(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粉炭室内に投入された石炭の流動層へ下方から搬送用気体を供給し上記流動層内に開口する複数本の搬送管ノズルを介して石炭をガス化炉内へ投入する石炭ガス化炉の粉粒体分配器において、上記流動層内に開口する上記複数本の搬送管ノズルの位置を上記流動層の高さに応じて上下方向へ移動可能に設けると共に、上記複数本の搬送管ノズルの上下方向移動手段として上記流動層の上部と下部との間の差圧を検出する差圧計と、該差圧計により検出された差圧に基づいて上記複数本の搬送管ノズルの位置を上下方向へ移動させる駆動装置とを備えたことを特徴とする石炭ガス化炉の粉粒体分配器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭ガス化炉の石炭、チャー、灰などの分配に適用される石炭ガス化炉の粉粒体分配器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２および図３は石炭ガス化炉の石炭、チャー、灰などの分配に使用されている従来の石炭ガス化炉の粉粒体分配器の説明図である。図において、本石炭ガス化炉の粉粒体分配器は微粉炭の搬送用気体として窒素を使用しており、図における符号１はガス化炉、２はコンバスタ、３はリダクタ、４はコンバスタバーナ、５はリダクタバーナ、６はコンバスタ用分配器、７は多孔板、８は微粉炭室、９は風箱、１０はコンバスタ石炭供給設備、１１は窒素供給設備、１２は搬送管ノズル、１３はコンバスタ用搬送管、１４はリダクタ用分配器、１５はリダクタ石炭供給設備、１６はリダクタ用搬送管、１７はコンバスタ用石炭、１８は搬送用窒素、１９は細孔、２０は流動層、２１は混合気体、２２はリダクタ用石炭である。
【０００３】
ガス化炉１はコンバスタ２、リダクタ３などで構成されており、コンバスタ２にはガス化炉１内で高温燃焼を行うために燃料を噴射する複数本のコンバスタバーナ４が設置されている。リダクタ３にはガス化用石炭を噴射する複数本のリダクタバーナ５が設置されている。コンバスタ分配器６は内部が多孔板７で区切られており、上部側が微粉炭室８、下部側が風箱９である。微粉炭室８はコンバスタ石炭供給設備１０に、風箱９は窒素供給設備１１にそれぞれ接続されている。微粉炭室８には複数本の搬送管ノズル１２が配置されており、コンバスタ用分配器６の壁面を貫通し、コンバスタ用搬送管１３を介してコンバスタバーナ４に接続されている。リダクタ用分配器１４もコンバスタ用分配器６と同じ構成で、多孔板７、微粉炭室８、風箱９、リダクタ石炭供給設備１５などで構成され、搬送管ノズル１２がリダクタ用搬送管１６を介してリダクタバーナ５に接続されている。
【０００４】
コンバスタ石炭供給設備１０から供給されるコンバスタ用石炭１７は、コンバスタ分配器６の多孔板７上に供給される。また、窒素供給設備１１から供給される搬送用窒素１８は、風箱９を経て多孔板７の細孔１９を通り、微粉炭室８内へ流入する。この搬送用窒素１８によりコンバスタ用石炭１７は多孔板７上で流動化して流動層２０を形成する。流動層２０内には搬送管ノズル１２が配置されているため、流動化したコンバスタ用石炭１７と搬送用窒素１８との混合気体２１は、コンバスタ用搬送管１３を通ってコンバスタバーナ４からガス化炉１内に噴射される。また、リダクタ石炭供給設備１５から供給されるリダクタ用石炭２２は、コンバスタ用石炭１７と同様に流動化され、リダクタ用搬送管１６を通ってリダクタバーナ５からガス化炉１内へ噴射される。コンバスタバーナ４から噴射されたコンバスタ用石炭１７は、コンバスタ２内で別途供給される燃焼用空気によって高温燃焼を行い、高温の燃焼排ガスをリダクタ３へ供給する。リダクタバーナ５から噴出されたリダクタ用石炭２２は、この供給される高温の燃焼排ガスで乾溜されてガス化が開始される。
【０００５】
なお、微粉炭を不活性ガスの窒素で搬送するのは、各分配器、各搬送管内などにおける発熱、発火などのトラブルを防止するためである。しかしながら、不活性ガスの窒素は燃焼への悪影響、ガス化の効率低下などが懸念されるため、量的には少ないほど良い。従って、各分配器に投入される搬送用窒素１８が少なく、各搬送管内の微粉炭と搬送用窒素１８との重量比（固気比）が１０〜３０の高濃度搬送となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のガス化炉の粉粒体分配器において、ガス化炉１の負荷変化運転を行う場合には、供給するコンバスタ用、リダクタ用石炭１７，２２の量、搬送用窒素１８の量などを共に変化させて行うため、各コンバスタ用、リダクタ用分配器６，１４内の流動層２０の高さも変化する。搬送管ノズル１２は固定されているため、搬送管ノズル１２先端が流動層２０の流動状態の良い位置に位置する場合もあるが、位置しない場合もある。