(57)【要約】【課題】粉体の定量供給状態をリアルタイムに監視可能とした粉体搬送装置を提供する。【解決手段】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搬送配管１１と、搬送配管１１に沿って流路断面を上下に分割して上部に粉体流路１１ｄを形成するよう配置された多孔板１２と、多孔板１２の下方に設けられて多孔板１２を通して粉体流路１１ｄにアシストガスｇを供給する流動化用不活性気体供給装置１３と、粉体流路１１ｄ内で多孔板１２の上面側に堆積する粉体状況を常時監視する堆積状況監視装置２０と、を備えている。【選択図】図１
2016060767.tif 000002
【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、
前記粉体搬送ラインに沿って流路断面を上下に分割して上部に粉体流路を形成するよう配置された目皿と、
前記目皿の下方に設けられて前記目皿を通して前記粉体流路にアシストガスを供給するアシストガス供給装置と、
前記粉体流路内で前記目皿の上面側に堆積する粉体状況を常時監視する堆積状況監視装置と、
を備えていることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項２】
前記堆積状況監視装置は、前記粉体搬送ラインの壁面温度を検出する温度センサを備えてい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】
前記温度センサは、前記粉体搬送ラインの内壁面温度を検出することを特徴とする請求項２に記載の粉体搬送装置。
【請求項４】
前記温度センサは、前記粉体搬送ラインの軸方向に複数設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載の粉体搬送装置。
【請求項５】
前記温度センサは、前記粉体搬送ラインの周方向に複数設けられていることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の粉体搬送装置。
【請求項６】
前記堆積状況監視装置は、前記粉体搬送ラインの前記目皿より高い周壁位置に設けて流路内部を流れ方向と交差する方向から監視可能な覗窓と、前記覗窓から前記粉体流路内の粉体流動を非接触で計測するセンサと、を備えてい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７】
前記覗窓が不活性気体投入用のノズルを備えていることを特徴とする請求項６に記載の粉体搬送装置。
【請求項８】
前記覗窓及び前記センサは、前記粉体搬送ラインの軸方向に複数設けられていることを特徴とする請求項６または７に記載の粉体搬送装置。
【請求項９】
前記堆積状況監視装置は、前記粉体搬送ラインの前記目皿より高い位置で前記粉体流路内の粉体流動を流れ方向の上流側または下流側から非接触で計測するセンサを備えてい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１０】
前記堆積状況監視装置は、前記粉体搬送ラインの前記目皿より高い位置で前記粉体流路内の流れ方向上流側または流れ方向下流側に設置したγ線送信器と、前記粉体流路内の流れ方向下流側または流れ方向上流側に設置したγ線検出器とを備えてい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１１】
前記目皿の下面に、不活性気体を駆動源とする１または複数の振動装置を備えていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の粉体搬送装置。
【請求項１２】
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、
前記第２未反応排出ライン及び前記未反応分戻しラインの少なくとも一つに設けられた請求項１から１１のいずれか１項に記載の粉体搬送装置と、
を備え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（Integrated  Gasification  Combined  Cycle/IGCC）等に適用される粉体搬送装置及びチャー回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ）は、固体炭素質燃料として石炭をガス化し、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、排熱回収ボイラを具備して構成される。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）が取り込まれる。
