JP2010018747A - ガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御方法及び装置 - Google Patents

ガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ガス化炉内に留まる流動媒体の滞留時間を、ガス化炉内での流動媒体の温度とは個別に調節することができ、ガス化炉に投入される原料のガス化率即ち炭素転換率を要求に応じて変化させ得るガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御方法及び装置を提供する。
【解決手段】ガス化炉２に対しその長手方向における流動媒体の流通方向上流側端部から下流側へ向け所要間隔をあけて接続された複数の流動媒体投入ポート２０ａ，２０ｂ，２０ｃのいずれかに流動媒体を導くと共に、これらと対応するガス化炉２の長手方向所要箇所に接続された原料投入ポート２２ａ，２２ｂ，２２ｃに原料を導き、ガス化炉２に対しその長手方向における流動媒体の流通方向下流側端部に接続された流動媒体抜出ポート２４から流動媒体を抜き出して燃焼炉５へ導くことにより、ガス化炉２の流動媒体の滞留時間を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御方法及び装置に関するものである。
従来より、燃料として、石炭、バイオマス、タイヤチップ等の原料を用い、ガス化ガスを生成するガス化設備の開発が進められている。
図４は開発が進められているガス化設備の一例を示すものであって、該ガス化設備は、蒸気により流動媒体（硅砂、石灰石等）の流動層１を形成して投入される原料（石炭、バイオマス、タイヤチップ等）のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成するガス化炉２と、該ガス化炉２で生成された可燃性固形分が流動媒体と共に導入管３から導入され且つ空気又は酸素等の流動用ガスにより流動層４を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉５と、該燃焼炉５から排ガス管６を介して導入される燃焼排ガスより流動媒体を分離し該分離した流動媒体をダウンカマー７を介して前記ガス化炉２に供給するホットサイクロン等の媒体分離装置８と、前記ガス化炉２で生成されたガス化ガスより流動媒体を分離するホットサイクロン等の媒体分離装置９と、該媒体分離装置９で分離された流動媒体を回収する回収容器１０とを備えてなる構成を有している。
尚、図４中、１１は前記ガス化炉２の底部へ導入される蒸気を流動層１内へ均一に吹き込むための分散板、１２は前記燃焼炉５の底部へ導入される流動用ガスを流動層４内へ均一に吹き込むための分散板である。
前述の如きガス化設備においては、通常運転時、ガス化炉２において、蒸気により流動層１が形成されており、ここに石炭、バイオマス、タイヤチップ等の原料を投入すると、該原料は水蒸気ガス化してガス化され、ガス化ガスと可燃性固形分とが生成され、前記ガス化炉２で生成された可燃性固形分は流動媒体と共に導入管３から、前記流動用ガスにより流動層４が形成されている燃焼炉５へ導入され、該可燃性固形分の燃焼が行われ、該燃焼炉５からの燃焼排ガスは、排ガス管６を介してホットサイクロン等の媒体分離装置８へ導入され、該媒体分離装置８において、前記燃焼排ガスより流動媒体が分離され、該分離された流動媒体はダウンカマー７を介して前記ガス化炉２に戻され、循環される。
ここで、前記燃焼炉５で可燃性固形分の燃焼に伴い高温になった流動媒体が燃焼排ガスと共に排ガス管６を通り前記媒体分離装置８で分離され、前記ダウンカマー７を介してガス化炉２に供給されることにより、ガス化炉２の高温が保持されると共に、原料の熱分解によって生成したガスや、その残渣原料が蒸気と反応することによって、水性ガス化反応［Ｃ＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2＋ＣＯ］や水素転換反応［ＣＯ＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2＋ＣＯ2］が起こり、Ｈ2やＣＯ等の可燃性のガス化ガスが生成される。
前記ガス化炉２で生成されたガス化ガスは、ホットサイクロン等の媒体分離装置９で流動媒体が分離され、該媒体分離装置９で分離された流動媒体は、回収容器１０に回収される。
