JP2017109862A - 粉体搬送装置、チャー回収装置、粉体搬送方法、及びガス化複合発電設備 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性を向上でき、小型化及び簡素化によりコストを低減できる粉体搬送装置を提供する。
【解決手段】
粉体搬送装置は、粉体が堆積可能であり少なくとも一部が水平面から所定の傾斜角度で傾斜する搬送面が設けられた搬送流路を有するシュート配管と、粉体を流動化させるためのアシストガスを搬送面に鉛直下側から供給可能なアシストガス供給孔と、アシストガスの供給と供給停止とを切り替えることで、搬送流路において粉体が搬送される搬送状態と搬送流路が粉体で閉塞される閉塞状態とを切り替えるアシストガス供給装置と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、粉体搬送装置、チャー回収装置、粉体搬送方法、及びガス化複合発電設備に関する。

ガス化複合発電設備（石炭ガス化複合発電設備）は、石炭等の炭素含有固体燃料をガス化炉（石炭ガス化炉）内に供給し、炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化することで可燃性ガスを生成する炭化質燃料ガス化装置（石炭ガス化装置）を、コンバインドサイクル発電設備と組み合わせることにより発電効率の向上を目指す発電設備である。石炭ガス化複合発電設備は、石炭をガス化して可燃性の生成ガスを生成する石炭ガス化炉を備える。生成ガスに含まれるチャー（石炭等の炭素含有固体燃料の未反応分及び灰分）は、チャー回収装置で回収された後、石炭ガス化炉に供給され燃料として再利用される。チャー回収装置は、チャービンとチャー供給ホッパとを備える。生成ガスから回収されたチャーは、チャービンに貯蔵された後、チャー供給ホッパを介して石炭ガス化炉に供給される。

チャービンに貯蔵されているチャーは、粉体搬送装置によりチャー供給ホッパに搬送される。粉体搬送装置は、傾斜した流路を有するシュート配管を備える。水平面に対するシュート配管の傾斜角度は、チャーが配管内で閉塞することなく自重落下によって搬送される角度である安息角よりも大きい角度に設定され、チャーは重力の作用によってシュート配管を滑り落ちるように搬送される。例えばチャーの安息角が４５［°］以上５０［°］以下である場合、シュート配管の傾斜角度は安息角よりも大きい角度として、例えば６０〜７０［°］に設定されることがある。

また、従来技術において、チャービンとシュート配管とを接続する流路にはチャーの搬送を遮断する仕切弁が設けられ、シュート配管とチャー供給ホッパとを接続する流路には仕切弁よりもシール性が高い気密弁が設けられる。チャーの搬送を開始する場合、気密弁を開動作した後に仕切弁が開けられる。チャーの搬送を停止する場合、仕切弁が閉動作された後に気密弁が閉動作される。仕切弁の開閉動作より先に気密弁が閉動作される理由は、気密弁の動作中に気密弁の周囲でチャー等の紛体が流動すると気密弁のシール部が劣化するためである。仕切弁が閉状態でチャーの搬送が停止されている状態で気密弁が開閉動作されることにより、気密弁の動作中に気密弁の周囲でチャーが流動することが抑制される。

なお、特許文献１及び特許文献２にはチャー回収装置の一例が開示されている。特許文献１には、シュート配管に相当する傾斜部の内部と接続される複数の風室と、傾斜部のチャーを流動化させるアシストガスの供給量を風室毎に変更可能な流量調整弁とを備えるアシストガス供給部が開示されている。特許文献２には、チャービンとシュート配管に相当するスライダパイプとを接続するスタンドパイプの上部と下部との差圧に基づいてチャーが堆積しているかが判定され、チャーが堆積していると判定された場合、スタンドパイプに近い風室ほどアシストガスの供給量を大きくする技術が開示されている。

特開２０１３−１７０１８５号公報 特開２０１５−１２０８０６号公報

従来技術においては、チャービンとシュート配管とを接続する流路に仕切弁を設けているが、仕切弁自体のコストが発生する。また、仕切弁の動作不良が発生し仕切弁が動かなくなってしまう場合があると、その仕切弁が設けられている系統が停止する恐れがあり、粉体搬送装置の信頼性が低下する要因になるため、仕切弁を用いないシステムによる信頼性向上が期待される。

また、シュート配管については、水平面に対するシュート配管の傾斜角度が安息角以上の傾斜を設けてスムーズな搬送が必要とされるが、傾斜角度が大きいほど、粉体搬送装置の大型化（高さ方向へ縦長化）及び設置架台などのコスト増加が発生しやすい。そのため、シュート配管の傾斜角度を小さくして高さ方向の省スペース化することが期待される。

本発明は、信頼性を向上でき、小型化及び簡素化によりコストを低減できる粉体搬送装置、チャー回収装置、粉体搬送方法、及びガス化複合発電設備を提供することを目的とする。

本発明は、粉体が堆積可能であり少なくとも一部が水平面から所定の傾斜角度で傾斜する搬送面が設けられた搬送流路を有するシュート配管と、前記粉体を流動化させるためのアシストガスを前記搬送面に鉛直下側から供給可能なアシストガス供給孔と、前記アシストガスの供給と供給停止とを切り替えることで、前記搬送流路において前記粉体が搬送される搬送状態と前記搬送流路が前記粉体で閉塞される閉塞状態とを切り替えるアシストガス供給装置と、を備えることを特徴とする粉体搬送装置を提供する。

本発明によれば、アシストガス供給孔から搬送面にアシストガスが供給されることにより、搬送面に堆積している紛体は流動化する。流動化した粉体は、重力の作用により搬送流路を滑り落ちるように搬送される。アシストガス供給孔からのアシストガスの供給が停止されることにより、粉体の流動化が停止し、粉体は搬送面に堆積して搬送流路を閉塞する。したがって、仕切弁が設けられなくても、アシストガスの供給が停止されることにより搬送流路が閉塞状態となり、粉体の搬送が遮断される。仕切弁の設置が不要となるため、仕切弁の動作不良についてのリスクがなくなり、粉体搬送装置の信頼性が向上する。また、仕切弁の設置が不要となるので、粉体搬送装置の構造は簡素化されコストが低減される。また、搬送面の傾斜角度は、アシストガスの供給が停止されたときに粉体が搬送面に堆積する程度の小さい角度に設定されるため、粉体搬送装置の大型化（縦長化）が抑制される。

本発明において、前記傾斜角度は前記粉体の安息角以下１０°以上であることが好ましい。

これにより、アシストガスの供給が停止されたとき、粉体は搬送面を滑り落ちずに搬送面に堆積され搬送流路を閉塞状態にすることができる。例えば粉体の安息角が４０［°］以上５０［°］以下の場合、搬送面の傾斜角度は１０［°］以上安息角以下が好ましい。搬送面の傾斜角度が１０［°］よりも小さい場合、粉体を流動化させて搬送するために必要なアシストガスの供給量が過大となる。一方、搬送面の傾斜角度が粉体の安息角よりも大きい場合、粉体が搬送面を滑り落ちる確率が高くなり、搬送流路を閉塞状態にすることが困難となる。アシストガスの供給量が低減され且つ搬送流路が閉塞状態になるように、搬送面の傾斜角度は、１０［°］以上安息角以下が好ましく、２０［°］以上３０［°］以下がより好ましい。

本発明において、前記シュート配管から供給された前記粉体が搬送される下流側配管と、前記下流側配管に設けられる気密弁と、前記搬送流路において前記閉塞状態にあるか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記閉塞状態であると判定された後に前記気密弁を閉じる第１制御信号を出力する第１制御部と、を備えることが好ましい。

搬送流路が閉塞状態の場合、粉体は気密弁に搬送されず、気密弁の周囲で流動しない。判定部により搬送流路が閉塞状態であると判定された後すなわち気密弁の周囲で粉体が流動していないと判定された後に気密弁を閉動作させることにより、気密弁の閉動作中においては気密弁の周囲で粉体が流動しないので、気密弁のシール部の劣化が抑制される。

本発明において、前記シュート配管に供給される前記粉体が搬送される上流側配管と、前記上流側配管の内部流路の第１部分の圧力と前記第１部分よりも上流側の第２部分の圧力との差を検出する差圧検出器と、を備え、前記判定部は、前記差圧検出器の検出結果に基づいて前記閉塞状態にあるか否かを判定してもよい。

粉体によってシュート配管が閉塞状態になると、そのシュート配管の閉塞に伴って上流側配管の下部に粉体が堆積し、上流側配管も閉塞状態となる。上流側配管の下部である第１部分に粉体が堆積した場合、第１部分と第２部分との間に差圧が発生する。そのため、判定部は、差圧検出器の検出結果に基づいて、第１部分と第２部分との間の差圧が予め設定された差圧閾値以上であると判定した場合、閉塞状態であると判定することができ、第１部分と第２部分との間の差圧が予め設定された差圧閾値よりも小さいと判定した場合、搬送状態であると判定することができる。

