JPH11116974A - 燃料ガス化装置 - Google Patents
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- JPH11116974A JPH11116974A JP9285466A JP28546697A JPH11116974A JP H11116974 A JPH11116974 A JP H11116974A JP 9285466 A JP9285466 A JP 9285466A JP 28546697 A JP28546697 A JP 28546697A JP H11116974 A JPH11116974 A JP H11116974A
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- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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- Catalysts (AREA)
- Industrial Gases (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は、ガス化圧力を上げずに熱交
換器において高い蒸気圧力を得られる燃料ガス化装置を
提供することである。 【解決手段】燃料をガス化すると共にこのガス化ガスを
プロセス水に通して冷却するクエンチ式ガス化炉３と、
該クエンチ式ガス化炉３から送られたガス化ガスの排熱
で蒸気を発生させる蒸気発生用熱交換器８とを備えた燃
料ガス化装置１５において、蒸気発生用熱交換器８の上
流側に、ガス化ガスのＣＯシフトとＣＯＳ転換とを行う
ＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９を設ける。
換器において高い蒸気圧力を得られる燃料ガス化装置を
提供することである。 【解決手段】燃料をガス化すると共にこのガス化ガスを
プロセス水に通して冷却するクエンチ式ガス化炉３と、
該クエンチ式ガス化炉３から送られたガス化ガスの排熱
で蒸気を発生させる蒸気発生用熱交換器８とを備えた燃
料ガス化装置１５において、蒸気発生用熱交換器８の上
流側に、ガス化ガスのＣＯシフトとＣＯＳ転換とを行う
ＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料をガス化する
と共にこのガス化ガスを冷却水に通して冷却するクエン
チ式ガス化炉と、そのガス化ガスの排熱で蒸気を発生さ
せる蒸気発生用熱交換器とを含む燃料ガス化装置に係
り、特に、蒸気発生用熱交換器の上流側に、ガス化ガス
のＣＯシフト，ＣＯＳ転換の両方を行うＣＯシフト兼用
ＣＯＳ転換器を設けた燃料ガス化装置に関する。
と共にこのガス化ガスを冷却水に通して冷却するクエン
チ式ガス化炉と、そのガス化ガスの排熱で蒸気を発生さ
せる蒸気発生用熱交換器とを含む燃料ガス化装置に係
り、特に、蒸気発生用熱交換器の上流側に、ガス化ガス
のＣＯシフト，ＣＯＳ転換の両方を行うＣＯシフト兼用
ＣＯＳ転換器を設けた燃料ガス化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に、炭素化合物から成る燃料を高温
下で酸化剤及び必要なら水と反応させてガス化し、生成
されたガス化ガスをクエンチ式に冷却した後これを精
製，燃焼して発電するクエンチ式ガス化炉を用いた従来
の石炭ガス化複合発電システム（IGCC: Integrated Coa
l Gasification Combined Cycle ）の概略図が示されて
いる。
下で酸化剤及び必要なら水と反応させてガス化し、生成
されたガス化ガスをクエンチ式に冷却した後これを精
製，燃焼して発電するクエンチ式ガス化炉を用いた従来
の石炭ガス化複合発電システム（IGCC: Integrated Coa
l Gasification Combined Cycle ）の概略図が示されて
いる。
【０００３】このクエンチ式ガス化炉を備えた従来の石
炭ガス化複合発電システム６０は、図示されるように、
燃料を酸化剤（及び必要なら水）によってガス化させて
生成したガスを冷却するガス化設備４１と、ガス化設備
４１の下流側に接続されたガス精製設備７２と、ガス精
製設備７２の下流側に接続された複合発電設備４３と、
ガス化設備４１及び複合発電設備４３に接続された空気
分離設備４４とから主に構成される。
炭ガス化複合発電システム６０は、図示されるように、
燃料を酸化剤（及び必要なら水）によってガス化させて
生成したガスを冷却するガス化設備４１と、ガス化設備
４１の下流側に接続されたガス精製設備７２と、ガス精
製設備７２の下流側に接続された複合発電設備４３と、
ガス化設備４１及び複合発電設備４３に接続された空気
分離設備４４とから主に構成される。
【０００４】ガス化設備４１は、微粉炭等の燃料を酸化
剤（酸素又は空気）及び必要なら水分（水蒸気）と反応
させてガス化するガス化部１，燃料をガス化部１に導入
する燃料供給手段１０，酸化剤をガス化部１に供給する
酸化剤供給管２７（下記参照），水供給手段１２，ガス
化部１の下部に図示されるように接続されてガス化部１
から流下するガス化ガスを冷却するクエンチ部２等から
