(57)【要約】【課題】クエンチ用途と、ガス化装置で発生した廃ガスから同伴液体含有物を相当量除去するよう構成される洗浄機用途との両方に対して冷却チャンバ組立体を改善すること。【解決手段】ガス化装置（１０）は、可燃性燃料を燃焼させてシンガス及び粒状固体残渣を発生する燃焼室（１４）を含む。液体クーラント（３２）を有する冷却チャンバ（１６）は、燃焼室（１４）の下流側に配置される。浸漬管（３８）が、燃焼室（１４）を冷却チャンバ（１６）に結合して配置される。シンガスが浸漬管（３８）を介して燃焼室（１４）から冷却チャンバ（１６）に送られ、液体クーラント（３２）に接触させて冷却シンガスを生成する。非対称性又は対称性液体分離器（５４）が、冷却チャンバ（１６）の出口通路（５２）に近接して配置され、環状通路（５０）を通って出口通路（５２）に送られる冷却シンガスから同伴液体含有物を除去するよう構成される。【選択図】      図１
2011012260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性燃料を燃焼させてシンガスを発生する燃焼室（１４）と、
前記燃焼室（１４）の下流側に配置された液体クーラント（３２）を有する冷却チャンバ（１６）と、
前記燃焼室（１４）を前記冷却チャンバ（１６）に結合し、前記燃焼室（１４）からのシンガスを前記冷却チャンバ（１６）に送って前記液体クーラント（３２）に接触させ、冷却シンガスを生成するよう構成される浸漬管（３８）と、
前記浸漬管（３８）を囲繞するドラフト管（４６）であってそれらの間に環状通路（５０）を画成するドラフト管（４６）と、
前記冷却チャンバ（１６）の出口通路（５２）に近接して配置され、前記環状通路（５０）を通って前記出口通路（５２）に送られる冷却シンガスから同伴液体含有物を除去するよう構成される非対称性又は対称性液体分離器（５４）と
を備えるガス化装置（１０）。
【請求項２】
前記冷却チャンバ（１６）がガス化装置（１０）用クエンチチャンバを備える、請求項１記載のガス化装置（１０）。
【請求項３】
前記冷却チャンバ（１６）が洗浄機を含む、請求項１記載のガス化装置（１０）。
【請求項４】
前記非対称性又は対称性液体分離器（５４）が、前記浸漬管（３８）に結合したデフレクタ（５６）であって前記環状通路（５０）から冷却シンガスの流れを向け直すよう構成されるデフレクタ（５６）を含む、請求項１記載のガス化装置（１０）。
【請求項５】
前記非対称性又は対称性液体分離器（５４）が、前記デフレクタ（５６）に設けられた複数のフィン（５８）であって前記環状通路（５０）を通って前記出口通路（５２）に送られる冷却シンガスから同伴液体含有物を除去するよう構成される複数のフィン（５８）を含む、請求項４記載のガス化装置（１０）。
【請求項６】
前記非対称性又は対称性液体分離器（５４）が円錐形ファセット又は円形の分離器を含む、請求項１記載のガス化装置（１０）。
【請求項７】
前記非対称性又は対称性液体分離器（５４）が、前記円錐形ファセット又は円形の分離器に設けられた複数のバッフル要素（１０６、１１４）であって前記環状通路（５０）を通って前記出口通路（５２）に送られる冷却シンガスから同伴液体含有物を除去するよう構成される複数のバッフル要素（１０６、１１４）を含む、請求項６記載のガス化装置（１０）。
【請求項８】
前記非対称性又は対称性液体分離器（５４）が、互いに隣接するバッフル要素（１０６、１１４）間にチャンネル（１０８）を含んでいて、該チャンネル（１０８）が前記除去された同伴液体を流出させるよう構成される、請求項７記載のガス化装置（１０）。
【請求項９】
可燃性燃料を燃焼させてシンガスを発生する燃焼室（１４）と、
前記燃焼室（１４）の下流側に配置された液体クーラントを有する冷却チャンバ（１６）と、
