JPS60142005A - 蒸気発生及びガス化用装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は蒸気発生装置に関し、特に該蒸気発生装置と一
体に配置されるガス化用装置によって発生させられるほ
ぼイオウな含まない比較的発熱（都の低い生成ガスを燃
焼させる装置直に関する。

（従来技術） 環境保設庁及び楓々の（（家機＋４は化石燃料を使用す
る発電所に対し最大許容イオウ酸化物排出レベルを規定
した実ｂｍ基孕を制定した。これらの基鴎に応じて、ス
タックからのガスの浄化設蛯が設計されて来ておりこの
設備は大気に１１１子放する前に蒸気発生器流通ガスか
らのイオウ酸化物を除去しまたは洗浄するようになって
いる。イ１ｉ−＝ｌイオウｆ反化、吻濃度の多蹴のガス
が蒸気発生イａの出口に集中するのでスタックガス浄化
設置１１Ｊは大型で高価なものに７する。スタックガス
な処理することによりイオウ酸化物の排出量を副イ１す
る代りに蒸気発生器での燃焼に先だって熱料からイオウ
を除去することが好ましい。というのはこの段階では処
理すべきガスの体１責が１．ｆＫめて小さいからである
。この目的のために、ガス化工程が改良されておりこの
工程は石灰岩流子の流動化ｊνりにおいて燃料、例えば
粒子状石炭あるいは！Ｉｉ質油の部分燃焼を伴う。脱疏
は石灰岩粒子との反応を介して行なわれ、ｐＪ　１１％
性オフガスが生じこのオフがスは市販のガスバーナーを
有する蒸スも発生４（Ｊに導入されて燃焼される。

しかし、これらの装置では粒子状石炭の場合にはサイク
ロン分：Ａ＃　’Ｊ−’−置忙沿って高１．福ガスダク
トを設けてガス化・箋１直からの生成ガスを蒸気発生器
に通さなければならない。しかしこの装・ａは高副であ
り、加えてサイクロン分、盟装置の効率が不十分である
ため石炭粒子が炉内に入り、これによってかなりのカー
ボンの付着が生じる。それ故、ガス化用Ａ　＋ａはその
カーボン粒子させるように設計しなければならず、この
結果装置の効率の低下を余儀なくさせられるものであっ
た。

（本発明の目的） 従って、本発明の目的は蒸気発生装：改内での燃焼の前
にイオウが燃料から除去されるような蒸気発生装置を提
供することである。

さらに本発明のｒ：ｉｎ’Ｊは蒸気発生装置ｌＫ通され
るほぼイオウを詮まない生成ガスを発生する化学的に活
性のある流動化層が設けられる上述の形式の装置を提供
することである。

さらに本発明の目的はイオーをＪまないガ゛スがガス化
用’Ａ　Ｉｆｔで発生しダクトあるいはザイクロン分雛
装置没を用いない蒸気発生装置に＋！σされる１、述の
杉弐の装置を提供することである。

さらに本発明の目的は、ガス化用装；なにおけるイオウ
の除去を伴う燃焼と、炉内でのカーボン粒子を伴うガス
のシ然跣との、２設ジ然洸が水成される上述の形式の装
置を提供することである台。

さらに本発明の目的はガス化用装敢がル；：気発生装ば
と一体に杉戒され蒸気発生器１１テと同僅な方法で支持
される上述の形式の装置を提供することである。

さらに本発明の目的は、伴１数のガス化用装置がメパ気
発生装置の炉部分の垂直壁の１つの側に設けられている
上述の形式の装置を提供することである。

（本発明の）、ｑ成） これらの目的を達成するために、本発明の装置沈は並直
な炉、７１Ｓ分を含む蒸気発生装置を備えている。

複数のガス化用装置はそれぞれ隣接する壁の１つをＩ＋
ｉｉｆえており、各々の壁は層に導入される燃料の燃焼
の結果発生するイオウの吸着剤のｊ’＋４ｔを支持する
。β気は吸／音剤のノ１ｊを介して通され該吸着剤を流
動化させこの結果、７・然料が燃・暁する際はぼイオウ
を含まない生成Ｊｆスが発生する。ガス化用装置翫は炉
部分の内部と連、山しておぬ、この結果、ガス化用装置
からの生成ガスは炉部分に通されて燃焼する。

