FI92858C

FI92858C - A method for utilizing the thermal energy of a fuel containing water

Info

Publication number: FI92858C
Application number: FI924404A
Authority: FI
Inventors: Martti Aeijaelae; Seppo Hulkkonen
Original assignee: Imatran Voima Oy
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1995-01-10
Also published as: FI92858B; FI924404A; FI924404A0

Description

9285892858

Menetelmä vettä sisältävän polttoaineen lämpöenergian hyödyntämiseksi 5 Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä vettä sisältävän polttoaineen, esimerkiksi turpeen, biomassan tai kivihiilen lämpö-energian hyödyntämiseksi erityisesti kaasuturbiinilaitoksissa.The present invention relates to a method for utilizing the thermal energy of an aqueous fuel, for example peat, biomass or coal, according to the preamble of claim 1, in particular in gas turbine plants.

Nykyisin esikuivattua kiinteää polttoainetta, esimerkiksi turvetta, puuhaketta tai 10 kivihiiltä, poltetaan paineistamattomana mm. arinakattilalla, pölypoltolla tai leijuker-rospoltolla. On myös tunnettua käyttää polttoöljyä ja maakaasua kaasuturbiiniproses-sissa lämmön ja sähkön tuottamiseen. Kaasuturbiiniprosessiin voidaan yhdistää myös ns. Rankine-prosessi, jossa kehitetään höyryä turbiinin pakokaasukattilalla ja syötetään se erilliseen höyryturbiiniin. Ratkaisun eräässä versiossa vesihöyry syötetään 15 injektiohöyrynä itse kaasuturbiiniin, jolloin sekä massavirta kaasuturbiinin läpi että |t· kaasun ominaislämpö kasvavat, ja kaasuturbiinin akselilta saatava teho ja prosessin hyötysuhde nousevat.At present, pre-dried solid fuel, for example peat, wood chips or 10 coal, is burned without pressure, e.g. by grate boiler, dust incineration or fluidized bed incineration. It is also known to use fuel oil and natural gas in a gas turbine process to produce heat and electricity. The so-called gas turbine process can also be combined with the so-called Rankine process in which steam is generated by a turbine exhaust boiler and fed to a separate steam turbine. In one version of the solution, the water vapor is fed as injection steam to the gas turbine itself, whereby both the mass flow through the gas turbine and the specific heat of the gas increase, and the power from the gas turbine shaft and the process efficiency increase.

Tällaisella kaasuturbiinilaitoksella voidaan hyödyntää polttoaineen lämpöenergia 20 ilman monimutkaista esikäsittelyä. Erityisiä etuja saavutetaan turpeen poltossa käyttä- mällä turpeen kaasutusta ja kuivausta painekuivaimella. Polttoaineen kuivaukseen ··· käytettävä höyry voidaan johtaa kuivurin jälkeen injektiohöyryksi kaasuturbiiniin, jolloin turpeen kosteus ei heikennä prosessihyötysuhdetta, vaan kosteus voidaan • j käyttää hyödyksi. Parhaassa tapauksessa on tarpeellista ainoastaan turpeen mekaani- : 25 nen puristus ennen käyttöä, jolloin suon esikäsittelyjä turvemateriaalin kuivaus ennalta käsin jäävät pois. Ratkaisu on taloudellisesti edullinen, koska polttoaine on . *: nykyiseen verrattuna edullista. Prosessissa hyödynnettävissä olevan turpeen hinta on • · · • # ·[ * olennaisesti alhaisempi nykyisin käytettävän kuivatun turpeen hintaan verrattuna.With such a gas turbine plant, the thermal energy 20 of the fuel can be utilized without complicated pretreatment. Particular advantages are achieved in peat combustion by using peat gasification and drying with a pressure dryer. The steam used to dry the fuel ··· can be fed after the dryer into the injection steam into the gas turbine, whereby the moisture of the peat does not impair the process efficiency, but the moisture can be • j utilized. In the best case, only mechanical compression of the peat before use is necessary, in which case pre-treatment of the bog material with pre-drying of the peat material is omitted. The solution is economically advantageous because the fuel is. *: Inexpensive compared to the current. The price of peat that can be utilized in the process is • · · • # · [* substantially lower than the price of dried peat currently used.

