CN105814175A - 焦油改性炉 - Google Patents

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Abstract

通过合成气切换导入系统(7)将合成气从一次改性炉(4)的一端侧蓄热体(6a)和另一端侧蓄热体(6b)的任一方侧切换导入至流通路(4a、4b)，并且通过一次氧化剂切换供给系统(8)将氧化剂切换供给至合成气，将通过合成气切换导出系统(9)从一次改性炉(4)导出的合成气向二次改性炉(10)引导，在二次改性炉(10)连接二次氧化剂供给系统(11)，该二次氧化剂供给系统(11)仅在合成气切换导入系统(7)和合成气切换导出系统(9)的切换时对所导入的合成气供给氧化剂。

Description

焦油改性炉
技术领域
本发明涉及焦油改性炉。
背景技术
一直以来，作为燃料，使用煤、木质类生物质、废塑料或各种含水废弃物等固体燃料，推进生成气化气体(作为CO与H2的混合气体的合成气)的燃料气化设备的开发。
一般而言，在气化炉中在低温(600至900℃)下进行前述固体燃料的气化的情况下，在所生成的合成气中含有焦油，如果含有该焦油的合成气降低温度，则焦油冷凝。因此，在将合成气利用于化学合成原料或发电用燃料等时，在下游侧的精制过程或化学合成过程、发电过程中，引起焦油所导致的配管阻塞或机器类的故障、焦油附着所导致的合成催化剂的中毒等这样的问题。
作为将前述合成气中所含有的焦油成分除去的技术，一直以来，存在通过氧化改性炉进行的高温下的焦油改性。这是如下技术：将在气化炉中生成的合成气向氧化改性炉导入，在该氧化改性炉中，将氧气或空气添加至前述合成气而使之燃烧，由此，在将温度上升至1000至1400℃左右的同时，使焦油成分被氧化改性/水蒸气改性。
可是，在现有的使用一般的氧化改性的焦油改性炉中，氧气购入费用或纯氧的制造设备费用及运转费用较多，成为气化系统整体的成本上升主要原因。
作为显示出消除这样的不良状况的焦油改性炉的一般技术水准的文献，存在例如专利文献1、2。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3984535号公报
专利文献2：日本特开平11-51358号公报。
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1所记载的焦油改性炉不是使用氧化改性的焦油改性炉，而是在升温的蜂窝构造的蓄热体中将焦油分解/除去，但由于具有旋转驱动蓄热体的旋转机构，因而构造变得复杂，并且由于合成气在高温部的滞留时间短，因而未充分地进行焦油改性的可能性提高。另外考虑到，担心旋转体部中的合成气的泄漏(渗漏)，焦油成分有可能残留于改性后的气体中。
另外，在专利文献2所记载的焦油改性炉中，使含有焦油的废气从一方的交替导入管流通至高温的蓄热体而预热并在炉内进一步加热燃烧而除去焦油，通过该除去焦油后的废气来加热另一方的蓄热体，从另一方的交替排出管排出，然后交替地切换废气的流通，由此构成再生式的焦油改性炉。可是，有可能在切换的时机将含有未改性焦油的废气从一方的交替导入管保持原样地向一方的交替排出管排出。
本发明是鉴于上述现有的问题点而作出的，欲提供能够通过简单的构造充分地进行焦油改性而且能够防止切换时含有未改性焦油的合成气的排出的焦油改性炉。
用于解决课题的方案
本发明涉及焦油改性炉，该焦油改性炉具备：一次改性炉，在内部形成有合成气的流通路；一端侧蓄热体，设置于该一次改性炉的一端侧导入/导出口；另一端侧蓄热体，设置于前述一次改性炉的另一端侧导入/导出口；合成气切换导入系统，将合成气从前述一端侧蓄热体和另一端侧蓄热体的任一方侧切换导入至前述一次改性炉的流通路；一次氧化剂切换供给系统，将氧化剂切换供给至通过该合成气切换导入系统从前述一端侧蓄热体和另一端侧蓄热体的任一方侧导入至前述一次改性炉的流通路的合成气；合成气切换导出系统，将通过该一次氧化剂切换供给系统供给了氧化剂的改性后的合成气从前述一端侧蓄热体和另一端侧蓄热体的任何另一方侧切换导出；二次改性炉，将通过该合成气切换导出系统从一次改性炉导出的合成气导入；以及二次氧化剂供给系统，仅在前述合成气切换导入系统和合成气切换导出系统的切换时，对导入至该二次改性炉的合成气供给氧化剂。
在前述焦油改性炉中，优选地构成为，将合成气从前述合成气切换导入系统向一次改性炉的轴线方向导入，并且将氧化剂从前述一次氧化剂切换供给系统向以一次改性炉的轴线为中心的假想圆的切线方向供给。
另外，在前述焦油改性炉中，优选地构成为，将合成气从前述合成气切换导出系统向二次改性炉的轴线方向导入，并且将氧化剂从前述二次氧化剂供给系统向以二次改性炉的轴线为中心的假想圆的切线方向供给。
