JPH11116974A - Fuel gasifier - Google Patents

Fuel gasifier

Info

Publication number
JPH11116974A
JPH11116974A JP9285466A JP28546697A JPH11116974A JP H11116974 A JPH11116974 A JP H11116974A JP 9285466 A JP9285466 A JP 9285466A JP 28546697 A JP28546697 A JP 28546697A JP H11116974 A JPH11116974 A JP H11116974A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
gasification
steam
fuel
shift
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.)
Pending
Application number
JP9285466A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadayoshi Adachi
忠由 足立
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.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI 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 IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP9285466A priority Critical patent/JPH11116974A/en
Publication of JPH11116974A publication Critical patent/JPH11116974A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2200/00Mathematical features
    • F05B2200/20Special functions
    • F05B2200/26Special functions trigonometric
    • F05B2200/262Cosine
    • 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
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • 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
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
    • 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
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
    • 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
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fuel gasifier which can provide high steam pressure in a heat exchanger without increasing the gasificating pressure. SOLUTION: This fuel gasifier 15 comprises: a quench type gasification oven 3 which gasifies a fuel and passes the gasified gas into process water to cool the gas; and a steam generating heat exchanger 8 which generates steam by utilizing waste heat of a gasified gas sent from the quench type gasification oven 3, wherein a COS converter 9 serving also as CO shift, which conducts CO shift and COS conversion of the gasified gas, is provided on an upstream side of a steam generating heat exchanger 8.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料をガス化する
と共にこのガス化ガスを冷却水に通して冷却するクエン
チ式ガス化炉と、そのガス化ガスの排熱で蒸気を発生さ
せる蒸気発生用熱交換器とを含む燃料ガス化装置に係
り、特に、蒸気発生用熱交換器の上流側に、ガス化ガス
のCOシフト,COS転換の両方を行うCOシフト兼用
COS転換器を設けた燃料ガス化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quench type gasifier for gasifying a fuel and cooling the gasified gas through cooling water, and a steam generator for generating steam by exhaust heat of the gasified gas. The present invention relates to a fuel gasifier including a heat exchanger for use in a fuel system, and particularly to a fuel provided with a CO shift / COS converter for performing both CO shift and COS conversion of a gasified gas upstream of a heat exchanger for steam generation. It relates to a gasifier.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3に、炭素化合物から成る燃料を高温
下で酸化剤及び必要なら水と反応させてガス化し、生成
されたガス化ガスをクエンチ式に冷却した後これを精
製,燃焼して発電するクエンチ式ガス化炉を用いた従来
の石炭ガス化複合発電システム(IGCC: Integrated Coa
l Gasification Combined Cycle )の概略図が示されて
いる。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows that a fuel composed of a carbon compound is gasified by reacting it with an oxidizing agent and, if necessary, water at a high temperature. Conventional coal gasification combined cycle system (IGCC: Integrated Coa
l Gasification Combined Cycle) is shown schematically.

【0003】このクエンチ式ガス化炉を備えた従来の石
炭ガス化複合発電システム60は、図示されるように、
燃料を酸化剤(及び必要なら水)によってガス化させて
生成したガスを冷却するガス化設備41と、ガス化設備
41の下流側に接続されたガス精製設備72と、ガス精
製設備72の下流側に接続された複合発電設備43と、
ガス化設備41及び複合発電設備43に接続された空気
分離設備44とから主に構成される。
[0003] A conventional integrated coal gasification combined cycle system 60 equipped with this quench type gasifier is shown in FIG.
A gasification facility 41 for cooling a gas produced by gasifying a fuel with an oxidant (and water if necessary), a gas purification facility 72 connected downstream of the gasification facility 41, and a downstream of the gas purification facility 72. Combined power plant 43 connected to the side,
It is mainly composed of a gasification facility 41 and an air separation facility 44 connected to the combined power generation facility 43.

【0004】ガス化設備41は、微粉炭等の燃料を酸化
剤(酸素又は空気)及び必要なら水分(水蒸気)と反応
させてガス化するガス化部1,燃料をガス化部1に導入
する燃料供給手段10,酸化剤をガス化部1に供給する
酸化剤供給管27(下記参照),水供給手段12,ガス
化部1の下部に図示されるように接続されてガス化部1
から流下するガス化ガスを冷却するクエンチ部2等から
主に構成される。ガス化部1及びクエンチ部2が、クエ
ンチ式ガス化炉3を構成する。
The gasification equipment 41 reacts a fuel such as pulverized coal or the like with an oxidizing agent (oxygen or air) and, if necessary, water (steam) to gasify the gas, and introduce the fuel into the gasification unit 1. The fuel supply means 10, an oxidant supply pipe 27 (see below) for supplying an oxidant to the gasification section 1, the water supply means 12, and the gasification section 1
It mainly comprises a quench unit 2 for cooling the gasified gas flowing down from the quench unit 2 and the like. The gasification unit 1 and the quench unit 2 constitute a quench type gasification furnace 3.

【0005】クエンチ部2の底部には液溜部4が形成さ
れ、液溜部4にはプロセス水5が溜められて、ガス化部
1を流下したガス化ガスがプロセス水5を潜(くぐ)っ
てから排出ダクト11を介してクエンチ部2から後流側
に送られるように構成されている。排出ダクト11は、
クエンチ部2のプロセス水の液面より十分に高い位置に
設けられ、クエンチ部2と下流側のガス精製設備72と
を接続する。
A liquid reservoir 4 is formed at the bottom of the quench unit 2, and process water 5 is stored in the liquid reservoir 4, and the gasified gas flowing down the gasification unit 1 passes through the process water 5. ) And then sent from the quench unit 2 to the downstream side via the discharge duct 11. The discharge duct 11
The quench unit 2 is provided at a position sufficiently higher than the liquid level of the process water, and connects the quench unit 2 with the downstream gas purification equipment 72.

