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JPH0456079B2 - - Google Patents
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JPH0456079B2 - - Google Patents

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JPH0456079B2
JPH0456079B2 JP62181043A JP18104387A JPH0456079B2 JP H0456079 B2 JPH0456079 B2 JP H0456079B2 JP 62181043 A JP62181043 A JP 62181043A JP 18104387 A JP18104387 A JP 18104387A JP H0456079 B2 JPH0456079 B2 JP H0456079B2
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JP
Japan
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slag
coal
amount
gasification
image
Prior art date
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JP62181043A
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Japanese (ja)
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JPS6424894A (en
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Atsushi Morihara
Shuntaro Koyama
Tomohiko Myamoto
Shoji Watanabe
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 この発明は、石炭ガス化等で灰分を溶融させて
スラグ化し系外に排出する石炭ガス化方法に関す
る。 〔従来の技術〕 石炭は、豊富な埋蔵量を持つ有用なエネルギー
源であるが、十数%の灰分(アルミナ、シリカ
等)や有害金属を含むのでその処理方法が難しく
適用範囲を狭めていた。しかし、噴流層石炭ガス
化装置等では、石炭を高温下で処理し、灰分を溶
融させ、有害金属を溶出しにくいスラグとして系
外に取り出すことができるので利用分野が大幅に
広がり、特に発電の分野での使用が有望視されて
いる。したがつて、スラグの安定流下技術は、石
炭ガス化装置等には不可欠の技術である。この、
安定流下を目的にスラグ流下量の測定が検討され
ている。 特開昭57−67689号では、スラグタツプ上下の
差圧を測定することで炉低部に溜つたスラグ量を
検出し、炉下部のバーナ燃焼量及び炉下部から抜
き出すガス量でスラグ流下量を制御した。 特開昭58−49789号では、スラグタツプの開口
面積を検出し、適正な開口面積になるようにガス
化炉の酸化剤供給量を変化させスラグ流下量を制
御した。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術では、何れもスラグ流下量の測定
に問題があつた。 特開昭57−67689号では、スラグタツプ上下の
差圧を測定することで炉低部に溜つたスラグ量を
検出したが、スラグタツプ上下の差圧の中でスラ
グ量による部分は小さいので検出精度が悪い。ま
た、炉内の圧力変動が大きい時には、スラグ量に
よる差圧の変動を検出できない可能性がある。 特開昭58−49789号では、スラグタツプの開口
面積を検出し、スラグ流下状態を測定したが、流
れているかどうかは分かつても、流下量を検出す
ることはできなかつた。このため、特に負荷変
動、起動停止時の不安定な状態においては、スラ
グが流下しなくなる、あるいは、スラグタツプが
閉塞するまで、炉の異常が分からないので、炉の
運転が困難であつた。 また、制御に際しても酸化剤だけを制御するの
では不充分であつた。なぜなら、スラグ流下にト
ラブルを生じる原炉は石炭供給量の変動にもあ
り、この様な状態で酸化剤を制御するだけでは逆
に危険な状態に陥る可能性があつた。 本発明の目的は、石炭灰分等を高温下で溶融さ
せてスラグとし系外に排出する炉の石炭ガス化方
法において、スラグの滴下状態から炉状態を診断
してガス化条件を制御するようにした石炭ガス化
方法を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 スラグの滴下する様子は、高温高圧の炉内でも
フアイバ等を使用することである程度、撮像する
ことができる。そこでこのスラグの滴下する画像
からスラグ流下頻度、滴の大きさ、流下量を算出
し、炉状態を診断してガス化条件を制御する方法
を発明した。 スラグは、炉の底部にあるスラグタツプより滴
下する。この部分の画像を撮像すると、スラグタ
ツプ、スラグ等の画像を同時に捕えることにな
る。この中で移動あるいは変化している物体はス
ラグだけである。従つてスラグは、動画像を抽出
することで認識される。動画像を抽出する方法
は、滴下するスラグを撮像し画像1として記憶
し、その一定時間経過した後の滴下するスラグを
撮像し画像2として記録し、画像1と画像2の差
から動画像として滴下するスラグを捕える。 更に、輝度による認識も可能である。滴下する
スラグは、高温の炉から排出されたばかりなの
で、高温である。したがつた輝度も高い。輝度に
より分離すれば、1画面でのスラグを認識するこ
とができる。 スラグの画像は、平面として得られるが、一般
に、スラグはほぼ軸対称の形状である。従つて、
平面として得られる画像からスラグの形状を推定
し体積を算出する。そして、スラグの滴下頻度、
スラグの密度からスラグの重量を算出する。 〔作用〕 滴下するスラグから画像処理により滴下頻度、
