JP3801539B2

JP3801539B2 - Powder and particle feeder

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Publication number: JP3801539B2
Application number: JP2002207892A
Authority: JP
Inventors: 慎治松本; 計二武野; 次男山本; 英明太田; 彌十郎清家
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2022-07-17
Also published as: JP2004051258A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉粒体供給装置に関し、特に、バイオマスをガス化させるガス化炉に粉砕したバイオマスを供給する場合に適用すると有効なものである。
【０００２】
【従来の技術】
環境保全等の観点から、現在、石油や石炭等の化石燃料に代えてメタノールを燃料に用いることが検討されている。特に、草木等のバイオマスを原料に用いてメタノールを製造するようにすれば、メタノールの使用によって生成する二酸化炭素を消費して成長する植物からメタノールを製造することができるので、循環型のエネルギサイクルを確立することができると共に、廃棄物の発生量を著しく減少させることができる。
【０００３】
このようなバイオマスを原料に用いてメタノールを製造するには、図８に示すように、乾燥して粉砕されたバイオマス１をホッパ１０内に貯蔵し、当該ホッパ１０の下部に設けられたスクリュフィーダ２０で当該ホッパ１０内のバイオマス１を定量ずつ送出し、連絡管４１によりロータリバルブ４３を介してガス化炉５０内に供給すると共に、水蒸気および酸素（または空気）を含有するガス化剤３をガス化炉５０内に送給して、バイオマス１を部分燃焼または水蒸気ガス化させることにより生成ガス（主に一酸化炭素と水素ガスとの混合ガス）４を生じさせ、この生成ガス４を冷却塔で冷却した後、メタノール合成塔に送給して当該ガス４中の一酸化炭素と水素ガスとを反応させてメタノールを生成させている。なお、前記ガス化剤３の連絡管４１内への逆流を防ぐため、窒素ガス等のシールガス２をシールガス供給装置４４から連絡管４１内へ送給している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したようにしてガス化炉５０内にバイオマス１を供給しようとすると、ホッパ１０内のバイオマス１が自重により圧縮されて、下方側ほど密度が高くなってしまうため、スクリュフィーダ２０による供給量が次第に変化して、定量供給が困難となってしまい、バイオマス１のガス化を安定して行うことが難しかった。また、連絡管４１内へのガス化剤３の逆流を防止するために連絡管４１内へシールガス２を送給しているものの、ガス化炉５０内に流入するシールガス２の流入量が多くなってしまうと、バイオマス１のガス化効率が低下してしまうおそれがあった。
【０００５】
このような問題は、バイオマス１をガス化炉５０内に供給する場合に限らず、石炭をガス化炉に供給する場合等のように、粉粒体を供給する場合であれば、上述した場合と同様にして起こり得ることであった。
【０００６】
このようなことから、本発明は、粉粒体を安定して効率よく供給することができる粉粒体供給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するための、第一番目の発明による粉粒体供給装置は、貯蔵する粉粒体を水平方向に沿って移送すると共に、移送された当該粉粒体を下方の開口部から送出させるホッパと、前記ホッパの前記開口部へ基端側が連結され、前記粉粒体を圧縮することなく先端側から送出する第一のスクリュフィーダと、前記第一のスクリュフィーダの先端側へ基端側が連結され、先端側を前記粉粒体で塞ぎながら当該粉粒体を先端側から送出する第二のスクリュフィーダとを備え、前記ホッパが、底面を有すると共に内周面近傍の当該底面に前記開口部を形成された外筒と、前記外筒の前記底面と端部との間に隙間を有するように当該外筒の内側に配設された内筒と、先端を前記外筒の内周面近傍にまで位置させるように当該外筒の前記底面上の中心に回転可能に支持されて、当該外筒と前記内筒との間に前記粉粒体を安息角以上に堆積させる力よりも当該内筒の当該粉粒体の径方向外側への押し出し力が小さくなるように鎌状をなすレーキとを備えていることを特徴とする。
【０００９】
第二番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目の発明において、前記ホッパが、前記内筒の軸方向に沿って移動できるように当該内筒に同軸をなして設けられて前記外筒と前記内筒との間と前記内筒の内部との間の隙間の大きさを調整する調整筒を備えていることを特徴とする。
【００１０】
第三番目の発明による粉粒体供給装置は、第二番目の発明において、前記調整筒が、前記外筒の前記底面側の端部側に切欠部を有していることを特徴とする。
【００１２】
第四番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記第一のスクリュフィーダのスクリュの基端側のピッチ間隔または羽根高さが、先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されていることを特徴とする。
【００１３】
第五番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目から第四番目の発明のいずれかにおいて、前記第二のスクリュフィーダのスクリュの先端側のピッチ間隔が、基端側よりも先端側ほど小さくなるように設定されていることを特徴とする。
【００１４】
第六番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目から第四番目の発明のいずれかにおいて、前記第二のスクリュフィーダのスクリュの先端側の羽根高さが、基端側よりも先端側ほど小さくなるように設定されていると共に、当該第二のスクリュフィーダのケーシングの先端側の内径が、基端側よりも先端側ほど小さくなるように設定されていることを特徴とする。
【００１５】
第七番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目から第六番目の発明のいずれかにおいて、前記第二のスクリュフィーダのケーシングの先端側に内部中空の空バレル部が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
第八番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目から第七番目の発明のいずれかにおいて、前記ホッパの重量変化を計測する重量変化計測手段を設け、前記第一のスクリュフィーダと前記第二のスクリュフィーダとの間をフレキシブルパイプを介して連結すると共に、前記ホッパの上下方向の変動を吸収する変動吸収手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
第九番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目から第八番目の発明のいずれかにおいて、前記第二のスクリュフィーダの上流側にシールガスを供給するシールガス供給手段を設けたことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明による粉粒体供給装置を、バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する際に適用した場合の実施の形態を図１〜５を用いて以下に説明する。図１は、粉粒体供給装置の概略構成図、図２は、図１のII−II線断面矢線視図、図３は、図２の III−III 線断面矢線視図、図４は、図１の切り出しスクリュフィーダの抽出拡大図、図５は、図１の押し込みスクリュフィーダの抽出拡大図である。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１９】
図１に示すように、乾燥粉砕された粉粒体であるバイオマス１を貯蔵するホッパ１１０の底面を有する円筒状の外筒１１１の内部には、当該外筒１１１よりも小径をなす円筒状をなす内筒１１２が当該外筒１１１と同軸をなして配設されており、当該内筒１１２は、その下端部と外筒１１１の底面との間に所定の間隔の隙間を有するように当該外筒１１１と固定連結している。
【００２０】
図１〜３に示すように、前記内筒１１２の下端側の外周面には、円筒状をなす調整筒１１３が当該内筒１１２の軸方向に沿って移動できるように嵌合しており、当該調整筒１１３を昇降移動させることにより、外筒１１１と内筒１１２との間と内筒１１２の内部との間の隙間の大きさを調整することができるようになっている。この調整筒１１３の下端部側には、切欠部１１３ａが周方向に沿って所定の間隔で複数形成されている。
【００２１】
図１〜３に示すように、前記外筒１１１の底面上には、鎌状に湾曲した形状をなす複数のレーキ１１４（本実施の形態では２つ）が配設されており、当該レーキ１１４は、その基端が外筒１１１の中心の回転軸１１５に支持される一方、その先端が外筒１１１の内周面近傍にまで位置すると共に、回転方向先端側ほど厚さが薄くなるように形成されている。外筒１１１の底面の当該外筒１１１と内筒１１２との間には、当該外筒１１１の内部と外部との間を連通する開口部１１１ａが形成されている。なお、図１中、１１６は駆動モータである。
【００２２】