本発明において、前記気密弁を開く第２制御信号を出力する第２制御部を備え、前記アシストガス供給装置は、前記気密弁が開いた後に前記アシストガスの供給を開始することが好ましい。

これにより、気密弁の開動作が完了してからアシストガスの供給が開始され粉体の搬送が開始される。気密弁の開動作中においては気密弁の周囲で粉体が流動しないので、気密弁のシール部の劣化が抑制される。

本発明において、前記アシストガス供給孔は前記粉体の搬送方向に複数設けられ、前記アシストガス供給装置は、前記搬送方向に設けられ前記アシストガス供給孔と接続される複数の風室を有し、複数の前記風室のうち前記シュート配管の上流側上端部に最も近い風室と接続された前記アシストガス供給孔からの前記アシストガスの供給が開始された後、所定の時間後に他の風室と接続された前記アシストガス供給孔からの前記アシストガスの供給が開始されることが好ましい。

粉体が上流側配管からシュート配管に供給され堆積すると、上流側配管に堆積している粉体の重みにより、シュート配管に堆積している粉体のうち上流側配管と接続されるシュート配管の上端部付近に堆積している粉体が最も流動し難くなる。風室が粉体の搬送方向に複数設けられている場合、シュート配管の上端部に最も近い風室と接続されたアシストガス供給孔からのアシストガスの供給のタイミングを、他の風室と接続されたアシストガス供給孔からのアシストガスの供給のタイミングよりも早めることにより、シュート配管の上端部付近に堆積している流動化し難い粉体を流動化させた後、シュート配管を閉塞している粉体全体を流動化させることができる。これにより、搬送流路を閉塞している粉体の流動化が効率的に実施され、シュート配管を閉塞状態から搬送状態に切り替えることができる。

本発明において、複数の前記風室のうち前記シュート配管の上端部に最も近い風室と接続された前記アシストガス供給孔から供給される前記アシストガスの前記搬送面から噴出する流速は、他の風室と接続された前記アシストガス供給孔から供給される前記アシストガスの前記搬送面から噴出する流速よりも速いことが好ましい。

風室が粉体の搬送方向に複数設けられている場合、シュート配管の上端部に最も近い風室と接続されたアシストガス供給孔から供給されるアシストガスの流速を速くすることにより、シュート配管の上端部付近に堆積している流動化し難い粉体を流動化させた後、シュート配管に堆積している粉体全体を流動化させることができる。これにより、搬送流路を閉塞している粉体の流動化が効率的に実施される。また、シュート配管の上端部に最も近い風室と接続されたアシストガス供給孔から供給されるアシストガスの流速を速くすることにより、他の風室と接続されたアシストガス供給孔から供給されるアシストガスの流速を抑制しても、搬送流路の閉塞状態を解除することができる。アシストガスの流速が抑制されることにより、アシストガスの消費量が低減され、運転コストが抑制される。また、アシストガスの流速が抑制されるので、搬送流路の圧力上昇又は圧力逆転による粉体の搬送性の悪化が抑制される。

本発明において、前記搬送面は多孔板の表面を含み、前記アシストガス供給孔は前記多孔板の孔を含み、前記アシストガス供給装置から供給された前記アシストガスは前記多孔板の孔を介して供給されることが好ましい。

これにより、多孔板の表面とその多孔板の表面に堆積した粉体との間に多孔板の多数の孔からアシストガスが均一に供給され、粉体の内部抵抗が低減されるとともに、多孔板の表面を移動する粉体と多孔板の表面との摩擦抵抗が低減されるため、粉体の搬送は促進される。

本発明において、前記アシストガス供給孔からの前記アシストガスの供給により前記閉塞状態が解除されない前記搬送流路の搬送面にパージガスを供給するパージガス供給口を備えることが好ましい。

これにより、アシストガス供給孔からアシストガスが供給された場合において、粉体の流動化が不十分で搬送流路の閉塞状態が解除されなくても、パージガス供給口が搬送面の外側から搬送面にパージガスを供給することにより、搬送流路の閉塞状態が解除される。パージガスの流速はアシストガスの流速よりも十分に速く、アシストガスの供給によっては粉体が流動化されなくても、パージガスの供給によりそのパージガスの力によって紛体を流動化し閉塞状態を解除することができる。

本発明において、前記搬送面は、水平面に対して第１角度で傾斜する第１搬送面と、水平面とのなす角度が前記第１角度よりも小さい第２搬送面とを含み、前記第１搬送面は、前記搬送面の上流側上端部に位置することが好ましい。

水平面とのなす角度が第１搬送面よりも小さい第２搬送面が設けられることにより、粉体は第２堆積面により堆積し易くなる。そのため、アシストガスの供給が停止されることにより、搬送面において粉体はより確実に堆積し、搬送流路を閉塞状態にすることができる。

本発明において、前記第２搬送面のうち、前記搬送流路の下流側の端部と、前記第２搬送面と第１搬送面との境界との距離は、０［ｍｍ］より長く１０００［ｍｍ］以下であることが好ましい。

第２搬送面のうち搬送流路の下流側の端部と第２搬送面と第１搬送面との境界との距離が１０００［ｍｍ］を越えると、第２搬送面に供給するアシストガスによる基準流速比は６を大きく超える必要があり、パージガスの供給流量が増大し、アシストガスの消費量が増加する。距離を１０００［ｍｍ］以下とすることにより、アシストガスの消費量の増加が抑制される。

本発明は、チャーを貯蔵するチャービンと、前記チャービンからの前記チャーを収容するチャー供給ホッパと、前記チャービンから前記チャー供給ホッパへ前記チャーを搬送する上記の粉体搬送装置と、を備えることを特徴とするチャー回収装置を提供する。

本発明によれば、仕切弁の設置が不要となるため、仕切弁の動作不良についてのリスクがなくなりチャー回収装置の信頼性が向上する。また、仕切弁の設置が不要となるので、チャー回収装置の構造が簡素化されコストが低減される。また、搬送名の傾斜角度は、アシストガスの供給が停止されたときに粉体が搬送面に堆積する程度の小さい角度に設定されるため、チャー回収装置の大型化が抑制される。

本発明は、シュート配管の搬送流路に設けられた、粉体が堆積可能であり少なくとも一部が水平面から所定の傾斜角度で傾斜する搬送面に対する前記アシストガスの供給と供給停止とを切り替えて、前記搬送流路において前記粉体が搬送される搬送状態と前記搬送流路が前記粉体で閉塞される閉塞状態とを切り替え、前記シュート配管に供給される前記粉体が搬送される上流側配管に仕切弁を設けないことを特徴とする粉体搬送方法を提供する。

本発明によれば、仕切弁の設置が不要となるため、仕切弁の動作不良についてのリスクがなくなり信頼性が向上する。また、仕切弁の設置が不要となるのでコストが低減される。

本発明は、微粉炭をガス化して可燃性の生成ガスを生成する石炭ガス化炉と、上記のチャー回収装置と、前記チャーが回収された前記生成ガスを精製して燃料ガスを生成するガス精製設備と、前記燃料ガスの少なくとも一部を燃焼してタービンを回転駆動するガスタービン設備と、前記ガスタービン設備からのタービン排ガスが導入される排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラで生成された蒸気によりタービンを回転駆動する蒸気タービン設備と、前記ガスタービン設備及び前記蒸気タービン設備の少なくとも一方と接続された発電機と、を備えることを特徴とするガス化複合発電設備を提供する。

本発明によれば、信頼性を向上でき、小型化及び簡素化によりコストを低減できるガス化複合発電設備を提供できる。

本発明によれば、信頼性を向上でき、小型化及び簡素化によりコストを低減できる粉体搬送装置、チャー回収装置、粉体搬送方法、及びガス化複合発電設備が提供される。

図１は、第１実施形態に係るチャー回収装置を備える石炭ガス化複合発電設備の一例を示す概略図である。 図２は、第１実施形態に係る粉体搬送装置を備えるチャー回収装置の要部を示す図である。 図３は、第１実施形態に係る粉体搬送装置の制御装置の一例を示す機能ブロック図である。 図４は、アシストガスの流速と断面積当たりのチャーの搬送速度との関係を示す図である。 図５は、第１実施形態に係る粉体搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、第１実施形態に係る粉体搬送装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、第２実施形態に係る閉塞状態から搬送状態に切り替える動作におけるタイミングチャートである。 図８は、第２実施形態に係る流量調整弁を流れる単位時間当たりのアシストガスの流量を示す図である。 図９は、第２実施形態に係るアシストガスの流量とチャーの搬送速度との関係を示す図である。 図１０は、第３実施形態に係る粉体搬送装置の一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係るチャー回収装置５０を備える石炭ガス化複合発電設備１０の一例を示す概略図である。図１に示すように、石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）１０は、微粉炭Ｐｃを供給する微粉炭供給設備３０と、微粉炭供給設備３０から供給された微粉炭Ｐｃをガス化して可燃性の生成ガスＧａを生成する石炭ガス化炉１４と、生成ガスＧａに含まれるチャーＣｈを回収するチャー回収装置５０と、チャーＣｈが回収された生成ガスＧｂを精製して燃料ガスＧｃを生成するガス精製設備１６と、燃料ガスＧｃの少なくとも一部を燃焼してタービン６３を回転駆動するガスタービン設備１７と、ガスタービン設備１７からのタービン排ガスＧｄが導入される排熱回収ボイラ２０と、排熱回収ボイラ２０で生成された蒸気Ｇｅによりタービン６９を回転駆動する蒸気タービン設備１８と、ガスタービン設備１７及び蒸気タービン設備１８の少なくとも一方と接続された発電機１９とを備える。

