(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス化プロセスの温度を測定するための装置であって、
熱接点（１６）により一端で接合しかつ冷接点（１８）により他端で接合しているがその他の部分は絶縁管（２２）によって互いに電気的に絶縁している金属含有量の異なる１対のワイヤ（１２，１４）を含む熱電対（１０）と、
熱電対（１０）の少なくとも熱接点（１６）及び絶縁管の少なくとも一部を覆うように取り付けられたサファイア・シース（２４）であって、閉じた遠位端（２６）と熱電対（１０）の熱接点（１６）を受容するための開放端（２８）とを有しており、ガス化プロセスで生成しかつサファイア・シース（２４）の遠位端に曝されたスラグがサファイア・シース（２４）の開放端（２８）に達することができるようになるまでにサファイア・シース（２４）に裂け目が形成される十分な長さを有するサファイア・シース（２８）と
を含む装置。
【請求項２】
熱電対（１０）を取り囲む保護管をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
保護管が、サファイアからなる少なくとも１層のバリア層を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
保護管が内部保護管（６２）と外部保護管（６４）を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
内部保護管（６２）がアルミニウムからなる、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
内部保護管（６２）がサファイアからなる、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
熱電対（１０）がガス化プロセスの周囲圧力を受ける、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
測定される温度が１７００°Ｆ（９２７℃）〜３０００°Ｆ（１６４９℃）の範囲内にある、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
１対のワイヤ（１２，１４）が、白金、ロジウム又はこれらの混合物からなる、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
絶縁管（２２）がアルミナ又はサファイアからなる、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記保護管が複数の内部保護管（６２）を有していて、内部保護管（６２）の数が熱電対（１０）の数に少なくとも等しく、複数の保護管（６２）の遠位端が、保護管の長さに沿った異なる点に位置する、請求項２乃至請求項１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
当該装置が、垂直自由流れ耐火物裏打ち円筒鋼製圧力容器が反応炉として使用されるガス化プロセスの温度を測定するためのものであって、保護管が、まず圧力容器の鋼壁（４０）の穴を通過し、次いで圧力容器の内側の壁を覆う耐火物（４２）の位置合せされた穴を通過することによって反応炉内に設置され、熱電対（１０）が、フランジ付きレジューサ（２６）を貫通して、前記フランジ付きレジューサ（２６）に接続された保護管に入ることによって反応炉内に設置される、請求項２乃至請求項１０のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般に、ガス化プロセスで使用される熱電対に関し、より詳細には、ガス化プロセスで使用される熱電対の耐用寿命を延ばすためにサファイアを使用することに関する。
【０００２】
（発明の背景および概要）
高温ガス化プロセスでは、炭化水素性燃料、例えば石炭から、高温部分酸化ガスが生成される。このプロセスでは、炭化水素性燃料が、ガス化反応炉内で空気や酸素などの反応性の酸素含有ガスと反応し、それによって高温部分酸化ガスが生じる。
【０００３】
典型的なガス化プロセスでは、高温部分酸化ガスは実質上、Ｈ2、ＣＯと、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2、Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、ＮＨ3、Ｎ2、Ａｒの群からの少なくとも１種のガスを含み、それと共に、粒子状の炭素、灰、および／または一般にＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3やＦｅ、Ｃａなどの金属の酸化物、酸硫化物などの種を含有する融解スラグも含むことになる。
