JP2007056100A

JP2007056100A - 粗粒分離機能付きチャー搬送装置および石炭ガス化システム

Info

Publication number: JP2007056100A
Application number: JP2005241296A
Authority: JP
Inventors: Shinji Tanaka; 真二田中; Fumihiko Kiso; 文彦木曽; Toru Akiyama; 穐山　　徹; Takahiro Nishida; 隆弘西田
Original assignee: Electric Power Development Co Ltd; Babcock Hitachi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Electric Power Development Co Ltd; Hitachi Ltd; Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2025-08-23
Also published as: JP4550690B2

Abstract

【課題】石炭ガス化炉から排出されサイクロンで捕集されたチャーを、気流処理で細粒と粗粒に効率良く分離し、石炭ガス化炉に循環できるようにする。
【解決手段】チャーの排出口を上部と下部に有する容器の内部に傾斜板を備え、容器の側面に容器内に流入したチャーが傾斜板に衝突するようにチャーの流入口を設ける。また、チャーの流入口よりも下方の容器側面に、補助気体の吹き込み口を設ける。容器内を下方から上方に流れる気流を形成し、そこにチャーを傾斜板に衝突させるように供給し、細粒を気流に同伴させて容器上部の排出口から搬送し、粗粒を重力により落下させて容器下部の排出口から排出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、石炭ガス化炉の生成ガスから分離回収したチャーを石炭ガス化炉へ戻すのに使用されるチャー搬送装置に係り、特にチャーを粗粒と細粒に分離し細粒のチャーを搬送するようにしたチャー搬送装置に関する。又、本発明は、前記チャー搬送装置を備えた石炭ガス化システムに関する。

石炭ガス化炉から排出される生成ガスには、一般に未燃カーボンを含むチャーが含まれている。このため、通常の石炭ガス化システムでは、生成ガスからチャーを回収して、石炭ガス化炉に戻すチャー循環系が備えられる。チャー循環系としては、サイクロンによりチャーを回収し、ロックホッパ方式を採用した機械的手段により所定量のチャーを搬送装置に移送し、搬送装置でチャーを気流搬送して石炭ガス化炉に供給する方式のものが知られている。ホッパ内に分級機を設けて、塊状のチャーを除去し、細粒のチャーを石炭ガス化炉に戻すことも行われている。また、サイクロンにより分離されたチャーを、気流を利用して粗粒と細粒に分離し、細粒を石炭ガス化炉に戻すことも知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−８１８８６号公報（要約）

ロックホッパ方式を採用し、更にホッパ内に篩い或いはメッシュ等の分級機を設置して塊状物を除去して細粒を搬送する方法は、塊状或いは球状以外の細長い形をしたチャーが篩いを素通りしてチャー搬送装置に移送されることが多く、粗粒の分離性能に問題がある。粗粒が容器内に移送されると、容器内で堆積して閉塞の原因となり、一定量のチャーを安定して搬送できなくなる。気流を利用して粗粒と細粒を分離し細粒を石炭ガス化炉に戻す方法は、細粒が粗粒とともに排出されることが多く、細粒の分離性能に問題がある。

本発明の目的は、気流を利用して粗粒と細粒を分離し、細粒を搬送するようにしたチャー搬送装置及びこのチャー搬送装置を備えた石炭ガス化システムにおいて、細粒と粗粒の分離性能を高めることにある。

本発明は、チャーの排出口を上部と下部に有する容器を備え、その内部に傾斜板を備え、容器の側面に気流搬送されたチャーが傾斜板に衝突するようにチャーの流入口を備え、チャー流入口よりも下方の容器側面に補助気体の吹き込み口を備えたチャー搬送装置にある。本発明は、チャーを気流によって容器内に供給し、容器内を下方から上方に流れる気流によって細粒と粗粒を分離し、細粒を気流に同伴させて容器上部に設けられた排出口から石炭ガス化炉に搬送し、粗粒を重力により落下させて容器下部に設けられた排出口から排出するようにしたものである。

