JP6615627B2 - 燃料供給装置およびそれを備えたガス化炉設備 - Google Patents

Description

本発明は、燃料供給装置およびそれを備えたガス化炉設備に関する。

従来、木質ペレット等の生物由来の有機物であるバイオマスを燃料として用いたシステムが知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
特許文献１に開示されるボイラシステムは、バイオマスおよび石炭を混合してから粉砕する混合粉砕方式の粉砕装置を備える。

特許文献１に開示される混合粉砕方式の粉砕装置では、粉砕装置の粉砕動力を大きく増加させない限り、バイオマスの混焼率は最大でも数ｃａｌ％程度に留まる。これは、バイオマスを粉砕して得られるバイオマス微粒粉の粒径を小さくしないとバイオマスの混焼率が増加しないためである。ここで、バイオマスの混焼率とは、バイオマスと石炭を混合して得られる燃料の燃焼により発生する全熱量に対するバイオマス分の熱量の割合である。

特許文献２に開示されるバイオマス・石炭混焼システムは、バイオマスおよび石炭を混合する前にそれぞれを単独で粉砕する専用粉砕方式の粉砕装置を備える。専用粉砕方式を用いることで、粉砕装置の粉砕動力を大きく増加させることなくバイオマスの混焼率を増加させることができる。

特許文献２に開示されるシステムは、バイオマス粉砕装置が生成したバイオマス粉体をバイオマス粉体用のバーナへ供給し、石炭粉砕装置が生成した石炭粉体を石炭粉体用のバーナへ供給する。バイオマス粉体は、偏平形状で弾性が大きいことから石炭粉体に比べて噴流性が低い。特許文献２に開示されるシステムは、バイオマス粉体に石炭灰を添加してバイオマス粉体の搬送系統等への付着を防止している。

特開２０１４−０３７８９６号公報 特開２０１２−１３２６０２号公報

しかしながら、特許文献２によれば、バイオマス粉体に石炭灰を添加するための設備が必要となるとともに、バイオマス粉体用のバーナと石炭粉体用のバーナを個別に設ける必要がある。このような制約があると、システム全体の製造コストが増大する。

また、専用粉砕方式を用いて生成したバイオマス粉体と石炭粉体とを混合することにより、混合した粉体の噴流性が高まるが、混合が均一に行われないとバイオマス粉体の濃度が高い部分が搬送系統に付着して搬送系統を閉塞させてしまう可能性がある。

特に、固体炭素質燃料をガス化反応させて水素ガスおよび一酸化炭素ガスを含む可燃性ガスを生成するガス化炉の燃料としてバイオマス粉体と石炭粉体とを混合した混合粉体を用いる場合に、搬送系統への混合粉体の付着の問題が顕著となる。これは、ガス化炉へ搬送される混合粉体は、一旦貯蔵ビンに貯蔵した後に搬送されるからである。貯蔵ビンに一時的に貯蔵されるため、バイオマス粉体の濃度が高い部分が存在する場合、貯蔵ビン内の搬送系統や貯蔵ビンからガス化炉へ至る搬送系統において混合粉体の付着が発生しやすい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、バイオマスおよび石炭の混合燃料におけるバイオマスの混焼率を高め、かつバイオマス微粒粉と石炭微粒粉との不均一な混合によってこれらが搬送系統へ付着する不具合を抑制した燃料供給装置およびそれを備えたガス化炉設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明の一態様の燃料供給装置は、石炭を粉砕して石炭微粒粉を生成する石炭粉砕部と、バイオマスを粉砕してバイオマス微粒粉を生成するバイオマス粉砕部と、前記石炭微粒粉と前記バイオマス微粒粉とを貯蔵する貯蔵部と、前記石炭粉砕部が生成した前記石炭微粒粉および前記バイオマス粉砕部が生成した前記バイオマス微粒粉が供給され、第１フィンが取り付けられた第１回転軸を回転させることにより前記石炭微粒粉および前記バイオマス微粒粉を撹拌しながら前記貯蔵部へ搬送する第１搬送部と、を備える。

本発明の一態様の燃料供給装置によれば、バイオマスと石炭とがそれぞれ個別の粉砕部により粉砕されるため、バイオマスと石炭とを混合してから粉砕する場合に比べ、粉砕装置の粉砕動力を大きく増加させることなくバイオマスの混焼率を増加させることができる。
また、バイオマス微粒粉と石炭微粒粉とが、回転するフィンにより撹拌されながら搬送されるため、バイオマス微粒粉と石炭微粒粉とを均一に混合した状態で貯蔵部へ搬送することができる。

