旋回型サイクロン
【課題】粗粒子を効率よく回収することのできる旋回型サイクロンを提供することを目的とする。
【解決手段】気体２０中に含有される微粒子４０から粗粒子４１までの粒子分布を有する粒子群のうち、主として全粒子径分布の大径側に位置する粗粒子４１と中間径を有する中間粒子４２とを、旋回流Ｃを利用して選択的に前記気体２０から分離回収する旋回型サイクロン１１であって、円筒形の外筒部３０ａを有するサイクロン本体３０と、前記外筒部３０ａの上端部に、その延在方向が前記外筒部３０ａの接線方向と平行になるように配置された気体流入管３２と、前記外筒部３０ａの側壁に開口された開放口３３ａと連通する粗粒子排出管３３とを具備してなり、前記開放口３３ａが、前記気体流入管３２から流入する前記気体２０の直進経路上に設けられていることを特徴とする。
【解決手段】気体２０中に含有される微粒子４０から粗粒子４１までの粒子分布を有する粒子群のうち、主として全粒子径分布の大径側に位置する粗粒子４１と中間径を有する中間粒子４２とを、旋回流Ｃを利用して選択的に前記気体２０から分離回収する旋回型サイクロン１１であって、円筒形の外筒部３０ａを有するサイクロン本体３０と、前記外筒部３０ａの上端部に、その延在方向が前記外筒部３０ａの接線方向と平行になるように配置された気体流入管３２と、前記外筒部３０ａの側壁に開口された開放口３３ａと連通する粗粒子排出管３３とを具備してなり、前記開放口３３ａが、前記気体流入管３２から流入する前記気体２０の直進経路上に設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子を含有する気体からの粒子の分離回収に係り、特に微粒から粗粒までの粒子分布を有する粒子が含有される気体から粒子を選択的に回収することができるようにした旋回型サイクロンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、石炭ガス化炉等の燃焼装置からの生成ガス処理やセラミックス工場、セメント工場等における粉塵処理に代表されるように、気体中に含有される粒子を高効率でかつ高除去率で以って分離回収する技術は各種工業において重要な課題とされている。一般に、気体中に含有される粒子は、重力、慣性力、遠心力、拡散、静電気力などの一或いは幾つかを組み合わせて利用することにより分離されており、捕捉粒子の粒度、粒子性状、気体中の粒子濃度等によって適宜選択される。
【０００３】
その中でも、気体中の微粒子を除去する手段として濾過により粒子を分離回収するフィルタが多く用いられている。粒子回収装置に用いられるフィルタは、多数の細孔を有した構造をしており粒径が非常に小さい微粒子まで捕捉可能であるため、サイクロンや電気集塵機等の集塵装置と組み合わせて処理設備の後段側に配設されることが多い。フィルタに捕捉された粒子はフィルタ内部若しくは表面に堆積されて運転が進むにつれ目詰まりが発生しフィルタ前後の差圧が上昇する。そこで、通常は気体流の圧力損失が所定値に達した時に高圧ガスをフィルタ内に逆方向に瞬時に流すことにより逆洗浄を行い粒子を剥離除去している。
【０００４】
しかし、後段側に配設されたフィルタにおいては、前段側で粒径が大である粗粒が捕集されているために主に微粒のみを捕捉することとなり、フィルタの目詰まりが発生し易くなる。つまり、フィルタ内部若しくは表面に微粒が堆積して短期間で逆洗浄等のメンテナンスを行う必要が生じ処理効率が悪化してしまう。また、微粒のみを捕捉したフィルタの場合、逆洗浄を行う際に除去効率が悪いという問題も抱えている。
そこで、かかる粒子回収を好適に行うシステムとして、石炭ガス化発電プラントに適用されたチャー回収システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、このチャー回収システムの問題点を解決しようとした粒子回収装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３２５７３０号公報
【特許文献２】特開２００３−３３６０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に開示されたチャー回収システムでは、ガス化炉にて発生した生成ガスからサイクロンで粗粒状の未反応チャーを回収した後、後段側に設置されたフィルタで細粒状のチャーを濾過している。さらに、前記ガス化炉から前記フィルタに至るバイパスラインを設けて粗粒状チャーをフィルタに直接供給している。これにより、フィルタ表面に捕捉されるチャーケーキの透過性を良好にし、逆洗効果を良好に保っている。
しかしながら、このようなチャー回収システムでは、前記ガス化炉から生成ガスを引き抜きフィルタにバイパスさせるためガス流量制御を行うコントロールボックスを設けなければならず制御が煩雑化してしまう。また、バイパスした生成ガス中に含有される粒子には粗粒以外の粒子も多く含んでおり、圧力損失の増加抑制効果が現れる量の粗粒をバイパスさせるとフィルタへの負荷がかかりすぎてしまうおそれがある。さらに、バイパスラインを具備する必要があるため装置の複雑化も避けられないといった問題点があった。
【０００７】
そこで、これら問題点を解決しようとした前記特許文献２に開示された粒子回収装置があるが、この粒子回収装置では、粗粒チャー（粗粒子）のうち直進経路上に開放口を有するものは、開放口から内筒を介してポーラスフィルタに送給することができ、粗粒チャーのうち直進経路上に開放口がないものは、中間粒チャー（中間粒子）とともにチャー排出口からホッパに回収されるようになっている。開放口はガス流入管路の内側（内筒の中心軸線側）の側壁内面と略同一平面上に位置しているため、粗粒チャーを効率よく回収することができず、そのため、粗粒チャーが多く含まれたチャー含有ガスをポーラスフィルタに送給することができないといった問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、粗粒子を効率よく回収することのできる旋回型サイクロン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】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の旋回型サイクロンは、気体中に含有される微粒子から粗粒子までの粒子分布を有する粒子群のうち、主として全粒子径分布の大径側に位置する粗粒子と中間径を有する中間粒子とを、旋回流を利用して選択的に前記気体から分離回収する旋回型サイクロンであって、円筒形の外筒部を有するサイクロン本体と、前記外筒部の上端部に、その延在方向が前記外筒部の接線方向と平行になるように配置された気体流入管と、前記外筒部の側壁に開口された開放口と連通する粗粒子排出管とを具備してなり、前記開放口が、前記気体流入管から流入する前記気体の直進経路上に設けられていることを特徴とする。