（実施例の説明） 上述の説明及び本発明のさらに他の目的、特徴、利点は
、以下の図面を伴う本発明の好ましい実施例の詳細な説
明を参照することにより完全に理解することができると
確信する。

特に第７図を参照すれば、本発明に使用される蒸気発生
装置１０は下部炉部分１２、中間部炉部分１４及び上部
炉部分１６を備えている。炉部分１２．１４．１６を形
成する境界壁は前部壁１８、後部９２０、及びその前部
壁と後部壁との間に延びる２つの側壁を備えており、そ
の仙１壁の１つを参照番号２１で示す。

便宜上概略的に示すがｇＨｓ、２ｏ’７び２２は直径方
向反対側ｊから外方に延びる連続したフィンを有する複
数の管から形成されており、隣接する管のフィンは任混
の公知の方法、例えば溶接によってガス密助構造を形成
しているということを理解されたい。

前部壁１８と後部壁２０の下部は、それぞれ参照番号１
８ａ及び２０ａで示ずように中間部炉部分１４から内方
に傾斜しており、これによって下部炉部分１２はホッパ
の形状を成している。

一体に形成されたりつのガス化用装置２２゜２４１２６
及び２８は発生装置１００側部に前部壁１８と隣接して
位置している。ガス化用装隘２２　ｉ　２４　ｔ　２６
及び２８は垂直壁部分３０゜３２．３４及び３６をそれ
ぞれ備えており、これらの垂直壁部分は前部壁１８に対
して平行に隔イハ′した関係で延びてチャンバ３８を形
成している。

そしてこのチャンバ３８は前部壁の下部に沿って形成さ
れた耐火性の枠数の整列穴４０に連通している。検数の
ノズル４２は前部壁１８と壁部分３０及び３２との間に
延びる蒸気発生装置ウィンドボックス支持構造４４によ
って支持されており、各ノズルの噴出端は対応する開口
４０の中に延びている。

予熱器４６は外部供給源から空気を受け入れるダクト４
８熱交換関係を有しているとともに予熱空気をガス化用
装［２２，２４，２６及び２８を包囲するウィンドボッ
クス５０に給送する。これらのガス化用装置は垂直方向
に隔置しており、これによってウィンドがツクス５ｏか
らの予熱空気は後述するようにガス化用装ｇ／の床を形
成する格子を介して各ガス化装イ６の中に入る。−組の
ダンパ５１がダクト４８内に設けられており、実線矢印
で示すようにこのダクト、ウィンドボックス５０を介し
てガス化用Ｒ７１ｉ２２．２４　＋　２６及び２８に入
る空気流れを制御するようになっている。

ガス化用装ｙ２２，２４．２６及び２８の栴成及び操作
の詳細は後述する。

ダクト５２はダクト４８から分岐してダクト４８からの
空気の一部を前部壁１８の開口４ｏの中に及びそれを通
過するように方向Ｕし得るような方法で蒸気発生装置ウ
ィンドボックス支持構造４４に接続されている。

／＃ｌのダンパ５３がダクト５２の中に設けられており
、そのダクトを通過する空気流え制御するようになって
いる。

熱回収領域５４は、その領域とガス流れ連通する上部炉
部分１６に隣接して設けられており、前掌部分５６と対
流部分５８とを備えている。

対流部分５８は前部壁６０、後部壁６２及びａつの（１
１１１Ｉ壁６４を備えており、その側壁の７つは第１図
に示されている。後部壁６２、側壁６４及び前部壁６０
の下部部分はすべて、炉部分と同様な方法でフィン付の
相互に連結され垂面に延びる複数の管からセＣ←成され
ているとともに、スクリーン開口が壁６０の上部部分に
設けられており、そのスクリーン開口は前室部分５６と
対流部分５８との連通を許容するようになっていること
を埋餉されたい。

