焦炭回收装置
阅读：286发布：2020-05-13
专利汇可以提供焦炭回收装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 焦炭 供给料斗，其具有：焦炭供给料斗主体(53a)，其将分离出的焦炭(55)向 煤 气化 炉(14)侧供给；焦炭连通管(111)，其在所述焦炭供给料斗主体(53a)的底部连通，且设置在铅垂轴向上；流动气体供给机构，其设于焦炭供给料斗主体(53a)的底部侧，且向内部供给流动气体(112)；射线源部(101)，其向因所述流动气体(112)的供给而成为与焦炭供给料斗(53)内的焦炭的 水 准(H1)相同的水准(H2)的焦炭连通管(111)内照射γ射线；及γ射线探测器(102)，其沿着焦炭连通管(111)的铅垂轴向设置，且对照射出的γ射线进行检测。，下面是焦炭回收装置专利的具体信息内容。
1.一种焦炭回收装置，该焦炭回收装置从由气化炉将碳质原料气化而生成的生成气体中回收碳质原料的未反应部分的焦炭，其特征在于，
所述焦炭回收装置具有：
分离机构，其从所述生成气体中分离焦炭；
焦炭舱，其回收分离出的焦炭；
焦炭排出线路，其对回收后的焦炭进行供给；
至少一个焦炭供给料斗，其从所述焦炭排出线路接受该回收后的焦炭；
焦炭搬运线路，其从所述焦炭供给料斗将焦炭向气化炉侧搬运；
水准仪，其包括照射γ射线的射线源部和对照射出的γ射线进行检测的γ射线探测器，且将所述焦炭供给料斗内的焦炭的容积作为焦炭量而进行测量，
所述焦炭供给料斗具有：
焦炭供给料斗主体，其将分离出的焦炭向所述气化炉侧供给；
第一套管，其从所述焦炭供给料斗主体的侧壁插入；以及
第二套管，其分别设于所述第一套管的铅垂轴向的上方及下方，且从所述焦炭供给料斗主体的侧壁插入，
所述射线源部设置在所述第一套管内，且将γ射线沿上下方向放射，
所述γ射线探测器分别设置在各个所述第二套管内，且在所述射线源部的铅垂轴向的上方以及下方对照射出的γ射线进行检测，
所述焦炭量是所述焦炭供给料斗内的焦炭的供给量或者排出量。
2.根据权利要求1所述的焦炭回收装置，其特征在于，
在所述第一套管及第二套管具有冷却机构。
3.根据权利要求1所述的焦炭回收装置，其特征在于，
在所述焦炭供给料斗主体内的下部设置由成一对的γ射线射线源部与γ射线探测部构成的基准测量水准仪，并且在γ射线射线源部与γ射线探测部之间的焦炭测量区域中始终填充有焦炭。
焦炭回收装置
技术领域
背景技术
[0003] 现有的碳质原料的气化设备通常由碳质原料供给装置、气化炉、焦炭回收装置构成。碳质原料借助氮等搬运气体而向气化炉供给，并且供给气化剂(空气、富氧空气、氧、水蒸气等)，由气化炉将碳质原料燃烧气化而生成有生成气体(可燃性气体)。然后，该生成气体借助焦炭回收装置来除去含碳质原料的未反应部分(焦炭)。
[0004] 上述碳质原料的气化设备中的焦炭回收装置使用多级集尘装置从由气化炉生成的生成气体中除去含有的焦炭。然后，回收的焦炭借助焦炭供给装置而以每次规定量的方式返还到气化炉。即，在此应用了仓储系统。通常的仓储系统具有：一个(或多个)舱、将由各集尘装置回收的焦炭向该舱排出的多条焦炭排出线路、将回收于舱的焦炭向多个(或一个)料斗供给的多条焦炭供给线路。
[0007] 此外，在考虑到确保各设备的可靠性的情况下，对于焦炭供给料斗的情况，需要从最小构成基数两台的料斗结构增大至三台的料斗结构及四台的料斗结构...等。
[0008] 为了实现上述料斗结构，需要将焦炭回收装置与对来自焦炭分离机构的焦炭进行贮存的焦炭舱通过导出管进行连接。
[0009] 在此，有时也会在焦炭回收装置与焦炭舱之间设置阀。在这种情况下，需要在焦炭舱出口处连接分隔阀，在供给料斗入口处连接气密阀。另外，为了吸收该料斗间的热伸展而设置有伸缩接头(expansion joint)。
[0010] 在此，被焦炭回收装置回收的焦炭在收进到焦炭供给料斗之后，对该料斗压力从气化炉压力进行规定压力加压，使焦炭再投入到气化炉。
[0011] 当将该回收焦炭再投入到气化炉时，为了以使焦炭的回收量与焦炭的供给量处于大致平衡的方式进行运转控制，在全部焦炭供给料斗设置测压元件并测量出焦炭重量。
[0012] 在先技术文献
[0013] 专利文献
[0014] 专利文献1：日本专利第3054788号公报
[0015] 专利文献2：日本专利第3652848号公报
