CN103068703B

CN103068703B - 箱系统及煤渣回收装置

Info

Publication number: CN103068703B
Application number: CN201180039853.0A
Authority: CN
Inventors: 小山智规; 品田治; 柴田泰成; 石井弘实; 山元崇
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-11-16
Also published as: US9199806B2; US20130140168A1; WO2012070453A1; CN103068703A; JP2012126571A; JP5781423B2

Abstract

本发明提供一种箱系统及煤渣回收装置，通过设置能够储存煤渣的箱(44)、具有使煤渣通过重力落下并能够排出到箱(44)的给定倾斜角度(θ)而配置的三个煤渣排出线(47、49a、49b)、具有使储存在箱(44)的煤渣能够通过重力落下供给的给定倾斜角度(θ)而配置的四个切换线(51a、51b、51c、51d)、辅助重力落下的煤渣在煤渣排出线(47、49a、49b)中的流动作为辅助装置设有的辅助气体供给部(54、55a、55b)，由此可以实现装置的小型化。

Description

箱系统及煤渣回收装置

技术领域

本发明涉及在煤气化联合发电设备的煤渣(チヤ一，char)回收装置中使用的箱系统及该煤渣回收装置。

背景技术

煤气化联合发电设备是通过将煤气化并与联合循环发电组合，与现有类型的煤火力发电相比，是进一步向着高效化、高环境性的发电设备。已知该煤气化联合发电设备大的优点是可利用资源量丰富的煤，通过扩大适用炭种类，进一步发挥其优点。

现有煤气化联合发电设备通常具有供煤装置、煤气化炉、煤渣回收装置、气体纯化设备、燃气轮机设备、蒸汽轮机设备、排热回收锅炉。从而，通过供煤装置对煤气化炉供给煤(微粉煤)，并且加入气化剂(空气、富氧空气、氧、水蒸汽等)，在该煤气化炉中，煤被燃气化而生成生成气体(可燃性气体)。而且，在煤渣回收装置中从该生成气体中除去煤的未反应成分(煤渣)从而实现气体纯化，并供应到燃气轮机设备，由此进行燃烧而生成高温、高压的燃烧气体，驱动涡轮机。驱动涡轮机后的废气由排热回收锅炉回收热能，生成蒸汽并供给到蒸汽轮机设备以驱动涡轮机。根据上述过程进行发电。另一方面，从中回收了热能的废气经由烟囱被排放到大气中。

上述的煤气化联合发电设备中的煤渣回收装置，使用多段集尘装置，从在煤气化炉中生成的生成气体中除去含有的煤渣。而且，回收的煤渣通过煤渣供给装置以给定量返回煤气化炉。即，在此适用了箱系统(ビンシステム)。一般的箱系统具有一个(或多个)箱、将用各集尘装置回收的煤渣排出到该箱中的多个煤渣排出线、将回收在箱中的煤渣供给到多个(或一个)漏斗中的多个煤渣供给线。

另外，作为现有的煤渣回收装置，有下述专利文献1~3中所记载的煤渣回收装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3054788号公报

专利文献2：日本专利第3652848号公报

专利文献3：日本特开2006－063098号公报

发明内容

发明要解决的问题

对于一个箱在其上部连接多个煤渣排出线，或在下部连接多个煤渣供给线时，由于多个集尘装置及多个漏斗在水平方向上排列配置，因此，煤渣排出线及煤渣供给线从该集尘装置及漏斗朝向箱相对于垂直方向具有给定的倾斜角度配置。在上述的煤渣回收装置中，煤渣的移送为干式输送，从集尘装置经由箱到达漏斗的煤渣的移送为重力落下。在该情况下，如果将煤渣排出线及煤渣供给线的倾斜角度设定得较大，配管内的煤渣有可能发生堆积。因此，不能过分减小煤渣排出线及煤渣供给线的倾斜角度，考虑到多个集尘装置彼此或多个漏斗彼此的干扰，存在煤渣排出线及煤渣供给线变长、箱系统及煤渣回收装置纵向变长，即导致装置的大型化及高成本化的问题。

本发明是为解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够实现装置的小型化的箱系统及煤渣回收装置。

解决问题的方法

为了达成上述目的，本发明提供一种箱系统，其特征为，具备：能够收集或储存粉体的密闭容器；具有给定的倾斜角度而配置的多个粉体排出线，该倾斜角度使粉体能够通过重力落下而排出至所述密闭容器；具有给定的倾斜角度而配置的多个粉体供给线，该倾斜角度使储存在所述密闭容器内的粉体能够通过重力落下而供给；辅助装置，其辅助重力落下的粉体在所述多个粉体排出线中的流动。

这样一来，由于粉体通过重力落下在各粉体排出线中流动并排出至密闭容器，并从该密闭容器通过重力落下在各粉体供给线中流动时，辅助装置辅助重力落下的粉体在多个粉体排出线中的流动，因此，粉体在该粉体排出线中适当地流动，从而能够抑制堆积。其结果可以设定多个粉体排出线的倾斜角度为较大的值，能够控制装置的高度并实现装置的小型化。

本发明提供一种箱系统，其特征为，具备：能够收集或储存粉体的密闭容器；具有给定的倾斜角度而配置的多个粉体排出线，该倾斜角度使粉体能够通过重力落下而排出至所述密闭容器；具有给定的倾斜角度而配置的多个粉体供给线，该倾斜角度使储存在所述密闭容器内的粉体能够通过重力落下而供给；辅助装置，其辅助重力落下的粉体在所述多个粉体供给线中的流动。

这样一来，由于粉体通过重力落下在各粉体排出线中流动并排出至密闭容器，并从该密闭容器通过重力落下在各粉体供给线中流动时，辅助装置辅助重力落下的粉体在多个粉体供给线中的流动，因此，粉体在该粉体供给线中适当地流动，从而能够抑制堆积。其结果可以设定多个粉体供给线的倾斜角度为较大的值，能够控制装置的高度并实现装置的小型化。