【0006】ガス精製設備72は、図3に示されるよう
にスクラバ6,GGH(ガスガスヒータ)7,蒸気発生
用熱交換器8,蒸気発生用熱交換器8の下流側に設けら
れたCOS転換器19,その下流側の脱硫塔21及びサ
チュレータ18から主に構成される。スクラバ6は、ク
エンチ式ガス化炉3のクエンチ部2の下流側に接続さ
れ、クエンチ部2で冷却されたガス化ガスが、スクラバ
6からGGH7を経て蒸気発生用熱交換器8で熱交換を
行って蒸気を発生させ、COS転換器19でのCOS転
換(ガス化ガスに含まれているCOSがH2 S等に転換
されること)及び脱硫塔21での脱硫を経て、サチュレ
ータ18を介して複合発電設備43のガスタービン28
(下記参照)に送られるように構成されている。
As shown in FIG. 3, the gas refining equipment 72 includes a scrubber 6, a GGH (gas gas heater) 7, a steam generating heat exchanger 8, and a COS converter provided downstream of the steam generating heat exchanger 8. It mainly comprises a vessel 19, a desulfurization tower 21 downstream of the vessel 19, and a saturator 18. The scrubber 6 is connected to the downstream side of the quench unit 2 of the quench type gasifier 3, and the gasified gas cooled in the quench unit 2 exchanges heat with the steam generating heat exchanger 8 from the scrubber 6 via the GGH 7. The steam is generated to convert the COS into COS in the COS converter 19 (the COS contained in the gasified gas is converted to H 2 S or the like) and desulfurize in the desulfurization tower 21, and then pass through the saturator 18. Gas turbine 28 of the combined cycle power plant 43
(See below).

【0007】尚、クエンチ式ガス化炉3,スクラバ6,
GGH7,蒸気発生用熱交換器8,COS転換器19等
の構成をさらに詳しく示している図が図4である。図4
に示されているように、COS転換器19には、ガス化
ガスに含まれているCOSをH2 S等に転換するCOS
触媒が充填されている。COS触媒の有効成分は、酸化
クロム(Cr2 3 )等である。
The quench gasifier 3, scrubber 6,
FIG. 4 shows the structure of the GGH 7, the steam generating heat exchanger 8, the COS converter 19 and the like in more detail. FIG.
As shown in FIG. 1, a COS converter 19 converts a COS contained in a gasified gas into H 2 S or the like.
The catalyst is packed. The effective component of the COS catalyst is chromium oxide (Cr 2 O 3 ).

【0008】複合発電設備43は、ガスタービン28
(その燃焼器28a及びコンプレッサ29を含む),蒸
気タービン30,排熱回収ボイラ31等から構成され
る。ガスタービン28は、上述のようにガス精製設備7
2の下流側に接続され、ガスタービン28の下流側には
排熱回収ボイラ31及び蒸気タービン30が設置され
て、ガスタービン28からの排ガスの余熱を排熱回収ボ
イラ31で回収して蒸気タービン30を駆動するように
構成されている。
[0008] The combined power generation facility 43 includes a gas turbine 28.
(Including the combustor 28a and the compressor 29), a steam turbine 30, an exhaust heat recovery boiler 31, and the like. The gas turbine 28 is connected to the gas purification facility 7 as described above.
The exhaust heat recovery boiler 31 and the steam turbine 30 are installed downstream of the gas turbine 28, and the exhaust heat recovery boiler 31 recovers the residual heat of the exhaust gas from the gas turbine 28 and 30 is driven.

【0009】排熱回収ボイラ31の下流側には、煙突3
2が接続される。
Downstream of the exhaust heat recovery boiler 31, a chimney 3
2 are connected.

【0010】空気分離設備44は、深冷法などにより空
気から高純度の酸素を分離する空気分離器25を有し、
空気分離器25には空気分離器25に外気を導入する外
気導入管26が接続される。空気分離器25は、さら
に、空気導入ライン23によってガスタービン28のコ
ンプレッサ29の下流側に接続されると共に、窒素供給
ライン22によってガスタービン28の燃焼器28aに
接続され、又、酸化剤供給ライン27を介してガス化部
1の上流側に接続される。空気分離器25には、又、外
気導入管26が図示されるように接続される。
The air separation equipment 44 has an air separator 25 for separating high-purity oxygen from air by a cryogenic method or the like.
An outside air introduction pipe 26 for introducing outside air to the air separator 25 is connected to the air separator 25. The air separator 25 is further connected to a downstream side of the compressor 29 of the gas turbine 28 by an air introduction line 23 and connected to a combustor 28 a of the gas turbine 28 by a nitrogen supply line 22. 27, it is connected to the upstream side of the gasification section 1. An outside air introduction pipe 26 is connected to the air separator 25 as shown.

【0011】燃料が、燃料供給手段10によってガス化
部1に供給される。又、水供給手段12によって、ガス
化反応に必要な量の水がガス化部1に供給される。
Fuel is supplied to the gasification section 1 by fuel supply means 10. Further, the water supply means 12 supplies an amount of water necessary for the gasification reaction to the gasification unit 1.

