[发明专利]煤气化炉

说明书

本申请是申请日为2011年4月11日、发明名称为“煤气化炉”的中国申请号为201180019197.8的分案申请。

技术领域

本发明涉及用氧气、水蒸气等氧化剂将煤气化来生产可燃性气体的煤气化炉。

本申请基于2010年4月16日在日本提出申请的日本特愿2010-095496号主张优先权，并在此援引其内容。

背景技术

以往，作为由粉煤等生产可燃性气体的气化炉(煤气化炉)，例如已知有专利文献1所示的气化炉。在该气化炉中，在压力容器(反应容器)内，俯视观察时4个燃烧炉烧嘴(combustor burner)等距离地配置在规定的平面中的圆周上。并且，夹着圆周的中心轴而配置在对称的位置上的2组燃烧炉烧嘴以相互对置的方式来配置。

燃烧炉烧嘴由设置在中心部且用于启动气化炉的轻油烧嘴、与轻油烧嘴呈同心圆状地由内侧向外侧依次配置的空气喷嘴、煤焦喷嘴、燃料用煤喷嘴、二次空气喷嘴来构成。

空气、煤焦(未气化煤残渣或热解残渣)、燃料用煤在各自的喷嘴内旋转后，被轻油烧嘴点燃并向压力容器内喷射。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3595404号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，在上述专利文献1所示的气化炉中存在以下问题：当从各个燃烧炉烧嘴喷射旋转流动的气体等时，由于燃烧炉烧嘴配置在相互对置的位置上，因此从燃烧炉烧嘴喷射出的气体等会相互碰撞，气化炉内的气体等的流动不稳定。并且，气化炉的内周面因煤的部分氧化(以下称为“气化”)而暴露于高温环境下，如果不在气化炉的内周面上稳定地附着一定厚度的炉渣，则存在以下的可能性：不仅热损失变大导致性能降低，而且该内周面还会受到热的影响而产生损伤。

进而，通过气化产生的气体等会在气化炉内上升，但当气化炉内的气体等的上升流动产生不均时，有时会在煤中的碳(煤焦)充分地发生气化反应之前从气化炉流出，使反应率(煤中的碳向气体转化的转化率)降低。

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种能够使煤在紧凑的反应容器内充分地发生反应、并且使炉渣稳定地附着在反应容器的内周面上的高效率的煤气化炉。

用于解决技术问题的手段

为了解决上述技术问题，本发明提出了以下的手段。

本发明的煤气化炉具备：

反应容器，其形成为向上方延伸的圆筒状且在上端侧设有排出口；和

筒状的烧嘴部，其在与水平面平行且位于上述排出口的下方的基准平面上在所述反应器的内周面上沿圆周方向隔开间隔地设置多个，并向上述反应容器内供给煤及氧化剂，

在所述煤气化炉中，通过使上述煤在上述反应容器内气化来至少制造氢气及一氧化碳气体，

其特征在于，各个上述烧嘴部以从上方观察时自身的轴线与直径比上述反应容器的内径更小且以上述中心轴线为中心的假想圆围绕同一方向相切、并且自身的轴线与水平面平行或者越朝向上述烧嘴部的前端越朝向下方的方式来配置。

即，在本发明中，通过使煤在反应容器内气化来至少制造氢气及一氧化碳气体的煤气化炉的特征在于，其具有：

反应容器，其形成为向上方延伸的圆筒状；

排出口，其设置在上述反应容器的上端侧；和

多个筒状的烧嘴部，其向上述反应容器内供给煤及氧化剂，

上述多个烧嘴部在位于上述排出口的下方的与水平面平行的基准平面上朝向上述反应容器的内周面的圆周方向隔开间隔地设置，

以从上述反应容器的上方观察时上述各烧嘴部的轴线与以上述反应容器的中心轴线为中心且直径比反应容器的内径更小的假想圆围绕同一方向相切的方式来配置上述各烧嘴部，

上述烧嘴部以上述烧嘴部的轴线与水平面平行或者越朝向上述烧嘴部的前端越朝向下方的方式来配置。

根据本发明，当烧嘴部向圆筒状的反应容器内供给煤及氧化剂时，能够产生围绕反应容器的中心轴线旋转的流体的流动。因此，反应容器的内周面附近的流体的流动在圆周方向的任意位置均稳定，能够使附着在反应容器的内周面上的因煤气化而产生的熔融的炉渣的厚度大致均匀。

另外，烧嘴部以自身的轴线与水平面平行或者越朝向烧嘴部的前端越朝向下方的方式来配置。通过使气化膨胀并在反应容器内边旋转边上升的煤从烧嘴部先向水平或者下方流动，从而能够增加煤在反应容器中流动的时间，使其从排出口排出之前在反应容器内充分地气化。

另外，在上述煤气化炉中，上述烧嘴部更优选围绕上述反应容器的中心轴线等间隔地配置。