就本发明的箱系统而言，其特征为，所述辅助装置具有沿粉体的流动方向供给非活性气体(N₂、CO₂等)的辅助气体供给装置。

这样一来，通过应用供给非活性气体的辅助气体供给装置作为辅助装置，能够实现装置的简化，并且不会对在各线中流动的粉体带来不良影响，能够构筑适合的粉体输送系统。

就本发明的箱系统而言，其特征为，所述辅助气体供给装置沿构成所述粉体排出线或所述粉体供给线的配管的内周下面供给非活性气体。

这样一来，粉体沿构成粉体排出线或粉体供给线的配管的内周下面移动，则通过沿该配管的内周下面供给非活性气体，使得粉体的流动顺畅，从而能够防止在配管内部粉体的堆积。

就本发明的箱系统而言，其特征为，所述辅助气体供给装置在构成所述粉体排出线或所述粉体供给线的配管的下部设有辅助气体室，从该辅助气体室向所述配管的内周下面供给非活性气体。

这样一来，通过从设于构成粉体排出线或粉体供给线的配管的下部的辅助气体室向配管内周下面供给非活性气体，利用该非活性气体使沿配管的内周下面流动的粉体顺畅地流动，从而能够防止在配管内部粉体的堆积。

就本发明的箱系统而言，其特征为，所述辅助气体供给装置根据粉体的流量来改变非活性气体的供给量。

这样一来，通过根据粉体的流量来供给适当量的非活性气体，能够将粉体的输送速度保持在适当速度，并且能够减少非活性气体的使用量从而能够降低运转成本。

就本发明的箱系统而言，其特征为，设定所述粉体排出线或所述粉体供给线使倾斜角度相对于水平方向为60度以下，并在设定为该倾斜角度的所述线上设置所述辅助装置。

这样一来，能够将粉体排出线及粉体供给线的倾斜角度设定在60度以下，可以控制装置的高度从而实现装置的小型化。

就本发明的箱系统而言，设定所述粉体排出线或所述粉体供给线使倾斜角度相对于水平方向为60度以下，并在设定为该倾斜角度的所述线上设置所述辅助装置，并且设置辅助气体排出部。

这样一来，能够将粉体排出线及粉体供给线的倾斜角度设定在60度以下，可以控制装置的高度，且通过在该线中设置所述辅助装置和辅助气体排出部，能够使装置进一步小型化。

另外，本发明提供一种煤渣回收装置，其从煤气化而生成的生成气体中回收煤的未燃烧成分，其特征在于，具备：与生成气体的生成线连接的第一集尘装置；与该第一集尘装置的第一气体排出线连接的第二集尘装置；与所述第一集尘装置的第一未燃烧成分排出线及所述第二集尘装置的第二未反应成分排出线连接的箱；从该箱将未燃烧成分供给至未燃烧成分返回线中的多个未燃烧成分供给线；辅助重力落下的未燃烧成分在所述各未燃烧成分排出线或所述未燃烧成分供给线中的流动的辅助装置。

这样一来，用第一集尘装置从生成气体中分离粗粒的未燃烧成分，用第二集尘装置从生成气体中分离微粒的未燃烧成分，该未燃烧成分通过各未燃烧成分排出线并储存在箱内，储存在该箱内的未燃烧成分通过各未燃烧成分供给线被供给到未燃烧成分返回线中，此时，由于辅助装置辅助重力落下的未燃烧成分在各未燃烧成分排出线或各未燃烧成分供给线中的流动，因此，未燃烧成分在该未燃烧成分排出线或未燃烧成分供给线上适当地流动，从而能够抑制堆积。其结果可以设定多个未燃烧成分排出线及未燃烧成分供给线的倾斜角度为较大值，从而能够控制装置的高度并实现装置的小型化。

发明的效果

根据本发明的箱系统及煤渣回收装置，由于设有辅助装置，其辅助在粉体输送线中通过重力落下的粉体的流动，因此能够实现装置的小型化。

附图说明

图1是使用了本发明的实施例1的箱系统的煤气化联合发电设备的概略构成图；

图2是表示实施例1的箱系统的主要部位的概略图；

图3是表示本发明的实施例2的箱系统的主要部位的概略构成图；

图4是表示本发明的实施例3的箱系统的主要部位的概略构成图；

图5是表示本发明的实施例4的箱系统的主要部位的概略构成图。

符号说明

11供煤装置

12煤气化炉

13煤渣回收装置

14气体纯化设备

15燃气轮机设备

16蒸汽轮机设备

17发电机

18排热回收锅炉

19气体净化装置

41旋风集尘器(cyclone)(第一集尘装置)

42a第一过滤器(第二集尘装置)

42b第二过滤器(第二集尘装置)

43a、43b回转阀(rotaryvalve)

44箱(密闭容器)

45a、45b、45c、45d漏斗

46第一气体排出线

47第一煤渣排出线(粉体排出线、第一未燃烧成分排出线)

48第二气体排出线

49a、49b第二煤渣排出线(粉体排出线)

50第一均压线

51a、51b、51c、51d切换线(粉体供给线)

54、55a、55b、58a、58b、58c、58d、121、131、141辅助气体供给部(辅助装置、辅助气体供给装置)

56、57a、57b、59a、59b、59c、59d辅助气体排出部

101、102直线部

103倾斜部

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的箱系统及煤渣回收装置的优选的实施例详细地进行说明。需要说明的是，本发明不受该实施例的限定，另外，在实施例有多个的情况下，也包括将各实施例组合而构成的方式。

实施例1

图1是使用了本发明的实施例1的箱系统的煤气化联合发电设备的概略构成图，图2是表示实施例1的箱系统的主要部位的概略图。

实施例1的煤气化联合发电设备(IGCC：IntegratedCoalGasificationCombinedCycle)采用将空气作为气化剂用气化炉生成煤气体的吹气方式，将利用气体纯化设备纯化后的煤气体作为燃料气体供给到燃气轮机设备而进行发电。即，本实施例的煤气化联合发电设备为吹气方式的发电设备。

