JP3993490B2

JP3993490B2 - Powder and particle feeder

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Publication number: JP3993490B2
Application number: JP2002252690A
Authority: JP
Inventors: 慎治松本; 計二武野; 英明太田; 次男山本; 由則小林; 彌十郎清家
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2007-10-17
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP2004091570A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する粉粒体供給装置に関し、特に、バイオマスとガス化剤と反応させて生成ガスを得るガス化炉に当該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、化石燃料使用による二酸化炭素排出の抑制が検討されている。特に、草木等のバイオマスを原料に用いてメタノール等のような液体燃料を製造するようにすれば、当該液体燃料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当該液体燃料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等のような液体燃料を製造するには、図７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、メタノール等の液体燃料の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等の液体燃料を生成させている。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、ガス化炉５０内にバイオマス１を供給する際には、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を上記ガス化炉５０内に供給する場合に限らず、石炭や廃プラスチックス等のような有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給するような場合であれば、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、有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する粉粒体供給装置であって、貯蔵する前記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切り出しスクリュフィーダと、前記切り出しスクリュフィーダの先端側へ接続し、水蒸気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガスのうちの少なくとも一つを主成分とする搬送ガスにより前記粉粒体を前記炉内に気流搬送するインジェクションフィーダとを備え、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下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。
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。
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、前記ホッパの前記調整筒が、下端部側に切欠部を有していることを特徴とする。
【０００８】
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、前記インジェクションフィーダの、前記搬送ガスの受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガスの受入方向と前記粉粒体の受入方向とのなす角度が１５〜７５°であることを特徴とする。
【０００９】
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、前記粉粒体がバイオマスであり、前記炉が、水蒸気および酸素を含むガス化剤を供給されて、当該ガス化剤と前記バイオマスとを反応させて当該バイオマスから生成ガスを得るガス化炉であることを特徴とする。
【００１０】
第六番目の発明による粉粒体供給装置は、第五番目の発明において、前記搬送ガスが、前記ガス化剤、前記生成ガスをメタノール等の液体燃料製造の原料に使用した際のオフガス、機器から排出される燃焼ガスのうちのいずれかであることを特徴とする。
【００１１】
【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のインジェクション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。
【００１２】
図１に示すように、有機物を乾燥粉砕し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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、切り出しスクリュフィーダ（定量フィーダ）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。
【００１６】
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を途中に有する連絡管１４１の一端（上端）側が連結している。
【００１７】
図１，５に示すように、前記連絡管１４１の他端（下端）側には、インジェクションフィーダ（搬送フィーダ）１３０の円錐筒状をなすシュート１３１の受入口（大径側）が接続している。シュート１３１の送出口（小径側）には、エジェクタ本体１３２の一方の受入口が接続している。エジェクタ本体１３２の他方の受入口には、水蒸気を主成分とする搬送ガス２を供給する供給ノズル１３３が接続している。エジェクタ本体１３２の送出口には、円錐筒状をなすレジューサ１３４の受入口（大径側）が接続している。レジューサ１３４の送出口（小径側）には、供給管１３５の基端側が接続している。供給管１３５の先端側は、ガス化炉５０の内部の下方寄りに連結している。
【００１８】
図５に示すように、前記インジェクションフィーダ１３０のエジェクタ本体１３２は、前記供給ノズル１３３の軸心と前記レジューサ１３４の軸心とが同軸上に位置するように前記他方の受入口及び前記送出口が形成されると共に、上記供給ノズル１３３の軸心と上記レジューサ１３４の軸心とを結ぶ線と前記シュート１３１の軸心の延長線とで形成される当該シュート１３１と当該供給ノズル１３３との間の角度θが１５〜７５°（好ましくは３０〜６０°）となるように前記一方の受入口が形成されている。すなわち、インジェクションフィーダ１３０は、前記搬送ガス２の受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガス２の受入方向とバイオマス１の受入方向とのなす角度が１５〜７５°（好ましくは３０〜６０°）となっているのである。
【００１９】
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、前記切り出しスクリュフィーダ１２０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。
【００２０】
