煤焦回收系统及煤焦输送方法与流程

本发明涉及一种煤焦回收系统及煤焦输送方法，尤其涉及一种从生成气体中回收煤焦时所使用的煤焦回收系统及煤焦输送方法。

背景技术：

已知有煤气化复合发电设备。煤气化复合发电设备具备煤气化炉、煤焦回收装置、气体精制设备、燃气涡轮设备、废热回收锅炉、蒸汽涡轮设备及发电机。煤气化炉通过使微粉煤煤气化来生成具有可燃性的生成气体。生成气体在可燃性气体中混合有煤焦等。

煤焦回收装置通过从生成气体中除去煤焦来生成煤焦除去完生成气体。气体精制设备通过对煤焦除去完生成气体进行精制来生成精制完生成气体。燃气涡轮设备通过使精制完生成气体燃烧来生成高温、高压的燃烧气体，并生成旋转动力。废热回收锅炉从燃烧气体中回收热能，并生成高压的蒸汽。蒸汽涡轮设备使用蒸汽来生成旋转动力。发电机将通过燃气涡轮设备和蒸汽涡轮设备而生成的旋转动力转换为电力。

煤焦回收装置具备例示于旋风分离器、过滤器中的煤焦回收装置主体、煤焦料仓、及煤焦供给料斗。通过煤焦回收装置主体从生成气体中分离的煤焦储存于煤焦料仓，并通过煤焦供给料斗被供给至煤气化炉。煤焦回收装置为了增大处理能力，有时具备多个煤焦回收装置主体或具备多个煤焦供给料斗。此时，输送煤焦的煤焦去除管通过形成流路来将煤焦回收装置小型化，所述流路沿从铅垂方向倾斜规定倾斜角度的直线而配置(参考专利文献1至专利文献3。)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3054788号公报

专利文献2：日本特开2012-126571号公报

专利文献3：日本特开2013-170185号公报

发明的概要

发明要解决的技术课题

这种煤焦回收系统由于煤焦去除管的内部为高压，因此，很难判别煤焦去除管是否被煤焦堵塞。期待轻松地判别煤焦去除管是否被煤焦堵塞。

技术实现要素：

本发明的课题在于提供一种轻松地判别煤焦去除管是否被煤焦堵塞的煤焦回收系统及煤焦输送方法。

本发明的另一课题在于提供一种减少适当地消除煤焦去除管因煤焦堵塞的吹扫气体的使用量的煤焦回收系统及煤焦输送方法。

本发明的另一课题在于提供一种减少煤焦去除管因煤焦而堵塞的频率的煤焦回收系统及煤焦输送方法。

用于解决技术课题的手段

本发明的第1方式所涉及的煤焦回收系统具备：煤焦去除管，形成输送煤焦的粉体流路；及差压计，测定所述粉体流路中的下游侧区域的压力与所述粉体流路中的所述下游侧区域的上游侧的上游侧区域的压力之间的差压。

在粉体流路中的下游侧区域与上游侧区域之间堆积有煤焦时，该差压发生变动。因此，这种煤焦回收系统能够根据所测定的差压来轻松地判别粉体流路是否被煤焦堵塞。

所述粉体流路可包含铅垂向下流路及与所述铅垂向下流路的下游侧相连的倾斜流路。此时，所述铅垂向下流路所沿的直线与水平面所成的角大于所述倾斜流路所沿的直线与所述水平面所成的角。所述下游侧区域配置于所述铅垂向下流路中的所述倾斜流路侧的端部。所述上游侧区域配置于所述铅垂向下流路中的所述下游侧区域的上侧。

此时，粉体流路中，煤焦容易堆积在倾斜流路，且铅垂向下流路的下端容易堵塞。这种煤焦回收系统通过测定粉体流路中的煤焦容易堵塞的区域的差压，能够适当地判别粉体流路是否被煤焦堵塞。

本发明的第1方式所涉及的煤焦回收系统可还具备：吹扫气体喷射装置，向所述倾斜流路喷射吹扫气体；及控制装置，以在所述差压大于阈值时喷射所述吹扫气体的方式控制所述吹扫气体喷射装置。