另一方面，在前述焦油改性炉中，优选地构成为，将从前述合成气切换导入系统供给至一次改性炉的一端侧导入/导出口而通过一端侧蓄热体的合成气向一次改性炉的作为圆形截面的一方侧的流通路的切线方向供给，并且将氧化剂从前述一次氧化剂切换供给系统向一次改性炉的前述作为圆形截面的一方侧的流通路的轴线方向导入，将从前述合成气切换导入系统供给至一次改性炉的另一端侧导入/导出口而通过另一端侧蓄热体的合成气向一次改性炉的作为圆形截面的另一方侧的流通路的切线方向供给，并且将氧化剂从前述一次氧化剂切换供给系统向一次改性炉的前述作为圆形截面的另一方侧的流通路的轴线方向导入。
另外，在前述焦油改性炉中，优选地构成为，将合成气从前述合成气切换导出系统向作为圆形截面的二次改性炉的切线方向供给，并且将氧化剂从前述二次氧化剂供给系统向前述作为圆形截面的二次改性炉的轴线方向导入。
进一步，在前述焦油改性炉中，优选地具备将附着于前述一端侧蓄热体和另一端侧蓄热体的异物除去的吹灰器。
发明的效果
依据本发明的焦油改性炉，能够起到如下的优异效果：能够通过简单的构造充分地进行焦油改性，而且能够防止切换时含有未改性焦油的合成气的排出。
附图说明
图1是示出本发明的焦油改性炉的实施例的概念图。
图2是示出本发明的焦油改性炉的实施例中的一次氧化剂切换供给系统的俯视图。
图3是示出本发明的焦油改性炉的实施例中的二次氧化剂供给系统的俯视图。
图4是示出设置有本发明的焦油改性炉的系统整体的一个示例的概略图。
图5是示出本发明的焦油改性炉的另一实施例的概念图。
图6是示出本发明的焦油改性炉的另一实施例中的合成气相对于一次改性炉的流通路的供给方向的俯视图。
图7是示出本发明的焦油改性炉的另一实施例中的合成气相对于二次改性炉的供给方向的俯视图。
图8a是本发明的焦油改性炉的另一实施例中的一次氧化剂供给喷嘴的顶端部的截面图。
图8b是本发明的焦油改性炉的另一实施例中的一次氧化剂供给喷嘴的顶端部的正视图。
图9是示出本发明的焦油改性炉的另一实施例中的由一次氧化剂供给喷嘴的喷射孔的数量差异导致的焦油浓度和改性率的差异的图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的实施方式。
图1至图4是本发明的焦油改性炉的实施例，例如，如图4所示，设置有该焦油改性炉的系统具备：气化炉1，进行固体燃料的气化；除尘装置2，进行在该气化炉1生成的合成气的除尘；以及焦油改性炉3，从通过该除尘装置2进行除尘后的合成气将焦油分解/除去。在该系统中，将在前述气化炉1中生成的含有焦油的合成气通过除尘装置2除尘并向焦油改性炉3导入，通过该焦油改性炉3将焦油分解/除去，在对分解/除去了该焦油的气体进行未图示的前处理或精制处理之后，利用于发电，或者用作甲烷、二甲醚(DME)、甲醇等合成气制品。
如图1所示，前述焦油改性炉3在内部配置截面Ｕ字形的一次改性炉4，该一次改性炉4形成有合成气的流通路4a、4b和连通路4c，在该一次改性炉4的一端侧导入/导出口5a，设置有一端侧蓄热体6a，在前述一次改性炉4的另一端侧导入/导出口5b，设置有另一端侧蓄热体6b。
在前述一次改性炉4的一端侧导入/导出口5a和另一端侧导入/导出口5b，连接有合成气切换导入系统7，该合成气切换导入系统7将合成气从前述一端侧蓄热体6a和另一端侧蓄热体6b的任一方侧切换导入至前述一次改性炉4的流通路4a、4b。
在前述一次改性炉4的流通路4a、4b，连接有一次氧化剂切换供给系统8，该一次氧化剂切换供给系统8将氧化剂(氧气或空气)切换供给至由前述合成气切换导入系统7从前述一端侧蓄热体6a和另一端侧蓄热体6b的任一方侧导入至前述一次改性炉4的流通路4a、4b的合成气。
在前述一次改性炉4的一端侧导入/导出口5a和另一端侧导入/导出口5b，连接有合成气切换导出系统9，该合成气切换导出系统9将由前述一次氧化剂切换供给系统8供给了氧化剂的改性后的合成气从前述一端侧蓄热体6a和另一端侧蓄热体6b的任何另一方侧切换导出。
配置有二次改性炉10，由前述合成气切换导出系统9从一次改性炉4导出的合成气被导入二次改性炉10，在该二次改性炉10，连接有二次氧化剂供给系统11，该二次氧化剂供给系统11仅在前述合成气切换导入系统7和合成气切换导出系统9的切换时对所导入的合成气供给氧化剂(氧气或空气)。
前述合成气切换导入系统7具有如下构成：使合成气供给线7L分支而与一次改性炉4的一端侧导入/导出口5a和另一端侧导入/导出口5b连接，合成气供给线7L引导合成气从前述气化炉1经过除尘装置2(参照图4)，在比该合成气供给线7L的分支点更靠近气体流通方向下游的位置，分别设置有合成气导入开闭阀7a、7b，其根据来自控制器12的切换控制信号7s而交替地开闭。
前述一次氧化剂切换供给系统8具有如下构成：将引导氧化剂的一次氧化剂供给线8L与一次改性炉4的一端侧蓄热体6a的下方位置处的流通路4a和另一端侧蓄热体6b的下方位置处的流通路4b连接，在该各个一次氧化剂供给线8L，分别设置有一次氧化剂开闭阀8a、8b，其根据来自控制器12的切换控制信号8s而交替地开闭。