このような旋回型サイクロンによれば、気体中に含有されて外筒部内に導入された粒子群のうち、質量が大きく旋回流による影響を受けやすい（旋回流により発生する遠心力が大きい）粗粒子は、旋回流によって外筒部の内壁面（側壁内側面）に押しつけられるとともにこの外筒部の内壁面に沿って進んだ後、開放口を通って粗粒子排出管から流出することとなる。
一方、粗粒子以外の粒子（中間粒子および微粒子）は、粗粒子ほど旋回流による影響を受けない（旋回流により発生する遠心力が大きくない）ので、旋回流による影響を受けて外筒部の内壁面（側壁内側面）に到着するのに時間がかかり、気体流入管近傍の開放口を通って粗粒子排出管から流出するようなことはない。また、微粒子は遠心力より気体の抵抗力が大きいため、外筒部の内壁面に到着することはなく、気体とともに系外に排出される。
また、このような旋回型サイクロンによれば、気体流入管から流入する気体の直進経路上に開放口が設けられているので、慣性力の大きい（直進性の強い）粗粒子は開放口に向かって進み、開放口を通って粗粒子排出管から流出することとなる。
【００１０】
請求項２に記載の旋回型サイクロンは、前記開放口の開度を変更する開放口開度変更手段が具備されていることを特徴とする。
このような旋回型サイクロンによれば、入口ダスト濃度が高い場合や、サイクロン効率が低い場合、あるいは下流側に位置する（ポーラス）フィルタの差圧が高い場合に、開放
口が大きくなるようにし、入口ダスト濃度が低い場合や、サイクロン効率が高い場合、あるいは（ポーラス）フィルタの差圧が低い場合に、開放口が小さくなるようにする。
【００１１】
請求項３に記載の旋回型サイクロンは、前記開放口開度変更手段が、ゲート弁とされていることを特徴とする。
このような旋回型サイクロンによれば、開放口開度変更手段として安価で入手しやすいゲート弁が採用されている。
【００１２】
請求項４に記載の石炭ガス化複合発電システムは、請求項１から３のいずれか一項に記載の旋回型サイクロンと、この旋回型サイクロンにより回収された粗粒子が供給されるフィルタとを具備してなることを特徴とする。
このような石炭ガス化複合発電システムによれば、旋回型サイクロンにより回収された粗粒子を多く含む気体がフィルタに供給されることになり、このフィルタの圧力損失の低減化が図られることになる。
【００１３】
請求項５に記載の加圧流動床ボイラ複合発電システムは、請求項１から３のいずれか一項に記載の旋回型サイクロンと、この旋回型サイクロンにより回収された粗粒子が供給されるフィルタとを具備してなることを特徴とする。
このような加圧流動床ボイラ複合発電システムによれば、旋回型サイクロンにより回収された粗粒子を多く含む気体がフィルタに供給されることになり、このフィルタの圧力損失の低減化が図られることになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、粗粒子が効率よく回収することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による旋回型サイクロンの一実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】本発明による旋回型サイクロンの他の実施形態を示す全体斜視図である。
【図３】本発明による旋回型サイクロンの別の実施形態を示す全体斜視図である。
【図４】本発明による旋回型サイクロンを具備した石炭ガス化複合発電システムの要部概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明による旋回型サイクロンの一実施形態について、石炭ガス化炉を具備した石炭ガス化複合発電システムに適用した具体例を説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１７】
図４は石炭ガス化複合発電システムの要部概略構成図であり、この石炭ガス化複合発電システム１は、石炭ガス化炉１０と、旋回型サイクロン１１と、ポーラスフィルタ１２と、ホッパ１３と、ガス精製設備１４と、熱交換器１５と、複合発電設備（図示せず）と、共通設備（図示せず）とを主たる要素として構成されたものである。
【００１８】
石炭ガス化炉１０は、リダクタ１６とコンバスタ１７からなる空気吹き加圧二段噴流床式石炭ガス化炉で、コンバスタ１７内に微粉炭（石炭）２７とチャーと空気２６および必要に応じて酸素富化空気とを投入して高温燃焼した後、さらにその上方のリダクタ１６内に微粉炭（石炭）２７を投入してコンバスタ１７の高温燃焼を利用して乾留ガス化させるものである。
【００１９】
旋回型サイクロン１１は、石炭ガス化炉１０により生成された生成ガス（気体）２０から粗粒チャー（粗粒子）および中間粒チャー（中間粒子）を捕捉する旋回流を利用したサイクロンで、図１に示すように、サイクロン本体３０と、内筒３１と、生成ガス流入管（気体流入管）３２と、粗粒チャー排出管（粗粒子排出管）３３とを有するものである。
サイクロン本体３０は、上方に位置する円筒形の外筒部３０ａと、下方に位置する円錐形の外筒部３０ｂとを有するもので、その内部は中空となるように構成されている。
内筒３１は、外筒部３０ａの上面中央部を貫通して設けられた中空円筒形のものであり、その下端に設けられたガス排出口３１ａが生成ガス流入管３２の底面と略同じ位置かそれよりも低い位置に位置するように設けられている。
生成ガス流入管３２は、外筒部３０ａの上端部に、その延在方向が内筒３１の延在方向と直交する方向に配置された（すなわち、その延在方向が外筒部３０ａの接線方向と平行になるように配設された）中空でかつ断面視矩形状を有するものである。
粗粒チャー排出管３３は、外筒部３０ａの上端部側面（本実施形態では、生成ガス流入管３２の出口孔３２ａと対向する位置）に開放口３３ａを有する中空円筒形のもので、この開放口３３ａは正面視略円形をした貫通孔である。
【００２０】
生成ガス流入管３２を介してかかる旋回型サイクロン１１に投入された生成ガス２０は、主としてサイクロン本体３０の外筒部３０ａ，３０ｂの内部を旋回しながら下降し、その後、反転上昇してガス排出口３１ａを通って内筒３１から流出するようになっている。
このとき、生成ガス２０に搬送されてサイクロン１１内に導入されたチャーのうち微粒チャー（微粒子）４０は、質量が小さく旋回流Ｃによる影響を受け難い（旋回流Ｃにより発生する遠心力が小さい）ので、生成ガス２０とともにガス排出口３１ａから内筒３１内へ流出するようになっている。