図１，４に示すように、前記ホッパ１１０の外筒１１１の前記開口部１１１ａには、第一スクリュフィーダである切り出しスクリュフィーダ（定量スクリュフィーダ）１２０のケーシング１２１の基端側上部の受入口が接続している。ケーシング１２１内には、駆動軸１２２が回転可能に設けられている。駆動軸１２２には、スクリュ１２３が取り付けられており、当該スクリュ１２３は、基端側のピッチ間隔、より具体的には、前記ホッパ１１０の外筒１１１の前記開口部１１１ａの下方部分のピッチ間隔が、先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されている。なお、図１中、１２４は駆動モータである。
【００２３】
図１に示すように、前記切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の先端側下部の送出口には、フレキシブルパイプ１４２およびロータリバルブ１４３を途中に有する連絡管１４１の一端（上端）側が連結している。
【００２４】
図１，５に示すように、前記連絡管１４１の他端（下端）側には、第二スクリュフィーダである押し込みスクリュフィーダ（搬送スクリュフィーダ）１３０のケーシング１３１の基端側上部の受入口が接続している。ケーシング１３１内には、駆動軸１３２が回転可能に設けられている。駆動軸１３２には、スクリュ１３３が取り付けられている。ケーシング１３１の先端側には、上記駆動軸１３２及び上記スクリュ１３３の存在しない内部中空の空バレル部１３１ａが設けられている。この空バレル部１３１ａは、ガス化炉５０の内部の下方寄りに連結している。なお、図１中、１３４は駆動モータである。
【００２５】
図１に示すように、連絡管１４１の他端（下端）側とロータリバルブ１４３との間、すなわち、前記押し込みスクリュフィーダ１３０の上流側には、窒素等の不活性ガスからなるシールガス２を送給するシールガス送給手段であるシールガス送給装置１４４がバルブ１４４ａを介して連結している。
【００２６】
図１に示すように、前記ホッパ１１０の内筒１１２に取り付けられた支持部材１４６は、重量変化計測手段であるロードセル１４５を介して架台１４９に支持されている。また、前記押し込みスクリュフィーダ１３０は、変動吸収手段であるフレキシブルジョイント１４８を途中に設けた支持部材１４７を介して上記架台１４９に固定支持されている。上記フレキシブルジョイント１４８と前記フレキシブルパイプ１４２とは、そのばね定数が同一となっている。
【００２７】
図１に示すように、ガス化炉５０の下部には、当該ガス化炉５０の内部に水蒸気および酸素（または空気）を含むガス化剤３を供給する供給管５１が連結されている。ガス化炉５０の上部には、生成ガス４を送出する送出管５２が連結されている。
【００２８】
このようにして構成された粉粒体供給装置１００の作用を次に説明する。
【００２９】
ホッパ１１０の調整筒１１３を昇降させて外筒１１１と内筒１１２との間と内筒１１２の内部との間の隙間の大きさを調整すると共に、乾燥粉砕されたバイオマス１をホッパ１１０の内筒１１２内に投入すると、バイオマス１は、内筒１１２の上記隙間から水平方向に沿って外筒１１１と内筒１１２との間の空間に一旦流出した後に、前記開口部１１１ａから送出して切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口内に流入する。
【００３０】
ここで、切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口上に堆積するバイオマス１は、その高さ量が小さく、自重による圧縮を抑制された状態で当該切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１内に供給されるようになる。
【００３１】
続いて、切り出しスクリュフィーダ１２０の駆動モータ１２４を作動して駆動軸１２２を介してスクリュ１２３を回転させると、切り出しスクリュ１２０は、ケーシング１２１内に流入したバイオマス１を前記送出口から送出させるように搬送する。これと同時に、ホッパ１１０の駆動モータ１１６を作動して回転軸１１５を介してレーキ１１４を回転させると、当該レーキ１１４が内筒１１２の内部に貯蔵された底面側のバイオマス１を攪拌しながら外筒１１１と内筒１１２との間に水平方向に沿って移送する。
【００３２】
このとき、レーキ１１４の回転に伴って、内筒１１２の内部から外筒１１１と内筒１１２との間に移送されるバイオマス１の量は、前記開口部１１１ａから送出される量、すなわち、切り出しスクリュフィーダ１２０で送出される量より多くなるが、外筒１１１と内筒１１２との間のバイオマス１の堆積高さが常に略一定となるため、バイオマス１が外筒１１１と内筒１１２との間に充満して圧密状態や閉塞状態となるようなことはない。
【００３３】
なぜなら、レーキ１１４の形状は、内筒１１２のバイオマス１の径方向外側への押し出し力が、外筒１１１と内筒１１２との間にバイオマス１を安息角（すべり角）以上に堆積させる力よりも小さくなる鎌状をなしているからである。
【００３４】
このため、外筒１１１と内筒１１２との間に堆積するバイオマス１の上面部分と前記開口部１１１ａを介して切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口との間のバイオマス１の高さを常に略一定とすることができ、当該間のバイオマス１の自重による圧縮密度を常に一定にすることができる。
【００３５】
また、切り出しスクリュフィーダ１２０の前記スクリュ１２３は、基端側のピッチ間隔が前述したように先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されていることから、切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口上に堆積するバイオマス１は、上記スクリュ１２３により、まんべんなく切り出され、圧縮されることなく搬送される。
【００３６】
このため、切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口部分にバイオマス１が片寄って堆積してしまうこと（ブリッジング）を防止できると共に、バイオマス１の圧縮密度変化を防止することができるので、バイオマス１をさらに確実に定量的に搬送することができる。
【００３７】
このようにして切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の送出口から圧縮されることなく送出されたバイオマス１は、連絡管１４１、フレキシブルパイプ１４２、ロータリバルブ１４３を介して押し込みスクリュフィーダ１３０のケーシング１３１の前記受入口から内部へ定量ずつ供給される。
【００３８】
押し込みスクリュフィーダ１３０は、スクリュ１３３の回転により、ケーシング１３１の内部に供給されたバイオマス１を当該ケーシング１３１の先端側の空バレル部１３１ａへ搬送するので、当該バイオマス１は、ケーシング１３１の先端側の空バレル部１３１ａ内を塞ぐように次第に堆積する。
【００３９】
そして、押し込みスクリュフィーダ１３０の上記スクリュ１３３が、受入口から供給されたバイオマス１をケーシング１３１の基端側から先端側の空バレル部１３１ａへ引き続いてさらに搬送するので、当該空バレル部１３１ａに堆積したバイオマス１は、徐々に押し出されてガス化炉５０の内部に順次定量ずつ送出され、供給管５１から供給された前記ガス化剤３と反応し、生成ガス４となって送出管５２から送出される。
【００４０】
ここで、押し込みスクリュフィーダ１３０は、バイオマス１でケーシング１３１の先端側を塞ぎながら当該バイオマス１を先端側から送出してガス化炉５０の内部に押し込み供給するので、ケーシング１３１の内部とガス化炉５０の内部とがバイオマス１で仕切られるようになる。
【００４１】
このため、ガス化炉５０内のガス化剤３が押し込みスクリュフィーダ１３０内に逆流しにくくなると共に、シールガス送給装置１４４から押し込みスクリュフィーダ１３０を介してガス化炉５０内に流出するシールガス２の量が非常に少なくなるので、ガス化炉５０内でのバイオマス１のガス化効率の低下を防止することができると共に、シールガス送給装置１４５から送給するシールガス２の量を大幅に削減することができ、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００４２】
このようにしてホッパ１１０内のバイオマス１をガス化炉５０内に定量ずつ供給して、ホッパ１１０内のバイオマス１の量が順次減少し、ホッパ１１０の重量が軽くなると、前記ロードセル１４５が前記支持部材１４６を介してホッパ１１０の重量変化を検出するので、ホッパ１１０内のバイオマス１の残存量を検知して、時間当たりの重量減量、すなわち、供給量を演算して正確に求めることができ、必要に応じて、ホッパ１１０の内筒１１２内にバイオマス１を補給して運転を引き続いて行うようにしたり、前記駆動モータ１１６，１２４，１３４等の作動を停止して運転を停止したりすることができる。
【００４３】
ここで、ホッパ１１０が、前記フレキシブルパイプ１４２により、基礎（地面）に対して自在に支持されている（縁切りされている）と共に、前記フレキシブルジョイント１４８により、前記シールガス送給装置１４４側の圧力による上下方向の変動を吸収（相殺）されるようになっているので、ロードセル１４５は、ホッパ１１０の重量変化を正確に検出することができ、時間当たりの重量減量、すなわち、供給量を演算して正確に求めることができる。
【００４４】
このようにしてホッパ１１０内のバイオマス１をガス化炉５０内で所定量ガス化して運転を停止すると、押し込みスクリュフィーダ１３０のケーシング１２１の先端側にバイオマス１が堆積した状態のままとなってしまい、余熱によりバイオマス１からタール分が発生して当該ケーシング１２１内に付着してしまう可能性がある。
