CN112368358A - 气化气体的处理设备以及气化气体的处理方法 - Google Patents

气化气体的处理设备以及气化气体的处理方法 Download PDF

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Abstract

气化气体的处理设备具备：第一热交换器(11)，其用于在通过从气化气体至少除去氨及氯化氢而得到的精制气体与饱和温度的蒸汽之间进行热交换；第二热交换器(12)，其用于在气化气体与至少通过所述热交换而生成的冷凝水之间进行热交换；以及循环系统(13)，其用于使包含蒸汽及冷凝水中的至少一方的循环流体在第一热交换器(11)与第二热交换器(12)之间循环，循环系统(13)构成为，将至少包含在第一热交换器(11)中生成的冷凝水的循环流体向第二热交换器(12)供给，并且将至少包含在第二热交换器(12)中生成的蒸汽的循环流体向第一热交换器(11)供给。

Description

气化气体的处理设备以及气化气体的处理方法
技术领域
本发明涉及气化气体的处理设备以及气化气体的处理方法。
背景技术
在通过燃料(煤、重质油等)的气化而得到的气化气体中包含一氧化碳、氢等。因此，气化气体例如能够在燃气轮机等气化气体利用设备中利用。然而，随着燃料的气化，在气化气体中包含例如氨、氯化氢等成分。为此，优选的是，例如在利用气化气体作为燃料之前，通过气化气体的精制处理来除去氨、氯化氢等成分。
作为气化气体的精制处理技术，已知有专利文献1所记载的技术。在专利文献1中，记载有一种通过煤的气化而生成、包含氨及氯化氢的气化气体的处理设备(例如参照0019段落)。在该处理设备中，通过对气化气体进行清洗等处理，得到精制气体(例如参照0025段落、0040段落)。得到的精制气体在热交换器中被气化气体的热加热后，供给至燃气轮机(例如参照0041、0051段落)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3764568号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，气化气体的温度根据气化设备的运转状态而变动。在此所说的运转状态例如包括燃料的种类及组成、燃料供给量等。因此，在气化气体的温度低于预定的温度的情况下，通过上述热交换器中的热交换而得到的热量变少，精制气体温度变得比预定的温度低。其结果是，在精制气体例如被供给至燃气轮机的情况下，由于精制气体的低温化而使得燃气轮机的动作不稳定化。
另外，气化气体的组成也根据气化设备的运转状态而变动。例如，在气化气体中的氨浓度及氯化氢浓度较高的情况下，氯化铵容易析出。为此，为了抑制氯化铵的析出，优选将气化气体保持在充分的温度。因此，若在上述热交换器中以气化气体的温度成为该充分的温度的方式冷却气化气体，则向精制气体的热供给量降低，精制气体的温度降低。其结果是，与上述情况同样地，例如燃气轮机的动作不稳定化。
本发明是鉴于上述课题而完成的，本发明要解决的课题在于，提供一种能够使精制气体充分高温化、并且抑制氯化铵的析出的气化气体的处理设备以及气化气体的处理方法。
用于解决课题的方案
(1)本发明的至少一个实施方式的气化气体的处理设备是通过燃料的气化而得到的气化气体的处理设备，其特征在于，
所述气化气体的处理设备具备：
第一热交换器，其用于在通过从所述气化气体至少除去氨及氯化氢而得到的精制气体与饱和温度的蒸汽之间进行热交换；
第二热交换器，其用于在所述气化气体与至少通过所述热交换而生成的冷凝水之间进行热交换；以及
循环系统，其用于使包含所述蒸汽及所述冷凝水中的至少一方的循环流体在所述第一热交换器与所述第二热交换器之间循环，
所述循环系统构成为，将至少包含在所述第一热交换器中生成的所述冷凝水的所述循环流体向所述第二热交换器供给，并且将至少包含在所述第二热交换器中生成的蒸汽的所述循环流体向所述第一热交换器供给。
根据上述(1)的结构，能够利用饱和温度的蒸汽对精制气体的加热，从而实现精制气体的高温化。另外，通过精制气体的加热来夺取饱和温度的蒸汽的潜热，从而能够利用由此生成的饱和温度的冷凝水来冷却气化气体。因此，能够将气化气体冷却至饱和温度以上，且能够将气化气体的温度稳定地保持在饱和温度以上。由此，能够通过蒸汽温度的调整来使气化气体的温度成为氯化铵的析出温度以上，从而能够抑制氯化铵的析出。此外，由于通过将蒸汽从第二热交换器供给至第一热交换器而使得循环流体循环，因此能够削减新的蒸汽供给量。
(2)在几个实施方式中，在上述(1)的结构的基础上，其特征在于，
所述气化气体的处理设备具备：
