JP5922338B2 - Fluidized bed drying equipment and gasification combined cycle power generation system using fluidized bed drying equipment - Google Patents

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Description

本発明は、石炭をガス化するガス化システムに適用できる流動層乾燥設備及び流動層乾燥設備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 facility applicable to a gasification system for gasifying coal and a gasification combined power generation system using the fluidized bed drying facility.

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システム(IGCC)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)を用いている。
前記石炭ガス化複合発電システム(IGCC)に供給する石炭は、石炭ガス化炉内での反応性や気流搬送の観点より、微粉化する必要があり、微粉炭機として石炭ミルが用いられている。このため、原料として供給される石炭は、先ずクラッシャにより粗粉砕され、その後、乾燥機で乾燥された後、乾燥炭バンカで貯留される。次いで、石炭供給機により、石炭ミルに供給され、そこで粉砕・乾燥され、微粉炭とされ、その後、搬送ガスより搬送されて石炭ガス化炉に供給されている(特許文献1)。
By the way, the coal used in such a coal gasification combined cycle power generation system (IGCC) uses high-grade coal (high-grade coal) having a high calorific value such as bituminous coal and anthracite coal.
The coal supplied to the combined coal gasification combined power generation system (IGCC) needs to be pulverized from the viewpoint of reactivity in the coal gasification furnace and air current conveyance, and a coal mill is used as a pulverized coal machine. . For this reason, the coal supplied as a raw material is first roughly pulverized by a crusher, then dried by a dryer, and then stored by a dry coal bunker. Subsequently, it is supplied to a coal mill by a coal supply machine, where it is pulverized and dried to be pulverized coal, and then transferred from a carrier gas and supplied to a coal gasifier (Patent Document 1).

特開平7−279621号公報JP 7-279621 A

ところで、乾燥機で乾燥された石炭には、微粒と粗粒とがあるが、従来では両者は一つの排出口から排出され、後流プロセスに供給されている。
特に、後流に乾燥石炭を微粉化する微粉炭機が設置されている場合には、粉砕の必要がない微粒までも供給されるために、微粉炭機の容量が必要以上に過大となるという、問題がある。
By the way, although the coal dried with the dryer has a fine grain and a coarse grain, conventionally both are discharged | emitted from one discharge port, and are supplied to the downstream process.
In particular, when a pulverized coal machine that pulverizes dry coal in the downstream is installed, even fine particles that do not need to be crushed are supplied, so the capacity of the pulverized coal machine becomes excessively larger than necessary. ,There's a problem.

また、近年においては、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)以外に、例えば亜瀝青炭や褐炭のように水分含有量が多く比較的低い発熱量を有する低品位の石炭(「低品位炭」又は「高水分炭」ともいう。)を用いて、ガス化することが提案されているが、この低品位炭は、水分含有量が多い(例えば水分約60%)ので、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ので、低品位炭の場合には、上述した乾燥装置により低品位炭を乾燥して水分を除去し、さらに粉砕ミルにより粉砕して石炭ガス化炉に供給する場合には、機器点数が多く、システムが複雑となると共に、機器コストが高くなるという、問題がある。   In addition, in recent years, in addition to high-grade coal (high-grade coal) having a high calorific value such as bituminous coal and anthracite coal, for example, low moisture having a relatively high calorific value such as subbituminous coal and lignite Although it has been proposed to gasify using low-grade coal (also referred to as “low-grade coal” or “high-moisture coal”), this low-grade coal has a high water content (for example, about 60 moisture). Therefore, the amount of water brought in is large, and the power generation efficiency decreases due to this moisture. Therefore, in the case of low-grade coal, the low-grade coal is dried by the above-mentioned drying device to remove moisture and further pulverized. When pulverized by a mill and supplied to a coal gasifier, there are problems that the number of equipment is large, the system becomes complicated, and the equipment cost increases.

よって、石炭をガス化するガス化システムに高効率で供給することができ、コストの削減を図ることができる流動層乾燥設備の出現が切望されている。   Therefore, the advent of fluidized bed drying equipment that can be supplied to a gasification system that gasifies coal with high efficiency and can reduce costs is eagerly desired.

本発明は、前記問題に鑑み、ガス化システムに高効率で供給することができ、コストの削減を図ることができる流動層乾燥設備及び流動層乾燥設備を用いたガス化複合発電システムを提供することを課題とする。   In view of the above problems, the present invention provides a fluidized bed drying facility that can be supplied to a gasification system with high efficiency and can reduce costs, and a gasification combined power generation system using the fluidized bed drying facility. This is the issue.

上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、低品位石炭を乾燥する乾燥室を形成する流動層乾燥装置と、該流動層乾燥装置の一端側に低品位炭を投入する低品位炭投入ラインと、前記乾燥容器の下部に流動化ガスを供給することで低品位炭と共に流動層を形成する流動化ガス供給ラインと、前記流動層乾燥装置の上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出ラインと、前記流動層内に供給された低品位炭を加熱する加熱部と、前記低品位炭投入ラインと異なる側の流動層の上部近傍から加熱乾燥した微粒の乾燥炭を排出する微粒乾燥炭排出ラインと、前記低品位炭投入ラインと異なる側の流動層の底部近傍から加熱乾燥した粗粒の乾燥炭を排出する粗粒乾燥炭排出ラインと、を具備することを特徴とする流動層乾燥設備にある。 The first invention of the present invention for solving the above-mentioned problems is a fluidized bed drying device that forms a drying chamber for drying low-grade coal, and a low-grade coal that is charged into one end of the fluidized bed drying device. Grade coal input line, fluidized gas supply line that forms a fluidized bed with low grade coal by supplying fluidized gas to the lower part of the drying vessel, fluidized gas and generated steam from above the fluidized bed dryer A gas discharge line for discharging the gas, a heating unit for heating the low-grade coal supplied into the fluidized bed, and fine dry coal heated and dried from the vicinity of the upper part of the fluidized bed on the side different from the low-grade coal charging line. A fine dry coal discharge line for discharging, and a coarse dry coal discharge line for discharging coarse dry coal heated and dried from the vicinity of the bottom of the fluidized bed on the side different from the low-grade coal input line, To fluidized bed drying equipment That.

第2の発明は、第1の発明において、分離した粗粒の乾燥炭を前記低品位炭投入ライン近傍から乾燥容器内に供給する粗粒乾燥炭循環ラインを有することを特徴とする流動層乾燥設備にある。   A second invention is a fluidized bed drying according to the first invention, further comprising a coarse dry coal circulation line for supplying separated coarse dry coal into the drying vessel from the vicinity of the low-grade coal input line. In the facilities.

