(57)【要約】  一体化されたガス化装置と合成ガス冷却器のための方法とシステムが提供される。このシステムは、反応室を含むガス化装置、このガス化装置と一体に形成され、少なくとも１つの熱交換器要素を含む合成ガス冷却器、並びに反応室及び合成ガス冷却器と一体に形成され、それらの間に延在する移行部分を含んでおり、この移行部分がさらに反応室と合成ガス冷却器との間に延在するロートを含み、この移行部分はさらにスロートを囲む熱交換器を含んでいる。【選択図】    図１
2011530620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室を含むガス化装置と、
前記ガス化装置と一体に形成され、少なくとも１つの熱交換器要素を含む合成ガス冷却器と、
前記反応室及び前記合成ガス冷却器と一体に形成され、その間に延在する移行部分と
を含んでなり、
前記移行部分がさらに前記反応室と前記合成ガス冷却器との間に延在するスロートを含み、前記移行部分がさらに前記スロートを囲む熱交換器を含む、一体化されたガス化装置及び合成ガス冷却器。
【請求項２】
前記熱交換器が前記スロートから半径方向で外側に配置された蒸気冷却されるチューブケージを含んでいて、前記スロートの冷却を促進する、請求項１記載の一体化されたガス化装置及び合成ガス冷却器。
【請求項３】
さらに、
前記ガス化装置及び前記移行部分の少なくとも１つから半径方向で内方に延在する支持スカートと、
前記支持スカートに連結された少なくとも１つのアンカーリングと
を含んでおり、前記少なくとも１つのアンカーリングが前記支持スカートから半径方向で内方に延在しており、前記少なくとも１つのアンカーリングが前記支持スカートの周囲で少なくとも部分的に延在する、請求項１記載の一体化されたガス化装置及び合成ガス冷却器。
【請求項４】
さらに、前記少なくとも１つのアンカーリングにより支持された耐熱性材料の層を含んでおり、前記少なくとも１つのアンカーリングにより支持された耐熱性材料の前記層は、耐熱性材料の隣接する層が滑り係合して、膨張及び収縮の期間中耐熱性材料の層間の接触の維持を容易にするようになっている、請求項３記載の一体化されたガス化装置及び合成ガス冷却器。
【請求項５】
前記スロートが収束／発散断面を含む、請求項１記載の一体化されたガス化装置及び合成ガス冷却器。
【請求項６】
ガス化装置反応室を取り囲み、容器頭部から下端まで延在する第１の圧力容器部分と、
前記反応室からの高温の未処理流出ガス流を冷却するように構成されたガス冷却器を取り囲み、上端から垂直下方に固体除去端部まで延在する第２の圧力容器部分と、
前記下端と前記上端との間に延在する移行部分（ここで、前記第１の部分、前記第２の部分、及び前記移行部分の各々は、各々の部分の中央の縦軸に沿って実質的に垂直で同軸の配列になっている）と、
各々前記部分と同軸に配置され、それらの間に延在している、高温の未処理流出ガス流の前記ガス化装置反応室から前記ガス冷却器への自由な通過のための、半径方向内面の回りが耐熱性材料でライニングを施されている、スロートと、
前記スロートの長さの少なくとも一部分に沿って前記スロートを取り囲む同心同軸の垂直チューブケージと、
前記第１の部分及び前記チューブケージの少なくとも１つに連結された複数の環状アンカーリング（これらのアンカーリングは、半径方向内方に延在しており、前記スロート耐熱性材料を支持するように構成されている）と
を含んでなる、一体化されたガス化装置及び合成ガス冷却器システム。
【請求項７】
さらに、前記第１の部分及び前記チューブケージの少なくとも１つから斜め内方に延在する支持スカートを含む、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記複数の環状アンカーリングの少なくとも１つが前記支持スカートを介して前記第１の部分及び前記チューブケージの少なくとも１つに連結される連結される、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の部分が第１の外径を含み、前記第２の部分が第２の外径を含み、前記移行部分が前記第１の外径と前記第２の外径との間で延在する、請求項６記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１及び第２の圧力容器部分がそれぞれ細長い垂直のシリンダーからなる、請求項６記載のシステム。