本発明のチャー搬送装置は、細粒と粗粒の分離性能に優れており、細粒を効率よく搬送することができる。

本発明のチャー搬送装置において、気流搬送されたチャーを容器内に流入させる方向は重要であり、横方向、特に水平方向から流入させることが望ましい。また、傾斜板の設置角度も重要であり、チャーを水平方向から流入させるときに、水平線に対して２５〜４５度の角度に傾斜板を設置することが望ましい。補助気体を吹き込む位置も重要である。補助気体の役割は容器内に上昇気流を作り、容器内に流入したチャーのうちで細粒を上昇気流に同伴させて容器上部に移送することにある。したがって、補助気体の吹き込み口はチャー流入口よりも下方に設置しなければならない。また、粗粒の落下通路を補助気体のガス流で塞いで、粗粒とともに細粒が下方に落下するのを防ぐことが望ましく、このために、補助気体は横方向から容器内に流入させることが望ましい。補助気体を横方向から容器内に流入させると、粗粒の落下通路を遮断するように補助搬送気体の膜すなわちカーテンができ、細粒の落下を抑制できる。

容器内の傾斜板の下方には側壁を設けて、粗粒の落下通路を狭めることが望ましく、また、この流路が狭められたところに補助気体の吹き込み口を設けることが望ましい。更に流路が狭められた部分の後に、再び流路が拡大された部分を設けることが望ましく、流路が拡大された部分の後に再度、流路縮小部分を設けて、そこにも補助気体の吹き込み口を設けることが望ましい。これらによる作用効果は、後述する実施例の中で説明する。

本発明の石炭ガス化システムは、以上述べた粗粒分離機能付きチャー搬送装置をチャー循環系に備えたものである。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

図１は本発明のチャー搬送装置を備えた石炭ガス化システムの概略図を示している。本実施例の石炭ガス化システムは、石炭供給系とガス化炉及びチャー循環系から構成されている。

まず、石炭供給系について説明する。石炭供給系には、石炭を粉砕する粉砕機１と、常圧ホッパ２と、ロックホッパ式の常圧−加圧ホッパ４と、石炭供給ホッパ５と、微粉炭３を搬送ガス８と混合する混合器７及び分配器１０が備えられている。石炭供給系では、まず、粉砕機１で石炭を微粉炭３に粉砕する。粉砕された微粉炭は、バルブ３７，３７ａ，３７ｂ、３７ｃを操作することで、順次に常圧ホッパ２、常圧−加圧ホッパ４および石炭供給ホッパ５へ供給される。石炭供給ホッパ５に供給された微粉炭３はロータリフィーダ６により排出され、エジェクタ等の混合器７に搬送される。混合器７に搬送された微粉炭は、窒素或いは二酸化炭素等の不活性のガスよりなる搬送ガス８により気流搬送され、搬送ライン９を通じて分配器１０に送られる。そして、石炭ガス化炉１８の石炭バーナ１１へ供給される。

微粉炭中には、一般に木屑等の異物が含まれており、この異物が混合器７或いは分配器１０に堆積して、機器が閉塞するおそれがあるため、通常は、図示はしていないが常圧ホッパ２に分級機を設置して、ここで木屑等を除去する。また、石炭供給ホッパ５にロードセル５３を設置して、このロードセルで微粉炭の重量を測定して上流側のバルブ３７ｂ及び下流側のバルブ３７ｃの開閉操作を行うようにしている。

次に、ガス化炉について説明する。石炭ガス化システムには、流動層方式を採用した加圧流動層石炭ガス化システム、噴流層方式を採用した噴流層石炭ガス化システム等があり、本発明はそのいずれにも適用できるが、本実施例では噴流層方式の石炭ガス化システムを示した。石炭バーナ１１には、石炭供給系から送られてきた微粉炭と、石炭ガス化剤供給ライン１４から送られてきた酸素等のガス化剤とが供給される。石炭ガス化炉１８のガス化反応部２０では、気流中で微粉炭とガス化剤とが接触して石炭がガス化し、水素及び一酸化炭素に富む可燃性のガスが生成する。生成ガスはガス化炉出口ライン２２を通って炉外へ排出される。石炭ガス化炉内のガスの温度は１６００℃以上の高温であるため、微粉炭中の灰分は溶融してスラグすなわち溶融灰になる。スラグは、石炭ガス化炉１８に設けられたスラグタップを通り抜けて水充填部１９に落下し冷却固化される。冷却固化したスラグ２３は、定期的にスラグ回収器１６に回収され、廃棄処分される。

