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気化炉

国内特許コード P150011789
掲載日 2015年3月30日
出願番号 特願2013-554773
公表番号 特表2014-507534
登録番号 特許第5756534号
出願日 平成23年2月24日(2011.2.24)
公表日 平成26年3月27日(2014.3.27)
登録日 平成27年6月5日(2015.6.5)
国際出願番号 CN2011071278
国際公開番号 WO2012113149
国際出願日 平成23年2月24日(2011.2.24)
国際公開日 平成24年8月30日(2012.8.30)
発明者
  • チャン、チエンション
  • マー、ホンボー
  • クー、ターティー
出願人
  • 清華大学
  • 北京盈徳清大科技有限責任公司
発明の名称 気化炉
発明の概要 本発明の気化炉は、頂部と底部にそれぞれ外殻入口と外殻出口が形成される外殻(100)と、外殻(100)の中に外殻(100)と間隔を開け設けられ、その内部に気化室を定め、且つ冷却水入口(N2)と冷却水出口(N3)を有する膜式壁で構成された内殻(200)と、ノズル(1)と、気化室と貫通するスラグタップ室が定められ、その底部にスラグタップ口が形成され、その上部の側壁に排気口(N5)が形成される下殻(300)と、外殻出口を取り囲むように外殻(100)の外底壁に接続された冷却器(9)と、外殻(100)の内底壁と内殻の間に設けられる位置決め部(11)と、上端が冷却器(9)に接続され、かつ下端が前記スラグタップ室内において下方に向かって延伸するガスチューブ(10)と、を備える。本発明の気化炉によれば、高灰融点の石炭を原料として使用してガスを生産することができ、耐ガス浸食機能が高く、交換も便利である。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


伝統的な、石炭-水スラリーを原料とする気流層(entrained flow)石炭気化炉の内層は、通常に耐火煉瓦材料を使うため、原料の灰融点(FT)が1400℃を超えてはいけないので、石炭の種類の選択が限られた。例えば、GE会社の石炭-水スラリー用気化炉は、原料の灰融点(FT)が普通1350℃を超えはいけないと要求する。そのため、このような伝統的な気化炉は、使用する原料が限られ、安い石炭を広く利用することができなく、応用範囲が狭い。また、耐火煉瓦の製造、取り付け、メンテナンス及び交換がとても複雑で、時間と労力がかかる。また、伝統的な気化炉の冷却効果も悪く、コストが高い。

産業上の利用分野



本発明は、気化炉に関し、特に高灰融点の石炭を原料として用いられ、一酸化炭素と水素を含む粗製ガス(crude gas)を生産する石炭気化炉に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
頂部と底部にそれぞれ外殻入口と外殻出口が形成される外殻と、
前記外殻の中に前記外殻との間に間隔を開けて設けられる内殻であって、当該内殻の内部に気化室が形成され、頂部と底部にそれぞれ前記外殻入口と前記外殻出口に対応する内殻入口と内殻出口が形成され、且つ冷却水入口と冷却水出口を有する膜式壁により構成される内殻と、
前記外殻入口と前記内殻入口を通じて前記気化室内に差し入れるように前記外殻と前記内殻の頂部に設けられるノズルと、
前記外殻の下部に接続する下殻であって、当該下殻の内部に、前記外殻出口と内殻出口を通じて前記気化室と貫通するスラグタップ室が形成され、その底部にスラグタップ口が設けられ、その上部の側壁に排気口が設けられる下殻と、
前記外殻出口を取り囲むように前記外殻の外底壁に接続される冷却器であって、冷却器入水口と冷却器排水口を有し、その内部に冷却通路が形成される冷却器と、
前記外殻の内底壁と前記内殻の間に設置される位置決め部と、
上端が前記冷却器に接続され、かつ下端が前記スラグタップ室内において下方に向かって延伸するガスチューブであって、当該ガスチューブの壁内に冷却水通路が設けられ、それぞれ前記冷却水通路と貫通する入水口と排水口が形成され、前記排水口は内周壁に分布するガスチューブと、
を備えることを特徴とする気化炉。

【請求項2】
前記内殻は、
環形で前記内殻入口を定める上部ヘッダと、
環形で前記内殻出口を定める下部ヘッダと、
並置されて上下方向に沿って延伸する複数の冷却管であって、各冷却管の両端がそれぞれ前記上部ヘッダと前記下部ヘッダと接続する複数の冷却管と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の気化炉。

【請求項3】
前記上部ヘッダと下部ヘッダは、いずれも環形管であることを特徴とする請求項2に記載の気化炉。

【請求項4】
前記内殻の冷却水入口は、前記内殻の下部に位置し、前記内殻の冷却水出口は、前記内殻の上部に位置することを特徴とする請求項1に記載の気化炉。

【請求項5】
前記外殻は、上部ヒータ、下部ヒータ及び両端がそれぞれ前記上部ヘッダと下部ヘッダと接続した直筒段を含むことを特徴とする請求項1に記載の気化炉。

【請求項6】
前記ガスチューブの下端は、前記下殻内の冷却水の液面下方まで延伸することを特徴とする請求項1に記載の気化炉。

【請求項7】
前記冷却器は、環形プレートであり、前記冷却器排水口は、前記環形プレートの円周方向に沿って延伸する環形の扁平スロットであることを特徴とする請求項1に記載の気化炉。

【請求項8】
前記冷却器は、環形プレートであり、前記冷却器排水口の開口方向は、水平方向において前記環形プレートの中心軸方向に向うまたはそれることを特徴とする請求項1に記載の気化炉。

【請求項9】
前記冷却器は、環形プレートであり、前記冷却器排水口の開口方向は、下に向けて傾斜し前記環形プレートの中心軸方向に向うまたはそれることを特徴とする請求項1に記載の気化炉。

【請求項10】
前記位置決め部は、
前記外殻出口を取り囲むように前記外殻の内底壁に取り付けられ、環形溝を定める環形トラフと、
上端が前記内殻の出口取り囲むように前記内殻の外底壁に取り付けられ、且つ下端が前記環形溝に挿し込んだ環形挿し板と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の気化炉。

【請求項11】
冷却スクリーンをさらに備え、前記冷却スクリーンは、冷却スクリーン通路と、それぞれ前記冷却スクリーン通路と貫通する冷却スクリーン入水口および冷却スクリーン排水口とを有し、前記冷却スクリーンの上端は、前記外殻の外底壁と接続し、前記ガスチューブの外面にセットされて前記ガスチューブとの間に排気空間を定め、前記排気口は、前記排気空間の上部と貫通することを特徴とする請求項1~10のいずれか一項に記載の気化炉。

【請求項12】
前記冷却スクリーンの下端が、前記下殻内の冷却水液面下方に位置し、前記ガスチューブの下端は、前記下殻内の冷却水液面上方に位置することを特徴とする請求項11に記載の気化炉。

【請求項13】
冷却スクリーンをさらに備え、前記冷却スクリーンは、冷却スクリーン通路とそれぞれ前記冷却スクリーン通路と貫通する冷却スクリーン入水口及び冷却スクリーン排水口を有し、前記冷却スクリーンの上端は、前記外殻の外底壁と接続し、且つ前記ガスチューブ内にセットされて前記ガスチューブとの間に排気空間を定め、前記排気口は、前記排気空間の上部と貫通することを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載の気化炉。

【請求項14】
前記冷却スクリーンの下端は、前記下殻内の冷却水液面上方に位置し、前記ガスチューブの下端は、前記下殻内の冷却水液面下方に位置することを特徴とする請求項13に記載の気化炉。

【請求項15】
前記ガスチューブの内周壁に複数の前記排水口が形成され、当該複数の排水口は、上下方向および円周方向において分布されることを特徴とする請求項1に記載の気化炉。

【請求項16】
前記冷却器は、前記ガスチューブと一体に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の気化炉。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2013554773thum.jpg
出願権利状態 登録
分野
  • 化学;冶金
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