(57)【要約】  気化装置（１０）の交換可能なインサートは、気化装置床（６０）の嵌め合いプロフィル（９４）に相補的な、嵌め合いプロフィル（７６）を有して形成される、交換可能な床縁インサート（６２）を包含する。両方の嵌め合いプロフィル（７６，９４）の構造は、該床縁インサート（６２）と該気化装置床（６０）との間の着脱可能な係合を可能にする。床縁インサート（６２）は、各々が付属部分（１５０）を包含する吊り下げ耐火レンガ（６６）の環状配置によって保護される。各レンガ付属部分（１５０）は、該床縁インサート（６２）の半径方向内側縁（７０）の一部と、下に横たわるクエンチ・リング（４０）の上面部分（４２）とを覆う。耐火性セラミック繊維ペーパー（１５４）を、吊り下げレンガ（６６）と床縁インサート（６２）及びクエンチ・リング（４０）との間に備えることができる。さらに、耐火性セラミック繊維ロープ（１５６）を、クエンチ・リング（４０）の上面（４２）上の床縁インサート（６２）の半径方向内側縁（７０）に備えて、該付属部分（１５０）によって上部を覆うことができる。
2005515296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロート部分及び、該スロート部分にスロート開口を備えた金属床を有し、該金属床における該スロート開口が、気化装置金属床の内側周縁によって画定され、該気化装置金属床が耐火材覆いを有する気化装置であって、該金属床の内側周縁における該気化装置床の耐火材覆い用の吊り下げ耐火レンガを含み、該吊り下げ耐火レンガが向かい合った末端部、向かい合った側部、頂部及び底部を有し、該底部が付属部分を含み、該付属部分が、該向かい合った末端部の一方の下方に所定量を伸ばす垂直範囲を有し、該付属部分の該垂直範囲が該気化装置金属床の該内側周縁の一部に覆いかぶさるように選択される改良を含む気化装置。
【請求項２】
該向い合った末端部の一方が比較的短い高さであり、他方の向かい合った末端部が比較的長い高さであるように、該付属部分が形成され、該付属部分の該垂直範囲が該比較的短い末端部分と該比較的長い末端部分との高さの差にほぼ等しい、請求項１記載の吊り下げ耐火レンガ。
【請求項３】
クエンチ・リングが該気化装置床の該内側周縁において該気化装置床の下に横たわり、該クエンチ・リングが上面を有し、該付属部分の該選択された垂直範囲が該クエンチ・リングの該上面に覆いかぶさるほど充分に長い改良を含む、請求項１記載の吊り下げ耐火レンガ。
【請求項４】
吊り下げレンガと該気化装置床との間、及び該吊り下げ耐火レンガと該クエンチ・リングの該上面との間に耐火性セラミック繊維ペーパーが備えられる、請求項３記載の吊り下げ耐火レンガ。
【請求項５】
該気化装置床と該クエンチ・リングの該上面との間で、吊り下げ耐火レンガの下に耐火性セラミック繊維ロープが備えられる、請求項３記載の吊り下げ耐火レンガ。
【請求項６】
スロート部分及び、該スロート部分にスロート開口を備えた金属床を有し、該金属床における該スロート開口が、気化装置金属床の内側周縁によって画定され、該気化装置金属床が耐火材覆いを有する気化装置であって、該内側周縁部分が、断面において第１所定嵌め合いプロフィルを形成するように仕上げられるときに、該気化装置金属床の該内側周縁部分に位置決めするための交換可能な金属床縁インサートを含み、該交換可能な金属床縁インサートが、該金属床の前縁又は自由縁になる半径方向内側縁部分と、半径方向外側縁部分とを有し、該半径方向外側縁部分が、該完成内側周縁部分の該第１所定嵌め合いプロフィルに相補的な、断面における第２所定嵌め合いプロフィルを有して、該交換可能な金属床縁インサートが該気化装置金属床の着脱可能な伸長部分を形成するように、該交換可能な金属床縁インサートと該気化装置金属床の該完成内側周縁部分との係合を可能にする改良を含む気化装置。
【請求項７】
交換可能な床縁インサートの半径方向外側縁部分が断面において、該気化装置床の完成内側周縁部分の階段状断面に相補的な、断面で階段状形状であって、該気化装置の該階段状内側周縁部分における該交換可能な床縁インサートの交換可能な位置決めを可能にする、請求項６記載の交換可能な床縁インサート。
【請求項８】
交換可能な床縁インサートの半径方向外側縁部分が断面において、該気化装置の完成内側周縁部分における舌及び溝形状に相補的な、舌及び溝形状を有して、該交換可能な床縁インサートの、該気化装置床の該完成内側周縁部分における該舌及び溝形状との交換可能な嵌め合いを可能にする、請求項６記載の交換可能な床縁インサート。
【請求項９】
交換可能な床縁インサートの半径方向外側縁部分が、該気化装置床の該完成内側周縁部分における該交換可能な床縁インサートの交換可能な位置決めのために、該気化装置床の該完成内側周縁部分の嵌め合い手段に相補的である相補的嵌め合い手段を包含する、請求項６記載の交換可能な床縁インサート。
【請求項１０】
交換可能な床縁インサートが１つの環状部材である、請求項６記載の交換可能な床縁インサート。
【請求項１１】