次に、チャー循環系について説明する。チャー循環系には、サイクロン２５と、サイクロンホッパ２６と、ロックホッパ式のチャー回収ホッパ２８と、チャー供給ホッパ２９と、ロータリフィーダ３０と、チャーを搬送気体３２と混合する混合器３１及び本発明のチャー搬送装置３８が備えられている。

石炭ガス化炉１８から排出された生成ガスは、サイクロン２５にてチャー２７が分離される。チャーが分離された生成ガスは生成ガスライン３６を通ってガス精製装置３５へ送られる。サイクロン２５によって回収されたチャー２７は、連結管５９を通してサイクロンホッパ２６及びチャー回収ホッパ２８へと送られる。チャー回収ホッパ２８内のチャー２７の量が増加したならば切り替えバルブ５５ａを閉じ、チャー回収ホッパ２８の圧力をチャー供給ホッパ２９の圧力と同等か或いはそれよりも若干高くする。次いで、チャー回収ホッパ２８の出口側の切り替えバルブ５５ｂを開き、チャー供給ホッパ２９内へチャー２７を移送する。チャー供給ホッパ２９へのチャーの移送が完了したならば、切り替えバルブ５５ｂを閉じて、チャー回収ホッパ２８の圧力を石炭ガス化炉１８の圧力と同圧にする。そして、チャー回収ホッパ２８の入口側の切り替えバルブ５５ａを開き、定常運転に入る。この加圧と減圧操作が所定時間間隔で繰り返される。なお、チャー循環系は、チャー２７の温度が４５０℃前後であるため、通常、チャー２７が凝縮しないように２００℃前後に保温される。

サイクロン２５で回収されたチャー２７は、平均粒径が１０μｍ前後と小さく、真比重はおよそ２３００ｋｇ/ｍ^３であり非常に軽い。しかも、付着性の強い粉末固体である。しかも、チャー２７には、ガス化条件によって異なるが、２０ｍｍ以上の塊状物あるいはガス化炉熱回収部２１の壁に付着してできた板状物の剥離したものが含まれている。板状物はチャーの粉体が固化してできたものである。このような粗大粉体は、ロータリフィーダ３０及び混合器３１の内部に堆積し、閉塞等を起こす原因になる。そこで、通常はチャー回収ホッパ２８に、図示していないが分級機を設置し、粗大塊状物を除去している。なお、切り替えバルブ５５ａ〜５５ｃはチャー循環系の各ホッパ間を連結する連結管５９に備えられる。また、チャー供給ホッパ２９には、一般に重量測定用のロードセル６１が備えられる。チャー供給ホッパ２９に貯留された高温のチャー２７は、ロータリフィーダ３０により定量的に排出され、混合器３１に導入される。混合器３１では、不活性ガス又はガス化炉生成ガス等のガスを搬送気体３２に用いてチャーを気流搬送し、本発明のチャー搬送装置３８へ移送する。

チャー搬送装置３８では、チャー中に含まれている粗大な粒子を分離し細粒のチャーを、チャー搬送ライン３３を通じてチャーバーナ３４へ送り、石炭ガス化炉１８へ戻す。チャーをガス化するための酸素１５は、チャーバーナ３４から供給する。

このチャー循環系において、本発明のチャー搬送装置を設けない場合には、チャー回収ホッパ２８に設置されている分級機を通り抜けた、主として細長い板状をした粗大なチャーが混合器３１に流入し堆積する恐れがある。しかし、本発明のチャー搬送装置を設けたことで、混合器３１の排出口の径を大きくすることができるので、粗大なチャーが流入しても閉塞を起こすことなく排出することができる。本発明のチャー搬送装置は、粗粒と細粒の分離性能が優れているので、細粒のチャーを安定して石炭ガス化炉に循環することができる。

