(57)【要約】  本発明の課題は、ガス化剤の流量を変更することなしに粒子の循環量を任意に調整して流動層ガス化炉でのガス化効率を高めることにある。  流動層ガス化炉１０７を、流動層１０５内部で連通する第１室１１３と第２室１１４で形成し、第１室１１３に分離機１０４で分離した高温の粒子１０２と原料Ｍとを導入し、第１室１１３から流動層１０５内部を通して第２室１１４に導入される粒子１０２をオーバーフローにより流動層燃焼炉１００に供給するようにし、第１室１１３の圧力が設定圧力１２０に保持されるよう生成ガス誘引手段１１６を制御する第１圧力制御器１２１と、第１室１１３の圧力と第２室１１４の圧力の差が設定差圧１２３になるよう排ガス誘引手段１１８を制御する第２圧力制御器１２４を備えて、第１室１１３の流動層１０５の層高を調節することで粒子１０２の循環量を制御する。
2008107929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料のガス化により生成したチャーと共に粒子を流動層燃焼炉に導入してチャーを流動燃焼させることにより粒子を加熱し、
流動層燃焼炉から排ガス誘引手段により取り出される燃焼ガスを分離機に導いて排ガスと粒子とに分離し、
分離した高温の粒子と原料を流動層ガス化炉に供給すると共にガス化剤を導入して流動層により原料のガス化を行い、原料のガス化により生成した生成ガスは生成ガス誘引手段により流動層ガス化炉から取り出すと共に、原料のガス化により生成したチャーと前記粒子は流動層燃焼炉に循環させるようにしている循環流動層炉における粒子循環量制御装置であって、
流動層ガス化炉が、流動層内部の下部連通部で連通するよう区画手段により区画され、分離機からの高温の粒子と原料とが導入される第１室と、該第１室から区画手段の下部連通部を通して導入されるチャーと粒子をオーバーフローにより流動層燃焼炉に供給する第２室とを有しており、
第１室の圧力を検出する第１圧力検出器と、
第２室の圧力を検出する第２圧力検出器と、
第１室の圧力が設定圧力に保持されるよう生成ガス誘引手段を制御する第１圧力制御器と、
第１室の圧力と第２室の圧力の差が設定差圧になるよう排ガス誘引手段を制御する第２圧力制御器と
を備え、第１室の流動層の層高を調節して粒子の循環量を制御する循環流動層炉における粒子循環量制御装置。
【請求項２】
第１室が原料のガス化室であり、ガス化室でのガス化により生成した生成ガスは生成ガス誘引手段により設定圧力で取り出されると共に、ガス化により生成したチャーと粒子は区画手段の下部連通部を通して第２室に導かれる請求項１に記載の循環流動層炉における粒子循環量制御装置。
【請求項３】
第１室が原料の前段処理室であり、第２室が前段処理された処理原料のガス化室であり、前段処理室での前段処理により生成した処理ガスは処理ガス誘引手段により設定圧力で取り出すと共に、前段処理された処理原料と粒子は区画手段の下部連通部を通してガス化室に導かれ、ガス化室でのガス化により生成した生成ガスは生成ガス誘引手段により一定取出量で取り出す請求項１に記載の循環流動層炉における粒子循環量制御装置。
【請求項４】
前記処理ガスが原料の加熱により生成する水蒸気である請求項３に記載の循環流動層炉における粒子循環量制御装置。
【請求項５】
前記処理ガスが原料の加熱により生成する熱分解ガスである請求項３に記載の循環流動層炉における粒子循環量制御装置。
【請求項６】
前記熱分解ガスを粒子の加熱用燃料として流動層燃焼炉に供給する請求項５に記載の循環流動層炉における粒子循環量制御装置。
【請求項７】
前記流動層燃焼炉には新たな粒子を供給するための粒子供給装置を備えた請求項１に記載の循環流動層炉における粒子循環量制御装置。
【請求項８】
