JPH04314786A - 石炭ガス化炉への給炭方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温高圧の石炭ガス化
炉内に粉状の石炭を吹き込む石炭ガス化炉への給炭方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、石炭をガス化するには、高温高圧
下の石炭ガス化炉内に、粉状の石炭と空気や水等を吹き
込み、そこで石炭を部分燃焼させると共に還元させてガ
ス化することが試みられている。その石炭ガス化炉への
給炭は、乾いた微粉炭を窒素ガス等の搬送ガスで気流搬
送して炉内に吹き込む乾式の場合と、粉砕した石炭を水
スラリにして炉内に吹き込む湿式の場合とがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の石炭ガス化炉へ
の給炭方法にあっては、乾式の場合、石炭ガス化炉への
石炭供給量をコントロールすることが難しいので、石炭
ガス化炉の反応条件の制御が難しい。また、石炭と搬送
ガスとを高圧で混ぜるための装置等が必要になり設備が
複雑になる。これに対して、湿式の場合は、スラリの流
量制御が容易で、かつ簡単な装置で石炭水スラリを製造
しこれを石炭ガス化炉に送ることができるので、乾式の
場合に比して設備が簡便であると共に運転が容易になる
等メリットが多い。しかし、スラリ中の多量の水分が多
くの蒸発潜熱を奪うため、熱損失が多くなり熱効率が悪
くなる。

【０００４】そこで、本発明は、このような事情を考慮
してなされたもので、その目的は、石炭ガス化炉の熱損
失を抑制することを可能にした湿式の石炭ガス化炉への
給炭方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の石炭ガス化炉への給炭方法は、粉状の石炭
と液体二酸化炭素とを混合した石炭二酸化炭素スラリに
水分を混合し、これを高温高圧下で石炭をガス化する石
炭ガス化炉内に吹き込むと共に、その石炭ガス化炉内で
ガス化される石炭の炭素転換率に応じて上記石炭二酸化
炭素スラリに混合する水分量を制御するようにしたもの
である。

【０００６】

【作用】粉状の石炭は水分に比して少ない熱で蒸発する
液体二酸化炭素と混合されて石炭二酸化炭素スラリとし
て石炭ガス化炉内に吹き込まれるため、スラリ中の液体
二酸化炭素が蒸発潜熱を奪って蒸発するときの熱損失が
少なくなり、しかもそのスラリと共に吹き込まれる水分
量がガス化される石炭の炭素転換率に応じて制御される
ため、ガス化に必要な量の水だけを石炭ガス化炉に供給
することができる。従って、石炭ガス化炉の熱損失を抑
制することが可能となり、熱効率及びガス化効率の向上
を図れることになる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【０００８】図１において、１は粉状の石炭（微粉炭等
）を高温（約１２００〜１６００℃）高圧（約２０〜４
０ｋｇ／ｃｍ２　ｇ　）下でガス化する石炭ガス化炉を
示す。

【０００９】石炭ガス化炉１には、空気又は酸素等のガ
ス化剤を炉１内に吹き込むガス化剤ライン２が接続され
ていると共に、スラリ化装置３からのスラリを炉１内に
吹き込む燃料ライン４が接続されている。

【００１０】スラリ化装置３は、液体二酸化炭素（液体
ＣＯ２　）を供給する液体ＣＯ２　ライン５が接続され
ていると共に、石炭を粉砕する微粉炭機６が微粉炭ライ
ン７を介して接続されており、微粉炭と液体ＣＯ２を混
合して石炭二酸化炭素スラリ（石炭ＣＯ２　スラリ）が
製造されるように構成されている。スラリ化装置３、液
体ＣＯ２　ライン５及び燃料ライン４は、ＣＯ２　が液
体の状態で存在可能にかつスラリ化装置３からのスラリ
が炉１内に供給されるべく、その圧力が約４０ｋｇ／ｃ
ｍ２　ｇ　以上、温度が約２５℃以下（好ましくは約１
０〜２５℃の範囲）に維持されるように構成されている
。

【００１１】その燃料ライン４には、スラリポンプ８及
び水供給ライン９からの水を燃料ライン４中のスラリに
混合するラインミキサ１０が介設され、水が混合された
石炭ＣＯ２　スラリが石炭ガス化炉１内に吹き込まれる
ようになっている。

【００１２】また、石炭ガス化炉１には、炉１内で発生
した石炭ガス化ガスの排出ライン１１が接続され、この
排出ライン１１にはライン１１中のガス流量及びガスの
濃度を分析するガス分析器１２が介設されている。分析
器１２には制御部１３が接続され、この制御部１３は、
ガス分析器１２で得られる分析値（ＣＯ２　及びＣＯの
濃度等）と、石炭ガス化炉１に供給される石炭量及び液
体ＣＯ２　量とから炭素転換率［（ガス化反応により得
られるＣＯ２濃度＋ＣＯの濃度）／石炭のカーボン量］
を求め、この炭素転換率に基づいて、ガス化に必要な量
の水だけが石炭ガス化炉内に供給されるように上記水供
給ライン９に介設されている流量調節弁１４を最適に制
御する機能を有する。尚、上記排出ラインは、図に示し
ていないがガス精製装置を介してガスタービン等に接続
される。

