JPS5827790A - ガス化装置 - Google Patents
ガス化装置Info
- Publication number
- JPS5827790A JPS5827790A JP56125185A JP12518581A JPS5827790A JP S5827790 A JPS5827790 A JP S5827790A JP 56125185 A JP56125185 A JP 56125185A JP 12518581 A JP12518581 A JP 12518581A JP S5827790 A JPS5827790 A JP S5827790A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- slag
- turbine
- gasification
- nitrogen
- 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
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、石炭等の炭素および水素を主成分とする粗燃
料をガス化する装置に関し、特にガスタービン婢の発電
設備へ清浄なガス燃料を供給するために熱利用効率の改
善に好適な熱回収方式を採用したガス化装置に関する。
料をガス化する装置に関し、特にガスタービン婢の発電
設備へ清浄なガス燃料を供給するために熱利用効率の改
善に好適な熱回収方式を採用したガス化装置に関する。
石炭等の粗燃料は、灰分、硫黄分を比較的多く含み、こ
れをそのまま燃焼させ例えば蒸気を得て発電に供する場
合は、燃焼排ガス中の規制対象成分の低減に大掛りな機
器を要する。既知のガス化装置は、粗燃料をガス化して
、系統内部でその精製を施し、発電機器で動力へ転換後
の排出ガスをそのまま大気放出可能なレベルまでクリ−
７化するものでおる。ガス化という操作においては、エ
ネルギーの一部を消費して、炭素と水素分の部分酸化を
行なうため、酸化剤として酸素または空気中の１２素を
要し、場合により反応抑止剤としての水または水蒸気を
も要する。このため、粗燃料の保有するエネルギーのう
ち一部が減損するという欠点がある。このため発電プラ
ントとの組み合わせを計るためには、発生ガスの保有す
る顕熱の再生等に各種工夫をこらす試みがなされている
。また、発電プラントについては、この部分の熱効率向
上に顕著な努力が払われているが、目標の実現には時日
を要する。（米国特許４，０９９，３８２号。
れをそのまま燃焼させ例えば蒸気を得て発電に供する場
合は、燃焼排ガス中の規制対象成分の低減に大掛りな機
器を要する。既知のガス化装置は、粗燃料をガス化して
、系統内部でその精製を施し、発電機器で動力へ転換後
の排出ガスをそのまま大気放出可能なレベルまでクリ−
７化するものでおる。ガス化という操作においては、エ
ネルギーの一部を消費して、炭素と水素分の部分酸化を
行なうため、酸化剤として酸素または空気中の１２素を
要し、場合により反応抑止剤としての水または水蒸気を
も要する。このため、粗燃料の保有するエネルギーのう
ち一部が減損するという欠点がある。このため発電プラ
ントとの組み合わせを計るためには、発生ガスの保有す
る顕熱の再生等に各種工夫をこらす試みがなされている
。また、発電プラントについては、この部分の熱効率向
上に顕著な努力が払われているが、目標の実現には時日
を要する。（米国特許４，０９９，３８２号。
４０９偽３８３号、 ４１３２．０６５号、 ４，１５
８，９４８号。
８，９４８号。
４１７３．２５４号、４，０９８，３２４号参照。これ
らの特許はいずれも発生ガスの保有する顕熱を再生式に
利用するものでおり、作動流体として蒸気が採用されて
いる。）また、溶鉱炉等では多量に排出されるスラグの
顕熱を低質の蒸気を得るために適用する例がある。
らの特許はいずれも発生ガスの保有する顕熱を再生式に
利用するものでおり、作動流体として蒸気が採用されて
いる。）また、溶鉱炉等では多量に排出されるスラグの
顕熱を低質の蒸気を得るために適用する例がある。
第１図は、従来のガス化装置の構成例と物質の流れを示
す。第１図において、ガス化炉１には、石炭４と必要に
応じて蒸気５および空気分離装置２より供給される酸素
６が供給され、可燃性気体である水素と一酸化炭素とを
主成分とする発生ガス７と、廃棄物としての高温スラグ
８を生じる。
す。第１図において、ガス化炉１には、石炭４と必要に
応じて蒸気５および空気分離装置２より供給される酸素
６が供給され、可燃性気体である水素と一酸化炭素とを
主成分とする発生ガス７と、廃棄物としての高温スラグ
８を生じる。
