JPH0678540B2 - ガス化炉へのチャー供給方法及びその装置 - Google Patents

ガス化炉へのチャー供給方法及びその装置

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JPH0678540B2
JPH0678540B2 JP20140490A JP20140490A JPH0678540B2 JP H0678540 B2 JPH0678540 B2 JP H0678540B2 JP 20140490 A JP20140490 A JP 20140490A JP 20140490 A JP20140490 A JP 20140490A JP H0678540 B2 JPH0678540 B2 JP H0678540B2
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char
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air
calorific value
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三郎 原
淳 犬丸
敏之 竹川
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Denryoku Chuo Kenkyusho
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Denryoku Chuo Kenkyusho
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、石炭からガス燃料を生成するガス化炉におい
て発生するチャーのガス化炉へのリサイクルシステムに
関する。更に詳述すると、本発明はチャーのガス化炉へ
のリサイクル量を適正に保つチャー供給方法及びその装
置に関する。
(従来の技術) 近年、高効率で環境保全性に優れた石炭利用新技術とし
て石炭ガス化複合発電が国内外において注目されてい
る。石炭ガス化複合発電とは石炭をガス化炉でガス化
し、これをガス精製装置により脱硫、脱塵した後、ガス
タービン燃焼器で燃焼させることによりガスタービンで
発電すると同時にその排熱で蒸気を発生させて蒸気ター
ビンでも発電する方式である。
ところで、このような複合発電システムの実現において
は、石炭ガス化技術は最も重要な技術課題の一つであ
る。石炭ガス化は石炭の熱分解とその後生成するチャー
(主成分は未燃炭素と灰分である)をガス化する二つの
過程に大別される。熱分解は高温になる程比較的短い時
間で反応するがその際発生したチャーのガス化反応は遅
いためこのチャーをいかに効率良くガス化プロセスに組
入れるかが重要な課題となる。ガス化炉においては、ガ
ス化炉から出た量のチャー即ち生成チャーの全量をコン
バスタに供給するとき最大の効率を発揮する。
そこで従来の実験炉においては、ガス化炉101から生成
ガスとともに炉外に搬出されるチャーを回収してガス化
炉のコンバスタへ再投入するリサイクル設備が設けられ
ている。生成チャーはサイクロン102にて捕集され、集
塵ホッパー108、ロックホッパー103、計量ホッパー104
を経てテーブルフィーダ105で所定量取出され分配器106
により各バーナへ供給される。ここで、チャー供給量は
従来計量ホッパー104に取付けられたロードセル107の指
示値より計量ホッパー104に受け入れた量を目標値とし
て運転している。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来のチャー供給方法によると、運転空
気比において性能を最大限に発揮するために供給すべき
チャー量の絶対目標値を運転中に知ることができない。
即ち、サイクロン効率の変動、ホッパー間の払い出し性
の影響を受け、計量ホッパーの受け入れチャー量と生成
チャー量が必ずしも対応していないからである。サイク
ロン効率が安定し、ホッパー間の払出し性が良好なら
ば、受け入れ量と生成チャー量は対応する。しかし、空
気比が同一でもチャー供給量により生成チャー量が変化
するため、ある時点で計量ホッパーへの受け入れ量を目
標にチャー供給量を変化させると次の時点では生成チャ
ー量が変化し、それに応じて計量ホッパーへの受け入れ
量も変化するため、またその受け入れ量を目標にチャー
供給量を変えなければならない。つまり、生成チャー量
に対し過不足なく供給するための目標値が明確でない問
題がある。
現在、このガス化炉は基礎実験段階であることから上述
のようなチャー供給設備でも問題は少ないが、ガス化炉
の実用化に先立って効率的なガス化炉の運転の実現のた
めには、ガス化炉への適正なチャー供給システムの確立
が望まれている。
本発明は、石炭からガス燃料を得るガス化炉の運転にお