: Erityisen edulliseksi tilanne muodostuu, mikäli kaasuturbiinilaitos voidaan sijoittaa • · · 30 turvesuon läheisyyteen, jolloin polttoaineen kuljetuskustannukset minimoituvat.: The situation is particularly advantageous if the gas turbine plant can be located in the vicinity of • · · 30 peat bogs, thus minimizing fuel transportation costs.

» Tämänlaisia prosesseja on kuvattu esimerkiksi julkaisuissa FI 76866 ja WO 90/00219.»Such processes are described, for example, in FI 76866 and WO 90/00219.

2 92858 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jonka avulla vettä sisältäviä polttoaineita, kuten turvetta, biomassaa ja ruskohiiltä ja hiiltä voidaan käyttää aiempaa tehokkaammin hyödyksi esimerkiksi kaasuturbiiniprosesseissa.The object of the present invention is to provide a method by means of which water-containing fuels, such as peat, biomass and lignite and coal, can be utilized more efficiently, for example in gas turbine processes.

5 Keksintö perustuu siihen, että käytettävä polttoaine pyrolysoidaan osittain jo kuivai-messa tai muussa vastaavassa reaktio!aitteessa nostamalla reaktorin lämpötila riittäväksi.The invention is based on the fact that the fuel used is partially pyrolyzed already in a dryer or other similar reaction device by raising the temperature of the reactor to a sufficient level.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, 10 mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the method according to the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.The invention provides considerable advantages.

Polttoaineen kuivauksen ja pyrolysoinnin yhdistämisellä polttoaineen kosteus saadaan 15 tavanomaista alhaisemmaksi, mikä parantaa kaasuttimen lämpötasctta ja nostaa saadun tuotekaasun lämpöarvoa. Polttoaineen reaktiivisuus kasvaa käsittelyn johdosta, koska jäännöshiili kaasuuntuu nopean, korkeapaineisen höyrykäsittclyn jälkeen helpommin ja nopeammin. Tämä johtuu partikkelikoon, huokoisuuden sekä kemialli-·;· sen koostumuksen muuttumisesta. Polttoaineen viipymäaika kuivaimessa on erittäin 20 lyhyt, tyypillisesti 0.5 - 5 sekuntia. Tässä ajassa lämpötila nousee, tapahtuu kuivu-mistä ja pyrolyysiin liittyviä kemiallisia reaktioita korkeassa paineessa, joten poltto-ainepartikkeleihin kohdistuu voimakkaita vaikutuksia hyvin lyhyessä ajassa. Partikke-. ·: likoko pienenee selvästi, mikä parantaa polttoaineen kaasuuntumisominaisuuksia.By combining the drying and pyrolysis of the fuel, the moisture content of the fuel is lower than usual, which improves the temperature of the carburetor and raises the calorific value of the product gas obtained. The reactivity of the fuel increases as a result of the treatment, as the residual carbon gasifies more easily and more rapidly after rapid, high-pressure steam treatment. This is due to changes in particle size, porosity and chemical composition. The residence time of the fuel in the dryer is very 20 short, typically 0.5 to 5 seconds. During this time, the temperature rises, drying and chemical reactions related to pyrolysis take place at high pressure, so the fuel particles are subjected to strong effects in a very short time. Particles. ·: The size of the dirt is clearly reduced, which improves the gasification properties of the fuel.

v ‘ Kaasuttimeen tai polttoon syötettävän polttoaineen lämpöarvo nousee haihtuvien 25 aineiden osuuden pienetessä ja hiilipitoisuuden noustessa. Haitallisia aineita, kuten • i » klooria ju rikkiä erottuu polttoaineesta höyryvirtaan. josta ne voidaan poistaa suhteel- *. lisen helposti. Tällöin näiden yhdisteiden pitoisuudet kaasuttimessa alenevat, mikä v * vähentää korroosiota.v ‘The calorific value of the fuel fed to the carburettor or combustion increases as the proportion of volatile substances decreases and the carbon content increases. Harmful substances such as • i »chlorine ju sulfur are released from the fuel into the steam stream. from which they can be removed relatively *. easily. In this case, the concentrations of these compounds in the carburetor decrease, which v * reduces corrosion.

