(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭をガス化して生成された生成ガスから石炭の未反応分を回収した粉体を集合または貯留可能な容器と、
前記粉体を重力落下により前記容器に排出可能な所定の傾斜角度をもって配置される複数の粉体排出ラインと、
前記容器に集合または貯留された前記粉体を重力落下により供給可能な所定の傾斜角度をもって配置される複数の粉体供給ラインと、
前記粉体排出ライン及び前記粉体供給ラインの少なくとも一方に設けられて前記粉体の流動をアシストするアシストガス供給装置と、を備え、
前記アシストガス供給装置に投入されるアシストガス流量が、アシスト完了後に合流する前記生成ガスの流量の１０％以下に設定されていることを特徴とするビンシステム。
【請求項２】
前記アシストガス供給装置は、前記粉体の流動方向に沿って不活性ガスを供給することを特徴とする請求項１に記載のビンシステム。
【請求項３】
前記アシストガス供給装置は、前記粉体排出ラインまたは前記粉体供給ラインを構成する配管における内周下面に沿って前記不活性ガスを供給することを特徴とする請求項２に記載のビンシステム。
【請求項４】
前記アシストガス供給装置は、前記粉体排出ラインまたは前記粉体供給ラインを構成する配管の下部にアシストガス室を設け、該アシストガス室から前記配管における内周下面に前記不活性ガスを供給することを特徴とする請求項２に記載のビンシステム。
【請求項５】
前記アシストガス室は、前記粉体の流動方向を複数に分割したガス室毎に独立して前記不活性ガスの供給流量を調整可能なガス供給系統を備えていることを特徴とする請求項４に記載のビンシステム。
【請求項６】
前記アシストガス供給装置は、前記粉体の流量に応じて前記不活性ガスの供給量を変更することを特徴とする請求項２から５のいずれか一つに記載のビンシステム。
【請求項７】
前記粉体排出ラインまたは前記粉体供給ラインは、傾斜角度が水平方向に対して６０度以下に設定され、この傾斜角度に設定された前記ラインに前記アシストガス供給装置が設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のビンシステム。
【請求項８】
前記粉体排出ラインまたは前記粉体供給ラインは、前記アシストガス供給装置から集塵装置の入口側に接続されるアシストガス排出部が設けられることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載のビンシステム。
【請求項９】
石炭をガス化して生成された生成ガスから石炭の未反応分を回収するチャー回収装置であって、
前記生成ガスの生成ラインに連結されて前記未反応分を分離させる第１集塵装置と、
該第１集塵装置における第１ガス排出ラインに連結されて前記未反応分を捕集する第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て前記未反応分を集合させるビンと、
該ビンから前記未反応分を未反応分戻しラインに供給する複数の未反応分供給ラインと、
前記各未反応分排出ラインまたは前記未反応分供給ラインを重力落下する前記未反応分の流動をアシストするアシストガス供給装置と、を備え、
前記アシストガス供給装置に投入されるアシストガス流量が、アシスト完了後に合流する前記生成ガスの流量の１０％以下に設定されてい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、石炭ガス化複合発電設備のチャー回収装置に用いられるビンシステム及びこの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】
なお、従来のチャー回収装置としては、下記特許文献１〜３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】特許第３０５４７８８号公報
【特許文献２】特許第３６５２８４８号公報
【特許文献３】特開２００６−０６３０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
１つのビンに対してその上部に複数のチャー排出ラインを連結したり、下部に複数のチャー供給ラインを連結したりするとき、複数の集塵装置や複数のホッパを水平方向に並んで配置することから、チャー排出ラインやチャー供給ラインは、この集塵装置やホッパからビンに向って鉛直方向に対して所定の傾斜角度を持って配置されることとなる。上述したチャー回収装置にて、チャーの移送は乾式搬送であり、集塵装置からビンを介してホッパに至るチャーの移送は重力落下となっている。この場合、チャー排出ラインやチャー供給ラインの傾斜角度を鉛直方向に対して大きく設定すると、配管内でのチャーが堆積してしまうおそれがある。そのため、チャー排出ラインやチャー供給ラインの傾斜角度を鉛直方向に対して大きくすることができず、複数の集塵装置同士や複数のホッパ同士の干渉を考慮すると、チャー排出ラインやチャー供給ラインが長くなることとなり、ビンシステムやチャー回収装置の縦長化、つまり、装置の大型化や高コスト化を招いてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、装置の小型化を可能とするビンシステム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ビンシステムは、石炭をガス化して生成された生成ガスから石炭の未反応分を回収した粉体を集合または貯留可能な容器と、前記粉体を重力落下により前記容器に排出可能な所定の傾斜角度をもって配置される複数の粉体排出ラインと、前記容器に集合または貯留された前記粉体を重力落下により供給可能な所定の傾斜角度をもって配置される複数の粉体供給ラインと、前記粉体排出ライン及び前記粉体供給ラインの少なくとも一方に設けられて前記粉体の流動をアシストするアシストガス供給装置と、を備え、前記アシストガス供給装置に投入されるアシストガス流量が、アシスト完了後に合流する前記生成ガスの流量の１０％以下に設定されてい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各粉体排出ラインを流動して密閉容器に排出され、この密閉容器から重力落下により各粉体供給ラインを流動するとき、アシストガス供給装置が複数の粉体排出ラインや粉体供給ラインの少なくとも一方を重力落下する粉体の流動をアシストすることから、粉体はこの粉体排出ラインや粉体供給ラインを適正に流動することとなり、堆積を抑制することができる。その結果、複数の粉体排出ラインの傾斜角度を鉛直方向に対して大きく設定することが可能となり、装置の高さを抑制することが可能となり、装置を小型化することができる。
