(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の傾斜角度をもって粉体を重力落下により搬送可能な粉体搬送ラインと、
所定の開口率を有して前記粉体搬送ラインに沿って配置される第１多孔板と、
前記第１多孔板より高い開口率を有して前記粉体搬送ラインに沿って前記第１多孔板の上方に配置される第２多孔板と、
前記第１多孔板の下方に設けられて前記第１多孔板及び前記第２多孔板を通して前記粉体搬送ラインにアシストガスを供給するアシストガス供給装置と、
を有し、
前記粉体搬送ラインの基端部に粉体を供給可能な粉体供給ラインが接続され、少なくとも前記粉体搬送ラインにおける前記粉体供給ラインの接続部に前記第１多孔板及び前記第２多孔板及び前記アシストガス供給装置が配置され、
前記粉体供給ラインから前記粉体搬送ラインに向けてアシストガスを噴出可能な第１アシストガス噴出装置が設けられる、
ことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項２】
前記第１多孔板と前記第２多孔板は、互いに密着して配置されることを特徴とする請求項１に記載の粉体搬送装置。
【請求項３】
前記粉体搬送ラインは、筒形状をなす配管を有し、該配管の内部に前記第１多孔板及び前記第２多孔板が配置され、前記配管の内部における前記第１多孔板及び前記第２多孔板の下方に前記アシストガス供給装置を構成するアシストガス室が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の粉体搬送装置。
【請求項４】
前記粉体搬送ラインにおける前記粉体供給ラインの接続部に向けてアシストガスを噴出可能な第２アシストガス噴出装置が設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の粉体搬送装置。
【請求項５】
前記アシストガス噴出装置は、間欠的にアシストガスを噴出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の粉体搬送装置。
【請求項６】
前記アシストガス噴出装置は、円錐形状をなすガス噴出孔を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の粉体搬送装置。
【請求項７】
固形燃料をガス化して生成された生成ガスから未反応分を回収するチャー回収装置であって、
生成ガスの生成ラインに連結される第１集塵装置と、
前記第１集塵装置における第１ガス排出ラインに連結される第２集塵装置と、
前記第１集塵装置における第１未反応分排出ライン及び前記第２集塵装置における第２未反応分排出ラインに連結されるビンと、
前記ビンから未反応分を戻す未反応分戻しラインと、
前記未反応分排出ラインに設けられる請求項１から６のいずれか一つに記載の粉体搬送装置と、
を有することを特徴とするチャー回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、石炭ガス化複合発電設備などに用いられる粉体搬送装置、チャー回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭ガス化複合発電設備は、石炭をガス化し、コンバインドサイクル発電と組み合わせることにより、従来型の石炭火力に比べてさらなる高効率化・高環境性を目指した発電設備である。この石炭ガス化複合発電設備は、資源量が豊富な石炭を利用可能であることも大きなメリットであり、適用炭種を拡大することにより、さらにメリットが大きくなることが知られている。
【０００３】
従来の石炭ガス化複合発電設備は、一般的に、給炭装置、石炭ガス化炉、チャー回収装置、ガス精製設備、ガスタービン設備、蒸気タービン設備、排熱回収ボイラを有している。従って、石炭ガス化炉に対して、給炭装置により石炭（微粉炭）が供給されると共に、ガス化剤（空気、酸素富化空気、酸素、水蒸気など）が取り込まれ、この石炭ガス化炉で石炭が燃焼ガス化されて生成ガス（可燃性ガス）が生成される。そして、この生成ガスは、チャー回収装置にて、石炭の未反応分（チャー）が除去されてからガス精製され、ガスタービン設備に供給されることで燃焼して高温・高圧の燃焼ガスを生成し、タービンを駆動する。タービンを駆動した後の排気ガスは、排熱回収ボイラで熱エネルギが回収され、蒸気を生成して蒸気タービン設備に供給され、タービンを駆動する。これにより発電が行なわれる。一方、熱エネルギが回収された排気ガスは煙突を介して大気へ放出される。
【０００４】
上述した石炭ガス化複合発電設備におけるチャー回収装置は、石炭ガス化炉で生成された生成ガスから、複数段の集塵装置を用いて含有するチャーを除去している。そして、回収したチャーは、チャー供給装置により、所定量ずつ石炭ガス化炉に戻している。即ち、ここにチャー搬送装置を有するビンシステムが適用されている。一般的なビンシステムは、１つ（もしくは複数個）のビンと、各集塵装置で回収したチャーをこのビンに排出する複数のチャー排出ラインと、ビンに回収したチャーを複数（または１つ）のホッパに供給する複数のチャー供給ラインとを有している。
【０００５】
従来のビンシステムとしては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがあり、粉体搬送装置としては、例えば、下記特許文献２に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１２６５７１号公報
