JPH0771272A - 動力を発生させるための方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 清浄なガスでタービンを駆動させて動力を得
る。 【構成】 機械動力、電気動力を発生させ、環境的に安
全な排煙を生成するためのガスタービンの燃料として使
用される実質的にＨ2 とＣＯよりなる塩素および硫黄を
含まない燃料ガスが、塩素および硫黄を含む不純物を有
する液状炭化水素系または固形炭素質燃料を部分酸化し
て得る。原燃料ガスを流れＡと流れＢに分割し、乾燥し
た窒素ガスとの間接的な熱交換によって原燃料ガスの流
れＡを冷却するとともに、清浄で塩素および硫黄を含ま
ない燃料ガスの生成物の流れとの間接的な熱交換によっ
て原燃料ガスの流れＢを別個に冷却する。原燃料ガスの
流れＡおよび流れＢからＨＣｌと粒状物質が除去され、
そして原燃料ガスの流れＡと流れＢが混合された後、さ
らに冷却と硫黄含有ガスの除去が行なわれる。この方法
によれば原燃料ガス中の腐食性成分による金属性熱交換
器に対する損傷が防止される。
る。 【構成】 機械動力、電気動力を発生させ、環境的に安
全な排煙を生成するためのガスタービンの燃料として使
用される実質的にＨ2 とＣＯよりなる塩素および硫黄を
含まない燃料ガスが、塩素および硫黄を含む不純物を有
する液状炭化水素系または固形炭素質燃料を部分酸化し
て得る。原燃料ガスを流れＡと流れＢに分割し、乾燥し
た窒素ガスとの間接的な熱交換によって原燃料ガスの流
れＡを冷却するとともに、清浄で塩素および硫黄を含ま
ない燃料ガスの生成物の流れとの間接的な熱交換によっ
て原燃料ガスの流れＢを別個に冷却する。原燃料ガスの
流れＡおよび流れＢからＨＣｌと粒状物質が除去され、
そして原燃料ガスの流れＡと流れＢが混合された後、さ
らに冷却と硫黄含有ガスの除去が行なわれる。この方法
によれば原燃料ガス中の腐食性成分による金属性熱交換
器に対する損傷が防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、硫黄および塩素を含む
液状炭化水素系または固形炭素質燃料を部分酸化して燃
料ガスを製造することに関し、その燃料ガスを精製し、
そして環境的に安全な排煙を生成しながら動力を発生さ
せることができる燃料ガス製造に関する。
液状炭化水素系または固形炭素質燃料を部分酸化して燃
料ガスを製造することに関し、その燃料ガスを精製し、
そして環境的に安全な排煙を生成しながら動力を発生さ
せることができる燃料ガス製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】共同譲渡された米国特許第3,868,817号
においては、ＣＯ2を多く含む温度調節剤の存在下で部
分酸化することによって乾燥量基準で少なくとも０．３
０のモル比（ＣＯ／Ｈ2 ）を有する燃料ガスが生成され
る。さらに処理した後、燃料ガスは燃焼タービン中で燃
焼される。比較的高い水蒸気／燃料の重量比を適用した
炭化水素系燃料を部分酸化することにより燃料ガスの製
造が共同譲渡された米国特許第3,688,438 号に記載され
ているが、引続く接触メタン化工程は記載されていな
い。共同譲渡された米国特許第4,075,831 号において
は、精製されて加湿された燃料ガスがガスタービン中で
燃焼されて機械的仕事および電気的エネルギーを発生す
る。米国特許第4,537,023 号においては空気と水蒸気の
混合物が燃料に混合されて燃焼されガスタービンを駆動
する。
においては、ＣＯ2を多く含む温度調節剤の存在下で部
分酸化することによって乾燥量基準で少なくとも０．３
０のモル比（ＣＯ／Ｈ2 ）を有する燃料ガスが生成され
る。さらに処理した後、燃料ガスは燃焼タービン中で燃
焼される。比較的高い水蒸気／燃料の重量比を適用した
炭化水素系燃料を部分酸化することにより燃料ガスの製
造が共同譲渡された米国特許第3,688,438 号に記載され
ているが、引続く接触メタン化工程は記載されていな
い。共同譲渡された米国特許第4,075,831 号において
は、精製されて加湿された燃料ガスがガスタービン中で
燃焼されて機械的仕事および電気的エネルギーを発生す
る。米国特許第4,537,023 号においては空気と水蒸気の
混合物が燃料に混合されて燃焼されガスタービンを駆動
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術は放射冷却器中で塩素および硫黄を含む原燃料ガス
を冷却して前記原燃料ガスを冷却して前記原燃料ガスを
二つの流れＡおよびＢに分割する工程、窒素ガスの流れ
との間接的な熱交換によって前記原燃料ガス流Ａをさら
に冷却する工程、清浄で塩素と硫黄を含まない燃料ガス
流との間接的な熱交換によって前記原燃料ガス流Ｂをさ
らに冷却する工程、原燃料ガスの両方の流れからＨＣｌ
と粒状物質を除去した後、これらを混合する工程、およ
び前記混合流から硫黄を含むガスを除去してＨ2 とＣＯ
よりなる前記の清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガ
スの流れを生成する工程を提供する本発明を教示あるい
は示唆していない。また従来の技術は空気による燃焼が
行なわれ、付随的に窒素原子を含むが塩素または硫黄を
含むガスあるいはＮＯX ガスは含まない排煙が生成され
るガスタービンの燃焼室に加湿された清浄で塩素および
硫黄を含まない燃料ガスを導入する工程を提供してもい
ない。
技術は放射冷却器中で塩素および硫黄を含む原燃料ガス
を冷却して前記原燃料ガスを冷却して前記原燃料ガスを
二つの流れＡおよびＢに分割する工程、窒素ガスの流れ
との間接的な熱交換によって前記原燃料ガス流Ａをさら
に冷却する工程、清浄で塩素と硫黄を含まない燃料ガス
流との間接的な熱交換によって前記原燃料ガス流Ｂをさ
らに冷却する工程、原燃料ガスの両方の流れからＨＣｌ
と粒状物質を除去した後、これらを混合する工程、およ
び前記混合流から硫黄を含むガスを除去してＨ2 とＣＯ
よりなる前記の清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガ
スの流れを生成する工程を提供する本発明を教示あるい
は示唆していない。また従来の技術は空気による燃焼が
行なわれ、付随的に窒素原子を含むが塩素または硫黄を
含むガスあるいはＮＯX ガスは含まない排煙が生成され
るガスタービンの燃焼室に加湿された清浄で塩素および
硫黄を含まない燃料ガスを導入する工程を提供してもい
ない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の方法は、以下の
工程によって硫黄および塩素を含む液状炭化水素系また
は固形炭素質燃料を部分酸化し、ターボ燃焼器中で前記
燃料ガスを燃焼させることによって塩素および硫黄を含
む腐食性蒸気を含有しない燃料ガスを製造することに関
する。前記の工程は（１）下降流垂直型自然流ガス発生
装置の反応領域（その反応領域における温度はＨ2Ｏ の
露点よりも高い温度である）において、約1800〜3000°
Ｆの範囲でＨ2Ｏの露点よりも高い温度および約1〜250
気圧の範囲の圧力において温度調節剤の存在下に部分酸
化によって遊離酸素を含むガスの流れを塩素および硫黄
を含む液状炭化水素または固形炭素質燃料の流れと反応
させて、溶融スラグと粒状物質を伴なってＨ2 、ＣＯ、
Ｈ2Ｏ、Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、ＣＨ4、Ｎ2およびＡを含む原燃
料ガスの流れを生成させる工程、（２）前記工程（１）
からの前記燃料ガス流をボイラー循環水との間接的な熱
交換によって約1500〜1000°Ｆの範囲でＨ2Ｏ の露点よ
りも高い温度まで冷却し、そして前記スラグを分離させ
る工程、（３）工程（２）からのスラグを含まない原燃
料ガス流を別個のガス流ＡおよびＢに分割して、それぞ
れの原燃料ガス流ＡおよびＢをボイラー循環水との間接
的な熱交換によって約1000〜600°Ｆの範囲でＨ2Ｏの露
点よりも高い温度まで別々に冷却することによってそれ
らの流れを生成させる工程、（４）工程（３）からの原
燃料ガス流と間接的に熱交換して周囲温度から約 400°
Ｆの範囲の温度において乾燥窒素ガスの流れを通し、こ
のことによって窒素ガス流を約400〜800°Ｆの範囲の温
度まで加熱しながら前記原燃料ガス流Ａを約600〜300°
Ｆの範囲で前記原燃料ガス流Ａ中のＨ2Ｏ の露点よりも
高い温度まで冷却する工程、（５）工程（４）において
冷却された原燃料ガス流Ａを水でスクラビングして清浄
で塩素を含まない燃料ガス流を生成させる工程、（６）
工程（３）からの原燃料ガス流Ｂを工程（１２）から出
てくる清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガス流との
間接的な熱交換によって約600〜300°Ｆの範囲で前記原
燃料ガス流Ｂ中のＨ2Ｏ の露点より高い温度までさらに
冷却し、このことによって前記清浄で塩素および硫黄を
含まないガス流を約400〜800°Ｆの範囲の温度まで加熱
する工程、（７）工程（６）において冷却された原燃料
ガスＢの冷たい流れを水でスクラビングして清浄な塩素
を含まない燃料ガス流を生成させる工程、（８）それぞ
れ工程（５）および（７）からの清浄な塩素を含まない
流れＡおよびＢを混合する工程、（９）約250〜500°Ｆ
の範囲の温度を有する工程（８）からの清浄で塩素を含
まないガスの混合流を約 90〜120°Ｆの範囲の温度を有
する工程（１１）からの清浄で塩素および硫黄を含まな
い燃料ガス流との間接的な熱交換によって約200°Ｆ〜4
00°Ｆの範囲の温度まで冷却する工程、（１０）工程
（９）からの原燃料ガスの混合流をボイラー循環水およ
び／または少なくとも一つの熱交換器中の冷水との間接
的な熱交換によって約 90〜120°Ｆの範囲の温度までさ
らに冷却する工程、（１１）酸ガス除去領域において工
程（１０）からの清浄で塩素を含まない燃料ガスの混合
流からの硫黄を含むガスを実質的に完全に除去する工
程、（１２）工程（９）からの清浄で塩素および硫黄を
含まない前記燃料ガス流を水蒸気との間接的な熱交換に
よって約250〜400°Ｆの範囲の温度まで加熱する工程、
（１３）それぞれの管路から（ａ）空気の流れ、（ｂ）
工程（４）において加熱された乾燥窒素ガスの流れ、お
よび（ｃ）工程（６）において加熱された清浄で塩素お
よび硫黄を含まない燃料ガスの流れをガスタービンの燃
焼領域に別々に導入する工程、および（１４）前記燃焼
領域において前記の清浄で塩素および硫黄を含まない燃
料ガスを燃焼させてＨＣｌ、硫黄を含むガスおよびＮＯ
Xを実質的に含まない排煙を生成し、前記排煙を膨脹タ
ービンに通して動力および熱廃ガスを発生させ、前記熱
廃ガスとのボイラー供給水に間接的な熱交換によって水
蒸気を生成させ、そして前記水蒸気を動力を発生させる
ための蒸気タービンを通過させる工程を包含している。
工程によって硫黄および塩素を含む液状炭化水素系また
は固形炭素質燃料を部分酸化し、ターボ燃焼器中で前記
燃料ガスを燃焼させることによって塩素および硫黄を含
む腐食性蒸気を含有しない燃料ガスを製造することに関
する。前記の工程は（１）下降流垂直型自然流ガス発生
装置の反応領域（その反応領域における温度はＨ2Ｏ の
露点よりも高い温度である）において、約1800〜3000°
