JP5693493B2 - Gasification combined cycle power generation system using fluidized bed dryer and coal - Google Patents
Gasification combined cycle power generation system using fluidized bed dryer and coal Download PDFInfo
- Publication number
- JP5693493B2 JP5693493B2 JP2012040736A JP2012040736A JP5693493B2 JP 5693493 B2 JP5693493 B2 JP 5693493B2 JP 2012040736 A JP2012040736 A JP 2012040736A JP 2012040736 A JP2012040736 A JP 2012040736A JP 5693493 B2 JP5693493 B2 JP 5693493B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- drying
- gas
- coal
- drying chamber
- fluidized
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Description
本発明は、流動化蒸気又は流動化ガスにより被乾燥物を流動させながら乾燥させる流動層乾燥装置及び石炭を用いたガス化複合発電システムに関するものである。 The present invention relates to a fluidized bed drying apparatus for drying a material to be dried by fluidizing steam or fluidizing gas, and a gasification combined power generation system using coal.
例えば、石炭ガス化複合発電設備は、石炭をガス化し、コンバインドサイクル発電と組み合わせることにより、従来型の石炭火力に比べてさらなる高効率化・高環境性を目指した発電設備である。この石炭ガス化複合発電設備は、資源量が豊富な石炭を利用可能であることも大きなメリットであり、適用炭種を拡大することにより、さらにメリットが大きくなることが知られている。 For example, a combined coal gasification power generation facility is a power generation facility that aims to further increase the efficiency and environmental performance compared to conventional coal-fired power generation by gasifying coal and combining it with combined cycle power generation. This coal gasification combined cycle power generation facility has a great merit that it can use coal with abundant resources, and it is known that the merit can be further increased by expanding the applicable coal types.
従来の石炭ガス化複合発電設備は、一般的に、給炭装置、乾燥装置、石炭ガス化炉、ガス精製装置、ガスタービン設備、蒸気タービン設備、排熱回収ボイラ、ガス浄化装置などを有している。従って、石炭が乾燥されてから粉砕され、石炭ガス化炉に対して、微粉炭として供給されると共に、空気が取り込まれ、この石炭ガス化炉で石炭が燃焼ガス化されて生成ガス(可燃性ガス)が生成される。そして、この生成ガスがガス精製されてからガスタービン設備に供給されることで燃焼して高温・高圧の燃焼ガスを生成し、タービンを駆動する。タービンを駆動した後の排気ガスは、排熱回収ボイラで熱エネルギが回収され、蒸気を生成して蒸気タービン設備に供給され、タービンを駆動する。これにより発電が行なわれる。一方、熱エネルギが回収された排気ガスは、ガス浄化装置で有害物質が除去された後、煙突を介して大気へ放出される。 Conventional coal gasification combined power generation facilities generally have a coal supply device, a drying device, a coal gasification furnace, a gas purification device, a gas turbine facility, a steam turbine facility, an exhaust heat recovery boiler, a gas purification device, and the like. ing. Therefore, the coal is dried and then pulverized, supplied to the coal gasifier as pulverized coal, and air is taken in. The coal gas is combusted and gasified in this coal gasifier, and the product gas (combustible) Gas) is produced. Then, the product gas is purified and then supplied to the gas turbine equipment to burn and generate high-temperature and high-pressure combustion gas to drive the turbine. The exhaust gas after driving the turbine recovers thermal energy by the exhaust heat recovery boiler, generates steam and supplies it to the steam turbine equipment, and drives the turbine. As a result, power generation is performed. On the other hand, the exhaust gas from which the thermal energy has been recovered is released into the atmosphere through a chimney after harmful substances are removed by the gas purification device.
ところで、このような石炭ガス化複合発電設備にて使用する石炭は、瀝青炭や無煙炭のように高い発熱量を有する高品位の石炭(高品位炭)だけでなく、亜瀝青炭や褐炭のように比較的低い発熱量を有する低品位の石炭(低品位炭)がある。この低品位炭は、持ち込まれる水分量が多く、この水分により発電効率が低下してしまう。そのため、低品位炭の場合には、上述した乾燥装置により石炭を乾燥して水分を除去してから粉砕して石炭ガス化炉に供給する必要がある。 By the way, the coal used in such a coal gasification combined power generation facility is not only a high-grade coal (high-grade coal) having a high calorific value such as bituminous coal and anthracite, but also a comparison such as sub-bituminous coal and lignite. There is a low-grade coal (low-grade coal) with a low calorific value. This low-grade coal has a large amount of moisture to be brought in, and the power generation efficiency decreases due to this moisture. For this reason, in the case of low-grade coal, it is necessary to dry the coal with the above-described drying apparatus to remove moisture and then pulverize and supply the coal gasifier.
このような石炭を乾燥する乾燥装置としては、下記特許文献1及び2に記載されたものがある。この特許文献1に記載された流動乾燥方法及び流動層乾燥装置は、供給室に燃料供給口から水分を含む湿潤燃料を供給し、供給室及び乾燥分級室の分散板を通しての流動化ガスにより被流動物を流動させて乾燥及び微粉と粗粒に分級処理する際、供給室の流動層の層厚みを乾燥分級室の流動層の層厚みとは別に制御するものである。
As a drying apparatus for drying such coal, there are those described in
また、特許文献2に記載された流動乾燥機及び乾燥方法は、装入シュート直下部のガス分散板下側から吹き込む熱源兼流動化ガスの流速を、装入シュート直下部以外のガス分散板下側から吹き込む熱源兼流動化ガスの流速よりも速くするようにしている。 In addition, the fluidized dryer and the drying method described in Patent Document 2 are configured so that the flow rate of the heat source / fluidizing gas blown from the lower side of the gas dispersion plate just below the charging chute is below the gas dispersion plate other than the lower portion of the charging chute. It is made faster than the flow rate of the heat source and fluidizing gas blown from the side.
上述したように低品位炭は、高品位炭に比べて水分量が多いことから、乾燥装置における流動化不良が発生し、乾燥不良が発生するおそれがある。特に、入口部に近い領域では、水分濃度が高く、粒子の分散性が良くないことから、伝熱管の近傍や底面部での流動化不良、付着、堆積を引き起こし、閉塞に至る可能性もある。そのため、投入する石炭の量を減少させる必要があり、処理量が減少してしまうという問題がある。 As described above, the low-grade coal has a higher moisture content than the high-grade coal, so that fluidization failure occurs in the drying device, which may cause drying failure. In particular, in the region close to the inlet portion, the water concentration is high and the dispersibility of the particles is not good. This may cause fluidization failure, adhesion, and accumulation near the heat transfer tube and at the bottom surface, resulting in blockage. . Therefore, it is necessary to reduce the amount of coal to be input, and there is a problem that the processing amount decreases.
上述した特許文献1に記載された提案では、供給室の流動層の層厚みを乾燥分級室の流動層の層厚みとは別に制御することで、水分量の多い原料(原炭)を原料粒子の塊成化や装置への付着の発生を抑制しながら安定的に乾燥及び分級するものである。しかし、この技術では、供給室における流動層単位体積あたりの水分蒸発負荷が増加してしまい、原料を適正に乾燥するための熱量が不足してしまうという問題がある。
In the proposal described in
また、特許文献2に記載された提案では、熱源兼流動化ガスの流速を、装入シュート直下部以外のガス分散板下側から吹き込む熱源兼流動化ガスの流速よりも速くするようにしているが、例えば褐炭等の低品位炭は、水分含量が60%以上と、高品位炭である石炭の水分量(9〜13%)よりも多いので、流動化ガスを高速にするだけでは不十分であり、低品位炭の乾燥に対応した更なる対策が切望されている。
また、低品位炭の乾燥用に水蒸気を利用した場合では、投入直後の原料粒子に水蒸気が凝縮し、凝集粒子を形成し、流動不良を発生させてしまう虞がある。
さらに、大容量の乾燥装置においては、乾燥を促進するために伝熱管が配設されているものもあるが、水分が極めて多い原料を供給した場合には、この伝熱管の周囲に付着し閉塞させてしまうという虞がある。
Further, in the proposal described in Patent Document 2, the flow rate of the heat source / fluidizing gas is set to be higher than the flow rate of the heat source / fluidizing gas blown from the lower side of the gas dispersion plate other than just below the charging chute. However, for example, low-grade coal such as lignite has a moisture content of 60% or more, which is higher than the moisture content of coal, which is high-grade coal (9-13%), so it is not sufficient to make the fluidizing gas faster. Therefore, further measures to cope with the drying of low-grade coal are eagerly desired.