前述合成气切换导出系统9具有如下构成：在与前述一次改性炉4的一端侧导入/导出口5a和另一端侧导入/导出口5b连接的合成气导出线9L，分别设置有合成气导出开闭阀9a、9b，其根据来自控制器12的切换控制信号9s而交替地开闭，使该合成气导出线9L合流而连接至前述二次改性炉10。
前述二次氧化剂供给系统11具有如下构成：将引导氧化剂的二次氧化剂供给线11L连接至二次改性炉10的上部，在该二次氧化剂供给线11L设置有二次氧化剂开闭阀11a，其根据来自控制器12的切换控制信号11s而开闭。
此外，在前述二次改性炉10的下游侧，设置有诱导合成气的通风机13。另外，在前述一次改性炉4的一端侧蓄热体6a的下方位置处的流通路4a和另一端侧蓄热体6b的下方位置处的流通路4b或连通路4c，设置有利用都市燃气等的预热燃烧器(未图示)，从而能够在合成气导入前将一次改性炉4的内部升温至规定温度(约1100℃左右)。
另一方面，在促进氧化剂相对于合成气的混合的方面，优选地构成为，将合成气从前述合成气切换导入系统7的合成气供给线7L向一次改性炉4的轴线方向导入，并且如图2所示，将氧化剂从前述一次氧化剂切换供给系统8的一次氧化剂供给线8L向以一次改性炉4的轴线为中心的假想圆C1的切线方向供给。此外，在图2的示例中，将四条前述一次氧化剂供给线8L向一次改性炉4的圆周方向连接，但该一次氧化剂供给线8L的条数不限定于此。
另外，在促进氧化剂相对于合成气的混合的方面，优选地构成为，将合成气从前述合成气切换导出系统9的合成气导出线9L向二次改性炉10的轴线方向导入，并且如图3所示，将氧化剂从前述二次氧化剂供给系统11的二次氧化剂供给线11L向以二次改性炉10的轴线为中心的假想圆C2的切线方向供给。此外，在图3的示例中，将四条前述二次氧化剂供给线11L向二次改性炉10的圆周方向连接，但该二次氧化剂供给线11L的条数不限定于此。
接着，说明上述实施例的作用。
如图4所示，在前述气化炉1中生成的含有焦油的合成气通过除尘装置2除尘并向焦油改性炉3导入。此外，在向焦油改性炉3的合成气导入前，通过利用都市燃气等的预热燃烧器(未图示)而使一次改性炉4的内部升温至规定温度(约1100℃左右)。
在图1中，根据来自控制器12的切换控制信号7s，将通向一次改性炉4的一端侧导入/导出口5a的合成气切换导入系统7的合成气供给线7L途中的合成气导入开闭阀7a打开，而且将通向一次改性炉4的另一端侧导入/导出口5b的合成气切换导入系统7的合成气供给线7L途中的合成气导入开闭阀7b关闭。在该状态下，根据来自控制器12的切换控制信号9s，将与一端侧导入/导出口5a连接的合成气切换导出系统9的合成气导出线9L途中的合成气导出开闭阀9a关闭，而且将与另一端侧导入/导出口5b连接的合成气切换导出系统9的合成气导出线9L途中的合成气导出开闭阀9b打开。此时，根据来自控制器12的切换控制信号8s，将设置于与一次改性炉4的一端侧蓄热体6a的下方位置处的流通路4a连接的一次氧化剂切换供给系统8的一方的一次氧化剂供给线8L途中的一次氧化剂开闭阀8a打开，而且将设置于与一次改性炉4的另一端侧蓄热体6b的下方位置处的流通路4b连接的一次氧化剂切换供给系统8的另一方的一次氧化剂供给线8L途中的一次氧化剂开闭阀8b关闭。
在该状态下，前述含有焦油的合成气在从一次改性炉4的一端侧导入/导出口5a通过一端侧蓄热体6a并预热之后，被吹送氧化剂而氧化改性，流过流通路4a、连通路4c、流通路4b，通过另一端侧蓄热体6b，从另一端侧导入/导出口5b向二次改性炉10引导，经过该二次改性炉10而向下游侧压送。
在预先设定的规定时间(数秒至数十秒)经过后，在图1中，根据来自控制器12的切换控制信号7s而成为如下状态：将通向一次改性炉4的一端侧导入/导出口5a的合成气切换导入系统7的合成气供给线7L途中的合成气导入开闭阀7a关闭，而且将通向一次改性炉4的另一端侧导入/导出口5b的合成气切换导入系统7的合成气供给线7L途中的合成气导入开闭阀7b打开。根据来自控制器12的切换控制信号9s而成为如下状态：将与一端侧导入/导出口5a连接的合成气切换导出系统9的合成气导出线9L途中的合成气导出开闭阀9a打开，而且将与另一端侧导入/导出口5b连接的合成气切换导出系统9的合成气导出线9L途中的合成气导出开闭阀9b关闭。此时，根据来自控制器12的切换控制信号8s，将设置于与一次改性炉4的一端侧蓄热体6a的下方位置处的流通路4a连接的一次氧化剂切换供给系统8的一方的一次氧化剂供给线8L途中的一次氧化剂开闭阀8a关闭，而且将设置于与一次改性炉4的另一端侧蓄热体6b的下方位置处的流通路4b连接的一次氧化剂切换供给系统8的另一方的一次氧化剂供给线8L途中的一次氧化剂开闭阀8b打开。
在该状态下，前述含有焦油的合成气在从一次改性炉4的另一端侧导入/导出口5b通过另一端侧蓄热体6b并预热之后，被吹送氧化剂而氧化改性，流过流通路4b、连通路4c、流通路4a，通过一端侧蓄热体6a，从一端侧导入/导出口5a向二次改性炉10引导，经过该二次改性炉10而向下游侧压送。
