碳系燃料的氣化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供能夠?qū)崿F(xiàn)氣化爐的機(jī)器以及建設(shè)成本減少、氣化爐中產(chǎn)生的高溫廢水的有效利用和廢熱利用的碳系燃料的氣化系統(tǒng)。在使碳系燃料氣化的氣化爐（3）中，將從氣化爐底部的礦渣冷卻水存積部（12）抽出的高溫水通過(guò)水供給系統(tǒng)（c）向氣化爐的下游或除塵裝置（8）的上游側(cè)供給來(lái)使之與生成氣體混合，從而冷卻生成氣體。由此能使生成氣體的熱回收部（7）小型化或者撤除該熱回收部。通過(guò)使用從礦渣冷卻水存積部抽出的高溫水，在與生成氣體的混合時(shí)容易蒸發(fā)，從而能高效地冷卻生成氣體。從礦渣冷卻水存積部抽出的高溫水中的固態(tài)物與生成氣體相伴而被除塵裝置回收，再次投入氣化爐。由此，能實(shí)現(xiàn)高溫水的廢熱利用、碳損失以及廢棄物的減少。
【專利說(shuō)明】碳系燃料的氣化系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤等的碳系燃料的氣化系統(tǒng)，尤其涉及兼顧排水以及排熱利用和廢棄物減少的碳系燃料的氣化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]使煤等的碳系燃料氣化而產(chǎn)生的生成氣體在氣化爐出口達(dá)到1000°C以上。為了對(duì)生成氣體進(jìn)行除塵、除去氯成分及硫成分等雜質(zhì)而精制，需要將生成氣體冷卻至低于400°C。發(fā)電用的氣化系統(tǒng)中，在生成氣體冷卻時(shí)回收熱，從而提高能源效率。
[0003]從氣化爐出來(lái)的生成氣體大量伴有由未燃碳、灰成分等構(gòu)成的固態(tài)物。因此，在一邊從生成氣體回收熱一邊冷卻的過(guò)程中，需要防止以下說(shuō)明的2個(gè)問(wèn)題。
[0004]其一個(gè)問(wèn)題是，在1000°C以上的高溫環(huán)境氣中，需要防止熔融的灰成分附著于導(dǎo)熱管(洛蝕)。
[0005]另外，另一個(gè)問(wèn)題是，在將生成氣體冷卻至800~900°C左右的過(guò)程中，需要防止析出的堿金屬鹽(Na2SO4等)附著于導(dǎo)熱管(污垢)。
[0006]作為防止以上說(shuō)明的問(wèn)題的對(duì)策，將從氣化爐出來(lái)的生成氣體分成2個(gè)階段進(jìn)行冷卻。此處，從上游(氣化爐)側(cè)開(kāi)始稱作第一熱回收部、第二熱回收部。在第一熱回收部中，將生成氣體冷卻至800~900°C，并由水冷壁來(lái)回收熱。在第二熱回收部中，將生成氣體冷卻至低于400°C，并由設(shè)于熱回收部?jī)?nèi)以及壁面的導(dǎo)熱管來(lái)回收熱。
[0007]但是，第一熱回收部以及第二熱回收部的高度分別達(dá)到氣化爐的數(shù)倍，從而成為氣化系統(tǒng)的機(jī)器以及建設(shè)成本的 上升要因。為了減少這樣的機(jī)器以及建設(shè)成本，在例如日本特開(kāi)平9-194855號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了生成氣體的冷卻方式所相關(guān)的技術(shù)，即，將在精制過(guò)程中清洗生成氣體的清洗水的一部分向熱回收部?jī)?nèi)進(jìn)行噴霧，并且使熱回收部小型化。
[0008]另外，日本特開(kāi)昭59-136389號(hào)公報(bào)中公開(kāi)了冷卻方式所相關(guān)的技術(shù)，即，將在精制過(guò)程中清洗生成氣體的清洗水的一部分向生成氣體噴霧，并且向生成氣體噴霧的上述清洗水在礦渣冷卻水存積部的水中流通。在該冷卻方式中，能夠在礦渣冷卻水存積部除去生成氣體所伴有的熔融礦渣，并且能夠不需要冷卻生成氣體的熱回收部。
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平9-194855號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)昭59-136389號(hào)公報(bào)
[0011]在礦渣冷卻水存積部，大量流下加熱至煤灰的熔點(diǎn)(1200~1500°C左右，根據(jù)炭種而不同)以上的熔融礦渣。熔融礦渣在礦渣冷卻水存積部?jī)?nèi)快速冷卻，以非晶(玻璃狀)的狀態(tài)成為粒狀的水淬礦渣。因此，礦渣冷卻水存積部?jī)?nèi)的礦渣冷卻水由于來(lái)自熔融礦渣的熱而高溫化。
[0012]為了防止礦渣冷卻水存積部?jī)?nèi)的礦渣冷卻水的蒸發(fā)，對(duì)礦渣冷卻水進(jìn)行循環(huán)冷卻。這是為了防止由礦渣冷卻水的蒸發(fā)引起的、礦渣冷卻水量的降低和氣化爐的溫度降低。
[0013]在礦渣冷卻水存積部?jī)?nèi)高溫化后的礦渣冷卻水的溫度即使是在常壓下也不沸騰的低于100°c，也比常溫高幾十。C。[0014]另外，對(duì)于循環(huán)冷卻的礦渣冷卻水的質(zhì)量流量而言，當(dāng)以煤氣化爐的情況為例時(shí)，達(dá)到煤的0.5~2倍左右(因灰成分、熔點(diǎn)等變動(dòng))。因此，在礦渣冷卻水存積部?jī)?nèi)高溫化后的礦渣冷卻水所具有的顯熱根據(jù)情況，而達(dá)到向氣化爐投入的煤發(fā)熱量的1%左右。
[0015]然而，上述日本特開(kāi)平9-194855號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的技術(shù)中未提及從礦渣冷卻水存積部抽出的高溫水的排熱利用。
[0016]另外，在日本特開(kāi)昭59-136389號(hào)公報(bào)所公開(kāi)的技術(shù)中，對(duì)于從礦洛冷卻水存積部抽出的高溫水設(shè)置熱交換器，將高溫水的排熱利用為常溫的供水加熱的熱源。該情況下，在熱交換器的出口，從礦渣冷卻水存積部抽出的高溫水比常溫高，從而無(wú)法高效地利用高溫水的排熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的目的在于提供如下碳系燃料的氣化系統(tǒng)，即，高效地利用在氣化系統(tǒng)中產(chǎn)生的高溫水的排熱而冷卻從氣化爐出來(lái)的生成氣體，并且實(shí)現(xiàn)了減少?gòu)奶枷等剂袭a(chǎn)生的碳損失以及廢棄物。
