JPH07103383B2 - 微粉炭のガス化方法 - Google Patents
微粉炭のガス化方法Info
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- JPH07103383B2 JPH07103383B2 JP58200055A JP20005583A JPH07103383B2 JP H07103383 B2 JPH07103383 B2 JP H07103383B2 JP 58200055 A JP58200055 A JP 58200055A JP 20005583 A JP20005583 A JP 20005583A JP H07103383 B2 JPH07103383 B2 JP H07103383B2
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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
が固化するのを防止して連続かつ安定に排出することが
できる微粉炭のガス化方法に関するものである。
が固化するのを防止して連続かつ安定に排出することが
できる微粉炭のガス化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経た後冷ガスとして回収される。
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の下部に設けられたタッ
プ口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。
るが、このスラグはガス化炉７の下部に設けられたタッ
プ口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
移動した後タップ口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、ラップ
口３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。
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
移動した後タップ口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、ラップ
口３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。
上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
の可及的に向上させるため1,500〜2,000℃程度の高温に
保たれるので、この影響でタップ口上部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、タップ口下部４では、下方のクエンチ水６（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。
の可及的に向上させるため1,500〜2,000℃程度の高温に
保たれるので、この影響でタップ口上部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、タップ口下部４では、下方のクエンチ水６（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
プ口下部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す
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図は、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。
せることによりガス化炉の温度を過度に上昇させ、タッ
プ口下部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す
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図は、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することが
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。
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。
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火炉
下部のタップ口を経て下方のクエンチ水部へ流下させて
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、該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、前記ガス化炉へ供給するスチーム量
を削減することを特徴とする。
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火炉
下部のタップ口を経て下方のクエンチ水部へ流下させて
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、該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、前記ガス化炉へ供給するスチーム量
を削減することを特徴とする。
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。
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〜
50mm炉体内に入った位置に設けられた温度検出計（一般
に熱電対でよい）18と、タップ口３の下部面とクエンチ
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、タップ口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。
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〜
50mm炉体内に入った位置に設けられた温度検出計（一般
に熱電対でよい）18と、タップ口３の下部面とクエンチ
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、タップ口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Ｉ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T2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は、一般にT2−T1≦200
〜800℃であればスラグが充分に流下することが確認さ
れた。
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Ｉ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T2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は、一般にT2−T1≦200
〜800℃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（T1も低下す
る）ところ、その領域IIではT2−T1≦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−T1≦200〜800℃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。
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（T1も低下す
る）ところ、その領域IIではT2−T1≦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−T1≦200〜800℃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
条件を満たすためには、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、ガス化炉へ
供給するスチーム量を削減することにより、T1を上昇さ
せればよい。またこのとき、ガス抜きラインへのガス抜
き量を増大させたり、バーナ12に点火するという操作を
併用することもできる。
条件を満たすためには、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、ガス化炉へ
供給するスチーム量を削減することにより、T1を上昇さ
せればよい。またこのとき、ガス抜きラインへのガス抜
き量を増大させたり、バーナ12に点火するという操作を
併用することもできる。
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O2/石炭（重量）＝0.6〜
1.2程度とすることが望ましい。
ずしも一様ではないが、一般にO2/石炭（重量）＝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T1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
を解消するためにライン10からのスチーム供給量を削減
するための指示信号を出力する演算装置20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節器21、ガス調節弁
15に対し操作信号を出力するガス抜き弁開度調節器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点火
調節装置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へフィードバッ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、それぞれ必要により生成ガスライン17に設けら
れたサイクロンおよび廃熱ボイラ等の熱回収器である。
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T1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
を解消するためにライン10からのスチーム供給量を削減
するための指示信号を出力する演算装置20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節器21、ガス調節弁
15に対し操作信号を出力するガス抜き弁開度調節器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点火
調節装置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へフィードバッ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、それぞれ必要により生成ガスライン17に設けら
れたサ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
の測定下に運転が行なわれるが、その際T1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、一般に重量でスチーム
／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
以上に上昇することとなる。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。
本実施例において、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に設置してあるガス調
整弁15を開く操作を、演算装置20の指示とガス抜き弁開
度調整器22の動作を通して同様に行うことができる。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。
の測定下に運転が行なわれるが、その際T1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、一般に重量でスチーム
／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
以上に上昇することとなる。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。
本実施例において、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に設置してあるガス調
整弁15を開く操作を、演算装置20の指示とガス抜き弁開
度調整器22の動作を通して同様に行うことができる。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と合流して回収されるので、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
ス量と50〜20％以下を抑えることが望ましい。
ライン17と合流して回収されるので、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
ス量と50〜20％以下を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を強制加熱することもできる。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。
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を強制加熱することもできる。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
ものがであるが、該検出温度が適性範囲に入っていない
場合には、自動的にスチームの供給量を低減することに
より、上記の温度を所定位以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。
設けた温度検出計18により、スラグの温度計測を行なう
ものがであるが、該検出温度が適性範囲に入っていない
場合には、自動的にスチームの供給量を低減することに
より、上記の温度を所定位以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、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を制
御することにより、ガス流れに影響を及ぼすことなく、
また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。
度以上になるように、ガス化炉への供給スチーム量を制
御することにより、ガス流れに影響を及ぼすことなく、
また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。
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図系統図、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…
…タップ口下部、５……タップ口上部、６……クエンチ
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、11……スチー
ムバルブ、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……
スチーム量調節器、22……ガス抜き弁開度調節器、23…
…バーナ点火調節装置、24……ガス流量計、25……燃料
バルブ。
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図系統図、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…
…タップ口下部、５……タップ口上部、６……クエンチ
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、11……スチー
ムバルブ、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……
スチーム量調節器、22……ガス抜き弁開度調節器、23…
…バーナ点火調節装置、24……ガス流量計、25……燃料
バルブ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−29887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−117504（ＪＰ，Ａ) 特公 昭31−10516（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭57−7200（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項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
のクエンチ水部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、該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、前記ガス
化炉へ供給するスチーム量を削減することを特徴とする
微粉炭のガス化方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、上記の
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200055A JPH07103383B2 (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 微粉炭のガス化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58200055A JPH07103383B2 (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 微粉炭のガス化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6092391A JPS6092391A (ja) | 1985-05-23 |
| JPH07103383B2 true JPH07103383B2 (ja) | 1995-11-08 |
Family
ID=16418078
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58200055A Expired - Lifetime JPH07103383B2 (ja) | 1983-10-27 | 1983-10-27 | 微粉炭のガス化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07103383B2 (ja) |
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-
1983
- 1983-10-27 JP JP58200055A patent/JPH07103383B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6092391A (ja) | 1985-05-23 |
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