【００１３】さて、スラリ化装置３には、微粉炭ライン
７から微粉炭機６で粉砕された石炭（微粉炭）が、液体
ＣＯ２　ライン５から液体二酸化炭素（液体ＣＯ２　）
がそれぞれ供給されて、微粉炭と液体ＣＯ２　が混合さ
れて石炭ＣＯ２　スラリが製造される。この石炭ＣＯ２
　スラリは、スラリポンプ８を介してラインミキサ１０
に送られ、そこで水供給ライン９からの水（石炭のガス
化の際にそのガス化の促進等で有効な水、具体的には石
炭量の　５〜１０％の水）が混合され、これが燃料ライ
ン４を介して石炭ガス化炉１内に吹き込まれる。この石
炭ガス化炉１内には、スラリと共にガス化剤ライン２か
らの空気又は酸素等のガス化剤が吹き込まれ、そこで、
石炭が高温（約１２００〜１６００℃）高圧（約２０〜
４０ｋｇ／ｃｍ２　ｇ　）下で酸素、水蒸気等と反応し
て部分燃焼（酸化）されると共に還元されてガス化され
、石炭ガス化ガスが生成する。

【００１４】このように、石炭は石炭ＣＯ２　スラリと
して炉１内に吹き込まれるために、石炭流量を容易に調
節することができ、しかも水分がスラリと共に液状で炉
１内に供給されるので、蒸気として供給するための高圧
の蒸気発生器等を必要とせず、従来の湿式の場合と同様
に設備が簡便であると共に運転が容易である。また、石
炭ＣＯ２　スラリ中のＣＯ２　は水分に比して少ない熱
で蒸発するため、そのＣＯ　　２　が炉１内で蒸発潜熱
を奪って蒸発するときの熱損失が少なくなる。

【００１５】石炭ガス化炉１で生成した石炭ガス化ガス
は、排出ライン１１に排出され、脱塵，脱硫後、ガスタ
ービン等の燃料として使用される。

【００１６】このガス化運転時、制御部１３は、排出ラ
イン１１のガス分析器１２で得られるライン１１中のガ
ス流量及びガス（ＣＯ２　及びＣＯ等）の濃度と、石炭
ガス化炉１に供給される石炭量及び液体ＣＯ２　量とか
ら炭素転換率［（ガス化反応により得られるＣＯ２　濃
度＋ＣＯの濃度）／石炭のカーボン量］を求め、この炭
素転換率に基づいて、ガス化に必要な量の水だけが石炭
ガス化炉内に供給されるように水供給ライン９の流量調
節弁１４を制御する。すなわち、炉１内への水の量によ
り炭素転換率が変わる、例えば水分量がガス化に必要な
量より少ないと炭素転換率が低下するため、その炭素転
換率が所定値、すなわち必要最少限の水分で石炭がガス
化される炭素転換率になるように流量調節弁１４を制御
する。

【００１７】これにより、ガス化炉１内へ供給される水
分量はガス化に必要な量だけとなり、ガス化反応に寄与
しない水分すなわち過剰の水分が炉１内にほとんど供給
されず、過剰の水分が蒸発するときの熱損失がなくなる
。

【００１８】したがって、微粉炭を石炭ＣＯ２　スラリ
としこれに適量の水分を混合したスラリを石炭ガス化炉
１内に吹き込むようにすることで、石炭ＣＯ２　スラリ
中のＣＯ２　が水分に比して少ない熱で蒸発すると共に
、過剰の水分が炉１内に供給されることがほとんどない
ので、石炭ガス化炉１の熱損失を抑制することができ、
熱効率及びガス化効率の向上が図れることになる。

【００１９】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、粉状の石
炭が石炭二酸化炭素スラリとして石炭ガス化炉に吹き込
まれ、そのスラリと共に石炭の炭素転換率に応じて制御
された水分が石炭ガス化炉に供給されるので、石炭ガス
化炉の熱損失を抑制することができ、その熱効率及びガ
ス化効率が向上するという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための装置の一実施例
を示す構成図である。

【符号の説明】

１　　石炭ガス化炉 １３　　制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　粉状の石炭と液体二酸化炭素とを混合
   した石炭二酸化炭素スラリに水分を混合し、これを高温
   高圧下で石炭をガス化する石炭ガス化炉内に吹き込むと
   共に、その石炭ガス化炉内でガス化される石炭の炭素転
   換率に応じて上記石炭二酸化炭素スラリに混合する水分
   量を制御するようにしたことを特徴とする石炭ガス化炉
   への給炭方法。