第一蒸汽系统，其用于向所述循环系统供给蒸汽；以及
冷凝水系统，其用于从所述循环系统抽出所述冷凝水，
所述第一蒸汽系统包括第一流量调整阀，
所述冷凝水系统包括第二流量调整阀。
根据上述(2)的结构，能够调整蒸汽的供给量和冷凝水的抽出量。
(3)在几个实施方式中，在上述(1)或(2)的结构的基础上，其特征在于，
所述气化气体的处理设备具备用于从所述循环系统抽出蒸汽的蒸汽抽出系统，
所述蒸汽抽出系统包括第三流量调整阀。
根据上述(3)的结构，在循环系统的压力成为期望压力以上的情况下，能够将循环系统的压力降低至期望的压力。另外，抽出的蒸汽能够在气化气体的处理设备内利用。特别是，通过利用抽出的蒸汽，从而例如能够减少来自蒸汽轮机的抽气量，能够提高利用蒸汽轮机发电时的发电效率。
(4)在几个实施方式中，在上述(1)至(3)中任一个的结构的基础上，其特征在于，
所述气化气体的处理设备具备：
第三热交换器，其在所述第二热交换器的前段，用于通过与所述气化气体的热交换而生成蒸汽；以及
第二蒸汽系统，其用于将在所述第三热交换器中生成的蒸汽向蒸汽利用设备供给。
根据上述(4)的结构，在由于精制气体温度为期望温度以上而使得热剩余的情况下，能够利用气化气体的热来生成蒸汽。由此，能够在气化气体的处理设备内利用生成的蒸汽。特别是，通过利用生成的蒸汽，从而例如能够减少来自蒸汽轮机的抽气量，能够提高利用蒸汽轮机发电时的发电效率。
(5)在几个实施方式中，在上述(4)的结构的基础上，其特征在于，
所述蒸汽利用设备包括所述第一热交换器。
根据上述(5)的结构，能够削减从外部向第一热交换器供给的蒸汽供给量。
(6)在几个实施方式中，在上述(1)至(5)中任一个的结构的基础上，其特征在于，
所述饱和温度是比氯化铵的析出温度高5℃以上的温度。
根据上述(6)的结构，能够更可靠地抑制氯化铵的析出。
(7)本发明的至少一个实施方式的气化气体的处理方法是通过燃料的气化而得到的气化气体的处理方法，其特征在于，
所述气化气体的处理方法包括：
第一热交换步骤，在该第一热交换步骤中，利用第一热交换器在通过从所述气化气体至少除去氨及氯化氢而得到的精制气体与饱和温度的蒸汽之间进行热交换；
第二热交换步骤，在该第二热交换步骤中，利用第二热交换器在所述气化气体与至少通过所述热交换而生成的冷凝水之间进行热交换；以及
循环步骤，在该循环步骤中，将至少包含在所述第一热交换器中生成的所述冷凝水的循环流体向所述第二热交换器供给，并且将至少包含在所述第二热交换器中生成的蒸汽的所述循环流体向所述第一热交换器供给。
根据上述(7)的结构，能够利用饱和温度的蒸汽对精制气体的加热，实现精制气体的高温化。另外，通过精制气体的加热来夺取饱和温度的蒸汽的潜热，能够利用由此生成的饱和温度的冷凝水来冷却气化气体。因此，能够将气化气体冷却至饱和温度以上，且能够将气化气体的温度稳定地保持在饱和温度以上。由此，能够通过蒸汽温度的调整使气化气体的温度为氯化铵的析出温度以上，从而能够抑制氯化铵的析出。另外，由于通过将蒸汽从第二热交换器供给至第一热交换器而使得循环流体循环，因此能够削减新的蒸汽供给量。
(8)在几个实施方式中，在上述(7)的方法的基础上，其特征在于，
所述第二热交换器具备：框体，其具有用于积存所述冷凝水的内部空间；以及导热管，其供所述气化气体流动且配置为露出于所述内部空间，
所述气化气体的处理方法包括：
冷凝水生成步骤，在该冷凝水生成步骤中，通过所述第一热交换器中的与蒸汽的热交换而生成饱和温度的冷凝水；以及
贮存步骤，在该贮存步骤中，在所述第二热交换器的所述内部空间积存在所述冷凝水生成步骤中生成的所述冷凝水至基准水位。
根据上述(8)的方法，在气化气体的处理设备起动运转时，能够积存饱和温度的冷凝水至第二热交换器的内部空间中的基准水位。由此，能够使第二热交换器的温度迅速地升温至冷凝水的饱和温度，从而能够缩短起动时间。
(9)在几个实施方式中，在上述(8)的方法的基础上，其特征在于，
所述气化气体的处理方法包括：
蒸汽生成步骤，在该蒸汽生成步骤中，通过蒸汽生成设备生成蒸汽；以及
蒸汽供给步骤，在该蒸汽供给步骤中，将所生成的所述蒸汽向所述第一热交换器供给。
根据上述(9)的方法，能够将在蒸汽生成设备中生成的蒸汽供给至第一热交换器。
(10)在几个实施方式中，在上述(7)至(9)中任一个的方法的基础上，其特征在于，
在所述循环步骤中，对在所述循环系统中流动的所述循环流体的量进行控制，以使得所述循环系统的压力成为基准压力以上。
根据上述(10)的方法，能够使循环系统的压力成为基准压力以上，能够提高循环流体的饱和温度。
发明效果