また、複数のフィン付の相互に連結された管によって形
成された仕切り壁６６が対流部分５８の中に設けられて
おり、その対流部分５８を前部ガス通路６８と後部ガス
通路７０とに分割している。

エコノマイザ７２が後部ガス通路７０の下部に配設され
ており、７次過熱器７４がそのエコノマイザ７２のすぐ
上方に配設されている。そして、−組の再熱管が前部ガ
ス通路６８が設けられている。

プラテン過熱器７８上部炉部分１６内に設けられており
、そのプラテン過熱器７８と直接流体連通する前室部分
５６の中には最終過熱器７９が設げられている。

複数の分割壁（その７つが参照番号８０で示されている
。）が上部炉部分１６の中に延びており、各様は相互に
連結された複数の管によって形成されている。各分割壁
８０は図示のように後部壁２０の管部分を貝通し、上方
に延びて上部炉部分１６の内部に達している。

ルーフ８２は蒸気発生装置１０の上部に配設されており
、前述の方法で接続されたフィンを有し蒸気発生器１０
を水平に横切って延びる複数の管から構成されている。

ルーフ８２は複数の支持部月８４によって上部支持構造
（図示せず）にｍ部で支持されており、図示のように蒸
気発生装置ｌＯとガス化用装置２２，２４．２６及び２
Ｂを含む全体の構造の下方への熱膨張を許容するように
なっている。

ガス化用装置２２は第２図及び第３図に詳細に示されて
おり、その他のガス化用装置２４　、２６及び２８はす
べて同一の方法で構成配置されて℃・ることを理解され
たい。ガス化用装置２２はガス化部分８６と、壁３０に
対して隔置した平行関係で延びる垂直壁９０によって分
割された再生部分８８を備えている。格子９４はガス化
用装置２２０床を形成しており、ウィン、ドボックス５
０かもの空気を収容しその空気をガス化部分８６及び再
生部分８８に導入する複数の１字形状空気分配／？イブ
組立体９６を収容するようになっている。第３図に詳細
に示すように、各バイア″組立体９６は格子９４の開口
を通って延びる垂直パイプ９６ａとその垂直パイプと整
合して接続された水平・ぐイブ９６ｂを備えている。

粒子石炭供給装置９８（第１図）は各ガス化用装（ｆ２
２，２４．２６及び２８の前部垂直壁に支持されており
、各ガス化装置の流動層の上に連続的に粒子石炭を投入
するようになっている。また、複数の石油分配パイプ組
立体（図示せず）を力゛ス化部分８６の下方の格子９４
の他の開口を介して延設することができ、この場合、各
組立体はガス化用装置への石油の供給のに接続される。

供給装置１００がガス化用装置２２の側壁を介して延び
ており、例えば石灰石のような吸着剤をガス化部分８６
に供給するようになっている。

分割壁１０２がガス化部分８６に前浴されており、ガス
化部分８６をチャンバ８６ａと８６ｂとに分割している
（第３図）。その分割壁１０２は仕切り９０　（第、２
図）からその反対側の壁から隔置した頓域まで延びてお
り、チャンバ８６ａと８６ｂを連通する通路８６Ｃ（第
２図）を形成している。

入口スロット１０６と出口スロット１０８が仕切り壁９
０に形成されており、入口スロット１０６はガス化チャ
ンバ８６ａを再生部分８８に連通させ、出ロスロツ）１
０８はガス化チャンバ８６ｂを再生部分８８に連通させ
ている。