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、前記バイオマス１と上記ガス化剤３とを反応させて当該バイオマス１から得られた生成ガス４を当該ガス化炉５０から送出する送出管５２が連結されている。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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を介してインジェクションフィーダ１３０のシュート１３１へ定量ずつ供給される。
【００３１】
これと同時に、インジェクションフィーダ１３０の供給ノズル１３３からエジェクタ本体１３２内に前記搬送ガス２が供給されることにより、上記シュート１３１へ供給された前記バイオマス１は、エジェクタ本体１３２内へ吸い込まれて、当該搬送ガス２中にムラなく分散されながらレージュサ１３４から噴出され、供給管１３５内を気流搬送されることによりガス化炉５０の内部に定量で供給され、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。
【００３２】
ここで、インジェクションフィーダ１３０は、ガス化剤３の成分である水蒸気を主成分とする搬送ガス２により、切り出しスクリュフィーダ１２０からのバイオマス１を吸い込んで当該搬送ガス２中にムラなく分散させながらガス化炉５０の内部に気流搬送するので、バイオマス１をガス化炉５０の内部に均一に分散させて供給することができると共に、不活性ガス等のような反応効率の低下を生じさせるガスを使用しなくても、切り出しスクリュフィーダ１２０側へのガス化剤３の逆流を防ぐことができるので、反応効率を向上させることができる。
【００３３】
また、インジェクションフィーダ１３０の、前記搬送ガス２の受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガス２の受入方向とバイオマス１の受入方向とのなす角度が１５〜７５°（好ましくは３０〜６０°）となっているので、バイオマス１のように流動性の低い粉粒体であっても、インジェクションフィーダ１３０のシュート１３１内にバイオマス１を詰まらせることなく確実に送給することができる。
【００３４】
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。
【００３５】
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、前記インジェクションフィーダ１３０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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
（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。
【００３９】
（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。
【００４０】
（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。
【００４１】
（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。
【００４２】
（６）インジェクションフィーダ１３０により、切り出しスクリュフィーダ１２０からのバイオマス１を搬送ガス２で吸い込んで当該搬送ガス２中にムラなく分散させながらガス化炉５０の内部に気流搬送するので、バイオマス１をガス化炉５０の内部に均一に分散させて供給することができると共に、不活性ガス等のような反応効率の低下を生じさせるガスを使用しなくても、切り出しスクリュフィーダ１２０側へのガス化剤３の逆流を防ぐことができるので、反応効率を向上させることができる。さらに、切り出しスクリュフィーダ１２０側へのガス化剤３の逆流を防ぐことができることから、従来使用していたロータリバルブを省くことができると共に、ホッパ１１０側を大気開放系とすることができるので、装置構造の簡略化を図ることができると共に、ホッパ１１０内へのバイオマス１の補充の容易化を図ることができる。
【００４３】
（７）インジェクションフィーダ１３０の、前記搬送ガス２の受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガス２の受入方向とバイオマス１の受入方向とのなす角度が１５〜７５°（好ましくは３０〜６０°）となっているので、バイオマス１のように流動性の低い粉粒体であっても、インジェクションフィーダ１３０のシュート１３１内にバイオマス１を詰まらせることなく確実に送給することができる。
【００４４】
（８）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。
【００４５】
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。
【００４６】
なお、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
また、搬送ガス２としては、本実施の形態のような水蒸気を主成分とするもの以外に、水蒸気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガスのようなバイオマス１のガス化反応時に生成するガス成分のうちの少なくとも一つを主成分とするガスであればよく、例えば、前記ガス化剤３（水蒸気と酸素（または空気）との混合ガス）や、前記ガス化炉５０での生成ガス４を使用してメタノール等のような液体燃料を製造した際に生じるオフガス（ＣＯやＨ₂やＣＨ₄等の混合ガス）や、ガスタービン等の各種の機器から排出される燃焼ガス（ＣＯ₂や水蒸気等の混合ガス）等を挙げることができる。ここで、上記オフガスや燃焼ガスを使用すれば、当該ガス中の各種成分を有効利用することができると共に、当該ガスの熱エネルギも有効利用することができ、さらに低コスト化を図ることができる。
【００５１】
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、粉砕した石炭や廃プラスチックスをガス化炉や燃焼炉等に供給する場合等のように有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該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。
【００５２】
【発明の効果】
第一番目の発明による粉粒体供給装置は、有機物を粉砕した粉粒体からガスを生成させる炉内に当該粉粒体を供給する粉粒体供給装置であって、貯蔵する前記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切り出しスクリュフィーダと、前記切り出しスクリュフィーダの先端側へ接続し、水蒸気、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、水素ガスのうちの少なくとも一つを主成分とする搬送ガスにより前記粉粒体を前記炉内に気流搬送するインジェクションフィーダとを備え、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下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から、切り出し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切り出し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（切り出し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、炉内に粉粒体を安定して効率よく供給することができる。
