JPS6128725A - 部分酸化ガスの後処理方法 - Google Patents

部分酸化ガスの後処理方法

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JPS6128725A
JPS6128725A JP60139239A JP13923985A JPS6128725A JP S6128725 A JPS6128725 A JP S6128725A JP 60139239 A JP60139239 A JP 60139239A JP 13923985 A JP13923985 A JP 13923985A JP S6128725 A JPS6128725 A JP S6128725A
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gas
steam
partially oxidized
turbine
conduit
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JP60139239A
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ヘルマン・シユテーゲ
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Krupp Koppers GmbH
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    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
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    • C07C29/15Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
    • C07C29/151Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
    • C07C29/1516Multisteps
    • C07C29/1518Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
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    • Y02P20/10Process efficiency
    • Y02P20/129Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

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】 よび/または液体燃料をガス化(部分酸化)することに
より得られる部分酸化ガスを、ガス化装置に後接された
後処理装置中で後処理する方法に関する。
従来の技術 部分酸化ガスをアンモニア、メタノール、C〇−および
/またはH3含有合成ガスを製造するためないしは製造
された合成ガスを他の合成または特定の水素添加反応に
使用することは公知である。これらすぺ【の場合に、部
分酸化ガスの後処理は、それぞれの後処理装置が部分酸
化ガスを製造するためのガス化装置に後接されている統
合装置システム中で行なわれる。この場合、装入物質の
需要ならびに装入物質を合成ガスに変換するためおよび
合成ガスの後処理のための外部エネルギー需要は、装入
物質中の炭素対水素の比が上昇するにつれて増加するこ
とは公知事実である。下記の表は合成ガス製造例でこれ
に関する概観を与える: 装入物質 天然ガス燃料油B褐炭 石炭C/H重量比 
 2.96  10.0 12−13 16−246ま
でのC/H重量比t−有する装入物質からの合成ガスの
製造は、現在では殆んど専らいわゆるスチーム・リホー
ミング装置中で行なわれる。
この方法を使用することのできる装置システムは、一般
にエネルギーアラタルキーである。それというのもこの
場合に生じる廃熱蒸気は方法の目的および原動機として
の蒸気タービンには十分であるからである。
しかし、高いC/H重量比t−iする装入物質、たとえ
ば重質燃料油または固体燃料を使用する装置では、生じ
る方法の廃熱は、全変換システムをエネルギーアラタル
キーに運転するためには不十分である。従って、これら