【００４５】
このため、運転停止時には、シールガス送給装置１４４からのシールガス２の送給量を増加させて、押し込みスクリュフィーダ１３０のケーシング１２１の先端側に堆積しているバイオマス１をガス化炉５０側へ噴出させることにより、当該ケーシング１２１内からバイオマス１を取り除くことができ、余熱によるケーシング１２１内へのタール分の付着を防止することができる。
【００４６】
よって、本実施の形態の粉粒体供給装置１００においては、以下のような効果を得ることができる。
【００４７】
（１）ホッパ１１０の内筒１１２内に貯蔵されたバイオマス１を外筒１１１と内筒１１２との間に水平方向に沿って移送して前記開口部１１１ａから送出することにより切り出しスクリュフィーダ１２０に送給するようにしたので、切り出しスクリュフィーダ１２０の受入口上のバイオマス１の堆積高さを小さくすることができ、当該バイオマス１の自重による圧縮を抑制した状態で切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１内に供給することができる。
【００４８】
（２）内筒１１２の内部から外筒１１１と内筒１１２との間に移送されるバイオマス１の量が、前記開口部１１１ａから送出される量、すなわち、切り出しスクリュフィーダ１２０で送出される量より多くなるが、外筒１１１と内筒１１２との間のバイオマス１の堆積高さが常に略一定となるため、バイオマス１が外筒１１１と内筒１１２との間に充満して圧密状態や閉塞状態となるようなことはないので、当該間のバイオマス１の圧縮密度を常に一定にすることができる。
【００４９】
（３）外筒１１１と内筒１１２との間と内筒１１２の内部との間の隙間の大きさを調整筒１１３で調整することができるので、バイオマス１の粉砕サイズや品種（例えば草か木材か）等の各種物性に応じて、外筒１１１と内筒１１２との間のバイオマス１の堆積量を適切に調整することができる。
【００５０】
（４）調整筒１１３の下端部側に切欠部１１３ａを設けたので、外筒１１１と内筒１１２との間のバイオマス１の堆積量を適切に維持しながらも、内筒１１２の内側と外側との間でのバイオマス１の移動の容易化を図ることができる。
【００５１】
（５）切り出しスクリュフィーダ１２０のスクリュ１２３の基端側のピッチ間隔が、先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されているので、当該スクリュ１２３による搬送方向において、切り出しスクリュフィーダ１２０のケーシング１２１の受入口上のバイオマス１をまんべんなく切り出して、圧縮することなく送出することができる。そのため、バイオマス１が切り出しスクリュフィーダ１２０の受入口部分で片寄って堆積してしまうことを防止することができ、当該部分でのバイオマス１のブリッジングを防止することができると共に、バイオマス１の圧縮密度変化を防止することができるので、バイオマス１をさらに確実に定量的に搬送することができる。
【００５２】
（６）押し込みスクリュフィーダ１３０のケーシング１３１の先端側に内部中空の空バレル部１３１ａを設けたことから、押し込みスクリュフィーダ１３０がケーシング１３１の先端側を塞ぎながら当該バイオマス１を先端側から送出してガス化炉５０の内部に押し込み供給するので、ケーシング１３１の内部とガス化炉５０の内部とをバイオマス１で仕切ることができ、ガス化炉５０内のガス化剤３が押し込みスクリュフィーダ１３０内に逆流しにくくすることができると共に、シールガス送給装置１４４から押し込みスクリュフィーダ１３０を介してガス化炉５０内に流出するシールガス２の量を非常に少なくすることができる。そのため、ガス化炉５０内でのバイオマス１のガス化効率の低下を防止することができると共に、シールガス送給装置１４５から送給するシールガス２の量を大幅に削減することができ、ランニングコストの低減を図ることができる。
【００５３】
（７）ホッパ１１０が、フレキシブルパイプ１４２により、基礎（地面）に対して自在に支持されている（縁切りされている）と共に、フレキシブルジョイント１４８により、上下方向の変動を吸収（相殺）されるようになっているので、ホッパ１１０の重量変化をロードセル１４５で正確に検出することができ、時間当たりの重量減量、すなわち、供給量を演算して正確に求めることができる。
【００５４】
（８）運転停止時に、シールガス送給装置１４４からのシールガス２の送給量を増加させて、押し込みスクリュフィーダ１３０のケーシング１２１の先端側に堆積しているバイオマス１をガス化炉５０側へ噴出させて当該ケーシング１２１内から取り除くことができるので、押し込みスクリュフィーダ１３０のケーシング１２１の先端側に堆積したバイオマス１が余熱によりタール分を発生して当該ケーシング１２１内にタールが付着してしまうことを未然に防止することができる。
【００５５】
したがって、本実施の形態の粉粒体供給装置１００によれば、バイオマス１を安定して効率よく供給することができる。
【００５６】
なお、前記押し込みスクリュフィーダ１３０においては、図５に示すように、ケーシング１３１の先端側の空バレル部１３１ａの直径Ｄと長さＬとの比Ｌ／Ｄが０．５〜３の範囲であると好ましい。なぜなら、上記Ｌ／Ｄが０．５よりも小さいと、前述したシール効果を十分に発現することができず、上記Ｌ／Ｄが３よりも大きいと、押し込みスクリュフィーダ１３０によりガス化炉５０の内部に押し込んで供給するバイオマス１が圧縮され過ぎてしまい、モータトリップを生じるおそれがあるからである。
【００５７】
また、本実施の形態では、図４に示したように、基端側のピッチ間隔が先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されたスクリュ１２３を有する切り出しスクリュフィーダ１２０を適用したが、これに代えて、例えば、図６に示すように、基端側の羽根高さが先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されたスクリュ２２３を有する切り出しスクリュフィーダ２２０を適用しても、上述した切り出しスクリュフィーダ１２０の場合と同様な作用効果を得ることができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、図５に示したように、ケーシング１３１の先端側に空バレル部１３１ａを設けた押し込みスクリュフィーダ１３０を適用したが、これに代えて、例えば、図７（ａ）に示すように、先端側のピッチ間隔を基端側よりも先端側ほど小さくなるように設定したスクリュ２３３を有する押し込みスクリュフィーダ２３０や、図７（ｂ）に示すように、先端側の羽根高さを基端側よりも先端側ほど小さくなるように設定したスクリュ３３３を有すると共に、当該スクリュ３３３の羽根高さに対応させて、先端側の直径を基端側よりも先端側ほど小さくなるようにテーパ状に形成されたケーシング３３１を有する押し込みスクリュフィーダ３３０を適用すれば、ケーシング１３１，３３１の先端側をバイオマス１で塞ぎながら当該バイオマス１をケーシング１３１，３３１の先端側から送出することができるので、上述した押し込みスクリュフィーダ１３０と同様な効果を得ることができる。
【００５９】
ここで、上記押し込みスクリュフィーダ２３０，３３０においては、ケーシング１３１，３３１の先端側を塞ぐバイオマス１が圧縮されるが、圧縮率が１．２〜１．８の範囲内であれば、特に問題を生じることなく適用することが可能となる。
【００６０】
さらに、上記押し込みスクリュフィーダ２３０，３３０において、ケーシング１３１，３３１の先端側に駆動軸及びスクリュの存在しない内部中空の空バレル部を設ける、すなわち、図７（ａ），（ｂ）に示した構造と図５に示した構造とを組み合わせた押し込みスクリュフィーダを適用すれば、シール効果をさらに高めることができるので、より好ましい結果を得ることができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、押し込みスクリュフィーダ１３０をガス化炉５０に直接接続して、押し込みスクリュフィーダ１３０からのバイオマス１をガス化炉５０内に直接供給するようにしたが、例えば、ガス化炉５０の前記供給管５１の途中に押し込みスクリュフィーダ１３０を接続し、押し込みスクリュフィーダ１３０からのバイオマス１をガス化剤３と共にガス化炉５０の内部に供給する気流搬送方式とすることも可能である。
【００６２】
また、本実施の形態では、内筒１１２の内部に貯蔵されたバイオマス１を外筒１１１と内筒１１２との間に水平方向に沿って移送して、当該間に形成した開口部１１１ａからバイオマス１を送出するようにしたが、これとは逆に、外筒と内筒との間にバイオマス１を貯蔵して、当該間のバイオマス１を内筒の内部に水平方向に沿って移送して、外筒の底面の内筒内部側に形成した開口部からバイオマス１を送出するようにすることも可能である。
【００６３】
また、本実施の形態では、ホッパ１１０の調整筒１１３の下端部側に切欠部１１３ａを周方向に沿って所定の間隔で複数設けたが、当該切欠部１１３ａを省略することも可能である。
【００６４】
また、本実施の形態では、ばね定数が同一のフレキシブルジョイント１４８とフレキシブルパイプ１４２とを用いるようにしたが、例えば、上記フレキシブルジョイント１４８に代えて、上記フレキシブルパイプ１４２を備えた前記連絡管１４１を適用することにより、そのばね定数を同一とすることも可能である。
【００６５】
また、本実施の形態では、バイオマス１のガス化炉５０にバイオマス１を供給する際に適用した場合について説明したが、これに限らず、石炭のガス化炉に石炭を供給する場合等のように粉粒体を供給する場合であれば、本実施の形態の場合と同様に利用して、本実施の形態の場合と同様な作用効果を得ることができる。
