(57)【要約】【課題】流動化シュートの斜面を構成する多孔質材料の摩耗を外部から監視可能にする。【解決手段】幾つかの実施形態に係る流動化シュートは、粉体が搬送される粉体搬送空間を内部に有するダクトと、前記粉体の搬送方向に並ぶように前記ダクト内にそれぞれ設けられ、各々が多孔隔壁部を有し、該多孔隔壁部によって前記粉体搬送空間に対して仕切られた内部空間を有する複数の風箱と、前記複数の風箱にそれぞれ連通するように互いに独立して設けられ、各々の前記風箱の前記内部空間に流動化ガスを供給するための複数のガス供給ラインと、各々の前記ガス供給ラインにおける前記流動化ガスの流量の計測値、各々の前記ガス供給ラインの圧力の計測値、または、前記複数のガス供給ラインのうち一対のガス供給ライン間の差圧の計測値の少なくとも一つに基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断するための監視ユニットと、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体が搬送される粉体搬送空間を内部に有するダクトと、
前記粉体の搬送方向に並ぶように前記ダクト内にそれぞれ設けられ、各々が多孔隔壁部を有し、該多孔隔壁部によって前記粉体搬送空間に対して仕切られた内部空間を有する複数の風箱と、
前記複数の風箱にそれぞれ連通するように互いに独立して設けられ、各々の前記風箱の前記内部空間に流動化ガスを供給するための複数のガス供給ラインと、
各々の前記ガス供給ラインにおける前記流動化ガスの流量の計測値、各々の前記ガス供給ラインの圧力の計測値、または、前記複数のガス供給ラインのうち一対のガス供給ライン間の差圧の計測値の少なくとも一つに基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断するための監視ユニットと、
を備えることを特徴とする流動化シュート。
【請求項２】
前記監視ユニットは、前記流量の計測値、前記圧力の計測値または前記差圧の計測値の少なくとも一つに基づいて、前記複数の風箱の各々の前記多孔隔壁部のうち、摩耗が発生した前記多孔隔壁部を特定するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の流動化シュート。
【請求項３】
前記監視ユニットは、前記流量の計測値、前記圧力の計測値または前記差圧の計測値の少なくとも一つが規定範囲内に収まるか否かに基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断するように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の流動化シュート。
【請求項４】
前記監視ユニットは、前記流量の計測値、前記圧力の計測値または前記差圧の計測値の経時変化に基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の流動化シュート。
【請求項５】
前記流動化ガスの供給源と、前記複数のガス供給ラインとの間に設けられる共通ガス供給ラインと、
前記共通ガス供給ラインに設けられる第１流量調整弁と、
前記共通ガス供給ラインを流れる前記流動化ガスの流量が目標値となるように前記流量調整弁の開度制御を行うためのコントローラと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の流動化シュート。
【請求項６】
各々の前記ガス供給ラインに設けられ、該ガス供給ラインから前記風箱に向かう前記流動化ガスの流量を調節するための第２流量調整弁をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の流動化シュート。
【請求項７】
粉体を生成する粉体生成ユニットと、
前記粉体生成ユニットからの前記粉体を搬送するように構成された請求項１乃至６の何れか一項に記載の流動化シュートと、
を備えることを特徴とするプラント。
【請求項８】
前記プラントは前記粉体生成ユニットとして微粉炭供給部を備える石炭ガス化プラントであり、
微粉炭をガス化して可燃性の生成ガスを生成する石炭ガス化炉と、
前記石炭ガス化炉で生成される生成ガスからチャーを分離するチャー回収部と、
を備え、
前記流動化シュートは、前記チャー回収部で前記生成ガスから分離された前記チャーを前記石炭ガス化炉に戻す経路に設けられる
ことを特徴とする請求項７に記載のプラント。
【請求項９】
前記プラントは、前記粉体生成ユニットとして微粉炭供給部を備える石炭ガス化プラントであり、
微粉炭をガス化して可燃性の生成ガスを生成する石炭ガス化炉と、
を備え、
前記流動化シュートは、前記微粉炭供給部から前記微粉炭を前記石炭ガス化炉に供給する経路に設けられる
ことを特徴とする請求項７に記載のプラント。
【請求項１０】
前記流動化シュートは隔壁の横断面が円形の圧力容器である
ことを特徴とする請求項８又は９に記載のプラント。
【請求項１１】
粉体を滑り落とすことで前記粉体を搬送するための流動化シュートの監視方法であって、
前記流動化シュートは、
前記粉体の搬送方向に並ぶように前記ダクト内にそれぞれ設けられ、各々が多孔隔壁部を有し、該多孔隔壁部によって前記粉体搬送空間に対して仕切られた内部空間を有する複数の風箱と、
前記複数の風箱にそれぞれ連通するように互いに独立して設けられ、各々の前記風箱の前記内部空間に流動化ガスを供給するための複数のガス供給ラインと、
を備え、