[0016] 专利文献3：日本特开2006-063098号公报
[0017] 专利文献4：日本特开2002-013973号公报
[0018] 发明概要
[0019] 发明要解决的课题
[0020] 然而，与焦炭供给料斗自身的重量相比，测量对象的焦炭的重量很微小，需要较高的测量精度。
[0021] 为了该重量测量，在焦炭舱与焦炭供给料斗的连接管处设置有伸缩接头。
[0022] 此外，为了提高测量精度，应用有对基于料斗压力的反作用力、基于料斗间延伸差的负载进行吸收、或用于进行修正、测量的压力均衡型伸缩接头等设备·控制(专利文献4)。
[0023] 在此，例如在焦炭的收入设为50t／h的情况下，需要设置压力容器，因此需要厚度10cm、直径5.5m、高度大约8m的大约160t重的焦炭供给料斗，并且与此相关的接头的外力也变为80t，但测量的焦炭为1.3kg／0.1秒(13kg／秒)这样的微小值，因而需要对其进行正确地测定。
[0024] 因而，在通过重量测量来进行焦炭的测量时，需要大量的装置结构及精度较高的测量，因此为了预备将来的气化炉的大型化，迫切期望通过重力测量以外的方法来进行将向焦炭供给料斗供给的焦炭的测量。
发明内容
[0025] 本发明鉴于上述问题，其课题在于提供一种能够容易进行焦炭的测量的焦炭回收装置及焦炭供给料斗。
[0026] 解决方案
[0027] 用于解决上述课题的本发明的第一技术方案提供一种焦炭回收装置，该焦炭回收装置从由气化炉将碳质原料气化而生成的生成气体中回收碳质原料的未反应部分的焦炭，其特征在于，所述焦炭回收装置具有：分离机构，其从所述生成气体分离焦炭；焦炭舱，其回收分离出的焦炭；焦炭排出线路，其将回收后的焦炭向至少一个焦炭供给料斗供给；焦炭搬运线路，其从所述焦炭供给料斗将焦炭向气化炉侧搬运，利用对空间内堆积量进行测定的容积测量，进行所述焦炭供给料斗内的焦炭量(供给量／排出量)测量。
[0028] 在第一技术方案的基础上，第二技术方案的焦炭回收装置的特征在于，由使用放射线的水准仪来测量焦炭的容积。
[0029] 在第二技术方案的基础上，第三技术方案的焦炭回收装置的特征在于，所述水准仪具有：射线源部，其照射γ射线；及γ射线探测器，其对照射出的γ射线进行检测。。
[0030] 在第二或第三技术方案的基础上，第四技术方案的焦炭回收装置的特征在于，所述焦炭回收装置具有基准水准仪，其在由水准仪进行的测量时，根据焦炭的流动化状态或碳质原料的种类而进行焦炭量的校正。
[0031] 第五技术方案提供一种焦炭供给料斗，其特征在于，所述焦炭供给料斗具有：焦炭供给料斗主体，其将分离出的焦炭向气化炉侧供给；连通管，其在所述焦炭供给料斗主体的底部连通，且设置在铅垂轴向上；流动气体供给机构，其设于所述焦炭供给料斗主体的底部侧，且向内部供给流动气体；射线源部，其向因所述流动气体的供给而成为与所述焦炭供给料斗主体内的焦炭的水准相同的水准的焦炭连通管内照射γ射线；γ射线探测器，其沿着所述焦炭连通管的铅垂轴向设置，且对照射出的γ射线进行检测。
[0032] 第六技术方案提供一种焦炭供给料斗，其特征在于，所述焦炭供给料斗具有：焦炭供给料斗主体，其将分离出的焦炭向气化炉侧供给；第一套管，其从焦炭供给料斗主体的侧壁插入；射线源部，其设置在所述第一套管内，且向所述焦炭供给料斗主体内部照射γ射线；第二套管，其设于所述第一套管的铅垂轴向的至少一方，且从所述焦炭供给料斗主体的侧壁插入；γ射线探测器，其设置在所述第二套管内，且对照射出的γ射线进行检测。
[0033] 在第六技术方案的基础上，第七技术方案的焦炭供给料斗的特征在于，在所述第一套管及第二套管具有冷却机构。
[0034] 在第五技术方案的基础上，第八技术方案的焦炭供给料斗的特征在于，在所述焦炭连通管沿着铅垂方向设置多个成一对的γ射线射线源部与γ射线探测部，并将流动气体的导入侧的由成一对的γ射线射线源部与γ射线探测部构成的水准仪设为基准测量水准仪，在该基准测量水准仪的焦炭测量区域始终填充有焦炭。
[0035] 在第五或第六技术方案的基础上，第九技术方案的焦炭供给料斗的特征在于，在所述焦炭供给料斗主体内的下部设置由成一对的γ射线射线源部与γ射线探测部构成的基准测量水准仪，并且在γ射线射线源部与γ射线探测部之间的焦炭测量区域中始终填充有焦炭。
[0036] 发明效果