の装置は、種種の機械および集合体を電気エネルギーま
たは蒸気による駆動を実施するための付加的エネルギー
発生装置を備えねばならない。
石炭のガス化によって得られる部分酸化ガスから統合装
置システム中でアンモニアを製造する場合、全エネルギ
ー需要はたとえば次のように分配される: ガス化のための石炭     −37GJ/g  = 
72.5チこの割合は、石炭のガス化によって得られる
部分酸化ガスからのメタノール製造の場合に全く類似で
ある。この場合、全エネルギー需要は次のとおりである
: ガス化のだめの石炭     −38,0()J/l 
−75,2%上記の数字は、実際に部分酸化ガスを他の
生成物または他の目的物に後処理する場合ならびに高い
C/H比を有する他の燃料を選択する場合に特定の範囲
内で変化しうる。しかし、6よりも大きいC/H重量比
を有する燃料を使用する場合、エネルギー源生のために
は全エネルギー需要の約Aが必要であるという傾向は維
持される。従って、石炭のガス化によって得られる部分
酸化ガスで作業する既存の装置システムにおける必要な
エネルギー需要は、ガス化プロセスからの廃熱によって
カバーすることができない限り、外部エネルギー源を接
続することによってカバーされる。これは第一に既存の
電力供給網からの電流の取出しである。この場合、この
電流は慣用の石炭・蒸気発電所においてつくられること
から出発すれば、燃料から装置システムのそれぞれの消
費個所に電流を供給するまでの全効率は約60〜65チ
である。
発明が解決しようとする問題点 従って本発明の課題は、部分酸化ガスを後処理するため
のこの種方法の経済性をさらに改良することである。
問題点を解決するための手段 これは、最初に記載した種類の方法におい℃全装置シス
テムの全部の機械および集合体、を、装置システムに組
込まれたガスタービン・蒸気タービン組合せ発電所にお
いてつくられる電気的エネルギーで駆動し、その際熱い
部分酸化ガスの冷却ならびにガスタービンの後で膨脹し
た煙道ガスの冷却の際に生じる廃熱蒸気を発電所の蒸気
タービンの駆動のために利用し、発電所のガスタービン
は脱流しだ部分酸化ガスの分流全圧縮空気で燃焼するこ
とによって生成する熱い加圧煙道ガスによって駆動する
ことによって達ら、熱い部分酸化ガスの冷却の際に生じ
る廃熱蒸気を蒸気タービン中で利用し、脱硫したガスの
分流を圧縮空気で燃焼し、その際生成する煙道ガスをガ
スタービン中で膨脹させる、石炭部分酸化ガスからの電
気エネルギ−発生方法は実際に公知である。しかしこの
方法では、廃熱蒸気を全部または部分的に、いわゆるベ
ース負荷をカバーするのに十分な電流量をつくるために
利用し、ガスタービン中でいわゆるピーク負荷をカバー
するのに必要な電流量をつくることが提案されている。
つまり、この方法ではつくられた電流は全部一般的供給
網中へ供給され、この特許は、電流供給に際に生じるピ
ーク需要を経済的に有利にカバーすることのできるよう
にする問題の解決に役立つ。この完全に別種の課題設定
のため、該特許は本発明方法を完成する刺戟を与えるこ
ともできなかった。
本発明方法を使用する場合、燃料から装置システムのそ
れぞれの消費個所に電流供給するまでのエネルギー発生
の全効率は、周知のように高い効率tVするガスタービ
ンを、廃熱蒸気発生装置および慣用の蒸気タービンと結
合して使用することによって約42〜46%に上げるこ
とができる。
本発明方法の他の詳細は、%IFF請求の範囲第2項以
降から明らかであり、次に添付図面に示した系統図につ
き、2つの実施例で説明する。
2装置1によって石炭前処理装置2に供給される。ここ
で粉砕乾燥装置中で、石炭ガス化の要件に応じて微粉砕
および乾燥が行なわれる。乾燥媒体としては、廃熱ざイ
ラ26から導管3を通って来る煙道ガスが利用される。
煙道ガスは、乾燥工程後、煙突4を通って大気中へ入る
。処理された石炭は、空気力式運搬装置5により、組込
まれた廃熱蒸気発生装置を有するガス化装置6に達する
。ここで、石炭は飛行流で酸素と反応し℃原料ガスを形
成する。必要な酸素は空気分離装置7から導管8により
ガス化装置6゛に達する。ガス化の際に発生する感熱は
、蒸気発生のために使用される。生成した廃熱蒸気は、
一部はプロセス蒸気としてガス処理装置で消費される。
残部は導管9により蒸気タービン1゜に流れる。製造さ
れた原料ガスは導管11により原料ガス脱硫装置12に
流れる。この装置中で、吸収/再生法でガス状硫黄化合
物が洗浄される。洗浄されたガス状硫黄は、導管13に
