微粉燃料供给装置及方法、气化复合发电设备与流程

本发明涉及向使煤、生物物质等含碳固体燃料气化而生成气体燃料的气化装置供给微粉燃料的微粉燃料供给装置及微粉燃料供给方法、具有微粉燃料供给装置的气化复合发电设备。

背景技术：

以往，作为气化装置，公知有通过向气化炉内供给煤等含碳固体燃料，使含碳固体燃料部分燃烧而气化，从而生成可燃性气体的碳质燃料气化装置(煤气化装置)。此外，由碳质燃料气化装置形成的气化复合发电设备(煤气化复合发电设备)由供煤装置、煤粉供给装置、煤气化装置、气体精制装置、燃气轮机设备、蒸汽轮机设备、废热回收锅炉和气体净化装置等构成。该煤气化复合发电设备中的煤气化装置可以采用塔型装置，该塔型装置通过在压力容器内配置气化炉，在该气化炉的铅垂方向下方配置燃烧装置，而在铅垂方向上方配置换热器(气体冷却器)而构成。煤粉供给装置用于向该煤气化装置供给煤粉，将煤粉料箱中储存的煤粉放出到煤粉供给料斗中，向该煤粉供给料斗供给加压用气体进行加压，然后再供给流动化用气体而向煤气化装置的气化炉供给煤粉。作为这种煤粉供给装置，例如有下述专利文献1、2所记载的装置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平09-324206号公报

专利文献2：日本特开2000-119666号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在以往的煤粉供给装置中，氮气供给管线有加压用气体供给管线和流动化用气体供给管线两种，在对煤粉供给料斗内进行加压时，利用加压用气体供给管线短时间内向煤粉供给料斗供给大流量的氮气(加压用气体)，在使煤粉供给料斗内的煤粉流动化时，向煤粉供给料斗供给小流量的氮气(流动化用气体)。此时，流动化的氮气被从煤粉供给料斗的下部的流动化室供给，因此，煤粉供给料斗内的必要部分有时无法实现流动化。此外，作为该问题的改善对策，可以考虑在煤粉供给料斗的锥部隔着规定间隔地配置多个喷嘴，各喷嘴向煤粉供给料斗内喷出从各供给管线供给来的氮气。然而，已经得知，当从煤粉供给料斗向气化炉持续供给煤粉时，该煤粉供给料斗内的煤粉会减少，填充高度降低，此时，在锥部的铅垂方向上部，供给进来的氮气会穿过内部的煤粉内而向铅垂方向上方贯通而去，因此无法获得必要部分的流动化。于是，可能导致无法利用作为流动化用气体供给来的氮气使煤粉供给料斗内的煤粉充分流动化，不能顺畅排出煤粉，从而不能向气化炉供给必要量的煤粉。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够利用流动化用气体使料斗内的微粉燃料流动化从而向气化炉供给必要量的微粉燃料的微粉燃料供给装置及方法、气化复合发电设备。

解决课题的方案

用于达到上述目的的本发明的微粉燃料供给装置的特征在于，该微粉燃料供给装置包括：料斗，其呈中空形状，内部用于储存微粉燃料；多个第一喷嘴，其设于所述料斗；多个第二喷嘴，其设于所述料斗的比所述多个第一喷嘴靠铅垂方向的下方的位置；加压用气体供给装置，其用于供给使所述料斗的内部压力上升的加压用气体；流动化用气体供给装置，其用于供给使所述料斗的所述微粉燃料流动化的流动化用气体；以及微粉燃料供给管线，其设于所述料斗的铅垂方向的下部，所述加压用气体供给装置向所述多个第一喷嘴和所述多个第二喷嘴供给加压用气体，所述流动化用气体供给装置向所述多个第二喷嘴供给流动化用气体。

因此，在使加压用气体供给装置动作时，通过从多个第一喷嘴和多个第二喷嘴向料斗内供给加压用气体，能够在短时间内将料斗内部加压到规定的供给压力。另一方面，当在维持料斗内的该供给压力的状态下使流动化用气体供给装置动作时，通过从多个第二喷嘴向料斗内的下部供给流动化用气体，能够使料斗内的微粉燃料流动化，从而向微粉燃料供给管线输送该微粉燃料。在输送该微粉燃料时，由于仅向连接有微粉燃料供给管线的料斗内的下部供给流动化用气体，因此即使料斗内的微粉燃料变少，也能利用流动化用气体有效地使料斗内的微粉燃料流动化，能够向气化炉稳定地供给必要量的微粉燃料。

在本发明的微粉燃料供给装置中，其特征在于，所述流动化用气体供给装置供给的气体的气体流量小于所述加压用气体供给装置供给的气体的气体流量。

因此，使料斗内的压力上升由于要缩短等待时间，因此需要在短时间内供给大量的气体，而使料斗内的微粉燃料流动化需要供给少量的气体。因此，通过将加压用气体供给装置和流动化用气体供给装置设成不同装置，并且使用于流动化的氮气的量为少量，能够实现等待时间的缩短化以及减小氮气的使用量而实现微粉燃料供给的最佳化。

在本发明的微粉燃料供给装置中，其特征在于，所述料斗包括：主体部，其呈圆筒形状，上端部封闭；锥部，其连结于所述主体部的铅垂方向的下方，且朝向铅垂方向的下方而前端变细；以及腔部，其连结于所述锥部的铅垂方向的下方，下端部封闭，所述多个第一喷嘴在周向上隔着规定间隔地配置于所述锥部的铅垂方向的上部，所述多个第二喷嘴在周向上隔着规定间隔地配置于所述锥部的比所述多个第一喷嘴靠铅垂方向的下部的位置。

因此，通过在锥部分上下两层设置多个第一、第二喷嘴，能够抑制料斗内部的微粉燃料附着于壁面而发生停滞，由于利用第二喷嘴向料斗的下部供给流动化用气体，因此即使料斗内的微粉燃料为少量，也能有效地使微粉燃料流动化而向气化炉供给必要量的微粉燃料。

