６２ａは、油圧シリンダ６４ａに支持されている。スプレッダ６２ａは、油圧シリンダ６４ａによってスクリーン６０ａの上面を移動する。スプレッダ６２ａは、スクリーン６０ａの上面を移動し、スクリーン６０ａの上面に堆積したスラグ１６を挟み込む。なお、図３に示されるスプレッダ６２ａの位置は、スクリーン６０ａの上面を移動する前の待機位置を示す。また、図４に示されるスプレッダ６２ａの位置は、スクリーン６０ａの上面を移動し、対向するスプレッダ６２ａに対して最も接近した時の位置（以下、破砕位置）を示す。なお、スプレッダ６２ａ、６２ｂは、対向して配置される２組の板状の部材としたが、組数は特に限定されない。
　スプレッダ６２ａは、対向面に突起部６６ａと下部突起部６８ａとが設けられている。突起部６６ａは、スプレッダ６２ａの対向面の上部に設けられている。突起部６６ａは、円錐形状であり、スプレッダ６２ａの対向面から、対向するスプレッダ６２ａに向けて突出している。突起部６６ａは、スプレッダ６２ａの表面に間隔を空けて複数配置されている。突起部６６ａは、溶接によりスプレッダ６２ａの対向面に固定される。突起部６６ａの材質は、例えば、ＳＵＳである。なお、図２に示される突起部６６ａは、一例として四角錐台形状であるが、これに限らず、例えば円錐形状、円錐台形状、多角垂形状、または多角垂台形状等であってもよい。
　下部突起部６８ａは、スプレッダ６２ａの対向面の下部、つまり、突起部６６ａよりも鉛直方向側に設けられる。下部突起部６８ａは、鉛直方向下側の面がスクリーン６０ａと対面している。下部突起部６８ａは、水平方向に延在している。下部突起部６８ａは、溶接によりスプレッダ６２ａの対向面に固定される。下部突起部６８ａの材質は、例えば、ＳＵＳである。下部突起部６８ａは、図５に示すように、対向する下部突起部６８ａと互い違いに組み合うようにスプレッダ６２ａの幅方向に渡り対向配置されている。つまり、下部突起部６８ａは、スプレッダの移動方向に直交する方向の位置によって、他のスプレッダに向かって突出する量が変化する凹凸形状である。また、下部突起部６８ａは、対向する下部突起部６８ａの凹凸を反転した形状である。これにより、下部突起部６８ａの凹部と対向する下部突起部６８ａの凸部とが水平方向で同じ位置となり、下部突起部６８ａの凸部と対向する下部突起部６８ａの凹部とが水平方向で同じ位置となり、下部突起部６８ａが近づいた場合、凹凸が組み合う状態となる。
　なお、突起部６６ａ及び下部突起部６８ａは、スプレッダ６２ａの対向面に溶接で固定される構成としたが、固定方法は特に限定されず、鋳造による一体構造としてもよい。
　下部突起部６８ａは、スプレッダ６２ａが油圧シリンダ６４ａにより破砕位置まで移動した状態において、対向する下部突起部６８ａとの距離がスプレッダ６２ａの幅方向に渡りスクリーン６０ａの開口部７０ａの開口寸法よりも小さくなる長さでスプレッダ６２ａに設けられている。また、下部突起部６８ａは、スプレッダ６２ａが油圧シリンダ６４ａにより破砕位置まで移動した状態において、対向する下部突起部６８ａと幅方向に渡り面接触しない長さでスプレッダ６２ａに設けられている。また、下部突起部６８ａと対向位置にある下部突起部６８ａとの距離は、突起部６６ａと対向位置にある突起部６６ａ（対向する位置に突起部６６ａがない場合、スプレッダ６２ａの対向面）との距離よりも小さい。すなわち、下部突起部６８ａは、スプレッダ６２ａの幅方向からスラグクラッシャ２２ａを見た場合、同じスプレッダ６２ａの対向面に配置された突起部６６ａよりも移動方向（スプレッダ６２ｂの移動方向）に突出している。
