CN109072100B - 炉渣排出***、气化炉以及炉渣过滤方法 - Google Patents
炉渣排出***、气化炉以及炉渣过滤方法 Download PDFInfo
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Abstract
炉渣排出***(1A)具备:气化炉(2)底部的炉渣料斗(5)、从所述炉渣料斗(5)排出炉渣与炉渣冷却水(W)的混合物的炉渣冷却水循环管线(7)、分离所述炉渣冷却水(W)所含的粗粒炉渣的粗粒炉渣分离装置(10)、连接于所述粗粒炉渣分离装置(10)的下游侧并分离细粒炉渣的细粒炉渣分离装置(16A)、以及连接于所述细粒炉渣分离装置(16A)的下游侧并在所述炉渣冷却水循环管线(7)中形成水流的循环泵(20),所述细粒炉渣分离装置(16A)具备:使所述炉渣冷却水循环管线(7)分支为多条分支管线(7a)并使其再次集合为一条的分支区间(7A)、设于至少一条所述分支管线(7a)的细粒炉渣过滤部(16a)、以及设于所有所述分支管线(7a)的截止阀(17a)、(17b)。
Description
技术领域
本发明涉及一种使煤等含碳固体燃料热解而进行气化的气化炉的炉渣排出***、具备该炉渣排出***的气化炉、以及炉渣过滤方法。
背景技术
在通过对煤、木质颗粒等生物质燃料、石油焦等含碳固体燃料进行热解来生成可燃性气体的气化炉中,含碳固体燃料的灰分熔融并作为炉渣堆积在设于气化炉的底部的炉渣料斗。在炉渣料斗存储有炉渣冷却水,炉渣落入该炉渣冷却水中被骤冷而固化并被破碎。
如此被固化破碎并积存于炉渣料斗内的炉渣从连接于炉渣料斗的底部的炉渣冷却水循环管线与炉渣冷却水一起排出,由规定的过滤器过滤后,穿过冷却器而被冷却,由循环泵加压并再次循环至炉渣料斗。
专利文献1所公开的气化炉为如下构成:使从气化炉的底部排出的包含破碎炉渣的炉渣冷却水(炉渣浆料)依次通过串联连接于炉渣吸出管(炉渣冷却水循环管线)的第一湿式旋风分离器和第二湿式旋风分离器,在第一湿式旋风分离器中主要去除粗粒炉渣,在第二湿式旋风分离器中去除更细的炉渣。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-214178号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,由于在专利文献1中将两台湿式旋风分离器串联连接,因此,例如在一方的湿式旋风分离器的维护时,需要使整个气化设备的运转停止,成为降低气化设备的运转率的原因。
能由湿式旋风分离器去除的是粒径约100μm以上(可以根据旋风分离器设计条件调整对象粒径)的、所谓的粗粒炉渣,难以去除小于100μm的细粒炉渣。未被去除的细粒炉渣因与炉渣冷却水一起继续循环而被浓缩,恐怕会加剧循环泵、冷却器等设备类以及炉渣冷却水***的磨耗。
若将高分子过滤器等高功能过滤器设于炉渣吸出管,则能有效去除细粒炉渣,但气化炉内的压力作用于炉渣吸出管的内部,由于该压力作用于高功能过滤器,恐怕会降低高功能过滤器的耐久性等。因此,至今没有在炉渣吸出管设有高功能过滤器的实际成果。
本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供一种能有效去除炉渣冷却水所含的细粒炉渣,同时能执行炉渣分离装置的维护而不降低气化设备的运转率的炉渣排出***、气化炉以及炉渣过滤方法。