【特許文献２】特開２００８−２３０８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の粉体搬送装置では、粉体の流動方向に沿って不活性ガスを供給するアシストガス供給装置や粉体搬送ラインを構成する配管に多孔板を設け、この多孔板から上方に向けて不活性ガスを供給するアシストガス供給装置などを設けている。ところが、粉体の供給量が変動すると、単に粉体搬送ラインに向けてアシストガスを供給するだけでは不十分であり、粉体搬送ラインに粉体が堆積してしまうおそれがある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、粉体やチャーを効率良く適正に搬送可能とする粉体搬送装置及びチャー回収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】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の粉体搬送装置は、所定の傾斜角度をもって粉体を重力落下により搬送可能な粉体搬送ラインと、所定の開口率を有して前記粉体搬送ラインに沿って配置される第１多孔板と、前記第１多孔板より高い開口率を有して前記粉体搬送ラインに沿って前記第１多孔板の上方に配置される第２多孔板と、前記第１多孔板の下方に設けられて前記第１多孔板及び前記第２多孔板を通して前記粉体搬送ラインにアシストガスを供給するアシストガス供給装置と、を有し、前記粉体搬送ラインの基端部に粉体を供給可能な粉体供給ラインが接続され、少なくとも前記粉体搬送ラインにおける前記粉体供給ラインの接続部に前記第１多孔板及び前記第２多孔板及び前記アシストガス供給装置が配置され、前記粉体供給ラインから前記粉体搬送ラインに向けてアシストガスを噴出可能な第１アシストガス噴出装置が設けられる、ことを特徴とするものである。
【００１０】
従って、粉体が重力落下により粉体搬送ラインに沿って搬送されるとき、アシストガス供給装置により第１多孔板及び第２多孔板を通してこの粉体搬送ラインにアシストガスが供給されることで、粉体が粉体搬送ラインに堆積することなく、アシストガスにより適正に搬送される。このとき、下側の第１多孔板に対して上側の第２多孔板の開口率が高いことから、アシストガスは、第１多孔板の各孔により高速で上方に噴出され、第２多孔板の各孔により低速となって粉体搬送ラインの広範囲に拡散することとなり、粉体搬送ライン上に粉体を滞留させずに効率良く搬送することができる。
また、粉体の供給量が変動すると、粉体搬送ラインにおける粉体供給ラインからの粉体供給部にこの粉体が堆積しやすくなることから、この位置に第１多孔板、第２多孔板、アシストガス供給装置を配置することで、粉体の堆積を効果的に防止することができる。
また、第１アシストガス噴出装置により粉体供給ラインから粉体搬送ラインに向けてアシストガスを噴出することで、粉体の堆積を効果的に防止することができる。
【００１１】
本発明の粉体搬送装置では、前記第１多孔板と前記第２多孔板は、互いに密着して配置されることを特徴としている。
【００１２】
従って、第１多孔板の上に第２多孔板が密着することで、アシストガスは、第１多孔板と第２多孔板の間から漏洩することはなく、粉体搬送ライン上に粉体に対して効率良く噴出して堆積を防止することができる。
【００１３】
本発明の粉体搬送装置では、前記粉体搬送ラインは、筒形状をなす配管を有し、該配管の内部に前記第１多孔板及び前記第２多孔板が配置され、前記配管の内部における前記第１多孔板及び前記第２多孔板の下方に前記アシストガス供給装置を構成するアシストガス室が設けられることを特徴としている。
【００１４】
従って、粉体搬送ラインを筒形状の配管により構成し、この配管の内部に第１多孔板及び第２多孔板を配置すると共に、アシストガス室を設けることから、装置を簡素化して小型化することができる。
【００１９】
本発明の粉体搬送装置では、前記粉体搬送ラインにおける前記粉体供給ラインの接続部に向けてアシストガスを噴出可能な第２アシストガス噴出装置が設けられることを特徴としている。
【００２０】
従って、第２アシストガス噴出装置により粉体搬送ラインにおける粉体供給ラインの接続部に向けてアシストガスを噴出することで、粉体の堆積を効果的に防止することができる。
【００２１】
本発明の粉体搬送装置では、前記アシストガス噴出装置は、間欠的にアシストガスを噴出することを特徴としている。
【００２２】
従って、アシストガス噴出装置により間欠的にアシストガスを噴出することで、粉体の堆積を効果的に防止することができる。
【００２３】
本発明の粉体搬送装置では、前記アシストガス噴出装置は、円錐形状をなすガス噴出孔を有することを特徴としている。
【００２４】
従って、アシストガス噴出装置がガス噴出孔から円錐形状をなしてガスを噴出することで、広範囲にわたって噴出することが可能となり、粉体の堆積を効果的に防止することができる。
【００２５】
また、本発明のチャー回収装置は、固形燃料をガス化して生成された生成ガスから未反応分を回収するチャー回収装置であって、生成ガスの生成ラインに連結される第１集塵装置と、前記第１集塵装置における第１ガス排出ラインに連結される第２集塵装置と、前記第１集塵装置における第１未反応分排出ライン及び前記第２集塵装置における第２未反応分排出ラインに連結されるビンと、前記ビンから未反応分を戻す未反応分戻しラインと、所定の開口率を有して前記未反応分排出ラインに沿って配置される第１多孔板と、前記第１多孔板より高い開口率を有して前記未反応分排出ラインに沿って前記第１多孔板の上方に配置される第２多孔板と、前記第１多孔板の下方に設けられて前記第１多孔板及び前記第２多孔板を通して前記未反応分排出ラインにアシストガスを供給するアシストガス供給装置と、を有することを特徴とするものである。
【００２６】
従って、第１集塵装置で生成ガスから粗粒の未反応分が分離され、第２集塵装置で生成ガスから微粒の未反応分が分離され、この未反応分が各未反応分排出ラインを通ってビンに貯留され、このビンに貯留された未反応分が未反応分戻しラインにより戻されることとなる。粉体が重力落下により未反応分排出ラインに沿って搬送されるとき、アシストガス供給装置により第１多孔板及び第２多孔板を通してこの未反応分排出ラインにアシストガスが供給されることで、粉体が未反応分排出ラインに堆積することなく、アシストガスにより適正に搬送される。このとき、下側の第１多孔板に対して上側の第２多孔板開口率が高いことから、アシストガスは、第１多孔板の各孔により高速で上方に噴出され、第２多孔板の各孔により低速となって未反応分排出ラインの広範囲に拡散することとなり、未反応分排出ライン上に粉体を滞留させずに効率良く搬送することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の粉体搬送装置及びチャー回収装置によれば、粉体搬送ライン（未反応分排出ライン）に所定の開口率を有する第１多孔板を設けると共にその上に高い開口率を有する第２多孔板を設け、各多孔板を通してアシストガスを供給するアシストガス供給装置を設けるので、粉体搬送ライン（未反応分排出ライン）上に粉体（チャー）を滞留させずに効率良く搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る粉体搬送装置が適用される石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
