[发明专利]流化床气化设备

说明书

技术领域

本发明涉及通过流化床将原料气化的流化床气化设备。

背景技术

作为将煤炭、生物质、污泥等原料气化的流化床气化设备，有人 已提出了如下设备：该设备向预先供给了高温的流化介质的流化床气 化炉中供给原料，供给气化剂，形成流化床，由此进行原料的气化， 生成的气体排出到外部，而在流化床气化炉中气化时生成的炭和流化 介质则供给流化床燃烧炉，使炭流化燃烧，由此加热流化介质，被加 热的流化介质再次供给上述流化床气化炉(参照专利文献1等)。

图1表示上述专利文献1的流化床气化设备。图1中1是流化床 燃烧炉，流化床燃烧炉1将原料26在流化床气化炉2中气化生成的 炭和流化介质由下部导入，同时将由空气管4供给的空气从下部的风 箱3吹入。炭和流化介质被吹入的空气流化而上升，在上升期间炭燃 烧，流化介质被加热。5是向流化床燃烧炉1的流化床供给加热用的 辅助燃料的辅助燃料口，6是设置于流化床燃烧炉1内上部的热回收 用热交换器。

旋风分离器8介由输送管7与流化床燃烧炉1的上部连接。该分 离器8具有外筒9和内筒10，由流化床燃烧炉1向输送管7导出的含 流化介质的高温流体沿切线方向导入外筒9内，离心分离成流化介质 和排气。含有粒径较小的灰分的排气由内筒10排出，含有粒径较大 的未燃烧炭的流化介质11通过与分离器8的外筒下端连接并向下方 延伸的下降管12供给流化床气化炉2。

流化床气化炉2具有导入部分13、气化部分15、连通部分17和 箱体部分18，气化剂供给管线19与箱体部分18连接。上述导入部 分13介由下降管12将分离器8中分离的流化介质11导入，上述气 化部分15用流化介质11的热将由原料供给装置14供给的原料26 气化，上述连通部分17使导入部分13的流化介质11流过流化床16 内供给气化部分15，上述箱体部分18向横跨导入部分13、连通部 分17和气化部分15的下部形成的流化床气化炉2内供给水蒸气等 气化剂。另外，如图1所示，用连通部分17在流化床16的内部将 导入部分13和气化部分15分开，这是为了防止流化床燃烧炉1中 的燃烧气体经流化床气化炉2向分离器8逆流。

在气化部分15未被气化的炭和流化介质介由包括溢流管等的供 给流路25供给流化床燃烧炉1，由此进行循环，流化介质通过炭的燃 烧再次被加热。

向气化部分15供给煤炭作为原料26进行气化时，生成氢(H₂)、 一氧化碳(CO)、甲烷(CH₄)等气体成分和焦油混合存在的生成气体20， 而供给含较多水分的生物质等作为原料26时，生成含有上述气体成 分、焦油以及大量水蒸气的生成气体20。生成气体20通过排出管21 由流化床气化炉2中排出，导入到回收器22中，生成气体20中伴随 的微粉末23被除去，由内管24导出。生成气体20加压后作为燃料 供给燃气轮机等，或者供给纯化装置，由生成气体20制备所需的目 标气体。

专利文献1：日本特开2005-41959号公报

发明内容

这里，关于流化床气化炉2的截面，制成长方形可以减少材料， 因此优选。而另一方面，如果制成长方形，则如图1所示，存在无法 使由分离器8介由下降管12供给流化床气化炉2的流化介质11在流 化床气化炉2的整个平面内循环移动的问题。随着流化床气化设备的 燃料处理规模的增大，必须增大流化床气化炉2，因此该问题有更为 显著的倾向。

即，如图1设备的平面图——图2所示，由于来自分离器8的流 化介质11是经由下降管12供给流化床气化炉2的导入部分13的位 置I的，因此供给导入部分13的流化介质11由位置I通过最短路径 27向供给流路25的位置II移动，由此产生流化介质11的移动在连接 上述位置I和位置II的最短路径27的左右侧面停滞、无法移动到各 个角落的死角部分28。因而，进入流化床气化炉2中的未燃烧炭无法 到达炉内的各个角落，出现尚未经过反应所必须的时间即从流化床气 化炉2中排出的问题。另外，死角部分28中，由于流化介质的移动 停滞，流化介质的温度降低，并且由于死角部分28本来就被流化床 气化炉2的外壁2’冷却，因此越发有温度降低的倾向。

这样，在以往的流化床气化炉2内部，由于产生流化介质的移动 停滞的死角部分28，因此有因为流化床气化炉2而使原料26的气化 效率降低的问题。