よりクラクス炉装置14に達する。クラウス炉装置中で
、ガス状硫黄化合物の元素状硫黄への変換が行なわれ、
この硫黄は運搬装置15により荷積み装置境界に達する
脱硫されたガスは、導管16により原料ガス脱硫装置1
2から出る。該ガスは2つの流れに分けられる。1つの
流れは導管17によって燃焼室18に達する。他方の流
れは導管19によってCo転化装置20に達する。
燃焼室18中で、ガスは圧縮空気により燃焼される。こ
の空気は導管21により圧縮機22から来る。燃焼室1
8中で発生した熱い加圧煙道ガスは導管23によりがス
タービン24に流れる。ガスタービン24中で、煙道ガ
スは仕事tしながら膨脹する。膨脹した煙道ガスは導管
25により廃熱ボイラ26に流れる。廃熱ボイラt−流
遇する際、感熱の大部分は蒸気発生のために利用される
。発生した過熱蒸気は導管27により蒸気タービン10
に達する。ターーン10中で蒸気は仕事をしながら膨脹
した後、導管28によって凝縮器29に流れる。凝縮器
中で生じる蒸気凝縮液は導管30により給水処理装置3
1に流れる。ここで、凝縮水は再び廃熱ボイラ中で使用
するために処理され、導管32および33により廃熱ボ
イラ26に供給される。
処理された給水の一部は導管34によってガス化装置6
0組込まれた廃熱蒸気発生器に流れる。
冷却された煙道ガスは導管35により廃熱ボイラから出
る。煙道ガスは引続き2つの流れに分けられる。1つの
流れは導管36によって装置から出る。他方の流れは導
管3によって石炭前処理装置2に達する。
ガスターピア24および蒸気タービン10は、共通の動
力源を経て詳細に図示されない発電所の発電機47t−
駆動する。発生した電気エネルギーは、配電網48t−
通って装置システムの個個の消費個所に達する。
アンモニア合成用のガス気流は導管19’lr−通って
CO転化装置20に達する。この装置中で、原料ガスに
含まれている一酸化炭素は水蒸気で触媒により次の平衡
条件により二酸化炭素と水素とに変換される: Co + H,O≠Co2+]E2−ΔH転化されたガ
スは導管37によって002洗浄装置38に達する。こ
こで、吸収/脱着法で転化ガスに含まれている二酸化炭
素が洗浄除去される。C02不含ガスからなお有害なガ
ス成分を除去するために、該ガスは導管40によって浄
化装置41に供給される。ここで、C01CO2,02
のような触媒有害ガス群が除去される。浄化装置から出
た後、こうして製造された合成水素は導管42により合
成窒素に混合される。出来上った合成ガスは、導管43
を通って圧縮機44に流れ、ここで必要な圧力に圧縮さ
れ、導   l管45により合成装置46に供給される
。製造されたアンモニアは導管49によって取出される
。導管50により必要な空気は空気分離装置Tに導入さ
れ、導管51により必要な清水は給水処理装置31に導
入される。
この場合、上記の方法は次の利点を有するニー この実
施態様は、燃料から電流付与までの平均全効率44%の
場合、約63%の全効率に比べてNH,1)ンあたり0
.15 tsxmのエネルギー節約を意味する。
− ガス・蒸気タービン発電所の特殊な投資額は、慣用
の石炭・蒸気発電所の投資額よりも約10%低い。
−さらに、ガスタービン・蒸気タービン発を所において
はエネルギーの各50%がガスタービンおよび蒸気ター
ビンで調達されるので、蒸気凝縮のための冷却水需要が
著しく低下する。
−ガスタービン用気化ガスは、合成用ガスと全く同程度
(実際にゼロ)に脱硫されろ。従って、SO2による環
境汚染は生じない。さらに、ガスタービンに前接された
燃焼室中でのガス燃焼は、実際にNOxが形成しないよ
うに制御することができる。
第2図における系統図は、既述したように、メタノール
の製造に関する。この場合、一致する参照記号は第1図
におけると同じものを表わすので、同じものはもう一度
詳述するのは省略する。第1図における工程図との相違
は、専ら後続の合成における脱硫せる部分酸化ガスの後
処理に関する。アンモニア合成における工程とは異なり
、この場合には導管19内を流れる脱流しだ部分酸化ガ
スの分流は、CO転化装置20に入る前にさらに分割さ
れ、ガスの一部はバイパス管52t−通ってCO転化装
置20t−迂回し、その後転化されたガスは導管53中
で再び一緒にされる。次いで、この導管2通ってガス気
流はCO2洗浄装置54中へ導入され、該装置中で吸収
/再生法でガスに含まれているCO2,が洗浄除去され
、導管39により排出される。
