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JPS60235892A - 急冷リングおよび浸漬管の組立体 - Google Patents

急冷リングおよび浸漬管の組立体

Info

Publication number
JPS60235892A
JPS60235892A JP60086613A JP8661385A JPS60235892A JP S60235892 A JPS60235892 A JP S60235892A JP 60086613 A JP60086613 A JP 60086613A JP 8661385 A JP8661385 A JP 8661385A JP S60235892 A JPS60235892 A JP S60235892A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quench
ring
liquid
vertical
distribution channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60086613A
Other languages
English (en)
Inventor
ジエームズ・アール・ミユンジヤー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Texaco Development Corp
Original Assignee
Texaco Development Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Texaco Development Corp filed Critical Texaco Development Corp
Publication of JPS60235892A publication Critical patent/JPS60235892A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48Apparatus; Plants
    • C10J3/485Entrained flow gasifiers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/087Heating or cooling the reactor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72Other features
    • C10J3/82Gas withdrawal means
    • C10J3/84Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C10J3/845Quench rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/08Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors
    • C10K1/10Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids
    • C10K1/101Purifying combustible gases containing carbon monoxide by washing with liquids; Reviving the used wash liquors with aqueous liquids with water only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00477Controlling the temperature by thermal insulation means
    • B01J2208/00495Controlling the temperature by thermal insulation means using insulating materials or refractories