本发明的微粉燃料供给装置的特征在于，该微粉燃料供给装置包括：料斗，其呈中空形状，内部用于储存微粉燃料；多个第一喷嘴，其设于所述料斗；多个第二喷嘴，其设于所述料斗的比所述多个第一喷嘴靠铅垂方向的下方的位置；加压用气体供给装置，其用于供给使所述料斗的内部压力上升的加压用气体；流动化用气体供给装置，其用于供给使所述料斗的所述微粉燃料流动化的流动化用气体；以及微粉燃料供给管线，其设于所述料斗的铅垂方向的下部，所述加压用气体供给装置(111)向所述多个第一喷嘴和所述多个第二喷嘴供给加压用气体，所述流动化用气体供给装置向所述多个第一喷嘴和所述多个第二喷嘴供给流动化用气体，该微粉燃料供给装置设有：微粉燃料供给管线，其设于所述料斗的下部；以及控制装置，在输送所述料斗内的微粉燃料时，若所述料斗内的微粉燃料少于预先设定的下限值，则该控制装置通过所述流动化用气体供给装置停止从所述多个第一喷嘴喷出流动化气体。

因此，在微粉燃料的余量较多时，从第一喷嘴和第二喷嘴双方向料斗内喷出流动化气体，因此能够有效地使微粉燃料流动化而向气化炉稳定地供给必要量的微粉燃料，在微粉燃料的余量较少时，仅从下部的第二喷嘴向料斗内喷出流动化气体，因此能够抑制流动化气体穿过料斗内的微粉燃料内向上方贯通，能够有效地使微粉燃料流动化。

在本发明的微粉燃料供给装置中，其特征在于，所述流动化用气体供给装置包括：流动化用气体供给管线；第一流动化用气体供给管线，其从所述流动化用气体供给管线分支出来，与所述多个第一喷嘴连接；第一开闭阀，其设于所述第一流动化用气体供给管线；第二流动化用气体供给管线，其从所述流动化用气体供给管线分支出来，与所述多个第二喷嘴连接；以及第二开闭阀，其设于所述第二流动化用气体供给管线，所述控制装置在所述料斗内的微粉燃料为所述下限值以上时打开所述第一开闭阀和所述第二开闭阀，在所述料斗内的微粉燃料少于所述下限值时关闭所述第一开闭阀。

因此，通过给第一喷嘴和第二喷嘴设置专用的流动化用气体供给管线和开闭阀，能够根据料斗内的微粉燃料的余量容易地变更流动化气体的喷出量。

本发明的微粉燃料供给方法的特征在于，该微粉燃料供给方法使用如下微粉燃料供给装置，该微粉燃料供给装置包括：料斗，其呈中空形状，内部用于储存微粉燃料；多个第一喷嘴，其设于所述料斗；多个第二喷嘴，其设于所述料斗的比所述多个第一喷嘴靠铅垂方向的下方的位置；加压用气体供给装置，其用于供给使所述料斗的内部压力上升的加压用气体；流动化用气体供给装置，其用于供给使所述料斗的所述微粉燃料流动化的流动化用气体；以及微粉燃料供给管线，其设于所述料斗的铅垂方向的下部，所述加压用气体供给装置向所述多个第一喷嘴和所述多个第二喷嘴供给加压用气体，所述流动化用气体供给装置向所述多个第二喷嘴供给流动化用气体，该微粉燃料供给方法包括如下工序：在对所述料斗内进行加压时使所述加压用气体供给装置动作；在输送所述料斗内的微粉燃料时使所述流动化用气体供给装置动作。

因此，在输送微粉燃料时，仅向连接有微粉燃料供给管线的料斗内的下部供给流动化用气体，因此即使料斗内的微粉燃料为少量，也能利用流动化用气体有效地使料斗内的微粉燃料流动化，能够向气化炉稳定地供给必要量的微粉燃料。

本发明的气化复合发电设备的特征在于，该气化复合发电设备包括：所述微粉燃料供给装置，其用于供给将含碳固体燃料粉碎而成的微粉燃料；气化装置，其使从所述微粉燃料供给装置供给来的微粉燃料气化而生成可燃性气体；气体精制装置，其从由所述气化装置生成的可燃性气体中去除杂质而进行气体精制；燃气轮机设备，其使由所述气体精制装置进行了气体精制的可燃性气体的至少一部分和压缩空气的混合气体燃烧而对涡轮进行旋转驱动；废热回收锅炉，其利用来自所述燃气轮机设备的废气生成蒸汽；以及蒸汽轮机设备，其利用由所述废热回收锅炉生成的蒸汽对涡轮进行旋转驱动。

因此，在微粉燃料供给装置中，在输送微粉燃料时，仅向连接有微粉燃料供给管线的料斗内的下部供给流动化用气体，因此即使料斗内的微粉燃料为少量，也能利用流动化用气体有效地使料斗内的微粉燃料流动化，能够向气化炉稳定地供给必要量的微粉燃料。其结果是，能够使气化装置稳定地运转。

发明效果

根据本发明的微粉燃料供给装置及方法、气化复合发电设备，在输送微粉燃料时，即使由于仅向料斗内的下部供给流动化用气体，因而导致料斗内的微粉燃料为少量，也能利用流动化用气体有效地使料斗内的微粉燃料流动化，从而能够向气化炉供给必要量的微粉燃料。

附图说明

图1是表示第一实施方式的微粉燃料供给装置的概略结构图。

图2是表示第一实施方式的微粉燃料供给装置中的向煤粉供给料斗供给氮气的氮气供给系统的概略结构图。

图3是应用了第一实施方式的微粉燃料供给装置的煤气化复合发电设备的概略结构图。

图4是表示第二实施方式的微粉燃料供给装置中的向煤粉供给料斗供给氮气的氮气供给系统的概略结构图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的微粉燃料供给装置及方法、气化复合发电设备的优选实施方式。另外，本发明不受该实施方式限定，此外，在有多个实施方式的情况下，也包括组合各实施方式而构成的形态。

[第一实施方式]

图3是应用了第一实施方式的微粉燃料供给装置的煤气化复合发电设备的概略结构图。

第一实施方式的煤气化复合发电设备(IGCC：Integrated Coal Gasification Combined Cycle)采用以空气为氧化剂，在气化装置中生成煤气的空气燃烧方式，将由气体精制装置精制后的煤气作为燃料气体供给到燃气轮机设备进行发电。即，第一实施方式的煤气化复合发电设备是空气燃烧方式(空气吹入)的发电设备。

