JP3054788B2 - 気流層ガス化装置 - Google Patents
気流層ガス化装置Info
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Description
り、高いガス化効率を得るのに好適な気流層ガス化装置
に関する。
する炉には、固定層、流動層、気流層の各方式が種々提
案されている。これらの方式の中で、気流層は原料を微
粉にして酸素、空気等の酸化剤と共に灰の融点以上(1
300〜1600℃)の温度の炉内に供給してガス化さ
せるため、他の方式に比較し、ガス化効率が高く、適用
炭種が広くまた公害をもたらす副産物が少ない特徴を有
しており、合成ガス、複合発電、燃料電池等の燃料製造
に適しているので、国内外で開発が進められている。気
流層方式のガス化炉では、微粉炭と酸素、空気、スチー
ム等の酸化剤とを炉内に吹き込み、主として以下の反応
を行わせるものである。
同伴するカーボン粒子である。(1)式は熱分解反応で
あり、微粉炭だけを単独に吹き込むバーナによって起こ
りやすい。(2)式と(3)式がチャーによるガス化反
応であり、(4)式が燃焼反応である。ガス化法では原
料中の炭素分がすべてCOに、水素分がすべてH2に変
化すれば最もガス化効率が高くなる。
びCO2が生成されるので、原料の組成と運転条件(圧
力と温度)に対して酸化剤供給量の最適値が存在する。
酸化剤供給量は原料の組成(炭素、水素、酸素等)に対
して求まる値で、生成ガス中の水素及び一酸化炭素の収
率を最大とする酸化剤供給量を理論酸化剤量と定義す
る。したがって、この理論酸化剤量以上に酸化剤を供給
すると、生成ガス中に発熱量を有しないCO2やH2Oが
増加するため、ガス化効率は低下する。
スラグとして炉から排出するため、炉内を高温にしなけ
ればならない。これまで、酸化剤供給量を必要以上に増
加しないで、かつ、炉内を高温にして原料の灰分を溶融
させてスラグ化させることによって、高いガス化効率が
得られる気流層ガス化法が種々提案されている。
及び特開昭59−176391号公報等では、炉内に複
数段の反応域を形成させ、灰分をスラグ化させるガス化
炉の下部には酸化剤を多く配分して特に(4)式の燃焼
反応を行わせ、ガス化炉の上部には酸化剤を少なく配分
して特に(1)式の反応によって原料を活性に富むチャ
ーに変換し、そのチャーと下部反応域で生成したCO2
及びH2Oとを(2)式及び(3)式のガス化反応を行
わせるものである。これらの方法では、(2)式及び
(3)式を高温の領域で行わせて、反応速度を高め、更
にその反応時間を長くしてガス化効率を高めようとした
ものである。
示すガス化方法を図7に示す。この方式では、微粉炭の
ごとく固体炭素系原料と酸化剤とを供給するバーナ61
及び62を、ガス化室65の上段及び下段に配置し、炉
内に旋回流が発生するように設置している。酸化剤63
及び64に関しては、上段バーナ61には少なく、下段
バーナ62には多く投入するものである。
スラグ54を流下させる孔(スラグタップ)55の付近
を高温とし、かつ上段バーナ61では活性なチャーを生
成させ、そのチャーを強い旋回流に乗せて、炉65の下
方に移動させ、(2)式及び(3)式のガス化反応を長
時間行わせようとしたものである。
(3)式のガス化反応を長時間行わせようとしても限度
があり、従来法のガス化法においては固体炭素系原料中
の可燃物がすべてガス化することはできない。そこで、
ガス化炉60より排出される未燃分であるチャーをサイ
クロン等の捕集器70で捕集し、ロックホッパ80を経
て再びガス化炉に供給する方法が考えられている。
下部から排出するが、一部は未燃のチャーと共に炉65
上部から飛散する。これらの飛散スラグは、配管69の
途中に付着し、直径が数cmの大きなクリンカとなった
り、飛散スラグ同士が合体して粒径の大きなスラグとな
り、配管69に堆積する。
が常温なので、未燃のチャーがこの配管の内面に付着し
た水分に付着して固まり、大きな粒子となったりする。
なお、石炭処理量250t/d、炉内圧力30kg/c
m2のプラントにおけるチャー供給の配管105は内径
12mm程度であり、例えば直径3mmの粒子が数個、
チャーの中に混入していれば粒子が配管径の1/4の大
きさであるので、配管が閉塞する可能性が高い。
これらの大きな粒子がサイクロン70等で捕集され、ロ
ックホッパ80、チャー供給ホッパ90及びフィーダ1
00を経てチャー供給配管105に至ると、この配管の
入口部あるいは配管内でチャーが閉塞するので、チャー
を炉内に供給することができなくなる。
なはなく、未燃分が堆積し、捕集されなくなるので、後
続の機器または配管が閉塞し、連続して安定にガス化で
きなくなる。また、このようなトラブルが生じると本ガ
ス化装置の閉塞した機器、配管を解体し堆積物を排除す
る必要が生じるので、その復旧と共に多大の労力を費
す。
化炉から飛散する未燃分を安定してガス化炉内に供給す
ることにある。
体炭素系原料の灰の溶融温度以上に保持されたガス化炉
内に、前記原料と酸化剤とを供給し、前記ガス化炉内か
らのガスに含まれる未燃分を捕集し、該未燃物を酸化剤
と共に再び前記ガス化炉内に供給し、該未燃物をガス化
する気流層ガス化装置において、該未燃分の捕集器の上
流側の位置から該未燃分を前記ガス化炉に供給するライ
ンの入口部までの間に、該未燃分に同伴する粗粒を分離
あるいは破砕する手段を設けたことによって達成され
る。
位置から未燃分をガス化炉に供給するラインの入口部ま
での間に、未燃分に同伴する粗粒を分離あるいは破砕す
る手段を設け、粗粒を分離あるいは破砕することにより
チャー供給配管の閉塞が防止され、チャーをチャー供給
配管を経て再びガス化炉に安定して供給できるので、ガ
