JPH04217705A - 石炭ガス化方法 - Google Patents
石炭ガス化方法Info
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- JPH04217705A JPH04217705A JP40317390A JP40317390A JPH04217705A JP H04217705 A JPH04217705 A JP H04217705A JP 40317390 A JP40317390 A JP 40317390A JP 40317390 A JP40317390 A JP 40317390A JP H04217705 A JPH04217705 A JP H04217705A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭水スラリを燃料や
原料として噴射するための石炭水スラリの噴射方法に係
り、特に高濃度の石炭水スラリを噴射できる石炭水スラ
リの噴射及び石炭ガス化方法に関するものである。
原料として噴射するための石炭水スラリの噴射方法に係
り、特に高濃度の石炭水スラリを噴射できる石炭水スラ
リの噴射及び石炭ガス化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ボイラ，工業炉などの燃焼装置の
燃料として石炭水スラリ（ＣＷＭ）が使用されている。 この石炭水スラリは、微粉炭燃料より、ハンドリングが
しやすいが、６５ｗｔ％以上の高濃度となると、その粘
度が著しく高くなって輸送やバーナでの噴射が悪くなる
問題がある。また石炭水スラリを石灰ガス化プロセスに
使用すると、石炭中の炭素と水とが、ガス化炉内でＨ２
Ｏ＋Ｃ＝ＣＯ＋Ｈ２ の反応を起こす。この反応を利
用し最近石炭ガス化炉内に、高温高圧下で石炭水スラリ
と空気又は酸素を吹き込み、そこで石炭を部分酸化させ
て石炭ガス化ガスを生成し、これをガスタービンに供給
して発電を行うことが試みられている。
燃料として石炭水スラリ（ＣＷＭ）が使用されている。 この石炭水スラリは、微粉炭燃料より、ハンドリングが
しやすいが、６５ｗｔ％以上の高濃度となると、その粘
度が著しく高くなって輸送やバーナでの噴射が悪くなる
問題がある。また石炭水スラリを石灰ガス化プロセスに
使用すると、石炭中の炭素と水とが、ガス化炉内でＨ２
Ｏ＋Ｃ＝ＣＯ＋Ｈ２ の反応を起こす。この反応を利
用し最近石炭ガス化炉内に、高温高圧下で石炭水スラリ
と空気又は酸素を吹き込み、そこで石炭を部分酸化させ
て石炭ガス化ガスを生成し、これをガスタービンに供給
して発電を行うことが試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、石炭ガス化
炉で生成される石炭ガス化ガスは、発電用のガスタービ
ンに供給されて燃焼されるが、石炭水スラリ中の水分が
多いと、石炭ガス化炉内での熱効率が悪くなると共にガ
スタービンで要求する発熱量である１０００ｋｃａｌ／
Ｎｍ３ 以上のガスが得られない問題がある。
炉で生成される石炭ガス化ガスは、発電用のガスタービ
ンに供給されて燃焼されるが、石炭水スラリ中の水分が
多いと、石炭ガス化炉内での熱効率が悪くなると共にガ
スタービンで要求する発熱量である１０００ｋｃａｌ／
Ｎｍ３ 以上のガスが得られない問題がある。
【０００４】そこで、水分が極力少ない高濃度の石炭水
スラリを用いて石炭ガス化を行うことが望まれるが、上
述したように６５ｗｔ％以上の高濃度となると、その粘
度が著しく高くなる。
スラリを用いて石炭ガス化を行うことが望まれるが、上
述したように６５ｗｔ％以上の高濃度となると、その粘
度が著しく高くなる。
【０００５】図４は、常温における石炭水スラリの濃度
と粘度の関係を示したもので、６２ｗｔ％で約１００ｃ
ｐの粘度が、７０ｗｔ％となると５０００ｃｐと高粘度
となってしまう。従って石炭水スラリの濃度が高ければ
高いほど、ガス化バーナでの噴射が良好に行えなくなる
問題が生じる。
と粘度の関係を示したもので、６２ｗｔ％で約１００ｃ
ｐの粘度が、７０ｗｔ％となると５０００ｃｐと高粘度
となってしまう。従って石炭水スラリの濃度が高ければ
高いほど、ガス化バーナでの噴射が良好に行えなくなる
問題が生じる。
【０００６】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、高濃度の石炭水スラリを良好に噴射できる石炭水ス
