(57)【要約】【課題】溶融バーナの使用頻度を低減してスラグの流下を安定させることができるガス化炉を提供する。【解決手段】微粉炭から可燃性ガスを生成するコンバスタ１２が底部に開口するスラグホール１６を備え、コンバスタ１２の下部に設けられた軽油燃焼室１４内のスラグ冷却水Ｗｓに微粉炭をガス化して排出されたスラグＳをスラグホール１６から流下させるとともに、軽油燃焼室１４内のスラグホール１６近傍に溶融バーナ２０が設けられているガス化炉１０Ａにおいて、軽油燃焼室１４内に室内中心部の圧力を降下させる渦発生装置３０を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉炭から可燃性ガスを生成するコンバスタが底部に開口するスラグホールを備え、前記コンバスタの下部に設けられた軽油燃焼室内のスラグ冷却水に前記微粉炭をガス化して排出されたスラグを前記スラグホールから流下させるとともに、前記軽油燃焼室内の前記スラグホール近傍に溶融バーナが設けられているガス化炉であって、
前記軽油燃焼室内に室内中心部の圧力を降下させる渦流形成手段を設けたことを特徴とするガス化炉。
【請求項２】
微粉炭から可燃性ガスを生成するコンバスタが底部に開口するスラグホールを備え、前記コンバスタの下部に設けられた軽油燃焼室内のスラグ冷却水に前記微粉炭をガス化して排出されたスラグを前記スラグホールから流下させるとともに、前記軽油燃焼室内の前記スラグホール近傍に溶融バーナが設けられ、前記軽油燃焼室内に設置した室内監視カメラのカメラ窓にシールガスを流して汚れを防いでいるガス化炉であって、
前記軽油燃焼室内に室内中心部の圧力を降下させる渦流形成手段を設けたことを特徴とするガス化炉。
【請求項３】
前記シールガスを酸素富化ガスにしたことを特徴とする請求項２に記載のガス化炉。
【請求項４】
前記軽油燃料室内にスラグ流下口を形成した仕切板を設け、前記軽油燃料室内を前記渦流形成手段の上下空間に区分したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のガス化炉。
【請求項５】
前記渦流形成手段を前記スラグ冷却水の水中に設置したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のガス化炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば石炭ガス化複合発電（Integrated Gasification Combined Cycle／IGCC）の設備に適用されるガス化炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭ガス化複合発電は、固体の石炭をガス化炉でガス化することにより、蒸気タービンにガスタービンを組み合わせた高効率の発電を行うことができる。
また、従来型の石炭火力では、多量の石炭灰が発生するのに対して、石炭ガス化複合発電では、ガス化炉で石炭をガス化した後にはガラス状のスラグ（灰）が排出される。このようにしてガス化炉から排出されるスラグの容積は、従来の石炭焚きボイラから排出される石炭灰と比較して、略半減されたものとなる。
【０００３】
以下、上述した石炭ガス化複合発電を行う発電設備のガス化炉について、図面を参照して要部の構成を簡単に説明する。
図８に示す従来のガス化炉１０は、微粉炭から可燃性ガスを生成する有底円筒状のコンバスタ１２と、コンバスタ１２の上部に設けられたリダクタ（不図示）と、コンバスタ１２の下部に設けられた軽油燃焼室１４とを備えており、石炭をガス化して排出されたスラグＳは、コンバスタ１２の底部中央に開口するスラグホール１６から軽油燃焼室１４内に貯留されたスラグ冷却水Ｗｓまで流下する。
【０００４】