如前所述，每隔规定时间而交替地切换前述合成气切换导入系统7、合成气切换导出系统9以及一次氧化剂切换供给系统8，由此重复地进行前述合成气在通过一端侧蓄热体6a时被预热且在通过另一端侧蓄热体6b时加热该另一端侧蓄热体6b的工作、以及前述合成气在通过另一端侧蓄热体6b时被预热且在通过一端侧蓄热体6a时加热该一端侧蓄热体6a的工作，连续地进行合成气中含有的焦油的改性。
在此，在前述合成气切换导出系统9的各个合成气导出开闭阀9a、9b的切换时，在此时机存在着将含有未改性焦油的合成气从一端侧导入/导出口5a保持原样地向一方的合成气导出线9L排出，或者从另一端侧导入/导出口5b保持原样地向另一方的合成气导出线9L排出。
可是，在前述合成气切换导出系统9的各个合成气导出开闭阀9a、9b的切换时，与此时机相应地，根据来自控制器12的切换控制信号11s，将与二次改性炉10的上部连接的二次氧化剂供给系统11的二次氧化剂供给线11L途中的二次氧化剂开闭阀11a打开，向二次改性炉10供给氧化剂。因此，在二次改性炉10中未改性的焦油被改性，避免了向下游侧排出。
结果，不像专利文献1所记载的焦油改性炉那样需要旋转驱动蓄热体的旋转机构，因而构造变得简单，并且由于合成气在高温部的滞留时间延长，因而能够充分地进行焦油改性。
另外，与专利文献2所记载的焦油改性炉不同，即使在切换的时机含有未改性焦油的合成气从一端侧导入/导出口5a保持原样地向一方的合成气导出线9L排出，或者从另一端侧导入/导出口5b保持原样地向另一方的合成气导出线9L排出，由于在二次改性炉10中，仅在合成气切换导入系统7和合成气切换导出系统9的切换时供给氧化剂，因而未改性的焦油被改性而也没有向下游侧排出的担忧。
另一方面，将合成气从前述合成气切换导入系统7的合成气供给线7L向一次改性炉4的轴线方向导入，并且如图2所示，将氧化剂从前述一次氧化剂切换供给系统8的一次氧化剂供给线8L向以一次改性炉4的轴线为中心的假想圆C1的切线方向供给。因此，相对于向一次改性炉4的轴线方向导入的合成气，氧化剂成为回旋流而促进混合，能够在一次改性炉4的内部将合成气所含有的焦油效率更好地改性。
另外，将合成气从前述合成气切换导出系统9的合成气导出线9L向二次改性炉10的轴线方向导入，并且如图3所示，将氧化剂从前述二次氧化剂供给系统11的二次氧化剂供给线11L向以二次改性炉10的轴线为中心的假想圆C2的切线方向供给。因此，相对于向二次改性炉10的轴线方向导入的合成气，氧化剂也成为回旋流而促进混合，在切换时将含有未改性焦油的合成气向二次改性炉10导入的情况下，能够在二次改性炉10的内部将合成气所含有的焦油效率更好地改性。
这样，能够通过简单的构造而充分地进行焦油改性，而且能够防止切换时含有未改性焦油的合成气的排出。
而且，如果构成为将合成气从前述合成气切换导入系统7向一次改性炉4的轴线方向导入，并且将氧化剂从前述一次氧化剂切换供给系统8向以一次改性炉4的轴线为中心的假想圆C1的切线方向供给，那么相对于向一次改性炉4的轴线方向导入的合成气，氧化剂成为回旋流而促进混合，能够在一次改性炉4的内部将合成气所含有的焦油效率更好地改性。
另外，如果构成为将合成气从前述合成气切换导出系统9向二次改性炉10的轴线方向导入，并且将氧化剂从前述二次氧化剂供给系统11向以二次改性炉10的轴线为中心的假想圆C2的切线方向供给，那么相对于向二次改性炉10的轴线方向导入的合成气，氧化剂也成为回旋流而促进混合，在切换时将含有未改性焦油的合成气向二次改性炉10导入的情况下，能够在二次改性炉10的内部将合成气所含有的焦油效率更好地改性。
图5至图9是本发明的焦油改性炉的另一实施例，在图中，标记与图1至图4相同的符号的部分表示同一部件，基本的构成与图1至图4所示的构成相同。
在另一实施例中，如图5和图6所示，将从前述合成气切换导入系统7供给至一次改性炉4的一端侧导入/导出口5a并通过一端侧蓄热体6a的合成气向一次改性炉4的作为圆形截面的一方侧的流通路4a的切线方向供给，并且将氧化剂从前述一次氧化剂切换供给系统8向一次改性炉4的前述作为圆形截面的一方侧的流通路4a的轴线方向导入。同样地，将从前述合成气切换导入系统7供给至一次改性炉4的另一端侧导入/导出口5b并通过另一端侧蓄热体6b的合成气向一次改性炉4的作为圆形截面的另一方侧的流通路4b的切线方向供给，并且将氧化剂从前述一次氧化剂切换供给系统8向一次改性炉4的前述作为圆形截面的另一方侧的流通路4b的轴线方向导入。
为了成为上述的构成，将前述一次改性炉4的填充有一端侧蓄热体6a的一端侧蓄热单元14a从一次改性炉4的流通路4a分割形成，通过导入导出线15a连接该流通路4a上部和前述一端侧蓄热单元14a上部，该导入导出线15a配设成向作为圆形截面的一方侧的流通路4a的切线方向延伸。同样地，将前述一次改性炉4的填充有另一端侧蓄热体6b的另一端侧蓄热单元14b从一次改性炉4的流通路4b分割形成，通过导入导出线15b连接该流通路4b上部和前述另一端侧蓄热单元14b上部，该导入导出线15b配设成向作为圆形截面的另一方侧的流通路4b的切线方向延伸。