交換可能な床縁インサートが、複数個の円形セグメントから成る環である、請求項６記載の交換可能な床縁インサート。
【請求項１２】
該気化装置金属床が耐火材覆いを有する、請求項６記載の交換可能な床縁インサートであって、該気化装置床の該内側周縁における該気化装置床の耐火材覆いとして吊り下げ耐火レンガをさらに含み、該吊り下げ耐火レンガが向かい合った末端部、向かい合った側部、頂部及び底部を有し、該底部が付属部分を含み、該付属部分が、該向かい合った末端部の一方の下方に所定量を伸ばす垂直範囲を有し、該付属部分の該垂直範囲が該気化装置金属床の該内側周縁の一部に覆いかぶさるように選択される改良を含む交換可能な床縁インサート。
【請求項１３】
該向かい合った末端部の一方が比較的短い高さであり、他方の向かい合った末端部が比較的長い高さであるように、該付属部分が形成され、該付属部分の垂直範囲が該比較的短い末端部と該比較的長い末端部との高さの差にほぼ等しい、請求項１２記載の組み合わせ。
【請求項１４】
クエンチ・リングが、該気化装置床の該内側周縁部分において該気化装置床の下に横たわり、該クエンチ・リングが上面を有する、請求項１２記載の組み合わせであって、該付属部分の該選択された垂直範囲が該クエンチ・リングの上面に覆いかぶさるほど充分に長いことを含む改良がなされる組み合わせ。
【請求項１５】
該吊り下げレンガと該交換可能な床縁インサートとの間、及び該吊り下げ耐火レンガと、該クエンチ・リングの上面との間に耐火性セラミック繊維ペーパーが備えられる、請求項１４記載の組み合わせ。
【請求項１６】
該交換可能な床縁インサ−トと、該クエンチ・リングの上面との間で、該吊り下げ耐火レンガの下に、耐火性セラミック繊維ロープが備えられる、請求項１４記載の組み合わせ。
【請求項１７】
気化装置床のスロート開口における気化装置金属床の修復を容易にする方法であって、
（ａ）内側周縁部分が断面において第１所定嵌め合いプロフィルを有するように、スロート開口における気化装置金属床の内側周縁部分を仕上げる工程；
（ｂ）スロート開口における金属床の自由縁になる半径方向内側縁を有する交換可能な床縁インサートを形成し、完成内側周縁部分の第１所定嵌め合いプロフィルと相補的である、断面における第２所定嵌め合いプロフィルを有する半径方向外側縁を形成する工程；及び
（ｃ）交換可能な床縁インサートが完成内側周縁部分から着脱可能であるように、該交換可能な床縁インサートを該気化装置床の完成内側周縁部分に位置決めして、それぞれ該完成内側周縁部分及び該交換可能な床縁インサートの相補的な第１所定嵌め合いプロフィルと第２所定嵌め合いプロフィルとを係合させる工程
を包含する方法。
【請求項１８】
スロート開口に、交換可能な床縁インサートの一部の上に横たわるように付属部分を有する吊り下げ耐火レンガを設け、該付属部分が該スロート開口に達して、該交換可能な床縁インサートの自由縁の該一部を覆い、かつ該スロート開口において気化装置金属床の下に横たわるクエンチ・リングの上面の一部を覆うことによって、該スロート開口における気化装置金属床の寿命を延ばすことをさらに含む、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
該吊り下げ耐火レンガと該交換可能な床縁インサートとの間に達し、さらに該吊り下げ耐火レンガと該クエンチ・リングの上面との間にも達するように耐火性セラミック繊維ペーパーを備えることをさらに包含する、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
該交換可能な床縁インサートの自由縁と該クエンチ・リングの上面との間で、該吊り下げ耐火レンガの下方に耐火性セラミック繊維ロープを備えることをさらに包含する、請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、気化装置に関し、より詳しくは、気化装置床のための新規な、交換可能なインサート、及び気化装置床の縁部分を保護するための新規な耐火性吊り下げレンガ、特に、気化装置床のための交換可能なインサートに関する。
【背景技術】
【０００２】
気化装置は、一般に、石炭、石油コークス、ガス及び／又は油を含めた炭素質燃料を処理して、例えば石炭ガス、合成ガス、還元性ガス及び燃料ガスのような、水素と一酸化炭素とのガス混合物を製造するために用いられる。
【０００３】
米国特許第２，８０９，１０４号及び米国特許第５，４８４，５５４号に示される種類の部分的酸化気化装置は、例えば、耐火レンガ又は耐火ライニングとも呼ばれる、粘土質耐火レンガのような断熱性耐火材の１層以上によって囲まれ、外部スチール・シェル又は容器によって覆われた高温反応室を包含する。
【０００４】
例えば米国特許第４，４４３，２３０号及び米国特許第４，４９１，４５６号に示されるようなフィード・インジェクターは、例えば石炭−水スラリーのような、炭素質燃料のポンピング可能な(pumpable)スラリーを下方に、気化装置の反応室中に部分的酸化のための酸素含有ガスと共に導入するために用いることができる。