また、アシストガス供給装置に投入されるアシストガス流量は、アシスト完了後に合流する生成ガス流量の１０％以下に設定されているので、アシストガスによる生成ガスの希釈が最小限に抑えられる。なお、アシストガス投入量の調整は、アシストガス投入部の流路断面積またはアシストガス投入流速を設定することにより可能となる。
従って、生成ガスがガスタービン燃料として使用される石炭ガス化複合発電設備では、生成ガスのカロリー低下が１０％以下に抑えられるため、ガスタービン燃焼器の燃焼を安定させることができ、石炭ガス化炉を有する化学燃料プラントでは、製品純度の低下を防止することができる。
【００１３】
本発明のビンシステムでは、前記アシストガス供給装置は、粉体の流動方向に沿って不活性ガス（Ｎ２、ＣＯ２など）を供給することを特徴としている。
【００１４】
従って、不活性ガスを供給するアシストガス供給装置を適用することで、装置の簡素化を可能とすることができると共に、各ラインを流れる粉体に悪影響を与えることがなく、適正な粉体の搬送システムを構築することができる。
【００１５】
本発明のビンシステムでは、前記アシストガス供給装置は、前記粉体排出ラインまたは前記粉体供給ラインを構成する配管における内周下面に沿って不活性ガスを供給することを特徴としている。
【００１６】
従って、粉体は、粉体排出ラインまたは粉体供給ラインを構成する配管における内周下面に沿って移動するが、この配管における内周下面に沿って不活性ガスを供給することで、粉体の流動がスムーズとなり、配管内部での粉体の堆積を防止することができる。
【００１７】
本発明のビンシステムでは、前記アシストガス供給装置は、前記粉体排出ラインまたは前記粉体供給ラインを構成する配管の下部にアシストガス室を設け、該アシストガス室から前記配管における内周下面に不活性ガスを供給することを特徴としている。
【００１８】
従って、粉体排出ラインまたは粉体供給ラインを構成する配管の下部に設けられたアシストガス室から配管内周下面に不活性ガスが供給されることで、配管における内周下面に沿って流れる粉体がこの不活性ガスによりスムーズに流れ、配管内部での粉体の堆積を防止することができる。
【００１９】
本発明のビンシステムでは、前記アシストガス室は、粉体の流動方向を複数に分割したガス室毎に独立して不活性ガスの供給流量を調整可能なガス供給系統を備えていることを特徴としている。
また、本発明のビンシステムでは、前記アシストガス供給装置は、粉体の流量に応じて不活性ガスの供給量を変更することを特徴としている。
【００２０】
従って、粉体の流量に応じて適正量の不活性ガスを供給することで、粉体の搬送速度を適正速度に維持することができると共に、不活性ガスの使用量を低減して運転コストを低減することができる。
【００２１】
本発明のビンシステムでは、前記粉体排出ラインまたは前記粉体供給ラインは、傾斜角度が水平方向に対して６０度以下に設定され、この傾斜角度に設定された前記ラインに前記アシストガス供給装置が設けられることを特徴としている。
【００２２】
従って、粉体排出ラインや粉体供給ラインの傾斜角度を６０度以下とすることができ、装置の高さを抑制することが可能となり、装置を小型化することができる。
【００２３】
本発明のビンシステムでは、前記粉体排出ラインまたは前記粉体供給ラインは、前記アシストガス供給装置から集塵装置の入口側に接続されるアシストガス排出部が設けられることを特徴としている。
【００２４】
従って、粉体排出ラインや粉体供給ラインに前記アシストガス供給装置とアシストガス排出部が設けられることで、更なる装置を小型化することができる。
そして、アシストガス排出部が集塵装置の入口側に接続されることにより、アシストガスの排ガスに含まれている粉体を集塵装置で回収することができる。
【００２６】
また、本発明のチャー回収装置は、石炭をガス化して生成された生成ガスから石炭の未反応分を回収するチャー回収装置であって、前記生成ガスの生成ラインに連結されて前記未反応分を分離させる第１集塵装置と、該第１集塵装置における第１ガス排出ラインに連結されて前記未反応分を捕集する第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て前記未反応分を集合させるビンと、該ビンから前記未反応分を未反応分戻しラインに供給する複数の未反応分供給ラインと、前記各未反応分排出ラインまたは前記未反応分供給ラインを重力落下する前記未反応分の流動をアシストするアシストガス供給装置と、を備え、前記アシストガス供給装置に投入されるアシストガス流量が、アシスト完了後に合流する前記生成ガスの流量の１０％以下に設定されていることを特徴とするものである。
【００２７】
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各未反応分供給ラインを通って未反応分戻しラインに供給されることとなり、このとき、アシストガス供給装置が各未反応分排出ラインまたは各未反応分供給ラインを重力落下する未反応分の流動をアシストすることから、未反応分はこの未反応分排出ラインや未反応分供給ラインを適正に流動することとなり、堆積を抑制することができる。その結果、複数の未反応分排出ラインや未反応分供給ラインの傾斜角度を鉛直方向に対して大きく設定することが可能となり、装置の高さを抑制することが可能となり、装置を小型化することができる。
また、アシストガス供給装置に投入されるアシストガス流量は、アシスト完了後に合流する生成ガス流量の１０％以下に設定されているので、アシストガスによる生成ガスの希釈が最小限に抑えられる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のビンシステム及びチャー回収装置によれば、粉体搬送ラインを重力落下する粉体の流動をアシストするアシスト装置を設けるので、装置の小型化を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係るビンシステムが適用された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、実施例１のビンシステムの要部を表す概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施例２に係るビンシステムの要部を表す概略構成図である。
【図４】図４は、本発明の実施例３に係るビンシステムの要部を表す概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施例４に係るビンシステムの要部を表す概略構成図である。
