JPH07332612A - ＣａＳの酸化装置及びその運転方法 - Google Patents
ＣａＳの酸化装置及びその運転方法Info
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- JPH07332612A JPH07332612A JP6130214A JP13021494A JPH07332612A JP H07332612 A JPH07332612 A JP H07332612A JP 6130214 A JP6130214 A JP 6130214A JP 13021494 A JP13021494 A JP 13021494A JP H07332612 A JPH07332612 A JP H07332612A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＣａＳを効果的にＣａＳＯ4 に転換可能なＣ
ａＳの酸化装置を提供する。 【構成】 ＣａＳの酸化装置を構成する酸化炉１０内に
は流動層１ａ，１ｂ，１ｃが形成される。流動層１ｂと
１ａには、それぞれＣａＳを含む燃料１０１ｂ，１０１
ａと空気１０２ｂと１０２ａが独立に供給される。流動
層１ｃ内には伝熱管２が配設されている。燃料１０１ｂ
を供給する供給ノズル６ｂに対面する部分の分散板３ｂ
には孔が密に設けられ供給された燃料を流動層１ｂ内へ
分散させ易くしてある。両流動層１ａ，１ｂにおける燃
料供給量と空気流量の割合を調整することにより両流動
層の局所的な空気量とガス空塔速度とを調整すると共
に、両流動層１ａ，１ｂの間の粒子交換量を制御して伝
熱管を設置しない方の流動層１ａの温度を９００°〜１
１００℃、伝熱管を設置した方の流動層１ｂの温度を８
５０°〜９５０℃に設定して運転する。
ａＳの酸化装置を提供する。 【構成】 ＣａＳの酸化装置を構成する酸化炉１０内に
は流動層１ａ，１ｂ，１ｃが形成される。流動層１ｂと
１ａには、それぞれＣａＳを含む燃料１０１ｂ，１０１
ａと空気１０２ｂと１０２ａが独立に供給される。流動
層１ｃ内には伝熱管２が配設されている。燃料１０１ｂ
を供給する供給ノズル６ｂに対面する部分の分散板３ｂ
には孔が密に設けられ供給された燃料を流動層１ｂ内へ
分散させ易くしてある。両流動層１ａ，１ｂにおける燃
料供給量と空気流量の割合を調整することにより両流動
層の局所的な空気量とガス空塔速度とを調整すると共
に、両流動層１ａ，１ｂの間の粒子交換量を制御して伝
熱管を設置しない方の流動層１ａの温度を９００°〜１
１００℃、伝熱管を設置した方の流動層１ｂの温度を８
５０°〜９５０℃に設定して運転する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は石炭を燃料としてガス化
ガスを発生させ、ガスタービンと蒸気タービンを用いて
発電する発電装置においてガスタービンへ供給する前の
硫化水素等を含む石炭ガス化ガスを石灰石により脱硫さ
せることにより生成した硫化カルシウム（本発明ではＣ
ａＳと記載する）を酸化させる装置に関し、そのＣａＳ
を環境へのインパクトの小さなＣａＳＯ4 へ転換する流
動層燃焼装置に関する。
ガスを発生させ、ガスタービンと蒸気タービンを用いて
発電する発電装置においてガスタービンへ供給する前の
硫化水素等を含む石炭ガス化ガスを石灰石により脱硫さ
せることにより生成した硫化カルシウム（本発明ではＣ
ａＳと記載する）を酸化させる装置に関し、そのＣａＳ
を環境へのインパクトの小さなＣａＳＯ4 へ転換する流
動層燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】石炭を燃料としてガス化ガスを発生さ
せ、ガスタービンと蒸気タービンを用いて発電する装置
において、石炭ガス化ガスに対して石灰石による脱硫を
組み合わせた発電装置は、特願平５−５０５６４号に記
述されているように、石炭を燃料として高効率発電が可
能である。石炭ガス化ガスを石灰石で脱硫するとＣａＳ
が生成されるが本発明は脱硫された石炭ガス化ガスを発
生する場合に生成されるＣａＳをＣａＳＯ4 へ転換する
ための酸化炉の構成に関するものである。まず、その発
電装置において、石炭から脱硫された石炭ガス化ガスを
生成する装置の構成を図６に沿って説明する。
せ、ガスタービンと蒸気タービンを用いて発電する装置
において、石炭ガス化ガスに対して石灰石による脱硫を
組み合わせた発電装置は、特願平５−５０５６４号に記
述されているように、石炭を燃料として高効率発電が可
能である。石炭ガス化ガスを石灰石で脱硫するとＣａＳ
が生成されるが本発明は脱硫された石炭ガス化ガスを発
生する場合に生成されるＣａＳをＣａＳＯ4 へ転換する
ための酸化炉の構成に関するものである。まず、その発
電装置において、石炭から脱硫された石炭ガス化ガスを
生成する装置の構成を図６に沿って説明する。
【０００３】石炭２０１はガス化炉２０に供給され、ガ
ス化炉２０において、空気２０２、酸化炉発生ガス１０
３によってガス化される。石炭ガス化ガス２０３は脱硫
炉３０へ供給する。石炭をガス化後のチャー２０４は酸
化炉１０へ供給する。脱硫炉３０へ石灰石３０７を供給
し、石灰石３０７と石炭ガス化ガス２０３中の硫化水素
とを反応させ、硫化水素を石灰石中にＣａＳとして固定