【請求項１１】
前記スロートが半径方向内面の回りに成形煉瓦耐火材料で裏打ちされている、請求項６記載のシステム。
【請求項１２】
前記スロートが垂直の実質的に円筒形の側壁からなる、請求項６記載のシステム。
【請求項１３】
前記スロートが発散する側壁を含む、請求項６記載のシステム。
【請求項１４】
前記スロートが収束する入り口を含む、請求項６記載のシステム。
【請求項１５】
前記複数の環状アンカーリングが、前記一体化されたガス化装置及び合成ガス冷却器システムの膨張及び収縮の間、第１の環状アンカーリングにより支持された耐熱性材料の第１の層が、第２の環状アンカーリングにより支持された耐熱性材料の第２の層に沿って滑るように配置されている、請求項６記載のシステム。
【請求項１６】
一体化されたガス化装置及び合成ガス冷却器を組み立てる方法であって、
反応室を含むガス化容器と一体に形成された、熱交換器を含む合成ガス冷却器容器を用意し、
１以上の環状アンカーリングを用いてスロート内に支持された耐熱性材料で裏打ちされたスロートを使用して反応室と合成ガス冷却器容器を流動連通して連結し、
作動中耐熱性材料が冷却用チューブケージを用いて冷却されるように、スロートを取り囲む冷却用チューブケージを配置する
ことを含む、前記方法。
【請求項１７】
さらに、熱交換器と冷却用チューブケージを流動連通して連結することを含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
さらに、スロートへの入り口を耐熱性材料で裏打ちして、その入り口が反応室からスロートに収束するようにすることを含む、請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
さらに、スロートを耐熱性材料で裏打ちして、そのスロートがスロートから合成ガス冷却器に発散するようにすることを含む、請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
さらに、スロートが実質的に円筒形であるように、スロートを耐熱性材料で裏打ちすることを含む、請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に部分酸化ガス化装置及びガス冷却器に関し、より詳細には一体型のガス化装置及びガス冷却器の組合せの内部構成部品の摩耗の低減に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも幾つかの公知のガス化容器は大量の摩耗を受け易い領域を含んでいるが、その摩耗の原因はこれらの領域を通過する未処理の流出ガスの流動特性及びこれらの領域が曝露される過酷な温度、圧力、及び化学条件である。例えば、限定されることはないがガス化装置底部の移行部、ガス化装置スロート、及び合成ガス冷却器スロートは耐熱性ライニングの高摩耗ゾーンであり、その理由はその狭い流路がライニング壁に沿った溶融スラグの質量流量を増大させるからである。耐熱性に影響を及ぼす過酷な条件の影響を緩和するために幾つかの試みが行われて来ているが、これらの試みは別の問題を生じる傾向がある。例えば、影響を受ける領域を積極的に冷却する１つの公知の試みでは積極的に冷却される部分と受動的に冷却される部分との間のスロートライニングに垂直方向の膨張間隙が生じた。この間隙により、垂直のチューブケージ（tube cage）の後ろの環状の空間に入る合成ガス（シンガス）の潜在的な漏洩通路が形成される。別の試みでは、ガスが停滞（stagnant）環状ゾーン内に逃れるのを防ぐためにスロート耐熱性部の後ろにフランジ付き底部を有する垂直のスチール製円筒形ガスバリヤーを用いた。しかし、スチール製シリンダーは冷却されないので、金属が過熱されたり耐熱部の寿命が短くなったりする。さらに、公知のガス化容器では、スロート内の流路の内径はガス化装置及び合成ガス冷却器の両方のフランジの内径により制約されている。この流路の直径はスチール容器を大きく変えることなく変化させることができない。
【０００３】