第3の発明は、第1又は2の流動層乾燥設備と、前記流動層乾燥設備から供給される低品位炭が乾燥した微粒の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(GT)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(ST)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(G)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。   3rd invention is the coal gasification furnace which processes the 1st or 2 fluidized-bed drying equipment, and the fine dry coal dried from the low grade coal supplied from the said fluidized-bed drying equipment, and converts it into gasification gas A gas turbine (GT) operated by using the gasified gas as fuel, a steam turbine (ST) operated by steam generated by an exhaust heat recovery boiler for introducing turbine exhaust gas from the gas turbine, and the gas A gasification combined power generation system using coal comprising a turbine and / or a generator (G) connected to the steam turbine.

本発明の流動層乾燥設備によれば、従来のような微粉化の微粉炭機を用いることなく、低品位炭を乾燥することだけでガス化することが可能となり、微粒と粗粒とを分離することができ、機器及びユーティリティコストを大幅に低減することができる。   According to the fluidized bed drying equipment of the present invention, it is possible to gasify by drying low-grade coal without using a conventional pulverized pulverized coal machine, and separate fine particles and coarse particles. And equipment and utility costs can be significantly reduced.

図1は、実施例1に係る流動層乾燥設備の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a fluidized bed drying facility according to the first embodiment. 図2は、実施例2に係る流動層乾燥設備の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a fluidized bed drying facility according to the second embodiment. 図3は、実施例3に係る石炭を用いたガス化複合発電システムの概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a gasification combined power generation system using coal according to the third embodiment. 図4は、各種石炭に対するHGI指数との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship with the HGI index for various coals. 図5は、乾燥炭の粒径分布の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the particle size distribution of dry coal.

以下に添付図面を参照して、本発明に係る流動層乾燥設備の好適な実施例を詳細に説明する。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。   Exemplary embodiments of fluidized bed drying equipment according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying 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.

図1は、実施例1に係る流動層乾燥設備の概略図である。
図1に示すように、本実施例に係る流動層乾燥設備100Aは、低品位石炭(石炭)101を粉砕する粉砕機23と、該粉砕機23で粉砕された粉砕石炭101Aを乾燥する乾燥室を形成する流動層乾燥装置102と、該流動層乾燥装置102の一端側に粉砕石炭101Aを投入する低品位炭投入ライン120と、流動層乾燥装置102の下部に流動化ガスである流動化蒸気107を供給することで低品質炭と共に流動層111を形成する流動化ガス供給ライン121と、前記流動層乾燥装置102の上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出ライン122と、前記流動層111内に供給された粉砕石炭101Aを加熱する加熱部である伝熱部材103と、前記石炭の供給ライン120と異なる側の流動層111の上部近傍から加熱乾燥した微粒の乾燥炭101B F(FINE)を排出する微粒乾燥炭排出ライン123と、前記石炭投入ライン120と異なる側の流動層111の底部近傍から加熱乾燥した粗粒の乾燥炭101BR(ROUGH)を排出する粗粒乾燥炭排出ライン124とを具備するものである。また、前記ガス排出ライン122には、発生蒸気104中の粉塵を除去するサイクロン等の集塵装置105と、集塵装置105の下流側に介装され、発生蒸気104の熱を回収する熱回収システム106と、前記流動層乾燥装置102から抜き出された乾燥炭101Bを冷却する冷却器31とを備えるものである。
なお、符号116は流動化ガスである流動化蒸気107を整流する整流板を図示する。
FIG. 1 is a schematic diagram of a fluidized bed drying facility according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, a fluidized bed drying apparatus 100A according to this embodiment includes a pulverizer 23 for pulverizing low-grade coal (coal) 101, and a drying chamber for drying pulverized coal 101A pulverized by the pulverizer 23. A fluidized bed drying apparatus 102, a low-grade coal charging line 120 for charging crushed coal 101A to one end of the fluidized bed drying apparatus 102, and a fluidized steam that is a fluidized gas at the bottom of the fluidized bed drying apparatus 102. A fluidized gas supply line 121 that forms a fluidized bed 111 together with low-quality coal by supplying 107, a gas discharge line 122 that discharges fluidized gas and generated steam from above the fluidized bed drying apparatus 102, and the flow The heat transfer member 103, which is a heating unit that heats the pulverized coal 101A supplied in the bed 111, and the vicinity of the upper part of the fluidized bed 111 on the side different from the coal supply line 120 are added. A fine dry coal discharge line 123 for discharging the dried particulate of dry coal 101B F (FINE), the coal injection lines 120 and different side of dry coal 101B from the vicinity of the bottom of the heat dried coarse fluidized bed 111 R (ROUGH ) And a coarse dry charcoal discharge line 124. The gas discharge line 122 includes a dust collector 105 such as a cyclone that removes dust in the generated steam 104, and a heat recovery unit that is disposed downstream of the dust collector 105 and recovers the heat of the generated steam 104. The system 106 and the cooler 31 that cools the dry coal 101B extracted from the fluidized bed drying apparatus 102 are provided.
Reference numeral 116 denotes a rectifying plate that rectifies the fluidized steam 107 that is a fluidized gas.

流動層乾燥設備100Aにおいて、石炭101は、図示しない供給ホッパにより粉砕機23に供給され、粉砕され、粉砕石炭101Aとされる。この粉砕石炭101Aは、流動層乾燥装置102の図示しない投入口から内部に投入され、流動層乾燥装置102内に別に導入される流動化蒸気107により流動されて流動層111を形成する。   In the fluidized bed drying facility 100A, the coal 101 is supplied to the pulverizer 23 by a supply hopper (not shown) and pulverized into the pulverized coal 101A. The pulverized coal 101 </ b> A is introduced into the fluidized bed drying apparatus 102 from an inlet (not shown) and is fluidized by the fluidized steam 107 separately introduced into the fluidized bed drying apparatus 102 to form a fluidized bed 111.

伝熱部材103は、この流動層111内に配置されている。伝熱部材103内には、例えば150℃の乾燥用蒸気(過熱蒸気)Aが供給され、その高温の乾燥用蒸気(過熱蒸気)Aの潜熱を利用して粉砕石炭101Aを間接的に乾燥させるようにしている。乾燥に利用された乾燥用蒸気(過熱蒸気)Aは、例えば150℃の凝縮水Bとして流動層乾燥装置102の外部に排出されている。   The heat transfer member 103 is disposed in the fluidized bed 111. For example, 150 ° C. drying steam (superheated steam) A is supplied into the heat transfer member 103, and the pulverized coal 101A is indirectly dried using the latent heat of the high-temperature drying steam (superheated steam) A. I am doing so. The drying steam (superheated steam) A used for drying is discharged to the outside of the fluidized bed drying apparatus 102 as, for example, 150 ° C. condensed water B.