另外，如图7所示，将合成气从前述合成气切换导出系统9的合成气导出线9L向作为圆形截面的二次改性炉10的切线方向供给，并且如图5所示，将氧化剂从前述二次氧化剂供给系统11的二次氧化剂供给线11L向前述作为圆形截面的二次改性炉10的轴线方向导入。
在用于将氧化剂向前述一次改性炉4的流通路4a、4b导入的一次氧化剂切换供给系统8的一次氧化剂供给喷嘴8N的顶端部，如图8a和图8b所示，贯穿设置有多个(例如四个)喷出孔8h，将一次氧化剂向流通路4a、4b广角地吹入而进一步促进与合成气的混合。此外，前述一次氧化剂供给喷嘴8N也可以配设多根贯穿设置有一个喷出孔8h的喷嘴。另外，虽未图示，但在前述二次氧化剂供给系统11的二次氧化剂供给喷嘴的顶端部，与前述同样地贯穿设置有多个喷出孔，将二次氧化剂向二次改性炉10广角地吹入而进一步促进与合成气的混合，或者作为前述二次氧化剂供给喷嘴，也可以配设多根贯穿设置有一个喷出孔的喷嘴。
而且，在前述一端侧蓄热单元14a，如图5所示，配设将附着于前述一端侧蓄热体6a的煤等异物除去的吹灰器16a、16a’，在前述另一端侧蓄热单元14b，配设将附着于前述另一端侧蓄热体6b的煤等异物除去的吹灰器16b、16b’。在前述吹灰器16a、16a’，使引导氮气等惰性气体或水蒸气这样的喷射流体的喷射流体线17L分支而连接，在比该喷射流体线17L的分支点更靠近喷射流体流通方向下游的位置，分别设置根据来自控制器12的切换控制信号17s而交替地开闭的喷射流体开闭阀17a、17a’。在前述吹灰器16b、16b’，使引导氮气等惰性气体或水蒸气这样的喷射流体的喷射流体线17L分支而连接，在比该喷射流体线17L的分支点更靠近喷射流体流通方向下游的位置，分别设置根据来自控制器12的切换控制信号17s而交替地开闭的喷射流体开闭阀17b、17b’。
在前述一端侧蓄热单元14a的底部，经由设置有根据需要开闭的回收阀19a的排出管20a，连接用于将由于前述吹灰器16a、16a’的工作而落下的煤等异物回收的罐18a，在前述另一端侧蓄热单元14b的底部，经由设置有根据需要开闭的回收阀19b的排出管20b，连接用于将由于前述吹灰器16b、16b’的工作而落下的煤等异物回收的罐18b。另外，在前述一次改性炉4的连通路4c的底部，经由设置有根据需要开闭的回收阀19的排出管20，连接有用于将由于前述吹灰器16a、16a’或前述吹灰器16b、16b’的工作而向流通路4a、4b流入的煤等异物回收的罐18。
在合成气供给线7L的相对于前述一端侧蓄热单元14a的一端侧导入/导出口5a的连接端，设置有在一端侧导入/导出口5a内部向下开口的弯曲管21a，并且在合成气导出线9L的相对于前述一端侧蓄热单元14a的一端侧导入/导出口5a的连接端，设置有在一端侧导入/导出口5a内部向下开口的弯曲管22a，使得前述煤等异物不蓄积于合成气供给线7L或合成气导出线9L。同样地，在合成气供给线7L的相对于前述另一端侧蓄热单元14b的另一端侧导入/导出口5b的连接端，设置有在另一端侧导入/导出口5b内部向下开口的弯曲管21b，并且在合成气导出线9L的相对于前述另一端侧蓄热单元14b的另一端侧导入/导出口5b的连接端，设置有在另一端侧导入/导出口5b内部向下开口的弯曲管22b，使得前述煤等异物不蓄积于合成气供给线7L或合成气导出线9L。
在前述一端侧蓄热单元14a的内部，以承载于支撑部件23a上的形态配设前述一端侧蓄热体6a，在前述另一端侧蓄热单元14b的内部，以承载于支撑部件23b上的形态配设前述另一端侧蓄热体6b。
接着，说明上述另一实施例的作用。
如图4所示，将在前述气化炉1中生成的含有焦油的合成气通过除尘装置2除尘并向焦油改性炉3导入。
在图5中，根据来自控制器12的切换控制信号7s，将通向一端侧蓄热单元14a的一端侧导入/导出口5a的合成气切换导入系统7的合成气供给线7L途中的合成气导入开闭阀7a打开，而且将通向另一端侧蓄热单元14b的另一端侧导入/导出口5b的合成气切换导入系统7的合成气供给线7L途中的合成气导入开闭阀7b关闭。在该状态下，根据来自控制器12的切换控制信号9s，将与一端侧导入/导出口5a连接的合成气切换导出系统9的合成气导出线9L途中的合成气导出开闭阀9a关闭，而且将与另一端侧导入/导出口5b连接的合成气切换导出系统9的合成气导出线9L途中的合成气导出开闭阀9b打开。此时，根据来自控制器12的切换控制信号8s，将设置于沿一次改性炉4的流通路4a的轴线方向连接的一次氧化剂切换供给系统8的一方的一次氧化剂供给线8L途中的一次氧化剂开闭阀8a打开，而且将设置于沿一次改性炉4的流通路4b的轴线方向连接的一次氧化剂切换供给系统8的另一方的一次氧化剂供给线8L途中的一次氧化剂开闭阀8b关闭。
