JP5801433B2

JP5801433B2 - Gasification equipment

Info

Publication number: JP5801433B2
Application number: JP2014076206A
Authority: JP
Inventors: 堤　敦司; 敦司堤; 林　潤一郎; 潤一郎林; 鈴木　善三; 善三鈴木; 裕三白井; 尚志氣駕; 谷　秀久; 秀久谷; 克明松澤; 俊之須田; 藤森　俊郎; 俊郎藤森
Original assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry; IHI Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry; IHI Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: JP2014159582A

Description

本発明は、ガス化設備で原料をガス化する際に、熱分解反応により生成するタールによってガス化反応が阻害される問題を防止して、ガス化反応を促進できるようにしたガス化設備に関するものである。 The present invention relates to a gasification facility that prevents a gasification reaction from being hindered by tar generated by a thermal decomposition reaction when the raw material is gasified in the gasification facility, and can accelerate the gasification reaction. Is.

近年、バイオマス、石炭、廃棄物、石油残渣、重質油等の種々の有機物原料をガス化することにより高品位のガス化ガスを製造する技術が提案されるようになってきている。 In recent years, techniques for producing high-grade gasification gas by gasifying various organic raw materials such as biomass, coal, waste, petroleum residue, heavy oil and the like have been proposed.

図５は２塔式と称されるガス化設備の一例を示すものであり、このようなガス化設備としては特許文献１がある。 FIG. 5 shows an example of a gasification facility called a two-column type, and Patent Document 1 is an example of such a gasification facility.

図５に示すガス化設備においては、流動層ガス化炉１に供給される原料２は、例えば８００℃以上の高温を有して供給される循環粒子３（砂等）と、下部から供給される水蒸気、空気、酸素、二酸化炭素等のガス化剤４とにより形成される流動層５によって流動加熱され、ガス化されてガス化ガス６を生成する。 In the gasification facility shown in FIG. 5, the raw material 2 supplied to the fluidized bed gasification furnace 1 is supplied from the lower part with circulating particles 3 (sand etc.) supplied at a high temperature of, for example, 800 ° C. or higher. The gasified gas 6 is generated by being fluidized and heated by a fluidized bed 5 formed by a gasifying agent 4 such as water vapor, air, oxygen and carbon dioxide.

流動層ガス化炉１で生成したガス化ガス６は、サイクロン等の分離器７に導いて固形分を除去した後、タール除去装置、電気集塵機等の精製装置を経た後、発電設備の燃料として供給したり、合成ガス原料として供給したり、或いは圧縮機で圧縮して液化したガス製品として取り出すようにしている。 The gasified gas 6 generated in the fluidized bed gasification furnace 1 is guided to a separator 7 such as a cyclone to remove solids, and then passes through a refining device such as a tar removal device and an electric dust collector, and then used as fuel for power generation equipment. They are supplied, supplied as a synthesis gas raw material, or taken out as a gas product compressed and liquefied by a compressor.

又、流動層ガス化炉１において原料２をガス化する際に生成したチャーは、循環粒子３と共に流動層燃焼炉８に供給され、流動層燃焼炉８において空気又は酸素等の酸化剤９の供給によりチャーを燃焼することによって循環粒子を例えば９００℃以上の温度に加熱するようにしている。流動層燃焼炉８から導出される燃焼ガス１０はサイクロン等の分離器１１に導かれて循環粒子３と排ガス１２とに分離され、分離した循環粒子３は前記流動層５に没入した降下管Ａにより流動層ガス化炉１に供給するようにしている。又、分離器１１で分離した排ガス１２は、熱回収用の熱交換器１３等を経てバグフィルタ等の集塵器により集塵されて煙突に導かれる。 Further, the char generated when the raw material 2 is gasified in the fluidized bed gasification furnace 1 is supplied to the fluidized bed combustion furnace 8 together with the circulating particles 3, and in the fluidized bed combustion furnace 8, an oxidant 9 such as air or oxygen is added. The circulating particles are heated to a temperature of, for example, 900 ° C. or higher by burning the char by supply. The combustion gas 10 led out from the fluidized bed combustion furnace 8 is guided to a separator 11 such as a cyclone and separated into the circulating particles 3 and the exhaust gas 12, and the separated circulating particles 3 are the downcomer A immersed in the fluidized bed 5. Thus, the fluidized bed gasification furnace 1 is supplied. Further, the exhaust gas 12 separated by the separator 11 is collected by a dust collector such as a bag filter through a heat exchanger 13 for heat recovery and the like and led to a chimney.

前記流動層ガス化炉１においては、原料２が流動層５により加熱されて、熱分解により熱分解ガスを生成する熱分解反応と、熱分解残渣がガス化剤４の作用を受けて改質ガス化ガスを生成する改質ガス化反応とが混在した状態で起こっている。熱分解反応では、メタンＣＨ_４、タール等の炭化水素ＣＨや、その他一酸化炭素ＣＯ、二酸化炭素ＣＯ_２、水素Ｈ_２等を含む熱分解ガスが生成され、改質ガス化反応では、水蒸気ガス化の場合は一酸化炭素ＣＯ、水素Ｈ_２を主成分とする改質ガス化ガスが生成される。 In the fluidized bed gasification furnace 1, the raw material 2 is heated by the fluidized bed 5, and a pyrolysis reaction in which pyrolysis gas is generated by pyrolysis, and the pyrolysis residue is reformed by the action of the gasifying agent 4. It occurs in a mixed state with a reformed gasification reaction that produces gasified gas. In the pyrolysis reaction, hydrocarbon CH such as methane CH ₄ and tar, and other pyrolysis gas containing carbon monoxide CO, carbon dioxide CO ₂ , hydrogen H _{2 and the} like are generated. In the reformed gasification reaction, steam gas In the case of reforming, reformed gasification gas mainly containing carbon monoxide CO and hydrogen H ₂ is generated.