【０００５】
気化装置の操作中に、典型的な反応室温度は約２２００°Ｆ〜３０００°Ｆの範囲でありうる。操作圧力は１０〜２００気圧の範囲でありうる。したがって、該フィード・インジェクターのノズルを通過する石炭−水スラリーは、通常、気化装置の操作温度において自然発火する。
【０００６】
石炭−水スラリーが気化装置内で反応するときに、反応生成物の１つはガス状硫化水素、周知の腐食剤である。気化プロセス中に、石炭−水スラリーと酸素含有ガスとの間の反応の副生成物として、溶融又は液体スラグも形成される。スラグは周知の腐食剤でもあり、気化装置の内壁に沿って下方に徐々に流れて、米国特許第５，４６４，５９２号に示される種類の水浴に達する。該水浴は反応室から発生する合成ガスを冷却し、さらに、該水浴中に滴下する任意のスラグも冷却する。
【０００７】
下方に流れる溶融スラグが水浴に達する前に、該溶融スラグは気化装置の床部分のスロート区分を通り、クエンチ・リングと、水浴に通じる浸漬管とを厳密に通り過ぎて流れる。クロム・ニッケル・鉄合金又は例えばＩｎｃｏｌｏｙ（登録商標）のようなニッケル主成分合金から形成される該クエンチ・リングは、該浸漬管の内面に対して冷却剤としての水を散布又は注入するように配置される。しかし、該クエンチ・リングの幾らかの部分は下方に流れる溶融スラグの流路にあり、したがって、該クエンチ・リングは溶融スラグによって接触されることができる。スラグによって接触される、該クエンチ・リングの部分は約１８００°Ｆ〜２８００°Ｆの温度を経験する可能性がある。したがって、該クエンチ・リングは熱障害及び熱化学分解を受けやすい。さらに、スラグは、該クエンチ・リング上で凝固し、堆積して、スロート開口を制限する又は最終的には閉塞する可能性があるプラグを形成しうる。その上、該クエンチ・リング上の何らかのスラグ堆積は、クエンチ・リングがその冷却機能を果たす可能性を減ずることになる。
【０００８】
１つの既知気化装置では、反応室の金属床部分は逆円錐シェルの円錐台の形状である。金属床は、通常、気化装置シェル又は容器と同じ圧力容器用金属(pressure vessel metallurgy)から製造される。気化装置のスロート構造は、気化装置床における中央開口に設けられる。
【０００９】
気化装置金属床は、該金属床を覆う、例えば耐火レンガのような、耐火材を支え、気化装置床上方の気化装置容器内面を覆う耐火材をも支える。気化装置床は、下に横たわるクエンチ・リングと、米国特許第５，４６４，５９２号に示される種類の浸漬管をも支えることができる。
【００１０】
前縁としても知られる、スロート区分における金属床の周縁は、通常、高温、高速度合成ガス（フィードストックの性質に依存して、侵食性アッシュの同伴粒子を有する可能性がある）及びスラグの過酷な条件に暴露される。金属床は半径方向（気化装置の中心軸から）において消耗を受ける、この消耗は前縁から始まって、高温の合成ガスによって惹起される過酷な条件が下に横たわるクエンチ・リングの冷却効果と平衡状態になるまで、半径方向に外方に進行する。このように、金属消耗作用は気化装置の中心軸から半径方向に外方に、該消耗作用が“平衡”点又は“平衡”半径に達するまで、進行する。
【００１１】
該平衡半径は、時には、該床が上に横たわる耐火材をもはや支持することができないという危険性があるほど、気化装置の中心軸及び該床の前縁から遠く離れている。耐火材支持が危険な状態になると、気化装置は、床上での再構築作業及びスロート耐火材の交換（非常に時間のかかる、困難な処置）のために早期操業停止を必要とする可能性がある。
【００１２】
気化装置のスロート区分における別の問題は、クエンチ・リングの上部曲面が、気化装置反応室からの全放射熱に並びに、アッシュ及びスラグを包含する可能性がある高速度、高温の合成ガスの腐食／侵食効果に暴露されることである。厳し過ぎる場合には、必要な修復作業のために気化操作の停止を強要する可能性がある、このような過酷な条件は該クエンチ・リングの消耗問題をも惹起する可能性がある。この問題は、上に横たわる床が顕著に消耗され、該クエンチ・リングのさらに多くが高温のガス及びスラグに暴露されるならば、悪化する。
【００１３】
したがって、気化装置床の比較的容易な修復を可能にする、交換可能な床インサート・デバイスを備えることが望ましい。さらに、床及び任意の、下に横たわるクエンチ・リングの金属学的消耗の速度を最小にする、床前縁のための保護耐火材デバイスを備えることも望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
（発明の目的及び概要）
本発明の幾つかの目的では、気化装置床のための新規な交換可能インサート及び、気化装置の床縁を保護する新規な耐火材デバイスが注目されうる。本発明のさらなる目的は、床縁と、該床縁の下に横たわるクエンチ・リングとの両方を保護する耐火材デバイスを提供することである。本発明のさらに他の目的は、スロート開口における気化装置金属床の修復を容易にする新規な方法及びスロート開口における気化装置金属床の寿命を延長する新規な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の他の目的及び特徴は、一部は明らかに理解されると思われ、一部は以下で指摘する。
