[发明专利]气化设备中的流化床气化炉的流化介质滞留时间控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及气化设备中的流化床气化炉的流化介质滞留时间控制方法及装置。

背景技术

一直以来，一直在开发将煤炭、生物质、轮胎碎片等原料用作燃料而生成气化气体的气化设备。

图1显示正在进行开发的气化设备的一个示例，该气化设备具有具备以下部件的构成：气化炉2，利用蒸气来形成流化介质(硅砂、石灰石等)的流化床1，进行所投入的原料(煤炭、生物质、轮胎碎片等)的气化，生成气化气体和可燃性固体部分；燃烧炉5，将由该气化炉2生成的可燃性固体部分与流化介质一起从导入管3导入，而且，利用空气或氧气等流化用气体来形成流化床4，进行前述可燃性固体部分的燃烧；热旋风分离器等介质分离装置8，将流化介质从自该燃烧炉5经由排气管6而导入的燃烧排气分离，将该分离的流化介质经由下降管7而供给至前述气化炉2；热旋风分离器等介质分离装置9，将流化介质从由前述气化炉2生成的气化气体分离；以及回收容器10，回收由该介质分离装置9分离的流化介质。

此外，在图1中，11是用于将向前述气化炉2的底部导入的蒸气向流化床1内均等地吹入的分散板，12是用于将向前述燃烧炉5的底部导入的流化用气体向流化床4内均等地吹入的分散板。

在如前所述的气化设备中，在通常运转时，在气化炉2中，利用蒸气来形成流化床1，如果将煤炭、生物质、轮胎碎片等原料投入流化床1，那么，该原料进行水蒸气气化而气化，生成气化气体和可燃性固体部分，由前述气化炉2生成的可燃性固体部分与流化介质一起从导入管3向利用前述流化用气体来形成流化床4的燃烧炉5导入，进行该可燃性固体部分的燃烧，来自该燃烧炉5的燃烧排气经由排气管6而向热旋风分离器等介质分离装置8导入，在该介质分离装置8中，将流化介质从前述燃烧排气分离，该分离的流化介质经由下降管7而返回至前述气化炉2并循环。

在此，在前述燃烧炉5中伴随着可燃性固体部分的燃烧而变得高温的流化介质与燃烧排气一起通过排气管6而由前述介质分离装置8分离，经由前述下降管7而供给至气化炉2，由此，保持气化炉2的高温，并且，通过原料的热分解而生成的气体或残渣原料与蒸气反应，由此，发生水煤气气化反应C+H₂O＝H₂+CO或氢气转换反应CO+H₂O＝H₂+CO₂，生成H₂或CO等可燃性的气化气体。

由前述气化炉2生成的气化气体由热旋风分离器等介质分离装置9分离流化介质，由该介质分离装置9分离的流化介质回收至回收容器10。

顺便说一下，在前述气化设备的通常运转中的热不足时，即在前述气化炉2中未得到用于原料的气化的足够的热的情况下，在图1中，如假想线所示，将与向前述气化炉2供给的原料相同的煤炭、生物质、轮胎碎片等燃料辅助性地向前述燃烧炉5投入而进行燃烧，补充不足的热。另外，在到达前述气化设备的通常运转的前阶段的循环预热运转时，不进行向前述气化炉2的原料的投入，在图1中，如假想线所示，前述煤炭、生物质、轮胎碎片等燃料作为预热用而向前述燃烧炉5投入并进行燃烧，伴随着该燃烧炉5中的燃料的燃烧而变得高温的流化介质与燃烧排气一起通过排气管6而由前述介质分离装置8分离，经由前述下降管7而供给至气化炉2，由此，进行气化设备的循环预热。

可是，如前所述的气化设备中的气化炉2的温度通过变得高温的流化介质的循环量来控制。即，如果使该流化介质的循环量增加，则前述气化炉2的温度上升，如果该流化介质的循环量减少，则前述气化炉2的温度下降。此外，通常能够通过调节向前述燃烧炉5的底部导入的流化用气体的流量而控制前述流化介质的循环量。

而且，一般而言，投入前述气化炉2的原料的气化率(碳转换率)大大地受到该气化炉2内的流化介质的温度和留在气化炉2内的流化介质的滞留时间的影响。

因此，在根据接收气化气体的一侧的要求而例如想要使碳转换率下降而使所产生的气化气体量减少时，一个方法是使前述流化介质的循环量减少而使气化炉2的温度下降，另一方面，在想要使碳转换率上升而使所产生的气化气体量增加时，一个方法是使前述流化介质的循环量增加而使气化炉2的温度上升。

此外，不同于如前所述的气化炉，作为显示变更流化介质向循环流化床的燃烧炉的返回位置而保持燃烧状态的稳定性的循环流化床燃烧装置的文献，例如，存在着专利文献1。

另外，作为显示通过控制流化介质的循环量而根据负荷使气化炉温度一定的生物质燃料气化装置的文献，例如，存在着专利文献2。

专利文献1：日本特开2002-98308号公报