[0018]本發(fā)明的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的特征在于，具備:氣化爐，其使固體的碳系燃料氣化而生成生成氣體；燃料供給系，其利用氣體從煤料斗向上述氣化爐搬運(yùn)固體的碳系燃料；除塵部，其設(shè)于上述氣化爐的下游側(cè)，并且對(duì)從該氣化爐的上方取出的生成氣體進(jìn)行除塵；煤渣料斗，其對(duì)在上述除塵部被除塵、生成氣體所伴有的煤渣進(jìn)行回收；煤渣供給系統(tǒng)，其利用氣體從該煤渣料斗向上述氣化爐搬運(yùn)由上述煤渣料斗回收的煤渣；以及水洗塔，其設(shè)于上述除塵部的下游側(cè)，并且對(duì)從該除塵部流下的上述生成氣體進(jìn)行清洗，其中，上述氣化爐構(gòu)成為，將使碳系燃料氣化而生成的生成氣體從該氣化爐的上方取出，并且對(duì)碳系燃料所含有的無(wú)機(jī)物進(jìn)行熔融礦渣化而從該氣化爐的下方取出，在上述氣化爐的底部，設(shè)置利用從外部供給的冷卻水冷卻熔融礦渣的礦渣冷卻水存積部，并且配設(shè)有水供給系統(tǒng)，該水供給系統(tǒng)構(gòu)將在上述礦渣冷卻水存積部中因熔融礦渣而升溫了的高溫水從該礦渣冷卻水存積部向上述氣化爐的下游側(cè)供給、或者向上述除塵部的上游側(cè)供給，從而對(duì)從上述氣化爐取出的生成氣體進(jìn)行冷卻。
[0019]發(fā)明的效果如下。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)如下碳系燃料的氣化系統(tǒng)，即，能夠高效地利用氣化系統(tǒng)中產(chǎn)生的高溫水的排熱來(lái)冷卻從氣化爐出來(lái)的生成氣體，并且能夠?qū)崿F(xiàn)從碳系燃料產(chǎn)生的碳損失以及廢棄物的減少。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是表示具備本發(fā)明的第一實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖。
[0022]圖2是表示具備本發(fā)明的第二實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖。
[0023]圖3是表示具備本發(fā)明的第三實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖。
[0024]圖4是表示具備本發(fā)明的第四實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖。
[0025]圖5是表示具備本發(fā)明的第五實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖。
[0026]符號(hào)的說(shuō)明
[0027]a—燃料供給系統(tǒng)，b—煤渣供給系統(tǒng)，c一水供給系統(tǒng)，d—固態(tài)物供給系統(tǒng)，e—其它的固態(tài)物供給系統(tǒng)，fl、f2—升溫水供給系統(tǒng)，g — 0)2供給系統(tǒng)，h—蒸氣供給系統(tǒng)，i一蒸氣供給系統(tǒng)，I—煤，2—煤料斗，3—?dú)饣癄t，4一空氣分離器，5—生成氣體，6—礦渣，7-熱回收部，8—除塵裝置，9 一煤渣，10—生成氣體的熱交換器，11 一文丘里管，12—礦渣冷卻水存積部，13—水洗塔，14 一礦渣冷卻水，15—來(lái)自礦渣冷卻水存積部的高溫水，16—泵，17—脫硫裝置，18—燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，19一燃?xì)廨啓C(jī)，20—廢氣蒸發(fā)器，21—蒸氣渦輪，22—煙囪，23—硫成分燃燒爐，24—壓縮機(jī)，25—煤渣料斗，26—冷凝器，27—含有固態(tài)物的高溫水，29—固態(tài)物分離部，30—固態(tài)物，31—分離了固態(tài)物的高溫水，32—高溫?zé)峤粨Q器，33—文丘里管的冷卻水，34—低溫?zé)峤粨Q器，35—水洗塔的冷卻水，36—補(bǔ)給水，37—文丘里管的冷卻水的一部分，38—水洗塔的冷卻水的一部分，39—脫硫后的生成氣體，40—變換反應(yīng)器，41 一變換反應(yīng)用水蒸氣，42—脫硫后的生成氣體的熱交換器，43—脫硫后的生成氣體加熱器，44一變換反應(yīng)后的生成氣體，45—CO2吸收塔，46—除去CO2后的生成氣體，47—CO2吸收液，48—吸收了 CO2的CO2吸收液，49—CO2吸收液的熱交換器，50 — CO2吸收液的加熱器，51—CO2再生塔，52—回收了的CO2, 53—?dú)饣癄t再投入用的CO2, 54—再生加熱用的CO2吸收液，55—熱交換器，56—CO2吸收液的加熱用蒸氣，57—礦渣冷卻水的冷卻器，58—料漿泵。
【具體實(shí)施方式】[0028]使用附圖，以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。
[0029](實(shí)施例1)
[0030]引用圖1，對(duì)具備本發(fā)明的第一實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。
[0031]圖1所示的本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)是高效地利用在熔融礦渣的冷卻水存積部產(chǎn)生的高溫水的顯熱、使對(duì)碳系燃料氣化而成的生成氣體進(jìn)行冷卻的熱回收部小型化的碳系燃料的氣化系統(tǒng)。
[0032]以燃料使用煤、用生成氣體使燃?xì)廨啓C(jī)和蒸氣渦輪驅(qū)動(dòng)的情況為例，使用圖1對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。
[0033]圖1是表示具備本發(fā)明的第一實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備的結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)圖，分別具備:儲(chǔ)藏碳系燃料的煤的煤料斗2 ;從空氣制造氧氣和氮?dú)獾目諝夥蛛x器4 ;利用氣體從煤料斗2向氣化爐3搬運(yùn)煤的燃料供給系統(tǒng)a ;將通過(guò)該燃料供給系統(tǒng)a供給的煤和從空氣分離器4供給的氣化劑的氧氣共同燃燒而生成生成氣體5的氣化爐3 ;設(shè)于氣化爐3的下游側(cè)、對(duì)從氣化爐3出來(lái)的生成氣體5進(jìn)行除塵并且回收該生成氣體5所包含的煤渣9的除塵裝置8 ;對(duì)除塵后的生成氣體5進(jìn)行冷卻的熱交換器10以及文丘里管11 ;除去生成氣體5所含有的鹵素系物質(zhì)、用除塵裝置8無(wú)法收集的微小的塵埃成分的水洗塔13 ;以及除去生成氣體5中的硫磺成分的脫硫裝置17。
[0034]另外，用除塵裝置8回收的煤渣9儲(chǔ)存于煤渣料斗25，通過(guò)煤渣供給系統(tǒng)b而被利用空氣分離器4從空氣分離出的氮?dú)獍徇\(yùn)，從而再次投入氣化爐3。
[0035]另外，用脫硫裝置17脫硫后的生成氣體39從脫硫裝置17向上述的生成氣體的熱交換器10供給而再次被加熱，之后，作為燃料向燃?xì)廨啓C(jī)裝置供給。