また、軽油燃焼室１４の内部には、溶融バーナ２０がスラグホール１６の下方に設置されている。この溶融バーナ２０は、スラグホール１６から軽油燃焼室１４内を流下するスラグＳの流れが不安定になった場合、スラグＳを加熱・溶融させて流動性を増すものであり、通常メタンと酸素とにより起動される。しかし、スラグＳが高粘度となる炭種によっては、溶融バーナ２０の連続運用が必要となる可能性もあるため、燃料のメタン消費量が増大してランニングコストの面で不利になる。
【０００５】
スラグＳの流下が不安定になる原因は、スラグホール１６の下方において、スラグＳの温度が急激に低下して固化するためである。従って、スラグＳの固化による不具合を改善するため、スラグホールを金属製とし、スラグホールの内部で燃焼ガスを燃焼させて内部加熱する従来技術が提案されている。
さらに、たとえば特許文献１に開示されているように、スラグホールより下方の軽油燃焼室に開口する高温生成ガスのガス排出管を設けておき、コンバスタ内で生成された高温ガスの一部を軽油燃焼室に流出させて加熱する従来技術も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１４３８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、溶融バーナ２０を使用してスラグを加熱・溶融する従来技術は、炭種によっては溶融バーナ２０の連続運用となるので、燃料ガス消費量の増大によるランニングコストの問題を有している。
また、スラグホールを内部加熱する従来技術は、スラグの融点が１２００〜１４００℃程度と高温であるため、同温度までスラグホールを内部加熱することにより、スラグホールを構成する金属材料の寿命が短くなるという問題を有している。なお、この従来技術の場合、スラグホールの内部温度を維持するためには、燃料となる燃焼ガスの消費が不可欠である。
【０００８】
また、特許文献１に記載された従来技術は、軽油燃焼室にガス排出管を設けてコンバスタ内から導入した高温生成ガスを流出させるものであるから、高温生成ガス配管の取り回しなどにより装置構造が複雑になるという問題を有している。しかも、ガス排出管から軽油燃焼室に流出するのは、石炭未燃分のチャーを含んだ高温生成ガスとなるため、スラグ中の未燃分が増加するとともに、ガス排出管がチャーにより閉塞することも懸念される。
【０００９】
このような背景から、溶融バーナを使用してスラグを加熱・溶融する石炭ガス化複合発電設備のガス化炉においては、ランニングコストを低減してコンバスタから軽油燃焼室へのスラグ流下を安定させることが望まれる。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、溶融バーナの使用頻度を低減してスラグの流下を安定させることができる石炭ガス化複合発電設備のガス化炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明の請求項１に係るガス化炉は、微粉炭から可燃性ガスを生成するコンバスタが底部に開口するスラグホールを備え、前記コンバスタの下部に設けられた軽油燃焼室内のスラグ冷却水に前記微粉炭をガス化して排出されたスラグを前記スラグホールから流下させるとともに、前記軽油燃焼室内の前記スラグホール近傍に溶融バーナが設けられているガス化炉であって、前記軽油燃焼室内に室内中心部の圧力を降下させる渦流形成手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載のガス化炉によれば、軽油燃焼室内に室内中心部の圧力を降下させる渦流形成手段を設けたので、発生渦の影響を受けてコンバスタ内の高温ガス帯が圧力低下した軽油燃料室内のスラグホール下まで及ぶようになり、従って、この高温によりスラグホールから流下するスラグを加熱して固化を抑制することができる。
【００１２】