次に、本発明のチャー搬送装置について説明する。図２〜５は本発明によるチャー搬送装置の一実施例を示したものであり、図２は全体構造を示した縦断面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視図、図４は図２のＢ−Ｂ矢視図、図５は図２のＣ−Ｃ矢視図である。図２には、チャー２７を搬送気体３２と混合する混合器３１と、チャー搬送装置３８から排出された粗粒を回収する粗粒回収器３９を含めて図示した。

チャー搬送装置３８は、円筒形の容器９０の上部に細粒チャー排出口３３を有し、下部に粗粒チャー排出口９３を有する。粗粒チャー排出口９３にはバルブ４０が設けられている。容器９０の内部には傾斜板７０が設けられている。また、傾斜板７０に連続して、その下方に側壁６８が設けられている。容器９０の側面と側壁６８によって粗粒落下流通路６９が形成される。この粗粒落下流通路６９は図４に示すように断面が半円形の形をしている。細粒チャー排出口３３は粗粒落下流通路６９の鉛直方向上方に設けられている。これにより、細粒が上昇流に同伴して搬送されやすくなる。傾斜板７０の近傍の容器壁には、混合器３１から気流搬送されたチャーを流入させるチャー流入管６５の流入口が設けられている。チャーは容器内に横方向から流入し、傾斜板７０に衝突する。容器壁のチャー流入管が設けられている位置よりも下方には、補助気体吹き込み管６７が設けられている。この補助気体吹き込み管は、本実施例では図４に示すように、容器の円周方向の３箇所に設置されている。

チャー搬送装置３８には、補助気体吹き込み管６７から吹き込まれた気体による上昇流が形成されている。チャー流入管６５から容器内に流入したチャーは傾斜板に衝突して流速が弱まり、細かい粒子は容器内に形成されている上昇流に同伴して、上方に設けられた細粒チャー排出口３３に向かって搬送される。粗粒チャー８１は上昇気流には同伴されずに重力により下方に落下する。

容器９０内にチャーを搬送する搬送気体３２の量は流量調節弁３２ａによって調節し、これにより容器９０の傾斜板７０が設置されている付近でのガス流の速度を設定し、チャー流入口の近傍で粒子の滞留が生じないようにする。

粗粒と細粒の分離性能を高めるためには、チャーを横方向、特に水平方向から容器９０内に流入させることが重要であり、また、傾斜板の角度が重要である。傾斜板の角度を、水平方向から容器内にチャーが流入するように設けられたチャー流入管６５の中心軸線に対して２５〜３５度、特に３０〜４０度にして強制的に傾斜板に衝突させることにより、チャーの固着を防止できると共に、細粒と粗粒を効率よく分離できることが分かった。

傾斜板７０に衝突したチャーのうち、大部分の細粒は容器上部の細粒チャー排出口３３から排出されるが、まだ、かなりの量の細粒は、粗粒落下流通路６９を通って下方に流れる。そこで、流量調節弁６７ａによって流量が調節された補助気体を容器内に横方向から吹き込むようにし、補助気体によるガスカーテンを作って細粒の落下を阻止する。補助気体を、側壁６８と容器側面とによって作られた狭い流路部分から吹き込むことで、少ない流量でガスカーテンを形成することができ、容器の磨耗等に与える影響を減らすことができる。粗粒落下流通路６９の大きさは、粗粒を落下させることができる範囲内で、でき得る限り狭い方がよく、具体的には粗粒の大きさの１．２倍までに抑えることが望ましい。

