JPS5827790A - ガス化装置 - Google Patents

ガス化装置

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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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
slag
turbine
gasification
nitrogen
Prior art date
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Pending
Application number
JP56125185A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenjiro Kumamoto
熊本 健二郎
Tatsujiro Ishida
石田 龍二郎
Kuniaki Ozawa
小沢 邦昭
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5827790A publication Critical patent/JPS5827790A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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】 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。
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。
409偽383号、 4132.065号、 4,15
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。
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。
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。
゛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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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。

Claims (1)

  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。
JP56125185A 1981-08-12 1981-08-12 ガス化装置 Pending JPS5827790A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (3)

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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
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