(57)【要約】【課題】洗浄水噴出し部分に洗浄ノズルを用いて、固形粒や錆等の小さい径の異物によって洗浄ノズルの噴出孔が詰まる機会を減らして信頼性を向上することができるとともに、濾過フィルタの寿命を向上させることができる懸濁液濾過機及び懸濁液濾過方法を提供する。【解決手段】懸濁液濾過機１５１において、洗浄管１５６には、複数の洗浄ノズル１５７が、洗浄管１５６の軸長手方向に沿って隣接する洗浄ノズル１５７から噴射する洗浄液Ｃの水流に干渉しない位置にそれぞれが設けられており、複数の洗浄ノズル１５７には、複数の洗浄ノズル１５７から濾過フィルタ１５３の面側に向けて洗浄液Ｃを水平両方向に噴射するように、一対の噴出孔が形成されており、一対の噴出孔は、隣接する複数の洗浄ノズル１５７間で噴射方向がずれるように軸長手方向において千鳥状に形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾過対象である懸濁液を貯水可能な水槽と、
前記水槽内に設置され、前記懸濁液中に含まれる固形物を捕獲する濾過フィルタと、
前記水槽の高さ方向に沿って直線状に伸びるように前記濾過フィルタに面して設けられるとともに、前記濾過フィルタを洗浄するための洗浄液が導入される洗浄管と、
を備え、
前記洗浄管には、複数の洗浄ノズルが、前記洗浄管の軸長手方向に沿って隣接する前記洗浄ノズルから噴射する前記洗浄液の水流に干渉しない位置にそれぞれが設けられており、
前記複数の洗浄ノズルには、前記複数の洗浄ノズルから前記濾過フィルタの面側に向けて前記洗浄液を水平両方向に噴射するように、一対の噴出孔が形成されており、
前記一対の噴出孔は、隣接する前記複数の洗浄ノズル間で噴射方向がずれるように軸長手方向において千鳥状に形成されている懸濁液濾過機。
【請求項２】
前記固形物はスラグであり、前記懸濁液は前記スラグを含むスラグ水である請求項１に記載の懸濁液濾過機。
【請求項３】
前記洗浄管に設けられた複数の前記洗浄ノズルは、前記洗浄管の軸長手方向に沿って直線状に並んで等間隔に設けられている請求項２に記載の懸濁液濾過機。
【請求項４】
前記水槽の鉛直方向上部側に設けられ、前記水槽の上部を前記濾過フィルタ長手方向に往復移動する台車と、
該台車と前記洗浄管とを接続する脱着可能なフランジと、を備える請求項２又は請求項３に記載の懸濁液濾過機。
【請求項５】
前記スラグ水が貯留されるスラグ水貯留部と、
該スラグ水貯留部に導かれた前記スラグを前記スラグ水とともに取り出すスラグ取出部と、
該スラグ取出部に接続されるとともに清浄スラグ水と前記スラグを含む前記スラグ水とに分離するスラグ分離部と、
該スラグ分離部から分離及び排出された前記スラグ水と前記清浄スラグ水の少なくとも一部を濾過する請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の懸濁液濾過機と、
該懸濁液濾過機にて前記スラグを捕獲された濾過水を前記清浄スラグ水と混合して前記スラグ水貯留部に返送するスラグ水返送部と、
を備えるスラグ水濾過循環システム。
【請求項６】
請求項５に記載のスラグ水濾過循環システムを備え、
炭素含有固体燃料を加圧下で加熱してガス化するガス化炉。
【請求項７】
請求項６に記載のガス化炉と、
前記ガス化炉で生成した生成ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービンと、
前記ガスタービンから排出されるタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービンと、
前記ガスタービンおよび／または前記蒸気タービンの回転駆動に連結された発電機と、
を備えるガス化複合発電設備。
【請求項８】
濾過対象である懸濁液を貯水可能な水槽と、前記水槽内に設置され、前記懸濁液中に含まれる固形物を捕獲する濾過フィルタと、前記水槽の高さ方向に沿って直線状に伸びるように前記濾過フィルタに面して設けられるとともに、前記濾過フィルタを洗浄するための洗浄液が導入される洗浄管と、を備え、前記洗浄管には、複数の洗浄ノズルが、前記洗浄管の軸長手方向に沿って隣接する前記洗浄ノズルから噴射する前記洗浄液の水流に干渉しない位置にそれぞれが設けられており、前記複数の洗浄ノズルには、前記複数の洗浄ノズルから前記濾過フィルタの面側に向けて前記洗浄液を水平両方向に噴射するように、一対の噴出孔が形成されており、前記一対の噴出孔は、隣接する前記複数の洗浄ノズル間で噴射方向がずれるように軸長手方向において千鳥状に形成されている懸濁液濾過機を用いた懸濁液濾過方法において、
前記洗浄管に前記洗浄液を導入して、前記一対の噴出孔から前記濾過フィルタに前記洗浄液を噴き付けて前記濾過フィルタの洗浄を行う洗浄工程を含む懸濁液濾過方法。
【請求項９】
前記固形物はスラグであり、前記懸濁液は前記スラグを含むスラグ水である請求項８に記載の懸濁液濾過方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、懸濁液濾過機、これを備えたスラグ水濾過循環システム、ガス化炉、ガス化複合発電設備、及び懸濁液濾過方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガス化炉設備として、石炭等の炭素含有固体燃料をガス化炉内に供給し、炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化することで、可燃性ガスを生成する炭素含有燃料ガス化設備（石炭ガス化設備）が知られている。
【０００３】
このようなガス化炉では、炭素含有固体燃料の灰分が溶融し、スラグとしてガス化炉の下方に設けられたスラグ水貯留部に堆積する。スラグ水貯留部にはスラグ水（冷却水）が貯留されており、スラグはこのスラグ水中に落下して急冷されることにより固化し、破砕される。
【０００４】
このように固化・破砕されてスラグ水貯留部内に溜まったスラグは、ガス化炉の外部に設けられたロックホッパを経てガス化炉の系外へと排出される。スラグはスラグ水に比べて密度が大きいため、従来は特許文献１に開示されているようなスラグ排出システムが提案されている。このスラグ排出システムでは、ロックホッパをガス化炉の側方に配置し、スラグホッパからロックホッパへと連通するスラグ排出ラインを設け、循環ポンプによってスラグ排出ライン中にスラグホッパからロックホッパへの水流を形成し、この水流によってスラグホッパ内のスラグをロックホッパへ排出するようにしている。
【０００５】
また、特許文献２に開示されているスラグ排出システムは、スラグ水貯留部の底部に接続されたスラグ取出部からスラグ水とともにスラグ水貯留部内に溜まったスラグが排出され、所定の濾過器によって濾過された後、冷却器を通って冷却され、循環ポンプにより加圧されて再びスラグ水貯留部に循環される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５７４３０９３号公報
【特許文献２】特開２０１７−２０６５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来より、上記のようにスラグ水貯留部から排出されたスラグとスラグ水との混合物は、まずスラグ分離部（スラグサイクロン）にて粗粒スラグが除去された清浄スラグ水と、粗粒スラグが除去されていないスラグ水とに分離される。スラグ分離部での分離後、ロックホッパを介して粗粒スラグが除去されていないスラグ水は、スラグ脱水貯留槽でさらに分離されて、粗粒スラグが系外へ排出され、スラグ排水ピットへ微粒スラグを含むスラグ水が導かれる。スラグ排水ピットに貯留された微粒スラグが除去されていないスラグ水がスラグ水濾過機にて濾過され、スラグが濾過された濾過水は、スラグ水貯留部側へと返送される。
【０００８】
微粒スラグが除去されていないスラグ水の濾過に使用されるスラグ水濾過機としては、水槽の内部に濾過フィルタ（濾布）を複数設置して、濾布の内側にスラグ水を導いて濾過する構成とした装置が使用されている。この装置の濾布を洗浄する際には、スラグ水濾過機の水槽から水を抜き、洗浄ブラシを用いて、濾布表面に付着したスラグをこそぎ取るようにして除去していた。