主に構成される。ガス化部１及びクエンチ部２が、クエ
ンチ式ガス化炉３を構成する。
剤（酸素又は空気）及び必要なら水分（水蒸気）と反応
させてガス化するガス化部１，燃料をガス化部１に導入
する燃料供給手段１０，酸化剤をガス化部１に供給する
酸化剤供給管２７（下記参照），水供給手段１２，ガス
化部１の下部に図示されるように接続されてガス化部１
から流下するガス化ガスを冷却するクエンチ部２等から
主に構成される。ガス化部１及びクエンチ部２が、クエ
ンチ式ガス化炉３を構成する。
【０００５】クエンチ部２の底部には液溜部４が形成さ
れ、液溜部４にはプロセス水５が溜められて、ガス化部
１を流下したガス化ガスがプロセス水５を潜（くぐ）っ
てから排出ダクト１１を介してクエンチ部２から後流側
に送られるように構成されている。排出ダクト１１は、
クエンチ部２のプロセス水の液面より十分に高い位置に
設けられ、クエンチ部２と下流側のガス精製設備７２と
を接続する。
れ、液溜部４にはプロセス水５が溜められて、ガス化部
１を流下したガス化ガスがプロセス水５を潜（くぐ）っ
てから排出ダクト１１を介してクエンチ部２から後流側
に送られるように構成されている。排出ダクト１１は、
クエンチ部２のプロセス水の液面より十分に高い位置に
設けられ、クエンチ部２と下流側のガス精製設備７２と
を接続する。
【０００６】ガス精製設備７２は、図３に示されるよう
にスクラバ６，ＧＧＨ（ガスガスヒータ）７，蒸気発生
用熱交換器８，蒸気発生用熱交換器８の下流側に設けら
れたＣＯＳ転換器１９，その下流側の脱硫塔２１及びサ
チュレータ１８から主に構成される。スクラバ６は、ク
エンチ式ガス化炉３のクエンチ部２の下流側に接続さ
れ、クエンチ部２で冷却されたガス化ガスが、スクラバ
６からＧＧＨ７を経て蒸気発生用熱交換器８で熱交換を
行って蒸気を発生させ、ＣＯＳ転換器１９でのＣＯＳ転
換（ガス化ガスに含まれているＣＯＳがＨ2 Ｓ等に転換
されること）及び脱硫塔２１での脱硫を経て、サチュレ
ータ１８を介して複合発電設備４３のガスタービン２８
（下記参照）に送られるように構成されている。
にスクラバ６，ＧＧＨ（ガスガスヒータ）７，蒸気発生
用熱交換器８，蒸気発生用熱交換器８の下流側に設けら
れたＣＯＳ転換器１９，その下流側の脱硫塔２１及びサ
チュレータ１８から主に構成される。スクラバ６は、ク
エンチ式ガス化炉３のクエンチ部２の下流側に接続さ
れ、クエンチ部２で冷却されたガス化ガスが、スクラバ
６からＧＧＨ７を経て蒸気発生用熱交換器８で熱交換を
行って蒸気を発生させ、ＣＯＳ転換器１９でのＣＯＳ転
換（ガス化ガスに含まれているＣＯＳがＨ2 Ｓ等に転換
されること）及び脱硫塔２１での脱硫を経て、サチュレ
ータ１８を介して複合発電設備４３のガスタービン２８
（下記参照）に送られるように構成されている。
【０００７】尚、クエンチ式ガス化炉３，スクラバ６，
ＧＧＨ７，蒸気発生用熱交換器８，ＣＯＳ転換器１９等
の構成をさらに詳しく示している図が図４である。図４
に示されているように、ＣＯＳ転換器１９には、ガス化
ガスに含まれているＣＯＳをＨ2 Ｓ等に転換するＣＯＳ
触媒が充填されている。ＣＯＳ触媒の有効成分は、酸化
クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）等である。
ＧＧＨ７，蒸気発生用熱交換器８，ＣＯＳ転換器１９等
の構成をさらに詳しく示している図が図４である。図４
に示されているように、ＣＯＳ転換器１９には、ガス化
ガスに含まれているＣＯＳをＨ2 Ｓ等に転換するＣＯＳ
触媒が充填されている。ＣＯＳ触媒の有効成分は、酸化
クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）等である。
【０００８】複合発電設備４３は、ガスタービン２８
（その燃焼器２８ａ及びコンプレッサ２９を含む），蒸
気タービン３０，排熱回収ボイラ３１等から構成され
る。ガスタービン２８は、上述のようにガス精製設備７
２の下流側に接続され、ガスタービン２８の下流側には
排熱回収ボイラ３１及び蒸気タービン３０が設置され
て、ガスタービン２８からの排ガスの余熱を排熱回収ボ
イラ３１で回収して蒸気タービン３０を駆動するように
構成されている。
（その燃焼器２８ａ及びコンプレッサ２９を含む），蒸
気タービン３０，排熱回収ボイラ３１等から構成され
る。ガスタービン２８は、上述のようにガス精製設備７
２の下流側に接続され、ガスタービン２８の下流側には
排熱回収ボイラ３１及び蒸気タービン３０が設置され
て、ガスタービン２８からの排ガスの余熱を排熱回収ボ
イラ３１で回収して蒸気タービン３０を駆動するように
構成されている。
【０００９】排熱回収ボイラ３１の下流側には、煙突３
２が接続される。
２が接続される。
【００１０】空気分離設備４４は、深冷法などにより空
気から高純度の酸素を分離する空気分離器２５を有し、
空気分離器２５には空気分離器２５に外気を導入する外
気導入管２６が接続される。空気分離器２５は、さら
に、空気導入ライン２３によってガスタービン２８のコ
ンプレッサ２９の下流側に接続されると共に、窒素供給
ライン２２によってガスタービン２８の燃焼器２８ａに
接続され、又、酸化剤供給ライン２７を介してガス化部
１の上流側に接続される。空気分離器２５には、又、外
