JPH10306285A - Oven floor structure of coal-gasifying oven - Google Patents
Oven floor structure of coal-gasifying ovenInfo
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Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭及び酸素に旋
回流を与えてガス化室に供給し、このガス化室で石炭か
ら可燃性ガスを生成し、ガス化により生じた溶融スラグ
をガス化室に設けたスラグタップを介してスラグ冷却室
に抜き出す一室二段旋回流方式噴流層の石炭ガス化炉の
炉床構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a swirling flow of coal and oxygen, which are supplied to a gasification chamber, in which a combustible gas is generated from the coal, and the molten slag generated by the gasification is converted into a gas. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hearth structure of a one-chamber two-stage swirl-flow type spouted bed coal gasifier that is extracted to a slag cooling chamber via a slag tap provided in a gasification chamber.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6は、一室二段旋回流方式噴流層の石
炭ガス化炉の全体構成を示す図である。 この石炭ガス
化炉1は、石炭バーナ3から微粉石炭及び酸素に旋回流
を与えてガス化室5内に供給し、1500乃至1700
℃の高温域でガス化反応させ、H2、COに富んだ生成
ガス(可燃性ガス)を熱回収室7で熱回収するものであ
る。この噴流層式石炭ガス化炉の特徴は、高いガス化効
率が容易に得られること、大部分の灰をスラグ状態で取
り出すための灰処理が容易であるとともに適用炭種の幅
が広いこと等が挙げられる。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a view showing the overall configuration of a one-chamber two-stage swirling flow type spouted bed coal gasifier. This coal gasifier 1 gives a swirling flow to pulverized coal and oxygen from a coal burner 3 and supplies the swirled flow into a gasification chamber 5, and supplies 1500 to 1700
A gasification reaction is performed in a high temperature range of ℃, and a product gas (flammable gas) rich in H 2 and CO is recovered in the heat recovery chamber 7. The features of this spouted bed coal gasifier are that high gasification efficiency is easily obtained, ash treatment for removing most ash in slag state is easy, and the applicable coal type is wide. Is mentioned.
【0003】次に、この石炭ガス化炉1中でガス化反応
により生じた溶融スラグ4について図4及び図5に基づ
いて詳細に説明する。図4は、石炭ガス化炉1の炉床板
9(炉床面)の平面図であり、図5はその中央断面図で
ある。一般に、溶融スラグ4流は、炉壁11を伝って炉
床板9に流下するものと、ガス化室5内で石炭と酸素が
反応し、その残査及び未燃分が生成ガスと一緒に飛散し
て、その一部のスラグが炉床板9に落下するものとがあ
り、これらのスラグは炉床板9の炉床表面で渦をまき、
旋回しながらスラグタップ17に流れ込み、このスラグ
タップ17から炉床板9の下部に設けられた冷却層39
(図6に示す)へ糸状スラグ37(図6に示す)の状態
で落下し、図示していないクラッシャで破砕されて回収
されている。このときのスラグの形状は、炭種及び酸素
/石炭比等の運転条件により異なるものの、一般的には
糸状スラグ37として流れ落ちる。 そして、これまで
の実験結果及びパイロットプラントの長時間連続運転の
結果では、この溶融スラグ4は、炉床板9のほぼ中心部
から外周寄りを図4に示した矢印13に沿って小さな渦
を幾つもまきながら、ガス旋回流と同じ反時計方向に旋
回していることが確認されている。この溶融スラグ4流
は、石炭の炭種及び酸素/石炭比等の運転条件によりス
ラグの挙動は若干異なるが、スラグはあたかも湯の如き
低粘性で1500乃至1700℃のスラグであることも
また確認されている。Next, the molten slag 4 generated by the gasification reaction in the coal gasifier 1 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 4 is a plan view of a hearth plate 9 (hearth surface) of the coal gasifier 1, and FIG. 5 is a central sectional view thereof. Generally, the flow of the molten slag 4 flows down the furnace wall 11 to the hearth plate 9, and the coal and oxygen react in the gasification chamber 5, and the residue and unburned components are scattered together with the generated gas. Some of the slag falls on the hearth plate 9, and these slags swirl on the hearth surface of the hearth plate 9,
The water flows into the slag tap 17 while turning, and the cooling layer 39 provided under the hearth plate 9 from the slag tap 17.