本発明の請求項２に係るガス化炉は、微粉炭から可燃性ガスを生成するコンバスタが底部に開口するスラグホールを備え、前記コンバスタの下部に設けられた軽油燃焼室内のスラグ冷却水に前記微粉炭をガス化して排出されたスラグを前記スラグホールから流下させるとともに、前記軽油燃焼室内の前記スラグホール近傍に溶融バーナが設けられ、前記軽油燃焼室内に設置した室内監視カメラのカメラ窓にシールガスを流して汚れを防いでいるガス化炉であって、前記軽油燃焼室内に室内中心部の圧力を降下させる渦流形成手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載のガス化炉によれば、軽油燃焼室内に室内中心部の圧力を降下させる渦流形成手段を設けたので、発生渦の影響を受けてコンバスタ内の高温ガス帯が圧力低下した軽油燃料室内のスラグホール下まで及ぶようになり、従って、この高温によりスラグホールから流下するスラグを加熱して固化を抑制することができる。
そして、渦流形成手段により形成された軽油燃焼室内の発生渦は、コンバスタのバーナによりコンバスタ内に形成された旋回流（渦）との相乗効果により、軽油燃焼室内に中心部の下降流及び周囲の上昇流よりなる高温ガスの循環流れを形成する。この結果、軽油燃焼室内に低温のシールガスが投入されても、スラグホール下の急激な温度低下を緩和することができる。
【００１４】
請求項２に記載のガス化炉においては、前記シールガスを酸素富化ガスにすることが好ましく、これにより、高温ガス中に含まれる一酸化炭素及び水素が、酸素富化ガス中の酸素と反応して発熱するので、高温ガスを加熱することができる。この場合の発熱反応は、主に局所濃度が高まるスラグホール下で生じることから、スラグホール下を効果的に加熱して高温にすることができる。
【００１５】
請求項１から３のいずれかに記載のガス化炉においては、前記軽油燃料室内にスラグ流下口を形成した仕切板を設け、前記軽油燃料室内を前記渦流形成手段の上下空間に区分することが好ましく、これにより、高温ガス帯の影響が仕切板に遮られて渦流形成手段の下部空間に及ぶことを防止できるようになり、従って、高温ガス帯の高温によるスラグ冷却水の温度上昇を抑えることができる。
【００１６】
請求項１から４のいずれかに記載のガス化炉においては、前記渦流形成手段を前記スラグ冷却水の水中に設置してもよく、これにより、スラグ冷却水に発生させた渦が粘性により軽油燃焼室内のガスに渦を伝達し、この発生渦の影響を受けてコンバスタ内の高温ガス帯が圧力低下したスラグホール下まで及ぶようになる。従って、スラグホールを流下するスラグは、高温ガス帯の高温により加熱されて固化が抑制される。
また、スラグ冷却水の渦は、水中の水砕スラグを渦中心部へ集めるため、ガス化炉底部からのスラグ回収が容易になる。
一方、発泡により気泡を内包したスラグが発生すると、スラグ冷却水に浮遊するため回収は困難になるが、流下するスラグが渦中心部に集まる浮遊スラグの上に覆い被さるように付着するので、時間が経過するにつれて、浮遊スラグの略全表面がコーティングされて１以上の比重となる。この結果、気泡を内包したスラグについても、比重が１以上となった時点でスラグ冷却水中に沈むため、ガス化炉底部より通常の回収が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
上述した本発明によれば、溶融バーナを使用してスラグを加熱溶融する石炭ガス化複合発電設備のガス化炉において、コンバスタ内の高温ガス帯の高熱を有効利用することにより、溶融バーナの使用を最小限に抑えてスラグの流下を安定させることができる。このため、石炭をガス化する運転時には、溶融バーナの燃料消費量を低減することができるので、低いランニングコストでガス化炉の運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るガス化炉について第１の実施形態を示すスラグ流下部周辺の要部構成図であり、（ａ）は渦発生装置の回転翼を横置きにした状態の縦断面図、（ｂ）は渦発生装置の回転翼を縦置きにした状態（変形例）の横断面図である。
【図２】図１のガス化炉において、渦発生装置により軽油燃料室内に形成される強制渦の模式図である。
【図３】本発明に係るガス化炉について、第２の実施形態を示すスラグ流下部周辺の要部構成図（縦断面図）である。
