JP5866872B2 - Cyclone system, gasification gas generation system, and cyclone control method - Google Patents

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本発明は、サイクロン分離器の分離効率を制御するサイクロンシステム、ガス化ガス生成システム、および、サイクロン制御方法に関する。   The present invention relates to a cyclone system, a gasification gas generation system, and a cyclone control method for controlling the separation efficiency of a cyclone separator.

近年、石油に代えて、石炭やバイオマス、タイヤチップ等の固体原料をガス化してガス化ガスを生成する技術が開発されている。このようなガス化ガスを生成するシステムとして、流動媒体が流動層を形成しているガス化炉内で、水蒸気を利用して、700℃〜900℃程度で固体原料をガス化する技術(水蒸気ガス化)が開発されている。流動層を利用したガス化ガス生成システムにおいて、流動媒体は、燃焼ガスの燃焼場(燃焼炉)において加熱された後にガス化炉に導入される。この際、サイクロン分離器を利用して、燃焼場で加熱された1000℃程度の流動媒体を燃焼排ガスから分離することが一般的に行われている。   2. Description of the Related Art In recent years, a technology has been developed that gasifies solid raw materials such as coal, biomass, and tire chips to generate gasified gas instead of petroleum. As a system for generating such a gasified gas, a technology (water vapor) that gasifies a solid raw material at about 700 ° C. to 900 ° C. using water vapor in a gasification furnace in which a fluid medium forms a fluidized bed. Gasification) has been developed. In a gasified gas generation system using a fluidized bed, a fluidized medium is introduced into a gasifier after being heated in a combustion field of combustion gas (combustion furnace). At this time, it is common practice to separate a fluid medium heated at a combustion field at about 1000 ° C. from combustion exhaust gas using a cyclone separator.

サイクロン分離器は、導入された、固体と気体が混合された混合物を旋回させることにより、遠心力を発生させ、当該遠心力によって、所定の粒径以上の固体を分離する装置である。サイクロン分離器における、混合物に含まれる固体を分離できる効率(分離効率)は、一般に、導入される混合物の流速に依存する。すなわち、導入される混合物の流速が高い程、サイクロン分離器の分離効率は高いということになる。   The cyclone separator is a device that generates a centrifugal force by swirling the introduced mixture of solid and gas and separates a solid having a predetermined particle diameter or more by the centrifugal force. The efficiency (separation efficiency) with which a solid contained in a mixture can be separated in a cyclone separator generally depends on the flow rate of the introduced mixture. That is, the higher the flow rate of the introduced mixture, the higher the separation efficiency of the cyclone separator.

このようなサイクロン分離器の分離効率を制御する技術として、例えば、サイクロン分離器の導入管に、バネの伸縮によって当該導入管を開閉可能なピストンを設けておき、ピストンによって導入管の開度を調整することで、サイクロン分離器に導入される混合物の流速を調整する技術が開示されている(例えば、特許文献1)。また、サイクロン分離器の導入管を開閉可能なダンパを設けておき、ダンパによって導入管の開度を調整することで、サイクロン分離器に導入される混合物の流速を調整する技術が開示されている(例えば、特許文献2)。   As a technique for controlling the separation efficiency of such a cyclone separator, for example, a piston capable of opening and closing the introduction pipe by the expansion and contraction of a spring is provided in the introduction pipe of the cyclone separator, and the opening of the introduction pipe is adjusted by the piston. The technique of adjusting the flow rate of the mixture introduced into a cyclone separator by adjusting is disclosed (for example, Patent Document 1). Also disclosed is a technique for adjusting the flow rate of the mixture introduced into the cyclone separator by providing a damper capable of opening and closing the introduction pipe of the cyclone separator and adjusting the opening of the introduction pipe by the damper. (For example, patent document 2).

特開2004− 97942号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-97942 特開2000−266312号公報JP 2000-26631 A

しかし、上述した特許文献1や特許文献2に記載された技術では、バネとピストン、または、ダンパといった機械的な構造を利用している。このため、ガス化ガス生成システムのような1000℃程度といった高温場に設置されるサイクロン分離器に採用する場合、耐熱性を有する材料を利用する必要があり、コスト高となっていた。また、高温場に設置されるサイクロン分離器に機械的な構造を利用したとしても、ピストンやダンパのシール性が維持できなくなってしまい、導入される混合物の流速を調整できず、サイクロン分離器の分離効率を制御することは困難であった。   However, in the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, a mechanical structure such as a spring and a piston or a damper is used. For this reason, when it employ | adopts for the cyclone separator installed in high temperature fields, such as about 1000 degreeC like a gasification gas production | generation system, it was necessary to use the material which has heat resistance, and the cost was high. In addition, even if a mechanical structure is used for a cyclone separator installed in a high temperature field, the sealing performance of the piston and damper cannot be maintained, the flow rate of the introduced mixture cannot be adjusted, and the cyclone separator It was difficult to control the separation efficiency.

そこで本発明は、高温場で利用する場合であっても、簡易な構成でサイクロン分離器の分離効率を確実に制御することが可能なサイクロンシステム、ガス化ガス生成システム、および、サイクロン制御方法を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention provides a cyclone system, a gasification gas generation system, and a cyclone control method capable of reliably controlling the separation efficiency of a cyclone separator with a simple configuration even when used in a high temperature field. It is intended to provide.

上記課題を解決するために、本発明のサイクロンシステムは、固体と気体が混合された混合物が導入口を通じて導入され、混合物を旋回させることにより、所定の粒径以上の固体を、落下口を通じて落下させるとともに、所定の粒径未満の固体である飛散粒子および気体を、落下口より鉛直上方に位置する排気口を通じて排気するサイクロン分離器と、落下口に連接された連接管と、連接管に接続された供給管を介して連接管にガスを供給することで、落下口を通じてサイクロン分離器内に当該ガスを逆流させるガス供給部と、を備え、供給管は、一端から連接管に接続された他端に向かうに従って鉛直下方に傾斜した管であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a cyclone system according to the present invention is configured such that a mixture of solid and gas is introduced through an inlet, and a solid having a predetermined particle size or more is dropped through the outlet by swirling the mixture. A cyclone separator that exhausts scattered particles and gas, which are solids less than a predetermined particle size, through an exhaust port positioned vertically above the drop port, a connecting pipe connected to the dropping port, and a connection pipe A gas supply section for supplying the gas back to the cyclone separator through the dropping port by supplying gas to the connection pipe through the supply pipe, and the supply pipe is connected to the connection pipe from one end. It is a pipe inclined vertically downward as it goes to the other end .

上記サイクロンシステムは、排気口から排気された飛散粒子の濃度を検出する飛散粒子検出部を備え、ガス供給部は、連接管に供給するガスの流量を調整する流量調整部を有し、流量調整部は、飛散粒子検出部の検出結果に応じて、連接管に供給するガスの流量を調整してもよい。   The cyclone system includes a scattered particle detection unit that detects the concentration of scattered particles exhausted from the exhaust port, and the gas supply unit includes a flow rate adjustment unit that adjusts the flow rate of the gas supplied to the connecting pipe. The unit may adjust the flow rate of the gas supplied to the connecting pipe according to the detection result of the scattered particle detection unit.

サイクロン分離器の、所定の粒径以上の固体の分離効率は、導入口における混合物の流速によって決定され、導入口の口径は、当該サイクロン分離器の定格運転時の、導入口における混合物の流速が最も速くなるように設定され、ガス供給部によって連接管へガスが供給されることにより、分離効率を低下させてもよい。   The separation efficiency of a solid having a predetermined particle size or more in a cyclone separator is determined by the flow rate of the mixture at the inlet, and the inlet diameter is determined by the flow rate of the mixture at the inlet during the rated operation of the cyclone separator. The separation efficiency may be lowered by setting the gas to be the fastest and supplying the gas to the connecting pipe by the gas supply unit.

上記課題を解決するために、本発明のガス化ガス生成システムは、流動媒体を流動層化するとともに、投入されたガス化原料を流動媒体が有する熱でガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、ガス化炉から排出された流動媒体およびガス化原料の残渣が導かれ、流動媒体を加熱するとともにガス化原料の残渣を燃焼して灰を生成する燃焼炉と、燃焼炉から排出された、加熱された流動媒体、灰、および、燃焼排ガスの混合物が、導入口を通じて導入され、混合物を旋回させることにより、所定の粒径以上の固体を、落下口を通じて落下させるとともに、所定の粒径未満の固体である飛散粒子および気体を、落下口より鉛直上方に位置する排気口を通じて排気するサイクロン分離器と、落下口に連接した連接管と、連接管に接続された供給管を介して連接管にガスを供給することで、落下口を通じてサイクロン分離器内に当該ガスを逆流させるガス供給部と、を備え、供給管は、一端から連接管に接続された他端に向かうに従って鉛直下方に傾斜した管であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the gasified gas generation system of the present invention generates a gasified gas by forming a fluidized bed into a fluidized bed and gasifying the input gasified raw material with the heat of the fluidized medium. From a gasification furnace, a combustion medium in which the fluidized medium and gasification raw material residue discharged from the gasification furnace are guided, and heating the fluidization medium and burning the gasification raw material residue to produce ash, and a combustion furnace The discharged mixture of heated fluid medium, ash, and combustion exhaust gas is introduced through the inlet, and the mixture is swirled to cause a solid having a predetermined particle diameter or more to fall through the outlet and to be predetermined. subjected scattering particles and gases is the particle size less than solid, a cyclone separator for exhaust through the exhaust port located vertically above the chute, the communication tube was connected to fall opening, which is connected to a communication tube By supplying gas to the communication tube via a tube, and a gas supply unit for flowing back the gas into the cyclone separator through the chute, the supply pipe, the other end connected to the communication tube from one end It is characterized by being a tube inclined vertically downward as it goes .

上記ガス化ガス生成システムは、ガス化炉で生成されたガス化ガスと熱媒体とで熱交換を行うことで、ガス化ガスを冷却する間接熱交換器と、間接熱交換器で冷却されたガス化ガスをさらに冷却して、当該ガス化ガスからミストを除去するミストセパレータと、を備え、ガス供給部は、間接熱交換器およびミストセパレータのうち少なくとも一方におけるガス化ガスの圧力損失値が所定値以上である場合、連接管にガスを供給してもよい。   The gasification gas generation system is cooled by an indirect heat exchanger and an indirect heat exchanger that perform heat exchange between the gasification gas generated in the gasification furnace and the heat medium, thereby cooling the gasification gas. A mist separator that further cools the gasification gas and removes mist from the gasification gas, and the gas supply unit has a pressure loss value of the gasification gas in at least one of the indirect heat exchanger and the mist separator. When it is equal to or greater than a predetermined value, gas may be supplied to the connecting pipe.