如图3所示，在第一实施方式中，煤气化复合发电设备(气化复合发电设备)10包括供煤装置11、煤粉供给装置(微粉燃料供给装置)12、煤气化装置13、煤焦回收装置14、气体精制装置15、燃气轮机设备16、蒸汽轮机设备17、发电机18和废热回收锅炉(HRSG：Heat Recovery Steam Generator)19。

供煤装置11使用作为含碳固体燃料的煤等，由原煤料仓21和煤供给器22构成。原煤料仓21能够储存煤，且能够向煤供给器22供给规定量的煤。煤供给器22能够利用传送带等输送从原煤料仓21供给来的煤，并将其供给到煤粉供给装置12。

煤粉供给装置12包括煤粉器(粉碎器/磨煤机)31，该煤粉器31是煤粉碎器，将煤粉碎成微细颗粒状而制造煤粉(微粉燃料)。即，煤粉器31用于将由供煤装置11供给来的原煤制成规定粒径以下的煤，即煤粉。煤粉供给装置12包括用于储存由煤粉器31制造的煤粉的煤粉料箱32，以及用于向煤气化装置13供给煤粉的多个(本实施方式中为3个)煤粉供给料斗33、34、35。因此，由煤粉器31粉碎而成的煤粉在与输送用气体分离之后被储存到煤粉料箱32中，再分别供给到各煤粉供给料斗33、34、35中。

由煤粉供给装置12制造的煤粉利用从后述空气分离装置42供给来的作为输送用惰性气体的氮向煤气化装置13供给。惰性气体是指含氧率为约5体积％以下的非活性气体，典型的例子有氮气、二氧化碳气体、氩气等，但并不绝对限制在约5％以下。

煤气化装置13能够被供给由煤粉供给装置12处理后的煤粉，并且能够将由煤焦回收装置14回收的煤焦(煤的未反应部分和煤灰)回收再利用。

即，煤气化装置13与来自燃气轮机设备16(压缩机61)的压缩空气供给管线41连接，能够被供给由该燃气轮机设备16压缩后的压缩空气。空气分离装置42用于从大气中的空气分离生成氮和氧，第一氮供给管线43与煤气化装置13连接，该第一氮供给管线43上连接有来自煤粉供给料斗33、34、35的供煤管线36、37、38。此外，第二氮供给管线44与煤气化装置13连接，该第二氮供给管线44上连接有来自煤焦回收装置14的煤焦返回管线45。此外，氧供给管线46与压缩空气供给管线41连接。在该情况下，氮被用作煤、煤焦的输送用气体，氧被用作氧化剂。另外，虽未图示，但煤气化装置13通过将气化炉收纳在压力容器内而构成，其设有向气化炉和压力容器之间的环隙部供给氮气的氮供给管线47。

煤气化装置13例如具有二级喷流床形式的气化炉，利用氧化剂(空气、氧)使被供给到内部的作为含碳燃料的煤(煤粉)部分燃烧而气化从而生成可燃性气体(生成气体、煤气)。另外，煤气化装置13设有用于去除煤粉中混入的异物的异物去除装置48。在该情况下，煤气化装置13不限于喷流床气化炉，也可以采用流化床气化炉、固定床气化炉。而且，该煤气化装置13设有去往煤焦回收装置14的可燃性气体的气体生成管线49，能够排出包含煤焦的可燃性气体。在该情况下，最好在气体生成管线49上设置气体冷却器，将可燃性气体冷却到规定温度之后再向煤焦回收装置14供给。

煤焦回收装置14包括集尘装置51和供给料斗52。在该情况下，集尘装置51由1个或多个多孔过滤器、旋风除尘器构成，能够分离出由煤气化装置13生成的可燃性气体所含有的煤焦。而且，分离出煤焦后的可燃性气体通过气体排出管线53被送往气体精制装置15。供给料斗52用于储存由集尘装置51从可燃性气体中分离出的煤焦。另外，也可以采用在集尘装置51和供给料斗52之间配置料箱，在该料箱上连接多个供给料斗52的结构。而且，来自供给料斗52的煤焦返回管线45与第二氮供给管线44连接。

气体精制装置15通过对由煤焦回收装置14分离出煤焦后可燃性气体去除硫化物、氮化物等杂质而进行气体精制。而且，气体精制装置15通过对可燃性气体进行精制而制造燃料气体，并将该燃料气体供给到燃气轮机设备16。另外，由于分离出煤焦后的可燃性气体中还含有硫分(H2S等)，因此在该气体精制装置15中利用胺吸收液将硫分去除回收并进行有效利用。

燃气轮机设备16包括压缩机61、燃烧器62和涡轮63，压缩机61和涡轮63利用旋转轴64连结。燃烧器62上连接有来自压缩机61的压缩空气供给管线65，并且连接有来自气体精制装置15的燃料气体供给管线66，涡轮63上连接有燃烧气体供给管线67。此外，燃气轮机设备16设有从压缩机61向煤气化装置13延伸的压缩空气供给管线41，在该压缩空气供给管线41的中途部设有增压器68。因此，在燃烧器62中，使从压缩机61供给来的压缩空气和从气体精制装置15供给来的燃料气体混合燃烧，在涡轮63中，能够利用产生的燃烧气体对旋转轴64进行旋转驱动，从而对发电机18进行旋转驱动。

蒸汽轮机设备17包括与燃气轮机设备16的旋转轴64连结的涡轮69，发电机18与该旋转轴64的基端部连结。废热回收锅炉19设于来自燃气轮机设备16(涡轮63)的废气管线70连接，通过在供水和高温废气之间进行热交换而生成蒸汽。因此，废热回收锅炉19在与蒸汽轮机设备17的涡轮69之间设有蒸汽供给管线71且设有蒸汽回收管线72，在蒸汽回收管线72上设有冷凝器73。

