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公開番号2024178715
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-25
出願番号2023097081
出願日2023-06-13
発明の名称ロックホッパの運転方法、および固体移動装置
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人
主分類C01B 3/26 20060101AFI20241218BHJP(無機化学)
要約【課題】不燃性ガスの混入を意図しない経路における不燃性ガスの濃度が高まることなどを抑制できるようにすること。
【解決手段】ロックホッパの運転方法は、固体移動工程を有する。固体移動工程は、ロックホッパ内に固体を導入するまたはロックホッパから固体を排出することによって、可燃性ガス生成システム内および可燃性ガス生成システム外のいずれか一方から他方に固体を移動させる工程である。可燃性ガス生成システムは、可燃性ガスを生成するシステムである。ロックホッパの運転方法は、不燃性ガス導入工程と、排出工程と、を有する。不燃性ガス導入工程は、固体の導入口および固体の排出口とは別の経路からロックホッパ内に不燃性ガスを導入する工程である。排出工程は、ロックホッパ内のガスを、固体の導入口および固体の排出口とは別の経路を用いてロックホッパから排出する工程である。
特許請求の範囲【請求項１】
固体移動工程を有したロックホッパの運転方法であって、
前記固体移動工程は、ロックホッパ内に固体を導入するまたは前記ロックホッパから前記固体を排出することによって、可燃性ガス生成システム内および前記可燃性ガス生成システム外のいずれか一方から他方に固体を移動させる工程であり、
可燃性ガス生成システムは、可燃性ガスを生成するシステムであり、
不燃性ガス導入工程と、排出工程と、を有し、
前記不燃性ガス導入工程は、前記固体の導入口および前記固体の排出口とは別の経路からロックホッパ内に不燃性ガスを導入する工程であり、
前記排出工程は、前記ロックホッパ内のガスを、前記固体の導入口および前記固体の排出口とは別の経路を用いて前記ロックホッパから排出する工程であるロックホッパの運転方法。
続きを表示（約 2,900 文字）【請求項２】
前記不燃性ガス導入工程は、酸素追い出し工程を含み、
前記排出工程は、不燃性ガス追い出し工程を含み、
前記ロックホッパは、前記固体の導入口および前記固体の排出口とは別に、可燃性ガス排出経路、不燃性ガス排出経路、および不燃性ガス供給経路に接続されており、
前記可燃性ガス排出経路は、可燃性ガスを含んだガスが前記ロックホッパから排出される経路であり、
前記酸素追い出し工程は、前記ロックホッパ内に酸素が存在する状態において、不燃性ガスによって酸素を追い出すべく、前記ロックホッパと前記不燃性ガス排出経路とを連通状態としつつ、前記不燃性ガス供給経路から前記ロックホッパに前記不燃性ガスを供給する工程であり、
前記不燃性ガス追い出し工程は、前記ロックホッパと前記可燃性ガス排出経路とを連通状態としつつ前記ロックホッパに可燃性ガスを供給することによって前記ロックホッパから前記可燃性ガス排出経路へと前記ロックホッパ内の前記不燃性ガスを排出する工程であって且つ前記酸素追い出し工程の後に実行される工程である請求項１記載のロックホッパの運転方法。
【請求項３】
前記ロックホッパは、前記固体の導入口および前記固体の排出口とは別に、可燃性ガス排出経路、および不燃性ガス供給経路に接続されており、
前記可燃性ガス排出経路は、可燃性ガスを含んだガスが前記ロックホッパから排出される経路であり、
前記不燃性ガス導入工程および前記排出工程は、可燃性ガス追い出し工程を含み、
前記可燃性ガス追い出し工程は、前記ロックホッパ内に前記可燃性ガスが含まれる状態において、前記ロックホッパと前記可燃性ガス排出経路とを連通状態としつつ、前記不燃性ガス供給経路から前記ロックホッパに不燃性ガスを供給する工程であり、
前記固体移動工程は、前記可燃性ガス追い出し工程の後に実行される請求項１記載のロックホッパの運転方法。
【請求項４】
前記可燃性ガス排出経路は、生成ガス経路と、混在ガス経路とを含み、
前記生成ガス経路は、前記可燃性ガスを前記ロックホッパから取り出す経路であり、
前記混在ガス経路は、前記可燃性ガスと前記不燃性ガスとを前記ロックホッパから取り出す経路であり、
前記不燃性ガス追い出し工程は、前記ロックホッパ内の不燃性ガスを前記混在ガス経路に排出する工程であり、
生成ガス取り出し工程を有し、
前記生成ガス取り出し工程は、前記ロックホッパに生成ガスが存在する状態で、前記ロックホッパと前記生成ガス経路とを連通状態とすることによって、前記ロックホッパ内の前記生成ガスを前記生成ガス経路に流出させる工程であり、
前記生成ガスは、前記可燃性ガス生成システムによって生成される前記可燃性ガスである請求項２記載のロックホッパの運転方法。
【請求項５】
前記ロックホッパに供給される前記可燃性ガスは、炭化水素であり、
前記可燃性ガス生成システムが用いる原料は、炭化水素であり、
前記可燃性ガス生成システムの生成対象となる前記可燃性ガスは、水素であり、
前記ロックホッパは、可燃性ガス供給経路に接続されており、