上記ガス供給部は、連接管に供給するガスの流量を調整する流量調整部を有し、流量調整部は、間接熱交換器およびミストセパレータのうち少なくとも一方におけるガス化ガスの圧力損失値に応じて、連接管に供給するガスの流量を調整してもよい。   The gas supply unit has a flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of the gas supplied to the connecting pipe, and the flow rate adjusting unit corresponds to the pressure loss value of the gasification gas in at least one of the indirect heat exchanger and the mist separator. Thus, the flow rate of the gas supplied to the connecting pipe may be adjusted.

上記課題を解決するための本発明の他のガス化ガス生成システムは、流動媒体を流動層化するとともに、投入されたガス化原料を流動媒体が有する熱でガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、ガス化炉から排出された流動媒体およびガス化原料の残渣が導かれ、流動媒体を加熱するとともにガス化原料の残渣を燃焼して灰を生成する燃焼炉と、燃焼炉から排出された、加熱された流動媒体、灰、および、燃焼排ガスの混合物が、導入口を通じて導入され、混合物を旋回させることにより、所定の粒径以上の固体を、落下口を通じて落下させるとともに、所定の粒径未満の固体である飛散粒子および気体を、落下口より鉛直上方に位置する排気口を通じて排気するサイクロン分離器と、落下口に連接した連接管と、連接管にガスを供給することで、落下口を通じてサイクロン分離器内に当該ガスを逆流させるガス供給部と、ガス化炉で生成されたガス化ガスと熱媒体とで熱交換を行うことで、ガス化ガスを冷却する間接熱交換器と、間接熱交換器で冷却されたガス化ガスをさらに冷却して、当該ガス化ガスからミストを除去するミストセパレータと、を備え、ガス供給部は、連接管に供給するガスの流量を調整する流量調整部を有し、流量調整部は、間接熱交換器およびミストセパレータのうち少なくとも一方におけるガス化ガスの圧力損失値に応じて、連接管に供給するガスの流量を調整することを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明のサイクロン制御方法は、流動媒体を流動層化するとともに、投入されたガス化原料を流動媒体が有する熱でガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、当該ガス化炉から排出された流動媒体およびガス化原料の残渣が導かれ、流動媒体を加熱するとともにガス化原料の残渣を燃焼して灰を生成する燃焼炉と、当該燃焼炉から排出された、加熱された流動媒体、灰、および、燃焼排ガスの混合物が、導入口を通じて導入され、混合物を旋回させることにより、所定の粒径以上の固体を、落下口を通じて落下させるとともに、所定の粒径未満の固体である飛散粒子および気体を、落下口より鉛直上方に位置する排気口を通じて排気するサイクロン分離器と、落下口に連接した連接管と、当該連接管にガスを供給することで、落下口を通じてサイクロン分離器内に当該ガスを逆流させるガス供給部と、ガス化炉で生成されたガス化ガスと熱媒体とで熱交換を行うことで、ガス化ガスを冷却する間接熱交換器と、当該間接熱交換器で冷却されたガス化ガスをさらに冷却して、当該ガス化ガスからミストを除去するミストセパレータと、を用いたサイクロン制御方法であって、間接熱交換器およびミストセパレータのうち少なくとも一方におけるガス化ガスの圧力損失値が所定値以上であるか否かを判定する工程と、圧力損失値が所定値以上である場合、ガス供給部によって連接管へガスを供給する工程と、を含むことを特徴とする。
Another gasified gas generation system of the present invention for solving the above-described problem is that a fluidized medium is fluidized and a gasified raw material is gasified with heat of the fluidized medium to generate a gasified gas. Gasification furnace, a fluidizing medium discharged from the gasification furnace and a residue of the gasification raw material are guided, the fluidizing medium is heated and the residue of the gasification raw material is burned to generate ash, and a combustion furnace A mixture of heated fluid medium, ash, and combustion exhaust gas discharged from is introduced through the introduction port, and by swirling the mixture, solids having a predetermined particle diameter or more are dropped through the drop port, A cyclone separator that exhausts scattered particles and gas, which are solids less than a predetermined particle size, through an exhaust port located vertically above the drop port, a connecting pipe connected to the dropping port, and gas to the connecting pipe Thus, the gasification gas is cooled by exchanging heat between the gas supply unit that reversely flows the gas into the cyclone separator through the dropping port and the gasification gas generated in the gasification furnace and the heat medium. An indirect heat exchanger; and a mist separator that further cools the gasified gas cooled by the indirect heat exchanger and removes mist from the gasified gas. The flow rate adjustment unit adjusts the flow rate of the gas supplied to the connecting pipe according to the pressure loss value of the gasification gas in at least one of the indirect heat exchanger and the mist separator. It is characterized by doing.
In order to solve the above problems, the cyclone control method of the present invention is a gasification method in which a fluidized medium is fluidized and gasified raw material is gasified with heat of the fluidized medium to generate gasified gas. From the furnace, the combustion medium discharged from the gasification furnace and the residue of the gasification raw material are guided, the fluidization medium is heated and the residue of the gasification raw material is burned to generate ash, and the combustion furnace The discharged mixture of heated fluid medium, ash, and combustion exhaust gas is introduced through the inlet, and the mixture is swirled to cause a solid having a predetermined particle diameter or more to fall through the outlet and to be predetermined. A cyclone separator that exhausts scattered particles and gas, which are solids less than the particle diameter, through an exhaust port positioned vertically above the drop port, a connecting pipe connected to the dropping port, and a gas in the connecting pipe The gasification gas is cooled by exchanging heat between the gas supply unit that reversely flows the gas into the cyclone separator through the outlet and the gasification gas generated in the gasification furnace and the heat medium. A cyclone control method using an indirect heat exchanger, and a mist separator that further cools the gasified gas cooled by the indirect heat exchanger and removes mist from the gasified gas. A step of determining whether or not the pressure loss value of the gasification gas in at least one of the exchanger and the mist separator is greater than or equal to a predetermined value; and if the pressure loss value is greater than or equal to a predetermined value, the gas supply unit supplies the connection pipe And a step of supplying a gas.

本発明によれば、高温場で利用する場合であっても、簡易な構成でサイクロン分離器の分離効率を確実に制御することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to reliably control the separation efficiency of the cyclone separator with a simple configuration even when used in a high temperature field.

ガス化ガス生成システムの具体的な構成を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the specific structure of a gasification gas production | generation system. サイクロン分離器に導入される混合物中の固体の粒径分布の例を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the example of the particle size distribution of the solid in the mixture introduce | transduced into a cyclone separator. ガス供給部の一例を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating an example of a gas supply part. ガス供給部の変形例を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the modification of a gas supply part. サイクロン制御方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the flow of a process of a cyclone control method. 連接管にガスを供給しない場合(比較例)と、連接管にガスを供給した場合(実施例)とにおける第1サイクロン分離器の排気口から排気された排気ガス中の飛散粒子の濃度を示す図である。It shows the concentration of scattered particles in the exhaust gas exhausted from the exhaust port of the first cyclone separator when the gas is not supplied to the connecting pipe (comparative example) and when the gas is supplied to the connecting pipe (example). FIG.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

ここでは、サイクロンシステムの目的を把握すべく、まず、サイクロンシステムを設置するガス化ガス生成システムについて説明し、その後、本実施形態にかかるサイクロンシステムの具体的な構成を詳述する。   Here, in order to grasp the purpose of the cyclone system, first, a gasification gas generation system in which the cyclone system is installed will be described, and then a specific configuration of the cyclone system according to the present embodiment will be described in detail.

(ガス化ガス生成システム100)
図1は、本実施形態にかかるガス化ガス生成システム100の具体的な構成を説明するための説明図である。図1に示すようにガス化ガス生成システム100は、ガス化炉110と、燃焼炉120と、サイクロンシステム200と、第2サイクロン分離器130と、改質炉160と、間接熱交換器162と、スプレー塔164と、ミストセパレータ166とを含んで構成される。なお、サイクロンシステム200は、第1サイクロン分離器210、連接管212、ガス供給部214、飛散粒子検出部216を含んで構成される。
(Gasified gas generation system 100)
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a specific configuration of a gasification gas generation system 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the gasification gas generation system 100 includes a gasification furnace 110, a combustion furnace 120, a cyclone system 200, a second cyclone separator 130, a reforming furnace 160, and an indirect heat exchanger 162. The spray tower 164 and the mist separator 166 are included. The cyclone system 200 includes a first cyclone separator 210, a connecting pipe 212, a gas supply unit 214, and a scattered particle detection unit 216.

ガス化ガス生成システム100では、全体として、粒径が300μm程度の硅砂(珪砂)等の砂で構成される流動媒体を熱媒体として循環させている。具体的には、まず、流動媒体は、燃焼炉120で1000℃程度に加熱され、燃焼排ガスとともに第1サイクロン分離器210に導入される。第1サイクロン分離器210においては、高温の流動媒体と燃焼排ガスとが分離され、当該分離された高温の流動媒体が、連接管212、シール部102a、導入部140aを通じてガス化炉110に導入される。そして、ガス化炉110に導入された流動媒体は、ガス化剤貯留部112から導入されるガス化剤(水蒸気、窒素、不活性ガス等)によって流動層化され、排出部140b、シール部102bを通じて燃焼炉120に戻される。   In the gasification gas generation system 100, as a whole, a fluid medium composed of sand such as dredged sand (silica sand) having a particle size of about 300 μm is circulated as a heat medium. Specifically, first, the fluid medium is heated to about 1000 ° C. in the combustion furnace 120 and introduced into the first cyclone separator 210 together with the combustion exhaust gas. In the first cyclone separator 210, the high temperature fluid medium and the combustion exhaust gas are separated, and the separated high temperature fluid medium is introduced into the gasifier 110 through the connecting pipe 212, the seal portion 102a, and the introduction portion 140a. The Then, the fluidized medium introduced into the gasification furnace 110 is fluidized by a gasifying agent (water vapor, nitrogen, inert gas, etc.) introduced from the gasifying agent storage part 112, and the discharge part 140b and the sealing part 102b. To the combustion furnace 120.

一方、ガス化炉110で生成されたガス化ガスは、第2サイクロン分離器130において、流動媒体とガス化ガスに分離された後、改質炉160において酸化改質され、間接熱交換器162、スプレー塔164、ミストセパレータ166においてタール等の不純物が除去される。以下に、ガス化ガス生成システム100を構成する各装置について具体的に説明する。   On the other hand, the gasification gas generated in the gasification furnace 110 is separated into a fluid medium and a gasification gas in the second cyclone separator 130, and then oxidized and reformed in the reforming furnace 160, and the indirect heat exchanger 162. In the spray tower 164 and the mist separator 166, impurities such as tar are removed. Below, each apparatus which comprises the gasification gas production | generation system 100 is demonstrated concretely.

