JPH02133703A - 石炭部分燃焼炉のガス回収方法 - Google Patents

石炭部分燃焼炉のガス回収方法

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JPH02133703A
JPH02133703A JP63156257A JP15625788A JPH02133703A JP H02133703 A JPH02133703 A JP H02133703A JP 63156257 A JP63156257 A JP 63156257A JP 15625788 A JP15625788 A JP 15625788A JP H02133703 A JPH02133703 A JP H02133703A
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gas
coal
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oxygen
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Shunpei Nozoe
野添 浚平
Motoaki Hirao
平尾 元亮
Toshiyuki Takeuchi
利行 竹内
Minoru Komeno
米野 実
Hideki Takano
英樹 高野
Katsunori Yoshida
克典 吉田
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Kawasaki Steel Corp
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、石炭部分燃焼炉の運転に於いて、高温且つC
O濃度の高いガス等の可燃性ガスを生成して、その顕然
とガスを回収する方法に関する。
(従来の技術) 石炭部分燃焼炉は、一般産業用油焚きボイラの燃料転換
(重油→石炭)を目的に開発が進められているもので、
第4図に示す如く円筒状の炉1に接線方向のダクト2か
ら燃焼用空気と微粉炭を投入し、高速旋回させ乍ら部分
燃焼させ、投入した微粉炭の灰の殆んどを炉底の排出口
4より排出し、灰の少ないガスをボイラ燃焼室5内で2
段燃焼用の空気により燃焼させようとするものである。
(発明が解決しようとする課題) ところで、上記の石炭部分燃焼炉で発生するガスは、空
気比が0.6より低い場合、燃焼反応が低下する。通常
の空気燃焼では空気比07〜06で運転されていて、発
生ガスの発熱量が低く、換言すればCO濃度等可燃性ガ
ス成分が低く、これらのガスを冷却回収しても低カロリ
ーのため有効利用てきないものである。即ち、炭種によ
って差があるものの空気比07での空気燃焼では、発熱
K 200 % 500 Kcal/Nm’程度のガス
しか得られなかった。
方、石炭のガス化技術については種々の方法が研究さ引
]ているが、目的によって反応条件が決められる。例え
ば高カロリーのカスを目的とする場合、メタン名有量を
犬にするため20 Kg/cm2G以上の高圧か必要で
あり、設備費用が膨大になると共に取扱いが厄介である
。このため、常圧で回収処理する方法が要望さねている
(発明の目的) 本発明は上記課題を解決すべくなされたもので、石炭部
分燃焼炉で中カロリーの高温ガスを常圧下で生成し、こ
の高温カスの顕熱を回収すると共にカス自体を回収する
石炭部分燃焼炉のガス回収方法を提供することを目的と
するものである。
(課題を解決するための手段) 上記課題を解決するための本発明の石炭部分燃焼炉のガ
ス回収方法は、接線方向から空気と微粉炭を投入し、高
速回転させ乍ら還元雰囲気で短時間に部分燃焼さゼる円
筒状の石炭部分燃焼炉の運転に於いて、投入する空気を
酸素富化空気となしてCO濃度等可燃性ガス成分の高い
高温ガスを生成し、この高温ガスの顕熱をボイラ等によ
り蒸気として回収し、低温となったガスを除塵、脱硫し
た後回収することを特徴とするものである。
上記石炭部分燃焼炉の運転に於いては、没入する酸素富