【０００９】
しかしながら、前述した洗浄手段では、濾布表面に洗浄ブラシが接触する際に、スラグが濾布の隙間へ押し込まれてしまうなどといった、濾布表面に付着したスラグを十分に除去できない場合があった。このため、濾布表面のスラグを除去するために洗浄ブラシで強くこそぎ過ぎると、濾布表面が損傷して濾布の濾過性能が低下することで、濾布の寿命が短くなる可能性があった。
【００１０】
上記の事情から、濾布への損傷を軽減させるため、洗浄ブラシから洗浄水の水流に変更して濾布表面のスラグを除去することが試みられた。
【００１１】
しかしながら、洗浄水の水流による洗浄方式を採用するに当たっては、スラグ水濾過機のサイズが大きくならないようにするために、洗浄水噴出し部分と濾布との距離を短くする必要があり、洗浄水噴出し部分から濾布に水流を噴射させる長さには制限が生じることになる。
【００１２】
また、スラグ水濾過機が大きくならないようにしながら、濾布表面に広く洗浄水噴出し部分を設けるためには、洗浄水噴出し部分の配置スペースを工夫しながら、洗浄水噴出し部分の数を多くする必要があるが、一方では通常のスラグ水濾過機運転時に洗浄水噴出し部分に固形粒（数百μｍクラス）や錆等の小さい径の異物が詰まる可能性もある。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、洗浄水噴出し部分に洗浄ノズルを用いて、固形粒や錆等の小さい径の異物によって洗浄ノズルの噴出孔が詰まる機会を減らして信頼性を向上することができるとともに、濾布の寿命を向上させることができる懸濁液濾過機及び懸濁液濾過方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示の懸濁液濾過機は、濾過対象である懸濁液を貯水可能な水槽と、前記水槽内に設置され、前記懸濁液中に含まれる固形物を捕獲する濾過フィルタと、前記水槽の高さ方向に沿って直線状に伸びるように前記濾過フィルタに面して設けられるとともに、前記濾過フィルタを洗浄するための洗浄液が導入される洗浄管と、を備え、前記洗浄管には、複数の洗浄ノズルが、前記洗浄管の軸長手方向に沿って隣接する前記洗浄ノズルから噴射する前記洗浄液の水流に干渉しない位置にそれぞれが設けられており、前記複数の洗浄ノズルには、前記複数の洗浄ノズルから前記濾過フィルタの面側に向けて前記洗浄液を水平両方向に噴射するように、一対の噴出孔が形成されており、前記一対の噴出孔は、隣接する前記複数の洗浄ノズル間で噴射方向がずれるように軸長手方向において千鳥状に形成されている。
【００１５】
本開示の懸濁液濾過機においては、洗浄ノズルに、洗浄液を水平両方向に噴射するように一対の噴出孔が形成されている。これにより、特に洗浄管の水平両方向側に濾過フィルタ（濾布）が存在する場合においては、洗浄液を一方向のみに噴射する噴出孔を備えた洗浄ノズルを設ける場合に比べ、洗浄ノズルの数を減らすことができる。このように洗浄ノズルの数を減らすことで、懸濁液濾過機運転時に洗浄ノズルからの洗浄液の噴射が停止していても、固形粒や錆等の小さい径の異物によって噴出孔が詰まる機会を減らすことができる。
【００１６】
また、本開示の懸濁液濾過機においては、洗浄ノズルに設けられる噴出孔が、隣接する複数の洗浄ノズル間で噴射方向がずれるように洗浄ノズルの軸長手方向において千鳥状に形成されている。これにより、それぞれの洗浄ノズルから噴射される水流は、他の洗浄ノズルから噴射される水流に干渉しないため、各洗浄ノズルから濾過フィルタ全体へ洗浄液を均一に噴き付けることができる。従って、本開示の懸濁液濾過機においては、洗浄ノズルの噴出孔から濾過フィルタに対して、洗浄ノズルを正断面視（洗浄ノズルの噴出孔から噴射される洗浄液の噴射方向と直交する方向）したときに水流が広角な扇状となるように均一に洗浄液を噴射することができる。水流が広角な扇状となるように均一に濾過フィルタに洗浄液を噴射することで、扇状に広がらずに狭角で直線状に濾過フィルタに洗浄液を噴射した場合に比べて濾過フィルタへの打力を可能な限り低減させることができる。これにより、濾過フィルタが損傷して濾過性能が低下することを抑制できるため、濾過フィルタの寿命を向上させることができる。
【００１７】
上記懸濁液濾過機において、前記固形物はスラグであり、前記懸濁液は前記スラグを含むスラグ水であることが好ましい。
【００１８】
このような懸濁液濾過機であれば、石炭ガス化複合発電設備に好適に適用できる。
【００１９】
上記懸濁液濾過機において、前記洗浄管に設けられた複数の前記洗浄ノズルは、前記洗浄管の軸長手方向に沿って直線状に並んで等間隔に設けられていることが好ましい。
【００２０】
洗浄管に設けられた複数の洗浄ノズルが、洗浄管の軸長手方向に沿って直線状に並んで等間隔に設けられていることで、各洗浄ノズルから濾過フィルタ全体へ洗浄液を一層均一に噴き付けることができる。
【００２１】
上記懸濁液濾過機において、前記水槽の上部に設けられ、前記水槽の上部を前記濾過フィルタ長手方向に移動する台車と、該台車と前記洗浄管とを接続する脱着可能なフランジと、を備えることが好ましい。
【００２２】
このように水槽の上部に設けられて濾過フィルタ長手方向へ移動可能とされた台車に洗浄管が設置されて濾過フィルタに対する洗浄管の位置が管理されるとともに、洗浄管と台車とを接続する脱着可能なフランジを設けていることで、台車から洗浄管を容易に脱着可能となる。これにより、洗浄管に設けた洗浄ノズルに固形物としてのスラグや錆等が詰まった際に、懸濁液濾過機の上部から容易に洗浄管が交換可能となる。また、懸濁液濾過機の運転中で、洗浄管を使用しない場合には、洗浄管を取り外しておくことができるため、懸濁液濾過機の運転中に洗浄管の洗浄ノズルに固形物としてのスラグ等が詰ってしまうことを防止することができる。これにより、洗浄管自体の性能を維持し寿命を向上させることができる。
【００２３】
本開示のスラグ水濾過循環システムは、前記スラグ水が貯留されるスラグ水貯留部と、該スラグ水貯留部に導かれた前記スラグを前記スラグ水とともに取り出すスラグ取出部と、該スラグ取出部に接続されるとともに清浄スラグ水と前記スラグを含む前記スラグ水とに分離するスラグ分離部と、該スラグ分離部から分離及び排出された前記スラグ水と前記清浄スラグ水の少なくとも一部を濾過する上述の懸濁液濾過機と、該懸濁液濾過機にて前記スラグを捕獲された濾過水を前記清浄スラグ水と混合して前記スラグ水貯留部に返送するスラグ水返送部と、を備える。
【００２４】
本開示のスラグ水濾過循環システムであれば、上述の懸濁液濾過機を備えているため、懸濁液濾過機に備えられている濾過フィルタの寿命を向上させることができる。これにより、低コストのスラグ水濾過循環システムとなる。
【００２５】
本開示のガス化炉は、上述のスラグ水濾過循環システムを備え、炭素含有固体燃料を加圧下で加熱してガス化する。
【００２６】
本開示のガス化炉であれば、上述の懸濁液濾過機を備えているため、懸濁液濾過機に備えられている濾過フィルタの寿命を向上させることができる。これにより、低コストのガス化炉となる。
【００２７】
本開示のガス化複合発電設備は、上述のガス化炉と、前記ガス化炉で生成した生成ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービンと、前記ガスタービンから排出されるタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービンと、前記ガスタービンおよび／または前記蒸気タービンの回転駆動に連結された発電機と、を備える。
【００２８】
本開示のガス化複合発電設備であれば、上述の懸濁液濾過機を備えているため、懸濁液濾過機に備えられている濾過フィルタの寿命を向上させることができる。これにより、低コストのガス化複合発電設備となる。
【００２９】
