固體燃料的氣化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種使用褐煤等高水分的固體燃料的氣化系統(tǒng)，其能夠抑制由燃料干燥引起的能效降低以及有效利用燃料干燥所產(chǎn)生的水蒸氣。使水分含有量較多的固體燃料在氣化爐的上游側(cè)干燥。在氣化爐中供給干燥后的固體燃料，防止氣化爐內(nèi)的溫度降低。另一方面，將由燃料干燥產(chǎn)生的、含有水蒸氣的氣體向氣化爐的下游供給，對(duì)生成氣體進(jìn)行冷卻，促進(jìn)變換反應(yīng)。燃料干燥的熱源使用由變換反應(yīng)器下游的熱回收產(chǎn)生的水蒸氣、在由CO2再生塔進(jìn)行CO2吸收液的再生加熱中使用的水蒸氣等設(shè)備廢熱、從生成氣體回收后進(jìn)行隔熱壓縮的CO2等。
【專利說明】固體燃料的氣化系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使用褐煤等水分含有量較高的固體燃料的氣化系統(tǒng)，涉及對(duì)由固體燃料的干燥引起的能效降低進(jìn)行抑制的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]褐煤等高水分固體燃料的利用量增至煤炭整體的利用量的大致一半。褐煤的水分含有量為30~65%左右。該數(shù)據(jù)比在日本發(fā)電用中較多使用的煙煤要高5~10倍。褐煤的每單位重量的凈熱值是煙煤的40~70%左右，因此相同的氧氣含量下的褐煤的燃燒溫度與煙煤相比要低數(shù)百度。
[0003]另一方面，在使煤炭部分燃燒(氣化)并回收以CO、H2為主成分的生成氣體并將煤炭中的灰分進(jìn)行熔渣化而從生成氣體分離的煤氣化爐中，需要將爐內(nèi)溫度升高至灰熔點(diǎn)(1200~1600°C)以上。在將褐煤直接投入到氣化爐的情況下，因?yàn)槠渌至枯^大和凈熱值較低，無法使?fàn)t內(nèi)溫度升高，存在在爐內(nèi)不能進(jìn)行灰熔融而無法進(jìn)行氣化運(yùn)轉(zhuǎn)的情況。為了提高爐內(nèi)溫度，需要預(yù)先將氣化爐投入前的褐煤干燥來減少水分量，提高凈熱值。
[0004]另外，為了提高氣化系統(tǒng)整體能效，需要謀求用于褐煤干燥的能量使用量降低與產(chǎn)生的水蒸氣的有效利用。例如，在專利文獻(xiàn)1中，記載有如下的褐煤干燥系統(tǒng):在褐煤的干燥中使用流動(dòng)層，將產(chǎn)生的水蒸氣應(yīng)用于以下的三種情況。
[0005](1)使水蒸氣在流動(dòng)層內(nèi)再循環(huán)并用作褐煤的流動(dòng)化氣體以及直接加熱的熱源。
[0006](2)將來自于水蒸氣的熱回收所產(chǎn)生的新的水蒸氣用作將流動(dòng)層內(nèi)的褐煤間接加熱的熱源。
[0007](3)將水蒸氣用作變換反應(yīng)器中的變換反應(yīng)用蒸氣。
[0008]此外，在專利文獻(xiàn)2中，公開有如下煤氣化系統(tǒng):將用于使具有規(guī)定的水分的亞煙煤或者褐煤干燥而形成水分量調(diào)節(jié)煤炭的干燥裝置設(shè)在煤氣化反應(yīng)爐的上游，生成具有規(guī)定的水分量的水分量調(diào)節(jié)煤炭，不向氣化爐供給水蒸氣地將焦油/焦炭高效氣化。
[0009]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-214562號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)2:W0國際公開2011-129192號(hào)公報(bào)
[0013]發(fā)明要解決的課題
[0014]在使褐煤等高水分的固體燃料在投入氣化爐前進(jìn)行干燥的氣化系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)整體的能效，需要降低用于燃料干燥的能量使用量和有效利用產(chǎn)生的水蒸氣。
[0015]首先，作為燃料干燥中的能量使用量試算的一個(gè)例子，將對(duì)水分50wt%的高水分固體燃料1500t/d(含有水分750t/d)進(jìn)行干燥、作為水分25wt%的高水分固體燃料1000t/d(含有水分250t/d)而投入到氣化爐的情況下的、干燥后的燃料的總發(fā)熱量表示在表1中。此外，將燃料干燥所需要的熱量表示在表2中。
[0016]在表2中，假設(shè)燃料中的水分作為20°C的液體存在，燃料干燥的定義是將20°C的液體的水加熱成100°c的水蒸氣。