技术方案
为了解决上述问题,本发明采用以下方案。
即,本发明的第一方案的炉渣排出***构成为具备:炉渣料斗,设于使含碳固体燃料热解而进行气化的气化炉的底部,接收由所述含碳固体燃料产生的炉渣,并且存储有骤冷并破碎该炉渣的炉渣冷却水;炉渣冷却水循环管线,从所述炉渣料斗的底部排出破碎后的所述炉渣与所述炉渣冷却水的混合物,使去除了所述炉渣的所述炉渣冷却水循环至所述炉渣料斗;粗粒炉渣分离装置,连接于所述炉渣冷却水循环管线中,分离所述炉渣冷却水所含的粗粒炉渣;细粒炉渣分离装置,连接于所述粗粒炉渣分离装置的下游侧,分离所述炉渣冷却水所含的细粒炉渣;以及循环泵,连接于所述细粒炉渣分离装置的下游侧,在所述炉渣冷却水循环管线中形成从所述炉渣料斗吸出所述炉渣与所述炉渣冷却水的混合物的水流,所述细粒炉渣分离装置具备:分支区间,使所述炉渣冷却水循环管线分支为多条分支管线并使其再次集合为一条;细粒炉渣过滤部,设于构成所述分支区间的至少一条所述分支管线;以及截止阀,分别设于构成所述分支区间的所有所述分支管线。
根据所述构成的炉渣排出***,在从炉渣料斗延伸出的炉渣冷却水循环管线连接有粗粒炉渣分离装置和细粒炉渣分离装置,因此,能从炉渣冷却水中去除粗粒炉渣和细粒炉渣,能抑制因细粒炉渣被浓缩引起的炉渣冷却水***的磨耗的加剧。
细粒炉渣分离装置具备:分支区间,使炉渣冷却水循环管线分支为多条分支管线;细粒炉渣过滤部,设于构成该分支区间的至少一条分支管线;以及截止阀,分别设于构成分支区间的所有分支管线。
在本构成中,在构成分支区间的多个分支管线全部设有细粒炉渣过滤部的情况下,通过打开各分支管线的截止阀,能使炉渣冷却水通过所有细粒炉渣过滤部来进行炉渣冷却水的过滤。
在进行更换多个细粒炉渣过滤部中的任一个这一维护作业时,通过仅关闭设有作为维护对象的细粒炉渣过滤部的分支管线的截止阀并打开其他分支管线的截止阀,能一边使其他细粒炉渣过滤部运转一边进行维护作业。因此,能进行细粒炉渣分离装置的维护而不降低气化设备的运转率。
在所述构成的炉渣排出***中,可以设为如下构成:在所述细粒炉渣分离装置中,将构成所述分支区间的多条所述分支管线的至少一条设为未设有所述细粒炉渣过滤部的旁通流路,在其他所述分支管线设有所述细粒炉渣过滤部。
根据上述构成,在炉渣冷却水所含的细粒炉渣的浓度低而过滤的必要性低的情况下,打开设为旁通流路的分支管线的截止阀,关闭设有细粒炉渣过滤部的其他分支管线的截止阀。由此,能使炉渣冷却水通过而不运转细粒炉渣过滤部,能延长细粒炉渣过滤部的更换周期而提高维护性。
通过适当调整设为旁通流路的分支管线的截止阀的开度,增减从设于其他分支管线的细粒炉渣过滤部通过的炉渣冷却水的流量,能一边降低由细粒炉渣过滤部引起的压力损失,一边局部继续过滤炉渣冷却水来防止细粒炉渣被浓缩。
在所述构成的炉渣排出***中,可以设为如下构成:在所述细粒炉渣分离装置中,在构成所述分支区间的多条所述分支管线的至少一条串联连接有多个所述细粒炉渣过滤部。
或者,可以设为如下构成:在所述细粒炉渣分离装置中,除了设于所述分支区间的所述细粒炉渣过滤部,与该细粒炉渣过滤部独立的细粒炉渣过滤部串联连接于所述分支区间。
根据上述构成,通过串联连接多个细粒炉渣过滤部,能分为多级地去除通过粗粒炉渣分离装置无法去除的细粒炉渣。因此,与仅连接有一级细粒炉渣过滤部的情况相比,能降低细粒炉渣过滤部的负荷,能提高维护性。此外,通过将细粒炉渣的去除分为多级来阶段性地过滤,能在各级中选定最佳过滤机等,能扩大应用设备。