【００６６】
【発明の効果】
第一番目の発明による粉粒体供給装置は、貯蔵する粉粒体を水平方向に沿って移送すると共に、移送された当該粉粒体を下方の開口部から送出させるホッパと、前記ホッパの前記開口部へ基端側が連結され、前記粉粒体を圧縮することなく先端側から送出する第一のスクリュフィーダと、前記第一のスクリュフィーダの先端側へ基端側が連結され、先端側を前記粉粒体で塞ぎながら当該粉粒体を先端側から送出する第二のスクリュフィーダとを備え、前記ホッパが、底面を有すると共に内周面近傍の当該底面に前記開口部を形成された外筒と、前記外筒の前記底面と端部との間に隙間を有するように当該外筒の内側に配設された内筒と、先端を前記外筒の内周面近傍にまで位置させるように当該外筒の前記底面上の中心に回転可能に支持されて、当該外筒と前記内筒との間に前記粉粒体を安息角以上に堆積させる力よりも当該内筒の当該粉粒体の径方向外側への押し出し力が小さくなるように鎌状をなすレーキとを備えているので、第一のスクリュフィーダの基端側上の粉粒体の堆積高さを小さくすることができ、当該粉粒体の自重による圧縮を抑制した状態で第一のスクリュフィーダ内に供給することができる、すなわち、水平方向に沿って移送する粉粒体の量が、前記開口部から送出される量（第一のスクリュフィーダで送出される量）より多くなるが、外筒と内筒との間の粉粒体の堆積高さが常に略一定となるため、粉粒体が外筒と内筒との間に充満して圧密状態や閉塞状態となるようなことはないので、当該間の粉粒体の圧縮密度を常に一定にすることができ、粉粒体を安定して効率よく供給することができる。
【００６８】
第二番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目の発明において、前記ホッパが、前記内筒の軸方向に沿って移動できるように当該内筒に同軸をなして設けられて前記外筒と前記内筒との間と前記内筒の内部との間の隙間の大きさを調整する調整筒を備えているので、粉粒体のサイズ等の各種物性に応じて、水平方向に沿って移送された粉粒体の堆積量を適切に調整することができる。
【００６９】
第三番目の発明による粉粒体供給装置は、第二番目の発明において、前記調整筒が、前記外筒の前記底面側の端部側に切欠部を有しているので、水平方向に沿って移送される粉粒体の堆積量を適切に維持しながらも、内筒の内側と外側との間での粉粒体の移動の容易化を図ることができる。
【００７１】
第四番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目から第三番目の発明のいずれかにおいて、前記第一のスクリュフィーダのスクリュの基端側のピッチ間隔または羽根高さが、先端側よりも基端側ほど小さくなるように設定されていることから、第一のスクリュフィーダの基端側部分で粉粒体が片寄って堆積してしまうことを防止することができ、当該部分での粉粒体のブリッジングを防止することができると共に、粉粒体の圧縮密度変化を防止することができるので、粉粒体をさらに確実に定量的に搬送することができる。
【００７２】
第五番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目から第四番目の発明のいずれかにおいて、前記第二のスクリュフィーダのスクリュの先端側のピッチ間隔が、基端側よりも先端側ほど小さくなるように設定されていることから、第二のスクリュフィーダの先端側を粉粒体で塞ぎながら当該粉粒体を先端側から送出して押し込み供給することができる。このため、例えば、バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する場合に適用すれば、第二のスクリュフィーダの内部とガス化炉の内部とをバイオマスで仕切ることができるので、ガス化炉内のガス化剤が第二のスクリュフィーダ内に逆流しにくくすることができ、ガス化炉内でのバイオマスのガス化効率の低下を防止することができる。
【００７３】
第六番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目から第四番目の発明のいずれかにおいて、前記第二のスクリュフィーダのスクリュの先端側の羽根高さが、基端側よりも先端側ほど小さくなるように設定されていると共に、当該第二のスクリュフィーダのケーシングの先端側の内径が、基端側よりも先端側ほど小さくなるように設定されていることから、第二のスクリュフィーダの先端側を粉粒体で塞ぎながら当該粉粒体を先端側から送出して押し込み供給することができる。このため、例えば、バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する場合に適用すれば、第二のスクリュフィーダの内部とガス化炉の内部とをバイオマスで仕切ることができるので、ガス化炉内のガス化剤が第二のスクリュフィーダ内に逆流しにくくすることができ、ガス化炉内でのバイオマスのガス化効率の低下を防止することができる。
【００７４】
第七番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目から第六番目の発明のいずれかにおいて、前記第二のスクリュフィーダのケーシングの先端側に内部中空の空バレル部が設けられていることから、第二のスクリュフィーダの先端側を粉粒体で塞ぎながら当該粉粒体を先端側から送出して押し込み供給することができる。このため、例えば、バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する場合に適用すれば、第二のスクリュフィーダの内部とガス化炉の内部とをバイオマスで仕切ることができるので、ガス化炉内のガス化剤が第二のスクリュフィーダ内に逆流しにくくすることができ、ガス化炉内でのバイオマスのガス化効率の低下を防止することができる。
【００７５】
第八番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目から第七番目の発明のいずれかにおいて、前記ホッパの重量変化を計測する重量変化計測手段を設け、前記第一のスクリュフィーダと前記第二のスクリュフィーダとの間をフレキシブルパイプを介して連結すると共に、前記ホッパの上下方向の変動を吸収する変動吸収手段を設けたことから、ホッパが、フレキシブルパイプにより、基礎（地面）に対して自在に支持される（縁切りされる）と共に、変動吸収手段により、上下方向の変動を吸収（相殺）されるので、ホッパの重量変化を重量変化計測手段で正確に検出することができ、時間当たりの重量減量、すなわち、供給量を演算して正確に求めることができる。
【００７６】
第九番目の発明による粉粒体供給装置は、第一番目から第八番目の発明のいずれかにおいて、前記第二のスクリュフィーダの上流側にシールガスを供給するシールガス供給手段を設けたことから、運転停止時に、シールガス供給手段からのシールガスにより、第二のスクリュフィーダの先端側（下流側）に堆積している粉粒体を噴出させて取り除くことができる。このため、例えば、バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する場合に適用すれば、第二のスクリュフィーダの先端側（下流側）に堆積したバイオマスが余熱によりタール分を発生して当該第二のスクリュフィーダ内にタールが付着してしまうことを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による粉粒体供給装置を、バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する際に適用した場合の実施の形態の概略構成図である。
【図２】図１のII−II線断面矢線視図である。
【図３】図２の III−III 線断面矢線視図である。
【図４】図１の切り出しスクリュフィーダの抽出拡大図である。
【図５】図１の押し込みスクリュフィーダの抽出拡大図である。
【図６】本発明による粉粒体供給装置の他の実施の形態の切り出しスクリュフィーダの概略構成図である。
【図７】本発明による粉粒体供給装置の他の実施の形態の押し込みスクリュフィーダの概略構成図である。
【図８】バイオマスのガス化炉にバイオマスを供給する従来の粉粒体供給装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
１バイオマス
２シールガス
３ガス化剤
４生成ガス
５０ガス化炉
５１供給管
５２送出管
１００粉粒体供給装置
１１０ホッパ
１１１外筒
１１１ａ開口部
１１２内筒
１１３調整筒
１１３ａ切欠部
１１４レーキ
１１５回転軸
１１６駆動モータ
１２０，２２０切り出しスクリュフィーダ
１２１ケーシング
１２２駆動軸
１２３，２２３スクリュ
１２４駆動モータ
１３０，２３０，３３０押し込みスクリュフィーダ
１３１，３３１ケーシング
１３１ａ空バレル部
１３２駆動軸
１３３，２３３，３３３スクリュ
１３４駆動モータ
１４１連絡管
１４２フレキシブルパイプ
１４３ロータリバルブ
１４４シールガス送給装置
１４４ａバルブ
１４５ロードセル
１４６，１４７支持部材
１４８フレキシブルジョイント
１４９架台[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a granular material supply device, and is particularly effective when applied to supplying pulverized biomass to a gasification furnace for gasifying biomass.
