煤气化炉
阅读：306发布：2020-05-11
专利汇可以提供煤气化炉专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的 煤 气化 炉具备：反应容器(12)，其形成为向上方延伸的圆筒状且在上端侧设有排出口；筒状的烧嘴部(17)，其在与 水 平面平行且位于排出口的下方的基准平面(P1)上在反应容器的内周面上沿圆周方向隔开间隔地设置多个，并向反应容器内供给煤及 氧 化剂，在通过使煤在反应容器内燃烧来至少制造氢气及一氧化 碳 气体的 煤气化 炉中，各个烧嘴部以从上方观察时自身的轴线(C1)与直径比反应容器的内径更小且以中 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烧嘴部的前端越朝向下方的方式来配置。，下面是煤气化炉专利的具体信息内容。
1.一种合成气体的制造方法，其是利用煤气化炉、通过使煤在反应容器内发生部分氧化反应而气化来制造至少以氢气及一氧化碳气体为主成分的合成气体的方法，其特征在于，
所述煤气化炉具备：
所述反应容器，其形成为向上方延伸的圆筒状；
排出口，其设置在所述反应容器的上端侧；和
多个筒状的烧嘴部，其向所述反应容器内供给煤及作为氧化剂的氧气和水蒸气，所述煤通过第1管路供给，所述氧化剂通过与所述第1管路不同的第2管路供给，所述多个烧嘴部在位于所述排出口的下方的与水平面平行的基准平面上沿所述反应容器的内周面的圆周方向隔开间隔地设置，
以从所述反应容器的上方观察时所述各烧嘴部的轴线与以所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所述各烧嘴部，
所述假想圆的直径相对于所述反应容器的内径的比被设定为1/10以上且1/3以下，所述烧嘴部以所述烧嘴部的轴线与水平面平行或者越朝向所述烧嘴部的前端越朝向下方的方式来配置，并且所述轴线相对于水平面的角度被设定为0°以上且10°以下，所述方法具备按照下述方式通过所述烧嘴部向所述反应容器内分别供给所述煤和所述氧化剂的工序，
所述方式为：当将从所述烧嘴部向所述反应容器内供给的所述煤、所述氧化剂的质量流量设为m1、m2，将所述烧嘴部内的所述煤、所述氧化剂的流速设为V1、V2时，由(1)式得到的平均流速Va被设定为10m/s以上且50m/s以下，
Va＝(m1×V1+m2×V2)/(m1+m2) (1)
其中，m1及m2的单位为kg/s，V1、V2及Va的单位为m/s，
并且，在通过所述烧嘴部向所述反应容器内分别供给所述煤和所述氧化剂时，所述氧化剂中的所述氧气在以与所述煤的重量比计为0.7～0.9的范围内供给，所述氧化剂中的所述水蒸气在以与所述煤的重量比计为0.05～0.3的范围内供给。
2.如权利要求1所述的合成气体的制造方法，其中，所述烧嘴部围绕所述反应容器的中心轴线等间隔地配置。
煤气化炉
技术领域
[0003] 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
[0004] 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。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1：日本专利第3595404号公报
发明内容
[0010] 发明要解决的技术问题
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 用于解决技术问题的手段
[0015] 为了解决上述技术问题，本发明提出了以下的手段。
[0016] 本发明的煤气化炉具备：
[0017] 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[0018] 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，
[0019] 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，
[0020] 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。