この石炭ガス化炉では、石炭が燃焼してガス化され、可燃性ガス（石炭ガス）が生成される。そして、生成された可燃性ガスは、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、この後、ガスタービン設備に供給される。
【０００４】
ガスタービン設備に供給された可燃性ガスは、燃料として燃焼器で燃焼することで高温・高圧の燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスの供給を受けてガスタービン設備のガスタービンが駆動される。
ガス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て蒸気を生成する。この蒸気は、蒸気タービン設備に供給され、この蒸気により蒸気タービンが駆動される。従って、ガスタービン及び蒸気タービンを駆動源とする発電機により、発電を行うことができる。
一方、排熱回収ボイラで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。
【０００５】
上述した石炭ガス化複合発電設備のチャー回収装置は、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される。
すなわち、このようなチャー回収装置においては、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、チャービンと、各集塵装置で回収したチャーをチャービンに排出するチャー排出ラインと、チャービンに回収したチャーをチャー供給ホッパに供給するチャー供給ラインとを有している。なお、チャービン、チャー排出ライン、チャー供給ホッパ及びチャー供給ラインは、必要に応じて１または複数設けられている。
【０００６】
そして、下記の特許文献１に開示されているチャー回収装置においては、例えば図８に示すような流動化シュート（粉体搬送装置）１０が用いられている。この流動化シュート１０は、所定の傾斜角度で設置されて粉体搬送ラインを形成する搬送配管１１の内部に目皿として多孔板１２を配置し、流路断面を粉体流路１１ｄとアシストガス滞留空間１１ｅとに分割した構成とされる。そして、フィルターより供給される粉体のチャー（白抜矢印Ｐ）をチャービンへ搬送する際には、粉体搬送ラインに沿って配置された多孔板１２を通してアシストガス（流動化用不活性気体）ｇを投入し、フィルターより供給される粉体のチャー（白抜矢印Ｐ）を流動化させている。
【０００７】
上述した多孔板１２は、例えば図９に示すように、第１多孔板１２ａと、第１多孔板１２ａの上方に配置された第２多孔板１２ｂとを密着させた構成となっている。この場合、第１多孔板１２ａには、アシストガスｇを通す多数の孔１２ｃを形成したパンチングメタルが用いられ、第２多孔板１２ｂには、孔１２ｃの直径より細かい網目のステンレス金網を用いている。
なお、図８において、図中の符号１３は流動化用不活性気体供給流路、１４，１５は搬送配管１１の上端部側からパージ用不活性気体を供給するパージ用不活性気体供給流路、１６，１７は開閉弁である。
【０００８】
また、下記の特許文献２には、微粉炭やチャーの搬送用ガスとして、可燃性ガスを用いることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１４−６９９２７号公報
【特許文献２】特開２０００−３２８０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述した流動化シュート１０は、アシストガスとなる流動化用不活性気体を常時一定流量で供給し、パージ用不活性気体は常時または間欠で通気している。
一方、流動化シュート１０にてチャーが定量供給されているか否かについては、受け入れ側容器（例えばチャー供給ホッパ等）の増量から判定できるものの、判定結果が得られるまでには時間を要することとなる。このため、流動化シュート１０の搬送配管１１内にチャーが堆積し、チャーの定量供給ができなくなった場合には、これを検出するまでに時間を要することから、再度流動化させるための処置に時間を要することとなる。
【００１１】
具体的に説明すると、搬送配管１１内にチャーが堆積した場合には、流動化用不可性気体やパージ用不可性気体の供給量を増量して堆積を解消させる処置が必要となる。しかしながら、いったん堆積したチャーを再度流動化させることは困難であり、従って、迅速な対処を可能にするためは、流動化シュート１０の定量供給状態をリアルタイムに監視することが望まれる。
上述したように流動化シュート１０の定量供給が滞ると、すなわち、ホッパ間におけるチャーの定量搬送ができなくなると、各ホッパの貯蔵限界を超えて石炭ガス化炉の運転停止に至るため好ましくない。
【００１２】
