JP2587469B2

JP2587469B2 - 石炭ガス化燃料の低ＮＯｘ化処理方法

Info

Publication number: JP2587469B2
Application number: JP20955988A
Authority: JP
Inventors: 俊夫阿部; 幹夫佐藤
Original assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Current assignee: Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date: 1988-08-25
Filing date: 1988-08-25
Publication date: 1997-03-05
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: JPH0258598A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は石炭ガス化燃料の低NOx化処理方法に関す
る。更に詳述すると、本発明は石炭ガス化燃料に不純物
として含まれるアンモニアを乾式で連続的に除去する方
法に関する。

（従来の技術）近年、高効率で環境保全性に優れた石炭利用新技術と
して石炭ガス化複合発電が国内外において注目されてい
る。石炭ガス化複合発電とは石炭をガス化炉でガス化
し、これをガス精製装置により脱硫、脱塵した後、ガス
タービン燃焼器で燃焼させることによりガスタービンで
発電すると同時にその排熱で蒸気を発生させて蒸気ター
ビンでも発電する方式である。

ところで、このようなガスタービン等の燃焼にあって
は、窒素酸化物NOxの生成を伴うが、窒素酸化物は光化
学スモッグなどの原因となる環境汚染物質であるため、
環境に放出できる量・濃度は厳しく規制されている。

そこで、従来のNOx防止対策としてはNOxの発生を抑え
る燃焼技術の採用、燃焼排ガス中のNOxを除去する脱硝
技術の採用が一般的である。しかし、燃焼自体が問題と
されることは従来なく、また燃料自体にNOxの原因とな
るアンモニアが問題となる程含まれることもなかった。

ところが、石炭をガス化炉でガス化する時、石炭中の
窒素分の一部がアンモニア（NH₃）に転換するため、石
炭ガス化燃料中にはNH₃が不純物として含まれることに
なる。NH₃は水に吸収されやすいため、ガス精製をスク
ラバーなどの湿式方法で行う場合にはNH₃は容易に除去
される。しかしながらその場合には石炭ガス化燃料の温
度が下がるため、石炭ガス化複合発電システムにおける
熱効率が低下する。このため、石炭ガス化複合発電シス
テムにおけるガス精製はドライ（乾式）状態で行う方法
が要望される。しかし、その場合には石炭ガス化炉内で
生成されたNH₃はほとんどそのままの濃度でガスタービ
ン燃焼器に供給されることとなる。そして、この燃焼中
に含まれるNH₃は燃焼の過程で容易に窒素酸化物（NOx）
に転換する。

石炭ガス化炉内で生成されるアンモニア濃度は石炭種
やガス化条件によって異なるが数百ppmから数千ppmとさ
れ、ガスタービン燃焼器で発生するNOxのうちNH₃に起因
するNOxの占める割合は高い。このため石炭ガス化燃料
中のNH₃に起因する窒素酸化物を低減させるための石炭
ガス化複合発電システムにおける低NOx化技術が必要と
されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、石炭ガス化燃料は通常の気体燃料に比
べ極めて低カロリー（2000kcal以下）で燃え難いガスで
ある上にガスタービン燃焼器での燃焼は火炎伝播速度を
上回る速度で燃料が流れるため益々着火し難く火炎安定
性に欠ける燃焼条件にある。このため、ガスタービン燃
焼器において燃料中のNH₃に起因する窒素酸化物を低減
させるための燃焼技術を確立することはとても難度が高
く現在鋭意研究開発が進められているが未だ実現するに
至っていない。また、燃焼排ガス中のNOxを除去する方
法として一般的なアンモニア注入による触媒式排煙脱硝
装置は既に確立した技術であると言えるが、高価な触媒
を使用すると共に約３万時間毎に触媒を交換しなければ
ならないことから、石炭ガス化複合発電システムに設置
することはシステムの運転の上からも経済的にも大きな
負担となる。