[0002]
[Prior art]
From the viewpoint of environmental protection and the like, it is currently being considered to use methanol as fuel instead of fossil fuel such as oil and coal. In particular, if methanol is produced using biomass such as vegetation as a raw material, it is possible to produce methanol from plants that grow by consuming carbon dioxide produced by the use of methanol. Can be established, and the amount of waste generated can be significantly reduced.
[0003]
In order to produce methanol using such biomass as a raw material, as shown in FIG. 8, the dried and pulverized biomass 1 is stored in a hopper 10, and a screw feeder provided at the lower portion of the hopper 10. 20, the biomass 1 in the hopper 10 is sent out in a fixed amount, supplied to the gasification furnace 50 through the rotary valve 43 by the connecting pipe 41, and the gasifying agent 3 containing water vapor and oxygen (or air) is supplied. The product gas (mainly a mixed gas of carbon monoxide and hydrogen gas) 4 is generated by being fed into the gasification furnace 50 and partially burning or steam gasifying the biomass 1, and the product gas 4 is cooled. After cooling in the tower, the methanol is fed to the methanol synthesis tower, and carbon monoxide in the gas 4 and hydrogen gas are reacted to generate methanol. In order to prevent the gasifying agent 3 from flowing back into the communication pipe 41, the seal gas 2 such as nitrogen gas is fed from the seal gas supply device 44 into the communication pipe 41.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
If the biomass 1 is to be supplied into the gasification furnace 50 as described above, the biomass 1 in the hopper 10 is compressed by its own weight, and the density becomes higher toward the lower side. Gradually changing, it became difficult to supply quantitatively, and it was difficult to stably gasify biomass 1. Further, although the seal gas 2 is fed into the communication pipe 41 in order to prevent the backflow of the gasifying agent 3 into the communication pipe 41, the inflow amount of the seal gas 2 flowing into the gasification furnace 50 is small. When it increased, there was a possibility that the gasification efficiency of biomass 1 might fall.
[0005]
Such a problem is not limited to the case where biomass 1 is supplied into the gasification furnace 50, but is the case described above if the powder is supplied as in the case where coal is supplied to the gasification furnace. Could happen in the same way.
[0006]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a granular material supply apparatus that can stably and efficiently supply granular materials.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the powder supply device according to the first aspect of the invention transports the stored powder along the horizontal direction, and the transferred powder from the lower opening. A hopper to be fed, a base end side connected to the opening of the hopper, a first screw feeder that feeds the powder from the tip side without compression, and a base to the tip side of the first screw feeder A second screw feeder that is connected to the end side and feeds the granular material from the distal end side while closing the distal end side with the granular material. The hopper has a bottom surface and an outer cylinder in which the opening is formed in the bottom surface near the inner peripheral surface, and the outer cylinder has a gap between the bottom surface and the end of the outer cylinder. An inner cylinder disposed on the inner side, and the outer cylinder and the inner cylinder supported rotatably at the center on the bottom surface of the outer cylinder so that the tip is positioned near the inner peripheral surface of the outer cylinder. A sickle-shaped rake so that the pushing force of the inner cylinder to the outside in the radial direction of the inner cylinder is smaller than the force of depositing the powder and the repose angle between It is characterized by.
[0009]
First two The granular material supply device according to the second invention one In the second invention, the hopper is provided coaxially with the inner cylinder so as to be movable along the axial direction of the inner cylinder, and between the outer cylinder and the inner cylinder, An adjustment cylinder for adjusting the size of the gap between the two is provided.
[0010]
First three The granular material supply device according to the second invention two In a second aspect of the invention, the adjusting cylinder has a notch on the bottom side of the outer cylinder.
[0012]
First Four The granular material supply device according to the second invention is three In any one of the second inventions, the pitch interval or blade height on the base end side of the screw of the first screw feeder is set to be smaller toward the base end side than the tip end side. .
[0013]
First Five The granular material supply device according to the second invention is Four In any one of the second inventions, the pitch interval on the distal end side of the screw of the second screw feeder is set to be smaller toward the distal end side than the proximal end side.
[0014]
First Six The granular material supply device according to the second invention is Four In any one of the second inventions, the blade height on the distal end side of the screw of the second screw feeder is set to be smaller toward the distal end side than the proximal end side, and the second screw feeder of the second screw feeder The inner diameter of the front end side of the casing is set to be smaller toward the front end side than the base end side.
[0015]
First Seven The granular material supply device according to the second invention is Six In any one of the second inventions, an internal hollow hollow barrel portion is provided on the front end side of the casing of the second screw feeder.
[0016]
First Eight The granular material supply device according to the second invention is Seven In any one of the second inventions, a weight change measuring means for measuring a weight change of the hopper is provided, and the first screw feeder and the second screw feeder are connected via a flexible pipe, and Fluctuation absorbing means for absorbing fluctuations in the vertical direction of the hopper is provided.
[0017]
First Nine The granular material supply device according to the second invention is Eight In any one of the second inventions, a seal gas supply means for supplying a seal gas is provided upstream of the second screw feeder.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment in the case of applying the granular material supply device according to the present invention when supplying biomass to a biomass gasification furnace will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the granular material supply device, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. FIG. 5 is an extraction enlarged view of the cut-out screw feeder of FIG. 1, and FIG. 5 is an extraction enlarged view of the push-in screw feeder of FIG. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
[0019]
As shown in FIG. 1, a cylindrical shape having a smaller diameter than the outer cylinder 111 is formed inside the cylindrical outer cylinder 111 having the bottom surface of the hopper 110 that stores the biomass 1 that is the dry and pulverized granular material. An inner cylinder 112 is arranged coaxially with the outer cylinder 111, and the inner cylinder 112 has a predetermined gap between its lower end and the bottom surface of the outer cylinder 111. It is fixedly connected to the cylinder 111.
[0020]
As shown in FIGS. 1 to 3, a cylindrical adjustment cylinder 113 is fitted to the outer peripheral surface on the lower end side of the inner cylinder 112 so as to be movable along the axial direction of the inner cylinder 112. By moving the adjustment cylinder 113 up and down, the size of the gap between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 and the inside of the inner cylinder 112 can be adjusted. A plurality of notches 113a are formed at predetermined intervals along the circumferential direction on the lower end side of the adjustment cylinder 113.
[0021]
As shown in FIGS. 1 to 3, on the bottom surface of the outer cylinder 111, a plurality of rakes 114 (two in the present embodiment) having a sickle-like shape are disposed. The base end is supported by the rotation shaft 115 at the center of the outer cylinder 111, while the tip end is located near the inner peripheral surface of the outer cylinder 111, and the thickness becomes thinner toward the tip end in the rotation direction. Is formed. Between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 on the bottom surface of the outer cylinder 111, an opening 111a that communicates between the inside and the outside of the outer cylinder 111 is formed. In FIG. 1, reference numeral 116 denotes a drive motor.
[0022]
As shown in FIGS. 1 and 4, the opening 111 a of the outer cylinder 111 of the hopper 110 has a receiving port on the upper side of the base end side of the casing 121 of a cut screw feeder (quantitative screw feeder) 120 that is a first screw feeder. Is connected. A drive shaft 122 is rotatably provided in the casing 121. A screw 123 is attached to the drive shaft 122, and the screw 123 has a pitch interval on the proximal end side, more specifically, a pitch interval on the lower portion of the opening 111a of the outer cylinder 111 of the hopper 110. However, it is set so that the proximal end side becomes smaller than the distal end side. In FIG. 1, reference numeral 124 denotes a drive motor.
[0023]
As shown in FIG. 1, one end (upper end) side of a connecting pipe 141 having a flexible pipe 142 and a rotary valve 143 in the middle is connected to the delivery outlet at the lower end of the casing 121 of the cutting screw feeder 120.
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 5, the other end (lower end) side of the connecting pipe 141 has a receiving port on the upper side of the base end side of the casing 131 of the pushing screw feeder (conveying screw feeder) 130 as the second screw feeder. Connected. A drive shaft 132 is rotatably provided in the casing 131. A screw 133 is attached to the drive shaft 132. At the front end side of the casing 131, an empty hollow barrel portion 131a in which the drive shaft 132 and the screw 133 are not present is provided. The empty barrel portion 131 a is connected to the lower side inside the gasification furnace 50. In FIG. 1, reference numeral 134 denotes a drive motor.
