储藏室系统及炭回收装置 |
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| 申请号 | CN201280047788.0 | 申请日 | 2012-11-22 | 公开(公告)号 | CN103826999B | 公开(公告)日 | 2016-01-20 |
| 申请人 | 三菱日立电力系统株式会社; | 发明人 | 小山智规; 浦方悠一郎; 品田治; 柴田泰成; 山元崇; 西村幸治; 石井弘实; | ||||
| 摘要 | 在储藏室系统及炭回收装置中，能够实现装置的小型化。设有：能够积存炭的储藏室(44)；通过重 力 落下能够将炭向储藏室(44)排出的以规定的倾斜 角 度θ配置的三个炭排出管线(47、49a、49b)；通过重力落下能够将积存在储藏室(44)中的炭进行供给的以规定的倾斜角度θ配置的四个切换管线(51a、51b、51c、51d)；对重力落下的炭的在炭排出管线(47、49a、49b)中的流动进行辅助的作为辅助装置的辅助气体供给部(54、55a、55b)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种储藏室系统，具备： |
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| 说明书全文 | 储藏室系统及炭回收装置技术领域背景技术[0002] 煤气化复合发电设备是使煤气化并与联合循环发电组合由此实现相比于以往类型的煤火力的进一步的高效化、高环境性的发电设备。已知该煤气化复合发电设备的一大优势在于能够利用资源量丰富的煤，而通过扩大适用炭种能够进一步扩大其优势。 [0003] 以往的煤气化复合发电设备一般具有：供炭装置、煤气化炉、炭回收装置、气体精制设备、燃气涡轮设备、蒸气涡轮设备、废热回收锅炉。因此，对煤气化炉，通过供炭装置而供给煤(煤粉)，并且导入有气化剂(空气、富氧空气、氧、水蒸气等)，通过该煤气化炉使煤燃烧气化而生成生成气体(可燃性气体)。然后，该生成气体在由炭回收装置将煤的未燃部分(炭)去除后进行气体精制并向燃气涡轮设备供给，由此燃烧而生成高温、高压的燃烧气体来驱动涡轮。驱动涡轮后的废气由废热回收锅炉回收热能并生成蒸气而向蒸气涡轮设备供给来驱动涡轮。由此进行发电。另一方面，热能被回收后的废气经由烟囱而向大气放出。 [0004] 上述的煤气化复合发电设备中的炭回收装置利用多级集尘装置从由煤气化炉生成的生成气体中去除所含有的炭。然后，回收的炭通过炭供给装置，以每份按照规定量的方式返回煤气化炉。即，在此应用了储藏室系统。一般的储藏室系统具有：一个(或多个)储藏室；将由各集尘装置回收的炭向该储藏室排出的多个炭排出管线；将由储藏室回收了的炭向多个(或一个)料斗供给的多个炭供给管线。 [0006] 【在先技术文献】 [0007] 【专利文献】 [0008] 专利文献1：日本专利第3054788号公报 [0009] 专利文献2：日本专利第3652848号公报 [0010] 专利文献3：日本特开2006-063098号公报 发明内容[0011] 【发明要解决的课题】 [0012] 对于一个储藏室在将多个炭排出管线与其上部连结并将多个炭供给管线与下部连结时，多个集尘装置、多个料斗在水平方向上排列配置。由此，炭排出管线、炭供给管线从该集尘装置、料斗朝向储藏室以相对于铅垂方向而具有规定的倾斜角度的方式配置。在上述的炭回收装置中，炭的移送为干式运送，从集尘装置经由储藏室而到达料斗的炭的移送成为重力落下。在该情况下，当将炭排出管线、炭供给管线的倾斜角度设定得较大时，可能造成在配管内的炭堆积。因此，不能减小炭排出管线、炭供给管线的倾斜角度，当考虑多个集尘装置彼此、多个料斗彼此的干涉时，存在炭排出管线、炭供给管线变长，而导致储藏室系统、炭回收装置的纵长化，即，导致装置的大型化、高成本化的问题。 [0013] 本发明是解决上述的课题的发明，其目的在于提供一种能够实现装置的小型化的储藏室系统以及炭回收装置。 [0014] 【用于解决课题的手段】 [0015] 为了实现上述的目的的本发明的第一方式所涉及的储藏室系统具备：能够汇集或积存粉体的密闭容器；通过重力落下能够将粉体向所述密闭容器排出的以规定的倾斜角度配置的多个粉体排出管线；通过重力落下能够将积存在所述密闭容器中的粉体进行供给的以规定的倾斜角度配置的多个粉体供给管线；对重力落下的粉体的在所述多个粉体排出管线中的流动进行辅助的辅助装置。 [0016] 因此，在粉体因重力落下在各粉体排出管线中流动而向密闭容器排出、并从该密闭容器因重力落下在各粉体供给管线中流动时，辅助装置对重力落下的粉体的在多个粉体排出管线中的流动进行辅助。由此，使得粉体在该粉体排出管线中适当流动，能够抑制堆积。其结果是，能够较大地设定多个粉体排出管线的倾斜角度，能够抑制装置的高度，从而能够使装置小型化。 [0017] 本发明的第二方式所涉及的储藏室系统具备：能够汇集或积存粉体的密闭容器；通过重力落下能够将粉体向所述密闭容器排出的以规定的倾斜角度配置的多个粉体排出管线；通过重力落下能够将积存在所述密闭容器中的粉体进行供给的以规定的倾斜角度配置的多个粉体供给管线；对重力落下的粉体的在所述多个粉体供给管线中的流动进行辅助的辅助装置。 [0018] 因此，在粉体因重力落下在各粉体排出管线中流动而向密闭容器排出、并从该密闭容器因重力落下在各粉体供给管线中流动时，辅助装置对重力落下的粉体的在多个粉体供给管线中的流动进行辅助。由此，使得粉体在该粉体供给管线中适当流动，能够抑制堆积。其结果是，能够较大地设定多个粉体供给管线的倾斜角度，能够抑制装置的高度，从而能够使装置小型化。 [0019] 在所述第一方式或所述第二方式所涉及的储藏室系统中，可以是，所述辅助装置具有沿着粉体的流动方向供给不活泼气体(N2、CO2等)的辅助气体供给装置。 [0020] 因此，将供给不活泼气体的辅助气体供给装置应用作为辅助装置，由此能够实现装置的简化，并且不会对在各管线中流动的粉体产生不良影响，能够构建适当的粉体的运送系统。 [0021] 在所述构成所涉及的储藏室系统中，可以是，所述辅助气体供给装置沿着构成所述粉体排出管线或所述粉体供给管线的配管的内周下表面供给不活泼气体。 [0022] 因此，粉体沿着构成粉体排出管线或粉体供给管线的配管的内周下表面移动，但是通过沿着该配管的内周下表面供给不活泼气体，使得粉体的流动变得顺畅，能够防止粉体在配管内部的堆积。 [0023] 在所述构成所涉及的储藏室系统中，可以是，所述辅助气体供给装置在构成所述粉体排出管线或所述粉体供给管线的配管的下部设置辅助气体室，并从该辅助气体室向所述配管的内周下表面供给不活泼气体。 [0024] 因此，从在构成粉体排出管线或粉体供给管线的配管的下部设置的辅助气体室向配管内周下表面供给有不活泼气体，由此沿着配管的内周下表面流动的粉体借助该不活泼气体而顺畅地流动，从而能够防止粉体在配管内部的堆积。 [0025] 在所述构成所涉及的储藏室系统中，可以是，所述辅助气体供给装置根据粉体的流量来变更不活泼气体的供给量。 [0026] 因此，通过根据粉体的流量而供给适当量的不活泼气体，能够使粉体的运送速度维持适当速度，并且能够减小不活泼气体的使用量从而能够减小运转成本。 [0027] 在所述第一方式或所述第二方式所涉及的储藏室系统中，可以是，所述粉体排出管线或所述粉体供给管线的倾斜角度相对于水平方向设定在60度以下，在设定为该倾斜角度的所述管线设置所述辅助装置。 [0028] 因此，能够将粉体排出管线、粉体供给管线的倾斜角度设置在60度以下，能够抑制装置的高度，从而能够使装置小型化。 [0029] 在所述第一方式或所述第二方式所涉及的储藏室系统中，可以是，所述粉体排出管线或所述粉体供给管线的倾斜角度相对于水平方向设定在60度以下，在设定为该倾斜角度的所述管线设置所述辅助装置，并设置从所述辅助装置向集尘装置的入口侧连接的辅助气体排出部。 [0030] 因此，能够将粉体排出管线、粉体供给管线的倾斜角度设置在60度以下，从而能够抑制装置的高度，并且，通过在该管线设置所述辅助装置和辅助气体排出部，能够使装置进一步小型化。 [0031] 而且，通过将辅助气体排出部与集尘装置的入口侧连接，能够通过集尘装置来回收辅助气体的废气中含有的粉体。 [0032] 在所述结构中，可以是，所述集尘装置从对煤进行气化而生成的生成气体中将煤的未燃部分分离，并以使所述辅助气体的废气流量成为生成气体流量的10％以下的方式设定辅助气体投入量，由此，能够将辅助气体对生成气体的稀释抑制为最小限度。通过设定辅助气体投入部的流路截面积或辅助气体投入流速能够进行辅助气体投入量的调节。 [0033] 因此，在使用生成气体作为燃气涡轮燃料的煤气化复合发电设备中，能够将生成气体的卡路里下降抑制在10％以下，因此能够使燃气涡轮燃烧器的燃烧稳定，从而在具有煤气化炉的化学燃料设备中能够防止产品纯度的降低。 [0034] 而且，本发明的第三方式所涉及的炭回收装置从对煤进行气化而生成了的生成气体中回收煤的未燃部分，具备：与生成气体的生成管线连结的第一集尘装置；与该第一集尘装置的第一气体排出管线连结的第二集尘装置；与所述第一集尘装置的第一未燃部分排出管线及所述第二集尘装置的第二未燃部分排出管线连结的储藏室；从该储藏室将未燃部分向未燃部分返回管线供给的多个未燃部分供给管线；对重力落下的未燃部分的在所述各未燃部分排出管线或所述未燃部分供给管线中的流动进行辅助的辅助装置。 [0035] 因此，通过第一集尘装置从生成气体中将粗粒的未燃部分分离，通过第二集尘装置从生成气体中将微粒的未燃部分分离，从而该未燃部分经过各未燃部分排出管线而积存在储藏室中，积存在该储藏室中的未燃部分经过各未燃部分供给管线而向未燃部分返回管线供给。此时，由于辅助装置对重力落下的未燃部分的在各未燃部分排出管线或各未燃部分供给管线中的流动进行辅助，因此未燃部分在该未燃部分排出管线、未燃部分供给管线中适当流动，能够抑制堆积。其结果是，能够较大地设定多个未燃部分排出管线、未燃部分供给管线的倾斜角度，从而能够抑制装置的高度而能够使装置小型化。 [0036] 【发明效果】 [0038] 图1是应用了本发明的实施例1所涉及的储藏室系统的煤气化复合发电设备的简要结构图。 [0039] 图2是表示实施例1的储藏室系统的主要部分的简图。 [0040] 图3是表示本发明的实施例2所涉及的储藏室系统的主要部分的简要结构图。 [0041] 图4是表示本发明的实施例3所涉及的储藏室系统的主要部分的简要结构图。 [0042] 图5是表示本发明的实施例4所涉及的储藏室系统的主要部分的简要结构图。 [0043] 图6是表示具备从辅助装置向集尘装置的入口侧连接的辅助气体排出部的储藏室系统的主要部分的简要结构图。 [0044] 图7A是决定辅助气体流量的说明图，是表示图4的辅助装置的示意图。 [0045] 图7B是决定辅助气体流量的说明图，是图7A的剖视图。 具体实施方式[0046] 以下参照添加附图，详细说明本发明所涉及的储藏室系统及炭回收装置的适当的实施例。需要说明的是，本发明并不限定于该实施例，而且，在存在有多个实施例的情况下，也包括将各实施例组合而构成的情况。 [0047] 【实施例1】 [0048] 图1是应用了本发明的实施例1所涉及的储藏室系统的煤气化复合发电设备的简要结构图，图2是表示实施例1的储藏室系统的主要部分的简图。 [0049] 实施例1的煤气化复合发电设备(IGCC：Integrated Coal Gasification Combined Cycle)采用以空气为气化剂而由气化炉生成煤气的吹气方式，将通过气体精制设备精制后的煤气作为燃料气体向燃气涡轮设备供给而进行发电。即，本实施例的煤气化复合发电设备是吹气方式的发电设备。 [0050] 如图1所示，实施例1的煤气化复合发电设备具有供炭装置11、煤气化炉12、炭回收装置13、气体精制设备14、燃气涡轮设备15、蒸气涡轮设备16、发电机17、废热回收锅炉(HRSG：Heat Recovery Steam Generator)18。 [0051] 供炭装置11具有：煤粉碎机(磨机)21、对由该煤粉碎机21干燥微粉碎后的煤粉进行加压供给的煤粉供给设备(储藏室系统)22。煤粉碎机21一边通过干燥气体对煤进行干燥，一边将煤粉碎成细小的粒子状来制造煤粉。在该情况下，作为干燥用气体，利用来自燃气涡轮设备15、废热回收锅炉18的废气的一部分。而且，在煤粉碎机21的下游侧，作为煤粉供给设备22，而设置有煤粉分离装置(例如，集尘机)23、煤粉储藏室24、多个煤粉供给料斗25a、25b、25c。 [0052] 煤气化炉12从煤粉供给设备连接有供炭管线31，从而能够供给煤粉。而且，煤气化炉12从炭回收装置13而连接有炭返回管线32，从而能够使由该炭回收装置13回收的炭(煤的未燃部分、粉体)再循环。 [0053] 此外，煤气化炉12从燃气涡轮设备15(压缩机61)连接有压缩空气供给管线33，从而能够利用抽吸空气升压机将由该燃气涡轮设备15压缩后的空气的一部分升压而进行供给。空气分离装置34从大气中的空气分离生成氮和氧，第一氮供给管线35与供炭管线31连接，并且第二氮供给管线36与炭返回管线32连接，氧供给管线37与压缩空气供给管线33连接。在该情况下，氮用作煤、炭的运送用气体，氧用作气化剂。 [0054] 煤气化炉12为例如喷流床形式的气化炉，通过由气化剂(空气、富氧空气、氧、水蒸气等)使向内部供给了的煤(煤粉)部分氧化、气化，来产生以二氧化碳、氢为主成分的可燃性气体(生成气体、煤气)。需要说明的是，煤气化炉12并不限定于喷流床气化炉，也可以为流动床气化炉、固定床气化炉。而且，在该煤气化炉12的尾流设置有生成气体管线38而与炭回收装置13连接。通过该炭回收装置13能够将生成气体中含有的炭与生成气体分离。在该情况下，可以通过在气化炉尾流设置气体冷却装置而将可燃性气体冷却至规定温度，之后经由生成气体管线38向炭回收装置13供给。 [0055] 炭回收装置13应用了本发明的储藏室系统，并具有：作为第一集尘装置的旋风分离器41；作为第二集尘装置的第一过滤器42a及第二过滤器42b；各回转阀43a、43b；储藏室44；料斗45a、45b、45c、45d。旋风分离器41进行由煤气化炉12生成的可燃性气体中含有的炭的一次分离(将粗粒分离)，在上部连接有将分离了粗粒炭后的可燃性气体排出的第一气体排出管线46，并且在下部连接有将从可燃性气体分离出的粗粒炭排出的第一炭排出管线(第一未燃部分排出管线)47。 [0056] 就第一、第二过滤器42a、42b而言，在侧部分别连接有分支了的第一气体排出管线46，在上部连接有将分离了微粒炭后的可燃性气体排出的第二气体排出管线48，并且在下部连接有将从可燃性气体分离出的微粒炭排出的第二炭排出管线49a、49b。在各过滤器42a、42b的向第二炭排出管线49a、49b的排出部分别设置有回转阀43a、43b。该过滤器42a、42b为多孔过滤器，例如，具有陶瓷制的滤材，在可燃性气体通过滤材时，能够将该可燃性气体中的炭去除。而且，由该过滤器42a、42b捕集的炭通过反洗处理等而落下，通过回转阀43a、43b而从过滤器容器排出，经过第二炭排出管线49a、49b向储藏室44送出。 [0057] 而且，在第一气体排出管线46与储藏室44之间设有使二者的压力均匀化的第一均压管线50。 [0058] 储藏室44连接有第一炭排出管线47及第二炭排出管线49a、49b的下游端部，通过旋风分离器41及第一、第二过滤器42a、42b将从可燃性气体分离出的粗粒炭、微粒炭汇集并向各料斗分配。各料斗45a、45b、45c、45d经由切换管线51a、51b、51c、51d而与储藏室44连接，就该切换管线51a、51b、51c、51d而言，在料斗45a、45b、45c、45d的上游侧装配有第一切换阀52a、52b、52c、52d，在下游侧装配有第二切换阀53a、53b、53c、53d。 [0059] 即，通过利用各切换阀52a、52b、52c、52d、53a、53b、53c、53d来切换使用的切换管线51a、51b、51c、51d，能够交替使用料斗45a、45b、45c、45d而连续运转。而且，各切换管线51a、51b、51c、51d在料斗45a、45b、45c、45d的下游侧汇合而与炭返回管线32连接。在该情况下，在本实施例中，为了四个切换管线51a、51b、51c、51d(四个料斗45a、45b、45c、45d)，而在其上游侧配置有储藏室44，设置有将炭汇集并向各料斗分配以及临时积存的储藏室 44。 [0060] 而且，在旋风分离器的第一气体排出管线46与料斗45a、45b、45c、45d之间设有均压管线81a(81b、81c、81d)，所述均压管线81a(81b、81c、81d)使向气化炉供给炭的状态(例如，在料斗45a的情况下，切换阀52a处于闭状态，切换阀53a处于开状态，料斗45a的压力高于储藏室44的状态)结束，为了接受储藏室44的炭而将料斗45a内气体减压排气来实现压力的均压化。该均压管线81a(81b、81c、81d)与第一气体排出管线46连接，并装配有第三切换阀82a、82b、82c、82。 [0061] 如此本实施例的炭回收装置13由旋风分离器41、第一过滤器42a及第二过滤器42b、回转阀43a、43b、储藏室44、料斗45a、45b、45c、45d等构成，本发明的储藏室系统包括：能够将炭汇集并进行向各料斗的分配及积存的作为容器的储藏室44；通过重力落下而能够将炭向储藏室44排出的以规定的倾斜角度配置的多个作为粉体排出管线的炭排出管线47、49a、49b；通过重力落下而能够将在储藏室44中的汇集的炭或积存的炭向料斗45a、 45b、45c、45d供给的以规定的倾斜角度配置的多个作为粉体供给管线的切换管线51a、 51b、51c、51d等。