微粉炭供給設備３０は、炭素含有固体燃料である石炭が粉砕されることにより生成された微粉炭Ｐｃを石炭ガス化炉１４に供給する。微粉炭供給設備３０は、微粉炭Ｐｃを収容する微粉炭バンカ３２を有する。微粉炭Ｐｃは、微粉炭バンカ３２から微粉炭供給ライン３５を介して空気分離装置４２から供給される搬送用イナートガスとしての窒素ガスによって石炭ガス化炉１４に供給される。イナートガスとは、酸素含有率が約５[体積％]以下の不活性ガスであり、窒素ガスや二酸化炭素ガスやアルゴンガスなどが代表例であるが、必ずしも約５％以下に制限されるものではない。

石炭ガス化炉１４は、微粉炭バンカ３２から供給された微粉炭Ｐｃをガス化する。石炭ガス化炉１４は、微粉炭Ｐｃに混入している溶融スラグ等の異物を除去する異物除去装置４８を有する。石炭ガス化炉１４は、空気分離装置４２と窒素供給ライン４３及び酸素供給ライン４７を介して接続される。空気分離装置４２は、空気Ｇｇを窒素（Ｎ_２）と酸素（Ｏ_２）とに分離する。空気分離装置４２で生成された窒素及び酸素は、窒素供給ライン４３及び酸素供給ライン４７を介して石炭ガス化炉１４に供給される。窒素は、微粉炭Ｐｃ及びチャーＣｈの搬送用イナートガスとして利用される。酸素は、酸化剤として利用される。

石炭ガス化炉１４は、チャー回収装置５０と生成ガス供給ライン４９を介して接続される。チャーＣｈを含む生成ガスＧａは、石炭ガス化炉１４から生成ガス供給ライン４９を介してチャー回収装置５０に供給される。

チャー回収装置５０は、生成ガスＧａからチャーＣｈを分離する分離装置５１と、分離装置５１で分離されたチャーＣｈを貯蔵するチャービン５２と、チャービン５２から供給されたチャーＣｈを収容するチャー供給ホッパ５３と、チャーＣｈを搬送する粉体搬送装置１００とを備える。

分離装置５１は、チャーＣｈを生成ガスＧａから除去して生成ガスＧｂを生成する。分離装置５１は、ガス精製設備１６とガス排出ライン１５を介して接続される。分離装置５１においてチャーＣｈが除去された生成ガスＧｂは、ガス排出ライン１５を介してガス精製設備１６に供給される。分離装置５１は、粗粒のチャーＣｈを回収するサイクロン５１Ａと、微粒のチャーＣｈを回収するフィルタ５１Ｂとを含む。サイクロン５１Ａで粗粒のチャーＣｈが除去された生成ガスＧａは、ガス排出ライン１５Ａを介してフィルタ５１Ｂに供給される。フィルタ５１Ｂで微粒のチャーＣｈが除去された生成ガスＧｂはガス排出ライン１５Ｂを介してガス精製設備１６に供給される。ガス排出ライン１５Ａとチャービン５２とは、ガス排出ライン１５Ａの圧力とチャービン５２の圧力とを均一化するための均圧化ライン１３を介して接続される。

粉体搬送装置１００は、分離装置５１からチャービン５２にチャーＣｈを搬送するチャー搬送ラインＬａと、チャービン５２からチャー供給ホッパ５３にチャーＣｈを搬送するチャー搬送ラインＬｂと、チャー供給ホッパ５３からチャー戻しライン４６にチャーＣｈを搬送するチャー搬送ラインＬｃとを備える。チャー回収装置５０は、石炭ガス化炉１４とチャー戻しライン４６を介して接続される。チャー戻しライン４６は、窒素供給ライン４５と接続される。本実施形態において、チャー供給ホッパ５３は、複数のチャー供給ホッパ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃを含む。

チャー搬送ラインＬａは、サイクロン５１Ａから排出されたチャーＣｈをチャービン５２に搬送するチャー搬送ラインＬａ１と、フィルタ５１Ｂから排出されたチャーＣｈをチャービン５２に搬送するチャー搬送ラインＬａ２とを含む。

チャー搬送ラインＬｂは、チャービン５２からチャー供給ホッパ５３ＡにチャーＣｈを搬送するチャー搬送ラインＬｂ１と、チャービン５２からチャー供給ホッパ５３ＢにチャーＣｈを搬送するチャー搬送ラインＬｂ２と、チャービン５２からチャー供給ホッパ５３ＣにチャーＣｈを搬送するチャー搬送ラインＬｂ３とを含む。

チャー搬送ラインＬｃは、チャー供給ホッパ５３Ａとチャー戻しライン４６を接続するチャー搬送ラインＬｃ１と、チャー供給ホッパ５３Ｂとチャー戻しライン４６を接続するチャー搬送ラインＬｃ２と、チャー供給ホッパ５３Ｃとチャー戻しライン４６を接続するチャー搬送ラインＬｃ３とを含む。チャー供給ホッパ５３のチャーＣｈは、チャー搬送ラインＬｃ及びチャー戻しライン４６を介して石炭ガス化炉１４に供給される。

チャー供給ホッパ５３内のチャー堆積量やチャー搬送状況によって、チャービン５２からチャーＣｈを搬送するチャー供給ホッパ５３を切り替えることができる。例えば、チャービン５２からチャー供給ホッパ５３ＡにチャーＣｈが搬送されるとき、チャー供給ホッパ５３Ｂ，５３ＣにチャーＣｈは搬送されない。チャービン５２からチャー供給ホッパ５３ＢにチャーＣｈが搬送されるとき、チャー供給ホッパ５３Ａ，５３ＣにチャーＣｈは搬送されない。チャービン５２からチャー供給ホッパ５３ＣにチャーＣｈが搬送されるとき、チャー供給ホッパ５３Ａ，５３ＢにチャーＣｈは搬送されない。使用するチャー搬送ラインＬｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３が切り替えられることにより、チャーＣｈが供給されるチャー供給ホッパ５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃが順次切り替えられる。

チャービン５２と複数のチャー供給ホッパ５３のそれぞれとの間にはチャービン５２の圧力とチャー供給ホッパ５３の圧力とを均一化するための均圧化ライン（図１には図示せず）が設けられている。均圧化ラインのそれぞれには切替弁（図１には図示せず）が設けられている。例えば、チャー供給ホッパ５３Ａから石炭ガス化炉１４へチャーＣｈを供給する場合、チャー供給ホッパ５３Ａに接続されている均圧化ラインの切替弁が閉じられ、チャー供給ホッパ５３Ａの内部が昇圧される。チャー供給ホッパ５３Ａから石炭ガス化炉１４へのチャーＣｈの供給が終了し、チャービン５２からチャー供給ホッパ５３ＡへチャーＣｈを供給する場合、チャー供給ホッパ５３Ａに接続されている均圧化ラインの切替弁が開けられ、チャー供給ホッパ５３Ａの内部が減圧される。チャー供給ホッパ５３Ｂ，５３Ｃについても同様である。

ガス精製設備１６は、チャーＣｈが除去された生成ガスＧｂから硫黄化合物及び窒素化合物等の不純物を除去して精製し、燃料ガスＧｃを生成する。燃料ガスＧｃは、燃料ガス供給ライン６６を介してガスタービン設備１７に供給される。

ガスタービン設備１７は、圧縮機６１と、燃焼器６２と、タービン６３と、圧縮機６１とタービン６３とを連結する回転軸６４とを有する。燃焼器６２は、圧縮機６１と圧縮空気供給ライン６５を介して接続され、ガス精製設備１６と燃料ガス供給ライン６６を介して接続され、タービン６３と燃焼ガス供給ライン６７を介して接続される。

ガスタービン設備１７の圧縮機６１と石炭ガス化炉１４とを接続する圧縮空気供給ライン４１に昇圧機６８が設けられる。空気Ｇｇを圧縮機６１に供給して圧縮空気Ｇｆとして燃焼器６２へ供給する。燃焼器６２は、圧縮機６１から供給された圧縮空気Ｇｆとガス精製設備１６から供給された燃料ガスＧｃとを混合して燃焼して燃焼ガスＧｈを生成する。タービン６３は、燃焼ガスＧｈにより回転軸６４を回転して発電機１９を回転駆動する。