そこで本発明は燃料自体の改善、即ち石炭ガス化燃料
の低NOx化処理方法を提供することを目的とする。具体
的には、石炭ガス化燃料中のアンモニアを乾式で連続的
に除去する方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）かかる目的を達成するため、本発明の石炭ガス化燃料
の低NOx化処理は、石炭ガス化炉を出てガスタービン燃
焼器に供給する前の冷却された石炭ガス化燃料中に、酸
素あるいは酸素を含む気体若しくは蒸発して酸素ガスを
生ずる化合物を注入し混合拡散し、その後反応温度以上
に加熱して分解反応させてから前記ガスタービン燃焼器
に供給するするようにしている。

また、本発明の石炭ガス化燃料の低NOx化処理は、石
炭ガス化炉を出てガスタービン燃焼器に供給する前の冷
却された石炭ガス化燃料中に、酸素あるいは酸素を含む
気体若しくは蒸発して酸素ガスを生ずる化合物と共に窒
素酸化物を注入し混合拡散し、その後反応温度以上に加
熱して分解反応させてから前記ガスタービン燃焼器に供
給するようにしている。

本発明において、酸素を含む気体としては例えば空気
が一般的であるがこれに限定されるものではなく、燃料
成分ないし燃焼に悪影響を与えないものであれば酸素を
含む全ての気体が使用可能である。また、蒸発して酸素
を生ずる化合物としては過酸化水素水などが含まれる。
尚、本明細書において特に断りがない限り、酸素と表現
する場合には、酸素を含む気体若しくは蒸発して酸素ガ
スを生ずる化合物が得られる酸素を含む。

また窒素酸化物としてはNO,N₂O,NO₂などが好適であ
る。この窒素酸化物の注入はアンモニアの分解の下限温
度を引下げる。

これら注入気体の量はアンモニアに対する酸素濃度の
比O₂/NH₃において１〜３の範囲であるとが好ましく、ア
ンモニアに対する窒素酸化物濃度の比はNO/NH₃は0.5〜
１の範囲であることが好ましい。O₂/NH₃比は１より大き
いとアンモニアの分解には効果的であるが３を越えると
生成NO量が無視できない程度に増大し、全体として低NO
x化に効果がなくなるからである。また、１未満である
と多くのアンモニアが分解されずに残ってしまう。

また、上述の濃度比の酸素注入と同時にNOxを注入す
るとNH₃を分解する下限温度を低下させる効果がある
が、NOx/NH₃比が0.5未満であるとその効果は少なく、１
を越えると残存NO量が無視できない量となる。

また、本発明において、微量の酸素等を含む石炭ガス
化燃料は、好ましくはガスタービン燃焼器の燃焼室に沿
って微量の酸素等を注入した石炭ガス化燃料を導入し、
燃焼室の熱を利用して加熱する。また、ガスタービン燃
焼器の排気口に熱交換器を設置し、燃焼ガスの熱を利用
して加熱することも好適な実施の一例であるし、ガスタ
ービンからの排ガスと熱交換し、微量の酸素等を注入し
た石炭ガス化燃料を加熱することも好ましい。更に本発
明は、微量の酸素等を注入した石炭ガス化燃料をガスタ
ービン燃焼器内の再循環流内に噴射し、該循環流内で分
解反応を進めることを特徴とする。

（作用）したがって、石炭ガス化燃料中のNH₃は酸素および窒
素酸化物と反応して窒素（N₂）と水（H₂O）に分解され
る。

すなわち、石炭ガス化燃料中のNH₃は、当該燃料中に
反応温度より比較的低温の時に注入されて均一に拡散さ
れたO₂によって、HCNやCNおよびNHi（NH₂,NHなど）に分
解され、その後一部はO₂と反応してNOを生成したり、N₂
に還元される。

本発明はNH₃のO₂による分解とその反応過程に伴うNO
のNH₃との反応を利用して石炭ガス化燃料中のNH₃の分解
を図る。この反応は気相で行われるため触媒を必要とし
ない。また、O₂の共存下でのみNH₃とNOの反応がおこな
われるのであるから、窒素酸化物と共に酸素を混合して
石炭ガス化燃料中に注入すればNH₃はO₂および窒素酸化
物によって分解される。また、注入する酸素および窒素
酸化物は石炭ガス化燃料中のNH₃濃度の最大数倍程度の
微量のため石炭ガス化燃料の他の組成変化に及ぼす影響
は問題にならないほど僅かである。