[0025]
As shown in FIG. 1, a seal gas 2 made of an inert gas such as nitrogen is provided between the other end (lower end) side of the connecting pipe 141 and the rotary valve 143, that is, upstream of the pushing screw feeder 130. A seal gas feeding device 144 which is a seal gas feeding means for feeding is connected via a valve 144a.
[0026]
As shown in FIG. 1, the support member 146 attached to the inner cylinder 112 of the hopper 110 is supported by the gantry 149 via a load cell 145 that is a weight change measuring means. The pushing screw feeder 130 is fixedly supported on the gantry 149 through a support member 147 provided with a flexible joint 148 that is a fluctuation absorbing means. The flexible joint 148 and the flexible pipe 142 have the same spring constant.
[0027]
As shown in FIG. 1, a supply pipe 51 for supplying a gasifying agent 3 containing water vapor and oxygen (or air) to the inside of the gasification furnace 50 is connected to the lower part of the gasification furnace 50. A delivery pipe 52 for delivering the product gas 4 is connected to the upper portion of the gasification furnace 50.
[0028]
Next, the operation of the powder supply apparatus 100 configured as described above will be described.
[0029]
The adjustment cylinder 113 of the hopper 110 is moved up and down to adjust the size of the gap between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 and the inside of the inner cylinder 112, and the dried and pulverized biomass 1 is stored in the hopper 110. When thrown into the cylinder 112, the biomass 1 flows out from the gap between the inner cylinder 112 into the space between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 along the horizontal direction, and then is sent out from the opening 111a and cut out. It flows into the receiving port of the casing 121 of the screw feeder 120.
[0030]
Here, the biomass 1 deposited on the receiving port of the casing 121 of the cut-out screw feeder 120 is supplied into the casing 121 of the cut-out screw feeder 120 in a state where the height amount is small and the compression due to its own weight is suppressed. It becomes like this.
[0031]
Subsequently, when the drive motor 124 of the cut-out screw feeder 120 is operated to rotate the screw 123 via the drive shaft 122, the cut-out screw 120 causes the biomass 1 that has flowed into the casing 121 to be sent out from the delivery port. Transport. At the same time, when the drive motor 116 of the hopper 110 is operated to rotate the rake 114 via the rotating shaft 115, the rake 114 is removed while stirring the bottom-side biomass 1 stored in the inner cylinder 112. It moves along the horizontal direction between the cylinder 111 and the inner cylinder 112.
[0032]
At this time, as the rake 114 rotates, the amount of biomass 1 transferred from the inside of the inner cylinder 112 between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 is the amount delivered from the opening 111a, that is, cut out. Although it is larger than the amount delivered by the screw feeder 120, the accumulated height of the biomass 1 between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 is always substantially constant. It does not fill in between and become a compacted or closed state.
[0033]
This is because the shape of the rake 114 is such that the pushing force of the inner cylinder 112 toward the radially outer side of the biomass 1 is greater than the force that deposits the biomass 1 between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 at a repose angle (slip angle) or more. This is because it has a smaller sickle shape.
[0034]
For this reason, the height of the biomass 1 between the upper surface portion of the biomass 1 deposited between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 and the receiving port of the casing 121 of the screw feeder 120 cut out through the opening 111a is always set. It can be made substantially constant, and the compression density due to the own weight of the biomass 1 during the period can always be made constant.
[0035]
Further, the screw 123 of the cut-out screw feeder 120 is set so that the pitch interval on the base end side becomes smaller toward the base end side than the front end side as described above. Biomass 1 deposited on the receiving port is cut out evenly by the screw 123 and conveyed without being compressed.
[0036]
For this reason, it is possible to prevent the biomass 1 from deviating and accumulating (bridging) at the inlet portion of the casing 121 of the cutting screw feeder 120 and to prevent a change in the compression density of the biomass 1. Can be transported more reliably and quantitatively.
[0037]
In this way, the biomass 1 sent out without being compressed from the outlet of the casing 121 of the cut-out screw feeder 120 is pushed in via the connecting pipe 141, the flexible pipe 142, and the rotary valve 143. A fixed amount is supplied from the receiving port to the inside.
[0038]
The pushing screw feeder 130 conveys the biomass 1 supplied to the inside of the casing 131 to the empty barrel portion 131a on the distal end side of the casing 131 by the rotation of the screw 133. It accumulates gradually so as to close the inside of the empty barrel portion 131a.
[0039]
Then, the screw 133 of the push-in screw feeder 130 further conveys the biomass 1 supplied from the receiving port from the proximal end side of the casing 131 to the empty barrel portion 131a on the distal end side, so that it accumulates in the empty barrel portion 131a. The biomass 1 is gradually pushed out and sequentially sent to the inside of the gasification furnace 50 in a fixed amount, reacts with the gasifying agent 3 supplied from the supply pipe 51, and becomes the product gas 4 to be sent from the delivery pipe 52. Is done.
[0040]
Here, the pushing screw feeder 130 feeds the biomass 1 from the tip side while pushing the tip side of the casing 131 with the biomass 1 and pushes and feeds the biomass 1 into the gasification furnace 50. The inside of 50 is partitioned off by the biomass 1.
[0041]
For this reason, the gasifying agent 3 in the gasification furnace 50 is less likely to flow back into the push-in screw feeder 130, and the seal gas that flows out from the seal gas feeder 144 into the gasification furnace 50 through the push-in screw feeder 130. Since the amount of 2 is very small, it is possible to prevent a decrease in the gasification efficiency of the biomass 1 in the gasification furnace 50 and to greatly increase the amount of the seal gas 2 fed from the seal gas feeding device 145. The running cost can be reduced.
[0042]
In this way, when the biomass 1 in the hopper 110 is supplied to the gasification furnace 50 by a fixed amount, the amount of the biomass 1 in the hopper 110 decreases sequentially, and the weight of the hopper 110 becomes light. Since the change in the weight of the hopper 110 is detected via the member 146, the remaining amount of the biomass 1 in the hopper 110 can be detected and the weight loss per hour, that is, the supply amount can be calculated and accurately obtained. If necessary, the biomass 1 is replenished into the inner cylinder 112 of the hopper 110 to continue the operation, or the operation of the drive motors 116, 124, 134, etc. is stopped to stop the operation. Can do.
[0043]
Here, the hopper 110 is freely supported (edge-cut) by the flexible pipe 142 with respect to the foundation (ground), and the pressure on the seal gas feeding device 144 side by the flexible joint 148. Therefore, the load cell 145 can accurately detect the weight change of the hopper 110 and calculates the weight loss per time, that is, the supply amount. Can be obtained accurately.
[0044]
In this way, when the biomass 1 in the hopper 110 is gasified in the gasification furnace 50 and the operation is stopped, the biomass 1 remains in a state where the biomass 1 is accumulated on the front end side of the casing 121 of the pushing screw feeder 130. There is a possibility that tar will be generated from the biomass 1 due to residual heat and adhere to the casing 121.
[0045]
For this reason, when the operation is stopped, the feed amount of the seal gas 2 from the seal gas feed device 144 is increased, and the biomass 1 accumulated on the front end side of the casing 121 of the pushing screw feeder 130 is disposed on the gasifier 50 side. , The biomass 1 can be removed from the casing 121, and the tar content in the casing 121 due to residual heat can be prevented.
[0046]
Therefore, the following effects can be acquired in the granular material supply apparatus 100 of this Embodiment.
[0047]
(1) The biomass 1 stored in the inner cylinder 112 of the hopper 110 is transferred between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 along the horizontal direction and sent from the opening 111a to the cut screw feeder 120. Since the feed is made, the height of the biomass 1 deposited on the inlet of the cut-out screw feeder 120 can be reduced, and the compression of the biomass 1 due to its own weight is suppressed in the casing 121 of the cut-out screw feeder 120. Can be supplied to.
[0048]
(2) The amount of biomass 1 transferred from the inside of the inner cylinder 112 between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 is sent from the opening 111a, that is, the quantity sent out by the cutting screw feeder 120. However, since the deposition height of the biomass 1 between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 is always substantially constant, the biomass 1 is filled between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 and is in a consolidated state. Since it does not become an obstruction | occlusion state, the compression density of the biomass 1 in the meantime can always be made constant.
[0049]
(3) Since the size of the gap between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 and the inside of the inner cylinder 112 can be adjusted by the adjustment cylinder 113, the pulverization size and variety of the biomass 1 (for example, grass or The amount of biomass 1 deposited between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112 can be appropriately adjusted according to various physical properties such as wood.
