JPH10306285A - 石炭ガス化炉の炉床構造 - Google Patents
石炭ガス化炉の炉床構造Info
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- JPH10306285A JPH10306285A JP11673397A JP11673397A JPH10306285A JP H10306285 A JPH10306285 A JP H10306285A JP 11673397 A JP11673397 A JP 11673397A JP 11673397 A JP11673397 A JP 11673397A JP H10306285 A JPH10306285 A JP H10306285A
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Landscapes
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 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。 【解決手段】 ガス化室５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４をガス化室５に設
けたスラグタップ１７を介してスラグ冷却室３９に抜き
出す石炭ガス化炉１の炉床面９に溶融スラグ４をスラグ
タップ１７に誘導する誘導溝２３を設け、この誘導溝２
３と接続するスラグタップ１７の接続部分に切り溝２５
を設けたことにより達成できる。
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。 【解決手段】 ガス化室５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４をガス化室５に設
けたスラグタップ１７を介してスラグ冷却室３９に抜き
出す石炭ガス化炉１の炉床面９に溶融スラグ４をスラグ
タップ１７に誘導する誘導溝２３を設け、この誘導溝２
３と接続するスラグタップ１７の接続部分に切り溝２５
を設けたことにより達成できる。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
き本発明の石炭ガス化炉の炉床構造を詳細に説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
平面図である。
【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。
中央断面図である。
【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。
スラグタップの断面図である。
【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。
である。
【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。
面図である。
【図６】噴流床式石炭ガス化炉の全体構成図である。
【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。
む溶融スラグを示した図である。
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
Claims (4)
- 【請求項１】 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、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。 - 【請求項２】 請求項１記載の石炭ガス化炉の炉床構造
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。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の石炭ガス化炉の炉
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。 - 【請求項４】 請求項１乃至３記載のいずれかの石炭ガ
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11673397A JPH10306285A (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 石炭ガス化炉の炉床構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11673397A JPH10306285A (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 石炭ガス化炉の炉床構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10306285A true JPH10306285A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=14694450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11673397A Pending JPH10306285A (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | 石炭ガス化炉の炉床構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10306285A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102417832A (zh) * | 2011-10-17 | 2012-04-18 | 湖北双环科技股份有限公司 | 一种气化炉和气化型煤的方法 |
| WO2012124590A1 (ja) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 石炭ガス化方法 |
| CN117511607A (zh) * | 2022-07-28 | 2024-02-06 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种延长粉煤气流床气化炉寿命的方法 |
-
1997
- 1997-05-07 JP JP11673397A patent/JPH10306285A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2012124590A1 (ja) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | 新日鉄エンジニアリング株式会社 | 石炭ガス化方法 |
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| CN117511607B (zh) * | 2022-07-28 | 2026-02-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种延长粉煤气流床气化炉寿命的方法 |
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