各々の前記ガス供給ラインにおける前記流動化ガスの流量の計測値、各々の前記ガス供給ラインの圧力の計測値、または、前記複数のガス供給ラインのうち一対のガス供給ライン間の差圧の計測値の少なくとも一つに基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断するステップを備える
ことを特徴とする流動化シュートの監視方法。
【請求項１２】
前記流量の計測値、前記圧力の計測値または前記差圧の計測値の少なくとも一つが規定範囲内に収まるか否かに基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断することを特徴とする請求項１１に記載の流動化シュートの監視方法。
【請求項１３】
前記流量の計測値、前記圧力の計測値または前記差圧の計測値の経時変化に基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断する
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の流動化シュートの監視方法。
【請求項１４】
前記圧力の計測値が前記粉体の搬送開始時の初期値より一定値以上低下したとき、前記多孔隔壁部に摩耗が発生したと判定する
ことを特徴とする請求項１３に記載の流動化シュートの監視方法。
【請求項１５】
前記複数の風箱に供給される前記流動化ガスの総流量が一定に保持される流量制御ステップをさらに備え、
一部の前記風箱に供給される前記流動化ガスの流量が増加し、他の前記風箱に供給される前記流動化ガスの流量が減少したとき、前記一部の風箱の前記多孔隔壁部に摩耗が発生したと判定することを特徴とする請求項１３又は１４に記載の流動化シュートの監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、流動化シュート、プラント及び流動化シュートの監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体をシュートの斜面を滑らせて搬送する場合、粉体と斜面との摩擦を低減するため、斜面を気体が通過可能な多孔質材料で構成し、斜面から噴き出す気体によって粉体を流動化させて粉体を搬送する流動化シュートが知られている。
例えば、特許文献１及び２にはかかる流動化シュートが開示されている。特許文献１及び２では、粉体が搬送されるダクトに搬送方向に沿ってガス室が設けられ、このガス室から多孔板を介してダクト内に気体を噴出させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１２６５７１号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２５３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、流動化シュートの斜面は、例えば、布や金属焼結体等の多孔質材料が使われるが、こうした材料は一般的に粉体の衝突による摩耗に弱く、容易に摩耗して減肉し孔が空きやすい。従って、多孔質材料の摩耗状態を検知できないと、多孔質材料が減肉して空いた孔から粉体がガス供給部に入り、流動化ガスを詰まらせるおそれがある。
特許文献１及び２には、上記問題を解決する手段は開示されていない。
【０００５】
少なくとも一実施形態は、流動化シュートの斜面を構成する多孔質材料の摩耗を外部から監視可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）少なくとも一実施形態に係る流動化シュートは、
粉体が搬送される粉体搬送空間を内部に有するダクトと、
前記粉体の搬送方向に並ぶように前記ダクト内にそれぞれ設けられ、各々が多孔隔壁部を有し、該多孔隔壁部によって前記粉体搬送空間に対して仕切られた内部空間を有する複数の風箱と、
前記複数の風箱にそれぞれ連通するように互いに独立して設けられ、各々の前記風箱の前記内部空間に流動化ガスを供給するための複数のガス供給ラインと、
各々の前記ガス供給ラインにおける前記流動化ガスの流量の計測値、各々の前記ガス供給ラインの圧力の計測値、または、前記複数のガス供給ラインのうち一対のガス供給ライン間の差圧の計測値の少なくとも一つに基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断するための監視ユニットと、
を備える。
【０００７】
上記（１）の構成によれば、上記監視ユニットによって、複数の風箱の各々に設けられたガス供給ラインにおける流動化ガスの上記計測値に基づいて、多孔隔壁部の摩耗の発生有無を判断するため、流動化シュートの稼働を止めることなく、各風箱の多孔隔壁部の摩耗状態を個別に検知できる。そのため、多孔隔壁部の孔空きによる風箱の詰まりを防止するための対策を早期に講じることができる。
また、粉体搬送方向に複数の風箱を設け、各風箱の内部空間に流動化ガスを供給するガス供給ラインをそれぞれ独立して設けたので、各風箱への流動化ガスの供給量を適切に設定することができる。
流動化シュートの経年使用に伴って、多孔隔壁部の摩耗が進行した場合、多孔隔壁部を介して粉体搬送空間に供給される流動化ガスの流量が変化してしまう。この点、上記（１）の構成のように、複数の風箱の各々にガス供給ラインを設けると、特定の多孔隔壁部に摩耗が生じても、当該多孔隔壁部に対応するガス供給ラインを介した流動化ガスの供給量を個別に調節できる。これによって、粉体搬送能力をカバーできると共に、摩耗の進行を遅らせ、あるいは孔空きで風箱に入る粉体による風箱の詰まりを抑制できる。