本発明によると、スロート区分における気化装置の床縁に、気化装置の新規な交換可能金属インサートが備えられる。該交換可能な床縁インサートは、気化装置床の周辺前縁部分に、床縁インサートの今後の修復及び／又は交換を容易にするような形式で位置決めされる。
【００１６】
床の該縁部分は、所定のプロフィルを有するように形成されるか又は仕上げられ、該交換可能な床縁インサートは、相補的な嵌め合いプロフィルを有するように形成される。環状でありうる交換可能な床縁インサートは、気化装置金属床の前縁になる半径方向内側縁部分を有する。該交換可能な床縁インサートはさらに、該床の該完成周縁部分のプロフィルに相補的な、所定嵌め合いプロフィルを有する半径方向外側縁部分をも有する。
【００１７】
好ましくは、該嵌め合いプロフィルは、気化装置の交換可能な床縁インサートと完成床縁とが係合し、共に溶接されなくとも、係合した状態で留まることを可能にする構造(geometry)である。このように、該交換可能な床縁インサートを該完成床縁に隣接して位置決めすることができ、ひと度位置決めしたならば、その位置に留めることができるので、該交換可能な床縁インサートの設置及び交換を容易にする。
【００１８】
例えば、本発明の幾つかの実施態様では、該交換可能な床縁インサートの嵌め合いプロフィルは異なる階段状形を有し、別の実施態様では、該交換可能な床縁インサートの嵌め合いプロフィルは、ほぞ穴とほぞの形状である。したがって、該床縁と該交換可能な床縁インサートとの相補的な嵌め合いプロフィルは、該交換可能な床縁インサートと、気化装置床の完成周縁部分とを嵌め合わせるための相補的係合手段を構成する。
【００１９】
該交換可能な床縁インサートは、吊り下げ耐火レンガ(refractory hanging bricks)によって保護される。各吊り下げレンガは、該交換可能な床縁インサートの半径方向内側縁の一部に重なり、さらに気化装置スロートにおける気化装置床の下に横たわるクエンチ・リングの上面の一部を覆う付属部分を包含する。“吊り下げ耐火レンガ”なる用語は、レンガなる用語の単数並びに複数を意味するように、本明細書で用いられる。
【００２０】
該吊り下げ耐火レンガと該交換可能な床縁インサートとの間、及び該吊り下げ耐火レンガと、該クエンチ・リングの上面との間に、耐火性セラミック繊維ペーパーの層を備えることもできる。
【００２１】
さらに、該クエンチ・リングの該上面部分における交換可能な床縁インサートの半径方向内側縁に、耐火性セラミック繊維ロープのコイルを備えることができる。該耐火性セラミック繊維ロープは、吊り下げ耐火レンガと、交換可能な床縁インサート及びクエンチ・リングとの間に限定される。このようにして、吊り下げ耐火レンガは、床縁を遮蔽することによって気化装置床の寿命を延長させ、さらに、クエンチ・リングの上面部分に重なることによってクエンチ・リングの寿命をも延長させる。
【００２２】
本発明はさらに、気化装置床のスロート開口における気化装置金属床の修復を容易にする方法を包含する。この方法は、周縁部分が第１所定嵌め合いプロフィルを有するように、スロート開口における気化装置金属床の周辺内側前縁部分を仕上げることを包含する。この方法はさらに、スロート開口における金属床の前縁又は自由縁になる半径方向内側縁を有する、交換可能な床縁インサートを形成することを包含する。この形成工程は、第１所定嵌め合いプロフィルに相補的である第２所定嵌め合いプロフィルを有する交換可能な床縁インサートの半径方向外側縁を形成することを包含する。さらに、この方法は、交換可能な床縁インサートを、相補的な第１所定嵌め合いプロフィルと第２所定嵌め合いプロフィルとが係合するように、気化装置床の完成周縁部分に位置決めすることを包含する。このような位置決めがひと度達成されたならば、１つの実施態様では環状である交換可能な床縁インサートは、気化装置床の完成縁に溶接されなくとも、適当な位置に留まる。
【００２３】
この方法はさらに、付属部分を有する吊り下げ耐火レンガを備えることによって、スロート開口における気化装置金属床の寿命を延長させることも包含する。該吊り下げ耐火レンガの該付属部分は、該交換可能な床縁インサートの自由縁と、該床の下に横たわるクエンチ・リングの上面とを覆う。この方法はさらに、吊り下げ耐火レンガと交換可能な床縁インサートとの間に達し、吊り下げ耐火レンガと該クエンチ・リングの上面との間にも達するように耐火性セラミック繊維ペーパーを備えることを包含する。この方法はさらに、該交換可能な床縁インサートの自由縁と、該吊り下げ耐火レンガの下方の該クエンチ・リングの上面との間に耐火性セラミック繊維ロープを備えることを包含する。
したがって、本発明は、以下に述べる構造及び方法を含む、本発明の範囲は、特許請求の範囲に表示する。