【０００４】
ガス化反応炉内の高温部分酸化ガスは、一般に１，７００°Ｆ（９２７℃）ないし３，０００°Ｆ（１６４９℃）にわたる温度になり、より典型的には約２，０００°Ｆ（１０９３℃）ないし２，８００°Ｆ（１５３８℃）の範囲になり、圧力は、一般に約１気圧（９８ｋＰａ）ないし約２５０気圧（２４，５００ｋＰａ）の範囲になり、より典型的には約１５気圧（１，４７０ｋＰａ）ないし１５０気圧（１４，７００ｋＰａ）の範囲になる。
【０００５】
熱電対は、一般に、これらの高温プロセスでの温度を測定するために使用される。熱電対は、ガス化反応炉内の温度を測定するのに使用することができる。熱電対は、流出液が冷却されて微粒子および気状の汚染物質が除去される下流のプロセス・ステップでの温度を測定するのに使用することもできる。
【０００６】
熱電対は、異なる金属のワイヤが対になったものであって、それらの両端が接続されているものである。これらのワイヤの組成は、その間に電位差が生じるように、十分に異なるものでなければならない。端部を除き、２本のワイヤは互いに電気的に絶縁されている。電気絶縁は、一般に絶縁材料の管によってもたらされ、この管は、その長手方向に通る２つの交差していない穴を有するものである。典型的な絶縁材料は、アルミナなどの高温高純度のセラミックスを含む。
【０００７】
これらのワイヤの２つの接点が異なる温度であるとき、その間には電位差が生じる。電位差、したがって温度の差は、熱電対回路に配置された電圧測定器によって、または熱電対回路に配置されたトランスミッタから送られる信号に基づいて電圧測定器によって測定することができる。
【０００８】
熱電対に使用される異なる金属としてどれを選択するかは、とりわけ測定が行われる予想温度範囲に左右される。例えば、ガス化反応炉内で示される条件下で一般的に使用されうるタイプの熱電対は、白金および約３０％のロジウムを含有する１本のワイヤと、白金および約６％のロジウムを含有する第２のワイヤとを有する。異なる温度範囲では、その他の金属の対が使用される。
【０００９】
ガス化プロセスにおける環境、特にガス化反応炉内での環境で熱電対を使用することに関する明らかな一つの問題は、熱電対の寿命が比較的短いということである。この比較的短い寿命は、ある程度において、ガス化反応炉がその動作中に極めて高温で腐食性の雰囲気になることに起因する。保護されていない熱電対がこの環境に放置されると、急速に侵食されて役に立たないものになる。そのような侵食は、熱電対が反応炉内に存在する融解スラグと接触するときに最も酷くなりうる。
【００１０】
この問題を多少とも解決するため、熱電対は、一般にガス化反応炉の外壁またはその他の外部プロセス表面に沿って配置された耐火性の保護管内に挿入される。耐火性の保護管は、クロム・マグネシア、高クロム、または類似のスラグの抵抗性材料のバリアを含むものが望ましく、さらに、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ステンレス鋼などその他の耐火性および非耐火性の材料を取り込むことができる。
【００１１】
ガス化反応炉内で使用するとき、保護管は、反応炉圧力容器の外壁の開口を通すことによって導入できる。次いで保護管は、一般に反応炉圧力容器の内面を覆うために使用される１種の耐火材料または一連の耐火材料の、対応する開口に通すことができる。保護管は、反応炉のオープン・スペース内にまで延ばしてもよく、または反応炉の内側からわずかな距離だけ引き戻してもよい。
【００１２】
残念ながら、保護管の内側に熱電対を位置決めすることは完全な解決策にならない。時間が経つと、融解スラグによって保護管が裂ける。この裂け目は、一般に、侵食および腐食の作用、ならびに熱および／または機械的な応力が原因である。しかしこの裂け目は、全体的にまたは部分的に、保護管固有の欠点にも起因する。一般に初めは小さい裂け目によって、融解スラグは保護管に入ることができ、そこで熱電対と接触してその熱電対を役に立たないものにする。
【００１３】
したがって、ガス化プロセスで使用される熱電対の寿命を延ばす手段を有することが有益である。
【００１４】
本発明の一態様によれば、改良された装置はガス化プロセス内の温度を測定するための熱電対を含む。この改良点には、熱電対の少なくとも一部を包封するサファイア外囲器が含まれる。サファイア外囲器は、熱電対に取り付けられたサファイア・シースの形でよい。この装置は保護管を含むこともでき、この保護管によってサファイア外囲器がもたらされる。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、ガス化プロセスの温度を測定するための改良された装置は保護管を含み、１つまたは複数の熱電対が設けられている。この改良点には、少なくとも１つの熱電対の少なくとも一部を包封するためのサファイア外囲器が含まれる。サファイア外囲器は、熱電対に取り付けられたサファイア・シースの形でよい。保護管は、サファイアからなる少なくとも１つのバリア層を含むことができ、サファイア外囲器は、サファイアからなるバリア層に相当するものである。
