JPS61155606A - 紛塵状不純物を含有する部分酸化ガスの冷却方法 - Google Patents

紛塵状不純物を含有する部分酸化ガスの冷却方法

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JPS61155606A
JPS61155606A JP60282168A JP28216885A JPS61155606A JP S61155606 A JPS61155606 A JP S61155606A JP 60282168 A JP60282168 A JP 60282168A JP 28216885 A JP28216885 A JP 28216885A JP S61155606 A JPS61155606 A JP S61155606A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分骨 本発明は、燃料をスラグ融点より上の温度でつまたは若
干の後接された装置中で除塵される、粉塵状不純物含有
部分酸化ガスを冷却する方法に関し、その際冷却され、
除塵されたガスは相応する脱硫後、ガス・蒸気タービン
組合せ発電所の燃焼室中で燃焼される。
従来の技術 上記種類の方法では、ガス化器から出る熱い部分酸化粗
ガスを、廃熱蒸気発生冷却装置中で間接的に冷却するこ
とは公知であり、その際生じる蒸気は全部または部分的
に、場合により相応に過熱した後、ガス・蒸気タービン
組合せ発電所の蒸気タービンに供給される。これに反し
て、部分酸化粗ガスは相応に除塵かつ脱硫した後、約６
００〜７００℃の温度でガスタービンの燃焼室中へ導入
される。さらに、この方法では、粗ガス流中に連行され
る連座の焼結付着による廃熱ボイラの故障を、この煙塵
粒子を廃熱ボイラに入る前Ｋ、ガス化器から出る粗ガス
を相応に冷却することにより凝固させることによって阻
止することも公知である。急冷とも呼ばれるこのガス冷
却は、たとえば粗ガスを冷水で散水することＫよって行
なうことができる。
西ドイツ国特許第２４２９９９３号明細書中には既に、
このガス冷却を既に冷却されたガスの分流を用いて実施
し、該分流はこの目的のために返送され、かつガス化器
からの出口と廃熱ボイラ中への入口との間で原ガス流中
へ吹込まれる。
しかし、双方の方法は欠点を有する。水で急冷する際必
然的に廃水生成伍が増加し、これを次第に厳しくなる環
境保護基準圧おいて相応する後処理を必要とする。戻し
ガスで急冷する場合には、常に１ガス化器と戻しガス取
出し個所との間で生成した粗ガス流の全エンタルぎを廃
熱メイラ中での間接的冷却により排屈することが必要と
なる。従って、廃熱ボイラの熱交換面の相応する寸法法
めが必要である。
しかし、かかる廃熱ボイラの製作および運転は、−面で
は高温耐性および耐蝕性材料からなる大きい熱交換面が
必要となり、その際熱交換面に対する要件は廃熱ボイラ
の出口におけるガス温度が減少するＫつれて増加す箋Ｘ
へ机＼過比例的に増加する。他面において、廃熱ボイラ
の運転は、熱交換面が粗ガス不純物による連続的汚染を
受け、従って間隔を置いてカーボン送風機ないしは音響
装置により清掃しなければならないため高価となる。２
つの清掃サイクルの間の運転時間中、廃熱ボイラの蒸気
効率はボイラの汚染増加につれて悪化する。
さらに、発生した部分酸化ガスは後接されたガス・蒸気
タービン組合せ発電所において引続き処理されるので、
現在の技術水準によれば蒸気タービンプロセスは普通、
ガスタービンプロセスよりも悪い効率を有することを考
慮しなければならない。これに対処するために、部分酸
化ガスの冷却の際に生じる廃熱蒸気を高い圧力で過熱す
る必要性が生じ、これが廃熱ボイラを高価にするのに寄
与する。
発明が解決しようとする問題点 従って、本発明の課題は、冒頭に記載した種類の方法を
、水および／または戻しガスで急冷する際に起きる欠点
が回避されるように改良することである。さらに、本発
明方法によれば冷却フロセスは、ガスタービンプロセス
に供給すれるエネルギー流が十分に最大になり、同時に
蒸気タービンプロセスに供給されるエネルギー流が相応
に減少するように改良さるべきである。
これにより一面ではガス・蒸気タービン組合せプロセス
の全効率が改良され、他面ではガス冷却に必要な廃熱ボ
イラ装置が相応に小型化かつ簡単化さるべきである。
問題点を解決するための手段 これら課題の解決に役立つ、冒頭に記載した種類の方法
は、特許請求の範囲第１項によれば、ガス化器から出る
粗ガスを、冷却装置に入る前に窒素の吹込みにより９０
０〜１１００℃の温度にまで冷却し、その際生じる窒素
含有ガス混合物の温度を、記載した温度範囲内で、該温
度がガス中に含まれている煙塵粒子の軟化温度より下で
