(57)【要約】【課題】バーナ噴射口が閉塞されることなく、広範囲に渡って加熱することができるスラグ排出孔加熱バーナを備えたガス化炉、およびガス化炉の運転中の圧力状態で自己着火することのできるバーナを提供すること。【解決手段】被溶融物を溶融させる反応室１２と、反応室１２の炉底１３に設けられたスラグ排出孔１４と、スラグ排出孔１４によって反応室１２に連通して設けられた起動用燃焼室１５とを備えたガス化炉１１であって、起動用燃焼室１５の壁部にバーナ収容部２１を設けると共に、非運転時にはバーナ収容部２１に収容可能とされ、運転時にはスラグ排出孔１４付近に移動可能とされるスラグ排出孔加熱バーナ１９が設けられていることを特徴とする。【選択図】　　　　図１
2004101083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶融物を溶融させる反応室と、該反応室の炉底に設けられたスラグ排出孔と、該スラグ排出孔によって該反応室に連通して設けられた起動用燃焼室とを備えたガス化炉であって、
前記起動用燃焼室の壁部にバーナ収容部を設けると共に、非運転時には該バーナ収容部に収容可能とされ、運転時には前記スラグ排出孔付近に移動可能とされるスラグ排出孔加熱バーナが設けられていることを特徴とするガス化炉。
【請求項２】
請求項１に記載のガス化炉において、
前記スラグ排出孔加熱バーナをその軸線方向に向けて直進駆動させる駆動機構と、該スラグ排出孔加熱バーナを任意の位置で停止可能に制御する制御部とを有することを特徴とするガス化炉。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のガス化炉において、
前記スラグ排出孔加熱バーナをその軸線を中心に回転駆動させる駆動機構と、該スラグ排出孔加熱バーナを任意の角度で停止可能に制御する制御部とを有することを特徴とするガス化炉。
【請求項４】
被溶融物を溶融させてガス化させるガス化炉に用いられるバーナであって、
着火用の気体燃料を噴出するパイロットガスノズルと、加熱燃焼用の液体燃料を噴出する液体燃料ノズルと、酸化剤を噴出する酸化剤ノズルとを有することを特徴とするバーナ。
【請求項５】
請求項４に記載のバーナにおいて、
前記ガス化炉の運転中の圧力状態で、前記パイロットガスノズルから噴射される気体燃料が、前記液体燃料ノズルから噴射される液体燃料を気化させた気体燃料であることを特徴とするバーナ。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のガス化炉において、
請求項４または請求項５に記載のバーナを前記スラグ排出孔加熱バーナとして用いることを特徴とするガス化炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、石炭、固形燃料、廃棄物などを被溶融物としたガス化炉に関し、特にスラグ排出孔に付着堆積する溶融スラグを加熱するスラグ排出孔加熱バーナを備えたガス化炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図５に示すようなガス化炉１は、燃料（石炭、固形燃料、廃棄物等）中の灰分を溶融させる反応室２と、反応室２の炉底３に設けられたスラグ排出孔４と、スラグ排出孔４によって反応室２に連通して設けられた起動用燃焼室５とを備えて構成されている。起動用燃焼室５の下部には冷却水６が溜められており、起動用燃焼室５の壁部には起動用バーナ７とスラグ排出孔監視装置８（視覚的・輝度検知システムなど）と、スラグ排出孔加熱バーナ９とが備えられている。スラグ排出孔加熱バーナ９は、スラグ排出孔監視装置８に対向する壁部に埋め込まれており、その先端面のバーナ噴射口９ａがスラグ排出孔４に向くように傾斜して設けられ、酸素含有ガスＧ２とガス燃料Ｇ３とが供給されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
