(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体搬送された固体燃料をコンバスタで燃焼させ、その燃焼排ガス中に気体搬送された固体燃料をリダクタにて投入して乾留させ、ガス化を行なう２段噴流床ガス化炉において、コンバスタバーナの中心に起動用の軽油バーナを配置し、その同心円上に内側からシール空気ノズル、燃料ノズル、二次空気ノズルの順に配置して一体型バーナを構成し、前記燃料ノズルは複数の燃料を互いに異なる入口からそれぞれ接線方向に流入して内部で旋回混合するようにしたことを特徴とするガス化炉の固体燃料バーナ。
【請求項２】
前記二次空気ノズル内には、酸化剤を噴射する複数の管状の酸化剤ノズルを、先端をバーナ中心側へ傾斜させて配置したことを特徴とする請求項１に記載のガス化炉の固体燃料バーナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体燃料をガス化させるための、ガス化炉の固体燃料バーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図７及び図８に基づいて説明する。ここに示す従来の技術は、燃料として微粉炭、ガス化剤として空気を用いた２段噴流床石炭ガス化炉である。
【０００３】
ガス化炉は、圧力容器２内に軽燃室３、コンバスタ４、リダクタ５を有し、水冷管６構造となっている。軽燃室３には起動用の軽油バーナ７、コンバスタ４には石炭をガス化させる為の熱源を提供するコンバスタバーナ８及びチャーバーナ９、リダクタ５にはガス化する石炭を噴射するリダクタバーナ１０がそれぞれ複数本設けてある。
【０００４】
これらを炉内に貫通させる為、水冷管６を曲げる必要がある。図７にバーナを貫通させるために曲げた水冷管６の１例を示す。
【０００５】
軽油バーナ７には図示していない軽油供給設備から軽油１５が供給される。コンバスタバーナ８及びリダクタバーナ１０には、図示していない粉砕設備で数μ〜数１０μに粉砕された石炭が、それぞれ燃料用石炭１１としてコンバスタバーナ８へ、またガス化用石炭１２としてリダクタバーナ１０へ夫々供給される。又、チャーバーナ９には、図示していないチャー回収設備にて回収されたチャー１３が生成ガス１４とともに供給される。
【０００６】
上記のように構成されたガス化炉１は、以下に示す手順で運転される。
【０００７】
まず、軽燃室３の軽油バーナ７で軽油１５を噴霧、燃焼させ、その排ガスをコンバスタ４へ供給する。コンバスタ４内が石炭着火温度以上に達したならば、コンバスタバーナ８から燃料用石炭１１を噴射し、コンバスタ４内で高温燃焼させる。その高温排ガス１６はリダクタ５に供給される。
【０００８】
コンバスタ４内の燃焼が安定したならば、リダクタバーナ１０からガス化用石炭１２を噴射する。噴射されたガス化用石炭１２は高温排ガス１６により乾留されガス化する。
【０００９】
リダクタ５にて生成されたチャー１３及び生成ガス１４の一部は図示していないチャー回収設備及びリサイクルガス供給設備によって回収及び再加圧され、チャーバーナ９からコンバスタ４内へ噴射される。噴射されたチャー１３及び生成ガス１４は燃料用石炭１１とともに燃焼する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の２段噴流床ガス化炉においては、軽燃室３、コンバスタ４及びリダクタ５に夫々各種バーナが必要であるため、全体としてバーナ本数が多くなってガス化炉１の構造が複雑となり、制作、制御、メンテナンス等が極めて繁雑となって、コストアップの要因となっていた。
【００１１】
また、コンバスタ４で燃焼するチャー１３は着火性が劣る為、安定燃焼（特に保炎性）が得られにくく、しかもチャー供給設備の変動等が発生するとコンバスタ４内の高温燃焼に悪影響を与える事があった。
【００１２】
本発明はこのような従来の装置における不具合を解消し、バーナ本数を減らしてガス化炉の構造を簡単にすると共にチャーの着火性を向上させて安定燃焼を行わせ、高効率のガス化運転を可能としたものを提供することを課題とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決すべくなされたもので、気体搬送された固体燃料をコンバスタで燃焼させ、その燃焼排ガス中に気体搬送された固体燃料をリダクタにて投入して乾留させ、ガス化を行なう２段噴流床ガス化炉において、コンバスタバーナの中心に起動用の軽油バーナを配置し、その同心円上に内側からシール空気ノズル、燃料ノズル、二次空気ノズルの順に配置して一体型バーナを構成し、前記燃料ノズルは複数の燃料を互いに異なる入口からそれぞれ接線方向に流入して内部で旋回混合するようにしたガス化炉の固体燃料バーナを提供し、コンバスタバーナを一体化バーナにしたことにより、ガス化炉全体のバーナ本数を低減でき、かつ、軽燃室が不要となることから、ガス化炉構造がシンプルとなり、コスト低減が計れる。
【００１４】
また、チャー等のように着火性の劣るものであっても、着火性の良い燃料用石炭と互いに異なる入口からそれぞれ接線方向に流入することにより、燃料ノズルの内部で旋回混合して噴射させることができるので、その着火性を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明は、前記二次空気ノズル内には、酸化剤を噴射する複数の管状の酸化剤ノズルを、先端をバーナ中心側へ傾斜させて配置したガス化炉の固体燃料バーナを提供し、酸素を燃料ノズルから噴射される燃料用石炭とかチャー等の混合噴流に衝突、拡散させることにより、チャー等のように着火性が劣るものでもその着火安定性をさらに増すことのでき安定したガス化運転が維持できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の１形態について、図１ないし図６に基づいて説明する。なお、本実施の形態において、図７及び図８に示した従来の装置と同じ構成の部分については、説明を簡単にするため同じ符号を付してある。