する。脱硫炉３０において脱硫された石炭ガス化ガス３
０３はガスタービン（図示せず）へ送られる。
ス化炉２０において、空気２０２、酸化炉発生ガス１０
３によってガス化される。石炭ガス化ガス２０３は脱硫
炉３０へ供給する。石炭をガス化後のチャー２０４は酸
化炉１０へ供給する。脱硫炉３０へ石灰石３０７を供給
し、石灰石３０７と石炭ガス化ガス２０３中の硫化水素
とを反応させ、硫化水素を石灰石中にＣａＳとして固定
する。脱硫炉３０において脱硫された石炭ガス化ガス３
０３はガスタービン（図示せず）へ送られる。
【０００４】空気および水蒸気を混合した酸化剤１０
２、水蒸気１０７、ガス化炉で生成したチャー２０４、
および脱硫炉から導入したＣａＳを含んだ石灰石３０４
を酸化炉１０へ供給する。酸化炉１０ではチャー２０４
を燃焼させ、ＣａＳをＣａＳＯ 4 へ酸化する。チャーを
燃焼した燃焼ガスは酸化炉発生ガス１０３としてガス化
炉２０へ供給し、酸化炉発生ガス１０３中の水蒸気や二
酸化炭素はガス化炉２０において石炭のガス化剤として
利用される。酸化炉１０には熱交換器２が設置され、水
蒸気１０５が供給されて加温され水蒸気１０６となり、
水蒸気１０６はスチームタービン（図示せず）へ供給さ
れる。
２、水蒸気１０７、ガス化炉で生成したチャー２０４、
および脱硫炉から導入したＣａＳを含んだ石灰石３０４
を酸化炉１０へ供給する。酸化炉１０ではチャー２０４
を燃焼させ、ＣａＳをＣａＳＯ 4 へ酸化する。チャーを
燃焼した燃焼ガスは酸化炉発生ガス１０３としてガス化
炉２０へ供給し、酸化炉発生ガス１０３中の水蒸気や二
酸化炭素はガス化炉２０において石炭のガス化剤として
利用される。酸化炉１０には熱交換器２が設置され、水
蒸気１０５が供給されて加温され水蒸気１０６となり、
水蒸気１０６はスチームタービン（図示せず）へ供給さ
れる。
【０００５】酸化炉の従来の例を図７に基づいてより詳
細に説明する。酸化炉１０は、内部に水等の熱媒体が流
せる管をつなぎ合わせて壁面を構成したいわゆるウォー
タウオール２ａにより囲まれており、酸化炉１０の炉底
は風箱９ｃの上にある。チャーとＣａＳと石灰石の混合
物１０１は、チャー供給管６ｃより流動層１ｃへ供給さ
れる。空気および水蒸気を混合した酸化剤１０２は空気
供給管７ｃから風箱９ｃへ供給され、分散板３ｃを経由
して流動層１ｃ内へ供給される。
細に説明する。酸化炉１０は、内部に水等の熱媒体が流
せる管をつなぎ合わせて壁面を構成したいわゆるウォー
タウオール２ａにより囲まれており、酸化炉１０の炉底
は風箱９ｃの上にある。チャーとＣａＳと石灰石の混合
物１０１は、チャー供給管６ｃより流動層１ｃへ供給さ
れる。空気および水蒸気を混合した酸化剤１０２は空気
供給管７ｃから風箱９ｃへ供給され、分散板３ｃを経由
して流動層１ｃ内へ供給される。
【０００６】酸化炉１０内では、ＣａＳを含む石灰石と
石炭灰と燃焼中のチャーが、空気および水蒸気を混合し
た酸化剤１０２により流動化され、流動層１ｃを形成し
ている。流動層１ｃの内部には伝熱管２が設置され、水
あるいは水蒸気の熱媒体１０５を流しており、流動層１
ｃで発生した熱で加温している。チャーは空気中の酸素
と燃焼して二酸化炭素と灰へ転換される。
石炭灰と燃焼中のチャーが、空気および水蒸気を混合し
た酸化剤１０２により流動化され、流動層１ｃを形成し
ている。流動層１ｃの内部には伝熱管２が設置され、水
あるいは水蒸気の熱媒体１０５を流しており、流動層１
ｃで発生した熱で加温している。チャーは空気中の酸素
と燃焼して二酸化炭素と灰へ転換される。
【０００７】石灰石中のＣａＳは酸化されてＣａＳＯ4
に転換される。燃焼ガス１０３は配管４から上部のガス
化炉へ供給される。灰と石灰石は炉底ノズル８から抜き
出されて系外へ排出される。
に転換される。燃焼ガス１０３は配管４から上部のガス
化炉へ供給される。灰と石灰石は炉底ノズル８から抜き
出されて系外へ排出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の酸化装置では、
酸化処理後もＣａＳが一部未反応なまま石灰石表面上に
残るため炉底から排出される石灰石を埋め立て材として
用いるとその中に含まれるＣａＳが次のような不都合を
引き起こす。すなわち、ＣａＳは常温では非常にゆっく
りと酸化されＣａＳＯ4 へ転換されるが、水があるとＣ
ａＳから一部Ｈ2Ｓが発生する。したがって、ＣａＳが
むき出しのままで埋め立て材として用いられると水中の
ＣＯＤ値を増大させたりＨ2 Ｓを発生させたりし、環境
汚染の原因となった。
酸化処理後もＣａＳが一部未反応なまま石灰石表面上に
残るため炉底から排出される石灰石を埋め立て材として
用いるとその中に含まれるＣａＳが次のような不都合を
引き起こす。すなわち、ＣａＳは常温では非常にゆっく
りと酸化されＣａＳＯ4 へ転換されるが、水があるとＣ
ａＳから一部Ｈ2Ｓが発生する。したがって、ＣａＳが
むき出しのままで埋め立て材として用いられると水中の
ＣＯＤ値を増大させたりＨ2 Ｓを発生させたりし、環境
汚染の原因となった。
【０００９】ＣａＳからＣａＳＯ4 への転換反応は温度
が高い方が進みやすく、酸化装置における流動層全体の
温度を上昇させることが好ましい。流動層内の粒子は気
泡により非常に良くかき混ぜられているために粒子と粒