（実施例）以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。

まず、第11図に本発明を実施する石炭ガス化複合発電
システムの概要を示す。該図において、１は石炭ガス化
炉、２は石炭ガス化燃料を脱硫・脱塵処理可能な温度ま
で冷却するガス冷却器・熱交換器、３は石炭ガス化燃料
中に含まれるチャー（すす）を捕集するサイクロン集塵
器、４は石炭ガス化燃料中のH₂Sやサイクロン３で捕集
しきれなかったチャー等を除去するクリーンアップ（脱
硫・脱塵）装置、５はガスタービン設備、６は蒸気ター
ビン設備、７はガスタービン燃焼器９に供給する前の石
炭ガス化燃料に所望濃度比の酸素等を微量注入するため
の酸素注入手段である。また、ガスタービン設備５は微
量の酸素等を注入した石炭ガス化燃料を反応温度以上に
加熱する加熱手段８、ガスタービン用燃焼器９及びガス
タービン10を含む。

尚、石炭ガス化炉１とガス冷却器２とは一般に一体的
に構成されるため、ガス冷却器２を含めて石炭ガス化炉
と呼ぶことが多い。そこで、本明細書においては、石炭
ガス化炉を出てガスタービン燃焼器に供給する前の冷却
された石炭ガス化燃料とは、第11図のシステムにおい
て、ガス冷却器２以降で加熱手段８までの石炭ガス化燃
料供給系を流れるガスを意味する。

したがって、該システムにおいて、石炭ガス化炉１を
出た後の石炭ガス化燃料は、脱硫・脱塵装置４で取扱え
る程度の温度でかつ可能な限り高い温度、通常400℃程
度まで冷却されており、NH₃の分解反応温度（700℃）よ
りもはるかに低い。このため酸素等を注入しても反応し
ない。石炭ガス化燃料への微量の酸素の注入は、本実施
例の場合、H₂Sやチャー等が除去された後の工程におい
て、石炭ガス化燃料供給系の配管内に突出させたノズル
等を使用して行なわれる。しかしながら、酸素等の注入
は石炭ガス化炉のガス冷却器２とガスタービン燃焼器９
との間であれば、どこででも注入可能である。本実施例
の場合、注入酸素として空気が使用されている。空気は
石炭ガス化燃料中に噴射されると、未反応のまま拡散
し、均一な混合状態となる。その後、微量の酸素等を含
む石炭ガス化ガスは加熱手段８において加熱され反応温
度に達する。従って、石炭ガス化燃料と酸素とは可能な
限り均一に混合された状態において反応を開始する。

尚、注入する酸素として過酸化水素水等の液体を使用
する場合、気化熱によって冷却されるため拡散がある程
度進まなければ反応温度に達しない。しかも、霧滴状で
噴射されるため貫通力が強く拡散性が良好である。

次いで、第10図（Ａ）〜（Ｅ）に微量の酸素等を注入
した石炭ガス化燃料（以後、酸素注入燃料とも言う）を
反応温度以上に加熱する手段の一例を示す。まず、第10
図（Ａ），（Ｅ）に、ガスタービン燃焼器９の燃焼室の
熱を利用して酸素注入燃料を加熱する方法を示す。この
加熱手段８は、多数の反応管11を内ケーシング板11aで
連結して燃焼室を画成するライナー27を形成する一方、
このライナー27の周囲を空気案内筒12で包囲すると共に
更にその外部を外ケーシング13で囲繞し、反応管11の先
端側を燃料ノズル14に基端側を石炭ガス化燃料供給系に
夫々接続し、400℃程度の酸素注入燃料を反応管11内に
導入して燃焼室の熱を利用して反応温度である700℃以
上に加熱し、燃料ノズル14から燃焼室内へ噴射するまで
にNH₃を分解するようにしたものである。また、燃焼用
空気は、外ケーシング13内に導入された後、空気案内筒
12に沿ってライナー27の周囲を通過して一部がスワラー
25へ供給され、加温された後燃焼室26内へ旋回噴射さ
れ、一部が内ケーシング板11aの穴から二次空気として
燃焼室26内へ供給される。尚、図中、符号15は集合管で
ある。