根据本发明的至少一个实施方式，能够提供一种能够使精制气体充分高温化，并且抑制氯化铵的析出的气化气体的处理设备以及气化气体的处理方法。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的气化气体的处理设备的系统图。
图2是图1所示的处理设备所具备的第二热交换器的剖视图。
图3是示出本发明的第一实施方式的气化气体的处理方法的流程图。
图4是示出在贮存步骤中第二热交换器中的水位变化的图表。
图5是示出本发明的第二实施方式的气化气体的处理设备的系统图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。但是，以下作为实施方式所记载的内容或者附图所记载的内容只不过是例示，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以任意变更来实施。另外，各实施方式可以任意组合两个以上来实施。另外，在各实施方式中，对共同的构件标注相同的附图标记，且为了简化说明而省略重复的说明。
另外，作为实施方式所记载或附图所示的结构部件的尺寸、材质、形状、以及其相对的配置等，并不旨在将本发明的范围限定于此，只不过是单纯的说明例。
例如，“在某个方向上”、“沿着某个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对的配置的表述，不仅表示严格意义上的这样的配置，还表示以公差或能够得到相同功能的程度的角度、距离相对位移了的状态。
例如，“相同”、“相等”及“均质”等表示事物相等的状态的表述，不仅表示严格相等的状态，还表示存在公差或能够得到相同功能的程度的差的状态。
例如，四边形状、圆筒形状等表示形状的表述，不仅表示在几何学上严密意义上的四边形状、圆筒形状等形状，在能够得到相同效果的范围内，还表示包括凹凸部、倒角部等的形状。
另一方面，“备”、“具”、“具备”、“包括”或“具有”一个构成要素的表述，不是排除其他构成要素的存在的排他性的表现。
图1是示出本发明的第一实施方式的气化气体的处理设备1的系统图。处理设备1用于对通过煤、重质油等燃料的气化而得到的气化气体进行处理。燃料的气化例如在流化床炉等气化设备(未图示)中进行。另外，气化气体的处理通过除去气化气体中的硫化羰、氨、氯化氢等氮成分及硫成分来进行。通过气化气体的处理得到包含氢、一氧化碳等的精制气体。而且，精制气体例如供给至燃气轮机等气化气体利用设备。
处理设备1具备：加热设备10，其用于利用气化气体所具有的热来加热精制气体；清洗设备3，其用于进行气化气体的清洗；以及硫化氢吸收设备4。首先，以气体流动为中心对气化气体的处理设备1的整体结构进行说明，接着，对处理设备1所具备的加热设备10的结构进行说明。
在气化设备(未图示)中生成的气化气体通过气化气体系统30供给至热交换器2。热交换器2例如构成为包括气体-气体热交换器。气化气体的温度例如为300℃～500℃程度，在热交换器2中，利用气化气体所具有的热将精制气体加热至例如250℃～350℃程度。通过该加热，气化气体的温度降低至例如200℃～300℃程度。温度降低后的气化气体在气化气体系统30中，被供给至第二热交换器12(后述)的前段所具备的COS转换器(未图示)。COS转换器具备转换催化剂(未图示)，利用转换催化剂将气化气体中的硫化羰转换成硫化氢。向硫化氢的转换例如可以在200℃～400℃程度进行。
包含所生成的硫化氢的气化气体通过气化气体系统30供给至加热设备10所具备的第二热交换器12。在第二热交换器12中，在气化气体与在后述的第一热交换器11生成的饱和温度的冷凝水之间进行热交换。由此，冷凝水被加热而相变成蒸汽，并且气化气体被冷却而使得气化气体的温度降低。具体而言，气化气体的温度降低至循环系统13的压力下的饱和温度。例如，循环系统13的压力例如为3.0MPaG左右，气化气体的第二热交换器12的出口温度为例如250℃～280℃程度。因此，在该情况下，第二热交换器12作为用于冷却气化气体的冷却器而发挥功能。
需要说明的是，在加热设备10的第一热交换器11中，利用气化气体所具有的热以及通过第一蒸汽系统14供给的蒸汽所具有的热来将精制气体加热至循环系统13的压力下的饱和温度，其详情后述。在该情况下，第一热交换器11作为用于加热精制气体的加热器而发挥功能。在加热时，由于蒸汽的潜热被夺取，因此蒸汽的至少一部分冷凝，生成饱和温度的冷凝水。然后，在第一热交换器11中生成的饱和温度的冷凝水如上述那样被供给至第二热交换器12。