このような背景から、流動化シュート１０においては、粉体（チャー）の定量供給状態（堆積の有無）をリアルタイムに監視可能とすることが望まれる。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、粉体の定量供給状態をリアルタイムに監視可能とした粉体搬送装置及びこの粉体搬送装置を用いたチャー回収装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る粉体搬送装置は、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、前記粉体搬送ラインに沿って流路断面を上下に分割して上部に粉体流路を形成するよう配置された目皿と、前記目皿の下方に設けられて前記目皿を通して前記粉体流路にアシストガスを供給するアシストガス供給装置と、前記粉体流路内で前記目皿の上面側に堆積する粉体状況を常時監視する堆積状況監視装置と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１４】
このような粉体搬送装置によれば、粉体流路内で目皿となる多孔板の上面側に堆積する粉体状況を常時監視する堆積状況監視装置を備えているので、流動する粉体の定量供給状態（堆積の有無）をリアルタイムに監視することができる。そして、粉体の定量供給に異常が生じたことを検出した場合には、粉体の堆積が大きくなる前に、再度流動化させるために必要な処置を迅速に実施できるようになる。
【００１５】
上記の粉体搬送装置において、前記堆積状況監視装置は、前記粉体搬送ラインの壁面温度を検出する温度センサを備えていることが好ましく、これにより、粉体の定量供給状態を壁面温度の変化からリアルタイムに判断することができる。具体的には、粉体の流動が悪化した場合や粉体が堆積した場合の流動異常時には、高温の粉体流動量が減少することになるので、高温の粉体が順調に流れる定量供給時と比較すれば、壁面の加熱量が減少して壁面温度を低下させる。従って、この温度低下を監視して検出することにより、定量供給の異常発生を判断することができる。
この場合、前記温度センサは、前記粉体搬送ラインの内壁面温度を検出することが好ましい。すなわち、内壁面温度は、流動する粉体に近いため外壁面より敏感な温度変化をするので、リアルタイムの判断を迅速かつ正確に行うことができる。
【００１６】
上記の粉体搬送装置において、前記温度センサは、前記粉体搬送ラインの軸方向に複数設けられていることが好ましく、これにより、搬送距離の長い粉体搬送ラインを監視する場合であっても、粉体の定量供給状態をリアルタイムで迅速かつ正確に判断することができる。すなわち、粉体搬送ラインの軸方向に複数設けられた温度センサの少なくとも一つが温度低下を検出すれば流動異常の状態にあると判断でき、しかも、温度低下を検出した温度センサの位置から流動異常が生じた軸方向位置の推測が可能である。
【００１７】
上記の粉体搬送装置において、前記温度センサは、前記粉体搬送ラインの周方向に複数設けられていることが好ましく、これにより、粉体の堆積が生じる流路断面の位置（周方向の位置）にかかわらず、粉体の定量供給状態をリアルタイムで迅速かつ正確に判断することができる。すなわち、粉体搬送ラインの周方向に複数設けられた温度センサの少なくとも一つが温度低下を検出すれば流動異常の状態にあると判断でき、しかも、温度低下を検出した温度センサの位置から流動異常が生じた周方向位置の推測が可能である。このような温度センサの配置は、径の大きい粉体搬送ラインにおいて特に有効である。
【００１８】
上記の粉体搬送装置において、前記堆積状況監視装置は、前記粉体搬送ラインの前記目皿より高い周壁位置に設けて流路内部を流れ方向と交差する方向から監視可能な覗窓と、前記覗窓から前記粉体流路内の粉体流動を非接触で計測するセンサと、を備えているものでもよい。
このような粉体搬送装置は、粉体の流動状態を非接触で計測するセンサを覗窓に設置したので、粉体流路内の定量供給状態をリアルタイムで確実に判断することができる。この場合、粉体流動を非接触で計測する好適なセンサとしては、レーザ、光及び超音波の照射や、フローセンサ等を例示することができる。
【００１９】
上記の粉体搬送装置において、前記覗窓は不活性気体投入用のノズルを備えていることが好ましく、これにより、不活性気体を投入して粉体を除去できるため、覗窓の視野を確実に確保することができる。
上記の粉体搬送装置において、前記覗窓及び前記センサは、前記粉体搬送ラインの軸方向に複数設けられていることが好ましく、これにより、搬送距離の長い粉体搬送ラインを監視する場合であっても、粉体の定量供給状態をリアルタイムで迅速かつ正確に判断することができる。
【００２０】
上記の粉体搬送装置において、前記堆積状況監視装置は、前記粉体搬送ラインの前記目皿より高い位置で前記粉体流路内の粉体流動を流れ方向の上流側または下流側から非接触で計測するセンサを備えているものでもよい。