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。
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、下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。
【００５３】
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、前記インジェクションフィーダの、前記搬送ガスの受入方向と送出方向とが直線上に並ぶと共に、当該搬送ガスの受入方向と前記粉粒体の受入方向とのなす角度が１５〜７５°であるので、粉粒体をインジェクションフィーダに詰まらせることなく炉内に確実に供給することができる。
【００５４】
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、前記粉粒体がバイオマスであり、前記炉が、水蒸気および酸素を含むガス化剤を供給されて、当該ガス化剤と前記バイオマスとを反応させて当該バイオマスから生成ガスを得るガス化炉であるので、上述した効果を最も効率よく発現することができる。
【００５５】
第六番目の発明による粉粒体供給装置は、第五番目の発明において、前記搬送ガスが、前記ガス化剤、前記生成ガスをメタノール等の液体燃料製造の原料に使用した際のオフガス、機器から排出される燃焼ガスのうちのいずれかであるので、上記ガス中の成分を有効に利用することができると共に、当該ガス中の熱エネルギを有効に利用することができる。
【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のインジェクション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】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搬送ガス
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インジェクションフィーダ
１３１シュート
１３２エジェクタ本体
１３３供給ノズル
１３４レジューサ
１３５供給管
１４１連絡管
１４２フレキシブルパイプ
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 apparatus for supplying the granular material into a furnace for generating gas from a granular material obtained by pulverizing organic matter, and in particular, gasification by reacting biomass and a gasifying agent to obtain a generated gas. It is effective when applied to supply the biomass to the furnace.
[0002]
[Prior art]
From the viewpoint of environmental conservation, etc., suppression of carbon dioxide emissions by using fossil fuels is being studied. In particular, if a liquid fuel such as methanol is produced using biomass such as vegetation as a raw material, the liquid fuel is produced from a plant that consumes and grows carbon dioxide generated by the use of the liquid fuel. Therefore, it is possible to establish a recycle type energy cycle and to significantly reduce the amount of waste generated.
[0003]
In order to produce a liquid fuel such as methanol using such biomass as a raw material, the dried and pulverized biomass 1 is stored in a hopper 10 as shown in FIG. The biomass feeder 1 in the hopper 10 is sent in a fixed amount by the screw feeder 20 provided in the hopper 10 and supplied into the gasification furnace 50 through the rotary valve 43 by the connecting pipe 41 and contains water vapor and oxygen (or air). The gasifying agent 3 is fed into the gasification furnace 50, and the biomass 1 is partially burned or steam gasified to produce a product gas (mainly a mixed gas of carbon monoxide and hydrogen gas) 4, After the produced gas 4 is cooled by a cooling tower, it is fed to a synthesis tower of a liquid fuel such as methanol and reacted with carbon monoxide and hydrogen gas in the gas 4 to cause a liquid fuel such as methanol. And to generate. 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]
As described above, when the biomass 1 is supplied into the gasification furnace 50, the sealing 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. However, if the amount of the seal gas 2 flowing into the gasification furnace 50 increases, the gasification efficiency of the biomass 1 may be reduced.
[0005]
Such a problem is not limited to the case where the biomass 1 is supplied into the gasification furnace 50, but the granule is generated in a furnace that generates gas from a granular material obtained by pulverizing organic substances such as coal and waste plastics. In the case of supplying a body, it could happen in the same way as described above.
