JP4107869B2 - Desulfurization equipment operation device incorporated in coal gasification system and its operation method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭ガス化システムに組み込まれた脱硫設備の運転方法とそのシステムに係り、特に石炭ガス化システムの脱硫設備内の液体循環ラインで発生したCH系固形有機物をシステム内で処理し、プラント運転時の廃棄物発生量の低減を図った前記脱硫設備の運転方法とそのシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より石炭ガス化システムとして図2に示す装置が提案されている。
図中1は、コンバスタ1aとリダクタ1bからなる空気吹き加圧二段噴流床式ガス化炉で、コンバスタ1a内に微粉炭(石炭)とチャーと空気とを投入して高温燃焼した後、更にその上方のリダクタ1b内に更に微粉炭(石炭)を投入してコンバスタ1aの高温燃焼を利用して乾留ガス化させる。ガス化したCOやH2等の生成ガスは、水冷壁ボイラ(熱回収ボイラ)12により冷却された後、ポーラスフィルタ(脱塵装置)13、ガス熱交換器21、COS変換器22、ガス熱交換器23を経てガス冷却塔14及びガス洗浄塔15からなるアンモニア除去装置でアンモニアを除去した後、H2S吸収塔16に送られ、H2Sを除去する。
前記ガス洗浄塔15からガス冷却塔14への冷却水の戻りライン31、及びガス冷却塔14から冷却水貯留槽26へのライン32に夫々ストレーナ8、9を設け、前記気液接触により冷却水中に析出したベンゼン系炭化水素を主要成分とする固形状有機物を分離する。
H2S吸収塔16では、吸収液により粗生成ガス中のH2S、COS等の硫黄化合物がガスタ−ビン17の許容濃度以下まで除去される。
【0003】
精製されたガスはスチーム熱交換器24、ガス熱交換器23及びガス熱交換器21で順次昇温してガスタ−ビン17に送られ、発電が行われ、一方ガスタ−ビン17からの燃焼排ガスは不図示の排熱回収ボイラにて冷却されると同時にスチーム熱交換器24で昇温された高圧蒸気を回収し、ここで得られた蒸気は不図示の蒸気タービンに送られ、発電が行われる。
【0004】
又H2S吸収塔16でH2S等の硫黄化合物を吸収した吸収液は吸収再生塔18に送られ、吸収液再生加熱器19で加熱することで吸収しているH2Sを脱離し再生される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
かかる石炭ガス化システムに組み込まれた脱硫設備においては、前記アンモニアガス除去のためのガス冷却塔14への冷却水の戻りライン31、及びガス冷却塔14から冷却水貯留槽26へのライン32に夫々ストレーナ8、9を、H2S吸収塔16から熱交換器25への抜き出しライン上にはストレーナ10を設け、生成ガスの冷却により生じたベンゼン系炭化水素系の固形物を析出する。
このような石炭ガス化複合発電の脱硫装置で設備内の液体循環ラインで発生した固形物は、ストレーナ等の異物除去装置で回収して産業廃棄物として廃棄していた。
【0006】
しかしながら固形物の廃棄は公害防止上なかなか困難な状況にある。
そこで近年前記固形物を燃焼することが検討されているが、元々析出点が高くその燃焼が困難であるのみならず、炉壁にタール等として付着しやすい。
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、石炭ガス化システムの脱硫設備内の液体循環ラインで発生したCH系固形有機物をシステム内で処理し、プラント運転時の廃棄物発生量の低減を図った前記脱硫設備の運転方法とそのシステムを提供することにある。
本発明の他の目的は閉サイクルで前記CH系固形有機物を処理するとともに、より高効率な熱回収が可能な前記脱硫設備の運転方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するもので、石炭ガス化システムの脱硫設備部で、設備内の液体循環ラインに設けられた固形物除去装置で回収された固形有機物を、軽油、灯油或いはアセトンのいずれかからなる有機溶媒に溶解し、該溶解物を、微粉炭を高温燃焼して生成ガスを生成する石炭ガス化炉内に投入して燃料の一部として利用するとともに、前記溶解物を硫化水素ストリッパオフガスの燃焼を行うオフガス燃焼炉で燃焼させて生成される燃焼排ガスにより蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンの駆動に利用することを特徴とする石炭ガス化システムに組み込まれた脱硫設備運転方法を提案する。