[0036]該燃?xì)廨啓C(jī)裝置由如下部件構(gòu)成:壓縮空氣的壓縮機(jī)24 ;將作為燃料而供給的生成氣體39和利用壓縮機(jī)24壓縮后的空氣混合而燃燒、從而生成高溫的燃燒氣體的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器18 ;以及利用由燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器18生成的燃燒氣體而驅(qū)動(dòng)的渦輪19。
[0037]另外，從渦輪19排出的廢氣在向回收廢氣的排熱而產(chǎn)生蒸氣的廢氣蒸發(fā)器20供給之后，從煙囪22向大氣中排出。
[0038]在廢氣蒸發(fā)器20中產(chǎn)生的蒸氣向構(gòu)成蒸氣渦輪裝置的蒸氣渦輪21供給來(lái)驅(qū)動(dòng)該蒸氣渦輪21。構(gòu)成為，在蒸氣渦輪21流下的蒸氣被冷凝器26冷卻而成為冷凝水，該冷凝水向廢氣蒸發(fā)器20供給。
[0039]當(dāng)更加詳細(xì)地對(duì)具備具有上述的結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，煤I由于空氣分離器4中制造的氮?dú)舛鴱拿毫隙?向氣化爐3搬運(yùn)。在空氣分離器4中制造的氧氣作為煤I的氣化劑而向氣化爐3供給。
[0040]在氣化爐3中，利用空氣分離器4中制造的氧氣使煤I氣化(部分燃燒)，產(chǎn)生以CO、H2為主成分的生成氣體5。煤I約包括10wt%的灰成分(無(wú)機(jī)物)。
[0041]在氣化爐3中生成的生成氣體5用于發(fā)電用的氣體燃料等，從而需要與灰成分分離。因此，將氣化爐3內(nèi)的燃燒溫度至灰成分的熔點(diǎn)以上，使灰成分熔融礦渣化。
·[0042]在氣化爐3中，從氣化爐3向上方抽出氣體的生成氣體5，并從氣化爐3向下方抽出液體的熔融礦渣，由此從煤I取出生成氣體5。因此，氣化爐3的出口的生成氣體5的溫度達(dá)到1000°C以上。
[0043]為了將生成氣體5用于氣體燃料，需要除塵、脫鹽、脫硫等的除去雜質(zhì)的精制工序。為此，需要將生成氣體5冷卻至低于400°C。從氣化爐3出來(lái)的生成氣體5中也伴有由未燃碳、灰成分構(gòu)成的粒子狀的煤渣。
[0044]另外，在冷卻1000°C以上的生成氣體5的過(guò)程中，需要防止熔融的灰成分附著于導(dǎo)熱管(渣蝕)、析出的堿金屬鹽(Na2SO4等)附著于導(dǎo)熱管(污垢)等問(wèn)題。
[0045]因此，在氣化爐3的上部設(shè)有冷卻生成氣體5的熱回收部7。在熱回收部7的內(nèi)部不設(shè)置導(dǎo)熱管，用水冷壁將生成氣體5冷卻至800~900°C。這是為了防止渣蝕、污垢。
[0046]將從上述熱回收部7出來(lái)的生成氣體5向設(shè)于氣化爐3的下游側(cè)的除塵裝置8供給而進(jìn)行除塵，從而回收煤渣9。將由除塵裝置8從生成氣體5回收的煤渣9向煤渣料斗25供給，并儲(chǔ)存于該煤渣料斗25，與煤I相同，由從空氣分離器4供給的氮?dú)膺M(jìn)行搬運(yùn)而從煤渣料斗25通過(guò)煤渣供給系統(tǒng)d而再次投入氣化爐3。
[0047]由除塵裝置8除塵后的生成氣體5由設(shè)于除塵裝置8的下游側(cè)的生成氣體的熱交換器10被冷卻至300°C以下，并且，向分別設(shè)于生成氣體的熱交換器10的下游側(cè)的文丘里管11以及水洗塔13供給而被冷卻直至100°C左右。
[0048]在上述水洗塔13中，除去生成氣體5所含有的鹵素系物質(zhì)、無(wú)法由除塵裝置8收集的微小的塵埃成分。并且，在設(shè)于水洗塔13的下游側(cè)的脫硫裝置17中，除去生成氣體5中的硫成分。利用該脫硫裝置17從生成氣體5中回收的硫成分在硫成分燃燒爐23中焚燒。
[0049]在脫硫裝置17中脫硫后的生成氣體39被冷卻至40°C左右，從上述脫硫裝置17向生成氣體的熱交換器10供給而再次進(jìn)行加熱，并作為燃料向構(gòu)成燃?xì)廨啓C(jī)裝置的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器18供給。
[0050]此處，在脫硫裝置17中脫硫后的生成氣體39在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器18中和從壓縮機(jī)24供給的空氣混合，燃燒而生成高溫的燃燒氣體。
[0051]在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器18中產(chǎn)生的燃燒氣體驅(qū)動(dòng)渦輪19，將從渦輪19排出的燃燒廢氣向廢氣蒸發(fā)器20供給而由廢氣蒸發(fā)器20回收燃燒廢氣的排熱，并利用在該廢氣蒸發(fā)器20中產(chǎn)生的蒸氣來(lái)驅(qū)動(dòng)蒸氣渦輪21。
[0052]另一方面，在氣化爐3內(nèi)所成的熔融礦渣為1200°C以上，從而對(duì)其進(jìn)行冷卻而作為固態(tài)物的礦渣6從氣化爐3回收。在具備本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備中，表示由礦渣冷卻水14快速冷卻熔融礦渣、作為非晶(玻璃狀)的水淬礦渣而回收的情況。
[0053]在氣化爐3的正下方，設(shè)有存積礦渣冷卻水14的礦渣冷卻水存積部12。存積于礦渣冷卻水存積部12的礦渣冷卻水14被高溫流下的熔融礦渣加熱而成為高溫水15，然而該高溫水15含有在水中浮游的礦渣、煤渣等固態(tài)物。
[0054]因此，需要抽出在礦渣冷卻水存積部12中加熱后的高溫水15而處理上述的礦渣、煤渣等固態(tài)物30。
[0055]在礦渣冷卻水存積部12中加熱后的高溫水15若以即使在常壓下也不沸騰的低于100°C (例如80°C)狀態(tài)運(yùn)用則比較便利。在該情況下，高溫水15的質(zhì)量流量達(dá)到煤的
0.5~2倍左右(因灰成分、熔點(diǎn)等變動(dòng))。
[0056]因此，在圖1所示的具 備本發(fā)明的第一實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備上，配設(shè)有對(duì)在礦渣冷卻水存積部12中加熱后的高溫水15進(jìn)行處理的水處理系統(tǒng)C，該礦渣冷卻水存積部12對(duì)在氣化爐3中生成的生成氣體5進(jìn)行冷卻。
[0057]該處理高溫水15的水處理系統(tǒng)c具備料漿泵58，該料漿泵58對(duì)在礦渣冷卻水存積部12中加熱后的高溫水15進(jìn)行壓力輸送，對(duì)于向礦渣冷卻水存積部12供給的礦渣冷卻水14在上述礦渣冷卻水存積部12中被加熱而成的高溫水15而言，成為如上所述地由于高溫流下的熔融礦渣而含有在水中浮游的礦渣、煤渣等固態(tài)物的高溫水27，從而由料漿泵58加壓，通過(guò)該水處理系統(tǒng)c將含有固態(tài)物的高溫水27向氣化爐3的下游側(cè)的生成氣體5中供給。
[0058]上述水處理系統(tǒng)c與設(shè)于氣化爐3的上部的熱回收部7的下游側(cè)連接，其構(gòu)成為，將通過(guò)上述水處理系統(tǒng)c而被引導(dǎo)的含有固態(tài)物的高溫水27向氣化爐3內(nèi)供給，或者向從氣化爐3出來(lái)的生成氣體5中供給而流入除塵裝置8。