此外，废热回收锅炉19生成的蒸汽中可以包含在煤气化装置13的换热器(未图示)中与生成气体发生热交换而生成的蒸汽在废热回收锅炉19中再次进行热交换而产生的蒸汽。因此，在蒸汽轮机设备17中，能够利用从废热回收锅炉19供给的蒸汽对涡轮69进行旋转驱动，通过对旋转轴64进行旋转驱动而对发电机18进行旋转驱动。而且，在从废热回收锅炉19的出口到烟囱75之间具有气体净化装置74。

在这样构成的煤气化复合发电设备(气化复合发电设备)10中，供煤装置11利用煤供给器22将原煤料仓21的煤供给到煤粉器31，煤粉器31将煤粉碎成微细颗粒状而制造煤粉，然后将煤粉储存在煤粉料箱32中。煤粉料箱32中储存的煤粉依次被供给到3个煤粉供给料斗33、34、35中，利用从空气分离装置42供给来的氮通过第一氮供给管线43被供给到煤气化装置13中。此外，煤焦回收装置14回收的煤焦利用从空气分离装置42供给来的氮通过第二氮供给管线44被供给到煤气化装置13中。此外，从燃气轮机设备16抽出的压缩空气在增压器68中增压之后，与从空气分离装置42供给来的氧一同通过压缩空气供给管线41被供给到煤气化装置13中。

煤气化装置13利用压缩空气(氧)使供给来的煤粉和煤焦燃烧，通过使煤粉和煤焦气化而生成可燃性气体(煤气)。而且，该可燃性气体通过气体生成管线49从煤气化装置13排出，被送往煤焦回收装置14。在煤焦回收装置14中，利用集尘装置51从可燃性气体中分离出微粒煤焦，分离出煤焦后的可燃性气体通过气体排出管线53被送往气体精制装置15。另一方面，从可燃性气体分离出的微粒煤焦堆积于供给料斗52中，通过煤焦返回管线45返回到煤气化装置13中进行再利用。

分离出煤焦后的可燃性气体在气体精制装置15中被去除硫化物、氮化物等杂质而进行气体精制，从而制造成燃料气体。而且，在燃气轮机设备16中，当压缩机61生成压缩空气向燃烧器62供给时，该燃烧器62通过将从压缩机61供给来的压缩空气和从气体精制装置15供给来的燃料气体混合燃烧而生成燃烧气体，并通过利用该燃烧气体对涡轮63进行旋转驱动，而借助旋转轴64对发电机18进行旋转驱动，由此进行发电。

从燃气轮机设备16的涡轮63排出的废气在废热回收锅炉19中与供水进行热交换而生成蒸汽，将该生成的蒸汽供给到蒸汽轮机设备17中。蒸汽轮机设备17通过利用从废热回收锅炉19供给来的蒸汽对涡轮69进行旋转驱动，而借助旋转轴64对发电机18进行旋转驱动，由此进行发电。气体净化装置74去除从废热回收锅炉19排出的废气中的有害物质，并将净化后的废气从烟囱75排出到大气中。另外，燃气轮机设备16和蒸汽轮机设备17也可以不为同一轴对一个发电机18进行旋转驱动，也可以作为不同的轴对多个发电机进行旋转驱动。

以下，详细说明上述煤气化复合发电设备10中的煤粉供给装置12。图1是表示第一实施方式的微粉燃料供给装置的概略结构图。

如图1所示，煤粉供给装置12包括煤粉器31(参照图3)、煤粉料箱32和三个煤粉供给料斗(微粉燃料供给料斗)33、34、35。煤粉料箱32在铅垂方向的上端部连接有煤粉管线101，煤粉器31生成的煤粉与氮等输送用惰性气体一同通过煤粉管线101供给到煤粉料箱32，煤粉料箱32能够在内部储存煤粉。煤粉供给料斗只要为两个以上即可，数量不限。

各煤粉供给料斗33、34、35呈相同形状，由主体部33a、34a、35a、锥部33b、34b、35b和腔部33c、34c、35c构成。主体部33a、34a、35a呈水平截面的面积沿着铅垂方向恒定的圆筒形状，其铅垂方向的上端部封闭。锥部33b、34b、35b位于主体部33a、34a、35a的铅垂方向的下方，呈水平截面的面积向铅垂方向的下方减少的圆锥形状。腔部33c、34c、35c位于锥部33b、34b、35b的铅垂方向的下方，呈水平截面的面积沿着铅垂方向恒定的圆筒形状，其铅垂方向的下端部封闭。

该各煤粉供给料斗33、34、35并列配置于煤粉料箱32的铅垂方向的下方，通过煤粉放出管线102、103、104与煤粉料箱32连结。因此，当打开供给料斗入口阀(省略图示)时，能够利用煤粉放出管线102、103、104向煤粉供给料斗33、34、35放出煤粉料箱32的煤粉。

各煤粉供给料斗33、34、35在腔部33c、34c、35c的铅垂方向下部连结有供煤管线(微粉燃料供给管线)36、37、38。因此，当打开供给料斗出口阀(省略图示)时，能够利用供煤管线36、37、38向煤气化装置13的燃烧器133供给煤粉供给料斗33、34、35中的煤粉。

此外，各煤粉供给料斗33、34、35设有向内部供给气体并加压到规定压力的气体供给装置。规定压力是指，将煤粉供给料斗33、34、35的内部的压力设定为高于气化炉134内的压力，从而在后续工序中从煤粉供给料斗33、34、35放出煤粉，并经由供煤管线36、37、38向气化炉134的燃烧器133供给煤粉所需的压力。该气体供给装置由向各煤粉供给料斗33、34、35内供给作为加压用气体的氮气的加压用气体供给装置(加压用气体供给管线111)和向各煤粉供给料斗33、34、35内供给作为流动化气体的氮气的流动化用气体供给装置(流动化用气体供给管线121、125)构成。加压用气体供给装置(加压用气体供给管线111)向各煤粉供给料斗33、34、35的锥部33b、34b、35b供给氮气，流动化用气体供给装置(流动化用气体供给管线121、125)向各煤粉供给料斗33、34、35的锥部33b、34b、35b和腔部33c、34c、35c供给氮气。加压用气体和流动化用气体的氮气可以从设于空气分离装置42(参照图3)等中的加压用和流动化用的氮气缓冲容器供给。另外，作为加压用气体和流动化用气体，采用了氮气，但并不限定于此，只要是非活性气体(惰性气体)即可。由于向煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉容易停滞的区域供给流动化用气体，因此能够以最低限度的气体供给量使煤粉均匀地流动化。