いて回収チャーをガス化炉に再投入する場合の適正なチ
ャー供給量を決定できるシステムを確立することを目的
とし、具体的には適量のチャーを供給する方法及び装置
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) かかる目的を達成するため、本発明のガス化炉のチャー
供給方法は、ガス化炉に供給される空気量と微粉炭量を
求め、この供給空気量と供給微粉炭量に基づいて生成さ
れるチャーが全量ガス化炉に再投入されたときの生成ガ
ス発熱量を算出し、この生成ガス発熱量をあらかじめ収
集された炉内空気比に対する生成ガス発熱量及び炉内空
気比に対するチャー理論空気量の関係を示す実験データ
と比較して生成チャー量を推定し、それと同量のチャー
をガス化炉に供給するようにしている。
また、本発明のガス化炉のチャー供給装置は、ガス化炉
と、該ガス化炉に供給される空気量と微粉炭量とを測定
する手段と、前記ガス化炉から生成ガスと共に炉外に搬
出されるチャーを回収する手段と、回収されたチャーを
貯留する手段と、前記貯留手段からチャーを所定量だけ
取出し前記ガス化炉に供給する供給手段と、前記測定手
段によって求められたガス化炉に供給される空気量と微
粉炭量に基づいて生成されるチャーが全量ガス化炉に再
投入されたときの生成ガス発熱量を算出する手段と、こ
の生成ガス発熱量をあらかじめ収集された炉内空気比に
対する生成ガス発熱量及び炉内空気比に対するチャー理
論空気量の関係を示す実験データと比較して生成チャー
量を推定する手段と、それと同量のチャーを前記供給手
段を制御して前記ガス化炉に供給する制御手段とから構
成されている。
(作用) したがって、ガス化炉に供給される微粉炭と空気の量が
求められれば、それから生成されるチャーの全量がガス
化炉に再投入されたときの生成ガス発熱量が求められ、
それをあらかじめ収集された炉内空気比に対する生成ガ
ス発熱量及び炉内空気比に対するチャー理論空気量との
関係を示す実験データと比較することによって、炉内空
気比が推定され、かつこの炉内空気比から更にチャー理
論空気量が推定され、次いで生成チャー量が推定され
る。
(実施例) 以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。
第1図に本発明のガス化炉へのチャー供給装置の一実施
例を示す。このチャー供給装置は、ガス化炉1と、該ガ
ス化炉1に供給される空気量と微粉炭量とを測定する手
段2,3と、ガス化炉1から生成ガスと共に搬出されるチ
ャーを回収する手段4と、回収されたチャーを貯留する
手段5と、貯留手段5からチャーを取出しガス化炉1に
供給する供給手段6と、測定手段2,3によって求められ
たガス化炉1に供給される空気量と微粉炭量に基づいて
生成されるチャーが全量ガス化炉に再投入されたときの
生成ガス発熱量を算出する手段7と、この生成ガス発熱
量をあらかじめ収集された炉内空気比に対する生成ガス
発熱量及び炉内空気比に対するチャー理論空気量の関係
を示す実験データと比較して生成チャー量を推定する手
段8と、それと同量のチャーを前記供給手段6を制御し
てガス化炉1に供給する制御手段9とから構成されてい
る。
ガス化炉1としては、例えば2段噴流床ガス化炉が採用
されている。このガス化炉1は、石炭とチャーを高温で
燃焼させるコンバスタ部1aと、石炭とコンバスタから上
昇してくる高温ガスを完全に混合させ石炭の乾留及び熱
分解を促進させるディフューザ部1bと、チャーのガス化
を行うリダクタ部1cとを有する。
前記ガス化炉1に供給される空気量と微粉炭量を測定す
る手段2,3としては、例えばロードセルや流量計等が使
用される。例えば、微粉炭燃料を貯留するホッパー10に
ロードセル2を取付け、ホッパー10の重量変化から供給
微粉炭量を測定する。また、空気供給管路系15に流量計
3を設け、供給空気量を測定して電気信号にて出力する
ように設けている。尚、微粉炭は空気供給用送風機16か
ら供給される空気によって空気輸送される。
また、回収手段4としては、例えばサイクロン等の使用
が好適である。また、貯留手段5としてはロックホッパ
ー等の使用が好適である。更に、チャー供給手段6とし
ては、例えばロックホッパー5に一旦貯留されたチャー
を受け取る計算ホッパー11と、該計量ホッパー11から制
御手段9の制御によってチャーを取出すテーブルフィー
ダ12と、テーブルフィーダ12によって取出されたチャー
をガス化炉1のコンバスタ1aに気流搬送するチャー分配
器13とによって構成されている。チャー分配器13は、例
えば底部に目皿を有し、そこから吹出される搬送用ガス
によってチャーを流動状態に保ちながらチャー供給管路
へ気流搬送するものである。搬送用ガスとしては、空気
の使用も考えられるがサイクロン4を通過した生成ガス
