JP7311044B2 - Gasification gas production equipment - Google Patents
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Description
本開示は、ガス化ガス製造装置に関する。本出願は2020年5月12日に提出された日本特許出願第2020-83616号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。 The present disclosure relates to gasification gas production equipment. This application claims the benefit of priority based on Japanese Patent Application No. 2020-83616 filed on May 12, 2020, the content of which is incorporated herein by reference.
珪砂等の流動層を利用して原料をガス化する技術として、ガス化ガス製造装置が開発されている。例えば、特許文献1には、燃焼塔と、サイクロンと、ガス化塔とを備えるガス化ガス製造装置が開示されている。
Gasification gas production equipment has been developed as a technique for gasifying raw materials using a fluidized bed such as silica sand. For example,
特許文献1の燃焼塔は、燃料を空気で燃焼して燃焼排ガスを生成し、循環粒子を加熱する。サイクロンは、燃焼塔で生成された、燃焼排ガスと循環粒子との混合物を固気分離する。サイクロンによって分離された高温の循環粒子は、ガス化塔に導かれる。ガス化塔は、高温の循環粒子の流動層を形成する。そして、ガス化塔に原料が供給されると、流動層(循環粒子)が有する熱によって原料がガス化され、ガス化ガスが生成される。
The combustion tower of
上記流動層を利用するガス化ガス製造装置において、原料を効率よくガス化する技術の開発が希求されている。 In the gasification gas production apparatus using the fluidized bed, there is a demand for the development of a technique for efficiently gasifying raw materials.
本開示は、このような課題に鑑み、原料を効率よくガス化することが可能なガス化ガス製造装置を提供することを目的としている。 In view of such problems, an object of the present disclosure is to provide a gasification gas production apparatus capable of efficiently gasifying raw materials.
上記課題を解決するために、本開示の一態様にかかるガス化ガス製造装置は、上面部と、上面部の下方に設けられる底面部と、上面部および底面部に接続される側面部とを有するガス化炉と、側面部に設けられる原料供給口を通じて、ガス化炉内に原料を供給する原料供給部と、上面部および側面部のいずれか一方または両方に設けられる流動媒体供給口を通じて、ガス化炉内に流動媒体を供給する流動媒体供給部と、側面部における原料供給口の上方からガス化炉内に突出する案内板を有し、流動媒体供給口を通じてガス化炉内に落下した流動媒体の少なくとも一部が衝突する案内部と、を備える。 In order to solve the above problems, a gasification gas production apparatus according to an aspect of the present disclosure includes a top surface portion, a bottom surface portion provided below the top surface portion, and a side surface portion connected to the top surface portion and the bottom surface portion. through a gasifier having a gasifier, a raw material supply port provided on a side surface, a raw material supply unit for supplying raw materials into the gasification furnace, and a fluidized medium supply port provided on one or both of the upper surface and the side surface, It has a fluidizing medium supply unit for supplying the fluidizing medium into the gasification furnace, and a guide plate protruding into the gasification furnace from above the raw material supply port in the side part, and dropped into the gasification furnace through the fluidization medium supply port. and a guide against which at least part of the flowing medium impinges.
上記課題を解決するために、本開示の一態様にかかる他のガス化ガス製造装置は、上面部と、上面部の下方に設けられる底面部と、上面部および底面部に接続される側面部とを有するガス化炉と、側面部に設けられる原料供給口を通じて、ガス化炉内に原料を供給する原料供給部と、ガス化炉の上面部または側面部のいずれか一方または両方に設けられる流動媒体供給口に連通する供給室を有し、供給室および流動媒体供給口を通じて、ガス化炉内に流動媒体を供給する流動媒体供給部と、供給室を構成する第1の側壁から突出して供給室内に設けられる案内板を有し、供給室に導かれた流動媒体の少なくとも一部が衝突する案内部と、を備え、案内板の先端は、第1の側壁と対向する第2の側壁と離隔し、案内板に衝突した流動媒体は、案内板の先端と第2の側壁との間の間隙を落下し、流動媒体供給口を通じて、ガス化炉内へ供給される。 In order to solve the above problems, another gasification gas production apparatus according to an aspect of the present disclosure includes a top surface portion, a bottom surface portion provided below the top surface portion, and a side surface portion connected to the top surface portion and the bottom surface portion. a raw material supply unit for supplying raw materials into the gasification furnace through a raw material supply port provided in the side surface ; a fluidizing medium supply unit having a supply chamber communicating with the fluidizing medium supply port and supplying the fluidizing medium into the gasification furnace through the supply chamber and the fluidizing medium supply port; a guide portion having a guide plate provided in the supply chamber and with which at least part of the fluidized medium guided to the supply chamber collides , and the tip of the guide plate faces the first side wall and the second side wall. and collides with the guide plate, the fluidized medium falls through the gap between the tip of the guide plate and the second side wall, and is supplied into the gasification furnace through the fluidized medium supply port.
また、案内部は、案内板の上に流動媒体を保持してもよい。 Also, the guide may hold the fluid medium on the guide plate.
また、ガス化ガス製造装置は、側面部からガス化炉内に突出する集約板を有し、流動媒体供給口を通じてガス化炉内に落下した流動媒体の少なくとも一部が衝突する集約部を備えてもよい。 In addition, the gasification gas production apparatus has a collecting plate projecting into the gasification furnace from a side portion, and has a collecting portion against which at least part of the fluidized medium that has fallen into the gasification furnace through the fluidized medium supply port collides. may
また、ガス化炉は、第1の側面部と、第1の側面部と対向する第2の側面部とを有し、流動媒体供給口は、第1の流動媒体供給口と、第2の流動媒体供給口とを有し、ガス化ガス製造装置は、第1の側面部からガス化炉内に突出する集約板を有し、第1の流動媒体供給口を通じてガス化炉内に落下した流動媒体の少なくとも一部が衝突する第1の集約部と、第2の側面部からガス化炉内に突出する集約板を有し、第2の流動媒体供給口を通じてガス化炉内に落下した流動媒体の少なくとも一部が衝突する第2の集約部と、を備えてもよい。 Further, the gasification furnace has a first side surface and a second side surface facing the first side surface, and the fluidizing medium supply port includes the first fluidizing medium supply port and the second fluidizing medium supply port. and a fluidizing medium supply port, the gasification gas production apparatus has an aggregate plate projecting into the gasification furnace from the first side surface, and dropped into the gasification furnace through the first fluidizing medium supply port. It has a first collecting portion with which at least part of the fluidized medium collides, and a collecting plate protruding into the gasification furnace from the second side surface portion, and dropped into the gasification furnace through the second fluidized medium supply port. and a second converging portion against which at least a portion of the flowing medium impinges.