[0021] 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：
[0022] 反应容器，其形成为向上方延伸的圆筒状；
[0023] 排出口，其设置在上述反应容器的上端侧；和
[0024] 多个筒状的烧嘴部，其向上述反应容器内供给煤及氧化剂，
[0025] 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，
[0026] 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，
[0027] 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。
[0028] 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。
[0029] 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。
[0030] 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。
[0031] 根据本发明，能够使反应容器内的包含从烧嘴部供给的煤及氧化剂、以及因煤的燃烧而产生的气体的流体的流动更稳定。
[0032] 另外，在上述煤气化炉中，上述假想圆的直径相对于上述反应容器的内径的比更优选设定为1/10以上且1/3以下。
[0033] 根据本发明，通过将假想圆的直径相对于反应容器的内径的比(以下也称为“直径比”)设为1/3以下，能够减少反应容器的内周面上的流体的速度梯度，抑制附着在反应容器的内周面上的炉渣从内周面剥落。因此，能够防止反应容器的内周面被暴露于高温下因热损失的增加而导致性能降低或内周面损伤。
[0034] 另外，通过将直径比设为1/10以上，能够防止从烧嘴部供给的煤及氧化剂等相互发生正面碰撞，确实地产生围绕反应容器的中心轴线旋转的流动，使气化反应时间变长，提高反应率。
[0035] 另外，在上述煤气化炉中，当将从各个上述烧嘴部向上述反应容器内供给的上述煤、上述氧化剂的质量流量设为m1(kg/s)、m2(kg/s)，将各个上述烧嘴部内的上述煤、上述氧化剂的流速设为V1(m/s)、V2(m/s)时，由(1)式得到的平均流速Va(m/s)更优选设定为10(m/s)以上且50(m/s)以下。
[0036] Va＝(m1×V1+m2×V2)/(m1+m2) (1)
[0037] 根据本发明，通过将平均流速Va设为50(m/s)以下，能够抑制附着在反应容器的内周面上的炉渣从内周面剥落，从而能够降低从反应容器向外部传导的热损失。另外，通过将平均流速Va设为10(m/s)以上，能够在烧嘴部利用氧化剂来稳定地传送煤。
[0038] 另外，在上述煤气化炉中，各个上述烧嘴部的轴线相对于水平面的角度更优选设定为0°以上且10°以下。
[0039] 根据本发明，通过将该角度设为0°以上且10°以下，能够使从烧嘴部吹入的煤粒子在烧嘴部附近的高温处长时间存在，从而使煤焦的气化反应得到促进，能够提高反应率。
[0040] 另外，在上述煤气化炉中，更优选在上述反应容器中的上述烧嘴部最近的上方且与上述基准平面平行的第二基准平面上与上述烧嘴部同样地设置煤焦烧嘴。
[0041] 根据本发明，通过利用反应容器的煤焦烧嘴将未反应而被回收的煤焦再利用于煤气化炉并使其发生气化反应，能够使煤中的碳的气化反应率为99％以上。
[0042] 发明效果
[0045] 图2是本发明实施方式的煤气化炉的主要部分的纵剖面图。
[0046] 图3是沿图2中的切割线A-A的俯视剖面图。
[0047] 图4是表示图3中的基准平面的流速分布的图。
[0048] 图5是表示本发明实施方式的煤气化炉的部分氧化部中热损失比和反应率比与直径比之间的关系的图。
[0049] 图6是表示本发明实施方式的煤气化炉中热损失比与煤和氧化剂的平均流速之间的关系的图。
具体实施方式
[0050] 以下，边参照图1至图6边对本发明的煤气化炉的实施方式进行说明。煤气化炉是组装到煤气化系统的一部分中来使用、并通过使煤在内部燃烧来至少制造氢气和一氧化碳气体的装置。
[0051] 如图1所示，煤气化合成气体制造系统1是将煤作为原料来制造以氢气和一氧化碳气体作为主成分的合成气体的成套设备。通过将该产品合成气体作为化学合成设备等的原料进行供给，最终能够制造甲烷、甲醇及氨等。
