(57)【要約】  高温ガス用の同軸に配置された管状チャンネル（４）を備える縦長の容器であり、前記管状チャンネルには高温ガス用の入口（１１）および冷却ガス用の出口がさらに設けられる廃熱ボイラであって、ガス経路（６）が、前記管状チャンネルの前記入口と前記出口との間に画定され、ガス経路には、１つまたは複数の管状の冷却表面の束が存在し、前記管状の冷却表面（７）がチャンネルと同軸に配置され、管状チャンネルが、一方の端部（８）で閉鎖され、それによってガス反転室（９）を形成し、ガス入口が、ガス反転室とガス経路との間に配置される管状チャンネルの壁に設けられた開口であり、高温ガス用の入口が、入口導管（１１）に接続され、その導管が、前記管状チャンネルと角度αで配置され、管状チャンネルの高温ガス入口に、ダイバータ板（１２）が存在する廃熱ボイラ（１）。
2012518772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温ガス用の同軸に配置された管状チャンネルを備える縦長の容器であり、前記管状チャンネルには高温ガス用の入口および冷却ガス用の出口がさらに設けられる廃熱ボイラであって、
ガス経路が、前記管状チャンネルの前記入口と前記出口との間に画定され、ガス経路には、１つまたは複数の管状の冷却表面の束が存在し、前記管状の冷却表面がチャンネルと同軸に配置され、
管状チャンネルが、一方の端部で閉鎖され、それによってガス反転室を形成し、ガス入口が、ガス反転室とガス経路との間に配置される管状チャンネルの壁に設けられた開口であり、高温ガス用の入口が、入口導管に接続され、その導管が、前記管状チャンネルと角度αで配置され、
管状チャンネルの高温ガス入口に、ダイバータ板が存在する、廃熱ボイラ。
【請求項２】
ダイバータ板が、管状チャンネルの長手方向軸に対して５°と４５°との間の角度βで配置される、請求項１に記載の廃熱ボイラ。
【請求項３】
ダイバータ板が、管状チャンネルの長手方向軸に対して１０°と２５°との間の角度βで配置される、請求項１に記載の廃熱ボイラ。
【請求項４】
ダイバータ板が、管状チャンネルの長手方向軸に対して１５°の角度βで配置される、請求項１に記載の廃熱ボイラ。
【請求項５】
ダイバータ板が、ガス経路に向かって流れる高温ガス用の２つから４つのガス進入経路、すなわちガス反転室を介した１つ、およびガス入口とガス経路を直接接続する開口を介した１つ、およびダイバータ板の左側と右側の任意のもう２つが形成されるように、管状チャンネルに配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載の廃熱ボイラ。
【請求項６】
ダイバータ板には、冷却手段が設けられる、請求項１から５のいずれか一項に記載の廃熱ボイラ。
【請求項７】
冷却手段が、冷却媒体用の入口および出口を有する１つまたは複数の導管である、請求項６に記載の廃熱ボイラ。
【請求項８】
角度βが、変更され得る、請求項１から７のいずれか一項に記載の廃熱ボイラ。
【請求項９】
ダイバータ板には、機械的洗浄手段が設けられる、請求項１から８のいずれか一項に記載の廃熱ボイラ。
【請求項１０】
ブラスタが、ダイバータ板を洗浄するために存在する、請求項１から９のいずれか一項に記載の廃熱ボイラ。
【請求項１１】
ダイバータ板の表面には、耐火材の層またはクラッディングが設けられる、請求項１から１０のいずれか一項に記載の廃熱ボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固形物含有高温ガスを冷却するための廃熱ボイラに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような廃熱ボイラは、米国特許出願公開第２００６０７６２７２号明細書に記載されている。この公報は、縦長のガス化反応器で行われる代表的な石炭ガス化プロセスを記載している。ガス化反応器によって排出される際に、高温ガスは、廃熱ボイラ内で下方に流れるために１８０°偏向される必要がある。米国特許出願公開第２００６０７６２７２号明細書の設計では、高温ガスの偏向は、水平線に対して約４５°の曲がりダクト部分によって、およびそれに続くガスが１３５°偏向されるガス反転室によって行われる。ガス反転室は、廃熱ボイラの上端部に存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６０７６２７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