気導入管２６が図示されるように接続される。
気から高純度の酸素を分離する空気分離器２５を有し、
空気分離器２５には空気分離器２５に外気を導入する外
気導入管２６が接続される。空気分離器２５は、さら
に、空気導入ライン２３によってガスタービン２８のコ
ンプレッサ２９の下流側に接続されると共に、窒素供給
ライン２２によってガスタービン２８の燃焼器２８ａに
接続され、又、酸化剤供給ライン２７を介してガス化部
１の上流側に接続される。空気分離器２５には、又、外
気導入管２６が図示されるように接続される。
【００１１】燃料が、燃料供給手段１０によってガス化
部１に供給される。又、水供給手段１２によって、ガス
化反応に必要な量の水がガス化部１に供給される。
部１に供給される。又、水供給手段１２によって、ガス
化反応に必要な量の水がガス化部１に供給される。
【００１２】一方、空気分離設備４４では、外気導入管
２６を介して空気分離器２５に外気が導入される。空気
分離器２５には、又、ガスタービン２８のコンプレッサ
２９によって圧縮された空気の一部が、空気導入ライン
２３を介して導入される。空気分離器２５に導入された
外気（空気）は、空気分離器２５において深冷法等の方
法により処理され、高純度の酸素が分離される。分離さ
れた高純度の酸素は、酸化剤として空気分離器２５から
酸化剤供給ライン２７を介してガス化部１に導入され、
一方、酸素を分離された残りの空気成分（主に窒素）
は、窒素供給ライン２２によってガスタービン２８の燃
焼器２８ａに供給される（下記参照）。
２６を介して空気分離器２５に外気が導入される。空気
分離器２５には、又、ガスタービン２８のコンプレッサ
２９によって圧縮された空気の一部が、空気導入ライン
２３を介して導入される。空気分離器２５に導入された
外気（空気）は、空気分離器２５において深冷法等の方
法により処理され、高純度の酸素が分離される。分離さ
れた高純度の酸素は、酸化剤として空気分離器２５から
酸化剤供給ライン２７を介してガス化部１に導入され、
一方、酸素を分離された残りの空気成分（主に窒素）
は、窒素供給ライン２２によってガスタービン２８の燃
焼器２８ａに供給される（下記参照）。
【００１３】さて、ガス化部１に導入された燃料，水分
等は、上述のように空気分離設備４４の空気分離器２５
から酸化剤供給ライン２７を介して供給される高純度の
酸素等の酸化剤と反応してガス化し、この結果、ガス化
ガス（主にＨ2 ，ＣＯ，ＣＯ2 ）が生成される。
等は、上述のように空気分離設備４４の空気分離器２５
から酸化剤供給ライン２７を介して供給される高純度の
酸素等の酸化剤と反応してガス化し、この結果、ガス化
ガス（主にＨ2 ，ＣＯ，ＣＯ2 ）が生成される。
【００１４】ガス化部１で生成されたガス化ガスは、そ
の後、クエンチ部２の底部の液溜部４に溜まったプロセ
ス水５を潜（くぐ）って冷却された後、排出ダクト１１
を介して下流側のスクラバ６，ＧＧＨ７に送られ、蒸気
発生用熱交換器８に達する。蒸気発生用熱交換器８に送
られるガス化ガスの温度は約２００℃であり（図４参
照）、この場合のガス化圧力は約３０Kg/cm 2 Ｇであ
る。ガス化ガスは蒸気発生用熱交換器８でボイラ水と熱
交換を行うが、２００℃のガスでは、有効に発生させる
ことが可能な蒸気の圧力は１０Kg/cm 2 Ｇ以下である。
の後、クエンチ部２の底部の液溜部４に溜まったプロセ
ス水５を潜（くぐ）って冷却された後、排出ダクト１１
を介して下流側のスクラバ６，ＧＧＨ７に送られ、蒸気
発生用熱交換器８に達する。蒸気発生用熱交換器８に送
られるガス化ガスの温度は約２００℃であり（図４参
照）、この場合のガス化圧力は約３０Kg/cm 2 Ｇであ
る。ガス化ガスは蒸気発生用熱交換器８でボイラ水と熱
交換を行うが、２００℃のガスでは、有効に発生させる
ことが可能な蒸気の圧力は１０Kg/cm 2 Ｇ以下である。
【００１５】蒸気発生用熱交換器８を出たガス化ガス
は、下流側のＣＯＳ転換器１９でＣＯＳ転換されてから
脱硫塔２１で脱硫され、ガス化ガスに含まれる硫黄分が
除去されて、精製ガスとなる。精製ガスは、脱硫塔２１
の頂部からサチュレータ１８を介してガスタービン２８
に送られる。
は、下流側のＣＯＳ転換器１９でＣＯＳ転換されてから
脱硫塔２１で脱硫され、ガス化ガスに含まれる硫黄分が
除去されて、精製ガスとなる。精製ガスは、脱硫塔２１
の頂部からサチュレータ１８を介してガスタービン２８
に送られる。
【００１６】尚、蒸気発生用熱交換器８で熱交換の結果
得られる蒸気の圧力をもっと高い値に上げる場合、蒸気
発生用熱交換器８に送られるガス化ガスの温度をさらに
高温にする方法がある。このガス化ガスのスクラバ６の
出口での温度は、ガス化圧力（スクラバ６の内圧）によ
ってほぼ決定されるので、例えば、２０Kg/cm 2 Ｇの蒸
気を発生させるためには、ガス化圧力を７０Kg/cm 2 Ｇ
前後まで上げなければならない。
得られる蒸気の圧力をもっと高い値に上げる場合、蒸気
発生用熱交換器８に送られるガス化ガスの温度をさらに
高温にする方法がある。このガス化ガスのスクラバ６の
出口での温度は、ガス化圧力（スクラバ６の内圧）によ
ってほぼ決定されるので、例えば、２０Kg/cm 2 Ｇの蒸
気を発生させるためには、ガス化圧力を７０Kg/cm 2 Ｇ
前後まで上げなければならない。