この構成の結果、石灰石と燃料との混合物はガス化チャ
ンバ８６ｂから、通路８６　ｃを回って、ガス化チャン
バ８６ａ及びスロット１０６を介し再生部分８８の中に
連続的に流れ込み、そしてその再生部分８８かもスロッ
ト１０８を介してガス化チャンバ８６ｂの中に流れ込ん
で循環する。

排出用マニホールド１１０は再生部分８８の上部に連通
しており、再生部分で発生したイオウガスを外部イオウ
回収装置（図示せず）に排出する。

この目的のために各ガス化装置２２，２４．２５及び２
８からのマニホールド１１０は第１図に想像糾で示すよ
うに連結されており：イオウガスの単一の供給源を構成
する。

ガス化用ｈ　ＩＥ’、　２４　＋　２６及び２８はガス
化用装置２２と同一の方法で構成され操作されるので、
それらについては詳述しない。このような関係で、ガス
化用装ｆ＆２２，２４．２６及び２８を形成する水平及
び垂直壁部分は上述の他の壁の場合と同様に水冷される
、すなわち上記の水平及び手直壁部分は複数の相互に接
続されたフィン付水管によって形成されるということに
注目されたい。

操作において、ガス化用装＠″２２，２４．２６及び２
８のガス化部分８６の各流動層の温度は、それらの屑に
入る燃料を制御することによって所定の昇温値（例えば
／乙θ０°Ｆ（約ｇ７７℃））に維持される。ウィンド
ボックス５０からの空気は予熱器４６及びダクト４８を
経由し、はぼ化学（３４論的な比率で空気分配）やイノ
絹立体を介して各ガス化用装置のガス化部分に溝入され
燃焼及び発熱弾・を制限する。

約２Ｓ％から３０％の化学量論的な空気を伴なう力゛ス
化部分８６に入る燃料の部分燃焼により十分な熱が供給
され、こねによって燃料が部分的に燃焼する。石油が使
用される場合には、この熱によって残りの石油は蒸発し
分解される。この部分燃焼により硫化水素が形成され、
この値化水素は石灰石の流動層と反応して硫化カルシウ
ムと水蒸気を生成する。この工程のガス化生成物はほぼ
イオウを含まずしかもバナジウムを含まない燃料ガスで
あり、ガス化部分８６に上昇して第１図の破線の矢印で
示すように隣り合５１１ｔ）　３０　ｙ　３２　ｐ３４
及び３６の間に形成される空間を経由してガス化部分か
ら出る。そのガスは、次にチャンバ３８に入りノズル４
２を通過する。ダクト５２からの２次空気は開口４０に
入り通常の方法でガスを中間部炉部分１−４内で完全燃
焼させる。ガス化部分８６のイオウ保持能力はＭｉ　ｒ
ｉ！塩化した石灰石を連続的に除去し供給装置１００を
遡してイオウを含まない石灰石を含む材料を補充するこ
とにより維持される。消費した燃料粒子を伴５ｍ酸塩化
した石灰石はドレンパイプ等（図示せず）の通常の方法
で各ガス化用装置２２　、２４．２６及び２８から排出
される。

ウィンドボックス５０がらの空気はまたパイプ紹立体９
６を介して再生部分に導入され、ガス化部分８６で形成
されるイ流化カルシウムは上述のように再生部分８８を
介して循環し、硫化カルシウムは高濃度の、２酸化イオ
ウな含むオフガスを生成しなから酔′化カルシウムに変
化する。硫化カルシウムが好ましくは約／９００°Ｆ　
（／　０３　ｇ　’Ｃ）で酸素リッチの角化部分９９に
移送されると、以下の反応が起こる。

ＣａＳＯ４＋　ＣａＳ　＋　０２→２ＣａＯ＋　２ｓ０
２上述の反応で生成した。２酸化イオウは各排出多岐管
１１０を通してガス化用装’２７２２１２４　＃２６及
び２８の再生部分８８から出て、上記のように化合し元
素イオウの形で外部装置１６″によりガス流れから回収
される。一方、酸化カルシウムはイオウ吸着剤として再
使用するためにガス化部分８６に戻される。