の一部をブロワー14にて抽出したものの使用が好まし
い。尚、図中の符号17はロードセルである。
更に、生成ガス発熱量を算出する手段7と、生成チャー
量を推定する手段8と、供給手段を制御する制御手段9
とは周知の計算機とこれを作動させるプログラムによっ
て構成されている。計算機は基本的には中央処理部(CP
U)と、プログラムを書込んだROM及びRAMとから構成さ
れており、インターフェースを介して各測定手段2,3お
よび制御対象たるチャー供給手段6のテーブルフィーダ
12に電気的に接続され、ROMに書込まれたプログラムに
従って作動し生成ガス発熱量を算出する手段7と、生成
チャー量を推定する手段8及び供給手段6を制御する制
御手段9として機能する。
以上のように構成されているので、次のようにして適正
な量のチャーがガス化炉に再投入される。
まず、ガス化炉に供給される空気量と微粉炭量が測定手
段2,3によって求められる。そして、この供給空気量と
供給微粉炭量に基づいて生成されるチャーがガス化炉に
全量再投入されたときの生成ガス発熱量が生成ガス発熱
量算出手段7において算出される。そして、この生成ガ
ス発熱量をあらかじめ収集された炉内空気比に対する生
成ガス発熱量及び炉内空気比に対するチャー論理空気量
の関係を示す実験データと比較して生成チャー量を推定
手段8において推定する。
炉内空気比と生成ガス発熱量との間には直線的な一定関
係があり、それは HHV=a1λm+b1 …(1) で表され、また、炉内空気比に対するチャー理論空気量
は Achar=a2λm+b2 …(2) で求められる。そこで、あらかじめ炉内空気比と生成ガ
ス発熱量、炉内空気比とチャー理論空気量の関係を示す
実験データを蓄積し、このデータから上述の関係を
(1),(2)式にして計算機に記憶させておけば、生
成ガス発熱量から炉内空気比を求めることができる。ま
た、この炉内空気比から同様にして(2)式よりチャー
理論空気量を算出できる。そして、これらを炉内空気比
の定義、 に代入することによってチャー量が算出される。そこ
で、算出されたチャー量と同量のチャーを貯留手段5よ
り取出してガス化炉1に供給する。
以下、上述の適正チャー供給量決定システムの動作を第
2図に示すフローチャートに基づいて更に詳細に説明す
る。
まず、ガス化炉1及びチャー供給装置を使用して、あら
かじめ炉内空気比に対する生成ガス発熱量と炉内空気比
に対するチャー理論空気量との関係を示す実験データが
収集され、(1),(2)式の関係データとして計算機
に記憶される。この他、投入微粉炭性状、投入空気性
状、ガス化炉炉壁吸熱量、排出スラグ量等の諸データを
入力する(ステップ21)。このとき石炭の性状、空気の
性状はあらかじめ判明しているので一度計算機に入力し
記憶させておけば足りる。また、ガス化炉炉壁吸熱量、
排出スラグ量のデータについてはチャーが全量再投入し
たときの生成ガス発熱量を計算するときに必要なもので
ある。
次いで、投入微粉炭量と投入燃焼空気量が測定手段2,3
から随時入力され(ステップ22)、空気比が計算される
(ステップ23)。そして、生成ガス発熱量を計算するた
めの生成ガス温度Tgを仮定する(ステップ24)。そし
て、この仮定の生成ガス温度Tgに基づいてC,H,Oバラン
ス、シフト反応を演算し、生成ガスの性状を計算する
(ステップ5)。このC,H,Oバランス、フト反応演算は Cバランス 投入微粉炭中のC=生成ガス中CO,CO2のCHバランス 投入微粉炭、空気中のH=生成ガス中のH2、H2OのH Oバランス 投入石炭、空気中O=生成ガス中のCO,CO2、H2OのO シフト反応 (但し、C1,C2,C3,C4は定数) となるように計算し、ガス温度Tg下における生成ガスの
性状等を算出する(ステップ25)。
次いで、上述の生成ガスの性状において、ヒートバラン
スの観点から生成ガス温度Tg′を求める(ステップ2
6)。このヒートバランス演算は、 投入石炭化学熱、顕熱+投入空気顕熱 =生成ガス化学熱、顕熱 +ガス化炉炉壁吸熱量+スラグ顕熱 となるようにバランスさせるべく、生成ガスの顕熱即ち
温度分を未知数として生成ガスの温度をあらためて計算
する。
そして、この生成ガス温度Tg′と仮定の生成ガス温度Tg
との差の絶対値がある値cより大きいか小さいかを判断
する(ステップ27)。そして、その値が大きい場合に
は、ステップ4の前にジャンプしTg′を仮定温度Tgとし
て上述の計算を繰返す(ステップ28)。また、前述の値
がεよりも小さい場合には、そのときの生成ガスの性状
を真の値として特定する。そして、この生成ガスの性状
からガス発熱量を算出する(ステップ29)。
次に生成ガス発熱量から炉内空気比λm1を、炉内空気比
に対する生成ガス発熱量及び炉内空気比に対するチャー
理論空気量の関係を示す実験データと比較して求める。
即ち、生成ガス発熱量から炉内空気比λm1を(1)式よ