【図２】図２は、本実施例の粉体搬送装置を表す概略図である。
【図３】図３は、本実施例の粉体搬送装置の側面図である。
【図４】図４は、本実施例の粉体搬送装置における多孔板を表す断面図である。
【図５】図５は、本実施例の粉体搬送装置におけるガス噴射ノズルの変形例を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る粉体搬送装置及びチャー回収装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例】
【００３０】
図１は、本発明の一実施例に係る粉体搬送装置が適用される石炭ガス化複合発電設備の概略構成図、図２は、本実施例の粉体搬送装置を表す概略図、図３は、本実施例の粉体搬送装置の側面図、図４は、本実施例の粉体搬送装置における多孔板を表す断面図、図５は、本実施例の粉体搬送装置におけるガス噴射ノズルの変形例を表す断面図である。
【００３１】
本実施例の石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｏａｌ  Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｍｂｉｎｅｄ  Ｃｙｃｌｅ）は、空気をガス化剤としてガス化炉で石炭ガスを生成する空気吹き方式を採用し、ガス精製設備で精製した後の石炭ガスを燃料ガスとしてガスタービン設備に供給して発電を行っている。即ち、本実施例の石炭ガス化複合発電設備は、空気吹き方式の発電設備である。
【００３２】
本実施例の石炭ガス化複合発電設備は、図１に示すように、給炭装置１１、石炭ガス化炉１２、チャー回収装置１３、ガス精製設備１４、ガスタービン設備１５、蒸気タービン設備１６、発電機１７、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１８を有している。
【００３３】
給炭装置１１は、石炭粉砕機（ミル）２１とこの石炭粉砕機２１で乾燥微粉砕された微粉炭を加圧供給する微粉炭供給設備２２を有している。石炭粉砕機２１は、石炭を乾燥ガスにより乾燥しながら細かい粒子状に粉砕して微粉炭を製造するものである。この場合、乾燥用ガスとして、ガスタービン設備１５や排熱回収ボイラ１８からの排ガスの一部を利用する。そして、石炭粉砕機２１の下流側には、微粉炭供給設備２２として、微粉炭分離装置（例えば、集塵機）２３、微粉炭ビン２４、複数の微粉炭供給ホッパ２５ａ，２５ｂ，２５ｃが設けられている。
【００３４】
石炭ガス化炉１２は、微粉炭供給設備２２から給炭ライン３１が接続されており、微粉炭を供給可能となっている。また、石炭ガス化炉１２は、チャー回収装置１３からチャー戻しライン３２が接続されており、このチャー回収装置１３で回収されたチャー（石炭の未反応分、粉体）をリサイクル可能となっている。
【００３５】
更に、石炭ガス化炉１２は、ガスタービン設備１５（圧縮機６１）から圧縮空気供給ライン３３が接続されており、このガスタービン設備１５で圧縮された空気の一部を抽気空気昇圧機で昇圧して供給可能となっている。空気分離装置３４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３５が給炭ライン３１に接続されると共に、第２窒素供給ライン３６がチャー戻しライン３２に接続され、酸素供給ライン３７が圧縮空気供給ライン３３に接続されている。この場合、窒素は、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用され、酸素は、ガス化剤として利用される。
【００３６】
石炭ガス化炉１２は、例えば、噴流床形式のガス化炉であって、内部に供給された石炭（微粉炭）をガス化剤（空気、酸素富化空気、酸素、水蒸気など）により部分酸化・ガス化することにより、二酸化炭素や水素を主成分とする可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）を発生させる。なお、石炭ガス化炉１２は噴流床ガス化炉に限らず、流動床ガス化炉や固定床ガス化炉としてもよい。そして、この石炭ガス化炉１２の後流には生成ガスライン３８が設けられておりチャー回収装置１３に接続される。同チャー回収装置１３にて生成ガス中に含まれるチャーと生成ガスを分離可能となっている。この場合、ガス化炉後流にガス冷却装置を設けることで可燃性ガスを所定温度まで冷却した後に生成ガスライン３８を経てチャー回収装置１３に供給するとよい。
【００３７】
チャー回収装置１３は、本発明の粉体搬送装置を適用しており、第１集塵装置としてのサイクロン４１と、第２集塵装置として第１フィルタ４２ａ及び第２フィルタ４２ｂと、各ロータリバルブ４３ａ，４３ｂと、ビン４４と、ホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄとを有している。サイクロン４１は、石炭ガス化炉１２で生成された可燃性ガスに含まれるチャーの一次分離（粗粒を分離）するもので、上部に粗粒チャーが分離された可燃性ガスを排出する第１ガス排出ライン４６が接続されると共に、下部に可燃性ガスから分離した粗粒チャーを排出する第１チャー排出ライン（第１未反応分排出ライン）４７が接続されている。
【００３８】