【００１７】ガスタービン２８に送られた精製ガスを、
コンプレッサ２９によって吸い込まれた外気（このコン
プレッサ２９によって吸い込まれた外気の一部は上述の
ように空気導入ライン２３によって空気分離器２５に送
られる）によって燃焼して、発電が行われる。このと
き、上述のように、空気分離器２５で空気から酸素を分
離した残りの空気成分（主に窒素）が、ガスタービン２
８の出力アップのため、窒素供給ライン２２を介してガ
スタービン２８に供給される。
コンプレッサ２９によって吸い込まれた外気（このコン
プレッサ２９によって吸い込まれた外気の一部は上述の
ように空気導入ライン２３によって空気分離器２５に送
られる）によって燃焼して、発電が行われる。このと
き、上述のように、空気分離器２５で空気から酸素を分
離した残りの空気成分（主に窒素）が、ガスタービン２
８の出力アップのため、窒素供給ライン２２を介してガ
スタービン２８に供給される。
【００１８】ガスタービン２８での燃焼により発生した
排ガスは、排熱回収ボイラ３１及び煙突３２を介して大
気排出され、このとき、排熱回収ボイラ３１で回収され
た排熱により、蒸気タービン３０でさらに発電が行われ
る。
排ガスは、排熱回収ボイラ３１及び煙突３２を介して大
気排出され、このとき、排熱回収ボイラ３１で回収され
た排熱により、蒸気タービン３０でさらに発電が行われ
る。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】さて、上述のようなク
エンチ式ガス化炉を備えた燃料ガス化・発電システムの
場合、スクラバ出口のガス化ガスの温度は、スクラバ内
圧力の飽和温度まで下がる。その上、このガス化ガスは
さらにＧＧＨを通過した後に蒸気発生用の熱交換器に入
るため、蒸気発生用熱交換器に入るガス化ガスの温度は
かなり低くなってしまう。そして、ガス化ガスとの熱交
換で発生させることができる蒸気の圧力はガス化ガスの
温度によって制限されることから、蒸気発生用熱交換器
で発生する蒸気（飽和）の圧力も低く（上述の例では１
０Kg/cm 2 Ｇ以下）なってしまう。
エンチ式ガス化炉を備えた燃料ガス化・発電システムの
場合、スクラバ出口のガス化ガスの温度は、スクラバ内
圧力の飽和温度まで下がる。その上、このガス化ガスは
さらにＧＧＨを通過した後に蒸気発生用の熱交換器に入
るため、蒸気発生用熱交換器に入るガス化ガスの温度は
かなり低くなってしまう。そして、ガス化ガスとの熱交
換で発生させることができる蒸気の圧力はガス化ガスの
温度によって制限されることから、蒸気発生用熱交換器
で発生する蒸気（飽和）の圧力も低く（上述の例では１
０Kg/cm 2 Ｇ以下）なってしまう。
【００２０】しかし、１０Kg/cm 2 Ｇ以上の圧力の蒸気
が必要な場合、蒸気の圧力は上述のようにガス化ガスの
温度によって制限され、ガス化ガスの温度はガス化圧力
によってほぼ決定されるので、より高圧の蒸気を発生さ
せるには、ガス化圧力を上げなければならない。例え
ば、発生蒸気圧力を２０Kg/cm 2 Ｇにするには、一般
に、ガス化圧力を７０Kg/cm 2 Ｇ前後まで上げねばなら
ない。
が必要な場合、蒸気の圧力は上述のようにガス化ガスの
温度によって制限され、ガス化ガスの温度はガス化圧力
によってほぼ決定されるので、より高圧の蒸気を発生さ
せるには、ガス化圧力を上げなければならない。例え
ば、発生蒸気圧力を２０Kg/cm 2 Ｇにするには、一般
に、ガス化圧力を７０Kg/cm 2 Ｇ前後まで上げねばなら
ない。
【００２１】ところが、このようにガス化圧力を上げる
と、システム全体にかかる圧力が上がるため（スクラバ
での沸騰点等も上がる）、システム内の配管をその圧力
に耐えられる構成にしなければならず、コストが高くな
るという問題があった。
と、システム全体にかかる圧力が上がるため（スクラバ
での沸騰点等も上がる）、システム内の配管をその圧力
に耐えられる構成にしなければならず、コストが高くな
るという問題があった。
【００２２】そこで、本発明の目的は、ガス化圧力を上
げずに熱交換器において高い蒸気圧力を得られる燃料ガ
ス化装置を提供することである。
げずに熱交換器において高い蒸気圧力を得られる燃料ガ
ス化装置を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、燃料をガス化すると共にこのガ
ス化ガスをプロセス水に通して冷却するクエンチ式ガス
化炉と、ガス化ガスを水によって洗浄するスクラバと、
該クエンチ式ガス化炉から送られたガス化ガスの排熱で
蒸気を発生させる蒸気発生用熱交換器とを備えた燃料ガ
ス化装置において、蒸気発生用熱交換器の上流側に、ガ
ス化ガスのＣＯシフトとＣＯＳ転換とを行うＣＯシフト
兼用ＣＯＳ転換器を設けて構成される。
に、請求項１の発明は、燃料をガス化すると共にこのガ
ス化ガスをプロセス水に通して冷却するクエンチ式ガス
化炉と、ガス化ガスを水によって洗浄するスクラバと、
該クエンチ式ガス化炉から送られたガス化ガスの排熱で
蒸気を発生させる蒸気発生用熱交換器とを備えた燃料ガ
ス化装置において、蒸気発生用熱交換器の上流側に、ガ
ス化ガスのＣＯシフトとＣＯＳ転換とを行うＣＯシフト
兼用ＣＯＳ転換器を設けて構成される。
【００２４】請求項２の発明は、上記ＣＯシフト兼用Ｃ
ＯＳ転換器に、ガス化ガスのＣＯシフト，ＣＯＳ転換の
