JP2003172501A - Reactor with particle/gas separating device - Google Patents

Reactor with particle/gas separating device

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JP2003172501A
JP2003172501A JP2001369191A JP2001369191A JP2003172501A JP 2003172501 A JP2003172501 A JP 2003172501A JP 2001369191 A JP2001369191 A JP 2001369191A JP 2001369191 A JP2001369191 A JP 2001369191A JP 2003172501 A JP2003172501 A JP 2003172501A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reactor hardly causing trouble in treating particles in separating them from a reaction gas, preventing lowering of the reaction efficiency in the total system, and hardly depositing liquid material. <P>SOLUTION: The reactor 1 has a first chamber 2 in which the flow of gas (b) carrying particles (c) is formed, a second chamber 2 integrally formed with the first chamber adjacently, and a particles/gas separating device 31 set inside the first chamber for separating the gas and the particles carried in the gas. The separated particles are guided into the second chamber and the gas is the object of reaction in the reactor 1. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスを反応の対象
とし、粒子・ガス分離装置を備える反応装置に関し、特
に廃棄物、RDF、バイオマス等の低級資源や石炭等の
化石燃料等の原料をガス化し、ガス化したガスと粒子を
分離する粒子・ガス分離装置を備える反応装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reactor equipped with a particle / gas separator for the reaction of gas, and in particular to low-grade resources such as waste, RDF and biomass, and raw materials such as fossil fuels such as coal. The present invention relates to a reactor equipped with a particle / gas separation device that gasifies and separates the gasified gas and particles.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10に示すように、従来の流動床ガス
化炉601は、原料aが投入される投入口602と、流
動化ガスgが供給される散気坂603と、生成した可燃
ガスbが排出される排出口604とを備えていた。流動
床ガス化炉601の排出口604から排出された可燃ガ
スbは、配管606を介してサイクロンセパレータ60
5に送られ、サイクロンセパレータ605によって粒子
cが分離され、分離された粒子cは配管607を介して
流動床ガス化炉601に戻されていた。粒子cが分離さ
れた可燃ガスbは、可燃ガスbを利用する後段の不図示
の可燃ガス利用装置に送られていた。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 10, a conventional fluidized bed gasification furnace 601 has a charging port 602 into which a raw material a is charged, an air diffusing slope 603 into which a fluidizing gas g is supplied, and a generated combustible material. And a discharge port 604 for discharging the gas b. The combustible gas b discharged from the discharge port 604 of the fluidized bed gasification furnace 601 is supplied to the cyclone separator 60 via a pipe 606.
5, the particles c were separated by the cyclone separator 605, and the separated particles c were returned to the fluidized bed gasification furnace 601 via the pipe 607. The combustible gas b from which the particles c have been separated was sent to a combustible gas utilization device (not shown) in the subsequent stage that utilizes the combustible gas b.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】以上のような流動床ガ
ス化炉601では、一度炉外に排出したガス流れ中から
サイクロンセパレータ605で粒子cを分離し、分離し
た粒子cをガス化炉601内に戻している。このために
は、粒子cを移送する炉外の配管606、607が必要
となり、粒子cの取扱い上のトラブルを避けるため特別
の工夫が必要となる。また、粒子cが高温であり、その
熱を利用するプロセスであるので、一度炉外に排出され
ることにより、熱がサイクロンセパレータ605、およ
び外部配管606、607から放出され粒子cの放熱損
失が増大し、系全体の反応効率が低下する。温度が低下
すると析出するタール分等の液状物質がある場合におい
ては、その影響によりさらに取扱い上のトラブル要因が
増加する。
In the fluidized bed gasification furnace 601, the particles c are separated by the cyclone separator 605 from the gas flow once discharged outside the furnace, and the separated particles c are separated from the gasification furnace 601. It's back inside. For this purpose, pipes 606 and 607 outside the furnace for transferring the particles c are required, and special measures are required to avoid troubles in handling the particles c. Further, since the particle c is at a high temperature and is a process that utilizes the heat, the heat is released from the cyclone separator 605 and the external pipes 606 and 607 once the heat is discharged to the outside of the furnace, and the heat dissipation loss of the particle c is reduced. And the reaction efficiency of the entire system decreases. When there is a liquid substance such as tar that precipitates when the temperature decreases, the influence thereof further increases the trouble factor in handling.

【0004】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
で、粒子を反応ガスから分離する際に、粒子の取扱い上
のトラブルが生じにくく、系全体の反応効率が低下する
ことがなく、液状物質が析出しにくい反応装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances. When separating particles from a reaction gas, troubles in handling the particles hardly occur, the reaction efficiency of the entire system does not decrease, and the liquid state It is an object of the present invention to provide a reactor in which a substance does not easily deposit.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明による反応装置1は、例えば図
1に示すように、粒子cの同伴されたガスbの流れが内
部に形成される第1の室2と;第1の室2に隣接して一
体に形成された第2の室3と;第1の室2の内部に設置
された、ガスbに同伴された粒子cとガスbとを分離す
る粒子・ガス分離装置31とを備え;分離された粒子c
を、第2の室3に導入するように構成され;前記ガスを
反応の対象とする。
In order to achieve the above object, the reaction apparatus 1 according to the invention according to claim 1 has a flow of a gas b entrained with particles c inside as shown in FIG. 1, for example. A first chamber 2 formed; a second chamber 3 integrally formed adjacent to the first chamber 2; particles entrained in the gas b, which are installed inside the first chamber 2 a particle / gas separator 31 for separating c and gas b; separated particles c
Are introduced into the second chamber 3; the gas is the target of the reaction.

【0006】このように構成すると、第1の室2の内部
に設置された粒子・ガス分離装置31を備え、ガスbに
同伴された粒子cとガスbとを分離し、分離された粒子
cを、第1の室2に隣接して一体に形成された第2の室
3に導入することができるので、炉の内部で粒子cとガ
スbとを分離し、分離した粒子を炉の内部を通して搬送
することができ、炉の外部を引き回された外部配管内を
搬送する必要がなく、炉の外部で粒子cとガスbとを分
離する必要がない。よって、分離された粒子cの取扱い
上のトラブルが起こりにくく、温度低下が起こらず、こ
のためタール等の液状物質が析出しにくく、温度低下に
よる系全体の反応効率の低下、トラブルの発生を避ける
ことができる。また、粒子cを連続して系内に滞留させ
ることができ、系内滞留時間を長くすることができる。
According to this structure, the particle / gas separation device 31 installed inside the first chamber 2 is provided, and the particles c entrained in the gas b and the gas b are separated, and the separated particles c are separated. Can be introduced into the second chamber 3 integrally formed adjacent to the first chamber 2, so that the particles c and the gas b are separated inside the furnace, and the separated particles are separated inside the furnace. It is not necessary to convey the inside of an external pipe routed outside the furnace, and it is not necessary to separate the particles c and the gas b outside the furnace. Therefore, handling problems of the separated particles c are unlikely to occur, and the temperature does not drop, so that liquid substances such as tar are less likely to deposit, and the reaction efficiency of the entire system is lowered due to the temperature drop, and the occurrence of troubles is avoided. be able to. Further, the particles c can be continuously retained in the system, and the retention time in the system can be lengthened.

【0007】粒子・ガス分離装置31は、単数であって
もよく、複数であってもよい。なお、反応の対象とする
とは、例えばある化学反応(ガス化、燃焼も含む)を起
こさせるものであってもよいし、固体燃料からガス化反
応によりガスが生じる場合を含むこれらの反応の結果生
じたものであってもよいことを意味する。反応装置と
は、典型的にはガス化反応、燃焼反応を起こさせる装置
をいう。また、部分酸化、触媒反応を起こさせるもので
あってもよい。装置内の圧力は、大気圧と同じもしくは
大気圧より低い圧力であってもよく、あるいは大気圧よ
り高い圧力であってもよい。粒子を導入とは、例えば粒
子を排出する粒子排出配管があって、それが第2の室3
内に開口し、第2の室3内に導入される場合に限らず、
第1の室2に開口していても第1の室2から第2の室3
への流動媒体の流れに乗せて、第1の室2にほとんど滞
留することなく第2の室3に導入される場合を含む。
The particle / gas separation device 31 may be either a single unit or a plurality. The target of the reaction may be, for example, one that causes a certain chemical reaction (including gasification and combustion), or the result of these reactions including the case where gas is produced from the solid fuel by the gasification reaction. It means that it may have occurred. The reaction device typically means a device that causes a gasification reaction and a combustion reaction. Further, it may be one that causes partial oxidation or catalytic reaction. The pressure within the device may be the same as or below atmospheric pressure, or it may be above atmospheric pressure. Introducing particles means, for example, a particle discharge pipe for discharging particles, which is the second chamber 3
Not only when it is opened inside and is introduced into the second chamber 3,
Even if the first chamber 2 is open, the first chamber 2 to the second chamber 3
Including the case of being introduced into the second chamber 3 with almost no retention in the first chamber 2 while being carried on the flow of the fluidized medium to the second chamber 3.

【0008】請求項2に係る発明による反応装置1は、
例えば図1に示すように、請求項1に記載の反応装置に
おいて、第1の室2は、内部で流動媒体を流動させ、界
面を有する流動床を形成し、粒子・ガス分離装置31は
前記界面の鉛直方向上方に位置するように設置される。
The reaction apparatus 1 according to the second aspect of the invention is
For example, as shown in FIG. 1, in the reactor according to claim 1, the first chamber 2 fluidizes a fluidized medium inside to form a fluidized bed having an interface, and the particle / gas separation device 31 includes It is installed so that it is located vertically above the interface.

【0009】このように構成すると、粒子・ガス分離装
置31は、界面の鉛直方向上方に位置するように設置さ
れるので、流動媒体を含まないフリーボード部に設置さ
れ、粒子cを同伴するガスbから粒子cを効率よく分離
することができる。
According to this structure, the particle / gas separation device 31 is installed vertically above the interface, so that the particle / gas separation device 31 is installed on the freeboard portion containing no fluid medium and carries the gas c accompanied by the particles c. The particles c can be efficiently separated from b.

【0010】請求項3に係る発明による反応装置301
は、例えば図6に示すように、内部で流動媒体を流動さ
せ、界面を有する流動床を形成し、さらに粒子cの同伴
されたガスbの流れが内部に形成される第1の室302
と;第1の室302とは別に設けられた第2の室303
と;第1の室302の内部に設置された、ガスbに同伴
された粒子cとガスbとを分離する粒子・ガス分離装置
331とを備え;分離された粒子cを、第2の室303
に導入するように構成され;ガスbを反応の対象とす
る。
A reactor 301 according to the invention of claim 3
For example, as shown in FIG. 6, a first chamber 302 in which a fluidized medium is made to flow to form a fluidized bed having an interface, and a flow of gas b accompanied by particles c is formed therein.
And; a second chamber 303 provided separately from the first chamber 302
And a particle / gas separation device 331 installed inside the first chamber 302 for separating the particles c entrained in the gas b from the gas b; the separated particles c to the second chamber. 303
Gas b is targeted for the reaction.

【0011】このように構成すると、第1の室302の
内部に設置された粒子・ガス分離装置331を備え、ガ
スbに同伴された粒子cとガスbとを分離し、分離され
た粒子cを、第1の室302とは別に設けられた第2の
室303に導入することができるので、分離した粒子c
を第1の室302から第2の室303に搬送する配管3
33のうち室302、303の外部を通る外部配管を短
くすることができ、また外部配管の引き回しを最小限に
することができる。よって、分離された粒子cの取扱い
上のトラブルを起こりにくくし、さらに分離された粒子
cの温度低下を起こりにくくし、分離された粒子cの温
度低下による系全体の反応効率の低下、トラブルの発生
を避けることができる。なお、第1の室とは別に設けら
れるとは、一つの容器内に壁で仕切られるような隣接の
仕方をしていないことを意味し、配管等で連結されてい
てもよい。
According to this structure, the particle / gas separation device 331 installed inside the first chamber 302 is provided, the particles c entrained in the gas b and the gas b are separated, and the separated particles c are separated. Can be introduced into the second chamber 303 provided separately from the first chamber 302, so that the separated particles c
3 for transporting the air from the first chamber 302 to the second chamber 303
It is possible to shorten the external pipe that passes through the outside of the chambers 302 and 303 of 33, and minimize the routing of the external pipe. Therefore, the trouble in handling the separated particles c is less likely to occur, the temperature decrease of the separated particles c is less likely to occur, and the reaction efficiency of the entire system is reduced due to the temperature decrease of the separated particles c. Occurrence can be avoided. It should be noted that being provided separately from the first chamber means that there is no adjacent method of partitioning with a wall in one container, and they may be connected by piping or the like.

【0012】請求項4に係る発明による反応装置301
は、例えば図6に示すように、請求項2または請求項3
に記載の反応装置において、前記流動媒体が、第1の室
302と第2の室303との間で循環するように構成さ
れる。
A reactor 301 according to the invention of claim 4
Is, for example, as shown in FIG.
In the reactor described in paragraph 1, the fluidized medium is configured to circulate between the first chamber 302 and the second chamber 303.

【0013】このように構成すると、前記流動媒体が、
第1の室302と第2の室303との間で循環するよう
に構成されるので、例えば、一方の室302で可燃ガス
bを発生させ、可燃ガスbの発生に付随して発生するチ
ャーおよび流動媒体を、他方の室303に送ってチャー
中可燃分を燃焼させ、流動媒体を一方の室302に戻す
ことができる。
According to this structure, the fluidized medium is
Since it is configured to circulate between the first chamber 302 and the second chamber 303, for example, the combustible gas b is generated in one chamber 302, and the char that is generated in association with the generation of the combustible gas b is generated. And the fluid medium can be sent to the other chamber 303 to burn the combustible components in the char, and the fluid medium can be returned to the one chamber 302.

【0014】請求項5に係る発明による反応装置1は、
例えば図1に示すように、請求項1乃至請求項4のいず
れか1項に記載の反応装置において、粒子・ガス分離装
置31がサイクロン式分離装置31である。粒子・ガス
分離装置31がサイクロン式分離装置31であるので、
広い温度範囲のガスから粒子を分離することができる。
また、粒子・ガス分離装置の構造を単純にすることがで
き、目づまりの起こりにくい分離装置とすることができ
る。
The reaction apparatus 1 according to the invention of claim 5 is
For example, as shown in FIG. 1, in the reactor according to any one of claims 1 to 4, the particle / gas separator 31 is a cyclone separator 31. Since the particle / gas separator 31 is a cyclone separator 31,
The particles can be separated from the gas in a wide temperature range.
Further, the structure of the particle / gas separation device can be simplified, and a separation device that is less likely to cause clogging can be obtained.