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/12Heating the gasifier
    • C10J2300/1223Heating the gasifier by burners
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams

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  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔利用分野〕 本発明は、急冷され、洗浄された合成ガス、還元ガス又
は燃料ガスを製造するためのガス化装置及び急冷夕/と
組み合わせて使用するだめの改良された急冷リングおよ
び浸漬管の組立体に関する。
より詳細には、急冷リングと浸漬管との組立体は高温流
出ガス急冷区画で使用される。この区画は、ガス化区画
の端部に取り付けられた別の容器内に位置させることが
でき、又は、炭質燃料或いは固体炭質燃料のスラリーの
部分酸化のためのガス化区画も収容した圧力容器内に位
置させることかできる。
〔従来技術〕
テキサコ部分酸化法は、合成ガス、還元ガス又は燃料ガ
スを製造する公知の方法でちる。この方法では、耐火ラ
イニング反応帯域内で気体又は液体炭質燃料或いは固体
炭質燃料を遊離酸素含有ガスと反応させて、H,、Co
、Co、と並びに、H,O。
CH4r Nt ) H2S及びCOSから選ばれた少
なくとも一つの物質とから成る高温流出ガス流を製造す
ることかできる。供給原料及び操作条件によって、粒子
状物質が高温流出ガス流に連行されることがある。 “
□ 高温流出ガス流の全部を、本出願人の米国特許第2,8
18,326号、第2,871,114号及び第2,8
96゜927号に図示され、開示されているような反応
帯域の下方に位置する急冷容器に収容された水の中で直
接急冷して冷却することができる。別法として、本出願
人の米国特許第2,818,326号、第2,871゜
114号及び第2,896.927号に図示され、開示
されているような冷却剤を用いた間接熱交換によって、
高温流出ガス流の全部を冷却することができる。
その他のガス冷却法として、高温流出ガス流は2つの独
立したガス流に分割される。次いで、一方の分割ガス流
は急冷タンク内の水の中で直接急冷によって冷却され、
他方の分割ガス流は、本出願人の米国特許第3,998
,609号に図示され、開示されているようなガス冷却
器内で冷却される。
上方の自由流れ式耐火ライニング反応帯域内で生成され
る高温流出ガス流は反応帯域の底部出口を通って下方に
流出される。底部出口の中心軸線はガス発生機の中心軸
線と同軸である。反応帯域の底部にある耐火ライニング
はフロアによって支持されている。そこで、流出ガス流
の少なくとも一部は、前記流出ガス流を連絡通路を経て
、さらに、下方の急冷タンク内のプール水面の下方で終
端する同軸下向連絡浸漬管を経て下方に排出させること
によって水で冷却及び洗浄することができる。薄肉の浸
漬管がそらないように又は本来なら受ける損傷から防ぐ
ように、金属の温度を制御するのに水が使用される。し
たがって、浸漬管の頂部に位置する急冷水分配リングが
浸漬管の内面全体にその長さ方向に沿って水の薄膜を与
える。必要に応じて、同軸の吸出し管が浸漬管を包囲し
て、急冷されたガスが上昇しうる環状通路を与えること
ができる。独立した急冷タンク、例えば、反応帯域から
下流に位置する鋼製圧力容器内の浸漬吸出し管は本出願
人の米国特許第2,818,326号に示されている。
鋼製圧力容器の底部に位置して、ガス流の別の分a流を
冷却するためにガス冷却器をも与える急冷室に浸漬脚部
を使用することは本出願人の米国特許第3,998,6
09号に示されている。
反応容器のフロアに対して反応容器を冷却するだめの急
冷液分配リングを設け、冷却液を浸漬管の内面に向ける
ことは本出願人の米国特許第4,218゜423号に示
されている。
高い圧力及び硫黄と金属の含量が高い供給原料の使用を