図１５はチャーの終端速度とチャーの平均粒径との関係を示したものである。横軸にチャーの平均粒径を示し、縦軸にチャーの終端速度を示した。図１５から、分離、除去する粒子径が大きくなる程、チャーの終端速度は大きくなることがわかる。例えば１０ｍｍ以上の大きさの粗粒を分離回収するには、終端速度を３．０ｍ／ｓ以上に設定する必要のあることがわかる。石炭ガス化炉に供給するチャーの粒径を１０．０ｍｍとするときには、チャー搬送装置の容器９０内のガス速度を３．０ｍ／ｓとすればよく、これにより１０．０ｍｍ以上の粗大な粒子は容器内を下方に落下する。チャー粒子の分級及び搬送が良好に行われているか否かの判断は、混合器３１の圧力計４２と粗粒回収器３９の圧力計４５による差圧レベル、及びチャー搬送ライン３３の圧力計８２の圧力レベルによって行うことができる。

図１６は、チャー搬送装置３８の上流側に設置されているサイクロンホッパ２６内のチャー２７の粒子径とチャー搬送装置３８の下流側に設置されている粗粒回収器３９から抜き出したチャーの粒子径とチャーの累積重量比率との関係を示した実験結果である。横軸にはチャーの粒子径を示し、縦軸にはチャーの累積重量頻度を示した。累積重量頻度の５０％が平均粒径を表す。実験に用いたサイクロンホッパ２６内のチャーには、１０ｍｍ以上の大きさの粒子が１％含有されている。粗粒回収器３９から抜き出したチャー中には１０．０ｍｍ以上の粒子が１００％回収されており、サイクロンホッパ２６内のチャー中の塊状物を全部回収している。

図１７は、混合器３１からチャー搬送装置３８へ供給するガスの速度すなわちチャー流入管６５を流れるガスの速度と、チャー流入管６５に付着したチャーの剥離重量との関係を示したものである。チャー流入管に付着した粒子は、ガス速度を３ｍ／ｓ以上にすると剥離し始めることが分かった。したがって、ある粒径以上の塊状物を除去したい場合には、その終端速度を目安にチャー搬送装置３８でのガス流速を設定すればよい。また、チャー循環系は、チャーが凝縮しないように２００℃前後に保温している。よって、石炭ガス化炉１８の圧力、チャー搬送ラインの内径および搬送気体量がわかれば、チャー搬送装置の容器の内径が決定する。

図１の石炭ガス化システムでは、粗粒回収器３９の下流に粗粒ロックホッパ６２が設けられ、更にその下流に粗粒常圧ホッパ６３が設けられている。チャー搬送装置３８と粗粒回収器３９の間に設置されているバルブ４０は、チャー搬送ライン３３が詰まって閉塞したときを除いて、常に開いておく。粗粒回収器３９と粗粒ロックホッパ６２の間のバルブ８３も通常は開いておき、粗粒回収器３９に設置されたロードセル５０の重量値が所定値を示して粗粒チャーが充満したと判断したときに粗粒ロックホッパ６２の圧力を粗粒回収器３９と同圧にした後、バルブ８３を開く。粗粒ロックホッパ６２内が充満したらバルブ８３を閉める。その後、粗粒ロックホッパ６２の圧力調節弁４６ａで脱圧した後、粗粒ロックホッパ６２の下部に設置しているバルブ８５を開き、粗粒常圧ホッパ６３に回収する。バルブ８６の操作で粗粒常圧ロックホッパ６３内が空になると、粗粒ロックホッパ６２下部のバルブ８５及び圧力調節弁４６ａを閉めた後、粗粒ロックホッパ加圧用窒素調節弁４３ｂから粗粒ロックホッパ加圧用窒素ライン４４ａを介して不活性ガスを粗粒ロックホッパ６２内に流通し、粗粒回収器３９の圧力と同等になるように設定する。この操作を繰り返す。

チャー搬送ライン３３が閉塞から復帰するまでの間でも、チャーは石炭ガス化炉から生成する。そのため、その対処法として図１では混合器３１と粗粒回収器３９を結ぶチャー抜き出しライン６４を設置している。チャー抜き出しライン６４によりチャーを抜き出す手順は、バルブ６４ｂを閉め、チャー搬送ライン３３内及びチャー供給ホッパ２９内を常圧にし、流量調節弁３２ａとバルブ４０，８３及び切り替えバルブ５５ｃを閉じ、チャー抜き出しライン６４に設置しているバルブ６４ａを開き、ロータリフィーダ３０を起動させ、次いで、切り替えバルブ５５ｃを開き、粗粒回収器３９内に移送することによって行う。