一方、生成ガス２０に搬送されてサイクロン１１内に導入されたチャーのうち、粗粒チャー４１は質量が大きく旋回流Ｃによる影響を受け易い（旋回流Ｃにより発生する遠心力が大きい）ので、旋回流Ｃによって外筒部３０ａの内壁面（側壁内側面）に押しつけられるとともにこの外筒部３０ａの内壁面に沿って進むようになり、開放口３３ａを通って生成ガス２０とともに粗粒チャー排出管３３から流出するようになっている。
また、内筒３１および粗粒チャー排出管３３によって回収されなかった中間粒チャー４２は、サイクロン本体３０の外筒部３０ａ，３０ｂの内部または内壁面を旋回しながら沈降し、チャー排出口３０ｂ’からホッパ１３に回収されるようになっている。
【００２１】
ポーラスフィルタ１２は、旋回型サイクロン１１から排出された微粒・粗粒チャー含有ガス２１から残存チャー（微粒チャー４０および粗粒チャー４１）２３を捕捉するものであり、捕捉された残存チャー２３はホッパ１３に回収されるようになっている。
ホッパ１３は、旋回型サイクロン１１およびポーラスフィルタ１２にて捕捉されたチャーを回収し貯留するものである。そして、このホッパ１３に貯留された未反応チャー２４は、石炭ガス化炉１０に返送されて再度燃焼に用いられるようになっている。
一方、前記ポーラスフィルタ１２により残存チャーを略完全に除去された清浄ガス２５はガス精製設備１４に送給される。
【００２２】
精製設備１４は、脱硫設備（図示せず）と石膏回収設備（図示せず）とを備えている。脱硫設備は、生成ガスに含まれている石炭由来の硫黄Ｓ分（例えば、Ｈ２ＳやＣＯＳ等）を生成ガスから除去するものである。この除去の方法としては、湿式脱硫が適用される。石膏回収設備は、除去された硫黄Ｓを炭酸カルシウムＣａＣＯ３に混合し、石膏に固定化して回収するものである。そして、脱硫設備は、硫黄Ｓ分が除去された精製ガスを複合発電設備に供給するようになっている。
熱交換器１５は、石炭ガス化炉１０により生成された生成ガスを約４００℃に冷却するものであり、このとき、熱交換器１５により回収された熱は、複合発電設備の蒸気タービンに供給され発電に利用される。
【００２３】
複合発電設備は、燃焼器（図示せず）と、ガスタービン（図示せず）と、排熱回収ボイラ（図示せず）と、蒸気タービン（図示せず）と、発電機（図示せず）とを備えている。
燃焼器は、精製ガスに圧縮した空気を混合して燃焼させ、高温高圧のガスを生成するものである。
ガスタービンは、その高温高圧のガスでタービンを回転させて発電機に動力を伝達するものである。
排熱回収ボイラは、ガスタービンの排気（廃熱）を利用して、高温高圧の蒸気を発生させるものである。
蒸気タービンは、排熱回収ボイラおよび熱交換器１５により生成された高温高圧の蒸気を用いてタービンを回転させて発電機に動力を伝達するものである。
発電機は、供給された動力を用いて電力を生成するものである。
【００２４】
共通設備は、煙突（図示せず）と、空気昇圧機（図示せず）と、空気分離装置（図示せず）とを備えている。
煙突は、石炭ガス化複合発電システム１から排出される燃焼生成物を環境中（大気中）に排気するものである。
空気昇圧機は、ガスタービンの圧縮機から抽出した圧縮空気を更に圧縮して高圧空気を生成し、その高圧空気を石炭ガス化炉１０に供給するものである。
空気分離装置は、空気を気体酸素Ｏ２と気体窒素Ｎ２とに分離するものであり、分離された窒素Ｎ２は、石炭およびチャーを石炭ガス化炉１に搬送するためや、加圧・シールのために用いられる。酸素Ｏ２は、石炭に対して所定の量が石炭ガス化炉１に供給されるようになっている。
【００２５】
旋回型サイクロン１１を上記のように構成したことにより、粗粒チャー４１を従来のものよりもより多く回収することができ、粗粒チャー４１が多く含まれたチャー含有ガスをポーラスフィルタ１２に送給することができるとともに、このポーラスフィルタ１２の圧力損失を低減させることができる。
また、粗粒チャー排出管３３により粗粒チャー４１をより多く回収することができるようになっているので、サイクロン本体３０の外筒部３０ａ，３０ｂの内部を旋回しながら下降していく粒子の量が減少し、これら粒子とサイクロン本体３０の外筒部３０ａ，３０ｂの内壁面との摩擦係数が減少するので、旋回流Ｃの速度を上昇させることができて、サイクロン効率を向上させることができる。
【００２６】
本発明による旋回型サイクロンの他の実施形態を、図２を用いて説明する。
本実施形態における旋回型サイクロン２１１は、開放口３３ａの代わりに開口部２３３ａが設けられているとともに、開放口位置変更手段５０と、この開放口位置変更手段５０に形成された開放口５０ａの開度を変更する開放口開度変更手段５１とを具備しているという点で前述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。また、図２においては、図面を簡略化するため粗粒チャー排出管３３は図示していない。
【００２７】
サイクロン本体２３０の外筒部２３０ａに形成された開口部（貫通孔）２３３ａは、例えば、上下方向に延在する長孔である。
開放口位置変更手段５０は、その中央部に円形の開放口５０ａが形成された、例えば、ゲート弁であり、開放口５０ａの全体と開口部２３３ａの一部とが常に連通するように配置されているとともに、図中の実線矢印に示すような上下方向に単独で移動できるように構成されている。
すなわち、開放口位置変更手段５０と開口部２３３ａとにより、開放口５０ａの位置が上下方向に変更（調整）可能となっている。具体的には、生成ガス流入管３２を介して流入する生成ガス２０の流速が速いときには、開放口５０ａの高さを生成ガス流入管３２の出口と同じ高さになるようにし、生成ガス２０の流速が遅いときには、開放口５０ａの高さを生成ガス流入管３２の出口よりも下に下げるようにする。
【００２８】
一方、開放口開度変更手段５１は、その周方向における中央部に、上下方向に延在する貫通孔５１ａが形成された、例えば、ゲート弁であり、貫通孔５１ａが開放口５０ａの外側に重なるように（オーバラップするように）配置されているとともに、図中の実線矢印に示すような上下方向に単独で移動できるように構成されている。
なお、貫通孔５１ａは、その内径が一端側（図において上側）から他端側（図において下側）にかけて一定とされた開口部２３３ａとは異なり、その内径が一端側（図において上側）において開放口５０ａの内径と同じ内径を有するとともに、他端側（図において下側）において開放口５０ａの内径よりも小さい内径を有し、かつその内径が一端側から他端側にかけて先細りとなるように形成されている。