在该状态下，前述含有焦油的合成气在从一次改性炉4的一端侧导入/导出口5a通过一端侧蓄热体6a并预热之后，如图6所示，从导入导出线15a向作为圆形截面的一方侧的流通路4a的切线方向供给，并且，氧化剂从前述一次氧化剂切换供给系统8的一次氧化剂供给线8L向一次改性炉4的前述作为圆形截面的一方侧的流通路4a的轴线方向导入。因此，在一次改性炉4的作为圆形截面的一方侧的流通路4a内，合成气成为回旋流，相对于该成为回旋流的合成气，氧化剂向轴线方向导入而促进混合，能够在一次改性炉4的内部将合成气所含有的焦油效率更好地改性。而且，在前述一次氧化剂切换供给系统8的一次氧化剂供给喷嘴8N的顶端部，如图8a和图8b所示，贯穿设置有多个(例如四个)喷出孔8h，因而一次氧化剂向流通路4a广角地吹入而进一步促进与合成气的混合。顺便提及，如图9所示，在将一次氧化剂供给喷嘴8N的喷出孔8h的数量设为四个的情况下，与一个的情况相比，重质焦油浓度和轻质焦油浓度全都更低，并且通过实验而确认改性率提高。被吹送氧化剂而氧化改性后的合成气从流通路4a流过连通路4c、流通路4b、导入导出线15b，通过另一端侧蓄热体6b，从另一端侧导入/导出口5b向二次改性炉10引导，经过该二次改性炉10而向下游侧压送。
在预先设定的规定时间(数秒至数十秒)经过后，在图5中，根据来自控制器12的切换控制信号7s而成为如下状态：将通向一次改性炉4的一端侧导入/导出口5a的合成气切换导入系统7的合成气供给线7L途中的合成气导入开闭阀7a关闭，而且将通向一次改性炉4的另一端侧导入/导出口5b的合成气切换导入系统7的合成气供给线7L途中的合成气导入开闭阀7b打开。根据来自控制器12的切换控制信号9s而成为如下状态：将与一端侧导入/导出口5a连接的合成气切换导出系统9的合成气导出线9L途中的合成气导出开闭阀9a打开，而且将与另一端侧导入/导出口5b连接的合成气切换导出系统9的合成气导出线9L途中的合成气导出开闭阀9b关闭。此时，根据来自控制器12的切换控制信号8s，将设置于沿一次改性炉4的流通路4a的轴线方向连接的一次氧化剂切换供给系统8的一方的一次氧化剂供给线8L途中的一次氧化剂开闭阀8a关闭，而且将设置于沿一次改性炉4的流通路4b的轴线方向连接的一次氧化剂切换供给系统8的另一方的一次氧化剂供给线8L途中的一次氧化剂开闭阀8b打开。
在该状态下，前述含有焦油的合成气在从一次改性炉4的另一端侧导入/导出口5b通过另一端侧蓄热体6b并预热之后，如图6所示，从导入导出线15b向作为圆形截面的另一方侧的流通路4b的切线方向供给，并且氧化剂从前述一次氧化剂切换供给系统8的一次氧化剂供给线8L向一次改性炉4的前述作为圆形截面的另一方侧的流通路4b的轴线方向导入。因此，在一次改性炉4的作为圆形截面的另一方侧的流通路4b内，合成气成为回旋流，相对于该成为回旋流的合成气，氧化剂向轴线方向导入而促进混合，能够在一次改性炉4的内部将合成气所含有的焦油效率更好地改性。而且，在前述一次氧化剂切换供给系统8的一次氧化剂供给喷嘴8N的顶端部，如图8a和图8b所示，贯穿设置有多个(例如四个)喷出孔8h，因而一次氧化剂向流通路4b广角地吹入而进一步促进与合成气的混合。顺便提及，如图9所示，在将一次氧化剂供给喷嘴8N的喷出孔8h的数量设为四个的情况下，与一个的情况相比，重质焦油浓度和轻质焦油浓度全都更低，并且改性率提高。如前所述，这通过实验而确认。被吹送氧化剂而氧化改性后的合成气从流通路4b流过连通路4c、流通路4a、导入导出线15a，通过一端侧蓄热体6a，从一端侧导入/导出口5a向二次改性炉10引导，经过该二次改性炉10而向下游侧压送。
如前所述，每隔规定时间交替地切换前述合成气切换导入系统7、合成气切换导出系统9以及一次氧化剂切换供给系统8，由此重复地进行前述合成气在通过一端侧蓄热体6a时被预热且在通过另一端侧蓄热体6b时加热该另一端侧蓄热体6b的工作、以及前述合成气在通过另一端侧蓄热体6b时被预热且在通过一端侧蓄热体6a时加热该一端侧蓄热体6a的工作，连续地进行合成气中含有的焦油的改性。
在此，在前述合成气切换导出系统9的各个合成气导出开闭阀9a、9b的切换时，在此时机存在着将含有未改性焦油的合成气从一端侧导入/导出口5a保持原样地向一方的合成气导出线9L排出，或者从另一端侧导入/导出口5b保持原样地向另一方的合成气导出线9L排出。
可是，在前述合成气切换导出系统9的各个合成气导出开闭阀9a、9b的切换时，与此时机相应地，根据来自控制器12的切换控制信号11s，将与二次改性炉10的上部连接的二次氧化剂供给系统11的二次氧化剂供给线11L途中的二次氧化剂开闭阀11a打开，向二次改性炉10供给氧化剂。因此，在二次改性炉10中未改性的焦油被改性，避免了向下游侧排出。而且，如图7所示，前述合成气从前述合成气切换导出系统9的合成气导出线9L向作为圆形截面的二次改性炉10的切线方向供给，并且如图5所示，氧化剂从前述二次氧化剂供给系统11的二次氧化剂供给线11L向前述作为圆形截面的二次改性炉10的轴线方向导入。因此，在作为圆形截面的二次改性炉10内，合成气成为回旋流，相对于该成为回旋流的合成气，氧化剂向轴线方向导入而促进混合，在二次改性炉10的内部也能够将合成气所含有的焦油效率更好地改性。