滴の大きさ、流下量がオンラインで計測される。 一般にガス化炉が正常に運転されている場合、
即ち石炭供給量、ガス化剤供給量、ガス化温度が
一定である場合にはスラグ滴の流下状態は一定で
ある。この用な状態でスラグ滴の体積は、ガス化
温度、スラグの組成から決定されるスラグの粘
度、表面張力によつて決められる。またスラグの
流下量は、供給する石炭中に含まれる灰分量とガ
ス化炉のスラグ化率(=スラグ量/(飛散灰分量
+スラグ量))の積で表わされる。スラグ滴の頻
度はスラグ流下量をスラグ滴の体積、及びスラグ
の密度で割ることにより求められる。 以上の様な正常に運転されている状態でのスラ
グ流下量、滴の体積、滴下頻度を基準の状態とし
て、これらの上下10%を超えるものは異常である
と判定することができる。更にこの基準に対する
状態から以下の様な様々な診断を行なう。 滴の体積が大きい場合 滴下頻度が多く滴下量が多い時は石炭供給量が
多いことを、滴下頻度が少なく滴下量が適当であ
る時は酸化剤供給量が少ないことを、滴下頻度が
少なく滴下量が少ない時は閉塞状態に近いこと
を、診断結果として提供する。 滴の体積が適当である場合 滴下頻度が多い場合には負荷が増大しているこ
とを、滴下頻度が小さい場合には負荷が減少して
いることを診断結果として提供する。 滴の大きさが小さい場合 滴下頻度が多く滴下量が多い時はスラグタツプ
が溶融する危険があることを、滴下頻度が多く滴
下量が適当である時は酸化剤供給量が多いこと
を、滴下頻度が少なく滴下量が少ない時は石炭供
給量が少ないことを、診断結果として提供する。 〔実施例 1〕 本発明の実施例1を第1図により説明する。 全体は石炭ガス化装置及び石炭ガス化剤装置に
適用したスラグ流下量測定監視装置より構成され
る。石炭供給量制御装置21、ガス化剤供給量制
御装置22は石炭バーナ33に接続される。ガス
化炉31の内部にはガス化室32があり、ガス化
室32の下部からスラグタツプ34を介してスラ
グ冷却室36に接続される。スラグ冷却室36に
は、覗き窓35により接続されるスラグ流下量測
定監視装置のカメラ40が設置される。カメラ4
0は、画像変換装置23、画像処理装置24、監
視装置25と接続される。 次に動作に関して説明する。石炭11を
200mesh以下が80wt%になるように粉砕し微粉
炭にする。石炭11は、石炭供給量制御装置21
で、供給量を計測、制御され、ガス化炉31の石
炭バーナ33に供給される。空気、酸素、水蒸気
等のガス化剤12は、ガス化剤供給量制御装置2
2によつて供給量が計測、制御され石炭11と共
にガス化炉31の石炭バーナ33に供給される。
石炭バーナ33に供給された石炭11とガス化剤
12は、石炭バーナ33の先端からガス化室32
へ噴霧される。ガス化室32内では石炭11とガ
ス化剤12が反応し高温の熱を発生する。この熱
は、石炭11中に含まれる炭素とガス化剤12中
に含まれる酸素が反応して二酸化炭素と一酸化炭
素を主成分とする可燃性の生成ガス14を生成し
た際に発生する。生成ガス14はガス化炉出口3
9より排出される。 この高温の熱によりガス化室32内は1600℃程
度まで上昇する。石炭11中に10%程度含まれる
灰分は、アルミナ、シリカを主成分としており、
1600℃程度の高温下では溶融する。灰分が溶融す
ると、液体状のスラグ13になる。このスラグ1
3は、ガス化室32の壁面に付着し、重力により
スラグタツプ34に流れ込む。スラグタツプ34
の下部はスラグ冷却室36であり、水がためてあ
る。スラグ13は1600℃程度の高温であるが、ス
ラグタツプ34を境界として低温のスラグ冷却室
36に滴状で入り、ためてある水の中に滴下す
る。1600℃程度の高温のスラグ13が高温でも
100℃程度の水中に滴下すると、急激に冷却する
ためにその熱衝撃によつて細かく砕ける。この細
かく砕けたスラグ13はスラグ抜き出し口38か
らガス化炉31の外部に排出される。 このスラグタツプ34から滴下するスラグ13
の様子を覗き窓35を通して、カメラ40で撮像
する。撮像された像は、画像変換装置23によつ
てデジタル信号に変換される。更に画像処理装置
24で、滴の大きさ、滴下頻度が計算される。 ここで得られた画像は、スラグタツプ34、ス
ラグ13等の画像を同時に捕えることになる。こ
の中で移動あるいは変化している物体はスラグ1
3だけである。従つてスラグ13は、動画像を抽
出することで認識される。動画像を抽出する方法
は、滴下するスラグを撮像し画像1として記録
し、その一定時間経過した後の滴下するスラグを
撮像し画像2として記録し、画像1と画像2の差
から動画像として滴下するスラグ13を捕える。 更に、輝度による認識も可能である。滴下する
スラグ13は、高温の炉から排出されたばかりな
ので、高温である。したがつて輝度も高い。輝度
により分離すれば、1画面でのスラグを認識する
ことができる。 スラグ13の画像は、平面として得られるが、
一般に、スラグは球状に近い軸対称の物質であ
る。従つて、平面として得られる画像からスラグ
13の形状を推定し体積を算出する。そして、ス
ラグ13の滴下輝度、スラグ13の密度から重量
を算出する。画像から滴の大きさを算出する式を
以下に示す。 M=ρ∫L OD(z)/2 O2πrdrdz ここでMはスラグ13滴の重量、ρはスラグ13滴
の密度、Lはスラグ13滴の中心の垂直方向長さ、
D(z)はスラグ13滴の水平方向長さを表し、こ
れはzの関数である。 一般にガス化炉が正常に運転されている場合、
即ち石炭供給量、ガス化剤供給量、ガス化温度が
一定である場合にはスラグ滴の流下状態は一定で
ある。この様な状態でスラグ滴の体積は、ガス化
温度、スラグの組成から決定されるスラグの粘
度、表面張力によつて決められる。本実施例では
ガス化温度は1600℃で、スラグ粘度は250poiseで
ある場合、スラグ滴の体積は平均10c.c.である。ま
たスラグの流下量は、供給する石炭中に含まれる
灰分量とガス化炉のスラグ化率(=スラグ量/
(飛散灰分量+スラグ量))の積で表わされる。本
実施例では石炭処理量が10t/h、灰分が10%、