すなわち、開放口開度変更手段５１の貫通孔５１ａと開口部２３３ａとにより、開放口５０ａの開度が変更（調整）可能となっている。具体的には、入口ダスト濃度が高い場合や、サイクロン効率が低い場合、あるいはポーラスフィルタ１２の差圧が高い場合に、開放口５０ａが大きくなるようにし、入口ダスト濃度が低い場合や、サイクロン効率が高い場合、あるいはポーラスフィルタ１２の差圧が低い場合に、開放口５０ａが小さくなるようにする。
【００２９】
このような開口部２３３ａ、開放口位置変更手段５０、および開放口開度変更手段５１を設けることにより、開放口５０ａの位置を上下方向に移動させることができるばかりでなく、開放口５０ａの開度を調整することができて、粗粒チャーの回収率を変更（調整）することができる。
【００３０】
本発明による旋回型サイクロンの別の実施形態を、図３を用いて説明する。
本実施形態における旋回型サイクロン３１１は、開放口３３ａの代わりに開口部３３３ａが設けられているとともに、開放口位置変更手段５２と、この開放口位置変更手段５２に形成された開放口５２ａの開度を変更する開放口開度変更手段５３とを具備しているという点で前述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。また、図３においては、図面を簡略化するため粗粒チャー排出管３３は図示していない。
【００３１】
サイクロン本体３３０の外筒部３３０ａに形成された開口部（貫通孔）３３３ａは、例えば、周方向に延在する長孔である。
開放口位置変更手段５２は、その中央部に円形の開放口５２ａが形成された、例えば、ゲート弁であり、開放口５２ａの全体と開口部３３３ａの一部とが常に連通するように配置されているとともに、図中の実線矢印に示すような周方向に単独で移動できるように構成されている。
すなわち、開放口位置変更手段５２と開口部３３３ａとにより、開放口５２ａの位置が周方向に変更（調整）可能となっている。具体的には、生成ガス流入管３２を介して流入する生成ガス２０の流速が速いときには、開放口５２ａが粗粒チャー排出管３３の側に近づくようにし、生成ガス２０の流速が遅いときには、開放口５２ａが生成ガス流入管３２の側に近づくようにする。
【００３２】
一方、開放口開度変更手段５３は、その上下方向における中央部に、周方向に延在する貫通孔５３ａが形成された、例えば、ゲート弁であり、貫通孔５３ａが開放口５２ａの外側に重なるように（オーバラップするように）配置されているとともに、図中の実線矢印に示すような周方向に単独で移動できるように構成されている。
なお、貫通孔５３ａは、その内径が一端側（図において左側）から他端側（図において右側）にかけて一定とされた開口部３３３ａとは異なり、その内径が一端側（図において左側）において開放口５２ａの内径と同じ内径を有するとともに、他端側（図において右側）において開放口５２ａの内径よりも小さい内径を有し、かつその内径が一端側から他端側にかけて先細りとなるように形成されている。
すなわち、開放口開度変更手段５３の貫通孔５３ａと開口部３３３ａとにより、開放口５２ａの開度が変更（調整）可能となっている。具体的には、入口ダスト濃度が高い場合や、サイクロン効率が低い場合、あるいはポーラスフィルタ１２の差圧が高い場合に、開放口５２ａが大きくなるようにし、入口ダスト濃度が低い場合や、サイクロン効率が高い場合、あるいはポーラスフィルタ１２の差圧が低い場合に、開放口５２ａが小さくなるようにする。
【００３３】
このような開口部３３３ａ、開放口位置変更手段５２、および開放口開度変更手段５３を設けることにより、開放口５２ａの位置を周方向に移動させることができるばかりでなく、開放口５２ａの開度を調整することができて、粗粒チャーの回収率を変更（調整）することができる。
【００３４】
なお、本発明による旋回型サイクロンは、上述した石炭ガス化複合発電システムにのみ適用され得るものではなく、例えば、加圧流動床ボイラ、燃料供給システム、高温脱塵設備、蒸気タービン、ガスタービン、排熱回収給水加熱器、および乾式アンモニア接触還元式脱硝設備（ＳＣＲ）を具備する加圧流動床ボイラ複合発電システム（ＰＦＢＣ）にも適用可能であり、また、これに限らず、各種燃焼装置、粉塵処理装置等の粒子含有気体から様々な粒子径を有する粒子を回収する装置であればいずれのものにも適用可能である。
【００３５】
また、開放口３３ａ、開口部２３３ａ，３３３ａの形状は、上述した正面視略円形のものや、上下方向あるいは周方向に延在する長孔状のものに限定されるものではなく、適宜必要に応じていかなる形にも変更することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 石炭ガス化複合発電システム
１１ 旋回型サイクロン
２０ 生成ガス（気体）
３０ サイクロン本体
３０ａ 外筒部
３２ 生成ガス流入管（気体流入管）
３３ 粗粒チャー排出管（粗粒子排出管）
３３ａ 開放口
４０ 微粒チャー（微粒子）
４１ 粗粒チャー（粗粒子）
４２ 中間粒チャー（中間粒子）
５０ 開放口位置変更手段
５０ａ 開放口
５１ 開放口開度変更手段
５２ 開放口位置変更手段
５２ａ 開放口
５３ 開放口開度変更手段
２１１ 旋回型サイクロン
２３０ サイクロン本体
２３０ａ 外筒部
２３３ａ 開口部
３１１ 旋回型サイクロン
３３０ サイクロン本体
３３０ａ 外筒部
３３３ａ 開口部
Ｃ 旋回流
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子を含有する気体からの粒子の分離回収に係り、特に微粒から粗粒までの粒子分布を有する粒子が含有される気体から粒子を選択的に回収することができるようにした旋回型サイクロンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、石炭ガス化炉等の燃焼装置からの生成ガス処理やセラミックス工場、セメント工場等における粉塵処理に代表されるように、気体中に含有される粒子を高効率でかつ高除去率で以って分離回収する技術は各種工業において重要な課題とされている。一般に、気体中に含有される粒子は、重力、慣性力、遠心力、拡散、静電気力などの一或いは幾つかを組み合わせて利用することにより分離されており、捕捉粒子の粒度、粒子性状、気体中の粒子濃度等によって適宜選択される。
【０００３】
その中でも、気体中の微粒子を除去する手段として濾過により粒子を分離回収するフィルタが多く用いられている。粒子回収装置に用いられるフィルタは、多数の細孔を有した構造をしており粒径が非常に小さい微粒子まで捕捉可能であるため、サイクロンや電気集塵機等の集塵装置と組み合わせて処理設備の後段側に配設されることが多い。フィルタに捕捉された粒子はフィルタ内部若しくは表面に堆積されて運転が進むにつれ目詰まりが発生しフィルタ前後の差圧が上昇する。そこで、通常は気体流の圧力損失が所定値に達した時に高圧ガスをフィルタ内に逆方向に瞬時に流すことにより逆洗浄を行い粒子を剥離除去している。