このように、本発明の一態様の燃料供給装置によれば、バイオマスおよび石炭の混合燃料におけるバイオマスの混焼率を高め、かつバイオマス微粒粉と石炭微粒粉との不均一な混合によってこれらが搬送系統へ付着する不具合を抑制した燃料供給装置を提供することができる。

本発明の一態様の燃料供給装置は、複数の前記石炭粉砕部と、複数の前記第１搬送部と、前記燃料供給装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部が、複数の前記石炭粉砕部のいずれかを停止させる場合に、停止させた前記石炭粉砕部から前記石炭微粒粉が供給される前記第１搬送部に前記バイオマス微粒粉が供給されないように制御する構成としてもよい。
このようにすることで、複数の石炭粉砕部のいずれかを停止させる場合であっても、稼動中の石炭粉砕部から供給される石炭微粒粉とバイオマス微粒粉とを適切に混合するようにして、貯蔵部への石炭微粒粉およびバイオマス微粒粉の搬送を継続することができる。

上記構成の燃料供給装置は、前記バイオマス粉砕部が生成した前記バイオマス微粒粉が供給され、第２フィンが取り付けられた第２回転軸を回転させることにより前記バイオマス微粒粉を撹拌しながら前記第１搬送部へ搬送する第２搬送部を備える形態であってもよい。
この形態によれば、バイオマス粉砕部が生成したバイオマス微粒粉が第１搬送部へ供給される前に均一な濃度となるように撹拌されるため、第１搬送部から貯蔵部へ搬送されるバイオマス微粒粉と石炭微粒粉とをより均一に混合した状態とすることができる。

上記形態の燃料供給装置は、前記第２搬送部から前記第１搬送部へ供給される前記バイオマス微粒粉の流量を計測する計測部を備え、前記制御部が、前記計測部が計測する前記バイオマス微粒粉の流量に基づいて前記第２回転軸の回転速度を制御してもよい。
このようにすることで、第２搬送部から第１搬送部へ供給されるバイオマス微粒粉の流量の変動に応じて、第２回転軸の回転速度が適宜に調整される。そのため、第２搬送部から第１搬送部へ搬送されるバイオマス微粒粉の流量が適宜に調整され、バイオマス微粒粉と石炭微粒粉との混合比率を適切に調整することができる。

本発明の一態様の燃料供給装置において、前記第１搬送部は、前記石炭粉砕部が生成した前記石炭微粒粉および前記バイオマス粉砕部が生成した前記バイオマス微粒粉が供給され、前記石炭微粒粉および前記バイオマス微粒粉を撹拌しながら搬送する第１搬送機と、撹拌された前記石炭微粒粉および前記バイオマス微粒粉が供給され、前記石炭微粒粉および前記バイオマス微粒粉を更に撹拌しながら前記貯蔵部へ搬送する第２搬送機と、を有するものであってもよい。
このようにすることで、第１搬送機で撹拌された石炭微粒粉およびバイオマス微粒粉を、第２搬送機で更に撹拌し、バイオマス微粒粉と石炭微粒粉とをより均一に混合した状態とすることができる。

本発明によれば、バイオマスおよび石炭の混合燃料におけるバイオマスの混焼率を高め、かつバイオマス微粒粉と石炭微粒粉との不均一な混合によってこれらが搬送系統へ付着する不具合を抑制した燃料供給装置およびそれを備えたガス化炉設備を提供することができる。

第１実施形態の石炭ガス化複合発電設備を示す構成図である。 図１に示す燃料供給装置を示す構成図である。 図２に示す下段フィーダの縦断面図である。 図２に示す上段フィーダの縦断面図である。 第２実施形態の燃料供給装置を示す構成図である。 第３実施形態の燃料供給装置を示す構成図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態の石炭ガス化複合発電設備２００について図面を参照して説明する。
本実施形態の石炭ガス化複合発電設備２００は、酸素含有気体を用いて石炭微粒粉およびバイオマス微粒粉の混合燃料をガス化反応させて水素ガスおよび一酸化炭素ガスを含む石炭ガス化ガスを生成し、石炭ガス化ガスにより発電を行う設備である。

