(57)【要約】  炭素質供給材料のガス化によってシンガスを製造するためのガス化プロセス及び反応器（１）。ガス化反応器は、スラグ回収浴（７）の上方に配置されている開放端スカート部分（２Ｂ）中にその下端の開口を有する反応器室（２Ａ）を有するガス化器ユニット（２）を被包する圧力容器（３）を含む。スカート部分（２Ｂ）は、１以上の叩打具（１５）の衝突範囲内に配置されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラグ回収浴（７）の上方に配置されている開放端スカート部分（２Ｂ）中にその下端の開口を有する反応器室（２Ａ）を有するガス化器ユニット（２）を被包する圧力容器（３）を含み、スカート部分（２Ｂ）は反応器室（２Ａ）の下端に接続されている上部セクション（９）を含み、
反応器室（２Ａ）の下端との接続位置において、上部セクション（９）の狭くなる上端は上部セクション（９）の底部部分よりも狭く、
１以上の叩打具（１５）のうちの１つの衝突範囲内の上部セクション（９）の外表面上に１以上の叩打具台板（２７）が装備されている、
炭素質供給材料のガス化によってシンガスを製造するためのガス化反応器（１）。
【請求項２】
スカート部分が、１以上の叩打具（１５）の衝突範囲内に配置されている管状の下部部分（８）を含む、請求項１に記載のガス化反応器。
【請求項３】
スカート部分（２Ｂ）の少なくとも上部セクション（９）が、相互接続されていて気密膜を形成している平行な冷却剤導管から構成されている、請求項１又は２に記載のガス化反応器。
【請求項４】
スカート部分が少なくとも部分的に１以上の板材から形成されており、スカート部分が１以上の冷却剤導管が装備されている外表面を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス化反応器。
【請求項５】
１以上の叩打具（１５）が圧力容器（３）の壁を貫通して伸長している、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス化反応器。
【請求項６】
叩打具（１５）の少なくとも一部が、圧力容器（３）の表面から伸長しているハウジング（１７）、一端がハウジング内の開口によってスライド可能に支持されており、一端が台板（２７）と接触している打撃ロッド（２２）、並びに、遠位位置と、それが打撃ロッドに衝突する衝突位置との間を衝突ロッドのラインに沿って移動可能な打突先端部（２４）を有する作動可能な衝撃装置（１６）を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のガス化反応器。
【請求項７】
スカート部分（２Ｂ）の上部セクション（９）が円錐形である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のガス化反応器。
【請求項８】
スカート部分（２Ｂ）に耐熱ライナーが装備されていない、請求項１〜７のいずれか１項に記載のガス化反応器。
【請求項９】
スラグ回収浴（７）の上方に配置されている開放端スカート部分（２Ｂ）中にその下端の開口を有する反応器室（２Ａ）を有するガス化器ユニット（２）を被包する圧力容器（３）を含むガス化反応器（１）内で炭素質供給材料をガス化することによってシンガスを製造する方法であって、
スカート部分（２Ｂ）は反応器室（２Ａ）の下端に接続されている上部セクション（９）を含み、上部セクション（９）は、反応器室（２Ａ）の下端との接続位置において上部セクション（９）の底部部分よりも狭く、
１以上の叩打具（１５）のうちの１つの衝突範囲内の上部セクション（９）の外表面上に１以上の叩打具台板（２７）が装備されており、
スカート部分（２Ｂ）の外表面は定期的に１以上の叩打具（１５）によって衝撃を受けて、スラグがその内表面から取り除かれ、このスラグは次いでスラグ回収浴中に回収される、前記方法。
【請求項１０】
冷却剤導管を通して冷却剤を循環させることによってスカート部分（２Ｂ）を少なくとも部分的に冷却する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
スカート部分（２Ｂ）の上部セクション（９）が円錐形である、請求項９又は１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応器がガス化器ユニット及びスラグ回収浴を被包する圧力容器を含む、炭素質供給材料のガス化によってシンガスを製造するためのガス化反応器及びプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
合成ガス又はシンガスは、粉炭のような炭素質供給材料のガス化によって製造される。炭素質供給材料は、ガス化器中に伸長する複数のバーナーによってガス化器ユニット内で部分的に酸化される。製造されるシンガスは、副生成物としてスラグ粒子及びフライアッシュを含む。スラグ粒子は、通常は水を含み、用いた水及び回収されたスラグを取り出すための出口が備えられているスラグ回収浴中に旋回して落下する。スラグ粒子の一部は、ガス化器ユニットの内壁表面上に堆積物を形成する。スラグの塊が十分に大きく且つ重い場合には、これらはスラグ回収浴中に落下する。
【０００３】