The slag 37 (shown in FIG. 6) is dropped onto the slag 37 (shown in FIG. 6), and is crushed and collected by a crusher (not shown). The shape of the slag at this time varies depending on the operating conditions such as the type of coal and the oxygen / coal ratio, but generally flows down as a thread-like slag 37. According to the experimental results so far and the result of the long-term continuous operation of the pilot plant, the molten slag 4 has several small vortices along the arrow 13 shown in FIG. While swirling, it was confirmed that the gas swirled in the same counterclockwise direction as the gas swirling flow. The behavior of the slag of the four streams of the molten slag is slightly different depending on the operating conditions such as the type of coal of the coal and the oxygen / coal ratio, but it has also been confirmed that the slag is a low-viscosity slag of 1500 to 1700 ° C. as if it were hot water. Have been.
【0004】さらに、この溶融スラグ4をスラグタップ
17に容易に導く方法として、例えば、実開昭62−2
03249号公報には、炉床面に山部7及び谷部8を設
け、排出孔4には湯口3を設け、山部7から谷部8さら
に湯口3を介して排出孔4へ注がれる工夫がされてお
り、実公平6−4192号公報には、溶融スラグをスラ
グ排出孔8に誘導するため燃焼室低壁面6を傾斜させ、
さらに、突起10より集中的に排出させるため、突起1
0に該当する部分の堰11には切欠部12を設けてお
り、特開昭62−236891号公報には、スラグ流が
ガス戻り孔4に滴下しないように、予め炉床面を傾斜2
させている。Further, as a method for easily guiding the molten slag 4 to the slag tap 17, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No.
In Japanese Patent No. 03249, a ridge 7 and a valley 8 are provided on the hearth surface, a gate 3 is provided in the discharge hole 4, and the pit 8 is poured from the ridge 7 to the discharge hole 4 through the gate 3. In order to guide the molten slag to the slag discharge hole 8, the combustion chamber low wall surface 6 is inclined,
Further, the projections 1
The weir 11 at the portion corresponding to the hole 0 is provided with a notch 12. Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-236891 discloses that the furnace floor is inclined 2 in advance so that the slag flow does not drop into the gas return hole 4.
Let me.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明の対象
としている石炭ガス化炉のように、炉床面が平坦である
石炭ガス化炉中の溶融スラグには以下のような問題点が
ある。図4に示したように、スラグタップ及びガスタッ
プの炉床板上に突き出た円筒状の鍔部の一部分(斜線部
分)は、溶融スラグの衝突(エロージョン)又は溶融ス
ラグの浸潤による割れが原因とみられる損傷により、そ
の一部分が消失又はその破片の一部がスラグタップの穴
に詰まり、穴が閉塞することがあった。また、特に、炉
床板上及び円筒状のスラグタップ内面は、常時、溶融ス
ラグと接触しているため溶融スラグが浸潤したり、侵食
による割れの問題が発生していた。さらに、図7に示す
ように、溶融スラグはスラグタップの鍔部全周から均一
に流れ落ちることが最適な方法と考えられていたが、H
YCOLプラントの運転及びこれまでの種々の小型装置
での実験結果ではスラグタップの内壁を伝って落下した
溶融スラグはスラグタップを通過したところでその先端
がくっつき、これが成長してスラグタップを閉塞すると
いった現象も発生していた。However, the molten slag in a coal gasifier having a flat hearth surface, such as a coal gasifier which is the object of the present invention, has the following problems. . As shown in FIG. 4, a part (hatched portion) of the cylindrical flange portion of the slag tap and the gas tap protruding above the hearth plate is considered to be caused by collision (erosion) of molten slag or cracking due to infiltration of molten slag. Due to the damage, a part of the slag tap may be lost or a part of the slag tap may be blocked in the hole of the slag tap, and the hole may be closed. In particular, the furnace slab and the inner surface of the cylindrical slag tap are always in contact with the molten slag, so that the molten slag is infiltrated or cracked due to erosion. Furthermore, as shown in FIG. 7, it was considered that the best method was to allow molten slag to uniformly flow down from the entire circumference of the flange of the slag tap.