このようなガス化炉１の運用において、反応室２で燃料中の灰分が溶融した溶融スラグ１０は、スラグ排出孔４から起動用燃焼室５に排出され、冷却水６中に滴下されて急冷される。また、反応室２の内部の旋回流や圧力変動などにより、反応室２からスラグ排出孔４を通過し起動用燃焼室５に流入する可燃性ガスＧ１は、Ｈ２およびＣＯなどを成分とすると共に、粒子（チャー）が含有されている。また、起動用バーナ７は起動時に油燃料と油燃料用２次空気を噴射し、起動用燃焼室５の内部温度を上昇させるために用いられる。
【０００４】
上述したようなガス化炉１において、スラグ排出孔４に溶融スラグ１０ａが付着堆積してスラグ排出孔４を閉塞してしまい、溶融スラグ１０の排出が阻害され、ガス化炉１の運用に支障をきたすということがあった。これを防止するために、スラグ排出孔監視装置８によってスラグ排出孔４の排出状況を監視し、スラグ排出孔４が溶融スラグ１０ａで閉塞される前に、溶融スラグ１０ａを加熱溶融させる必要があった。このような加熱溶融の手段として、ガス循環手段、熱伝導手段、ヒータ加熱手段、および加熱バーナ手段などが考案されているが、溶融スラグ１０ａによるスラグ排出孔４の閉塞は、突発的に起こる場合があり、緊急加熱に効果を発揮する加熱バーナ手段が有効であった。
【０００５】
そこで、スラグ排出孔加熱バーナ９によって起動用燃焼室５の壁部からスラグ排出孔４に届くまでの火炎９ｂを形成し、付着堆積している溶融スラグ１０を加熱溶融させてスラグ排出孔４の閉塞を防止し、連続的な溶融スラグ１０の排出を確保していた。このようなスラグ排出孔加熱バーナ９のガス燃料Ｇ３としては、ガス化炉１の運転圧力（１ＭＰａ以上）にてガス状で、かつ、瞬時に着火・加熱の行えるメタン（ＣＨ４）が用いられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１０４８８３号公報（第２−３項、第４図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ガス化炉１のスラグ排出孔加熱バーナ９は、バーナ噴射口９ａがスラグ排出孔４に向けた状態で固定されているので、スラグ排出孔４を通過し起動用燃焼室５に流入してくる可燃性ガスＧ１に含まれている粒子が、バーナ噴射口９ａに付着堆積してバーナ噴射口９ａを閉塞してしまうことが考えられ、これを防止するために、バーナ噴射口９ａから常にパージ（掃気）を行うか、または定期的なパージや運転を行う必要があるという問題があった。
また、スラグ排出孔４の直径が大きな場合には、広範囲に渡って加熱する必要があるため、複数のスラグ排出孔加熱バーナ９を用いるか、または大容量のスラグ排出孔加熱バーナ９を用いる必要があった。
【０００８】
また、スラグ排出孔加熱バーナ９の燃料としてメタンを用いているが、メタンは発熱量あたりの単価が高いだけでなく、大量に使用保管するためには大規模なメタン貯蔵設備が必要であるという問題があった。この問題を解決するために、安価な液体状態の燃料を供給することも考えられるが、たとえばＬＰＧを液体で供給した場合、ＬＰＧ（液体）から気化する為のエンタルピ（たとえば、３．３ＭＰａにおいて１２℃から１５０℃とした場合、約６００ｋｃａｌ／ｋｇ）を必要とするため、着火前に溶融スラグ１０ａを冷却してしまい、溶融スラグ１０ａによってスラグ排出孔４を閉塞させてしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、バーナ噴射口が閉塞されることなく、広範囲に渡って加熱することができるスラグ排出孔加熱バーナを備えたガス化炉、およびガス化炉の運転中の圧力状態で自己着火することのできるバーナを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るガス化炉は、被溶融物を溶融させる反応室と、該反応室の炉底に設けられたスラグ排出孔と、該スラグ排出孔によって該反応室に連通して設けられた起動用燃焼室とを備えたガス化炉であって、前記起動用燃焼室の壁部にバーナ収容部を設けると共に、非運転時には該バーナ収容部に収容可能とされ、運転時には前記スラグ排出孔付近に移動可能とされるスラグ排出孔加熱バーナが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この発明のガス化炉において、起動用燃焼室にバーナ収容部とスラグ排出孔加熱バーナとが設けられており、スラグ排出孔加熱バーナは非運転時（非点火時）にはバーナ収容部に収容され、運転時（点火時）にはスラグ排出孔付近に移動される。