本開示の懸濁液濾過方法は、濾過対象である懸濁液を貯水可能な水槽と、前記水槽内に設置され、前記懸濁液中に含まれる固形物を捕獲する濾過フィルタと、前記水槽の高さ方向に沿って直線状に伸びるように前記濾過フィルタに面して設けられるとともに、前記濾過フィルタを洗浄するための洗浄液が導入される洗浄管と、を備え、前記洗浄管には、複数の洗浄ノズルが、前記洗浄管の軸長手方向に沿って隣接する前記洗浄ノズルから噴射する前記洗浄液の水流に干渉しない位置にそれぞれが設けられており、前記複数の洗浄ノズルには、前記複数の洗浄ノズルから前記濾過フィルタの面側に向けて前記洗浄液を水平両方向に噴射するように、一対の噴出孔が形成されており、前記一対の噴出孔は、隣接する前記複数の洗浄ノズル間で噴射方向がずれるように軸長手方向において千鳥状に形成されている懸濁液濾過機を用いた懸濁液濾過方法において、前記洗浄管に前記洗浄液を導入して、前記一対の噴出孔から前記濾過フィルタに前記洗浄液を噴き付けて前記濾過フィルタの洗浄を行う洗浄工程を含む。
【００３０】
本開示の懸濁液濾過方法は、上記のような懸濁液濾過機を用いて濾過フィルタを洗浄する洗浄工程を行うため、各洗浄ノズルから濾過フィルタ全体へ洗浄液を均一に噴き付けることができる。従って、本開示の懸濁液濾過方法であれば、洗浄ノズルの噴出孔から濾過フィルタに対して、洗浄ノズルを正断面視（洗浄ノズルの噴出孔から噴射される洗浄液の噴射方向と直交する方向）したときに水流が広角な扇状となるように均一に洗浄液を噴射することができる。水流が広角な扇状となるように均一に濾過フィルタに洗浄液を噴射することで、扇状に広がらずに狭角で直線状に濾過フィルタに洗浄液を噴射した場合に比べて濾過フィルタへの打力を可能な限り低減させることができる。これにより、濾過フィルタの損傷により濾過性能が低下することを抑制できるため、濾過フィルタの寿命を向上させることができる。また、上記のような懸濁液濾過機を用いることで、洗浄液を一方向のみに噴射する噴出孔を備えた洗浄ノズルを設けたものよりも、洗浄ノズルの数が少ないものを用いることができる。これにより、懸濁液濾過機運転時に洗浄ノズルからの洗浄液の噴射が停止していても、固形粒や錆等の小さい径の異物によって噴出孔が詰まる機会を減らすことができ、信頼性が向上する。
【００３１】
上記懸濁液濾過方法において、前記固形物はスラグであり、前記懸濁液は前記スラグを含むスラグ水であることが好ましい。
【００３２】
このような懸濁液濾過方法であれば、石炭ガス化複合発電設備に好適に適用できる。
【発明の効果】
【００３３】
本開示の懸濁液濾過機及び懸濁液濾過方法によれば、固形粒や錆等の小さい径の異物によって洗浄ノズルの噴出孔が詰まる機会を減らして信頼性を向上することができるとともに、濾過フィルタの寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る石炭ガス化複合発電設備を示す概略構成図である。
【図２】図１のガス化炉設備を示した概略構成図である。
【図３】図２のガス化炉設備に接続された本実施形態のスラグ水濾過循環システムを示す概略構成図である。
【図４】本実施形態の懸濁液濾過機の構成を示す斜視図である。
【図５】図４の懸濁液濾過機における洗浄管の洗浄ノズルから洗浄液が噴射される状態を示す正断面図である。
【図６Ａ】本実施形態の懸濁液濾過機における洗浄管の斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａにおいて矢印Ｎで示す洗浄ノズルの正断面図である。
【図６Ｃ】図６Ａにおける洗浄管及び洗浄ノズルのＡ−Ａ断面図である。
【図６Ｄ】図６Ａにおける洗浄管及び洗浄ノズルのＢ−Ｂ断面図である。
【図６Ｅ】図６Ａにおいて矢印Ｎで示す洗浄ノズルの上視図である。
【図６Ｆ】図６Ａにおいて矢印Ｎで示す洗浄ノズルの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下に、本開示に係る懸濁液濾過機及び懸濁液濾過方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、上方とは鉛直上側の方向を、下方とは鉛直下側の方向を示している。また、本明細書において、懸濁液とは、微小の固形物が分散された状態の溶液を示し、固形物とは、濾過フィルタを通過させることにより捕獲することが可能な物質（スラグ粒や錆等の小さい径の異物）を示す。
【００３６】
〔石炭ガス化複合発電設備〕
以下、本発明の一実施形態に係る懸濁液濾過機について、図面を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る懸濁液濾過機を適用する石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【００３７】
本実施形態に係るガス化炉設備１４が適用される石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｏａｌ  Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ）１０は、空気を酸化剤として用いており、ガス化炉設備１４において、燃料から可燃性ガス（生成ガス）を生成する空気燃焼方式を採用している。そして、石炭ガス化複合発電設備１０は、ガス化炉設備１４で生成した生成ガスを、ガス精製設備１６で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン１７に供給して発電を行っている。すなわち、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０は、空気燃焼方式（空気吹き）の発電設備となっている。ガス化炉設備１４に供給する燃料としては、例えば、石炭等の炭素含有固体燃料が用いられる。
【００３８】
石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）１０は、図１に示すように、給炭設備１１と、ガス化炉設備１４と、チャー回収設備１５と、ガス精製設備１６と、ガスタービン１７と、蒸気タービン１８と、発電機１９と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０とを備えている。
【００３９】
給炭設備１１は、原炭として炭素含有固体燃料である石炭が供給され、石炭を石炭ミル（図示略）などで粉砕することで、細かい粒子状に粉砕した微粉炭を製造する。給炭設備１１で製造された微粉炭は、給炭ライン１１ａ出口で後述する空気分離設備４２から供給される搬送用イナートガスとしての窒素ガスによって加圧されて、ガス化炉設備１４へ向けて供給される。イナートガスとは、酸素含有率が約５体積％以下の不活性ガスであり、窒素ガスや二酸化炭素ガスやアルゴンガスなどが代表例であるが、必ずしも約５体積％以下に制限されるものではない。
【００４０】
ガス化炉設備１４は、給炭設備１１で製造された微粉炭が供給されると共に、チャー回収設備１５で回収されたチャー（石炭の未反応分と灰分）が再利用を目的として供給されている。
【００４１】
また、ガス化炉設備１４には、ガスタービン１７（圧縮機６１）からの圧縮空気供給ライン４１が接続されており、ガスタービン１７で圧縮された圧縮空気の一部が昇圧機６８で所定圧力に昇圧されてガス化炉設備１４に供給可能となっている。空気分離設備４２は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第１窒素供給ライン４３によって空気分離設備４２とガス化炉設備１４とが接続されている。そして、この第１窒素供給ライン４３には、給炭設備１１からの給炭ライン１１ａが接続されている。また、第１窒素供給ライン４３から分岐する第２窒素供給ライン４５もガス化炉設備１４に接続されており、この第２窒素供給ライン４５には、チャー回収設備１５からのチャー戻しライン４６が接続されている。更に、空気分離設備４２は、酸素供給ライン４７によって、圧縮空気供給ライン４１と接続されている。そして、空気分離設備４２によって分離された窒素は、第１窒素供給ライン４３及び第２窒素供給ライン４５を流通することで、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用される。また、空気分離設備４２によって分離された酸素は、酸素供給ライン４７及び圧縮空気供給ライン４１を流通することで、ガス化炉設備１４において酸化剤として利用される。