【０００８】
（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記監視ユニットは、前記流量の計測値、前記圧力の計測値または前記差圧の計測値の少なくとも一つに基づいて、前記複数の風箱の各々の前記多孔隔壁部のうち、摩耗が発生した前記多孔隔壁部を特定するように構成される。
上記（２）の構成によれば、複数の多孔隔壁部のうち摩耗が発生した多孔隔壁部を特定できるので、その対策を迅速に講じることができる。また、摩耗が発生した多孔隔壁部への流動化ガスの供給量を調節することで、摩耗の進行を遅らせ、あるいは孔空きに起因した風箱の詰まりを抑制できる。
【０００９】
（３）一実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、
前記監視ユニットは、前記流量の計測値、前記圧力の計測値または前記差圧の計測値の少なくとも一つが規定範囲内に収まるか否かに基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断するように構成される。
上記（３）の構成によれば、例えば摩耗が発生していないときの上記計測値と比較することで、流動化シュートの稼働中に多孔隔壁部の摩耗の発生を容易に検知でき、その対策を講じることができる。
【００１０】
（４）一実施形態では、前記（１）〜（３）の何れかの構成において、
前記監視ユニットは、前記流量の計測値、前記圧力の計測値または前記差圧の計測値の経時変化に基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断するように構成される。
上記（４）の構成によれば、上記計測値の経時変化をモニタすることで、流動化シュートの稼働中に多孔隔壁部の摩耗の発生を検知でき、その対策を講じることができる。
【００１１】
（５）一実施形態では、前記（１）〜（４）の何れかの構成において、
前記流動化ガスの供給源と、前記複数のガス供給ラインとの間に設けられる共通ガス供給ラインと、
前記共通ガス供給ラインに設けられる第１流量調整弁と、
前記共通ガス供給ラインを流れる前記流動化ガスの流量が目標値となるように前記流量調整弁の開度制御を行うためのコントローラと、
をさらに備える。
上記（５）の構成によれば、流動化シュートに供給される流動化ガスの総流量が制御可能になるため、各風箱への流動化ガスの供給量を適切に設定できる。
【００１２】
（６）一実施形態では、前記（１）〜（５）の何れかの構成において、
各々の前記ガス供給ラインに設けられ、該ガス供給ラインから前記風箱に向かう前記流動化ガスの流量を調節するための第２流量調整弁をさらに備える。
上記（６）の構成によれば、上記第２流量調整弁によって複数の多孔隔壁部に供給される流動化ガスの流量を個別に適正値に調整できる。従って、特定の多孔隔壁部に摩耗が生じても、当該多孔隔壁部に供給する流動化ガスの流量を調整することで、粉体搬送能力をカバーできると共に、摩耗の進行を遅らせ、あるいは孔空きに起因した風箱の詰まりを抑制できる。
【００１３】
（７）少なくとも一実施形態に係るプラントは、
粉体を生成する粉体生成ユニットと、
前記粉体生成ユニットからの前記粉体を搬送するように構成された上記（１）〜（６）の何れかの構成を有する流動化シュートと、
を備える。
上記（７）の構成によれば、上記（１）〜（６）の何れかの構成を有する流動化シュートを備えることで、プラントの稼働中に複数の風箱の摩耗状態を個別に検知できる。これによって、多孔隔壁部の摩耗や孔空きによる風箱の詰まりを防止するための対策を早期に講じることができる。
また、複数の風箱への流動化ガスの供給量を個別に調整できるため、粉体搬送能力を補うことができると共に、摩耗が発生した多孔隔壁部の摩耗の進行を遅らせ、あるいは孔空きに起因した風箱の詰まりを抑制できる。
【００１４】
（８）一実施形態では、前記（７）の構成において、
前記プラントは前記粉体生成ユニットとして微粉炭供給部を備える石炭ガス化プラントであり、
微粉炭をガス化して可燃性の生成ガスを生成する石炭ガス化炉と、
前記石炭ガス化炉で生成される生成ガスからチャーを分離するチャー回収部と、
を備え、
前記流動化シュートは、前記チャー回収部で前記生成ガスから分離された前記チャーを前記石炭ガス化炉に戻す経路に設けられる。
【００１５】
上記（８）の構成によれば、石炭ガス化プラントの稼働中にチャーの搬送に起因した多孔隔壁部の摩耗を検知できる。これによって、多孔隔壁部の摩耗や孔空きによる風箱の詰まりを防止するための対策を早期に講じることができる。
また、複数の風箱への流動化ガスの供給量を個別に調整でき、各風箱への流動化ガスの供給量を適切に設定できる。摩耗が発生した多孔隔壁部への流動化ガス供給量を個別に調整することで、粉体搬送能力を補うことができると共に、当該多孔隔壁部の摩耗の進行を遅らせ、あるいは多孔隔壁部の孔空きに起因した風箱の詰まりを抑制できる。
【００１６】
（９）一実施形態では、前記（７）の構成において、
前記プラントは、前記粉体生成ユニットとして微粉炭供給部を備える石炭ガス化プラントであり、
微粉炭をガス化して可燃性の生成ガスを生成する石炭ガス化炉と、
を備え、
前記流動化シュートは、前記微粉炭供給部から前記微粉炭を前記石炭ガス化炉に供給する経路に設けられる。
【００１７】