第１、第２フィルタ４２ａ，４２ｂは、側部に第１ガス排出ライン４６が分岐してそれぞれ接続され、上部に微粒チャーが分離された可燃性ガスを排出する第２ガス排出ライン４８が接続されると共に、下部に可燃性ガスから分離した微粒チャーを排出する第２チャー排出ライン（第２未反応分排出ライン）４９ａ，４９ｂが接続されている。各フィルタ４２ａ，４２ｂにおける第２チャー排出ライン４９ａ，４９ｂへの排出部にロータリバルブ４３ａ，４３ｂがそれぞれ設けられている。このフィルタ４２ａ，４２ｂは、ポーラスフィルタであって、例えば、セラミック製のろ材を有しており、可燃性ガスがろ材を通過するときに、この可燃性ガス中のチャーを除去可能となっている。そして、このフィルタ４２ａ，４２ｂにより捕集されたチャーは、逆洗処理などにより落下し、ロータリバルブ４３ａ，４３ｂによりフィルタ容器から排出され、第２チャー排出ライン４９ａ，４９ｂを通してビン４４に払い出される。
【００３９】
そして、第１ガス排出ライン４６とビン４４との間には、両者の圧力を均一化させる第１均圧ライン５０が設けられている。
【００４０】
ビン４４は、第１チャー排出ライン４７及び第２チャー排出ライン４９ａ，４９ｂの下流端部が接続されており、サイクロン４１及び第１、第２フィルタ４２ａ，４２ｂにより可燃性ガスから分離された粗粒チャーや微粒チャーを集合してから分配するものである。各ホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄは、ビン４４と切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを介して接続され、この切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、ホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄの上流側に第１切替弁５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄが装着され、下流側に第２切替弁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄが装着されている。
【００４１】
即ち、各切替弁５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄにより使用する切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを切り替えることで、ホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄを交互に使用して連続運転を可能としている。そして、各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、ホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄの下流側で合流し、チャー戻しライン３２に接続されている。この場合、本実施例では、４つの切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ（４つのホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ）のために、その上流側にビン４４を配置しており、チャーを集合し各ホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄへ分配及び一時的に貯留するビン４４を設けている。
【００４２】
なお、サイクロン４１の第１ガス排出ライン４６とホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄとの間には、ガス化炉へチャーを供給している状態（例えば、ホッパ４５ａの場合、切替弁５２ａが閉状態、第１切替弁５３ａが開状態で、ホッパ４５ａの圧力がビン４４よりも高い状態）を終了し、ビン４４のチャーを受け入れるためにホッパ４５ａ内ガスを減圧排気して圧力を均圧化させる均圧ライン（図示略）が設けられている。
【００４３】
このように本実施例のチャー回収装置１３は、サイクロン４１、第１チャー排出ライン４７、第１フィルタ４２ａ及び第２フィルタ４２ｂ、第２チャー排出ライン４９ａ，４９ｂ、ロータリバルブ４３ａ，４３ｂと、ビン４４、ホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ、チャー戻しライン３２などから構成されている。そして、本実施例の粉体搬送装置は、このチャー回収装置１３に適用されており、例えば、第１フィルタ４２ａにより捕集されたチャーをビン４４に払い出す第２チャー排出ライン４９ａに設けられている。
【００４４】
但し、本発明の粉体搬送装置は、第２チャー排出ライン４９ａだけでなく、例えば、第２チャー排出ライン４９ｂ、第１チャー排出ライン４７、切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄなどにも適用することができる。
【００４５】
本実施例の粉体搬送装置は、図２から図４に示すように、所定の傾斜角度をもってチャー（粉体）を重力落下により搬送可能な第２チャー排出ライン（粉体搬送ライン）４９ａと、所定の開口率を有して第２チャー排出ライン４９ａに沿って配置される第１多孔板１０１と、この第１多孔板１０１より高い開口率を有して第２チャー排出ライン４９ａに沿って第１多孔板１０１の上方に配置される第２多孔板１０２と、第１多孔板１０１の下方に設けられて第１多孔板１０１及び第２多孔板１０２を通して第２チャー排出ライン４９ａにアシストガスを供給するアシストガス供給装置１０３とから構成されている。
【００４６】
即ち、第２チャー排出ライン４９ａは、円筒形状（または、角筒形状、下半円形状など）をなす供給配管（粉体供給ライン）１１１と搬送配管１１２と排出配管１１３とを有している。搬送配管１１２は、基端部から先端部に掛けて下方に所定の角度で傾斜して配置されており、基端上部にチャーを供給可能な供給配管１１１が接続される一方、先端下部にチャーを排出可能な排出配管１１３が接続されている。この場合、供給配管１１１と排出配管１１３は、鉛直方向に沿って配置されているが、搬送配管１１２より大きな角度で傾斜していてもよい。
【００４７】