すなわち、加熱手段である伝熱部材103内面では、乾燥用蒸気(過熱蒸気)Aが凝縮して液体(水分)になるので、この際に放熱される凝縮潜熱を、粉砕石炭101Aの乾燥の加熱に有効利用している。なお、高温の乾燥用蒸気(過熱蒸気)A以外としては、相変化を伴う熱媒であれば何れでも良く、例えばフロンやペンタンやアンモニア等を例示することができる。また、伝熱部材103として熱媒体を用いる以外に電気ヒータを設置してもよい。   That is, since the drying steam (superheated steam) A condenses on the inner surface of the heat transfer member 103, which is a heating means, and becomes liquid (moisture), the condensation latent heat radiated at this time is used to heat the crushed coal 101A for drying It is used effectively. In addition to the high-temperature drying steam (superheated steam) A, any heating medium that accompanies phase change may be used, and examples thereof include Freon, pentane, and ammonia. In addition to using a heat medium as the heat transfer member 103, an electric heater may be installed.

伝熱部材103によって粉砕石炭101Aが乾燥される際に発生する発生蒸気104は、流動層乾燥装置102内において、流動層111の上部空間に形成されるフリーボード部Fからガス排出ライン122により流動層乾燥装置102の外部に排出される。この発生蒸気104は、石炭101が乾燥し微粉化したものが含まれているので、例えば集塵装置105により集塵して固体成分115として分離する。
この固体成分115は、流動層乾燥装置102から抜き出された微粒の乾燥炭101B Fを排出する微粒乾燥炭排出ライン123に合流され、微粒の乾燥炭101B Fと混合され、冷却器110で冷却され、その後石炭ガス化炉14に供給される。
The generated steam 104 generated when the pulverized coal 101 </ b> A is dried by the heat transfer member 103 flows in the fluidized bed drying apparatus 102 from the free board portion F formed in the upper space of the fluidized bed 111 through the gas discharge line 122. It is discharged outside the layer drying apparatus 102. Since the generated steam 104 includes a material obtained by drying and pulverizing the coal 101, the generated steam 104 is collected by, for example, a dust collector 105 and separated as a solid component 115.
The solid component 115 is merged into fine dry coal discharge line 123 for discharging the dried coal 101B F of fine withdrawn from the fluidized bed dryer 102, it is mixed with dry coal 101B F of fine, cooled by the cooler 110 And then supplied to the coal gasifier 14.

一方、集塵装置105により集塵された後の発生蒸気104は、例えば105〜110℃の蒸気であるので、熱回収システム106で熱回収された後、水処理部112で処理され、排水113として流動層乾燥設備100Aの外部に排出されている。なお、集塵装置105により集塵された後の発生蒸気104は、例えば、熱交換器や蒸気タービン等に適用してその熱を有効利用するようにしてもよい。   On the other hand, since the generated steam 104 after being collected by the dust collector 105 is, for example, steam at 105 to 110 ° C., it is recovered by the heat recovery system 106, processed by the water treatment unit 112, and drained 113. Is discharged to the outside of the fluidized bed drying facility 100A. Note that the generated steam 104 after being collected by the dust collector 105 may be applied to, for example, a heat exchanger, a steam turbine, or the like to effectively use the heat.

また、集塵装置105により集塵された後の発生蒸気104の一部は、流動化ガス供給ライン121に介装された例えば循環ファン114により流動層乾燥装置102内に送られて、粉砕石炭101Aの流動層111を流動させる流動化蒸気107として利用される。なお、流動層111を流動化させる流動化媒体としては、発生蒸気104の一部を再利用しているが、これに限定されず、例えば窒素、二酸化炭素またはこれらのガスを含む低酸素濃度の空気を用いてもよい。   Further, a part of the generated steam 104 after being collected by the dust collector 105 is sent into the fluidized bed drying device 102 by, for example, the circulation fan 114 interposed in the fluidized gas supply line 121 and is pulverized coal. It is used as fluidized steam 107 for fluidizing the fluidized bed 111 of 101A. As a fluidizing medium for fluidizing the fluidized bed 111, a part of the generated steam 104 is reused. However, the fluidizing medium is not limited to this. For example, nitrogen, carbon dioxide, or a low oxygen concentration containing these gases is used. Air may be used.

なお、上述した流動層乾燥装置102は、伝熱部材103として、本実施例はチューブ形状の伝熱部材を例示しているが、本発明はこれに限定されず、例えば板状の伝熱部材を用いるようにしてもよい。
また、乾燥用蒸気(過熱蒸気)Aを伝熱部材103に供給して粉砕石炭101Aを間接的に乾燥させる構成を説明したが、これに限らず、粉砕石炭101Aの流動層111を流動させる流動化蒸気107により粉砕石炭101Aを直接乾燥させる構成、さらに加熱用の流動化ガスを供給して乾燥させる構成としてもよい。
The fluidized bed drying apparatus 102 described above exemplifies a tube-shaped heat transfer member as the heat transfer member 103, but the present invention is not limited to this, for example, a plate-shaped heat transfer member May be used.
Moreover, although the structure which supplies the steam (superheated steam) A for drying to the heat-transfer member 103 and dries the ground coal 101A indirectly was demonstrated, it is not restricted to this, The flow which flows the fluidized bed 111 of the ground coal 101A A configuration in which the pulverized coal 101A is directly dried by the activated steam 107, and a configuration in which a fluidizing gas for heating is supplied and dried may be employed.

本実施例では、流動層111内で形成される微粒と粗粒との偏りの分布の性質を利用して、微粒の乾燥炭101BFを排出する微粒乾燥炭排出ライン123と、粗粒の乾燥炭101BRを排出する粗粒乾燥炭排出ライン124とを、流動層111の層上部と層底部とに設けることにより、粗粒と微粒とを分けて排出することができる。
これにより石炭ガス化炉14に供給する粒径のバラつきを抑制できる。
また、後流側に微粉炭機を設置する場合においても、粗粒のみを供給することで、後流プロセスの設備容量を低減することができる。
In this embodiment, by utilizing the property of the distribution of deviation of fine and coarse particles and which is formed in the fluidized bed 111, a fine dry coal discharge line 123 for discharging the dried coal 101B F of fine, dry coarse a coarse dry coal discharge line 124 for discharging the charcoal 101B R, by providing on the layer upper the layer bottom of the fluidized bed 111, can be discharged separately and coarse particles and fine particles.
Thereby, the dispersion | variation in the particle size supplied to the coal gasification furnace 14 can be suppressed.
Even when a pulverized coal machine is installed on the downstream side, the equipment capacity of the downstream process can be reduced by supplying only coarse particles.