　第１実施形態に係るスラグクラッシャ２２ａは、以上のような構成であり、コンバスタ１４で生成されたスラグ１６はスラグホッパ２０に張られた冷却水へ落下し、急冷され固化する。このとき、大部分のスラグ１６は、急速に冷却されたことにより粉砕し、数ｍｍから数十ｍｍの粒径のスラグとなるが、一部これよりも大きな粒径のスラグ１６が混じる。固化したスラグ１６は、スクリーン６０ａに落下する。スクリーン６０ａの上面に落下したスラグ１６のうち、スクリーン６０ａの開口部７０ａの開口寸法より小さなスラグ１６は、開口部７０ａを通過して、下部ホッパ２４へ落下する。一方、開口部７０ａの開口寸法よりも大きなスラグ１６は、開口部７０ａを通過できずにスクリーン６０ａの上面に堆積する。そこで、スプレッダ６２ａが所定の時間間隔毎にスクリーン６０ａの上面を待機位置から破砕位置まで移動する。スプレッダ６２ａは、破砕位置へ移動する際に、スクリーン６０ａの上面に堆積したスラグ１６をかき集める。破砕位置に移動したスプレッダ６２ａは、対向面に配置された突起部６６ａと、対向位置にあるスプレッダ６２ａの対向面に配置された突起部６６ａとにより、スラグ１６を挟み込むことにより、堆積したスラグ１６を破砕し、スラグ１６を開口部７０ａから通過し易くする。
　スラグ１６のうち、破砕位置において対向し合う突起部６６ａの間の距離よりも小さく、開口部７０ａよりも大きい粒径のスラグ１６は、対向する突起部６６ａの挟み込みによって破砕されず、開口部７０ａを通過せずに、スクリーン６０ａの上面に堆積する。スプレッダ６２ａの対向面の下部に設けられた下部突起部６８ａは、スクリーン６０ａの上面に堆積したスラグ１６を、開口部７０ａの開口寸法よりも小さく、かつ面接触しない距離までスラグ１６を挟み込む。これにより、スラグは粉砕され、スクリーン６０ａを通過する。
　本第１実施形態に係るスラグクラッシャ２２ａは、スプレッダ６２ａの下部に配置され、互いに対向しあう下部突起部６８ａの破砕位置における距離がスプレッダ６２ａの幅方向に渡りスクリーン６０ａの開口寸法よりも小さく、面接触しない距離となっている。これにより、下部突起部６８ａがスクリーン６０ａの上面に堆積したスラグ１６をスクリーン６０ａの開口寸法よりも小さい粒径まで破砕することを可能にし、よりスクリーン６０ａからスラグ１６を排出し易くできる。また、これにより、対向し合う下部突起部６８ａの接触を防ぐことを可能にし、下部突起部６８ａの機械的損傷、及び油圧シリンダ６４ａに過剰な圧力がかかり油圧系統が損傷することを防ぐことができる。
　また、本第１実施形態に係るスラグクラッシャ２２ａは、対向する下部突起部６８ａが互い違いに組み合うように対向配置されている。これにより、スラグ１６を破砕する際、スプレッダ６２ａの幅方向両側に位置する下部突起部６８ａの凸部でスラグの逃げ道を塞ぎつつ破砕することを可能にし、スプレッダ６２ａの幅方向外側の端部にスラグが広がり、堆積することを防ぐことができる。また、下部突起部６８ａの破砕に寄与する面積を大きくすることを可能にし、より効率的にスラグ１６を破砕することができる。
　また、本第１実施形態に係るスラグクラッシャ２２ａは、突起部６６ａ、及び下部突起部６８ａが溶接により固定されている。これにより、突起部６６ａ、及び下部突起部６８ａが摩耗、あるいは機械的損傷をした際、新たな部材と交換することを可能にし、メンテナンスを容易にすることができる。
　従って、本第１実施形態に係るスラグクラッシャ２２ａは、スクリーン６０ａの上面に堆積したスラグ１６をスクリーン６０ａの開口部７０ａからより通過し易くできる。これにより、スラグ１６がスクリーン６０ａの上面に堆積しても、スラグクラッシャ２２ａにより、より確実にスラグ１６の排出が可能となる。その結果、スラグ１６の堆積によりガス化炉１２の運転が停止されることを抑制でき、ガス化炉１２の継続的な運転が可能となる。