前記不燃性ガス追い出し工程は、前記ロックホッパと前記可燃性ガス排出経路とを連通状態としつつ、前記可燃性ガス供給経路から前記ロックホッパに前記炭化水素を供給する工程である請求項２記載のロックホッパの運転方法。
【請求項６】
加圧工程を有し、
前記加圧工程は、前記ロックホッパ内を前記可燃性ガス排出経路から遮断しつつ前記可燃性ガス供給経路から前記ロックホッパに前記炭化水素を供給する工程であって且つ前記不燃性ガス追い出し工程の後に実行される工程である請求項５記載のロックホッパの運転方法。
【請求項７】
前記固体移動工程は、固形物払出工程であり、
前記固形物払出工程は、炭化水素の熱分解によって生成された前記炭化水素および水素の混合気である生成ガスと前記固体としての炭素とのうちの前記炭素が前記ロックホッパ内に充填されている状態で、前記排出口を開放することによって前記ロックホッパから炭素を前記可燃性ガス生成システム外に排出する工程であり、
前記酸素追い出し工程は、前記固形物払出工程によって前記ロックホッパ内に侵入した酸素を前記ロックホッパから追い出す工程である請求項２記載のロックホッパの運転方法。
【請求項８】
固形物貯留工程と、脱圧工程と、生成ガス追い出し工程と、を有し、
前記固形物貯留工程は、前記熱分解によって生成された前記炭素を前記導入口から前記ロックホッパ内に受け入れる工程であり、
前記脱圧工程は、前記導入口を遮断した状態において前記ロックホッパから前記生成ガスを前記可燃性ガス排出経路に排出する工程であり、
前記生成ガス追い出し工程は、前記脱圧工程の後、前記不燃性ガス供給経路から前記ロックホッパに前記不燃性ガスを供給することによって、前記ロックホッパ内の前記生成ガスを前記可燃性ガス排出経路に排出する工程であり、
前記固形物払出工程は、前記生成ガス追い出し工程の後に実行される請求項７記載のロックホッパの運転方法。
【請求項９】
前記可燃性ガス排出経路は、生成ガス経路と、混在ガス経路とを含み、
前記生成ガス経路は、前記生成ガスを前記ロックホッパから取り出す経路であり、
前記混在ガス経路は、前記可燃性ガスと前記不燃性ガスとを前記ロックホッパから取り出す経路であり、
前記ロックホッパは、可燃性ガス供給経路に接続されており、
生成ガス回収工程を有し、
前記生成ガス回収工程は、前記可燃性ガス供給経路から前記炭化水素を前記ロックホッパに供給することによって、前記ロックホッパ内の前記生成ガスを前記生成ガス経路に排出する工程であって且つ、前記脱圧工程と前記生成ガス追い出し工程との間に実行される工程であり、
前記生成ガス追い出し工程は、前記ロックホッパ内の前記炭化水素を前記混在ガス経路に排出する工程である請求項８記載のロックホッパの運転方法。
【請求項１０】
前記炭化水素の前記熱分解は、前記炭化水素の圧力が大気圧よりも高い状態においてなされるものであり、
前記ロックホッパは、可燃性ガス供給経路に接続されており、
加圧工程を有し、
前記加圧工程は、前記可燃性ガス供給経路から前記ロックホッパへと前記炭化水素を供給することによって前記ロックホッパ内を加圧する工程であり、
前記固形物貯留工程は、前記加圧工程の後に実行される請求項８記載のロックホッパの運転方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロックホッパの運転方法、および固体移動装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
たとえば下記特許文献１には、可燃性ガスを生成する際に生成される固形物を除去する集塵装置が記載されている。この集塵装置は、可燃性ガスから固形物を取り除くフィルタ装置を備える。そしてフィルタ装置は、受け入れ弁を介してロックホッパに接続されている。受け入れ弁が開状態となっている期間に、フィルタからロックホッパに固形物が蓄積する。ロックホッパに蓄積された固形物が所定量に達すると、受け入れ弁が閉じられる。そしてロックホッパ内に不燃性ガスとしての窒素が供給される。その後、ロックホッパから固形物が排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－１１０１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記装置では、ロックホッパ内に供給された窒素に起因して、可燃性ガスの生成経路内の窒素濃度が高まるおそれがある。また、ロックホッパから固体を大気開放された空間に放出する場合等には、大気中に可燃ガスが流出するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
１．固体移動工程を有したロックホッパの運転方法であって、前記固体移動工程は、ロックホッパ内に固体を導入するまたは前記ロックホッパから前記固体を排出することによって、可燃性ガス生成システム内および前記可燃性ガス生成システム外のいずれか一方から他方に固体を移動させる工程であり、可燃性ガス生成システムは、可燃性ガスを生成するシステムであり、不燃性ガス導入工程と、排出工程と、を有し、前記不燃性ガス導入工程は、前記固体の導入口および前記固体の排出口とは別の経路からロックホッパ内に不燃性ガスを導入する工程であり、前記排出工程は、前記ロックホッパ内のガスを、前記固体の導入口および前記固体の排出口とは別の経路を用いて前記ロックホッパから排出する工程であるロックホッパの運転方法。
【０００６】