このような堆積状況監視装置は、粉体流路内における粉体の流動状態をリアルタイムで確実に判断することができる。この場合に好適なセンサとしては、超音波の送受信により流動状態を判断する超音波レベル計を例示できる。
【００２１】
上記の粉体搬送装置において、前記堆積状況監視装置は、前記粉体搬送ラインの前記目皿より高い位置で前記粉体流路内の流れ方向上流側または流れ方向下流側に設置したγ線送信器と、前記粉体流路内の流れ方向下流側または流れ方向上流側に設置したγ線検出器とを備えているものでもよい。
このような堆積状況監視装置は、粉体流路内における粉体の流動状態をリアルタイムで確実に判断することができる。この場合、γ線送信器から送信されたγ線をγ線検出器で受け、γ線の減衰率を計測して空間中の粉体密度を計測する。
【００２２】
上記の粉体搬送装置においては、前記目皿の下面に、不活性気体を駆動源とする１または複数の振動装置を備えていることが好ましく、これにより、堆積した粉体を振動させて撹拌・分散させることができるもので、粉体を再度流動化させることができる。
【００２３】
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、前記第２未反応排出ライン及び前記未反応分戻しラインの少なくとも一つに設けられた上記の粉体搬送装置と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２４】
このようなチャー回収装置は、上記の粉体搬送装置を備えているので、流動する粉体の定量供給状態（堆積の有無）をリアルタイムに監視し、粉体の定量供給に異常が生じたことを検出した場合には、粉体の堆積が大きくなる前に、再度流動化させるために必要な処置を迅速に実施することができる。
【発明の効果】
【００２５】
上述した本発明によれば、粉体を重力落下により搬送する粉体搬送ラインにおいては、目皿の上面側に堆積する粉体状況を常時監視し、粉体の定量供給状態（堆積の有無）をリアルタイムに把握することが可能になるので、再度流動化させるために必要な処置を迅速に実施できるようになる。この結果、粉体の定量供給が滞ることに起因して各ホッパの貯蔵限界を超えることを防止または抑制できるようになり、従って、本発明の粉体搬送ラインを用いたチャー回収装置及びこのチャー回収装置を備えた石炭ガス化炉等が運転停止に追い込まれること防止または抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る粉体搬送装置の一実施形態（第１態様）を示す図で、（ａ）は粉体搬送ラインの内部構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図ある。
【図２】粉体搬送ラインの壁面温度測定による定量供給状態と流動化悪化または堆積発生との判断を説明する図であり、横軸の時間に対して縦軸に温度センサとして用いた温度計指示値の変化例を示している。
【図３】本発明に係る粉体搬送装置の一実施形態（第２態様）を示す図で、（ａ）は粉体搬送ラインの内部構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図ある。
【図４】本発明に係る粉体搬送装置の一実施形態（第３態様）を示す図で、粉体搬送ラインの内部構造を示す断面図である。
【図５】図４に示した実施形態（第３態様）の変形例を示す図で、粉体搬送ラインの内部構造を示す断面図である。
【図６】本発明に係る粉体搬送装置の一実施形態（第４態様）を示す図で、（ａ）は粉体搬送ラインの内部構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図ある。
【図７】本発明の粉体搬送装置及びチャー回収装置を適用する装置構成例として、石炭ガス化設備におけるチャー回収装置の構成例を示す図である。
【図８】従来の粉体搬送装置を示す図で、（ａ）は粉体搬送ラインの内部構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図ある。
【図９】目皿の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る粉体搬送装置及びチャー回収装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示す第１態様の流動化シュート（粉体搬送装置）１０Ａは、例えば固体燃料の一種である石炭をガス化した生成ガスをガスタービン設備に供給し、この生成ガスを燃料ガスとして運転されるガスタービンにより発電を行う石炭ガス化複合発電設備（ＩＧＣＣ）に適用されるものである。具体的には、流動化シュート１０Ａは、石炭ガス化炉で生成された生成ガス中に含まれる未反応（未燃）分の粉体、すなわちチャーを除去して回収するチャー回収装置１においてチャー搬送ラインに用いられるが、特に、装置の全高を抑制する等のレイアウト事情により十分な傾斜角度を確保できない場合に有効である。