【００１６】
（例示的な実施形態の説明）
Ｈ2、ＣＯと、Ｈ2Ｏ、ＣＯ2、Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、ＮＨ3、Ｎ2、Ａｒの群からの少なくとも１種のガスと、それと共に粒子状の炭素、灰、および／または一般にＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3やＦｅ、Ｃａなどの金属の酸化物、酸硫化物などの種を含有する融解スラグを実質上含む気状混合物は、一般に、自由流れ下降流垂直耐火物裏打ち鋼製圧力容器(free-flow,down-flowing vertical refractory lined steel pressure vessel)の反応ゾーン内で、周知の部分酸化プロセスによって生じる。そのようなプロセスおよび圧力容器の例が、共に譲渡された米国特許第２，８１８，３２６号に示され記載されており、これを参照により本明細書に組み込む。このようなプロセスでは、部分酸化ガス(partial oxidation gas)は一般に冷却および追加の精製ステップにかけられることになり、そこで粒子状の汚染物質、気状の汚染物質、および水蒸気が除去される。
【００１７】
このようなプロセスから生成された部分酸化ガスは、化学組成および意図される最終用途に応じて一般に合成ガス、燃料ガス、または還元ガスと呼ばれる。本明細書では、総称的な部分酸化ガスはこれらの可能性の全てを包含するとみなす。
【００１８】
部分酸化ガスの生成に使用される供給物は、炭化水素性燃料を含む。様々な適切な供給原料を記述するために本明細書で使用する「炭化水素性」という用語は、気状、液状、および固体の炭化水素、炭素質材料、およびこれらの混合物を含むことが意図される。実際に、実質上可燃性のどの炭素含有有機材料も、あるいはそのスラリも、「炭化水素性」という用語の定義の範囲内に含めることができる。例えば、（１）水、液体炭化水素燃料、これらの混合物などの蒸発性液体キャリア中に分散された粒子状炭素などの、圧送可能な固体炭素質燃料のスラリと、（２）霧状にされた液体炭化水素燃料や温度調節用のガスに分散された粒子状炭素などの、気−液−固分散剤がある。
【００１９】
適切な液体供給原料について記述するために本明細書で使用する「液体炭化水素」という用語は、液化石油ガス、石油留出物および残滓、ガソリン、ナフサ、ケロセン、原油、アスファルト、軽油、残油、タール・サンド油およびけつ岩油、石炭から誘導された油、芳香族炭化水素（ベンゼンやトルエン、キシレンの留分など）、コール・タール、流体触媒クラッキング操作からのサイクル・ガス・オイル（ｃｙｃｌｅ  ｇａｓ  ｏｉｌ）、コーカ・ガス・オイル（ｃｏｋｅｒ  ｇａｓ  ｏｉｌ）のフルフラール抽出物、これらの混合物などの、様々な材料を含むことが意図される。
【００２０】
適切な気状の供給原料について記述するために本明細書で使用する「気状炭化水素」には、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、天然ガス、コークス炉ガス、精油所ガス、アセチレン・テール・ガス（ａｃｅｔｙｌｅｎｅ  ｔａｉｌ  ｇａｓ）、エチレン・オフ・ガス（ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｏｆｆ−ｇａｓ）、およびこれらの混合物が含まれる。
【００２１】
適切な固体供給原料について記述するために本明細書で使用する「固体炭化水素燃料」には、無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭の形の石炭；亜炭；コークス；石炭の液化から誘導される残渣；泥炭；オイル・シェール；タール・サンド；石油コークス；ピッチ；粒子状炭素（すすおよび灰）；排水などの固体炭素含有廃棄物；およびこれらの混合物が含まれる。
【００２２】
固体、気状、および液状の供給物は、同時に混合して使用することができ、これらの供給物にはパラフィン、オレフィン、アセチレン、ナフテン、および芳香族の化合物が任意の割合で含まれる。また「炭化水素性」という用語の定義の範囲内には、炭水化物、セルロース材料、アルデヒド、有機酸、アルコール、ケトン、酸素添加燃料油、酸素添加炭化水素性有機材料を含有する化学プロセスからの廃液および副生成物、およびこれらの混合物を含む、酸素添加炭化水素性有機材料も含まれる。
