循環流動層式円筒胴ガス化方法及び装置
【課題】構造材料の使用量を少なくし、熱応力を集中させにくくし、最小限の設置面積で大型化にも対応し、耐火物の体積（重量）を抑えて工事施工費用削減を図り、又、表面積も小さくして放熱を少なくし、更に流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉から抜き出す際のシール構造を内部に設置し、断熱材の施工も簡略化することができる循環流動層式円筒胴ガス化方法及び装置を提供する。
【解決手段】竪型円筒胴としたガス化炉２の内部に上下複数段のガス化反応流動層部１４，１５を形成し、ガス化反応流動層部１４の中心部に原料と流動媒体とを導入し、原料と流動媒体がガス化反応流動層部１４，１５を順次通過しつつ流下していくようにし、ガス化反応流動層部１５の中心部から流動媒体と可燃性固形分を抜き出して燃焼炉５へ導入する。
【解決手段】竪型円筒胴としたガス化炉２の内部に上下複数段のガス化反応流動層部１４，１５を形成し、ガス化反応流動層部１４の中心部に原料と流動媒体とを導入し、原料と流動媒体がガス化反応流動層部１４，１５を順次通過しつつ流下していくようにし、ガス化反応流動層部１５の中心部から流動媒体と可燃性固形分を抜き出して燃焼炉５へ導入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環流動層式円筒胴ガス化方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃料として、石炭、バイオマス、廃プラスチック、或いは各種の含水廃棄物等の原料を用い、ガス化ガスを生成する循環流動層式ガス化装置の開発が進められている。
【０００３】
図５は従来の循環流動層式ガス化装置の一例を示すものであって、該循環流動層式ガス化装置は、前記原料が投入され且つガス化剤を兼ねる水蒸気等のガス化炉流動用ガスにより流動媒体（硅砂等）の流動層１を形成して前記原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成するガス化炉２と、該ガス化炉２で生成された可燃性固形分が流動媒体と共に抜出ループシール管３を介して導入され且つ空気又は酸素等の燃焼炉流動用ガスにより流動層４を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉５と、該燃焼炉５の燃焼排ガスを抜き出す排ガス配管６途中に設けられ且つ前記燃焼排ガスから流動媒体を分離し該分離した流動媒体を媒体流下管７を介して前記ガス化炉２に供給するサイクロン等の媒体分離装置８とを備えてなる構成を有している。
【０００４】
尚、図５中、９は前記原料をガス化炉２に投入する原料投入管、１０は前記ガス化炉２の底部に形成されたウインドボックス、１１は該ウインドボックス１０へ導入されるガス化炉流動用ガスをガス化炉２内部へ均一に吹き込んで流動層１を形成するための多数の散気ノズル１１ａを有する散気板、１２は前記燃焼炉５の底部に形成されたウインドボックス、１３は該ウインドボックス１２へ導入される燃焼炉流動用ガスを燃焼炉５内部へ均一に吹き込んで流動層４を形成するための多数の散気ノズル１３ａを有する散気板である。
【０００５】
前述の如き循環流動層式ガス化装置においては、通常運転時、ガス化炉２において、ガス化剤を兼ねる水蒸気等のガス化炉流動用ガスによりウインドボックス１０の散気板１１上に流動層１が形成されており、ここに原料投入管９から石炭等の原料を投入すると、該原料はガス化され、ガス化ガスと可燃性固形分とが生成され、前記ガス化炉２で生成された可燃性固形分は流動媒体と共に抜出ループシール管３を介し抜き出されて、前記燃焼炉流動用ガスによりウインドボックス１２の散気板１３上に流動層４が形成されている燃焼炉５へ導入され、該可燃性固形分の燃焼が行われ、該燃焼炉５からの燃焼排ガスは、排ガス配管６を介して媒体分離装置８へ導入され、該媒体分離装置８において、前記燃焼排ガスから流動媒体が分離され、該分離された流動媒体は媒体流下管７を介して前記ガス化炉２に戻され、循環される。
【０００６】
ここで、前記燃焼炉５で可燃性固形分の燃焼に伴い高温になった流動媒体が燃焼排ガスと共に排ガス配管６を通り前記媒体分離装置８で分離され、前記媒体流下管７を介してガス化炉２に供給されることにより、ガス化炉２の高温が保持されると共に、原料の熱分解によって生成したガスや、その残渣原料が水蒸気と反応することによって、水性ガス化反応［Ｃ＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2＋ＣＯ］や水素転換反応［ＣＯ＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2＋ＣＯ2］が起こり、Ｈ2やＣＯ等の可燃性のガス化ガスが生成される。
【０００７】
前記ガス化炉２で生成されたガス化ガスは、図示していないサイクロン等の媒体分離装置で煤塵等が分離除去された後、化学プラント或いはガスタービン等に供給される一方、前記媒体分離装置８で流動媒体が分離された燃焼排ガスは、排ガス処理設備へ送られる。
【０００８】
因みに、前記循環流動層式ガス化装置における通常運転中の熱量不足時、即ち前記ガス化炉２において原料のガス化のための充分な熱が得られないような場合には、前記ガス化炉２へ供給される原料と同じ石炭等の燃料が補助的に前記燃焼炉５へ投入されて燃焼が行われ、不足する熱を補うようになっている。又、前記循環流動層式ガス化装置における通常運転に到る前段階での循環予熱運転時には、前記ガス化炉２への原料の投入は行わずに、該ガス化炉２の底部から水蒸気の代わりに流動用の空気を供給した状態で、前記石炭等の燃料が予熱用として前記燃焼炉５へ投入されて燃焼が行われ、該燃焼炉５での燃料の燃焼に伴い高温になった流動媒体が燃焼排ガスと共に排ガス配管６を通り前記媒体分離装置８で分離され、前記媒体流下管７を介してガス化炉２に供給されることにより、循環流動層式ガス化装置の循環予熱が行われるようになっている。
【０００９】
尚、前述の如き循環流動層式ガス化装置と関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１１２８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述の如き従来の循環流動層式ガス化装置の場合、ガス化炉２は平板壁を組み合わせてなる直方体によって構成されているため、平板壁は強度的に弱いことから、該平板壁に補強を入れる必要があり、構造材料の使用量が多くなると共に、平板壁の端部の接続部（箱形の各コーナー部）には、熱応力が集中し易いという欠点を有していた。
【００１２】
又、前記平板壁を組み立ててなる直方体によって構成されているガス化炉２では、大型化するほど平板壁の表面積が大きくなり、補強部材の強度アップが必要になると共に、設置面積も広くする必要がある。又、前記平板壁は加圧運転には不向きである。
【００１３】
更に又、前記ガス化炉２を直方体構造とした場合、表面積が大きく耐火物の体積（重量）が大きくなり、工事施工費用が嵩む。
【００１４】
一方、前記流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉２から抜き出す際のシール構造としての抜出ループシール管３はガス化炉２の外部に設置されているため、放熱を防止するための断熱材の施工が複雑で容易ではないという弱点があった。
【００１５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、構造材料の使用量を少なくできると共に、熱応力を集中させにくくすることができ、最小限の設置面積で大型化にも対応し得、耐火物の体積（重量）を抑えて工事施工費用削減を図ることができ、又、表面積も小さくなるので放熱は少なく、更に流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉から抜き出す際のシール構造をガス化炉内部に設置し得、放熱を防止するための断熱材の施工も簡略化し得る循環流動層式円筒胴ガス化方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、竪型の円筒胴としたガス化炉でガス化炉流動用ガスにより流動媒体の流動層を形成して投入される原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成し、該ガス化炉で生成されたガス化ガスを取り出す一方、前記ガス化炉で生成された可燃性固形分を流動媒体と共に燃焼炉へ導入し且つ該燃焼炉で燃焼炉流動用ガスにより流動層を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行いつつ該燃焼炉の燃焼排ガスから媒体分離装置で流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記ガス化炉に戻す循環流動層式円筒胴ガス化方法であって、