【図６】図６は、アシスト装置から集塵装置の入口側に接続されるアシストガス排出部を備えたビンシステムの要部を表す概略構成図である。
【図７】図７は、アシストガス流量決定の説明図であり、（ａ）は図４のアシスト装置を示す模式図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に添付図面を参照して、本発明に係るビンシステム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１】
【００３１】
図１は、本発明の実施例１に係るビンシステムが適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図、図２は、実施例１のビンシステムの要部を表す概略図である。
【００３２】
実施例１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。
【００３３】
実施例１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。
【００３４】
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（ビンシステム）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。
【００３５】
石炭ガス化炉１２は、微粉炭供給設備から給炭ライン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、未燃分、粉体）をリサイクル可能となっている。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
チャー回収装置１３は、本発明のビンシステムを適用しており、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）をするもので、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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各ホッパへ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。
【００４２】
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へ分配及び一時的に貯留するビン４４を設けている。
【００４３】
そして、サイクロンの第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、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８１ａ（８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ）が設けられている。この均圧ライン８１ａ（８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ）は、第１ガス排出ライン４６に接続され、第３切替弁８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２が装着されている。
【００４４】
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フィルタ４２ａ及び第２フィルタ４２ｂ、ロータリバルブ４３ａ，４３ｂと、ビン４４、ホッパ４５ａ，４５ｂ、４５ｃ、４５ｄなどから構成されており、本発明のビンシステムは、チャーを集合し各ホッパへの分配ならびに貯留可能な容器としてのビン４４と、チャーを重力落下によりビン４４に排出可能な所定の傾斜角度をもって配置される複数の粉体排出ラインとしてのチャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂと、ビン４４に集合してきたチャーもしくは貯留されたチャーをホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄへ重力落下により供給可能な所定の傾斜角度をもって配置される複数の粉体供給ラインとしての切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄなどから構成されている。そして、本実施例では、各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂ、各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄに、重力落下するチャーの流動をアシストするアシスト装置として、チャー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が設けられている。
【００４５】
本実施例にて、各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂに装着されたアシストガス供給装置は、それぞれアシストガス供給部５４，５５ａ，５５ｂとアシストガス排出部５６，５７ａ，５７ｂとを有している。また、各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄに装着されたアシストガス供給装置は、それぞれアシストガス供給部５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄとアシストガス排出部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄとを有している。
【００４６】
ここで、各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂのアシストガス供給装置としてのアシストガス供給部５４，５５ａ，５５ｂ及びアシストガス排出部５６，５７ａ，５７ｂと、各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄのアシストガス供給装置としてのアシストガス供給部５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄ及びアシストガス排出部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄは、ほぼ同様の構成をなしている。そのため、以下では、第１チャー排出ライン４７のアシストガス供給装置としてのアシストガス供給部５４及びアシストガス排出部５６についてのみ説明する。
【００４７】