本発明では、石炭の種類は特に限定されるものではなく、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)、例えば亜瀝青炭や褐炭のように水分含有量が多い(例えば50〜60%)低品位の石炭(低品位炭又は高水分炭)のいずれも適用することができる。   In the present invention, the type of coal is not particularly limited, and high-grade coal (high-grade coal) having a high calorific value such as bituminous coal or anthracite coal, such as sub-bituminous coal or lignite, has a high water content. Any (for example 50-60%) low grade coal (low grade coal or high moisture coal) can be applied.

なお、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)を噴流床ガス化炉に適用する場合には、微粉砕機を設置することが必須であるが、例えば亜瀝青炭や褐炭のように水分含有量が多い(例えば50〜60%)低品位の石炭(低品位炭又は高水分炭)の場合には、微粉炭機を用いて微粉化せずに、乾燥した石炭101Bをそのまま石炭ガス化炉14に供給することができるので、微粉砕機の機器及びそのユーティリティコストの低減を図ることができる。   In addition, when applying high-grade coal (high-grade coal) having a high calorific value such as bituminous coal or anthracite to a spouted bed gasifier, it is essential to install a pulverizer. In the case of low grade coal (low grade coal or high moisture coal) with a high water content (for example, 50-60%) such as bituminous coal and lignite, it is dried without being pulverized using a pulverized coal machine. Since the coal 101B can be supplied to the coal gasification furnace 14 as it is, the equipment of the pulverizer and its utility cost can be reduced.

これは、本発明で用いる例えば亜瀝青炭や褐炭のように水分含有量が多い(例えば50〜60%)低品位の石炭(低品位炭又は高水分炭)は、石炭の粉砕性の指標であるHGI(HardGroveIndex)指数が高いので、粉砕性が良好なことに起因する。   This is a low-grade coal (low grade coal or high moisture coal) having a high water content (for example, 50 to 60%) such as subbituminous coal or lignite used in the present invention, which is an indicator of coal pulverization. This is because the grindability is good because the HGI (HardGroveIndex) index is high.

ここで、HGIとは、一定の石炭を所定時間粉砕に掛け、所定粒度以下の重量割合を、その指数とするものである。この為数字の大きいもの程粉砕されやすい石炭となるとしている。通常はHGI指数が50前後であり、HGI指数が40以下は硬いものとされ、逆にHGI指数が60以上はもろいと判断されている。   Here, HGI means that a certain amount of coal is pulverized for a predetermined time and a weight ratio equal to or less than a predetermined particle size is used as the index. For this reason, the larger the number, the easier it is to pulverize. Normally, the HGI index is around 50, the HGI index of 40 or less is considered to be hard, and conversely, the HGI index of 60 or more is determined to be brittle.

図4は、各種石炭に対するHGI指数との関係を示す図である。
図4より、高品位炭である瀝青炭に較べて、低品位炭である褐炭はHGI指数が80以上と高く、軟らかいものであることがわかる。
この結果、流動層111内における摩擦、衝突による粗粒の微粒化を図ることができ、微粒化率の割合を向上させるものとなる。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship with the HGI index for various coals.
From FIG. 4, it can be seen that lignite, which is a low-grade coal, has a high HGI index of 80 or more and is softer than bituminous coal, which is a high-grade coal.
As a result, the coarse particles can be atomized by friction and collision in the fluidized bed 111, and the ratio of the atomization rate is improved.

図5は、乾燥炭の粒径分布の一例を示す図である。
図5の分布は、図4の褐炭Aを5mm以下の粉砕物を用いて、流動層乾燥装置102で乾燥させた際の、ふるい上の重量割合とメッシュ(μm)との関係図である。
図5に示すように、流動層乾燥装置102で乾燥させると、1000μm前後にピークを有する幅をもった粒径分布であることが判明した。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the particle size distribution of dry coal.
The distribution in FIG. 5 is a relationship diagram between the weight ratio on the sieve and the mesh (μm) when the brown coal A in FIG. 4 is dried with a fluidized bed drying apparatus 102 using a pulverized product of 5 mm or less.
As shown in FIG. 5, when dried with the fluidized bed drying apparatus 102, it was found that the particle size distribution had a width having a peak around 1000 μm.

粉砕石炭101Aの粒度は、粉砕機23の粉砕度合いによるが、例えば10mm以下、好ましくは5mm以下とするのが、後流側における乾燥装置での乾燥が良好であると共に、乾燥炭101Bの搬送が良好となり、好ましい。
ここで、粉砕機23での粉砕の際における目標粒径範囲としては約2mm以下としているが、本発明はこれに限定されるものではない。
The particle size of the pulverized coal 101A depends on the degree of pulverization of the pulverizer 23. For example, the particle size of the pulverized coal 101A is 10 mm or less, preferably 5 mm or less. Good and preferable.
Here, the target particle size range for pulverization by the pulverizer 23 is about 2 mm or less, but the present invention is not limited to this.

また流動層乾燥装置102での乾燥度合いは、供給される粉砕石炭101Aの水分含有量により異なるが、乾燥度合いが15%以下、より好ましくは10%以下とするのが良い。これは、乾燥状態が良好であると、石炭ガス化炉でのエネルギーロスが少なくなるからである。   The degree of drying in the fluidized bed drying apparatus 102 varies depending on the water content of the supplied pulverized coal 101A, but the degree of drying is preferably 15% or less, more preferably 10% or less. This is because energy loss in the coal gasification furnace is reduced when the dry state is good.

図4及び図5より、低品位炭である褐炭は、水分含有量が高いものの、高品位炭よりもHGIが高いので、軟らかいものである。そして流動層乾燥装置102での乾燥により水分が除去されつつ流動化されるので、メッシュ径2000μm以下の割合が多いものとなり、そのままでも石炭ガス化炉でガス化しやすい特性を備えた乾燥炭101Bとなる。   4 and 5, lignite, which is a low-grade coal, has a high moisture content, but is softer than a high-grade coal. And since it is fluidized while moisture is removed by drying in the fluidized bed drying apparatus 102, the ratio of the mesh diameter is 2000 μm or less, and the dried coal 101B having characteristics that are easily gasified in a coal gasification furnace Become.

よって、石炭として低品位炭を用いる場合には、高品位炭のような粉砕機による微粉化処理を一切省くことができる。これにより微粉炭機の設置が不要となり、ガス化複合発電システムに供給する設備のコンパクト化を図ることができる。   Therefore, when using low-grade coal as coal, pulverization processing by a pulverizer such as high-grade coal can be omitted at all. Thereby, installation of a pulverized coal machine becomes unnecessary, and the equipment supplied to the gasification combined power generation system can be made compact.