而且，在本实施例中，在各炭排出管线47、49a、49b、各切换管线51a、51b、 51c、51d设有沿着炭的流动方向供给不活泼气体的辅助气体供给装置作为对重力落下的炭的流动进行辅助的辅助装置。 [0062] 在本实施例中，装配于各炭排出管线47、49a、49b的辅助气体供给装置分别具有辅助气体供给部54、55a、55b和辅助气体排出部56、57a、57b。而且，装配于各切换管线51a、51b、51c、51d的辅助气体供给装置分别具有辅助气体供给部58a、58b、58c、58d和辅助气体排出部59a、59b、59c、59d。 [0063] 此处，作为各炭排出管线47、49a、49b的辅助气体供给装置的辅助气体供给部54、55a、55b及辅助气体排出部56、57a、57b、以及作为切换管线51a、51b、51c、51d的辅助气体供给装置的辅助气体供给部58a、58b、58c、58d及辅助气体排出部59a、59b、59c、59d形成大致同样的结构。因此，以下，仅说明作为第一炭排出管线47的辅助气体供给装置的辅助气体供给部54及辅助气体排出部56。 [0064] 在辅助气体供给装置中，如图2所示，第一炭排出管线47包括：从旋风分离器41(参照图1)沿铅垂方向垂下地配置的第一直线部101；向储藏室44(参照图1)沿铅垂方向垂下地配置的第二直线部102；将第一直线部101的下端部与第二直线部102的上端部连结的倾斜部103。在该情况下，倾斜部103相对于水平方向以规定角度θ(例如，60度以下)倾斜配置。 [0065] 而且，炭排出管线47的倾斜部103在基端部(上端部)装配有辅助气体供给部54，在前端部(下端部)装配有辅助气体排出部56。该辅助气体排出部56与像旋风分离器 41、第一过滤器42a及第二过滤器42b那样的集尘装置中任一个的入口(上游)侧连接。 [0067] 辅助气体排出部56具有将与炭的移动而形成的容积相当的置换气体及不活泼气体排出的气体排出管113、气体回收部114，气体回收部114能够从倾斜部103的前端基端部排出内部的气体。 [0068] 该气体回收部114具有将炭与气体分离的功能，具体而言，是向炭排出方向的反方向(第二直线部102的上方)开口而将炭与气体进行重力分离或惯性分离的构造。在本实施例的结构例中，辅助气体排出部56的气体排出管113例如如图6所示与作为集尘装置的第一过滤器42a的入口(上游)侧连接。需要说明的是，在图6所示的结构例中，省略了对辅助气体排出部57a、57b的气体排出管的图示，然而与集尘装置的入口侧连接这一点没有改变。 [0069] 在该情况下，不活泼气体优选为氮气或二氧化碳气体，但只要设置为氧浓度在3％以下的不活泼气体(惰性气体)或可燃性气体(对炭回收装置出口或气体精制设备出口气体进行了升压再循环的气体)即可，能够防止在第一炭排出管线47中流动的气体的燃烧。而且，不活泼气体优选设为在第一炭排出管线47中流动的气体的露点以上的温度的气体。 而且，辅助气体供给部54连续或间歇地供给不活泼气体。 [0070] 因此，通过旋风分离器41从可燃性气体分离出的粗粒炭因重力落下而流落至第一炭排出管线47，并通过第一直线部101、倾斜部103、第二直线部102而在储藏室44汇集并向各料斗分配或积存。此时，由于辅助气体供给部54从气体喷射喷嘴112朝粗粒炭的流动方向而向倾斜部103内供给不活泼气体，因此促进了沿着构成第一炭排出管线47的配管的内部下表面移动的粗粒炭的流动，而能够抑制堆积。 [0071] 而且，就辅助气体排出部56而言，气体回收部114能够回收与炭的移动而形成的容积相当的置换气体及供给的不活泼气体。就如此回收了的辅助气体而言，由于辅助气体排出部56的气体排出管113与作为集尘装置而设置的第一过滤器42a的入口侧连接，因此对于作为使用后的废气而回收的不活泼气体中含有的炭等粉体，通过第一过滤器42a也能够回收。 [0072] 气体精制设备14对于由炭回收装置13分离了炭的可燃性气体除去硫化合物、氮化合物、卤化物等杂质，由此进行气体精制。而且，气体精制设备14从可燃性气体去除杂质来制造燃料气体，并将其向燃气涡轮设备15供给。 [0073] 燃气涡轮设备15具有压缩机61、燃烧器62、涡轮63，压缩机61与涡轮63通过旋转轴64连结。燃烧器62被从压缩机61供给压缩空气65，并且被从气体精制设备14供给燃料气体66，从而将燃烧气体67向涡轮63供给。而且，燃气涡轮设备15设有从压缩机61向煤气化炉12延伸的压缩空气供给管线33，而在中途部设有升压机68。因此，在燃烧器62中，通过将从压缩机61供给来的压缩空气与从气体精制设备14供给来的燃料气体混合燃烧，并利用涡轮63通过产生的燃烧气体使旋转轴64旋转，由此能够驱动发电机17。 [0074] 蒸气涡轮设备16具有与燃气涡轮设备15的旋转轴64连结的涡轮69，发电机17与该旋转轴64的基端部连结。废热回收锅炉18设置在来自燃气涡轮设备15(涡轮63)的废气管线70上，并通过与高温的废气进行换热来生成蒸气。由废热回收锅炉18回收热量后的废气从烟囱74向大气放出。 [0075] 此处，说明实施例1的煤气化复合发电设备的工作。 [0076] 在实施例1的煤气化复合发电设备中，如图1所示，在供炭装置11中，通过煤粉碎机22将煤干燥、粉碎来制造煤粉。该煤粉通过煤粉分离装置及煤粉储藏室与由煤粉储藏室构成的煤粉供给设备(储藏室系统)被加压，并借助从空气分离装置34供给来的氮而经过供炭管线31向煤气化炉12供给。而且，由后述的炭回收装置13回收的炭借助从空气分离装置34供给来的氮而经过炭返回管线32向煤气化炉12供给。此外，从后述的燃气涡轮设备15抽吸来的压缩空气被升压机68升压后，与从空气分离装置34供给来的氧一起经过压缩空气供给管线33而向煤气化炉12供给。 [0077] 在煤气化炉12中，通过由气化剂(压缩空气、氧等)将供给来的煤粉部分氧化、气化，由此生成以二氧化碳或氢为主成分的可燃性气体(生成气体、煤气)。然后，该可燃性气体从煤气化炉12经过生成气体管线38而被排出，向炭回收装置13输送。 [0078] 通过该炭回收装置13，首先，通过将可燃性气体向旋风分离器41供给，从而在此从可燃性气体将该气体中含有的炭进行一次分离(将粗粒分离)。然后，将一次分离了炭后的可燃性气体向第一气体排出管线46排出，另一方面，从可燃性气体分离出的粗粒炭经过第一炭排出管线47而向储藏室44送出。 [0079] 由旋风分离器41将炭一次分离后向第一气体排出管线46排出的可燃性气体接下来向各过滤器42a、42b供给，而将可燃性气体中残留的炭进行二次分离。 [0080] 然后，残留炭被分离后的可燃性气体向第二气体排出管线48排出，另一方面，从可燃性气体分离出的炭通过回转阀43a、43b而从过滤器容器排出，并经过第二炭排出管线49a、49b向储藏室44送出。此处，储藏室44能够将经过第一炭排出管线47而向储藏室44送出的一次分离炭、经过第二炭排出管线49a、49b而向储藏室44送出的二次分离炭汇集，并向各料斗分离供给或积存。 [0081] 在该情况下，当设为气体生成管线38的压力P1、第一气体排出管线46的压力P2、第二气体排出管线48的压力P3时，则其压力关系为P1＞P2＞P3。而且，通过在第一气体排出管线46与储藏室44之间设置第一均压管线50，由此第一气体排出管线46的压力P2与储藏室44的压力P4成为大致相等的压力，其压力关系为P1＞P4≈P2＞P3。 [0082] 因此，被旋风分离器41分离出的一次分离炭从第一炭排出管线47向储藏室44送出而防止第一炭排出管线47中的含有粗粒炭的气体的倒流，从而能够维持较高的旋风分离器41的集尘效率。若不存在该第一均压管线50，则会造成与一次分离炭的体积置换的气体在第一炭排出管线47中倒流的情况，当一次分离炭的排出量增加时，在旋风分离器41的排出部(孔口部)发生一次分离炭吹起的现象，而造成旋风分离器41的集尘效率降低。 [0083] 需要说明的是，虽然第一气体排出管线46的压力P2与储藏室44的压力P4通过第一均压管线50而被调节为大致相等的压力，但是炭从旋风分离器41及过滤器42a、42b经过各炭排出管线47、49a、49b而向储藏室44送出，因此存在位于储藏室44的包含炭的气体经过第一均压管线50而向第一气体排出管线46放出的可能性，但是来自第一均压管线50的放出气体向各过滤器42a、42b供给，由此将炭从可燃性气体中分离。 [0084] 而且，通过旋风分离器41而从可燃性气体分离出的一次分离炭经过第一炭排出管线47而向储藏室44送出，而且，通过各过滤器42a、42b而从可燃性气体分离出的二次分离炭经过第二炭排出管线49a、49b而向储藏室44送出。 [0085] 此时，如图1及图2所示，辅助气体供给装置的辅助气体供给部54、55a、55b向各炭排出管线47、49a、49b的倾斜部103供给不活泼气体，对沿着构成各炭排出管线47、49a、49b的配管内的下表面移动的粗粒炭的流动进行辅助，由此促进了其流动，从而能够抑制炭向配管内的堆积。 [0086] 之后，在各炭排出管线47、49a、49b的倾斜部103的下游侧，辅助气体排出部56将与炭的移动而形成的容积相当的置换气体及不活泼气体排出，由此抑制了各炭排出管线47、49a、49b内的背压上升，而能够维持稳定的炭的排出。 [0087] 由辅助气体排出部56排出的辅助气体经过气体排出管113而被导入第一过滤器42a的入口侧，并与生成气体的流动汇合，因此对于作为使用后的废气而回收的不活泼气体之中含有的炭，通过第一过滤器42a也能够回收。 [0088] 然后，就被汇集或积存在储藏室44中的炭而言，通过依次开闭第一切换阀52a、52b、52c、52d、第二切换阀53a、53b、53c、53d、第三切换阀90a、90b、90c、90d而按顺序使用切换管线51a及料斗45a、切换管线51b及料斗45b、切换管线51c及料斗45c、切换管线 51d及料斗45d。例如，在通过储藏室44向料斗45a供给炭的情况下，将第二均压管线60a的第三切换阀90a及切换管线51a的切换阀52a打开，并将切换阀53a关闭，由此使储藏室 44与料斗45a成为均压而能够供给炭。此时，当将向气化炉供给炭的料斗设为45c时，将第二均压管线60c的第三切换阀90c及切换管线51c的切换阀52c关闭，并将切换阀53c打开，从而能够使炭返回气化炉。通过将其他的切换阀90b、90d打开并将52b、52d、53b、53d关闭，能够通过切换管线51a将储藏室44的炭向料斗45a供给。然后，在该料斗45a装满以后，将第二均压管线60b的第三切换阀90b及切换管线51b的切换阀52b打开，并将切换阀53b关闭，由此使储藏室44与料斗45b成为均压而能够供给炭。由此能够连续进行将回收的炭从储藏室向料斗排出、供给作业，从而能够实现炭回收装置13的连续运转。向料斗 45a、45b、45c、45d供给了的炭经过炭返回管线32而返回煤气化炉12被气化。 [0089] 此时，辅助气体供给装置的辅助气体供给部58a、58b、58c、58d在各切换管线51a、51b、51c、51d的炭供给时向倾斜部供给不活泼气体，而对沿着构成各切换管线51a、51b、 51c、51d的配管内的下表面移动的炭的流动进行辅助，由此促进了其流动，而能够抑制炭向配管内的堆积。之后，在各切换管线51a、51b、51c、51d的倾斜部的下游侧，通过辅助气体排出部59a、59b、59c、59d将与炭的移动而形成的容积相当的置换气体及不活泼气体排出，由此抑制了各切换管线51a、51b、51c、51d内的背压上升，而能够维持稳定的炭的排出。需要说明的是，辅助气体排出部59a、59b、59c、59d也与像旋风分离器41、第一过滤器42a以及第二过滤器42b那样的集尘装置中任一个的入口侧连接。 [0090] 由炭回收装置13分离了炭的可燃性气体在气体精制设备14中被去除硫化合物、氮化合物、卤化物等杂质而制造燃料气体。然后，在燃气涡轮设备15中，压缩机61压缩空气并向燃烧器62供给，在燃烧器62中将从压缩机61供给来的压缩空气与从气体精制设备14供给来的燃料气体燃烧来生成燃烧气体，并通过该燃烧气体来驱动涡轮63，由此能够通过旋转轴64来驱动发电机17而进行发电。 [0091] 然后，从燃气涡轮设备15中的涡轮63排出的废气在废热回收锅炉18中进行换热，由此生成蒸气，并将该生成的蒸气向蒸气涡轮设备16供给。在蒸气涡轮设备16中，通过从废热回收锅炉18供给来的蒸气来驱动涡轮69，由此经由旋转轴64来驱动发电机17，而能够进行发电。 [0092] 从废热回收锅炉18排出的废气从烟囱74向大气放出。 [0093] 如此在实施例1的储藏室系统中设有：能够汇集分配或积存炭的储藏室44；利用重力落下能够将炭向储藏室44排出的以规定的倾斜角度θ配置的三个炭排出管线47、49a、49b；利用重力落下能够将汇集或积存在储藏室44中的炭进行供给的以规定的倾斜角度θ配置的四个切换管线51a、51b、51c、51d；对重力落下的炭的在炭排出管线47、49a、49b中的流动进行辅助的作为辅助装置的辅助气体供给部54、55a、55b、58a、58b、58c、58d。 [0094] 因此，当炭因重力落下在各炭排出管线47、49a、49b中流动而向储藏室44排出时，辅助气体供给部54、55a、55b对重力落下的炭的在各炭排出管线47、49a、49b中的流动进行辅助，因此使得炭在该各炭排出管线47、49a、49b中适当流动，从而能够抑制向构成各炭排出管线47、49a、49b的配管的堆积。其结果是，能够较大地设定各炭排出管线47、49a、49b的倾斜角度，而能够抑制装置的高度，从而能够使装置小型化。 [0095] 而且，在实施例1的储藏室系统中，设有辅助气体供给部58a、58b、58c、58d作为对重力落下的炭的在各切换管线51a、51b、51c、51d中的流动进行辅助的辅助装置。因此，由于辅助气体供给部58a、58b、58c、58d对在重力落下的炭的各炭供给管线51a、51b、51c、51d中的流动进行辅助，因此使得炭在该各炭供给管线51a、51b、51c、51d中适当流动，而能够抑制向构成各炭供给管线51a、51b、51c、51d的配管的堆积。其结果是，能够较大地设定各炭供给管线51a、51b、51c、51d的倾斜角度，从而能够抑制装置的高度，而能够使装置小型化。 [0096] 而且，在实施例1的储藏室系统中，将辅助气体供给装置设为沿着炭的流动方向供给不活泼气体的辅助气体供给部54、55a、55b、58a、58b、58c、58d。因此，通过应用供给不活泼气体的辅助气体供给部54、55a、55b、58a、58b、58c、58d作为辅助装置，能够实现装置的简化，并且不会对在各管线47、49a、49b、51a、51b、51c、51d中流动的炭产生不良影响，而能够构成适当的炭的运送系统。 [0097] 而且，在实施例1的储藏室系统中，相对于水平方向将各炭排出管线47、49a、49b及各切换管线51a、51b、51c、51d的倾斜角度θ设定在60度以下，在设定为该倾斜角度θ的各炭排出管线47、49a、49b及各切换管线51a、51b、51c、51d设有辅助气体供给部54、55a、55b、58a、58b、58c、58d。因此，能够使各炭排出管线47、49a、49b、各切换管线51a、51b、51c、 51d的倾斜角度在60度以下，从而能够抑制装置的高度，而能够使装置小型化。 [0098] 而且，在实施例1的炭回收装置中，将旋风分离器41与从煤气化炉12排出可燃性气体的气体生成管线38连结，将过滤器42a、42b与该旋风分离器41的第一气体排出管线46连结，另一方面，将储藏室44与旋风分离器41的第一炭排出管线47及过滤器42a、42b的第二炭排出管线49a、49b连结，经由四个切换管线51a、51b、51c、51d而将料斗45a、45b、 45c、45d与该储藏室44连结，将各料斗45a、45b、45c、45d与炭返回管线32连结，在炭排出管线47、49a、49b设置辅助气体供给部54、55a、55b，并且在切换管线51a、51b、51c、51d设置辅助气体供给部58a、58b、58c、58d。 [0099] 因此，通过旋风分离器41从生成气体中将粗粒的炭分离，通过过滤器42a、42b从生成气体中将微粒的炭分离，该炭经过炭排出管线47、49a、49b而被积存于储藏室44，积存在该储藏室44中的炭经过切换管线51a、51b、51c、51d而向炭返回管线32供给，此时，辅助气体供给部54、55a、55b、58a、58b、58c、58d对重力落下的炭的在各炭排出管线47、49a、49b、各切换管线51a、51b、51c、51d中的流动进行辅助，因此使得该炭在各管线47、49a、 49b、51a、51b、51c、51d中适当流动，能够抑制堆积。其结果是，能够较大地设定炭排出管线 47、49a、49b、切换管线51a、51b、51c、51d的倾斜角度，从而能够抑制装置的高度，能够使装置小型化。 [0100] 【实施例2】 [0101] 图3是表示本发明的实施例2所涉及的储藏室系统的主要部分的简要结构图。需要说明的是，对具有与上述的实施例同样功能的构件标注同一符号并省略详细说明。 [0102] 在实施例2的储藏室系统中，如图3所示，第一炭排出管线47由第一直线部101及第二直线部102、将各直线部101、102连结的倾斜部103构成，倾斜部103相对于水平方向以规定角度θ倾斜配置。而且，本实施例的辅助气体供给装置沿着构成第一炭排出管线47的配管的内周下表面供给不活泼气体。 [0103] 即，就第一炭排出管线47的倾斜部103而言，在下部装配有辅助气体供给部121，在前端部(下端部)装配有辅助气体排出部56。该辅助气体供给部121具有供给不活泼气体的气体供给管122、在该气体供给管122的长度方向上以规定间隔形成的多个(在本实施例中为三个)气体喷射喷嘴123，各气体喷射喷嘴123进入倾斜部103内，而能够沿着构成倾斜部103的配管的内周下表面朝向前端部侧供给不活泼气体。 [0104] 因此，炭因重力落下而流落到第一炭排出管线47中，并经过第一直线部101、倾斜部103、第二直线部102而积存于储藏室44。此时，由于辅助气体供给部121从各气体喷射喷嘴123沿着倾斜部103内的下表面朝向炭的流动方向供给不活泼气体，因此促进了沿着构成第一炭排出管线47的配管的内部下表面移动的炭的流动，能够抑制堆积。 [0105] 如此在实施例2的储藏室系统中，作为辅助气体供给装置的辅助气体供给部121沿着构成第一炭排出管线47的配管的内周下表面供给不活泼气体。 [0106] 因此，炭沿着构成第一炭排出管线47的配管的内周下表面移动，但是通过沿着该配管的内周下表面供给不活泼气体，减小了炭与配管的摩擦阻力，使得炭的流动顺畅，从而能够防止炭在配管内部的堆积。 [0107] 【实施例3】 [0108] 图4是表示本发明的实施例3所涉及的储藏室系统的主要部分的简要结构图。需要说明的是，对具有与上述的实施例同样功能的构件标注同一符号并省略详细说明。 [0109] 在实施例3的储藏室系统中，如图4所示，第一炭排出管线47由第一直线部101及第二直线部102、将各直线部101、102连结的倾斜部103构成，倾斜部103相对于水平方向以规定角度θ倾斜配置。而且，在本实施例的辅助气体供给装置中，在构成第一炭排出管线47的配管的下部设置有辅助气体室，从该辅助气体室向配管的内周下表面供给不活泼气体。 [0110] 即，第一炭排出管线47的倾斜部103在下部装配有辅助气体供给部131。该辅助气体供给部131具有：供给不活泼气体的气体供给管132、固定在倾斜部103的下部而将该气体供给管132的前端部连结的辅助气体室133，辅助气体室133与构成第一炭排出管线47的倾斜部103的配管内连通。另一方面，构成该第一炭排出管线47的倾斜部103的配管在内部的下部沿着长度方向铺设有多孔板134。因此，能够从辅助气体室133向倾斜部103的配管内的下表面与多孔板134之间供给不活泼气体。 [0111] 需要说明的是，多孔板134优选为不使在第一炭排出管线47中流动的炭流通辅助气体室的多孔介质(帆布、烧结金属、烧结金属网等)。 [0112] 因此，炭因重力落下而流落到第一炭排出管线47中，并经由第一直线部101、倾斜部103、第二直线部102而积存于储藏室44。此时，辅助气体供给部131从辅助气体室133向倾斜部103内的下表面与多孔板134之间供给不活泼气体。这样，该不活泼气体被供给至倾斜部103内的下表面与多孔板134之间的空间并向该多孔板134的表面流出，从而减小了沿着构成第一炭排出管线47的配管的内部下表面移动的炭与多孔板之间的摩擦阻力，并且通过减小炭粉体内的内部摩擦而促进了流动，从而能够抑制堆积。 [0113] 如此在实施例3的储藏室系统中，在构成第一炭排出管线47的配管的下部设置有辅助气体室133，从该辅助气体室133向配管的内周下表面供给不活泼气体。 [0114] 因此，从在构成第一炭排出管线47的配管的下部设置的辅助气体室133向配管的内周下表面供给不活泼气体，由此沿着配管的内周下表面流动的炭通过该不活泼气体而减小了壁面摩擦阻力及炭粉体内摩擦而能够顺畅地流动，从而能够防止粉体在配管内部的堆积。 [0115] 【实施例4】 [0116] 图5是表示本发明的实施例4所涉及的储藏室系统的主要部分的简要结构图。需要说明的是，对具有与上述的实施例同样功能的构件标注同一符号并省略详细说明。 [0117] 在实施例4的储藏室系统中，如图5所示，第一炭排出管线47由第一直线部101及第二直线部102、将各直线部101、102连结的倾斜部103构成，倾斜部103相对于水平方向以规定角度θ倾斜配置。而且，本实施例的辅助气体供给装置根据炭的流量来变更不活泼气体的供给量。 [0118] 即，炭排出管线47的倾斜部103在下部装配有辅助气体供给部141。在该辅助气体供给部141中，在倾斜部103的下部固定有辅助气体室142，通过隔板143在第一炭排出管线47的炭流动方向上划分出多个(本例中为三个)气体室144a、144b、144c。该辅助气体室142(气体室144a、144b、144c)与构成第一炭排出管线47的倾斜部103的配管内连通。另一方面，构成该第一炭排出管线47的倾斜部103的配管在内部的下部沿着长度方向铺设有多孔板134，并被各辅助气体室144a、144b、144c的隔板143划分。因此，在倾斜部103的配管内的下表面，能够经由多孔板134向每个辅助气体室144a、144b、144c供给不活泼气体。供给不活泼气体的气体供给管145的前端部分支为三个分支管145a、145b、145c，而分别与气体室144a、144b、144c连结。而且，在各分支管145a、145b、145c装配有流量调节阀 146a、146b、146c。而且，气体供给管145装配有截流阀147、止回阀148。需要说明的是，流量调节阀146a、146b、146c及截流阀147通过未图示的控制装置而能够进行开闭控制。 [0119] 因此，炭因重力落下而流落到第一炭排出管线47中，并经由第一直线部101、倾斜部103、第二直线部102而汇集或积存于储藏室44。此时，辅助气体供给部141从辅助气体室142的各气体室144a、144b、144c向倾斜部103内的下表面与隔板143之间供给不活泼气体。这样，该不活泼气体从各辅助气体室144a、144b、144c上表面的多孔板134表面向倾斜部103内流出，从而减小了沿着构成第一炭排出管线47的配管的内部下表面移动的炭与多孔板之间的摩擦阻力，并且减小了炭粉体内的内部摩擦，由此促进了流动而能够抑制堆积。 [0120] 此时，未图示的传感器检测在第一炭排出管线47中流动的炭的流量并向控制装置输出，该控制装置可以根据炭的流量来调节流量调节阀146a、146b、146c的开度，从而调节向各气体室144a、144b、144c供给的不活泼气体的气体量。即，通过在第一炭排出管线47中流动的炭的流量而使流量调节阀146a、146b、146c的开度变化，能够实现炭的稳定的排出。通过使根据该炭的排出状况的流量调节阀146a、146b、146c的开度变化而将供给的不活泼气体的气体量形成为必要最小流量。 [0121] 在该情况下，使向各气体室144a、144b、144c供给的不活泼气体的气体量均匀，例如，为了增加倾斜部103的上游侧的不活泼气体的气体量，可以增加向气体室144a供给的不活泼气体的气体量，并减小向气体室144c供给的不活泼气体的气体量。 [0122] 如此在实施例4的储藏室系统中，能够根据炭的流量来变更不活泼气体的供给量。 [0123] 因此，通过根据炭的流量来供给适当量的不活泼气体，能够将炭的运送速度维持在适当速度，并且减少不活泼气体的使用量而能够减少运转成本。 [0124] 然而，在上述的各实施例中，辅助完成后排出的辅助气体经过气体排出管113而被导向第一过滤器42a等的集尘装置上游侧，与生成气体的流动汇合，对于作为使用后的废气而回收的不活泼气体的中含有的炭，通过集尘装置也能够回收。 [0125] 此处，像煤气化复合发电设备、或具有煤气化炉的化学燃料设备那样，在集尘装置从使煤气化而生成的生成气体中将煤的未燃部分分离的情况下，使辅助气体的废气流量在生成气体流量的10％以下。 [0126] 这种辅助气体的废气流量设定通过将辅助气体对生成气体的稀释抑制为最小限度，由此使燃气涡轮燃烧器62的燃烧稳定，来防止化学燃料等产品纯度降低。 [0127] 为了将辅助气体的废气流量设定在生成气体流量的10％以下，调节辅助气体投入部的流路截面积、辅助气体投入流速从而能调节辅助气体投入量。 [0128] 此处，对于辅助气体投入量的调节例，参照图7A及图7B，说明应用于图5的实施例4的情况。需要说明的是，图中的符号103是倾斜部(配管)，符号134是多孔板，在以下的说明中将图5的多孔板134称为过滤器。 [0129] 就辅助气体的流量而言，在设为生成气体流量(Q1)、辅助气体流量(Q2)、辅助气体投入部正面面积(A)、配管口径(D)、配管长(L)、过滤器部辅助气体投入气体流速(U)、过滤器宽度(d)、配管根数(n)的情况下，由下述的数学式来决定。 [0130] Q2＝∑An×U [0131] An＝dn×Ln [0132] Q2＜Q1/10 [0133] 即，总正面面积(An)为配管根数(n)量的过滤器宽度(dn)与配管长(Ln)的积，辅助气体流量(Q2)为总正面面积(An)与过滤器部辅助气体投入气体流速(U)的积。 [0134] 因此，可以将通过上述的数学式算出的辅助气体流量(Q2)设定成为在气化炉侧决定的生成气体流量(Q1)的10％(1/10)以下。就这种流量设定而言，例如，在运转中，如图6所示，在供给不活泼气体的气体供给管145设置控制阀149，并能够通过进行基于控制信号的开度调节来进行辅助气体投入流速的调节。 [0135] 需要说明的是，在上述的各实施例中，示出了辅助气体供给装置阀的结构、顺序，然而并不限定于该结构、顺序。而且，将辅助装置设置为辅助气体供给装置，然而并不限定于该结构，例如，也可以设置为使配管、多孔板等振动的振动装置等。 [0136] 而且，在上述的各实施例中，对将本发明所涉及的储藏室系统应用在煤气化复合发电设备中的炭回收装置进行了说明，然而并不限定于该装置，只要是通过煤粉供给设备、或与IGCC无关的设备来运送粉体的装置即可，可以应用在任意的装置中。 [0137] 工业实用性 [0138] 在本发明所涉及的储藏室系统以及炭回收装置中，通过设置对重力落下的粉体在粉体运送管线中的流动进行辅助的辅助装置而能够使粉体运送管线倾斜来实现装置的小型化，储藏室系统不仅能够应用在煤气化复合发电设备中，还能够应用在对煤粉、煤的未燃部分(飞灰)、水泥、食品等粉体进行处理的设备中。 [0139] 【符号说明】 [0140] 11 供炭装置 [0141] 12 煤气化炉 [0142] 13 炭回收装置 [0143] 14 气体精制设备 [0144] 15 燃气涡轮设备 [0145] 16 蒸气涡轮设备 [0146] 17 发电机 [0147] 18 废热回收锅炉 [0149] 41 旋风分离器(第一集尘装置) [0150] 42a 第一过滤器(第二集尘装置) [0151] 42b 第二过滤器(第二集尘装置) [0152] 43a、43b 回转阀 [0153] 44 储藏室(密闭容器) [0154] 45a、45b、45c、45d 料斗 [0155] 46 第一气体排出管线 [0156] 47 第一炭排出管线(粉体排出管线、第一未燃部分排出管线) [0157] 48 第二气体排出管线 [0158] 49a、49b 第二炭排出管线(粉体排出管线) [0159] 50 第一均压管线 [0160] 51a、51b、51c、51d 切换管线(粉体供给管线) [0161] 54、55a、55b、58a、58b、58c、58d、121、131、141 辅助气体供给部(辅助装置、辅助气体供给装置) [0162] 56、57a、57b、59a、59b、59c、59d 辅助气体排出部 [0163] 101、102 直线部 [0164] 103 倾斜部 [0165] 113 气体排出管 [0166] 145 气体供给管 [0167] 149 控制阀 |
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