JP2003020486A - Coal gasification equipment - Google Patents

Coal gasification equipment

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JP2003020486A
JP2003020486A JP2001205644A JP2001205644A JP2003020486A JP 2003020486 A JP2003020486 A JP 2003020486A JP 2001205644 A JP2001205644 A JP 2001205644A JP 2001205644 A JP2001205644 A JP 2001205644A JP 2003020486 A JP2003020486 A JP 2003020486A
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char
recovery unit
inorganic compound
alumina
gasification furnace
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JP2001205644A
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Japanese (ja)
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Rikuo Yamada
陸雄 山田
Akio Ueda
昭雄 植田
Kunikatsu Yoshida
邦勝 吉田
Eiji Yamaguchi
英次 山口
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Mitsubishi Power Ltd
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Babcock Hitachi KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent condensation of inorganic compounds at the heat recovery unit and the char recovery unit of coal gasification equipment. SOLUTION: This coal gasification equipment is equipped with a coal gasification furnace, the heat recovery unit, the char recovery unit and a feeder line. The heat recovery unit recovers heat in generated gas generated in the coal gasification furnace. The char recovery unit recovers char contained in the generated gas exhausted from the heat recovery unit and returns recovered char to the coal gasification furnace. The feeder line feeds a second inorganic compound for converting a first inorganic compound contained in the generated gas and condensed at least at either one temperature of the heat recovery unit or the char recovery unit.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭ガス化の技術
に係り、特に、凝縮性の高い無機化合物が含まれる生成
ガスの技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology for gasification of coal, and more particularly to a technology for product gas containing an inorganic compound having high condensability.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、石炭や重質油残さのガス化による
生成ガスを化学原料、発電用燃料、燃料電池用ガスとし
て利用することが試みられている。また、ガス化では低
質の石炭、バイオマスや石油コークスなど燃料の多様化
も進められている。特に、発電設備を備えて電力会社に
売電するIPP事業として、石炭残さを燃料とする石炭
ガス化複合発電であるIGCCは、低発熱量のガスター
ビンが開発されたことから、一気に現実のものとなっ
た。
2. Description of the Related Art In recent years, it has been attempted to use a gas produced by gasifying coal or heavy oil residue as a chemical raw material, a fuel for power generation, or a gas for a fuel cell. In gasification, fuels such as low-quality coal, biomass and petroleum coke are being diversified. In particular, IGCC, which is an integrated coal gasification combined cycle power plant that uses coal residue as fuel, is an IPP business that sells electricity to electric power companies with power generation facilities. Became.

【0003】石炭ガス化複合発電では、商用機へ向けて
の国家プロジェクトが進められているが、激しさを増す
環境アセスメントに対応するために、ガス化炉で発生す
る有機・無機物質の排ガス、排水に関して注意が喚起さ
れている。
In the integrated coal gasification combined cycle power generation, a national project for commercial machines is underway, but in order to respond to the increasing environmental assessment, exhaust gas of organic and inorganic substances generated in the gasification furnace, Attention is paid to the drainage.

【0004】ところで、燃料の多様化のため、石油コー
クスを原料とするガス化では、石油コークスのアッシュ
がガス化炉壁に付着するのを防止するために、無機化合
物の添加がされている(特開平8-143875) 。また、ガス
化炉の後続機器において凝縮性を呈する無機化合物の問
題もあり、特に、石炭ガス化複合発電のチャーリサイク
ルにおいては、凝縮性無機化合物の十分な対策はできて
いない。
In the gasification of petroleum coke as a raw material due to the diversification of fuel, an inorganic compound is added to prevent the ash of petroleum coke from adhering to the gasification furnace wall ( JP-A-8-143875). In addition, there is also a problem of inorganic compounds exhibiting condensability in the subsequent equipment of the gasification furnace, and particularly in char recycling of coal gasification combined cycle power generation, sufficient measures against condensable inorganic compounds have not been taken.

