(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタ装置から排出されたチャーを少なくとも一時的に前記フィルタ装置よりも圧力の高い状態にあるチャー貯留装置に排出するチャー排出装置であって、
前記フィルタ装置の鉛直方向下側に直接接続され、前記チャー貯留装置に接続されたチャー排出ラインと、
前記チャー排出ラインの途中に設置され、前記フィルタ装置から排出された前記チャーを一時的に貯留するロックホッパと、
前記ロックホッパと前記フィルタ装置との間の前記チャー排出ラインに設置され、開状態となることで前記フィルタ装置から前記ロックホッパに前記チャーが排出される受入れ弁と、
前記ロックホッパと前記チャー貯留装置との間の前記チャー排出ラインに設置された制御弁と、
前記受入れ弁を開いている場合、前記制御弁を閉じ、前記制御弁が開いている場合、前記受入れ弁を閉じる制御装置と、
前記ロックホッパに不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置と、を有し、
前記制御弁は、前記チャー排出ラインでのチャーの流通の開始と停止を切り換える仕切り弁と、
前記仕切り弁よりも前記チャー貯留装置側に配置され、前記チャー排出ラインの気体の流通の開始と停止を切り換える払出し弁と、を含み、
前記制御装置は、前記ロックホッパから前記チャー貯留装置への前記チャーの排出を開始する場合、前記仕切り弁と前記払出し弁と前記受入れ弁とを閉じた後、前記払出し弁を開き、かつ、前記不活性ガス供給装置から前記ロックホッパに前記不活性ガスを供給して前記ロックホッパの圧力を前記チャー貯留装置の圧力と同圧力とした後、前記仕切り弁を開き、
前記ロックホッパから前記チャー貯留装置への前記チャーの排出を停止する場合、前記仕切り弁を閉じた後、前記払出し弁を閉じることを特徴とするチャー排出装置。
【請求項２】
前記ロックホッパは、前記チャー貯留装置よりも鉛直方向上側に配置され、
前記チャー排出ラインは、前記ロックホッパと前記チャー貯留装置と接続している部分が、前記ロックホッパから前記チャー貯留装置に前記チャーが重力により落下する向きで配置されている請求項１に記載のチャー排出装置。
【請求項３】
ガス化装置で生成された可燃性ガスから少なくともチャーの一部を分離するサイクロンと、
前記サイクロンを通過した可燃性ガスに含まれる前記チャーを捕集するフィルタ装置と、
前記サイクロン及び前記フィルタ装置で捕集された前記チャーを貯留するチャー貯留装置と、
前記フィルタ装置で捕集した前記チャーを前記チャー貯留装置に排出する請求項１または請求項２に記載のチャー排出装置と、
前記チャー貯留装置で貯留した前記チャーを前記ガス化装置に供給するチャー戻しラインと、を有することを特徴とするチャー回収装置。
【請求項４】
フィルタ装置から排出されたチャーを少なくとも一時的に前記フィルタ装置よりも圧力の高い状態にあるチャー貯留装置に排出するチャー排出方法であって、
前記フィルタ装置の鉛直方向下側に直接接続され、前記チャー貯留装置に接続されたチャー排出ラインの途中に設置された受入れ弁を開くステップと、
前記チャー排出ラインの前記受入れ弁の下流側に設置されたロックホッパに前記フィルタ装置の前記チャーを排出し、前記ロックホッパに前記チャーを一時的に貯留するステップと、
前記受入れ弁を閉じ、前記チャー排出ラインの前記ロックホッパの下流側に設置され、前記チャー排出ラインでのチャーの流通の開始と停止を切り換える仕切り弁と、前記仕切り弁よりも前記チャー貯留装置側に配置され、前記チャー排出ラインの気体の流通の開始と停止を切り換える払出し弁とを含む制御弁の、前記仕切り弁及び前記払出し弁が閉じ、かつ、前記受入れ弁が閉じた状態とするステップと、
前記払出し弁を開き、かつ、不活性ガス供給装置から前記ロックホッパに不活性ガスを供給して前記ロックホッパの圧力を前記チャー貯留装置の圧力と同圧力し、前記ロックホッパを加圧するステップと、
前記仕切り弁を開き、前記ロックホッパのチャーを前記チャー貯留装置に排出するステップと、を有することを特徴とするチャー排出方法。
【請求項５】
炭素含有固体燃料を燃焼・ガス化することで生成ガスを生成するガス化装置と、
前記ガス化装置から排出された可燃性ガスからチャーを回収する請求項３に記載のチャー回収装置と、
前記ガス化装置で生成し、前記チャー回収装置を通過した前記可燃性ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービンと、
前記ガスタービンから排出されるタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービンと、
前記ガスタービンおよび前記蒸気タービンと連結された発電機と、を有することを特徴とするガス化複合発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ装置で捕集したチャーをチャー貯留装置に排出するチャー排出装置、これを有するチャー回収装置及びチャー排出方法、ガス化複合発電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭等の炭素含有固体燃料をガス化するガス化装置としては、炭素含有固体燃料をガス化炉内に供給し、燃料を部分燃焼させることで、可燃性ガスを生成する炭化質燃料ガス化装置（石炭ガス化装置）が知られている。ガス化装置では、ガス化炉で生成した可燃性ガスに石炭等の炭素含有固体燃料の未反応分および灰分（以下「チャー」と呼ぶ）が含まれる。このためガス化装置は、下流側にチャーを回収する集塵装置と、集塵装置で捕集したチャーを貯留するチャー貯留装置と、チャー貯留装置に貯留したチャーをガス化炉に戻す経路を有するチャー回収装置を備える。
【０００３】
特許文献１には、集塵装置として、遠心分離でチャーを回収するサイクロン及びろ材（フィルタ）でチャーを捕集するフィルタを備える構造が記載されている。また、特許文献１に記載の装置は、フィルタで回収したチャーをチャー貯留装置の一部であるチャービンに供給する経路にロータリーバルブを配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−４６５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のチャー回収装置は、フィルタとチャービンとの間にロータリーバルブを配置することで、フィルタよりもチャービンの圧力が高い逆圧状態でも、一次捕集装置であるサイクロンで捕集したチャーがチャービンを経由してフィルタへと逆流することを防止しつつ、フィルタからチャービンにチャーを排出することができる。しかしながら、特許文献１に記載のフィルタとチャービンとの間にロータリーバルブを用いるチャー回収装置は、ロータリーバルブが常時摺動部を有しており、常時摺動部でのシール性の低下が課題となる。同箇所のシール性が低下した場合には、内部流体のリークが発生する恐れがある。内部流体は可燃性、かつ、毒性のあるガスであるため、内部流体のリークが発生する前に、、頻繁に補修（メンテナンス）を行う必要が生じることがある。   
【０００６】
