JPH10279959A - Coal gasifier - Google Patents
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- JPH10279959A JPH10279959A JP9793897A JP9793897A JPH10279959A JP H10279959 A JPH10279959 A JP H10279959A JP 9793897 A JP9793897 A JP 9793897A JP 9793897 A JP9793897 A JP 9793897A JP H10279959 A JPH10279959 A JP H10279959A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷却炉でスラグの付着による閉塞を防止し
て、高い石炭ガス化炉でのスラグの捕集効率を確保す
る。
【解決の手段】 ガス化炉の天井部に突起物を設けるこ
とで、ガス化炉バーナーの旋回力が強くても、スロート
部に入るガス化バーナーの旋回力を減衰させることで、
スロート部の炉壁に付着した溶融スラグをガス化炉に移
動することが可能になり、スロート下部に滞留した溶融
スラグが数mmの径の溶融スラグになって冷却炉に飛散
して、冷却炉を閉塞することが防止でき、さらにガス化
炉におけるスラグ捕集効率を高くすることが可能にな
る。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To prevent clogging due to slag adhesion in a cooling furnace and secure high slag collection efficiency in a coal gasifier. [MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] By providing a projection on a ceiling portion of a gasification furnace, even if the gasification furnace burner has a strong turning force, the gasification burner entering the throat portion is attenuated.
The molten slag adhering to the furnace wall of the throat can be transferred to the gasification furnace, and the molten slag that has accumulated at the lower part of the throat becomes molten slag having a diameter of several mm and scatters in the cooling furnace. Can be prevented from clogging, and the slag collection efficiency in the gasification furnace can be increased.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、微粉炭、微粉チャ
ー等を酸化剤を用いる噴流層でガス化する装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for gasifying pulverized coal, pulverized char and the like in a spouted bed using an oxidizing agent.
【0002】[0002]
【従来の技術】石炭を微粉炭にして噴流層ガス化炉でガ
ス化する方法は、高い熱効率とガス化効率が得られる点
が優れている。従来実用化されているこのガス化方法
は、図5に示すように、ガス化炉1、バーナー3、スロ
ート2、スラグタップ4、冷却炉5、冷却水槽6から構
成されたガス化炉装置において、バーナー3から微粉炭
と酸化剤を噴出させ、ガス化炉1内で約1500℃で微
粉炭と酸化剤を反応させてガス化する方法である。2. Description of the Related Art A method of converting coal into pulverized coal and gasifying it in a spouted bed gasifier is excellent in that high thermal efficiency and gasification efficiency can be obtained. As shown in FIG. 5, this gasification method which has been practically used in a conventional gasification method includes a gasification furnace 1, a burner 3, a throat 2, a slag tap 4, a cooling furnace 5, and a cooling water tank 6. In this method, pulverized coal and an oxidizing agent are ejected from the burner 3, and the pulverized coal and the oxidizing agent are reacted in the gasification furnace 1 at about 1500 ° C. to gasify.
【0003】生成した高温のガスは、ガス化炉上部から
スロート2を通って排出され、冷却炉3で石炭中の灰分
が固化する温度、約1000〜1200℃以下まで冷却
し、その後で集塵、熱回収、有害物の除去後燃料又は化
学原料ガスとして使用する。石炭中の灰分の大部分は、
高温のガスで溶融し、ガス化炉の底部に溜まった後、ス
ラグとしてスラグタップ4から排出され、冷却水槽4で
冷却・固化されるが、一部は、ガス化ガスに同伴されて
冷却炉3に飛散する。ガス炉1は天井部9と円筒状の側
壁10と底部11から構成され通常鋼製であるが、ガス
化炉1の天井部9、側壁10、底部11の炉壁は、外面
を水冷ジャケット又は、冷却管が設けられた冷却構造に
なっている。ガスと接触する内面は、溶融スラグによる
セルフライニングで保護する方法が一般的である。ガス
化炉の天井部9は、天井部に付着したスラグが炉内に落
下しないで、天井から側壁を伝わって落下するように湾
曲した形状になっている。The generated high-temperature gas is discharged from the upper part of the gasification furnace through the throat 2 and cooled in the cooling furnace 3 to a temperature at which ash in the coal is solidified, that is, about 1000 to 1200 ° C. After heat recovery and removal of harmful substances, it is used as fuel or chemical raw material gas. Most of the ash in coal is
After melting with high-temperature gas and accumulating at the bottom of the gasification furnace, it is discharged from the slag tap 4 as slag and cooled and solidified in the cooling water tank 4, but a part of the cooling furnace is accompanied by the gasification gas. Splashes into 3. The gas furnace 1 includes a ceiling 9, a cylindrical side wall 10, and a bottom 11, and is usually made of steel. However, the furnace wall of the ceiling 9, the side wall 10, and the bottom 11 of the gasification furnace 1 has a water-cooled jacket or an outer surface. , A cooling structure provided with a cooling pipe. In general, the inner surface that comes into contact with the gas is protected by self-lining with molten slag. The ceiling 9 of the gasification furnace has a curved shape such that the slag attached to the ceiling does not fall into the furnace, but falls along the side wall from the ceiling.
