(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭ガス化システムの脱硫設備部で、設備内の液体循環ラインに設けられた固形物除去装置で回収された固形有機物を、軽油、灯油或いはアセトンのいずれかからなる有機溶媒に溶解し、該溶解物を、微粉炭を高温燃焼して生成ガスを生成する石炭ガス化炉内に投入して燃料の一部として利用するとともに、前記溶解物を硫化水素ストリッパオフガスの燃焼を行うオフガス燃焼炉で燃焼させて生成される燃焼排ガスにより蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンの駆動に利用することを特徴とする石炭ガス化システムに組み込まれた脱硫設備運転方法。
【請求項２】
前記固形状の有機物の溶解を促進するために、前記固形物を微粒化した後、溶解することを特徴とする請求項１記載の石炭ガス化複合発電の脱硫設備運転方法。
【請求項３】
前記固形物を溶解するための溶媒として軽油若しくは灯油からなる第１の溶媒とアセトンからなる第２の溶媒を組み合わせて使用することを特徴とする請求項１記載の石炭ガス化システムに組み込まれた脱硫設備運転方法。
【請求項４】
石炭ガス化システムの脱硫設備部内の液体循環ラインに設けられた固形物除去装置で回収可能に構成された石炭ガス化システムにおいて、
前記固形有機物を、軽油、灯油或いはアセトンのいずれかからなる有機溶媒に溶解する溶解手段と、該溶解による溶解物を燃焼させる２つの燃焼炉と、該燃焼炉の一方で生成される燃焼排ガスにより蒸気を発生させる熱交換器とを備えるとともに、
前記２つの燃焼炉の内、１の燃焼炉が、微粉炭を高温燃焼して生成ガスを生成する石炭ガス化炉であり、他の燃焼炉が、硫化水素ストリッパオフガスの燃焼を行うオフガス燃焼炉であることを特徴とする石炭ガス化システム。
【請求項５】
前記固形状有機物の溶解手段の上流側に、前記固形物を粉砕する手段を配置したことを特徴とする請求項４記載の石炭ガス化システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石炭ガス化システムに組み込まれた脱硫設備の運転方法とそのシステムに係り、特に石炭ガス化システムの脱硫設備内の液体循環ラインで発生したＣＨ系固形有機物をシステム内で処理し、プラント運転時の廃棄物発生量の低減を図った前記脱硫設備の運転方法とそのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より石炭ガス化システムとして図２に示す装置が提案されている。
図中１は、コンバスタ１ａとリダクタ１ｂからなる空気吹き加圧二段噴流床式ガス化炉で、コンバスタ１ａ内に微粉炭（石炭）とチャーと空気とを投入して高温燃焼した後、更にその上方のリダクタ１ｂ内に更に微粉炭（石炭）を投入してコンバスタ１ａの高温燃焼を利用して乾留ガス化させる。ガス化したＣＯやＨ2等の生成ガスは、水冷壁ボイラ（熱回収ボイラ）１２により冷却された後、ポーラスフィルタ（脱塵装置）１３、ガス熱交換器２１、ＣＯＳ変換器２２、ガス熱交換器２３を経てガス冷却塔１４及びガス洗浄塔１５からなるアンモニア除去装置でアンモニアを除去した後、Ｈ2Ｓ吸収塔１６に送られ、Ｈ2Ｓを除去する。
前記ガス洗浄塔１５からガス冷却塔１４への冷却水の戻りライン３１、及びガス冷却塔１４から冷却水貯留槽２６へのライン３２に夫々ストレーナ８、９を設け、前記気液接触により冷却水中に析出したベンゼン系炭化水素を主要成分とする固形状有機物を分離する。
Ｈ2Ｓ吸収塔１６では、吸収液により粗生成ガス中のＨ2Ｓ、ＣＯＳ等の硫黄化合物がガスタ−ビン１７の許容濃度以下まで除去される。
【０００３】
精製されたガスはスチーム熱交換器２４、ガス熱交換器２３及びガス熱交換器２１で順次昇温してガスタ−ビン１７に送られ、発電が行われ、一方ガスタ−ビン１７からの燃焼排ガスは不図示の排熱回収ボイラにて冷却されると同時にスチーム熱交換器２４で昇温された高圧蒸気を回収し、ここで得られた蒸気は不図示の蒸気タービンに送られ、発電が行われる。
【０００４】
又Ｈ2Ｓ吸収塔１６でＨ2Ｓ等の硫黄化合物を吸収した吸収液は吸収再生塔１８に送られ、吸収液再生加熱器１９で加熱することで吸収しているＨ2Ｓを脱離し再生される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる石炭ガス化システムに組み込まれた脱硫設備においては、前記アンモニアガス除去のためのガス冷却塔１４への冷却水の戻りライン３１、及びガス冷却塔１４から冷却水貯留槽２６へのライン３２に夫々ストレーナ８、９を、Ｈ2Ｓ吸収塔１６から熱交換器２５への抜き出しライン上にはストレーナ１０を設け、生成ガスの冷却により生じたベンゼン系炭化水素系の固形物を析出する。