搬送配管１１２は、内部に第１多孔板１０１と第２多孔板１０２が重なって配置されている。そして、第１多孔板１０１が下側に配置され、第２多孔板１０２が上側に配置されており、第２多孔板１０２は、第１多孔板１０１より高い開口率に設定されている。この場合、第１多孔板１０１は、例えば、ステンレス鋼板に多数の孔１０１ａが形成されたパンチングメタルにより構成され、第２多孔板１０２は、例えば、ステンレス金網により構成されている。この第１多孔板１０１と第２多孔板１０２は、互いに隙間なく密着して配置されている。
【００４８】
アシストガス供給装置１０３において、搬送配管１１２は、内部における第１多孔板１０１及び第２多孔板１０２の下方にアシストガス室１２１が設けられている。このアシストガス室１２１は、搬送配管１１２の下部と、搬送配管１１２の基端部側に固定された縦壁１２２と、搬送配管１１２の先端部側に固定された仕切板１２３により区画されており、上方に第１多孔板１０１が配置されている。また、アシストガス室１２１は、下部にアシストガス供給配管１２４が接続されており、アシストガス供給配管１２４に開閉弁１２５が装着されている。このアシストガス供給配管１２４は、アシストガス室１２１にアシストガス（不活性ガス）を供給することができる。
【００４９】
また、供給配管１１１から搬送配管１１２に向けてアシストガス（不活性ガス）を噴出可能な第１アシストガス噴出装置１３１が設けられている。この第１アシストガス噴出装置１３１は、供給配管１１１に装着されるガス噴射ノズル１３２と、ガス噴射ノズル１３２にアシストガスを供給するガス供給配管１３３と、ガス供給配管１３３に装着される開閉弁１３４とから構成されている。
【００５０】
更に、搬送配管１１２における供給配管１１１の接続部に向けてアシストガス（不活性ガス）を噴出可能な第２アシストガス噴出装置１４１が設けられている。第２アシストガス噴出装置１４１は、搬送配管１１２の縦壁１２２に装着されるガス噴射ノズル１４２と、ガス噴射ノズル１４２にアシストガスを供給するガス供給配管１４３と、ガス供給配管１４３に装着される開閉弁１４４とから構成されている。
【００５１】
この場合、アシストガス供給装置１０３、第１アシストガス噴出装置１３１、第２アシストガス噴出装置１４１で使用される不活性ガスは、窒素ガスや二酸化炭素ガスが望ましいが、酸素濃度が３％以下の不活性ガス（イナートガス）、または、可燃性ガス（チャー回収装置の出口またはガス精製設備の出口ガスを昇圧リサイクルしたもの）とすればよく、第２チャー排出ライン４９ａを流れるガスの燃焼を防止することができる。また、不活性ガスは、第２チャー排出ライン４９ａを流れるガスの露点以上の温度のガスとすることが望ましい。そして、第１アシストガス噴出装置１３１と第２アシストガス噴出装置１４１は、連続的または間欠的に不活性ガスを供給する。
【００５２】
なお、この実施例では、搬送配管１１２の全域にわたって第１多孔板１０１と第２多孔板１０２とアシストガス供給装置１０３を設けたが、チャーが堆積しやすい搬送配管１１２における供給配管１１１の接続部、つまり、搬送配管１１２における上流部のみに第１多孔板１０１と第２多孔板１０２とアシストガス供給装置１０３を設けてもよい。
【００５３】
また、この実施例にて、ガス噴射ノズル１３２，１４２は、アシストガスを直線的に噴射するものとしたが、この構成に限定されるものではない。例えば、図５に示すように、ガス噴射ノズル１５１の先端部に広角部１５２を設け、ガス流動孔１５３に連通するようにこの広角部１５２に円錐形状をなすガス噴出孔１５４を形成してもよい。このガス噴射ノズル１５１にあっては、ガス噴出孔１５４から円錐形状をなすアシストガス流が噴出することで、供給配管１１１から搬送配管１１２に供給されたチャーの堆積状態を適正に崩して搬送することができる。
【００５４】
従って、チャーは、供給配管１１１から重力落下により搬送配管１１２に流れ落ち、第２多孔板１０２上に供給される。このとき、アシストガス供給装置１０３によりアシストガスがアシストガス室１２１に供給され、第１多孔板１０１及び第２多孔板１０２を通して上方に供給される。すると、このアシストガスは、第２多孔板１０２上を流れるチャーに対して供給されることとなる。この場合、このアシストガスは、堆積状態にあるチャーを崩すと共に、第２多孔板１０２とチャーとの間に入り込んで摩擦抵抗を低減することとなり、搬送配管１１２におけるチャーの搬送流れを促進し、堆積を抑制することができる。
【００５５】
具体的に、下側の第１多孔板１０１より上側の第２多孔板１０２の開口率が高くなっている。そのため、アシストガス室１２１のアシストガスは、まず、第１多孔板１０１の各孔１０１ａを通って第２多孔板１０２に至る。このとき、アシストガスは、各孔１０１ａを通ることで流速が高くなった状態で第２多孔板１０２に送られる。次に、第１多孔板１０１を通過した高速のアシストガスは、第２多孔板１０２で拡散するように噴出される。そのため、第２多孔板１０２で拡散したアシストガスは、この第２多孔板１０２で上を移動するチャーに対して均一に作用することとなり、この第２多孔板１０２上でチャーを滞留させずに効率良く搬送することができる。
【００５６】
また、第１アシストガス噴出装置１３１におけるガス噴射ノズル１３２は、供給配管１１１から搬送配管１１２に向けてアシストガスを噴出する。そのため、アシストガスは、搬送配管１１２における基端部の第２多孔板１０２上に供給されたチャーに向けて供給されるため、第２多孔板１０２上を移動するチャーの流れが促進され、堆積を抑制することができる。
【００５７】
更に、第２アシストガス噴出装置１４１におけるガス噴射ノズル１４２は、搬送配管１１２における供給配管１１１の接続部に向けてアシストガスを噴出する。そのため、アシストガスは、搬送配管１１２の第２多孔板１０２上を流れるチャーに向けて供給されるため、第２多孔板１０２上を移動するチャーの流れが促進され、堆積を抑制することができる。
【００５８】
ガス精製設備１４は、チャー回収装置１３によりチャーが分離された可燃性ガスに対して、硫黄化合物や窒素化合物、ハロゲン化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１４は、可燃性ガスから不純物を除去して燃料ガスを製造し、これをガスタービン設備１５に供給する。