这种煤焦回收系统能够通过喷射吹扫气体来吹散堆积在倾斜流路的煤焦，并消除因堆积在倾斜流路中的煤焦而引起的粉体流路的堵塞。这种煤焦回收系统通过仅在差压大于阈值时喷射吹扫气体，能够降低未堆积煤焦时喷射吹扫气体的频率，并能够减少吹扫气体的使用量。

本发明的第1方式所涉及的煤焦回收系统可还具备：多孔板，隔离所述倾斜流路与风室；及辅助气体供给装置，向所述风室供给辅助气体。此时，所述控制装置控制所述辅助气体供给装置，以使向所述风室供给所述辅助气体的供给量根据所述差压变得大于所述阈值的频率而发生变化。

这种煤焦回收系统通过在差压变得大于阈值的频率较大时增加向风室供给的辅助气体量，能够降低在倾斜流路中堆积煤焦的频率。

本发明的第1方式所涉及的煤焦回收系统可还具备：旋风分离器，将煤炭进行煤气化时所生成的生成气体分离成第1煤焦及第1煤焦除去完生成气体；过滤器，将所述第1煤焦除去完生成气体分离成第2煤焦及第2煤焦除去完生成气体；及煤焦料仓，储存所述第1煤焦及所述第2煤焦。此时，所述煤焦去除管以所述第2煤焦经由所述粉体流路从所述过滤器被输送至所述煤焦料仓的方式设置。

相较于向煤焦料仓供给通过旋风分离器分离的第1煤焦的去除管，向煤焦料仓供给通过过滤器分离的第2煤焦的去除管中更容易堆积煤焦。这种煤焦回收系统中，优选在向煤焦料仓供给通过过滤器分离的煤焦时利用煤焦去除管。

本发明的第2方式所涉及的煤气化炉具备本发明的第1方式所涉及的煤焦回收系统、及通过将煤炭进行煤气化来生成所述生成气体的煤气化炉主体。此时，储存于所述煤焦料仓的煤焦被供给至所述煤气化炉主体，并与所述煤炭一同被煤气化。

本发明的第3方式所涉及的煤焦输送方法具备：输送工序，经由粉体流路输送煤焦；测定工序，测定上游侧点相对于所述粉体流路中的下游侧点的压力的差压，所述上游侧点配置于所述粉体流路中的所述下游侧点的上游侧；及判别工序，根据所述差压来判别所述粉体流路是否被所述煤焦堆积。

这种煤焦输送方法能够通过测定差压来轻松地判别粉体流路中是否堆积有煤焦，并能够适当地应对粉体流路的堵塞。

发明效果

本发明的煤焦回收系统及煤焦输送方法通过测定输送煤焦的粉体流路中的两个区域之间的差压，能够轻松地判别粉体流路是否被煤焦堵塞。

附图说明

图1为表示煤焦回收系统所适用的煤气化复合发电设备的概略结构图。

图2为表示煤焦回收系统的概略结构图。

图3为表示过滤器用煤焦去除管的侧视图。

图4为表示煤焦供给量的变化与煤焦收容量的变化，并表示通过差压计测定的差压的变化的曲线图。

具体实施方式

参考附图，如下记载煤焦回收系统的实施方式。如图1所示，该煤焦回收系统1适用于煤气化复合发电设备2。该煤气化复合发电设备2具备煤气化炉设备。煤气化炉设备具备供煤装置3、煤气化炉5、煤焦回收系统1、及气体精制设备6。煤气化复合发电设备2还具备燃气涡轮设备7、废热回收锅炉8、蒸汽涡轮设备11、及发电机12。供煤装置3通过将煤炭进行干燥的同时进行粉碎来生成微粉煤。煤气化炉5通过将由供煤装置3生成的微粉煤及由煤焦回收系统1回收的煤焦进行煤气化来生成生成气体。煤焦由通过供煤装置3生成的微粉煤中的未在煤气化炉5进行反应的未反应粉体形成。