[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]
The powder supply apparatus according to the first invention for solving the above-described problem is a powder supply apparatus that supplies the powder into a furnace that generates gas from the powder obtained by pulverizing organic matter. A hopper that transports the granular material to be stored along a horizontal direction, and a hopper that feeds the transferred granular material from a lower opening, and a base end side is connected to the opening of the hopper, A cutting screw feeder that feeds the powder and granular material from the tip side without compression, and connected to the tip side of the cutting screw feeder, and at least one of water vapor, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, and hydrogen gas An injection feeder for air-flowing the granular material into the furnace by a carrier gas as a main component, and the hopper has a bottom surface and forms the opening on the bottom surface in the vicinity of the inner peripheral surface. An outer cylinder that is, with the bottom surface of the outer cylinder Bottom Rotate to the center on the bottom surface of the outer cylinder so that there is a gap between the inner cylinder and the inner cylinder disposed on the inner side of the outer cylinder, and the tip is positioned close to the inner peripheral surface of the outer cylinder The pushing force of the inner cylinder to the outer side in the radial direction of the inner cylinder is smaller than the force that is supported in such a manner that the granular body is deposited more than the repose angle between the outer cylinder and the inner cylinder. It is characterized by having a sickle-shaped rake.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the powder supply apparatus according to the first aspect, wherein the outer hopper is provided coaxially with the inner cylinder so that the hopper can move along the axial direction of the inner cylinder. An adjustment cylinder for adjusting a size of a gap between the cylinder and the inner cylinder and the inside of the inner cylinder is provided.
According to a third aspect of the present invention, the powder supply apparatus according to the second aspect, wherein the adjustment cylinder of the hopper, Lower end side It is characterized by having a notch.
[0008]
First Four The powder supply apparatus according to the second invention is the first 3rd from Invention Either In the injection feeder, the carrier gas receiving direction and the delivery direction are arranged in a straight line, and the angle formed between the carrier gas receiving direction and the granular material receiving direction is 15 to 75 °. It is characterized by.
[0009]
First Five The powder supply apparatus according to the second invention is the first From First Four The second invention Either In the gasification furnace, the granular material is biomass, and the furnace is supplied with a gasifying agent containing water vapor and oxygen, and reacts the gasifying agent and the biomass to obtain a product gas from the biomass It is characterized by being.
[0010]
First Six The granular material supply device according to the second invention Five In the second invention, the carrier gas is one of the gasifying agent, the off gas when the generated gas is used as a raw material for liquid fuel production such as methanol, and the combustion gas discharged from equipment. Features.
[0011]
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 extracted enlarged view of the cut-out screw feeder of FIG. 1, and FIG. 5 is an extracted enlarged view of the injection feeder of FIG. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
[0012]
As shown in FIG. 1, a cylindrical outer cylinder 111 having a bottom surface of a hopper 110 that stores biomass 1, which is a granular material obtained by drying and pulverizing organic matter, has a cylindrical shape having a smaller diameter than the outer cylinder 111. The inner cylinder 112 is arranged coaxially with the outer cylinder 111, and the inner cylinder 112 has a predetermined gap between the lower end portion and the bottom surface of the outer cylinder 111. The outer cylinder 111 is fixedly connected.
[0013]
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.
[0014]
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.
[0015]
As shown in FIGS. 1 and 4, the opening 111 a of the outer cylinder 111 of the hopper 110 is connected to a receiving port on the upper side of the base end side of the casing 121 of the cutting screw feeder (quantitative feeder) 120. 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.
[0016]
As shown in FIG. 1, one end (upper end) side of a connecting pipe 141 having a flexible pipe 142 is connected to the sending outlet at the lower end on the front end side of the casing 121 of the cutting screw feeder 120.
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 5, the other end (lower end) side of the connecting pipe 141 is connected to a receiving port (large diameter side) of a chute 131 having a conical cylindrical shape of an injection feeder (conveying feeder) 130. Yes. One receiving port of the ejector body 132 is connected to the delivery port (smaller diameter side) of the chute 131. A supply nozzle 133 that supplies a carrier gas 2 containing water vapor as a main component is connected to the other receiving port of the ejector body 132. A receiving port (large diameter side) of a reducer 134 having a conical cylindrical shape is connected to the delivery port of the ejector body 132. The proximal end side of the supply pipe 135 is connected to the outlet (small diameter side) of the reducer 134. The distal end side of the supply pipe 135 is connected to the lower side inside the gasification furnace 50.
