JP2017125157A - ガス化炉 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原料を酸化して生成ガスを生成するガス化炉には、原料を酸化する酸化域を予め定めた所定温度または所定温度範囲に維持する手段が設けられ、原料を酸化域に予め定めた所定時間範囲内で通過させる手段が設けられている。
【選択図】図2
Description
先ず、本発明の実施の形態に係るガス化炉102を備えたガス化装置100(ガス化システム)の全体構成について説明する。
本実施の形態に係るガス化炉102は、原料Fを酸化して燃料ガスGを生成するガス化炉である。
本実施の形態に係るガス化炉102の運転方法では、酸化域αの酸化雰囲気温度Tと、原料Fが酸化域αに入った時点から原料F自身の温度が結晶性シリカ生成温度Tcに達するまでの時間である結晶性シリカ生成温度到達時間tcとの相関関係ρ(後述する図6参照および[表1]参照)に基づいて所定温度または所定温度範囲の中央温度および所定時間範囲内の酸化域通過時間tpを決定する。本実施の形態に係るガス化炉102は、酸化雰囲気温度Tと結晶性シリカ生成温度到達時間tcとの相関関係ρに基づいて所定温度または所定温度範囲の中央温度および所定時間範囲内の酸化域通過時間tpを決定する第3手段をさらに備えている。
本発明者らの知見によると、酸化雰囲気温度Tが結晶性シリカ生成温度Tcより下回る場合には、結晶性シリカは生成されず、結晶性シリカ生成温度到達時間tcは理論上無限大になる。一方、結晶性シリカ生成温度到達時間tcは実際上0分になることはない。そして、実験結果のグラフ(図6参照)からすると、酸化雰囲気温度Tと結晶性シリカ生成温度到達時間tcとの相関関係ρは反比例の関係とみなすことができる。
また、酸化雰囲気温度Tと結晶性シリカ生成温度到達時間tcとの相関関係ρは、カリウムの所定の含有濃度の原料Fを基準とした以下の[表1]で示される相関表に対応させることができる。
本実施の形態において、ガス化炉102の設置時または原料Fの調達地の決定時若しくは変更時に相関関係ρを設定または更新する。
第6実施形態に係るガス化炉102の運転方法は、原料Fを導入するに先立ち、炉102b内を所定温度または所定温度範囲に予熱する。本実施の形態に係るガス化炉102は、原料Fを導入するに先立ち、炉102b内を所定温度または所定温度範囲に予熱する第4手段をさらに備えている。詳しくは、第4手段は、予熱部102cを含んでいる。
101 貯留ホッパ
102 ガス化炉
102a 原料導入部
102a1 原料導入コンベア
102a2 原料導入フィーダー
102ah 開口
102b 炉
102b1 頂面
102b2 側面
102b3 底面
102c 予熱部
102c1 ガス供給部
102c2 ガスボンベ
102d 酸化剤導入部
102dh 開口
102e 燃料ガス流出部
102eh 流出口
102f 排出部
102f1 灰排出コンベア
102g 制御装置
102g1 処理部
102g2 記憶部
102h 熱電対
103 バグフィルタ
104 ガス冷却器
105 スクラバー
106 循環水槽
107 冷却塔
108 ガスフィルター
109 誘引ブロワ
110 前処理ユニット
111 ガスエンジン
112 水封槽
113 余剰ガス燃焼装置
113a 余剰ガス燃焼部
A〜E 設定値
F 原料
G 燃料ガス
H 酸化剤
Kc 含有濃度
R チャー
S 灰
T 酸化雰囲気温度
Tc 結晶性シリカ生成温度
a〜d 定数
g 可燃性ガス
t 結晶性シリカ生成許容時間
tc 結晶性シリカ生成温度到達時間
tmin タール発生許容時間
tp 酸化域通過時間
α 酸化域
β 低温域
γ 燃焼ガス層
δ チャー層
δa 頂部
δx 想定チャー層
δxa 最上部
κ 相関関数の式
ρ 相関関係
Claims (7)
- 原料を酸化して生成ガスを生成するガス化炉であって、
前記原料を酸化する酸化域を予め定めた所定温度または所定温度範囲に維持する手段を設け、前記原料を前記酸化域に予め定めた所定時間範囲内で通過させる手段を設けたことを特徴とするガス化炉。 - 請求項1に記載のガス化炉であって、
前記所定温度または前記所定温度範囲は、タールが熱分解するために必要な温度であるタール熱分解温度以上の温度または該温度を中央温度とする温度範囲であり、
前記所定時間範囲は、タールの発生を許容レベル以下に抑えるために必要な時間であるタール発生許容時間以上、かつ、結晶性シリカの生成を許容レベル以下に抑えるための時間である結晶性シリカ生成許容時間以下であることを特徴とするガス化炉。 - 請求項1または請求項2に記載のガス化炉であって、
前記酸化域の酸化雰囲気温度と、前記原料が前記酸化域に入った時点から該原料自身の温度が結晶性シリカを生成する温度である結晶性シリカ生成温度に達するまでの時間である結晶性シリカ生成温度到達時間との相関関係に基づいて前記所定温度または前記所定温度範囲の中央温度および前記所定時間範囲内で前記原料が前記酸化域を通過する時間である酸化域通過時間を決定する手段を設けたことを特徴とするガス化炉。 - 請求項3に記載のガス化炉であって、
前記相関関係は、カリウムの所定の含有濃度の前記原料を基準とした以下の[表1]で示される相関表に対応することを特徴とするガス化炉。
- 請求項1から請求項5までの何れか1つに記載のガス化炉であって、
前記原料を導入するに先立ち、炉内を前記所定温度または前記所定温度範囲に予熱する手段を設けたことを特徴とするガス化炉。 - 原料を酸化して生成ガスを生成するガス化炉であって、
タールが熱分解するために必要な温度であるタール熱分解温度以上の酸化雰囲気下で前記原料を加熱した時点から該原料自身の温度が結晶性シリカを生成する温度である結晶性シリカ生成温度または前記結晶性シリカ生成温度近傍の温度に達するまでにタールの発生を許容レベル以下に抑える構成とされていることを特徴とするガス化炉。
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