特開２００５−４１９５９号公報JP 2005-41959 A

前記流動層ガス化炉１に原料２が供給されると、先ず熱分解による熱分解ガスが生成し、続いてガス化剤の作用を受けて改質ガス化による改質ガス化ガスが生成するが、前記熱分解ガスには多くのタールが含まれており、前記したように流動層ガス化炉１において熱分解反応と改質ガス化反応が同時に行われる従来のガス化設備においては、熱分解反応によって生成した熱分解ガスが、改質ガス化反応を阻害するという問題がある。 When the raw material 2 is supplied to the fluidized bed gasification furnace 1, first a pyrolysis gas is generated by pyrolysis, and then a reformed gasification gas is generated by reforming gasification under the action of a gasifying agent. However, in the conventional gasification facility in which the pyrolysis gas contains a large amount of tar and the pyrolysis reaction and the reforming gasification reaction are simultaneously performed in the fluidized bed gasification furnace 1 as described above, There is a problem that the pyrolysis gas generated by the decomposition reaction inhibits the reformed gasification reaction.

ここで、有機物原料の熱分解反応によって発生するタールは、水性ガス化反応（炭素＋水蒸気→一酸化炭素＋水素）を阻害する作用があるとの研究報告がある（林ら．Fuel.2005;Volume84:p1612）。 Here, there is a research report that tar generated by thermal decomposition reaction of organic raw materials has an action to inhibit water gasification reaction (carbon + water vapor → carbon monoxide + hydrogen) (Hayashi et al. Fuel. 2005; Volume84: p1612).

このように、図５の流動層ガス化炉１において生成する熱分解ガスが改質ガス化反応を阻害するために、原料が改質ガス化されるのに時間が掛ると共に、改質ガス化ガスの生成量が減少するという問題がある。このため、反応時間を長く保持することによって改質ガス化ガスの生成量を増大しようとした場合には、流動層ガス化炉１の容積を増大する必要があるため設備が大型になってしまう問題がある。 As described above, since the pyrolysis gas generated in the fluidized bed gasification furnace 1 in FIG. 5 inhibits the reformed gasification reaction, it takes time for the raw material to be reformed, and the reformed gasification takes place. There is a problem that the amount of gas generation decreases. For this reason, when it is going to increase the generation amount of reformed gasification gas by hold | maintaining reaction time long, since it is necessary to increase the volume of the fluidized bed gasification furnace 1, an installation will become large sized. There's a problem.

更に、流動層ガス化炉１からは熱分解ガスと改質ガス化ガスが混合したガス化ガス６が取り出されるために、タール除去装置等の処理装置が大型になるという問題がある。 Further, since the gasification gas 6 in which the pyrolysis gas and the reformed gasification gas are mixed is taken out from the fluidized bed gasification furnace 1, there is a problem that a processing device such as a tar removal device becomes large.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、ガス化設備で原料をガス化する際に、熱分解ガスによって改質ガス化反応が阻害される問題を防止して、改質ガス化反応を促進させるようにしたガス化設備を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and prevents the reformed gasification reaction from being hindered by the pyrolysis gas when the raw material is gasified in the gasification facility. An object of the present invention is to provide a gasification facility that promotes a gasification reaction.

本発明は、循環粒子とガス化剤の存在下で原料をガス化するガス化炉と、ガス化炉でのガス化時に生成したチャーを導入して燃焼することにより循環粒子を加熱する燃焼炉と、燃焼炉からの燃焼ガスを分離器に導いて排ガスと循環粒子とに分離し循環粒子を前記ガス化炉に戻すようにしているガス化設備であって、分離器で分離した循環粒子を粒子移動部内に移動させつつ原料供給装置から原料を供給して原料を熱分解させ、熱分解ガス取出口により熱分解ガスを取り出すと共に、熱分解残渣を前記ガス化炉に供給する熱分解装置を備え、
前記熱分解装置は、分離器で分離した循環粒子が流下する上側降下管の下端を包囲し流動化ガスにより循環粒子を流動化して溢流させる溢流装置と、該溢流装置から溢流した循環粒子を流下させてガス化炉に供給する下側降下管とにより粒子移動部を形成しており、前記下側降下管の途中に原料を供給する原料供給装置を有することを特徴とするガス化設備、に係るものである。 The present invention relates to a gasification furnace that gasifies a raw material in the presence of circulating particles and a gasifying agent, and a combustion furnace that heats the circulating particles by introducing and burning char generated during gasification in the gasification furnace And a gasification facility in which the combustion gas from the combustion furnace is guided to a separator to be separated into exhaust gas and circulating particles, and the circulating particles are returned to the gasification furnace, and the circulating particles separated by the separator are A pyrolysis device that feeds a raw material from a raw material supply device while moving it into a particle moving part to thermally decompose the raw material, takes out a pyrolysis gas from a pyrolysis gas outlet, and supplies a pyrolysis residue to the gasification furnace Prepared,
The thermal decomposition apparatus includes an overflow device that surrounds the lower end of the upper downcomer pipe where the circulating particles separated by the separator flow down, fluidizes the circulating particles with fluidized gas, and overflows from the overflow device. A gas having a raw material supply device that forms a particle moving part with a lower downcomer pipe that causes the circulating particles to flow down and is supplied to a gasification furnace, and that supplies a raw material in the middle of the lower downcomer pipe Related to chemical equipment.