【0004】バーナー3はガス化炉1の側壁10に、図
4に示すように、炉壁の接線方向に対して一定の角度を
付して設けられており、微粉炭が酸化剤と共に吹き込ま
れる際、炉内でガスが旋回して、石炭粒子の炉内での滞
留時間を長くして、未燃物の発生を抑制すると同時に、
石炭中の溶融した灰分がガスの旋回力でガス化炉側壁に
衝突して捕集されて、スラグタップ4から排出するスラ
グ量が増加するようにしているのが一般的である。バー
ナーの旋回径は、図4のバーナーの切線が示す角度を表
し、バーナーはガス化炉側壁に角度をもって取付る。図
4の実線はガス化炉の炉内壁を、点線がバーナー旋回径
を示す。As shown in FIG. 4, the burner 3 is provided on the side wall 10 of the gasification furnace 1 at a certain angle with respect to the tangential direction of the furnace wall, and pulverized coal is blown together with the oxidizing agent. At the same time, the gas swirls in the furnace, prolonging the residence time of the coal particles in the furnace, suppressing the generation of unburned substances,
Generally, the molten ash in the coal collides with the gasification furnace side wall by the swirling force of the gas and is collected, so that the amount of slag discharged from the slag tap 4 is increased. The turning diameter of the burner indicates the angle indicated by the cut line of the burner in FIG. 4, and the burner is attached to the gasification furnace side wall at an angle. The solid line in FIG. 4 indicates the inner wall of the gasification furnace, and the dotted line indicates the burner turning diameter.
【0005】冷却炉5は、輻射型のボイラーの使用が一
般的であるが、特開平5ー295371号公報に示され
るように石炭を吹き込んでガスの冷却と同時に石炭を熱
分解する方法もある。The cooling furnace 5 generally uses a boiler of a radiation type. However, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-295371, there is also a method of blowing coal to cool gas and pyrolyze the coal at the same time. .
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】噴流層ガス化炉は、微
粉炭と酸化剤をガス化炉側壁部に設けたバーナー出口で
混合して燃焼させるが、バーナーは図4に示すように、
ガス化したガスがガス化炉内を旋回するようにして、ガ
ス化炉内でガスと揮発分の抜けたチャー、溶融スラグ粒
子がショートパスして、ガス化炉上部の出口から出て行
かないようにし、さらに、溶融したスラグがガス化炉側
壁に衝突して捕捉されるようにしているのが一般的であ
るが、溶融スラグは完全に捕捉することは不可能で、一
部はガスと同伴されてガス化炉出口から飛散する。この
飛散したスラグは、冷却炉で冷却炉の炉壁又は冷却炉内
に設けられた冷却管に付着・成長して冷却炉が閉塞する
という問題がある。In a spouted bed gasifier, pulverized coal and an oxidizing agent are mixed and burned at a burner outlet provided in a side wall of the gasifier, and the burner is, as shown in FIG.
The gasified gas swirls inside the gasification furnace, and the char and the molten slag particles that have escaped from the gas and volatiles in the gasification furnace do not pass through the outlet at the top of the gasification furnace due to a short path. In general, molten slag strikes the gasification furnace side wall and is trapped.However, it is impossible to completely capture molten slag, and some of the molten slag is mixed with gas. It is accompanied and scatters from the gasifier outlet. The scattered slag adheres to and grows on a furnace wall of the cooling furnace or a cooling pipe provided in the cooling furnace in the cooling furnace, and thus the cooling furnace is clogged.
【0007】この原因は、石炭をガス化した際に石炭中
の灰分が溶融して発生するスラグがガス化炉出口のスロ
ートの炉壁に付着し、付着したスラグがさらにスロート
の炉壁から数mm径のスラグ粒になって冷却炉内に飛散
して、冷却炉の炉壁に付着して固化することにあり、ス
ロートの径を大きくしてスロート部のガス流速を低下す
ることによって、スロートの炉壁への付着が減少させ、
数mm径のスラグ粒が冷却炉内に飛散することを防止で
きると言われている。[0007] The cause of this is that when the coal is gasified, slag generated by melting of the ash in the coal adheres to the furnace wall of the throat at the outlet of the gasification furnace, and the attached slag further flows from the furnace wall of the throat. slag particles having a diameter of mm are scattered in the cooling furnace, adhere to the furnace wall of the cooling furnace, and solidify. By increasing the diameter of the throat and decreasing the gas flow velocity in the throat, the throat Is reduced on the furnace wall,
It is said that slag particles having a diameter of several mm can be prevented from scattering into the cooling furnace.
【0008】しかし、スロート部の径を大きくすること
は、ガス化炉から冷却炉への輻射熱が増加してガス化炉
損失熱が増加するため、ガス化炉の冷ガス効率(ガスの
潜熱/石炭の潜熱)の低下を招くほか、冷却炉の熱負荷
が増加する点から好ましくない。また、特開平5ー29
5371号公報に示されるように、石炭を冷却炉の役割
を果たす熱分解炉に吹き込み、ガスの冷却と同時に石炭
を熱分解しようとする場合には、スロート径の拡大は、
熱分解炉に投入した石炭がガス化炉に落下しやすくなる
点からも好ましくない。However, increasing the diameter of the throat portion increases the radiant heat from the gasification furnace to the cooling furnace and increases the heat loss from the gasification furnace, so that the cold gas efficiency of the gasification furnace (latent heat of gas / In addition to causing a decrease in the latent heat of coal), the heat load of the cooling furnace is undesirably increased. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-29
As shown in Japanese Patent No. 5371, when the coal is blown into a pyrolysis furnace serving as a cooling furnace and the coal is to be pyrolyzed at the same time as the gas is cooled, the expansion of the throat diameter is as follows.