【００１７】
本実施の形態においては、図１、図２に概念的にまとめて示すところからも理解されるように、コンバスタ４には一体化コンバスタバーナ１７を４本配置したシンプルな形態であり、従来のように軽燃室は不要となっている。
【００１８】
また、図３，４，５に示すように、一体化コンバスタバーナ１７はその中心にガス化炉起動用の軽油バーナ７を配置し、同心円上に、内側からシール空気ノズル１８、燃料ノズル１９、二次空気ノズル２０が配置されている。
【００１９】
二次空気ノズル２０内には管状の酸化剤ノズル２１が８本均等に配置され、その先端は図６に示すように燃焼ノズル１９側へ傾斜（θ１  ＝１５°）している。
【００２０】
一番外側は、バーナを炉内の高温ガスから保護するため、冷却水２２が通水できる構造となっており、先端部は図６に示すように内側へ傾斜させた面（θ２  ＝１５°）を有している。
【００２１】
このように構成された本実施の形態では、まず、図示していない軽油供給設備から供給された軽油１５は、軽油接続管２３より軽油バーナ７に流入し、炉内へ噴射され、燃焼する。
【００２２】
シール空気２４は、ガス化運転時（軽油バーナは消火中）の軽油バーナ７冷却用と、燃焼用空気の一部をかねており、シール空気接続管２５を介して、シール空気ノズル１８より、炉内へ噴射される。
【００２３】
図示していない燃焼用石炭供給設備より供給される燃焼用石炭１１は、燃焼用石炭接続管２７を介して燃料ノズル１９に流入し、炉内へ噴射される。チャー１３も同様にチャー接続管２９を介し、燃料ノズル１９に流入し、炉内へ噴射される。
【００２４】
燃料用石炭接続管２７とチャー接続管２９は図５に示すようにそれぞれ、接線方向に配置しているため、燃料用石炭１１とチャー１３は、燃料ノズル１９内で旋回し、均等に混合され、炉内へ噴射される。
【００２５】
二次空気３０は、二次空気接続管３１を介して、二次空気ノズル２０内に流入し、炉内へ噴射されるが、バーナ先端部の水冷面が内側へ傾斜（θ２  ＝１５°）しているため、これにより、噴射方向が変えられ、燃料ノズル１９から噴射されて燃料用石炭１１とチャー１３の混合噴流と衝突するように流れる。
【００２６】
図示していない、酸素供給設備より供給される酸素３２は、酸素接続管３３を介して、酸化剤ノズル２１より炉内へ噴射されるが、同酸化剤ノズル２１は先端が内側へ傾斜（θ１  ＝１５°）しているため、二次空気３０と同様に、燃料用石炭１１とチャー１３の混合噴流と衝突するように流れる。
【００２７】
なお、起動に際しては、まず、二次空気３０、シール空気２４を通気し、軽油バーナ７を起動する。コンバスタ４内温度が石炭着火温度以上に達したならば燃料用石炭１１とチャー１３を投入し、着火、確認後、軽油バーナ７を消火する。
【００２８】
その後、酸素３２を投入し、コンバスタ４内運転が安定後、直ちにリダクタバーナ１０よりガス化用石炭１２を投入し、ガス化運転を開始し、爾後安定したガス化運転が継続されることになる。
【００２９】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、バーナ本数が減少し、かつ、軽燃室を取除くことができるため、ガス化炉の構造がシンプルとなり、これの製作、制御、メンテナンスに亘っての経費を大巾に節減することができると共に、チャーのように着火性の劣るものであっても、着火性の良い燃料用石炭と互いに異なる入口からそれぞれ接線方向に流入することにより、燃料ノズルの内部で旋回混合して燃焼させることができるので装置全体としての着火性を大巾に向上することができたものである。
【００３１】
また、請求項２の発明によれば、二次空気や酸化剤を中心方向へ向って角度をつけて噴射し、バーナ口で燃料等と衝突させ、全体をよく混合してバーナの着火安定性、及び保炎性を高め、コンバスタ内を常時高温に保持し、高効率のガス化運転を達成し得たものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の１形態に係るガス化炉の系統概念図、
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図、
【図３】図１のガス化炉に用いられた一体化コンバスタバーナの断面図、
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視図、
【図５】図３のＶ−Ｖ断面図、
【図６】図３のａ部拡大図、
【図７】従来のガス化炉の系統概念図、
【図８】従来のガス化炉におけるバーナの取付け状態の説明図。
【符号の説明】
１    ガス化炉
２    圧力容器
４    コンバスタ
５    リダクタ
６    水冷管
７    軽油バーナ
８    コンバスタバーナ
１０  リダクタバーナ
１１  燃料用石炭
１２  ガス化用石炭
１３  チャー
１４  生成ガス
１５  軽油
１６  高温排ガス
１７  一体化コンバスタバーナ
１８  シール空気ノズル
１９  燃料ノズル
２０  二次空気ノズル
２１  酸化剤ノズル
２２  冷却水
２３  軽油接続管
２４  シール空気
２５  シール空気接続管
２７  燃料用石炭接続管
２９  チャー接続管
３０  二次空気
３１  二次空気接続管
３２  酸素
３３  酸素接続管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図５】
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