JPH02229887A - 2段の流動床炉を有する流動床炉装置 - Google Patents

2段の流動床炉を有する流動床炉装置

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JPH02229887A
JPH02229887A JP4987589A JP4987589A JPH02229887A JP H02229887 A JPH02229887 A JP H02229887A JP 4987589 A JP4987589 A JP 4987589A JP 4987589 A JP4987589 A JP 4987589A JP H02229887 A JPH02229887 A JP H02229887A
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JP
Japan
Prior art keywords
fluidized bed
gasifier
fluidized
particles
furnace
Prior art date
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Pending
Application number
JP4987589A
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English (en)
Inventor
Kenji Tagashira
健二 田頭
Yajuro Seike
清家 弥十郎
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流動層方式の石炭ガス化炉、各種化学プラン
トにおける流動層反応装置等の2段の流動床炉な有する
流動床炉装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の加圧2段流動床石炭ガス化炉の例を第2図K示す
図中、4は微粉炭供給系統43より微粉炭が供給される
第1ガス化炉であり、その下部に分散目皿2が取り付け
られ、その内部に流動層ク,7リーボー}−”24が形
成される。原料供給系統あより石炭粒子が供給される上
段の第2ガス化炉6の下部には、分散目皿がか取り付け
られ、その上部に流動層nおよびフリーボード3が形成
される。上記の第1ガス化炉4と第2ガス化炉5とは、
粒子移送管Iで接続されており、第2ガス化炉5の差圧
検出・制御系詞の信号によって、粒子移送管美に設けら
れたロータリ弁四が操作されて、第2ガス化炉5の流動
層nの高さを制御する。第1ガス化炉21の差圧検出・
制御系おの系統も、第1ガス化炉2lの下部に接続され
た灰排出系統45のロータリ弁45′を操作し、第1ガ
ス化炉21の流動層乙の高さを同様に制御する. 上記第2ガス炉5からガスと共に排出され第lサイク四
ン37と第2サイクロン羽で回収された粒子は、それぞ
れ粒子循環系統40と循環テヤー供給系統42を経て第
2ガス化炉5と第1ガス化炉21へもどされて、未燃炭
素分の少ない反応を実現させるようになっている。
なお、図中の他の符号は次の部材を示している。
31・・・第1ガス化炉21を出る粒子(灰)を回収す
るサイクロン、鵠・・・第1ガス化炉21とサイクロン
支間のガス連通管、あ・・・第2ガス化炉5への原料供
給系統、%,44・・・第2及び第1ガス化炉へのガス
化剤供給系統、於・・・サイクロン謔に接続された生成
粗ガス排出管、41・・・循環チャー供給系統42に設
けられた微粒チャー回収・循環ホッパ、43・・・第1
ガス化炉とへの粉炭供給系統、46・・・灰の排出系統
〔発明が解決しようとする課題〕
第2図に示した構成の従来の2段流動床石炭ガス化炉を
