JPH02185594A - 炭素質燃料を高温燃焼させるためのガス化装置 - 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】 〔竜業上の利用分野〕 本発明は、少くとも１種類の使用できる合成ガスで構成
された高温の流出物流を製造するために炭素質燃料混合
物を高温度でガス化するガス化装置に関するものである
。

炭素質燃料混合物の燃焼による使用できる合成ガスの製
造においては、高温および高圧の条件の下での製造が最
も効果的である。たとえば、粒状石炭、コークスまたは
石油のような炭素質燃料からガスを製造するために約１
０９０〜１６５０℃（約２０００〜３０００下）の好適
な運転温度範囲が約５〜２５０り圧の圧力において維持
される。そのような製造方法において軽鉄される、およ
びとくに、遭遇する広い湯度変化における、厳しい運転
条件のためにガス化装置すなわち反応装置およびそれに
関連する装置の多くの部分に大きな歪を生じさせる。

本発明すカッ化装値の構造、とくに冷却環および浸漬管
装置の構造を改良しようとするものである。冷却環と浸
漬管は、それらの機能のために、製造され／Ｃ＾混のガ
スすなわち流出物流が反応室から出るにつｒして接触す
ることにより、ガス化装置の最も厳しい温度条件にきら
される。

〔従来の技術〕

米国性ｒＦＭＸ　４，２１８＋４２３号明、ｍ書には、
現在の構造を使用することにより改良できる冷却環およ
び浸漬管の一例が示されている１、米国特許第４，４４
４，７２６号明細Ｗ、　ｐ（は、反応容器のための浸漬
管および冷却環が示されている。後者においては、ガス
化装置の冷却装置の一部が熱絶縁されているが、高温の
流出ガスと冷却環が良く接触することによって生ずるこ
とがある有害な効果を無くシ、またはできる／どけ小さ
くする効果的な手段は設けられてい々い。

〔発明が解決しようとする課題〕

ガス化装置内の高温の条件によりひき起される諸問題の
中に、冷却水を流す冷却環中にしばしば起る熱歪みの問
題がある。それらの熱歪みは、冷却環が高温の流出物流
に非常に接近している結果として現われるものである。

その位置は冷却を必要とする位置である。通常起る問題
は、冷却環のうち温度の急変が起る部分に主として生ず
るひび割れ、および亀裂の形で現われる。後者において
は、物理的な歪みと熱歪みが拡大されて、最終的には液
状冷却剤の望ましくない洩れが生ずる結果となる。

本発明の目的は、内部水循環装置を構成する冷却環によ
り浸漬管がぬらされる、使用可能な合成ガスを製造する
改良したガス化装置を得ることである。

本発明の別の目的は、ガス化工程により発生された高温
の流出物流にさらされることが内部水循環通路により保
護されるガス化装置の液体を通す冷却環を得ることであ
る。

本発明の更に別の目的は、冷却環の金属構造体部分に熱
によりひき起される歪みを減少させる、効率の高い内部
冷却装置を構成する極類の冷却環を得ることである。

〔課題を解決するための手段〕

上記のような種類のガス化装置におけるそれらの欠点を
解消するために、本発明は、内部水循環通路を有するガ
ス化装置冷却環を提供するものである。その内部水循環
通路は、本発明の一実施例においては、冷却環体の内側
から延長し、外部カバー板すなわち外部閉鎖板により囲
まれて水分配環すなわち水分配マニホルドを形成する付
属物により形成される。冷却剤を通す通路は、外部表面
が高温の流出物流にさらされる分配環の内部槽全体を覆
い、かつ冷却剤で充された状態に保たれる。

その冷却剤通路は冷却水を速い流れで通す。その冷却水
は浸漬管の案内面に対して放出される。こうすることに
より、カス化装置の反応室と液体浴の間の流出物流の流
れが容易にされる。

したがって、本発明は、残っているスラグと、少くとも
１種類の有用な合成ガスとを含む高温の流出物流を製造
するために炭素質燃料混合物をガス化する反応装置を提
供するものである。この反応装置は燃料混合物をガス化
する反応室を含む。