在第二热交换器12进行热交换后的气化气体通过气化气体系统30供给至清洗设备3。清洗设备3例如构成为包括洗涤器，通过使清洗水与气化气体接触，从而除去气化气体中的氨及氯化氢。另外，气化气体中的硫化氢的一部分也溶解于清洗水。需要说明的是，除去的氨及氯化氢溶解于清洗水，溶解的氨、氯化氢及硫化氢在处理装置(未图示)中被处理。
除去氨等后的气化气体冷却至例如40℃左右，之后通过气化气体系统31供给至硫化氢吸收设备4。硫化氢吸收设备4例如构成为包括塔，通过使胺水溶液与气化气体接触，从而除去气化气体中的硫化氢。
除去硫化氢后的气化气体即精制气体通过精制气体系统32供给至加热设备10所具备的第一热交换器11。然后，在加热设备10中，精制气体如上述那样利用气化气体所具有的热以及通过第一蒸汽系统14(后述)供给的蒸汽所具有的热，被加热至例如250℃左右。加热后的精制气体通过精制气体系统32供给至热交换器2，利用气化气体的热如上述那样被加热至例如250℃～350℃程度。然后，加热后的精制气体供给至燃气轮机等气体利用设备(未图示)。
在上述的处理设备1中用于加热精制气体的加热设备10具备第一热交换器11、第二热交换器12及循环系统13。需要说明的是，在以下的说明中，加热设备10所具备的设备及系统都是处理设备1所具备的设备及系统。
第一热交换器11用于在精制气体与饱和温度的蒸汽之间进行热交换，该精制气体通过从气化气体至少除去氨及氯化氢(在此基础上，在本发明的一个实施方式中例如还除去硫化氢)而得到。具体而言，利用饱和温度的蒸汽来加热精制气体。通过精制气体的加热来夺取蒸汽的潜热，由此蒸汽冷凝，生成冷凝水。需要说明的是，在此所说的饱和温度例如是比氯化铵的析出温度高5℃以上的温度，优选为高10℃以上的温度，更优选为高20℃以上的温度。通过使饱和温度成为这样的温度，能够更可靠地抑制氯化铵的析出。
另外，第二热交换器12用于在气化气体与至少通过上述热交换而生成的冷凝水之间进行热交换。具体而言，利用气化气体的热来加热饱和温度的冷凝水。由此，饱和温度的冷凝水发生相变，生成饱和温度的蒸汽。
第一热交换器11例如构成为包括气体-气体热交换器。另外，第二热交换器12例如构成为包括所谓锅型的热交换器。参照图2对第二热交换器12的结构进行说明。
图2是上述图1所示的处理设备1所具备的第二热交换器12的剖视图。需要说明的是，第二热交换器12的结构不限于图示的例子，例如可以使导入口141的位置上下相反等，其结构可以任意变更。
第二热交换器12具备：框体121，其具有用于积存在第一热交换器11生成并在循环系统13(后述)流动的冷凝水的内部空间121A；以及导热管122，其供气化气体流动且配置成露出于内部空间121A。其中，框体121具有下表面在水平方向上延伸且上表面的一部分向上方鼓起的形状。
在框体121的上表面具备：排出口142，其用于排出蒸汽；以及导入口146，其用于导入用于热交换的气化气体。另外，在框体121的下表面具备：导入口141，其用于将补给水、冷凝水、蒸汽导入内部空间121A；排出口143，其用于从内部空间121A进行排出；以及排出口145，其用于排出热交换后的气化气体。其中，循环系统13通过包括导入口141、排出口142及内部空间121A而构成(参照图1)。另外，冷凝水系统15(参照图1)与排出口143连接。另外，气化气体系统30通过包括导入口146、空间151、导热管122、空间150及排出口145而构成。
第二热交换器12具备水位传感器36，该水位传感器36用于测定在内部空间121A积存的冷凝水L的水位。而且，在处理设备1通常运转时(即，加热设备10通常运转时)，在由水位传感器36测定的水位比基准水位低的情况下，打开补给水系统33所具备的流量调整阀34来进行补给水的供给，以使得水位成为基准水位。需要说明的是，补给水的供给量控制通过基于由流量计35测定的流量得到的反馈控制来进行。需要说明的是，在由水位传感器36测定的水位比基准水位高的情况下，通过未图示的排出系统进行冷凝水L的抽出，以使得水位成为基准水位。
基准水位设定在导热管122整体浸没的位置。因此，通过导入口146导入至空间151的气化气体在导热管122中流动时，与饱和温度的冷凝水L之间进行热交换。然后，热交换后的气化气体通过空间150及排出口145排出至第二热交换器12的外部。
返回图1，循环系统13用于使包含蒸汽或冷凝水中的至少一方的循环流体在第一热交换器11与第二热交换器12之间循环。即，循环系统13构成为将至少包含在第一热交换器11生成的冷凝水的循环流体供给至第二热交换器12。另外，循环系统13构成为将至少包含在第二热交换器12生成的蒸汽的循环流体供给至第一热交换器11。
