[發明專利]固體燃料氣化裝置與氣化方法

有效

• 申請號: 200680003973.4
• 申請日: 2006-02-01
• 公開（公告）號: CN101115822A
• 公開（公告）日: 2008-01-30
• 發明（設計）人: 秋山徹;木曾文彥;田中真二;岡崎洋文;花山文彥;佐藤一教;西田隆弘;武崎博;植田昭雄;竹田誠
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所;電源開發株式會社;巴布考克日立株式會社
• 主分類號: C10J3/46
• 分類號: C10J3/46;F23G5/02;F23G5/033
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王健

技術領域

本發明涉及利用輸送氣體使煤等固體燃料進行氣流輸送而投入氣化爐中，與氣化劑反應而氣化的氣化裝置及氣化方法。

背景技術

使煤、塑料廢棄物等以烴為主要成分的固體燃料進行氣化的氣化裝置，有使用固定層、流動層或氣流層等各種氣化爐的氣化裝置。其中，稱作氣流層方式的氣化爐，可在1000℃以上，達到1500℃的高溫下運轉，具有由固體燃料向氣體的轉化效率高的特長。在這種氣流層方式的氣化爐中，使固體燃料在爐內浮游，與氣化劑接觸進行氣化。因此有時也稱為噴流層方式。

氣流層方式的氣化爐中，通常固體燃料隨同輸送氣體，或者形成固體燃料與水的淤漿投入氣化爐中。兩者之中，氣流輸送固體燃料而投入氣化爐的一方，具有不向氣化爐供給水分，生成氣體的發熱量增高的優點。

使用氣流層方式的氣化爐時，未反應的可燃成分例如炭(char)等碳成分與生成氣體一起隨煤灰一起從氣化爐排出。由氣化爐排出的炭等固體物，為了提高固體燃料向氣體的轉化率，通常被回收再供給到氣化爐。

在氣流輸送固體燃料，向氣流層方式的氣化爐投入的氣化裝置中，由氣化爐回收伴隨生成氣體排出的固體物并向氣化爐再供給的方法中，例如有以下所述的方法。一種是使用旋風分離器或過濾器回收固體物，通過活底料斗(lock?hopper)返回到氣化爐的方法(例如參照專利文獻1)，另一種是使用氣體洗滌器回收固體物，以淤漿的狀態直接向氣化爐供給的方法(例如參照專利文獻2)。

專利文獻1：特開2000-328074號公報(段落序號0013)

專利文獻2：特開2003-231888號公報(專利權利要求)

發明內容

回收向氣化爐的外部排出的固體物并通過活底料斗返回氣化爐的方法，與形成淤漿向氣化爐供給的方法相比，能夠提高生成氣體的發熱量，但需要大容量的活底料斗。以淤漿向氣化爐進行供給的方法不需要活底料斗，但由于向氣化爐供給水分故生成氣體的發熱量低。

本發明的目的在于向氣流層方式的氣化爐供給氣流輸送的固體燃料的氣化裝置中，能夠在不需要活底料斗，而且不形成淤漿的情況下向氣化爐再供給回收的固體物。

本發明第一涉及，使由氣流層方式的氣化爐向爐外排出的生成氣體與水直接接觸，回收伴隨生成氣體的炭等固體物，將回收的固體物與水的混合物脫水后，投入固體燃料貯存器或固體燃料粉碎機。

為了從生成氣體中分離回收隨生成氣體一起向氣化爐的爐外排出的炭等固體物，在本發明的氣化裝置中至少具有使水與生成氣體直接接觸方式的固體物回收裝置。

另外，為了對采用固體物回收裝置回收的固體物與水的混合物進行脫水，本發明的氣化裝置中具有脫水機。使用脫水機脫水而成為凝膠狀的固體物與水的混合物，優選其后在干燥后投入固體燃料貯存器或固體燃料粉碎機中，因此，優選本發明的氣化裝置中具有干燥機。

將回收的固體物投入固體燃料粉碎機中時，不一定需要干燥機，而投入固體燃料貯存器中時，優選具有干燥機，使其干燥后再投入。

通過使用脫水機對固體物與水的混合物進行脫水，水被排出，優選該水返回到水接觸式回收裝置進行再利用。該場合，優選設置水處理裝置，除去分離的水中含有的鹽、炭等后返回到水接觸式回收裝置。通過將用脫水機分離的水返回到水接觸式回收裝置進行再利用，能夠在氣化體系內進行再利用，而且能夠抑制水的使用量及排水的排出量。

本發明第二涉及，在氣化爐中使微粉碎的固體燃料與氧或空氣反應而生成以氫與一氧化碳為主要成分的氣體，在捕集器中使用捕集液捕集向氣化爐的爐外排出的生成氣體中的粉粒體，從捕集器的底部抽出捕集液與粉粒體的淤漿并供給到氣化爐內。前述捕集器優選具有導入生成氣體的容器、在該容器內使生成氣體與液體接觸并捕集生成氣體中的粉粒體的捕集手段、和攪拌滯留在容器底部的捕集液的攪拌機。

根據該第二發明，生成氣體中的粉粒體被液體捕捉并落到捕集器的底部而作為捕集液滯留。通過對該捕集液進行攪拌，生成粉粒體分散在液體中的淤漿。即，被液體捕捉的粉粒體落到容器底部后，經攪拌而分散在液體中，故能夠抑制粉粒體的凝聚。另外，通過向爐內供給分散有粉粒體的淤漿，能夠高效率地進行粉粒體的氣化，使碳轉化率提高。

此外，作為粉粒體的捕集手段，有對生成氣體進行液體噴霧的方法、使生成氣體碰撞濕潤壁的方法、或者使生成氣體在液體中流過的方法等。

氣化爐為在上段與下段配置有燃燒器的2段氣化爐，可向氣化爐的切線方向配置燃燒器以使生成氣體形成旋轉流。