前記竪型の円筒胴としたガス化炉の内部に上下複数段のガス化反応流動層部を形成し、最上段に位置するガス化反応流動層部の中心部に対し、原料と前記媒体分離装置で分離された流動媒体とを導入し、該原料及び流動媒体が各ガス化反応流動層部を順次通過しつつ流下していくようにし、最下段に位置するガス化反応流動層部の中心部から前記流動媒体及び可燃性固形分を抜き出して燃焼炉へ導入することを特徴とする循環流動層式円筒胴ガス化方法にかかるものである。
【００１７】
又、本発明は、ガス化炉流動用ガスにより流動媒体の流動層を形成して投入される原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成する竪型の円筒胴としたガス化炉と、該ガス化炉で生成された可燃性固形分が流動媒体と共に導入され且つ燃焼炉流動用ガスにより流動層を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉と、該燃焼炉の燃焼排ガスから流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記ガス化炉に戻す媒体分離装置とを備えた循環流動層式円筒胴ガス化装置であって、
前記竪型の円筒胴としたガス化炉の内部に形成され且つ前記原料及び流動媒体が順次通過しつつ流下していくようにした上下複数段のガス化反応流動層部と、
該上下複数段のガス化反応流動層部のうち最上段に位置するガス化反応流動層部の中心部に対し前記媒体分離装置で分離された流動媒体を戻す媒体流下管と、
前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部に対し前記原料を投入する原料投入管と、
最下段に位置するガス化反応流動層部の中心部から流動媒体及び可燃性固形分を抜き出して前記燃焼炉へ導入する抜出管と
を備えたことを特徴とする循環流動層式円筒胴ガス化装置にかかるものである。
【００１８】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１９】
ガス化炉を竪型の円筒胴としたことにより、従来のように平板壁を組み合わせてなる直方体によってガス化炉を構成するのに比べ、補強部材の必要はなく円筒胴の胴板は薄板で良く、構造材料の使用量が少なくなると共に、円筒胴には箱形のようなコーナー部が存在しないことから、熱応力が集中しにくくなる。
【００２０】
又、前記竪型の円筒胴としたガス化炉は、大型化しても従来の直方体のガス化炉に比べ表面積が小さく抑えられ、補強部材が不要になると共に、前記竪型の円筒胴としたガス化炉の内部にガス化反応流動層部を上下複数段に形成することにより、設置面積は広くしなくて済み、又、表面積を小さくできるので、放熱も相対的に小さくなる。
【００２１】
更に又、前記竪型の円筒胴としたガス化炉は、従来のようにガス化炉を直方体構造とした場合に比べ、表面積が小さく耐火物の体積（重量）が抑えられ、工事施工費用を削減することが可能となる。
【００２２】
前記循環流動層式円筒胴ガス化装置においては、前記原料投入管に、前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部における円周方向へ原料を均一に分配投入する原料分配器を設けることが、原料を竪型の円筒胴としたガス化炉のガス化反応流動層部全体に均一に行き渡らせる上で好ましい。
【００２３】
前記原料分配器は、
上端が開放されて前記原料投入管から原料が投入され且つ下端が閉塞された分配円筒体と、
該分配円筒体の中心部に配置される中央分配部材と、
該中央分配部材が配置された分配円筒体の内部にその円周方向へ仕切板によって複数分割され且つ前記分配円筒体の円周方向へ互いに１８０°位相が異なるよう形成される導入室及び排出室と、
前記中央分配部材に穿設され且つ前記導入室の原料を１８０°位相の異なる側の排出室へ導く連通孔と、
前記分配円筒体の排出室下端に基端が接続され且つ先端が前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部上方周方向均等箇所に延びる複数本の分配投入管と
を備え、
前記原料投入管から分配円筒体の円周方向所要範囲に隣接する導入室と排出室に投入される原料を、該排出室に接続された分配投入管からそのまま前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部上方に投入すると共に、前記導入室に連通孔を介して連通される１８０°位相の異なる側の排出室に接続された分配投入管から前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部上方に投入するよう構成することができる。
【００２４】
前記最下段に位置するガス化反応流動層部の中心部に、上端を閉塞した円筒シール部材を、前記抜出管の上方及び外周を覆うように配設することができ、このようにすると、流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉から抜き出す際のシール構造として従来のように抜出ループシール管をガス化炉の外部に設置しなくて済み、外部への放熱を抑制可能になると共に、放熱を防止するための断熱材の施工が簡略化可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の循環流動層式円筒胴ガス化方法及び装置によれば、構造材料の使用量を少なくできると共に、熱応力を集中させにくくすることができ、最小限の設置面積で大型化にも対応し得、耐火物の体積（重量）を抑えて工事施工費用削減を図ることができ、又、表面積も小さくなるので放熱は少なく、更に流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉から抜き出す際のシール構造をガス化炉内部に設置し得、放熱を防止するための断熱材の施工も簡略化し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例におけるガス化炉を示す概要構成図である。
【図２】本発明の実施例におけるガス化炉の原料分配器を示す断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】従来の循環流動層式ガス化装置の一例を示す全体概要構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２８】
図１〜図４は本発明の実施例であって、図中、図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図５に示す従来のものと同様であるが、本実施例の特徴とするところは、図１〜図４に示す如く、ガス化炉２を竪型の円筒胴とし、その内部に上下複数段（図１の例では二段）のガス化反応流動層部１４，１５を形成し、最上段（上段）に位置するガス化反応流動層部１４の中心部に対し、原料と媒体分離装置８で分離された流動媒体とを導入し、該原料及び流動媒体が各ガス化反応流動層部１４，１５を順次通過しつつ流下していくようにし、最下段（下段）に位置するガス化反応流動層部１５の中心部から前記流動媒体及び可燃性固形分を抜き出して燃焼炉５へ導入するよう構成した点にある。
【００２９】
