(57)【要約】【課題】加圧下で炭素含有固体燃料の燃焼を伴うガス化炉において、搬送ガスに対する酸素含有ガスの混合比を調整可能なバーナ構造を備えたガス化炉を提供する。【解決手段】不活性ガスにより搬送されてきた炭素含有固体燃料とガス化剤とをバーナで混合し、炭素含有固体燃料及びガス化剤をバーナから炉内へ投入して加圧下で燃焼させるガス化炉１Ａにおいて、不活性ガスで搬送される炭素含有固体燃料をコンバスタバーナ３へ供給する燃料供給流路１０及びコンバスタ側流路１１よりなる燃料供給系統に燃料遮断装置２０を備え、この燃料供給系統が、コンバスタバーナ３と燃料遮断装置２０との間に接続されて酸素濃度調整ガスを供給する酸素濃度調整流路３０を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不活性ガスにより搬送されてきた炭素含有固体燃料とガス化剤とをバーナで混合し、前記炭素含有固体燃料及び前記ガス化剤を前記バーナから炉内へ投入して加圧下で燃焼させるガス化炉において、
前記不活性ガスで搬送される前記炭素含有固体燃料を前記バーナへ供給する燃料供給系統に燃料遮断装置を備え、
前記燃料供給系統が、前記バーナと前記燃料遮断装置との間に接続されて酸素濃度調整ガスを供給する酸素濃度調整流路を備えていることを特徴とするガス化炉。
【請求項２】
前記酸素濃度調整流路が、前記酸素濃度調整ガスの供給量を調整する流量制御部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のガス化炉。
【請求項３】
前記酸素濃度調整流路が、前記炭素含有固体燃料の流入を阻止する固体燃料逆流防止部を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のガス化炉。
【請求項４】
前記酸素濃度調整流路が、流量調整可能な流路切替手段を介して接続される不活性ガス供給流路を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のガス化炉。
【請求項５】
不活性ガスにより搬送されてきた炭素含有固体燃料とガス化剤とをバーナで混合し、前記炭素含有固体燃料及び前記ガス化剤を前記バーナから炉内へ投入して加圧下で燃焼させるガス化炉への燃料投入方法であって、
前記不活性ガスで搬送される前記炭素含有固体燃料を前記バーナへ供給する燃料供給系統に燃料遮断装置を備え、
前記炭素含有固体燃料の性状に応じた流量の酸素濃度調整ガスを、前記バーナと前記燃料遮断装置との間から前記燃料供給系統に供給して混合させることを特徴とするガス化炉への燃料投入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧下において石炭等の炭素含有固体燃料（原料）を燃焼させてガス化するガス化炉及びこのガス化炉への燃料投入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、石炭ガス化炉を含め、加圧下で炭素含有固体燃料の燃焼を伴う炉においては、炭素含有固体燃料を搬送する搬送ガスとして、窒素や二酸化炭素等の不活性ガスが用いられている。
図４に示す従来のガス化炉１は、石炭（微粉炭）等の炭素含有固体燃料を高温ガスの旋回流場に吹き込んでガス化する２段２室ガス化炉の一例である。図示した２段２室のガス化炉１は、コンバスタ２と呼ばれる１段１室目の炉にコンバスタバーナ３から炭素含有固体燃料及びガス化剤の酸素含有ガス（不図示）を投入し、さらに、リダクタ４と呼ばれる２段２室目の炉にリダクタバーナ５から炭素含有固体燃料を投入して合成ガスを得るものである。なお、図中の符号１ａは圧力容器、６はビン、７はホッパ、８はチャーバーナ、９はスラグホッパである。
【０００３】
すなわち、下段のコンバスタ２は、炭素含有固体燃料を燃焼させて高温ガスを得る１段目のバーナ群及び１室目の空間であり、上段のリダクタ４は、コンバスタ２で得た高温ガス（含むＣＯ２，Ｈ２Ｏ）と炭素含有固体燃料とを反応させて合成ガス（ＣＯ，Ｈ２，その他炭化水素等を含んだ燃料または原料となるガス）を得る２段目のバーナ群（または原料供給管）及び２室目の空間である。
