JPH0790285A - ガス化炉 - Google Patents

ガス化炉

Info

Publication number
JPH0790285A
JPH0790285A JP23833793A JP23833793A JPH0790285A JP H0790285 A JPH0790285 A JP H0790285A JP 23833793 A JP23833793 A JP 23833793A JP 23833793 A JP23833793 A JP 23833793A JP H0790285 A JPH0790285 A JP H0790285A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluidized bed
coal
solid content
gas
speed fluidized
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23833793A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Kobayashi
茂 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd filed Critical Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority to JP23833793A priority Critical patent/JPH0790285A/ja
Publication of JPH0790285A publication Critical patent/JPH0790285A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Industrial Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 排出されるCO2 を軽減することができるガ
ス化炉を提供する。 【構成】 石炭を空気等のガス化剤と高温下で接触させ
てガス化するガス化炉において、下方に導入された石炭
を空気等のガス化剤により流動化させながら上昇させ、
石炭とガス化剤とを接触させる細長の筒体状の高速流動
層部3と、この高速流動層部3からの固形分をガスから
分離し、これを上記高速流動層部3の下方に戻す循環装
置16と、その固形分の一部を排出すると共にこの固形
分に石炭中の炭素の約10〜30wt%が含まれるように固形
分の循環量を調節する固形分排出装置17と、上記高速
流動層部にその高さ方向に沿って所定の間隔を隔てて設
けられた酸素供給ノズル9とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭をガス化するガス
化炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、石炭をガス化してこれをガスター
ビンに供給して発電を行うことが試みられ、石炭をガス
化する装置としては、炭種の適用範囲が広く、灰分の取
扱いが容易な噴流床式のガス化炉が用いられる。
【0003】このガス化炉は、炉頂部から石炭を酸素又
は空気等のガス化剤と共に高温(約1300〜1600℃)高圧
の炉内に噴射してガス化するものであり、ガス化の際に
発生した灰は炉下部から排出される。生成した石炭ガス
化ガスは、水素、一酸化炭素等からなり、冷却、脱塵、
脱硫処理された後、ガスタービンの燃料などに利用され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のガス
化炉は、噴流床式の形式のもので、発電効率を上げるた
め、炭素転化率を上げ、冷ガス効率を高くとれるので、
石炭をほぼ完全にガス化し、排出灰中の残留炭素がきわ
めて少ないという利点を有するが、このガス化炉からの
石炭ガス化ガスをガスタービンの燃料などに利用した場
合、タービンからの排ガスには多くのCO2 が含まれ、
これが大気に開放される。
【0005】CO2 は、近年、オゾン層の破壊を生じる
といわれるフロンと共に、地球レベルでの気候の変動を
引き起し、環境破壊を惹起する温室効果ガスと位置づけ
されており、人工的に排出されるCO2 を少しでも軽減
する必要がある。
【0006】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あり、その目的は、排出されるCO
2 を軽減することができるガス化炉を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、石炭を空気等のガス化剤と高温下で接触
させてガス化するガス化炉において、下方に導入された
石炭を空気等のガス化剤により流動化させながら上昇さ
せ、石炭とガス化剤とを接触させる細長の筒体状の高速
流動層部と、この高速流動層部からの固形分をガスから
分離し、これを上記高速流動層部の下方に戻す循環装置
と、その固形分の一部を排出すると共にこの固形分に石
炭中の炭素の約10〜30wt%が含まれるように固形分の循
環量を調節する固形分排出装置と、上記高速流動層部に
その高さ方向に沿って所定の間隔を隔てて設けられた酸
素供給ノズルとを備えたものである。
【0008】
【作用】高速流動層部の下方に導入された石炭は、空気
等のガス化剤により流動化されながら上昇する。これに
より、石炭とガス化剤とが接触して石炭がガス化され
る。このガス中の固形分は、循環装置によりガスから分
離されて高速流動層部の下方に戻されると共に、その一
部が固形分排出装置によって排出される。この排出され
る固形分に石炭中の炭素の約10〜30wt%が含まれるた
