(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス化装置であって、
耐熱壁（２１６）によって画定され、反応流体が下向きに流れる、燃焼領域（２１４）と、
円筒シェル（２３０）と前記燃焼領域（２１４）との間に画定される第１環状通路（２２８）であって、該第１環状通路（２２８）が前記燃焼領域（２１４）の少なくとも一部の周りを取り囲み、該第１環状通路（２２８）が反応流体の流れを上向きに流す、前記第１環状通路（２２８）と、
前記ガス化装置の外壁と前記円筒シェル（２３０）との間に配置され、前記第１環状通路（２２８）と流体的に連結された第２環状通路（２４０）であって、前記第１環状通路（２２８）から排出された反応流体の流れを下向きに流す、前記第２環状通路（２４０）と、
前記第１環状通路（２２８）の内部に延在する少なくとも１つのプラテン（３２０）であって、前記耐熱壁（２１６）の円周方向外側に配置される複数の冷却管を含み、前記第１環状通路（２２８）を流れる前記反応流体の流れの冷却を促進するために冷却流体を循環させる前記少なくとも１つのプラテン（３２０）を含む放射式冷却器と、
を含む、ガス化装置。
【請求項２】
前記１以上のプラテンは、入口と出口とを含み、１以上の冷却管は、入口と出口との間で流動物が連通するように連結される、請求項１記載のガス化装置。
【請求項３】
前記１以上のプラテンは、前記燃焼領域と前記ガス化装置の外壁との間に延びる、請求項１又は２に記載のガス化装置。
【請求項４】
放射式冷却器は、燃焼領域の周りで周方向に離隔して配置される複数のプラテンをさらに含む、請求項２記載のガス化装置。
【請求項５】
１以上のプラテンは、複数の連結部材を用いて互いに連結された第１冷却管と、第２冷却管と、第３冷却管とを少なくとも含む複数の冷却管を含み、第２冷却管は、第１冷却管と第３冷却管との間で、これらの冷却管から等距離に配置される、請求項１乃至４のいずれかに記載のガス化装置。
【請求項６】
冷却流体は蒸気であり、反応流体は合成ガスであり、放射式冷却器は、放射式冷却器を通って流れる蒸気に、合成ガスから熱を伝達することを促進する、請求項１乃至５のいずれかに記載のガス化装置。
【請求項７】
前記ガス化装置が、上部シェル（２０２）と、下部シェル（２０４）と、これらの間に延びる、前記ガス化装置の外壁を形成する容器ボディ（２０６）とを含み、
前記燃焼領域（２１４）において、前記反応流体は前記上部シェル（２０２）から前記下部シェル（２０４）に向かう方向に流れ、
前記第１環状通路（２２８）において、前記反応流体は、前記下部シェル（２０４）から前記上部シェル（２０２）に向かう方向に流れ、
前記第２環状通路（２４０）において、前記反応流体は前記上部シェル（２０２）から前記下部シェル（２０４）に向かう方向に流れ、
前記第２環状通路（２４０）が前記円筒シェル（２３０）と前記容器ボディ（２０６）との間に存在している、請求項１乃至６のいずれかに記載のガス化装置。
【請求項８】
前記上部シェル（２０２）に貫入して、前記燃焼領域（２１４）内への燃料流を送り込む供給注入装置（２０８）と、
前記下部シェル（２０４）に連結され、前記燃焼領域（２１４）から出たスラグを前記ガス化装置から除去するロックホッパ（２２６）と、
を含む、請求項７に記載のガス化装置。
【請求項９】
前記下部シェル（２０４）に連結され、前記第２環状通路（２４０）から出たガス状副産物及び微粒子の過熱を低減する水噴霧（２４６）と、
前記水噴霧（２４６）の下流に位置し、前記第２環状通路（２４０）の下部端（２４４）の外側を取り巻く多孔板（２４８）と、
を含み、
前記ガス状副産物及び微粒子の流れから余分な微粒子を除去することを促進するように、水位が前記多孔板（２４８）の上に維持される、
請求項７または８に記載のガス化装置。
【請求項１０】
