JPH0678539B2 - 燃料を処理する方法およびそのための装置 - Google Patents

燃料を処理する方法およびそのための装置

Info

Publication number
JPH0678539B2
JPH0678539B2 JP2232276A JP23227690A JPH0678539B2 JP H0678539 B2 JPH0678539 B2 JP H0678539B2 JP 2232276 A JP2232276 A JP 2232276A JP 23227690 A JP23227690 A JP 23227690A JP H0678539 B2 JPH0678539 B2 JP H0678539B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
gas
heat carrier
reaction tank
heated
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 - Lifetime
Application number
JP2232276A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03137193A (ja
Inventor
リィハム ロルフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ahlstrom Corp
Original Assignee
Ahlstrom Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ahlstrom Corp filed Critical Ahlstrom Corp
Publication of JPH03137193A publication Critical patent/JPH03137193A/ja
Publication of JPH0678539B2 publication Critical patent/JPH0678539B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K17/00Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
    • F01K17/06Returning energy of steam, in exchanged form, to process, e.g. use of exhaust steam for drying solid fuel or plant
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/02Fixed-bed gasification of lump fuel
    • C10J3/06Continuous processes
    • C10J3/14Continuous processes using gaseous heat-carriers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/04Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment drying
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44Details; Accessories
    • F23G5/46Recuperation of heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/001Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals for sludges or waste products from water treatment installations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/04Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste liquors, e.g. sulfite liquors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/06Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1606Combustion processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/16Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1687Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with steam generation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10JPRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00Details of gasification processes
    • C10J2300/18Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1861Heat exchange between at least two process streams
