JPH0517030A

JPH0517030A - 粉末固体搬送装置及び方法

Info

Publication number: JPH0517030A
Application number: JP19741091A
Authority: JP
Inventors: Shinji Tanaka; 真二田中; Shuntaro Koyama; 俊太郎小山; Sadao Takahashi; 貞夫高橋; Akio Ueda; 昭雄植田
Original assignee: Babcock Hitachi KK; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1991-07-12
Publication date: 1993-01-26
Anticipated expiration: 2011-01-31
Also published as: JPH089426B2

Abstract

(57)【要約】【目的】供給ホッパ側の排出状態に影響されず、原料
供給量の制御が容易にでき、しかも安定に連続供給でき
る粉末固体搬送装置を得る。【構成】供給ホッパ１０から原料粒子３を排出させる
ための定量排出用フィーダ１３によって、原料粒子３を
自由落下させ、１３下部に設置したいつ流連結管１５内
に供給し、１５内には原料粒子３がなくならないように
常に供給し、１５内の充填量があるレベルで一定になる
ように調節する。いつ流連結管１５の外壁には、重量測
定用のロードセル３６と充填レベル測定用の差圧計１８
を有する。１５下部には、原料供給量調節用のフィーダ
１４を設置し、原料の供給量を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末固体を定量的に搬
送する装置に係り、特に粉末固体を高圧系のガス化炉等
に安定に供給する粉末固体搬送装置及び方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉末固体を定量的に排出、搬送す
る手段としてロータリフィーダ、スクリュウフィーダ及
びテーブルフィーダ等の手段によって、各貯槽タンクか
ら定量的に排出させ自由落下させた後、搬送ガスで強制
的に搬送先へ供給する方式を採用した例が多い。代表的
な例を図７（特開昭５８−１６４６９２号公報）に示
す。図のように、常圧ホッパ２、中間加圧ホッパ５、供
給加圧ホッパ１０と各部を連結する連結管３２、延びち
じみ可能な収縮管３８、フィーダ１４及びホッパ加圧用
ガス導入系の電磁弁６、２０及び重量測定用のロードセ
ル７、１１から成り、常圧ホッパ２、中間加圧ホッパ
５、供給加圧ホッパ１０の順に接続されている。粉砕し
た原料粒子３はまず、常圧ホッパ２に入りホッパ２の下
に設置したバルブ４により、常圧にしている中間加圧ホ
ッパ５内に充填する。粒子で充満された中間加圧ホッパ
５は上、下に設置したバルブ４、バルブ８を閉じ、電磁
弁６から窒素または不活性ガスを導入して加圧する。一
方、供給加圧ホッパ１０は通常、原料粒子３を処理する
ガス化炉の圧力よりやや高めで常時運転し、圧力差によ
りガス化炉内へ粒子を気流輸送している。供給加圧ホッ
パ１０のレベルが所定値以下になったら中間加圧ホッパ
５下の粉末排出バルブ８を閉じ、供給加圧ホッパ１０へ
の移送を開始する。供給加圧ホッパ１０内には常時粉体
をためておく。中間加圧ホッパ５が空になったら、粉体
排出バルブ８を閉にした後、ガス抜き出し弁２２を開に
し、５内の圧力を常圧にした後、弁４を開にして常圧ホ
ッパ２から粒子３を供給する。これがロックホッパ方式
の乾式固体供給方式である。

【０００３】この技術において、原料の湿り度、原料
の性状（粒径、充填密度、嵩密度及び付着性等）やホッ
パ出口構造等によるホッパ内でのブリッジ、ファンネル
フロー形成によって粒子の排出が不連続になる。定常
時、原料供給量の負荷変化時及び何等かの原因によるガ
ス化炉圧力の変動時においても原料を安定に供給するこ
と、原料を一定に制御することは至難であった。ま
た、原料を安定にガス化炉内に供給できないとガス化炉
内温度が変化したり、ガス化炉から生成するガス組成が
変動し、ガス化炉安定運転に悪影響を与える原因にもな
る。よって、これらの課題を回避し、安定に供給でき、
かつ原料供給量制御を効果的にできれば、ガス化炉安定
運転かつ運転操作性の向上を図る上で好適になる。