また、ガス化炉１のコンバスタ２で燃焼させる炭素含有固体燃料には、ガス化炉１から生成ガスとともに流出して回収された未燃分（チャー）も含まれ、チャーバーナ８からコンバスタ２へ投入される。
【０００４】
上述したガス化炉１において、炭素含有固体燃料は、炉内の輻射熱により昇温された炭素含有固体燃料粒子が、酸素含有ガスと混合することにより着火して燃焼する。ここで、炭素含有固体燃料を不活性ガスで搬送する場合、炭素含有固体燃料粒子が着火するための条件である「酸素含有ガスとの混合」は、炭素含有固体燃料粒子がバーナから噴出した後に進行する。このため、ガス化炉１の着火・燃焼を改善するためには、搬送ガスとして用いる不活性ガスに酸素含有ガスを混合することが望ましい。
【０００５】
上述した酸素含有ガスの混合については、下記の特許文献１において、バーナ先端部に設けた燃料噴出路とガス化剤通路との連通孔により実現する方法が開示されている。
また、下記の特許文献２は、バイオマスを気流搬送により噴流床ガス化炉に供給する気流搬送方法を開示しており、搬送ガスとして空気を使用し、この空気の流速を適切に制御することで逆火の発生を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１０５４６３号公報
【特許文献２】特開２００９−９６８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、搬送ガスとして用いる不活性ガスに酸素含有ガスを混合する場合には、炭素含有固体燃料の性状に応じて、炭素含有固体燃料と不活性ガスに混合する酸素含有ガスとの混合比を適正化する必要がある。
しかし、特許文献１に記載された発明は、搬送ガスに酸素含有ガスを混合するバーナ先端部の連通孔が構造的に固定されているため、使用する炭素含有固体燃料に応じて混入する酸素含有ガスについて、混合量を調整することができない。すなわち、不活性ガスで搬送される炭素含有固体燃料に混合されるガス化剤について、その混合量を調整することができなかった。
【０００８】
このような背景から、搬送ガスとして用いる不活性ガスに酸素含有ガスを混合してガス化炉の着火及び燃焼を改善する場合においては、炭素含有固体燃料の性状に応じて不活性ガスに混合する酸素含有ガス量（不活性ガスと酸素含有ガスとの混合比）を調整して適正化できるバーナ構造を備えたガス化炉及びガス化炉の燃料投入方法が望まれる。
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、加圧下で炭素含有固体燃料の燃焼を伴うガス化炉において、搬送ガスに対する酸素含有ガスの混合比を調整可能なバーナ構造を備えたガス化炉及びガス化炉の燃料投入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
本発明に係るガス化炉は、不活性ガスにより搬送されてきた炭素含有固体燃料とガス化剤とをバーナで混合し、前記炭素含有固体燃料及び前記ガス化剤を前記バーナから炉内へ投入して加圧下で燃焼させるガス化炉において、前記不活性ガスで搬送される前記炭素含有固体燃料を前記バーナへ供給する燃料供給系統に燃料遮断装置を備え、前記燃料供給系統が、前記バーナと前記燃料遮断装置との間に接続されて酸素濃度調整ガスを供給する酸素濃度調整流路を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
このような本発明のガス化炉によれば、不活性ガスで搬送される炭素含有固体燃料をバーナへ供給する燃料供給系統に燃料遮断装置を備え、この燃料供給系統が、バーナと燃料遮断装置との間に接続されて酸素濃度調整ガスを供給する酸素濃度調整流路を備えているので、炭素含有固体燃料の性状に応じた酸素濃度及び流量に調整した酸素濃度調整ガスを、バーナと燃料遮断装置との間から燃料供給系統に供給することができる。
【００１１】