め、その分の炭素がガス化ガスに含まれず除去されるこ
とになる。このため、石炭ガス化ガスがガスタービンの
燃料などに利用された場合、ガスに含まれる炭素成分の
割合が減るので、タービンからの排ガス中のCO2 量が
減り、排出されるCO2 が軽減されることになる。
【0009】また、高速流動層部にその高さ方向に沿っ
て所定の間隔を隔てて酸素供給ノズルを設けたことで、
高速流動層部内の温度は上に行くに連れて下がるが、酸
素供給ノズルから酸素を高速流動層部に供給することに
より高速流動層部内の上方でも酸素が十分にあるため、
高速流動層部内の温度が下がることなくしかも上昇する
ので、高速流動層部でのガス化反応を均一に持続させる
ことが可能となる。
【0010】
【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。
【0011】図1において、1は石炭を高温(約 900〜
1200℃)高圧下でガス化する圧力容器を示し、この圧力
容器1は、石炭の高速流動層2を形成する高速流動層部
3と、その高速流動層部3の上端に接続され気泡流動層
4を形成する気泡流動層部5とからなっている。
【0012】高速流動層部3には、その内部下方に分散
板6が配設されていると共に、その分散板6の適宜上方
に石炭例えば粒状の石炭をガス化に必要な空気又は酸素
により気流搬送する燃料ライン7が接続されている。ま
た、高速流動層部3の下部には、空気供給ライン8が接
続されている。高速流動層部3は、空気供給ライン8等
からの空気の上昇速度が約 3〜10m/sec(例えば 6m/s
ec)に維持されるように細長の円筒体状にライザーとし
て構成され、その空気によって分散板6上に供給された
石炭が高温(約 900〜1200℃)高圧下で流動化されなが
ら上昇し、高速流動層2が形成されるようになってい
る。
【0013】さらに、高速流動層部3には、その高さ方
向に沿って所定の間隔を隔てて酸素供給ノズル9が設け
られている。これらノズル9には酸素供給ライン10が
接続され、酸素供給ライン10からの酸素がノズル9か
ら高速流動層部3内の高さ方向ほぼすべてに供給される
ようになっており、この酸素供給量を変えることにより
高速流動層部3内の温度を任意に調節することができ、
例えば高速流動層部3内の温度がガス化の際の反応速度
を十分に大きくとれるまで、昇温できるようにその供給
量を調節する。
【0014】高速流動層部3の上端には、オリフィス板
11を介して気泡流動層部5が連結されている。この気
泡流動層部5は、高速流動層部3より拡径されており、
オリフィス板11を介して石炭と空気とが流入し、その
空気によって石炭等が流動化されて気泡流動層4が形成
されるようになっている。その気泡流動層4は、ガスに
よって石炭等の固体粒子が流動化されながら上昇するも
のではなく、下から吹上げる(上昇する)空気中に固体
粒子が浮遊懸濁する状態のものである。その気泡流動層
4及び上記高速流動層2により石炭とガスとが接触して
石炭が部分燃焼すると共に還元して水素、一酸化炭素等
からなるガス化ガスが生成されるようになっている。
【0015】気泡流動層部5の上端には、石炭ガス化ガ
スのガスライン12が接続され、このガスライン12に
はガスと共に同伴した固形分(チャー)を分離除去する
乾式のチャー分離器(例えばセラミックフィルタ)13
が介設されている。
【0016】また、気泡流動層部5には、流動層4内の
熱の一部を高圧蒸気と熱交換して回収する伝熱管14が
配設されている。さらに、気泡流動層部5には、石炭を
ガス化する際に発生したチャー(灰を含む未燃カーボ
ン)の一部を溢流させる戻しライン15が接続され、こ
の戻しライン15が上記燃料ライン7に接続されて、溢
流したチャーを高速流動層部2の下方に戻す循環装置1
6が構成される。
【0017】戻しライン15には、固形分排出装置17
の主たる構成要素である三方弁18が介設され、残りの
弁にチャー排出ライン19が接続されている。三方弁1
8は、チャーの循環量を調節してチャーに石炭中の炭素
の約10〜30wt%が含まれるようにするもので、その石炭
中の炭素の約10〜30wt%が含まれるチャーがチャー排出
ライン19から排出されるようになっている。
【0018】次に本実施例の作用を説明する。
【0019】空気供給ライン8から空気が高速流動層部
3の下部に入り、分散板6を介して高速流動層部3内を
流速が約 3〜10m/secに維持されながら上昇する。これ
により、分散板6上に供給される石炭が空気によって流
動化されながら上昇して高速流動層2が形成されると共
に、石炭と空気とが高温(約 900〜1200℃)高圧下で接
触する。高速流動層部3を上昇した空気と石炭は、オリ
フィス板11を介して気泡流動層部5に流入する。
【0020】すると、気泡流動層部5が高速流動層部3
より拡径されているために、気泡流動層部5に流入した
空気の空塔ガス流速が低下する。これにより、流入した
石炭は、気泡流動層部5内では、単に流動化されるだけ
でその上昇がほとんどなくなり、気泡流動層4が形成さ
れることになる。
【0021】このように、石炭と空気とが高速流動層3
又は気泡流動層4で接触することにより、石炭が部分燃
焼すると共に還元して水素、一酸化炭素等からなるガス
化ガスが生成される。このガス化ガスは、ガスライン1
2に流入してチャー分離器13を介してガス中の固形分
(チャー)が分離除去された後、冷却、脱硫、脱塵処理
され、そしてガスタービン等に至る。
【0022】このガス化の際、チャーが発生し、このチ
ャーには、石炭を流動化させてガス化を行うので比較的
多くの炭素が含まれる。このチャーの一部が気泡流動層
4から戻しライン15に溢流し、燃料ライン7を介して
高速流動層部3の下部に戻されて循環し、再度ガス化に