【0012】一方、空気分離設備44では、外気導入管
26を介して空気分離器25に外気が導入される。空気
分離器25には、又、ガスタービン28のコンプレッサ
29によって圧縮された空気の一部が、空気導入ライン
23を介して導入される。空気分離器25に導入された
外気(空気)は、空気分離器25において深冷法等の方
法により処理され、高純度の酸素が分離される。分離さ
れた高純度の酸素は、酸化剤として空気分離器25から
酸化剤供給ライン27を介してガス化部1に導入され、
一方、酸素を分離された残りの空気成分(主に窒素)
は、窒素供給ライン22によってガスタービン28の燃
焼器28aに供給される(下記参照)。
On the other hand, in the air separation equipment 44, outside air is introduced into the air separator 25 through the outside air introduction pipe 26. A part of the air compressed by the compressor 29 of the gas turbine 28 is introduced into the air separator 25 through the air introduction line 23. The outside air (air) introduced into the air separator 25 is processed in the air separator 25 by a method such as a cryogenic method, and high-purity oxygen is separated. The separated high-purity oxygen is introduced into the gasification section 1 from the air separator 25 via the oxidant supply line 27 as an oxidant,
On the other hand, the remaining air components from which oxygen was separated (mainly nitrogen)
Is supplied to the combustor 28a of the gas turbine 28 by the nitrogen supply line 22 (see below).

【0013】さて、ガス化部1に導入された燃料,水分
等は、上述のように空気分離設備44の空気分離器25
から酸化剤供給ライン27を介して供給される高純度の
酸素等の酸化剤と反応してガス化し、この結果、ガス化
ガス(主にH2 ,CO,CO2 )が生成される。
The fuel, moisture and the like introduced into the gasification section 1 are supplied to the air separator 25 of the air separation equipment 44 as described above.
Reacts with an oxidizing agent such as high-purity oxygen supplied through an oxidizing agent supply line 27 and gasifies, thereby generating gasified gas (mainly H 2 , CO, CO 2 ).

【0014】ガス化部1で生成されたガス化ガスは、そ
の後、クエンチ部2の底部の液溜部4に溜まったプロセ
ス水5を潜(くぐ)って冷却された後、排出ダクト11
を介して下流側のスクラバ6,GGH7に送られ、蒸気
発生用熱交換器8に達する。蒸気発生用熱交換器8に送
られるガス化ガスの温度は約200℃であり(図4参
照)、この場合のガス化圧力は約30Kg/cm 2 Gであ
る。ガス化ガスは蒸気発生用熱交換器8でボイラ水と熱
交換を行うが、200℃のガスでは、有効に発生させる
ことが可能な蒸気の圧力は10Kg/cm 2 G以下である。
The gasification gas generated in the gasification section 1 is cooled by dipping under the process water 5 stored in the liquid storage section 4 at the bottom of the quench section 2 and then discharged.
To the downstream scrubbers 6 and GGH 7 to reach the steam generating heat exchanger 8. The temperature of the gasified gas sent to the steam generating heat exchanger 8 is about 200 ° C. (see FIG. 4), and the gasification pressure in this case is about 30 kg / cm 2 G. The gasified gas exchanges heat with the boiler water in the steam generating heat exchanger 8. With a gas at 200 ° C., the vapor pressure that can be effectively generated is 10 kg / cm 2 G or less.

【0015】蒸気発生用熱交換器8を出たガス化ガス
は、下流側のCOS転換器19でCOS転換されてから
脱硫塔21で脱硫され、ガス化ガスに含まれる硫黄分が
除去されて、精製ガスとなる。精製ガスは、脱硫塔21
の頂部からサチュレータ18を介してガスタービン28
に送られる。
The gasified gas exiting the steam generating heat exchanger 8 is converted to COS by a downstream COS converter 19 and then desulfurized in a desulfurization tower 21 to remove sulfur contained in the gasified gas. And purified gas. The purified gas is supplied to the desulfurization tower 21
From the top of the gas turbine 28 via the saturator 18
Sent to

【0016】尚、蒸気発生用熱交換器8で熱交換の結果
得られる蒸気の圧力をもっと高い値に上げる場合、蒸気
発生用熱交換器8に送られるガス化ガスの温度をさらに
高温にする方法がある。このガス化ガスのスクラバ6の
出口での温度は、ガス化圧力(スクラバ6の内圧)によ
ってほぼ決定されるので、例えば、20Kg/cm 2 Gの蒸
気を発生させるためには、ガス化圧力を70Kg/cm 2
前後まで上げなければならない。
When the pressure of the steam obtained as a result of the heat exchange in the steam generating heat exchanger 8 is increased to a higher value, the temperature of the gasified gas sent to the steam generating heat exchanger 8 is further increased. There is a way. Since the temperature of the gasified gas at the outlet of the scrubber 6 is substantially determined by the gasification pressure (the internal pressure of the scrubber 6), for example, in order to generate 20 kg / cm 2 G steam, the gasification pressure must be reduced. 70Kg / cm 2 G
Must be raised up and down.

【0017】ガスタービン28に送られた精製ガスを、
コンプレッサ29によって吸い込まれた外気(このコン
プレッサ29によって吸い込まれた外気の一部は上述の
ように空気導入ライン23によって空気分離器25に送
られる)によって燃焼して、発電が行われる。このと
き、上述のように、空気分離器25で空気から酸素を分
離した残りの空気成分(主に窒素)が、ガスタービン2
8の出力アップのため、窒素供給ライン22を介してガ
スタービン28に供給される。
The purified gas sent to the gas turbine 28 is
The outside air sucked by the compressor 29 (a part of the outside air sucked by the compressor 29 is sent to the air separator 25 by the air introduction line 23 as described above) to generate electric power. At this time, as described above, the remaining air component (mainly nitrogen) obtained by separating oxygen from the air by the air separator 25 is supplied to the gas turbine 2.
8 is supplied to a gas turbine 28 via a nitrogen supply line 22 to increase the output.