• · « » · · 30 Kuivaukseen ja polttoaineen pyrolyysiin voidaan käyttää voimalaitosprosessin jäte- • · · : lämpöä, mikä parantaa laitoksen sähköntuotannon hyötysuhdetta. Koska osa pyrolyy- 3 92858 sistä tehdään jo kuivaimessa, kaasuttimessa pyrolyysiin kuluva energia pienenee ja tuotekaasun energiapitoisuus kasvaa. Jätelämpöä voidaan käyttää tällä tavoin enemmän hyödyksi.• · «» · · 30 Waste heat from the power plant process can be used for drying and fuel pyrolysis, which improves the efficiency of the plant's electricity generation. Since some of the pyrolysis is already done in a dryer, the energy used for pyrolysis in the carburetor is reduced and the energy content of the product gas increases. Waste heat can be used more in this way.

5 Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin oheisen piirustuksen avulla, joka esittää yhtä kytkentää, jonka avulla keksintöä voidaan soveltaa.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, which shows a single circuit by means of which the invention can be applied.

Kuvion kytkentä esittää kytkentää sähkön tuottamiseksi kaasuturbiinilla, jossa käytetään polttoaineena turvetta. Märkä polttoturve tuodaan ensin yhteellä 1 painekuivai-10 meen 2. Kuivaimen 2 tarvitsema kuivaushöyry tuotetaan jätelämpökattilalla S ja höyryä kierrätetään puhaltimella 4 kylläisenä kuivaimen 2 ja jätelämpökattilan 5 kautta höyryputkistossa 3. Kuivaimcsta 2 lähtevään höyryputkiston 3 linjaan on liitetty erotin 6 kuivatun polttoaineen ja höyryn erottamiseksi. Erottimena 6 voidaan käyttää esimerkiksi sykionierotinta. Erottimen 6 jälkeen polttoaine johdetaan syöttö-15 linjaa 7 pitkin painekaasuttimeen 9, jossa polttoaineesta muodostetaan tuotekaasua johtamalla siihen ilmaa.The connection in the figure shows a connection for generating electricity with a gas turbine using peat as fuel. The wet combustion peat is first introduced with a pressure dryer 10 into one 2. The drying steam required by the dryer 2 is produced by a waste heat boiler S and the steam is circulated by a fan 4 through a saturated dryer 2 and a waste heat boiler 5. As the separator 6, for example, a cyclone separator can be used. After the separator 6, the fuel is led along the supply line 15 to a pressure carburetor 9, where the fuel is formed into product gas by introducing air into it.

Kuivaushöyrykierrossa 3 on erottimen 6 jälkeen haaroitus 8, jonka kautta polttoai-·:* noista vapautunut höyry poistetaan kuivaushöyrykierrosta. Vapautunut höyry johde- 20 taan haaroitusta 8 pitkin kaasuttimelta 9 lähtevään tuotekaasulinjaan 10, jolloin se sekoittuu tuotekaasuun. Tämän jälkeen sekoittuneet höyry ja kaasu joutuvat kaasun puhdistimeen 11, jossa ne käsitellään ja puhdistetaan kaasuturbiinia 14 varten ja • · johdetaan siten kaasuturbiinin polttokammioon 12. Kaasuturbiinin 14 kanssa samalle • a · • aa ’ akselille on sijoiteltu kompressori 15 ja generaattori 13. Turbiinin 14 pyörittämä 25 kompressori 15 syöttää paineistettua ilmaa ilmaputkistoon 16, joka haarautuu kaasu- • · · turbiinin polttokammioon 12 ja kaasuttimeen 9. Kaasuttimeen 9 menevässä haarassa on tehostepuhallin 17.After the separator 6, the drying steam circuit 3 has a branch 8, through which the steam released from the fuel fuels is removed from the drying steam circuit. The released steam is led along the branch 8 to the product gas line 10 leaving the carburetor 9, whereby it mixes with the product gas. The mixed steam and gas then enter a gas purifier 11, where they are treated and purified for the gas turbine 14 and thus • led to the combustion chamber 12 of the gas turbine. A compressor 15 and a generator 13 are arranged on the same shaft as the gas turbine 14. The turbine 14 The compressor 15 supplies compressed air to the air duct 16 which branches into the gas turbine combustion chamber 12 and the carburetor 9. The branch to the carburetor 9 has an booster fan 17.