両方を行う触媒を充填して構成される。
ＯＳ転換器に、ガス化ガスのＣＯシフト，ＣＯＳ転換の
両方を行う触媒を充填して構成される。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施の形態を
添付図面により説明する。
添付図面により説明する。
【００２６】図１に、クエンチ式ガス化炉からのガス化
ガスをＣＯシフト，ＣＯＳ転換の両方を行える転換器に
通して昇温してから熱交換器に導入して高圧の蒸気を発
生させる本発明の燃料ガス化装置が、これが組み込まれ
た石炭ガス化複合発電システムの他の諸装置と共に概略
的に示されている。
ガスをＣＯシフト，ＣＯＳ転換の両方を行える転換器に
通して昇温してから熱交換器に導入して高圧の蒸気を発
生させる本発明の燃料ガス化装置が、これが組み込まれ
た石炭ガス化複合発電システムの他の諸装置と共に概略
的に示されている。
【００２７】この本発明の燃料ガス化装置を備えた石炭
ガス化複合発電システム５０は、図示されるように、燃
料を酸化剤（及び必要なら水）と共にガス化して生成し
たガスを冷却するガス化設備４１と、ガス化設備４１の
下流側に接続されたガス精製設備４２と、ガス精製設備
４２の下流側に接続された複合発電設備４３と、ガス化
設備４１及び複合発電設備４３に接続された空気分離設
備４４とから主に構成される。
ガス化複合発電システム５０は、図示されるように、燃
料を酸化剤（及び必要なら水）と共にガス化して生成し
たガスを冷却するガス化設備４１と、ガス化設備４１の
下流側に接続されたガス精製設備４２と、ガス精製設備
４２の下流側に接続された複合発電設備４３と、ガス化
設備４１及び複合発電設備４３に接続された空気分離設
備４４とから主に構成される。
【００２８】ガス化設備４１は、微粉炭等の燃料を酸化
剤（酸素又は空気）及び必要なら水分（水蒸気）と反応
させてガス化するガス化部１，燃料をガス化部１に導入
する燃料供給手段１０，酸化剤をガス化部１に供給する
酸化剤供給管２７（下記参照），水供給手段１２，ガス
化部１の下部に図示されるように接続されてガス化部１
から流下するガス化ガスを冷却するクエンチ部２等から
主に構成される。ガス化部１及びクエンチ部２が、クエ
ンチ式ガス化炉３を構成する。
剤（酸素又は空気）及び必要なら水分（水蒸気）と反応
させてガス化するガス化部１，燃料をガス化部１に導入
する燃料供給手段１０，酸化剤をガス化部１に供給する
酸化剤供給管２７（下記参照），水供給手段１２，ガス
化部１の下部に図示されるように接続されてガス化部１
から流下するガス化ガスを冷却するクエンチ部２等から
主に構成される。ガス化部１及びクエンチ部２が、クエ
ンチ式ガス化炉３を構成する。
【００２９】クエンチ部２の底部には液溜部４が形成さ
れ、液溜部４にはプロセス水５が溜められて、ガス化部
１を流下したガス化ガスがプロセス水５を潜（くぐ）っ
てから排出ダクト１１を介してクエンチ部２から後流側
に送られるように構成されている。排出ダクト１１は、
クエンチ部２のプロセス水の液面より十分に高い位置に
設けられ、クエンチ部２と下流側のガス精製設備４２と
を接続する。
れ、液溜部４にはプロセス水５が溜められて、ガス化部
１を流下したガス化ガスがプロセス水５を潜（くぐ）っ
てから排出ダクト１１を介してクエンチ部２から後流側
に送られるように構成されている。排出ダクト１１は、
クエンチ部２のプロセス水の液面より十分に高い位置に
設けられ、クエンチ部２と下流側のガス精製設備４２と
を接続する。
【００３０】ガス精製設備４２は、図１に示されるよう
にスクラバ６，ＧＧＨ７，ＣＯシフト及びＣＯＳ転換の
両方を行うＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９，ＣＯシフト
兼用ＣＯＳ転換器９の下流側に設けられた蒸気発生用熱
交換器８，その下流側の脱硫塔２１及びサチュレータ１
８から主に構成される。
にスクラバ６，ＧＧＨ７，ＣＯシフト及びＣＯＳ転換の
両方を行うＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９，ＣＯシフト
兼用ＣＯＳ転換器９の下流側に設けられた蒸気発生用熱
交換器８，その下流側の脱硫塔２１及びサチュレータ１
８から主に構成される。
【００３１】スクラバ６は、クエンチ式ガス化炉３のク
エンチ部２の下流側に接続され、クエンチ部２で冷却さ
れたガス化ガスが、スクラバ６からＧＧＨ７を経てＣＯ
シフト兼用ＣＯＳ転換器９に送られてＣＯシフト及びＣ
ＯＳ転換処理を施され、その後、蒸気発生用熱交換器８
で熱交換してから脱硫塔２１，サチュレータ１８を介し
て複合発電設備４３のガスタービン２８（下記参照）に
送られるように構成されている。
エンチ部２の下流側に接続され、クエンチ部２で冷却さ
れたガス化ガスが、スクラバ６からＧＧＨ７を経てＣＯ
シフト兼用ＣＯＳ転換器９に送られてＣＯシフト及びＣ
ＯＳ転換処理を施され、その後、蒸気発生用熱交換器８
で熱交換してから脱硫塔２１，サチュレータ１８を介し
て複合発電設備４３のガスタービン２８（下記参照）に
送られるように構成されている。
【００３２】尚、上記のクエンチ式ガス化炉３，スクラ
バ６，ＧＧＨ７，ＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９，蒸気