[0018]
As shown in FIG. 5, the ejector body 132 of the injection feeder 130 has the other receiving port and the sending port so that the axial center of the supply nozzle 133 and the axial center of the reducer 134 are located on the same axis. Between the chute 131 and the supply nozzle 133 formed by a line connecting the axis of the supply nozzle 133 and the axis of the reducer 134 and an extension of the axis of the chute 131. The one receiving port is formed so that the angle θ is 15 to 75 ° (preferably 30 to 60 °). That is, in the injection feeder 130, the receiving direction and the sending direction of the carrier gas 2 are arranged in a straight line, and the angle formed by the receiving direction of the carrier gas 2 and the receiving direction of the biomass 1 is 15 to 75 ° (preferably 30 to 60 °).
[0019]
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. Further, the cutting screw feeder 120 is fixedly supported on the gantry 149 via a support member 147 provided with a flexible joint 148 serving as a fluctuation absorbing means. The flexible joint 148 and the flexible pipe 142 have the same spring constant.
[0020]
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. Connected to the upper portion of the gasification furnace 50 is a delivery pipe 52 for reacting the biomass 1 and the gasifying agent 3 and sending the product gas 4 obtained from the biomass 1 from the gasification furnace 50. .
[0021]
Next, the operation of the powder supply apparatus 100 configured as described above will be described.
[0022]
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.
[0023]
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.
[0024]
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.
[0025]
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.
[0026]
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.
[0027]
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.
[0028]
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.
[0029]
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.
[0030]
Thus, the biomass 1 sent out without being compressed from the outlet of the casing 121 of the cutting screw feeder 120 is supplied to the chute 131 of the injection feeder 130 through the connecting pipe 141 and the flexible pipe 142 in a fixed amount.
[0031]
At the same time, when the carrier gas 2 is supplied into the ejector body 132 from the supply nozzle 133 of the injection feeder 130, the biomass 1 supplied to the chute 131 is sucked into the ejector body 132, The gasifying agent is sprayed from the reducer 134 while being uniformly dispersed in the carrier gas 2 and is supplied in a fixed amount into the gasification furnace 50 by being air-flowed through the supply pipe 135 and supplied from the supply pipe 51. 3 reacts with product gas 4 and is sent out from the delivery pipe 52.
[0032]
Here, the injection feeder 130 sucks the biomass 1 from the cutting screw feeder 120 with the carrier gas 2 mainly composed of water vapor, which is a component of the gasifying agent 3, and disperses the biomass 1 in the carrier gas 2 without unevenness. Since the gas flow is conveyed into the inside of the gasification furnace 50, the biomass 1 can be uniformly dispersed and supplied into the gasification furnace 50, and a gas that causes a reduction in reaction efficiency such as an inert gas is used. Even if it does not do, since the backflow of the gasifying agent 3 to the cutting screw feeder 120 side can be prevented, the reaction efficiency can be improved.
[0033]
In addition, the receiving direction and the sending direction of the carrier gas 2 of the injection feeder 130 are arranged in a straight line, and the angle formed by the receiving direction of the carrier gas 2 and the receiving direction of the biomass 1 is 15 to 75 ° (preferably 30 to 60 °), it is possible to reliably supply the biomass 1 without clogging the biomass 1 into the chute 131 of the injection feeder 130 even if it is a powder having low fluidity such as biomass 1. it can.
[0034]
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 can be replenished into the inner cylinder 112 of the hopper 110 and the operation can be continued, or the operation of the drive motors 116, 124, etc. can be stopped to stop the operation. .
[0035]
Here, the hopper 110 is freely supported (edge-cut) by the flexible pipe 142 with respect to the foundation (ground), and is also vertically moved by the flexible joint 148 by the pressure on the injection feeder 130 side. Therefore, the load cell 145 can accurately detect the change in the weight of the hopper 110 and accurately calculate the weight loss per hour, that is, the supply amount. Can be sought.
[0036]
Therefore, the following effects can be acquired in the granular material supply apparatus 100 of this Embodiment.
[0037]
(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.