ガス化装置と一体に形成された一体型冷却器を有するガス化装置を提供することにより、ガス化装置容器の鍛造フランジと冷却器容器の鍛造フランジが撤廃される。一体化されたガス化装置／冷却器においてこれら２つの大きいフランジを排除することで、別々のガス化装置と冷却器の構成と比べてガス化装置／冷却器のコストが大幅に低減する。ガス化装置と合成ガス冷却器との間のフランジとフランジによる接合を排除すると、これら２つの容器の軸方向の合計の長さを大幅に低減することが可能である。この低減した長さのため、一体とした容器の熱膨張が低減するので、最小の熱膨張で周囲温度の支持構造体に固定された相互連結用配管（注入器、蒸気ドラム、蒸気配管、計器（instrumentation））との不一致が低減する。また、フランジとフランジによる接合の排除により、容器の健全性（integrity）も改善されると共に構成部品（フランジ、支持体など）の削減及び組み立て（erection）作業の低減も促進される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４８２８５８０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの実施形態において、一体化されたガス化装置及び合成ガス冷却器は、反応室を含むガス化装置、このガス化装置と一体に形成され、少なくとも１つの熱交換器要素を含む合成ガス冷却器、並びに反応室及び合成ガス冷却器と一体に形成され、これらの間に延在する移行部分を含み、この移行部分はさらに反応室と合成ガス冷却器との間に延在するスロートを含んでおり、移行部分はさらにスロートを囲む熱交換器を含んでいる。
【０００６】
別の実施形態において、一体化されたガス化装置及び合成ガス冷却器システムはガス化装置反応室を取り囲む第１の圧力容器部分を含んでおり、この第１の部分は容器頭部から下端まで延在している。システムはガス化装置反応室からの高温の未処理流出ガス流を冷却するように構成されたガス冷却器を取り囲む第２の圧力容器部分も含んでいる。この第２の部分は上端から固体除去端に向かって垂直下方に延在している。システムはさらに下端と上端との間に延在する移行部分を含んでおり、前記第１の部分、第２の部分、及び移行部分の各々は各部分の中央の縦軸に沿って実質的に垂直で同軸に配置されている。このシステムは、高温の未処理流出ガス流のガス化装置反応室からガス冷却器への自由な通過のために各部分と同軸に配置され、これらの間に延在するスロートを含んでおり、このスロートは半径方向内面に耐熱性材料のライニングが施されている。システムはさらに、スロートの長さの少なくとも一部分に沿ってスロートを取り囲む同心で同軸の垂直チューブケージ、並びに前記第１の部分及びチューブケージの少なくとも１つに連結された複数の環状アンカーリングを含んでおり、これらのアンカーリングは半径方向内方に延在し、スロートの耐熱性材料を支持するように構成されている。
【０００７】
さらに別の実施形態において、一体化されたガス化装置及び合成ガス冷却器を組み立てる方法はガス化容器と一体に形成された合成ガス冷却器容器を用意することを含んでおり、ここでガス化容器は反応室を含んでおり、合成ガス冷却器容器は熱交換器を含んでいる。また、この方法は、耐熱性材料でライニングを施したスロートを用いて、反応室と合成ガス冷却器容器を流動連通状態で連結することも含んでおり、ここで前記耐熱性材料は１以上の環状アンカーリングを用いてスロートに支持される。この方法はさらに、スロートを取り囲む冷却用チューブケージを配置して、作動中耐熱性材料が冷却用チューブケージにより冷却されるようにすることを含んでいる。
【０００８】
図１−５は、本明細書に記載する方法とシステムの代表的な実施形態を示している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の代表的な実施形態に従う垂直の細長い高温スチール圧力容器の概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に従う容器のスロート部分の概略図である。
【図３】図３は、本発明の別の実施形態に従う容器のスロート部分の概略図である。