図１に示すように、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備２００は、燃料供給装置１００と、空気分離装置２１０と、ガス化部２２０と、ガス冷却装置２３０と、チャー回収装置２４０と、ガス精製装置２５０と、ガスタービン設備２６０と、排熱回収ボイラ２７０と、蒸気タービン設備２８０と、発電機２９０とを備える。本実施形態では、ガス化部２２０とガス冷却装置２３０とを含む装置を石炭ガス化炉と呼ぶ。

燃料供給装置１００は、石炭を粉砕して生成した石炭微粒粉とバイオマスを粉砕して生成したバイオマス微粒粉との混合燃料を供給する装置である。
燃料供給装置１００は、後述する貯蔵ビン７０に貯蔵した混合燃料を窒素ガス等の不活性ガスにより加圧し、加圧された不活性ガスとともに燃料供給系統Ｌ１へ供給する。燃料供給系統Ｌ１に供給された混合燃料は、窒素ガス供給系統Ｌ２から供給される窒素ガスにより搬送され、ガス化部２２０へ供給される。

空気分離装置２１０は、空気を圧縮しつつ冷却することにより液化し、蒸留により酸素ガス，窒素ガス，アルゴンガス，その他に分離する装置である。空気分離装置２１０により分離された窒素ガスは、窒素ガス供給系統Ｌ２および窒素ガス供給系統Ｌ３へ供給される。窒素ガス供給系統Ｌ３へ供給された窒素ガスの一部はガス化部２２０の圧力容器の内部を加圧するための加圧用ガスとしてガス化部２２０へ供給される。

空気分離装置２１０により分離された酸素ガスは、空気供給系統Ｌ４から供給される空気と混合して酸素富化空気となって空気供給系統Ｌ５を介してガス化部２２０へ供給される。ガス化部２２０へ供給される酸素富化空気は、混合燃料およびチャーをガス化反応させるガス化剤としてガス化部２２０へ供給される。

ガス化部２２０は、酸素含有気体であるガス化剤を用いて混合燃料をガス化反応させ、水素ガスおよび一酸化炭素ガスを含む石炭ガス化ガスを生成する装置である。ガス化部２２０は、生成した石炭ガス化ガスをガス冷却装置２３０へ供給する。
ガス冷却装置２３０は、ガス化部２２０で生成された石炭ガス化ガスを冷却して石炭ガス化ガスから熱回収する装置である。

チャー回収装置２４０は、ガス化部２２０から石炭ガス化ガスとともに排出される未燃の混合燃料であるチャーを回収する装置である。チャー回収装置２４０により回収されたチャーはガス化部２２０に供給される。ガス化部２２０に供給されるチャーは、燃料として用いられる。

ガス精製装置２５０は、チャー回収装置２４０でチャーが回収された石炭ガス化ガスから硫黄分等の不純物を取り除いて精製する装置である。ガス精製装置２５０により精製された石炭ガス化ガスは、ガスタービン設備２６０の燃焼器（図示略）に供給される。

ガスタービン設備２６０は、燃焼器（図示略）と、圧縮機（図示略）と、ガスタービン（図示略）を備える。燃焼器は、ガス精製装置２５０から供給される石炭ガス化ガスを、圧縮機により圧縮された圧縮空気を用いて燃焼させる。石炭ガス化ガスが燃焼すると、高温高圧の燃焼ガスが生成されて燃焼器からガスタービンへ供給される。この結果、高温高圧の燃焼ガスが仕事をしてガスタービンを回転駆動し、高温の燃焼排ガスが排出される。そして、ガスタービンの回転軸出力は、後述する発電機２９０や圧縮機の駆動源として使用される。

排熱回収ボイラ２７０は、ガスタービン設備２６０から排出される高温の燃焼排ガスが保有する熱を回収して蒸気を生成する設備である。排熱回収ボイラ２７０は、燃焼排ガスと水との熱交換により蒸気を生成し、生成した蒸気を蒸気タービン設備２８０へ供給する。排熱回収ボイラ２７０は、水との熱交換により温度低下した燃焼排ガスを、必要な処理を施した後に大気へ放出する。

蒸気タービン設備２８０は、排熱回収ボイラ２７０から供給される蒸気を駆動源とし、発電機２９０が連結される回転軸を回転させる設備である。
発電機２９０は、ガスタービン設備２６０と蒸気タービン設備２８０の双方により駆動される回転軸に連結されており、回転軸の回転により発電を行う。