このように、炭素含有固体燃料を燃焼させて高温ガスを得るバーナの上流位置で不活性ガス及び炭素含有固体燃料の流れに所望の酸素濃度調整ガスを事前に混合した後には、炭素含有固体燃料が不活性ガス及び酸素濃度調整ガスの混合ガスにより搬送され、ガス化剤とともにバーナから炉内へ投入される。すなわち、炭素含有固体燃料とガス化剤との混合は、バーナから噴出した後に進行していた従来と異なり、バーナから炉内へ投入される前の段階でも行われており、最適な酸素濃度に調整された搬送ガスでバーナに投入して燃焼させることが可能になる。従って、特に着火温度の高い難燃性の炭素含有固体燃料は、炉内における着火や燃焼性の向上が顕著となる。
なお、酸素濃度調整ガスを導くバーナは、炭素含有固体燃料を燃焼させて高温ガスを得るバーナが好ましく、コンバスタ及びリダクタよりなる２段２室のガス化炉の場合、炭素含有固体燃料及びガス化剤を混合させてコンバスタに投入するコンバスタバーナとなる。
【００１２】
この場合、難燃性の炭素含有固体燃料としては、例えば７００〜８００℃程度の高い温度で着火する石油コークスや低揮発分燃料を例示できる。
また、好適な酸素濃度調整ガスとしては、空気、酸素富化空気、及び酸素等の酸素含有ガスを例示でき、従って、ガス化剤と同様の酸素含有ガスを使用できる。最適な酸素濃度調整ガス（酸素含有ガス）の酸素濃度は、炭素含有固体燃料の種類（性状）によって異なるため、例えば炭素含有固体燃料が無煙炭の場合は酸素濃度を５０％程度まで上げることができ、また、例えば揮発分１５％以上の石油コークスであれば、酸素濃度を空気と同等の２１％程度まで上げることができる。
【００１３】
上記の発明において、前記酸素濃度調整流路は、前記酸素濃度調整ガスの供給量を調整する流量制御部を備えていることが好ましく、これにより、供給源から供給される酸素濃度調整ガスの酸素濃度及び流量が同じ場合であっても、性状の異なる複数種の炭素含有固体燃料に対して各々調整した適量の酸素濃度調整ガスを事前に混合し、最適な酸素濃度の搬送ガスでバーナに投入して燃焼させることが可能になる。
【００１４】
上記の発明において、前記酸素濃度調整流路は、前記炭素含有固体燃料の流入を阻止する固体燃料逆流防止部を備えていることが好ましく、これにより、酸素濃度調整流路内へ炭素含有固体燃料の粒子が流入して燃焼することを防止できる。
【００１５】
上記の発明において、前記酸素濃度調整流路は、流量調整可能な流路切替手段を介して接続される不活性ガス供給流路を備えていることが好ましく、これにより、性状に応じて異なる最適な炭素含有固体燃料の搬送ガスを選択できる。すなわち、不活性ガスのみで搬送する場合や、途中から酸素を混合させた不活性ガス（不活性ガスと酸素濃度調整ガスとの混合ガス）で搬送する場合など、性状の異なる多種の燃料変更にも柔軟に対応可能となる。
【００１６】
本発明に係るガス化炉への燃料投入方法は、不活性ガスにより搬送されてきた炭素含有固体燃料とガス化剤とをバーナで混合し、前記炭素含有固体燃料及び前記ガス化剤を前記バーナから炉内へ投入して加圧下で燃焼させるガス化炉への燃料投入方法であって、前記不活性ガスで搬送される前記炭素含有固体燃料を前記バーナへ供給する燃料供給系統に燃料遮断装置を備え、前記炭素含有固体燃料の性状に応じた酸素濃度及び流量の酸素濃度調整ガスを、前記バーナと前記燃料遮断装置との間から前記燃料供給系統に供給して混合させることを特徴とするものである。
【００１７】
このような本発明のガス化炉への燃料投入方法によれば、不活性ガスで搬送される炭素含有固体燃料をバーナへ供給する燃料供給系統に燃料遮断装置を備え、炭素含有固体燃料の性状に応じた酸素濃度及び流量の酸素濃度調整ガスを、バーナと燃料遮断装置との間から燃料供給系統に供給して混合させるようにしたので、不活性ガス及び炭素固体燃料ガスの流れに炭素含有固体燃料の性状に応じて適切な酸素濃度となるように酸素濃度調整ガス（酸素含有ガス）を混合してバーナで燃焼させることが可能になる。こうしてバーナ上流側で酸素濃度調整ガスが事前に混合された炭素含有固体燃料は、炭素含有固体燃料とガス化剤との混合がバーナから炉内へ投入される前の段階でも行われるため、特に難燃性の炭素含有固体燃料になるほど炉内における着火及び燃焼性の向上が顕著となる。
