JPS6156270B2 - - Google Patents
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- JPS6156270B2 JPS6156270B2 JP14705381A JP14705381A JPS6156270B2 JP S6156270 B2 JPS6156270 B2 JP S6156270B2 JP 14705381 A JP14705381 A JP 14705381A JP 14705381 A JP14705381 A JP 14705381A JP S6156270 B2 JPS6156270 B2 JP S6156270B2
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- slag
- coal
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は灰分を溶融状態で処理する高温高圧の
石炭ガス化炉の制御に係り、特に溶融スラツグを
良好な流動状態に保ち、スラツグタツプからのス
ラツグの流下を最適な状態に維持するよう監視
し、ガス化に必要な酸化剤(酸素又は空気)の供
給量を制御する方法及び装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to the control of a high-temperature, high-pressure coal gasifier that processes ash in a molten state, and in particular to the control of a high-temperature, high-pressure coal gasifier that processes ash in a molten state. The present invention relates to a method and apparatus for monitoring and controlling the supply amount of an oxidizing agent (oxygen or air) necessary for gasification so as to maintain the same.
石炭をガス化して燃料用ガスあるいは合成原料
用ガスを製造する場合、ガス化効率の向上と処理
量の増大を計るため、ガス化炉は次第に高温、高
圧で操作されるようになつている。 When coal is gasified to produce fuel gas or synthesis raw material gas, gasifiers are increasingly being operated at high temperatures and pressures in order to improve gasification efficiency and increase throughput.
しかしガス化炉内の温度を1100℃以上に上げる
と、灰は溶融し始めクリンカー生成、あるいは溶
融固化等の現象を呈し、炉内閉塞等のトラブルを
発生する。このため炉内は灰を溶融する温度まで
高め、溶融スラツグとして炉下部より流下せし
め、急冷破砕して系外に取り出す噴流層、溶融層
方式のガス化炉が用いられている。このようなガ
ス化炉では、灰を溶融するためガス化炉下部酸化
反応ゾーンでは、1200〜2000℃の高温となり、耐
火材が浸蝕を受け長時間の運転に耐えることが不
可能である。 However, when the temperature inside the gasifier is raised to 1,100°C or higher, the ash begins to melt and exhibits phenomena such as clinker formation or melting and solidification, leading to problems such as blockage in the furnace. For this reason, spouted bed and fused bed type gasifiers are used, in which the temperature inside the furnace is raised to a point where the ash is melted, and the ash is allowed to flow down from the bottom of the furnace as molten slag, which is then rapidly cooled and crushed to be taken out of the system. In such a gasifier, the lower oxidation reaction zone of the gasifier reaches a high temperature of 1,200 to 2,000°C to melt the ash, and the refractory material is eroded, making it impossible to withstand long-term operation.
このため耐火材の外側すなわちガス化炉シエル
を水冷壁として冷却し、内側を溶融スラツグ自身
で被い、熱を遮蔽して耐火材を保護するセルフコ
ーテングの方法が採用されている。耐火材の外側
は冷却されているので、炉内とは温度勾配があ
り、耐火材の表面とスラツグの接触面ではスラツ
グは固化しており、高温のスラツグ表面が流動し
て中央のスラツグタツプより流下する状態を維持
することにより、耐火材の寿命が延びる。この方
法が成功するためには溶融スラツグが耐火材を保
護するのに適当な厚さで層を形成していることが
必要である。 For this reason, a self-coating method has been adopted in which the outside of the refractory material, that is, the gasifier shell, is cooled as a water-cooled wall, and the inside is covered with the molten slag itself to shield the heat and protect the refractory material. Since the outside of the refractory material is cooled, there is a temperature gradient with the inside of the furnace, and the slag is solidified at the contact surface between the refractory material surface and the slag, and the hot slag surface flows and flows down from the central slag tap. By maintaining this condition, the life of the refractory material will be extended. For this method to be successful, it is necessary that the molten slag forms a layer of adequate thickness to protect the refractory material.
従来のスラツグタツプによる石炭ガス化炉で
は、炉内温度を検出して、反応に必要な酸化剤の
供給量を制御している炉内温度一定の制御方式が
採用されている。この方式によれば石炭の品質は
一定で、灰の溶融温度も一定であると仮定して制
御されていることになる。 Conventional slug tap coal gasifiers employ a control system that maintains a constant temperature in the furnace by detecting the temperature inside the furnace and controlling the amount of oxidizing agent supplied necessary for the reaction. According to this method, control is performed assuming that the quality of the coal is constant and the melting temperature of the ash is also constant.