According to the operation of the YCOL plant and the results of experiments with various small devices up to now, the molten slag that has fallen down the inner wall of the slag tap sticks when passing through the slag tap, and grows and blocks the slag tap. A phenomenon had also occurred.
【0006】本発明の目的は、溶融スラグ流の衝突によ
るスラグタップ及びガスタップの鍔部の局部的損傷及び
スラグタップの閉塞を防止する石炭ガス化炉の炉床構造
を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hearth structure of a coal gasifier for preventing local damage of a flange of a slag tap and a gas tap due to collision of a molten slag stream and blocking of the slag tap.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、スラグタップ及びガスタップが設けられ
た平坦な炉床面を備えたガス化室へ旋回流とともに石炭
及び酸素を供給し、前記ガス化室で石炭から可燃性ガス
を生成し、ガス化により生じた溶融スラグを前記スラグ
タップを介してスラグ冷却室に抜き出す石炭ガス化炉の
炉床構造において、炉床面に溶融スラグをスラグタップ
に誘導する誘導溝を設け、この誘導溝と接続するスラグ
タップの接続部分に切り溝を設けるようにしたものであ
る。In order to achieve the above object, the present invention provides a method for supplying coal and oxygen together with a swirling flow to a gasification chamber having a flat hearth surface provided with slag taps and gas taps. In the hearth structure of a coal gasifier for generating a flammable gas from coal in the gasification chamber and extracting molten slag generated by gasification into the slag cooling chamber through the slag tap, the molten slag Are provided to the slag tap, and a cut groove is provided at a connection portion of the slag tap connected to the guide groove.
【0008】このように構成することにより、溶融スラ
グ流をスラグタップにまで確実に誘導することができ
る。この結果、溶融スラグ流とスラグタップ及びガスタ
ップの鍔部との衝突を防止することができ、さらに、こ
の切り溝部分から溶誘スラグがスラグタップに流れ込む
ことから、スラグタップを通過したところで、溶融スラ
グの先端がくっつき、それが成長することがないのでス
ラグタップの閉塞を防止することができる。With this configuration, the molten slag flow can be reliably guided to the slag tap. As a result, it is possible to prevent collision between the molten slag flow and the flanges of the slag tap and the gas tap.Furthermore, since the infused slag flows into the slag tap from this kerf portion, the molten slag flows through the slag tap, so Since the tips of the slag do not stick together and grow, the clogging of the slag tap can be prevented.
【0009】また、この誘導溝はスラグタップに近づく
につれて深くなる傾斜溝とすることにより、溶融スラグ
流をより円滑にスラグタップに誘導することができる。
なお、スラグタップの高さは炉床面と同一面又は前記炉
床面よりも低い面となるようにしたものが望ましい。Further, by forming the guide groove as an inclined groove which becomes deeper as approaching the slag tap, the molten slag flow can be guided to the slag tap more smoothly.
It is desirable that the height of the slag tap be the same as the hearth surface or a surface lower than the hearth surface.