寄与する。
【0023】そのチャーの循環は、チャーに石炭中の炭
素の約10〜30wt%が含まれるように三方弁18により調
節され、そのチャーがチャー排出ライン19から排出さ
れる。チャーは、ガス化温度が約 900〜1200℃とガス中
にタールがほとんど出ない範囲の比較的低い温度で運転
されるため、固形状で存在しその取り扱いが容易であ
り、簡単にその排出を行える。
【0024】このように、排出されるチャーには、石炭
中の炭素の約10〜30%が含まれるため、その分の炭素が
ガスタービン等の燃料に利用されるガス化ガスから積極
的に除去されることになる。つまりガス化ガス中の炭素
の成分が減る。その結果、石炭ガス化ガスを例えばガス
タービンに供給すると、そのタービンからの排ガスに含
まれるCO2 の量が約 5〜10%減ることになり、大気に
開放されるCO2 が軽減されることになる。尚、石炭中
の炭素の約10〜30%がチャーに含まれるようにすると、
石炭ガス化ガスの熱量が減るがその量はわずかである。
すなわち、石炭は、主成分の炭素が8割であるため、そ
の炭素の約10〜30%がガス化に寄与しないとしても、石
炭ガス化ガス中の一酸化炭素(CO)への転化の影響が
少ないからであり、例えば、従来提案されているガス化
ガスと同じ熱量を得るには、石炭ガス化炉への石炭供給
量を約 110%にすればよい。
【0025】また、そのようにCO2 を軽減した場合、
その軽減の分の炭素がチャーに含まれるので、貯留・処
分が容易となる。すなわち、排ガスからCO2 を分離除
去し、これを貯留する場合、液体で行うことが考えられ
るが、この場合には特別の装置が必要になる。また、こ
れを処理する方法として、例えば海中に沈降させること
が考えられ、この場合、地球環境への影響が問題にな
る。よって、チャーとすることで、地球にやさしく簡単
に貯留・処理を行える。
【0026】さらに、高速流動層部3を激しく流動化し
ながら上昇した石炭等は、気泡流動層部5内に流入する
と、浮遊するような流動状態になるため、気泡流動層部
5がサイクロンとして作用するので、ガスライン12に
流入するガスには比較的粒径の小さなチャー等の粒子の
みが同伴することになる。このため、チャー分離器13
の負荷が軽減されるので、チャー分離器13の小型化を
図れる。また、高速流動層部3を激しく流動化しながら
上昇した石炭等は、気泡流動層部5内に流入すると、浮
遊するような流動状態になるために、固体粒子による気
泡流動層部5の内壁等の摩耗が軽減されるので、その摩
耗によるトラブルも軽微となる。
【0027】また、高速流動層部3にその高さ方向に沿
って所定の間隔を隔てて設けた酸素供給ノズル9から酸
素を高速流動層部3に供給することにより、高速流動層
部3でのガス化反応を均一に持続させることができる。
すなわち、本発明に係るガス化炉は、約 900〜1200℃と
ガス中にタールがほとんど出ない範囲の比較的低い温度
で運転されるため、高速流動層部3内での温度が比較的
低く、しかも流動層部3内の温度は上に行くに連れて低
くなるので、反応速度が大きくとれない。このため、酸
素供給ノズル9から酸素を高速流動層部3の高さ方向に
沿って供給することにより、高速流動層部3内のほぼす
べてに酸素が供給されるため、高速流動層部3内の温度
がガス化の反応速度を大きくできるまであげることがで
き、高速流動層部3でのガス化反応を均一に持続させる
ことが可能となる。
【0028】図2は、本発明の他の実施例を示す図で、
上記実施例と異なるところは、気泡流動層部がなく高速
流動層部の上端にサイクロンが接続されている点であ
る。
【0029】すなわち、圧力容器は、図示するように、
高速流動層部20のみからなり、この上端に導管21を
介して固形分とガスとを分離するサイクロン22が接続
されており、上述とほぼ同様に分離された固形分が高速
流動層部20の下方に戻されると共に、石炭中の炭素の
約10〜30wt%が含まれた固形分が排出されるようになっ
ている。また、高速流動層部20には、その高さ方向に
沿って所定の間隔を隔てて酸素供給ノズル23が設けら
れ、これらノズル23により酸素が高速流動層部20内
に供給されるようになっており、この酸素供給量を変え
ることにより高速流動層部20内の温度を任意に調節す
ることができ、例えば、高速流動層部20内の温度がガ
ス化の際の反応速度を十分に大きくできるまであがるよ
うにその供給量を調節する。
【0030】このように構成しても、上述とほぼ同様
に、石炭中に含まれる炭素のすべてをガス化に使用せ
ず、一部(例えば約30%)を固形分(チャー)として分
離貯留することができ、これにより、石炭ガス化ガスを
ガスタービン等の燃料として用いた場合排出されるガス
中のCO2 量が減り、CO2 の軽減を図れる。
【0031】また、高速流動層部20にその高さ方向に
沿って所定の間隔を隔てて酸素供給ノズル23を設けた
ので、高速流動層部20でのガス化反応を加速させるこ
とができる。
【0032】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、石炭をガ
ス化したガス化ガスに含まれる炭素成分が減るので、石
炭ガス化ガスをガスタービン等の燃料として用いた場合
排出されるガス中のCO2 量が減り、CO2 の軽減を図
れる。また、高速流動層部に酸素供給ノズルを設けたの
で、高速流動層部でのガス化反応を均一に持続できると
いう優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
3 高速流動層部 9 酸素供給ノズル 16 循環装置 17 固形分排出装置
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/54 M