因みに、前記ガス化設備における通常運転中の熱不足時、即ち前記ガス化炉２において原料のガス化のための充分な熱が得られないような場合には、図４中、仮想線で示される如く、前記ガス化炉２へ供給される原料と同じ石炭、バイオマス、タイヤチップ等の燃料が補助的に前記燃焼炉５へ投入されて燃焼が行われ、不足する熱を補うようになっている。又、前記ガス化設備における通常運転に到る前段階での循環予熱運転時には、前記ガス化炉２への原料の投入は行わずに、該ガス化炉２の底部から蒸気の代わりに流動用の空気を供給した状態で、図４中、仮想線で示される如く、前記石炭、バイオマス、タイヤチップ等の燃料が予熱用として前記燃焼炉５へ投入されて燃焼が行われ、該燃焼炉５での燃料の燃焼に伴い高温になった流動媒体が燃焼排ガスと共に排ガス管６を通り前記媒体分離装置８で分離され、前記ダウンカマー７を介してガス化炉２に供給されることにより、ガス化設備の循環予熱が行われるようになっている。
ところで、前述の如きガス化設備におけるガス化炉２の温度は、高温となる流動媒体の循環量によって制御するようになっている。即ち、該流動媒体の循環量を増加させれば、前記ガス化炉２の温度は上昇し、該流動媒体の循環量を減少させれば、前記ガス化炉２の温度は低下する。尚、前記流動媒体の循環量は、通常、前記燃焼炉５の底部へ導入される流動用ガスの流量を調節すること等によって制御可能となっている。
そして、一般に、前記ガス化炉２に投入される原料のガス化率（炭素転換率）は、該ガス化炉２内での流動媒体の温度と、該ガス化炉２内に留まる流動媒体の滞留時間との影響を大きく受ける。
このため、ガス化ガスを受け取る側の要求により、例えば、炭素転換率を下げて発生するガス化ガス量を減少させたいときには、前記流動媒体の循環量を減少させてガス化炉２の温度を下げることが一つの方法になる一方、炭素転換率を上げて発生するガス化ガス量を増加させたいときには、前記流動媒体の循環量を増加させてガス化炉２の温度を上げることが一つの方法となる。
尚、前述の如きガス化炉とは異なるが、循環流動層の燃焼炉への流動媒体の戻り位置を変更し、燃焼状態の安定性を保つようにした循環流動層燃焼装置を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
又、流動媒体の循環量を制御することで負荷に応じてガス化炉温度を一定にするようにしたバイオマス燃料ガス化装置を示すものとしては、例えば、特許文献２がある。
特開２００２−９８３０８号公報 特開昭６３−１２０８２５号公報
しかしながら、前述の如く、ガス化ガスを受け取る側の要求により、例えば、炭素転換率を下げて発生するガス化ガス量を減少させたいときに、前記流動媒体の循環量を減少させてガス化炉２の温度を下げた場合、ガス化炉２内における流動媒体の容積は流動媒体を系外へ抜き出したりしない限り一定であることから、ガス化炉２内に留まる流動媒体の滞留時間は増加してしまうため、結果的に炭素転換率はあまり変化しない可能性もある。
このように、現状の構造では、前記ガス化炉２内での流動媒体の温度と、該ガス化炉２内に留まる流動媒体の滞留時間とをそれぞれ別々に変えることは困難となっている。
本発明は、斯かる実情に鑑み、ガス化炉内に留まる流動媒体の滞留時間を、ガス化炉内での流動媒体の温度とは個別に調節することができ、ガス化炉に投入される原料のガス化率即ち炭素転換率を要求に応じて変化させ得るガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御方法及び装置を提供しようとするものである。
本発明は、蒸気により流動媒体の流動層を形成して投入される原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成するガス化炉と、該ガス化炉で生成された可燃性固形分が流動媒体と共に導入され且つ流動用ガスにより流動層を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉と、該燃焼炉から導入される燃焼排ガスより流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記ガス化炉に供給する媒体分離装置とを備えたガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御方法であって、