【図４】図４は、本発明のさらに別の実施形態に従う容器のスロート部分の概略図である。
【図５】図５は、本発明のさらにもう１つ別の実施形態に従う容器のスロート部分の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
一体型のガス化装置と合成ガス冷却器の組合せに関連して本発明の実施形態を説明するが、当業者には理解されるように本発明の実施形態は一体型のガス化装置と合成ガス冷却器の組合せに使用されるもののみに限定されないことに留意されたい。それどころか、本発明の実施形態はあらゆる一体化された容器で使用することができる。
【００１１】
以下の詳細な説明は、限定ではなく例示として本発明の実施形態を例証する。本発明は、工業用途、商業用途、及び居住用途における容器の内部構成部品の寿命を延ばすためにそれらの部品を冷却するのに広く応用されるものと考えられる。
【００１２】
本明細書で単数形態で記載される要素又は工程は、明確に除外されない限り複数の要素又は工程を除外するものではないことと了解されたい。また、本発明の「１つの実施形態」に関する言及は、同様に当該特徴を含む別の実施形態の存在を排除するものと解すべきではない。
【００１３】
図１は、本発明の１つの代表的な実施形態に従う垂直の細長い高温スチール圧力容器１００の概略図である。この代表的な実施形態において、容器１００は単一の単位として形成されたシェル１０２を含んでいる。シェル１０２は、合成ガス、還元性ガス、又は燃料ガスの生産に使用される部分酸化ガス化装置のガス化反応ゾーン１０６を取り囲む上部シェル１０４、ガス冷却器部分１１０を取り囲む下部シェル１０８、及び反応ゾーン１０６とガス冷却器部分１１０の間に延在するスロート１１４を取り囲む移行部分１１２を含んでいる。上部シェル１０４は、容器１００の中央の縦軸１１８に沿った底部出口通路１１６、及び下方に送り出すガス化バーナー（図には示してない）の挿入のための同軸の入口開口１２２を含む上頭部１２０を含んでいる。スロート１１４は収束する入り口を含んでいる。上部シェル１０４は、ガス化反応ゾーン１０６を取り囲み、上部シェル１０４と反応ゾーン１０６の間で半径方向に延在する耐熱性ライニング１２４を含んでいる。スロート１１４は、耐火性煉瓦ライニング１２６で裏打ちされた垂直の円筒形で環状形状の細長い導管である。スロート１１４は、一般に上部シェル１０４及び下部シェル１０８と同軸であり、反応ゾーン１０６から下部シェル１０８内のガス冷却器１１０まで下方に流れる高温の未処理流出ガス流の自由な通過のために前記上部シェルと下部シェルとの間に延在している。本明細書で言及する場合、「軸方向の」方向は軸１１８と実質的に平行な方向であり、「上部」及び「上方の」方向は一般に入口開口１２２に向かう方向であり、「下部」及び「下方の」方向は一般に入口開口１２２から遠ざかる方向である。
【００１４】
図２は、本発明の１つの実施形態に従う容器２００のスロート部分の概略図である。この代表的な実施形態において、上部シェル１０４は、反応ゾーン１０６の外周の回りの周囲に積み重ねられた耐火性煉瓦の第１の層２０２、及び第１の層２０２から半径方向外側に積み重ねられた耐火性煉瓦の第２の層２０４を含んでいる。第１の層２０２は下端２０６で、上部シェル１０４から半径方向内方に延在する第１の環状アンカーリング２０８により支持されている。第２の環状アンカーリング２１０は、第２の層２０４に対する支持体を提供し、第１の環状アンカーリング２０８から軸方向に離れた位置で同様に上部シェル１０４から半径方向内方に延在している。第１の層２０２と第２の層２０４は、第１の層２０２内の隣接する煉瓦間の継ぎ目が第２の層２０４内の隣接する煉瓦間の継ぎ目と並ばないように積み重ねられる。かかるずれにより、反応ゾーン１０６と上部シェル１０４との間に迷路のような通路が生じ、そのため、反応ゾーン１０６からの高温の未処理流出ガスが反応ゾーン１０６から漏れ、上部シェル１０４に隣接する空間２１２（ここでは、高温の未処理流出ガスの腐食性の構成成分が上部シェル１０４を攻撃し得る）に入るのが容易に防止される。
【００１５】