【0010】また、スラグタップ及びガスタップのそれ
ぞれの外周部及び内周部の全面をイリジウム、白金等の
貴金属又はダイヤモンドのいずれかで被覆することによ
り、溶融スラグと常時接触していても、溶融スラグの浸
潤又は侵食による割れを防止することができる。[0010] Further, by coating the entire outer periphery and inner periphery of each of the slag tap and the gas tap with a noble metal such as iridium or platinum or diamond, even if the molten slag is always in contact with the molten slag, Can be prevented from cracking due to infiltration or erosion.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】以下、図1、図2及び図3に基づ
き本発明の石炭ガス化炉の炉床構造を詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a hearth structure of a coal gasifier according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2 and 3. FIG.
【0012】図1は、本発明の一実施の形態である石炭
ガス化炉の炉床構造の平面図であり、図2は、図1の中
心線A−A’間の断面図であり、図3は、図1のB−
B’間の断面図である。石炭ガス化炉の炉床構造2は、
円形の炉床板9のほぼ中央にガスタップ15が、このガ
スタップ15に対して対称の位置にスラグタップ17が
設けられている。また、この炉床板9の外周面は、炉床
板9の垂直方向に継ぎ目材19で囲まれた構造である。
上記炉床板9には図1に矢印で示したようにスラグ流路
方向21に沿ってスラグタップ17にかけて誘導溝23
が設けられており、この誘導溝23と接続するスラグタ
ップ17の接続部分には切り溝25(スラグタップ17
の円周の1/4の領域に相当する)が設けられている。
さらに、このスラグタップ17の上面は炉床面9と一致
させている。また、この誘導溝23は、図3に示すよう
に、スラグタップ17に近づくほど深く形成されてお
り、最も深いところで炉床面9からの深さは、炉床板9
の板厚10の1/20乃至1/4の範囲で形成されてい
る傾斜溝である。また、図2に示すように、上記スラグ
タップ17及びガスタップ15のそれぞれの外周部27
及び内周部29の全面には貴金属で被覆した構成となっ
ている。さらに、スラグタップ17及びガスタップ15
の上面は、それぞれ貴金属の蓋31、33で被覆した構
成となっている。炉床構造2に上記した構成を備えた石
炭ガス化炉1においては、ガス化反応で生成した溶融ス
ラグ4は、与えられた旋回流35により炉床板9の炉床
表面で渦をまき、旋回しながら、傾斜溝である誘導溝2
3に沿ってスラグタップ17に誘導され、切り溝25か
らスラグタップ17の内周部29に注がれ、糸状スラグ
37として冷却層39に落下する。FIG. 1 is a plan view of a hearth structure of a coal gasifier according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a center line AA ′ in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG.
It is sectional drawing between B '. The hearth structure 2 of the coal gasifier is
A gas tap 15 is provided at substantially the center of the circular hearth plate 9, and a slag tap 17 is provided at a position symmetrical to the gas tap 15. The outer peripheral surface of the hearth plate 9 has a structure surrounded by a joint material 19 in the vertical direction of the hearth plate 9.
In the hearth plate 9, as shown by an arrow in FIG.
Is provided at a connection portion of the slag tap 17 connected to the guide groove 23.
(Corresponding to a quarter of the circumference of the circle).
Further, the upper surface of the slag tap 17 matches the hearth surface 9. As shown in FIG. 3, the guide groove 23 is formed so as to be deeper as approaching the slag tap 17, and the depth from the hearth surface 9 at the deepest position is equal to the hearth plate 9.
The inclined groove is formed in the range of 1/20 to 1/4 of the plate thickness 10 of FIG. As shown in FIG. 2, the outer peripheral portions 27 of the slag tap 17 and the gas tap 15
The entire surface of the inner peripheral portion 29 is coated with a noble metal. Further, the slag tap 17 and the gas tap 15
Are covered with precious metal lids 31 and 33, respectively. In the coal gasifier 1 having the above-described configuration in the hearth structure 2, the molten slag 4 generated by the gasification reaction swirls on the hearth surface of the hearth plate 9 by the given swirl flow 35, and swirls. The guide groove 2 which is an inclined groove
It is guided to the slag tap 17 along 3, poured into the inner peripheral portion 29 of the slag tap 17 from the cut groove 25, and falls into the cooling layer 39 as the thread-like slag 37.