発生用熱交換器８等の構成をさらに詳しく示している図
が図２である。図２に示されているように、本実施の形
態のＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９には、ガス化ガスに
含まれているＣＯＳをＨ2 Ｓ等に転換すると共にガス化
ガスのＣＯシフトも行うＣＯシフト兼用ＣＯＳ触媒が充
填されている。ＣＯシフト兼用ＣＯＳ触媒の有効成分
は、例えば酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）等に酸化コバルト
（ＣｏＯ）及び酸化モリブデン（ＭｏＯ3 ）等を加えた
ものである。
バ６，ＧＧＨ７，ＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９，蒸気
発生用熱交換器８等の構成をさらに詳しく示している図
が図２である。図２に示されているように、本実施の形
態のＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９には、ガス化ガスに
含まれているＣＯＳをＨ2 Ｓ等に転換すると共にガス化
ガスのＣＯシフトも行うＣＯシフト兼用ＣＯＳ触媒が充
填されている。ＣＯシフト兼用ＣＯＳ触媒の有効成分
は、例えば酸化クロム（Ｃｒ2 Ｏ3 ）等に酸化コバルト
（ＣｏＯ）及び酸化モリブデン（ＭｏＯ3 ）等を加えた
ものである。
【００３３】図２のクエンチ式ガス化炉３，スクラバ
６，ＧＧＨ７，ＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９，蒸気発
生用熱交換器８が、本発明の燃料ガス化装置１５を主に
構成する。
６，ＧＧＨ７，ＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９，蒸気発
生用熱交換器８が、本発明の燃料ガス化装置１５を主に
構成する。
【００３４】複合発電設備４３は、ガスタービン２８
（その燃焼器２８ａ及びコンプレッサ２９を含む），蒸
気タービン３０，排熱回収ボイラ３１等から構成され
る。ガスタービン２８は、上述のようにガス精製設備４
２の下流側に接続され、ガスタービン２８の下流側には
排熱回収ボイラ３１及び蒸気タービン３０が設置され
て、ガスタービン２８からの排ガスの余熱を排熱回収ボ
イラ３１で回収して蒸気タービン３０を駆動するように
構成されている。
（その燃焼器２８ａ及びコンプレッサ２９を含む），蒸
気タービン３０，排熱回収ボイラ３１等から構成され
る。ガスタービン２８は、上述のようにガス精製設備４
２の下流側に接続され、ガスタービン２８の下流側には
排熱回収ボイラ３１及び蒸気タービン３０が設置され
て、ガスタービン２８からの排ガスの余熱を排熱回収ボ
イラ３１で回収して蒸気タービン３０を駆動するように
構成されている。
【００３５】排熱回収ボイラ３１の下流側には、煙突３
２が接続される。
２が接続される。
【００３６】空気分離設備４４は、深冷法などにより空
気から高純度の酸素を分離する空気分離器２５を有し、
空気分離器２５には空気分離器２５に外気を導入する外
気導入管２６が接続される。空気分離器２５は、さら
に、空気導入ライン２３によってガスタービン２８のコ
ンプレッサ２９の下流側に接続されると共に、窒素供給
ライン２２によってガスタービン２８の燃焼器２８ａに
接続され、又、酸化剤供給ライン２７を介してガス化部
１の上流側に接続される。空気分離器２５には、又、外
気導入管２６が図示されるように接続される。
気から高純度の酸素を分離する空気分離器２５を有し、
空気分離器２５には空気分離器２５に外気を導入する外
気導入管２６が接続される。空気分離器２５は、さら
に、空気導入ライン２３によってガスタービン２８のコ
ンプレッサ２９の下流側に接続されると共に、窒素供給
ライン２２によってガスタービン２８の燃焼器２８ａに
接続され、又、酸化剤供給ライン２７を介してガス化部
１の上流側に接続される。空気分離器２５には、又、外
気導入管２６が図示されるように接続される。
【００３７】尚、空気分離設備４４を、比較的低純度の
酸素又は空気を酸化剤としてガス化部１に送るように構
成してもよい。
酸素又は空気を酸化剤としてガス化部１に送るように構
成してもよい。
【００３８】燃料が、燃料供給手段１０によってガス化
部１に供給される。又、水供給手段１２によって、ガス
化反応に必要な量の水がガス化部１に供給される。
部１に供給される。又、水供給手段１２によって、ガス
化反応に必要な量の水がガス化部１に供給される。
【００３９】一方、空気分離設備４４では、外気導入管
２６を介して空気分離器２５に外気が導入される。空気
分離器２５には、又、ガスタービン２８のコンプレッサ
２９によって圧縮された空気の一部が、空気導入ライン
２３を介して導入される。空気分離器２５に導入された
外気（空気）は、空気分離器２５において深冷法等の方
法により処理され、高純度の酸素が分離される。分離さ
れた高純度の酸素は、酸化剤として空気分離器２５から
酸化剤供給ライン２７を介してガス化部１に導入され、
一方、酸素を分離された残りの空気成分（主に窒素）
は、窒素供給ライン２２によってガスタービン２８の燃
焼器２８ａに供給される（下記参照）。