【００４２】
ガス化炉設備１４は、例えば、２段噴流床形式のガス化炉１０１（図２参照）を備えている。ガス化炉設備１４は、内部に供給された石炭（微粉炭）およびチャーを酸化剤（空気、酸素）により部分燃焼させることでガス化させ生成ガスとする。なお、ガス化炉設備１４には、微粉炭に混入した異物（スラグ等の固形物）を除去する異物除去設備が設けられている。この異物除去設備については、後述の図３を用いてスラグ水系統を説明する際に合わせて説明する。
【００４３】
また、このガス化炉設備１４には、チャー回収設備１５に向けて生成ガスを供給する生成ガスライン４９が接続されており、チャーを含む生成ガスが排出可能となっている。この場合、図２に示すように、生成ガスライン４９にシンガスクーラ１０２（ガス冷却器）を設けることで、生成ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収設備１５に供給してもよい。
【００４４】
チャー回収設備１５は、集塵設備５１と供給ホッパ５２とを備えている。この場合、集塵設備５１は、１つまたは複数のサイクロンやポーラスフィルタにより構成され、ガス化炉設備１４で生成された生成ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された生成ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製設備１６に送られる。供給ホッパ５２は、集塵設備５１で生成ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵設備５１と供給ホッパ５２との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ５２を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ５２からのチャー戻しライン４６が第２窒素供給ライン４５に接続されている。
【００４５】
ガス精製設備１６は、チャー回収設備１５によりチャーが分離された生成ガスに対して、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除くことで、ガス精製を行うものである。そして、ガス精製設備１６は、生成ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン１７に供給する。なお、チャーが分離された生成ガス中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓなど）が含まれているため、このガス精製設備１６では、アミン吸収液などによって硫黄分を除去回収して、有効利用する。
【００４６】
ガスタービン１７は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を備えており、圧縮機６１とタービン６３とは、回転軸６４により連結されている。燃焼器６２には、圧縮機６１からの圧縮空気供給ライン６５が接続されると共に、ガス精製設備１６からの燃料ガス供給ライン６６が接続され、また、タービン６３に向かって延びる燃焼ガス供給ライン６７が接続されている。また、ガスタービン１７は、圧縮機６１からガス化炉設備１４に延びる圧縮空気供給ライン４１が設けられており、中途部に昇圧機６８が設けられている。従って、燃焼器６２では、圧縮機６１から供給された圧縮空気の一部とガス精製設備１６から供給された燃料ガスの少なくとも一部とを混合して燃焼させることで燃焼ガスを発生させ、発生させた燃焼ガスをタービン６３へ向けて供給する。そして、タービン６３は、供給された燃焼ガスにより回転軸６４を回転駆動させることで発電機１９を回転駆動させる。
【００４７】
蒸気タービン１８は、ガスタービン１７の回転軸６４に連結されるタービン６９を備えており、発電機１９は、この回転軸６４の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン１７（タービン６３）からの排ガスライン７０が接続されており、排熱回収ボイラ２０への給水とタービン６３の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そして、排熱回収ボイラ２０は、蒸気タービン１８のタービン６９との間に蒸気供給ライン７１が設けられると共に蒸気回収ライン７２が設けられ、蒸気回収ライン７２に復水器７３が設けられている。また、排熱回収ボイラ２０で生成する蒸気には、ガス化炉１０１のシンガスクーラ１０２で生成ガスと熱交換して生成された蒸気を含んでもよい。従って、蒸気タービン１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９が回転駆動し、回転軸６４を回転させることで発電機１９を回転駆動させる。
【００４８】
そして、排熱回収ボイラ２０の出口から煙突７５までには、ガス浄化設備７４を備えている。
【００４９】
ここで、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。
【００５０】
本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭設備１１に原炭（石炭）が供給されると、石炭は、給炭設備１１において細かい粒子状に粉砕されることで微粉炭となる。給炭設備１１で製造された微粉炭は、空気分離設備４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン４３を流通してガス化炉設備１４に供給される。また、後述するチャー回収設備１５で回収されたチャーが、空気分離設備４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン４５を流通してガス化炉設備１４に供給される。更に、後述するガスタービン１７から抽気された圧縮空気が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離設備４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通してガス化炉設備１４に供給される。
【００５１】
ガス化炉設備１４では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、生成ガスを生成する。そして、この生成ガスは、ガス化炉設備１４から生成ガスライン４９を通って排出され、チャー回収設備１５に送られる。
【００５２】
このチャー回収設備１５にて、生成ガスは、まず、集塵設備５１に供給されることで、生成ガスに含有する微粒のチャーが分離される。そして、チャーが分離された生成ガスは、ガス排出ライン５３を通してガス精製設備１６に送られる。一方、生成ガスから分離した微粒のチャーは、供給ホッパ５２に堆積され、チャー戻しライン４６を通ってガス化炉設備１４に戻されてリサイクルされる。
【００５３】
チャー回収設備１５によりチャーが分離された生成ガスは、ガス精製設備１６にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガスが製造される。圧縮機６１が圧縮空気を生成して燃焼器６２に供給する。この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気と、ガス精製設備１６から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスによりタービン６３を回転駆動することで、回転軸６４を介して圧縮機６１及び発電機１９を回転駆動する。このようにして、ガスタービン１７は発電を行うことができる。
【００５４】