Further, when water vapor is used for drying low-grade coal, the water vapor is condensed on the raw material particles immediately after the addition, forming aggregated particles, which may cause flow failure.
Furthermore, in some large-capacity drying devices, heat transfer tubes are provided to promote drying. However, when raw materials with extremely high water content are supplied, they adhere to the periphery of the heat transfer tubes and become blocked. There is a risk of letting it.
本発明は、上述した課題を解決するものであり、乾燥効率の向上を可能とする流動層乾燥装置及び石炭を用いたガス化複合発電システムを提供することを目的とする。 This invention solves the subject mentioned above, and it aims at providing the gasification combined cycle power generation system using the fluidized-bed drying apparatus and coal which can improve a drying efficiency.
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、中空形状をなす乾燥容器と、該乾燥容器の一端側に湿潤燃料を投入する湿潤燃料投入部と、前記乾燥容器の他端側から湿潤燃料が加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出部と、前記乾燥容器の下部に流動化蒸気又は流動化ガスを供給することで湿潤燃料と共に流動層を形成する流動化蒸気又は流動化ガス供給部と、前記乾燥容器の上方から流動化蒸気又は流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出部と、を具備すると共に、前記流動層の湿潤燃料の移動方向に乾燥容器を少なくとも3分割し、入口部乾燥室、中間部乾燥室及び出口部乾燥室と少なくとも3以上の乾燥室を形成し、各乾燥室内の各々に伝熱管と備えてなり、前記入口部乾燥室内の前記伝熱管を他の乾燥室内の伝熱管よりも粗く配設すると共に、前記入口部乾燥室内への流動化蒸気又は流動化ガスの流速を速くし、且つ前記出口部乾燥室内の前記伝熱管を他の乾燥室内の伝熱管よりも密に配設すると共に、前記出口部乾燥室内への流動化蒸気又は流動化ガスの流速を速くし、さらに、前記入口部乾燥室及び出口部乾燥室の前記伝熱管の加熱温度を、他の乾燥室内の伝熱管よりも高くすることを特徴とする流動層乾燥装置にある。 The first invention of the present invention for solving the above-described problems includes a dry container having a hollow shape, a wet fuel input part for supplying wet fuel to one end side of the dry container, and the other end side of the dry container A dry matter discharge unit that discharges dry matter obtained by heating and drying the wet fuel, and fluidized steam or fluidization that forms a fluidized bed together with the wet fuel by supplying fluidized steam or fluidized gas to the lower part of the drying container. A gas supply unit, and a gas discharge unit for discharging fluidized steam or fluidized gas and generated steam from above the drying container, and the drying container is divided into at least three parts in the moving direction of the wet fuel in the fluidized bed And forming at least three or more drying chambers with an inlet drying chamber, an intermediate drying chamber, and an outlet drying chamber, each of the drying chambers having a heat transfer tube, and the heat transfer tubes in the inlet drying chamber Heat transfer tubes in other drying rooms The flow rate of fluidized steam or fluidized gas into the inlet drying chamber is increased, and the heat transfer tubes in the outlet drying chamber are arranged more densely than the heat transfer tubes in other drying chambers. And increasing the flow rate of fluidized steam or fluidized gas into the outlet drying chamber, and the heating temperatures of the heat transfer tubes in the inlet drying chamber and the outlet drying chamber are set in the other drying chambers. It exists in the fluidized-bed drying apparatus characterized by making it higher than a heat exchanger tube .
第2の発明は、第1の発明において、前記入口部乾燥室及び出口部乾燥室の前記流動化蒸気又は流動化ガスの温度を、他の乾燥室内の温度よりも高くすることを特徴とする流動層乾燥装置にある。 A second invention is characterized in that, in the first invention, the temperature of the fluidized vapor or fluidized gas in the inlet drying chamber and the outlet drying chamber is higher than the temperatures in the other drying chambers. Located in fluidized bed dryer.
第3の発明は、第1又は2の発明において、前記出口部乾燥室の流動層断面積を上部側に行くほど大きくさせることを特徴とする流動層乾燥装置にある。 A third invention is the fluidized bed drying apparatus according to the first or second invention, wherein the fluidized bed cross-sectional area of the outlet drying chamber is increased toward the upper side.
第4の発明は、第1乃至3のいずれか一つの流動層乾燥装置と、前記流動層乾燥装置から供給される乾燥炭を処理してガス化ガスに変換する石炭ガス化炉と、前記ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービンと、前記ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービンと、前記ガスタービン及び/又は前記蒸気タービンと連結された発電機とを具備することを特徴とする石炭を用いたガス化複合発電システムにある。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fluidized bed drying apparatus according to any one of the first to third aspects, a coal gasification furnace that processes dry coal supplied from the fluidized bed drying apparatus and converts the dried coal into a gasified gas, and the gas connecting a gas turbine, a steam turbines operated by the steam generated by the exhaust heat recovery boiler for introducing turbine exhaust gas from said gas turbine, said gas turbine and / or the steam turbine to be operated gases as fuel lying in gasification combined cycle system using coal, characterized in that and a has been generator.
本発明によれば、流動層の湿潤燃料の移動方向に乾燥容器を少なくとも3分割し、入口部乾燥室、中間部乾燥室及び出口部乾燥室と少なくとも3以上の乾燥室を形成し、各乾燥室内の各々に伝熱管と備えてなり、前記入口部乾燥室内の前記伝熱管を他の乾燥室内の伝熱管よりも粗く配設すると共に、前記入口部乾燥室内への流動化蒸気又は流動化ガスの流速を速くし、且つ前記出口部乾燥室内の前記伝熱管を他の乾燥室内の伝熱管よりも密に配設すると共に、前記出口部乾燥室内への流動化蒸気又は流動化ガスの流速を速くするので、この湿潤燃料の予備乾燥が確実になされ、流動化不良、周囲への付着や堆積を抑制しつつ、後流側の乾燥室へ移動して、仕上げ乾燥を行うことで、湿潤燃料の乾燥効率を向上することができる。
これにより、湿潤燃料の入口側での乾燥における付着、閉塞、流動不良を回避することができ、単位体積あたりの乾燥効率向上により乾燥装置のコンパクト化と安定運転が可能となる。
According to the present invention, the drying container is divided into at least three parts in the moving direction of the wet fuel in the fluidized bed, and an inlet drying chamber, an intermediate drying chamber, an outlet drying chamber, and at least three drying chambers are formed. Each of the chambers is provided with a heat transfer tube, and the heat transfer tube in the inlet drying chamber is arranged more coarsely than the heat transfer tubes in the other drying chambers, and fluidized steam or fluidized gas into the inlet drying chamber. And the heat transfer tubes in the outlet drying chamber are arranged more densely than the heat transfer tubes in the other drying chambers, and the flow rate of fluidized steam or fluidized gas into the outlet drying chamber is increased. Since the wet fuel is preliminarily dried, the wet fuel is reliably dried, and the wet fuel is transferred to the drying chamber on the downstream side while performing the final drying while suppressing poor fluidization, adhesion to the surroundings, and accumulation. The drying efficiency of can be improved.
As a result, it is possible to avoid adhesion, blockage, and flow failure during drying on the inlet side of the wet fuel, and it is possible to make the drying apparatus more compact and stable operation by improving the drying efficiency per unit volume.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this Example, Moreover, when there exists multiple Example, what comprises combining each Example is also included. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本発明の実施例1に係る流動層乾燥装置を表す概略側面図、図5は、実施例1の流動層乾燥装置が適用された石炭ガス化複合発電設備の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic side view showing a fluidized bed drying apparatus according to
実施例1の石炭ガス化複合発電設備(IGCC:Integrated Coal Gasification Combined Cycle)は、空気を酸化剤としてガス化炉で石炭ガスを生成する空気燃焼方式を採用し、ガス精製装置で精製した後の石炭ガスを燃料ガスとしてガスタービン設備に供給して発電を行っている。即ち、本実施例の石炭ガス化複合発電設備は、空気燃焼方式(空気吹き)の発電設備である。この場合、ガス化炉に供給する湿潤燃料として低品位炭を使用している。 The coal gasification combined power generation facility (IGCC: Integrated Coal Gasification Combined Cycle) of Example 1 adopts an air combustion method in which coal gas is generated in a gasification furnace using air as an oxidizer, and is purified by a gas purifier. Coal gas is supplied as fuel gas to gas turbine equipment to generate electricity. That is, the combined coal gasification combined power generation facility of this embodiment is a power generation facility of an air combustion system (air blowing). In this case, low-grade coal is used as the wet fuel supplied to the gasifier.
