[发明专利]气化燃料的气化方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及气化燃料的气化方法和装置，特别地涉及可使高燃料比 燃料的气化有效进行的气化燃料的气化方法和装置。

背景技术

关于将煤等固体燃料、有机性废弃物等作为燃料并使其分解产生气 体的流化床气化炉，以往已有多种提案。此类流化床气化炉的一种称为 统合性气化炉，该统合性气化炉中，向各个下部供给流动化气体而形成 流化床的气化室和碳(char)燃烧室通过在下端具有开口部的一片隔离 壁隔开，整体上是一体的。在气化室和碳燃烧室之间，流化介质通过隔 离壁的开口部进行循环，使碳(可燃性固体成分)伴随流化介质由气化室 向碳燃烧室转移，并将在碳燃烧室由碳(可燃性固体成分)燃烧加热的流 化介质由碳燃烧室向气化室转移(例如参照专利文献1)。

专利文献1所示的装置中，气化室和碳燃烧室隔着一片隔离壁横向 并列配置，在气化室生成的可燃性固体成分的一部分从开口部导入燃烧 室并燃烧，但由于可燃性固体成分从气化室向燃烧室的转移是任其自然 的，所以存在非常不稳定的问题，因此，在专利文献1中设置了流动化 气体的空塔速度的强流动化域和弱流动化域调节可燃性固体成分的流 动。但是，即使如此调节空塔速度，也不可能有效地仅将在气化室进行 了充分气化的可燃性固体成分向碳燃烧室供给，部分可燃性固体成分在 未经充分气化的情况下供给了碳燃烧室。因此，在气化燃料尤其为含固 定碳成分多的煤等高燃料比燃料、或混有含固定碳成分多的高燃料比原 料的燃料(例如有机废弃物、混合燃料)时，由于不能仅将由高燃料比燃 料生成的可燃性固体成分有效地留在气化室进行气化，所以存在不能得 到高气化效率的问题。

另外，为了解决专利文献1具有的问题，本申请人提出采用外部循 环方式的燃烧装置来使气化燃料进行气化的装置(参照专利文献2)。

图1简要示出了采用专利文献2的燃烧装置由气化燃料生成有用的 可燃性气体的气化装置，该气化装置由主要进行可燃性固体成分燃烧的 燃烧炉1、和主要进行气化燃料的气化的气化炉2构成。向前述燃烧炉 1的下部供给空气3和城市煤气、煤油、重油等起动用燃料4，与砂等 流化介质起泡的同时进行混合燃烧，以此形成加热流化介质的流化床5， 进一步在燃烧炉1内的流化床5的上部形成高温的自由空间6。此时， 虽然在图1中示出了通过散气板7向燃烧炉1内吹入空气3而形成流化 床5的情况，但也可采用以往实施的散气喷嘴向燃烧炉1内吹入空气3 来形成流化床5。起动用燃料4随着后述的气化燃料12的供给，减少其 供给量，最终停止供给。

前述燃烧炉1的上部连接了排气管8，从该排气管8导出的排气导 入介质分离装置9(热旋风分离器)并分离排气中的流化介质10，介质分 离装置9分离的流化介质10通过介质流下管11供给前述气化炉2。

在前述气化炉2的上部设置气化燃料12的燃料供给口13，从该燃 料供给口13供给煤、焦炭等含固定碳成分多的燃料(以下称“高燃料比 燃料”)、各种废弃物或污泥等有机性废弃物或者包含它们的混合物的气 化燃料。另外，向前述气化炉的下部供给蒸汽14，并由前述蒸汽14、 高温流化介质10和气化燃料12起泡形成流化床15，通过前述高温流化 介质10将前述气化燃料12气化。此时，虽然在图1中示出了通过散气 板7a向气化炉2内吹入蒸汽14而形成流化床15的情况，但也可采用 以往实施的散气喷嘴向气化炉2内吹入蒸汽14来形成流化床15。

上述气化燃料12气化后生成的可燃性气体16从设置在气化炉2上 部的取出口17取出。上述可燃性气体16供给发电涡轮等利用类装置。

另外，经上述气化燃料12的气化在气化炉2内生成的可燃性固体 成分18被从前述介质流下管11不断供给的流化介质10由图1的右侧 向左侧依次推挤移动，通过从气化炉2的左侧端部的由高度方向中间部 位置向下倾斜并连接于燃烧炉1的固体成分供给口19，可燃性固体成分 18和流化介质10以混合状态供给前述燃烧炉1。

在上述气化装置中，由前述燃料供给口13向气化炉2供给的气化 燃料12被前述高温的流化介质10加热，进一步通过与蒸汽14接触发 生水性气化反应(C+H₂O＝H₂+CO)，在生成CO、H₂等可燃性气体16的 同时生成可燃性固体成分18。生成的可燃性气体16从气化炉2的取出 口17供给未图示的发电用涡轮等利用类装置。