スラグ化率が90%でありスラグ流下量は900Kg/
hである。スラグ滴の頻度はスラグ流下量をスラ
グ滴の体積、及びスラグの密度で割ることにより
求められる。スラグの密度は2500Kg/m3であるの
で滴下頻度は10個/秒である。 以上の様な正常に運転されている状態でのスラ
グ流下量、滴の体積、滴下頻度を基準の状態とし
て、これらの上下10%を超えるものは異常である
と判定することができる。更にこの基準に対する
状態から以下の様な様々な診断を行なう。 この情報から監視装置25でスラグ流下状況及
びガス化炉の状況を判断する。実施例1の装置
で、滴の体積、滴下頻度スラグ流下量を測定し、
その時のスラグ流下状態及び炉状態を求めた結果
を表1に示す。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a coal gasification method in which ash is melted to form slag and discharged from the system. [Conventional technology] Coal is a useful energy source with abundant reserves, but it contains more than 10% ash (alumina, silica, etc.) and toxic metals, making it difficult to process and narrowing the scope of its application. . However, in spouted bed coal gasifiers, etc., coal is treated at high temperatures, ash is melted, and harmful metals are removed from the system as slag that is difficult to elute, so the field of use has expanded significantly, especially for power generation. It is seen as promising for use in the field. Therefore, stable slag flow technology is an essential technology for coal gasification equipment and the like. this,
Measurement of slag flow rate is being considered for the purpose of stable slag flow. In JP-A No. 57-67689, the amount of slag accumulated in the lower part of the furnace is detected by measuring the differential pressure above and below the slag tap, and the amount of slag flowing down is controlled by the amount of burner combustion in the lower part of the furnace and the amount of gas extracted from the lower part of the furnace. did. In JP-A No. 58-49789, the opening area of a slag tap was detected, and the amount of oxidizing agent supplied to the gasifier was changed to control the amount of slag flowing down so as to maintain an appropriate opening area. [Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned conventional techniques all have problems in measuring the amount of slag flowing down. In JP-A-57-67689, the amount of slag accumulated at the bottom of the furnace was detected by measuring the differential pressure between the top and bottom of the slag tap, but the detection accuracy was low because the portion of the differential pressure between the top and bottom of the slag tap due to the amount of slag was small. bad. Furthermore, when pressure fluctuations within the furnace are large, there is a possibility that fluctuations in differential pressure due to the amount of slag cannot be detected. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-49789, the opening area of a slag tap was detected and the state of slag flowing down was measured, but although it was possible to determine whether or not the slag was flowing, it was not possible to detect the amount of flowing slag. For this reason, especially in unstable conditions such as load fluctuations and startup/shutdown, it is difficult to operate the furnace because abnormalities in the furnace cannot be detected until the slag stops flowing down or the slag tap is clogged. Furthermore, controlling only the oxidizing agent was insufficient for control. This is because nuclear reactors that experience problems with slag flow are also subject to fluctuations in the amount of coal supplied, and simply controlling the oxidizer under such conditions could lead to a dangerous situation. The purpose of the present invention is to control the gasification conditions by diagnosing the furnace condition from the dripping state of slag in a coal gasification method using a furnace in which coal ash, etc. is melted at high temperature and turned into slag and discharged from the system. The object of the present invention is to provide a coal gasification method that achieves the following. [Means for Solving the Problems] It is possible to image the dripping of slag to some extent even in a high-temperature, high-pressure furnace by using a fiber or the like. Therefore, we invented a method to calculate the slag falling frequency, droplet size, and falling amount from images of slag dripping, diagnose the furnace condition, and control the gasification conditions. Slag drips from a slag tap at the bottom of the furnace. When an image of this part is captured, images of the slag tap, slag, etc. are captured at the same time. The only object that is moving or changing is the slag. Therefore, slugs can be recognized by extracting moving images. The method of extracting a moving image is to take an image of the dripping slag and store it as image 1, then take an image of the dripping slag after a certain period of time and record it as image 2, and then extract it as a moving image from the difference between images 1 and 2. Captures dripping slag. Furthermore, recognition based on brightness is also possible. The dripping slag is hot because it has just been discharged from a hot furnace. However, the brightness is also high. By separating based on brightness, slug can be recognized on one screen. Although images of the slug are obtained as a plane, the slug is generally approximately axially symmetrical in shape. Therefore,
The shape of the slag is estimated from the image obtained as a plane and the volume is calculated. And the frequency of slag dripping,
The weight of the slag is calculated from the density of the slag. [Operation] Image processing determines the frequency of dripping from the slag.