【0018】ガスタービン28での燃焼により発生した
排ガスは、排熱回収ボイラ31及び煙突32を介して大
気排出され、このとき、排熱回収ボイラ31で回収され
た排熱により、蒸気タービン30でさらに発電が行われ
る。
Exhaust gas generated by combustion in the gas turbine 28 is exhausted to the atmosphere via an exhaust heat recovery boiler 31 and a chimney 32. At this time, the exhaust heat recovered by the exhaust heat recovery boiler 31 causes the steam turbine 30 Further power generation is performed.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】さて、上述のようなク
エンチ式ガス化炉を備えた燃料ガス化・発電システムの
場合、スクラバ出口のガス化ガスの温度は、スクラバ内
圧力の飽和温度まで下がる。その上、このガス化ガスは
さらにGGHを通過した後に蒸気発生用の熱交換器に入
るため、蒸気発生用熱交換器に入るガス化ガスの温度は
かなり低くなってしまう。そして、ガス化ガスとの熱交
換で発生させることができる蒸気の圧力はガス化ガスの
温度によって制限されることから、蒸気発生用熱交換器
で発生する蒸気(飽和)の圧力も低く(上述の例では1
0Kg/cm 2 G以下)なってしまう。
In the case of the fuel gasification and power generation system provided with the quench gasifier described above, the temperature of the gasified gas at the outlet of the scrubber drops to the saturation temperature of the pressure inside the scrubber. . In addition, since the gasified gas enters the steam generating heat exchanger after passing through the GGH, the temperature of the gasified gas entering the steam generating heat exchanger becomes considerably low. Since the pressure of the steam that can be generated by heat exchange with the gasified gas is limited by the temperature of the gasified gas, the pressure of the steam (saturated) generated in the steam generating heat exchanger is also low (as described above). In the example, 1
0 kg / cm 2 G or less).

【0020】しかし、10Kg/cm 2 G以上の圧力の蒸気
が必要な場合、蒸気の圧力は上述のようにガス化ガスの
温度によって制限され、ガス化ガスの温度はガス化圧力
によってほぼ決定されるので、より高圧の蒸気を発生さ
せるには、ガス化圧力を上げなければならない。例え
ば、発生蒸気圧力を20Kg/cm 2 Gにするには、一般
に、ガス化圧力を70Kg/cm 2 G前後まで上げねばなら
ない。
However, when steam at a pressure of 10 kg / cm 2 G or more is required, the steam pressure is limited by the gasification gas temperature as described above, and the gasification gas temperature is substantially determined by the gasification pressure. Therefore, to generate higher pressure steam, the gasification pressure must be increased. For example, in the generation steam pressure to 20 Kg / cm 2 G, in general, it must raise the gasification pressure to 70 Kg / cm 2 G before and after.

【0021】ところが、このようにガス化圧力を上げる
と、システム全体にかかる圧力が上がるため(スクラバ
での沸騰点等も上がる)、システム内の配管をその圧力
に耐えられる構成にしなければならず、コストが高くな
るという問題があった。
However, when the gasification pressure is increased as described above, the pressure applied to the entire system is increased (boiling point in the scrubber is also increased), so that the piping in the system must be configured to withstand the pressure. However, there is a problem that the cost increases.

【0022】そこで、本発明の目的は、ガス化圧力を上
げずに熱交換器において高い蒸気圧力を得られる燃料ガ
ス化装置を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a fuel gasifier capable of obtaining a high steam pressure in a heat exchanger without increasing the gasification pressure.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、燃料をガス化すると共にこのガ
ス化ガスをプロセス水に通して冷却するクエンチ式ガス
化炉と、ガス化ガスを水によって洗浄するスクラバと、
該クエンチ式ガス化炉から送られたガス化ガスの排熱で
蒸気を発生させる蒸気発生用熱交換器とを備えた燃料ガ
ス化装置において、蒸気発生用熱交換器の上流側に、ガ
ス化ガスのCOシフトとCOS転換とを行うCOシフト
兼用COS転換器を設けて構成される。
In order to achieve the above object, the present invention is directed to a quench gasifier for gasifying a fuel and cooling the gasified gas through process water. A scrubber that cleanses the chemical gas with water,
A steam generating heat exchanger for generating steam by the exhaust heat of the gasified gas sent from the quench type gasifier, wherein the gasification is performed upstream of the steam generating heat exchanger. A CO shift / COS converter for performing CO shift and COS conversion of gas is provided.

【0024】請求項2の発明は、上記COシフト兼用C
OS転換器に、ガス化ガスのCOシフト,COS転換の
両方を行う触媒を充填して構成される。
According to the second aspect of the present invention, the CO shift and C
The OS converter is filled with a catalyst that performs both CO shift and COS conversion of the gasified gas.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面により説明する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0026】図1に、クエンチ式ガス化炉からのガス化
ガスをCOシフト,COS転換の両方を行える転換器に
通して昇温してから熱交換器に導入して高圧の蒸気を発
生させる本発明の燃料ガス化装置が、これが組み込まれ
た石炭ガス化複合発電システムの他の諸装置と共に概略
的に示されている。
In FIG. 1, the gasification gas from the quench type gasification furnace is passed through a converter capable of performing both CO shift and COS conversion, and the temperature thereof is raised. Then, the gas is introduced into a heat exchanger to generate high-pressure steam. The fuel gasifier of the present invention is shown schematically with other components of an integrated coal gasification combined cycle system into which it is incorporated.