【００２８】
図７に示すチャー回収装置１は、石炭ガス化炉ＣＧで石炭をガス化した生成ガス中から粉体のチャーを分離・除去して回収するため、生成ガスの生成ライン２に連結されるサイクロン（第１集塵装置）３を備えている。このサイクロン３では、生成ガス中のガス分と粒子（粉体）とが分離される。なお、図７においては、図中の白抜矢印Ｐがチャーまたはガス中に含まれるチャーの流れを示し、図中の黒塗矢印Ｆが各種処理前の燃料ガスを示している。
【００２９】
サイクロン３で分離された生成ガスのガス分は高温であり、同様に高温の状態にあるチャーの微粒子を含んだ状態にある。このため、生成ガスのガス分は、燃料ガスとして使用するためにはチャーの微粒子を除去することが必要になるので、サイクロン３に連結された分離ガス排出ライン（第１ガス排出ライン）３ａを通ってフィルター（第２集塵装置）４に導かれる。
一方、サイクロン３で分離されたチャーは、サイクロン３に連結された第１チャー排出ライン（第１未反応分排出ライン）３ｂを通り、重力落下によりチャービン（ビン）５に導かれる。
【００３０】
フィルター４では、生成ガス中に残っているチャーをさらに分離除去して回収する。この時点において、回収したチャーはまだ高温の状態にある。こうしてフィルター４に回収されたチャーは、第２チャー排出ライン（第２未反応分排出ライン）４ａで連結されるチャービン５に導かれる。この第２チャー排出ライン４ａには、後述する流動化シュート１０Ａが設けられている。なお、図中の符号８は、第２チャー排出ライン４ａに設けられたロータリバルブである。
一方、フィルター４でチャーが除去された生成ガスは、燃料ガスとして使用するために必要な各種処理を施すため、生成ガス送出ライン４ｂを通って後流設備へ送られる。
【００３１】
チャービン５に集められたチャーは、例えばチャー供給ホッパ６に送られて貯蔵されることとなる。図示の構成例では、一対のチャー供給ホッパ６が設置されており、各ホッパ６とチャービン５との間がチャー戻しライン（未反応分戻しライン）５ａ，５ｂにより連結されている。この場合、一対のチャー供給ホッパ６は、開閉弁７の開閉操作によっていずれか一方が交互に使用される。また、図示の構成例では、チャー戻しライン５ａ，５ｂにも後述する流動化シュート１０Ａが設けられている。
なお、チャー供給ホッパ６に貯蔵されたチャーは、必要に応じて再度石炭ガス化炉ＣＧへ供給されてガス化される。
【００３２】
さて、本発明の第１態様に係る流動化シュート１０Ａは、所定の傾斜角度で設置されて粉体搬送ラインを形成する搬送配管１１の内部に目皿となる多孔板１２を配置した構成とされる。なお、以下の説明において、図１に示す流動化シュート１０Ａを設置するチャー搬送ラインは、フィルター４からチャービン５へチャーを搬送する第２チャー排出ライン４ａの場合である。
【００３３】
流動化シュート１０Ａにおいて、搬送配管１１を設置する所定の傾斜角度は、粉体であるチャーの重力落下が可能な角度である。図示の搬送配管１１は円形断面を有しており、水平面に対して軸方向（長手方向）を傾斜させた高所側の端部近傍にチャー供給口１１ａを備えたチャー受入ノズル１１ｂが設けられ、低所側の端部にチャー排出口１１ｃが設けられている。従って、一方のチャー供給口１１ａには、フィルター４に連結された略垂直の第２チャー排出ライン４ａが接続され、搬送配管１１内に対して高温のチャーを導入可能となっている。また、他方のチャー排出口１１ｃは、チャービン５の上部に接続されており、搬送したチャーを重力落下させてチャービン５へ排出する。
【００３４】
また、多孔板１２は、搬送配管１１に沿って流路断面を上下に分割し、搬送配管１１内の上部に粉体流路１１ｄを形成するとともに、下部にアシストガス滞留空間１１ｅを形成するよう配置されている。
上述した多孔板１２は、例えば図９に示すように、第１多孔板１２ａ及び第２多孔板１２ｂを密着させた構成とされる。そして、第１多孔板１２ａには、例えばアシストガスｇを通す多数の孔１２ｃを形成したパンチングメタルが用いられ、第２多孔板１２ｂには、例えば孔１２ｃの直径より細かい網目のステンレス金網を用いているが、特に限定されることはない。すなわち、多孔板１２は、多孔板１２の下方に設けた流動化用不活性気体供給流路１３がアシストガス滞留空間１１ｄに接続され、流動化用不活性気体供給流路１３からアシストガス滞留空間１１ｄ内に供給されたアシストガスｇが、多孔板１２を通って粉体流路１１ｃ内の全域にわたって略均等に供給されるものであればよい。
【００３５】
フィルター４から供給される粉体のチャーをチャービン５へ搬送する際には、搬送配管１１に沿って配置された多孔板１２を通してアシストガスｇを投入することにより、搬送配管１１内のチャーが多孔板１２上に浮遊して流動化される。