ラリの噴射及び石炭ガス化方法を提供することを目的と
する
で、高濃度の石炭水スラリを良好に噴射できる石炭水ス
ラリの噴射及び石炭ガス化方法を提供することを目的と
する
【０００７】。
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、高濃度石炭水スラリを加熱した後、バ
ーナから噴射することを特徴とする石炭水スラリ噴射方
法にあり、例えば常温で粘度が１０００ｃｐ以上の高濃
度石炭水スラリを調整し、これを昇圧ポンブで昇圧して
バーナまで輸送すると共にその間にスラリヒータを通し
て高濃度石炭水スラリを５０〜２００℃の温度範囲に保
った後、バーナから噴射するようにする。また、高濃度
石炭水スラリを加熱し、その加熱した高濃度石炭水スラ
リと空気又は酸素を石炭ガス化バーナから高温高圧のガ
ス化炉内に噴射し、石炭を部分酸化すると共に還元して
石炭ガス化ガスを製造する石炭ガス化方法にある。
達成するために、高濃度石炭水スラリを加熱した後、バ
ーナから噴射することを特徴とする石炭水スラリ噴射方
法にあり、例えば常温で粘度が１０００ｃｐ以上の高濃
度石炭水スラリを調整し、これを昇圧ポンブで昇圧して
バーナまで輸送すると共にその間にスラリヒータを通し
て高濃度石炭水スラリを５０〜２００℃の温度範囲に保
った後、バーナから噴射するようにする。また、高濃度
石炭水スラリを加熱し、その加熱した高濃度石炭水スラ
リと空気又は酸素を石炭ガス化バーナから高温高圧のガ
ス化炉内に噴射し、石炭を部分酸化すると共に還元して
石炭ガス化ガスを製造する石炭ガス化方法にある。
【０００８】
【作用】上記の構成によれば、高濃度石炭水スラリを加
熱することで、その粘度を低くでき、バーナで良好に噴
射できる１０００ｃｐ以下の粘度にでき、これにより高
濃度でも良好な噴射が行える。またガス化炉内に噴射す
るにおいても高濃度の石炭水スラリでも良好な噴射がで
きると共に含水分が少ないため、熱効率が良いと共に生
成ガスの発熱量が高くなる。
熱することで、その粘度を低くでき、バーナで良好に噴
射できる１０００ｃｐ以下の粘度にでき、これにより高
濃度でも良好な噴射が行える。またガス化炉内に噴射す
るにおいても高濃度の石炭水スラリでも良好な噴射がで
きると共に含水分が少ないため、熱効率が良いと共に生
成ガスの発熱量が高くなる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付図面に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１０】図１はボイラや工業炉などの燃焼装置にお
ける石炭水スラリの噴射装置を示し、図において、１は
高濃度石炭水スラリを収容するタンクで、その中に６０
〜７０ｗｔ％好ましくは６５〜７０ｗｔ％の石炭水スラ
リが収容される。このタンク１には、燃焼装置２に臨ん
だバーナ３に高濃度スラリを供給するスラリ供給ライン
４が接続され、そのライン４間にポンプ５が接続される
と共にスラリヒータ６が接続される。スラリヒータ６に
は加熱コイル７が設けられ、その加熱コイル７に熱媒の
供給量を制御する制御弁８が接続され、この制御弁８が
ヒータ６のスラリ出口に設けた温度検出器９により制御
される。
ける石炭水スラリの噴射装置を示し、図において、１は
高濃度石炭水スラリを収容するタンクで、その中に６０
〜７０ｗｔ％好ましくは６５〜７０ｗｔ％の石炭水スラ
リが収容される。このタンク１には、燃焼装置２に臨ん
だバーナ３に高濃度スラリを供給するスラリ供給ライン
４が接続され、そのライン４間にポンプ５が接続される
と共にスラリヒータ６が接続される。スラリヒータ６に
は加熱コイル７が設けられ、その加熱コイル７に熱媒の
供給量を制御する制御弁８が接続され、この制御弁８が
ヒータ６のスラリ出口に設けた温度検出器９により制御
される。
【００１１】以上において、タンク１の高濃度石炭水ス
ラリは、その石炭濃度が６０〜７０ｗｔ％にされ、その
スラリが、スラリ供給ライン４よりポンプ５にてスラリ
ヒータ６に移送され、そこで５０〜２００℃の温度範囲
にされた後、バーナ３から噴射され、燃焼装置２内で燃
焼される。高濃度石炭水スラリは、常温では高粘度であ
り、そのままバーナ３から噴射しても十分な噴射ができ
ないが、スラリヒータ６を通して加熱することで、その
粘度を数分の一以下にでき、噴射が良好となる。図２は
、石炭濃度６４〜６８ｗｔ％の石炭水スラリの温度と粘
度（ｃｐ）の関係を示したもので、常温では、６６ｗｔ