本発明は、循環粒子とガス化剤の存在下で原料をガス化するガス化炉と、ガス化炉でのガス化時に生成したチャーを導入して燃焼することにより循環粒子を加熱する燃焼炉と、燃焼炉からの燃焼ガスを分離器に導いて排ガスと循環粒子とに分離し循環粒子を前記ガス化炉に戻すようにしているガス化設備であって、分離器で分離した循環粒子を粒子移動部内に移動させつつ原料供給装置から原料を供給して原料を熱分解させ、熱分解ガス取出口により熱分解ガスを取り出すと共に、熱分解残渣を前記ガス化炉に供給する熱分解装置を備え、
前記熱分解装置は、分離器で分離した循環粒子が流下する上側降下管の下端を包囲し流動化ガスにより循環粒子を流動化して溢流させる上段の溢流装置と、該上段の溢流装置から溢流した循環粒子を降下させる中間降下管と、該中間降下管の下端を包囲し流動化ガスにより循環粒子を流動化して溢流させる下段の溢流装置と、該下段の溢流装置から溢流した循環粒子を流下させてガス化炉に供給する下側降下管とにより粒子移動部を形成しており、前記中間降下管の途中に原料を供給する原料供給装置を有し、上段の溢流装置と下段の溢流装置の少なくとも一方に熱分解ガス取出口を有することを特徴とするガス化設備、に係るものである。 The present invention relates to a gasification furnace that gasifies a raw material in the presence of circulating particles and a gasifying agent, and a combustion furnace that heats the circulating particles by introducing and burning char generated during gasification in the gasification furnace And a gasification facility in which the combustion gas from the combustion furnace is guided to a separator to be separated into exhaust gas and circulating particles, and the circulating particles are returned to the gasification furnace, and the circulating particles separated by the separator are A pyrolysis device that feeds a raw material from a raw material supply device while moving it into a particle moving part to thermally decompose the raw material, takes out a pyrolysis gas from a pyrolysis gas outlet, and supplies a pyrolysis residue to the gasification furnace Prepared,
The thermal decomposition apparatus includes an upper overflow device that surrounds the lower end of the upper downcomer pipe where the circulating particles separated by the separator flow down, fluidizes the circulating particles with a fluidizing gas, and overflows, and the upper overflow device An intermediate downcomer that lowers the circulating particles overflowed from the bottom, a lower overflow device that surrounds the lower end of the intermediate downcomer and fluidizes the circulating particles with a fluidizing gas and overflows, and the lower overflow device A particle moving part is formed by a lower downcomer pipe that causes the overflowing circulating particles to flow down and is supplied to the gasification furnace, and has a raw material supply device that supplies the raw material in the middle of the intermediate downcomer pipe. those of the gasification system, characterized by have a takeout pyrolysis gas to at least one of the overflow device and the lower overflow device.

上記ガス化設備において、熱分解装置にガス導入装置を備え、導入されたガスが上昇流形成ガスとなっていてもよい。 In the gasification facility, the pyrolysis apparatus may be provided with a gas introduction device, and the introduced gas may be an upward flow forming gas.

上記ガス化設備において、上昇流形成ガスがガス化剤であってもよい。 In the gasification facility, the upward flow forming gas may be a gasifying agent.

本発明のガス化設備によれば、分離器で分離した循環粒子を移動させつつ原料を混合することにより原料を制限時間内に熱分解させて熱分解ガスを取り出した後、熱分解残渣をガス化炉に供給して改質ガス化により改質ガス化ガスを生成するようにしたので、ガス化炉において熱分解ガスが発生するのを防止することができ、よってガス化炉での改質ガス化反応が熱分解ガスにより阻害される問題が防止できるため、ガス化炉での改質ガス化反応が促進し、改質ガス化ガスの生成量を増大できるという優れた効果を奏し得る。 According to the gasification facility of the present invention, the raw material is pyrolyzed within a time limit by mixing the raw material while moving the circulating particles separated by the separator, and the pyrolysis gas is taken out after gasification. Since the reformed gasification gas is generated by being supplied to the gasification furnace, it is possible to prevent the generation of pyrolysis gas in the gasification furnace, and thus reforming in the gasification furnace. Since the problem that the gasification reaction is hindered by the pyrolysis gas can be prevented, the reformed gasification reaction in the gasification furnace is promoted, and an excellent effect that the amount of reformed gasification gas generated can be increased can be obtained.

又、熱分解による熱分解ガスと改質ガス化による改質ガス化ガスとを効果的に分けて取り出すことができ、よって熱分解ガスと改質ガス化ガスの精製等の後処理がそれぞれに適した方法で効率的に行えるようになるという効果がある。又、熱分解装置から取り出された熱分解ガスを改質することによって改質ガス化ガスを生成することもできる。 In addition, the pyrolysis gas by pyrolysis and the reformed gasification gas by reformed gas can be effectively separated and taken out, so that post-treatment such as purification of the pyrolysis gas and reformed gasification gas can be performed separately. There is an effect that it can be efficiently performed by a suitable method. Further, the reformed gasification gas can be generated by reforming the pyrolysis gas taken out from the pyrolysis apparatus.

本発明のガス化設備の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the gasification installation of this invention. 図１のガス化設備における熱分解装置の具体的な構成の参考例を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the reference example of the specific structure of the thermal decomposition apparatus in the gasification installation of FIG. 図１のガス化設備における熱分解装置の具体的な構成の実施例を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the Example of the specific structure of the thermal decomposition apparatus in the gasification installation of FIG. 図１のガス化設備における熱分解装置の具体的な構成の他の実施例を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the other Example of the specific structure of the thermal decomposition apparatus in the gasification installation of FIG. 従来のガス化設備の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the conventional gasification installation.