前記燃焼室（１４）を前記冷却チャンバ（１６）に結合し、前記燃焼室（１４）からのシンガスを前記冷却チャンバ（１６）に送って前記液体クーラントに接触させ、冷却シンガスを生成するよう構成される浸漬管（３８）と、
前記浸漬管（３８）を囲繞するドラフト管（４６）であってそれらの間に環状通路（５０）を画成するドラフト管（４６）と、
前記冷却チャンバ（１６）の出口通路（５２）に近接して配置され、前記環状通路（５０）を通って前記出口通路（５２）に送られる冷却シンガスから同伴液体含有物を除去するよう構成されるフィン付きの非対称性又は対称性液体分離器（５４）と
を備えるガス化装置（１０）。
【請求項１０】
可燃性燃料を燃焼させてシンガスを発生する燃焼室（１４）と、
前記燃焼室（１４）の下流側に配置された液体クーラントを有する冷却チャンバ（１６）と、
前記燃焼室（１４）を前記冷却チャンバ（１６）に結合し、前記燃焼室（１４）からのシンガスを前記冷却チャンバ（１６）に送って前記液体クーラントに接触させ、冷却シンガスを生成するよう構成される浸漬管（３８）と、
前記浸漬管（３８）を囲繞するドラフト管（４６）であってそれらの間に環状通路（５０）を画成するドラフト管（４６）と、
前記冷却チャンバ（１６）の出口通路（５２）に近接して配置され、前記環状通路（５０）を通って前記出口通路（５２）に送られる冷却シンガスから同伴液体含有物を除去するよう構成される非対称性又は対称性のファセット又は円形液体分離器（５４）と
を備えるガス化装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広義にはガス化装置に関し、具体的には、ガス化装置用の冷却チャンバ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の石炭ガス化プロセスでは、石炭又はコークスもしくは炭素質ガスなどの粒状炭素質燃料を燃焼し、該プロセスは、燃焼室において比較的高温高圧で実施される。噴射される燃料が燃焼室で燃焼又は部分燃焼すると、廃出物が燃焼室のポート又は下端部を通って、燃焼室の下流側に配置された冷却チャンバに吐出される。冷却チャンバは、水などの液体クーラントを包含する。燃焼室からの廃出物は、冷却チャンバ内の液体クーラントと接触し、廃出物の温度が低下するようにされる。特定の用途では、冷却チャンバは、シンガス用のクエンチチャンバとして使用することができる。他の特定の用途において、冷却チャンバは、発生シンガスから同伴固体物を除去するための洗浄機として使用することができる。特定の用途において、ガス化装置は、クエンチシステム及び洗浄機の両方を備えることができる。
【０００３】
燃料が石炭又はコークスのような固体である場合、ガス化装置構成により、灰分形態の廃出物の固体部分を冷却チャンバの液体プール内に保留し、次いでスラグスラリーとして吐出することが可能になる。廃出物のガス状成分は、冷却チャンバから吐出されて更に処理される。但し、冷却チャンバを通過する際のガス状成分は、これと共にかなりの量の液体クーラントを運ぶ。流出ガス中に同伴する液体の最小量は、プロセス全体に対して好ましくないものとはみなされない。しかしながら、冷却チャンバから下流側の装備に運ばれる過剰な液体は、作動上の問題を引き起こすことが分かっている。
【０００４】
クエンチ用途と、ガス化装置で発生した廃ガスから同伴液体含有物を相当量除去するよう構成される洗浄機用途との両方に対して冷却チャンバ組立体を改善する必要性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７０２８９９５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の例示的な実施形態によれば、ガス化装置は、可燃性燃料を燃焼させてシンガス及び粒状固体残渣を発生する燃焼室を含む。液体クーラントを有する冷却チャンバは、燃焼室の下流側に配置される。浸漬管が燃焼室を冷却チャンバに結合して配置される。シンガスは浸漬管を介して燃焼室から冷却チャンバに送られ、液体クーラントに接触させて冷却シンガスを生成する。非対称性又は対称性液体分離器が冷却チャンバの出口通路に近接して配置され、環状通路を通って出口通路に送られる冷却シンガスから同伴液体含有物を除去するよう構成される。