図面において、図面の幾つかの図を通して、対応する参照番号は、対応する部分を示す。
【００２４】
（詳細な説明）
図面、特に図７に関して、気化装置を一般的に参照番号１０で示す。
気化装置１０は、頂部ネック部分１４、気化区分１６及び床区分２０を有する外部鋼容器又はシェル１２を包含する。床区分２０は、逆円錐シェルの円錐台の形状であり、以下では、円錐状床又は円錐状床区分とも呼ばれる。スロート開口又は気化装置スロートとも呼ばれる、床区分２０中の開口２２は、クエンチング区分及び気化装置の出口（図示せず）に通じる。
【００２５】
図２Ａに関して、典型的な既知気化装置は、鋼気化装置シェル１２の形成に用いられたものと実質的に同じ金属から形成される円錐状床区分２６を包含する。該円錐状床区分２６は、自由縁３０を有する、一般に水平な部分２８を備える。前縁としても知られる自由縁３０は、例えば環状周辺のような、一般に湾曲した周辺を有するが、他の周辺形状も考えられる。
【００２６】
既知セラミック材料から形成される耐火性ライニング３４は、円錐状床区分２６及び水平床部分２８に重なる。耐火性ライニング３４はさらに、気化装置シェル１２の内壁３６に沿って上方にも伸びる。耐火性ライニング３４は、鋼シェル１２と、水平区分２８を含めた円錐状床区分２６とを、極端な温度条件及び気化プロセス中に鋼に起こりうる熱−化学的分解から保護する。
【００２７】
耐火性ライニング３４は、通常、図２Ａに概略的に示し、参照数字３８によって同定されるような種類の耐火レンガを包含する。個々の耐火レンガ３８は、全ての３寸法において(in all three dimensions)一般に長方形の断面を有する。
【００２８】
既知構造のクエンチ・リング４０は、水平床部分２８の下面に接合し、上に横たわる床部分２８の温度を下げるのに役立つ水冷却系を包含する。したがって、クエンチ・リング４０は、気化装置内側の熱状態及び熱−化学状態による床部分２８の金属損傷を遅延させるのに役立つ。熱及び熱−化学損傷並びにスラグ損傷は、クエンチ・リング４０にも、特に、その上部半径方向内面部分５０に起こる可能性がある。
【００２９】
水平床部分２８の自由縁３０及びクエンチ・リング４０の表面５０に対する損傷も、耐火性ライニング３４上を、気化装置スロート２２中へ下方に移動する溶融スラグに帰因する。
【００３０】
水平床部分２８（図２Ａ）の金属消耗は、通常、自由縁３０において最も重度であり、気化装置１０の中心軸４４（図２Ａ及び７）から半径方向外方へ、平衡半径まで進行するが、平衡境界は必ずしも、気化装置軸４４の全周囲で同じ半径のところとは限らない。
【００３１】
考察を簡単にするために、平衡半径は、気化装置軸４４と、例えば耐火レンガ３４の外側端面４６（図２Ａ）との間の半径方向距離であると見なすことができる。
【００３２】
水平床部分２８に対する進行性損傷は、結局は、床部分２８が上に横たわる耐火材３４を維持することが不可能になる程度に、床部分２８を弱めることになる。したがって、気化装置１０は、床部分２８上の再構築作業のために操業停止を必要とする可能性がある。このような再構築作業は、通常、耐火レンガ３８を含めた耐火性ライニング３４の一部の交換と、恐らくは、クエンチ・リング４０の修復又は交換を包含する。これらの矯正的な処置は極度に時間がかかり、労働集約的であり、費用がかかる。気化装置操業の如何なる停止も、実質的な経済的損失を生じる。
【００３３】
床部分２８の金属学的消耗、クエンチ・リング４０の消耗及び耐火性ライニング３４への損傷という問題に対処するために、図２Ａの水平床部分２８に対応する、水平床部分６０（図１Ａ及び１Ｂ）に、例えばＩｎｃｏｌｏｙ８２５（登録商標）から形成されうる、交換可能な床縁インサート６２と、上に横たわる吊り下げ耐火レンガ６６の環状リングとを備える。耐火レンガ６６は、特定のフィードストック組成物の耐火必要性を満たすために適した、任意の既知熱ショック耐性製剤(thermal shock resistant formulation)から形成される。
【００３４】
図１Ａ、１Ｂ、３Ａ、３Ｂ及び３Ｃに関して、交換可能な床縁インサート６２は、１実施態様では、半径方向内側部分７０及び半径方向外側部分７２を含めた環の形状である。半径方向外側部分７２（図３Ｃ）は、一般に水平な面７８と、間隔を置いた垂直面８０及び８２とを包含する、嵌め合いプロフィルとも呼ばれる階段状形成体７６を有する。交換可能な床縁インサート６２はさらに、水平な上面８４及び下面８６を包含する。
【００３５】
交換可能な床縁インサート６２の半径方向内側部分７０（図３Ｃ）は、気化装置軸４４に関して、リッジ(ridge)９０方向に水平上面８４から８８において下方に、及び半径方向内側に湾曲する。水平上面８４と湾曲面８８との交差又は接触を、図３Ａにおける円９２として示す。半径方向内側部分７０（図３Ｃ）はさらに、リッジ９０方向に水平下面８６から９３において上方に、及び半径方向内側に湾曲する。半径方向に配列された熱膨張スロット６４（図３Ａ、３Ｂ及び３Ｃ）、約５ｍｍ幅、が形成されるか、又は半径方向内面７０に切り込まれ、これは、リッジ９０から、接触円９２をやや超える位置ライン６５（図３Ｃ）まで伸びる。