その反応室の床は液化きれたスラグを流出させることが
できるような形にされる。

水の浴を保持する冷却室が、高温の流出物を受けて、そ
の流出物を冷却するために、反応室の下側部分に位置さ
せられる。反応室を冷却室に通じさせるのど部が流出物
の流れを浸漬管の中へ向ける。その浸漬管は、流出物を
水の浴内へ導く案内通路を通常のようにして形成する。

ガス化装置内部の環状冷却環が分配環を含む。

冷却水の流れを浸漬管の案内面へ向けるために、その分
配環は浸漬管の上方に位置させられる、。

冷却環は、加圧水源へ通じさせられる室またはマニホル
ドを形成するボテ−を含む。そのマニホルドは隣接して
位置させられている分配環に通じる。その分配環は水を
環状冷却剤通路を通じて受け、循環させる。環状冷却剤
通路が狭くされているだめにその冷却剤別路を°水が列
ｉく流れるために、高温の流出物にざらされる冷却環の
外部壁を安定にし、冷却する。

それから、循環水は、高温の流出物流に接触している浸
漬管の案内面に対して分配させられる。

簡単にいえば、前記諸口的を達成するために、固体状、
液体状または気体状の炭素質燃料混合物をガス化するだ
めのガス化装置すなわち反応容器が設けられる。部分酸
化によるガス化法により、少くとも１種類の有用な合成
ガスと、燃料が石炭またはコークスのような固体である
場合に通常は粒子状の灰の形である残留物質とを含む高
温の流出物流を生ずる。ガス化装置は、製造された合成
ガスを含む高温の流出物の下降する流れを形成するため
に位置させられている、壁が厚く、直立している鋼製の
殻の内部に納められる。

その殻の内部の反応室は燃料混合物の加圧された流れを
燃料噴射燃焼器を通じて受ける。その燃料噴射燃焼器は
炭隼質燃料源と、燃焼可能な混合物を構成するだめの酸
素または空りのようなガス化支持媒質源へ通じさせられ
る。

反応室の内部で発生されたガス化製品すなわち高温の流
出物は、液体保持冷却室の内部で冷却される反応室の床
を通って放出させられる。

反応室を出る高温の流出物が流れることを容易にするた
めに、成体浴中へ高温の流れを案内する浸漬管が位置さ
せられる。全体として１「立の位置に向けられている浸
漬管が、水流を浸漬管の露出させられている案内面また
は流出物接触壁に沿って導く液体導通冷却環により支持
される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず第１図を参照して、本発明が関連するガス化装置す
なわち反応装置の容器１０が細長い鋼製の殻１１を有す
る。このガス化装置は両立位置で通常運転させられて、
製造された物質の下降流を形成する。殻１１の上端部に
、約１０９０〜１６５０℃（約２０００〜３０００下）
の予測される高い運転温度に耐える反応室１２が設けら
れる。反応室１２には多層内壁１３が内張ジされる。そ
の多層内壁は適光な耐火材料で構成することが好ましい
。

炭素質燃料混合物源１６から粒状石炭または粒状コーク
スのような炭素質燃料混合物を反応室１２の内部ＶＣＩ
ＩＡ＃Ｊするための燃焼器１４が殻１１の上部壁すなわ
ち屋根に、取外すことができるようにして設けられる。

ある都のガス化支持媒質が、燃料混合物の一部として燃
焼器１４の内部に同時に供給さｎる。。

本発明は、固体状、液体状または気体状の各種の炭素質
燃料を燃焼するガス化装置にも等しく応用できる。この
実施例を説明するために、燃焼器１４はコークス源１６
へ通じさせられていると仮定する。この場合にはコーク
スを予め粉砕し、十分な量の水を加えることにより希望
の密度のスラリを形成することが好甘し７い３．酸化源
１７における加圧カスは通常は酸素、空気または両者の
混合物である。

反応室１２の下端部は下方へ傾斜している耐火材料製の
床１８により形成でれる。この構造により冒濁カス、と
くに液化された流出物を反応室１２から良く放出させる
ことができる。