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石炭を空気等のガス化剤と高温下で接触
    させてガス化するガス化炉において、下方に導入された
    石炭を空気等のガス化剤により流動化させながら上昇さ
    せ、石炭とガス化剤とを接触させる細長の筒体状の高速
    流動層部と、該高速流動層部からの固形分をガスから分
    離し、これを上記高速流動層部の下方に戻す循環装置
    と、その固形分の一部を排出すると共に該固形分に石炭
    中の炭素の約10〜30wt%が含まれるように固形分の循環
    量を調節する固形分排出装置と、上記高速流動層部にそ
    の高さ方向に沿って所定の間隔を隔てて設けられた酸素
    供給ノズルとを備えたことを特徴とするガス化炉。
JP23833793A 1993-09-24 1993-09-24 ガス化炉 Pending JPH0790285A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23833793A JPH0790285A (ja) 1993-09-24 1993-09-24 ガス化炉

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23833793A JPH0790285A (ja) 1993-09-24 1993-09-24 ガス化炉

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0790285A true JPH0790285A (ja) 1995-04-04

Family

ID=17028707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23833793A Pending JPH0790285A (ja) 1993-09-24 1993-09-24 ガス化炉

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0790285A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2011527364A (ja) * 2008-07-08 2011-10-27 テツラフ カール−ハインツ バイオマスから低タール合成ガスを製造する方法および装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2011527364A (ja) * 2008-07-08 2011-10-27 テツラフ カール−ハインツ バイオマスから低タール合成ガスを製造する方法および装置
US9011724B2 (en) 2008-07-08 2015-04-21 Karl-Heinz Tetzlaff Method and device for producing low-tar synthesis gas from biomass

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6949224B1 (en) Fuel gasification system
USRE37300E1 (en) Pressurized internal circulating fluidized-bed boiler
FI90378B (fi) PFBC-voimalaitos
US4424766A (en) Hydro/pressurized fluidized bed combustor
JP2009019870A (ja) 流動層ガス化燃焼炉
US4470254A (en) Process and apparatus for coal combustion
JPH0790285A (ja) ガス化炉
JP2731631B2 (ja) Pfbc発電所における煙道ガスの公称動作温度を維持するための方法
GB2095762A (en) A combined cycle power plant
JP3770653B2 (ja) 流動層炉によるガス化燃焼方法
CN1053919C (zh) 夹带床煤气化反应器和煤气化方法
JPH06240266A (ja) ガス化炉
JP4230515B2 (ja) 粒子・ガス分離装置付き反応装置および粒子・ガス分離工程を有する反応方法
KR101594799B1 (ko) 회재분리기 및 이를 이용한 고체연료 매체순환연소기
JP3981551B2 (ja) 粒子・ガス分離装置付き反応装置
JP3345861B2 (ja) 石炭ガス化発電装置
JP2006089628A (ja) ガス化炉装置
JP3576330B2 (ja) CaS酸化・チャー燃焼装置
JP5389335B2 (ja) ガス化炉
JP3838699B2 (ja) 円筒形流動層ガス化燃焼炉
JP2024114363A (ja) 燃料循環方法、燃料供給システム及びガス化設備
JPS60110786A (ja) 石炭ガス化炉の運転方法
JPH06237599A (ja) 石炭ガス化発電方法
JPH04177008A (ja) 流動層燃焼ボイラ
JPH04222304A (ja) 加圧流動床ボイラの運転方法