上記不燃性ガス導入工程で導入された不燃性ガスを排出工程において排出するなら、ロックホッパにおける導入口または排出口のうちいずれかの側にあって不燃性ガスの混入を意図しない経路における不燃性ガスの濃度が高まることを抑制できる。また、上記排出工程において、不燃性ガス導入工程によって導入した不燃性ガスによって可燃性ガスをロックホッパから追い出すなら、固体移動工程において、システム外に可燃性ガスが流出することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１の実施形態にかかる燃料ガス生成システムの構成を示す図である。
同実施形態にかかる炭素排出処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる炭素排出処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる炭素排出処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる炭素排出処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる炭素排出処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる炭素排出処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる炭素排出処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる炭素排出処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる触媒供給処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる触媒供給処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる触媒供給処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる触媒供給処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる触媒供給処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる触媒供給処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる触媒供給処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる触媒供給処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる触媒供給処理の一工程を示す図である。
第２の実施形態にかかる燃料ガス生成システムの構成を示す図である。
第３の実施形態にかかる燃料ガス生成システムの構成を示す図である。
第４の実施形態にかかる炭素排出処理の一工程を示す図である。
同実施形態にかかる触媒供給処理の一工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
「システム構成」
図１に、本実施形態にかかる可燃性ガスの生成システムの構成を示す。図１に示すシステムは、メタンを原料として水素を生成するシステムである。水素は、一例として発電用のガスタービンの燃料であってもよい。
【０００９】
図１に示すように、システムに供給されるメタンは圧縮機１０にて加圧されて可燃性ガス供給経路５０に供給される。可燃性ガス供給経路５０には、原料ガス経路１２が接続されている。原料ガス経路１２内のメタンは、熱交換器１４によって加熱された後、反応器１６に供給される。反応器１６は、熱分解によってメタンを水素と炭素とに分解する装置である。反応器１６には、触媒が設けられている。触媒は、一例として、鉄である。反応器１６において、触媒の状態は、一例として流動床触媒の状態とされる。反応器１６内において、反応するメタンおよび触媒の温度は、たとえば、７５０～９００°Ｃとされる。また、反応器１６内の圧力は、大気圧よりも高い。反応器１６内の圧力は、たとえば数ａｔａ～数十ａｔａであってもよい。
【００１０】
反応器１６において熱分解によって生成された水素および炭素と、反応器１６内のメタンとは、熱交換器１４へと流入する。熱交換器１４から流出したメタンおよび水素の混合気と、炭素とは、サイクロン２０に流入する。サイクロン２０は、混合気と炭素との混合物から炭素を分離する遠心分離装置である。サイクロン２０は、フィルタ装置２２に接続されている。これは、サイクロン２０によっては分離できなかった炭素を捕捉する装置である。フィルタ装置２２から流出する混合気は、圧縮機２４によって圧縮された後、水素精製装置２６に供給される。水素精製装置２６は、一例として、ＰＳＡ（ＰｒｅｓｓｕｒｅＳｗｉｎｇＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）である。水素精製装置２６によって混合気から抽出された水素が、本システムによって生成される水素である。
（【００１１】以降は省略されています）

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