如图1所示，实施例1的煤气化联合发电设备具有供煤装置11、煤气化炉12、煤渣回收装置13、气体纯化设备14、燃气轮机设备15、蒸汽轮机设备16、发电机17、排热回收锅炉(HRSG：HeatRecoverySteamGenerator)18。

供煤装置11具有煤粉碎机(碾磨机)21和对用该煤粉碎机21干燥微粉碎的微粉煤进行加压供给的微粉煤供给设备(箱系统)22。煤粉碎机21将煤一边利用干燥气体进行干燥一边粉碎成细的粒状从而制造微粉煤。在该情况下，作为干燥用气体，利用来自燃气轮机设备15及排热回收锅炉18的部分废气。由此，在煤粉碎机21的下游侧，设置微粉煤分离装置(例如，集尘器)23、微粉煤箱24、多个微粉煤供给漏斗25a、25b、25c作为微粉煤供给设备22。

煤气化炉12与来自微粉煤供给设备的供煤线31连接，能够供给微粉煤。另外，煤气化炉12与来自煤渣回收装置13的煤渣返回线32连接，可以循环使用由该煤渣回收装置13回收的煤渣(煤的未反应成分、粉体)。

此外，煤气化炉12与来自燃气轮机设备15(压缩机61)的压缩空气供给线33连接，可以利用抽气空气升压机将由该燃气轮机设备15压缩的部分空气进行升压并供给。空气分离装置34通过大气中的空气分离生成氮和氧，第一氮供给线35与供煤线31连接，并且，第二氮供给线36与煤渣返回线32连接，氧供给线37与压缩空气供给线33连接。在该情况下，氮被用作煤或煤渣的输送用气体，氧被用作气化剂。

煤气化炉12例如为喷流床形式的气化炉，利用气化剂(空气、富氧空气、氧、水蒸汽等)将供给到内部的煤(微粉煤)部分氧化、气化，由此，产生以二氧化碳、氢为主成分的可燃性气体(生成气体、煤气体)。需要说明的是，煤气化炉12不限于喷流床气化炉，也可以为流化床气化炉或固定床气化炉。而且，在该煤气化炉12的下游设有生成气体线38且与煤渣回收装置13连接。用该煤渣回收装置13可将生成气体中包含的煤渣和生成气体分离。在该情况下，也可以通过在气化炉下游设置气体冷却装置，将可燃性气体冷却至给定温度，然后经过生成气体线38供给至煤渣回收装置13。

煤渣回收装置13使用了本发明的箱系统，具有作为第一集尘装置的旋风集尘器41；作为第二集尘装置的第一过滤器42a及第二过滤器42b；各回转阀43a、43b；箱44；漏斗45a、45b、45c、45d。由于旋风集尘器41是进行由煤气化炉12生成的可燃性气体所包含的煤渣的一次分离(分离粗粒)的装置，因此上部连接有排出分离了粗粒煤渣的可燃性气体的第一气体排出线46，并且，下部连接有排出从可燃性气体中分离的粗粒煤渣的第一煤渣排出线(第一未反应成分排出线)47。

第一、第二过滤器42a、42b在其侧部分别与分支的第一气体排出线46连接，在上部连接有排出分离了微粒煤渣的可燃性气体的第二气体排出线48，并且在下部连接有排出从可燃性气体分离的微粒煤渣的第二煤渣排出线49a、49b。在各过滤器42a、42b的第二煤渣排出线49a、49b的排出部分别设有回转阀43a、43b。该过滤器42a、42b为多孔过滤器，例如，有陶瓷制的过滤材料，在可燃性气体通过过滤材料时，可除去该可燃性气体中的煤渣。然后，通过反洗处理等使由该过滤器42a、42b捕集的煤渣落下，并通过回转阀43a、43b从过滤器容器排出，通过第二煤渣排出线49a、49b被驱赶至箱44。

然后，在第一气体排出线46和箱44之间，设有使两者的压力均匀的第一均压线50。

箱44是连接着第一煤渣排出线47及第二煤渣排出线49a、49b的下游端部，并将通过旋风集尘器41及第一、第二过滤器42a、42b从可燃性气体中分离出来的粗粒煤渣及微粒煤渣集合起来向各漏斗进行分配的装置。各漏斗45a、45b、45c、45d经由切换线51a、51b、51c、51d和箱44连接，该切换线51a、51b、51c、51d在漏斗45a、45b、45c、45d的上游侧装有第一切换阀52a、52b、52c、52d，在下游侧装有第二切换阀53a、53b、53c、53d。

即，通过利用各切换阀52a、52b、52c、52d、53a、53b、53c、53d对使用的切换线51a、51b、51c、51d进行切换，交替使用漏斗45a、45b、45c、45d从而能够连续运转。然后，各切换线51a、51b、51c、51d在漏斗45a、45b、45c、45d的下游侧汇合并与煤渣返回线32连接。在该情况下，在本实施例中，由于是四个切换线51a、51b、51c、51d(四个漏斗45a、45b、45c、45d)，因此在其上游侧配置有箱44，设有将煤渣集合并向各漏斗分配及临时储存的箱44。

另外，在旋风集尘器的第一气体排出线46和漏斗45a、45b、45c、45d之间，为了结束向气化炉供给煤渣的状态(例如，在为漏斗45a的情况下，第一切换阀52a为关闭状态、第二切换阀53a为打开状态，为漏斗45a的压力比箱44高的状态)，设有为了接受箱44的煤渣，使漏斗45a内的气体减压排气而使压力均压化的均压线81a(81b、81c、81d)。该均压线81a(81b、81c、81d)与第一气体排出线46连接，并安装有第三切换阀82a、82b、82c、82d。