上記（９）の構成によれば、石炭ガス化プラントの稼働中に微粉炭の搬送に起因した多孔隔壁部の摩耗を検知できる。これによって、チャー回収部に設けられた流動化シュートと同様の作用効果を得ることができる。
【００１８】
（１０）一実施形態では、前記（８）又は（９）の構成において、
前記流動化シュートは隔壁の横断面が円形の圧力容器である。
上記（１０）の構成によれば、流動化シュートが耐圧性の圧力容器であるため、石炭ガス化炉にチャーを供給する流動化シュートの内部が高圧であっても、流動化シュートの強度を確保できる。
【００１９】
（１１）少なくとも一実施形態に係る流動化シュートの監視方法は、
粉体を滑り落とすことで前記粉体を搬送するための流動化シュートの監視方法であって、
前記流動化シュートは、
前記粉体の搬送方向に並ぶように前記ダクト内にそれぞれ設けられ、各々が多孔隔壁部を有し、該多孔隔壁部によって前記粉体搬送空間に対して仕切られた内部空間を有する複数の風箱と、
前記複数の風箱にそれぞれ連通するように互いに独立して設けられ、各々の前記風箱の前記内部空間に流動化ガスを供給するための複数のガス供給ラインと、
を備え、
各々の前記ガス供給ラインにおける前記流動化ガスの流量の計測値、各々の前記ガス供給ラインの圧力の計測値、または、前記複数のガス供給ラインのうち一対のガス供給ライン間の差圧の計測値の少なくとも一つに基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断するステップを備える。
【００２０】
上記（１１）の方法によれば、複数の風箱の各々に設けられたガス供給ラインにおける流動化ガスの上記計測値に基づいて、流動化シュートの稼働中に複数の風箱の摩耗状態を個別に検知できる。これによって、多孔隔壁部の摩耗や孔空きによる風箱の詰まりを防止するための対策を早期に講じることができる。
また、風箱が複数に仕切られているため、風箱への流動化ガスの供給量を個別に調整できる。これによって、粉体搬送能力をカバーできると共に、摩耗が発生した多孔隔壁部への流動化ガス供給量を調整することで、摩耗の進行を遅らせたり、あるいは孔空きに起因した風箱の詰まりを抑制できる。
【００２１】
（１２）一実施形態では、前記（１１）の方法において、
前記流量の計測値、前記圧力の計測値または前記差圧の計測値の少なくとも一つが規定範囲内に収まるか否かに基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断する。
上記（１２）の方法によれば、例えば摩耗が発生していないときの上記計測値と比較することで、流動化シュートの稼働中に多孔隔壁部の摩耗の発生を容易に検知でき、その対策を講じることができる。
【００２２】
（１３）一実施形態では、前記（１１）又は（１２）の何れかの方法において、
前記流量の計測値、前記圧力の計測値または前記差圧の計測値の経時変化に基づいて、前記多孔隔壁部の摩耗の発生を判断する。
上記（１３）の方法によれば、上記計測値の経時変化をモニタすることで、流動化シュートの稼働中に多孔隔壁部の摩耗の発生を検知でき、その対策を講じることができる。
【００２３】
（１４）一実施形態では、前記（１３）の方法において、
前記圧力の計測値が前記粉体の搬送開始時の初期値より一定値以上低下したとき、前記多孔隔壁部に摩耗が発生したと判定する。
上記（１４）の方法によれば、特定の多孔隔壁部の摩耗の発生有無を容易かつ精度良く検知できる。
【００２４】
（１５）一実施形態では、前記（１３）又は（１４）の方法において、
前記複数の風箱に供給される前記流動化ガスの総流量が一定に保持される流量制御ステップをさらに備え、
一部の前記風箱に供給される前記流動化ガスの流量が増加し、他の前記風箱に供給される前記流動化ガスの流量が減少したとき、前記一部の風箱の前記多孔隔壁部に摩耗が発生したと判定する。
上記（１５）の方法によれば、特定の多孔隔壁部の摩耗の発生有無を容易かつ精度良く検知できる。
【発明の効果】
【００２５】
少なくとも一実施形態によれば、流動化シュートの稼働中に各風箱の多孔隔壁部の摩耗状態を個別に検知でき、そのため、多孔隔壁部の孔空きによる風箱の詰まりを防止するための対策を早期に講じることができる。また、複数の風箱に対応するガス供給ラインを介した流動化ガスの供給量を個別に調節することで、摩耗の進行を遅らせ、あるいは孔空きに起因した風箱の詰まりを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】一実施形態に係る流動化シュートの縦断面図である。
【図２】一実施形態に係る流動化シュートの縦断面図である。
【図３】一実施形態に係る流動化シュートの縦断面図である。
【図４】一実施形態に係る流動化シュートの縦断面図である。
【図５】一実施形態に係るプラントの系統図である。
【図６】一実施形態に係る石炭ガス化プラントの系統図である。
【図７】一実施形態に係るダクトの横断面図である。
【図８】一実施形態に係る流動化シュートの監視方法の工程図である。
【図９】一実施形態に係るガス供給ラインにおける流動化ガスの圧力の経時変化を示すグラフである。
【図１０】一実施形態に係るガス供給ラインにおける流動化ガスの流量の経時変化を示すグラフである。
【図１１】一実施形態に係るガス供給ラインにおける流動化ガスの差圧の経時変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２８】