あるように調節し、添加される窒素はガス混合物中にと
どめ、その他のガス成分と一緒にガスタービンの燃焼室
中へ導入することを特徴とする。
つまり、本発明方法では、ガス化器から出る粗ガスの急
冷は水または冷却された戻し部分酸化ガスではなく、窒
素で実施される。この場合、使用される燃料のガス化に
は一般にいずれにせよ酸素が必要であり、該酸素はがス
化器に所属された空気分離装置中で製造しなければなら
ないことを考慮すべきである。しかし、空気分離の場合
には必然的に窒素が生じ、この場合生成する窒素の量は
ガス化器に供給される酸素の純度により酸素量の６．２
９倍にまで達する。この生じる窒素は、有意義にガス急
冷のために利用される。この場合、部分酸化ガス釦添加
される窒素はガス中にとどまり、これと−緒罠残余のガ
ス処理装置を通過した後、ガスタービンの燃焼室中へ導
入され、ここで該窒素は自体公知の方法で燃焼温度なら
びに生成した煙道ガス中のＮＯＸ含量の低下を惹起する
。この場合、生成した部分酸化ガスに対するこの窒素添
加により後接された処理装置中でのガス混合流が相応に
増大するのは容易に甘受することができる。
さらに、本発明方法の有利な実１ｉｌＩ！態様によれば
、窒素含有ガス混合物を冷却装置中で９００〜５００℃
の温度にまで間接的圧冷却するにすぎず、これに引続き
さらに窒素の添加により爾後のガス処理に必要な５００
〜１５０’Ｃの温度にもたらすことが規定されている。
この際個々の場合にどんな温度が調節されるかは、第一
に後絞するガス脱硫の温度レベルによる。
この作業法により、廃熱ボイラ中での間接的ガス冷却の
割合はさらに減少するが、同時に窒素添加による直接的
ガス冷却の割合はさらに増大する。これにより、廃熱ボ
イラの設備費および運転費は相応にさらに低下し、その
運転は熱い粗ガスと廃熱ボイラの冷却装置との間の最高
温度差の領域に制限される。さらに、これにより発電の
プロセスにおける蒸気タービンの関与分はガスタービン
の関与分のために小さくなり、それとともに発電の全効
率が改良される。
本発明方法の詳細は、以下添付図面に示した系統図を用
い１実施例につきさらに説明する。
この系統図には、方法の説明に無条件に必要な装置のみ
が示されており、たとえばポンプ、圧縮機、弁等のよう
なすべての付随装置は示されていない。さらに、系統図
には、前接されたガス化装置ならびに後接されたガス・
蒸気タービン発電所の細部は詳細九記載しない。その理
由はこれらの工程は本発明の対象ではないからである。
しかし、これらの工程ならびに不発明方実施例 系統図に示された方法では、使用された燃料（と＜ＫＭ
ｉ粒状ないしダスト状石炭である）は導管２によりガス
化器１中へ導入される。該ガス化器はとくに、高めた圧
力において運転することのできるフリュー・ストリーム
ガス化器（Ｆ’ｌｕｇｓｔｒｏｍｖｅｒｚＦ％ｓＡｒ　
）である。ガス化器１には空気分離装置３（低温装置〕
が所属されていて、これに導管４により必要な空気が供
給される。空気の低温分離忙より生成した酸素は、導管
５によりガス化器１中へ導入され、この中で送入された
石炭のガス化Ｃ部分酸化）が１４００〜１６００℃の温
度、つまりスラグの融点より上の温度で行なわれる。生
成した部分酸化粗ガスは、この場合には約１３００℃の
温度および約６０バールの圧力で導管６によりガス化器
１から出る。第１急冷装置γ中で、熱いガスに、はぼ環
境温度を有する窒素が添加され、該窒素は空気分離装置
３から発し、導管８によりガス急冷装置７甲へ導入され
る。この場合粉塵不含のガス状窒素は問題なしに必要な
作業圧に圧縮される。窒素添加によって高温のガスは約
１０［１０℃の温度にまで冷却される。この温度はガス
中に含有されている煙塵粒子の軟化温度より下である。
相応に冷却されたガスは、次いで添加された窒素と一緒
をて、冷却装置として働く廃熱ボイラ９に入り、この中
で間接的冷却によって約７００〜８００℃の温度にまで
もたらされる。この場合、蛇’ｉｉｏは廃熱ボイラ９の
熱伝達面を象徴的に表わす。廃熱ボイラ９はとくにいわ
ゆる輻射型ボイラであってもよい。廃熱ボイラ９から出
るガス・窒素混合物は、加熱サイクロン１１の通過後、
粗ガス・純ガス熱交換器１２に入る際になお、脱硫装［
１３からの純ガスを燃焼室１４に適当かつ最適な入口温
度に予熱するのに十分な温度を有する程度に冷却しなけ
ればならない。従って、導管１５からのガス・窒素混合
物は差当り第２急冷装置１６中へ導入され、該装置には
導管１７により、空気分離装置４中で生成した、はぼ環
境温度を有する窒素の別の分流が供給される。
該ガス・窒素混合物は導’１１８によりガス急冷装置１
６から出、加熱サイクロン１１に入り、この甲でガス・
窒素混合物の粗除塵が行なわれる。場合により、第２ガ
ス急冷装置１６が加熱サイクロン１１の後方で粗ガス・