【0015】請求項6に係る発明による反応装置1は、
例えば図1に示すように、請求項1乃至請求項5のいず
れか1項に記載の反応装置において、前記反応が、燃
焼、部分酸化及びガス化のうちの少なくとも一つであ
る。よって、反応装置1を、燃焼、部分酸化及びガス化
の各種反応が行われる反応装置に適用することができ
る。また、第1の室2と第2の室3とが、同じ機能を有
してもよく、各々異なる機能を有するものであってもよ
い。
The reaction apparatus 1 according to the invention of claim 6 is
For example, as shown in FIG. 1, in the reaction device according to any one of claims 1 to 5, the reaction is at least one of combustion, partial oxidation and gasification. Therefore, the reactor 1 can be applied to a reactor in which various reactions such as combustion, partial oxidation and gasification are performed. Further, the first chamber 2 and the second chamber 3 may have the same function or may have different functions.

【0016】請求項7に係る発明による反応装置1は、
例えば図1に示すように、請求項1乃至請求項6のいず
れか1項に記載の反応装置において、第1の室2と第2
の室3とが、各々異なる機能を有する。よって、分離さ
れた粒子cをある機能を有する室から異なる機能を有す
る室に導入することができ、異なる機能を付加すること
ができる。
The reactor 1 according to the invention of claim 7 is
For example, as shown in FIG. 1, in the reactor according to any one of claims 1 to 6, the first chamber 2 and the second chamber
The chamber 3 has a different function. Therefore, the separated particles c can be introduced from a chamber having a certain function to a chamber having a different function, and different functions can be added.

【0017】例えば、各室が各々酸化雰囲気、還元雰囲
気といった異なる機能を有する室である場合には、還元
雰囲気中からガス流れに伴って飛散する、未燃分を含ん
だ粒子をガス中から分離し、酸化雰囲気中に移送するこ
とにより、未燃分を燃焼させる機能を付加することがで
きる。
For example, when each chamber has a different function such as an oxidizing atmosphere and a reducing atmosphere, particles containing unburned components, which are scattered with the gas flow from the reducing atmosphere, are separated from the gas. However, it is possible to add a function of burning unburned components by transferring the unburned components into the oxidizing atmosphere.

【0018】請求項8に係る発明による反応装置1は、
例えば図4に示すように、請求項1乃至請求項7のいず
れか1項に記載の反応装置において、第2の室203の
内部にガスbの流れが形成され、第1の室202の内部
に形成されるガスbの流れの流速と第2の室203の内
部に形成されるガスu1の流速とが異なる。
The reaction apparatus 1 according to the invention of claim 8 is
For example, as shown in FIG. 4, in the reaction apparatus according to any one of claims 1 to 7, a flow of gas b is formed inside the second chamber 203, and inside the first chamber 202. The flow velocity of the gas b formed in the second chamber 203 and the flow velocity of the gas u1 formed in the second chamber 203 are different.

【0019】粒子が飛散しやすい流速の高い一方の室に
粒子・ガス分離装置を設け、粒子cを捕捉し、補足した
粒子cを流速の低い他方の室に導入すれば、粒子cを飛
散しにくくし反応を行わせることができる。典型的に
は、第1の室202の内部に形成されるガスbの流れの
流速の方が第2の室203の内部に形成されるガスbの
流れの流速よりも低い。この場合、粒子cが飛散しやす
い流速の高い第2の室203に粒子・ガス分離装置23
1を設け、粒子cを捕捉し、その粒子cを流速の低い第
1の室202に導入すれば、粒子cを飛散しにくくして
反応を行わせることができる。
If a particle / gas separation device is installed in one of the chambers where the flow velocity is high and particles are easily scattered, the particles c are captured and the captured particles c are introduced into the other chamber where the flow velocity is low, the particles c are scattered. It can be made difficult and the reaction can be carried out. Typically, the flow velocity of the gas b formed inside the first chamber 202 is lower than the flow velocity of the gas b formed inside the second chamber 203. In this case, the particle / gas separation device 23 is placed in the second chamber 203 having a high flow velocity in which the particles c are easily scattered.
1 is provided, the particles c are captured, and the particles c are introduced into the first chamber 202 having a low flow rate, so that the particles c are less likely to be scattered and the reaction can be performed.

【0020】また、各室のガス流速が異なる場合におい
ては、ガス流速が高い室から低い室に粒子を移送するこ
とにより、粒子の系内滞留時間をさらに増加させること
ができる。これは、例えば流動層炉において通常燃焼域
(酸化雰囲気)は激しい流動化となり、ガス化・熱分解
域は緩慢な流動化となるので、燃焼域から飛散した反応
粒子等を緩慢流動状態(ガス流速が低くて粒子が飛散し
にくい)のガス化・熱分解域に戻すことにより、粒子の
系内滞留時間が増加し、粒子の反応効率(例えば脱硫効
率)の向上が可能である。
When the gas flow velocity in each chamber is different, the residence time of the particles in the system can be further increased by transferring the particles from the chamber having a high gas flow velocity to the chamber having a low gas flow velocity. This is because, for example, in a fluidized bed furnace, the normal combustion zone (oxidizing atmosphere) becomes vigorous fluidization, and the gasification / pyrolysis zone becomes slow fluidization, so reaction particles scattered from the combustion zone are slowly fluidized (gas By returning to the gasification / pyrolysis zone where the flow rate is low and particles are less likely to scatter, the residence time of the particles in the system is increased, and the reaction efficiency (eg desulfurization efficiency) of the particles can be improved.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
に係る反応装置としての統合型ガス化炉1について、図
1を参照して説明する。なお、各図において互いに同一
あるいは相当する部材には同一符号または類似符号を付
し、重複した説明は省略する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an integrated gasification furnace 1 as a reactor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In each drawing, the same or corresponding members are designated by the same reference numerals or similar reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0022】図1は、本発明のうちのガス化炉部分の基
本的な構成を模式的に表現したものである。図に示す統
合型ガス化炉1は、熱分解即ちガス化、チャー燃焼、熱
回収の3つの機能をそれぞれ担当する第1の室としての
ガス化室2、第2の室としてのチャー燃焼室3、熱回収
室4を備え、例えば全体が円筒形又は矩形を成した炉体
内に収納されている。チャー燃焼室3は、ガス化室2に
隣接して一体に形成されている。
FIG. 1 is a schematic representation of the basic structure of the gasification furnace portion of the present invention. The integrated gasification furnace 1 shown in the figure has a gasification chamber 2 as a first chamber and a char combustion chamber as a second chamber which are respectively in charge of three functions of pyrolysis, that is, gasification, char combustion, and heat recovery. 3, a heat recovery chamber 4 is provided, and the whole is housed in a cylindrical or rectangular furnace body. The char combustion chamber 3 is integrally formed adjacent to the gasification chamber 2.

【0023】ガス化室2、チャー燃焼室3、熱回収室4
は仕切壁11、12、13、14、15で分割されてお
り、それぞれの底部に流動媒体を含む濃厚層である流動
床が形成される。各室2、3、4の流動床、即ちガス化
室流動床、チャー燃焼室流動床、熱回収室流動床の流動
媒体を流動させるために、各室2、3、4の底である炉
底には、流動媒体中に流動化ガスを吹き込む散気装置が
設けられている。散気装置は炉底部に敷かれた例えば多
孔板を含んで構成され、該多孔板を広さ方向に分割して
複数の部屋に分割されており、各室内の各部の空塔速度
を変えるために、散気装置の各部屋から多孔板を通して
吹き出す流動化ガスの流速を変化させるように構成して
いる。空塔速度が室の各部で相対的に異なるので各室
2、3、4内の流動媒体も室2、3、4の各部で流動状
態が異なり、そのため内部旋回流が形成される。図中、
散気装置に示す白抜き矢印の大きさは、吹き出される流
動化ガスの流速を示している。例えば3bで示す箇所の
太い矢印は、3aで示す箇所の細い矢印よりも流速が大
きい。
Gasification chamber 2, char combustion chamber 3, heat recovery chamber 4
Is divided by partition walls 11, 12, 13, 14, and 15, and a fluidized bed, which is a dense layer containing a fluidized medium, is formed at the bottom of each of them. Furnace at the bottom of each chamber 2, 3, 4 for fluidizing the fluidized bed of each chamber 2, 3, 4 ie, gasification chamber fluidized bed, char combustion chamber fluidized bed, heat recovery chamber fluidized bed An air diffuser for injecting a fluidizing gas into a fluidized medium is provided at the bottom. The air diffuser is configured to include, for example, a perforated plate laid on the bottom of the furnace, and the perforated plate is divided into a plurality of rooms by dividing the perforated plate in the width direction to change the superficial velocity of each part in each room. In addition, the flow velocity of the fluidizing gas blown out from each room of the air diffuser through the perforated plate is changed. Since the superficial velocity is relatively different in each part of the chambers, the fluidized medium in each chamber 2, 3, 4 also has a different flow state in each part of the chambers 2, 3, 4 so that an internal swirl flow is formed. In the figure,
The size of the white arrow shown in the air diffuser indicates the flow velocity of the fluidizing gas blown out. For example, the thick arrow at the location indicated by 3b has a higher flow velocity than the thin arrow at the location indicated by 3a.

【0024】ガス化室2とチャー燃焼室3の間は仕切壁
11で仕切られ、チャー燃焼室3と熱回収室4の間は仕
切壁12で仕切られ、ガス化室2と熱回収室4の間は仕
切壁13で仕切られている(なお本図は、円筒形の炉を
平面的に展開して図示しているため、仕切壁11はガス
化室2とチャー燃焼室3の間にはないかのように示され
ている)。即ち、別々の炉として構成されておらず、一
つの炉として一体に構成されている。更に、チャー燃焼
室3のガス化室2と接する面の近傍には、流動媒体が下
降するべく沈降チャー燃焼室5を設ける。即ち、チャー
燃焼室3は沈降チャー燃焼室5と、沈降チャー燃焼室5
以外のチャー燃焼室本体部とに分かれる。このため、沈
降チャー燃焼室5をチャー燃焼室の他の部分(チャー燃
焼室本体部)と仕切るための仕切壁14が設けられてい
る。また沈降チャー燃焼室5とガス化室2は、仕切壁1
5で仕切られている。
The gasification chamber 2 and the char combustion chamber 3 are partitioned by a partition wall 11, the char combustion chamber 3 and the heat recovery chamber 4 are partitioned by a partition wall 12, and the gasification chamber 2 and the heat recovery chamber 4 are separated. The space between them is partitioned by a partition wall 13 (this drawing shows a cylindrical furnace developed in a plan view, so that the partition wall 11 is located between the gasification chamber 2 and the char combustion chamber 3). Not shown). That is, they are not configured as separate furnaces but are integrally configured as one furnace. Further, a sedimentation char combustion chamber 5 is provided near the surface of the char combustion chamber 3 in contact with the gasification chamber 2 so that the fluidized medium descends. That is, the char combustion chamber 3 includes the sedimentation char combustion chamber 5 and the sedimentation char combustion chamber 5
Other than the char combustion chamber body part. Therefore, a partition wall 14 is provided for partitioning the settled char combustion chamber 5 from the other part of the char combustion chamber (char combustion chamber main body). Further, the settling char combustion chamber 5 and the gasification chamber 2 are separated by the partition wall 1.
It is divided by 5.

【0025】ここで、流動床と界面について説明する。
流動床は、その鉛直方向下方部にある、流動化ガスによ
り流動状態に置かれている流動媒体(例えば珪砂)を濃
厚に含む濃厚層と、その濃厚層の鉛直方向上方部にある
流動媒体と多量のガスが共存し、流動媒体が勢いよくは
ねあがっているスプラッシュゾーンとからなる。流動床
の上方即ちスプラッシュゾーンの上方には流動媒体をほ
とんど含まずガスを主体とするフリーボード部がある。
本発明でいう界面は、ある厚さをもった前記スプラッシ
ュゾーンをいうが、またスプラッシュゾーンの上面と下
面(濃厚層の上面)との中間にある仮想的な面ととらえ
てもよい。
Here, the fluidized bed and the interface will be described.
The fluidized bed consists of a concentrated layer in the vertically lower part, which contains a fluidized medium (for example, silica sand) in a fluidized state by the fluidizing gas, and a fluidized medium in the vertically upper part of the concentrated layer. It consists of a splash zone where a large amount of gas coexists and the fluid medium is vigorously splashing. Above the fluidized bed, that is, above the splash zone, there is a freeboard section containing almost no fluidized medium and mainly gas.
The interface in the present invention refers to the splash zone having a certain thickness, but it may be regarded as a virtual surface intermediate between the upper surface and the lower surface (the upper surface of the dense layer) of the splash zone.

【0026】また「流動床の界面より鉛直方向上方にお
いてはガスの流通がないように仕切壁により仕切られ」
というとき、さらに界面より下方の濃厚層の上面より上
方においてガスの流通がないようにするのが好ましい。
Further, "partitioned by a partition wall so that gas does not flow above the interface of the fluidized bed in the vertical direction."
In that case, it is preferable that the gas does not flow above the upper surface of the dense layer below the interface.

【0027】ガス化室2とチャー燃焼室3の間の仕切壁
11は、炉の天井19から炉底(散気装置の多孔板)に
向かってほぼ全面的に仕切っているが、下端は炉底に接
することはなく、炉底近傍に開口部21が形成されてい
る。但しこの開口部21の上端が、ガス化室流動床界
面、チャー燃焼室流動床界面のいずれの界面よりも上方
にまで達することはない。さらに好ましくは、開口部2
1の上端が、ガス化室流動床の濃厚層の上面、チャー燃
焼室流動床の濃厚層の上面のいずれよりも上方にまで達
することはないようにする。言い換えれば、開口部21
は、常に濃厚層に潜っているように構成するのが好まし
い。即ち、ガス化室2とチャー燃焼室3とは、少なくと
もフリーボード部においては、さらに言えば界面より上
方においては、さらに好ましくは濃厚層の上面より上方
ではガスの流通がないように仕切壁11により仕切られ
ていることになる。
The partition wall 11 between the gasification chamber 2 and the char combustion chamber 3 is almost entirely partitioned from the furnace ceiling 19 to the furnace bottom (perforated plate of the air diffuser), but the lower end is the furnace. An opening 21 is formed near the bottom of the furnace without contacting the bottom. However, the upper end of the opening 21 does not reach above any of the gasification chamber fluidized bed interface and the char combustion chamber fluidized bed interface. More preferably, the opening 2
The upper end of 1 does not reach above the upper surface of the dense layer of the fluidized bed of the gasification chamber or the upper surface of the dense layer of the fluidized bed of the char combustion chamber. In other words, the opening 21
Is preferably constructed so that it always dives in the dense layer. That is, the gasification chamber 2 and the char combustion chamber 3 are separated from each other by a partition wall 11 so that there is no gas flow at least in the freeboard portion, that is, above the interface, and more preferably above the upper surface of the rich layer. It will be partitioned by.

