JP3122276B2 - 石炭ガス化発電装置及びその運転方法 - Google Patents
石炭ガス化発電装置及びその運転方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は石炭ガス化ガスを燃料に
用いて発電する装置に関する。
用いて発電する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭は発電用の燃料として今後とも重要
であるが、発電所からのＳＯX 、ＮＯ X 、ＣＯ2 等の地
球環境に悪影響を与える物質の排出量を低減させていく
必要がある。そのために、従来の微粉炭ボイラにかわる
石炭ガス化発電装置や加圧流動層燃焼ボイラ発電装置が
開発されている。それら開発中の発電装置の一つとし
て、流動層石炭ガス化炉を用いた発電装置がある。その
従来の例を図６に示す。この従来の例は、英国ブリティ
シュ コール コーポレイションが提案しているもので
ある。図６に沿って、従来の例を説明する。
であるが、発電所からのＳＯX 、ＮＯ X 、ＣＯ2 等の地
球環境に悪影響を与える物質の排出量を低減させていく
必要がある。そのために、従来の微粉炭ボイラにかわる
石炭ガス化発電装置や加圧流動層燃焼ボイラ発電装置が
開発されている。それら開発中の発電装置の一つとし
て、流動層石炭ガス化炉を用いた発電装置がある。その
従来の例を図６に示す。この従来の例は、英国ブリティ
シュ コール コーポレイションが提案しているもので
ある。図６に沿って、従来の例を説明する。
【０００３】石炭１００と石灰石４００と空気２０３と
水蒸気３００は、石炭ガス化炉１′へ供給される。石炭
ガス化炉１′で石炭がガス化され、発生したガス中のＨ
2 ＳとＣＯＳは石灰石と反応して石灰石中にＣａＳとし
て固定される。石炭ガス化炉１′から発生したガス化ガ
ス５０ｂは脱塵装置３により脱塵される。脱塵後のガス
化ガス５０ｃはコンバスタ６へ導入される。石炭ガス化
炉１′でガス化されなかったチャーと反応後の石灰石の
粒子６０ｅは、石炭ガス化炉１′から抜き出されてホッ
パ１８へ移送される。脱塵装置３によりガス化ガス５０
ｂより回収された粒子６０ｃはホッパ１８へ移送され
る。
水蒸気３００は、石炭ガス化炉１′へ供給される。石炭
ガス化炉１′で石炭がガス化され、発生したガス中のＨ
2 ＳとＣＯＳは石灰石と反応して石灰石中にＣａＳとし
て固定される。石炭ガス化炉１′から発生したガス化ガ
ス５０ｂは脱塵装置３により脱塵される。脱塵後のガス
化ガス５０ｃはコンバスタ６へ導入される。石炭ガス化
炉１′でガス化されなかったチャーと反応後の石灰石の
粒子６０ｅは、石炭ガス化炉１′から抜き出されてホッ
パ１８へ移送される。脱塵装置３によりガス化ガス５０
ｂより回収された粒子６０ｃはホッパ１８へ移送され
る。
【０００４】空気２００は、空気圧縮機８により加圧さ
れ、加圧空気２０１の一部の加圧空気２０４はコンバス
タ６に供給される。加圧空気２０１の残り２０２はガス
ブースター１６を経てガス化炉１′へ供給される。コン
バスタ６で、ガス化ガス５０ｃは加圧空気２０４により
燃焼され、ガスタービン入口ガス７０ａを発生する。ガ
スタービン入口ガス７０ａによりガスタービン７を駆動
し、常圧のガスタービン出口ガス７０ｂとなる。ガスタ
ービン７は、空気圧縮機８と、発電機を駆動し、発電機
より電気が得られる。ガスタービン出口ガス７０ｂは排
熱回収ボイラ９ａで熱回収され、燃焼ガス７０ｄは煙突
１５より大気にガス７００として放散される。
れ、加圧空気２０１の一部の加圧空気２０４はコンバス
タ６に供給される。加圧空気２０１の残り２０２はガス
ブースター１６を経てガス化炉１′へ供給される。コン
バスタ６で、ガス化ガス５０ｃは加圧空気２０４により
燃焼され、ガスタービン入口ガス７０ａを発生する。ガ
スタービン入口ガス７０ａによりガスタービン７を駆動
し、常圧のガスタービン出口ガス７０ｂとなる。ガスタ
ービン７は、空気圧縮機８と、発電機を駆動し、発電機
より電気が得られる。ガスタービン出口ガス７０ｂは排
熱回収ボイラ９ａで熱回収され、燃焼ガス７０ｄは煙突
１５より大気にガス７００として放散される。
【０００５】ホッパ１８に貯蔵されたチャーと脱硫剤の
粒子６０ｄは常圧循環流動層燃焼装置２′に供給され
る。常圧循環流動層燃焼装置２′において、ブロワ２１
により供給された空気２１０でチャーは燃焼され、石灰
石中のＣａＳはＣａＳＯ4 へ酸化される。常圧循環流動
層燃焼装置２′から発生した燃焼ガス８０ａは排熱回収
ボイラ９ｂで熱回収された後、脱塵装置１４で燃焼ガス
８０ｂ中の粒子９０ｂを除去された燃焼ガス８０ｃは煙
突１５より大気へ放散される。排熱回収ボイラ９ａ，９
ｂに設置された熱交換器１０ａ，１０ｂおよび常圧循環
流動層燃焼装置２′内に設置された熱交換器１０ｃによ
り加熱された水蒸気３０ａは、スチームタービン１３を
駆動し、スチームタービン１３は発電機を駆動し、発電
機より電気が得られる。なお、図６中、１１はスチーム
タービン１３を出た水蒸気３０ｂを復水する復水器、１
２はポンプで復水３０ｃを送り出す。
粒子６０ｄは常圧循環流動層燃焼装置２′に供給され
る。常圧循環流動層燃焼装置２′において、ブロワ２１
により供給された空気２１０でチャーは燃焼され、石灰
石中のＣａＳはＣａＳＯ4 へ酸化される。常圧循環流動
層燃焼装置２′から発生した燃焼ガス８０ａは排熱回収
ボイラ９ｂで熱回収された後、脱塵装置１４で燃焼ガス
８０ｂ中の粒子９０ｂを除去された燃焼ガス８０ｃは煙
突１５より大気へ放散される。排熱回収ボイラ９ａ，９
ｂに設置された熱交換器１０ａ，１０ｂおよび常圧循環
流動層燃焼装置２′内に設置された熱交換器１０ｃによ
り加熱された水蒸気３０ａは、スチームタービン１３を
駆動し、スチームタービン１３は発電機を駆動し、発電
機より電気が得られる。なお、図６中、１１はスチーム
タービン１３を出た水蒸気３０ｂを復水する復水器、１
２はポンプで復水３０ｃを送り出す。
【０００６】以上説明した従来の技術の第一の問題点
は、発電効率が低いことである。石炭の持つ化学エネル
ギーの内、石炭ガス化炉１′でガス化されずに常圧循環
流動層２′に移送されたチャー６０ｄの所有する化学エ
ネルギーは、スチームタービン１３により電気エネルギ
ーに変換される。しかし、チャー６０ｄの所有するエネ
ルギーはガスタービン７を駆動するために使うことがで
きない。したがって、ガスタービンを利用しない割合だ
け、化学エネルギーの電気エネルギーへの変換効率が低
くなるという欠点があった。
は、発電効率が低いことである。石炭の持つ化学エネル
ギーの内、石炭ガス化炉１′でガス化されずに常圧循環