前記流動層燃焼炉には粒子を取り出すための粒子取出装置を備えた請求項１に記載の循環流動層炉における粒子循環量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子を加熱する流動層燃焼炉と加熱した高温の粒子により原料を加熱してガス化する流動層ガス化炉との間で粒子を循環させる循環流動層炉における粒子循環量制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１，２に示すような循環流動層ボイラが知られている。図１は特許文献１の循環流動層ボイラであり、この循環流動層ボイラは、空気を吹き込んで粒子（砂）を流動させた流動層に燃料Ａを供給して流動燃焼させることにより粒子を加熱する流動層燃焼炉１と、該流動層燃焼炉１の上部から取り出される燃焼ガス２を導入して高温の粒子３と排ガス４とに分離するサイクロンからなる分離機５と、分離機５で分離した高温の粒子３を降下管５ａを介して導入することにより貯留し、且つ貯留した粒子３をＪ−バルブ或いはＬ−バルブと称される連通管６ａによる粒子供給手段６を介して前記流動層燃焼炉１の下部に循環供給するようにした粒子貯留装置７と、前記排ガス４の熱を回収するボイラとしての伝熱部８と、排ガス４から灰を除去するバグフィルター９とを有している。【０００３】
粒子貯留装置７は空気供給手段１０により下部から導入される空気１４により流動層１１を形成するようになっている。図１の粒子供給手段６は、流動層燃焼炉１内下部に下端が接続されたＪ−バルブ或いはＬ−バルブの連通管６ａの上端を、粒子貯留装置７の底部近傍における流動層１１内部に開口１２させることによって、流動層燃焼炉１内の流動ガスが分離機５へ逆流するのを防止する逆流防止構造となっている。更に、前記連通管６ａの開口１２の近傍には可動式の流量制御装置１３を設けて流動層燃焼炉１へ循環する粒子の循環量を調節するようにしている。【０００４】
図１の流動層燃焼炉１は空気と燃料Ａを供給して流動燃焼を行うことにより粒子の加熱を行っており、流動層燃焼炉１からの燃焼ガス２は分離機５に導入されて高温の粒子３と排ガス４とに分離され、粒子３は粒子貯留装置７に供給される。そして、粒子貯留装置７の粒子３はＪ−バルブ或いはＬ−バルブによる連通管６ａにより所定量ずつ順次切り出され流動層燃焼炉１に循環供給されて再び加熱される。このとき、粒子貯留装置７の粒子３は、連通管６ａの開口１２の近傍に設けた流量制御装置１３によって流動層燃焼炉１へ循環する供給量が調節される。上記Ｊ−バルブ或いはＬ−バルブによる連通管６ａによって粒子貯留装置７と流動層燃焼炉１とを接続した構造によれば、流動層燃焼炉１内の流動ガスが分離機５へ逆流するのを防止することができる。【０００５】
しかし、前記連通管６ａによって粒子貯留装置７から流動層燃焼炉１に切り出される粒子３の循環量は比較的少なく、しかも流量制御装置１３は連通管６ａの流路を絞る制御のみであるために、粒子３の循環量を増加させる制御は行うことができず、よって粒子３の循環量を大きな調整範囲で制御することはできない。又、上記流量制御装置１３は連通管６ａの内部で作動する可動部を備えて粒子３の循環量を調節する必要があるため、流量制御装置１３に高温対策を図る必要があり構造が複雑化する問題がある。【０００６】
図２は特許文献２の循環流動層ボイラを示しており、この循環流動層ボイラは、前記図１に示したものと略同等の構成において、分離機５からの粒子３を、降下管５ａ’により粒子貯留装置７の流動層１１の表面層よりも下部に導入することにより、流動層燃焼炉１内の流動ガスが分離機５へ逆流するのを防止する逆流防止構造としている。そして、粒子貯留装置７における流動層１１の表面層の位置と流動層燃焼炉１の下部位置との間を傾斜管６ｂによる粒子供給手段６により連結し、流動層１１の表面層の粒子３が傾斜管６ｂの上端からオーバーフローして流動層燃焼炉１内下部に循環供給されるようにしている。更に、図２の装置では、空気供給手段１０によって粒子貯留装置７に供給する空気１４の供給量を調節して、流動層１１の表面層の高さ（層高）を上下動させることにより粒子貯留装置７から流動層燃焼炉１へ供給する粒子３の循環量を制御するようにしている。【０００７】
図２の装置によれば、粒子貯留装置７に供給する空気１４の供給量を制御して流動層１１の表面層を上下動させることによって粒子貯留装置７から流動層燃焼炉１に供給する粒子３の循環量を制御しているため、粒子３の循環量を容易にしかも広い調整範囲で制御することができる。【０００８】
一方、近年では、流動層燃焼炉と流動層ガス化炉とを備えて原料のガス化を行うようにした２塔式ガス化炉と称される循環流動層炉が提案されている。循環流動層炉としては特許文献３に示すものがある。【０００９】