It is not preferable because the coal put into the pyrolysis furnace is likely to fall into the gasification furnace.
【0009】本発明の目的は、スロートの径を拡大しな
いで、スロート炉壁からのスラグの飛散を防止して、冷
却部におけるスラグの付着による閉塞を防止することに
ある。An object of the present invention is to prevent slag from scattering from the throat furnace wall without increasing the diameter of the throat, and to prevent blockage due to slag adhesion in the cooling section.
【0010】[0010]
【発明を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明の手段は以下の通りである。Means of the present invention for solving the above problems are as follows.
【0011】(1)少なくとも天井部と側壁と底部とを
有するガス化炉と、このガス化炉内の周囲に設けられ
た、微粉状の石炭を酸化剤と共に吹き込むバーナーと、
このガス化炉の上方に設けられた冷却炉と、冷却炉とガ
ス化炉の間にあって、ガス化炉の天井部のガス出口と冷
却炉のガス入口と連通するスロートとを少なくとも有す
る石炭ガス化装置において、前記ガス化炉の天井部に、
下方に突出する突起状構造物を設けることを特徴とする
石炭のガス化装置である。(1) A gasifier having at least a ceiling, a side wall, and a bottom, and a burner provided around the inside of the gasifier, for blowing fine coal together with an oxidizing agent,
Coal gasification having at least a cooling furnace provided above the gasification furnace, and a throat located between the cooling furnace and the gasification furnace and communicating with a gas outlet at a ceiling of the gasification furnace and a gas inlet of the cooling furnace. In the apparatus, on the ceiling of the gasifier,
A coal gasifier comprising a projecting structure projecting downward.
【0012】(2)突起状構造物は、ガス化炉天井部の
ガス出口から側壁の方向に放射状に筋状に設けられるこ
とを特徴とする(1)に記載の石炭のガス化装置であ
る。(2) The coal gasifier according to (1), wherein the projecting structures are provided in a streak shape radially from the gas outlet of the gasification furnace ceiling toward the side wall. .
【0013】(3)突起状構造物の高さを、50〜70
mmとする(1)または(2)に記載の石炭ガス化装置
である。(3) The height of the protruding structure is 50 to 70
(1) or (2).
【0014】(4)突起物が水冷構造を有することを特
徴とする(1)ないし(3)のいずれかに記載の石炭ガ
ス化装置である。(4) The coal gasifier according to any one of (1) to (3), wherein the projection has a water-cooled structure.
【0015】本発明においては、ガス化炉の天井に突起
物を設けることにより、スロートに入るガス流の旋回力
を減衰させることが可能になり、スロートの炉壁に捕集
された溶融スラグをスロートとガス化炉上部の間に滞留
させることなく、ガス化炉天井壁に移動させることがで
きるため溶融スラグが冷却炉に飛散するのを防止する石
炭ガス化装置である。In the present invention, by providing a projection on the ceiling of the gasification furnace, it becomes possible to attenuate the swirling force of the gas flow entering the throat, and the molten slag collected on the furnace wall of the throat can be reduced. This coal gasifier prevents molten slag from scattering into the cooling furnace because it can be moved to the gasification furnace ceiling wall without staying between the throat and the upper part of the gasification furnace.
【0016】本発明者は、高粘性液体をガス化炉に吹き
込んで冷間で観察し、スロートにおけるガス及び液滴の
挙動を調査することによって、ガス化炉、スロートにお
けるスラグ液滴の挙動を解析した。液滴は、ガス化炉中
心部にノズルから供給し、ガスは、空気を実機のガス量
に相当する量をバーナー流速に等しい速度で図4に示す
ように、ガス化炉内で旋回するようにノズルから供給し
た。液滴の大部分はガス化炉の側壁に衝突して捕捉され
るが、一部は炉内を旋回しながら、ガスに同伴されてス
ロートに達する。The inventor of the present invention blows a high-viscosity liquid into a gasification furnace and observes the behavior of the gas and droplets in the throat in a cold state to investigate the behavior of the slag droplets in the gasification furnace and the throat. Analyzed. The droplets are supplied from the nozzle to the center of the gasifier, and the gas is swirled in the gasifier as shown in FIG. 4 at a rate corresponding to the gas quantity of the actual machine at a rate equal to the burner flow rate. From the nozzle. Most of the droplets collide with the side walls of the gasification furnace and are trapped, but some swirl inside the furnace and are accompanied by the gas to reach the throat.