このように出没可能にスラグ排出孔加熱バーナを設けることにより、スラグ排出孔加熱バーナのバーナ噴射口に粒子が付着堆積することを防止することができ、確実にスラグ排出孔に付着堆積する溶融スラグを溶融させることができる。また、常時的または定期的なパージや運転をする操作が不要となり、スラグ排出孔加熱バーナのパージガスや燃料消費を低減させることができる。
【００１２】
また、本発明に係るガス化炉は、上記ガス化炉において、前記スラグ排出孔加熱バーナをその軸線方向に向けて直進駆動させる駆動機構と、該スラグ排出孔加熱バーナを任意の位置で停止可能に制御する制御部とを有することを特徴とする。
【００１３】
この発明のガス化炉において、駆動機構によって直進駆動されるスラグ排出孔加熱バーナを任意の位置で停止可能となるように制御部で制御を行うので、スラグ排出孔加熱バーナの点火位置を任意に操作し、広範囲に渡って加熱することができる。たとえば、スラグ排出孔の直径が大きな場合においても、スラグ排出孔の一端から他端までスラグ排出孔加熱バーナを移動させて複数箇所を加熱することで、スラグ排出孔の閉塞を防止することができる。これにより、大容量または複数のスラグ排出孔加熱バーナを用いずに、小容量のスラグ排出孔加熱バーナで十分な効果を得ることができる。また、スラグ排出孔加熱バーナの燃料消費も低減させることができる。
【００１４】
また、本発明に係るガス化炉は、上記ガス化炉において、前記スラグ排出孔加熱バーナをその軸線を中心に回転駆動させる駆動機構と、該スラグ排出孔加熱バーナを任意の角度で停止可能に制御する制御部とを有することを特徴とする。
【００１５】
この発明のガス化炉において、駆動機構によって回転駆動されるスラグ排出孔加熱バーナを任意の角度で停止可能となるように制御部で制御を行うので、さらに広範囲に渡って加熱することができる。これにより、直径の大きなスラグ排出孔においてその全域を加熱することができ、閉塞を防止することができる。
【００１６】
本発明に係るバーナは、被溶融物を溶融させてガス化させるガス化炉に用いられるバーナであって、着火用の気体燃料を噴出するパイロットガスノズルと、加熱燃焼用の液体燃料を噴出する液体燃料ノズルと、酸化剤を噴出する酸化剤ノズルとを有することを特徴とする。
【００１７】
この発明のバーナにおいて、着火用の気体燃料を噴出するパイロットガスノズルと、加熱燃焼用の液体燃料を噴出する液体燃料ノズルと、酸化剤を噴出する酸化剤ノズルとを有するので、パイロットガスノズルから噴出した気体燃料が、酸化剤およびガス化炉の高温の雰囲気、または付着スラグの熱面によって発火し、これによって液体燃料ノズルから噴出した液体燃料に着火を行い、液体燃料で加熱燃焼を行う。つまり、着火用にメタンなどの気体燃料を用い、加熱燃焼用にメタンより安価な灯油、軽油やＬＰＧ（液化石油ガス）などの液体燃料を用いることができるのである。このような構成の自己着火式のバーナを使用することにより、従来よりメタンの消費量を低減させることができる。これにより、大規模なメタン貯蔵設備が不要となり、低コストで加熱燃焼を行うことができる。
【００１８】
また、本発明に係るバーナは、上記バーナにおいて、前記ガス化炉の運転中の圧力状態で、前記パイロットガスノズルから噴射される気体燃料が、前記液体燃料ノズルから噴射される液体燃料を気化させた気体燃料であることを特徴とする。
【００１９】
この発明のバーナにおいて、液体燃料ノズルから噴射される液体燃料と同一の燃料を気化し、その気化された気体燃料をガス化炉の運転中の圧力状態、つまり高圧力の下で、パイロットガスノズルから噴射するので、高価なメタンを用いることなく着火が行われる。このような自己着火式のバーナを使用することで、液体燃料と気体燃料とに同一の燃料を用いることができ、貯蔵設備や配管系統を共通で使用することができる。これにより、設備コストおよび運転コストを低減させることができる。