本実施例の場合、前記上段に位置するガス化反応流動層部１４は、竪型の円筒胴としたガス化炉２内上部に、該ガス化炉２の内径より所要寸法だけ小径の円盤状に形成したウインドボックス１０を配設し、該ウインドボックス１０の上に外筒堰１４ａを立ち上げ、該外筒堰１４ａの内側に、流動媒体が底部の間隙から流通可能な外側内筒仕切１４ｂと、流動媒体が上端縁から乗り越えるように流通可能な内側内筒仕切１４ｃとを配設してなる構成を有しており、前記下段に位置するガス化反応流動層部１５は、竪型の円筒胴としたガス化炉２内底部に、多数の散気ノズル１１ａを有する散気板１１を設置することによりウインドボックス１０を形成し、該ウインドボックス１０の上に、前記内側内筒仕切１４ｃと同様に流動媒体が上端縁から乗り越えるように流通可能な内筒仕切１５ｃを配設してなる構成を有している。
【００３０】
又、前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の中心部には、前記媒体分離装置８で分離された流動媒体を戻す媒体流下管７を配設すると共に、該媒体流下管７の外周部に、上端開口部が擂鉢上に拡がる原料投入筒体１６を同芯状に配設し、該原料投入筒体１６と前記媒体流下管７との間に原料を原料投入管９から投入できるようにしてあり、前記下段に位置するガス化反応流動層部１５の中心部には、流動媒体及び可燃性固形分を抜き出して燃焼炉５へ導入する抜出管１７を配設すると共に、上端を閉塞した円筒シール部材１８を、前記抜出管１７の上方及び外周を覆うように配設してある。
【００３１】
更に又、前記原料投入管９には、前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部における円周方向へ原料を均一に分配投入する原料分配器１９を設けてある。
【００３２】
そして、前記原料分配器１９は、図２〜図４に示す如く、上端が開放されて前記原料投入管９から原料が投入され且つ下端が閉塞された分配円筒体２０の中心部に、中央分配部材２１を配置し、該中央分配部材２１が配置された分配円筒体２０の内部に、その円周方向へ仕切板２２によって複数（図３の例ではそれぞれ四個ずつで計八個）分割される導入室２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ及び排出室２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを、前記分配円筒体２０の円周方向へ互いに１８０°位相が異なるよう形成し、前記中央分配部材２１に、前記導入室２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの原料を１８０°位相の異なる側の排出室２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄへ導く連通孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを穿設し、前記分配円筒体２０の排出室２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ下端に、先端が前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部上方周方向均等箇所における原料投入筒体１６内に延びる複数本（図３及び図４の例では四本）の分配投入管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの基端を接続するよう構成してある。
【００３３】
次に、上記実施例の作用を説明する。
【００３４】
通常運転時、竪型の円筒胴としたガス化炉２の上段に位置するガス化反応流動層部１４と下段に位置するガス化反応流動層部１５においては、ガス化剤を兼ねる水蒸気等のガス化炉流動用ガスによりウインドボックス１０の散気板１１上に流動層１が形成されており、前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の中心部の媒体流下管７の外周部に同芯状に配設された原料投入筒体１６内に原料投入管９から石炭等の原料を投入すると、該原料は、図１の矢印で示す如く、流通流動媒体と一緒に内側内筒仕切１４ｃ内底部から上昇し、該内側内筒仕切１４ｃの上端縁を乗り越えた後、下降しつつ外側内筒仕切１４ｂの底部の間隙から外周側へ向かい、外筒堰１４ａの上端縁からオーバーフローして下段に位置するガス化反応流動層部１５の外周部に落下し、流動化を続けながら内周側へ移動し内筒仕切１５ｃの上端縁を乗り越え、円筒シール部材１８の底部の間隙からその内部へ入り込んで上昇し、この流通の間に、前記原料の水蒸気ガス化が進行し、ガス化ガスと可燃性固形分とが生成され、該ガス化ガスは、図示していないサイクロン等の媒体分離装置で煤塵等が分離除去された後、化学プラント或いはガスタービン等に供給される一方、前記可燃性固形分は流動媒体と共に抜出管１７の上端から抜き出されて、燃焼炉５（図５参照）へ導入され、該可燃性固形分の燃焼が行われ、該燃焼炉５からの燃焼排ガスは、排ガス配管６（図５参照）を介して媒体分離装置８（図５参照）へ導入され、該媒体分離装置８において、前記燃焼排ガスから流動媒体が分離され、該分離された流動媒体は媒体流下管７を介して前記ガス化炉２の上段に位置するガス化反応流動層部１４に戻され、循環される。
【００３５】
このように、前記ガス化炉２を竪型の円筒胴としたことにより、従来のように平板壁を組み合わせてなる直方体によってガス化炉２を構成するのに比べ、補強部材の必要はなく円筒胴の胴板は薄板で良く、構造材料の使用量が少なくなると共に、円筒胴には箱形のようなコーナー部が存在しないことから、熱応力が集中しにくくなる。
【００３６】
又、前記竪型の円筒胴としたガス化炉２は、大型化しても従来の直方体のガス化炉２に比べ表面積が小さく抑えられ、補強部材が不要になると共に、前記竪型の円筒胴としたガス化炉２の内部にガス化反応流動層部１４，１５を上下複数段に形成することにより、設置面積は広くしなくて済み、又、表面積を小さくできるので、放熱も相対的に小さくなる。
【００３７】
更に又、前記竪型の円筒胴としたガス化炉２は、従来のようにガス化炉２を直方体構造とした場合に比べ、表面積が小さく耐火物の体積（重量）が抑えられ、工事施工費用を削減することが可能となる。
【００３８】
一方、仮に、前記原料投入管９から単に原料を原料投入筒体１６の円周方向一箇所に投入した場合、前記上段に位置するガス化反応流動層部１４全体に原料が均一に行き渡らなくなる可能性があるが、前記原料投入管９には、前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部における円周方向へ原料を均一に分配投入する原料分配器１９を設けてあるため、原料は竪型の円筒胴としたガス化炉２のガス化反応流動層部１４全体に均一に行き渡らせることが可能となる。
【００３９】
因みに、図２〜図４に示す如く、前記原料投入管９から原料が、原料分配器１９の分配円筒体２０の円周方向に均一とならずに、例えば、その円周方向所要範囲に隣接する導入室２３ａと排出室２４ｃ並びに導入室２３ｂと排出室２４ｄ（即ち、図３において分配円筒体２０の半円弧状となる領域）に投入されたとしても、前記原料は、前記排出室２４ｃ（２４ｄ）に接続された分配投入管２５ｃ（２５ｄ）からそのまま前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部上方における原料投入筒体１６内に投入されると共に、前記導入室２３ａ（２３ｂ）に連通孔２１ａ（２１ｂ）を介して連通される１８０°位相の異なる側の排出室２４ａ（２４ｂ）に接続された分配投入管２５ａ（２５ｂ）から前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部上方における原料投入筒体１６内に投入されるため、原料が前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部における円周方向へ偏って投入される心配はない。
【００４０】
