(57)【要約】合成ガスまたはＨ２に適切な天然ガスの生成のための、可燃の、ガス状の化合物を得るために、固体粒状燃料を加圧によりガス化するガス発生器（１）では、燃料により形成された流動床（４）が、頭部に取り付けられており、かつ、燃料を連続的に供給するために用いられるスルース（３）と、底部（１４）の漏斗状の狭隘部の下方に取り付けられており、かつ形成された灰をアッシュスルース（１６）に排出するために用いられる閉鎖手段と、を有する閉じた反応容器の中を移動する。底部の漏斗状の狭隘部の上方には、回転火格子（１１）が設けられており、この回転火格子を通って、ガス化剤を下から流動床に導入することができ、形成された灰を、漏斗状の狭隘部および狭隘部に続く管部分（１５）を介してアッシュスルースへ排出することができる。回転火格子の連続的な駆動を達成するために、管部分には、ばら材料用すべり弁（１９）が組み入れられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成ガスまたはＨ２に適切な天然ガスの生成のための、可燃の、ガス状の化合物を得るために、５ないし１００ｂａｒ［ａ］の圧力下で、かつ、蒸気およびＯ２または蒸気および空気からなるガス化剤による加熱により、固体粒状燃料を加圧してガス化するためのガス発生器（１）であって、燃料により形成された流動床（９）と、頭部に取り付けられており、かつ、燃料を連続的に供給するために用いられる供給スルース（３）と、底部の漏斗状の狭隘部（１４）に取り付けられており、かつ、形成された灰（１３）をアッシュスルース（１６）に排出するために用いられる閉鎖手段（１７）と、前記漏斗状の狭隘部の上方の反応容器の下方の部分に組み入れられた回転火格子（１１）であって、この回転火格子を通って、前記ガス化剤を下から前記流動床に導入することができ、前記形成された灰を、前記漏斗状の狭隘部およびそれに続く管部分（１５）を介して前記アッシュスルースへ排出することができてなる回転火格子と、を有する閉じられた反応容器により、構成されているガス発生器において、
前記管部分（１５）には、ばら材料用すべり弁（１９）が組み込まれていることを特徴とするガス発生器。
【請求項２】
前記ばら材料用すべり弁（１９）は、平すべり弁であることを特徴とする請求項１に記載のガス発生器。
【請求項３】
前記アッシュスルースにおける目標値の充填度に達した後に、前記ばら材料用すべり弁を閉じ、直後に、前記上方のアッシュスルース閉鎖手段を開き、前記ばら材料用すべり弁の下方にある灰の量を、前記アッシュスルースに排出し、前記上方のアッシュスルース閉鎖手段および前記ばら材料用すべり弁を開き、前記下方のアッシュスルース閉鎖手段を閉じた後に、前記上方のばら材料用すべり弁を開くこと、を特徴とする請求項１または２に記載の前記ガス発生器を作動させるための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成ガスまたはＨ２に適切な天然ガスの生成のための、可燃の、ガス状の化合物を得るために、５ないし１００ｂａｒ［ａ］の圧力下で、かつ、蒸気およびＯ２または蒸気および空気からなるガス化剤による加熱により、固体粒状燃料を加圧してガス化するためのガス発生器であって、燃料により形成された流動床と、頭部に取り付けられており、かつ、燃料を連続的に供給するために用いられるスルースと、底部の漏斗状の狭隘部に取り付けられており、かつ、形成された灰をアッシュスルースに排出するために用いられる閉鎖手段と、漏斗状の狭隘部の上方の反応容器の下方の部分に組み入れられた回転火格子であって、この回転火格子を通って、ガス化剤を下から流動床に導入することができ、形成された灰を、漏斗状の狭隘部およびそれに続く管部分を介してアッシュスルースへ排出することができてなる回転火格子と、を有する閉じられた反応容器により、構成されているガス発生器に関する。本発明は、アッシュスルースを作動させるための方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス発生器は、加圧水の蒸気によって冷却される、閉じた、二重壁容器からなる。固体粒状燃料、例えば、石炭、褐炭、泥炭、コークス、石油加工から出る残滓、バイオマス、あるいは、３ないし１００ｍｍの範囲の粒子を有する、類似の装入ばら材料が、ガス発生器の頭部で、スルースを介して導入され、横断面部分を通って分配される。ガス化剤すなわち蒸気およびＯ２または蒸気および空気は、下方から、回転火格子を通って流動床に導入される。導入された燃料は、重力の影響下で、ゆっくり下方に移動し、その際、ガスに対し逆流で、灰溶融点よりも下の温度で乾燥され、３００ないし７００℃の温度で脱ガスされ、７００ないし１５００℃で、好ましくは１１００ないし１５００℃でガス化される。それ故に、最終的には、灰のみが残る。その灰は、回転火格子から、半自動的に作動するアッシュスルースに排出される。使用された燃料の種類に従って３００ないし６００℃の温度を有する天然ガスは、上で、ガス発生器から排出され、組成および使用目的に応じて、再処理工程に供給される。燃料は、全自動または半自動で作動するスルースによって、ガス発生器に連続的に導入される。
【０００３】
ガス発生器の静止操作では、アッシュスルースの上方の閉鎖手段が開かれる。回転火格子は、ガス発生器の下部に生じる灰を、ガス発生器の出力および燃料の灰分に対し量に比例して、アッシュスルースに連続的に運ぶ。アッシュスルース容量の、例えば８０％の事前調整された充填度では、アッシュスルース・プログラムが、アッシュスルースの排出サイクルを開始する。この場合、最初のステップでは、回転火格子が停止される。その目的は、アッシュスルースへの灰の流れを遮断するためである。灰の流れの中断は重要である。何故ならば、灰の流れを中断しなければ、上方のアッシュスルース閉鎖手段を密閉することができないからである。アッシュスルースの上方の閉鎖手段が明らかに密閉されるときにはじめて、回転火格子が再度開始される。アッシュスルースが閉じられているとき生じる灰は、漏斗状の狭隘部および管部分によって形成されておりかつ回転火格子の下に設けられた中間空間に運ばれ、そこで一時的に貯蔵され、ついには、上方のアッシュスルース閉鎖手段が再度開かれ、灰がアッシュスルースに落下する。上方のアッシュスルース閉鎖手段の充填密度は絶対に必要であり、何回も検査される。充填密度の検査は、平均３分間続き、この時間、漏れが検出されなくなるまで、しばしば繰り返される。
【０００４】
回転火格子の停止は、結果として、ガスの出口温度が連続的に上昇することになる。ガス発生器の出口のガスの温度が＞６３０℃の事前設定された値を越えるとき、ガス発生器は、ガス化剤用弁を閉じることによって、自動的にオフになされる。その目的は、ガス発生器のジャケットの材料またはガス発生器の出口管における、損傷、例えば亀裂を回避するためである。ガスの出口温度は、灰分量の多い燃料の場合には、比較的少ない灰分量を有する燃料よりも急速に上昇する。回転火格子の停止および再起動を必然性を伴い、従って、結果として、材料の高い磨耗をもたらす、駆動要素の高負荷のほかに、更に、ガス発生器の酸化区域の位置および形成の変化が生じる。結果として、ガスの許容可能な出口温度が事前設定された温度を超えてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第5,396,919号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、ガス発生器を、反応の過程を中断することなく、従って、圧力状態および温度状態に悪影響を及ぼすことなく、形成された灰を連続的にガス発生器から排出することができるように構成することである。特に、回転火格子の停止を省略することが意図される。それ故に、プラントの構成要素が傷められず、材料の磨耗が減じられる。更に、質および量において変わらない出力が保たれ、上方のアッシュスルース閉鎖手段の、時間がかかりかつ生産が遅くなる、充填密度の検査が省略されることが意図される。
【０００７】
上記目的は、好ましくは平すべり弁として形成されているばら材料用すべり弁が、管部分に組み込まれていることによって解決される。
【０００８】
本発明で用いられるばら材料用すべり弁は、公知である。例えば、米国特許第5,396,919号明細書には、連続弁が記載されている。この連続弁は、軸に取り付けられた２つの回転するディスクと、スライディングおよび／またはリフティングデバイスとからなる。回転運動によって、これらのディスクは、閉じられる開口部へ押し込まれる。回転により、金属表面の均等な駆動が達成される。このことにより、弁が閉じられているとき、永続的に完全なシールが保証される。
【０００９】
ガス発生器のための本発明に係わる適用におけるばら材料用すべり弁は、回転火格子を停止する必要なしに、アッシュスルースへの灰の流れを中断する。灰は、ばら材料用すべり弁を閉じた後に、回転火格子の裏面と、ばら材料用すべり弁との間の中間空間に連続的に導入される。直後に、ばら材料用すべり弁の下方にある、上方のアッシュスルース閉鎖手段が閉じられ、充填密度の必要な検査に晒される。このことによって、圧力ガス化に影響を及ぼさない。上方のアッシュスルース閉鎖手段が密に閉じられていることが保証された後に、アッシュスルースの圧力は、大気圧に緩和され、下方のアッシュスルース閉鎖手段が開かれ、灰が更なる加工のために、アッシュスルースから除去される。上方のアッシュスルース閉鎖手段を閉じた直後に、ばら材料用すべり弁が再度開かれる。アッシュスルースを空にした後に、下方のアッシュスルース閉鎖手段が再度密に閉じられ、アッシュスルースの圧力が、発生器の圧力へ高められ、上方のアッシュスルース閉鎖手段が再度開かれる。その間に上方のアッシュスルース閉鎖手段の上方の中間空間に集積された灰が、空になったアッシュスルースに落下する。事前調整された充填レベルに達するや否や、灰排出サイクルが、ばら材料用すべり弁が閉じると共に、新たに始まる。
【００１０】
本発明の利点は、灰排出サイクル中に回転火格子が最早停止する必要がないことにある。このことによって、ガスの発生は、灰排出サイクルの影響を受けず、同一の質および量で継続されることが可能である。ガス発生器の酸化区域の位置および形成の変化、６３０℃のガス発生器の最大限許容されるガス出口温度の超過、および出力減少が回避される。他の利点は、回転火格子の磨耗の阻止である。回転火格子の頻繁な始動および停止ならびに回転火格子の高い始動トルクが、回避される。このことによって、回転火格子の駆動要素への負荷が減少し、プラントの構成要素の磨耗が減じられる。従って、本発明に基づいて用いられたばら材料用すべり弁によって、より高い操作安定性、製品の一定の品質、および回転火格子の駆動要素の寿命の延長が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ばら材料用すべり弁を設けたガス発生器の縦断面図を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に略示したガス発生器に関連した実施の形態を基にして、本発明を詳述する。二重壁のジャケット（２）に加圧水蒸発冷却手段を有するガス発生器（１）の頭部では、３ｍｍないし１００ｍｍの粒度および３０％の灰分を有する石炭を、約５０,０００ｋｇ／ｈの量で供給スルース（３）を介して導入し、５０ｂａｒ［ａ］の圧力および１２００℃の平均温度でガス化する。ガス発生器（１）のシャフトの横断面部分に亘って分配された石炭が、流動床（４）を形成する。この流動床は、重力の影響下で、ガス発生器（１）の上部（５）に設けられており、かつ二重壁のジャケット（２）の内側と共に環状空間（６）を形成する管部分（７）の中をおよび中間部兼下部（８）の中を、ゆっくり下方に移動する。導管（９）を介して、Ｏ２を、１１０℃の温度および３４ｂａｒ［ａ］の圧力で、および導管（１０）を介して蒸気を４００℃の温度かつ４０ｂａｒ［ａ］の圧力で、下方から、回転火格子（１１）を通って、流動床（４）に吹き入れる。Ｏ２と蒸気の混合物がガス剤である。この場合、逆流するガス化剤によって、石炭を、連続的に順次乾燥し、４５０℃の平均温度でガス化し、９５０℃の平均温度で燃やす。このとき形成される生成ガスは、環状空間（６）と二重壁のジャケット（２）との間の、管部分（７）に集められ、導管（１２）を介して、更なる処理のために排出される。形成される灰（１３）は、連続的に約８８００ｋｇ／ｈの量で、回転火格子（１１）を通っておよびガス発生器（１）の下方で回転火格子に続き、下方へ漏斗状に狭くなっておりかつ管部分（１５）に移行する中間空間（１４）を介して、灰用スルース（１６）に導入される。アッシュスルース（１６）は、上方で、上方のアッシュスルース閉鎖手段（１７）によって、および下方で、下方のアッシュスルース閉鎖手段（１８）によって区画されている。上方のアッシュスルース閉鎖手段（１７）の上方には、ばら材料用すべり弁（１９）が、管部分（１５）に組み込まれている。
【００１３】
ガス発生器（１）から回転火格子（１１）を介して排出される灰は、下方に漏斗状に狭くなっている中間空間（１４）およびこの中間空間に続く管部分（１５）を通過する。管部分には、ばら材料用すべり弁（１９）および上方のアッシュスルース閉鎖手段（１７）が取り付けられている。ばら材料用すべり弁（１９）および上方のアッシュスルース閉鎖手段（７）は開かれており、灰（１３）が、連続的に、アッシュスルース（１６）に落下する。アッシュスルースは、底部で、下方のアッシュスルース閉鎖手段（１８）によって閉鎖されている。
【００１４】
アッシュスルースの容量の８０％の充填度に達したとき、ばら材料用すべり弁（１９）は自動的に閉じられる。それ故に、得られた灰が、ばら材料用すべり弁（１９）の上で集められる。回転火格子（１１）は、変わることなく、作動し続ける。ばら材料用すべり弁（１９）を閉鎖した直後、上方のアッシュスルース閉鎖手段（１７）が閉じられ、その充填密度が検査される。プラスの検査後に、アッシュスルース（１６）の圧力が大気圧へ緩和され、ばら材料用すべり弁（１９）および下方のアッシュスルース閉鎖手段（１８）が開かれる。それ故に、灰（１３）がアッシュスルース（１６）から排出される。
【００１５】
アッシュスルース(１６)が空になった後に、下方のアッシュスルース閉鎖手段（１８）が閉じられ、アッシュスルースの充填密度が、２ｂａｒ［ａ］の圧力で検査される。プラスの検査後に、上方のアッシュスルース閉鎖手段（１７）が再度開かれる。それ故に、アッシュスルース内の圧力が、作動圧力へと増大され、上方のアッシュスルース閉鎖手段の上で集められた灰（１３）が、アッシュスルース（１６）へ流れることができる。
【符号の説明】
【００１６】
３  供給スリーブ
９  流動床
１１  回転火格子
１３  灰
１４  狭隘部
１５  管部分
１７  閉鎖手段
１９  ばら材料用すべり弁
【図１】
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【国際調査報告】
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