JPH03504151A - 電気的エネルギーおよびまたは加熱用熱とプロセス熱を発生する方法 - 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】 電気的エネルギーおよびまたは加熱用熱とプロセス熱を発生する方法 本発明は、発生する煙ガスが作業媒体および燃焼空気と熱交換されて中間温度レ ベルまで冷却され、除塵され、場合によっては他の有害物質を除去され、そして 大気に放出される、燃焼の前に、間接的に加熱される流動床式乾燥器内で乾燥さ れる化石燃料、特に粗褐炭の燃焼熱を利用することにより、電気的エネルギーお よびまたは加熱用熱とプロセス熱を発生するための方法に関する。

湿気を多く含有する化石燃料、例えば５０％以上の水を含有する粗褐炭が使用さ れる発電所の場合には、使用される燃料のかなりの部分、すなわち２５％までが 、水を蒸発させるために使用される。この水は水蒸気として煙ガスと共に発電所 から出る。その際、方法に従って、蒸発のために必要な熱が不必要に高い温度レ ヘルで供されるので、不利である。

従って、このような発電所の効率を改善するために既に、間接的に加熱する流動 床式乾燥器により、乾燥時に発生する蒸気を流動床のキャリア媒体として用いて 、使用すべき燃料をその燃焼の前に乾燥することが既に提案されている。このよ うな方法は、乾燥器内の純粋な水蒸気雰囲気に基づいて、すなわち高い水蒸気分 圧に基づいて、乾燥のために必要な熱を比較的に高い温度レヘルで供しなければ ならないという欠点がある。そのために、蒸気浄化装置、蒸気圧縮機、蒸気凝縮 機および蒸気凝縮物調製装置のようなプラント部品によって、装置コストが高く 、更に発電所プロセスに密に組み込んでも、装置コストを大幅に低減することが できない。

本発明の根底をなす課題は、発電所プロセスの処理に対して実質的に影響を与え ずに、使用される燃料の乾燥ができるだけ少ない工１ルギーコストおよび装置コ ストで行えるように、冒頭に述べた種類の方法を改良することである。

この課題りま本発明に従って、流動床式乾燥器のキャリア媒体として、既に除塵 された煙ガス部分流が使用され、乾燥時に発生する煙ガスと水蒸気の混合物が、 場合によっては中間処理した後で、土煙ガス流と共に処理されることによって解 決される。

本発明による提案は、大幅なコストをかけずに、既存の発電所プロセスにおける 燃料の乾燥のエネルギー的に望ましい統合を可能にする。乾燥器の流動床のキャ リア媒体として煙ガス部分流を使用することによって、さもなければ廃熱として 排出される煙ガス部分流の残余熱を、乾燥プロセスのために簡単に利用すること ができる。更に、乾燥器内で発生する暴気と煙ガスの混合が、水蒸気の分圧を大 幅に低下させるので、比較的に低い温度レベルの乾燥熱を供給することができる 。加熱媒体としては、発電所の水−蒸気一回路からの使用済の抽気のような低温 蒸気を使用することができる。乾燥器内をその都度最適な温度レベルにするため に、加熱媒体として使用される蒸気の圧力を調節することができる。この調節は 例えば、背圧タービンを発電所の水−蒸気一回路あるいは調節される抽出凝縮タ ービンと統合することによって行われる。

乾燥器内で発生する煙ガスと水蒸気の混合物の少なくとも一部が、予め除塵しな いで、化石燃料の燃焼装置に供給されると有利である。それによって、このガス 流の必要な除塵が省略され、−緒に運ばれる燃料粒子のエネルギーが、発電所プ ロセス内で簡単に利用可能である。

燃焼装置に導入可能である、流動床式乾燥器からのガス量は、使用される燃焼装 置や、発電プロセスのその都度の負荷状態に依存する。その際、普通の溶融チャ ンバ粉塵燃焼装置または乾燥粉塵燃焼装置を使用する場合には、低い燃焼室温度 レベルで運転される静的または循環式流動床燃焼装置を使用する場合よりも多量 のガス量を戻すことができることが期待される。

設計技術上の理由から燃焼装置内に戻されない、乾燥器内で生じる煙ガスと水蒸 気の混合物の残りは、他の特徴ムこ従って除塵され、煙ガス排出の前に発電所の 土煙ガス流に導入される。場合によっては、煙ガスー水蒸気〜混合物全部を除塵 し、土煙ガス流に導入することができる。

発電所の有効性は、提案した乾燥方法によって決して悪影響を受けない。なぜな ら、主ガス流路が、普通のプラント部品によって公知のごとく供され、提案した 燃料の乾燥方法によって悪影響を受けないからである。

本発明は先ず第１に、発電所プロセス用燃料としての褐炭の乾燥に関する。勿論 、水の含有量の多い他の化石燃料に本発明を通用してもよい。

図に略示した実施例からそれ以上の説明が推察可能である。

図に略示した発電所プロセスでは、５０％以上までの水含有量を有する粗褐炭が 、管１を経て、先ず破砕機またはミル２に供給され、そして管３を経て、流動床 式乾燥器４に供給され、この乾燥器内で２０％以下の残留水含有量まで乾燥され る。乾燥した褐炭は管５から出て、必要な場合には２個の石炭ミル６で粒まで破 砕され、そして管７を経て発電所ボイラ８に供給され、このボイラ内で燃焼する 。必要な燃焼空気は、熱交換器９内で高温の煙ガスと熱交換して予熱された後で 、管１０を経てボイラに供給される。ボイラ８内で発生した燃焼熱は、加熱面１ １を経て、タービン段１２，１３、凝縮器１５、給水ポンプ１６および発を機１ ７を有する発電所の水−蒸気一回路に伝達される。