【0027】この本発明の燃料ガス化装置を備えた石炭
ガス化複合発電システム50は、図示されるように、燃
料を酸化剤(及び必要なら水)と共にガス化して生成し
たガスを冷却するガス化設備41と、ガス化設備41の
下流側に接続されたガス精製設備42と、ガス精製設備
42の下流側に接続された複合発電設備43と、ガス化
設備41及び複合発電設備43に接続された空気分離設
備44とから主に構成される。
As shown, the combined gasification combined cycle system 50 equipped with the fuel gasification apparatus of the present invention is a gas for cooling a gas produced by gasifying a fuel together with an oxidizing agent (and water if necessary). Gasification facility 41, a gas purification facility 42 connected downstream of the gasification facility 41, a combined power generation facility 43 connected downstream of the gas purification facility 42, and connected to the gasification facility 41 and the combined power generation facility 43 And an air separation facility 44 provided.

【0028】ガス化設備41は、微粉炭等の燃料を酸化
剤(酸素又は空気)及び必要なら水分(水蒸気)と反応
させてガス化するガス化部1,燃料をガス化部1に導入
する燃料供給手段10,酸化剤をガス化部1に供給する
酸化剤供給管27(下記参照),水供給手段12,ガス
化部1の下部に図示されるように接続されてガス化部1
から流下するガス化ガスを冷却するクエンチ部2等から
主に構成される。ガス化部1及びクエンチ部2が、クエ
ンチ式ガス化炉3を構成する。
The gasification equipment 41 introduces the fuel into the gasification section 1, which gasifies the fuel such as pulverized coal by reacting it with an oxidizing agent (oxygen or air) and, if necessary, water (steam). The fuel supply means 10, an oxidant supply pipe 27 (see below) for supplying an oxidant to the gasification section 1, the water supply means 12, and the gasification section 1
It mainly comprises a quench unit 2 for cooling the gasified gas flowing down from the quench unit 2 and the like. The gasification unit 1 and the quench unit 2 constitute a quench type gasification furnace 3.

【0029】クエンチ部2の底部には液溜部4が形成さ
れ、液溜部4にはプロセス水5が溜められて、ガス化部
1を流下したガス化ガスがプロセス水5を潜(くぐ)っ
てから排出ダクト11を介してクエンチ部2から後流側
に送られるように構成されている。排出ダクト11は、
クエンチ部2のプロセス水の液面より十分に高い位置に
設けられ、クエンチ部2と下流側のガス精製設備42と
を接続する。
A liquid reservoir 4 is formed at the bottom of the quench unit 2, and process water 5 is stored in the liquid reservoir 4, and gasified gas flowing down the gasification unit 1 passes through the process water 5. ) And then sent from the quench unit 2 to the downstream side via the discharge duct 11. The discharge duct 11
The quench unit 2 is provided at a position sufficiently higher than the liquid level of the process water, and connects the quench unit 2 with the downstream gas purification equipment 42.

【0030】ガス精製設備42は、図1に示されるよう
にスクラバ6,GGH7,COシフト及びCOS転換の
両方を行うCOシフト兼用COS転換器9,COシフト
兼用COS転換器9の下流側に設けられた蒸気発生用熱
交換器8,その下流側の脱硫塔21及びサチュレータ1
8から主に構成される。
As shown in FIG. 1, the gas refining equipment 42 is provided with a scrubber 6, GGH 7, a CO shift / COS converter 9 for performing both CO shift and COS conversion, and a downstream side of the CO shift / COS converter 9. Steam generator 8, the desulfurization tower 21 downstream of the heat exchanger 8, and the saturator 1.
8 mainly.

【0031】スクラバ6は、クエンチ式ガス化炉3のク
エンチ部2の下流側に接続され、クエンチ部2で冷却さ
れたガス化ガスが、スクラバ6からGGH7を経てCO
シフト兼用COS転換器9に送られてCOシフト及びC
OS転換処理を施され、その後、蒸気発生用熱交換器8
で熱交換してから脱硫塔21,サチュレータ18を介し
て複合発電設備43のガスタービン28(下記参照)に
送られるように構成されている。
The scrubber 6 is connected downstream of the quench unit 2 of the quench type gasifier 3, and the gasified gas cooled in the quench unit 2 is supplied from the scrubber 6 via the GGH 7 to the CO2.
Sent to the COS converter 9 for shift and CO shift and C
After the OS conversion process, the heat exchanger 8 for steam generation
Then, the heat is exchanged with the gas turbine 28 and sent to the gas turbine 28 (see below) of the combined cycle power plant 43 via the desulfurization tower 21 and the saturator 18.

【0032】尚、上記のクエンチ式ガス化炉3,スクラ
バ6,GGH7,COシフト兼用COS転換器9,蒸気
発生用熱交換器8等の構成をさらに詳しく示している図
が図2である。図2に示されているように、本実施の形
態のCOシフト兼用COS転換器9には、ガス化ガスに
含まれているCOSをH2 S等に転換すると共にガス化
ガスのCOシフトも行うCOシフト兼用COS触媒が充
填されている。COシフト兼用COS触媒の有効成分
は、例えば酸化クロム(Cr2 3 )等に酸化コバルト
(CoO)及び酸化モリブデン(MoO3 )等を加えた
ものである。
FIG. 2 shows the structure of the quench gasifier 3, scrubber 6, GGH 7, COS converter 9 for CO shift, heat exchanger 8 for steam generation, etc. in more detail. As shown in FIG. 2, the CO shift / COS converter 9 of the present embodiment converts the COS contained in the gasified gas into H 2 S or the like and also shifts the CO shift of the gasified gas. The CO shift / COS catalyst to be performed is filled. The effective component of the CO shift / cos catalyst is, for example, chromium oxide (Cr 2 O 3 ) or the like added with cobalt oxide (CoO) and molybdenum oxide (MoO 3 ).