同様に、前記原料投入管９から原料が、原料分配器１９の分配円筒体２０の円周方向に均一とならずに、例えば、その円周方向所要範囲に隣接する導入室２３ｄと排出室２４ａ並びに導入室２３ｂ，２３ｃ（即ち、図３において分配円筒体２０の半円弧状となる領域）に投入されたとしても、前記原料は、前記排出室２４ａに接続された分配投入管２５ａからそのまま前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部上方における原料投入筒体１６内に投入されると共に、前記導入室２３ｄ（２３ｂ，２３ｃ）に連通孔２１ｄ（２１ｂ，２１ｃ）を介して連通される１８０°位相の異なる側の排出室２４ｄ（２４ｂ，２４ｃ）に接続された分配投入管２５ｄ（２５ｂ，２５ｃ）から前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部上方における原料投入筒体１６内に投入されるため、原料が前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部における円周方向へ偏って投入される心配はない。
【００４１】
即ち、前記原料は原料投入管９から必ずしもその円周方向へ均等に落下するとは限らず、むしろ偏って落下すると思われるが、前記原料分配器１９の導入室２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと排出室２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄとを連通孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄによって連通してあるため、例えば、仮に、導入室２３ｃに原料が多く落下し排出室２４ｃに原料が少なく落下したとしても、これらの原料は連通孔２１ｃを介して合流し分配投入管２５ｃから排出され、同様のことがそれ以外の導入室及び排出室でも起こる形となるので、その結果、先端が前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部上方周方向均等箇所における原料投入筒体１６内に延びる分配投入管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄからの排出量が平均化されることとなる。
【００４２】
尚、前記原料分配器１９の中央分配部材２１が配置された分配円筒体２０の導入室及び排出室の分割個数は、図３の例に示すようにそれぞれ四個ずつで計八個に限らず、それぞれ三個ずつで計六個としたり、或いはそれぞれ五個ずつで計十個としたりすることも可能である。
【００４３】
又、前記下段に位置するガス化反応流動層部１５の中心部には、上端を閉塞した円筒シール部材１８を、前記抜出管１７の上方及び外周を覆うように配設してあるため、流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉２から抜き出す際のシール構造として従来のように抜出ループシール管３（図５参照）をガス化炉２の外部に設置しなくて済み、外部への放熱を抑制可能になると共に、放熱を防止するための断熱材の施工が簡略化可能となる。
【００４４】
こうして、構造材料の使用量を少なくできると共に、熱応力を集中させにくくすることができ、最小限の設置面積で大型化にも対応し得、耐火物の体積（重量）を抑えて工事施工費用削減を図ることができ、又、表面積も小さくなるので放熱は少なく、更に流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉２から抜き出す際のシール構造をガス化炉２内部に設置し得、放熱を防止するための断熱材の施工も簡略化し得る。
【００４５】
尚、本発明の循環流動層式円筒胴ガス化方法及び装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 流動層
２ ガス化炉
４ 流動層
５ 燃焼炉
７ 媒体流下管
８ 媒体分離装置
９ 原料投入管
１４ ガス化反応流動層部
１４ａ 外筒堰
１４ｂ 外側内筒仕切
１４ｃ 内側内筒仕切
１５ ガス化反応流動層部
１５ｃ 内筒仕切
１６ 原料投入筒体
１７ 抜出管
１８ 円筒シール部材
１９ 原料分配器
２０ 分配円筒体
２１ 中央分配部材
２１ａ 連通孔
２１ｂ 連通孔
２１ｃ 連通孔
２１ｄ 連通孔
２２ 仕切板
２３ａ 導入室
２３ｂ 導入室
２３ｃ 導入室
２３ｄ 導入室
２４ａ 排出室
２４ｂ 排出室
２４ｃ 排出室
２４ｄ 排出室
２５ａ 分配投入管
２５ｂ 分配投入管
２５ｃ 分配投入管
２５ｄ 分配投入管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環流動層式円筒胴ガス化方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃料として、石炭、バイオマス、廃プラスチック、或いは各種の含水廃棄物等の原料を用い、ガス化ガスを生成する循環流動層式ガス化装置の開発が進められている。
【０００３】
図５は従来の循環流動層式ガス化装置の一例を示すものであって、該循環流動層式ガス化装置は、前記原料が投入され且つガス化剤を兼ねる水蒸気等のガス化炉流動用ガスにより流動媒体（硅砂等）の流動層１を形成して前記原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成するガス化炉２と、該ガス化炉２で生成された可燃性固形分が流動媒体と共に抜出ループシール管３を介して導入され且つ空気又は酸素等の燃焼炉流動用ガスにより流動層４を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉５と、該燃焼炉５の燃焼排ガスを抜き出す排ガス配管６途中に設けられ且つ前記燃焼排ガスから流動媒体を分離し該分離した流動媒体を媒体流下管７を介して前記ガス化炉２に供給するサイクロン等の媒体分離装置８とを備えてなる構成を有している。
【０００４】
尚、図５中、９は前記原料をガス化炉２に投入する原料投入管、１０は前記ガス化炉２の底部に形成されたウインドボックス、１１は該ウインドボックス１０へ導入されるガス化炉流動用ガスをガス化炉２内部へ均一に吹き込んで流動層１を形成するための多数の散気ノズル１１ａを有する散気板、１２は前記燃焼炉５の底部に形成されたウインドボックス、１３は該ウインドボックス１２へ導入される燃焼炉流動用ガスを燃焼炉５内部へ均一に吹き込んで流動層４を形成するための多数の散気ノズル１３ａを有する散気板である。
【０００５】
前述の如き循環流動層式ガス化装置においては、通常運転時、ガス化炉２において、ガス化剤を兼ねる水蒸気等のガス化炉流動用ガスによりウインドボックス１０の散気板１１上に流動層１が形成されており、ここに原料投入管９から石炭等の原料を投入すると、該原料はガス化され、ガス化ガスと可燃性固形分とが生成され、前記ガス化炉２で生成された可燃性固形分は流動媒体と共に抜出ループシール管３を介し抜き出されて、前記燃焼炉流動用ガスによりウインドボックス１２の散気板１３上に流動層４が形成されている燃焼炉５へ導入され、該可燃性固形分の燃焼が行われ、該燃焼炉５からの燃焼排ガスは、排ガス配管６を介して媒体分離装置８へ導入され、該媒体分離装置８において、前記燃焼排ガスから流動媒体が分離され、該分離された流動媒体は媒体流下管７を介して前記ガス化炉２に戻され、循環される。
【０００６】
ここで、前記燃焼炉５で可燃性固形分の燃焼に伴い高温になった流動媒体が燃焼排ガスと共に排ガス配管６を通り前記媒体分離装置８で分離され、前記媒体流下管７を介してガス化炉２に供給されることにより、ガス化炉２の高温が保持されると共に、原料の熱分解によって生成したガスや、その残渣原料が水蒸気と反応することによって、水性ガス化反応［Ｃ＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2＋ＣＯ］や水素転換反応［ＣＯ＋Ｈ2Ｏ＝Ｈ2＋ＣＯ2］が起こり、Ｈ2やＣＯ等の可燃性のガス化ガスが生成される。
【０００７】
前記ガス化炉２で生成されたガス化ガスは、図示していないサイクロン等の媒体分離装置で煤塵等が分離除去された後、化学プラント或いはガスタービン等に供給される一方、前記媒体分離装置８で流動媒体が分離された燃焼排ガスは、排ガス処理設備へ送られる。
【０００８】
