JPH09227879A - 噴流床石炭ガス化炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 噴流床石炭ガス化炉に関し、溶融スラグの捕
集効率を向上し、飛散を防止する。 【解決手段】 コンバスタ１の片側には微粉炭バーナ３
が１〜数本斜め下向きに、その上部にはチャーバーナ４
が微粉炭バーナ３とは反対側の炉壁で、バーナ３の流れ
中心に対して対称に２本、それぞれ取付けられる。又、
バーナ３と対向して軽油バーナ８が、それと９０°ずれ
た位置に軽油着火トーチ９が取付けられ、それらの下部
にスラグタップ６が設けられ、空間７を介して水１０が
ある。又リダクタ２にはリダクタバーナ５が取付けられ
る。微粉炭バーナ３、チャーバーナ４は斜め下向きに、
かつ対向壁に他のバーナがないので空気流１１は大きな
弧を描き、下から上へ流れ、スラグ粒子１２は遠心力に
より炉壁に当り、捕集され、スラグタップ６に落下し、
水１０に落ちて冷却され、排出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は溶融スラグの捕集効
率を向上し、飛散を防止するようにした噴流床石炭ガス
化炉に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の噴流床石炭ガス化炉の正面
図（部分断面を含む）、図９はそのＥ−Ｅ断面図、図１
０はそのＦ−Ｆ断面図である。これらの図において、円
筒形状のコンバスタ０１には、図９に示すようにそれぞ
れ同一断面内に配設された複数個（図では４個）の微粉
炭バーナ０３と、その上部に、図１０に示すようにチャ
ーバーナ０４が同様に複数個（図では４個）取付けられ
ている。コンバスタ０１の一端には、断面積が縮少され
た後、円錐状に拡大するリダクタ０２が接続されてお
り、このリダクタ０２には熱分解のための原料微粉炭噴
出口リダクタバーナ０５が設けられている。

【０００３】コンバスタ０１の下部には、コンバスタ０
１を仕切るスラグタップ０６が設けられ、この下の軽油
予燃焼室０７には、同一断面上の一方に軽油バーナ０８
を取付けており、対向する他方に軽油点火トーチ０９が
取付けられている。０１０は落下するスラグの冷却用の
水である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来の噴流床石
炭ガス化炉においては、コンバスタ０１で燃料としての
微粉炭やチャーを燃焼させ、その残査であるスラグをコ
ンバスタ０１の壁面に付着させ、重力で下方へ流下さ
せ、スラグタップ０６を通じて軽油予燃焼室０７の下部
に張った水０１０に落下させて冷却した後、図示してい
ない破砕機で破砕させる。

【０００５】この場合、スラグの粒子流れ０１２のコン
バスタ０１の壁面への移動は、コンバスタ０１中心軸か
らずらした向きに取付けられた微粉炭バーナ０３とチャ
ーバーナ０４による旋回を伴う空気の流れ０１１によっ
て受ける遠心力によって生じる。

【０００６】しかるに、バーナ噴流の旋回力を強くしす
ぎると、コンバスタ０１とリダクタ０２との間の絞り部
壁面においてガス流速が大きくなり、これによって壁面
上の溶融スラグが飛散し、粒子はリダクタ０２の上部に
移送され、低温壁に付着して固化する不具合が生じるた
め、これを避ける必要がある。このため、溶融スラグの
コンバスタ０１壁面での付着量が低下（捕集効率の低
下）する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために、次の（１），（２）の手段を提供す
る。