幾つかの実施形態に係る流動化シュート１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ）を図１〜図３に示す。
図１〜図３において、流動化シュート１０は、内部に粉体Ｏｐが搬送される粉体搬送空間Ｓｃを有するダクト１２を備える。ダクト１２の内部に粉体搬送方向に並ぶように複数の風箱１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が設けられる。各風箱１４は多孔隔壁１６によって粉体搬送空間Ｓｃに対して仕切られた内部空間を有する。各風箱間は例えば孔のない隔壁によって完全に仕切られる。
各風箱１４に夫々連通するガス供給ライン１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）が設けられる。各ガス供給ライン１８は互いに独立して設けられ、各風箱１４の内部空間に流動化ガスＦｇを供給する。
【００２９】
また、流動化シュート１０は監視ユニット２０を備える。監視ユニット２０は、各ガス供給ライン１８における流動化ガスＦｇの流量の計測値、各ガス供給ライン１８の圧力の計測値、または、複数のガス供給ライン１８のうち一対のガス供給ライン間の差圧の計測値の少なくとも一つに基づいて、多孔隔壁１６の摩耗の発生を判断する。
【００３０】
上記構成によれば、上記監視ユニット２０によって、複数の風箱１４（１４ａ〜１４ｃ）の各々に設けられたガス供給ライン１８（１８ａ〜１８ｃ）における流動化ガスＦｇの流量、圧力等の計測値に基づいて、多孔隔壁１６の摩耗の発生有無を判断するため、流動化シュートの稼働を止めることなく、各風箱の多孔隔壁１６の摩耗状態を個別に検知できる。そのため、多孔隔壁１６の摩耗や孔空きによる風箱１４の詰まりを防止するための対策を早期に講じることができる。
また、粉体搬送方向に複数の風箱１４を設け、各風箱の内部空間に流動化ガスＦｇを供給するガス供給ライン１８をそれぞれ独立して設けたので、各風箱への流動化ガスの供給量を適切に設定することができる。
【００３１】
流動化シュート１０の経年使用に伴って、多孔隔壁１６の摩耗が進行した場合、多孔隔壁１６を介して粉体搬送空間Ｓｃに供給される流動化ガスの流量が変化してしまう。この点、複数の風箱１４の各々にガス供給ライン１８を設けると、特定の多孔隔壁１６に摩耗が生じても、当該多孔隔壁に対応するガス供給ライン１８を介した流動化ガスの供給量を個別に調節できる。これによって、粉体搬送能力をカバーできると共に、摩耗の進行を遅らせ、あるいは孔空きで風箱１４に入る粉体Ｏｐによる風箱１４の詰まりを抑制できる。
【００３２】
一実施形態では、図１に示すように、複数のガス供給ライン１８（１８ａ〜１８ｃ）の各々に、流動化ガスＦｇの中菱を計測する流量センサ２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）が設けられる。流量センサ２２の計測値は監視ユニット２０に送られる。監視ユニット２０では、各ガス供給ライン１８に設けられた流量センサ２２の計測値に基づいて、各風箱１４の摩耗状態を個別に検知できる。
例えば、流量センサ２２の計測値が増加すれば、多孔隔壁１６が減肉や孔空きを生じていると判定する。
【００３３】
一実施形態では、図２に示すように、複数のガス供給ライン１８（１８ａ〜１８ｃ）の各々に流動化ガスの圧力を計測する圧力センサ２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）が設けられる。圧力センサ２４の計測値は監視ユニット２０に送られる。監視ユニット２０では、各ガス供給ライン１８に設けられた圧力センサ２４の検出値に基づいて、各風箱１４の摩耗状態を個別に検知できる。
例えば、圧力センサ２４の検出値が減少すれば、多孔隔壁１６が減肉による孔径の拡大や孔空きを生じていると判定する。
【００３４】
一実施形態では、図３に示すように、複数のガス供給ライン１８（１８ａ〜１８ｃ）のうち一対のガス供給ライン間の差圧を計測する差圧センサ２６（２６ａ、２６ｂ）が設けられる。差圧センサ２６の計測値は監視ユニット２０に送られる。監視ユニット２０では、差圧センサ２６の計測値に基づいて、各風箱１４の摩耗状態を個別に検知できる。
例えば、差圧センサ２６の計測値が大きな値を示している風箱１４があれば、圧力が低いほうの風箱の多孔隔壁１６が減肉による孔径の拡大や孔空きが生じていると判定する。
【００３５】
一実施形態では、図１〜図３に示すように、各センサ２２，２４又は２６より上流側のガス供給ライン１８（１８ａ〜１８ｃ）に流量調整弁２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）を備える。流量調整弁２８（２８ａ〜２８ｃ）を備えることで、各風箱１４（１４ａ〜１４ｃ）に供給する流動化ガスＦｇの流量を独立して調整できる。
従って、特定の多孔隔壁１６に摩耗が生じても、当該多孔隔壁に対応するガス供給ライン１８を介した流動化ガスの供給量を個別に調節することで、粉体搬送能力をカバーできると共に、摩耗の進行を遅らせ、あるいは孔空きで風箱１４に入る粉体による風箱１４の詰まりを抑制できる。
【００３６】
一実施形態では、監視ユニット２０は、流量センサ２２、圧力センサ２４又は差圧センサ２６の計測値の少なくとも一つに基づいて、複数の風箱１４（１４ａ〜１４ｃ）の多孔隔壁１６のうち、摩耗が発生した多孔隔壁部を特定するように構成される。