また、他の実施例として第10図（Ｂ）にガスタービン
燃焼器９から吐出される燃焼ガスの熱を利用して酸素注
入燃料を反応温度以上に加熱する例を示す。この実施例
によると、ガスタービン燃焼器９の出口に熱交換器16を
設置する一方、該熱交換器16の入口側に石炭ガス化燃料
供給系を接続すると共に出口側をガスタービン燃焼器９
の入口に流路17を以て接続し、燃料供給系から導入され
る400℃程度の酸素注入燃料をガスタービン10へ向かう
燃焼ガスと熱交換して反応温度以上に加熱し、熱交換器
16内でNH₃の分解反応を進めるようにしたものである。
一方、燃焼用空気はライナー27とこれを囲繞するケーシ
ング18との間で構成される空気室19に導入され、一部が
スワラー25を通じて反応後の石炭ガス化燃料と共に燃焼
室26内へ旋回噴射され、一部がライナー27に穿孔された
噴射孔20を通じて二次空気として噴射される。尚、符号
17は高温ガス配管である。

また、第10図（Ｃ）にガスタービン10から排出される
高温排ガスを利用して酸素注入燃料を反応温度以上に加
熱する例を示す。複合発電システムによると、ガスター
ビン10から排出される排ガスは更に蒸気タービン６の熱
源として利用されるため、相当の熱例えば少なくとも酸
素注入燃料のNH₃分解反応温度以上の700〜800℃程度の
熱を保有している。そこで、タービン10の排気系の途中
に熱交換器21を設置し、該熱交換器21に石炭ガス化燃料
供給系を接続して酸素注入燃料を排ガスとの間で熱交換
させ、反応温度以上に加熱した後ガスタービン燃焼器９
へ供給するようにしている。尚、酸素注入燃料は反応温
度例えば700℃（微量のNOを同時に注入する場合には600
℃）程度以上に加熱する必要があるので、蒸気タービン
６の熱サイクル側と熱交換する前の排ガスとの間で熱交
換することが好ましい。

また、第10図（Ｄ）にガスタービン燃焼器９内の燃焼
ガスの流れによって酸素注入燃料が受ける熱をコントロ
ールして反応温度以上に加熱する方法を示す。この方法
は、ライナー27に設けた大きな穴22から燃焼室26内へ大
量の二次エア及び必要あれば三次エアを供給すると共
に、それらよりも上流側において燃焼室26内に酸素注入
燃料をライナー27に沿って旋回噴射させ、燃焼室26中央
の適量なO₂濃度領域（燃焼領域）23の周辺に渦を巻くよ
うに形成される再循環流24に乗せるようにしたものであ
る。このとき、再循環流24にのった酸素注入燃料は、空
気量が極めて少ないため燃焼しないが、燃焼領域23から
の輻射熱を受けて加熱され700℃以上の温まりNH₃の分解
反応だけを進める。

尚、酸素注入燃料の加熱手段としては、上述のものに
限定されるものではなく、要は反応温度以下のない温度
領域で微量の酸素等を混入して均一に拡散させ、それを
反応温度以上に加熱して反応温度を進めるようにすれば
よいのであるから、ヒータやその他の熱源を別途設置し
ても可能である。

以下、NH₃の分解について説明する。

（１）酸素（O₂）によるNH₃の分解第１図は石炭ガス化燃料中のNH₃濃度が1000ppm−ｖに
おいてガス温度が1000℃に達した時の注入O₂濃度と反応
時間の0.1sec後のNH₃濃度の関係を示す。図より、O₂濃
度が1500ppm以上あれば石炭ガス化燃料中のNH₃濃度は10
00ppmから1ppm以下に分解されることが理解できる。注
入O₂濃度が1500ppm以下ではNH₃の分解率は悪化し、特に
1000ppm以下では急激に悪化し、例えば500ppmのO₂濃度
に対してはNH₃濃度は600ppmまでしか分解されない。こ
のときのNH₃に対するO₂の量は濃度比で1.5である。