[0037] 根据本发明，不利用测压元件来测量焦炭回收装置的焦炭供给料斗的重量而测量容积(水准)，根据简易的焦炭供给装置结构，能够以将焦炭类系统内的焦炭总体积设为恒定的方式将焦炭再投入到气化炉中。附图说明
[0039] 图2是实施例2的焦炭供给料斗的概要图。
[0040] 图3是表示γ射线的测量的一例的概要图。
[0041] 图4是实施例3的焦炭供给料斗的概要图。
[0042] 图5是具有射线源部的第一套管的概要图。
[0043] 图6是具有γ射线探测器的第二套管的概要图。
[0044] 图7是具有γ射线探测器的第二套管的其他概要图。
[0046] 图9是使用多个(3台)焦炭供给料斗的焦炭回收装置的概要图。
[0047] 图10是表示3台焦炭供给料斗的焦炭的供给·保管·导出状态的概要图。
[0048] 图11是与料斗内重量(t)与料斗内水准(m)之间的关系相关的、焦炭的无流动化的状态与有流动化的状态的关系图。
[0049] 图12是表示一台焦炭供给料斗的供给·保管·导出状态在考虑了流动化状态的变化的概要图。
[0050] 图13是实施例4的焦炭供给料斗的概要图。
[0051] 图14是表示焦炭的无流动化的状态与有流动化的状态下的γ射线信号与水准之间的关系的图。
[0052] 图15是实施例4的其他焦炭供给料斗的概要图。
[0053] 图16是实施例4的其他焦炭供给料斗的概要图。
具体实施方式
[0054] 以下，参照附图对本发明进行详细说明。需要说明的是，本发明并不被该实施例所限定，并且在具有多个实施例的情况下，也包含对各实施例进行组合而构成的结构。另外，在下述实施例的构成要素中，包含本领域技术人员能够容易想到的、或实质相同的结构。
[0055] 实施例1
[0056] 参照附图对本发明的实施例的具有焦炭回收装置的煤气化复合发电设备进行说明。图1是具有焦炭回收装置的煤气化复合发电设备的概要图。
[0057] 在实施例1中，如图1所示，煤气化复合发电设备10具备：粉煤供给设备30，其供给将作为原料碳的煤等进行微粉化而成的粉煤31；煤气化炉14，其供给粉煤31而将粉煤31气化，并生成有生成气体(可燃性气体)11A；焦炭回收装置50，其回收作为气化气体的生成气体11A中的焦炭55；气体精制装置16，其对分离出焦炭55的生成气体11B进行精制；燃气轮机设备17，其使精制的可燃气体11C燃烧而驱动涡轮；蒸气涡轮(ST)设备18，其利用由导入来自燃气轮机设备17的涡轮废气80的废热回收锅炉(Heat Recovery Steam Generator：HRSG)20生成的蒸汽82而进行运转；及发电机(G)19，其与燃气轮机设备17及／或上述蒸汽涡轮设备18连结。
[0059] 煤气化炉14能够供给有自粉煤舱32供给来的粉煤31。
[0060] 即，煤气化炉14从燃气轮机设备17(压缩机61)连接有压缩空气供给线路41，能够供给由该燃气轮机设备17压缩后的压缩空气37。空气分离装置42从大气中的空气40中分离生成氮(N2)与氧(O2)，第一氮供给线路43与煤气化炉14连接。另外，第二氮供给线路45也与煤气化炉14连接，在该第二氮供给线路45连接有使从焦炭回收装置50回收的焦炭55从焦炭供给料斗53A、53B返回的焦炭排出线路56A、56B。此外，氧供给线路47与压缩空气供给线路41连接。在这种情况下，氮(N2)被用作粉煤31、焦炭55的搬运用气体，氧(O2)被用作氧化剂。
[0061] 在此，在本实施例中，将焦炭55向煤气化炉14中供给，但也可以将由焦炭回收装置50回收的焦炭55与粉煤31混合而向煤气化炉14内供给。
[0062] 煤气化炉14例如是气流床形式的气化炉，使向内部供给的粉煤31、焦炭55、空气(氧)或作为气化剂的水蒸气燃烧·气化，并且产生以一氧化碳为主要成分的生成气体11A，以该生成气体11A为气化剂而发生气化反应。需要说明的是，煤气化炉14设有用于除去粉煤31的混入的熔融矿渣等异物的异物除去装置48。
[0063] 在本例中，作为煤气化炉14而例示有气流床形式的气化炉，但本发明并不局限于此，例如也可以是流动床气化炉、固定床气化炉。而且，该煤气化炉14朝向焦炭回收装置50而设有生成气体11A的气体生成线路49，变得能够排除包含焦炭55的生成气体11A。在这种情况下，也可以通过在气体生成线路49单独设置气体冷却器，在将生成气体11A冷却至规定温度之后向焦炭回收装置50供给。