【0028】またチャー燃焼室3と熱回収室4の間の仕
切壁12はその上端が界面近傍、即ち濃厚層の上面より
は上方であるが、スプラッシュゾーンの上面よりは下方
に位置しており、仕切壁12の下端は炉底近傍までであ
り、仕切壁11と同様に下端が炉底に接することはな
く、炉底近傍に濃厚層の上面より上方に達することのな
い開口部22が形成されている。
The partition wall 12 between the char combustion chamber 3 and the heat recovery chamber 4 has its upper end near the interface, that is, above the upper surface of the rich layer, but below the upper surface of the splash zone. The lower end of the partition wall 12 is up to the vicinity of the furnace bottom, and like the partition wall 11, the lower end does not contact the furnace bottom, and an opening 22 is formed near the furnace bottom that does not reach above the upper surface of the dense layer. Has been done.

【0029】ガス化室2と熱回収室4の間の仕切壁13
は炉底から炉の天井19にわたって完全に仕切ってい
る。沈降チャー燃焼室5を設けるべくチャー燃焼室3内
を仕切る仕切壁14の上端は流動床の界面近傍で、下端
は炉底に接している。仕切壁14の上端と流動床との関
係は、仕切壁12と流動床との関係と同様である。沈降
チャー燃焼室5とガス化室2を仕切る仕切壁15は、仕
切壁11と同様であり、炉の天井19から炉底に向かっ
てほぼ全面的に仕切っており、下端は炉底に接すること
はなく、炉底近傍に開口部25が形成され、この開口の
上端が濃厚層の上面より下にある。即ち、開口部25と
流動床の関係は、開口部21と流動床の関係と同様であ
る。
Partition wall 13 between the gasification chamber 2 and the heat recovery chamber 4
Completely partitions from the bottom of the furnace to the ceiling 19 of the furnace. The partition wall 14 for partitioning the inside of the char combustion chamber 3 to provide the sedimentation char combustion chamber 5 has an upper end near the interface of the fluidized bed and a lower end in contact with the furnace bottom. The relationship between the upper end of the partition wall 14 and the fluidized bed is similar to the relationship between the partition wall 12 and the fluidized bed. The partition wall 15 for partitioning the settling char combustion chamber 5 and the gasification chamber 2 is similar to the partition wall 11, and is partitioned almost entirely from the ceiling 19 of the furnace to the furnace bottom, and the lower end must contact the furnace bottom. However, an opening 25 is formed near the furnace bottom, and the upper end of this opening is below the upper surface of the rich layer. That is, the relationship between the opening 25 and the fluidized bed is the same as the relationship between the opening 21 and the fluidized bed.

【0030】ガス化室2に投入された石炭・ごみ等の原
料aは流動媒体から熱を受け、熱分解、ガス化される。
典型的には、原料aはガス化室2では燃焼せず、いわゆ
る乾留される。残った乾溜チャーは流動媒体と共に仕切
壁11の下部にある開口部21からチャー燃焼室3に流
入する。このようにしてガス化室2から導入されたチャ
ーはチャー燃焼室3で燃焼して流動媒体を加熱する。チ
ャー燃焼室3でチャーの燃焼熱によって加熱された流動
媒体は仕切壁12の上端を越えて熱回収室4に流入し、
熱回収室4内で界面よりも下方にあるように配設された
層内伝熱管41で収熱され、冷却された後、再び仕切壁
12の下部の開口部22を通ってチャー燃焼室3に流入
する。なお、原料aとして、廃棄物、RDF、バイオマ
ス等の低級資源や石炭等の化石燃料等を使用できる。
A raw material a such as coal or dust that has been put into the gasification chamber 2 receives heat from the fluidized medium and is pyrolyzed and gasified.
Typically, the raw material a does not burn in the gasification chamber 2 and is so-called carbonized. The remaining dry-distilled char flows into the char combustion chamber 3 together with the fluidized medium through the opening 21 at the bottom of the partition wall 11. In this way, the char introduced from the gasification chamber 2 burns in the char combustion chamber 3 to heat the fluidized medium. The fluidized medium heated by the combustion heat of the char in the char combustion chamber 3 flows into the heat recovery chamber 4 over the upper end of the partition wall 12,
After the heat is collected by the in-layer heat transfer tube 41 arranged below the interface in the heat recovery chamber 4 and cooled, the char combustion chamber 3 passes through the opening 22 at the lower part of the partition wall 12 again. Flow into. As the raw material a, lower resources such as waste, RDF and biomass, fossil fuels such as coal and the like can be used.

【0031】ここで、熱回収室4は本発明の原料aのガ
ス化システムに必須ではない。即ち、ガス化室2で主と
して揮発成分がガス化した後に残る主としてカーボンか
らなるチャーの量と、チャー燃焼室3で流動媒体を加熱
するのに必要とされるチャーの量がほぼ等しければ、流
動媒体から熱を奪うことになる熱回収室4は不要であ
る。また前記チャーの量の差が小さければ、例えば、ガ
ス化室2でのガス化温度が高目になり、ガス化室2で発
生するCOガスの量が増えるという形で、バランス状態
が保たれる。
Here, the heat recovery chamber 4 is not essential in the gasification system of the raw material a of the present invention. That is, if the amount of char mainly consisting of carbon remaining after gasification of the volatile components in the gasification chamber 2 and the amount of char required to heat the fluidizing medium in the char combustion chamber 3 are substantially equal, the flow The heat recovery chamber 4 which takes heat from the medium is unnecessary. If the difference in the amount of the char is small, for example, the gasification temperature in the gasification chamber 2 becomes high, and the amount of CO gas generated in the gasification chamber 2 increases, so that the balance state is maintained. Be done.

【0032】しかしながら図に示すように熱回収室4を
備える場合は、チャーの発生量の大きい石炭から、ほと
んどチャーを発生させない都市ゴミまで、幅広く多種類
の原料aに対応することができる。即ち、どのような原
料aであっても、熱回収室4における熱回収量を加減す
ることにより、チャー燃焼室3の燃焼温度を適切に調節
し、流動媒体の温度を適切に保つことができる。
However, when the heat recovery chamber 4 is provided as shown in the figure, it is possible to cope with a wide variety of raw materials a, from coal with a large amount of char generation to municipal waste that hardly generates char. That is, for any material a, the combustion temperature of the char combustion chamber 3 can be appropriately adjusted and the temperature of the fluidized medium can be appropriately maintained by adjusting the heat recovery amount in the heat recovery chamber 4. .

【0033】一方チャー燃焼室3で加熱された流動媒体
は仕切壁14の上端を越えて沈降チャー燃焼室5に流入
し、次いで仕切壁15の下部にある開口部25からガス
化室2に流入する。
On the other hand, the fluidized medium heated in the char combustion chamber 3 flows into the settling char combustion chamber 5 over the upper end of the partition wall 14, and then into the gasification chamber 2 through the opening 25 at the bottom of the partition wall 15. To do.

【0034】ここで、各室間の流動媒体の流動状態及び
移動について説明する。ガス化室2の内部で沈降チャー
燃焼室5との間の仕切壁15に接する面の近傍は、沈降
チャー燃焼室5の流動化と比べて強い流動化状態が維持
される強流動化域2bになっている。全体としては投入
された原料aと流動媒体の混合拡散が促進される様に、
場所によって流動化ガスの空塔速度を変化させるのが良
く、一例として図に示したように強流動化域2bの他に
弱流動化域2aを設けて旋回流を形成させるようにす
る。
Here, the flow state and movement of the flowing medium between the chambers will be described. In the vicinity of the surface in contact with the partition wall 15 between the settling char combustion chamber 5 and the inside of the gasification chamber 2, a strong fluidization region 2b in which a stronger fluidized state is maintained as compared with the fluidization of the settling char combustion chamber 5. It has become. As a whole, in order to promote mixing and diffusion of the charged raw material a and the fluidized medium,
It is preferable to change the superficial velocity of the fluidizing gas depending on the place, and as an example, as shown in the figure, a weak fluidizing region 2a is provided in addition to the strong fluidizing region 2b to form a swirling flow.

【0035】チャー燃焼室3は中央部に弱流動化域3
a、周辺部に強流動化域3bを有し、流動媒体およびチ
ャーが内部旋回流を形成している。ガス化室2、チャー
燃焼室3内の強流動化域2b、3bの流動化速度は5Um
f以上、弱流動化域2a、3aの流動化速度は5Umf以下
とするのが好適であるが、弱流動化域2a、3aと強流
動化域3bに相対的な明確な差を設ければ、この範囲を
超えても特に差し支えはない。チャー燃焼室3内の熱回
収室4、および沈降チャー燃焼室5に接する部分には強
流動化域3bを配するようにするのがよい。また必要に
応じて炉底には弱流動化域2a、3a側から強流動化域
2b、3b側に下るような勾配を設けるのが良い(不図
示)。ここで、Umfとは最低流動化速度(流動化が開始
される速度)を1Umfとした単位である。即ち、5Umfは
最低流動化速度の5倍の速度である。
The char combustion chamber 3 has a weak fluidization region 3 at the center.
a, a strong fluidization region 3b is provided in the peripheral portion, and the fluidizing medium and the char form an internal swirling flow. The fluidization speed of the strong fluidization regions 2b and 3b in the gasification chamber 2 and the char combustion chamber 3 is 5 Um.
It is preferable that the fluidization rate of the weak fluidization regions 2a and 3a be f or more and 5 Umf or less, but if a relatively clear difference is provided between the weak fluidization regions 2a and 3a and the strong fluidization region 3b. , There is no particular problem even if it exceeds this range. A strong fluidization region 3b is preferably arranged in a portion of the char combustion chamber 3 which is in contact with the heat recovery chamber 4 and the settling char combustion chamber 5. Further, if necessary, it is preferable to provide a gradient on the bottom of the furnace so as to descend from the weak fluidization regions 2a, 3a side to the strong fluidization regions 2b, 3b side (not shown). Here, Umf is a unit in which the minimum fluidization speed (speed at which fluidization is started) is 1 Umf. That is, 5 Umf is 5 times the minimum fluidization rate.

【0036】このように、チャー燃焼室3と熱回収室4
との仕切壁12近傍のチャー燃焼室3側の流動化状態を
熱回収室4側の流動化状態よりも相対的に強い流動化状
態に保つことによって、流動媒体は仕切壁12の流動床
の界面近傍にある上端を越えてチャー燃焼室3側から熱
回収室4の側に流入し、流入した流動媒体は熱回収室4
内の相対的に弱い流動化状態即ち高密度状態のために下
方(炉底方向)に移動し、仕切壁12の炉底近傍にある
下端(の開口部22)をくぐって熱回収室4側からチャ
ー燃焼室3の側に移動する。
In this way, the char combustion chamber 3 and the heat recovery chamber 4
By keeping the fluidized state of the char combustion chamber 3 side near the partition wall 12 relatively stronger than the fluidized state of the heat recovery chamber 4 side, the fluidized medium of the fluidized bed of the partition wall 12 becomes The fluid medium that has flowed from the char combustion chamber 3 side to the heat recovery chamber 4 side beyond the upper end near the interface and the flowing-in medium flows into the heat recovery chamber 4 side.
Due to the relatively weak fluidized state in the inside, that is, a high-density state, it moves downward (toward the bottom of the furnace) and passes through (the opening 22 of) the lower end of the partition wall 12 near the bottom of the heat recovery chamber 4 side. To the char combustion chamber 3 side.

【0037】同様に、チャー燃焼室3の本体部と沈降チ
ャー燃焼室5との仕切壁14近傍のチャー燃焼室本体部
側の流動化状態を沈降チャー燃焼室5側の流動化状態よ
りも相対的に強い流動化状態に保つことによって、流動
媒体は仕切壁14の流動床の界面近傍にある上端を越え
てチャー燃焼室3本体部の側から沈降チャー燃焼室5の
側に移動流入する。沈降チャー燃焼室5の側に流入した
流動媒体は、沈降チャー燃焼室5内の相対的に弱い流動
化状態即ち高密度状態のために下方(炉底方向)に移動
し、仕切壁15の炉底近傍にある下端(の開口部25)
をくぐって沈降チャー燃焼室5側からガス化室2側に移
動する。なおここで、ガス化室2と沈降チャー燃焼室5
との仕切壁15近傍のガス化室2側の流動化状態は沈降
チャー燃焼室5側の流動化状態よりも相対的に強い流動
化状態に保たれている。このことは流動媒体の沈降チャ
ー燃焼室5からガス化室2への移動を誘引作用により助
ける。
Similarly, the fluidization state on the char combustion chamber body side near the partition wall 14 between the body of the char combustion chamber 3 and the sedimentation char combustion chamber 5 is more relative to that on the sedimentation char combustion chamber 5 side. By maintaining a strong fluidization state, the fluid medium moves and flows from the char combustion chamber 3 main body side to the sedimentation char combustion chamber 5 side over the upper end of the partition wall 14 near the interface of the fluidized bed. The fluidized medium flowing into the settling char combustion chamber 5 moves downward (toward the bottom of the furnace) due to the relatively weak fluidized state in the settling char combustion chamber 5, that is, the high-density state, and the furnace of the partition wall 15 is moved. Lower end (opening 25) near the bottom
Through the settling char combustion chamber 5 side to the gasification chamber 2 side. In addition, here, the gasification chamber 2 and the sedimentation char combustion chamber 5
The fluidized state on the gasification chamber 2 side near the partition wall 15 is kept relatively stronger than the fluidized state on the sedimentation char combustion chamber 5 side. This assists the movement of the fluidized medium from the settling char combustion chamber 5 to the gasification chamber 2 by an attractive action.