第２図は反応温度が1000℃、NH₃濃度が1000ppmの石炭
ガス化燃料中に1500ppmのO₂を注入した時の反応時間とN
H₃濃度等の関係を示したものである。該図より明らかな
ようにNH₃は0.01秒程度で分解される。

また、第３図は石炭ガス化燃料中のNH₃濃度が1000ppm
−Ｖにおいてガス温度が1000℃のときの0.1秒後の反応
における酸素によるアンモニアの分解と生成窒素酸化物
濃度との関係を示すグラフである。これによるとO₂/NH₃
がモル比において１を下回るとアンモニア分解率が90％
を切り急激に低下し、4.5を上回ると生成窒素酸化物濃
度が許容の一応の目安ともいえる150ppmを越えてしま
う。しかしながら、実際の反応においては、石炭ガス化
燃料中のNH₃とO₂とが所定のモル比で完全に均一に混合
されるわけではないので、局部的に過剰酸素となってNO
が生成される虞があることから、１〜３の範囲に収める
ことが好ましい。

また、第４図はNH₃に対し、モル比で1.5倍のO₂を注入
する際の0.1秒後の反応温度とアンモニア分解率との関
係を示すグラフである。該図より明らかなようにアンモ
ニア分解率は700℃以下になると低下し始め、約670℃以
下になると急激に分解率を悪化させる。

以上の結果より、ある温度ではO₂の注入により石炭ガ
ス化燃料中のNH₃が分解されることが明らかである。反
応温度を1000℃、石炭ガス化燃料中のNH₃濃度を1000ppm
とするとき、注入すべきO₂濃度が1500ppm以上あれば理
論的にはNH₃濃度は1ppm以下に減少する。1500ppm以上の
O₂の注入に対してはNH₃とO₂の反応によるNOの生成がみ
られるようになる。しかし、NOの生成が少々の場合には
NH₃が分解されるメリットの方がはるかに大きい。

（２）窒素酸化物とO₂によるNH₃の分解石炭ガス化燃料中に窒素酸化物のみを注入してもガス
化燃料中のNH₃は分解されない。NOはO₂の共存下でのみ
アンモニア分解反応を起しかつNH₃を分解する下限温度
を低下させる。例えば第５図は石炭ガス化燃料中にNH₃
が1000ppm含まれる場合、反応温度が1000℃において窒
素酸化物としてNOを1000ppm注入した時の反応時間の経
過に対する各種化学種の濃度変化を示したものである。
反応時間が1.0sec後においてもNH₃は初期濃度である100
0ppmのままである。

しかしながら、NOを一緒に1000ppmのO₂を注入するとN
H₃は急激に分解される。第６図は石炭ガス化燃料中のNH
₃濃度が1000ppmの時に、NOとO₂をそれぞれ1000ppmずつ
注入した時の反応時間0.1sec後のNH₃,NO,O₂のそれぞれ
の濃度を反応温度に対して示したものである。図より、
反応温度が770℃以上であればNH₃はほとんど分解される
ことが明らかである。例えば反応温度が770℃において
はNH₃濃度は約0.02ppmに低減され、反応温度が1200℃に
おいても0.2ppm程度まで分解される。

但し、この場合は反応温度の増加に伴いNO濃度が増加
し、反応温度が1000℃以上では石炭ガス化燃料中のNO濃
度は100ppm以上となる。

また、第６図において留意すべきはNH₃を含む石炭ガ
ス化燃料中にO₂とNOを一緒に注入しても、ある温度以下
ではNH₃の分解反応の進行が緩やかなものとなるという
ことである。第６図の条件においては最も分解に適した
温度は770℃と判断される。