そこで、本発明は、フィルタ装置からフィルタ装置よりも圧力が高い逆圧状態にあるチャー貯留装置に、チャーを安定して排出することができ、メンテナンスの頻度を低下させることができるチャー排出装置、これを有するチャー回収装置及びチャー排出方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためにチャー排出装置は、フィルタ装置から排出されたチャーを少なくとも一時的に前記フィルタ装置よりも圧力の高い状態にあるチャー貯留装置に排出するチャー排出装置であって、前記フィルタ装置の鉛直方向下側に接続され、前記チャー貯留装置に接続されたチャー排出ラインと、前記チャー排出ラインの途中に設置され、前記チャーを一時的に貯留するロックホッパと、前記ロックホッパと前記フィルタ装置との間の前記チャー排出ラインに設置された受入れ弁と、前記ロックホッパと前記チャー貯留装置との間の前記チャー排出ラインに設置された制御弁と、前記受入れ弁を開いている場合、前記制御弁を閉じ、前記制御弁が開いている場合、前記受入れ弁を閉じる制御装置と、を有することを特徴とする。
【０００８】
チャー排出装置は、チャー排出ラインにロックホッパを設け、ロックホッパよりもフィルタ装置側のチャー排出ラインに受入れ弁を設け、ロックホッパよりもチャー貯留装置側のチャー排出ラインに制御弁を設けることで常時摺動しているシール箇所のない構造とすることができる。これにより、フィルタ装置とチャー貯留装置との間のシールを維持しつつ、チャーを排出することができる。これにより、メンテナンスの頻度を低下させることができる。
【０００９】
前記ロックホッパは、前記チャー貯留装置よりも鉛直方向上側に配置され、前記チャー排出ラインは、前記ロックホッパと前記チャー貯留装置と接続している部分が、前記ロックホッパから前記チャー貯留装置に前記チャーが重力により落下する向きで配置されていることが好ましい。
【００１０】
以上の構造とすることで、ロックホッパ１６２は、排出したチャーを重力落下でチャービン５２に排出することができる。これにより、二次集塵装置であるフィルタ装置８６で捕集された粒径が比較的小さいチャーをチャービン５２に効率よく搬送することができる。ロックホッパ１６２に貯留された径が小さいチャーは流動化しにくいため、本実施形態のように重力落下で搬送することで、例えば、ロックホッパ１６２の圧力をチャービン５２よりも高くし、供給ホッパ５３のように、圧力差を用いた空気搬送でチャーを搬送するよりも効率よく搬送することができる。
【００１１】
チャー排出装置は、前記ロックホッパに不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置を有し、前記制御装置は、前記ロックホッパから前記チャー貯留装置への前記チャーの排出を開始する場合、前記制御弁と前記受入れ弁とを閉じて、前記不活性ガス供給装置から前記ロックホッパに前記不活性ガスを供給して前記ロックホッパの圧力を前記チャー貯留装置の圧力と同圧力とした後、前記制御弁を開くことが好ましい。
【００１２】
チャー排出装置は、フィルタ装置からロックホッパへのチャーの排出が終了し、ロックホッパからチャー貯留装置へのチャーの供給を開始する前に、窒素供給装置からロックホッパに窒素を供給し、ロックホッパの圧力をチャービンと同じ圧力にすることで、チャービン５２からロックホッパに向けたガスの流れが生じることを抑制できる。
【００１３】
前記制御弁は、前記チャー排出ラインでの前記チャーの流通の開始と停止を切り換える仕切り弁と、前記仕切り弁よりも前記チャー貯留装置側に配置され、前記チャー排出ラインの気体の気密状態を切り換える払出し弁と、を有することが好ましい。
【００１４】
チャー排出装置は、制御弁２つの弁とすることで、チャーの流通と気密性とを別々の弁で制御することができる。
【００１５】
前記制御装置は、前記ロックホッパから前記チャー貯留装置への前記チャーの排出を開始する場合、前記払出し弁を開いた後、前記仕切り弁を開き、前記ロックホッパから前記チャー貯留装置へのチャーの排出を停止する場合、前記仕切り弁を閉じた後、前記払出し弁を閉じることが好ましい。
【００１６】
チャー排出装置は、払出し弁と仕切り弁の開閉を上記順番で切り換えることで払出し弁の周囲にチャーがない状態で気体の流通を制御する払出し弁を閉じることができる。これにより、気密性を維持する払出し弁にチャーが付着し、気密性が低下することを抑制できる。これにより、シール性をより高く維持することができる。
【００１７】
上記課題を解決するためにチャー回収装置は、ガス化装置で生成された可燃性ガスから少なくとも前記チャーに分離するサイクロンと、前記サイクロンを通過した可燃性ガスに含まれるチャーを捕集するフィルタ装置と、前記サイクロン及び前記フィルタ装置で捕集された前記チャーを貯留するチャー貯留装置と、前記フィルタ装置で捕集した前記チャーを前記チャー貯留装置に排出する上記のいずれかに記載のチャー排出装置と、前記チャー貯留装置で貯留した前記チャーを前記ガス化装置に供給するチャー戻しラインと、を有することを特徴とする。
【００１８】
チャー回収装置は、チャー排出装置を備えることで、フィルタ装置からチャー貯留装置にチャーを安定して排出することができ、メンテナンスの頻度を低下させることができる。
【００１９】
上記課題を解決するためにフィルタ装置から排出されたチャーをチャー貯留装置に排出するチャー排出方法は、前記フィルタ装置の鉛直方向下側に接続され、前記チャー貯留装置に接続されたチャー排出ラインに設置された受入れ弁を開くステップと、前記チャー排出ラインの前記受入れ弁の下流側に設置されたロックホッパに前記チャーを一時的に貯留するステップと、前記受入れ弁を閉じるステップと、前記ロックホッパを加圧するステップと、前記チャー排出ラインの前記ロックホッパの下流側に設置された制御弁を開き、前記ロックホッパのチャーを前記チャー貯留装置に排出するステップと、を有することを特徴とする。
【００２０】
チャー排出方法は、チャー排出ラインにロックホッパを設け、ロックホッパよりもフィルタ装置側のチャー排出ラインに受入れ弁を設け、ロックホッパよりもチャー貯留装置側のチャー排出ラインに制御弁を設け、受入れ弁と制御弁の一方が開の場合一方を閉として切り換えることで、常時摺動しているシール箇所のない構造としつつ、チャーを排出することができる。これにより、フィルタ装置とチャー貯留装置との間のシールを維持しつつ、チャーを排出することができる。これにより、メンテナンスの頻度を低下させることができる。
【００２１】
ガス化複合発電設備は、炭素含有固体燃料を燃焼・ガス化することで生成ガスを生成するガス化装置と、前記ガス化装置から排出された可燃性ガスからチャーを回収するチャー回収装置と、前記ガス化装置で生成し、前記チャー回収装置を通過した前記可燃性ガスの少なくとも一部を燃焼させることで回転駆動するガスタービンと、前記ガスタービンから排出されるタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により回転駆動する蒸気タービンと、前記ガスタービンおよび前記蒸気タービンと連結された発電機とを有する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、フィルタ装置からフィルタ装置よりも圧力が高い逆圧状態にあるチャー貯留装置に、チャーを安定して排出することができ、メンテナンスの頻度を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本実施形態に係るチャー回収装置を適用し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、本実施形態に係るチャー排出装置を有するチャー回収装置を表す概略構成図である。