前記ガス化炉に対しその長手方向における流動媒体の流通方向上流側端部から下流側へ向け所要間隔をあけて接続された複数の流動媒体投入ポートのいずれかに流動媒体を導くと共に、該流動媒体投入ポートと対応するガス化炉の長手方向所要箇所に接続された原料投入ポートに原料を導き、前記ガス化炉に対しその長手方向における流動媒体の流通方向下流側端部に接続された流動媒体抜出ポートから流動媒体を抜き出して前記燃焼炉へ導くことにより、前記ガス化炉の流動媒体の滞留時間を制御することを特徴とするガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御方法にかかるものである。
一方、本発明は、蒸気により流動媒体の流動層を形成して投入される原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成するガス化炉と、該ガス化炉で生成された可燃性固形分が流動媒体と共に導入され且つ流動用ガスにより流動層を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉と、該燃焼炉から導入される燃焼排ガスより流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記ガス化炉に供給する媒体分離装置とを備えたガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御装置であって、
前記ガス化炉に対しその長手方向における流動媒体の流通方向上流側端部から下流側へ向け所要間隔をあけて接続された複数の流動媒体投入ポートと、
該複数の流動媒体投入ポートのいずれかに前記媒体分離装置で分離された流動媒体を導く流動媒体投入切換手段と、
前記複数の流動媒体投入ポートと対応するよう、前記ガス化炉に対しその長手方向における流動媒体の流通方向上流側端部から下流側へ向け所要間隔をあけて接続された複数の原料投入ポートと、
該複数の原料投入ポートのいずれかに原料を導く原料投入切換手段と、
前記ガス化炉に対しその長手方向における流動媒体の流通方向下流側端部に接続され且つ前記ガス化炉から流動媒体を抜き出して前記燃焼炉へ導く流動媒体抜出ポートと
を備えたことを特徴とするガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御装置にかかるものである。
本発明のガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御方法及び装置によれば、以下のような作用が得られる。
ガス化ガスを受け取る側の要求により、例えば、炭素転換率を下げて発生するガス化ガス量を減少させたいときに、前記流動媒体の循環量を減少させてガス化炉の温度を下げた場合、ガス化炉内における流動媒体の容積は流動媒体を系外へ抜き出したりしない限り一定であるが、この場合、流動媒体の投入位置をより抜出側に近い方にするよう、流動媒体投入ポートを選択すれば、流動媒体抜出ポートまでの距離が短縮され、ガス化炉内に留まる流動媒体の滞留時間が増加してしまうことが避けられ、炭素転換率を下げることが可能となる。このとき、前記流動媒体が導かれる流動媒体投入ポートと対応する原料投入ポートに原料を導き、該原料投入ポートからガス化炉へ原料を投入すれば良い。
前記ガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御装置においては、前記流動媒体投入切換手段を、
前記媒体分離装置で燃焼排ガスより分離された流動媒体を流下させるダウンカマーと、
該ダウンカマーの下端から各流動媒体投入ポートへ向け分岐するよう水平に延びる水平シール部と、
該各水平シール部の先端から立ち上がるように延びる垂直シール部と、
該各垂直シール部の上端から所要傾斜角度で下方へ向け折り返され且つ前記各流動媒体投入ポートに接続される傾斜連結管部と、
前記各水平シール部及び各垂直シール部に対し分散板を介して流動用ガスを送給可能なウインドボックスと、
該各ウインドボックスに接続された流動用ガス供給ラインと、
該各流動用ガス供給ライン途中に設けられた流動用ガス切換弁と
から構成することができる。
又、前記ガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御装置においては、前記原料投入切換手段を、
前記各原料投入ポートに接続された原料供給ラインと、
該各原料供給ライン途中に設けられた原料切換弁と
から構成することができる。