【0005】石炭ガス化は、原料の石炭を酸化剤ととも
に、高温高圧下のガス化炉へ供給することにより、可燃
性ガスを生成するものである。生成ガスは、熱回収部に
おいて熱回収された後、ガスタービン等の燃料ガスとし
て用いられる。また、熱回収部から排される生成ガス中
に含まれる未燃チャーは、熱回収部及びその後流にある
サイクロンやチャー回収部にて回収される。回収後のチ
ャーは、石炭ガス化の高効率化を図るためにリサイクル
され、ガス化炉のガス化部下段のチャーバーナから炉内
へ供給される。なお、灰分は溶融スラグとしてガス化炉
底部から炉外へ排出される。
Coal gasification is the production of flammable gas by supplying raw material coal together with an oxidizing agent to a gasification furnace under high temperature and high pressure. The produced gas is used as a fuel gas for a gas turbine or the like after the heat is recovered in the heat recovery section. The unburned char contained in the product gas discharged from the heat recovery unit is recovered by the heat recovery unit and the cyclone and the char recovery unit in the subsequent flow. The char after recovery is recycled to improve the efficiency of coal gasification, and is supplied into the furnace from the char burner in the lower stage of the gasification section of the gasification furnace. The ash is discharged as molten slag from the bottom of the gasification furnace to the outside of the furnace.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、石炭をガス化
する際に、ナトリウムやカリウム等の無機化合物が発生
する場合がある。これらの無機化合物は生成ガスととも
に排出され、熱回収部やチャー回収部において凝縮する
場合がある。すなわち、これらの無機化合物は、その組
成により、純粋化合物であるときよりも融点が低くなる
からである。例えば、ナトリウム、カリウムが等モルの
炭酸塩であれば、融点は600℃弱程度まで下がる。こ
れらの無機化合物が、熱回収部において液体及び固体と
なると、伝熱管に付着するとともに、伝熱管へのチャー
の付着をも促進することになり伝熱性能の低下を招くこ
とになる。しかも、伝熱管に付着したこれらの無機化合
物は、熱回収部で回収されるチャーとともにガス化炉に
戻されて再びガスとなって熱回収部に流入することにな
る。また、チャー回収部にフィルタを用いる場合は、そ
のフィルタにナトリウムやカリウム等の無機化合物が凝
縮すると、フィルタの材質によっては、腐食が促進さ
れ、フィルタ差圧の上昇を招き、運転継続に支障をきた
す。
However, when coal is gasified, inorganic compounds such as sodium and potassium may be generated. These inorganic compounds may be discharged together with the generated gas and may be condensed in the heat recovery unit or the char recovery unit. That is, these inorganic compounds have lower melting points than the pure compounds due to their composition. For example, when sodium and potassium are equimolar carbonates, the melting point is lowered to about 600 ° C. When these inorganic compounds become liquid or solid in the heat recovery section, they adhere to the heat transfer tube and promote the adhesion of char to the heat transfer tube, resulting in deterioration of heat transfer performance. Moreover, these inorganic compounds adhering to the heat transfer tube are returned to the gasification furnace together with the char recovered in the heat recovery section, and become gas again to flow into the heat recovery section. Also, when a filter is used in the char recovery unit, if inorganic compounds such as sodium and potassium are condensed in the filter, corrosion is promoted depending on the material of the filter, leading to an increase in the filter differential pressure, which hinders continuous operation. Come here.

【0007】本発明の課題は、熱回収部やチャー回収部
で無機化合物が凝縮するのを防ぐことにある。
An object of the present invention is to prevent the inorganic compound from condensing in the heat recovery section or the char recovery section.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の石炭ガス化装置は、石炭ガス化炉と、前記
石炭ガス化炉で生成される生成ガス中の熱を回収する熱
回収部と、前記熱回収部から排出される生成ガスに含ま
れるチャーを回収し前記石炭ガス化炉へ戻すチャー回収
部と、前記生成ガスに含まれ前記熱回収部と前記チャー
回収部の少なくとも一方の温度で凝縮性を呈する第1の
無機化合物を不揮発性無機化合物に転換させる第2の無
機化合物を供給する供給手段とを備えた構成とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a coal gasifier according to the present invention comprises a coal gasification furnace and heat for recovering heat in the product gas produced in the coal gasification furnace. A recovery unit, a char recovery unit that recovers char contained in the produced gas discharged from the heat recovery unit and returns the char to the coal gasification furnace, and at least the heat recovery unit and the char recovery unit included in the produced gas. And a supply unit that supplies a second inorganic compound that converts a first inorganic compound that exhibits a condensable property at one temperature into a nonvolatile inorganic compound.

【0009】このような構成とすることにより、生成ガ
スに含まれ熱回収部とチャー回収部の少なくとも一方の
温度で凝縮性を呈する第1の無機化合物を不揮発性無機
化合物に変化させる第2の無機化合物を供給手段から供
給することにより、第1の無機化合物は、スラグとして
ガス化炉のガス化部の下部から排出することができる。
With such a structure, the second inorganic compound contained in the generated gas and having a condensable property at the temperature of at least one of the heat recovery part and the char recovery part is changed to a non-volatile inorganic compound. By supplying the inorganic compound from the supply means, the first inorganic compound can be discharged as slag from the lower part of the gasification section of the gasification furnace.