煤焦回收系统1通过从煤气化炉5中生成的生成气体中回收煤焦来生成煤焦除去完生成气体。气体精制设备6通过对由煤焦回收系统1分离的煤焦除去完生成气体进行精制来生成精制完生成气体。燃气涡轮设备7通过使气体精制设备6中生成的精制完生成气体燃烧来排出高温、高压的燃烧气体，并生成旋转动力。废热回收锅炉8从燃气涡轮设备7中排出的燃烧气体中回收热能，并生成高压的蒸汽。蒸汽涡轮设备11使用废热回收锅炉8中生成的蒸汽来生成旋转动力。发电机12利用由燃气涡轮设备7及蒸汽涡轮设备11生成的旋转动力来进行发电。

图2表示煤焦回收系统1。煤焦回收系统1具备旋风分离器14、多个过滤器15-1至15-2、旋风分离器用煤焦去除管16、多个过滤器用煤焦去除管17-1至17-2、及煤焦料仓18。旋风分离器14将由煤气化炉5生成的生成气体以描绘漩涡的方式浇注于漏斗状或圆筒的内部，从而将生成气体离心分离成第1煤焦及第1煤焦除去完生成气体。多个过滤器15-1至15-2中的任意过滤器15-i(i＝1、2)具备多孔过滤器。过滤器15-i利用多孔过滤器对通过旋风分离器14分离的第1煤焦除去完生成气体进行过滤而分离成第2煤焦除去完生成气体及第2煤焦。过滤器15-i进一步对多孔过滤器进行反冲洗来间断地排出第2煤焦。

旋风分离器用煤焦去除管16将通过旋风分离器14分离的第1煤焦输送至煤焦料仓18。多个过滤器用煤焦去除管17-1至17-2与多个过滤器15-1至15-2对应。多个过滤器用煤焦去除管17-1至17-2中的与过滤器15-i对应的过滤器用煤焦去除管17-i将从过滤器15-i排出的第2煤焦输送至煤焦料仓18。

煤焦料仓18积存经由旋风分离器用煤焦去除管16供给的第1煤焦及经由多个过滤器用煤焦去除管17-1至17-2供给的第2煤焦。

煤焦回收系统1还具备多个料斗用煤焦去除管21-1至21-m(m＝2、3、4、……)、多个煤焦供给料斗22-1至22-m、及煤焦回流管路23。多个料斗用煤焦去除管21-1至21-m与多个煤焦供给料斗22-1至22-m对应。多个料斗用煤焦去除管21-1至21-m的任意料斗用煤焦去除管21-j(j＝1、2、3、……、m)将储存于煤焦料仓18的煤焦输送至与多个煤焦供给料斗22-1至22-m中的料斗用煤焦去除管21-j对应的煤焦供给料斗22-j。

煤焦供给料斗22-j经由料斗用煤焦去除管21-j将从煤焦料仓18中供给的煤焦间断地供给到煤焦回流管路23。煤焦回流管路23将从多个煤焦供给料斗22-1至22-m中供给的煤焦输送至煤气化炉5。

图3表示过滤器用煤焦去除管17-i。过滤器用煤焦去除管17-i具备立管31及滑管32。立管31形成沿与铅垂方向平行的铅垂线的铅垂向下流路33。滑管32的一端接合于立管31的下端，并形成与铅垂向下流路33连接的倾斜流路35。滑管32以倾斜流路35沿不与铅垂方向平行的直线的方式形成。滑管32进一步以将接合于立管31的端部正投影于铅垂线的位置比将相反侧的端部正投影于该铅垂线的位置更靠铅垂上侧配置的方式配置。

过滤器用煤焦去除管17-i还具备多孔板36及多个隔板37。多孔板36由形成有多个孔的平坦的金属板形成，以使辅助气体通过且防止煤焦通过。多孔板36以将滑管32的内部分离成倾斜流路35及多个风室38且形成倾斜流路35的下侧的内壁的方式配置于滑管32的内部。多个风室38以与倾斜流路35所沿的直线平行排列的方式配置。多个隔板37由不使辅助气体通过的金属板形成。多个隔板37将多个风室38彼此隔离。