図３は特許文献３の循環流動層炉を示しており、この循環流動層炉は、空気を供給して流動層によりチャーを燃焼させて粒子の加熱を行う流動層燃焼炉１００と、該流動層燃焼炉１００からの燃焼ガス１０１を導入して高温の粒子１０２と排ガス１０３とに分離する分離機１０４と、分離機１０４で分離した高温の粒子１０２を降下管１０４ａを介して導入すると共に水蒸気等のガス化剤１０９を導入し、流動層１０５により前記粒子１０２を熱源として原料Ｍをガス化して生成ガス１０６を取り出すようにした流動層ガス化炉１０７とを有する。【００１０】
図３の流動層ガス化炉１０７は、分離機１０４からの高温の粒子１０２を導入する導入部１０７ａと、原料Ｍを導入して原料Ｍのガス化を行うガス化部１０７ｂと、導入部１０７ａとガス化部１０７ｂを流動層１０５内下部で連通して粒子１０２の移動を可能にした下部連通部１０８と、導入部１０７ａ、ガス化部１０７ｂ、下部連通部１０８の下部に渡って形成して水蒸気等のガス化剤１０９を供給するためのガス化剤ボックス１１０とを有している。前記流動層１０５内に形成した下部連通部１０８は、流動層燃焼炉１００内の流動ガスが分離機１０４へ逆流するのを防止する逆流防止構造を形成している。【００１１】
更に、前記ガス化部１０７ｂと流動層燃焼炉１００との間には、ガス化部１０７ｂの流動層１０５の上層部に上端が接続されたＬ字部１１１ａと、該Ｌ字部１１１ａの下端から再び立ち上がって流動層燃焼炉１００の下部に接続された立ち上がり部１１１ｂとを備えた粒子供給手段１１１によって、流動層燃焼炉１００内の流動ガスがガス化部１０７ｂ内へ逆流するのを防止する逆流防止構造を形成している。図３中、１００ａは必要に応じて流動層燃焼炉１００に供給される補助燃料である。【００１２】
図３のような循環流動層炉においては、流動層ガス化炉１０７と流動層燃焼炉１００との間の粒子１０２の循環量を増加することによって、流動層ガス化炉１０７における原料Ｍのガス化効率を高めること、及び、原料Ｍのガス化処理量を増大して生成ガス１０６の生産量を増大することが要求される。
【特許文献１】特開２００５−２７４０１５号公報
【特許文献２】特開２００４−１３２６２１号公報
【特許文献３】特開２００５−４１９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、図３に示す循環流動層炉では、流動層ガス化炉１０７に水蒸気等のガス化剤１０９を供給してガス化を行うため、図２に示した循環流動層ボイラのように、粒子貯留装置７に対する空気１４の供給量を制御することで粒子の循環量を制御するような方式は採用することができない。即ち、粒子１０２の循環量を調節しようとして図３の流動層ガス化炉１０７に供給するガス化剤１０９（水蒸気）の流量を変化させると、流動層ガス化炉１０７におけるガス化反応が変化し、これによって流動層ガス化炉１０７から取り出される製品としての生成ガス１０６の性状が変化してしまう問題がある。【００１４】
このため、流動層ガス化炉１０７に対するガス化剤１０９の供給量は変更することなく一定に保持した状態において、流動層ガス化炉１０７から流動層燃焼炉１００へ供給する粒子の循環量を変更できるようにすることが要求される。【００１５】
本発明は、上記課題に鑑みてなしたもので、ガス化剤の流量を変更することなしに粒子の循環量を任意に調整して流動層ガス化炉でのガス化効率を高めることができる循環流動層炉における粒子循環量制御装置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】
【００１６】
本発明は、原料のガス化により生成したチャーと共に粒子を流動層燃焼炉に導入してチャーを流動燃焼させることにより粒子を加熱し、
流動層燃焼炉から排ガス誘引手段により取り出される燃焼ガスを分離機に導いて排ガスと粒子とに分離し、
分離した高温の粒子と原料を流動層ガス化炉に供給すると共にガス化剤を導入して流動層により原料のガス化を行い、原料のガス化により生成した生成ガスは生成ガス誘引手段により流動層ガス化炉から取り出すと共に、原料のガス化により生成したチャーと前記粒子は流動層燃焼炉に循環させるようにしている循環流動層炉における粒子循環量制御装置であって、