【００２０】
また、本発明に係るガス化炉は、上述したガス化炉において、上記バーナをスラグ排出孔加熱バーナとして用いることを特徴とする。
この発明のガス化炉において、非運転時にはバーナ収容部にスラグ排出孔加熱バーナを収容することで、スラグ排出孔加熱バーナのバーナ噴射口に粒子が付着堆積することを防止することができ、点火位置を任意に操作することで、広範囲に渡って加熱することができる。また、気体燃料によって加熱燃焼を行う液体燃料に着火するので低コストでスラグ排出孔に付着堆積する溶融スラグを加熱燃焼することができ、さらに液体燃料と気体燃料とに同一の燃料を用いることで、設備コストおよび運転コストを低減させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１に、燃料（被溶融物）として石炭を用いた石炭ガス化炉１１の概略断面構成図を示す。石炭ガス化炉１１は、石炭中の灰分を溶融させる反応室１２と、反応室１２の炉底１３に設けられたスラグ排出孔１４と、スラグ排出孔１４によって反応室１２に連通し、石炭ガス化炉１１の起動時の昇温に用いられる起動用燃焼室１５とを備えて構成されている。反応室１２は、耐火材または水冷管の表面に内壁１２ａが内張りされ、内壁１２ａの円周方向に沿って石炭、粒子（チャー）および酸化剤を噴出する複数のバーナ（図示せず）が設けられており、反応室１２の上部には可燃性ガスライン（図示せず）が設けられている。反応室１２の炉底１３は、上面１３ａが中央に向かって下方に傾斜し、中央部にスラグ排出孔１４が設けられている。
【００２２】
起動用燃焼室１５には、滴下してきた溶融スラグ２０を冷却するための冷却水１６を溜める水槽が下部に形成されており、冷却水１６としてクエンチ水などが用いられている。また、起動用燃焼室１５の壁部１５ａには起動用バーナ１７とスラグ排出孔監視装置１８とが備えられている。起動用バーナ１７は、起動用燃焼室１５の壁部１５ａに複数個（図では２個）配置されている。排出孔監視装置１８は、前方（スラグ排出孔１４に向いている側方）には耐圧・耐熱ガラスが嵌め込まれ、その内部に監視機器、たとえば輝度センサやカメラなどが設置されており、スラグ排出孔１４に向けて傾斜して設けられている。
【００２３】
また、起動用燃焼室１５の壁部１５ａにバーナ収容部２１が設けられ、バーナ収容部２１に収容可能となるようにスラグ排出孔加熱バーナ１９が設けられている。スラグ排出孔加熱バーナ１９は、先端部に斜め上方を向くようにバーナ噴射口２２が設けられており、基端部に設けられている駆動機構２３および制御部２４によって、起動用燃焼室１５の中心方向に向けて駆動可能に設けられている。非運転時において、図の実線で示されているように、スラグ排出孔加熱バーナ１９はバーナ収容部２１に収容されている。駆動機構２３は、モータによるスライドステージまたは流体圧駆動シリンダにより、スラグ排出孔加熱バーナ１９を高圧で運転される石炭ガス化炉１１への挿入および抜き出しが可能となるように構成されている。また、図２に示されるように、スラグ排出孔加熱バーナ１９は、その軸線を中心に回転できるように構成されており、回転することによって運転中（点火燃焼中）にバーナ噴射口２２の方向を変えることができるようになっている。
【００２４】
また、図３（ａ）〜（ｄ）に、バーナ噴射口２２の一実施の形態および変形例の正面図を示す。実施形態および第１〜３の変形例において、バーナ噴射口２２の先端外周面２２ａの内側に、着火用の気体燃料を噴出する円形状のパイロットガスノズル２５と、加熱燃焼用の液体燃料を噴出する円形状の液体燃料ノズル２６と、酸化剤を噴出する円形状または円環状の酸化剤ノズル２７とが設けられている。そして、先端外周面２２ａの中心軸上にパイロットガスノズル２５が配置され、この中心軸を中心として液体燃料ノズル２６および酸化剤ノズル２７の配置の基準となる小径円２８と大径円２９とが設けられている。また、実施形態および第１の変形例において、酸化剤ノズル２７は円形状のノズル形状で、第２および３の変形例において酸化剤ノズル２７は円環状のノズル形状とされている。
【００２５】