かかる発明によれば、脱硫設備内の液体循環ラインで発生したCH系固形有機物は5mmから卵大の大きさを有し、滞留させると不定形のスラッジから卵大以上の大きさに成長するが、これを有機溶媒で溶解して燃料の一部として用いるために、確実な燃焼が可能であり、閉サイクルで前記CH系固形有機物を処理するとともに、より高効率な熱回収が可能となる。
また、前記燃焼炉を、硫化水素ストリッパオフガスの燃焼を行うオフガス燃焼炉で構成し、これにより硫化水素ストリッパオフガスの有効な燃焼を実現するとともに、前記オフガス燃焼炉の下流側に熱交換器を配設して蒸気タービン発電用の蒸気を生成することにより高温度の蒸気の生成が可能となり、効率的な熱回収が可能となる。
更に本発明によれば、前記固形物が閉サイクルシステム内で処理され、プラント運転時の廃棄物発生量の低減を図ることが出来る。
【0008】
この場合、前記固形状の有機物の溶解を促進するために、前記固形物を微粒化した後、溶解するのがよい。
又前記固形物を溶解するための溶媒としては軽油若しくは灯油が安価であるが、アセトンを組み合わせて使用することにより、値段的にリーズナブルで且つ溶解も促進される。
【0009】
かかる運転方法の発明を達成する好適なシステムとして、石炭ガス化システムの脱硫設備部内の液体循環ラインに設けられた固形物除去装置で回収可能に構成された石炭ガス化システムにおいて、
前記固形有機物を、軽油、灯油或いはアセトンのいずれかからなる有機溶媒に溶解する溶解手段と、該溶解による溶解物を燃焼させる2つの燃焼炉と、該燃焼炉の一方で生成される燃焼排ガスにより蒸気を発生させる熱交換器とを備えるとともに、
前記2つの燃焼炉の内、1の燃焼炉が、微粉炭を高温燃焼して生成ガスを生成する石炭ガス化炉であり、他の燃焼炉が、硫化水素ストリッパオフガスの燃焼を行うオフガス燃焼炉であることを特徴とする石炭ガス化システムを提案する。
【0010】
これにより硫化水素ストリッパオフガスの有効な燃焼とともに、前記のように、オフガス燃焼炉の下流側に熱交換器を配設して蒸気タービン発電用の蒸気を生成することにより高温度の蒸気の生成が可能となるとともに、効率的な熱回収が可能となる。
【0011】
又前記燃焼炉として、微粉炭を高温燃焼して生成ガスを生成する石炭ガス化炉に用いても良く、この場合は燃料としての再利用とともに、再度生成ガスの生成が可能である。又前記固形状有機物の溶解手段の上流側に、前記固形物を粉砕する手段を配置するのがよいことは前記したとおりである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【0013】
図1は、石炭ガス化複合発電システムの脱硫設備内の液体循環ラインで発生したCH系固形有機物をシステム内で処理し、プラント運転時の廃棄物発生量の低減を図った本発明の実施例に係る石炭ガス化複合発電システムの全体図で、図中1は、コンバスタ1aとリダクタ1bからなる空気吹き加圧二段噴流床式ガス化炉、12は水冷壁ボイラ(熱回収ボイラ)、13はポーラスフィルタ(脱塵装置)、21、23はガス熱交換器、22はCOS変換器、17はガスタービンで、ここまでの構成は前記従来技術で説明した通りである。
そしてガス熱交換器23で精製ガスと熱交換された生成ガスは、ガス冷却塔14及びガス洗浄塔15内で冷却水の気液接触により冷却、洗浄されアンモニアを除去される。即ち、前記ガス洗浄塔15からガス冷却塔14への冷却水の戻りライン31、及びガス冷却塔14から冷却水貯留槽26へのライン32に夫々ストレーナ8、9を設け、前記気液接触により冷却水中に析出したベンゼン系炭化水素を主要成分とする固形状有機物を分離する。尚、ストレーナ8、9の設置位置は循環ラインでもよい。
【0014】
そして前記アンモニア除去装置でアンモニアを除去した生成ガスは、H2S吸収塔16に送られ、硫化水素吸収液の散布により、H2Sを除去する。
H2S吸収塔16では、吸収液により粗生成ガス中のH2S、COS等の硫黄化合物がガスタ−ビン17の許容濃度以下まで除去される。
精製されたガスはスチーム熱交換器24、ガス熱交換器23及びガス熱交換器21で順次昇温してガスタ−ビン17に送られ、発電が行われ、一方ガスタ−ビン17からの燃焼排ガスは不図示の排熱回収ボイラにて冷却されると同時にスチーム熱交換器24で昇温された高圧蒸気を回収し、ここで得られた蒸気は不図示の蒸気タービンに送られ、発電が行われる。
【0015】