【0010】また、第1の無機化合物は、ナトリウム化
合物とカリウム化合物の少なくとも一方であり、第2の
無機化合物は、アルミナとシリカアルミナの少なくとも
一方である構成とする。このようにすれば、第1の無機
化合物であるナトリウム化合物やカリウム化合物は、ア
ルカリ性化合物であるため、両性酸化物のアルミナや両
性酸化物と酸性化合物の混合物であるシリカアルミナと
反応し、その結果ガス化炉でスラグとして排出可能な不
揮発性無機化合物にできるので好ましい。
The first inorganic compound is at least one of a sodium compound and a potassium compound, and the second inorganic compound is at least one of alumina and silica-alumina. In this way, since the first inorganic compound, the sodium compound or the potassium compound, is an alkaline compound, it reacts with alumina, which is an amphoteric oxide, or silica alumina, which is a mixture of an amphoteric oxide and an acidic compound. A non-volatile inorganic compound that can be discharged as slag in a gasification furnace can be obtained, which is preferable.

【0011】さらに、生成ガスに含まれる第1の無機化
合物を検知する検知手段をもうけ、この検知手段により
第1の無機化合物が検知されたときに第2の無機化合物
を供給する構成とすれば、第1の無機化合物が検知され
たときに、第2の無機化合物が供給されるので、第2の
無機化合物の供給量を低減できるので好ましい。
Further, if a detecting means for detecting the first inorganic compound contained in the produced gas is provided, and the second inorganic compound is supplied when the first inorganic compound is detected by the detecting means. Since the second inorganic compound is supplied when the first inorganic compound is detected, the supply amount of the second inorganic compound can be reduced, which is preferable.

【0012】また、石炭ガス化装置は、石炭ガス化炉
と、該石炭ガス化炉にアルミナとシリカアルミナの少な
くとも一方を供給する供給手段とを備えてなる構成とす
れば、石炭ガス化炉で生成される生成ガスに含まれる凝
縮性を呈する無機化合物を、不揮発性の無機化合物に転
換し、ガス化炉でスラグとして排出できるので好まし
い。
If the coal gasifier comprises a coal gasifier, and a supply means for supplying at least one of alumina and silica-alumina to the coal gasifier, the coal gasifier is a coal gasifier. It is preferable that the condensable inorganic compound contained in the generated gas generated can be converted into a non-volatile inorganic compound and discharged as slag in the gasification furnace.

【0013】また、供給手段は、ガス化炉の下段バーナ
に設けた供給手段である構成とすれば、上段バーナより
高温度下の下段バーナから供給することにより、高融点
である不揮発性無機化合物をスラグとして排出すること
ができるので好ましい。
If the supply means is a supply means provided in the lower burner of the gasification furnace, the nonvolatile inorganic compound having a high melting point can be obtained by supplying from the lower burner at a temperature higher than that of the upper burner. Is preferable because it can be discharged as slag.

【0014】また、供給手段は、チャー回収部からガス
化炉のチャーバーナに至るチャーバーナのラインに設け
た供給手段である構成とすれば、第1の無機化合物は、
チャーとともに回収されてくるので、チャーバーナのラ
インに第2の無機化合物を供給することで、ガス化炉で
不揮発性無機化合物となりスラグとして排出することが
できる。
If the supply means is a supply means provided in the line of the char burner from the char recovery section to the char burner of the gasification furnace, the first inorganic compound is
Since it is collected together with the char, by supplying the second inorganic compound to the line of the char burner, it becomes a non-volatile inorganic compound in the gasification furnace and can be discharged as slag.

【0015】また、前記第2の無機化合物の供給量は、
前記第1の無機化合物に対して等モル以上100倍モル
以下とする。
The supply amount of the second inorganic compound is
The molar ratio of the first inorganic compound to the first inorganic compound is 100 times or more.

【0016】また、検知手段は、チャー回収部から流出
する生成ガス後流側に設ける構成とすれば、チャー回収
後の生成ガスであるため、チャーをほとんど含んでおら
ず、第1の無機化合物の検出が容易にできる。
Further, if the detection means is provided on the downstream side of the product gas flowing out from the char recovery unit, since it is the product gas after the char recovery, it hardly contains char and the first inorganic compound Can be easily detected.