これによって、摩耗が発生した多孔隔壁１６への流動化ガスＦｇの供給量を調節することで、粉体搬送能力をカバーすると共に、摩耗の進行を遅らせたり、あるいは孔空きに起因した風箱１４の詰まりを抑制する等、早期に対策を講じることができる。
【００３７】
一実施形態では、監視ユニット２０は、流量センサ２２、圧力センサ２４又は差圧センサ２６の計測値の少なくとも一つが規定範囲内に収まるか否かに基づいて、多孔隔壁１６の摩耗の発生を判断するように構成される。
例えば、計測値が多孔隔壁１６に減肉や孔空きが生じていない正常時の計測値のばらつき範囲から逸脱していれば、減肉や孔空きが生じていると判定する。
これによって、流動化シュート１０の稼働中に多孔隔壁１６の摩耗の発生を検知でき、その対策を早期に講じることができる。
【００３８】
一実施形態では、監視ユニット２０は、流量センサ２２の計測値、圧力センサ２４の計測値または差圧センサ２６の計測値の経時変化に基づいて、多孔隔壁１６の摩耗の発生を判断するように構成される。
上記構成によれば、流動化シュート１０の稼働中に多孔隔壁１６の摩耗の発生を検知でき、早期にその対策を講じることができる。
上記センサ類の計測値の経時変化の例を後述する図８〜図１０に示す。
【００３９】
一実施形態では、流動化シュート１０（１０Ｄ）は、図４に示すように、流動化ガス供給源（例えばタンクなど）３０と、複数のガス供給ライン１８との間に共通ガス供給ライン３２を備える。共通ガス供給ライン３２には流量調整弁３４（第１流量調整弁）が設けられる。コントローラ３６は、共通ガス供給ライン３２を流れる流動化ガスＦｇの流量が目標値となるように流量調整弁３４の開度を制御する。
上記構成によれば、流動化シュート１０に供給される流動化ガスＦｇの総流量が制御可能になるため、各風箱１４への流動化ガスの供給量を適切に設定できる。
【００４０】
一実施形態では、図４に示すように、複数のガス供給ライン１８の各々にさらに流量調整弁２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）（第２流量調整弁）が設けられる。各ガス供給ライン１８から各風箱に供給される流動化ガスＦｇの流量は流量調整弁２８によって調整される。
上記構成によれば、流量調整弁２８（２８ａ〜２８ｃ）によって複数の風箱１４（１４ａ〜１４ｃ）に供給される流動化ガスＦｇの流量を個別に調整できる。従って、特定の多孔隔壁１６に摩耗が生じても、当該多孔隔壁に供給する流動化ガスの流量を調整することで、粉体搬送能力をカバーできると共に、摩耗の進行を遅らせ、あるいは孔空きに起因した風箱の詰まりを抑制できる。
【００４１】
また、図４に示すように、流量調整弁３４による共通ガス供給ライン３２の流動化ガス流量の制御と、流量調整弁２８による各ガス供給ライン１８の流動化ガス流量の制御とを組み合わせることで、各ガス供給ライン１８における流動化ガス流量の緻密な制御が可能になる。
【００４２】
一実施形態に係るプラント４０は、図５に示すように、粉体を生成する粉体生成ユニット４２を備える。粉体生成ユニット４２で生成された粉体は、流動化シュート１０を介して貯留タンク４４に搬送される。プラント４０は、例えばセメントプラントであり、粉体生成ユニット４２で生成される粉体はセメントである。
上記構成によれば、流動化シュート１０を備えることで、プラント４０の稼働中に複数の風箱の摩耗状態を個別に検知でき、これによって、多孔隔壁部の摩耗や孔空きによる風箱の詰まりを防止するための対策を早期に講じることができる。
また、複数の風箱への流動化ガスの供給量を個別に調整できるため、粉体搬送能力を補うことができると共に、摩耗が発生した多孔隔壁部の摩耗の進行を遅らせ、あるいは孔空きに起因した風箱の詰まりを抑制できる。
【００４３】
一実施形態では、図６に示すように、石炭ガス化プラント５０に流動化シュート１０が設けられる。石炭ガス化プラント５０は粉体生成ユニットとして微粉炭供給部５２を備える。微粉炭供給部５２で石炭が粉砕され、得られた微粉炭は石炭ガス化炉５４に送られる。石炭ガス化炉５４で微粉炭がガス化して可燃性の生成ガスが生成される。石炭ガス化炉５４で生成された生成ガスはチャー回収部５６に送られ、チャー回収部５６で生成ガスＣｇとチャーとが分離される。
流動化シュート１０は、チャー回収部５６で生成ガスから分離されたチャーを石炭ガス化炉５４に戻す経路に設けられる。
【００４４】
上記構成によれば、石炭ガス化プラント５０の稼働中にチャーの搬送に起因した多孔隔壁１６の摩耗を検知できる。これによって、多孔隔壁１６の摩耗や孔空きによる風箱の詰まりを防止するための対策を早期に講じることができる。
また、複数の風箱１４（１４ａ〜１４ｃ）への流動化ガスの供給量を個別に調整でき、各風箱への流動化ガスの供給量を適切に設定できる。摩耗が発生した多孔隔壁１６への流動化ガス供給量を個別に調整することで、粉体搬送能力を補うことができると共に、当該多孔隔壁の摩耗の進行を遅らせ、あるいは多孔隔壁の孔空きに起因した風箱１４の詰まりを抑制できる。
【００４５】
一実施形態では、図６に示すように、流動化シュート１０は、微粉炭供給部５２から微粉炭を石炭ガス化炉５４に供給する経路に設けられる。
これによって、石炭ガス化プラント５０の稼働中に微粉炭の搬送に起因した多孔隔壁１６の摩耗を検知できる。これによって、チャー回収部５６に設けられた流動化シュート１０と同様の作用効果を得ることができる。
【００４６】