実施例1において、図5に示すように、石炭ガス化複合発電設備10は、給炭装置11、流動層乾燥装置12、微粉炭機(ミル)13、石炭ガス化炉14、チャー回収装置15、ガス精製装置16、ガスタービン設備17、蒸気タービン設備18、発電機19、排熱回収ボイラ(HRSG:Heat Recovery Steam Generator)20を有している。
In Example 1, as shown in FIG. 5, the coal gasification combined
給炭装置11は、原炭バンカ21と、石炭供給機22と、クラッシャ23とを有している。原炭バンカ21は、低品位炭を貯留可能であって、所定量の低品位炭を石炭供給機22に投下することができる。石炭供給機22は、原炭バンカ21から投下された低品位炭をコンベアなどにより搬送し、クラッシャ23に投下することができる。このクラッシャ23は、投下された低品位炭を所定の大きさに破砕することができる。
The
流動層乾燥装置12は、給炭装置11により投入された低品位炭に対して乾燥用蒸気(過熱蒸気)を供給することで、この低品位炭を流動させながら加熱乾燥するものであり、低品位炭が含有する水分を除去することができる。そして、この流動層乾燥装置12は、下部から取り出された乾燥済の低品位炭を冷却する冷却器31が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭が乾燥炭バンカ32に貯留される。また、流動層乾燥装置12は、上部から取り出された蒸気から乾燥炭の粒子を分離する乾燥炭サイクロン33と乾燥炭電気集塵機34が設けられ、蒸気から分離された乾燥炭の粒子が乾燥炭バンカ32に貯留される。なお、乾燥炭電気集塵機34で乾燥炭が分離された蒸気は、蒸気圧縮機35で圧縮されてから流動層乾燥装置12に乾燥用蒸気として供給される。
The fluidized
微粉炭機13は、粉砕機であって、流動層乾燥装置12により乾燥された低品位炭(乾燥炭)を細かい粒子状に粉砕して微粉炭を製造するものである。即ち、微粉炭機13は、乾燥炭バンカ32に貯留された乾燥炭が石炭供給機36により投下され、この乾燥炭を所定粒径以下の低品位炭、つまり、微粉炭とするものである。そして、微粉炭機13で粉砕後の微粉炭は、微粉炭バグフィルタ37a,37bにより搬送用ガスから分離され、微粉炭供給ホッパ38a,38bに貯留される。
The pulverized
石炭ガス化炉14は、微粉炭機13で処理された微粉炭が供給可能であると共に、チャー回収装置15で回収されたチャー(石炭の未燃分)が戻されてリサイクル可能となっている。
The coal gasification furnace 14 can supply pulverized coal processed by the pulverized
即ち、石炭ガス化炉14は、ガスタービン設備17(圧縮機61)から圧縮空気供給ライン41が接続されており、このガスタービン設備17で圧縮された圧縮空気が供給可能となっている。空気分離装置42は、大気中の空気から窒素と酸素を分離生成するものであり、第1窒素供給ライン43が石炭ガス化炉14に接続され、この第1窒素供給ライン43に微粉炭供給ホッパ38a,38bからの給炭ライン44a,44bが接続されている。また、第2窒素供給ライン45も石炭ガス化炉14に接続され、この第2窒素供給ライン45にチャー回収装置15からのチャー戻しライン46が接続されている。更に、酸素供給ライン47は、圧縮空気供給ライン41に接続されている。この場合、窒素は、石炭やチャーの搬送用ガスとして利用され、酸素は、酸化剤として利用される。
That is, the coal gasification furnace 14 is connected to the compressed
石炭ガス化炉14は、例えば、噴流床形式のガス化炉であって、内部に供給された石炭、チャー、空気(酸素)、またはガス化剤としての水蒸気を燃焼・ガス化すると共に、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス(生成ガス、石炭ガス)が発生し、この可燃性ガスをガス化剤としてガス化反応が起こる。なお、石炭ガス化炉14は、微粉炭の混入した異物を除去する異物除去装置48が設けられている。この場合、石炭ガス化炉14は噴流床ガス化炉に限らず、流動床ガス化炉や固定床ガス化炉としてもよい。そして、この石炭ガス化炉14は、チャー回収装置15に向けて可燃性ガスのガス生成ライン49が設けられており、チャーを含む可燃性ガスが排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン49にガス冷却器を設けることで、可燃性ガスを所定温度まで冷却してからチャー回収装置15に供給するとよい。
The coal gasification furnace 14 is, for example, a spouted bed type gasification furnace, which combusts and gasifies coal, char, air (oxygen) supplied therein or water vapor as a gasifying agent, and produces carbon dioxide. A combustible gas (product gas, coal gas) containing carbon as a main component is generated, and a gasification reaction takes place using this combustible gas as a gasifying agent. The coal gasification furnace 14 is provided with a foreign
チャー回収装置15は、集塵装置51と供給ホッパ52とを有している。この場合、集塵装置51は、1つまたは複数のバグフィルタやサイクロンにより構成され、石炭ガス化炉14で生成された可燃性ガスに含有するチャーを分離することができる。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン53を通してガス精製装置16に送られる。供給ホッパ52は、集塵装置51で可燃性ガスから分離されたチャーを貯留するものである。なお、集塵装置51と供給ホッパ52との間にビンを配置し、このビンに複数の供給ホッパ52を接続するように構成してもよい。そして、供給ホッパ52からのチャー戻しライン46が第2窒素供給ライン45に接続されている。
The
ガス精製装置16は、チャー回収装置15によりチャーが分離された可燃性ガスに対して、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物を取り除くことで、ガス精製を行うものである。そして、ガス精製装置16は、可燃性ガスを精製して燃料ガスを製造し、これをガスタービン設備17に供給する。なお、このガス精製装置16では、チャーが分離された可燃性ガス中にはまだ硫黄分(H2S)が含まれているため、アミン吸収液によって除去することで、硫黄分を最終的には石膏として回収し、有効利用する。
The
ガスタービン設備17は、圧縮機61、燃焼器62、タービン63を有しており、圧縮機61とタービン63は、回転軸64により連結されている。燃焼器62は、圧縮機61から圧縮空気供給ライン65が接続されると共に、ガス精製装置16から燃料ガス供給ライン66が接続され、タービン63に燃焼ガス供給ライン67が接続されている。また、ガスタービン設備17は、圧縮機61から石炭ガス化炉14に延びる圧縮空気供給ライン41が設けられており、中途部に昇圧機68が設けられている。従って、燃焼器62では、圧縮機61から供給された圧縮空気とガス精製装置16から供給された燃料ガスとを混合して燃焼し、タービン63にて、発生した燃焼ガスにより回転軸64を回転することで発電機19を駆動することができる。
The gas turbine equipment 17 includes a
蒸気タービン設備18は、ガスタービン設備17における回転軸64に連結されるタービン69を有しており、発電機19は、この回転軸64の基端部に連結されている。排熱回収ボイラ20は、ガスタービン設備17(タービン63)からの排ガスライン70に設けられており、空気と高温の排ガスとの間で熱交換を行うことで、蒸気を生成するものである。そのため、排熱回収ボイラ20は、蒸気タービン設備18のタービン69との間に蒸気供給ライン71が設けられると共に、蒸気回収ライン72が設けられ、蒸気回収ライン72に復水器73が設けられている。従って、蒸気タービン設備18では、排熱回収ボイラ20から供給された蒸気によりタービン69が駆動し、回転軸64を回転することで発電機19を駆動することができる。
The
そして、排熱回収ボイラ20で熱が回収された排ガスは、ガス浄化装置74により有害物質を除去され、浄化された排ガスは、煙突75から大気へ放出される。
The exhaust gas from which heat has been recovered by the exhaust
ここで、実施例1の石炭ガス化複合発電設備10の作動について説明する。
Here, the action | operation of the coal gasification combined cycle
実施例1の石炭ガス化複合発電設備10において、給炭装置11にて、原炭(低品位炭)が原炭バンカ21に貯留されており、この原炭バンカ21の低品位炭が石炭供給機22によりクラッシャ23に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された低品位炭は、流動層乾燥装置12により加熱乾燥された後、冷却器31により冷却され、乾燥炭バンカ32に貯留される。また、流動層乾燥装置12の上部から取り出された蒸気は、乾燥炭サイクロン33及び乾燥炭電気集塵機34により乾燥炭の粒子が分離され、蒸気圧縮機35で圧縮されてから流動層乾燥装置12に乾燥用蒸気として戻される。一方、蒸気から分離された乾燥炭の粒子は、乾燥炭バンカ32に貯留される。
In the coal gasification combined
