JP4150937B2 - 石炭ガス化装置および石炭ガス化方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、石炭ガス化装置を用いてガス化した燃料をガスタービンに供給し発電する石炭ガス化複合発電システムに係り、主に、石炭ガス化装置および石炭ガス化方法に関する。
背景技術
石炭からエネルギーを取り出し発電する方式としては、石炭を燃焼して熱エネルギーに変換し、スチームを発生させて回収する方式が現在最も広く用いられている。
これに対し、石炭ガス化は、石炭を直接燃焼せず、酸化剤によりガス化反応で可燃性ガスに変換し、これを直接ガスタービンや燃料電池などの発電機器に供給して電気エネルギーに変換する方式である。また、このプロセスで発生した熱をスチームタービンに供給することで、電気エネルギーに変換するものである。
この方式は、石炭を直接燃焼してスチームを発生させて発電する従来の方式と比較して、ガスタービンや燃料電池を石炭ガスにより直接駆動するので効率がよい。更に、スチームタービンを併用して発電できるので効率を一段と向上できる。
以上の理由から、石炭ガス化による発電システムは、次世代の高効率発電システムとして期待されている。
石炭ガス化技術は、石炭を酸化剤である酸素，水蒸気などに高温で接触させることにより、水素、一酸化炭素、メタン、二酸化炭素、水蒸気などで構成された可燃性のガスを生成させるものである。
この石炭ガス化を実現する石炭ガス化装置として気流層（噴流層）型ガス化装置がある。気流層型とは、石炭を数１０ミクロン程度の微粒に粉砕し、気体との接触効率を高めた装置である。反応が早いために、該装置のガス化炉内は高温となり速やかに反応が完結する。
更に、ガス化炉内が高温（１４００〜１８００℃）となるために、石炭中に含まれる灰分を溶融させることが可能である。灰分を溶融させると、含まれる有害な金属が溶融灰中に封じ込められるため対環境性にも優れている。従って、気流層型ガス化装置は高効率で対環境性にも優れた石炭ガス化装置である。
しかし、石炭を高温（１４００〜１８００℃）で反応させるために生成ガスも高温となる。また、生成ガス中には、石炭が反応を完結しきれずに残存した未反応の炭素，石炭中に含まれる灰分，腐食性の硫化水素，アンモニアが含有されている。１５００℃以上の高温の状態であると、石炭中の灰分も溶融状態（溶融した灰分をスラグと呼ぶ）となり、各種の機器等に付着するのでこの対策が必要となる。
高温となった生成ガスを、ガスタービンに供給するためには、現状のガスタービン構成材料では、およそ４００℃以下に冷却する必要がある。
上記に対し、高温の生成ガスを冷却する方法が提案されている。冷却方式には、伝熱面から放射熱を奪うものと、生成ガスの対流による伝熱面での熱交換によるものとがある。
特開昭６１−２２８０９３号公報では、ガス化炉に直結して熱交換器が設置されている（但し、同一ベッセル内に設けたものではない）。
しかし、ガス化炉から飛散するスラグの熱交換器への付着を避けるため、ガスの流れを遮るようには設置せずに、ガスの流れの周囲を囲むように構成した熱交換器を配置している。即ち、ガス流と平行に熱交換器が設置されている。そして、スラグが冷えて固化する位置にガスの流れを遮るように高密度に熱交換器を配置している。
このガスの流れを取り囲むように熱交換器を配置する方式では、ガスの流れを大きく乱すことなく熱を回収することができる。特に、生成ガス中にスラグ等の浮遊物が存在してもそれによる障害が少ない。しかし、ガスの流れを取り囲むように配置しているため、熱交換器の熱交換部の体積当りの伝熱量が小さくなり、熱交換器自体が大型化すると云う問題がある。この熱交換器の大型化は装置全体としてのコストアップにつながる。
また、大型化したため熱交換部を複数設ける必要がある。これらを接続する部分も高温となるので、その材料の選定、構造設計が難しくなる。特にガス化炉が下から上へガスを流通させた場合、伝熱部は接続管を通じ上から下へと流すことになる。こうすると、飛散した微粒子が伝熱部の下部に滞留し、装置としては問題である。
また、特開平７−９７５７９号公報は、放射だけでなく伝熱によっても熱を回収することを目的に、対流伝熱面を設ける方式である。この方式では伝熱管を大量に詰め込むことができるので装置を小型化でき有利である。しかし、ガス気流中のスラグが対流伝熱面に付着し、ガス流路の閉塞や局部的な高温状態を形成する要因となる問題がある。