【０００８】（１）微粉炭バーナ、その上部に設けたチ
ャーバーナおよび同微粉炭バーナの下部に設けたスラグ
タップとを有し、微粉炭とチャーを燃焼させて高温ガス
を生成させるための円筒状のコンバスタと；熱分解によ
って可燃ガスを生成させるための原料微粉炭を供給する
原料用微粉炭ノズルが取付けられ、前記コンバスタと連
接するリダクタとを有する噴流床石炭ガス化炉におい
て、前記微粉炭バーナは、前記コンバスタの片側壁に、
前記スラグタップの中心部に向って下向きに取付けら
れ；前記チャーバーナは、前記微粉炭バーナの斜め対向
の位置で、かつ同微粉炭バーナに対して左右対称となる
ように前記コンバスタ壁に偶数本取付けられ；前記コン
バスタの微粉炭バーナと対向する位置に軽油バーナを、
両バーナの中間のコンバスタ壁に軽油着火用トーチを、
それぞれ前記スラグタップの中心部に向って斜め下向き
に取付け；更に、前記リダクタの原料用微粉炭ノズル
は、その噴出方向を同リダクタ中心から外して円周方向
に傾けて取付けたことを特徴とする噴流床石炭ガス化
炉。

【０００９】（２）上記（１）において、前記スラグタ
ップの中心はコンバスタ中心軸から微粉炭バーナの取付
位置と反対側にずれていることを特徴とする噴流床石炭
ガス化炉。

【００１０】本発明は、このような手段により、その
（１）の手段においては、微粉炭バーナが片側壁のみ
で、かつ下向きに取付けられているので、バーナの噴流
は弧を描くようにコンバスタ下部に達し、また、微粉炭
バーナの対向側には従来のように他のバーナがないた
め、容易にコンバスタの対向壁に達し、その後、コンバ
スタを上昇する。

【００１１】その上部のチャーバーナからの噴流も同様
に他のバーナとの干渉がなく、かつ、偶数本が微粉炭バ
ーナと対向して左右対称に取付けられているので均一な
噴射がなされると共に大きな下向きの流れとなり、弧を
描きながらコンバスタの対向壁に達し、その後、上昇す
る。

【００１２】（２）の手段においては、スラグタップの
中心がコンバスタ中心軸から微粉炭バーナの位置の反対
側にずれているので微粉炭バーナ噴流に対するスラグタ
ップ上部構造による流動抵抗を低減し、噴流がコンバス
タ壁面に到達する量を増加させ、スラグ捕集効率を
（１）よりも更に増大させることができる。

【００１３】このように微粉炭バーナとチャーバーナの
噴流によるガス流れが大きな曲率を有する流れになるた
め、ガスよりも比重の大きいスラグ粒子は慣性力（遠心
力）によって流れの流線よりずれ、コンバスタ壁面に衝
突し、壁面に捕集される。

【００１４】従って、スラグの捕集効率が良くなり、従
来のようにスラグが飛散してリダクタ上部に移送され、
リダクタの低温壁に付着し、固化することがなく、リダ
クタの原料微粉炭の供給と原料微粉炭ノズルの円周方向
に傾けた配置により、熱分解による可燃ガス生成が効率
良くなされる。更に、スラグタップを流下する溶融スラ
グも、従来のような軽油予燃焼室をなくして、軽油バー
ナと軽油着火用トーチをコンバスタ内よ移しているので
流下性が良好となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る噴流床石炭ガス化炉の部分断面を含
む正面図であり、図８の従来と対比して示し、全体が円
筒壁の中に構成されている。図２、図３はそのＡ−Ａ断
面図で、微粉炭バーナ３の取付け状態を示し、図２はバ
ーナが１本の例、図３はバーナが２本の例である。図４
は図１におけるＢ−Ｂ断面図で、チャーバーナ４の取付
け状態を示し、図５は図１におけるＣ−Ｃ断面図で、リ
ダクタバーナ５の取付け状態を示している。

【００１６】これら図において、各構成部品名は図８の
従来例と同一名称とし、符号は従来例と対比するために
「０」を省いて同一の符号を付して説明する。これらの
構成部品は、従来例で説明したが、整理のため再度説明
すると、１は円筒形状のコンバスタ、２はリダクタ、３
は微粉炭バーナ、４はチャーバーナ、５はリダクタバー
ナ、６はスラグタップ、７は、従来は符号０７を付した
軽油予燃焼室であったが、本実施の第１形態では、これ
を廃し、単なる空間である。８は軽油バーナ、９は軽油
着火トーチであり、これら８，９は従来の軽油予燃焼室
からスラグタップ６の上部に移している。１０はスラグ
冷却用の水、１１は空気の流れ、１２は微粉炭バーナ３
又はチャーバーナ４からの粒子の流れである。