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図１は図５に示したガス化設備に適用した本発明の一例を示すもので、分離器１１と流動層ガス化炉１との間に熱分解装置１４を備えた構成としている。熱分解装置１４は、分離器１１によって分離した循環粒子３を粒子移動部１５内で移動させつつ原料供給装置１６により原料２を供給して原料を熱分解させる一方、ガス導入装置１７により上昇流形成ガス１８を供給して熱分解ガスを上昇させ、熱分解残渣を循環粒子３と共に前記流動層ガス化炉１に供給するようにしている。更に、前記熱分解装置１４には熱分解ガス１９を取り出すための熱分解ガス取出口２０を備えている。尚、図１では熱分解装置１４に、ガス導入装置１７により上昇流形成ガス１８を供給しているが、上昇流形成ガス１８は供給しなくてもよい。即ち、図１に示すように、分離器１１で分離された循環粒子３は流動層５に没入した降下管Ａによってシールされて流動層ガス化炉１に供給されるため、降下管Ａ内で発生した熱分解ガス１９は自身の圧力によって上昇し熱分解ガス取出口２０から取り出されるようになる。 FIG. 1 shows an example of the present invention applied to the gasification facility shown in FIG. 5, in which a thermal decomposition apparatus 14 is provided between the separator 11 and the fluidized bed gasification furnace 1. The pyrolysis device 14 supplies the raw material 2 by the raw material supply device 16 while moving the circulating particles 3 separated by the separator 11 in the particle moving unit 15, and pyrolyzes the raw material, while the gas introduction device 17 causes the upward flow. The forming gas 18 is supplied to raise the pyrolysis gas, and the pyrolysis residue is supplied to the fluidized bed gasification furnace 1 together with the circulating particles 3. Further, the pyrolysis device 14 is provided with a pyrolysis gas outlet 20 for taking out the pyrolysis gas 19. In FIG. 1, the upward flow forming gas 18 is supplied to the thermal decomposition apparatus 14 by the gas introduction device 17, but the upward flow forming gas 18 may not be supplied. That is, as shown in FIG. 1, the circulating particles 3 separated by the separator 11 are sealed by the downcomer A immersed in the fluidized bed 5 and supplied to the fluidized bed gasification furnace 1. The generated pyrolysis gas 19 rises by its own pressure and is taken out from the pyrolysis gas outlet 20.

上記したように、流動層ガス化炉１には、熱分解装置１４によって分解された後の熱分解残渣が供給されるので、流動層ガス化炉１では熱分解ガスがほとんど生成されないため、熱分解ガスによる阻害をあまり受けることなく良好な改質ガス化反応が行われ、よって流動層ガス化炉１からはより多くの改質ガス化ガス２１が取り出されるようになる。 As described above, since the thermal decomposition residue after being decomposed by the thermal decomposition apparatus 14 is supplied to the fluidized bed gasification furnace 1, almost no thermal decomposition gas is generated in the fluidized bed gasification furnace 1, A good reformed gasification reaction is performed without much inhibition by the cracked gas, so that more reformed gasification gas 21 is extracted from the fluidized bed gasification furnace 1.

図２は、前記熱分解装置１４の具体的な構成の参考例を示すもので、熱分解装置１４は分離器１１で分離した循環粒子３が流下する上側降下管２２と、該上側降下管２２の下端から上り勾配に形成された傾斜管２３と、該傾斜管２３の上端から循環粒子３を流下させて流動層ガス化炉１に導く下側降下管２４とからなる粒子移動部１５を形成しており、更に、前記傾斜管２３の上端と下端の途中に原料２を供給する原料供給装置１６と、前記傾斜管２３内に下側から上昇流形成ガス１８を供給するガス導入装置１７とを備えている。図２の例では傾斜管２３の下側から上昇流形成ガス１８を吹き込んで循環粒子を流動させる分散板２５を備えた場合を示している。上昇流形成ガス１８としては、熱分解ガス１９の生成、及びその後の精製に対して悪影響を生じないものであれば種々のものを用いることができ、原料２のガス化に用いられるガス化剤を用いることができる。 FIG. 2 shows a reference example of a specific configuration of the thermal decomposition apparatus 14. The thermal decomposition apparatus 14 includes an upper downcomer 22 through which the circulating particles 3 separated by the separator 11 flow down, and the upper downcomer 22. A particle moving part 15 is formed which is composed of an inclined pipe 23 formed in an upward gradient from the lower end of the pipe and a lower downcomer pipe 24 that causes the circulating particles 3 to flow down from the upper end of the inclined pipe 23 and guide it to the fluidized bed gasification furnace 1. Furthermore, a raw material supply device 16 that supplies the raw material 2 in the middle of the upper and lower ends of the inclined pipe 23, and a gas introduction device 17 that supplies an upward flow forming gas 18 into the inclined pipe 23 from below. It has. In the example of FIG. 2, a case is shown in which a dispersion plate 25 is provided that blows the upward flow forming gas 18 from the lower side of the inclined pipe 23 to flow the circulating particles. As the upward flow forming gas 18, various gases can be used as long as they do not adversely affect the generation of the pyrolysis gas 19 and subsequent purification, and a gasifying agent used for gasification of the raw material 2. Can be used.

前記原料供給装置１６には傾斜管２３の内部の圧力に関係なく原料２を供給できるスクリューフィーダ等を用いることができ、又、原料供給装置１６によって傾斜管２３の複数箇所から原料２を供給するようにしてもよい。 The raw material supply device 16 can be a screw feeder or the like that can supply the raw material 2 regardless of the pressure inside the inclined tube 23, and the raw material 2 is supplied from a plurality of locations of the inclined tube 23 by the raw material supply device 16. You may do it.

前記傾斜管２３の上端部には、下側降下管２４の上端と連通して熱分解ガス１９を取り出す熱分解ガス取出口２０が備えてあり、熱分解ガス取出口２０から取出した熱分解ガス１９はサイクロン等の分離器２６に導かれて固形粒子が除去され、後方に導かれるようになっている。 The upper end of the inclined pipe 23 is provided with a pyrolysis gas outlet 20 that communicates with the upper end of the lower downcomer pipe 24 and takes out the pyrolysis gas 19. The pyrolysis gas taken out from the pyrolysis gas outlet 20 is provided. 19 is led to a separator 26 such as a cyclone to remove solid particles and led backward.