【0017】スロートでは、ガスの旋回力でスロート炉
壁に衝突して、液膜となりスロート部炉壁に沿って落下
する。落下した液体は、ガス化炉の天井部の炉壁に移動
し、ガス化炉側壁を伝わってスラグタップから排出され
るのであるが、バーナーの旋回力が強い(図4に示すガ
ス化炉内径Dに対するバーナー旋回径dの比率が大き
い)と、液滴はスロートとガス化炉天井の境界近傍の炉
壁には蓋して厚い液膜となり、ガスの旋回流によって落
下しないで、液が溜まった状態になり、大きく成長した
後にこの液が炉壁からガスに吹き飛ばされて、数mmの
液滴になって飛散することが判明した。この数mmの液
滴スラグは、表面だけは冷却されるが、内部は高温のま
まで炉壁に衝突するため、内部の溶融物が炉壁に付着す
ることが、粒子の冷却計算から判った。一方、ガス化炉
から直接冷却炉まで飛散するスラグは、数10ミクロン
のフライアッシュ状の微粉で、冷却炉の炉壁に達する時
点では、ガス温度まで冷却されて、冷却壁に達した時点
では、冷却壁表面で直ぐ固化して付着しないので問題は
ない。In the throat, the gas collides with the throat furnace wall due to the swirling force of the gas, forms a liquid film, and falls along the throat section furnace wall. The dropped liquid moves to the furnace wall at the ceiling of the gasifier and is discharged from the slag tap along the gasifier side wall, but the swirling force of the burner is strong (the gasifier inner diameter shown in FIG. 4). When the ratio of the burner swirling diameter d to D is large, the droplets cover the furnace wall near the boundary between the throat and the ceiling of the gasification furnace to form a thick liquid film. It was found that this liquid was blown off from the furnace wall to the gas after growing large, and scattered as droplets of several mm. Although the surface of the droplet slag of several mm is cooled, only the surface is cooled, but the inside collides with the furnace wall while the temperature is high. Therefore, it was found from the particle cooling calculation that the melt inside adhered to the furnace wall. . On the other hand, the slag scattered directly from the gasification furnace to the cooling furnace is fly ash-like fine powder of several tens of microns, and when it reaches the furnace wall of the cooling furnace, it is cooled to the gas temperature, and when it reaches the cooling wall, However, there is no problem because it solidifies immediately on the cooling wall surface and does not adhere.
【0018】バーナー旋回力が弱い場合あるいはスロー
ト径が大きい場合は、スロート部の炉壁に捕集された液
滴は、ガス化炉の天井部に移動してしまうため、上記の
位置では液の溜まった状態はなく、数mmの液滴は飛散
しなかった。したがって、バーナー旋回力を弱くする、
すなわちバーナー旋回径を小さくすることあるいはスロ
ート径を大きくすることで、スロート下部からのスラグ
の飛散は防止できる。しかし、バーナー旋回力が弱い
と、微粉炭が燃焼して生成したスラグが、ガス化炉の側
壁に衝突して捕捉され、ガス化炉底部に移動してスラグ
タップから排出されるスラグ量が減少し、冷却炉にガス
に同伴されて飛散するフライアッシュが増加する。これ
は、気流層ガス化炉のメリットの一つである、石炭中の
灰分を取扱及び利用しやすい水砕状のスラグとして捕集
する割合が減少して、捕集及び利用の困難なフライアッ
シュが増加する点から好ましくない。When the swirling force of the burner is weak or the throat diameter is large, the droplets collected on the furnace wall of the throat move to the ceiling of the gasification furnace. There was no accumulation, and droplets of several mm did not scatter. Therefore, reducing the burner turning force,
That is, scattering of the slag from the lower part of the throat can be prevented by reducing the turning diameter of the burner or increasing the diameter of the throat. However, if the swirling force of the burner is weak, the slag generated by the combustion of the pulverized coal collides with the side wall of the gasifier and is trapped. Then, fly ash scattered by the gas in the cooling furnace increases. This is one of the merits of the gas-bed gasifier, which reduces the rate of collecting ash in coal as granulated slag that is easy to handle and use, making fly ash difficult to collect and use. Is unfavorable from the viewpoint of increase.
【0019】さらに、バーナー旋回径を小さくすること
は、石炭中の揮発分が抜けたチャー粒子がガス化炉内で
旋回せず、ガス化しないでショートパスしてガス化炉か
ら出ていく比率が増加するので、石炭のガス化効率が低
下する点からも好ましくない。一方、スロート径の拡大
は、冷却炉への輻射熱の増加の他に、特開平5ー295
371号公報に示されるように、石炭を熱分解炉に吹き
込んでガスの冷却と同時に石炭を熱分解する方法では、
石炭がガス化炉に落下する点からも好ましくない。Furthermore, reducing the swirl diameter of the burner means that the char particles from which volatile components in the coal have escaped do not swirl in the gasification furnace, and short-path pass out of the gasification furnace without gasification. Is increased, so that the gasification efficiency of coal is lowered. On the other hand, the expansion of the throat diameter is not only caused by an increase in radiant heat to the cooling furnace, but also by
As disclosed in Japanese Patent No. 371, a method of blowing coal into a pyrolysis furnace to cool a gas and pyrolyze the coal at the same time,
This is also undesirable from the viewpoint that the coal falls into the gasifier.
