JPS59155492A - Manufacture of clean and alkali-free fuel gas - Google Patents

Manufacture of clean and alkali-free fuel gas

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JPS59155492A
JPS59155492A JP2303984A JP2303984A JPS59155492A JP S59155492 A JPS59155492 A JP S59155492A JP 2303984 A JP2303984 A JP 2303984A JP 2303984 A JP2303984 A JP 2303984A JP S59155492 A JPS59155492 A JP S59155492A
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JP
Japan
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gas
alkali
fuel
clean
temperature
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JP2303984A
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Japanese (ja)
Inventor
フランシス・トーマス・マシユーズ
デービツド・ゴードン・チユーレク
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Combustion Engineering Inc
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
    • C10K1/00Purifying combustible gases containing carbon monoxide
    • C10K1/02Dust removal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
    • C10B49/08Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10KPURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
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    • C10K1/04Purifying combustible gases containing carbon monoxide by cooling to condense non-gaseous materials

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、固体または液体燃料からガスを生成するため
の熱分解法、さらに詳述すれば、清浄でかつアルカリを
含まないガスを生成するための高温度熱分解法に係わる
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pyrolysis process for producing gases from solid or liquid fuels, and more particularly, a high temperature pyrolysis process for producing clean and alkali-free gases. related to.

世界のエネルギ市場における最近の変化は、電力の供給
者および使用者の上に相対する要求をなげかけている。
Recent changes in the world energy market are placing opposing demands on suppliers and users of electricity.

−万では、あらゆる形状のエネルギのコストの全体的な
上昇が、より効率のよい電力プラントを求める要求とな
っている。他方、他の清浄度の劣るエネルギ、たとえば
石炭に比べての隋製石油製品のコストの上昇が1供給者
に対し石油を安価な他のエネルヂ源に変換させるよう強
く幼きかけている。
-Increasing overall costs of energy in all its forms has led to a demand for more efficient power plants. On the other hand, the rising cost of petroleum products compared to other less clean energy sources, such as coal, is forcing some suppliers to convert oil to other cheaper energy sources.

これらλつの要求の間の矛盾は、高温度ガスタービン結
合サイクル発電プラントの場合、最も明らかとなる。こ
れらプラントは、ガスタービンの高温度発生効率とスチ
ームボイラの低温度熱回収効率とを結合させ、従来のス
チームランキンサイクル発電グランドと比べて全(4)
のプラント効率を5ないし10ssめるものである。こ
の種の結合サイクスプラントは当分・叶では新しいもの
ではなく、過去にも精裂石抽燃料について運転され、好
結果をおさめている。これらプラントの効率はガスター
ビン入口篇度に面層左右され、タービン入1]温度が高
ければ全体の発電効率も高くなる。入1コ扁度を高める
(では、ガスタービン羽根、弦、およびj也の内部部拐
の性能を高めることが要求される。人口γ黒度が109
.3°c(,2゜00″F)を超人るガスタービンが有
効な作動寿命を有するためには、入来熱ガスが粒大物質
およびアルカリ含−骨化合物を実質的に全く含有しない
ようにして、タービン内部の浸食および腐食を電市する
ことが必要である。
The conflict between these two requirements is most apparent in the case of high temperature gas turbine combined cycle power plants. These plants combine the high-temperature generation efficiency of gas turbines with the low-temperature heat recovery efficiency of steam boilers.
This reduces the plant efficiency by 5 to 10 ss. This type of combined sykes plant is not new to Kano for the time being, and has been operated with Seishi stone extraction fuel in the past with good results. The efficiency of these plants depends on the gas turbine inlet temperature; the higher the turbine inlet temperature, the higher the overall power generation efficiency. Increasing the flatness of the gas turbine blades, strings, and jets is required.If the population γ blackness is 109
.. In order for a gas turbine to have a useful operating life above 3°C (,2°00"F), the incoming hot gas must be substantially free of particulate matter and alkali-bearing bone compounds. Therefore, it is necessary to prevent erosion and corrosion inside the turbine.