[0050]
(4) Since the notch 113a is provided on the lower end side of the adjustment cylinder 113, the inside and outside of the inner cylinder 112 are maintained while appropriately maintaining the amount of biomass 1 deposited between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112. It is possible to facilitate the movement of the biomass 1 between the two.
[0051]
(5) Since the pitch interval on the base end side of the screw 123 of the cut-out screw feeder 120 is set to be smaller toward the base end side than the front end side, in the transport direction by the screw 123, the cut-out screw feeder 120 The biomass 1 on the receiving port of the casing 121 can be cut out evenly and sent out without being compressed. Therefore, it is possible to prevent the biomass 1 from being offset and accumulated at the receiving portion of the cut-out screw feeder 120, and it is possible to prevent the bridging of the biomass 1 at the portion, and the compressed density of the biomass 1 Since the change can be prevented, the biomass 1 can be transported more reliably and quantitatively.
[0052]
(6) Since the hollow hollow barrel portion 131a is provided at the front end side of the casing 131 of the pushing screw feeder 130, the pushing screw feeder 130 feeds the biomass 1 from the leading end side while closing the leading end side of the casing 131. Since the inside of the gasification furnace 50 is pushed and supplied, the inside of the casing 131 and the inside of the gasification furnace 50 can be partitioned by the biomass 1, and the gasifying agent 3 in the gasification furnace 50 is pushed into the screw feeder 130. The backflow can be made difficult to flow, and the amount of the seal gas 2 flowing out from the seal gas feeding device 144 into the gasification furnace 50 through the pushing screw feeder 130 can be extremely reduced. Therefore, the gasification efficiency of the biomass 1 in the gasification furnace 50 can be prevented from being lowered, and the amount of the seal gas 2 fed from the seal gas feeding device 145 can be greatly reduced. Cost can be reduced.
[0053]
(7) The hopper 110 is freely supported (edge-cut) by the flexible pipe 142 with respect to the foundation (the ground), and the flexible joint 148 absorbs (cancels) fluctuations in the vertical direction. Therefore, the change in the weight of the hopper 110 can be accurately detected by the load cell 145, and the weight loss per time, that is, the supply amount can be accurately calculated.
[0054]
(8) When the operation is stopped, the feed amount of the seal gas 2 from the seal gas feeding device 144 is increased, and the biomass 1 accumulated on the front end side of the casing 121 of the push-in screw feeder 130 is disposed on the gasifier 50 side. Since the biomass 1 deposited on the front end side of the casing 121 of the push-in screw feeder 130 generates a tar component due to residual heat, the tar adheres to the casing 121. This can be prevented beforehand.
[0055]
Therefore, according to the granular material supply apparatus 100 of the present embodiment, the biomass 1 can be stably and efficiently supplied.
[0056]
In the push-in screw feeder 130, as shown in FIG. 5, the ratio L / D between the diameter D and the length L of the empty barrel portion 131a on the distal end side of the casing 131 is in the range of 0.5-3. And preferred. This is because if the L / D is smaller than 0.5, the above-described sealing effect cannot be sufficiently exhibited, and if the L / D is larger than 3, the pushing screw feeder 130 causes the gasification furnace 50 to This is because the biomass 1 that is pushed in and supplied is excessively compressed, and a motor trip may occur.
[0057]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the cutting screw feeder 120 having the screw 123 set so that the pitch interval on the base end side becomes smaller toward the base end side than the front end side is applied. Instead, for example, as shown in FIG. 6, a cutting screw feeder 220 having a screw 223 that is set so that the blade height on the base end side becomes smaller toward the base end side than the tip end side is applied. Moreover, the same effect as the case of the cutting screw feeder 120 mentioned above can be obtained.
[0058]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the pushing screw feeder 130 in which the empty barrel portion 131 a is provided on the front end side of the casing 131 is applied, but instead of this, for example, FIG. As shown in FIG. 7, the pushing screw feeder 230 having the screw 233 in which the pitch interval on the distal end side is set to be smaller toward the distal end side than the proximal end side, or the blade height on the distal end side as shown in FIG. The screw 333 is set such that the tip end side is smaller than the base end side, and the diameter of the tip end side is made smaller toward the tip end side than the base end side in correspondence with the blade height of the screw 333. If the pushing screw feeder 330 which has the casing 331 formed in the taper shape is applied, while closing the front end side of the casing 131,331 with the biomass 1, Since it is possible to transmit the biomass 1 from the front end side of the casing 131 or 331, it is possible to obtain the same effect as pushing the screw feeder 130 described above.
[0059]
Here, in the pushing screw feeders 230 and 330, the biomass 1 that closes the distal ends of the casings 131 and 331 is compressed. However, if the compression ratio is in the range of 1.2 to 1.8, there is a particular problem. It can be applied without occurring.
[0060]
Further, in the push-in screw feeders 230 and 330, an inner hollow hollow barrel portion without a drive shaft and a screw is provided on the front end side of the casings 131 and 331, that is, the structure shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b). If a push screw feeder combining the structure shown in FIG. 5 is applied, the sealing effect can be further enhanced, so that a more preferable result can be obtained.
[0061]
Further, in this embodiment, the pushing screw feeder 130 is directly connected to the gasification furnace 50, and the biomass 1 from the pushing screw feeder 130 is directly supplied into the gasification furnace 50. It is also possible to adopt an air flow conveyance system in which a pushing screw feeder 130 is connected in the middle of the supply pipe 51 of the furnace 50 and the biomass 1 from the pushing screw feeder 130 is supplied into the gasification furnace 50 together with the gasifying agent 3. is there.
[0062]
Moreover, in this Embodiment, biomass 1 stored inside the inner cylinder 112 is transferred along the horizontal direction between the outer cylinder 111 and the inner cylinder 112, and biomass is supplied from the opening part 111a formed in the meantime. 1 is sent out, but conversely, the biomass 1 is stored between the outer cylinder and the inner cylinder, and the biomass 1 therebetween is transferred into the inner cylinder along the horizontal direction. It is also possible to send the biomass 1 from an opening formed on the inner cylinder inner side of the bottom surface of the outer cylinder.
[0063]
In the present embodiment, a plurality of notches 113a are provided at a predetermined interval along the circumferential direction on the lower end side of the adjustment cylinder 113 of the hopper 110. However, the notches 113a can be omitted.
[0064]
In the present embodiment, the flexible joint 148 and the flexible pipe 142 having the same spring constant are used. For example, instead of the flexible joint 148, the connecting pipe 141 including the flexible pipe 142 may be used. By applying, the spring constant can be made the same.
[0065]
Moreover, although this Embodiment demonstrated the case where it applied, when supplying the biomass 1 to the gasification furnace 50 of biomass 1, not only this but the case where coal is supplied to the coal gasification furnace etc. If it is a case where a granular material is supplied to this, it can utilize similarly to the case of this Embodiment, and can obtain the effect similar to the case of this Embodiment.
[0066]
【The invention's effect】
According to a first aspect of the present invention, there is provided a powder supply apparatus for transferring a granular material to be stored along a horizontal direction, and for sending the transferred granular material from a lower opening, and the hopper. The base end side is connected to the opening, the first screw feeder that feeds the powder body from the front end side without compression, and the base end side is connected to the front end side of the first screw feeder, and the front end side is A second screw feeder that feeds the granular material from the tip side while closing with the granular material. The hopper has a bottom surface and an outer cylinder in which the opening is formed in the bottom surface near the inner peripheral surface, and the outer cylinder has a gap between the bottom surface and the end of the outer cylinder. An inner cylinder disposed on the inner side, and the outer cylinder and the inner cylinder supported rotatably at the center on the bottom surface of the outer cylinder so that the tip is positioned near the inner peripheral surface of the outer cylinder. A sickle-shaped rake so that the pushing force of the inner cylinder to the outside in the radial direction of the inner cylinder is smaller than the force of depositing the powder and the repose angle between Because The accumulation height of the granular material on the base end side of the first screw feeder can be reduced, and can be supplied into the first screw feeder in a state in which the compression due to its own weight is suppressed. That is, the amount of the granular material transferred along the horizontal direction is larger than the amount delivered from the opening (the amount delivered by the first screw feeder), but between the outer cylinder and the inner cylinder. Since the accumulation height of the powder and granule is always substantially constant, the powder and granule do not fill the space between the outer cylinder and the inner cylinder and become a compacted or closed state. The compression density of the granules can always be constant, A granular material can be supplied stably and efficiently.