【0020】そこで、バーナーの旋回力は確保し、スロ
ート径を大きくしないで、ガス化効率、スラグの水砕へ
の回収効率は高くでき、かつ、スロート部で炉壁に衝突
して捕集された溶融スラグが、冷却炉に大粒径のスラグ
として飛散、付着するのを防止する方法を検討した結
果、ガス化炉の天井部に突起物をつけることによってガ
ス化炉内のガスの旋回力をスロートに入る前に減衰させ
る、スロートに溶融スラグが液溜まりを発生させないこ
とを確認した。Therefore, the gasification efficiency and the recovery efficiency of the slag for water granulation can be improved without increasing the throat diameter by ensuring the swirling force of the burner and colliding with the furnace wall at the throat to collect the slag. As a result of studying how to prevent the molten slag from scattering and adhering to the cooling furnace as a large particle size slag, the gas swirling force in the gasification furnace was obtained by attaching a projection to the ceiling of the gasification furnace. Was attenuated before entering the throat, and it was confirmed that the molten slag did not cause liquid accumulation in the throat.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下添付図によって本発明の実施
の形態を詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【0022】図1は、本発明の石炭ガス化装置を示すも
ので、ガス化炉1、スロート2、ガス化バーナー3、ス
ラグタップ4、冷却炉5によって構成され、ガス化炉1
の天井部9には突起物7を設けているものである。FIG. 1 shows a coal gasifier according to the present invention, which comprises a gasifier 1, a throat 2, a gasifier burner 3, a slag tap 4, and a cooling furnace 5.
The projection 9 is provided on the ceiling 9 of the camera.
【0023】ガス化炉1は天井部9と円筒状の側壁10
と底部11から構成され、ガス化炉1には、ガス化炉1
内でガス化したガスが旋回するように、ガス化炉1の側
壁に対してある角度をもって配置された微粉炭のガス化
バーナー3が取り付けられており、ガス化バーナー3か
ら微粉炭と酸化剤を供給して、石炭をガス化させる。ガ
ス化したガスはガス化炉1内を旋回しながら上昇して、
ガス化炉上部に設けられたスロート2を通って、スロー
ト2の上部の冷却炉5に入る。石炭中の灰分は、ガス化
炉1内で高温の溶融スラグになり、大部分のスラグはガ
ス化炉の側壁10に衝突して、ガス化炉底部11に溜ま
りスラグタップ4から排出し、ガス化炉下部の冷却水槽
6に落下して固化する。残りの灰分は、ガスに同伴され
てスロート2から冷却炉5に入るが、一部のスラグはス
ロート2の炉壁に付着して、溶融したままスロート側壁
を伝って落下する。The gasifier 1 has a ceiling 9 and a cylindrical side wall 10.
And the bottom 11, and the gasification furnace 1 includes the gasification furnace 1
A pulverized coal gasification burner 3 disposed at an angle to the side wall of the gasification furnace 1 is attached so that gas gasified in the gas swirls therein. To gasify the coal. The gasified gas rises while turning inside the gasifier 1,
After passing through the throat 2 provided in the upper part of the gasification furnace, it enters the cooling furnace 5 above the throat 2. The ash in the coal becomes high-temperature molten slag in the gasification furnace 1, and most of the slag collides with the side wall 10 of the gasification furnace, accumulates in the gasification furnace bottom 11, and is discharged from the slag tap 4. It falls into the cooling water tank 6 at the lower part of the furnace and solidifies. The remaining ash enters the cooling furnace 5 from the throat 2 with the gas, but a part of the slag adheres to the furnace wall of the throat 2 and falls down along the throat side wall while being melted.
【0024】図2a,bは、ガス化炉1の天井部9に設
けた突起物7の取付状態を示した図1のA−A矢視の断
面図で、ガス化炉天井部9の突起物7は、湾曲したガス
化炉天井部9にスロート2下部から側壁へ放射状に取り
付ける。突起物の形状、個数は、ガス化炉1を、直径1
600mm、高さ2200mm、スロート2の径を40
0mm、高さは300mm、ガス化バーナー3を4本備
えた装置を使用し、バーナー旋回径を変えて冷間で試験
し、冷却炉2に液滴が飛散しないバーナー旋回径を調査
した。突起物がない場合は、液滴の飛散が起こらないバ
ーナー旋回径は400mm以下であった。FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views taken along the line AA of FIG. 1 showing the mounting state of the projections 7 provided on the ceiling 9 of the gasification furnace 1. FIG. The object 7 is radially attached to the curved gasification furnace ceiling 9 from the lower part of the throat 2 to the side wall. The shape and the number of the protrusions are as follows.
600mm, height 2200mm, throat 2 diameter 40
An apparatus equipped with four gasification burners 3 having a height of 0 mm and a height of 300 mm was used to perform a cold test while changing the burner swirling diameter, and the burner swirling diameter at which droplets were not scattered in the cooling furnace 2 was investigated. When there were no protrusions, the swirl diameter of the burner at which the droplets did not scatter was 400 mm or less.