【図３】図３は、ロックホッパの概略構成を示す断面図である。
【図４】図４は、チャー排出装置の動作の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。
【００２５】
図１は、本実施形態に係るチャー回収装置を適用した石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。本実施形態に係るガス化装置が適用される石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ：Integrated Coal Gasification Combined Cycle）１０は、空気を酸化剤として用いており、ガス化装置１４において、燃料から可燃性ガスを生成する空気燃焼方式を採用している。そして、石炭ガス化複合発電設備１０は、ガス化装置１４で生成した可燃性ガスを、ガス精製装置で精製して燃料ガスとした後、ガスタービン設備に供給して発電を行っている。すなわち、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０は、空気燃焼方式（空気吹き）の発電設備となっている。ガス化装置１４に供給する燃料としては、例えば、石炭等の炭素含有固体燃料が用いられる。
【００２６】
石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）１０は、図１に示すように、給炭装置１１と、ガス化装置１４と、チャー回収装置１５と、ガス精製装置１６と、ガスタービン設備１７と、蒸気タービン設備１８と、発電機１９と、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Heat Recovery Steam Generator）２０とを有している。
【００２７】
給炭装置１１は、原炭として炭素含有固体燃料である石炭が供給され、石炭ミル（図示略）などで粉砕することで、細かい粒子状に粉砕した微粉炭を製造する。給炭装置１１で製造された微粉炭は、後述する空気分離装置４２から供給される搬送用イナートガスとしての窒素によってガス化装置１４へ向けて供給される。イナートガスとは、酸素含有率が約５体積％以下の不活性ガスであり、窒素ガスや二酸化炭素ガスやアルゴンガスなどが代表例であるが、必ずしも約５％以下に制限されるものではない。
【００２８】
ガス化装置１４は、例えば、２段噴流床形式のガス化炉を有している。ガス化装置１４は、内部に供給された石炭（微粉炭）を酸化剤（空気、酸素）により部分燃焼させることでガス化させ、生成ガスを生成する。なお、ガス化装置１４は、微粉炭に混入したダストや異物を除去する異物除去装置４８が設けられている。なお、ガス化装置１４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、このガス化装置１４には、チャー回収装置１５に向けて可燃性ガスを供給するガス生成ライン４９が接続されており、チャーを含む可燃性ガスが排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン４９にガス冷却器を設けることで、可燃性ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収装置１５に供給してもよい。
【００２９】
また、ガス化装置１４には、ガスタービン設備１７（圧縮機６１）からの圧縮空気供給ライン４１が接続されており、ガスタービン設備１７で圧縮された圧縮空気がガス化装置１４に供給可能となっている。空気分離装置４２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４３によって空気分離装置４２とガス化装置１４とが接続されている。そして、この第１窒素供給ライン４３には、給炭装置１１からの給炭ライン１１ａが接続されている。また、第１窒素供給ライン４３から分岐する第２窒素供給ライン４５もガス化装置１４に接続されており、この第２窒素供給ライン４５には、チャー回収装置１５からのチャー戻しライン４６が接続されている。更に、空気分離装置４２は、酸素供給ライン４７によって、圧縮空気供給ライン４１と接続されている。そして、空気分離装置４２によって分離された窒素は、第１窒素供給ライン４３及び第２窒素供給ライン４５を流通することで、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用される。また、空気分離装置４２によって分離された酸素は、酸素供給ライン４７及び圧縮空気供給ライン４１を流通することで、ガス化装置１４において酸化剤として利用される。
【００３０】
チャー回収装置１５は、チャー戻しライン４６と、集塵装置５１とチャービン（チャー貯留装置）５２と供給ホッパ５３とを有している。集塵装置５１は、ガス化装置１４で生成された可燃性ガスに含有するチャーを分離する。チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン５４を通してガス精製装置１６に送られる。チャービン５２は、集塵装置５１で可燃性ガスから分離されたチャーを貯留する。チャービン５２は、貯留したチャーを供給ホッパ５３に供給する。供給ホッパ５３は、チャービンから供給されたチャーを貯留する。供給ホッパ５３は、チャー戻しライン４６が接続されている。チャー戻しライン４６は、第２窒素供給ライン４５に接続されている。チャー回収装置１５については、後述する。
【００３１】
ガス精製装置１６は、チャー回収装置１５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、ガス精製装置１６は、可燃性ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン設備１７に供給する。なお、チャーが分離された可燃性ガス中にはまだ硫黄分（Ｈ２Ｓなど）が含まれているため、このガス精製装置１６では、アミン吸収液によって硫黄分を除去することで、硫黄分を最終的には石膏として回収し、有効利用する。
【００３２】
ガスタービン設備１７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とは、回転軸６４により連結されている。燃焼器６２には、圧縮機６１からの圧縮空気供給ライン６５が接続されると共に、ガス精製装置１６からの燃料ガス供給ライン６６が接続され、また、タービン６３に向かって延びる燃焼ガス供給ライン６７が接続されている。また、ガスタービン設備１７は、圧縮機６１からガス化装置１４に延びる圧縮空気供給ライン４１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装置１６から供給された燃料ガスとを混合して燃焼させることで燃焼ガスを発生させ、発生させた燃焼ガスをタービン６３へ向けて供給する。そして、タービン６３は、供給された燃焼ガスにより回転軸６４を回転駆動させることで発電機１９を回転駆動させる。
【００３３】