过滤器用煤焦去除管17-i还具备差压计41、吹扫气体喷射装置42、辅助气体供给装置43、及控制装置44。差压计41测定配置于立管31的铅垂向下流路33的下端的下游侧区域45的压力与配置于铅垂向下流路33的上端的上游侧区域46的压力之间的差压，并以用户能够识别的方式显示该差压，并且将该差压发送至控制装置44。吹扫气体喷射装置42具备配置于滑管32的倾斜流路35中的连接于铅垂向下流路33的端部的喷嘴。吹扫气体喷射装置42通过被控制装置44控制而经由该喷嘴从倾斜流路35的上游侧的端部朝向倾斜流路35的下游侧喷射吹扫气体。作为该吹扫气体，可举出氮气、二氧化碳气体、氧浓度为3％以下的惰性气体、及可燃性气体。作为该可燃性气体，可举出通过煤焦回收系统1生成的煤焦除去完生成气体、及通过气体精制设备6生成的精制完生成气体。

辅助气体供给装置43通过被控制装置44控制，向多个风室38供给辅助气体，以使多个风室38的各个气压成为规定的压力。作为该辅助气体，可举出氮气、二氧化碳气体、氧浓度为3％以下的惰性气体、及可燃性气体。作为该可燃性气体，可举出通过煤焦回收系统1生成的煤焦除去完生成气体、及通过气体精制设备6生成的精制完生成气体。

控制装置44从差压计41中间断地收集通过差压计41测定的差压。控制装置44根据所收集的差压，判别铅垂向下流路33是否被堵塞，即，判别铅垂向下流路33中是否堆积有煤焦。例如，控制装置44在该差压的绝对值小于预先设定的差压阈值时，判别为铅垂向下流路33中未堆积有煤焦，该差压大于差压阈值时判别为铅垂向下流路33中堆积有煤焦。

在判别出铅垂向下流路33中堆积有煤焦时，控制装置44控制吹扫气体喷射装置42，以使吹扫气体从倾斜流路35的上游侧的端部朝向倾斜流路35的下游侧喷射。控制装置44算出该差压变得大于差压阈值的频率。在该算出的频率大于预先设定的频率阈值时，控制装置44控制辅助气体供给装置43，以向多个风室38供给的辅助气体的供给量增加。

煤焦输送方法的实施的方式中，在煤气化复合发电设备2的运行中利用煤焦回收系统1的过滤器用煤焦去除管17-i来执行。旋风分离器14在煤气化复合发电设备2的运行中将通过煤气化炉5生成的生成气体离心分离成第1煤焦及第1煤焦除去完生成气体。旋风分离器用煤焦去除管16将通过旋风分离器14分离的第1煤焦输送至煤焦料仓18。

过滤器15-i将由旋风分离器14分离的第1煤焦除去完生成气体分离成第2煤焦除去完生成气体及第2煤焦。过滤器15-i间断地向过滤器用煤焦去除管17-i排出该分离的第2煤焦。

控制装置44通过控制辅助气体供给装置43，向过滤器用煤焦去除管17-i的多个风室38供给辅助气体，以使越接近多个风室38中的铅垂向下流路33的风室，其供给量变得越大。向滤器用煤焦去除管17-i排出第2煤焦时，第2煤焦首先被供给至铅垂向下流路33。第2煤焦被供给至铅垂向下流路33时，因重力而下落，从而在铅垂向下流路33中向铅垂向下方向移动，并被供给至倾斜流路35。第2煤焦被供给至倾斜流路35时，堆积在多孔板36上。经由多孔板36供给辅助气体时，第2煤焦进行液化，且与多孔板36的之间的摩擦降低，并通过重力而在多孔板36上流动。第2煤焦通过在多孔板36上流动而流向下游侧，并被供给至煤焦料仓18。