また、冷却用ガスを生成ガス中に混合して冷却する方式がある。この方式では、冷却用ガスが良好に混合できれば熱交換器がなくてもよい。しかし、多量の冷却用ガスの混合が必要で、これによってガス量全体が増大するため、後続の機器で扱うガス量も増大し、これに伴い当該機器が大型化する。
なお、前記における後続の機器には脱塵装置、脱硫装置などがあり、これらが大型化するとプラント全体の大型化につながる。
また、生成ガスに石炭などを混合させ、反応による吸熱により熱を回収する方式がある。これは、吸熱反応で熱を回収するためガス化効率の向上に有効である。
しかし、未反応生成物が生成ガス中に混入するため、それの分離回収25に特別な装置が必要となる。具体的にはサイクロンやフィルタ等である。こうした未反応生成物の分離は高温下で行う必要が生じ、そのために装置が複雑となる。
特に、発電を目的とした場合、この分離部分での応答が遅くなり、負荷変動に対するガス供給の追随に課題がある。
本発明は、石炭のガス化反応で得られた熱を、後続の機器への負担を少なくして低コストで回収できる石炭ガス化装置並びに石炭ガス化方法の提供を目的としている。
また、上記石炭ガス化装置を用いた石炭ガス化複合発電システムの提供を目的としている。
発明の開示
上記目的を達成する本発明の要旨は次のとおりである。
石炭のガス化反応部、該反応部の熱を回収する熱回収部を有する石炭ガス化装置において、前記熱回収部がガス化反応部の後段に直結して設けられ、かつ、放射および対流により伝熱する伝熱管からなり、該伝熱管はガス流に対して実質的に直交して設けられており、前記熱回収部とガス化反応部が一つのベッセル内に設けられていることを特徴とする石炭ガス化装置にある。
前記ガス化反応部が上部反応領域と下部反応領域とを有する石炭ガス化装置にある。
また、前記ガス化反応部の後段に直結して設けた熱回収部が、第１の熱回収部と、該第１の熱回収部の後段に設けられている第１の熱回収部の表面よりも低温の表面の第２の熱回収部とからなる石炭ガス化装置にある。
ここで、第１の熱回収部は、生成ガスの温度約１４００℃を９００℃程度まで冷却し、第２の熱回収部では９００℃のガスを４００℃程度までに冷却するものである。
また、前記ガス化反応部と前記熱回収部との間に、生成ガス中の炭素と灰分の割合を、炭素を供給することで調節する炭素供給手段を有する石炭ガス化装置にある。
また、石炭をガス化する反応部と、該反応部の熱を回収する熱回収部が一つのベッセル内に設けられている石炭ガス化装置を用いた石炭ガス化方法において、
前記熱回収部はガス化反応部の後段に直結して設けられ、かつ、放射および対流により伝熱する伝熱管からなり、該伝熱管はガス流に対して実質的に直交して設けられており、
前記反応部は上部反応領域と下部反応領域を有し、上部反応領域には石炭中の含有灰分が溶融しない温度とする量の酸化剤を供給し、下部反応領域には、上部と下部とより供給した全石炭が一酸化炭素および水素に変換するに必要な酸化剤量から、上部に供給した酸化剤量を差し引いた量の酸化剤を供給し、前記反応部に直結して設けた放射および対流により伝熱する熱回収部により反応熱を回収する石炭ガス化方法にある。
さらにまた、上端と下端の断面積が減少するよう構成したガス化反応部内で石炭と酸化剤を反応させ、ガス化反応部の下端より灰分を溶融させて排出し、ガス化反応部の上端より生成した可燃性ガスを、その上部に直結して設けた熱回収部により冷却する石炭ガス化方法であって、ガス化反応部の下部には供給する石炭の灰分が溶融し得る温度となる量の酸化剤を供給し、ガス化反応部の上部には石炭中の含有灰分が溶融しない温度となる量の酸化剤を供給し、更に、ガス化反応部と前記熱回収部の間に設けた炭素供給手段から炭素を供給することにより、灰分が熱回収部に付着しないよう供給炭素量を制御する石炭ガス化方法にある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のガス化装置のガス化反応の状態を示す模式図である。第２図は、石炭ガス化装置の灰分中の炭素と灰分の割合と温度による灰分の付着性との関係を示すグラフである。第３図は、実施例１の石炭ガス化装置の模式縦断面図である。第４図は、実施例１の石炭ガス化装置の模式横断面図である。第５図は、実施例１の石炭ガス化装置を用いた石炭ガス化複合発電システムの構成図である。第６図は、本実施例と従来例との石炭ガス化装置の運転温度を比較したグラフである。第７図は、本実施例の石炭ガス化装置の大きさを従来例と比較したグラフである。第８図は、実施例２の石炭ガス化装置の模式縦断面図である。そして、第９図は、実施例３の石炭ガス化装置の模式縦断面図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。