再び第７図を参照すれば、ガス化用装置２２゜２４．２
６及び２８からのイオウを含まないガスの中ｍｊ部炉部
分１４での燃焼の結果として生成する燃焼ガスは上昇し
て上部炉部分１６に送られ前部ガス通路６８と、後部ガ
ス通路７ｏかも出る前に熱回収値域５４を通：ｉμする
。結果として、高温ガスは予熱器７６及びエコノマイザ
−７２だけでなくプラテン過熱器７８最終過熱器７９を
通過し、これらの循環路を介してワｊＬれる流体を加熱
する。

次に、高温ガスは空気予熱器４６を通過しダクト４８に
入る空気を予熱する。

図面には明確に示されていないが、適当な入口及び出口
ヘッダ、下降管及び導管が設けられおり、これによって
ルーフだけでなく、各々の上述の壁と熱交換器の管を流
体連通させ、流入する水を蒸りまで加熱する循環路を構
成する。この目的のために、外部供給源からの給水は、
ガス化用装＃１２２．２４．２６及び２８の壁から該樟
を介して分割９８０に行く前にエコノマイザ７２を通過
し水温が上列する。その加熱された水はガス化用装置の
壁から炉壁１８，２０及び２１の下部に設けられた入口
ヘッダ（図示せず）に導かれる、すべての水は壁１８．
２０及び２１を辿って連動１して上方に流れ、蒸気発生
器１０の上部に設けられた適当なヘッダに収集される前
に、臨界点に満たない場合にはさらに温度上昇し、臨界
点を越えた場合には少くとも水の一部は蒸気に変化する
。次に、流体は適当な下降管を通って下降し、熱回収領
域を通過させられその後ルーフに集められてこれを通運
する。ルーフ８２からの流体は適当な収集ヘッダ等を経
由して分Ｋｔ装置（図示せず）に梼かれる。この分離装
置は、始動時に、流体の蒸気部分をその液体部分から分
離する。液体部分は分離装置からドレイン多岐管及びさ
らに処理を行う熱回収循環路（図示せず）に導かれ、分
踊装置内の流体の蒸気部分は直接／次鍋熱器７４に導か
れる。

この過熱器７４からの９１１体はスプレーした状態で保
温されその後プラテン過熱器７８及び革終過熱器７９に
導かれ、その後乾燥蒸気の状態でタービン等に通される
。始動後においては、分店（（装置は単に移送ヘングー
として“作用する。

本発明の構成は通常の方法で蒸シトラムを使用する自然
循環装置に対しても同様に適用し得ることを理解された
い。

以上から、イオウを含まない生成物が生成されこの生成
物は蒸気発生装置に直接導入される。この場合高温ガス
用のダクト前貸やサイクロン分離装置は必要とならない
。また、炉はガス化用装置から出るガスに同伴される一
定」汁のカーボン固体粒子を受け入れ燃焼させるように
設計することができ、これによって、ガス化用装値内で
このカーボンを燃焼させる必要がなくなる。