％以上の濃度の石炭水スラリは、その粘度が１０００ｃ
ｐ以上の高粘度となるが５０℃以上となるとその粘度が
約半分となり、さらに温度が上昇すると粘度が低くなり
例えば１５０℃以上では１／５以下となる。
ラリは、その石炭濃度が６０〜７０ｗｔ％にされ、その
スラリが、スラリ供給ライン４よりポンプ５にてスラリ
ヒータ６に移送され、そこで５０〜２００℃の温度範囲
にされた後、バーナ３から噴射され、燃焼装置２内で燃
焼される。高濃度石炭水スラリは、常温では高粘度であ
り、そのままバーナ３から噴射しても十分な噴射ができ
ないが、スラリヒータ６を通して加熱することで、その
粘度を数分の一以下にでき、噴射が良好となる。図２は
、石炭濃度６４〜６８ｗｔ％の石炭水スラリの温度と粘
度（ｃｐ）の関係を示したもので、常温では、６６ｗｔ
％以上の濃度の石炭水スラリは、その粘度が１０００ｃ
ｐ以上の高粘度となるが５０℃以上となるとその粘度が
約半分となり、さらに温度が上昇すると粘度が低くなり
例えば１５０℃以上では１／５以下となる。
【００１２】この高濃度石炭水スラリの加熱の程度は５
０℃以上で、かつ輸送中などスラリ中の水が蒸気化しな
い２００℃までの範囲であればよい。配管内の圧力はス
ラリ中の水が蒸発しないように保つ必要がある。
０℃以上で、かつ輸送中などスラリ中の水が蒸気化しな
い２００℃までの範囲であればよい。配管内の圧力はス
ラリ中の水が蒸発しないように保つ必要がある。
【００１３】図３は本発明の噴射方法を利用した石炭ガ
ス化システムを示したもので、図において１０は湿式ボ
ールミルで、そのボールミル１０に石炭供給ライン１１
と水（及び添加剤）供給ライン１２が接続され、ボール
ミル１０内のボール（図示せず）にて供給された石炭が
粉砕されると共に水と混合されて石炭水スラリとされる
。またボールミル１０はジャケット１３を有し、熱媒体
供給・排出ライン１４からジャケット１３内に熱媒が供
給されて製造中の石炭水スラリが加熱されるようになっ
ている。この石炭水スラリは、その石炭濃度が６０〜７
０ｗｔ％好ましくは６５〜７０ｗｔ％にされる。ボール
ミル１０内で製造された石炭水スラリは適宜スラリタン
ク１５に移された後、スラリポンプ１６にてラムタンク
１７に移送される。ラムタンク１７内の石炭水スラリは
サーキュレーションポンプ１８で抜き出され、スラリー
プレヒータ１９で予熱された後ランタンク１７に戻され
て循環され、その一部がチャージポンプ２０に移送され
、チャージポンプ２０にて数十キロに昇圧され石炭ガス
化炉２１のスラリ供給ライン２２に搬送される。
ス化システムを示したもので、図において１０は湿式ボ
ールミルで、そのボールミル１０に石炭供給ライン１１
と水（及び添加剤）供給ライン１２が接続され、ボール
ミル１０内のボール（図示せず）にて供給された石炭が
粉砕されると共に水と混合されて石炭水スラリとされる
。またボールミル１０はジャケット１３を有し、熱媒体
供給・排出ライン１４からジャケット１３内に熱媒が供
給されて製造中の石炭水スラリが加熱されるようになっ
ている。この石炭水スラリは、その石炭濃度が６０〜７
０ｗｔ％好ましくは６５〜７０ｗｔ％にされる。ボール
ミル１０内で製造された石炭水スラリは適宜スラリタン
ク１５に移された後、スラリポンプ１６にてラムタンク
１７に移送される。ラムタンク１７内の石炭水スラリは
サーキュレーションポンプ１８で抜き出され、スラリー
プレヒータ１９で予熱された後ランタンク１７に戻され
て循環され、その一部がチャージポンプ２０に移送され
、チャージポンプ２０にて数十キロに昇圧され石炭ガス
化炉２１のスラリ供給ライン２２に搬送される。
【００１４】石炭ガス化炉２１は、耐火物が内張されて
形成され、その上部に石炭ガス化バーナ２３が設けられ
、下部に生成ガス排出ライン２４が接続される。石炭ガ
ス化バーナ２３は、二重のノズルで形成され、その一方
が上述したスラリ供給ライン２２と接続され、他方が空
気又は酸素供給ライン２５と接続される。
形成され、その上部に石炭ガス化バーナ２３が設けられ
、下部に生成ガス排出ライン２４が接続される。石炭ガ
ス化バーナ２３は、二重のノズルで形成され、その一方
が上述したスラリ供給ライン２２と接続され、他方が空
気又は酸素供給ライン２５と接続される。
【００１５】スラリ供給ライン２２にはガス化バーナ２
３で噴射する石炭水スラリを５０〜２００℃に加熱する
スラリヒータ２６が接続される。
３で噴射する石炭水スラリを５０〜２００℃に加熱する
スラリヒータ２６が接続される。