【0013】なお、上記した溶融スラグ4の誘導溝23
の形状や溝の深さは、これに限るものではなく、石炭ガ
ス化炉1の寸法やスラグの物性、例えば、粘度、表面張
力、溶融温度等により変える必要がある。The guide groove 23 of the molten slag 4 described above.
The shape and the depth of the groove are not limited to the above, but need to be changed according to the dimensions of the coal gasifier 1 and the physical properties of the slag, for example, viscosity, surface tension, melting temperature and the like.
【0014】なお、溶融スラグ4による浸潤及び侵食に
伴う割れに対して、破断を防止するため、スラグタップ
17及びガスタップ15の内筒29、外筒27及び蓋3
1を含めた全周をイリジウム、白金等の貴金属又はダイ
ヤモンドで被覆している。In order to prevent breakage due to infiltration and erosion by the molten slag 4, the inner cylinder 29, the outer cylinder 27 and the lid 3 of the slag tap 17 and gas tap 15 are prevented.
No. 1 is covered with a noble metal such as iridium or platinum or diamond.
【0015】[0015]
【発明の効果】本発明によると、溶融スラグ流とスラグ
タップ及びガスタップの鍔部との衝突を回避することが
でき、この結果、スラグタップ及びガスタップの鍔部の
局部的損傷及び衝突により一部が破片となった鍔部がス
ラグタップに詰まることを防止することができる。According to the present invention, the collision between the molten slag flow and the flanges of the slag tap and the gas tap can be avoided. As a result, local damage and collision of the flanges of the slag tap and the gas tap can partially prevent the collision. It is possible to prevent the slag tap from being clogged by the flange portion that has become a fragment.
【0016】また、誘導溝と接続する切り溝をスラグタ
ップに設け、この切り溝から溶融スラグがスラグタップ
に流れ込むことより、スラグタップを通過した溶融スラ
グの先端がくっつくことがなく、溶融スラグがスラグタ
ップを閉塞することを防止しすることができる。Further, the slag tap is provided with a kerf connected to the guide groove, and the molten slag flows into the slag tap from the kerf. Blocking of the slag tap can be prevented.
【0017】さらに、スラグタップ及びガスタップのそ
れぞれの外周部及び内周部の全面を貴金属で被覆したこ
とにより、常時溶融スラグと接触していても、溶融スラ
グが浸潤又は侵食することがなく、割れを防止すること
ができる。Further, since the entire outer peripheral portion and inner peripheral portion of the slag tap and the gas tap are coated with a noble metal, the molten slag is not infiltrated or eroded even if it is always in contact with the molten slag, so that the crack is not broken. Can be prevented.
【図1】本発明である炉床構造を有する石炭ガス化炉の
平面図である。FIG. 1 is a plan view of a coal gasifier having a hearth structure according to the present invention.
【図2】本発明である炉床構造を有する石炭ガス化炉の
中央断面図である。FIG. 2 is a central sectional view of a coal gasifier having a hearth structure according to the present invention.
【図3】本発明である炉床構造を有する石炭ガス化炉の
スラグタップの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a slag tap of a coal gasifier having a hearth structure according to the present invention.
【図4】従来の石炭ガス化炉の炉床面についての平面図
である。FIG. 4 is a plan view of a hearth surface of a conventional coal gasifier.
【図5】従来の石炭ガス化炉の炉床面についての中央断
面図である。FIG. 5 is a central sectional view of a hearth surface of a conventional coal gasifier.
【図6】噴流床式石炭ガス化炉の全体構成図である。FIG. 6 is an overall configuration diagram of a spouted bed type coal gasifier.
【図7】従来の炉床構造であるスラグタップから流れ込
む溶融スラグを示した図である。FIG. 7 is a view showing molten slag flowing from a slag tap which is a conventional hearth structure.