Ｆの範囲でＨ2Ｏの露点よりも高い温度および約1〜250
気圧の範囲の圧力において温度調節剤の存在下に部分酸
化によって遊離酸素を含むガスの流れを塩素および硫黄
を含む液状炭化水素または固形炭素質燃料の流れと反応
させて、溶融スラグと粒状物質を伴なってＨ2 、ＣＯ、
Ｈ2Ｏ、Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、ＣＨ4、Ｎ2およびＡを含む原燃
料ガスの流れを生成させる工程、（２）前記工程（１）
からの前記燃料ガス流をボイラー循環水との間接的な熱
交換によって約1500〜1000°Ｆの範囲でＨ2Ｏ の露点よ
りも高い温度まで冷却し、そして前記スラグを分離させ
る工程、（３）工程（２）からのスラグを含まない原燃
料ガス流を別個のガス流ＡおよびＢに分割して、それぞ
れの原燃料ガス流ＡおよびＢをボイラー循環水との間接
的な熱交換によって約1000〜600°Ｆの範囲でＨ2Ｏの露
点よりも高い温度まで別々に冷却することによってそれ
らの流れを生成させる工程、（４）工程（３）からの原
燃料ガス流と間接的に熱交換して周囲温度から約 400°
Ｆの範囲の温度において乾燥窒素ガスの流れを通し、こ
のことによって窒素ガス流を約400〜800°Ｆの範囲の温
度まで加熱しながら前記原燃料ガス流Ａを約600〜300°
Ｆの範囲で前記原燃料ガス流Ａ中のＨ2Ｏ の露点よりも
高い温度まで冷却する工程、（５）工程（４）において
冷却された原燃料ガス流Ａを水でスクラビングして清浄
で塩素を含まない燃料ガス流を生成させる工程、（６）
工程（３）からの原燃料ガス流Ｂを工程（１２）から出
てくる清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガス流との
間接的な熱交換によって約600〜300°Ｆの範囲で前記原
燃料ガス流Ｂ中のＨ2Ｏ の露点より高い温度までさらに
冷却し、このことによって前記清浄で塩素および硫黄を
含まないガス流を約400〜800°Ｆの範囲の温度まで加熱
する工程、（７）工程（６）において冷却された原燃料
ガスＢの冷たい流れを水でスクラビングして清浄な塩素
を含まない燃料ガス流を生成させる工程、（８）それぞ
れ工程（５）および（７）からの清浄な塩素を含まない
流れＡおよびＢを混合する工程、（９）約250〜500°Ｆ
の範囲の温度を有する工程（８）からの清浄で塩素を含
まないガスの混合流を約 90〜120°Ｆの範囲の温度を有
する工程（１１）からの清浄で塩素および硫黄を含まな
い燃料ガス流との間接的な熱交換によって約200°Ｆ〜4
00°Ｆの範囲の温度まで冷却する工程、（１０）工程
（９）からの原燃料ガスの混合流をボイラー循環水およ
び／または少なくとも一つの熱交換器中の冷水との間接
的な熱交換によって約 90〜120°Ｆの範囲の温度までさ
らに冷却する工程、（１１）酸ガス除去領域において工
程（１０）からの清浄で塩素を含まない燃料ガスの混合
流からの硫黄を含むガスを実質的に完全に除去する工
程、（１２）工程（９）からの清浄で塩素および硫黄を
含まない前記燃料ガス流を水蒸気との間接的な熱交換に
よって約250〜400°Ｆの範囲の温度まで加熱する工程、
（１３）それぞれの管路から（ａ）空気の流れ、（ｂ）
工程（４）において加熱された乾燥窒素ガスの流れ、お
よび（ｃ）工程（６）において加熱された清浄で塩素お
よび硫黄を含まない燃料ガスの流れをガスタービンの燃
焼領域に別々に導入する工程、および（１４）前記燃焼
領域において前記の清浄で塩素および硫黄を含まない燃
料ガスを燃焼させてＨＣｌ、硫黄を含むガスおよびＮＯ
Xを実質的に含まない排煙を生成し、前記排煙を膨脹タ
ービンに通して動力および熱廃ガスを発生させ、前記熱
廃ガスとのボイラー供給水に間接的な熱交換によって水
蒸気を生成させ、そして前記水蒸気を動力を発生させる
ための蒸気タービンを通過させる工程を包含している。
【０００５】他の一つの実施態様においては、工程（１
２）の前に清浄で塩素を含まない燃料ガス流ＡおよびＢ
よりなる混合流との間接的な熱交換によって清浄で塩素
および硫黄を含まない燃料ガスは予熱された水によって
飽和される。この場合には、清浄で塩素および硫黄を含
まない燃料ガスの加湿された流れが比較的乾燥した流れ
工程（１３）（ｃ）の代りに工程（１４）の燃焼領域に
おいて燃焼される。
２）の前に清浄で塩素を含まない燃料ガス流ＡおよびＢ
よりなる混合流との間接的な熱交換によって清浄で塩素
および硫黄を含まない燃料ガスは予熱された水によって
飽和される。この場合には、清浄で塩素および硫黄を含
まない燃料ガスの加湿された流れが比較的乾燥した流れ
工程（１３）（ｃ）の代りに工程（１４）の燃焼領域に
おいて燃焼される。
【０００６】
【実施例】通常の部分酸化プロセスにおいて供給燃料と
して硫黄および塩素の不純物を含む液状炭化水素系また
は固形炭素質燃料が使用されるときには、原燃料ガスは
約1800°Ｆ〜3000°Ｆの範囲の温度において生成され、
Ｈ2、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、ＨＣｌ、
ＣＨ4、Ｎ2 およびＡよりなるガスの混合物である。ガ
スが冷たい交換媒体によってその露点より低い温度に冷
却されたとすれば原燃料ガス中の水分は燃料ガスから塩
化水素を吸収して腐食性のミスト（霧）を生成するだろ
うということが見出されたのは予期されないことであっ
た。このミストは原料ガス流を冷却するために使用され
る熱交換器の金属部分を損傷させるだろう。この問題は
他の問題と同様に本発明の方法によって解決された。
して硫黄および塩素の不純物を含む液状炭化水素系また
は固形炭素質燃料が使用されるときには、原燃料ガスは
約1800°Ｆ〜3000°Ｆの範囲の温度において生成され、
Ｈ2、ＣＯ、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ、Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、ＨＣｌ、
ＣＨ4、Ｎ2 およびＡよりなるガスの混合物である。ガ
スが冷たい交換媒体によってその露点より低い温度に冷
却されたとすれば原燃料ガス中の水分は燃料ガスから塩
化水素を吸収して腐食性のミスト（霧）を生成するだろ
うということが見出されたのは予期されないことであっ
た。このミストは原料ガス流を冷却するために使用され
る熱交換器の金属部分を損傷させるだろう。この問題は
他の問題と同様に本発明の方法によって解決された。
【０００７】本発明の方法においては、約0.2〜10重量
％（乾燥量基準）の硫黄と約0.001〜2.0 重量％（乾燥
量基準）の塩素を含む液状炭化水素系または固形炭素質
燃料供給原料が部分酸化によって遊離酸素を含むガス、
好ましくは実質的に純粋な酸素および温度調節剤と反応
して原燃料ガスを生成させる。反応は触媒を使用しない
で行なわれることが好ましい。
％（乾燥量基準）の硫黄と約0.001〜2.0 重量％（乾燥
量基準）の塩素を含む液状炭化水素系または固形炭素質
燃料供給原料が部分酸化によって遊離酸素を含むガス、
好ましくは実質的に純粋な酸素および温度調節剤と反応
して原燃料ガスを生成させる。反応は触媒を使用しない
で行なわれることが好ましい。
【０００８】通常のバーナーによって通常の自然流部分
酸化ガス発生器の反応領域に供給原料流が導入される。
ガス発生器は耐火性材料で内張りされた垂直型円筒状鋼
製圧力容器である。代表的な部分酸化ガス発生器は図１
に示されており、参考としてここに取入れられている共
同譲渡された米国特許第2,818,326号および第3,544,291
号に記載されている。バーナーは中央部の垂直軸に沿っ
てガス発生器の頂部に配置されている。好適なバーナー
は共同譲渡された米国特許第2,928,460号、3,847,564号
および3,874,592 号に示されているような先端噴霧型、
共同譲渡された米国特許第3,874,592号、第4,351,645号
および第4,364,744 号に記載されているような予備混合
型およびこれらの組合せを含んでいる。
酸化ガス発生器の反応領域に供給原料流が導入される。
ガス発生器は耐火性材料で内張りされた垂直型円筒状鋼
製圧力容器である。代表的な部分酸化ガス発生器は図１
に示されており、参考としてここに取入れられている共
同譲渡された米国特許第2,818,326号および第3,544,291
号に記載されている。バーナーは中央部の垂直軸に沿っ
てガス発生器の頂部に配置されている。好適なバーナー
は共同譲渡された米国特許第2,928,460号、3,847,564号
および3,874,592 号に示されているような先端噴霧型、
共同譲渡された米国特許第3,874,592号、第4,351,645号
および第4,364,744 号に記載されているような予備混合
型およびこれらの組合せを含んでいる。
【０００９】バーナーを同時的に通過する温度調節剤と
随意に混合されたオキシダント（酸化体）の少なくとも
一つの流れ、例えば二つの流れがあってもよい。例えば
共同譲渡された米国特許第3,874,592 号に示されている
ような２本流バーナーは間隔を置いた同心同軸の導管に
よって囲まれた中央導管を有し、このことによってそれ
らの間に環状の流路を備えている。温度調節剤と随意に
混合された酸化体の流れは中央導管または環状通路に接
続されてこれらを通過し、温度調節剤と随意に混合され
た燃料流は残余の流路に接続されてこの流路を通過す
る。他の一つの実例においては共同譲渡された米国特許
第3,847,564 号に示されているような３本流バーナーは
中間の環状流路を提供する二つの間隔を置いた同心同軸
の導管によって囲まれた中央導管を備えている。温度調
節剤と随意に混合された酸化体との別個の流れが中央導
管と外側環状流路に接続されてこれらを通過する。温度
調節剤と随意に混合された燃料の流れは中間流路に接続
されてこれを通過する。
随意に混合されたオキシダント（酸化体）の少なくとも
一つの流れ、例えば二つの流れがあってもよい。例えば
共同譲渡された米国特許第3,874,592 号に示されている
ような２本流バーナーは間隔を置いた同心同軸の導管に
よって囲まれた中央導管を有し、このことによってそれ
らの間に環状の流路を備えている。温度調節剤と随意に
混合された酸化体の流れは中央導管または環状通路に接
続されてこれらを通過し、温度調節剤と随意に混合され
た燃料流は残余の流路に接続されてこの流路を通過す
る。他の一つの実例においては共同譲渡された米国特許
第3,847,564 号に示されているような３本流バーナーは
中間の環状流路を提供する二つの間隔を置いた同心同軸
の導管によって囲まれた中央導管を備えている。温度調
節剤と随意に混合された酸化体との別個の流れが中央導
管と外側環状流路に接続されてこれらを通過する。温度
調節剤と随意に混合された燃料の流れは中間流路に接続
されてこれを通過する。
【００１０】本発明の方法において供給原料として使用
される液状炭化水素系または固形炭素質の原燃料は硫黄
および塩素の不純物を含んでいる。硫黄は約0.2〜10.0
重量％（乾燥量基準）の範囲の量で、そして鉄、亜鉛、
銅−鉄および鉛の硫化物の形態で、またはカルシウム、
バリウム、鉄、ナトリウムおよびアルミニウムの硫酸塩
として含まれている。塩素も約10〜20,000ｐｐｍ（乾燥
量基準）の範囲の量で、そしてナトリウム、カリウムお