(ガス化炉110)
ガス化炉110は、導入部140a、シール部102a、連接管212を介して第1サイクロン分離器210に連通しており、第1サイクロン分離器210によって燃焼排ガスと分離された流動媒体が、ガス化炉110内に導入されるようになっている。
(Gasification furnace 110)
The gasification furnace 110 communicates with the first cyclone separator 210 via the introduction part 140a, the seal part 102a, and the connecting pipe 212, and the fluidized medium separated from the combustion exhaust gas by the first cyclone separator 210 is a gas. Introduced into the conversion furnace 110.

ガス化炉110の下方にはガス化剤貯留部112が設けられており、ガス化剤供給源(図示せず)から供給されたガス化剤が、ガス化剤貯留部112に一時的に貯留される。そして、このガス化剤貯留部112に貯留されたガス化剤が、ガス化炉110の底面から当該ガス化炉110内に導入されている。このように、第1サイクロン分離器210から導入された高温の流動媒体にガス化剤を導入することにより、ガス化炉110内において流動層が形成される。   A gasifying agent storage unit 112 is provided below the gasification furnace 110, and the gasifying agent supplied from a gasifying agent supply source (not shown) is temporarily stored in the gasifying agent storage unit 112. Is done. The gasifying agent stored in the gasifying agent storage part 112 is introduced into the gasifying furnace 110 from the bottom surface of the gasifying furnace 110. Thus, a fluidized bed is formed in the gasification furnace 110 by introducing the gasifying agent into the high-temperature fluid medium introduced from the first cyclone separator 210.

また、ガス化炉110に接続された導入部140aには、上記の流動層に、褐炭等の石炭、石油コークス(ペトロコークス)、バイオマス、タイヤチップ等の有機固体原料を含むガス化原料を投入するための原料投入部140cが設けられている。この原料投入部140cから投入されたガス化原料は、流動媒体とともにガス化炉110へ導かれ、ガス化炉110において、ガス化剤によって流動層化した流動媒体が有する700℃〜900℃程度の熱によってガス化し、これによってガス化ガスが生成されることとなる。仮にガス化剤が水蒸気であり、ガス化原料が石炭である場合、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタンを主成分とするガス化ガスが生成される。   In addition, the gasification raw material containing organic solid raw materials such as coal such as lignite, petroleum coke (petro coke), biomass and tire chips is introduced into the fluidized bed in the introduction section 140a connected to the gasification furnace 110. The raw material input part 140c for performing is provided. The gasification raw material charged from the raw material charging unit 140c is guided to the gasification furnace 110 together with the fluidizing medium, and in the gasification furnace 110, the fluidizing medium fluidized by the gasifying agent has a temperature of about 700 ° C to 900 ° C. Gasification is caused by heat, and thereby gasification gas is generated. If the gasifying agent is water vapor and the gasification raw material is coal, a gasification gas mainly containing hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, and methane is generated.

このようにして生成されたガス化ガスは、流動媒体とともに、送出部110aを通じて第2サイクロン分離器130に送出されることになる。なお、詳細は後述するが、ガス化原料の残渣が燃焼炉120において燃焼することで生成される灰が、流動媒体とともに第1サイクロン分離器210からガス化炉110へ導入されるため、第2サイクロン分離器130には、ガス化ガスおよび流動媒体とともに灰も導入されることになる。   The gasified gas generated in this way is sent to the second cyclone separator 130 through the delivery unit 110a together with the fluid medium. Although details will be described later, the ash generated by the combustion of the residue of the gasification raw material in the combustion furnace 120 is introduced into the gasification furnace 110 from the first cyclone separator 210 together with the fluidized medium. Ashes are also introduced into the cyclone separator 130 along with the gasification gas and the fluid medium.

また、ガス化炉110は、排出部140bおよびシール部102bを介して燃焼炉120に連通している。この排出部140bは、ガス化炉110における第1サイクロン分離器210が接続される側壁と対向する側壁に接続されている。したがって、第1サイクロン分離器210から導入された流動媒体は、ガス化炉110内において、排出部140bに向かって流動した後に、シール部102bを通じて燃焼炉120に排出されることとなる。このとき、ガス化炉110内においては、投入されたガス化原料の一部が未反応となり、ガス化原料の残渣が、流動媒体とともに燃焼炉120に排出される。   Further, the gasification furnace 110 communicates with the combustion furnace 120 via the discharge part 140b and the seal part 102b. This discharge part 140b is connected to the side wall facing the side wall to which the first cyclone separator 210 in the gasification furnace 110 is connected. Therefore, the fluid medium introduced from the first cyclone separator 210 flows in the gasification furnace 110 toward the discharge part 140b and is then discharged to the combustion furnace 120 through the seal part 102b. At this time, in the gasification furnace 110, a part of the input gasification raw material becomes unreacted, and the residue of the gasification raw material is discharged to the combustion furnace 120 together with the fluidized medium.

(燃焼炉120)
燃焼炉120は、シール部102b、排出部140bを介してガス化炉110と連通しており、ガス化炉110からガス化原料の残渣および流動媒体が導入される。そして、導入されたガス化原料の残渣および流動媒体は、燃焼炉120内において1000℃程度に加熱される。これにより、ガス化原料の残渣は燃焼して灰となる。また、燃焼炉120内では、下方からの燃焼ガスの導入に応じて、下方から上方に向かって燃焼排ガスの流れが生じ、この流れによって、1000℃程度に加熱された流動媒体と、ガス化原料の残渣から生成される灰とが、燃焼排ガスとともに接続部120aを通じて第1サイクロン分離器210に導出されることとなる。
(Combustion furnace 120)
The combustion furnace 120 communicates with the gasification furnace 110 through the seal part 102b and the discharge part 140b, and the residue of the gasification raw material and the fluidized medium are introduced from the gasification furnace 110. The introduced residue of the gasification raw material and the fluidized medium are heated to about 1000 ° C. in the combustion furnace 120. Thereby, the residue of gasification raw material burns and becomes ash. Further, in the combustion furnace 120, in accordance with the introduction of the combustion gas from the lower side, a flow of the combustion exhaust gas is generated from the lower side to the upper side, and by this flow, the fluidized medium heated to about 1000 ° C. and the gasification raw material Ash generated from the residue is led out to the first cyclone separator 210 through the connecting portion 120a together with the combustion exhaust gas.

(第1サイクロン分離器210)
第1サイクロン分離器210は、本体210aと、導入口210bと、落下口210cと、排気口210dとを含んで構成される。本体210aには、導入口210bを通じて、接続部120aから導かれた、加熱された流動媒体(固体)、灰(固体)、燃焼排ガス(気体)の混合物が導入される。
(First cyclone separator 210)
The first cyclone separator 210 includes a main body 210a, an introduction port 210b, a drop port 210c, and an exhaust port 210d. A mixture of a heated fluid medium (solid), ash (solid), and combustion exhaust gas (gas) introduced from the connection portion 120a is introduced into the main body 210a through the inlet 210b.

第1サイクロン分離器210は、導入口210bを通じて導入された混合物(流動媒体(固体)、灰(固体)、燃焼排ガス(気体))を本体210a内で旋回させることにより、所定の粒径以上の固体を、落下口210cを通じて落下させるとともに、所定の粒径未満の固体である飛散粒子および気体を、落下口210cより鉛直上方に位置する排気口210dを通じて排気する。   The first cyclone separator 210 swirls the mixture (fluid medium (solid), ash (solid), combustion exhaust gas (gas)) introduced through the inlet 210b in the main body 210a, so that the first cyclone separator 210 has a predetermined particle size or more. The solid is dropped through the drop port 210c, and the scattered particles and gas which are solids having a particle diameter smaller than a predetermined particle size are exhausted through the exhaust port 210d positioned vertically above the drop port 210c.

具体的に説明すると、第1サイクロン分離器210は、流動媒体、および、灰の一部を落下口210cへ、残りの灰(飛散粒子)および燃焼排ガスを排気口210dへと分離する。これにより、燃焼炉120で加熱された高温の流動媒体、および、灰の一部は、連接管212を通じて再びガス化炉110に導入され、以後、上記の循環を繰り返すこととなる。   Specifically, the first cyclone separator 210 separates the fluid medium and a part of the ash into the drop port 210c, and the remaining ash (scattered particles) and combustion exhaust gas into the exhaust port 210d. As a result, the high-temperature fluid medium heated in the combustion furnace 120 and a part of the ash are again introduced into the gasification furnace 110 through the connecting pipe 212, and the above-described circulation is repeated thereafter.

ここで、第1サイクロン分離器210の分離効率について説明すると、定格運転時に、流動媒体、および、所定量の灰が落下口210cへ、残りの灰(飛散粒子)および燃焼排ガスが排気口210dへと分離されるように、第1サイクロン分離器210の分離効率(落下口210cから落下させる固体量/導入された混合物中に含まれる固体量)が設計される。   Here, the separation efficiency of the first cyclone separator 210 will be described. During rated operation, the fluid medium and a predetermined amount of ash to the dropping port 210c, and the remaining ash (scattered particles) and combustion exhaust gas to the exhaust port 210d. The separation efficiency of the first cyclone separator 210 (the amount of solid dropped from the dropping port 210c / the amount of solid contained in the introduced mixture) is designed.

第1サイクロン分離器210において上記分離効率(以下、単に、第1定格分離効率と称する)を達成するために、例えば、図2に示すような、導入された混合物中の固体の粒径分布を参照して第1サイクロン分離器210の設計を行う。具体的に説明すると、図2に示す、導入された混合物中の固体の予想される粒径分布に対し、所望する分離効率(図2中、クロスハッチングで示す領域/(クロスハッチングで示す領域+ハッチングで示す領域))が決まれば、それを満たす固体の最小粒径(分離最小粒径、分離限界粒径)xminも決定される。 In order to achieve the separation efficiency (hereinafter simply referred to as the first rated separation efficiency) in the first cyclone separator 210, for example, the particle size distribution of the solid in the introduced mixture as shown in FIG. The first cyclone separator 210 is designed with reference to FIG. More specifically, the desired separation efficiency (region shown by cross-hatching / (region shown by cross-hatching + region shown by cross-hatching in FIG. 2) is calculated with respect to the expected particle size distribution of the solid in the introduced mixture shown in FIG. If the area indicated by hatching)) is determined, the minimum particle size (separation minimum particle size, separation limit particle size) x min of the solid that satisfies the determination is also determined.