这样本实施例的煤渣回收装置13由旋风集尘器41、第一过滤器42a及第二过滤器42b、回转阀43a、43b、和箱44、漏斗45a，45b、45c、45d等构成，本发明的箱系统由作为能够将煤渣集合并向各漏斗分配以及储存的容器的箱44；作为具有能够将煤渣通过重力落下排出至箱44的给定的倾斜角度而配置的多个粉体排出线的煤渣排出线47、49a、49b；作为具有能够通过重力落下将在箱44中集合起来的煤渣或储存的煤渣供给至漏斗45a、45b、45c、45d的给定的倾斜角度而配置的多个粉体供给线的切换线51a、51b、51c、51d等构成。而且，在本实施例中，在各煤渣排出线47、49a、49b、各切换线51a、51b、51c、51d中，作为辅助重力落下的煤渣流动的辅助装置，设有沿煤渣的流动方向供给非活性气体的辅助气体供给装置。

在本实施例中，安装在各煤渣排出线47、49a、49b上的辅助气体供给装置，分别具有辅助气体供给部54、55a、55b和辅助气体排出部56、57a、57b。另外，安装在各切换线51a、51b、51c、51d中的辅助气体供给装置，分别具有辅助气体供给部58a、58b、58c、58d和辅助气体排出部59a、59b、59c、59d。

在此，就作为各煤渣排出线47、49a、49b的辅助气体供给装置的辅助气体供给部54、55a、55b及辅助气体排出部56、57a、57b而言，和作为各切换线51a、51b、51c、51d的辅助气体供给装置的辅助气体供给部58a、58b、58c、58d及辅助气体排出部59a、59b、59c、59d形成为大致同样的构成。因此，下面仅对作为第一煤渣排出线47的辅助气体供给装置的辅助气体供给部54及辅助气体排出部56进行说明。

在辅助气体供给装置中，如图2所示，第一煤渣排出线47由从旋风集尘器41(参照图1)沿垂直方向下垂配置的第一直线部101、向箱44(参照图1)沿垂直方向下垂配置的第二直线部102、连接第一直线部101的下端部和第二直线部102的上端部的倾斜部103构成。此时，倾斜部103以相对水平方向倾斜给定角度θ(例如，60度以下)的方式配置。

并且，煤渣排出线47的倾斜部103在底端部(上端部)安装有辅助气体供给部54，在前端部(下端部)安装有辅助气体排出部56。该辅助气体供给部54具有供给非活性气体的气体供给管111和气体喷嘴112，气体喷嘴112能够从倾斜部103的底端部向内部供给非活性气体。辅助气体排出部56具有排出与煤渣的移动相当体积的置换气体及非活性气体的气体排出管113和气体回收部114，气体回收部114能够从倾斜部103的前端底端部排出内部的气体。该气体回收部114具有分离煤渣和气体的功能，具体地说，其结构为在与煤渣排出方向相反的方向(第二直线部102的上方)开口，将煤渣和气体进行重力分离或惯性分离。

在该情况下，非活性气体优选为氮气或二氧化碳气体，但只要设定为氧浓度3％以下的非活性气体(惰性气体)或可燃性气体(对煤渣回收装置出口或气体纯化设备出口气体进行升压循环利用的气体)即可，能够防止在第一煤渣排出线47中流动的气体的燃烧。另外，优选非活性气体是温度在第一煤渣排出线47中流动的气体的露点以上的气体。而且，辅助气体供给部54连续地或间歇地供给非活性气体。

从而，利用旋风集尘器41从可燃性气体中分离出来的粗粒煤渣，通过重力落下流动落入第一煤渣排出线47，通过第一直线部101、倾斜部103、第二直线部102集合于箱44内并分配或储存于各漏斗。此时，由于辅助气体供给部54从气体喷嘴112在倾斜部103内朝向粗粒煤渣的流动方向供给非活性气体，因此，能够促进沿构成第一煤渣排出线47的配管的内部下面移动的粗粒煤渣的流动，从而可以抑制堆积。而且，就辅助气体排出部56而言，气体回收部114能够回收与煤渣的移动相当体积的置换气体及所供给的非活性气体。

气体纯化设备14针对通过煤渣回收装置13分离了煤渣的可燃性气体，除去硫化合物或氮化合物、卤化物等杂质，由此进行气体纯化。然后，气体纯化设备14从可燃性气体中除去杂质而制造燃料气体，并将该燃料气体供给至燃气轮机设备15。

燃气轮机设备15具有压缩机61、燃烧器62、涡轮机63，压缩机61和涡轮机63通过转轴64相连接。燃烧器62利用从压缩机61供给的压缩空气65，并且从气体纯化设备14供给的燃料气体66，向涡轮机63供给燃烧气体67。另外，燃气轮机设备15设有从压缩机61延伸至煤气化炉12的压缩空气供给线33，在中途部设有升压机68。从而，在燃烧器62中，将从压缩机61供给的压缩空气和从气体纯化设备14供给的燃料气体进行混合并燃烧，通过涡轮机63，利用产生的燃烧气体使旋转轴64旋转，由此，能够驱动发电机17。

蒸汽轮机设备16具有连接在燃气轮机设备15的旋转轴64上的涡轮机69，发电机17连接在该旋转轴64的底端部。排热回收锅炉18是设置在来自燃气轮机设备15(涡轮机63)的排气线70上，通过和高温的废气进行热交换来生成蒸汽的设备。用排热回收锅炉18回收了热的废气从烟囱74排放到大气中。

在此，对实施例1的煤气化联合发电设备的工作进行说明。

在实施例1的煤气化联合发电设备中，如图1所示，用供煤装置11将煤通过煤粉碎机21进行干燥、粉碎而制造微粉煤。通过由微粉煤分离装置及微粉煤供给漏斗构成的微粉煤供给设备(箱系统)使该微粉煤加压，利用从空气分离装置34供给的氮气，通过供煤渣线31供给到煤气化炉12。另外，用后述的煤渣回收装置13回收的煤渣，利用从空气分离装置34供给的氮气，通过煤渣返回线32供给至煤气化炉12。进一步，从后述的燃气轮机设备15抽出的压缩空气，经升压机68升压后，与从空气分离装置34供给的氧一起通过压缩空气供给线33供给至煤气化炉12。