前記下部シェル（２０４）の上方端部の周囲を取り巻くように配置され、前記多孔板（２４８）の下流に位置し、残留する同伴粒子をガス状副産物の流れから除去する分離器（２５４）を含む、
請求項９記載のガス化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ガス化複合（ＩＧＣＣ）発電システムに関し、より詳細には、一体型放射式合成ガス冷却器に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも一部の公知のＩＧＣＣシステムは、１以上の発電タービンシステムと一体化したガス化システムを含む。例えば、公知のガス化装置は、燃料、空気もしくは酸素、蒸気、及び／又は石灰石の混合物を、部分燃焼ガス（「合成ガス」ともいう）の出力に変換する。高温の燃焼ガスは、ガスタービンエンジンの燃焼器に供給されて、電力網に電力を供給する発電機に動力を与える。少なくともいくつかの公知のガスタービンエンジンからの排気は、蒸気タービンを駆動する蒸気を生成する排熱回収ボイラに供給される。蒸気タービンによって生成された電力も、電力網に電力を供給する発電機を駆動する。
【０００３】
少なくともいくつかの公知のガス化システムは、独立したガス化装置と、物理的に大きな放射式冷却器とを利用して、残液をガス化して、熱を回収すると共に、合成ガスから固形物を除去して、その合成ガスを他のシステムで利用できるようにする。このような追加の部品並びに補助的設備は、ガス化装置及び放射式冷却器の動作を補助するために必要とされるものであるが、システムを複雑化させると共に、資本経費及び操作を行う人的資源を増大させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６９２３００４号明細書
【特許文献２】米国特許第６８２４５７５号明細書
【特許文献３】米国特許第６２１６４３６号明細書
【特許文献４】米国特許第６０６１９３６号明細書
【特許文献５】米国特許第５７１５６７１号明細書
【特許文献６】米国特許第５６８８２９６号明細書
【特許文献７】米国特許第５７１３３１２号明細書
【特許文献８】米国特許第５２４３９２２号明細書
【特許文献９】米国特許第５１１７６２３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態では、ガス化装置内で合成ガスを冷却する方法が提供される。この方法は、少なくとも部分的にガス化装置の反応域を通って延びる１以上のプラテン内に冷却液を流し、１以上のプラテンの周りに反応液を循環させて、反応液から冷却液への熱伝達を促進することを含む。
【０００６】
さらなる実施形態では、ガス化装置が提供される。このガス化装置は、反応域と、放射式冷却器とを含む。放射式冷却器は、反応域を通って延びる１以上のプラテンを含む。１以上のプラテンは、１以上の冷却管を含み、この冷却管は、その内部で冷却液が循環して、反応域を通って流れる反応液の冷却を促進するように構成される。
【０００７】
さらなる実施形態では、放射式冷却器が提供される。この冷却器は、ガス化装置の通路を通って延びる１以上のプラテンを含む。１以上のプラテンは、１以上の冷却管を含み、この冷却管は、その内部で冷却液が循環して、ガス化装置を通って流れる反応液の冷却を促進するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】公知のガス化複合（ＩＧＣＣ）発電システムの一例を示す模式図である。
【図２】一体型の放射式合成ガス冷却器を含み、図１に示すシステムで利用できるガス化装置の一例を示す模式図である。