発生ガス７は発電設備のボイラ（図示せず）またはガス
タービン（図示せず）へ、精製操作を経て供給されるか
、燃料ガスあるいは化学原料ガスとして利用される。高
温スラグ８は、スラグ冷却排出装置３へ導かれ、放出可
能な温度まで冷却するために冷却水１）を加え、常温近
くの条件でスラグと水の混合体１２が排出される。ここ
で、酸素６の供給のために、空気分離装置２には、空気
９が取り込まれ、この構成例では分離された窒素１０は
大気へ放出される。それぞれの物質収支は、次のように
なる。石炭４の量を規準とすると、酸素６は０．８〜０
．９量、水蒸気（！またけ水）は、方式によりほとんど
０から０．５量供給される。排出スラグ８は供給される
石炭４の組成により異なるが、供給される石炭総量の１
０分の１程度の量でおる。また発生ガス７はガス化炉１
の反応終了温度により決まる顕熱を有する。これに対し
て排出スラグ８の顕熱は、発生ガス７が有する顕熱総量
０１０分の１程度の熱量である。このため、冷却には多
量の冷却水が必要となる。
タービン（図示せず）へ、精製操作を経て供給されるか
、燃料ガスあるいは化学原料ガスとして利用される。高
温スラグ８は、スラグ冷却排出装置３へ導かれ、放出可
能な温度まで冷却するために冷却水１）を加え、常温近
くの条件でスラグと水の混合体１２が排出される。ここ
で、酸素６の供給のために、空気分離装置２には、空気
９が取り込まれ、この構成例では分離された窒素１０は
大気へ放出される。それぞれの物質収支は、次のように
なる。石炭４の量を規準とすると、酸素６は０．８〜０
．９量、水蒸気（！またけ水）は、方式によりほとんど
０から０．５量供給される。排出スラグ８は供給される
石炭４の組成により異なるが、供給される石炭総量の１
０分の１程度の量でおる。また発生ガス７はガス化炉１
の反応終了温度により決まる顕熱を有する。これに対し
て排出スラグ８の顕熱は、発生ガス７が有する顕熱総量
０１０分の１程度の熱量である。このため、冷却には多
量の冷却水が必要となる。
゛したがって、本発明の目的は上記した従来技術の問題
点を解決したガス化装置を提供することにおる。
点を解決したガス化装置を提供することにおる。
この目的を達成するため、本発明においては空気分離装
置から排出される窒素ガス（基本的に不活性）をガス化
炉より高温で排出される２ラグと接触させることにより
高効率な熱回収を行ない、ガス化装置の熱利用効率を向
上させるようにした点に特徴がある。
置から排出される窒素ガス（基本的に不活性）をガス化
炉より高温で排出される２ラグと接触させることにより
高効率な熱回収を行ない、ガス化装置の熱利用効率を向
上させるようにした点に特徴がある。
第２図は、本発明の基本原理を説明するためのガス化装
置の構成と物質の流れを示す図で、第１図と共通する部
分には同一の番号を付しである。
置の構成と物質の流れを示す図で、第１図と共通する部
分には同一の番号を付しである。
第２図において、空気分離装置２から排出される窒素１
０の一部ないし全部１０Ａは、スラグ冷却排出装置３を
経である温度レベルの顕熱を有する窒素ガスＩＯＣとな
る。窒素１０のうちの一部は上記１０Ａが所要の温度上
昇に対して多すぎる時、系外へ窒素１０Ｂとして捨てら
れる。空気分離装置２で発生するＷＲ素６の純度は、本
来空気中の酸素濃度が２０％程度であり高純度とするこ
とは難しい。一方、空気中の窒素濃度は、８０％に近い
ので、分離後の純度は容易に９９．９％以上にまで高く
できる。そこで排出される窒素１０は基本的に不活性で
あり、高温のスラグと接触しても両者とも安定である。
０の一部ないし全部１０Ａは、スラグ冷却排出装置３を
経である温度レベルの顕熱を有する窒素ガスＩＯＣとな
る。窒素１０のうちの一部は上記１０Ａが所要の温度上
昇に対して多すぎる時、系外へ窒素１０Ｂとして捨てら
れる。空気分離装置２で発生するＷＲ素６の純度は、本
来空気中の酸素濃度が２０％程度であり高純度とするこ
とは難しい。一方、空気中の窒素濃度は、８０％に近い
ので、分離後の純度は容易に９９．９％以上にまで高く
できる。そこで排出される窒素１０は基本的に不活性で
あり、高温のスラグと接触しても両者とも安定である。
ここで、ガス化炉１は通常２０〜３０気圧に加圧される
が、空気分離装置２から排出される窒素１０は、はぼ大
気圧である。ガス化炉１の条件により、スラ・グ冷却排
出装置３０条件が決まるが、ここでの顕熱回収を接触方
式とするか、非接触方式とするかによらず、本発明が成
立することはいうまでもない。また、熱回収後の窒素１
０Ｃには、さまざまな利用方法が考えられるが、その利
用方法のいかんによらず本発明が成立することもいうま
でもない。
が、空気分離装置２から排出される窒素１０は、はぼ大