    • C10J2300/1884Heat exchange between at least two process streams with one stream being synthesis gas
    • 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
    • Y02E20/12Heat utilisation in combustion or incineration of waste
    • 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
    • Y02E20/30Technologies for a more efficient combustion or heat usage

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は一般的には湿性燃料から蒸気を発生させること
に関し、特に、まず燃料が部分的に乾燥され、その後不
活性熱キャリヤにより加熱された高温ガスを用いてガス
化されることにより、ガス化過程において発生した燃料
ガスがさらに燃料され、エネルギを発生させて不活性熱
キャリヤを加熱し、それが吸熱ガス化反応のためのエネ
ルギを間接的に供給するというプロセスに関する。前記
プロセスは、例えば、樹皮やピートのような高含水性の
固形の有機性可燃性材料あるいは使用ずみのパルプ化液
等のスラッジに対して適用できる。
(従来の技術) 化学薬品を回収し、蒸気を発生させるために、墨液とし
て知られる使用ずみのパルプ化液は通常回収ボイラにお
いて燃焼される。墨液の有機性化合物はスメルトの形態
で回収され、パルプ化液を提供するよう再生できる。例
えば、熱は水封チューブのような伝熱要素により煙道ガ
スから回収され、前記チューブにおいて水は間接熱交換
により蒸気に変換される。炉から排出された煙道ガスの
熱含量分を用いて直接熱交換により蒸発させて墨液を濃
縮し約55%の乾燥固形含量を有する生成物か65−75%の
乾燥固形含量を有する生成物に変換される。しかしなが
ら、この方法は熱経済性に関して数々の欠点並びに環境
問題を呈する。
煙道ガスと墨液との間の直接接触により起因する欠点を
排除するために、カナダ国特許第917858号に記載のよう
に、回収炉からの煙道ガスとの間接接触により懸濁され
た循環蒸気流と直接的に接触することによりカスケード
タイプ蒸発器において墨液を65−70%の乾燥固形含量ま
で濃縮することが示唆されてきた。前記回収炉は従来の
設計のものであり、水封チューブが設けられている。カ
スケート蒸発器へ供給された墨液は従来の装置において
可成り高い乾燥固形含量まで濃縮された。
(発明が解決しようとする課題) 本発明の目的は、本発明のプロセスおよび装置におい
て、全ての液冷式固定伝熱面を排除することである。
本発明の別の目的は、湿性燃料を伝熱面と直接接触させ
ることなく湿性燃料から水を除去できるようにすること
である。
本発明のさらに別の目的は、燃料の含水分から蒸気を発
生することにより炉の給水系統を本質的に排除すること
である。
さらに別の本発明の目的は、湿性燃料を少なくとも部分
的に乾燥し、その後燃料をガス化して、一酸化炭素や、
それ以上の燃焼に対して有用なその他の燃焼ガスを発生
させることである。ガス化プロセスは一般的には、燃料
を水蒸気や高温ガスと直接接触させることにより行わ
れ、高温ガスの方は不活性熱キャリヤと直接接触して加
熱される。
(課題を解決するための手段) 本発明の方法と装置とによれば、(a)水は湿性燃料を
過熱された蒸気に直接接触させることにより湿性燃料か
ら蒸発されることにより少なくとも部分的に乾燥した燃
料と過熱した蒸気とを生成する。(b)過熱された蒸気
の少なくとも一部は蒸気を高温熱キャリヤに直接接触さ
せることにより過熱されて冷却された熱キャリヤを生成
する。(c)(a)の過程からの少なくとも部分的に乾
燥された燃料は、不活性熱キャリヤと直接接触すること
により加熱された燃料ガスを発生させた高温ガスと直接
接触することによりガス化される。(d)燃料ガスはさ
らに燃焼される。(e)燃焼したガスの第一の部分は
(c)の過程で使用する熱キャリヤを直接加熱するため
に使用される。(f)前記の燃焼したガスの第二の部分
はガスタービンを駆動するために使用される。(g)
(b)の過程の冷却された熱キャリヤはキャリヤを、ガ
スタービンから出ていくガスと直接接触させることによ
り加熱される。
(h)加熱された熱キャリヤ(b)の過程における加熱
媒体として使用される。
前記プロセスの間に生成された蒸気が湿性燃料から取り
出されることは本発明の利点である。また、ガス化過程
で必要とされる蒸気が蒸発過程の間湿性燃料から取り出
されることも本発明の利点である。代替的に、ガス化過
程のための蒸気あるいは水蒸気は外部の供給源からのも
のを用いてもよく、あるいは部分的に乾燥された燃料の
含水量は十分高いので蒸気を加える必要は無いか、ある
としても極僅かである。本発明の方法と装置において
は、燃料としていずれの可燃性材料を用いてもよい。こ
のため、燃料は、例えば木くず、樹皮、下水のスラッ
ジ、精油所の廃物、製紙やパルプ化過程からのスラッ
ジ、薬品工業からのスラッジ、並びに当然のことながら
石炭のような炭素質材料のようないずれの燃焼性材料で
よい。湿性燃料の乾燥固形含量(TDS)は乾燥された燃
料の熱含量が燃料から水分を追い出すに十分であり、か