H2S吸収塔16でH2S、COS等の硫黄化合物を吸収した吸収液は、ストレーナ10で前記固形状有機物を除去した後、吸収再生塔18に送られ,吸収液再生加熱器19で加熱することで吸収しているH2Sを脱離し再生される。
吸収再生塔18で再生された吸収液は、熱交換器25を介してH2S吸収塔16に送られ、硫化水素吸収液の散布により、H2Sを除去する点は前記した通りである。
又吸収再生塔18で分離されたH2Sストリッパオフガスは、ライン6を介してオフガス燃焼炉5に導入されて燃焼される。
【0016】
一方前記3つのストレーナ8、9、10で分離された固形状有機物は、固形物回収装置2で回収された後、ローラミルやボールミル等の固形物粉砕装置3で微粉状に粉砕され、固形物溶解装置4に送られる。
固形物溶解装置4では、前記固形物を溶解するための溶媒として軽油若しくは灯油からなる第1の溶媒とアセトンからなる第2の溶媒を組み合わせて撹拌溶解する。
勿論、溶剤として軽油若しくは灯油からなる第1の溶媒のみを用いた方がコストは安価であり、又アセトンからなる第2の溶媒を用いた方が溶解力は高いが、コスト及び溶解速度の面より、両者を組み合わせて撹拌溶解するのがよい。
【0017】
溶解された固形物/溶媒は、液状燃料として利用できるために、オフガス燃焼炉5にライン7を介して空気とともに導入されてH2Sストリッパオフガスとともに燃焼される。
この場合、前記オフガス燃焼炉5は筒状をなし、空気と前記液状燃料はその入口側に導入し、燃焼域が高温となった前記筒状のオフガス燃焼炉5の途中位置にH2Sストリッパオフガスを導入して燃焼するのがよい。
そして前記オフガス燃焼炉5で燃焼された高温排ガスは、前記オフガス燃焼炉5の下流側に熱交換器29を配設して蒸気タービン発電用の蒸気を生成した後、公知の排煙脱硫設備に送給される。
これにより高温度の蒸気の生成が可能となるとともに、効率的な熱回収が可能となる。
【0018】
又前記液状燃料は、ライン11を介して微粉炭を高温燃焼して生成ガスを生成する石炭ガス化炉1のコンバスタ1a内に導入しても良く、この場合は燃料としての再利用とともに、前記液状燃料がベンゼン系炭化水素を含むために、再度生成ガスの生成が可能である。
【0019】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、石炭ガス化システムの脱硫設備内の液体循環ラインで発生したCH系固形有機物をシステム内で処理し、プラント運転時の廃棄物発生量の低減を図ることが出来るとともに、閉サイクルで前記CH系固形有機物を処理することが出来、より高効率な熱回収が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 石炭ガス化複合発電システムの脱硫設備内の液体循環ラインで発生したCH系固形有機物をシステム内で処理し、プラント運転時の廃棄物発生量の低減を図った本発明の実施例に係る石炭ガス化複合発電システムの全体図である。
【図2】 従来技術にかかる図1対応の石炭ガス化複合発電システムの全体図である。
【符号の説明】
1 ガス化炉
1a コンバスタ
1b リダクタ
2 固形物回収装置
3 固形物粉砕装置
4 固形物溶解装置
5 オフガス燃焼炉
6、7、11 ライン
8、9、10 ストレーナ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and system for operating a desulfurization facility incorporated in a coal gasification system, and in particular, a CH solid organic matter generated in a liquid circulation line in the desulfurization facility of the coal gasification system is treated in the system. The present invention relates to a method and a system for operating the desulfurization facility that reduce the amount of waste generated during plant operation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an apparatus shown in FIG. 2 has been proposed as a coal gasification system.
In the figure, 1 is an air-blown pressurized two-stage entrained bed gasification furnace comprising a
Strainers 8 and 9 are provided in a cooling
In the H 2
[0003]
The purified gas is sequentially heated in the
[0004]
The absorbent that has absorbed the sulfur compounds such as H 2 S in H 2
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the desulfurization facility incorporated in such a coal gasification system, a cooling
In such a coal gasification combined power generation desulfurization apparatus, solid matter generated in a liquid circulation line in the facility has been recovered by a foreign matter removing apparatus such as a strainer and discarded as industrial waste.
[0006]
However, it is very difficult to dispose of solids in order to prevent pollution.
Therefore, in recent years, it has been studied to burn the solid matter, but not only the precipitation point is originally high and the combustion is difficult, but also it tends to adhere to the furnace wall as tar or the like.
An object of the present invention is to reduce the amount of waste generated during plant operation by treating CH solid organic matter generated in a liquid circulation line in a desulfurization facility of a coal gasification system in the system in view of the problems of the conventional technology. An object of the present invention is to provide a method and system for operating the desulfurization facility.
Another object of the present invention is to provide a method for operating the desulfurization facility capable of treating the CH-based solid organic matter in a closed cycle and more efficiently recovering heat.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves such a problem. In the desulfurization equipment section of the coal gasification system, the solid organic matter recovered by the solid matter removing device provided in the liquid circulation line in the equipment is either light oil, kerosene, or acetone. less becomes dissolved in an organic solvent, the lysate, as well as used as a part of the pulverized coal to be charged into the hot combustion to coal gasification furnace to produce a product gas fuel, the lysate hydrogen sulfide Operation of a desulfurization facility built in a coal gasification system, characterized in that steam is generated by combustion exhaust gas generated by burning in an off-gas combustion furnace that burns off stripper gas, and this steam is used to drive a steam turbine. Suggest a method.
According to this invention, the CH solid organic matter generated in the liquid circulation line in the desulfurization facility has a size from 5 mm to an egg size, and if it is retained, it grows from an irregular sludge to a size larger than the egg size. Since this is dissolved in an organic solvent and used as part of the fuel, reliable combustion is possible, and the CH solid organic matter is processed in a closed cycle, and more efficient heat recovery is possible.
Further, the combustion furnace is composed of an off-gas combustion furnace that burns off the hydrogen sulfide stripper off-gas, thereby realizing effective combustion of the hydrogen sulfide stripper off-gas, and a heat exchanger is disposed downstream of the off-gas combustion furnace. By installing and generating steam for steam turbine power generation, it becomes possible to generate steam at a high temperature, and efficient heat recovery is possible.
Furthermore, according to this invention, the said solid substance is processed within a closed cycle system, and the reduction of the waste generation amount at the time of plant operation can be aimed at.
[0008]
In this case, in order to promote the dissolution of the solid organic substance, it is preferable that the solid substance is dissolved after being atomized.
In addition, light oil or kerosene is inexpensive as a solvent for dissolving the solid matter, but by using acetone in combination, it is reasonable in price and promotes dissolution.
[0009]
In a coal gasification system configured to be recoverable by a solids removal device provided in a liquid circulation line in a desulfurization facility part of the coal gasification system, as a suitable system for achieving the invention of such an operation method,
A dissolving means for dissolving the solid organic matter in an organic solvent composed of either light oil, kerosene or acetone, two combustion furnaces for burning the dissolved substance by the dissolution, and combustion exhaust gas generated in one of the combustion furnaces Rutotomoni a heat exchanger to generate steam,
Of the two combustion furnaces, one combustion furnace is a coal gasification furnace that generates pulverized coal at a high temperature to generate product gas, and the other combustion furnace is an off-gas combustion furnace that burns hydrogen sulfide stripper off-gas. Suggest coal gasification system, characterized in that it.