[0059]通過(guò)具有處理上述的高溫水15的水處理系統(tǒng)C，在礦渣冷卻水存積部12加熱礦渣冷卻水14而成的高溫水15由于料漿泵58而通過(guò)上述水處理系統(tǒng)c進(jìn)行壓力輸送，作為含有固態(tài)物的高溫水27，而向氣化爐3或者氣化爐3的下游側(cè)的除塵裝置8供給，從而用于生成氣體5的冷卻。
[0060]在具備本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備中，記載了如下結(jié)構(gòu)，即，向設(shè)于氣化爐3的上部的熱回收部7的下游側(cè)，從礦渣冷卻水存積部12通過(guò)上述水處理系統(tǒng)c供給含有固態(tài)物的高溫水27，但也可以以向氣化爐3的熱回收部7內(nèi)供給含有固態(tài)物的高溫水27的方式配設(shè)上述水處理系統(tǒng)C。[0061]如具備本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備所示，從礦渣冷卻水存積部12通過(guò)水處理系統(tǒng)c用料漿泵58壓力輸送高溫水15(含有固態(tài)物的高溫水27)，從而與在氣化爐3中生成的生成氣體5混合，該情況下能得到以下4點(diǎn)效果。
[0062]第一個(gè)效果是機(jī)器成本和建設(shè)成本的減少。利用從礦渣冷卻水存積部12通過(guò)水處理系統(tǒng)c供給的高溫水15的蒸發(fā)潛熱以及顯熱來(lái)冷卻從氣化爐3出來(lái)的生成氣體5，由此能夠使氣化爐3的熱回收部7小型化。
[0063]第二個(gè)效果是從礦渣冷卻水存積部12通過(guò)水處理系統(tǒng)c供給的高溫水15 (含有固態(tài)物的高溫水27)的基于排熱利用的能源效率的提高。并且，從礦渣冷卻水存積部12通過(guò)水處理系統(tǒng)c供給的高溫水15的溫度比常溫高，相應(yīng)地，與在氣化爐3中生成的生成氣體5的混合時(shí)容易蒸發(fā)，從而對(duì)于生成氣體5的冷卻也有利。
[0064]第三個(gè)效果是廢棄物和碳損失的減少。從礦渣冷卻水存積部12通過(guò)水處理系統(tǒng)c供給的高溫水15 (含有固態(tài)物的高溫水27)所含有的、成為廢棄物的礦渣、煤渣等固態(tài)物30與從氣化爐3出來(lái)的生成氣體5混合。而且，該高溫水15所含有的固態(tài)物30被除塵裝置8回收，與煤渣9 一起從煤渣料斗25再次投入氣化爐3，從而能夠減少成為廢棄物的固態(tài)物30的重量。并且，也能夠減少固態(tài)物30所含有的碳損失。
[0065]第四個(gè)效果是基于變換反應(yīng)促進(jìn)的、在氣化爐3中生成的生成氣體5中的H2濃度的增加。變換反應(yīng)式如式(I)所示。
[0066]CO + H2O — CO2 + H2....(I)
[0067]該變換反應(yīng)公知以超過(guò)1000°C的環(huán)境氣進(jìn)行。因此，例如在生成氣體冷卻部7內(nèi)對(duì)生成氣體5水噴霧的情況下，對(duì)于剛從氣化爐3出來(lái)之后的生成氣體5，期待基于變換反應(yīng)的生成氣體5中的H2濃度的增加。
[0068]如后述的第五實(shí)施例所記載那樣，若設(shè)置針對(duì)來(lái)自氣化爐3中生成的生成氣體5的CO2回收機(jī)構(gòu)，則生成氣體5的主成分成為H2。主成分成為H2的生成氣體5不僅能夠用于發(fā)電用的氣體燃料，也能夠用于甲醇、氨氣等化學(xué)原料。
[0069]在上述的結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)中，使從礦渣冷卻水存積部12通過(guò)水處理系統(tǒng)c供給的高溫水15和氣化爐3中生成的生成氣體5混合，從而有效地冷卻上述生成氣體5，由此能期待系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化、基于排熱利用的能源效率提高、廢棄物減少、生成氣體5的高附加價(jià)值化等效果。
[0070]根據(jù)本實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)如下碳系燃料的氣化系統(tǒng)，即，能夠高效地利用氣化系統(tǒng)中產(chǎn)生的高溫水的排熱來(lái)冷卻從氣化爐出來(lái)的生成氣體，并且能夠減少?gòu)奶枷等剂袭a(chǎn)生的碳損失以及廢棄物。
[0071](實(shí)施例2)
[0072]接下來(lái)，使用圖2對(duì)具備本發(fā)明的第二實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。圖2所示的具備本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備與圖1所示的具備第一實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備的基本的結(jié)構(gòu)相同，從而省略兩者共通的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明，以下說(shuō)明不同的結(jié)構(gòu)。
[0073]在圖2所示的本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)中，對(duì)于在氣化爐3的正下方的礦洛冷卻水存積部12中因熔融礦洛而升溫的高溫水15而言,從礦洛冷卻水存積部12通過(guò)水供給系統(tǒng)c被抽出而向設(shè)于該水供給系統(tǒng)c的固態(tài)物分離部29供給，利用該固態(tài)物分離部29將高溫水15所含有的固態(tài)物30分離。
[0074]利用上述固態(tài)物分離部29分離了固態(tài)物的高溫水31被設(shè)于該水供給系統(tǒng)c的泵16壓力輸送，通過(guò)該水供給系統(tǒng)c向生成氣體的流路供給，混合于該生成氣體5來(lái)冷卻上述生成氣體5，該生成氣體的流路作為從上述氣化爐3的下游側(cè)至上述除塵裝置8的區(qū)域、且供從上述氣化爐取出的生成氣體流下。
[0075]在本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)中，表示如下情況，即，將利用設(shè)于水供給系統(tǒng)c的固態(tài)物分離部29分離了固態(tài)物的高溫水31通過(guò)上述水供給系統(tǒng)c向設(shè)于氣化爐3的熱回收部7的下游側(cè)供給，該水供給系統(tǒng)c從礦渣冷卻水存積部12抽出升溫了的高溫水31。
[0076]另一方面，對(duì)于利用設(shè)于水供給系統(tǒng)c的固態(tài)物分離部29從高溫水31分離出的固態(tài)物30而言，從固態(tài)物分離部29通過(guò)固態(tài)物供給系統(tǒng)d而再次投入氣化爐3。