The droplet size and flow rate are measured online. Generally, if the gasifier is operating normally,
That is, when the amount of coal supplied, the amount of gasifying agent supplied, and the gasification temperature are constant, the flowing state of the slag droplets is constant. The volume of the slag droplet in this useful state is determined by the gasification temperature, the viscosity of the slag determined from the composition of the slag, and the surface tension. Further, the amount of slag flowing down is expressed as the product of the amount of ash contained in the supplied coal and the slagging rate of the gasifier (= amount of slag/(amount of fly ash + amount of slag)). The frequency of slag drops is determined by dividing the amount of slag flow by the volume of the slag drops and the density of the slag. Based on the slag flow rate, droplet volume, and dripping frequency under normal operating conditions as described above, anything exceeding 10% above or below these can be determined to be abnormal. Furthermore, the following various diagnoses are made based on the condition relative to this standard. When the droplet volume is large, if the dropping frequency is high and the dropping amount is large, it means that the coal supply is large, and if the dropping frequency is low and the dropping amount is appropriate, it means that the oxidizing agent supply is small. When the amount is small, the diagnosis result is that the condition is close to occlusion. When the droplet volume is appropriate, the diagnosis result is that if the dropping frequency is high, the load is increasing, and if the dropping frequency is low, the load is decreasing. If the droplet size is small, if the dropping frequency is high and the dropping amount is large, there is a risk of the slag tap melting.If the dropping frequency is high and the dropping amount is appropriate, the oxidizing agent supply amount is large. When the amount of dripping is low, the diagnosis result indicates that the amount of coal supplied is low. [Example 1] Example 1 of the present invention will be explained with reference to FIG. The entire system consists of a slag flow measurement and monitoring device applied to the coal gasification equipment and coal gasification agent equipment. The coal supply amount control device 21 and the gasifying agent supply amount control device 22 are connected to a coal burner 33. There is a gasification chamber 32 inside the gasification furnace 31, and the lower part of the gasification chamber 32 is connected to a slag cooling chamber 36 via a slag tap 34. In the slag cooling chamber 36, a camera 40 of a slag flow measuring and monitoring device connected through a viewing window 35 is installed. camera 4
0 is connected to an image conversion device 23, an image processing device 24, and a monitoring device 25. Next, the operation will be explained. coal 11
It is crushed to 80wt% of less than 200mesh and turned into pulverized coal. Coal 11 is supplied to coal supply amount control device 21
The supply amount is measured and controlled, and the coal is supplied to the coal burner 33 of the gasifier 31. A gasifying agent 12 such as air, oxygen, water vapor, etc. is supplied to a gasifying agent supply amount control device 2.
2, the supply amount is measured and controlled, and the coal is supplied together with the coal 11 to the coal burner 33 of the gasifier 31.
The coal 11 and gasifying agent 12 supplied to the coal burner 33 are transferred from the tip of the coal burner 33 to the gasifying chamber 32.
sprayed onto. Inside the gasification chamber 32, the coal 11 and the gasification agent 12 react to generate high-temperature heat. This heat is generated when the carbon contained in the coal 11 and the oxygen contained in the gasifying agent 12 react to generate a combustible product gas 14 whose main components are carbon dioxide and carbon monoxide. The generated gas 14 is at the gasifier outlet 3