ガスター入口入ロガスは]断純度でなければならないと
する要求のため、これまでのところ、高温度ガスタービ
ン結合サイクル発′亀プラントに代用燃料を使用するこ
とが阻害されてきた。石炭、電油、タール、オイルサン
ド、木〈ずなどの代用燃料は、燃焼後煙道々ス中に残留
する不活性化合物を含有する。ガスタービン発電機への
人口は一般に左気王以上であるため、これら不活性化合
物の除去;d高T晶、高圧下で行なわれなければならな
い。
The requirement that the gas inlet log gas be absolutely pure has so far inhibited the use of alternative fuels in high temperature gas turbine coupled cycle plants. Alternative fuels such as coal, electric oil, tar, oil sands, and wood contain inert compounds that remain in the flue gas after combustion. Since the population of gas turbine generators is generally higher than that of the left air, the removal of these inert compounds must be carried out under high T crystals and high pressures.

このような高温高圧浄化システムは高価かつ複雑であり
、発電工業に広く受は入れられるものではなかった。し
たがって、これら代用燃料の直接燃焼は低入口温度、低
効率のガスタービン発生機でのみ利用される。
Such high temperature, high pressure purification systems are expensive and complex, and have not been widely accepted by the power generation industry. Therefore, direct combustion of these alternative fuels is only utilized in low inlet temperature, low efficiency gas turbine generators.

高温度ガスタービン結合サイクル発電プラントで代用燃
料(たとえば石炭9を使用するために提案された7つの
方法は、固体捷た°ri液体燃料を部分的に燃焼させる
ことにより代用燃料をガス化し、燃料ガス介生成するも
のである。ついで、燃料ガスを、その中に含まれる粒状
物の除去に適した温度に冷却し、ガスタービン入口の上
流の加圧燃焼機で燃焼する。現在のところ、公知のTe
xaco  法の如きいくつかのこの種システムが現在
構築され、テストされている。
Seven methods have been proposed for using alternative fuels (e.g., coal) in high-temperature gas turbine combined cycle power plants. The fuel gas is then cooled to a temperature suitable for removing particulate matter contained therein and combusted in a pressurized combustor upstream of the gas turbine inlet. Te of
Several such systems, such as the xaco method, are currently being constructed and tested.

上述の石炭、暇抽および木くずの如き代用燃料の多くは
、揮発分、固定炭素分および不活性(または灰)分でな
る。これら燃料の揮発分は炭化水素、水および燃料の加
熱の際容易に除去される他の化合物を含有する。これら
の燃料の熱分解の際に生成されたガスは発熱@グク5o
ないl、’7//9kcal /scm (3θθない
しg 00 BTU/scfm )を有し、存在(〜つ
る不純物が好適に除去される際には、高温度ガスタービ
ン用の優秀な燃料となりうる。
Many of the alternative fuels mentioned above, such as coal, charcoal, and wood chips, consist of volatile, fixed carbon, and inert (or ash) components. The volatiles of these fuels contain hydrocarbons, water, and other compounds that are easily removed during heating of the fuel. The gas generated during the thermal decomposition of these fuels generates heat @Guku5o
It can be an excellent fuel for high-temperature gas turbines when the impurities present (~vine impurities) are suitably removed.

燃料ガスを生成するだめの熱分解法は、システム変換要
求が少ないため、上述のガス化法のいがなるものと比べ
ても簡単である。それば、たとえば石炭の如き燃料の固
定炭素をガスに変換するもので、装置が大きくなり、方
法が複雑になる。しかしながら、一般的には、ガス化法
は、最近では以下の一つの理由により簡単な熱分解法よ
りも注目されている。すなわち、熱分解法では、固定炭
素捷たはチャーとして条壁の燃料化学熱電が残留させる
こと(投棄するにはあ捷りにも直重である)、および高
効率を潜るためには熱分解法を5り3°C(/10θ”
F )  以上で行なわなければならず、この温度では
、供給燃料中のアルカリ化合物が燃料の揮発分とともに
発生されることである。
The pyrolysis method for producing fuel gas is simpler than the gasification method described above because it requires fewer system conversions. This involves converting the fixed carbon of a fuel such as coal into gas, which requires large equipment and a complicated process. However, in general, gasification methods have recently received more attention than simple pyrolysis methods for one of the following reasons. In other words, in the pyrolysis method, the fuel chemical thermoelectricity of the strip wall remains as fixed carbon scrap or char (it is too heavy to scrape to dump), and in order to achieve high efficiency, pyrolysis is required. 3°C (/10θ”
F) must be carried out above, at which temperature the alkaline compounds in the supplied fuel are generated together with the volatiles of the fuel.