化空気の酸素富化率を変えて、生成ガスの温度と可燃性
ガス成分を制御することが好ましい。
(作 用) 未発明の石炭部分燃焼炉のガス回収方法は、前述の如く
石炭部分燃焼炉の運転に於いて、投入する空気を酸素富
化空気となしているので、可燃性ガス成分の多い高温カ
スを常圧下で生成でき、石炭部分燃焼炉内に於(づる部
分燃焼の燃焼反応が早くなり、空気比がo、Iiよりも
低くとも燃焼させることができる。また可燃性ガス成分
の多い高温ガスの顕熱をボイラ等により蒸気として回収
するので有効利用でき、低温となった可燃性ガス成分の
多いガスを除塵、脱硫した後回収するので、純度ならび
に発熱量の高い有価ガスが得られる。そして集塵した灰
や未燃カーボンは石炭部分燃焼炉に再循環投入すること
にJ:す、燃焼効率の大幅な向」−が図れると共に、灰
の全量スラグ化により安定したスラグ性状とな1)、さ
らに灰容積の減少が図れるなど処理が容易となるもので
ある。
また本発明の石炭部分燃焼炉のガス回収方法に於いて、
石炭部分燃焼炉に投入する酸素富化空気の酸素富化率を
変えて、生成ガスの温度と可燃性ガス成分を制御するこ
とにより、所望の温度と可燃性ガス成分のガスを生成す
ることができる。
(実施例) 本発明の石炭部分燃焼炉のカス回11R方法の実施例を
、高炉休止に伴フて不用と11ったコクス炉の付属設備
を利用して行う場合を第1図にJ:って説明する。1は
円筒状の石炭部分燃焼炉で、接線方向のタフ[・2から
燃焼用酸素富化空気と微粉炭を投入する。即ち、押込フ
ァン10により空気予熱器11に押込まれた空気が予熱
された後空気通路12を通ってダクト2へ供給される。
また酸素ホルダー13より酸素がダクト2へ供給される
。さらに石炭受入れホッパ15から石炭サイロ16へ送
られ、石炭サイロ16から石炭粉砕機17へ送うわて粉
砕された微粉炭が前記空気予熱器11で予熱され微粉炭
搬送ファン18にて空気通路19を通って石炭粉砕機1
7に送り込まねた空気により微粉炭通路20を通って、
窒素ホルダー14から窒素が供給されて不活性雰囲気中
の微粉炭サイロ21に搬送され、この微粉炭サイロ21
に搬送された微粉炭が宝玉供給設備21aより排出さね
、前記空気予熱器11で予熱され一次空気フアン22に
て空気通路23を通る一次空気にてダクト2へ供給され
る。こうしてダクト2へ供給された燃焼用酸素富化空気
と微粉炭は、石炭部分燃焼炉1へ没入され、高速旋回し
乍ら、起動時に灯油タンク24よりポンプ25にで灯油
の供給された予熱バーナ3により予熱された石炭部分燃
焼炉に役人され短時間に部分燃焼ゼしめられる。この部
分燃焼により生成された可燃性ガス濃度の高い高温ガス
はCDQ26に送り込まれ、溶融灰は炉底の排出口4よ
り排出される。CDQ26に送り込まれた可燃性ガス濃
度の高い高温ガスは熱回収ボイラ27に送られ、ここで
高温ガスの顕熱か蒸気として回収される。28は熱回収
ボイラ27に接続された純水タンク、29はその送水ポ
ンプ、30は気水トラムである。顕熱が回収されて低温
となった可燃性ガス濃度の高いガスはサイクロン31に
送られ、除塵された後循環ファン32を通って四方弁3
3に至る。四方弁33は、前記の石炭部分燃焼炉1の出
口即ち熱回収ボイラ27の人口ガス温度が規定値以上に
ならない様にガス循環路35側のダンパを開いて、低温
になったガスをCDQ26に戻し、石炭部分燃焼炉1か
ら発生ずる高温ガスと混合して、熱回収ボイラ27の入
口ガス温度をコントロールし熱回収ボイラの設計条件に
マツチしたガス条件にしようとするものである。一方、
第1カス放散煙突36側のダンパは停電等による非常停
止時に系内のガスを極力〒く大気に排出するために使用
するもので、通常運転時は閉のまま使用する。四方弁3
3を通ってバグフィルタ37に入ったガスはここで除塵
された後誘引ファン38を通って脱硫装置39に入り、
脱硫される。脱硫後のガスは回収するわεづであるか、
所望の可燃性ガス成分に至ってい71い場合は三方弁4
oのガス回収路41側が閉じられ、第2ガス放散煙突4
2側が開かれて、ガスが頂部で燃焼の上天気中に放散さ