【０００４】
しかし、後段側に配設されたフィルタにおいては、前段側で粒径が大である粗粒が捕集されているために主に微粒のみを捕捉することとなり、フィルタの目詰まりが発生し易くなる。つまり、フィルタ内部若しくは表面に微粒が堆積して短期間で逆洗浄等のメンテナンスを行う必要が生じ処理効率が悪化してしまう。また、微粒のみを捕捉したフィルタの場合、逆洗浄を行う際に除去効率が悪いという問題も抱えている。
そこで、かかる粒子回収を好適に行うシステムとして、石炭ガス化発電プラントに適用されたチャー回収システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、このチャー回収システムの問題点を解決しようとした粒子回収装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３２５７３０号公報
【特許文献２】特開２００３−３３６０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に開示されたチャー回収システムでは、ガス化炉にて発生した生成ガスからサイクロンで粗粒状の未反応チャーを回収した後、後段側に設置されたフィルタで細粒状のチャーを濾過している。さらに、前記ガス化炉から前記フィルタに至るバイパスラインを設けて粗粒状チャーをフィルタに直接供給している。これにより、フィルタ表面に捕捉されるチャーケーキの透過性を良好にし、逆洗効果を良好に保っている。
しかしながら、このようなチャー回収システムでは、前記ガス化炉から生成ガスを引き抜きフィルタにバイパスさせるためガス流量制御を行うコントロールボックスを設けなければならず制御が煩雑化してしまう。また、バイパスした生成ガス中に含有される粒子には粗粒以外の粒子も多く含んでおり、圧力損失の増加抑制効果が現れる量の粗粒をバイパスさせるとフィルタへの負荷がかかりすぎてしまうおそれがある。さらに、バイパスラインを具備する必要があるため装置の複雑化も避けられないといった問題点があった。
【０００７】
そこで、これら問題点を解決しようとした前記特許文献２に開示された粒子回収装置があるが、この粒子回収装置では、粗粒チャー（粗粒子）のうち直進経路上に開放口を有するものは、開放口から内筒を介してポーラスフィルタに送給することができ、粗粒チャーのうち直進経路上に開放口がないものは、中間粒チャー（中間粒子）とともにチャー排出口からホッパに回収されるようになっている。開放口はガス流入管路の内側（内筒の中心軸線側）の側壁内面と略同一平面上に位置しているため、粗粒チャーを効率よく回収することができず、そのため、粗粒チャーが多く含まれたチャー含有ガスをポーラスフィルタに送給することができないといった問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、粗粒子を効率よく回収することのできる旋回型サイクロン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】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
請求項１に記載の旋回型サイクロンは、気体中に含有される微粒子から粗粒子までの粒子分布を有する粒子群のうち、主として全粒子径分布の大径側に位置する粗粒子と中間径を有する中間粒子とを、旋回流を利用して選択的に前記気体から分離回収する旋回型サイクロンであって、円筒形の外筒部を有するサイクロン本体と、前記外筒部の上端部に、その延在方向が前記外筒部の接線方向と平行になるように配置された気体流入管と、前記外筒部の側壁に開口された開放口と連通する粗粒子排出管とを具備してなり、前記開放口が、前記気体流入管から流入する前記気体の直進経路上に設けられていることを特徴とする。
このような旋回型サイクロンによれば、気体中に含有されて外筒部内に導入された粒子群のうち、質量が大きく旋回流による影響を受けやすい（旋回流により発生する遠心力が大きい）粗粒子は、旋回流によって外筒部の内壁面（側壁内側面）に押しつけられるとともにこの外筒部の内壁面に沿って進んだ後、開放口を通って粗粒子排出管から流出することとなる。
一方、粗粒子以外の粒子（中間粒子および微粒子）は、粗粒子ほど旋回流による影響を受けない（旋回流により発生する遠心力が大きくない）ので、旋回流による影響を受けて外筒部の内壁面（側壁内側面）に到着するのに時間がかかり、気体流入管近傍の開放口を通って粗粒子排出管から流出するようなことはない。また、微粒子は遠心力より気体の抵抗力が大きいため、外筒部の内壁面に到着することはなく、気体とともに系外に排出される。
また、このような旋回型サイクロンによれば、気体流入管から流入する気体の直進経路上に開放口が設けられているので、慣性力の大きい（直進性の強い）粗粒子は開放口に向かって進み、開放口を通って粗粒子排出管から流出することとなる。
【００１０】
請求項２に記載の旋回型サイクロンは、前記開放口の開度を変更する開放口開度変更手段が具備されていることを特徴とする。
このような旋回型サイクロンによれば、入口ダスト濃度が高い場合や、サイクロン効率が低い場合、あるいは下流側に位置する（ポーラス）フィルタの差圧が高い場合に、開放
口が大きくなるようにし、入口ダスト濃度が低い場合や、サイクロン効率が高い場合、あるいは（ポーラス）フィルタの差圧が低い場合に、開放口が小さくなるようにする。
【００１１】
請求項３に記載の旋回型サイクロンは、前記開放口開度変更手段が、ゲート弁とされていることを特徴とする。
このような旋回型サイクロンによれば、開放口開度変更手段として安価で入手しやすいゲート弁が採用されている。
【００１２】
請求項４に記載の石炭ガス化複合発電システムは、請求項１から３のいずれか一項に記載の旋回型サイクロンと、この旋回型サイクロンにより回収された粗粒子が供給されるフィルタとを具備してなることを特徴とする。
このような石炭ガス化複合発電システムによれば、旋回型サイクロンにより回収された粗粒子を多く含む気体がフィルタに供給されることになり、このフィルタの圧力損失の低減化が図られることになる。
【００１３】
請求項５に記載の加圧流動床ボイラ複合発電システムは、請求項１から３のいずれか一項に記載の旋回型サイクロンと、この旋回型サイクロンにより回収された粗粒子が供給されるフィルタとを具備してなることを特徴とする。