コンバスタバーナ４，リダクタバーナ５は均一に流動化した微粉炭がガス化炉１内に供給されれば安定した燃焼が得られるが、微粉炭の流動化が悪く濃度分布がある場合はバーナ火炎の着火点が付いたり離れたりする所謂る息付き燃焼が発生し、安定した高温燃焼が得られない。従って、ガス化効率も低下する恐れがある。このように、従来の石炭ガス化炉の粉粒体分配器においてはガス化炉１の負荷を変化させた場合に濃度分布が均一な混合気体２１が供給され難く、ガス化炉１内における燃焼の不安定、ガス化効率の低下などが懸念される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る石炭ガス化炉の粉粒体分配器は上記課題の解決を目的にしており、微粉炭室内に投入された石炭の流動層へ下方から搬送用気体を供給し上記流動層内に開口する複数本の搬送管ノズルを介して石炭をガス化炉内へ投入する石炭ガス化炉の粉粒体分配器において、上記流動層内に開口する上記複数本の搬送管ノズルの位置を上記流動層の高さに応じて上下方向へ移動可能に設けると共に、上記複数本の搬送管ノズルの上下方向移動手段として上記流動層の上部と下部との間の差圧を検出する差圧計と、該差圧計により検出された差圧に基づいて上記複数本の搬送管ノズルの位置を上下方向へ移動させる駆動装置とを備えている。このように、搬送管ノズルの位置を流動層の高さに応じて上下に移動可能にしたことにより、流動層の高さに応じて搬送管ノズルを流動層の流動状態の良い位置に移動させることができる。
【０００８】
また、複数本の搬送管ノズルの位置を流動層の高さに応じて上下に移動可能にするために流動層の上部と下部との間の差圧を計測する差圧計を設置し、この差圧計の信号に基づいて駆動装置を駆動して複数本の搬送管ノズルの上下方向の位置を制御することができるようにしたことにより、流動層の高さに応じて複数本の搬送管ノズルを流動層の流動状態の良い位置に移動させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態に係る石炭ガス化炉の粉粒体分配器の説明図である。図において、本実施の形態に係る石炭ガス化炉の粉粒体分配器は石炭ガス化炉の石炭、チャー、灰などの分配に使用されるもので、微粉炭の搬送用気体として窒素を使用しており、図における符号は７は多孔板、８は微粉炭室、９は風箱、１２は搬送管ノズル、１３はコンバスタ用搬送管、１７はコンバスタ用石炭、１８は搬送用窒素、１９は細孔、２０は流動層、２１は混合気体、２３は駆動装置、２４はフレキシブルホース、２５は差圧計、２６は変換器である。
【００１０】
ガス化炉はコンバスタ、リダクタなどで構成されており、コンバスタにはガス化炉内で高温燃焼を行うために燃料を噴射する複数本のコンバスタバーナが設置されている。リダクタにはガス化用石炭を噴射する複数本のリダクタバーナが設置されている。コンバスタ分配器は内部が多孔板７で区切られており、上部側が微粉炭室８、下部側が風箱９である。微粉炭室８はコンバスタ石炭供給設備に、風箱９は窒素供給設備にそれぞれ接続されている。
【００１１】
コンバスタ石炭供給設備から供給されるコンバスタ用石炭１７は、コンバスタ分配器の多孔板７上に供給される。また、窒素供給設備から供給される搬送用窒素１８は、風箱９を経て多孔板７の細孔１９を通り、微粉炭室８内へ流入する。この搬送用窒素１８によりコンバスタ用石炭１７は多孔板７上で流動化して流動層２０を形成する。流動層２０内には搬送管ノズル１２が配置されているため、流動化したコンバスタ用石炭１７と搬送用窒素１８との混合気体２１は、コンバスタ用搬送管１３を通ってコンバスタバーナからガス化炉内に噴射される。また、リダクタ石炭供給設備から供給されるリダクタ用石炭は、コンバスタ用石炭１７と同様に流動化され、リダクタ用搬送管を通ってリダクタバーナからガス化炉内へ噴射される。コンバスタバーナから噴射されたコンバスタ用石炭１７は、コンバスタ内で別途供給される燃焼用空気によって高温燃焼を行い、高温の燃焼排ガスをリダクタへ供給する。リダクタバーナから噴出されたリダクタ用石炭は、この供給される高温の燃焼排ガスで乾溜されてガス化が開始される。
【００１２】
なお、微粉炭を不活性ガスの窒素で搬送するのは、各分配器、各搬送管内などにおける発熱、発火などのトラブルを防止するためである。しかしながら、不活性ガスの窒素は燃焼への悪影響、ガス化の効率低下などが懸念されるため、量的には少ないほど良い。従って、各分配器に投入される搬送用窒素１８が少なく、各搬送管内の微粉炭と搬送用窒素１８との重量比（固気比）が１０〜３０の高濃度搬送となっている。
【００１３】