次に、本実施形態の燃料供給装置１００について、図面を参照して詳細に説明する。
図２に示すように、燃料供給装置１００は、石炭ミル（石炭粉砕部）１０および石炭ミル（石炭粉砕部）１５と、集塵機２０および集塵機２５と、バイオマス粉砕機（バイオマス粉砕部）３０と、集塵機４０と、下段フィーダ（第１搬送部）５０および下段フィーダ（第１搬送部）５５と、上段フィーダ（第２搬送部）６０および上段フィーダ（第２搬送部）６５と、貯蔵ビン（貯蔵部）７０と、制御部９０と、を備える。

石炭ミル１０および石炭ミル１５は、石炭を粉砕しつつ乾燥させ、所定粒径（例えば、７５μｍ）よりも小さい石炭微粒粉を生成する装置である。石炭ミル１０および石炭ミル１５として、例えば、上方から供給される石炭を回転テーブルとそれに押し付けられて回転するローラとの接触部分で粉砕する竪型ローラミルが用いられる。

集塵機２０は、石炭ミル１０により生成されて気体（例えば、空気）とともに搬送される石炭微粒粉から気体を分離する装置である。同様に、集塵機２５は、石炭ミル１５により生成されて気体とともに搬送される石炭微粒粉から気体を分離する装置である。集塵機２０および集塵機２５として、例えば、袋状のフィルタにより気体と粉体とを分離するバグフィルタや旋回気流により気体と粉体とを分離するサイクロンが用いられる。

バイオマス粉砕機３０は、バイオマスを粉砕しつつ乾燥させ、所定粒径（例えば、数ｍｍ程度）よりも小さいバイオマス微粒粉を生成する装置である。バイオマス粉砕機３０として、例えば、インパクトミルやハンマーミル等の衝撃型粉砕機が用いられる。なお、バイオマス粉砕機３０が生成するバイオマス微粒粉の粒径は、石炭ミル１０および石炭ミル１５が生成する石炭微粒粉の粒径よりも大きいものであってよい。これは、バイオマスは、石炭に比べて揮発分を多く含んでおり、石炭よりも燃焼し易いためである。このように、バイオマス微粒粉の粒径を石炭微粒粉の粒径よりも大きいものとすることで、バイオマス粉砕機３０が必要とする粉砕動力を小さくすることができる。

ここで、バイオマスとは、再生可能な生物由来の有機性資源であって、化石資源を除いたものである。バイオマスとしては、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料（木質ペレットやチップ）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

集塵機４０は、バイオマス粉砕機３０により生成されて気体（例えば、空気）とともに搬送されるバイオマス微粒粉から気体を分離する装置である。集塵機４０として、例えば、バグフィルタやサイクロンが用いられる。

下段フィーダ５０および下段フィーダ５５は、石炭ミル１０および石炭ミル１５が生成した石炭微粒粉と、バイオマス粉砕機３０が生成したバイオマス微粒粉とが供給され、これらの微粒粉を撹拌しながら貯蔵ビン７０へ搬送する装置である。

図３に示すように、下段フィーダ５０は、軸線Ｘ１に沿って延びる回転軸５１と、回転軸５１の外周面に螺旋状に連続して設けられたフィン（第１フィン）５２と、回転軸５１およびフィン５２を収容するハウジング５３と、回転軸５１を軸線Ｘ１回りに回転させるモータ５４と、を備える。
ハウジング５３は、軸線Ｘ１に沿って延びる円筒状の部材である。フィン５２は、ハウジング５３の内周面との間に微小な隙間を空けた状態で配置されている。

ハウジング５３の上方には、集塵機２０から下方に向けて落下する石炭微粒粉が供給される石炭供給口５０ａと、上段フィーダ６０から下方に向けて落下するバイオマス微粒粉が供給されるバイオマス供給口５０ｂとが設けられている。一方、ハウジング５３の下方には、貯蔵ビン７０へ向けて石炭微粒粉とバイオマス微粒粉とを混合した混合燃料を落下させる混合燃料吐出口５０ｃが設けられている。

下段フィーダ５０は、石炭供給口５０ａに供給される石炭微粒粉とバイオマス供給口５０ｂに供給されるバイオマス微粒粉とを、モータ５４の動力を得て回転軸５１とともに軸線Ｘ１回りに回転するフィン５２により混合燃料吐出口５０ｃへ向けて搬送する。下段フィーダ５０は、石炭微粒粉およびバイオマス微粒粉を、フィン５２で撹拌しながら搬送する。そのため、石炭微粒粉およびバイオマス微粒粉は、混合燃料吐出口５０ｃに搬送されるまでに均一に混合された状態となる。