乾燥炭バンカ32に貯留される乾燥炭は、石炭供給機36により微粉炭機13に投入され、ここで、細かい粒子状に粉砕されて微粉炭が製造され、微粉炭バグフィルタ37a,37bを介して微粉炭供給ホッパ38a,38bに貯留される。この微粉炭供給ホッパ38a,38bに貯留される微粉炭は、空気分離装置42から供給される窒素により第1窒素供給ライン43を通して石炭ガス化炉14に供給される。また、後述するチャー回収装置15で回収されたチャーが、空気分離装置42から供給される窒素により第2窒素供給ライン45を通して石炭ガス化炉14に供給される。更に、後述するガスタービン設備17から抽気された圧縮空気が昇圧機68で昇圧された後、空気分離装置42から供給される酸素と共に圧縮空気供給ライン41を通して石炭ガス化炉14に供給される。
The dry coal stored in the
石炭ガス化炉14では、供給された微粉炭及びチャーが圧縮空気(酸素)により燃焼し、微粉炭及びチャーがガス化することで、二酸化炭素を主成分とする可燃性ガス(石炭ガス)を生成することができる。そして、この可燃性ガスは、石炭ガス化炉14からガス生成ライン49を通して排出され、チャー回収装置15に送られる。
In the coal gasification furnace 14, the supplied pulverized coal and char are combusted by compressed air (oxygen), and the pulverized coal and char are gasified to generate combustible gas (coal gas) mainly composed of carbon dioxide. Can be generated. The combustible gas is discharged from the coal gasifier 14 through the
このチャー回収装置15にて、可燃性ガスは、まず、集塵装置51に供給されることで、ここで可燃性ガスからこのガスに含有するチャーが分離される。そして、チャーが分離された可燃性ガスは、ガス排出ライン53を通してガス精製装置16に送られる。一方、可燃性ガスから分離した微粒チャーは、供給ホッパ52に堆積され、チャー戻しライン46を通して石炭ガス化炉14に戻されてリサイクルされる。
In the
チャー回収装置15によりチャーが分離された可燃性ガスは、ガス精製装置16にて、硫黄化合物や窒素化合物などの不純物が取り除かれてガス精製され、燃料ガスが製造される。そして、ガスタービン設備17では、圧縮機61が圧縮空気を生成して燃焼器62に供給すると、この燃焼器62は、圧縮機61から供給される圧縮空気と、ガス精製装置16から供給される燃料ガスとを混合し、燃焼することで燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスによりタービン63を駆動することで、回転軸64を介して発電機19を駆動し、発電を行うことができる。
The combustible gas from which the char has been separated by the
そして、ガスタービン設備17におけるタービン63から排出された排気ガスは、排熱回収ボイラ20にて、空気と熱交換を行うことで蒸気を生成し、この生成した蒸気を蒸気タービン設備18に供給する。蒸気タービン設備18では、排熱回収ボイラ20から供給された蒸気によりタービン69を駆動することで、回転軸64を介して発電機19を駆動し、発電を行うことができる。
The exhaust gas discharged from the
その後、ガス浄化装置74では、排熱回収ボイラ20から排出された排気ガスの有害物質が除去され、浄化された排ガスが煙突75から大気へ放出される。
Thereafter, in the
以下、上述した石炭ガス化複合発電設備10における流動層乾燥装置12について詳細に説明する。
Hereinafter, the fluidized
流動層乾燥装置12は、図1に示すように、乾燥容器101と、原炭投入口(湿潤燃料投入部)102と、乾燥炭排出口(乾燥物排出部)103と、流動化蒸気又は流動化ガス(以下「流動化ガス」という)104(104a,104b)を供給する流動化ガス供給部(図示せず)と、ガス排出口(ガス排出部)105と、伝熱管(加熱部)106a,106bとを有している。
As shown in FIG. 1, the fluidized
乾燥容器101は、中空箱型形状をなしており、一端側に原炭(湿潤燃料)を投入する原炭投入口102が形成される一方、他端側の下部に原炭を加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥炭排出口103が形成され、該乾燥容器101の内部で押し出し形式(プラグフロー)により原炭を乾燥している。この場合、原炭投入口102や乾燥炭排出口103を乾燥容器101の端部に1つずつ設けたが、複数であってもよい。また、乾燥容器101は、下部に底板101aから所定距離をあけて複数の開口を有する分散板108が設けられることで、風箱109が区画されている。そして、乾燥容器101は、この底板101a側の風箱109を介して分散板108の上方に流動化ガス(過熱蒸気)104を供給する流動化ガス供給部が設けられている。更に、乾燥容器101は、乾燥炭排出口103側の天井板101bに流動化ガス104及び発生蒸気を排出するガス排出口105が形成されている。
The drying
この乾燥容器101は、原炭投入口102から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給部から風箱109及び分散板108を通して流動化ガス104が供給されることで、この分散板108の上方に所定厚さの流動層Sが形成されると共に、この流動層Sの上方にフリーボード部Fが形成される。
The drying
そして、本実施例の乾燥容器101は、内部を2枚の仕切板113a、113bにより仕切られており、原炭の流動方向の上流(湿潤燃料投入部102側)側に設けられた入口部乾燥室111aと、原炭の流動方向の下流側に設けられた中間部乾燥室111b及び乾燥物排出部103側の出口部3乾燥室111cとで構成されている。
The drying
この仕切板113a、113bは、分散板108の上面から設置され、仕切板の一部に原炭が通過する開口部(流通口)113aを形成するようにしている。なお、開口部の形状及び開口大きさは、原炭の湿潤状態により、適宜変更又は変更可能となるようにしてもよい。また仕切板113の上端部が流動層Sより上方に延出するように位置しており、流動された原炭が仕切板113a、113bの上を越えて下流側に流入しないようにしている。
The
入口部乾燥室111a、中間部乾燥室111b及び出口部乾燥室111cは、この仕切板113の上方で連通されている。この場合、入口部乾燥室111aは、フリーボード部F1と流動層S1が形成され、原炭の初期乾燥(予備乾燥)を行う領域となっており、出口部乾燥室111cは、フリーボード部F3と流動層S3が形成され、原炭の後期乾燥(仕上乾燥)を行う領域となっている。
The
この場合、風箱109は、入口部乾燥室111a、中間部乾燥室111b及び出口部乾燥室111cに対応した風箱109a、109b、109cに区画され、風箱109a〜109cに対応して流動化ガス供給部が設けられている。そして、図示しない流量調整弁の開度を調整することで、風箱109a〜109c内に供給する流動化ガス104a〜104cのガス量を調整することができる。
In this case, the wind box 109 is partitioned into
先ず、本実施例では、流動層を原料流れ方向に入口部乾燥室111a、中間部乾燥室111b、出口部乾燥室111cに分類し、それぞれ流動層S1、S2、S3が形成される。
First, in this embodiment, fluidized beds are classified into an
入口部乾燥室111aは、湿潤原料が原炭投入口102から投入されるので、原炭が予熱される領域あるいは定率乾燥期間が一部混在する領域である。
The
中間部乾燥室111bは、定率乾燥期間あるいは一部減率乾燥期間が混在する領域あるいは一部予熱期間が混在する領域である。
The
出口部乾燥室111cは、減率乾燥期間あるいは一部定率乾燥期間が混在する領域である。
ここで、一部混在する領域とは、各部境界の部屋で、その部屋が予熱乾燥期間と定率乾燥期間とが混在、又は定率乾燥期間と減率乾燥期間とが混在することをいう。
また、予熱乾燥期間とは、原料温度が飽和蒸気温度以下で原料温度が上昇している期間をいう。
また、定率乾燥期間とは、蒸発速度が一定値を持ち、原料温度が一定温度(飽和蒸気温度)を維持する期間をいう。
また、減率乾燥期間とは、蒸発速度が減少し始め、原料温度が飽和蒸気温度から上昇する期間をいう。
The outlet
Here, the partially mixed region means a room at the boundary of each part, and the room has a preheat drying period and a constant rate drying period mixed, or a constant rate drying period and a reduced rate drying period mixed.
Further, the preheating drying period refers to a period in which the raw material temperature is rising below the saturated vapor temperature.
The constant rate drying period refers to a period in which the evaporation rate has a constant value and the raw material temperature maintains a constant temperature (saturated steam temperature).