【0038】同様に、ガス化室2とチャー燃焼室3との
間の仕切壁11近傍のチャー燃焼室3側の流動化状態は
ガス化室2側の流動化状態よりも相対的に強い流動化状
態に保たれている。したがって、流動媒体は仕切壁11
の流動床の界面より下方、好ましくは濃厚層の上面より
も下方にある(濃厚層に潜った)開口部21を通してチ
ャー燃焼室3の側に流入する。
Similarly, the fluidized state on the char combustion chamber 3 side near the partition wall 11 between the gasification chamber 2 and the char combustion chamber 3 is relatively stronger than the fluidized state on the gasification chamber 2 side. It has been kept in an activated state. Therefore, the fluidized medium is the partition wall 11
Flows into the char combustion chamber 3 side through an opening 21 below the interface of the fluidized bed, preferably below the upper surface of the rich layer (submerged in the rich layer).

【0039】チャー燃焼室3と熱回収室4とは、上端が
界面の高さ近傍にあり下端が濃厚層に潜った仕切壁12
で仕切られており、仕切壁12近傍のチャー燃焼室3側
の流動化状態が、仕切壁12近傍の熱回収室4側の流動
化状態よりも強く保たれている。したがって、流動媒体
は仕切壁12の上端を越えてチャー燃焼室3側から熱回
収室4側に流入移動し、また仕切壁12の下端をくぐっ
て熱回収室4側からチャー燃焼室3側に移動する。
The char combustion chamber 3 and the heat recovery chamber 4 have a partition wall 12 having an upper end near the interface height and a lower end submerged in a rich layer.
, The fluidized state on the char combustion chamber 3 side near the partition wall 12 is kept stronger than the fluidized state on the heat recovery chamber 4 side near the partition wall 12. Therefore, the fluidized medium flows over the upper end of the partition wall 12 into the heat recovery chamber 4 side from the char combustion chamber 3 side, and passes through the lower end of the partition wall 12 from the heat recovery chamber 4 side to the char combustion chamber 3 side. Moving.

【0040】また、チャー燃焼室3とガス化室2とは、
下端が濃厚層に潜った仕切壁15により仕切られてお
り、仕切壁15のチャー燃焼室3側には、上端が界面の
高さ近傍にある仕切壁14と仕切壁15を含む仕切壁で
画成された沈降チャー燃焼室5が設けられ、仕切壁14
近傍のチャー燃焼室3本体部側の流動化状態が、仕切壁
14近傍の沈降チャー燃焼室5側の流動化状態よりも強
く保たれている。したがって、流動媒体は仕切壁14の
上端を越えてチャー燃焼室3の本体部側から沈降チャー
燃焼室5側に流入移動する。このように構成することに
より沈降チャー燃焼室5に流入した流動媒体は少なくと
もマスバランスを保つように、仕切壁15の下端(開口
部25)をくぐって沈降チャー燃焼室5からガス化室2
に移動する。このとき、仕切壁15近傍のガス化室2側
の流動化状態が、仕切壁15近傍の沈降チャー燃焼室5
側の流動化状態よりも強く保たれていれば、誘引作用に
より流動媒体の移動が促進される。
Further, the char combustion chamber 3 and the gasification chamber 2 are
The lower end is partitioned by a partition wall 15 that is submerged in a dense layer, and the partition wall 15 has a partition wall 15 on the side of the char combustion chamber 3 which has an upper end near the height of the interface. The formed sedimentation char combustion chamber 5 is provided, and the partition wall 14
The fluidized state on the side of the main body of the char combustion chamber 3 near the partition wall 14 is kept stronger than the fluidized state on the side of the settling char combustion chamber 5 near the partition wall 14. Therefore, the fluidized medium flows over the upper end of the partition wall 14 into the settling char combustion chamber 5 side from the main body side of the char combustion chamber 3. With this configuration, the fluidized medium that has flowed into the settling char combustion chamber 5 passes through the lower end (opening 25) of the partition wall 15 from the settling char combustion chamber 5 so as to maintain at least mass balance.
Move to. At this time, the fluidized state on the gasification chamber 2 side in the vicinity of the partition wall 15 is changed to the settling char combustion chamber 5 in the vicinity of the partition wall 15.
If it is kept stronger than the fluidized state on the side, the attracting action promotes the movement of the fluidized medium.

【0041】さらにガス化室2とチャー燃焼室3本体部
とは、下端が濃厚層に潜った第2の仕切壁11で仕切ら
れている。沈降チャー燃焼室5からガス化室2に移動し
てきた流動媒体は、さきのマスバランスを保つように仕
切壁11の下端をくぐってチャー燃焼室3に移動する
が、このとき、仕切壁11近傍のチャー燃焼室3側の流
動化状態が、仕切壁11近傍のガス化室2側の流動化状
態よりも強く保たれていれば、さきのマスバランスを保
つようにだけではなく、強い流動化状態により流動媒体
はチャー燃焼室3側に誘引され移動する。
Further, the gasification chamber 2 and the main body of the char combustion chamber 3 are separated from each other by a second partition wall 11 having a lower end submerged in a rich layer. The fluidized medium that has moved from the settling char combustion chamber 5 to the gasification chamber 2 passes through the lower end of the partition wall 11 and moves to the char combustion chamber 3 so as to maintain the mass balance, but at this time, in the vicinity of the partition wall 11 If the fluidized state on the side of the char combustion chamber 3 is kept stronger than the fluidized state on the side of the gasification chamber 2 in the vicinity of the partition wall 11, not only to maintain the previous mass balance, but also the strong fluidization. Depending on the state, the fluidized medium is attracted and moves to the char combustion chamber 3 side.

【0042】熱回収室4は全体が均等に流動化され、通
常は最大でも熱回収室4に接したチャー燃焼室3の流動
化状態より弱い流動化状態となるように維持される。し
たがって、熱回収室4の流動化ガスの空塔速度は0〜3
Umfの間で制御され、流動媒体は緩やかに流動しながら
沈降流動層を形成する。なおここで0Umfとは、流動化
ガスが止まった状態である。このような状態にすれば、
熱回収室4での熱回収を最小にすることができる。すな
わち、熱回収室4は流動媒体の流動化状態を変化させる
ことによって回収熱量を最大から最小の範囲で任意に調
節することができる。また、熱回収室4では、流動化を
室全体で一様に発停あるいは強弱を調節してもよいが、
その一部の領域の流動化を停止し他を流動化状態に置く
こともできるし、その一部の領域の流動化状態の強弱を
調節してもよい。
The heat recovery chamber 4 is uniformly fluidized as a whole, and is usually maintained so as to be in a fluidized state weaker than the fluidized state of the char combustion chamber 3 which is in contact with the heat recovery chamber 4 at maximum. Therefore, the superficial velocity of the fluidizing gas in the heat recovery chamber 4 is 0 to 3
Controlled during Umf, the fluidizing medium forms a settling fluidized bed while slowly flowing. Here, 0 Umf is a state in which the fluidizing gas is stopped. With this kind of state,
The heat recovery in the heat recovery chamber 4 can be minimized. That is, the heat recovery chamber 4 can arbitrarily adjust the amount of recovered heat in the range of maximum to minimum by changing the fluidization state of the fluidized medium. Further, in the heat recovery chamber 4, the fluidization may be uniformly started / stopped or the strength may be adjusted throughout the chamber.
It is also possible to stop the fluidization of part of the area and put the other in the fluidized state, or adjust the strength of the fluidized state of the part of the area.

【0043】ガス化室2の流動化ガスとして最も好まし
いのは可燃ガスbを昇圧してリサイクル使用することで
ある。このようにすればガス化室2から出るガスは純粋
に原料aから発生したガスのみとなり、非常に高品質の
ガスを得ることができる。それが不可能な場合は水蒸気
等、できるだけ酸素を含まないガス(無酸素ガス)を用
いるのが良い。ガス化の際の吸熱反応によって流動媒体
の層温が低下する場合は、必要に応じて無酸素ガスに加
えて、酸素もしくは酸素を含むガス、例えば空気を供給
して可燃ガスbの一部を燃焼させるようにしても良い。
チャー燃焼室3に供給する流動化ガスは、チャー燃焼に
必要な酸素を含むガス、例えば空気、酸素と蒸気の混合
ガスを供給する。また熱回収室4に供給する流動化ガス
は、空気、水蒸気、燃焼排ガス等を用いる。
The most preferable fluidized gas in the gasification chamber 2 is to pressurize the combustible gas b for recycling. In this way, the gas emitted from the gasification chamber 2 is purely the gas generated from the raw material a, and a very high quality gas can be obtained. If that is not possible, it is preferable to use a gas containing as little oxygen as possible (oxygen-free gas) such as water vapor. When the bed temperature of the fluidized medium decreases due to the endothermic reaction during gasification, oxygen or a gas containing oxygen, for example, air is supplied to remove a part of the combustible gas b in addition to the oxygen-free gas as necessary. You may make it burn.
The fluidizing gas supplied to the char combustion chamber 3 is a gas containing oxygen necessary for char combustion, such as air, or a mixed gas of oxygen and steam. As the fluidizing gas supplied to the heat recovery chamber 4, air, steam, combustion exhaust gas, or the like is used.

【0044】ガス化室2とチャー燃焼室3の流動床の上
面(スプラッシュゾーンの上面)より上方の部分すなわ
ちフリーボード部は完全に仕切壁11、15で仕切られ
ている。さらに言えば、流動床の濃厚層の上面より上方
の部分すなわちスプラッシュゾーン及びフリーボード部
は完全に仕切壁11、15で仕切られているので、チャ
ー燃焼室3とガス化室2のそれぞれの圧力P1,P2のバラ
ンスが多少乱れても、双方の流動層の界面の位置の差、
あるいは濃厚層の上面の位置の差、即ち層高差が多少変
化するだけで乱れを吸収することができる。即ち、ガス
化室2とチャー燃焼室3とは、仕切壁11、15で仕切
られているので、それぞれの室の圧力P1,P2が変動して
も、この圧力差は層高差で吸収でき、どちらかの層が開
口部21、25の上端に下降するまで吸収可能である。
従って、層高差で吸収できるチャー燃焼室3とガス化室
2のフリーボードの圧力差の上限値は、互いを仕切る仕
切壁15の下部の開口部21、25の上端からの、ガス
化室流動床のヘッドと、チャー燃焼室流動床のヘッドと
のヘッド差にほぼ等しい。
The upper portion of the fluidized bed of the gasification chamber 2 and the char combustion chamber 3 (the upper surface of the splash zone), that is, the freeboard portion, is completely partitioned by the partition walls 11 and 15. Furthermore, since the upper portion of the dense bed of the fluidized bed, that is, the splash zone and the freeboard portion are completely partitioned by the partition walls 11 and 15, the pressures of the char combustion chamber 3 and the gasification chamber 2 are reduced. Even if the balance of P1 and P2 is slightly disturbed, the difference in the position of the interface between the two fluidized beds,
Alternatively, the turbulence can be absorbed only by a slight difference in the position difference of the upper surface of the dense layer, that is, the layer height difference. That is, since the gasification chamber 2 and the char combustion chamber 3 are partitioned by the partition walls 11 and 15, even if the pressures P1 and P2 of the respective chambers fluctuate, this pressure difference can be absorbed by the bed height difference. , It is possible to absorb until either of the layers descends to the upper ends of the openings 21 and 25.
Therefore, the upper limit of the pressure difference between the freeboard of the char combustion chamber 3 and the gasification chamber 2 that can be absorbed by the height difference is the gasification chamber from the upper ends of the openings 21 and 25 in the lower part of the partition wall 15 that separates each other. It is almost equal to the head difference between the head of the fluidized bed and the head of the char combustion chamber fluidized bed.

【0045】以上説明した実施の形態の統合型ガス化炉
1では、一つの流動床炉の内部に、ガス化室2、チャー
燃焼室3、熱回収室4の3つを、それぞれ隔壁を介して
設け、更にチャー燃焼室3とガス化室2、チャー燃焼室
3と熱回収室4はそれぞれ隣接して設けられている。こ
の統合型ガス化炉1は2塔循環方式の炉と違って、チャ
ー燃焼室3とガス化室2間に大量の流動媒体循環を可能
にしているので、流動媒体の顕熱だけでガス化のための
熱量を充分に供給でき、ガス化炉の原則である「できる
だけ少量の、且つ発熱量の高い可燃ガスを得る」ことが
最も容易に実現できる。
In the integrated gasification furnace 1 of the above-described embodiment, the gasification chamber 2, the char combustion chamber 3 and the heat recovery chamber 4 are provided inside one fluidized bed furnace through partition walls. Further, the char combustion chamber 3 and the gasification chamber 2, and the char combustion chamber 3 and the heat recovery chamber 4 are provided adjacent to each other. Unlike the two-column circulation type furnace, this integrated gasification furnace 1 enables a large amount of fluidized medium circulation between the char combustion chamber 3 and the gasification chamber 2, so that gasification is achieved only by the sensible heat of the fluidized medium. It is possible to supply a sufficient amount of heat for the purpose of gasification, and it is the easiest to realize the principle of gasification furnace, "to obtain as little combustible gas as possible with high calorific value".

【0046】さらに本発明の実施の形態では、チャー燃
焼ガスu1と可燃ガスbの間のシールが完全にされるの
で、ガス化室2とチャー燃焼室3の圧力バランス制御が
うまくなされ、燃焼ガスu1と可燃ガスbが混ざること
がなく、可燃ガスbの性状を低下させることもない。
Further, in the embodiment of the present invention, since the seal between the char combustion gas u1 and the combustible gas b is completely sealed, the pressure balance between the gasification chamber 2 and the char combustion chamber 3 is well controlled, and the combustion gas u1 and the combustible gas b are not mixed, and the property of the combustible gas b is not deteriorated.

【0047】また、熱媒体としての流動媒体とチャーは
ガス化室2側からチャー燃焼室3側に流入するようにな
っており、さらに同量の流動媒体がチャー燃焼室3側か
らガス化室2側に戻るように構成されているので、自然
にマスバランスがとれ、流動媒体をチャー燃焼室3側か
らガス化室2側に戻すために、コンベヤ等を用いて機械
的に搬送する必要もなく、高温粒子のハンドリングの困
難さ、顕熱ロスが多いといった問題もない。
Further, the fluidizing medium serving as the heat medium and the char flow from the gasification chamber 2 side to the char combustion chamber 3 side, and the same amount of the fluidizing medium is introduced from the char combustion chamber 3 side to the gasification chamber. Since it is configured to return to the 2 side, it is necessary to mechanically convey the fluid medium from the char combustion chamber 3 side to the gasification chamber 2 side by using a conveyor or the like so that the fluid medium is naturally balanced. In addition, there are no problems such as difficulty in handling high-temperature particles and large loss of sensible heat.