【0017】また、検知手段が所定値以上の第1の無機
化合物量を検知したときに、第2の無機化合物を供給す
る構成とする。
The second inorganic compound is supplied when the detecting means detects the amount of the first inorganic compound equal to or more than a predetermined value.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用してなる石炭
ガス化装置の実施形態について図1を参照して説明す
る。図1は、本発明を適用してなる石炭ガス化装置の一
実施形態の概念構成を示すブロック図である。本実施形
態の石炭ガス化装置は、図1に示すように、石炭を酸化
剤とともに高温高圧下で可燃性ガスとするガス化炉1を
有している。ガス化炉1は、上段バーナ3、下段バーナ
5及びチャーバーナ7を備えている。ガス化炉1で生成
される高温の生成ガスは、スチームを発生する伝熱管を
備えた熱回収部11へ送られ、ここで熱回収される。熱
回収された生成ガスは、サイクロン13へ送られ、ここ
でガス中に含まれる粗粒状のチャーが回収される。サイ
クロン13から生成ガスは、細粒状のチャーを回収する
フィルタを用いて形成されたチャー回収部15へ送ら
れ、ガス中に含まれるチャーが回収される。熱回収部1
1、サイクロン13及びチャー回収部15で回収される
チャーは、チャーバーナのライン19を介してガス化炉
1のチャーバーナ7へ送られる。チャー回収部15でチ
ャーを回収された生成ガスは、水洗部21へ送られ、こ
こで生成ガスに含まれる塩化水素やアンモニアの他、そ
の他のトレースエレメントが除去される。次に、生成ガ
スはCOS転化部23へ送られ、ここで生成ガスに含ま
れる硫化カルボニル(COS)が硫化水素(HS)に転換
される。生成ガスは、COS転化部23から湿式ガス精
製装置25へ送られて、硫化水素を濃縮分離し硫化水素
を含まない生成ガスと、硫化水素を高濃度に濃縮したC
を含む再生ガスとに分けられる。硫化水素を含まな
い生成ガスは、ガスタービン45へ送られ、燃料として
使われる。再生ガスは、LPG、LNGあるいは軽油な
どの燃料27と空気29を加え、HS燃焼器31へ送
られて、HSが燃焼され、三酸化イオウ(SO)を含
んだ燃焼ガスとなる。この燃焼ガスは、熱交換器33へ
送られて熱交換され300℃以上になる。熱交換された
燃焼ガスは、充填塔35へ送られ、ここで希硫酸を噴霧
され、60〜80℃までに冷却され、被処理ガスとな
る。被処理ガスは、気液分離器のデミスタ37へ送ら
れ、そのガス中に含まれる硫酸ミストが除去される。硫
酸ミストが除去された被処理ガスは、脱硫装置39へ送
られ、ここで石灰石石膏法で脱硫され石膏41として回
収され、無害化される。無害化されたガスは、煙突43
へ送られ大気に排出される。なお、タービン45へ燃料
として送られた生成ガスは、燃焼後に排熱回収部47で
熱回収され、煙突43から大気に排出される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a coal gasifier to which the present invention is applied will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a conceptual configuration of an embodiment of a coal gasification apparatus to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the coal gasifier of the present embodiment has a gasification furnace 1 for converting coal into a combustible gas under high temperature and high pressure together with an oxidizer. The gasification furnace 1 includes an upper burner 3, a lower burner 5, and a char burner 7. The high-temperature generated gas generated in the gasification furnace 1 is sent to the heat recovery unit 11 equipped with a heat transfer tube that generates steam, and heat is recovered there. The heat-recovered product gas is sent to the cyclone 13, where the coarse-grained char contained in the gas is recovered. The generated gas from the cyclone 13 is sent to a char recovery unit 15 formed using a filter that recovers fine-grained char, and the char contained in the gas is recovered. Heat recovery unit 1
The char recovered by 1, the cyclone 13 and the char recovery unit 15 is sent to the char burner 7 of the gasification furnace 1 through the line 19 of the char burner. The produced gas from which the char is recovered by the char recovery unit 15 is sent to the water washing unit 21, where hydrogen chloride and ammonia contained in the produced gas and other trace elements are removed. Next, the produced gas is sent to the COS conversion section 23, where the carbonyl sulfide (COS) contained in the produced gas is converted into hydrogen sulfide (H 2 S). The produced gas is sent from the COS conversion unit 23 to the wet gas purifier 25, where hydrogen sulfide is concentrated and separated to produce hydrogen-free product gas, and hydrogen sulfide is concentrated to a high concentration C.
It is divided into a regeneration gas containing O 2 . The produced gas containing no hydrogen sulfide is sent to the gas turbine 45 and used as fuel. The regenerated gas is mixed with fuel 27 such as LPG, LNG, or light oil and air 29, and is sent to a H 2 S combustor 31 where H 2 S is burned and combustion gas containing sulfur trioxide (SO 3 ). Become. This combustion gas is sent to the heat exchanger 33 and heat-exchanged, and the temperature becomes 300 ° C. or higher. The heat-exchanged combustion gas is sent to the packed tower 35, where dilute sulfuric acid is sprayed and cooled to 60 to 80 ° C. to be a gas to be treated. The gas to be processed is sent to the demister 37 of the gas-liquid separator, and the sulfuric acid mist contained in the gas is removed. The to-be-processed gas from which the sulfuric acid mist is removed is sent to the desulfurization device 39, where it is desulfurized by the limestone gypsum method and recovered as gypsum 41 to be rendered harmless. The detoxified gas is the chimney 43
Is discharged to the atmosphere. The produced gas sent to the turbine 45 as fuel is recovered in heat by the exhaust heat recovery unit 47 after combustion and is exhausted from the chimney 43 to the atmosphere.