、実際に運用する場合、次のような問題が発生する。
(1)第2ガス化炉が,第1ガス化炉21とも流動層高
を検出するのに、1台の差圧変換器あ,33を使用して
いるため、燃料の違い、流動状態の変化等が発生したと
きに、差圧と流動層高との関係が、一定でなくなり、流
動層の高さを正確に制御することができない。
(2)第2ガス化炉5から抜き出した粒子が、第1ガス
化炉21のフリーボードU部分へ供給されるため、該粒
子が第1ガス化炉21でほとんど反応しないまま飛び出
して、サイクロン31で回収され、灰として系外に排出
される。このため、未燃分の損失がふえる。
(3}  第2ガス化炉5から、第1ガス化炉21への
粒子循環系に機械的なフィーダであるロータリ弁四を使
用しているため、高温・高圧下では、信頼性に欠ける。
本発明は、従来の2段流動床石炭ガス炉等の2段流動床
炉を有する流動床炉装置のもつ上記問題点を解決しよう
とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の2段の流動床炉を有する流動床炉装置は、上段
の流動床炉下部と下段の流動床炉の流動層部とを連結し
バルプを備えた粒子移送管,上段の流動層炉の流動層全
体の圧力損失と同流動層の部分的圧力損失とをそれぞれ
検出し流動層高さを求める検出・演算機構,及び上記検
出・演算機構の信号が入力され上段の流動床炉の流動層
高さK応じて上記粒子移送管の弁を制御する装置を備え
た。
〔作 用〕
本発明では、上段の流動床炉かも抜き出された粒子は、
粒子移送管によって下段の流動床炉の流動層内へ供給さ
れるためκ、該粒子が反応しないまま下段の流動床炉か
ら飛び出すことがなく、粒子の損失が低減される。
流動層は、運転下、場所にかかわりなく均一の状態とな
っているために、層の最下部から最上部までの圧力分布
は直線的になっている。従って、粒子密度,空げき本等
が変っても、流動層の全体の圧力損失と部分的な圧力損
失を検出することによって、流動膚高さを求めることが
できる。本発明では,上段の流動床炉の流動層の全体の
圧力損失と部分的圧力損失をそれぞれ検出して流動層高
さを求め、この求められた流動層の高さに応じて粒子移
送管の弁を制御して、上段の流動床炉から下段の流動床
炉へ供給される粒子の量を制御することによって、上段
の流動床炉の流動層の高さは正確に所定値に維持される
また、上記粒子移送管の弁を、機械的なロータリフィー
ダ等とせずニエーマチツクパルプにすれば、高温・高圧
下でも信頼性が低下することはな一隻。
〔実施例〕
以下、本発明に係わる1実施例を第1図の構成概念図に
より説明する。
図中、21は下段の第1ガス化炉であり、下部に分散目
皿nが設けられ、その内部の下部に流動層n5上部にフ
リーボード冴が形成されている。5は、と段の第2ガス
化炉であり、下部に分散目皿3があり、その内部の下部
に流動層n、上部にフリーボート゛郡が形成されている
。これら第1ガス化炉21と第2ガス化炉がとの間には
、第2ガス化炉5の流動層nの底部と第1ガス化炉2l
の流動層nとを連結し、粒子循環量を制御するためのノ
ズルをもつL形の二一一マチツクバルブ47を備えた粒
子移送管としてのスタント/{イプ凹が立設されている
とともに、第1ガス化炉21のフリーボード冴と第2ガ
ス化炉δの流動層n下部とを連結し、サイクロン31を
備えたガス連通管32が配設されている。また、上記第
1ガス化炉21の流動層乙の底部にはノズルをもつL形
のニエーマチックバルプ絽を備えた灰輸送管としてのス
タント゛パイプ45が配設されている。上記スタンドパ
イプ(9),45の二エーマチックバルプ47 . 4
8は、それぞれコントロールパルプ49.50に接続さ
れていて、図示しないカス源から同コントロールバルプ
49 . 50を経てニューマチツクバルプ47 . 