以下に図２に示した参考例の作動を説明する。 The operation of the reference example shown in FIG. 2 will be described below.

分離器１１で分離された循環粒子３は、上側降下管２２を流下して上り勾配になっている傾斜管２３の下端に供給される。傾斜管２３に供給された循環粒子３は、ガス導入装置１７により供給されて分散板２５から吹き出される上昇流形成ガス１８によって流動し、このとき、上側降下管２２内は落下してくる循環粒子３によって塞がれているため、循環粒子は傾斜管２３内を上方へ移動した後上端から下側降下管２４へ流入される。又、前記上昇流形成ガス１８も傾斜管２３内を上方へ移動した後、熱分解ガス取出口２０から取り出される。 The circulating particles 3 separated by the separator 11 flow down the upper downcomer 22 and are supplied to the lower end of the inclined tube 23 that has an upward gradient. The circulating particles 3 supplied to the inclined pipe 23 flow by the upward flow forming gas 18 supplied from the gas introducing device 17 and blown out from the dispersion plate 25. At this time, the circulating gas that falls in the upper downcomer 22 is dropped. Since the particles 3 are blocked by the particles 3, the circulating particles move upward in the inclined tube 23 and then flow into the lower downcomer 24 from the upper end. Further, the upward flow forming gas 18 is also taken out from the pyrolysis gas outlet 20 after moving upward in the inclined pipe 23.

この状態において、原料供給装置１６により傾斜管２３に原料２を供給すると、原料２は傾斜管２３内の循環粒子３と混合加熱されることにより熱分解され、熱分解により生成した熱分解ガス１９は前記上昇流形成ガス１８と共に傾斜管２３内を上方へ移動して、熱分解ガス取出口２０から取り出されるようになる。 In this state, when the raw material 2 is supplied to the inclined tube 23 by the raw material supply device 16, the raw material 2 is thermally decomposed by being mixed and heated with the circulating particles 3 in the inclined tube 23, and a pyrolysis gas 19 generated by thermal decomposition. Moves upward in the inclined tube 23 together with the upward flow forming gas 18 and is taken out from the pyrolysis gas outlet 20.

このとき、傾斜管２３における原料供給装置１６の設置位置と傾斜管２３の上端部との間の長さと、ガス導入装置１７により供給する上昇流形成ガス１８の圧力の調整とによって原料２の熱分解時間を調節することができるので、前記したように８００℃以上の循環粒子３が供給されて原料２の熱分解を行う場合には、熱分解が０．３秒〜１０秒の制限時間内で行われるよう熱分解時間を調節することができる。これによって、熱分解反応をほぼ完了させることができる。ここで、熱分解が０．３秒未満であると、熱分解が十分に行われず、また、１０秒を超えると、原料２から発生するチャーの不活性化が進行し得る。 At this time, the heat of the raw material 2 is adjusted by adjusting the length of the inclined pipe 23 between the installation position of the raw material supply device 16 and the upper end of the inclined pipe 23 and adjusting the pressure of the upward flow forming gas 18 supplied by the gas introduction device 17. Since the decomposition time can be adjusted, as described above, when the circulating particles 3 at 800 ° C. or higher are supplied and the raw material 2 is thermally decomposed, the thermal decomposition is within a time limit of 0.3 seconds to 10 seconds. The pyrolysis time can be adjusted to be performed at Thereby, the thermal decomposition reaction can be almost completed. Here, if the thermal decomposition is less than 0.3 seconds, the thermal decomposition is not sufficiently performed, and if it exceeds 10 seconds, inactivation of the char generated from the raw material 2 may proceed.

従って、熱分解装置１４で熱分解がほぼ完了した熱分解残渣が流動層ガス化炉１に供給されるようになるので、流動層ガス化炉１では熱分解ガスがほとんど生成されず、よって熱分解ガスによる阻害をあまり受けることなく良好な改質ガス化反応が行われ、流動層ガス化炉１からより多くの良質の改質ガス化ガス２１を取り出すことができる。 Therefore, since the pyrolysis residue that has been almost completely pyrolyzed by the pyrolyzer 14 is supplied to the fluidized bed gasification furnace 1, almost no pyrolysis gas is generated in the fluidized bed gasification furnace 1, so A good reformed gasification reaction is performed without much inhibition by the cracked gas, and more high-quality reformed gasification gas 21 can be extracted from the fluidized bed gasification furnace 1.