蒸気タービン設備１８は、ガスタービン設備１７の回転軸６４に連結されるタービン６９を有しており、発電機１９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２０は、ガスタービン設備１７（タービン６３）からの排ガスライン７０が接続されており、給水と高温の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そして、排熱回収ボイラ２０は、蒸気タービン設備１８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。また、排熱回収ボイラ２０で生成する蒸気には、ガス化装置１４の熱交換器で生成ガスと熱交換して生成された蒸気を排熱回収ボイラ２０で更に熱交換したもの含んでもよい。従って、蒸気タービン設備１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９が回転駆動し、回転軸６４を回転させることで発電機１９を回転駆動させる。
【００３４】
そして、排熱回収ボイラ２０で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置７４により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突７５から大気へ放出される。
【００３５】
ここで、本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０の作動について説明する。
【００３６】
本実施形態の石炭ガス化複合発電設備１０において、給炭装置１１に原炭（石炭）が供給されると、石炭は、給炭装置１１において、細かい粒子状に粉砕されることで微粉炭となる。給炭装置１１で製造された微粉炭は、空気分離装置４２から供給される窒素により第１窒素供給ライン４３を流通してガス化装置１４に供給される。また、後述するチャー回収装置１５で回収されたチャーが、空気分離装置４２から供給される窒素により第２窒素供給ライン４５を流通してガス化装置１４に供給される。更に、後述するガスタービン設備１７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４２から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン４１を通してガス化装置１４に供給される。
【００３７】
ガス化装置１４では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気（酸素）により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、可燃性ガス（生成ガス）を生成する。そして、この可燃性ガスは、ガス化装置１４からガス生成ライン４９を通って排出され、チャー回収装置１５に送られる。
【００３８】
このチャー回収装置１５にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置５１に供給されることで、可燃性ガスに含有する微粒のチャーが分離される。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン５４を通してガス精製装置１６に送られる。一方、可燃性ガスから分離した微粒チャーは、チャービン（チャー貯留装置）５２に排出され、チャービン５２から供給ホッパ５３に堆積され、チャー戻しライン４６を通ってガス化装置１４に戻されてリサイクルされる。
【００３９】
チャー回収装置１５によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製装置１６にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガスが製造される。そして、ガスタービン設備１７では、圧縮機６１が圧縮空気を生成して燃焼器６２に供給すると、この燃焼器６２は、圧縮機６１から供給される圧縮空気と、ガス精製装置１６から供給される燃料ガスとを混合し、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を回転駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を回転駆動し、発電を行うことができる。
【００４０】
そして、ガスタービン設備１７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２０にて、給水と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１８に供給する。蒸気タービン設備１８では、排熱回収ボイラ２０から供給された蒸気によりタービン６９を回転駆動することで、回転軸６４を介して発電機１９を回転駆動し、発電を行うことができる。
【００４１】
その後、ガス浄化装置７４では、排熱回収ボイラ２０から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排ガスが煙突７５から大気へ放出される。
【００４２】
次に、図１に加え、図２及び図３を用いて、チャー回収装置１５について詳細に説明する。図２は、本実施形態に係るチャー排出装置を有するチャー回収装置を表す概略構成図である。図３は、ロックホッパの概略構成を示す断面図である。
【００４３】
チャー回収装置１５は、上述したように、集塵装置５１と、チャービン５２と、供給ホッパ５３と、チャー戻しライン４６と、を有する。チャービン５２は、集塵装置５１から排出（供給）されるチャーを貯留する容器である。供給ホッパ５３は、チャービン５２から供給されるチャーを貯留する容器である。供給ホッパ５３は、貯留したチャーをチャー戻しライン４６を介して、ガス化装置１４に供給する。本実施形態では、供給ホッパ５３を１つ設けたが、複数設けてもよい。つまり、チャービン５２で一時的に貯留したチャーを、複数の供給ホッパ５３に供給してもよい。
【００４４】
次に、集塵装置５１について説明する。集塵装置５１は、ガス生成ライン４９が接続されている。集塵装置５１は、ガス生成ライン４９を介してガス化装置１４で生成された生成ガスが供給される。ガス生成ライン４９は、制御弁７９が設けられている。制御弁７９は、ガス化装置１４から集塵装置５１への可燃性ガスの供給を制御する。集塵装置５１は、サイクロン８０と、２つのフィルタ装置８６ａ、８６ｂと、チャー排出装置９２ａ、９２ｂと、フィルタ逆洗装置９４ａ、９４ｂと、を有する。チャー回収装置１５は、各部が可燃性ガスまたはチャーが流れるラインで接続されている。チャー回収装置１５は、ラインとして、可燃性ガスライン８２、９０ａ、９０ｂと、チャー回収ライン８４と、を有する。また、チャー排出装置９２ａは、フィルタ装置８６ａとチャービン５２とを接続する。チャー排出装置９２ｂは、フィルタ装置８６ｂとチャービン５２とを接続する。
【００４５】
サイクロン８０は、ガス生成ライン４９と接続し、ガス生成ライン４９から供給される可燃性ガスからチャーを分離する一次集塵装置である。サイクロン８０は、可燃性ガスの流れを利用して、チャーを分離する各種装置を用いることができる。サイクロン８０は、例えば、遠心分離により可燃性ガスに含まれるチャーを分離する。また、可燃性ガスライン８２は、サイクロン８０と２つのフィルタ装置８６ａ、８６ｂとを接続する。チャー回収ライン８４は、サイクロン８０とチャービン５２とを接続する。可燃性ガスライン８２にチャーを分離した可燃性ガスを供給し、チャー回収ライン８４に可燃性ガスから分離したチャーを供給する。