♦ · · • · · « » a • aa • a *·;·' Kaasuturbiinin 14 pakokaasut johdetaan jätelämpökattilaan 5, jossa niiden lämmöllä 30 kuumennetaan kuivaimen 2 kiertoböyryä ja injektiohöyryä. Kaasuturbiinin injek- • · · : V tiohöyry kehitetään jätelämpökattilaan sovitetulla höyrystimellä 18 ja höyry johdetaan 4 92858 putkia j 19 myöten kaasuturbiinin polttokammioon 12. Kaasuturbiiniin 14 johdettavan lisähöyryn ja polttoaineesta vapautuvan höyryn avulla korvataan osittain kompressorin 15 syöttämää ilmaa, jolloin kompressorin tehontarve pienenee ja generatto-rin 13 kautta saatava teho vastaavasti lisääntyy. Jätelämpökattilassa 5 jäähtynyt kaasu 5 johdetaan puhdistukseen ja savupiippuun 20.♦ · · • · · «» a • aa • a * ·; · 'The exhaust gases of the gas turbine 14 are led to a waste heat boiler 5, where their heat 30 is used to heat the circulating steam of the dryer 2 and the injection steam. The gas turbine injection steam is generated by an evaporator 18 fitted to a waste heat boiler and the steam is led up to 4 92858 pipes j 19 to the combustion chamber 12 of the gas turbine. The power obtained through the rin 13 increases accordingly. In the waste boiler 5, the cooled gas 5 is led to the purge and the chimney 20.

Keksinnön mukaan vettä sisältävä polttoaine kuivataan paineistetussa reaktorissa ja reaktorin lämpötila nostetaan niin korkeaksi, että kuivattava polttoaine osittain pyro-lysoituu jo kuivauksen aikana. Tällöin reaktiolämpölila nostetaan tyypillisesti välille 10 250 - 400°C. Joissakin tapauksissa lämpötila voidaan pitää hieman alhaisempanakin, mutta jo välillä 200 - 250°C kuivaus- ja pyrolysointitulos jää matalan lämpötilan takia heikommaksi kuin edellä mainitulla lämpötilavälillä. Alhaisin lämpötila, jossa pyrolyysi alkaa, voidaan selvittää kulloinkin käytettävin polttoaineen ja prosessilait-teiston koeajoin. Kuivauslämpötila voidaan nostaa ainakin 450°C, mutta lämpötilan 15 nostaminen esimerkiksi kaasuturbiinikytkennässä korkeammaksi kuin turbiinin savukaasujen ulostulolämpötilaan 450 - 550°C ei enää oleellisesti lisää osittaisella pyrolysoinnilla saatavaa hyötyä. On selvää, että lopulliset laitoskohtaiset prosessiar-vot sovitetaan käytön aikana siten, että laitoksesta saadaan suurin mahdollinen hyöty .:· käytettävällä polttoaineella.According to the invention, the fuel containing water is dried in a pressurized reactor and the temperature of the reactor is raised so high that the fuel to be dried is partially pyrolyzed already during drying. In this case, the reaction temperature is typically raised to between 10,250 and 400 ° C. In some cases, the temperature can be kept slightly lower, but even between 200 and 250 ° C the drying and pyrolysis result is lower than in the above-mentioned temperature range due to the low temperature. The lowest temperature at which pyrolysis begins can be determined by the test runs of the fuel and process equipment used in each case. The drying temperature can be raised to at least 450 ° C, but raising the temperature 15, for example in a gas turbine connection, higher than the turbine flue gas outlet temperature of 450-550 ° C no longer substantially increases the benefit of partial pyrolysis. It is clear that the final plant-specific process values are adjusted during operation so as to maximize the benefits of the plant: · with the fuel used.