Further, the decreasing rate drying period refers to a period in which the evaporation rate starts to decrease and the raw material temperature rises from the saturated vapor temperature.
本実施例では、入口部乾燥室111a、中間部乾燥室111c、出口部乾燥室111cにおいて、中間部乾燥室111bを標準仕様とし、それに対して、入口部乾燥室111a、出口部乾燥室111cの仕様を次のようにする。
In this embodiment, in the
先ず、入口部乾燥室111aでは、伝熱管106aの管群配列を粗にし、且つ、流動化ガス速度を速くするようにしている。
また、出口部乾燥室111cでは、伝熱管106cの管群配列を密にし、且つ、流動化ガス速度を速くするようにしている。
このような構成とすることで、乾燥装置のコンパクト化と流動安定性が同時に達成される。
First, in the
In the
By setting it as such a structure, the compactness and flow stability of a drying apparatus are achieved simultaneously.
図2は、実施例1の流動層乾燥装置を表す図1のA−A線概略断面図である。
図3は、実施例1の流動層乾燥装置を表す図1のB−B線概略断面図である。
図4は、実施例1の流動層乾燥装置を表す図1のC−C線概略断面図である。
図2に示すように、入口部乾燥室111a内の伝熱管106aは、外部から乾燥容器101の側壁101cを貫通して流動層S1内に標準よりも粗い所定間隔を持って配設されており、内部に過熱蒸気を供給して流動層S1内の原炭を加熱し、水分を除去して乾燥している。
2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1 showing the fluidized bed drying apparatus of Example 1. FIG.
3 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1 showing the fluidized bed drying apparatus of Example 1. FIG.
4 is a schematic cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 1 showing the fluidized bed drying apparatus according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、中間部乾燥室111b内の伝熱管106bは、外部から乾燥容器101の側壁101cを貫通して流動層S2内に標準の所定間隔を持って配設されており、内部に過熱蒸気を供給して流動層S2内の原炭を加熱して乾燥している。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、出口部乾燥室111c内の伝熱管106cは、外部から乾燥容器101の側壁101cを貫通して流動層S3内に標準よりも細かい所定間隔を持って配設されており、内部に過熱蒸気を供給して流動層S3内の原炭を加熱して乾燥している。
As shown in FIG. 4, the
このように、入口部乾燥室111a、中間部乾燥室111b及び出口部乾燥室111cで、伝熱管の間隔を異なるようにしているのは、入口部乾燥室111aでは、投入される原炭は、水分含有量が約60%の水分が非常に多い湿潤状態であるので、伝熱管の間隔を細かくすると、原炭が伝熱管の間に詰まってしまい、乾燥効率が低下し好ましくないからである。
As described above, the
さらに、入口部乾燥室111aと出口部乾燥室111cの伝熱管106a、106cに供給する加熱管内蒸気温度を高くしても、また流動化ガス104a、104cの温度を高くしても良い。
これにより、流動性を損なうことなく、乾燥性能を増大(コンパクト化)することができる。
Furthermore, the steam temperature in the heating tube supplied to the
Thereby, drying performance can be increased (compact) without impairing fluidity.
また、本実施例では、入口部乾燥室111a及び出口部乾燥室111cの伝熱管106a、106cに導入する過熱蒸気の温度を、中間部乾燥室111bの伝熱管106bに導入する過熱蒸気の温度よりも高くしている。なお、温度調整は過熱水蒸気の圧力制御によりおこなっている。
Further, in this embodiment, the temperature of the superheated steam introduced into the
この温度の調整は、例えば伝熱管106a、106cに供給する過熱水蒸気の圧力を高くして、例えば180℃程度とし、伝熱管106bに供給する過熱水蒸気は、設計温度の例えば150℃とするようにしている。ここで、過熱水蒸気は、乾燥容器101のガス排出部105から排出される水蒸気を回収して、図示しない圧縮機等で再圧縮して潜熱回収をした水蒸気を用いることもできる。
For example, the temperature is adjusted by increasing the pressure of superheated steam supplied to the
これは、入口部乾燥室111aでは、水分の多い(例えば60%)湿潤燃料であるので、水分の除去効率の向上を図るためである。
This is for the purpose of improving the moisture removal efficiency because the
また、中間部乾燥室111b内に設置される伝熱管106bに供給する過熱蒸気の温度を、入口部乾燥室111a内に設置される伝熱管106aに供給する温度よりも低くしても良いのは、中間部乾燥室111b内に設けられる伝熱管106bは標準配設としているので、入口部乾燥室111aの伝熱管106aよりも伝熱面積が多くなると共に、中間部乾燥室111bに移動される原炭は乾燥が進行しているので、投入直後の原炭よりもサラサラ状態となっており、伝熱管106b内に供給する過熱水蒸気の温度を低くしても、良好な乾燥を行うことができるからである。
Further, the temperature of the superheated steam supplied to the
即ち、入口部乾燥室111aは、その室内において、供給された原炭の初期乾燥(予備乾燥)を形成する領域である。
このため、入口部乾燥室111a内に設置する伝熱管106aを粗く設置すると共に、供給する過熱水蒸気の圧力を高くすることで、高温状態での湿潤燃料の乾燥を行うことができる。この際、伝熱管106aの間隙が粗いので、湿潤燃料の詰まりが防止される。
In other words, the
For this reason, the wet fuel can be dried in a high temperature state by roughly installing the
そして、予備乾燥された原炭は、仕切板113aの開口部の間隙から押し出され、入口部乾燥室111aから中間部乾燥室111b内に導入され、ここで定率乾燥が行われる。
中間部乾燥室111b内に設置する伝熱管106bは標準配設としており、乾燥効率を向上している。
ここで、押し出し流れとは、乾燥容器101内で形成される流動層S1、S2において、原炭が流動方向に拡散しないように、この原炭を流動方向に圧密状態で押し出す流れである。
The pre-dried raw coal is pushed out from the gap between the openings of the
The
Here, the extruding flow is a flow for extruding the raw coal in a fluidized direction in the fluidized beds S1 and S2 formed in the drying
そして、定率乾燥された原炭は、仕切板113bの開口部の間隙から押し出され、中間部乾燥室111bから下流側の出口部乾燥室111c内に導入され、ここで仕上乾燥が行われる。
出口部乾燥室111c内に設置する伝熱管106cは、伝熱管106bよりも密の配設としており、乾燥効率をさらに向上している。
The raw coal that has been dried at a constant rate is pushed out from the gap in the opening of the
The
これにより、入口部乾燥室111aの流動層S1、中間部乾燥室111bの流動層S2及び出口部乾燥室111cを形成する原炭は、上流側の入口部乾燥室111aから順に出口部乾燥室111cに移動することで、湿潤燃料の湿潤状態に応じた乾燥が適切になされ、良好な押し出し流れとすることができ、流動方向に拡散させることなく乾燥される。
As a result, the raw coal forming the fluidized bed S1 of the
本実施例では、入口部乾燥室111aでは水分含有量が約60%の原炭を例えば50〜40%に乾燥している。そして、中間部乾燥室111b以降では、例えば、水分含有率が50〜40%程度の原炭を、水分含有率が30〜10%程度となるまで仕上げ乾燥することができる。
In this embodiment, raw coal having a water content of about 60% is dried to, for example, 50 to 40% in the
また、本実施例では、入口部乾燥室111a及び出口部乾燥室111c内に供給する流動化ガス104a、104cの流速を高速とし、中間部乾燥室111b内に供給する流動化ガス104bの流速を標準としている。
これにより、入口部乾燥室111a内での投入された原炭を高速の流動化ガス104aによりほぐすようにしている。
また、出口部乾燥室111cへの流動化ガス104cの流速を高速とすることで、乾燥速度を向上させて、乾燥効率の向上を図っている。
このように、入口部乾燥室111a内の流動化ガス104aの蒸気の上昇速度を速くすることで、伝熱管106aへの付着を防止することが可能となる。
Further, in this embodiment, the flow rates of the fluidizing
Thereby, the input raw coal in the
Further, by increasing the flow rate of the
Thus, it becomes possible to prevent adhesion to the
ここで、入口部乾燥室111a及び出口部乾燥室111cへの流動化ガス104a、104cのガス流速は、流動層を形成する最小流動化速度の3〜5倍程度まで増加させることが好ましく、中間部乾燥室111bの流動化ガスの流速は、最小流動化速度を上回る程度とするのが好ましい。
Here, the gas flow rates of the
また、出口部乾燥室111cの配列を密にする代わりに、伝熱管106cの管径を小さくしても良い。ここで、配列を変えないという意味は、(管ピッチ=管径の一定倍)を維持するということである。
この場合、管径を小さくしても伝熱面積は変化しないが、伝熱係数が増加するため、乾燥性能向上につながる。
In addition, the diameter of the
In this case, even if the tube diameter is reduced, the heat transfer area does not change, but the heat transfer coefficient increases, leading to improved drying performance.