即，加压用气体供给管线111的一端部与加压用气体容器(省略图示)连结，另一端部分支为三个加压用气体供给分支管线112、113、114，分别与各煤粉供给料斗33、34、35的锥部33b、34b、35b连结。因此，能够利用加压用气体供给管线111和各加压用气体供给分支管线112、113、114向各煤粉供给料斗33、34、35的锥部33b、34b、35b供给加压用气体容器的氮气，而对各煤粉供给料斗33、34、35的内部进行加压。

压力调整用气体供给管线115的一端部与例如设于空气分离装置42(参照图3)出口的压力调整用气体容器(省略图示)连结，另一端部分支为三个压力调整用气体供给分支管线116、117、118，分别与各煤粉供给料斗33、34、35的主体部33a、34a、35a的上端部连结。因此，能够利用压力调整用气体供给管线115和各压力调整用气体供给分支管线116、117、118向各煤粉供给料斗33、34、35的主体部33a、34a、35a供给压力调整用气体容器的氮气，而调整各煤粉供给料斗33、34、35内部的压力。

流动化用气体供给管线121的一端部与例如设于空气分离装置42(参照图3)出口的流动化用气体容器(省略图示)连结，另一端部分支为三个流动化用气体供给分支管线122、123、124，分别与各煤粉供给料斗33、34、35的锥部33b、34b、35b连结。因此，能够利用流动化用气体供给管线121和各流动化用气体供给分支管线122、123、124向各煤粉供给料斗33、34、35的锥部33b、34b、35b供给流动化用气体容器的氮气，而使煤粉流动化。

此外，流动化用气体供给管线125的一端部与例如设于空气分离装置42(参照图3)出口的流动化用气体容器(省略图示)连结，另一端部分支为三个流动化用气体供给分支管线126、127、128，分别与各煤粉供给料斗33、34、35的腔部33c、34c、35c的铅垂方向的下端部连结。因此，能够利用流动化用气体供给管线125和各流动化用气体供给分支管线126、127、128向各煤粉供给料斗33、34、35的腔部33c、34c、35c供给流动化用气体容器的氮气而使煤粉流动化，从而向供煤管线36、37、38排出煤粉。

另外，各煤粉供给料斗33、34、35的各供煤管线36、37、38的前端部与分配器131连结，分配器131经由多个煤粉供给管线132与多个燃烧器133连结。因此，能够通过分配器131和煤粉供给管线132从供煤管线36、37、38向多个燃烧器133供给各煤粉供给料斗33、34、35的煤粉，该多个燃烧器133能够将煤粉与氮气一起向构成煤气化装置13的气化炉134内同时供给。

另外，加压用气体供给装置(加压用气体供给管线111)和流动化用气体供给装置121用于向各煤粉供给料斗33、34、35的锥部33b、34b、35b供给氮气，虽然如前面所述那样供给管线不同，但喷出嘴是共用化的。

下面，详细说明煤粉供给料斗33、34、35中的氮气的供给系统。另外，煤粉供给料斗33、34、35的结构大致相同，因此说明煤粉供给料斗33。图2是表示第一实施方式的微粉燃料供给装置中的向煤粉供给料斗33供给氮气的氮气供给系统的概略结构图。

如图2所示，加压用气体供给分支管线112由两条加压用气体供给分支管线112a、112b构成，各加压用气体供给分支管线112a、112b设有用于执行氮气向锥部33b的供给的开始和停止的加压用切断阀141a、141b。另一方面，流动化用气体供给分支管线124设有用于执行氮气向锥部33b的供给的开始和停止的流动化用切断阀143。流动化用开闭阀(手动阀)144如果从设备的运用方面来考虑并不需要，则可以省略。此外，也可以在上游侧设置流动化用流量调整阀142，以控制必要的流量。

煤粉供给料斗33在锥部33b设有多个第一喷出嘴145和多个第二喷出嘴148。多个第一喷出嘴145在锥部33b的上部沿着周向隔着规定间隔地配置。多个第二喷出嘴148在锥部33b的下部沿着周向隔着规定间隔地配置。即，在煤粉供给料斗33的锥部33b，多个第二喷出嘴148配置于比多个第一喷出嘴145靠铅垂方向下方的位置。而且，各喷出嘴145、148能够向锥部33b的内部喷出氮气。

煤粉供给料斗33在锥部33b的上部的周围配置有呈环形的气体连结管线146，气体连结管线146经由多个气体分支管线147连接有各第一喷出嘴145。此外，煤粉供给料斗33在锥部33b的下部的周围配置有呈环形的气体连结管线149，气体连结管线149经由多个气体分支管线150连接有各第二喷出嘴148。

而且，加压用气体供给分支管线112a与气体连结管线146连结，加压用气体供给分支管线112b与气体连结管线149连结。此外，流动化用气体供给分支管线122与气体连结管线149连结。因此，作为加压用气体的来自加压用气体供给分支管线112的氮气从多个第一喷出嘴145和多个第二喷出嘴148向煤粉供给料斗33内喷出，作为流动化用气体的来自流动化用气体供给分支管线124的氮气不从多个第一喷出嘴145喷出，而仅从多个第二喷出嘴148向煤粉供给料斗33内喷出。

因此，当打开加压用切断阀141a、141b时，能够利用加压用气体供给管线111(参照图1)和各加压用气体供给分支管线112a、112b将加压用气体容器的氮气供给到各第一喷出嘴145和各第二喷出嘴148，并从各第一喷出嘴145和各第二喷出嘴148向各煤粉供给料斗33的锥部33b内喷出。此时，从各第一喷出嘴145和各第二喷出嘴148向各煤粉供给料斗33的锥部33b内喷出的氮气量可以利用设于未图示的系统中的节流件等进行流量制限，事前进行调整。

此外，当打开流动化用切断阀143时，能够利用流动化用气体供给管线121(参照图1)和流动化用气体供给分支管线124将例如设于空气分离装置42(参照图3)出口的流动化用气体容器的氮气供给到各第二喷出嘴148，并从各第二喷出嘴148仅向各煤粉供给料斗33的锥部33b内的下部喷出。