【００１６】以上において、湿式ボールミル１０で製造
された高濃度の石炭水スラリは、スラリタンク１５，ス
ラリポンプ１６にてランタンク１７に移送され、サーキ
ュレーションポンプ１８にてスラリプレヒータ１９を通
して予熱・循環され、その一部がチャージポンプ２０に
移送されると共に昇圧されスラリ供給ライン２２に供給
される。スラリ供給ライン２２に供給された高濃度石炭
水スラリは、スラリヒータ２６で５０〜２００℃、好ま
しくは８０〜１３０℃に加熱された後、石炭ガス化バー
ナ２３から噴射される。またバーナ２３からは、同時に
空気又は酸素供給ライン２５からの空気などが噴射され
る。この石炭ガス化バーナ２３から噴射される石炭水ス
ラリは、高濃度でも加熱されているため、低粘度となり
、その噴射が良好となる。
された高濃度の石炭水スラリは、スラリタンク１５，ス
ラリポンプ１６にてランタンク１７に移送され、サーキ
ュレーションポンプ１８にてスラリプレヒータ１９を通
して予熱・循環され、その一部がチャージポンプ２０に
移送されると共に昇圧されスラリ供給ライン２２に供給
される。スラリ供給ライン２２に供給された高濃度石炭
水スラリは、スラリヒータ２６で５０〜２００℃、好ま
しくは８０〜１３０℃に加熱された後、石炭ガス化バー
ナ２３から噴射される。またバーナ２３からは、同時に
空気又は酸素供給ライン２５からの空気などが噴射され
る。この石炭ガス化バーナ２３から噴射される石炭水ス
ラリは、高濃度でも加熱されているため、低粘度となり
、その噴射が良好となる。
【００１７】石炭ガス化炉２１内は、高温高圧に保たれ
ており、バーナ２３から噴射された石炭水スラリと空気
により、石炭が部分酸化されると共に還元されて石炭ガ
ス化ガスが生成される。この生成した石炭ガス化ガスは
排出ライン２４より、図示していないがガス精製装置を
介し発電用ガスタービンに供給され、そこで燃焼される
。この発電用ガスタービンに供給される可燃ガスは、そ
の発熱量が１０００ｋｃａｌ／Ｎｍ３ 以上必要とする
が、上述のように６０〜７０ｗｔ％の高濃度石炭水スラ
リをガス化炉２１でガス化することで、熱効率がよくし
かも発熱量が１０００ｋｃａｌ／Ｎｍ３ 以上の石炭ガ
ス化ガスが得られる。すなわち、スラリ中に水分が多け
れば、その分、石炭ガス化炉２１内での水の蒸発潜熱が
多くなり、これが熱効率を下げる原因となり同時にター
ビン側では発熱量を下げる原因となるが、スラリ濃度を
上げることで、これらの原因を除去できる。
ており、バーナ２３から噴射された石炭水スラリと空気
により、石炭が部分酸化されると共に還元されて石炭ガ
ス化ガスが生成される。この生成した石炭ガス化ガスは
排出ライン２４より、図示していないがガス精製装置を
介し発電用ガスタービンに供給され、そこで燃焼される
。この発電用ガスタービンに供給される可燃ガスは、そ
の発熱量が１０００ｋｃａｌ／Ｎｍ３ 以上必要とする
が、上述のように６０〜７０ｗｔ％の高濃度石炭水スラ
リをガス化炉２１でガス化することで、熱効率がよくし
かも発熱量が１０００ｋｃａｌ／Ｎｍ３ 以上の石炭ガ
ス化ガスが得られる。すなわち、スラリ中に水分が多け
れば、その分、石炭ガス化炉２１内での水の蒸発潜熱が
多くなり、これが熱効率を下げる原因となり同時にター
ビン側では発熱量を下げる原因となるが、スラリ濃度を
上げることで、これらの原因を除去できる。
【００１８】このガス化運転においては、製造する石炭
水スラリの濃度が極力高くなるよう、すなわち粘度が、
常温で２０００ｃｐ以上となる濃度（すなわち６８ｗｔ
％以上）で、かつ石炭ガス化バーナ２３で噴射時に１０
００ｃｐ以下の粘度となるようにスラリヒータ２６で、
その温度を調整することが、熱効率の点及びガスタービ
ンの駆動上、好ましいが、発熱量の調整はバーナ２３に
吹き込む酸素の量でも調整できるため、必ずしも上述し
た範囲で運転する必要がなく、濃度が６０〜７０ｗｔ％
で、５０〜２００℃の加熱された石炭水スラリであれば
十分効率のよい運転が可能である。
水スラリの濃度が極力高くなるよう、すなわち粘度が、
常温で２０００ｃｐ以上となる濃度（すなわち６８ｗｔ
％以上）で、かつ石炭ガス化バーナ２３で噴射時に１０
００ｃｐ以下の粘度となるようにスラリヒータ２６で、
その温度を調整することが、熱効率の点及びガスタービ
ンの駆動上、好ましいが、発熱量の調整はバーナ２３に
吹き込む酸素の量でも調整できるため、必ずしも上述し
た範囲で運転する必要がなく、濃度が６０〜７０ｗｔ％