そして、排熱回収ボイラ２０は、ガスタービン１７におけるタービン６３から排出された排ガスと排熱回収ボイラ２０への給水とで熱交換を行うことにより蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン１８に供給する。蒸気タービン１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９を回転駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を回転駆動し、発電を行うことができる。
なお、ガスタービン１７と蒸気タービン１８は同一軸として１つの発電機１９を回転駆動しなくてもよく、別の軸として複数の発電機を回転駆動しても良い。
【００５５】
その後、ガス浄化設備７４では、排熱回収ボイラ２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排気ガスが煙突７５から大気へ放出される。
【００５６】
次に、図１及び図２を参照して、上述した石炭ガス化複合発電設備１０におけるガス化炉設備１４について詳細に説明する。図２は、図１のガス化炉設備を示した概略構成図である。
【００５７】
ガス化炉設備１４は、図２に示すように、ガス化炉１０１と、シンガスクーラ１０２と、を備えている。
【００５８】
ガス化炉１０１は、鉛直方向に延びて形成されており、鉛直方向の下方側に微粉炭及び酸素が供給され、部分燃焼させてガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通している。ガス化炉１０１は、圧力容器１１０と、圧力容器１１０の内部に設けられるガス化炉壁１１１とを有している。そして、ガス化炉１０１は、圧力容器１１０とガス化炉壁１１１との間の空間にアニュラス部１１５を形成している。また、ガス化炉１０１は、ガス化炉壁１１１の内部の空間において、鉛直方向の下方側（つまり、生成ガスの流通方向の上流側）から順に、コンバスタ部１１６、ディフューザ部１１７、リダクタ部１１８を形成している。
【００５９】
圧力容器１１０は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、上端部にガス排出口１２１が形成される一方、下端部（底部）にスラグ水貯留部１２２（図２中では詳細な構成を省略して示す）が形成されている。ガス化炉壁１１１は、内部が中空空間となる筒形状に形成され、その壁面が圧力容器１１０の内面と対向して設けられている。本実施形態では圧力容器１１０は円筒形状で、ガス化炉壁１１１のディフューザ部１１７も円筒形状に形成されている。そして、ガス化炉壁１１１は、図示しない支持部材により圧力容器１１０内面に連結されている。
【００６０】
ガス化炉壁１１１は、圧力容器１１０の内部を内部空間１４４と外部空間１４６に分離する。ガス化炉壁１１１は、横断面形状がコンバスタ部１１６とリダクタ部１１８との間のディフューザ部１１７で変化する形状とされている。ガス化炉壁１１１は、鉛直上方側となるその上端部が、圧力容器１１０のガス排出口１２１に接続され、鉛直下方側となるその下端部が圧力容器１１０の底部と隙間を空けて設けられている。そして、圧力容器１１０の底部に形成されるスラグ水貯留部１２２には、貯留水が溜められており、ガス化炉壁１１１の下端部が貯留水に浸水することで、ガス化炉壁１１１の内外を封止している。ガス化炉壁１１１には、バーナ１２６、１２７が挿入され、内部空間１４４にシンガスクーラ１０２が配置されている。
【００６１】
アニュラス部１１５は、圧力容器１１０の内側とガス化炉壁１１１の外側に形成された空間、つまり外部空間１４６であり、空気分離設備４２で分離された不活性ガスである窒素が、図示しない窒素供給ラインを通って供給される。このため、アニュラス部１１５は、窒素が充満する空間となる。なお、このアニュラス部１１５の鉛直方向の上部付近には、ガス化炉１０１内を均圧にするための図示しない炉内均圧管が設けられている。炉内均圧管は、ガス化炉壁１１１の内外を連通して設けられ、ガス化炉壁１１１の内部（コンバスタ部１１６、ディフューザ部１１７及びリダクタ部１１８）と外部（アニュラス部１１５）との圧力差を所定圧力以内となるよう略均圧にしている。
【００６２】
コンバスタ部１１６は、微粉炭及びチャーと空気とを一部燃焼させる空間となっており、コンバスタ部１１６におけるガス化炉壁１１１には、複数のバーナ１２６からなる燃焼装置が配置されている。コンバスタ部１１６で微粉炭及びチャーの一部を燃焼した高温の燃焼ガスは、ディフューザ部１１７を通過してリダクタ部１１８に流入する。
【００６３】
リダクタ部１１８は、ガス化反応に必要な高温状態に維持されコンバスタ部１１６からの燃焼ガスに微粉炭を供給し部分燃焼させて、微粉炭を揮発分（一酸化炭素、水素、低級炭化水素等）へと分解してガス化されて生成ガスを生成する空間となっており、リダクタ部１１８におけるガス化炉壁１１１には、複数のバーナ１２７からなる燃焼装置が配置されている。
【００６４】
シンガスクーラ１０２は、ガス化炉壁１１１の内部に設けられると共に、リダクタ部１１８のバーナ１２７の鉛直方向の上方側に設けられている。シンガスクーラ１０２は熱交換器であり、ガス化炉壁１１１の鉛直方向の下方側（生成ガスの流通方向の上流側）から順に、蒸発器（エバポレータ）１３１、過熱器（スーパーヒータ）１３２、節炭器（エコノマイザ）１３４が配置されている。これらのシンガスクーラ１０２は、リダクタ部１１８において生成された生成ガスと熱交換を行うことで、生成ガスを冷却する。また、蒸発器（エバポレータ）１３１、過熱器（スーパーヒータ）１３２、節炭器（エコノマイザ）１３４は、図に記載されたその数量を限定するものではない。
【００６５】
ここで、上述のガス化炉設備１４の動作について説明する。
ガス化炉設備１４のガス化炉１０１において、リダクタ部１１８のバーナ１２７により窒素と微粉炭が投入されて点火されると共に、コンバスタ部１１６のバーナ１２６により微粉炭及びチャーと圧縮空気（酸素）が投入されて点火される。すると、コンバスタ部１１６では、微粉炭とチャーの燃焼により高温燃焼ガスが発生する。また、コンバスタ部１１６では、微粉炭とチャーの燃焼により高温ガス中で溶融スラグが生成され、この溶融スラグがガス化炉壁１１１へ付着すると共に、炉底へ落下し、最終的にスラグ水貯留部１２２内の貯水へ排出される。そして、コンバスタ部１１６で発生した高温燃焼ガスは、ディフューザ部１１７を通ってリダクタ部１１８に上昇する。このリダクタ部１１８では、ガス化反応に必要な高温状態に維持されて、微粉炭が高温燃焼ガスと混合し、高温の還元雰囲気において微粉炭を部分燃焼させてガス化反応が行われ、生成ガスが生成される。ガス化した生成ガスが鉛直方向の下方側から上方側に向かって流通する。
【００６６】
［スラグ水系統］
次に、図３を示してガス化炉設備１４のスラグ水系統（スラグ水濾過循環システム）１について説明する。
図３に示されているように、ガス化炉１０１内で微粉炭がガス化される際に、スラグ（固形物）が生成される。スラグは、約１８００℃〜約２０００℃の顕熱を有しており、重力により下方に落下する。
【００６７】
ガス化炉１０１の下方には、スラグ水（懸濁液）が貯留されたスラグ水貯留部１２２が設けられている。スラグ水貯留部１２２は、ガス化炉１０１に連通して接続されている。したがって、スラグ水貯留部１２２内の圧力は、ガス化炉１０１と同様に加圧状態とされており、例えば３〜４ＭＰａ（ゲージ圧）とされる。
【００６８】
スラグ水貯留部１２２には、石炭がガス化される際に生じたスラグが導かれる。スラグ水貯留部１２２には、スラグを粉砕するスラグクラッシャ７８が設けられている。スラグクラッシャ７８によって粉砕されたスラグは、スラグ水貯留部１２２の下方へ沈降し、底部に集積される。
【００６９】
スラグ水貯留部１２２の底部には、水力輸送配管（スラグ取出部）７９の吸込口が配置されている。水力輸送配管７９によって、スラグがスラグ水とともにスラグ水貯留部１２２の外部へと取り出される。