另外，在循环系统13中循环的循环流体已达到循环系统13的压力下的饱和温度。另外，循环系统13构成为通过向循环系统13供给蒸汽以及从循环系统13排出蒸汽，以使得系统内的压力一定(例如3.0MPaG左右)。
通过具备第一热交换器11、第二热交换器12及循环系统13，能够利用饱和温度的蒸汽对精制气体进行加热，从而实现精制气体的高温化。另外，通过精制气体的加热来夺取饱和温度的蒸汽的潜热，能够利用由此生成的饱和温度的冷凝水来冷却气化气体。因此，能够将气化气体冷却至饱和温度以上，且能够将气化气体的温度稳定地保持在饱和温度以上。由此，能够通过蒸汽温度的调整使气化气体的温度为氯化铵的析出温度以上，从而能够抑制氯化铵的析出。另外，蒸汽从第二热交换器供给至第一热交换器而循环流体循环，因此能够削减新的蒸汽供给量。
另外，加热设备10具备：第一蒸汽系统14，其用于向循环系统13供给蒸汽；以及冷凝水系统15，其用于从循环系统13抽出作为排放水的冷凝水。其中，冷凝水系统15与第二热交换器12的排出口143(参照图2)连接。由此，在循环系统13中流动的冷凝水经由第二热交换器12及排出口143被抽出至外部。
另外，第一蒸汽系统14包括第一流量调整阀18，冷凝水系统15包括第二流量调整阀17。通过具备第一流量调整阀18及第二流量调整阀17，能够调整蒸汽的供给量和冷凝水的抽出量。
通过了第一蒸汽系统14的向循环系统13的蒸汽供给被控制为使得由流量计20测定的流量一定。蒸汽供给量控制通过第一流量调整阀18的开度控制来进行。另外，来自循环系统13的冷凝水抽出也被控制为使得由流量计19测定的流量一定。冷凝水抽出量控制通过第二流量调整阀17的开度控制来进行。
另外，加热设备10具备用于从循环系统13抽出蒸汽的蒸汽抽出系统21，蒸汽抽出系统21包括第三流量调整阀22。另外，加热设备10具备用于测定循环系统13的压力的压力计23。而且，循环系统13的压力被控制为一定，以使得由压力计23测定的循环系统13的压力一定。
通过具备蒸汽抽出系统21及第三流量调整阀22，能够在循环系统13的压力成为期望压力以上的情况下，将循环系统13的压力降低至期望的压力。另外，抽出的蒸汽能够在气化气体的处理设备1内利用。特别是，通过利用抽出的蒸汽，从而例如能够减少来自蒸汽轮机的抽气量，能够提高利用蒸汽轮机发电时的发电效率。需要说明的是，在循环系统13的压力下降了的情况下，进行使通过了第一蒸汽系统14的蒸汽的供给量增加的控制。
包括加热设备10的处理设备1的控制由运算控制装置(未图示)进行。运算控制装置具备均未图示的CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、I/F(Inter Face)、控制电路等，并通过由CPU执行存储于ROM的规定的控制程序而实现。
图3是示出本发明的第一实施方式的气化气体的处理方法的流程图。以下，将本发明的第一实施方式的气化气体的处理方法简称为“第一实施方式的处理方法”。第一实施方式的处理方法例如可以使用图1所示的处理设备来进行。因此，在以下的说明中，适当参照图1及图2。
第一实施方式的处理方法是通过燃料的气化而得到的气化气体的处理方法。第一实施方式的处理方法包括蒸汽生成步骤S1、蒸汽供给步骤S2、冷凝水生成步骤S3、贮存步骤S4、第一热交换步骤S5、第二热交换步骤S6及循环步骤S7。其中，蒸汽生成步骤S1、蒸汽供给步骤S2、冷凝水生成步骤S3及贮存步骤S4在处理设备1起动运转时进行。另外，第一热交换步骤S5、第二热交换步骤S6及循环步骤S7在处理设备1通常运转时进行。
在此，对通常运转及起动运转进行说明。
处理设备1(参照图1)例如作为煤气化复合发电(IGCC)的一部分而设置。然后，对在构成IGCC的气化炉(气化设备)生成的气化气体进行上述的精制处理，得到精制气体。所得到的精制气体供给至同样构成IGCC的燃气轮机(气化气体利用设备)，以进行发电。另外，燃气轮机中的排热由排热回收锅炉回收，以生成蒸汽。生成的蒸汽被供给至蒸汽轮机，以进行发电。而且，利用燃气轮机及蒸汽轮机稳定发电的状态，相当于本说明书中的通常运转。因此，在通常运转时，在上述的处理设备1中，进行在气化炉生成的气化气体的精制处理。
另一方面，例如为了从由于维护等而运转停止的状态进行通常运转，进行包括处理设备1在内的IGCC的起动运转。作为起动运转，具体而言，首先在处理设备1以外的IGCC的各构成设备(例如气化炉、燃气轮机、蒸汽轮机等。以下称为“主机”(未图示))中，进行运转前准备(开始向各种设备的电力供给等)。另外，在处理设备1中，例如进行各种设备的运转前准备(开始基于向循环系统13注入蒸汽的循环流体的循环，开始向各种设备的电力供给等)。由此，在循环系统13中，开始饱和温度的循环流体(包含蒸汽及冷凝水中的至少一方)的循环。