【0048】以上説明したように、本発明の実施の形態
では、図1に示すように、1つの流動床炉内に、原料a
の熱分解・ガス化、チャー燃焼、及び層内熱回収の3つ
の機能を共存させ、チャー燃焼室3内の高温流動媒体を
熱分解・ガス化の熱源供給の熱媒体としてガス化室2に
供給する統合型ガス化炉1において、前記ガス化室2と
熱回収室4は互いに接しないように配置するか、もしく
は仕切壁13によって炉底から天井19にわたって完全
に仕切るかし、且つガス化室2とチャー燃焼室3は流動
床の界面より上方においては完全に仕切壁15で仕切
り、該仕切壁15近傍のガス化室2側の流動化状態の強
さとチャー燃焼室3側の流動化状態の強さとの相対的な
関係を所定の関係に保つことによって、当該仕切壁15
の炉底近傍に設けた開口部25を通じて、チャー燃焼室
3側からガス化室2側へ流動媒体を移動させるように構
成されている。また、ガス化室2側からチャー燃焼室3
側へチャーを含んだ流動媒体を開口部21を通じて移動
させるように構成されている。
As described above, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, the raw material a is placed in one fluidized bed furnace.
Pyrolysis / gasification of charcoal, char combustion, and in-bed heat recovery coexist in the gasification chamber 2 as a heat medium for the pyrolysis / gasification heat source supply. In the integrated gasification furnace 1 to be supplied, the gasification chamber 2 and the heat recovery chamber 4 are arranged so as not to be in contact with each other, or are completely partitioned by the partition wall 13 from the furnace bottom to the ceiling 19 and gasification The chamber 2 and the char combustion chamber 3 are completely partitioned by the partition wall 15 above the interface of the fluidized bed, and the fluidization strength of the gasification chamber 2 side near the partition wall 15 and the char combustion chamber 3 side fluidization By maintaining a relative relationship with the strength of the state in a predetermined relationship, the partition wall 15
The fluidized medium is moved from the char combustion chamber 3 side to the gasification chamber 2 side through the opening 25 provided in the vicinity of the furnace bottom. Also, from the gasification chamber 2 side to the char combustion chamber 3
The flowing medium containing char is moved to the side through the opening 21.

【0049】この実施の形態によれば、ガス化室2とチ
ャー燃焼室3は流動床の界面より上方においては完全に
仕切壁15で仕切られているので、それぞれの室のガス
圧力が変動しても圧力バランスが崩れて燃焼ガスu1と
可燃ガスbが混ざるという問題を生じない。このため、
ガス化室2とチャー燃焼室3の間に特別な圧力バランス
制御を必要としない。そして、該仕切壁15近傍のガス
化室2側の流動化状態とチャー燃焼室3側の流動化状態
の強弱を所定の状態に保つことによって、当該仕切壁1
5の炉底近傍に設けた開口部25を通じて、チャー燃焼
室3側からガス化室2側へ安定に流動媒体を大量に移動
させることが出来る。このため、チャー燃焼室3側から
ガス化室2側への流動媒体の移動に機械的な高温粒子の
ハンドリング手段を必要としない。また、前記ガス化室
2の流動化ガスとしては無酸素ガスを用いるが、このい
わゆる無酸素ガスとしては水蒸気等の全く酸素を含まな
いガスを用いるようにしてもよい。
According to this embodiment, the gasification chamber 2 and the char combustion chamber 3 are completely partitioned by the partition wall 15 above the interface of the fluidized bed, so the gas pressure in each chamber fluctuates. However, the problem that the pressure balance is lost and the combustion gas u1 and the combustible gas b are mixed does not occur. For this reason,
No special pressure balance control is required between the gasification chamber 2 and the char combustion chamber 3. Then, by keeping the strength of the fluidized state on the gasification chamber 2 side near the partition wall 15 and the fluidized state on the char combustion chamber 3 side at a predetermined state, the partition wall 1 concerned.
Through the opening 25 provided in the vicinity of the furnace bottom of No. 5, a large amount of fluid medium can be stably moved from the char combustion chamber 3 side to the gasification chamber 2 side. Therefore, no mechanical means for handling high-temperature particles is required to move the fluidized medium from the char combustion chamber 3 side to the gasification chamber 2 side. Although oxygen-free gas is used as the fluidizing gas in the gasification chamber 2, a gas containing no oxygen such as water vapor may be used as the so-called oxygen-free gas.

【0050】可燃ガスbの流れが内部に形成されるガス
化室2の内部には、粒子・ガス分離装置としての、ある
いはサイクロン式分離装置としてのサイクロンセパレー
タ31が配置されている。サイクロンセパレータ31
は、ガス化室2で生成した可燃ガスbを導入する入り口
部32と、可燃ガスbに同伴し、サイクロンセパレータ
31で分離された粒子cを導く粒子排出配管33と、粒
子排出配管33の先端に位置し粒子cを排出する粒子排
出口34と、粒子cが分離された可燃ガスbを排出する
ガス排出口35とを備える。
Inside the gasification chamber 2 in which the flow of the combustible gas b is formed, a cyclone separator 31 as a particle / gas separator or a cyclone separator is arranged. Cyclone separator 31
Is an inlet 32 for introducing the combustible gas b generated in the gasification chamber 2, a particle discharge pipe 33 that is entrained in the combustible gas b and guides the particles c separated by the cyclone separator 31, and a tip of the particle discharge pipe 33. And a gas outlet 35 for discharging the combustible gas b from which the particles c have been separated.

【0051】図2に示すように、入り口部32からサイ
クロンセパレータ31に入った可燃ガスbは旋回流を形
成し、粒子cは遠心力によりサイクロンセパレータ31
の内壁31Aに向かい内壁31Aを伝って旋回しながら
落下し、サイクロンセパレータ31の図2(B)中下部
に取り付けられた粒子排出配管33から排出される。粒
子cの分離された可燃ガスbは、サイクロンセパレータ
31の図2(B)中上部に形成されたガス排出口35か
ら排出される。なお、後述のサイクロンセパレータ13
1、231、331、431、531も、サイクロンセ
パレータ31と同じ構造である。
As shown in FIG. 2, the combustible gas b entering the cyclone separator 31 from the inlet 32 forms a swirling flow, and the particles c are centrifugally generated by the cyclone separator 31.
Toward the inner wall 31A of the cyclone separator 31 while falling along the inner wall 31A while rotating, and discharged from the particle discharge pipe 33 attached to the lower portion of the cyclone separator 31 in FIG. 2B. The combustible gas b from which the particles c have been separated is discharged from the gas discharge port 35 formed in the upper portion of the cyclone separator 31 in FIG. The cyclone separator 13 described later
1, 231, 331, 431, and 531 also have the same structure as the cyclone separator 31.

【0052】図1に戻って説明を続ける。サイクロンセ
パレータ31のガス排出口35は、ガス化室2のガス排
出口36に、配管37により接続されている。粒子排出
配管33は、ガス化室2を出てチャー燃焼室3に入り込
むように構成され、粒子排出口34は、チャー燃焼室3
の流動床界面の上方に位置するよう構成されている。分
離された粒子cは、ガス化室2から粒子排出配管33を
介してチャー燃焼室3に直接導入される。
Returning to FIG. 1, the description will be continued. The gas outlet 35 of the cyclone separator 31 is connected to the gas outlet 36 of the gasification chamber 2 by a pipe 37. The particle discharge pipe 33 is configured to exit the gasification chamber 2 and enter the char combustion chamber 3, and the particle discharge port 34 is provided for the char combustion chamber 3
Is located above the fluidized bed interface. The separated particles c are directly introduced from the gasification chamber 2 into the char combustion chamber 3 via the particle discharge pipe 33.

【0053】よって、ガス化室2のガス排出口36から
は、チャー等の粒子cが除去された可燃ガスbが排出さ
れる。ガス化室2で生成された可燃ガスbから、サイク
ロンセパレータ31によって分離された粒子cは、チャ
ー燃焼室3に送られ、チャー分等が燃焼される。
Therefore, the combustible gas b from which the particles c such as char have been removed is discharged from the gas discharge port 36 of the gasification chamber 2. The particles c separated from the combustible gas b generated in the gasification chamber 2 by the cyclone separator 31 are sent to the char combustion chamber 3 and the char portion and the like are combusted.

【0054】本実施の形態では、サイクロンセパレータ
31をガス化室2内に配置したので、サイクロンセパレ
ータを炉外に配置した場合に発生する、サイクロンセパ
レータからの外気への放熱がなく、サイクロンセパレー
タへ可燃ガスbを導く外部配管、サイクロンセパレータ
からチャー燃焼室3に分離した粒子cを導く外部配管が
不要となるので、放熱損失を減少させることができる。
また、温度低下を減少させることができるので、温度が
低下すると析出するタール分等の液状物質がある場合に
おいては、温度低下によるトラブル要因を排除できる。
In the present embodiment, since the cyclone separator 31 is arranged in the gasification chamber 2, there is no heat radiation from the cyclone separator to the outside air, which occurs when the cyclone separator is arranged outside the furnace, and the cyclone separator is discharged to the cyclone separator. Since the external pipe for guiding the combustible gas b and the external pipe for guiding the particles c separated from the cyclone separator to the char combustion chamber 3 are unnecessary, the heat radiation loss can be reduced.
Further, since the temperature decrease can be reduced, the trouble factor due to the temperature decrease can be eliminated when there is a liquid substance such as a tar component which is precipitated when the temperature is decreased.

【0055】図3に、他の実施の形態の統合型ガス化炉
101を示す。図に示す統合型ガス化炉101は、図1
に示す統合型ガス化炉1と、後述のサイクロンセパレー
タ131の配置に関するもの以外は同じ構成である。図
に示すように、統合型ガス化炉101のガス化室102
の内部に、サイクロンセパレータ131を配置し、さら
に粒子排出配管133Aをガス化室102の内部に配置
し、粒子排出口134Aを、ガス化室102とチャー燃
焼室103の間を仕切る仕切壁111の開口部121の
近傍に位置させるようにし、粒子排出口134から出た
粒子cがチャーおよび流動媒体の流れにのってチャー燃
焼室103に運ばれるようにしてもよい。粒子cは、ガ
ス化室102からチャー燃焼室103に導入される。こ
の場合、サイクロンセパレータ131によって分離され
た粒子cが、チャー燃焼室103に送られ、チャー分等
が燃焼される。また、ガス化室102のガス排出口13
6からは、チャー等の粒子cが除去された可燃ガスbが
排出される。よって、図1の統合型ガス化炉101と同
様の効果を得ることができる。
FIG. 3 shows an integrated gasification furnace 101 according to another embodiment. The integrated gasification furnace 101 shown in FIG.
The integrated gasification furnace 1 shown in FIG. 2 has the same configuration as the integrated gasification furnace 1 except for the arrangement of a cyclone separator 131 described later. As shown in the figure, the gasification chamber 102 of the integrated gasification furnace 101
Cyclone separator 131 is arranged inside, and particle discharge pipe 133A is further arranged inside gasification chamber 102, and particle discharge port 134A is divided into partition wall 111 between gasification chamber 102 and char combustion chamber 103. It may be arranged near the opening 121, and the particles c emitted from the particle discharge port 134 may be carried to the char combustion chamber 103 by the flow of the char and the fluid medium. The particles c are introduced from the gasification chamber 102 into the char combustion chamber 103. In this case, the particles c separated by the cyclone separator 131 are sent to the char combustion chamber 103, and the char portion and the like are combusted. In addition, the gas outlet 13 of the gasification chamber 102
Combustible gas b from which particles c such as char have been removed is discharged from 6. Therefore, the same effect as that of the integrated gasification furnace 101 of FIG. 1 can be obtained.

【0056】図3に一部破線にて示すように、ガス化室
102の内部に、サイクロンセパレータ131を配置
し、さらに粒子排出配管133Bをガス化室102の内
部に配置し、粒子排出口134Bがガス化室102のガ
ス化室流動床の界面の上方に位置するようにしてもよ
い。このようにすると粒子cのガス化室102の内部の
滞留時間を長くすることができる。
3, a cyclone separator 131 is arranged inside the gasification chamber 102, a particle discharge pipe 133B is arranged inside the gasification chamber 102, and a particle discharge port 134B. May be located above the interface of the gasification chamber fluidized bed of the gasification chamber 102. In this way, the residence time of the particles c inside the gasification chamber 102 can be lengthened.

【0057】本実施の形態では、サイクロンセパレータ
131をガス化室102内に配置したので、サイクロン
セパレータを炉外に配置した場合に発生する、サイクロ
ンセパレータ131からの外気への放熱がなく、サイク
ロンセパレータへ可燃ガスbを導く外部配管、サイクロ
ンセパレータからガス化室102に分離した粒子cを導
く外部配管が不要となるので、放熱損失を減少させるこ
とができる。また、温度低下を減少させることができる
ので、温度が低下すると析出するタール分等の液状物質
がある場合においては、温度低下によるトラブル要因を
排除できる。
In the present embodiment, since the cyclone separator 131 is arranged in the gasification chamber 102, there is no heat radiation from the cyclone separator 131 to the outside air, which occurs when the cyclone separator is arranged outside the furnace, and the cyclone separator 131 is eliminated. Since an external pipe for guiding the combustible gas b to the gas, and an external pipe for guiding the particles c separated from the cyclone separator to the gasification chamber 102 are not necessary, heat dissipation loss can be reduced. Further, since the temperature decrease can be reduced, the trouble factor due to the temperature decrease can be eliminated when there is a liquid substance such as a tar component which is precipitated when the temperature is decreased.

【0058】図4に、他の実施の形態の統合型ガス化炉
201を示す。図に示す統合型ガス化炉201は、図1
に示す統合型ガス化炉1と、後述のサイクロンセパレー
タ231の配置に関するもの以外は同じ構成である。図
に示すように、サイクロンセパレータ231を統合型ガ
ス化炉201のチャー燃焼室203に設置してもよい。
図中実線にて示すように、サイクロンセパレータ231
の粒子排出配管233Aをガス化室202まで延長し、
粒子排出口234Aがガス化室202のガス化室流動床
内に位置するようにしてもよい。この場合、分離された
粒子cは、チャー燃焼室203からガス化室202に直
接導入される。
FIG. 4 shows an integrated gasification furnace 201 according to another embodiment. The integrated gasification furnace 201 shown in FIG.
The integrated gasification furnace 1 shown in FIG. 4 and the integrated gasification furnace 1 shown in FIG. As shown in the figure, the cyclone separator 231 may be installed in the char combustion chamber 203 of the integrated gasification furnace 201.
As indicated by the solid line in the figure, the cyclone separator 231
Extending the particle discharge pipe 233A to the gasification chamber 202,
The particle outlet 234A may be located in the gasification chamber fluidized bed of the gasification chamber 202. In this case, the separated particles c are directly introduced into the gasification chamber 202 from the char combustion chamber 203.