本发明的第二方案的炉渣排出***构成为具备:炉渣料斗,设于使含碳固体燃料热解而进行气化的气化炉的底部,接收由所述含碳固体燃料产生的炉渣,并且存储有骤冷并破碎该炉渣的炉渣冷却水;炉渣冷却水循环管线,从所述炉渣料斗的底部排出破碎后的所述炉渣与所述炉渣冷却水的混合物,使去除了所述炉渣的所述炉渣冷却水循环至所述炉渣料斗;粗粒炉渣分离装置,连接于所述炉渣冷却水循环管线中,分离所述炉渣冷却水所含的粗粒炉渣;细粒炉渣分离装置,连接于所述粗粒炉渣分离装置的下游侧,分离所述炉渣冷却水所含的细粒炉渣;以及循环泵,连接于所述细粒炉渣分离装置的下游侧,在所述炉渣冷却水循环管线中形成从所述炉渣料斗吸出所述炉渣与所述炉渣冷却水的混合物的水流,在所述炉渣冷却水循环管线连接有常压管线,所述常压管线以所述粗粒炉渣分离装置与所述循环泵之间为分支点从该炉渣冷却水循环管线分支,并以所述分支点与所述循环泵之间为合流点与所述炉渣冷却水循环管线再次合流,在所述常压管线从所述分支点侧按顺序连接有:使由所述炉渣冷却水循环管线施加的压力减压至常压的减压部、所述细粒炉渣分离装置、以及使由所述减压部减压后的压力再次升压的升压部。
根据本构成,常压管线从炉渣冷却水循环管线分支,气化炉内的压力不作用于该常压管线的减压部与升压部之间的区间,该区间保持为常压。然后,在该保持为常压的区间连接有细粒炉渣分离装置,因此,远超过常压的压力不作用于细粒炉渣分离装置。因此,即使在细粒炉渣分离装置的细粒炉渣过滤部使用高分子过滤器等高功能过滤器,也不必担心高功能过滤器的耐久性等降低,能有效去除细粒炉渣。
在所述构成的炉渣排出***中,可以设为如下构成:在所述常压管线,在所述减压部与所述细粒炉渣分离装置之间连接有重力式过滤部。
根据上述构成,在常压下使用的细粒炉渣分离装置的上游侧设有重力式过滤部,因此,能通过该重力式过滤部大体去除粒径粗的炉渣,降低位于其下游侧的细粒炉渣分离装置的负荷而提高维护性。
本发明的第三方案的气化炉具备上述记载的任一方案的炉渣排出***,根据该气化炉,能起到上述记载的各种作用/效果。
在本发明的第四方案的炉渣过滤方法中,从设于使含碳固体燃料热解而进行气化的气化炉的底部的炉渣料斗的底部,将存储于该炉渣料斗的炉渣冷却水与由所述含碳固体燃料产生并落入所述炉渣冷却水中的炉渣一起排出,进行分离该炉渣冷却水所含的粗粒炉渣的一次过滤并使其循环至所述炉渣料斗,并且抽出所述一次过滤后的所述炉渣冷却水的至少一部分,将该抽出的所述炉渣冷却水从所述气化炉内的压力减压至常压后,进行分离该炉渣冷却水所含的细粒炉渣的二次过滤,使所述二次过滤后的所述炉渣冷却水再次升压至所述气化炉内的压力并使其与所述一次过滤后的所述炉渣冷却水合流。
根据该炉渣过滤方法,在进行从炉渣冷却水分离细粒炉渣的二次过滤时,分离细粒炉渣的细粒炉渣过滤部保持在常压环境下,远超过常压的压力不作用于细粒炉渣分离装置。因此,即使在细粒炉渣过滤部使用高分子过滤器等高功能过滤器,也不必担心高功能过滤器的耐久性等降低,能有效去除细粒炉渣。
有益效果
如上所述,根据本发明的炉渣排出***、气化炉以及炉渣过滤方法,能有效去除炉渣冷却水所含的细粒炉渣,同时能执行炉渣分离装置的维护而不降低气化设备的运转率。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的气化炉以及炉渣排出***的概略构成图。