移行部分１１２はスロート１１４の回りで周囲に延在する冷却管２１４の膜壁（membrane wall）からなるチューブケージを含んでいる。冷却管２１４から半径方向外側に移行部分１１２まで延在する停滞環状空間２１６が、水を供給し冷却器１１０から水と蒸気を取り出す上昇管（riser）と降下管（downcomer）（両方とも図には示してない）のための領域を提供する。スロート１１４は、冷却管２１４に連結された第３の環状アンカーリング２２０から底部出口通路１１６まで上方に延在する耐火性煉瓦のスロート層２１８でライニングが施されている。アンカーリング２２０は冷却管２１４から半径方向内方に延在し、スロート層２１８を支持している。スロート層２１８と第１の層２０２の間の耐火性煉瓦の傾斜層２２２は、 冷却管２１４に連結され、そこから半径方向内方に延在する第４の環状アンカーリング２２４により支持されている。第１の層２０２は上部シェル１０４に連結された第１の環状アンカーリング２０８により支持され、傾斜層２２２は冷却管２１４に連結された第３のアンカーリング２２０により支持されているので、容器２００の一定の作動中、第１の層２０２と傾斜層２２２は上部シェル１０４と冷却管２１４の差動膨張に起因して互いに軸方向に移動し得る。従って、第１の層２０２と傾斜層２２２との間の当接する接合部は、第１の層２０２と傾斜層２２２が差動膨張及び収縮の期間中互いに比較的自由に滑り得るように垂直に配置される。かかる滑り自在の係合により、第１の層２０２及び／又は傾斜層２２２の亀裂を生じ得る第１の層２０２と傾斜層２２２の圧縮を回避し、第１の層２０２と傾斜層２２２との間の間隙の形成を回避するのが容易になる。
【００１６】
停滞環状空間２１６は、耐熱性ライニングを施した移行部スロートシリンダー１１４の外側で移行部分１１２の内側に配置され、フランジ付き接合の構成と比較して増大した容積をもっている。この増大した容積により、本発明の１つの実施形態では、環状の空間２１６の内側にボイラー給水配管を支持構造体を設けることが可能である。この実施形態では、より融通が利くパイプの配列構成（routing）を可能にすることによって、熱膨張の不一致に起因するパイプ部品及び容器との接合部の熱応力が低減する。また、この実施形態では、頂部ヘッダー（図には示してない）を水平の管壁（図には示してない）より上の環状の空間２１６中に導くのに充分な空間が得られる。この実施形態では水平の管壁の下の高温ガス通路内部のチューブパネル表面積が追加され、これにより熱回収性能が増大するか又は合成ガス冷却器アセンブリの軸方向の全体の長さが低減する。さらに、この実施形態では、容器の壁への直接の接続を可能にすることによって垂直のチューブパネルのための支持構造体が簡単になり、より良好なアクセス及び設計の自由度のためのより大きな環状空間が自由になる。
【００１７】
図３は、本発明の別の実施形態に従う容器３００のスロート部分の概略図である。容器３００は（図２に示した）容器２００と実質的に類似しており、容器３００の構成部品のうち容器２００の構成部品と同一のものは図２で用いたのと図３でも同じ参照番号で示す。この代表的な実施形態において、冷却管２１４は底部出口通路１１６の部分まで延在していない。従って、停滞環状空間２１６は図２に示したものより小さい。支持スカート３０１は上部シェル１０４から斜め内方に延在している。
【００１８】
耐火性煉瓦の第１の層３０２は反応ゾーン１０６の外周の回りの周囲に積み重ねられており、耐火性煉瓦の第２の層３０４は第１の層３０２の半径方向外側に積み重ねられている。第１の層３０２は下端３０６において、支持スカート３０１から半径方向内方に延在する第１の環状アンカーリング３０８により支持されている。第２の環状アンカーリング３１０は、第２の層３０４に対する支持体となっており、第１の環状アンカーリング３０８から軸方向に離れた位置で同様に支持スカート３０１から半径方向内方に延在している。第１の層３０２と第２の層３０４は、第１の層３０２内の隣接する煉瓦間の継ぎ目が第２の層３０４内の隣接する煉瓦間の継ぎ目と揃わないように積み重ねられている。かかるずれにより、反応ゾーン１０６と上部シェル１０４の間に迷路のような通路が生じ、反応ゾーン１０６からの高温の未処理流出ガスが反応ゾーン１０６から漏れて、高温の未処理流出ガスの腐食性の構成成分が上部シェル１０４を攻撃する可能性がある空間２１２に入るのを容易に防止する。