It is discharged from 9. This high-temperature heat causes the inside of the gasification chamber 32 to rise to about 1600°C. The ash content, which is about 10% in Coal 11, is mainly composed of alumina and silica.
It melts at high temperatures of around 1600℃. When the ash is melted, it becomes liquid slag 13. This slag 1
3 adheres to the wall of the gasification chamber 32 and flows into the slug tap 34 due to gravity. Slug tap 34
The lower part of the slag cooling chamber 36 is filled with water. Although the slag 13 has a high temperature of about 1,600° C., it enters the slag cooling chamber 36 at a low temperature with the slag tap 34 as a boundary, and drips into the stored water. Even if the high temperature slag 13 of about 1600℃ is
When dropped into water at around 100°C, it cools down rapidly and breaks into small pieces due to the thermal shock. This finely crushed slag 13 is discharged to the outside of the gasifier 31 from the slag outlet 38. Slag 13 dripping from this slag tap 34
The camera 40 images the situation through the viewing window 35. The captured image is converted into a digital signal by the image conversion device 23. Further, the image processing device 24 calculates the size of the drop and the frequency of dropping. The image obtained here simultaneously captures images of the slug tap 34, slug 13, etc. The object that is moving or changing in this is the slag 1
There are only 3. Therefore, the slug 13 can be recognized by extracting the moving image. The method of extracting a moving image is to take an image of the dripping slag and record it as image 1, then take an image of the dripping slag after a certain period of time has passed and record it as image 2, and then extract it as a moving image from the difference between images 1 and 2. The dripping slag 13 is caught. Furthermore, recognition based on brightness is also possible. The dripping slag 13 is at a high temperature because it has just been discharged from a high temperature furnace. Therefore, the brightness is also high. By separating based on brightness, slug can be recognized on one screen. The image of the slag 13 is obtained as a plane, but
Generally, slag is a nearly spherical, axisymmetric substance. Therefore, the shape of the slag 13 is estimated from the image obtained as a plane, and the volume is calculated. Then, the weight is calculated from the dropping brightness of the slag 13 and the density of the slag 13. The formula for calculating the droplet size from the image is shown below. M=ρ∫ L OD(z)/2 O 2πrdrdz where M is the weight of 13 slag drops, ρ is the density of 13 slag drops, L is the vertical length of the center of 13 slag drops,
D(z) represents the horizontal length of the slug 13 drop, which is a function of z. Generally, if the gasifier is operating normally,
That is, when the amount of coal supplied, the amount of gasifying agent supplied, and the gasification temperature are constant, the flowing state of the slag droplets is constant. In this state, the volume of the slag droplet is determined by the gasification temperature, the viscosity of the slag determined from the composition of the slag, and the surface tension. In this example, when the gasification temperature is 1600° C. and the slag viscosity is 250 poise, the average volume of the slag droplets is 10 c.c. In addition, the amount of slag flowing down is determined by the amount of ash contained in the supplied coal and the slagging rate of the gasifier (= amount of slag/
(Amount of fly ash + amount of slag)). In this example, the coal processing amount is 10t/h, the ash content is 10%,
The slagging rate is 90% and the amount of slag flowing is 900Kg/