また、第1の集約部および第2の集約部は、第1の集約部に衝突して落下する流動媒体の落下箇所と、第2の集約部に衝突して落下する流動媒体の落下箇所との少なくとも一部が重畳するようにガス化炉に設けられてもよい。 In addition, the first converging portion and the second converging portion have a drop location for the fluidized medium that collides with the first converged portion and falls, and a drop location for the fluidized medium that collides with the second converged portion and drops. may be provided in the gasification furnace so that at least a portion of the overlaps.
また、ガス化炉は、側面部に設けられる流動媒体排出口を備え、流動媒体供給口は、原料供給口と流動媒体排出口との間に設けられてもよい。 Further, the gasification furnace may include a fluidizing medium discharge port provided in the side portion, and the fluidizing medium supply port may be provided between the raw material supply port and the fluidizing medium discharge port.
本開示によれば、原料を効率よくガス化することが可能となる。 According to the present disclosure, it becomes possible to efficiently gasify the raw material.
以下に添付図面を参照しながら、本開示の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、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、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、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、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in such embodiments are merely examples for facilitating understanding, and do not limit the present disclosure unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are given the same reference numerals to omit redundant description, and elements that are not directly related to the present disclosure are omitted from the drawings. do.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態にかかるガス化ガス製造装置100を説明する図である。ガス化ガス製造装置100は、流動媒体の流動層を用い、原料をガス化してガス化ガスを製造する。流動媒体は、例えば、粒径が300μm程度の珪砂である。本実施形態のガス化ガス製造装置100は、循環流動層式ガス化装置である。[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a gasification
図1に示すように、ガス化ガス製造装置100は、燃焼炉110と、第1ダクト112と、第2ダクト114と、サイクロン120と、第3ダクト122と、原料供給部130と、ガス化炉140と、第4ダクト146と、精製装置150とを含む。なお、図1中、実線の矢印は、固形物の流れを示す。固形物は、例えば、流動媒体、原料、未燃チャーである。また、図1中、破線の矢印は、ガスの流れを示す。ガスは、例えば、ガス化ガス、燃焼排ガス、流動化ガス、空気である。
As shown in FIG. 1, the gasification
燃焼炉110は、筒形状である。第1ダクト112は、燃焼炉110の下部と、後述するガス化炉140とを接続する。第1ダクト112には、不図示のループシールが設けられる。燃焼炉110には、第1ダクト112を通じて、ガス化炉140から未燃チャーおよび流動媒体が導入される。燃焼炉110では、未燃チャーが空気で燃焼されて、流動媒体が900℃以上1000℃以下に加熱される。なお、熱量が不足する場合、燃焼炉110には、外部燃料または熱ガス等が補給される。第2ダクト114は、燃焼炉110の上部と、後述するサイクロン120とを接続する。燃焼炉110において加熱された流動媒体および燃焼排ガスは、第2ダクト114を通じて、サイクロン120に送出される。
The
サイクロン120は、ガス化炉140の上方に設けられる。サイクロン120は、第2ダクト114を通じて燃焼炉110から導入された、流動媒体と燃焼排ガスとの混合物を固気分離する。第3ダクト122(流動媒体供給部)は、サイクロン120の底部とガス化炉140とを接続する。第3ダクト122には、不図示のループシールが設けられる。サイクロン120で分離された高温の流動媒体は、第3ダクト122を通じて、ガス化炉140に導入される。
Cyclone 120 is provided above
原料供給部130は、ガス化炉140に原料を供給する。原料は、例えば、褐炭等の石炭、石油コークス、木質チップ等のバイオマス、タイヤチップ等の固体原料である。原料供給部130は、ホッパ132と、原料供給管134と、ロータリーバルブ136とを含む。ホッパ132は、原料を貯留する。原料供給管134は、ホッパ132とガス化炉140とを接続する。ロータリーバルブ136は、原料供給管134に設けられる。本実施形態において、ホッパ132は、ガス化炉140の上方に設けられる。このため、ロータリーバルブ136が開制御されることによって、ホッパ132に貯留された原料は、自重でガス化炉140に供給される。
The raw
ガス化炉140は、例えば、気泡流動層(バブリング流動層)ガス化炉である。ガス化炉140は、サイクロン120から導入された高温の流動媒体を、流動化ガスによって流動化する。流動化ガスは、例えば、水蒸気(スチーム)である。また、ガス化炉140は、流動層R(流動媒体)が有する熱および水蒸気で、原料をガス化(水蒸気ガス化)させて、ガス化ガスを生成する。ガス化炉140で製造されたガス化ガスは、第4ダクト146を通じて、精製装置150に導入される。第4ダクト146は、ガス化炉140と、精製装置150とを接続する。
The
精製装置150は、ガス化炉140によって製造されたガス化ガスを精製する。精製装置150は、例えば、熱交換器と、直接冷却器と、ミスト除去器と、昇圧器と、排水処理器とを含む。
そして、上記したように、ガス化炉140において流動化された流動媒体は、ガス化炉140と燃焼炉110とを接続する第1ダクト112を通じて燃焼炉110に戻される。
Then, as described above, the fluidized medium fluidized in the
このように、本実施形態にかかるガス化ガス製造装置100において、流動媒体は、燃焼炉110、第2ダクト114、サイクロン120、第3ダクト122、ガス化炉140、第1ダクト112を、この順に移動し、再度燃焼炉110に導入される。これにより、流動媒体は、これらを循環することとなる。
As described above, in the gasification