接着，在主机中，蒸汽轮机起动，并且对燃气轮机进行点火。另一方面，在处理设备1中，通过使用了未图示的压缩机的加压空气的供给，进行气化气体系统30、31及精制气体系统32的加压。之后，进行对主机所包括的气化炉的点火。在起动时，在气化炉中点火时使用的燃料例如是煤油、轻油等辅助燃料。通过在气化炉中的辅助燃料的燃烧，生成较低温(例如100℃左右)的气体精制流通气体。然后，通过使精制得到的气体精制流通气体流入气化气体系统30、31及精制气体系统32，从而使得气化气体系统30、31及精制气体系统32的温度上升。
但是，如上所述，气体精制流通气体的温度为较低温。因此，在该情况下，第二热交换器12作为用于加热气体精制流通气体的加热器发挥功能。因此，当在流动有饱和温度的循环流体的循环系统13与第一热交换器11及第二热交换器12中的每一方之间进行热交换时，供给至循环系统13的蒸汽在各个热交换器中变化为冷凝水。并且，在第一热交换器11及第二热交换器12生成的冷凝水积存于参照上述图2说明的第二热交换器12的内部空间121A(这一点的详情将参照图4后述)。
另外，在第一热交换器11中，利用包含通过第一蒸汽系统14供给的蒸汽的循环流体对气体精制流通气体进行加热。因此，能够使通过精制气体系统32供给至气化气体利用设备(例如燃气轮机)的气体精制流通气体温度迅速地升温。由此，能够缩短起动时间。
当利用第一热交换器11中的加热使气体精制流通气体的温度充分地升温时，在气化炉中燃烧的燃料变更为煤。由此，在气化炉中，通过煤的燃烧，开始生成比上述的气体精制流通气体的温度高的气化气体(例如如上所述为300℃～500℃程度)。所生成的气化气体开始在气化气体系统30、31及精制气体系统32中流动，气化气体系统30、31及精制气体系统32的温度进一步上升。然后，通过使燃烧的煤量增加而使负载上升，在成为期望的负载的时间点起动运转结束。起动运转结束后，进行上述的通常运转。
在蒸汽的图3所示的第一实施方式的处理方法中，蒸汽生成步骤S1例如是由辅助锅炉等蒸汽生成设备(未图示)生成蒸汽的步骤。另外，蒸汽供给步骤S2是将所生成的上述蒸汽·的步骤。经过蒸汽生成步骤S1及蒸汽供给步骤S2，从而能够将在辅助锅炉等蒸汽生成设备中生成的蒸汽供给至第一热交换器11。
冷凝水生成步骤S3是通过第一热交换器11中的与蒸汽的热交换而生成饱和温度的冷凝水的步骤。在此所说的饱和温度与参照上述的图1说明的饱和温度同义。另外，贮存步骤S4是在第二热交换器12的内部空间121A(参照图2)中积存在冷凝水生成步骤S3中生成的冷凝水至基准水位的步骤。在冷凝水生成步骤S3中生成的冷凝水通过循环系统13从框体121的导入口141(参照图2)导入内部空间121A。参照图4对贮存步骤S4进行说明。
图4是示出在贮存步骤S4中第二热交换器12中的水位变化的图表。但是，该图表是示意性的，实际的水位不一定与该图表的形状一致。
在贮存步骤S4中，通过第一热交换器11中的与蒸汽的热交换，饱和温度的冷凝水在第二热交换器12的内部空间121A积存。需要说明的是，如上所述，由于在第二热交换器12中也生成冷凝水，因此在内部空间121A也积存在第二热交换器12生成的冷凝水。因此，在起动运转时，至少在第一热交换器11生成的冷凝水积存，由此内部空间121A中的水位(由上述的水位传感器36测定)上升。
并且，在起动运转结束后，在通常运转时，如上述那样将一定量的蒸汽供给至循环系统13，并且从内部空间121A抽出一定量的冷凝水。由此，使得内部空间121A中的水位在基准水位恒定，从而进行通常运转。
经过冷凝水生成步骤S3及贮存步骤S4，从而能够在气化气体的处理设备起动运转时，积存饱和温度的冷凝水至第二热交换器12的内部空间121A中的基准水位。由此，能够使第二热交换器12的温度迅速地升温至冷凝水的饱和温度，从而能够缩短起动时间。需要说明的是，在起动运转时，第二热交换器12作为用于加热气化气体的加热器发挥功能。
返回图3，在第一热交换步骤S5中，利用第一热交换器11在通过从气化气体至少除去氨及氯化氢(在此基础上，在本发明的一个实施方式中也除去硫化氢)而得到的精制气体与饱和温度的蒸汽之间进行热交换。另外，在第二热交换步骤S6中，利用第二热交换器12在气化气体与至少通过第一热交换步骤S5中的热交换所生成的冷凝水之间进行热交换。另外，在循环步骤S7中，将至少包含在第一热交换器11生成的冷凝水的循环流体供给至第二热交换器12，并且将至少包含在第二热交换器12生成的蒸汽的循环流体供给至第一热交换器11。循环流体向第一热交换器11的供给通过循环系统13进行。