蒸気タービン設備１８は、ガスタービン設備１７の回転軸６４と連結されるタービン６９を有する。排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン設備１７のタービン６３と排ガスライン７０を介して接続され、空気と高温のタービン排ガスＧｄとを熱交換して蒸気Ｇｅを生成する。排熱回収ボイラ２０は、蒸気タービン設備１８のタービン６９と蒸気供給ライン７１を介して接続され、蒸気タービン設備１８に蒸気Ｇｅを供給する。また、排熱回収ボイラ２０は、蒸気回収ライン７２と接続される。蒸気回収ライン７２には復水器７３が設けられる。タービン６９は、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気Ｇｅにより回転軸６４を回転して発電機１９を回転駆動する。

排熱回収ボイラ２０で熱回収された排ガスＧｉは、ガス浄化装置７４に供給される。ガス浄化装置７４は、排ガスＧｉから有害物質を除去する。ガス浄化装置７４で浄化された排ガスＧｊは、煙突７５から放出される。

図２は、本実施形態に係る粉体搬送装置１００を備えるチャー回収装置５０の要部を示す図である。図２に示すように、チャー回収装置５０は、チャーＣｈを貯蔵するチャービン５２と、チャービン５２からのチャーＣｈを収容するチャー供給ホッパ５３と、チャービン５２からチャー供給ホッパ５３にチャーＣｈを搬送する粉体搬送装置１００と、制御装置２００とを備える。

図２は、複数のチャー搬送ラインＬｂ及びチャー供給ホッパ５３のうち、１つの系統のチャー搬送ラインＬｂ及びチャー供給ホッパ５３を示す。他の系統のチャー搬送ラインＬｂ及びチャー供給ホッパ５３は同等の構造及び機能であるためその説明を省略する。また、以下の説明においては、粉体搬送装置１００のうちチャービン５２からチャー供給ホッパ５３にチャーＣｈを搬送するチャー搬送ラインＬｂについて主に説明する。

粉体搬送装置１００は、粉体であるチャーＣｈが搬送される搬送流路１０１Ｒを有するシュート配管１０１と、シュート配管１０１に供給されるチャーＣｈが搬送される搬送流路１０２Ｒを有する上流側配管１０２と、シュート配管１０１から供給されたチャーＣｈが搬送される搬送流路１０３Ｒを有する下流側配管１０３とを備える。

シュート配管１０１は、水平面に対して所定の傾斜角度θで傾斜する。上流側配管１０２及び下流側配管１０３のそれぞれは、鉛直方向に延在する。上流側配管１０２は、チャービン５２の下端部とシュート配管１０１の鉛直方向の上端部とを接続する。下流側配管１０３は、シュート配管１０１の鉛直方向の下端部とチャー供給ホッパ５３の上端部とを接続する。

シュート配管１０１の搬送流路１０１Ｒには、チャーＣｈが接触可能であり水平面に対して所定の傾斜角度θで傾斜する搬送面１０４が設けられる。搬送面１０４は、チャーＣｈの搬送方向の前方に向かって下方に傾斜する。チャーＣｈの搬送方向は、シュート配管１０１の長手方向である。チャーＣｈは、搬送面１０４に堆積可能である。水平面に対する搬送面１０４の所定の傾斜角度θは、チャーＣｈの安息角以下に設定される。一般的なチャーと一般的なシュート配管での安息角の例としては、４５［°］以上５０［°］以下である場合がある。

また、粉体搬送装置１００は、チャーＣｈを流動化させるためのアシストガスＧｒを搬送面１０４（多孔板１２０の搬送流路１０１Ｒ側に向けて）に鉛直下側から供給可能なアシストガス供給孔１０５と、アシストガス供給孔１０５からのアシストガスＧｒの供給と供給停止とを切り替え可能なアシストガス供給装置１０６とを備える。

アシストガス供給装置１０６は、シュート配管１０１の内部流路である搬送流路１０１ＲにアシストガスＧｒを供給する。アシストガスＧｒとして、窒素ガス、二酸化炭素ガス、及び酸素濃度が約５［体積％］以下の不活性ガス（イナートガス）等が使用される。アシストガス供給装置１０６は、アシストガス供給孔１０５と接続される風室１０７を有する。風室１０７は、シュート配管１０１の下部に固定されている風室部材１０８の内部に設けられる。風室１０７は、シュート配管１０１の下部に設けられシュート配管１０１の搬送流路１０１Ｒと接続される。アシストガス供給装置１０６は、風室１０７を介してシュート配管１０１の搬送流路１０１ＲにアシストガスＧｒを供給する。

風室１０７は、チャーＣｈの搬送方向に複数設けられる。風室部材１０８の内部が仕切板で区画されることにより複数の風室１０７が設けられる。本実施形態において、風室１０７は、シュート配管１０１の鉛直方向の上端部に最も近い風室１０７Ａと、風室１０７Ａに次いでシュート配管１０１の上端部に近い風室１０７Ｂと、風室１０７Ｂに次いでシュート配管１０１の上端部に近い風室１０７Ｃと、シュート配管１０１の下端部に最も近い風室１０７Ｄとを含む。

また、アシストガス供給装置１０６は、アシストガス供給源（不図示）と風室１０７とを接続するガス供給管１１０を備える。ガス供給管１１０は、アシストガス供給源と接続される主管１０９と、主管１０９から分岐する分岐管１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄとを有する。主管１０９には遮断弁１１１及び逆止弁１１２が設けられる。

複数の分岐管１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄは、複数の風室１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ、１０７Ｄのそれぞれと接続される。アシストガス供給源から供給されたアシストガスＧｒは、複数の分岐管１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄを介して、複数の風室１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ、１０７Ｄに供給される。

分岐管１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄのそれぞれには、アシストガスＧｒの供給量を調整可能な流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄが設けられる。制御装置２００は、流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを制御して、複数の風室１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ、１０７Ｄに供給されるアシストガスＧｒの供給量を調整可能である。なお、流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄが手動弁であり手動で操作されてもよい。

本実施形態においては、シュート配管１０１の搬送流路１０１Ｒに多孔板１２０が配置される。搬送面１０４は多孔板１２０の表面であり、アシストガス供給孔１０５は多孔板１２０の孔である。アシストガス供給孔１０５は、チャーＣｈの搬送方向に複数設けられる。複数の風室１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ、１０７Ｄはそれぞれ、アシストガス供給孔１０５と接続される。アシストガス供給源から複数の風室１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ、１０７Ｄに供給されたアシストガスＧｒは、アシストガス供給孔１０５を介して搬送面１０４に供給される。

なお、多孔板１２０は、焼結金属又は焼結金網のような細孔の気体通過路が数多く存在する多孔体（ポーラスメディア）であることが好ましい。これにより、搬送流路１０１ＲのチャーＣｈが風室１０７に流入することが抑制される。

アシストガス供給装置１０６は、アシストガス供給孔１０５からのアシストガスＧｒの供給されている状態と供給停止されている状態とを切り替えて、シュート配管１０１の搬送流路１０１ＲにおいてチャーＣｈが搬送される搬送状態と搬送流路１０１ＲがチャーＣｈで閉塞される閉塞状態とを切り替える。搬送面１０４の所定の傾斜角度θは前述のとおり、チャーＣｈの安息角以下に設定されている。搬送流路１０１ＲがチャーＣｈで閉塞される閉塞状態とするには、アシストガス供給孔１０５からのアシストガスＧｒの供給が停止されている状態で、チャービン５２から上流側配管１０２を介してシュート配管１０１にチャーＣｈが供給されると、そのチャーＣｈは搬送面１０４に堆積する。チャーＣｈの供給が継続されると、やがてチャーＣｈの堆積量が増大し、搬送流路１０１ＲはチャーＣｈによって閉塞状態となり、下流側配管１０３の気密弁１３０を閉とする。次に、下流側配管１０３の気密弁１３０を開として、チャーＣｈが搬送される搬送状態とする。ここでは、アシストガス供給孔１０５からアシストガスＧｒが供給されると、搬送面１０４に堆積しているチャーＣｈは、アシストガスＧｒによって流動化される。チャーＣｈが流動し、チャーＣｈの内部摩擦が低減され、チャーＣｈと搬送面１０４との摩擦抵抗が低減されると、チャーＣｈは、重力の作用により搬送面１０４を滑り落ちるように移動し、搬送流路１０１Ｒにおいて搬送状態となる。搬送状態となったチャーＣｈは、チャー供給ホッパ５３に供給される。

下流側配管１０３に気密弁１３０が設けられる。気密弁１３０は、下流側配管１０３の内部流路である搬送流路１０３Ｒを遮断して、チャー供給ホッパ５３に対するチャーＣｈの供給を制限する。