流動層ガス化炉が、流動層内部の下部連通部で連通するよう区画手段により区画され、分離機からの高温の粒子と原料とが導入される第１室と、該第１室から区画手段の下部連通部を通して導入されるチャーと粒子をオーバーフローにより流動層燃焼炉に供給する第２室とを有しており、
第１室の圧力を検出する第１圧力検出器と、
第２室の圧力を検出する第２圧力検出器と、
第１室の圧力が設定圧力に保持されるよう生成ガス誘引手段を制御する第１圧力制御器と、
第１室の圧力と第２室の圧力の差が設定差圧になるよう排ガス誘引手段を制御する第２圧力制御器と
を備え、第１室の流動層の層高を調節して粒子の循環量を制御する循環流動層炉における粒子循環量制御装置である。【００１７】
前記第１室が原料のガス化室である場合は、ガス化室でのガス化により生成した生成ガスは生成ガス誘引手段により設定圧力で取り出すと共に、ガス化により生成したチャーと粒子は区画手段の下部連通部を通して第２室に導くことができる。【００１８】
前記第１室が原料の前段処理室であり、第２室が前段処理された処理原料のガス化室である場合は、前段処理室での前段処理により生成した処理ガスは処理ガス誘引手段により設定圧力で取り出すと共に、前段処理された処理原料と粒子は区画手段の下部連通部を通してガス化室に導かれ、ガス化室でのガス化により生成した生成ガスは生成ガス誘引手段により一定取出量で取り出すことができる。【００１９】
前記処理ガスが原料の加熱により生成する水蒸気であってもよい。【００２０】
前記処理ガスが原料の加熱により生成する熱分解ガスであってもよい。【００２１】
前記熱分解ガスは粒子の加熱用燃料として流動層燃焼炉に供給することができる。【００２２】
前記流動層燃焼炉には新たな粒子を供給するための粒子供給装置を備えていてもよい。【００２３】
前記流動層燃焼炉には粒子を取り出すための粒子取出装置を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００２４】
流動層ガス化炉を、分離機で分離した高温の粒子と原料とを導入する第１室と、該第１室から区画手段の下部連通部を通して導入される粒子をオーバーフローさせて流動層燃焼炉に供給する第２室とで構成し、第１室の圧力が設定圧力に保持されるよう生成ガス誘引手段を制御する第１圧力制御器と、第１室の圧力と第２室の圧力の差が設定差圧になるよう排ガス誘引手段を制御する第２圧力制御器とを備えて、第１室の流動層の層高を調節することによって粒子の循環量を制御するようにしたので、流動層ガス化炉に供給するガス化剤の供給量を変更することなしに粒子の循環量を任意に調整して流動層ガス化炉でのガス化効率を任意に高めることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の循環流動層ボイラの側面図である。
【図２】従来の循環流動層ボイラの別の例を示す側面図である。
【図３】従来の循環流動層ボイラの更に別の例を示す側面図である。
【図４】本発明の一実施例を示す側面図である。
【図５】本発明の別の実施例を示す側面図である。
【図６】本発明の更に別の実施例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００  流動層燃焼炉
１０１  燃焼ガス
１０２  粒子
１０３  排ガス
１０４  分離機
１０５  流動層
１０６  生成ガス
１０７  流動層ガス化炉
１０８  下部連通部
１０９  ガス化剤
１１０  ガス化剤ボックス
１１２  区画壁（区画手段）
１１３  第１室
１１３Ａ        前段処理室
１１４  第２室
１１４Ａ        ガス化室
１１５  原料供給装置
１１６  生成ガス誘引手段
１１７  傾斜管
１１８  排ガス誘引手段
１１９  第１圧力検出器
１２０  設定圧力
１２１  第１圧力制御器
１２２  第２圧力検出器
１２２’        第２圧力検出器
１２３  設定差圧
１２４  第２圧力制御器
１２６  粒子供給装置
１２８  粒子取出装置
１２９  水蒸気
１３０  水蒸気誘引手段
１３１  生成ガス誘引手段
１３２  一定取出量制御器
１３４  熱分解ガス
１３５  熱分解ガス誘引手段
Ｍ      原料
Ｍ’    乾燥された原料
Ｍ”    熱分解された原料