チャー循環系を制御する制御系には、石炭ガス化炉１８と混合器３１とチャー供給ホッパ２９の各圧力の指示値、チャー供給ホッパ２９と粗粒回収器３９に敷設されているロードセル６１，５０から得られたデータを基に、差圧の適正値や供給量等を演算するデータ処理装置４８が備えられている。また、データ処理装置４８で求めた数値や信号に伴い、搬送用気体流量や粗粒回収器３９の上下に設置しているバルブの開閉等を操作する制御装置４９を備える。バルブの開閉操作は、制御装置４９からの操作信号５１，７７，７７ａ，７８，７９等を送信することによって行う。また、粗粒回収器３９と粗粒ロックホッパ６２の下部に温度計４７，４７ａを設置し、この温度計４７，４７ａの温度指示値を監視することにより、粗粒の回収状況を確認する。図１８は粗粒回収器３９に設置した温度計４７ａの指示値の変動を石炭ガス化炉の運転時間との関係で示したものである。粗粒回収器３９内の温度はバルブ４０とバルブ８３の開閉操作と連動して変化する。図１８中の（１）でバルブ４０を閉め、（２）でバルブ８３を開き、（３）でバルブ８３を閉めた。この間で粗粒回収器内のチャーが外部に排出される。チャーの排出により粗粒回収器内の温度は数十℃低下した。（４）でバルブ４０を開き、チャー搬送装置３８にて回収した粗粒チャーを粗粒回収器に移送する定常運転に入ると温度は上昇し、ある温度で安定に推移した。（５）でバルブ４０が閉められ、再び同様の工程が繰り返される。定常状態で温度が低下した場合には、何らかの原因でチャー搬送装置と粗粒回収器の間が閉塞し、粗粒チャーが落下しなくなったか、或いはチャー搬送装置に導入されるチャー中に粗粒が全くないことを示している。

本実施例では、チャー回収ホッパ２８、チャー供給ホッパ２９及び混合器３１の後にチャー搬送装置３８を設けたものについて説明した。この構成は非常に好適であるが、これに限られるものではない。石炭ガス化炉の生成ガスから回収したチャーを気流搬送し、本発明のチャー搬送装置に直接流入させることでも、本発明の目的は達成できる。

チャー搬送装置の別の実施例を、図６〜９を用いて説明する。図６はチャー搬送装置の縦断面図であり、図７は図６のＡ−Ａ矢視図、図８は図６のＢ−Ｂ矢視図、図９は図６のＣ−Ｃ矢視図である。本実施例が図２〜５に示すチャー搬送装置と異なる点は、容器９０の下部に流路縮小部７１を設け、それに続いて粗粒落下流通路６９とほぼ同等の横断面積を有する落下流排出管７２を設けて、そこにも補助気体吹き込み管７４を設けたことである。補助気体吹き込み管７４に流量調節弁７３を設置して、所定流量の補助気体を流通させ、２段階にすることで、細粒と粗粒の分離効率を一層向上させることができる。落下流排出管７２の流路の大きさは、粗粒落下流通路６９の流路の大きさと必ずしも同等である必要はない。流路径が小さいほど、上昇気流の流速が速くなり、細粒が落下するのを抑制できる。

なお、図６では、粗粒落下流通路６９の下部に流路拡大部９９が設けられている。流路拡大部を設けることにより、落下流の流速が減速し、上昇に転ずる粗粒の量を少なくすることができる。