ところが石炭の品質は不安定でばらつきがあ
り、灰の含有率、溶融温度も一定であるとはいえ
ないのが普通である。いろいろな石炭を同一のガ
ス化炉でガス化する必要もあり、同じ炉内温度で
制御するのは不可能になる。供給石炭の灰の性質
に合つた温度が設定されていない場合は溶融スラ
ツグ層が必要以上に薄くなつたり厚くなつたりす
る危険がある。極端な場合スラツグ層がなくなつ
て耐火材が浸蝕されたり、厚くなり過ぎてスラツ
グタツプを閉塞したりする。 However, the quality of coal is unstable and variable, and the ash content and melting temperature are usually not constant. It is also necessary to gasify various types of coal in the same gasifier, making it impossible to control the temperature within the furnace at the same level. If the temperature is not set to match the properties of the ash in the supplied coal, there is a risk that the molten slag layer will become thinner or thicker than necessary. In extreme cases, the slag layer may disappear and the refractory material erodes, or it may become too thick and block the slag tap.
本発明は上述の危険を防止し、石炭の種類、品
質のばらつき、灰の含有率、溶融温度等の変動の
如何に関わらず、溶融スラツグ層を適切な厚さに
維持するよう酸化剤の供給量を制御する方法で安
定した石炭ガス化炉の運転を目的とするものであ
る。 The present invention prevents the above-mentioned dangers and supplies an oxidizing agent to maintain the molten slag layer at an appropriate thickness regardless of variations in coal type, quality variations, ash content, melting temperature, etc. The purpose is to operate a coal gasifier stably by controlling the amount of coal.
本発明による酸化剤供給量制御装置の特徴はス
ラツグ冷却水槽内に(側壁又は中央水面上)設置
されたスラツグタツプ孔検出器により、スラツグ
タツプの開孔面積又は開孔径を測定検出する機構
と、その検出したスラツグタツプ開孔部の変化量
により、逆動作で酸化剤の供給量を制御する系統
によりなることにある。 The oxidant supply rate control device according to the present invention is characterized by a mechanism for measuring and detecting the slug tap opening area or opening diameter using a slug tap hole detector installed in the slag cooling water tank (on the side wall or central water surface), and the detection mechanism. The method is based on a system that controls the amount of oxidizing agent supplied in reverse operation depending on the amount of change in the opening of the slug tap.
以下本発明の一実施例を図によつて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1はガス化炉、2はバーナー、3は溶融スラグ
層、4は石炭供給管、5は酸化剤供給管、6はス
ラツグタツプ、7はスラツグ冷却水槽、8および
9はスラツグタツプ検出器、10は変換器、11
は酸化剤制御弁、12はレベル検出器13はガス
化炉出口である。 1 is a gasifier, 2 is a burner, 3 is a molten slag layer, 4 is a coal supply pipe, 5 is an oxidizer supply pipe, 6 is a slag tap, 7 is a slag cooling water tank, 8 and 9 are slag tap detectors, 10 is a conversion vessel, 11
12 is an oxidizer control valve, and 12 is a level detector 13 at the outlet of the gasifier.
高温ガス化炉では通常4本以上の複数バーナー
で、石炭をガス化炉内で、旋回するようタンゼン
シヤルに噴射する方法が一般的であるが、石炭の
供給は循環ガス、スチーム等の気流輸送による
か、水スラリーによる流体輸送(この場合には炉
内に噴射するまでに水を蒸発させスチームによる
気流輸送とすることもある。)によつて、バーナ
ー2を通つてガス化炉1に噴射される。 In high-temperature gasifiers, coal is generally injected tangentially in a swirling manner within the gasifier using multiple burners, usually four or more, but coal is supplied by pneumatic transport such as circulating gas or steam. Alternatively, it may be injected into the gasifier 1 through the burner 2 by fluid transport using a water slurry (in this case, water may be evaporated before being injected into the furnace and airflow transport using steam may be used). Ru.
