JPS61283727A - ガスタ−ビンを用いる硫黄含有燃料の燃焼方法 - Google Patents

ガスタ−ビンを用いる硫黄含有燃料の燃焼方法

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JPS61283727A
JPS61283727A JP61061921A JP6192186A JPS61283727A JP S61283727 A JPS61283727 A JP S61283727A JP 61061921 A JP61061921 A JP 61061921A JP 6192186 A JP6192186 A JP 6192186A JP S61283727 A JPS61283727 A JP S61283727A
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デイヴイツト・ジヨン・アーナー
リチヤード・チヤールズ・シエルドン
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23G7/00Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
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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】 免1立互1 本発明は、ガスタービンを通して電気を発生させるため
に硫黄含有撚料を燃焼させる方法に係る。
ガスタービンは燃料および圧縮された作業ガス(wor
king gas) 、通常空気を燃焼器で燃焼させて
燃焼流を形成し、これをタービン内で膨脹させて電気を
発生する。燃料は典型的には炭素と水素を含む炭化水素
であり、これを発熱反応により作業ガスからの酸素を用
いて燃焼させると夫々二酸化炭素と水となる。適当な燃
料の1例が天然ガスである。ガスタービンで使用ずべき
燃料が硫黄を含ればならない。
典型的な硫黄処理方法によって燃料を処理すると、サワ
ーガス流と実質的に硫黄もしくは硫黄化合物を含まない
精製された燃料ガス流とが形成される。次いでサワーガ
スを処理すると、硫黄と二酸化炭素および微量の汚染物
質例えばl硫化水製(H2S)および硫化カルボニル(
CO3)から成る廃テールガスとが回収される。汚染の
問題から、これらの化合物は通常大気中に放出される前
に二酸化炭素から除去されなければならない。前記除去
は、焼却炉で化合物を酸素を用いて燃焼させて二酸化硫
黄とし、二酸化硫黄を煙突から外に放出する工程で行な
われる。しかしながら、前記燃焼には、二酸化炭素含有
のテールガスの温度を硫黄化合物を確実に燃焼させるレ
ベルまで上げるための燃料源を必要とする。
従来の硫黄含有撚料の燃焼方法では、精製燃料ガス流を
少しずつ焼却炉(incinerator)に導入し、
硫黄化合物を含む汚染物質を燃焼させている。こうした
精製燃料ガスの分流(diversion strea
m)を使用してもガスタービンで電気(electri
city)または仕事(Work)を発生しないので、
実際上は“浪費(lost)”であり、電ノ〕1ノイク
ルの全体の効率を減するに過ぎない。
へ硫化水素を含むテールガスの処理方法の1つが米国特
許第4.331.630号明細書に記載されている。こ
の方法では、従来方法よりも実質的に低い煙突(sta
ck) m度で許容されうる燃焼を行うべく燃料ガスお
よびテールガスを焼却炉に導入する前に相合させる。こ
の方法によれば燃料の浪費吊を実質的に低減し硫黄汚染
を少なくすることができるが、焼却炉での燃料の使用は
なお必要である。
従って、汚染を少なくすべくクリーンな燃料の浪費fi
l (amount of clean fuel  
” 1ost” )を減らし、これにより硫黄含有撚料
からの全体の電気発生効率を高めうる、硫黄含有撚料の
燃焼方法が要望されている。この要望は、テールガス中
の多くの硫黄汚染物質を焼却すべくより大mの゛浪費″
燃料を必要とするような大分の硫黄を含有する燃料に対
して特に重大である。
発明の要旨 本発明方法では、硫黄含有撚料を硫黄処理工程で処理し
て精製された燃料ガス流と硫黄汚染物質を含むテールガ
スとを分離し、次いでガスタービンの燃焼器で精製され
た燃料ガス流と一緒に燃焼させる。本発明の別の方法で
は、汚染物質をガスタービンと併用される補助点火ユニ
ット(supplemental firing un
it)で燃焼させることもできる。
本発明に従って硫黄含有燃料をガスタービンで電気を発
生させるべく使用すると、電気発生の全体の効率が上昇
する。硫黄含有量の高い燃料では特に顕著であり、これ
は硫黄汚染物質を燃焼させるための焼却炉に対して燃料
の゛浪費″がないためである。更に、硫黄汚染物質の発
熱反応による燃焼が実際に利用されると、ガスタービン
の電気発生量を増大成いはガスタービンと関連した廃熱
流(waste heat stream)の温度を上
昇させることができ、よって全体の効率を高めることが
できる。
加えて、テールガスの燃焼を必要としないので、焼却炉