含めて、使用要件が益々苛酷になるにつれて、急冷水分
配リングの構造を改良して、適切な水の供給を確実にす
ることが必要となってきた。
破損した急冷リングから採取した金属試料の分析の結果
、硫黄が急冷リング面を侵すことが分っている。このこ
とは寸だ、高温の合成ガスにさらされる面において、金
属の温度が高いこと、即ち、恐らく704℃(1300
下)又はそれ以上であることを示している。不完全々溶
接部は特に破損されやすい。こねもの問題は本発明によ
って回避される。
前記の本出願人による米国特許の記載はすべて本明細書
に含まれるものとする。
〔発明の概要〕
本発明は、底部に急冷液プールを収容した急冷タンクの
ような高温流出ガス急冷帯域に使用するための改良され
た急冷液分配リングおよび浸漬管の組立体に関する。急
冷帯域は反応帯域と同じ容器内にあっても、独立した容
器内にあってもよい。
この組立体は、底部に中央流出ガス排出通路を備えた少
なくとも一つの耐火ライニング室を有する垂直円筒形自
由流れ式部分酸化ガス発生機と組み合わせて使用される
。ガス排出通路の中心軸線はガス発生機の反応帯域と同
軸になっている。
中央排出通路を出た高温流出ガス流は同軸の浸漬管を通
った後、急冷液に入シ、そこで急冷され、洗浄される。
必要に応じて、浸漬管の周囲に同軸の吸出し管を設けて
、急冷されたガス流が分散急冷液と接触して上昇する環
状通路を形成するようにしてもよい。ガス発生機の反応
帯域と中央排出通路は耐火物でライニングされている。
取付はフロアフランジを有する支持フロアが耐火ライニ
ングを保持している。分配リング組立体は環状長方形急
冷液分配流路を含み、この分配流路は前記中央流出ガス
排出通路と同軸の垂直中心軸線を有し、内側及び外側の
垂直円筒形壁と、前記壁間に延在 、。
するフラットリング状密閉底部とを有する。急冷液分配
室は浸漬管の頂部をその外側で包囲している。浸漬管は
下流端が急冷液プールに浸漬されていて、上流端が中央
ガス排出通路に連絡している。
急冷リング面カバーは急冷液分配流路を被覆し、分配流
路と同軸の垂直中心軸線を有する。急冷リング面カバー
は、外方に直角に延びる水平フラットリングプレート部
が頂部に結合した垂直円筒形脚部から成る。この円筒形
脚部は下方に延び、内面と外面とを有する。さらに、こ
の円筒形脚部は急冷液分配流路の内側円筒形壁に外側で
重なり合って環状間隙を与えている。好ましくは、前記
リングフランジの円筒形脚部の内径は、脚部の外面が中
央排出通路から排出される高温流出ガス流によって損傷
を受けないように、前記中央流出ガス排出通路の内径よ
シ大きい。ナツトかボルト又はその他の固定装置によっ
て、急冷液分配流路の頂部は急冷リング面カバーの水平
リングプレート部の下側に取付けられている。水平リン
グプレート部の上面は耐火支持フロアフランジの下側に
固定されている。水平リングプレートの一部が中央排出
通路の下流端で耐火ライニングの下側を支持している。
ガスケットによって、支持フロアフランジ、耐火物及び
急冷リング面カバーの合わせ面が水及びガス密性にシー
ルされている。必要に応じて、急冷リング面カバーの垂
直円筒形脚部の外面から前記分配流路の内側円筒形壁の
外面を離隔させて前記環状間隙を形成するために、追加
の環状スペーサを設けることができる。
複数個のスロットオリフィスが分配流路の環状内壁の頂
部を貫通して、分配流路と同軸環状間隙との間に冷却液
を流すだめの通路を与えている。
これによって、分配流路の内側垂直壁から急冷液面の下
まで延びる同軸垂直円筒形浸a管の内面全体に急冷液の
層が供給され、均一に分配される。
分配流路の底部に急冷液を導入する少なくとも一つの供
給管を保持するように少なくとも一つの入口孔が設けら
れている。本発明の改良された急冷液分配リングは、環
状間隙が急冷液で充満され、ガスと蒸気のポケットが存
在しないように維持されることを保証し、さらに、高温
ガスにさらされる、組立体の垂直面の内側表面上に均一
な激しい流れが得られることを確実にする。これによっ
て、熱伝導の低下が回避され、急冷リングと浸漬管との
組立体の寿命が長くなる。
本発明は添付の図面を参照することによってさらに理解