流動床技術の出現は熱分解法における残留チャーの化学
熱エネルギを有効に利用するだめの手段を提供したが、
発生するガス中に存在するアルカリおよび他の粒゛灰物
についての問題は依然として残っている。ガスタービン
発電機用の燃料、ガスを生成するために熱分解法を使用
する結合サイクル発電プラントは、供給燃料化学熱エネ
ルギの一部が高温度ガスタービン発電サイクルをバイパ
スサれるという意味で効率上のペナルティ−を受けるが
、このようなシステムの簡単さ督よび低コストがこのよ
うな操作上のペナルティ−を補っている。
The advent of fluidized bed technology provided a means to effectively utilize the chemical thermal energy of residual char in pyrolysis processes;
Problems still remain regarding alkalis and other particulates present in the gases generated. Combined cycle power plants that use pyrolysis to produce the fuel, gas, for gas turbine generators have an efficiency advantage in the sense that some of the supplied fuel chemical thermal energy is bypassed through the high temperature gas turbine power cycle. However, the simplicity and low cost of such systems compensate for such operational penalties.

現在必要とされているものは、固体または液体燃料を高
温度で熱分解して、高温度ガスタービンでの使用に適す
る清浄でかつアルカリを含まない燃料ガスを製造する方
法である。
What is currently needed is a method for pyrolyzing solid or liquid fuels at high temperatures to produce a clean and alkali-free fuel gas suitable for use in high temperature gas turbines.

本発明による方法では、高温度(S73°C以上)で供
給された燃料を熱分解し、高揮発率を碍るとともに、高
温度ガスタービンでの使用に適する清浄でかつアルカリ
を含まない燃料ガスが発生される。
The method according to the present invention thermally decomposes the fuel supplied at high temperature (S73°C or higher) to improve the volatility and produce a clean and alkali-free fuel gas suitable for use in high-temperature gas turbines. is generated.

アルカリ含有燃料を高温度ガスと混合して温度393ン
、”lいし9g2°C(/100ないし/g00”F)
に加熱し、供給された燃料の熱分解を生じさせる。
Alkali-containing fuel is mixed with high temperature gas at a temperature of 393°C (/100 to /g00"F).
heating to cause thermal decomposition of the supplied fuel.

高温度ガスは、供給された燃料の〃(分解によって生成
した柑映ガスの一部を再1盾」点さぜることにより得ら
れる非酸化かまたは、W元i生ガスである。この再循環
粗製ガス、事実上、不争燃利ガスを化学量論量のオキシ
ダントガスと混合し、燃焼域で反応させて、上記の高温
度非酸化性ガスを生成する。
The high-temperature gas is non-oxidized or W-based raw gas obtained by remixing a portion of the citrus gas produced by decomposition of the supplied fuel. The recycled crude gas, in effect a non-combustible gas, is mixed with a stoichiometric amount of an oxidant gas and reacted in a combustion zone to produce the high temperature non-oxidizing gas described above.

残りの粗・製ガスについては、その中に含まれるガス犬
アルカリ生成物のすべてが凝縮する温度以下に冷却させ
る。ついで、凝2陥した炭化水素系物質とともに凝縮ア
ルカリ化合物をガス流から除去し、冷却ガスを機械的ま
たは電気的フィルタを通過させることにより、残留する
粒状物捷たは液状物のすべてを除去する。
The remaining crude gas is cooled to below a temperature at which all of the gas alkali products contained therein condense. The condensed alkaline compounds along with the condensed hydrocarbonaceous material are then removed from the gas stream and any remaining particulate matter or liquids are removed by passing the cooled gas through a mechanical or electrical filter. .

このようにして調製された清浄ガスは、高温度ガスター
ビンを傷めるような粒状物またはアルカリ化合物をほと
んどまたは全く含有していない。
The clean gas thus prepared contains little or no particulate matter or alkaline compounds that would damage high temperature gas turbines.