れ、所望の可燃性ガス成分に達するとガス回収路41側
が開かれ、第2ガス放散煙突42側が閉しられて、ガス
がガス回収路41を通り、回収弁43.■型水封弁44
を通過して図示せぬガスホルダに回収貯蔵される。ガス
回収路41を通る一部のガスはガス通路45を通って空
気予熱器11へ送られ、空気予熱器11の燃料として利
用される。前記CDQ26の底部ホッパ、熱回収ボイラ
27の底部ホッパより排出された灰や未燃カーボンさら
にはサイクロン31、バグフィルタ37で捕集された灰
や未燃カーホン等のフライアッシュはフライアッシュビ
ン46に集められ、ここから押込ファン47にて前記の
空気通路23に送給され、微粉炭と共にダクト2へ供給
され、ダクト2から石炭部分燃焼炉1へ投入されて再燃
焼せしめらゎる。
尚、上記実施例に於ける微粉炭供給系は第2図に示すよ
うに変えても良いものである。即ち、微粉炭サイロ21
を無くし、且つ微粉炭搬送ファン18を有する空気通路
19を無くして、−次空気フアン22を有する空気通路
23の途中に石炭粉砕機17を配し、石炭粉砕機17で
粉砕された微粉炭を一次空気フアン22により送り込ま
れた一次空気にて微粉炭通路20′を通して直接ダクト
2へ供給し、石炭部分燃焼炉1へ投入するようにしても
良い。そしてフライアッシュビン46からの灰や未燃カ
ーボン等のフライアッシュは微粉炭通路20′に送り込
んで、微粉炭と共にダクト2へ供給し、石炭部分燃焼炉
1へ投入すると良い。
次に本発明の石炭部分燃焼炉のガス回収方法の他の実施
例を、石炭部分燃焼炉を直接熱回収ボイラに接続した場
合を第3図によって説明する。図中第1図と同一符号は
同一物を示すのでその説明を省略する。石炭部分燃焼炉
1へ燃焼用酸素富化空気と微粉炭が投入され、高速旋回
し乍ら起動時に予熱バーナ3により予熱された石炭部分
燃焼炉内で短時間に部分燃焼せしめられて生成された可
燃性ガス濃度の高い高温ガスは、熱回収ボイラ27′の
運転に利用さね、ここで高温ガスの顕熱が蒸気どして回
収される。
熱回収ボイラ27′の下流には熱回収ボイラ27′の一
部である接触伝熱部48が設けられ、熱回収される。熱
回収ボイラ27′、接触伝熱部48で顕熱が回収されて
低温となった可燃性ガス濃度の高いガスは空気予熱器1
1′によってざらに顕熱が回収される。空気予熱器11
′を通過1ノた可燃性ガス濃度の高いガスはバグフィル
タ37′ に入り、ここで除塵さ才また後脱硫装晋39
′に入り脱硫される。脱硫後のガスは話中ファン38′
を紅で回収されるのであるが、石炭部分燃焼炉1の運転
初期の可燃性ガス濃度の低い状態では三方弁40′のガ
ス回収路41側が閉じられ、ガス放散煙突42′側が開
かれて、ガスが頂部で燃焼された後大気中に放散され、
可燃性ガス濃度が高くなると三方弁40′のガス回収路
41側が開かれ、ガス放散煙突42′側が閉じられて、
ガスがガス回収路41を通り、回収弁43′、V型水封
弁44′を通過して図示せぬガスホルダに回収貯蔵さi
]る。前記熱回収ボイラ27′、空気予熱器11′、バ
グフィルタ37′から排出された灰や未燃カーボン等の
フライアッシュはフライアッシュビン46′に集められ
、ここから押込ファン47′にて空気通路23に送給さ
れ、微粉炭と共にダクト2へ供給され、ダクト2から石
炭部分燃焼炉1へ投入されて再燃焼せしめられる。
尚、この実施例に於ける微粉炭供給系は、第2図のJ:
うに変えても良いものである。
前記各実施例の石炭部分燃焼炉のガス回収方法は、石炭
部分燃焼炉1の運転に於いて、該石炭部分燃焼炉1内へ
酸素を富化した燃焼用空気と微粉炭を投入し、高速旋回
し乍ら予熱さ引また石炭部分燃焼炉1により部分燃焼す
るので、常圧下で可燃性ガス濃度の高い高温ガスを生成
でき、しかも石炭部分燃焼炉1内の部分燃焼の燃焼反応
が早いので、空気比が低くとも短時間に可燃性ガス濃度
の高い高温ガスが得られる。実際に空気比0.5.酸素
富化率40%の燃焼用空気を投入することにより、発熱
量1500Kcal/Nm′のガスが得られた。
また第1図の実施例では、石炭部分燃焼炉1で生成され