また、石炭ガス化炉14内の空塔速度は、炉内に直接供給される乾燥及び冷却された冷却乾燥炭101Bが落下しない空塔速度とすることが好ましい。これにより、乾燥炭101Bの良好なガス化が可能となる。   Moreover, it is preferable that the superficial velocity in the coal gasification furnace 14 is a superficial velocity at which the dried and cooled cooled dry coal 101B supplied directly into the furnace does not fall. Thereby, favorable gasification of dry charcoal 101B is attained.

図2は、実施例2に係る流動層乾燥設備の概略図である。
図2に示すように、本実施例に係る流動層乾燥設備100Bは、実施例1に係る流動層乾燥設備100Aにおいて、粗粒の乾燥炭101BRを粗粒乾燥炭循環ライン125を介して、石炭投入ライン120の投入口の近傍に供給し、再度粗粒の乾燥炭101BRを流動層乾燥装置102内に投入させている。これにより、流動層111内における摩擦、衝突による粗粒の微粒化を図り、微粒化率の割合を向上させることができる。
また、乾燥された粗粒の乾燥炭101BRを供給するので、湿潤材料である粉砕石炭101Aの流動不良の防止を図ることができ、乾燥効率の向上を図ることができる。
FIG. 2 is a schematic diagram of a fluidized bed drying facility according to the second embodiment.
As shown in FIG. 2, the fluidized bed drying equipment 100B according to this embodiment, in a fluidized bed drying equipment 100A according to the first embodiment, the dry coal 101B R of coarse particles through a coarse dry coal circulation line 125, It is supplied to the vicinity of the inlet of the coal input line 120, thereby introducing dry coal 101B R coarse grains fluidized bed dryer 102 again. Thereby, atomization of coarse particles due to friction and collision in the fluidized bed 111 can be achieved, and the ratio of the atomization rate can be improved.
Further, since supplying dry coal 101B R of the dried coarse particles, it is possible to prevent the flow failure of ground coal 101A wetting material, it is possible to improve the drying efficiency.

図3は、実施例3に係る石炭を用いたガス化複合発電システムの概略構成図である。   FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a gasification combined power generation system using coal according to the third embodiment.

実施例3の石炭を用いたガス化複合発電システム(IGCC:Integrated Coal Gasification Combined Cycle)は、空気を酸化剤として石炭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。本実施例では、石炭ガス化炉14に供給する石炭原料として低品位炭を使用している。   The integrated gasification combined power generation system (IGCC: Integrated Coal Gasification Combined Cycle) using coal of Example 3 adopts an air combustion system that generates coal gas in a coal gasification furnace using air as an oxidizer, and is a gas purification device. The refined coal gas is supplied as fuel gas to the gas turbine equipment for power generation. 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 embodiment, low-grade coal is used as a coal raw material supplied to the coal gasifier 14.

実施例3において、図3に示すように、石炭ガス化複合発電設備10は、原料炭である石炭101を供給する低品位炭供給設備11と、石炭101を乾燥する流動層乾燥装置102と、乾燥低品位炭(乾燥炭)101Bを供給してガス化し可燃性ガス(生成ガス、石炭ガス)200を生成する石炭ガス化炉14と、ガス化ガスである可燃性ガス(生成ガス、石炭ガス)200中のチャー101Cを回収するチャー回収装置15と、可燃性ガス(生成ガス、石炭ガス)200Aを精製するガス精製装置16と、精製された燃料ガス200Bを燃焼させてタービンを駆動するガスタービン設備17と、前記ガスタービン設備17からのタービン排ガスを導入する排熱回収ボイラ(Heat Recovery Steam Generator:HRSG)20で生成した蒸気により運転される蒸気タービン(ST)設備18と、前記ガスタービン設備17及び/又は前記蒸気タービン設備18と連結された発電機(G)19とを具備している。   In Example 3, as shown in FIG. 3, the coal gasification combined power generation facility 10 includes a low-grade coal supply facility 11 that supplies coal 101 that is raw coal, a fluidized bed drying device 102 that dries the coal 101, A coal gasification furnace 14 that supplies dry low-grade coal (dry coal) 101B to gasify and generates a combustible gas (product gas, coal gas) 200, and a combustible gas (product gas, coal gas) that is a gasification gas ) Char recovery device 15 that recovers char 101C in 200, gas purification device 16 that purifies combustible gas (product gas, coal gas) 200A, and gas that drives the turbine by burning purified fuel gas 200B Turbine facility 17 and a heat recovery steam generator (H) that introduces turbine exhaust gas from gas turbine facility 17 A steam turbine (ST) facility 18, which is operated by the steam generated by the SG) 20, which comprises a said gas turbine equipment 17 and / or the steam turbine plant 18 and linked generator (G) 19.

本実施例に係る低品位炭供給設備11は、原炭バンカ21と、石炭供給機22と、粉砕機23とを有している。原炭バンカ21は、石炭101を貯留可能であって、所定量の石炭101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から投下された石炭101を例えばコンベアなどにより搬送し、粉砕機23に投下することができる。この粉砕機23は、投下された石炭101を所定の大きさに破砕し、粉砕石炭101Aとすることができる。   The low-grade coal supply facility 11 according to the present embodiment includes a raw coal bunker 21, a coal supply machine 22, and a pulverizer 23. The raw coal bunker 21 can store the coal 101, and can drop a predetermined amount of the coal 101 into the coal feeder 22. The coal feeder 22 can transport the coal 101 dropped from the raw coal bunker 21 by, for example, a conveyor and drop it on the crusher 23. The pulverizer 23 can pulverize the dropped coal 101 into a predetermined size to obtain pulverized coal 101A.