また、搬送配管１１には、チャー供給口１１ａが設けられた高所側の端部付近からパージ用不活性気体を供給するパージ用不活性気体供給流路１４，１５が設けられている。
【００３６】
一方のパージ用不活性気体供給流路１４は、上端面を塞ぐ板材を貫通して設けたノズル１４ａから粉体流路１１ｄ内にパージ用不活性気体を供給し、他方のパージ用不活性気体供給流路１５は、チャー受入ノズル１１ｂの周壁面を貫通して設けたノズル１５ａから粉体流路１１ｄのチャー受入ノズル１１ｂ内にパージ用不活性気体を供給する。
パージ用不活性気体供給流路１４，１５は、図８に示す従来構造と同様に、図示しない開閉弁１６、１７を備えている。従って、パージ用不活性気体供給流路１４，１５は、チャーの搬送状況に応じて開閉弁１６，１７を操作し、必要に応じたパージ用不活性気体の供給が可能となっている。
【００３７】
そして、第１態様に係る流動化シュート１０Ａは、搬送配管１１内で多孔板１２の上面側に堆積する粉体状況（定量供給状態）を、すなわちチャーの堆積状況を常時監視する堆積状況監視装置２０を備えている。
この堆積状況監視装置２０は、搬送配管１１の壁面温度を常時検出する温度センサ２１を備えている。好適な温度センサ２１としては、例えば制御装置３０と信号線３１により接続された熱電対を例示できる。
【００３８】
この制御装置３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００３９】
このような堆積状況監視装置２０は、チャーの定量供給状態を壁面温度の変化からリアルタイムに判断することができる。具体的には、高温状態にあるチャーの流動が悪化した場合、あるいは、高温状態にあるチャーが多孔板１２の上に堆積した場合の流動異常時には、高温のチャー流動量が減少することになる。このため、図２に示すように、チャーが順調に流れる定量供給時と比較すれば、搬送配管１１の壁面が高温のチャーから受ける加熱量は減少するので、外気への放熱等により壁面温度が大きく変動して低下する。
【００４０】
すなわち、流動異常時には、高温のチャーから受ける熱量が減少し、しかも滞留したチャーは冷却されて温度低下するので、定量供給時の壁面温度を維持することができなくなり、この結果、壁面の温度が低下することとなる。従って、この温度低下を堆積状況監視装置２０で監視することにより、定量供給の異常発生を判断することができる。
【００４１】
上述した温度センサ２１による温度計測は、搬送配管１１の壁面温度であれば特に限定されることはないが、リアルタイムの判断を迅速かつ正確に行うためには、搬送配管１１の内壁面温度（内面メタル温度）を計測することが望ましい。すなわち、温度センサ２１が流動するチャーに近い搬送配管１１の内壁面温度を検出するのは、外壁面より敏感な温度変化をするためである。
この場合、温度センサ２１は、配送配管１１内への突出量を必要最小限とし、先端が内壁面と略一致するように設置することが望ましい。このような温度センサ２１の設置は、配送配管１１内においてチャーの流動化を妨げることはない。
また、温度センサ２１が内面メタル温度を計測することにしたので、内壁面が露点以下の温度に低下し、外面の加熱を行う状況になっていないか確認することもできる。
【００４２】
このような流動化シュート１０Ａは、搬送配管１１内で多孔板１２の上面側に堆積するチャーの状況を常時監視する堆積状況監視装置２０を備えているので、流動するチャーの定量供給状態を、換言すれば、流動するチャーの堆積の有無をリアルタイムで監視することができる。そして、搬送配管１１内でチャーが堆積したことにより、チャーの定量供給に異常が生じたことを堆積状況監視装置２０が検出した場合には、例えば制御装置３０から制御信号を出力するなどして、チャーの堆積が大きくなる前に、再度流動化させるために必要な処置を迅速に実施できるようになる。
なお、再流動化させるための具体的な処置例としては、流動化用不活性気体やパージ用不活性気体の供給量を増すことや、間欠供給されるため供給停止の状態にあるパージ用不活性気体の供給を開始することがある。
【００４３】
上述した堆積状況監視装置２０は、搬送配管１１の適所に１箇所設けてもよいが、より迅速かつ正確な監視をするためには、適所に複数設置することが望ましい。このような複数設置においては、温度センサ２１を搬送配管１１の軸方向に複数設ける配置（図示の構成例では軸方向に等ピッチで３箇所）や、周方向に複数設ける配置（図示の構成例では周方向に９０度ピッチで３箇所）があり、より望ましいのは、軸方向及び周方向の両方に複数配置することである。
【００４４】
軸方向に複数の温度センサ２１を配置すれば、搬送距離の長い搬送配管１１を監視する場合でも、温度変化をリアルタイムで迅速かつ正確に計測する監視が可能となる。すなわち、搬送配管１１の軸方向に複数設けられた温度センサ２１の少なくとも一つが温度低下を検出すれば流動異常の状態にあると判断でき、しかも、温度低下を検出した温度センサ２１の位置から流動異常が生じた軸方向位置の推測が可能になる。