このような加圧流動床ボイラ複合発電システムによれば、旋回型サイクロンにより回収された粗粒子を多く含む気体がフィルタに供給されることになり、このフィルタの圧力損失の低減化が図られることになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、粗粒子が効率よく回収することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による旋回型サイクロンの一実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】本発明による旋回型サイクロンの他の実施形態を示す全体斜視図である。
【図３】本発明による旋回型サイクロンの別の実施形態を示す全体斜視図である。
【図４】本発明による旋回型サイクロンを具備した石炭ガス化複合発電システムの要部概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明による旋回型サイクロンの一実施形態について、石炭ガス化炉を具備した石炭ガス化複合発電システムに適用した具体例を説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１７】
図４は石炭ガス化複合発電システムの要部概略構成図であり、この石炭ガス化複合発電システム１は、石炭ガス化炉１０と、旋回型サイクロン１１と、ポーラスフィルタ１２と、ホッパ１３と、ガス精製設備１４と、熱交換器１５と、複合発電設備（図示せず）と、共通設備（図示せず）とを主たる要素として構成されたものである。
【００１８】
石炭ガス化炉１０は、リダクタ１６とコンバスタ１７からなる空気吹き加圧二段噴流床式石炭ガス化炉で、コンバスタ１７内に微粉炭（石炭）２７とチャーと空気２６および必要に応じて酸素富化空気とを投入して高温燃焼した後、さらにその上方のリダクタ１６内に微粉炭（石炭）２７を投入してコンバスタ１７の高温燃焼を利用して乾留ガス化させるものである。
【００１９】
旋回型サイクロン１１は、石炭ガス化炉１０により生成された生成ガス（気体）２０から粗粒チャー（粗粒子）および中間粒チャー（中間粒子）を捕捉する旋回流を利用したサイクロンで、図１に示すように、サイクロン本体３０と、内筒３１と、生成ガス流入管（気体流入管）３２と、粗粒チャー排出管（粗粒子排出管）３３とを有するものである。
サイクロン本体３０は、上方に位置する円筒形の外筒部３０ａと、下方に位置する円錐形の外筒部３０ｂとを有するもので、その内部は中空となるように構成されている。
内筒３１は、外筒部３０ａの上面中央部を貫通して設けられた中空円筒形のものであり、その下端に設けられたガス排出口３１ａが生成ガス流入管３２の底面と略同じ位置かそれよりも低い位置に位置するように設けられている。
生成ガス流入管３２は、外筒部３０ａの上端部に、その延在方向が内筒３１の延在方向と直交する方向に配置された（すなわち、その延在方向が外筒部３０ａの接線方向と平行になるように配設された）中空でかつ断面視矩形状を有するものである。
粗粒チャー排出管３３は、外筒部３０ａの上端部側面（本実施形態では、生成ガス流入管３２の出口孔３２ａと対向する位置）に開放口３３ａを有する中空円筒形のもので、この開放口３３ａは正面視略円形をした貫通孔である。
【００２０】
生成ガス流入管３２を介してかかる旋回型サイクロン１１に投入された生成ガス２０は、主としてサイクロン本体３０の外筒部３０ａ，３０ｂの内部を旋回しながら下降し、その後、反転上昇してガス排出口３１ａを通って内筒３１から流出するようになっている。
このとき、生成ガス２０に搬送されてサイクロン１１内に導入されたチャーのうち微粒チャー（微粒子）４０は、質量が小さく旋回流Ｃによる影響を受け難い（旋回流Ｃにより発生する遠心力が小さい）ので、生成ガス２０とともにガス排出口３１ａから内筒３１内へ流出するようになっている。
一方、生成ガス２０に搬送されてサイクロン１１内に導入されたチャーのうち、粗粒チャー４１は質量が大きく旋回流Ｃによる影響を受け易い（旋回流Ｃにより発生する遠心力が大きい）ので、旋回流Ｃによって外筒部３０ａの内壁面（側壁内側面）に押しつけられるとともにこの外筒部３０ａの内壁面に沿って進むようになり、開放口３３ａを通って生成ガス２０とともに粗粒チャー排出管３３から流出するようになっている。
また、内筒３１および粗粒チャー排出管３３によって回収されなかった中間粒チャー４２は、サイクロン本体３０の外筒部３０ａ，３０ｂの内部または内壁面を旋回しながら沈降し、チャー排出口３０ｂ’からホッパ１３に回収されるようになっている。
【００２１】
ポーラスフィルタ１２は、旋回型サイクロン１１から排出された微粒・粗粒チャー含有ガス２１から残存チャー（微粒チャー４０および粗粒チャー４１）２３を捕捉するものであり、捕捉された残存チャー２３はホッパ１３に回収されるようになっている。
ホッパ１３は、旋回型サイクロン１１およびポーラスフィルタ１２にて捕捉されたチャーを回収し貯留するものである。そして、このホッパ１３に貯留された未反応チャー２４は、石炭ガス化炉１０に返送されて再度燃焼に用いられるようになっている。
一方、前記ポーラスフィルタ１２により残存チャーを略完全に除去された清浄ガス２５はガス精製設備１４に送給される。
【００２２】
精製設備１４は、脱硫設備（図示せず）と石膏回収設備（図示せず）とを備えている。脱硫設備は、生成ガスに含まれている石炭由来の硫黄Ｓ分（例えば、Ｈ２ＳやＣＯＳ等）を生成ガスから除去するものである。この除去の方法としては、湿式脱硫が適用される。石膏回収設備は、除去された硫黄Ｓを炭酸カルシウムＣａＣＯ３に混合し、石膏に固定化して回収するものである。そして、脱硫設備は、硫黄Ｓ分が除去された精製ガスを複合発電設備に供給するようになっている。
熱交換器１５は、石炭ガス化炉１０により生成された生成ガスを約４００℃に冷却するものであり、このとき、熱交換器１５により回収された熱は、複合発電設備の蒸気タービンに供給され発電に利用される。
【００２３】
複合発電設備は、燃焼器（図示せず）と、ガスタービン（図示せず）と、排熱回収ボイラ（図示せず）と、蒸気タービン（図示せず）と、発電機（図示せず）とを備えている。
燃焼器は、精製ガスに圧縮した空気を混合して燃焼させ、高温高圧のガスを生成するものである。
ガスタービンは、その高温高圧のガスでタービンを回転させて発電機に動力を伝達するものである。
排熱回収ボイラは、ガスタービンの排気（廃熱）を利用して、高温高圧の蒸気を発生させるものである。
蒸気タービンは、排熱回収ボイラおよび熱交換器１５により生成された高温高圧の蒸気を用いてタービンを回転させて発電機に動力を伝達するものである。