【図４】図３のガス化炉について、シールガスとして酸素富化ガスを使用する場合の吹出口配置例を示す横断面図である。
【図５】図３のガス化炉について、仕切板を設けた変形例を示すスラグ流下部周辺の要部構成図（縦断面図）である。
【図６】本発明に係るガス化炉について、第３の実施形態を示すスラグ冷却水面周辺の斜視図である。
【図７】浮遊スラグ直径（ｍｍ）と流下スラグコート厚さ（ｍｍ）との相関関係を示す図である。
【図８】従来のガス化炉について要部の構成例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るガス化炉の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係るガス化炉は、たとえば石炭ガス化複合発電設備において、粉砕された石炭（微粉炭）を炉内に投入して可燃性ガスを生成するための装置に用いられる。石炭ガス化複合発電設備の場合、ガス化炉で生成された可燃性ガスは、ガスタービンの燃料としてガスタービン燃焼器に供給される。一方、石炭中の灰は、水砕スラグとしてガス化炉底部より炉外へ排出することが必要となる。
【００２０】
＜第１の実施形態＞
図１に示す実施形態のガス化炉１０Ａは、有底円筒状のコンバスタ１２と、コンバスタ１２の上部に設けられたリダクタ（不図示）と、コンバスタ１２の下部に設けられた有底円筒状の軽油燃焼室１４とを備え、軽油燃焼室１４の内部（底部）にはスラグ冷却水Ｗｓが貯留されている。
コンバスタ１２は、有底円筒の底部中央に開口するスラグホール１６を備えている。このスラグホール１６は、コンバスタ１２内で微粉炭を部分燃焼して排出されたスラグＳを軽油燃焼室１４内のスラグ冷却水Ｗｓに流下させるための通路開口部となる。スラグ冷却水Ｗｓに流下したスラグＳは、冷却されて固化した後、軽油燃焼室１４の図示しない底部に設けた出口からガス化炉１０Ａの外部へ排出される。
【００２１】
スラグホール１６の上方には、コンバスタ１２内で微粉炭の部分燃焼により形成された高温ガス帯が存在している。
一方、軽油燃焼室１４の内部には、スラグホール１６の下方近傍に溶融バーナ２０が設けられている。この溶融バーナ２０は、たとえばメタンを燃料として燃焼させることにより、スラグホール１６から流下するスラグＳを加熱溶融させて流動性を増すものであり、スラグホール１６から軽油燃焼室１４内を流下するスラグＳの流れが不安定になった場合に、すなわち、高粘度のスラグＳが急激な温度低下により固化するような場合に起動して使用される。
【００２２】
このように構成されたガス化炉１０Ａの軽油燃焼室１４には、軽油燃焼室１４の室内中心部の圧力を降下させる渦流形成手段として渦発生装置３０が設けられている。すなわち、渦発生装置３０が軽油燃焼室１４の内部に渦（図中の矢印Ｃ参照）を発生させることにより、円形断面を有する軽油燃焼室１４の中心部で圧力を降下させ、コンバスタ１２の高温ガス帯が低圧になったスラグホール１６の下まで及ぶようにしている。換言すれば、軽油燃焼室１４内に設けた渦発生装置３０を運転することにより、軽油燃焼室１４の内部は、円形断面を有する軽油燃焼室１４の軸中心位置に開口するスラグホール１６の下方が低圧になるので、コンバスタ１２の高温ガス帯がスラグホール１６を通過して軽油燃焼室１４の内部まで及ぶようになる。
【００２３】
この渦発生装置３０には、たとえば図１（ａ）に示すように、１または複数の回転翼３２を横置きに設置したものがある。なお、渦発生装置３０として複数の回転翼３２を設置する場合には、たとえば軽油燃焼室１４の周方向に１８０度ピッチで２台設置するというように、軽油燃焼室１４の周方向に等ピッチで配置することが望ましい。
また、図１（ｂ）に示す変形例の渦発生装置３０Ａは、１または複数の回転翼３４を縦置きに設置したものである。なお、図示の渦発生装置３０Ａは、軽油燃焼室１４の周方向に９０度ピッチで４台の回転翼３４が設置されており、複数の回転翼３４を設置する場合、上述した横置きの回転翼３２と同様に軽油燃焼室１４の周方向に等ピッチで配置することが望ましい。