在煤气化炉12中，供给的微粉煤利用气化剂(压缩空气、氧等)进行部分氧化、气化，由此，生成以二氧化碳、氢为主成分的可燃性气体(生成气体、煤气体)。然后，通过生成气体线38，从煤气化炉12排出该可燃性气体，并输送至煤渣回收装置13。

在该煤渣回收装置13中，可燃性气体首先被供给至旋风集尘器41，这样一来，在此从可燃性气体中一次分离出该气体中含有的煤渣(分离粗粒)。然后，一次分离出煤渣的可燃性气体被排出至第一气体排出线46，而从可燃性气体中分离的粗粒煤渣，通过第一煤渣排出线47被驱赶至箱44内。

利用旋风集尘器41将一次分离了煤渣并排出至第一气体排出线46的可燃性气体，依次供给至各过滤器42a、42b，将可燃性气体中残留的煤渣二次分离。然后，分离了残留煤渣的可燃性气体被排出至第二气体排出线48，另一方面，从可燃性气体中分离的煤渣通过回转阀43a、43b从过滤器容器排出，通过第二煤渣排出线49a、49b被驱赶至箱44内。在此，箱44能够将通过第一煤渣排出线47被驱赶至箱44的一次分离煤渣和通过第二煤渣排出线49a、49b被驱赶至箱44的二次分离煤渣集合起来，并能够分别供给或储存至各漏斗。

在该情况下，将气体生成线38的压力视为P₁、第一气体排出线46的压力视为P₂、第二气体排出线48的压力视为P₃，其压力关系为P₁＞P₂＞P₃。另外，通过在第一气体排出线46和箱44之间设置第一均压线50，第一气体排出线46的压力P₂和箱44的压力P₄基本相同，其压力关系为因此，由旋风集尘器41分离的一次分离煤渣从第一煤渣排出线47被驱赶到箱44内，防止了第一煤渣排出线47中的含有粗粒煤渣的气体逆流，可保持高的旋风集尘器41的集尘效率。如果没有该第一均压线50时，则与一次分离的煤渣的体积置换的气体在第一煤渣排出线47中逆流，当一次分离煤渣的排出量增加时，在旋风集尘器41的排出部(喉部)产生一次分离煤渣吹起的现象，从而会导致旋风集尘器41的集尘效率降低。

另外，第一气体排出线46的压力P₂和箱44的压力P₄，虽然被第一均压线50调节为基本相同，但是，由于来自旋风集尘器41及过滤器42a、42b的煤渣通过各煤渣排出线47、49a、49b被驱赶到箱44内，因此，处于箱44内的含有煤渣的气体有可能通过第一均压线50排放至第一气体排出线46，来自第一均压线50的排放气体被供给至各过滤器42a、42b，由此煤渣从可燃性气体中分离。

另外，利用旋风集尘器41从可燃性气体中分离的一次分离煤渣，通过第一煤渣排出线47被驱赶到箱44内，另外，利用各过滤器42a、42b从可燃性气体中分离的二次分离煤渣，通过第二煤渣排出线49a、49b被驱赶到箱44内。此时，如图1及图2所示，辅助气体供给装置的辅助气体供给部54、55a、55b向各煤渣排出线47、49a、49b的倾斜部103供给非活性气体，通过辅助沿构成各煤渣排出线47、49a、49b的配管内的下面进行移动的粗粒煤渣的流动而促进其流动，从而能够抑制煤渣在配管内的堆积。然后，在各煤渣排出线47、49a、49b的倾斜部103的下游侧，由辅助气体排出部56排出与煤渣移动相当体积的置换气体及非活性气体，由此能够抑制各煤渣排出线47、49a、49b内的背压上升，保持稳定的煤渣的排出。

然后，集合或储存在箱44的煤渣通过依次开闭第一切换阀52a、52b、52c、52d和第二切换阀53a、53b、53c、53d、第三切换阀82a、82b、82c、82d，依次使用切换线51a及漏斗45a、切换线51b及漏斗45b、切换线51c及漏斗45c、切换线51d及漏斗45d。例如，在由箱44向漏斗45a供给煤渣的情况下，则打开第二均压线81a的第三切换阀82a及切换线51a的切换阀52a，关闭切换阀53a，由此，箱44和漏斗45a可形成均压并供给煤渣。此时，如果设定向气化炉供给煤渣的漏斗为45c，关闭第二均压线81c的第三切换阀82c及切换线51c的切换阀52，打开切换阀53c，能够使煤渣返回气化炉。通过打开其他的切换阀82b、82d，关闭52b，52d，53b，53d，能够利用切换线51a将箱44的煤渣供给至漏斗45a。然后，当该漏斗45a装满时，打开第二均压线81b的第三切换阀82b及切换线51b的切换阀52b，并关闭切换阀53b，由此，箱44和漏斗45b可形成均压并供给煤渣。由此能够连续地进行将回收的煤渣从箱向漏斗的排出、供给作业，可以实现煤渣回收装置13的连续运转。被供给至漏斗45a、45b、45c、45d的煤渣，通过煤渣返回线32返回煤气化炉12并被气化。

此时，在向各切换线51a、51b、51c、51d供给煤渣时，辅助气体供给装置的辅助气体供给部58a、58b、58c、58d向倾斜部供给非活性气体，辅助沿构成各切换线51a、51b、51c、51d的配管内的下面进行移动的煤渣的流动，从而促进其流动，并能够抑制煤渣在配管内的堆积。然后，在各切换线51a、51b、51c、51d的倾斜部的下游侧，由辅助气体排出部59a、59b、59c、59d排出与煤渣的移动相当体积的置换气体及非活性气体，从而能够抑制各切换线51a、51b、51c、51d内的背压上升，保持稳定的煤渣的排出。