【０００７】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、フィン付き非対称性又は対称性液体分離器が冷却チャンバの出口通路に近接して配置され、環状通路を通って出口通路に送られる冷却シンガスから同伴液体含有物を除去するよう構成される。
【０００８】
本発明の別の例示的な実施形態によれば、非対称性又は対称性のファセット又は円形液体分離器が冷却チャンバの出口通路に近接して配置され、環状通路を通って出口通路に送られる冷却シンガスから同伴液体含有物を除去するよう構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の例示的な実施形態に係る液体分離器を備えた例示的な冷却チャンバを有するガス化装置の線図。
【図２】本発明の例示的な実施形態に係る液体分離器の線図。
【図３】本発明の例示的な実施形態に係る液体分離器を有する冷却チャンバの一部の線図。
【図４】本発明の例示的な実施形態に係る液体分離器を有する冷却チャンバの一部の線図。
【図５】本発明の例示的な実施形態に係る液体分離器を有する冷却チャンバの一部の線図。
【図６】本発明の例示的な実施形態に係る液体分離器を有する冷却チャンバの一部の線図。
【図７】本発明の例示的な実施形態に係るフィン構成の線図。
【図８】本発明の例示的な実施形態に係るフィン構成の線図。
【図９】本発明の例示的な実施形態に係るフィン構成の線図。
【図１０】本発明の例示的な実施形態に係る単一列のフィン構成を備えた液体分離器を有する冷却チャンバの一部の線図。
【図１１】本発明の例示的な実施形態に係る複数列のフィン構成を備えた液体分離器を有する冷却チャンバの一部の線図。
【図１２】本発明の例示的な実施形態に係る１つの列に沿った傾斜フィン構成を備えた液体分離器を有する冷却チャンバの一部の線図。
【図１３】本発明の例示的な実施形態に係る交互のフィン構成を備えた液体分離器を有する冷却チャンバの一部の線図。
【図１４】本発明の例示的な実施形態に係る液体分離器を有する洗浄機の線図。
【図１５】本発明の例示的な実施形態に係るファセット又は円形の液体分離器の線図。
【図１６】本発明の例示的な実施形態に係るファセット液体分離器の線図。
【図１７】本発明の例示的な実施形態に係る円形の液体分離器の線図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のこれら及び他の特徴、態様並びに利点は、図面全体を通して同じ参照符号が同様の部分を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むとより良好に理解されるようになるであろう。
【００１１】
本明細書で開示される例示的な実施形態によれば、燃焼室の下流側でシンガスの温度を低下させるよう構成された冷却チャンバ組立体を有するガス化装置が開示される。ガス化装置は、燃焼室の下流側に配置された液体クーラントを包含する冷却チャンバを含む。燃焼室から発生するシンガスは、浸漬管を介して冷却チャンバに送られ、液体クーラントに接触して冷却シンガスを生成する。ガス化装置はまた、燃焼室を冷却チャンバに結合し、燃焼室から冷却チャンバにシンガスを直接送って液体クーラントに接触させて、冷却シンガスを生成するよう構成される浸漬管を含む。浸漬管を囲繞するドラフト管が配置され、それらの間に環状通路を画成する。冷却チャンバの出口通路に近接して液体分離器が配置され、環状通路を通り出口通路に送られる冷却シンガスから同伴液体含有物を除去するよう構成される。