この冷却ガスについては、コレクタ内での凝縮または閉
塞を防止するため、粒状物を除去する前に任意に予熱し
ておいてもよい。
The cooling gas may optionally be preheated before removing particulate matter to prevent condensation or blockage within the collector.

次に図面を参照して説明する。Next, a description will be given with reference to the drawings.

固体または液体燃料はライン10を介して熱分解容器/
2に供給される。本発明の方法で使用される燃料は、好
ましくは、粒状物のキャリオーバーまたはアルカリ官職
のためガスタービン発電機での直接燃焼には適さないが
、高温度熱分解法では適当潰のガスを生成する充分な揮
発分を含有するものである。このような燃料の代表的な
ものを例示すれば、石炭、けつ重油、重油、木くず、廃
棄炭化水素、ビオマスおよび他の炭素系燃料がある。
Solid or liquid fuel is passed through line 10 to the pyrolysis vessel/
2. The fuel used in the process of the invention is preferably unsuitable for direct combustion in a gas turbine generator due to particulate carryover or alkaline content, but produces gases that are suitable for high temperature pyrolysis. It contains sufficient volatile matter to Typical examples of such fuels include coal, heavy keel oil, heavy oil, wood chips, waste hydrocarbons, biomass, and other carbon-based fuels.

燃料は熱分解容器/2内の乱流流動床/6において熱ガ
スフグと混合される。乱流流動床はガス−燃料の高接触
率を提供するため、供給燃料10は迅速にかつ均一に加
熱される。流動床反応器と同1子に、熱ガス/りは流動
床/6の下方で孔あき板/gによって乱流とされる。
The fuel is mixed with the hot gas puffer in a turbulent fluidized bed /6 in the pyrolysis vessel /2. The turbulent fluidized bed provides a high gas-fuel contact rate so that the fuel feed 10 is heated quickly and uniformly. In the same fluidized bed reactor, the hot gas/liquid is made turbulent by a perforated plate/g below the fluidized bed/6.

流動床/乙における温度はS93°C(/100″F)
以上、好捷しくばはtyqqgコ°C,(/ g Oθ
下〕である。
The temperature in the fluidized bed/B is S93°C (/100″F)
As above, the good luck is tyqqg ℃, (/g Oθ
below].

この好適温度では、燃料の揮発分中に存在する高級炭化
水累の過剰の破I突を生ずることなく、かつ燃料中に存
在する不活性物質の溶融温度を越えることなく、揮発分
の高収敬を提供できる。
This preferred temperature provides a high yield of volatiles without causing excessive breakdown of the higher hydrocarbons present in the volatiles of the fuel and without exceeding the melting temperature of the inert materials present in the fuel. I can offer you respect.

熱分解から発生したガスは、流動化ガス/グとともに、
内部サイクロン2/を通過し、流動床の上方表面、20
から出て、ダク)、2.2を介して熱分解容器/、2.
を出る。この粗製ガス流λlIは部位、2心において再
循環ガス分2gと生成ガス分30に分げられる。再循環
ガス分はガスベンチュリ3.2のスロート部に導かれる
。カロ圧オキンダント31/はこのベンチュリ3.2の
人Iコから、ベンチュリ3.2のスロートにおいて減圧
域を発生させるに適する速度で導入される。この減圧域
はベンチュリへの再循環ガス分sgの流入を誘発し、ベ
ンチュリ3.2の下流側の加圧域36において再循環ガ
ス分−gと力n圧オキシダント3ダとの混合物を生成す
る。
The gas generated from pyrolysis, along with fluidizing gas/g,
passing through the internal cyclone 2/, the upper surface of the fluidized bed, 20
duct), 2.2 through the pyrolysis vessel/, 2.
exit. This crude gas stream λlI is divided at two cores into a recirculated gas portion of 2 g and a product gas portion of 30 g. The recirculated gas portion is led to the throat of the gas venturi 3.2. The caropressure ochindant 31/ is introduced from this venturi 3.2 at a rate suitable to create a region of reduced pressure at the throat of the venturi 3.2. This reduced pressure zone induces an inflow of recirculated gas fraction sg into the venturi, producing a mixture of recirculated gas fraction -g and force n pressure oxidant 3 da in a pressurized zone 36 downstream of venturi 3.2. .