【００３６】
水平床部分６０（図１Ｂ）は、嵌め合いプロフィルとも呼ばれる階段状形成体を有する完成縁９４を有して形成される、又は切削加工される。完成縁９４の嵌め合いプロフィルは、交換可能な床縁インサート６２の半径方向外側部分７２における階段状形成体７６に相補的な形状である。したがって、完成縁９４の嵌め合いプロフィルは、図１Ａ及び１Ｂに示す方法で、交換可能な床縁インサート６２の半径方向外側部分７２の嵌め合いプロフィルに係合することができる。
【００３７】
図３Ａ及び３Ｂに最も明白に示されるように、交換可能な床縁インサート６２は、水平床部分６０の完成縁９４の周辺に対応する環状形である。インサート６２の内径は気化装置のサイズに依存し、直径１８インチ未満から直径約５０インチ超までの範囲でありうる。
【００３８】
完成縁９４の周辺が正確な円形ではないことも可能であり、気化装置１０の構造に対応する、任意の又は他の構造形状(geometrical shape)であることができることは、注目すべきである。したがって、交換可能な床縁インサート６２は、床部分６０の完成縁９４の周辺に対応する周辺を有するであろう。
【００３９】
好ましくは、交換可能な床縁インサート６２と、床部分６０の完成縁９４との嵌め合い構造又は嵌め合いプロフィルは、交換可能な床縁インサート６２が、単純に重力によって、完成縁９４に係合した状態で留まることを可能にするであろう。したがって、交換可能な床縁インサート６２の設置及び／又は交換は、気化装置床の慣習的な修復のために要するよりも実質的に少ない時間で達成することができる。
【００４０】
交換可能な床縁インサート６２は、好ましくは、単一の統一環(single unitary annulus)として、床部分６０に取り付けられる。交換可能な床縁インサート６２の設置を容易にするために、該インサート６２を、実質的に等しい広さの２又は３個のセグメント・アークに形成するか、又は切り分けて、気化装置に別々のセグメントとして持ち込むことができる。次に、インサート６２のこれらのセグメント又はアークを溶接して、気化装置１０における統一構造体にしてから設置する、この理由は、交換可能な環状インサート６２を単一の統一構造体として気化装置１０内に持ち込むことが困難又は不可能でありうるからである。交換可能な床縁インサート６２の設置は、気化装置床のその後の修復及び／又は交換の必要性が生じる場合には、該インサート６２の比較的容易な修復及び／又は交換を可能にする。
【００４１】
交換可能な床縁インサート６２が、気化装置シェル１２及び気化装置床２０の通常の鋼金属学よりも、熱損傷及び熱化学損傷に対して非常に耐性である合金から製造されうることに注目すべきである。したがって、交換可能な床縁インサート６２を形成するための例えばＩｎｃｏｌｏｙ８２５（登録商標）のような合金の使用は、床縁インサートが、気化装置床２０と同じ金属から製造される、典型的な床縁領域の耐用寿命よりも長い耐用寿命を有することを可能にするであろう。
【００４２】
交換可能な床縁インサートの他の実施態様は、他の異なる相補的嵌め合いプロフィルを用いて水平床部分６０に嵌め合わせることができる。
【００４３】
交換可能な床縁インサートの別の実施態様は、図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃにおいて参照番号１００によって一般的に示される。交換可能な床縁インサート１００は、ほぞ部分１０６及びほぞ穴部分１０８を画定する半径方向外側嵌め合いプロフィル１０２を有して形成される。交換可能な床縁インサート１００は、交換可能な床縁インサート６２の半径方向内面７０と同じである半径方向内面１１２を有する。
【００４４】
交換可能な床縁インサート１００を水平床部分６０に設置する前に、交換可能な床縁インサート１００のほぞ及びほぞ穴形成体１０６及び１０８に相補的な、ほぞ穴及びほぞ嵌め合いプロフィルを有する完成縁（図示せず）を、床部分６０に備える。
【００４５】
交換可能な床縁インサート６２に関して既述したように、交換可能な床縁インサート１００を気化装置に、実質的に等しい広さの２又は３個の未溶接区分として気化装置に取り付けてから、溶接して、気化装置内の単一の統一インサートにしてから、位置決めして、床部分６０の対応する嵌め合い完成縁に係合させる。
【００４６】
交換可能な床縁インサートのさらなる実施態様は、図５Ａ、５Ｂ及び５Ｃにおいて参照番号１２０によって一般的に示される。交換可能な床縁インサート１２０は、傾斜階段状嵌め合いプロフィル１２４を有する半径方向外面１２２を包含する。交換可能な床縁インサート１２０はさらに、交換可能な床縁インサート６２の半径方向内側部分７０と同じである半径方向内面１２８を包含する。
【００４７】