気圧である。ガス化炉１の条件により、スラ・グ冷却排
出装置３０条件が決まるが、ここでの顕熱回収を接触方
式とするか、非接触方式とするかによらず、本発明が成
立することはいうまでもない。また、熱回収後の窒素１
０Ｃには、さまざまな利用方法が考えられるが、その利
用方法のいかんによらず本発明が成立することもいうま
でもない。
以下、実施例を参照して本発明を説明する。
第３図には、本発明によるガス化装置の実施例を示す。
本実施例では、ガス化炉１およびスラグ冷却排出装置３
は加圧され１いるものとし、空気分離装置２から排出さ
れる窒素１０は、はぼ大気圧と想定する。本実施例では
、上記排出窒素１０の一部ないし全部１０Ａは、圧縮機
１３で加圧され、スラグ冷却排出装置３の内部と同じ圧
力となる。スラグ冷却排出装置３の内部で、加圧窒素１
０Ｄは、上流から下流に至る間でスラグ８に接触して加
熱され、高温高圧窒素１０Ｅとなる。これを膨張タービ
ン１４へ導き、熱エネルギーをタービン回転用動力とし
て回収後、排出窒素１０Ｃとして大気中に放出される。
は加圧され１いるものとし、空気分離装置２から排出さ
れる窒素１０は、はぼ大気圧と想定する。本実施例では
、上記排出窒素１０の一部ないし全部１０Ａは、圧縮機
１３で加圧され、スラグ冷却排出装置３の内部と同じ圧
力となる。スラグ冷却排出装置３の内部で、加圧窒素１
０Ｄは、上流から下流に至る間でスラグ８に接触して加
熱され、高温高圧窒素１０Ｅとなる。これを膨張タービ
ン１４へ導き、熱エネルギーをタービン回転用動力とし
て回収後、排出窒素１０Ｃとして大気中に放出される。
通常、膨張タービン１４と圧縮機１３はたがいの軸で連
結されているので、回収動力の一部が圧縮機１３の駆動
に利用され、残りを発電機１５の駆動に利用し電力を得
ることができる。このとき、作動流体、とくに高温高圧
窒素１０Ｅは、基本的に不活性であり、タービン１４の
高温翼列の腐蝕等をひき起すことがないので、高温の制
限は材料の高温強度のみに依存し、最大限の動力回収が
達成できる。試算によれば、発電プラントの基本効率が
３５〜４５％に対し、動力回収機器の効率や圧力損失を
考慮しても、１．３％程度の効率改善が計れる。動力回
収系の設備容量は総発電量のα５％程度であり、利用す
る作動流体が基本的に不活性なため、機器を簡素化しう
るので、設備費は比較的容易に回収できると考えられる
。たとえば、発電コストに占める燃料費は２５〜４５％
であるが、２５％としても上記設備費は３〜５年程度で
回収できる。
結されているので、回収動力の一部が圧縮機１３の駆動
に利用され、残りを発電機１５の駆動に利用し電力を得
ることができる。このとき、作動流体、とくに高温高圧
窒素１０Ｅは、基本的に不活性であり、タービン１４の
高温翼列の腐蝕等をひき起すことがないので、高温の制
限は材料の高温強度のみに依存し、最大限の動力回収が
達成できる。試算によれば、発電プラントの基本効率が
３５〜４５％に対し、動力回収機器の効率や圧力損失を
考慮しても、１．３％程度の効率改善が計れる。動力回
収系の設備容量は総発電量のα５％程度であり、利用す
る作動流体が基本的に不活性なため、機器を簡素化しう
るので、設備費は比較的容易に回収できると考えられる
。たとえば、発電コストに占める燃料費は２５〜４５％
であるが、２５％としても上記設備費は３〜５年程度で
回収できる。
また、タービン１４の排出ガスＩＯＣは、なお高温であ
るので、第３図の点線で示す如く、熱交換器１６ヘガス
ＩＯＦとして導入し、最終排出窒素１０Ｇまでの温度降
下を、任意の本設備中の低温流１７Ａより、高温の流体
１７Ｂへの熱回収に利用することもできる。
るので、第３図の点線で示す如く、熱交換器１６ヘガス
ＩＯＦとして導入し、最終排出窒素１０Ｇまでの温度降
下を、任意の本設備中の低温流１７Ａより、高温の流体
１７Ｂへの熱回収に利用することもできる。
さらに、発生ガス７のラインへ、一点鎖線で示すように
高温高圧窒素１０Ｅを混入することもできる。この時に
は、圧縮機１３の動力は、タービン１４より得られない
ので、別途駆動装置を要する。九とえば、発生ガス７を
ボイラ等の燃料として利用する場合には、単位流量当り
の発熱量は減少するが、全流量の増大とボイラへの持込
み熱量の増大により、本発明を適用したガス化装置と発
電プラントとの複合効率の向上が達成できる。
高温高圧窒素１０Ｅを混入することもできる。この時に
は、圧縮機１３の動力は、タービン１４より得られない
ので、別途駆動装置を要する。九とえば、発生ガス７を
ボイラ等の燃料として利用する場合には、単位流量当り
の発熱量は減少するが、全流量の増大とボイラへの持込
み熱量の増大により、本発明を適用したガス化装置と発