【0025】突起物の形状は、図2のa,bの2形状で
試験した。aは1本の連続した筋状の突起物を放射状に
複数配置したもので、bは短い突起をほほ等間隔に分散
して筋状に配置して1本の突起物とし、これを複数放射
状に位置したものである。突起物の本数は4本、突起物
の高さは50mmとした。その結果を表1に液滴が飛散
しないバーナー旋回径として示す。The shapes of the protrusions were tested in two shapes shown in FIGS. a is one in which a plurality of continuous streak-like protrusions are radially arranged, and b is a single protrusion in which short protrusions are dispersed at substantially equal intervals and arranged in a streak form, and a plurality of radial protrusions are formed. It is located in. The number of projections was four, and the height of the projections was 50 mm. The results are shown in Table 1 as burner swirl diameters at which no droplets scatter.
【0026】[0026]
【表1】 突起を設けない場合に比べて、突起を設けた場合の方が
バーナー旋回径が大きく、また、連続した突起物を設け
た方が液滴が飛散しないバーナー旋回径が大きく効果が
あることが判る。[Table 1] It can be seen that the burner turning diameter is larger when the protrusions are provided than when no protrusions are provided, and the burner turning diameter where the droplets are not scattered is greater when the continuous protrusions are provided. .
【0027】突起物の本数は、ガス化炉天井部の出口か
ら側壁に取り付けた筋状の突起物の個数を示し、図2
a,bは4本を示している。突起物の本数は、2〜12
本まで変化させてしたが、表3に示すように、2本より
4本と本数を増やすほど効果は大きいが、8本を超える
とその効果の増加程度は小さくなる。したがって4から
8本が好ましい。The number of protrusions indicates the number of streak-like protrusions attached to the side wall from the outlet of the gasification furnace ceiling.
a and b show four lines. The number of protrusions is 2 to 12
As shown in Table 3, the effect is increased as the number is increased from four to four, as shown in Table 3, but the degree of increase in the effect is reduced when the number exceeds eight. Therefore, four to eight are preferred.
【0028】[0028]
【表3】 突起物の高さを変えて調べた結果を表4に示す。突起物
の高さは、70mmまでは高さが大きくなるほど効果は
増加する。すなわち飛散を生じない旋回径が大きくなる
が、高さが70mmを超えるとその効果の程度は小さく
なる。したがって突起物の高さは、50〜70mmが好
ましい。[Table 3] Table 4 shows the results obtained by changing the height of the protrusion. The effect increases as the height of the projection increases up to 70 mm. In other words, the turning diameter that does not cause scattering increases, but when the height exceeds 70 mm, the degree of the effect decreases. Therefore, the height of the projection is preferably 50 to 70 mm.
【0029】[0029]
【表4】 次に突起物の断面形状を図3a,bと変えてその効果を
調べた結果を表2に示す。[Table 4] Next, Table 2 shows the results of examining the effects of the projections with the cross-sectional shapes changed from those shown in FIGS.
【0030】[0030]
【表2】 突起物の断面形状は、図3aに示すような断面が矩形で
ある方が効果が大きいようであるが、図3bの三角形状
のものとの効果の差は小さい。したがって、断面は施工
性等を勘案して決めればよい。[Table 2] Regarding the cross-sectional shape of the projection, it seems that the effect is larger when the cross section is rectangular as shown in FIG. 3A, but the effect difference is smaller than that of the triangular shape shown in FIG. 3B. Therefore, the cross section may be determined in consideration of workability and the like.
【0031】ガス化炉天井部の突起物7は、1500℃
程度の高温ガスと接触することを考慮して、耐熱性を有
する材料たとえばセラミックス等の耐熱材料が使用でき
る。ボイラー鋼管を使用して、内部に冷却水又はボイラ
ー給水を使用した水冷構造の突起物にしてもよい。この
場合、溶融スラグは突起物の表面にセルフライニングさ
れ、20から30mmの付着物がつく。図3cは、外径
34mmのパイプ2本重ねてガス化炉天井部の突起物7
を構成した例で、8は付着したスラグを示す。パイプ1
本配置して突起物を構成してもよいが、図3aに示すよ
うな板状の高さ70mmの突起物を形成することができ
た。The protrusion 7 on the ceiling of the gasification furnace is 1500 ° C.
Considering contact with a high-temperature gas of a certain degree, a material having heat resistance, for example, a heat-resistant material such as ceramics can be used. A boiler steel pipe may be used to form a projection having a water-cooled structure using cooling water or boiler feedwater inside. In this case, the molten slag is self-lined on the surface of the projection, and a deposit of 20 to 30 mm is attached. FIG. 3c shows a projection 7 on the ceiling of the gasification furnace with two pipes having an outer diameter of 34 mm.
In the example, the reference numeral 8 indicates the attached slag. Pipe 1
Although the protrusions may be formed by this arrangement, a plate-like protrusion having a height of 70 mm as shown in FIG. 3A could be formed.