[0053] 通常，煤的外径不均匀，根据其种类有时含有多于所期望的值的水分。为此，首先在煤粉碎及干燥设备2中，对煤进行粉碎，以形成200目以下为75％左右、平均粒径为30～60(μm)左右的粉煤，然后进行干燥，以达到规定的水分含量、优选以总水分量计达到10％以下，然后供给至煤供给设备3。另外，从煤粉碎及干燥设备2之后到煤气化炉4为止，为了使干燥后的煤中的水分量不发生变化，煤在密闭的空间内移动。
[0054] 接着，为了向煤气化炉4内供给煤，在煤供给设备3内利用载气等升压至规定的压力后，通过气流传送向煤气化炉4定量供给规定重量的煤。煤气化炉的运转压力没有特别限定，但从气化炉紧凑化带来的反应效率的提高、设备费及水电费降低的观点出发，优选为2MPaG以上且5MPaG以下。
[0055] 另一方面，空气分离设备9将空气压缩而使其液化、并利用沸点的不同从成为液体后的空气中分离干燥的氧气和氮气等。由空气分离设备9分离出的氧气以规定流量向煤气化炉4供给。
[0056] 如图2所示，煤气化炉4在上方D1至少具有部分氧化部(反应容器)12，在部分氧化部12的下方D2设有预热部15。部分氧化部12及预热部15在上下方向D上连通。
[0057] 如图2及图3所示，部分氧化部12通过使用耐热性的耐火物等形成沿上下方向D延伸的圆筒状，在部分氧化部12的内周面上，设有形成为沿轴线C1延伸的圆筒状的8个烧嘴部17a～17h(以下，当没有特殊区别地表示这些烧嘴部17a～17h时，将它们统称为“烧嘴部17”)。
[0058] 另外，对设置在部分氧化部12上的烧嘴部17的数量没有限制，只要是2个以上多少个都可以。其中，优选随着部分氧化部12的大小变大以4个、6个、8个、…这样的方式来增加数量地设置为偶数个，但即使是奇数个也完全没有问题。
[0059] 8个烧嘴部17设置在与水平面平行的基准平面P1上，并围绕部分氧化部12的中心轴线C2等间隔地配置。
[0060] 关于烧嘴部17，如图3所示，以从上方D1观察时烧嘴部17的轴线C1与直径比部分氧化部12的内径R1更小且以中心轴线C2为中心的假想圆E围绕同一方向F1相切的方式来配置。这里，围绕同一方向F1相切是指，当将各个烧嘴部17的轴线C1视为从烧嘴部17的前端延伸的线时，轴线C1相对于假想圆E围绕方向F1相切。另外，也可以以各个烧嘴部17的轴线C1与假想圆E围绕与方向F1相反的方向即方向F2相切的方式来配置。
[0061] 并且，以假想圆的直径R2相对于部分氧化部12的内径R1的比(假想圆的直径R2/反应容器的内径R1)即直径比达到1/10以上且1/3以下的方式进行设定。直径比更优选为1/5以上且3/10以下。
[0062] 进而，如图2所示，以烧嘴部17的轴线C1相对于水平面的角度θ达到0°以上且10°以下的方式进行设定。
[0063] 即，烧嘴部17的前端优选向部分氧化部12的下方倾斜且相对于水平面为0°以上且10°以下、更优选为0°以上且2°以下。
[0064] 煤粉碎及干燥设备2中被粉碎和干燥后的微粉状的煤通过煤供给部20以规定的流量供至各烧嘴部17。由空气分离设备9分离出的氧气、以及如后述那样由热回收设备5供给的水蒸气通过氧化剂供给部21以规定的流量供至各烧嘴部17。
[0065] 更详细而言，将从烧嘴部17供至部分氧化部12内的煤、氧化剂(氧气及水蒸气)的质量流量设为m1(kg/s)、m2(kg/s)，将烧嘴部17内的煤、氧化剂的流速设为V1(m/s)、V2(m/s)。此时，以由下述的(2)式得到的平均流速Va(m/s)达到10(m/s)以上且50(m/s)以下的方式，通过煤供给部20及氧化剂供给部21来调节煤及氧化剂的流量。
[0066] Va＝(m1×V1+m2×V2)/(m1+m2) (2)
[0067] 即，平均流速Va是指从烧嘴部17的原料喷射口射出的流体的平均流速。
[0068] 其中，氧化剂中的氧气在以氧与煤的重量比(氧/煤)计为0.7～0.9的范围内、水蒸气在以水蒸气与煤的重量比(水蒸气/煤)计为0.05～0.3的范围内、根据煤品种和运转计划温度来适当地进行设定。另外，烧嘴部17内的氧化剂的流速V1(m/s)设为氧气及水蒸气混合后的状态下的流速。关于煤品种的不同，可以用煤的工业分析值及元素分析值、灰组成等来表示。