[0064] 焦炭回收装置50具有：分离机构51，其对生成气体11A中的粉煤31的未反应部分的焦炭55进行分离；焦炭舱52，其回收分离后的焦炭55；焦炭排出线路54A、54B，其将回收的焦炭55在本实施例中向两个焦炭供给料斗53A、53B供给；及焦炭排出线路56A、56B，其将焦炭55从上述焦炭供给料斗53A、53B向煤气化炉14侧搬运。
[0065] 在本实施例中，通过对空间内堆积量进行测定的容积测量来进行焦炭55向上述焦炭供给料斗53A、53B内供给的焦炭变化量(供给量／排出量)的测量。
[0066] 即，并非像以往那样测量焦炭供给料斗的重量，而是对焦炭回收装置50的焦炭量进行容积(水准)测量，从而无需进行包含与本来意欲测量的粉体的重量相比非常重的料斗重量的重量测量。
[0067] 在本例中，对于焦炭容积，利用非接触式的水准仪对焦炭供给料斗53A、53B内的焦炭水准进行测量，根据该水准来计算容积。
[0068] 在此，焦炭水准的测量优选通过静电电容式或利用有γ射线的水准仪进行测量，但本申请发明并不限定于此，只要是测定容积的机构，可以是任意结构。
[0069] 使用了γ射线的水准仪由照射γ射线的射线源部与对照射出的γ射线进行检测的γ射线探测器构成。
[0070] 例如在高度8m的焦炭供给料斗中，在测量50t／h的焦炭供给的水准的情况下，只要测量出0.23mm／0.1秒(2.3mm／秒)即可，因此能够进行正确的容量测量。
[0071] 其结果是，在不利用测压元件来测量焦炭回收装置50的焦炭供给料斗53A、53B的重量的情况下，能够通过测量容积(水准)，以将焦炭系系统内的焦炭总体积设为恒定的方式进行将焦炭再投入到气化炉的控制。
[0072] 因而，根据本发明的焦炭回收装置50，用于正确测量焦炭重量的例如台架·配管等的简化和料斗结构·设置等变得容易。
[0073] 具体来说，在加载负载时不会弯曲的稳固台架、用于对多个测压元件施加均匀负载的配置结构、用于吸收·修正压力反作用力的压力均衡型接头、用于测量基于热伸展的负载的特殊测压元件等全部不需要，能够谋求初始设置费用的低廉化。
[0074] 另外，分离机构51由一个或多个袋滤器、旋风分离器构成，能够对由煤气化炉14生成的生成气体11A所含有的焦炭55进行分离。然后，将分离焦炭55后的生成气体11A通过气体排出线路59而向气体精制装置16输送。焦炭供给料斗53A、53B贮存通过分离机构52从生成气体11A分离出的焦炭55。需要说明的是，来自焦炭供给料斗53A、53B的焦炭排出线路56A、56B与第二氮供给线路45连接。
[0075] 气体精制装置16对利用焦炭回收装置50分离焦炭55后的生成气体11B除去硫黄化合物、氮化合物等杂质，从而进行气体精制。然后，气体精制装置16对分离焦炭55后的生成气体11B进行精制而制造可燃气体11C，将该可燃气体11C向燃气轮机设备17供给。需要说明的是，在该气体精制装置16中，在分离焦炭55后的生成气体11B中还含有硫黄成分(H2S)，因此利用例如胺吸收液等进行除去，将硫黄成分最终作为石膏进行回收，进行有效利用。
[0076] 燃气轮机设备17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进行连结。燃烧器62从压缩机61连接有压缩空气供给线路65，并且从气体精制装置16连接有可燃气体供给线路66，在涡轮63连接有燃烧气体供给线路67。另外，燃气轮机设备17设有从压缩机61向煤气化炉14延伸的压缩空气供给线路41，在中途部设有升压机68。因而，在燃烧器62处，对从压缩机61供给的压缩空气37与从气体精制装置16供给的涡轮废气80进行混合而使其燃烧，在涡轮63处，利用产生的涡轮废气气体80使旋转轴64旋转，从而能够驱动发电机19。
[0077] 蒸汽涡轮设备18具有与燃气轮机设备17中的旋转轴64连结的涡轮69，发电机19与该旋转轴64的基端部连结。废热回收锅炉20设于来自燃气轮机设备17(涡轮63)的废气线路70，在空气40与高温的废气81之间进行热交换，从而生成蒸汽82。因此，废热回收锅炉20在与蒸汽涡轮设备18的涡轮69之间设有供给蒸汽82的蒸汽供给线路71，并且设有蒸汽回收线路72，在蒸汽回收线路72设有冷凝器73。因而，在蒸汽涡轮设备18处，利用从废热回收锅炉
20供给的蒸汽82对涡轮69进行驱动，使旋转轴64进行旋转，从而能够驱动发电机19。
20供给的蒸汽82对涡轮69进行驱动，使旋转轴64进行旋转，从而能够驱动发电机19。