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
図４は本発明の一実施例を示すもので、基本的な構成は図３と類似しており、図３と同一の部分には同じ符号を付して説明は省略し、以下では本発明の特徴部分についてのみ詳述する。【００２８】
図４に示している流動層ガス化炉１０７の下部には、水蒸気、空気、二酸化炭素等のガス化剤１０９を導入するガス化剤ボックス１１０が備えてあり、更に、流動層ガス化炉１０７内には、上部から流動層１０５内に亘って延びる区画壁１１２による区画手段によって第１室１１３と第２室１１４が形成されており、第１室１１３は大きい容積を有しており、第２室１１４は小さい容積となっている。この時、前記区画壁１１２の下端とガス化剤ボックス１１０との間には、流動層１０５内部を通して第１室１１３と第２室１１４とを連通する下部連通部１０８が形成されている。上記区画壁１１２は、水冷手段を備えて冷却することにより流動層ガス化炉１０７内の高温から保護することが好ましい。【００２９】
前記第１室１１３には、前記分離機１０４からの高温の粒子１０２が降下管１０４ａを介して導入されていると共に、石炭等の有機物原料或いはその他のガス化を行う原料Ｍがスクリューフィーダ等の原料供給装置１１５を介して供給されている。【００３０】
前記第１室１１３では、ガス化剤１０９により流動化される流動層１０５の粒子１０２により石炭等の原料Ｍが加熱されてガス化し、水素（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、メタン（ＣＨ４）等を主体とする生成ガス１０６が生成される。このとき、前記原料Ｍがバイオマス等の有機性原料の場合には水蒸気が同時に生成される。前記生成ガス１０６は生成ガス誘引手段１１６にて外部に取り出されて目的場所に送られる。図４の生成ガス誘引手段１１６は誘引ファン１１６ａと調整ダンパ１１６ｂにより構成されている。【００３１】
前記第２室１１４には、流動層１０５の表面層の位置に上端が開口し、下端が流動層燃焼炉１００の内側下部に開口した傾斜管１１７が接続されており、第２室１１４の粒子１０２とガス化によって生成したチャーは傾斜管１１７を介して流動層燃焼炉１００に循環供給される。【００３２】
一方、流動層燃焼炉１００の上端から取り出される燃焼ガス１０１は、排ガス誘引手段１１８の誘引により分離機１０４に導入されて高温の粒子１０２と排ガス１０３とに分離されるようになっている。図４の排ガス誘引手段１１８は誘引ファン１１８ａと調整ダンパ１１８ｂにより構成されている。【００３３】
上記構成において、第１室１１３の圧力を検出する第１圧力検出器１１９を設け、第１圧力検出器１１９が検出する第１室１１３の検出圧力が設定圧力１２０に保持されるように生成ガス誘引手段１１６を制御する第１圧力制御器１２１を設ける。このとき、第１圧力制御器１２１は、図示するように調整ダンパ１１６ｂの開度を調節するようにしてもよいが、誘引ファン１１６ａの回転数を調節するようにしてもよい。【００３４】
一方、第２室１１４の圧力を検出する第２圧力検出器１２２を設け、該第２圧力検出器１２２により検出される第２室１１４の検出圧力と、前記第１圧力検出器１１９によって検出している第１室１１３の検出圧力の差が設定差圧１２３になるように排ガス誘引手段１１８を制御する第２圧力制御器１２４を設ける。このとき、第２圧力制御器１２４は、図示するように調整ダンパ１１８ｂの開度を調節するようにしてもよいが、誘引ファン１１８ａの回転数を調節するようにしてもよい。【００３５】
前記流動層燃焼炉１００の下方側部には、回転フィーダ１２５等を介して新たな粒子を流動層燃焼炉１００に供給するようにした粒子供給装置１２６を設けている。又、流動層燃焼炉１００の下部には、流動層燃焼炉１００内の粒子をスクリューコンベヤ１２７等を介して外部に取り出すようにした粒子取出装置１２８を設けている。【００３６】
図４に示した実施例では、原料供給装置１１５から第１室１１３に供給された原料Ｍは、流動層１０５の高温の粒子１０２により加熱されると同時に下部から供給されるガス化剤１０９の作用によりガス化され、ガス化によって生成した生成ガス１０６は生成ガス誘引手段１１６により誘引されて目的場所へ送られる。このとき、第１圧力制御器１２１は、第１圧力検出器１１９で検出している第１室１１３の検出圧力が設定圧力１２０に保持されるように生成ガス誘引手段１１６による誘引を制御するので、第１室１１３からは一定の生成ガス１０６が安定して取り出される。【００３７】