通过经过第一热交换步骤S5、第二热交换步骤S6及循环步骤S7，能够利用饱和温度的蒸汽对精制气体的加热，实现精制气体的高温化。另外，通过精制气体的加热来夺取饱和温度的蒸汽的潜热，能够利用由此生成的饱和温度的冷凝水来冷却气化气体。因此，能够将气化气体冷却至饱和温度以上，且能够将气化气体的温度稳定地保持在饱和温度以上。由此，能够通过蒸汽温度的调整来使气化气体的温度成为氯化铵的析出温度以上，从而能够抑制氯化铵的析出。另外，由于通过将蒸汽从第二热交换器供给至第一热交换器而使得循环流体循环，因此能够削减新的蒸汽供给量。
另外，在第一实施方式的处理方法中，在循环步骤S7中，对在循环系统13中流动的循环流体(蒸汽或冷凝水中的至少一方)的量进行控制，以使得循环系统13的压力成为基准压力以上。由此，能够使循环系统13的压力成为基准压力以上，能够使循环流体的饱和温度升高。
图5是示出本发明的第二实施方式的气化气体的处理设备1A的系统图。处理设备1A与上述的处理设备1同样具备加热设备10A。但是，处理设备1A在上述的加热设备10的结构的基础上还具备：第三热交换器51，其用于在第二热交换器12的前段通过与气化气体的热交换而生成蒸汽；以及第二蒸汽系统62，其用于将在第三热交换器51中生成的蒸汽供给至蒸汽利用设备(第一热交换器11及蒸汽轮机(未图示))。
供给至燃气轮机等气化气体利用设备的精制气体温度的要求值有时比通常低。在该情况下，供给至气化气体利用设备的精制气体温度满足要求值，并且气化气体所具有的热剩余。因此，能够在精制气体的加热之外利用气化气体的热。因此，在这种情况下，在第三热交换器51中回收气化气体的热，并通过回收的热生成蒸汽。
第三热交换器51与上述第二热交换器12同样构成为包括所谓锅型的热交换器(参照图2)。因此，在第三热交换器51连接有用于向构成第三热交换器51的框体的内部空间(未图示)供给补给水的补给水系统61、以及用于将积存于第三热交换器51的冷凝水抽出的冷凝水系统64。由补给水系统61进行的补给水的供给通过打开补给水系统61所具备的流量调整阀53来进行。补给水的供给量控制通过基于由流量计54测定的流量的反馈控制来进行。另外，由冷凝水系统64进行的冷凝水的抽出被控制为使得由流量计56测定的流量恒定。冷凝水抽出量控制通过第四流量调整阀55的开度控制来进行。
另外，第三热交换器51具备用于测定积存于内部空间的冷凝水的水位的水位传感器57。而且，在处理设备1A通常运转时(即，加热设备10通常运转时)，在由水位传感器57测定的水位比基准水位低的情况下，如上述那样进行补给水的供给，以使得水位成为基准水位。需要说明的是，在由水位传感器57测定的水位比基准水位高的情况下，通过未图示的排出系统进行冷凝水的抽出，以使得水位成为基准水位。
通过具备第三热交换器51及第二蒸汽系统62，从而在由于精制气体温度为期望温度以上而使得热剩余的情况下，能够利用气化气体的热来生成蒸汽。由此，能够在气化气体的处理设备1内利用生成的蒸汽。特别是，通过利用生成的蒸汽，从而例如能够减少来自蒸汽轮机的抽气量，能够提高利用蒸汽轮机发电时的发电效率。
另外，被供给在第三热交换器51生成的蒸汽的蒸汽利用设备除了处理设备1之外，还包括第一热交换器11。因此，在第三热交换器51生成的蒸汽除了通过蒸汽抽出系统21而供给至工厂内各设备(未图示)之外，还通过第二蒸汽系统62而进入循环系统13，并供给至第一热交换器11。通过将在第三热交换器51生成的蒸汽供给至第一热交换器11，能够削减来自外部的向第一热交换器11的蒸汽供给量。
此外，在第三热交换器51生成的蒸汽也能够利用于供给至第三热交换器51的补给水的加热。具体而言，从第二蒸汽系统62分支而连接有第三蒸汽系统63。在第三蒸汽系统63设置有给水加热器52。在给水加热器52中，利用蒸汽所具有的热加热补给水。另一方面，被夺取了热后的蒸汽由于温度降低而成为冷凝水并被排出至外部。然后，加热后的补给水通过补给水系统61而供给至第三热交换器51，以进行第三热交换器51中的水位的恢复。
通过具有以上结构的处理设备1A，也能够与上述的处理设备1同样地使精制气体充分高温化，并且抑制氯化铵的析出。
附图标记说明：
1、1A...处理设备；
2...热交换器；
3...清洗设备；
4...硫化氢吸收设备；
10、10A...加热设备；
11...第一热交换器；
12...第二热交换器；
13...循环系统；
14...第一蒸汽系统；
15、64...冷凝水系统；
17...第二流量调整阀；
18...第一流量调整阀；
19、20、35、54、56...流量计；
21...蒸汽抽出系统；
22...第三流量调整阀；
23...压力计；