第７図は1000ppmのNH₃を含む石炭ガス化燃料にO₂のみ
を1500ppm注入した時と同濃度のO₂と共に500ppmのNOを
注入した時の反応時間0.1sec後のNH₃,NO,O₂の各濃度を
反応温度に対して示したものである。第７図においてNH
₃の分解を最大とする反応温度はO₂のみの注入時の場合
は840℃であるが、NOを500ppm入した時は750℃に低下し
ている。即ち、O₂と共にNOを注入する効果としてはNH₃
の分解を有効にする反応温度域を低減させることにあ
る。尚、反応温度が700℃程度の場合、500ppm NOが同時
に添加されていると、NH₃濃度は2ppm（NO添加のない場
合、点線のNH₃）となり、NH₃の分解率は99.8％であり、
反応最適温度は850℃であってもNH₃の分解効果の上から
は700℃でも十分である。但し、700℃付近の温度域では
温度が少しでも低下すると、NH₃の分解が悪くなるので
実用上は反応温度域は700℃以上とすることが好まし
い。

第８図は1000ppmのNH₃を含む石炭ガス化燃料中にO₂を
1000ppm注入する時、それと同時に注入するNO濃度と反
応時間0.1sec後のNH₃濃度、NO濃度の関係を示したもの
である。反応温度は1000℃である。NO濃度は700ppm以上
あればNH₃は1ppm以下にまで分解する。しかしながら、
注入すべきNO濃度が増加すると石炭ガス化燃料中に残存
するNO濃度も急激に増加する。

2000ppmのNOを注入すると第８図においては石炭ガス
化燃料中のNO濃度は約1000ppmとなる。

また、第９図は窒素酸化物の添加によるアンモニア分
解促進効果とNO濃度との関係を示すグラフである。該図
より明らかなようにNO/NH₃がモル比において0.5を下回
るとアンモニア分解率が急激に悪化し、1.0を上回るとN
O生成濃度が許容される濃度を越えてしまうことが理解
できる。

斯様に、注入すべきO₂濃度とNO濃度を適切に選択し、
十分均一に拡散混合してから最適な反応温度まで加熱す
ることが生成されるNOや残存する他の組成物が大きな影
響を与えない範囲でアンモニアを分解するに重要であ
る。例えばNH₃の分解に最適な温度域は石炭ガス化燃料
中に含まれるNH₃濃度に対して注入するO₂濃度、NO濃度
によって決定される。また反応温度が決定されると、NH
₃の分解率とガス化燃料中に残存するNO濃度から石炭ガ
ス化燃料中のNH₃濃度に対して注入すべきO₂濃度及びNO
濃度が決定される。

尚、本発明によるアンモニアの分解効果を確認するた
めの反応計算にあたっては、注入したO₂および窒素酸化
物は石炭ガス化燃料中に均一に混合しているものとし
て、反応温度は設定した初期温度において一定とした。

（発明の効果）以上の説明より明らかなように、本発明は、ガス化炉
を出たNH₃分解反応温度以下（400℃程度）の石炭ガス化
燃料に微量の酸素を含む気体あるいは酸素を含む気体と
窒素酸化物を注入し、混合拡散させた後反応温度（700
℃）以上に加熱することによって均一な濃度分布状態で
NH₃の分解反応を進む得るようにしているので、石炭ガ
ス化燃料中のNH₃がO₂とあるいはNH₃のO₂による分解反応
過程に伴うNOと反応して、窒素（N₂）と水（H₂O）に分
解されて除去される。