図３（ａ）に示されているバーナ噴射口２２の実施形態において、液体燃料ノズル２６は小径円２８に外接するように３箇所に設けられ、各液体燃料ノズル２６は正三角形の頂点に位置する関係とされ、１の頂点が下方に位置するように配置されている。酸化剤ノズル２７は、その中心が小径円２８の周上の３箇所、および大径円２９の周上の６箇所に設けられている。小径円２８の周上の酸化剤ノズル２７は、正三角形の頂点に位置する関係とされ、１の頂点が上方に位置するように配置されており、大径円２９の周上の酸化剤ノズル２７は、正六角形の頂点に位置する関係とされ、１の頂点が上方に位置するように配置されている。
【００２６】
図３（ｂ）に示されているバーナ噴射口２２の第１の変形例において、液体燃料ノズル２６は実施形態と同様に配置され、酸化剤ノズル２７は、小径円２８の周上には配置されず、大径円２９の周上にのみ配置されている。
【００２７】
図３（ｃ）に示されているバーナ噴射口２２の第２の変形例において、円環状のノズル形状の酸化剤ノズル２７が実施形態に示されていた小径円２８の位置と大径円２９の位置との２箇所に配置され、酸化剤ノズル２７の間隔は他のノズルの直径より狭い間隔とされている。液体燃料ノズル２６は、２箇所に配置された円環状の酸化剤ノズル２７の中間の位置の３箇所に、正三角形の頂点に位置する関係となるように、１の頂点が下方に位置して配置されている。
【００２８】
図３（ｄ）に示されているバーナ噴射口２２の第３の変形例において、液体燃料ノズル２６は第２の変形例と同様に配置され、円環状のノズル形状の酸化剤ノズル２７が、実施形態に示されていた大径円２９の位置にのみ配置されている。なお、図３（ａ）〜（ｄ）に示されているバーナ噴射口２２の液体燃料ノズル２６および酸化剤ノズル２７の形状、個数、配置位置などは、バーナ容量、燃料などにより変更されうるもので、本実施の形態および変形例で示された形状、個数、配置位置などに限定されるものではない。
【００２９】
また、スラグ排出孔加熱バーナ１９のパイロットガスノズル２５に気体燃料であるＬＰＧを供給する供給システム３０を図４に示す。供給システム３０は、ＬＰＧタンク３１と、ＬＰＧポンプ３２と、調整バルブ３３と、気化・加熱器３４と、ＬＰＧバッファタンク３５と、流量調整バルブ３６とを備え、各構成要素が配管で連結されている。ＬＰＧタンク３１に貯蔵されているＬＰＧ（液体）は、ＬＰＧポンプ３２によって加圧されながら気化・加熱器３４に供給される。このとき、ＬＰＧバッファタンク３５に設けられている圧力センサ３５ａによって調整バルブ３３で流量が調整される。気化・加熱器３４で気化されたＬＰＧは、ＬＰＧバッファタンク３５におけるＬＰＧ飽和圧力以上の温度、すなわち気体の状態でＬＰＧバッファタンク３５に溜められ、流量調整バルブ３６に設けられている流量センサ３６ａによって流量を調整されながらスラグ排出孔加熱バーナ１９のパイロットガスノズル２５に供給される。また、スラグ排出孔加熱バーナ１９の液体燃料ノズル２６には、ＬＰＧタンク３１から図示しない配管によってＬＰＧ（液体）が供給される。
【００３０】
気化・加熱器３４は、ＬＰＧを加熱管内とし、加熱管外面を加熱媒体（蒸気、温水、等）により加熱するように構成された装置で、石炭ガス化炉１１の運転圧力（１ＭＰａ以上）にて気体の状態でＬＰＧを供給することができるようにＬＰＧを加熱する装置である。また、気化・加熱器３４は、気化器、加熱器の２台の装置が組み合わされて構成されていてもよい。また、ＬＰＧバッファタンク３５は流量調整バルブ３７を通過して他のＬＰＧ使用施設等に、ＬＰＧを供給する構成とされている。
【００３１】
上述したような石炭ガス化炉１１の運用方法について説明する。
まず、反応室１２の内部温度が石炭の着火温度以上となるまで、起動用燃焼室１５の起動用バーナ１７で燃焼を行う。所定の温度まで昇温させた後、反応室１２の複数のバーナから石炭および酸化剤を噴出して石炭を燃焼させた後、起動用バーナ１７による燃焼を停止する。そして、反応室１２の内部では、石炭がガス化されて可燃性ガスＧ１が生成される。このとき、反応室１２のバーナは円周方向に沿って設けられているので、可燃性ガスＧ１は反応室１２の内部で旋回流を形成する。反応室１２の内部は、灰分の溶融を効率良く行わしめるため、約１６００℃以上の高温に維持されており、還元雰囲気に調整されている。