【0019】次に、本発明の特徴部について説明する。
本発明の解決課題で述べたように、石炭ガス化装置で
は、石炭をガス化する際にナトリウムやカリウム等の無
機化合物が発生すると、これらは生成ガスとともに排出
されて熱回収部11やチャー回収部15で凝縮する場合
がある。凝縮した無機化合物は、熱回収部11の伝熱管
に付着するとともに、チャーの付着も促進して伝熱性能
の低下を招く。また、チャー回収部15にナトリウムや
カリウム等の無機化合物が凝縮すると、フィルタの材質
によっては、腐食が促進され、フィルタ差圧の上昇を招
き、運転継続に支障をきたす。しかも、これら無機化合
物は、チャーとともに回収されてガス化炉1でガスとな
って再び熱回収部11やチャー回収部15に流入するこ
とになる。
Next, the features of the present invention will be described.
As described in the problem to be solved by the present invention, in the coal gasifier, when inorganic compounds such as sodium and potassium are generated during gasification of coal, these are discharged together with the generated gas to recover the heat recovery unit 11 and the char. It may be condensed in the part 15. The condensed inorganic compound adheres to the heat transfer tube of the heat recovery unit 11 and also promotes the adhesion of char to cause a decrease in heat transfer performance. In addition, when inorganic compounds such as sodium and potassium are condensed in the char recovery unit 15, corrosion is promoted depending on the material of the filter, which causes an increase in the filter differential pressure, which hinders continuous operation. Moreover, these inorganic compounds are recovered together with the char, become a gas in the gasification furnace 1, and flow into the heat recovery section 11 and the char recovery section 15 again.

【0020】この問題を解決すべく、本発明は、下段バ
ーナ5を介してアルミナ供給手段9よりアルミナを投入
することを特徴とする。すなわち、ガス化炉1の上段バ
ーナ3及び下段バーナ5から供給された石炭は、酸化剤
とともに高温高圧下で、一酸化炭素や水素等を含む可燃
性の生成ガスとなる。この生成ガス中に、ナトリウムや
カリウム等の無機化合物が存在すると、これらの無機化
合物は、その組成により純粋化合物であるときよりも融
点が低くなる融点降下を生じる。例えば、ナトリウム、
カリウムが等モルの炭酸塩であれば、融点は600℃弱
程度まで下がる。そのため、これらの無機化合物は、熱
回収部11において液体及び固体となる場合がある。そ
して、液体となった無機化合物が伝熱管に付着すると、
伝熱管へのチャーの付着を促進し、伝熱性能の低下を招
くことになる。また、これらの無機化合物が、チャーと
ともに回収されても、ガス化炉1へ戻されて再びガスと
なって熱回収部11へ循環される。また、チャー回収部
のフィルタにナトリウムやカリウム等の無機化合物が凝
縮すると、フィルタ差圧の上昇を招き、運転継続に支障
をきたす。
In order to solve this problem, the present invention is characterized in that alumina is supplied from the alumina supply means 9 through the lower burner 5. That is, the coal supplied from the upper burner 3 and the lower burner 5 of the gasification furnace 1 becomes a combustible product gas containing carbon monoxide, hydrogen and the like under high temperature and high pressure together with the oxidizing agent. When inorganic compounds such as sodium and potassium are present in the produced gas, these inorganic compounds have a melting point lower than that of a pure compound due to their composition. For example, sodium,
If potassium is an equimolar carbonate, the melting point drops to about 600 ° C. Therefore, these inorganic compounds may become liquid and solid in the heat recovery part 11. When the liquid inorganic compound adheres to the heat transfer tube,
This promotes the adhesion of char to the heat transfer tube, resulting in a decrease in heat transfer performance. Further, even if these inorganic compounds are recovered together with the char, they are returned to the gasification furnace 1 to be gas again and circulated to the heat recovery section 11. In addition, when inorganic compounds such as sodium and potassium are condensed on the filter of the char recovery unit, the pressure difference of the filter is increased, which hinders continuous operation.

【0021】そこで、下段バーナ5にアルミナ供給手段
9を設けてアルミナを供給すると、ナトリウムやカリウ
ム等の無機化合物が不揮発性の無機化合物に転換する。
これにより、熱回収部11やチャー回収部15での凝縮
を防ぐことができる。一方、転換された無機化合物は、
ガス化炉1で溶融され、スラグとしてガス化炉1の下部
より排出できる。
Therefore, when alumina supplying means 9 is provided in the lower burner 5 and alumina is supplied, inorganic compounds such as sodium and potassium are converted into non-volatile inorganic compounds.
This can prevent condensation in the heat recovery unit 11 and the char recovery unit 15. On the other hand, the converted inorganic compound is
It is melted in the gasification furnace 1 and can be discharged as slag from the lower part of the gasification furnace 1.