よびマグネシウムの塩化物の形態で含まれている。
される液状炭化水素系または固形炭素質の原燃料は硫黄
および塩素の不純物を含んでいる。硫黄は約0.2〜10.0
重量％（乾燥量基準）の範囲の量で、そして鉄、亜鉛、
銅−鉄および鉛の硫化物の形態で、またはカルシウム、
バリウム、鉄、ナトリウムおよびアルミニウムの硫酸塩
として含まれている。塩素も約10〜20,000ｐｐｍ（乾燥
量基準）の範囲の量で、そしてナトリウム、カリウムお
よびマグネシウムの塩化物の形態で含まれている。
【００１１】ここで使用される固形炭素質燃料という用
語は、無煙炭、歴青炭、亜歴青炭、石炭からのコーク
ス、亜炭などの石炭、石炭液化から得られた残渣、オイ
ルシェール、タールサンド、石油コークス、アスファル
ト、ピッチ、粒状炭素、濃縮下水スラッジおよびこれら
の混合物を含む。固形炭素質燃料は 100％がＡＳＴＭの
Ｅ１１−７０ふるい等級基準（ＳＤＳ） 1.4ｍｍ選択番
号Ｎｏ．１４を通過し、そして少なくとも80％がＡＳＴ
ＭのＥ１１ー７０ふるい等級基準 0.425ｍｍ（選択番号
Ｎｏ．４０）を通過するように粒状寸法に粉砕される。
語は、無煙炭、歴青炭、亜歴青炭、石炭からのコーク
ス、亜炭などの石炭、石炭液化から得られた残渣、オイ
ルシェール、タールサンド、石油コークス、アスファル
ト、ピッチ、粒状炭素、濃縮下水スラッジおよびこれら
の混合物を含む。固形炭素質燃料は 100％がＡＳＴＭの
Ｅ１１−７０ふるい等級基準（ＳＤＳ） 1.4ｍｍ選択番
号Ｎｏ．１４を通過し、そして少なくとも80％がＡＳＴ
ＭのＥ１１ー７０ふるい等級基準 0.425ｍｍ（選択番号
Ｎｏ．４０）を通過するように粒状寸法に粉砕される。
【００１２】固形炭素質燃料はガス状キャリヤー、例え
ば水蒸気、Ｎ2、ＣＯ2、燃料ガス中に含ませた乾燥供給
材料として、あるいは約25〜80重量％の範囲、例えば45
〜70重量％の範囲の固形分含有量を有するポンプ移送可
能なスラリーとしてガス発生器に導入される。固形炭素
質燃料のための好適な液状キャリヤーとしては水、液状
炭化水素系燃料またはこれらの混合物がある。
ば水蒸気、Ｎ2、ＣＯ2、燃料ガス中に含ませた乾燥供給
材料として、あるいは約25〜80重量％の範囲、例えば45
〜70重量％の範囲の固形分含有量を有するポンプ移送可
能なスラリーとしてガス発生器に導入される。固形炭素
質燃料のための好適な液状キャリヤーとしては水、液状
炭化水素系燃料またはこれらの混合物がある。
【００１３】ここで使用されている液状炭化水素系燃料
という用語は様々の液状炭化水素系物質、例えば液化石
油ガス、石油溜出物および残留物、ガソリン、ナフサ、
燈油、原油、アスファルト、ガス油、残留油、タールサ
ンド油、シェール油、石炭から得られた油、芳香族炭化
水素（ベンゼン、トルエンおよびキシレン留分）、コー
ルタール、流動接触分解操作からのサイクスガス油、コ
ークス器ガス油のフルフラール抽出物およびこれらの混
合物を包含するものである。液状炭化水素系燃料の定義
に含まれるものは、炭水化物、セルロース系物質、アル
デヒド、有機酸、アルコール、ケトンを含む酸素化され
た炭化水素系有機物質、酸素化燃油、廃液、乳化重油、
酸素化炭化水素系有機物質を含む化学プロセスからの副
生物、およびこれらの混合物である。
という用語は様々の液状炭化水素系物質、例えば液化石
油ガス、石油溜出物および残留物、ガソリン、ナフサ、
燈油、原油、アスファルト、ガス油、残留油、タールサ
ンド油、シェール油、石炭から得られた油、芳香族炭化
水素（ベンゼン、トルエンおよびキシレン留分）、コー
ルタール、流動接触分解操作からのサイクスガス油、コ
ークス器ガス油のフルフラール抽出物およびこれらの混
合物を包含するものである。液状炭化水素系燃料の定義
に含まれるものは、炭水化物、セルロース系物質、アル
デヒド、有機酸、アルコール、ケトンを含む酸素化され
た炭化水素系有機物質、酸素化燃油、廃液、乳化重油、
酸素化炭化水素系有機物質を含む化学プロセスからの副
生物、およびこれらの混合物である。
【００１４】ここで使用される遊離酸素を含むガスとい
う用語は空気、酸素増強空気、すなわち21〜95モル％、
例えば50〜75モル％の酸素を含む空気、および実質的に
純粋な酸素、すなわち95モル％以上の酸素（残余はＮ2
および希ガス）を含むものを意味する。温度調節剤と随
意に混合された遊離酸素を含むガスがその組成に応じて
約32°Ｆ〜1500°Ｆの範囲の温度においてバーナーに導
入される。供給原料中の炭素に対する酸化体中の遊離酸
素の原子比（Ｏ／Ｃの原子比）は約0.6〜1.5の範囲、例
えば約0.80〜1.3 の範囲にあることが好ましい。ここで
使用されている酸化体供給流という用語は遊離酸素を含
むガス供給流と同意義である。
う用語は空気、酸素増強空気、すなわち21〜95モル％、
例えば50〜75モル％の酸素を含む空気、および実質的に
純粋な酸素、すなわち95モル％以上の酸素（残余はＮ2
および希ガス）を含むものを意味する。温度調節剤と随
意に混合された遊離酸素を含むガスがその組成に応じて
約32°Ｆ〜1500°Ｆの範囲の温度においてバーナーに導
入される。供給原料中の炭素に対する酸化体中の遊離酸
素の原子比（Ｏ／Ｃの原子比）は約0.6〜1.5の範囲、例
えば約0.80〜1.3 の範囲にあることが好ましい。ここで
使用されている酸化体供給流という用語は遊離酸素を含
むガス供給流と同意義である。
【００１５】ガス発生器の反応領域における温度調節剤
の使用は一般に供給原料のＣ／Ｈの比率および酸化体流
の酸素含有量に応じて決定される。好適な温度調節剤と
しては水蒸気、例えば飽和または過熱水、ＣＯ2増強ガ
ス、液体ＣＯ2、実質的に純粋な酸素を生成させるため
に使用される空気分離ユニットからの副生窒素、および
前述の温度調節剤の混合物がある。温度調節剤は液状炭
化水素系供給原料、遊離酸素を含む水蒸気のいずれか、
またはその両方と混合してガス発生器に導入される。そ
うでなければ、温度調節剤は燃料バーナーに導く別個の
導管によってガス発生器の反応領域に導入される。Ｈ2
Ｏ が温度調節剤、スラリー化媒体のいずれか、または
両方としてガス発生器に導入されるときには、液状炭化
水素系燃料または固形炭素質燃料に対するＨ2Ｏの重量
比は約0.2〜5.0の範囲、好ましくは約0.3〜1.0 の範囲
である。この範囲は他の温度調節剤にも適用できる。
の使用は一般に供給原料のＣ／Ｈの比率および酸化体流
の酸素含有量に応じて決定される。好適な温度調節剤と
しては水蒸気、例えば飽和または過熱水、ＣＯ2増強ガ
ス、液体ＣＯ2、実質的に純粋な酸素を生成させるため
に使用される空気分離ユニットからの副生窒素、および
前述の温度調節剤の混合物がある。温度調節剤は液状炭
化水素系供給原料、遊離酸素を含む水蒸気のいずれか、
またはその両方と混合してガス発生器に導入される。そ
うでなければ、温度調節剤は燃料バーナーに導く別個の
導管によってガス発生器の反応領域に導入される。Ｈ2
Ｏ が温度調節剤、スラリー化媒体のいずれか、または
両方としてガス発生器に導入されるときには、液状炭化
水素系燃料または固形炭素質燃料に対するＨ2Ｏの重量
比は約0.2〜5.0の範囲、好ましくは約0.3〜1.0 の範囲
である。この範囲は他の温度調節剤にも適用できる。
【００１６】液状炭化水素系燃料または固形炭素質燃
料、水その他の温度調節剤およびガス発生器への供給流
中の酸素の相対的な比率は部分酸化ガス発生器への供給
燃料中の実質的な部分、すなわち約70〜 100重量％、例
えば約90〜99重量％および酸化炭素、例えばＣＯとＣＯ
2 に対するＣの実質的な比率を変化させ、そして自己生
産反応領域温度を約1800°Ｆ〜3000°Ｆ、例えば約2350
°Ｆ〜2900°Ｆの範囲に維持するように注意深く調節さ
れる。反応領域における圧力は約1〜250気圧の範囲、例
えば約10〜200 気圧の範囲にある。部分酸化ガス発生器
の反応領域中での時間は約 0.5〜20秒間の範囲、例えば
通常約1.0〜5秒間の範囲にある。
料、水その他の温度調節剤およびガス発生器への供給流
中の酸素の相対的な比率は部分酸化ガス発生器への供給
燃料中の実質的な部分、すなわち約70〜 100重量％、例
えば約90〜99重量％および酸化炭素、例えばＣＯとＣＯ
2 に対するＣの実質的な比率を変化させ、そして自己生
産反応領域温度を約1800°Ｆ〜3000°Ｆ、例えば約2350
°Ｆ〜2900°Ｆの範囲に維持するように注意深く調節さ
れる。反応領域における圧力は約1〜250気圧の範囲、例
えば約10〜200 気圧の範囲にある。部分酸化ガス発生器
の反応領域中での時間は約 0.5〜20秒間の範囲、例えば
通常約1.0〜5秒間の範囲にある。
【００１７】部分酸化ガス発生器から出てきた流出ガス
流は供給流の量および組成に応じて、以下の組成（モル
％）を有する。すなわち、Ｈ2 8.0〜60.0、ＣＯ 8.0
〜70.0、ＣＯ2 1.0〜50.0、Ｈ2Ｏ 2.0〜75.0、ＣＨ4
0.0〜30.0、Ｈ2Ｓ 0.1〜2.0、ＣＯＳ 0.05〜1.0、
ＨＣｌ 0.0002〜0.4、Ｎ2 0.0〜80.0およびＡ 0.0〜
2.0である。約0.5〜30重量％、例えば約1〜10重量％の
粒状炭素（ガス発生器への供給流中のＣの基準重量）を
含む粒状物質が流出ガス流中に含まれている。粒状炭素
とともにフライアッシュ粒状物質が含まれている。フラ
イアッシュの融点以上の温度では、溶融スラグが生成す
る。
流は供給流の量および組成に応じて、以下の組成（モル
％）を有する。すなわち、Ｈ2 8.0〜60.0、ＣＯ 8.0
〜70.0、ＣＯ2 1.0〜50.0、Ｈ2Ｏ 2.0〜75.0、ＣＨ4
0.0〜30.0、Ｈ2Ｓ 0.1〜2.0、ＣＯＳ 0.05〜1.0、
ＨＣｌ 0.0002〜0.4、Ｎ2 0.0〜80.0およびＡ 0.0〜
2.0である。約0.5〜30重量％、例えば約1〜10重量％の
粒状炭素（ガス発生器への供給流中のＣの基準重量）を
含む粒状物質が流出ガス流中に含まれている。粒状炭素
とともにフライアッシュ粒状物質が含まれている。フラ
イアッシュの融点以上の温度では、溶融スラグが生成す
る。
【００１８】約1800°Ｆ〜3000°Ｆの範囲の温度で約1
〜250気圧の範囲の圧力の非接触部分酸化ガス発生器の
反応領域から出てくる流出ガス流が下に向って放射冷却
器を通過する。放射冷却器は垂直型ガス発生器の中央フ
ランジ付き底部出口に接続された上部の中央フランジ付
き入口を有する垂直型自然流鋼製圧力容器である。放射
冷却器の中央垂直軸は図１に示されるようにガス発生器
の中央垂直軸を延長したものである。熱ガス流は放射冷
却器の水冷管の垂直な束の表面を通って、このことによ
って約1500°Ｆ〜1000°Ｆの範囲の温度でガス流中のＨ
2Ｏ の露点よりも高い温度まで冷却される。
〜250気圧の範囲の圧力の非接触部分酸化ガス発生器の
反応領域から出てくる流出ガス流が下に向って放射冷却
器を通過する。放射冷却器は垂直型ガス発生器の中央フ
ランジ付き底部出口に接続された上部の中央フランジ付
き入口を有する垂直型自然流鋼製圧力容器である。放射
冷却器の中央垂直軸は図１に示されるようにガス発生器
の中央垂直軸を延長したものである。熱ガス流は放射冷
却器の水冷管の垂直な束の表面を通って、このことによ
って約1500°Ｆ〜1000°Ｆの範囲の温度でガス流中のＨ
2Ｏ の露点よりも高い温度まで冷却される。