[0069] 另外，平均流速Va更优选为10(m/s)以上且30(m/s)以下。
[0070] 在部分氧化部12的外周面上，配设有用于冷却部分氧化部12的冷却壁管路22，在冷却壁管路22上连接有用于向其内部流入水或饱和水(锅炉水)的泵23。在该冷却壁管路22内流动的水或饱和水可以在冷却壁管路22内循环，也可以将部分氧化部12用作锅炉来进行加热，形成高温的水蒸气后作为蒸气回收和利用。
[0071] 被粉碎并升压后的煤及氧化剂以平均流速Va从上述的烧嘴部17供至部分氧化部12内。8个烧嘴部17由于如图3所示那样配置，因此从烧嘴部17供给的煤及氧化剂如图
2所示那样，首先以边围绕部分氧化部12的中心轴线C2旋转边向下或者在同一水平面上流动的方式喷射。部分氧化部12内变为高温和高压(例如温度为1200℃以上且1800℃以下、压力为2MPa以上)。在该环境下，煤变成高温并发生热解，煤焦与包含焦油及水蒸气等的挥发性气体发生分离，与此同时煤发生气化，从而产生基于下述化学反应式(1)～(3)的高温的一氧化碳气体、二氧化碳气体及氢气、和炉渣(灰分)。
2所示那样，首先以边围绕部分氧化部12的中心轴线C2旋转边向下或者在同一水平面上流动的方式喷射。部分氧化部12内变为高温和高压(例如温度为1200℃以上且1800℃以下、压力为2MPa以上)。在该环境下，煤变成高温并发生热解，煤焦与包含焦油及水蒸气等的挥发性气体发生分离，与此同时煤发生气化，从而产生基于下述化学反应式(1)～(3)的高温的一氧化碳气体、二氧化碳气体及氢气、和炉渣(灰分)。
[0072] 2C+O2→2CO (1)
[0073] C+O2→CO2 (2)
[0074] C+H2O→CO+H2 (3)
[0075] 此时部分氧化部12内的各部位中氢气和一氧化碳气体等的流速分布示于图4。图4是表示在图3所示的包含部分氧化部12的中心轴线C2的基准平面P2上从中心轴线C2向r方向的位置的流速v的图。这里，基准平面P2是相对于与水平面平行的基准平面P1垂直的面。在部分氧化部12中，氢气和一氧化碳气体等流体从中心轴线C2向半径方向(r方向)边围绕同一方向(例如方向F1)旋转边上升。图4示出了该基准平面P2的某个高度的位置上r方向的流体的流速v的变化(分布)。这里，某个高度的位置是指沿部分氧化部12的高度方向的任意位置，只要在烧嘴部17a之上即可。在图4中，横轴表示相对于中心轴线C2的r方向的位置，纵轴表示流速v。另外，实际上r方向的位置在正侧(图3中相对于中心轴线C2为烧嘴部17a侧)时与r方向的位置在负侧(图3中相对于中心轴线C2为烧嘴部17e侧)时流速v的方向是不同的，但图4仅示出了流速v的大小而不考虑其方向。此外，图4并未考虑附着在部分氧化部12的内周面上的后述炉渣的厚度。
[0076] 在图4中，用实线表示以假想圆的直径相对于部分氧化部(反应容器)12的内径之比达到1/5以上且3/10以下的方式在部分氧化部12上设置烧嘴部17、并将平均流速Va设为10(m/s)以上且30(m/s)以下时的流速v的模型。
[0077] 在图4中，如实线所示，在烧嘴部17c的轴线C1上的位置即r方向的位置为R2/2的位置附近、及烧嘴部17g的轴线C1上的位置即r方向的位置为-R2/2的位置附近，流速v最大。并且，在部分氧化部12的内周面的位置即r方向的位置为R1/2的位置、及为-R1/2的位置，流速v接近0，且流速v的曲线的斜率(速度梯度)的绝对值变为较小的值。
[0078] 将氢气和一氧化碳气体等假设为牛顿流体时，流体试图剥离炉渣的力(剪切力)为流体的流速v的速度梯度乘以流体的粘性系数μ而得的值(μ(dv/dr))，因此可知此时的剪切力较小。
[0079] 与此相对，在由(2)式得到的平均流速Va超过了50(m/s)的比较例中，如图4中虚线所示，流速v为最大值的位置不变，但流速v的最大值增加。因此，流速v的曲线的斜率的绝对值增加，作用于炉渣的剪切力增加，炉渣变得容易剥落。
[0080] 另外，相对于示出实线所示的流体的流速分布的部分氧化部12的构成，在使烧嘴部17b的轴线C1从部分氧化部12的中心轴线C2离开而使直径比超过了1/3的比较例中，流体的流速分布变为图4中双点划线所示的分布。即，在这样的情况下，也由于部分氧化部12的内周面的位置即r方向的位置为R1/2及-R1/2的位置处的流速v的曲线的斜率的绝对值增加而使作用于炉渣的剪切力增加，因此炉渣也变得容易剥落。
[0081] 如图2所示，在部分氧化部12内产生的气体和炉渣等边围绕部分氧化部12的中心轴线C2旋转边向径方向外侧移动，并且变为高温而发生膨胀从而在浮力的作用下受到向上的力而在部分氧化部12的内周面侧上升。在部分氧化部12内产生的炉渣虽然是熔融的状态，但一部分的炉渣S在部分氧化部12的内周面被冷却后附着，其他部分则落到设在部分氧化部12的下方D2的出渣口24并流出到预热部15内而被回收。
[0082] 另外，部分氧化部12的内周面上附着的炉渣S越厚，炉渣S产生的隔热效果越大，不仅能保护部分氧化部12免受高热的影响，还能减少从部分氧化部12向冷却壁管路22内的水等传导的热量(以下称为“热损失”)。
[0083] 这里，用图5对热损失进行说明。当将直径比为1/3时的热损失量设为1(基准)而将其与其他条件的热损失量的比率设为热损失比时，直径比的值超过1/3时热损失比(L1)急剧变大。这是因为烧嘴部17的轴线C1与部分氧化部12的内周面的距离变短。即，从烧嘴部17射出的流体变得容易朝向内周面而不朝向部分氧化部12的中心部。因此，附着在部分氧化部12的内周面上的炉渣变得容易剥落。另外，当直径比低于1/10时，部分氧化部12的内部的旋转流的直径急剧变小，因此无法确保必要的反应时间，反应率比(L2)急剧减小。这里所说的反应率比是指将直径比为1/3时的反应率设为1(基准)时其与其他条件的反应率的比率。
[0084] 并且，如图6所示，当上述平均流速Va的值超过50(m/s)时，如上述那样炉渣变得容易剥落，热损失比急剧变大。另外，当平均流速Va低于10(m/s)时，从煤供给设备3经由烧嘴部17向煤气化炉4内的煤的气流传送变得不稳定或者因堵塞而变得不能进行，向部分氧化部12的煤供给量会发生波动。
[0085] 并且，如图1所示，从煤气化炉4的上方向热回收设备5供给伴随着煤焦的以氢气及一氧化碳气体作为主成分的高温的合成气体。
[0086] 在热回收设备5中，通过使从煤气化炉4传送来的合成气体与锅炉水进行热交换来制造水蒸气。该水蒸气被供至上述煤粉碎及干燥设备2等以用于煤的干燥等目的。
[0087] 在热回收设备5中被冷却的合成气体从热回收设备5供至煤焦回收设备6，在煤焦回收设备6中回收包含在合成气体中的煤焦。这里，回收后的煤焦也可以作为燃料等用于外部利用，还可以使该煤焦在煤气化炉4中再利用而进行气化。
[0088] 通过煤焦回收设备6后的合成气体供至变换反应设备7。并且，为了将合成气体中氢气相对于一氧化碳气体的比率提高到一定的值，向变换反应设备7中供给水蒸气，使其发生如下述化学反应式(4)所示的使用了催化剂的变换反应。通过该变换反应，一氧化碳气体被消耗，取而代之产生氢气。
[0089] CO+H2O→CO2+H2 (4)
[0090] 在变换反应设备7中调节了成分后的合成气体供至气体精制设备8，回收合成气体中所含的二氧化碳气体、包含硫作为成分的气体等。
[0091] 在气体精制设备8中精制后的产品合成气体供至化学合成设备等，制造甲烷、甲醇及氨等。
[0092] 如以上所说明的那样，在本实施方式的煤气化炉4中，通过烧嘴部17向圆筒状的反应容器12内供给煤及氧化剂，能够产生围绕反应容器12的中心轴线C2旋转的流动。因此，反应容器12的内周面附近的流体的流动稳定而无论圆周方向的位置如何，能够使附着在反应容器12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。
[0093] 另外，烧嘴部17以自身的轴线C1与水平面平行或者越朝向烧嘴部的前端越朝向下方D2的方式来配置。根据该构成，能够使气化膨胀并在部分氧化部12内边旋转边上升的燃烧的煤在移动到热回收设备5之前从烧嘴部17先向水平或者下方D2流动。因此，能够使从烧嘴部17吹入的煤粒子在烧嘴部17附近的高温处长时间存在，进而能够增加煤中的碳(煤焦)在部分氧化部12中流动的时间，因而能够使其在部分氧化部12内充分地气化。
[0094] 并且，由于烧嘴部17围绕部分氧化部12的中心轴线C2等间隔地配置，因此能够使包含从烧嘴部17供给的煤及氧化剂、以及因煤的气化而生成的气体的流体在部分氧化部12内的流动更稳定。
[0095] 另外，烧嘴部17以假想圆的直径相对于反应容器的内径的比为1/10以上且1/3以下的方式来配置。通过使直径比为1/3以下，可以减小部分氧化部12的内周面上的流体的速度梯度，抑制附着在部分氧化部12的内周面上的熔融的炉渣等从内周面剥落。因此，能够防止部分氧化部12的内周面被暴露于高温下而引起损伤。进而，通过使直径比为1/10以上，能够防止从烧嘴部17供给的煤及氧化剂等相互发生正面碰撞，确实地产生围绕部分氧化部12的中心轴线C2旋转的流动，从而能够防止反应率比降低。
[0096] 并且，通过使平均流速Va为50(m/s)以下，能够抑制附着在部分氧化部12的内周面上的炉渣从内周面剥落，从而能够降低从部分氧化部12向外部传导的热损失。另一方面，通过使平均流速Va为10(m/s)以上，能够在烧嘴部17中利用氧化剂来稳定地传送煤。
[0097] 另外，通过将烧嘴部17的轴线C1相对于水平面的角度θ设为0°以上且10°以下，能够使从烧嘴部17吹入的煤粒子在烧嘴部17附近的高温处长时间存在，从而使煤中的碳的气化反应得到促进，能够提高反应率。
[0098] 以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细描述，但具体的构成并不限于该实施方式，还包括不脱离本发明主旨的范围的构成变更等。
[0099] 例如，在上述实施方式中，将烧嘴部17的形状设为圆筒状，但只要是沿规定的轴线延伸的形状即可，可以是扁平的圆筒状或方筒状等。
[0100] 另外，在上述实施方式中，烧嘴部17即使不围绕部分氧化部12的中心轴线C2等间隔地配置，部分氧化部12内的流体的流动也可以形成旋转的流动，因此烧嘴部17也可以不围绕中心轴线C2等间隔地配置。
[0101] 另外，在上述煤气化炉中，还可以在部分氧化部12中的烧嘴部17的最近的上方且与基准平面P1平行的第二基准平面上与烧嘴部17同样地配置煤焦烧嘴。即，煤焦烧嘴可以以从上方D1观察时煤焦烧嘴的轴线与直径比部分氧化部12的内径R1更小且与以中心轴线C2为中心的假想圆围绕同一方向相切的方式来配置。进而，还可以以煤焦烧嘴的轴线与水平面平行或者越朝向煤焦烧嘴的前端越朝向下方的方式来配置煤焦烧嘴。
[0102] 另外，关于上述再利用，可以不使用煤焦烧嘴而将煤焦与煤均匀混合而成的混合物供至烧嘴部17。
[0103] 进而，在上述实施方式中，在部分氧化部12的上部可以具备热解部，向来自部分氧化部12的以高温的氢气及一氧化碳气体为主成分的合成气体中吹入煤，将上述合成气体的热量用于热解。
[0104] 实施例
[0105] 在上述煤气化炉4的部分氧化部12中，将内周面的直径设为0.65(m)、内部的高度设为1.0(m)，在部分氧化部12上等间隔地设有4个烧嘴部17。并且，使用灰分为5％的烟煤作为煤进行了试验。
[0106] 将烧嘴部17的平均流速Va设为30(m/s)，将直径比从1/3变为1/5进行了运转后，可知相对于直径比设为1/3时的情况，直径比设为1/5时从部分氧化部12向冷却壁管路22内的水等传导的上述热损失减少约20％。
[0107] 另外，将部分氧化部12的直径比固定为1/3，将烧嘴部17的平均流速Va从50(m/s)变为30(m/s)进行运转后，可知相对于平均流速Va为50(m/s)时的情况，平均流速Va为30(m/s)时的热损失减少约10％。
[0108] 并且，在将直径比从1/3变为1/5的同时将平均流速Va从50(m/s)变为30(m/s)进行运转后，热损失减少约20％。
[0109] 另外，在上述实施例的形状的煤气化炉4中，将直径比设为1/4、平均流速Va设为10(m/s)并将灰分为1％的煤气化而进行运转后，可知附着在部分氧化部12的内周面上的炉渣厚度能够维持一定的厚度。
[0110] 其中，可知对于上述热损失，当灰分为3％以上时与灰分为5％的情况相同，而灰分为5％的情况比灰分为1％的情况减少约30％。
[0111] 4 煤气化炉
[0112] 12 部分氧化部(反应容器)
[0113] 17a～17h 烧嘴部
[0114] C1 轴线
[0115] C2 中心轴线
[0116] E 假想圆
[0117] P1 基准平面
[0118] θ 角度
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