子の熱交換がよく、流動層全体の温度差が小さいという
特徴がある。
が高い方が進みやすく、酸化装置における流動層全体の
温度を上昇させることが好ましい。流動層内の粒子は気
泡により非常に良くかき混ぜられているために粒子と粒
子の熱交換がよく、流動層全体の温度差が小さいという
特徴がある。
【００１０】しかしながら流動層温度が上昇すると、石
炭中の灰が溶融し、溶融した灰と灰が合体して次第に大
きな灰の固まりに成長するアグロメ現象が生じやすくな
り、その灰の固まりによって流動層全体の流動化が悪く
なりついには流動層が流動化できなくなるクリンカトラ
ブルが生じる。また流動層内に挿入している熱交換器の
耐久性を向上するために高価な材料を使うためにコスト
が上昇する。
炭中の灰が溶融し、溶融した灰と灰が合体して次第に大
きな灰の固まりに成長するアグロメ現象が生じやすくな
り、その灰の固まりによって流動層全体の流動化が悪く
なりついには流動層が流動化できなくなるクリンカトラ
ブルが生じる。また流動層内に挿入している熱交換器の
耐久性を向上するために高価な材料を使うためにコスト
が上昇する。
【００１１】本発明は、クリンカトラブル等を生ずるこ
となくＣａＳを効率的にＣａＳＯ4へ転換可能なＣａＳ
の酸化装置とその運転方法を提供することを課題として
いる。
となくＣａＳを効率的にＣａＳＯ4へ転換可能なＣａＳ
の酸化装置とその運転方法を提供することを課題として
いる。
【００１２】
【課題を解決するための手段と作用】本発明は、ＣａＳ
を含有する燃料を流動層内で酸素と反応させてそのＣａ
ＳをＣａＳＯ4 へ転換するＣａＳの酸化装置における前
記課題を解決するため前記した流動層を、一部に伝熱管
を設置した流動層と、伝熱管を設置しない流動層とで構
成し、両流動層には、それぞれ独立にガスに随伴させた
ＣａＳを含む燃料を供給するノズルと、空気を供給する
配管とを設ける。
を含有する燃料を流動層内で酸素と反応させてそのＣａ
ＳをＣａＳＯ4 へ転換するＣａＳの酸化装置における前
記課題を解決するため前記した流動層を、一部に伝熱管
を設置した流動層と、伝熱管を設置しない流動層とで構
成し、両流動層には、それぞれ独立にガスに随伴させた
ＣａＳを含む燃料を供給するノズルと、空気を供給する
配管とを設ける。
【００１３】更に前記したＣａＳを含む燃料を供給する
ノズルからの燃料が直射する流動層の内壁部にガスを噴
射する多孔板を設けた構成とする。流動層の粒子は上昇
する気泡により攪拌されており、気泡の上昇速度が大き
いと流動層粒子の攪拌がはげしくなり、流動層全体の粒
子がよく混合され、流動層温度が均一化されやすくな
る。
ノズルからの燃料が直射する流動層の内壁部にガスを噴
射する多孔板を設けた構成とする。流動層の粒子は上昇
する気泡により攪拌されており、気泡の上昇速度が大き
いと流動層粒子の攪拌がはげしくなり、流動層全体の粒
子がよく混合され、流動層温度が均一化されやすくな
る。
【００１４】本発明による酸化装置では伝熱管を設置し
ている流動層と伝熱管を設置しない流動層への燃料と空
気の量をそれぞれ独立に調整することができるので、両
流動層の温度を変化させることができる。
ている流動層と伝熱管を設置しない流動層への燃料と空
気の量をそれぞれ独立に調整することができるので、両
流動層の温度を変化させることができる。
【００１５】また、高い温度の流動層の粒子と低い温度
の流動層の粒子との粒子交換速度を遅くすることによ
り、流動層内の温度を不均一とすることが可能となる。
なお、ガス空塔速度を遅くしすぎると、クリンカトラブ
ルが生じやすくなり、ガス空塔速度が大きいと熱交換速
度が大きくなり流動層間の温度差がつきにくくなる。
の流動層の粒子との粒子交換速度を遅くすることによ
り、流動層内の温度を不均一とすることが可能となる。
なお、ガス空塔速度を遅くしすぎると、クリンカトラブ
ルが生じやすくなり、ガス空塔速度が大きいと熱交換速
度が大きくなり流動層間の温度差がつきにくくなる。
【００１６】流動層間の粒子と粒子との交換速度はガス
空塔速度が大きくなるほど大きくなり、ガス空塔速度を
制御することにより流動層間の熱交換速度を制御するこ
とが可能になる。
空塔速度が大きくなるほど大きくなり、ガス空塔速度を
制御することにより流動層間の熱交換速度を制御するこ
とが可能になる。
【００１７】このように、本発明による酸化装置によれ
ば流動層内で燃焼するＣａＳを含むチャー等の燃料の量
と流動層間の粒子交換による熱の交換速度を制御できる
ことになり、流動層の一部の温度を高温としそこでのＣ
ａＳの酸化を促進することが可能になる。
ば流動層内で燃焼するＣａＳを含むチャー等の燃料の量
と流動層間の粒子交換による熱の交換速度を制御できる
ことになり、流動層の一部の温度を高温としそこでのＣ
ａＳの酸化を促進することが可能になる。
【００１８】こうして本発明による酸化装置では、好ま
しくは、伝熱管を設置しない流動層の温度を９００°〜
１１００℃、伝熱管を設置した流動層の温度を８５０°
〜９５０℃に設定して運転する。
しくは、伝熱管を設置しない流動層の温度を９００°〜
１１００℃、伝熱管を設置した流動層の温度を８５０°
〜９５０℃に設定して運転する。
【００１９】流動層をこのように２つの異る温度部分に
設定して運転するには例えば温度を９００°〜１１００