[0077]此處，固態(tài)物30是微小的礦渣、煤渣9。再次投入氣化爐3的煤渣9中的可燃成分(基本上是碳)在氣化爐3中氣化而成為生成氣體5。
[0078]煤渣9中的灰成分和礦渣被熔融礦渣化而向設(shè)于氣化爐3的下部的冷卻水存積部12流下，并作為礦渣6而被回收。
[0079]本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)在如下情況有效，即，從礦渣冷卻水存積部12抽出的高溫水15中大量含有固態(tài)物30，從而難以直接將該含有較多固態(tài)物30的高溫水15向上述氣化爐3的下游側(cè)、或者上述除塵部8的上游側(cè)供給。
[0080]即，有可能存在如下情況，即，從礦渣冷卻水存積部12抽出的高溫水15所含有的固態(tài)物30較多，且無(wú)法使用設(shè)于水供給系統(tǒng)c而使高溫水15升壓的料漿泵58、或關(guān)閉使通過(guò)水供給系統(tǒng)c供給的高溫水15向生成氣體5噴霧的噴嘴等、或損傷通過(guò)水供給系統(tǒng)c供給高溫水15的熱回收部7及使生成氣體5流下的配管。
[0081]根據(jù)本實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)如下碳系燃料的氣化系統(tǒng)，即，能夠高效地利用氣化系統(tǒng)中產(chǎn)生的高溫水的排熱來(lái)冷卻從氣化爐出來(lái)的生成氣體，并且能夠減少?gòu)奶枷等剂袭a(chǎn)生的碳損失以及廢棄物。
[0082](實(shí)施例3)
[0083]接下來(lái)，使用圖3對(duì)具備本發(fā)明的第三實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。圖3所示的具備本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備與圖1所示的具備第一實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備的基本的結(jié)構(gòu)相同，從而省略兩者共通的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明，以下說(shuō)明不同的結(jié)構(gòu)。
[0084]在圖3所示的本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)中，對(duì)于在氣化爐3的正下方的礦洛冷卻水存積部12中因熔融礦洛而升溫的高溫水15而言,從礦洛冷卻水存積部12通過(guò)水供給系統(tǒng)c被抽出而向設(shè)于該水供給系統(tǒng)c的固態(tài)物分離部29供給，利用該固態(tài)物分離部29將高溫水15所含有的固態(tài)物30分離。
[0085]對(duì)于利用上述固態(tài)物分離部29從高溫水31分離出的固態(tài)物30而言，從固態(tài)物分離部29通過(guò)固態(tài)物供給系統(tǒng)e向煤渣料斗25供給，并在煤渣料斗25中和從除塵裝置8回收的煤渣9混合，除塵裝置8對(duì)從該氣化爐3取出的生成氣體5進(jìn)行除塵。
[0086]該固態(tài)物30與煤渣9 一起被從空氣分離器4供給的氮?dú)獍徇\(yùn)，從煤渣料斗25通過(guò)煤渣供給系統(tǒng)b而再次投入氣化爐3。[0087]本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，由于用現(xiàn)有的煤渣供給系統(tǒng)b向氣化爐3供給固態(tài)物30，從而能夠在氣化爐3中適用現(xiàn)有的運(yùn)用方法。
[0088]其中，需要加熱固態(tài)物30的工序。被除塵裝置8回收了的煤渣9對(duì)針對(duì)煤渣料斗25以及氣化爐3的煤渣供給系統(tǒng)b進(jìn)行保溫，從而防止了水分的凝結(jié)。因此，固態(tài)物30也需要加熱至與煤渣9相同程度(200°C左右)。
[0089]根據(jù)本實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)如下碳系燃料的氣化系統(tǒng)，即，能夠高效地利用氣化系統(tǒng)中產(chǎn)生的高溫水的排熱而冷卻從氣化爐出來(lái)的生成氣體，并且能夠減少?gòu)奶枷等剂袭a(chǎn)生的碳損失以及廢棄物。
[0090](實(shí)施例4)
[0091]接下來(lái)，使用圖4對(duì)具備本發(fā)明的第四實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。圖4所示的具備本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備和圖1所示的具備第一實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備的基本的結(jié)構(gòu)相同，從而省略兩者共通的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明，以下說(shuō)明不同的結(jié)構(gòu)。
[0092]在圖4所示的本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)中，由除塵裝置8除塵后的生成氣體5在設(shè)于除塵裝置8的下游側(cè)的熱交換器10中被經(jīng)由脫硫裝置17的生成氣體5冷卻至300°C以下，并且依次向設(shè)于上述熱交換器10的下游側(cè)的文丘里管11以及水洗塔13供給而將其冷卻至100°C左右。
[0093]在上述文丘里管11以及水洗塔13中，生成氣體5通過(guò)與作為從外部向文丘里管11以及水洗塔13補(bǔ)給的補(bǔ)供水36的液體的冷卻水的氣液接觸而被冷卻。文丘里管11和水洗塔13的冷卻水在冷卻生成氣體5的過(guò)程中，被該生成氣體5加熱至100°C以上。這些冷卻水的總流量達(dá)到向氣化爐3供給的煤I的供給量的約I~2倍左右。
·[0094]假設(shè)，在作為上述冷卻水而溫度達(dá)到100°C、流量與煤I的供給量相同的情況下，由于在上述文丘里管11和水洗塔13中與生成氣體5氣液接觸而高溫化了的冷卻水的顯熱成為煤的總發(fā)熱量的約1%。
[0095]因此，在本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)中，分別設(shè)有升溫水供給系統(tǒng)fl、f2，它們從文丘里管11以及水洗塔13分別抽出在文丘里管11和水洗塔13中因與生成氣體5的氣液接觸而高溫化了的冷卻水的一部分，從上述文丘里管11以及水洗塔13將高溫化了的冷卻水的一部分向氣化爐3的出口與除塵裝置8之間的區(qū)域噴霧，從而對(duì)從氣化爐3取出的生成氣體5進(jìn)行冷卻。
[0096]對(duì)于從文丘里管11以及水洗塔13通過(guò)上述升溫水供給系統(tǒng)fl、f2向氣化爐3的出口與除塵裝置8之間的區(qū)域噴霧而冷卻生成氣體5的冷卻水而言，在和生成氣體5混合時(shí)，結(jié)合自身具有的顯熱而容易蒸發(fā)，從而能夠高效地冷卻生成氣體5。