されるであろう。
〔実施例〕
本発明のより完全な理解は、第1図に示す従来技術にお
いて与えられているような急冷タンク付ガス化装置に組
合わされている急冷リングと浸漬管との組立体を示す添
付の図面を参照することによって得ることができる。本
発明の好適実施態様は第2図〜第4図に示されている。
第1図において、密閉垂直鋼製圧力容器1は、2つの主
要部分、即ち、耐火物3でライニングされ、容器1の上
方部分に位置する反応帯域2と、容器1の下方部分に位
置する急冷帯域4とから成る。別の実施態様では、例え
ば本出願人の米国特許第2,818.326号に開示さ
れているように、急冷帯域4は、独立の円筒形反応帯容
器の下方に連結された独立の円筒形垂直鋼製圧力容器内
に、収容することができる。好ましくは、反応帯域2と
急冷帯域4の各中心軸線は同軸である。底部中央同軸出
口5と底部連絡同軸中央垂直円筒形流出ガス排出通路6
は、反応帯域2の底部を急冷帯域4の上方部分と直接連
絡させている。耐火物3Fi、円錐台形耐火支持フロア
1といった金属棚によって底部で支持されている。
容器1の上方の同軸中央人口8は、反応物供給流を反応
帯域2へ導入するためのバーナー9を備えている。任意
の適当なバーナー、例えは本出願人の米国特許第2,9
28.460号に開示されている環状バーナーを使用す
ることができる。バーナー9は、遊離酸素含有ガスの供
給流を通過させる中央通路10と、燃料供給流を通過さ
せる環状通路11を有する。従って、管路15内の遊離
酸素含有ガス流は、熱交換器τγ内で管路16からの蒸
気との熱交換によって加熱され、管路18、入口19及
び中央通路10を通ることができる。管路22 l。
内の液体炭質燃料又はポンプ輸送可能な固体炭質燃料の
スラリーは、ポンプ23によって、管路24を経て、必
要に応じて熱交換器25内で加熱されるか、蒸気或いは
ガス調節剤流(図示せず)によって霧化されるか、又は
それらの双方の処理をされ、管路28及び入口29を経
て環状通路11へ圧送される。
部分酸化は自由流れ式反応帯域2内で、約982゜〜1
649℃(約1800°〜3000″F′)、例えば約
1093゜〜1538℃(約2000°〜2800下)
の範囲の温度及び約10〜190気圧、例えば約30〜
100気圧の圧力で行われる。反応帯域2内で生成され
る高温粗流出ガス流は主としてH,、Co、Co、、H
,O(蒸気)から成り、粒子状炭素、すす、灰、スラグ
、未燃焼固体燃料、及びこれらの混合物から成る群から
選ばれた粒子状物質を連行している。高温粗流出ガス流
は、底部中央出口5、連絡同軸中央通路6、急冷液分配
リング36の内径面35、浸漬管37を通って流下し、
急冷帯域4の底部に収容された急冷液プール39の液面
38の下に排出される。急冷液としては、実質的に任意
のポンプ輸送可能な液体冷却剤が使用できる。適当な急
冷液として、水、液体炭質流体、半有機流体、及び前記
流体の1つと、粒子状炭素、すす、灰及びこれらの混合
物から成る群から選ばれた粒子状固体との分散液が挙げ
られる。
急冷され、洗浄されたガス流は、容器1の側壁におる出
口40から急冷帯域4を去る。必要に応じて、同軸円筒
形スリーブすなわち吸出し管41が浸漬管3Tを包囲し
、スペーサーすなわち支持物42によって浸漬管から半
径方向に離隔されて、ガス流が急冷液と緊密に接触しな
がら上昇する環状ガス通路43を形成する。液体冷却剤
は、入口44及び管路45から急冷リング36に供給さ
れる。急冷リング36は環状をなし、入口44及び管路
45から導入された水が流出する開口46を底部に備え
ている。急冷液と、急冷の間に高温流出ガス流から除去
された粒子状固体との分散液は、側部出口4Tによって
急冷タンク4の底部から取り出され、通常の急冷液回収
帯域(図示せず)へ送られる。回収された急冷液の一部
は入口44と管路45によって急冷リング36へ再循環
させることができる。固形物質の蓄積物は定期的に底部
出口48から除去されて、廃棄される。
第1図に示された従来技術の急冷リング構造の場合、急
冷リング3Gを急冷液で充満させておくことが困難とな
ることがありうる。急冷リング36の上方部分に蒸気と