另外，煤粉供给料斗33在内部放出了煤粉之后使内部压力上升时，由于要缩短等待时间，所以需要在短时间内供给大量的氮气(加压用气体)，因此，供给氮气的配管(加压用气体供给分支管线112、112a、112b)的直径较大。另一方面，煤粉供给料斗33在将内部加压到规定的供给压力之后使煤粉流动化而供给时，由于要均匀地喷出氮气，所以只要供给少量的氮气(流动化用气体)即可，因此，供给氮气的配管(流动化用气体供给分支管线124)的直径较小。因而，氮气的供给管线有加压用气体供给管线111和流动化用气体供给管线121两种。另一方面，向煤粉供给料斗33、34、35内喷出氮气的喷出嘴145、148由于配置上的制约、构造的简化、低成本化等，而以加压用和流动化用共用化的方式设于锥部33b。

如图1和图2所示，在第一实施方式的煤粉供给装置12中，煤粉器31(参照图3)将煤粉碎而生成煤粉，并将煤粉储存在煤粉料箱32中，再将煤粉料箱32中储存的煤粉放出到各煤粉供给料斗33、34、35中。然后，依次使用三个煤粉供给料斗33、34、35向多个燃烧器133连续地供给煤粉。即，当将煤粉供给料斗33的煤粉供给到多个燃烧器133、煤粉供给料斗33的煤粉用尽时，接着向多个燃烧器133供给煤粉供给料斗34的煤粉。然后，在向多个燃烧器133供给煤粉供给料斗34的煤粉的期间，从煤粉料箱32向煤粉用尽的空的煤粉供给料斗33放出煤粉。

然后，通过打开通往未图示的减压排气管线的减压阀，使煤粉用尽的空的煤粉供给料斗33减压到大气压状态，从煤粉料箱32向煤粉供给料斗33放出规定量的煤粉，并且，打开加压用切断阀141a、141b而从加压用气体供给管线111和加压用气体供给分支管线112向煤粉供给料斗33的锥部33b供给氮气进行加压，待达到规定的供给压力之后，关闭加压用切断阀141a、141b。此外，打开流动化用切断阀143，从流动化用气体供给管线121和流动化用气体供给分支管线124向煤粉供给料斗33的锥部33b供给氮气而使煤粉流动化，并且，打开切断阀151、152，从流动化用气体供给管线125和流动化用气体供给分支管线126向煤粉供给料斗33的腔部33c供给氮气而使煤粉流动化，将煤粉供给料斗33内的煤粉和氮气一同向供煤管线36排出。

这样的各种阀的开闭控制通过控制装置161来进行。即，如图2所示，上述的加压用切断阀141a、141b、流动化用切断阀143和切断阀151、152能够利用控制装置161进行开闭控制。即，在对煤粉供给料斗33内进行加压时，控制装置161打开加压用切断阀141a、141b，从加压用气体供给管线111和加压用气体供给分支管线112向第一喷出嘴145和第二喷出嘴148供给氮气，从所有的喷出嘴145、148向煤粉供给料斗33的锥部33b喷出氮气。另一方面，在经由供煤管线36向气化炉134输送煤粉供给料斗33内的煤粉时，控制装置161打开流动化用切断阀143，从流动化用气体供给管线121和流动化用气体供给分支管线124仅向第二喷出嘴148供给氮气，仅从该第二喷出嘴148向煤粉供给料斗33的锥部33b喷出氮气而使煤粉流动化。

在向煤粉供给料斗33供给氮气而使煤粉流动化，并且逐渐向供煤管线36排出煤粉供给料斗33内的煤粉时，煤粉供给料斗33内的煤粉逐渐减少，填充面(煤粉的上表面)逐渐下降。而且，当填充于煤粉供给料斗33内的煤粉的上表面下降到锥部33b时，在假定从第一喷出嘴145和第二喷出嘴148双方喷出流动化用的氮气的情况下，从配置于锥部33b上部的第一喷出嘴145喷出的氮气会向煤粉的上表面侧贯通，从而难以使煤粉均匀地流动化。因此，在输送煤粉时，仅从第二喷出嘴148向煤粉供给料斗33的锥部33b喷出氮气。因此，能够抑制从配置于锥部33b下部的第二喷出嘴148喷出的氮气向煤粉的上表面侧贯通，从而能够使煤粉均匀地流动化。

这样，在第一实施方式的微粉燃料供给装置中设有：煤粉供给料斗33、34、35，其呈中空形状；多个第一喷出嘴145，其设于煤粉供给料斗33、34、35的锥部33b、34b、35b；多个第二喷出嘴148，其设于煤粉供给料斗33、34、35的锥部33b、34b、35b的比多个第一喷出嘴145靠铅垂方向下方的位置；加压用气体供给管线111，其向多个第一喷出嘴145和多个第二喷出嘴148供给加压用的氮气；流动化用气体供给管线121，其仅向多个第二喷出嘴148供给流动化用的氮气；以及供煤管线36、37、38，其设于煤粉供给料斗33、34、35的铅垂方向的下部。

因此，当从加压用气体供给管线111向多个第一喷出嘴145和多个第二喷出嘴148供给加压用的氮气时，各第一喷出嘴145和各第二喷出嘴148向煤粉供给料斗33、34、35内供给该氮气，从而能够在短时间内将煤粉供给料斗33、34、35的内部加压到规定的供给压力。另一方面，当在煤粉供给料斗33、34、35内维持该供给压力的状态下，从流动化用气体供给管线121向多个第二喷出嘴148供给流动化用的氮气时，各第二喷出嘴148向煤粉供给料斗33、34、35内的锥部33b、34b、35b的铅垂方向的下部供给氮气，从而能够有效地使煤粉供给料斗33、34、35内的锥部的煤粉流动化，从而将该煤粉输送到供煤管线36、37、38。在输送该煤粉时，由于仅向连接有供煤管线36、37、38的煤粉供给料斗33、34、35内的锥部33b、34b、35b的下部供给氮气，因此，即使煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉为少量，氮气也不易向铅垂方向上方贯通煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉。因此，能够利用氮气有效地使煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉流动化，能够向气化炉134稳定地供给必要量的煤粉。