発電機は、供給された動力を用いて電力を生成するものである。
【００２４】
共通設備は、煙突（図示せず）と、空気昇圧機（図示せず）と、空気分離装置（図示せず）とを備えている。
煙突は、石炭ガス化複合発電システム１から排出される燃焼生成物を環境中（大気中）に排気するものである。
空気昇圧機は、ガスタービンの圧縮機から抽出した圧縮空気を更に圧縮して高圧空気を生成し、その高圧空気を石炭ガス化炉１０に供給するものである。
空気分離装置は、空気を気体酸素Ｏ２と気体窒素Ｎ２とに分離するものであり、分離された窒素Ｎ２は、石炭およびチャーを石炭ガス化炉１に搬送するためや、加圧・シールのために用いられる。酸素Ｏ２は、石炭に対して所定の量が石炭ガス化炉１に供給されるようになっている。
【００２５】
旋回型サイクロン１１を上記のように構成したことにより、粗粒チャー４１を従来のものよりもより多く回収することができ、粗粒チャー４１が多く含まれたチャー含有ガスをポーラスフィルタ１２に送給することができるとともに、このポーラスフィルタ１２の圧力損失を低減させることができる。
また、粗粒チャー排出管３３により粗粒チャー４１をより多く回収することができるようになっているので、サイクロン本体３０の外筒部３０ａ，３０ｂの内部を旋回しながら下降していく粒子の量が減少し、これら粒子とサイクロン本体３０の外筒部３０ａ，３０ｂの内壁面との摩擦係数が減少するので、旋回流Ｃの速度を上昇させることができて、サイクロン効率を向上させることができる。
【００２６】
本発明による旋回型サイクロンの他の実施形態を、図２を用いて説明する。
本実施形態における旋回型サイクロン２１１は、開放口３３ａの代わりに開口部２３３ａが設けられているとともに、開放口位置変更手段５０と、この開放口位置変更手段５０に形成された開放口５０ａの開度を変更する開放口開度変更手段５１とを具備しているという点で前述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。また、図２においては、図面を簡略化するため粗粒チャー排出管３３は図示していない。
【００２７】
サイクロン本体２３０の外筒部２３０ａに形成された開口部（貫通孔）２３３ａは、例えば、上下方向に延在する長孔である。
開放口位置変更手段５０は、その中央部に円形の開放口５０ａが形成された、例えば、ゲート弁であり、開放口５０ａの全体と開口部２３３ａの一部とが常に連通するように配置されているとともに、図中の実線矢印に示すような上下方向に単独で移動できるように構成されている。
すなわち、開放口位置変更手段５０と開口部２３３ａとにより、開放口５０ａの位置が上下方向に変更（調整）可能となっている。具体的には、生成ガス流入管３２を介して流入する生成ガス２０の流速が速いときには、開放口５０ａの高さを生成ガス流入管３２の出口と同じ高さになるようにし、生成ガス２０の流速が遅いときには、開放口５０ａの高さを生成ガス流入管３２の出口よりも下に下げるようにする。
【００２８】
一方、開放口開度変更手段５１は、その周方向における中央部に、上下方向に延在する貫通孔５１ａが形成された、例えば、ゲート弁であり、貫通孔５１ａが開放口５０ａの外側に重なるように（オーバラップするように）配置されているとともに、図中の実線矢印に示すような上下方向に単独で移動できるように構成されている。
なお、貫通孔５１ａは、その内径が一端側（図において上側）から他端側（図において下側）にかけて一定とされた開口部２３３ａとは異なり、その内径が一端側（図において上側）において開放口５０ａの内径と同じ内径を有するとともに、他端側（図において下側）において開放口５０ａの内径よりも小さい内径を有し、かつその内径が一端側から他端側にかけて先細りとなるように形成されている。
すなわち、開放口開度変更手段５１の貫通孔５１ａと開口部２３３ａとにより、開放口５０ａの開度が変更（調整）可能となっている。具体的には、入口ダスト濃度が高い場合や、サイクロン効率が低い場合、あるいはポーラスフィルタ１２の差圧が高い場合に、開放口５０ａが大きくなるようにし、入口ダスト濃度が低い場合や、サイクロン効率が高い場合、あるいはポーラスフィルタ１２の差圧が低い場合に、開放口５０ａが小さくなるようにする。
【００２９】
このような開口部２３３ａ、開放口位置変更手段５０、および開放口開度変更手段５１を設けることにより、開放口５０ａの位置を上下方向に移動させることができるばかりでなく、開放口５０ａの開度を調整することができて、粗粒チャーの回収率を変更（調整）することができる。
【００３０】
本発明による旋回型サイクロンの別の実施形態を、図３を用いて説明する。
本実施形態における旋回型サイクロン３１１は、開放口３３ａの代わりに開口部３３３ａが設けられているとともに、開放口位置変更手段５２と、この開放口位置変更手段５２に形成された開放口５２ａの開度を変更する開放口開度変更手段５３とを具備しているという点で前述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。また、図３においては、図面を簡略化するため粗粒チャー排出管３３は図示していない。
【００３１】
サイクロン本体３３０の外筒部３３０ａに形成された開口部（貫通孔）３３３ａは、例えば、周方向に延在する長孔である。
開放口位置変更手段５２は、その中央部に円形の開放口５２ａが形成された、例えば、ゲート弁であり、開放口５２ａの全体と開口部３３３ａの一部とが常に連通するように配置されているとともに、図中の実線矢印に示すような周方向に単独で移動できるように構成されている。
すなわち、開放口位置変更手段５２と開口部３３３ａとにより、開放口５２ａの位置が周方向に変更（調整）可能となっている。具体的には、生成ガス流入管３２を介して流入する生成ガス２０の流速が速いときには、開放口５２ａが粗粒チャー排出管３３の側に近づくようにし、生成ガス２０の流速が遅いときには、開放口５２ａが生成ガス流入管３２の側に近づくようにする。
【００３２】
一方、開放口開度変更手段５３は、その上下方向における中央部に、周方向に延在する貫通孔５３ａが形成された、例えば、ゲート弁であり、貫通孔５３ａが開放口５２ａの外側に重なるように（オーバラップするように）配置されているとともに、図中の実線矢印に示すような周方向に単独で移動できるように構成されている。
なお、貫通孔５３ａは、その内径が一端側（図において左側）から他端側（図において右側）にかけて一定とされた開口部３３３ａとは異なり、その内径が一端側（図において左側）において開放口５２ａの内径と同じ内径を有するとともに、他端側（図において右側）において開放口５２ａの内径よりも小さい内径を有し、かつその内径が一端側から他端側にかけて先細りとなるように形成されている。