48のノズルにガスを送って、スタンドパイプ園,45
による粒子又は灰の輸送量が制御されるようになってい
る。
上記第1ガス化炉21および第2ガス化炉5には、それ
ぞれの流動層の下部と7リーボート3の圧力が導かれ流
動層全体の圧力損失を検出する差圧検知器33− a 
, 34− aが設けられ、またそれぞれの流動層の中
間部と7リーボート9の圧力が導かれ流動層の部分的圧
力損失を検出する差圧検知器33− b.34−bが設
けられている。これら検知器33−al羽一b及びあ−
a,34−bの信号は、それぞれ演算器3.3−c及び
34−cに入力され、同演算器33−c,34−cの信
号は、それぞれ上記コントロールバルプ鵠,49に入力
されるようになっている。
本実施例では、上記第2ガス化炉5の流動層γへは原料
供給系統関から石炭粒子が供給される。
また第1ガス化炉21の流動層nへは粉炭供給系統心か
ら微粉炭が供給され、ここでガス化剤供給系統44から
分散目皿nを通じて供給されるガス化剤によって流動状
態で微粉炭のガス化が行なわれる。
上記第2ガス化炉乙においては、その流動層nへ原料系
統友から石炭粒子が供給され、ここでガス化剤供給系統
36から分散目皿3を通じて供給されるガス化剤とサイ
クロン3lを備えたガス連結管支から供給される第1ガ
ス化炉21の生成ガスにより流動状態で石炭粒子がガス
化される。第2ガス化F25の生成ガスは、第1サイク
四ン訂および第2サイクロン謔で粒子を分離した後、生
成粗ガス排出管39から図示していないガス精製系統へ
送られる。
前記第2ガス化炉6の流動層釘における一部の未燃炭素
は、L形のニエーマチツクバルズ47を備えた粒子輸送
管としてのスタント゛パイプ蜀を通して、また一部は、
第2サイクロン関で微粉の状態で捕集され、循環チャー
供給系統(チャーインジェクタなど)42を通して第1
ガス化炉21の流動層るへ供給される。ガス化後の残さ
粒子(灰)は、流動層乙の底部に連結された灰輸送管4
5と一部は、サイクロン31に捕集されて排出系統46
からそれぞれ系外へ排出される。
本実施例では、以上のように、第2ガス化炉6かもスタ
ント9パイプ父を経て第1ガス化炉21へ送られる粒子
は、第1ガス化炉21の流動層お内に供給されるように
なっているために、粒子が反応しない状態で第1ガス化
炉21から飛び出すことが避けられる。
更に、本実施例では、以上のように第1及び第2ガス化
炉のそれぞれにおいて、2個の差圧検出器が設けられ、
その信号によって流動層高さが求められている。以下、
この点について説明する。
流動層装置における流動層部分の圧力分布を考えると、
一般的な運転条件下では、流動層は、その場所にかかわ
りなく均一な状態になっている。
これは、流動層の大きな特徴である。したがって、流動
層部分では、層の最下部から層の最上部までの圧力分布
は、直線的罠なっている。このために、流動層全体の圧
力損失と流動層の部分的な圧力損失が実測できれば、粒
子密度および空げき率を仮定することな《、流動層高が
求まることになる。
本実施例では、各ガス化炉における一台の差圧検出器3
3−a又は34−a の出力が流動層全体の圧力損失を
示し、他の一台の差圧検出器3.3−b又は34−bの
出力が流動層の部分的な圧力損失を示している。これら
の差圧検出器からの出力をそれぞれ、DP1およびDP
2とすると、流動層高さは次式で求めることができる。
ここで、Hは流動層高さ,  DP1は流動層全体の圧
力損失,  DP2はDP1の差圧取出口から既知の距
離だけ離れた位置で測定した流動層の圧力損失,Lは上
記DP2の差圧を取出す差圧取出し口間の距離をそれぞ
れ示す。
一方、二.−マチツクパルプ47および槌は、粒子のa
質上、コントロールバルプ49 . 50を調整して駆
動に使われるガス量を変えることによってスタンドパイ
プ父,45の粒子輸送量を正確に制御することは難しい
。このためK1本実施例においては、本出願人の出願に
係る特許顔昭62 − 173926号に示される方式
を採用する。即ち、二島−マチツクバルプを駆動するガ
ス量を零、もしくは、確実に粒子の輸送が停止する量と
確実に粒子が輸送される量の2種類として、コントロー
ルバルプ49,父をON/OFF方式に制御して駆動ガ
スを二島−マチツクバルプ47 . 48へ噴出させる
。このような条件のもとでは,駆動ガス噴出時間が全運
転時間にしめる割合と粒子輸送量が、次式で示されるよ
うK比例的な関係になるため、非常に制御しやすいもの
になる。このときの粒子輸送量Gξは、次式で表わされ