バーナー2は溶融スラグ層3(炉底ではスラツ
グ浴を形成する場合もある)に向けられており、
別途供給される酸化剤(酸素又は空気)5と合体
して部分酸化、水性ガス化その他の反応を起して
ガス化される。反応により生成した粗ガスはガス
化炉出口13より流出する。石炭中の灰分は高温
のため溶融し、スラツグ表面を流れてガス化炉底
中央に開口するスラツグタツプ6よりスラツグ冷
却水槽7に流下する。 The burner 2 is directed towards a molten slag layer 3 (which may form a slag bath at the bottom of the furnace);
It is combined with a separately supplied oxidizing agent (oxygen or air) 5 to cause partial oxidation, water gasification, and other reactions to be gasified. The crude gas produced by the reaction flows out from the gasifier outlet 13. The ash in the coal melts due to the high temperature, flows on the slag surface, and flows down into the slag cooling water tank 7 through the slag tap 6 which opens at the center of the bottom of the gasifier.
溶融スラツグがスラツグタツプ6より流下の状
況は、酸化剤の量が比較的少く、スラツグ温度が
相対的に低い場合は、スラツグの流れが悪くな
り、スラツグタツプ6の開口部はスラツグの固着
により小さくなり、酸化剤の量が比較的多くスラ
ツグ温度が相対的に高い場合は、固着していたス
ラツグも流出し始め、スラツグタツプ6の開口部
は大きくなる。溶融スラツグが流下してスラツグ
冷却水槽7に落下すると、温度差によりスラツグ
は破砕されて細粒化する。このスラツグタツプ6
の開孔部の大きさを検出器8(又は9、変換器付
検出器)により検出し、変換器10により信号を
発し酸化剤制御弁11を制御して酸化剤の供給量
を変化させる。この方法によりスラツグタツプ6
の開孔部の大きさは定められた大きさに制御され
る。 When the molten slag flows down from the slug tap 6, when the amount of oxidizing agent is relatively small and the slag temperature is relatively low, the flow of the slag becomes poor and the opening of the slag tap 6 becomes smaller due to the slag sticking. When the amount of oxidizing agent is relatively large and the slug temperature is relatively high, the stuck slag also begins to flow out, and the opening of the slug tap 6 becomes larger. When the molten slag flows down and falls into the slag cooling water tank 7, the slag is crushed and becomes fine particles due to the temperature difference. This slug tap 6
The size of the opening is detected by the detector 8 (or 9, a detector with a converter), and the converter 10 issues a signal to control the oxidizer control valve 11 to change the amount of oxidant supplied. By this method, the slug tap 6
The size of the opening is controlled to a predetermined size.
検出器8又は9の検出端では不活性ガスである
N2又はCO2かスチーム等を流すことにより検出レ
ンズを流下物や水飛沫から保護する。スラツグ冷
却水槽の水位はレベル検出器12により一定に保
持される。 Inert gas at the detection end of detector 8 or 9
Protect the detection lens from falling objects and water droplets by flowing N 2 or CO 2 or steam. The water level in the slag cooling water tank is kept constant by a level detector 12.
溶融スラツグを形成する高温ガス化炉では、石
炭灰が常に溶融流動するのに適した温度になるよ
うに炉内温度を制御するが、炉負荷の変動炭種の
変化、灰の溶融温度の違い等により、最適温度は
必ずしも一定ではない。その外現在では高温にお
ける温度検出器の寿命が短いという問題もある。
部分酸化反応は酸化剤と供給石炭量の比率を、反
応温度が必要以上に高くならないような範囲内に
維持することが必要であるがスラツグタツプによ
る溶融スラツグの抜出しを採用する石炭ガス化炉
では、溶融スラツグの流動状態を最適に維持する
ことが必要である。 In the high-temperature gasifier that forms molten slag, the temperature inside the furnace is controlled so that the temperature is suitable for the coal ash to always melt and flow, but changes in the furnace load, changes in coal type, and differences in the ash melting temperature etc., the optimum temperature is not necessarily constant. In addition, there is currently a problem that the lifespan of temperature detectors at high temperatures is short.
In the partial oxidation reaction, it is necessary to maintain the ratio of the oxidizing agent and the amount of coal supplied within a range that does not cause the reaction temperature to become higher than necessary. It is necessary to maintain optimal fluidity of the molten slag.
例えば灰の流動温度が1230℃のA石炭をガス化
するとき、一例として光電式検出器を用いてスラ
ツグタツプの面積を検知して、酸素の供給量を
0.474m3/Kg−石炭として操業した。 For example, when gasifying A coal whose ash flow temperature is 1230℃, a photoelectric detector is used to detect the area of the slug tap and determine the amount of oxygen supplied.