本発明のガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御方法及び装置によれば、ガス化炉内に留まる流動媒体の滞留時間を、ガス化炉内での流動媒体の温度とは個別に調節することができ、ガス化炉に投入される原料のガス化率即ち炭素転換率を要求に応じて変化させ得るという優れた効果を奏し得る。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図４に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図３に示す如く、ガス化炉２に対しその長手方向における流動媒体の流通方向上流側端部から下流側へ向け所要間隔をあけて複数の流動媒体投入ポート２０ａ，２０ｂ，２０ｃを接続し、該複数の流動媒体投入ポート２０ａ，２０ｂ，２０ｃのいずれかに媒体分離装置８で分離された流動媒体をダウンカマー７から導く流動媒体投入切換手段２１を設け、前記複数の流動媒体投入ポート２０ａ，２０ｂ，２０ｃと対応するよう、前記ガス化炉２に対しその長手方向における流動媒体の流通方向上流側端部から下流側へ向け所要間隔をあけて複数の原料投入ポート２２ａ，２２ｂ，２２ｃを接続し、該複数の原料投入ポート２２ａ，２２ｂ，２２ｃのいずれかに原料を導く原料投入切換手段２３を設け、前記ガス化炉２に対しその長手方向における流動媒体の流通方向下流側端部に、前記ガス化炉２から流動媒体を抜き出して前記燃焼炉５の導入管３へ導く流動媒体抜出ポート２４を接続した点にある。
本図示例の場合、前記流動媒体投入切換手段２１は、図２及び図３に示す如く、前記媒体分離装置８で燃焼排ガスより分離された流動媒体を流下させるダウンカマー７の下端から水平シール部２５ａ，２５ｂ，２５ｃを各流動媒体投入ポート２０ａ，２０ｂ，２０ｃへ向け分岐するよう水平に延ばし、該各水平シール部２５ａ，２５ｂ，２５ｃの先端から垂直シール部２６ａ，２６ｂ，２６ｃを立ち上がるように延ばし、該各垂直シール部２６ａ，２６ｂ，２６ｃの上端から傾斜連結管部２７ａ，２７ｂ，２７ｃを所要傾斜角度で下方へ向け折り返して前記各流動媒体投入ポート２０ａ，２０ｂ，２０ｃに接続し、前記各水平シール部２５ａ，２５ｂ，２５ｃ及び各垂直シール部２６ａ，２６ｂ，２６ｃに対し分散板２８ａ，２８ｂ，２８ｃを介して流動用ガスを送給可能なウインドボックス２９ａ，２９ｂ，２９ｃを設け、該各ウインドボックス２９ａ，２９ｂ，２９ｃに流動用ガス供給ライン３０ａ，３０ｂ，３０ｃを接続し、該各流動用ガス供給ライン３０ａ，３０ｂ，３０ｃ途中に流動用ガス切換弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃを設けてなる構成を有し、該流動用ガス切換弁３１ａ，３１ｂ，３１ｃの開度制御を行って所望のウインドボックス２９ａ，２９ｂ，２９ｃに流動用ガスを送給することにより、対応する水平シール部２５ａ，２５ｂ，２５ｃ及び垂直シール部２６ａ，２６ｂ，２６ｃ内の流動媒体を流動化させ、前記媒体分離装置８で分離された流動媒体をダウンカマー７から流動媒体投入ポート２０ａ，２０ｂ，２０ｃのいずれかに導くことができるようにしてある。尚、前記各分散板２８ａ，２８ｂ，２８ｃには、流動用ガスを噴出可能な多数の噴出ノズル３２ａ，３２ｂ，３２ｃを突設してある。
又、前記原料投入切換手段２３は、図１に示す如く、前記各原料投入ポート２２ａ，２２ｂ，２２ｃに原料供給ライン３３ａ，３３ｂ，３３ｃを接続し、該各原料供給ライン３３ａ，３３ｂ，３３ｃ途中に原料切換弁３４ａ，３４ｂ，３４ｃを設けてなる構成を有し、該原料切換弁３４ａ，３４ｂ，３４ｃの開度制御を行うことにより、前記流動媒体が導かれる流動媒体投入ポート２０ａ，２０ｂ，２０ｃのいずれかと対応する原料投入ポート２２ａ，２２ｂ，２２ｃに原料を導くことができるようにしてある。
次に、上記図示例の作用を説明する。
ガス化炉２に投入される原料のガス化率即ち炭素転換率を特に変更する必要のない通常運転時には、流動媒体投入切換手段２１の流動用ガス切換弁３１ａのみを開き、流動用ガス切換弁３１ｂ，３１ｃを閉じ、ウインドボックス２９ａに流動用ガスを送給することにより、対応する水平シール部２５ａ及び垂直シール部２６ａ内の流動媒体を流動化させると、媒体分離装置８で分離された流動媒体がダウンカマー７から流動媒体投入ポート２０ａに導かれ、該流動媒体投入ポート２０ａからガス化炉２へ流動媒体が投入される形となり、流動媒体投入ポート２０ａから流動媒体抜出ポート２４までの距離はＬ１となる。このとき、原料投入切換手段２３の原料切換弁３４ａのみを開き、原料切換弁３４ｂ，３４ｃを閉じ、前記流動媒体が導かれる流動媒体投入ポート２０ａと対応する原料投入ポート２２ａに原料を導き、該原料投入ポート２２ａからガス化炉２へ原料を投入すれば良い。