　また、下部突起部６８ａと、スクリーン６０ａとの間の距離は、スクリーン開口寸法の２．５倍以下であることが好ましい。これにより、スラグ１６が下部突起部６８ａとスクリーン６０ａとの隙間に残留することを防ぎ、下部突起部６８ａがスラグ１６をより確実に挟み込み破砕することができる。
　なお、スプレッダ６２ａは、スクリーン６０ａの上部において対向して配置される構成としたが、スクリーン６０ａの上部に配置される受壁に対向して配置され、スプレッダ６２ａが受け板に向かって移動する構成としてもよい。そうすることで、油圧シリンダ６４ａ、６４ｂ等の駆動機器の数を減らすことを可能にし、スラグクラッシャ２２ａの製造コストを下げることができる。
第２実施形態．
　次に、図６、図７及び図８を用いて、第２実施形態のスラグクラッシャ２２ｂについて説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係るスラグクラッシャ２２ｂの待機位置における正面図である。図７は、本発明の第２実施形態に係るスラグクラッシャ２２ｂの破砕位置における正面図である。図８は、本発明の第２実施形態に係るスプレッダ６２ｂ及び下部突起部６８ｂの水平断面図である。なお、第２の実施形態のスラグクラッシャ２２ｂは、上述した第１実施形態のスラグクラッシャ２２ａに代えてガス化炉１２に適用することができる。つまり、第２実施形態のガス化炉は、スラグクラッシャ２２ｂ以外は、ガス化炉１２と同様の構成である。
　図６及び図７に示すスラグクラッシャ２２ｂは、スクリーン６０ｂと、スプレッダ６２ｂと、油圧シリンダ６４ｂと、突起部６６ｂと、下部突起部６８ｂとを備える。スラグクラッシャ２２ｂは、下部突起部６８ｂの形状以外はスラグクラッシャ２２ａと同様の構造である。
　スプレッダ６２ｂの対向面の下部には、下部突起部６８ｂが設けられる。下部突起部６８ｂは、図６及び図７に示すように、鉛直方向下側の面、つまりスクリーン６０ｂと対向している面が対向面から対向するスプレッダ６２ｂに向かうにしたがって上向きに移動する方向に傾斜している。また、下部突起部６８ｂと対向位置に配置された下部突起部６８ｂとは、図８に示すように、互いに対向する面がスプレッダ６２ｂの幅方向に渡り平坦、及び平行である。下部突起部６８ｂの厚みは、スプレッダ６２ｂが油圧シリンダ６４ｂにより破砕位置まで移動した状態において、対向する下部突起部６８ｂとの距離がスプレッダ６２ｂの幅方向に渡りスクリーン６０ｂの開口部７０ｂの開口寸法よりも小さくなる厚みである。下部突起部６８ｂの厚みは、スプレッダ６２ｂが油圧シリンダ６４ｂにより破砕位置まで移動した状態において、対向する下部突起部６８ｂと幅方向に渡り面接触しない厚みである。下部突起部６８ｂと、対向位置にある下部突起部６８ｂとの距離は、突起部６６ｂと、対向位置にある突起部６６ｂとの距離よりも小さい。すなわち、下部突起部６８ｂは、スプレッダ６２ｂの幅方向からスラグクラッシャ２２ｂを見た場合、同じスプレッダ６２ｂの対向面に配置された突起部６６ｂよりも移動方向（スプレッダ６２ｂの移動方向）に突出している。