图2是表示本发明的第二实施方式的气化炉以及炉渣排出***的概略构成图。
图3是表示本发明的第三实施方式的气化炉以及炉渣排出***的概略构成图。
图4是表示本发明的第四实施方式的气化炉以及炉渣排出***的概略构成图。
图5是表示本发明的第五实施方式的气化炉以及炉渣排出***的概略构成图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[第一实施方式]
图1是表示本发明的第一实施方式的气化炉以及炉渣排出***的概略构成图。该炉渣排出***1A例如在煤气化联合发电设备(IGCC:Integrated Coal GasificationCombined Cycle,整体煤气化联合循环)中配备于:将通过研磨机等粉碎煤(含碳固体燃料)而得到的煤粉与空气、氧气等气化剂一同投入至炉内来热解而进行气化的气化炉2。需要说明的是,气化炉的原料不限于煤,可以替换为例如将间伐材、废木材、浮木、草类、废弃物、污泥、旧轮胎等生物质燃料等其他含碳固体燃料气化的气化炉。
气化炉2例如为加压喷流床式的气化炉,具备内侧容器2a和包围该内侧容器2a的周围的外侧容器2b。在内侧容器2a呈上下两级地配置有:燃烧室2c,使一部分的煤粉燃烧而得到气化反应所需的热量;以及还原器2d,得到来自燃烧室2c的热量来气化煤粉。
在气化炉2的底部设有炉渣料斗5,在其内部存储有炉渣冷却水W。投入至气化炉2的煤粉中的灰分在燃烧室2c熔融后,作为液态的熔融炉渣通过重力从燃烧室2c下部的渣孔(未图示)落入炉渣料斗5的炉渣冷却水W中被骤冷而固化并被破碎,通过炉渣排出***1A排出至气化炉2的***外。炉渣排出***1A构成为如下。
在炉渣料斗5连接有炉渣冷却水循环管线7。该炉渣冷却水循环管线7是从炉渣料斗5的底部排出破碎后的炉渣的管线,其上游端设为取水口7p,在炉渣料斗5的底部的上方分离地朝向铅直下方开口。从该取水口7p吸出炉渣料斗5内的炉渣与炉渣冷却水W的混合物、即炉渣浆料。与气化炉2的运转压力(约3至4Mpa)同等的压力作用于炉渣冷却水循环管线7的内部。
在炉渣冷却水循环管线7中连接有粗粒炉渣分离装置10。该粗粒炉渣分离装置10是从流经炉渣冷却水循环管线7的炉渣浆料分离粒径较大的粗粒炉渣(作为一个例子为约100μm以上)的装置,例如离心分离装置(液体旋风分离器等)是优选的,但也可以使用粗滤器(strainer)、过滤器(filter)之类的过滤式分离单元。炉渣浆料通过流经炉渣冷却水循环管线7的水流移送至粗粒炉渣分离装置10。
在粗粒炉渣分离装置10的下部连接有闭锁料斗12和排出阀14。闭锁料斗12是将通过粗粒炉渣分离装置10从炉渣冷却水W分离出的炉渣存储规定量的料斗,定期打开排出阀14进行炉渣的放出。所放出的炉渣通过未图示的搬运车辆等搬出至气化炉2的***外。
在粗粒炉渣分离装置10的下游侧连接有细粒炉渣分离装置16A。该细粒炉渣分离装置16A是对通过粗粒炉渣分离装置10无法去除的粒径约小于100μm的细粒炉渣进行分离、捕集的过滤装置。而且,在该细粒炉渣分离装置16A的下游侧按如下顺序连接有粗滤器18、循环泵20以及冷却器22。炉渣冷却水循环管线7的下游端连接至相当于炉渣料斗5中的炉渣冷却水W的浅层部的高度。粗滤器18不是以过滤粗粒炉渣、细粒炉渣为目的而设置的,而是防止例如在炉渣冷却水循环管线7中混入有异物时,该异物被吸入至循环泵20而造成障碍。