1 石炭ガス化炉 5 ガス化室 9 炉床板(炉床面) 15 ガスタップ 17 スラグタップ 23 誘導溝 25 切り溝 39 スラグ冷却室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coal gasifier 5 Gasification chamber 9 Hearth plate (hearth surface) 15 Gas tap 17 Slag tap 23 Guide groove 25 Cut groove 39 Slag cooling chamber
Claims (4)
た平坦な炉床面を備えたガス化室へ旋回流とともに石炭
及び酸素を供給し、前記ガス化室で石炭から可燃性ガス
を生成し、ガス化により生じた溶融スラグを前記スラグ
タップを介してスラグ冷却室に抜き出す石炭ガス化炉の
炉床構造において、前記炉床面に前記溶融スラグを前記
スラグタップに誘導する誘導溝を設け、該誘導溝と接続
する前記スラグタップの接続部分に切り溝を設けたこと
を特徴とする石炭ガス化炉の炉床構造。A swirling flow supplies coal and oxygen to a gasification chamber provided with a flat hearth surface provided with a slag tap and a gas tap, and a flammable gas is generated from the coal in the gasification chamber. In the hearth structure of a coal gasifier for extracting the molten slag generated by the gasification into the slag cooling chamber via the slag tap, a guide groove for guiding the molten slag to the slag tap is provided on the hearth surface, and the guide is provided. A hearth structure for a coal gasifier, wherein a cut groove is provided at a connection portion of the slag tap connected to the groove.
において、前記誘導溝は前記スラグタップに近づくにつ
れて深くなる傾斜溝であることを特徴とする石炭ガス化
炉の炉床構造。2. The hearth structure of a coal gasifier according to claim 1, wherein said guide groove is an inclined groove which becomes deeper as approaching said slag tap.
床構造において、前記スラグタップの高さは前記炉床面
と同一面又は前記炉床面よりも低い面であることを特徴
とする石炭ガス化炉の炉床構造。3. The hearth structure of a coal gasifier according to claim 1, wherein the height of the slag tap is the same as the hearth surface or a surface lower than the hearth surface. Hearth structure of coal gasifier.
ス化炉の炉床構造において、前記スラグタップ及びガス
タップのそれぞれの外周部及び内周部の全面をイリジウ
ム、白金等の貴金属又はダイヤモンドで被覆したことを
特徴とする石炭ガス化炉の炉床構造。4. The hearth structure of a coal gasifier according to any one of claims 1 to 3, wherein the slag tap and the gas tap are entirely made of a precious metal such as iridium or platinum or diamond over the entire outer periphery and inner periphery thereof. A hearth structure of a coal gasifier, characterized in that the hearth structure is coated with a gas.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11673397A JPH10306285A (en) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Oven floor structure of coal-gasifying oven |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11673397A JPH10306285A (en) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Oven floor structure of coal-gasifying oven |
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Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102417832A (en) * | 2011-10-17 | 2012-04-18 | 湖北双环科技股份有限公司 | Gasification furnace and method for gasifying molded coal |
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-
1997
- 1997-05-07 JP JP11673397A patent/JPH10306285A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012124590A1 (en) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | Coal gasification method |
| JP2012193247A (en) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | Method for gasifying coal |
| CN103429714A (en) * | 2011-03-15 | 2013-12-04 | 新日铁住金工程技术株式会社 | Coal gasification method |
| AU2012227466B2 (en) * | 2011-03-15 | 2016-06-16 | Nippon Steel & Sumikin Engineering Co., Ltd. | Coal gasification method |
| CN102417832A (en) * | 2011-10-17 | 2012-04-18 | 湖北双环科技股份有限公司 | Gasification furnace and method for gasifying molded coal |
| CN117511607A (en) * | 2022-07-28 | 2024-02-06 | 中国石油化工股份有限公司 | A method to extend the life of pulverized coal entrained bed gasifier |
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