【００５９】
ガスタービン設備１５は、圧縮機６１、燃焼器６２、タービン６３を有しており、圧縮機６１とタービン６３は、回転軸６４により連結されている。燃焼器６２は、圧縮機６１から圧縮空気６５が供給されると共に、ガス精製設備１４から燃料ガス６６が供給され、タービン６３に燃焼ガス６７を供給する。また、ガスタービン設備１５は、圧縮機６１から石炭ガス化炉１２に延びる圧縮空気供給ライン３３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６５とガス精製設備１４から供給された燃料ガス６６とを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガス６７により回転軸６４を回転することで発電機１７を駆動することができる。
【００６０】
蒸気タービン設備１６は、ガスタービン設備１５における回転軸６４に連結されるタービン６９を有しており、発電機１７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１８は、ガスタービン設備１５（タービン６３）からの排ガスライン７０に設けられており、高温の排ガスと熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そのため、排熱回収ボイラ１８は、蒸気タービン設備１６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。従って、蒸気タービン設備１６では、排熱回収ボイラ１８から供給された蒸気によりタービン６９が駆動し、回転軸６４を回転することで発電機１９を駆動することができる。そして、排熱回収ボイラ１８で熱が回収された排ガスは、煙突７４から大気へ放出される。
【００６１】
ここで、本実施例の石炭ガス化複合発電設備の作動について説明する。
【００６２】
本実施例の石炭ガス化複合発電設備において、図１に示すように、給炭装置１１にて、石炭は、石炭粉砕機２１により乾燥・粉砕され微粉炭が製造される。この微粉炭は、微粉炭分離装置２３及び微粉炭ビン２４からなる微粉炭供給設備２２により加圧され、空気分離装置３４から供給される窒素により給炭ライン３１を通して石炭ガス化炉１２に供給される。また、後述するチャー回収装置１３で回収されたチャーが、空気分離装置３４から供給される窒素によりチャー戻しライン３２を通して石炭ガス化炉１２に供給される。更に、後述するガスタービン設備１５から抽気された圧縮空気が昇圧機６８で昇圧された後、空気分離装置３４から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン３３を通して石炭ガス化炉１２に供給される。
【００６３】
石炭ガス化炉１２では、供給された微粉炭がガス化剤（圧縮空気、酸素など）により部分酸化・ガス化することで、二酸化炭素や水素を主成分とする可燃性ガス（生成ガス、石炭ガス）を生成する。そして、この可燃性ガスは、石炭ガス化炉１２から生成ガスライン３８を通して排出され、チャー回収装置１３に送られる。
【００６４】
このチャー回収装置１３にて、可燃性ガスは、まず、サイクロン４１に供給されることで、ここで可燃性ガスからこのガスに含有するチャーが一次分離（粗粒を分離）される。そして、チャーが一次分離された可燃性ガスは、第１ガス排出ライン４６に排出される一方、可燃性ガスから分離した粗粒チャーは、第１チャー排出ライン４７を通してビン４４に払い出される。
【００６５】
サイクロン４１でチャーが一次分離され第１ガス排出ライン４６に排出された可燃性ガスは、次に、各フィルタ４２ａ，４２ｂに供給され、可燃性ガスに残留するチャーが二次分離される。そして、残留チャーが分離された可燃性ガスは、第２ガス排出ライン４８に排出される一方、可燃性ガスから分離したチャーは、ロータリバルブ４３ａ，４３ｂによりフィルタ容器から排出され、第２チャー排出ライン４９ａ，４９ｂを通してビン４４に払い出される。ここで、ビン４４は、第１チャー排出ライン４７を通してビン４４に払い出される一次分離チャーと、第２チャー排出ライン４９ａ，４９ｂを通してビン４４に払い出される二次分離チャーとを集合し、各ホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄへ分離供給または貯留することができる。
【００６６】
この場合、生成ガスライン３８の圧力Ｐ１、第１ガス排出ライン４６の圧力Ｐ２、第２ガス排出ライン４８の圧力Ｐ３とすると、その圧力関係は、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３となっている。また、第１ガス排出ライン４６とビン４４との間に、第１均圧ライン５０が設けられていることで、第１ガス排出ライン４６の圧力Ｐ２とビン４４の圧力Ｐ４がほぼ同圧となり、その圧力関係は、Ｐ１＞Ｐ４≒Ｐ２＞Ｐ３となっている。そのため、サイクロン４１により分離された一次分離チャーは、第１チャー排出ライン４７からビン４４に払い出されることとなり、第１チャー排出ライン４７における粗粒チャーを含むガスの逆流が防止され、サイクロン４１の集塵効率が高く維持される。この第１均圧ライン５０がないと、一次分離チャーの体積と置換されるガスが第１チャー排出ライン４７を逆流することとなり、一次分離チャーの排出量が増加すると、サイクロン４１の排出部（スロート部）で一次分離チャーが吹き上がる現象が発生し、サイクロン４１における集塵効率が低下してしまう。
【００６７】
なお、第１ガス排出ライン４６の圧力Ｐ２とビン４４の圧力Ｐ４とは、第１均圧ライン５０によりほぼ同圧に調整されるものの、サイクロン４１及びフィルタ４２ａ，４２ｂからチャーが各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂを通してビン４４に払い出されることから、ビン４４にあるチャーを含むガスが第１均圧ライン５０を通して第１ガス排出ライン４６に放出される可能性があるが、第１均圧ライン５０からの放出ガスは、各フィルタ４２ａ，４２ｂに供給されることで、可燃性ガスからチャーが分離される。
【００６８】