【0059】また、図中一部二点鎖線にて示すように、
粒子排出配管233Bを、チャー燃焼室本体部と沈降チ
ャー燃焼室215の間を仕切る仕切壁214の上方まで
延長し、粒子排出口234Bが仕切壁214の上方に位
置するようにし、粒子排出口234から排出された粒子
cが仕切壁214を越えて沈降チャー燃焼室205に向
かう流れにのってチャー燃焼室203から沈降チャー燃
焼室205に流れ込み、さらにガス化室202に流れ込
むようにしてもよい。このようにすると分離された粒子
cをガス化室202に戻すので、粒子cのガス化室20
2での滞留時間を長くすることができる。また、図中一
部破線にて示すように、粒子排出配管233Cの粒子排
出口234Cがチャー燃焼流動床の界面の上方に位置す
るようにしてもよい。このようにすると分離された粒子
cをチャー燃焼室203に戻すので、粒子cのチャー燃
焼室203内の滞留時間を長くすることができる。
Further, as shown by the two-dot chain line in the figure,
The particle discharge pipe 233B is extended to above the partition wall 214 that partitions the char combustion chamber main body part and the settling char combustion chamber 215 so that the particle discharge port 234B is located above the partition wall 214. The particles c discharged from the fuel cell may flow from the char combustion chamber 203 into the sedimentation char combustion chamber 205 along with the flow toward the sedimentation char combustion chamber 205 over the partition wall 214, and further into the gasification chamber 202. . In this way, the separated particles c are returned to the gasification chamber 202, so that the gasification chamber 20 for the particles c is
The residence time at 2 can be extended. Further, as indicated by a partly broken line in the figure, the particle discharge port 234C of the particle discharge pipe 233C may be located above the interface of the char combustion fluidized bed. In this way, the separated particles c are returned to the char combustion chamber 203, so that the residence time of the particles c in the char combustion chamber 203 can be lengthened.

【0060】本実施の形態では、サイクロンセパレータ
231をチャー燃焼室203内に配置したので、サイク
ロンセパレータを炉外に配置した場合に発生する、サイ
クロンセパレータ231からの外気への放熱がなく、サ
イクロンセパレータへ可燃ガスbを導く外部配管、サイ
クロンセパレータからガス化室202に、またはチャー
燃焼室203に、分離した粒子cを導く外部配管が不要
となるので、放熱損失を減少させることができる。ま
た、温度低下を減少させることができるので、温度が低
下すると析出するタール分等の液状物質がある場合にお
いては、温度低下によるトラブル要因を排除できる。ガ
ス流速の速いチャー燃焼室203からガス流速の遅いガ
ス化室202に粒子を移送することにより、粒子cの炉
内滞留時間を増加することができる。
In this embodiment, since the cyclone separator 231 is arranged inside the char combustion chamber 203, there is no heat radiation from the cyclone separator 231 to the outside air, which occurs when the cyclone separator is arranged outside the furnace. Since the external pipe for guiding the combustible gas b to the gasification chamber 202 from the cyclone separator or the external pipe for guiding the separated particles c to the char combustion chamber 203 is not required, the heat radiation loss can be reduced. Further, since the temperature decrease can be reduced, the trouble factor due to the temperature decrease can be eliminated when there is a liquid substance such as a tar component which is precipitated when the temperature is decreased. By transferring the particles from the char combustion chamber 203 having a high gas velocity to the gasification chamber 202 having a low gas velocity, the residence time of the particles c in the furnace can be increased.

【0061】図5は、本発明の第1の実施の形態に係る
統合型ガス化炉1を複合サイクル発電システムに利用し
た場合を示す。
FIG. 5 shows a case where the integrated gasification furnace 1 according to the first embodiment of the present invention is used in a combined cycle power generation system.

【0062】本発明の統合型ガス化炉1が圧力容器50
の中に配され、加圧下で運転される。統合型ガス化炉1
の外壁が圧力容器を兼ねた一体構造であっても良い。ガ
ス化室2で発生した可燃ガスbは、ガス化室2内のサイ
クロンセパレータ31によって粒子cが分離された後、
集塵装置51によって灰分が分離された燃焼ガスu1と
共に、助燃室としてのトッピングコンバスタ53に導か
れて燃焼し高温ガスrとなる。集塵装置51は、サイク
ロンセパレータ31と同じ構造としてもよいし、集塵装
置としての、セラミックフィルター、耐熱合金を用いた
金属フィルター等を用いてもよい。高温ガスrは、エネ
ルギー回収装置としてのガスタービン部55に供給され
る。ガスタービン部55は、通常の燃焼ガスタービンの
出力タービン部と同様の装置であり、パワーリカバリー
タービンとも呼ばれるものである。
The integrated gasification furnace 1 of the present invention comprises a pressure vessel 50.
And is operated under pressure. Integrated gasifier 1
The outer wall may have an integral structure that doubles as a pressure vessel. After the combustible gas b generated in the gasification chamber 2 is separated into particles c by the cyclone separator 31 in the gasification chamber 2,
Together with the combustion gas u1 from which the ash has been separated by the dust collector 51, it is guided to the topping combustor 53 as an auxiliary combustion chamber and burned to become a high temperature gas r. The dust collector 51 may have the same structure as the cyclone separator 31, or may use a ceramic filter, a metal filter using a heat-resistant alloy, or the like as the dust collector. The hot gas r is supplied to the gas turbine unit 55 as an energy recovery device. The gas turbine section 55 is a device similar to the output turbine section of a normal combustion gas turbine, and is also called a power recovery turbine.

【0063】チャー燃焼室3の上部には必要に応じて伝
熱管42を設置しても良い。原料a中に塩素が含まれて
いる場合でも、塩素はガス化室2で発生する可燃ガスb
側にほとんど含まれてしまうので、本実施形態における
チャー燃焼ガスu1は殆ど塩素を含まない。したがっ
て、伝熱管42は蒸気過熱器として500℃以上の蒸気
過熱に用いることができる。熱回収室4内に配置された
層内伝熱管41は伝熱管42よりもさらに腐食環境では
ないので、蒸気過熱器としては伝熱管42よりも高温に
まで対応できる。
A heat transfer tube 42 may be installed above the char combustion chamber 3 if necessary. Even if the raw material a contains chlorine, the chlorine is combustible gas generated in the gasification chamber 2 b.
The char combustion gas u1 in the present embodiment contains almost no chlorine because it is mostly contained in the side. Therefore, the heat transfer tube 42 can be used as a steam superheater for steam superheating at 500 ° C. or higher. Since the in-layer heat transfer tube 41 arranged in the heat recovery chamber 4 is not in a more corrosive environment than the heat transfer tube 42, the steam superheater can handle temperatures higher than the heat transfer tube 42.

【0064】図に示す、加圧流動床炉による発電システ
ムは、まず加圧ガス化室2で原料aをガス化し、発生し
た未燃カーボン(いわゆるチャー)を加圧チャー燃焼室
3で燃焼するが、このチャー燃焼室3から出た燃焼ガス
u1を集塵装置51で灰分を分離し、ガス化室2で生成
された可燃ガスbをガス化室2内のサイクロンセパレー
タ31で粒子cを除去した後、トッピングコンバスタ5
3で混合燃焼させて高温ガスrを得て、ガスタービン部
55を駆動する。サイクロンセパレータ31で除去され
た粒子cは、ガス化室2からチャー燃焼室3の流動床界
面の上方に導かれ、チャー分が燃焼される。
In the power generation system using the pressurized fluidized bed furnace shown in the figure, first, the raw material a is gasified in the pressurized gasification chamber 2 and the unburned carbon (so-called char) generated is burned in the pressurized char combustion chamber 3. The ash is separated from the combustion gas u1 discharged from the char combustion chamber 3 by the dust collector 51, and the combustible gas b generated in the gasification chamber 2 is removed by the cyclone separator 31 in the gasification chamber 2 to remove the particles c. After, topping combustor 5
The mixed combustion is performed in 3 to obtain the high temperature gas r, and the gas turbine unit 55 is driven. The particles c removed by the cyclone separator 31 are guided from the gasification chamber 2 to above the fluidized bed interface of the char combustion chamber 3, and the char component is burned.

【0065】この加圧流動床炉による発電システムにお
いて重要なことは、如何にガスタービン部55への流入
ガスの温度をガスタービン側で決まる許容最高温度まで
高められるかであるが、これを制約する条件として最も
大きいものがガス化室2で生成した可燃ガスbのクリー
ニングである。ここでクリーニングとは、例えば脱硫で
ある。脱硫は例えばガスタービン部55のタービン翼の
保護のために必要である。
What is important in the power generation system using the pressurized fluidized bed furnace is how to raise the temperature of the gas flowing into the gas turbine section 55 to the maximum allowable temperature determined by the gas turbine side. The largest condition to be met is cleaning of the combustible gas b generated in the gasification chamber 2. Here, the cleaning is, for example, desulfurization. Desulfurization is necessary, for example, to protect the turbine blades of the gas turbine section 55.

【0066】可燃ガスbのクリーニングは還元雰囲気で
の脱硫反応の最適温度の関係上、通常450℃程度まで
冷却する必要がある。これに対して、ガスタービン部5
5の入り口ガス温度は高いほど反応効率が高まるので、
できるだけ高温にすべきである。現状ではガスタービン
構成材料の耐熱性、耐食性の制約から、1200℃弱に
まで高めるのが一般的である。即ち、ガスクリーニング
の温度450℃からガスタービン部入り口温度の120
0℃まで、ガスの温度を上げられるだけの発熱量を有す
ることが可燃ガスbに要求される。
In order to clean the combustible gas b, it is usually necessary to cool it to about 450 ° C. because of the optimum temperature of the desulfurization reaction in the reducing atmosphere. On the other hand, the gas turbine unit 5
The higher the inlet gas temperature of 5, the higher the reaction efficiency.
It should be as hot as possible. At present, it is general to raise the temperature to a little less than 1200 ° C. due to heat resistance and corrosion resistance of gas turbine constituent materials. That is, the gas cleaning temperature of 450 ° C. to the gas turbine inlet temperature of 120
The combustible gas b is required to have a calorific value sufficient to raise the temperature of the gas up to 0 ° C.

【0067】なお、図5には不図示であるが、ガス化室
2とサイクロンセパレータとの間のガス経路には、可燃
ガスクーラが設けられ、可燃ガスbを例えば450℃程
度まで冷却し、さらに典型的には脱硫装置も設けられて
もよい。これはガスタービンの翼の保護のために行われ
る。なお、チャー燃焼室3からのガス経路にはガスクー
ラや脱硫装置は通常は不要である。それは、炉内には石
灰石が投入されまた石灰石は流動媒体と共に循環してお
り、チャー燃焼室3はまた酸素の存在する酸化雰囲気に
あるので、硫黄分はCaSOとして除去されるからで
ある。
Although not shown in FIG. 5, a combustible gas cooler is provided in the gas path between the gasification chamber 2 and the cyclone separator to cool the combustible gas b to, for example, about 450 ° C. Desulfurization equipment may also typically be provided. This is done to protect the blades of the gas turbine. A gas cooler and a desulfurizer are usually unnecessary in the gas passage from the char combustion chamber 3. This is because limestone is introduced into the furnace, limestone is circulated together with the fluid medium, and the char combustion chamber 3 is also in an oxidizing atmosphere in which oxygen exists, so that the sulfur content is removed as CaSO 4 .

【0068】したがって、改良型の加圧流動床炉による
発電システムにおいては、できるだけ少量で、且つ単位
発熱量の高い可燃ガスbを得る方向でシステムの開発が
進められるべきである。何故ならば、450℃でクリー
ニングすべき可燃ガスb量が減れば、冷却による顕熱ロ
スが減り、且つ可燃ガスbに求められる最低必要発熱量
も低くて済む。更に可燃ガスbの発熱量がガスタービン
入り口の所要のガス温度に上昇させるのに必要な発熱量
以上であれば、燃焼空気比を上げてガスタービン部55
に流入する可燃ガスb量を増加させることができるの
で、更なる発電効率の向上を期待できるからである。
Therefore, in the power generation system using the improved pressurized fluidized bed furnace, it is necessary to develop the system so as to obtain the combustible gas b having a high unit calorific value in a small amount as much as possible. Because, if the amount of the combustible gas b to be cleaned at 450 ° C. is reduced, the sensible heat loss due to cooling is reduced and the minimum required calorific value required for the combustible gas b is also low. Further, if the calorific value of the combustible gas b is equal to or higher than the calorific value necessary to raise the gas temperature at the inlet of the gas turbine, the combustion air ratio is increased to increase the gas turbine section 55.
This is because it is possible to increase the amount of the combustible gas b flowing into the fuel cell, and it is possible to expect further improvement in power generation efficiency.

【0069】図5のシステムでは、チャー燃焼室3から
の燃焼ガスu1は集塵装置51で集塵、脱塵された後、
タービン部55に導かれ動力が回収される。このとき、
燃焼ガスu1は直接タービン部55に導いてもよいが、
この燃焼ガスu1の温度はあまり高くないので、動力回
収の効率は必ずしも高くはない。そこで、ガス化室2で
生成された可燃ガスbを、ガス化室2内のサイクロンセ
パレータ31で集塵、脱塵した後、トッピングコンバス
タ53に導き、ここで燃焼させる。この燃焼は、さきに
述べたチャー燃焼室3からの燃焼ガスu1にとっては助
燃ということになる。この燃焼熱により、チャー燃焼室
3からの燃焼ガスu1は1200℃(出力タービン部の
耐熱温度によっては1500℃も可能)程度の高温ガス
rとなる。この高温ガスrを出力タービン部(動力回収
装置)55に供給する。このような装置においては、チ
ャー燃焼室3とトッピングコンバスタ53を合わせたも
のが、通常のガスタービンの燃焼器に相当する。
In the system of FIG. 5, after the combustion gas u1 from the char combustion chamber 3 is collected and dedusted by the dust collector 51,
The power is guided to the turbine unit 55 and the power is recovered. At this time,
The combustion gas u1 may be directly guided to the turbine section 55,
Since the temperature of this combustion gas u1 is not so high, the efficiency of power recovery is not necessarily high. Therefore, the combustible gas b generated in the gasification chamber 2 is collected and dedusted by the cyclone separator 31 in the gasification chamber 2, and then guided to the topping combustor 53 where it is burned. This combustion is an auxiliary combustion for the combustion gas u1 from the char combustion chamber 3 described above. Due to this combustion heat, the combustion gas u1 from the char combustion chamber 3 becomes a high temperature gas r of about 1200 ° C. (1500 ° C. is possible depending on the heat resistant temperature of the output turbine section). The high temperature gas r is supplied to the output turbine unit (power recovery device) 55. In such an apparatus, the combination of the char combustion chamber 3 and the topping combustor 53 corresponds to a normal gas turbine combustor.