上流側配管１０２には、上流側配管１０２の内部流路である搬送流路１０２Ｒの第１部分１０２ａの圧力と第１部分１０２ａよりも上流側の第２部分１０２ｂの圧力との差を検出する差圧検出器１４０が設けられる。第１部分１０２ａは搬送流路１０２Ｒの下部であり、第２部分１０２ｂは搬送流路１０２Ｒの上部である。好ましくは、第１部分１０２ａはチャービン５２と上流側配管１０２の接続部の近傍であり、第２部分１０２ｂは上流側配管１０２とシュート配管１０１の接続部の近傍である。

また、粉体搬送装置１００は、搬送面１０４の外側から搬送面１０４にパージガスを供給するパージガス供給口１５０を備える。パージガス供給口１５０は、ノズル部材の先端部に設けられ、そのノズル部材はパージガス噴射装置１５１と接続される。パージガス供給口１５０は、パージガス噴射装置１５１から供給されたパージガスを搬送面１０４に噴射する。パージガス供給口１５０は、搬送面１０４の上流側の端部から搬送面１０４の下流側に向けてパージガスを噴射する。パージガス噴射装置１５１は、パージガス供給口１５０からパージガスを間欠的に噴射させる。パージガスとして、窒素ガス、二酸化炭素ガス、及び酸素濃度が約５［体積％］以下である不活性ガス（イナートガス）等が使用される。

チャービン５２とチャー供給ホッパ５３とは、チャービン５２の圧力とチャー供給ホッパ５３の圧力とを均一化するための均圧化ライン１６０を介して接続される。均圧化ライン１６０に切替弁１６１が設けられる。チャー供給ホッパ５３から石炭ガス化炉１４へチャーＣｈを供給する場合、切替弁１６１が閉じられ、チャー供給ホッパ５３の内部が昇圧される。チャー供給ホッパ５３から石炭ガス化炉１４へのチャーＣｈの供給が終了し、チャービン５２からチャー供給ホッパ５３へチャーＣｈを供給する場合、切替弁１６１が開けられ、チャー供給ホッパ５３の内部が減圧される。

図３は、本実施形態に係る粉体搬送装置１００の制御装置２００の一例を示す機能ブロック図である。制御装置２００は、コンピュータシステムを含む。制御装置２００は、入出力部２０１と、シュート配管１０１の搬送流路１０１ＲがチャーＣｈで閉塞状態か否かを判定する判定部２０２と、流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを制御する制御信号を出力するアシストガス制御部２０３と、気密弁１３０を制御する制御信号を出力する気密弁制御部２０４と、パージガス噴射装置１５１を制御する制御信号を出力するパージガス制御部２０５と、均圧ライン１６０の切替弁１６１を制御する制御信号を出力する切替弁制御部２０６とを備える。

判定部２０２は、差圧検出器１４０の検出結果に基づいて、シュート配管１０１の搬送流路１０１ＲがチャーＣｈで閉塞状態か否かを判定する。チャーＣｈによってシュート配管１０１の搬送流路１０１Ｒが閉塞されると、その搬送流路１０１Ｒの閉塞に伴って、上流側配管１０２の搬送流路１０２Ｒの下部である第１部分１０２ａにチャーＣｈが堆積する。搬送流路１０２Ｒの第１部分１０２ａにチャーＣｈが堆積した場合、第１部分１０２ａと第２部分１０２ｂとの間に差圧が発生する。判定部２０２は、差圧検出器１４０の検出結果に基づいて、第１部分１０２ａと第２部分１０２ｂとの間の差圧が予め設定された差圧閾値以上であると判定した場合、上流側配管１０２の搬送流路１０２Ｒの第１部分１０２ａにチャーＣｈが堆積していると判定し、シュート配管１０１の搬送流路１０１ＲがチャーＣｈで閉塞状態であると判定する。一方、判定部２０２は、第１部分１０２ａと第２部分１０２ｂとの間の差圧が予め設定された差圧閾値よりも小さいと判定した場合、シュート配管１０１の搬送流路１０１Ｒは閉塞状態でなく、チャーＣｈはシュート配管１０１の搬送流路１０１Ｒを搬送状態であると判定する。

アシストガス制御部２０３は、シュート配管１０１の搬送流路１０１ＲにおいてチャーＣｈを搬送状態にする場合、流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを開けるための制御信号を出力する。アシストガス制御部２０３は、シュート配管１０１の搬送流路１０１ＲをチャーＣｈで閉塞状態にする場合、流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを閉じるための制御信号を出力する。

気密弁制御部２０４は、判定部２０２によりシュート配管１０１の搬送流路１０１Ｒが閉塞状態であると判定された後に気密弁１３０を閉じる第１制御信号を出力する第１制御部２０４Ａと、気密弁１３０を開く第２制御信号を出力する第２制御部２０４Ｂとを有する。アシストガス制御部２０３は、気密弁１３０が開いた後に流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを開けるための制御信号を出力する。

パージガス制御部２０５は、アシストガス制御部２０３から流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを開けるための制御信号が出力されてアシストガス供給孔１０５からアシストガスＧｒが供給された後、差圧検出器１４０の検出結果に基づいてシュート配管１０１の搬送流路１０１Ｒの閉塞状態が解除されていないと判定されたとき、パージガス供給口１５０からパージガスが噴射されるようにパージガス噴射装置１５１に制御信号を出力する。

切替弁制御部２０６は、切替弁１６１を開けるための制御信号及び閉じるための制御信号を出力する。

次に、搬送面１０４の所定の傾斜角度θについて説明する。例えばチャーＣｈの安息角が４０［°］以上５０［°］以下の場合、搬送面１０４の傾斜角度θは１０［°］以上安息角以下が好ましい。搬送面１０４の所定の傾斜角度θが１０［°］よりも小さい場合、後述の図４で示すように、チャーＣｈを流動化させて搬送するために過大な供給量又は流速のアシストガスＧｒが必要となるため非効率となる。アシストガスＧｒの消費量が多くなると、運転コストの増大をもたらす。一方、搬送面１０４の傾斜角度θがチャーＣｈの安息角よりも大きい場合、チャーＣｈが自重で搬送面１０４を滑り落ちる状態になり、搬送流路１０１Ｒを閉塞状態にすることが困難となる。チャーＣｈを搬送するのに必要なアシストガスＧｒの供給量又は流速が低減され且つ搬送流路１０１Ｒが閉塞状態になるように、搬送面１０４の所定の傾斜角度θは、１０［°］以上安息角以下が好ましく、２０［°］以上３０［°］以下がより好ましい。

図４は、アシストガス供給孔１０５から供給されるアシストガスＧｒの流速比［−（単位無し）］とチャー搬送ラインＬｂの断面積当たりのチャーＣｈの搬送速度［ｋｇ／ｍ^２／ｓ］との関係を示す図である。○（白抜き丸印）は傾斜角度θが３０［°］のときのものを、●（塗潰し丸印）は傾斜角度θが２０［°］のときのものを、□（白抜き四角印）は傾斜角度θが１０［°］のときのものを示している。図４は、チャー供給ホッパ５３へのチャーＣｈの搬送の状況を示す。図４に示すように、傾斜角度θが２０［°］以上３０［°］以下においては、アシストガスＧｒの流速比が小さい場合(傾斜角度θが３０［°］のときの流動化開始速度を１としている)においても、傾斜角度に大きさよらずにチャーＣｈを搬送状態とすることができる。

図４に示すように、所定の傾斜角度θが２０［°］以上３０［°］以下である場合、アシストガスＧｒの流速比が１［−］以上であれば、粉体搬送装置１００において実用範囲のチャーＣｈの搬送量が確保される。なお、アシストガスＧｒの流速比は、２［−］以上であることが好ましく、５［−］以上であることがより好ましい。一方、傾斜角度θが１０［°］である場合、実用範囲のチャーＣｈの搬送量を確保するためには、アシストガスＧｒの流速比は８［−］以上、好ましくは１０［−］以上必要となる。そのため、搬送面１０４の所定の傾斜角度θは、１０［°］以上安息角以下が好ましく、２０［°］以上３０［°］以下がより好ましい。

次に、本実施形態に係る粉体搬送装置１００の動作の一例について図５及び図６を参照して説明する。図５は、シュート配管１０１の搬送流路１０１Ｒを搬送状態から閉塞状態にするときの粉体搬送装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。図６は、シュート配管１０１の搬送流路１０１Ｒの閉塞状態を解除して閉塞状態から搬送状態にするときの粉体搬送装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。

図５を参照して搬送流路１０１Ｒを搬送状態から閉塞状態に切り替えるときの動作について説明する。

アシストガス制御部２０３は、流量制御弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを閉じるための制御信号を出力する。これにより、アシストガス供給孔１０５からのアシストガスＧｒの供給が停止される（ステップＳＡ１）。