【００２３】
ガス化反応炉の反応ゾーンでは、必要であれば温度調節剤の存在下、炭化水素性燃料と遊離酸素含有ガスを接触させる。反応時間は、典型的には約１ないし１０秒の範囲であり、好ましくは約２ないし６秒の範囲である。反応ゾーンでは、内容物を一般に約１，７００°Ｆ（９２７℃）ないし３，０００°Ｆ（１６４９℃）の範囲の温度に到達させ、より典型的には約２，０００°Ｆ（１０９３℃）ないし２，８００°Ｆ（１５３８℃）の範囲の温度に到達させる。圧力は、典型的には約１気圧（９８ｋＰａ）ないし約２５０気圧（２４，５００ｋＰａ）の範囲になり、より典型的には約１５気圧（１，４７０ｋＰａ）ないし約１５０気圧（１４，７００ｋＰａ）の範囲である。部分酸化ガスが下流に進むにつれて、このガスが様々な冷却ステップ、洗浄ステップ、およびその他のステップにかけられるとこの流れの温度は低下する。
【００２４】
本発明によれば、温度は、ガス化プロセス中の様々な位置で、共に使用されるサファイア外囲器を有する熱電対によって測定することができる。とりわけ本発明の様々な実施形態によるサファイア外囲器を使用することによって、熱電対の耐用寿命が従来の熱電対以上に長くなるという利点がある。その様々な実施形態で、サファイア外囲器は、このサファイア外囲器が共に使用される熱電対の少なくとも一部を包封する。サファイア外囲器の使用は、この外囲器を、ガス化反応炉内の温度を測定するように位置決めされた熱電対と共に使用するときに特に有利であり、その理由は、反応炉内では高温、融解スラグ、および腐食剤の有害な影響を最も受け易いからである。
【００２５】
本発明の一実施形態で、サファイア外囲器は、熱電対の少なくとも一部に取り付けられたサファイア・シース２４の形で明示される。図１に示すこの実施形態では熱電対１０が提供される。熱電対１０は、１対のワイヤ１２および１４からなる。ワイヤは、熱電対を熱源にさらすときにワイヤ間に電位差が生じ得るように、異なる金属含有量を有している。例えばこれらのワイヤは、両方ともその主要な成分(substituents)として白金およびロジウムを含有することができ、ただしこの白金とロジウムの成分量はそれぞれのワイヤで異ならせている。これらのワイヤのうち１本は約３０％のロジウムを有し、他方のワイヤは約６％のロジウムを有することが好ましい。どちらのワイヤも、残りは主として白金である。
【００２６】
ワイヤ（素線）は、熱接点１６および冷接点１８で互いに接合されている。ガス化反応炉の温度を測定するために使用するとき、熱接点１６は熱源により近く位置決めされるので、「熱」および「冷」という用語を使用する。熱端部での温度を表す２本のワイヤの電位差が測定される。どのように電位差を測定するかは重要ではない。実際に、電位差を測定するための様々な手段が当業者に知られているからである。これらのどの方法も、本発明で使用することができる。例えば、熱電対回路に電圧計を配置することができる。あるいは、好ましくは、冷接点１８が温度トランスミッタに設けられる。次いで温度トランスミッタで発生した信号を、信号転送手段２０によって制御室またはその他の場所に中継することができる。
【００２７】
熱接点および冷接点を除き、２本のワイヤ１２および１４は全て互いに電気的に絶縁される。どのように絶縁するかは重要でないが、この実施形態では、高耐熱高純度のセラミック管によって電気絶縁２２がもたらされる。このようなセラミック管は、例えばアルミナで作製することができる。
【００２８】
ガス化反応炉の温度を測定するために、この点に関して開示されている熱電対を単独で、または一般的な保護管と組み合わせて利用するとしたら、熱電対は、先に述べたように、反応炉内に存在するスラグおよびその他の有害な材料によって比較的急速に損なわれるだろう。このため、この実施形態では、熱電対の少なくとも一部に取り付けられるようにサファイア・シース２４を設ける。サファイア・シース２４は、実質上、スラグおよびガス化プロセスのその他の生成物からの侵食に対する抵抗力がある。したがって、改良されたサファイア・シース２４を含む完成された熱電対は、熱接点１６に隣接する遠位端２６を有すると見ることができる。
【００２９】
サファイア・シース２４は、少なくとも熱接点１６を包封することが必要である。後で詳述するように、好ましくは、サファイア・シース２４は、融解スラグがサファイア・シース２４の上部に達する前に、この融解スラグが冷却されてほとんど流れない状態に到達するように、あるいは裂け目が形成される場合であってもサファイア・シース上のどこか他の点で形成されるように、十分な長さとする。
【００３０】