0.474m 3 /Kg - operated as coal.
次いで灰の流動温度が1360℃のB石炭を用いた
時、前記検出器の出力は減少し、スラツグタツプ
の開孔面積が狭小となつたので、酸素の供給量を
0.562m3/Kg−石炭に増加することにより、スラツ
グタツプの開孔面積は所定の値を示して、スラツ
グの流下状況が適切に維持された。 Next, when B coal with an ash flow temperature of 1360°C was used, the output of the detector decreased and the opening area of the slug tap became narrower, so the amount of oxygen supplied was reduced.
By increasing the coal to 0.562 m 3 /Kg-coal, the opening area of the slag tap showed a predetermined value, and the flow condition of the slag was maintained appropriately.
本発明によればスラツグの流動流下状態を直接
監視検出して酸化剤の供給を制御することによ
り、ガス化反応を安定して継続することができ、
石炭ガス化炉の運転信頼性を大きく高めることが
できる。 According to the present invention, the gasification reaction can be stably continued by directly monitoring and detecting the flow state of the slag and controlling the supply of the oxidizing agent.
The operational reliability of the coal gasifier can be greatly improved.
第1図は本発明の一実施例を示す装置の説明図
である。
1;ガス化炉、2;バーナー、3;溶融スラツ
グ層、4;石炭供給管、5;酸化剤供給管、6;
スラツグタツプ、7;スラツグ冷却水槽、8;ス
ラツグタツプ検出器、9;スラツグタツプ検出器
(変換器付)、10;変換器、11;酸化剤制御
弁、12;レベル検出器、13;ガス化炉出口、
14;検出器支持物、15;スラツグスラリー。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an apparatus showing an embodiment of the present invention. 1; Gasifier, 2; Burner, 3; Molten slag layer, 4; Coal supply pipe, 5; Oxidizer supply pipe, 6;
Slug tap, 7; Slug cooling water tank, 8; Slug tap detector, 9; Slug tap detector (with converter), 10; Converter, 11; Oxidizer control valve, 12; Level detector, 13; Gasifier outlet,
14; Detector support; 15; Slug slurry.
Claims (1)
保つて石炭をガス化し、この溶融スラツグを急冷
スラリー化してガス化炉系外に取出す高温の石炭
ガス化方法において所望の溶融スラツグ層をガス
化炉に形成するよう供給する酸化剤の量を制御す
ることを特徴とする石炭ガス化炉の制御方法。 2 石炭供給管と酸化剤供給管を配設したガス化
炉にスラツグ流下孔を介してスラツグ冷却水槽を
設けた石炭ガス化炉において、スラツグ冷却水槽
にスラツグタツプ検出器を設けてスラツグタツプ
開孔面積の検出値を演算機に入力して所望の酸化
剤供給量に制御する回路を設けたことを特徴とす
る石炭のガス化炉の制御装置。[Claims] 1. In a high-temperature coal gasification method in which coal is gasified by operating under high pressure and keeping the ash in a molten slag state, and this molten slag is rapidly cooled into a slurry and taken out of the gasifier system, the desired melting process is achieved. A method for controlling a coal gasifier, comprising controlling the amount of oxidizing agent supplied so as to form a slag layer in the gasifier. 2. In a coal gasifier in which a slag cooling water tank is installed through a slag flow hole in a gasifier equipped with a coal supply pipe and an oxidizer supply pipe, a slag tap detector is installed in the slag cooling water tank to determine the slug tap opening area. 1. A control device for a coal gasifier, comprising a circuit that inputs detected values into a computer to control the amount of oxidizer supplied to a desired level.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14705381A JPS5849789A (en) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | Coal gasifier control method and device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14705381A JPS5849789A (en) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | Coal gasifier control method and device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5849789A JPS5849789A (en) | 1983-03-24 |
| JPS6156270B2 true JPS6156270B2 (en) | 1986-12-01 |
Family
ID=15421430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14705381A Granted JPS5849789A (en) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | Coal gasifier control method and device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5849789A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010163499A (en) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Electric Power Dev Co Ltd | Method for operating entrained-bed gasification furnace |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009209204A (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Device for monitoring situation of slag discharge |
-
1981
- 1981-09-18 JP JP14705381A patent/JPS5849789A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010163499A (en) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Electric Power Dev Co Ltd | Method for operating entrained-bed gasification furnace |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5849789A (en) | 1983-03-24 |
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