また、サイクロン４１で可燃性ガスから分離した一次分離チャーは、第１チャー排出ライン４７を通してビン４４に払い出され、また、各フィルタ４２ａ，４２ｂで可燃性ガスから分離した二次分離チャーは、第２チャー排出ライン４９ａ，４９ｂを通してビン４４に払い出される。このフィルタ４２ａ，４２ｂで可燃性ガスから分離した二次分離チャーが第２チャー排出ライン４９ａ，４９ｂからビン４４に払い出されるとき、第２チャー排出ライン４９ａ，４９ｂへのアシストガスの供給により配管内の下面に沿って移動する粗粒チャーの流れが促進され、配管内へのチャーの堆積を抑制することができる。
【００６９】
即ち、図１及び図２に示すように、第２チャー排出ライン４９ａにて、チャーは、供給配管１１１から重力落下により搬送配管１１２に流れ落ち、第２多孔板１０２上に供給される。このとき、アシストガス室１２１のアシストガスは、第１多孔板１０１及び第２多孔板１０２を通して上方に供給され、このアシストガスが第２多孔板１０２上を流れるチャーに作用する。すると、このアシストガスは、堆積状態にあるチャーを崩すと共に、第２多孔板１０２とチャーとの間に入り込んで摩擦抵抗を低減し、搬送配管１１２におけるチャーの搬送流れを促進し、堆積を抑制することができる。
【００７０】
また、第１アシストガス噴出装置１３１におけるガス噴射ノズル１３２は、供給配管１１１から搬送配管１１２に向けてアシストガスを噴出する。そのため、アシストガスは、搬送配管１１２における基端部の第２多孔板１０２上に供給されたチャーに向けて供給されるため、第２多孔板１０２上を移動するチャーの流れが促進される。更に、第２アシストガス噴出装置１４１におけるガス噴射ノズル１４２は、搬送配管１１２における供給配管１１１の接続部に向けてアシストガスを噴出する。そのため、アシストガスは、搬送配管１１２の第２多孔板１０２上を流れるチャーに向けて供給されるため、第２多孔板１０２上を移動するチャーの流れが促進される。
【００７１】
そして、ビン４４に集合または貯留されたチャーは、第１切替弁５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄと第２切替弁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを順次開閉することで、切替ライン５１ａ及びホッパ４５ａと、切替ライン５１ｂ及びホッパ４５ｂ、切替ライン５１ｃ及びホッパ４５ｃ、切替ライン５１ｄ及びホッパ４５ｄを順に使用するようにしている。これにより回収したチャーをビン４４からホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄへの排出・供給作業を連続して行うことができ、チャー回収装置１３の連続運転が可能となる。ホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄに供給されたチャーは、チャー戻しライン３２を通して石炭ガス化炉１２に戻されてガス化される。
【００７２】
チャー回収装置１３によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製設備１４にて、硫黄化合物や窒素化合物、ハロゲン化物などの不純物が取り除かれ燃料ガスが製造される。そして、ガスタービン設備１５では、圧縮機６１が空気を圧縮し、燃焼器６２に供給、燃焼器６２にて圧縮機６１から供給される圧縮空気と、ガス精製設備１４から供給される燃料ガスを燃焼することで燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスによりタービン６３を駆動することで、回転軸６４を介して発電機１７を駆動し発電を行うことができる。
【００７３】
そして、ガスタービン設備１５におけるタービン６３から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ１８にて、熱交換を行うことで蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン設備１６に供給する。蒸気タービン設備１６では、排熱回収ボイラ１８から供給された蒸気によりタービン６９を駆動することで、回転軸６４を介して発電機１７を駆動し、発電を行うことができる。その後、排熱回収ボイラ１８から排出された排気ガスは煙突７４から大気へ放出される。
【００７４】
このように本実施例の粉体搬送装置にあっては、所定の傾斜角度をもってチャーを重力落下により搬送可能な粉体搬送ラインとしての搬送配管１１２と、所定の開口率を有して搬送配管１１２に沿って配置される第１多孔板１０１と、第１多孔板１０１より高い開口率を有して搬送配管１１２に沿って第１多孔板１０１の上方に配置される第２多孔板１０２と、第１多孔板１０１及び第２多孔板１０２を通して搬送配管１１２にアシストガスを供給するアシストガス供給装置１０３とを設けている。
【００７５】
従って、チャーが重力落下により搬送配管１１２に沿って搬送されるとき、アシストガス供給装置１０３により第１多孔板１０１及び第２多孔板１０２を通してアシストガスが供給されることで、チャーが搬送配管１１２の第２多孔板１０２上に堆積することなく、アシストガスにより適正に搬送される。このとき、下側の第１多孔板１０１に対して上側の第２多孔板１０２の開口率が高いことから、アシストガスは、第１多孔板１０１の各孔１０１ａにより高速で上方に噴出され、第２多孔板１０２により低速となって広範囲に拡散することとなり、搬送配管１１２に粉体を滞留させずに効率良く搬送することができる。
【００７６】
本実施例の粉体搬送装置では、第１多孔板１０１と第２多孔板１０２を互いに密着して配置している。従って、第１多孔板１０１の上に第２多孔板１０２が密着することで、下方から供給されたアシストガスは、第１多孔板１０１と第２多孔板１０２の間から漏洩することはなく、第２多孔板１０２上のチャーに対して適正に導かれることとなり、チャーの堆積を防止することができる。
【００７７】
本実施例の粉体搬送装置では、筒形状をなす搬送配管１１２の内部に第１多孔板１０１及び第２多孔板１０２を配置し、搬送配管１１２の内部における第１多孔板１０１及び第２多孔板１０２の下方にアシストガス室１２１を設けている。従って、搬送配管１１２に第１多孔板１０１、第２多孔板１０２、アシストガス室１２１をセットで設けることで、装置を簡素化して小型化することができる。