【発明の効果】
【００１８】
上述した本発明によれば、加圧下で炭素含有固体燃料の燃焼を伴うガス化炉において、搬送ガスに対する酸素濃度調整ガスの混合比をバーナ上流側で調整可能となるので、バーナから炉内へ投入する炭素含有固体燃料を搬送する不活性ガスに対し、燃料の性状に応じた最適の酸素量を事前に混合して着火性及び燃焼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るガス化炉及びガス化炉への燃料投入方法の一実施形態を示す図であり、（ａ）はバーナへの燃料供給系統を示す概略構成図、（ｂ）は酸素濃度調整ガスであるガス化剤を供給する酸素濃度調整流路の接続部周辺構造を拡大して示す模式図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図１（ｂ）に示した酸素濃度調整流路の接続部周辺構造に関する第１変形例を示す模式図である。
【図３】図１（ａ）に示した燃料供給系統の酸素濃度調整流路について、接続部周辺構造に関する第２変形例を示す燃料供給系統の概略構成図である。
【図４】従来のガス化炉における燃料供給系統を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るガス化炉の一実施形態を図１から図３に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すガス化炉１Ａは、炭素含有固体燃料（原料）を高温ガスの旋回流場に吹き込んでガス化するガス化炉の一例を示している。このガス化炉１Ａは、下段のコンバスタ２及び上段のリダクタ４よりなる２段２室の構造を有し、コンバスタ２及びリダクタ４が圧力容器１ａの内部に収納設置されている。そして、図示のガス化炉１Ａでは、１段１室目の炉であるコンバスタ２に炭素含有固体燃料及びガス化剤を投入して高温ガスを生成し、この高温ガスが旋回流となってリダクタ４と呼ばれる２段２室目の炉内へ流れ込む構造となっている。
【００２１】
このようなガス化炉１Ａにおいて、ビン６及びホッパ７から不活性ガス（搬送ガス）により搬送されてきた炭素含有固体燃料は、コンバスタバーナ３及びリダクタバーナ５で各々ガス化剤と混合された後、炉内へ投入されて加圧下で燃焼する。
この時、下段のコンバスタ２では、炭素含有固体燃料を燃焼させて高温ガスが得られ、上段のリダクタ４では、コンバスタ２で得た高温ガスと炭素含有固体燃料とを反応させて合成ガスが得られる。
【００２２】
この結果、ガス化炉１Ａで得られた合成ガスが生成ガスとしてリダクタ４の上部から炉外へ流出し、同時に、コンバスタ２の下部から流下したスラグ（残渣）がスラグホッパ９を経て炉外へ排出される。本実施形態のコンバスタバーナ３及びリダクタバーナ５は、例えば炉壁面の周方向へ９０度ピッチに配置して旋回流場を形成するが、特に限定されることはない。
なお、図中の符号８はチャーバーナであり、生成ガス中に含まれる未燃分を炉外後流側で回収し、再度コンバスタ２へ投入して燃焼させるためのバーナである。
【００２３】
上述した炭素含有固体燃料としては、例えば石炭を粉砕した微粉炭を例示できるが、本実施形態のガス化炉１Ａは、特に揮発分の少ないコークスのような難燃性燃料にとって有効となる。このような炭素含有固体燃料の難燃性燃料は、例えば４００℃程度で着火する一般の石炭と異なり、着火温度が７００〜８００℃程度と高い燃料であり、コークス等の石炭に限定されることはない。
また、炭素含有固体燃料を搬送する不活性ガスとしては、窒素ガスや二酸化炭素ガス等を例示でき、さらに、コンバスタバーナ３及びリダクタバーナ５で炭素含有固体燃料と混合されるガス化剤としては、空気、酸素富化空気、酸素等の酸素含有ガスを例示できる。
【００２４】