１つの態様において、液体分離器は対称性液体分離器である。別の実施形態において、液体分離器は非対称性液体分離器である。幾つかの実施形態において、冷却チャンバはクエンチ用途に使用される。他の特定の実施形態において、冷却チャンバは洗浄用途に使用される。冷却シンガスは、環状通路を通って送られて液体分離器に衝突し、冷却シンガスから同伴する液体含有物を除去した後、該冷却シンガスは出口通路を通って送られる。同伴液体の除去を実現するのに使用される特徴部は、本明細書では「液体分離器」と呼ばれる。液体分離器は、単一の構成要素又は組立体とすることができる。幾つかの実施形態では、液体分離器は、浸漬管に結合されたフィン付きデフレクタを含む。他の実施形態では、液体分離器は、円錐形のファセット又は円形分離器を含む。例示的な液体分離器を設けることにより、出口通路を通って下流側構成要素に送られるシンガス中の液体含有物の同伴がかなり低減される。図１から１５を参照しながら、以下で具体的な実施形態を詳細に検討する。
【００１２】
図１を参照すると、例示的なガス化装置１０が開示される。ガス化装置１０は、上端部において燃焼室１４を収容する外側シェル１２と、下端部において冷却チャンバ１６とを含む。燃焼室１４は、通常の動作温度に耐えることができる耐火壁１８を備える。バーナー２０は、通路２２を介して燃料源２４に結合される。石炭、コークス、又は同様のものなどの微粉炭素質燃料を含む燃料ストリームは、燃焼室１４の上側壁部上に取り外し可能に配置されたバーナー２０を介して燃焼室１４内に供給される。
【００１３】
可燃性燃料を燃焼室１４で燃焼し、シンガス及び粒状固体残渣を含む廃出物が生成される。高温の廃出物が、燃焼室１４からシェル１２の下端部に設けられた冷却チャンバ１６に送給される。冷却チャンバ１６は、加圧源３０に結合され、液体クーラント３２（好ましくは水）のプールを冷却チャンバ１６に供給するよう構成される。冷却チャンバ１６内の液体クーラントのレベルは、燃焼室１４から冷却チャンバ１６に送給される廃出物の状態に応じた効率的な動作を確保するように所要の高さに維持される。ガス化装置シェル１２の下端部には吐出ポートが備えられ、ここを通って水及び微粒子がスラリー形態で冷却チャンバ１６から除去される。
【００１４】
図示の実施形態では、燃焼室１４の狭窄部分３６が浸漬管３８を介して冷却チャンバ１６に結合される。高温廃出物は、燃焼室１４から浸漬管３８の通路４０を介して冷却チャンバ１６内の液体クーラント３２に送給される。リング４２は、浸漬管３８に近接して配置されて加圧源３０に結合され、浸漬管内壁を湿潤状態に維持し、廃出物の下降流を最適に収容するようにする。浸漬管３８の下端部４４は、鋸歯状にされ、液体クーラント３２の表面下に位置して、廃出物の冷却を効率的に達成することができる。
【００１５】
ドラフト管４６は冷却チャンバ１６内に位置付けられる。ドラフト管４６は、ガス化装置シェル１２内に固定支持された細長い円筒形本体を含む。ドラフト管４６の下側部分は、液体クーラント３２中に浸漬される。円筒形本体４８は、その上端部においてリング４２に隣接して終端するが、該リングから間隔を置いて配置される。円筒形本体４８はまた、浸漬管３８から間隔を置いて配置され、環状通路５０を画成する。シンガスは、液体クーラント３２と接触し、冷却シンガスを生成する。次いで、冷却シンガスは、環状通路５０を通って冷却チャンバ１６の出口通路５２に向けて移動する。
【００１６】
上述のように、廃出物のガス状成分は、冷却チャンバ１６から出口通路５２を介して吐出されて更に処理される。図示の実施形態では、冷却チャンバ１６は、クエンチチャンバである。他の特定の実施形態において、冷却チャンバは、シンガスから同伴固体物を除去するよう構成された洗浄機である。但し、クエンチチャンバを通過する際のガス状成分は、これと共にかなりの量の液体クーラントを運ぶことが従来から知られている。冷却チャンバから下流側の装備に運ばれる過剰な液体は、作動上の問題を引き起こすことが分かっている。