利用煤渣回收装置13分离出煤渣的可燃性气体，通过气体纯化设备14除去硫化合物及氮化合物、卤化物等杂质而制造燃料气体。然后，在燃气轮机设备15中，压缩机61对空气进行压缩，然后供给至燃烧器62，通过燃烧器62使从压缩机61供给的压缩空气和从气体纯化设备14供给的燃料气体燃烧，由此生成燃烧气体，利用该燃烧气体驱动涡轮机63，由此能够经由旋转轴64驱动发电机17进行发电。

然后，从燃气轮机设备15的涡轮机63排出的废气，在排热回收锅炉18中进行热交换而生成蒸汽，将该生成的蒸汽供给至蒸汽轮机设备16。在蒸汽轮机设备16中，利用从排热回收锅炉18供给的蒸汽驱动涡轮机69，由此能够经由旋转轴64驱动发电机17进行发电。

从排热回收锅炉18排出的废气从烟囱74排放到大气中。

这样，在实施例1的箱系统中，设有：能够集合分配或储存煤渣的箱44；具有能够使煤渣通过重力落下排出至箱44的给定倾斜角度θ而配置的三个煤渣排出线47、49a、49b；具有能够使集合或储存在箱44的煤渣通过重力落下进行供给的给定倾斜角度θ而配置的四个切换线51a、51b、51c、51d；作为辅助重力落下的煤渣在煤渣排出线47、49a、49b中的流动的辅助装置的辅助气体供给部54、55a、55b、58a、58b、58c、58d。

这样一来，在煤渣通过重力落下在各煤渣排出线47、49a、49b中流动并排出到箱44内时，辅助气体供给部54、55a、55b辅助重力落下的煤渣在煤渣排出线47、49a、49b中的流动，因此，煤渣能够在该各煤渣排出线47、49a、49b中适当地流动，从而可以抑制煤渣在构成各煤渣排出线47、49a、49b的配管的堆积。其结果可以设定各煤渣排出线47、49a、49b的倾斜角度为较大的值，能够控制装置的高度实现装置的小型化。

另外，在实施例1的箱系统中，作为辅助重力落下的煤渣在各切换线51a、51b、51c、51d中的流动的辅助装置，设有辅助气体供给部58a、58b、58c、58d。因此，辅助气体供给部58a、58b、58c、58d辅助重力落下的煤渣在各切换线51a、51b、51c、51d中的流动，因此，煤渣能够在该各切换线51a、51b、51c、51d中适当地流动，抑制煤渣在构成各切换线51a、51b、51c、51d的配管的堆积。其结果可以设定各切换线51a、51b、51c、51d的倾斜角度为较大的值，能够控制装置的高度实现装置的小型化。

另外，在实施例1的箱系统中，将辅助气体供给装置作为沿煤渣的流动方向供给非活性气体的辅助气体供给部54、55a、55b、58a、58b、58c、58d。因此，作为辅助装置应用适用供给非活性气体的辅助气体供给部54、55a、55b、58a、58b、58c、58d，由此能够实现装置的简化，并且不会对在各线47、49a、49b、51a、51b、51c、51d中流动的煤渣带来不良影响，能够构筑适当的煤渣的输送系统。

另外，在实施例1的箱系统中，设定各煤渣排出线47、49a、49b及各切换线51a、51b、51c、51d使倾斜角度θ相对于水平方向为60度以下，在设定为该倾斜角度θ的各煤渣排出线47、49a、49b及各切换线51a、51b、51c、51d中设置辅助气体供给部54、55a、55b、58a、58b、58c、58d。因此，能够将各煤渣排出线47、49a、49b及各切换线51a、51b、51c、51d的倾斜角度设定为60度以下，能够控制装置的高度实现装置的小型化。

另外，在实施例1的煤渣回收装置中，构成如下，即，在从煤气化炉12排出可燃性气体的气体生成线38上连接有旋风集尘器41，在该旋风集尘器41的第一气体排出线46上连接有过滤器42a、42b，另一方面，在旋风集尘器41的第一煤渣排出线47及过滤器42a、42b的第二煤渣排出线49a、49b上连接有箱44，在该箱44上经由四个切换线51a、51b、51c、51d连接有漏斗45a、45b、45c、45d，将各漏斗45a、45b、45c、45d连接于煤渣返回线32上，在煤渣排出线47、49a、49b上设有辅助气体供给部54、55a、55b，并且，在切换线51a、51b、51c、51d上设有辅助气体供给部58a、58b、58c、58d。

这样一来，利用旋风集尘器41从生成气体中分离出粗粒的煤渣，通过过滤器42a、42b从生成气体中分离出微粒的煤渣，该煤渣通过煤渣排出线47、49a、49b储存在箱44内，储存在该箱44内的煤渣通过切换线51a、51b、51c、51d供给至煤渣返回线32，此时，辅助气体供给部54、55a、55b、58a、58b、58c、58d辅助重力落下的煤渣在各煤渣排出线47、49a、49b及各切换线51a、51b、51c、51d中的流动，因此，该煤渣能够在各线47、49a、49b、51a、51b、51c、51d中适当地流动，抑制堆积。其结果可以设定煤渣排出线47、49a、49b及切换线51a、51b、51c、51d的倾斜角度为较大值，能够控制装置的高度实现装置的小型化。

实施例2

图3是表示本发明的实施例2的箱系统的主要部位的概略构成图。另外，对具有和上述的实施例相同功能的部件，附带同一符号并省略详细的说明。

在实施例2的箱系统中，如图3所示，第一煤渣排出线47由第一直线部101及第二直线部102和连接各直线部101、102的倾斜部103构成，倾斜部103相对于水平方向倾斜给定角度θ而配置。而且，本实施例的辅助气体供给装置沿构成第一煤渣排出线47的配管的内周下面供给非活性气体。