结果，与图1至图4所示的实施例同样地，在图5至图9所示的另一实施例中，不像专利文献1所记载的焦油改性炉那样需要旋转驱动蓄热体的旋转机构，因而构造变得简单，并且由于合成气在高温部的滞留时间延长，因而能够充分地进行焦油改性。
另外，与专利文献2所记载的焦油改性炉不同，即使在切换的时机将含有未改性焦油的合成气从一端侧导入/导出口5a保持原样地向一方的合成气导出线9L排出，或者从另一端侧导入/导出口5b保持原样地向另一方的合成气导出线9L排出，由于在二次改性炉10中仅在合成气切换导入系统7和合成气切换导出系统9的切换时供给氧化剂，因而未改性的焦油被改性而也没有向下游侧排出的担忧。
进一步，在前述合成气从一端侧导入/导出口5a通过一端侧蓄热体6a，从导入导出线15a流过一方侧的流通路4a，从该流通路4a流过连通路4c、流通路4b、导入导出线15b，通过另一端侧蓄热体6b并向另一端侧导入/导出口5b引导时，与前述合成气的流通方向一致，根据来自控制器12的切换控制信号17s而将喷射流体开闭阀17a、17b’打开，将喷射流体开闭阀17a’、17b关闭。由此，喷射流体从吹灰器16a、16b’被吹送到一端侧蓄热体6a和另一端侧蓄热体6b，附着于该一端侧蓄热体6a和另一端侧蓄热体6b的煤等异物被除去。相反，在前述合成气从另一端侧导入/导出口5b通过另一端侧蓄热体6b，从导入导出线15b流过另一方侧的流通路4b，从该流通路4b流过连通路4c、流通路4a、导入导出线15a，通过一端侧蓄热体6a并向一端侧导入/导出口5a引导时，与前述合成气的流通方向一致，根据来自控制器12的切换控制信号17s而将喷射流体开闭阀17b、17a’打开，将喷射流体开闭阀17b’、17a关闭。由此，喷射流体从吹灰器16b、16a’被吹送到另一端侧蓄热体6b和一端侧蓄热体6a，附着于该另一端侧蓄热体6b和一端侧蓄热体6a的煤等异物被除去。由此，防止一端侧蓄热体6a和另一端侧蓄热体6b的堵塞，抑制通过该一端侧蓄热体6a和另一端侧蓄热体6b的合成气的压力损失的上升。
根据需要将回收阀19a、19b打开，从而将由于前述吹灰器16a、16a’和吹灰器16b、16b’的工作而落下的煤等异物经由排出管20a、20b回收至罐18a、18b。另外，根据需要将回收阀19打开，从而将向流通路4a、4b流入的煤等异物经由排出管20回收至罐18。
在此，在合成气供给线7L的相对于前述一端侧蓄热单元14a的一端侧导入/导出口5a的连接端，设置有在一端侧导入/导出口5a内部向下开口的弯曲管21a，在合成气导出线9L的相对于前述一端侧蓄热单元14a的一端侧导入/导出口5a的连接端，设置有在一端侧导入/导出口5a内部向下开口的弯曲管22a，因而没有前述煤等异物蓄积于合成气供给线7L或合成气导出线9L的担忧。同样地，在合成气供给线7L的相对于前述另一端侧蓄热单元14b的另一端侧导入/导出口5b的连接端，设置有在另一端侧导入/导出口5b内部向下开口的弯曲管21b，在合成气导出线9L的相对于前述另一端侧蓄热单元14b的另一端侧导入/导出口5b的连接端，设置有在另一端侧导入/导出口5b内部向下开口的弯曲管22b，因而没有前述煤等异物蓄积于合成气供给线7L或合成气导出线9L的担忧。
另一方面，由于在前述流通路4a内与氧化剂的混合而成为高温的合成气在流过连通路4c、流通路4b、导入导出线15b且通过另一端侧蓄热体6b而被该另一端侧蓄热体6b夺去热之后，流入另一端侧导入/导出口5b，因而避免支撑部件23b暴露于高温的合成气，抑制该支撑部件23b的劣化。另外，由于在前述流通路4b内与氧化剂的混合而成为高温的合成气在流过连通路4c、流通路4a、导入导出线15a且通过一端侧蓄热体6a而被该一端侧蓄热体6a夺去热之后，流入一端侧导入/导出口5a，因而避免支撑部件23a暴露于高温的合成气，抑制该支撑部件23a的劣化。
这样，在图5至图9所示的另一实施例中，也能够通过简单的构造而充分地进行焦油改性，而且能够防止切换时含有未改性焦油的合成气的排出。
而且，如另一实施例那样，构成为将从前述合成气切换导入系统7供给至一次改性炉4的一端侧导入/导出口5a而通过一端侧蓄热体6a的合成气向一次改性炉4的作为圆形截面的一方侧的流通路4a的切线方向供给，并且将氧化剂从前述一次氧化剂切换供给系统8向一次改性炉4的前述作为圆形截面的一方侧的流通路4a的轴线方向导入，将从前述合成气切换导入系统7供给至一次改性炉4的另一端侧导入/导出口5b而通过该另一端侧蓄热体6b的合成气向一次改性炉4的作为圆形截面的另一方侧的流通路4b的切线方向供给，并且将氧化剂从前述一次氧化剂切换供给系统8向一次改性炉4的前述作为圆形截面的另一方侧的流通路4b的轴线方向导入，该构成在以下的点是优选的。即，在一次改性炉4的作为圆形截面的一方侧的流通路4a内以及另一方侧的流通路4b内，合成气分别成为回旋流，相对于该成为回旋流的合成气，氧化剂向轴线方向导入而促进混合，能够在一次改性炉4的内部将合成气所含有的焦油效率更好地改性。