殻１１の下端部は冷却室１９を囲む。その冷却室の中に
ガス化生成物が送シこ捷れる。この冷却室の内部におい
て固体生成物と気体生成物が接触して、液体浴２１の中
に注入される。その液体浴は水で構成することが最も便
利である。そこで冷却されたガスは冷却室２１から出て
分離領域２６の中に入り、この分離領域から管２２を通
ってガス化装置から外部へ出る。そうするとその冷却さ
れたガスは下流側の装置において処理し、使用可能な態
様にできる。流出物中の固体成分すムわちスラグ成分は
液体浴２１の内部で沈殿し、放出口２３を辿って１コツ
クホツパー２４の内部に放出される。

反応室１２と冷却室１９は、反応室の床１８内に形成さ
れている制限されたのど部２７を介して通じさせられる
。高温の流出物が反応室１２から出た時に浴２１中の液
体に効率的に接触させるために、冷却室１９には前記し
たように浸漬管２９が設けられる。峰の浸漬管は上側縁
部３１を含む。

その上端部は制限されているのど部２７の下流側に位置
させられるｔ、浸漬管２９は冷却剤浴２１に終端する下
側縁部３２も含む。

次に第２図を参照する。制限されているのど部２７は案
内通路を形成する。その案内通路を高温、高圧の流出物
か稙初に通る１、スラグおよび生成されたガスの冷却は
、ガスを容易に取扱うことができるようにするために、
浸漬管１９（第１図）の中に浸゛寸ことに、１．：り行
われる。しかし、高温の流出物がのど部２７の下流ｆｌ
ｌを離れるにつｎて外方へ膨張し、水分配環として機能
する冷却環３３の壁の露出している外面ｔで、ｌ：９導
かれる。

機能的には、浸漬管２９の内壁は、のど部２７を冒速の
流汎で離れる気体状成分と固体状成分を含み、下方へ流
れる高温のδＭ、出物のための円筒形の案内面を形成す
る。流出物の流れは容易にするために、円筒形浸漬管２
９の内壁または案内面は、加圧された水の１本ｔた１は
複数本の流れをその案内面にぶつけるととに、：　！！
７、その案内面がぬらされる。

冷却環３３の一実施例においては、冷却環３３は金属製
の環体３４により構成される。その環体は一連のボルト
３６によジ燃焼室１２の下側支持床１５により固定され
る。反応室の床１８が、図示のように、冷却環の少くと
も一部の上に張出して、高温ガスがその部分に直接当る
ことを阻止するのに十分な距離だけ内側へ延長する。

前記環体３４は、冷却水を送るための内部環状マニホル
ドすなわち内部環状室３７を形成するための形にされる
。その環体３４の下側に板３８が設けられる。その板は
増除くことができ、または所定の場所に浴接でき、かつ
少くとも１つのライザー３９を受けることができる。板
３８は複数のライザーを受けることが好ましい。第１図
に示すように、ライザー３９は導管４２を介して加圧水
源４１へ通じさせられる。

環体３４の内壁または中間壁４３に周縁取付はハブが設
けられる。その周縁取付はハブへは円筒形浸漬管２９の
上端部３１が支持可能に固定される。前記中間壁４３の
外面に沿って、全体とじて水平なネック４４で構成され
ている環状付属物が更に設けられる。両立リム４６がそ
のネック４４から延びて環状の冷却剤循環通路４７を形
成する。

それに、ｌニジその通路４Ｔは、冷却環の露出している
壁の全接触面４９を覆い、冷却する。

環体３４の露出している外面５１から流出物案内パネル
すなわち案内カバー４８が垂下する。そのカバー４８の
内面４９は前記付属物４４〜４６から隔てられて狭い、
すなわち、制限された環状冷却剤循環通路４７を形成す
る。

流出物案内パネル４８の露出面５１に接触する高温の流
出物が容易に流れるようにし、かつ急速な下降流に対す
る妨害を最少限に抑えるために、その露出面５１は適切
にわん曲はせられる。一実施例においては、露出面５１
は流出物案内流の上側部分を形成する。前記露出面の下
側の全体として円形の部分が浸漬管に接触するように流
出物の下方への流れを案内する。図示のように、流出物
流が流れることを容易にするために、露出面５１は弧状
すなわち半円形とすることができる。