アシストガス供給装置において、図２に示すように、第１チャー排出ライン４７は、サイクロン４１（図１参照）から鉛直方向に垂下して配置される第１直線部１０１と、ビン４４（図１参照）へ鉛直方向に垂下して配置される第２直線部１０２と、第１直線部１０１の下端部と第２直線部１０２の上端部を連結する傾斜部１０３から構成されている。この場合、傾斜部１０３は、水平方向に対して所定角度θ（例えば、６０度以下）だけ傾斜するように配置されている。
【００４８】
そして、チャー排出ライン４７の傾斜部１０３は、基端部（上端部）にアシストガス供給部５４が装着され、先端部（下端部）にアシストガス排出部５６が装着されている。このアシストガス排出部５６は、サイクロン４１，第１フィルタ４２ａ及び第２フィルタ４２ｂのような集塵装置のうち、いずれか１つの入口（上流）側に接続される。
このアシストガス供給部５４は、不活性ガスを供給するガス供給管１１１と、ガス噴射ノズル１１２を有しており、ガス噴射ノズル１１２が傾斜部１０３の基端部から内部に不活性ガスを供給することができる。
【００４９】
アシストガス排出部５６は、チャーの移動による容積相当の置換ガス及び不活性ガスを排出するガス排出管１１３と、ガス回収部１１４を有しており、ガス回収部１１４が傾斜部１０３の先端基端部から内部のガスを排出することができる。
このガス回収部１１４は、チャーとガスを分離する機能を持ち、具体的には、チャー排出方向と逆方向（第２直線部１０２の上方）に開口しチャーとガスを重力分離または慣性分離する構造である。本実施例の構成例では、アシストガス排出部５６のガス排出管１１３が、たとえば図６に示すように、集塵装置である第１フィルタ４２ａの入口（上流）側に接続されている。なお、図６に示す構成例では、アシストガス排出部５７ａ，５７ｂのガス排出管については図示を省略しているが、集塵装置の入口側に接続されていることに変わりはない。
【００５０】
この場合、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（チャー回収装置出口またはガス精製設備出口ガスを昇圧リサイクルしたもの）とすればよく、第１チャー排出ライン４７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１チャー排出ライン４７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、アシストガス供給部５４は、連続的または間欠的に不活性ガスを供給する。
【００５１】
従って、サイクロン４１により可燃性ガスから分離された粗粒チャーは、重力落下により第１チャー排出ライン４７に流れ落ち、第１直線部１０１、傾斜部１０３、第２直線部１０２を通ってビン４４に集合して各ホッパへの分配または貯留される。このとき、アシストガス供給部５４は、ガス噴射ノズル１１２から傾斜部１０３内に粗粒チャーの流動方向に向けて不活性ガスが供給されるため、第１チャー排出ライン４７を構成する配管の内部下面に沿って移動する粗粒チャーの流れが促進され、堆積を抑制することができる。
そして、アシストガス排出部５６は、ガス回収部１１４がチャーの移動による容積相当の置換ガス及び供給された不活性ガスを回収することができる。こうして回収されたアシストガスは、アシストガス排出部５６のガス排出管１１３が集塵装置として設けた第１フィルタ４２ａの入口側に接続されているので、使用済みの排ガスとして回収した不活性ガスの中に含まれているチャー等の粉体についても、第１フィルタ４２ａで回収することができる。
【００５２】
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。
【００５３】
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とガス精製設備１４から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン６３にて、発生した燃焼ガスにより回転軸６４を回転することで発電機１７を駆動することができる。
【００５４】
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。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。
【００５５】
ここで、実施例１の石炭ガス化複合発電設備の作動について説明する。
【００５６】
実施例１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２２により乾燥・粉砕され微粉炭が製造される。この微粉炭は、微粉炭分離装置および微粉炭ビンと微粉炭ビンからなる微粉炭供給設備（ビンシステム）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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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、各ホッパへ分離供給または貯留することができる。
【００６０】
この場合、ガス生成ライン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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
このとき、図１及び図２に示すように、アシストガス供給装置のアシストガス供給部５４，５５ａ，５５ｂが各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂの傾斜部１０３に不活性ガスを供給しており、各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂを構成する配管内の下面に沿って移動する粗粒チャーの流れをアシストすることでその流れが促進され、配管内へのチャーの堆積を抑制することができる。
【００６３】
その後、各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂの傾斜部１０３の下流側で、アシストガス排出部５６によりチャーの移動による容積相当の置換ガスおよび不活性ガスを排出することで、各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂ内の背圧上昇を抑え、安定したチャーの排出を維持することができる。
アシストガス排出部５６で排出されたアシストガスは、ガス排出管１１３を通って第１フィルタ４２ａの入口側に導かれ、生成ガスの流れと合流するので、使用済みの排ガスとして回収した不活性ガスの中に含まれているチャーについても、第１フィルタ４２ａで回収することができる。