粗製ガス2gと加圧オキシダント3グとの混合物は加圧
域3乙から燃焼域3gに流入する。この燃焼1或は、図
示する燃焼器ヶθ内に好捷しくは包含される。燃焼反応
によって発生した熱ガス/4tは、上述の如く、熱分解
容器7.2において燃料/θを流動化させるために使用
される。再循環ガス分2gおよび力[]Eオキシダント
3qの流量はλつのパラメータに応じて制御される。第
1に、再循環粗製ガスλgは、流動床を所望の温度に維
持するに充分な熱エネルギを提供2するために必要充分
な量でなければならない。再循環ガスループのすべての
配管とともに熱分解容器7.2は熱酌縁(42されるが
、流動床lA内で行なわれる熱分解は吸熱的であシ、連
続熱源を必要とする。熱流動化ガス/りの固有温度は、
使用する物゛6および燃料源に応じて特別な方法によっ
て決定される。
A mixture of 2 g of crude gas and 3 g of pressurized oxidant flows into combustion zone 3 g from pressurized zone 3 B. This combustion 1 or the illustrated combustor θ is preferably included. The hot gas/4t generated by the combustion reaction is used to fluidize the fuel/θ in the pyrolysis vessel 7.2, as described above. The flow rates of the recirculation gas fraction 2g and the force[]E oxidant 3q are controlled according to two parameters. First, the recycled crude gas λg must be in an amount necessary and sufficient to provide sufficient thermal energy 2 to maintain the fluidized bed at the desired temperature. The pyrolysis vessel 7.2, together with all piping of the recirculating gas loop, is connected to a thermal fluidizer (42), but the pyrolysis carried out in the fluidized bed IA is endothermic and requires a continuous heat source. The characteristic temperature of gas/li is
It is determined by a special method depending on the material used and the fuel source.

9gλ”c(/goo″F)+1近で作物する流動床の
ためには、熱流動化ガス/qの温度は好ましくは/θ9
3ないし/lAO”C(e−’、!000ないしλ30
0°F)である。このl高度範囲は、特殊または他の耐
火性加熱する(これによp熱分解生成物の収率が上昇す
る)に充分な熱エネルギを提供する。ガスおよびオキシ
ダント流率についての第一′の束縛は、熱流動化ガス/
夕が非酸化1生または還元性のものであるとの要求であ
る。流動床/A用の流動化ガスとして非酸化柑=ガスを
使用することにより、熱分解容器7.2内での酸化反応
の発生が阻止される。
For a fluidized bed that crops near 9gλ"c(/goo"F)+1, the temperature of the thermal fluidizing gas/q is preferably /θ9
3 to /lAO"C(e-', !000 to λ30
0°F). This altitude range provides sufficient thermal energy for special or other refractory heating (which increases the yield of p-pyrolysis products). The first constraint on gas and oxidant flow rates is the thermal fluidization gas/
The requirement is that the fuel be non-oxidizing or reducing. The use of non-oxidizing gas as fluidizing gas for fluidized bed/A prevents oxidation reactions from occurring within the pyrolysis vessel 7.2.

このような酸化反応は、熱分解の間に発生されるガスの
化学発〃(量を減少させ、流切床/6内において不活性
灰粒子を軟化、凝集させるものである。
Such oxidation reactions reduce the amount of chemical evolution of gases generated during pyrolysis and soften and agglomerate the inert ash particles in the cut bed/6.

熱流動化ガス/りは、カロ王オキシダントの流量を1凋
整して燃焼域を化学量論量条件下に維持することによっ
て、非酸化状、四に維持される。方法および燃料の特殊
な性質によって、正確な化学量論量(常に7.00以下
)が維持される。粗製ガス、21Iの分割は、図面では
ダンパ++によって調整されているが、この目的に好適
な他の公知の手段によっても行なわれる。
The thermal fluidizing gas/liquid is maintained in a non-oxidizing state by regulating the flow rate of the Calo oxidant to maintain the combustion zone under stoichiometric conditions. Due to the specific nature of the method and fuel, a precise stoichiometry (always below 7.00) is maintained. The division of the crude gas, 21I, is regulated in the drawing by a damper ++, but may also be effected by other known means suitable for this purpose.