で、５０〜２００℃の加熱された石炭水スラリであれば
十分効率のよい運転が可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば次のごとき優れた効果を発揮する。
発明によれば次のごとき優れた効果を発揮する。
【００２０】（１） 高濃度の石炭水スラリを加熱した
後バーナから噴射するようにしたので、常温で粘度が高
くても噴射時その粘度を低くでき良好な噴射ができる。
後バーナから噴射するようにしたので、常温で粘度が高
くても噴射時その粘度を低くでき良好な噴射ができる。
【００２１】（２） 石炭ガス化の際、高濃度の石炭水
スラリを噴射してガス化運転できるため、熱効率がよく
なると共に発熱量の高い石炭ガス化ガスが得られる。
スラリを噴射してガス化運転できるため、熱効率がよく
なると共に発熱量の高い石炭ガス化ガスが得られる。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図
【図２】本発明
において石炭水スラリの各濃度におけるスラリ温度と粘
度の関係を示す図
において石炭水スラリの各濃度におけるスラリ温度と粘
度の関係を示す図
【図３】本発明の石炭ガス化方法を実施する装置図
【図
４】石炭水スラリのスラリ濃度と粘度の関係を示す図
４】石炭水スラリのスラリ濃度と粘度の関係を示す図
１ 高濃度石炭水スラリのタンク
２ 燃焼装置
３ バーナ
４ スラリ供給ライン
６ スラリヒータ
２１ 石炭ガス化炉
２２ 石炭水スラリ供給ライン
２３ 石炭ガス化バーナ
２５ 空気供給ライン
２６ スラリヒータ
Claims (3)
- 【請求項１】 高濃度石炭水スラリを加熱した後、バ
ーナから噴射することを特徴とする石炭水スラリ噴射方
法。 - 【請求項２】 常温で粘度が１０００ｃｐ以上の高濃
度石炭水スラリを調整し、これを昇圧ポンブで昇圧して
バーナまで輸送すると共にその間にスラリヒータを通し
て高濃度石炭水スラリを５０〜２００℃の温度範囲に保
った後、バーナから噴射することを特徴とする請求項１
の石炭水スラリ噴射方法。 - 【請求項３】 高濃度石炭水スラリを加熱し、その加
熱した高濃度石炭水スラリと空気又は酸素を石炭ガス化
バーナから高温高圧のガス化炉内に噴射し、石炭を部分
酸化すると共に還元して石炭ガス化ガスを製造すること
を特徴とする石炭ガス化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40317390A JPH04217705A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 石炭ガス化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40317390A JPH04217705A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 石炭ガス化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04217705A true JPH04217705A (ja) | 1992-08-07 |
Family
ID=18512935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40317390A Pending JPH04217705A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 石炭ガス化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04217705A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004055436A1 (ja) * | 2002-12-13 | 2004-07-01 | Yukuo Katayama | 可燃性固形物及び水を含む混合物の供給方法 |
| CN111732974A (zh) * | 2019-03-25 | 2020-10-02 | 华东理工大学 | 气化烧嘴、气化炉及气化方法 |
-
1990
- 1990-12-18 JP JP40317390A patent/JPH04217705A/ja active Pending
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