[0038]
(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.
[0039]
(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.
[0040]
(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.
[0041]
(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.
[0042]
(6) Since the biomass 1 from the cut-out screw feeder 120 is sucked with the carrier gas 2 by the injection feeder 130 and is dispersed in the carrier gas 2 without unevenness, the biomass 1 is gasified. The gasifying agent can be supplied to the cutting screw feeder 120 without using a gas such as an inert gas that causes a reduction in the reaction efficiency, while being uniformly dispersed in the inside of the conversion furnace 50. Therefore, the reaction efficiency can be improved. Furthermore, since the backflow of the gasifying agent 3 to the cutting screw feeder 120 side can be prevented, the rotary valve used conventionally can be omitted, and the hopper 110 side can be an air release system. The apparatus structure can be simplified, and the replenishment of the biomass 1 into the hopper 110 can be facilitated.
[0043]
(7) In the injection feeder 130, the receiving direction and the sending direction of the carrier gas 2 are arranged in a straight line, and the angle between the receiving direction of the carrier gas 2 and the receiving direction of the biomass 1 is 15 to 75 ° (preferably Therefore, even if it is a granular material having low fluidity such as biomass 1, the biomass 1 is reliably fed into the chute 131 of the injection feeder 130 without clogging it. Can do.
[0044]
(8) The hopper 110 is freely supported (edge-cut) by the flexible pipe 142 with respect to the foundation (ground), and the vertical fluctuation is absorbed (offset) by the flexible joint 148. 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.
[0045]
Therefore, according to the granular material supply apparatus 100 of the present embodiment, the biomass 1 can be stably and efficiently supplied.
[0046]
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.
[0047]
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.
[0048]
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.
[0049]
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.
[0050]
The carrier gas 2 is generated during the gasification reaction of the biomass 1 such as water vapor, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, and hydrogen gas in addition to the main component of water vapor as in the present embodiment. Any gas may be used as long as it has at least one of gas components as a main component. For example, the gasifying agent 3 (mixed gas of water vapor and oxygen (or air)) or the gas generated in the gasifier 50 is used. 4 is used to produce off-gas (CO and H ₂ And CH _Four Gas) and combustion gas (CO) discharged from various equipment such as gas turbines ₂ Or a mixed gas such as water vapor). Here, if the off gas or the combustion gas is used, various components in the gas can be used effectively, and the thermal energy of the gas can be used effectively, and the cost can be further reduced. .
[0051]
Moreover, although this Embodiment demonstrated the case where it applied when supplying the biomass 1 to the gasification furnace 50 of the biomass 1, not only this but the pulverized coal and waste plastics are gasification furnace or a combustion furnace In the case of supplying the granular material into a furnace for generating gas from the granular material obtained by pulverizing organic matter, as in the case of supplying to the etc. The same effects as those in the embodiment can be obtained.
[0052]
【The invention's effect】
The granular material supply apparatus according to the first aspect of the present invention is a granular material supply apparatus that supplies the granular material into a furnace that generates gas from the granular material obtained by pulverizing organic matter, and stores the granular material. A hopper that transports the transferred granular material from a lower opening, and a base end side is connected to the opening of the hopper without compressing the granular material. A cutting screw feeder that is fed out from the front end side, and connected to the front end side of the cutting screw feeder, the powder is formed by a carrier gas containing at least one of water vapor, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, and hydrogen gas as a main component. An injection feeder for conveying air particles into the furnace, wherein the hopper has a bottom surface and the opening is formed in the bottom surface near the inner peripheral surface, and the outer cylinder Surface and Bottom Rotate to the center on the bottom surface of the outer cylinder so that there is a gap between the inner cylinder and the inner cylinder disposed on the inner side of the outer cylinder, and the tip is positioned close to the inner peripheral surface of the outer cylinder The pushing force of the inner cylinder to the outer side in the radial direction of the inner cylinder is smaller than the force that is supported in such a manner that the granular body is deposited more than the repose angle between the outer cylinder and the inner cylinder. Since it has a sickle-shaped rake as described above, it is possible to reduce the accumulation height of the granular material on the proximal end side of the cutting screw feeder, and to suppress the compression due to its own weight Can be supplied into the cutting screw feeder, that is, the amount of the granular material transferred along the horizontal direction is larger than the amount sent from the opening (the amount sent by the cutting screw feeder). , The accumulated height of the granular material between the outer cylinder and the inner cylinder Therefore, the powder particles are not filled between the outer cylinder and the inner cylinder and become a compacted state or a closed state. It is possible to stably and efficiently supply the granular material into the furnace.