【００１７】
図示の実施形態において、液体分離器５４は、冷却チャンバ１６の出口通路５２に近接して配置される。本明細書における図示の実施形態では、液体分離器５４は対称性液体分離器である点に留意されたい。液体分離器５４は、浸漬管３８に結合され、冷却シンガスの流れを環状通路５０から下向きの方向に向け直すよう構成されるデフレクタ５６を含む。図示の実施形態において、デフレクタ５６は球面状とすることができる。他の実施形態においては、他の形状のデフレクタもまた想定される。デフレクタ５６には複数のフィン５８が設けられる。デフレクタ５６によって向きを変えられる冷却シンガスは、一連の妨害物すなわちフィン５８に強制的に通過させる。シンガスの流れは、デフレクタ５６の出口においてより均等に分散される。正常なクエンチ冷却の途中では、冷却ガスストリームは、これと共に一定量の液体クーラントを運ぶことになる。しかしながら、冷却ガスストリームがデフレクタ５６及びフィン５８に衝突すると、シンガスの流速が低下し、同伴液体含有物がシンガスから除去される。デフレクタ５６はまた、液体クーラント３２が冷却チャンバ１６の出口通路に飛散するのを防ぐ。
【００１８】
図示の実施形態では、デフレクタ５６は、冷却シンガスの一部を冷却チャンバ１６内のデフレクタ５６の上流側領域に送るための複数の孔５７を含むことができる。これにより、シンガス流の均一性が向上し、更にシンガス中の液体含有物の同伴が低減される。特定の実施形態において、デフレクタ５６は、孔５６を利用することができ、フィン５８がなくてもよい。本明細書において、図示のガス化装置は例示的な実施形態であり、他の構成のガス化装置も想定される点に留意されたい。本明細書において、用語「冷却チャンバ」は、ガス化装置の構成に関係なくクエンチシステム又は洗浄機を指すことになる点に留意されたい。液体分離器の他の実施形態を後続の図を参照しながら以下で検討する。
【００１９】
図２を参照すると、液体分離器５４が開示される。上述のように、液体分離器５４は、冷却チャンバの出口通路に近接して配置される。液体分離器５４は、浸漬管に結合され、該浸漬管とドラフト管との間の環状通路から下向きの方向に冷却シンガスの流れを向け直すよう構成される球面状デフレクタ５６を含む。デフレクタ５６上には複数のフィン５８が配置される。図示の実施形態において、１０個のフィン５８がデフレクタ５６に設けられている。フィン５８は、円方向６０に沿って配置される。冷却ガスストリームがデフレクタ５６及びフィン５８に衝突すると、流れの運動量が消失して流速が低下し、結果として同伴液体含有物がシンガスから除去される。
【００２０】
図３を参照すると、冷却チャンバ１６の一部が開示される。液体分離器６２が冷却チャンバ１６の出口通路５２に近接して配置される。図示の実施形態において、液体分離器６２は対称性液体分離器である。液体分離器６２は、浸漬管３８に結合され、該浸漬管３８とドラフト管４６との間の環状通路５０から下向きの方向に冷却シンガスの流れを向け直すよう構成される楕円形デフレクタ６４を含む。
【００２１】
図４を参照すると、冷却チャンバ１６の一部が開示される。液体分離器６６が冷却チャンバ１６の出口通路５２に近接して配置される。図示の実施形態において、液体分離器６６は対称性液体分離器である。液体分離器６６は、浸漬管３８に結合され、該浸漬管３８とドラフト管４６との間の環状通路５０から下向きの方向に冷却シンガスの流れを向け直すよう構成される矩形デフレクタ６８を含む。
【００２２】
図５を参照すると、冷却チャンバ１６の一部が開示される。液体分離器６７が冷却チャンバ１６の出口通路５２に近接して配置される。図示の実施形態において、液体分離器６７は非対称性液体分離器である。液体分離器６７は、浸漬管３８に結合され、該浸漬管３８とドラフト管４６との間の環状通路５０から下向きの方向に冷却シンガスの流れを向け直すよう構成されるデフレクタ６９を含む。