まず、石炭の主なガス化反応は（１）〜（４）式で示すことができる。
石炭→揮発分（ＣＨ₄，ＣＯ，Ｈ₂ etc．）＋チャー（Ｃ）…（１）
チャー（Ｃ）＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ＋Ｈ₂ …（２）
チャー（Ｃ）＋ＣＯ₂→２ＣＯ …（３）
（石炭、チャー）＋Ｏ₂→ＣＯ＋ＣＯ₂ …（４）
上記の（１）〜（３）は吸熱反応であり、（４）は発熱反応である。
一般的には、始めは（１）の反応で揮発分が生成しチャーの発生と同時に揮発分が燃焼して炉内の温度が上昇する。また、（４）の反応が起こり石炭と酸素が反応して、やはり炉内の温度が上昇すると共にＣＯ，ＣＯ₂が発生する。
揮発分の燃焼で生じたＨ₂ＯとＣＯ₂は、（２），（３）で示すように高温雰囲気下で未燃炭素（チャー）と反応して可燃性ガスのＨ₂およびＣＯを形成する。
気流層型ガス化装置では、反応の段階で石炭中の灰分を溶融するに十分な温度とし、灰分を溶融させて液体状のスラグとして取り出し、冷却によりガラス状にして有害金属を封じ込めて排出する。
本発明の石炭ガス化装置は気流層型の２段ガス化装置で、ガス化炉内を上下に分け、上段より石炭と少量の酸化剤、下段より石炭と多量の酸化剤を供給する。これによって下段では石炭中の灰分が溶融するのに十分な温度となる。
また、上段では灰分を溶融させない温度にすることで、ガス化反応による灰分の炉壁への固着を抑制する。これによって、灰のハンドリングとガス化の高効率化を両立させることができる。
図１は、本発明のガス化装置のガス化反応の状態を模式的に示したものである。
下段バーナから供給された石炭は、多量の酸化剤と反応して生成ガスと溶融灰（スラグ）を発生する。一方、上段バーナから供給された石炭は吸熱反応により微細なチャーを生じる。
ガス化炉上部で生成されたチャーは、ガス化炉下部で生じたスラグの表面に粉となって付着し、炉壁や熱回収部等への付着を抑制する作用，効果を有する。このように本発明の石炭ガス化装置は、特に、ガス化炉内で生成されるスラグを付着性の少ないものとすることで、熱回収部への付着を防止することができ、ガス化炉と熱回収部（伝熱管）とを一体に構成することができる。
また、図２は、石炭灰分（チャー）中の炭素と灰分の割合と、温度に対する灰分の付着性との関係を示したものである。なお、横軸には灰分の炭素濃度、縦軸には温度を示す。
斜線で示す領域では灰の付着性が高い。即ち、温度が高く、灰中の炭素濃度が低い領域では、生成ガス中の灰分は熱回収部（伝熱管）に付着し易いことを示している。一方、温度が低い（９００℃以下）か、あるいは、灰中の炭素濃度が高い（１０％以上）場合には、生成ガス中の灰分の付着性が小さい。即ち、伝熱管にも付着しにくいことを示している。
以上のことから、生成ガス中の灰分に対する炭素の割合を大きくすることで、伝熱管等の熱回収部への灰分付着を抑制することができる。これによって、反応により生じた熱を回収する熱回収部を、ガス化炉のすぐ後段に一体に配置したコンパクトな石炭ガス化装置を提供することができる。
また、本発明の石炭ガス化装置によれば、冷却ガス等の供給を必要としないか、供給してもその量を少なくでき、後続の機器に余分なガスの混入が少ないので、生成ガス量を最小限にできるため、後続の機器を小型化することができる。
本発明のガス化反応部の後段に直結して設けた熱回収部としては、第１の熱回収部と、該第１の熱回収部の表面よりも低温の表面の第２の熱回収部が前記第１の熱回収部の後段に設けられている構造がよい。第１，第２の熱回収部は、ガス流中にガスの流れ方向に直交するように設置する。第１の熱回収部では、生成ガスの温度１４００℃を９００℃まで冷却する。ここでは高温の水蒸気を得ることができる。一方、第２の熱回収部では生成ガスの温度９００℃を４００℃まで冷却する。