【0022】上記例では、アルミナを添加するとした
が、これに限らず、シリカアルミナ等でもよい。すなわ
ち、ガス化炉1で発生するナトリウムやカリウム等の無
機化合物は、アルカリ性化合物であるため、両性酸化物
のアルミナや両性酸化物と酸性化合物の混合物であるシ
リカアルミナと反応し、その結果ガス化炉1で排出可能
な不揮発性無機化合物となるからである。例えば、下記
の(1)式のように、ガス化炉1で発生した無機化合物が
酸化ナトリウム(NaO)であるときは、アルミナ(A
)を供給することにより、不揮発性の無機化合
物であるアルミン酸ナトリウム(NaAlO)となるか
らである。 NaO+Al→2NaAlO……(1) ここで、供給するアルミナやシリカアルミナの量は、例
えば、ナトリウムの無機化合物の等モル以上100倍モ
ルが必要である。しかし、伝熱管の熱回収性能が低下傾
向を示したときに、アルミナやシリカアルミナを供給す
るようにしてもよい。
Although alumina is added in the above example, the present invention is not limited to this, and silica alumina or the like may be used. That is, since inorganic compounds such as sodium and potassium generated in the gasification furnace 1 are alkaline compounds, they react with alumina, which is an amphoteric oxide, or silica alumina, which is a mixture of an amphoteric oxide and an acidic compound, resulting in gasification. This is because it becomes a non-volatile inorganic compound that can be discharged in the furnace 1. For example, when the inorganic compound generated in the gasification furnace 1 is sodium oxide (Na 2 O) as shown in the following formula (1), alumina (A
This is because by supplying l 2 O 3 ), sodium aluminate (NaAlO 2 ) which is a nonvolatile inorganic compound is formed. Na 2 O + Al 2 O 3 → 2NaAlO 2 (1) Here, the amount of alumina or silica-alumina to be supplied needs to be, for example, equal to or more than 100 times the molar amount of the inorganic compound of sodium. However, alumina or silica-alumina may be supplied when the heat recovery performance of the heat transfer tube tends to decrease.

【0023】一方、ナトリウムやカリウム等の無機化合
物が濃縮してくると、これら無機化合物の蒸気圧が上昇
し、チャー回収部15のフィルタを通過する生成ガスに
含まれる凝縮性無機化合物濃度が増大する。したがっ
て、チャー回収部15から排出する生成ガス中の無機化
合物の濃度を検知することによって、チャー回収部15
のフィルタにおける無機化合物の凝縮を検知することが
できる。そこで、チャー回収部15から水洗部21への
生成ガスの流路途中に生成ガスの一部を抽出して、ガス
中の無機化合物量を検知する検知部17を設ける。検知
部17には、例えば光散乱方式ダストモニタ等が使われ
る。つまり、この生成ガスを、大気温度下にある検知部
17に導くと、凝縮性無機化合物はミストや固体となる
ので、検知できる。このミストや固体が、予め定めた設
定値以上となったときに、アルミナやシリカアルミナを
供給するようにすることができる。ガス化炉1の下段バ
ーナ5に設けられたアルミナ供給手段9は、検知部17
と信号線で結ばれ、供給を制御している。
On the other hand, when inorganic compounds such as sodium and potassium are concentrated, the vapor pressure of these inorganic compounds rises, and the concentration of the condensable inorganic compounds contained in the produced gas passing through the filter of the char recovery unit 15 increases. To do. Therefore, by detecting the concentration of the inorganic compound in the generated gas discharged from the char recovery unit 15, the char recovery unit 15 can be detected.
It is possible to detect the condensation of the inorganic compound in the filter. Therefore, a detection unit 17 is provided in the middle of the flow path of the generated gas from the char recovery unit 15 to the water washing unit 21 to detect the amount of the inorganic compound in the gas by extracting a part of the generated gas. For the detection unit 17, for example, a light scattering type dust monitor or the like is used. That is, when this generated gas is introduced to the detection unit 17 at the atmospheric temperature, the condensable inorganic compound becomes mist or solid, and can be detected. Alumina or silica-alumina can be supplied when the mist or solid exceeds a predetermined set value. The alumina supply means 9 provided in the lower burner 5 of the gasification furnace 1 includes a detector 17
It is connected with a signal line to control the supply.