【図３】一体型の放射式合成ガス冷却器を含む、図２に例示したガス化装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、既に知られているガス化複合（ＩＧＣＣ）発電システム５０の一例を示す模式図である。このＩＧＣＣシステム５０は、概して、主空気圧縮機５２と、流動物が連通するように圧縮機５２と連結された空気分離ユニット５４と、流動物が連通するように空気分離ユニット５４と連結されたガス化装置５６と、流動物が連通するようにガス化装置５６と連結されたガスタービンエンジン１０と、蒸気タービン５８とを含む。
【００１０】
動作において、圧縮機５２は、空気分離ユニット５４に送られる周囲空気を圧縮する。一部の実施形態では、圧縮機５２に加えて、又はその代替として、ガスタービンエンジン圧縮機１２からの圧縮空気が、空気分離ユニット５４に供給される。空気分離ユニット５４は、圧縮空気を利用して、ガス化装置５６によって利用される酸素を生成する。具体的には、空気分離ユニット５４は、圧縮空気を分離して、酸素（Ｏ２）と、ガス副産物（「プロセスガス」ともいう）とを個別の流れに分ける。空気分離ユニット５４によって生成されたプロセスガスは窒素を含んでおり、本明細書では、このプロセスガスを「窒素プロセスガス」（ＮＰＧ）と呼ぶものとする。ＮＰＧは、特に限定するものではないが、酸素もしくはアルゴン、又はその両方などの他のガスを含んでもよい。例えば、一部の実施形態では、ＮＰＧは、約９５％から約１００％の間で窒素を含む。Ｏ２流は、ガス化装置５６に送られて、部分燃焼ガスの生成に利用され、本明細書において「合成ガス」という、この部分燃焼ガスは、下記で詳しく説明するようにガスタービンエンジン１０によって燃料として利用される。いくつかの公知のＩＧＣＣシステム５０において、ＮＰＧ流の少なくとも一部は、空気分離ユニット５４から大気中に排気される。また、いくつかの公知のＩＧＣＣシステム５０において、ＮＰＧ流の一部は、エンジン１０の排気の制御を円滑化するため、より具体的には、燃焼温度を抑制して、エンジン１０からの亜酸化窒素排気を削減することを円滑に行うために、ガスタービンエンジン燃焼器１４内の燃焼領域（図示せず）に注入される。例示的実施形態では、ＩＧＣＣシステム５０は、燃焼領域内に注入される前に窒素プロセスガス流を圧縮する圧縮機６０を含む。
【００１１】
ガス化装置５６は、燃料、空気分離ユニット５４によって供給されるＯ２、蒸気、及び石灰石、又はこれらいずれかの混合物を、ガスタービンエンジン１０によって燃料として利用される合成ガスの出力に変換する。ガス化装置５６は、いくつかの公知のＩＧＣＣシステム５０では任意の燃料を利用できるが、ガス化装置５６は、石炭、石油コークス、残油、油乳濁液、タールサンド、及び他の同様の燃料の少なくともいずれかを利用する。いくつかの公知のＩＧＣＣシステム５０において、ガス化装置５６によって生成される合成ガスは、二酸化炭素を含む。例示的実施形態では、ガス化装置５６によって生成される合成ガスは、当該合成ガスの燃焼のためにガスタービンエンジン燃焼器１４に送られる前に、浄化装置６２において浄化される。二酸化炭素（ＣＯ２）は、浄化中に合成ガスから分離することができ、また、いくつかの公知のＩＧＣＣシステム５０では大気中に排出することもできる。ガスタービンエンジン１０は、電力網（図示せず）に電力を供給する発電機６４を駆動する。ガスタービンエンジン１０からの排気ガスは、蒸気タービン５８を駆動する蒸気を生成する排熱回収ボイラ６６に送られる。蒸気タービン５８によって生成された電力は、電力網に電力を供給する発電機６８を駆動する。いくつかの公知のＩＧＣＣシステム５０において、排熱回収ボイラ６６からの蒸気は、合成ガスを生成するために、ガス化装置５６に供給される。
【００１２】