先行技術の設計のガス化形態の欠点は、運転時に、固形物が、廃熱ボイラに存在するような冷却表面、および冷却表面の支持構造に蓄積され得ることである。
【０００５】
本発明は、改善された廃熱ボイラを提供することを目的としている。これは、次に述べる廃熱ボイラによって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
廃熱ボイラは、高温ガス用の同軸に配置された管状チャンネルを備える縦長の容器であり、前記管状チャンネルには高温ガス用の入口および冷却ガス用の出口がさらに設けられ、
ガス経路が、前記管状チャンネルの前記入口と前記出口との間に画定され、ガス経路には、１つまたは複数の管状の冷却表面の束が存在し、前記管状の冷却表面がチャンネルと同軸に配置され、
管状チャンネルは、一方の端部で閉鎖され、それによってガス反転室を形成し、ガス入口が、ガス反転室とガス経路との間に配置される管状チャンネルの壁に設けられた開口であり、高温ガス用の入口は、入口導管に接続され、その導管は、前記管状チャンネルと角度αで配置され、
管状チャンネルの高温ガス入口に、ダイバータ板が存在する。
【０００７】
出願人らは、このような板が存在していることによって、ガスが廃熱ボイラを通してより均一に流れることを見出している。ガス速度がより均一であるので、ほとんどいかなる淀み流れも存在せず、したがって、固形物は、冷却表面および冷却表面の支持構造に蓄積する機会を有さず、したがって、より良好な熱伝達が生じる。
【０００８】
本発明は、図１から図２を使用することによってさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による廃熱ボイラの上端部を示す図である。
【図２】図１の断面図ＡＡ’を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、縦長の容器（３）である廃熱ボイラ（２）の上端部（１）を示している。容器（３）は、高温ガス用の同軸に配置された管状チャンネル（４）を備える。チャンネル（４）には、高温ガス用の入口（５）、および容器（３）の下端部のところの冷却ガス用の出口（この図では図示せず）が設けられる。ガス経路（６）は、前記管状チャンネルの前記入口（５）と前記出口との間に画定される。ガス経路（６）には、１つまたは複数の管状の冷却表面の束（７）が存在する。管状の冷却表面の束（７）は、チャンネルと同軸に配置される。管状チャンネル（４）は、一方の端部（８）で閉鎖され、それによってガス反転室（９）を形成する。ガス入口（５）は、ガス反転室（９）とガス経路（６）との間に配置される管状チャンネル（４）の壁（１０）に設けられた開口である。高温ガス用の入口（５）は、入口導管（１１）に接続され、その導管は、前記管状チャンネル（４）と角度αで配置される。角度αは、３０°と９０°との間であることが好ましい。これらの好ましい角度の場合、使用時に入口導管（１１）を通して流れながら高温ガスは、ガス経路（６）の中に流れるときに９０°よりも大きな曲がりを作ることになる。上述されたような廃熱ボイラ（２）の例は、前述の米国特許出願公開第２００６０７６２７２号明細書に記載されている。
【００１１】