【００４６】
フィルタ装置８６ａ、８６ｂは、可燃性ガスライン８２と接続し、可燃性ガスライン８２から供給されるサイクロン８０でチャーが一次分離された可燃性ガスからさらにチャーを分離する二次集塵装置である。集塵装置５１は、サイクロン８０で大まかなチャーの集塵を行い、フィルタ装置８６ａ、８６ｂで精密な集塵を行う。フィルタ装置８６ａは、可燃性ガスライン８２、チャー排出装置９２ａ及び可燃性ガスライン９０ａが接続されている。チャー排出装置９２ａは、フィルタ装置８６ａとチャービン５２とを接続する。可燃性ガスライン９０ａは、フィルタ装置８６ａとガス排出ライン５４とを接続する。フィルタ装置８６ｂは、可燃性ガスライン８２、チャー排出装置９２ｂ及び可燃性ガスライン９０ｂが接続されている。チャー排出装置９２ｂは、フィルタ装置８６ｂとチャービン５２とを接続する。可燃性ガスライン９０ｂは、フィルタ装置８６ｂとガス排出ライン５４とを接続する。フィルタ装置８６ａ、８６ｂは、配置位置が異なるのみであるので、以下まとめて説明する場合は、フィルタ装置８６として説明する。チャー排出装置９２ａ、９２ｂも同様に配置位置が異なるのみであるので、以下まとめて説明する場合は、チャー排出装置９２として説明する。また、フィルタ装置８６、チャー排出装置９２に接続されている各部も特に区別しない場合は同様とする。
【００４７】
フィルタ装置８６はポーラスフィルタエレメントを用いたものであり、容器１０４と、仕切り板１０６と、多数のエレメント１０８と、を有する。容器１０４は、チャーや可燃性ガスが供給排出されるライン以外が密閉されている。容器１０４は、可燃性ガスライン８２、チャー排出装置９２及び可燃性ガスライン９０が接続されている。仕切り板１０６は、容器１０４の内部に配置され、容器１０４を２つの空間に分離する。本実施形態の仕切り板１０６は、容器１０４の内部の空間を鉛直方向上側の領域と、鉛直方向下側の領域とに分離する。容器１０４は、仕切り板よりも鉛直方向下側の領域に可燃性ガスライン８２及びチャー排出装置９２が接続されている。容器１０４は、仕切り板１０６よりも鉛直方向上側の領域に可燃性ガスライン９０が接続されている。仕切り板１０６は、複数の円状穴が形成されている。複数のエレメント１０８は、仕切り板１０６の円状穴に挿入されている。エレメント１０８は、内部が空洞の筒（例えば、円筒）であり、仕切り板１０６から離れた側の筒の端部を塞ぐ底部が設けられた形状である。本実施形態のエレメント１０８は、鉛直方向上側の端部が仕切り板１０６に支持され、仕切り板１０６から鉛直方向下側に向かって突出する向きで配置されている。エレメント１０８は、仕切り板の円状穴を塞いでいるため、容器１０４の仕切り板よりも鉛直方向下側の領域から、容器１０４の仕切り板１０６よりも鉛直方向上側の領域に通気するためには、エレメント１０８を通過することになる。エレメント１０８は、可燃性ガスを通過させ、可燃性ガスに含まれるチャー等のダストを捕集できる部材である。
【００４８】
フィルタ装置８６は、可燃性ガスライン８２から供給された可燃性ガスが、エレメント１０８を通過した後、可燃性ガスライン９０に排出される。エレメント１０８は、通過する可燃性ガスに含まれるチャー等のダスト（物質、粉塵）を捕集する。エレメント１０８は、可燃性ガスの流れ方向上流側の面、つまり、可燃性ガスライン８２と接続している側の面にダストを捕集し堆積する。フィルタ装置８６は、後述するフィルタ逆洗装置９４ａ、９４ｂによりエレメント１０８で捕集・堆積したダストをエレメント１０８から剥離させることで、チャー排出装置９２に排出する。
【００４９】
フィルタ装置８６の系統数は２系統に限るものではない。３系統やそれ以上の系統があっても良い。また、フィルタ装置８６（８６ａ、８６ｂ）には、ブリッジブレーカ装置１５０（１５０ａ、１５０ｂ）が配置されている。ブリッジブレーカ装置１５０は、窒素供給源１１１と、窒素供給ライン１５２（１５２ａ、１５２ｂ）と、制御弁１５４（１５４ａ、１５４ｂ）と、を有する。窒素供給源１１１は、窒素を供給する。なお、本実施形態では窒素を供給したが、可燃性ガスやチャーに影響を与えない不活性ガス（イナートガス）であればよい。窒素供給ライン１５２は、一方の端部が窒素供給源１１１と接続し、他方の端部がフィルタ装置８６のエレメント１０８よりもチャー排出装置９２が接続されている側の領域と接続している。すなわち、窒素供給ライン１５２は、エレメント１０８よりも可燃性ガスの流れ方向上流側の領域と接続している。制御弁１５４は、開閉を調整し、窒素供給源１１１からフィルタ装置８６への窒素の供給の開始と停止を制御する。
【００５０】
ブリッジブレーカ装置１５０は、窒素供給ライン１５２を介して窒素供給源１１１からフィルタ装置８６に窒素を供給することで、フィルタ装置８６の内部に窒素を噴射する。フィルタ装置８６の内部に噴射された窒素は、フィルタ装置８６の内部に堆積したチャーに吹き付けられる。ブリッジブレーカ装置１５０は、フィルタ装置８６の内部に堆積したチャーに窒素を吹き付けることで、フィルタ装置８６の内部に堆積したチャーを流動化し、フィルタ装置８６のチャーがチャー排出装置９２に排出されることを促進する。
【００５１】
チャー排出装置９２ａは、チャー排出ライン１６０ａと、ロックホッパ１６２ａと、受入れ弁１６４ａと、制御弁１６６ａと、窒素供給装置１６８ａと、堆積量検出装置１６９ａと、を有する。制御弁１６６ａは、仕切り弁１７０ａと、払出し弁１７２ａと、を有する。窒素供給装置１６８ａは、窒素供給ライン１８２ａと、制御弁１８４ａと、を有する。同様にチャー排出装置９２ｂは、チャー排出ライン１６０ｂと、ロックホッパ１６２ｂと、受入れ弁１６４ｂと、制御弁１６６ｂと、窒素供給装置１６８ｂと、堆積量検出装置１６９ｂと、を有する。制御弁１６６ｂは、仕切り弁１７０ｂと、払出し弁１７２ｂと、を有する。窒素供給装置１６８ｂは、窒素供給ライン１８２ｂと、制御弁１８４ｂと、を有する。以下、チャー排出装置９２ａ、９２ｂをまとめてチャー排出装置９２として説明する。チャー排出装置９２ａは、フィルタ装置８６ａのチャーをチャービン５２へと排出するが、チャービン５２の圧力はフィルタ装置８６の圧力よりも高いために、逆圧状態でのチャーの搬出が必要になる。すなわち、サイクロン８０はチャー回収ライン８４でチャービン５２に直結しているので、チャー排出装置９２ａにより、サイクロン８０の出口のチャーが、チャー回収ライン８４とチャー排出ライン１６０を経由して、フィルタ装置８６へと逆流を発生することを防止することも必要となる。
【００５２】
チャー排出ライン１６０は、一方の端部がフィルタ装置８６と接続し、他方の端部がチャービン５２と接続する。チャー排出ライン１６０には、ロックホッパ１６２と、受入れ弁１６４と、制御弁１６６とが設置されている。ロックホッパ１６２は、チャー排出ライン１６０に設置され、フィルタ装置８６から排出されたチャーを一時的に貯留し、貯留したチャーをチャービン５２に排出する。ロックホッパ１６２は、図３に示すように、チャーを堆積・貯留させる内部空間を有する容器である。ロックホッパ１６２は、鉛直方向下側の端部に、チャービン５２に接続するチャー排出ライン１６０との接続部が設けられている。具体的には、ロックホッパ１６２は、チャービン５２よりも鉛直方向上側に配置されている。また、チャー排出ライン１６０は、ロックホッパ１６２とチャービン５２と接続している部分が、ロックホッパ１６２からチャービン５２にチャーが重力により落下する向きで配置されている。ロックホッパ１６２は、鉛直方向下側のチャー排出ライン１６０との接続部からチャーを排出する。