一方、ガス化ガスを受け取る側の要求により、例えば、炭素転換率を下げて発生するガス化ガス量を減少させたいときに、前記流動媒体の循環量を減少させてガス化炉２の温度を下げた場合、ガス化炉２内における流動媒体の容積は流動媒体を系外へ抜き出したりしない限り一定であるが、この場合、流動媒体の投入位置をより抜出側に近い方にする。即ち、流動用ガス切換弁３１ｃのみを開き、流動用ガス切換弁３１ａ，３１ｂを閉じ、ウインドボックス２９ｃに流動用ガスを送給することにより、対応する水平シール部２５ｃ及び垂直シール部２６ｃ内の流動媒体を流動化させると、前記媒体分離装置８で分離された流動媒体がダウンカマー７から流動媒体投入ポート２０ｃに導かれ、該流動媒体投入ポート２０ｃからガス化炉２へ流動媒体が投入される形となり、流動媒体抜出ポート２４までの距離がＬ１からＬ３に短縮され、ガス化炉２内に留まる流動媒体の滞留時間が増加してしまうことが避けられ、炭素転換率を下げることが可能となる。このとき、原料切換弁３４ｃのみを開き、原料切換弁３４ａ，３４ｂを閉じ、前記流動媒体が導かれる流動媒体投入ポート２０ｃと対応する原料投入ポート２２ｃに原料を導き、該原料投入ポート２２ｃからガス化炉２へ原料を投入すれば良い。
尚、必要に応じて、流動用ガス切換弁３１ｂのみを開き、流動用ガス切換弁３１ａ，３１ｃを閉じ、ウインドボックス２９ｂに流動用ガスを送給することにより、対応する水平シール部２５ｂ及び垂直シール部２６ｂ内の流動媒体を流動化させるようにすれば、前記媒体分離装置８で分離された流動媒体がダウンカマー７から流動媒体投入ポート２０ｂに導かれ、該流動媒体投入ポート２０ｂからガス化炉２へ流動媒体が投入される形となり、流動媒体抜出ポート２４までの距離をＬ２に変更することも可能となる。このとき、原料切換弁３４ｂのみを開き、原料切換弁３４ａ，３４ｃを閉じ、前記流動媒体が導かれる流動媒体投入ポート２０ｂと対応する原料投入ポート２２ｂに原料を導き、該原料投入ポート２２ｂからガス化炉２へ原料を投入すれば良い。
又、流動媒体の循環量を変化させずに一定とし、前記媒体分離装置８で分離された流動媒体をダウンカマー７から流動媒体投入ポート２０ａ，２０ｂ，２０ｃのいずれかに導くと共に、該流動媒体が導かれる流動媒体投入ポート２０ａ，２０ｂ，２０ｃのいずれかと対応する原料投入ポート２２ａ，２２ｂ，２２ｃに原料を導くことにより、温度一定のまま滞留時間を変えることも可能となる。
このように、本図示例の構造では、高温の流動媒体をガス化炉２へ投入する系統に可動機構部分等を設けることなく所望の流動媒体投入ポート２０ａ，２０ｂ，２０ｃに対する流動媒体の安定した振り分けが可能となり、前記ガス化炉２内での流動媒体の温度と、該ガス化炉２内に留まる流動媒体の滞留時間とをそれぞれ別々に変えることが可能となる。
こうして、ガス化炉２内に留まる流動媒体の滞留時間を、ガス化炉２内での流動媒体の温度とは個別に調節することができ、ガス化炉２に投入される原料のガス化率即ち炭素転換率を要求に応じて変化させ得る。
因みに、特許文献１の図４には、循環流動層の燃焼炉への流動媒体の戻り位置を変更し、燃焼状態の安定性を保つようにした循環流動層燃焼装置が開示されているが、これはあくまでも対象が燃焼炉であって、滞留時間をコントロールするガス化炉とは全く異なるものであり、しかも、ループシールへの空気量を変えることで流動媒体の振り分けを行ってはいるものの、ダウンカマー自体が三つに分岐されており、流動媒体の安定した振り分けは困難であると考えられる。
又、特許文献２に記載のものは、流動媒体の循環量を制御することで負荷に応じてガス化炉温度を一定にするようにしたものに過ぎず、流動媒体の投入位置を変化させる本願のガス化炉２とは全く異なるものである。
尚、本発明のガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、流動媒体投入ポートや原料投入ポートの本数はそれぞれ三本に限らず、二本或いは四本以上とすることも可能であること、又、流動媒体投入ポートはガス化炉の上面の代わりに側面に接続することも可能であること等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
本発明を実施する形態の一例を示す全体概要構成図である。 本発明を実施する形態の一例を示す要部拡大平面図である。 本発明を実施する形態の一例における流動媒体投入切換手段を示す側断面図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視相当図である。 開発が進められているガス化炉と燃焼炉とを備えたガス化設備の一例を示す全体概要構成図である。
符号の説明
１ 流動層
２ ガス化炉
３ 導入管