It is h. The frequency of slag drops is determined by dividing the amount of slag flow by the volume of the slag drops and the density of the slag. Since the density of slag is 2500Kg/ m3 , the dropping frequency is 10 pieces/second. Based on the slag flow rate, droplet volume, and dripping frequency under normal operating conditions as described above, anything exceeding 10% above or below these can be determined to be abnormal. Furthermore, the following various diagnoses are made based on the condition relative to this standard. From this information, the monitoring device 25 determines the slag flow situation and the gasifier situation. Using the apparatus of Example 1, the droplet volume, dropping frequency, and slag flow rate were measured,
Table 1 shows the results of determining the slag flowing state and furnace state at that time.

〔実施例 2〕[Example 2]

次に実施例2を第2図を用いて説明する。実施
例2の実施例1との相違点は、実施例1ではスラ
グタツプ34の温度分布の測定に赤外放射温度計
40を用いたが、実施例2では、赤外放射温度計
40の代わりに、2波長温度計41を用いる点で
ある。 また、監視窓の代わりにフアイバー50を用い
ているのが相違点である。フアイバー50は、石
英ガラス等の材質で製造された光フアイバー50
を数万本重ねることで、イメージフアイバーとし
たものである。高温下に露されるので、水冷管等
を用いて適当に冷却する。 本実施例特有の効果は、フアイバー50の使用
により覗き窓35を設置する必要がないので、ガ
ス化炉の構造が簡単になること、フアイバー50
の先端部分がスラグタツプ34に接近できるの
で、適当な位置でスラグ13の流下状況を監視で
きる点である。 〔実施例 3〕 次に実施例3を第3図を用いて説明する。実施
例3の実施例1との相違点は、実施例1では監視
しガス化条件を制御するための情報を提供するだ
けであつたが、実施例3では新たに制御装置27
を設けて、監視装置25の解析結果に応じて、石
炭供給量、ガス化剤供給量を制御する点である。
監視装置25で判断された表1に示された石炭供
給量、ガス化剤供給量の現在値が制御装置27に
送られる。制御装置27では送られた信号に応じ
て適性な石炭供給量、ガス化剤供給量にすべく石
炭供給量制御装置21、ガス化剤供給量制御装置
22をコントロールする。 本実施例特有の結果は、制御装置27で石炭供
給量、ガス化剤供給量を常にコントロールするの
で、更に安定してスラグ13を滴下させうる点で
ある。 〔実施例 4〕 実施例4と第4図に示す。基本的な構成は実施
例1と同様である。実施例1との相違点は、カメ
ラ40に加えて、放射温度計41を加え、ハーフ
ミラー51を用いて温度画像を取得する点であ
る。放射温度計41としては、2色温度計、赤外
線温度計等を用いる。放射温度計41で得られた
スラグの温度は画像処理装置24で得られた滴下
頻度、滴の大きさ共に監視装置25に伝えられ
る。 本実施例特有の効果としては、滴下するスラグ
13の温度を算出し監視、診断を行えるので、そ
の精度を向上できる点である。 〔実施例 5〕 今後、更に画像処理技術が向上した場合、実施
例1においてスラグ13の大きさと頻度だけでな
くスラグ13の形状、表面状態、滴下中の落下速
度を測定することが可能である。このような場合
の実施例5を次に示す。 実施例5と第5図に示す。基本的な構成は実施
例1と同様である。実施例1との相違点は、画像
処理装置25の代わりに高速画像処理装置28を
設置し、監視装置25に加えて、物性情報出力装
置29を新たに設けた点である。高速画像処理装
置28で取らされた形状、表面状態、滴下中の落
下速度は物性情報出力装置29へ送られる。物性
情報出力装置29では、これらの信号を受けて、
滴下するスラグ13の表面張力、粘度、密度を算
出し出力する。 本実施例特有の効果としては、滴下するスラグ
13の表面張力、粘度、密度を算出し出力できる
ので供給する石炭の灰物性の変動、ガス化炉内の
雰囲気を検知することができる点である。 〔発明の効果〕 本発明により、溶融スラグの滴下頻度、滴の大
きさ、スラグ流下量を測定して炉状態を診断しガ
ス化条件を制御できるので、安定した炉の運転を
行なうことができる。
Next, Example 2 will be explained using FIG. 2. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that in the first embodiment, an infrared radiation thermometer 40 was used to measure the temperature distribution of the slug tap 34, but in the second embodiment, an infrared radiation thermometer 40 was used instead of the infrared radiation thermometer 40. , a two-wavelength thermometer 41 is used. Another difference is that a fiber 50 is used instead of the monitoring window. The fiber 50 is an optical fiber 50 manufactured from a material such as quartz glass.
By layering tens of thousands of fibers, it is made into an image fiber. Since it will be exposed to high temperatures, it should be cooled appropriately using water-cooled pipes, etc. The unique effects of this embodiment are that the structure of the gasifier is simplified because it is not necessary to install a viewing window 35 by using the fiber 50;
Since the tip of the slag 13 can be approached to the slug tap 34, the flow of the slag 13 can be monitored from an appropriate position. [Example 3] Next, Example 3 will be explained using FIG. 3. The difference between Embodiment 3 and Embodiment 1 is that Embodiment 1 only provides information for monitoring and controlling gasification conditions, but Embodiment 3 newly includes a control device 27.
The point is that the amount of coal supplied and the amount of gasifying agent supplied are controlled according to the analysis results of the monitoring device 25.