つ燃料が補助燃焼材料を用いなくとも燃焼し、あるいは
熱分解できる限り重要ではない。燃料の熱含量が、燃料
の燃焼、熱分解あるいはガス化の前に燃料から水分を蒸
発するに不十分であるとすれば、燃料の熱含量は炉にお
いてその他の燃焼性材料を添加するか、あるいは水除去
部分の過程に対してマルチ蒸発技術を用いるか、あるい
はそれらの組合せにより補給すればよい。そのような調
整は本発明の一部と理解すべきである。
本発明の方法と装置とはまた、必要に応じ、いずれかの
特定の場所まで移動させ、そこで作動させることのでき
る移動操作性のものとして使用すると有利である。この
ように、約15%の乾燥固形含量を有するピートは現場で
収穫し、かつ収穫現場で本発明の装置と方法とにより処
理することができる。ピートを蒸発器あるいはボイラで
の過熱蒸気と直接接触させることにより湿性ピートから
まず水分を部分的に蒸発させて約95%の乾燥固形含量
(TDS)を有する少なくとも部分的に乾燥したピートの
コケと過熱蒸気とを発生させることが好ましく、過熱蒸
気は発電のためにタービンを駆動するべく利用できる。
タービンの駆動の前後において、蒸気を用いてガス化過
程で必要な水蒸気を供給することができる。
過熱蒸気の一部は高温の熱キャリヤと直接接触させて過
熱させることにより過熱蒸気と、対応する冷却された熱
キャリヤとを生成する。その後、冷却された熱キャリヤ
は以下詳細に説明するように、蒸発器あるいはボイラに
おいて先に部分的に乾燥されたピートのコケのガス化の
間生成された燃料ガスを燃焼することにより生成した煙
道ガスと接触させられる。ガス化は(湿性燃料から追い
出されたか、あるいは必要に応じて添加された)水蒸気
の介在する中で乾燥された燃料を不活性高温熱キャリヤ
を用いて加熱された高温ガスと直接接触させることによ
り実施される。燃料ガス、即ち、生成ガスあるいは動力
ガスを含みガス化過程の間に発生したガスはその後、加
圧された空気により燃焼されることが好ましく、そのガ
スの一部は、好ましくはタービンを駆動した後、湿性燃
料から蒸気を発生させるために用いる冷却された熱キャ
リヤを加熱するために用いられる。燃焼ガスの第二の部
分即ち煙道ガスは熱交換器へ導入され、乾燥された燃料
のガス化に用いるガスを加熱するべく利用した冷却され
た熱キャリヤを加熱する。
従って、本発明による方法がピートに適用された場合、
予備乾燥することなく12−15%の乾燥固形含量を有する
圧搾ピートを用いることができる。乾燥ピートの熱含有
量は約3500−4000kcal/Kgであって、これは1キロの乾
燥燃料当り約6−7キロの通常の蒸気を生成しうること
を意味する。このように、約7−8キロの湿性燃料から
約6−7キロの蒸気を発生させることができる。また、
使用ずみのパルス化液を処理することによっても概ね同
じ結果が達成される。
本発明を、本発明の好適実施例を示す添付図面を参照し
て以下詳細に説明する。
(実施例) 第1図に示すように、例えば墨液のような湿性燃料は配
管2を介して、好ましくは直立型の蒸発器あるいはボイ
ラ6の上部分へ導入される。燃料は、例えば分配器4の
ようないずれかの適当な手段により好ましくは均等に細
かく分割された形態で分配される。次いで、約400−100
0℃の過熱蒸気が、加圧された蒸発器の下部分に位置す
ることが好ましい入口8を介して導入される。過熱蒸気
の少なくとも一部は、例えばタービンを駆動し、ガス化
反応において必要な水蒸気を提供するような外部での使
用に供するため21において除去しうる。蒸気は、分配手
段から流下している湿性燃料と好ましくは対流関係で、
かつ直接接触して蒸発器を貫流する。過熱蒸気が湿性燃
料と直接接触することにより、水は蒸発により墨液から
除去され、過熱蒸発を温度が約250℃で圧力が約40バー
ルの過熱蒸気に変換する。前記蒸発は墨液から蒸発した
水分を含む。部分的に水分を除去した墨液は、蒸発器の
底部に位置することが好ましい出口10を通して排出さ
れ、配管12を介して反応器72まで通される。前記反応器
は、後述するように第2の反応槽76と流体連通してい
る、好ましくは直立型の第1の反応槽74を含む。蒸発器
6を出ていく蒸気は配管20を介してスクラバ18へ供給さ
れる。過熱蒸気はスクラバの下部分に位置することが好
ましい入口22を介してスクラバ18へ導入される。スクラ
バ18において、過熱蒸気は、温度が約500−1100℃の不
活性高温熱キャリヤと直接接触することにより約400−1
000℃の温度まで過熱される。熱キャリヤは熱を吸収
し、かつ不活性である、即ちその他のプロセス反応剤あ
るいは成分と反応しないか、あるいはそれによって変化
しないか、あるいはその逆である、いずれの材料でよ
い。適当な不活性熱キャリヤの例としては熱的に安定し
たオイル、液体金属、固形金属、砂および少なくとも45
0℃から1100℃までにおいて分解即ち構造的変化無くし
て加熱しうる耐火性粒状材料のようなセラミック材であ
る。
高温の熱キャリヤは、スクラバの上部分に配置するのが
好ましい分配手段26を介して配管24を通してスクラバ18
へ供給される。蒸発器6としてのスクラバ18は約40バー
ルに加圧されることが好ましい。過熱蒸気は、好ましく
は均一に分配されている、分配手段26から流下している
高温の熱キャリヤと対流関係で直接接触してスクラバ18
を貫流する。過熱蒸気はスクラバの上部分に位置するこ
とが好ましい出口28を介してスクラバ18から排出され、
かつスクラバの出口28を蒸発器の入口8に接続する配管
30を通して蒸発器6へ送られる。過熱蒸気に対する伝熱