即，第一煤渣排出线47的倾斜部103在下部安装有辅助气体供给部121，在前端部(下端部)安装有辅助气体排出部56。该辅助气体供给部121具有供给非活性气体的气体供给管122、在该气体供给管122的长度方向保持给定间隔而形成的多个(在本实施例中为三个)气体喷嘴123，各气体喷嘴123能够进入倾斜部103内，沿构成倾斜部103的配管的内周下面、朝向前端部侧供给非活性气体。

因此，煤渣通过重力落下流落至第一煤渣排出线47，通过第一直线部101、倾斜部103、第二直线部102储存在箱44内。此时，辅助气体供给部121从各气体喷嘴123沿倾斜部103内的下面朝向煤渣的流动方向供给非活性气体，因此能够促进沿构成第一煤渣排出线47的配管的内部下面进行移动的煤渣的流动，抑制堆积。

这样，在实施例2的箱系统中，作为辅助气体供给装置的辅助气体供给部121，沿构成第一煤渣排出线47的配管的内周下面供给非活性气体。

因此，煤渣沿构成第一煤渣排出线47的配管的内周下面进行移动，而沿该配管的内周下面供给非活性气体，由此，能够减小煤渣和配管的摩擦阻力，使煤渣的流动顺畅，能够防止煤渣在配管内部的堆积。

实施例3

图4是表示本发明的实施例3的箱系统的主要部位的概略构成图。另外，对具有和上述的实施例相同功能的部件，附带同一符号并省略详细的说明。

在实施例3的箱系统中，如图4所示，第一煤渣排出线47由第一直线部101及第二直线部102、连接各直线部101、102的倾斜部103构成，倾斜部103相对于水平方向倾斜给定角度θ而配置。而且，本实施例的辅助气体供给装置在构成第一煤渣排出线47的配管的下部设有辅助气体室，从该辅助气体室向配管的内周下面供给非活性气体。

即，第一煤渣排出线47的倾斜部103在下部安装有辅助气体供给部131。该辅助气体供给部131具有供给非活性气体的气体供给管132、被固定在倾斜部103的下部并连接该气体供给管132的前端部的辅助气体室133，辅助气体室133与构成第一煤渣排出线47的倾斜部103的配管内相连通。另一方面，构成该第一煤渣排出线47的倾斜部103的配管在内部的下部沿长度方向设置有多孔板134。因此，能够从辅助气体室133向倾斜部103的配管内的下面和多孔板134之间供给非活性气体。

另外，多孔板134优选为多孔介质(帆布、烧结金属、烧结金属网等)从而使得在第一煤渣排出线47中流动的煤渣不会流通至辅助气体室。

因此，煤渣通过重力落下流落至第一煤渣排出线47，通过第一直线部101、倾斜部103、第二直线部102储存在箱44内。此时，辅助气体供给部131从辅助气体室133向倾斜部103内的下面和多孔板134之间供给非活性气体。于是，该非活性气体被供给到倾斜部103内的下面和多孔板134之间的空间，流出到相同多孔板134的表面，减小了沿构成第一煤渣排出线47的配管的内部下面进行移动的煤渣和多孔板之间的摩擦阻力，并且减小了煤渣粉体内的内部摩擦，由此能够促进流动并抑制堆积。

这样，在实施例3的箱系统中，在构成第一煤渣排出线47的配管的下部设有辅助气体室133，从该辅助气体室133向配管的内周下面供给非活性气体。

因此，通过从设于构成第一煤渣排出线47的配管的下部的辅助气体室133向配管的内周下面供给非活性气体，沿配管的内周下面流动的煤渣通过该非活性气体减小壁面摩擦阻力及煤渣粉体内摩擦而顺畅流动，防止粉体在配管内部的堆积。

实施例4

图5是表示本发明的实施例4的箱系统的主要部位的概略构成图。另外，对具有上述的实施例相同功能的部件，附带同一符号并省略详细的说明。

在实施例4的箱系统中，如图5所示，第一煤渣排出线47由第一直线部101及第二直线部102、连接各直线部101、102的倾斜部103构成，倾斜部103相对于水平方向倾斜给定角度θ而配置。而且，本实施例的辅助气体供给装置根据碳的流量改变非活性气体的供给量。

即，煤渣排出线47的倾斜部103在下部安装有辅助气体供给部141。在该辅助气体供给部141，在倾斜部103的下部固定有辅助气体室142，用隔板143在第一煤渣排出线47的煤渣流动方向划分出多个(在本例中为三个)气体室144a、144b、144c。该辅助气体室142(气体室144a、144b、144c)与构成第一煤渣排出线47的倾斜部103的配管内连通。另一方面，构成该第一煤渣排出线47的倾斜部103的配管在内部的下部沿长度方向设置有多孔板134，各辅助气体室144a、144b、144c由隔板143分割开。因此，能够在倾斜部103的配管内的下面经由多孔板134向每一辅助气体室144a、144b、144c供给非活性气体。供给非活性气体的气体供给管145的前端部被分支为三个支管145a、145b、145c，并分别与气体室144a、144b、144c连接。而且，在各支管145a、145b、145c中安装有流量调节阀146a、146b、146c。另外，气体供给管145安装有遮断阀147、止回阀148。另外，流量调节阀146a、146b、146c及遮断阀147可以用未图示的控制装置进行开闭控制。

因此，煤渣通过重力落下流落至第一煤渣排出线47，通过第一直线部101、倾斜部103、第二直线部102被集合或储存在箱44内。此时，辅助气体供给部141从辅助气体室142的各气体室144a、144b、144c向倾斜部103内的下面和多孔板134之间供给非活性气体。于是，该非活性气体在倾斜部103内从各辅助气体室144a、144b、144c上面的多孔板134表面流出，减小沿构成第一煤渣排出线47的配管的内部下面进行移动的煤渣和多孔板之间的摩擦阻力，并且减小煤渣粉体内的内部摩擦，由此，能够促进流动并抑制堆积。