た可燃性ガス濃度の高い高温ガスをCDQおよびその付
属設備を利用して蒸気回収と中カロリガスが回収できる
ので、高炉休止に伴う製鉄所内のエネルギーのアンバラ
ンスに対応できる。そして前記各実施例共に可燃性ガス
濃度の高い高温ガスは、熱回収ボイラ2727′で顕熱
を蒸気として回収するので、種々の用途に有効利用でき
る。顕然回収後低温となった可燃性ガスはサイクロン3
1.バグフィルタ37.バグフィルタ37′等でガス中
の灰や未燃カーボン等のフライアッシュを除塵し、脱硫
装置39.39’ で脱硫した後、ガスホルダーに回収
するので、純度ならびに発熱量の高い有価ガスが得られ
る。
さらに前記各実施例は共に集塵した灰や未燃カーボン等
のフライアッシュをフライアッシュビン46.46’ 
に集め、これを押込ファン47.47’ にて送って石
炭部分燃焼炉1へ投入するので、燃焼効率が大幅に向上
し、また灰の全量スラグ化により安定したスラグ性状と
なって処理が容易である。
然して前記各実施例に於いて、石炭部分燃焼炉1へ投入
する酸素富化空気の酸素富化率を変えると、生成ガスの
温度と可燃性ガス濃度を制御できるので、所望の温度と
可燃性ガス濃度のガスを生成でき、従って、所望の蒸気
量と所望の可燃性ガス成分の有価ガスを得ることができ
る。
(発明の効果) 以上の説明で判るように本発明の石炭部分燃焼炉のガス
回収方法は、石炭部分燃焼炉の運転に於いて、酸素富化
空気を投入するので、可燃性ガス成分の多い高温ガスを
常圧下で生成でき、炉内の部分燃焼の反応も早いので空
気比が低くとも短時間に上記ガスを生成できる。また可
燃性ガス成分の多い高温ガスの顕熱をボイラ等により蒸
気として回収するので、有効利用でき、低温となった可
燃性ガス成分の多いガスを除塵、脱硫した後回収するの
で、純度ならびに発熱量の高い有価ガスが得られ、種々
の設備に燃料として利用できる。さらに石炭部分燃焼炉
に投入する酸素富化空気の酸素富化率を変えて、生成ガ
スの温度と可燃性ガス成分を制御すると、所望の温度と
可燃性ガス成分のガスを生成することかでき、従って所
望の蒸気量と所望の可燃性ガス成分の有価ガスを回収す
ることかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の石炭部分燃焼炉のガス回収方法をコー
クス炉の付属設備を利用して行う場合の実施例のフロー
シートを示す図、第2図は第1図の微粉炭供給系を変更
した他の実施例のフローシートを示す図、第3図は本発
明の石炭部分燃焼炉のガス回収方法を熱回収ボイラ設備
により行う場合の他の実施例のフローシーI・を示す図
、第4図は石炭部分燃焼炉の破断斜視図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)接線方向から空気と微粉炭を投入し、高速回転さ
    せ乍ら還元雰囲気で短時間に部分燃焼させる円筒状の石
    炭部分燃焼炉の運転に於いて、投入する空気を酸素富化
    空気となして可燃性ガス成分の多い高温ガスを生成し、
    この高温ガスの顕熱をボイラ等により蒸気として回収し
    、低温となったガスを除塵、脱硫した後回収することを
    特徴とする石炭部分燃焼炉のガス回収方法。
  2. (2)石炭部分燃焼炉の運転に於いて、投入する酸素富
    化空気の酸素富化率を変えて、生成ガスの温度と可燃性
    ガス成分を制御することを特徴とする請求項1記載の石
    炭部分燃焼炉のガス回収方法。
JP63156257A 1988-06-24 1988-06-24 石炭部分燃焼炉のガス回収方法 Expired - Lifetime JPH0610528B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105694982A (zh) * 2016-03-22 2016-06-22 胡志阳 一种生产合成气的装置和方法

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