少なくとも幾つかのタイプの石炭に関しては、スラグ塊は、スラグ浴中に落下する前に、スラグ回収浴の出口を通過できないような程度まで非常に大きくなる可能性があることが見出された。幾つかの場合においては、出口は更には閉塞して、反応器の停止が必要であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、スラグ回収浴の出口の閉塞の危険性を減少させ、より広い範囲の石炭のタイプに関してガス化反応器を使用することを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、ガス化反応器が、スラグ回収浴の上方に配置されている開放端スカート部分の中へのその下端の開口を有する反応器室を有するガス化器ユニットを被包する圧力容器を含み、スカート部分が１以上の叩打具（rapper）の衝突範囲内に配置されている、炭素質供給材料のガス化によってシンガスを製造するためのガス化反応器によって達成される。
【０００６】
叩打具は、これまで、自然には剥がれ落ちない付着物を除去するために通常的に用いられている。この場合には、スラグの堆積物はそれら自体の重量によってスカート部分から落下するので、叩打具はスラグ除去のためには必要ではない。しかしながら、ここで、１以上の叩打具を用いることによって、スラグ堆積物の寸法を制御して、スラグ回収浴の排出口の閉塞を阻止するのに十分に小さく保持することができることが見出された。このように、このガス化反応器は、高いスラグ含量を生成する石炭のタイプなどのより広い範囲の炭素質供給材料のタイプに関して用いることができる。
【０００７】
スカート部分は、例えば上向きの方向で狭くなる狭小化上部セクションを有し、スカート部分のより広い部分はスラグ浴に向かって配されている。この位置の内表面において最も大きなスラグ堆積物が回収されるので、かかるセクションは叩打のために特に好適な領域を形成する。或いは、又は更には、スカート部分には、１以上の叩打具の衝突範囲内に配置されている管状、例えば円筒形状の下部セクションを含ませることができる。
【０００８】
場合によっては、スカート部分の上部セクション及び／又は他の部分は、相互接続して気密膜を形成する平行な冷却剤導管で形成することができる。冷却剤は例えば水であってよい。表面を冷却することによって、より多くのスラグ粒子が表面上に回収される。その結果、シンガス中のスラグ含量が実質的に減少する。別の態様においては、スカート部分は例えば完全か又は部分的に１以上の板材で構成することができ、スカート部分は、１以上の冷却剤導管が備えられている外表面を含む。
【０００９】
スカート部分の衝突領域を強化及び保護するために、１以上の叩打具の衝突範囲内のスカート部分の外表面上に台板（anvil plate）を装備することができる。
叩打具は、例えば圧力容器の壁を貫通して伸長させることができる。これによって、メンテナンス及び補修のための叩打具への接近容易性が向上する。
【００１０】
叩打具は、例えば圧力容器の外表面から伸長するハウジング、一端がハウジング内の開口によってスライド可能に支持されており、一端が台板と接触している打撃ロッド、並びに、打撃ロッドから離れた遠位位置と、それが打撃ロッドに衝突する衝突位置との間を、打撃ロッドのラインに沿って移動可能な打突先端部（rammer head）を有する作動可能な衝撃装置を含んでいてよい。好適な叩打具は、例えばＷＯ２０１０／０６３７５２又はＷＯ２０１０／０６３７５５において開示されているタイプの叩打具である。
【００１１】
場合によっては、スカート部分に耐熱ライナーを装備することができる。しかし、叩打具の衝撃に対する耐衝撃性を向上させるために、耐熱ライナーを除くことができる。
一般に、スカート部分は、例えば円筒形の下部セクション及び円錐形の上部セクションを有する回転対称を示すが、所望の場合には他の好適な管状構造を同様に用いることができる。スカート部分の上部セクションは円錐形であってよく、或いは所望の場合には任意の他の狭くなる形状を有していてよい。
【００１２】
１以上の叩打具を作動させて、所望の周波数で叩打することができる。周波数がより高いと、スラグ回収浴中に落下するスラグ粒子はより小さくなる。
ここで、添付の図面を参照することによって本発明の代表的な態様を記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明によるガス化反応器の縦断面を図示する。
【図２】図２は、図１における反応器の叩打具の断面を詳細に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、炭素質供給材料、特に粉炭の部分燃焼によってシンガスを製造するためのガス化反応器１を示す。ガス化反応器１は、垂直に配向している細長い圧力容器３内のガス化器ユニット２を含む。ガス化器ユニット２は、反応器室２Ａ及びスカート部分２Ｂを含む。反応器室２Ａは、スカート部分２Ｂによって取り囲まれている空間中に開放されている開口５に向かって狭くなっている下端４、及びシンガス（これは例えば冷却器に更に移送することができる）のための出口を形成する開放上端６を有する。スカート部分２Ｂは、スラグ回収浴７の上方に配置されている円筒形の下部セクション８、及び上向きの方向に狭くなって開口５を囲っていて、円錐形の上部セクション９の上端が反応器室２Ａの下端との接続位置において上部の円錐形のセクション９の底部部分よりも狭くなっている円錐形の上部セクション９を含む。