アシストガス供給孔１０５からのアシストガスＧｒの供給が停止されている状態で、チャービン５２から上流側配管１０２を介してシュート配管１０１にチャーＣｈが供給されることにより、シュート配管１０１の搬送面１０４におけるチャーＣｈの堆積が進行する。搬送面１０４の傾斜角度θは、アシストガスＧｒの供給が停止されたときにチャーＣｈが搬送面１０４に堆積する程度の小さい角度、具体的にはチャーＣｈの安息角以下に設定されており、チャーＣｈの堆積は促進される。

判定部２０２は、差圧検出器１４０の検出結果に基づいて、搬送流路１０１Ｒが閉塞状態になったか否かを判定する（ステップＳＡ２）。

ステップＳＡ２において、搬送流路１０１Ｒは閉塞状態になっていないと判定された場合（ステップＳＡ２：Ｎｏ）、判定部２０２は、差圧検出器１４０の検出結果の監視を継続する。

ステップＳＡ２において、搬送流路１０１Ｒは閉塞状態になったと判定された場合（ステップＳＡ２：Ｙｅｓ）、気密弁制御部２０４の第１制御部２０４Ａは、気密弁１３０を閉じるための第１制御信号を出力する。これにより、気密弁１３０が閉じられる（ステップＳＡ３）。

気密弁１３０が閉じられた後、切替弁制御部２０６は、切替弁１６１を閉じるための制御信号を出力する。これにより、切替弁１６１が閉じられる（ステップＳＡ４）。

気密弁１３０及び切替弁１６１が閉じられた後、チャー供給ホッパ５３の内部が昇圧され、チャー供給ホッパ５３のチャーＣｈが石炭ガス化炉１４に供給される（ステップＳＡ５）。

次に、図６を参照して搬送流路１０１Ｒを閉塞状態から搬送状態に切り替えるときの動作について説明する。

切替弁制御部２０６は、切替弁１６１を開けるための制御信号を出力する。これにより、切替弁１６１が開けられる（ステップＳＢ１）。チャー供給ホッパ５３の内部が減圧され、チャー供給ホッパ５３とチャ―ビン５２が均圧化される。

次に、気密弁制御部２０４の第２制御部２０４Ｂは、気密弁１３０を開けるための第２制御信号を出力する。これにより、気密弁１３０が開けられる（ステップＳＢ２）。

気密弁１３０が開いた後に、アシストガス制御部２０３は、流量制御弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを開けるための制御信号を出力する。これにより、アシストガス供給孔１０５からのアシストガスＧｒの供給が開始される（ステップＳＢ３）。

本実施形態においては、複数の流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄが同時に開けられ、複数の風室１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ，１０７ＤにアシストガスＧｒが同時に供給される。また、複数の流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄは同じ開度で開けられ、複数の風室１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ，１０７Ｄのそれぞれに接続される複数のアシストガス供給孔１０５は、均等な噴出し量と見なせるような流速で噴出すようにアシストガスＧｒを供給する。

アシストガスＧｒが供給されることによりチャーＣｈは流動化する。本実施形態においては、搬送面１０４は多孔板１２０の表面であり、アシストガス供給孔１０５は多孔板１２０の孔である。多孔板１２０の表面とその多孔板１２０の表面に堆積しているチャーＣｈとの間には多孔板の多数の孔からアシストガスＧｒが略均一に噴出すよう供給される。アシストガスＧｒの基準流速比は１以上６以下である（図４で傾斜角度θが３０［°］のときの流動化開始速度を１としたもの）。アシストガスＧｒの供給により、チャーＣｈの内部摩擦が低減されるとともに、搬送面１０４を移動するチャーＣｈと搬送面１０４との摩擦抵抗が低減されるため、チャーＣｈの搬送は促進される。チャーＣｈは、重力の作用により搬送面１０４を滑り落ちるように搬送され、チャー供給ホッパ５３に供給される。

判定部２０２は、差圧検出器１４０の検出結果に基づいて、搬送流路１０１Ｒの閉塞状態が解除されたか否かを判定する（ステップＳＢ４）。

ステップＳＢ４において、搬送流路１０１Ｒの閉塞状態が解除された、すなわち、チャーＣｈは搬送状態になったと判定された場合（ステップＳＢ４：Ｙｅｓ）、閉塞状態から搬送状態に切り替える動作が終了する。

ステップＳＢ４において、搬送流路１０１Ｒの閉塞状態が解除されていないと判定されて、後述のようにアシストガスＧｒの供給量を一時的に増加してもよい（この場合は、図示しないがステップＳＢ３へ戻る）。本実施形態では、アシストガスＧｒの供給量の増加が限界に達している、もしくは増加せずに対処する状況にあるとして、アシストガスＧｒの供給では閉塞状態が解除されないと判断された場合（ステップＳＢ４：Ｎｏ）、パージガス制御部２０５は、パージガス供給口１５０からパージガスが噴射されるように制御信号を出力する。これにより、パージガス供給口１５０からパージガスの噴射が追加される（ステップＳＢ５）。

アシストガス供給口１０５からアシストガスＧｒが供給されても、搬送流路１０１Ｒの閉塞状態が解除されない場合、パージガス供給口１５０が搬送面１０４の外側から搬送面１０４にパージガスの噴射を追加することにより、チャーＣｈの流動化が促進され、搬送流路１０１Ｒの閉塞状態が解除される。パージガス供給口１５０から噴射されるパージガスの流速は、アシストガス供給口１０５から供給されるアシストガスＧｒの流速よりも十分に速く、パージガスは間欠的に噴射される。そのため、アシストガスＧｒの供給によりチャーＣｈが流動化されなくても、パージガスが噴射されることにより、そのパージガスの力によってチャーＣｈは流動化を開始し、閉塞状態が解除される。

パージガスが噴射された後、差圧検出器１４０の検出結果に基づいて、搬送流路１０１Ｒの閉塞状態が解除されたか否かが判定される（ステップＳＢ４）。搬送流路１０１Ｒの閉塞状態が解除されたと判定されるまで、パージガスの噴射が断続的に継続される。搬送流路１０１Ｒの閉塞状態が解除されたと判定された場合、パージガスの噴射が停止される。

なお、ステップＳＢ４において、搬送流路１０１Ｒの閉塞状態が解除されていないと判定された場合、アシストガス制御部２０３は、アシストガス供給孔１０５から供給されるアシストガスＧｒの流速が高まるように、流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを制御してもよい。（この場合は、図示しないがステップＳＢ３へ戻る）

以上説明したように、本実施形態によれば、アシストガス供給孔１０５から搬送面１０４にアシストガスＧｒが供給されることにより、閉塞状態のチャーＣｈは流動化し、重力の作用により搬送流路１０１Ｒを滑り落ちるように搬送される。次に、必要量のチャーＣｈの搬送が終了した場合に、アシストガス供給孔１０５からのアシストガスＧｒの供給が停止されることにより、チャーＣｈは搬送面１０４に堆積して搬送流路１０１Ｒを閉塞状態にする。従来技術においては上流側配管１０２に仕切弁が設けられていて、気密弁１３０を閉動作又は開動作するに際して、その動作中に気密弁１３０の周囲でチャーＣｈが流動しないように、まず仕切弁が閉じられた後に、気密弁１３０を閉じていた。本実施形態によれば、従来技術においては上流側配管１０２に設けられていた仕切弁を省略してもよい。仕切弁が無くても、アシストガスＧｒを供給と停止を選択することにより、チャーＣｈの搬送状態と搬送遮断状態とすることができる。仕切弁の設置が不要となるとともにチャーＣｈが流動化された後に搬送されるため、仕切弁の動作不良についてのリスクがなくなり、粉体搬送装置１００の信頼性が向上する。また、仕切弁の設置が不要となるので、粉体搬送装置１００の構造は簡素化されコストが低減される。さらに、搬送面１０４の傾斜角度θは、チャーＣｈの安息角以下の小さい角度（１０°〜安息角）に設定されるため、粉体搬送装置１００の大型化（高さ方向の縦長化）が抑制され、設置架台を簡素化することができる。

また、本実施形態においては、搬送状態から閉塞状態に切り替えるとき、判定部２０２により搬送流路１０１Ｒが閉塞状態であると判定された後に気密弁１３０が閉動作される。搬送流路１０１Ｒが閉塞状態となり、気密弁１３０の周囲でチャーＣｈが流動していない状態で、気密弁１３０が閉動作されるので、気密弁１３０のシール部の劣化が抑制される。

また、本実施形態においては、閉塞状態から搬送状態に切り替えるとき、気密弁１３０の開動作が完了してから、アシストガスＧｒの供給が開始されチャーＣｈが流動化された後からの搬送が開始される。気密弁１３０の開動作中においては気密弁１３０の周囲でチャーＣｈが流動しないので、気密弁１３０のシール部の劣化が抑制される。