により約250−300℃まで冷却された熱キャリヤはスクラ
バ18の底に集められ、その底の出口32を通して排出さ
れ、配管34を通して、スタックスクラバ38の上部分に位
置することが好ましい分配手段36まで通される。例え
ば、ノズル、スプレーノズルあるいは回転ディスクのよ
うな分配手段4,26,36,81および92の構造は本発明のプロ
セスにおいて使用される各燃料や熱キャリヤによって変
わることが認められる。燃料と熱キャリヤの各々の露出
面を増大するために、双方の材料は、例えば蒸発器6、
スクラバ18およびスタックスクラバ38のような各反応槽
を通して均一に、かつ微細に分割された形態で分配され
ることが好ましい。
温度が約700−1200℃の高温ガス、分配器36から流下し
ている熱キャリヤと対流関係で、かつ直接接触してスタ
ックスクラバ38へ好ましくはその底において導入され、
熱キャリヤを約500−1100℃の温度まで加熱する。次い
で、高温の熱キャリヤは、底に位置することが好ましい
出口40を通してスタックスクラバから排出され、配管24
を通してスクラバ18まで通される。
前述のように、スクラバ18、蒸発器6、スクラバ38およ
び反応槽74,76は加圧されることが好ましい。また、ス
タックスクラバ38は好ましくは循環式の流動層(第2
図)である流動層装置でよく、煙道ガスの熱含量は直接
接触して不活性熱キャリヤに伝えられ、高温の熱キャリ
ヤは流動層から排出され、かつ必要に応じて冷却された
熱キャリヤは流動層へ戻すことができる。
第2図に示すように、温度が約250℃の冷却された熱キ
ャリヤは、スクラバの底にある出口32を介してスクラバ
18から除去され、弁46と配管56とを介して循環式の流動
層室50へ導入される。熱キャリヤのための流動ガスとし
て、下記するように反応器72(第1図)から発生し、配
管60を介して流動室50の底部に導入される高温ガスを用
いることが好ましい。ガスに捕捉された、加熱された熱
キャリヤが流動室50を出て、周知の要領でセパレータ52
において分離されることにより、流動ガスは出口62から
除去され、熱キャリヤが配管64を介して流動室50の底部
まで循環される。加熱された熱キャリヤは循環式流動層
から排出され、配管58を介してスクラバ18へ導入され
る。本システムが加圧された場合、熱キャリヤは、例え
ば回転スクリュポンプでよいポンプ54を介してスクラバ
18へ導入される。例えば、砂のような熱キャリヤは、キ
ャリヤとして熱的に安定した液体において流動され、遠
心力で砂を汲み出すことができる。希望する圧力が達成
された後、流動液は熱キャリヤが分配器26に達する前に
除去することができる。除去された流動液はその後ポン
プ54の吸入側へ戻される。
蒸発器、スクラバ、スタックスクラバおよび流動層の構
造要素は標準的な技術であって、それ以上説明する必要
はない。
スタックスクラバ38(循環式流動層50,51)からスクラ
バ18並びに蒸気を循環させるファン44まで高温熱キャリ
ヤを運ぶためのポ42,54は従来の構造のものであり、そ
れ以上説明する必要はない。勿論、スクリュフィーダの
ような熱キャリヤと燃料を運ぶいずれかの他の適当な手
段を用いてもよい。
第1図に戻ると、部分的に乾燥された燃料、即ち約95%
の乾燥固形含量を有する燃料は配管12を介して蒸発器/
ボイラ6から排出され、分配器81を介して反応器72の第
1の反応槽74の頂部へ導入される。反応槽74は蒸発器6
とスクラバ18と関連して説明したものと同様に第2の反
応槽76に接続されている。このように、反応槽74,76の
各々の頂部と底部とは、反応槽74の上部分に位置した導
管78により、反応槽76の底部に位置した入口80と流体接
続されて反転方向に相互に接続されている。反応槽76
は、好ましくはその頂部において、出口82を有し、該出
口は第1の反応槽74の底部の入口84に接続されている。
ファン83が槽74から槽76まで高温の燃料ガスを運ぶ。反
応器72は熱分解槽即ち反応槽であって、好ましくは約95
%の乾燥固形含量を有する墨液のような部分的に乾燥し
た燃料が水蒸気の介在する中で約450−500℃でガス化さ
れ生成ガスあるいは水性ガスを含む燃料ガスを形成す
る。前述のように、ガス化反応に必要な水蒸気が蒸発プ
ロセスから有利に取り出され、かつ配管77を介して槽74
へ導入される。外部蒸気も用いうることはいうまでもな
い。第3の代案として、蒸気の中のあるものはまた、部
分的に乾燥された燃料からも発生する。ガス化プロセス
自体は当該技術分野の専門家には周知である。例えば、
K.Durai-Swamy他による、Chemical Recoery誌のPulse-
Enhanced Indirect Gasification For Black Liqu
or Recovery,(1989)217−221頁を参照のこと。
本発明によるプロセスの有利な特徴は熱分解プロセスで
必要とされる熱が不活性熱キャリヤにより提供され、該
キャリヤは蒸発器6とスクラバ18とに関連して前述した
ものと同じ材料でよい。このように、不活性熱キャリヤ
は、熱を吸収し、かつ不活性である、即ちその他のプロ
セスの反応体あるいは成分と反応せず、あるいはそれに
よって変らないいずれの材料でよい。硫黄を含有する燃
料が用いられ、かつ脱硫が所望される場合、砂あるいは
石灰でよい不活性熱キャリヤが熱交換器86でまず直接加
熱され、かつポンプにより配管88を通して運ばれ、分配
器92を介して反応槽76へ導入される。冷却された熱キャ
リヤは反応槽76の底に集められ、かつ配管94を介して熱