通过循环泵20进行工作,在炉渣冷却水循环管线7中形成有从炉渣料斗5向粗粒炉渣分离装置10侧流动的水流。因此,从炉渣冷却水循环管线7的取水口7p吸出炉渣浆料,该炉渣浆料从粗粒炉渣分离装置10和细粒炉渣分离装置16A通过,由此,去除粗粒炉渣和细粒炉渣而实质上被过滤至仅为炉渣冷却水W,该过滤后的炉渣冷却水W进一步通过冷却器22冷却至规定的温度后循环至炉渣料斗5。
细粒炉渣分离装置16A构成为具备:分支区间7A,使炉渣冷却水循环管线7分支为多条分支管线7a并使其再次集合为一条;细粒炉渣过滤部16a,设于该分支区间7A的多条分支管线7a;以及截止阀17a、17b,分别设于该细粒炉渣过滤部16a的上游侧和下游侧。作为细粒炉渣过滤部16a,可举例示出高分子过滤器,但也可以使用其他种类的过滤器、静电过滤器等。
在本实施方式中,分支管线7a的条数为两条,在这两条分支管线7a分别设有细粒炉渣过滤部16a,但也可以设置三个以上分支管线7a以及细粒炉渣过滤部16a。此外,也可以存在不设置细粒炉渣过滤部16a的分支管线7a。该情况下,在分支管线7a仅设置一台截止阀而不设置两台截止阀17a、17b。
截止阀17a、17b可以仅仅是闸门阀,但也可以设为能调整流量的阀。此外,这些截止阀17a、17b可以设为例如通过电来开闭,也可以为通过手动来开闭。
根据如上构成的炉渣排出***1A,在从炉渣料斗5延伸出的炉渣冷却水循环管线7连接有粗粒炉渣分离装置10和细粒炉渣分离装置16A,因此,能从流经炉渣冷却水循环管线7的炉渣冷却水W中去除粗粒炉渣和细粒炉渣。因此,能抑制因细粒炉渣被浓缩引起的炉渣冷却水***的磨耗的加剧。细粒炉渣的浓度通过浊度计、采样来计测。
细粒炉渣分离装置16A具备:分支区间7A,使炉渣冷却水循环管线7分支为多条分支管线7a;细粒炉渣过滤部16a,分别设于构成该分支区间7A的分支管线7a;以及截止阀17a、17b,分别设于各分支管线7a的细粒炉渣过滤部16a的上游侧和下游侧。
如此,在构成分支区间7A的所有分支管线7a设有细粒炉渣过滤部16a的情况下,通过打开各分支管线7a的截止阀17a、17b,能使炉渣冷却水W通过所有细粒炉渣过滤部16a来进行炉渣冷却水W的过滤。
在进行更换多个细粒炉渣过滤部16a中的任一个这一维护作业时,通过仅关闭设有作为维护对象的细粒炉渣过滤部16a的分支管线7a的截止阀17a、17b并打开其他分支管线7a的截止阀17a、17b,能一边使其他细粒炉渣过滤部16a运转一边进行维护作业。因此,能进行细粒炉渣分离装置16A的维护而不降低气化设备的运转率。
通过增加构成分支区间7A的分支管线7a的数量和细粒炉渣过滤部16a的数量,能增大炉渣冷却水W所能通过的过滤面积,降低压力损失而增加炉渣冷却水W的循环量。
[第二实施方式]
图2是表示本发明的第二实施方式的气化炉2以及炉渣排出***1B的概略构成图。该炉渣排出***1B的细粒炉渣分离装置16B的构成与第一实施方式的细粒炉渣分离装置16A不同,除此以外的构成相同,因此,对相同构成部分标注相同符号并省略说明。
细粒炉渣分离装置16B例如具备三条分支管线7a,在其中两条分别设有细粒炉渣过滤部16a,在另一条未设有细粒炉渣过滤部16a。在两个细粒炉渣过滤部16a的上游侧和下游侧分别设有截止阀17a、17b。未设有细粒炉渣过滤部16a的分支管线7a设为旁通流路,设有一个截止阀17a。