なお、本実施形態においては、判定部２０２は差圧検出器１４０の検出結果に基づいて搬送流路１０１Ｒが閉塞状態か否かを判定することとした。判定部２０２は、アシストガス供給装置１０６がアシストガスＧｒの供給停止を開始してからの経過時間に基づいて閉塞状態か否かを判定してもよい。アシストガスＧｒの供給が停止されることにより、チャーＣｈの流動は停止し、チャーＣｈの堆積及び搬送流路１０１Ｒの閉塞が開始される。アシストガスＧｒの供給が停止されてから、チャーＣｈの堆積及び搬送流路１０１Ｒの閉塞が開始され気密弁１３０にチャーＣｈが搬送されない状態（気密弁１３０の周囲でチャーＣｈが流動していない状態）になるまでの時間は、実験又はシミュレーションにより求めることができる。したがって、判定部２０２は、アシストガス供給装置１０６がアシストガスＧｒの供給停止を開始してからの経過時間に基づいて、閉塞状態になったか否かを判定することができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

本実施形態においては、閉塞状態から搬送状態に切り替える動作において、複数の風室１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ，１０７Ｄのうち、シュート配管１０１の上端部に最も近い風室１０７Ａと接続されたアシストガス供給孔１０５からのアシストガスＧｒの供給が開始された後、他の風室１０７Ｂ，１０７Ｃ，１０７Ｄと接続されたアシストガス供給孔１０５からのアシストガスＧｒの供給が開始される実施形態について説明する。

図７は、閉塞状態から搬送状態に切り替える動作におけるタイミングチャートである。図７の（Ａ）は、シュート配管１０１におけるチャーＣｈの搬送量を示し、図７の（Ｂ）は、気密弁１３０の開閉動作を示し、図７の（Ｃ）は、流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄの開閉動作を示す。

図７に示すように、閉塞状態から搬送状態に切り替える動作において、本実施形態においては、時点ｔ１において気密弁１３０が開けられ、時点ｔ１よりも後の時点ｔ２において、流量調整弁１１４Ａが開けられ、時点ｔ２よりも後の時点ｔ３において、流量調整弁１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄが開けられる。時点ｔ２と時点ｔ３との間の時間は、数秒間程度であり、例えば１［秒］以上１０［秒］以下である。

なお、流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄが手動弁であり手動で操作される場合、遮断弁１１１を開閉することにより搬送状態が切り替えられる。

また、本実施形態においては、上流側にある風室１０７Ａと接続されたアシストガス供給孔１０５から供給されるアシストガスＧｒの流速Ｖ１が、下流側にある他の風室１０７Ｂ，１０７Ｃ，１０７Ｄと接続されたアシストガス供給孔１０５から供給されるアシストガスＧｒの流速Ｖ２よりも速くなるように、流量調整弁１１４Ａの開度と、流量調整弁１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄの開度とに差異が設けられる。

図８は、本実施形態に係る流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを流れる単位時間当たりのアシストガスＧｒの流量を示す。流量調整弁１１４Ａにおいては流量Ｆ１のアシストガスＧｒが流れる。流量調整弁１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄにおいては流量Ｆ１よりも少ない流量Ｆ２のアシストガスＧｒが流れる。流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを流れる単位時間当たりのアシストガスＧｒの流量と、流量調整弁１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを通過したアシストガスＧｒがアシストガス供給孔１０５から供給されるときの流速とは１対１で対応する。流量調整弁１１４Ａを通過したアシストガスＧｒがアシストガス供給孔１０５から供給されるときの流速Ｖ１は、流量調整弁１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを通過したアシストガスＧｒがアシストガス供給孔１０５から供給されるときの流速Ｖ２よりも速い。本実施形態においては、流量Ｆ１（流速Ｖ１）は、流量Ｆ２（流速Ｖ２）の２倍以上に設定される。

図９は、本実施形態に係る流量Ｆ１と流量Ｆ２との比（Ｆ１／Ｆ２）と、シュート配管１０１におけるチャーＣｈの搬送速度との関係を示す図である。図９に示すように、流量Ｆ１と流量Ｆ２とに差異が設けられ、その差異が適正化されることにより、チャーＣｈの流動化を促進して閉塞状態を解除し、アシストガスＧｒの流量を必要以上に増加しなくてもチャーＣｈの搬送速度を高めることができる。図９に示すように、流量調整弁１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄを通過したアシストガスＧｒの流量（流量Ｆ２）を、この領域での流動化を開始して搬送可能の流量に選定した場合、すなわち基準流速比は１以上６以下である（図４で傾斜角度θが３０［°］のときの流動化開始速度を１としたもの）ときに、Ｆ１／Ｆ２が２．０以上になると、チャーＣｈの搬送速度は計画値（目標値）を上回り、粉体搬送装置１００において実用範囲のチャーＣｈの搬送速度が確保される。Ｆ１／Ｆ２が１．０以上２．０未満の範囲は、流量Ｆ２の設定にあたり基準流速比が１に近い場合では、チャーＣｈの搬送速度が不十分なことがあり、必要な搬送速度を確保できない不安定領域となる場合がある。Ｆ１／Ｆ２が１．０未満の場合、チャーＣｈの搬送速度は十分に確保されない。

この状況は、チャーＣｈが上流側配管１０２からシュート配管１０１に供給され堆積すると、上流側配管１０２に堆積しているチャーＣｈの重みにより、シュート配管１０１に堆積しているチャーＣｈのうち上流側配管１０２と接続されるシュート配管１０１の上端部付近に堆積しているチャーＣｈが最も流動し難くなるためであると考えられる。図７を参照して説明したように、シュート配管１０１の上端部に最も近い風室１０７Ａと接続されたアシストガス供給孔１０５からのアシストガスＧｒの供給のタイミングを、他の風室１０７Ｂ，１０７Ｃ，１０７Ｄと接続されたアシストガス供給孔１０５からのアシストガスＧｒの供給のタイミングよりも早めることにより、シュート配管１０１の上端部付近に堆積している流動化し難いチャーＣｈを流動化させた後、シュート配管１０１を閉塞しているチャーＣｈ全体を流動化させることができる。

また、図９を参照して説明したように、シュート配管１０１の上端部に最も近い風室１０７Ａと接続されたアシストガス供給孔１０５から供給されるアシストガスＧｒの流速Ｖ１を、他の風室１０７Ｂ，１０７Ｃ，１０７Ｄと接続されたアシストガス供給孔１０５から供給されるアシストガスＧｒの流速Ｖ２よりも速くすることにより、チャーＣｈの十分な搬送速度が確保され、チャーＣｈの搬送が促進される。また、風室１０７Ａと接続されたアシストガス供給孔１０５から供給されるアシストガスＧｒの流速Ｖ１を高めることにより、風室１０７Ｂ，１０７Ｃ，１０７Ｄと接続されたアシストガス供給孔１０５から供給されるアシストガスＧｒの流速Ｖ２を抑制しても、搬送流路１０１Ｒの閉塞状態を解除することができる。アシストガスＧｒの流速Ｖ２を抑制できるので、チャーＣｈの目標搬送速度を確保しながら、アシストガスＧｒの消費量を低減でき、運転コストを抑制することができる。また、流速Ｖ２を抑制できるので、搬送流路１０１Ｒの圧力上昇又は圧力逆転によるチャーＣｈの搬送性の悪化が抑制される。

＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。上述の実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。

図１０は、本実施形態に係る粉体搬送装置１００Ｂの一例を示す図である。図１０に示すように、本実施形態においては、搬送面１０４は、水平面に対して第１角度θで傾斜する第１搬送面１０４Ａと、水平面とのなす角度が第１角度θよりも小さい第２搬送面１０４Ｂとを含む。

第１角度θは、上述の実施形態で説明した傾斜角度θと同様であり、１０［°］以上安息角以下であることが好ましい。

水平面と第２搬送面１０４Ｂとがなす角度は、１０［°］未満であり、０［°］であることが好ましい。すなわち、第２搬送面１０４Ｂは水平面と平行であることが好ましい。

第２搬送面１０４Ｂは第１搬送面１０４Ａよりも上流側に設けられる。本実施形態において、第２搬送面１０４Ｂの少なくとも一部は、上流側配管１０２の搬送流路１０２Ｒの直下に配置される。寸法Ｈｂは、搬送流路１０２Ｒの下流側の端部と、第２搬送面１０４Ｂと第１搬送面１０４Ａとの境界との距離である。寸法Ｈａは、第２搬送面１０４Ｂと第１搬送面１０４Ａとの境界と、第１搬送面１０４Ａの下流側の端部との距離である。本実施形態において、搬送流路１０１Ｒの直径は例えば５００［ｍｍ］であり、寸法Ｈｂは０［ｍｍ］より長く１０００［ｍｍ］以下である。

第２搬送面１０４Ｂでの寸法Ｈｂは、１０００［ｍｍ］を越えると第１搬送面１０４Ｂに供給するアシストガスＧｒによる基準流速比は６を大きく超える必要があり、且つパージガス噴射装置１５１からのパージガスの供給流量が増大し、アシストガスＧｒの消費量が増加する。