図5−1〜図5−4、図6−1〜図6−4に各影響因子を変えた場合の乾燥性能、流動性・飛散性について変更前を基準として相対変化で示した。
図5−1〜図5−4は、乾燥性能に対する影響度について検討している。
FIGS. 5-1 to 5-4 and FIGS. 6-1 to 6-4 show the drying performance, fluidity, and scattering properties in the case of changing each influencing factor as relative changes with reference to the pre-change.
5A to 5D examine the degree of influence on the drying performance.
図5−1は、流動化ガスの速度について規定した乾燥速度性能図である。
図5−1に示すように、入口部乾燥室111aは流動化ガス速度を大とし、中間部乾燥室111bは標準とし、出口部乾燥室111cは大としている。
この場合、通常性能に対して、入口部乾燥室111aと出口部乾燥室111cとは、その乾燥速度が速くなる。
FIG. 5-1 is a drying rate performance diagram that defines the velocity of fluidized gas.
As shown in FIG. 5A, the
In this case, the drying speed of the
図5−2は、管郡配列について規定した乾燥速度性能図である。
図5−2に示すように、入口部乾燥室111aの管郡配列は粗とし、中間部乾燥室111bは標準とし、出口部乾燥室111cは密としている。
この場合、通常性能に対して、入口部乾燥室111aは乾燥速度が遅く、これに対し出口部乾燥室111cは乾燥速度が速くなる。
FIG. 5-2 is a drying rate performance diagram defined for the tube group arrangement.
As shown in FIG. 5-2, the arrangement of the
In this case, with respect to normal performance, the drying speed of the
図5−3は、層内加熱管の蒸気温度について規定した乾燥速度性能図である。
図5−3に示すように、入口部乾燥室111aの層内加熱管の蒸気温度は高くし、中間部乾燥室111bは標準とし、出口部乾燥室111cは高くしている。
この場合、通常性能に対して、入口部乾燥室111aと出口部乾燥室111cとは、その乾燥速度が速くなる。
FIG. 5-3 is a drying rate performance diagram defined for the steam temperature of the in-layer heating pipe.
As shown in FIG. 5-3, the vapor temperature of the in-layer heating pipe of the
In this case, the drying speed of the
図5−4は、流動化ガス温度について規定した乾燥速度性能図である。
図5−4に示すように、入口部乾燥室111aの流動化ガス温度は高くし、中間部乾燥室111bは標準とし、出口部乾燥室111cは高くしている。
この場合、通常性能に対して、入口部乾燥室111aと出口部乾燥室111cとは、その乾燥速度が速くなる。
FIG. 5-4 is a drying rate performance diagram defined for the fluidizing gas temperature.
As shown in FIG. 5-4, the fluidizing gas temperature in the
In this case, the drying speed of the
図6−1乃至図6−4は、流動性・飛散性に対する影響度について検討している。 6A to 6D examine the degree of influence on the fluidity / scattering property.
図6−1は、流動化ガスの速度について規定した流動性及び飛散性の性能図である。
図6−1に示すように、入口部乾燥室111aは流動化ガスの速度大とし、中間部乾燥室111bは標準とし、出口部乾燥室111cは大としている。
この場合、通常性能に対して、入口部乾燥室111aと出口部乾燥室111cとは、その流動性(飛散性)が大きくなる。
FIG. 6A is a performance diagram of fluidity and scattering properties defined for the velocity of fluidized gas.
As shown in FIG. 6A, the
In this case, the flowability (scatterability) of the
図6−2は、管郡配列について規定した流動性及び飛散性の性能図である。
図6−2に示すように、入口部乾燥室111aの管郡配列は粗とし、中間部乾燥室111bは標準とし、出口部乾燥室111cは密としている。
この場合、通常性能に対して、入口部乾燥室111aは流動性が大きく、これに対し出口部乾燥室111cは流動性が小さくなる。
FIG. 6-2 is a performance diagram of fluidity and scattering properties defined for the tube group arrangement.
As shown in FIG. 6B, the arrangement of the
In this case, with respect to normal performance, the
図6−3は、層内加熱管の蒸気温度について規定した流動性及び飛散性の性能図である。
図6−3に示すように、入口部乾燥室111aの層内加熱管の蒸気温度は高くし、中間部乾燥室111bは標準とし、出口部乾燥室111cは高くしている。
この場合通常流動性及び飛散性ともに、変化はない。
なお、原料乾燥促進による二次的効果を除いている。
FIG. 6-3 is a performance diagram of fluidity and scattering properties defined for the steam temperature of the in-layer heating pipe.
As shown in FIG. 6-3, the vapor temperature of the in-layer heating pipe of the
In this case, there is no change in both normal fluidity and scattering properties.
In addition, the secondary effect by raw material drying promotion is excluded.
図6−4は、流動化ガス温度について規定した流動性及び飛散性の性能図である。
図6−4に示すように、入口部乾燥室111aの流動化ガス温度は高くし、中間部乾燥室111bは標準とし、出口部乾燥室111cは高くしている。
この場合も、通常流動性及び飛散性ともに、変化はない。
なお、原料乾燥促進による二次的効果を除いている。
FIG. 6-4 is a performance diagram of fluidity and scattering properties defined for the fluidizing gas temperature.
As shown in FIG. 6-4, the fluidizing gas temperature in the
Also in this case, there is no change in both normal fluidity and scattering property.
In addition, the secondary effect by raw material drying promotion is excluded.
以上の結果より、乾燥特性、流動性・飛散性に絶対値として影響が大きいものは、管群の配列(粗・密)と流動化ガス速度であることが判明した。
従って、この二つのパラメータを考慮することで、乾燥性能を大幅に向上させることができる。なお、その他の影響因子は必要に応じて適用するようにすればよい。
From the above results, it was found that what has a large influence on the drying characteristics, fluidity / scattering properties as an absolute value is the arrangement (roughness / denseness) of the tube group and the fluidizing gas velocity.
Therefore, the drying performance can be significantly improved by taking these two parameters into consideration. Other influential factors may be applied as necessary.