４ 流動層
５ 燃焼炉
７ ダウンカマー
８ 媒体分離装置
２０ａ 流動媒体投入ポート
２０ｂ 流動媒体投入ポート
２０ｃ 流動媒体投入ポート
２１ 流動媒体投入切換手段
２２ａ 原料投入ポート
２２ｂ 原料投入ポート
２２ｃ 原料投入ポート
２３ 原料投入切換手段
２４ 流動媒体抜出ポート
２５ａ 水平シール部
２５ｂ 水平シール部
２５ｃ 水平シール部
２６ａ 垂直シール部
２６ｂ 垂直シール部
２６ｃ 垂直シール部
２７ａ 傾斜連結管部
２７ｂ 傾斜連結管部
２７ｃ 傾斜連結管部
２８ａ 分散板
２８ｂ 分散板
２８ｃ 分散板
２９ａ ウインドボックス
２９ｂ ウインドボックス
２９ｃ ウインドボックス
３０ａ 流動用ガス供給ライン
３０ｂ 流動用ガス供給ライン
３０ｃ 流動用ガス供給ライン
３１ａ 流動用ガス切換弁
３１ｂ 流動用ガス切換弁
３１ｃ 流動用ガス切換弁
３３ａ 原料供給ライン
３３ｂ 原料供給ライン
３３ｃ 原料供給ライン
３４ａ 原料切換弁
３４ｂ 原料切換弁
３４ｃ 原料切換弁

Claims (4)

  1. 蒸気により流動媒体の流動層を形成して投入される原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成するガス化炉と、該ガス化炉で生成された可燃性固形分が流動媒体と共に導入され且つ流動用ガスにより流動層を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉と、該燃焼炉から導入される燃焼排ガスより流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記ガス化炉に供給する媒体分離装置とを備えたガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御方法であって、
    前記ガス化炉に対しその長手方向における流動媒体の流通方向上流側端部から下流側へ向け所要間隔をあけて接続された複数の流動媒体投入ポートのいずれかに流動媒体を導くと共に、該流動媒体投入ポートと対応するガス化炉の長手方向所要箇所に接続された原料投入ポートに原料を導き、前記ガス化炉に対しその長手方向における流動媒体の流通方向下流側端部に接続された流動媒体抜出ポートから流動媒体を抜き出して前記燃焼炉へ導くことにより、前記ガス化炉の流動媒体の滞留時間を制御することを特徴とするガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御方法。
  2. 蒸気により流動媒体の流動層を形成して投入される原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成するガス化炉と、該ガス化炉で生成された可燃性固形分が流動媒体と共に導入され且つ流動用ガスにより流動層を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉と、該燃焼炉から導入される燃焼排ガスより流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記ガス化炉に供給する媒体分離装置とを備えたガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御装置であって、
    前記ガス化炉に対しその長手方向における流動媒体の流通方向上流側端部から下流側へ向け所要間隔をあけて接続された複数の流動媒体投入ポートと、
    該複数の流動媒体投入ポートのいずれかに前記媒体分離装置で分離された流動媒体を導く流動媒体投入切換手段と、
    前記複数の流動媒体投入ポートと対応するよう、前記ガス化炉に対しその長手方向における流動媒体の流通方向上流側端部から下流側へ向け所要間隔をあけて接続された複数の原料投入ポートと、
    該複数の原料投入ポートのいずれかに原料を導く原料投入切換手段と、
    前記ガス化炉に対しその長手方向における流動媒体の流通方向下流側端部に接続され且つ前記ガス化炉から流動媒体を抜き出して前記燃焼炉へ導く流動媒体抜出ポートと
    を備えたことを特徴とするガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御装置。
  3. 前記流動媒体投入切換手段を、
    前記媒体分離装置で燃焼排ガスより分離された流動媒体を流下させるダウンカマーと、
    該ダウンカマーの下端から各流動媒体投入ポートへ向け分岐するよう水平に延びる水平シール部と、