チャー搬送装置の更に別の実施例を、図１０〜１４を用いて説明する。図１０はチャー搬送装置の縦断面図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ矢視図、図１２は図１０のＢ−ＢB矢視図、図１３は図１０のＣ−Ｃ矢視図、図１４は図１０のＤ−Ｄ矢視図である。本実施例が実施例１および実施例２と異なる点は、容器内の側壁６８を長くして、容器の下部まで届くようにし、補助気体吹き込み管を、粗粒落下方向の複数箇所に設置して細粒と粗粒との分離効率向上を図ったことである。図１０では、粗粒落下流通路６９の２箇所に補助気体吹き込み管を設けている。

本発明の一実施例による石炭ガス化システムの概略構成図である。図１におけるチャー搬送装置の拡大図である。図２のＡ−Ａ矢視図である。図２のＢ−Ｂ矢視図である。図２のＣ−Ｃ矢視図である。チャー搬送装置の別の実施例を示す概略構成図である。図６のＡ−Ａ矢視図である。図６のＢ−Ｂ矢視図である。図６のＣ−Ｃ矢視図である。更に別のチャー搬送装置を示した概略構成図である。図１０のＡ−Ａ矢視図である。図１０のＢ−Ｂ矢視図である。図１０のＣ−Ｃ矢視図である。図１０のＤ−Ｄ矢視図である。チャーの平均粒子径とチャーの終端速度との関係を示した図である。チャー供給ホッパ内と粗粒回収器内のチャーの粒径分布を比較した図である。チャー搬送装置入口のチャー流入管の壁に付着した粒子を剥離する時のガス速度をチャー剥離重量との関係で示した図である。粗粒回収器に設置した温度計の指示値が石炭ガス化炉の運転時間に伴って変動する様子を示した図である。

符号の説明

１８…石炭ガス化炉、２５…サイクロン、２６…サイクロンホッパ、２７…チャー、２８…チャー回収ホッパ、２９…チャー供給ホッパ、３０…ロータリフィーダ、３１…混合器、３２…搬送気体、３３…細粒チャー排出口、３４…チャーバーナ、３８…チャー搬送装置、３９…粗粒回収器、６５…チャー流入管、６７…補助気体吹き込み管、６８…側壁、６９…粗粒落下流通路、７０…傾斜板、７１…流路縮小部、７２…落下流排出管、７４…補助気体吹き込み管、９０…容器、９３…粗粒チャー排出管。