The current values of the coal supply amount and gasifying agent supply amount shown in Table 1 determined by the monitoring device 25 are sent to the control device 27. The control device 27 controls the coal supply amount control device 21 and the gasification agent supply amount control device 22 in order to maintain appropriate coal supply amounts and gasification agent supply amounts in accordance with the sent signals. A unique result of this embodiment is that since the control device 27 constantly controls the coal supply amount and the gasifying agent supply amount, the slag 13 can be dropped more stably. [Example 4] This is shown in Example 4 and FIG. The basic configuration is the same as that of the first embodiment. The difference from the first embodiment is that a radiation thermometer 41 is added in addition to the camera 40, and a half mirror 51 is used to obtain a temperature image. As the radiation thermometer 41, a two-color thermometer, an infrared thermometer, or the like is used. The temperature of the slag obtained by the radiation thermometer 41 is transmitted to the monitoring device 25 along with the dropping frequency and droplet size obtained by the image processing device 24. A unique effect of this embodiment is that the temperature of the dripping slag 13 can be calculated, monitored, and diagnosed, so that the accuracy can be improved. [Example 5] If image processing technology improves further in the future, it will be possible to measure not only the size and frequency of the slag 13 in Example 1, but also the shape, surface condition, and falling speed of the slag 13 during dropping. . Example 5 in such a case will be shown below. This is shown in Example 5 and FIG. The basic configuration is the same as that of the first embodiment. The difference from the first embodiment is that a high-speed image processing device 28 is installed in place of the image processing device 25, and a physical property information output device 29 is newly provided in addition to the monitoring device 25. The shape, surface condition, and falling speed during dropping captured by the high-speed image processing device 28 are sent to the physical property information output device 29 . The physical property information output device 29 receives these signals and
The surface tension, viscosity, and density of the dropping slag 13 are calculated and output. A unique effect of this embodiment is that the surface tension, viscosity, and density of the dripping slag 13 can be calculated and output, so it is possible to detect changes in the physical properties of the ash of the supplied coal and the atmosphere inside the gasifier. . [Effects of the Invention] According to the present invention, the furnace condition can be diagnosed by measuring the dropping frequency of molten slag, the size of the drops, and the amount of slag flowing down, and the gasification conditions can be controlled, so the furnace can be operated stably. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は実施例1のシステム図、第2図は実施
例2のシステム図、第3図は実施例3のシステム
図、第4図は実施例4のシステム図、第5図は実
施例5のシステム図である。 11……石炭、12……ガス化剤、13……ス
ラグ、14……生成ガス、21……石炭供給量制
御装置、22……酸化剤供給量制御装置、23…
…画像記録装置、24……画像処理装置、25…
…監視装置、27……制御装置、28……高速画
像処理装置、31……ガス化炉、32……ガス化
室、33……石炭バーナ、34……スラグタツ
プ、35……覗き窓、36……スラグ冷却室、3
8……生成ガス出口、39……スラグ出口、40
……カメラ、50……フアイバー。
Fig. 1 is a system diagram of Embodiment 1, Fig. 2 is a system diagram of Embodiment 2, Fig. 3 is a system diagram of Embodiment 3, Fig. 4 is a system diagram of Embodiment 4, and Fig. 5 is an embodiment example. FIG. 5 is a system diagram of No. 5. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11...Coal, 12...Gasifying agent, 13...Slag, 14...Produced gas, 21...Coal supply amount control device, 22...Oxidizing agent supply amount control device, 23...
...Image recording device, 24...Image processing device, 25...
... Monitoring device, 27 ... Control device, 28 ... High-speed image processing device, 31 ... Gasification furnace, 32 ... Gasification chamber, 33 ... Coal burner, 34 ... Slag tap, 35 ... Peephole, 36 ...Slag cooling chamber, 3
8...Produced gas outlet, 39...Slag outlet, 40
...Camera, 50...Fiber.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 石炭と酸化剤を石炭ガス化炉内のガス化室に
供給して石炭をガス化し、溶融した石炭灰分をス
ラグとして該ガス化炉下部のスラグ冷却室に流下
させる石炭ガス化方法において、前記ガス化室か
ら前記スラグ冷却室へ滴下するスラグを画像で捕
らえ、画像処理によりスラグの滴下量と滴下頻度
及びスラグ滴の体積を測定し、該測定値に基づい
て炉内の温度と石炭供給量及び酸化剤供給量の適
否を診断し、石炭供給量と酸化剤供給量の制御或
は運転停止の決定をすることを特徴とする石炭ガ
ス化方法。
1. A coal gasification method in which coal and an oxidizing agent are supplied to a gasification chamber in a coal gasification furnace to gasify the coal, and molten coal ash flows down as slag into a slag cooling chamber at the lower part of the gasification furnace. The slag dripping from the gasification chamber to the slag cooling chamber is captured in an image, the amount of slag dripped, the frequency of slag dripping, and the volume of the slag droplets are measured by image processing, and the temperature inside the furnace and the amount of coal supplied are determined based on the measured values. and diagnosing the suitability of the oxidizer supply amount, and determining whether to control the coal supply amount and oxidizer supply amount or to stop operation.
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