第１室１１３のガス化によって生成したチャーと前記粒子１０２は、矢印で示すように前記区画壁１１２下部連通部１０８を潜るように通って第２室１１４に導かれ、傾斜管１１７にオーバーフローにより供給されて流動層燃焼炉１００に循環される。【００３８】
流動層燃焼炉１００に供給された粒子１０２は、チャーが流動燃焼することによって加熱される。このとき、前記流動層燃焼炉１００内部は前記排ガス誘引手段１１８によって誘引されているので、流動層燃焼炉１００の下部より投入される空気によって粒子は上昇し、燃焼ガス１０１となって分離機１０４に導入され、分離機１０４により高温の粒子１０２と排ガス１０３とに分離され、粒子１０２は再び流動層ガス化炉１０７の第１室１１３に供給される。【００３９】
前記第１室１１３の流動層１０５の層高が高い時は、粒子１０２が第１室１１３内に留まっているため粒子１０２の循環量は小さく、一方、第１室１１３の流動層１０５の層高が低い時は、粒子１０２が第１室１１４内に留まる時間が短かいため流動層燃焼炉１００への粒子１０２の循環量が大きくなる。【００４０】
従って、第２圧力検出器１２２により検出している第２室１１４の検出圧力と、前記第１圧力検出器１１９によって検出している第１室１１３の検出圧力の差が設定差圧１２３になるように、第２圧力制御器１２４によって排ガス誘引手段１１８を制御する。即ち、例えば第１圧力検出器１１９が検出している第１室１１３の検出圧力に対して、該第２圧力検出器１２２で検出している第２室１１４の検出圧力が低くなるように設定した設定差圧１２３で排ガス誘引手段１１８を制御すると、第１室１１３の流動層１０５の層高は低く保持されて、流動層ガス化炉１０７から流動層燃焼炉１００へ供給される粒子１０２の循環量が増加する。上記設定差圧１２３を大きく設定すると、粒子１０２の循環量を更に増加することができる。【００４１】
粒子１０２の循環量が増加すると、流動層燃焼炉１００にて加熱された粒子１０２が流動層ガス化炉１０７に供給される量が増加することになるため、流動層ガス化炉１０７内の温度を高く保持して流動層ガス化炉１０７でのガス化効率を高めることができ、また、原料Ｍのガス化処理量を増大して生成ガス１０６の生産量を増大することができる。【００４２】
尚、前記第２室１１４の圧力と流動層燃焼炉１００内下部の圧力とは略同等であるため、前記第２圧力検出器１２２で検出している第２室１１４の検出圧力に代えて、流動層燃焼炉１００内下部の圧力を検出する第２圧力検出器１２２’を前記第２圧力制御器１２４に導入して制御するようにしてもよい。【００４３】
上記したように、第１室１１３の圧力を設定圧力１２０に制御した状態において、第１室１１３の流動層１０５の層高を調節することにより流動層ガス化炉１０７から流動層燃焼炉１００へ供給する粒子１０２の循環量を制御するようにしたので、流動層ガス化炉１０７に供給するガス化剤１０９の流量を変更することなしに粒子１０２の循環量を任意に調整することができ、よって流動層ガス化炉１０７でのガス化効率を安定して任意に高めることができるようになる。【００４４】
又、前記第２圧力制御器１２４によって第１室１１３の流動層１０５の層高を制御する操作に加えて、粒子供給装置１２６により流動層燃焼炉１００内に新たな粒子を供給する操作を行うことができる。又、前記層高を制御する操作に加えて、粒子取出装置１２８により流動層燃焼炉１００内の粒子を取り出す操作を行うことができる。上記粒子供給装置１２６又は粒子取出装置１２８による操作を付加すると、系内の粒子量を変更できると共に、粒子の循環量を迅速に調節することができる。【００４５】
図５は本発明の別の実施例を示したものである。図５の実施例が図４の実施例と異なる点は、流動層ガス化炉１０７内部を区画壁１１２による区画手段によって区画した第１室は容積が小さい前段処理室１１３Ａであり、第２室は容積が大きいガス化室１１４Ａとしている点である。【００４６】