ここで、本実施例では、入口部乾燥室111aと中間部乾燥室111bと出口部乾燥室111cの床面積比を1/3の均等分割しているが、これに限定されず、これらの比率を適宜変更するようにしてもよい。
これは、原炭の処理量に応じて最適な比率が設定されるものであり、例えば原炭の処理量が多い場合には、入口部乾燥室111aの乾燥領域を広くすることが好ましく、適宜設定される。
Here, in the present embodiment, the floor area ratio of the
The optimum ratio is set according to the amount of raw coal treated. For example, when the amount of raw coal is large, it is preferable to widen the drying region of the
本実施例では、入口部乾燥室111aと中間部乾燥室111bとを仕切板113を介して、分割しているが、本発明はこれに限定されず、仕切板113を設けることなく、乾燥容器101内を分割するようにしてもよい。これは乾燥室が流動方向に長い場合に仕切板を設けることなく、乾燥容器101内を見かけ上分割することが可能となるからである。
In the present embodiment, the
ここで、実施例1の流動層乾燥装置12の全体の作動について説明する。
Here, the whole operation | movement of the fluidized
流動層乾燥装置12において、図1乃至図4に示すように、乾燥容器101に対して、原炭投入口102から原炭が供給されると共に、流動化ガス供給部から分散板108を通して、例えば過熱水蒸気の流動化ガス104(104a、104b、104c)が供給されることで、この分散板108の上方に所定厚さの流動層S(S1、S2、S3)が形成される。湿潤燃料の原炭は、流動化ガス104(104a、104b、104c)により流動層S(S1、S2、S3)を乾燥炭排出口103側に圧密状態で徐々に移動し、このとき、伝熱管106a、106b、106cから熱を受けることで加熱されて乾燥される。
In the fluidized
この場合、原炭は、原炭投入口102から乾燥炭排出口103まで移動する間に、伝熱管106a〜106cからの熱や流動化ガス104a〜104cにより加熱乾燥されるが、原炭投入口102から投入された直後の原炭は、水分濃度が高く、適正な乾燥が困難となるおそれがある。
しかし、本実施例では、乾燥容器101内を原炭の流れ方向に湿潤燃料投入部102側の入口部乾燥室111aと、中間部乾燥室111bと、乾燥物排出部103側の出口部乾燥室111cとに3分割し、更に、各乾燥室111a〜111c内に設ける伝熱管106a、106b、106cの配設割合を、中間部乾燥室111bを標準とすると、入口部乾燥室111a内の伝熱管106aを標準よりも粗くなるようにすると共に、出口部乾燥室111c内の伝熱管106cを標準よりも密となるようにしている。
そのため、原炭投入口102から入口部乾燥室111aに投入された原炭は、伝熱管106aの間等に詰まることなく、先ず入口部乾燥室111a内で初期乾燥(予備乾燥)がなされる。
In this case, the raw coal is heated and dried by the heat from the
However, in the present embodiment, the inside of the drying
Therefore, the raw coal input into the inlet
入口部乾燥室111aで初期乾燥が終了した原炭は、仕切板113の開口部にて押し流され、中間部乾燥室111b及び出口部乾燥室111cに徐々に流動する。この中間部乾燥室111bでは、原炭が流動化ガス104bにより流動層S2を流動し、流動層S2にて、伝熱管106bにより加熱されながら、押し出し流れとなって流動方向に拡散することなく定率乾燥がなされる。その後出口部乾燥室111cに移動され、この出口部乾燥室111cでは、原炭が流動化ガス104cにより流動層S3を流動し、流動層S3にて、伝熱管106cにより加熱されながら、押し出し流れとなって流動方向に拡散することなく仕上げ乾燥がなされる。
The raw coal that has been initially dried in the
その後、原炭が乾燥された乾燥炭は、乾燥炭排出口103から外部に排出され、流動層S1、S2、S3で原炭が加熱乾燥されることで発生した蒸気は、流動化ガスと共に上昇し、乾燥炭排出口103側に流れ、ガス排出口105から外部に排出される。
Thereafter, the dry coal from which the raw coal has been dried is discharged to the outside through the dry
このように実施例1の流動層乾燥装置にあっては、乾燥容器が3つに部屋(入口部乾燥室111a、中間部乾燥室111b及び出口部乾燥室111c)に分割され、その各々に湿潤燃料を加熱する伝熱管106a、106b、106cが配設されたプラグフロー式流動層乾燥機において、前記入口部乾燥室111a内の前記伝熱管106aを他の乾燥室内の伝熱管よりも粗く配設すると共に、前記入口部乾燥室111a内への流動化ガス104aの流速を速くし、且つ前記出口部乾燥室111c内の前記伝熱管106cを他の乾燥室内の伝熱管よりも密に配設すると共に、前記出口部乾燥室111c内への流動化ガス104cの流速を速くするようにしている。
Thus, in the fluidized bed drying apparatus of Example 1, the drying container is divided into three chambers (the
従って、原炭投入口102から原炭が乾燥容器101内に投入されると共に、流動化ガス供給部から流動化ガス104(104a、104b、104c)が乾燥容器101の下部から分散板108を通して供給されると、原炭が流動化ガス104(104a、104b、104c)により流動することで流動層S(S1、S2、S3)が形成され、この流動層Sの原炭が流動化ガスにより移動するとき、伝熱管106a、106b、106cにより加熱されることで乾燥して乾燥炭となり、この乾燥炭が乾燥炭排出口103から外部に排出される一方、流動化ガスと原炭が乾燥することで発生した蒸気がガス排出口105から外部に排出される。
Accordingly, the raw coal is introduced into the drying
このとき、原炭投入口102から投入された投入直後の原炭は、水分量が多いものの、前記流動層の湿潤燃料の移動方向に乾燥容器101を分割して、少なくとも3以上の乾燥室111a、111b、111cを形成し、各々の乾燥室111a、111b、111c内に流動層の湿潤燃料を加熱する3以上の伝熱管106a、106b、106cとを備えてなり、前記入口部乾燥室111a内の伝熱管106aを粗く配設すると共に、該伝熱管106aの加熱温度を高くすることにより、この原炭の予備乾燥が確実になされ、流動化不良、周囲への付着や堆積を抑制しつつ、中間部乾燥室111bへ押し流して、ここで定率乾燥を行い、次いで、出口部乾燥室111cへ押し流して、ここで仕上げ乾燥を行うことで、原炭の乾燥効率を向上することができる。
これにより、湿潤燃料の入口側での入口部乾燥室111a内での乾燥における付着、閉塞、流動不良を回避することができ、単位体積あたりの乾燥効率向上により乾燥装置のコンパクト化と安定運転が可能となる。
よって、乾燥装置101のコンパクト化を図りながら、入口部と出口部の流動性、乾燥性能を確保することができる。
At this time, although the raw coal immediately after being input from the raw
As a result, it is possible to avoid adhesion, clogging, and poor flow in the drying in the
Therefore, it is possible to ensure the fluidity and drying performance of the inlet and the outlet while reducing the size of the
図7は、本発明の実施例2に係る流動層乾燥装置を表す概略側面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。 FIG. 7 is a schematic side view showing a fluidized bed drying apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member which has the function similar to the Example mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
実施例2の流動層乾燥装置において、図7に示すように、乾燥容器101を2つの仕切板113a、113bを用いて、3分割して入口部乾燥室111a、中間部乾燥室111b及び出口部乾燥室111cとしている。また、各乾燥室内には、各々伝熱管106a、106b、106cが設けられている。
本実施例2においても、中間部乾燥室111b内に設置する伝熱管106bを標準の間隙とし、湿潤燃料投入部102側の入口部乾燥室111aに設置する伝熱管106aは、伝熱管106bよりも粗い間隙とし、乾燥物排出部103側の出口部乾燥室111c内に設置する伝熱管106cは、伝熱管106bよりも密の間隙としている。
In the fluidized bed drying apparatus of Example 2, as shown in FIG. 7, the drying
Also in the second embodiment, the
また、出口部乾燥室111cの流動層断面積を上部側に行くほど大きくさせるようにしている。
これにより、上部側に行くほど広くするようにしているので、流動化ガスの空塔速度が遅くなり、出口部乾燥室111cで乾燥した微粒は、ガス排出口105から外部に飛散させる量が低減する。
Further, the fluidized bed cross-sectional area of the
Thereby, since it is made wider as it goes to the upper side, the superficial velocity of the fluidized gas becomes slow, and the amount of fine particles dried in the
図8は、流動化ガスの速度について規定した流動性及び飛散性の性能図である。
図8に示すように、入口部乾燥室111aは流動化ガスの速度大とし、中間部乾燥室111bは標準とし、出口部乾燥室111cは大としている。
この場合、通常性能に対して、入口部乾燥室111aは、その流動性(飛散性)が大きくなるが、出口部乾燥室111cでは、その飛散性が少なくなり、実施例1の図6−1の場合よりも、微粒の飛散量の低減を図ることができる。
FIG. 8 is a performance diagram of fluidity and scattering properties defined for the velocity of fluidized gas.