【０００４】従来、これらを安定に搬送する手段とし
て、下記に上げる方法が知られている。（１）上記に対しては、バイブレータ、機械的手段
（攪拌翼または攪拌板）及びエアレーション等によって
ホッパ内粒子に流動を与える方式（特開昭５８−２２０
０２０号、同５８−２２００２１号各公報）。（２）供給ホッパとロータリフィーダとの間に抽気室を
設けることにより、ロータリフィーダ下方からの上昇ガ
スが抽気管路から抽出されるため、粉粒体の定量供給が
安定に行われる方法（特開昭５２−１８９８５号公
報）。（３）粉粒体の定量性を保つために、供給ホッパ下部に
スクリュウフィーダ等の排出装置、流量弁及び供給ホッ
パの残量が確認できるようにレベル計等を設置すること
による定量搬送方法（特開昭５６−７５３２１号公
報）。等である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】乾式供給方式により原
料を安定に供給する方式として前記の（１）、（２）、
（３）が知られている。ところで、（１）方式におい
て、ホッパとフィーダを組み合わせ、ホッパからの粒子
の排出を連続的に行うことにより安定搬送が達成される
が、付着性の強い原料（液化残渣等）に対しては、ホッ
パ内傾斜部に設置した流動化用ガス流通孔から少量のガ
ス（不活性ガス、窒素等）を流通しただけでは効果がな
く、多量のガスが必要なことから、ガス化炉内での温度
及びガス化効率等に悪影響を及ぼす危険性がある。ま
た、ホッパ内に攪拌器等の機械的手段を設置することも
効果的であるが、そのためのシール部構造が複雑になる
とともにコスト高になる欠点がある。

【０００６】また、（２）、（３）方式とも定量排出及
び搬送させるためには、ホッパ内の粒子が連続的、か
つ、定量的にフィーダ部へ落下することが重要である。
しかし、実際には、ホッパ出口構造、石炭の性状特に、
粒径、嵩密度及び付着性及び原料の湿り度等によってホ
ッパ内における流動性には差がある。ある炭種では定量
的に排出しても、ある炭種によってはホッパ内充填密度
や内壁部への付着等により、排出が不連続になる欠点が
あり、搬送条件（供給ホッパ圧力、搬送用ガス量）等が
一定にもかかわらず原料供給量が大幅に変化する問題が
生じた。そこで、本発明の目的は、供給ホッパからの原
料粒子の排出状態に影響されないで、安定に供給できか
つ供給量制御が容易にできる粉体搬送装置及び方法を提
供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
には、本発明では、一列に備えられた一つの常圧ホッパ
と二つの加圧ホッパ、粉末固体排出用のフィーダ及び混
合器より構成されるロックホッパ方式で、粉末固体を搬
送する粉末固体搬送装置において、前記フィーダとして
１個以上の定量排出用の第１フィーダと１個以上の供給
量調節用の第２フィーダとを備えたことを特徴とする粉
末固体搬送装置としたものである。そして、上記装置に
おいて、第１フィーダと第２フィーダの間にいつ流連結
管を有し、該いつ流連結管の外壁に重量測定用のロード
セルと充填レベル確認用の差圧計を有するのがよい。

【０００８】また、上記他の目的を達成するために、本
発明では、一つの常圧ホッパと二つの加圧ホッパ、粉末
固体排出用のフィーダ及び混合器を一列に備え、ロック
ホッパ方式で、粉末固体を搬送する粉末固体搬送方法に
おいて、前記フィーダとして定量排出用の第１フィーダ
と供給量調節用の第２フィーダとを備え、該第１、第２
フィーダによって、粉末固体の搬送量を制御することを
特徴とする粉末固体搬送方法としたものである。上記方
法において、粉末固体の搬送量の制御は、供給ホッパ外
壁に設置したロードセルによる重量変化信号を基に、第
２フィーダの回転数を調節して行い、第１フィーダと第
２フィーダの最大排出容量は、第２フィーダより第１フ
ィーダを大きくし、また、第１フィーダと第２フィーダ
の間にいつ流連結管を設けて、該いつ流連結管内に一定
レベルの粉末固体を充填させて行うのがよく、さらに、
いつ流連結管の外壁に設けた重量測定用のロードセルと
充填レベル確認用の差圧計の信号により、いつ流連結管
内の粉末固体充填量が増減した場合には、第１フィーダ
の回転数を変化させて行うことができる。また、前記の
粉末固体搬送装置は、粉末固体燃料を反応炉に供給する
原料供給装置と反応炉及び反応炉から排出するガスの処
理系からなる固体燃料処理装置の原料供給装置として用
いることができ、この装置は、ガス化炉、燃焼炉、ボイ
ラ等に適用することができる。

【０００９】上記のように、本発明は、石炭の性状及び
ホッパ出口構造によるホッパからの不連続排出の影響等
によらず、原料供給量を安定に制御する手段として、ホ
ッパ下部に定量排出用のフィーダ（以下、第１フィーダ
と称す）と供給量調節用のフィーダ（以下、第２フィー
ダと称す）を上下に設置し、その第１フィーダと第２フ
ィーダの間に常時、あるレベルで粒子が充填するいつ流
連結管からなる原料供給装置を設置することにより、圧
力の高い炉へ安定に連続供給できるようにしたものであ
る。