狭い冷却剤循環通路４７の下側に出口貯蔵部すなわち拡
張された貯蔵部５２が設けられる。その出口貯蔵部の中
に冷却水が注入させられてから、１つまたは複数の放出
口５３を通って冷却剤循環通路を出る。本発明の好適庁
実施例においては、開口部５３．５４は、パネル４８の
下方へ延びる縁部と浸漬管２９の表面の下方へ延びる縁
部の間に形成された狭い通路を含む。狭くされた開口部
５３を維持するために、開口部がある時間は閉じないよ
うにしてスペーサを位置させることができる。

第２図および第３図を参照して、冷却剤を流すマニホル
ド３７からの冷却水を制限されている冷却剤循環通路４
Ｔへ流すために、中間壁４３に１本または複数本の交差
通路５６が形成される。それらの交差通路５６は環状マ
ニホルド３７の上仰１部分から冷却剤循環通路４７の上
側部分内へ延長することが好ましい。一連の交差通路５
６は中間壁４３の縁部の周囲に等間隔で配置することが
好捷しい。それらの交差通路は、冷却剤循環通路４７の
壁にほぼ垂ｔαにその冷却剤循環通路４７の中に入れる
ことにより、その流れが放出口５３寸で下降する前に速
い渦巻き作用を起させる一連の流れを生じさせるように
構成することが一層好ましい。

マニホルド３７から放出口５３への冷却水の流れのこの
ような構成にはいくつかの利点がある。

壕ず、交差通路５６をそのように配置することにより、
冷却剤循環通路４７の内部には水が常に杯となる。その
結果、およびその−杯の冷却水の循環流のために、冷却
水はリム４６をあふれ、カバー４８に接触する。また、
より一様で、効率的な冷却作用により、算出面５１は同
様に冷却される。その全体的な効果として、露出面５１
またはカバー４８のどの部分にも応力による亀裂が生ず
ることが無くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガス化装置の垂直断面図、第２図は第
１図に示されている内部に通路を設けられた冷却環の一
部の部分断面拡大斜視図、第３図は第２図の３−３線に
沿う部分拡大断面図である。 １０・・・・ガス化装置、１１・・・・殻、１２・・反
応室、１９・・・・冷却室、２１・・・浴、２３・・・
・のど部、２６．２７・・・・縁部、２８・・・・案内
通路、２９・・・・内壁、３０・・・・冷却環、３４・
・・・環体、３７・・・・マニホルド、３８・・・・板
、３９・・・・ライザー　４７・・・・冷却剤循環通路
、４８・・・・カバー　４９・・・・接触面、５１・・
・・露出面、５６・・・・交差通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　上昇させられた温度および上昇させられた圧力におい
   て炭素質燃料混合物が内部において少くとも部分的に反
   応させられるような反応室（１２）を有する殻（１１）
   と、燃焼生成物を冷却する液体浴（２１）を保持する前
   記殻（１１）内の冷却室（１９）と、それぞれ反応室（
   １２）と冷却室（１９）を通じさせる制限されたのど部
   （２７）と、前記燃焼室（１２）と前記冷却室（１９）
   の間に流れ案内通路（２８）を形成する内壁（２９）お
   よび向き合う上側縁部および下側縁部（２６、２７）を
   有する細長い浸漬管（２４）と、この浸漬管の上端部に
   支持可能に位置させられ、加圧液状冷却剤源（３８）へ
   通じさせられた冷却環（３０）と、液状冷却剤（３０）
   の流れを浸漬管の内壁（２９）に沿つて放出させてそれ
   の表面をぬらす冷却環内の排出通路（３１）とを備え、
   使用できるガスを製造するために炭素質燃料を高温燃焼
   させるためのガス化装置において、前記冷却環（３０）
   は、前記流れ案内通路（２８）の一部を形成するために
   浸漬管の内壁（２９）に隣接して位置させられたわん曲
   した外面を有することを特徴とする炭素質燃料を高温燃
   焼させるためのガス化装置。