【００３２】
一方、石灰中の灰成分は溶融し溶融スラグ２０となり、反応室１２の内壁１２ａに付着する。溶融スラグ２０は内壁１２ａを伝って流下し、炉底１３の上面１３ａを流れてスラグ排出孔１４に達し、起動用燃焼室１５に排出される。この溶融スラグ２０の排出状況を排出孔監視装置１８により監視する。そして、溶融スラグ２０ａがスラグ排出孔１４に付着堆積することによって溶融スラグ２０の排出状況が良好でないと判断した場合、制御部２４によって駆動機構２３が制御され、バーナ収容部２１に収容されているスラグ排出孔加熱バーナ１９がスラグ排出孔１４の方向に移動し、スラグ排出孔１４に火炎が到達する位置（図１における点線で示された位置）にて停止する。
【００３３】
そして、スラグ排出孔加熱バーナ１９のバーナ噴射口２２のパイロットガスノズル２５から気体状態のＬＰＧを噴射し、酸化剤ノズル２７から酸化剤を噴射すると、スラグ排出孔１４近傍の高温ガスまたは付着堆積スラグの熱面により、ＬＰＧが自己発火する（最低発火温度４３２℃）。ここで、液体燃料ノズル２６からＬＰＧ（液体）を噴射すると、パイロットガスノズル２５での火炎によってＬＰＧ（液体）が着火し、加熱燃焼用の火炎４０が形成される。この火炎４０によって付着堆積した溶融スラグ２０ａを加熱溶融する。そして、溶融スラグ２０の排出状況が良好になると、スラグ排出孔加熱バーナ１９は駆動機構２３によって駆動され、バーナ収容部２１に収容される。
【００３４】
上述したように石炭ガス化炉１１が運用されるので、スラグ排出孔加熱バーナ１９のバーナ噴射口２２が粒子の堆積によって閉塞されることを防止することができ、スラグ排出孔加熱バーナ１９の運転に支障をきたすことがなく、確実にスラグ排出孔１４に付着堆積した溶融スラグ２０ａを加熱溶融することができる。これにより、溶融スラグ２０を順調に排出させることができる。また、常時的または定期的なパージや運転をする操作が不必要となり、スラグ排出孔加熱バーナ１９の燃料消費を低減させることができる。
【００３５】
また、制御部２４によって駆動機構２３を制御し、任意の箇所でスラグ排出孔加熱バーナ１９を停止、回転させることができ、たとえば図１に示すようにスラグ排出孔１４の両端面の２箇所に向けて火炎４０，４０ａが到達するように、２箇所の位置（図における２箇所の点線で示された位置）で溶融スラグ２０を加熱溶融することができる。また、図２に示すようにスラグ排出孔加熱バーナ１９を停止位置でスラグ排出孔加熱バーナ１９の軸線を中心に回転することにより、スラグ排出孔１４から外れた部分に付着した溶融スラグ２０ａも加熱溶融することができる。これにより、１台の小容量のスラグ排出孔加熱バーナ１９でも、広範囲にわたり確実に溶融スラグ２０を加熱溶融することができ、燃料消費を低減させることができる。
【００３６】
また、スラグ排出孔加熱バーナ１９のバーナ噴射口２２に、着火用の気体燃料を噴出する円形状のパイロットガスノズル２５と、加熱燃焼用の液体燃料を噴出する円形状の液体燃料ノズル２６と、酸化剤を噴出する円形状または円環状の酸化剤ノズル２７とを設けているので、液体燃料としてＬＰＧ（液体）を使用しても気体燃料で着火することができる。このように構成された自己着火式のバーナ噴射口２２によって、従来用いられていたメタンより低コストで加熱燃焼を行うことができる。また、図３（ａ）〜（ｄ）に示したような実施形態および変形例とすることにより、スラグ排出孔加熱バーナ１９の火炎４０，４０ａの大きさ（長さ、太さ）を変化させることができるとともに、酸化剤の酸素濃度によらず安定した火炎を形成することができる。
【００３７】