ス化運転が安定しガス化効率を高めることができる。
する。なお、以下の実施例において、図7に示す従来の
装置の実質的に同一構成部分は同一符号で示している。
の系統図を示す。図7に示した従来の系統図に対し、本
実施例ではサイクロン等のチャー捕集器70の上流に重
力沈降を利用した沈降室110を配置した。
る。原料常圧ホッパ10内の微粉炭は、バルブ11を経
て常圧状態のロックホッパ20に供給される。ロックホ
ッパ20では、加圧ガスライン22から加圧ガスが供給
され、供給ホッパ30と同じ圧力に昇圧された後にロッ
クホッパ20内の微粉炭は、バルブ21を経て供給ホッ
パ30に供給される。供給ホッパ30では、加圧ガスラ
イン32から加圧ガスが供給され、ガス抜きライン33
からガス抜きされる。またロックホッパ20についても
ガス抜きライン23からガス抜きされる。
介設された分岐ラインを経てそれぞれ別個のフィーダ4
0に導入され、その後エゼクタ50に供給される。エゼ
クタ50にはそれぞれ原料搬送ガス51が導入され、原
料搬送ライン52を経由して上段バーナ61から酸化剤
63と共にガス化炉内60のガス化室65に供給される
と共に他方の原料搬送ライン53を経由して下段バーナ
62から酸化剤64と共にガス化炉60のガス化室65
に供給される。
(4)の各反応が進行し、ガス化室65で生成したガス
は生成ガスライン69を経てサイクロン70でガス中の
チヤーが捕集された後、生成ガスライン71から取り出
される。一方、前記した(1)〜(4)の各反応により
生成した灰分は溶融し、原料分配器54のスラグタップ
55からスラグ冷却水66中に落下してスラグとなり、
このスラグはバルブ67を介してスラグホッパ68に回
収される。
ャー回収ホッパ72、バルブ73、、ロックホッパ80
を経てチャー供給ホッパ90に供給される。ロックホッ
パ80では加圧ガスライン81から加圧ガスが供給さ
れ、ガス抜きライン82からガス抜きされる。チャー供
給ホッパ90では、加圧ガスライン81から加圧ガスが
供給され、ガス抜きライン82からガス抜きされる。
ブ93を経てフィーダ100に導入された後、エゼクタ
102でチャー搬送ガス101によりチャーバーナ10
4から酸化剤103と共にガス化室65に導入される。
この重力式の沈降室110は図2に示すように、ガスの
流速を下げて、大きな粒子あるいは重い粒子を沈降させ
て捕集するものである。このような重力式の捕集器では
チャーのように数μmの粒径で、かさ比重が0.5g/
cm3の物質は捕集されることなく、下流側に設置され
たサイクロン70のような遠心式の分離器で捕集され
る。したがって、チャー供給管105内で異物による閉
塞がなくなるので、安定してチャーをガス化炉に供給す
ることができる。
施例の系統図を示す。図7に示した従来の系統図に対
し、本実施例では、フィーダ100の下部のエゼクタ1
02に傾斜した状態で篩120を設置したもので、図4
にその詳細な構造を示す。篩120はエゼクタ102内
に傾斜した状態で設置され、この篩120の傾斜面に対
応して異物回収ホッパ121の上部供給管が連接されて
おり、異物回収ホッパ121の下部にはバルブ122が
設けられている。
ら落下したチャー及び粒径の大きな異物の内、粒径の小
さいチャーは篩120を通過するが、粒径の大きな異物
は篩120を通過することなく篩120面を滑降して異
物回収ホッパ121に流下する。この方式においても、
チャー供給管105内で異物による閉塞がなくなるの
で、安定してチャーをガス化炉60に供給することがで
きる。
施例の系統図を示す。上記の第1実施例及び第2実施例
では、除去された異物を系外に排出するようにしている
が、図5では、沈降室110の下部にホッパ115、バ
ルブ116、導管117等を設置して再び除去された異
物を炉内65に供給する。炉内65に戻される異物は粗
粒であるので炉65内の上部に投入すれば炉の下部に落
下し、可燃分はガス化し、灰分はスラグとなる。
4実施例の系統図を示す。本実施例では、サイクロンを
用いた捕集器70の下部に、粒径の大きな異物を小さい
粒径に破砕する破砕機130を設置したものである。な
お、この破砕機130としては、一般に用いられている
ジョークラッシャーあるいはハンマミルでよい。このよ
うに破砕機103を設置することによって、チャー搬送
管105内で閉塞の原因となる粒径の大きな異物を粒径
の小さい異物とすることができる。
による閉塞がなくなるので、安定してチャーをガス化炉
に供給することができる。本実施例では、異物を小さく
破砕するので、第1実施例及び第2実施例で示すような
系外に排出するラインが不要となる。また、系外に排出
した物質の処理も不要となる。更に第3実施例で示した
チャーをガス化炉60に戻す場合のライン、ホッパ等が
不要となる。
きい異物を捕集する機器をサイクロン等の飛散するチャ
ーを捕集する機器の上流或いはチヤー供給ライン直前に
設置したり、該異物を破砕する機器をサイクロン等の飛
散するチャーを捕集する機器の上流に設置した場合を示
したが、チヤー供給ライン直前に該異物を破砕する機器
を設置しても、同様の効果が得られる。
し、粒径が大きく未燃分供給ラインを閉塞する異物を排
除することができるので、安定したガス化運転を行いか
つガス化効率を高めることにある。
系統図である。
系統図である。
系統図である。
系統図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 微粉固体炭素系原料の灰の溶融温度以上
に保持されたガス化炉内に、前記原料と酸化剤とを供給
し、前記ガス化炉内からのガスに含まれる未燃分を捕集
し、該未燃物を酸化剤と共に再び前記ガス化炉内に供給