一般的にサイクロン分離器における、分離最小粒径xminと、サイクロン分離器の導入口の幅Bと、サイクロン分離器の導入口における混合物(吸気)の流速uと、サイクロン分離器に導入される固体の密度ρと、サイクロン分離器に導入される気体の密度ρとは、以下の数式(1)に示す関係にある(集塵の技術と装置、社団法人日本紛体工業協会編、1997年、71ページ参照)。なお、数式(1)において、Cは、カニンガムの補正係数(滑りを考慮した抵抗力導出のための係数)であり、Nは混合物(吸気)の旋回数(5として換算する)である。

Figure 0005866872
…数式(1) Generally, in the cyclone separator, the separation minimum particle size x min , the width B of the inlet of the cyclone separator, the flow rate u i of the mixture (intake) at the inlet of the cyclone separator, and the cyclone separator are introduced. that solid and the density [rho p of the density [rho a gas to be introduced into the cyclone separator, a relationship shown in equation (1) below (dust collection technology and equipment, Japan powder industry Kyokai 1997, page 71). In Equation (1), C c is a Cunningham correction coefficient (a coefficient for deriving a resistance force considering slip), and N is the number of turns of the mixture (intake) (converted as 5).
Figure 0005866872
... Formula (1)

したがって、第1サイクロン分離器210を設計する際には、定格運転時における、導入される混合物の流量で、第1定格分離効率を満たす分離最小粒径xminになるように、第1サイクロン分離器210に導入される混合物の流速が決定され、かかる混合物の流速を達成するために第1サイクロン分離器210の形状(例えば、導入口の口径)が設計されることとなる。 Therefore, when designing the first cyclone separator 210, the first cyclone separation is performed so that the flow rate of the introduced mixture at the rated operation becomes the separation minimum particle size x min that satisfies the first rated separation efficiency. The flow rate of the mixture introduced into the vessel 210 is determined, and the shape of the first cyclone separator 210 (for example, the diameter of the introduction port) will be designed to achieve the flow rate of the mixture.

一方、排気口210dは、熱交換器150を介して灰集塵機(バグフィルタ)152に接続されており、排気口210dに導かれた飛散粒子(残りの灰)および燃焼排ガスは、熱交換器150において冷却された後に、灰集塵機152において飛散粒子と燃焼排ガスとに分離される。ここで、分離された飛散粒子は廃棄され、燃焼排ガスは、不図示の配管等から大気に放出される。   On the other hand, the exhaust port 210d is connected to the ash dust collector (bag filter) 152 via the heat exchanger 150, and the scattered particles (remaining ash) and the combustion exhaust gas guided to the exhaust port 210d are converted into the heat exchanger 150. After being cooled, the ash dust collector 152 separates the particles into scattered particles and combustion exhaust gas. Here, the separated scattered particles are discarded, and the combustion exhaust gas is released to the atmosphere from a pipe or the like (not shown).

(第2サイクロン分離器130)
第2サイクロン分離器130は、本体130aと、導入口130bと、落下口130cと、排気口130dとを含んで構成される。本体130aには、送出部110a、導入口130bを通じて、ガス化炉110で生成されたガス化ガス(気体)とともに、流動媒体(固体)および灰(固体)が導入される。
(Second cyclone separator 130)
The second cyclone separator 130 includes a main body 130a, an introduction port 130b, a drop port 130c, and an exhaust port 130d. A fluid medium (solid) and ash (solid) are introduced into the main body 130a together with the gasification gas (gas) generated in the gasification furnace 110 through the delivery part 110a and the introduction port 130b.

第2サイクロン分離器130は、導入口130bを通じて導入された混合物(ガス化ガス(気体)、流動媒体(固体)、灰(固体))を旋回させることにより、所定の粒径以上の固体を、落下口130cを通じて落下させるとともに、所定の粒径未満の固体である飛散粒子および気体を、落下口130cより鉛直上方に位置する排気口130dを通じて排気する。具体的に説明すると、第2サイクロン分離器130は、流動媒体、および、大部分の灰を落下口130cへ、ガス化ガス、および、残りの灰(飛散粒子)を排気口130dへと分離する。   The second cyclone separator 130 swirls the mixture (gasification gas (gas), fluid medium (solid), ash (solid)) introduced through the inlet 130b, so that a solid having a predetermined particle diameter or more is obtained. While being dropped through the drop port 130c, scattered particles and gas which are solids having a particle diameter smaller than a predetermined particle diameter are exhausted through an exhaust port 130d positioned vertically above the drop port 130c. More specifically, the second cyclone separator 130 separates the fluid medium and most of the ash into the drop port 130c, and the gasified gas and the remaining ash (scattered particles) into the exhaust port 130d. .

第2サイクロン分離器130によって排気口130dへ分離されるガス化ガス、および、飛散粒子(灰)は、送出管160aを通じて、下流の機器(改質炉160、間接熱交換器162、スプレー塔164、ミストセパレータ166)へ送出される。ここで、下流の機器に大量の灰が導入されると、各機器に影響を及ぼすおそれがある。   The gasified gas and the scattered particles (ash) separated into the exhaust port 130d by the second cyclone separator 130 pass through the delivery pipe 160a to downstream equipment (reforming furnace 160, indirect heat exchanger 162, spray tower 164). To the mist separator 166). Here, if a large amount of ash is introduced into downstream equipment, there is a risk of affecting each equipment.

したがって、第2サイクロン分離器130は、下流の機器に影響を及ぼさない程度の灰のみが排気口130dへ分離されるように、すなわち、大部分の灰が落下口130cへ分離されるように、分離効率(以下、単に、第2定格分離効率と称する)が設計される。   Therefore, the second cyclone separator 130 is configured so that only ash that does not affect downstream equipment is separated into the exhaust port 130d, that is, most of the ash is separated into the drop port 130c. A separation efficiency (hereinafter simply referred to as a second rated separation efficiency) is designed.

第2サイクロン分離器130を設計する際には、上述した第1サイクロン分離器210と同様に、定格運転時における、導入される混合物の流量、すなわち、定格運転時にガス化炉110において生成されるガス化ガスの量で、第2定格分離効率を満たす分離最小粒径xminになるように、第2サイクロン分離器130に導入される混合物の流速が決定され、かかる混合物の流速を達成するために第2サイクロン分離器130の形状(例えば、導入口の口径)が設計されることとなる。 When designing the second cyclone separator 130, similarly to the first cyclone separator 210 described above, the flow rate of the mixture to be introduced at the rated operation, that is, generated in the gasifier 110 at the rated operation. The flow rate of the mixture introduced into the second cyclone separator 130 is determined so that the amount of gasified gas becomes the separation minimum particle size x min that satisfies the second rated separation efficiency, and the flow rate of the mixture is achieved. In addition, the shape of the second cyclone separator 130 (for example, the diameter of the inlet) is designed.

そして、第2サイクロン分離器130によって分離された、流動媒体、および、大部分の灰は、落下口130c、落下管130eを通じて再びガス化炉110に導入され、ガス化ガスおよび飛散粒子は、排気口130d、送出管160aを通じて、改質炉160に送出されることとなる。   The fluid medium and most of the ash separated by the second cyclone separator 130 are again introduced into the gasification furnace 110 through the drop port 130c and the drop tube 130e, and the gasified gas and the scattered particles are exhausted. It is sent to the reforming furnace 160 through the port 130d and the delivery pipe 160a.

(改質炉160、間接熱交換器162、スプレー塔164、ミストセパレータ166)
改質炉(酸化改質炉)160は、ガス化炉110で生成されたガス化ガスに酸素や空気を加え、ガス化ガスに含まれるタールを900℃〜1500℃で改質(酸化改質)する。こうして、タールのほとんどが改質炉160で除去される。また、タールと共にガス化ガスに含まれる灰(飛散粒子)は、改質炉160の熱により溶融スラグとなる。間接熱交換器162は、改質炉160から導入されたガス化ガスと水蒸気との熱交換を行い、ガス化ガスの顕熱を水蒸気で回収するとともに、ガス化ガスの出口温度を300℃〜600℃にする。
(Reforming furnace 160, indirect heat exchanger 162, spray tower 164, mist separator 166)
The reforming furnace (oxidation reforming furnace) 160 adds oxygen or air to the gasification gas generated in the gasification furnace 110 and reforms the tar contained in the gasification gas at 900 ° C. to 1500 ° C. (oxidation reforming). ) Thus, most of the tar is removed by the reforming furnace 160. Further, the ash (scattered particles) contained in the gasification gas together with tar becomes molten slag by the heat of the reforming furnace 160. The indirect heat exchanger 162 performs heat exchange between the gasification gas introduced from the reforming furnace 160 and water vapor, collects the sensible heat of the gasification gas with water vapor, and sets the outlet temperature of the gasification gas to 300 ° C. Bring to 600 ° C.

スプレー塔164は、ガス化ガスに40℃程度の水をスプレー噴霧することにより、300℃〜600℃となったガス化ガスを70℃程度に冷却する。これにより、ガス化ガスに残存するタールやスラッジが凝縮し、ガス化ガスから除去される。ミストセパレータ166は、スプレー塔164における粒径よりも小さい水滴の水をスプレー噴霧することにより、スプレー塔164では、十分に分離、除去できなかった、ガス化ガス中に含まれるミスト(霧状のタールやスラッジ)を凝縮して除去する。   The spray tower 164 cools the gasification gas which became 300 degreeC-600 degreeC to about 70 degreeC by spray-spraying about 40 degreeC water on gasification gas. Thereby, tar and sludge remaining in the gasification gas are condensed and removed from the gasification gas. The mist separator 166 sprays water with water droplets smaller than the particle diameter in the spray tower 164, so that the spray tower 164 cannot sufficiently separate and remove the mist (mist-like) contained in the gasification gas. Tar and sludge) are condensed and removed.

ミストセパレータ166によってタールやスラッジが除去されたガス化ガスは、不図示の、脱硫器、脱アンモニア器、脱塩器で処理される。具体的に、ガス化ガスは、脱硫器において硫黄や硫黄化合物が除去され、脱アンモニア器においてアンモニア等の窒素化合物が除去され、脱塩器において塩素や塩素化合物が除去される。こうしてガス化炉110で生成されたガス化ガスは、タールや灰が除去されて精製ガス化ガスとなる。   The gasified gas from which tar and sludge have been removed by the mist separator 166 is processed by a desulfurizer, a deammonizer, and a demineralizer (not shown). Specifically, sulfur and sulfur compounds are removed from the gasification gas in a desulfurizer, nitrogen compounds such as ammonia are removed in a deammonizer, and chlorine and chlorine compounds are removed in a demineralizer. The gasified gas thus generated in the gasification furnace 110 is purified gasified gas from which tar and ash are removed.