交換器86へ戻される。例えば、燃料ガス、あるいは空気
あるいはそれらの混合物のように、高温の熱キャリヤと
接触することにより反応槽76内で加熱された高温ガスは
導管96を介して反応槽76から約450−500℃で反応槽74の
底に導入され、部分的に乾燥した燃料と対流関係で接触
する。反応器74における吸熱ガス化反応において、生成
ガスあるいは水性ガスのような燃料ガスは蒸気の介在す
る中で生成され、このガスは導管78を介して排出され
る。前述のように、もしガス化すべき材料が依然として
十分な水分を含みガス化反応に必要な蒸気を生成するの
であれば、追加すべき蒸気は極僅かでよい。いずれにし
ても、部分的に乾燥された燃料のガス化の間に介在する
水蒸気は公知の化学反応C+熱+H2O→CO+H2、および
可能性としてまたCO+熱+H2O→CO2+H2を持続するに十
分であるべきである。
その後、生成ガスの流れは2つの流れに分割され、一方
の流れは高温熱キャリヤと接触するよう反応槽76へ再導
入される。反応槽74で発生する生成ガスの第2の部分は
配管98から排出され、配管102を介して炉100へ導入され
た、加圧空気により炉100内で燃焼する。炉100におい
て、生成ガスは燃焼して、約1200−1600℃の温度で主と
して二酸化炭素と水蒸気とになる。炉100から除去され
た高温の燃焼した煙道ガスは分岐管104を介して熱交換
器86まで送られ、その中で不活性の熱キャリヤと直接熱
交換接触とされる。そこから、ガスは配管106へ戻さ
れ、好ましくは約1400℃の温度でタービン108を駆動す
るために使用され、その後約700−1200℃の温度にてス
クラバ38(あるいは流動室50)へ導入され、前述したよ
うに、その中で不活性熱キャリヤと接触する。ターイン
108にコンプレッサ110と発電機112とが接続され、炉100
での燃焼を持続させるための電力と圧縮空気とを生成す
る。
これまで公知の、化学薬品や熱を廃液から回収するプロ
セスの殆んどがスメルトの形態でナトリウム塩を回収す
ることになったが、本発明によるプロセスでは炭酸ナト
リウムを回収し、該炭酸ナトリウムは、このプロセスが
単に約500℃で作動するため乾燥した固体の形で配管114
を介して反応槽74から排出される。
従来の回収ボイラや蒸発器システムと比較して、墨液か
ら蒸気や電気を発生させ、化学薬品を回収するための前
述したシステムの利点は、(a)墨液が水蒸気の介在す
る中でガス化されて燃料ガスを形成し、該ガスはさらに
燃焼され、その熱含量は間接的に熱分解プロセスに、か
つ発電のために使用される。(b)伝熱面は蒸発器過程
で墨液と何ら接触しない。(c)熱分解プロセスの間伝
熱面は部分的に乾燥した墨液と何ら接触しない。(d)
墨液の熱分解プロセスは、スメルトが何ら生成されない
温度で行われ、そのためスメルトと水の爆発を防止す
る。(e)回収炉あるいは熱分解槽において何ら水で冷
却される面が無い。(f)送水系が何ら必要とされな
い。(g)ガス化プロセスに必要とされる水蒸気は湿性
燃料の蒸発の間に発生する。
水冷式回収ボイラの最も深刻な欠点は、常に漏水の危険
があることである。スメルトの水が漏れると通常激しい
爆発を起し装置を損傷する他作業者を傷つける。また、
本発明の炉には何らチューブが無い故、炉の構造設計に
関して存在する制約は少ない。炉は、その設計パラメー
タに関して循環式水/蒸気熱交換媒が設定しうる要件と
は無関係に構成しうる。
熱分解プロセスは約20−25バールの圧力と約500℃の温
度において実行されることが好ましい。熱分解プロセス
は第1図と第2図とに示す乾燥プロセスとは別に実行し
うることが理解される。この組合せプロセスの正味の効
果は、もし乾燥燃料のエネルギ含量が電気に変換され、
かつ乾燥プロセスにおいて生成した蒸気がまた電力の生
成に用いられるとすれば約40−45%である。熱分解プロ
セスで用いる燃料は前述のように、スラッジ、ピート、
低級石炭、墨液あるいは大量の水分を含んだ低級燃料を
含むいずれかの燃料性材料でよい。
「部分的に乾燥した」材料あるいは燃料という用語は、
乾燥固体含量が約35から95%の材料を意味する。
本発明の装置と方法の前述の利点は、墨液の処理のみな
らず、ピート、工業廃棄物やスラッジのようなその他の
適当な燃料の処理に対しても適用される。
本発明の原理を示すために本発明の特定実施例を示し、
かつ説明してきたが、本発明はそのような原理を損うこ
となく他の要領においても実施しうることが理解され
る。このように、本発明は、何ら水を充たした伝熱面を
用いることなく、加圧された組合せサイクルと関連して
使用することができる。例えば、ある場合には、もし熱
キャリヤがスタックスクラバ内のガスの流れにより簡単
に捕捉されるのであれば、熱キャリヤを煙道ガスと同じ
方向に流させることが好ましいかもしれない。次いで、
熱キャリヤはスタックスクラバの下端部で導入され、か
つスタックスクラバの上端に接続されたサイクロンセパ
レータにおいてガスから分離される。希望に応じて、熱
キャリヤの一部はスタックスクラバに再循環しうる。ま
た、スメルトが熱キャリヤとして用いられたとすれば、
高温スメルトを例えば回収ボイラから運ぶのにセラミッ
クポンプを用いることができる。
前述した好適実施例や例は単に図示のためのものであ
り、特許請求の範囲においてのみ正しく記述される本発
明の範囲を限定するものと解釈すべきでないことが理解
される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるプロセスを実施するためのシステ