再循環されない残りの粗製ガス30は凝縮器ケ乙に導か
れ、ここで、この粗製ガス30の/l!度はアルカリ凝
縮温度約393°C(/100°F)以下に低下される
。ガスの冷却の結果、生成ガス流30中lIZ内で集め
、ガス流から除去する。
The remaining crude gas 30 that is not recycled is led to a condenser where the crude gas 30/l! The temperature is reduced below the alkali condensation temperature of about 393°C (/100°F). As a result of the cooling of the gas, it is collected within the IIZ in the product gas stream 30 and removed from the gas stream.

次に、アルカリが除去されたガスSλは、最終粒状物除
去装置5乙に入る前にガスの温度を若干高める働きをす
るガス予熱器J47を任意に通される。温度が若干高め
られることにより、冷却ガスS2内になお存在する凝集
物は再蒸発され、したがって、粒仄物除去装置5乙内で
の閉塞の可能性が減少される。
The alkali-depleted gas Sλ is then optionally passed through a gas preheater J47 which serves to slightly increase the temperature of the gas before entering the final particulate removal unit 5B. Due to the slightly increased temperature, the agglomerates still present in the cooling gas S2 are re-evaporated and the possibility of blockage in the particulate removal device 5 is thus reduced.

最終粒状物除去は公知の多数のコレクタで行なわれるが
、図示したバグノ・ウス!i乙または静電沈殿システム
(図示せず)の如き乾燥除去システムが好適である。除
去された粒状物10はバグノ・ウスの下方で集められ、
廃棄またはエネルギ回収に送られる。このようにして清
浄かつアルカリを含まない生成ガスsgは、高温度ガス
タービンの燃焼器での使用および極めて清浄であるガス
を要求する他の応用面での使用に適するものとなってい
る。
Final particulate removal can be carried out in a number of known collectors, but the one shown in the diagram is the Bagnous! A dry removal system such as an electrostatic precipitation system (not shown) is suitable. The removed particulate matter 10 is collected below Bagno Us,
sent for disposal or energy recovery. The clean and alkali-free product gas sg is thus suitable for use in combustors of high-temperature gas turbines and other applications requiring extremely clean gases.

上記方法は完全結合サイクル発電プラントの一部をなす
にすぎないことは明らかである。したがって、現時点で
は、該プラントの全体および性質を簡単に述べることが
、本発明の方法の精神を充分に記載することにとって、
重要であると考える。
It is clear that the above method forms only part of a fully combined cycle power plant. Therefore, at this time, a brief description of the overall nature and nature of the plant is sufficient to adequately describe the spirit of the process of the invention.
consider it important.

さらに、上述の熱分解法ではイオウの除去については何
ら言及されておらず、事実、本発明の方法では考慮され
ていないことにも注目されねばならない。イオウ除去は
以下に述べる結合ザイクル発電プラントの残りの部位に
おいて行なわれる。
Furthermore, it must be noted that the above-mentioned pyrolysis method makes no mention of sulfur removal, and in fact is not considered in the method of the present invention. Sulfur removal occurs in the remaining parts of the combined cycle power plant described below.

上述の如く、本発明による熱分解法では、高温度ガスタ
ービンにおける燃料としての使用に適した清浄でかつア
ルカリを含捷ないガスが生成される。燃料10がイオウ
含有化合物を含有する場合には、清浄ガスsgは、多く
の場合、硫化水素(H2S)の形でイオウを含有する。
As mentioned above, the pyrolysis process of the present invention produces a clean, alkali-free gas suitable for use as a fuel in high temperature gas turbines. If the fuel 10 contains sulfur-containing compounds, the clean gas sg often contains sulfur in the form of hydrogen sulfide (H2S).

この硫化水素は、ガスタービン燃焼器(図示せずり内で
の燃焼の際so2’4たはSO3の如きイオウ酸化物と
なる。イオウ含有化合物も流動床/乙、凝縮アルカリお
よび炭化水素SOまたは粒状物60内に存在しうる。
This hydrogen sulfide becomes sulfur oxides such as SO2'4 or SO3 during combustion in a gas turbine combustor (not shown). may exist within the object 60.