【００２４】
このように、軽油燃焼室１４内に室内中心部の圧力を降下させる渦発生装置３０，３０Ａを設けることにより、発生渦Ｃの影響を受けるコンバスタ１４内の高温ガス帯は、スラグホール１６の下方において圧力低下した軽油燃焼室１４内の領域まで及ぶようになる。従って、軽油燃焼室１４内では、高温ガス帯の高温によりスラグホール１６から流下するスラグＳを加熱して固化を防止または抑制することができる。すなわち、渦発生装置３０，３０Ａは、スラグＳがスラグホール１６から流れ落ちる領域を高温ガス帯の熱により高温とし、温度低下によるスラグＳの固化を防止または抑制してスラグ流下を安定化するものである。
【００２５】
ところで、上述したコンバスタ１２の高温ガス帯がスラグホール１６から軽油燃焼室１４内に進入する深さ（渦の進入深さ；Δｈ）は、コンバスタ１２と軽油燃焼室１４とでガスの出入りがないと仮定した場合、下記の強制渦基礎式（数１参照）により、概略の見積もりが可能である。なお、図２に示す強制渦の模式図において、ｖは渦流速である。
【数１】
2011074273.tif 000003
【００２６】
ここで、一例としてガス化炉１０Ａの炉径（直径）が３ｍの場合、進入深さΔｈは０．５ｍくらい欲しいので、必要となる渦流速ｖは、下記の計算式（数２参照）により算出される。
【数２】
2011074273.tif 000004
この結果、渦発生装置３０，３０Ａにより渦流速ｖが３ｍ／ｓ程度の渦Ｃを発生させると、軽油燃焼室１４内においては、スラグホール１６の下方を約０．５ｍまで高温にすることができる。
【００２７】
このように、軽油燃焼室１４内に渦発生装置３０，３０Ａを設けて渦Ｃを発生させることにより、コンバスタ１２内の高温ガス帯がスラグホール１６を通って流下するスラグＳは、温度低下や固化が防止または抑制されて安定した流下をするようになる。この結果、溶融バーナ２０の使用頻度を最低限に抑えることができ、メタン等の燃料消費量を減らすことができる。
【００２８】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係るガス化炉について、第２の実施形態を図３に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図３に示すガス化炉１０Ｂは、上述した実施形態の構成に加えて、軽油燃焼室１４内に設置した室内監視カメラ４０を備えている。この室内監視カメラ４０は、軽油燃焼室１４内のスラグホール１６やスラグ冷却水Ｗｓの水面を監視するものであり、通常はカメラ窓４２にシールガスを流して汚れを防いでいる。
【００２９】
本実施形態では、室内監視カメラ４０のカメラ窓４２にシールガスを流して汚れを防いでいるガス化炉１０Ｂに対し、上述した実施形態と同様に、軽油燃焼室１４内に室内中心部の圧力を降下させる渦発生装置３０を設けている。なお、図示の構成例では、２台の回転翼３２を横置きに設置しているが、縦置きの回転翼３４としてもよい。また、回転翼３２，３４の設置台数についても、１または複数のいずれでもよい。
【００３０】
ところで、上述したシールガスには、外部から軽油燃焼室１４内に流入した後、スラグホール１６を通ってコンバスタへ１２流出する出口流路しかない。このため、軽油燃焼室１４の内部には、スラグホール１６からコンバスタ１２へ向かい、全体的に上向きとなるシールガス流（図中の矢印Ｆａを参照）が発生する。
一方、コンバスタ１２の内部には、バーナ（不図示）によって高温ガスの旋回流（図中の矢印Ｃｇを参照）が発生しており、この旋回流（渦）により高温ガス帯の高温ガスが中心部のスラグホール１６から軽油燃焼室１４内に自然循環してくる。このため、軽油燃焼室１４内においては、スラグホール１６の下部が高温となる。しかしながら、シールガスの流量が多いと、上向きのシールガス流Ｆａにより高温ガスの自然循環が消滅してしまう。