る。
ここで、G..は駆動ガスを連続的に全運転時間流した
場合の粒子輸送量, Tは二,−マチツクパルプの全運転時間,Σtは二,−
マチツクバルプの全運転時間にしめるコントロールバル
プが開の時間の合計,である。
本実施例では、差圧検出器33− a, 34− a 
で検出された流動層全体の圧力損失の信号と、差圧検出
器aa− b. 34− bで検出された流動層の部分
的圧力損失の信号とに基づいて、演算器羽−c,34−
cにおいて上K説明したように第1及び第2ガス化炉の
流動層田,27の高さを演算し、これに基づいてソレソ
れコントロールバルプ父,49の開の時間(上記ΔT)
を制御することによって,上記の通り粒子の輸送量を正
確に制御し、各ガス化炉の流動層n.27の高さを所定
の値に維持することができる。
また、スタンド・1イプ美,450粒子輸送量の制御の
ために、それぞれノズルをもつニューマチックバルプ4
7 . 48を設けているために、機械的なロータリー
フィータ等のように高温・高圧の状態で信頼性が低下す
ることもない。
なお、上記実施例は石炭ガス化炉に係るものであるが、
本発明は他の化学反応用等の二段式の流動層床炉に適用
することができ、また、流動材(粒子)も石炭に限るも
のではないことはいう迄もない。また、粒子輸送管に用
いられる弁も、二エーマチツクバルプに限られず、条件
に応じて機械式その他の型式のものを使用することがで
きる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は次の効果を奏することが
できる。
(1)2組の流動層の全体の圧力損失と部分的な圧力損
失を検出することによって、粒子の種類,流動状態等に
よらず,正確な流動層高さが求めることができ、これに
基づいて流動層高さを正確に制御することができる。
(2)上段の流動床炉から抜き出した粒子は、下段の流
動床炉の流動層内へ供給されるため、粒子の飛び出しが
防止され、粒子の損失を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る一実施例に係る2段流動床ガス化
炉の構成概念図、第2図は従来の2段流動春ガス化炉の
構成概念図である。 21・・・第1ガス化炉,   22.26・・・分散
目皿,3,27・・・流動層,     24.28・
・・7リーボート9,5・・・第2ガス化炉, 加・・・粒子移送管(スタント゛ノぞイプ),31・・
・サイクロン,32・・・ガス連通管,33− a t
 33−. b * 34− a * 34− b ・
”差圧検出悪,33−c r 34− c・・・演算器
,35・・・原料供給系統,父,44・・・ガス化剤供
給系統,37・・・第1サイクロン,関・・・第2サイ
クロン,39・・・生成粗ガス排出管,切・・・粒子循
環系統, 41・・・微粒チャー回収・循環ホッパ,42・・・循
環チャー供給系統,43・・・粉体供給系統,45・・
・灰輸送!(スタント゜パイプ),46・・・排出系統
,  47.48・・・L形二エーマチックバルプ,4
9.50・・・コントロールメルブ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 上下2段の流動床炉を有する流動床炉装置において、上
    段の流動床炉下部と下段の流動床炉の流動層部とを連結
    する弁を備えた粒子移送管、上段の流動層炉の流動層全
    体の圧力損失と同流動層の部分的圧力損失とをそれぞれ
    検出し流動層高さを求める検出・演算機構、及び上記検
    出・演算機構の信号が入力され上段の流動床炉の流動層
    高さに応じて上記粒子移送管の弁を制御する装置を備え
    たことを特徴とする2段の流動床炉を有する流動床炉装
    置。
JP4987589A 1989-03-03 1989-03-03 2段の流動床炉を有する流動床炉装置 Pending JPH02229887A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001294861A (ja) * 2000-04-13 2001-10-23 Kawasaki Heavy Ind Ltd 地盤改良材の製造方法及び装置
CN104862015A (zh) * 2015-06-01 2015-08-26 上海河图工程股份有限公司 一种两段控温化石燃料气化装置

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