ところで、精製ガス化ガスの必要量が低下したとき等、ガス化炉110へ投入するガス化原料の投入量を減少させ、ガス化ガス生成システム100におけるガス化ガスの生成量を低下させる場合がある。この場合、第2サイクロン分離器130の導入口130bにおける混合物の流速が低下し、第2サイクロン分離器130の分離効率が第2定格分離効率よりも低下してしまう。そうすると、排気口130dから排気される灰(飛散粒子)の量が定格運転時よりも増加し、改質炉160において溶融スラグが増加してしまったり、間接熱交換器162やミストセパレータ166が閉塞するおそれが生じてしまったりすることがある。   By the way, when the required amount of purified gasification gas decreases, the amount of gasification raw material to be input to the gasification furnace 110 may be decreased, and the amount of gasification gas generation in the gasification gas generation system 100 may be decreased. is there. In this case, the flow rate of the mixture at the inlet 130b of the second cyclone separator 130 is reduced, and the separation efficiency of the second cyclone separator 130 is lower than the second rated separation efficiency. As a result, the amount of ash (scattered particles) exhausted from the exhaust port 130d increases from that during rated operation, and molten slag increases in the reforming furnace 160, or the indirect heat exchanger 162 and the mist separator 166 are blocked. There is a risk of doing so.

ここで、機械的な機構を利用して、第2サイクロン分離器130における導入口130bの口径を変化させて(口径を小さくして)、混合物の流速を上昇させ、第2サイクロン分離器130の分離効率を上昇させることも考えられる。しかし、第2サイクロン分離器130に導入されるガス化ガスは700℃〜900℃と高温であるため、第2サイクロン分離器130に機械的な機構を利用することは困難である。   Here, using the mechanical mechanism, the diameter of the inlet 130b in the second cyclone separator 130 is changed (the diameter is reduced), the flow rate of the mixture is increased, and the second cyclone separator 130 It is also conceivable to increase the separation efficiency. However, since the gasification gas introduced into the second cyclone separator 130 is as high as 700 ° C. to 900 ° C., it is difficult to use a mechanical mechanism for the second cyclone separator 130.

そこで、第1サイクロン分離器210の分離効率を第1定格分離効率よりも低下させ、ガス化炉110に導入される灰を減少させることが考えられる。第1サイクロン分離器210の分離効率を低下させるために、第1サイクロン分離器210における混合物の流速を低下させる方法がある。例えば、燃焼炉120に供給する、ガス化原料の残渣や燃料を燃焼するための燃焼ガスの流速を低下させることが考えられるが、この場合、燃料が十分に燃焼されず、流動媒体が所望する温度まで加熱できなかったり、流動媒体を十分に接続部120aに導出できなかったりするおそれがある。   Therefore, it is conceivable to reduce the separation efficiency of the first cyclone separator 210 below the first rated separation efficiency and reduce the ash introduced into the gasification furnace 110. In order to reduce the separation efficiency of the first cyclone separator 210, there is a method of reducing the flow rate of the mixture in the first cyclone separator 210. For example, it is conceivable to reduce the flow rate of the combustion gas for burning the residue of the gasification raw material or fuel supplied to the combustion furnace 120, but in this case, the fuel is not sufficiently burned and the fluid medium is desired. There is a possibility that the temperature cannot be heated to the temperature, or the fluid medium cannot be sufficiently led out to the connection part 120a.

また、機械的な機構を利用して、第1サイクロン分離器210における導入口210bの口径を変化させて(口径を大きくして)、混合物の流速を低下させることも考えられるが、第1サイクロン分離器210に導入される燃焼排ガスや流動媒体は1000℃程度と高温であるため、第1サイクロン分離器210に機械的な機構を利用することは困難である。   Further, it is conceivable to reduce the flow rate of the mixture by changing the diameter of the inlet 210b in the first cyclone separator 210 (increasing the diameter) using a mechanical mechanism. Since the combustion exhaust gas and fluidized medium introduced into the separator 210 are as high as about 1000 ° C., it is difficult to use a mechanical mechanism for the first cyclone separator 210.

そこで、本実施形態では、以下のサイクロンシステム200によって、高温場で利用する場合であっても、簡易な構成でサイクロン分離器の分離効率を確実に制御する。   Therefore, in the present embodiment, even if the cyclone system 200 is used in a high temperature field, the separation efficiency of the cyclone separator is reliably controlled with a simple configuration.

(サイクロンシステム200)
サイクロンシステム200は、第1サイクロン分離器210と、連接管212と、ガス供給部214と、飛散粒子検出部216とを含んで構成される。
(Cyclone system 200)
The cyclone system 200 includes a first cyclone separator 210, a connecting tube 212, a gas supply unit 214, and a scattered particle detection unit 216.

ガス供給部214は、供給管214aと、バルブ214bと、流量調整部214cを含んで構成され、不図示のガス供給源から、連接管212にガスを供給する。ここで、連接管212におけるシール部102a側の空間は、流動媒体でシール(密閉)されている。また、第1サイクロン分離器210の落下口210c付近は負圧になっているため、連接管212における落下口210c側の空間は負圧となっている。このため、ガス供給部214から連接管212に供給されたガスは、シール部102aより先には流出せず、第1サイクロン分離器210の落下口210cを通じて、第1サイクロン分離器210内に逆流することとなる。   The gas supply unit 214 includes a supply pipe 214a, a valve 214b, and a flow rate adjustment unit 214c, and supplies gas to the connection pipe 212 from a gas supply source (not shown). Here, the space on the seal portion 102a side in the connecting pipe 212 is sealed (sealed) with a fluid medium. Further, since the vicinity of the drop port 210c of the first cyclone separator 210 is negative pressure, the space on the drop port 210c side in the connecting pipe 212 is negative pressure. For this reason, the gas supplied from the gas supply unit 214 to the connecting pipe 212 does not flow out before the seal unit 102a, but flows back into the first cyclone separator 210 through the drop port 210c of the first cyclone separator 210. Will be.

かかるガス供給部214が連接管212にガスを供給するといった簡易な構成で、落下口210cを通じて第1サイクロン分離器210内にガスを逆流させ、第1サイクロン分離器210に導入された混合物の流速を低下させることができる。すなわち、第1サイクロン分離器210の分離効率を低下させることが可能となる。   With such a simple configuration that the gas supply unit 214 supplies gas to the connecting pipe 212, the gas flows back into the first cyclone separator 210 through the drop port 210 c, and the flow rate of the mixture introduced into the first cyclone separator 210 Can be reduced. That is, the separation efficiency of the first cyclone separator 210 can be reduced.

このように、ガス供給部214が連接管212にガスを供給して、第1サイクロン分離器210の分離効率を低下させ、排気口210dから排気される灰の量を多くすることで、落下口210cから落下する灰の量を少なくすることができる。   As described above, the gas supply unit 214 supplies gas to the connecting pipe 212 to reduce the separation efficiency of the first cyclone separator 210 and increase the amount of ash exhausted from the exhaust port 210d. The amount of ash falling from 210c can be reduced.

つまり、第1サイクロン分離器210における分離効率の上限値を第1定格分離効率にしておけば、ガス化炉110におけるガス化ガスの生成量が低下して第2サイクロン分離器130の分離効率が低下したとしても、ガス供給部214による連接管212へのガスの供給によって、第1サイクロン分離器210の分離効率を低下させることができ、第1サイクロン分離器210と第2サイクロン分離器130の分離効率のバランスを維持することが可能となる。   That is, if the upper limit value of the separation efficiency in the first cyclone separator 210 is set to the first rated separation efficiency, the amount of gasification gas generated in the gasification furnace 110 is reduced and the separation efficiency of the second cyclone separator 130 is increased. Even if it decreases, the separation efficiency of the first cyclone separator 210 can be reduced by supplying the gas to the connecting pipe 212 by the gas supply unit 214, and the first cyclone separator 210 and the second cyclone separator 130 can be reduced. It becomes possible to maintain the balance of the separation efficiency.

換言すれば、第1サイクロン分離器210の、所定の粒径以上の固体の分離効率の上限値(第1定格分離効率)は、第1サイクロン分離器210の定格運転時における、導入される混合物の流速によって決定され、第1サイクロン分離器210の、所定の粒径以上の固体の分離効率の下限値は、ガス供給部214による連接管212へのガスの供給量の上限値によって決定されるということである。   In other words, the upper limit value (first rated separation efficiency) of the separation efficiency of the solid having a predetermined particle diameter or more of the first cyclone separator 210 is the mixture introduced during the rated operation of the first cyclone separator 210. The lower limit value of the separation efficiency of the solids having a predetermined particle diameter or more of the first cyclone separator 210 is determined by the upper limit value of the gas supply amount to the connection pipe 212 by the gas supply unit 214. That's what it means.

第1サイクロン分離器210の排気口210dから排気された灰は、粉末状であるため、灰集塵機152において容易に回収(集塵)することができる。   Since the ash exhausted from the exhaust port 210d of the first cyclone separator 210 is in the form of powder, it can be easily collected (collected) by the ash dust collector 152.

また、上述したように連接管212のシール部102a側の空間は、流動媒体でシール(密閉)されているため、ガス供給部214から供給されたガスがシール部102aを通じてガス化炉110に導入されることはない。したがって、ガス供給部214が供給するガスは、ガス化炉110におけるガス化剤に拘わらず、どのようなガス(例えば、空気)であってもよい。   Further, as described above, the space on the seal portion 102a side of the connecting pipe 212 is sealed (sealed) with a fluid medium, so that the gas supplied from the gas supply portion 214 is introduced into the gasification furnace 110 through the seal portion 102a. It will never be done. Therefore, the gas supplied by the gas supply unit 214 may be any gas (for example, air) regardless of the gasifying agent in the gasification furnace 110.

図3は、ガス供給部214の一例を説明するための説明図である。図3に示すように、本実施形態においてガス供給部214の供給管214aは、少なくともその一部が、バルブ214bから連接管212に向かうに従って鉛直下方に傾斜した管である。かかる構成により、落下口210cを通じて落下した流動媒体および灰が供給管214a内に侵入してしまう事態を回避することが可能となる。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an example of the gas supply unit 214. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the supply pipe 214 a of the gas supply unit 214 is a pipe inclined at least partly vertically downward from the valve 214 b toward the connecting pipe 212. With such a configuration, it is possible to avoid a situation in which the fluid medium and ash dropped through the dropping port 210c enter the supply pipe 214a.