図３は、本発明による前記熱分解装置１４の具体的な構成の実施例を示すもので、熱分解装置１４は分離器１１で分離した循環粒子３が流下する上側降下管２２の下端を包囲し、分散板２７を介して流動化ガス２８を供給することにより循環粒子３を流動化し、一側の仕切板２９の上端から一定量の循環粒子３を溢流させるようにした溢流装置３０と、該溢流装置３０から溢流した循環粒子３を流下させて流動層ガス化炉１に導く下側降下管２４とからなる粒子移動部１５を形成しており、前記下側降下管２４の途中に原料２を供給する原料供給装置１６と、該原料供給装置１６より下部位置において下側降下管２４に上昇流形成ガス１８を供給するガス導入装置１７とを備えている。図３の実施例ではガス導入装置１７は下側降下管２４の周方向から上昇流形成ガス１８を吹き込むようにしているおり、又、原料供給装置１６も下側降下管２４の周方向から原料２を供給するようにしてもよい。ここで、下側降下管２４は図１に示したように流動層５に没入されているため、ガス導入装置１７を省略しても下側降下管２４内に生成した熱分解ガス１９は自身の圧力により上昇して熱分解ガス取出口２０から取り出されるようになる。 FIG. 3 shows an embodiment of a specific configuration of the thermal decomposition apparatus 14 according to the present invention. The thermal decomposition apparatus 14 surrounds the lower end of the upper downcomer pipe 22 where the circulating particles 3 separated by the separator 11 flow down. Then, by supplying the fluidizing gas 28 via the dispersion plate 27, the circulating particles 3 are fluidized, and a certain amount of circulating particles 3 are overflowed from the upper end of the partition plate 29 on one side. And a lower moving down pipe 24 that causes the circulating particles 3 overflowed from the overflow device 30 to flow down and lead to the fluidized bed gasification furnace 1 is formed. A raw material supply device 16 for supplying the raw material 2 and a gas introduction device 17 for supplying the upward flow forming gas 18 to the lower downcomer 24 at a position below the raw material supply device 16 are provided. In the embodiment of FIG. 3, the gas introduction device 17 blows the upward flow forming gas 18 from the circumferential direction of the lower downcomer 24, and the raw material supply device 16 also feeds the raw material from the circumferential direction of the lower downcomer 24. 2 may be supplied. Here, since the lower downcomer 24 is immersed in the fluidized bed 5 as shown in FIG. 1, the pyrolysis gas 19 generated in the lower downcomer 24 is generated even if the gas introduction device 17 is omitted. The pressure rises due to the pressure of the pyrolysis gas.

図３の実施例では、分離器１１で分離された循環粒子３は、上側降下管２２を流下して溢流装置３０に供給される。溢流装置３０には流動化ガス２８が供給されているため循環粒子３は流動化し、一側の仕切板２９の上端から溢流して下側降下管２４により流動層ガス化炉１に導かれる。又、ガス導入装置１７により下側降下管２４に供給された上昇流形成ガス１８は、流動層ガス化炉１内の圧力が高いことによって下側降下管２４内を上昇し、熱分解ガス取出口２０から取り出される。 In the embodiment of FIG. 3, the circulating particles 3 separated by the separator 11 flow down the upper downcomer 22 and are supplied to the overflow device 30. Since the fluidizing gas 28 is supplied to the overflow device 30, the circulating particles 3 are fluidized, overflow from the upper end of the one side partition plate 29, and are guided to the fluidized bed gasification furnace 1 by the lower downcomer 24. . Further, the upward flow forming gas 18 supplied to the lower downcomer 24 by the gas introduction device 17 rises in the lower downcomer 24 due to the high pressure in the fluidized bed gasification furnace 1, and the pyrolysis gas is collected. It is taken out from the outlet 20.

この状態において、原料供給装置１６により下側降下管２４に原料２を供給すると、原料２は下側降下管２４内を流下する間に循環粒子３と混合加熱されることにより熱分解され、熱分解により生成した熱分解ガス１９は前記上昇流形成ガス１８と共に下側降下管２４内を上昇して、熱分解ガス取出口２０から取り出されるようになる。この時、上昇流形成ガス１８を吹き込むことにより、熱分解ガス１９が循環粒子３及び分解残渣に同伴して流動層ガス化炉１に導入されるのを防止することができる。 In this state, when the raw material 2 is supplied to the lower downcomer 24 by the raw material supply device 16, the raw material 2 is thermally decomposed by being mixed and heated with the circulating particles 3 while flowing down in the lower downcomer 24. The pyrolysis gas 19 generated by the decomposition rises in the lower downcomer 24 together with the upward flow forming gas 18 and is taken out from the pyrolysis gas outlet 20. At this time, it is possible to prevent the pyrolysis gas 19 from being introduced into the fluidized bed gasification furnace 1 along with the circulating particles 3 and the decomposition residue by blowing the upward flow forming gas 18.

このとき、下側降下管２４における原料供給装置１６の設置位置とガス導入装置１７による上昇流形成ガス１８の吹込位置との間の長さと、ガス導入装置１７により吹き込む上昇流形成ガス１８の圧力の調整とによって原料２の熱分解時間を調節することができるので、前記したように８００℃以上の循環粒子３が供給されて原料２の熱分解を行う場合には、熱分解が０．３秒〜１０秒の制限時間内で行われるよう熱分解時間を調節することができる。これによって、熱分解反応をほぼ完了させることができる。 At this time, the length between the installation position of the raw material supply device 16 in the lower downcomer 24 and the blowing position of the upward flow forming gas 18 by the gas introducing device 17 and the pressure of the upward flow forming gas 18 blown by the gas introducing device 17. The thermal decomposition time of the raw material 2 can be adjusted by adjusting the temperature of the raw material 2, so that when the circulating particles 3 of 800 ° C. or higher are supplied and the raw material 2 is thermally decomposed as described above, the thermal decomposition is 0.3. The pyrolysis time can be adjusted to occur within a time limit of seconds to 10 seconds. Thereby, the thermal decomposition reaction can be almost completed.

従って、熱分解装置１４で熱分解がほぼ完了した熱分解残渣が流動層ガス化炉１に供給されるようになるので、流動層ガス化炉１ではほとんど熱分解ガスが生成されず、よって熱分解ガスによる阻害をあまり受けることなく良好な改質ガス化反応が行われ、流動層ガス化炉１からより多くの良質の改質ガス化ガス２１を取り出すことができる。 Therefore, since the pyrolysis residue that has been almost completely pyrolyzed by the pyrolyzer 14 is supplied to the fluidized bed gasification furnace 1, almost no pyrolysis gas is generated in the fluidized bed gasification furnace 1, so A good reformed gasification reaction is performed without much inhibition by the cracked gas, and more high-quality reformed gasification gas 21 can be extracted from the fluidized bed gasification furnace 1.