30、31...气化气体系统；
32...精制气体系统；
33、61...补给水系统；
34、53...流量调整阀；
36、57...水位传感器；
51...第三热交换器；
52...给水加热器；
55...第四流量调整阀；
62...第二蒸汽系统；
63...第三蒸汽系统；
121...框体；
121A...内部空间；
122...导热管；
141、146...导入口；
142、143、145...排出口；
150、151...空间；
L...冷凝水；
S1...蒸汽生成步骤；
S2...蒸汽供给步骤；
S3...冷凝水生成步骤；
S4...贮存步骤；
S5...第一热交换步骤；
S6...第二热交换步骤；
S7...循环步骤。

Claims (10)

1.一种气化气体的处理设备，其是通过燃料的气化而得到的气化气体的处理设备，其特征在于，
所述气化气体的处理设备具备：
第一热交换器，其用于在通过从所述气化气体至少除去氨及氯化氢而得到的精制气体与饱和温度的蒸汽之间进行热交换；
第二热交换器，其用于在所述气化气体与至少通过所述热交换而生成的冷凝水之间进行热交换；以及
循环系统，其用于使包含所述蒸汽及所述冷凝水中的至少一方的循环流体在所述第一热交换器与所述第二热交换器之间循环，
所述循环系统构成为，将至少包含在所述第一热交换器中生成的所述冷凝水的所述循环流体向所述第二热交换器供给，并且将至少包含在所述第二热交换器中生成的蒸汽的所述循环流体向所述第一热交换器供给。
2.根据权利要求1所述的气化气体的处理设备，其特征在于，
所述气化气体的处理设备具备：
第一蒸汽系统，其用于向所述循环系统供给蒸汽；以及
冷凝水系统，其用于从所述循环系统抽出所述冷凝水，
所述第一蒸汽系统包括第一流量调整阀，
所述冷凝水系统包括第二流量调整阀。
3.根据权利要求1或2所述的气化气体的处理设备，其特征在于，
所述气化气体的处理设备具备用于从所述循环系统抽出蒸汽的蒸汽抽出系统，
所述蒸汽抽出系统包括第三流量调整阀。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气化气体的处理设备，其特征在于，
所述气化气体的处理设备具备：
第三热交换器，其在所述第二热交换器的前段，用于通过与所述气化气体的热交换而生成蒸汽；以及
第二蒸汽系统，其用于将在所述第三热交换器中生成的蒸汽向蒸汽利用设备供给。
5.根据权利要求4所述的气化气体的处理设备，其特征在于，
所述蒸汽利用设备包括所述第一热交换器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的气化气体的处理设备，其特征在于，
所述饱和温度是比氯化铵的析出温度高5℃以上的温度。
7.一种气化气体的处理方法，其是通过燃料的气化而得到的气化气体的处理方法，其特征在于，
所述气化气体的处理方法包括：
第一热交换步骤，在该第一热交换步骤中，利用第一热交换器在通过从所述气化气体至少除去氨及氯化氢而得到的精制气体与饱和温度的蒸汽之间进行热交换；
第二热交换步骤，在该第二热交换步骤中，利用第二热交换器在所述气化气体与至少通过所述热交换而生成的冷凝水之间进行热交换；以及
循环步骤，在该循环步骤中，将至少包含在所述第一热交换器中生成的所述冷凝水的循环流体向所述第二热交换器供给，并且将至少包含在所述第二热交换器中生成的蒸汽的所述循环流体向所述第一热交换器供给。
8.根据权利要求7所述的气化气体的处理方法，其特征在于，
所述第二热交换器具备：框体，其具有用于积存所述冷凝水的内部空间；以及导热管，其供所述气化气体流动且配置为露出于所述内部空间，
所述气化气体的处理方法包括：
冷凝水生成步骤，在该冷凝水生成步骤中，通过所述第一热交换器中的与蒸汽的热交换而生成饱和温度的冷凝水；以及
贮存步骤，在该贮存步骤中，在所述第二热交换器的所述内部空间积存在所述冷凝水生成步骤中生成的所述冷凝水至基准水位。
9.根据权利要求8所述的气化气体的处理方法，其特征在于，
所述气化气体的处理方法包括：
蒸汽生成步骤，在该蒸汽生成步骤中，通过蒸汽生成设备生成蒸汽；以及
蒸汽供给步骤，在该蒸汽供给步骤中，将所生成的所述蒸汽向所述第一热交换器供给。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的气化气体的处理方法，其特征在于，
在所述循环步骤中，对在所述循环系统中流动的所述循环流体的量进行控制，以使得所述循环系统的压力成为基准压力以上。
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