通过经由多孔板36向倾斜流路35供给辅助气体，过滤器用煤焦去除管17-i能够降低多孔板36与第2煤焦之间的摩擦，即使在倾斜流路35的倾斜度平缓时，也能够使第2煤焦在倾斜流路35中圆滑地流动，并能够适当地输送第2煤焦。

控制装置44从差压计41中间断地收集下游侧区域45与上游侧区域46之间的差压。控制装置44在所收集的差压的绝对值小于预先设定的差压阈值时，判别为铅垂向下流路33中未堆积有煤焦，当该差压大于差压阈值时，判别为铅垂向下流路33中堆积有煤焦。

当判别出铅垂向下流路33中未堆积有煤焦时，控制装置44控制吹扫气体喷射装置42，以防止吹扫气体喷射至倾斜流路35。当判别出铅垂向下流路33中堆积有煤焦时，控制装置44通过控制吹扫气体喷射装置42来从倾斜流路35的上游侧的端部朝向倾斜流路35的下游侧喷射吹扫气体。

控制装置44还算出该差压变得大于阈值的频率。在该算出的频率大于预先设定的频率阈值时，控制装置44通过控制辅助气体供给装置43来增加向多个风室38供给辅助气体的供给量。

煤焦料仓18暂时积存经由旋风分离器用煤焦去除管16供给的第1煤焦及经由多个过滤器用煤焦去除管17-1至17-2供给的第2煤焦。多个料斗用煤焦去除管21-1至21-m将积存于煤焦料仓18的煤焦分别输送至多个煤焦供给料斗22-1至22-m。多个煤焦供给料斗22-1至22-m将经由多个料斗用煤焦去除管21-1至21-m供给的煤焦，经由煤焦回流管路23供给至煤气化炉5。

图4为表示过滤器15-i向过滤器用煤焦去除管17-i供给第2煤焦的煤焦供给量的变化。该煤焦供给量变化51表示煤焦供给量随时间发生变动，但过滤器15-i始终向过滤器用煤焦去除管17-i供给第2煤焦。

图4进一步表示煤焦料仓18从过滤器用煤焦去除管17-i收容煤焦的煤焦收容量的变化。该煤焦收容量变化52表示在时刻t1以后，煤焦料仓18并未从过滤器用煤焦去除管17-i受到煤焦的供给。煤焦供给量变化51及煤焦收容量变化52表示过滤器用煤焦去除管17-i中供给有煤焦，但过滤器用煤焦去除管17-i未向煤焦料仓18供给煤焦，并表示在时刻t1，在铅垂向下流路33或倾斜流路35产生了因煤焦而引起的堵塞。

图4进一步表示通过差压计41测定的差压的变化。该差压变化53表示从时刻t1之后的时刻t2开始差压上升。煤焦供给量变化51、煤焦收容量变化52、及差压变化53表示在铅垂向下流路33或倾斜流路35产生因煤焦而引起的堵塞时差压上升。

在通过差压计41测定的差压变得大于差压阈值55之后的时刻t3，控制装置44通过控制吹扫气体喷射装置42而向倾斜流路35喷射吹扫气体。

煤焦收容量变化52表示在时刻t3以后，煤焦料仓18从过滤器用煤焦去除管17-i再次受到煤焦的供给，并表示在时刻t3以后消除了因煤焦而引起的铅垂向下流路33或倾斜流路35的堵塞。差压变化53表示在时刻t3以后通过差压计41测定的差压小于差压阈值55。因此，煤焦收容量变化52及差压变化53表示根据通过差压计41测定的差压，能够适当地推测在铅垂向下流路33或倾斜流路35产生的因煤焦而引起的堵塞。

即，煤焦回收系统1根据通过差压计41测定的差压，能够适当地推测在铅垂向下流路33或倾斜流路35产生的因煤焦而引起的堵塞。通过差压计41测定的差压大于差压阈值时，煤焦回收系统1能够通过向倾斜流路35喷射吹扫气体来消除在铅垂向下流路33或倾斜流路35中产生的因煤焦引起的堵塞。相较于仅在通过差压计41测定的差压大于差压阈值时向倾斜流路35喷射吹扫气体，从而不在乎通过差压计41测定的差压而向倾斜流路35间断地喷射吹扫气体来消除堵塞的比较例的煤焦回收系统，煤焦回收系统1能够减少吹扫气体的使用量。