図4は、ガス供給部214の変形例を説明するための説明図である。供給管214aは、落下口210cを通じて落下した流動媒体および灰が供給管214a内に侵入してしまう事態を回避することができればよく、例えば、図4(a)に示すように、供給管214aは、全長に亘って、バルブ214bから連接管212に向かうに従って鉛直下方に傾斜した管であってもよい。また、図4(b)に示すように、連接管212の内面に設けられ、供給管214aにおける連接管212と接続される開口部の鉛直上方に位置し、連接管212の内面より連接管212の径の中心側に突出形成された突起部218を備えてもよい。   FIG. 4 is an explanatory diagram for describing a modified example of the gas supply unit 214. The supply pipe 214a only needs to be able to avoid a situation in which the fluid medium and ash dropped through the drop opening 210c enter the supply pipe 214a. For example, as shown in FIG. The pipe may be inclined vertically downward as it goes from the valve 214b to the connecting pipe 212 over the entire length. Further, as shown in FIG. 4B, the connection pipe 212 is provided on the inner surface of the connection pipe 212 and is positioned vertically above the opening connected to the connection pipe 212 in the supply pipe 214 a, and is connected to the connection pipe 212 from the inner surface of the connection pipe 212. You may provide the projection part 218 protruded and formed in the center side of the diameter.

流量調整部214cは、間接熱交換器162およびミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値を監視しており、間接熱交換器162およびミストセパレータ166の圧力損失値と、後述する飛散粒子検出部216から送信された信号とに基づいて、バルブ214bの開度を調整することで、連接管212に供給するガスの流量を調整する。   The flow rate adjusting unit 214c monitors the pressure loss value of the gasification gas in the indirect heat exchanger 162 and the mist separator 166, the pressure loss value of the indirect heat exchanger 162 and the mist separator 166, and a scattered particle detection unit to be described later. Based on the signal transmitted from 216, the flow rate of the gas supplied to the connecting pipe 212 is adjusted by adjusting the opening of the valve 214b.

具体的に説明すると、間接熱交換器162およびミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値が所定値以上になると、流量調整部214cは、バルブ214bを開にする。そして、流量調整部214cは、間接熱交換器162およびミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値に応じてバルブ214bの開度を調整して、連接管212に供給するガスの流量を調整する。   More specifically, when the pressure loss value of the gasification gas in the indirect heat exchanger 162 and the mist separator 166 exceeds a predetermined value, the flow rate adjusting unit 214c opens the valve 214b. Then, the flow rate adjusting unit 214c adjusts the flow rate of the gas supplied to the connecting pipe 212 by adjusting the opening of the valve 214b according to the pressure loss value of the gasification gas in the indirect heat exchanger 162 and the mist separator 166. .

間接熱交換器162におけるガス化ガスの圧力損失値や、ミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値が定格運転時よりも上がったということは、第2サイクロン分離器130から送出されたガス化ガスに灰(飛散粒子)が多く含まれている、すなわち第2サイクロン分離器130における分離効率が低下したということである。そこで、流量調整部214cは、間接熱交換器162およびミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値が所定値(定格運転時の圧力損失値よりも高い値)以上になると、バルブ214bを制御して、連接管212へのガスの供給を開始し、第1サイクロン分離器210の分離効率を低下させる。こうすることで、第1サイクロン分離器210において、排気口210dから排気される飛散粒子(灰)の量を増加させるとともに、落下口210cから落下させてガス化炉110に導入する灰を減少させることができる。これにより、第2サイクロン分離器130における分離効率が低下したとしても、第2サイクロン分離器130に導入される灰の絶対量を低減することができ、第2サイクロン分離器130から送出されるガス化ガスに含まれる飛散粒子(灰)の量を低下させることが可能となる。   The fact that the pressure loss value of the gasification gas in the indirect heat exchanger 162 and the pressure loss value of the gasification gas in the mist separator 166 are higher than those during the rated operation indicates that the gasification sent from the second cyclone separator 130 is gasified. This means that the gas contains a lot of ash (scattered particles), that is, the separation efficiency in the second cyclone separator 130 has decreased. Therefore, the flow rate adjusting unit 214c controls the valve 214b when the pressure loss value of the gasification gas in the indirect heat exchanger 162 and the mist separator 166 becomes equal to or higher than a predetermined value (a value higher than the pressure loss value during rated operation). Thus, the supply of gas to the connecting pipe 212 is started, and the separation efficiency of the first cyclone separator 210 is lowered. By doing so, in the first cyclone separator 210, the amount of scattered particles (ash) exhausted from the exhaust port 210d is increased, and the ash that is dropped from the drop port 210c and introduced into the gasification furnace 110 is decreased. be able to. Thereby, even if the separation efficiency in the second cyclone separator 130 is reduced, the absolute amount of ash introduced into the second cyclone separator 130 can be reduced, and the gas delivered from the second cyclone separator 130 can be reduced. It becomes possible to reduce the amount of scattered particles (ash) contained in the chemical gas.

一方、流量調整部214cは、排気口210dから排気される飛散粒子(灰)の量を所定量に維持すべく、飛散粒子検出部216から送信された信号に基づいて、バルブ214bの開度を調整し、連接管212に供給するガスの流量を調整する。   On the other hand, the flow rate adjusting unit 214c adjusts the opening degree of the valve 214b based on the signal transmitted from the scattered particle detecting unit 216 in order to maintain the amount of scattered particles (ash) exhausted from the exhaust port 210d at a predetermined amount. The flow rate of the gas supplied to the connecting pipe 212 is adjusted.

飛散粒子検出部216は、排気口210dから排気された飛散粒子(灰)の濃度を検出し、その検出結果を示す信号を流量調整部214cに送信する。   The scattered particle detection unit 216 detects the concentration of the scattered particles (ash) exhausted from the exhaust port 210d, and transmits a signal indicating the detection result to the flow rate adjustment unit 214c.

流量調整部214cが、飛散粒子検出部216から送信された信号に応じて、バルブ214bを制御することにより、排気口210dから排気される飛散粒子(灰)の量、および、落下口210cから落下する灰の量を所望する値に維持することが可能となる。   The flow rate adjusting unit 214c controls the valve 214b in accordance with the signal transmitted from the scattered particle detecting unit 216, and the amount of scattered particles (ash) exhausted from the exhaust port 210d and the falling from the dropping port 210c. It becomes possible to maintain the amount of ash to be maintained at a desired value.

以上説明したように、本実施形態にかかるガス化ガス生成システム100や、サイクロンシステム200によれば、第1サイクロン分離器210の落下口210cに接続された連接管212にガスを供給するだけといった簡易な構成で、燃焼炉120から導かれる1000℃程度といった流動媒体が導入される、すなわち高温場で利用される第1サイクロン分離器210の分離効率を制御することができる。   As described above, according to the gasified gas generation system 100 and the cyclone system 200 according to the present embodiment, only gas is supplied to the connecting pipe 212 connected to the drop port 210c of the first cyclone separator 210. With a simple configuration, it is possible to control the separation efficiency of the first cyclone separator 210 to which a fluid medium such as about 1000 ° C. introduced from the combustion furnace 120 is introduced, that is, used in a high temperature field.

(サイクロン制御方法)
続いて、上述したサイクロンシステムを利用したサイクロン制御方法について説明する。図5は、サイクロン制御方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。ここでは、図5に沿って、ガス化ガス生成システム100における第1サイクロン分離器210の分離効率制御の詳細な処理を説明する。
(Cyclone control method)
Subsequently, a cyclone control method using the above-described cyclone system will be described. FIG. 5 is a flowchart for explaining the processing flow of the cyclone control method. Here, the detailed process of the separation efficiency control of the first cyclone separator 210 in the gasification gas generation system 100 will be described with reference to FIG.

当該サイクロン制御方法は、予め定められた時間間隔の定期的なタイマ割込によって処理が開始される。タイマ割込が生じると、まず、流量調整部214cは、間接熱交換器162およびミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値を不図示のメモリに一時的に記憶する(S300)。   In the cyclone control method, processing is started by a periodic timer interruption at a predetermined time interval. When the timer interruption occurs, first, the flow rate adjusting unit 214c temporarily stores the pressure loss value of the gasification gas in the indirect heat exchanger 162 and the mist separator 166 in a memory (not shown) (S300).

続いて、流量調整部214cは、間接熱交換器162におけるガス化ガスの圧力損失値と、ミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値とに基づいた所定の関数を通じて、バルブ214bの開度を算出する(S302)。かかる関数は、既存の様々な手法を利用して作成することができるため、説明を省略する。   Subsequently, the flow rate adjusting unit 214c adjusts the opening degree of the valve 214b through a predetermined function based on the pressure loss value of the gasification gas in the indirect heat exchanger 162 and the pressure loss value of the gasification gas in the mist separator 166. Calculate (S302). Since such a function can be created using various existing methods, description thereof is omitted.

例えば、間接熱交換器162におけるガス化ガスの圧力損失値と、ミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値とが、所定値未満である場合、流量調整部214cは、バルブ214bの開度を0(すなわち、ガス供給部214を閉じる)と算出する。また、ガス化ガスの圧力損失値が所定値以上となると、その値に応じてバルブ214bの開度(0を上回る値)が決まる。   For example, when the pressure loss value of the gasification gas in the indirect heat exchanger 162 and the pressure loss value of the gasification gas in the mist separator 166 are less than a predetermined value, the flow rate adjustment unit 214c sets the opening degree of the valve 214b. It is calculated as 0 (that is, the gas supply unit 214 is closed). Further, when the pressure loss value of the gasification gas becomes a predetermined value or more, the opening degree of the valve 214b (a value exceeding 0) is determined according to the value.

そして、流量調整部214cは、算出した開度にバルブ214bを調整する(S304)。そうすると、ガス供給源から、バルブ214b、供給管214aを通じて、連接管212にガスが供給されることになり、連接管212から落下口210cを通じて、第1サイクロン分離器210内にガスが逆流する。   Then, the flow rate adjustment unit 214c adjusts the valve 214b to the calculated opening degree (S304). Then, gas is supplied from the gas supply source to the connection pipe 212 through the valve 214b and the supply pipe 214a, and the gas flows back into the first cyclone separator 210 from the connection pipe 212 through the drop port 210c.

なお、本実施形態において流量調整部214cは、間接熱交換器162におけるガス化ガスの圧力損失値、および、ミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値の両方に基づいて、バルブ214bの開度を調整するが、間接熱交換器162におけるガス化ガスの圧力損失値、または、ミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値のいずれか一方に基づいて、バルブ214bの開度を調整してもよい。   In this embodiment, the flow rate adjusting unit 214c is configured to open the valve 214b based on both the pressure loss value of the gasification gas in the indirect heat exchanger 162 and the pressure loss value of the gasification gas in the mist separator 166. However, even if the opening degree of the valve 214b is adjusted based on either the pressure loss value of the gasification gas in the indirect heat exchanger 162 or the pressure loss value of the gasification gas in the mist separator 166, Good.