ムの概略図、および 第2図は本発明の装置とプロセスの別の実施例の概略図
である。 図において、 4,26,36,81,92……分配器 6……蒸発器 18……スクラバ 38……スタックスクラバ 51,50……流動層室 42,54,90……ポンプ 44……ファン 72……反応器 74……第1の反応槽 76……第2の反応槽 80……入口 82……出口 83……ファン 84……入口 86……熱交換器 90……ポンプ 100……炉 108……タービン。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a) 燃料が加熱されたガスによりガス化
    されて燃料ガスを生成し、 b) 前記の加熱されたガスはガスを高温の熱キャリヤ
    と直接接触させることにより発生され、 c) 前記の燃料ガスの少なくとも一部は燃焼されて高
    温の煙道ガスを生成し、 d) 前記の高温の熱キャリヤは熱キャリヤを前記の高
    温の煙道ガスと直接接触させることにより発生し、 e) 前記の高温の熱キャリヤは前記b)の過程におけ
    る加熱媒体として使用される ことを特徴とする燃料を処理する方法。
  2. 【請求項2】請求項第1項に記載の方法において、前記
    燃料が使用ずみのパイプ化液から発生することを特徴と
    する燃料を処理する方法。
  3. 【請求項3】請求項第1項に記載の方法において、 f) 前記燃料を加熱蒸気と直接接触するようにさせて
    湿性燃料から水分を蒸発させ少なくとも部分的に乾燥し
    た燃料と過熱蒸気とを生成し、 g) 前記の過熱蒸気の少なくとも一部が前記蒸気を高
    温の第2の熱キャリヤと直接接触させることにより過熱
    され、冷却された熱キャリヤを生成し、 h) 前記の冷却された熱キャリヤを高温の煙道ガスと
    接触させることにより前記の冷却された熱キャリヤが加
    熱され、 i) 前記の加熱された熱キャリヤが前記g)の過程に
    おける加熱媒体として使用され、 j) 前記の部分的に乾燥した燃料が前記a)の過程に
    導入される ことを特徴とする燃料を処理する方法。
  4. 【請求項4】請求項第3項に記載の方法において、前記
    の高温の燃焼した煙道ガスをh)の過程において冷却し
    た熱キャリヤと直接接触させる前にガスタービンが前記
    の高温の燃焼した煙道ガスにより作動させられ、かつ前
    記ガスタービンにより作動されるコンプレッサで発生し
    た空気を添加することにより前記燃料ガスがc)の過程
    において燃焼することを特徴とする燃料を処理する方
    法。
  5. 【請求項5】請求項第3項に記載の方法において、前記
    過程が加圧されていることを特徴とする燃料を処理する
    方法。
  6. 【請求項6】請求項第3項に記載の方法において、部分
    的に乾燥した燃料の含水量はa)の過程のガス化反応に
    必要な水蒸気を提供する十分に大きいことを特徴とする
    燃料を処理する方法。
  7. 【請求項7】請求項第3項に記載の方法において、前記
    a)の過程の前記ガス化が前記f)の蒸発過程の間に発
    生した水蒸気を添加することにより行われることを特徴
    とする燃料を処理する方法。
  8. 【請求項8】a) 第1の反応槽と、燃料を前記第1の
    反応槽へ導入する手段と、前記第1の反応槽から燃料ガ
    スを排出する手段と、加熱されたガスを前記第1の反応
    槽へ導入し、前記燃料をガス化し、かつ燃料ガスを発生
    させる手段とを含む燃料をガス化する手段と、 b) 第2の反応槽と、加熱された第1の熱キャリヤを
    前記第2の反応槽に導入する手段と、前記第1の反応槽
    からの前記燃料ガスの少なくとも一部を前記第2の反応
    槽へ導入する手段と、加熱されたガスを前記第2の反応
    槽から前記第1の反応槽へ運ぶ手段と、冷却された第1
    の熱キャリヤを前記第2の反応槽から排出する手段とを
    含む加熱れたガスを発生させる手段と、 c) 前記燃料ガス送り手段に接続され、前記燃料ガス
    を燃焼させて高温の燃焼煙道ガスを生成する手段と、 d) 前記燃焼手段に接続され、前記の高温の燃焼煙道
    ガスの少なくとも一部を前記の冷却された熱キャリヤと
    熱交換関係で接触させて加熱された熱キャリヤを発生さ
    せる手段と、 e) 前記第2の反応槽からの冷却された熱キャリヤを
    前記接触手段まで運ぶ手段と、 f) 加熱された第1の熱キャリヤを前記接触手段から
    前記第2の反応槽まで運ぶ手段とを含むことを特徴とす
    る燃料を処理する装置。
  9. 【請求項9】請求項第8項に記載の装置において、 前記ガス化手段に接続され、過熱蒸気と直接接触するこ
    とにより湿性燃料を蒸発させる手段と、 前記蒸発手段と接続され、第2の高温の熱キャリヤと直
    接接触することにより過熱蒸気を発生させる手段と、 前記の過熱蒸気発生手段と接続され、前記の高温の燃焼
    した煙道ガスと接触させることにより前記第2の高温熱
    キャリヤを発生させる手段とを含むことを特徴とする燃
    料を処理する装置。
JP2232276A 1989-09-01 1990-08-31 燃料を処理する方法およびそのための装置 Expired - Lifetime JPH0678539B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/402,076 US4930429A (en) 1988-08-11 1989-09-01 Apparatus and process for generating steam from wet fuel