なお、サイクロン120によって分離された燃焼排ガスは、熱交換器124によって熱交換(冷却)される。熱交換器124は、例えば、ボイラである。熱交換器124によって冷却された燃焼排ガスは、除塵装置126によって除塵される。除塵装置126によって除塵された燃焼排ガスは、スタック128を介して大気に放散される。
The flue gas separated by the
また、燃焼炉110には、第1ダクト112を通じて、ガス化炉140から未燃チャーが導入される。未燃チャーは、燃焼炉110において燃料として利用される。未燃チャーは、原料のうち、ガス化炉140においてガス化しきれなかったものである。
In addition, unburned char is introduced into the
以下、本実施形態において特徴的なガス化炉140について説明する。
The
[ガス化炉140]
図2は、第1の実施形態にかかるガス化炉140を説明する図である。図3は、収容槽210における図2中、III-III線の断面図である。本実施形態の図2、図3をはじめとする以下の図では、垂直に交わるX軸(水平方向)、Y軸(水平方向)、Z軸(鉛直方向)を図示の通り定義している。また、図2中、実線の矢印は、流動媒体の流れを示す。図2中、破線の矢印は、流動化ガス、および、ガス化ガスの流れを示す。図2中、白丸は、原料を示す。また、図3中、実線の矢印は、原料の流れを示す。[Gasification Furnace 140]
FIG. 2 is a diagram illustrating the
図2に示すように、ガス化炉140は、収容槽210と、風箱220と、流動化ガス供給部230と、案内部240とを含む。
As shown in FIG. 2 , the
図2および図3に示すように、収容槽210は、水平断面(図2、図3中、XY断面)が矩形の角筒形状の容器である。収容槽210は、上面部212と、底面部214と、背面部(側面部)216aと、側面部216bと、前面部(側面部)216c、側面部216dとを有する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
上面部212は、略矩形形状の平板である。底面部214は、上面部212の下方に設けられる。底面部214は、後述する流動層Rを支持する。底面部214は、複数の孔が形成された分散板である。孔には、流動媒体が侵入不可能または侵入困難な構造に形成された噴出ノズルが設けられる。
The
背面部216a、側面部216b、前面部216c、側面部216dは、上面部212および底面部214に接続される。背面部216a、側面部216b、前面部216c、側面部216dは、底面部214の端部(縁部)から鉛直上方に立設する平板である。背面部216aは、側面部216bおよび側面部216dに連続する。側面部216bは、前面部216cに連続する。前面部216cは、側面部216dに連続する。背面部216aは、前面部216cと対向する。側面部216bは、側面部216dと対向する。背面部216a、側面部216b、前面部216c、側面部216dの上端に上面部212が接続される。
流動媒体供給口212aは、上面部212における背面部216aの近傍に形成される。流動媒体供給口212aは、第3ダクト122(流動媒体供給部)に接続される。したがって、サイクロン120によって分離され、第3ダクト122を通過した流動媒体は、流動媒体供給口212aを通じて、収容槽210内に供給される。
The fluid
ガス排出口212bは、上面部212における前面部216cの近傍に形成される。ガス排出口212bは、第4ダクト146に接続される。したがって、ガス化炉140によって生成されたガス化ガスは、ガス排出口212bを通じて第4ダクト146に導かれる。
The
原料供給口218aは、背面部216aに形成される。本実施形態において、原料供給口218aは、流動層Rの上方に設けられる。原料供給口218aは、原料供給部130の原料供給管134に接続される。したがって、原料は、原料供給口218aを通じて、収容槽210内に供給される。
The raw material supply port 218a is formed in the
流動媒体排出口218bは、前面部216cに形成される。流動媒体排出口218bは、第1ダクト112に接続される。したがって、流動媒体は、流動媒体排出口218bを通じて、第1ダクト112に導かれる。
The fluid
風箱220は、収容槽210の下方に接続される。風箱220は、水平断面(図2、図3中、XY断面)が矩形の角筒形状である。
The
流動化ガス供給部230は、風箱220に流動化ガスを供給する。流動化ガス供給部230は、例えば、ブロワ、または、ファンである。流動化ガス供給部230によって、風箱220に導入された流動化ガスは、収容槽210の底面部214(分散板)から収容槽210内に導入される。流動化ガス供給部230は、収容槽210内に流動媒体の流動層Rを形成可能な流速で流動化ガスを風箱220に導入する。したがって、流動媒体供給口212aから供給された高温の流動媒体は、流動化ガスによって流動化する。これにより、収容槽210内において流動層R(例えば、気泡流動層)が形成される。
The fluidizing
流動媒体は、流動媒体供給口212a(サイクロン120)から収容槽210に連続的に供給される。このため、流動媒体供給口212aから供給された流動媒体は、流動媒体排出口218b向かって移動した後、流動媒体排出口218bをオーバーフロー(越流)し、第1ダクト112を通じて、燃焼炉110に連続的に返送される。これにより、収容槽210内において、流動媒体は、流動層Rを形成しつつ、背面部216a側から前面部216c側に向かって移動する。
The fluid medium is continuously supplied to the
また、上記したように、原料供給口218aを通じて、収容槽210内に供給された原料は、流動媒体の流れに乗って背面部216a側から前面部216c側に移動する。そして、原料は、収容槽210内を移動する間に、流動層R(流動媒体)が有する熱でガス化される。こうして生成されたガス化ガスは、ガス排出口212b、第4ダクト146を通じて、精製装置150(図1参照)に導かれる。
Further, as described above, the raw material supplied into the
ところで、石炭、バイオマス等の原料は、珪砂等の流動媒体よりも質量密度が小さい。このため、流動層Rの上方に形成された原料供給口218aから原料が供給されると、原料は、流動層Rの表層に落下し、流動層Rの表層における流動媒体の流れに伴って移動することになる。つまり、原料は、流動層R内を沈降することなく、流動層Rの表層を水平方向(図2中、X軸方向)に直線的に移動して流動媒体排出口218bから排出されてしまう。このように、原料が流動媒体排出口218bに向かって最短の経路で移動すると、収容槽210において原料の滞留時間が最短となり、原料のガス化効率を向上できない。
By the way, raw materials such as coal and biomass have a lower mass density than fluid media such as silica sand. Therefore, when the raw material is supplied from the raw material supply port 218a formed above the fluidized bed R, the raw material drops onto the surface of the fluidized bed R and moves along with the flow of the fluid medium on the surface of the fluidized bed R. will do. That is, the raw material does not settle in the fluidized bed R, but moves linearly in the horizontal direction (the X-axis direction in FIG. 2) on the surface layer of the fluidized bed R and is discharged from the fluidized