また、例示的実施形態では、システム５０はポンプ７０を含み、このポンプ７０は、ガス化装置５６内を流れる合成ガスの冷却を促進するために、排熱回収ボイラ６６からガス化装置５６内の放射式合成ガス冷却器（図示せず）に蒸気７４を供給する。蒸気７４は、放射式合成ガス冷却器の中に流され、そこで水７２が蒸気７４に変換される。次に、蒸気７４は、排熱回収ボイラ６６に戻されて、ガス化装置５６又は蒸気タービン５８内で利用される。
【００１３】
図２は、一体型の放射式合成ガス冷却器３００を含む、進歩的な固形物除去ガス化装置２００の一例を示す模式図である。ガス化装置２００は、システム５０（図１に図示）などのＩＧＣＣと共に利用することができる。例示的実施形態では、ガス化装置２００は、上部シェル２０２と、下部シェル２０４と、これらの間に延びる略円筒状の容器ボディ２０６とを含む。供給注入装置２０８は、上部シェル２０２に貫入して、ガス化装置２００内への燃料流の送り込みを可能にする。具体的には、注入装置２０８を通って流れる燃料は、供給注入装置２０８内に画定された１つ以上の通路を通って送られ、ガス化装置２００内に画定された燃焼領域２１４内に、ノズル２１０から所定のパターン２１２で放出される。燃料は、ノズル２１０に入る前に他の物質と混合しても、もしくはノズル２１０から放出される際に他の物質と混合しても、又はその両方であってもよい。例えば、燃料は、ノズル２１０に入る前に、システム５０のプロセスから回収された微粒子と混合してよく、加えて、又はこれに代えて、ノズル２１０において、もしくはノズル２１０の下流において、空気や酸素などの酸化剤と混合してもよい。
【００１４】
例示的実施形態では、燃焼領域２１４は、直列式に流動物が連通するように実質的に一直線にノズル２１０と整列される、垂直向きの略円筒状の空間として画定される。燃焼領域２１４の外周は、耐熱壁２１６によって画定され、この耐熱壁２１６は、インコロイパイプ２１８などの構造基材と、燃焼領域２１４に含まれる高温及び高圧の影響を実質的に受けない耐熱被膜２２０とを含む。例示的実施形態では、耐熱壁２１６の出口端２２２は、燃焼領域２１４内の所定の背圧を維持しながら、燃焼領域２１４内で生成される燃焼生成物及び合成ガスが燃焼領域２１４から出ることを可能にする先細出口ノズル２２４を含む。燃焼生成物は、ガス状副産物と、概して耐熱被膜２２０上に形成されるスラグと、浮遊物内でガス状副産物と共に運ばれる微粒子状物質とのうちの少なくともいずれかを含んでいてよい。
【００１５】
燃焼領域２１４を出た後、流動性スラグ及び固形スラグは、下部シェル２０４に連結されたロックホッパ２２６内に、自重により送り込まれる。ロックホッパ２２６は、流動性スラグを冷まして、ガス化装置２００から除去される際により小さい断片に破砕され得る脆弱な固体物質に変える水と同じ高さに維持される。例示的実施形態では、ロックホッパ２２６は、燃焼領域２１４から出てくる微粒子の約９０パーセントを捉える。
【００１６】
例示的実施形態では、第１環状通路２２８は、燃焼領域２１４を少なくとも部分的に囲繞する。この通路２２８は、内側の周囲において部分的に耐熱壁２１６によって画定され、かつ、通路２２８の径方向外側の周囲において、燃焼領域２１４とほぼ同軸に整列された円筒シェル２３０によって画定される。通路２２８は、最上部において上部フランジ２３２によって密閉される。ガス状副産物及び残留するあらゆる微粒子は、燃焼領域２１４内の下向きの方向２３４から通路２２８内の上向きの方向２３６に向きを変えて流れる。出口ノズル２２４における迅速な方向転換により、微粒子の分離及びガス状副産物からのスラグの分離が円滑に行われる。
【００１７】