【0024】以下に、実際にアルミナ等を供給したとき
の試験結果を説明する。 (試験1)石炭及び酸化剤を上下段バーナから供給し、チ
ャーリサイクルを実施したところ、熱回収部伝熱特性が
18W/mKと低くなった。そこで、ガス化炉に濃縮
されたナトリウムやカリウムの無機化合物に対して50
倍モルのアルミナを下段バーナから供給し、スートブロ
ーを実施しながら、熱回収部特性が静定したところで評
価したところ、管外熱伝達係数が30W/mKと高く
なった。 (試験2)上記の試験1において、ナトリウムやカリウム
の無機化合物に対して、供給するアルミナを等モルより
少なくしたら実効がなかったが、等モルから100倍モ
ルとしたら管外熱伝達係数は向上した。100倍モルを
超えると向上の変化はなかった。 (試験3)上記の試験1において、アルミナの代わりにシ
リカアルミナとしてゼオライトを添加したところ、管外
熱伝達係数は32W/mKと高くなった。 (試験4)上記の試験1において、アルミナの代わりにコ
ランダムを使用したところ、管外熱伝達係数は31W/
Kと高くなった。 (試験5)石炭及び酸化剤を上下段バーナから供給し、チ
ャーリサイクルを実施したところ、チャー回収部に用い
たフィルタ上にナトリウムやカリウムの無機化合物が濃
縮された。このとき、ダストモニタの数値が上昇した。
チャーに堆積した灰成分中のナトリウムやカリウムの無
機化合物が15%以上となるとチャー回収部出口温度4
00℃でフィルタはアルカリ腐食を起こしていた。この
値をアルミナやシリカアルミナを供給するための設定値
とすることができる。
The test results when alumina or the like is actually supplied will be described below. (Test 1) When charcoal and an oxidizer were supplied from the upper and lower burners and char recycling was performed, the heat transfer characteristics of the heat recovery part were as low as 18 W / m 2 K. Therefore, the amount of sodium and potassium inorganic compounds concentrated in the gasifier is 50
When double-molar alumina was supplied from the lower burner and soot blowing was carried out, and when the characteristics of the heat recovery part were statically determined and evaluated, the external heat transfer coefficient was as high as 30 W / m 2 K. (Test 2) In Test 1 described above, when the amount of alumina to be supplied was less than equimolar to the inorganic compounds of sodium and potassium, it was ineffective, but when the amount was changed from equimolar to 100 times, the heat transfer coefficient outside the tube was improved. did. There was no change in improvement when the amount exceeded 100 times. (Test 3) In the above Test 1, when zeolite was added as silica alumina instead of alumina, the external heat transfer coefficient increased to 32 W / m 2 K. (Test 4) In Test 1 above, when corundum was used instead of alumina, the external heat transfer coefficient was 31 W /
It was as high as m 2 K. (Test 5) When charcoal and an oxidizing agent were supplied from the upper and lower burners and char recycling was carried out, inorganic compounds such as sodium and potassium were concentrated on the filter used in the char recovery unit. At this time, the value on the dust monitor increased.
When the inorganic compounds such as sodium and potassium in the ash component deposited on the char become 15% or more, the char recovery unit outlet temperature 4
At 00 ° C, the filter had alkali corrosion. This value can be set as a set value for supplying alumina or silica-alumina.

【0025】このように、アルミナやシリカアルミナ等
を下段バーナ5から供給することにより、ガス化炉1で
発生するナトリウムやカリウムの無機化合物等が不揮発
性の無機化合物に転換され、ガス化炉1でスラグとして
排出できるので、熱回収部11やチャー回収部15で凝
縮しないようにできる。
As described above, by supplying alumina, silica alumina, etc. from the lower burner 5, the inorganic compounds such as sodium and potassium generated in the gasification furnace 1 are converted into non-volatile inorganic compounds, and the gasification furnace 1 Since it can be discharged as slag, the heat recovery section 11 and the char recovery section 15 can be prevented from condensing.