[0079] 在此，对实施例1的煤气化复合发电设备10的工作进行说明。
[0080] 在实施例1的煤气化复合发电设备10中，贮存在粉煤舱32的粉煤31利用从空气分离装置42供给的氮而通过干燥炭供给线路35向煤气化炉14供给。另外，被后述的焦炭回收装置50回收的焦炭55利用从空气分离装置42供给的氮通过焦炭返回线路46而向煤气化炉14供给。另外，从后述的燃气轮机设备17抽出的压缩空气37在升压机68的作用下进行了升压之后，与从空气分离装置42供给的氧一并通过压缩空气供给线路41而向煤气化炉14供给。
[0081] 在煤气化炉14中，供给的粉煤31及焦炭55利用压缩空气(氧)37而燃烧，使粉煤31及焦炭55发生气化，从而能够生成以二氧化碳为主要成分的生成气体11A。然后，该生成气体11A从煤气化炉14通过气体生成线路49而排出，并向焦炭回收装置50输送。
[0082] 利用该焦炭回收装置50，生成气体11A首先向分离机构51供给，在此生成气体11A所含有的焦炭55被分离。然后，分离焦炭55后的生成气体11B通过气体排出线路59而向气体精制装置16输送。另一方面，从生成气体11A分离的微粒的焦炭55经由焦炭舱52而堆积到焦炭供给料斗53A、53B，通过焦炭返回线路46而返回到煤气化炉14并进行循环。
[0083] 利用焦炭回收装置50分离焦炭55后的生成气体11B在气体精制装置16处，除去硫黄化合物、氮化合物等杂质而进行气体精制，从而制造可燃气体11C。然后，在燃气轮机设备17中，当压缩机61生成压缩空气37而向燃烧器62供给时，该燃烧器62将从压缩机61供给来的压缩空气37与从气体精制装置16供给来的可燃气体11C混合并使其燃烧，从而生成燃烧气体80，利用该燃烧气体80来驱动涡轮63，能够经由旋转轴64来驱动发电机19，从而进行发电。
[0084] 然后，从燃气轮机设备17中的涡轮63排出的废气81在废热回收锅炉20处与空气40进行热交换，从而生成蒸汽82，将该生成的蒸汽82向蒸汽涡轮设备18供给。在蒸汽涡轮设备18中，通过利用从废热回收锅炉20供给的蒸汽82对涡轮69进行驱动，能够经由旋转轴64来驱动发电机19，从而进行发电。
[0085] 之后，在气体净化装置74处，除去从废热回收锅炉20排出的废气83的有害物质，将净化后的废气83A从烟筒75向大气释放出。
[0086] 实施例2
[0087] 参照附图对本发明的实施例的焦炭回收装置所使用的焦炭供给料斗进行说明。图2是实施例2的焦炭供给料斗的概要图。图3是表示γ射线的测量的一例的概要图。
[0088] 如图2所示，实施例2的焦炭供给料斗53具有：焦炭供给料斗主体53a，其将分离后的焦炭55向气化炉侧供给；焦炭连通管111，其在所述焦炭供给料斗主体53a的底部连通，且设置在铅垂轴向上；流动气体供给机构(未图示)，其设置在焦炭供给料斗主体53a的底部侧，且向内部供给流动气体112；射线源部101，其向因所述流动气体112的供给而成为与焦炭供给料斗53内的焦炭55的水准H1相同的水准H2的焦炭连通管111内照射γ射线；γ射线探测器102，其沿着焦炭连通管111的铅垂轴向设置，且对照射出的γ射线进行检测。
[0089] 在本实施例中，从焦炭供给料斗主体53a的下部设置焦炭连通管111，并且设置流动气体供给机构，该流动气体供给机构用于从焦炭连通管111的下部投入用于使焦炭供给料斗主体53a内的焦炭55的颗粒流动化的流动气体112。
[0090] 其结果是，使焦炭55的颗粒流动化，因此焦炭供给料斗主体53a内的焦炭55与焦炭连通管111内的焦炭55的粉体层水准变得相同(H1=H2)。
[0091] 然后，作为用于检测焦炭连通管111的内部的粉体层水准H2的检测机构，设置有照射γ射线的射线源部101及沿着焦炭连通管111的铅垂轴向设置且对照射出的γ射线进行检测的γ射线探测器102。
[0093] 作为γ射线探测器102，例如能够使用闪烁探测器，其由闪烁器和光电倍增管构成。
[0095] 在夹着焦炭连通管111地配置射线源部101与γ射线探测器102的情况下，从射线源部101射出朝向γ射线探测器102的γ射线，当γ射线进入γ射线探测器102时成为电信号而被检测。
[0096] 然后，使用基于焦炭55存在时和不存在时的γ射线的透过的密度差，能够测量焦炭55的粉体层水准H2。