なお、ここでは下段フィーダ５０について説明したが、下段フィーダ５５の構造は下段フィーダ５０の構造と同様である。すなわち、下段フィーダ５５は、下段フィーダ５０と同様の構造により、集塵機２５から供給される石炭微粒粉と集塵機４０から供給されるバイオマス微粒粉とを撹拌しながら搬送し、均一に混合された混合燃料を貯蔵ビン７０へ搬送する。

上段フィーダ６０は、バイオマス粉砕機３０が生成したバイオマス微粒粉が供給され、バイオマス微粒粉を撹拌しながら下段フィーダ５０へ搬送する装置である。同様に、上段フィーダ６５は、バイオマス粉砕機３０が生成したバイオマス微粒粉が供給され、バイオマス微粒粉を撹拌しながら下段フィーダ５５へ搬送する装置である。

図４に示すように、上段フィーダ６０は、軸線Ｘ２に沿って延びる回転軸６１と、回転軸６１の外周面に螺旋状に連続して設けられたフィン（第２フィン）６２と、回転軸６１およびフィン６２を収容するハウジング６３と、回転軸６１を軸線Ｘ２回りに回転させるモータ６４と、を備える。
ハウジング６３は、軸線Ｘ２に沿って延びる円筒状の部材である。フィン６２は、ハウジング６３の内周面との間に微小な隙間を空けた状態で配置されている。

ハウジング６３の上方には、集塵機４０から下方に向けて落下するバイオマス微粒粉が供給されるバイオマス供給口６０ａが設けられている。一方、ハウジング６３の下方には、下段フィーダ５０へ向けてバイオマス微粒粉を落下させるバイオマス吐出口６０ｂが設けられている。

上段フィーダ６０は、バイオマス供給口６０ａに供給されるバイオマス微粒粉を、モータ６４の動力を得て回転軸６１とともに軸線Ｘ２回りに回転するフィン６２によりバイオマス吐出口６０ｂへ向けて搬送する。上段フィーダ６０は、バイオマス微粒粉を、フィン６２で撹拌しながら搬送する。そのため、バイオマス微粒粉は、バイオマス吐出口６０ｂに搬送されるまでに均一な濃度となるように撹拌された状態となる。

なお、ここでは上段フィーダ６０について説明したが、上段フィーダ６５の構造は上段フィーダ６０の構造と同様である。すなわち、上段フィーダ６５は、上段フィーダ６０と同様の構造により、集塵機４０から供給されるバイオマス微粒粉を撹拌しながら搬送し、均一な濃度となるように撹拌されたバイオマス微粒粉を下段フィーダ５５へ搬送する。

以上で説明した下段フィーダ５０および下段フィーダ５５、ならびに上段フィーダ６０および上段フィーダ６５は、単一の回転軸に螺旋状に連続するフィンを設けたスクリューフィーダ構造であったが、他の態様であってもよい。
例えば、パドルミキサー構造を採用してもよい。パドルミキサー構造は、板状のパドルが軸線に沿った複数箇所に取り付けられた一対の回転軸を平行に配置し、それらを反対方向に回転させることにより、粉体を撹拌しながら搬送する構造である。
下段フィーダ５０，下段フィーダ５５，上段フィーダ６０，上段フィーダ６５の全てをパドルミキサー構造としてもよい。また、上段フィーダ６０および上段フィーダ６５をスクリューフィーダ構造とし、石炭微粒粉とバイオマス微粒粉との混合を行う下段フィーダ５０および下段フィーダ５５をパドルミキサー構造としてもよい。

貯蔵ビン７０は、下段フィーダ５０および下段フィーダ５５から下方に落下する石炭微粒粉とバイオマス微粒粉との混合燃料を貯蔵する装置である。貯蔵ビン７０は、窒素ガス等の不活性ガスにより加圧される。貯蔵ビン７０に貯蔵される混合燃料は、貯蔵ビン７０を加圧する不活性ガスとともに燃料供給系統Ｌ１へ供給される。

制御部９０は、燃料供給装置１００の各部を制御する装置である。制御部９０は、例えば、下段フィーダ５０および下段フィーダ５５、並びに上段フィーダ６０および上段フィーダ６５が備えるモータの回転数を制御する。

なお、制御部９０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。

ここで、制御部９０が実行する処理の一例について説明する。
本実施形態の燃料供給装置１００は、石炭を粉砕して石炭微粒粉を生成する装置として、石炭ミル１０と石炭ミル１５の２機の粉砕装置を備えている。そのため、本実施形態の燃料供給装置１００は、２機の粉砕装置のうち１機のみを用いて貯蔵ビン７０への混合燃料の貯蔵を行うことが可能な構成となっている。