[0010]
As a result, the hydrogen sulfide stripper off-gas is effectively burned, and as described above, a heat exchanger is disposed downstream of the off-gas combustion furnace to generate steam for steam turbine power generation. It becomes possible and efficient heat recovery becomes possible.
[0011]
The combustion furnace may be a coal gasification furnace that generates pulverized coal by high-temperature combustion. In this case, the product gas can be regenerated as well as reused as fuel. Further, as described above, it is preferable to dispose means for pulverizing the solid matter upstream of the means for dissolving the solid organic matter.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, unless otherwise specified, the dimensions, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention.
[0013]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention in which CH solid organic matter generated in a liquid circulation line in a desulfurization facility of a coal gasification combined power generation system is processed in the system to reduce the amount of waste generated during plant operation. 1 is an overall view of a combined coal gasification combined power generation system, in which 1 is an air blown pressurized two-stage entrained bed gasification furnace composed of a
The product gas heat-exchanged with the refined gas in the
[0014]
Then, the product gas from which ammonia has been removed by the ammonia removing device is sent to the H 2
In the H 2
The purified gas is sequentially heated in the
[0015]
The absorption liquid that has absorbed sulfur compounds such as H 2 S and COS in the H 2
The absorption liquid regenerated in the
Further, the H 2 S stripper off-gas separated in the
[0016]
On the other hand, the solid organic matter separated by the three
In the solid
Of course, the cost is lower when only the first solvent made of light oil or kerosene is used as the solvent, and the dissolving power is higher when the second solvent made of acetone is used. Therefore, it is better to stir and dissolve them in combination.
[0017]
Since the dissolved solid / solvent can be used as a liquid fuel, it is introduced into the off-
In this case, the off-
The high-temperature exhaust gas combusted in the off-
This enables generation of high temperature steam and efficient heat recovery.
[0018]
The liquid fuel may be introduced into the
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the CH-based solid organic matter generated in the liquid circulation line in the desulfurization facility of the coal gasification system can be processed in the system to reduce the amount of waste generated during plant operation. In addition, the CH-based solid organic matter can be processed in a closed cycle, and more efficient heat recovery can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention in which CH solid organic matter generated in a liquid circulation line in a desulfurization facility of a coal gasification combined power generation system is processed in the system to reduce the amount of waste generated during plant operation. 1 is an overall view of a combined coal gasification combined power generation system according to FIG.
FIG. 2 is an overall view of a combined coal gasification combined power generation system corresponding to FIG. 1 according to the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記固形有機物を、軽油、灯油或いはアセトンのいずれかからなる有機溶媒に溶解する溶解手段と、該溶解による溶解物を燃焼させる2つの燃焼炉と、該燃焼炉の一方で生成される燃焼排ガスにより蒸気を発生させる熱交換器とを備えるとともに、
前記2つの燃焼炉の内、1の燃焼炉が、微粉炭を高温燃焼して生成ガスを生成する石炭ガス化炉であり、他の燃焼炉が、硫化水素ストリッパオフガスの燃焼を行うオフガス燃焼炉であることを特徴とする石炭ガス化システム。In the coal gasification system configured to be recoverable by the solids removal device provided in the liquid circulation line in the desulfurization facility of the coal gasification system,
A dissolving means for dissolving the solid organic matter in an organic solvent composed of either light oil, kerosene or acetone, two combustion furnaces for burning the dissolved substance, and combustion exhaust gas generated in one of the combustion furnaces Rutotomoni a heat exchanger to generate steam,
Of the two combustion furnaces, one combustion furnace is a coal gasification furnace that generates pulverized coal at a high temperature to generate product gas, and the other combustion furnace is an off-gas combustion furnace that burns hydrogen sulfide stripper off-gas. coal gasification system, characterized in that it.
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