US402076 1989-09-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03137193A JPH03137193A (ja) 1991-06-11
JPH0678539B2 true JPH0678539B2 (ja) 1994-10-05

Family

ID=23590412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2232276A Expired - Lifetime JPH0678539B2 (ja) 1989-09-01 1990-08-31 燃料を処理する方法およびそのための装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4930429A (ja)
JP (1) JPH0678539B2 (ja)
CA (1) CA2024455A1 (ja)
FI (1) FI89970B (ja)
FR (1) FR2651502A1 (ja)
SE (1) SE9002739L (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3910215A1 (de) * 1989-03-30 1990-10-04 Saarbergwerke Ag Verfahren zur verwertung von klaerschlamm
FI91290C (fi) * 1991-02-14 1994-06-10 Tampella Power Oy Menetelmä ja laitteisto energian ja kemikaalien talteenottamiseksi sulfaattiselluprosessissa
US5284550A (en) * 1992-06-18 1994-02-08 Combustion Engineering, Inc. Black liquier gasification process operating at low pressures using a circulating fluidized bed
ES2071578B1 (es) * 1993-08-05 1998-07-16 Varo Reyes Jose Instalacion de generacion de energia electrica con la incineracion de los lodos de las estaciones de depuracion de aguas residuales
US5823122A (en) * 1994-09-30 1998-10-20 Alternative Energy Development, Inc. System and process for production of fuel gas from solid biomass fuel and for combustion of such fuel gas
US5685138A (en) * 1995-02-09 1997-11-11 Fluor Corporation Integrated drying of feedstock feed to IGCC plant
US5738758A (en) * 1995-12-22 1998-04-14 The University Of New Brunswick Process for the conversion of calcium sulfide
US5624470A (en) * 1995-12-22 1997-04-29 Combustion Engineering, Inc. Black liquor gasification with integrated warm-up and purge
US5683550A (en) * 1996-02-05 1997-11-04 Ahlstrom Recovery Inc. Method and apparatus for increasing recovery boiler capacity by withdrawing combustible gas from the furnace
JP4987428B2 (ja) * 2006-11-06 2012-07-25 住友大阪セメント株式会社 高含水率有機系廃棄物の処理方法及び処理装置
US9657989B2 (en) 2008-04-07 2017-05-23 Wastedry, Llc Systems and methods for processing municipal wastewater treatment sewage sludge
US9638414B2 (en) * 2008-04-07 2017-05-02 Wastedry Llc Systems and methods for processing municipal wastewater treatment sewage sludge
CN101906325B (zh) * 2010-07-20 2013-09-04 阳光凯迪新能源集团有限公司 生物质低温裂解高温气化工艺及其设备