し、該未燃物をガス化する気流層ガス化装置において、
該未燃分の捕集器の上流側の位置から該未燃分を前記ガ
ス化炉に供給するラインの入口部までの間に、該未燃分
に同伴する粗粒を分離あるいは破砕する手段を設けたこ
とを特徴とする気流層ガス化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3325705A JP3054788B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 気流層ガス化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3325705A JP3054788B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 気流層ガス化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05156265A JPH05156265A (ja) | 1993-06-22 |
JP3054788B2 true JP3054788B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=18179789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3325705A Expired - Lifetime JP3054788B2 (ja) | 1991-12-10 | 1991-12-10 | 気流層ガス化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3054788B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9199806B2 (en) | 2010-11-25 | 2015-12-01 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Bin system and char recovery unit |
US9388349B2 (en) | 2011-08-15 | 2016-07-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Char recovery system and char feeding hopper |
US9834733B2 (en) | 2012-12-27 | 2017-12-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Char removal pipe |
US10246653B2 (en) | 2014-09-16 | 2019-04-02 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Powder transport device and char recovery device |
US10465134B2 (en) | 2013-12-20 | 2019-11-05 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Char recycling system and char conveyance method |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108315027B (zh) * | 2018-02-11 | 2023-10-24 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | 含碳生物质物料炭化制粉一体化方法及其系统 |
-
1991
- 1991-12-10 JP JP3325705A patent/JP3054788B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9199806B2 (en) | 2010-11-25 | 2015-12-01 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Bin system and char recovery unit |
US9388349B2 (en) | 2011-08-15 | 2016-07-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Char recovery system and char feeding hopper |
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US10465134B2 (en) | 2013-12-20 | 2019-11-05 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Char recycling system and char conveyance method |
US10246653B2 (en) | 2014-09-16 | 2019-04-02 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Powder transport device and char recovery device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05156265A (ja) | 1993-06-22 |
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