以上説明したように、本実施形態にかかるサイクロン制御方法によっても、間接熱交換器162およびミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値が所定値以上になると、流量調整部214cがバルブ214bを開にし、ガス供給部214が連接管212へのガスの供給を開始する。これにより、落下口210cを通じて第1サイクロン分離器210内にガスを逆流させ、第1サイクロン分離器210の分離効率を低下させることが可能となる。   As described above, also by the cyclone control method according to the present embodiment, when the pressure loss value of the gasification gas in the indirect heat exchanger 162 and the mist separator 166 exceeds a predetermined value, the flow rate adjustment unit 214c opens the valve 214b. Then, the gas supply unit 214 starts supplying gas to the connecting pipe 212. As a result, the gas is allowed to flow back into the first cyclone separator 210 through the drop port 210c, and the separation efficiency of the first cyclone separator 210 can be reduced.

こうすることで、第1サイクロン分離器210において、排気口210dから排気される飛散粒子(灰)の量を増加させるとともに、落下口210cから落下させてガス化炉110に導入する灰を減少させることができる。これにより、第2サイクロン分離器130における分離効率が低下した場合、第2サイクロン分離器130に導入される灰の絶対量を低減することができ、第2サイクロン分離器130から送出されるガス化ガスに含まれる飛散粒子(灰)の量を低下させることが可能となる。   By doing so, in the first cyclone separator 210, the amount of scattered particles (ash) exhausted from the exhaust port 210d is increased, and the ash that is dropped from the drop port 210c and introduced into the gasification furnace 110 is decreased. be able to. Thereby, when the separation efficiency in the second cyclone separator 130 is lowered, the absolute amount of ash introduced into the second cyclone separator 130 can be reduced, and the gasification sent from the second cyclone separator 130 can be reduced. It becomes possible to reduce the amount of scattered particles (ash) contained in the gas.

(実施例)
図6は、連接管212にガスを供給しない場合(比較例)と、連接管212にガスを供給した場合(実施例)とにおける第1サイクロン分離器210の排気口210dから排気された排気ガス中の飛散粒子の濃度を示す図である。図6に示すように、連接管212にガスを供給しない場合(図6中、黒い塗りつぶしで示す)における第1サイクロン分離器210の排気口210dから排気された排気ガス中の飛散粒子の濃度に対して、連接管212にガスを供給した場合(図6中、白い塗りつぶしで示す)における第1サイクロン分離器210の排気口210dから排気された排気ガス中の飛散粒子の濃度は、約7倍であった。
(Example)
FIG. 6 shows the exhaust gas exhausted from the exhaust port 210d of the first cyclone separator 210 when no gas is supplied to the connecting pipe 212 (comparative example) and when gas is supplied to the connecting pipe 212 (example). It is a figure which shows the density | concentration of the scattering particle | grains in it. As shown in FIG. 6, when the gas is not supplied to the connecting pipe 212 (shown in black in FIG. 6), the concentration of scattered particles in the exhaust gas exhausted from the exhaust port 210d of the first cyclone separator 210 is adjusted. On the other hand, when the gas is supplied to the connecting pipe 212 (shown in white in FIG. 6), the concentration of scattered particles in the exhaust gas exhausted from the exhaust port 210d of the first cyclone separator 210 is about 7 times. Met.

この結果から分かるように、ガス供給部214が連接管212にガスを供給するだけといった簡易な構成で、第1サイクロン分離器210の排気口210dから排気される排気ガス中の飛散粒子の濃度を上げる、すなわち、落下口210cから落下させる灰の濃度を下げることができる。換言すれば、ガス供給部214が連接管212にガスを供給するだけで、第1サイクロン分離器210の分離効率を低下させることが可能となる。   As can be seen from this result, the concentration of scattered particles in the exhaust gas exhausted from the exhaust port 210d of the first cyclone separator 210 can be reduced with a simple configuration in which the gas supply unit 214 only supplies gas to the connecting pipe 212. The concentration of ash that is raised, that is, dropped from the drop opening 210c, can be lowered. In other words, the separation efficiency of the first cyclone separator 210 can be reduced only by the gas supply unit 214 supplying gas to the connecting pipe 212.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.

例えば、上述した実施形態において、サイクロンシステム200は、ガス化ガス生成システム100に設置されているが、ボイラ等の他の高温場に設置してもよく、また低温場(常温場)に設置してもよい。例えば、当該サイクロンシステムは、掃除機の集塵等に利用することもできる。   For example, in the above-described embodiment, the cyclone system 200 is installed in the gasification gas generation system 100. However, the cyclone system 200 may be installed in another high temperature field such as a boiler, or in a low temperature field (normal temperature field). May be. For example, the cyclone system can be used for vacuum cleaner dust collection.

また、上述した実施形態では、砂を水平方向に流動させる循環流動層式のガス化炉110を例に挙げて説明したが、砂が自重で鉛直下方向に流下することで移動層を形成する循環移動層方式のガス化炉を用いることもできる。   Further, in the embodiment described above, the circulating fluidized bed type gasification furnace 110 that flows sand in the horizontal direction has been described as an example, but the moving bed is formed by the sand flowing down vertically by its own weight. A circulating moving bed type gasification furnace can also be used.

さらに、上述した実施形態において、ガス供給部214は、流量調整部214cを有しているが、ガス供給部214は、流量調整部214cを有さずともよく、例えば、ユーザが、間接熱交換器162やミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値に応じて、バルブ214bを開閉することによって、連接管212へのガスの供給を開始したり、停止したりしてもよい。   Furthermore, in the embodiment described above, the gas supply unit 214 includes the flow rate adjustment unit 214c. However, the gas supply unit 214 may not include the flow rate adjustment unit 214c. For example, the user may perform indirect heat exchange. Depending on the pressure loss value of the gasification gas in the vessel 162 or the mist separator 166, the gas supply to the connecting pipe 212 may be started or stopped by opening and closing the valve 214b.

また、ガス供給部214は、間接熱交換器162やミストセパレータ166におけるガス化ガスの圧力損失値に拘わらず、原料投入部140cに投入されるガス化原料の量に応じて、連接管212へ供給するガスの流量を決定してもよい。   In addition, the gas supply unit 214 is connected to the connecting pipe 212 according to the amount of the gasification raw material that is input to the raw material input unit 140c regardless of the pressure loss value of the gasification gas in the indirect heat exchanger 162 or the mist separator 166. The flow rate of the gas to be supplied may be determined.

本発明は、サイクロン分離器の分離効率を制御するサイクロンシステム、ガス化ガス生成システム、および、サイクロン制御方法に関する。   The present invention relates to a cyclone system, a gasification gas generation system, and a cyclone control method for controlling the separation efficiency of a cyclone separator.

100 …ガス化ガス生成システム
110 …ガス化炉
120 …燃焼炉
162 …間接熱交換器
166 …ミストセパレータ
200 …サイクロンシステム
210 …第1サイクロン分離器(サイクロン分離器)
210a …本体
210b …導入口
210c …落下口
210d …排気口
212 …連接管
214 …ガス供給部
214a …供給管
214b …バルブ
214c …流量調整部
216 …飛散粒子検出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Gasification gas production system 110 ... Gasification furnace 120 ... Combustion furnace 162 ... Indirect heat exchanger 166 ... Mist separator 200 ... Cyclone system 210 ... 1st cyclone separator (cyclone separator)
210a ... Main body 210b ... Inlet port 210c ... Drop port 210d ... Exhaust port 212 ... Connecting pipe 214 ... Gas supply part 214a ... Supply pipe 214b ... Valve 214c ... Flow rate adjustment part 216 ... Scattered particle detection part

Claims (8)