[0097] 根据焦炭供给料斗主体53a的容积使焦炭连通管111的长度增长，因此根据需要在铅垂轴向上设置多个射线源部101与γ射线探测器102即可。
[0098] 利用上述结构，从焦炭供给料斗主体53a的下部投入流动气体112。
[0099] 利用该流动气体112的供给，使焦炭供给料斗主体53a内的焦炭(粉体)55流动化，其结果是，能够使粉体宛若液体般地运动。
[0100] 焦炭供给料斗主体53a内的焦炭55如液体一样运动，因此，料斗内的焦炭55的粉体层水准H1与从下部连通的焦炭连通管111内的焦炭55的粉体层水准H2成为相同水准。
[0101] 在此，投入的流动气体112基于环境条件而期望取得以下的形态。
[0102] a)设为焦炭55的流动化开始速度以上且结束速度以下。
[0103] b)作为气化环境的情况，设为辅助气体中的氧浓度3％以下的非活性气体(例如氮)。
[0104] c)设置排出辅助气体的机构(例如排气管、减压线等)。
[0105] 从焦炭供给料斗主体53a的下部导出焦炭连通管111，从设置有该焦炭连通管111的下部侧供给使焦炭55流动化的流动气体112，从而能够在从下部导出的焦炭连通管111内测量焦炭水准。
[0106] 在焦炭供给料斗53中，由于压力的上升、料斗的大型化，焦炭供给料斗53的容器壁厚变厚，其结果是，使用来自外部的例如γ射线的水准检测变得困难，但通过设置从下部导出的焦炭连通管111而将配管壁厚设定得较薄，基于水准检测机构的测量变得容易。
[0107] 因此，能够使用γ射线的剂量较小的简易测量装置，测量变得容易。
[0108] 其结果是，不利用以往那样的基于测压元件的重量测量，能够简易测量焦炭供给料斗53内的焦炭的容积。
[0109] 在本实施例中，使用了γ射线水准仪，但也可以设置静电电容式水准仪。
[0110] 实施例3
[0111] 参照附图对本发明的实施例的焦炭回收装置所使用的焦炭供给料斗进行说明。图4是实施例3的焦炭供给料斗的概要图。图5是具有射线源部的第一套管的概要图。图6是具有γ射线探测器的第二套管的概要图。图7是具有γ射线探测器的第二套管的其他概要图。
[0112] 如图4所示，实施例3的焦炭供给料斗53具有：焦炭供给料斗主体53a，其将分离的焦炭55向气化炉侧供给；第一套管121，其从焦炭供给料斗主体53a的侧壁插入；射线源部101，其设在所述第一套管121内，且对焦炭供给料斗主体53a的内部照射γ射线；第二套管
122，其设在所述第一套管121的铅垂轴向的上下，且从焦炭供给料斗主体53a的侧壁插入；
及γ射线探测器102，其设在所述第二套管122内，且对照射的γ射线进行检测。
122，其设在所述第一套管121的铅垂轴向的上下，且从焦炭供给料斗主体53a的侧壁插入；
及γ射线探测器102，其设在所述第二套管122内，且对照射的γ射线进行检测。
[0113] 需要说明的是，第一套管121及第二套管122分别设置在设于焦炭供给料斗主体53a的侧壁的管座123。
[0114] 如图5所示，在第一套管121内，插入具有射线源101a的射线源部101。
[0115] 如图6所示，在第二套管122内，插入具有检测部102a的γ射线探测器102。
[0116] 在焦炭供给料斗主体53a内的铅垂轴向上，设置遮蔽多个压力的第一套管121及第二套管122，在套管121、122上各自设置具有射出用于检测粉体层水准的γ射线的射线源101a的射线源部101与检测γ射线的γ射线探测器102。
[0117] 射线源部101与γ射线探测器102也可以与焦炭55的水准范围(高度)相应地设置多个。
[0118] 即，在水准范围较小的情况下，也可以是射线源部101与γ射线探测器102的一组结构。
[0119] 在水准范围超出一组水准仪的测量范围的情况下，如图4所示，设为γ射线探测器102、射线源部(在上下方向上具有释放孔)101与γ射线探测器102的结构。
[0120] 在上下具有释放孔的射线源部101如图5所示，形成以射线源101a为中心而仅在铅垂轴向上开口的放射孔101b，将γ射线沿上下方向放射。
[0121] 另外，在水准范围较大的情况下，只要在图4所示的γ射线探测器102、射线源部(在上下具有释放孔)101与γ射线探测器102的结构的上下方向上进一步设置射线源部101即可。此时，在探测器中，如图7所示，只要设为在第二套管122内设置铅的分隔壁124、设置两台可在上下方向上分别检测的γ射线探测器102的结构即可。
