[发明专利]固体燃料气化装置与气化方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用输送气体使煤等固体燃料进行气流输送而投入气化炉中，与气化剂反应而气化的气化装置及气化方法。

背景技术

使煤、塑料废弃物等以烃为主要成分的固体燃料进行气化的气化装置，有使用固定层、流动层或气流层等各种气化炉的气化装置。其中，称作气流层方式的气化炉，可在1000℃以上，达到1500℃的高温下运转，具有由固体燃料向气体的转化效率高的特长。在这种气流层方式的气化炉中，使固体燃料在炉内浮游，与气化剂接触进行气化。因此有时也称为喷流层方式。

气流层方式的气化炉中，通常固体燃料随同输送气体，或者形成固体燃料与水的淤浆投入气化炉中。两者之中，气流输送固体燃料而投入气化炉的一方，具有不向气化炉供给水分，生成气体的发热量增高的优点。

使用气流层方式的气化炉时，未反应的可燃成分例如炭(char)等碳成分与生成气体一起随煤灰一起从气化炉排出。由气化炉排出的炭等固体物，为了提高固体燃料向气体的转化率，通常被回收再供给到气化炉。

在气流输送固体燃料，向气流层方式的气化炉投入的气化装置中，由气化炉回收伴随生成气体排出的固体物并向气化炉再供给的方法中，例如有以下所述的方法。一种是使用旋风分离器或过滤器回收固体物，通过活底料斗(lock hopper)返回到气化炉的方法(例如参照专利文献1)，另一种是使用气体洗涤器回收固体物，以淤浆的状态直接向气化炉供给的方法(例如参照专利文献2)。

专利文献1：特开2000-328074号公报(段落序号0013)

专利文献2：特开2003-231888号公报(专利权利要求)

发明内容

回收向气化炉的外部排出的固体物并通过活底料斗返回气化炉的方法，与形成淤浆向气化炉供给的方法相比，能够提高生成气体的发热量，但需要大容量的活底料斗。以淤浆向气化炉进行供给的方法不需要活底料斗，但由于向气化炉供给水分故生成气体的发热量低。

本发明的目的在于向气流层方式的气化炉供给气流输送的固体燃料的气化装置中，能够在不需要活底料斗，而且不形成淤浆的情况下向气化炉再供给回收的固体物。

本发明第一涉及，使由气流层方式的气化炉向炉外排出的生成气体与水直接接触，回收伴随生成气体的炭等固体物，将回收的固体物与水的混合物脱水后，投入固体燃料贮存器或固体燃料粉碎机。

为了从生成气体中分离回收随生成气体一起向气化炉的炉外排出的炭等固体物，在本发明的气化装置中至少具有使水与生成气体直接接触方式的固体物回收装置。

另外，为了对采用固体物回收装置回收的固体物与水的混合物进行脱水，本发明的气化装置中具有脱水机。使用脱水机脱水而成为凝胶状的固体物与水的混合物，优选其后在干燥后投入固体燃料贮存器或固体燃料粉碎机中，因此，优选本发明的气化装置中具有干燥机。

将回收的固体物投入固体燃料粉碎机中时，不一定需要干燥机，而投入固体燃料贮存器中时，优选具有干燥机，使其干燥后再投入。

通过使用脱水机对固体物与水的混合物进行脱水，水被排出，优选该水返回到水接触式回收装置进行再利用。该场合，优选设置水处理装置，除去分离的水中含有的盐、炭等后返回到水接触式回收装置。通过将用脱水机分离的水返回到水接触式回收装置进行再利用，能够在气化体系内进行再利用，而且能够抑制水的使用量及排水的排出量。

本发明第二涉及，在气化炉中使微粉碎的固体燃料与氧或空气反应而生成以氢与一氧化碳为主要成分的气体，在捕集器中使用捕集液捕集向气化炉的炉外排出的生成气体中的粉粒体，从捕集器的底部抽出捕集液与粉粒体的淤浆并供给到气化炉内。前述捕集器优选具有导入生成气体的容器、在该容器内使生成气体与液体接触并捕集生成气体中的粉粒体的捕集手段、和搅拌滞留在容器底部的捕集液的搅拌机。

根据该第二发明，生成气体中的粉粒体被液体捕捉并落到捕集器的底部而作为捕集液滞留。通过对该捕集液进行搅拌，生成粉粒体分散在液体中的淤浆。即，被液体捕捉的粉粒体落到容器底部后，经搅拌而分散在液体中，故能够抑制粉粒体的凝聚。另外，通过向炉内供给分散有粉粒体的淤浆，能够高效率地进行粉粒体的气化，使碳转化率提高。

此外，作为粉粒体的捕集手段，有对生成气体进行液体喷雾的方法、使生成气体碰撞湿润壁的方法、或者使生成气体在液体中流过的方法等。

气化炉为在上段与下段配置有燃烧器的2段气化炉，可向气化炉的切线方向配置燃烧器以使生成气体形成旋转流。