As shown in FIG. 8, the
In this case, the flowability (scattering property) of the
ここで、本実施例では、入口部乾燥室111aと中間部乾燥室111bと出口部乾燥室111cの床面積比を1/3ずつとしているが、本発明はこれに限定されず、これらの比率を適宜変更するようにしてもよい。
これは、原炭の処理量に応じて最適な比率が設定されるものであり、例えば原炭の処理量が多い場合には、入口中間部乾燥室111aの乾燥領域を広くすることが好ましく、適宜設定される。
Here, in this embodiment, the floor area ratio of the
This is an optimal ratio is set according to the raw coal processing amount, for example, when the raw coal processing amount is large, it is preferable to widen the drying region of the inlet
11 給炭装置
12 流動層乾燥装置
13 微粉炭機
14 石炭ガス化炉
15 チャー回収装置
16 ガス精製装置
17 ガスタービン設備
18 蒸気タービン設備
19 発電機
20 排熱回収ボイラ
101 乾燥容器
102 原炭投入口(湿潤燃料投入部)
103 乾燥炭排出口(乾燥物排出部)
104(104a、104b、104c) 流動化ガス
105 ガス排出口(ガス排出部)
106a、106b、106c 伝熱管(加熱部)
111a 入口部乾燥室
111b 中間部乾燥室
111c 出口部乾燥室
113 仕切板
F(F1、F2、F3) フリーボード部
S(S1、S2、S3) 流動層
DESCRIPTION OF
103 Dry coal discharge port (dry matter discharge part)
104 (104a, 104b, 104c)
106a, 106b, 106c Heat transfer tube (heating unit)
111a Inlet
Claims (4)
該乾燥容器の一端側に湿潤燃料を投入する湿潤燃料投入部と、
前記乾燥容器の他端側から湿潤燃料が加熱乾燥した乾燥物を排出する乾燥物排出部と、
前記乾燥容器の下部に流動化蒸気又は流動化ガスを供給することで湿潤燃料と共に流動層を形成する流動化蒸気又は流動化ガス供給部と、
前記乾燥容器の上方から流動化蒸気又は流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出部と、を具備すると共に、
前記流動層の湿潤燃料の移動方向に乾燥容器を少なくとも3分割し、入口部乾燥室、中間部乾燥室及び出口部乾燥室と少なくとも3以上の乾燥室を形成し、各乾燥室内の各々に伝熱管と備えてなり、
前記入口部乾燥室内の前記伝熱管を他の乾燥室内の伝熱管よりも粗く配設すると共に、前記入口部乾燥室内への流動化蒸気又は流動化ガスの流速を速くし、且つ
前記出口部乾燥室内の前記伝熱管を他の乾燥室内の伝熱管よりも密に配設すると共に、前記出口部乾燥室内への流動化蒸気又は流動化ガスの流速を速くし、
さらに、前記入口部乾燥室及び出口部乾燥室の前記伝熱管の加熱温度を、他の乾燥室内の伝熱管よりも高くすることを特徴とする流動層乾燥装置。 A drying container having a hollow shape;
A wet fuel charging unit for charging wet fuel to one end of the drying container;
A dry matter discharge unit for discharging dry matter obtained by heating and drying wet fuel from the other end of the drying container;
A fluidized steam or fluidized gas supply unit that forms a fluidized bed with wet fuel by supplying fluidized steam or fluidized gas to a lower portion of the drying container;
A gas discharge part for discharging fluidized steam or fluidized gas and generated steam from above the drying vessel, and
The drying container is divided into at least three parts in the moving direction of the wet fuel in the fluidized bed, and an inlet drying chamber, an intermediate drying chamber and an outlet drying chamber are formed, and at least three drying chambers are formed. With heat tubes,
The heat transfer pipe in the inlet drying chamber is arranged more roughly than the heat transfer pipes in the other drying chambers, the flow rate of fluidized steam or fluidized gas into the inlet drying chamber is increased, and the outlet drying is performed. The heat transfer tubes in the room are arranged more densely than the heat transfer tubes in the other drying chambers, and the flow rate of fluidized steam or fluidized gas into the outlet drying chamber is increased ,
Furthermore, the fluidized bed drying apparatus is characterized in that the heating temperature of the heat transfer tubes in the inlet drying chamber and the outlet drying chamber is set higher than that of the heat transfer tubes in other drying chambers .
前記入口部乾燥室及び出口部乾燥室の前記流動化蒸気又は流動化ガスの温度を、他の乾燥室内の温度よりも高くすることを特徴とする流動層乾燥装置。 Oite to claim 1,
A fluidized bed drying apparatus characterized in that the temperature of the fluidized steam or fluidized gas in the inlet drying chamber and the outlet drying chamber is higher than the temperatures in other drying chambers.
前記出口部乾燥室の流動層断面積を上部側に行くほど大きくさせることを特徴とする流動層乾燥装置。 Oite to claim 1 or 2,
A fluidized bed drying apparatus, wherein the fluidized bed cross-sectional area of the outlet drying chamber is increased toward the upper side.
前記流動層乾燥装置から供給される乾燥炭を処理してガス化ガスに変換する石炭ガス化炉と、
前記ガス化ガスを燃料として運転されるガスタービンと、
前記ガスタービンからのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラで生成した蒸気により運転される蒸気タービンと、
前記ガスタービン及び/又は前記蒸気タービンと連結された発電機とを具備することを特徴とする石炭を用いたガス化複合発電システム。 A fluidized bed drying apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
A coal gasification furnace that processes the dry coal supplied from the fluidized bed drying device and converts it into gasification gas;
A gas turbine operated the gasification gas as fuel,
And steam turbines operated by the steam generated by the exhaust heat recovery boiler for introducing turbine exhaust gas from said gas turbine,
Gasification combined cycle system using coal, characterized in that it comprises a power generator connected to the gas turbine and / or the steam turbine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012040736A JP5693493B2 (en) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Gasification combined cycle power generation system using fluidized bed dryer and coal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012040736A JP5693493B2 (en) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Gasification combined cycle power generation system using fluidized bed dryer and coal |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013174415A JP2013174415A (en) | 2013-09-05 |
JP5693493B2 true JP5693493B2 (en) | 2015-04-01 |
Family
ID=49267462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012040736A Expired - Fee Related JP5693493B2 (en) | 2012-02-27 | 2012-02-27 | Gasification combined cycle power generation system using fluidized bed dryer and coal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5693493B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104266457A (en) * | 2014-09-15 | 2015-01-07 | 常州麟喃热处理厂 | Moving boiling drying machine |
CN104266455A (en) * | 2014-09-15 | 2015-01-07 | 常州麟喃热处理厂 | Lifting boiling drying machine |
CN104266458A (en) * | 2014-09-15 | 2015-01-07 | 常州麟喃热处理厂 | Turnover prevention boiling drier |
KR101677453B1 (en) | 2015-07-16 | 2016-11-29 | 주식회사 한국테크놀로지 | Method for Operating Safety of System for Drying Coal Using Reheat Steam |
WO2017010827A1 (en) * | 2015-07-16 | 2017-01-19 | 주식회사 한국테크놀로지 | Method for operating coal drying system by using reheat steam |
JP6878875B2 (en) * | 2016-12-22 | 2021-06-02 | 株式会社Ihi | Fluidized bed system |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4811547B1 (en) * | 1968-06-19 | 1973-04-13 | ||
JPS61289286A (en) * | 1985-06-18 | 1986-12-19 | 新日本製鐵株式会社 | Heat transfer coil in indirect heating type agitating drier |
JP2840579B2 (en) * | 1996-01-26 | 1998-12-24 | 川崎重工業株式会社 | Fluidized bed classifier |
JP4107806B2 (en) * | 2001-02-05 | 2008-06-25 | 社団法人日本鉄鋼連盟 | Fluidized bed dryer |
JP5634101B2 (en) * | 2010-04-02 | 2014-12-03 | 三菱重工業株式会社 | Fluidized bed drying equipment |
JP5631644B2 (en) * | 2010-06-28 | 2014-11-26 | 株式会社大川原製作所 | Drying system with heat pump unit that uses the heat of the dry exhaust gas |
-
2012
- 2012-02-27 JP JP2012040736A patent/JP5693493B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013174415A (en) | 2013-09-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5693493B2 (en) | Gasification combined cycle power generation system using fluidized bed dryer and coal | |
JP5848014B2 (en) | Fluidized bed dryer | |
JP2013108700A (en) | Fluidized bed dryer | |
JP2013108699A (en) | Fluidized bed dryer | |
JP5675671B2 (en) | Fluidized bed dryer | |
WO2012147752A1 (en) | Fluidized bed drying apparatus and integrated coal gasification combined cycle system | |
JP5748559B2 (en) | Fluidized bed dryer | |
JP5693494B2 (en) | Fluidized bed dryer | |
AU2012243826B2 (en) | Fluidized bed drying apparatus | |
JP2013170767A (en) | Fluid bed drying device | |
JP5777402B2 (en) | Fluidized bed dryer | |
JP2013174420A (en) | Fluidized bed drying apparatus | |
JP5881628B2 (en) | Fluidized bed dryer | |
JP5738037B2 (en) | Fluidized bed dryer | |
JP2013167380A (en) | Fluidized bed drying device and gasification complex power generation system using coal | |
JP2012241990A (en) | Fluidized bed drying device | |
JP2013167379A (en) | Fluidized bed drying device and gasification complex power generation system using coal | |
JP2012241987A (en) | Fluidized bed drying device | |
JP5693326B2 (en) | Fluidized bed dryer | |
JP2013170768A (en) | Fluid bed drying device | |
WO2012161131A1 (en) | Fluidized bed drying device | |
JP2012241989A (en) | Fluidized bed drying device | |
JP5683380B2 (en) | Fluidized bed dryer | |
JP2012241991A (en) | Fluidized bed drying device | |
JP2014112020A (en) | Fluid bed drier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131227 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140926 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141007 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141208 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150203 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5693493 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |