JP3337276B2 - 化石燃料ガス化プラント - Google Patents
化石燃料ガス化プラントInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は化石燃料ガス化プラント
に関するものである。ガス化対象の化石燃料としては、
石炭、超重質油（オイルシェル、タール、オイルサン
ド、アスファルト等）、及びこれらのものから揮発成分
を分離した後の固定炭素等がある。以下の説明において
は、上記のガス化対象物を化石燃料と総称して述べる。
に関するものである。ガス化対象の化石燃料としては、
石炭、超重質油（オイルシェル、タール、オイルサン
ド、アスファルト等）、及びこれらのものから揮発成分
を分離した後の固定炭素等がある。以下の説明において
は、上記のガス化対象物を化石燃料と総称して述べる。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の化石燃料ガス化プラントの
系統図である。図において、０２３は圧力スィング法ガ
ス分離装置、０１は同装置に連る流動層ガス化炉、０１
１は同炉内の流動層、０４は同ガス化炉に連るサイクロ
ン、０５は同サイクロンに連る脱塵装置、０４２は同脱
塵装置に連るボイラである。
系統図である。図において、０２３は圧力スィング法ガ
ス分離装置、０１は同装置に連る流動層ガス化炉、０１
１は同炉内の流動層、０４は同ガス化炉に連るサイクロ
ン、０５は同サイクロンに連る脱塵装置、０４２は同脱
塵装置に連るボイラである。
【０００３】このプラントにおいて、流動層ガス化炉０
１の流動層０１１に化石燃料０３、酸素０２１、および
水蒸気０２２を供給し、酸素０２１によって化石燃料０
３の一部を燃焼させ、流動層０１１の温度を８５０℃〜
９００℃に維持し、化石燃料と水蒸気との反応によるＣ
Ｏガス、Ｈ2 ガスを生成するために必要な反応熱を供給
する。前記酸素０２１は圧力スィング法ガス分離装置０
２３に供給された空気０２４から分離供給されるもので
あり、また、蒸気０２２はボイラ０４２から供給される
ものである。
１の流動層０１１に化石燃料０３、酸素０２１、および
水蒸気０２２を供給し、酸素０２１によって化石燃料０
３の一部を燃焼させ、流動層０１１の温度を８５０℃〜
９００℃に維持し、化石燃料と水蒸気との反応によるＣ
Ｏガス、Ｈ2 ガスを生成するために必要な反応熱を供給
する。前記酸素０２１は圧力スィング法ガス分離装置０
２３に供給された空気０２４から分離供給されるもので
あり、また、蒸気０２２はボイラ０４２から供給される
ものである。
【０００４】流動層ガス化炉０１でガス化されたガスは
サイクロン０４によって同伴する化石燃料の粗粒の未反
応粒子０７を分離して流動層ガス化炉０１へ戻し、また
脱塵装置０５では、サイクロン０４で取り除けなかった
微粒の未反応粒子０８を分離して流動層ガス化炉へ戻
す。前記サイクロンおよび脱塵装置を経由したガスはボ
イラ０４２で水０２５によって冷却された後、製品ガス
０６として、ガスタービン発電用燃料や化学合成原料と
して利用される。ボイラ０４２に供給された水０２５
は、そこを経由して、前記のように水蒸気０２２として
流動層ガス化炉０１に供給される。流動層ガス化炉０１
は反応速度を上げて効率よく化石燃料をガス化するため
に１０atm 〜２０atm の圧力の下で運転される。
サイクロン０４によって同伴する化石燃料の粗粒の未反
応粒子０７を分離して流動層ガス化炉０１へ戻し、また
脱塵装置０５では、サイクロン０４で取り除けなかった
微粒の未反応粒子０８を分離して流動層ガス化炉へ戻
す。前記サイクロンおよび脱塵装置を経由したガスはボ
イラ０４２で水０２５によって冷却された後、製品ガス
０６として、ガスタービン発電用燃料や化学合成原料と
して利用される。ボイラ０４２に供給された水０２５
は、そこを経由して、前記のように水蒸気０２２として
流動層ガス化炉０１に供給される。流動層ガス化炉０１
は反応速度を上げて効率よく化石燃料をガス化するため
に１０atm 〜２０atm の圧力の下で運転される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の化石燃料ガス化
プラントにおいては、反応熱の一部を化石燃料の燃焼熱
によって賄うために製品ガス中に発熱量を持たないＣＯ
2 ，Ｈ2 Ｏが含まれ、製品ガスの発熱量を下げ、ガス化
ガスの製造熱効率を低下させる。こゝにガス化ガスの製
造熱効率は次式で定義される。 ガス化ガス製造熱効率＝（製品ガス発熱量）／（化石燃
料発熱量）。
プラントにおいては、反応熱の一部を化石燃料の燃焼熱
によって賄うために製品ガス中に発熱量を持たないＣＯ
2 ，Ｈ2 Ｏが含まれ、製品ガスの発熱量を下げ、ガス化
ガスの製造熱効率を低下させる。こゝにガス化ガスの製
造熱効率は次式で定義される。 ガス化ガス製造熱効率＝（製品ガス発熱量）／（化石燃
料発熱量）。
【０００６】本発明は上記従来技術の欠点を解消し、ガ
ス化ガス製造熱効率の高い化石燃料ガス化プラントを提
供しようとするものである。
ス化ガス製造熱効率の高い化石燃料ガス化プラントを提
供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、流動層ガス化炉を備え、同ガス化炉
内で化石燃料と水蒸気とを反応させて一酸化炭素と水素
とからなるガスを生成させる化石燃料ガス化プラントに
おいて、太陽熱集光器、同集光器で集光した太陽熱によ
って液体金属を加熱する液体金属加熱器、前記ガス化炉
で生成されたガス中に含まれる未反応粒子を分離する装
置、同分離装置で分離された未反応粒子を前記液体金属
加熱器において加熱された液体金属によって９００°Ｃ
〜９５０°Ｃに加熱する流動層未反応粒子加熱器を備
え、同流動層未反応粒子加熱器で加熱された粒子を前記
ガス化炉へ戻すことを特徴とする化石燃料ガス化プラン
トに関するものである。
したものであって、流動層ガス化炉を備え、同ガス化炉
内で化石燃料と水蒸気とを反応させて一酸化炭素と水素
とからなるガスを生成させる化石燃料ガス化プラントに
おいて、太陽熱集光器、同集光器で集光した太陽熱によ
って液体金属を加熱する液体金属加熱器、前記ガス化炉
で生成されたガス中に含まれる未反応粒子を分離する装
置、同分離装置で分離された未反応粒子を前記液体金属
加熱器において加熱された液体金属によって９００°Ｃ
〜９５０°Ｃに加熱する流動層未反応粒子加熱器を備
え、同流動層未反応粒子加熱器で加熱された粒子を前記
ガス化炉へ戻すことを特徴とする化石燃料ガス化プラン
トに関するものである。
【０００８】
【作用】本発明のプラントは上記の構成によって、太陽
熱で液体金属を加熱し、液体金属によってガス化ガスか
ら分離した未反応粒子を加熱し、加熱された未反応粒子
をガス化炉に戻してガス化炉に反応熱を供給するので、
その分だけ燃焼する石炭の量が少なくなり、ガス化ガス
製造熱効率が向上する。
熱で液体金属を加熱し、液体金属によってガス化ガスか
ら分離した未反応粒子を加熱し、加熱された未反応粒子
をガス化炉に戻してガス化炉に反応熱を供給するので、
その分だけ燃焼する石炭の量が少なくなり、ガス化ガス
製造熱効率が向上する。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る化石燃料ガス
化プラントの系統図である。図において、０１は流動層
ガス化炉、０１１は流動層、０４は同ガス化炉に連るサ
イクロン、０４２は同サイクロンに連るボイラ、０５は
同ボイラに連る脱塵装置、０９はサイクロン０４の未反
応粒子出口と脱塵装置０５の未反応粒子出口に連る未反
応粒子加熱器、１００は太陽光集光器、１０１は同集光
器から光を受ける液体金属加熱器、１０２は同加熱器内
で高温となった液体金属を循環させる電磁ポンプ、０９
１は前記加熱器１０１から送給される高温の液体金属に
よって前記未反応粒子加熱器内で粒子を加熱する加熱
管、０６２は前記ボイラ０４２の出口側から分岐した配
管上に設けられているコンプレッサである。
化プラントの系統図である。図において、０１は流動層
ガス化炉、０１１は流動層、０４は同ガス化炉に連るサ
イクロン、０４２は同サイクロンに連るボイラ、０５は
同ボイラに連る脱塵装置、０９はサイクロン０４の未反
応粒子出口と脱塵装置０５の未反応粒子出口に連る未反
応粒子加熱器、１００は太陽光集光器、１０１は同集光
器から光を受ける液体金属加熱器、１０２は同加熱器内
で高温となった液体金属を循環させる電磁ポンプ、０９
１は前記加熱器１０１から送給される高温の液体金属に
よって前記未反応粒子加熱器内で粒子を加熱する加熱
管、０６２は前記ボイラ０４２の出口側から分岐した配
管上に設けられているコンプレッサである。
【００１０】本装置において、流動層ガス化炉０１に、
化石燃料０３と水蒸気０２２を供給し、さらにボイラ０
４２の出口側からガス化ガスの一部をガス化炉流動化ガ
ス０６１として分岐させコンプレッサ０６２により流動
層ガス化炉に供給し、流動層ガス化炉内でＣＯ2 ，Ｈ2
にガス化する。この時、ガス化炉は、流動状態が高速流
動状態となるよう、炉内温度を８５０℃〜９００℃、空
塔速度を３m/s 〜６m/s 、圧力を１０atm 〜２０atm で
運転される。
化石燃料０３と水蒸気０２２を供給し、さらにボイラ０
４２の出口側からガス化ガスの一部をガス化炉流動化ガ
ス０６１として分岐させコンプレッサ０６２により流動
層ガス化炉に供給し、流動層ガス化炉内でＣＯ2 ，Ｈ2
にガス化する。この時、ガス化炉は、流動状態が高速流
動状態となるよう、炉内温度を８５０℃〜９００℃、空
塔速度を３m/s 〜６m/s 、圧力を１０atm 〜２０atm で
運転される。
【００１１】ガス化炉からはガスと共に未反応粒子が大
量に同伴されて出てくる。粗粒の未反応粒子０７をサイ
クロン０４で分離する。この未反応粒子０７は、そのま
まガス化炉０１に戻されるものと、未反応粒子加熱器０
９で加熱されたのち炉内に戻されるものに分れる。ガス
化ガスはボイラ０４２で蒸気０４３によって３５０℃ま
で冷却される。この後ガスの一部は前述のようにガス化
炉流動化ガス０６１としてコンプレッサ０６２で昇圧さ
れて流動層ガス化炉０１に供給される。残りのガスは、
サイクロン０４で分離できなかった微粒の未反応粒子０
８を脱塵装置０５において分離した後、製品ガス０６３
として、ガスタービン燃料あるいは化学原料ガスとして
供給される。脱塵装置０５で分離された微粒の未反応粒
子０８は、未反応粒子加熱器０９に送られ、加熱された
後、ガス化炉０１へ供給される。
量に同伴されて出てくる。粗粒の未反応粒子０７をサイ
クロン０４で分離する。この未反応粒子０７は、そのま
まガス化炉０１に戻されるものと、未反応粒子加熱器０
９で加熱されたのち炉内に戻されるものに分れる。ガス
化ガスはボイラ０４２で蒸気０４３によって３５０℃ま
で冷却される。この後ガスの一部は前述のようにガス化
炉流動化ガス０６１としてコンプレッサ０６２で昇圧さ
れて流動層ガス化炉０１に供給される。残りのガスは、
サイクロン０４で分離できなかった微粒の未反応粒子０
８を脱塵装置０５において分離した後、製品ガス０６３
として、ガスタービン燃料あるいは化学原料ガスとして
供給される。脱塵装置０５で分離された微粒の未反応粒
子０８は、未反応粒子加熱器０９に送られ、加熱された
後、ガス化炉０１へ供給される。
【００１２】未反応粒子加熱器０９では、未反応粒子の
一部を同加熱器０９に貯留し、更に、同加熱器に、ガス
化炉流動化ガス６１の一部をコンプレッサ０６２の出口
側から分岐させて流動化ガス０６４として供給し、同加
熱器の中で流動層を形成させる。この流動層は、加熱器
内部に設置されている加熱管０９１内を流通する液体金
属で加熱される。この液体金属は太陽光集光器１００で
集光された太陽光１０３の熱によって液体金属加熱器１
０１の中で加熱され、送給されたものである。液体金属
は電磁ポンプ１０２で循環させられ、これによって未反
応粒子加熱器０９内の粒子は９００℃〜９５０℃に加熱
される。