に関連した資本が必要でなくなる。
従って、本発明の主な目的は、硫黄含有燃料からの改良
された電気発生方法を提供することにある。
前記および他の目的並びに作用効果は、添付図面および
好ましい具体例の詳細な説明から当業とには明らかであ
ろう。
好ましい具 例の1明 本発明方法は、ガスタービンを使用して硫黄含有ガス化
石炭を燃焼させるのに特に適していることが知見された
。従って好ましい具体例をガス化石炭を使用した場合を
例にして説明するが、当業者には自明のことながら、こ
こに記載の方法をガスタービンを使用して他の硫黄含有
燃料を燃焼させる場合に鶏使用することは可能である。
本発明の好ましい方法を第1図〜第3図に概略的に示す
石炭1(11)の流れを石炭ガス化ユニット101に導
ψ 入し石炭1(11)をガス化させる。ガス化後ガスを硫
黄処理ユニット102に導入し、ここでガス1から硫黄
(図示せず)を除去し、精製された燃料ガス流2および
硫化カルボニルや硫化水素のような硫黄含有汚染物質と
二酸化炭素から成るテールガス流3を生成させる。石炭
ガス化ユニット101 、fiよび硫黄処理ユニット1
02について詳細に説明しないが、当業者は十分理解し
うるちのと思料される。
第1図に示した方法では、精製された燃料ガス流2を(
通常2(11)で示される)ガスタービンの燃焼器11
2に導入する。テールガス流3および作業する。作業ガ
スには、燃焼器112において化学a論的に過剰の酸素
が発生しうるように十分量の酸素が含まれている。精製
された燃料ガス流2および硫黄含有汚染物質を燃焼器1
12において化学恒論的に過剰の酸素と一緒に燃焼させ
、燃焼流(combusted stream)  I
Iとする。この燃焼流をガスタービン2(11)のター
ビン113に導入し、そこで膨脹させ膨脹流(expa
nded stream)13を形成する。これによっ
て、圧縮器111を駆動させる電力(power)が発
生するとともに発生器114で電気が発生する。
第2図に示した方法では、テールガス流3を圧ス流2は
第1図に示した方法と同様に燃焼器112に導入される
。硫黄含有汚染物質と補助燃料流31とを補助点火ユニ
ット212で燃焼させて加熱された補助流22を形成し
、この補助流22をエネルギー発生手定ト導入する。加
熱された補助流22を所要により膨脹流13と合して廃
熱流を形成してもよく、この廃熱流は次いでエネルギー
発生手段または廃熱回収システムに導入される。エネル
ギー発生手段213はスチーム発生器、廃熱ボイラー、
または他の熱回収デバイスであればよい。もし加圧する
ならば、補助流22をガスタービン2(11)に使用さ
れる燃焼器112に導入させることもできる。
第3図に示した方法では、テールガス流3を第1のテー
ルガス流4と第2のテールガス流5とに分割する。第1
のテールガス流4を圧縮器111に導入し、第2のテー
ルガス流5を補助点火ユニット212に導入する。方法
の他の部分は第1図および第2図に示した方法の工程の
組合せから成る。
第1図〜第3図に示した方法から、燃焼器112゜補助
点火ユニット212.或いは燃焼器112と補助点火ユ
ニット212とから成る燃焼ユニットでテールガス流3
を燃焼しうろことが明らかである。しかしながら、従来
方法とは異なり、燃焼がガスタービンの使用によりエネ
ルギーの発生と関連して利用されるので前記燃焼が“浪
費″にはならないであろう。燃焼により汚染物質の燃焼
流が生ずるが、この燃焼流を効果的にエネルギー発生手
段に導入すると、燃焼流12あるいは加熱された補助流
22の温度を上昇させつるであろう。また汚染物質の燃
焼流を使用するとスチーム発生器2(11)の効率も高
められるであろう。もちろん、効率の向上は幾つかのパ
ラメーターに依存し、その中には燃料ユニットあた串榴
成したテールガス量も含まれる。
燃料源として石炭を使用するとしてが理論的に計鈴する
と、燃焼器112および/又は補助点火ユニット212
で硫黄含有汚染物質を燃焼することにより、別々の焼朗
炉で汚染物質を斤魅された燃料ガス流の1部と一緒に燃
焼させる従来方法に比べて全体で約0.5〜約1山のオ
ーダ嵜ネルギーの節約が得られると推定される。
本発明を説明してきたが、本発明の範囲内で各種変更を
行いうろことは上記説明および図面から明らかであろう
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図は本発明方法の概略説明図である。 手hk ?tl) iE、 W’A 昭和61や15月/l[1 特許庁長官  宇 貿 道 部 殿         
 !艙1、事件の表示   昭和61年特許願第619
21826発明の名称   ガスタービンを用いる硫黄
含有燃料の燃焼方法 3、補正をする習 事件との関係  特許出願人

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ガスタービンを使用する硫黄含有撚料の燃焼方法
    であって、 燃料を硫黄処理工程で処理し; 精製された燃料ガス流と二酸化炭素および硫黄含有汚染
    物質から成るテールガスとを分離し;精製された燃料ガ
    ス流をガスタービンの燃焼器に導入し; 作業ガスをガスタービンの圧縮器に導入し;テールガス