一実施形態では、微粉炭供給部５２は、石炭を粉砕して微粉炭とする石炭粉砕機５８を備える。石炭粉砕機５８で得られた微粉炭は集塵機６０で乾燥用ガスと分離され、微粉炭ビン６２に一旦貯留され、その後、加減圧ホッパ６４に送られる。加減圧ホッパ６４に送られた微粉炭は、加減圧ホッパ６４の内部圧力を増圧することで、流動化シュート１０を経て給炭ホッパ６５に送られ、空気分離装置６６から送られる窒素ガスと共に給炭ホッパ６５から石炭ガス化炉５４に供給される。流動化シュート１０の入口部に空気分離装置６６から圧縮機７４で加圧された流動化ガスＦｇが供給される。
空気分離装置６６は、大気中の空気から窒素と酸素とを分離するものであり、分離された酸素は石炭ガス化炉５４に供給される。
【００４７】
一実施形態では、石炭ガス化炉５４で生成したガスはチャー回収部５６のサイクロン６８に送られ、サイクロン６８で粗粒チャーが一次分離される。サイクロン６８で粗粒チャーが分離された生成ガスＣｇはフィルタ７０で微粒チャーが分離された後、ガスタービン（不図示）に送られる。
サイクロン６８及びフィルタ７０で生成ガスＣｇと分離したチャーは流動化シュート１０を介してビン７２に一時的に貯留される。流動化シュート１０の流動始端に空気分離装置６６から圧縮機７４で加圧された流動化ガスＦｇが供給される。
ビン７２に貯留されたチャーはホッパ７６に重力落下し、ホッパ７６内のチャーは空気分離装置６６から送られる窒素ガスによって搬送され、石炭ガス化炉５４に戻される。
【００４８】
一実施形態では、流動化シュート１０（１０Ｅ）は、図７に示すように、隔壁の横断面が円形の圧力容器で構成される。
石炭ガス化炉５４の内部にホッパ７６からチャーを戻したり、あるいは石炭ガス化炉５４の内部に給炭ホッパ６５から微粉炭を供給するためには供給する側を高圧とする必要があり、そのため、流動化ガスＦｇは圧縮機７４（図６参照）で加圧されて、流動化シュート１０に供給される。流動化シュート１０は耐圧性の圧力容器で構成されるため、流動化シュート１０の内部が高圧となっても、耐圧性を確保できる。
【００４９】
一実施形態では、図７に示すように、ガス供給ライン１８に接続されたガス供給管８０がダクト１２の内部に導設される。ガス供給管８０の先端は風箱１４の内部に挿入され、流動化ガスＦｇが風箱１４の内部に供給される。ガス供給管８０の先端に対向してガス拡散板８２が設けられ、ガス供給管８０から排出する流動化ガスＦｇはガス拡散板８２に当たって風箱１４の内部で拡散した後、多孔隔壁１６に形成された細孔から粉体搬送空間Ｓｃに噴出する。
【００５０】
一実施形態に係る流動化シュートの監視方法は、図１〜図３に示すように、ダクト１２で粉体Ｏｐを滑り落とすことで粉体Ｏｐを搬送するための流動化シュート１０（１０Ａ〜１０Ｃ）の監視方法である。
図８に示すように、複数の風箱１４（１４ａ〜１４ｃ）の各々に設けられたガス供給ライン１８（１８ａ〜１８ｃ）における流動化ガスＦｇの流量の計測値、ガス供給ライン１８（１８ａ〜１８ｃ）の各々の圧力の計測値、または、複数のガス供給ライン１８のうち一対のガス供給ライン間の差圧の計測値の少なくとも一つに基づいて、多孔隔壁１６の摩耗の発生を判断するステップ（摩耗有無判断ステップＳ１２）を備える。
【００５１】
上記方法によれば、複数の風箱１４の各々に設けられたガス供給ライン１８における流動化ガスＦｇの上記計測値に基づいて、流動化シュート１０の稼働中に複数の風箱１４の摩耗状態を個別に検知できる。これによって、多孔隔壁１６の摩耗や孔空きによる風箱１４の詰まりを防止するための対策を早期に講じることができる。
また、風箱１４が複数に仕切られているため、風箱１４への流動化ガスＦｇの供給量を個別に調整できる。これによって、粉体搬送能力をカバーできると共に、摩耗が発生した多孔隔壁１６への流動化ガス供給量を調整することで、摩耗の進行を遅らせたり、あるいは孔空きに起因した風箱１４の詰まりを抑制できる。
【００５２】
一実施形態では、各ガス供給ライン１８（１８ａ〜１８ｃ）を流れる流動化ガスＦｇの流量の計測値、圧力の計測値または複数のガス供給ライン１８のうち一対のガス供給ライン間の差圧の計測値の少なくとも一つが規定範囲内に収まるか否かに基づいて、多孔隔壁１６の摩耗の発生を判断する。
これによって、例えば摩耗が発生していない正常稼働時の上記計測値と比較することで、流動化シュート１０の稼働中に多孔隔壁１６の摩耗の発生を容易に検知でき、その対策を講じることができる。
【００５３】
一実施形態では、各ガス供給ライン１８（１８ａ〜１８ｃ）を流れる流動化ガスＦｇの流量の計測値、圧力の計測値または複数のガス供給ライン１８のうち一対のガス供給ライン間の差圧の計測値の経時変化に基づいて、多孔隔壁１６の摩耗の発生を判断する。
このように、上記計測値の経時変化をモニタすることで、流動化シュート１０の稼働中に多孔隔壁１６の摩耗の発生を検知でき、その対策を講じることができる。
【００５４】
一実施形態では、図９に示すように、各ガス供給ライン１８（１８ａ〜１８ｃ）を流れる流動化ガスＦｇの圧力の計測値の経時変化をモニタする。
圧力の計測値が粉体の搬送開始時の初期値より一定値以上低下したとき、多孔隔壁１６に摩耗が発生したと判定する。例えば、図９において、ラインａ１は初期値Ａから一定値以上低下しているので、摩耗が発生したと判定する。また、図９に示すように、実際には摩耗が発生していないラインｂ１及びｃ１も、全体の圧損低下により若干圧力が低下する。
上記方法によれば、特定の多孔隔壁１６の摩耗の発生有無を容易かつ精度良く検知できる。