【００４５】
周方向に複数の温度センサ２１を配置すれば、直径の大きい流路断面積を有する搬送配管１１を監視する場合でも、チャーの堆積が生じる流路断面の位置（周方向の位置）にかかわらず、温度変化をリアルタイムで迅速かつ正確に判断することができる。すなわち、搬送配管１１の周方向に複数設けられた温度センサ２１の少なくとも一つが温度低下を検出すれば流動異常の状態にあると判断でき、しかも、温度低下を検出した温度センサ２１の位置から流動異常が生じた周方向位置の推測が可能になる。
【００４６】
従って、軸方向及び周方向の両方に複数配置すれば、搬送配管１１の大きさに関係なくきめ細かい温度変化の監視をより迅速かつ正確に行うことが可能になる。また、流動異常が生じた位置についても、より正確に把握することが可能になる。
【００４７】
次に、図３に示す第２態様の流動化シュート１０Ｂについて説明するが、上述した第１態様と同様の部分については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
第２態様の流動化シュート１０Ｂに設けられた堆積状況監視装置４０は、搬送配管１１内の多孔板１２より高い周壁位置に設けた覗窓４１を備えている。この覗窓４１は、搬送配管１１から水平方向に突出するノズル４２を設け、その先端部に耐熱・耐圧ガラス等の可視部材４３を取り付けたものである。従って、堆積状況監視装置４０の覗窓４１は、搬送配管１１の流路内部を、チャーの流れ方向と交差する方向から監視可能となる。
【００４８】
また、堆積状況監視装置４０は、覗窓４１から搬送配管１１内におけるチャーの流動を非接触で計測可能なセンサ４３を備えている。このセンサ４３は、制御装置３０Ａと信号線３１を介して接続されている。
この場合、好適なセンサ４３としては、レーザ、光及び超音波を照射して反射状態の変化等を計測するものや、フローセンサ等を例示することができる。
【００４９】
このような堆積状況監視装置４０は、チャーの流動状態を非接触で計測するセンサ４３を覗窓４１に設置したので、チャーの流動を妨げることなく、搬送配管１１内の定量供給状態をリアルタイムで確実に判断することができる。従って、搬送配管１１内でチャーが堆積したことにより、チャーの定量供給に異常が生じたことを堆積状況監視装置４０が検出した場合には、チャーの堆積が大きくなる前に、再度流動化させるために必要な処置を迅速に実施できるようになる。
なお、チャーが堆積している場合には、例えばレーザ照射した場合に反射の受信時間が短くなることで定量供給に異常と判断できる。
【００５０】
ところで、上述した覗窓４１は、不活性気体投入用のノズル４４を備えていることが望ましい。このノズル４４は、必要時に閉塞解除用の不活性気体を投入してチャーを除去できるため、すなわち、覗窓４１の内部にチャーが滞留した場合、投入する不可性気体でチャーを除去して覗窓４１の視野を確実に確保することができる。
また、上述した覗窓４１及びセンサ４３を備えた堆積状況監視装置４０は、第１態様と同様の理由により、搬送配管１１の軸方向に複数設けられていることが望ましい。すなわち、軸方向に複数配置した堆積状況監視装置４０は、監視対象が搬送距離の長い搬送配管１１であっても、チャーの定量供給状態をリアルタイムで迅速かつ正確に判断することができる。
【００５１】
次に、図４に示す第３態様の流動化シュート１０Ｃについて説明するが、上述した第１態様や第２態様と同様の部分については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
この第３態様において、流動化シュート１０Ｃに設けられた堆積状況監視装置５０は、搬送配管１１の多孔板１２より高い位置で、搬送配管１１内におけるチャーの流動を流れ方向の上流側または下流側から非接触で計測するセンサ５１を備えている。このセンサ５１は、制御装置３０Ｂと信号線３１を介して接続されている。
この場合に好適なセンサ５１は、搬送配管１１内の上流側または下流側のいずれか一方において送受信を行うものであり、具体的には超音波の送受信により流動状態を判断する超音波レベル計を例示できる。
【００５２】
このような堆積状況監視装置５０としても、搬送配管１１内におけるチャーの流動状態をリアルタイムで確実に判断することができる。すなわち、超音波の反射時間を計測することにより、滞留したチャーまでの距離を計測できるので、この計測距離から定量供給に異常が生じたことを判断できる。
【００５３】