【００１７】このような構成において、微粉炭バーナ３
は、図２，図３に示すＡ−Ａ断面図のように、コンバス
タ１の片側に１〜数本（図２では１本、図２では２本の
例を示す）をスラグタップ６の中心を狙って斜め下向き
取付けており、チャーバーナ４は、図４に示すＢ−Ｂ断
面図のように、微粉炭バーナ３の位置から１８０°移動
した位置において、微粉炭バーナ３の流れ中心に対して
左右対称に取付けている。

【００１８】リダクタバーナ５は、リダクタ２の中心軸
からずらして取付けて、内部に旋回流を伴う向きに数本
（図５では４本の例を示す）取付けている。

【００１９】軽油バーナ８と軽油着火トーチ９について
は、図３に示すように、コンバスタ１に設置され、微粉
炭バーナ３と対向して軽油バーナ８が、９０°位相をず
らして軽油着火トーチ９がそれぞれ設置されている。

【００２０】コンバスタ１の内部では微粉炭バーナ３
と、その上部のチャーバーナ４の下向きの噴流による空
気流れ１１が大きな弧を描いて対向壁に達してその後上
昇する流れとなる。

【００２１】微粉炭とチャーの燃焼で発生するスラグ粒
子の流れ１２はガスより比重が大きく、遠心力で流線か
らずれてコンバスタ１の壁面に衝突しスラグタップ６に
落下する。落下したスラグ粒子はスラグタップ６下方の
水１０の中に落下し、冷却された後に図示していない破
砕機で破砕し、外部へ排出される。

【００２２】上記に説明の実施の第１形態の噴流床石炭
ガス化炉においては、微粉炭バーナ３を下向きに取付け
るため、バーナ３からの空気流１１は弧を描くようにコ
ンバスタ１下部に達し、また、微粉炭バーナ３の対向側
には他のバーナがないために空気流１１は対向する壁に
達し、その後、コンバスタ１内を上昇する。

【００２３】上記のチャーバーナ４からの空気流１１も
同様に他のバーナとの干渉がないため、大きな下向きの
流れとなり、弧を描きながら対向壁に達し、その後上昇
する。

【００２４】このように、微粉炭バーナ３とチャーバー
ナ４の噴流によるガス流１１が大きな曲率を有する流れ
になるため、ガスよりも比重の大きいスラグ粒子の流れ
１２は慣性力（遠心力）によって流れの流線よりずれ、
コンバスタ１の壁面に衝突し、壁面に捕集される。

【００２５】捕集されたスラグ粒子はスラグタップ６に
落ち、従来の軽油予燃焼室をなくし、軽油バーナと軽油
着火用トーチをコンバスタ１内に移しているので流下性
が良好となる。

【００２６】図６は本発明の実施の第２形態に係る噴流
床石炭ガス化炉の部分断面図であり、図１に示す実施の
第１形態と同一部分には同一符号を付している。第１形
態と異る部分は符号１６のスラグタップであり、その他
は第１形態と同じである。図７はそのＤ−Ｄ矢視図であ
る。

【００２７】この実施の第２形態におけるスラグタップ
１６は、図６，図７に示すように、その中心がコンバス
タ１の中心軸から微粉炭バーナ３の反対側にずれてお
り、このようなスラグタップ１６の構造により、微粉炭
バーナ３の噴流１２がコンバスタ１壁面に到達する量を
増加させ、スラグ捕集効率の増大が期待できるものであ
る。その他の構成、作用は図１に示す実施の第１形態と
同じであるので説明は省略する。