【００１９】含まれているスラグの実質的に全部が放射
冷却器中の燃料ガスから分離して放射冷却器の容器の底
部に配置された水浴中に落ちる。ここで使用されている
“スラグを含まない”または“実質的にスラグを含まな
い”原燃料ガスという表現は2000ｐｐｍ以下のスラグお
よび粒状炭素を意味する。水とスラグよりなるスラリー
は放射冷却器から周期的に除去される。水はスラグから
分離され、浄化されて放射冷却器の冷却管に再循環され
る。スラグは埋め土として利用される。適当な放射冷却
器ならどのようなものでも使用できる。放射冷却器はこ
こに参考のために取入れられている共同譲渡された米国
特許第4,377,132号および第4,936,376号に図示され記載
されている。放射冷却器の底部ではある程度冷却された
原燃料ガスは二つの流れＡおよびＢに分割される。流れ
Ａはガス発生器中で生成された原燃料ガスの全量の30〜
70容量％を含んでおり、流れＢは残余を含んでいる。
冷却器中の燃料ガスから分離して放射冷却器の容器の底
部に配置された水浴中に落ちる。ここで使用されている
“スラグを含まない”または“実質的にスラグを含まな
い”原燃料ガスという表現は2000ｐｐｍ以下のスラグお
よび粒状炭素を意味する。水とスラグよりなるスラリー
は放射冷却器から周期的に除去される。水はスラグから
分離され、浄化されて放射冷却器の冷却管に再循環され
る。スラグは埋め土として利用される。適当な放射冷却
器ならどのようなものでも使用できる。放射冷却器はこ
こに参考のために取入れられている共同譲渡された米国
特許第4,377,132号および第4,936,376号に図示され記載
されている。放射冷却器の底部ではある程度冷却された
原燃料ガスは二つの流れＡおよびＢに分割される。流れ
Ａはガス発生器中で生成された原燃料ガスの全量の30〜
70容量％を含んでおり、流れＢは残余を含んでいる。
【００２０】熱伝導効率を最大にしコストを最小にする
ためには原ガス流ＡおよびＢの体積は等しいことが好ま
しい。それぞれのガス流は約1500°Ｆ〜1000°Ｆの範囲
の温度を有する。分割されたガス流ＡおよびＢの圧力は
実質的には管路および装置における通常の圧力降下より
も少ない、例えば約10％以下の圧力降下のガス発生器中
の圧力と同じである。原燃料ガスの分割流Ａは燃焼ター
ビンへ行く途中で窒素ガスの流れを予熱するために熱の
一部を供給する。原燃料ガス流Ｂは燃焼タービンへ行く
途中の清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガスの流れ
予熱するために熱の一部を供給する。放射冷却器から、
原燃料ガス流Ａはボイラー供給水と間接的に熱交換して
通常の対流冷却器を通過して約1000°Ｆ〜 600°Ｆの範
囲で露点よりも高い温度まで冷却される。対流冷却器を
通過する燃料ガス中の Ｈ2Ｏを水蒸気の状態に保持する
ことによってＨＣｌの蒸気が原燃料ガス中に溶け込むべ
き液状の水は存在しない。したがって金属製の対流冷却
器が腐食性の塩酸によって侵されるのが防止される。そ
してある程度冷却された原燃料ガス流Ａは通常の対流冷
却器中の窒素ガスとの間接的な熱交換によって約300°
Ｆ〜600°Ｆの範囲で露点よりも高い温度までさらに冷
却される。
ためには原ガス流ＡおよびＢの体積は等しいことが好ま
しい。それぞれのガス流は約1500°Ｆ〜1000°Ｆの範囲
の温度を有する。分割されたガス流ＡおよびＢの圧力は
実質的には管路および装置における通常の圧力降下より
も少ない、例えば約10％以下の圧力降下のガス発生器中
の圧力と同じである。原燃料ガスの分割流Ａは燃焼ター
ビンへ行く途中で窒素ガスの流れを予熱するために熱の
一部を供給する。原燃料ガス流Ｂは燃焼タービンへ行く
途中の清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガスの流れ
予熱するために熱の一部を供給する。放射冷却器から、
原燃料ガス流Ａはボイラー供給水と間接的に熱交換して
通常の対流冷却器を通過して約1000°Ｆ〜 600°Ｆの範
囲で露点よりも高い温度まで冷却される。対流冷却器を
通過する燃料ガス中の Ｈ2Ｏを水蒸気の状態に保持する
ことによってＨＣｌの蒸気が原燃料ガス中に溶け込むべ
き液状の水は存在しない。したがって金属製の対流冷却
器が腐食性の塩酸によって侵されるのが防止される。そ
してある程度冷却された原燃料ガス流Ａは通常の対流冷
却器中の窒素ガスとの間接的な熱交換によって約300°
Ｆ〜600°Ｆの範囲で露点よりも高い温度までさらに冷
却される。
【００２１】乾燥した窒素ガスは約90.0〜100.0モル％
のＮ2を含んでいる。残余は実質的にＨ2Ｏと酸素を含ん
でいる。窒素ガスは周囲温度から約400°Ｆの範囲の温
度の位置まで移送される。そうでなければ、通常の空気
分離領域の位置で窒素ガスと実質的に純粋な酸素が生成
される。酸素は部分酸化ガス発生器における酸化体とし
てシステムにおいて使用される。乾燥窒素ガスは燃焼タ
ービンにおける温度調節剤としてシステムにおいて使用
される。代表的な空気分離ユニットを説明するために、
カークーオスマーの化学技術百科事典、第３版、第７
巻、229〜231頁、John Wiley & Sons.を参照する。
のＮ2を含んでいる。残余は実質的にＨ2Ｏと酸素を含ん
でいる。窒素ガスは周囲温度から約400°Ｆの範囲の温
度の位置まで移送される。そうでなければ、通常の空気
分離領域の位置で窒素ガスと実質的に純粋な酸素が生成
される。酸素は部分酸化ガス発生器における酸化体とし
てシステムにおいて使用される。乾燥窒素ガスは燃焼タ
ービンにおける温度調節剤としてシステムにおいて使用
される。代表的な空気分離ユニットを説明するために、
カークーオスマーの化学技術百科事典、第３版、第７
巻、229〜231頁、John Wiley & Sons.を参照する。
【００２２】次に冷却された原燃料ガス流は通常のガス
スクラバー中でスクラビングされて含まれていた粒状物
質、例えばススやフライアッシュを除去される。適当な
ガススクラビング手段ならどのようなものでも利用でき
る。例えばペリーの化学技術者ハンドブック、第４版、
マグローヒル(1963年）、18-3〜5頁に液体−ガストレー
型カラムが記載されている。共同譲渡された米国特許第
3、232、728 号のガススクラバーも参照される。同時に原
燃料ガス流Ａ中の塩素はスクラビングの水によって実質
的に完全に除去される。同時に原燃料ガスの分割された
流れは前記燃焼タービンに行く途中で清浄で塩素および
硫黄を含まない燃料ガスの流れを予熱するために熱の一
部を供給する。例えばボイラー供給水と間接的に熱交換
して原燃料ガス流Ｂは通常の対流冷却器を通過して約 1
000゜Ｆ〜600゜Ｆの範囲で露点より高い温度まで冷却さ
れる。それからある程度冷却された原燃料ガス流は前記
燃焼タービンへ行く途中の通常の対流冷却器中で清浄で
塩素および硫黄を含まない燃料ガスとの間接的な熱交換
によって約600゜Ｆ〜300゜Ｆの範囲で露点よりも高い温
度まで冷却される。つぎに原燃料ガス流Ｂは通常のガス
スクラバー中で含まれている粒状物質、例えばススや灰
を完全に除去される。同時にスクラビングの水によって
原燃料ガス流Ｂ中の塩素は実質的に完全に除去される。
ここでの“洗浄された原燃料ガス流から実質的にすべて
の塩素が除去される”あるいはこのガス流は“塩素を含
まない”という表現は水で洗浄された原燃料ガス流Ａお
よび／またはＢの塩素含有量は10ppm 以下に減少された
ことを意味する。スクラビングの水は約250゜Ｆ〜450゜
Ｆの範囲の温度に維持され、約6〜9の範囲のｐＨを有す
る。スクラビングの水に添加するための好適な塩基物質
はNH3、NH4OH、NaOH、KOH、Na2CO3およびK2CO3 よりな
る群から選ばれる。
スクラバー中でスクラビングされて含まれていた粒状物
質、例えばススやフライアッシュを除去される。適当な
ガススクラビング手段ならどのようなものでも利用でき
る。例えばペリーの化学技術者ハンドブック、第４版、
マグローヒル(1963年）、18-3〜5頁に液体−ガストレー
型カラムが記載されている。共同譲渡された米国特許第
3、232、728 号のガススクラバーも参照される。同時に原
燃料ガス流Ａ中の塩素はスクラビングの水によって実質
的に完全に除去される。同時に原燃料ガスの分割された
流れは前記燃焼タービンに行く途中で清浄で塩素および
硫黄を含まない燃料ガスの流れを予熱するために熱の一
部を供給する。例えばボイラー供給水と間接的に熱交換
して原燃料ガス流Ｂは通常の対流冷却器を通過して約 1
000゜Ｆ〜600゜Ｆの範囲で露点より高い温度まで冷却さ
れる。それからある程度冷却された原燃料ガス流は前記
燃焼タービンへ行く途中の通常の対流冷却器中で清浄で
塩素および硫黄を含まない燃料ガスとの間接的な熱交換
によって約600゜Ｆ〜300゜Ｆの範囲で露点よりも高い温
度まで冷却される。つぎに原燃料ガス流Ｂは通常のガス
スクラバー中で含まれている粒状物質、例えばススや灰
を完全に除去される。同時にスクラビングの水によって
原燃料ガス流Ｂ中の塩素は実質的に完全に除去される。
ここでの“洗浄された原燃料ガス流から実質的にすべて
の塩素が除去される”あるいはこのガス流は“塩素を含
まない”という表現は水で洗浄された原燃料ガス流Ａお
よび／またはＢの塩素含有量は10ppm 以下に減少された
ことを意味する。スクラビングの水は約250゜Ｆ〜450゜
Ｆの範囲の温度に維持され、約6〜9の範囲のｐＨを有す
る。スクラビングの水に添加するための好適な塩基物質
はNH3、NH4OH、NaOH、KOH、Na2CO3およびK2CO3 よりな
る群から選ばれる。
【００２３】スクラビングされた原燃料ガス流Ａおよび
Ｂは混合されて、原燃料ガスの混合物は低温度ガス冷却
領域に導入され約 90゜Ｆ〜120゜Ｆの範囲の温度に低下
される。低温度ガス冷却領域は少なくとも二つの通常の
対流冷却器、例えば直列に接続された三つの対流冷却器
を有する。より詳しくは低温度ガス冷却領域においては
約250゜Ｆ〜500゜Ｆの範囲の温度のスクラビングされた
原燃料ガス流ＡおよびＢの混合された流れが通常の酸−
ガス除去領域（ＡＧＲ）から出てくる約90゜Ｆ〜120゜
Ｆ の範囲の温度を有する清浄で塩素および硫黄を含ま
ない燃料ガスの流れと間接的に熱交換して通常の対流冷
却器（ａ）を通過する。このため清浄で塩素および硫黄
を含まないガスは通常の対流冷却器（ａ）中で約150゜
Ｆ〜300゜Ｆの範囲の温度まで加熱される。対流冷却器
（ａ）から出てくると、スクラビングされた硫黄を含む
原燃料ガス流ＡおよびＢの混合流はさらに２段階で冷却
された後、通常の酸ガス回収領域に導入されてそこでH2
S とCOS が除去される。冷却工程１においてはボイラー
循環水との間接的な熱交換によって原燃料ガス流Ａおよ
びＢの混合流が通常の対流冷却器（ｂ）中で約120゜Ｆ
〜250゜Ｆの範囲の温度までさらに冷却される。そして
通常の対流冷却器（ｃ）中では冷却器（ｂ）からの原燃
料ガス流ＡおよびＢの混合流は冷水との間接的な熱交換
によって約90゜Ｆ〜120゜Ｆの範囲の温度までさらに冷
却される。次に通常の酸ガス除去領域（ＡＧＲ）におい
て硫黄を含むガス、例えばH2SとCOSが実質的に完全に除
去されて約90゜Ｆ〜120゜Ｆの範囲の温度で約150〜300
ＢＴＵ／ＳＣＦ（乾燥基準）の燃焼熱を有する清浄で実
質的に塩素および硫黄を含まない燃料ガスを生成させ
る。露点以下の温度において清浄で塩素を含まない燃料
ガスを冷却すること、および／または燃料ガスを乾燥剤
に接触させることによってAGR 領域において水が除去さ
れる。例えば合成ガスからの硫黄を含むガスを除去する
ために参考としてここに取り入れられている共同譲渡さ
れた米国特許第4,052,176 号を参照されたい。
Ｂは混合されて、原燃料ガスの混合物は低温度ガス冷却
領域に導入され約 90゜Ｆ〜120゜Ｆの範囲の温度に低下
される。低温度ガス冷却領域は少なくとも二つの通常の
対流冷却器、例えば直列に接続された三つの対流冷却器
を有する。より詳しくは低温度ガス冷却領域においては
約250゜Ｆ〜500゜Ｆの範囲の温度のスクラビングされた
原燃料ガス流ＡおよびＢの混合された流れが通常の酸−
ガス除去領域（ＡＧＲ）から出てくる約90゜Ｆ〜120゜
Ｆ の範囲の温度を有する清浄で塩素および硫黄を含ま
ない燃料ガスの流れと間接的に熱交換して通常の対流冷
却器（ａ）を通過する。このため清浄で塩素および硫黄
を含まないガスは通常の対流冷却器（ａ）中で約150゜
Ｆ〜300゜Ｆの範囲の温度まで加熱される。対流冷却器
（ａ）から出てくると、スクラビングされた硫黄を含む
原燃料ガス流ＡおよびＢの混合流はさらに２段階で冷却
された後、通常の酸ガス回収領域に導入されてそこでH2
S とCOS が除去される。冷却工程１においてはボイラー
循環水との間接的な熱交換によって原燃料ガス流Ａおよ
びＢの混合流が通常の対流冷却器（ｂ）中で約120゜Ｆ
〜250゜Ｆの範囲の温度までさらに冷却される。そして
通常の対流冷却器（ｃ）中では冷却器（ｂ）からの原燃
料ガス流ＡおよびＢの混合流は冷水との間接的な熱交換
によって約90゜Ｆ〜120゜Ｆの範囲の温度までさらに冷
却される。次に通常の酸ガス除去領域（ＡＧＲ）におい
て硫黄を含むガス、例えばH2SとCOSが実質的に完全に除
去されて約90゜Ｆ〜120゜Ｆの範囲の温度で約150〜300
ＢＴＵ／ＳＣＦ（乾燥基準）の燃焼熱を有する清浄で実
質的に塩素および硫黄を含まない燃料ガスを生成させ
る。露点以下の温度において清浄で塩素を含まない燃料
ガスを冷却すること、および／または燃料ガスを乾燥剤
に接触させることによってAGR 領域において水が除去さ
れる。例えば合成ガスからの硫黄を含むガスを除去する
ために参考としてここに取り入れられている共同譲渡さ
れた米国特許第4,052,176 号を参照されたい。
【００２４】酸ガス回収領域（ＡＧＲ）においては、冷
凍およびメタノール、ｎ−メチルピロリドン、トリエタ
ノールアミン、炭酸プロピレンなどの溶媒あるいはアミ
ンまたは熱い炭酸カリウムによる物理的あるいは化学的
吸収を含む適当な通常のプロセスが利用される。H2Sお
よびCOSを含有する溶媒は窒素によるフラッシングとス
トリッピングによって、あるいは不活性ガスを使用しな
いで減圧下に加熱および還流することによって再生され
る。そしてH2SおよびCOSは適当なプロセスによって硫黄
に変換される。例えばH2S から元素状のＳを生成させる
ためにカークーオスマーの化学技術百科事典、第２版、
第19巻(1969年)ジョン・ワイリー3530頁に記載されてい
るクラウス法が利用される。“硫黄を含むガスが実質的
にすべて除去される”あるいは“硫黄を含まない燃料ガ
ス”という表現は、水でスクラビングされた原燃料ガス
ＡまたはＢの硫黄含有量は750ppm以下に減少されたこと
を意味する。
凍およびメタノール、ｎ−メチルピロリドン、トリエタ
ノールアミン、炭酸プロピレンなどの溶媒あるいはアミ
ンまたは熱い炭酸カリウムによる物理的あるいは化学的
吸収を含む適当な通常のプロセスが利用される。H2Sお
よびCOSを含有する溶媒は窒素によるフラッシングとス
トリッピングによって、あるいは不活性ガスを使用しな
いで減圧下に加熱および還流することによって再生され
る。そしてH2SおよびCOSは適当なプロセスによって硫黄
に変換される。例えばH2S から元素状のＳを生成させる
ためにカークーオスマーの化学技術百科事典、第２版、
第19巻(1969年)ジョン・ワイリー3530頁に記載されてい
るクラウス法が利用される。“硫黄を含むガスが実質的
にすべて除去される”あるいは“硫黄を含まない燃料ガ
ス”という表現は、水でスクラビングされた原燃料ガス
ＡまたはＢの硫黄含有量は750ppm以下に減少されたこと
を意味する。
【００２５】好ましい実施態様においては、清浄で実質
的に塩素および硫黄を含まない燃料ガス流の少なくとも
一部、例えば10〜100容量％が別個に約 400゜Ｆ〜800゜
Ｆ、例えば300゜Ｆ〜500゜Ｆの範囲の温度で約150〜500
psigの範囲、例えば約225〜325 psigの範囲の圧力で燃
焼タービンの燃焼室に導入される。同時に空気の流れが
約400゜Ｆ〜900゜Ｆ、例えば約700゜Ｆ〜800゜Ｆ、多分
750゜Ｆの温度で実質的に燃料ガスの流れの圧力と±10
％程度で同等の圧力で燃焼室に別個に導入される。同時
に乾燥窒素ガスの流れが例えば±10％程度で燃料ガス流
と実質的に同等の温度および圧力で別個に燃焼室に導入
される。本発明の方法によれば、燃料ガス流および乾燥
窒素ガス流は、もっと高い温度例えば 800゜Ｆで燃焼室
に導入されるのが有利である。このことによって（水蒸
気サイクルに対する熱入力を減少させながら）燃焼室へ
の燃料入力を減少させてプラントの効率を高める。清浄
で塩素および硫黄を含まないH2とCOよりなる燃料ガス流
の残余の部分は有機化学薬品の接触合成に利用される。
一つの実施態様においては、水性ガスの接触転化によっ
てCO + H2O → CO2 + H2としてH2含有量の高い水蒸気が
生成された後、ガス状不純物が除去される。
的に塩素および硫黄を含まない燃料ガス流の少なくとも
一部、例えば10〜100容量％が別個に約 400゜Ｆ〜800゜
Ｆ、例えば300゜Ｆ〜500゜Ｆの範囲の温度で約150〜500
psigの範囲、例えば約225〜325 psigの範囲の圧力で燃
焼タービンの燃焼室に導入される。同時に空気の流れが
約400゜Ｆ〜900゜Ｆ、例えば約700゜Ｆ〜800゜Ｆ、多分
750゜Ｆの温度で実質的に燃料ガスの流れの圧力と±10
％程度で同等の圧力で燃焼室に別個に導入される。同時
に乾燥窒素ガスの流れが例えば±10％程度で燃料ガス流
と実質的に同等の温度および圧力で別個に燃焼室に導入
される。本発明の方法によれば、燃料ガス流および乾燥
窒素ガス流は、もっと高い温度例えば 800゜Ｆで燃焼室
に導入されるのが有利である。このことによって（水蒸
気サイクルに対する熱入力を減少させながら）燃焼室へ
の燃料入力を減少させてプラントの効率を高める。清浄
で塩素および硫黄を含まないH2とCOよりなる燃料ガス流
の残余の部分は有機化学薬品の接触合成に利用される。
一つの実施態様においては、水性ガスの接触転化によっ
てCO + H2O → CO2 + H2としてH2含有量の高い水蒸気が
生成された後、ガス状不純物が除去される。
【００２６】燃焼室中の清浄で塩素および硫黄を含まな
い燃料ガスに対する乾燥窒素ガスの体積比は約0.5〜2.0
の範囲、例えば約0.75〜1.5の範囲、多分約1.0の範囲に
ある。約1800゜Ｆ〜2600゜Ｆの範囲、例えば約2300゜Ｆ
の温度で、約175〜250 psigの範囲、例えば220 psigの
圧力で燃焼室中で完全な燃焼が行われる。排煙中には塩
素または硫黄を含むガスまたはNOx ガスは実質的に全く
生成されないし、存在しない。x は約1〜3の範囲の整数
である。定義によれば“実質的にゼロ”および“実質的
に少ない量のNOxガス”という用語は20 ppm以下、例え
ば約16〜10ppm、多分10 ppmかそれ以下を意味する。
い燃料ガスに対する乾燥窒素ガスの体積比は約0.5〜2.0
の範囲、例えば約0.75〜1.5の範囲、多分約1.0の範囲に
ある。約1800゜Ｆ〜2600゜Ｆの範囲、例えば約2300゜Ｆ
の温度で、約175〜250 psigの範囲、例えば220 psigの
圧力で燃焼室中で完全な燃焼が行われる。排煙中には塩
素または硫黄を含むガスまたはNOx ガスは実質的に全く
生成されないし、存在しない。x は約1〜3の範囲の整数
である。定義によれば“実質的にゼロ”および“実質的
に少ない量のNOxガス”という用語は20 ppm以下、例え
ば約16〜10ppm、多分10 ppmかそれ以下を意味する。
【００２７】燃焼室から出てくる排煙の流れは動作流体
として動力発生膨張タービンを通過する。例えば変速駆
動を介して膨張タービンの軸に連結されて駆動されるこ
とにより少なくとも一つの発電機および／または少なく
とも一つのターボ圧縮器であればよい。排煙に補助的な
量の乾燥窒素を添加すると排煙のマスフローを増加させ
る。約 1200゜Ｆ〜800゜Ｆの範囲の温度で膨張タービン
から出てくる排煙の熱は通常の熱回収水蒸気発生器(HRS
G)において回収される。冷却された非毒性排煙は環境を
汚染することなく煙道ガスとして排出される。
として動力発生膨張タービンを通過する。例えば変速駆
動を介して膨張タービンの軸に連結されて駆動されるこ
とにより少なくとも一つの発電機および／または少なく
とも一つのターボ圧縮器であればよい。排煙に補助的な
量の乾燥窒素を添加すると排煙のマスフローを増加させ
る。約 1200゜Ｆ〜800゜Ｆの範囲の温度で膨張タービン
から出てくる排煙の熱は通常の熱回収水蒸気発生器(HRS
G)において回収される。冷却された非毒性排煙は環境を
汚染することなく煙道ガスとして排出される。
【００２８】本発明の一つの実施態様は水蒸気タービン
を利用した動力共同発生態様を含む。ボイラー供給水は
膨張した排煙と間接的に熱交換してHRSGのコイルを通過
する。約1000〜2000psigの範囲の圧力を有する水蒸気が
生成されて動作流体として膨張タービンを通過する。膨
張タービンは回転式の機械的および／または電気的装
置、例えば圧縮器、ポンプまたは発電機を駆動する。消
費された水蒸気は凝縮器に導入されてここで完全に凝縮
される。凝縮液は補給されるボイラー供給水と混合され
てポンプでHRSGに戻される。
を利用した動力共同発生態様を含む。ボイラー供給水は
膨張した排煙と間接的に熱交換してHRSGのコイルを通過
する。約1000〜2000psigの範囲の圧力を有する水蒸気が
生成されて動作流体として膨張タービンを通過する。膨
張タービンは回転式の機械的および／または電気的装
置、例えば圧縮器、ポンプまたは発電機を駆動する。消
費された水蒸気は凝縮器に導入されてここで完全に凝縮
される。凝縮液は補給されるボイラー供給水と混合され
てポンプでHRSGに戻される。
【００２９】他の一つの実施態様においては、図２に示
されるように約 90゜Ｆ〜120゜Ｆの範囲の温度で酸ガス
除去領域から出てくる清浄で塩素および硫黄を含まない
燃料ガスの流れは燃料ガスに約5〜15重量％のH2Oを付与
するように通常の水飽和器中で熱水によって飽和され
る。加湿された清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガ
スがガスタービンの燃焼室中で空気とともに燃焼される
ときには、排煙中の一酸化二窒素(NO4) は実質的に減少
する。大気を汚染しないで動力の増大と効率の増進が達
成される。この特徴は図１における“Ｃ”−“Ｃ”部分