I”1: 20 * · · *:* Edellisen mukaan voimalaitoksella käytettävä kiinteä polttoaine kuivataan ja pyro- lysoidaan ennen syöttämistään kattilaan tai kaasuttimeen. Kuivaus ja pyrolyysi tapahtuvat korkeapaineisessa höyryatmosfaärissä. Polttoaineen kuivumisen jälkeen, ja ·’ osin myös sen aikana, tapahtuva pyrolysoituminen saadaan aikaan saattamalla polt- 25 toainepartikkelin lämpötila riittävän korkeaksi, tyypillisesti 250 - 400°C:een. Siten • · V*: keksintö soveltuu käytettäväksi kiinteän polttoaineen paineistettua polttoa tai kaasu- ··* • · · *·] * tusta hyödyntävissä voimalaitoksissa, esimerkiksi edellä kuvatun kaltaisessa laitokses- • · · : sa. Tällöin kuivattava polttoaine syötetään korkeapaineiseen reaktoriin 2, jossa ·· · vallitsee höyryatmosfaäri. Reaktorina voidaan käyttää tavanomaista paineistettua :*]*: 30 kuivainta, esimerkiksi flash·, leijukerroshöyry- tai muuta paineistettua kuivainlaitetta.I ”1:20 * · · *: * According to the above, the solid fuel used in the power plant is dried and pyrolyzed before being fed to the boiler or carburetor. Drying and pyrolysis take place in a high-pressure steam atmosphere. Pyrolysis after, and in part during, drying of the fuel is accomplished by bringing the temperature of the fuel particle sufficiently high, typically to 250-400 ° C. Thus, the invention is suitable for use in power plants utilizing pressurized combustion or gasification of solid fuel, for example in a plant such as that described above. In this case, the fuel to be dried is fed to a high-pressure reactor 2, where a vapor atmosphere prevails. As the reactor, a conventional pressurized: *] *: 30 dryer, for example a flash ·, fluidized bed steam or other pressurized dryer, can be used.

Käytettävä paine on tyypillisesti 5 - 30j bar. Reaktorissa 2 polttoaine ensin lämpenee 5 92858 höyryn painetta vastaavaan kylläiseen lämpötilaan, minkä jälkeen se alkaa kuivua. Alkuvaiheessa kuivuminen tapahtuu kuten kostealta nestepinnalta, jolloin partikkelin lämpötila pysyy kylläisen höyryn lämpötilassa. Kuivumisen edistyessä partikkelin sisäinen aineensiirto alkaa rajoittaa kosteuden siirtymistä, jolloin partikkelin lämpöti-5 la nousee. Veden poistuttua partikkelien lämpötila nousee samaksi kuin ympäristön lämpötila, mikäli lämpenemiseen vaadittava aika on riittävän pitkä. Lämpenemisen ja osittain jo kuivumisen aikana polttoaimtpartikkelit pyrolysoituvat, ts. vapauttavat osan sisältämästään orgaanisesta aineksesta. °yrolyysillä poistetaan edullisesti merkittävä osa polttoaineen haihtuvista osista, jolloin polttoaineen hiilipitoisuus ja kuiva- 1 li.The pressure used is typically 5 to 30 bar. In reactor 2, the fuel first heats up to a saturated temperature corresponding to 5,985,88 steam pressures, after which it begins to dry. In the initial stage, drying takes place as on a moist liquid surface, whereby the temperature of the particle remains at the temperature of the saturated steam. As drying progresses, the intracellular mass transfer begins to limit the transfer of moisture, causing the particle temperature to rise to 5 ° C. After the water has drained, the temperature of the particles rises to the same temperature as the ambient temperature, if the time required for warming is long enough. During heating and partly already drying, the combustion plant particles pyrolyze, i.e. release some of the organic matter they contain. ° by lysis, a significant part of the volatile parts of the fuel is preferably removed, whereby the carbon content of the fuel and the dry matter.

10 aineen lämpöarvo kohoavat. Polttoaineen viipymäaika reaktorissa on 0,5 - S sekuntia, mutta pidempiä viipymäaikoja voidaan käyttää, jos halutaan pyrolysoida suurempi osa polttoaineesta jo reaktorissa.The calorific value of 10 substances increases. The residence time of the fuel in the reactor is 0.5 - S seconds, but longer residence times can be used if it is desired to pyrolyze a larger part of the fuel already in the reactor.

Reaktorin 2 jälkeen polttoaineesta vapautunut höyry samoin kuin pyrolyysissa vapau-15 tuneet yhdisteet johdetaan kaasuturbiinin polttokammioon 12, jossa pyrolyysituotteet palavat ennen paisumistaan turbiinin 14 siivistön läpi ja kulkeutumistaan savupiippuun 20.After the reactor 2, the steam released from the fuel as well as the compounds released during pyrolysis are led to the combustion chamber 12 of the gas turbine, where the pyrolysis products burn before expanding through the turbine 14 impeller and entering the chimney 20.