流動層２′に移送されたチャー６０ｄの所有する化学エ
ネルギーは、スチームタービン１３により電気エネルギ
ーに変換される。しかし、チャー６０ｄの所有するエネ
ルギーはガスタービン７を駆動するために使うことがで
きない。したがって、ガスタービンを利用しない割合だ
け、化学エネルギーの電気エネルギーへの変換効率が低
くなるという欠点があった。
【０００７】従来の技術の第二の問題点は、脱硫効率が
低くなるという点であった。脱硫効率が低い第一の原因
は、石炭ガス化炉１′の脱硫効率が低いためである。脱
硫効率が低い第二の原因は、循環流動層燃焼装置２′の
ＳＯ2 排出量が多いためである。石炭ガス化炉１′に石
灰石と石炭を供給して、石炭のガス化と石灰石によるガ
ス化ガス中のＨ2 ＳとＣＯＳの脱硫を同一の流動層で行
わせた場合、石炭ガス化炉１′における脱硫率が低くな
るのは、次ぎの三つの原因があることが判明した。
低くなるという点であった。脱硫効率が低い第一の原因
は、石炭ガス化炉１′の脱硫効率が低いためである。脱
硫効率が低い第二の原因は、循環流動層燃焼装置２′の
ＳＯ2 排出量が多いためである。石炭ガス化炉１′に石
灰石と石炭を供給して、石炭のガス化と石灰石によるガ
ス化ガス中のＨ2 ＳとＣＯＳの脱硫を同一の流動層で行
わせた場合、石炭ガス化炉１′における脱硫率が低くな
るのは、次ぎの三つの原因があることが判明した。
【０００８】第一の原因は、石炭ガス化炉１′の炉底部
の酸素が存在する領域では、石灰石とガス化ガス中のＨ
2 ＳとＣＯＳが反応して生成したＣａＳが酸素と反応し
て、ＣａＳがＣａＯとＳＯ2 に分解するという反応が生
じるためである。
の酸素が存在する領域では、石灰石とガス化ガス中のＨ
2 ＳとＣＯＳが反応して生成したＣａＳが酸素と反応し
て、ＣａＳがＣａＯとＳＯ2 に分解するという反応が生
じるためである。
【０００９】第二の原因は、石灰石による脱硫反応と石
炭ガス化反応が完了する時間が異なることによる。石灰
石による脱硫反応が完了するためには、例えば圧力１２
ａｔａ，９００℃のガス化ガス中では約１２０分程度を
要する。それに対して、石炭のガス化に要する時間は約
３０分程度である。石炭のガス化に要する時間を石炭ガ
ス化炉１′における石炭と石灰石の粒子滞留時間とする
と、脱硫反応を完結させるための時間が不足する。
炭ガス化反応が完了する時間が異なることによる。石灰
石による脱硫反応が完了するためには、例えば圧力１２
ａｔａ，９００℃のガス化ガス中では約１２０分程度を
要する。それに対して、石炭のガス化に要する時間は約
３０分程度である。石炭のガス化に要する時間を石炭ガ
ス化炉１′における石炭と石灰石の粒子滞留時間とする
と、脱硫反応を完結させるための時間が不足する。
【００１０】第三の原因は、石炭ガス化炉１′内では、
石炭のガス化により発生するＨ2 ＳとＣＯＳは炉全体で
生じるため、炉の上部で発生したＨ2 ＳとＣＯＳは、炉
の下部で発生したＨ2 ＳとＣＯＳに比較すると、炉内で
石灰石と接触する時間が短くなることである。以上のよ
うな原因により、石炭と石灰石を石炭ガス化炉１′に入
れても脱硫効率を高くできなかった。
石炭のガス化により発生するＨ2 ＳとＣＯＳは炉全体で
生じるため、炉の上部で発生したＨ2 ＳとＣＯＳは、炉
の下部で発生したＨ2 ＳとＣＯＳに比較すると、炉内で
石灰石と接触する時間が短くなることである。以上のよ
うな原因により、石炭と石灰石を石炭ガス化炉１′に入
れても脱硫効率を高くできなかった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、石炭をガス
化炉でガス化し、その石炭ガス化ガスをコンバスタで燃
焼して高温燃焼ガスを得、この燃焼ガスでガスタービン
を駆動して発電するように構成した石炭ガス化発電装置
において、石炭ガス化炉で発生されるエネルギーをガス
タービンで有効に利用することにより発電効率を高めた
石炭ガス化発電装置を提供することを課題としている。
また、本発明は、前記した型式の石炭ガス化発電装置に
おける脱硫効率を高めることを課題としている。
化炉でガス化し、その石炭ガス化ガスをコンバスタで燃
焼して高温燃焼ガスを得、この燃焼ガスでガスタービン
を駆動して発電するように構成した石炭ガス化発電装置
において、石炭ガス化炉で発生されるエネルギーをガス
タービンで有効に利用することにより発電効率を高めた
石炭ガス化発電装置を提供することを課題としている。
また、本発明は、前記した型式の石炭ガス化発電装置に
おける脱硫効率を高めることを課題としている。
【００１２】更にまた、本発明は、この型式の石炭ガス
化発電装置において脱硫効率低下の原因となっていた石
炭ガス化と石灰石による脱硫を石炭ガス化炉内で行うこ
とをやめ、高い脱硫効率の得られる脱硫炉を具えた石炭
ガス化発電装置を新に構成することを課題としている。
また、本発明は石炭ガス化炉と別に設けた脱硫炉の効果
的運転方法を提供することも課題としている。
化発電装置において脱硫効率低下の原因となっていた石
炭ガス化と石灰石による脱硫を石炭ガス化炉内で行うこ
とをやめ、高い脱硫効率の得られる脱硫炉を具えた石炭
ガス化発電装置を新に構成することを課題としている。
また、本発明は石炭ガス化炉と別に設けた脱硫炉の効果
的運転方法を提供することも課題としている。
【００１３】
（発電効率向上の手段）発電装置の発電効率を上昇させ
るには、石炭の持つエネルギーをガスタービンで利用し
た後、スチームタービンで利用できるシステムとする必
要がある。そのため本発明では次の構成を採用する。
るには、石炭の持つエネルギーをガスタービンで利用し
た後、スチームタービンで利用できるシステムとする必
要がある。そのため本発明では次の構成を採用する。
【００１４】 ガスタービン出口の燃焼ガスを、ガス
化炉から出るチャー等を酸化する酸化炉における酸化用
ガスとして用いる。このような構成とすることは、酸化
炉での燃焼ガスに含まれるＳＯX を低減する手段にもな
る。
化炉から出るチャー等を酸化する酸化炉における酸化用
ガスとして用いる。このような構成とすることは、酸化
炉での燃焼ガスに含まれるＳＯX を低減する手段にもな
る。
【００１５】 チャーを燃焼させる酸化炉内に、コン
バスタへ供給される加圧空気とチャーの燃焼ガスとを熱
交換させ加圧空気を予熱する空気予熱器を設置する。そ
して、この空気予熱換器を通過した熱交換後の燃焼ガス
の温度を、酸化炉に供給するチャー燃焼用の酸化ガスの
温度よりも低い温度となるよう上記空気予熱器の伝熱面
積を確保する。
バスタへ供給される加圧空気とチャーの燃焼ガスとを熱