[0122] 在焦炭供给料斗主体53a的容器侧面的上下方向上设置多个管座123，在该管座123上设置第一套管121及第二套管122，设置多个由设在套管内部的射线源部101与γ射线探测器102构成的水准仪，从而能够非接触地测量焦炭55的水准。
[0123] 在因压力的上升、料斗的大型化使焦炭供给料斗53的容器壁厚变厚而导致来自外部的水准检测变得困难的情况下，通过在焦炭供给料斗主体53a的侧壁上设置套管，在该套管内插入γ射线的射线源部101与γ射线探测器102，从而将配管(套管)壁厚设定得较薄，能够进行基于水准检测机构的测量。
[0124] 其结果是，不使用以往那样的测压元件，能够测量焦炭供给料斗53内的焦炭55的量。
[0125] 另外，在实施例3中，也可以在第一套管121及第二套管122上设置冷却机构。
[0127] 如此，通过在第一套管121及第二套管122上设置冷却机构，即便在焦炭温度为高温且超出检测机构的耐热温度的情况下，也能够测量焦炭55的水准。
[0128] 图8是表示使用γ射线的测量的γ射线信号与水准之间的关系的图。图9是使用了多个(3台)焦炭供给料斗的焦炭回收装置的概要图。图10是表示3台焦炭供给料斗的焦炭的供给·保管·导出状态的概要图。图11是与料斗内重量(t)与料斗内水准(m)之间的关系相关的、焦炭55的无流动化的状态与有流动化的状态下的关系图。图12是表示一台焦炭供给料斗的供给·保管·导出状态在考虑了流动化状态的变化的概要图。
[0129] 如图8所示，是使用图4所示的焦炭供给料斗53的γ射线测量的一例，纵轴为水准(％)，横轴为γ射线信号强度。
[0130] 在图8中，S0是射线源部101的零点的位置，在没有焦炭的情况下，是信号强度最强的位置。
[0131] Smax是γ射线探测器102的水准位置，在装满焦炭的状态下，因焦炭的存在而使γ射线衰减，因而是信号最弱的位置。
[0132] 需要说明的是，S1、S2、S3…成为供给焦炭55时的各测量位置的水准(例如S1=15％，S2=35％，S3=60％)。
[0133] 使该测量水准预先换算为重量，若例如在Lmax为100％时设为1t，则S1=15％(L1)=0.15t，S2=35％(L2)=0.35t，S3=60％(L3)=0.60t，重量换算变得可能。
[0134] 其中，在向焦炭供给料斗53供给焦炭的情况下，直接向料斗的内部连续供给焦炭55。
[0135] 与此相对地，在将焦炭55通过焦炭返回线路46向气化炉导出的情况下，为了将焦炭55的供给性设为优良，在使其流动化的状态下进行导出。
[0136] 具体来说，如图9所示，在将焦炭供给料斗53设置有三台(第一料斗53A、第二料斗53B、第三料斗53C)的情况下，如图10所示，利用各料斗供给、保管、导出这样的工序通过切换部57而交替重复。
[0137] 例如在图10中，在第一料斗53A中结束焦炭55的供给，处于保管状态，在第二料斗53B中处于供给焦炭55的状态，在第三料斗53C中处于导出焦炭55的状态，这些料斗交替地重复供给、保管、导出。
[0138] 然后，仅以在第三料斗53C中导出焦炭55的量，向第二料斗53B内部供给焦炭，将导出量与供给量这两者的量始终设为恒定而处于平衡。
[0139] 在此，在导出时，为了使焦炭55的流动性良好，将流动气体112供给到第一料斗53A内。该流动化的结果是，向保管的焦炭55的内部供给气体，其结果是，如图11所示，焦炭体积增加，料斗内的水准增大。
[0140] 具体来说，如图12所示，当着眼于第一料斗53A时，料斗内的水准在静置状态下是恒定的，但当供给流动气体112而开始流动化时，其水准上升，在仅仅测量水准值的情况下，无法确认实际的导出量(重量)。
[0141] 因此，预先求出流动化状态下的标准曲线，确认当前实际的焦炭的量(重量)且确认导出量，并且在第二料斗53B内进行焦炭的供给。
[0142] 该体积变动基于使焦炭流动化的流动气体的流速、粉煤原料的组成的变化而进行变动，因此期望预先求得与多个流动化状态对应的标准曲线并进行微调。
[0143] 实施例4
[0144] 参照附图对本发明的实施例的焦炭回收装置所使用的焦炭供给料斗进行说明。图13是实施例4的焦炭供给料斗的概要图。图14是表示焦炭的无流动化的状态与有流动化的状态下的γ射线信号与水准之间的关系的图。
[0145] 图15及图16是实施例4的其他焦炭供给料斗的概要图。
[0146] 在图13所示的焦炭回收装置中，在焦炭供给料斗53的下部侧，设有由成一对的γ射线射线源部201与γ射线探测器202构成的基准测量水准仪，并且在γ射线射线源部201与γ射线探测部202的焦炭测量区域始终填充有焦炭55。
[0147] 然后，在开始焦炭的流动化时，求得成一对的γ射线射线源部201与γ射线探测部202的基准信号，求得图14所示那样的流动化开始前与流动化开始后的基准信号曲线A与流动状态信号曲线B。
[0148] 当焦炭处于流动化时，变为体积较大，γ射线的信号衰减量变得低于未进行流动化的状态。
[0149] 然后，在图14中，将流动状态信号曲线B的水准最大值(LBmax)换算为与基准信号曲线A中的水准75％相当，从流动化状态下的γ射线信号SBmax衰减量校正流动化状态的真实的重量。
[0150] 这是因为，成一对的γ射线射线源部201与γ射线探测部202的距离是已知的，因此将在该间具有焦炭颗粒的情况下的信号作为基准，能够修正其他探测器中的信号。
[0151] 其结果是，能够进行精度更高的水准(料斗内堆积)的测量，能够修正基于运转状态的料斗内水准变化(重量变化没有变化)，从而稳定、顺利地进行运转控制。
[0152] 在图14中，当进行流动化而使体积增大时，水准变为75％，例如在Lmax为100％时设为1t，则SBmax=75％=0.75t，能够进行真正的重量换算。
[0153] 如此，通过设置基准测量水准仪，在因使焦炭流动化的流动气体的流速、粉煤原料的组成的变化发生了变动的情况下，能够迅速地应对。
[0154] 对于图13，在焦炭供给料斗53的下部侧设置由成一对的γ射线射线源部201与γ射线探测部202构成的基准测量水准仪，使得在γ射线射线源部201与γ射线探测部202的焦炭测量区域中始终填充有焦炭55。
[0155] 图13的基准测量水准仪将成一对的γ射线射线源部201与γ射线探测部202设置在上下方向上，但图15的基准测量水准仪设置在水平方向上。在图15中，对于左侧的焦炭供给料斗53的各剖面A～C，在图15中的右侧分别表示(需要说明的是，图16也是同样的。)。
[0156] 如图15所示，基准水准仪将成一对的基准γ射线射线源部201与基准γ射线探测部202设置在与铅垂方向正交的方向上，因此能够降低填充有焦炭55的位置。
[0157] 其结果是，能够进一步增大料斗的有效容量。
[0158] 另外，如图16的基准测量水准仪那样，作为基准测量水准仪将成一对的基准γ射线射线源部201与基准γ射线探测部202设置在与铅垂方向正交的方向上，并且设置测量用的射线源部101与测量用的γ射线探测器102，分开进行水准测量与流动化时的结构用的测量。
[0159] 由此，使校正用的γ射线的测量变得独立，能够分开进行水准用的信号测量与校正用的水准测量。
[0160] 另外，在图2所示的焦炭连通管111的测量中，也能够相同设置。
[0161] 例如，也可以在焦炭供给时的流动化量与焦炭导出的流动化量存在差值的情况下，在焦炭连通管上沿铅垂方向设置多个成一对的γ射线射线源部101与γ射线探测器102，将流动气体112的导入侧的由成一对的γ射线射线源部101与γ射线探测器102构成的水准仪设为基准测量水准仪200，在该基准测量水准仪200的焦炭测量区域始终填充有焦炭
55，从而根据流动状态的变化而对焦炭的水准进行校正，并求得真实的焦炭重量。
55，从而根据流动状态的变化而对焦炭的水准进行校正，并求得真实的焦炭重量。
[0162] 附图标记说明如下：
[0163] 10 煤气化复合发电设备
[0164] 14 煤气化炉
[0165] 16 气体精制装置
[0166] 17 燃气轮机设备
[0167] 18 蒸汽涡轮设备
[0168] 19 发电机
[0169] 20 废热回收锅炉
[0170] 50 焦炭回收装置
[0171] 53、53A、53B 焦炭供给料斗
[0172] 53a 焦炭供给料斗主体
[0173] 55 焦炭
[0174] 101 射线源部
[0175] 101a 射线源
[0176] 102 γ射线探测器
[0177] 111 焦炭连通管
[0178] 112 流动气体
[0179] 121 第一套管
[0180] 122 第二套管
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