【００２３】
図６を参照すると、冷却チャンバ１６の一部が開示される。液体分離器７０が冷却チャンバ１６の出口通路５２に近接して配置される。液体分離器７０は対称性液体分離器である。液体分離器７０は、浸漬管３８に結合され、該浸漬管３８とドラフト管４６との間の環状通路５０から下向きの方向に冷却シンガスの流れを向け直すよう構成される台形デフレクタ６９を含む。
【００２４】
図７を参照すると、デフレクタ（図示せず）に設けられた複数のフィン７４が開示される。図示の実施形態において、フィン７４は、直線状フィンを含み、多角形の形で配列される。
【００２５】
図８を参照すると、デフレクタ（図示せず）に設けられた複数のフィン７６が開示される。図示の実施形態において、フィン７６は、湾曲フィンを含み、円形の形で配列される。
【００２６】
図９を参照すると、デフレクタ（図示せず）に設けられた複数のフィン７８が開示される。図示の実施形態において、フィン７８の１つのセットは、半径方向８０に沿って配置することができ、フィン７８の別のセットは、接線方向８２に沿って配置することができる。
【００２７】
図１０を参照すると、図１の実施形態による冷却チャンバ１６の一部が開示される。液体分離器５４は、浸漬管３８に結合され、該浸漬管３８とドラフト管４６との間の環状通路５０から下向きの方向に冷却シンガスの流れを向け直すよう構成される球面状デフレクタ５６を含む。デフレクタ５６には複数のフィン５８が設けられる。図示の実施形態において、フィン５８は単一の列に沿って配置される。
【００２８】
図１１を参照すると、図１の実施形態による冷却チャンバ１６の一部が開示される。図示の実施形態において、デフレクタ５６には複数のフィン５８が設けられ、複数の列に沿って配置される。
【００２９】
図１２を参照すると、図１の実施形態による冷却チャンバ１６の一部が開示される。図示の実施形態において、デフレクタ５６には複数のフィン５８が設けられ、１つの列に沿って傾斜して配置される。
【００３０】
図１３を参照すると、液体分離器８４が開示される。図示の実施形態において、液体分離器８４は、デフレクタ９０に設けられるフィンの２つのセット８６、８８を含む。フィンの２つのセット８６、８８は、円形方向の２つの列にそれぞれ沿って配置される。１つの実施形態において、１つの列に沿ったフィンのセット８５は、他の列のフィンのセット８８に対して交互して配置される。
【００３１】
図１４を参照すると、例示的な冷却チャンバ８５が開示される。図示の実施形態において、冷却チャンバ８５は洗浄機である。ドラフト管８７は、冷却チャンバ８５内で浸漬管８９を囲んで配置される。ドラフト管８７の下側部分は、液体クーラント９１内に浸漬される。ドラフト管８７と浸漬管８９との間に環状通路９３が画成される。シンガスが液体クーラント９１と接触し、同伴固体粒子を冷却してこれをシンガスから除去する。
【００３２】
図示の実施形態において、液体分離器９５が環状通路９３の出口に近接して配置される。液体分離器９５は、浸漬管８９に結合され、冷却シンガスの流れを環状通路９３から下向きの方向に向け直すよう構成されるデフレクタ９７を含む。デフレクタ９７には、複数のフィン（図示せず）を設けることができる。デフレクタ９７によって向きを変えられる冷却シンガスは、一連のフィンに強制的に通過させることができる。結果として、シンガスの流れの運動量が消失し、利用可能な流れ面積がより効率的に使用される。次いで、シンガスは、ドラフト管８７と壁１０１との間のスペース９９を通って上向きの方向に流れ、上側から流出する。
【００３３】