【００１０】すなわち、供給ホッパ下部に第１フィーダ
と第２フィーダを上下に設置する。第１フィーダは、ホ
ッパからの排出のみに使用し、第２フィーダは、原料供
給量の調節用として使用する。その第１フィーダと第２
フィーダの間に常時、あるレベルの原料粒子を充填する
いつ流連結管を設置する。そのいつ流連結管の外壁に
は、重量測定用のロードセル及び粒子充填レベルを検知
する差圧計を備え、いつ流連結管内の充填重量及び充填
レベルがある設定値に対して変化した場合には、第１フ
ィーダの回転数を調節することにより、充填レベルを一
定に維持する。また、いつ流連結管内の充填量及び充填
レベルが一定にもかかわらず供給量が変化する場合に
は、第２フィーダの回転数を調節することにより供給量
を制御するものである。よって、いつ流連結管内に常時
原料粒子を充填することにより、粉末固体を安定に圧力
の高い炉等に供給可能にしたものである。

【００１１】

【作用】本発明の粉末固体搬送方法は、第１フィーダと
第２フィーダを上下に設置したものである。すなわち、
供給ホッパ下部に排出用のフィーダと供給量調節用のフ
ィーダを上下に設置する。第１フィーダは、ホッパから
の排出のみに使用し、第２フィーダは、原料供給量の調
節用として使用する。その第１フィーダと第２フィーダ
の間に、常時あるレベルで粒子が充填するいつ流連結管
を設置した。そのいつ流連結管の外壁には、重量測定用
のロードセル及び粒子充填レベルを検知する差圧計を設
置した。いつ流連結管内の充填重量及び充填レベルがあ
る設定値よりも増減した場合には、第１フィーダの回転
数を調節することにより、充填レベルを一定に維持す
る。また、いつ流連結管内の充填量及び充填レベルが一
定にもかかわらず供給量が変化する場合には、第２フィ
ーダの回転数を調節することにより供給量を制御するも
のである。したがって、フィーダを複数個設置し、いつ
流連結管内に常時粉体が充満させることによって、ホッ
パ側におけるブリッジ及びファンネルフロー等の形成に
よる不連続排出の影響による供給量不安定化が解除で
き、安定に搬送できるとともに供給量制御が容易にでき
るように図ったものである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面を用いて説明するが、本
発明はこれらの実施例に限定されない。実施例１図１は、本発明を用いた時の原料供給装置の概略図であ
る。本発明の詳細を図１にしたがって説明する。本装置
は図のように、常圧ホッパ２、中間加圧ホッパ５、供給
加圧ホッパ１０と各部を連結する連結管３２、延びちじ
み可能な収縮管３８、フィーダ１３、及び１４及びホッ
パ加圧用ガス導入系の電磁弁６、２０及び重量測定用の
ロードセル７、１１から成り、常圧ホッパ２、中間加圧
ホッパ５、供給加圧ホッパ１０の順に接続されている。
各ホッパへの原料粒子３の移送操作について、以下説明
する。粉砕された原料粒子３はまず、常圧ホッパ２に入
りホッパ２の下に設置したバルブ４により、常圧にして
いる中間加圧ホッパ５内に充填する。粒子で充満された
中間加圧ホッパ５は上、下に設置したバルブ４、バルブ
８を閉じ、電磁弁６から窒素または不活性ガスを導入し
て加圧する。一方、供給加圧ホッパ１０は通常、原料粒
子３を処理するガス化炉の圧力よりやや高めで常時運転
し、圧力差によりガス化炉内へ粒子を気流輸送してい
る。供給加圧ホッパ１０のレベルが所定値以下になった
ら中間加圧ホッパ５下の粉体排出バルブ８を開にし、供
給加圧ホッパ１０への移送を開始する。供給加圧ホッパ
１０内には常時粉体をためておく。中間加圧ホッパ５が
空になったら、粉体排出バルブ８を閉にした後、ガス抜
き出し弁２２を開にし、５内の圧力を常圧にした後、弁
４を開にして常圧ホッパ２から粒子３を供給する。供
給加圧ホッパ１０には、上記原料粒子３を充填するため
のいつ流管３２、圧力調節弁９、加圧用ガス電磁弁２
０、重量測定用のロードセル１１、粉体排出用フィーダ
１３、いつ流連結管１５、原料供給量調節用フィーダ１
４等を備えている。また、フィーダ１４下部には窒素又
は不活性ガス等２４を供給し、原料粒子３を搬送するた
めの粉体供給室（混合器又はエダクタ）２６を設けてい
る。