[0017]根據(jù)表1的(4)(單位Giga Joule)以及表2的(10)可知，燃料干燥所需要的熱量達(dá)到干燥后燃料的總發(fā)熱量的大約7%。在此，燃料干燥的熱源可以是100°C以上，氣化系統(tǒng)所產(chǎn)生的廢熱利用是有效的。此外，在具備生成氣體中的CO2回收機(jī)構(gòu)的氣化系統(tǒng)中，也考慮對(duì)回收的CO2進(jìn)行加熱而將其作為燃料干燥的熱源的系統(tǒng)。然而，在專利文獻(xiàn)I中，對(duì)于使用氣化系統(tǒng)的廢熱、回收CO2進(jìn)行燃料干燥的氣化系統(tǒng)，并沒有言及。
[0018][表 I]
[0019]干燥后燃料的總發(fā)熱量試算的一例
[0020](1000t/d)
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種固體燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 該氣化系統(tǒng)具備:將固體燃料干燥的干燥裝置、干燥后的固體燃料的粉碎裝置、貯存粉碎后的固體燃料的料斗、燃料搬運(yùn)回路、氣化爐、生成氣體冷卻部、除塵裝置、洗滌塔以及脫硫裝置，將在所述干燥裝置產(chǎn)生的含有水蒸氣的氣體在所述氣化爐的下游側(cè)與來自于所述氣化爐的生成氣體混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 該氣化系統(tǒng)具備:C0變換反應(yīng)器與CO2回收機(jī)構(gòu)，所述料斗具有閉鎖料斗與進(jìn)料斗，由所述干燥裝置產(chǎn)生的含有水蒸氣的氣體向所述生成氣體冷卻部和所述CO變換反應(yīng)器中的至少一方供給。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 該氣化系統(tǒng)具備將來自于所述CO變換反應(yīng)器的生成氣體向所述干燥裝置進(jìn)行供給的生成氣體供給回路，將所述CO變換反應(yīng)器的反應(yīng)熱用作所述干燥裝置中的干燥熱源。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 該氣化系統(tǒng)具備設(shè)置在所述CO變換反應(yīng)器下游的熱回收部和將由該熱回收部產(chǎn)生的水蒸氣向所述干燥裝置供給的水蒸氣供給回路，將CO變換反應(yīng)器中的反應(yīng)熱用作所述干燥裝置中的干燥熱源。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 所述CO2回收機(jī)構(gòu)具有CO2再生塔，該CO2再生塔具備對(duì)所述CO2吸收液的一部分進(jìn)行加熱的再生加熱部，該氣化系統(tǒng)具備水蒸氣供給機(jī)構(gòu)，該水蒸氣供給機(jī)構(gòu)具備將由所述再生加熱部加熱所述CO2吸收液之后的水蒸氣向所述干燥裝置供給的水蒸氣供給回路，并將由所述再生加熱部加熱CO2吸 收液之后的水蒸氣用作在所述干燥裝置中的干燥熱源。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 該氣化系統(tǒng)具備將壓縮CO2的顯熱用作所述固體燃料的干燥熱源的供給機(jī)構(gòu)，該供給機(jī)構(gòu)具備壓縮裝置和CO2供給回路，所述壓縮裝置將由所述CO2回收機(jī)構(gòu)回收的CO2壓縮，所述CO2供給回路將壓縮CO2向所述干燥裝置供給。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 該氣化系統(tǒng)具備將壓縮CO2向所述干燥裝置供給并作為所述固體燃料的干燥熱源、將所述壓縮CO2向所述閉鎖料斗和所述進(jìn)料斗進(jìn)行供給的供給回路，將所述壓縮CO2用作通向所述氣化爐的干燥了的固體燃料的搬運(yùn)介質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固體燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 該氣化系統(tǒng)具備將所述壓縮CO2的顯熱用作所述固體燃料的干燥熱源以及干燥后的固體燃料的預(yù)熱的供給機(jī)構(gòu)，該供給機(jī)構(gòu)具備將壓縮CO2分別向所述干燥裝置、所述閉鎖料斗以及所述進(jìn)料斗供給的CO2供給回路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固體燃料的氣化系統(tǒng)，其特征在于， 將由所述閉鎖料斗以及所述進(jìn)料斗產(chǎn)生的含有水蒸氣的氣體在所述氣化爐的下游側(cè)與來自于該氣化爐的生成氣體進(jìn)行混合。
【文檔編號(hào)】C10J3/72GK103805280SQ201310524643
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月8日
【發(fā)明者】石賀琢也, 木曾文彥, 流森文彥, 末次朗憲 申請(qǐng)人:巴布考克日立株式會(huì)社