JP2012246385A - Gasifying installation - Google Patents
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Description
本発明は、石炭等の固形燃料をガス化して気体燃料として供給するガス化設備に関する。 The present invention relates to a gasification facility that gasifies a solid fuel such as coal and supplies it as a gaseous fuel.
従来より使用されている固形燃料として、石炭、バイオマス、タイヤチップ等があるが、近年、このような固形燃料をガス化して気体燃料として供給することが研究され、固形燃料粉末をガス化炉で部分燃焼させて熱分解することによってガス化するガス化設備の開発が進められている。 Conventionally used solid fuels include coal, biomass, tire chips, etc. In recent years, it has been studied to gasify such solid fuels and supply them as gaseous fuels. Development of gasification equipment that gasifies by partial combustion and pyrolysis is underway.
一般に、固形物を加熱炉に投入する際、投入途中で固形物が堆積したり、加熱炉内のガスが投入側へ逆流するのを防止する必要があり、ボイラーや焼却炉においては、固形物を炉内へ押し込むための空気を供給するように設計されている。この点に関し、例えば、下記特許文献1,2に記載される固形燃料粉末のガス化設備においては、ガス化炉内を不活性雰囲気に保つために、空気を使用せずに、窒素などの不活性ガス又は水蒸気を使用して燃料粉末を押し込むエジェクタを備えることが記載されている。 In general, when charging a solid material into a heating furnace, it is necessary to prevent the solid material from accumulating during the charging or preventing the gas in the heating furnace from flowing back to the charging side. In boilers and incinerators, It is designed to supply air for pushing into the furnace. In this regard, for example, in the solid fuel powder gasification facilities described in Patent Documents 1 and 2 below, in order to keep the inside of the gasification furnace in an inert atmosphere, air is not used and nitrogen or the like is not used. It is described to include an ejector that uses an active gas or water vapor to push the fuel powder.
ガス化炉に供給される固形燃料は粗く粉砕して供給されるが、ガス化炉に固形燃料を導入する供給管は、ガス化炉からの逆流を防止するために比較的細く設計されるので、エジェクタは、供給管に固形燃料粉末を押し込み供給し易いように、供給管に向かって横幅が徐々に挟まる挟搾部を有する。しかし、エジェクタのような押込み部分は、低温に保持される燃料容器と高温のガス化炉との間に位置するため、温度又は湿度の変動に起因する固形燃料粉末の凝集が比較的生じ易い。このため、燃料粉砕物に含まれる微細粉末が供給管への出口付近に凝集して部分的にであっても出口に被さると燃料粉砕物の流れが完全に止まる可能性がある。 The solid fuel supplied to the gasifier is supplied after being roughly crushed, but the supply pipe for introducing the solid fuel into the gasifier is designed to be relatively thin to prevent backflow from the gasifier. The ejector has a squeezing portion in which the lateral width is gradually sandwiched toward the supply pipe so that the solid fuel powder is easily pushed into the supply pipe and supplied. However, since the pushing portion such as an ejector is located between the fuel container kept at a low temperature and the high-temperature gasification furnace, the aggregation of the solid fuel powder due to temperature or humidity fluctuations is relatively likely to occur. For this reason, even if the fine powder contained in the fuel pulverized product is agglomerated in the vicinity of the outlet to the supply pipe and partially covers it, the flow of the fuel pulverized product may completely stop.
本発明の課題は、上述の問題を解決し、固形燃料粉砕物の押込み性能を改善し、固形燃料粉砕物を円滑且つ安定的に投入可能なガス化設備を提供することである。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, improve the pushing performance of the solid fuel pulverized product, and provide a gasification facility capable of smoothly and stably charging the solid fuel pulverized product.
又、本発明の課題は、固形燃料粉砕物の押込み性能の改善によってガス化炉からの逆流が効果的に防止され、安全且つ安定的に固形燃料のガス化を実施可能なガス化設備を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a gasification facility that can effectively prevent the backflow from the gasification furnace by improving the pushing performance of the pulverized solid fuel and can safely and stably gasify the solid fuel. It is to be.