図４は、前記熱分解装置１４の具体的な構成の他の実施例を示すもので、熱分解装置１４は分離器１１で分離した循環粒子３が流下する上側降下管２２の下端を包囲し、分散板２７を介して流動化ガス２８を供給することにより循環粒子３を流動化し、一側の仕切板２９の上端から一定量の循環粒子３を溢流させるようにした上段の溢流装置３１と、該上段の溢流装置３１から溢流した循環粒子３を流下させる中間降下管３２と、中間降下管３２の下端を包囲し、分散板２７を介して流動化ガス２８を供給することにより循環粒子３を流動化し、一側の仕切板２９の上端から一定量の循環粒子３を溢流させるようにした下段の溢流装置３３と、下段の溢流装置３３から溢流した循環粒子３を流動層ガス化炉１に導く下側降下管２４とからなる粒子移動部１５を形成しており、前記中間降下管３２の途中に原料２を供給する原料供給装置１６を備えている。更に、図４の実施例では上段の溢流装置３１と下段の溢流装置３３の夫々に熱分解ガス１９を取り出す熱分解ガス取出口２０を備えている。尚、熱分解ガス取出口２０は、上段の溢流装置３１と下段の溢流装置３３のいずれか一方に備えるようにしてもよい。又、前記中間降下管３２の途中において、原料２供給する原料供給装置１６の下方に、上昇流形成ガス１８を吹き込むガス導入装置１７を備えるようにしてもよい。 FIG. 4 shows another embodiment of the specific configuration of the thermal decomposition apparatus 14. The thermal decomposition apparatus 14 surrounds the lower end of the upper downcomer 22 where the circulating particles 3 separated by the separator 11 flow down. An upper overflow device in which the circulating particles 3 are fluidized by supplying the fluidizing gas 28 via the dispersion plate 27 and a certain amount of the circulating particles 3 overflow from the upper end of the partition plate 29 on one side. 31, an intermediate downcomer pipe 32 for flowing down the circulating particles 3 overflowed from the upper overflow device 31, and a lower end of the intermediate downcomer pipe 32 are surrounded, and a fluidizing gas 28 is supplied through a dispersion plate 27. The circulating particles 3 are fluidized by the above, and a lower overflow device 33 that overflows a certain amount of the circulating particles 3 from the upper end of the partition plate 29 on one side, and the circulating particles overflowed from the lower overflow device 33. 3 and a lower downcomer pipe 24 that leads 3 to the fluidized bed gasification furnace 1 It forms a child moving unit 15, and a material supply device 16 for supplying raw material 2 in the middle of the intermediate downcomer 32. Further, in the embodiment of FIG. 4, a pyrolysis gas outlet 20 for taking out the pyrolysis gas 19 is provided in each of the upper overflow device 31 and the lower overflow device 33. The pyrolysis gas outlet 20 may be provided in one of the upper overflow device 31 and the lower overflow device 33. Further, in the middle of the intermediate downcomer 32, a gas introduction device 17 for blowing the upward flow forming gas 18 may be provided below the raw material supply device 16 for supplying the raw material 2.

図４の実施例では、分離器１１で分離された循環粒子３は、上側降下管２２を流下して上段の溢流装置３１に供給される。上段の溢流装置３１には流動化ガス２８が供給されているため循環粒子３は流動化し、一側の仕切板２９の上端から溢流して中間降下管３２により下段の溢流装置３３に導かれる。下段の溢流装置３３には流動化ガス２８が供給されているため循環粒子３は流動化し、一側の仕切板２９の上端から溢流して下側降下管２４により動層ガス化炉１に導かれる。又、上段の溢流装置３１及び下段の溢流装置３３に供給される流動化ガス２８は夫々に設けられた熱分解ガス取出口２０から取り出される。 In the embodiment of FIG. 4, the circulating particles 3 separated by the separator 11 flow down the upper downcomer 22 and are supplied to the upper overflow device 31. Since the fluidizing gas 28 is supplied to the upper overflow device 31, the circulating particles 3 are fluidized, overflow from the upper end of the one side partition plate 29, and are guided to the lower overflow device 33 by the intermediate downcomer 32. It is burned. Since the fluidizing gas 28 is supplied to the lower overflow device 33, the circulating particles 3 are fluidized, overflow from the upper end of the one side partition plate 29, and flow into the fluidized bed gasification furnace 1 through the lower downcomer 24. Led. The fluidizing gas 28 supplied to the upper overflow device 31 and the lower overflow device 33 is taken out from the pyrolysis gas outlet 20 provided respectively.

この状態において、原料供給装置１６により中間降下管３２に原料２を供給すると、原料２は中間降下管３２内を流下する間及び下段の溢流装置３３内を流動する間に循環粒子３と混合加熱されることにより熱分解され、熱分解により生成した熱分解ガス１９は熱分解ガス取出口２０から取り出されるようになる。 In this state, when the raw material 2 is supplied to the intermediate downcomer 32 by the raw material supply device 16, the raw material 2 is mixed with the circulating particles 3 while flowing through the intermediate downcomer 32 and while flowing through the lower overflow device 33. The pyrolysis gas 19 generated by the pyrolysis is taken out from the pyrolysis gas outlet 20 by being heated and pyrolyzed.

このとき、中間降下管３２における原料供給装置１６の設置位置を選定することによって原料２の熱分解時間を調節することができるので、前記したように８００℃以上の循環粒子３が供給されて原料２の熱分解を行う場合には、熱分解が０．３秒〜１０秒の制限時間内で行われるよう熱分解時間を調節することができる。これによって、熱分解反応をほぼ完了させることができる。 At this time, since the pyrolysis time of the raw material 2 can be adjusted by selecting the installation position of the raw material supply device 16 in the intermediate downcomer 32, the circulating particles 3 of 800 ° C. or higher are supplied as described above. When the thermal decomposition of 2 is performed, the thermal decomposition time can be adjusted so that the thermal decomposition is performed within a time limit of 0.3 seconds to 10 seconds. Thereby, the thermal decomposition reaction can be almost completed.