交換させ加圧空気を予熱する空気予熱器を設置する。そ
して、この空気予熱換器を通過した熱交換後の燃焼ガス
の温度を、酸化炉に供給するチャー燃焼用の酸化ガスの
温度よりも低い温度となるよう上記空気予熱器の伝熱面
積を確保する。
【００１６】（脱硫効率向上の手段）ガス化ガスの脱硫
率を向上させるために、本発明による装置は次のような
構成とする。
率を向上させるために、本発明による装置は次のような
構成とする。
【００１７】 石炭ガス化部と脱硫部を分離し、石炭
ガス化炉と脱硫炉から構成する。石炭ガス化炉から発生
する石炭ガス化ガスを脱硫炉へ導入し、脱硫炉には石灰
石の供給設備を付設し、脱硫炉には石灰石の流動層を形
成させ、その流動層高さを調整できる構成の反応器とす
る。
ガス化炉と脱硫炉から構成する。石炭ガス化炉から発生
する石炭ガス化ガスを脱硫炉へ導入し、脱硫炉には石灰
石の供給設備を付設し、脱硫炉には石灰石の流動層を形
成させ、その流動層高さを調整できる構成の反応器とす
る。
【００１８】更に、上記構成に加え、脱硫炉を次のよう
な構成とすることにより、上記よりも更に脱硫効率を向
上することができる。
な構成とすることにより、上記よりも更に脱硫効率を向
上することができる。
【００１９】 脱硫炉内に形成される石灰石の流動層
内に粒子の上下方向の動きを制限する内部分散板を配設
し、その内部分散板により流動層を上段流動層と下段流
動層に分割する。上段流動層には冷却器を設置し、石灰
石供給管と上段流動層を配管で連結して石灰石を上段流
動層へ供給し、石炭ガス化炉からチャーが供給されるホ
ッパと下段流動層を配管で連結する。
内に粒子の上下方向の動きを制限する内部分散板を配設
し、その内部分散板により流動層を上段流動層と下段流
動層に分割する。上段流動層には冷却器を設置し、石灰
石供給管と上段流動層を配管で連結して石灰石を上段流
動層へ供給し、石炭ガス化炉からチャーが供給されるホ
ッパと下段流動層を配管で連結する。
【００２０】石炭ガス化炉からの石炭ガス化ガスは下段
流動層へ供給し、下段流動層を通過したガス化ガスを内
部分散板を通過して上段流動層に供給し、上段流動層を
通過したガス化ガスを脱塵装置へ送り出す。
流動層へ供給し、下段流動層を通過したガス化ガスを内
部分散板を通過して上段流動層に供給し、上段流動層を
通過したガス化ガスを脱塵装置へ送り出す。
【００２１】 また、上段流動層の温度は、熱交換器
により８００〜９００℃に制御し、下段の流動層の温度
は９００〜１０００℃に制御することにより、石灰石に
よりガス化ガス中のＨ2 ＳとＣＯＳ等の硫黄化合物をＣ
ａＳとして石灰石に固定する脱硫装置とする。
により８００〜９００℃に制御し、下段の流動層の温度
は９００〜１０００℃に制御することにより、石灰石に
よりガス化ガス中のＨ2 ＳとＣＯＳ等の硫黄化合物をＣ
ａＳとして石灰石に固定する脱硫装置とする。
【００２２】
（発電効率向上）酸化炉に、コンバスタへ供給される加
圧空気と酸化炉の燃焼ガスを熱交換させる空気予熱器を
設置し、かつ酸化炉を出ていく燃焼ガスの温度を、酸化
炉に供給するチャー燃焼用の酸化ガスの温度よりも低く
することにより、酸化炉で燃焼させるチャーの持ってい
る化学エネルギー以上のエネルギー量を加圧空気の持つ
エネルギー量としてガスタービンに供給することが可能
になる。したがって、ガスタービンに供給される燃焼ガ
スの持つエネルギー量は、石炭の持つ化学エネルギー量
以上とすることが可能となり、発電装置の発電効率が向
上する。
圧空気と酸化炉の燃焼ガスを熱交換させる空気予熱器を
設置し、かつ酸化炉を出ていく燃焼ガスの温度を、酸化
炉に供給するチャー燃焼用の酸化ガスの温度よりも低く
することにより、酸化炉で燃焼させるチャーの持ってい
る化学エネルギー以上のエネルギー量を加圧空気の持つ
エネルギー量としてガスタービンに供給することが可能
になる。したがって、ガスタービンに供給される燃焼ガ
スの持つエネルギー量は、石炭の持つ化学エネルギー量
以上とすることが可能となり、発電装置の発電効率が向
上する。
【００２３】（脱硫率向上（ガス化ガスの脱硫））ガス
化炉と脱硫炉を分離することにより、脱硫率が低くなる
原因の第一である、酸素によるＣａＳの分解を防止でき
る。ガス化炉と脱硫炉を分離することにより、脱硫率が
低くなる原因の第二点、即ち、従来の装置でみられた、
石灰石がＣａＳへ反応するのに必要な反応時間よりも石
灰石の反応器内の滞留時間が短かいという不具合点を改
善できる。脱硫炉における石灰石の滞留時間は、石灰石
の流動層高さを調整することにより、石灰石がＣａＳへ
転換する反応が完了する、任意の石灰石の滞留時間を確
保することが可能となる。
化炉と脱硫炉を分離することにより、脱硫率が低くなる
原因の第一である、酸素によるＣａＳの分解を防止でき
る。ガス化炉と脱硫炉を分離することにより、脱硫率が
低くなる原因の第二点、即ち、従来の装置でみられた、
石灰石がＣａＳへ反応するのに必要な反応時間よりも石
灰石の反応器内の滞留時間が短かいという不具合点を改
善できる。脱硫炉における石灰石の滞留時間は、石灰石
の流動層高さを調整することにより、石灰石がＣａＳへ
転換する反応が完了する、任意の石灰石の滞留時間を確
保することが可能となる。
【００２４】ガス化炉と脱硫炉を分離することにより、
脱硫率が低くなる原因の第三である、ガス化ガスのＨ2
ＳとＣＯＳと石灰石の接触効率が改善される。ガス化ガ
スのＨ2 ＳとＣＯＳの濃度の和は、石炭ガス化炉出口で
最大となり、この最大のＨ2ＳとＣＯＳの濃度の状態で
脱硫炉にガス化ガスが供給されるので、Ｈ2 ＳとＣＯＳ
の接触効率が向上する。
脱硫率が低くなる原因の第三である、ガス化ガスのＨ2
ＳとＣＯＳと石灰石の接触効率が改善される。ガス化ガ
スのＨ2 ＳとＣＯＳの濃度の和は、石炭ガス化炉出口で
最大となり、この最大のＨ2ＳとＣＯＳの濃度の状態で
脱硫炉にガス化ガスが供給されるので、Ｈ2 ＳとＣＯＳ
の接触効率が向上する。
【００２５】更に、上記に加え、脱硫炉を上段流動層と
下段流動層に分割し、上段流動層へ石灰石を供給する構
成を採用し、かつ上段流動層の温度を８００〜９００℃
に制御するやり方を採用すれば、石灰石の粒子の表面付
近で未反応の石灰石とＨ2 Ｓ，ＣＯＳが反応し、ガス中
のＨ2 Ｓ，ＣＯＳが石灰石表面に固定される。
下段流動層に分割し、上段流動層へ石灰石を供給する構
成を採用し、かつ上段流動層の温度を８００〜９００℃
に制御するやり方を採用すれば、石灰石の粒子の表面付
近で未反応の石灰石とＨ2 Ｓ，ＣＯＳが反応し、ガス中
のＨ2 Ｓ，ＣＯＳが石灰石表面に固定される。
【００２６】表面がＣａＳとなった石灰石の粒子が下段