電プラントとの複合効率の向上が達成できる。
以上発明した如く、本発明によれば、ガス化装置に直結
された空気分離装置から排出される、基本的に不活性で
安定な窒素を作動流体として、高い顕熱を有し排出され
るスラグからの熱回収を行なうことができるので、ガス
化装置およびこれと組み合わせた複合発電設備の単独も
しくは複合効率を向上させることができ、その効果は大
きい。
された空気分離装置から排出される、基本的に不活性で
安定な窒素を作動流体として、高い顕熱を有し排出され
るスラグからの熱回収を行なうことができるので、ガス
化装置およびこれと組み合わせた複合発電設備の単独も
しくは複合効率を向上させることができ、その効果は大
きい。
第１図は、従来のガス化装置の構成を示し、第２図は、
本発明の原理にもとづくガス化装置の基本構成を示し、
第３図は、本発明の実施例でおるガス化装置の構成を示
す。
本発明の原理にもとづくガス化装置の基本構成を示し、
第３図は、本発明の実施例でおるガス化装置の構成を示
す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、空気より酸素を主成分とする第１のガスと窒素を主
成分とする第２のガスとを分離する空気分離手段と、炭
素と水素を主成分とする粗燃料を上記第１のガスにより
部分酸化してガス状にするガス化手段と、該ガス化手段
で生じたスラグを冷却して排出するスラグ冷却排出手段
とを備えたガス化装置において、上記スラグ冷却排出手
段は上記スラグに上記第２のガスを直接接触させて上記
スラグの顕熱を回収する熱回収手段を有することを特徴
とするガス化装置。 ２ 上記熱回収手段は上記第２のガスを圧縮する手段と
、圧縮された第２のガスを上記ガス化手段で生じたスラ
グに接触させる手段と、該スラグに接触して熱せられた
第２のガスが有する熱エネルギーを運動エネルギーに変
換する手段とからなることを特徴とする特許請求範囲第
１項のガス化装置。 ＆ 上記変換手段は上記熱せられた第２のガスを膨張さ
せるタービンと、該タービンの軸に連結された発電機と
からなることを特徴とする特許請求範囲第２項のガス化
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56125185A JPS5827790A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | ガス化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56125185A JPS5827790A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | ガス化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5827790A true JPS5827790A (ja) | 1983-02-18 |
Family
ID=14904005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56125185A Pending JPS5827790A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | ガス化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5827790A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0496832U (ja) * | 1991-01-31 | 1992-08-21 | ||
| CN103965970A (zh) * | 2013-02-05 | 2014-08-06 | 栾涛 | 一种煤气发生炉酚水处理方法 |
-
1981
- 1981-08-12 JP JP56125185A patent/JPS5827790A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0496832U (ja) * | 1991-01-31 | 1992-08-21 | ||
| CN103965970A (zh) * | 2013-02-05 | 2014-08-06 | 栾涛 | 一种煤气发生炉酚水处理方法 |
| CN103965970B (zh) * | 2013-02-05 | 2017-02-15 | 淄博英诺威圣节能科技有限公司 | 一种煤气发生炉酚水处理方法 |
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