本明細書で説明される実施形態によれば、デフレクタ、フィン、又はこれらの組み合わせを設けることにより、冷却シンガスの流速の低下、更に液体クーラントと冷却チャンバの出口との間のガス流路距離の増大が促進される。これは、冷却チャンバにおけるガス及び液体クーラント混合物の滞留時間を増大させる結果となり、同伴液体含有物の冷却シンガスからの除去が向上することになる。一般に、デフレクタ及びフィンは、冷却チャンバ内でのシンガスの流れに対する蛇行経路を生成することができる。
【００３４】
本明細書では、図１から１４を参照すると、デフレクタの形状は用途に応じて変わることができる点に留意されたい。フィンの数、形状、及び配列もまた、用途に応じて変更及び最適化することができる。上記で検討した種々の実施形態の様々な並び替え及び組み合わせも想定することができる。
【００３５】
図１５を参照すると、冷却チャンバ９２が開示される。図示の実施形態において、ドラフト管９４は、冷却チャンバ９２内で浸漬管９６を囲んで位置付けられる。冷却シンガスは、浸漬管９６とドラフト管９４との間に形成された環状通路９８を通り、冷却チャンバ９２の出口通路１００に向けて移動する。液体分離器１０２は、出口通路１００に近接し、冷却チャンバ９２内の浸漬管９６及びドラフト管９４を囲んで配置される。シンガスは、冷却チャンバ９２内で液体クーラント１０４に接触することにより冷却される。液体分離器１０２は、ファセット又は円形の液体分離器とすることができる。図示の実施形態において、液体分離器１０２は、円錐形の液体分離器である。１つの実施形態において、液体分離器１０２は、非対称性液体分離器とすることができる。別の実施形態では、液体分離器１０２は、対称性液体分離器とすることができる。後続の図を参照しながら、液体分離器をより詳細に説明する。
【００３６】
図１６を参照すると、図１５に示す実施形態による液体分離器１０２が開示される。図示の実施形態において、分離器１０２は、対称性ファセット分離器である。図示の分離器１０２は、複数のスプラッシュプレート１０５と、該スプラッシュプレート１０５に設けられる複数のＶ字形バッフル要素１０６とを含む。バッフル要素１０６は、該バッフル要素１０６間に形成されるチャンネル１０８を備えて収束するパターンで配列される。バッフル要素１０６は、分離器１０２の半径方向に沿って流れ面積を制限する。各チャンネル１０８にはパイプ１１０が結合される。浸漬管とドラフト管との間の環状通路から出る冷却シンガスは、分離器１０２を通って送られる。冷却シンガスは、慣性力に起因してスプラッシュプレート１０５の内壁に接して送られる。バッフル要素１０６は、冷却シンガスストリームから液体含有物を分離するよう構成される。換言すると、分離器１０２の収束する流れ面積に起因して、シンガス流れは、液体と気体の密度差により層状になる。気相は、流れ成層に起因して分離器１０２において半径方向に沿って内向きに変位される。液体含有物は、バッフル要素１０６上で凝集する傾向になる。除去された同伴液体含有物は、チャンネル１０８を介してパイプ１１０内に流出された後、冷却チャンバ内に送られる。幾つかの実施形態では、バッフル要素１０６は、スプラッシュプレート１０５の表面に垂直に設けることができる。他の特定の実施形態において、バッフル要素１０６は、スプラッシュプレート１０５の表面に対して上向きの角度で配置することができる。
【００３７】
本明細書で検討した実施形態によれば、スプラッシュプレート１０５及びバッフル要素１０６を設けることにより、冷却シンガスの流速の低下、更に液体クーラントと冷却チャンバの出口通路との間のガス流路距離の増大が促進される。これは、冷却チャンバにおけるガス及び液体クーラント混合物の滞留時間を増大させる結果となり、同伴液体含有物の冷却シンガスからの除去が向上することになる。シンガスの流れの半径方向速度が軸方向速度よりも小さいので、分離器１０２から流出するシンガス中の同伴液体含有物の量が低減される。一般に、スプラッシュプレート１０５及びバッフル要素１０６は、冷却チャンバ内でのシンガスの流れに対する蛇行経路を生成することができる。分離器１０２はまた、シンガス中の液体含有物の再同伴を阻止する。