【0032】[0032]
【実施例】図1に示すようなガス化装置を用いて、ガス
化を行った。なお、ガス化炉1は、直径1600mm、
高さ2200mmでガス化バーナー3は4本を使用し、
石炭1600kg/h、酸素1200Nm3/h、蒸気
800Nm3/hを使用して約1500℃でガス化し
た。スロート2の径は400mm、高さは300mmで
ある。冷却炉は、特開平5ー295371号公報に示す
石炭を熱分解して冷却する方法で800℃に冷却した。
冷却炉はボイラーでなく、冷却炉の下部に石炭を吹き込
んで、ガス化ガスを石炭で冷却すると同時に石炭の熱分
解を行う方法である。表1に示すバーナー旋回径と、長
さ500mmで図3cに示す外径34mmのパイプ2本
を重ねた突起物を4本取り付けたもの(突起物高さ68
mm)、外径34mmのパイプ1本を4本取り付けたも
の(突起物高さ34mm)と、取り付けない場合の4水
準で行った結果と合わせて表5に示す。突起物に使用し
たパイプは温度200℃の飽和水で冷却し、冷却熱は蒸
気で回収した。EXAMPLE Gasification was carried out using a gasifier as shown in FIG. The gasifier 1 has a diameter of 1600 mm,
At a height of 2200 mm, four gasification burners 3 are used,
Coal 1600 kg / h, the oxygen 1200 Nm 3 / h, and gasified at about 1500 ° C. using steam 800 Nm 3 / h. Throat 2 has a diameter of 400 mm and a height of 300 mm. The cooling furnace was cooled to 800 ° C. by the method of pyrolyzing and cooling coal described in JP-A-5-295371.
The cooling furnace is a method in which coal is blown into the lower part of the cooling furnace instead of a boiler, and the gasification gas is cooled by the coal and the coal is pyrolyzed at the same time. A burner swivel diameter shown in Table 1 and four protrusions each of which is formed by stacking two pipes each having a length of 500 mm and an outer diameter of 34 mm shown in FIG.
Table 5 shows the results obtained by attaching four pipes each having an outer diameter of 34 mm (projection height: 34 mm), and the results obtained when the pipes were not attached at four levels. The pipe used for the projection was cooled with saturated water at a temperature of 200 ° C., and the cooling heat was recovered with steam.
【0033】[0033]
【表5】 ガス化炉の天井に突起物を設けなかった場合、バーナー
旋回径600mmでは、スラグ捕集率は81%と高かっ
たが、冷却炉は約4日間で閉塞し、運転を停止した。冷
却炉には、スラグと熱分解したチャーの混合物が付着・
固化していた。また、バーナー旋回径400mmでは、
スラグ捕集率は65%と低かったが、7日間運転しても
閉塞なかった。[Table 5] When the projections were not provided on the ceiling of the gasification furnace, the slag collection rate was as high as 81% when the burner swirling diameter was 600 mm, but the cooling furnace was clogged in about 4 days and the operation was stopped. A mixture of slag and pyrolyzed char adheres to the cooling furnace.
Had solidified. Also, at a burner turning diameter of 400 mm,
The slag collection rate was as low as 65%, but there was no blockage even after 7 days of operation.
【0034】一方、ガス化炉天井にパイプ2本を取り付
けた場合、バーナー旋回径600mmの条件で7日間試
験したが、冷却炉では閉塞は起こらず、運転停止後も冷
却炉には付着物もなく、スラグ捕集率は88%と高い値
を示した。突起物のパイプには、図3cに示すようにス
ラグが付着していたが、炉壁から70mm以上飛び出し
ていた。スラグの捕集率が、突起物がない場合より高く
なっているのは、突起物によってもスラグが捕集された
ものと見られる。パイプ1本では、7日間の試験でバー
ナー旋回径500mmでは冷却炉の付着物はなかった
が、バーナー旋回径600mmでは閉塞しなかったもの
の、冷却炉に付着物がみられた。On the other hand, when two pipes were attached to the ceiling of the gasification furnace, the test was conducted for 7 days under the condition of a burner swirling diameter of 600 mm. However, no clogging occurred in the cooling furnace, and there was no deposit on the cooling furnace even after the operation was stopped. However, the slag collection rate was as high as 88%. Slag adhered to the protruding pipe as shown in FIG. 3c, but it protruded 70 mm or more from the furnace wall. The reason why the collection rate of the slag is higher than that in the case where there is no protrusion is that the slag is also collected by the protrusion. With one pipe, there was no deposit on the cooling furnace at the burner turning diameter of 500 mm in the test for 7 days, but there was no deposit at the burner turning diameter of 600 mm, but there was deposit on the cooling furnace.
【0035】この結果、長期間の使用に対してはパイプ
2本を取り付けた突起物とする方が好ましいことがわか
る。As a result, it can be seen that it is preferable to use a projection to which two pipes are attached for long-term use.
【0036】本実施例では、石炭の酸素によるガス化に
ついて示したが、チャー等の灰分を含む物質のガス化に
も適用可能であり、空気を使用する酸化剤にも適用可能
である。さらに、石炭類のガス化だけでなく、ゴミを噴
流層で燃焼して溶融処理するゴミ溶融炉にも適用可能で
ある。突起物は、冷却したパイプを使用したが、セラミ
ックス等の耐熱物の使用も可能である。冷却炉は、石炭
で冷却する実施例を示したが、輻射ボイラーを使用する
方法においても効果を発揮することは当然である。In this embodiment, the gasification of coal with oxygen has been described. However, the present invention can also be applied to gasification of a substance containing ash such as char, and also to an oxidizing agent using air. Further, the present invention can be applied not only to gasification of coals but also to a refuse melting furnace in which refuse is burned in a spouted bed to perform melting treatment. As the projection, a cooled pipe was used, but a heat-resistant material such as ceramics can also be used. Although the embodiment in which the cooling furnace is cooled with coal has been described, it is natural that the cooling furnace is also effective in a method using a radiation boiler.