【００７８】
本実施例の粉体搬送装置では、搬送配管１１２の基端部にチャーを供給可能な供給配管１１１を接続し、少なくとも搬送配管１１２における供給配管１１１の接続部に第１多孔板１０１、第２多孔板１０２、アシストガス室１２１を配置している。チャーの供給量が変動すると、供給配管１１１と搬送配管１１２の接続部にチャーが堆積しやすくなることから、この位置に第１多孔板１０１、第２多孔板１０２、アシストガス供給装置１０３を配置することで、チャーの堆積を効果的に防止することができる。
【００７９】
本実施例の粉体搬送装置にあっては、供給配管１１１から搬送配管１１２に向けてアシストガスを噴出可能な第１アシストガス噴出装置１３１を設けている。従って、アシストガスを供給配管１１１から搬送配管１１２に向けて噴出することで、搬送配管１１２に供給されたチャーの堆積を効果的に防止することができる。
【００８０】
本実施例の粉体搬送装置では、搬送配管１１２における供給配管１１１の接続部に向けてアシストガスを噴出可能な第２アシストガス噴出装置１４１を設けている。従って、搬送配管１１２に供給されたチャーの堆積を効果的に防止することができる。
【００８１】
本実施例の粉体搬送装置では、アシストガス噴出装置１３１，１４１は、間欠的にアシストガスを噴出している。従って、間欠的に噴出するアシストガスによりチャーを効果的に崩して適正に堆積を防止することができる。
【００８２】
本実施例の粉体搬送装置では、アシストガス噴出装置１３１，１４１のガス噴射ノズル１５１の先端部に円錐形状をなすガス噴出孔１５４を形成している。従って、ガス噴射ノズル１５１のガス噴出孔１５４から円錐形状をなすガス流を噴出することで、このアシストガスを広範囲にわたって噴出することが可能となり、チャーの堆積を効果的に防止することができる。
【００８３】
また、本実施例のチャー回収装置にあっては、石炭ガス化炉１２から可燃性ガスを排出する生成ガスライン３８にサイクロン４１を連結し、このサイクロン４１における第１ガス排出ライン４６にフィルタ４２ａ，４２ｂを連結する一方、サイクロン４１における第１チャー排出ライン４７及びフィルタ４２ａ，４２ｂにおける第２チャー排出ライン４９ａ，４９ｂにビン４４を連結し、このビン４４にホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄを介してチャー戻しライン３２を連結して構成し、チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂに、所定の開口率を有して搬送配管１１２に沿って配置される第１多孔板１０１と、第１多孔板１０１より高い開口率を有して搬送配管１１２に沿って第１多孔板１０１の上方に配置される第２多孔板１０２と、第１多孔板１０１及び第２多孔板１０２を通して搬送配管１１２にアシストガスを供給するアシストガス供給装置１０３とを設けている。
【００８４】
従って、サイクロン４１で生成ガスから粗粒のチャーが分離され、フィルタ４２ａ，４２ｂで生成ガスから微粒のチャーが分離され、このチャーがチャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂを通ってビン４４に貯留される。このとき、チャーが重力落下により搬送配管１１２に沿って搬送されるとき、アシストガス供給装置１０３により第１多孔板１０１及び第２多孔板１０２を通してアシストガスが供給されることで、チャーが搬送配管１１２の第２多孔板１０２上に堆積することなく、アシストガスにより適正に搬送される。このとき、下側の第１多孔板１０１に対して上側の第２多孔板１０２の開口率が高いことから、アシストガスは、第１多孔板１０１の各孔１０１ａにより高速で上方に噴出され、第２多孔板１０２により低速となって広範囲に拡散することとなり、搬送配管１１２に粉体を滞留させずに効率良く搬送することができる。
【００８５】
なお、上述した実施例にて、粉体搬送ラインに第１多孔板と第２多孔板を配置したが、多孔板の数は２個に限らず、３個以上配置してもよい。また、第１多孔板の下方にアシストガス室を設け、下部にアシストガス供給装置を接続したが、アシストガス室の端部、例えば、粉体搬送ラインの基端部側にアシストガス供給装置を接続してもよい。
【００８６】
また、上述した実施例では、本発明に係る粉体搬送装置を石炭ガス化複合発電設備におけるチャー回収装置に適用して説明したが、この装置に限定されるものではなく、微粉炭供給設備やＩＧＣＣに関わらない設備での粉体を搬送する装置ならば、いずれの装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１１  給炭装置
１２  石炭ガス化炉
１３  チャー回収装置
１４  ガス精製設備
１５  ガスタービン設備
１６  蒸気タービン設備
１７  発電機
１８  排熱回収ボイラ
３２  チャー戻しライン
３８  生成ガスライン
４１  サイクロン（第１集塵装置）
４２ａ  第１フィルタ（第２集塵装置）
４２ｂ  第２フィルタ（第２集塵装置）
４３ａ，４３ｂ  ロータリバルブ
４４  ビン
４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ  ホッパ
４６  第１ガス排出ライン
４７  第１チャー排出ライン（第１未反応分排出ライン）
４８  第２ガス排出ライン
４９ａ，４９ｂ  第２チャー排出ライン（粉体搬送ライン、第２未反応分排出ライン）
１０１  第１多孔板
１０２  第２多孔板
１０３  アシストガス供給装置
１１１  供給配管（粉体供給ライン）
１１２  搬送配管
１１３  排出配管
１２１  アシストガス室
１３１  第１アシストガス噴出装置
１４１  第２アシストガス噴出装置
【図１】
0005638582.tif 000002
【図２】
0005638582.tif 000003
【図３】
0005638582.tif 000004
【図４】
0005638582.tif 000005
【図５】
0005638582.tif 000006