【００１４】この供給加圧ホッパ１０下部の詳細図を図
２に示し、本図を用いて本発明を詳細に説明する。図２
は、加圧供給ホッパ１０、排出用フィーダ（第１フィー
ダ）１３、いつ流連結管１５、供給量調節用フィーダ
（第２フィーダ）１４より構成される。以下、その操作
手順について説明する。供給ホッパ１０から原料粒子３
を排出させるためのフィーダ１３によって、自由落下さ
せ、１３の下部に設置したいつ流連結管１５に供給す
る。フィーダ１３は、加圧供給ホッパ１０内における粉
体の排出状態に影響されても、ある一定量を排出させる
だけでよい。いつ流連結管１５内には、常に１３より原
料粒子３を供給し、１５内の充填量があるレベルで一定
になるように、１３により調節する。いつ流連結管１５
の外壁には、重量測定用のロードセル３６と充填レベル
測定用の差圧計１８を有する。また、１５上下部には、
１３、１４、フィーダ部の振動、重量等の影響を受けな
いように収縮管３７を有する。１５の下部には、原料供
給量調節用のフィーダ１４を設置し、原料の供給量を調
節し、自由落下させた後エダクタ２６に供給し、搬送用
ガス（不活性ガス又は窒素ガス）２４によりガス化炉に
供給する。

【００１５】１４と１３のフィーダの最大排出容量は、
かならず１３＞１４とし、いつ流連結管１５内の重量又
は充填レベルをかならず一定に維持する。もし１５内の
レベルが何等かの原因で低くなった場合には、１３の回
転数を設定回転数よりも多くし、供給ホッパ１０からの
排出量を増大させる。また、レベルが高くなった場合に
は、フィーダ１３の回転数を少なくするか一時的に停止
し、レベルが設定値に近ずくまでその状態を維持する。
また、いつ流管内の充填量及び充填レベルが一定にもか
かわらず供給量が変化した場合には、第２フィーダの回
転数を調節することにより供給量を制御し、粉末固体を
安定に圧力の高い炉等に供給可能にしたものである。フ
ィーダ１４からの排出量が定常であるか否かの判断は、
ロードセル３６による充填重量や差圧計１９により差圧
レベルを監視する。

【００１６】従来の供給ホッパ１０下部に排出用及び原
料供給量調節用両方の機能を備えたフィーダを１個設置
した時の原料供給量の変化状況を図５に示す。図のよう
に、ある時間では、設定値に対して変化は少ないが、あ
る所では供給量が多くなったり少なくなったりして、変
化が激しくなり、安定な供給量制御が不可能であった。
その理由として、前述したようにホッパ出口構造及び使
用原料の性状等の影響による流動性の悪化に起因するた
めと考える。そこで、フィーダの役割を排出用と原料供
給量調節用に分割し、常時原料供給量調節用フィーダに
定量的に供給さえすれば、上記欠点による影響を抑制さ
れ安定に制御できるのではないかと考え、本発明の方式
にした。その結果を図６に示す。図６のように、図５に
比べて設定値に対する変動も少なく、その結果が有効で
あることがわかった。

【００１７】実施例２図３及び４は、図２と同等の効果を有する粉末固体搬送
装置である。図３は、図２のいつ流連結管部の構造を簡
略化したものであり、いつ流連結管の外壁部には粒子充
填レベル測定用の差圧計のみを設置したものであり、そ
の他の機構については図２と同等である。図４は、定量
性の向上のためにフィーダを増設したものであり、最上
部のフィーダで定量排出させ、中間フィーダで定量的に
供給量を設定し、最下段のフィーダで供給量を微調節す
るものであり、供給量制御をより綿密に実施させる効果
を有するものである。本発明は、ガス化炉、燃焼炉及び
ボイラ等に限らず、すべての粒子固体供給系に適用でき
るものである。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、フィーダを供給ホッパ
下部に直列に複数個設置し、フィーダの間にある一定レ
ベルに原料粒子が充満した容器を設置することにより、
流入側における粒子の停滞による排出不連続の影響もな
く、定量的に排出し、供給量を容易に制御でき、安定し
た搬送が可能になるという作用効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を原料供給系に設置した時の概略図であ
る。

【図２】本発明の粉体搬送装置の部分断面図である。

【図３】本発明と同等の効果を有する粉体搬送装置の部
分断面図である。

【図４】本発明と同等の効果を有する粉体搬送装置の部
分断面図である。

【図５】従来法による供給量制御の結果を示すグラフで
ある。

【図６】本発明の粉体搬送装置を設置した時の供給量制
御の結果を示すグラフである。

【図７】従来法の原料供給系の概略図である。

【符号の説明】

１．原料送入管２．常圧ホッパ３．原料粒子４．バルブ５．中間加圧ホッパ６．電磁弁７．ロードセル８．バルブ９．供給加圧ホッパ圧力調節弁１０．供給加圧
ホッパ１１．ロードセル１２．自動開閉
バルブ１３．排出用フィーダ（第１フィーダ）１４．原料供給
量調節用フィーダ（第２フィーダ）１５．いつ流連結管１６．排出用フ
ィーダ用モータ１６′．フィーダ用モータ１７．差圧取り
だし配管１８．差圧計Ｉ１９．差圧計II ２０．加圧用ガス電磁弁２１．供給加圧
ホッパ内ガス排出管２２．排出用電磁弁２２′．排出用
電磁弁２３．排出管２４．搬送用ガス（不活性ガス又は窒素）２５．原料搬送管２６．エダクタ
（混合器）２７．第１フィーダ内ロータ２８．第２フィ
ーダ内ロータ２９．洩れガス抜きバルブ２９′．洩れガ
ス抜きバルブ３０．洩れガス抜きバルブ３１．洩れガス
抜き管３２．連結管３３．中間加圧
ホッパレベル計３４．供給加圧ホッパレベル計３５．ガス化炉３６．いつ流管部ロードセル３７．収縮管３８．ホッパ連結用収縮管３９．微調節用
フィーダ４０．微調節用フィーダ部ロータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋貞夫茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者植田昭雄広島県呉市宝町３番36号バブコツク日立株式会社呉研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一列に備えられた一つの常圧ホッパと二
つの加圧ホッパ、粉末固体排出用のフィーダ及び混合器
より構成されるロックホッパ方式で、粉末固体を搬送す
る粉末固体搬送装置において、前記フィーダとして１個
以上の定量排出用の第１フィーダと１個以上の供給量調
節用の第２フィーダとを備えたことを特徴とする粉末固
体搬送装置。
【請求項２】前記第１フィーダと第２フィーダの間に
いつ流連結管を有することを特徴とする請求項１記載の
粉末固体搬送装置。
【請求項３】前記いつ流連結管の外壁に重量測定用の
ロードセルと充填レベル確認用の差圧計を有することを
特徴とする請求項２記載の粉末固体搬送装置。
【請求項４】一つの常圧ホッパと二つの加圧ホッパ、
粉末固体排出用のフィーダ及び混合器を一列に備え、ロ
ックホッパ方式で粉末固体を搬送する粉末固体搬送方法
において、前記フィーダとして定量排出用の第１フィー
ダと供給量調節用の第２フィーダとを備え、該第１、第
２フィーダによって、粉末固体の搬送量を制御すること
を特徴とする粉末固体搬送方法。
【請求項５】前記粉末固体の搬送量の制御は、供給ホ
ッパ外壁に設置したロードセルによる重量変化信号を基
に、第２フィーダの回転数を調節して行うことを特徴と
する請求項４記載の粉末固体搬送方法。
【請求項６】前記粉末固体の搬送量の制御は、第１フ
ィーダと第２フィーダの間にいつ流連結管を設けて、該
いつ流連結管内に一定レベルの粉末固体を充填させて行
うことを特徴する請求項４記載の粉末固体搬送方法。
【請求項７】前記粉末固体の搬送量の制御は、いつ流
連結管の外壁に設けた重量測定用のロードセルと充填レ
ベル確認用の差圧計の信号により、いつ流連結管内の粉
末固体充填量が増減した場合には、第１フィーダの回転
数を変化させて行うことを特徴とする請求項６記載の粉
末固体搬送方法。
【請求項８】前記粉末固体の搬送量の制御は、第１フ
ィーダと第２フィーダの最大排出容量を、第２フィーダ
より第１フィーダを大きくして行うことを特徴とする請
求項４記載の粉末固体搬送方法。
【請求項９】粉末固体燃料を反応炉に供給する原料供
給装置と反応炉及び反応炉から排出するガスの処理系か
らなる固体燃料処理装置において、請求項１、２又は３
記載の粉末固体搬送装置を前記原料供給装置として用い
ることを特徴とする固体燃料処理装置。
【請求項１０】前記反応炉が、ガス化炉、燃焼炉又は
ボイラからなることを特徴とする請求項９記載の固体燃
料処理装置。