因みに、前記循環流動層式ガス化装置における通常運転中の熱量不足時、即ち前記ガス化炉２において原料のガス化のための充分な熱が得られないような場合には、前記ガス化炉２へ供給される原料と同じ石炭等の燃料が補助的に前記燃焼炉５へ投入されて燃焼が行われ、不足する熱を補うようになっている。又、前記循環流動層式ガス化装置における通常運転に到る前段階での循環予熱運転時には、前記ガス化炉２への原料の投入は行わずに、該ガス化炉２の底部から水蒸気の代わりに流動用の空気を供給した状態で、前記石炭等の燃料が予熱用として前記燃焼炉５へ投入されて燃焼が行われ、該燃焼炉５での燃料の燃焼に伴い高温になった流動媒体が燃焼排ガスと共に排ガス配管６を通り前記媒体分離装置８で分離され、前記媒体流下管７を介してガス化炉２に供給されることにより、循環流動層式ガス化装置の循環予熱が行われるようになっている。
【０００９】
尚、前述の如き循環流動層式ガス化装置と関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１１２８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前述の如き従来の循環流動層式ガス化装置の場合、ガス化炉２は平板壁を組み合わせてなる直方体によって構成されているため、平板壁は強度的に弱いことから、該平板壁に補強を入れる必要があり、構造材料の使用量が多くなると共に、平板壁の端部の接続部（箱形の各コーナー部）には、熱応力が集中し易いという欠点を有していた。
【００１２】
又、前記平板壁を組み立ててなる直方体によって構成されているガス化炉２では、大型化するほど平板壁の表面積が大きくなり、補強部材の強度アップが必要になると共に、設置面積も広くする必要がある。又、前記平板壁は加圧運転には不向きである。
【００１３】
更に又、前記ガス化炉２を直方体構造とした場合、表面積が大きく耐火物の体積（重量）が大きくなり、工事施工費用が嵩む。
【００１４】
一方、前記流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉２から抜き出す際のシール構造としての抜出ループシール管３はガス化炉２の外部に設置されているため、放熱を防止するための断熱材の施工が複雑で容易ではないという弱点があった。
【００１５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、構造材料の使用量を少なくできると共に、熱応力を集中させにくくすることができ、最小限の設置面積で大型化にも対応し得、耐火物の体積（重量）を抑えて工事施工費用削減を図ることができ、又、表面積も小さくなるので放熱は少なく、更に流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉から抜き出す際のシール構造をガス化炉内部に設置し得、放熱を防止するための断熱材の施工も簡略化し得る循環流動層式円筒胴ガス化方法及び装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、竪型の円筒胴としたガス化炉でガス化炉流動用ガスにより流動媒体の流動層を形成して投入される原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成し、該ガス化炉で生成されたガス化ガスを取り出す一方、前記ガス化炉で生成された可燃性固形分を流動媒体と共に燃焼炉へ導入し且つ該燃焼炉で燃焼炉流動用ガスにより流動層を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行いつつ該燃焼炉の燃焼排ガスから媒体分離装置で流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記ガス化炉に戻す循環流動層式円筒胴ガス化方法であって、
前記竪型の円筒胴としたガス化炉の内部に上下複数段のガス化反応流動層部を形成し、最上段に位置するガス化反応流動層部の中心部に対し、原料と前記媒体分離装置で分離された流動媒体とを導入し、該原料及び流動媒体が各ガス化反応流動層部を順次通過しつつ流下していくようにし、最下段に位置するガス化反応流動層部の中心部から前記流動媒体及び可燃性固形分を抜き出して燃焼炉へ導入することを特徴とする循環流動層式円筒胴ガス化方法にかかるものである。
【００１７】
又、本発明は、ガス化炉流動用ガスにより流動媒体の流動層を形成して投入される原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成する竪型の円筒胴としたガス化炉と、該ガス化炉で生成された可燃性固形分が流動媒体と共に導入され且つ燃焼炉流動用ガスにより流動層を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉と、該燃焼炉の燃焼排ガスから流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記ガス化炉に戻す媒体分離装置とを備えた循環流動層式円筒胴ガス化装置であって、
前記竪型の円筒胴としたガス化炉の内部に形成され且つ前記原料及び流動媒体が順次通過しつつ流下していくようにした上下複数段のガス化反応流動層部と、
該上下複数段のガス化反応流動層部のうち最上段に位置するガス化反応流動層部の中心部に対し前記媒体分離装置で分離された流動媒体を戻す媒体流下管と、
前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部に対し前記原料を投入する原料投入管と、
最下段に位置するガス化反応流動層部の中心部から流動媒体及び可燃性固形分を抜き出して前記燃焼炉へ導入する抜出管と
を備えたことを特徴とする循環流動層式円筒胴ガス化装置にかかるものである。
【００１８】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１９】
ガス化炉を竪型の円筒胴としたことにより、従来のように平板壁を組み合わせてなる直方体によってガス化炉を構成するのに比べ、補強部材の必要はなく円筒胴の胴板は薄板で良く、構造材料の使用量が少なくなると共に、円筒胴には箱形のようなコーナー部が存在しないことから、熱応力が集中しにくくなる。
【００２０】
又、前記竪型の円筒胴としたガス化炉は、大型化しても従来の直方体のガス化炉に比べ表面積が小さく抑えられ、補強部材が不要になると共に、前記竪型の円筒胴としたガス化炉の内部にガス化反応流動層部を上下複数段に形成することにより、設置面積は広くしなくて済み、又、表面積を小さくできるので、放熱も相対的に小さくなる。
【００２１】
更に又、前記竪型の円筒胴としたガス化炉は、従来のようにガス化炉を直方体構造とした場合に比べ、表面積が小さく耐火物の体積（重量）が抑えられ、工事施工費用を削減することが可能となる。
【００２２】
前記循環流動層式円筒胴ガス化装置においては、前記原料投入管に、前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部における円周方向へ原料を均一に分配投入する原料分配器を設けることが、原料を竪型の円筒胴としたガス化炉のガス化反応流動層部全体に均一に行き渡らせる上で好ましい。
【００２３】
前記原料分配器は、
上端が開放されて前記原料投入管から原料が投入され且つ下端が閉塞された分配円筒体と、
該分配円筒体の中心部に配置される中央分配部材と、
該中央分配部材が配置された分配円筒体の内部にその円周方向へ仕切板によって複数分割され且つ前記分配円筒体の円周方向へ互いに１８０°位相が異なるよう形成される導入室及び排出室と、
前記中央分配部材に穿設され且つ前記導入室の原料を１８０°位相の異なる側の排出室へ導く連通孔と、
前記分配円筒体の排出室下端に基端が接続され且つ先端が前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部上方周方向均等箇所に延びる複数本の分配投入管と
を備え、
前記原料投入管から分配円筒体の円周方向所要範囲に隣接する導入室と排出室に投入される原料を、該排出室に接続された分配投入管からそのまま前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部上方に投入すると共に、前記導入室に連通孔を介して連通される１８０°位相の異なる側の排出室に接続された分配投入管から前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部上方に投入するよう構成することができる。
【００２４】