発電所ボイラ８から出る煙ガスは先ず、熱交換器９で、はぼ１３０〜１５０℃の 温度に冷却され、そしてアッシュ出口１９を有する静電式フィルター１８で除塵 される。

除塵された煙ガスの部分流は本発明に従って、送風機２０により、流動床のキャ リアガスとして流動床式乾燥器４に供給される。その際、煙ガス部分流の量は、 もっばら流動床式乾燥器４の必要量に応じて、例えば送風機２０によって制御ま たは調節される。乾燥器は好ましくは、発電所の最低負荷レベルで生じる煙ガス が流動床式乾燥器の運転のために充分であるように、形成されている。これによ り、流動床式乾燥器は発電所ブロックのその都度の負荷範囲に左右されないで運 転可能である。

流動床内では、煙ガス部分流が、乾燥すべき褐炭と直接熱交換して約６０　’Ｃ の床温度に冷却され、そして発生する蒸気と共に、管２１を経て乾燥器４から出 る。煙ガスと蒸気の混合物が乾燥器の流動床から燃焼可能な成分を一緒に運ぶの で、部分流が管２８を経てボイラ８の燃焼部に直接供給される。その際、この部 分流はボイラ設計とボイラ運転の設定値に依存する。煙ガスと蒸気の混合物の残 りの流れは、サイクロンまたは蒸気フィルター２９で除塵され、そして土煙ガス 流の管２７に供給される。略示したプラント部分３０では、Ｓ０２や場合によっ てはＮＯｘのような煙ガス中の有害物質が除去され、そして管３１を経て大気に 排出するための図示していない装置に供給される。

乾燥熱の約５〜１０％は煙ガス部分流を介して乾燥器２に供給される。残りの９ ０〜９５％は熱交換システム２２を経て供給される。そのために、タービン段１ ２から管２３を介して既に充分に使用された抽気を取り出し、熱交換システム２ ２で凝縮され、そして管２４を経て新たに発電所の蒸気−水一回路に供給される 。タービン段１２に残る蒸気は絞り弁を介して第２のタービン段１３に導入され る。その際、管２３を経て排出される蒸気の圧力は絞り弁１４を介して調節可能 である。

流動床のキャリア媒体として煙ガスを使用すると、乾燥器内で、水萎気分圧が０ ．５バールまで低下する。

この分圧低下により、水蒸気に関連して乾燥が実質的に“真空”で、その結果非 常に低い温度で行われ、従って加熱媒体として使用されるタービン抽出蒸気がタ ービン出力に対して比較的に影響を与えないタービンの低温端部近くから取り出 し可能であるという利点がある。

図において破線で記入した方法の他の変形では、中間熱キャリア回路を経て、土 煙ガス流の残りの熱を乾燥プロセスに供給することが容易にできる。そのために 、煙ガス流は熱交換器２５内で適当な熱キャリアに対して冷却される。そして、 この熱キャリアは乾燥器４の流動床内に設けられた他の熱交換器２６内で、吸収 した熱を乾燥すべき物質に再び与える。

国際調査報告 ｍｌ、Ｉａ、□１．．ＰＣＴ／ＤＥ　８９１００６５０国際調査報告 ＰＣＴ／ＤＥ　８９１００６５０ ＳＡ　　　３１５７０

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．発生する煙ガスが作業媒体および燃焼空気と熱交換されて中間温度レベルま で冷却され、除塵され、場合によっては他の有害物質を除去され、そして大気に 放出される、燃焼の前に、間接的に加熱される流動床式乾燥器内で乾燥される化 石燃料、特に粗褐炭の燃焼熱を利用することにより、電気的エネルギーおよびま たは加熱用熱とプロセス熱を発生するための方法において、流動床式乾燥器のキ ャリア媒体として、既に除塵された煙ガス部分流が使用され、乾燥時に発生する 煙ガスと水蒸気の混合物が、場合によっては中間処理した後で、主煙ガス流と共 に処理されることを特徴とする方法。
2. ２．煙ガスと水蒸気の混合物の少なくとも一部が、予め除塵しないで、化石燃料 の燃焼装置に供給されることを特徴とする、請求の範囲第１項記載の方法。
3. ３．煙ガスと水蒸気の混合物の少なくとも一部が除塵され、主煙ガス流に直接導 入されることを特徴とする、請求の範囲第１項または第２項記載の方法。
4. ４．キャリア媒体として使用される煙ガス部分流が流動床式乾燥器の必要量に応 じて制御または調節可能であることを特徴とする、請求の範囲第１項から第３項 までのいずれか一つに記載の方法。
5. ５．流動床式乾燥器の間接的な加熱が少なくとも部分的に低温蒸気によって行わ れることを特徴とする、請求の範囲第１項から第４項までのいずれか一つに記載 の方法。
6. ６．波動床式乾燥器の間接的な加熱のために使用される圧力が調節可能であるこ とを特徴とする、請求の範囲第５項記載の方法。
7. ７．流動床式乾燥器の間接的な加熱のために、背圧タービンで膨張した、発電所 プロセスからの蒸気が使用されることを特徴とする、請求の範囲第５項または第 ６項記載の方法。
8. ８．流動床式乾燥器の間接的な加熱のために、凝縮タービンまたは抽出凝縮ター ビンの抽出物からの充分に膨張した蒸気が使用されることを特徴とする、請求の 範囲第５項または第６項記載の方法。
9. ９．抽出個所の蒸気圧が、アクチュエータ、例えば残りの蒸気流れの通路内の絞 り弁によって制御または調節可能であることを特徴とする、請求の範囲第７項記 載の方法。
10. １０．中間熱キャリア回路を介して、残りの主煙ガス流からの熱が波動床式乾燥 器に導入されることを特徴とする、請求の範囲第１項から第９項までのいずれか 一つに記載の方法。