を置き換えた図２における“Ｄ”−“Ｄ”部分に示され
ている。この特徴は別として図１および図２に示される
実施態様は実質的には同じである。図１および図２に示
されるように約250゜Ｆ〜350゜Ｆの範囲の温度にある飽
和燃料ガス流は図１に示される通常の熱交換器中の水蒸
気との間接的な熱交換によって約250゜Ｆ〜400゜Ｆの範
囲の温度までさらに加熱される。この結果として水蒸気
が凝縮される。清浄で加湿された塩素および硫黄を含ま
ない燃料ガスは図１に示されるように通常の熱交換器中
の原燃料ガス流Ｂとの間接的な熱交換によって約400゜
Ｆ〜800゜Ｆの範囲の温度までさらに加熱される。H2とC
Oよりなるこの清浄で加湿された塩素および硫黄を含ま
ない燃料ガス流の少なくとも一部、例えば 90〜100容量
％は前に説明されたように、そして図１に示されるよう
にガスタービンの燃焼室中で乾燥窒素の存在下に完全燃
焼によって空気とともに燃焼される。場合によっては実
質的にH2とCOよりなる清浄で加湿された塩素および硫黄
を含まない燃料ガスの残余はほかのどこかで利用され
る。例えばこのガス流中のCOは水性ガス転化触媒の上で
水と反応して水素の量が増加した合成ガスの流れを供給
する。通常の溶媒を使用して水性ガス転化ガス流からCO
2 が除去される。
されるように約 90゜Ｆ〜120゜Ｆの範囲の温度で酸ガス
除去領域から出てくる清浄で塩素および硫黄を含まない
燃料ガスの流れは燃料ガスに約5〜15重量％のH2Oを付与
するように通常の水飽和器中で熱水によって飽和され
る。加湿された清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガ
スがガスタービンの燃焼室中で空気とともに燃焼される
ときには、排煙中の一酸化二窒素(NO4) は実質的に減少
する。大気を汚染しないで動力の増大と効率の増進が達
成される。この特徴は図１における“Ｃ”−“Ｃ”部分
を置き換えた図２における“Ｄ”−“Ｄ”部分に示され
ている。この特徴は別として図１および図２に示される
実施態様は実質的には同じである。図１および図２に示
されるように約250゜Ｆ〜350゜Ｆの範囲の温度にある飽
和燃料ガス流は図１に示される通常の熱交換器中の水蒸
気との間接的な熱交換によって約250゜Ｆ〜400゜Ｆの範
囲の温度までさらに加熱される。この結果として水蒸気
が凝縮される。清浄で加湿された塩素および硫黄を含ま
ない燃料ガスは図１に示されるように通常の熱交換器中
の原燃料ガス流Ｂとの間接的な熱交換によって約400゜
Ｆ〜800゜Ｆの範囲の温度までさらに加熱される。H2とC
Oよりなるこの清浄で加湿された塩素および硫黄を含ま
ない燃料ガス流の少なくとも一部、例えば 90〜100容量
％は前に説明されたように、そして図１に示されるよう
にガスタービンの燃焼室中で乾燥窒素の存在下に完全燃
焼によって空気とともに燃焼される。場合によっては実
質的にH2とCOよりなる清浄で加湿された塩素および硫黄
を含まない燃料ガスの残余はほかのどこかで利用され
る。例えばこのガス流中のCOは水性ガス転化触媒の上で
水と反応して水素の量が増加した合成ガスの流れを供給
する。通常の溶媒を使用して水性ガス転化ガス流からCO
2 が除去される。
【００３０】約120゜Ｆ〜150゜Ｆの範囲の温度にある水
が図２の燃料ガス飽和器からポンプで移送され、スクラ
ビングされた原燃料ガス流ＡとＢの混合流との通常の対
流型熱交換器中での間接的な熱交換によって約250゜Ｆ
〜350゜Ｆの範囲の温度まで再加熱されるが、前記の混
合流は約250゜Ｆ〜500゜Ｆの範囲の温度で飽和器の加熱
器（ａ）に入って約200゜Ｆ〜400゜Ｆの範囲の温度まで
冷却される。対流冷却器（ｂ）中ではボイラー供給水と
の間接的な熱交換によってスクラビングされた原燃料ガ
ス流ＡおよびＢの混合流が約120゜Ｆ〜250゜Ｆの範囲の
温度までさらに冷却された後、対流冷却器（ｃ）中で冷
却水との間接的な熱交換によって約90゜Ｆ〜 120゜Ｆの
範囲の温度までさらに冷却される。スクラビングされた
原燃料ガス流ＡおよびＢの混合流からH2SとCOSが除去さ
れて清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガスの流れが
生成され、そしてこの流れは前述のようにして水によっ
て飽和される。
が図２の燃料ガス飽和器からポンプで移送され、スクラ
ビングされた原燃料ガス流ＡとＢの混合流との通常の対
流型熱交換器中での間接的な熱交換によって約250゜Ｆ
〜350゜Ｆの範囲の温度まで再加熱されるが、前記の混
合流は約250゜Ｆ〜500゜Ｆの範囲の温度で飽和器の加熱
器（ａ）に入って約200゜Ｆ〜400゜Ｆの範囲の温度まで
冷却される。対流冷却器（ｂ）中ではボイラー供給水と
の間接的な熱交換によってスクラビングされた原燃料ガ
ス流ＡおよびＢの混合流が約120゜Ｆ〜250゜Ｆの範囲の
温度までさらに冷却された後、対流冷却器（ｃ）中で冷
却水との間接的な熱交換によって約90゜Ｆ〜 120゜Ｆの
範囲の温度までさらに冷却される。スクラビングされた
原燃料ガス流ＡおよびＢの混合流からH2SとCOSが除去さ
れて清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガスの流れが
生成され、そしてこの流れは前述のようにして水によっ
て飽和される。
【００３１】図１および図２に本発明の二つの実施態様
を詳細に示す添付略図を参照することによって本発明を
より十分に理解することができる。図面の図１は本発明
の方法の好ましい実施態様を例示しているが、この図は
例示された連続的な方法を記述された特定の装置あるい
は材料に限定するためのものではない。
を詳細に示す添付略図を参照することによって本発明を
より十分に理解することができる。図面の図１は本発明
の方法の好ましい実施態様を例示しているが、この図は
例示された連続的な方法を記述された特定の装置あるい
は材料に限定するためのものではない。
【００３２】図面の図１に示されるように、耐熱材料で
内張りされた垂直型自然流非接触燃料ガス発生器１は軸
方向に排列された上流フランジ付き入口ポート２と下流
フランジ付き出口ポート３を備えている。ガス発生器１
の中央長軸と一直線に並んだ中央流路５を有する環型バ
ーナー４が入口ポート２に取り付けられている。中央流
路５は遊離酸素を含むガス、例えば管路７の実質的に純
粋な酸素の流れに接続された上流端部６を有する。例え
ば空気は通常の空気分離ユニット（図示しない）中で管
路７中の実質的に純粋な酸素と管路10中の乾燥窒素ガス
とに分離される。管路11中の固形炭素質燃料のポンプ移
送可能な水性スラリーは、この実施態様においては約62
〜66重量％の範囲の固形分含有量、乾燥基準で約2〜3重
量％の硫黄含有量、および乾燥基準で約0.1重量％の塩
素含有量を有するピッツバーグNo.8 の石炭の水性スラ
リーよりなるものであり、バーナー４の入口15を通過し
て同心の環状流路16に入る。バーナー４の下流チップか
ら出てくる２本の供給流は互いに衝突して噴霧化し、反
応領域17において部分酸化によって反応して燃料ガスを
生成させる。
内張りされた垂直型自然流非接触燃料ガス発生器１は軸
方向に排列された上流フランジ付き入口ポート２と下流
フランジ付き出口ポート３を備えている。ガス発生器１
の中央長軸と一直線に並んだ中央流路５を有する環型バ
ーナー４が入口ポート２に取り付けられている。中央流
路５は遊離酸素を含むガス、例えば管路７の実質的に純
粋な酸素の流れに接続された上流端部６を有する。例え
ば空気は通常の空気分離ユニット（図示しない）中で管
路７中の実質的に純粋な酸素と管路10中の乾燥窒素ガス
とに分離される。管路11中の固形炭素質燃料のポンプ移
送可能な水性スラリーは、この実施態様においては約62
〜66重量％の範囲の固形分含有量、乾燥基準で約2〜3重
量％の硫黄含有量、および乾燥基準で約0.1重量％の塩
素含有量を有するピッツバーグNo.8 の石炭の水性スラ
リーよりなるものであり、バーナー４の入口15を通過し
て同心の環状流路16に入る。バーナー４の下流チップか
ら出てくる２本の供給流は互いに衝突して噴霧化し、反
応領域17において部分酸化によって反応して燃料ガスを
生成させる。
【００３３】通常の放射冷却器18は上流中央フランジ付
き入口19、下流中央フランジ付き出口20、垂直水管束2
1、管路23中のボイラー供給水を水管束21の底部に導入
するフランジ付き入口22、管路25を経由して円筒形水管
束21の頂部から流れが出てくるフランジ付き出口24、あ
る程度冷却された原燃料ガスの分割された流れＡおよび
Ｂがそれぞれ管路28および20から出てくるフランジ付き
出口26および27を備えている。燃料ガス発生器１のフラ
ンジ付きポート３と放射冷却器18のフランジ付き入口ポ
ート19はガス発生器１と冷却区18の中央軸に沿って接続
される。反応領域17中で生成された燃料ガスは円筒形の
耐熱材料内張り接続流路30を自然流下して垂直管束21を
上に向かって通過するボイラー供給水との間接的な放射
熱交換によって冷却される。円錐台形のじゃま板31はあ
る程度冷却された燃料ガスを出口26および27から外に導
く。スラグと灰分は放射冷却器18の底部の冷却水のプー
ル32に収集される。通常のロックホッパー（図示しな
い）によってスラグ、灰分および水は出口20、管路33、
バルブ34および管路35から周期的に除去される。
き入口19、下流中央フランジ付き出口20、垂直水管束2
1、管路23中のボイラー供給水を水管束21の底部に導入
するフランジ付き入口22、管路25を経由して円筒形水管
束21の頂部から流れが出てくるフランジ付き出口24、あ
る程度冷却された原燃料ガスの分割された流れＡおよび
Ｂがそれぞれ管路28および20から出てくるフランジ付き
出口26および27を備えている。燃料ガス発生器１のフラ
ンジ付きポート３と放射冷却器18のフランジ付き入口ポ
ート19はガス発生器１と冷却区18の中央軸に沿って接続
される。反応領域17中で生成された燃料ガスは円筒形の
耐熱材料内張り接続流路30を自然流下して垂直管束21を
上に向かって通過するボイラー供給水との間接的な放射
熱交換によって冷却される。円錐台形のじゃま板31はあ
る程度冷却された燃料ガスを出口26および27から外に導
く。スラグと灰分は放射冷却器18の底部の冷却水のプー
ル32に収集される。通常のロックホッパー（図示しな
い）によってスラグ、灰分および水は出口20、管路33、
バルブ34および管路35から周期的に除去される。
【００３４】管路28中のある程度冷却された原燃料ガス
の分割流Ａは管路41から冷却器40に入って管路42から水
蒸気として出て行くボイラー供給水との間接的な熱交換
によって冷却される。管路45からの乾燥窒素ガスとの間
での間接的な熱交換によって通常の冷却器44中で管路43
中の原燃料ガスの追加的な冷却が行なわれる。加熱され
た乾燥窒素ガスは冷却器44を出て、管路46を通って制御
バルブ47、管路48を通過して別個に燃料室50に導入され
る。管路10からの乾燥窒素ガスは管路51、バルブ52、管
路53及び45を通過して対流熱交換器44に入る。そうでな
ければ、管路10からの乾燥窒素ガスは管路54、バルブ5
5、管路56を通過して、管路58から入って管路59から出
て行く水蒸気との間接的な熱交換によって対流熱交換器
57中で加熱される。乾燥窒素ガスは管路60、45および冷