【0070】そして出力タービン部の回転軸に減速機を
介して、あるいは直接連結された発電機57を駆動し、
電力を発生する。なお、図5の実施の形態では、出力タ
ービン部55の回転軸には圧縮機(典型的には軸流空気
圧縮機)56が直結されており、圧縮空気を発生する。
この圧縮空気は、主としてチャー燃焼室3の燃焼空気と
してチャー燃焼室3に供給される。また一部はトッピン
グコンバスタ53に供給される。もっともトッピングコ
ンバスタ53では、通常は、チャー燃焼室3からの排ガ
ス中に残る酸素で可燃ガスbを燃焼させることができ
る。なお、この実施の形態では、圧力容器50内は5〜
10kg/cm 程度に加圧される。圧力容器50内
は、出力タービン部55の仕様に合わせて、例えば30
kg/cm 程度にまで加圧してもよい。
A reduction gear is attached to the rotary shaft of the output turbine section.
Drive a generator 57 directly or via
Generate electricity. In the embodiment of FIG. 5, the output type
A compressor (typically an axial flow air) is installed on the rotary shaft of the bin portion 55.
A compressor 56 is directly connected to generate compressed air.
This compressed air is mainly used with the combustion air in the char combustion chamber 3.
Then, it is supplied to the char combustion chamber 3. Some are toppins
It is supplied to the gucon buster 53. Most toppings
In the blaster 53, the exhaust gas from the char combustion chamber 3 is usually
The combustible gas b can be burned by the oxygen remaining in the gas.
It In addition, in this embodiment, the inside of the pressure vessel 50 is 5 to
10 kg / cmTwo  Pressurized to the extent. Inside the pressure vessel 50
Is, for example, 30 according to the specifications of the output turbine section 55.
kg / cm TwoYou may pressurize to some extent.

【0071】図5の実施の形態では、出力ガスタービン
部55には、チャー燃焼室3からの排ガスu1とガス化
室2からの可燃ガスbとを導くため、これらを一度混合
する予混合室としてもトッピングコンバスタ53が必要
であるが、出力ガスタービン部55に、ガス化室2から
の可燃ガスbだけを導く場合には、ガスタービンに付属
する不図示の燃焼器に直接可燃ガスbを導入してもよ
い。ガス化室2からの可燃ガスbだけを導くばあいは、
熱量の高いガスを燃料としてガスタービンを運転するこ
とができる。
In the embodiment of FIG. 5, in order to guide the exhaust gas u1 from the char combustion chamber 3 and the combustible gas b from the gasification chamber 2 to the output gas turbine section 55, the premixing chamber for mixing them once is provided. Also, the topping combustor 53 is required, but when only the combustible gas b from the gasification chamber 2 is guided to the output gas turbine section 55, the combustible gas b is directly supplied to a combustor (not shown) attached to the gas turbine. May be introduced. If only the combustible gas b from the gasification chamber 2 is introduced,
The gas turbine can be operated by using the gas having a high heat amount as fuel.

【0072】また、出力タービン部55から排出された
排気ガスhは経路125を通って廃熱ボイラ58に導か
れ、その後排気ガス経路128を通って不図示の脱硫、
脱硝装置等を介して、不図示の煙突から放出される。
Further, the exhaust gas h discharged from the output turbine section 55 is guided to the waste heat boiler 58 through the route 125, and then, through the exhaust gas route 128, desulfurization (not shown),
It is emitted from a chimney (not shown) via a denitration device or the like.

【0073】一方、廃熱ボイラ58では排気ガスhの熱
を回収して、水蒸気sを発生する。この水蒸気sは水蒸
気配管127を通って、蒸気タービン162に供給さ
れ、蒸気タービン162の回転軸に減速機を介して、あ
るいは直接連結された発電機163を駆動し、電力を発
生する。蒸気タービン162に供給される水蒸気sに
は、伝熱管41、42からの水蒸気sを含めてもよい。
On the other hand, in the waste heat boiler 58, the heat of the exhaust gas h is recovered and the steam s is generated. The steam s is supplied to the steam turbine 162 through the steam pipe 127, and drives the generator 163 that is directly connected to the rotating shaft of the steam turbine 162 via a speed reducer or to generate electric power. The steam s supplied to the steam turbine 162 may include the steam s from the heat transfer tubes 41 and 42.

【0074】図に示す複合サイクル発電システムは、本
発明の第1の実施の形態に係る統合型ガス化炉1を利用
しているので、サイクロンセパレータ31からの放熱を
防ぎ、その周囲配管からの放熱損失を大幅に低減するこ
とができ、高温ガスrの温度低下を減少させることがで
きる。よって、放熱損失による発電効率の減少を低減さ
せることができる。
Since the combined cycle power generation system shown in the figure uses the integrated gasification furnace 1 according to the first embodiment of the present invention, heat dissipation from the cyclone separator 31 is prevented and the surrounding pipes are prevented. The heat radiation loss can be greatly reduced, and the temperature drop of the high temperature gas r can be reduced. Therefore, a decrease in power generation efficiency due to heat radiation loss can be suppressed.

【0075】次に図6を参照して、本発明の第2の実施
の形態に係る反応装置としての2塔循環式ガス化炉30
1について説明する。2塔循環式ガス化炉301は2つ
の別体のガス化炉302とチャー燃焼炉303と、ガス
化炉302で原料aをガス化する際に発生したチャーの
付着した流動媒体をチャー燃焼炉303に送るチャー搬
送配管305と、付着したタールがチャー燃焼炉303
で燃焼されて除去された流動媒体をガス化炉302に送
る流動媒体搬送配管304を含んで構成される。
Next, referring to FIG. 6, a two-column circulation type gasification furnace 30 as a reactor according to the second embodiment of the present invention.
1 will be described. The two-tower circulation type gasification furnace 301 is composed of two separate gasification furnaces 302 and a char combustion furnace 303, and a fluidized medium having chars generated when the raw material a is gasified in the gasification furnace 302 is attached to the char combustion furnace. Char conveying pipe 305 to be sent to 303 and the attached tar are char combustion furnace 303
It is configured to include a fluidized medium transport pipe 304 that sends the fluidized medium that has been burned and removed in the above to the gasification furnace 302.

【0076】ガス化炉302とチャー燃焼炉303に
は、それぞれ散気坂306、307が設けられ、散気坂
306、307から炉内上方へ流動化ガスが導入され、
流動媒体の流動化が行われ、流動床が形成される。ガス
化炉302には、流動化ガスとして蒸気s、あるいは可
燃ガスbが供給され、チャー燃焼炉303には、流動化
ガスとして空気kが供給される。
The gasification furnace 302 and the char combustion furnace 303 are provided with diffuser slopes 306 and 307, respectively, and fluidized gas is introduced from the diffuser slopes 306 and 307 to the upper part of the furnace,
Fluidization of the fluidized medium takes place to form a fluidized bed. The gasification furnace 302 is supplied with vapor s or combustible gas b as a fluidizing gas, and the char combustion furnace 303 is supplied with air k as a fluidizing gas.

【0077】チャー搬送配管305のガス化炉302の
取付部は、ガス化炉302の流動床の上部に、チャー搬
送配管305のチャー燃焼炉303の取付部は、散気坂
307のわずか上方に位置するようにする。流動媒体搬
送配管304のチャー燃焼炉303の取付部は、チャー
燃焼炉303の流動床の上部に、流動媒体搬送配管30
4のガス化炉302の取付部は、散気坂306のわずか
上方に位置するようにする。
The attachment portion of the char transport pipe 305 to the gasification furnace 302 is located above the fluidized bed of the gasification furnace 302, and the attachment portion of the char transport pipe 305 to the char combustion furnace 303 is located slightly above the aeration slope 307. To be located. The attachment portion of the fluid combustion medium conveying pipe 304 to the char combustion furnace 303 is attached to the upper part of the fluidized bed of the char combustion furnace 303 at the fluid medium conveyance pipe 30.
The mounting portion of the gasification furnace 302 of No. 4 is located slightly above the diffuser slope 306.

【0078】ガス化炉302には、原料aが投入され、
流動媒体の顕熱により原料aがガス化され、可燃ガスb
が生成される。原料aのガス化により発生したチャーお
よび流動媒体がチャー搬送配管305を通ってガス化炉
302からチャー燃焼炉303へ送られ、チャー燃焼炉
303でチャーが燃焼して燃焼ガスu1が発生する。こ
のとき、チャーの燃焼により発生する燃焼熱が流動媒体
に顕熱として与えられる。
The raw material a is put into the gasification furnace 302,
The raw material a is gasified by the sensible heat of the fluidized medium and combustible gas b
Is generated. The char and the fluidized medium generated by the gasification of the raw material a are sent from the gasification furnace 302 to the char combustion furnace 303 through the char transport pipe 305, and the char is combusted in the char combustion furnace 303 to generate the combustion gas u1. At this time, the combustion heat generated by the combustion of char is given to the fluidized medium as sensible heat.

【0079】チャーが除去され顕熱が与えられた流動媒
体は、流動媒体搬送配管304を通ってチャー燃焼炉3
03からガス化炉302へ送られ、原料aのガス化が行
われる。ガス化炉302のフリーボード部にはサイクロ
ンセパレータ331が設置されている。サイクロンセパ
レータ331によりガス化炉302で発生した可燃ガス
bの除塵が行われ、除塵後の可燃ガスbがガス化炉30
2から排出される。
The fluidized medium from which the char has been removed and which has been given sensible heat passes through the fluidized medium conveying pipe 304 and the char combustion furnace 3
03 is sent to the gasification furnace 302, and the raw material a is gasified. A cyclone separator 331 is installed on the freeboard part of the gasification furnace 302. Dust of the combustible gas b generated in the gasification furnace 302 is removed by the cyclone separator 331, and the combustible gas b after the dust removal is removed by the gasification furnace 30.
Emitted from 2.

【0080】図7の平面図に示すように、サイクロンセ
パレータ331(図6)の、分離した粒子cを排出する
粒子排出配管333は、ガス化炉302を出てチャ−燃
焼炉303に入るよう構成されている。粒子排出配管3
33は、図中、ガス化炉302の中心とチャー燃焼炉3
03の中心を結んだ線上を通るように配置されており、
所定の勾配が設けられている。所定の勾配とは、粒子が
ガス化炉302からチャー燃焼炉303にスムーズに移
動するよう徐々に下方に下がる勾配である。図に示す粒
子排出配管333のルートは、所定の勾配を持ってガス
化炉302からチャー燃焼炉303に向かう最短のルー
トである。
As shown in the plan view of FIG. 7, the particle discharge pipe 333 of the cyclone separator 331 (FIG. 6) for discharging the separated particles c exits the gasification furnace 302 and enters the char combustion furnace 303. It is configured. Particle discharge pipe 3
In the figure, 33 is the center of the gasification furnace 302 and the char combustion furnace 3
It is arranged so as to pass on the line connecting the center of 03,
A predetermined gradient is provided. The predetermined gradient is a gradient in which particles are gradually lowered so as to smoothly move from the gasification furnace 302 to the char combustion furnace 303. The route of the particle discharge pipe 333 shown in the figure is the shortest route from the gasification furnace 302 to the char combustion furnace 303 with a predetermined gradient.

【0081】粒子排出配管333の先端にある粒子排出
口334は、チャー燃焼炉303の流動床の界面の上方
に位置している。よって、チャー燃焼炉303に送られ
た粒子中のチャー分が燃焼され、燃焼ガスu1が発生す
る。
The particle discharge port 334 at the tip of the particle discharge pipe 333 is located above the interface of the fluidized bed of the char combustion furnace 303. Therefore, the char component in the particles sent to the char combustion furnace 303 is combusted, and the combustion gas u1 is generated.

【0082】よって本実施の形態の2塔循環式ガス化炉
301は、ガス化炉302で生成された可燃ガスb中の
粒子cを除去するサイクロンセパレータ331をガス化
炉302内部のフリーボード部に備えるので、サイクロ
ンセパレータを炉外に配置した場合に発生する、サイク
ロンセパレータからの外気への放熱がなく、サイクロン
セパレータへ可燃ガスを導く外部配管からの放熱がな
い。さらに、除去された粒子cをチャー燃焼炉303に
搬送して排出する粒子排出配管333を最短ルートを通
り直線上に配置することができ、粒子排出配管333
の、炉の外部を通る外部配管の長さを短くすることがで
き、外部配管の引き回しを最小限とすることができる。
よって、分離された粒子cの取り扱い上のトラブルが起
こりにくく、分離された粒子cの温度低下を最小限とす
ることができ、系全体の反応効率の低下を最小限とする
ことができる。
Therefore, in the two-column circulation type gasification furnace 301 of this embodiment, the cyclone separator 331 for removing the particles c in the combustible gas b generated in the gasification furnace 302 is installed in the freeboard section inside the gasification furnace 302. Therefore, there is no heat radiation from the cyclone separator to the outside air that occurs when the cyclone separator is placed outside the furnace, and there is no heat radiation from the external pipe that guides the combustible gas to the cyclone separator. Furthermore, the particle discharge pipe 333 that conveys and discharges the removed particles c to the char combustion furnace 303 can be arranged in a straight line through the shortest route, and the particle discharge pipe 333 can be arranged.
The length of the external pipe passing through the outside of the furnace can be shortened, and the routing of the external pipe can be minimized.
Therefore, the trouble in handling the separated particles c is unlikely to occur, the temperature decrease of the separated particles c can be minimized, and the decrease of the reaction efficiency of the entire system can be minimized.