【００６４】
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、第３切替弁９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ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。例えば、ホッパ４５ａにビン４４よりチャーを供給する場合、第２均圧ライン６０ａの第３切替弁９０ａおよび切り替えライン５１ａの切替弁５２ａを開放、切替弁５３ａを閉止することによりビン４４とホッパ４５ａが均圧されチャーを供給できる。このとき、ガス化炉へのチャーを供給するホッパを４５ｃとすると、第２均圧ライン６０ｃの第３切替弁９０ｃおよび切り替えライン５１ｃの切替弁５２ｃを閉止、切替弁５３ｃを開放しガス化炉へチャーを戻すことができる。その他の切替弁９０ｂ、９０ｄは開放、５２ｂ，５２ｄ，５３ｂ，５３ｄを閉止することで、ビン４４のチャーを切替ライン５１ａによりホッパ４５ａに供給することができる。そして、このホッパ４５ａが一杯になったら、第２均圧ライン６０ｂの第３切替弁９０ｂおよび切り替えライン５１ｂの切替弁５２ｂを開放、切替弁５３ｂを閉止することによりビン４４とホッパ４５ｂが均圧されチャーを供給できる。これにより回収したチャーをビンからホッパへの排出・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。
【００６５】
このとき、アシストガス供給装置のアシストガス供給部５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄは各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄのチャー供給時に傾斜部に不活性ガスを供給しており、各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを構成する配管内の下面に沿って移動するチャーの流れをアシストすることでその流れが促進され、配管内へのチャーの堆積を抑制することができる。その後、各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの傾斜部の下流側で、アシストガス排出部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄによりチャーの移動による容積相当の置換ガスおよび不活性ガスを排出することで、各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ内の背圧上昇を抑え、安定したチャーの排出を維持することができる。なお、アシストガス排出部５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄについても、サイクロン４１，第１フィルタ４２ａ及び第２フィルタ４２ｂのような集塵装置のうち、いずれか１つの入口側に接続される。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
このように実施例１のビンシステムにあっては、チャーを集合分配または貯留可能なビン４４と、チャーを重力落下によりビン４４に排出可能な所定の傾斜角度θをもって配置される３つのチャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂと、ビン４４に集合または貯留されたチャーを重力落下により供給可能な所定の傾斜角度θをもって配置される４つの切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄと、チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂを重力落下するチャーの流動をアシストするアシスト装置としてアシストガス供給部５４，５５ａ，５５ｂ、５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄを設けている。
【００７０】
従って、チャーが重力落下により各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂを流動してビン４４に排出されるとき、アシストガス供給部５４，５５ａ，５５ｂが各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂを重力落下するチャーの流動をアシストすることから、チャーは、この各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂを適正に流動することとなり、各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂを構成する配管への堆積を抑制することができる。その結果、各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂの鉛直方向に対する傾斜角度を大きく（傾斜角度θを小さく）設定することが可能となり、装置の高さを抑制することが可能となり、装置を小型化することができる。
【００７１】
また、実施例１のビンシステムにあっては、各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを重力落下するチャーの流動をアシストするアシスト装置として、アシストガス供給部５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄを設けている。従って、アシストガス供給部５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄが各チャー供給ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを重力落下するチャーの流動をアシストすることから、チャーは、この各チャー供給ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを適正に流動することとなり、各チャー供給ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを構成する配管への堆積を抑制することができる。その結果、各チャー供給ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの鉛直方向に対する傾斜角度を大きく設定することが可能となり、装置の高さを抑制することが可能となり、装置を小型化することができる。