【0033】図2のクエンチ式ガス化炉3,スクラバ
6,GGH7,COシフト兼用COS転換器9,蒸気発
生用熱交換器8が、本発明の燃料ガス化装置15を主に
構成する。
The quench gasifier 3, scrubber 6, GGH 7, CO shift / COS converter 9 and steam generating heat exchanger 8 shown in FIG. 2 mainly constitute the fuel gasifier 15 of the present invention.

【0034】複合発電設備43は、ガスタービン28
(その燃焼器28a及びコンプレッサ29を含む),蒸
気タービン30,排熱回収ボイラ31等から構成され
る。ガスタービン28は、上述のようにガス精製設備4
2の下流側に接続され、ガスタービン28の下流側には
排熱回収ボイラ31及び蒸気タービン30が設置され
て、ガスタービン28からの排ガスの余熱を排熱回収ボ
イラ31で回収して蒸気タービン30を駆動するように
構成されている。
The combined power generation facility 43 includes the gas turbine 28
(Including the combustor 28a and the compressor 29), a steam turbine 30, an exhaust heat recovery boiler 31, and the like. The gas turbine 28 is connected to the gas purification facility 4 as described above.
The exhaust heat recovery boiler 31 and the steam turbine 30 are installed downstream of the gas turbine 28, and the exhaust heat recovery boiler 31 recovers the residual heat of the exhaust gas from the gas turbine 28 and 30 is driven.

【0035】排熱回収ボイラ31の下流側には、煙突3
2が接続される。
Downstream of the exhaust heat recovery boiler 31, a chimney 3
2 are connected.

【0036】空気分離設備44は、深冷法などにより空
気から高純度の酸素を分離する空気分離器25を有し、
空気分離器25には空気分離器25に外気を導入する外
気導入管26が接続される。空気分離器25は、さら
に、空気導入ライン23によってガスタービン28のコ
ンプレッサ29の下流側に接続されると共に、窒素供給
ライン22によってガスタービン28の燃焼器28aに
接続され、又、酸化剤供給ライン27を介してガス化部
1の上流側に接続される。空気分離器25には、又、外
気導入管26が図示されるように接続される。
The air separation equipment 44 has an air separator 25 for separating high-purity oxygen from air by a cryogenic method or the like.
An outside air introduction pipe 26 for introducing outside air to the air separator 25 is connected to the air separator 25. The air separator 25 is further connected to a downstream side of the compressor 29 of the gas turbine 28 by an air introduction line 23, is connected to a combustor 28a of the gas turbine 28 by a nitrogen supply line 22, and has an oxidant supply line. 27, it is connected to the upstream side of the gasification section 1. An outside air introduction pipe 26 is connected to the air separator 25 as shown.

【0037】尚、空気分離設備44を、比較的低純度の
酸素又は空気を酸化剤としてガス化部1に送るように構
成してもよい。
The air separation equipment 44 may be configured to send relatively low-purity oxygen or air to the gasification section 1 as an oxidant.

【0038】燃料が、燃料供給手段10によってガス化
部1に供給される。又、水供給手段12によって、ガス
化反応に必要な量の水がガス化部1に供給される。
The fuel is supplied to the gasification section 1 by the fuel supply means 10. Further, the water supply means 12 supplies an amount of water necessary for the gasification reaction to the gasification unit 1.

【0039】一方、空気分離設備44では、外気導入管
26を介して空気分離器25に外気が導入される。空気
分離器25には、又、ガスタービン28のコンプレッサ
29によって圧縮された空気の一部が、空気導入ライン
23を介して導入される。空気分離器25に導入された
外気(空気)は、空気分離器25において深冷法等の方
法により処理され、高純度の酸素が分離される。分離さ
れた高純度の酸素は、酸化剤として空気分離器25から
酸化剤供給ライン27を介してガス化部1に導入され、
一方、酸素を分離された残りの空気成分(主に窒素)
は、窒素供給ライン22によってガスタービン28の燃
焼器28aに供給される(下記参照)。
On the other hand, in the air separation equipment 44, outside air is introduced into the air separator 25 through the outside air introduction pipe 26. A part of the air compressed by the compressor 29 of the gas turbine 28 is introduced into the air separator 25 through the air introduction line 23. The outside air (air) introduced into the air separator 25 is processed in the air separator 25 by a method such as a cryogenic method, and high-purity oxygen is separated. The separated high-purity oxygen is introduced into the gasification section 1 from the air separator 25 via the oxidant supply line 27 as an oxidant,
On the other hand, the remaining air components from which oxygen was separated (mainly nitrogen)
Is supplied to the combustor 28a of the gas turbine 28 by the nitrogen supply line 22 (see below).