流動層へ移動し、下段流動層温度が９００〜１０００℃
となり、石灰石中のＣａＣＯ3 がＣａＯとＣＯ2 に分解
する反応が生じ、石灰石粒子内部からＣＯ2 が放出され
る際に石灰石の反応有効面積が増加し、Ｈ2 ＳとＣＯＳ
が石灰石内部にＣａＳとして固定される。下段流動層の
温度を９００〜１０００℃とすることで、ＣａＣＯ3 が
ＣａＯとＣＯ2 になる反応速度と、脱硫反応速度をほぼ
等速度とすることが可能となり、石灰石重量あたりのＣ
ａＳ生成重量を増大させることができる。
流動層へ移動し、下段流動層温度が９００〜１０００℃
となり、石灰石中のＣａＣＯ3 がＣａＯとＣＯ2 に分解
する反応が生じ、石灰石粒子内部からＣＯ2 が放出され
る際に石灰石の反応有効面積が増加し、Ｈ2 ＳとＣＯＳ
が石灰石内部にＣａＳとして固定される。下段流動層の
温度を９００〜１０００℃とすることで、ＣａＣＯ3 が
ＣａＯとＣＯ2 になる反応速度と、脱硫反応速度をほぼ
等速度とすることが可能となり、石灰石重量あたりのＣ
ａＳ生成重量を増大させることができる。
【００２７】上記のＣａＣＯ3 がＣａＯとＣＯ2 になる
反応速度はＣＯ2 分圧に影響されるので、上記の熱交換
器と、粒子の動きを制限する多孔板による上段と下段の
流動層粒子の混合制限によって、下段流動層温度を制御
しＣａＣＯ3 がＣａＯとＣＯ 2 となる反応速度を微調整
することが可能となる。
反応速度はＣＯ2 分圧に影響されるので、上記の熱交換
器と、粒子の動きを制限する多孔板による上段と下段の
流動層粒子の混合制限によって、下段流動層温度を制御
しＣａＣＯ3 がＣａＯとＣＯ 2 となる反応速度を微調整
することが可能となる。
【００２８】下段流動層でガス化ガス中のＨ2 ＳとＣＯ
Ｓの濃度が低下するが、石灰石とＨ 2 Ｓの反応平衡から
図５に示すように、温度が高いほど反応平衡上ガス中の
Ｈ2Ｓ濃度は高くなる。下段流動層で反応平衡上のガス
中のＨ2 Ｓ濃度に近い値となった後、上段流動層で未反
応の石灰石と下段流動層よりも低い温度で反応すること
により、更にＨ2 Ｓ濃度を低減することが可能となる。
Ｓの濃度が低下するが、石灰石とＨ 2 Ｓの反応平衡から
図５に示すように、温度が高いほど反応平衡上ガス中の
Ｈ2Ｓ濃度は高くなる。下段流動層で反応平衡上のガス
中のＨ2 Ｓ濃度に近い値となった後、上段流動層で未反
応の石灰石と下段流動層よりも低い温度で反応すること
により、更にＨ2 Ｓ濃度を低減することが可能となる。
【００２９】（脱硫率の向上（酸化炉ガスの脱硫））チ
ャーとＣａＳを酸化する酸化炉ではＣａＳをＯ2 と反応
させてＣａＳＯ4 とする次の反応が生じる。
ャーとＣａＳを酸化する酸化炉ではＣａＳをＯ2 と反応
させてＣａＳＯ4 とする次の反応が生じる。
【００３０】
【数１】
【００３１】その副反応として次の反応が生じる。
【００３２】
【数２】
【００３３】ガスタービン出口ガス中にはＳＯ2 が含ま
れており、このガスを酸化炉に酸化用ガスとして供給す
ることにより、ＣａＳからＳＯ2 が発生する反応を抑制
することができる。
れており、このガスを酸化炉に酸化用ガスとして供給す
ることにより、ＣａＳからＳＯ2 が発生する反応を抑制
することができる。
【００３４】
【実施例】次に本発明による装置を図１に示した実施例
に基づいて具体的に説明する。なお、図１において、図
６に示した装置と同等の部分には説明を簡単にするため
同一符号を付して示してある。図１において、１は石炭
ガス化炉であって、この石炭ガス化炉１に石炭１００と
加圧空気２０３と水蒸気３００を供給する。石炭ガス化
炉１において石炭１００が加圧空気２０３中の酸素と水
蒸気３００によりガス化され、ガス化ガス５０ａと、チ
ャー６０ａに転換される。
に基づいて具体的に説明する。なお、図１において、図
６に示した装置と同等の部分には説明を簡単にするため
同一符号を付して示してある。図１において、１は石炭
ガス化炉であって、この石炭ガス化炉１に石炭１００と
加圧空気２０３と水蒸気３００を供給する。石炭ガス化
炉１において石炭１００が加圧空気２０３中の酸素と水
蒸気３００によりガス化され、ガス化ガス５０ａと、チ
ャー６０ａに転換される。
【００３５】２は脱硫炉で、石炭ガス化炉１で発生され
たガス化ガス５０ａは、脱硫炉２へ送られる。脱硫炉２
には、石灰石４００が供給される。脱硫炉２において石
灰石４００の流動層が形成され、ガス化ガス５０ａは、
その流動層の流動化ガスの役目を果たす。石灰石４００
とガス化ガス５０ａ中のＨ2 ＳとＣＯＳが反応し、石灰
石４００の一部がＣａＳに転換される。
たガス化ガス５０ａは、脱硫炉２へ送られる。脱硫炉２
には、石灰石４００が供給される。脱硫炉２において石
灰石４００の流動層が形成され、ガス化ガス５０ａは、
その流動層の流動化ガスの役目を果たす。石灰石４００
とガス化ガス５０ａ中のＨ2 ＳとＣＯＳが反応し、石灰
石４００の一部がＣａＳに転換される。
【００３６】脱硫後のガス化ガス５０ｂは脱塵装置３へ
送られる。脱塵装置３では、ガス化ガス５０ｂに含まれ
る粒子が除去される。脱塵装置３で粒子を除去する目的
は、それら粒子がガスタービン７でガスタービンブレー
ドの摩耗を生ずるのとガスタービンブレードへ付着する
ことを防止するためである。脱塵後のガス化ガス５０ｃ
はコンバスタ６へ送られる。コンバスタ６では、ガス化
ガス５０ｃは、空気圧縮機８から送られる加圧空気２０
１の１部である加圧空気２０４と、残りの加圧空気のう
ち酸化炉４に設置された空気予熱器５を経由して加熱さ
れた加圧空気２０６により燃焼され、燃焼ガス７０ａと
なる。
送られる。脱塵装置３では、ガス化ガス５０ｂに含まれ
る粒子が除去される。脱塵装置３で粒子を除去する目的
は、それら粒子がガスタービン７でガスタービンブレー
ドの摩耗を生ずるのとガスタービンブレードへ付着する
ことを防止するためである。脱塵後のガス化ガス５０ｃ
はコンバスタ６へ送られる。コンバスタ６では、ガス化
ガス５０ｃは、空気圧縮機８から送られる加圧空気２０
１の１部である加圧空気２０４と、残りの加圧空気のう
ち酸化炉４に設置された空気予熱器５を経由して加熱さ
れた加圧空気２０６により燃焼され、燃焼ガス７０ａと
なる。
【００３７】燃焼ガス７０ａは、ガスタービン７に送ら
れる。ガスタービン７は燃焼ガス７０ａにより駆動さ
れ、ガスタービン７は空気圧縮器８と発電機を駆動し、
発電機による電気が発生する。ガスタービン７出口の燃
焼ガス７０ｂは、ガス分配器１７において、排ガスボイ
ラ９ａへ送られる燃焼ガス７０ｃと、酸化炉４へ送られ
る燃焼ガス７０ｅに分配される。燃焼ガス７０ｃは排ガ