上述の開示内容には修正、変更、代用の自由が意図され
ているとともに、ある例においては、本発明のある一定
の特許が他の特許を使用するこ、となく用いられる。従
って、特許請求の範囲は広（、ある意味では本発明の精
神に従って理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の蒸気発生及びガス化装置の概略断面図
、第２図は、第１図の装置の一部を描いた拡大断面図、
第３図は第２図のライン３−３で切断した断面図である
。 勾号の説明 １０・・・・・・蒸気発生装置、１２・・・・・・下部
炉部分、１４・・・・・・中間部炉部分、１６・・・・
・・上部炉部分、１８・・・・・・前部壁、２２，２４
，２６．２８・・・・・・ガス化用装置、５０・・・・
・・ウィンドボックス、５２・・・・・・ダクト、５３
・・・・・・ダンノぐ、７２・・・・・・エコノマイザ
、７８・・・・・・プラテン過熱器、７９・・・・・・
最終過熱器、　８８・・・・・・ゼう生部分電９６・・
・・・・パイプ糸目立体０ 第２図 ′：１５３医 ２ 手続補正に（方式） ％式％ ］、小イ′Ｉの表示　昭和５８年９．！Ｊハ′１願第２
５２２３５号？発明の名称　蒸気発生及びガス化用装置
３補正をする者 ４１件との関係　出１）ｊｉｉ人 ４代理人 ５捕正命令の日イ”Ｉ’　１ＩｆＪ和５９年３月２７０
６袖正の対象　全図面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）１１．つの垂直壁によって形成された炉部分と前
   記少くとも１つの壁に形成されたＷ＆の開口とをｖｉｉ
   ７えた蒸気発生甚１θと、各々の内部が前記開口に連通
   ずるように前記一つの壁に瞬接して延び前記開口を取り
   囲む複数のガス化用装置と、各ガス化用装置に燃料を導
   入する手段と、各ガス化装置において前記燃料のガス化
   によって発生するイオウの吸着剤のｊ２；を支持する手
   段と、１亥１吸漸剤の層に空気を流通させて前記吸着剤
   を流動化させて燃料のガス化の除はぼイオウを含まない
   生成物を発生させこの生成物をガス化用装置から前記開
   口を介して前記炉部分に４人し力スと未反応カーボンの
   絵焼が起こさせる手段とをむ４えたことをζ「ず徴とす
   る蒸気発生及びガス化用装置。 （２）　各ガス化用装置がイオウガスを発生する前記イ
   オウ含有吸着剤を生成するための手段を含むことを特徴
   とする前記第１項記載の装置。 （３）　前記燃料が前記流動層に導入される石炭である
   ことを特徴とする前記第１項記載の装置。 （４）前記燃料が前記流動層に噴射される石油燃料であ
   ることを特徴とする前記第１Ｊｉ、ｉ記載の装置。 （５）　前記ガス化用装置が前記炉部分の１つの壁から
   隔置しておりガス化用′ｆ装置からのガスを収容しその
   ガスを前記開口に方回付するガスチャンバを形成するこ
   と乞１寺徴とする前記第１項記載の装置！：　０ （（３）　ｉ＞ｉＪ記ガス化用装置１なからのガスを収
   ′ｄし該ガスを前記炉部分に導入するようになっており
   前記ガスチャンバから前記開口に延びる復、攻のノズル
   をさらにυ１ａえたことを特徴とする前記第３項に記載
   の装置。 （７）　ｆＪ記ガス化用装置を取囲むウィンドボックス
   をさらに伍ａえていることを２１’ｆ　ｃ＆とするｆｊ
   ！Ｊ記し１シ／仙記載の装装置。 （８）　さらに至気源と前記空気を前記ウィンドボック
   スに辿過さぜるタ゛クト手段を０１ｕえていることを特
   徴とする前記第７項記載の装置。 （９）　前記空撮が前記ウィンド？ツクスに通じる前に
   前記炉部分からの燃焼ガスが該空気と熱交換１：Ｂ係を
   有して通過するようにするための手段をさらにυ；ｄえ
   たことを特徴とする別記第３２項記載の装置。 （１０）　前記炉部分の垂直壁と前記ガス化用装はの壁
   が水を収容し１亥水を蒸気に加熱する投数の管によって
   形成されていることを特徴とする前記第１項記載の装置
   。 αＤ　前記ガス化用装置が吸着剤再生装置とそれぞれ一
   体に形成されていることを特徴とする前記第１項記載の
   装置。 圓　１５ｉＪ記ガス化用装；ａと蒸気発生装置とを頂部
   で支持し下方へのａ＋膨張を許容する手段をさらに１ｉ
   ｉｉ７えたことを特徴とする前記第１項記載の装置。