【0083】図8に他の実施の形態の2塔循環式ガス化
炉401を示す。図に示す2塔循環式ガス化炉401
は、図6に示す2塔循環式ガス化炉301と、後述のサ
イクロンセパレータ431の配置に関するもの以外は同
じ構成である。図に示すように、サイクロンセパレータ
431を2塔循環式ガス化炉401のガス化炉402内
部のフリーボード部に設置し、粒子排出配管433Aを
ガス化炉402内部に配置させ、粒子排出口434Aを
ガス化炉402のチャー搬送配管405の入口405A
の近傍に配置させて、粒子排出口434から排出された
粒子cがチャー搬送配管405に入り込む流れに乗っ
て、チャー燃焼炉403に送られるようにしてもよい。
また、図中一部破線にて示すように、粒子排出口434
Bが、ガス化炉402の流動床界面の上方に位置するよ
うにし、粒子排出口434Bから排出された粒子cがガ
ス化炉流動床内部を循環するようにしてもよい。
FIG. 8 shows a two-column circulation type gasification furnace 401 according to another embodiment. Two tower circulation type gasification furnace 401 shown in the figure
Has the same configuration as that of the two-column circulation type gasification furnace 301 shown in FIG. 6 and the arrangement of a cyclone separator 431 described later. As shown in the figure, the cyclone separator 431 is installed in the freeboard section inside the gasification furnace 402 of the two-column circulation gasification furnace 401, the particle discharge pipe 433A is arranged inside the gasification furnace 402, and the particle discharge port 434A is installed. The inlet 405A of the char transport pipe 405 of the gasification furnace 402
The particle c discharged from the particle discharge port 434 may be placed in the vicinity of the above, and sent to the char combustion furnace 403 along with the flow of the particles c discharged into the char transport pipe 405.
In addition, as indicated by a partly broken line in the figure, the particle outlet 434
B may be positioned above the fluidized bed interface of the gasification furnace 402, and the particles c discharged from the particle discharge port 434B may circulate inside the gasification furnace fluidized bed.

【0084】本実施の形態では、サイクロンセパレータ
431をガス化炉402内に配置したので、サイクロン
セパレータを炉外に配置した場合に発生する、サイクロ
ンセパレータからの外気への放熱がなく、サイクロンセ
パレータへ可燃ガスbを導く外部配管、サイクロンセパ
レータからガス化炉402に分離した粒子cを導く外部
配管が不要となるので、放熱損失を減少させることがで
きる。また、温度が低下すると析出するタール分等の液
状物質がある場合においては、温度低下によるトラブル
要因を排除できる。
In the present embodiment, since the cyclone separator 431 is arranged in the gasification furnace 402, there is no heat radiation from the cyclone separator to the outside air, which occurs when the cyclone separator is arranged outside the furnace, and the cyclone separator 431 is discharged to the cyclone separator. Since an external pipe for guiding the combustible gas b and an external pipe for guiding the particles c separated from the cyclone separator to the gasification furnace 402 are not required, heat dissipation loss can be reduced. Further, when there is a liquid substance such as tar that precipitates when the temperature decreases, the trouble factor due to the temperature decrease can be eliminated.

【0085】図9に他の実施の形態の2塔循環式ガス化
炉501を示す。図に示す2塔循環式ガス化炉501
は、図6に示す2塔循環式ガス化炉301と、後述のサ
イクロンセパレータ531の配置に関するもの以外は同
じ構成である。図に示すように、サイクロンセパレータ
531をチャー燃焼炉503内部のフリーボード部に設
置し、粒子排出配管533Aをガス化炉503内部に配
置させ、粒子排出口534Aをガス化炉503の流動床
界面の上方に位置させてもよい。また、図中一部破線で
示すように、粒子排出配管533Bをチャー燃焼炉50
3内部に配置させ、粒子排出口534Bを流動媒体搬送
配管504の入口504Aの近傍に配置させて、粒子排
出口534Bから排出された粒子cが流動媒体搬送配管
504に入り込む流れに乗って、ガス化炉502に送ら
れるようにしてもよい。また、図中二点鎖線にて示すよ
うに、粒子排出配管533Cと粒子排出口534Cとが
チャー燃焼炉503の流動床界面の上方に位置するよう
にし、粒子排出口534Cから排出された粒子cがチャ
ー燃焼炉流動床内部を循環するようにしてもよい。本実
施の形態の2塔循環式ガス化炉501は、サイクロンセ
パレータ531からの放熱がなく、粒子cをチャー燃焼
炉503に戻す場合は粒子排出配管533からの放熱が
なく、また粒子cをガス化炉502に戻す場合は粒子排
出配管533を直線状にすることができるので粒子排出
配管533からの放熱を最小にすることができる。
FIG. 9 shows a two-column circulation type gasification furnace 501 according to another embodiment. Two tower circulation type gasification furnace 501 shown in the figure
Has the same configuration as that of the two-column circulation type gasification furnace 301 shown in FIG. 6 and the arrangement of a cyclone separator 531 described later. As shown in the figure, the cyclone separator 531 is installed on the freeboard part inside the char combustion furnace 503, the particle discharge pipe 533A is arranged inside the gasification furnace 503, and the particle discharge port 534A is arranged on the fluidized bed interface of the gasification furnace 503. May be located above. Further, as shown by a partly broken line in the figure, the particle discharge pipe 533B is connected to the char combustion furnace 50.
3 inside, the particle discharge port 534B is arranged in the vicinity of the inlet 504A of the fluidized medium transport pipe 504, the particles c discharged from the particle discharged port 534B ride on the flow entering the fluidized medium transport pipe 504, and the gas is discharged. It may be sent to the chemical conversion furnace 502. In addition, as indicated by the chain double-dashed line in the figure, the particle discharge pipe 533C and the particle discharge port 534C are positioned above the fluidized bed interface of the char combustion furnace 503, and the particle c discharged from the particle discharge port 534C. May circulate inside the char combustion furnace fluidized bed. The two-column circulation gasification furnace 501 of the present embodiment does not release heat from the cyclone separator 531 and does not release heat from the particle discharge pipe 533 when returning the particles c to the char combustion furnace 503. When returning to the gasification furnace 502, since the particle discharge pipe 533 can be made linear, heat radiation from the particle discharge pipe 533 can be minimized.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第1の室
の内部に設置された粒子・ガス分離装置を備え、ガスに
同伴された粒子とガスとを分離し、分離された粒子を、
第1の室に隣接して一体に形成された第2の室に導入す
ることができるので、分離した粒子を炉の内部を通して
搬送することができ、炉の外部を引き回された外部配管
内を搬送する必要がない。よって、分離された粒子の取
扱い上のトラブルが起こりにくく、温度低下が起こら
ず、温度低下による系全体の反応効率の低下、トラブル
の発生を避けることができる。また、粒子を連続して系
内に滞留させることができ、系内滞留時間を長くするこ
とができる。
As described above, according to the present invention, the particle / gas separation device provided inside the first chamber is provided, and the particles entrained in the gas are separated from the gas. To
Since it can be introduced into the second chamber integrally formed adjacent to the first chamber, the separated particles can be conveyed through the inside of the furnace, and inside the external pipe routed outside the furnace. Need not be transported. Therefore, a trouble in handling the separated particles is unlikely to occur, the temperature does not decrease, and the decrease in reaction efficiency of the entire system and the occurrence of trouble due to the temperature decrease can be avoided. Further, the particles can be continuously retained in the system, and the retention time in the system can be lengthened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る統合型ガス化
炉の基本的な概念を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a basic concept of an integrated gasification furnace according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(A)は、サイクロンセパレータの平面図、
(B)は正面図である。
FIG. 2A is a plan view of a cyclone separator,
(B) is a front view.

【図3】サイクロンセパレータの粒子排出配管の形態を
変えた場合の統合型ガス化炉の基本的な概念を示す構成
図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing the basic concept of an integrated gasification furnace when the form of a particle discharge pipe of a cyclone separator is changed.

【図4】サイクロンセパレータの設置位置を変えた場合
の、統合型ガス化炉の基本的な概念を示す構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram showing the basic concept of the integrated gasification furnace when the installation position of the cyclone separator is changed.

【図5】図1の統合型ガス化炉を用いた複合サイクル発
電システムの実施形態の説明図である。
5 is an explanatory diagram of an embodiment of a combined cycle power generation system using the integrated gasification furnace of FIG.

【図6】本発明の第2の実施の形態に係る2塔循環式ガ
ス化炉の基本的な構成を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a two-column circulation type gasification furnace according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図6の2塔循環式ガス化炉の平面図である。7 is a plan view of the two-column circulation type gasification furnace of FIG.

【図8】サイクロンセパレータの粒子排出配管の形態を
変えた場合の、2塔循環式ガス化炉の基本的な構成を示
す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a two-column circulation type gasification furnace when the form of the particle discharge pipe of the cyclone separator is changed.

【図9】サイクロンセパレータの設置位置を変えた場合
の、2塔循環式ガス化炉の基本的な構成を示す説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a two-column circulation type gasification furnace when the installation position of the cyclone separator is changed.

【図10】従来の、サイクロンセパレータを外部に備え
た流動層ガス化炉の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view of a conventional fluidized bed gasification furnace provided with a cyclone separator outside.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、301 統合型ガス化炉 2、302 ガス化室 3、303 チャー燃焼室 4 熱回収室 5 沈降チャー燃焼室 10 統合型ガス化炉 11、12、13、14、15 仕切壁 19 天井 21、22、25 開口 31、331 サイクロンセパレータ 32 入り口部 33、333 粒子排出配管 34、334 粒子排出口 35 ガス排出口 36 ガス排出口 50 圧力容器 53 トッピングコンバスタ 55 パワーリカバリータービン(出力タービン部) 56 空気圧縮機 104 可燃ガス圧縮機 105 燃焼器 106 出力タービン部 107 空気圧縮機 109 ガスタービン 141 パワーリカバリータービン(出力タービン部) a 原料 b 可燃ガス c 粒子 u1、u2 燃焼ガス k 空気 s 蒸気 1,301 Integrated gasification furnace 2,302 gasification chamber 3,303 Char combustion chamber 4 Heat recovery room 5 Settling char combustion chamber 10 Integrated gasifier 11, 12, 13, 14, 15 Partition wall 19 ceiling 21, 22, 25 openings 31, 331 cyclone separator 32 entrance 33, 333 Particle discharge pipe 34,334 Particle outlet 35 gas outlet 36 Gas outlet 50 pressure vessel 53 Topping combustor 55 Power recovery turbine (output turbine section) 56 air compressor 104 Combustible gas compressor 105 Combustor 106 Output turbine section 107 air compressor 109 gas turbine 141 Power recovery turbine (output turbine section) a raw material b Combustible gas c particles u1, u2 Combustion gas k air s steam

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細田 修吾 東京都大田区羽田旭町11−1 株式会社荏 原製作所内 (72)発明者 徳留 達夫 東京都大田区羽田旭町11−1 株式会社荏 原製作所内 Fターム(参考) 3K064 AA10 AA17 AB03 AD05 AD08 AE04 AE15 BA03 BA05 BA07 BA13 BA18    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Shugo Hosoda             11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo Edo Co., Ltd.             In the original factory (72) Inventor Tatsuo Tokudome             11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo Edo Co., Ltd.             In the original factory F term (reference) 3K064 AA10 AA17 AB03 AD05 AD08                       AE04 AE15 BA03 BA05 BA07                       BA13 BA18

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粒子の同伴されたガスの流れが内部に形
成される第1の室と;前記第1の室に隣接して一体に形
成された第2の室と;前記第1の室の内部に設置され
た、前記ガスに同伴された粒子と前記ガスとを分離する
粒子・ガス分離装置とを備え;前記分離された粒子を、
前記第2の室に導入するように構成され;前記ガスを反
応の対象とする;反応装置。
1. A first chamber in which a gas flow entrained by particles is formed; a second chamber integrally formed adjacent to the first chamber; and the first chamber. A particle / gas separator for separating the gas entrained in the gas from the gas, the particle / gas separating device being installed inside;
A reactor configured to be introduced into the second chamber; targeting the gas for reaction;
【請求項2】 前記第1の室は、内部で流動媒体を流動
させ、界面を有する流動床を形成し、前記粒子・ガス分
離装置は前記界面の鉛直方向上方に位置するように設置
された;請求項1に記載の反応装置。
2. The first chamber internally flows a fluidized medium to form a fluidized bed having an interface, and the particle / gas separation device is installed so as to be vertically above the interface. The reactor according to claim 1.
【請求項3】 内部で流動媒体を流動させ、界面を有す
る流動床を形成し、さらに粒子の同伴されたガスの流れ
が内部に形成される第1の室と;前記第1の室とは別に
設けられた第2の室と;前記第1の室の内部に設置され
た、前記ガスに同伴された粒子と前記ガスとを分離する
粒子・ガス分離装置とを備え;前記分離された粒子を、
前記第2の室に導入するように構成され;前記ガスを反
応の対象とする;反応装置。
3. A first chamber in which a fluidized medium is fluidized to form a fluidized bed having an interface, and a gas flow entrained with particles is further formed therein; and the first chamber. A second chamber separately provided; a particle / gas separation device installed inside the first chamber for separating the particles entrained in the gas from the gas; the separated particles To
A reactor configured to be introduced into the second chamber; targeting the gas for reaction;
【請求項4】 前記流動媒体が、前記第1の室と前記第
2の室との間で循環するように構成された;請求項2ま
たは請求項3に記載の反応装置。
4. The reactor according to claim 2 or 3, wherein the fluidized medium is configured to circulate between the first chamber and the second chamber.
【請求項5】 前記粒子・ガス分離装置がサイクロン式
分離装置である;請求項1乃至請求項4のいずれか1項
に記載の反応装置。
5. The reactor according to any one of claims 1 to 4, wherein the particle / gas separator is a cyclone separator.
【請求項6】 前記反応が、燃焼、部分酸化及びガス化
のうちの少なくとも一つである;請求項1乃至請求項5
のいずれか1項に記載の反応装置。
6. The reaction is at least one of combustion, partial oxidation and gasification;
The reaction apparatus according to any one of 1.
【請求項7】 前記第1の室と第2の室とが、各々異な
る機能を有する;請求項1乃至請求項6のいずれか1項
に記載の反応装置。
7. The reactor according to claim 1, wherein the first chamber and the second chamber have different functions.
【請求項8】 前記第2の室の内部にガスの流れが形成
され、前記第1の室の内部に形成されるガスの流れの流
速と前記第2の室の内部に形成されるガスの流れの流速
とが異なる;請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記
載の反応装置。
8. A gas flow is formed inside the second chamber, the flow velocity of the gas flow formed inside the first chamber and the gas flow formed inside the second chamber. The reactor according to any one of claims 1 to 7, which has a different flow velocity.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007283157A (en) * 2006-04-12 2007-11-01 Ihi Corp Fluidized bed reactor
JP2015531682A (en) * 2012-08-30 2015-11-05 ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド Improved internal cyclone for fluidized bed reactors.
CN107062288A (en) * 2017-05-25 2017-08-18 张永全 A kind of powdered biomass combustion stove and its application method

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