流動層乾燥装置102は、低品位炭供給設備11により投入された石炭101に対して乾燥用蒸気(例えば150℃程度の過熱蒸気)A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、石炭101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102は、外部に取り出された乾燥済の乾燥炭101Bを冷却する冷却器31が設けられ、乾燥冷却済の乾燥炭101Bが乾燥炭バンカ34に貯留される。また、流動層乾燥装置102は、上部から取り出された発生蒸気104に同伴される乾燥炭の粒子を分離する乾燥炭サイクロン等の集塵装置105が設けられ、発生蒸気104から微粒の乾燥炭の粒子を分離している。なお、サイクロン等の集塵装置105で乾燥炭が分離された蒸気は、蒸気圧縮機で圧縮されてから流動層乾燥装置102に乾燥用蒸気として供給するようにしてもよい。   The fluidized bed drying apparatus 102 supplies drying steam (for example, superheated steam at about 150 ° C.) A to the coal 101 input by the low-grade coal supply facility 11, thereby heating the low-grade coal while flowing. It is what is dried, and the moisture contained in the coal 101 can be removed. The fluidized bed drying apparatus 102 is provided with a cooler 31 for cooling the dried dry coal 101B taken out to the outside, and the dried and cooled dry coal 101B is stored in the dry coal bunker 34. In addition, the fluidized bed drying apparatus 102 is provided with a dust collector 105 such as a dry coal cyclone that separates dry coal particles accompanying the generated steam 104 taken out from the upper portion. The particles are separated. Note that the steam from which the dry coal is separated by the dust collector 105 such as a cyclone may be supplied to the fluidized bed drying apparatus 102 as drying steam after being compressed by a steam compressor.

流動層乾燥装置102で乾燥され、ついで冷却器31で冷却された乾燥冷却済の乾燥炭101Bは、流動層111の上部近傍から加熱乾燥した微粒の乾燥炭101B F(FINE)として排出され、微粒乾燥炭排出ライン123を介して、その後、バグフィルタ32、ビンシステム33を介して、一時乾燥炭バンカ34に貯留される。
一方、前記石炭投入ライン120と異なる側の流動層111の底部近傍から加熱乾燥した粗粒の乾燥炭101BR(ROUGH)は、粗粒乾燥炭排出ライン124を介して、別途設置した燃焼炉130に供給し、ここで燃焼され、熱回収をするようにしてもよい。
Dry and cooled dry charcoal 101B dried by the fluidized bed drying apparatus 102 and then cooled by the cooler 31 is discharged as fine dry charcoal 101B F (FINE) heated and dried from the vicinity of the upper part of the fluidized bed 111, and is finely granulated. It is stored in the temporary dry coal bunker 34 via the dry coal discharge line 123 and then via the bag filter 32 and the bin system 33.
On the other hand, coarse dry coal 101BR (ROUGH) heated and dried from the vicinity of the bottom of the fluidized bed 111 on the side different from the coal input line 120 is separately installed through a coarse dry coal discharge line 124. It is also possible to supply heat to the heat source and burn it here for heat recovery.

また、実施例2に示すように、再度流動層乾燥装置102の投入口へ戻すようにしてもよい。   In addition, as shown in the second embodiment, the fluidized bed drying device 102 may be returned to the inlet.

石炭ガス化炉14は、乾燥炭バンカ34から供給される微粒の乾燥炭101B F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)101Cが戻されてリサイクル可能となっている。 Coal gasification furnace 14, along with the dry coal 101B F of fine supplied from dry coal bunker 34 can be supplied, 101C (unburned coal) recovered char in the char recovery equipment 15 is returned to recycle It is possible.

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40から窒素(N2)と酸素(O2)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は乾燥炭供給ライン123に接続されている。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から回収されたチャー101Cを戻すチャー戻しライン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(N2)は、乾燥炭101Bやチャー101Cの搬送用ガスとして利用され、酸素(O2)は、酸化剤として利用される。 That is, the coal gasification furnace 14 is connected to the compressed air supply line 41 from the gas turbine equipment 17 (compressor 61), and can supply compressed air compressed by the gas turbine equipment 17. The air separation device 42 separates and generates nitrogen (N 2 ) and oxygen (O 2 ) from air 40 in the atmosphere. A first nitrogen supply line 43 is connected to the coal gasifier 14, and the first The nitrogen supply line 43 is connected to the dry coal supply line 123. The second nitrogen supply line 45 is also connected to the coal gasification furnace 14, and a char return line 46 for returning the char 101 C recovered from the char recovery device 15 is connected to the second nitrogen supply line 45. Further, the oxygen supply line 47 is connected to the compressed air supply line 41. In this case, nitrogen (N 2 ) is used as a transport gas for dry charcoal 101B and char 101C, and oxygen (O 2 ) is used as an oxidizing agent.

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、内部に供給された微粒の乾燥炭101B F、チャー101C、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、一酸化炭素を主成分とする可燃性ガス(生成ガス、石炭ガス)200を発生させ、この可燃性ガス200をガス化剤としてガス化反応を生じさせている。なお、石炭ガス化炉14は、微粉炭の混入した溶融スラグ等の異物を除去する異物除去装置48が設けられている。
本例では、石炭ガス化炉14として噴流床ガス化炉を例示しているが、本発明は、これに限定されず、例えば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200のガス生成ライン49が設けられており、チャー101Cを含む可燃性ガス200が排出可能となっている。この場合、ガス生成ライン49にガス冷却器を別途を設けることで、可燃性ガス200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 that combusts fine dry coal 101B F , char 101C, air (oxygen) supplied therein, or steam as a gasifying agent. While being gasified, a combustible gas (generated gas, coal gas) 200 containing carbon monoxide as a main component is generated, and a gasification reaction is generated using the combustible gas 200 as a gasifying agent. The coal gasification furnace 14 is provided with a foreign matter removing device 48 for removing foreign matters such as molten slag mixed with pulverized coal.
In this example, a spouted bed gasification furnace is illustrated as the coal gasification furnace 14, but the present invention is not limited to this, and may be, for example, a fluidized bed gasification furnace or a fixed bed gasification furnace. The coal gasification furnace 14 is provided with a gas generation line 49 of the combustible gas 200 toward the char recovery device 15, and the combustible gas 200 including the char 101C can be discharged. In this case, a gas cooler is separately provided in the gas generation line 49 so that the combustible gas 200 is cooled to a predetermined temperature and then supplied to the char recovery device 15.

チャー回収装置15は、集塵装置51とチャー供給ホッパ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200に含有するチャー101Cを分離することができる。そして、チャー101Cが分離された可燃性ガス200A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。チャー供給ホッパ52は、集塵装置51で可燃性ガス200から分離されたチャー101C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、このビンに複数のチャー供給ホッパ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 char recovery device 15 includes a dust collector 51 and a char supply hopper 52. In this case, the dust collector 51 is constituted by one or a plurality of bag filters or cyclones, and can separate the char 101C contained in the combustible gas 200 generated in the coal gasification furnace 14. The combustible gas 200 </ b> A from which the char 101 </ b> C has been separated is sent to the gas purification device 16 through the gas discharge line 53. The char supply hopper 52 stores the char 101 </ b> C separated from the combustible gas 200 by the dust collector 51. A bin may be disposed between the dust collector 51 and the supply hopper 52, and a plurality of char supply hoppers 52 may be connected to the bin. A char return line 46 from the supply hopper 52 is connected to the second nitrogen supply line 45.