このような石炭ガス化複合発電の脱硫装置で設備内の液体循環ラインで発生した固形物は、ストレーナ等の異物除去装置で回収して産業廃棄物として廃棄していた。
【０００６】
しかしながら固形物の廃棄は公害防止上なかなか困難な状況にある。
そこで近年前記固形物を燃焼することが検討されているが、元々析出点が高くその燃焼が困難であるのみならず、炉壁にタール等として付着しやすい。
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、石炭ガス化システムの脱硫設備内の液体循環ラインで発生したＣＨ系固形有機物をシステム内で処理し、プラント運転時の廃棄物発生量の低減を図った前記脱硫設備の運転方法とそのシステムを提供することにある。
本発明の他の目的は閉サイクルで前記ＣＨ系固形有機物を処理するとともに、より高効率な熱回収が可能な前記脱硫設備の運転方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するもので、石炭ガス化システムの脱硫設備部で、設備内の液体循環ラインに設けられた固形物除去装置で回収された固形有機物を、軽油、灯油或いはアセトンのいずれかからなる有機溶媒に溶解し、該溶解物を、微粉炭を高温燃焼して生成ガスを生成する石炭ガス化炉内に投入して燃料の一部として利用するとともに、前記溶解物を硫化水素ストリッパオフガスの燃焼を行うオフガス燃焼炉で燃焼させて生成される燃焼排ガスにより蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービンの駆動に利用することを特徴とする石炭ガス化システムに組み込まれた脱硫設備運転方法を提案する。
かかる発明によれば、脱硫設備内の液体循環ラインで発生したＣＨ系固形有機物は５mmから卵大の大きさを有し、滞留させると不定形のスラッジから卵大以上の大きさに成長するが、これを有機溶媒で溶解して燃料の一部として用いるために、確実な燃焼が可能であり、閉サイクルで前記ＣＨ系固形有機物を処理するとともに、より高効率な熱回収が可能となる。
また、前記燃焼炉を、硫化水素ストリッパオフガスの燃焼を行うオフガス燃焼炉で構成し、これにより硫化水素ストリッパオフガスの有効な燃焼を実現するとともに、前記オフガス燃焼炉の下流側に熱交換器を配設して蒸気タービン発電用の蒸気を生成することにより高温度の蒸気の生成が可能となり、効率的な熱回収が可能となる。
更に本発明によれば、前記固形物が閉サイクルシステム内で処理され、プラント運転時の廃棄物発生量の低減を図ることが出来る。
【０００８】
この場合、前記固形状の有機物の溶解を促進するために、前記固形物を微粒化した後、溶解するのがよい。
又前記固形物を溶解するための溶媒としては軽油若しくは灯油が安価であるが、アセトンを組み合わせて使用することにより、値段的にリーズナブルで且つ溶解も促進される。
【０００９】
かかる運転方法の発明を達成する好適なシステムとして、石炭ガス化システムの脱硫設備部内の液体循環ラインに設けられた固形物除去装置で回収可能に構成された石炭ガス化システムにおいて、
前記固形有機物を、軽油、灯油或いはアセトンのいずれかからなる有機溶媒に溶解する溶解手段と、該溶解による溶解物を燃焼させる２つの燃焼炉と、該燃焼炉の一方で生成される燃焼排ガスにより蒸気を発生させる熱交換器とを備えるとともに、
前記２つの燃焼炉の内、１の燃焼炉が、微粉炭を高温燃焼して生成ガスを生成する石炭ガス化炉であり、他の燃焼炉が、硫化水素ストリッパオフガスの燃焼を行うオフガス燃焼炉であることを特徴とする石炭ガス化システムを提案する。
【００１０】
これにより硫化水素ストリッパオフガスの有効な燃焼とともに、前記のように、オフガス燃焼炉の下流側に熱交換器を配設して蒸気タービン発電用の蒸気を生成することにより高温度の蒸気の生成が可能となるとともに、効率的な熱回収が可能となる。
【００１１】
又前記燃焼炉として、微粉炭を高温燃焼して生成ガスを生成する石炭ガス化炉に用いても良く、この場合は燃料としての再利用とともに、再度生成ガスの生成が可能である。又前記固形状有機物の溶解手段の上流側に、前記固形物を粉砕する手段を配置するのがよいことは前記したとおりである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載される構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１３】
図１は、石炭ガス化複合発電システムの脱硫設備内の液体循環ラインで発生したＣＨ系固形有機物をシステム内で処理し、プラント運転時の廃棄物発生量の低減を図った本発明の実施例に係る石炭ガス化複合発電システムの全体図で、図中１は、コンバスタ１ａとリダクタ１ｂからなる空気吹き加圧二段噴流床式ガス化炉、１２は水冷壁ボイラ（熱回収ボイラ）、１３はポーラスフィルタ（脱塵装置）、２１、２３はガス熱交換器、２２はＣＯＳ変換器、１７はガスタービンで、ここまでの構成は前記従来技術で説明した通りである。