却器44を通過する。
の分割流Ａは管路41から冷却器40に入って管路42から水
蒸気として出て行くボイラー供給水との間接的な熱交換
によって冷却される。管路45からの乾燥窒素ガスとの間
での間接的な熱交換によって通常の冷却器44中で管路43
中の原燃料ガスの追加的な冷却が行なわれる。加熱され
た乾燥窒素ガスは冷却器44を出て、管路46を通って制御
バルブ47、管路48を通過して別個に燃料室50に導入され
る。管路10からの乾燥窒素ガスは管路51、バルブ52、管
路53及び45を通過して対流熱交換器44に入る。そうでな
ければ、管路10からの乾燥窒素ガスは管路54、バルブ5
5、管路56を通過して、管路58から入って管路59から出
て行く水蒸気との間接的な熱交換によって対流熱交換器
57中で加熱される。乾燥窒素ガスは管路60、45および冷
却器44を通過する。
【００３５】冷却された原燃料ガスＡは管路65を通って
冷却器から出できた水スクラバー66に導入されてそこで
水によってスクラビングされる。スクラビングの水は管
路67によってスクラバーの頂部に導入される。水、粒状
物質およびＨＣｌよりなる分散液は底部管路68からスク
ラバー66を出でて通常の水再生領域（図示しない）に送
られる。管路69を通ってスクラバー66から上方に出てく
る清浄で塩素を含まない燃料ガス流Ａは以下のようにし
て得られた管路71からの清浄で塩素を含まない燃料ガス
流Ｂと管路70中で混合される。管路29中のある程度冷却
された原燃料ガスの分割された流れＢは管路73から冷却
器72に入って管路74から水蒸気として出てくるボイラー
供給水との間接的な熱交換によって対流冷却器72中で冷
却される。管路77から冷却器76に入って管路78からより
高い温度で出てくる清浄で塩素および硫黄を含まないガ
スとの間接的な熱交換によって対流冷却器76中で管路75
中の原燃料ガス流Ｂの追加的冷却が行なわれる。管路85
を経由して冷却器76から出てくる冷却された原燃料ガス
Ｂはスクラバー86に導入されてそこで水でスクラビング
されて塩素を含む物質および粒状物質は実質的に完全に
除去される。水は管路87からスクラバー86の頂部に入り
底部の管路88から出てくる。清浄で塩素および硫黄を含
まない燃料ガスはスクラバー86を出て上方の管路71から
“Ｃ”−“Ｃ”ブロックに入る。図１の“Ｃ”ブロック
においては、管路69からの清浄で塩素を含まない燃料ガ
スの流れＡと管路71からの清浄で塩素を含まない燃料ガ
スの流れＢよりなる管路70中の燃料ガス混合物が冷却さ
れて脱硫される。
冷却器から出できた水スクラバー66に導入されてそこで
水によってスクラビングされる。スクラビングの水は管
路67によってスクラバーの頂部に導入される。水、粒状
物質およびＨＣｌよりなる分散液は底部管路68からスク
ラバー66を出でて通常の水再生領域（図示しない）に送
られる。管路69を通ってスクラバー66から上方に出てく
る清浄で塩素を含まない燃料ガス流Ａは以下のようにし
て得られた管路71からの清浄で塩素を含まない燃料ガス
流Ｂと管路70中で混合される。管路29中のある程度冷却
された原燃料ガスの分割された流れＢは管路73から冷却
器72に入って管路74から水蒸気として出てくるボイラー
供給水との間接的な熱交換によって対流冷却器72中で冷
却される。管路77から冷却器76に入って管路78からより
高い温度で出てくる清浄で塩素および硫黄を含まないガ
スとの間接的な熱交換によって対流冷却器76中で管路75
中の原燃料ガス流Ｂの追加的冷却が行なわれる。管路85
を経由して冷却器76から出てくる冷却された原燃料ガス
Ｂはスクラバー86に導入されてそこで水でスクラビング
されて塩素を含む物質および粒状物質は実質的に完全に
除去される。水は管路87からスクラバー86の頂部に入り
底部の管路88から出てくる。清浄で塩素および硫黄を含
まない燃料ガスはスクラバー86を出て上方の管路71から
“Ｃ”−“Ｃ”ブロックに入る。図１の“Ｃ”ブロック
においては、管路69からの清浄で塩素を含まない燃料ガ
スの流れＡと管路71からの清浄で塩素を含まない燃料ガ
スの流れＢよりなる管路70中の燃料ガス混合物が冷却さ
れて脱硫される。
【００３６】したがって、管路71中の清浄で塩素を含ま
ない燃料ガス混合物は直列に接続された複数の通常の対
流冷却中での間接的な熱交換によって、より低い温度ま
で徐々に冷却される。例えば冷却器（ａ）においては、
清浄で塩素を含まない燃料ガスＡとＢの混合物は管路90
中の酸ガス除去領域（ＡＧＲ）から出てくる清浄で塩素
および硫黄を含まない燃料ガスと間接的に熱交換して通
過する。管路91中の清浄で塩素および硫黄を含まない燃
料ガスの流れは、熱交換器（ａ）中で加熱された後、
“Ｃ”−“Ｃ”ブロックから出て加熱器92に入る。水蒸
気は管路93から対流加熱器92に入って管路94から出てく
る。冷却器79中での清浄で塩素および硫黄を含まない燃
料ガスのこの流れをさらに加熱すること、そして燃焼室
50に導入することは前述した通りである。
ない燃料ガス混合物は直列に接続された複数の通常の対
流冷却中での間接的な熱交換によって、より低い温度ま
で徐々に冷却される。例えば冷却器（ａ）においては、
清浄で塩素を含まない燃料ガスＡとＢの混合物は管路90
中の酸ガス除去領域（ＡＧＲ）から出てくる清浄で塩素
および硫黄を含まない燃料ガスと間接的に熱交換して通
過する。管路91中の清浄で塩素および硫黄を含まない燃
料ガスの流れは、熱交換器（ａ）中で加熱された後、
“Ｃ”−“Ｃ”ブロックから出て加熱器92に入る。水蒸
気は管路93から対流加熱器92に入って管路94から出てく
る。冷却器79中での清浄で塩素および硫黄を含まない燃
料ガスのこの流れをさらに加熱すること、そして燃焼室
50に導入することは前述した通りである。
【００３７】管路94によって熱交換器（ａ）から出てく
る清浄で塩素を含まない燃料ガス流は管路95から冷却器
（ｂ）に入って管路96から出てくる循環ボイラー水との
間接的な熱交換によって対流冷却器（ｂ）中でさらに冷
却される。管路97を通って熱交換器（ｂ）から出てくる
清浄で塩素を含まない燃料ガスは、管路98から冷却器
（ｃ）に入って管路99から出てくる冷水との間接的な熱
交換によって対流冷却器（ｃ）中でさらに冷却される。
管路 100中の清浄で塩素を含まない燃料ガス中の硫黄を
含むガス、例えばH2SとCOSは通常の酸ガス除去領域（Ａ
ＧＲ）110 中で実質的に完全に除去される。硫黄を含む
ガスは溶媒によって除去されて管路111 、バルブ112お
よび管路113によって通常の硫黄回収領域に送られる。
管路78中の清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガスの
少なくとも一部は制御バルブ 113を通過して別個に管路
114から燃焼室50に導入される。実質的にH2 とCOよりな
る清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガスの残余は管
路115、バルブ116および管路117 を通過して、ボイラー
または炉における完全燃焼のためのガス燃料、H2増強ガ
スへの転化、有機合成および還元ガスなどの他の用途に
利用される。
る清浄で塩素を含まない燃料ガス流は管路95から冷却器
（ｂ）に入って管路96から出てくる循環ボイラー水との
間接的な熱交換によって対流冷却器（ｂ）中でさらに冷
却される。管路97を通って熱交換器（ｂ）から出てくる
清浄で塩素を含まない燃料ガスは、管路98から冷却器
（ｃ）に入って管路99から出てくる冷水との間接的な熱
交換によって対流冷却器（ｃ）中でさらに冷却される。
管路 100中の清浄で塩素を含まない燃料ガス中の硫黄を
含むガス、例えばH2SとCOSは通常の酸ガス除去領域（Ａ
ＧＲ）110 中で実質的に完全に除去される。硫黄を含む
ガスは溶媒によって除去されて管路111 、バルブ112お
よび管路113によって通常の硫黄回収領域に送られる。
管路78中の清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガスの
少なくとも一部は制御バルブ 113を通過して別個に管路
114から燃焼室50に導入される。実質的にH2 とCOよりな
る清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガスの残余は管
路115、バルブ116および管路117 を通過して、ボイラー
または炉における完全燃焼のためのガス燃料、H2増強ガ
スへの転化、有機合成および還元ガスなどの他の用途に
利用される。
【００３８】空気は管路118、制御バルブ119 および管
路120を通過して燃料室50に入る。ガス状燃料は燃料室5
0中で乾燥窒素の存在下で燃焼されて管路121 中に排煙
が生成される。排煙は動作流体として膨張タービン122
を通過する。回転シャフト123は発電機124を駆動する。
管路125中の熱いタービン排ガスは通常の熱回収水蒸気
発生器126を通過する。このときコイル127 中での間接
的な熱交換によって管路128からのボイラー供給水は管
路129 中の水蒸気にされる。この水蒸気は蒸気タービン
130における動作流体である。回転シャフト131 はター
ビン130によって駆動されて今度は発電機132を回転させ
る。廃蒸気は管路133から出て行く。
路120を通過して燃料室50に入る。ガス状燃料は燃料室5
0中で乾燥窒素の存在下で燃焼されて管路121 中に排煙
が生成される。排煙は動作流体として膨張タービン122
を通過する。回転シャフト123は発電機124を駆動する。
管路125中の熱いタービン排ガスは通常の熱回収水蒸気
発生器126を通過する。このときコイル127 中での間接
的な熱交換によって管路128からのボイラー供給水は管
路129 中の水蒸気にされる。この水蒸気は蒸気タービン
130における動作流体である。回転シャフト131 はター
ビン130によって駆動されて今度は発電機132を回転させ
る。廃蒸気は管路133から出て行く。
【００３９】図２に示される本発明の方法の他の一つの
実施態様においては、“Ｄ”−“Ｄ”ブロックにおいて
清浄で塩素を含まない燃料ガス流ＡとＢの混合流は酸ガ
ス回収領域（ＡＧＲ）において脱硫される。そして（Ａ
ＧＲ）から出てくる塩素および硫黄を含まない燃料ガス
の流れは水を飽和されて加熱され管路191中で約5〜15重
量％の水分を含む燃料ガス流を供給する。この第２の実
施態様おいては、図２の“Ｄ”−“Ｄ”ブロックは図１
“Ｃ”−“Ｃ”ブロックを置き換えたものである。燃料
ガスに水を飽和させたこと、および熱交換器（ａ）の冷
媒を変えたこと以外は図２の第２の実施態様の他の特徴
はすべて図１の第２の実施態様と同じである。管路191
によって“Ｄ”−“Ｄ”ブロックから出て行く水を飽和
された清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガス流は、
第１の実施態様“Ｃ”−“Ｃ”ブロックにおいて生成さ
れる乾燥した塩素および硫黄を含まない燃料ガス流91の
代わりに図１に示される対流加熱器92に導入される。
実施態様においては、“Ｄ”−“Ｄ”ブロックにおいて
清浄で塩素を含まない燃料ガス流ＡとＢの混合流は酸ガ
ス回収領域（ＡＧＲ）において脱硫される。そして（Ａ
ＧＲ）から出てくる塩素および硫黄を含まない燃料ガス