なお、２機の粉砕装置のうち１機のみを用いる場合とは、例えば、メンテナンスや故障により一方の粉砕装置を停止させる必要がある場合や、ガス化部２２０で必要とされる混合燃料の量が少ないために一方の粉砕装置を停止させる場合である。
以下では、石炭ミル１０と石炭ミル１５のうち石炭ミル１０のみを用いる場合に制御部９０が実行する処理を説明する。

制御部９０は、メンテナンスや故障等により石炭ミル１５を停止させる必要があるかどうかを判断し、停止させる必要があると判断した場合に石炭ミル１５を停止させるよう制御する。これにより、石炭ミル１５から下段フィーダ５５への石炭微粒粉の供給が停止する。

また、制御部９０は、石炭ミル１５を停止させるのに応じて、上段フィーダ６５を駆動するモータと下段フィーダ５５を駆動するモータを停止させる。これは、石炭微粒粉を含まないバイオマス微粒粉のみが上段フィーダ６５および下段フィーダ５５から貯蔵ビン７０へ供給されるのを避けるためである。

このように、本実施形態の制御部９０は、石炭ミル１５を停止させる場合に、停止させた石炭ミル１５から石炭微粒粉が供給される下段フィーダ５５と、それにバイオマス微粒粉を供給する上段フィーダ６５とを停止させる。これにより、停止させた石炭ミル１５に対応する下段フィーダ５５にバイオマス微粒粉が供給されない。

なお、以上では、石炭ミル１５を停止させて石炭ミル１０のみを動作させる場合について説明したが、同様の処理により石炭ミル１０を停止させて石炭ミル１５のみを動作させることも可能である。
石炭ミル１０を停止させる場合、制御部９０は、停止させた石炭ミル１０から石炭微粒粉が供給される下段フィーダ５０と、それにバイオマス微粒粉を供給する上段フィーダ６０とを停止させる。これにより、停止させた石炭ミル１０に対応する下段フィーダ５０にバイオマス微粒粉が供給されない。

また、以上では燃料供給装置１００が石炭ミル１０と石炭ミル１５の２機を備えるものとしたが、２機以上の複数台の石炭ミルを備えるものとしてもよい。
この場合、制御部９０は、停止させた石炭ミルから石炭微粒粉が供給される下段フィーダと、それにバイオマス微粒粉を供給する上段フィーダとを停止させる。これにより、停止させた石炭ミルに対応する下段フィーダにバイオマス微粒粉が供給されない。

以上説明した本実施形態が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の燃料供給装置１００によれば、バイオマスと石炭とがそれぞれ個別の粉砕装置により粉砕されるため、バイオマスと石炭とを混合してから粉砕する場合に比べ、粉砕装置の粉砕動力を大きく増加させることなくバイオマスの混焼率を増加させることができる。
また、バイオマス微粒粉と石炭微粒粉とが、回転するフィン５２およびフィン６２により撹拌されながら搬送されるため、バイオマス微粒粉と石炭微粒粉とを均一に混合した状態で貯蔵ビン７０へ搬送することができる。

このように、本実施形態の燃料供給装置１００によれば、バイオマスおよび石炭の混合燃料におけるバイオマスの混焼率を高め、かつバイオマス微粒粉と石炭微粒粉との不均一な混合によってこれらが搬送系統へ付着する不具合を抑制することができる。

また、本実施形態の燃料供給装置１００によれば、石炭ミル１０および石炭ミル１５のいずれかを停止させる場合であっても、稼動中の石炭ミルから供給される石炭微粒粉とバイオマス微粒粉とを適切に混合するようにして、貯蔵ビン７０への石炭微粒粉およびバイオマス微粒粉の搬送を継続することができる。

また、本実施形態の燃料供給装置１００は、バイオマス粉砕機３０が生成したバイオマス微粒粉が供給され、フィン６２が取り付けられた回転軸６１を回転させることによりバイオマス微粒粉を撹拌しながら下段フィーダ５０へ搬送する上段フィーダ６０を備える。
このようにすることで、バイオマス粉砕機３０が生成したバイオマス微粒粉が下段フィーダ５０へ供給される前に均一な濃度となるように撹拌されるため、下段フィーダ５０から貯蔵ビン７０へ搬送されるバイオマス微粒粉と石炭微粒粉とをより均一に混合した状態とすることができる。