　第２実施形態に係るスラグクラッシャ２２ｂは、以上のような構成であり、下部突起部６８ｂは、スプレッダ６２ｂが破砕位置へ移動する際、スクリーン６０ｂの上面に堆積したスラグ１６を下部突起部６８ｂの傾斜した面とスクリーン６０ｂとの間の空間にかき集めながら破砕位置へ移動する。このとき、下部突起部６８ｂの傾斜した面は、スラグ１６に下向きの力を加え、スラグ１６を破砕する。また、スラグ１６とスクリーン６０ｂとの間に生じる摩擦力は、スラグ１６に加えられる下向きの力により大きくなる。スラグ１６は、スクリーン６０ｂとの間に生じる摩擦力によって破砕される。また、スラグ１６は、下部突起部６８ｂから加えられる下向きの力により、スクリーン６０ｂの開口部７０ｂに一部分が嵌まる。下部突起部６８ｂは、この状態で移動方向（スプレッダ６２ｂの移動方向）に移動し、開口部７０ｂに嵌まったスラグ１６に対して水平方向の力を加え、スラグ１６を刈り取るように破砕する。
　第２実施形態に係る下部突起部６８ｂは、スプレッダ６２ｂが破砕位置へ移動する方向に対して上向きに傾斜した面を有する。これにより、移動方向（スプレッダ６２ｂの移動方向）へ移動するときにスラグ１６に対して下向きの力を加えて破砕することを可能にし、よりスクリーン６０ｂの開口部７０ｂからスラグ１６を排出し易くすることができる。
　以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、複数の上記実施形態を組み合わせてもよい。
　例えば、スラグクラッシャ２２ｂの下部突起部６８ｂの平坦、及び平行な形状を、下部突起部６８ａの互い違いに組み合う形状としてもよい。
　１２　ガス化炉
　１４　コンバスタ
　１６　スラグ
　１８　リダクタ
　２０　スラグホッパ
　２２ａ、２２ｂ　スラグクラッシャ
　２４　下部ホッパ
　２６　通過スラグ
　６０ａ、６０ｂ　スクリーン
　６２ａ、６２ｂ　スプレッダ
　６４ａ、６４ｂ　油圧シリンダ
　６６ａ、６６ｂ　突起部
　６８ａ、６８ｂ　下部突起部
　７０ａ、７０ｂ　開口部

Claims (3)

  1. 　石炭をガス化させるガス化炉に設けられ、前記ガス化炉で生成されて落下したスラグを破砕するスラグクラッシャであって、
    　前記スラグの落下方向に対して交差するように設けられ、複数の開口部が形成されたスクリーンと、
    　前記スクリーンの上面側に配置され、互いに対面して配置された少なくとも２つのスプレッダと、
    　前記スプレッダを支持し、前記スプレッダの前記対向面に対して垂直な方向に前記スプレッダを移動させるスプレッダ移動手段と、を有し、
    　前記スプレッダは、対面する位置に配置された他のスプレッダとの前記対向面に配置され、前記他のスプレッダに向かって突出した複数の突起部と、前記対向面の下端に配置され、前記スプレッダの移動方向に直交する方向に延在し、前記他のスプレッダに向かって突出した下部突起部と、を有し、
    　前記下部突起部は、対向して配置された前記他のスプレッダと最も接近した状態において、対向する前記下部突起部と面接触せず、かつ、対向する前記下部突起部との距離が、前記スプレッダの幅方向に渡り前記スクリーンの前記開口部の開口寸法よりも小さいことを特徴とするスラグクラッシャ。
  2. 　前記下部突起部は、前記スクリーンと対面する面が、対向する前記下部突起部に近づく方向に対して前記スクリーンと離れる向きに傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のスラグクラッシャ。
  3. 　前記下部突起部は、前記スプレッダの移動方向に直交する方向の位置によって、前記他のスプレッダに向かって突出する量が変化する凹凸形状であり、前記対向する前記下部突起部の凹凸を反転した形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスラグクラッシャ。
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