【００３１】
このような状況において、軽油燃焼室１４内に設けた渦発生装置３０を運転すると、渦発生装置３０により軽油燃焼室１４内に形成された発生渦Ｃの影響を受けて、コンバスタ１２内の高温ガス帯がスラグホール１６から圧力低下した軽油燃焼室１４内に流入し、スラグホール１６の下部が高温となる。この結果、スラグホール１６から流下するスラグＳを加熱し、固化を抑制することができる。
【００３２】
そして、渦発生装置３０により形成された軽油燃焼室１４内の発生渦Ｃは、バーナによりコンバスタ１２内に形成された旋回流Ｃｇとの相乗効果により、軽油燃焼室１４内に中心部の下降流及び周囲の上昇流よりなる高温ガスの循環流れ（図中の矢印Ｆｇを参照）を形成するので、軽油燃焼室１４内にシールガスが投入されても、高温ガスの自然循環が消滅することを防止できる。
【００３３】
すなわち、軽油燃焼室１４の内部に渦Ｃを発生させれば、コンバスタ１２内の渦Ｃｇとの相乗効果により軽油燃焼室１４内に高温ガスの循環流れＦｇが形成されるので、軽油燃焼室１４から室内監視カメラ４０用のシールガスＦａがプラスされても、スラグホール１６の下方における急激な温度低下を緩和できる。このため、シールガスＦａを使用するガス化炉１０Ｂにおいても、スラグＳの流下を安定させることができる。
【００３４】
ところで、本実施形態のシールガスは、酸素富化ガスを使用することが望ましい。すなわち、たとえば図４に示すように、シールガスとして酸素濃度の高い酸素富化ガスを軽油燃焼室１４内のカメラ窓４２に向けて吹き出すシールガス吹出口４４を設置し、酸素濃度の高いシールガスを軽油燃焼室１４内に投入する。すると、コンバスタ１２内の高温ガス中に含まれる一酸化炭素及び水素と、酸素富化ガス中の酸素とが反応して発熱するので、この発熱により高温ガスを効率よく加熱することができる。この発熱反応は、主として酸素の局所濃度が高まるスラグホール１６の下方において生じることから、スラグホール下を効果的に加熱して高温にすることができる。
なお、シールガス吹出口４４を設置する向きは、渦発生装置３０が軽油燃焼室１４内に形成した発生渦Ｃの接線方向と略一致するように、すなわち、発生渦Ｃを加速する接線方向に向けて、軽油燃焼室１４内のカメラ窓４２へ酸素富化ガスを吹き出すようにするとよい。
【００３５】
また、コンバスタ１２内に生成された高温ガスの循環で軽油燃焼室１４の吸熱量が上昇し、スラグ冷却水Ｗｓの温度上昇が問題となる場合には、たとえば図５に示すガス化炉１０Ｃのように、軽油燃焼室１４内にスラグ流下口１８ａを形成した仕切板１８を設け、軽油燃焼室１４内を渦発生装置３０の上下空間に区分することが望ましい。すなわち、軽油燃焼室１４内の空間は、軽油燃焼室１４内に設置した仕切板１８によりスラグ流下口１８ａの開口面積を残して上下に分離されるので、渦発生装置３０により発生する渦Ｃの領域は、スラグホール１６の近傍となる仕切板１８の上部に制限される。
【００３６】
この結果、コンバスタ１２から流下した高温ガス帯の熱影響は、仕切板１８の遮断により最小限に抑えられる。このため、高温ガス帯の熱影響が渦発生装置３０の下部空間に及ぶことを防止または抑制できるようになり、従って、高温ガス帯の高温によるスラグ冷却水Ｗｓの温度上昇を抑えることができる。
なお、このような仕切板１８は、上述した第１の実施形態においても有効である。
【００３７】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明に係るガス化炉について、第３の実施形態を図６及び図７に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図６に示すガス化炉１０Ｄにおいては、たとえば回転翼（不図示）のような渦流形成手段がスラグ冷却水Ｗｓの水中に設置されている。この渦発生手段は、スラグ冷却水Ｗｓに渦Ｃｗを生じさせるものであり、さらに、スラグ冷却水Ｗｓに発生させた渦Ｃｗが粘性により軽油燃焼室１４内のガスに伝達して渦Ｃを形成する。この結果、軽油燃焼室１４内には、室内中心部の圧力を降下させる渦流が形成され、この渦Ｃの影響を受けて、コンバスタ１２内の高温ガス帯が圧力低下したスラグホール１６の下部領域まで及ぶようになる。従って、スラグホール１６を流下するスラグＳは、高温ガス帯の高温により加熱溶融されて固化が抑制されるので、安定した流下が可能となる。