【００１５】
スカート部分２Ｂは、水のような冷却液を移送するための螺旋状に巻回されている導管３４（図２参照）で形成される。導管３４は、相互接続して気密膜を形成している。別の態様においては、スカート部分は、その外表面上に冷却剤流路を含む１以上の板材で構成することができる。
【００１６】
スラグ浴７は、スラグ排出開口１３へ向かって狭くなっている円錐形のじょうご１２を被包する円筒形のハウジング１１を含む。
図に示す態様においては、スカート部分２Ｂに耐熱ライナーを装備しない。しかしながら、他の態様においては、所望の場合には耐熱ライナーを用いることができる。
【００１７】
複数のバーナー１４が反応器室２Ａ中に伸長して、粉炭、酸素、及び水蒸気の混合物を供給する。この混合物を部分燃焼のために点火して、合成ガス又はシンガスを、副生成物としてスラグ及びフライアッシュと共に生成させる。シンガスは、開口６に向かって上向きに流れる。新しく生成したシンガスはスラグ粒子を含む。より大きくより重い部分はスラグ回収浴７中に落下する。高温のシンガスの一部は、開口５を通してスカート部分２Ｂによって囲まれている空間中に旋回して落下する。これによって、スカート２Ｂ内に乱流が生成する。スカート２Ｂの円筒形のセクション８及び円錐形の上部セクション９は、スカート２Ｂを形成する導管を通して循環する液体冷却剤によって冷却される。スカート２Ｂによって囲まれている空間内を旋回するシンガスは、冷却された表面８、９に沿って流れる。シンガスは冷却され、スカート２Ｂの冷却された膜上に固化したスラグ粒子の堆積物を残留させる。堆積物が十分に重い状態に成長すると、これらはスカート２Ｂの冷却された膜からスラグ回収浴７中に落下する。回収されたスラグを取り出すために、スラグ回収浴７は、スラグ排出口１３を開放することによって定期的に空にする。
【００１８】
スラグ堆積物が落下する前に過度に大きく成長することを阻止するために、スカート２Ｂの円錐形の上部セクション９に、叩打具１５（図２においてより詳細に示す）によって衝撃を与える。別の態様においては、叩打具１５は、例えばスカート部分２Ｂの円筒形のセクション８に衝撃を与えることができる。また、円錐形の上部セクション９に衝撃を与える叩打具１５を、円筒形のセクション８に衝撃を与える叩打具と組み合わせることもできる。
【００１９】
叩打具１５は、圧力容器３の壁を貫通して伸長している。叩打具１５は、圧力容器３の壁上のハウジング１７に取り付けられている衝撃装置１６を含む。ハウジング１７は、圧力容器壁３の壁から分岐する第１のフランジバス１８を含む。バス１８は、打撃ロッド２２のための通路開口２１を画定する上部フランジ２０に接続されているフランジ１９を含む。円筒形のスペーサー２３が通路開口２１と合致して配されている。スペーサー２３は打撃ロッド２２と合致しており、打撃ロッド２２の自由端２５に対向する打突先端部２４を有する衝撃装置１６を支持する。
【００２０】
スカート２Ｂの上部セクション９の円錐形の表面の付近において、打撃ロッド２２は、台板２７と係合している端部２６を含む。台板２７は、スカート部分２Ｂの外表面に沿う一方の側２７Ａ、及び打撃ロッド１９の端部２６と係合している垂直の平坦な表面を有する反対の側２７Ｂを有する。
【００２１】
打撃ロッド２２は、圧力容器３内の円筒形の支持部材２８を通って動く。円筒形の支持部材２８は、中心の開口３０を有する端壁２９で閉止されている一方の端を有し、打撃ロッド２２がこの中にスライド可能に支持されている。円筒形の支持部材２８の反対側の第２の端部は、頂部フランジ２０に気密状態で接続されている。
【００２２】
円筒形の支持材２８は、封止ガス供給管３３に動作可能なように接続されている封止ガス供給流路３２に開放状態で接続されている内部空間３１を囲む。通路開口３０を通って高温で引火性及び毒性のシンガスが漏出することを防ぐために、窒素のような不活性封止ガスを、円筒形の支持材２８の内部空間３１中に吹き込む。圧力容器３内の圧力は大気圧よりも実質的に高い。その結果、打撃ロッド２２上に力が加わって、通路開口２１を通してそれを圧力容器から押出す。この力を補償するために、封止ガスを円筒形の支持材２８に過圧下で供給して、打撃ロッド２２上に逆の力を生成させる。過圧は、打撃ロッド２２を台板２７に対して堅く押し付けるようなものであってよい。
【００２３】
衝撃装置１６を作動させて、その打突先端部２４によって、打撃ロッド２２の端部上を特定の衝撃力で打突することができる。打撃ロッド２２は、台板２７を介して衝撃負荷を円錐形の上部セクション９に送る。衝撃負荷によってスラグ堆積物を緩和して、スラグ回収浴７中に落下させる。
【００２４】
図面に示す態様においては、単一の叩打具１５のみを示している。しかしながら、所望の場合には、１つより多い叩打具１５を用いることができる。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2013540859.tif 000006
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