そしてガス熱交換器２３で精製ガスと熱交換された生成ガスは、ガス冷却塔１４及びガス洗浄塔１５内で冷却水の気液接触により冷却、洗浄されアンモニアを除去される。即ち、前記ガス洗浄塔１５からガス冷却塔１４への冷却水の戻りライン３１、及びガス冷却塔１４から冷却水貯留槽２６へのライン３２に夫々ストレーナ８、９を設け、前記気液接触により冷却水中に析出したベンゼン系炭化水素を主要成分とする固形状有機物を分離する。尚、ストレーナ８、９の設置位置は循環ラインでもよい。
【００１４】
そして前記アンモニア除去装置でアンモニアを除去した生成ガスは、Ｈ2Ｓ吸収塔１６に送られ、硫化水素吸収液の散布により、Ｈ2Ｓを除去する。
Ｈ2Ｓ吸収塔１６では、吸収液により粗生成ガス中のＨ2Ｓ、ＣＯＳ等の硫黄化合物がガスタ−ビン１７の許容濃度以下まで除去される。
精製されたガスはスチーム熱交換器２４、ガス熱交換器２３及びガス熱交換器２１で順次昇温してガスタ−ビン１７に送られ、発電が行われ、一方ガスタ−ビン１７からの燃焼排ガスは不図示の排熱回収ボイラにて冷却されると同時にスチーム熱交換器２４で昇温された高圧蒸気を回収し、ここで得られた蒸気は不図示の蒸気タービンに送られ、発電が行われる。
【００１５】
Ｈ2Ｓ吸収塔１６でＨ2Ｓ、ＣＯＳ等の硫黄化合物を吸収した吸収液は、ストレーナ１０で前記固形状有機物を除去した後、吸収再生塔１８に送られ，吸収液再生加熱器１９で加熱することで吸収しているＨ2Ｓを脱離し再生される。
吸収再生塔１８で再生された吸収液は、熱交換器２５を介してＨ2Ｓ吸収塔１６に送られ、硫化水素吸収液の散布により、Ｈ2Ｓを除去する点は前記した通りである。
又吸収再生塔１８で分離されたＨ2Ｓストリッパオフガスは、ライン６を介してオフガス燃焼炉５に導入されて燃焼される。
【００１６】
一方前記３つのストレーナ８、９、１０で分離された固形状有機物は、固形物回収装置２で回収された後、ローラミルやボールミル等の固形物粉砕装置３で微粉状に粉砕され、固形物溶解装置４に送られる。
固形物溶解装置４では、前記固形物を溶解するための溶媒として軽油若しくは灯油からなる第１の溶媒とアセトンからなる第２の溶媒を組み合わせて撹拌溶解する。
勿論、溶剤として軽油若しくは灯油からなる第１の溶媒のみを用いた方がコストは安価であり、又アセトンからなる第２の溶媒を用いた方が溶解力は高いが、コスト及び溶解速度の面より、両者を組み合わせて撹拌溶解するのがよい。
【００１７】
溶解された固形物／溶媒は、液状燃料として利用できるために、オフガス燃焼炉５にライン７を介して空気とともに導入されてＨ2Ｓストリッパオフガスとともに燃焼される。
この場合、前記オフガス燃焼炉５は筒状をなし、空気と前記液状燃料はその入口側に導入し、燃焼域が高温となった前記筒状のオフガス燃焼炉５の途中位置にＨ2Ｓストリッパオフガスを導入して燃焼するのがよい。
そして前記オフガス燃焼炉５で燃焼された高温排ガスは、前記オフガス燃焼炉５の下流側に熱交換器２９を配設して蒸気タービン発電用の蒸気を生成した後、公知の排煙脱硫設備に送給される。
これにより高温度の蒸気の生成が可能となるとともに、効率的な熱回収が可能となる。
【００１８】
又前記液状燃料は、ライン１１を介して微粉炭を高温燃焼して生成ガスを生成する石炭ガス化炉１のコンバスタ１ａ内に導入しても良く、この場合は燃料としての再利用とともに、前記液状燃料がベンゼン系炭化水素を含むために、再度生成ガスの生成が可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、石炭ガス化システムの脱硫設備内の液体循環ラインで発生したＣＨ系固形有機物をシステム内で処理し、プラント運転時の廃棄物発生量の低減を図ることが出来るとともに、閉サイクルで前記ＣＨ系固形有機物を処理することが出来、より高効率な熱回収が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  石炭ガス化複合発電システムの脱硫設備内の液体循環ラインで発生したＣＨ系固形有機物をシステム内で処理し、プラント運転時の廃棄物発生量の低減を図った本発明の実施例に係る石炭ガス化複合発電システムの全体図である。
【図２】  従来技術にかかる図１対応の石炭ガス化複合発電システムの全体図である。
【符号の説明】
１            ガス化炉
１ａ          コンバスタ
１ｂ          リダクタ
２            固形物回収装置
３            固形物粉砕装置
４            固形物溶解装置
５            オフガス燃焼炉
６、７、１１  ライン
８、９、１０  ストレーナ
【図１】
0004107869.tif 000002
【図２】
0004107869.tif 000003