[0068]
First two The granular material supply device according to the second invention one In the second invention, the hopper is provided coaxially with the inner cylinder so as to be movable along the axial direction of the inner cylinder, and between the outer cylinder and the inner cylinder, Since there is an adjustment cylinder that adjusts the size of the gap between the two, according to various physical properties such as the size of the granular material, the accumulation amount of the granular material transferred along the horizontal direction is appropriately adjusted be able to.
[0069]
First three The granular material supply device according to the second invention two In the second invention, the adjustment cylinder has a notch on the bottom side of the outer cylinder, so that the accumulation amount of the granular material transferred along the horizontal direction is appropriately maintained. However, the movement of the granular material between the inner side and the outer side of the inner cylinder can be facilitated.
[0071]
First Four The granular material supply device according to the second invention is three In any one of the second aspects, since the pitch interval or blade height on the base end side of the screw of the first screw feeder is set to be smaller toward the base end side than the front end side, It is possible to prevent the granular material from deviating and accumulating at the proximal end portion of the screw feeder, and to prevent bridging of the granular material at that portion and to compress the granular material. Since a density change can be prevented, a granular material can be conveyed quantitatively further reliably.
[0072]
First Five The granular material supply device according to the second invention is Four In any one of the second aspects, since the pitch interval on the distal end side of the screw of the second screw feeder is set to be smaller toward the distal end side than the proximal end side, the distal end of the second screw feeder It is possible to feed and push the granular material from the tip side while closing the side with the granular material. For this reason, for example, if it is applied when supplying biomass to a biomass gasification furnace, the inside of the second screw feeder and the inside of the gasification furnace can be partitioned by biomass, so the gas in the gasification furnace The agent can be made difficult to flow back into the second screw feeder, and a decrease in the gasification efficiency of the biomass in the gasification furnace can be prevented.
[0073]
First Six The granular material supply device according to the second invention is Four In any one of the second inventions, the blade height on the distal end side of the screw of the second screw feeder is set to be smaller toward the distal end side than the proximal end side, and the second screw feeder of the second screw feeder Since the inner diameter of the front end side of the casing is set to be smaller toward the front end side than the base end side, the powder body is covered from the front end side while closing the front end side of the second screw feeder with the powder body. Can be sent out and pushed in. For this reason, for example, if it is applied when supplying biomass to a biomass gasification furnace, the inside of the second screw feeder and the inside of the gasification furnace can be partitioned by biomass, so the gas in the gasification furnace The agent can be made difficult to flow back into the second screw feeder, and a decrease in the gasification efficiency of the biomass in the gasification furnace can be prevented.
[0074]
First Seven The granular material supply device according to the second invention is Six In any one of the second inventions, since the hollow hollow barrel portion is provided on the front end side of the casing of the second screw feeder, the front end side of the second screw feeder is covered with the granular material. It is possible to feed and supply the powder from the tip side. For this reason, for example, if it is applied when supplying biomass to a biomass gasification furnace, the inside of the second screw feeder and the inside of the gasification furnace can be partitioned by biomass, so the gas in the gasification furnace The agent can be made difficult to flow back into the second screw feeder, and a decrease in the gasification efficiency of the biomass in the gasification furnace can be prevented.
[0075]
First Eight The granular material supply device according to the second invention is Seven In any one of the second inventions, a weight change measuring means for measuring a weight change of the hopper is provided, and the first screw feeder and the second screw feeder are connected via a flexible pipe, and Since the fluctuation absorbing means for absorbing the fluctuation in the vertical direction of the hopper is provided, the hopper is freely supported (edge cut) by the flexible pipe with respect to the foundation (ground), and the fluctuation absorbing means Since the change in direction is absorbed (cancelled), the weight change of the hopper can be accurately detected by the weight change measuring means, and the weight loss per time, that is, the supply amount can be calculated and accurately obtained. .
[0076]
First Nine The granular material supply device according to the second invention is Eight In any one of the second aspects, since the seal gas supply means for supplying the seal gas to the upstream side of the second screw feeder is provided, when the operation is stopped, the seal gas from the seal gas supply means causes the second gas The granular material deposited on the tip side (downstream side) of the screw feeder can be ejected and removed. For this reason, for example, if it is applied when supplying biomass to a biomass gasification furnace, the biomass deposited on the tip side (downstream side) of the second screw feeder generates a tar component due to residual heat, and the second It is possible to prevent tar from adhering to the screw feeder.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment in a case where a granular material supply apparatus according to the present invention is applied when biomass is supplied to a biomass gasification furnace.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is an enlarged view of extraction of the cut-out screw feeder of FIG.
FIG. 5 is an extraction enlarged view of the pushing screw feeder of FIG. 1;
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a cutting screw feeder according to another embodiment of the granular material supply apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a pushing screw feeder according to another embodiment of the granular material supply apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional granular material supply apparatus that supplies biomass to a biomass gasification furnace.
[Explanation of symbols]
1 Biomass
2 Seal gas
3 Gasifying agent
4 Product gas
50 Gasifier
51 Supply pipe
52 Delivery pipe
100 Powder and granular material supply device
110 Hopper
111 outer cylinder
111a opening
112 inner cylinder
113 Adjustment cylinder
113a Notch
114 Rake
115 Rotating shaft
116 drive motor
120,220 Cutting screw feeder
121 casing
122 Drive shaft
123,223 screw
124 Drive motor
130, 230, 330 Push-in screw feeder
131,331 casing
131a Empty barrel
132 Drive shaft
133, 233, 333 screw
134 Drive motor
141 communication pipe
142 Flexible pipe
143 Rotary valve
144 Seal gas feeder
144a valve
145 load cell
146, 147 support member
148 Flexible joint
149 mount

Claims

A hopper for transferring the granular material to be stored along the horizontal direction and for sending the transferred granular material from a lower opening,
A first screw feeder that is connected to the opening of the hopper on the base end side and that feeds from the tip side without compressing the granular material;
A proximal end side is connected to the distal end side of the first screw feeder, and a second screw feeder that feeds the granular material from the distal end side while closing the distal end side with the granular material , and
The hopper
An outer cylinder having a bottom surface and having the opening formed in the bottom surface in the vicinity of the inner peripheral surface;
An inner cylinder disposed inside the outer cylinder so as to have a gap between the bottom surface and the end of the outer cylinder;
The powder is supported between the outer cylinder and the inner cylinder by being rotatably supported at the center on the bottom surface of the outer cylinder so that the front end is positioned near the inner peripheral surface of the outer cylinder. A sickle-shaped rake so that the pushing force of the inner cylinder to the outside in the radial direction is smaller than the force to be accumulated beyond the corner
It is provided with the granular material supply apparatus characterized by the above-mentioned.

In claim 1 ,
The hopper is provided coaxially with the inner cylinder so that the hopper can move along the axial direction of the inner cylinder, and a gap between the outer cylinder and the inner cylinder and the inside of the inner cylinder is formed. A granular material supply apparatus comprising an adjustment cylinder for adjusting the size.

In claim 2 ,
The granular material supply apparatus according to claim 1, wherein the adjustment cylinder of the hopper has a notch on an end side of the outer cylinder on the bottom surface side.

In any one of Claims 1-3 ,
The powder body supply apparatus, wherein the pitch interval or blade height on the base end side of the screw of the first screw feeder is set to be smaller toward the base end side than the tip end side.

In any one of Claims 1-4 ,
The granular material supply apparatus, wherein the pitch interval on the distal end side of the screw of the second screw feeder is set to be smaller toward the distal end side than the proximal end side.

In any one of Claims 1-4 ,
The blade height on the distal end side of the screw of the second screw feeder is set to be smaller toward the distal end side than the proximal end side, and
The granular material supply apparatus, wherein the inner diameter of the second screw feeder casing on the distal end side is set to be smaller toward the distal end side than the proximal end side.

In any one of Claims 1-6 ,
An inside hollow hollow barrel portion is provided on the front end side of the casing of the second screw feeder.

In any one of claims 1 to 7,
A weight change measuring means for measuring a weight change of the hopper is provided,
While connecting between the first screw feeder and the second screw feeder through a flexible pipe,
A powder and particle supply device characterized by comprising fluctuation absorbing means for absorbing fluctuations in the vertical direction of the hopper.

In any one of Claims 1-8 ,
A granular material supply apparatus comprising a sealing gas supply means for supplying a sealing gas upstream of the second screw feeder.