水平面とのなす角度が第１搬送面１０４Ａよりも小さい第２搬送面１０４Ｂが設けられることにより、流動化のためのアシストガスＧｒがない場合は、チャーＣｈは自重により下流側へと搬送されないので、第２搬送面１０４Ｂにより堆積し易くなる。そのため、アシストガスＧｒの供給が停止されることにより、搬送面１０４においてチャーＣｈはより確実に堆積し、搬送流路１０１Ｒを閉塞状態にすることができる。

なお、上述の各実施形態においては、粉体搬送装置１００が石炭ガス化複合発電設備１０に適用されることとしたが、微粉炭供給設備や石炭ガス化複合発電設備１０とは別の設備に適用されてもよいし、チャーＣｈ以外の粉体を搬送してもよい。

１０ 石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）
１３ 均圧化ライン
１４ 石炭ガス化炉
１５（１５Ａ，１５Ｂ）ガス排出ライン
１６ ガス精製設備
１７ ガスタービン設備
１８ 蒸気タービン設備
１９ 発電機
２０ 排熱回収ボイラ
３０ 微粉炭供給設備
３２ 微粉炭バンカ
３５ 微粉炭供給ライン
４１ 圧縮空気供給ライン
４２ 空気分離装置
４３ 窒素供給ライン
４５ 窒素供給ライン
４６ チャー戻しライン
４７ 酸素供給ライン
４８ 異物除去装置
４９ 生成ガス供給ライン
５０ チャー回収装置
５１ 分離装置
５１Ａ サイクロン
５１Ｂ フィルタ
５２ チャービン
５３（５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ） チャー供給ホッパ
６１ 圧縮機
６２ 燃焼器
６３ タービン
６４ 回転軸
６５ 圧縮空気供給ライン
６６ 燃料ガス供給ライン
６７ 燃焼ガス供給ライン
６８ 昇圧機
６９ タービン
７０ 排ガスライン
７１ 蒸気供給ライン
７２ 蒸気回収ライン
７３ 復水器
７４ ガス浄化装置
７５ 煙突
１００ 粉体搬送装置
１０１ シュート配管
１０１Ｒ 搬送流路
１０２ 上流側配管
１０２ａ 第１部分
１０２ｂ 第２部分
１０２Ｒ 搬送流路
１０３ 下流側配管
１０３Ｒ 搬送流路
１０４ 搬送面
１０４Ａ 第１搬送面
１０４Ｂ 第２搬送面
１０５ アシストガス供給孔
１０６ アシストガス供給装置
１０７（１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ，１０７Ｄ） 風室
１０８ 風室部材
１０９ 主管
１１０ ガス供給管
１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ 分岐管
１１１ 遮断弁
１１２ 逆止弁
１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄ 流量調整弁
１２０ 多孔板
１３０ 気密弁
１４０ 差圧検出器
１５０ パージガス供給口
１５１ パージガス噴射装置
１６０ 均圧化ライン
１６１ 切替弁
２００ 制御装置
２０１ 入出力部
２０２ 判定部
２０３ アシストガス制御部
２０４ 気密弁制御部
２０４Ａ 第１制御部
２０４Ｂ 第２制御部
２０５ パージガス制御部
２０６ 切替弁制御部
Ｃｈ チャー
Ｇａ 生成ガス
Ｇｂ 生成ガス
Ｇｃ 燃料ガス
Ｇｄ タービン排ガス
Ｇｅ 蒸気
Ｇｆ 圧縮空気
Ｇｇ 空気
Ｇｈ 燃焼ガス
Ｇｉ 排ガス
Ｇｊ 排ガス
Ｇｒ アシストガス
Ｌａ（Ｌａ１，Ｌａ２） チャー搬送ライン
Ｌｂ（Ｌｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３） チャー搬送ライン
Ｌｃ（Ｌｃ１，Ｌｃ２，Ｌｃ３） チャー搬送ライン
Ｐｃ 微粉炭
θ 傾斜角度

Claims (14)

1. 粉体が堆積可能であり少なくとも一部が水平面から所定の傾斜角度で傾斜する搬送面が設けられた搬送流路を有するシュート配管と、
   前記粉体を流動化させるためのアシストガスを前記搬送面に鉛直下側から供給可能なアシストガス供給孔と、
   前記アシストガスの供給と供給停止とを切り替えることで、前記搬送流路において前記粉体が搬送される搬送状態と前記搬送流路が前記粉体で閉塞される閉塞状態とを切り替えるアシストガス供給装置と、を備えることを特徴とする粉体搬送装置。
2. 前記傾斜角度は前記粉体の安息角以下１０°以上であることを特徴とする請求項１に記載の粉体搬送装置。
3. 前記シュート配管から供給された前記粉体が搬送される下流側配管と、
   前記下流側配管に設けられる気密弁と、
   前記搬送流路において前記閉塞状態にあるか否かを判定する判定部と、
   前記判定部により前記閉塞状態であると判定された後に前記気密弁を閉じる第１制御信号を出力する第１制御部と、を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の粉体搬送装置。
4. 前記シュート配管に供給される前記粉体が搬送される上流側配管と、
   前記上流側配管の内部流路の第１部分の圧力と前記第１部分よりも上流側の第２部分の圧力との差を検出する差圧検出器と、を備え、
   前記判定部は、前記差圧検出器の検出結果に基づいて前記閉塞状態にあるか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の粉体搬送装置。
5. 前記気密弁を開く第２制御信号を出力する第２制御部を備え、
   前記アシストガス供給装置は、前記気密弁が開いた後に前記アシストガスの供給を開始することを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の粉体搬送装置。
6. 前記アシストガス供給孔は前記粉体の搬送方向に複数設けられ、
   前記アシストガス供給装置は、前記搬送方向に設けられ前記アシストガス供給孔と接続される複数の風室を有し、
   複数の前記風室のうち前記シュート配管の上流側上端部に最も近い風室と接続された前記アシストガス供給孔からの前記アシストガスの供給が開始された後、所定の時間後に他の風室と接続された前記アシストガス供給孔からの前記アシストガスの供給が開始されることを特徴とする請求項５に記載の粉体搬送装置。
7. 複数の前記風室のうち前記シュート配管の上端部に最も近い風室と接続された前記アシストガス供給孔から供給される前記アシストガスの前記搬送面から噴出する流速は、他の風室と接続された前記アシストガス供給孔から供給される前記アシストガスの前記搬送面から噴出する流速よりも速いことを特徴とする請求項６に記載の粉体搬送装置。
8. 前記搬送面は多孔板の表面を含み、前記アシストガス供給孔は前記多孔板の孔を含み、
   前記アシストガス供給装置から供給された前記アシストガスは前記多孔板の孔を介して供給されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の粉体搬送装置。
9. 前記アシストガス供給孔からの前記アシストガスの供給により前記閉塞状態が解除されない前記搬送流路の搬送面にパージガスを供給するパージガス供給口を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の粉体搬送装置。
10. 前記搬送面は、水平面に対して第１角度で傾斜する第１搬送面と、水平面とのなす角度が前記第１角度よりも小さい第２搬送面とを含み、
    前記第１搬送面は、前記搬送面の上流側上端部に位置することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の粉体搬送装置。
11. 前記第２搬送面のうち、前記搬送流路の下流側の端部と、前記第２搬送面と第１搬送面との境界との距離は、は０［ｍｍ］より長く１０００［ｍｍ］以下であることを特徴とする請求項１０に記載の粉体搬送装置。
12. チャーを貯蔵するチャービンと、
    前記チャービンからの前記チャーを収容するチャー供給ホッパと、前記チャービンから前記チャー供給ホッパへ前記チャーを搬送する請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の粉体搬送装置と、
    を備えることを特徴とするチャー回収装置。
13. シュート配管の搬送流路に設けられた、粉体が堆積可能であり少なくとも一部が水平面から所定の傾斜角度で傾斜する搬送面に対する前記アシストガスの供給と供給停止とを切り替えて、前記搬送流路において前記粉体が搬送される搬送状態と前記搬送流路が前記粉体で閉塞される閉塞状態とを切り替え、
    前記シュート配管に供給される前記粉体が搬送される上流側配管に仕切弁を設けないことを特徴とする粉体搬送方法。
14. 微粉炭をガス化して可燃性の生成ガスを生成する石炭ガス化炉と、
    請求項１２に記載のチャー回収装置と、
    前記チャーが回収された前記生成ガスを精製して燃料ガスを生成するガス精製設備と、
    前記燃料ガスの少なくとも一部を燃焼してタービンを回転駆動するガスタービン設備と、
    前記ガスタービン設備からのタービン排ガスが導入される排熱回収ボイラと、
    前記排熱回収ボイラで生成された蒸気によりタービンを回転駆動する蒸気タービン設備と、
    前記ガスタービン設備及び前記蒸気タービン設備の少なくとも一方と接続された発電機と、を備えることを特徴とするガス化複合発電設備。

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