ガス状副産物及び残留するあらゆる微粒子は、通路２２８を通って出口２３８まで上方に送られる。ガス状副産物が通路２２８内を流れているときに、ガス状副産物及び微粒子から熱を回収することができる。例えば、一実施形態では、ガス状副産物は、華氏約２５００°の温度で通路２２８に入り、華氏約１８００°の温度で通路２２８から出て行く。ガス状副産物及び微粒子は、出口２３８を通って通路２２８から排出されて、第２環状通路２４０に流入し、そこで、ガス状副産物及び微粒子は、下向きに流れる方向２４１に方向転換される。ガス状副産物及び微粒子が通路２４０内を流れているときに、例えば、過熱管２４２を利用して熱を回収することができ、この過熱管２４２は、ガス状副産物の流れ及び微粒子から、当該過熱管２４２を通って流れる蒸気に熱を伝達する。例えば、一実施形態では、ガス状副産物は、華氏約１８００°の温度で通路２４０に入り、華氏約１５００°の温度で通路２４０から出る。
【００１８】
ガス状副産物の流れ及び微粒子が通路２４０の下部端２４４に達するところで、通路２４０はロックホッパ２２６に向かって収斂する。具体的には、下部端２４４において、ガス状副産物の流れ及び微粒子は、そのガス状副産物の流れ及び微粒子の過熱を低減する水噴霧２４６を通って上方に送られる。ガス状副産物の流れ及び微粒子から除去された熱は、水噴霧２４６を蒸発させ、微粒子を凝集させる傾向があり、凝集した微粒子は、比較的大きな灰の塊を形成して、下部シェル２０４内に落下する。ガス状副産物の流れ及び残留微粒子は、下部端２４４の外側を取り巻く多孔板２４８に向かって逆方向に送られる。水位は、ガス状副産物の流れから余分な微粒子を除去することを促進するように、多孔板２４８の上に維持される。ガス状副産物の流れ及び残留微粒子が多孔板２４８を通って濾過される際に、流れに含まれている微粒子は、水の中に閉じ込められて、下部シェル２０４内に形成された水溜めの中に貫通穴を通して運ばれる。ロックホッパ２２６と下部シェル２０４との間に画定された間隙２５０は、微粒子がロックホッパ２２６に流入できるようにして、ガス化装置２００からの微粒子の除去が促進されるようにする。
【００１９】
巻き込み分離器２５４は、下部シェル２０４の上方端部の周囲を取り巻く。より詳細には、分離器２５４は、多孔板２４８の上、かつ多孔板２４８を覆う水位の上に位置する。巻き込み分離器２５４は、例えば、サイクロン式分離装置又は遠心分離装置であってよく、その中を通って流れるガス状副産物及び残留微粒子に渦運動を与える接線方向の吸入口又は旋回羽根を含む。粒子は、遠心力により分離器２５４の壁面に向かって外側に投げ出され、そこで微粒子が合体し、分離器の下部シェル２０４に重力送りされる。また、あらゆる残留微粒子は、メッシュパッドに衝突して他の粒子と凝集し、下部シェル２０４まで水流で押し流される。
【００２０】
代替の構成として、巻き込み分離器２５４は、シェブロン分離器や衝突分離器などのブレードタイプであってもよい。シェブロン分離器において、ガス状副産物は、ブレードの間を通って、蛇行式又はジグザグ式に移動することを強いられる。巻き込まれた粒子及び各種の液滴は、ガス流線に追従することができず、合体する前にブレード面に衝突し、粒子は、自重により下部シェル２０４内に送り込まれる。ブレードの側面にフック及びポケットなどの形状物を追加して、粒子及び液滴の取り込みを改善することを促進できる。また、シェブロングリッドを積層して、一連の分離ステージを設けることができる。同様に、衝突分離器は、ガス状副産物及び微粒子が湾曲ブレードを通過する際にサイクロン運動を生成する。スピン運動が与えられることで、巻きこまれた粒子及び各種の液滴は、容器壁面に押し付けられるため、その壁面において、取り込まれた粒子及び各種の液滴を下部シェル２０４内に回収することができる。
【００２１】
ガス状副産物の流れ及び各種の残留微粒子は、分離器２５４に入り、そこで、各種残留する同伴粒子及び／又は液滴のほぼすべてが、ガス状副産物の流れから除去される。ガス状副産物の流れは、出口２５６を通ってガス化装置２００から出てさらに処理される。
【００２２】