【００２８】

【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
は、微粉炭バーナ、その上部のチャーバーナ及び微粉炭
バーナの下部のスラグタップを有するコンバスタと原料
用微粉炭ノズルを有するリダクタとからなる噴流床石炭
ガス化炉において、微粉炭バーナをコンバスタの片側壁
に取付けてスラグタップの中心部を向け、チャーバーナ
を微粉炭バーナの斜め対向の位置で左右対称となるよう
に偶数本取付け、微粉炭バーナと対向する位置に軽油バ
ーナを、両バーナの中間のコンバスタ壁に軽油着火用ト
ーチをそれぞれスラグタップに向って斜め下向きに取付
け、更に、リダクタの原料用微粉炭ノズルを中心から外
し、円周方向に傾けて取付けた構成とし、又、スラグタ
ップの中心を微粉炭バーナからずらした構成も特徴とし
ているので、次のような効果を奏する。

【００２９】（１）微粉炭バーナ及びチャーバーナの噴
流をコンバスタ炉壁に衝突させることでスラグ粒子の捕
集効率を向上させることができる。

【００３０】（２）微粉炭バーナをスラグタップに向け
ることで溶融スラグの捕集効率の向上と、スラグタップ
を流下する溶融スラグの温度を保ち、良好な流下性を得
ることができる。

【００３１】（３）チャーバーナを下方へ向けることで
微粉炭の燃焼火炎の中にチャーを噴出させることによっ
てチャーの着火性が向上する。

【００３２】（４）ガス化炉内にバーナ噴流の旋回力が
使用しないので絞り部壁面においてもガス流速を大きく
しないので、溶融スラグの飛散を防止する。

【００３３】（５）スラグタップをコンバスタ中心から
微粉炭バーナの反対側にずらすことで微粉炭バーナ噴流
に対するタップ上部構造による流動抵抗を低減し噴流が
コンバスタ壁面に到達する量を増加させスラグ捕集効率
の増大を期待出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態に係る噴流床石炭ガス
化炉の部分断面を含む正面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図で、微粉炭バーナが
１本の例である。

【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図で、微粉炭バーナが
２本の例である。

【図４】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図５】図１におけるＣ−Ｃ断面図である。

【図６】本発明の実施の第２形態に係る噴流床石炭ガス
化炉の部分断面図を含む正面図である。

【図７】図６におけるＤ−Ｄ矢視図である。

【図８】従来の噴流床石炭ガス化炉の部分断面を含む正
面図である。

【図９】図８におけるＥ−Ｅ断面図である。

【図１０】図８におけるＦ−Ｆ断面図である。

【符号の説明】

１ コンバスタ ２ リダクタ ３ 微粉炭バーナ ４ チャーバーナ ５ リダクタバーナ ６，１６ スラグタップ ８ 軽油バーナ ９ 軽油点火トーチ １０ 水 １１ 空気流れ １２ 粒子流れ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微粉炭バーナ、その上部に設けたチャー
   バーナおよび同微粉炭バーナの下部に設けたスラグタッ
   プとを有し、微粉炭とチャーを燃焼させて高温ガスを生
   成させるための円筒状のコンバスタと；熱分解によって
   可燃ガスを生成させるための原料微粉炭を供給する原料
   用微粉炭ノズルが取付けられ、前記コンバスタと連接す
   るリダクタとを有する噴流床石炭ガス化炉において、前
   記微粉炭バーナは、前記コンバスタの片側壁に、前記ス
   ラグタップの中心部に向って下向きに取付けられ；前記
   チャーバーナは、前記微粉炭バーナの斜め対向の位置
   で、かつ同微粉炭バーナに対して左右対称となるように
   前記コンバスタ壁に偶数本取付けられ；前記コンバスタ
   の微粉炭バーナと対向する位置に軽油バーナを、両バー
   ナの中間のコンバスタ壁に軽油着火用トーチを、それぞ
   れ前記スラグタップの中心部に向って斜め下向きに取付
   け；更に、前記リダクタの原料用微粉炭ノズルは、その
   噴出方向を同リダクタ中心から外して円周方向に傾けて
   取付けたことを特徴とする噴流床石炭ガス化炉。
2. 【請求項２】 前記スラグタップの中心はコンバスタ中
   心軸から微粉炭バーナの取付位置と反対側にずれている
   ことを特徴とする請求項１記載の噴流床石炭ガス化炉。