【００７０】
水力輸送配管７９の下流端は、スラグサイクロン（スラグ分離部）８０が接続されている。スラグサイクロン８０は、遠心力によって粗粒スラグが除去された清浄スラグ水と、粗粒スラグを含むスラグ水へと分離する。スラグサイクロン８０にて分離されたスラグ水（粗粒スラグが除去されていないスラグ水）は、下方へと導かれ、スラグロックホッパ８１にて一時的に貯留された後に、スラグ分配器８２を介してスラグ脱水貯留槽８３へと導かれる。スラグサイクロン８０とスラグロックホッパ８１との間には第１スラグ排出弁８４が設けられ、スラグロックホッパ８１とスラグ分配器８２との間には第２スラグ排出弁８５が設けられている。スラグを排出する際は、第１スラグ排出弁８４を開から閉とした後に、第２スラグ排出弁８５を閉から開とする。これにより、スラグロックホッパ８１内のスラグがスラグ分配器８２へと導かれる。
【００７１】
スラグ分配器８２には、スプレー水が供給されるようになっている。これにより、スラグとともに導かれたスラグ水がフラッシュすることを防止し、スラグ水が系外へ放出されることを可及的に回避している。
【００７２】
スラグ分配器８２からスラグ脱水貯留槽８３へとスラグが導かれ、脱水された後の粗粒スラグが車両８６によって回収される。スラグ脱水貯留槽８３にて分離された粗粒が除去された微粒スラグを含むスラグ水は、スラグ排水ピット８８へと導かれる。スラグ排水ピット８８へと導かれたスラグ水は、スラグ水濾過機給水ポンプ８９によって懸濁液濾過機（スラグ水濾過機）１５１に導かれ、スラグ水濾過機１５１にてスラグ水が濾過される。スラグ水濾過機１５１にてスラグを捕獲された濾過水は、スラグ水濾過タンク９０に導かれた後、スラグ濾過水給水ポンプ９１によってスラグ水貯留部１２２側へと導かれる。
【００７３】
スラグサイクロン８０にて分離された清浄スラグ水（粗粒スラグが除去されたスラグ水）は、スラグ水返送配管（スラグ水返送部）９４を通り、スラグ水循環ポンプ９５へと導かれる。スラグ水循環ポンプ９５の上流側で、スラグ濾過水給水ポンプ９１から導かれた濾過水が合流する。
【００７４】
また、スラグサイクロン８０で分離された清浄スラグ水は、微粒スラグを含んだまま循環するため、スラグ水返送配管（スラグ水返送部）９４への微粒スラグの蓄積を抑制する目的でスラグ水返送配管（スラグ水返送部）９４に流量調整弁９７および流量計９８を設けて所定流量の清浄スラグ水を清浄スラグ水給水ライン９９からスラグ排水ピット８８へ導き、スラグ水濾過機１５１でさらに濾過されるとより好ましい。
【００７５】
スラグ濾過水給水ポンプ９１から導かれた濾過水は、スラグサイクロン８０にて分離されてスラグ水返送配管（スラグ水返送部）９４から導かれた清浄スラグ水と合流して、スラグ水循環ポンプ９５を通り、スラグ水冷却器（スラグ水熱回収部）９６へと導かれる。スラグ水冷却器９６は、水と水とが熱交換する熱交換器となっている。スラグ水冷却器９６で得られた熱を熱源として、生成ガス中の不純物を除去する際に所定の熱量を必要とするガス精製設備１６に供給することとし、石炭ガス化複合発電設備１０の熱効率を向上させる。
なお、スラグ水循環ポンプ９５及びスラグ水冷却器９６は、本実施形態では、それぞれ並列に２つ設けられているが、個数に限定されることなくそれぞれ１つとしても良い。
【００７６】
［懸濁液濾過機］
次に、本実施形態に係る懸濁液濾過機について、図４〜図６Ｆを示して説明する。
図４は、本実施形態の懸濁液濾過機の構成を示す斜視図である。本実施形態に係る懸濁液濾過機は、図３のスラグ水濾過機１５１に適用される。
【００７７】
図４に示されるように、スラグ水濾過機１５１は、濾過対象であるスラグ水（懸濁液）を貯水可能な直方体状の水槽１５２を備えている。水槽１５２には、スラグ水が水槽１５２の上方側から供給され（図４の紙面左側の太矢印で示す）、内部に貯留される。なお、図４中の白抜き三角は、水槽１５２内に貯留されたスラグ水の水位を示す。
【００７８】
この水槽１５２内には、スラグ水中に含まれるスラグ（固形物）Ｓを捕獲する直方体状の濾過フィルタ（濾布）１５３が複数（本実施例では、例えば２つ）、水槽１５２の濾過フィルタ１５３長手方向に沿って平行に設置されている。濾過フィルタ１５３は、例えばパイプ等の枠材で構成される立方四角形の枠体に対し、この枠体の周囲を覆うように濾過フィルタ１５３の生地を取り付けた構成となっている。即ち、濾過フィルタ１５３の内部は空洞となっている。濾過フィルタ１５３にてスラグＳを捕獲された濾過水は、濾過フィルタ１５３の内部の空洞に導かれる。濾過フィルタ１５３の高さ（水槽１５２の高さ方向における長さ）は、特に限定されないが、処理するスラグ水と機器の設置スペースにもよるが、好ましくは０．５〜２ｍであり、例えば約１ｍである。
【００７９】
濾過フィルタ１５３の底部には、スラグＳを捕獲された濾過水を集水するための集水管１５４が濾過フィルタ１５３の濾過フィルタ１５３長手方向に沿って設けられている。集水管１５４の一端は、集水器１５５に接続されており、スラグＳが捕獲された濾過水は、集水管１５４を介して集水器１５５に集められ、後流側の装置へ送水される。
【００８０】
水槽１５２内には、水槽１５２の高さ方向に沿って直線状に伸びるように濾過フィルタ１５３の数量に合せた洗浄管１５６が濾過フィルタ１５３の間に挟まれるように設けられている。洗浄管１５６には、濾過フィルタ１５３を洗浄するための洗浄液（洗浄水）Ｃが一端側より導入される。なお、洗浄管１５６の他端側は塞がれており、洗浄管１５６の他端側からは洗浄液Ｃは噴射しない。
【００８１】
洗浄管１５６には、複数の洗浄ノズル１５７（材質：例えばＳＵＳ３０４等）が、洗浄管１５６の軸長手方向に沿って直線状に並んで等間隔で設けられている。ここで、「直線状」とは、複数の洗浄ノズル１５７が厳密に一直線上に設けられていることを意味するものではない。具体的には、「直線状」には、隣接する洗浄ノズル１５７間において、一方の洗浄ノズル１５７から噴射される洗浄液Ｃが、他方の洗浄ノズル１５７から噴射される洗浄液Ｃに干渉しない範囲で凡そ直線状に設けられている場合も含まれる。
【００８２】
水槽１５２の上部には、水槽１５２の上部側に設けられ、上部を図４の紙面左右方向に移動する台車１５８が設けられている。台車１５８は不図示の移動装置と複数の車輪１５９とを備えており、水槽１５２上に配設された不図示のレールに沿って所定の速度で自動での往復移動が可能な構成となっている。また、台車１５８の一端側（台車１５８と洗浄管１５６との間）には、台車１５８と洗浄管１５６とを接続する脱着可能なフランジ１６０が設けられている。また、台車１５８の他端側には、フレキ管１６１を介して給水ポンプ１６２が接続されており、台車１５８が移動中でも給水ポンプ１６２によって洗浄管１５６に洗浄液Ｃが供給される。
【００８３】
次に、図５を示して本実施形態の洗浄管１５６の構成についてより詳しく説明する。図５は、図４のスラグ水濾過機１５１における洗浄管１５６の洗浄ノズル１５７から洗浄液Ｃが噴射される状態を示す正断面図である。
なお、図５は、洗浄ノズル１５７の噴出孔１６３，１６３’から噴射される洗浄液Ｃの噴射方向と直交する方向から視たものである。
【００８４】
洗浄管１５６に設けられた複数の洗浄ノズル１５７のそれぞれには、一対の噴出孔１６３，１６３’が水平両方向に洗浄液Ｃが噴射されるように形成されている。一対の噴出孔１６３，１６３’からは、洗浄液Ｃがそれぞれの噴出孔１６３，１６３’に対向する濾過フィルタ１５３に噴射されるように構成されている。洗浄液Ｃは、噴出孔１６３，１６３’から濾過フィルタ１５３に向かって扇形状に広がって略均一に噴射される。図５中の丸Ｄで囲った部分に示すように、正断面視すると、１つの洗浄ノズル１５７から扇形状に噴射された洗浄液Ｃは、隣接する洗浄ノズル１５７から噴射された洗浄液Ｃの端部と重なっているように見える。しかし、実際には図５では噴出孔１６３，１６３’は紙面前後で離れているので、１つの洗浄ノズル１５７から扇形状に噴射された洗浄液Ｃが、隣接する洗浄ノズル１５７から噴射された洗浄液Ｃの端部と重なることはない。