交換可能な床縁インサート１２０を気化装置に設置する前に、交換可能な床縁インサート１２０の傾斜階段状嵌め合いプロフィル１２４に相補的な嵌め合いプロフィルの完成縁（図示せず）を、水平床部分６０に備える。交換可能な床縁インサート１２０は、単一の統一ピースとして形成し、その後に２個のピースに切り分けるか、又は２個の別々のピースとして形成することができる。別々のピースを気化装置に持ち込み、交換可能な床縁インサート６２及び１２０に関して述べた方法と同じ方法で設置することができる。
【００４８】
２又は３個のセグメントの交換可能な床縁インサートを、溶接して統一環状構造体にすることなく、別々のセグメントとして、気化装置床の完成縁に位置付けることができる。しかし、床縁インサートの未溶接セグメントを気化装置床の完成縁に設置する場合に、未溶接セグメントの隣接端部は、キーストーン型かみ合い配置(keystone type fitting arrangement)を与える、端部と端部をつなぐ関係を有するべきである。
【００４９】
図１Ａ及び１Ｂに関して、耐火材３４は、気化が行なわれる、気化装置１０の気化部分１６内の雰囲気に直接暴露されるホットフェイス面３５を有する、ホットフェイス・レンガ(hotface brick)としても知られる、耐火レンガを包含する。ホットフェイス・レンガはスロート２２にも備えられ、気化装置内の大抵の他の耐火レンガよりも一般に迅速に摩損する。したがって、スロート２２におけるホットフェイス・レンガは、ユニット内の他の箇所の耐火材３４の大部分が、しばしば、持続使用のために有効であり続けることができるときに、定期的な交換を必要とする。
【００５０】
各個別の吊り下げレンガ６６（図１Ａ、１Ｂ及び図６Ａ〜６Ｄ）は、頂部１３２、向かい合った側部１３４と１３６、向かい合った末端部１４０と１４２、及び底部１４４を包含する。底部１４４は付属部分１５０を包含する。末端部１４４は比較的短い高さであり、付属部分１５０は末端部１４０の下方に所定量を伸ばす。付属部分１５０は、好ましくは、向かい合った末端部１４２が比較的長い高さであるように形成される。耐火レンガ６６の吊り下げ部分である、付属部分１５０の垂直範囲は、比較的短い末端１４０と比較的長い末端１４２との間の高さの差にほぼ等しいが、床部分６０の厚さによって大きく影響される。
【００５１】
図６Ｃに最も明白に示されるように、向かい合った側部１３４と１３６は、相互に関してやや逸れ、向かい合った末端部１４０と１４２は、やや湾曲する。スロート２２の円形周辺の周囲に隣接するレンガ６６が配置されるので、相互に逸れた側部１３４と１３６及びやや湾曲した末端部１４０と１４２は、このように形成される。
【００５２】
図１Ａと１Ｂに関して、吊り下げレンガ６６は、交換可能な床縁インサート６２の上面８４（図３Ｃ）の上に横たわり、交換可能な床縁インサート６２の半径方向内側部分７０の上にかぶさるように、気化装置のスロート部分２２に設置される。吊り下げ耐火レンガ６６の付属部分１５０（図１Ｂ）はさらに、クエンチ・リング４０の上面部分４２の上にもかぶさる。したがって、付属部分１５０は、交換可能な床縁インサート６２の半径方向内側部分７０の保護を与え、クエンチ・リング４０の上面４２の保護をも与えて、クエンチ・リングの低温上面で凝固して、堆積しうるスラグの堆積を防止する。このようなスラグ堆積は、スロート２２のプラグゲージ(pluggage)及び／又はクエンチ・リング４０の損傷をもたらす可能性がある。吊り下げレンガ６６によって与えられる保護は、気化装置床及びクエンチ・リング４０の寿命を延ばす。
【００５３】
定格少なくとも３０００°Ｆと定められた、例えば約６ｍｍ厚さの耐火性セラミック繊維ペーパー１５４が、吊り下げ耐火レンガ６６と交換可能な床縁インサート６２との間に備えられ、適当な有機接着剤で適所に維持される。耐火性ペーパー１５４（図１Ｂ）はさらに、付属部分１５０とクエンチ・リング４０の上面４２との間にも達する。
【００５４】
例えば、断面において約１３ｍｍの、耐火性セラミック繊維ロープ１５６の単一コイル（図１Ｂ）が、交換可能な床縁インサート６２の半径方向内側部分７０、クエンチ・リング４０の上面４２、及び耐火性セラミック繊維ペーパー１５４の下に備えられる。耐火性ロープ１５６は、適当な有機添加剤で適所に維持される。吊り下げ耐火レンガ６６は、吊り下げレンガの付属部分１５０と、交換可能な床縁インサート６２の半径方向内側部分７０と、クエンチ・リング４０の上面４２との間で耐火性セラミック繊維ロープ１５６を包むことを助ける。
【００５５】
耐火性セラミック繊維ペーパー１５４及び耐火性セラミック繊維ロープ１５６は、床縁及びクエンチ・リングの上部曲面の伝導加温及び対流加温を最小にして、それによって、これらの構成要素の熱応力及び高温腐食の可能性を減ずることを助ける。耐火性セラミック繊維ペーパー１５４及び耐火性セラミック繊維ロープ１５６はさらに、吊り下げ耐火レンガ６６によって経験される伝導冷却度をも減ずるが、このことは、高い温度勾配が高い熱応力と、吊り下げ耐火レンガ６６を破壊する高い危険性とを惹起するので、有利である。
【００５６】