固体と気体が混合された混合物が導入口を通じて導入され、該混合物を旋回させることにより、所定の粒径以上の固体を、落下口を通じて落下させるとともに、所定の粒径未満の固体である飛散粒子および気体を、前記落下口より鉛直上方に位置する排気口を通じて排気するサイクロン分離器と、
前記落下口に連接された連接管と、
前記連接管に接続された供給管を介して該連接管にガスを供給することで、前記落下口を通じて前記サイクロン分離器内に当該ガスを逆流させるガス供給部と、
を備え
前記供給管は、一端から前記連接管に接続された他端に向かうに従って鉛直下方に傾斜した管であることを特徴とするサイクロンシステム。
A mixture in which a solid and a gas are mixed is introduced through an introduction port, and the mixture is swirled to drop a solid having a predetermined particle size or more through the drop port, and is a scattering particle that is a solid having a particle size less than the predetermined particle size. And a cyclone separator that exhausts the gas through an exhaust port located vertically above the drop port;
A connecting pipe connected to the drop port;
Said via a supply pipe connected to the communication tube by supplying gas into the connecting pipe, the cyclone separator gas supplying section for backflow the gas inside through the chute,
Equipped with a,
The cyclone system according to claim 1, wherein the supply pipe is a pipe inclined vertically downward from one end toward the other end connected to the connecting pipe .
前記排気口から排気された飛散粒子の濃度を検出する飛散粒子検出部を備え、
前記ガス供給部は、前記連接管に供給するガスの流量を調整する流量調整部を有し、
前記流量調整部は、前記飛散粒子検出部の検出結果に応じて、前記連接管に供給するガスの流量を調整することを特徴とする請求項1に記載のサイクロンシステム。
A scattering particle detection unit that detects the concentration of the scattering particles exhausted from the exhaust port,
The gas supply unit includes a flow rate adjusting unit that adjusts a flow rate of a gas supplied to the connecting pipe,
2. The cyclone system according to claim 1, wherein the flow rate adjusting unit adjusts a flow rate of a gas supplied to the connecting pipe according to a detection result of the scattered particle detecting unit.
前記サイクロン分離器の、所定の粒径以上の固体の分離効率は、前記導入口における混合物の流速によって決定され、
前記導入口の口径は、当該サイクロン分離器の定格運転時の、該導入口における混合物の流速が最も速くなるように設定され、
前記ガス供給部によって前記連接管へガスが供給されることにより、前記分離効率を低下させることを特徴とする請求項1または2に記載のサイクロンシステム。
The separation efficiency of the cyclone separator having a predetermined particle size or more is determined by the flow rate of the mixture at the inlet,
The diameter of the inlet is set so that the flow rate of the mixture at the inlet at the rated operation of the cyclone separator is the fastest,
The cyclone system according to claim 1 or 2, wherein the separation efficiency is lowered by supplying gas to the connecting pipe by the gas supply unit.
流動媒体を流動層化するとともに、投入されたガス化原料を該流動媒体が有する熱でガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、
前記ガス化炉から排出された流動媒体および前記ガス化原料の残渣が導かれ、前記流動媒体を加熱するとともに前記ガス化原料の残渣を燃焼して灰を生成する燃焼炉と、
前記燃焼炉から排出された、前記加熱された流動媒体、前記灰、および、燃焼排ガスの混合物が、導入口を通じて導入され、該混合物を旋回させることにより、所定の粒径以上の固体を、落下口を通じて落下させるとともに、所定の粒径未満の固体である飛散粒子および気体を、前記落下口より鉛直上方に位置する排気口を通じて排気するサイクロン分離器と、
前記落下口に連接した連接管と、
前記連接管に接続された供給管を介して該連接管にガスを供給することで、前記落下口を通じて前記サイクロン分離器内に当該ガスを逆流させるガス供給部と、
を備え
前記供給管は、一端から前記連接管に接続された他端に向かうに従って鉛直下方に傾斜した管であることを特徴とするガス化ガス生成システム。
A gasification furnace that fluidizes the fluidized medium and gasifies the input gasification raw material with the heat of the fluidized medium to generate a gasified gas;
A combustion furnace in which the fluidized medium discharged from the gasification furnace and the residue of the gasification raw material are guided, the fluidization medium is heated and the residue of the gasification raw material is burned to generate ash;
A mixture of the heated fluid medium, the ash, and the combustion exhaust gas discharged from the combustion furnace is introduced through an introduction port, and a solid having a predetermined particle diameter or more is dropped by swirling the mixture. A cyclone separator that drops through a mouth and exhausts scattered particles and gas that are solids less than a predetermined particle diameter through an exhaust port positioned vertically above the drop port;
A connecting pipe connected to the drop port;
Said via a supply pipe connected to the communication tube by supplying gas into the connecting pipe, the cyclone separator gas supplying section for backflow the gas inside through the chute,
Equipped with a,
The gasification gas generation system according to claim 1, wherein the supply pipe is a pipe inclined vertically downward from one end to the other end connected to the connecting pipe .
前記ガス化炉で生成されたガス化ガスと熱媒体とで熱交換を行うことで、該ガス化ガスを冷却する間接熱交換器と、
前記間接熱交換器で冷却されたガス化ガスをさらに冷却して、当該ガス化ガスからミストを除去するミストセパレータと、
を備え、
前記ガス供給部は、前記間接熱交換器および前記ミストセパレータのうち少なくとも一方におけるガス化ガスの圧力損失値が所定値以上である場合、前記連接管にガスを供給することを特徴とする請求項4に記載のガス化ガス生成システム。
An indirect heat exchanger that cools the gasification gas by performing heat exchange between the gasification gas generated in the gasification furnace and the heat medium;
A mist separator that further cools the gasified gas cooled by the indirect heat exchanger and removes mist from the gasified gas;
With
The said gas supply part supplies gas to the said connection pipe, when the pressure loss value of the gasification gas in at least one of the said indirect heat exchanger and the said mist separator is more than predetermined value. 5. The gasified gas generation system according to 4.
前記ガス供給部は、前記連接管に供給するガスの流量を調整する流量調整部を有し、
前記流量調整部は、前記間接熱交換器および前記ミストセパレータのうち少なくとも一方におけるガス化ガスの圧力損失値に応じて、前記連接管に供給するガスの流量を調整することを特徴とする請求項5に記載のガス化ガス生成システム。
The gas supply unit includes a flow rate adjusting unit that adjusts a flow rate of a gas supplied to the connecting pipe,
The flow rate adjusting unit adjusts the flow rate of gas supplied to the connecting pipe according to a pressure loss value of gasification gas in at least one of the indirect heat exchanger and the mist separator. 6. The gasified gas generation system according to 5.
流動媒体を流動層化するとともに、投入されたガス化原料を該流動媒体が有する熱でガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、  A gasification furnace that fluidizes the fluidized medium and gasifies the input gasification raw material with the heat of the fluidized medium to generate a gasified gas;
前記ガス化炉から排出された流動媒体および前記ガス化原料の残渣が導かれ、前記流動媒体を加熱するとともに前記ガス化原料の残渣を燃焼して灰を生成する燃焼炉と、  A combustion furnace in which the fluidized medium discharged from the gasification furnace and the residue of the gasification raw material are guided, the fluidization medium is heated and the residue of the gasification raw material is burned to generate ash;
前記燃焼炉から排出された、前記加熱された流動媒体、前記灰、および、燃焼排ガスの混合物が、導入口を通じて導入され、該混合物を旋回させることにより、所定の粒径以上の固体を、落下口を通じて落下させるとともに、所定の粒径未満の固体である飛散粒子および気体を、前記落下口より鉛直上方に位置する排気口を通じて排気するサイクロン分離器と、  A mixture of the heated fluid medium, the ash, and the combustion exhaust gas discharged from the combustion furnace is introduced through an introduction port, and a solid having a predetermined particle diameter or more is dropped by swirling the mixture. A cyclone separator that drops through a mouth and exhausts scattered particles and gas that are solids less than a predetermined particle diameter through an exhaust port positioned vertically above the drop port;
前記落下口に連接した連接管と、  A connecting pipe connected to the drop port;
前記連接管にガスを供給することで、前記落下口を通じて前記サイクロン分離器内に当該ガスを逆流させるガス供給部と、  A gas supply unit configured to supply a gas to the connecting pipe, thereby causing the gas to flow back into the cyclone separator through the dropping port;
前記ガス化炉で生成されたガス化ガスと熱媒体とで熱交換を行うことで、該ガス化ガスを冷却する間接熱交換器と、  An indirect heat exchanger that cools the gasification gas by performing heat exchange between the gasification gas generated in the gasification furnace and the heat medium;
前記間接熱交換器で冷却されたガス化ガスをさらに冷却して、当該ガス化ガスからミストを除去するミストセパレータと、  A mist separator that further cools the gasified gas cooled by the indirect heat exchanger and removes mist from the gasified gas;
を備え、With
前記ガス供給部は、前記連接管に供給するガスの流量を調整する流量調整部を有し、  The gas supply unit includes a flow rate adjusting unit that adjusts a flow rate of a gas supplied to the connecting pipe,
前記流量調整部は、前記間接熱交換器および前記ミストセパレータのうち少なくとも一方におけるガス化ガスの圧力損失値に応じて、前記連接管に供給するガスの流量を調整することを特徴とするガス化ガス生成システム。  The gas flow adjusting unit adjusts the flow rate of the gas supplied to the connecting pipe according to the pressure loss value of the gasified gas in at least one of the indirect heat exchanger and the mist separator. Gas generation system.
流動媒体を流動層化するとともに、投入されたガス化原料を該流動媒体が有する熱でガス化させてガス化ガスを生成するガス化炉と、当該ガス化炉から排出された流動媒体および前記ガス化原料の残渣が導かれ、前記流動媒体を加熱するとともに前記ガス化原料の残渣を燃焼して灰を生成する燃焼炉と、当該燃焼炉から排出された、前記加熱された流動媒体、前記灰、および、燃焼排ガスの混合物が、導入口を通じて導入され、該混合物を旋回させることにより、所定の粒径以上の固体を、落下口を通じて落下させるとともに、所定の粒径未満の固体である飛散粒子および気体を、前記落下口より鉛直上方に位置する排気口を通じて排気するサイクロン分離器と、前記落下口に連接した連接管と、当該連接管にガスを供給することで、前記落下口を通じて前記サイクロン分離器内に当該ガスを逆流させるガス供給部と、前記ガス化炉で生成されたガス化ガスと熱媒体とで熱交換を行うことで、該ガス化ガスを冷却する間接熱交換器と、当該間接熱交換器で冷却されたガス化ガスをさらに冷却して、当該ガス化ガスからミストを除去するミストセパレータと、を用いたサイクロン制御方法であって、
前記間接熱交換器および前記ミストセパレータのうち少なくとも一方におけるガス化ガスの圧力損失値が所定値以上であるか否かを判定する工程と、
前記圧力損失値が所定値以上である場合、前記ガス供給部によって前記連接管へガスを供給する工程と、
を含むことを特徴とするサイクロン制御方法。
A gasification furnace that fluidizes the fluidized medium and gasifies the input gasification raw material with the heat of the fluidized medium to generate gasified gas, the fluidized medium discharged from the gasification furnace, and the above A combustion furnace in which a residue of a gasification raw material is guided, heats the fluidized medium and burns the residue of the gasification raw material to generate ash, and the heated fluidized medium discharged from the combustion furnace, A mixture of ash and combustion exhaust gas is introduced through the inlet, and the mixture is swirled to cause a solid having a predetermined particle diameter or more to fall through the outlet and to be a solid having a particle diameter smaller than the predetermined particle diameter. A cyclone separator that exhausts particles and gas through an exhaust port positioned vertically above the dropping port, a connecting pipe connected to the dropping port, and supplying gas to the connecting pipe, Indirect heat that cools the gasified gas by exchanging heat between the gas supply unit that reversely flows the gas into the cyclone separator through the mouth and the gasified gas generated in the gasification furnace and the heat medium. A cyclone control method using an exchanger and a mist separator that further cools the gasified gas cooled by the indirect heat exchanger and removes mist from the gasified gas,
Determining whether the pressure loss value of the gasification gas in at least one of the indirect heat exchanger and the mist separator is a predetermined value or more;
When the pressure loss value is a predetermined value or more, supplying gas to the connecting pipe by the gas supply unit;
The cyclone control method characterized by including.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR42908E (en) * 1932-08-13 1934-01-06 Sorter-separator
JPS61153166A (en) * 1984-12-27 1986-07-11 Mitsui Toatsu Chem Inc Improved cyclone apparatus
FR2586366B1 (en) * 1985-08-22 1988-02-12 Sames Sa POWDER RECOVERY METHOD AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD
JP2742669B2 (en) * 1995-03-29 1998-04-22 中国電力株式会社 Variable classification point cyclone
JP2009096895A (en) * 2007-10-17 2009-05-07 Nippon Steel Engineering Co Ltd Gasification method and gasification apparatus
JP5309702B2 (en) * 2008-06-04 2013-10-09 株式会社Ihi Tar reformer
JP5445027B2 (en) * 2009-10-23 2014-03-19 株式会社Ihi Gas treatment method and apparatus for circulating fluidized bed gasification facility

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