在第一实施方式的微粉燃料供给装置中，设定为从流动化用气体供给管线121向各第二喷出嘴148供给的流动化用氮气的供给量小于从加压用气体供给管线111向各第一喷出嘴145和各第二喷出嘴148供给的氮气的供给量。因此，使煤粉供给料斗33、34、35内的压力上升由于要缩短等待时间而需要在短时间内供给大量的气体，而使煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉流动化需要供给少量的气体。因此，通过将各供给管线111、121设成不同管线，并且使用于流动化的氮气的量的少量，能够实现等待时间的缩短化以及减小氮气的使用量而实现微粉燃料供给的最佳化。

在第一实施方式的微粉燃料供给装置中，多个第一喷出嘴145经由气体连结管线146在周向上隔着规定间隔地配置于煤粉供给料斗33、34、35的锥部33b、34b、35b的铅垂方向的上部，多个第二喷出嘴148经由气体连结管线149在周向上隔着规定间隔地配置于煤粉供给料斗33、34、35的锥部33b、34b、35b的铅垂方向的下部。因此，通过在锥部33b、34b、35b分上下两层地设置多个第一喷出嘴145和多个第二喷出嘴148，能够在供给加压用气体时抑制煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉附着于壁面而发生停滞，由于利用第二喷出嘴148向煤粉供给料斗33、34、35的铅垂方向的下部供给流动化用的氮气，因此即使煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉为少量，也能有效地使煤粉流动化而向气化炉134供给必要量的煤粉，并且能够减少氮气的使用量。

此外，在第一实施方式的微粉燃料供给方法中，在对煤粉供给料斗33、34、35内进行加压时，从加压用气体供给管线111供给氮气，在输送煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉时，仅从流动化用气体供给管线121供给氮气。因此，在输送煤粉时，仅向连接有供煤管线36、37、38的煤粉供给料斗33、34、35内的铅垂方向的下部供给氮气，因此即使煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉为少量，氮气也不易向上方贯通煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉。因此，能够利用氮气有效地使煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉流动化，能够向气化炉134稳定地供给必要量的煤粉。

此外，第一实施方式的煤气化复合发电设备包括：煤粉供给装置12，其供给将煤粉碎而成的煤粉；煤气化装置13，其使从煤粉供给装置12供给来的煤粉气化而生成可燃性气体；气体精制装置15，其从煤气化装置13生成的可燃性气体中去除杂质而进行气体精制；燃气轮机设备16，其使压缩空气和由气体精制装置15进行了气体精制的可燃性气体的混合气体燃烧而对涡轮63进行旋转驱动；废热回收锅炉19，其利用来自燃气轮机设备16的废气生成蒸汽；以及蒸汽轮机设备17，其利用废热回收锅炉19生成的蒸汽对涡轮69进行旋转驱动。因此，在煤粉供给装置12中，在输送煤粉时，仅向连接有供煤管线36、37、38的煤粉供给料斗33、34、35内的铅垂方向的下部供给氮气，因此即使煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉为少量，氮气也不易向上方贯通煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉。因此，能够利用氮气有效地使煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉流动化，能够向气化炉134稳定地供给必要量的煤粉。其结果是，能够使煤气化装置13稳定地运转。

[第二实施方式]

图4是表示第二实施方式的微粉燃料供给装置的向煤粉供给料斗供给氮气的氮气供给系统的概略结构图。另外，对于和上述第一实施方式具有相同功能的构件标注相同的附图标记而省略详细说明。

如图4所示，在第二实施方式中，各加压用气体供给分支管线112a、112b设有用于执行氮气向煤粉供给料斗33的锥部33b的供给的开始和停止的加压用切断阀141a、141b。另一方面，流动化用气体供给分支管线124分支为两条流动化用气体供给分支管线171a、171b，设有用于执行氮气向煤粉供给料斗33的锥部33b的供给的开始和停止的流动化用切断阀(第一开闭阀、第二开闭阀)172a、172b。此外，也可以在上游侧设有流动化用流量调整阀142，以控制必要的流量。

煤粉供给料斗33在锥部33b设有多个第一喷出嘴145和多个第二喷出嘴148。煤粉供给料斗33在锥部33b的上部配置有气体连结管线146，并经由多个气体分支管线147连结有各第一喷出嘴145。此外，煤粉供给料斗33在锥部33b的铅垂方向的下部配置有气体连结管线149，并经由多个气体分支管线150连结有各第二喷出嘴148。

而且，加压用气体供给分支管线112a与气体连结管线146连结，加压用气体供给分支管线112b与气体连结管线149连结。此外，流动化用气体供给分支管线171a与气体连结管线146连结，流动化用气体供给分支管线171b与气体连结管线149连结。因此，作为加压用气体的来自加压用气体供给分支管线112的氮气从多个第一喷出嘴145和多个第二喷出嘴148向煤粉供给料斗33内喷出，作为流动化用气体的来自流动化用气体供给分支管线124的氮气从多个第一喷出嘴145和多个第二喷出嘴148向煤粉供给料斗33内喷出。

因此，当打开流动化用切断阀172a、172b时，例如设于空气分离装置42(参照图3)出口的流动化用气体容器的氮气利用各流动化用气体供给分支管线171a、171b被供给到各第一喷出嘴145和各第二喷出嘴148，能够从所有的喷出嘴145、148向各煤粉供给料斗33的锥部33b内喷出氮气。此外，当打开流动化用切断阀172b，关闭流动化用切断阀172a时，例如设于空气分离装置42(参照图3)出口的流动化用气体容器的氮气利用流动化用气体供给分支管线171b仅被供给到各第二喷出嘴148，能够仅从各第二喷出嘴148向各煤粉供给料斗33的锥部33b内的铅垂方向的下部喷出氮气。