例示的実施形態では、ガス化装置２００は、通路２２８内に連結される放射式合成ガス冷却器３００も含む。また、例示的実施形態では、冷却器３００は、３つの冷却管３０６を含む三路式冷却器である。代替の実施形態では、冷却器３００は、通路２２８における合成ガスの冷却を促進する、任意の適切な数の冷却管３０６を含むことができる。
【００２３】
また、一実施形態では、冷却器３００は、円筒状の容器２０６の中心線ＣＬを中心として周方向に間隔を空けて配置される複数のプラテン３２０を含む。プラテン３２０は、耐熱壁２１６から容器ボディ２０６に向かって径方向外側に延びる。さらに、プラテン３２０は、入口３０２と、出口３０４と、その間に延びる複数の冷却管３０６とを含む。プラテン３２０は、通路２２８を通って流れる合成ガスの冷却を促進するように、通路２２８内に配置される。
【００２４】
例示的実施形態では、入口３０２は、冷却管３０６の第１端部３０８から円筒状の容器２０６の外側３１０まで延びる。同様に、出口３０４は、冷却管３０６の第２端部３１２から外側３１０まで延びる。例示的実施形態では、入口３０２は、出口３０４の下方に配置される。代替の実施形態では、入口３０２は、出口３０４の上方、又は出口３０４と実質的に平面状に配置される。
【００２５】
動作中、ポンプ７０は、排熱回収ボイラ６６から入口３０２を通って冷却管の第１端部３０８内に蒸気７４を送る。これに代えて、蒸気７４は、任意の適切な供給源から入口３０２に送り込まれてもよい。次に、蒸気７４は、冷却管３０６を通って第２端部３１２に向けて送られる。同時に、通路２２８から送られてきた合成ガスが、冷却管３０６の周りに流れ込み、合成ガスと蒸気７４の間の熱交換を促進する。具体的には、蒸気７４の温度は、合成ガスの温度よりも低いため、蒸気７４は、合成ガスからの熱を吸収して、合成ガスの冷却を促進する。
【００２６】
また、合成ガスを冷却することに加え、冷却管３０６は、耐熱壁２１６の冷却も促進する。より詳細には、蒸気７４が合成ガスから熱を吸収すると、より高い温度の蒸気７４が冷却管３０６内に生成されて、出口３０４から排出される。例示的実施形態では、蒸気７４は、出口３０４から排熱回収ボイラ６６に送られて、システム５０内でさらに利用される。代替の実施形態では、蒸気７４は、システム５０の任意の適切な部分、もしくは蒸気を必要とする他のシステム、又はその両方に送り込まれる。他の代替実施形態では、蒸気７４は、システム５０から大気中に放出される。
【００２７】
図３は、一体型の放射式合成ガス冷却器３００を備えるガス化装置２００を、図２に示した線３−３に沿って切り取った断面図である。例示的実施形態では、冷却器３００は、プラテン３２０を含む。各プラテン３２０は、通路２２８内に配置され、耐熱壁２１６から容器ボディ２０６に向かって径方向外側に延びる。さらに、各プラテン３２０は、入口３０２と、出口３０４と、その間に延びる冷却管３０６とを含む。プラテン３２０内の冷却管３０６は、通路２２８内を流れる合成ガスの冷却を促進するように、複数の接続部材３２２を用いて互いに連結される。例示的実施形態では、冷却器３００は、図３に示すように１３個のプラテン３２０を含む。
【００２８】
また、例示的実施形態では、各プラテン３２０は、燃焼領域２１４を取り巻く周方向に配置される。より詳細には、例示的実施形態では、各プラテン３２０は、燃焼領域２１４の周りで、それぞれ周方向に隣接する各プラテン３２０から約２７．６９度離れて等間隔に配置される。代替の実施形態では、冷却器３００は、１５個のプラテン３２０を含み、この各プラテン３２０は、燃焼領域２１４の周りで、それぞれ各プラテン３２０から約２４度離れた間隔で配置される。さらなる代替の実施形態では、冷却器３００は、１３個程度のプラテン３２０を含む。他の代替の実施形態では、プラテン３２０は、周方向に等間隔ではない。
【００２９】