前記最下段に位置するガス化反応流動層部の中心部に、上端を閉塞した円筒シール部材を、前記抜出管の上方及び外周を覆うように配設することができ、このようにすると、流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉から抜き出す際のシール構造として従来のように抜出ループシール管をガス化炉の外部に設置しなくて済み、外部への放熱を抑制可能になると共に、放熱を防止するための断熱材の施工が簡略化可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の循環流動層式円筒胴ガス化方法及び装置によれば、構造材料の使用量を少なくできると共に、熱応力を集中させにくくすることができ、最小限の設置面積で大型化にも対応し得、耐火物の体積（重量）を抑えて工事施工費用削減を図ることができ、又、表面積も小さくなるので放熱は少なく、更に流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉から抜き出す際のシール構造をガス化炉内部に設置し得、放熱を防止するための断熱材の施工も簡略化し得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例におけるガス化炉を示す概要構成図である。
【図２】本発明の実施例におけるガス化炉の原料分配器を示す断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】従来の循環流動層式ガス化装置の一例を示す全体概要構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２８】
図１〜図４は本発明の実施例であって、図中、図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図５に示す従来のものと同様であるが、本実施例の特徴とするところは、図１〜図４に示す如く、ガス化炉２を竪型の円筒胴とし、その内部に上下複数段（図１の例では二段）のガス化反応流動層部１４，１５を形成し、最上段（上段）に位置するガス化反応流動層部１４の中心部に対し、原料と媒体分離装置８で分離された流動媒体とを導入し、該原料及び流動媒体が各ガス化反応流動層部１４，１５を順次通過しつつ流下していくようにし、最下段（下段）に位置するガス化反応流動層部１５の中心部から前記流動媒体及び可燃性固形分を抜き出して燃焼炉５へ導入するよう構成した点にある。
【００２９】
本実施例の場合、前記上段に位置するガス化反応流動層部１４は、竪型の円筒胴としたガス化炉２内上部に、該ガス化炉２の内径より所要寸法だけ小径の円盤状に形成したウインドボックス１０を配設し、該ウインドボックス１０の上に外筒堰１４ａを立ち上げ、該外筒堰１４ａの内側に、流動媒体が底部の間隙から流通可能な外側内筒仕切１４ｂと、流動媒体が上端縁から乗り越えるように流通可能な内側内筒仕切１４ｃとを配設してなる構成を有しており、前記下段に位置するガス化反応流動層部１５は、竪型の円筒胴としたガス化炉２内底部に、多数の散気ノズル１１ａを有する散気板１１を設置することによりウインドボックス１０を形成し、該ウインドボックス１０の上に、前記内側内筒仕切１４ｃと同様に流動媒体が上端縁から乗り越えるように流通可能な内筒仕切１５ｃを配設してなる構成を有している。
【００３０】
又、前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の中心部には、前記媒体分離装置８で分離された流動媒体を戻す媒体流下管７を配設すると共に、該媒体流下管７の外周部に、上端開口部が擂鉢上に拡がる原料投入筒体１６を同芯状に配設し、該原料投入筒体１６と前記媒体流下管７との間に原料を原料投入管９から投入できるようにしてあり、前記下段に位置するガス化反応流動層部１５の中心部には、流動媒体及び可燃性固形分を抜き出して燃焼炉５へ導入する抜出管１７を配設すると共に、上端を閉塞した円筒シール部材１８を、前記抜出管１７の上方及び外周を覆うように配設してある。
【００３１】
更に又、前記原料投入管９には、前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部における円周方向へ原料を均一に分配投入する原料分配器１９を設けてある。
【００３２】
そして、前記原料分配器１９は、図２〜図４に示す如く、上端が開放されて前記原料投入管９から原料が投入され且つ下端が閉塞された分配円筒体２０の中心部に、中央分配部材２１を配置し、該中央分配部材２１が配置された分配円筒体２０の内部に、その円周方向へ仕切板２２によって複数（図３の例ではそれぞれ四個ずつで計八個）分割される導入室２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ及び排出室２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを、前記分配円筒体２０の円周方向へ互いに１８０°位相が異なるよう形成し、前記中央分配部材２１に、前記導入室２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの原料を１８０°位相の異なる側の排出室２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄへ導く連通孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを穿設し、前記分配円筒体２０の排出室２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ下端に、先端が前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部上方周方向均等箇所における原料投入筒体１６内に延びる複数本（図３及び図４の例では四本）の分配投入管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの基端を接続するよう構成してある。
【００３３】
次に、上記実施例の作用を説明する。
【００３４】
通常運転時、竪型の円筒胴としたガス化炉２の上段に位置するガス化反応流動層部１４と下段に位置するガス化反応流動層部１５においては、ガス化剤を兼ねる水蒸気等のガス化炉流動用ガスによりウインドボックス１０の散気板１１上に流動層１が形成されており、前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の中心部の媒体流下管７の外周部に同芯状に配設された原料投入筒体１６内に原料投入管９から石炭等の原料を投入すると、該原料は、図１の矢印で示す如く、流通流動媒体と一緒に内側内筒仕切１４ｃ内底部から上昇し、該内側内筒仕切１４ｃの上端縁を乗り越えた後、下降しつつ外側内筒仕切１４ｂの底部の間隙から外周側へ向かい、外筒堰１４ａの上端縁からオーバーフローして下段に位置するガス化反応流動層部１５の外周部に落下し、流動化を続けながら内周側へ移動し内筒仕切１５ｃの上端縁を乗り越え、円筒シール部材１８の底部の間隙からその内部へ入り込んで上昇し、この流通の間に、前記原料の水蒸気ガス化が進行し、ガス化ガスと可燃性固形分とが生成され、該ガス化ガスは、図示していないサイクロン等の媒体分離装置で煤塵等が分離除去された後、化学プラント或いはガスタービン等に供給される一方、前記可燃性固形分は流動媒体と共に抜出管１７の上端から抜き出されて、燃焼炉５（図５参照）へ導入され、該可燃性固形分の燃焼が行われ、該燃焼炉５からの燃焼排ガスは、排ガス配管６（図５参照）を介して媒体分離装置８（図５参照）へ導入され、該媒体分離装置８において、前記燃焼排ガスから流動媒体が分離され、該分離された流動媒体は媒体流下管７を介して前記ガス化炉２の上段に位置するガス化反応流動層部１４に戻され、循環される。
【００３５】
このように、前記ガス化炉２を竪型の円筒胴としたことにより、従来のように平板壁を組み合わせてなる直方体によってガス化炉２を構成するのに比べ、補強部材の必要はなく円筒胴の胴板は薄板で良く、構造材料の使用量が少なくなると共に、円筒胴には箱形のようなコーナー部が存在しないことから、熱応力が集中しにくくなる。
【００３６】