【００８５】
濾過フィルタ１５３へ噴射される洗浄液Ｃの打力は、噴出角が広くなるために噴出圧力が低いほど、そして洗浄ノズル１５７と濾過フィルタ１５３との距離が長いほど小さくなる。一方、洗浄ノズル１５７と濾過フィルタ１５３との距離が限られる（短い）条件においては、できるだけ少ない水量でスラグ除去に必要な打力を濾過フィルタ１５３全体に確保する必要がある。濾過フィルタ１５３への噴射面積及び濾過フィルタ１５３の洗浄効果を考慮すると、噴出孔１６３，１６３’から噴射される洗浄液Ｃの噴出角（図５中に示す扇形の角度Ｒ）は、例えば８０°から１００°程度に設定すればよい。なお、打力や噴出角は、洗浄液Ｃの水圧等で調整すればよい。
【００８６】
次に、図６Ａ〜図６Ｆを示して、本実施形態の洗浄管及び洗浄ノズルの構成についてより具体的に説明する。
図６Ａは本実施形態の懸濁液濾過機における洗浄管の斜視図である。
【００８７】
図６Ａに示すように、洗浄管１５６には、複数の洗浄ノズル１５７が、洗浄管１５６の軸長手方向に沿って直線状に並んで、例えば等間隔で設けられている。洗浄ノズル１５７を設ける間隔（ピッチ）は、特に限定されないが、例えば４０〜５５ｍｍピッチであり、さらに好ましくは約５０ｍｍピッチである。また、１本の洗浄管１５６に対して設ける洗浄ノズル１５７の個数は、特に限定されないが、できるだけ少ない方が好ましく、好ましくは２０〜２５個であり、例えば洗浄管長さが１ｍあたり２０個である。
【００８８】
図６Ｂは、図６Ａにおいて矢印Ｎで示す洗浄ノズルの正断面図である。
図６Ｂに示すように、円筒状の洗浄ノズル１５７には、洗浄液Ｃを噴射するための一対の噴出孔１６３，１６３’が正断面視で左右両側に設けられている。
なお、上記の正断面視は、洗浄ノズル１５７の噴出孔１６３，１６３’から噴射される洗浄液Ｃの噴射方向と直交する方向から視たものである。また、図６Ｂ中のハッチングは洗浄ノズル１５７の管厚を示す。
【００８９】
次に、図６Ｃ及び図６Ｄを示して、隣接する洗浄ノズル１５７間における噴出孔の位置関係についてより具体的に説明する。図６Ｃは、図６Ａにおける洗浄管１５６及び洗浄ノズル１５７のＡ−Ａ断面図であり、図６Ｄは、図６Ａにおける洗浄管１５６及び洗浄ノズル１５７のＢ−Ｂ断面図である。図６Ｃと図６Ｄは、互いに隣接する洗浄ノズル１５７である。
【００９０】
図６Ｃに示す洗浄ノズル１５７においては、洗浄ノズル１５７の軸長手方向に直交する方向においてずれるように一対の噴出孔１６３，１６３’が形成されている。具体的には、噴出孔１６３’の方が噴出孔１６３よりも洗浄管１５６側に近い位置に形成されている。
【００９１】
図６Ｄに示す洗浄ノズル１５７においても、洗浄ノズル１５７の軸長手方向に直交する方向においてずれるように一対の噴出孔１６３，１６３’が形成されている。ただし、図６Ｃに示す洗浄ノズル１５７とは異なり、図６Ｄに示す洗浄ノズル１５７においては、噴出孔１６３の方が噴出孔１６３’よりも洗浄管１５６側に近い位置に形成されている。
【００９２】
図６Ａに示す洗浄管１５６においては、洗浄管１５６の軸長手方向に沿って、図６Ｃに示す洗浄ノズル１５７と図６Ｄに示す洗浄ノズル１５７とが交互に設けられている。即ち、図６Ａに示す洗浄管１５６においては、隣接する洗浄ノズル１５７間で洗浄液Ｃの噴射方向がずれるように、洗浄ノズル１５７の軸長手方向において一対の噴出孔１６３，１６３’が千鳥状に形成されるように構成されている。したがって、図５に示すように、正断面視では、図５中の丸Ｄで囲った部分の通り、噴射された洗浄液Ｃの端部が重なって見えるものの、奥行方向の位置（紙面垂直方向）はそれぞれずれている。従って、隣接する洗浄ノズル１５７間においては、一方の洗浄ノズル１５７から噴射される洗浄液Ｃは、他方の洗浄ノズル１５７から噴射される洗浄液Ｃに干渉しない。
【００９３】
次に、図６Ｅ及び図６Ｆを示して、本実施形態で使用する洗浄ノズルの構成について説明する。図６Ｅは、図６Ａにおいて矢印Ｎで示す洗浄ノズルの上視図であり、図６Ｆは、図６Ａにおいて矢印Ｎで示す洗浄ノズルの側面図である。
【００９４】
図６Ｅ及び図６Ｆに示す通り、洗浄ノズル１５７においては、上視したときに、洗浄ノズル１５７の軸長手方向に直交する方向においてずれるように一対の噴出孔１６３，１６３’が形成されている。洗浄ノズル１５７はノズル取付部１６４を備えており、ノズル取付部１６４を介して洗浄管１５６への接続ができるようになっている。
【００９５】
なお、洗浄時の洗浄時間は、例えば台車１５８の移動速度と往復回数を調整することで決定される。洗浄時間の調整に当たっては、濾過するスラグ水のスラグ濃度、濾過フィルタ１５３の汚れ度合、濾過フィルタ１５３への損傷等が発生しない条件を考慮し、洗浄液Ｃの水圧との関係を考慮して設定するのが良い。
【００９６】
濾過フィルタ１５３の洗浄を行うタイミングは、特に限定されないが、例えば所定時間を選定して数時間毎（例えば、８時間毎や１２時間毎等）に定期的に行えばよい。また、スラグ水濾過機１５１を透過する水量や濾過フィルタ１５３前後の圧力損失を測定し、測定した数値が所定の閾値を上回った段階で洗浄を行う態様としてもよい。
【００９７】
上記のような洗浄時間や洗浄のタイミングの制御や台車１５８の移動速度と往復回数などは、制御部１６５によって自動で制御する態様としてもよい。この制御部１６５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータで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。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータで読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００９８】
〔懸濁液濾過方法〕
次に、本開示の懸濁液濾過方法の一例について説明する。
本開示の懸濁液濾過方法は、上述のスラグ水濾過機（懸濁液濾過機）１５１を用いた懸濁液濾過方法である。この懸濁液濾過方法は、洗浄管１５６に洗浄液Ｃを導入して、一対の噴出孔１６３，１６３’から濾過フィルタ１５３に洗浄液Ｃを噴き付けて濾過フィルタ１５３の洗浄を行う洗浄工程を含む。
【００９９】
なお、以下では、図４に示すスラグ水濾過機１５１において、本開示の懸濁液濾過方法（スラグ水濾過方法）を適用する場合を一例として説明するが、これに限定されない。
【０１００】
（洗浄工程）
洗浄工程を行うに当たり、予め水槽１５２内からスラグ水を抜いておく。洗浄工程においては、洗浄管１５６に洗浄液Ｃを導入して、一対の噴出孔１６３，１６３’から濾過フィルタ１５３に洗浄液Ｃを噴き付けて濾過フィルタ１５３の洗浄を行う。このとき、洗浄管１５６は台車１５８に取り付けられていて、台車１５８の移動速度と往復回数で洗浄時間を設定することができる。
【０１０１】
なお、洗浄工程を行うタイミングは、特に限定されず、例えば上述したように所定時間を選定して数時間毎に定期的に行ってもよい。また、スラグ水濾過時に濾過フィルタ１５３前後の圧力損失等を随時確認し、濾過フィルタ１５３前後の圧力損失が所定の閾値を超えるなどの判断情報を入手して、濾過フィルタ１５３の洗浄が必要と判断されたタイミングで実行する態様としてもよい。
【０１０２】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態のスラグ水濾過機（懸濁液濾過機）１５１であれば、特に洗浄管１５６の水平両方向側に濾過フィルタ１５３が存在する場合においては、洗浄液Ｃを一方向のみに噴射する噴出孔を備えた洗浄ノズルを設ける場合に比べ、１本の洗浄管１５６に対して洗浄ノズル１５７の数を減らすことができる。このように洗浄ノズル１５７の数を減らすことで、スラグ水濾過機運転時に洗浄ノズル１５７からの洗浄液Ｃの噴射が停止していても、スラグ粒（固形粒）や錆等の小さい径の異物によって噴出孔１６３，１６３’が詰まる機会を減らすことができて、信頼性が向上する。
【０１０３】