【００７２】
また、実施例１のビンシステムでは、アシストガス供給装置をチャー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部５４，５５ａ，５５ｂ，５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄとしている。従って、アシスト装置として不活性ガスを供給するアシストガス供給部５４，５５ａ，５５ｂ，５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄを適用することで、装置の簡素化を可能とすることができると共に、各ライン４７，４９ａ，４９ｂ，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを流れるチャーに悪影響を与えることがなく、適正なチャーの搬送システムを構築することができる。
【００７３】
また、実施例１のビンシステムでは、各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂ及び各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、傾斜角度θを水平方向に対して６０度以下に設定し、この傾斜角度θに設定された各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂ及び各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄにアシストガス供給部５４，５５ａ，５５ｂ，５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄを設けている。従って、各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂや各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの傾斜角度を６０度以下にすることができ、装置の高さを抑制することが可能となり、装置を小型化することができる。
【００７４】
また、実施例１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ガス生成ライン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４つの切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを介してホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄを連結し、各ホッパ４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄをチャー戻しライン３２に連結して構成し、チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂにアシストガス供給部５４，５５ａ，５５ｂを設けると共に、切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄにアシストガス供給部５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄを設けている。
【００７５】
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、このビン４４に貯留されたチャーが切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを通ってチャー戻しライン３２に供給されることとなり、このとき、アシストガス供給部５４，５５ａ，５５ｂ，５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄが各チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂや各切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを重力落下するチャーの流動をアシストすることから、このチャーは各ライン４７，４９ａ，４９ｂ，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを適正に流動することとなり、堆積を抑制することができる。その結果、チャー排出ライン４７，４９ａ，４９ｂや切替ライン５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの傾斜角度を大きく設定することが可能となり、装置の高さを抑制することが可能となり、装置を小型化することができる。
【実施例２】
【００７６】
図３は、本発明の実施例２に係るビンシステムの要部を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７７】
実施例２のビンシステムにおいて、図３に示すように、第１チャー排出ライン４７は、第１直線部１０１及び第２直線部１０２と、各直線部１０１，１０２を連結する傾斜部１０３から構成されおり、傾斜部１０３は、水平方向に対して所定角度θだけ傾斜して配置されている。そして、本実施例のアシストガス供給装置は、第１チャー排出ライン４７を構成する配管における内周下面に沿って不活性ガスを供給するものとなっている。
【００７８】
即ち、第１チャー排出ライン４７の傾斜部１０３は、下部にアシストガス供給部１２１が装着され、先端部（下端部）にアシストガス排出部５６が装着されている。このアシストガス供給部１２１は、不活性ガスを供給するガス供給管１２２と、このガス供給管１２２の長手方向に所定間隔を持って形成される複数（本実施例では、３個）のガス噴射ノズル１２３を有しており、各ガス噴射ノズル１２３が傾斜部１０３内に進入し、傾斜部１０３を構成する配管における内周下面に沿って、先端部側に向けて不活性ガスを供給することができる。
【００７９】
従って、チャーは、重力落下により第１チャー排出ライン４７に流れ落ち、第１直線部１０１、傾斜部１０３、第２直線部１０２を通ってビン４４に貯留される。このとき、アシストガス供給部１２１は、各ガス噴射ノズル１２３から傾斜部１０３内の下面に沿ってチャーの流動方向に向けて不活性ガスが供給されるため、第１チャー排出ライン４７を構成する配管の内部下面に沿って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。