そして、前段処理室１１３Ａには、前記分離機１０４からの高温の粒子１０２が導入されていると共に、バイオマスや汚泥等の有機物からなる原料Ｍ’が原料供給装置１１５により供給されており、前段処理室１１３Ａで有機物の原料Ｍ’が加熱されて生成する水蒸気１２９が水蒸気誘引手段１３０により外部に取り出されるようになっている。図５の水蒸気誘引手段１３０は誘引ファン１３０ａと調整ダンパ１３０ｂから構成されている。【００４７】
上記実施例においては、前記分離機１０４から降下管１０４ａを介して流下してくる粒子１０２を、二点鎖線で示す分配手段１３３を備えて前段処理室１１３Ａとガス化室１１４Ａに分配して供給することにより、前段処理室１１３Ａ内の温度が有機物の原料Ｍ’の乾燥に適した温度になるように粒子１０２の供給量を調整することが好ましい。【００４８】
そして、前記第１圧力制御器１２１には、前段処理室１１３Ａ内の水蒸気１２９の圧力を検出する第１圧力検出器１１９の検出圧力が導入されており、前段処理室１１３Ａの検出圧力が設定圧力１２０に保持されるように水蒸気誘引手段１３０を制御している。このとき、第１圧力制御器１２１は、図５に示すように調整ダンパ１３０ｂの開度を調節するようにしてもよいが、誘引ファン１３０ａの回転数を調節するようにしてもよい。【００４９】
一方、第２室であるガス化室１１４Ａには、前段処理室１１３Ａで水分が除去された原料Ｍ’が区画壁１１２の下端を潜るようにして導入される。そして、粒子１０２による加熱とガス化剤１０９により原料Ｍ’がガス化されて生成した生成ガス１０６は、生成ガス誘引手段１３１により外部に取り出されて目的場所に送られる。図５の生成ガス誘引手段１３１は誘引ファン１３１ａと調整ダンパ１３１ｂから構成されている。そして、生成ガス誘引手段１３１は一定取出量制御器１３２によって、常に一定量の生成ガス１０６をガス化室１１４Ａから取り出すようにしている。【００５０】
更に、前記第２圧力検出器１２２で検出しているガス化室１１４Ａの検出圧力と、前記第１圧力検出器１１９で検出している前段処理室１１３Ａの検出圧力とが第２圧力制御器１２４に入力され、前段処理室１１３Ａの圧力とガス化室１１４Ａの圧力の差が設定差圧１２３になるように、前記排ガス誘引手段１１８の誘引を制御するようにしている。【００５１】
図５の実施例によれば、有機物の原料Ｍ’が前段処理室１１３Ａに供給されることにより水蒸気が生成して前段処理室１１３Ａの圧力は上昇する。しかし、第１圧力制御器１２１は第１圧力検出器１１９が検出している前段処理室１１３Ａの圧力が設定圧力１２０に保持されるように水蒸気誘引手段１３０による水蒸気の誘引を制御するので、前段処理室１１３Ａの圧力は一定に保持される。【００５２】
前段処理室１１３Ａで水分が除去されて乾燥した原料Ｍ’は区画壁１１２の下端を潜ってガス化室１１４Ａに導入されてガス化剤１０９によりガス化され、ガス化により生成した生成ガス１０６は生成ガス誘引手段１３１により外部に取り出される。このとき、生成ガス誘引手段１３１に備えた一定取出量制御器１３２によって、常に一定量の生成ガス１０６がガス化室１１４Ａから取り出される。【００５３】
この状態において、第１圧力検出器１１９が検出している前段処理室１１３Ａの検出圧力に対して、第２圧力検出器１２２が検出しているガス化室１１４Ａの検出圧力が低くなるように第２圧力制御器１２４に設定した設定差圧１２３によって排ガス誘引手段１１８を制御すると、流動層１０５の層高が低く保持され、流動層ガス化炉１０７から流動層燃焼炉１００へ供給される粒子１０２の循環量が増加されるようになる。【００５４】
更に、図５の実施例では、有機物の原料Ｍ’が前段処理室１１３Ａで乾燥された後、ガス化室１１４Ａに供給されてガス化されるため、ガス化室１１４Ａからは水蒸気を含まない生成ガスを取り出すことができる。【００５５】