また、本実施形態のスラグ水濾過機１５１においては、それぞれの洗浄ノズル１５７から噴射される水流は、隣接する他の洗浄ノズル１５７から噴射される水流に干渉しないため、各洗浄ノズル１５７から濾過フィルタ１５３全体へ洗浄液Ｃを広く均一に噴き付けることができる。従って、洗浄ノズル１５７の噴出孔１６３，１６３’から濾過フィルタ１５３に対して、洗浄ノズル１５７を正断面視（洗浄ノズル１５７の噴出孔１６３，１６３’から噴射される洗浄液Ｃの噴射方向と直交する方向）したときに水流が広角な扇状となるように均一に洗浄液Ｃを噴射することができる。従って、直線状に濾過フィルタ１５３に洗浄液Ｃを噴射した場合に比べて濾過フィルタ１５３への打力を可能な限り低減させることができる。これにより、濾過フィルタ１５３が損傷して濾過性能が低下することを抑制できるため、濾過フィルタ１５３の寿命を向上させることができる。このような本実施形態のスラグ水濾過機１５１であれば、石炭ガス化複合発電設備１０に好適に適用できる。
【０１０４】
洗浄管１５６に設けられた複数の洗浄ノズル１５７が、洗浄管１５６の軸長手方向に沿って直線状に並んで等間隔に設けられていることで、各洗浄ノズル１５７から濾過フィルタ１５３全体へ洗浄液Ｃを一層均一に噴き付けることができる。
【０１０５】
洗浄管１５６と台車１５８とを接続する脱着可能なフランジ１６０を設けることで、台車１５８から洗浄管１５６を容易に脱着可能となる。これにより、洗浄ノズル１５７にスラグＳや錆等が詰まった際にでも、スラグ水濾過機１５１の上部から容易に洗浄管１５６が交換可能となる。また、スラグ水濾過機１５１の運転中で、洗浄管１５６を使用しない場合には、洗浄管１５６を取り外しておくことができるため、スラグ水濾過機１５１の運転中に洗浄管１５６の洗浄ノズル１５７にスラグＳ等が詰ってしまうことを防止することができる。これにより、洗浄管１５６自体の信頼性を向上し、寿命を向上させることができる。
【０１０６】
また、本実施形態のスラグ水濾過循環システム１であれば、上述のスラグ水濾過機１５１を備えているため、スラグ水濾過機１５１に備えられている濾過フィルタ１５３の寿命を向上させることができる。これにより、低コストのスラグ水濾過循環システム１となる。
【０１０７】
また、本実施形態のガス化炉１０１であれば、上述のスラグ水濾過機１５１を備えているため、スラグ水濾過機１５１に備えられている濾過フィルタ１５３の寿命を向上させることができる。これにより、低コストのガス化炉１０１となる。
【０１０８】
また、本実施形態のガス化複合発電設備１０であれば、上述のスラグ水濾過機１５１を備えているため、スラグ水濾過機１５１に備えられている濾過フィルタ１５３の寿命を向上させることができる。これにより、低コストのガス化複合発電設備１０となる。
【０１０９】
また、本実施形態のスラグ水濾過方法（懸濁液濾過方法）は、上記のようなスラグ水濾過機１５１を用いて濾過フィルタ１５３を洗浄する洗浄工程を行うため、各洗浄ノズル１５７から濾過フィルタ１５３全体へ洗浄液Ｃを均一に噴き付けることができる。これにより、本実施形態のスラグ水濾過方法であれば、洗浄ノズル１５７の噴出孔１６３，１６３’から濾過フィルタ１５３に対して、水流が広角な扇状となるように均一に洗浄液Ｃを噴射することができる。従って、直線状に濾過フィルタ１５３に洗浄液Ｃを噴射した場合に比べて濾過フィルタ１５３への打力を可能な限り低減させることができる。これにより、濾過フィルタ１５３が損傷して濾過性能が低下することを抑制できるため、濾過フィルタ１５３の寿命を向上させることができる。また、上記のように、洗浄ノズル１５７の数が少ないスラグ水濾過機１５１を用いることができる。これにより、スラグ水濾過機運転時に洗浄ノズル１５７からの洗浄液Ｃの噴射が停止していても、スラグ粒（固形粒）や錆等の小さい径の異物によって噴出孔１６３，１６３’が詰まる機会を減らして信頼性を向上することができる。このような本実施形態のスラグ水濾過方法であれば、石炭ガス化複合発電設備１０に好適に適用できる。
【０１１０】
なお、上記実施形態では、微粉炭から可燃性ガスを生成する石炭ガス化炉を備えたＩＧＣＣを一例として説明したが、本発明のガス化炉設備は、例えば間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ等のバイオマス燃料など、他の炭素含有固体燃料をガス化するものにも適用可能である。また、本発明のガス化炉設備は、発電用に限らず、所望の化学物質を得る化学プラント用ガス化炉にも適用可能である。
【０１１１】
また、上述した実施形態では、燃料として石炭を使用したが、高品位炭や低品位炭など他の炭素含有固体燃料であっても適用可能であり、また、石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、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（ペレットやチップ）などを使用することも可能である。
【０１１２】
なお、本実施形態はガス化炉１０１として、タワー型ガス化炉について説明してきたが、ガス化炉１０１はクロスオーバー型ガス化炉でも、ガス化炉１０１内の各機器の鉛直上下方向を生成ガスのガス流れ方向を合わせるように置き換えることで、同様に実施が可能である。
【符号の説明】
【０１１３】
１  スラグ水系統（スラグ水濾過循環システム）
１０  石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）
１１  給炭設備
１１ａ  給炭ライン
１４  ガス化炉設備
１５  チャー回収設備
１６  ガス精製設備
１７  ガスタービン
１８  蒸気タービン
１９  発電機
２０  排熱回収ボイラ
４１  圧縮空気供給ライン
４２  空気分離設備
４３  第１窒素供給ライン
４５  第２窒素供給ライン
４６  チャー戻しライン
４７  酸素供給ライン
４９  生成ガスライン
５１  集塵設備
５２  供給ホッパ
５３  ガス排出ライン
６１  圧縮機
６２  燃焼器
６３  タービン
６４  回転軸
６５  圧縮空気供給ライン
６６  燃料ガス供給ライン
６７  燃焼ガス供給ライン
６８  昇圧機
６９  タービン
７０  排ガスライン
７１  蒸気供給ライン
７２  蒸気回収ライン
７３  復水器
７４  ガス浄化設備
７５  煙突
７８  スラグクラッシャ
７９  水力輸送配管（スラグ取出部）
８０  スラグサイクロン（スラグ分離部）
８１  スラグロックホッパ
８２  スラグ分配器
８３  スラグ脱水貯留槽
８４  第１スラグ排出弁
８５  第２スラグ排出弁
８６  車両
８８  スラグ排水ピット
８９  スラグ水濾過機給水ポンプ
９０  スラグ水濾過タンク
９１  スラグ濾過水給水ポンプ
９４  スラグ水返送配管（スラグ水返送部）
９５  スラグ水循環ポンプ
９６  スラグ水冷却器（スラグ水熱回収部）
９７  流量調整弁
９８  流量計
９９  清浄スラグ水給水ライン
１０１  ガス化炉
１０２  シンガスクーラ
１１０  圧力容器
１１１  ガス化炉壁
１１５  アニュラス部
１１６  コンバスタ部
１１７  ディフューザ部
１１８  リダクタ部
１２１  ガス排出口
１２２  スラグ水貯留部
１２６  バーナ
１２７  バーナ
１３１  蒸発器
１３２  過熱器
１３４  節炭器
１４４  内部空間
１４６  外部空間
１５１  スラグ水濾過機（懸濁液濾過機）
１５２  水槽
１５３  濾過フィルタ（濾布）
１５４  集水管
１５５  集水器
１５６  洗浄管
１５７  洗浄ノズル
１５８  台車
１５９  車輪
１６０  フランジ
１６１  フレキ管
１６２  給水ポンプ
１６３，１６３’  噴出孔
１６４  ノズル取付部
１６５  制御部
Ｃ  洗浄液（洗浄水）
Ｒ  角度
Ｓ  スラグ（固形物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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