【0040】さて、ガス化部1に導入された燃料,水分
等は、上述のように空気分離設備44の空気分離器25
から酸化剤供給ライン27を介して供給される高純度の
酸素等の酸化剤と反応してガス化し、この結果、ガス化
ガス(主にH2 ,CO,CO2 )が生成される。
The fuel, moisture and the like introduced into the gasification section 1 are supplied to the air separator 25 of the air separation equipment 44 as described above.
Reacts with an oxidizing agent such as high-purity oxygen supplied through an oxidizing agent supply line 27 and gasifies, thereby generating gasified gas (mainly H 2 , CO, CO 2 ).

【0041】ガス化部1で生成されたガス化ガスは、そ
の後、クエンチ部2の底部の液溜部4に溜まったプロセ
ス水5を潜(くぐ)って冷却された後、排出ダクト11
を介して下流側のスクラバ6,GGH7に送られ、CO
シフト兼用COS転換器9に送られる。ガス化ガスは、
COシフト兼用COS転換器9でCOシフトされると共
にCOSがH2 S等に転換される。このCOシフトにお
いて発生する熱によりガス化ガス自身の温度が顕著に上
昇し、COシフト兼用COS転換器9出口付近のガス化
ガスの温度は最高400℃前後になる場合もある(図2
参照)。
The gasified gas generated in the gasification section 1 is cooled by dipping under the process water 5 stored in the liquid storage section 4 at the bottom of the quench section 2 and then discharged.
To the downstream scrubbers 6 and GGH7 via
It is sent to the shift / cos converter 9. Gasification gas is
The CO shift is performed by the CO shift / COS converter 9 and the COS is converted into H 2 S or the like. The temperature of the gasified gas itself rises remarkably due to the heat generated in the CO shift, and the temperature of the gasified gas near the outlet of the CO shift / COS converter 9 may be around 400 ° C. at the maximum (FIG. 2).
reference).

【0042】こうして高温になったガス化ガスは、次
に、下流側の蒸気発生用熱交換器8に送られてボイラ水
と熱交換が行われ、蒸気が発生する。このとき、上述の
ようにガス化ガスの温度を比較的高温にすることができ
るため、発生させる蒸気(飽和)の圧力を100Kg/cm
2 G以上に上げることが可能になる場合もある。
The gasified gas that has become high in temperature in this way is then sent to the steam generating heat exchanger 8 on the downstream side, where heat exchange is performed with boiler water, and steam is generated. At this time, since the temperature of the gasified gas can be made relatively high as described above, the pressure of the generated steam (saturation) is set to 100 kg / cm.
In some cases, it is possible to increase it to 2 G or more.

【0043】蒸気発生用熱交換器8を出たガス化ガス
は、下流側の脱硫塔21で脱硫されて精製ガスとなる。
精製ガスは、脱硫塔21の頂部からサチュレータ18を
介してガスタービン28に送られる。
The gasified gas leaving the steam generating heat exchanger 8 is desulfurized in the desulfurization tower 21 on the downstream side to become a purified gas.
The purified gas is sent from the top of the desulfurization tower 21 to the gas turbine 28 via the saturator 18.

【0044】ガスタービン28に送られた精製ガスは燃
焼され、発電が行われる。尚、本実施の形態の複合発電
設備43におけるガス化ガスの処理・作用に関しては、
上述の従来の技術におけるそれと同一であるので、ここ
での説明を省略する。
The purified gas sent to the gas turbine 28 is burned to generate power. In addition, regarding the treatment and operation of gasified gas in the combined cycle power plant 43 of the present embodiment,
Since it is the same as that of the above-mentioned conventional technology, the description is omitted here.

【0045】以上、要するに、本発明によれば、ガス化
ガスのCOS転換及びCOシフトを併せて行うことによ
りガスの温度を上昇させ、その高温のガスとボイラ水と
の熱交換で蒸気を発生させるので、ガス化圧力を上げる
ことなく高圧の蒸気(10Kg/cm 2 G以上)を発生させ
ることができる。よって、ガス化圧力を上げて発生蒸気
圧力を高める場合より、はるかに高い圧力の蒸気をより
容易に(つまりガス化圧力を上げることなく)得られる
ばかりか、ガス化圧力を高める場合問題となるシステム
全体の耐圧性も考慮する必要がないので、コスト節減に
なる。
In summary, according to the present invention, in accordance with the present invention, the gas temperature is raised by simultaneously performing the COS conversion and the CO shift of the gasified gas, and steam is generated by heat exchange between the high-temperature gas and the boiler water. Therefore, high-pressure steam (10 kg / cm 2 G or more) can be generated without increasing the gasification pressure. Therefore, not only is it possible to obtain steam at a much higher pressure more easily (that is, without increasing the gasification pressure) than in the case where the gasification pressure is increased to increase the generated steam pressure. Since there is no need to consider the pressure resistance of the entire system, the cost can be reduced.

【0046】さらに、この場合、より高温のガス化ガス
と熱交換できるため、蒸気圧力をより柔軟に設定でき
る。
Further, in this case, heat can be exchanged with a higher temperature gasified gas, so that the steam pressure can be set more flexibly.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上、要するに、本発明の燃料ガス化装
置においては、以下の優れた効果がもたらされる。
In summary, the fuel gasifier of the present invention has the following excellent effects.