According to a second aspect of the present invention, there is provided the powder supply apparatus according to the first aspect, wherein the outer hopper is provided coaxially with the inner cylinder so that the hopper can move along the axial direction of the inner cylinder. Since it has an adjustment cylinder that adjusts the size of the gap between the cylinder and the inner cylinder and the inside of the inner cylinder, the horizontal direction can be adjusted according to various physical properties such as the size of the granular material. Thus, the amount of accumulated particulate matter transferred can be adjusted appropriately.
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the adjusting cylinder is Lower end side Since it has a notch, it is easy to move the granular material between the inside and the outside of the inner cylinder while maintaining an appropriate amount of accumulated granular material transferred along the horizontal direction. Can be achieved.
[0053]
First Four The powder supply apparatus according to the second invention is the first 3rd from Invention Either In the injection feeder, the receiving direction and the sending direction of the carrier gas are arranged in a straight line, and the angle formed by the receiving direction of the carrier gas and the receiving direction of the granular material is 15 to 75 °. Thus, it is possible to reliably supply the granular material into the furnace without clogging the injection feeder.
[0054]
First Five The powder supply apparatus according to the second invention is the first From First Four The second invention Either In the gasification furnace, the granular material is biomass, and the furnace is supplied with a gasifying agent containing water vapor and oxygen, and reacts the gasifying agent and the biomass to obtain a product gas from the biomass Therefore, the above-described effects can be expressed most efficiently.
[0055]
First Six The granular material supply device according to the second invention Five In the second invention, the carrier gas is any one of the gasifying agent, the off gas when the generated gas is used as a raw material for liquid fuel production such as methanol, and the combustion gas discharged from the equipment. The components in the gas can be used effectively, and the heat energy in the gas can be used effectively.
[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 enlarged view of extraction of the injection feeder of FIG.
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 an example of a conventional granular material supply device that supplies biomass to a biomass gasification furnace.
[Explanation of symbols]
1 Biomass
2 Carrier 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 Injection feeder
131 shoot
132 Ejector body
133 Supply nozzle
134 Reducer
135 Supply pipe
141 communication pipe
142 Flexible pipe
145 load cell
146, 147 support member
148 Flexible joint
149 mount

Claims

A granular material supply device for supplying the granular material into a furnace for generating gas from the granular material obtained by pulverizing organic matter,
A hopper for transferring the stored granular material along the horizontal direction and for delivering the transferred granular material from a lower opening;
A cutting screw feeder that is connected to the opening of the hopper on the base end side and that feeds the powder particles from the tip side without being compressed,
Connected to the leading end side of the cutting screw feeder, the powder is air-flowed into the furnace by a carrier gas containing at least one of water vapor, carbon monoxide gas, carbon dioxide gas, and hydrogen gas as a main component. With an injection feeder,
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 lower 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 granular material supply apparatus, comprising: a sickle-shaped rake so that a pushing force of the inner cylinder toward the outer side in the radial direction of the granular material is smaller than a force to be accumulated at a corner or more.

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, wherein the adjustment cylinder of the hopper has a notch on a lower end side .

In any one of Claims 1-3,
In the injection feeder, the carrier gas receiving direction and the sending direction are arranged in a straight line, and the angle formed by the carrier gas receiving direction and the powder body receiving direction is 15 to 75 °. A granular material supply device.

In any one of Claims 1-4,
The powder is biomass,
The furnace is a gasification furnace that is supplied with a gasifying agent containing water vapor and oxygen and reacts the gasifying agent with the biomass to obtain a product gas from the biomass. apparatus.

In claim 5,
The carrier gas is any one of the gasifying agent, off-gas when the generated gas is used as a raw material for liquid fuel production such as methanol, and combustion gas discharged from equipment. Body supply device.