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。
第２実施形態は第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第１実施形態と同様であるものとし、説明を省略する。

図５に示す第２実施形態の燃料供給装置１００’は、粉体流量計８０および粉体流量計８５を備える点で、第１実施形態の燃料供給装置１００と異なっている。
図５に示す粉体流量計８０は、上段フィーダ６０から下段フィーダ５０へ供給されるバイオマス微粒粉の質量流量を計測するものである。同様に、粉体流量計８５は、上段フィーダ６５から下段フィーダ５５へ供給されるバイオマス微粒粉の質量流量を計測するものである。粉体流量計８０および粉体流量計８５として、例えば、マイクロ波式や静電容量式の質量流量計が用いられる。

本実施形態の制御部９０は、粉体流量計８０が計測するバイオマス微粒粉の質量流量に基づいて上段フィーダ６０の回転軸６１の回転速度を制御する。貯蔵ビン７０に貯蔵される混合燃料は、バイオマスの混焼率が所望の値（例えば、３０ｃａｌ％）となるように、バイオマス微粒粉と石炭微粒粉それぞれの質量割合を調整するのが望ましい。

そこで、制御部９０は、バイオマス微粒粉と石炭微粒粉それぞれの質量割合の目標値を予め定めておき、この目標値と一致するように粉体流量計８０が計測するバイオマス微粒粉の質量流量に基づいて上段フィーダ６０の回転軸６１の回転速度を制御する。
同様に、本実施形態の制御部９０は、前述した目標値と一致するように粉体流量計８５が計測するバイオマス微粒粉の質量流量に基づいて上段フィーダ６５の回転軸の回転速度を制御する。

本実施形態の燃料供給装置１００’によれば、上段フィーダ６０から下段フィーダ５０へ供給されるバイオマス微粒粉の流量の変動に応じて、上段フィーダ６０の回転軸６１の回転速度が適宜に調整される。そのため、上段フィーダ６０から下段フィーダ５０へ搬送されるバイオマス微粒粉の流量が適宜に調整され、所望のバイオマスの混焼率が得られるように、バイオマス微粒粉と石炭微粒粉との混合比率を適切に調整することができる。

なお、本実施形態においては、上段フィーダ６０から下段フィーダ５０へ供給されるバイオマス微粒粉の質量流量を粉体流量計８０で計測し、上段フィーダ６５から下段フィーダ５５へ供給されるバイオマス微粒粉の質量流量を粉体流量計８５で計測するものとしたが、他の態様であってもよい。

例えば、集塵機４０から上段フィーダ６０へ供給されるバイオマス微粒粉の質量流量を粉体流量計（図示略）で計測し、その計測結果に基づいて上段フィーダ６０の回転軸６１の回転速度を制御してもよい。また、集塵機４０から上段フィーダ６５へ供給されるバイオマス微粒粉の質量流量を粉体流量計（図示略）で計測し、その計測結果に基づいて上段フィーダ６５の回転軸の回転速度を制御してもよい。

また例えば、集塵機２０から下段フィーダ５０へ供給される石炭微粒粉の質量流量を粉体流量計（図示略）で計測し、その計測結果に基づいて下段フィーダ５０の回転軸５１の回転速度を制御してもよい。また、集塵機２５から下段フィーダ５５へ供給される石炭微粒粉の質量流量を粉体流量計（図示略）で計測し、その計測結果に基づいて下段フィーダ５５の回転軸の回転速度を制御してもよい。

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。
第３実施形態は第１実施形態の変形例であり、以下で特に説明する場合を除き、第１実施形態と同様であるものとし、説明を省略する。

図６に示す第３実施形態の燃料供給装置１００”は、下段フィーダ（第２搬送機）５６および下段フィーダ（第２搬送機）５７を備える点で、第１実施形態の燃料供給装置１００と異なっている。下段フィーダ５６および下段フィーダ５７の構造は、集塵機から石炭微粒粉が供給される石炭供給口が設けられていない点を除いて第１実施形態の下段フィーダ５０の構造と同様である。

下段フィーダ５６は、下段フィーダ５０により撹拌された混合燃料が供給され、この混合燃料を更に撹拌しながら搬送して貯蔵ビン７０へ搬送する装置である。同様に、下段フィーダ５７は、下段フィーダ５５により撹拌された混合燃料が供給され、この混合燃料を更に撹拌しながら搬送して貯蔵ビン７０へ搬送する装置である。