このように構成したのは、伝熱効率を上げるためと、その容積をより有効に利用するためである。また、熱回収部を温度の異なる２段の熱回収部としたのは、生成ガスの熱を最も効率良く回収するためである。
上記熱回収部の具体的な形状例としては、渦巻状またはじぐざく状の金属性の伝熱管が好ましい。また、その形成密度は、ガス化炉の容量に応じて任意に設定することができる。
前記第１の熱回収部である伝熱管には高温水（または高温水蒸気）を、そして第２の熱回収部である伝熱管には第１の伝熱管より低温水（または低温水蒸気）をそれぞれ通し、ガス化反応による熱を回収する。即ち、第１の熱回収部は蒸発器またはスーパーヒータとして、第２の熱回収部は蒸発器または節炭器として用いられる。
次に、更に具体的な実施例に基づき本発明を説明する。
〔実施例１〕
第３図に本発明の石炭ガス化装置の模式縦断面図を示す。石炭ガス化装置はベッセル５１に囲まれガス化反応部とその後段に直結するように配置された熱回収部を有する。ガス化反応部（以下ガス化炉と云う）は、炉上部２８、炉下部２９より構成される。炉上部２８には上段ノズル３１が、炉下部２９には下段ノズル３２が設置されている。
また、ガス化炉２５の上端部にはリサイクルノズル６が、ガス化炉２５の下端部にはスラグタップ２６が設けられ、これらの部分でガス化炉２５は縮径されている。そして、ガス化炉２５の下にはスラグ水冷槽３０が設けられている。更に、ガス化炉２５の直上には高温熱回収部２３、低温熱回収部２２が設置されている。ガス化炉２５の内壁は、水で冷却する水冷壁２４およびその表面の耐火材６０で保護されている。
第４図にガス化炉の横断面図を示す。（ａ）図はリサイクルガス供給用のリサイクルノズル６が設けられている部分、（ｂ）は上段ノズル３１が設けられている部分、そして、（ｃ）は下段ノズル３２が設けられている部分のそれぞれの横断面図である。
各ノズルの方向は、ガス流の旋回円径４１〜４３に示すように（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に、より中心部に供給されるように向けられている。これによって、炉壁に近い方からリサイクルガス、上段生成ガス、下段生成ガスの順に炉壁を覆うことができる。即ち、温度のより低いガスが炉壁側となるようにし、炉壁４４を保護する。
上段ノズル３１からは、石炭９と酸素８とを石炭中の灰分が溶融しない温度となるように両者を所定の割合で供給する。また、下段ノズル３２からは、石炭９と酸素８を灰分が溶融する温度となるよう両者を所定の割合で供給する。
なおここで、灰の融点の低下、あるいは、炉内での脱硫等の反応を助成する石灰石等からなる添加剤１１を、石炭と共に供給してもよい。更に、炉内温度の調節および酸化剤として水蒸気１０を供給してもよい。
また、石炭ガス化装置の後段の機器（脱塵装置）で回収されたリサイクルチャー１３は、ガス化炉２５の下方より供給される。これにより、炉上部２８には灰の融点よりも低温の反応領域が形成される。さらにまた、炉下部２９には灰の融点より高温の反応領域が形成され、この領域と炉壁の間には溶融スラグが形成される。なお、上記のリサイクルチャーは未燃炭素および灰分が主成分である。
次に、上記の石炭ガス化装置の操作条件の一例を第１表に示す。

本操作条件において、石炭は、炉上部２８と炉下部２９とで等量供給した。酸素は、供給した石炭がガス化するのに十分な量を供給する。なお、本操作条件における全酸素／全石炭の比率は重量比で０.８である。
炉上部２８では、石炭中の灰分が溶融しない温度となる量の酸素を供給するために、酸素／石炭の比率を０.５８と設定した。
また、炉下部２９への酸素の供給量は、全酸素量から炉上部に供給する酸素量を差し引いた量の酸素を供給する。従って、本操作条件での炉下部２９の酸素／石炭の比率は１.０２となる。なお、リサイクルチャーと一緒に供給される酸素も全酸素量に含めての比率である。
上記の操作条件では、炉下部２９の温度は約１５６０℃となり、これは石炭中の灰分を溶融させるに十分な温度である。