另外，构成为将合成气从前述合成气切换导出系统9向作为圆形截面的二次改性炉10的切线方向供给，并且将氧化剂从前述二次氧化剂供给系统11向前述作为圆形截面的二次改性炉10的轴线方向导入，该构成在以下的点是优选的。即，在作为圆形截面的二次改性炉10内，合成气成为回旋流，相对于该成为回旋流的合成气，氧化剂向轴线方向导入而促进混合，在二次改性炉10的内部，也能够将合成气所含有的焦油效率更好地改性。
更进一步，如果具备将附着于前述一端侧蓄热体6a和该另一端侧蓄热体6b的异物除去的吹灰器16a、16a’和吹灰器16b、16b’，则能够防止一端侧蓄热体6a和另一端侧蓄热体6b的堵塞，能够抑制通过该一端侧蓄热体6a和另一端侧蓄热体6b的合成气的压力损失的上升。
此外，本发明的焦油改性炉不仅仅限定于上述的实施例，也可以将另一实施例所示的吹灰器设置于图1所示的实施例的一次改性炉，等等，此外，当然能够在不脱离本发明的要旨的范围内添加各种变更。
符号说明
3焦油改性炉
4一次改性炉
4a流通路
4b流通路
5a一端侧导入/导出口
5b另一端侧导入/导出口
6a一端侧蓄热体
6b另一端侧蓄热体
7合成气切换导入系统
8一次氧化剂切换供给系统
9合成气切换导出系统
10二次改性炉
11二次氧化剂供给系统
12控制器
16a吹灰器
16a’吹灰器
16b吹灰器
16b’吹灰器
C1假想圆
C2假想圆。

Claims (10)

1.一种焦油改性炉，具备：
一次改性炉，在内部形成有合成气的流通路；
一端侧蓄热体，设置于该一次改性炉的一端侧导入/导出口；
另一端侧蓄热体，设置于所述一次改性炉的另一端侧导入/导出口；
合成气切换导入系统，将合成气从所述一端侧蓄热体和另一端侧蓄热体的任一方侧切换导入至所述一次改性炉的流通路；
一次氧化剂切换供给系统，将氧化剂切换供给至通过该合成气切换导入系统从所述一端侧蓄热体和另一端侧蓄热体的任一方侧导入至所述一次改性炉的流通路的合成气；
合成气切换导出系统，将通过该一次氧化剂切换供给系统供给了氧化剂的改性后的合成气从所述一端侧蓄热体和另一端侧蓄热体的任何另一方侧切换导出；
二次改性炉，将通过该合成气切换导出系统从一次改性炉导出的合成气导入；以及
二次氧化剂供给系统，仅在所述合成气切换导入系统和合成气切换导出系统的切换时，对导入至该二次改性炉的合成气供给氧化剂。
2.根据权利要求1所述的焦油改性炉，其特征在于，构成为将合成气从所述合成气切换导入系统向一次改性炉的轴线方向导入，并且将氧化剂从所述一次氧化剂切换供给系统向以一次改性炉的轴线为中心的假想圆的切线方向供给。
3.根据权利要求1或2所述的焦油改性炉，其特征在于，构成为将合成气从所述合成气切换导出系统向二次改性炉的轴线方向导入，并且将氧化剂从所述二次氧化剂供给系统向以二次改性炉的轴线为中心的假想圆的切线方向供给。
4.根据权利要求1所述的焦油改性炉，其特征在于，构成为：
将从所述合成气切换导入系统供给至一次改性炉的一端侧导入/导出口而通过一端侧蓄热体的合成气向一次改性炉的作为圆形截面的一方侧的流通路的切线方向供给，并且将氧化剂从所述一次氧化剂切换供给系统向一次改性炉的所述作为圆形截面的一方侧的流通路的轴线方向导入，
将从所述合成气切换导入系统供给至一次改性炉的另一端侧导入/导出口而通过另一端侧蓄热体的合成气向一次改性炉的作为圆形截面的另一方侧的流通路的切线方向供给，并且将氧化剂从所述一次氧化剂切换供给系统向一次改性炉的所述作为圆形截面的另一方侧的流通路的轴线方向导入。
5.根据权利要求1或4所述的焦油改性炉，其特征在于，构成为将合成气从所述合成气切换导出系统向作为圆形截面的二次改性炉的切线方向供给，并且将氧化剂从所述二次氧化剂供给系统向所述作为圆形截面的二次改性炉的轴线方向导入。
6.根据权利要求1所述的焦油改性炉，其特征在于，具备将附着于所述一端侧蓄热体和另一端侧蓄热体的异物除去的吹灰器。
7.根据权利要求2所述的焦油改性炉，其特征在于，具备将附着于所述一端侧蓄热体和另一端侧蓄热体的异物除去的吹灰器。
8.根据权利要求3所述的焦油改性炉，其特征在于，具备将附着于所述一端侧蓄热体和另一端侧蓄热体的异物除去的吹灰器。
9.根据权利要求4所述的焦油改性炉，其特征在于，具备将附着于所述一端侧蓄热体和另一端侧蓄热体的异物除去的吹灰器。
10.根据权利要求5所述的焦油改性炉，其特征在于，具备将附着于所述一端侧蓄热体和另一端侧蓄热体的异物除去的吹灰器。
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