なお、この場合の渦発生手段は、スラグ冷却水Ｗｓの循環・供給方式により渦Ｃｗを発生させるものを包含する。
【００３８】
また、スラグ冷却水Ｗｓの渦Ｃｗは、水中で破砕された水砕スラグ（不図示）を渦中心部へ集めるため、軽油燃焼室１４の底部中央から容易に回収することができる。
一方、発泡により気泡を内包した浮遊スラグＳａが発生すると、この浮遊スラグＳａはスラグ冷却水Ｗｓの水面に浮遊して、浮遊スラグＳａの回収は困難になる。しかし、渦Ｃｗを発生させれば、浮遊スラグＳａは渦中心部に集まるので、渦中心部に流下するスラグＳが浮遊スラグＳａの上に覆い被さるように付着し、時間の経過とともに浮遊スラグＳａの略全表面がコーティングされて１以上の比重となる。この結果、気泡を内包した浮遊スラグＳａについても、比重が１以上となった時点でスラグ冷却水Ｗｓの水中に沈降するため、軽油燃焼室１４の底部より通常のスラグＳと同様の回収を行うことができる。
【００３９】
すなわち、上述した浮遊スラグＳａは、流下スラグＳでコートされた部分が下になって沈み、コートされていない部分が自然に上になるので、時間の経過に伴い順次全体がコートされて比重を増すこととなる。
ところで、浮遊スラグＳａの密度は、たとえば０．６〜０．９ｇ／ｃｍ３程度であり、従って、浮遊スラグＳａが沈むために必要な流下スラグＳのコート厚さを概算すると、図７に示すようになる。ここで、流下スラグＳの密度を３ｇ／ｃｍ３程度とすれば、浮遊スラグＳａの直径１０〜６０ｍｍに対してコート厚さは１〜３ｍｍ程度あればよい。なお、この概算では、浮遊スラグＳａを球体とし、沈むための混合スラグ密度は１．１ｇ／ｃｍ３とした。
【００４０】
このように、上述した本発明の各実施形態によれば、溶融バーナ２０を使用してスラグＳを加熱溶融する石炭ガス化複合発電設備のガス化炉１０Ａにおいて、コンバスタ１２内に形成される高温ガス帯の高熱を有効利用することにより、溶融バーナ２０によるスラグＳの加熱溶融を最小限に抑えてスラグの流下を安定させることができる。このため、石炭をガス化するガス化炉１０Ａの運転時には、溶融バーナ２０の燃料消費量を低減して低いランニングコストでスラグの流下を安定させることができるので、ガス化炉１０Ａの安定した運転を実現して低コストの石炭ガス化ガスを生成することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、たとえばガス化炉が石炭ガス化複合発電のガス化炉に限定されないなど、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ    ガス化炉
１２    コンバスタ
１４    軽油燃焼室
１６    スラグホール
１８    仕切板
１８ａ    スラグ流下口
２０    溶融バーナ
３０，３０Ａ    渦発生装置
３２，３４    回転翼
４０    室内監視カメラ
４２    カメラ窓
４４    シールガス吹出口
Ｓ    スラグ
Ｓａ    浮遊スラグ
Ｗｓ    スラグ冷却水
【図１】
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【図２】
2011074273.tif 000006
【図３】
2011074273.tif 000007
【図４】
2011074273.tif 000008
【図５】
2011074273.tif 000009
【図６】
2011074273.tif 000010
【図７】
2011074273.tif 000011
【図８】
2011074273.tif 000012