コンバスタ用分配器と図示しないリダクタ用分配器とは共に同じ構造を有しており、図に示すようにコンバスタ用分配器にはリダクタ用分配器と同様に駆動装置２３、フレキシブルホース２４、差圧計２５、変換器２６などが具えられている。これらコンバスタ用，リダクタ用分配器には微粉炭室８上部から下向きに搬送管ノズル１２が上下方向に移動可能に取付けられており、これらの搬送管ノズル１２は駆動装置２３と接続され、フレキシブルホース２４を介してコンバスタ用搬送管１３、リダクタ用搬送管に接続されている。また、風箱９と微粉炭室８上部との差圧を計測する差圧計２５が設置されており、その信号は変換器２６で変換され、駆動装置２３へ送られて駆動装置２３を稼働させるようになっている。ガス化炉の負荷が変化した場合は差圧計２５が流動層２０の高さを検出し、駆動装置２３へ信号を送って駆動装置２３が搬送管ノズル１２を上下方向に駆動し、搬送管ノズル１２を流動層２０の最適な位置に動かす。搬送管ノズル１２の変位はフレキシブルホース２４で吸収される。これらコンバスタ用分配器およびリダクタ用分配器の主要な仕様は次のとおりである。
【００１４】
石炭の供給量；２０００Kg/h
搬送石炭量；１００Kg/h
搬送管ノズル；２本
分配器の形状；１５０Φ×８００Ｈ
駆動装置の形式；油圧シリンダ方式
このように、本石炭ガス化炉の粉粒体分配器においては搬送管ノズル１２を微粉炭室８の上方から下向きに挿入し、駆動装置２３を設けて上下に移動させることができる構造とし、また微粉炭室８下方の風箱９と微粉炭室８上部との差圧を計測する差圧計２５を設置してこの差圧計２５の信号に基づいて駆動装置２３を駆動することにより搬送管ノズル１２の位置を上下方向に制御することができるようになっており、差圧計２５により流動層２０の高さを検出し、その検出した信号に基づいて駆動装置２３を稼働させて搬送管ノズル１２の位置を上下方向に移動させることにより、ガス化炉の負荷が変化しても常に流動層２０内部の流動状態の良い安定した位置に搬送管ノズル１２の先端が位置する。
【００１５】
従来のガス化炉の粉粒体分配器において、ガス化炉の負荷変化運転を行う場合には、供給するコンバスタ用、リダクタ用石炭の量、搬送用窒素の量などを共に変化させて行うため、各コンバスタ用，リダクタ用分配器内の流動層の高さも変化する。搬送管ノズルは固定されているため、搬送管ノズル先端が流動層の流動状態の良い位置に位置する場合もあるが、位置しない場合もある。コンバスタバーナ，リダクタバーナは均一に流動化した微粉炭がガス化炉内に供給されれば安定した燃焼が得られるが、微粉炭の流動化が悪く濃度分布がある場合はバーナ火炎の着火点が付いたり離れたりする所謂る息付き燃焼が発生し、安定した高温燃焼が得られない。従って、ガス化効率も低下する恐れがある。このように、従来の石炭ガス化炉の粉粒体分配器においてはガス化炉の負荷を変化させた場合に濃度分布が均一な混合気体が供給され難く、ガス化炉内における燃焼の不安定、ガス化効率の低下などが懸念されるが、本石炭ガス化炉の粉粒体分配器においては搬送管ノズル１２を微粉炭室８の上部から下向きに挿入し、駆動装置２３を設けて搬送管ノズル１２を上下に移動する構造とし、また微粉炭室８下方の風箱９と微粉炭室８上部との差圧を計測する差圧計２５を設置し、この差圧計２５の信号により駆動装置２３を駆動して搬送管ノズル１２の上下方向の位置を制御することができるようになっており、ガス化炉の負荷が変化しても流動層２０の高さに応じて搬送管ノズル１２を流動層２０の流動状態の良い位置に移動させることにより、常に均一に流動化した混合気体２１がガス化炉内へ供給されて安定した燃焼が得られ、高効率のガス化運転が維持される。
【００１６】
【発明の効果】
本発明に係る石炭ガス化炉の粉粒体分配器は前記のように構成されており、流動層の高さに応じて複数本の搬送管ノズルを流動層の流動状態の良い位置に移動させることができるので、石炭ガス化炉の負荷が変化しても常に均一に流動化した混合気体がガス化炉内へ供給されて安定した燃焼が得られるとともに、高効率のガス化運転が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の実施の一形態に係る石炭ガス化炉の粉粒体分配器の断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図２】図２は従来の石炭ガス化炉のフロー系統図である。
【図３】図３（ａ）は従来の石炭ガス化炉の粉粒体分配器の断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。
【符号の説明】
７    多孔板
８    微粉炭室
９    風箱
１２  搬送管ノズル
１３  コンバスタ用搬送管
１７  コンバスタ用石炭
１８  搬送用窒素
１９  細孔
２０  流動層
２１  混合気体
２３  駆動装置
２４  フレキシブルホース
２５  差圧計
２６  変換器
【図１】
0003659750.tif 000002
【図２】
0003659750.tif 000003
【図３】
0003659750.tif 000004