【００５３】
受入れ弁１６４は、チャー排出ライン１６０のフィルタ装置８６とロックホッパ１６２との間に配置されている。受入れ弁１６４は、開閉を切り換えることで、フィルタ装置８６から排出され、チャー排出ライン１６０に流入したチャーをロックホッパ１６２に供給するか停止するかを切り換える。
【００５４】
制御弁１６６は、チャー排出ライン１６０のロックホッパ１６２とチャービン５２の間に配置されている。制御弁１６６は、開閉を切り換えることで、ロックホッパ１６２から排出され、チャー排出ライン１６０に流入したチャーをチャービン５２に供給するか停止するかを切り換える。制御弁１６６は、上述したように仕切り弁１７０と、払出し弁１７２とを有する。仕切り弁１７０は、チャー排出ライン１６０でのチャーの流通の開始と停止を切り換える。仕切り弁１７０は、チャーの流れを制御できればよく気密弁を用いなくてもよい。払出し弁１７２は、仕切り弁１７０よりもチャービン５２側に配置され、チャー排出ライン１６０の気体の流通の開始と停止を切り換える。払出し弁１７２は、気密弁である。
【００５５】
窒素供給装置１６８は、ロックホッパ１６２に窒素を供給する。窒素供給装置１６８は、窒素供給源１８１と、窒素供給ライン１８２と、制御弁１８４と、を有する。窒素供給源１８１は、窒素を供給する。なお、本実施形態では窒素を供給したが、可燃性ガスやチャーに影響を与えない不活性ガスであればよい。窒素供給ライン１８２は、一方の端部が窒素供給源１８１と接続し、他方の端部がロックホッパ１６２と接続している。本実施形態の窒素供給ライン１８２は、ロックホッパ１６２の内部に貯留されたチャーを排出する排出口の近傍に配置され、窒素供給ライン１８２からロックホッパ１６２内部への噴射口は、排出口に向けて窒素を噴射する角度で配置されている。制御弁１８４は、開閉を調整し、窒素供給源１８１からロックホッパ１６２への窒素の供給の開始と停止を制御する。
【００５６】
窒素供給装置１６８は、図３に示すように、窒素供給ライン１８２を介して窒素供給源１８１からロックホッパ１６２に窒素を供給することで、ロックホッパ１６２の内部に窒素を噴射する。ロックホッパ１６２の内部に噴射された窒素は、ロックホッパ１６２の内部に堆積したチャーに吹き付けられる。窒素供給装置１６８は、ロックホッパ１６２の内部に堆積したチャーに窒素を吹き付けることで、ロックホッパ１６２の内部に堆積したチャーを流動化し、ロックホッパ１６２のチャーがチャービン５２に排出されることを促進する。また、窒素供給装置１６８は、ロックホッパ１６２の内部に堆積してチャーのブリッジングが形成された場合も、形成されたチャーのブリッジングを壊し、ロックホッパ１６２のチャーがチャービン５２に排出されることを促進する。
【００５７】
また、窒素供給装置１６８は、受入れ弁１６４と、制御弁１６６との両方が閉じている状態で、窒素を供給することで、ロックホッパ１６２の内部の圧力を上昇させ、ロックホッパ１６２の圧力がフィルタ装置８６と同じ圧力になり、チャーをフィルタ装置８６からロックホッパ１６２に受入可能とすることができる。
【００５８】
堆積量検出装置１６９は、ロックホッパ１６２に堆積しているチャーの量を検出する。堆積量検出装置１６９としては、γ線レベル計、ロードセル重量計などを用いることができる。堆積量検出装置１６９は、検出した結果を制御装置１００に送る。
【００５９】
チャー排出装置９２は、受入れ弁１６４と、制御弁１６６（仕切り弁１７０と払出し弁１７２）の開閉を制御することでフィルタ装置８６のチャーをロックホッパ１６２に供給する状態と、ロックホッパ１６２に貯留したチャーをチャービン５２に供給（排出）する状態と、を切り換えることで、フィルタ装置８６のチャーをロックホッパ１６２を経由してチャービン５２へと供給する。チャー排出装置９２の構造については、後述する。
【００６０】
フィルタ逆洗装置９４ａは、フィルタ装置８６ａのエレメント１０８が捕集・堆積したダストをエレメント１０８から剥離する。フィルタ逆洗装置９４ａは、ガス噴射装置１１０ａと、差圧計１２２ａと、を有する。フィルタ逆洗装置９４ｂは、フィルタ装置８６ｂのエレメント１０８が捕集・堆積したダストをエレメント１０８から剥離する。フィルタ逆洗装置９４ｂは、ガス噴射装置１１０ｂと、差圧計１２２ｂと、を有する。
【００６１】
ガス噴射装置１１０ａは、窒素供給源１１１と、ノズル１１２ａと、窒素供給ライン１１４ａと、制御弁１１６ａと、を有する。ガス噴射装置１１０ｂは、窒素供給源１１１と、ノズル１１２ｂと、窒素供給ライン１１４ｂと、制御弁１１６ｂと、を有する。窒素供給源１１１は、ガス噴射装置１１０ａとガス噴射装置１１０ｂとで共通である。ガス噴射装置１１０ａとガス噴射装置１１０ｂは、設置されている位置がフィルタ装置８６ａとフィルタ装置８６ｂのそれぞれとなるのみで基本的に同一の構成であるので、ガス噴射装置１１０、ノズル１１２と、窒素供給ライン１１４と、制御弁１１６として説明する。また、本実施形態では窒素供給源１１１は、ブリッジブレーカ装置１５０の窒素供給源１１１と共通の供給源としているが、これに限定されなるものではない。
【００６２】
ノズル１１２は、フィルタ装置８６のエレメント１０８よりも可燃性ガスの流れ方向下流側、つまり可燃性ガスライン９０側に配置されている。つまり、ノズル１１２は、エレメント１０８において捕集・堆積した可燃性ガスに含まれるチャー等のダストが付着する面に対して反対側の面が露出している側に配置される。ノズル１１２は、１つのフィルタ装置８６に対して１つもしくは複数設けられている。窒素供給ライン１１４は、窒素供給源１１１とノズル１１２とを接続する。制御弁１１６は、開閉を調整し、窒素供給源１１１からノズル１１２への窒素の供給の開始と停止を制御する。
【００６３】
ガス噴射装置１１０は、窒素供給ライン１１４を介して窒素供給源１１１からノズル１１２に窒素を供給することで、ノズル１１２から窒素をエレメント１０８に向けて噴射する。ノズル１１２から噴射された窒素は、エレメント１０８に吹き付けられる。ガス噴射装置１１０は、エレメント１０８よりも可燃性ガスの流れ方向下流側から、エレメント１０８に向けて窒素を噴射することで、エレメント１０８の可燃性ガスの流れ方向上流側に付着・堆積したダスト１０９をエレメント１０８の表面から除去して脱落させる。差圧計１２２ａは、フィルタ装置８６ａに設置されている。差圧計１２２ａは、フィルタ装置８６ａのエレメント１０８に対して上流側の領域と下流側の領域との圧力の差を検出する。差圧計１２２ｂは、フィルタ装置８６ｂのエレメント１０８に対して上流側の領域と下流側の領域との圧力の差を検出する。
【００６４】
また、チャー回収装置１５は、制御装置１００を有する。制御装置１００は、チャー回収装置１５の各部の動作を制御する。制御装置１００は、チャー排出装置９２の制御装置にもなる。
【００６５】