一方、炉上部２８は、灰の融点より低い温度領域（９００〜１４００℃）であるために、チャーが生成し、このチャーが炉下部で生成したスラグの表面に粉となって付着する。これによりスラグがガス化炉２５の上に設置された熱回収部２３，２２（伝熱管）に到達してもこれらに付着することがない。従って、伝熱管の表面へのスラグ付着による伝熱の低下を改善することができる。
また、伝熱管表面においても、上記炭素粉が該付着物の境界層の破壊に役立つため、伝熱管の熱伝達係数を良好に維持することができる。
炭素粉に包まれた付着性の少ないスラグを含む生成ガスは、ガス化炉２５の出口絞り部２７より排出され、最初に高温水５により冷却された高温熱回収部２３により冷却され高圧水蒸気４として熱回収される。次に、低温水３により冷却された低温用熱交換器２２により更に冷却され低圧水蒸気２として熱回収される。上記により冷却された生成ガスは、ガス化装置出口２１より後段に設けられている機器へ送られる。
本実施例では、熱回収部とガス化炉２５とがベッセル５１内に一体化されているので、ガス化装置全体を小型化できる。
次に、本実施例の石炭ガス化装置を用いた石炭ガス化複合発電システムの構成を第５図に示す。
本発電システムは、石炭ガス化装置、ガス精製装置、ガスタービン・スチームタービン複合発電機等により構成される。
石炭ガス化装置８２には、酸素製造装置８１により酸素を供給される。石炭は、微粒化され石炭ホッパ８０から供給され、酸素製造装置８１により生じた余剰の窒素で加圧されて、石炭ガス化装置８２の上段ノズル３１および下段ノズル３２より供給される。上段ノズル３１の石炭供給量は、上段石炭供給量制御装置９２により調節される。また、下段ノズル３２の石炭供給量は、同様に下段石炭供給量制御装置９３により調節される。そして、石炭ガス化装置８２内のガス化炉２５には、対流および放射により吸熱する熱回収部（第１図の２２，２３）により低圧水蒸気２として回収される。ここで、伝熱管はガス流に対して直交しているので、高温ガスとの熱交換が十分に起こり、生成ガスは１４００℃以上の高温から４００℃まで冷却される。
生成されたガスは、サイクロン，高温バグフィルタまたは高温電気集塵器により構成された脱塵装置８３によりダストが除かれる。更に、吸収液により脱硫する湿式脱硫装置、または、固形脱硫剤により脱硫する乾式脱硫装置等の脱硫装置８４により、Ｈ₂ＳやＣＯＳなどの硫化物が除去される。
こうしてダストや硫黄化合物を除去，精製した生成ガスは、ガスタービン８５の燃焼器に供給されタービンを直接燃焼，駆動して電力に変換される。ガスタービンの入り口温度としては、バルブの信頼性等の理由で約４００℃以下にすることが必要なのである。ガスタービン８５では、空気６１が圧縮されて加圧空気となり、酸素製造装置８１あるいは石炭ガス化装置８２に供給される。
また、精製ガスの一部は、圧縮機１０１により加圧され、リサイクルノズル６より石炭ガス化装置８２に供給される。これは、ガス化炉２５の生成ガスの冷却に使用される。
また、ガスタービン８５からの高温の排ガスは、熱回収ボイラ８６により水蒸気として回収される。回収された水蒸気はスチームタービン８７に供給され、電力に変換される。
前記ガス化炉に直結した熱交換器により生じたスチームも、このスチームタービンへ供給され発電される。
以上のように本発明の石炭ガス化装置では、直結して設けられた熱回収部によって生成ガスが高効率に冷却されるために、冷却用のガスの供給量を少なくすることができる。このため脱塵装置８３や脱硫装置８４を通過する石炭ガス以外のガスの量が少ないので、これらのガス精製装置も小型化することができ、石炭ガス化複合発電システムを総合的に小型化することができる。
次に、第６図は、本実施例と従来例との石炭ガス化装置の運転温度を比較したものである。
従来方式ではガス化炉の出口でのガス温度は１５００℃程度と高い。従って、熱交換器に生成ガスが到達する前に、９００℃以下にまで下げる必要があるために、大量の冷却ガスが必要となる。この温度は第２図に示されたものである。
これに対し、本実施例の二段反応のガス化方式によれば、ガス化炉２５の出口２７での温度が既に４００℃と低く、更に、生成ガス中の炭素の灰分に対する割合が大きいので、熱回収部等への付着が抑制される。なお、熱回収部に入る温度は１２００℃程度でよい。従って、冷却ガスを供給する場合でもその量は少なくてよい。
第７図は、本実施例のガス化装置の大きさを従来例（熱回収部を含めて）と比較した場合のグラフである。