[0097]此外，包括供給高溫水31的水供給系統(tǒng)C，該高溫水31在第一實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的上述的礦渣冷卻水存積部12中升溫、并分離出固態(tài)物30，將由升溫水供給系統(tǒng)fl、f2供給的高溫化了的冷卻水集中在I個(gè)系統(tǒng)也可以，保持多個(gè)系統(tǒng)不變地向生成氣體5噴霧也可以。
[0098]根據(jù)冷卻水的容易蒸發(fā)的觀點(diǎn)，推薦如下碳系燃料的氣化系統(tǒng)，即，使用上述水供給系統(tǒng)c和上述升溫水供給系統(tǒng)fl、f2的多個(gè)系統(tǒng)來(lái)向生成氣體5噴霧而冷卻的方式比較優(yōu)良，其順序?yàn)?通過(guò)水供給系統(tǒng)c向生成氣體5的溫度高的上游側(cè)供給分離了固態(tài)物30的高溫水31 (上述的第一實(shí)施例中低于100°C);通過(guò)升溫水供給系統(tǒng)fl、f2將在文丘里管11和水洗塔13中高溫化了的冷卻水(100°C以上)向下游側(cè)供給。
[0099]這是考慮如下情況，即，通過(guò)水供給系統(tǒng)c將分離了固態(tài)物30的高溫水31在氣化爐3的出口與除塵裝置8之間的區(qū)域的上游側(cè)向生成氣體5噴霧，使生成氣體5的溫度降低為400~700°C左右(因煤I的特征、分離了固態(tài)物30的高溫水31的流量或溫度、蒸發(fā)比例等而變動(dòng))。
[0100]為了更進(jìn)一步用水噴霧冷卻生成氣體5，將溫度高且容易蒸發(fā)的在文丘里管11和水洗塔13中高溫化了的冷卻水33、35用于生成氣體5的冷卻即可。[0101]因此，以將生成氣體5維持為低于400度的規(guī)定溫度的方式，抽出在文丘里管11和水洗塔13中高溫化了的冷卻水33、35，并對(duì)通過(guò)升溫水供給系統(tǒng)fl、f2在氣化爐3的出口與除塵裝置8之間的區(qū)域的下游側(cè)向生成氣體5噴霧的冷卻水33、35的流量進(jìn)行調(diào)整，從而能夠構(gòu)建抑制除塵裝置8中的凝結(jié)水的產(chǎn)生的碳系燃料的氣化系統(tǒng)。
[0102]以下，對(duì)本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的文丘里管11以及水洗塔13的冷卻水的系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。
[0103]文丘里管11的冷卻水33通過(guò)與達(dá)到接近300°C的生成氣體5的氣液接觸而高溫化，從而在高溫?zé)峤粨Q器32中被冷卻為常溫，而再次投入文丘里管11。
[0104]文丘里管11中高溫化了的文丘里管11的冷卻水33的溫度達(dá)到150°C左右。將高溫化了的文丘里管11的冷卻水的一部分33從文丘里管11抽出，從文丘里管11通過(guò)升溫水供給系統(tǒng)Π將冷卻水33向氣化爐3的下游側(cè)的生成氣體5噴霧、并使它們混合，從而能夠使用冷卻水33的蒸發(fā)潛熱和顯熱來(lái)有效地冷卻生成氣體5。
[0105]特別是，文丘里管11的冷卻水的一部分33的溫度是150°C左右，比常溫的水容易蒸發(fā)，且容易使用。此外，為了確保文丘里管11的冷卻水33的流量，構(gòu)成為在高溫?zé)峤粨Q器32的下游從外部供給補(bǔ)供水36，并向文丘里管11供給。
[0106]水洗塔13的冷卻水35也與上述文丘里管11的冷卻水33相同，將冷卻水35的一部分用于生成氣體5的冷卻即可。
[0107]即，將高溫化了的水洗塔13的冷卻水的一部分35從水洗塔13抽出，并從水洗塔13通過(guò)升溫水供給系統(tǒng)f2將冷卻水35向氣化爐3的下游側(cè)的生成氣體5噴霧、并使它們混合，從而能夠使用冷卻水35的蒸發(fā)潛熱和顯熱來(lái)有效地冷卻生成氣體5。
[0108]從水洗塔13出來(lái)的水洗塔13的冷卻水35的溫度是100°C左右，比溫度上述的文丘里管11的冷卻水33的溫度低，但比常溫的水容易蒸發(fā)、且容易使用的特征是相同的。此外，為了確保水洗塔13的冷卻水35的流量，構(gòu)成為在低溫?zé)峤粨Q器34的下游從外部供給補(bǔ)供水36，并向水洗塔13供給。
[0109]以上，在本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)中，配設(shè)有供給在氣化爐3的礦渣冷卻水存積部12中產(chǎn)生的高溫水31的水供給系統(tǒng)C、和供給在文丘里管11以及水洗塔13中產(chǎn)生的高溫水33、35的升溫水供給系統(tǒng)fl、f2，向上述氣化爐3的下游側(cè)、或者上述除塵裝置8的上游側(cè)供給而用于氣化爐3中生成的生成氣體5的冷卻，通過(guò)如上構(gòu)成，能夠兼顧基于設(shè)備的排熱利用的能源效率的提高、和基于冷卻生成氣體5的熱回收部的小型化的低成本化。
[0110]根據(jù)本實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)如下碳系燃料的氣化系統(tǒng)，即，能夠高效地利用氣化系統(tǒng)中產(chǎn)生的高溫水的排熱而冷卻從氣化爐出來(lái)的生成氣體，并且能夠減少?gòu)奶枷等剂袭a(chǎn)生的碳損失以及廢棄物。
[0111](實(shí)施例5)
[0112]接下來(lái)，使用圖5對(duì)具備本發(fā)明的第五實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。圖5所示的具備本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備與圖1所示的具備第一實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備的基本的結(jié)構(gòu)相同，從而省略兩者共通的結(jié)構(gòu)的說(shuō)明，以下說(shuō)明不同的結(jié)構(gòu)。
[0113]就向氣化爐3搬運(yùn)煤I以及煤渣9的搬運(yùn)介質(zhì)而言，使用由后述的CO2回收機(jī)構(gòu)回收了的C025 2的一部分。將該CO2定義為氣化爐再投入用的C0253。
[0114]通過(guò)將搬運(yùn)介質(zhì)從N2變更為CO2，來(lái)使氣化爐3內(nèi)的CO2濃度變高，促進(jìn)(2)式所示的CO2氣化反應(yīng)。由此，期待作為氣化劑的O2使用量的減少。
[0115]C + CO2 — 2C0....(2)
[0116]O2使用量的減少引起基于空氣分離器4的小型化的機(jī)器成本減少、以及基于O2制造動(dòng)力減少的運(yùn)行成本減少和能源效率提聞。
[0117]接下來(lái)，氣化爐3中生成的生成氣體5中的主成分是C0、H2、C02。若將水向該生成氣體5噴霧而使之蒸發(fā)，則不僅能夠冷卻生成氣體5，也能夠提高生成氣體5中的水蒸氣濃度。