ガス精製装置16は、チャー回収装置15によりチャー101Cが分離された可燃性ガス200A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、チャー101Cが分離された可燃性ガス200Aを精製して燃料ガス200B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101Cが分離された可燃性ガス200A中にはまだ硫黄分(HS)が含まれているため、例えばアミン吸収液等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 gas purification device 16 performs gas purification by removing impurities such as sulfur compounds and nitrogen compounds from the combustible gas 200A from which the char 101C has been separated by the char recovery device 15. Then, the gas purifier 16 purifies the combustible gas 200A from which the char 101C is separated to produce the fuel gas 200B, and supplies this to the gas turbine equipment 17. In this gas purification device 16, since the combustible gas 200A from which the char 101C has been separated still contains a sulfur content (H 2 S), the sulfur content is removed by, for example, an amine absorbing solution. Is finally collected as gypsum and used effectively.

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40Aとガス精製装置16から供給された燃料ガス200Bとを混合して燃焼し、タービン63にて、発生した燃焼ガス202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 compressor 61, a combustor 62, and a turbine 63, and the compressor 61 and the turbine 63 are connected by a rotating shaft 64. The combustor 62 has a compressed air supply line 65 connected to the compressor 61, a fuel gas supply line 66 connected to the gas purifier 16, and a combustion gas supply line 67 connected to the turbine 63. Further, the gas turbine equipment 17 is provided with a compressed air supply line 41 extending from the compressor 61 to the coal gasification furnace 14, and a booster 68 is provided in the middle. Therefore, in the combustor 62, the compressed air 40 </ b> A supplied from the compressor 61 and the fuel gas 200 </ b> B supplied from the gas purification device 16 are mixed and burned, and the rotating shaft is generated by the generated combustion gas 202 in the turbine 63. The generator 19 can be driven by rotating 64.

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40と高温の排ガス203との間で熱交換を行うことで、蒸気204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204を供給する蒸気供給ライン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204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 steam turbine facility 18 includes a turbine 69 that is coupled to the rotating shaft 64 in the gas turbine facility 17, and the generator 19 is coupled to the base end portion of the rotating shaft 64. The exhaust heat recovery boiler 20 is provided in the exhaust gas line 70 from the gas turbine equipment 17 (the turbine 63), and generates steam 204 by exchanging heat between the air 40 and the high temperature exhaust gas 203. It is. Therefore, the exhaust heat recovery boiler 20 is provided with a steam supply line 71 for supplying the steam 204 to and from the turbine 69 of the steam turbine equipment 18, a steam recovery line 72 is provided, and the steam recovery line 72 has a condenser. 73 is provided. Therefore, in the steam turbine equipment 18, the turbine 69 is driven by the steam 204 supplied from the exhaust heat recovery boiler 20, and the generator 19 can be driven by rotating the rotating shaft 64.

そして、排熱回収ボイラ20で熱が回収された排ガス205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205Aは、煙突75から大気へ放出される。   The exhaust gas 205 whose heat has been recovered by the exhaust heat recovery boiler 20 is freed of harmful substances by the gas purification device 74, and the purified exhaust gas 205A is released from the chimney 75 to the atmosphere.

ここで、実施例3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 power generation equipment 10 of Example 3 is demonstrated.

実施例3の石炭ガス化複合発電設備10において、低品位炭供給設備11にて、原炭である石炭101が原炭バンカ21に貯留されており、この原炭バンカ21の石炭101が石炭供給機22により粉砕機23に投下され、ここで所定の大きさに破砕される。そして、破砕された粉砕石炭101Aは、流動層乾燥装置102により加熱乾燥され、乾燥によって微粒の乾燥炭101B Fと粗粒の乾燥炭101BRとに分離し、微粒の乾燥炭101B Fのみを微粒乾燥炭排出ライン123を介して抜き出した後、冷却器31により冷却されて冷却済の微粒の乾燥炭101B Fとされ、乾燥炭バンカ34に貯留される。 In the combined coal gasification combined power generation facility 10 of the third embodiment, the raw coal 101 is stored in the raw coal bunker 21 in the low-grade coal supply facility 11, and the coal 101 of the raw coal bunker 21 is supplied as coal. The machine 22 drops the pulverizer 23 where it is crushed to a predetermined size. Then, crushed pulverized coal 101A is heated and dried by fluidized bed dryer 102, dried by separated into a dry coal 101B R of dry coal 101B F and coarse grains fine, fine only dry coal 101B F of fine after extracting through a dry coal discharge line 123, is cooled by the cooler 31 is a dry coal 101B F of chilled of fine, it is stored in the dry coal bunker 34.

乾燥炭バンカ34に貯留された微粒の乾燥炭101B Fは、空気分離装置42から供給される窒素により微粒乾燥炭排出ライン123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101Cが、空気分離装置42から供給される窒素によりチャー戻しライン46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37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。 Dry coal 101B F of stored in dry coal bunker 34 fine is provided by the nitrogen supplied from the air separation unit 42 through fine dry coal discharge line 123 to the coal gasification furnace 14. Further, the char 101C recovered by the char recovery device 15 to be described later is supplied to the coal gasification furnace 14 through the char return line 46 by nitrogen supplied from the air separation device 42. Further, compressed air 37 extracted from a gas turbine facility 17 to be described later is pressurized by a booster 68 and then supplied to the coal gasifier 14 through the compressed air supply line 41 together with oxygen supplied from the air separation device 42. .

石炭ガス化炉14では、供給された微粒の乾燥炭101B F及びチャー101Cが圧縮空気(酸素)37により燃焼し、微粒の乾燥炭101B F及びチャー101Cがガス化することで、一酸化炭素を主成分とする可燃性ガス(石炭ガス)200を生成することができる。そして、この可燃性ガス200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, by dry coal 101B F and char 101C of the supplied fine combusts by compressed air (oxygen) 37, dry coal 101B F and char 101C of fine is gasified, carbon monoxide A combustible gas (coal gas) 200 as a main component can be generated. The combustible gas 200 is discharged from the coal gasifier 14 through the gas generation line 49 and sent to the char recovery device 15.

このチャー回収装置15にて、可燃性ガス200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200に含有するチャー101Cが分離される。そして、チャー101Cが分離された可燃性ガス200A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200から分離した微粒のチャー101Cは、チャー供給ホッパ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 char recovery device 15, the combustible gas 200 is first supplied to the dust collector 51, whereby the char 101 </ b> C contained in the combustible gas 200 is separated here. The combustible gas 200 </ b> A from which the char 101 </ b> C has been separated is sent to the gas purification device 16 through the gas discharge line 53. On the other hand, the fine char 101C separated from the combustible gas 200 is deposited on the char supply hopper 52, returned to the coal gasifier 14 through the char return line 46, and recycled.