ガスのポケットができると、急冷水の流れが不均一とな
る。したがって、耐火支持フロア7、急冷液分配リング
36の内径表面35及び浸漬管3Tの温度は、金属が破
損するか、又は高温流出ガス流中のH,S及びCOSに
よって侵される点まで温度が上昇することがありうる。
さらに、そのような苛酷な使用条件にさらされると、不
完全な溶接部は容易に破損される。これらの問題点は第
2図〜第4図に示された本発明の改良によって除去でき
る。
第2図は、中央底部出口5及び同軸中央流出ガス排出通
路6の右半分を包囲する領域の一部を示す拡大詳細縦断
面図である。この領域と、部分酸化反応帯域及び急冷帯
域との関係は、第1図に示されたものと同じである。し
かし、第1図の従来技術の急冷リング36は、改良され
た急冷液分配リングと浸漬管との組立体50を含む本発
明によって置き換えである。中心線の左側(図示せず)
で中央排出通路6を包囲している領域は、第2図に示さ
れている、中心線の右側の領域と実質的には対称である
。反応室2の底部では、耐火ライニング3が、中央流出
ガス排出通路6をライニングする複数の耐火面れんが5
3.54を有している。
円錐台形耐火支持フロア55は、その上方端部が例えば
溶接によって鋼製圧力容器(図示せず)の内壁に取り付
けられてる。フロア55は、その下方端部がフラットリ
ング状フロアフランジ56に取り付けられている。急冷
液分配リングと浸漬管との組立体50は、ボルト5Tと
いった通常の取付手段又はその他の固定装置によってフ
ロアフラッジ56の下側に取り付けられている。
急冷液分配リングと浸漬管との組立体50は、分配流路
本体60、急冷リング面カバー61、浸 番。
漬管51及びガスケット62から成る。吸出し管52の
上端部分が図示されておυ、この部分は必要に応じて前
記組立体と一緒に含めることができる。
急冷液分配流路本体60は、中央流出ガス排出通路6の
中心軸線と同軸でおる。流路本体60は、環状をなし、
垂直円筒形の内壁63と外壁64及び前記缶壁の間に延
びるフラットリング形密閉底部65を有する。組立て前
は、急冷液分配流路本体60の上方長方形流路部分66
は、開放されている。組立てた後は、流路本体60は急
冷リング面カバー61の上方フラットリング部分71で
覆われる。必要に応じて、通常のガスケットを、流路本
体60と急冷リング面カバー61との間に挿入して、気
密及び水密に封止することができる。
新しい急冷液が複数個の供給管6Tによって流路部分6
6に導入される。流路本体60に90°毎に入口孔68
を穿孔することによって、機械的接続を改良することが
できる。6孔は下側から流路部分66に貫通して管の入
口を与える。6管の端部は孔68に挿入され、そこで溶
接される。内壁63の内径を内壁底部から所定長さ部分
に沿って拡大させて、浸漬管51の肉厚を受容するよう
にすることができる。これによって、分配流路本体60
は、浸漬管51の上方端部近くで浸漬管51の外径を覆
うように滑らかに下降し、これによって段付き壁部を回
避することができる。これらの2部品はその場で例えば
溶接によって固定される。溶接継目は平滑に研摩されて
いる。従来技術の構造における溶接部とは異なシ、流路
本体60のどの溶接継目も完全に検査することができる
。好ましくは、流路本体60は、一体物の金属からつく
られる。例えば、流路本体60をステンレス鋼の中実素
材から機械加工することができる。これによって、急冷
リング面カバー61に対して極めて頑丈な締付けが得ら
れ、供給管6γ及び浸漬管51のための良好な支持が得
られる。
急冷液分配流路60のための急冷リング面カバー61は
、分配流路60の垂直中心軸線及びガス排出通路6の垂
直中心軸線と同軸の垂直中心軸線を有する。急冷リング
面カバー61は、下方に延びて分配流路60の垂直内壁
63に重なり合った垂直円筒形脚部70と、前記脚部の
頂部から直角に外方に延びた水平フラットリングプレー
ト部分子1とから成る。前に述べたように、フラットリ
ングプレート部分71は据付けると流路部分66を覆う
。例えば、流路本体60とフラットリングプレート71
のそれぞれのボルト孔γ5と76を合わせることによっ
て、前記各部分は、フロアフランジ56にあるねじ孔7
7にナツトとポル)57をねじ込むと、フロアフランジ
5γと耐火物54の下側にボルト締めすることができる
。円筒形脚部TOは内面T8と外面T9とを有する。外
面19は内壁63の内径面から半径方向に離隔して環状
間隙80を与えている。さらに、脚部TOは、分配流路
本体60の垂直円筒形内壁63に浸漬管51を結合して
いる溶接部の外側に重なシ合って、溶接部分が高温の未
冷却粗ガス流にさらされるのを保護している。
中央通路6の下流端から排出される高温流出ガス流に内
面γ8が直接に接触するのを制限するために、急冷リン
グ面カバー61の垂直円筒形脚部の内径は通路6の直径
より半径方向に拡大されている。中央通路6の下流端で
耐火ライニング54の平坦な下側の一部は急冷リング面
カバー61の垂直脚部TOの上へ突出ている。ガスケッ
ト62を閉じ込めるために、内面γ8を超えて延びる耐
火ライニング54の平坦な底部前方部分は、約10−3
0°、例えば約15°の角度で下方に傾斜していてもよ
い。必要に応じて、内面78の先に耐火保護リング(図
示せず)を取り付けることができる。
急冷リングの内側高さの約50〜100%、即ち、分配
流路本体60の頂部から円筒形脚部70の底部までの約
50〜100IS延びた、好ましくは急冷りングの高さ
の約4だけ延びた狭い環状間隙80が、浸漬管51の取
り付けられた内壁63の外周面と円筒形脚部TOの外面
T9との間に維持されている。間隙幅を維持するスペー
サーラグ(図示せず)を設けることができる。内壁63
の頂部に位置する複数個のスロットオリフィス81は、
分 1゜配本体60の流路部分66から環状間隙80ま
で流れる新しい急冷液の自由流れのための連絡通路とな
っている。
浸漬管51の外面84のうち、急冷タンク(図示せず)
の底部に収容された冷却剤の液面より上方に位置する部
分は、急冷されたガスと噴霧水との混合物を上向きに流
すことによって冷却される。
例えば、浸漬管51の外面84と吸出し管52の内面8
6の間に位置する環状通路85に急冷されたガスを上向
きに通すことができる。典型的には、浸漬管51の直径
は約30〜122α(約12〜48インチ)、例えば4
5〜′32cm(18〜36インチ)の範囲である。
数個の小径水抜き孔8γのリングが浸漬管51の上方端
近く及び急冷タンク内の急冷液の液面より上に位置して
いる。これによって、浸漬管51の両側の圧力を均等に
することができ、したがって、万一、誤操作によって下
流圧力がガス発生機の圧力を超えても、急冷液が急冷タ
ンクから押し出されて浸漬管を上昇して高温耐火物に達
するのが防止される。
第3図は、第2図のA−A線に沿って切断した急冷液分
配流路本体60のし。の断面の平面図でちる。第4図は
、急冷液分配流路本体60の第3図に示された部分のB
−B腺に沿って切断した縦断面図である。1.4区画で
、垂直円筒形外壁64に配列された複数個のボルト孔7
5が明確に図示されている。環状急冷液分配流路66と
連絡用スロットオリフィス81も、急冷液供給管6γの
入口孔6Bと端部と共に図示されている。
分配流路66から環状間隙80(図示せず)に至る急冷
液の通路となる複数個の長方形スロットオリフィス81
が、分配流路60の内壁63の周囲に位置している。流
れの方向は、点線の矢印で示されている。各スロットオ
リフィスは、内壁63に約0.47〜5.08cm(約
46〜2インチ)、例えは約0.63〜2.54α(約
46〜インチ)の量で切断されてい彦い部分82によっ
て互いに離れている。例えば、隣り合ったオリフィスの
中心間距離は約5.08〜10.16国(約2インチ〜
4インチ)又はそれ以下とすることができる。スロット
は半径方向に向けてもよいが、好ましくはスロットは半
径方向から約00〜600、例えは30°〜45°偏っ
て、環状間隙80内の急冷液の分配を容易にし、水平方
向から垂直方向への流れの転換を円滑にし、高温領域を
生じさせるような滞留箇所を回避させている。第3図で
はスロットが半径方向から約45°偏って示されている
。これによって、急冷液の噴射流には急冷面で接線方向
の速度成分が与えられる。非半径方向噴射オリフィスは