CN104748126B (zh) * 2015-03-20 2017-01-04 凯天环保科技股份有限公司 装配式生活垃圾焚烧及烟气净化一体装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3714911A (en) * 1971-03-10 1973-02-06 Sterling Drug Inc Method of treatment of alkaline pulping black liquors by wet air oxidation
US3818869A (en) * 1973-01-02 1974-06-25 Combustion Eng Method of operating a combined gasification-steam generating plant
US4421524A (en) * 1979-03-07 1983-12-20 Pyrenco, Inc. Method for converting organic material into fuel
US4311103A (en) * 1979-05-16 1982-01-19 Yasuo Hirose Incineration system for sewage sludge
US4344373A (en) * 1979-10-30 1982-08-17 Agency Of Industrial Science And Technology Method for pyrolyzing
CA1146813A (en) * 1980-06-30 1983-05-24 456577 Ontario Limited Apparatus and method for treating sewage sludge
JPS601077B2 (ja) * 1981-03-28 1985-01-11 日本フア−ネス工業株式会社 下水汚泥の蒸発濃縮器
US4507127A (en) * 1981-12-21 1985-03-26 Nippon Furnace Kogyo Co., Ltd. System for recovering resources from sludge

Also Published As

Publication number Publication date
US4930429A (en) 1990-06-05
CA2024455A1 (en) 1991-03-02
SE9002739D0 (sv) 1990-08-27
FI904324A0 (fi) 1990-08-31
JPH03137193A (ja) 1991-06-11
FR2651502A1 (fr) 1991-03-08
SE9002739L (sv) 1991-03-02
FI89970B (fi) 1993-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5645616A (en) Black liquor gasifier
US6141796A (en) Use of carbonaceous fuels
CN102041101B (zh) 一种带煤气余热利用的气化方法
JPH0678539B2 (ja) 燃料を処理する方法およびそのための装置
CA1075903A (en) Coal gasification apparatus
FI76866C (fi) Med vattenhaltigt braensle driven gasturbinanlaeggning och foerfarande foer utnyttjande av vaermeenergin i naemnda braensle.
FI76114B (fi) Foerfarande foer pyrolysering av lignocellulosahaltiga aemnen och anordning foer genomfoerande av foerfarandet.
JPH08501605A (ja) 可燃ガスからのエネルギの回収方法
KR960706010A (ko) 염소함유 및 습윤 연료의 효율적 활용방법
JP2641874B2 (ja) パルプ生成法におけるエネルギー及び薬品回収方法
RU2467113C2 (ru) Способ обработки черного щелока на древесно-массном заводе и оборудование для его осуществления
US5201172A (en) Method for treating black liquor
KR950012569B1 (ko) 가스화 또는 연소 공정에서 배출되는 고체 물질로부터 열을 회수하는 방법 및 장치
US4878441A (en) Apparatus and process for generating steam from wet fuel
BRPI0301313B1 (pt) Processo para produzir energia em uma usina de polpa
CA2512227A1 (en) Energy reclaiming process
JPH0536549B2 (ja)
JPH11197698A (ja) 廃棄物ガス化方法及び装置
US4684374A (en) Method for the continuous gasification of solid fuel
CA1127479A (en) Waste liquor fluidized bed steam generator
GB2132323A (en) Drying lignite
FI85516C (fi) Foergasning av svartlut.