[发明专利]循环流动层式气化炉及流动介质的流量控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及使流动介质循环而将气化原料气化的循环流动层式气化炉及循环流动层式气化炉中的流动介质的流量控制方法。

本申请基于2011年6月22日在日本提出申请的特愿2011－138496号主张优先权，这里引用其内容。

背景技术

近年来，开发了代替石油而将煤或生物物质、轮胎碎片等有机固体原料气化而生成气化气体的技术。这样生成的气化气体被用于煤气化复合发电（IGCC‥Integrated coal Gasification Combined Cycle）这样的有效率的发电系统、氢的制造、合成燃料（合成石油）的制造、化学肥料（尿素）等化学产品的制造等。作为气化气体的原料的有机固体原料中的特别是煤的可采年数为150年左右，是石油的可采年数的3倍以上，此外，与石油相比埋藏地没有不均匀，所以作为能够持续长期稳定供给的天然资源受到期待。

以往，煤的气化处理通过使用氧或空气部分氧化来进行，但由于为1800℃左右的高温、3MPa左右的高压，所以需要特别的耐热、耐压材料，具有气化炉的成本变高的缺点。为了解决该问题，开发了使用水蒸汽在700℃～900℃左右的低温且常压下将煤气化的技术。在该技术中，通过将温度及压力设定得较低，具有不需要耐压构造这一点、及能够利用已有的市售品的优点。

但是，在上述有机固体原料的水蒸汽气化反应中需要比较长的反应时间。因此，将气化炉主体设计为确保有机固体原料充分反应的滞留时间的大小。在这样的气化处理下，在实用方面上发生需要气化炉中的气化效率（碳转换率）的调整的情况。但是，通过改变气化炉主体的体积使有机固体原料的滞留时间变化并不现实。因而，一般来说，作为调整气化的碳转换率的一个方法，可以考虑调整气化炉主体内的流动介质的循环量而使有机固体原料的滞留时间变化的方法。

例如，通过从气化炉主体取出流动介质或附加流动介质来简单地调整流动介质的循环量。此外，公开了在循环流动层锅炉装置中、流量控制装置调整从气化炉主体导出的流动介质的导出量的技术（例如，专利文献1）。还已知有在循环流动层炉中通过控制收容流动层的室内的压力来调整流动层的层高、控制流动介质的循环量的技术（例如，专利文献2）。

专利文献1：日本特开2005－274015号公报

专利文献2：国际专利申请公开公报No.WO2008/107929。

发明内容

但是，在专利文献1的技术中，由于在流量控制装置的导出部位将流动介质的流路缩窄，所以伴随着水蒸汽的流动介质有可能闭塞。此外，专利文献2的技术其结构是庞大的，不仅制造成本及运行成本增大，而且虽然成本较高但不能使流动介质的循环量的调整范围变大。此外，在气化炉内为正压的情况下，气化气体有可能泄漏到外部。

所以，本发明鉴于这样的课题，目的是提供一种在确保气化炉主体的安全性的同时、能够通过简单的结构实现高精度的流量控制的循环流动层式气化炉及流动介质的流量控制方法。

为了解决上述课题，有关本发明的循环流动层式气化炉具备：气化炉，将流动介质流动层化，并通过流动介质具有的热使投入的气化原料气化，生成气化气体；燃烧炉，将从气化炉导出的流动介质加热；缓冲部，储存流动介质，向燃烧炉导出；流量调整部，将由燃烧炉加热后的流动介质向气化炉和缓冲部分配。

也可以是，在缓冲部上设有取出孔，所述取出孔将储存的流动介质向外部取出。此外，也可以是，在缓冲部上设有导入孔，所述导入孔从外部导入流动介质。

此外，也可以是，至少在上述缓冲部与上述流量调整部的连接部上设有密封部，所述密封部防止从上述缓冲部向上述流量调整部的气体的倒流。

此外，本发明关于在循环流动层式气化炉中控制流动介质的流量的方法，所述循环流动层式气化炉具备：气化炉，将流动介质流动层化，并通过流动介质具有的热使投入的气化原料气化，生成气化气体；燃烧炉，将从气化炉导出的流动介质加热；缓冲部，储存流动介质，向燃烧炉导出；流量测量部，测量被加热后的流动介质的流量；流量调整部，将由燃烧炉加热后的流动介质向气化炉和缓冲部分配。为了解决上述课题，在有关本发明的流动介质的流量控制方法中，根据气化气体的目的生成量决定气化炉中的流动介质的流量；测量由燃烧炉加热后的流动介质的流量；从加热后的流动介质的流量减去所决定的气化炉中的流动介质的流量，导出差流量；如果差流量是正值，则从流量调整部向缓冲部分配差流量的流动介质；如果差流量是负值，则将差流量的流动介质向燃烧炉导出。

根据本发明，能够在确保气化炉主体的安全性的同时、以简单的结构实现高精度的流动介质的流量控制。