又、前記竪型の円筒胴としたガス化炉２は、大型化しても従来の直方体のガス化炉２に比べ表面積が小さく抑えられ、補強部材が不要になると共に、前記竪型の円筒胴としたガス化炉２の内部にガス化反応流動層部１４，１５を上下複数段に形成することにより、設置面積は広くしなくて済み、又、表面積を小さくできるので、放熱も相対的に小さくなる。
【００３７】
更に又、前記竪型の円筒胴としたガス化炉２は、従来のようにガス化炉２を直方体構造とした場合に比べ、表面積が小さく耐火物の体積（重量）が抑えられ、工事施工費用を削減することが可能となる。
【００３８】
一方、仮に、前記原料投入管９から単に原料を原料投入筒体１６の円周方向一箇所に投入した場合、前記上段に位置するガス化反応流動層部１４全体に原料が均一に行き渡らなくなる可能性があるが、前記原料投入管９には、前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部における円周方向へ原料を均一に分配投入する原料分配器１９を設けてあるため、原料は竪型の円筒胴としたガス化炉２のガス化反応流動層部１４全体に均一に行き渡らせることが可能となる。
【００３９】
因みに、図２〜図４に示す如く、前記原料投入管９から原料が、原料分配器１９の分配円筒体２０の円周方向に均一とならずに、例えば、その円周方向所要範囲に隣接する導入室２３ａと排出室２４ｃ並びに導入室２３ｂと排出室２４ｄ（即ち、図３において分配円筒体２０の半円弧状となる領域）に投入されたとしても、前記原料は、前記排出室２４ｃ（２４ｄ）に接続された分配投入管２５ｃ（２５ｄ）からそのまま前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部上方における原料投入筒体１６内に投入されると共に、前記導入室２３ａ（２３ｂ）に連通孔２１ａ（２１ｂ）を介して連通される１８０°位相の異なる側の排出室２４ａ（２４ｂ）に接続された分配投入管２５ａ（２５ｂ）から前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部上方における原料投入筒体１６内に投入されるため、原料が前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部における円周方向へ偏って投入される心配はない。
【００４０】
同様に、前記原料投入管９から原料が、原料分配器１９の分配円筒体２０の円周方向に均一とならずに、例えば、その円周方向所要範囲に隣接する導入室２３ｄと排出室２４ａ並びに導入室２３ｂ，２３ｃ（即ち、図３において分配円筒体２０の半円弧状となる領域）に投入されたとしても、前記原料は、前記排出室２４ａに接続された分配投入管２５ａからそのまま前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部上方における原料投入筒体１６内に投入されると共に、前記導入室２３ｄ（２３ｂ，２３ｃ）に連通孔２１ｄ（２１ｂ，２１ｃ）を介して連通される１８０°位相の異なる側の排出室２４ｄ（２４ｂ，２４ｃ）に接続された分配投入管２５ｄ（２５ｂ，２５ｃ）から前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部上方における原料投入筒体１６内に投入されるため、原料が前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部における円周方向へ偏って投入される心配はない。
【００４１】
即ち、前記原料は原料投入管９から必ずしもその円周方向へ均等に落下するとは限らず、むしろ偏って落下すると思われるが、前記原料分配器１９の導入室２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄと排出室２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄとを連通孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄによって連通してあるため、例えば、仮に、導入室２３ｃに原料が多く落下し排出室２４ｃに原料が少なく落下したとしても、これらの原料は連通孔２１ｃを介して合流し分配投入管２５ｃから排出され、同様のことがそれ以外の導入室及び排出室でも起こる形となるので、その結果、先端が前記上段に位置するガス化反応流動層部１４の媒体流下管７の外周部上方周方向均等箇所における原料投入筒体１６内に延びる分配投入管２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄからの排出量が平均化されることとなる。
【００４２】
尚、前記原料分配器１９の中央分配部材２１が配置された分配円筒体２０の導入室及び排出室の分割個数は、図３の例に示すようにそれぞれ四個ずつで計八個に限らず、それぞれ三個ずつで計六個としたり、或いはそれぞれ五個ずつで計十個としたりすることも可能である。
【００４３】
又、前記下段に位置するガス化反応流動層部１５の中心部には、上端を閉塞した円筒シール部材１８を、前記抜出管１７の上方及び外周を覆うように配設してあるため、流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉２から抜き出す際のシール構造として従来のように抜出ループシール管３（図５参照）をガス化炉２の外部に設置しなくて済み、外部への放熱を抑制可能になると共に、放熱を防止するための断熱材の施工が簡略化可能となる。
【００４４】
こうして、構造材料の使用量を少なくできると共に、熱応力を集中させにくくすることができ、最小限の設置面積で大型化にも対応し得、耐火物の体積（重量）を抑えて工事施工費用削減を図ることができ、又、表面積も小さくなるので放熱は少なく、更に流動媒体及び可燃性固形分をガス化炉２から抜き出す際のシール構造をガス化炉２内部に設置し得、放熱を防止するための断熱材の施工も簡略化し得る。
【００４５】
尚、本発明の循環流動層式円筒胴ガス化方法及び装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 流動層
２ ガス化炉
４ 流動層
５ 燃焼炉
７ 媒体流下管
８ 媒体分離装置
９ 原料投入管
１４ ガス化反応流動層部
１４ａ 外筒堰
１４ｂ 外側内筒仕切
１４ｃ 内側内筒仕切
１５ ガス化反応流動層部
１５ｃ 内筒仕切
１６ 原料投入筒体
１７ 抜出管
１８ 円筒シール部材
１９ 原料分配器
２０ 分配円筒体
２１ 中央分配部材
２１ａ 連通孔
２１ｂ 連通孔
２１ｃ 連通孔
２１ｄ 連通孔
２２ 仕切板
２３ａ 導入室
２３ｂ 導入室
２３ｃ 導入室
２３ｄ 導入室
２４ａ 排出室
２４ｂ 排出室
２４ｃ 排出室
２４ｄ 排出室
２５ａ 分配投入管
２５ｂ 分配投入管
２５ｃ 分配投入管
２５ｄ 分配投入管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
竪型の円筒胴としたガス化炉でガス化炉流動用ガスにより流動媒体の流動層を形成して投入される原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成し、該ガス化炉で生成されたガス化ガスを取り出す一方、前記ガス化炉で生成された可燃性固形分を流動媒体と共に燃焼炉へ導入し且つ該燃焼炉で燃焼炉流動用ガスにより流動層を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行いつつ該燃焼炉の燃焼排ガスから媒体分離装置で流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記ガス化炉に戻す循環流動層式円筒胴ガス化方法であって、
前記竪型の円筒胴としたガス化炉の内部に上下複数段のガス化反応流動層部を形成し、最上段に位置するガス化反応流動層部の中心部に対し、原料と前記媒体分離装置で分離された流動媒体とを導入し、該原料及び流動媒体が各ガス化反応流動層部を順次通過しつつ流下していくようにし、最下段に位置するガス化反応流動層部の中心部から前記流動媒体及び可燃性固形分を抜き出して燃焼炉へ導入することを特徴とする循環流動層式円筒胴ガス化方法。
【請求項２】