本実施形態の燃料供給装置１００”によれば、下段フィーダ（第１搬送機）５０で撹拌された石炭微粒粉およびバイオマス微粒粉を、下段フィーダ（第２搬送機）５６で更に撹拌し、バイオマス微粒粉と石炭微粒粉とをより均一に混合した状態とすることができる。

なお、以上説明した本実施形態においては、石炭微粒粉およびバイオマス微粒粉を撹拌しながら搬送する搬送装置として、下段フィーダ５０および下段フィーダ５６、あるいは下段フィーダ５５および下段フィーダ５７の２段の搬送機を設けるものとしたが、２段以上の複数段の搬送機を設ける態様であってもよい。ただし、搬送機の段数を増やすと燃料供給装置１００”の構造が複雑となるため、２段から４段の間に設定するのが望ましい。

１０，１５ 石炭ミル（石炭粉砕部）
２０，２５ 集塵機
３０ バイオマス粉砕機（バイオマス粉砕部）
４０ 集塵機
５０ 下段フィーダ（第１搬送部；第１搬送機）
５０ａ 石炭供給口
５０ｂ バイオマス供給口
５０ｃ 混合燃料吐出口
５１ 回転軸（第１回転軸）
５２ フィン（第１フィン）
５３ ハウジング
５４ モータ
５５ 下段フィーダ（第１搬送部；第１搬送機）
５６ 下段フィーダ（第２搬送機）
５７ 下段フィーダ（第２搬送機）
６０ 上段フィーダ（第２搬送部）
６０ａ バイオマス供給口
６０ｂ バイオマス吐出口
６１ 回転軸（第２回転軸）
６２ フィン（第２フィン）
６３ ハウジング
６４ モータ
６５ 上段フィーダ（第２搬送部）
７０ 貯蔵ビン（貯蔵部）
８０，８５ 粉体流量計（計測部）
９０ 制御部
１００，１００’，１００” 燃料供給装置
２００ 石炭ガス化複合発電設備
２２０ ガス化部（ガス化炉）
２３０ ガス冷却装置（ガス化炉）
Ｘ１，Ｘ２ 軸線

Claims (5)

1. 燃料供給装置であって、
   石炭を粉砕して石炭微粒粉を生成する複数の石炭粉砕部と、
   バイオマスを粉砕してバイオマス微粒粉を生成するバイオマス粉砕部と、
   前記石炭微粒粉と前記バイオマス微粒粉とを貯蔵する貯蔵部と、
   前記石炭粉砕部が生成した前記石炭微粒粉および前記バイオマス粉砕部が生成した前記バイオマス微粒粉が供給され、第１フィンが取り付けられた第１回転軸を回転させることにより前記石炭微粒粉および前記バイオマス微粒粉を撹拌しながら前記貯蔵部へ搬送する複数の第１搬送部と、
   前記燃料供給装置を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部が、複数の前記石炭粉砕部のいずれかを停止させる場合に、停止させた前記石炭粉砕部から前記石炭微粒粉が供給される前記第１搬送部に前記バイオマス微粒粉が供給されないように制御する燃料供給装置。
2. 前記バイオマス粉砕部が生成した前記バイオマス微粒粉が供給され、第２フィンが取り付けられた第２回転軸を回転させることにより前記バイオマス微粒粉を撹拌しながら前記第１搬送部へ搬送する第２搬送部を備える請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記第２搬送部から前記第１搬送部へ供給される前記バイオマス微粒粉の流量を計測する計測部を備え、
   前記制御部が、前記計測部が計測する前記バイオマス微粒粉の流量に基づいて前記第２回転軸の回転速度を制御する請求項２に記載の燃料供給装置。
4. 前記第１搬送部は、
   前記石炭粉砕部が生成した前記石炭微粒粉および前記バイオマス粉砕部が生成した前記バイオマス微粒粉が供給され、前記石炭微粒粉および前記バイオマス微粒粉を撹拌しながら搬送する第１搬送機と、
   撹拌された前記石炭微粒粉および前記バイオマス微粒粉が供給され、前記石炭微粒粉および前記バイオマス微粒粉を更に撹拌しながら前記貯蔵部へ搬送する第２搬送機と、を有する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料供給装置と、
   前記燃料供給装置から供給される前記石炭微粒粉および前記バイオマス微粒粉の混合燃料をガス化反応させて可燃性ガスを生成するガス化炉と、を備えるガス化炉設備。

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