また、図１は、管状チャンネル（４）の高温ガス入口（５）のところの追加のダイバータ板（１２）を示している。このような板は、ガス流れを均一にし、したがって熱伝達を増加させることによって流れパターンを改善するために、米国特許出願公開第２００６０７６２７２号明細書の廃熱ボイラに加えられ得ることが有利である。高温ガス入口（５）の語句によって、その所期の適用に使用される場合にそうであるように、容器（３）が垂直に配置されるときに同じ高さにあることが意味される。このようにして、管状チャンネル（４）に入るガスのうちの少なくともいくらかは、使用時に前記ダイバータ板（１２）に衝突することになる。ダイバータ板（１２）は、図１に示されるように、ダイバータ板の頂部を、流入する高温ガスの流れから遠ざかる方向に回転させて、管状チャンネル（４）の長手方向軸に対して５°と４５°との間の角度βで配置されることが好ましい。ダイバータ板（１２）は、管状チャンネル（４）の長手方向軸に対して、より好ましくは１０°と２５°との間の角度βで、さらにより好ましくは１５°の角度βで配置される。好ましい実施形態では、角度βは変更され得る。板は、ガス経路（６）に向かって流れる高温ガス用の少なくとも２つの主ガス進入経路（１３および１４）が形成されるように、管状チャンネル内に寸法および位置を有することが好ましい。４つのガス進路が形成されることが好ましい。１つの主ガス進入経路（１３）は、ガス反転室（９）を介して延び、１つの主ガス進入経路は、ガス入口（５）およびガス経路（６）を直接接続する開口（１５）を介して延びる。２つの他のガス進路（２０ａおよび２０ｂ）は、図２に示されるように板の左側および右側にある。
【００１２】
板（１２）には、冷却手段が設けられることが好ましい。冷却手段は、図２に示されるように冷却媒体用の入口（１７）および出口（１８）を有する１つまたは複数の導管（１６）であることがより好ましい。適切な冷却媒体は、冷水または沸騰水である。板（１２）は、支持ロッド（２１）によって適切に支持される。支持ロッド（２１）は、好ましい長方形の板（１２）の４つの縁に適切に固定される。
【００１３】
板（１２）には、運転中に蓄積され得るいかなる固形物も除去するように１つまたは複数の機械的洗浄手段（１９）またはブラスタが適切に設けられ得る。板（１２）の表面には、耐火材の層またはクラッディングが適切に設けられ得る。
【００１４】
廃熱ボイラ（２）内のガス流れの均一性は、ダイバータ板（１２）がある場合とない場合で測定され、解析された。ガスの速度分布は、管状の冷却表面の束（７）の上方に０．５メートルの管状の冷却表面の束（７）に直角な水平面に沿って、および管状の冷却表面の束（７）の中に０．５メートルの管状の冷却表面の束（７）に直角な水平面に沿って測定された。
【００１５】
ガス速度分布は、速度の大きさの標準偏差、または平均からの速度偏差の二乗平均（ＲＭＳ）によって最もよく特徴づけられる。ＲＭＳは、変数がその平均値の周りにいかに多く変化するかを評価するための標準的な統計的方法であり、当業者にはよく知られている。
【００１６】
ダイバータ板（１２）を使用しない場合、管状の冷却表面の束（７）の頂部の上方に０．５メートルのところのガス速度分布のＲＭＳ値は、３７．４％であり、２０°の角度βで配置されたダイバータ板（１２）を使用した場合、ＲＭＳ値は、５．２％であり、１５°の角度βで配置されたダイバータ板（１２）を使用した場合、ＲＭＳ値は、５．６％であり、両方は、ダイバータ板（１２）が使用されなかった場合と対照してガス速度分布についてほぼ７倍の改善を示した。
【００１７】
ダイバータ板（１２）を使用しない場合、管状の冷却表面の束（７）の頂部の下方に０．５メートルのところのガス速度分布のＲＭＳ値は、８．５％であり、２０°の角度βで配置されたダイバータ板（１２）を使用した場合、ＲＭＳ値は、４．０％であり、１５°の角度βで配置されたダイバータ板（１２）を使用した場合、ＲＭＳ値は、３．７％であり、両方は、ダイバータ板（１２）が使用されなかった場合と対照してガス速度分布について２倍を超える改善を示した。
【００１８】
したがって、ダイバータ板（１２）を使用すると、管状の冷却表面の束（７）の上方でもその内部でもガス速度の均一性が実質的に増加した。
【図１】
2012518772.tif 000003
【図２】
2012518772.tif 000004
【国際調査報告】
2012518772.tif 000005
2012518772.tif 000006
2012518772.tif 000007