の流れは水を飽和されて加熱され管路191中で約5〜15重
量％の水分を含む燃料ガス流を供給する。この第２の実
施態様おいては、図２の“Ｄ”−“Ｄ”ブロックは図１
“Ｃ”−“Ｃ”ブロックを置き換えたものである。燃料
ガスに水を飽和させたこと、および熱交換器（ａ）の冷
媒を変えたこと以外は図２の第２の実施態様の他の特徴
はすべて図１の第２の実施態様と同じである。管路191
によって“Ｄ”−“Ｄ”ブロックから出て行く水を飽和
された清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガス流は、
第１の実施態様“Ｃ”−“Ｃ”ブロックにおいて生成さ
れる乾燥した塩素および硫黄を含まない燃料ガス流91の
代わりに図１に示される対流加熱器92に導入される。
【００４０】したがって、“Ｄ”−“Ｄ”ブロックにお
いては管路69中の清浄で塩素を含まない燃料ガス流Ａは
バルブ199および管路200を通過して図１の管路71、バル
ブ202および管路203からの清浄で塩素を含まない燃料ガ
ス流Ｂと混合される。そして管路201 中の燃料ガス流Ａ
とＢの混合流は少なくとも二つの対流冷却器において以
下の段階的な熱交換によって冷却される。すなわち、通
常の冷却器（ａ）中では管路201中の清浄で塩素を含ま
ない燃料ガスの混合流は管路204から燃料ガス冷却器
（ａ）に入って管路205 から出てくる水と間接的に熱交
換して通過しポンプによって循環されて燃料ガス飽和器
の加熱器208の頂部に入る。飽和器208中の水は、底部管
路222を経由して飽和器208に入り頂部の管路191 から出
てくる清浄で塩素および硫黄を含まないガスに接触して
このガスに水を飽和させる。冷却された水は管路206を
経由して飽和器208から出てくる。循環ポンプは管路206
から水をポンプ移送する。管路209、バルブ210および
管路211からの補給水は管路204から熱交換器（ａ）にポ
ンプで移送されてそこで加熱される。管路212 を通って
冷却器（ａ）から出てくる清浄で塩素を含まない燃料ガ
スの混合流は直列に接続された対流冷却器（ｂ）および
（ｃ）中でさらに冷却される。すなわち、ボイラー供給
水は管路213から熱交換器（ｂ）に入って管路214から水
蒸気として出てくる。冷却された管路215中の清浄で塩
素を含まない燃料ガスは、管路216を経由して冷却器
（ｃ）に入り管路217 から温水として出てくる冷水との
間接的な熱交換によって冷却器（ｃ）中でさらに冷却さ
れる。硫黄を含むガス、例えばH2SやCOSは、管路218を
経由して通常の酸ガス除去領域（ＡＧＲ）223に入る清
浄で塩素を含まない燃料ガス流から実質的に完全に除去
される。H2S とCOSはAGR中の燃料ガスに接触する有機溶
媒から取除かれて管路219、バルブ220 および管路221を
経由して通常の硫黄回収領域に送られる。
いては管路69中の清浄で塩素を含まない燃料ガス流Ａは
バルブ199および管路200を通過して図１の管路71、バル
ブ202および管路203からの清浄で塩素を含まない燃料ガ
ス流Ｂと混合される。そして管路201 中の燃料ガス流Ａ
とＢの混合流は少なくとも二つの対流冷却器において以
下の段階的な熱交換によって冷却される。すなわち、通
常の冷却器（ａ）中では管路201中の清浄で塩素を含ま
ない燃料ガスの混合流は管路204から燃料ガス冷却器
（ａ）に入って管路205 から出てくる水と間接的に熱交
換して通過しポンプによって循環されて燃料ガス飽和器
の加熱器208の頂部に入る。飽和器208中の水は、底部管
路222を経由して飽和器208に入り頂部の管路191 から出
てくる清浄で塩素および硫黄を含まないガスに接触して
このガスに水を飽和させる。冷却された水は管路206を
経由して飽和器208から出てくる。循環ポンプは管路206
から水をポンプ移送する。管路209、バルブ210および
管路211からの補給水は管路204から熱交換器（ａ）にポ
ンプで移送されてそこで加熱される。管路212 を通って
冷却器（ａ）から出てくる清浄で塩素を含まない燃料ガ
スの混合流は直列に接続された対流冷却器（ｂ）および
（ｃ）中でさらに冷却される。すなわち、ボイラー供給
水は管路213から熱交換器（ｂ）に入って管路214から水
蒸気として出てくる。冷却された管路215中の清浄で塩
素を含まない燃料ガスは、管路216を経由して冷却器
（ｃ）に入り管路217 から温水として出てくる冷水との
間接的な熱交換によって冷却器（ｃ）中でさらに冷却さ
れる。硫黄を含むガス、例えばH2SやCOSは、管路218を
経由して通常の酸ガス除去領域（ＡＧＲ）223に入る清
浄で塩素を含まない燃料ガス流から実質的に完全に除去
される。H2S とCOSはAGR中の燃料ガスに接触する有機溶
媒から取除かれて管路219、バルブ220 および管路221を
経由して通常の硫黄回収領域に送られる。
【００４１】本発明の精神および範囲はからは外れるこ
となしに以上に説明された本発明の様々な変更態様が行
われ得る。したがって、本発明は特許請求の範囲に示さ
れた内容によってのみ限定されるべきである。
となしに以上に説明された本発明の様々な変更態様が行
われ得る。したがって、本発明は特許請求の範囲に示さ
れた内容によってのみ限定されるべきである。
【図１】本発明の方法の好ましい実施態様を略示した図
である。
である。
【図２】図１の“Ｃ”−“Ｃ”部分を第２“Ｄ”−
“Ｄ”部分に換えることによって水で飽和された製法で
塩素および硫黄を含まない燃料ガスを供給する本発明の
方法の実施態様を略示した図である。
“Ｄ”部分に換えることによって水で飽和された製法で
塩素および硫黄を含まない燃料ガスを供給する本発明の
方法の実施態様を略示した図である。
１ ガス発生器、４ バーナー、５０ 燃焼室、１２
２、１３０ タービン。
２、１３０ タービン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 プラディープ・スタンレイ・サッカー アメリカ合衆国 77005 テキサス州・ヒ ューストン・ブロンプトン ロード・6605
Claims (1)
- 【請求項１】 動力を発生させるための方法において、
（１） 溶融スラグと粒状物質を伴なってＨ2 、ＣＯ、
Ｈ2Ｏ、Ｈ2Ｓ、ＣＯＳ、ＨＣｌ、ＣＨ4 およびＡを含む
原燃料ガスの流れを生成させるために、下降流垂直型自
然流ガス発生装置の反応領域、その反応領域における温
度は前記原燃料ガス中のＨ2Ｏ の露点よりも高い、にお
いて温度調節剤の存在下に部分酸化によって遊離酸素を
含むガスの流れを塩素および硫黄を含む液状炭化水素ま
たは固形炭素質燃料の流れと反応させる工程、（２）
前記工程（１）からの前記原燃料ガスの流れをボイラー
循環水との間接的な熱交換によって前記原燃料ガスの流
れ中のＨ2Ｏ の露点よりも高い温度まで冷却し、そして
前記スラグを分離させる工程、（３） 工程（２）から
のスラグを含まない原燃料ガス流を別個のガス流Ａおよ
びＢに分割して、それぞれの原燃料ガス流ＡおよびＢを
ボイラー循環水との間接的な熱交換によって前記別個の
供給流中のＨ2Ｏ の露点よりも高い温度まで別々に冷却
することによって流れを生成させる工程、（４） 工程
（３）からの原燃料ガス流Ａと間接的に熱交換して窒素
ガスの流れを通すことによって、窒素ガス流を加熱しな
がら前記原燃料ガス流Ａを前記原燃料ガスＡ中のＨ2Ｏ
の露点よりも高い温度までさらに冷却する工程、（５）
工程（４）において冷却された原燃料ガスＡの流れを
スクラビングして清浄な塩素を含まない燃料ガス流を生
成させる工程、（６） 工程（３）からの原燃料ガス流
Ｂを以下の工程（１２）から出てくる清浄で加湿された
塩素および硫黄を含まない燃料ガスの流れとの間接的な
熱交換によって前記原燃料ガス流中のＨ2Ｏ の露点より
も高い温度までさらに冷却して、逆に前記清浄で塩素お
よび硫黄を含まない燃料ガス流を加熱する工程、（７）
工程（６）において冷却された冷たい原燃料ガス流Ｂ
を水でスクラビングして清浄な塩素を含まない燃料ガス
流を生成させる工程、（８） それぞれ工程（５）およ
び（７）からの清浄で塩素を含まない燃料ガス流Ａおよ
びＢを混合する工程、（９） 以下の工程（１１）から
の清浄で塩素および硫黄を含まない燃料ガス流との間接
的な熱交換によって工程（８）からの清浄で塩素を含ま
ない燃料ガスの混合された流れを冷却する工程、（１
０） ボイラー循環水および／または少なくとも一つの
熱交換器中の冷水との間接的な熱交換によって工程
（９）からの原燃料ガスの混合された流れをさらに冷却
する工程、（１１） 酸ガス除去領域における工程（１
０）からの清浄で塩素を含まない燃料ガスの混合された
流れから硫黄を含むガスを実質的に完全に除去する工
程、（１２） 蒸気との間接的な熱交換によって工程
（９）からの前記の清浄で塩素および硫黄を含まない燃
料ガスの流れを加熱する工程、（１３） 以下のガス
流、すなわち（ａ）空気の流れ、（ｂ）工程（４）にお
いて加熱された窒素ガスの流れ、および（ｃ）工程
（６）において加熱された少なくとも一部の清浄で塩素
および硫黄を含まない燃料ガスの流れをガスタービンの
燃焼領域中に導入する工程、および（１４） 前記燃焼
領域において塩素および硫黄を含まない燃料ガスの流れ
の前記の清浄部分を燃焼させてＨＣｌ、硫黄を含むガス
およびＮＯX を実質的に含まない排煙を生成させ、前記
排煙を膨脹タービンに通して動力を発生させる工程を包
含していることを特徴とする動力の発生方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US052961 | 1993-04-27 | ||
| US08/052,961 US5319924A (en) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | Partial oxidation power system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0771272A true JPH0771272A (ja) | 1995-03-14 |
| JP3459117B2 JP3459117B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=21981043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10917294A Expired - Lifetime JP3459117B2 (ja) | 1993-04-27 | 1994-04-26 | 動力を発生させるための方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5319924A (ja) |
| EP (1) | EP0622333B1 (ja) |
| JP (1) | JP3459117B2 (ja) |
| KR (1) | KR100334197B1 (ja) |
| CN (1) | CN1044507C (ja) |
| CZ (1) | CZ287393B6 (ja) |
| DE (1) | DE69401975T2 (ja) |
| PL (1) | PL173974B1 (ja) |
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