このようなガス化炉１Ａにおいて、本実施形態では、不活性ガスに搬送される炭素含有固体燃料をコンバスタバーナ３及びリダクタバーナ５へ供給する燃料供給流路１０が燃料遮断装置２０を備えている。この燃料供給流路１０は、燃料遮断装置２０の下流側で、コンバスタバーナ３へ炭素含有固体燃料を供給するコンバスタ側流路１１と、リダクタバーナ５へ炭素含有固体燃料を供給するリダクタ側流路１２とに分岐されている。
また、燃料供給流路１０に設置される燃料遮断装置２０としては、例えばホッパ７の燃料出口に設けられるホッパ出口弁を例示できる。このホッパ出口弁は、例えばコンバスタバーナ３等に取り付けた温度計により逆火を検出した場合など、必要に応じて炭素含有固体燃料の供給を停止できる。
【００２５】
そして、燃料供給流路１０及びコンバスタ側流路１１よりなるコンバスタ側の燃料供給系統には、コンバスタバーナ３と燃料遮断装置２０との間に、燃料供給系統に所定量の酸素濃度供給ガスを供給する酸素濃度調整流路３０が接続されている。この酸素濃度調整流路３０は、所定値の酸素濃度に調整された酸素濃度調整ガスを所定流量で供給可能な酸素濃度調整ガス供給源（不図示）に接続されている。
なお、酸素濃度調整流路３０は、例えば複数種類の炭素含有固体燃料に対応するため、必要に応じて酸素濃度調整ガスの供給量を調整可能な流量制御部４０を備えてもよく、このような流量制御部４０としては、図示しない制御部の指令によって開度が調整される制御弁を例示できる。
【００２６】
図示の構成例では、炭素含有固体燃料を燃焼させて高温ガスを得るコンバスタ２のコンバスタバーナ３へ炭素含有固体燃料を供給する燃料供給系統が、コンバスタバーナ３と燃料遮断装置２０との間に接続された酸素濃度調整流路３０を備え、さらに、酸素濃度調整流路３０が流量制御部４０を備えている。なお、１種類の炭素含有固体燃料を取り扱う場合や、不図示の酸素濃度供給源側で酸素濃度や流量を変更する調整が可能な場合には、酸素濃度調整流路３０の流量制御部４０がなくてもよい。
この場合、酸素濃度調整ガスは、例えば空気、酸素富化空気、及び酸素等の酸素含有ガスであり、従って、上述したガス化剤と同じ酸素含有ガスを使用できる。
【００２７】
具体的に説明すると、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、コンバスタバーナ３は、炭素含有固体燃料を流す燃料ポート３ａが中央部に形成され、この燃料ポート３ａの外周にガス化剤を流す一次空気投入ポート３ｂが形成されている。なお、図中の符号１３は、コンバスタバーナ３にガス化剤を供給するガス化剤供給流路である。
このようなコンバスタバーナ３において、燃料ポート３ａが燃料遮断装置２０を備えた燃料供給流路１０及びコンバスタ側流路１１に接続されており、不活性ガスで搬送される炭素含有固体燃料の供給を受ける。燃料ポート３ａに供給された炭素含有固体燃料は、ガス化剤供給流路１３から一次空気投入ポート３ｂに供給されるガス化剤と混合されてコンバスタ２の炉内へ投入される。この場合、燃料ポート３ａから投入される炭素含有固体燃料の粒子と一次空気投入ポート３ｂから投入されるガス化剤との混合は、コンバスタバーナ３から炉内へ噴出した後に進行する。
【００２８】
本実施形態では、コンバスタバーナ３の上流側において、不活性ガスで搬送されてきた炭素含有固体燃料に対して、酸素濃度調整流路３０から所定の酸素濃度及び流量に調整された酸素濃度調整ガスが投入される。この結果、燃料ポート３ａに供給される炭素含有固体燃料は、酸素濃度調整流路３０が接続される位置より下流側の領域において、不活性ガス及び酸素濃度調整ガスの混合ガスにより搬送されてコンバスタバーナ３から炉内へ投入される。
また、コンバスタバーナ３では、不活性ガス及び酸素濃度調整ガスの混合ガスにより搬送されてきた炭素含有固体燃料をコンバスタ２の炉内へ投入する際、一次空気投入ポート３ｂから供給されるガス化剤がさらに混合される。
【００２９】
このように構成されたガス化炉１Ａによれば、炭素含有固体燃料の性状に応じて酸素濃度及び流量を調整した酸素濃度調整ガスが、図示しない酸素濃度調整ガス供給源から所望の酸素濃度及び流量に調整した酸素濃度調整ガスの供給を受ける。このため、酸素濃度調整流路３０の接続位置より下流側領域では、炭素含有固体燃料の搬送ガスが、当初の不活性ガスに混合した酸素濃度調整ガスの最適な濃度の酸素を含むものとなる。