[0118]由此，不僅能夠進(jìn)行第一實(shí)施例的(I)式所示的變換反應(yīng)，也能夠減少在后述的設(shè)于氣化爐3的下游側(cè)的變換反應(yīng)器40中添加的水蒸氣41的流量。
[0119]在本實(shí)施例中，為了在1000°C以上的高溫環(huán)境氣下促進(jìn)變換反應(yīng)，將利用設(shè)于水供給系統(tǒng)c的固態(tài)物分離部29分離了固態(tài)物的高溫水31通過(guò)該水供給系統(tǒng)c向設(shè)于氣化爐3的上部的生成氣體冷卻部7內(nèi)供給。
[0120]在氣化爐3的下游側(cè)向生成氣體5噴霧的冷卻水與第四實(shí)施例的情況相同，使用在煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備中產(chǎn)生的高溫水(在礦渣冷卻水存積部12中升溫了的高溫水15、文丘里管11的冷卻水的一部分37、水洗塔13的冷卻水的一部分38等)。
[0121 ] 這些高溫水所具有的顯熱至今未被有效利用。
[0122]另一方面，就在設(shè)于脫硫裝置17的下游側(cè)、使氣化爐5中生成的生成氣體5中的一氧化碳和水蒸氣反應(yīng)而變換反應(yīng)為二氧化碳和氫氣的變換反應(yīng)器40中添加的水蒸氣41而言，使用為了變換反應(yīng)用而制造出的水蒸氣。
[0123]因此，若能夠減少在變換反應(yīng)機(jī)器40中向生成氣體5添加的水蒸氣41的流量，則能夠降低制造減少量的水蒸氣41的動(dòng)力，從而帶來(lái)運(yùn)行成本減少和能源效率提高。
[0124]對(duì)于在設(shè)于上述水洗塔13的下游側(cè)、且對(duì)生成氣體5進(jìn)行脫硫的脫硫裝置17中脫硫了的冷卻至40°C左右的生成氣體39而言，在加熱脫硫后的生成氣體39的熱交換器42以及生成氣體加熱器43中再次加熱至200°C以上，從而向設(shè)于脫硫裝置17的下游側(cè)的生成氣體5中的變換反應(yīng)器40供給。
[0125]在上述變換反應(yīng)器40中，向脫硫后的生成氣體39添加水蒸氣41，進(jìn)行第一實(shí)施例的(I)式所示的變換反應(yīng)。通過(guò)該變換反應(yīng)，脫硫后的生成氣體39中的CO成為CO2和H2,從而H2濃度增加。此外，向變換反應(yīng)器40投入的脫硫后的生成氣體39、以及水蒸氣41的投入溫度由變換反應(yīng)催化劑的特性決定。[0126]在上述變換反應(yīng)器40中，變換反應(yīng)后的生成氣體44的溫度在變換反應(yīng)器40的出口成為200°C以上。因此，變換反應(yīng)后的生成氣體44在脫硫后的生成氣體的熱交換器42中被冷卻至150°C左右，向設(shè)于上述變換反應(yīng)器40的下游側(cè)的CO2吸收塔45供給。
[0127]在上述CO2吸收塔45中，變換反應(yīng)后的生成氣體44流入CO2吸收塔45，在該CO2吸收塔45中與CO2吸收液47接觸。由此，變換反應(yīng)后的生成氣體44中的CO2被CO2吸收液47回收而成為除去了 CO2的生成氣體46。
[0128]此處，向CO2吸收塔45投入的變換反應(yīng)后的生成氣體44的投入溫度由CO2吸收液47的特性決定。而且，在CO2吸收塔45中除去CO2后的生成氣體46的主成分成為H2。
[0129]在CO2吸收塔45中除去CO2后的生成氣體46從CO2吸收塔45作為燃料向燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器18供給，與從壓縮機(jī)24向燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器18供給的燃燒用的空氣混合而燃燒，從而產(chǎn)生高溫的燃燒氣體。
[0130]將在上述燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器18中產(chǎn)生的燃燒氣體向燃?xì)廨啓C(jī)19供給而驅(qū)動(dòng)該燃?xì)廨啓C(jī)19，并且使從燃?xì)廨啓C(jī)19排出的廢氣向蒸發(fā)器20流下而利用該蒸發(fā)器20回收廢氣所具有的排熱而產(chǎn)生蒸氣，將該產(chǎn)生的蒸氣向蒸氣渦輪21供給而驅(qū)動(dòng)該蒸氣渦輪21。
[0131]另外，在上述CO2吸收塔45中從生成氣體44吸收了 CO2的CO2吸收液48在CO2吸收液的熱交換器49、C02吸收液的加熱器50中被加熱至100°C以上，從而向設(shè)于上述CO2吸收塔45的下游側(cè)的CO2再生塔51供給。
[0132]在上述CO2再生塔51中，通過(guò)使吸收了 CO2的CO2吸收液48中的CO2釋放，能夠進(jìn)行CO2吸收液47的再利用。
[0133]對(duì)于上述CO2再生塔51中回收了的C0252而言，將其一部分作為氣化爐3的再投入用的C025 3而通過(guò)CO2供給系統(tǒng)g從CO2再生塔51導(dǎo)出，從而再次利用于煤I和煤渣9的搬運(yùn)介質(zhì)，但CO2再生塔51中回收了的C025 2的大部分向地下等供給而存積。
[0134]此處，為了較高地保 證CO2再生塔51中的CO2回收率，需要對(duì)CO2吸收液48進(jìn)行保溫。因此，將CO2吸收液48的一部分作為再生加熱用的CO2吸收液54而從CO2再生塔51抽出，在熱交換器55中被加熱至100°C以上，之后向上述CO2再生塔51投入。
[0135]該熱交換器55所需要的熱容量大，其熱源使用將蒸發(fā)器20中產(chǎn)生的200~300°C左右的低溫蒸氣56從蒸發(fā)器20通過(guò)蒸氣供給系統(tǒng)i向熱交換器55引導(dǎo)即可。將該低溫蒸氣56稱作CO2吸收液54的加熱用蒸氣56。
[0136]利用CO2吸收液48的加熱用蒸氣56所具有的顯熱，在熱交換器55中再次加熱再生加熱用的CO2吸收液54。因此，從熱交換器55出來(lái)的CO2吸收液54的加熱用蒸氣56降低至200°C以下。
[0137]對(duì)于從熱交換器55出來(lái)的CO2吸收液54的加熱用蒸氣56而言,也配設(shè)有從上述熱交換器55將加熱用蒸氣56供給至氣化爐3的下游側(cè)的蒸氣供給系統(tǒng)h，通過(guò)該蒸氣供給系統(tǒng)h從上述熱交換器55將加熱用蒸氣56向氣化爐3的下游側(cè)供給，用于生成氣體5的冷卻和變換反應(yīng)器40的變換反應(yīng)促進(jìn)即可。
[0138]這是由于，若使從熱交換器55出來(lái)的CO2吸收液54的加熱用蒸氣56返回至冷凝器26,則蒸氣的顯熱和潛熱成為廢熱。