また、図５に示す第３態様の変形例では、流動化シュート１０Ｄの堆積状況監視装置６０が、搬送配管１１の多孔板１２より高い位置で、搬送配管１１内の流れ方向上流側または流れ方向下流側に設置したγ線送信器６１と、搬送配管１１内の流れ方向下流側または流れ方向上流側に設置したγ線受信器６２とを備えている。すなわち、この場合に好適なγ線送信器６１は、搬送配管１１の上流側または下流側のいずれか一方に送信機を設置し、搬送配管１１の上流側または下流側の他方に受信機を設置して送受信を行うものである。
【００５４】
このような堆積状況監視装置６０としても、搬送配管１１内におけるチャーの流動状態をリアルタイムで確実に判断することができる。この場合、図示の構成例では、上流側のγ線送信器６１から送信されたγ線を下流側のγ線受信器６２で受け、γ線の減衰率を計測して空間中の粉体密度を計測するが、γ線送信器６１及びγ線受信器６２の位置を逆にしてもよい。なお、γ線受信器６２の計測結果は、信号線３１を介して制御装置３０Ｃに入力される。
【００５５】
最後に、図６に示す第４態様の流動化シュート１０Ｅについて説明するが、上述した各態様と同様の部分については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
この第４態様において、流動化シュート１０Ｅは、多孔板１２の下面に、不活性気体を駆動源とする１または複数の振動装置７０を備えている。この振動装置７０としては、例えば圧縮した不活性気体の供給を受けて鋼性ボール等を高速回転させ、遠心力振動を発生させる装置を例示できる。このような振動装置７０が振動することにより、多孔板１２を介して堆積したチャーを振動させることができる。
そして、この振動が堆積したチャーを撹拌して分散させるので、堆積したチャーを再度流動化させることができる。この場合、振動装置７０の動作は、上述した各態様の堆積状況監視装置２０等が定量供給の異常を検出した場合に、制御装置３０等から信号を受けるようにすればよい。
【００５６】
そして、本実施形態のチャー回収装置１は、上述した各態様またはその変形例の流動化シュート１０Ａ〜１０Ｅを備えているので、流動するチャーの堆積により変動する定量供給状態を堆積状況監視装置２０〜６０でリアルタイムに監視することができる。
この結果、チャーの定量供給に異常が生じたことを検出した場合には、チャーの堆積が大きくなる前に、すなわちチャーの堆積量が増大する前に、再度流動化させるために必要な処置を迅速に実施することができる。
【００５７】
このように、上述した本実施形態によれば、チャーを重力落下により搬送する搬送配管１１において、多孔板１２の上面側に堆積するチャーの状況を常時監視し、チャーの定量供給状態（堆積の有無）をリアルタイムに把握できるので、再度流動化させるために必要な処置を迅速に実施できるようになる。この結果、チャーの定量供給が滞ることに起因して、チャービン５やチャー供給ホッパ６等のホッパ類において、貯蔵限界を超えることを防止または抑制できるようになるので、上述した流動化シュート１０Ａ等を用いたチャー回収装置１、及びこのチャー回収装置１を備えた石炭ガス化炉等の装置が運転停止に追い込まれること防止または抑制できる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、たとえばチャー以外の粉体にも適用可能であるなど、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    チャー回収装置
２    生成ライン
３    サイクロン（第１集塵装置）
３ａ    分離ガス排出ライン（第１ガス排出ライン）
３ｂ    第１チャー排出ライン（第１未反応分排出ライン）
４    フィルター（第２集塵装置）
４ａ    第２チャー排出ライン（第２未反応分排出ライン）
４ｂ    生成ガス送出ライン
５    チャービン(ビン)
５ａ，５ｂ    チャー戻しライン（未反応分戻しライン）
６    チャー供給ホッパ
１０，１０Ａ〜１０Ｅ    流動化シュート（粉体搬送装置）
１１    搬送配管（粉体搬送ライン）
１１ｄ    粉体流路
１１ｅ    アシストガス滞留空間
１２    多孔板（目皿）
１３    流動化用不活性気体供給流路
１４，１５    パージ用不活性気体供給流路
２０，４０，５０，６０    堆積状況監視装置
２１    温度センサ
３０，３０Ａ〜３０Ｃ    制御装置
４１    覗窓
４３，５１    センサ
４４    ノズル
６１    γ線送信器
６２    γ線受信器
７０    振動装置
【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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【図８】
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【図９】
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