【００３８】
図１７を参照すると、円形液体分離器１１２が開示される。図示の実施形態において、分離器１１２は非対称性液体分離器である。図示の液体分離器１１２は、複数のＶ字形バッフル要素１１４を含む。バッフル要素１１４は、該バッフル要素１１４間に形成されるチャンネル１１６を備えて収束するパターンで配列される。本明細書では、バッフル要素１１４は、円形液体分離器１１２において均一には設けられていない。バッフル要素１１４は、液体分離器１１２において半径方向に沿って流れ面積を制限する。各チャンネル１１６にはパイプ１１８が結合される。
【００３９】
図１から１７に示す同伴軽減機構は、互いに別個に又は組み合わせて利用することができる。更に、理解できるように、同伴軽減機構の相対的サイズ、形状、幾何学的寸法は変えることができる。特定の実施形態では液体分離器に対称性の幾何寸法を利用しているが、本明細書では、特定の用途において非対称性の構造を利用できる点に留意されたい。例えば、所与の構成から１つ又はそれ以上のフィンを取り除くことにより、液体分離器の機能を依然として保持しながら、コスト削減を達成することができる。同伴軽減機構は、初期製造時に冷却チャンバにおいて利用することができ、或いは、既存の冷却ユニット及び／又は洗浄機に後付けすることができる。更に、同伴軽減機構は、システムの作動性及び制御の改善を達成するために、とりわけ、炭素燃料のタイプ、システム効率、システム負荷、又は環境条件など、動作パラメータに基づいて調整することができる。
【００４０】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【００４１】
本発明の特定の特徴のみを本明細書で例示し説明してきたが、当業者であれば、多くの変更形態及び変形が想起されるであろう。従って、本発明の真の精神の範囲内にあるこのような変更形態及び変更全ては、添付の請求項によって保護されるものとする点を理解されたい。
【符号の説明】
【００４２】
１０  ガス化装置
１２  外側シェル
１４  燃焼室
１６  冷却チャンバ
１８  耐火壁
２０  バーナー
２２  通路
２４  燃料源
２６  通路
２８  燃焼支持ガス源
３０  加圧源
３２  液体クーラント
３４  吐出ポート
３６  狭窄部分
３８  浸漬管
４０  通路
４２  リング
４４  下端部
４６  ドラフト管
４８  細長い円筒形本体
５０  環状通路
５２  出口通路
５４  液体分離器
５６  デフレクタ
５７  孔
５８  フィン
６０  円方向
６２  液体分離器
６４  楕円デフレクタ
６６  液体分離器
６７  液体分離器
６８  矩形デフレクタ
６９  デフレクタ
７０  液体分離器
７２  台形デフレクタ
７４  フィン
７６  フィン
７８  フィン
８０  半径方向
８２  接線方向
８４  液体分離器
８５  冷却チャンバ
８６  フィン
８７  ドラフト管
８８  フィン
８９  浸漬管
９０  デフレクタ
９１  液体クーラント
９２  冷却チャンバ
９３  環状通路
９４  ドラフト管
９５  液体分離器
９６  浸漬管
９７  デフレクタ
９８  環状通路
９９  スペース
１００  出口通路
１０１  壁
１０２  液体分離器
１０４  液体クーラント
１０５  スプラッシュプレート
１０６  Ｖ字形バッフル要素
１０８  チャンネル
１１０  パイプ
１１２  円形液体分離器
１１４  Ｖ字形バッフル要素
１１６  チャンネル
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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