ガス化炉流動用ガスにより流動媒体の流動層を形成して投入される原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成する竪型の円筒胴としたガス化炉と、該ガス化炉で生成された可燃性固形分が流動媒体と共に導入され且つ燃焼炉流動用ガスにより流動層を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉と、該燃焼炉の燃焼排ガスから流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記ガス化炉に戻す媒体分離装置とを備えた循環流動層式円筒胴ガス化装置であって、
前記竪型の円筒胴としたガス化炉の内部に形成され且つ前記原料及び流動媒体が順次通過しつつ流下していくようにした上下複数段のガス化反応流動層部と、
該上下複数段のガス化反応流動層部のうち最上段に位置するガス化反応流動層部の中心部に対し前記媒体分離装置で分離された流動媒体を戻す媒体流下管と、
前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部に対し前記原料を投入する原料投入管と、
最下段に位置するガス化反応流動層部の中心部から流動媒体及び可燃性固形分を抜き出して前記燃焼炉へ導入する抜出管と
を備えたことを特徴とする循環流動層式円筒胴ガス化装置。
【請求項３】
前記原料投入管に、前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部における円周方向へ原料を均一に分配投入する原料分配器を設けた請求項２記載の循環流動層式円筒胴ガス化装置。
【請求項４】
前記原料分配器は、
上端が開放されて前記原料投入管から原料が投入され且つ下端が閉塞された分配円筒体と、
該分配円筒体の中心部に配置される中央分配部材と、
該中央分配部材が配置された分配円筒体の内部にその円周方向へ仕切板によって複数分割され且つ前記分配円筒体の円周方向へ互いに１８０°位相が異なるよう形成される導入室及び排出室と、
前記中央分配部材に穿設され且つ前記導入室の原料を１８０°位相の異なる側の排出室へ導く連通孔と、
前記分配円筒体の排出室下端に基端が接続され且つ先端が前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部上方周方向均等箇所に延びる複数本の分配投入管と
を備え、
前記原料投入管から分配円筒体の円周方向所要範囲に隣接する導入室と排出室に投入される原料を、該排出室に接続された分配投入管からそのまま前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部上方に投入すると共に、前記導入室に連通孔を介して連通される１８０°位相の異なる側の排出室に接続された分配投入管から前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部上方に投入するよう構成した請求項３記載の循環流動層式円筒胴ガス化装置。
【請求項５】
前記最下段に位置するガス化反応流動層部の中心部に、上端を閉塞した円筒シール部材を、前記抜出管の上方及び外周を覆うように配設した請求項２〜４のいずれか一つに記載の循環流動層式円筒胴ガス化装置。
【請求項１】
竪型の円筒胴としたガス化炉でガス化炉流動用ガスにより流動媒体の流動層を形成して投入される原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成し、該ガス化炉で生成されたガス化ガスを取り出す一方、前記ガス化炉で生成された可燃性固形分を流動媒体と共に燃焼炉へ導入し且つ該燃焼炉で燃焼炉流動用ガスにより流動層を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行いつつ該燃焼炉の燃焼排ガスから媒体分離装置で流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記ガス化炉に戻す循環流動層式円筒胴ガス化方法であって、
前記竪型の円筒胴としたガス化炉の内部に上下複数段のガス化反応流動層部を形成し、最上段に位置するガス化反応流動層部の中心部に対し、原料と前記媒体分離装置で分離された流動媒体とを導入し、該原料及び流動媒体が各ガス化反応流動層部を順次通過しつつ流下していくようにし、最下段に位置するガス化反応流動層部の中心部から前記流動媒体及び可燃性固形分を抜き出して燃焼炉へ導入することを特徴とする循環流動層式円筒胴ガス化方法。
【請求項２】
ガス化炉流動用ガスにより流動媒体の流動層を形成して投入される原料のガス化を行いガス化ガスと可燃性固形分とを生成する竪型の円筒胴としたガス化炉と、該ガス化炉で生成された可燃性固形分が流動媒体と共に導入され且つ燃焼炉流動用ガスにより流動層を形成して前記可燃性固形分の燃焼を行う燃焼炉と、該燃焼炉の燃焼排ガスから流動媒体を分離し該分離した流動媒体を前記ガス化炉に戻す媒体分離装置とを備えた循環流動層式円筒胴ガス化装置であって、
前記竪型の円筒胴としたガス化炉の内部に形成され且つ前記原料及び流動媒体が順次通過しつつ流下していくようにした上下複数段のガス化反応流動層部と、
該上下複数段のガス化反応流動層部のうち最上段に位置するガス化反応流動層部の中心部に対し前記媒体分離装置で分離された流動媒体を戻す媒体流下管と、
前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部に対し前記原料を投入する原料投入管と、
最下段に位置するガス化反応流動層部の中心部から流動媒体及び可燃性固形分を抜き出して前記燃焼炉へ導入する抜出管と
を備えたことを特徴とする循環流動層式円筒胴ガス化装置。
【請求項３】
前記原料投入管に、前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部における円周方向へ原料を均一に分配投入する原料分配器を設けた請求項２記載の循環流動層式円筒胴ガス化装置。
【請求項４】
前記原料分配器は、
上端が開放されて前記原料投入管から原料が投入され且つ下端が閉塞された分配円筒体と、
該分配円筒体の中心部に配置される中央分配部材と、
該中央分配部材が配置された分配円筒体の内部にその円周方向へ仕切板によって複数分割され且つ前記分配円筒体の円周方向へ互いに１８０°位相が異なるよう形成される導入室及び排出室と、
前記中央分配部材に穿設され且つ前記導入室の原料を１８０°位相の異なる側の排出室へ導く連通孔と、
前記分配円筒体の排出室下端に基端が接続され且つ先端が前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部上方周方向均等箇所に延びる複数本の分配投入管と
を備え、
前記原料投入管から分配円筒体の円周方向所要範囲に隣接する導入室と排出室に投入される原料を、該排出室に接続された分配投入管からそのまま前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部上方に投入すると共に、前記導入室に連通孔を介して連通される１８０°位相の異なる側の排出室に接続された分配投入管から前記最上段に位置するガス化反応流動層部の媒体流下管の外周部上方に投入するよう構成した請求項３記載の循環流動層式円筒胴ガス化装置。
【請求項５】
前記最下段に位置するガス化反応流動層部の中心部に、上端を閉塞した円筒シール部材を、前記抜出管の上方及び外周を覆うように配設した請求項２〜４のいずれか一つに記載の循環流動層式円筒胴ガス化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−８４５８９（Ｐ２０１１−８４５８９Ａ）
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３５８９２（Ｐ２００９−２３５８９２）
【出願日】平成２１年１０月１３日（２００９．１０．１３）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【公開日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１３日（２００９．１０．１３）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
[ Back to top ]