すなわち、開放口開度変更手段５３の貫通孔５３ａと開口部３３３ａとにより、開放口５２ａの開度が変更（調整）可能となっている。具体的には、入口ダスト濃度が高い場合や、サイクロン効率が低い場合、あるいはポーラスフィルタ１２の差圧が高い場合に、開放口５２ａが大きくなるようにし、入口ダスト濃度が低い場合や、サイクロン効率が高い場合、あるいはポーラスフィルタ１２の差圧が低い場合に、開放口５２ａが小さくなるようにする。
【００３３】
このような開口部３３３ａ、開放口位置変更手段５２、および開放口開度変更手段５３を設けることにより、開放口５２ａの位置を周方向に移動させることができるばかりでなく、開放口５２ａの開度を調整することができて、粗粒チャーの回収率を変更（調整）することができる。
【００３４】
なお、本発明による旋回型サイクロンは、上述した石炭ガス化複合発電システムにのみ適用され得るものではなく、例えば、加圧流動床ボイラ、燃料供給システム、高温脱塵設備、蒸気タービン、ガスタービン、排熱回収給水加熱器、および乾式アンモニア接触還元式脱硝設備（ＳＣＲ）を具備する加圧流動床ボイラ複合発電システム（ＰＦＢＣ）にも適用可能であり、また、これに限らず、各種燃焼装置、粉塵処理装置等の粒子含有気体から様々な粒子径を有する粒子を回収する装置であればいずれのものにも適用可能である。
【００３５】
また、開放口３３ａ、開口部２３３ａ，３３３ａの形状は、上述した正面視略円形のものや、上下方向あるいは周方向に延在する長孔状のものに限定されるものではなく、適宜必要に応じていかなる形にも変更することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 石炭ガス化複合発電システム
１１ 旋回型サイクロン
２０ 生成ガス（気体）
３０ サイクロン本体
３０ａ 外筒部
３２ 生成ガス流入管（気体流入管）
３３ 粗粒チャー排出管（粗粒子排出管）
３３ａ 開放口
４０ 微粒チャー（微粒子）
４１ 粗粒チャー（粗粒子）
４２ 中間粒チャー（中間粒子）
５０ 開放口位置変更手段
５０ａ 開放口
５１ 開放口開度変更手段
５２ 開放口位置変更手段
５２ａ 開放口
５３ 開放口開度変更手段
２１１ 旋回型サイクロン
２３０ サイクロン本体
２３０ａ 外筒部
２３３ａ 開口部
３１１ 旋回型サイクロン
３３０ サイクロン本体
３３０ａ 外筒部
３３３ａ 開口部
Ｃ 旋回流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体中に含有される微粒子から粗粒子までの粒子分布を有する粒子群のうち、主として全粒子径分布の大径側に位置する粗粒子と中間径を有する中間粒子とを、旋回流を利用して選択的に前記気体から分離回収する旋回型サイクロンであって、
円筒形の外筒部を有するサイクロン本体と、前記外筒部の上端部に、その延在方向が前記外筒部の接線方向と平行になるように配置された気体流入管と、前記外筒部の側壁に開口された開放口と連通する粗粒子排出管とを具備してなり、
前記開放口が、前記気体流入管から流入する前記気体の直進経路上に設けられていることを特徴とする旋回型サイクロン。
【請求項２】
前記開放口の開度を変更する開放口開度変更手段が具備されていることを特徴とする請求項１に記載の旋回型サイクロン。
【請求項３】
前記開放口開度変更手段が、ゲート弁とされていることを特徴とする請求項２に記載の旋回型サイクロン。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の旋回型サイクロンと、この旋回型サイクロンにより回収された粗粒子が供給されるフィルタとを具備してなることを特徴とする石炭ガス化複合発電システム。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一項に記載の旋回型サイクロンと、この旋回型サイクロンにより回収された粗粒子が供給されるフィルタとを具備してなることを特徴とする加圧流動床ボイラ複合発電システム。
【請求項１】
気体中に含有される微粒子から粗粒子までの粒子分布を有する粒子群のうち、主として全粒子径分布の大径側に位置する粗粒子と中間径を有する中間粒子とを、旋回流を利用して選択的に前記気体から分離回収する旋回型サイクロンであって、
円筒形の外筒部を有するサイクロン本体と、前記外筒部の上端部に、その延在方向が前記外筒部の接線方向と平行になるように配置された気体流入管と、前記外筒部の側壁に開口された開放口と連通する粗粒子排出管とを具備してなり、
前記開放口が、前記気体流入管から流入する前記気体の直進経路上に設けられていることを特徴とする旋回型サイクロン。
【請求項２】
前記開放口の開度を変更する開放口開度変更手段が具備されていることを特徴とする請求項１に記載の旋回型サイクロン。
【請求項３】
前記開放口開度変更手段が、ゲート弁とされていることを特徴とする請求項２に記載の旋回型サイクロン。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の旋回型サイクロンと、この旋回型サイクロンにより回収された粗粒子が供給されるフィルタとを具備してなることを特徴とする石炭ガス化複合発電システム。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか一項に記載の旋回型サイクロンと、この旋回型サイクロンにより回収された粗粒子が供給されるフィルタとを具備してなることを特徴とする加圧流動床ボイラ複合発電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２３０３２（Ｐ２０１０−２３０３２Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９００２１（Ｐ２００９−１９００２１）
【出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【分割の表示】特願２００４−３０８６２５（Ｐ２００４−３０８６２５）の分割
【原出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１９日（２００９．８．１９）
【分割の表示】特願２００４−３０８６２５（Ｐ２００４−３０８６２５）の分割
【原出願日】平成１６年１０月２２日（２００４．１０．２２）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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