℃に設定する流動層でのガス流速を、流動化している粒
子の最小流動化開始速度の２〜３．５倍のガス空塔速度
に設定するか、温度９００°〜１１００℃の流動層と、
温度を８５０°〜９５０℃に設定する流動層の間に、各
々の流動層を仕切る壁を設け、その壁に開口させた穴の
大きさで粒子交換量を調整する。
設定して運転するには例えば温度を９００°〜１１００
℃に設定する流動層でのガス流速を、流動化している粒
子の最小流動化開始速度の２〜３．５倍のガス空塔速度
に設定するか、温度９００°〜１１００℃の流動層と、
温度を８５０°〜９５０℃に設定する流動層の間に、各
々の流動層を仕切る壁を設け、その壁に開口させた穴の
大きさで粒子交換量を調整する。
【００２０】一方、流動層内で局所的に燃焼熱によって
最も高温となりやすいのは粒子の動きが悪く、酸素濃度
の高い分散板付近である。流動層温度を上昇させるとこ
の分散板付近にクリンカが形成しやすくなり、この部分
にクリンカを形成させないために分散板上の粒子の動き
を良好にしておく必要がある。
最も高温となりやすいのは粒子の動きが悪く、酸素濃度
の高い分散板付近である。流動層温度を上昇させるとこ
の分散板付近にクリンカが形成しやすくなり、この部分
にクリンカを形成させないために分散板上の粒子の動き
を良好にしておく必要がある。
【００２１】本発明による酸化装置では、ＣａＳを含む
石灰石や石炭あるいはチャー等の燃料を供給するノズル
の対面に多数の小孔を備えた多孔板（分散板）を設置
し、その小孔から空気を吹き出す構成を採用したことに
より多数の小孔を備えた分散板の粒子の混合が促進され
る。これによりＣａＳを含む石灰石や石炭あるいはチャ
ーを空気搬送して炉内で生じた固体を含んだガスの噴流
が対面に衝突して生じるクリンカの成長を阻止すること
が可能になる。
石灰石や石炭あるいはチャー等の燃料を供給するノズル
の対面に多数の小孔を備えた多孔板（分散板）を設置
し、その小孔から空気を吹き出す構成を採用したことに
より多数の小孔を備えた分散板の粒子の混合が促進され
る。これによりＣａＳを含む石灰石や石炭あるいはチャ
ーを空気搬送して炉内で生じた固体を含んだガスの噴流
が対面に衝突して生じるクリンカの成長を阻止すること
が可能になる。
【００２２】また、このようにＣａＳを含む石灰石や石
炭あるいはチャーを空気搬送してノズルから流動層内に
供給して生じたジェットを対面の噴流により良好に攪拌
することにより、石灰石、ＣａＳ、石炭あるいはチャー
を流動層全体に均一に分配できるという効果が生じ、従
来のように石灰石、ＣａＳ、石炭あるいはチャーを流動
層に均一に供給するために多数の供給ノズルを設置する
必要が無くなり、石灰石、ＣａＳ、石炭あるいはチャー
の供給ノズルの本数を減少させるという効果も生じる。
以上のように本発明の酸化装置によれば流動層内に温度
の高い流動層部分と低い流動層部分を作り、クリンカ発
生などのトラブルなくＣａＳ酸化のための安定運転を可
能とする。
炭あるいはチャーを空気搬送してノズルから流動層内に
供給して生じたジェットを対面の噴流により良好に攪拌
することにより、石灰石、ＣａＳ、石炭あるいはチャー
を流動層全体に均一に分配できるという効果が生じ、従
来のように石灰石、ＣａＳ、石炭あるいはチャーを流動
層に均一に供給するために多数の供給ノズルを設置する
必要が無くなり、石灰石、ＣａＳ、石炭あるいはチャー
の供給ノズルの本数を減少させるという効果も生じる。
以上のように本発明の酸化装置によれば流動層内に温度
の高い流動層部分と低い流動層部分を作り、クリンカ発
生などのトラブルなくＣａＳ酸化のための安定運転を可
能とする。
【００２３】
【実施例】以下本発明によるＣａＳの酸化装置の一実施
例及びその運転方法の実施の態様について具体的に説明
する。まず図１〜図４に示す第１実施例について説明す
る。図１において、酸化装置を構成する酸化炉１０は下
部は耐火断熱材５で構成された壁と上部はウォータウオ
ール２ａによって構成された壁とから構成されている。
酸化炉１０内には流動層１ａと流動層１ｂと流動層１ｃ
からなる流動層が形成される。
例及びその運転方法の実施の態様について具体的に説明
する。まず図１〜図４に示す第１実施例について説明す
る。図１において、酸化装置を構成する酸化炉１０は下
部は耐火断熱材５で構成された壁と上部はウォータウオ
ール２ａによって構成された壁とから構成されている。
酸化炉１０内には流動層１ａと流動層１ｂと流動層１ｃ
からなる流動層が形成される。
【００２４】流動層の最下部にＣａＳを含む石灰石と石
炭あるいはチャーを供給する燃料供給ノズル６ａと灰抜
きだし管８が付設された分散板３ａがある。分散板３ａ
の上部には流動層１ａが形成される。その上部に分散板
３ｂとその分散板３ｂにＣａＳを含む石灰石と石炭ある
いはチャー等の燃料を供給する燃料供給ノズル６ｂが付
設されている。燃料供給ノズル６ａ，６ｂは多孔の分散
板３ａ，３ｂに向け、それぞれ燃料を噴射するように配
設されている。
炭あるいはチャーを供給する燃料供給ノズル６ａと灰抜
きだし管８が付設された分散板３ａがある。分散板３ａ
の上部には流動層１ａが形成される。その上部に分散板
３ｂとその分散板３ｂにＣａＳを含む石灰石と石炭ある
いはチャー等の燃料を供給する燃料供給ノズル６ｂが付
設されている。燃料供給ノズル６ａ，６ｂは多孔の分散