例示的実施形態では、各プラテン３２０は、３以上の冷却管３０６を含む。具体的には、第１プラテン冷却管３３０は、耐熱壁２１６から径方向外側に距離３３１の位置に設けられて、１以上の連結部材３２２により耐熱壁２１６に連結される。第２プラテン冷却管３３２は、冷却管３３０から径方向外側に距離３３３の位置に設けられる。例示的実施形態では、距離３３３は、距離３３１とほぼ同一である。１以上の連結部材３２２は、冷却管３３２を冷却管３３０に固定する。第３プラテン冷却管３３４は、冷却管３３２から径方向外側に距離３３５の位置に設けられる。例示的実施形態では、距離３３５は距離３３１とほぼ同一であるため、冷却管３３０と３３４とは、冷却管３３２から等間隔に位置する。代替の構成として、距離３３５は、距離３３１と異なり、冷却管３３０及び３３４は冷却管３３２から等間隔ではない。１以上の連結部材３２２は、冷却管３３４を冷却管３３２に連結する。また、例示的実施形態では、冷却管３３４は、１以上の連結部材３２２により第２通路２４０に連結されて、冷却管３３４が、通路２２８から距離３３７だけ径方向内側になるように構成される。代替の実施形態では、各プラテン３２０は、本明細書で説明したように通路２２８内の合成ガスの冷却を促進する任意の数の冷却管を含む。
【００３０】
動作中、例示的実施形態では、蒸気７４は、プラテン３２０の冷却管３０６の中に流し込まれて、ガス化装置２００の通路２２８を通って流れる合成ガスの冷却を促進する。代替の実施形態では、冷却管３０６には、任意の適切な冷却流体が流し込まれる。同時に、通路２２８を通って流れる合成ガスは、プラテン３２０の冷却管３０６の周りに送り込まれる。合成ガスがプラテン３２０の冷却管３０６の周りを循環する際に、蒸気７４と合成ガスとの間で熱伝達が生じる。具体的には、蒸気７４が、合成ガスから熱を吸収する。
【００３１】
一実施形態では、ガス化装置内で合成ガスを冷却する方法が提供される。この方法は、少なくとも部分的にガス化装置の反応域を通って延びる１以上のプラテン内に冷却流体を流し、１以上のプラテンの周りに反応流体を循環させて、反応流体から冷却流体への熱伝達を促進することを含む。
【００３２】
本明細書では、単数形式で「１つの」という単語に続けて記載した要素又はステップは、その要素又はステップを複数個は含まないことが明示的に記載されていない限り、複数個の要素又はステップを排除しないということを理解されたい。また、本発明の「一実施形態」に対する参照は、記載した特徴を同様に含む追加の実施形態の存在を排除すると解釈されることを意図したものではない。
【００３３】
前述した方法及びシステムにより、ガス化装置内の冷却管を通って合成ガスを循環させることが容易となる。これにより、統合ガス化システムにおける合成ガスの冷却を、ＩＧＣＣ内の部品数を増やすことなく容易に改善できるようになる。その結果、ＩＧＣＣの動作及び保守点検に関わるコストの削減を容易に実現でき、また、ＩＧＣＣの効率が向上する。
【００３４】
上記において、ガス化装置内に放射式合成ガス冷却器を組み込んで、ガス化装置内の合成ガスを冷却するガス化システム及び方法の例示的実施形態を詳細に説明した。例示したガス化システムの部品は、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、各システムの部品は、本明細書に記載した他の部品から独立して個別に利用することができる。例えば、前述したガス化システムの部品は、異なるＩＧＣＣシステムの部品と組み合わせて利用してもよい。
【００３５】
本発明について、様々な特定の実施形態に関連して説明したが、本発明は、請求項の精神及び範囲内で変更できることは当業者であれば理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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