    該各水平シール部の先端から立ち上がるように延びる垂直シール部と、
    該各垂直シール部の上端から所要傾斜角度で下方へ向け折り返され且つ前記各流動媒体投入ポートに接続される傾斜連結管部と、
    前記各水平シール部及び各垂直シール部に対し分散板を介して流動用ガスを送給可能なウインドボックスと、
    該各ウインドボックスに接続された流動用ガス供給ラインと、
    該各流動用ガス供給ライン途中に設けられた流動用ガス切換弁と
    から構成した請求項２記載のガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御装置。
  4. 前記原料投入切換手段を、
    前記各原料投入ポートに接続された原料供給ラインと、
    該各原料供給ライン途中に設けられた原料切換弁と
    から構成した請求項２又は３記載のガス化設備における流動層ガス化炉の流動媒体滞留時間制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10948180B2 (en) * 2018-12-12 2021-03-16 Institute of Nuclear Energy Research, Atomic Energy Council, Executive Yuan, R.O.C. Gasification reactor with shared partial reactor vessels

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5282466B2 (ja) * 2008-07-11 2013-09-04 株式会社Ｉｈｉ ガス化設備における流動層ガス化炉の多種原料選択切換制御方法及び装置
JP5699523B2 (ja) * 2010-10-21 2015-04-15 株式会社Ihi ガス生成量制御方法及びガス生成量制御装置
AU2012315914B2 (en) 2011-09-27 2015-07-09 Thermochem Recovery International, Inc. System and method for syngas clean-up
JP2013189510A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Ihi Corp 循環式ガス化炉
IN2014DN11229A (ja) * 2012-07-17 2015-10-02 Pyroneer As
WO2015007285A1 (en) * 2013-07-17 2015-01-22 Pyroneer A/S Apparatus and methods for gasification
CN105419879B (zh) * 2015-11-05 2020-07-10 东华工程科技股份有限公司 一种煤物质催化分解及高温分离的装置及方法
EP4119637A1 (en) * 2016-03-25 2023-01-18 ThermoChem Recovery International, Inc. Three-stage energy-integrated product gas generation system and method
EP3464519B1 (en) * 2016-06-03 2023-10-25 Wildfire Energy Pty Ltd Production of a gas and methods therefor
US10364398B2 (en) 2016-08-30 2019-07-30 Thermochem Recovery International, Inc. Method of producing product gas from multiple carbonaceous feedstock streams mixed with a reduced-pressure mixing gas
WO2021025116A1 (ja) * 2019-08-08 2021-02-11 株式会社Ihi ガス化ガス生成システム
JP7311044B2 (ja) * 2020-05-12 2023-07-19 株式会社Ihi ガス化ガス製造装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63120825A (ja) * 1986-11-11 1988-05-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd バイオマス燃料ガス化装置