此时，也可以是，未图示的传感器检测流过第一煤渣排出线47的煤渣的流量并将其输出到控制装置，该控制装置根据煤渣的流量调节流量调节阀146a、146b、146c的开度，从而调节供给到各气体室144a、144b、144c的非活性气体的气体量。即，利用流过第一煤渣排出线47的煤渣的流量使流量调节阀146a、146b、146c的开度变化，可以进行煤渣的稳定的排出。通过与改变煤渣的排出状况同样地改变流量调节阀146a、146b、146c的开度，将供给的非活性气体的气体量设定为必要最小流量。

此时，均匀设定向各气体室144a、144b、144c供给的非活性气体的气体量，但例如为了增多倾斜部103的上游侧的非活性气体的气体量，也可以增多向气体室144a供给的非活性气体的气体量，减少向气体室144c供给的非活性气体的气体量。

在为这样的实施例4的箱系统时，可以根据煤渣的流量改变非活性气体的供给量。

因此，通过根据煤渣的流量供给适当量的非活性气体，能够将煤渣的输送速度保持在适当速度，并且能够减少非活性气体的使用量，降低运转成本。

另外，在上述的各实施例中，表示了辅助气体供给装置阀的构成、顺序，但不限定于该构成、顺序。另外，将辅助装置设定为辅助气体供给装置，但不限定于该构成，例如，也可以设定为使配管或多孔板等振动的振动装置等。

另外，在上述的各实施例中，将本发明的箱系统应用于煤气化联合发电设备中的煤渣回收装置并进行了说明，但不限定于该装置，可以为在与微粉煤供给设备及IGCC无关的设备中输送粉体的装置中的任何装置。

工业实用性

本发明的箱系统及煤渣回收装置，通过设置辅助重力落下的粉体在粉体输送线中流动的辅助装置，能够使粉体输送线倾斜而实现装置的小型化，箱系统不仅适用于煤气化联合发电设备，而且能够适用于对微粉煤或煤的未燃烧成分(烟灰)、水泥、食品等粉体进行处置的设备。

Claims

1.一种箱系统，其具备：

能够收集或储存粉体的容器；

具有给定的倾斜角度而配置的多个粉体排出线，该倾斜角度使粉体能够通过重力落下而排出至所述容器，所述多个粉体排出线分别具有：沿铅直方向下垂配置的第一直线部、沿铅直方向下垂配置的第二直线部、连接所述第一直线部的下端部和所述第二直线部的上端部且以给定的倾斜角度配置的倾斜部；

具有给定的倾斜角度而配置的多个粉体供给线，该倾斜角度使收集或储存在所述容器内的粉体能够通过重力落下而供给；以及

辅助装置，其辅助重力落下的粉体在所述多个粉体排出线中的流动，

所述辅助装置具有沿粉体的流动方向供给非活性气体的辅助气体供给装置，

所述辅助气体供给装置具备：

供给非活性气体且具有气体供给管的辅助气体供给部；以及

辅助气体排出部，其具有排出与作为粉体的煤渣的移动相当体积的置换气体及非活性气体的气体排出管、和气体回收部，所述气体回收部从倾斜部的前端底端部排出内部的气体。

2.一种箱系统，其具备：

能够收集或储存粉体的容器；

具有给定的倾斜角度而配置的多个粉体排出线，该倾斜角度使粉体能够通过重力落下而排出至所述容器；以及

具有给定的倾斜角度而配置的多个粉体供给线，该倾斜角度使收集或储存在所述容器内的粉体能够通过重力落下而供给，所述多个粉体供给线分别具有：沿铅直方向下垂配置的第一直线部、沿铅直方向下垂配置的第二直线部、连接所述第一直线部的下端部和所述第二直线部的上端部且以给定的倾斜角度配置的倾斜部，

所述辅助气体供给装置具备：

供给非活性气体且具有气体供给管的辅助气体供给部；以及

3.如权利要求1所述的箱系统，其中，所述辅助气体供给部设置在所述倾斜部的上端部，并设置有从所述上端部向内部供给非活性气体的气体喷嘴。

4.如权利要求2所述的箱系统，其中，所述辅助气体供给部设置在所述倾斜部的上端部，并设置有从所述上端部向内部供给非活性气体的气体喷嘴。

5.如权利要求1所述的箱系统，其中，所述辅助气体供给部具有在所述气体供给管的长度方向保持给定间隔而形成的多个气体喷嘴，

所述各气体喷嘴进入所述倾斜部内，沿构成倾斜部的配管的内周下面、朝向所述倾斜部的下端部供给非活性气体。

6.如权利要求2所述的箱系统，其中，所述辅助气体供给部具有在所述气体供给管的长度方向保持给定间隔而形成的多个气体喷嘴，

7.如权利要求1所述的箱系统，其中，所述辅助气体供给装置在构成所述粉体排出线或所述粉体供给线的配管的下部具有辅助气体室，从该辅助气体室向所述配管的内周下面供给非活性气体。

8.如权利要求2所述的箱系统，其中，所述辅助气体供给装置在构成所述粉体排出线或所述粉体供给线的配管的下部具有辅助气体室，从该辅助气体室向所述配管的内周下面供给非活性气体。

9.如权利要求3～8中任一项所述的箱系统，其中，所述辅助气体供给部根据粉体的流量来改变非活性气体的供给量。

10.如权利要求9所述的箱系统，其中，所述倾斜部的倾斜角度为相对水平方向60度以下。

11.一种煤渣回收装置，其从煤气化而生成的生成气体中回收煤的未燃烧成分，该装置具备：

与生成气体的生成线连接的第一集尘装置；

与该第一集尘装置的第一气体排出线连接的第二集尘装置；

与所述第一集尘装置的第一未燃烧成分排出线及所述第二集尘装置的第二未反应成分排出线连接的箱；

从该箱将未反应成分供给至未反应成分返回线中的多个未反应成分供给线；以及

辅助重力落下的未反应成分在所述各未反应成分排出线或所述未反应成分供给线中的流动的辅助装置，

其中，所述辅助装置是沿粉体的流动方向供给非活性气体的辅助气体供给装置。