一部を同加熱器０９に貯留し、更に、同加熱器に、ガス
化炉流動化ガス６１の一部をコンプレッサ０６２の出口
側から分岐させて流動化ガス０６４として供給し、同加
熱器の中で流動層を形成させる。この流動層は、加熱器
内部に設置されている加熱管０９１内を流通する液体金
属で加熱される。この液体金属は太陽光集光器１００で
集光された太陽光１０３の熱によって液体金属加熱器１
０１の中で加熱され、送給されたものである。液体金属
は電磁ポンプ１０２で循環させられ、これによって未反
応粒子加熱器０９内の粒子は９００℃〜９５０℃に加熱
される。
【００１３】石炭をガス化対象としたガス化の例を述べ
る。従来のガス化プラントにおいて、製品ガスの発熱量
は２４８６kcal/kg である。組成Ｈ2 ：３１％，ＣＯ：
５９．８％，Ｈ2 Ｏ：４．８％，ＣＯ2 ：４．４％であ
る。また石炭１kgからガス化ガスは１．９kg製造できる
ので、ガス化ガス製造効率は石炭の発熱量を６７９０kc
al/kg とすると６９．６％となる。したがって、燃焼に
よって失われた熱量は石炭の発熱量の３０．４％であ
る。
る。従来のガス化プラントにおいて、製品ガスの発熱量
は２４８６kcal/kg である。組成Ｈ2 ：３１％，ＣＯ：
５９．８％，Ｈ2 Ｏ：４．８％，ＣＯ2 ：４．４％であ
る。また石炭１kgからガス化ガスは１．９kg製造できる
ので、ガス化ガス製造効率は石炭の発熱量を６７９０kc
al/kg とすると６９．６％となる。したがって、燃焼に
よって失われた熱量は石炭の発熱量の３０．４％であ
る。
【００１４】一方、本実施例のプラントにおいては、石
炭ガス化に要する反応熱を太陽熱から供給しているの
で、石炭を部分燃焼させる必要が無く、したがってガス
化ガス製造熱効率が高い。また本プラントでは、自然エ
ネルギである太陽熱を使用しており、理想的に反応が起
きれば、石炭ガス化の場合は、ガス化ガスの発熱量の内
３０．４％が自然にエネルギから供給されることにな
る。
炭ガス化に要する反応熱を太陽熱から供給しているの
で、石炭を部分燃焼させる必要が無く、したがってガス
化ガス製造熱効率が高い。また本プラントでは、自然エ
ネルギである太陽熱を使用しており、理想的に反応が起
きれば、石炭ガス化の場合は、ガス化ガスの発熱量の内
３０．４％が自然にエネルギから供給されることにな
る。
【００１５】
【発明の効果】本発明の化石燃料ガス化プラントにおい
ては、太陽熱集光器、同集光器で集光した太陽熱によっ
て液体金属を加熱する液体金属加熱器、前記ガス化炉で
生成されたガス中に含まれる未反応粒子を分離する装
置、同分離装置で分離された未反応粒子を前記液体金属
加熱器において加熱された液体金属によって９００°Ｃ
〜９５０°Ｃに加熱する流動層未反応粒子加熱器を備
え、同流動層未反応粒子加熱器で加熱された粒子を前記
ガス化炉へ戻すので、高い製造熱効率で製品ガスを生成
することができる。
ては、太陽熱集光器、同集光器で集光した太陽熱によっ
て液体金属を加熱する液体金属加熱器、前記ガス化炉で
生成されたガス中に含まれる未反応粒子を分離する装
置、同分離装置で分離された未反応粒子を前記液体金属
加熱器において加熱された液体金属によって９００°Ｃ
〜９５０°Ｃに加熱する流動層未反応粒子加熱器を備
え、同流動層未反応粒子加熱器で加熱された粒子を前記
ガス化炉へ戻すので、高い製造熱効率で製品ガスを生成
することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る化石燃料ガス化プラン
トの系統図。
トの系統図。
【図２】従来の化石燃料ガス化プラントの系統図。
０１ 流動層ガス化炉 ０１１ 流動層 ０２１ 酸素 ０２２ 水蒸気 ０２３ 圧力スイング法ガス分離装置 ０２４ 空気 ０２５ 水 ０３ 化石燃料 ０４ サイクロン ０４２ ボイラ ０４３ 蒸気 ０５ 脱塵装置 ０６ 製品ガス ０６１ ガス化炉流動化ガス ０６２ コンプレッサ ０６３ 製品ガス ０６４ 流動化ガス ０７ 未反応粒子 ０８ 未反応粒子 ０９ 未反応粒子加熱器 ０９１ 加熱管 １００ 太陽光集光器 １０１ 液体金属加熱器 １０２ 電磁ポンプ １０３ 太陽光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C10J 3/46 C10J 3/48
Claims (1)
- 【請求項１】 流動層ガス化炉を備え、同ガス化炉内で
化石燃料と水蒸気とを反応させて一酸化炭素と水素とか
らなるガスを生成させる化石燃料ガス化プラントにおい
て、太陽熱集光器、同集光器で集光した太陽熱によって
液体金属を加熱する液体金属加熱器、前記ガス化炉で生
成されたガス中に含まれる未反応粒子を分離する装置、
同分離装置で分離された未反応粒子を前記液体金属加熱
器において加熱された液体金属によって９００°Ｃ〜９
５０°Ｃに加熱する流動層未反応粒子加熱器を備え、同
流動層未反応粒子加熱器で加熱された粒子を前記ガス化
炉へ戻すことを特徴とする化石燃料ガス化プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23002293A JP3337276B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 化石燃料ガス化プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23002293A JP3337276B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 化石燃料ガス化プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0782574A JPH0782574A (ja) | 1995-03-28 |
| JP3337276B2 true JP3337276B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=16901348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23002293A Expired - Fee Related JP3337276B2 (ja) | 1993-09-16 | 1993-09-16 | 化石燃料ガス化プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3337276B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1402159B1 (it) * | 2010-10-15 | 2013-08-28 | Enel Ingegneria E Innovazione S P A | Dispositivo, impianto e metodo ad alto livello di efficienza energetica per l'accumulo e l'impiego di energia termica di origine solare. |
| JP5888090B2 (ja) * | 2012-04-25 | 2016-03-16 | 株式会社Ihi | 循環流動層ガス化システム |
| JP6311247B2 (ja) * | 2013-09-17 | 2018-04-18 | 株式会社Ihi | ガス化システムの太陽光利用方法及び装置 |
-
1993
- 1993-09-16 JP JP23002293A patent/JP3337276B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0782574A (ja) | 1995-03-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020702 |
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