スボイラ９ａにおいて、熱交換器１０ａを介してその顕
熱を水３０ｃへ与える。排ガスボイラ９ａにて熱回収さ
れ温度が低下した燃焼ガス７０ｄは、煙突１５より燃焼
ガス７００の１部として大気へ放散される。
れる。ガスタービン７は燃焼ガス７０ａにより駆動さ
れ、ガスタービン７は空気圧縮器８と発電機を駆動し、
発電機による電気が発生する。ガスタービン７出口の燃
焼ガス７０ｂは、ガス分配器１７において、排ガスボイ
ラ９ａへ送られる燃焼ガス７０ｃと、酸化炉４へ送られ
る燃焼ガス７０ｅに分配される。燃焼ガス７０ｃは排ガ
スボイラ９ａにおいて、熱交換器１０ａを介してその顕
熱を水３０ｃへ与える。排ガスボイラ９ａにて熱回収さ
れ温度が低下した燃焼ガス７０ｄは、煙突１５より燃焼
ガス７００の１部として大気へ放散される。
【００３８】石炭ガス化炉１で生成したチャー６０ａ
と、脱硫炉２で生成したＣａＳを含んだ石灰石６０ｂ
と、脱塵装置３で回収された粒子６０ｃは、ホッパー１
８へ送られ、高圧力から低圧力に落とされる。低圧力下
に落とされた粒子６０ｄは、酸化炉４に供給される。酸
化炉４において、チャーはガスタービン７からガス分配
器１７を経て送られて来る燃焼ガス７０ｅ中の酸素によ
り燃焼され、脱硫剤中のＣａＳはＣａＳＯ4 に酸化され
る。酸化炉４で発生した熱は、酸化炉４内に設けられた
空気予熱５により加圧空気２０５を加温するために使用
される。酸化炉４から排出される燃焼ガス８０ａの温度
は、酸化炉４へ供給される燃焼ガス７０ｅの温度よりも
低い温度まで、空気予熱器５により回収される。
と、脱硫炉２で生成したＣａＳを含んだ石灰石６０ｂ
と、脱塵装置３で回収された粒子６０ｃは、ホッパー１
８へ送られ、高圧力から低圧力に落とされる。低圧力下
に落とされた粒子６０ｄは、酸化炉４に供給される。酸
化炉４において、チャーはガスタービン７からガス分配
器１７を経て送られて来る燃焼ガス７０ｅ中の酸素によ
り燃焼され、脱硫剤中のＣａＳはＣａＳＯ4 に酸化され
る。酸化炉４で発生した熱は、酸化炉４内に設けられた
空気予熱５により加圧空気２０５を加温するために使用
される。酸化炉４から排出される燃焼ガス８０ａの温度
は、酸化炉４へ供給される燃焼ガス７０ｅの温度よりも
低い温度まで、空気予熱器５により回収される。
【００３９】酸化炉４からの燃焼ガス８０ａは排ガスボ
イラ９ｂにおいて熱交換器１０ｂを介してその顕熱を回
収され、そのあと排ガス８０ｂは常圧脱塵装置１４で燃
焼ガス８０ｂに含まれる粒子９０ｂを除去された後、燃
焼ガス８０ｃとなり煙突１５より大気に放出される。排
ガスボイラ９ａ，９ｂでそれぞれ燃焼ガス７０ｃ，８０
ａより熱を受け取った水蒸気３０ａは、スチームタービ
ン１３を駆動する。スチームタービン１３は、発電機を
駆動し、発電機により電気が製造される。スチームター
ビン１３を駆動した水蒸気３０ｂは復水器１１で冷却さ
れて水となり、加圧ポンプ１２で加圧されて、排熱回収
ボイラ９ａ，９ｂへ送られる。
イラ９ｂにおいて熱交換器１０ｂを介してその顕熱を回
収され、そのあと排ガス８０ｂは常圧脱塵装置１４で燃
焼ガス８０ｂに含まれる粒子９０ｂを除去された後、燃
焼ガス８０ｃとなり煙突１５より大気に放出される。排
ガスボイラ９ａ，９ｂでそれぞれ燃焼ガス７０ｃ，８０
ａより熱を受け取った水蒸気３０ａは、スチームタービ
ン１３を駆動する。スチームタービン１３は、発電機を
駆動し、発電機により電気が製造される。スチームター
ビン１３を駆動した水蒸気３０ｂは復水器１１で冷却さ
れて水となり、加圧ポンプ１２で加圧されて、排熱回収
ボイラ９ａ，９ｂへ送られる。
【００４０】空気圧縮機８は、空気２００を取り込み、
圧縮し加圧空気２０１とする。加圧空気２０１は、石炭
ガス化炉１へ供給する加圧空気２０３とするために昇圧
を行うブースター１６へ送られる空気２０２と、コンバ
スタ６へ供給される加圧空気２０４と、酸化炉４の空気
予熱器５へ送られる加圧空気２０５に分配される。石炭
ガス化炉１における石炭のガス化温度を制御するため空
気供給量を制御するバルブ２０が設けられている。ま
た、酸化炉４の空気予熱器５へ送られる加圧空気量を調
節するバルプ２０′も設けられている。石灰中の灰およ
び脱硫後の石灰石は酸化炉４からと、常圧脱塵装置１４
から、それぞれ排出灰９０ａ，９０ｂとして排出され灰
９００として本装置外へ排出される。上記の図１の本実
施例のシステムの主要な装置におけるマスバランスと温
度とガス組成を図２に示す。
圧縮し加圧空気２０１とする。加圧空気２０１は、石炭
ガス化炉１へ供給する加圧空気２０３とするために昇圧
を行うブースター１６へ送られる空気２０２と、コンバ
スタ６へ供給される加圧空気２０４と、酸化炉４の空気
予熱器５へ送られる加圧空気２０５に分配される。石炭
ガス化炉１における石炭のガス化温度を制御するため空
気供給量を制御するバルブ２０が設けられている。ま
た、酸化炉４の空気予熱器５へ送られる加圧空気量を調
節するバルプ２０′も設けられている。石灰中の灰およ
び脱硫後の石灰石は酸化炉４からと、常圧脱塵装置１４
から、それぞれ排出灰９０ａ，９０ｂとして排出され灰
９００として本装置外へ排出される。上記の図１の本実
施例のシステムの主要な装置におけるマスバランスと温
度とガス組成を図２に示す。
【００４１】図３は図１に示した装置で用いているガス
化炉１と脱硫炉２のひとつの例である。図３に沿って、
ガス化炉１と脱硫炉２の構成を説明する。ガス化炉１と
脱硫炉２は、圧力容器２２と耐火断熱材２３より構成さ
れている。加圧空気２０３は、加圧空気２０７と２０８
に分岐される。加圧空気２０７は、水蒸気３００と混合
し、ガス化炉１内の石炭とチャー粒子により形成した流
動層１Ａの流動化ガスとして供給する。一方、冷却器１
９で温度を１００℃以下とした加圧空気２０８により、
石炭１００を気流搬送して、石炭ガス化炉１内の流動層
１Ａへ供給する。流動層１Ａにおいて石炭１００はガス
化され、ガス化ガス５０ａ′が発生する。ガス化されず
に、チャーとなった粒子６０ａは、イナートガス２５０
ａで排出量を制御しながら、ホッパ１８（図３には図示
せず。）へ抜き出す。
化炉１と脱硫炉２のひとつの例である。図３に沿って、
ガス化炉１と脱硫炉２の構成を説明する。ガス化炉１と
脱硫炉２は、圧力容器２２と耐火断熱材２３より構成さ
れている。加圧空気２０３は、加圧空気２０７と２０８
に分岐される。加圧空気２０７は、水蒸気３００と混合
し、ガス化炉１内の石炭とチャー粒子により形成した流
動層１Ａの流動化ガスとして供給する。一方、冷却器１
９で温度を１００℃以下とした加圧空気２０８により、
石炭１００を気流搬送して、石炭ガス化炉１内の流動層