り演算して求める(ステップ30)。そして、この炉内空
気比λm1のときのチャー理論空気量Acharを(2)式よ
り算出する(ステップ31)。そして、更に炉内空気比の
定義を示す(3)式よりチャー量を計算する(ステップ
32)。斯様にして得られたチャー量は運転操作板等に表
示されたり、あるいはチャー供給装置の制御信号として
出力される(ステップ33)。例えば、チャー供給装置6
のテーブルフィーダ12の制御信号として使用され、時事
刻々変化する供給微粉炭量及び供給空気量に対応させて
適正な量のチャーをガス化炉1のコンバスタ1aに再投入
し最大の効率を上げるように自動運転することができ
る。
(発明の効果) 以上の説明より明らかなように、本発明は、ガス化炉に
供給される微粉炭と空気の量が求められれば、それから
生成されるチャーの全量がガス化炉に再投入されたとき
の生成ガス発熱量が求められ、それをあらかじめ収集さ
れた炉内空気比に対する生成ガス発熱量及び炉内空気比
に対するチャー理論空気量との関係を示す実験データと
比較することによって、炉内空気比が推定され、かつこ
の炉内空気比から更にチャー理論空気量が推定され、次
いで生成チャー量が推定されるので、時事刻々変化する
投入すべきチャー量の絶対目標値が供給微粉炭量と供給
空気量から即座に求められる。したがって、この生成チ
ャー量を絶対目標値としてチャー供給設備の運転を行え
ばガス化炉に最大の効率が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のクレーム対応図である。 第2図は本発明のチャー供給装置の供給量決定プロセス
を説明するフローチャートである。 第3図は従来のチャー供給設備を示す概略図である。 1……ガス化炉、 2,3……測定手段、 4……回収手段、 5……貯留手段、 6……チャー供給手段、 12……チャー供給量を制御するテーブルフィーダ、 7……生成ガス発熱量算出手段、 8……生成チャー量推定手段、 9……制御手段。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガス化炉に供給される空気量と微粉炭量を
    求め、この供給空気量と供給微粉炭量に基づいて生成さ
    れるチャーが全量前記ガス化炉に再投入されたときの生
    成ガス発熱量を算出し、この生成ガス発熱量をあらかじ
    め収集された炉内空気比に対する生成ガス発熱量及び炉
    内空気比に対するチャー理論空気量の関係を示す実験デ
    ータと比較して生成チャー量を推定し、それと同量のチ
    ャーを前記ガス化炉に供給することを特徴とするガス化
    炉へのチャー供給方法。
  2. 【請求項2】ガス化炉と、該ガス化炉に供給される空気
    量と微粉炭量とを測定する手段と、前記ガス化炉から生
    成ガスと共に炉外に搬出されるチャーを回収する手段
    と、回収されたチャーを貯留する手段と、前貯留手段か
    らチャーを取出し前記ガス化炉に供給する供給手段と、
    前記測定手段によって求められたガス化炉に供給される
    空気量と微粉炭量に基づいて生成されるチャーが全量前
    記ガス化炉に再投入されたときの生成ガス発熱量を算出
    する手段と、この生成ガス発熱量をあらかじめ収集され
    た炉内空気比に対する生成ガス発熱量及び炉内空気比に
    対するチャー理論空気量の関係を示す実験データと比較
    して生成チャー量を推定する手段と、それと同量のチャ
    ーを前記供給手段を制御して前記ガス化炉に供給する制
    御手段とから成ることを特徴とするガス化炉へのチャー
    供給装置。
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JP2008150463A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 二段噴流床ガス化炉及びその運転制御方法
JP5316913B2 (ja) 2009-10-28 2013-10-16 株式会社Ihi ガス化設備の燃焼炉温度制御方法及び装置
JP6200731B2 (ja) * 2013-09-05 2017-09-20 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガス化発電システムの制御方法
AU2016211843B2 (en) * 2015-01-30 2019-07-04 Lummus Technology Llc Standpipe-fluid bed hybrid system for char collection, transport, and flow control

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