【００８０】
このように実施例２のビンシステムにあっては、アシストガス供給装置としてのアシストガス供給部１２１は、第１チャー排出ライン４７を構成する配管における内周下面に沿って不活性ガスを供給している。
【００８１】
従って、チャーは、第１チャー排出ライン４７を構成する配管における内周下面に沿って移動するが、この配管における内周下面に沿って不活性ガスを供給することで、チャーと配管との摩擦抵抗が低減され、チャーの流動をスムーズとし、配管内部でのチャーの堆積を防止することができる。
【実施例３】
【００８２】
図４は、本発明の実施例３に係るビンシステムの要部を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００８３】
実施例３のビンシステムにおいて、図４に示すように、第１チャー排出ライン４７は、第１直線部１０１及び第２直線部１０２と、各直線部１０１，１０２を連結する傾斜部１０３から構成されており、傾斜部１０３は、水平方向に対して所定角度θだけ傾斜して配置されている。そして、本実施例のアシストガス供給装置は、第１チャー排出ライン４７を構成する配管の下部にアシストガス室を設け、このアシストガス室から配管における内周下面に不活性ガスを供給するようにしている。
【００８４】
即ち、第１チャー排出ライン４７の傾斜部１０３は、下部にアシストガス供給部１３１が装着されている。このアシストガス供給部１３１は、不活性ガスを供給するガス供給管１３２と、傾斜部１０３の下部に固定されてこのガス供給管１３２の先端部が連結されるアシストガス室１３３を有しており、アシストガス室１３３は、第１チャー排出ライン４７の傾斜部１０３を構成する配管内と連通している。一方、この第１チャー排出ライン４７の傾斜部１０３を構成する配管は、内部の下部に長手方向に沿って多孔板１３４が敷設されている。そのため、アシストガス室１３３から傾斜部１０３の配管内の下面と多孔板１３４との間に不活性ガスを供給することができる。
【００８５】
なお、多孔板１３４は、第１チャー排出ライン４７を流れるチャーがアシストガス室に流通しないようなポーラスメディア（キャンバス、焼結金属、焼結金網など）が好ましい。
【００８６】
従って、チャーは、重力落下により第１チャー排出ライン４７に流れ落ち、第１直線部１０１、傾斜部１０３、第２直線部１０２を通ってビン４４に貯留される。このとき、アシストガス供給部１３１は、アシストガス室１３３から傾斜部１０３内の下面と多孔板１３４との間に不活性ガスが供給される。すると、この不活性ガスは、傾斜部１０３内の下面と多孔板１３４との間の空間に供給され、同多孔板１３４の表面に流出することとなり、第１チャー排出ライン４７を構成する配管の内部下面に沿って移動するチャーと多孔板の間の摩擦抵抗を低減するとともにチャー粉体内の内部摩擦を低減することで流れを促進し、堆積を抑制することができる。
【００８７】
このように実施例３のビンシステムにあっては、第１チャー排出ライン４７を構成する配管の下部にアシストガス室１３３を設け、このアシストガス室１３３から配管における内周下面に不活性ガスを供給している。
【００８８】
従って、第１チャー排出ライン４７を構成する配管の下部に設けられたアシストガス室１３３から配管における内周下面に不活性ガスが供給されることで、配管における内周下面に沿って流れるチャーがこの不活性ガスにより壁面摩擦抵抗およびチャー粉体内摩擦を低減しスムーズに流れ、配管内部での粉体の堆積を防止することができる。
【実施例４】
【００８９】
図５は、本発明の実施例４に係るビンシステムの要部を表す概略構成図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００９０】
実施例４のビンシステムにおいて、図５に示すように、第１チャー排出ライン４７は、第１直線部１０１及び第２直線部１０２と、各直線部１０１，１０２を連結する傾斜部１０３から構成されおり、傾斜部１０３は、水平方向に対して所定角度θだけ傾斜して配置されている。そして、本実施例のアシストガス供給装置は、チャーの流量に応じて不活性ガスの供給量を変更するようにしている。
【００９１】
即ち、チャー排出ライン４７の傾斜部１０３は、下部にアシストガス供給部１４１が装着されている。このアシストガス供給部１４１において、傾斜部１０３の下部にはアシストガス室１４２が固定されており、仕切板１４３により第１チャー排出ライン４７のチャー流れ方向に複数（本例では３つ）のガス室１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃが区画されている。このアシストガス室１４２（ガス室１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ）は、第１チャー排出ライン４７の傾斜部１０３を構成する配管内と連通している。一方、この第１チャー排出ライン４７の傾斜部１０３を構成する配管は、内部の下部に長手方向に沿って多孔板１３４が敷設され、各アシストガス室１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃの仕切板１４３で区切られている。そのため、傾斜部１０３の配管内の下面にアシストガス室１４４ａ，１４４ｂ、１４４ｃ毎に多孔板１３４を介して不活性ガスを供給することができる。不活性ガスを供給するガス供給管１４５は、先端部が３つの分岐管１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃに分岐され、ガス室１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃにそれぞれ連結されている。そして、各分岐管１４５ａ，１４５ｂ，１４５ｃに流量調整弁１４６ａ，１４６ｂ，１４６ｃが装着されている。また、ガス供給管１４５は、遮断弁１４７、逆止弁１４８が装着されている。なお、流量調整弁１４６ａ，１４６ｂ，１４６ｃ及び遮断弁１４７は、図示しない制御装置により開閉制御可能となっている。
【００９２】
従って、チャーは、重力落下により第１チャー排出ライン４７に流れ落ち、第１直線部１０１、傾斜部１０３、第２直線部１０２を通ってビン４４に集合または貯留される。このとき、アシストガス供給部１４１は、アシストガス室１４２の各ガス室１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃから傾斜部１０３内の下面と仕切板１４３との間に不活性ガスを供給する。すると、この不活性ガスは、傾斜部１０３内に各アシストガス室１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃ上面の多孔板１３４表面から流出し、第１チャー排出ライン４７を構成する配管の内部下面に沿って移動するチャーと多孔板の間の摩擦抵抗を低減するとともにチャー粉体内の内部摩擦を低減することで流れを促進し、堆積を抑制することができる。