１Ａへ供給する。流動層１Ａにおいて石炭１００はガス
化され、ガス化ガス５０ａ′が発生する。ガス化されず
に、チャーとなった粒子６０ａは、イナートガス２５０
ａで排出量を制御しながら、ホッパ１８（図３には図示
せず。）へ抜き出す。
【００４２】チャーとなった粒子６０ａの排出量をイナ
ートガス２５０ａで制御することによってガス化炉１内
のチャー粒子６０ａの滞留時間を任意に制御することが
可能となる。滞留時間を長くすると、石炭からガス化ガ
スへ転換する割合が増大し、滞留時間を短くすると、石
炭からガス化ガスへ転換する割合が減少する。それによ
り、石炭を何％ガス化ガスへ転換させるかを制御でき
る。石炭からガスへ転換する割合を粒子滞留時間により
制御することで、ガス化炉から酸化炉へ供給するチャー
量が安定し、酸化炉も一定運転が可能となり、システム
が安定する。
ートガス２５０ａで制御することによってガス化炉１内
のチャー粒子６０ａの滞留時間を任意に制御することが
可能となる。滞留時間を長くすると、石炭からガス化ガ
スへ転換する割合が増大し、滞留時間を短くすると、石
炭からガス化ガスへ転換する割合が減少する。それによ
り、石炭を何％ガス化ガスへ転換させるかを制御でき
る。石炭からガスへ転換する割合を粒子滞留時間により
制御することで、ガス化炉から酸化炉へ供給するチャー
量が安定し、酸化炉も一定運転が可能となり、システム
が安定する。
【００４３】ガス化ガス５０ａ′はサイクロン２０によ
り脱塵され、ガス化ガス５０ａ′に含まれる粒子はイナ
ートガス２５０ｂでサイクロン下部から流動層１Ａ内に
リサイクルされ、脱塵後のガス化ガス５０ａは脱硫炉２
へ供給される。脱硫炉２は上部流動層２Ｂと下部流動層
２Ａに内部分散板２１で分割されている。石灰石４００
は、上部流動層２Ｂへ供給される。
り脱塵され、ガス化ガス５０ａ′に含まれる粒子はイナ
ートガス２５０ｂでサイクロン下部から流動層１Ａ内に
リサイクルされ、脱塵後のガス化ガス５０ａは脱硫炉２
へ供給される。脱硫炉２は上部流動層２Ｂと下部流動層
２Ａに内部分散板２１で分割されている。石灰石４００
は、上部流動層２Ｂへ供給される。
【００４４】内部分散板２１は流動層の断面積を、その
部分だけ５０％以下にせばめており、上部流動層２Ｂと
下部流動層２Ａの粒子混合を制限している。上部流動層
２Ｂ内には冷却器２４が設置されており、これによる粒
子とガスの冷却と、内部分散板２１の上部流動層２Ｂの
粒子と下部流動層２Ａの粒子の混合量の制御により、上
部流動層２Ｂの温度は８００〜９００℃に、下部流動層
２Ａの温度は９５０℃に保たれる。脱硫炉２で石灰石４
００により脱硫されたガス化ガス５０ｂは、脱塵装置３
（図３には図示せず。）へ送られる。脱硫後の石灰石６
０ｂは、イナートガス２５０ｃで排出量を制御されなが
ら、ホッパ１８（図３には図示せず。）へ抜き出す。
部分だけ５０％以下にせばめており、上部流動層２Ｂと
下部流動層２Ａの粒子混合を制限している。上部流動層
２Ｂ内には冷却器２４が設置されており、これによる粒
子とガスの冷却と、内部分散板２１の上部流動層２Ｂの
粒子と下部流動層２Ａの粒子の混合量の制御により、上
部流動層２Ｂの温度は８００〜９００℃に、下部流動層
２Ａの温度は９５０℃に保たれる。脱硫炉２で石灰石４
００により脱硫されたガス化ガス５０ｂは、脱塵装置３
（図３には図示せず。）へ送られる。脱硫後の石灰石６
０ｂは、イナートガス２５０ｃで排出量を制御されなが
ら、ホッパ１８（図３には図示せず。）へ抜き出す。
【００４５】図４は、図１に示した装置で用いている酸
化炉４のひとつの例である。酸化炉４は圧力容器２２と
耐火断熱材２３より構成する。燃焼ガス７０ｆとリサイ
クル制御用燃焼ガス７０ｇに分岐し、流動化用燃焼ガス
７０ｆはガス分岐板を通過させてチャーと石灰石６０ｄ
を流動化させる。空気予熱器５は、流動層４Ａのフリー
ボード部４Ｂに設置されている。フリーボード部４Ｂ
は、流動層４Ａよりも断面積が大きく、また、空気予熱
器５によりガス温度が下がるので、フリーボード部４Ｂ
のガス流速は、流動層４Ａよりも遅くなり、そのために
ガスに伴われて舞い上げられた粒子が流動層４Ａへ落下
していくので、流動層４Ａで発生する反応熱が効率よく
空気予熱器５へ伝わる。図４の白ぬりの太矢印は粒子の
動きを、黒塗りの太矢印はガスの動きを示している。
化炉４のひとつの例である。酸化炉４は圧力容器２２と
耐火断熱材２３より構成する。燃焼ガス７０ｆとリサイ
クル制御用燃焼ガス７０ｇに分岐し、流動化用燃焼ガス
７０ｆはガス分岐板を通過させてチャーと石灰石６０ｄ
を流動化させる。空気予熱器５は、流動層４Ａのフリー
ボード部４Ｂに設置されている。フリーボード部４Ｂ
は、流動層４Ａよりも断面積が大きく、また、空気予熱
器５によりガス温度が下がるので、フリーボード部４Ｂ
のガス流速は、流動層４Ａよりも遅くなり、そのために
ガスに伴われて舞い上げられた粒子が流動層４Ａへ落下
していくので、流動層４Ａで発生する反応熱が効率よく
空気予熱器５へ伝わる。図４の白ぬりの太矢印は粒子の
動きを、黒塗りの太矢印はガスの動きを示している。
【００４６】空気予熱器５を通過した燃焼ガス８０ａ
は、サイクロン２１で脱塵された後、図１で説明したよ
うに排ガスボイラ９ｂへ送る。サイクロン２１で回収さ
れた粒子は、リサイクル制御用燃焼ガス７０ｇにより制
御されながら、流動層４Ａに戻す。また、ホッパ１８か
ら移送されたチャーと脱硫剤の粒子６０ｄは、サイクロ
ン２１から戻される粒子と一緒に流動層４Ａに供給され
る。以上、本発明を図示した実施例に基づいて具体的に
説明したが、本発明がこれらの実施例に限定されず特許
請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その形状、構造に
種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
は、サイクロン２１で脱塵された後、図１で説明したよ
うに排ガスボイラ９ｂへ送る。サイクロン２１で回収さ
れた粒子は、リサイクル制御用燃焼ガス７０ｇにより制
御されながら、流動層４Ａに戻す。また、ホッパ１８か
ら移送されたチャーと脱硫剤の粒子６０ｄは、サイクロ
ン２１から戻される粒子と一緒に流動層４Ａに供給され
る。以上、本発明を図示した実施例に基づいて具体的に
説明したが、本発明がこれらの実施例に限定されず特許
請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その形状、構造に
種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００４７】