板３ａ，３ｂに向け、それぞれ燃料を噴射するように配
設されている。
【００２５】分散板３ｂの上部には流動層１ｂが形成さ
れる。流動層１ａと流動層１ｂの外壁は耐火断熱材５で
覆われ、流動層１ａと流動層１ｂの外部への放熱を小さ
く抑え温度が下がりにくいようにしている。流動層１ｂ
の上部に流動層１ｃが形成され、流動層１ｃには熱交換
器（伝熱管）２が設置されている。
れる。流動層１ａと流動層１ｂの外壁は耐火断熱材５で
覆われ、流動層１ａと流動層１ｂの外部への放熱を小さ
く抑え温度が下がりにくいようにしている。流動層１ｂ
の上部に流動層１ｃが形成され、流動層１ｃには熱交換
器（伝熱管）２が設置されている。
【００２６】酸化炉１０へのＣａＳとチャー等の主燃料
１０１ｂは供給ノズル６ｂから流動層１ｂ中へ供給され
る。酸化炉１０には空気および水蒸気を混合した酸化剤
１０２ｂが風箱９ｂに空気供給ノズル７ｂから供給さ
れ、風箱７ｂを経由して分散板３ｂから流動層１ｂへ供
給される。流動層１ａと流動層１ｂと流動層１ｃの間の
粒子はその中を上昇する気泡により、上下方向に混合さ
れている。
１０１ｂは供給ノズル６ｂから流動層１ｂ中へ供給され
る。酸化炉１０には空気および水蒸気を混合した酸化剤
１０２ｂが風箱９ｂに空気供給ノズル７ｂから供給さ
れ、風箱７ｂを経由して分散板３ｂから流動層１ｂへ供
給される。流動層１ａと流動層１ｂと流動層１ｃの間の
粒子はその中を上昇する気泡により、上下方向に混合さ
れている。
【００２７】流動層１ａを流動層１ｂと流動層１ｃより
も温度を高く設定するためのＣａＳとチャー等の燃料１
０１ａはノズル６ａから流動層１ａへ供給される。その
燃料を燃焼させるための空気および水蒸気を混合した酸
化剤１０２ａは空気供給ノズル７ａから風箱９ａ内へ供
給され、風箱７ａを経由して分散板３ａから流動層１ａ
へ供給される。
も温度を高く設定するためのＣａＳとチャー等の燃料１
０１ａはノズル６ａから流動層１ａへ供給される。その
燃料を燃焼させるための空気および水蒸気を混合した酸
化剤１０２ａは空気供給ノズル７ａから風箱９ａ内へ供
給され、風箱７ａを経由して分散板３ａから流動層１ａ
へ供給される。
【００２８】流動層１ｂ、流動層１ｃは流動層温度が８
５０°〜９５０℃になるようにＣａＳを含む主燃料１０
１ｂ、空気および水蒸気を混合した酸化剤１０２ｂ量を
調節し、かつ流動層１ｂのガス空塔速度が流動化開始速
度の３．５〜５倍に設定される。
５０°〜９５０℃になるようにＣａＳを含む主燃料１０
１ｂ、空気および水蒸気を混合した酸化剤１０２ｂ量を
調節し、かつ流動層１ｂのガス空塔速度が流動化開始速
度の３．５〜５倍に設定される。
【００２９】このガス空塔速度の範囲より速ければ流動
層の粒子が上部へ流出し易くなり、未反応の粒子が増大
し易くなる。このガス空塔速度の範囲より遅ければ、供
給されたＣａＳを含む主燃料１０１ｂが流動層１ｂ全体
へ速やかに混合されることが難しくなる。
層の粒子が上部へ流出し易くなり、未反応の粒子が増大
し易くなる。このガス空塔速度の範囲より遅ければ、供
給されたＣａＳを含む主燃料１０１ｂが流動層１ｂ全体
へ速やかに混合されることが難しくなる。
【００３０】燃焼熱は熱交換器２から蒸気１０５へ伝達
され、蒸気１０５は加温された蒸気１０６となる。Ｃａ
Ｓは酸素と反応してＣａＳＯ4 へ転換されるが、一部は
ＣａＯとＳＯ2 にも転換する。そのＣａＯは流動層内に
滞溜している内にＳＯ2 とＯ 2 と反応してＣａＳＯ4 と
なる。
され、蒸気１０５は加温された蒸気１０６となる。Ｃａ
Ｓは酸素と反応してＣａＳＯ4 へ転換されるが、一部は
ＣａＯとＳＯ2 にも転換する。そのＣａＯは流動層内に
滞溜している内にＳＯ2 とＯ 2 と反応してＣａＳＯ4 と
なる。
【００３１】一方、流動層１ａは流動層温度が９００°
〜１１００℃になるようにＣａＳとチャー等の燃料１０
１ａ、空気および水蒸気を混合した酸化剤１０２ａ量を
調節し、流動層１ｂとの粒子交換量を減少させるために
流動層１ａのガス空塔速度を流動化開始速度の２〜３．
５倍に設定する。
〜１１００℃になるようにＣａＳとチャー等の燃料１０
１ａ、空気および水蒸気を混合した酸化剤１０２ａ量を
調節し、流動層１ｂとの粒子交換量を減少させるために
流動層１ａのガス空塔速度を流動化開始速度の２〜３．
５倍に設定する。
【００３２】このガス空塔速度範囲より遅くなると流動
層１ａ内にホットスポットが生じ易くなり、石炭灰が溶
融して大塊へ生成する、いわゆるクリンカトラブルが生
じ易くなる。また、このガス空塔速度範囲より速くなる
と、流動層１ｂと１ａの粒子交換が良くなり過ぎて、流
動層１ａの温度を流動層１ｂの温度よりも高く設定しに
くくなる。
層１ａ内にホットスポットが生じ易くなり、石炭灰が溶
融して大塊へ生成する、いわゆるクリンカトラブルが生
じ易くなる。また、このガス空塔速度範囲より速くなる
と、流動層１ｂと１ａの粒子交換が良くなり過ぎて、流
動層１ａの温度を流動層１ｂの温度よりも高く設定しに
くくなる。
【００３３】流動層１ｂの粒子は高温の流動層１ａを経
由して排出管８から抜き出されるために、流動層１ａの
高温条件では速やかに排出灰中のＣａＳが、完全にＣａ
ＳＯ 4 あるいはＣａＯに転換される。酸化炉１０で発生
した燃焼ガスは配管４を経由してガス化炉（図示せず）
へ送られる。
由して排出管８から抜き出されるために、流動層１ａの
高温条件では速やかに排出灰中のＣａＳが、完全にＣａ
ＳＯ 4 あるいはＣａＯに転換される。酸化炉１０で発生
した燃焼ガスは配管４を経由してガス化炉（図示せず）
へ送られる。
【００３４】図２は図１のＡ−Ａ断面から分散板３ａ、
分散板３ｂを見た図である。燃料供給ノズル６ｂに対向
する分散板３ｂの一部分であるＢ付近は小孔を他よりも
密に配することにより、供給されたＣａＳを含む主燃料
１０１ｂの流動層１ｂ内への分散を促進するように配慮
している。
分散板３ｂを見た図である。燃料供給ノズル６ｂに対向
する分散板３ｂの一部分であるＢ付近は小孔を他よりも
密に配することにより、供給されたＣａＳを含む主燃料
１０１ｂの流動層１ｂ内への分散を促進するように配慮
している。
【００３５】図３は分散板３ａ、分散板３ｂの断面図で
あり、図４は図３のＣ−Ｃの切断面の一部を示したもの
であり、分散板３ａ、分散板３ｂの小孔３ｅの形状の説
明図である。小孔３ｅは図４に示すように断面の円の中
心を通る線と小孔３ｅの中心線は角度Ｄが通常２０°〜
７０°、好ましくは３５°〜５５°となるように配置さ
れている。
あり、図４は図３のＣ−Ｃの切断面の一部を示したもの
であり、分散板３ａ、分散板３ｂの小孔３ｅの形状の説
明図である。小孔３ｅは図４に示すように断面の円の中
心を通る線と小孔３ｅの中心線は角度Ｄが通常２０°〜
７０°、好ましくは３５°〜５５°となるように配置さ
れている。
【００３６】角度Ｄは分散板３ａ上の粒子を時計方向に
移動させるような空気の噴流を生じさせるため、角度Ｄ
を設定することにより燃料を含んだ噴流を分散板３ａ上
に直接当たらないように燃料を含んだ噴流を曲げること
と、噴流中の燃料を流動層の断面に均一に分散させる効
果を奏している。
移動させるような空気の噴流を生じさせるため、角度Ｄ
を設定することにより燃料を含んだ噴流を分散板３ａ上
に直接当たらないように燃料を含んだ噴流を曲げること
と、噴流中の燃料を流動層の断面に均一に分散させる効
果を奏している。
【００３７】次に図５に示した本発明による酸化装置の
第２実施例について説明する。図５において、図１に示
した第１実施例の構成と同等の部分には説明を簡単にす
るため同一符号を付してある。
第２実施例について説明する。図５において、図１に示
した第１実施例の構成と同等の部分には説明を簡単にす
るため同一符号を付してある。
【００３８】図５の実施例と図１の実施例の違いは高温
部の流動層１ａを低温部の流動層１ｃの横に配置したこ
とである。通常運転時は低温部の流動層１ｂに設置した
分散板３ｂに付設された灰抜きだし管８’から灰の抜き
出しは行わず、高温部の流動層１ａに設置した分散板３
ａに付設された灰抜きだし管８から灰を抜き出す。
部の流動層１ａを低温部の流動層１ｃの横に配置したこ
とである。通常運転時は低温部の流動層１ｂに設置した
分散板３ｂに付設された灰抜きだし管８’から灰の抜き
出しは行わず、高温部の流動層１ａに設置した分散板３
ａに付設された灰抜きだし管８から灰を抜き出す。
【００３９】分散板３ｂに付設された灰抜きだし管８’
からの灰の抜き出しは、流動層１ｂ内に特に大きな粒径
の粒子が蓄積してきた場合にのみおこなう。図５のよう
に流動層を並べることにより、流動層１ｃの層高を調製
することにより、流動層１ａと流動層１ｃの間の粒子交
換量を調整できるので、流動層１ｃ内のガス空塔速度を
流動化開始速度の２〜３．５倍以上としても流動層１ａ
の温度を上昇することが可能となる。
からの灰の抜き出しは、流動層１ｂ内に特に大きな粒径
の粒子が蓄積してきた場合にのみおこなう。図５のよう
に流動層を並べることにより、流動層１ｃの層高を調製
することにより、流動層１ａと流動層１ｃの間の粒子交
換量を調整できるので、流動層１ｃ内のガス空塔速度を
流動化開始速度の２〜３．５倍以上としても流動層１ａ
の温度を上昇することが可能となる。
【００４０】以上、本発明を図示した実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明がこれらの実施例に限定さ
れず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その構造
や操作に種々の変更を加えてよいことはいうまでもな
い。
具体的に説明したが、本発明がこれらの実施例に限定さ
れず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その構造
や操作に種々の変更を加えてよいことはいうまでもな
い。
【００４１】
【発明の効果】本発明によるＣａＳの酸化装置及びその
運転方法によれば、ＣａＳを酸素と反応させる流動層
を、一部に伝熱管を設置した流動層と伝熱管を設置しな
い流動層で構成し、両流動層へのＣａＳを含む燃料と空
気の供給をそれぞれ独立に調整することにより両流動層
の温度を変えてその高温部分で効果的にＣａＳを酸化さ
せることができる。また、ＣａＳを含む燃料の供給ノズ
ルに対面する流動層の内壁部に多孔板を設けたことによ
りクリンカの成長が阻止される。
運転方法によれば、ＣａＳを酸素と反応させる流動層
を、一部に伝熱管を設置した流動層と伝熱管を設置しな
い流動層で構成し、両流動層へのＣａＳを含む燃料と空
気の供給をそれぞれ独立に調整することにより両流動層
の温度を変えてその高温部分で効果的にＣａＳを酸化さ
せることができる。また、ＣａＳを含む燃料の供給ノズ
ルに対面する流動層の内壁部に多孔板を設けたことによ
りクリンカの成長が阻止される。
【００４２】このように本発明による酸化装置及びその
運転方法を石炭ガス化発電装置におけるＣａＳ酸化装置
に採用することにより、石炭ガス化発電装置から排出さ
れる脱硫後の石灰石中にはほとんどＣａＳを含まない
か、含んでいても外気とＣａＳが反応しないようにＣａ
ＳＯ4 の殻の内部にＣａＳが存在するために埋め立て材
として用いても環境中でＣａＳが分解せず、環境に対し
悪影響のない埋め立て材として脱硫後の石灰石の利用が
可能となる。
運転方法を石炭ガス化発電装置におけるＣａＳ酸化装置
に採用することにより、石炭ガス化発電装置から排出さ
れる脱硫後の石灰石中にはほとんどＣａＳを含まない
か、含んでいても外気とＣａＳが反応しないようにＣａ
ＳＯ4 の殻の内部にＣａＳが存在するために埋め立て材
として用いても環境中でＣａＳが分解せず、環境に対し
悪影響のない埋め立て材として脱硫後の石灰石の利用が
可能となる。
【図１】本発明の第１実施例に係わる酸化装置の構成を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】本発明の第１実施例の酸化装置における流動層
の炉底部と分散板の構造の一例を示す平面図。
の炉底部と分散板の構造の一例を示す平面図。
【図３】本発明の第１実施例の酸化装置における分散板
の構造の一例を示す断面図。
の構造の一例を示す断面図。
【図４】本発明の第１実施例の酸化装置における分散板
の構造の一例を示す断面図。
の構造の一例を示す断面図。
【図５】本発明の第２実施例に係わる酸化装置の構成を
示す断面図。
示す断面図。
【図６】本発明による酸化装置が使用される石炭ガス化
脱硫装置の概念を示す構成図。
脱硫装置の概念を示す構成図。
【図７】従来の酸化装置の構成を示す断面図。
１ａ，１ｂ，１ｃ 流動層 ２ 伝熱管（熱交換器） ３ａ，３ｂ，３ｃ 分散板 ３ｅ 小孔 ４ 配管 ５ 耐火断熱材 ６ａ，６ｂ，６ｃ 燃料供給ノズル ７ａ，７ｂ，７ｃ 空気供給ノズル ８，８’ 排出管 ９ａ，９ｂ，９ｃ 風箱 １０ 酸化炉 １０１，１０１ａ，１０１ｂ 燃料あるいはチャーとＣ
ａＳを含む脱硫済み石灰石 １０２，１０２ａ，１０２ｂ 酸化剤 １０３ 酸化炉発生ガス １０４ 排出灰 １０５，１０６ 水蒸気
ａＳを含む脱硫済み石灰石 １０２，１０２ａ，１０２ｂ 酸化剤 １０３ 酸化炉発生ガス １０４ 排出灰 １０５，１０６ 水蒸気
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｊ 3/46 Ｍ Ｆ０２Ｃ 3/28 (72)発明者 篠田 克彦 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ＣａＳを含有する燃料を流動層内で酸素
と反応させてそのＣａＳをＣａＳＯ4 へ転換するＣａＳ
の酸化装置において、前記流動層が、一部に伝熱管を設
置した流動層と伝熱管を設置しない流動層とで構成さ
れ、両流動層には、それぞれ独立にガスに随伴させたＣ
ａＳを含む燃料を供給するノズルと、空気を供給する配
管と、前記ノズルからの燃料が直射する内壁部に設置さ
れガスを噴出する多孔板とが設けられ、両流動層におけ
る空燃比とガス空塔速度を独立して制御可能に構成した
ことを特徴とするＣａＳの酸化装置。 - 【請求項２】 前記両流動層における燃料供給量と空気
流量の割合を調整することにより両流動層の局所的な空
気量とガス空塔速度とを調整すると共に、前記伝熱管を
設置しない流動層のガス流速を制御して前記伝熱管を設
置した流動層との間の粒子交換量を制御することにより
前記伝熱管を設置しない流動層の温度を９００°〜１１
００℃、前記伝熱管を設置した流動層の温度を８５０°
〜９５０℃に設定して運転することを特徴とする請求項
１記載のＣａＳの酸化装置の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13021494A JP3354712B2 (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | ＣａＳの酸化装置及びその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13021494A JP3354712B2 (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | ＣａＳの酸化装置及びその運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332612A true JPH07332612A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3354712B2 JP3354712B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=15028822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13021494A Expired - Lifetime JP3354712B2 (ja) | 1994-06-13 | 1994-06-13 | ＣａＳの酸化装置及びその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3354712B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997044412A1 (en) * | 1996-05-20 | 1997-11-27 | Hitachi, Ltd. | Coal gasification apparatus, coal gasification method and integrated coal gasification combined cycle power generating system |
| EP0899235A1 (en) * | 1997-08-29 | 1999-03-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Calcium sulfide oxidation method and apparatus |
| JP2006075802A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Nippon Alum Co Ltd | 粉粒体の流動循環装置 |
| JP2007091787A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Chubu Electric Power Co Inc | 流動床ガス化装置の運転方法及び流動床ガス化装置、石炭ガス化複合発電システム |
| JP2008163257A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Sekitan Energy Center | 流動床ガス化装置の運転方法及び流動床ガス化装置並びに石炭ガス化複合発電システム |
| CN111032193A (zh) * | 2017-08-22 | 2020-04-17 | 沙特阿拉伯石油公司 | 用于处理酸性气体和发电的方法 |
-
1994
- 1994-06-13 JP JP13021494A patent/JP3354712B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997044412A1 (en) * | 1996-05-20 | 1997-11-27 | Hitachi, Ltd. | Coal gasification apparatus, coal gasification method and integrated coal gasification combined cycle power generating system |
| EP0899235A1 (en) * | 1997-08-29 | 1999-03-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Calcium sulfide oxidation method and apparatus |
| US6245314B1 (en) | 1997-08-29 | 2001-06-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Calcium sulfide oxidation method |
| US6475445B1 (en) | 1997-08-29 | 2002-11-05 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Calcium sulfide oxidation method and apparatus |
| JP2006075802A (ja) * | 2004-09-13 | 2006-03-23 | Nippon Alum Co Ltd | 粉粒体の流動循環装置 |
| JP2007091787A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Chubu Electric Power Co Inc | 流動床ガス化装置の運転方法及び流動床ガス化装置、石炭ガス化複合発電システム |
| JP2008163257A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Sekitan Energy Center | 流動床ガス化装置の運転方法及び流動床ガス化装置並びに石炭ガス化複合発電システム |
| CN111032193A (zh) * | 2017-08-22 | 2020-04-17 | 沙特阿拉伯石油公司 | 用于处理酸性气体和发电的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3354712B2 (ja) | 2002-12-09 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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