上記したように、熱分解装置１４で原料を制限時間内で熱分解させて熱分解ガス１９を生成し、その後、熱分解残渣を流動層ガス化炉１に導いて改質ガス化により改質ガス化ガス２１を生成することができるので、熱分解ガス１９と改質ガス化ガス２１とを効果的に分けて取り出すことができるため、熱分解ガス１９と改質ガス化ガス２１の精製等の後処理がそれぞれに適した方法で効率的に行えるようになる。又、熱分解装置１４から取り出された熱分解ガス１９を改質することによって改質ガス化ガスを生成することもできる。 As described above, the pyrolysis apparatus 14 pyrolyzes the raw material within a limited time to generate the pyrolysis gas 19, and then leads the pyrolysis residue to the fluidized bed gasification furnace 1 for reforming by reforming gasification. Since the gasified gas 21 can be generated, the pyrolysis gas 19 and the reformed gasification gas 21 can be effectively separated and taken out, so that the pyrolysis gas 19 and the reformed gasification gas 21 are purified. Post-processing can be efficiently performed by a method suitable for each. Further, a reformed gasification gas can be generated by reforming the pyrolysis gas 19 taken out from the pyrolysis apparatus 14.

尚、本発明は上記形態にのみ限定されるものではなく、粒子移動部は図示以外の形状としてもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and the particle moving portion may have a shape other than that shown in the drawings, and other various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. .

１流動層ガス化炉（ガス化炉）
２原料
３循環粒子
４ガス化剤
７分離器
８流動層燃焼炉（燃焼炉）
９酸化剤
１０燃焼ガス
１１分離器
１２排ガス
１４熱分解装置
１５粒子移動部
１６原料供給装置
１７ガス導入装置
１８上昇流形成ガス
１９熱分解ガス
２０熱分解ガス取出口
２１改質ガス化ガス
２２上側降下管
２４下側降下管
２８流動化ガス
３０溢流装置
３１上段の溢流装置
３２中間降下管
３３下段の溢流装置 1 Fluidized bed gasifier (gasifier)
2 Raw material 3 Circulating particles 4 Gasifying agent 7 Separator 8 Fluidized bed combustion furnace (combustion furnace)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Oxidant 10 Combustion gas 11 Separator 12 Exhaust gas 14 Pyrolysis device 15 Particle moving part 16 Raw material supply device 17 Gas introduction device 18 Upflow forming gas 19 Pyrolysis gas 20 Pyrolysis gas outlet 21 Reformed gasification gas 22 Upper side Downcomer 24 Lower downcomer 28 Fluidized gas 30 Overflow device 31 Overflow device 32 Intermediate downcomer 33 Lower overflow device

Claims

A gasification furnace that gasifies the raw material in the presence of circulating particles and a gasifying agent, a combustion furnace that heats the circulating particles by introducing and burning char generated during gasification in the gasification furnace, and a combustion furnace Is a gasification facility in which the combustion gas from is separated into exhaust gas and circulating particles to return the circulating particles to the gasification furnace, and the circulating particles separated by the separator are put into the particle moving part. A thermal decomposition apparatus is provided that feeds the raw material from the raw material supply apparatus while moving it, pyrolyzes the raw material, takes out the pyrolysis gas from the pyrolysis gas outlet, and supplies the pyrolysis residue to the gasification furnace,
The thermal decomposition apparatus includes an overflow device that surrounds the lower end of the upper downcomer pipe where the circulating particles separated by the separator flow down, fluidizes the circulating particles with fluidized gas, and overflows from the overflow device. A gas having a raw material supply device that forms a particle moving part with a lower downcomer pipe that causes the circulating particles to flow down and is supplied to a gasification furnace, and that supplies a raw material in the middle of the lower downcomer pipe Equipment.

A gasification furnace that gasifies the raw material in the presence of circulating particles and a gasifying agent, a combustion furnace that heats the circulating particles by introducing and burning char generated during gasification in the gasification furnace, and a combustion furnace Is a gasification facility in which the combustion gas from is separated into exhaust gas and circulating particles to return the circulating particles to the gasification furnace, and the circulating particles separated by the separator are put into the particle moving part. A thermal decomposition apparatus is provided that feeds the raw material from the raw material supply apparatus while moving it, pyrolyzes the raw material, takes out the pyrolysis gas from the pyrolysis gas outlet, and supplies the pyrolysis residue to the gasification furnace,
The thermal decomposition apparatus includes an upper overflow device that surrounds the lower end of the upper downcomer pipe where the circulating particles separated by the separator flow down, fluidizes the circulating particles with a fluidizing gas, and overflows, and the upper overflow device An intermediate downcomer that lowers the circulating particles overflowed from the bottom, a lower overflow device that surrounds the lower end of the intermediate downcomer and fluidizes the circulating particles with a fluidizing gas and overflows, and the lower overflow device A particle moving part is formed by a lower downcomer pipe that causes the overflowing circulating particles to flow down and is supplied to the gasification furnace, and has a raw material supply device that supplies the raw material in the middle of the intermediate downcomer pipe. A gasification facility comprising a pyrolysis gas outlet in at least one of an overflow device and a lower overflow device.

The gasification equipment according to claim 1 or 2, wherein the pyrolysis device is provided with a gas introduction device, and the introduced gas becomes an upward flow forming gas.

The gasification facility according to claim 3, wherein the upward flow forming gas is a gasifying agent.