【００３０】
そして、ここで使用する酸素濃度調整ガスは、ガス化剤と同様の酸素含有ガスであるから、本実施形態のガス化炉１Ａでは、炭素含有固体燃料とガス化剤との混合が、コンバスタバーナ３から炉内へ噴出する前の段階でも行われていることになる。このように、コンバスタバーナ３の上流側で炭素含有固体燃料と適切な酸素濃度を有する適量のガス化剤とが混合されると、最適な酸素量が事前に混合されたことにより、コンバスタ２の炉内に投入された炭素含有固体燃料の燃焼が改善され、着火及び燃焼が良好となる。
しかし、コンバスタバーナ３の上流側で炭素含有固体燃料に混合する酸素量は、多ければ多い程燃焼性を改善できる反面、逆火防止の観点から炭素含有固体燃料の種類（性状）によって異なる酸素濃度の上限がある。すなわち、最適な酸素濃度調整ガス（酸素含有ガス）の酸素濃度は、炭素含有固体燃料の種類（性状）によって異なり、例えば炭素含有固体燃料が無煙炭の場合、好適な酸素濃度は５０％以下であり、例えば揮発分１５％以上の石油コークスの場合、好適な酸素濃度は空気と同等の２１％以下となる。
【００３１】
また、酸素濃度調整流路３０に酸素濃度調整ガスの供給量を調整可能な流量制御部４０を設けておけば、所定の酸素濃度及び流量で供給される酸素濃度調整ガスの供給量を流量制御部４０で調整することにより、性状の異なる多種の炭素含有固体燃料に対して、各々最適な酸素濃度となるよう適量の酸素濃度調整ガスを事前に混合することが可能になる。すなわち、図示省略の酸素濃度調整ガス供給源に酸素濃度や流量の調整機能がなく、酸素濃度調整ガスが一定の酸素濃度及び流量で供給される場合であっても、最適な酸素濃度となるよう適量の酸素濃度調整ガスを事前に混合することが可能になる。このため、性状の異なる多種の炭素含有固体燃料は、それぞれ最適の酸素濃度に調整した搬送ガスでコンバスタバーナ３へ搬送された後、さらに炉内でガス化剤と混合されて燃焼する。従って、性状の異なる複数種の炭素含有固体燃料に対して燃焼改善できるため、良好な着火及び燃焼が可能となる。
なお、複数種の炭素含有固体燃料の燃焼性を改善するためには、図示省略の酸素濃度調整ガス供給源側で酸素濃度や流量の調整を行うようにしてもよい。
【００３２】
ところで、上述した酸素濃度調整流路３０は、燃料供給系統を流れる炭素含有固体燃料の流入が懸念される。そこで、酸素濃度調整流路３０は、例えば図２に示す第１変形例のように、燃料供給系統との接続部近傍に炭素含有固体燃料の流入を阻止する固体燃料逆流防止部５０を備えていることが好ましい。
固体燃料逆流防止部５０に好適な具体例としては、酸素濃度調整ガスの通過を許容し、かつ、炭素含有固体燃料の粒子を通さない焼結金属等のフィルタや、酸素濃度調整流路３０の流れ方向を燃料供給系統へ向かう一方向に限定する逆止弁等を例示できる。
【００３３】
このような固体燃料逆流防止部５０の設置により、燃料流路系統を流れてきた炭素含有固体燃料の粒子は、固体燃料逆流防止部５０により酸素濃度調整流路３０内への流入が阻止されるので、例えば酸素濃度調整流路３０内において、酸素濃度調整ガスに含まれる酸素と反応して燃焼することを防止できる。
【００３４】
また、図３に示す第２変形例のガス化炉１Ｂにおいて、酸素濃度調整流路３０は、流路切替弁６０を介して接続される不活性ガス供給流路７０を備えている。なお、図３において、符号の２０Ａ，２０Ｂはコンバスタバーナ３及びリダクタバーナ５の燃料系統毎に設けた燃料遮断装置であり、上述した実施形態と同様の他の構成要素については、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
流路切替弁６０は、流量調整可能な流路切替手段として酸素濃度調整流路３０に設置された流路切替弁であり、酸素濃度調整流路３０により供給される酸素濃度調整ガスと、不活性ガス供給流路７０により供給される不活性ガスとについて、いずれか一方を選択するとともに、所望の流量に調整して燃料供給流路１０及びコンバスタ側流路１１により構成される燃料供給系統に供給する機能を有している。