【0048】(1)ガス化ガスのCOS転換及びCOシ
フトを併せて行うことによりガスの温度を上昇させ、そ
の高温のガスとボイラ水との熱交換で蒸気を発生させる
ので、ガス化圧力を上げることなく高圧の蒸気を発生さ
せることができる。よって、ガス化圧力を上げて発生蒸
気圧力を高める場合より、はるかに高い圧力の蒸気をよ
り容易に(つまりガス化圧力を上げることなく)得られ
るばかりか、ガス化圧力を高める場合問題となるシステ
ム全体の耐圧性も考慮する必要がなく、コスト節減にな
る。
(1) The gas temperature is raised by simultaneously performing the COS conversion and the CO shift of the gasified gas, and steam is generated by heat exchange between the high-temperature gas and boiler water. High pressure steam can be generated without raising. Therefore, not only is it possible to obtain steam at a much higher pressure more easily (that is, without increasing the gasification pressure) than when the gasification pressure is increased to increase the generated steam pressure, and there is a problem in increasing the gasification pressure. There is no need to consider the pressure resistance of the entire system, which reduces costs.

【0049】(2)より高温のガス化ガスと熱交換でき
るため、蒸気圧力をより柔軟に設定できる。
(2) Since the heat exchange can be performed with the gasified gas having a higher temperature, the steam pressure can be set more flexibly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の燃料ガス化装置を備えた石炭ガス化複
合発電システムの概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an integrated coal gasification combined cycle system equipped with a fuel gasification device of the present invention.

【図2】図1の燃料ガス化装置を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the fuel gasifier of FIG.

【図3】従来の石炭ガス化複合発電システムの概略図で
ある。
FIG. 3 is a schematic diagram of a conventional integrated coal gasification combined cycle system.

【図4】図3の石炭ガス化複合発電システムの部分拡大
略図である。
FIG. 4 is a partially enlarged schematic view of the integrated coal gasification combined cycle system of FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 クエンチ式ガス化炉 8 蒸気発生用熱交換器 9 COシフト兼用COS転換器 15 燃料ガス化装置 3 Quench type gasification furnace 8 Heat exchanger for steam generation 9 CO shift combined COS converter 15 Fuel gasifier

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10K 3/04 C10K 3/04 F01K 23/10 F01K 23/10 C F02C 3/28 F02C 3/28 Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C10K 3/04 C10K 3/04 F01K 23/10 F01K 23/10 C F02C 3/28 F02C 3/28

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃料をガス化すると共にこのガス化ガスを
プロセス水に通して冷却するクエンチ式ガス化炉と、該
クエンチ式ガス化炉から送られたガス化ガスの排熱で蒸
気を発生させる蒸気発生用熱交換器とを備えた燃料ガス
化装置において、蒸気発生用熱交換器の上流側に、ガス
化ガスのCOシフトとCOS転換とを行うCOシフト兼
用COS転換器を設けたことを特徴とする燃料ガス化装
置。
1. A quench gasifier for gasifying fuel and cooling the gasified gas through process water, and generating steam by exhaust heat of the gasified gas sent from the quench gasifier. In the fuel gasifier provided with a steam generating heat exchanger to be provided, a CO shift combined COS converter for performing CO shift and COS conversion of the gasified gas is provided upstream of the steam generating heat exchanger. A fuel gasifier characterized by the above-mentioned.
【請求項2】上記COシフト兼用COS転換器に、ガス
化ガスのCOシフト,COS転換の両方を行う触媒を充
填した請求項1記載の燃料ガス化装置。
2. The fuel gasifier according to claim 1, wherein the CO shift / COS converter is filled with a catalyst for performing both CO shift and COS conversion of the gasified gas.
JP9285466A 1997-10-17 1997-10-17 Fuel gasifier Pending JPH11116974A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9285466A JPH11116974A (en) 1997-10-17 1997-10-17 Fuel gasifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9285466A JPH11116974A (en) 1997-10-17 1997-10-17 Fuel gasifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11116974A true JPH11116974A (en) 1999-04-27

Family

ID=17691889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9285466A Pending JPH11116974A (en) 1997-10-17 1997-10-17 Fuel gasifier

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11116974A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011168628A (en) * 2010-02-16 2011-09-01 Hitachi Ltd Gas purification method and gas purification device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011168628A (en) * 2010-02-16 2011-09-01 Hitachi Ltd Gas purification method and gas purification device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2954972B2 (en) Gasification gas combustion gas turbine power plant
US6588212B1 (en) Combustion turbine fuel inlet temperature management for maximum power outlet
US8371099B2 (en) Power generation system incorporating multiple Rankine cycles
EP1982053B1 (en) Method for increasing the efficiency of an integrated gasification combined cycle
KR101687045B1 (en) Method and apparatus to recycle tail gas
JPH0472045B2 (en)
US20160365593A1 (en) System for gasification of solid waste and method of operation
KR20140038672A (en) Igcc with co2 removal system
JP3786759B2 (en) Gas generator
JP3787820B2 (en) Gasification combined power generation facility
JPH11116974A (en) Fuel gasifier
JP3702396B2 (en) Coal gasification combined power generation system
JP2617089B2 (en) Integrated coal gasification combined cycle power plant
KR970063877A (en) High Reliability High Efficiency Coal Gasification Combined Power Generation System and Power Generation Method
JP2000328074A (en) Coal gasification system
US11274574B2 (en) Carbon-based fuel gasification power generation system
JPH066710B2 (en) Coal gasification method
JP3952236B2 (en) Fossil fuel gasification power plant and method for preheating the equipment
US9429043B2 (en) Gasification power generation plant
JP7086675B2 (en) Gasifier system
JP4519338B2 (en) Method for treating ammonia-containing gas and coal gasification combined power plant
JPS5827790A (en) Gasifying device
JPH10331606A (en) Oxygen blowing coal gasification combined generating set
JPH11106759A (en) Method and apparatus for gasifying carbon compound
CN113652262A (en) Hydro-gasification CO2 partial capture IGCC system and working method thereof