従来例１は、一段反応型ガス化炉に放射型熱回収部を用いた場合で、単位断面積当りの放射面を大きくできないので、炉が大きくなる。
また、従来例２は、二段反応型ガス化炉で、炉の出口の温度を低くすることができるので熱回収部を比較的小型化できる。
熱回収部をガス化炉と一体に形成した本実施例の石炭ガス化装置では、熱回収部が、放射伝熱部に加えて対流伝熱部の使用が可能となり、ガス化装置を著しく小型化できる。
〔実施例２〕
本実施例を第８図により説明する。上下２段にガス化領域を形成し、上段の反応領域では石炭のみを供給し、上段反応領域で形成した灰分は全て炉外へ排出し、系外で捕集された未反応の炭素チャーを捕集して、下段反応領域にリサイクルチャー１３として供給される。下段反応領域２９では酸素８および石炭９が供給され、主に燃焼反応が起こる。反応炉２５内の上部に形成した上段反応領域２８では主にガス化反応が起こる。
本実施例の特有の効果は、上段反応領域２８で形成した可燃性のガスを、酸化剤と全く触れさせることなく排出するので、生成ガスの発熱量を高くすることができる。
〔実施例３〕
実施例３を第９図により説明する。本実施例は一段反応型の石炭ガス化装置である。反応領域３３に石炭９と酸素８が供給される。酸素の石炭に対する割合を小さくし、未反応の炭素を形成させ、熱回収部への付着を抑制する。未反応の炭素は後段の脱塵装置で回収しリサイクルチャーとして供給する。
また、リサイクルチャー１３の供給位置が、熱回収部２３の直下に設置されているために、このチャーによってスラグの付着が抑制される。
本実施例の特有の効果は、反応領域（３３）を一段としたことでその構造を単純化することができ、装置のコスト低減を図ることができる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、ガス化炉に未燃炭素の生成、または、チャーを供給することにより、灰分スラグの付着を抑制したことで、熱回収部とガス化炉との一体化が実現でき、石炭ガス化装置の小型化を図ることができる。
また、冷却ガスの供給を特に必要としないので、後続の機器に余分なガスが混入せず、システム全体を簡素化できる。

Claims (6)

1. 石炭のガス化反応部、該反応部の熱を回収する熱回収部を有する石炭ガス化装置において、
   前記熱回収部がガス化反応部の後段に直結して設けられ、かつ、放射および対流により伝熱する伝熱管からなり、該伝熱管はガス流に対して直交して設けられており、前記熱回収部とガス化反応部が一つのベッセル内に設けられ、前記ガス化反応部と前記熱回収部との間に炭素を供給して生成ガス中の炭素と灰分の割合を調節する炭素供給手段を有することを特徴とする石炭ガス化装置。
2. 前記ガス化反応部が耐火材を内張りした水冷壁で構成され、前記熱回収部が水冷管で形成されている請求の範囲第１項に記載の石炭ガス化装置。
3. 前記ガス化反応部の後段に直結して設けた熱回収部が、第１の熱回収部と、該第１の熱回収部の後段に設けた第１の熱回収部の表面よりも低温の表面の第２の熱回収部を有する請求の範囲第１項または第２項に記載の石炭ガス化装置。
4. 上端と下端の断面積が減少するよう構成したガス化反応部内で石炭と酸化剤を反応させ、ガス化反応部の下端より灰分を溶融させて排出し、ガス化反応部の上端より生成した可燃性ガスをその上部に直結して設けた熱回収部により冷却する石炭ガス化方法であって、
   前記熱回収部は放射および対流により伝熱する伝熱管からなり、該伝熱管はガス流に対して直交して設けられており、
   ガス化反応部と前記熱回収部の間に設けた炭素供給手段から炭素を供給して生成ガス中の炭素と灰分の割合を調節し、灰分が熱回収部に付着しないように炭素量を制御することを特徴とする石炭ガス化方法。
5. ガス化された石炭ガスを脱塵装置に通して分離した炭素を含む灰分をガス化反応部にリサイクルして混合する請求の範囲第４項に記載の石炭ガス化方法。
6. 前記ガス化反応部の後段に直結して設けた熱回収部が、第１の熱回収部と、該第１の熱回収部の後段に設けた第１の熱回収部の表面よりも低温の表面の第２の熱回収部との二段の熱回収部よりなる請求の範囲第４項または第５項に記載の石炭ガス化方法。

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