【００９３】
このとき、図示しないセンサは、第１チャー排出ライン４７を流れるチャーの流量を検出して制御装置に出力しており、この制御装置は、チャーの流量に応じて流量調整弁１４６ａ，１４６ｂ，１４６ｃの開度を調整し、各ガス室１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃに供給される不活性ガスのガス量を調整してもよい。即ち、第１チャー排出ライン４７を流れるチャーの流量により、流量調整弁１４６ａ，１４６ｂ，１４６ｃの開度を変化させ、チャーの安定した排出ができるものとする。同チャーの排出状況による流量調整弁１４６ａ，１４６ｂ，１４６ｃの開度を変化させることで供給される不活性ガスのガス量を必要最小流量とする。
【００９４】
この場合、各ガス室１４４ａ，１４４ｂ，１４４ｃに供給する不活性ガスのガス量を均一とするが、例えば、傾斜部１０３の上流側の不活性ガスのガス量を多くするために、ガス室１４４ａに供給する不活性ガスのガス量を多くし、ガス室１４４ｃに供給する不活性ガスのガス量を少なくしてもよい。
【００９５】
このように実施例４のビンシステムにあっては、チャーの流量に応じて不活性ガスの供給量を変更可能としている。
【００９６】
従って、チャーの流量に応じて適正量の不活性ガスを供給することで、チャーの搬送速度を適正速度に維持することができると共に、不活性ガスの使用量を低減して運転コストを低減することができる。
【００９７】
ところで、上述した各実施例では、アシスト完了後に排出されたアシストガスは、ガス排出管１１３を通って第１フィルタ４２ａ等の集塵装置上流側に導かれ、生成ガスの流れと合流するように構成され、使用済みの排ガスとして回収した不活性ガスの中に含まれているチャーについても集塵装置で回収可能となっている。
ここで、石炭ガス化複合発電設備や石炭ガス化炉を有する化学燃料プラントのように、集塵装置が石炭をガス化して生成された生成ガスから石炭の未反応分を分離する場合、アシストガスの排ガス流量を生成ガス流量の１０％以下とする。
【００９８】
このようなアシストガスの排ガス流量設定は、アシストガスによる生成ガスの希釈を最小限に抑えることで、ガスタービン燃焼器６２の燃焼を安定させ、化学燃料等の製品純度低下を防止するものである。
アシストガスの排ガス流量を生成ガス流量の１０％以下に設定するためには、アシストガス投入部の流路断面積やアシストガス投入流速を調整して、アシストガス投入量を調整する。
【００９９】
ここで、アシストガス投入量の調整例について、図５の実施例４に適用した場合について、図７を参照して説明する。なお、図中の符号１０３は傾斜部（配管）、符号１３４は多孔板であり、図５の多孔板１３４について、以下の説明ではフィルタと呼ぶ。
アシストガスの流量は、生成ガス流量（Ｑ１）、アシストガス流量（Ｑ２）、アシストガス投入部間口面積（Ａ）、配管口径（Ｄ）、配管長（Ｌ）、フィルタ部アシストガス投入ガス流速（Ｕ）、フィルタ幅（ｄ）、配管本数（ｎ）とした場合、下記の数式により決まる。
Ｑ２＝ΣＡｎ×Ｕ
Ａｎ＝ｄｎ×Ｌｎ
Ｑ２＜Ｑ１／１０
【０１００】
すなわち、総間口面積（Ａｎ）は、配管本数（ｎ）分のフィルタ幅（ｄｎ）および配管長（Ｌｎ）の積であり、アシストガス流量（Ｑ２）は、総間口面積（Ａｎ）とフィルタ部アシストガス投入ガス流速（Ｕ）との積である。
従って、上記の数式により算出されたアシストガス流量（Ｑ２）が、ガス化炉側で決まる生成ガス流量（Ｑ１）の１０％（１／１０）以下となるように設定すればよい。このような流量設定は、例えば運転中は図６に示すように、不活性ガスを供給するガス供給管１４５に制御弁１４９を設けておき、制御信号に基づいた開度調整を行うことでアシストガス投入流速の調整が可能となる。
【０１０１】
なお、上述した各実施例にて、アシストガス供給装置弁の構成、順序を示したが、この構成、順序に限定されるものではない。また、アシスト装置をアシストガス供給装置としたが、この構成に限定されるものではなく、例えば参考例として、配管や多孔板などを振動させる振動装置などとしてもよい。
【０１０２】
また、上述した各実施例では、本発明に係るビンシステム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。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
本発明に係るビンシステム及びチャー回収装置は、粉体搬送ラインを重力落下する粉体の流動をアシストするアシスト装置を設けることで、粉体搬送ラインを傾斜させて装置の小型化を可能とするものであり、ビンシステムは、石炭ガス化複合発電設備に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
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
１９    ガス浄化装置
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（密閉容器）
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（粉体排出ライン、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（粉体排出ライン）
５０    第１均圧ライン
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ    切替ライン（粉体供給ライン）
５４，５５ａ，５５ｂ，５８ａ，５８ｂ，５８ｃ，５８ｄ，１２１，１３１，１４１    アシストガス供給部（アシスト装置、アシストガス供給装置）
５６，５７ａ，５７ｂ，５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄ    アシストガス排出部
１０１，１０２    直線部
１０３    傾斜部
１１３    ガス排出管
１４５    ガス供給管
１４９    制御弁
【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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【図７】
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