２６を介して空気分離器２５に外気が導入される。空気
分離器２５には、又、ガスタービン２８のコンプレッサ
２９によって圧縮された空気の一部が、空気導入ライン
２３を介して導入される。空気分離器２５に導入された
外気（空気）は、空気分離器２５において深冷法等の方
法により処理され、高純度の酸素が分離される。分離さ
れた高純度の酸素は、酸化剤として空気分離器２５から
酸化剤供給ライン２７を介してガス化部１に導入され、
一方、酸素を分離された残りの空気成分（主に窒素）
は、窒素供給ライン２２によってガスタービン２８の燃
焼器２８ａに供給される（下記参照）。
【００４０】さて、ガス化部１に導入された燃料，水分
等は、上述のように空気分離設備４４の空気分離器２５
から酸化剤供給ライン２７を介して供給される高純度の
酸素等の酸化剤と反応してガス化し、この結果、ガス化
ガス（主にＨ2 ，ＣＯ，ＣＯ2 ）が生成される。
等は、上述のように空気分離設備４４の空気分離器２５
から酸化剤供給ライン２７を介して供給される高純度の
酸素等の酸化剤と反応してガス化し、この結果、ガス化
ガス（主にＨ2 ，ＣＯ，ＣＯ2 ）が生成される。
【００４１】ガス化部１で生成されたガス化ガスは、そ
の後、クエンチ部２の底部の液溜部４に溜まったプロセ
ス水５を潜（くぐ）って冷却された後、排出ダクト１１
を介して下流側のスクラバ６，ＧＧＨ７に送られ、ＣＯ
シフト兼用ＣＯＳ転換器９に送られる。ガス化ガスは、
ＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９でＣＯシフトされると共
にＣＯＳがＨ2 Ｓ等に転換される。このＣＯシフトにお
いて発生する熱によりガス化ガス自身の温度が顕著に上
昇し、ＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９出口付近のガス化
ガスの温度は最高４００℃前後になる場合もある（図２
参照）。
の後、クエンチ部２の底部の液溜部４に溜まったプロセ
ス水５を潜（くぐ）って冷却された後、排出ダクト１１
を介して下流側のスクラバ６，ＧＧＨ７に送られ、ＣＯ
シフト兼用ＣＯＳ転換器９に送られる。ガス化ガスは、
ＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９でＣＯシフトされると共
にＣＯＳがＨ2 Ｓ等に転換される。このＣＯシフトにお
いて発生する熱によりガス化ガス自身の温度が顕著に上
昇し、ＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器９出口付近のガス化
ガスの温度は最高４００℃前後になる場合もある（図２
参照）。
【００４２】こうして高温になったガス化ガスは、次
に、下流側の蒸気発生用熱交換器８に送られてボイラ水
と熱交換が行われ、蒸気が発生する。このとき、上述の
ようにガス化ガスの温度を比較的高温にすることができ
るため、発生させる蒸気（飽和）の圧力を１００Kg/cm
2 Ｇ以上に上げることが可能になる場合もある。
に、下流側の蒸気発生用熱交換器８に送られてボイラ水
と熱交換が行われ、蒸気が発生する。このとき、上述の
ようにガス化ガスの温度を比較的高温にすることができ
るため、発生させる蒸気（飽和）の圧力を１００Kg/cm
2 Ｇ以上に上げることが可能になる場合もある。
【００４３】蒸気発生用熱交換器８を出たガス化ガス
は、下流側の脱硫塔２１で脱硫されて精製ガスとなる。
精製ガスは、脱硫塔２１の頂部からサチュレータ１８を
介してガスタービン２８に送られる。
は、下流側の脱硫塔２１で脱硫されて精製ガスとなる。
精製ガスは、脱硫塔２１の頂部からサチュレータ１８を
介してガスタービン２８に送られる。
【００４４】ガスタービン２８に送られた精製ガスは燃
焼され、発電が行われる。尚、本実施の形態の複合発電
設備４３におけるガス化ガスの処理・作用に関しては、
上述の従来の技術におけるそれと同一であるので、ここ
での説明を省略する。
焼され、発電が行われる。尚、本実施の形態の複合発電
設備４３におけるガス化ガスの処理・作用に関しては、
上述の従来の技術におけるそれと同一であるので、ここ
での説明を省略する。
【００４５】以上、要するに、本発明によれば、ガス化
ガスのＣＯＳ転換及びＣＯシフトを併せて行うことによ
りガスの温度を上昇させ、その高温のガスとボイラ水と
の熱交換で蒸気を発生させるので、ガス化圧力を上げる
ことなく高圧の蒸気（１０Kg/cm 2 Ｇ以上）を発生させ
ることができる。よって、ガス化圧力を上げて発生蒸気
圧力を高める場合より、はるかに高い圧力の蒸気をより
容易に（つまりガス化圧力を上げることなく）得られる
ばかりか、ガス化圧力を高める場合問題となるシステム
全体の耐圧性も考慮する必要がないので、コスト節減に
なる。
ガスのＣＯＳ転換及びＣＯシフトを併せて行うことによ
りガスの温度を上昇させ、その高温のガスとボイラ水と
の熱交換で蒸気を発生させるので、ガス化圧力を上げる
ことなく高圧の蒸気（１０Kg/cm 2 Ｇ以上）を発生させ
ることができる。よって、ガス化圧力を上げて発生蒸気
圧力を高める場合より、はるかに高い圧力の蒸気をより
容易に（つまりガス化圧力を上げることなく）得られる
ばかりか、ガス化圧力を高める場合問題となるシステム
全体の耐圧性も考慮する必要がないので、コスト節減に