すでに検討した如く、熱゛分解容器/2内に残る固定炭
素は除去され、高子スチームの生成のた2め流動床燃焼
器(図示せず)で燃焼される。このような流動床燃焼器
も凝縮工程q6からの凝縮アルカリ、タールまたはオイ
ルSO,流動床/6がらの排出物質62とともに、生成
ガス30かも集められた粒状物40を容易に許容できる
。これら流れを、石炭δ1たは他のカルシウム含有化合
物が存在する流動床燃焼器に導入することにより、これ
ら化合物内に残留する残留イオウを効果的に集め、廃棄
に適する形にされる。
As previously discussed, the fixed carbon remaining in the pyrolysis vessel/2 is removed and combusted in a fluidized bed combustor (not shown) for the production of polymeric steam. Such a fluidized bed combustor can also readily tolerate particulate matter 40 collected from the product gas 30 as well as the condensed alkali, tar or oil SO from the condensation step q6, and the fluidized bed/6 effluent 62. By introducing these streams into a fluidized bed combustor in which coal δ1 or other calcium-containing compounds are present, the residual sulfur remaining in these compounds is effectively collected and rendered into a form suitable for disposal.

イオウの清浄化についての他の問題はガスタービン廃棄
物中に存在するイオウ酸化物である。この排気流(代表
的な温度約g/l″CQ/300″F)、多事の遊離酸
素を含む)については、流動床燃焼器(図示せず)の流
動化ガスとして使用することが研究されている。このよ
うな特別な態様で使用する場合には、廃熱がガスタービ
ン排気流から流動床燃焼器およびスチーム発生機内で回
収されるだけでなく、ガスタービン排気流中に存在する
イオウが流動床燃焼器内のカルシウム含有化合物によっ
て吸収される。
Another problem with sulfur cleaning is sulfur oxides present in gas turbine waste. This exhaust stream (with a typical temperature of approximately g/l"CQ/300"F, often containing free oxygen) has been investigated for use as a fluidizing gas in a fluidized bed combustor (not shown). has been done. When used in this particular manner, not only is the waste heat recovered from the gas turbine exhaust stream in the fluidized bed combustor and steam generator, but also the sulfur present in the gas turbine exhaust stream is Absorbed by calcium-containing compounds in the body.

それ故、ガスタービン結合サイクル発電プラントからの
最終煙道ガスはイオウを含有しておらず、簡単な熱ガス
タービン廃熱回収ンステムについての通常の場合よりも
酸素含肴が低い。全体的には、−給燃料化学戦エネルギ
の一部のみを高温度ガスタービンを西過させることによ
って、全体プラント効率ロスの一部を回収できる効果が
ある。
The final flue gas from a gas turbine combined cycle power plant therefore contains no sulfur and has a lower oxygen content than is normally the case for simple thermal gas turbine waste heat recovery systems. Overall, by passing only a portion of the fueled chemical warfare energy through the high temperature gas turbine, a portion of the overall plant efficiency loss can be recovered.

王として不活性灰化合物およびカルシウムイオウ化合物
でなる流動床燃焼器からの排出物は、安全な埋立材料と
して適しており、また他の廃棄法にも適している。凝縮
物SO内に存在するタールおよび油は流動床燃焼器内そ
安全に消費さる。加圧オキシダント流31Iは必要に応
じて、酸素または空気のいずれであってもよい。
The effluent from the fluidized bed combustor, consisting primarily of inert ash compounds and calcium sulfur compounds, is suitable as a safe landfill material and also suitable for other disposal methods. The tars and oils present in the condensate SO are safely consumed in the fluidized bed combustor. Pressurized oxidant stream 31I can be either oxygen or air, as desired.

この完全熱分解−結合サイクル法は、最も好捷しくは、
加圧下で行なわれ、熱分解−燃焼−スチーム発生過程で
各種の成分のサイズを減少させる。
This complete pyrolysis-combined cycle method most preferably comprises:
It is carried out under pressure and reduces the size of various components through a pyrolysis-combustion-steam generation process.