Claims

気流を利用してチャーを粗粒と細粒に分離し細粒を気流に同伴させて搬送するようにしたチャー搬送装置であって、チャーの排出口を上部と下部に有する容器の内部に傾斜板を備え、前記容器内に流入したチャーが前記傾斜板に衝突するように前記容器の側面に気流搬送されたチャーの流入口を備え、前記気流搬送されたチャーの流入口よりも下方の容器側面に補助気体の吹き込み口を備え、前記容器内を流れる気流によって細粒と粗粒を分離し、細粒を気流に同伴させて前記容器の上部に設けられた排出口から搬送し、粗粒を重力により落下させて前記容器の下部に設けられた排出口から排出するようにしたことを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
請求項１において、前記気流搬送されたチャーが前記容器の内部に横方向から流入するように前記流入口を設けたことを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
請求項１において、前記気流搬送されたチャーが前記容器の内部に水平方向から流入するように前記流入口を設け、その流入口の軸線に対し２５〜４５度の角度で前記傾斜板を設置したことを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
請求項１において、前記補助気体が容器内に横方向から流入するように前記容器の側面に補助気体の吹き込み口を設けたことを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
気流を利用してチャーを粗粒と細粒に分離し細粒を気流に同伴させて搬送するようにしたチャー搬送装置であって、チャーの排出口を上部と下部に有する容器の内部に傾斜板を備え、前記容器の内部に流入したチャーが前記傾斜板に衝突するように前記容器の側面に気流搬送されたチャーの流入口を備え、前記傾斜板の下方に容器内の流路を狭める側壁を備え、前記側壁が設けられている部分の容器側面に補助気体の吹き込み口を備え、前記容器内を流れる気流によって分離された細粒が気流に同伴されて前記容器の上部に設けられた排出口から搬送され、粗粒が重力により落下して前記容器の下部に設けられた排出口から排出されるようにしたことを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
請求項５において、前記側壁と前記容器側面とによって作られる流路の幅が、チャーの最大粒子よりも大きく、最大粒子の大きさの１．２倍以下であることを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
請求項５において、前記側壁と前記容器側面とによって作られる流路の鉛直方向上部に細粒の排出口を有することを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
請求項５において、前記気流搬送されたチャーが横方向から前記容器内に流入するように前記容器側面に気流搬送されたチャーの流入口を有することを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
請求項５において、前記補助気体が横方向から前記容器内に流入するように前記容器側面に補助気体の吹き込み口を有することを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
請求項５において、前記補助気体の吹き込み口を容器側面の複数箇所に有することを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
気流を利用してチャーを粗粒と細粒に分離し細粒を気流に同伴させて搬送するようにしたチャー搬送装置であって、チャーの排出口を上部と下部に有する容器の内部に傾斜板を備え、前記容器の内部に流入したチャーが前記傾斜板に衝突するように前記容器の側面に気流搬送されたチャーの流入口を設け、前記傾斜板の下方に容器内の流路を狭める側壁を設け、前記側壁が設けられている部分の容器側面に補助気体の吹き込み口を設け、前記側壁の下方に流路が拡大された部分を設け、前記容器内を流れる気流によって分離された細粒が気流に同伴されて前記容器の上部に設けられた排出口から搬送され、粗粒が重力により落下して前記容器の下部に設けられた排出口から排出されるようにしたことを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
請求項１１において、前記側壁と容器側面とによって作られる流路の鉛直方向上部に細粒の排出口を有することを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
請求項１１において、前記気流搬送されたチャーが横方向から前記容器内に流入するように、気流搬送されたチャーの流入口を有することを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
請求項１１において、前記補助気体が横方向から前記容器内に流入するように補助気体の吹き込み口を有することを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
気流を利用してチャーを粗粒と細粒に分離し細粒を気流に同伴させて搬送するようにしたチャー搬送装置であって、チャーの排出口を上部と下部に有する容器の内部に傾斜板を備え、前記容器の内部に流入したチャーが前記傾斜板に衝突するように前記容器の側面に気流搬送されたチャーの流入口を備え、前記傾斜板の下方に容器内の流路を狭める側壁を備え、前記側壁が設けられている部分の容器側面に補助気体の吹き込み口を備え、前記側壁の下方に流路が拡大された部分を備え、前記流路が拡大された部分の下方に再び流路が縮小された部分を備え、その再び流路が縮小された部分に更に補助気体の吹き込み口を備え、前記容器内を流れる気流によって分離された細粒が気流に同伴されて前記容器の上部に設けられた排出口から搬送され、粗粒が重力により落下して前記容器の下部に設けられた排出口から排出されるようにしたことを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
請求項１５において、前記気流搬送されたチャーが横方向から前記容器内に流入するように、気流搬送されたチャーの流入口を有することを特徴とする粗粒分離機能付きチャー搬送装置。
石炭ガス化炉で微粉炭をガス化剤によりガス化し、前記石炭ガス化炉で生成した生成ガスからチャーを分離回収して前記石炭ガス化炉に戻すようにした石炭ガス化システムにおいて、前記生成ガスから分離回収したチャーを気流搬送して前記石炭ガス化炉に戻すチャー循環系統を備え、そのチャー循環系統に粗粒分離機能付きのチャー搬送装置を備え、前記チャー搬送装置は、上部と下部にチャーの排出口を有する容器の内部に傾斜板を備え、前記容器の側面に気流搬送されたチャーが横方向から流入して前記傾斜板に衝突するようにチャーの流入口を備え、前記チャーの流入口よりも下方の容器側面に補助気体の吹き込み口を備えた構造とし、前記容器内を流れる気流によって細粒と粗粒を分離し、細粒を気流に同伴させて前記容器の上部に設けられた排出口から排出して前記石炭ガス化炉に搬送し、粗粒を重力により落下させて前記容器の下部に設けられた排出口から排出するようにしたことを特徴とする石炭ガス化システム。