図６は、前記図５の装置を変化させた本発明の更に別の実施例を示したものである。図６の実施例が図５の実施例と異なる点は、前段処理室１１３Ａにおいて、有機物の原料Ｍ’が熱分解反応される温度まで加熱処理されるようにした点である。例えば破線で示す分配手段１３３を備えることによって前段処理室１１３Ａとガス化室１１４Ａに供給する粒子１０２の供給量を調節する。このとき、前段処理室１１３Ａにおいては、有機物の原料Ｍ’の熱分解反応によって、メタン（ＣＨ４）、タール等の炭化水素（ＣＨ）を含む成分、その他一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、水素（Ｈ２）等を主体とする熱分解ガス１３４が生成されるように、供給される粒子１０２の量と原料Ｍ’が前段処理室１１３Ａに留まる滞留時間とを制御するようにしてる。原料Ｍ’の滞留時間は前段処理室１１３Ａの圧力によって設定することができる。ガス化室１１４Ａからは前記熱分解ガス１３４と共に水蒸気が生じる。【００５６】
前段処理室１１３Ａで生成した熱分解ガス１３４及び水蒸気は、熱分解ガス誘引手段１３５により外部に取り出される。図５の熱分解ガス誘引手段１３５は誘引ファン１３５ａと調整ダンパ１３５ｂから構成されている。【００５７】
尚、図６の実施例では、前段処理室１１３Ａから熱分解ガス誘引手段１３５によって取り出した熱分解ガス１３４を流動層燃焼炉１００に供給しており、熱分解ガス１３４は流動層燃焼炉１００で粒子を加熱するための燃料として用いられている。【００５８】
前記第１圧力制御器１２１には、前段処理室１１３Ａ内の熱分解ガス１３４の圧力を検出する第１圧力検出器１１９の検出圧力が導入されており、前段処理室１１３Ａの検出圧力が設定圧力１２０に保持されるように熱分解ガス誘引手段１３５を制御している。【００５９】
一方、ガス化室１１４Ａには、前段処理室１１３Ａで熱分解処理された原料Ｍ”が区画壁１１２の下端を潜るようにして導入される。そして、粒子１０２による加熱とガス化剤１０９によるガス化反応によって原料Ｍ”がガス化される。水蒸気ガス化の場合には、一酸化炭素（ＣＯ）、水素（Ｈ２）を主成分とする生成ガス１０６が生じる。この生成ガス１０６は、生成ガス誘引手段１３１により外部に取り出されて目的場所に送られる。生成ガス誘引手段１３１は誘引ファン１３１ａと調整ダンパ１３１ｂから構成されている。そして、生成ガス誘引手段１３１は、一定取出量制御器１３２によって、常に一定量の生成ガス１０６をガス化室１１４Ａから取り出すように制御する。【００６０】
更に、前記第２圧力検出器１２２で検出しているガス化室１１４Ａの検出圧力と、前記第１圧力検出器１１９で検出している前段処理室１１３Ａの検出圧力とが第２圧力制御器１２４に入力されており、第２圧力制御器１２４は、前段処理室１１３Ａの圧力とガス化室１１４Ａの圧力の差が設定差圧１２３になるように前記排ガス誘引手段１１８の誘引を制御する。【００６１】
図６の装置においては、第１圧力検出器１１９が検出している前段処理室１１３Ａの検出圧力に対して、第２圧力検出器１２２が検出しているガス化室１１４Ａの検出圧力が低くなるように第２圧力制御器１２４に設定した設定差圧１２３によって排ガス誘引手段１１８を制御すると、前段処理室１１３Ａの流動層１０５の層高が低く保持され、流動層ガス化炉１０７から流動層燃焼炉１００へ供給される粒子１０２の循環量が増加されるようになる。【００６２】
更に、図６の装置では、前段処理室１１３Ａにおいて熱分解ガス１３４と水蒸気を分離しているため、ガス化室１１４Ａでは熱分解処理された原料Ｍ”をガス化するので、一酸化炭素（ＣＯ）、水素（Ｈ２）を主成分とする高品質の生成ガス１０６を生成して取り出すことができるようになる。【００６３】
又、前段処理室１１３Ａで生成した熱分解ガス１３４を熱分解ガス誘引手段１３５によって流動層燃焼炉１００に供給することにより、熱分解ガス１３４が流動層燃焼炉１００での粒子の加熱に利用され、これにより粒子の温度が更に高められるので、流動層ガス化炉１０７におけるガス化効率を更に高めることができる。【００６４】
なお、本発明の循環流動層炉における粒子循環量制御装置は、種々の有機物原料のガス化に用い得ること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【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６】
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【国際調査報告】
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