熱分解ループは、好ましくは、ガスタービン燃焼器入口
子方よりもわずかに高い子方、乙ないし30気圧(、I
e体)付近、またはそれ以上で作動する。
The pyrolysis loop is preferably operated at a pressure of between 2 and 30 atmospheres (I), which is slightly higher than the gas turbine combustor inlet.
e body) or above.

流動°床燃・暁およびスチーム発生は、ガスタービン出
ロモ刀よりもわずかに低い田フハ /ないし5気Ff、
(綱体)で行なわれる。
The fluidized bed combustion and steam generation are slightly lower than that of the gas turbine.
It is carried out on (rope body).

このように、本発明による高温度熱分解法は、高温度ガ
スタービンでの使用に適するアルカリを含まない燃料ガ
スを生成するための有効かつ能率的な方法であることが
わかる。この方法は、流動床スチーム発生法または同等
の方法を利用する結合サイクル発電プラントと組合せて
作動する際にも採用される。
Thus, the high temperature pyrolysis process according to the present invention proves to be an effective and efficient method for producing alkali-free fuel gas suitable for use in high temperature gas turbines. This method is also employed when operating in conjunction with combined cycle power plants that utilize fluidized bed steam generation or equivalent methods.

以上本発明をその具体例について詳述したが、本発明は
この特定の実施例に限定されるものではなく、本発明の
精神を逸脱しないで幾多の変化変形がなし得ることはも
ちろんである。
Although the present invention has been described above in detail with reference to specific examples, the present invention is not limited to these specific examples, and it goes without saying that many changes and modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の方法の概略説明図である。 /コ・・熱分解容器、/グ・・流動化ガス、/乙流動床
、2’l・・粗製ガス、ユg・・再循環ガス、3.2・
・ベンチュリ、3夕・・加圧オキシダント、lIQ・・
燃焼器、グク・・ダンパ、グ乙・・凝縮器、j−+・・
予熱器、5A・・最終粒状物除去装置。
The drawing is a schematic illustration of the method of the invention. /Co...pyrolysis vessel, /G...fluidized gas, /O fluidized bed, 2'l...crude gas, Yug...recirculation gas, 3.2.
・Venturi, 3 days... Pressurized oxidant, lIQ...
Combustor, damper, condenser, j-+...
Preheater, 5A...Final particulate removal device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] アルカリ含有固体または液体燃料から清浄でかつアルカ
リを含まない燃料ガスを生成する方法において、前記燃
料を高温度還元ガスと混合することにより温度593な
いし9g2°C(/100ないし7gOθ’F )に加
熱して熱分解させ、熱分解により生成した揮発分を・曖
元ガスとともに粗製ガスとして取出し、この粗製ガスを
再循環分および生成ガス分に分け、前記粗製ガスの再循
環分を化学量論肝条件下で部分的に燃゛暁させて匂配熱
分解の際前記燃料を加熱するだめの前記高温度還元ガス
を生成し、−刀、@記粗製ガスの生成ガス分をアルカリ
凝縮温度以下に冷却し、賽縮したアルカリを冷却した生
成ガス分から除去し、生成ガス分中に残留する非気f水
成分およびつづいてに1 縮アルカリを除去し、これに
より前記清浄でかつアリ力すを含まない燃料ガスとする
ことを特徴とする、清浄でかつアルカリを含有しない燃
料ガスの製法。
A method for producing clean and alkali-free fuel gas from an alkali-containing solid or liquid fuel, the fuel being heated to a temperature of 593 to 9 g2°C (/100 to 7 gOθ'F ) by mixing with a high temperature reducing gas. The volatile matter produced by the pyrolysis is extracted as a crude gas along with the raw gas, and this crude gas is divided into a recirculation portion and a product gas portion, and the recirculation portion of the crude gas is divided into a stoichiometric ratio. The high-temperature reducing gas used to heat the fuel during aromatic pyrolysis is partially combusted under the following conditions, and the produced gas content of the crude gas is brought below the alkali condensation temperature. The cooled and condensed alkali is removed from the cooled product gas, and the remaining non-air water components and condensed alkali are removed from the product gas, thereby removing the clean and condensed alkali. A method for producing a fuel gas that is clean and does not contain alkali.
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