黒鉛を含浸させたコイル状ステンレス鋼リボンから形成される、既知の環状ガスケット１６０も、クエンチ・リング４０と、床部分６０及び交換可能な床縁インサート６２との間に備えられて、交換可能な床縁インサート６２及び床部分６０に対するクエンチ・リングの冷却効果を強化し、これらの構成要素間に気密なバリヤーを創り出す。
【００５７】
吊り下げ耐火レンガ６６を設置する場合には、耐火性セラミック繊維ペーパー１５４と接触する底面１４４にモルタルを塗布しないことが好ましい、この理由は、モルタルが耐火性セラミック繊維ペーパー１５４の望ましい断熱特性を実質的に減ずる又は消去するからである。
【００５８】
吊り下げ耐火レンガ６６は、交換可能な床縁インサート６２を覆うことによって、気化装置床６０の寿命を高め、クエンチ・リング４０の寿命をも高める。しかし、吊り下げ耐火レンガ６６は、交換可能でない露出前縁を有する気化装置床を保護するためにも用いられうる。
【００５９】
上記説明から明らかな、本発明の幾つかの利点は、気化装置から容易に着脱され、それによって床修復操作を促進し、簡単化する、交換可能な床縁インサートを包含する。交換可能な床縁インサートの他の利点は、この交換可能な床縁インサートが気化装置床の通常の金属学よりも、熱損傷及び熱化学損傷に対してより耐性に製造されうることである。さらなる利点は、床縁及びクエンチ・リングに耐火性シールドを与える付属部分付きの吊り下げ耐火レンガを提供することである。気化装置床及びクエンチ・リングの耐用寿命が延長することは、気化装置の操業停止期間を最小にして、気化装置操業の生産性及び収益性を高める。
【００６０】
さらなる利点は、交換可能な床縁インサートをスロート開口に組み込むことによる、気化装置金属床の修復を容易にする新規な方法及び、交換可能な床縁インサートの上に横たわる付属部分付きの吊り下げ耐火レンガを備えることによる、スロート開口における気化装置金属床の寿命を延長する新規な方法を提供することである。したがって、付属部分付きの吊り下げ耐火レンガは、交換可能な床縁インサートを覆い、さらに、スロート開口における気化装置床の下に横たわるクエンチ・リングの損傷を受け易い表面をも覆う。
【００６１】
上記を考慮すると、本発明の幾つかの目的が達成され、他の有利な結果も得られることが分かるであろう。上記構造及び方法に、本発明の範囲から逸脱せずに、種々な変更を行なうことができるので、上記記載に含有される又は添付図面に示される、あらゆる事柄は、例示として解釈されるべきであり、限定の意味で解釈されるべきではないことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１Ａ】本発明を組み入れた、図７に示す気化装置の床部分及びスロート部分の簡略化部分断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの円１Ｂ内の構造の拡大細部である。
【図２Ａ】先行技術を示す、図１Ａと同様な図である。
【図２Ｂ】図２Ａの円２Ｂ内の構造の拡大細部である。
【図３Ａ】本発明の１実施態様を組み入れた、交換可能な床縁インサートの平面図である。
【図３Ｂ】図３Ａのライン３Ｂ−３Ｂに沿った断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｂの円３Ｃ内の構造の拡大細部である。
【図４】図４Ａ〜４Ｃは、本発明の交換可能な床縁インサートの他の実施態様を示す。
【図５】図５Ａ〜５Ｃは、本発明の交換可能な床縁インサートのさらに他の実施態様を示す。
【図６】図６Ａは、本発明の１実施態様を組み入れた、吊り下げ耐火レンガの簡略化透視図であり；  図６Ｂは、その正面図であり；  図６Ｃは、その平面図であり；  図６Ｄは、図６Ｃのライン６Ｄ−６Ｄに沿った断面図である。
【図７】図２Ａの本発明を組み入れた気化装置の簡略化した部分概略図である。
【図１Ａ】
2005515296.tif 000003
【図１Ｂ】
2005515296.tif 000004
【図２Ａ】
2005515296.tif 000005
【図２Ｂ】
2005515296.tif 000006
【図３Ａ】
2005515296.tif 000007
【図３Ｂ】
2005515296.tif 000008
【図３Ｃ】
2005515296.tif 000009
【図４Ａ】
2005515296.tif 000010
【図４Ｂ】
2005515296.tif 000011
【図４Ｃ】
2005515296.tif 000012
【図５Ａ】
2005515296.tif 000013
【図５Ｂ】
2005515296.tif 000014
【図５Ｃ】
2005515296.tif 000015
【図６Ａ】
2005515296.tif 000016
【図６Ｂ】
2005515296.tif 000017
【図６Ｃ】
2005515296.tif 000018
【図６Ｄ】
2005515296.tif 000019
【図７】
2005515296.tif 000020
【国際調査報告】
2005515296.tif 000021