【0026】また、本実施形態では、下段バーナ5にア
ルミナ供給手段9を設けたが、これに限定するものでな
い。ナトリウムやカリウム等の無機化合物が、供給され
るアルミナにより不揮発性の無機化合物に転換され、ス
ラグとして溶融排出できるように、アルミナ供給手段を
設ければよい。例えば、図2に示すように、アルミナ供
給手段をチャーバーナのライン19に設けてもよい。チ
ャーとともに回収されてくるナトリウムやカリウム等の
無機化合物を、不揮発性の無機化合物に転換すべく、チ
ャーバーナのライン19にアルミナを供給するものであ
る。チャーバーナは、ガス化炉の下段位置に配されてい
るので、下段バーナと同様、高温度下にある。したがっ
て、ナトリウムやカリウムの無機化合物はアルミナによ
り不揮発性の無機化合物に転換され、溶融してスラグと
してガス化炉1から排出されるので、熱回収部11やチ
ャー回収部15で凝縮しない。また、チャーバーナ7に
アルミナ供給手段9を設けてもよい。これらの場合も、
アルミナの代わりにシリカアルミナを供給してもよい。
In this embodiment, the lower burner 5 is provided with the alumina supply means 9, but the present invention is not limited to this. An alumina supply unit may be provided so that an inorganic compound such as sodium or potassium is converted into a nonvolatile inorganic compound by the supplied alumina and can be melted and discharged as slag. For example, as shown in FIG. 2, the alumina supplying means may be provided in the line 19 of the char burner. Alumina is supplied to the line 19 of the char burner in order to convert inorganic compounds such as sodium and potassium recovered with char into non-volatile inorganic compounds. Since the char burner is arranged at the lower position of the gasification furnace, it is at a high temperature like the lower burner. Therefore, the inorganic compounds of sodium and potassium are converted into non-volatile inorganic compounds by alumina, melted and discharged from the gasification furnace 1 as slag, so that they are not condensed in the heat recovery unit 11 or the char recovery unit 15. Further, the char burner 7 may be provided with the alumina supply means 9. In these cases too,
Silica alumina may be supplied instead of alumina.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱回収部やチャー回収部で無機化合物が凝縮するのを防
ぐことができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to prevent the inorganic compound from condensing in the heat recovery unit or the char recovery unit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明を適用してなる一実施形態の概念構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a conceptual configuration of an embodiment to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用してなる一実施形態の変形例の概
念構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a conceptual configuration of a modified example of the embodiment to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガス化炉 3 上段バーナ 5 下段バーナ 7 チャーバーナ 9 アルミナ供給手段 11 熱回収部 13 サイクロン 15 チャー回収部 17 検知部 19 ライン 1 gasification furnace 3 Upper burner 5 Lower burner 7 Char Burner 9 Alumina supply means 11 Heat recovery section 13 cyclone 15 Char collection department 17 Detector 19 lines

フロントページの続き (72)発明者 吉田 邦勝 広島県呉市宝町3番36号 バブコック日立 株式会社呉研究所内 (72)発明者 山口 英次 広島県呉市宝町6番9号 バブコック日立 株式会社呉事業所内Continued front page    (72) Inventor Kunikatsu Yoshida             Babcock Hitachi 3-36 Takaracho, Kure City, Hiroshima Prefecture             Kure Institute Co., Ltd. (72) Inventor Eiji Yamaguchi             Babcock Hitachi 6-9 Takaracho, Kure City, Hiroshima Prefecture             Kure Office Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 石炭ガス化炉と、前記石炭ガス化炉で生
成される生成ガス中の熱を回収する熱回収部と、前記熱
回収部から排出される生成ガスに含まれるチャーを回収
し前記石炭ガス化炉へ戻すチャー回収部と、前記生成ガ
スに含まれ前記熱回収部と前記チャー回収部の少なくと
も一方の温度で凝縮性を呈する第1の無機化合物を不揮
発性無機化合物に転換させる第2の無機化合物を供給す
る供給手段とを備えた石炭ガス化装置。
1. A coal gasification furnace, a heat recovery unit for recovering heat in the generated gas generated in the coal gasification furnace, and a char contained in the generated gas discharged from the heat recovery unit. A char recovery unit for returning to the coal gasification furnace, and a first inorganic compound contained in the produced gas and exhibiting condensability at a temperature of at least one of the heat recovery unit and the char recovery unit are converted into a nonvolatile inorganic compound. A coal gasifier comprising a supply means for supplying a second inorganic compound.
【請求項2】 請求項1において、前記第1の無機化合
物はナトリウム化合物とカリウム化合物の少なくとも一
方であり、前記第2の無機化合物はアルミナとシリカア
ルミナの少なくとも一方である石炭ガス化装置。
2. The coal gasifier according to claim 1, wherein the first inorganic compound is at least one of a sodium compound and a potassium compound, and the second inorganic compound is at least one of alumina and silica-alumina.
【請求項3】 請求項1又は2において、前記生成ガス
に含まれる前記第1の無機化合物を検知する検知手段を
設け、この検知手段により前記第1の無機化合物が検知
されたときに前記第2の無機化合物を供給するようにし
たことを特徴とする石炭ガス化装置。
3. The detection device according to claim 1 or 2, further comprising a detection unit that detects the first inorganic compound contained in the generated gas, and the detection unit detects the first inorganic compound when the first inorganic compound is detected. A coal gasifier characterized in that the inorganic compound 2 is supplied.
【請求項4】 石炭ガス化炉と、該石炭ガス化炉にアル
ミナとシリカアルミナの少なくとも一方を供給する供給
手段とを備えた石炭ガス化装置。
4. A coal gasifier comprising a coal gasification furnace and a supply means for supplying at least one of alumina and silica-alumina to the coal gasification furnace.
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