【００１９】
移行部分１１２は、スロート１１４の回りで周囲に延在する冷却管２１４の膜壁からなるチューブケージを含んでいる。停滞環状空間２１６が冷却管２１４から移行部分１１２まで半径方向外側に延在していて、水を供給しガス冷却器１１０から水と蒸気を取り出す上昇管と降下管（両方とも図には示してない）のための領域を提供している。スロート１１４は、冷却管２１４に連結された第３の環状アンカーリング２２０から底部出口通路１１６まで上方に延在する耐火性煉瓦のスロート層２１８でライニングが施こされている。アンカーリング２２０は冷却管２１４から半径方向内方に延在し、スロート層２１８を支持している。
【００２０】
第４のアンカーリング３１２が支持スカート３０１からスロート層２１８の半径方向外周まで半径方向内方に延在している。アンカーリング３１２は耐火性煉瓦及び／又は鋳造可能な耐熱性材料の移行部層３１４を支持している。移行部層３１４は第１の層３０２と移行部層３１４との間及びスロート層２１８と移行部層３１４との間の滑り係合を提供して、冷却管２１４と上部シェル１０４との間の差動膨張及び収縮を受け入れる。
【００２１】
図４は、本発明のもう１つ別の実施形態に従う容器４００のスロート部分の概略図である。容器４００は（図３に示した）容器３００と実質的に類似しており、容器４００の構成部品のうち容器３００の構成部品と同一のものは図４でも図３で使用したものと同じ参照番号を用いて示す。この代表的な実施形態において、スロート層２１８は、反応ゾーン１０６からの混入した粒子及びスラグの除去を容易にする収束−発散する断面を含んでいる。スロート入り口１２３の収束する断面は、反応ゾーン１０６を出る高温の未処理流出ガス蒸気の速度を増大させる傾向があり、また反応ゾーン１０６の内部の背圧を増大させる傾向があり、これはまた反応ゾーン１０６内へのガスの逆流も低減する。発散する断面は、スラグがスロート層２１８の下側部分の耐火性煉瓦を流れ落ちるのではなくスロート１１４を通って滴り落ちるようにするための張り出し部を提供する。
【００２２】
図５は、本発明のもう１つ別の実施形態に従う容器５００のスロート部分の概略図である。容器５００は（図３に示した）容器３００と実質的に類似しており、容器５００の構成部品のうち容器３００の構成部品と同一のものは図５でも図３で使用したものと同じ参照番号で示す。この代表的な実施形態において、スロート層５０２は第１の層５０４と第２の層５０６を含み、第１の層５０４と第２の層５０６との間の接合部５１０に段差５０８を含んでいる。冷却管２１４と上部シェル１０４の差動膨張及び収縮中の第１の層５０４と第２の層５０６との軸方向の移動を許容する間隙５１２が設けられている。間隙５１２は、層５０６の下の突き出し部（underhang）５１４が、層５０４の張り出し部５１６を圧迫し、第１の層５０４及び第２の層５０６を構成する耐火性煉瓦の亀裂及び／又は位置ずれを起こすのを防ぐ。段差５０８はまた、高温の未処理流出ガス蒸気が容器５００の上部シェル１０４、冷却管２１４、その他の金属部分に到達するのに通過しなければならない追加の曲がりくねった通路も提供する。
【００２３】
以上、一体型のガス化装置と合成ガス冷却器の組合せに対するシステムと方法の代表的な実施形態について詳細に記載した。例証したシステムと方法は本明細書に記載した特定の実施形態に限定されることはなく、むしろ、システムの構成部品は本明細書に記載した他の構成部品とは独立して別々に利用することができる。さらに、方法について記載した工程は本明細書に記載した他の工程とは独立して別々に利用することができる。例えば、図５に示した段差５０８は図４に示した収束−発散断面を有するスロート層２１８と組み合わせてもよい。本発明の様々な実施形態の他の組合せも考えられる。
【００２４】
反応器、合成ガス冷却器、及びその間の移行部を含む一体型容器の実施形態では、反応器、合成ガス冷却器、及び移行部の間のフランジ付き接合部が撤廃され、従ってガス通路移行部（スロート）１１４が外側の容器移行部１１２から分離される。かかる構成により、それぞれの間にフランジ付き移行部を有する別々の容器を含む容器構成より短いスロート長さが可能となる一方で同じか又はより大きい環状の空間２１６が維持される。また、この一体型の構成では、スロート耐熱性ライニング２１８をその全長に沿って冷却すること、及び／又は耐熱性移行部３１４を冷却することも可能である。