また、O₂と共に窒素酸化物を同時に注入することによ
り、NH₃の分解反応温度が低下するためNH₃の分解がより
効果的に促進される。

したがって、本発明によると、石炭ガス化燃料中のNH
₃を乾式で除去することができ、システム全体の熱効率
の低下を招かず、しかも、ガスタービン燃焼器内で生成
されるNH₃に起因するNOxがなくなるため、NOxの発生量
を著しく低減することが可能となる。加えて、触媒式排
煙脱硝装置が不要となり、設備コストが下がると共にシ
ステム運転も容易なものとなる。また、微量の気体を注
入するだけなので設備の設置が容易であり、従来の複合
発電プラントをほとんど変更する必要がない。しかも、
O₂注入を400℃の比較的低温度で行なうため、ハンドリ
ングが容易で安全性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は添加するO₂濃度に対するNH₃濃度、NO濃度、O₂
の関係を示すグラフ、第２図は反応時間に対する各化学
種の濃度変化を示すグラフ、第３図はO₂とNH₃の分解と
生成NO濃度との関係を示すグラフ、第４図は反応温度と
NH₃分解率との関係を示すグラフ、第５図はNOだけを添
加した時のNH₃の挙動を示すグラフ、第６図はO₂とNOの
添加によるNH₃の分解状態を示すグラフ、第７図は反応
温度とNH₃、NOの挙動の関係を示すグラフ、第８図はNH₃
の分解に及ぼすNO添加の影響を示すグラフ、第９図はNO
添加によるNH₃分解促進効果とNO濃度との関係を示すグ
ラフ、第10図（Ａ）は微量の酸素等を注入した石炭ガス
化燃料の加熱手段の一例を示す概略説明図、第10図
（Ｅ）は第10図（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図、第10図（Ｂ）
〜（Ｄ）は他の加熱手段の例を示す概略説明図、第11図
は本発明を実施する石炭ガス化複合発電システムの概要
を示すブロック図である。１……ガス化炉、２……ガス冷却器、４……クリーンアップ装置、７……酸素等注入手段、８……加熱手段、９……ガスタービン燃焼器、11……反応管、 17……流路、16,21……熱交換器、 24……再循還流。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】石炭ガス化炉を出てガスタービン燃料器に
供給する前の冷却された石炭ガス化燃料中に、酸素ある
いは酸素含む気体若しくは蒸発して酸素ガスを生ずる化
合物を注入し混合拡散し、その後反応温度以上に加熱し
て分解反応させてから前記ガスタービン燃焼器に供給す
ることを特徴とする石炭ガス化燃料低NOx化処理方法。
【請求項２】前記酸素の注入量は石炭ガス化燃焼中のア
ンモニアに対し濃度比O₂/NH₃で１〜３であることを特徴
とする請求項１記載の石炭ガス化燃料低NOx化処理方
法。
【請求項３】石炭ガス化炉を出てガスタービン燃料器に
供給する前の冷却された石炭ガス化燃料中に、酸素ある
いは酸素を含む気体若しくは蒸発して酸素ガスを生ずる
化合物と共に窒素酸化物を注入し混合拡散し、その後反
応温度以上に加熱して分解反応させてから前記ガスター
ビン燃焼器に供給することを特徴とする石炭ガス化燃料
低NOx化処理方法。
【請求項４】前記酸素の注入量はアンモニアに対し濃度
比O₂/NH₃で１〜３であり、かつ窒素酸化物の注入量はア
ンモニアに対し濃度比NO/NH₃で0.5〜１の範囲であるこ
とを特徴とする請求項３に記載の石炭ガス化燃料低NOx
化処理方法。
【請求項５】微量の酸素等を注入した石炭ガス化燃料の
熱はガスタービン燃焼器の熱を利用することを特徴とす
る請求項１ないし４のいずれかに記載の石炭ガス化燃料
低NOx化処理方法。
【請求項６】ガスタービン燃焼器の燃焼室に沿って微量
の酸素等を注入した石炭ガス化燃料を導入し、燃焼室の
熱を利用して前記燃料を加熱することを特徴とする請求
項５記載の石炭ガス化燃料低NOx化処理方法。
【請求項７】ガスタービン燃焼器出口に熱交換器を設置
し、燃焼ガスの熱を利用して加熱することを特徴とする
請求項５記載の石炭ガス化燃料低NOx化処理方法。
【請求項８】ガスタービンからの排ガスと熱交換し、微
量の酸素等を注入した石炭ガス化燃料を加熱することを
特徴とする請求項５記載の石炭ガス化燃料低NOx化処理
方法。
【請求項９】微量の酸素等を注入した石炭ガス化燃料を
ガスタービン燃焼器の循環流内に噴射し、該循環流内で
分解反応を進めることを特徴とする請求項５記載の石炭
ガス化燃料低NOx化処理方法。