報告書番号

W03021

タイトル（和文）

数値解析による石炭ガス化炉溶融スラグ排出性評価技術の確立 -－溶融スラグ３次元伝熱流動解析手法の開発と排出性評価手法の提案－-

タイトル（英文）

Establishment of Evaluation Methods for Discharging Molten-Slag from Coal Gasifier by Numerical Simulation -Development of a Three-Dimensional Simulation Model and Proposal for an Evaluation Technique of Discharging Molten-Slag-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

石炭ガス化炉の運転において、溶融スラグの安定排出は極めて重要な課題である。溶融スラグを安定かつ連続的に排出するためには、その温度を灰溶融点以上に保ち、流動状態を維持する必要がある。一方、石炭ガス化炉の性能を考えた場合、空気比を低く設定し、冷ガス効率を向上させることが望ましい。しかしながら、空気比を低く設定すると、ガス化炉内の温度が低下し、溶融スラグの安定排出に必要な熱量の不足が懸念される。溶融スラグの安定排出を確保しつつ、最適な空気比を設定するためには、溶融スラグ排出性の予測評価手法の確立が不可欠と考えられる。本報告書では、石炭ガス化炉における溶融スラグの流動性と溶融スラグ層内に形成される凝固層厚さを考慮した数値解析による伝熱流動解析手法を開発し、溶融スラグ排出性の予測評価手法を提案する。

概要 （英文）

In this paper, a numerical simulation of the heat transfer in molten-slag flow with free surface and phase change (solidification) is carried out, and we propose a new evaluation method for discharging performance of the molten-slag from coal gasifier. A stable operation of the coal gasifier requires that the molten-slag should be discharged from the slag-hole continuously. In the maintenance of discharging a molten-slag, it is necessary to keep the molten-slag temperature higher than an ash fluid temperature, and to hold the fluidity of the molten-slag. From the viewpoint of gasification performance, if the air ratio is set low in order to raise the cold gas efficiency, the molten-slag is not able to get enough heat for its discharge, because of the lowering of gas temperature in the coal gasifier. To strike a balance between the maintenance of continuity on the molten-slag discharge and the improvement in gasification performance, it is important to develop a prediction and evaluation method for discharge performance of the molten-slag from coal gasifier.

報告者

キーワード