这样的各种阀的开闭控制通过控制装置161来进行。即，上述的加压用切断阀141a、141b、切断阀151、152、流动化用切断阀172a、172b能够通过控制装置161来进行开闭控制。即，在对煤粉供给料斗33内进行加压时，控制装置161打开加压用切断阀141a、141b，从加压用气体供给分支管线1 12a、1 12b向第一喷出嘴145和第二喷出嘴148供给氮气，从所有的喷出嘴145、148向煤粉供给料斗33的锥部33b供给氮气。另一方面，在经由供煤管线36向气化炉134输送煤粉供给料斗33内的煤粉时，控制装置161打开流动化用切断阀172a、172b，从流动化用气体供给分支管线171a、171b向第一喷出嘴145和第二喷出嘴148供给氮气，从所有的喷出嘴145、148向煤粉供给料斗33的锥部33b喷出氮气而使煤粉流动化。

当向煤粉供给料斗33供给氮气而使煤粉流动化，并向供煤管线36排出煤粉供给料斗33内的煤粉时，煤粉供给料斗33内的煤粉逐渐减少，填充面(煤粉的上表面)逐渐下降。而且，当填充于煤粉供给料斗33内的煤粉的上表面下降到锥部33b时，若假定从第一喷出嘴145和第二喷出嘴148双方喷出流动化用的氮气，则从配置于锥部33b上部的第一喷出嘴145喷出的氮气会向煤粉的上表面侧贯通，从而难以使煤粉均匀地流动化。因此，在输送煤粉供给料斗33内的煤粉时，若煤粉供给料斗33内的煤粉少于预先设定的下限值，则控制装置161停止从多个第一喷出嘴145向煤粉供给料斗33内喷出流动化气体。

即，控制装置161在煤粉供给料斗33内的煤粉在预先设定的下限值以上时打开流动化用切断阀172a、172b，在煤粉供给料斗33内的煤粉少于预先设定的下限值时，保持流动化用切断阀172b的打开状态，并关闭流动化用切断阀172a。于是，停止从第一喷出嘴145向煤粉供给料斗33的锥部33b喷出氮气，仅从第二喷出嘴148向煤粉供给料斗33的锥部33b喷出氮气。因此，能够抑制从配置于锥部33b的铅垂方向下部的第二喷出嘴148喷出的氮气向煤粉的上表面侧贯通，能够使煤粉均匀地流动化。

预先设定的下限值例如可以设定为堆积的煤粉上表面达到主体部33a和锥部33b之间的边界时的值。对于煤粉的位置，可以通过在煤粉供给料斗33中设置使用了γ射线等的煤粉的高度计，来确认堆积的煤粉的上表面的位置。

这样，在第二实施方式的微粉燃料供给装置中，在输送煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉时，若煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉少于预先设定的下限值，则停止从多个第一喷出嘴145喷出流动化用氮气。

因此，在煤粉的余量较多时，从第一喷出嘴145和第二喷出嘴148双方向煤粉供给料斗33、34、35内的锥部33b、34b、35b喷出氮气，因此能够有效地使煤粉流动化而向气化炉134稳定地供给必要量的煤粉，在煤粉的余量较少时，仅从铅垂方向的下部的第二喷出嘴148向煤粉供给料斗33、34、35内喷出氮气，因此能够抑制氮气从煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉内穿过而向上方贯通，能够更有效地使煤粉流动化。

此外，在第二实施方式的微粉燃料供给装置中，从流动化用气体供给分支管线124分支出的流动化用气体供给分支管线171a与多个第一喷出嘴145连结，并设有流动化用切断阀172a，从流动化用气体供给分支管线124分支出的流动化用气体供给分支管线171b与多个第二喷出嘴148连结，并设有流动化用切断阀172b，控制装置161在煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉在预先设定的下限值以上时打开各流动化用切断阀172a、172b，在煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉少于预先设定的下限值时关闭流动化用切断阀172a。

因此，通过给第一喷出嘴145和第二喷出嘴148设置专用的流动化用气体供给分支管线171a、171b和流动化用切断阀172a、172b，能够根据煤粉供给料斗33、34、35内的煤粉的余量容易地变更氮气的喷出量。

另外，在上述第一实施方式中，流动化用气体供给分支管线124的流动化用开闭阀144采用了手动阀，但也可以采用控制阀，并通过控制装置161来进行开闭控制。此外，在第二实施方式中，流动化用气体供给分支管线171a、171b的流动化用切断阀172a、172b采用了控制阀，但也可以采用手动阀。

此外，在上述实施方式中，喷出嘴145、148分为上下两层，但也可以分为上下三层以上。

此外，在上述实施方式中，给煤粉料箱32设置了三个煤粉供给料斗33、34、35，但不限定于该数量，也可以设置两个或四个以上煤粉供给料斗。

此外，在上述实施方式中，作为燃料使用了煤，但也可以应用优质煤、劣质煤，此外，不限于煤，也可以是作为可再生的生物来源的有机资源使用的生物物质，例如也可以使用疏伐木材、废旧木材、漂流木、草类、废旧物、污泥、轮胎和以这些为原料的再生燃料(颗粒、片材)等。

附图标记说明

10：煤气化复合发电设备(气化复合发电设备)；

11：供煤装置；

12：煤粉供给装置(微粉燃料供给装置)；

13：煤气化装置；

14：煤焦回收装置；

15：气体精制装置；

16：燃气轮机设备；

17：蒸汽轮机设备；

18：发电机；

19：废热回收锅炉；

31：煤粉器；

32：煤粉料箱；

33、34、35：煤粉供给料斗；

36、37、38：供煤管线；

102、103、104：煤粉放出管线；

111：加压用气体供给管线(加压用气体供给装置、气体供给装置)；

112、112a、112b、113、114：加压用气体供给分支管线；

115：压力调整用气体供给管线；

116、117、118：压力调整用气体供给分支管线；

121、125：流动化用气体供给管线(流动化用气体供给装置、气体供给装置)；

122、123、124、126、127、128、171a、171b：流动化用气体供给分支管线；

131：分配器；

132：煤粉供给管线；

133：燃烧器；

134：气化炉；

141a、141b：加压用切断阀；

142：流动化用流量调整阀；

143、172a、172b：流动化用切断阀(开闭阀)；

144：流动化用开闭阀；

145：第一喷出嘴；

146：气体连结管线；

147：气体分支管线；

148：第二喷出嘴；

149：气体连结管线；

150：气体分支管线；

151、152：切断阀；

161：控制装置。