向多个风室38供给的辅助气体的供给量越大，煤焦越难堆积于倾斜流路35。因此，通过差压计41测定的差压变得大于差压阈值的频率比频率阈值大时，煤焦回收系统1增加向多个风室38供给的辅助气体的供给量，从而能够使煤焦难以堆积在倾斜流路35，并能够降低铅垂向下流路33或倾斜流路35发生堵塞的频率。

越接近铅垂向下流路33，煤焦越容易堆积在倾斜流路35。煤焦回收系统1向多个风室38供给辅助气体以使越接近多个风室38中的铅垂向下流路33的风室，其供给量变得越大，从而能够使煤焦难以堆积在倾斜流路35。进一步相较于向多个风室38供给的辅助气体的供给量彼此相等的比较例的煤焦回收系统，煤焦回收系统1能够减少辅助气体的使用量。

煤焦回收系统1能够进一步向多个风室38供给辅助气体，以使向多个风室38供给的辅助气体的供给量彼此相等。在该情况下，煤焦回收系统1也能够根据铅垂向下流路33中的两个区域的差压来适当地推测铅垂向下流路的堵塞。

可将滑管32替换成不供给辅助气体的其他滑管。适用这种滑管的煤焦回收系统也能够根据铅垂向下流路33中的两个区域的差压来适当地推测铅垂向下流路的堵塞。

另外，可将铅垂向下流路33替换成沿不与铅垂方向平行的直线的其他铅垂向下流路。此时，该铅垂向下流路形成为该铅垂向下流路所沿的直线与水平面所成的角大于倾斜流路35所沿的直线与水平面所成的角。适用这种铅垂向下流路的煤焦回收系统也能够根据铅垂向下流路中的两个区域的差压来适当地推测铅垂向下流路的堵塞。

煤焦回收系统1无需对多个过滤器用煤焦去除管17-1至17-2的每一个各设置一台辅助气体供给装置43，而能够在多个过滤器用煤焦去除管17-1至17-2中具备一台辅助气体供给装置。煤焦回收系统1无需对多个过滤器用煤焦去除管17-1至17-2的每一个各设置一台控制装置44，而能够在多个过滤器用煤焦去除管17-1至17-2中具备一台控制装置。这种煤焦回收系统也能够与已叙述的实施方式中的煤焦回收系统1同样的方式适当地推测铅垂向下流路33的堵塞。

煤焦回收系统1能够与过滤器用煤焦去除管17-i同样的方式形成旋风分离器用煤焦去除管16。此时，煤焦回收系统1能够与过滤器用煤焦去除管17-i同样的方式适当地推测旋风分离器用煤焦去除管16的堵塞。煤焦回收系统1能够与过滤器用煤焦去除管17-i同样的方式形成料斗用煤焦去除管21-j。此时，煤焦回收系统1能够与过滤器用煤焦去除管17-i同样的方式适当地推测料斗用煤焦去除管21-j的堵塞。

符号说明

1-煤焦回收系统，2-煤气化复合发电设备，3-供煤装置，5-煤气化炉，6-气体精制设备，7-燃气涡轮设备，8-废热回收锅炉，11-蒸汽涡轮设备，12-发电机，14-旋风分离器，15-1～15-2-多个过滤器，16-旋风分离器用煤焦去除管，17-1～17-2-多个过滤器用煤焦去除管，18-煤焦料仓，21-1～21-m-多个料斗用煤焦去除管，22-1～22-m-多个煤焦供给料斗，23-煤焦回流管路，31-立管，32-滑管，33-铅垂向下流路，35-倾斜流路，36-多孔板，37-多个隔板，38-多个风室，41-差压计，42-吹扫气体喷射装置，43-辅助气体供给装置，44-控制装置，45-下游侧区域，46-上游侧区域。