根据该炉渣排出***1B,在炉渣冷却水W所含的细粒炉渣的浓度低而过滤的必要性低的情况下,打开设为旁通流路的分支管线7a的截止阀17a,关闭设有细粒炉渣过滤部16a的其他分支管线7a的截止阀17a、17b。由此,使炉渣冷却水W仅流过旁通流路,而不通过细粒炉渣过滤部16a,能使炉渣冷却水W通过而不使细粒炉渣过滤部16a运转。由此,能延长细粒炉渣过滤部16a的更换周期而提高维护性。
例如通过适当调整设为旁通流路的分支管线7a的截止阀17a的开度,增减从设于其他分支管线7a的细粒炉渣过滤部16a通过的炉渣冷却水W的流量,能一边降低由细粒炉渣过滤部16a引起的压力损失,一边局部继续过滤炉渣冷却水W来防止细粒炉渣被浓缩。
[第三实施方式]
图3是表示本发明的第三实施方式的气化炉2以及炉渣排出***1C的概略构成图。该炉渣排出***1C的细粒炉渣分离装置16C的构成与第一实施方式的细粒炉渣分离装置16A局部不同,除此以外的构成相同,因此,对相同构成部分标注相同符号并省略说明。
细粒炉渣分离装置16C是与第一实施方式的细粒炉渣分离装置16A相同的构成,但在构成其分支区间7A的多条(例如两条)分支管线7a的至少一条串联连接有多个细粒炉渣过滤部16a、16b。这些细粒炉渣过滤部16a、16b可以连接有三个以上。然后,下游侧的细粒炉渣过滤部16b所能捕集的粒状炉渣的粒径比上游侧的细粒炉渣过滤部16a小。即,细粒炉渣过滤部16b去除通过细粒炉渣过滤部16a无法完全去除的粒径小的细粒炉渣。
根据上述构成,通过在一条分支管线7a串联连接多个细粒炉渣过滤部16a、16b,能分为多级地去除通过粗粒炉渣分离装置10无法去除的细粒炉渣。因此,与仅连接有一级细粒炉渣过滤部的情况相比,能降低细粒炉渣过滤部16a、16b的负荷,能提高维护性。此外,通过将细粒炉渣的去除分为多级来阶段性地过滤,能在各级中选定最佳过滤机等,能扩大应用设备。
[第四实施方式]
图4是表示本发明的第四实施方式的气化炉2以及炉渣排出***1D的概略构成图。该炉渣排出***1D的细粒炉渣分离装置16D的构成与第一实施方式的细粒炉渣分离装置16A局部不同,除此以外的构成相同,因此,对相同构成部分标注相同符号并省略说明。
细粒炉渣分离装置16D是与第一实施方式的细粒炉渣分离装置16A相同的构成,但除了设于其分支区间7A的细粒炉渣过滤部16a,与该细粒炉渣过滤部16a独立的细粒炉渣过滤部16c串联连接于分支区间7A。该细粒炉渣过滤部16c例如捕捉与细粒炉渣过滤部16a相比粒径粗的粒状炉渣,连接于细粒炉渣过滤部16a的上游侧。也可以想到将细粒炉渣过滤部16c连接于细粒炉渣过滤部16a的下游侧。该情况下,通过细粒炉渣过滤部16c来去除与细粒炉渣过滤部16a所能去除的粒径相比粒径小的细粒炉渣。
根据上述构成,通过串联连接细粒炉渣过滤部16a、16c,能分为多级地去除通过粗粒炉渣分离装置10无法去除的细粒炉渣。因此,与仅连接有一级细粒炉渣过滤部的情况相比,能降低细粒炉渣过滤部16a、16c的负荷,能提高维护性。此外,通过将细粒炉渣的去除分为多级来阶段性地过滤,能在各级中选定最佳过滤机等,能扩大应用设备。
[第五实施方式]