Polttoaineesta vapautuvat pyrolyysituotteet ovat erilaisia orgaanisia yhdisteitä sekä 20 vettä ja kaasuja. Orgaanisten yhdisteiden vapautumiseen vaikuttaa suuresti reak-tiolämpötila; lämpötilan nostaminen lisää yhdisteiden vapautumista. Vapautuva vesi on kuivumisessa höyrystyvää polttoaineen kosteutta, mutta pyrolyysivaiheessa erottuu lisäksi osin polttoaineeseen kemiallisesti sitoutunutta vettä. Kaasut ovat hiilivetyjä sekä mm. hiilidioksidia, hiilimonoksidia ja vetyä. Jos polttoaineessa on haitallisia 25 aineita, kuten klooria, nämä aineet erottuvat käsittelyssä höyryvirtaan ja ne voidaan erottaa helposti.The pyrolysis products released from the fuel are various organic compounds as well as water and gases. The release of organic compounds is greatly influenced by the reaction temperature; raising the temperature increases the release of the compounds. The water released is the moisture of the fuel that evaporates during drying, but in the pyrolysis stage some of the water chemically bound to the fuel is also separated. The gases are hydrocarbons and e.g. carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen. If the fuel contains harmful substances, such as chlorine, these substances separate into the steam stream during processing and can be easily separated.

Keksinnön mukaan käytettävässä reaktorissa 2 käsiteltävä polttoaine on suorassa kosketuksessa ympäröivän höyryn kanssa. Lämmön tuonti reaktioon voi tapahtua 30 joko suoraan ympäröivästä höyrystä tai epäsuorasti lämmönsiirrinpintojen avulla. Reaktorin 2 jälkeen polttoaine erotetaan höyryvirrasta esim. syklonierottimella, mistä 6 92658 polttoaine johdetaan polttoon tai kaasutukseen. Höyry- ja pyrolyysituotteet erotetaan höyrypiirista syklonin jälkeen ja johdetaan joko suoraan tai puhdistimen lautta kaasuturbiinin polttokammioon. Toinen vaihtoehto on sekoittaa höyryn ja pyro-lyysituotteiden seos kaasuttimen tuotekaasuun tai kattilan sav ukaasuun ennen kaasu-5 jen puhdistusta.In the reactor 2 used according to the invention, the fuel to be treated is in direct contact with the surrounding steam. The introduction of heat into the reaction can take place either directly from the surrounding steam or indirectly by means of heat exchanger surfaces. After the reactor 2, the fuel is separated from the steam stream, e.g. by a cyclone separator, from which 6 92658 fuel is led to combustion or gasification. The steam and pyrolysis products are separated from the steam circuit after the cyclone and passed either directly or from the purifier ferry to the combustion chamber of the gas turbine. Another option is to mix the mixture of steam and pyrolysis products with the product gas from the carburetor or the flue gas from the boiler before cleaning the gases.

Tätä keksintöä voidaan soveltaa monenlaisiin järjestelmiin, joissa käytetään kuivain-ta. Kuivaimen on kuitenkin aina oltava sellainen, jonka lämpötila voidaan nostaa riittävän korkeaksi. Kuivaushöyry voidaan tuottaa erillisellä höyrynkehittimellä, 10 höyrykattilan kierrosta tai muulla tavalla esimerkiksi jossain piirin kohdassa syntyvällä jätelämmöllä. Kaasutumen ja kaasuturbiinin sijasta polttoaine voidaan käyttää muullakin tavalla, se voidaan polttaa suoraan lämmitys- tai höyrykattilassa tai kaasuttaa ja polttaa käyttämättä kaasuturbiinia. Erityisesti silloin, kun kaasuturbiinia ei käytetä, polttoaineen kuivauksessa vapautuva höyry voidaan käyttää muulla tavalla 15 hyödyksi tai päästää puhdistettuna ilmaan.The present invention can be applied to a variety of systems using a dryer. However, the dryer must always be such that the temperature can be raised high enough. The drying steam can be produced by a separate steam generator, 10 steam boiler revolutions or in some other way, for example by waste heat generated at a point in the circuit. Instead of a gas turbine and a gas turbine, the fuel can be used in other ways, it can be burned directly in a heating or steam boiler, or it can be gasified and burned without using a gas turbine. In particular, when the gas turbine is not in use, the steam released during the drying of the fuel can be otherwise utilized or released into the purified air.