そこで、上記したように、本実施形態にかかるガス化炉140の流動媒体供給口212aは、上面部212における背面部216a側に形成される。これにより、流動媒体は、流動媒体供給口212aから収容槽210内(流動層R内)に落下することになる。なお、流動媒体供給口212aは、落下した流動媒体が、流動層R内に潜り込むことができる大きさに設計される。
Therefore, as described above, the fluidizing
したがって、原料は、流動媒体供給口212aから落下し、流動層R内に潜り込む流動媒体の流れ(下降流)に同伴され、流動媒体とともに流動層R内に潜り込むことになる。これにより、ガス化ガス製造装置100は、原料が、流動層Rの表層のみを水平方向に移動してしまう事態を回避することができる。したがって、ガス化ガス製造装置100は、原料の滞留時間を延長することができ、原料のガス化効率を向上させることが可能となる。
Therefore, the raw material drops from the fluidized
また、図3に示すように、流動媒体供給口212aは、側面部216b、216dから所定距離離隔して上面部212に設けられる。これにより、流動媒体供給口212aを通じて収容槽210内に落下する流動媒体が側面部216b、216dに接触する事態を回避することができる。したがって、ガス化ガス製造装置100は、流動媒体による、側面部216b、216dの摩耗を防止することが可能となる。
Further, as shown in FIG. 3, the fluid
なお、流動媒体供給口212aは、側面部216b、216dから離隔している。このため、流動層Rの表層において、流動媒体供給口212aから流動層Rに落下する流動媒体と、側面部216b、216dとの間には、間隙が形成される。図3中、実線の矢印で示すように、この間隙において、原料は流動層Rの表層を移動するものの、流動媒体の落下箇所を迂回することになる。このため、原料が、原料供給口218aから前面部216cに向かって、流動媒体の表層を直線的に移動する場合と比較して、ガス化ガス製造装置100は、原料の移動距離を延長させることができる。これにより、ガス化ガス製造装置100は、原料の滞留時間を延長させることが可能となる。
The fluid
このように、本実施形態のガス化ガス製造装置100は、原料を流動媒体の流れ(下降流)に同伴させて流動層R内に沈降させることができる。ただし、流動媒体供給口212aを背面部216aに近づけすぎると、流動媒体が背面部216aに接触する。そうすると、背面部216aが摩耗したり、背面部216aに形成された原料供給口218aが閉塞してしまったりするおそれがある。
As described above, the gasification
そこで、本実施形態のガス化炉140は、案内部240を備える。案内部240は、水冷機構を備えたり、耐火ライニングが施されたり、耐火煉瓦で構成されたりする。
Therefore, the
図2に戻って説明すると、案内部240は、板本体242(案内板)と、立設板244とを含む。板本体242は、背面部216aにおける原料供給口218aの鉛直上方から収容槽210内に水平方向(図2中、XY方向)に突出する板である。板本体242は、基端が背面部216aに接続される。板本体242は、流動媒体供給口212aに臨む。つまり、流動媒体供給口212aの投影面の一部は、板本体242に重畳される。したがって、流動媒体供給口212aを通じて収容槽210内に落下した流動媒体の少なくとも一部は、板本体242(案内部240)に向かって落下する。
Returning to FIG. 2 , the
図4は、案内部240の斜視図である。図4に示すように、立設板244は、板本体242の縁部から鉛直上方に立設する板である。本実施形態において、板本体242は、略矩形形状の平板である。したがって、立設板244は、3つ設けられる。そして、ガス化ガス製造装置100の稼働前に、板本体242上に流動媒体が保持される。立設板244は、板本体242上に保持された流動媒体の落下を防止する。
4 is a perspective view of the
流動媒体供給口212aを通じて落下した流動媒体の一部は、板本体242上に保持された流動媒体に衝突した後、自重で流動層Rへ落下する。
A portion of the fluidized medium that has dropped through the fluidized
以上説明したように、本実施形態にかかるガス化炉140は、案内部240を備える。案内部240は、流動媒体の落下軌跡(落下位置)を変更させることができ、また、流動媒体の下降流の水平分力を流動媒体排出口218bの方向に向けることが可能となる。これにより、案内部240は、流動層R内に潜り込む流動媒体の下降流と、背面部216aとの間に、流動層Rの表層に原料を落下させるためのスペースを確保することが可能となる。このため、案内部240は、流動媒体供給口212aから落下した流動媒体が背面部216aに接触する事態を回避することができる。したがって、案内部240は、原料を流動媒体の流れに同伴させて流動層R内に沈降させつつ、背面部216aの摩耗を抑制することが可能となる。また、案内部240は、背面部216aに形成された原料供給口218aが閉塞する事態を回避することができる。
As described above, the
また、上記したように、案内部240(板本体242)上には、流動媒体が保持される。したがって、流動媒体供給口212aを通じて収容槽210内に落下した流動媒体の少なくとも一部は、案内部240に保持された流動媒体に衝突することになる。これにより、ガス化ガス製造装置100は、落下した流動媒体による案内部240の摩耗を抑制することが可能となる。
Further, as described above, the fluid medium is held on the guide portion 240 (plate main body 242). Therefore, at least part of the fluid medium that has fallen into the
[第2の実施形態]
上記第1の実施形態において、ガス化ガス製造装置100は、サイクロン120および第3ダクト122を1つ備える場合を例に挙げた。しかし、サイクロン120および第3ダクト122を複数備えてもよい。[Second embodiment]
In the above-described first embodiment, the gasification
図5は、第2の実施形態にかかるガス化ガス製造装置300を説明する図である。ガス化ガス製造装置300は、燃焼炉110と、第1ダクト112と、第2ダクト114A、114Bと、サイクロン120A、120Bと、第3ダクト122A、122Bと、原料供給部130と、ガス化炉340と、第4ダクト146と、精製装置150とを含む。なお、図5中、理解を容易にするために、原料供給部130を省略する。また、図5中、実線の矢印は、固形物の流れを示す。固形物は、例えば、流動媒体、原料、未燃チャーである。図5中、破線の矢印は、ガスの流れを示す。ガスは、例えば、ガス化ガス、燃焼排ガス、流動化ガス、空気である。上記ガス化ガス製造装置100と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 5 is a diagram illustrating a gasification
第2ダクト114Aは、燃焼炉110の上部と、サイクロン120Aとを接続する。第2ダクト114Bは、第2ダクト114Aとサイクロン120Bとを接続する。燃焼炉110において加熱された、流動媒体および燃焼排ガスは、第2ダクト114Aを通じて、サイクロン120Aに送出される。また、燃焼炉110において加熱された、流動媒体および燃焼排ガスは、第2ダクト114A、114Bを通じて、サイクロン120Bに送出される。
The
サイクロン120A、120Bは、ガス化炉340の上方に設けられる。サイクロン120Aは、第2ダクト114Aを通じて燃焼炉110から導入された流動媒体と燃焼排ガスとの混合物を固気分離する。サイクロン120Bは、第2ダクト114A、114Bを通じて燃焼炉110から導入された流動媒体と燃焼排ガスとの混合物を固気分離する。
第3ダクト122A(流動媒体供給部)は、サイクロン120Aの底部とガス化炉340とを接続する。サイクロン120Aで分離された高温の流動媒体は、第3ダクト122Aを通じて、ガス化炉340に導入される。第3ダクト122B(流動媒体供給部)は、サイクロン120Bの底部とガス化炉340とを接続する。サイクロン120Bで分離された高温の流動媒体は、第3ダクト122Bを通じて、ガス化炉340に導入される。
A
図6は、第2の実施形態にかかるガス化炉340を説明する図である。図7は、収容槽210における図6中、VII-VII線の断面図である。図6、図7中、実線の矢印は、流動媒体の流れを示す。図6、図7中、破線の矢印は、流動化ガス、および、ガス化ガスの流れを示す。図6中、白丸は、原料を示す。
FIG. 6 is a diagram illustrating a
図6、図7に示すように、ガス化炉340は、収容槽210と、風箱220と、流動化ガス供給部230と、案内部240と、集約部350Aと、集約部350Bとを含む。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
図6、図7に示すように、第2の実施形態において、流動媒体供給口312(第1の流動媒体供給口)は、側面部216dにおける背面部216aの近傍に形成される。流動媒体供給口312は、第3ダクト122A(流動媒体供給部)に接続される。したがって、サイクロン120Aによって分離され、第3ダクト122Aを通過した流動媒体は、流動媒体供給口312を通じて、収容槽210内に供給される。
As shown in FIGS. 6 and 7, in the second embodiment, the fluid medium supply port 312 (first fluid medium supply port) is formed in the vicinity of the
また、流動媒体供給口314(第2の流動媒体供給口)は、側面部216bにおける背面部216aの近傍に形成される。流動媒体供給口314は、第3ダクト122B(流動媒体供給部)に接続される。したがって、サイクロン120Bによって分離され、第3ダクト122Bを通過した流動媒体は、流動媒体供給口314を通じて、収容槽210内に供給される。
Further, the fluid medium supply port 314 (second fluid medium supply port) is formed in the vicinity of the
集約部350Aおよび集約部350Bは、案内部240の上方に設けられる。なお、集約部350Aおよび集約部350Bは、設置位置のみが案内部240と異なり、形状は、案内部240と実質的に等しい。つまり、集約部350Aおよび集約部350Bは、板本体242と、立設板244とを含む。集約部350Aおよび集約部350Bは、水冷機構を備えたり、耐火ライニングが施されたり、耐火煉瓦で構成されたりする。
したがって、集約部350A(第1の集約部)の板本体242(第1の集約板)は、側面部216d(第1の側面部)における流動媒体供給口312の鉛直下方から収容槽210内に水平方向(図6、図7中XY方向)に突出する板である。このため、流動媒体供給口312を通じて収容槽210内に落下した流動媒体の少なくとも一部は、集約部350Aの板本体242に向かって落下する。
Therefore, the plate body 242 (first consolidation plate) of the
同様に、集約部350B(第2の集約部)の板本体242(第2の集約板)は、側面部216b(第2の側面部)における流動媒体供給口314の鉛直下方から収容槽210内に水平方向(図6、図7中、XY方向)に突出する板である。このため、流動媒体供給口314を通じて収容槽210内に落下した流動媒体の少なくとも一部は、集約部350Bの板本体242に向かって落下する。
Similarly, the plate main body 242 (second consolidation plate) of the
また、ガス化ガス製造装置300の稼働前に、集約部350Aおよび集約部350Bの板本体242上に流動媒体が保持される。集約部350Aおよび集約部350Bの立設板244は、板本体242上に保持された流動媒体の落下を防止する。
In addition, before the gasification
また、集約部350Aおよび集約部350Bは、集約部350Aの板本体242に衝突して落下する流動媒体の落下箇所と、集約部350Bの板本体242に衝突して落下する流動媒体の落下箇所との少なくとも一部が重畳するように収容槽210に設けられる。つまり、集約部350Aおよび集約部350Bは、集約部350Aの板本体242に衝突して落下する流動媒体と、集約部350Bの板本体242に衝突して落下する流動媒体とが収容槽210の中央で合流(集約)されるように収容槽210に設けられる。
In addition, the converging
これにより、ガス化炉340は、合流した流動媒体によって、流動層R内に下降流を形成することができる。したがって、ガス化炉340は、流動媒体供給口312から供給される流動媒体と、流動媒体供給口314から供給される流動媒体とが合流されない場合と比較して、流動媒体の下降流の流速を高くすることが可能となる。これにより、ガス化炉340は、流動媒体の下降流を底面部214の近傍まで到達させることができる。このため、ガス化炉340は、流動媒体の下降流に同伴される原料を、底面部214の近傍まで潜り込ませることが可能となる。したがって、ガス化ガス製造装置300は、原料の滞留時間をさらに延長することができ、原料のガス化効率をさらに向上させることが可能となる。
Thereby, the
また、集約部350Aおよび集約部350Bは、流動媒体を収容槽210に中央に集約する。これにより、集約部350Aおよび集約部350Bから落下した流動媒体が側面部216bおよび側面部216dに接触する事態を回避することができる。したがって、集約部350Aおよび集約部350Bは、原料を流動媒体の流れに同伴させて流動層R内に沈降させつつ、側面部216bおよび側面部216dの摩耗を抑制することが可能となる。
In addition, the collecting
また、上記したように、集約部350Aおよび集約部350Bは、案内部240の上方に設けられる。これにより、案内部240は、集約部350Aおよび集約部350Bから落下した流動媒体が背面部216aに接触したり、原料供給口218aを閉塞したりする事態を回避することができる。
In addition, as described above, the collecting
また、上記したように、集約部350A(板本体242)上および集約部350B(板本体242)上には、流動媒体が保持される。したがって、流動媒体供給口312を通じて収容槽210内に落下した流動媒体の少なくとも一部は、集約部350Aに保持された流動媒体に衝突することになる。これにより、ガス化ガス製造装置300は、落下した流動媒体による集約部350Aの摩耗を抑制することが可能となる。同様に、流動媒体供給口314を通じて収容槽210内に落下した流動媒体の少なくとも一部は、集約部350Bに保持された流動媒体に衝突することになる。これにより、ガス化ガス製造装置300は、落下した流動媒体による集約部350Bの摩耗を抑制することが可能となる。
Further, as described above, the fluid medium is held on the aggregated
[第3の実施形態]
上記第1の実施形態において、案内部240がガス化炉140内に設けられる構成を例に挙げた。しかし、案内部240は、ガス化炉140外に設けられてもよい。[Third embodiment]
In the above-described first embodiment, the configuration in which the
図8は、第3の実施形態にかかる流動媒体供給部430について説明する図である。図8中、破線の矢印は、流動化ガス、および、ガス化ガスの流れを示す。図8中、白丸は、原料を示す。また、上記第1の実施形態のガス化ガス製造装置100と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 8 is a diagram illustrating the fluid
図8に示すように、流動媒体供給部430は、第3ダクト122と、供給室432とを含む。供給室432の上面は、第3ダクト122に連通する。供給室432の底面は、流動媒体供給口212aに連通する。
As shown in FIG. 8 , fluid
第1の案内部240(図8中、240Aで示す)および第2の案内部240(図8中、240Bで示す)は、供給室432内に設けられる。第1の案内部240Aの板本体242は、供給室432を構成する前面部432aから供給室432内に水平方向に突出する。第1の案内部240Aは、第3ダクト122を通じて供給室432に落下した流動媒体の少なくとも一部が衝突する。
A first guide 240 (indicated by 240A in FIG. 8) and a second guide 240 (indicated by 2 4 0B in FIG. 8) are provided within the
第2の案内部240Bは、第1の案内部240Aよりも下方に設けられる。第2の案内部240Bの板本体242は、供給室432を構成する背面部432bから供給室432内に水平方向に突出する。第2の案内部240Bは、第1の案内部240Aに衝突し、落下した流動媒体の少なくとも一部が衝突する。つまり、第2の案内部240Bは、第1の案内部240Aに衝突して落下する流動媒体の落下箇所に設けられる。第2の案内部240Bに衝突した流動媒体は、流動媒体供給口212aを通じてガス化炉140に供給される。
The second guide portion 240B is provided below the first guide portion 240A. The plate
第2の案内部240Bは、第2の案内部240Bの板本体242に衝突して落下する流動媒体の落下箇所と、背面部216aとの間に、流動層Rの表層に原料を落下させるためのスペースが形成されるように供給室432内に設けられる。
The second guide portion 240B is located between the
このように、第3の実施形態にかかる第1の案内部240Aおよび第2の案内部240Bは、流動媒体の落下軌跡(落下位置)を変更させることができる。これにより、第2の案内部240Bは、流動層R内に潜り込む流動媒体の下降流と、背面部216aとの間に、流動層Rの表面に原料を落下させるためのスペースを確保することが可能となる。このため、第2の案内部240Bは、流動媒体が背面部216aに接触する事態を回避することができる。したがって、第2の案内部240Bは、原料を流動媒体の流れに同伴させて流動層R内に沈降させつつ、背面部216aの摩耗を抑制することが可能となる。また、第2の案内部240Bは、背面部216aに形成された原料供給口218aが閉塞する事態を回避することができる。
In this manner, the first guide portion 240A and the second guide portion 240B according to the third embodiment can change the drop trajectory (drop position) of the fluid medium. As a result, the second guide portion 240B can secure a space for dropping the raw material onto the surface of the fluidized bed R between the downward flow of the fluidized medium entering the fluidized bed R and the
[第4の実施形態]
上記第1の実施形態において、流動媒体供給口212aの投影面の一部が、案内部240の板本体242に重畳される場合を例に挙げた。しかし、流動媒体供給口212aの投影面は、案内部240の板本体242に重畳されなくてもよい。[Fourth embodiment]
In the above-described first embodiment, the case where a portion of the projected surface of the fluid
図9は、第4の実施形態にかかる流動媒体供給部530を説明する図である。図9中、破線の矢印は、流動化ガス、および、ガス化ガスの流れを示す。図9中、白丸は、原料を示す。また、上記第1の実施形態のガス化ガス製造装置100と実質的に等しい構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 9 is a diagram illustrating the fluid
図9に示すように、流動媒体供給部530は、第3ダクト122と、供給室532とを含む。供給室532の上面は、第3ダクト122に連通する。供給室532の底面は、流動媒体供給口212aに連通する。
As shown in FIG. 9 , fluid
第1の案内部240(図9中、240Aで示す)は、供給室532内に設けられる。第1の案内部240Aの板本体242は、供給室532を構成する前面部532aから供給室532内に水平方向に突出する。第1の案内部240Aは、第3ダクト122を通じて供給室532に落下した流動媒体の少なくとも一部が衝突する。
A first guide 240 (indicated by 240A in FIG. 9) is provided within the
第2の案内部240Bは、上記第1の実施形態の案内部240と同様に、ガス化炉140内に設けられる。なお、第4の実施形態において、流動媒体供給口212aの投影面は、第2の案内部240Bの板本体242に重畳されない。第1の案内部240Aに衝突した流動媒体は、放物線状の軌跡で第2の案内部240Bに落下する。
The second guide portion 240B is provided inside the
このように、第4の実施形態にかかる第1の案内部240Aおよび第2の案内部240Bは、流動媒体の落下軌跡(落下位置)を変更させることができる。これにより、第2の案内部240Bは、流動層R内に潜り込む流動媒体の下降流と、背面部216aとの間に、流動層Rの表層に原料を落下させるためのスペースを確保することが可能となる。このため、第2の案内部240Bは、流動媒体が背面部216aに接触する事態を回避することができる。したがって、第2の案内部240Bは、原料を流動媒体の流れに同伴させて流動層R内に沈降させつつ、背面部216aの摩耗を抑制することが可能となる。また、第2の案内部240Bは、背面部216aに形成された原料供給口218aが閉塞する事態を回避することができる。
In this manner, the first guide portion 240A and the second guide portion 240B according to the fourth embodiment can change the drop trajectory (drop position) of the fluid medium. As a result, the second guide portion 240B can secure a space for dropping the raw material onto the surface layer of the fluidized bed R between the downward flow of the fluidized medium entering the fluidized bed R and the
以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記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開示の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present disclosure is not limited to the above embodiments. It is clear that a person skilled in the art can conceive of various modifications or modifications within the scope of the claims, and it is understood that these also belong to the technical scope of the present disclosure. be done.
例えば、上述した第1~第4の実施形態において、収容槽210が角筒形状である場合を例に挙げた。しかし、収容槽210は筒形状であればよい。例えば、収容槽210は、円筒形状、楕円筒形状、長円筒形状であってもよい。つまり、収容槽210は、1の側面部を有していてもよい。
For example, in the above-described first to fourth embodiments, the
また、上記第1~第4の実施形態において、案内部240が板本体242の上に流動媒体を保持する場合を例に挙げた。しかし、案内部240は、流動媒体を保持せずともよい。この場合、案内部240は、水冷されるとよい。同様に、第2の実施形態において、集約部350Aおよび集約部350Bが板本体242の上に流動媒体を保持する場合を例に挙げた。しかし、集約部350Aおよび集約部350Bは、流動媒体を保持せずともよい。この場合、集約部350Aおよび集約部350Bは、水冷されるとよい。
In addition, in the first to fourth embodiments, the case where the
また、上記第1~第4の実施形態において、案内部240(240A、240B)が、立設板244を備える場合を例に挙げた。しかし、案内部240(240A、240B)は、立設板244を備えずともよい。同様に、第2の実施形態において、集約部350Aおよび集約部350Bが、立設板244を備える場合を例に挙げた。しかし、集約部350Aおよび集約部350Bは、立設板244を備えずともよい。この場合、板本体242のエッジ部に剛体(角棒、または、レール鋼)が取り付けられるとよい。これにより、板本体242の耐摩耗性、および、摩耗代(寿命)を向上させることができる。
Further, in the above-described first to fourth embodiments, the case where the guide portion 240 (240A, 240B) includes the standing
また、上記第1の実施形態、第3の実施形態、および、第4の実施形態において、流動媒体供給口212aが上面部212に設けられる場合を例に挙げた。しかし、流動媒体供給口212aは、背面部216a、側面部216b、または、側面部216dに設けられてもよい。この場合、集約部350Aまたは集約部350Bを備えるとよい。これにより、集約部350Aまたは集約部350Bは、原料を流動媒体の流れに同伴させて流動層R内に沈降させつつ、背面部216a、側面部216b、または、側面部216dの摩耗を抑制することが可能となる。
Further, in the above-described first, third, and fourth embodiments, the case where the fluid
また、第1の実施形態、第3の実施形態、および、第4の実施形態のガス化炉140は、集約部350Aを備えてもよい。これにより、上面部212に設けられる流動媒体供給口212aを通じて収容槽210内に落下する流動媒体が側面部216b、216dに接触する事態を回避することができる。なお、集約部350Aを備える場合、流動媒体供給口212aは、側面部216b、216dから所定距離離隔せずともよい。
Moreover, the
また、上記第2の実施形態において、集約部350Aおよび集約部350Bが、案内部240の上方に設けられる場合を例に挙げた。しかし、集約部350Aおよび集約部350Bは、案内部240の下方に設けられてもよい。また、集約部350Aおよび集約部350Bと、案内部240との鉛直方向に位置は等しくてもよい。
Further, in the above-described second embodiment, the case where the collecting
また、流動媒体供給口は、上面部212および背面部216a、216b、216cに設けられてもよい。
Also, fluid medium supply ports may be provided in the
また、上記第1の実施形態および第2の実施形態において、ガス化ガス製造装置100、300が、精製装置150を備える構成を例に挙げた。しかし、精製装置150は、必須の構成ではない。
Further, in the first embodiment and the second embodiment, the gasification
また、上記第1の実施形態において、原料供給部130がホッパ132およびロータリーバルブ136を備える構成を例に挙げた。しかし、原料供給部130は、ガス化炉140内に形成される流動層Rの表層に原料を供給させることができれば、構成に限定はない。
Moreover, in the said 1st Embodiment, the structure with which the raw
100:ガス化ガス製造装置 122:第3ダクト(流動媒体供給部) 122A:第3ダクト(流動媒体供給部) 122B:第3ダクト(流動媒体供給部) 130:原料供給部 140:ガス化炉 212:上面部 212a:流動媒体供給口 214:底面部 216a:側面部 216b:側面部 216c:側面部 216d:側面部 218a:原料供給口 218b:流動媒体排出口 240:案内部 240A:案内部 240B:案内部 242:板本体(案内板、第1の集約板、第2の集約板) 300:ガス化ガス製造装置 312:流動媒体供給口(第1の流動媒体供給口) 314:流動媒体供給口(第2の流動媒体供給口) 340:ガス化炉 350A:集約部(第1の集約部) 350B:集約部(第2の集約部) 430:流動媒体供給部 432:供給室 530:流動媒体供給部 532:供給室
100: Gasification gas production device 122: Third duct (fluid medium supply unit) 122A: Third duct (fluid medium supply unit) 122B: Third duct (fluid medium supply unit) 130: Raw material supply unit 140: Gasification furnace 212:
Claims (7)
前記側面部に設けられる原料供給口を通じて、前記ガス化炉内に原料を供給する原料供給部と、
前記上面部および前記側面部のいずれか一方または両方に設けられる流動媒体供給口を通じて、前記ガス化炉内に流動媒体を供給する流動媒体供給部と、
前記側面部における前記原料供給口の上方から前記ガス化炉内に突出する案内板を有し、前記流動媒体供給口を通じて前記ガス化炉内に落下した流動媒体の少なくとも一部が衝突する案内部と、
を備えるガス化ガス製造装置。 a gasification furnace having a top surface, a bottom surface provided below the top surface, and a side surface connected to the top surface and the bottom surface;