图5是表示本发明的第五实施方式的气化炉2以及炉渣排出***1E的概略构成图。在该炉渣排出***1E中,对具有与第一实施方式的炉渣排出***1A相同的构成的各部分标注相同符号并省略说明。
炉渣排出***1E与其他实施方式的炉渣排出***1A至1D同样地具备粗粒炉渣分离装置10和细粒炉渣分离装置16E。其中,串联连接于从气化炉2的炉渣料斗5延伸出并再次返回至炉渣料斗5的炉渣冷却水循环管线7的仅为粗粒炉渣分离装置10。细粒炉渣分离装置16E连接于从炉渣冷却水循环管线7分支并再次合流的常压管线26。炉渣冷却水W由粗粒炉渣分离装置10进行一次过滤,由细粒炉渣分离装置16E进行二次过滤。
常压管线26配设为:在炉渣冷却水循环管线7的、设于粗粒炉渣分离装置10与循环泵20(严格来说为粗滤器18)之间的分支点26a的位置从炉渣冷却水循环管线7分支,并以该分支点26a与循环泵20(18)之间为合流点26b再次与炉渣冷却水循环管线7合流的环形路径状。即,在炉渣冷却水循环管线7的流动方向,合流点26b相对于分支点26a位于下游侧。
在常压管线26从分支点26a侧按顺序连接有:截止阀28、减压部30、重力式过滤部32、细粒炉渣分离装置16E以及升压部34。作为减压部30,可举例示出多级式节流孔(orifice),但也可以使用其他减压单元。通过该减压部30,从炉渣冷却水循环管线7施加至常压管线26的来自气化炉2的压力减压至常压(大气压)。需要说明的是,也可以想到:将截止阀28设为流量调整阀,通过将其开度调整小而具有作为减压部30的功能。作为重力式过滤部32,可举例示出炉渣沉降槽。
细粒炉渣分离装置16E是与第一实施方式(参照图1)的细粒炉渣分离装置16A相同的构成。该细粒炉渣分离装置16E经由常压管线26连接于粗粒炉渣分离装置10的下游侧,分离炉渣冷却水W所含的细粒炉渣。作为升压部34,可举例示出循环泵。通过该升压部34,由减压部30减压后的炉渣冷却水W再次升压并循环至炉渣冷却水循环管线7。
在如上构成的炉渣排出***1E中,当设于炉渣冷却水循环管线7的循环泵20进行工作时,在炉渣冷却水循环管线7中形成有从炉渣料斗5向粗粒炉渣分离装置10侧流动的水流。因此,从炉渣冷却水循环管线7的取水口7p吸出炉渣料斗5内的炉渣浆料,该炉渣浆料从粗粒炉渣分离装置10通过,由此,去除粗粒炉渣(一次过滤)。
打开设于常压管线26的截止阀28,当升压部34(循环泵)进行工作时,在常压管线26中形成有从分支点26a向合流点26b流动的水流。因此,流经炉渣冷却水循环管线7的、通过粗粒炉渣分离装置10去除了粗粒炉渣的炉渣冷却水W的一部分或者全部被抽出至常压管线26。
从炉渣冷却水循环管线7对常压管线26施加来自气化炉2的压力,但该压力通过减压部30减压,流经常压管线26的炉渣冷却水W的压力变为常压(大气压)。该常压的炉渣冷却水W从细粒炉渣分离装置16E通过来去除细粒炉渣(二次过滤)。其后,通过升压部34升压,从合流点26b再次循环至炉渣冷却水循环管线7。
根据本构成,气化炉2内的压力不作用于常压管线26的减压部30与升压部34之间的区间,远超过常压的压力不作用于设于该区间的细粒炉渣分离装置16E。因此,即使在细粒炉渣分离装置16E的细粒炉渣过滤部16a使用高分子过滤器等高功能过滤器,也不必担心高功能过滤器的耐久性等降低,由此能有效去除细粒炉渣。