【００２５】
本発明の実施形態により、全体の容器の長さを低減でき、配管の長さ及びパイプ応力を低減でき、材料と製作のコストを低減でき、かつ次の改良概念及び利益が得られる。すなわち、蒸気−冷却されるスロート耐熱性ライニング、蒸気−冷却される移行部分及びスロート耐熱性ライニング、スロート流路内の「滴下点（drip point）」であり、これは本発明の実施形態で可能となる低下した長さのスロートを使用して初めて有効となる。また、本発明の実施形態により、ガス流の適正化及びより長寿命の移行点、高摩耗点においてより長い寿命のためにより厚い煉瓦の使用を可能とするガス化部分とスロート移行部煉瓦の膨張特性、相互はぎ（ship lap）伸縮継手、蒸気冷却される耐火性煉瓦ライニング、ガス化装置側壁、ガス化装置移行部、ガス化装置スロート及び合成ガス冷却器スロートライニングの改変された支持特性、一体型のガス化装置及び合成ガス冷却器容器、並びに耐熱性ライニングを施したスロートにおける融通が利く流路の直径及び形状（この場合、その可変の直径はライニング厚さを段階的に増大することで実現できる）も可能となる。
【００２６】
移行部及び／又はスロートにおける蒸気冷却耐熱性ライニングはより長い運転寿命及び耐熱性ライニングの交換のためのより短い停止時間を可能とし、そのためガス化プロセスの有用性が増大すると共に作業コストが低下する。また、蒸気冷却耐熱性ライニングにより、耐熱性ライニングを施したスロートの可変の直径によってスロートを出る合成ガス速度及び／又は質量並びに運動量流束（momentum flux）を調節する際の自由度が加わる。耐熱性ライニングの積極的な冷却は合成ガス冷却器からガス化装置及び／又はチューブケージへ入る蒸気冷却管を伸ばすことによって達成される。一体化された容器及び耐熱性ライニングでは、スチール容器フランジを変えることなく、耐熱性ライニングを施したスロート流路の直径及び形状を変えることが可能になる。スロートの形状は円筒形、円錐形、又は流れがスロートの下流出口に近付くにつれて直径が増大するフレアであり得る。
【００２７】
一体化されたガス化装置及び合成ガス冷却器システムのための方法とシステムの上記実施形態により、ガス化装置と合成ガス冷却器との間の水平のフランジとフランジの接合を排除し、代わりに耐熱性ライニングを施したガス化反応室と合成ガス冷却器熱交換器の内部部品を共に単一の容器内に含む非連続で一体型の容器のための費用効果的で信頼性のある手段が得られる。また、本発明の実施形態により、ガス化装置から合成ガス冷却器への移行部領域において、ガス化装置のスロートチューブケージを底部移行部まで伸ばすのに充分な内部の容積が得られ、これによりスロートの全長の耐熱性ライニング、及び／又はガス化装置内のスロート全体プラス４５度の底部移行部の蒸気冷却が可能になる。蒸気冷却耐熱性ライニングは、スロートにおける積極的な蒸気冷却がない場合より寿命が長い。さらに、ガス化装置側壁、移行部、及びスロート部分におけるガス化装置側壁、移行部、及びスロート部分における耐熱性ライニングの支持体は、温度が変化する期間中ガス化装置側壁、移行部、及びスロート部分の膨張及び収縮を受け入れる。従って、合成ガスのための耐熱性ライニング内の直接漏洩通路が耐熱性ライニングにおける実質的に排除する。その結果、本明細書に記載した方法とシステムは、費用効果的で信頼性のあるやり方でガス化及び冷却を促進する。
【００２８】
様々な特定の実施形態に関連して本発明を説明して来たが、請求の範囲の思想と範囲内の修正を加えて本開示を実施することができることは当業者には理解されよう。
【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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【国際調査報告】
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