a raw material supply unit that supplies raw materials into the gasification furnace through a raw material supply port provided in the side surface;
a fluidizing medium supply unit that supplies a fluidizing medium into the gasification furnace through a fluidizing medium supply port provided in one or both of the top surface and the side surface;
A guide portion having a guide plate protruding into the gasification furnace from above the raw material supply port in the side portion, and with which at least part of the fluidized medium that has fallen into the gasification furnace through the fluidized medium supply port collides. and,
A gasification gas production device comprising:
前記側面部に設けられる原料供給口を通じて、前記ガス化炉内に原料を供給する原料供給部と、
前記ガス化炉の上面部または側面部のいずれか一方または両方に設けられる流動媒体供給口に連通する供給室を有し、前記供給室および前記流動媒体供給口を通じて、前記ガス化炉内に流動媒体を供給する流動媒体供給部と、
前記供給室を構成する第1の側壁から突出して前記供給室内に設けられる案内板を有し、前記供給室に導かれた流動媒体の少なくとも一部が衝突する案内部と、
を備え、
前記案内板の先端は、前記第1の側壁と対向する第2の側壁と離隔し、
前記案内板に衝突した前記流動媒体は、前記案内板の先端と前記第2の側壁との間の間隙を落下し、前記流動媒体供給口を通じて、前記ガス化炉内へ供給されるガス化ガス製造装置。 a gasification furnace having a top surface, a bottom surface provided below the top surface, and a side surface connected to the top surface and the bottom surface;
a raw material supply unit that supplies raw materials into the gasification furnace through a raw material supply port provided in the side surface;
It has a supply chamber that communicates with a fluidizing medium supply port provided on either or both of the upper surface portion and the side surface portion of the gasification furnace. a fluid medium supply unit that supplies the medium;
a guide portion having a guide plate protruding from a first side wall that constitutes the supply chamber and provided in the supply chamber, with which at least part of the fluidized medium guided to the supply chamber collides;
with
a tip of the guide plate is separated from a second side wall facing the first side wall;
The fluidized medium collides with the guide plate, falls through the gap between the tip of the guide plate and the second side wall, and is fed into the gasification furnace through the fluidized medium supply port. Manufacturing equipment.
前記流動媒体供給口は、第1の流動媒体供給口と、第2の流動媒体供給口とを有し、
前記第1の側面部から前記ガス化炉内に突出する集約板を有し、前記第1の流動媒体供給口を通じて前記ガス化炉内に落下した流動媒体の少なくとも一部が衝突する第1の集約部と、
前記第2の側面部から前記ガス化炉内に突出する集約板を有し、前記第2の流動媒体供給口を通じて前記ガス化炉内に落下した流動媒体の少なくとも一部が衝突する第2の集約部と、
を備える請求項1から3のいずれか1項に記載のガス化ガス製造装置。 The gasification furnace has a first side surface and a second side surface facing the first side surface,
The fluid medium supply port has a first fluid medium supply port and a second fluid medium supply port,
A first plate having a collecting plate protruding into the gasification furnace from the first side surface, and collides with at least part of the fluidized medium that has fallen into the gasifier through the first fluidized medium supply port. an aggregator;
A second flow medium having a collecting plate protruding into the gasification furnace from the second side surface, and collides with at least part of the fluidized medium that has fallen into the gasifier through the second fluidized medium supply port. an aggregator;
The gasification gas production apparatus according to any one of claims 1 to 3, comprising:
前記流動媒体供給口は、前記原料供給口と前記流動媒体排出口との間に設けられる請求項1から6のいずれか1項に記載のガス化ガス製造装置。 The gasification furnace has a fluidized medium discharge port provided on the side surface,
The gasification gas production apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the fluid medium supply port is provided between the raw material supply port and the fluid medium discharge port.
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