次に、図４を用いて、チャー回収装置１５のチャー排出装置９２の動作、つまり、チャー排出装置９２によるチャー排出方法の一例を説明する。図４は、チャー排出装置の動作の一例を示すタイムチャートである。図４に示す例では、ロックホッパ１６２の圧力の変動と受入れ弁１６４の開閉、仕切り弁１７０の開閉、払出し弁１７２の開閉と、窒素供給装置１６８からの窒素の供給のＯＮ、ＯＦＦを示す。図４の圧力のライン２０２は、フィルタ装置８６の圧力である。ライン２０４は、ロックホッパ１６２の圧力である。ライン２０６は、チャービン５２の圧力である。ライン２０８は、サイクロン８０の圧力である。圧力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、Ｐ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４の関係となる。
図４の紙面左側（時間が原点付近）では、ライン２０２に示すように、フィルタ装置８６の圧力は、圧力Ｐ１となる。ライン２０６に示すように、チャービン５２の圧力は、圧力Ｐ３となる。ライン２０８に示すように、サイクロン８０の圧力は、圧力Ｐ４となる。このとき、フィルタ装置８６はサイクロン８０より下流にあるためフィルタ装置８６の圧力はサイクロン８０よりも低い状態にある。サイクロン８０はチャー回収ライン８４でチャービン５２に直結しているので、ロックホッパ１６２の圧力の変動と受入れ弁１６４の開閉、仕切り弁１７０の開閉、払出し弁１７２の開閉をタイミングよく行わないと、サイクロン８０の出口のチャーは、チャー回収ライン８４とチャー排出ライン１６０を経由して、フィルタ装置８６へと逆流を発生することになる。
【００６６】
図４に示す処理は、制御装置１００が各部の動作を実行することで実現することができる。図４の制御開始当初は、受入れ弁１６４が開となり、仕切り弁１７０及び払出し弁１７２が閉となっている。この状態では、フィルタ装置８６で捕集されたチャーがロックホッパ１６２に供給され、ロックホッパ１６２に堆積されるチャーが増加する。制御装置１００は、堆積量検出装置１６９で、ロックホッパ１６２に堆積するチャーの量を検出している。
【００６７】
制御装置１００は、時刻ｔ１で、堆積量検出装置１６９でチャーの堆積量が満杯、つまり第１閾値以上であると判定すると、受入れ弁１６４を閉じる動作を開始する。チャー排出装置９２は、時刻ｔ２で、受入れ弁１６４、仕切り弁１７０、払出し弁１７２のいずれも閉じた状態となる。制御装置１００は、時刻ｔ２で、受入れ弁１６４、仕切り弁１７０、払出し弁１７２のいずれも閉じた状態となったら、払出し弁１７２を開く動作を開始し、かつ、窒素供給装置１６８からロックホッパ１６２への窒素の供給を開始する。ロックホッパ１６２は、受入れ弁１６４と仕切り弁１７０が閉じた状態で窒素を供給することでロックホッパ１６２の圧力がフィルタ装置８６に近い圧力Ｐ２からサイクロン８０に近く、チャービン５２と同じ圧力Ｐ３まで昇圧される。本実施形態では、払出し弁１７２の開動作の開始と、窒素供給装置１６８からの窒素の供給を同時としたが、窒素供給装置１６８からの窒素の供給の開始を先にして、圧力を上昇させた後、払出し弁１７２の開動作を開始してもよい。払出し弁１７２は気密弁であり、仕切り弁１７０を開とする前のチャーが移動しない状態に払出し弁１７２の開動作を行うので、払出し弁１７２の弁座でのチャー付着や負傷による気密性低下を抑制できる。
【００６８】
チャー排出装置９２は、時刻ｔ３でロックホッパ１６２の圧力が圧力Ｐ３となり、払出し弁１７２が開、受入れ弁１６４と仕切り弁１７０が閉となる。受入れ弁１６４が閉の状態の場合、フィルタ装置８６で捕集されたチャーの一部は、フィルタ装置８６の下部に一時的に貯留される。制御装置１００は、時刻ｔ３の状態となった場合、仕切り弁１７０の開動作を開始する。チャー排出装置９２は、仕切り弁１７０を開とすることで、仕切り弁１７０と払出し弁１７２の両方が開き、ロックホッパ１６２に貯留されたチャーがチャービン５２に排出される。チャー排出装置９２は、ロックホッパ１６２が、チャービン５２よりも鉛直方向上側に配置され、チャー排出ライン１６０がロックホッパ１６２の鉛直方向下側に接続されている。このため、重力落下でチャービン５２にチャーが排出される。
【００６９】
制御装置１００は、堆積量検出装置１６９でロックホッパ１６２に貯留されているチャーの排出を終了した、例えば第２閾値（第２閾値は第１閾値よりも小さい値）以下であると判定した場合、ロックホッパ１６２からチャービン５２へのチャーの排出処理を終了する。具体的には、時刻ｔ４に示すように、仕切り弁１７０の閉動作を開始する。制御装置１００は、時刻ｔ５で、仕切り弁１７０と受入れ弁１６４が閉、払出し弁１７２が開となる。次に、制御装置１００は、仕切り弁１７０と受入れ弁１６４が閉、払出し弁１７２が開となると、時刻ｔ５に示すように、払出し弁１７２の閉動作を開始する。次に、制御装置１００は、時刻ｔ６に示すように、受入れ弁１６４と仕切り弁１７０と払出し弁１７２とが閉となった場合、受入れ弁１６４の開動作を開始する。受入弁１６４を開とすることで、ロックホッパ１６２の内部に充満していた窒素ガスがフィルタ装置へと放出され、ロックホッパ１６２の圧力がＰ１の圧力まで減圧される。チャー排出装置９２は、受入れ弁１６４が開、仕切り弁１７０と払出し弁１７２とが閉となることで、フィルタ装置８６からロックホッパ１６２へのチャーの排出が開始される。払出し弁１７２は気密弁であり、仕切り弁１７０を閉となった後のチャーが移動しない状態に払出し弁１７２の閉動作を行うので、払出し弁１７２の弁座での気密性低下を抑制できる。チャー排出装置９２は、ロックホッパ１６２にチャーを堆積させ、時刻ｔ７で制御装置１００が堆積量検出装置１６９でチャーの堆積量が満杯、つまり第１閾値以上であると判定すると、上述した時刻ｔ１から時刻ｔ６の処理を同様の処理を実行する。
【００７０】
なお従来においては、ロータリフィーダ（ロータリーバルブ、図示なし）を、チャー排出ライン１６０に設置することで、サイクロン８０出口からのチャー回収ライン８４よりも圧力が低い逆圧下の状態でも、逆流が生じないように、チャーを排出するものである。ロータリフィーダは、フィルタ装置８６から供給されるチャーを保持する部分が回転し、チャーを保持する部分がフィルタ装置８６側と、チャービン５２側との一方と繋がっている場合、他方と分離される。これにより、フィルタ装置８６側とチャービン５２側とが直接に連通させずに、チャーをバッチでフィルタ装置８４からチャービン５２に供給するものである。このロータリーフィーダは、回転する摺動部でのシールが常時必要なことから、チャーが噛み込んでシール性が低下した場合などには、内部気体のリーク発生を抑制することが出来なくなる場合がある。このような場合には、ロータリフィーダをメンテナンスによる補修を行う必要が生じることがある。
【００７１】