【0037】[0037]
【発明の効果】本発明によれば、高いスラグ捕集率を確
保して、かつ、スロート部から大粒径の溶融スラグの飛
散を防止して、冷却炉の閉塞を回避して石炭をガス化す
ることが可能になる。According to the present invention, a high slag collection rate is ensured, large-sized molten slag is prevented from being scattered from the throat portion, and the cooling furnace is prevented from being clogged to remove coal gas. Will be possible.
【図1】本発明の石炭ガス化装置の概略構成を示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a coal gasifier of the present invention.
【図2】本発明の石炭ガス化装置のガス化炉天井部の突
起物の配置の実施例を示す平面図(図1におけるA−A
矢視)であり、(a)は一体に連続して設けた例、
(b)は分散して設けた例を示す図である。FIG. 2 is a plan view (AA in FIG. 1) showing an embodiment of the arrangement of projections on the ceiling of the gasifier of the coal gasifier of the present invention.
(A) is an example in which (a) is provided integrally and continuously;
(B) is a figure which shows the example provided in distributed.
【図3】本発明の石炭ガス化装置のガス化炉の天井の突
起物の形状を示す断面図であり、(a)は断面が矩形
状、(b)は断面が三角形状、(c)は断面がパイプを
重ねて配置した状態を示す図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a shape of a projection on a ceiling of a gasification furnace of a coal gasifier of the present invention, where (a) is a rectangular cross section, (b) is a triangular cross section, and (c). FIG. 3 is a view showing a state in which pipes are arranged with pipes overlapped.
【図4】石炭ガス化炉におけるガス化バーナーの旋回径
を示す説明する概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a turning diameter of a gasification burner in a coal gasifier.
【図5】従来の石炭ガス化装置の概略構成を示す図であ
る。FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional coal gasifier.
1 ガス化炉 2 スロート 3 ガス化バーナー 4 スラグタップ 5 冷却炉 6 冷却水槽 7 ガス化炉天井部の突起物 8 スラグ 9 ガス化炉の天井部 10 ガス化炉の側壁部 11 ガス化炉の底部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gasification furnace 2 Throat 3 Gasification burner 4 Slag tap 5 Cooling furnace 6 Cooling water tank 7 Projection of gasification furnace ceiling part 8 Slag 9 Gasification furnace ceiling part 10 Gasification furnace side wall part 11 Gasification furnace bottom part
Claims (4)
るガス化炉と、このガス化炉内の周囲に設けられた、微
粉状の石炭を酸化剤と共に吹き込むバーナーと、このガ
ス化炉の上方に設けられた冷却炉と、冷却炉とガス化炉
の間にあって、ガス化炉の天井部のガス出口と冷却炉の
ガス入口と連通するスロートとを少なくとも有する石炭
ガス化装置において、前記ガス化炉の天井部に、下方に
突出する突起状構造物を設けることを特徴とする石炭の
ガス化装置。1. A gasification furnace having at least a ceiling, a side wall, and a bottom, a burner provided around the inside of the gasification furnace, for blowing fine coal together with an oxidizing agent, and an upper part of the gasification furnace. A coal gasifier having at least a cooling furnace provided in the furnace and a throat located between the cooling furnace and the gasification furnace and communicating with a gas outlet of a ceiling portion of the gasification furnace and a gas inlet of the cooling furnace. A coal gasifier, comprising a projecting structure projecting downward on a ceiling of a furnace.
出口から側壁の方向に放射状に筋状に設けられることを
特徴とする請求項1に記載の石炭のガス化装置。2. The coal gasifier according to claim 1, wherein the projecting structures are provided in a streak shape radially from the gas outlet of the gasification furnace ceiling toward the side wall.
とする請求項1または2に記載の石炭ガス化装置。3. The height of the protruding structure is 50 to 70 mm.
The coal gasifier according to claim 1 or 2, wherein:
する請求項1ないし3のいずれかに記載の石炭ガス化装
置。4. The coal gasifier according to claim 1, wherein the projection has a water-cooled structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9793897A JPH10279959A (en) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | Coal gasifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9793897A JPH10279959A (en) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | Coal gasifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10279959A true JPH10279959A (en) | 1998-10-20 |
Family
ID=14205619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9793897A Withdrawn JPH10279959A (en) | 1997-04-02 | 1997-04-02 | Coal gasifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10279959A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003326241A (en) * | 2002-05-14 | 2003-11-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Biomass gasifier |
| JP2011195781A (en) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Babcock Hitachi Kk | Gasification furnace |
-
1997
- 1997-04-02 JP JP9793897A patent/JPH10279959A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003326241A (en) * | 2002-05-14 | 2003-11-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Biomass gasifier |
| JP2011195781A (en) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Babcock Hitachi Kk | Gasification furnace |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040706 |