この実施形態では、サファイア・シース２４は実質上、熱電対の遠位端２６に対応している密閉端と、開放端２８とを有する管状であり、開放端２８の開口は、２本のワイヤ１２および１４と、このワイヤを取り囲んで絶縁する電気絶縁２２とからなる既存の熱電対を受容しかつその熱電対に取り付けることができるものである。この実施形態の変形例では、サファイア・シース２４の密閉端にサファイアの厚みを増加するプラグ３０が設けられている。この付加プラグ３０により、スラグがサファイア・シース２４に浸透するのにかかる時間が引き延ばされる。拡大プラグ３０がその最も単純な形で存在することにより、このシースの密閉端の方をその側部より厚くすることができる。
【００３１】
この実施形態で、サファイア・シース２４は、既存の熱電対の一部のみに取り付けられ、かつ覆っている。開放端２８は、電気絶縁２２の表面に合致するように取り付けられるべきである。サファイア・シース２４を良好な状態で取り付けるため、電気絶縁２２に巻き付けるかまたはシース２４の内面を覆う白金箔を使用できることも可能である。他の実施形態で、サファイア・シース２４を、既存の熱電対の実質上全てではないとしても、より広い部分にわたって延長し、覆うように構成することができる。その他の実施形態では、サファイアを使用して、２本のワイヤを電気絶縁すると共にこれらのワイヤにシースを付けることもできる。このような実施形態では、サファイア・シース２４と電気絶縁２２は共にサファイアからなる。
【００３２】
本発明の他の実施形態で、サファイア・シース２４を有する開示された熱電対のいずれか１つは、保護管と組み合わされていることが有利である。組み合わされた装置を使用して、ガス化プロセスの温度、特にガス化反応炉内の温度を測定することが有利である。一般的に使用され、または当業者によってその後開発されるどのような保護管も使用することができる。このような保護管は、クロム・マグネシア、高クロム、または類似のスラグ抵抗性材料のバリアを含み、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯ、ステンレス鋼などのその他の耐火性および非耐火性材料を組み入れることができる。
【００３３】
図２で本発明の熱電対と組み合わされた状態が示されている好ましい保護管である。この保護管は内部保護管６２と外部保護管６４とからなる。内部保護管６２は、アルミナやマグネシアなどの、高密度低多孔率の耐火物から形成することができる。次いでキャスタブル耐火性材料、典型的には高密度低多孔率の耐火物を内部保護管６２の周りに流し込み、凝固させて、内部保護管６２の開口以外の全ての周りに外部保護管６４が形成されるようにする。このキャスタブル高密度低多孔率の耐火性材料は、酸化クロムまたはクロミア・マグネシアからなることが好ましい。
【００３４】
この実施形態では熱電対１０を保護管に挿入するが、まず遠位端２６を挿入する。熱電対１０はフランジ付きレジューサ７６を通過して、フランジ付きレジューサ７６と接触しかつはめ合う状態で保護管に入る。熱電対１０の遠位端２６は、保護管の先端部６６に隣接して位置決めされる。保護管の先端部６６の内面と熱電対の遠位端２６との間には、約０．１２５インチ（３．１８×１０-3ｍ）ないし約０．２５インチ（６．３５×１０-3ｍ）の隙間が維持されることが好ましい。
【００３５】
熱電対１０のワイヤ１２および１４の上流端は、シースが電気絶縁２２と同一に延長されている場合、電気絶縁２２、および／またはサファイア・シース２４の後端を通過して延びている。ワイヤは、圧力封止継手７０を貫通する。圧力封止継手７０は、取外し可能なフランジ７４とはめ合うブッシング７２と接触する。フランジ７４は、圧力容器ガス化反応炉の外部鋼壁４０とはめ合うフランジ・レジューサ７６とかみ合っている。
【００３６】
熱電対１０および保護管アセンブリは、ボルト締めまたはクランプによって、フランジ７４と共にフランジ・レジューサ７６の所定位置に保持され、同様にボルト締めまたはクランプによってフランジ・レジューサ７６と共に、圧力容器ガス化反応炉の外部鋼壁４０に保持される。２つの別個の接続を用いることによって、保護管を取り外すことなく熱電対１０を取り替えることができ、その効率が上がる。フランジをはめ合わせる代わりに、ねじ山付きのキャップおよびノズルまたはその他の接続手段を使用することができる。
【００３７】
熱電対１０が取り付けられた、または取り付けられていない保護管は、引き続き真っ直ぐに圧力容器ガス化反応炉の鋼壁４０の穴を通過し、次いで圧力容器内の壁を覆う耐火物４２に位置合せされている穴を通過する。保護管の先端部６６は、圧力容器反応炉の内側鋼壁を覆う耐火物４２の面から約０．２５ないし約０．７５インチ（０．０１９ｍ）引き込まれるように、好ましくは０．５インチ（０．０１２７ｍ）引っ込むように位置決めされることが好ましい。保護管の先端部６６が耐火物４２の面と同一平面もしくは耐火物４２の面を越えるように位置決めされるときと比較して、その侵食速度は遅くなる。