以上のように、チャー排出装置９２は、チャー排出ライン１６０にロックホッパ１６２を設け、ロックホッパ１６２よりもフィルタ装置８６側のチャー排出ライン１６０に受入れ弁１６４を設け、ロックホッパ１６２よりもチャービン５２側のチャー排出ライン１６０に制御弁１６６（仕切り弁１７０と払出し弁１７２）を設けている。チャー排出装置９２は、受入れ弁１６４を開とし、制御弁１６６を閉とすることで、ロックホッパ１６２とチャービン５２との間を遮断して、ロックホッパ１６２とフィルタ装置８６との間を開けることができる。これにより、フィルタ装置８６からロックホッパ１６２にチャーを供給でき、かつ、ロックホッパ１６２とチャービン５２との間で気体の流れが遮断した状態にすることができる。チャー排出装置９２は、受入れ弁１６４を閉とし、制御弁１６６を開とすることで、ロックホッパ１６２とチャービン５２との間を開けて、ロックホッパ１６２とフィルタ装置８６との間を遮断することができる。これにより、ロックホッパ１６２からチャービン５２にチャーを供給でき、かつ、ロックホッパ１６２とフィルタ装置８６との間で気体の流れが遮断した状態にすることができる。以上により、チャー排出装置９２は、受入れ弁１６４と制御弁１６６の一方が開の場合一方を閉として切り換えることで、弁の開閉でフィルタ装置８６の出口とチャービン５２の入口との間の一箇所をシールする位置を切り換えることができ、従来のようなロータリーフィーダ（ロータリーバルブ）を設けた場合と異なり、シール部分が常時に稼働しない構造でもシール性を維持することができる。これにより、フィルタ装置８６とチャー貯留装置５２との間のシールを維持しつつ、チャーを排出することが高い信頼性で実施することができる。これにより、フィルタ装置からチャー貯留装置にチャーを安定して排出することができ、メンテナンスの頻度を低下させることができる。
【００７２】
チャー排出装置９２は、フィルタ装置８６からロックホッパ１６２へのチャーの排出が終了し、ロックホッパ１６２からチャービン５２へのチャーの供給を開始する前に、窒素供給装置１６８からロックホッパ１６２に窒素を供給し、ロックホッパ１６２の圧力をチャービン５２と同じ圧力にすることで、チャービン５２からロックホッパ１６２に向けたガスの流れが生じることを抑制できる。これにより、チャー排出ライン１６０のチャーが逆流してロックホッパ１６２に移動することを抑制でき、逆流する気体の影響でチャーがロックホッパ１６２及びチャービン５２で飛散することを抑制できる。これにより、ロックホッパ１６２からチャービン５２に効率よくチャーを排出することができる。また、窒素供給装置１６８は、ロックホッパ１６２内で、チャーが閉塞することを抑制するブリッジブレーカとして機能させることができる。これにより、チャー排出装置９２は、窒素供給装置１６８を備えることで、ロックホッパ１６２の圧力を調整でき、かつ、ロックホッパ１６２内でのチャーの閉塞の防止することができる。
【００７３】
チャー排出装置９２は、制御弁１６６をチャーの排出を制御する仕切り弁１７０と、仕切り弁１７０よりもチャービン５２側に配置され気体の流通を制御する払出し弁１７２と、の２つの弁とすることで、払出し弁１７２の周囲にチャーの移動がない状態で気体の流通を制御する払出し弁１７２を開閉動作することができる。これにより、気密性を維持する払出し弁１７２の弁座にチャーが付着したり負傷したりして、気密性が低下することを抑制できる。これにより、シール性をより高く維持することができ、気密弁としての性能低下を抑制できる。
【００７４】
また、ロックホッパ１６２は、チャービン５２と接続するチャー排出ライン１６０との接続位置を鉛直方向下側の端部として、チャービン５２よりも鉛直方向上側に配置され、チャー排出ライン１６０のロックホッパ１６２とチャービン５２と接続している部分が、ロックホッパ１６２からチャービン５２に前記チャーが重力により落下する向きで配置されていることで、重力落下でチャーをチャービン５２に排出することができる。これにより、二次集塵装置であるフィルタ装置８６で捕集されたチャーは粒径が比較的小さいチャーであるにも係らず、チャービン５２へと効率よく搬送することができる。ロックホッパ１６２に貯留された径が小さいチャーは流動化しにくいため、本実施形態のように重力落下で搬送することが効果的である。
【００７５】
本実施形態のチャー排出装置９２は、１つのフィルタ装置８６に対して１つのロックホッパ１６０を設けたが、１つのフィルタ装置８６に対して複数のロックホッパ１６２を設けてもよい。ロックホッパ１６２は、１つのフィルタ装置８６に対して少なくとも１つ設ける。
【００７６】
制御装置１００は、堆積量検出装置１６９の検出結果に基づいて算出するチャーの堆積量を各種観測した情報に基づいて、補正することが好ましい。これにより、制御装置１００は、チャーの堆積量をより正確に算出することができ、ロックホッパ１６２にチャーが過剰に貯留することを抑制しつつ、より多くの量のチャーを貯留させることができる。これにより、ロックホッパ１６２でチャーをより効率よく排出することができる。
【００７７】
また、上記実施形態では、石炭ガス化複合発電設備１０のチャー回収装置１５のチャー排出装置９２として説明したが、石炭ガス化複合発電設備１０以外のプラント、例えば化学プラントのチャー回収装置のチャー排出装置に用いてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０  石炭ガス化複合発電設備（ガス化複合発電設備）
１１  給炭装置
１１ａ  給炭ライン
１４  ガス化装置
１５  チャー回収装置
１６  ガス精製装置
１７  ガスタービン設備
１８  蒸気タービン設備
１９  発電機
２０  排熱回収ボイラ
４１  圧縮空気供給ライン
４２  空気分離装置
４３  第１窒素供給ライン
４５  第２窒素供給ライン
４６  チャー戻しライン
４７  酸素供給ライン
４９  ガス生成ライン
５１  集塵装置
５２  チャービン（チャー貯留装置）
５３  供給ホッパ
５４  ガス排出ライン
６１  圧縮機
６２  燃焼器
６３  タービン
６４  回転軸
６５  圧縮空気供給ライン
６６  燃料ガス供給ライン
６７  燃焼ガス供給ライン
６８  昇圧機
６９  タービン
７０  排ガスライン
７１  蒸気供給ライン
７２  蒸気回収ライン
７４  ガス浄化装置
７５  煙突
７９  制御弁
８０  サイクロン
８２、９０ａ、９０ｂ  可燃性ガスライン
８４、８８ａ、８８ｂ  チャー回収ライン
８６、８６ａ、８６ｂ  フィルタ装置
９２、９２ａ、９２ｂ  チャー排出装置
９４、９４ａ、９４ｂ  フィルタ逆洗装置
１００  制御装置
１０４  容器
１０６  仕切り板
１０８  エレメント（フィルタエレメント）
１１０、１１０ａ、１１０ｂ  ガス噴射装置
１１１、１８１  窒素供給源
１１２、１１２ａ、１１２ｂ  ノズル
１１４、１１４ａ、１１４ｂ  窒素供給ライン
１１６、１１６ａ、１１６ｂ  制御弁
１２２ａ、１２２ｂ  差圧計
１５０、１５０ａ、１５０ｂ  ブリッジブレーカ装置
１５２、１５２ａ、１５２ｂ  窒素供給ライン
１５４、１５４ａ、１５４ｂ  制御弁
１６０、１６０ａ、１６０ｂ  チャー排出ライン
１６２、１６２ａ、１６２ｂ  ロックホッパ
１６４、１６４ａ、１６４ｂ  受入れ弁
１６６、１６６ａ、１６６ｂ  制御弁
１６８、１６８ａ、１６８ｂ  窒素供給装置
１６９、１６９ａ、１６９ｂ  堆積量検出装置
１７０、１７０ａ、１７０ｂ  仕切り弁
１７２、１７２ａ、１７２ｂ  払出し弁
１８２、１８２ａ、１８２ｂ  窒素供給ライン
１８４、１８４ａ、１８４ｂ  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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