【００３５】
不活性ガス供給流路７０から供給する不可性ガスは、ビン６及びホッパ７から炭素含有固体燃料を搬送する不活性ガスと同じものを使用する。そして、流路切替弁６０を操作して燃料供給系統に供給するガスを選択すれば、性状に応じて異なる最適な炭素含有固体燃料の搬送ガスを選択できる。
具体的に説明すると、例えば着火温度の低い炭素含有固体燃料の場合には、不活性ガス供給流路７０から不可性ガスを供給するように流路切替弁６０を操作し、ビン６及びホッパ７から搬送してきた不活性ガスに対してさらに不活性ガスを増量することで、不活性ガスのみによる搬送を選択する。
【００３６】
これに対し、比較的着火温度の高い炭素含有固体燃料の場合には、図示しない制御部からの指令により、酸素濃度調整流路３０から酸素濃度調整ガスを供給するように流路切替弁６０を操作し、ビン６及びホッパ７から搬送してきた不活性ガスに対して所望の酸素濃度となるように酸素ガス調整ガスを混合する。
この結果、炭素含有固体燃料に搬送ガスは、コンバスタバーナ３の上流側で炭素含有固体燃料の性状に合わせて選択切替でき、しかも、酸素濃度の調整も可能になるので、性状の異なる多種の燃料変更にも柔軟に対応できる。
【００３７】
上述したように、本実施形態のガス化炉１Ａは、炭素含有固体燃料の性状に応じた流量の酸素濃度調整ガスを、炭素含有固体燃料を燃焼させて高温ガスを得るコンバスタバーナ３と燃料遮断装置２０との間から燃料供給系統に供給して混合させる燃料投入方法が可能となる。
このような燃料投入方法により、不活性ガスに搬送された炭素固体燃料ガスの流れに、炭素含有固体燃料の性状に応じて適切な量の酸素濃度調整ガス（酸素含油ガス）を混合してコンバスタバーナ３で燃焼させることが可能になる。
【００３８】
コンバスタバーナ３の上流側で酸素濃度調整ガスが混合された炭素含有固体燃料は、炭素含有固体燃料とガス化剤との混合がバーナから炉内へ投入される前の段階でも行われ、しかも、炭素含有固体燃料の性状に最適な酸素濃度にしてコンバスタバーナ３まで搬送される。このため、特に難燃性の炭素含有固体燃料になるほど良好な燃焼性が得られ、コンバスタ２の炉内における着火や燃焼性の向上が顕著となる。
【００３９】
このように、上述した本実施形態によれば、加圧下で炭素含有固体燃料の燃焼を伴うガス化炉１Ａ，１Ｂにおいて、搬送ガスに対する酸素濃度調整ガスの混合比をコンバスタバーナ３の上流側で調整可能となるので、コンバスタバーナ３から炉内へ投入する炭素含有固体燃料を搬送する不活性ガスに対し、燃料の性状に応じた最適の酸素量を事前に混合して着火性及び燃焼性を向上させることができる。すなわち、炭素含有固体燃料の粒子が着火するための条件である「酸素含有ガスとの混合」について、炭素含有固体燃料がコンバスタバーナ３から噴出した後に進行させるだけでなく、炭素含有固体燃料の性状に応じてコンバスタバーナ３の上流側でも進行させることで、良好な燃焼性を得ることができる。
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、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】
【００４０】
１，１Ａ，１Ｂ    ガス化炉
２    コンバスタ
３    コンバスタバーナ
４    リダクタ
５    リダクタバーナ
６    ビン
７    ホッパ
８    チャーバーナ
１０    燃料供給流路（燃料供給系統）
１１    コンバスタ側流路（燃料供給系統）
２０    燃料遮断装置
３０    酸素濃度調整流路
４０    流量制御部
５０    固体燃料逆流防止部
６０    流路切替弁（流路切替手段）
７０    不活性ガス供給流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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