なる。
【００４６】さらに、この場合、より高温のガス化ガス
と熱交換できるため、蒸気圧力をより柔軟に設定でき
る。
と熱交換できるため、蒸気圧力をより柔軟に設定でき
る。
【００４７】
【発明の効果】以上、要するに、本発明の燃料ガス化装
置においては、以下の優れた効果がもたらされる。
置においては、以下の優れた効果がもたらされる。
【００４８】（１）ガス化ガスのＣＯＳ転換及びＣＯシ
フトを併せて行うことによりガスの温度を上昇させ、そ
の高温のガスとボイラ水との熱交換で蒸気を発生させる
ので、ガス化圧力を上げることなく高圧の蒸気を発生さ
せることができる。よって、ガス化圧力を上げて発生蒸
気圧力を高める場合より、はるかに高い圧力の蒸気をよ
り容易に（つまりガス化圧力を上げることなく）得られ
るばかりか、ガス化圧力を高める場合問題となるシステ
ム全体の耐圧性も考慮する必要がなく、コスト節減にな
る。
フトを併せて行うことによりガスの温度を上昇させ、そ
の高温のガスとボイラ水との熱交換で蒸気を発生させる
ので、ガス化圧力を上げることなく高圧の蒸気を発生さ
せることができる。よって、ガス化圧力を上げて発生蒸
気圧力を高める場合より、はるかに高い圧力の蒸気をよ
り容易に（つまりガス化圧力を上げることなく）得られ
るばかりか、ガス化圧力を高める場合問題となるシステ
ム全体の耐圧性も考慮する必要がなく、コスト節減にな
る。
【００４９】（２）より高温のガス化ガスと熱交換でき
るため、蒸気圧力をより柔軟に設定できる。
るため、蒸気圧力をより柔軟に設定できる。
【図１】本発明の燃料ガス化装置を備えた石炭ガス化複
合発電システムの概略図である。
合発電システムの概略図である。
【図２】図１の燃料ガス化装置を示す概略図である。
【図３】従来の石炭ガス化複合発電システムの概略図で
ある。
ある。
【図４】図３の石炭ガス化複合発電システムの部分拡大
略図である。
略図である。
３ クエンチ式ガス化炉 ８ 蒸気発生用熱交換器 ９ ＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器 １５ 燃料ガス化装置
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｋ 3/04 Ｃ１０Ｋ 3/04 Ｆ０１Ｋ 23/10 Ｆ０１Ｋ 23/10 Ｃ Ｆ０２Ｃ 3/28 Ｆ０２Ｃ 3/28
Claims (2)
- 【請求項１】燃料をガス化すると共にこのガス化ガスを
プロセス水に通して冷却するクエンチ式ガス化炉と、該
クエンチ式ガス化炉から送られたガス化ガスの排熱で蒸
気を発生させる蒸気発生用熱交換器とを備えた燃料ガス
化装置において、蒸気発生用熱交換器の上流側に、ガス
化ガスのＣＯシフトとＣＯＳ転換とを行うＣＯシフト兼
用ＣＯＳ転換器を設けたことを特徴とする燃料ガス化装
置。 - 【請求項２】上記ＣＯシフト兼用ＣＯＳ転換器に、ガス
化ガスのＣＯシフト，ＣＯＳ転換の両方を行う触媒を充
填した請求項１記載の燃料ガス化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9285466A JPH11116974A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 燃料ガス化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9285466A JPH11116974A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 燃料ガス化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11116974A true JPH11116974A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17691889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9285466A Pending JPH11116974A (ja) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | 燃料ガス化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11116974A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011168628A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Hitachi Ltd | ガス精製方法及びガス精製設備 |
-
1997
- 1997-10-17 JP JP9285466A patent/JPH11116974A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011168628A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | Hitachi Ltd | ガス精製方法及びガス精製設備 |
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