在常压管线26中,如上所述,在常压下使用的细粒炉渣分离装置16E的上游侧连接有重力式过滤部32,因此,能通过该重力式过滤部32大体去除粒径粗的炉渣,降低位于其下游侧的细粒炉渣分离装置16E的负荷而提高维护性。
如上所述,根据上述第一至第五实施方式的炉渣排出***1A至1E、具备它们的气化炉2、以及炉渣过滤方法,能有效去除炉渣冷却水W所含的细粒炉渣,同时能执行细粒炉渣分离装置16A至16E的维护而不降低气化设备的运转率。此外,能提高细粒炉渣分离装置16A至16E的维护作业性。
需要说明的是,本发明并不仅限定于上述实施方式的构成,可适当地加以变更、改良,这样加以变更、改良后的实施方式也包含于本发明的权利范围。例如,可以想到适当变更上述各实施方式中的各构成构件的连接顺序、设置位置等。此外,例如也可以将上述构成应用于化学设备中的气化炉等。
符号说明
1A、1B、1C、1D炉渣排出***
2气化炉
5炉渣料斗
7炉渣冷却水循环管线
7A分支区间
7a分支管线
10粗粒炉渣分离装置
16A、16B、16C、16D细粒炉渣分离装置
16a、16b细粒炉渣过滤部
17a、17b截止阀
20循环泵
26常压管线
26a分支点
26b合流点
30减压部
32重力式过滤部
34升压部
W炉渣冷却水
Claims (4)
1.一种炉渣排出***,构成为具备:
炉渣料斗,设于使含碳固体燃料热解而进行气化的气化炉的底部,接收由所述含碳固体燃料产生的炉渣,并且存储有骤冷并破碎所述炉渣的炉渣冷却水;
炉渣冷却水循环管线,从所述炉渣料斗的底部排出破碎后的所述炉渣与所述炉渣冷却水的混合物,使去除了所述炉渣的所述炉渣冷却水循环至所述炉渣料斗;
粗粒炉渣分离装置,连接于所述炉渣冷却水循环管线中,分离所述炉渣冷却水所含的粗粒炉渣;
细粒炉渣分离装置,连接于所述粗粒炉渣分离装置的下游侧,分离所述炉渣冷却水所含的粒径小于100μm的细粒炉渣;以及
循环泵,连接于所述细粒炉渣分离装置的下游侧,在所述炉渣冷却水循环管线中形成从所述炉渣料斗吸出所述炉渣与所述炉渣冷却水的混合物的水流,
在所述炉渣冷却水循环管线连接有常压管线,所述常压管线以所述粗粒炉渣分离装置与所述循环泵之间为分支点从所述炉渣冷却水循环管线分支,并以所述分支点与所述循环泵之间为合流点与所述炉渣冷却水循环管线再次合流,
在所述常压管线从所述分支点侧按顺序连接有:使由所述炉渣冷却水循环管线施加的压力减压至常压的减压部、所述细粒炉渣分离装置、以及使由所述减压部减压后的压力再次升压的升压部。
2.根据权利要求1所述的炉渣排出***,其中,
在所述常压管线,在所述减压部与所述细粒炉渣分离装置之间连接有重力式过滤部。
3.一种气化炉,具备:权利要求1或2所述的炉渣排出***。
4.一种炉渣过滤方法,其中,
从设于使含碳固体燃料热解而进行气化的气化炉的底部的炉渣料斗的底部,将存储于所述炉渣料斗的炉渣冷却水与由所述含碳固体燃料产生并落入所述炉渣冷却水中的炉渣一起排出,进行分离所述炉渣冷却水所含的粗粒炉渣的一次过滤并使其循环至所述炉渣料斗,并且
抽出所述一次过滤后的所述炉渣冷却水的至少一部分,将所述抽出的所述炉渣冷却水从所述气化炉内的压力减压至常压后,进行分离所述炉渣冷却水所含的粒径小于100μm的细粒炉渣的二次过滤,
使所述二次过滤后的所述炉渣冷却水再次升压至所述气化炉内的压力并使其与所述一次过滤后的所述炉渣冷却水合流。
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