純ガス熱交換器１２の前方に配置されていてもよい。加
熱サイクロン１１から出るガス・窒素混合物は、導管１
９により精密除塵装置２０中へ導入される。
この場合、導管１９中に粗ガス・純ガス熱交換器１２が
設けられていて、この中で導管１９中のガス・窒素混合
物は脱硫装置１３から来る純ガスとの間接的熱交換で約
５００℃から約２００℃にまで冷却される。ガス・窒素
混合物の精密除塵２０は、自体公知の方法で洗浄器ま。
たは砕解機を用いて行なわれる。４絖き、除塵されたガ
ス・窒素混合物は導管２１により脱硫装置１３に入り、
この中で吸着／脱着法を用いガス状の硫黄化合物が自体
公知の方法でガス・窒素混合物から除去される。この場
合、ガス・窒素混合物の窒素含分は、後絞する脱硫に対
して不利な影響を有しない。浄化されたガス・窒素混合
物はいわゆる純ガスとして導管２２により燃焼室１４中
へ導入される。燃焼室に入る前に、粗ガス・純ガス熱交
換器１２中で約３００〜６００℃の温度にまで純ガスの
再加熱が行なわれる。導管２３により、必要な空気およ
び／または必要な酸素が燃焼室１４中へ導入される。
ここで燃焼によって生じた高温の圧力煙道ガスは、導管
２４により燃焼室１４から取出され、後接されたガス・
蒸気タービン発電所のガスタービン中で放圧され、それ
とともに発電に利用される。ガス・窒素混合物から加熱
サイクロン１１および精密除塵装置２０中で分離された
不純物は、導管２５および２６により取出され、導管２
７に入り、該導管により不純物は方法から排出される。
生成した圧力煙道ガス中のできるだけ低いＮＯｘ含量の
点で、燃焼室１４中の温度は約６００〜約７００℃の間
の温度に調節するのが有利である。従って、最適温度調
節の目的のためＫ、場合により自体公知の方法で導管２
８により、同様に空気分離装ｆｉｉｆ３かも来る窒素を
燃焼室１４中へ導入することができる。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明方法の１実施例を示すもので、 １・・・ガス化器、２・・・導管、３・・・空気分離装
置、４．５．６・・・導管、７・・・ガス急冷装置、８
・・・導管、９・・・廃熱ボイラ、１０・・・蛇管、１
１・・・加熱サイクロン、１２・・・粗ガス・純ガス熱
交換器、１３・・・脱硫装置、１４・・・燃焼室、１５
・・・導管、１６・・・ガス急冷装置、１７，１８．１
９・・・導管、２０・・・精密除塵装置、２１．２２．
２３，２４゜２５．２６，２７．２８・・・導管 ３７一

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、燃料をスラグ融点より上の温度でガス化（部分酸化
    ）することにより得られ、ガス化器に後接された冷却装
    置中で蒸気発生下に間接的に冷却されならびに１つまた
    は若干の後接された装置中で除塵され、冷却され除塵さ
    れたガスは相応に脱硫した後、ガス・蒸気タービン組合
    せ発電所の燃焼室中で燃焼させる、粉塵状不純物含有部
    分酸化ガスを冷却する方法において、ガス化器から出る
    粗ガスを冷却装置に入る前に、窒素を吹込むことにより ９００〜１１００℃の温度にまで冷却し、その際生成す
    る窒素含有ガス混合物の温度は記載の温度範囲内で、該
    温度がガス中に含有されている煙塵粒子の軟化温度のす
    ぐ下であるように調節し、添加された窒素はガス混合物
    中にとどめ、その他のガス成分と一緒にガスタービンの
    燃焼室中へ導入することを特徴とする、粉塵状不純物を
    含有する部分酸化ガスの冷却方法。 ２、窒素含有ガス混合物を冷却装置中で９００〜５００
    ℃の温度にまで間接的に冷却するだけであり、これに引
    続きさらに窒素の添加によりその後のガス処理に必要な
    温度にまでもたらす、特許請求の範囲第１項記載の方法
    。 ３、冷却装置から出る窒素含有ガス混合物を、さらに窒
    素を添加して５００〜１５０℃の温度にまで冷却する、
    特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法。 ４、ガス冷却に必要な窒素を空気分離装置から取出し、
    該装置がガス化に必要な酸素を供給する、特許請求の範
    囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の方法。
JP60282168A 1984-12-21 1985-12-17 紛塵状不純物を含有する部分酸化ガスの冷却方法 Granted JPS61155606A (ja)

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