    流を圧縮器に導入し; 作業ガスおよびテールガスをガスタービンの圧縮器で圧
    縮流に圧縮し; 圧縮流を燃焼器に導入し; 精製された燃料ガス流及び汚染物質を燃焼器で燃焼して
    燃焼流とし;そして 燃焼流をガスタービンのタービンに導入してタービン内
    で燃焼流を膨脹させて膨脹流とする;工程を含む前記方
    法。
  2. (2)燃料が、硫黄処理工程で処理される前にガス化さ
    れる石炭である特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  3. (3)圧縮器に導入されるテールガス流が、精製された
    燃料ガス流から分離されたテールガスの実質的に全部を
    含む特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  4. (4)更に、 補助燃料流を補助点火ユニットに導入し; 第2のテールガス流を補助点火ユニットに導入し; 補助燃料流および汚染物質を補助点火ユニットで燃焼し
    て加熱補助流とし; 加熱補助流をエネルギー発生手段に導入する;工程を含
    む特許請求の範囲第1項に記載の方法。
  5. (5)エネルギー発生手段がスチーム発生器である特許
    請求の範囲第4項に記載の方法。
  6. (6)加熱補助流をガスタービンの圧縮器に導入する特
    許請求の範囲第4項に記載の方法。
  7. (7)ガスタービンを使用する硫黄含有撚料の燃焼方法
    であって、 燃料を硫黄処理工程で処理し; 精製された燃料ガス流と二酸化炭素および硫黄含有汚染
    物質から成るテールガスとを分離し;精製された燃料ガ
    ス流をガスタービンの燃焼器に導入し; 作業ガスをガスタービンの圧縮器で圧縮して圧縮流とし
    ; 圧縮流を燃焼器に導入し; 精製された燃料ガス流を燃焼器で燃焼して燃焼流とし; 燃焼流をガスタービンのタービンに導入してタービン内
    で燃焼流を膨脹させて膨脹流とし;補助燃料流を補助点
    火ユニットに導入し; テールガス流を補助点火ユニットに導入し;補助燃料流
    および汚染物質を補助点火ユニットで燃焼して加熱補助
    流とし; 加熱補助流および膨脹流を合せて廃熱流とし;そして 廃熱流を廃熱回収システムに導入する; 工程を含む前記方法。
  8. (8)燃料が、硫黄処理工程で処理される前にガス化さ
    れる石炭である特許請求の範囲第7項に記載の方法。
  9. (9)廃熱回収システムがスチームタービンである特許
    請求の範囲第7項に記載の方法。
  10. (10)廃熱回収システムが廃熱ボイラーである特許請
    求の範囲第7項に記載の方法。
  11. (11)作業ガスが第2のテールガス流および空気から
    成る特許請求の範囲第7項に記載の方法。
  12. (12)第2のテールガス流に含まれる汚染物質を燃焼
    器で燃焼させる特許請求の範囲第11項に記載の方法。
  13. (13)ガスタービンを使用する硫黄含有撚料の改良さ
    れたエネルギー効率のよい燃焼方法であって、燃料を硫
    黄処理工程で処理して精製された燃料ガス流と二酸化炭
    素および硫黄含有汚染物質から成るテールガスとを分離
    し; 精製された燃料ガス流をガスタービンの燃焼器で作業ガ
    スと一緒に燃焼して燃焼器とし; 燃焼流をガスタービンのタービンに導入してタービン内
    で燃焼流を膨脹させて膨脹流とする; 工程を含み、更にテールガスを燃焼ユニットに導入し、
    燃焼ユニットで汚染物質を燃焼させて燃焼された汚染物
    質流を形成する工程と燃焼された汚染物質流をスチーム
    タービンの効率を高めるべくエネルギー発生手段に導入
    する工程を含む前記方法。
  14. (14)燃料が、硫黄処理工程で処理される前にガス化
    される石炭である特許請求の範囲第13項に記載の方法
  15. (15)燃焼ユニットがガスタービンの燃焼器である特
    許請求の範囲第13項に記載の方法。
  16. (16)汚染物質および精製された燃料ガス流を化学量
    論的に過剰の酸素と一緒に燃焼させる特許請求の範囲第
    15項に記載の方法。
  17. (17)燃焼ユニットが補助点火ユニットである特許請
    求の範囲第13項に記載の方法。
  18. (18)燃焼された汚染物質流をガスタービンの燃焼器
    に導入する特許請求の範囲第17項に記載の方法。
  19. (19)エネルギー発生手段がスチーム発生器である特
    許請求の範囲第13項に記載の方法。
  20. (20)燃焼された汚染物質流および膨脹流を合して廃
    熱流とする特許請求の範囲第13項に記載の方法。
  21. (21)エネルギー発生手段が廃熱回収システムである
    特許請求の範囲第20項に記載の方法。
JP61061921A 1985-03-19 1986-03-19 ガスタ−ビンを用いる硫黄含有燃料の燃焼方法 Pending JPS61283727A (ja)

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