【００３８】
ガス化反応炉内に位置決めされた熱電対１０および保護管アセンブリは、スラグに対する抵抗力が増すことが示される。ガス化反応炉内では、圧力容器反応炉の内側鋼壁を覆う耐火物４２の内壁表面に、融解スラグ５０が付着する。融解スラグ５０は保護管に向かって移行する。先に述べたように、時間が経つにしたがって、侵食および腐食の作用、ならびに熱および／または機械的応力により、保護管の先端部６６に小さい裂け目が生じる可能性がある。裂け目が生じると、融解スラグ５０がクール・スポットに向かって動きながら裂け目の中を移行し、内部保護管６２に入り、それによってサファイア・シース付きの熱電対と接触する。サファイア・シース２４によって、ワイヤ１２および１４と熱接点１６が融解スラグ５０およびその破壊的な作用から保護される。融解スラグ５０は、このスラグの流れがわずかであるか無い状態に達する点に冷却されるまで、内部保護管６２の内部へと移行し続ける。このためサファイア・シース２４は、スラグがサファイア・シース２４の開放端２８に達する前に、融解スラグ５０が熱平衡に達し、冷却され、かつ流れがほとんど無い状態に達することもしくはサファイア・シースのどこか他の点で裂け目が形成されることの一方が生じるように、十分な長さのものであるべきである。侵食および腐食の作用、ならびに熱および／または機械的応力によって保護管の先端部６６全体が除去される場合、この第２の可能性が初めに生じると考えられる。この現象が生じると、サファイア・シース２４は、ガス化反応炉内で侵食および腐食の完全な作用を受けるようになる。最終的には裂け目がサファイア・シース２４に形成される。ワイヤ１２および１４と熱接点１６が保護されていないと、熱電対１０は破損する。サファイア・シース２４に関して適切な長さを選択することは、温度およびガス組成を含めたその特定のプロセスの特徴に関する知識とこの開示の利益とを有する当業者の技能の範囲内である。
【００３９】
その他の実施形態では、１つまたは複数、好ましくは３つの熱電対が、少なくとも対応する数の内部保護管６２を有する保護管に挿入される。そのような好ましい実施形態では、１つまたは複数の熱電対の遠位端が、保護管の長さに沿った異なる点に位置決めされることが有利である。この配置構成では、熱電対と保護管の交換の時間が長くなる。例えば合計で３つの熱電対が使用される実施形態では、最終的に保護管を浸透するスラグが、まず先端部６６に最も近接して位置決めされている熱電対に到達する。この熱電対は、その後破損する。その後スラグが第２および第３の熱電対に達して破損するまで、さらに時間がかかる。したがってこのプロセスは、中断する必要なしにより長く実行することができる。第２および第３の熱電対によってもたらされる正確さは第１の熱電対ほど良好ではないが、第２および第３の熱電対の読みは第１の熱電対が破損する前に集めたデータに基づいて補正することができるので、この相違によってプロセス制御には問題が生じない。
【００４０】
その他の実施形態で、サファイア外囲器は、全体的にまたは部分的にサファイアで製作された保護管を利用することによって得ることができる。このような保護管は、保護管の全体にわたって混合されたサファイア、好ましくはサファイア・ファイバの形のものを有することができる。このような保護管は、サファイアからなる少なくとも１層の実質上連続的なバリア層を有してもよい。これらの保護管は、別個のサファイア・シースを持たない熱電対と共に使用することができる。あるいはこれらの保護管は、サファイア・シース付きの熱電対と共に使用することができる。サファイアからなる少なくとも１層の実質上連続的なバリア層を有する保護管の例示的な一実施形態では、保護管の内部保護管６２をサファイアで形成することができる。
【００４１】
その他の実施形態で、サファイア・シースを有する熱電対は、ガス化プロセスの温度を測定するために保護管なしで使用することができる。しかし、この代替例は、熱電対が融解スラグに曝される可能性がある場合には好ましくない。サファイアでシースが付けられた熱電対は、ガス化反応炉内の侵食および腐食の完全な作用に対してサファイア・シールドを持たない熱電対よりも長い時間耐えられるが、保護管と共にサファイア・シールドを有する熱電対を使用することによって、そのように使用される熱電対の寿命がめざましく長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一態様により製造された熱電対を示す図である。
【図２】  本発明の一態様により熱電対および保護管が設置された状態の、ガス化反応炉の壁の一部を示す部分断面図である。
【図１】
0004365031.tif 000002
【図２】
0004365031.tif 000003