上記課題を解決するために、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、エジェクタにおけるキャリアガスの噴出を工夫することによって、押込み性能を向上させて燃料粉砕物の詰まり及びガス化炉からの逆流を防止可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted extensive research and, as a result, devised the ejection of the carrier gas in the ejector to improve the indentation performance, thereby clogging the fuel pulverized material and from the gasifier. It has been found that backflow can be prevented, and the present invention has been completed.
本発明の一態様によれば、ガス化設備は、燃料容器に収容される燃料粉砕物を、キャリアガスを用いたエジェクタによってガス化炉へ押し込み供給して気体燃料を生成するガス化設備であって、前記エジェクタは、前記ガス化炉に連通する供給管に接続される出口を有するケーシング;及び、前記キャリアガスを前記ケーシング内へ噴出させるノズルであって、前記ケーシング内に突出して前記出口近くに吐出口を有し、前記キャリアガスを前記出口近くで前記供給管と同軸状に噴出することによって、前記燃料容器から供給される燃料の前記供給管への導入を促進する前記ノズルを有することを要旨とする。 According to one aspect of the present invention, the gasification facility is a gasification facility that generates gaseous fuel by pushing and supplying the pulverized fuel contained in the fuel container to the gasification furnace with an ejector using a carrier gas. The ejector is a casing having an outlet connected to a supply pipe communicating with the gasification furnace; and a nozzle for injecting the carrier gas into the casing, and protrudes into the casing and close to the outlet And the nozzle for facilitating introduction of the fuel supplied from the fuel container into the supply pipe by ejecting the carrier gas near the outlet coaxially with the supply pipe. Is the gist.
本発明によれば、エジェクタにおける押込み性能が向上し、燃料粉砕物の詰まりを防止して円滑に固形燃料をガス化炉に導入でき、押込み性能を利用してガス化炉からの逆流を効率的に防止できるので、安全且つ安定的にガス化処理を継続可能なガス化設備を提供でき、設備のメンテナンス頻度の低減や耐久性の向上にも有効である。 According to the present invention, the pushing performance of the ejector is improved, the crushing of the fuel pulverized material is prevented and the solid fuel can be smoothly introduced into the gasification furnace, and the backflow from the gasification furnace is efficiently utilized using the pushing performance. Therefore, it is possible to provide a gasification facility that can continue the gasification process safely and stably, and it is effective for reducing the maintenance frequency of the facility and improving the durability.
本発明の実施形態について、添付図面を参照して以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明に係るガス化設備の要部を示す。ガス化設備は、石炭、バイオマス、タイヤチップ等の固形燃料を粗く粉砕した燃料粉砕物を熱分解してガス化燃料を得る設備であり、微小粒を含む小塊状の燃料粉砕物を収容する燃料容器と、燃料粉砕物を熱分解して気体燃料を生成するガス化炉(図示略)と、キャリアガスを用いて燃料粉砕物をガス化炉へ押し込み供給するエジェクタとを有する。この実施形態のガス化設備1は、固形燃料として石炭粉砕物を処理し、燃料容器として石炭ホッパ3を備える。石炭ホッパ3は、スライドゲート5を介して配管7によってエジェクタ9と接続され、石炭ホッパ3から配管7中を鉛直方向に落下する石炭粉砕物(図中、白抜き矢印で流れを表示)をスライドゲート5が切り出すことによって、所定量の石炭粉砕物が断続的にエジェクタ9に供給される。石炭ホッパ3から石炭粉砕物と共に空気が流入するのを防止するために、配管7内に窒素、稀ガス、二酸化炭素等の不活性ガスG1を供給可能に構成される。この実施形態では、不活性ガスG1として窒素ガスが配管7内に放出され、その流量はバルブによって適宜制御されて、石炭粉砕物の供給を阻害しない程度に調整される。スライドゲート5を通過した石炭粉砕物は、エジェクタ9に落下し、キャリアガスG2(図中、矢印で流れを表示)によってエジェクタ9から供給管11へ押し込まれて供給管11内を鉛直方向に落下し、キャリアガスG2と共にガス化炉へ導入される。