なお、多孔隔壁１６に摩耗が発生していない正常稼働時の圧力と摩耗が発生したときの圧力との差圧を過去の経験から定めておき、当該差圧に達したとき摩耗が発生したと判定するとよい。
【００５５】
一実施形態では、図９に示すように、ガス供給ライン１８の流動化ガスＦｇの圧力は粉体搬送直後は低く、その後上昇した後飽和圧力に達する。初期値Ａ、Ｂ及びＣは当該飽和圧力とする。
これによって、粉体搬送開始の圧力の変動にとらわれずに、初期値を正しく設定できる。
例えば、図９においては、粉体搬送開始から時間ｔ１が経過した点Ａ、Ｂ及びＣをもって初期値とする。
【００５６】
一実施形態では、図８に示すように、複数の風箱１４（１４ａ〜１４ｃ）の各々に供給される流動化ガスＦｇの総流量が一定に保持される流量制御ステップＳ１０をさらに備える。流量制御ステップＳ１０の後で、各ガス供給ライン１８（１８ａ〜１８ｃ）を流れる流動化ガスの流量の計測値の経時変化をモニタする。
流量制御ステップＳ１０では、例えば図４に示すように、共通ガス供給ライン３２に流量調整弁３４を設け、流量調整弁３４の開度を調整することで、流動化ガスＦｇの総流量を一定に保持する。
【００５７】
図１０に示すように、ラインａ２で示すように、一部の風箱１４に供給される流動化ガスＦｇの流量が増加し、ラインｂ２及びｃ２で示すように、他の風箱１４に供給される流動化ガスＦｇの流量が減少したとき、ラインａ２で示す流量が増加した一部の風箱１４の多孔隔壁１６に摩耗が発生したと判定する。
上記方法によれば、特定の多孔隔壁１６の摩耗の発生有無を容易かつ精度良く検知できる。
なお、図１０に示すように、実際には、摩耗が発生していない他の風箱も、流動化ガスＦｇの流路全体の圧損低下により若干流量が低下する。
【００５８】
一実施形態では、図１１に示すように、複数のガス供給ライン１８のうち一対のガス供給ライン間の差圧の計測値の経時変化をモニタする。
ラインａ３は、一方の粉体流路４の多孔隔壁１６に孔空きが発生したため、差圧が大きく変化している。ラインｂ３は、一対の風箱１４のどちらも孔空きが発生していないため、差圧は変化していない。このように、差圧の変化により風箱の減肉や孔空きを検知できる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
幾つかの実施形態によれば、流動化シュートの稼働中に各風箱の多孔隔壁部の摩耗状態を個別に検知でき、そのため、多孔隔壁部の孔空きによる風箱の詰まりを防止するための対策を早期に講じることができる。また、複数の風箱に対応するガス供給ラインを介した流動化ガスの供給量を個別に調節することで、摩耗の進行を遅らせ、あるいは孔空きに起因した風箱の詰まりを抑制できる。
幾つかの実施形態に係る流動化シュート及びその監視方法は、上記実施形態に記載したプラント以外に、船舶から陸上設備への粉体の荷降ろし、陸上設備から船舶への粉体の荷積み、あるいはタンク車からの粉体の荷降ろし、タンク車への粉体の荷積み等、その他粉体搬送全般に適応できる。
【符号の説明】
【００６０】
１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ）    流動化シュート
１２    ダクト
１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）    風箱
１６    多孔隔壁
１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）    ガス供給ライン
２０    監視ユニット
２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）    流量センサ
２４（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）    圧力センサ
２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）    差圧センサ
２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）    流量調整弁（第２流量調整弁）
３０    流動化ガス供給源
３２    共通ガス供給ライン
３４    流量調整弁（第１流量調整弁）
３６    コントローラ
４０    プラント
４２    粉体生成ユニット
４４    貯留タンク
５０    石炭ガス化プラント
５２    微粉炭供給部
５４    石炭ガス化炉
５６    チャー回収部
５８    石炭粉砕機
６０    集塵機
６２    微粉炭ビン
６４    加減圧ホッパ
６５    給炭ホッパ
６６    空気分離装置
６８    サイクロン
７０    フィルタ
７２    ビン
７４    圧縮機
７６    ホッパ
８０    ガス供給管
８２    ガス拡散板
Ａ、Ｂ、Ｃ    初期値
Ｃｇ    生成ガス
Ｆｇ    流動化ガス
Ｏｐ    粉体
Ｓｃ    粉体搬送空間
【図１】
2018118807.tif 000003
【図２】
2018118807.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018118807.tif 000009
【図８】
2018118807.tif 000010
【図９】
2018118807.tif 000011
【図１０】
2018118807.tif 000012
【図１１】
2018118807.tif 000013