急冷リング室を一層よく掃射する。分配流路66から環
状間隙80に通じるスロットオリフィス81の寸法は、
間隙80内の急冷液の速度のはt丁4〜io倍、例えば
1.5〜3倍の速度を急冷液に与える大きさである。例
えば、オリフィス81を通過する急冷液の速度は、毎秒
約0.91〜18.3 m (約3〜6゜フィート)、
例えば毎秒約3.04〜9.15 m (約10〜30
フイート)の範囲として、第2図の脚部70の内面T9
を良好に洗浄させることを確実にすることができる。圧
力降下によって、全オリフィスを通過する流量を等しく
することが確実となる。
スロットオリフィス81は、急冷液が環状間隙8゜の頂
部に入るように位置する。これによって、間隙80内の
蒸気とガスの全部が帰気され、従来なら熱伝導を低下さ
せるガスと蒸気のポケットが回避される。
環状間隙80F′i急冷液で充満されて操作され、均一
な水の流れが環状開口80を通って下向きに流れる。こ
れによって、さらに、毎秒約0.60〜6.10m(約
2〜20)フィート、例えば毎秒約0.91〜2.44
m(3〜8フイート)の範囲の速度をもった急冷液の層
が、第2図に示されるように、浸漬管51の内面83に
与えられる。こうして、浸漬管51は熱的損傷が防止さ
れ、すす、スラグ又は灰といった粒子状物質の粘かが防
止される。
一実施態様として、環状間隙8Cが冷却液で充満される
ことを保証する、環状間隙80内の急冷液の最低速度は
次式で表わすことができる:v=fi菖冒 式中、v=環状間隙80が冷却液で充満されるととを保
証する、環状間隙を通る急冷液 6・の最低速度 22重力定数(9,81mAr” (32,2f t/
z” ) )H=環状間隙の内部高さくフィート) c=夾験定数で、約1.25に等しい。
適当な設計では、Hは約Z54〜15.3cIn(1イ
ンチ〜6インチ)、例えば約3.81〜7.62備(1
,5インチ〜3インチ)のS囲で変化させることができ
る。間隙80の@は約0.31〜2.54cIn(約4
インチ〜1インチ)、例えば約0.47〜0.80 c
m (約3/16・インチー5//16 ことができる。
以上に述べた本発明のその他の変更及び変化は、本発明
の精神と範囲に反することなく行うことができる。ここ
に本発明の実施の態様を次に例示的に列挙する。
(1) 前記浸漬管をその長さ方向に沿って包囲する同
軸垂直円筒形吸出し管を備えていることを特徴とする特
許請求の範囲に記載の組立体。
(2)前記リングフランジの垂直円筒形脚部の内面に耐
火性保護ライニングを備えていることを特徴とする特許
請求の範囲又は上記α)項記載の組立体。
(3)前記急冷液分配流路が一体物で槍成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲、上記(1)項、又は上
記Q)項のいずれかに記載の組立体。
←)前記浸漬管の上流端部が分配流路の垂直内壁に溶接
され、前記溶接部が前記急冷リング面カバーの垂直円筒
形脚部と重シ合っていることを特徴とする特許請求の範
囲、上記α)項〜第(3)項のいずれかに記載の組立体
ei) 前記浸漬管の壁にその上流端部に近い位置で水
抜きのリングを備えていることを特徴とする特許請求の
範囲、上記0)項〜第4項のいずれかに記載の組立体。
(6)前記環状間隙が急冷液分配流路の高さの約50〜
100%だけ延びていることを特徴とする特許請求の範
囲、上記(1)項〜第(5)項のいずれかに記載の組立
体。
CI> 前記スロットオリフィスが長方形であり、半径
方向から約00〜60°偏っていることを特徴とする特
許請求の範囲、上記(])項〜第(6)項のいずれかに
記載の組立体。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来技術の急冷リング−浸漬管組立体を示す
概略縦断面図、 第2図は、本発明の改良された急冷液分配リングと浸漬
管との組立体の拡大部分詳細縦断面図であり、中央通路
6を含む対象領域を通る中心線の右側を採り上げた部分
図、 第3図は、第2図のA−A線で切断した急冷液分配流路
の気区画の平面図、 第4図は、第3図に示された急冷液分配流路部分のB−
B線に沿って切断した縦断面図である。 1・・・・容器、2・・・・反応帯域、3・・・・耐火
物、4・・・・急冷帯域、5・・・・底部中央同軸出口
、6・・・・流出ガス排出通路、T・・・・支持フロア
、8・・・・同軸中央入口、37・・・・浸漬管、40
−・・や出口、41・・・・・吸出し管、51・・・・
浸漬管、52・・・・吸出し管、53.54・・・・耐
火レンガ、55II・・・支持フロア、56・・・・フ
ロアフランジ、60・・・・分配流路本体、61・・・
参急冷リング面カバー、62φ・−−ガスケット、63
・・ゆ・内壁、64・・・・外壁、67・・・壷供給管
、68命・−・入口孔、γ0@・e・脚部、BO・・φ
1環状間隙、81・・・・スロットオリフィス。 特許出願人 テキサコ・デベロップメントΦコーボレー
fン代 理 人 山 川 政 樹(ほか2名)番。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 液体炭質燃料又はポンプ輸送可能な固体炭質燃料のスラ
    リーを約982°〜1649℃(約1800’〜300
    0下)の範囲の温度で部分酸化して粗合成ガス、還元ガ
    ス又は燃料ガスを生成するための垂直円筒形自由流れ式
    ガス化装置であって、前記ガス化装置の中心軸線と同軸
    である中心軸線を有する耐火ライニング底部中央流出ガ
    ス排出通路を備えた上部耐火ライニング反応室を有し、
    前記反応室が前記耐火ライニングのためのフロアフラン
    ジを備えた支持フロアを有するガス化装置の内部に位置
    し、急冷液で部分的に満たされた高温流出ガス急冷帯域
    内で使用するための急冷液分配リングおよび浸漬管の組
    立体において、 α)前記中央流出ガス排出通路の垂直中心軸線と同軸の
    垂直中心軸線を有し、垂直円筒形の内壁と外壁及び前記
    外壁の間に延びるフラットリング形密閉底部を有する環
    状急冷液分配流路;(2)前記分配流路の垂直中心軸線
    と同軸の垂直中心軸線を有する、前記急冷液分配流路の
    だめの急冷リング面カバーであって、下方に延びた内面
    及び外面を有する垂直円筒形脚部と、前記脚部の頂部か
    ら直角方向に外方に延びた水平フラットリングプレート
    部とから成る急冷リング面カバー;ここで、前記中央流
    出ガス排出通路の下流出口が前記急冷リング面カバーの
    頂部で終端し、前記分配流路の前記円筒形内壁の外面が
    前記急冷リング面カバーの垂直円筒形脚部の外面から半
    径方向に離隔して環状間隙を形成し、前記急冷リング面
    カバーの垂直円筒形脚部の内径が中央流出ガス排出通路
    の直径を超えて半径方向に拡大し、前記中央通路の下流
    端部で耐火ライニングの平坦な下側部分の一部が急冷リ
    ング面カバーの垂直脚部から突き出て約10°〜30°
    の角度に下方に傾斜しており;(3)前記急冷液分配流
    路の頂部を前記急冷り/グ面カバーの水平リングプレー
    ト部の下側に取シ付けるための手段及び前記水平リング
    プレート部の上面を前記耐火支持フロアフランジに取り
    付けるための手段; (4)急冷リング面カバーの前記水平リングプレート部
    の少なくとも一面と少なくとも1つの合せ面との間にあ
    るガスケット手段; (5)前記分配流路の前記内壁の頂部を貫通し、前記分
    配流路と前記環状間隙との間に通路を与える複数個のス
    ロットオリフィス; (6)前記分配流路の垂直内壁から延びて前記急冷液の
    液面下に至る同軸垂直円筒形浸漬管;C)急冷液を導入
    して、前記環状間隙が前記急冷液で充満されて操作され
    るように、前記分配流路の底部に設けられた少なくとも
    1つの入口手段を備えることを特徴とする急冷リングお
    よび浸漬管の組立体。
JP60086613A 1984-04-27 1985-04-24 急冷リングおよび浸漬管の組立体 Pending JPS60235892A (ja)

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