【発明の効果】以上具体的に説明したように、本発明に
よる石炭ガス化発電装置では、チャーを燃焼させる酸化
炉内に空気予熱器を配設し、この空気予熱器によって、
コンバスタへ供給される加圧空気を予熱する。このよう
なシステム構成とすることにより、石炭の有する化学エ
ネルギーを効果的にガスタービンへ供給するガスの顕熱
へ転換することが可能となり、高効率発電が可能となっ
た。
よる石炭ガス化発電装置では、チャーを燃焼させる酸化
炉内に空気予熱器を配設し、この空気予熱器によって、
コンバスタへ供給される加圧空気を予熱する。このよう
なシステム構成とすることにより、石炭の有する化学エ
ネルギーを効果的にガスタービンへ供給するガスの顕熱
へ転換することが可能となり、高効率発電が可能となっ
た。
【００４８】また、本発明による石炭ガス化発電装置で
は、石炭ガス化炉と別に脱硫炉を設け、石炭ガス化炉の
発生する石炭ガス化ガスを脱硫炉の石灰石の流動層に通
すことにより、ガス化ガス中のＨ2 ＳとＣＯＳ濃度の和
を、次の式の化学平衡濃度まで低減させることが可能に
なった。
は、石炭ガス化炉と別に脱硫炉を設け、石炭ガス化炉の
発生する石炭ガス化ガスを脱硫炉の石灰石の流動層に通
すことにより、ガス化ガス中のＨ2 ＳとＣＯＳ濃度の和
を、次の式の化学平衡濃度まで低減させることが可能に
なった。
【００４９】
【数３】
【００５０】上記反応のＨ2 Ｓの化学平衡濃度と水蒸気
濃度の関係は図５に示すとおりである。
濃度の関係は図５に示すとおりである。
【００５１】更にまた、本発明による石炭ガス化発電装
置ではガスタービン出口の燃焼ガスを、ガス化炉から出
るチャー等を酸化する酸化炉における酸化用ガスとして
用いる構成としているので、酸化炉で発生するＳＯ2 濃
度を抑制することが可能となり、上述の石炭ガス化ガス
のＨ2 Ｓ濃度の低減効果により、システムの排出するＳ
ＯX 量を低減させることが可能となった。また、本発明
に基づき、前記した構成に加え、ガス化炉から排出され
るチャーの量を制御する装置を設けた構成とすれば、チ
ャーの燃焼熱を利用するコンバスタとガスタービン側の
運転を安定して行うことができる。
置ではガスタービン出口の燃焼ガスを、ガス化炉から出
るチャー等を酸化する酸化炉における酸化用ガスとして
用いる構成としているので、酸化炉で発生するＳＯ2 濃
度を抑制することが可能となり、上述の石炭ガス化ガス
のＨ2 Ｓ濃度の低減効果により、システムの排出するＳ
ＯX 量を低減させることが可能となった。また、本発明
に基づき、前記した構成に加え、ガス化炉から排出され
るチャーの量を制御する装置を設けた構成とすれば、チ
ャーの燃焼熱を利用するコンバスタとガスタービン側の
運転を安定して行うことができる。
【００５２】更に、本発明により、脱硫炉内に形成され
る石灰石流動層内に粒子の上下方向の動きを制限する内
部分散板を配設し、その内部分散板により流動層を上段
流動層と下段流動層に分割して、その上段流動層には冷
却器を設置した構成の脱硫炉を採用すれば、更に脱硫効
率を向上することができる。その上、脱硫炉におけるこ
の上段流動層の温度を、熱交換器により８００〜９００
℃に制御し、下段の流動層の温度を９００〜１０００℃
に制御することにより、石灰石によりガス化ガス中のＨ
2 ＳとＣＯＳ等の硫黄化合物をＣａＳとして石灰石に効
率的に固定することのできる運転となる。
る石灰石流動層内に粒子の上下方向の動きを制限する内
部分散板を配設し、その内部分散板により流動層を上段
流動層と下段流動層に分割して、その上段流動層には冷
却器を設置した構成の脱硫炉を採用すれば、更に脱硫効
率を向上することができる。その上、脱硫炉におけるこ
の上段流動層の温度を、熱交換器により８００〜９００
℃に制御し、下段の流動層の温度を９００〜１０００℃
に制御することにより、石灰石によりガス化ガス中のＨ
2 ＳとＣＯＳ等の硫黄化合物をＣａＳとして石灰石に効
率的に固定することのできる運転となる。
【図１】本発明の一実施例に係る石炭ガス化発電装置の
構成を示す機器配置図。
構成を示す機器配置図。
【図２】図１の実施例における主要装置の温度とマスバ
ランスとガス組成を示す図表。
ランスとガス組成を示す図表。
【図３】図１に示した石炭ガス化発電装置におけるガス
化炉と脱硫炉の構造を示す断面図。
化炉と脱硫炉の構造を示す断面図。
【図４】図１に示した石炭ガス化発電装置における酸化
炉の構造を示す断面図。
炉の構造を示す断面図。
【図５】ＣａＯ＋Ｈ2 Ｓ→ＣａＳ＋Ｈ2 ＯのＨ2 Ｓの化
学平衡濃度と水蒸気濃度の関係を示す図。
学平衡濃度と水蒸気濃度の関係を示す図。
【図６】従来の石炭ガス化発電装置の構成を示す機器配
置図。
置図。
１ ガス化炉 ２ 脱硫炉 ３ 脱塵装置 ４ 酸化炉 ５ 空気予熱器 ６ コンバスタ ７ ガスタービン ８ 空気圧縮機 ９ａ，９ｂ 排ガスボイラ １０ａ，１０ｂ 熱交換器 １１ 復水器 １２ ポンプ １３ スチームタービン １４ 脱塵装置 １５ 煙突 １６ ガスブースター １７ ガス分配器 １８ ホッパ １９ 冷却器 ２１ 内部分散板 ２４ 冷却器 ３０ａ，３０ｂ 水蒸気 ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ 石炭ガス化ガス ６０ａ チャー ６０ｂ 脱硫剤 ６０ｃ ダスト粒子 ７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ，７０ｅ，７０ｆ，７
０ｇ，８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，７００ 燃焼
ガス ９０ａ，９０ｂ，９００ 灰 １００ 石炭 ２００ 空気 ２０１〜２０６ 加圧空気 ３００ 水蒸気 ４００ 石灰石
０ｇ，８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，７００ 燃焼
ガス ９０ａ，９０ｂ，９００ 灰 １００ 石炭 ２００ 空気 ２０１〜２０６ 加圧空気 ３００ 水蒸気 ４００ 石灰石
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石神 重泰 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社内 (72)発明者 甕 聡樹 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三菱重工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−151433（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−283303（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−80502（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−52718（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−64628（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02C 3/28 B01D 53/34 C10J 3/46 F02C 6/18
Claims (4)
- 【請求項１】 石炭と空気と水蒸気の供給を受け石炭ガ
ス化ガスとチャーに転換するガス化炉、 前記ガス化炉から前記石炭ガス化ガスを導入し連続的に
供給される石灰石で形成させた石灰石流動層内で同石炭
ガス化ガス中の硫黄化合物を前記石灰石中にＣａＳとし
て固定して脱硫する脱硫炉、 前記脱硫炉から脱硫された石炭ガス化ガスを導入し同ガ
ス中の粒子を除去する脱塵装置、 加圧空気を送り出す空気圧縮機、 前記脱塵装置から脱塵後の石炭ガス化ガスと前記空気圧
縮機から加圧空気の１部とを導入し同石炭ガス化ガスを
燃焼させ高温燃焼ガスを製造するコンバスタ、 前記コンバスタから高温燃焼ガスを導入し同高温燃焼ガ
スのエネルギーを機械エネルギーへ転換しそのエネルギ
ーで発電機と前記空気圧縮機を駆動するガスタービン、 前記ガスタービンの燃焼ガスを分配するガス分配器、 前記ガス化炉から前記チャーと、前記脱硫炉から前記Ｃ
ａＳを含む石灰石と、前記脱塵装置から前記除去された
粒子とを導入し、それら粒子を減圧するホッパー、 前記ホッパーからチャーとＣａＳを含む固形物と前記ガ
ス分配器から前記燃焼ガスとを導入し同燃焼ガス中の酸
素により前記チャー中の未燃分を酸化すると共に前記固
形物中のＣａＳをＣａＳＯ4 に転換する酸化炉であっ
て、同酸化炉内には前記コンバスタへ導入される前記空
気圧縮機からの加圧空気の１部を加熱する空気予熱器が
付設されており、 前記ガス分配器から前記燃焼ガスの供給を受けて水また
は水蒸気を加熱する排ガスボイラ、 前記酸化炉からの燃焼ガスを導入し水または水蒸気を加
熱する排ガスボイラ、及び前記２つの排ガスボイラによ
って得た過熱水蒸気で駆動されるスチームタービンと同
スチームタービンで駆動されるスチームタービン発電装
置を有することを特徴とする石炭ガス化発電装置。 - 【請求項２】 前記ガス化炉から前記ホッパーに導入さ
れる前記チャーの量を制御する装置、及び同ガス化炉に
供給される前記空気の量を制御する装置を付設したこと
を特徴とする請求項１記載の石炭ガス化発電装置。 - 【請求項３】 前記脱硫炉は、内部に前記石灰石流動層
を上段流動層と下段流動層に分割する内部分散板と、同
上段流動層内に配設された冷却器と、同上段流動層に前
記石灰石を供給する石灰石供給管と、同下段流動層を前
記ホッパに連結する配管とを有し、前記ガス化炉からの
前記石炭ガス化ガスが前記下段流動層から前記内部分散
板を経て前記上段流動層へ供給される構成を持つことを
特徴とする請求項１又は２記載の石炭ガス化発電装置。 - 【請求項４】 前記上段流動層の温度を前記冷却器によ
り８００〜９００℃に制御し、前記下段流動層の温度を
９００〜１０００℃に制御することを特徴とする請求項
３記載の石炭ガス化発電装置の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05050564A JP3122276B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 石炭ガス化発電装置及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05050564A JP3122276B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 石炭ガス化発電装置及びその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264760A JPH06264760A (ja) | 1994-09-20 |
| JP3122276B2 true JP3122276B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=12862505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05050564A Expired - Lifetime JP3122276B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | 石炭ガス化発電装置及びその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3122276B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5469699A (en) * | 1994-10-14 | 1995-11-28 | Foster Wheeler Development Corporation | Method and apparatus for generating electrical energy utilizing a boiler and a gas turbine powered by a carbonizer |
| JPH1135950A (ja) | 1996-12-26 | 1999-02-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 発電方法及び発電装置 |
| JP2007091785A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Chubu Electric Power Co Inc | 流動床ガス化装置及び石炭ガス化複合発電システム |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP05050564A patent/JP3122276B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06264760A (ja) | 1994-09-20 |
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