[0139]在具備本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備中，是將如下4個(gè)系統(tǒng)的4種水、或者蒸氣向上述氣化爐3的下游側(cè)、或者上述除塵裝置8的上游側(cè)供給而用于氣化爐3中生成的生成氣體5的冷卻，但也可以是能夠供給這些各系統(tǒng)中的至少I(mǎi)種水或者蒸氣的系統(tǒng)，上述4個(gè)系統(tǒng)是:向氣化爐3的下游供給從熱交換器55出來(lái)的CO2吸收液54的加熱用蒸氣56的蒸氣供給系統(tǒng)h ;從蒸發(fā)器20向熱交換器55供給低溫蒸氣56的蒸氣供給系統(tǒng)i ;供給來(lái)自礦渣冷卻水存積部13的高溫水15的水供給系統(tǒng)c ;以及供給文丘里管11的冷卻水的一部分37以及水洗塔13的冷卻水的一部分38的升溫水供給系統(tǒng)fl、f20
[0140]以上，根據(jù)具備本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備，能夠構(gòu)建不排出CO2而能源效率高的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備。
[0141]此外，在具備本實(shí)施例的碳系燃料的氣化系統(tǒng)的煤氣化復(fù)合發(fā)電設(shè)備中，作為CO2回收機(jī)構(gòu)的一個(gè)例子，對(duì)使用了利用CO2吸收液54的CO2化學(xué)吸收方式的系統(tǒng)進(jìn)行了說(shuō)明。
[0142]另外，CO2回收機(jī)構(gòu)也可以使用膜分離等的物理吸收方式、吸附劑方式。
[0143]根據(jù)本實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)如下碳系燃料的氣化系統(tǒng)，即，能夠高效地利用高溫水的排熱來(lái)冷卻從氣化爐出來(lái)的生成氣體，并且，用現(xiàn)有的氣化爐的除塵設(shè)備回收高溫水中的固態(tài)物且能夠再次向 氣化爐投入而能夠減少?gòu)奶枷等剂系奶紦p失以及廢棄物。
【權(quán)利要求】
1.一種碳系燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 具備: 氣化爐，其使固體的碳系燃料氣化而生成生成氣體； 燃料供給系，其利用氣體從煤料斗向上述氣化爐搬運(yùn)固體的碳系燃料； 除塵部，其設(shè)于上述氣化爐的下游側(cè)，并且對(duì)從該氣化爐的上方取出的生成氣體進(jìn)行除塵; 煤渣料斗，其對(duì)在上述除塵部被除塵、生成氣體所伴有的煤渣進(jìn)行回收； 煤渣供給系統(tǒng)，其利用氣體從該煤渣料斗向上述氣化爐搬運(yùn)由上述煤渣料斗回收的煤渣；以及 水洗塔，其設(shè)于上述除塵部的下游側(cè)，并且對(duì)從該除塵部流下的上述生成氣體進(jìn)行清洗， 其中，上述氣化爐構(gòu)成為，將使碳系燃料氣化而生成的生成氣體從該氣化爐的上方取出，并且對(duì)碳系燃料所含有的無(wú)機(jī)物進(jìn)行熔融礦渣化而從該氣化爐的下方取出， 在上述氣化爐的底部設(shè)置利用從外部供給的冷卻水冷卻熔融礦渣的礦渣冷卻水存積部， 并且配設(shè)有水供給系統(tǒng)，該水供給系統(tǒng)將在上述礦渣冷卻水存積部中因熔融礦渣而升溫了的高溫水從該礦渣冷卻水存積部向上述氣化爐的下游側(cè)供給、或者向上述除塵部的上游側(cè)供給，從而對(duì)從上述氣化爐取出的生成氣體進(jìn)行冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳系燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 具備將在上述固態(tài)物分離部中回收的固態(tài)物搬運(yùn)至上述氣化爐的固態(tài)物供給系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳系燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 配設(shè)有將在上述固態(tài)物分離部中回收的固態(tài)物向上述煤渣料斗供給的其它的固態(tài)物供給系統(tǒng)， 并且構(gòu)成為通過(guò)該其它的固態(tài)物供給系統(tǒng)供給至上述煤渣料斗的固態(tài)物通過(guò)上述煤渣供給系統(tǒng)投入至上述氣化爐。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的碳系燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 在上述除塵部的下游側(cè)分別設(shè)置通過(guò)與冷卻水的氣液接觸來(lái)對(duì)從上述氣化爐取出的生成氣體進(jìn)行冷卻的文丘里管以及水洗塔， 配設(shè)升溫水供給系統(tǒng)，該升溫水供給系統(tǒng)將在上述文丘里管以及水洗塔中由于與從上述氣化爐取出的生成氣體的接觸而升溫的文丘里管的冷卻水的一部分以及水洗塔的冷卻水的一部分從該文丘里管以及水洗塔向上述氣化爐的下游側(cè)、或者上述除塵部的上游側(cè)供給，從而對(duì)從上述氣化爐取出的生成氣體進(jìn)行冷卻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳系燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 具備: 水洗塔，其設(shè)于上述除塵部的下游側(cè)，對(duì)從該除塵部流下的上述生成氣體進(jìn)行清洗；以及脫硫裝置，其設(shè)于上述水洗塔的下游側(cè)，對(duì)從該水洗塔流下的上述生成氣體進(jìn)行脫硫，并且分別具備=CO2吸收塔，其設(shè)于脫硫裝置的下游側(cè)，并使吸收液吸收從該脫硫裝置流下的上述生成氣體中的CO2 ；以及CO2再生塔，其對(duì)吸收了該CO2的CO2吸收液進(jìn)行加熱而進(jìn)行分離CO2,從而再生吸收液， 配設(shè)有CO2供給系統(tǒng)，該CO2供給系統(tǒng)以利用在上述CO2再生塔中分離的CO2將固態(tài)物的碳系燃料搬運(yùn)至氣化爐的方式從上述CO2再生塔向煤料斗供給co2。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳系燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 配設(shè)有蒸氣供給系統(tǒng)，該蒸氣供給系統(tǒng)將作為從上述CO2再生塔抽出的再生加熱用的CO2吸收液的熱源而使用的蒸氣從上述CO2再生塔向上述氣化爐的下游側(cè)、或者上述除塵部的上游側(cè)供給，從而冷卻生成氣體`。
【文檔編號(hào)】C10J3/84GK103710046SQ201310467301
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月9日
【發(fā)明者】石賀琢也, 木曾文彥, 流森文彥, 山藤正德, 池田健一 申請(qǐng)人:巴布考克日立株式會(huì)社, 電源開(kāi)發(fā)株式會(huì)社