JP2002098308A (ja) * 2000-09-22 2002-04-05 Nkk Corp 循環流動層燃焼装置
JP2003148707A (ja) * 2001-11-13 2003-05-21 Babcock Hitachi Kk 流動層装置及び流動層発電システム
JP2005041959A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 流動層ガス化システム
JP2007112872A (ja) * 2005-10-19 2007-05-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料ガス化設備

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1028538C (zh) * 1990-06-09 1995-05-24 江苏工学院 一种水煤气气化方法及其装置
HU9201539D0 (en) * 1990-09-11 1992-08-28 Kortec Ag Method and device for gasifying gasifiable materials and/or transforming gas as well as heat exchanger of high temperature for executing said method
CN1029689C (zh) * 1992-01-23 1995-09-06 浙江大学 循环流化床燃气蒸汽联产工艺及装置
DE19945771C1 (de) * 1999-09-24 2001-02-22 Muehlen Gmbh & Co Kg Dr Verfahren zur Vergasung von organischen Stoffen und Stoffgemischen
CN1173015C (zh) * 2002-05-12 2004-10-27 郑州永泰能源新设备有限公司 一种外配副床反应器的流化床水煤气生产方法及装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63120825A (ja) * 1986-11-11 1988-05-25 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd バイオマス燃料ガス化装置
JP2002098308A (ja) * 2000-09-22 2002-04-05 Nkk Corp 循環流動層燃焼装置
JP2003148707A (ja) * 2001-11-13 2003-05-21 Babcock Hitachi Kk 流動層装置及び流動層発電システム
JP2005041959A (ja) * 2003-07-25 2005-02-17 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 流動層ガス化システム
JP2007112872A (ja) * 2005-10-19 2007-05-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 燃料ガス化設備

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10948180B2 (en) * 2018-12-12 2021-03-16 Institute of Nuclear Energy Research, Atomic Energy Council, Executive Yuan, R.O.C. Gasification reactor with shared partial reactor vessels

Also Published As

Publication number Publication date
AU2009269407B2 (en) 2012-07-12
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US20110107945A1 (en) 2011-05-12
CN102089408B (zh) 2013-10-16
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AU2009269407A1 (en) 2010-01-14

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