また、気化・加熱器３４を使用してＬＰＧを気化させ、石炭ガス化炉１１の運転圧力（１ＭＰａ以上）においてパイロットガスノズル２５から気体の状態のＬＰＧを供給することができるように構成されているので、液体燃料と気体燃料とに同一のＬＰＧを用いることができ、貯蔵設備や配管系統を共通で使用することができる。これにより、設備コストおよび運転コストを低減させることができる。また、ＬＰＧを液体状態でスラグ排出孔加熱バーナ１９に供給する場合に考えられるような、スラグ排出孔１４に付着堆積した溶融スラグ２０ａを冷却固化させてしまうという問題を回避することができ、確実に溶融スラグ２０ａを加熱溶融させることができる。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、石炭ガス化炉１１について説明を行ったが、石炭以外の固形燃料や廃棄物などを被溶融物としたガス化炉に本発明を用いてもよい。また、複数個のスラグ排出孔が設けられているガス化炉に本発明を用いてもよい。また、ＬＰＧ以外の灯油や軽油などのメタンより安価な燃料を用いてもよい。また、スラグ排出孔加熱バーナ１９と同構造の自己着火式のバーナを石炭ガス化炉１１に使用される他のバーナに用いてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガス化炉によれば、出没可能となるようにスラグ排出孔加熱バーナを設け、非運転時にバーナ収容部にスラグ排出孔加熱バーナを収容させることができるので、スラグ排出孔加熱バーナのバーナ噴射口に粒子が付着堆積することを防止することができる。また、常時的または定期的なパージや運転をする操作が不必要となり、スラグ排出孔加熱バーナの燃料消費を低減させることができる。
【００４０】
また、任意の位置にスラグ排出孔加熱バーナを停止、回転させることができるので、一台のスラグ排出孔加熱バーナで広範囲に渡って加熱することができ、大口径のスラグ排出孔に有効に用いることができる。また、小容量のスラグ排出孔加熱バーナで十分な効果を得ることができるので、スラグ排出孔加熱バーナの燃料消費も低減させることができる。
【００４１】
また、本発明のバーナによれば、パイロットガスノズル、液体燃料ノズル、および酸化剤ノズルを有するので、パイロットガスノズルから噴出した気体燃料によって液体燃料ノズルから噴出した液体燃料に着火を行い、液体燃料で加熱燃焼を行うことができる。このような自己着火式のバーナにより、低コストで加熱燃焼を行うことができる。
【００４２】
また、ガス化炉の運転中の圧力状態で、液体燃料と気体燃料とに同一の燃料を用いることができるので、貯蔵設備や配管系統を共通で使用することができる。このような自己着火式のバーナにより、設備コストおよび運転コストを低減させることができる。
【００４３】
また、本発明のガス化炉によれば、非運転時にはバーナ収容部にスラグ排出孔加熱バーナを収容することで、スラグ排出孔加熱バーナのバーナ噴射口に粒子が付着堆積することを防止することができ、点火位置を任意に操作することで、広範囲に渡って加熱することができる。また、気体燃料によって加熱燃焼を行う液体燃料に着火するので低コストで加熱燃焼することができ、さらに液体燃料と気体燃料とに同一の燃料を用いることで、設備コストおよび運転コストを低減させることができる。これにより、スラグ排出孔に付着堆積する溶融スラグを効果的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるガス化炉の概略断面構成図である。
【図２】スラグ排出孔加熱バーナを正面視した概略断面構成図である。
【図３】本発明に係るバーナ噴射口の実施の形態および第１〜３の変形例を示す正面図である。
【図４】スラグ排出孔加熱バーナのパイロットガスノズルに気体燃料を供給する供給システムの構成図である。
【図５】従来のガス化炉の概略断面構成図である。
【符号の説明】
１１　ガス化炉
１２　反応室
１３　炉底
１４　スラグ排出孔
１５　起動用燃焼室
１７　起動用バーナ
１８　スラグ排出孔監視装置
１９　スラグ排出孔加熱バーナ
２１　バーナ収容部
２３　駆動機構
２４　制御部
２５　パイロットガスノズル
２６　液体燃料ノズル
２７　酸化剤ノズル
【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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