出来上った合成ガスは導管55t−通って圧縮機56に
流れ、この中で必要な合成圧に圧縮される。圧縮された
ガスは、導管57を通って合成装置5Bに達し、ここで
メタノールへの接触反応が行なわれ、メタノールは導管
59により取出される。
ここで得られる利点は、原則的には、上記にアンモニア
合成において述べたと同じである。
この場合、得られるエネルギー節約はメタノール1トン
あたり0.10 t 8KBである。
双方の系統図はたんに方法の説明に無条件に必要な装置
のみを示し、この場合ポンプおよび弁のような二次的装
置、ならびに個々の装置の特別な構成は詳述されていな
い。
本発明方法の装入物質としては、6よりも大きいC/H
重量比を有するすべての固体および/または液体燃料、
殊に石炭が挙げられる。この場合、ガス化(部分酸化)
は常圧または150バールまでの高めた圧力で酸素また
は 酸素富化空気 空気 酸素/水蒸気の混合物 酸素/二酸化炭素の混合物 酸素富化空気/水蒸気の混合物 酸素買上空気/二酸化炭素の混合物 空気/水蒸気の混合物 空気/二酸化炭素の混合物 を用いて実施することができる。
この場合、並流、向流または十字流/渦流で作業するこ
とができ、この場合コツパース社のトチニック(Tot
zek )法またはゾレンフロ(Prenflo )法
による並流ガス化が特に適当である。
最後に、本発明方法の適用性は双方の実施例に記載した
合成に限定されないで、最初に既述したように、製造さ
れた部分酸化ガスが後接された後処理装置中で合成ガス
に変換されるかないしは製造された合成ガスが他の合成
または特定の水素添加反応に使用されるところではどこ
でも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明方法の2実施例を示すもので、第1図
は石炭部分酸化ガスからのアンモニア合成に関する第1
実施例の系統図であり、第2図は石炭部分酸化ガスから
のメタノール合成に関する第2実施例の系統図である。   。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、6よりも大きいC/H重量比を有する固体および/
    または液体燃料をガス化(部分酸化)することにより得
    られる部分酸化ガスを、ガス化装置に後接された後処理
    装置において後処理する方法において、全装置システム
    の全部の機械および集合体を、装置システムに組込まれ
    たガスタービン・蒸気タービン組合せ発電所において発
    生される電気エネルギーで駆動し、その際熱い部分酸化
    ガスの冷却ならびにガスタービンの後で膨脹した煙道ガ
    スの冷却の際に生じる廃熱蒸気を発電所の蒸気タービン
    の駆動のために利用し、発電所のガスタービンは、脱硫
    した部分酸化ガスの分流を圧縮空気で燃焼することによ
    つて生成する熱い加圧煙道ガスによつて駆動することを
    特徴とする、部分酸化ガスの後処理方法。 2、後処理装置の運転中止または部分負荷運転の際にガ
    スタービン・蒸気タービン発電所をフル運転させ、その
    際発生した過剰の電気エネルギーを公共配電網に供給す
    る、特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、熱い部分酸化ガスの冷却の際ならびにガスタービン
    の後で膨脹した煙道ガスの冷却の際に生じる廃熱蒸気を
    、蒸気タービンの駆動に利用しない限り、プロセス蒸気
    として使用する、特許請求の範囲第1項または第2項記
    載の方法。 4、後処理装置中で生じる残ガスを電気エネルギー発生
    のために利用する、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。
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NZ252644A (en) * 1992-05-08 1995-11-27 Victoria Elect Commission Process and apparatus for drying and gasifying a particulate carbonaceous fuel with a high moisture content

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