チャー回収装置15によりチャー101Cが分離された可燃性ガス200A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200B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40A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40Aと、ガス精製装置16から供給される燃料ガス200Bとを混合し、燃焼することで燃焼ガス202を生成し、この燃焼ガス202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 200A from which the char 101C has been separated by the char recovery device 15 is gas purified by removing impurities such as sulfur compounds and nitrogen compounds in the gas purification device 16 to produce a fuel gas 200B. In the gas turbine equipment 17, when the compressor 61 generates the compressed air 40 </ b> A and supplies it to the combustor 62, the combustor 62 is supplied from the compressed air 40 </ b> A supplied from the compressor 61 and the gas purification device 16. The fuel gas 200B is mixed and burned to generate a combustion gas 202. By driving the turbine 63 with the combustion gas 202, the generator 19 is driven via the rotating shaft 64 to generate power. be able to.

そして、ガスタービン設備17におけるタービン63から排出された排ガス203は、排熱回収ボイラ20にて、空気40と熱交換を行うことで蒸気204を生成し、この生成した蒸気204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204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 203 discharged from the turbine 63 in the gas turbine equipment 17 generates heat 204 by exchanging heat with the air 40 in the exhaust heat recovery boiler 20, and the generated steam 204 is used as the steam turbine equipment 18. To supply. In the steam turbine facility 18, the turbine 69 is driven by the steam 204 supplied from the exhaust heat recovery boiler 20, whereby the generator 19 can be driven via the rotating shaft 64 to generate power.

その後、ガス浄化装置74では、排熱回収ボイラ20から排出された排ガス205の有害物質が除去され、浄化された排ガス205Aが煙突75から大気へ放出される。   Thereafter, in the gas purification device 74, harmful substances in the exhaust gas 205 discharged from the exhaust heat recovery boiler 20 are removed, and the purified exhaust gas 205A is released from the chimney 75 to the atmosphere.

なお、本実施例では、石炭原料として低品位炭を使用したが、高品位炭であっても適用可能であり、また、石炭に限らず、再生可能な生物由来の有機性資源として使用されるバイオマスであってもよく、例えば、間伐材、廃材木、流木、草類、廃棄物、汚泥、タイヤ及びこれらを原料としたリサイクル燃料(ペレットやチップ)などを使用することも可能である。   In this example, low-grade coal was used as a coal raw material, but even high-grade coal can be applied, and is not limited to coal, and can be used as a renewable bio-derived organic resource. Biomass may be used, and for example, thinned wood, waste wood, driftwood, grass, waste, sludge, tires, and recycled fuel (pellets and chips) using these as raw materials can be used.

10 石炭ガス化複合発電設備
11 低品位炭供給設備
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
100A、100B 流動層乾燥設備
101 低品位炭
101A 粉砕低品位炭(粉砕炭)
101B 乾燥低品位炭(乾燥炭)
102 流動層乾燥装置
103 伝熱部材(加熱手段)
104 発生蒸気
31 冷却器
A 乾燥用蒸気(過熱蒸気)
B 凝縮水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Coal gasification combined cycle power generation equipment 11 Low-grade coal supply equipment 14 Coal gasification furnace 15 Char recovery equipment 16 Gas refinement equipment 17 Gas turbine equipment 18 Steam turbine equipment 19 Generator 20 Waste heat recovery boilers 100A, 100B Fluidized bed drying equipment 101 Low grade coal 101A Ground low grade coal (crushed coal)
101B Dry low-grade coal (dry coal)
102 Fluidized bed dryer 103 Heat transfer member (heating means)
104 Generated steam 31 Cooler A Drying steam (superheated steam)
B Condensate

Claims (3)

低品位石炭を乾燥する乾燥室を形成する流動層乾燥装置と、
該流動層乾燥装置の一端側に低品位炭を投入する低品位炭投入ラインと、
前記乾燥容器の下部に流動化ガスを供給することで低品位炭と共に流動層を形成する流動化ガス供給ラインと、
前記流動層乾燥装置の上方から流動化ガス及び発生蒸気を排出するガス排出ラインと、
前記流動層内に供給された低品位炭を加熱する加熱部と、
前記低品位炭投入ラインと異なる側の流動層の上部近傍から加熱乾燥した微粒の乾燥炭を排出する微粒乾燥炭排出ラインと、
前記低品位炭投入ラインと異なる側の流動層の底部近傍から加熱乾燥した粗粒の乾燥炭を排出する粗粒乾燥炭排出ラインと、を具備することを特徴とする流動層乾燥設備。
A fluidized bed drying device that forms a drying chamber for drying low-grade coal;
A low-grade coal input line for introducing low-grade coal to one end of the fluidized bed drying device;
A fluidized gas supply line that forms a fluidized bed with low-grade coal by supplying fluidized gas to the lower part of the drying vessel;
A gas discharge line for discharging fluidized gas and generated steam from above the fluidized bed drying device;
A heating section for heating the low-grade coal supplied in the fluidized bed;
A fine dry coal discharge line for discharging fine dry coal heated and dried from the vicinity of the upper part of the fluidized bed on the side different from the low-grade coal input line,
A fluidized bed drying facility comprising: a coarse dry coal discharge line for discharging coarse dry coal heated and dried from the vicinity of the bottom of the fluidized bed on the side different from the low-grade coal charging line.
請求項1において、
分離した粗粒の乾燥炭を前記低品位炭投入ライン近傍から乾燥容器内に供給する粗粒乾燥炭循環ラインを有することを特徴とする流動層乾燥設備。
In claim 1,
A fluidized bed drying facility comprising a coarse dry coal circulation line for supplying separated coarse dry coal into the drying vessel from the vicinity of the low-grade coal charging line.
請求項1又は2の流動層乾燥設備と、
前記流動層乾燥設備から供給される低品位炭が乾燥した微粒の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(GT)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(ST)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(G)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。
Fluidized bed drying equipment according to claim 1 or 2,
A coal gasification furnace for treating fine dry coal obtained by drying low-grade coal supplied from the fluidized bed drying facility and converting it into gasification gas;
A gas turbine (GT) operated using the gasified gas as fuel;
A steam turbine (ST) operated by steam generated by an exhaust heat recovery boiler for introducing turbine exhaust gas from the gas turbine;
A gasification combined power generation system using coal, comprising the generator (G) connected to the gas turbine and / or the steam turbine.
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