FIG. 1 shows a main part of a gasification facility according to the present invention. A gasification facility is a facility that obtains gasified fuel by thermally decomposing a fuel pulverized product obtained by roughly pulverizing solid fuel such as coal, biomass, tire chips, etc., and a fuel that contains a pulverized fuel pulverized product containing fine particles A container, a gasification furnace (not shown) that thermally decomposes the pulverized fuel to generate gaseous fuel, and an ejector that pushes and supplies the pulverized fuel to the gasification furnace using a carrier gas. The gasification facility 1 of this embodiment processes coal pulverized material as a solid fuel and includes a
エジェクタ9は、頂部に配管7が接続されて石炭粉砕物を受けるケーシング13と、キャリアガスG2をケーシング13内へ噴出させるノズル15とを有し、ケーシング13は、下端の出口17に向かって挟搾される挟搾部を有し、出口17は、鉛直方向の供給管11に接続されてガス化炉と連通する。この実施形態では、ケーシング13は略円錐形の漏斗形状に形成され、ケーシングの側壁全体が傾斜する挟搾部として構成されているが、側壁の上部は同一径の円柱形に成形して下部のみを傾斜させて挟搾部として構成しても良い。
The ejector 9 has a
ノズル15は、外部からケーシング13の頂部を貫通して内部に突出し、供給管11と同軸状に延伸してケーシング13の出口17近くに孔径3〜7mm程度の吐出口19を有する。出口17近くの吐出口19からキャリアガスG2を噴出することによって、供給管11と同軸状にキャリアガスG2のガス流が生じて、挟搾部を落下する石炭粉砕物を流圧で押しながら供給管11に流し込む。又、ガス流によってガス化炉からエジェクタ9への逆流も抑制される。キャリアガスG2として、窒素、稀ガス、二酸化炭素等の不活性ガス又は水蒸気、あるいは、これらを組み合わせたものが使用でき、この実施形態では水蒸気が用いられる。キャリアガスG2のガス流は、吐出口19の孔径より狭くなっても広くなっても良いが、ガス流が出口17周囲のケーシングに衝突して流れを乱さないように出口17におけるガス流の流れ幅が出口17の口径以下、好ましくは孔径より小さいことが肝要であり、ガス流が全て出口17から供給管11へ流れ込むことによってガス流近辺の石炭粉末を巻き込み、出口17周囲に石炭粉末が留まるのを防止する。従って、ノズル15の吐出口19の形状及び寸法は、出口17においてガス流が全て供給管11へ流れ込む流幅になるように調整される。ノズル15の吐出口19とケーシング13の出口17との距離は、ノズル15が石炭粉砕物の流れの妨げとならず、且つ、ガス流の流圧が出口17において押込み力(流圧)を失わない程度に設定される。従って、ノズル15の吐出圧が高い(ガスの流速が高い)と、吐出口19と出口17との距離は長く設定できるが、この際、キャリアガスG2の使用量が増加するのを抑制する観点から、吐出幅を狭めることによってガス流量を制限しつつ吐出圧及び流速を高めることが望ましい。
The
配管11から投入される石炭粉砕物が円滑に出口17へ導入されるには、石炭粉砕物の安息角(45度程度)を考慮すると、挟搾部の壁面傾斜角度が70度程度以上であることが好ましいが、本発明においては、キャリアガスG2は、石炭粉末の供給方向と同一方向のガス流によって石炭粉砕物を効率的に押込むだけでなく、高流速で吐出するガス流周囲に発生する負圧により石炭粉砕物を引込む効果によって、出口17周囲に石炭粉末が留まる可能性をなくする作用があり、石炭ホッパ3から供給される石炭粉砕物の供給管11への導入が促進される。従って、ケーシング13の圧搾部の傾斜角度が出口17付近において減少しても、石炭粉砕物は出口17周囲の緩い傾斜に留まらずにガス流によって出口17に吸込まれるので、挟搾部の傾斜面を例えば半楕円球面状に湾曲するように形成してもよい。又、負圧による導入促進によって、供給管11を細くすることが可能になり、上述の実施形態における出口17及び供給管11の孔径は、40mm程度に設定されており、従来の100mm程度の供給管に比べてかなり細い。高流速のガス流による負圧は、スライドゲート5を通って落下する石炭粉砕物をケーシング13の軸中心方向へ引きつけるように作用するので、石炭粉砕物がケーシング13上に落下する衝撃を若干緩和することができる。尚、ガス流によってエジェクタ9内に発生する負圧は、スライドゲート5側からエジェクタ9への吸引作用も生じ得るので、配管7に供給される不活性ガスG1は、石炭ホッパ3からエジェクタ9へ空気が混入するのを防止する上で極めて有用である。
In order for the pulverized coal introduced from the
このように、本発明のガス化設備は、石炭等の固形燃料の粉砕物をガス化炉へ円滑に導入でき、安全且つ安定的に固形燃料のガス化を継続できる。同様にして、バイオマスやタイヤチップ等の固形燃料からガス化燃料を得ることができる。本発明のガス化設備の主要部、つまり、エジェクタを含む燃料導入部分の構造は、他のガス化設備に応用することができ、例えば、前述の特許文献1,2のガス化設備等の粉体導入部分に置き換えて押込み性能を改善することができる。 As described above, the gasification facility of the present invention can smoothly introduce the pulverized solid fuel such as coal into the gasification furnace, and can continue to gasify the solid fuel safely and stably. Similarly, gasified fuel can be obtained from solid fuel such as biomass and tire chips. The main part of the gasification facility of the present invention, that is, the structure of the fuel introduction part including the ejector can be applied to other gasification facilities. The push-in performance can be improved by replacing the body introduction part.
固形燃料のガス化炉への供給が円滑に行われることによって作業の確実性及び安全性が高まり、需要の高いガス化燃料を固形燃料から安定して供給可能なガス化設備が提供されるので、エネルギー資源の効率的利用に有用であり、又、メンテナンス頻度の低減や耐用年数の増加、操作性の向上に寄与する。 Since the solid fuel is smoothly supplied to the gasification furnace, the certainty and safety of the work is improved, and a gasification facility capable of stably supplying the gas fuel with high demand from the solid fuel is provided. It is useful for the efficient use of energy resources, and contributes to a reduction in maintenance frequency, an increase in service life, and an improvement in operability.
1:ガス化設備、 3:石炭ホッパ、 5:スライドゲート、 7:配管、
9:エジェクタ、 11:供給管、 13:ケーシング、 15:ノズル、
17:出口、 19:吐出口、 G1:不活性ガス、 G2:キャリアガス。
1: Gasification equipment, 3: Coal hopper, 5: Slide gate, 7: Piping,
9: Ejector, 11: Supply pipe, 13: Casing, 15: Nozzle,
17: outlet, 19: discharge port, G1: inert gas, G2: carrier gas.
Claims (1)
前記ガス化炉に連通する供給管に接続される出口を有するケーシング、及び、
前記キャリアガスを前記ケーシング内へ噴出させるノズルであって、前記ケーシング内に突出して前記出口近くに吐出口を有し、前記キャリアガスを前記出口近くで前記供給管と同軸状に噴出することによって、前記燃料容器から供給される燃料粉砕物の前記供給管への導入を促進する前記ノズル
を有することを特徴とするガス化設備。 A gasification facility for generating gaseous fuel by pushing and supplying a pulverized fuel contained in a fuel container to a gasification furnace with an ejector using a carrier gas, the ejector comprising:
A casing having an outlet connected to a supply pipe communicating with the gasifier, and
A nozzle for ejecting the carrier gas into the casing, having a discharge port projecting into the casing and near the outlet, and ejecting the carrier gas coaxially with the supply pipe near the outlet A gasification facility comprising the nozzle for accelerating the introduction of the pulverized fuel supplied from the fuel container into the supply pipe.
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CN114231318A (en) * | 2021-12-17 | 2022-03-25 | 马秀芬 | Environment-friendly garbage gasification equipment |
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CN114231318A (en) * | 2021-12-17 | 2022-03-25 | 马秀芬 | Environment-friendly garbage gasification equipment |
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