Polttoaine voidaan kuivata ja pyrolysoida höyiyatmosfääiin sijasta muussakin riittävän inertissä atmosfäärissä. Prosessissa voi olla tai siihen voidaan johtaan myös happea sopivan pyrolyysiasteen saavuttamiseksi, jolloin atmosfääri ei ole täysin 20 inertti. Hapen määrä pidetään kuitenkin yleensä pienenä. Polttoaineeksi soveltuvat monet aineet, esimerkiksi turve, puu, ruskohiili, erilaiset orgaaniset ja kemialliset jätelietteet ja vastaavat.The fuel can be dried and pyrolyzed in a sufficiently sufficiently inert atmosphere instead of in a vapor atmosphere. Oxygen may also be present or introduced into the process to achieve a suitable degree of pyrolysis, in which case the atmosphere is not completely inert. However, the amount of oxygen is generally considered low. Many substances are suitable as fuel, for example peat, wood, lignite, various organic and chemical waste sludges and the like.

VaikkaJdn keksintöä voidaan soveltaa monenlaisiin energian tuotantojärjestelmiin, 25 kuten edellä on mainittu, hakijan tämänhetkisten tutkimusten mukaan edullisimmat tulokset saavutetaan esimerkissä kuvatun kaltaisella järjestelyllä, jossa polttoaine kuivataan ja kaasutetaan ja poltetaan kaasuturbiinissa, johon injektoidaan Hsähöyryä ja polttoaineen kuivatuksessa vapautunut höyry. Keksintöä voidaan kuitenkin soveltaa kaikkiin sellaisiin käYttökohteisiin, joissa vettä sisältävä polttoaine kuivataan paine-30 kuivurissa ja käytetään sen jälkeen hyödyksi suoraan polttamalla tai kaasuttamalla.Although the invention can be applied to a wide variety of energy production systems, as mentioned above, the applicant's current studies show that the most advantageous results are obtained with an arrangement as described in the example in which fuel is dried and gasified and burned in a gas turbine injected with steam and fuel drying. However, the invention can be applied to all applications in which water-containing fuel is dried in a pressure dryer and then utilized directly by combustion or gasification.

Claims

A method for utilizing the thermal energy of an aqueous fuel, comprising: 5 • drying the aqueous fuel in a reactor (2), - separating at least part of the drying medium and water vapor released from the fuel and other substances, 10 - passing the fuel to a high pressure carburetor (9) , • the gaseous fuel is used as fuel for the gas turbine (14), and 15 - at least part of the water vapor and pyrolysis products released from the fuel are fed to the gas turbine as injection steam or mixed with the gas turbine fuel or combustion air stream, • · ». . . .1 • · «·: · 20 characterized in that the fuel to be dried is partially pyrolyzed in the reactor: · by raising the temperature of the reactor (2) at least so high that pyrolysis occurs.

Process according to Claim 1, characterized in that the temperature of the reactor (2) is adjusted to between 200 and 550 ° C. V 25

· * * 3. A method according to claim 1, characterized in that the reactor ...! (2) the temperature is adjusted between 250 and 400eC. • · M

Process according to one of the preceding claims 1, characterized in that the residence time of the fuel in the reactor (2) is 0.5 to 5 seconds. 92858 g

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure in the reactor (2) is adjusted to between 5 and 30 bar.

Process according to one of the preceding claims, characterized in that the moisture content of the fuel after the reactor is adjusted to be less than 25%.

Process according to one of the preceding claims, characterized in that a substantially inert atmosphere is used in the reactor (2).

7 92858 Claims:

Method according to Claim 1, characterized in that the fuel is dried and pyrolyzed in a reactor (2) in a steam atmosphere and the drying steam of the reactor is produced by a waste heat boiler using the exhaust gases of a gas turbine (14).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reactor (2) is a flash, fluidized bed or other pressurized dryer. • · * • · · · · · • · I · * «• ·«> · • · · tl I »· · • · •» '1 92858 9 Patenlkrav: